JP3536022B2 - ピボット軸受装置 - Google Patents
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Description
記録・再生用ヘッドを設けたスイングアームを有するア
クチュエータ等の回転部材軸支用のピボット軸受装置に
関する。
量化の要求が益々高まってきており、その結果、ディス
ク装置中のディスク(例えば、ハードディスク)の記憶
密度が高度化してディスクの信号記録用トラックの幅
(TPI)が益々狭くなってきている。このディスクに
信号を記録再生する磁気ヘッドはアクチュエータのスイ
ングアームに取り付けられ、このスイングアームの揺動
運動によってディスクの所望の信号記録・再生位置に設
定される。従って、スイングアームの回転位置決め精度
を極めて高くしなければならない。ところで、スイング
アームを有するアクチュエータはそのアクチュエータブ
ロックでピボット軸受装置で支承されているので、スイ
ングアームの位置決め精度はピボット軸受装置の精度に
よって定まる。
これを囲繞し、各々が内輪と外輪とこれらの間に転動可
能に配設された玉などの転動体とから成る2組の軸受
と、該軸受が嵌入されたスリーブとにより構成されてい
る。そして、ピボット軸受装置が小型化されても、その
構成及び部品点数には変わりがなかった。
では、軸受外輪に半径方向内向きの拘束力が作用する
と、ピボット軸受装置のラジアル間隔が小さくなって、
球とこれを受けるため軸受外輪に形成されたみぞとの間
に摩擦が増加するため、ピボット軸受を回転させる駆動
トルクが増加し、ピボット軸受の回転を重くしてしまう
という問題があった。
やスリーブに傾斜して取り付けられると、これによって
ピボット軸受のラジアル間隔に偏りを生じ、トルク変動
又はトルクスパイクが生じる。そのために、ピボット軸
受の回転むらが生じてスイングアームの位置決め精度に
悪影響を与える恐れがあった。
置とこれら挿着されるアクチュエータブロックへの取り
付け位置が変化すると、ディスクなどの記録媒体に対す
る書込み及び読取りにエラーが生じる恐れがある。
外部からの微小な振動を吸収できなかったり、共振を起
こしやすいという問題もある。
部品の寸法精度と剛性とを高めることによって解決でき
るであろうが、ピボット軸受装置の構成部品点数が変わ
らない上に、各構成部品の寸法精度が飛躍的に高まり、
加工費もこれと共に大幅に増加してピボット軸受装置の
製造コストを低減できないばかりでなく、場合によって
はそのような高い精度に加工することが困難になる。ま
た、小型化により構成部品が非常に薄くなるか細くなる
から、各構成部分のみならずピボット軸受装置としても
剛性を高く維持することができない。加えて、内輪をシ
ャフトに、外輪をスリーブにそれぞれ2個ずつ接着する
結果、接着箇所が多くなり、この接着剤からガス、いわ
ゆるアウトガスが発生するのを避けることができないと
いう問題もある。
点数を減少させることによって、組立工数及び製造コス
トを減少させるばかりでなく、これによって、主要構成
部品の剛性を増加させて耐久性を高めかつ外部からスリ
ーブ又は外輪・スリーブ部材に作用する応力の影響を低
減させると共に、構成部品の組み付け精度を高めて、心
振れ、回転むら、トルク変動、トルクスパイクの発生を
防止しかつ運転の安定性を向上させ、加えて、アウトガ
スの発生を少なくし、小型化も可能なピボット軸受装置
を提供することにある。
めに、本発明に基づくピボット軸受装置は、円筒形の本
体部と該本体部の一端部側から該本体に一体且つ共軸に
延出した円筒形の減径部とから成るシャフトと、前記シ
ャフトの前記減径部に嵌装固定された第1内輪手段と、
前記シャフトの前記本体部の他端部側と一体に形成され
た第2内輪手段と、前記第1及び第2内輪手段を前記シ
ャフトに共軸に囲繞する外輪手段と、前記第1内輪手段
と前記外輪手段との間及び前記第2内輪手段と該外輪手
段との間に転動可能に配設された転動体と、前記外輪手
段を内側に有し前記シャフトに共軸なスリーブ手段と、
前記スリーブ手段の外周の一端部と他端部に植設された
スナップリングに側縁部がそれぞれ係合したスナップリ
ングと、を備えることを特徴とする。
記他端部までの領域を延び、第1及び第2内輪手段をシ
ャフトに共軸に囲繞する円筒形の外輪であり、スリーブ
手段は、外輪を挿入固定した円筒状のスリーブであるこ
とが望ましい。
体物の外輪・スリーブ部材にすることができる。
を有するように形成することが望ましい。また、トレラ
ンスは横断面が円周方向にのこ刃を連ねた形状になって
いることが望ましい。
ピボット軸受装置を実施形態に基づいて説明する。
実施形態の縦断面図である。ピボット軸受装置1はシャ
フト2を有する。このシャフト2は軸受鋼製やステンレ
ス鋼製で、円筒状の本体部3と、この本体部3の一端
(図1では上端)にこれと一体に形成された円筒形の減
径部4とから成る。
軌道みぞ5を有する軸受鋼製の環状の内輪6が嵌合・接
着固定されている。また、シャフト2の本体部3の他端
側の外周部にこれも環状の軌道みぞ7が形成されてい
る。内輪6の外周面と本体部3の外周面の直径は一般的
には実質的に等しくなっている。シャフト2を共軸に軸
受鋼製又はステンレス鋼製の円筒形の外輪8が囲繞して
いる。外輪8はシャフト2の一端部の領域から他端部の
領域まで延び、内周面の内輪6とシャフト2との軌道み
ぞ5及び7に対応する部分に環状の軌道みぞ9及び10
が形成されている。外輪8と内輪6との間及び外輪8と
シャフト2の本体部3との間に、それぞれ、複数の軸受
鋼製又はセラミックス製の玉11,12を軌道みぞ5,
9及び7,10に転動可能に係合するように配置する。
フト2の上側)の内輪6、玉11及び外輪8は第1軸受
13を構成し、シャフト2の本体部3、玉12及び外輪
8は第2軸受14を構成する。外輪8は第1及び第2軸
受13及び14に共通に用いられる。また、第1及び第
2軸受13及び14は玉軸受形の軸受装置15を構成す
る。なお、玉11,12の代わりにこれらと同じ材料製
のコロその他の転動体を用いて、コロ軸受装置又は他の
軸受装置にすることができる。
て別個の部分を用いずに、シャフト2の本体部3をシャ
フトと内輪とに共用しているので、部品点数が減少する
ということの他に、シャフトを太くすることができて、
ピボット軸受装置の強度を増大させることができる。第
1軸受13については、予圧付加をするために、内輪6
を必要とするから、これを取り付けるシャフト1の部分
を減径して、図1に示すように減径部4にしなければな
らないが、シャフト1は、減径部4と同じ直径にした従
来の場合に比して遙かに全体として強度が高くなる。
又、第2軸受14には別個の単体としての内輪がないか
ら、ここには、内輪とシャフトとの間に接着部がない。
そのため、ここでは接着剤からのガス、いわゆるアウト
ガスの発生がない。
嵌入固定されている。スリーブ16の外周面に、その一
端部から他端部に及ぶ円筒形のみぞ状の受け部17が形
成されていて、例えば、以下に示すようなトレランスリ
ングを受けるようになっている。
形態を18で示す。このトレランスリング18はばね鋼
製で、自由な状態、即ち、押圧力が掛からない状態では
円周方向の両縁の間に隙間Sが形成されている。トレラ
ンスリング18は、その内径が図1のピボット軸受装置
1のスリーブ16の受け部17の外径よりも僅かに(例
えば、受け部17の外径が10mmの場合、9.5mm
のように)小さく形成され、スリーブ16に取り付けら
れたときは、スリーブ16の受け部17に弾性的に密着
する。
9,20を除く部分に、弾性圧接部21が形成されてい
る。この弾性圧接部21は、縦断面が、図6に示すよう
に、のこ刃部22を円周方向に連ねて波形になるように
形成されている。又、各のこ刃部22の両端部はトレラ
ンスリング18の両方の側端部19,20に移行して行
く傾斜面23,24として形成されており、のこ刃部2
2の横断面が背の低い台形状になっている。のこ刃部2
2の高さは、トレランスリング18をピボット軸受装置
1のスリーブ16の受け部17に取り付けた時に、のこ
刃部22の頂部がスリーブ16の両端部を形成するフラ
ンジ部25,26(図1)の外周面よりも円周方向外側
へ僅かに(例えば、フランジ部25,26の外径が11
mmの場合、11.2mmのように)突出する大きさに
なっている。
されるアクチュエータの一実施形態を27で示す。この
アクチュエータ27は、円筒部28とその側面から直角
にかつ互いに平行に突出するアーム部29(図6では4
本)から成るアクチュエータブロック30を有する。ア
ーム部29の先端から円筒部28の半径方向外側へ複数
(図7では4枚)のサスペンション31が延びている。
そして、アーム部29とサスペンション31とはスイン
グアームを構成する。円筒部28の側面のアーム部29
と反対側に、従来の場合と同様にマグネット部(図示せ
ず)と共にボイスコイルモータを構成するボイスコイル
部32が形成されている。
をディスク装置のハウジングに支承し、アクチュエータ
27のアクチュエータブロック30の円筒部28を嵌装
して該アクチュエータ27をピボット軸受装置1に支承
する。又、ハードディスク33は、図7に示すように、
ディスク装置に軸Cを中心に回転可能に上下に重ね合わ
されて配設されている。
ータブロック30をピボット軸受装置1を中心に所定方
向へ所定角度回転すると、サスペンション31も、それ
ぞれの対が対応のハードディスク33を間に挟んだ状態
で同様に回転して、これによて、各サスペンション31
の先端に設けた磁気ヘッド34が対応のハードディスク
33の記録・読取り位置に正確に位置する。かくて、ハ
ードディスク33の正確な位置で信号の記録・読取りが
可能になる。
装着したピボット軸受装置1にアクチュエータ27のア
クチュエータブロック30を嵌装させる。アクチュエー
タブロック30の内径はピボット軸受装置1のスリーブ
16の両端部のフランジ部25,26の外径よりも僅か
に(例えば、フランジ部25,26の外径が11mmの
場合、11.1mmのように)大きく、かつ、スリーブ
16の受け部17に取り付けられたときのトレランスリ
ング18ののこ刃部(22)の頂部により規定される円
の直径よりも僅かに(この円の直径が、例えば、11.
2mmのときは11.1mm)小さく形成されている。
は、ピボット軸受装置1に取り付けられると、ピボット
軸受装置1のスリーブ16に直接接触することなく、ト
レランスリング18により、該スリーブ16に弾性的に
固定される。この構造では、ブロック12にその全長に
わたって均一な負荷が作用するから、アクチュエータブ
ロック30からスリーブ16に偏在した負荷が掛から
ず、アクチュエータブロック30、ひいては、アクチュ
エータ27は、ピボット軸受装置1のシャフト2を中心
にして、例えば、いわゆるかじり等の不具合を生じるこ
とがなく円滑に回転する。
基づくピボット軸受装置の第2、第3及び第4実施形態
を示す。これら3個の実施形態のピボット軸受装置3
5、36及び37は、図1の第1実施形態のピボット軸
受1では外輪8とこれに嵌装されたスリーブ16とが別
体物であるのに対して、外輪とスリーブとを一体に形成
した円筒形の外輪・スリーブ部材38になっている。こ
の外輪・スリーブ部材38も軸受鋼製又はステンレス鋼
製であり、シャフト2の両端部の間の領域を延びてい
る。外輪・スリーブ部材38の内周面の両端部に、第1
実施形態の外輪8の場合と同様に、軌道みぞ9,10が
形成されており、軌道みぞ5と軌道みぞ9とに玉11
が、軌道みぞ7と軌道みぞ10とに玉12が転動係合
し、内輪6、玉11及び外輪・スリーブ部材38とで第
1軸受13を、シャフト2の本体部3、玉12及び外輪
・スリーブ部材38とで第2軸受14を構成している。
置35では、外輪・スリーブ部材38の外周面に両端部
のフランジ部25,26を残して第1実施形態の場合と
同様に、例えば、図5,6に示されているトレランスリ
ング18を受ける円筒状の受け部17が形成されてい
る。なお、フランジ部25,26の外径及び受け部17
の外径乃至は深さは第1実施形態の場合と同様である。
置36では、外輪・スリーブ部材38の外周面の両端部
に環状の受け部39,40が形成されている。これら受
け部39,40は第2実施形態のピボット軸受装置35
の外輪・スリーブ部材38の受け部17と同様の外径乃
至は厚さを有し、それぞれ、トレランスリング18の対
応の側端部19,20を受けている。
置37では、外輪・スリーブ部材38の外周面の両端部
に環状みぞ41,42を形成し、これら環状のスナップ
リング43,44をはめ込んで(乃至は植設して)い
る。スナップリング43,44の、はめ込み(乃至は植
設)後の外径は外輪・スリーブ部材38の外径よりも大
きくなっているが、アクチュエータ27のアクチュエー
タブロック30に接触しないようにこれの内径よりも小
さくなっている。
られるトレランスリング18ののこ刃部22の頂端が形
成する円の半径は、上述の通り、外輪・スリーブ部材3
8に取り付けたときに、図1の第1実施形態においてス
リーブ16に取り付けられたときと同様にされている。
なお、第1実施形態のピボット軸受装置1のスリーブ1
6の外周面に受け部17の代わりに図3に示す2つの受
け部39,40又は図4に示すスナップリング43,4
4を設けてもよい。
いては、外輪・スリーブ部材が外輪とスリーブが一体物
になっているために、部品点数が減り、製造コストの低
減を図ることができる。また、この外輪・スリーブ部材
は、全体が公知例や本発明の第1実施例におけるスリー
ブが行う負荷機能を有するために、公知例や本発明の第
1実施例の外輪の厚さ分スリーブを厚くしたのと同等に
なり、剛性が著しく高くなる。また、剛性を高めるに及
ばない場合は、外輪・スリーブ部材を公知例や本発明の
第1実施例のスリーブと同様の厚さにできるから、ピボ
ット軸受装置を小型化できるという利点がある。加え
て、外輪・スリーブ部材は、外輪とスリーブとを一体化
したものであるから、外輪に相当する部分と内輪に相当
する部分との間に接着剤によって接着されることがな
い。このため、外輪・スリーブ部材でアウトガスが発生
することが全くない。
のピボット軸受装置35,36,37の他の部品及び部
分は図1に基づく第1実施形態のピボット軸受装置1の
対応部品及び部分と同様であるので、第1実施形態の場
合と同じ参照番号を付けて示し、それらの説明を省略す
る。
ば、ピボット軸受装置の組立工数が減少するからピボッ
ト軸受装置の製造コストを抑えることができる。また、
シャフトを太く、又はこれと共に外輪・スリーブ部材を
厚く形成できるから、これらの部材の剛性が高まる。こ
のため、ピボット軸受装置の部品の組み付け精度と耐久
性が高まる。このことは、構成部品の組み付け精度を高
めて、心振れ、回転むら、トルク変動、トルクスパイク
の発生を防止しかつ運転の安定性を向上させることにな
る。
35,36,37は、図1の第1実施形態のピボット軸
受装置1と同様に、図7に示すようなアクチュエータを
回転支承するために用いられる。それらピボット軸受装
置35,36,37へのアクチュエータの取り付け方、
これらピボット軸受装置35,36,37の使用法、作
用、効果は第1実施形態のピボット軸受装置1と同様で
ある。
と呼び、また、全実施形態のシャフト2の本体部3の軌
道みぞ7とその近傍部分を第2内輪手段と呼ぶ。また、
第1実施形態のスリーブ16及び第2乃至第4実施形態
の外輪・スリーブ部材38を総称してスリーブ手段と呼
ぶ。
り、部品点数を減少させることによって、組立工数及び
製造コストを減少させるばかりでなく、これによって、
主要構成部品の剛性を増加させて耐久性を高めかつ外部
から外輪に作用する応力の影響を低減させると共に、構
成部品の組み付け精度を高めて、心振れ、回転むら、ト
ルク変動、トルクスパイクの発生を防止しかつ運転の安
定性を向上させ、加えて、アウトガスの発生を少なくす
ることができ、小型化も可能であるという効果がある。
態の縦断面図である。
態の縦断面図である。
態の縦断面図である。
態の縦断面図である。
ンスリングの1実施形態の側面図である。
面図である。
置のアクチュエータの斜視図である。
Claims (5)
- 【請求項1】円筒形の本体部と該本体部の一端部側から
該本体に一体且つ共軸に延出した円筒形の減径部とから
成るシャフトと、前記 シャフトの前記減径部に嵌装固定された第1内輪手
段と、前記 シャフトの前記本体部の他端部側と一体に形成され
た第2内輪手段と、前記 第1及び第2内輪手段を前記シャフトに共軸に囲繞
する外輪手段と、前記 第1内輪手段と前記外輪手段との間及び前記第2内
輪手段と該外輪手段との間に転動可能に配設された転動
体と、前記 外輪手段を内側に有し前記シャフトに共軸なスリー
ブ手段と、 前記スリーブ手段の外周の一端部と他端部に植設された
スナップリングに側縁部がそれぞれ係合したスナップリ
ングと、 を備えることを特徴とするピボット軸受装置。 - 【請求項2】 前記外輪手段は、前記シャフトの前記一
端部から前記他端部までの領域を延び前記第1及び第2
内輪手段を該シャフトに共軸に囲繞する円筒形の外輪で
あり、前記スリーブ手段は、該外輪を挿入固定した円筒
状のスリーブであることを特徴とする請求項1に記載の
ピボット軸受装置。 - 【請求項3】 前記外輪手段と前記スリーブ手段とを円
筒形の一体物の外輪・スリーブ部材で構成することを特
徴とする請求項1に記載のピボット軸受装置。 - 【請求項4】 前記トレランスリングは、実質的に台形
の横断面を有することを特徴とする請求項1乃至3のい
ずれかの1に記載のピボット軸受装置。 - 【請求項5】 前記トレランスリングは横断面が円周方
向にのこ刃を連ねた形状になっていることを特徴とする
請求項1乃至4のいずれかの1に記載のピボット軸受装
置。
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JP2000304411A JP3536022B2 (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | ピボット軸受装置 |
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