JP6040167B2 - トレランスリング - Google Patents

Description

本発明は、ハードディスク装置等に用いられるトレランスリングに関するものである。

従来、コンピュータ等の情報処理を行う機器において、ハードディスク装置が使用されている。このハードディスク装置は、近年に到っては、コンピュータの外部記憶装置としてばかりではなく、テレビやビデオ等の家電製品、自動車用の電子機器類に搭載されるようになってきている。

図２０に示す従来のハードディスク装置２００は、ケーシング本体２０１内に駆動機構が収納されている。駆動機構は、記録メディアであるハードディスク２０２を回転駆動するスピンドル２０３（このスピンドルは不図示のモータにて回転される）と、ハードディスク２０２への情報記録および情報読み出しを行う磁気ヘッド２０４を支持し、ハードディスク２０２の面上を回動するキャリッジ２０５と、キャリッジ２０５を精密に回動させて磁気ヘッド２０４の走査を制御するＶＣＭ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）２０６と、ケーシング本体２０１に固定され、ケーシング本体２０１とキャリッジ２０５とを連結するピボット軸２０７と、を有する。なお、ピボット軸２０７は、例えば略柱状をなし、ベアリングの構成を有する。

キャリッジ２０５は、ピボット軸２０７を中心軸としてハードディスク２０２の面上を回動する。この際、キャリッジ２０５とピボット軸２０７との間の固定には、トレランスリングが用いられている。キャリッジ２０５がピボット軸２０７に固定されることによって、ＶＣＭ２０６によるキャリッジ２０５の回動にかかる動力がケーシング本体２０１に伝わることを防止する。

トレランスリングは、平板状の部材を所定方向に沿って略周回させたリング状をなす。このトレランスリングをキャリッジ２０５側の開口に挿入した後、トレランスリングの内部にピボット軸２０７が圧入される。このようなトレランスリングとして、外周側に突出した凸形状の接触部を複数有するトレランスリングが開示されている（例えば、特許文献１〜４を参照）。特許文献１〜４に示すトレランスリングでは、接触部がキャリッジ２０５またはピボット軸２０７のどちらか一方の側面に圧接して、キャリッジ２０５とピボット軸２０７との間を固定する。

特開平５−２０５４１３号公報 特表２００３−５２２９１２号公報 特開２００２−１３０３１０号公報 特開２００７−３０５２６８号公報

ところで、特許文献１〜４に示すような従来のトレランスリングにおいて、接触部のばね定数をｋとし、このトレランスリングの径方向の最大値をｋ_ｍａｘ、最小値をｋ_ｍｉｎとすると、変動幅は、（ｋ_ｍａｘ−ｋ_ｍｉｎ）／ｋ_ｍａｘと表される。このとき、対向する接触部がリングの中心を通過する直線上にあると（各接触部と中心とを結ぶ線分のなす角度が１８０°）、変動幅が大きくなって剛性が高い箇所と低い箇所とが生じ（剛性ムラが大きくなり）、トレランスリングによるキャリッジとピボット軸との間の固定の安定性が低下するというおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、キャリッジとピボット軸との間の固定の安定性を維持することが可能なトレランスリングを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるトレランスリングは、板状の部材を用いて形成され、所定方向に沿って略周回するリング状をなし、径方向に突出する複数の凸部が周方向に沿って設けられたトレランスリングにおいて、前記凸部は、前記周方向に沿って偶数個配置され、前記複数の凸部の中央部と当該トレランスリングに外接する円の中心とをそれぞれ通過する複数の直線が、互いに交差することを特徴とする。

また、本発明にかかるトレランスリングは、上記の発明において、前記凸部を、該凸部の中央部と前記外接する円の中心とに両端が固定されたばねとみなし、各凸部におけるばねのばね定数が同じであるとした場合、前記外接する円において基準とする径方向から前記中心の周りの回転角度θに依存する合成ばね定数をＫ（θ）とすると、前記複数の凸部の中央部は、前記合成ばね定数Ｋ（θ）が最大または最小となる複数の回転角度θのいずれかに対応する位置に位置することを特徴とする。

また、本発明にかかるトレランスリングは、上記の発明において、前記複数の凸部の個数をＮ_ａ，ｂ＝ａ×２^ｂ（ａ＝１，３，５，・・・、ｂ＝１，２，・・・）とするとき、各凸部は、前記外接する円において基準とする径方向から前記外接する円の中心の周りに次式（１）で定義される角度θ_α，βだけ回転した径方向に設けられることを特徴とする。
θ_α，β＝αθ_ａ＋βθ_ｂ＋ｍ_α，β π ・・・（１）
ここで、θ_ａ＝２π／ａ、θ_ｂ＝π／Ｎ_ａ，ｂ、α＝０，１，２，・・・、β＝０，１，２，・・・、ｍ_α，β＝０，１、α≦ａ−１、β≦２ｂ−１。

また、本発明にかかるトレランスリングは、上記の発明において、前記周方向と直交する方向の外縁側端部であって、少なくとも一方の外縁側端部から、前記周方向と直交する方向に切り欠かれた切欠部を有することを特徴とする。

また、本発明にかかるトレランスリングは、上記の発明において、前記切欠部は、前記一方の外縁側端部に、１または複数設けられることを特徴とする。

また、本発明にかかるトレランスリングは、上記の発明において、前記周方向における端部の曲率半径が、前記周方向における前記端部以外の部分の曲率半径より小さいことを特徴とする。

また、本発明にかかるトレランスリングは、上記の発明において、前記端部以外の部分から前記端部に向かう方向に従って連続的に曲率半径が小さくなることを特徴とする。

また、本発明にかかるトレランスリングは、上記の発明において、前記複数の凸部は、前記周方向に沿って配置され、前記周方向に沿って配置される前記凸部のうち、一列に配置される前記凸部の個数は、３の倍数であることを特徴とする。

本発明によれば、所定方向に沿って略周回するリング状をなし、径方向に突出する複数の凸部が周方向に沿って設けられたトレランスリングにおいて、各凸部の中央部とトレランスリングに外接する円の中心とを通過する複数の直線が、互いに交差するようにしたので、剛性ムラの増大を抑制して、キャリッジとピボット軸との間の固定の安定性を維持することが可能となるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態にかかるハードディスク装置の概略構成を示す斜視図である。 図２は、図１に示すハードディスク装置の要部の構成を示す部分断面図である。 図３は、図１に示すハードディスク装置の要部の構成を示す斜視図である。 図４は、図１に示すハードディスク装置のトレランスリングの構成を示す斜視図である。 図５は、図１に示すハードディスク装置のトレランスリングの構成を示す側面図である。 図６は、図１に示すハードディスク装置のトレランスリングの構成を模式的に示す展開図である。 図７は、図１に示すハードディスク装置の要部の構成を模式的に示す説明図である。 図８は、本発明の実施の形態にかかるトレランスリングにおける角度とばね定数比との関係を示すグラフである。 図９は、本発明の実施の形態にかかるトレランスリングにおける角度とばね定数比との関係を示すグラフである。 図１０は、本発明の実施の形態にかかるトレランスリングにおける凸部の数と変動幅との関係を示すグラフである。 図１１は、図１に示すハードディスク装置の要部の構成を模式的に示す説明図である。 図１２は、図１に示すハードディスク装置の要部の構成を模式的に示す説明図である。 図１３は、本発明の実施の形態にかかるトレランスリングにおける角度とばね定数比との関係の一例を示すグラフである。 図１４は、本発明の実施の形態にかかるトレランスリングにおける凸部の数と変動幅との関係を示すグラフである。 図１５は、本発明の実施の形態にかかるトレランスリングにおける凸部の数とラジアル剛性との関係の一例を示すグラフである。 図１６は、本発明の実施の形態の変形例１にかかるハードディスク装置のトレランスリングの要部の構成を模式的に示す断面図である。 図１７は、本発明の実施の形態の変形例２にかかるハードディスク装置のトレランスリングの構成を模式的に示す斜視図である。 図１８は、本発明の実施の形態の変形例３にかかるハードディスク装置のトレランスリングの構成を模式的に示す斜視図である。 図１９は、本発明の実施の形態の変形例４にかかるハードディスク装置のトレランスリングの構成を模式的に示す斜視図である。 図２０は、従来のハードディスク装置の概略構成を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。なお、以下の説明では、トレランスリングの例としてハードディスク装置を説明する。

図１は、本発明の実施の形態にかかるハードディスク装置の概略構成を示す斜視図である。図１に示すハードディスク装置１は、ケーシング本体２内に駆動機構が収納されている。駆動機構は、記録メディアであるハードディスク３を回転駆動するスピンドル４と、ハードディスク３への情報記録および情報読み出しを行う磁気ヘッド部５０を支持し、ハードディスク３の面上を回動するキャリッジ５と、キャリッジ５を精密に回動させて磁気ヘッド部５０の走査を制御するＶＣＭ６と、ケーシング本体２に固定され、ケーシング本体２とキャリッジ５とを連結する柱状のピボット軸７と、を有する。なお、ピボット軸７は、例えば略柱状をなし、ベアリングの構成を有する。

図２は、図１に示すハードディスク装置１の要部の構成を示す部分断面図である。図３は、図１に示すハードディスク装置１の要部の構成を示す斜視図である。キャリッジ５は、ハードディスク３の面上に延び、先端で磁気ヘッド部５０を保持するアーム５１と、ピボット軸７と連結し、断面がピボット軸７の断面の径より若干大きい径の柱状の中空空間を有する連結部５２と、を有する。磁気ヘッド部５０は、図２に示すように、ハードディスク３の回転による空気流によって、ハードディスク３の面に対して浮上するサスペンション５０ａと、サスペンション５０ａの端部であって、アーム５１に連なる側と異なる側の端部に設けられ、情報記録および情報読み出しを行う磁気ヘッド５０ｂと、を有する。なお、ハードディスク装置１がハードディスク３を複数有する場合、キャリッジ５は、ハードディスク３の数に応じて複数の磁気ヘッド部５０を有する。

ＶＣＭ６は、アーム５１側と異なる端部側に連結されるコイル６０と、コイル６０を挟み込む２つの磁石６１とを有する。ＶＣＭ６は、コイル６０に流れる電流と磁場とによって発生する力でキャリッジ５を駆動する。これにより、キャリッジ５は、ＶＣＭ６からの動力によってピボット軸７の中心を中心軸としてハードディスク３の面上を回動し、磁気ヘッド部５０をハードディスク３の面上で回動させる。

この際、キャリッジ５とピボット軸７との間の固定には、トレランスリング８が用いられている。トレランスリング８は、キャリッジ５の連結部５２の中空空間に挿入され、内部にピボット軸７が圧入されることによって、キャリッジ５とピボット軸７との間を固定する。この際、キャリッジ５は、ベアリングであるピボット軸７の長手方向の中心軸まわりに回動自在に固定される。キャリッジ５がピボット軸７に固定されることによって、ＶＣＭ６によるキャリッジ５の回動にかかる動力がケーシング本体２に伝わることを防止する。

図４は、トレランスリング８の構成を示す斜視図である。図５は、トレランスリング８の構成を示す側面図である。トレランスリング８は、図４，５に示すように、板状のステンレスを用いて形成され、周方向が略リング状をなし、複数の凸部８１を有する。凸部８１は、トレランスリング８の外表面において径方向に略矩形形状をなして突出する。また、各凸部８１は、トレランスリング８の周方向に沿って一列に設けられる。トレランスリング８は、キャリッジ５側の開口に挿入された後、トレランスリング８の内部にピボット軸７が圧入される。このとき、キャリッジ５の連結部５２の内部壁面に凸部８１が圧接し、キャリッジ５とピボット軸７との間を固定する。なお、トレランスリング８の周方向の長さは、連結部５２の開口の外周の長さと等しいことが好ましい。また、凸部８１の突出方向は、径方向に沿って内周側に突出するものであってもよい。

また、トレランスリング８は、図５に示す側面図のように、周方向における端部８２，８３の曲率半径と、周方向における端部８２，８３以外の部分の曲率半径との値が異なる。具体的には、周方向における端部８２，８３の曲率半径が、キャリッジ５の連結部５２の曲率半径と等しい。また、周方向における端部８２，８３以外の部分の曲率半径は、キャリッジ５の連結部５２の曲率半径より大きい。図５において、破線Ｐ_０は、周方向における端部８２，８３以外の部分の曲率半径の円形状（外接する円の形状）を示す。これにより、トレランスリング８は、キャリッジ５の連結部５２に挿入する際に、開口する端部８２，８３が閉じた場合、周方向に沿った形状が、連結部５２の曲率半径と略等しい曲率半径の円形をなすことができる。ここで、トレランスリング８は、端部８２，８３以外の部分から端部８２，８３に向かう方向に従って連続的に曲率半径が小さくなるように湾曲されている。

図６は、図１に示すハードディスク装置１のトレランスリング８の構成を模式的に示す展開図であって、トレランスリング８を、周方向に引き延ばした図である。図６にも示すように、本実施の形態では、凸部８１が、一列に６個配置されるものとして説明する。トレランスリング８の凸部８１は、主面の長手方向に沿って配列されている。

ここで、一列に配置される凸部８１の数は、偶数であって、３の倍数となる個数配置される。凸部８１を３の倍数個配置することで、例えば当接側面に対して１２０°対称で接触して、連結部５２の側面に加わる荷重を略均一にし、ベアリングの動作効率を高精度に維持することができる。なお、本実施の形態では、凸部８１を６個有するものとして説明する。

図７は、図１に示すハードディスク装置の要部の構成を模式的に示す説明図である。図７は、上述したキャリッジ５、凸部８１およびピボット軸７を、キャリッジＣ、凸部Ｂおよびピボット軸Ｍとしてモデル化し、凸部Ｂを、凸部８１の中央部とトレランスリング８に外接する円の中心とに両端が固定されたばねとみなした図である。この凸部Ｂのばね定数をｋとする。また、キャリッジＣの中心Ｏ（トレランスリングの外接円の中心）を通過するとともに、凸部ＢにおけるキャリッジＣおよびピボット軸Ｍとの各接触点（凸部８１の中央部）を通過する軸Ｎ１（径方向の基準）に対して傾斜した軸Ｎ２とがなす角度をθとする。

このとき、軸Ｎ２方向のばね定数をｋ_θとすると、ｋ_θは、式（２）のように、
ｋ_θ＝ｋ｜ｃｏｓθ｜ ・・・（２）
と表される。

図８は、本実施の形態にかかるトレランスリングにおける角度θとばね定数比ｋ_θ／ｋとの関係を示すグラフである。図８に示すように、角度θが９０°（−９０°）のときに、ばね定数比ｋ_θ／ｋ（ばね定数ｋ_θ）が０となる。すなわち、凸部Ｂは、角度θが９０°の場合（軸Ｎ２が軸Ｎ１に対して９０°傾斜した場合）、軸Ｎ１方向に加わる荷重が、軸Ｎ２方向に対して加える荷重は０となる。また、θが−９０°の場合でも同様である。

また、凸部Ｂは、トレランスリングに複数設けられる。このとき、複数の凸部Ｂが３６０°に対して等間隔に配置されたとすると、１つの径方向を基準としたときの基準から回転角度θだけ回転したときの径方向の合成ばね定数Ｋ（θ）（以下、単にＫとする）は、式（３）のようになる。合成ばね定数Ｋは、外接する円において基準とする径方向から中心の周りの回転角度θに依存する。

ここで、Ｎは凸部Ｂの数、ｎは凸部Ｂに付された番号である。なお、本実施の形態では、凸部が、トレランスリングの外接円に対して等間隔に配置されたものを「等分配置」という。なお、各凸部のばね定数は、同一である。

ｎ＝４，６（４点，６点支持）において、式（３）におけるＫの最大値をＫ_ｍａｘとすると、角度θと合成ばね定数比Ｋ／Ｋ_ｍａｘとの関係は、図９に示すグラフのようになる。さらに、式（３）におけるＫの最小値をＫ_ｍｉｎとすると、凸部Ｂの数と変動幅（Ｋ_ｍａｘ−Ｋ_ｍｉｎ）／Ｋ_ｍａｘとの関係は、図１０に示すグラフのようになる。

図９に示すグラフのように、凸部Ｂが等間隔で配置された場合では、合成ばね定数比も所定の周期で最大値（Ｋ／Ｋ_ｍａｘ＝１）および最小値が現れる。また、図１０に示すグラフのように、凸部Ｂの数が偶数の場合、凸部Ｂの数が増大するに従って、変動幅が小さくなる。

図１１は、図１に示すハードディスク装置の要部の構成を模式的に示す説明図であり、キャリッジＣおよびピボット軸Ｍに対して６つの凸部Ｂ１〜Ｂ６によって支持されている場合を示している。なお、図１１に示す凸部Ｂ１〜Ｂ６は、外接円に対して等間隔に配置されているものとする。

ここで、図１１に示す破線は、キャリッジＣの中心Ｏを通過するとともに、凸部ＢにおけるキャリッジＣおよびピボット軸Ｍとの各接触点を通過する直線Ｎ_ｍａｘを示している。なお、直線Ｎ_ｍａｘは、等間隔配置において、１つの径方向を基準としたときの、合成ばね定数比Ｋ／Ｋ_ｍａｘ、すなわち合成ばね定数Ｋが最大となる径方向（回転角度θ）と一致する。また、図１１に示す一点鎖線は、キャリッジＣの中心Ｏを通過する直線であって、１つの径方向を基準としたときの、合成ばね定数Ｋが最大となる直線Ｎ_ｍａｘに対し、合成ばね定数比Ｋ／Ｋ_ｍａｘ、すなわち合成ばね定数Ｋが最小となる径方向（回転角度θ）と一致する直線Ｎ_ｍｉｎを示している。

このとき、６つの凸部Ｂ１〜Ｂ６を外接円に対して等間隔に配置すると、例えば破線（直線Ｎ_ｍａｘ）上に６つの凸部Ｂ１〜Ｂ６が配置されることとなる。しかしながら、この６つの凸部Ｂ１〜Ｂ６の配置では、合成ばね定数比Ｋ／Ｋ_ｍａｘが最大となる位置（直線Ｎ_ｍａｘ上）に一致するものであり、最小となる位置（直線Ｎ_ｍｉｎ上）を補強する配置になっていない。このため、６つの凸部Ｂ１〜Ｂ６を外接円に対して等間隔に配置した場合、２つの凸部が同一直線上（直線Ｎ_ｍａｘ上）で対向し、本来直線Ｎ_ｍａｘおよび直線Ｎ_ｍｉｎで得られるべき最小値Ｋ_ｍｉｎが変化して、変動幅（Ｋ_ｍａｘ−Ｋ_ｍｉｎ）／Ｋ_ｍａｘが増大する。

これに対して、本実施の形態では、凸部の個数が偶数の場合、半数の凸部（凸部Ｂ１〜Ｂ３）が、合成ばね定数Ｋが最大となる複数の回転角度θに対応する位置のなかで、外接円を等分する位置に配置されるとともに、半数の凸部（凸部Ｂ４〜Ｂ６）が、合成ばね定数Ｋが最小となる複数の回転角度θに対応する位置のなかで、外接円を等分する位置に配置される。すなわち、図１２に示すように、６つの凸部Ｂ１〜Ｂ６において、３つの凸部Ｂ１〜Ｂ３を直線Ｎ_ｍａｘ上に等分配置し、残りの３つの凸部Ｂ４〜Ｂ６を直線Ｎ_ｍｉｎ上にそれぞれ等分配置する。本実施の形態では、この配置を「最適配置」という。

図１３は、本実施の形態にかかるトレランスリングにおける回転角度θとばね定数比Ｋ／Ｋ_ｍａｘとの関係の一例を示すグラフであり、等分配置と最適配置とにおける回転角度θとばね定数比Ｋ／Ｋ_ｍａｘとの関係をそれぞれ示している。

図１３に示すように、最適配置では、合成ばね定数比Ｋ／Ｋ_ｍａｘの最小値が、等分配置に対して大きい。これにより、最適配置では、等分配置と比して変動幅が小さくなるため、ラジアル剛性の低下を抑制することが可能となる。

また、図１４は、本実施の形態にかかるトレランスリングにおける凸部の数と合成ばね定数Ｋの最小値Ｋ_ｍｉｎとの関係（ｋ＝１の場合）を示すグラフである。図１４に示すように、凸部の数が偶数個の場合において、最適配置の最小値Ｋ_ｍｉｎは、等分配置の最小値Ｋ_ｍｉｎと比して大きくなっている。

図１５は、本実施の形態にかかるトレランスリングにおける凸部の数とラジアル剛性との関係の一例を示すグラフである。図１５に示すように、最適配置のラジアル剛性は、等分配置のラジアル剛性と比して大きくなっている。これにより、キャリッジ５とピボット軸７との間の固定の安定性を維持することが可能となる。

また、上述した最適配置において、各凸部は、下式（１）により定義された回転角度θ_α，βだけ回転した径方向に設けられる。回転角度θ_α，βは、トレランスリングの外接円において基準とする径方向から外接円の中心の周りの回転角度である。上述した複数の凸部の個数ＮをＮ_ａ，ｂ＝ａ×２^ｂ（ａ＝１，３，５，・・・、ｂ＝１，２，・・・、ただし、Ｎ_ａ，ｂ≧４）とするとき、回転角度θ_α，βは、
θ_α，β＝αθ_ａ＋βθ_ｂ＋ｍ_α，β π ・・・（１）
となる。ここで、
θ_ａ＝２π／ａ、θ_ｂ＝π／Ｎ_ａ，ｂ、α＝０，１，２，・・・、
β＝０，１，２，・・・、ｍ_α，β＝０，１、α≦ａ−１、β≦２ｂ−１。

上述した式（１）により算出された回転角度θ_α，βに基づいて複数の凸部８１をそれぞれ配置する。なお、算出される角度θ_α，βは、所定の円に対するものであるため、リング状のトレランスリングの端部を合わせて周方向を外接円としてみた配置とするか、挿入対象のキャリッジ５の開口の円形状に合わせた配置とするかを適宜設定して凸部８１を配設することも可能である。このとき、凸部８１の数が偶数であって、各凸部８１においてｍ_α，β＝０である場合、複数個の凸部によるグループとみなし、このグループを等分配置すると考えることもできる。例えば凸部８１の数が６個（ａ＝３、ｂ＝１）の場合、２個（２^ｂ）の凸部８１による３つ（ａ＝３）のグループとして、この奇数個である３つのグループを等分配置すると考えることができる。なお、式（１）では、ｍ_α，βの値により、各凸部８１を１８０°回転させた位置にそれぞれ配置することも可能である。

トレランスリング８は、作製方法の一例として以下の方法が挙げられる。この作製方法では、帯状に延びる母材に対して順次上記工程を施す順送プレスを用いる。まず、平板状に延びる母材に対してプレスにより外形取り処理を行って、トレランスリング８の外形（外縁）が形取られ、トレランスリング８の外形をなす基材を成形する。なお、このとき、基材が母材から離脱することを防止するため、ランナーによって基材と母材との連結状態が維持されている。次に、成形された基材に対して、凸部８１の成形処理を行う。凸部８１は、プレスによって上述した位置にそれぞれ成形される。

続いて、凸部８１が成形された基材に対して湾曲処理を行う。この湾曲工程では、両端側から基材の主面の長手方向に沿って凸部８１が外表面側となるように段階的に基材を湾曲させて、周方向における端部８２，８３の曲率半径を、周方向における端部８２，８３以外の部分の曲率半径より小さく成形する。このとき、基材は、端部８２，８３以外の部分から端部８２，８３に向かう方向に従って連続的（多段階的）に曲率半径が小さくなるように湾曲されていることが好ましい。

湾曲工程が終了後、得られた基材に対してトリミング処理を行う。トリミング処理では、ランナーから基材を切り落とすことによって、トレランスリング８を得ることができる。なお、トリミング処理後、得られたトレランスリング８に対して、最大使用応力以上の応力を負荷する処理（セッチング処理）を行ってもよい。

上述した本実施の形態によれば、配設する凸部８１の個数が偶数の場合に、各凸部８１が、合成ばね定数が最大となる軸上および最小となる位置に位置するようにしたので、剛性ムラの増大を抑制して、キャリッジ５とピボット軸７との間の固定の安定性を維持することが可能となる。

また、上述した本実施の形態によれば、周方向における端部８２，８３の曲率半径がキャリッジ５の連結部５２の曲率半径と等しく、周方向における端部８２，８３以外の部分の曲率半径がキャリッジ５の連結部５２の曲率半径より大きいため、キャリッジ５の連結部５２に挿入された際に、トレランスリング８が連結部５２内部に保持されるとともに、トレランスリング８の周方向の形状を連結部５２の壁面に沿った円形とすることができる。このため、トレランスリング８をキャリッジ５の連結部５２に挿入する際、連結部５２の壁面を損傷することなく挿入できる。したがって、トレランスリング８の挿入によるコンタミの発生を抑制できる。

また、従来のトレランスリングは、周方向に沿った形状が、キャリッジ側の開口とほぼ等しい略円形に弾性変形可能であるが、実際には、組み付け時の作業上、トレランスリングがキャリッジ内に保持されている必要があるため、トレランスリングの曲率半径はキャリッジの開口の曲率半径よりも大きく設計される。また、製造上、トレランスリングの端部側が開き、トレランスリングの端部の曲率半径がキャリッジの開口の曲率半径より大きくなっている場合がある。これにより、キャリッジの開口に挿入する際、弾性変形したトレランスリングの周回方向に沿った形状が楕円形状をなす。このため、ピボット軸等をトレランスリング内部に圧入する場合、ピボット軸の側面が、トレランスリングの楕円形状の短径側の外縁と接触し、トレランスリングの外縁および／またはピボット軸の側面が損傷して、コンタミの発生原因となるおそれがあった。

これに対し、本実施の形態にかかるトレランスリング８は、周方向に沿った形状が連結部５２の壁面に沿った円形をなすため、連結部５２に挿入する際に、連結部５２の壁面を損傷することなく挿入できる。また、ピボット軸７を圧入する際、トレランスリング８の内周面および／またはピボット軸７の側面を損傷することなく、ピボット軸７を圧入することができる。したがって、トレランスリング８によるコンタミの発生を抑制できる。

上述したように、本実施の形態にかかるトレランスリング８は、ピボット軸７をトレランスリング８内部に容易に圧入することができるとともに、凸部８１の連結部５２の壁面に対する圧接によってキャリッジ５とピボット軸７との間を確実に固定することができる。

なお、上述した実施の形態では、配設する凸部の個数が偶数の場合に、ばね定数（ばね定数比）が最大となる直線上および最小となる直線上に各凸部を配置するものとして説明したが、合成ばね定数（ばね定数比）が最小となる軸上に配置する凸部を合成ばね定数（ばね定数比）が最大となる軸と一致しない位置に配置することで上述した効果を得ることができる。すなわち、凸部は、各凸部の中央部とトレランスリングのリング中心とを結び、リング中心を通過する各直線が、互いに交差するような位置に設けられていればよい。また、この交差するような位置が、合成ばね定数Ｋで最大または最小となる複数の回転角度θに対応する位置の一部であれば好ましい。

また、上述したトレランスリング８の凸部８１の形状は、外表面から略矩形状に突出したものとして説明したが、上記の個数を満たし、部材間を固定できる形状であれば、突出方向の外縁形状が略円形をなすものであってもよいし、外表面からの突出領域の外縁形状が略円形をなすものであってもよい。また、凸部８１は、トレランスリング８の周方向に沿って設けられるものとして説明したが、これに特定されるものではなく、二列以上の複数列設けられるものであってもよい。

また、上述したトレランスリング８は、端部以外の部分から端部８２，８３に向かう方向に従って連続的（多段階的）に曲率半径が小さくなるように湾曲されているものとして説明したが、端部の曲率半径と端部以外の部分の曲率半径とが２段階で湾曲されているものであってもよい。

なお、上述した本実施の形態における最適配置では、凸部の個数が偶数（６個、ａ＝３、ｂ＝１）の場合、３つの凸部Ｂ１〜Ｂ３を直線Ｎ_ｍａｘ上に等分配置し、残りの３つの凸部Ｂ４〜Ｂ６を直線Ｎ_ｍｉｎ上にそれぞれ等分配置するものとして説明したが、変動幅の増大を防止する効果を有していれば、１８０°に対する等分配置であっても適用される。例えば、式（１）において、凸部の個数が２のべき乗（ａ＝１）である場合において、各凸部が、１８０°に対する等分配置に応じた位置に位置することとなる。このとき、上述したグループ数は、１つ（ａ＝１）となり、このグループ内で配置されていると考えることができる。

また、凸部の個数が多い場合や、凸部においてトレランスリングの周方向の長さが長い場合に隣接する凸部同士が重なる際は、図１６に示す変形例１のように、隣接する凸部８１同士が重なったものであってもよい。このとき、少なくとも、各凸部８１の中央部の位置は異なる。

図１７は、本実施の形態の変形例２にかかるハードディスク装置のトレランスリングの構成を模式的に示す斜視図である。変形例２にかかるトレランスリング８ａは、上述した凸部８１に加え、周方向（および板厚方向）と直交する方向に切り欠かれた２つの切欠部８４ａを有する。切欠部８４ａは、基端（周方向および板厚方向と直交する方向の端部）から延びる延在部８４１と、延在部８４１の基端側と異なる側の端部側に設けられ、所定の径（曲率半径）を有する弧状をなす先端部８４２と、を有する。なお、先端部８４２の弧状の径（曲率の直径）は、延在部８４１における周方向の幅と同等である。

ここで、従来のトレランスリングでは、キャリッジに挿嵌されたトレランスリングの内部にピボット軸を挿入すると、ピボット軸が凸部の形成位置に差し掛かった際、トレランスリングの径が、ピボット軸の径に沿って拡径される。このとき、トレランスリングは、ピボット軸挿入側の端部の径が拡径し、その反動で他方の端部の径が縮径する。このようなトレランスリングの両端における径の変化が生じると、挿入側と逆側の端部が浮き上がる。この状態からさらにピボット軸を挿入して挿入が完了すると、キャリッジの軸が、ピボット軸の中心軸に対して回転して傾斜した状態となり、駆動機構の組立て精度に影響を及ぼすという問題があった。

これに対し、上述した変形例２は、トレランスリング８ａの周方向（および板厚方向）と直交する方向に切り欠かれた切欠部を設けるようにしたので、トレランスリング８ａの内部にピボット軸７を挿入し、ピボット軸７が凸部８１に差し掛かった際、トレランスリング８ａのピボット軸７挿入側の端部の径が拡径した場合であっても、この拡径に追従して挿入側と逆側の端部が浮き上がることを防止し、ピボット軸７に対するキャリッジ５の回転を抑制することが可能となる。これにより、ハードディスク装置１における駆動機構を正確に組立てることが可能となる。

また、変形例２では、上述した実施の形態のような凸部の配設位置に各凸部を配置するため、剛性ムラの増大を抑制して、キャリッジとピボット軸との間の固定の安定性を維持することが可能となる。

図１８は、本実施の形態の変形例３にかかるハードディスク装置のトレランスリングの構成を模式的に示す斜視図である。上述した変形例１では、先端部８４２のＲ形状の径が、延在部８４１における周方向の幅と同等であるものとして説明したが、図１８に示すトレランスリング８ｂのように、周方向の幅より大きい径である先端部８４３を有する切欠部８４ｂであってもよい。

図１９は、本発明の実施の形態の変形例４にかかるハードディスク装置のトレランスリングの構成を模式的に示す斜視図である。上述した変形例１，２では、切欠部８４ａ，８４ｂが、トレランスリングの長手方向と直交する方向の外縁側端部の両端に設けられるものとして説明したが、図１９に示すトレランスリング８ｃのように、一方の端部側に１または複数（本変形例４では２つ）の切欠部８４ａが設けられるものであってもよい。なお、この場合、切欠部８４ａが設けられる端部が、トレランスリング８ｃのピボット軸７挿入側と異なる側の端部であることが好ましい。

また、変形例４にかかるトレランスリング８ｃのように、一端側に切欠部を設ける場合において、トレランスリング８ｃのピボット軸７挿入側と異なる側の端部に切欠部を設けることによって、キャリッジ５の回転抑制効果を一段と大きく得ることができる。具体的には、幅方向（周方向と直交する方向）に１．０ｍｍの長さの切欠部を形成する場合、両端において各０．５ｍｍの切欠部を形成する場合と比して、一端（ピボット軸７挿入側と異なる側の端部）に１．０ｍｍの切欠部を形成する場合の方が、キャリッジ５の回転抑制効果を一段と大きく得ることができる。

また切欠部は、長手方向の辺を等分する位置に１または複数設けられることが好ましい。また、切欠部が複数設けられる場合、延在部８４１の長さ（トレランスリングの長手方向に直交する方向の長さ）は、互いに同一であってもよいし、それぞれ異なるものであってもよい。

以上のように、本発明にかかるトレランスリングは、剛性ムラの増大を抑制して、キャリッジとピボット軸との間の固定の安定性を維持するのに有用である。

１，２００ ハードディスク装置
２，２０１ ケーシング本体
３，２０２ ハードディスク
４，２０３ スピンドル
５，２０５，Ｃ キャリッジ
６，２０６ ＶＣＭ
７，２０７，Ｍ ピボット軸
８，８ａ，８ｂ，８ｃ トレランスリング
５０ 磁気ヘッド部
５０ａ サスペンション
５０ｂ，２０４ 磁気ヘッド
５１ アーム
５２ 連結部
６０ コイル
６１ 磁石
８１，Ｂ，Ｂ１〜Ｂ６ 凸部
８２，８３ 端部
８４ａ，８４ｂ 切欠部
８４１ 延在部
８４２，８４３ 先端部

Claims (7)

1. 板状の部材を用いて形成され、所定方向に沿って略周回するリング状をなし、径方向に突出する複数の凸部が周方向に沿って設けられたトレランスリングにおいて、
   前記凸部は、前記周方向に沿って偶数個配置され、
   前記複数の凸部の中央部と当該トレランスリングに外接する円の中心とをそれぞれ通過する複数の直線が、互いに交差し、
   前記凸部を、該凸部の中央部と前記外接する円の中心とに両端が固定されたばねとみなし、各凸部におけるばねのばね定数が同じであるとした場合、前記外接する円において基準とする径方向から前記中心の周りの回転角度θに依存する合成ばね定数をＫ（θ）とすると、
   前記複数の凸部の中央部は、前記合成ばね定数Ｋ（θ）が最大または最小となる複数の回転角度θのいずれかに対応する位置に位置することを特徴とするトレランスリング。
2. 板状の部材を用いて形成され、所定方向に沿って略周回するリング状をなし、径方向に突出する複数の凸部が周方向に沿って設けられたトレランスリングにおいて、
   前記凸部は、前記周方向に沿って偶数個配置され、
   前記複数の凸部の中央部と当該トレランスリングに外接する円の中心とをそれぞれ通過する複数の直線が、互いに交差し、
   前記複数の凸部の個数をＮ_ａ，ｂ＝ａ×２^ｂ（ａ＝１，３，５，・・・、ｂ＝１，２，・・・）とするとき、
   各凸部は、前記外接する円において基準とする径方向から前記外接する円の中心の周りに次式（１）で定義される角度θ_α，βだけ回転した径方向に設けられることを特徴とするトレランスリング；
   θ_α，β＝αθ_ａ＋βθ_ｂ＋ｍ_α，β π ・・・（１）
   ここで、θ_ａ＝２π／ａ、θ_ｂ＝π／Ｎ_ａ，ｂ、α＝０，１，２，・・・、β＝０，１，２，・・・、ｍ_α，β＝０，１、α≦ａ−１、β≦２ｂ−１。
3. 前記周方向と直交する方向の外縁側端部であって、少なくとも一方の外縁側端部から、前記周方向と直交する方向に切り欠かれた切欠部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のトレランスリング。
4. 前記切欠部は、前記一方の外縁側端部に、１または複数設けられることを特徴とする請求項３に記載のトレランスリング。
5. 前記周方向における端部の曲率半径が、前記周方向における前記端部以外の部分の曲率半径より小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のトレランスリング。
6. 前記端部以外の部分から前記端部に向かう方向に従って連続的に曲率半径が小さくなることを特徴とする請求項５に記載のトレランスリング。
7. 前記複数の凸部は、前記周方向に沿って配置され、
   前記周方向に沿って配置される前記凸部のうち、一列に配置される前記凸部の個数は、３の倍数であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のトレランスリング。

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