(57)【要約】【課題】厚さが５ｍｍ以下のＨＤＤ装置に適用することが可能な適切な予圧の付与や内部構成の配置バランスなどに優れたコンパクトな軸受装置を提供する。【解決手段】一端側にフランジ１４ｂが形成されたシャフト１４と、シャフトに沿って外装される２つの転がり軸受16,18とを有する軸受装置３６であって、各転がり軸受は、互いに相対的に回転可能に対向配置された内輪22,28及び外輪24,26と、内輪の内輪軌道溝と外輪の外輪軌道溝との間に転動自在に配列された複数の転動体38,40とを備え、少なくとも一方の内輪は、その内輪軌道溝の中心から一端面22a,28aまでの一端側幅ｔが、内輪軌道溝の中心から内輪の他端面22b,28bまでの他端側幅Ｔよりも短く設定されており、外輪は、その外輪軌道溝の中心から一端面24a,26a(他端面24b,26b)までの一端側幅ｍ(他端側幅Ｍ)が、内輪の一端側幅又は他端側幅と対向して略同位置に配置されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側にフランジが形成されたシャフトと、シャフトに沿って外装される２つの転がり軸受とを有する軸受装置であって、
各々の転がり軸受は、互いに相対的に回転可能に対向配置された内輪及び外輪と、内輪の内輪軌道溝と外輪の外輪軌道溝との間に転動自在に配列された複数の転動体とを備え、
少なくとも一方の内輪は、その内輪軌道溝の中心から一端面までの一端側幅が、内輪軌道溝の中心から内輪の他端面までの他端側幅よりも短く設定されており、
外輪は、その外輪軌道溝の中心から端面までの端側幅が、内輪の一端側幅又は他端側幅と対向して略同位置に配置されていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
一端側にフランジが形成されたシャフトと、シャフトに沿って外装される２つの転がり軸受とを有する軸受装置であって、
各々の転がり軸受は、互いに相対的に回転可能に対向配置された内輪及び外輪と、内輪の内輪軌道溝と外輪の外輪軌道溝との間に転動自在に配列された複数の転動体とを備え、
両方の内輪は、その内輪軌道溝の中心から一端面までの一端側幅が、内輪軌道溝の中心から内輪の他端面までの他端側幅よりも短く設定されており、
外輪は、その外輪軌道溝の中心から端面までの端側幅が、内輪の一端側幅又は他端側幅と対向して略同位置に配置されていることを特徴とする軸受装置。
【請求項３】
２つの転がり軸受は、その外輪相互間に予圧用部材を介在させてシャフトに沿って外装されることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。
【請求項４】
軸受装置には、２つの転がり軸受に外装されるハウジングが設けられており、シャフトの他端側又は当該他端側に対向したハウジングの端部には、軸受装置用密封板が内輪の端面又は外輪の端面に接した状態で装着されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項５】
転動体は、玉であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項６】
転がり軸受には、軸受密封板用の溝が無いことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項７】
２つの転がり軸受は、その内輪の他端面が互いに対向するようにシャフトに沿って外装されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項８】
少なくとも一方の転がり軸受の内輪とシャフトとは圧入により互いに固定されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項９】
軸受装置用密封板は、シャフトの他端側又は当該他端側に対向したハウジングの端部に軽圧入又は接着して固定されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項１０】
軸受装置用密封板は、シャフトの他端側又は当該他端側に対向したハウジングの端部に軽圧入と接着とを併用して固定されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項１１】
転動体は、セラミック製の玉であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項１２】
２つの転がり軸受は、内輪又は外輪の少なくとも一方にカウンターが施されたアンギュラ玉軸受であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項１３】
外輪の外輪軌道溝の中心から端面までの端側幅は、互いに同一幅寸法に設定されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項１４】
少なくとも一方の転がり軸受の内輪は、シャフトのフランジに接していることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハードディスクドライブ装置(ＨＤＤ装置)のスイングアームを揺動運動させるヘッドスタックアッセンブリなどに用いられる軸受装置に関し、特にディスク径が１.８インチ以下で、厚さが５ｍｍ以下のＨＤＤ装置に用いられる軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の軸受装置が用いられたＨＤＤ装置としては、例えば図４(ａ),(ｂ)に示すように、磁気ディスク２を回転させるスピンドルモータ４と、情報の記録或いは読み取り用の磁気ヘッド６とを備えたものが知られている(例えば特許文献１及び２参照)。磁気ヘッド６は、軸受装置８で回動自在に支持されたスイングアーム１０の先端に取り付けられており、その基端には、当該スイングアーム１０を回転駆動させるボイスコイル１２が設けられている。スイングアーム１０は、軸受装置８を介してＨＤＤ装置の基台１上に回動自在に支持されており、磁気ディスク２を回転させた状態でスイングアーム１０を回動させて、磁気ヘッド６を磁気ディスク２に対して平行移動させることにより、磁気ディスク２に情報を記録したり、或いは磁気ディスク２から情報を読み取ることができる。
【０００３】
かかるＨＤＤ装置に用いられる軸受装置８は、例えば図４(ｃ)に示すように、シャフト１４に外装される２つの転がり軸受(一端側玉軸受１６、他端側玉軸受１８)と、これら２つの玉軸受16,18に外装されるスリーブ２０とを備えている。スリーブ２０には、スイングアーム１０が装着されるようになっており、筒状のシャフト本体１４ａと、シャフト本体１４ａの一端側に形成されたフランジ１４ｂとが設けられている。一方、スリーブ２０には、筒状のスリーブ本体２０ａと、スリーブ本体の一端側に形成されたフランジ２０ｂと、スリーブ本体２０ａの内周面に設けられた環状凸部２０ｃとが設けられている。
この場合、２つの玉軸受16,18をシャフト本体１４ａに他端側から外装すると、一端側玉軸受１６の内輪２２(内輪２２の端面２２ａ)がフランジ１４ｂに当接すると共に、スリーブ本体２０ａの環状凸部２０ｃにより２つの玉軸受16,18は、所定の間隔で位置決めされる。このとき、一端側玉軸受１６(内輪２２及び外輪２４)の端面22a,24aとが互いに整列して同一平面状に位置決めされる。
【０００４】
このような状態において、軸受装置８の軸方向のガタの発生を防止するために、所定の予圧が付与される。予圧を付与する方法としては、例えば、２つの玉軸受16,18の外輪24,26の間に環状凸部２０ｃを介在させて、スリーブ本体２０ａの内周面に各外輪24,26を接着剤で固定すると共に、一端側玉軸受１６の内輪２２をシャフト本体１４ａに接着剤で固定する。そして、他端側玉軸受１８の内輪２８は、シャフト本体１４ａにスライド可能(矢印Ｆ方向にスライド可能)に外装する。この後、他端側玉軸受１８の内輪２８に矢印Ｆ方向の予圧を付与し、その状態で他端側玉軸受１８の内輪２８をシャフト本体１４ａに接着剤で固定することにより、軸方向のガタの発生を防止することができる。
なお、スリーブ本体１４ａの環状凸部２０ｃは予圧を付与する際に、２つの玉軸受16,18同士を接触させない程度の幅寸法を有していれば良く、環状凸部２０ｃの代わりに例えば図４(ｄ)に示すような間座３０を適用することも可能である。この場合、スリーブ２０は必ずしも必要では無く、例えば図４(ｅ)に示すように、スリーブ２０を有しない軸受装置８を構成しても良い。
【０００５】
また近年、携帯用パソコンなどの小型化及び薄型化が進んだことにより、当該パソコンに用いるＨＤＤ装置にもその小型化及び薄型化が要求されている。この要求に応えるため例えば図３(ａ),(ｂ)に示すように、従来では図４(ｂ)の軸受装置８から間座３０を除去すると共に、２つの玉軸受16,18の内輪22,28の幅ｈ１を外輪24,26の幅ｈ２より小さく設定することで対応している。これにより軸受装置８の軸方向全幅Ｈ１を短縮(Ｈ１＞Ｈ２)することができる。
なお、このような構成は、例えば図３(ｃ)に示すように密封板32,34を備えた軸受装置８にも応用されており、かかる軸受装置８から間座３０を除去すると共に、２つの玉軸受16,18の内輪22,28の幅ｈ１を外輪24,26の幅ｈ２より小さく設定することで(図３(ｄ))、軸受装置８の軸方向全幅Ｈ１を短縮(Ｈ１＞Ｈ２)することができる。
【０００６】
ところで、ＨＤＤ装置の小型化及び薄型化では、磁気ディスク２(図４(ｂ))の直径を例えば３.５インチから２.５インチ(特に１.８インチ以下)に小さくすることが要求されており、これに伴って軸受装置８の全幅Ｈ２を更に短縮する必要があるとともに、その外径Ｗ１も短縮させる必要がある。
しかしながら、従来の軸受装置８(図３(ｂ),(ｄ))では、その全幅Ｈ１を短縮(Ｈ１＞Ｈ２)することはできるが、その外径Ｗ１を短縮することについては考慮されていない。即ち、従来の軸受装置８では、その外径は互いに同一(Ｗ１)に維持されたままである。このため、現在要求されているＨＤＤ装置の超薄型化(ディスク径が１.８インチ以下、ＨＤＤ装置の厚さが５ｍｍ以下)に対応させることが困難になっている。また、軸受装置８のコンパクト化では、適切な予圧の付与や内部構成(例えば、内輪22,28、外輪24,26)の配置バランスなどにも配慮しなければならないが、従来の軸受装置８(図３(ｂ),(ｄ))では、かかる点について配慮した構成を施すことは困難である。
【特許文献１】特許第３０５４８５８号公報
【特許文献２】特開２００４−１５０４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、厚さが５ｍｍ以下のＨＤＤ装置に適用することが可能な適切な予圧の付与や内部構成の配置バランスなどに優れたコンパクトな軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明は、一端側にフランジが形成されたシャフトと、シャフトに沿って外装される２つの転がり軸受とを有する軸受装置であって、各々の転がり軸受は、互いに相対的に回転可能に対向配置された内輪及び外輪と、内輪の内輪軌道溝と外輪の外輪軌道溝との間に転動自在に配列された複数の転動体とを備えている。
この場合、少なくとも一方の(両方の)内輪は、その内輪軌道溝の中心から一端面までの一端側幅が、内輪軌道溝の中心から内輪の他端面までの他端側幅よりも短く設定されており、外輪は、その外輪軌道溝の中心から端面までの端側幅が、内輪の一端側幅又は他端側幅と対向して略同位置に配置されている。そして、２つの転がり軸受は、その外輪相互間に予圧用部材を介在させてシャフトに沿って外装される。これにより、内輪相互間に予圧のためのスペースが確保され、２つの転がり軸受を合わせた幅寸法を短縮することが可能となり、その結果、軸受装置の全幅が短縮される。
また、軸受装置には、２つの転がり軸受に外装されるハウジングが設けられており、シャフトの他端側又は当該他端側に対向したハウジングの端部には、軸受装置用密封板が内輪の端面又は外輪の端面に接した状態で装着されている。これにより、外輪の肉厚を薄くすることが可能となり、この軸受装置が適用される例えばＨＤＤ装置の小型化及び薄型化が図られる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、適切な予圧の付与や内部構成の配置バランスなどを配慮しつつ、厚さが５ｍｍ以下のＨＤＤ装置に適用することが可能なコンパクトな軸受装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態に係る軸受装置について、図１を参照して説明する。
本実施の形態では、厚さが５ｍｍ以下のハードディスクドライブ装置(ＨＤＤ装置)に適用する軸受装置を想定している。なお、軸受装置は、ＨＤＤ装置のスイングアーム(図４(ｂ))を揺動運動させるヘッドスタックアッセンブリなどに用いられる。
【００１１】
なお、以下の説明において、図１(ａ)には、従来技術で軸方向全幅Ｈ２を短縮した軸受装置８(図３(ｄ))の一例が示されている。また、同図(ｂ)には、本発明の技術で軸方向全幅Ｈ３を短縮(Ｈ２＞Ｈ３)した軸受装置３６の断面構成が示されており、同図(ｃ)には、更に外径Ｗ２を短縮(Ｗ１＞Ｗ２)した軸受装置３６の断面構成が示されている。
また、本実施の形態の軸受装置３６の構成は、上述した従来の軸受装置８(図３(ｄ))の構成と同一であるため、以下の説明では、同一構成についての説明は省略し、相違する構成についての説明を付加するに止める。
【００１２】
図１(ｂ)に示すように、本実施の形態の軸受装置３６において、２つの転がり軸受(一端側玉軸受１６、他端側玉軸受１８)には、それぞれ、内輪22,28の内輪軌道溝(特に参照符号は付さない)と外輪24,26の外輪軌道溝(特に参照符号は付さない)との間に転動自在に配列された複数の転動体(玉)38,40が設けられている。なお、転動体としては、玉以外にコロであっても良い。
【００１３】
この場合、各内輪22,28は、その内輪軌道溝の中心から一端面22a,28aまでの一端側幅ｔが、内輪軌道溝の中心から内輪22,28の他端面22b,28bまでの他端側幅Ｔよりも短く(Ｔ＞ｔ)設定されており、外輪24,26は、その外輪軌道溝の中心から一端面24a,26a(他端面24b,26b)までの端側幅(一端側幅ｍ、他端側幅Ｍ)が、内輪22,28の一端側幅ｔ又は他端側幅Ｔと対向して位置付けられている。本実施の形態では、内輪22,28の他端側幅Ｔと外輪24,26の他端側幅Ｍとが同一寸法に設定されており、これらが転動体38,40を挟んで対向して略同一位置に配置されている。別の言い方をすると、２つの転がり軸受16,18は、内輪22,28の他端面22b,28bと外輪24,26の他端面24b,26bとが同一平面上に整列した状態でシャフト１４に外装されている。この状態において、２つの転がり軸受16,18は、内輪22,28の他端面22b,28b(外輪24,26の他端面24b,26b)が互いに対向するようにシャフト１４に沿って外装されている。なお、外輪24,26の一端側幅ｍと他端側幅Ｍとは同一幅寸法(ｍ＝Ｍ)に設定されている。また、図面では、両方の内輪22,28が、その内輪軌道溝の中心から一端面22a,28aまでの一端側幅ｔが、内輪軌道溝の中心から内輪22,28の他端面22b,28bまでの他端側幅Ｔよりも短く(Ｔ＞ｔ)設定したが、かかる設定条件は、内輪22,28の少なくとも一方に施してあれば良い。この場合、少なくとも一方の転がり軸受の内輪22,28とシャフト１４とは圧入により互いに固定することが好ましい。
【００１４】
このような構成において、内輪22,28の他端面22b,28b相互間に予圧のためのスペースが確保され、一方、外輪24,26の他端面24b,26b相互間に予圧用部材４２が介在されている。これにより、２つの転がり軸受16,18を合わせた幅寸法を短縮することが可能となり、軸受装置３６の全幅Ｈ３を従来のもの(図１(ａ))に比べて短縮(Ｈ２＞Ｈ３)することができる。この結果、かかる軸受装置３６が適用されたスイングアーム１０(図４(ａ),(ｂ))の支点の厚さ寸法を従来に比べて薄くすることができるため、ＨＤＤ装置の薄型化を実現することができる。具体的には、厚さが５ｍｍ以下のＨＤＤ装置を実現することができる。
なお、予圧用部材４２は、例えば間座のような別部材で構成しても良いし、或いは、スリーブ(ハウジング)２０の内周面に一体的に突設させても良い。
【００１５】
また、軸受装置３６において、シャフト１４の他端側(フランジ１４ｂが形成されている一端側とは反対側)には、軸受装置用密封板４４が内輪２８の端面(一端面２８ａ)に接した状態で装着されている。また、内輪２２の一端面２２ａが当接しているフランジ１４ｂが密封板として機能することにより、軸受装置用密封板４４とフランジ１４ｂとにより２つの転がり軸受16,18の内部を外界から密封することができ、潤滑剤の漏れや異物の浸入を防止することができる。なお、このような密封板(44,14b)の種類としては、接触或いは非接触のいずれかのタイプを使用目的や使用環境に応じて任意に選択することが可能である。また、本実施の形態の軸受装置では、内輪２２の一端面２２ａがフランジ１４ｂに当接している場合を想定したが、これに限定されることは無く、少なくとも一方の転がり軸受16,18の内輪22,28がシャフト１４のフランジ１４ｂに接していれば良い。
【００１６】
これにより図１(ｃ)に示すように、軸受密封板用の溝が無い外輪24,26を構成することができ、外輪24,26の肉厚を薄くすることが可能となる。この場合、外輪24,26の外径Ｄ１を小さくすることができるため(Ｄ１＞Ｄ２)、軸受装置３６の外径Ｗ２を従来に比べて短縮(Ｗ１＞Ｗ２；Ｗ２を４ｍｍ以下に短縮)することができる。この結果、かかる軸受装置３６が適用されたスイングアーム１０(図４(ａ),(ｂ))の支点の径寸法を従来に比べて小さくすることができるため、ＨＤＤ装置の小型化を実現することができる。
【００１７】
外輪24,26の一端側幅ｍと他端側幅Ｍとは同一幅寸法(ｍ＝Ｍ)に設定されているため、外輪軌道溝の加工時に方向性を揃える必要がなく、加工工数を低減することができ、加工が容易になり、加工コストを削減することが可能となる。この結果、軸受装置３６の製造コストを低減することができ、この軸受装置３６を用いたＨＤＤ装置の低価格化を実現することが可能となる。
【００１８】
また、軸受装置用密封板４４は、シャフト１４の他端側に軽圧入又は接着或いはこれらを併用して固定されている。このため、例えば軸受装置３６の運転時でも偏心することが無くラビリンスをその分だけ小さくすることができる。この結果、品質や信頼性に優れた軸受装置３６を実現することができる。
【００１９】
更に、２つの転がり軸受16,18を、内輪22,28又は外輪24,26の少なくとも一方にカウンターが施されたアンギュラ玉軸受(軌道溝の肩の高さを全部又は部分的に取り除いた軸受)として構成しても良い。これにより、従来の玉軸受と玉径や、複数の玉の中心を結んで形成される仮想円の直径(P,C,D)を同一とした場合に、従来の玉軸受に比べてより多くの玉を配列させることができるため、軸受剛性を大幅に向上させることができる。また、転動体38,40の材料として、例えばセラミックを使用することにより、約１０％程度軸受剛性を向上させることができる。
【００２０】
なお、上述した実施の形態では、内輪22,28の他端面22b,28bと外輪24,26の他端面24b,26bとを同一平面上に整列させた構成例について説明したが、これに限定されることは無く、例えば図２(ｂ),(ｃ)に示すように、内輪22,28の一端面22a,28aと外輪24,26の一端面24a,26aとを同一平面上に整列させて軸受装置３６を構成しても上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
この場合、内輪22,28の一端側幅ｔと外輪24,26の一端側幅ｍとが同一寸法に設定されており、これらが転動体38,40を挟んで対向して略同一位置に配置されている。また、軸受装置用密封板４４は、外輪２６の端面(一端面２６ａ)に接した状態で装着されており、軸受装置用密封板４４とフランジ１４ｂとにより２つの転がり軸受16,18の内部を外界から密封することができる。更に、軸受装置用密封板４４は、シャフト１４の他端側に対向したスリーブ(ハウジング)２０の端部に軽圧入又は接着或いはこれらを併用して固定されている。
【００２２】
この変形例において、図１(ａ)には、従来技術で軸方向全幅Ｈ２を短縮した軸受装置８(図３(ｄ))の一例が示されている。また、同図(ｂ)には、本変形例の技術で軸方向全幅Ｈ３を短縮(Ｈ２＞Ｈ３)した軸受装置３６の断面構成が示されており、同図(ｃ)には、更に外径Ｗ２を短縮(Ｗ１＞Ｗ２)した軸受装置３６の断面構成が示されている。なお、同図(ｂ),(ｃ)に示した構成は、上述した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００２３】
なお、上述した実施の形態及び変形例では、密封板付きの軸受装置に対して本発明の技術を適用した場合について説明したが、例えば図４(ｃ)〜(ｅ)に示すような軸受装置に本発明の技術を適用できることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】(ａ)は、従来技術で軸方向全幅を短縮した軸受装置の構成例を示す断面図、(ｂ)は、本発明の一実施の形態に係る軸受装置の構成を示す断面図、(ｃ)は、軸方向全幅及び外径を短縮した軸受装置の構成を示す断面図。
【図２】(ａ)は、従来技術で軸方向全幅を短縮した軸受装置の構成例を示す断面図、(ｂ)は、本発明の変形例に係る軸受装置の構成を示す断面図、(ｃ)は、軸方向全幅及び外径を短縮した軸受装置の構成を示す断面図。
【図３】(ａ),(ｂ)は、従来の軸受装置において、その軸方向全幅を短縮する方法を説明するための断面図、(ｃ),(ｄ)は、従来の密封板を備えた軸受装置において、その軸方向全幅を短縮する方法を説明するための断面図。
【図４】(ａ)は、軸受装置が用いられたＨＤＤ装置の構成を示す断面図、(ｂ)は、同図(ａ)に示すＨＤＤ装置の平面図、(ｃ)は、従来の軸受装置の断面図、(ｄ)は、従来の他の軸受装置の断面図、(ｅ)は、スリーブの無い従来の軸受装置の断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１４  シャフト
１４ａ  フランジ
16,18  転がり軸受
22,28  内輪
22a,28a  内輪の一端面
22b,28b  内輪の他端面
24,26  外輪
24a,26a  外輪の一端面
24b,26b  外輪の他端面
３６  軸受装置
38,40  転動体
ｔ  内輪軌道溝の中心から内輪の一端面までの一端側幅
Ｔ  内輪軌道溝の中心から内輪の他端面までの他端側幅
ｍ  外輪軌道溝の中心から外輪の一端面までの一端側幅
Ｍ  外輪軌道溝の中心から外輪の他端面までの他端側幅
【図１】
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【図２】
2006038060.tif 000004
【図３】
2006038060.tif 000005
【図４】
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