JP2016180436A - Crown type holder, ball bearing and bearing unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冠型保持器、及び、玉軸受、並びに、軸受ユニットに関し、より詳細には、ハードディスクドライブのスイングアームなどに適用される、冠型保持器、及び、玉軸受、並びに、軸受ユニットに関する。 The present invention relates to a crown type cage, a ball bearing, and a bearing unit, and more particularly, to a crown type cage, a ball bearing, and a bearing unit that are applied to a swing arm of a hard disk drive. About.
図5(a)〜(c)は、ハードディスクドライブ(Hard Disc Drive(以下、HDDとも言う))の概略構成を一例として示している。当該HDDは、情報(データ)を記録する磁気ディスク(ハードディスク)2と、当該磁気ディスク2を回転させるスピンドルモータ4と、先端部に磁気ヘッド6が取り付けられたアクチュエータとしてのスイングアーム8と、当該スイングアーム8の基端部に設けられ、スイングアーム8を回転駆動させるボイスコイル9とを備えている。
FIGS. 5A to 5C illustrate an example of a schematic configuration of a hard disk drive (Hard Disc Drive (hereinafter also referred to as HDD)). The HDD includes a magnetic disk (hard disk) 2 for recording information (data), a
スイングアーム8は、軸受ユニット10を介してHDDのベースBs上に回動可能に軸支されており、ボイスコイル9によって回転駆動された際、回転状態の磁気ディスク2に対して磁気ヘッド6を平行移動(トレース)させる。これにより、HDDにおいて、磁気ヘッド6を介して磁気ディスク2から情報を読み取ること、あるいは磁気ディスク2へ情報を書き込むこと(記録すること)ができる。
The
軸受ユニット10には、HDDのベースBsに立設された軸12と、スイングアーム8が外装されるスリーブ18と、これらの軸12とスリーブ18との間に介在された玉軸受14、16が備えられている。
The
また、玉軸受14、16には、相対回転可能に対向して配置された一対の軌道輪として、内輪30及び外輪31と、当該内輪30及び外輪31の間に転動自在に組み込まれた複数の玉32と、当該玉32を1つずつ回転自在に保持する保持器33が備えられ、一般的に、軸受内部に封入されたグリースによってグリース潤滑が行われている。そして、内輪30及び外輪31の間には、軸受内部を密封するための非接触型のシールド部材34、34が介在され、これにより、軸受外部からの異物(例えば、塵埃)の侵入が防止されているとともに、軸受内部に封入されたグリース組成物の軸受外部への漏洩が防止されている。
Further, the
保持器33としては、図6に示すように、樹脂製の冠型保持器が適用され、軸方向一方側に開口部40をそれぞれ備える複数の球面ポケット41が円周方向に所定の間隔で形成されている。
As the
そして、かかる玉軸受14、16は、内輪30が軸12に外嵌されているとともに、外輪31がスリーブ18に内嵌された状態で、当該スリーブ18に装着されたスイングアーム8を回動自在に軸支している。また、スリーブ18の内周部には、玉軸受14、16相互間に介在するように環状の間座20が嵌合されている。これにより、玉軸受14、16が所定の予圧を付与された状態で所定位置に位置決め固定され、ガタつくこと無く安定して回動可能な状態となり、スイングアーム8を応答性良くスムーズに回動させることができる。
The
また、従来、玉軸受用の冠型保持器としては、ポケットの内面に、保持器内径側のポケット開口縁から保持器外径側に延びる凹み部を設け、高速回転においても耐グリース漏洩性を持たせたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a crown type cage for ball bearings, a concave portion extending from a pocket opening edge on the inner diameter side of the cage to the outer diameter side of the cage is provided on the inner surface of the pocket so that grease leakage resistance is achieved even at high speed rotation. What was given is known (for example, refer to Patent Document 1).
ところで、ハードディスクの高性能化に伴い、HDD内部の清浄度に対する要求は年々高まっている。HDD内部の磁気ディスク、読取ヘッド等に異物が付着すると性能の低下やプログラムのエラー、最悪の場合HDDの故障を招くため、HDDの内部部品は高い清浄度が求められる。 By the way, with the improvement in performance of hard disks, the demand for cleanliness inside HDDs is increasing year by year. If foreign matter adheres to a magnetic disk, a read head, or the like inside the HDD, performance degradation, program error, or worst case HDD failure is caused. Therefore, high cleanliness is required for the internal components of the HDD.
特に、スイングアームを支持するピボット軸受ユニットのグリースに起因するオイルパーティクルは、HDD内部の汚染要因の一つとして大きなウェイトを占めている。軸受内部は、グリースから供給されるベースオイルによって潤滑性が保たれているが、同時に、ベースオイルを挟んで部品が相互に摺動することで、ベースオイルが微小な粒子として飛散する。また、HDD内部には、記録メディアの高速回転に伴う強いエアフローが存在するため、微小な粒子はエアフローにより軸受外部に放出され、HDD内部の汚染につながっている。 In particular, oil particles resulting from the grease of the pivot bearing unit that supports the swing arm occupy a large weight as one of the contamination factors inside the HDD. The inside of the bearing is kept lubricated by the base oil supplied from the grease, but at the same time, the base oil scatters as fine particles by sliding the parts against each other with the base oil interposed therebetween. In addition, since there is a strong air flow accompanying the high-speed rotation of the recording medium inside the HDD, minute particles are released to the outside of the bearing by the air flow, leading to contamination inside the HDD.
図6に示した従来の冠型保持器33では、球面ポケット41の直径は、玉32を保持すると共に、玉32の動きを阻害しないように、玉32より若干大きく設計されている。このため、球面ポケット41と玉32との間には隙間が形成され、ベースオイルの一部は、この隙間を油溜りとして、該隙間に存在することになる。
In the conventional crown-
HDDのスイングアームは、基本的に往復動するため、玉軸受14,16も常に往復動している。このため、玉32は、ポケット41の内部で前後に往復し、ポケット41の内壁に衝突を繰り返すような動きをしているとみなすことができる。図6に示す冠型保持器33では、玉32が往復動し、ポケット41の内壁で衝突を繰り返すことで、玉32が球面ポケット41内部の油溜りを叩き、ベースオイルが飛散して、多くのオイルパーティクルが発生していると考えられる。
特許文献1に記載の冠型保持器は、上記のような課題を考慮したものではない。
Since the swing arm of the HDD basically reciprocates, the
The crown type cage described in Patent Document 1 does not consider the above-described problems.
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、アウトパーティクルの発生を抑えることができる冠型保持器、及び、玉軸受、並びに、軸受ユニットを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a crown type cage, a ball bearing, and a bearing unit that can suppress the generation of out particles.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 軸方向一方側に開口部をそれぞれ備える複数のポケットが円周方向に所定の間隔で形成される冠型保持器であって、
前記ポケットは、軸受径方向の一方側に形成された球面形状の第1ポケット面と、軸受径方向の他方側に形成され、前記ポケットの中心を通って径方向に延びる中心線を中心軸とし、前記第1ポケット面との境界位置を前記球面形状との接点とする前記第1ポケット面の接線を母線とした円筒形状又は円錐形状の第2ポケット面と、を有することを特徴とする冠型保持器。
(2) 前記第2ポケット面は、前記接線の接点が、前記第1ポケット面のピッチ円直径と前記接線との交点と一致することで、前記円筒形状に形成されることを特徴とする(1)に記載の冠型保持器。
(3) 前記第2ポケット面は、前記接線の接点が、前記第1ポケット面のピッチ円直径と前記接線との交点よりも軸受径方向における一方側とすることで、前記円錐形状に形成されることを特徴とする(1)に記載の冠型保持器。
(4) 内輪と、外輪と、該内輪及び外輪間に配置される複数の玉と、該玉をそれぞれ保持する、(1)〜(3)のいずれかに記載の冠型保持器と、を有する玉軸受。
(5) ハウジングと、
軸部材と、
前記ハウジングと前記軸部材との間に配置され、(4)に記載の玉軸受からなる2つ以上の軸受と、
を有し、
前記2つ以上の軸受は、前記ハウジングと前記軸部材に一体的に固定されている軸受ユニット。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) A crown-type cage in which a plurality of pockets each having an opening on one side in the axial direction are formed at predetermined intervals in the circumferential direction,
The pocket has a spherical first pocket surface formed on one side in the bearing radial direction and a center line formed on the other side in the bearing radial direction and extending in the radial direction through the center of the pocket. And a second pocket surface having a cylindrical shape or a conical shape having a tangent to the first pocket surface as a generating line and having a boundary position with the first pocket surface as a contact point with the spherical shape. Mold holder.
(2) The second pocket surface is formed in the cylindrical shape by having the contact point of the tangent line coincide with an intersection point of a pitch circle diameter of the first pocket surface and the tangent line. The crown type cage as described in 1).
(3) The second pocket surface is formed in the conical shape by having the contact point of the tangent line on one side in the bearing radial direction with respect to the intersection point of the pitch circle diameter of the first pocket surface and the tangent line. The crown type retainer according to (1), wherein
(4) An inner ring, an outer ring, a plurality of balls arranged between the inner ring and the outer ring, and the crown type cage according to any one of (1) to (3), which holds the balls, respectively. Having ball bearings.
(5) a housing;
A shaft member;
Two or more bearings which are arranged between the housing and the shaft member and are composed of the ball bearings according to (4);
Have
The two or more bearings are bearing units that are integrally fixed to the housing and the shaft member.
本発明の冠型保持器によれば、ポケットは、所定の半径方向位置に対して半径方向一方側に形成された球面形状の第1ポケット面と、所定の半径方向位置に対して半径方向他方側に形成され、ポケットの中心を通って径方向に延びる中心線を中心軸とし、前記所定の半径方向位置における前記球面形状の接線を母線とした円筒形状又は円錐形状の第2ポケット面と、を有する。これにより、グリースのベースオイルがポケットの表面を濡らす一方、ポケットの内部にたまることがないため、オイルパーティクルの発生を抑えることができる。
したがって、上記冠型保持器を備えた、玉軸受、及び軸受ユニットにおいても、同様の効果を奏することができる。
According to the crown type cage of the present invention, the pocket includes a spherical first pocket surface formed on one side in the radial direction with respect to the predetermined radial position and the other side in the radial direction with respect to the predetermined radial direction position. A cylindrical or conical second pocket surface having a central axis extending in the radial direction through the center of the pocket as a central axis and a tangent of the spherical shape at the predetermined radial position as a generating line; Have As a result, the base oil of the grease wets the surface of the pocket, but does not collect inside the pocket, so that generation of oil particles can be suppressed.
Therefore, the same effect can be obtained also in the ball bearing and the bearing unit provided with the crown type cage.
以下、本発明の各実施形態に係る冠型保持器について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、本発明は、冠型保持器の改良に関し、冠型保持器が適用される玉軸受のその他の構成は、従来の玉軸受と同様である。したがって、該一対の玉軸受を備える軸受ユニット、及び該軸受ユニットが適用されるHDDの各概略構成も、冠型保持器以外については、図5(a)〜(c)で示した構成のものと同様である。
Hereinafter, a crown type cage according to each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The present invention relates to an improvement of a crown type cage, and other configurations of the ball bearing to which the crown type cage is applied are the same as those of a conventional ball bearing. Accordingly, each schematic configuration of the bearing unit including the pair of ball bearings and the HDD to which the bearing unit is applied is the same as that shown in FIGS. 5A to 5C except for the crown type cage. It is the same.
(第1実施形態)
図1及び図2に示すように、第1実施形態の樹脂製の冠型保持器33Aは、円環状の本体部分42と、該本体部分42から軸方向にそれぞれ延び、円周方向に所定の間隔で設けられた複数の柱部43と、を有し、柱部43の軸方向一方側には、円周方向両側に爪部44,44が形成されている。そして、複数の柱部43間には、軸方向一方側に開口部40Aをそれぞれ備える複数のポケット41Aが円周方向に所定の間隔で形成される。
なお、本実施形態の冠型保持器33Aは、ポリアミド66などのポリアミド系樹脂と10wt%のガラス繊維などの強化繊維からなる樹脂製保持器を採用している。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the resin-made crown-shaped
The
特に、冠型保持器33Aのポケット41Aは、軸受径方向における外輪側に形成された球面形状の第1ポケット面45と、軸受径方向における内輪側に形成される円筒形状の第2ポケット面46と、を有する。第2ポケット面46は、ポケット41の中心Oを通って径方向に延びる中心線Lを中心軸とし、第1ポケット面45を基準としたポケットピッチ円直径(PCD)位置における球面形状の接点を通る接線L1を母線とした円筒形状に形成される。以降、第1ポケット面45を基準としたポケットピッチ円直径(PCD)を「ポケットPCD」と略称する。また、ポケットPCDと接線L1との交点をPAとする。
In particular, the
即ち、第1及び第2ポケット面45、46の境界位置B1をポケットPCDの位置とすると、ポケットPCDと球面形状の接線L1との交点PAは、接線L1の接点と一致しており、接線L1は、軸受の半径方向に沿って延びる。このため、該接線L1を母線として第2ポケット面46を形成すると、第2ポケット面46は、円筒形状に形成される。即ち、円筒形状の第2ポケット面46の母線を構成する接線L1と保持器33Aの周面とが交差する角度αは90度となる。
なお、本実施形態では、ポケット41の中心Oは、ポケット41に保持される玉の中心と一致しているが、ポケット41の中心Oは、玉の中心と一致しない構成であってもよい。
That is, when the boundary position B1 between the first and second pocket surfaces 45 and 46 is the position of the pocket PCD, the intersection PA between the pocket PCD and the spherical tangent L1 coincides with the contact of the tangent L1, and the tangent L1 Extends along the radial direction of the bearing. For this reason, when the
In the present embodiment, the center O of the
このように、冠型保持器33Aのポケット41Aを、球面形状の第1ポケット面45と、円筒形状の第2ポケット面46と、を備えて構成することで、グリースのベースオイルがポケット41Aの表面を濡らす一方、ベースオイルはポケット41Aの内部にたまることがない。これにより、玉がポケット41A内を往復動した際にも、ポケット41Aの内部のベースオイルは、第2ポケット面46を介して外部に送り出されるため、オイルパーティクルの発生を抑えることができる。したがって、このような冠型保持器33A、また、該保持器33Aを有する玉軸受14,16を軸受ユニット10に適用することで、HDDの清浄度を向上することができる。
また、冠型保持器33Aは、球面形状の第1ポケット面45を有するので、従来の球面ポケット41を有する冠型保持器33と同様に、保持器33Aを玉案内方式にて案内する。
In this way, the
Further, since the crown-shaped
なお、図5に示すHDDスイングアーム用軸受ユニット10において、このような冠型保持器33Aをそれぞれ有する1対又は複数の玉軸受14,16は、予圧を付与しながら、接着又は圧入により一体的に固定される。これにより、従来のような組立てに必要な予圧調整が不要となるので、玉軸受14,16の取り付け、交換作業が容易となる。
In the HDD swing
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る樹脂製の冠型保持器33Bについて、図3を参照して説明する。なお、第1実施形態と同一、又は同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。
(Second Embodiment)
Next, a resin crown-shaped
第2実施形態の冠型保持器33Bにおいても、複数の柱部43間には、軸方向一方側に開口部40Bをそれぞれ備え、第1及び第2ポケット面45、46を持った複数のポケット41Bが円周方向に所定の間隔で形成される。
Also in the
ここで、本実施形態の複数のポケット41Bは、第1及び第2ポケット面45、46の境界位置B2をポケットPCD(第1ポケット面45を基準としたポケットピッチ円直径)の位置(図1参照)よりも軸受径方向における外輪側とする。
Here, in the plurality of
したがって、接線L2の接点PB´が、ピッチ円直径PCDと接線L2との交点PBよりも軸受径方向における外輪側に形成され、ポケット41Bの中心を通って径方向に延びる中心線Lを中心軸とし、接点PB´における球面形状の接線L2を母線とした第2ポケット面46は、円錐形状に形成される。
なお、ポケット41Bは、円錐形状の第2ポケット面46の母線を構成する接線L2と保持器33Bの周面とが交差する角度αが75度以上となるように形成されることが好ましい。角度αが75度より小さいと、第1ポケット面45の軸受径方向における幅が短いので、保持器33Bの玉案内が不十分になる可能性があり、保持器33Bが内外輪に接触する虞がある。
Therefore, the contact point PB ′ of the tangent line L2 is formed on the outer ring side in the bearing radial direction with respect to the intersection point PB of the pitch circle diameter PCD and the tangent line L2, and the center line L extending in the radial direction through the center of the
The
このように、冠型保持器33Bのポケット41Bを、球面形状の第1ポケット面45と、円錐形状の第2ポケット面46と、を備えて構成した場合にも、グリースのベースオイルがポケット41Bの表面を濡らす一方、ベースオイルはポケット41Bの内部にたまることがない。これにより、玉がポケット41B内を往復動した際にも、ポケット41Bの内部のベースオイルは、第2ポケット面46を介して外部に送り出されるため、オイルパーティクルの発生を抑えることができる。したがって、このような冠型保持器33B、また、該保持器33Bを有する玉軸受14,16をピボット軸受ユニット10に適用することで、HDDの清浄度を向上することができる。
また、冠型保持器33Bは、球面形状の第1ポケット面45を有するので、従来の球面ポケット41を有する冠型保持器33と同様に、保持器33Bを玉案内方式にて案内する。
As described above, even when the
Moreover, since the crown-shaped
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
例えば、上記実施形態では、軸受径方向の外輪側に球面形状の第1ポケット面45、軸受軸方向の内輪側に円筒形状又は円錐形状の第2ポケット面46を有する構成としたが、図4に示す冠型保持器33C,33Dのように、軸受軸方向の内輪側に球面形状の第1ポケット面45、軸受軸方向の外輪側に円筒形状又は円錐形状の第2ポケット面46を有するポケット41C,41Dとしてもよい。
これらの冠型保持器33C,33Dにおいても、第1及び第2実施形態と同様の効果を奏することができる。
即ち、本発明は、軸受径方向の一方側に球面形状の第1ポケット面45が形成され、軸受径方向の他方側に円筒形状又は円錐形状の第2ポケット面46が形成されるものであればよい。
For example, in the above embodiment, the spherical
In these
That is, in the present invention, a spherical
また、本発明の第2ポケット面は、ポケットの中心を通って径方向に延びる中心線を中心軸とし、第1ポケット面との境界位置を球面形状との接点とする第1ポケット面の接線を母線として形成されるもので、上記実施形態で述べたように、第1ポケット面と第2ポケット面との境界位置に応じて、円筒形状又は円錐形状に形成される。
さらに、本発明の軸受ユニットは、2つ以上の玉軸受を有する構成であればよい。
In addition, the second pocket surface of the present invention has a center line that extends in the radial direction through the center of the pocket as a central axis, and a tangent line of the first pocket surface having a boundary position with the first pocket surface as a contact point with a spherical shape. As described in the above embodiment, the shape is formed in a cylindrical shape or a conical shape according to the boundary position between the first pocket surface and the second pocket surface.
Furthermore, the bearing unit of this invention should just be a structure which has two or more ball bearings.
10 軸受ユニット
14、16 玉軸受
32 玉
33A、33B、33C、33D 冠型保持器
40A、40B 開口部
41A、41B、41C、41D ポケット
45 第1ポケット面
46 第2ポケット面
10
Claims (5)
前記ポケットは、軸受径方向の一方側に形成された球面形状の第1ポケット面と、軸受径方向の他方側に形成され、前記ポケットの中心を通って径方向に延びる中心線を中心軸とし、前記第1ポケット面との境界位置を前記球面形状との接点とする前記第1ポケット面の接線を母線とした円筒形状又は円錐形状の第2ポケット面と、を有することを特徴とする冠型保持器。 A plurality of pockets each having an opening on one side in the axial direction are crown-shaped cages formed at predetermined intervals in the circumferential direction,
The pocket has a spherical first pocket surface formed on one side in the bearing radial direction and a center line formed on the other side in the bearing radial direction and extending in the radial direction through the center of the pocket. And a second pocket surface having a cylindrical shape or a conical shape having a tangent to the first pocket surface as a generating line and having a boundary position with the first pocket surface as a contact point with the spherical shape. Mold holder.
軸部材と、
前記ハウジングと前記軸部材との間に配置され、請求項4に記載の玉軸受からなる2つ以上の軸受と、
を有し、
前記2つ以上の軸受は、前記ハウジングと前記軸部材に一体的に固定されている軸受ユニット。 A housing;
A shaft member;
Two or more bearings arranged between the housing and the shaft member and comprising the ball bearings according to claim 4;
Have
The two or more bearings are bearing units that are integrally fixed to the housing and the shaft member.
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