(57)【要約】【課題】スラストギャップを無くして、中心軸（シャフト）を中心として相対的回転するハウジングの位置精度を向上し、かつ振動、衝撃等にも耐久性の優れた小型軸受構造を提供する。【解決手段】一対の環状の軸石４Ａ、４Ｂが中心軸１に接触するように、筒状ハウジング３を中心軸１に回転自在に挿通し、スラスト板５を、スラストボール６のみが接触するよう中心軸１の自由端１ａに載せ、筒状ハウジング３とスラスト板５とを固着させて一対の環状の軸石４Ａ、４Ｂとスラストボール６と共に中心軸１に対して回転自在な可動材Ｘを形成し、中心軸１の他端１ｂを筐体８に固定し、スラストボール６を中心軸１の自由端１ａに押し付けるように予圧を与えて可動材Ｘと中心軸１とのスラストギャップを無くすようにして成ることを特徴とする小型軸受構造。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央孔に一対の環状の軸石を固着した筒状ハウジングと、中央孔にスラストボールが嵌め込まれたスラスト板と、中心軸と、筐体と、を備える小型軸受構造であって、
前記一対の環状の軸石が前記中心軸に接触するように、前記筒状ハウジングを前記中心軸に回転自在に挿通し、前記スラスト板を、前記スラストボールのみが接触するよう前記中心軸の自由端に載せ、前記筒状ハウジングと前記スラスト板とを固着させて前記一対の環状の軸石と前記スラストボールと共に前記中心軸に対して回転自在な可動材を形成し、前記中心軸の他端を前記筐体に固定し、前記スラストボールを前記中心軸の自由端に押し付けるように予圧を与えて前記可動材と前記中心軸とのスラストギャップを無くすようにして成ることを特徴とする小型軸受構造。
【請求項２】
前記可動材は、前記中心軸に対し、前記一対の環状の軸石と前記スラストボールによって位置決めされることを特徴とする請求項１記載の小型軸受構造。
【請求項３】
前記スラストボールは、スラストバネによって前記予圧を与えられていることを特徴とする請求項１記載の小型軸受構造。
【請求項４】
前記一対の環状の軸石は、内周がオリーブ構造であることを特徴とする請求項１記載の小型軸受構造。
【請求項５】
前記スラストボールは、前記中心軸の中心あるいは前記中心軸の中心近傍で前記中心軸と接触することを特徴とする請求項１記載の小型軸受構造。
【請求項６】
中央孔に一対の環状の軸石を固着した筒状ハウジングと、中央孔にスラストボールが嵌め込まれたスラスト板と、中心軸と、筐体と、を備える小型軸受構造の製造方法であって、
前記スラスト板と前記筒状ハウジングとを固着して可動材を形成し、
前記可動材を前記中心軸の自由端に嵌挿し、
前記中心軸の他端を前記筐体に固定し、
スラストバネを備えた受板を前記スラストボールに被せ、前記スラストボールを前記中心軸の自由端に押し付けるようにして前記受板を前記筐体に固定することを特徴とする小型軸受構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、ＨＤＤ等に用いられているＶＣＭ（ボイスコイルモータ）等の磁気ヘッドを備えた可動片の軸受として使用するための小型化が要求される小型軸受構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の小型軸受構造は、従来、専らボールベアリングを用いたものが一般的である（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２４３１２１号明細書
【特許文献２】
特開２００１−４３６５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなボールベアリング構造のものにあっては、高精度を保持するためには、構造上小型化が困難であって、外径の大きさも、せいぜい５ｍｍ〜６ｍｍ程度が限界であり、それ以下の小型化は、全く実現不可能であった。
【０００５】
このような課題に対して、本出願人は、先きの出願の特願２００１−３１３９３７号、特願２００３−３２０１号および特願２００３−３３７１９号において、ボールベアリングレスの超小型化が可能な軸受構造を提案した。
【０００６】
この発明も、先きの特許出願と同一の課題の下になされたもので、殊にスラストギャップを無くして、中心軸（シャフト）を中心として相対的回転するハウジングの位置精度を向上し、かつ振動、衝撃等にも耐久性の優れた小型軸受構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の技術的構成により前記目的を達成できたものである。
【０００８】
（１）中央孔に一対の環状の軸石を固着した筒状ハウジングと、中央孔にスラストボールが嵌め込まれたスラスト板と、中心軸と、筐体と、を備える小型軸受構造であって、前記一対の環状の軸石が前記中心軸に接触するように、前記筒状ハウジングを前記中心軸に回転自在に挿通し、前記スラスト板を、前記スラストボールのみが接触するよう前記中心軸の自由端に載せ、前記筒状ハウジングと前記スラスト板とを固着させて前記一対の環状の軸石と前記スラストボールと共に前記中心軸に対して回転自在な可動材を形成し、前記中心軸の他端を前記筐体に固定し、前記スラストボールを前記中心軸の自由端に押し付けるように予圧を与えて前記可動材と前記中心軸とのスラストギャップを無くすようにして成ることを特徴とする小型軸受構造。
【０００９】
（２）前記可動材は、前記中心軸に対し、前記一対の環状の軸石と前記スラストボールによって位置決めされることを特徴とする前記（１）項記載の小型軸受構造。
【００１０】
（３）前記スラストボールは、スラストバネによって前記予圧を与えられていることを特徴とする前記（１）項記載の小型軸受構造。
【００１１】
（４）前記一対の環状の軸石は、内周がオリーブ構造であることを特徴とする前記（１）項記載の小型軸受構造。
【００１２】
（５）前記スラストボールは、前記中心軸の中心あるいは前記中心軸の中心近傍で前記中心軸と接触することを特徴とする前記（１）項記載の小型軸受構造。
【００１３】
（６）中央孔に一対の環状の軸石を固着した筒状ハウジングと、中央孔にスラストボールが嵌め込まれたスラスト板と、中心軸と、筐体と、を備える小型軸受構造の製造方法であって、前記スラスト板と前記筒状ハウジングとを固着して可動材を形成し、前記可動材を前記中心軸の自由端に嵌挿し、前記中心軸の他端を前記筐体に固定し、スラストバネを備えた受板を前記スラストボールに被せ、前記スラストボールを前記中心軸の自由端に押し付けるようにして前記受板を前記筐体に固定することを特徴とする小型軸受構造の製造方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１５】
なお、この実施例は、中心軸を所望の固定側に固着起立させた非回転とする場合を示している。
【００１６】
図において、１は、円柱状の中心軸（シャフト）、１ａは、中心軸１の自由端、１ｂは、中心軸１の他端、２はフランジボルト、３は筒状ハウジング、３ａは筒状ハウジングの中央孔、４Ａは、内周がオリーブ構造の軸石Ａ、４Ｂは内周がオリーブ構造の軸石Ｂである。
【００１７】
軸石Ａ４Ａと、軸石Ｂ４Ｂは、一対の環状の軸石を形成する。
【００１８】
５はスラスト板、５ａはスラスト板５の中央孔、６はスラストボール、７はスラストバネ、８は各種筐体、９は受板、１０はナット、１２はナット、１３はアーム材、２０は小型軸受構造、Ｘは、筒状ハウジング３、軸石Ａ４Ａ、軸石Ｂ４Ｂ、スラスト板５、スラストボール６からなる可動材、Ｐは、断面オリーブ状の円弧状面である。
【００１９】
筒状ハウジング３の中央孔３ａの上下に一体的に固着した一対の環状の軸石４Ａ、４Ｂは、中心軸１に回転自在に挿通させている。また、中央孔５ａにスラストボール６が嵌め込まれたスラスト板５を、スラストボール６のみが接触するよう中心軸１の自由端１ａに載せている。すなわち、中心軸１の自由端１ａは、筒状ハウジング３の中央孔３ａに挿通され、スラストボール６に突き当たっている。
【００２０】
そして、筒状ハウジング３とスラスト板５とは接着等により固着され、筒状ハウジング３と一対の環状の軸石４Ａ、４Ｂとスラスト板５とスラストボール６とからなる中心軸１に対して回転自在な可動材Ｘを形成している。従って、中心軸１の自由端１ａの上に可動材Ｘが載置されることになる。
【００２１】
このとき、中心軸１と摺接する一対の環状の軸石４Ａ，４Ｂの内周は、断面オリーブ状の円弧状面Ｐ（オリーブ構造）として形成して、ラジアル方向の軸損を軽減するのが好ましい。また、可動材Ｘは中心軸１に対して、一対の環状の軸石である軸石Ａ４Ａ、軸石Ｂ４Ｂによりラジアル方向について位置決めされることになる。
【００２２】
そして、中心軸１は、スラスト板５の中央孔５ａに嵌め込まれたスラストボール６に突き当たっていることから、中心軸１とスラストボール６の接触面積は点接触であるため論理的に「点」という極小であり、可動材Ｘが回転するときの回転方向の摩擦抵抗を極小にできる。すなわち、中心軸１と摺接するスラストボール６は球形であることから、スラスト方向の軸損を軽減することができる。
【００２３】
そして、可動材Ｘは中心軸１に対して、スラストボール６によりスラスト方向について位置決めされることになる。また、スラストボール６は、スラスト板５の中央孔５ａに嵌め込まれていることから、中心軸１の中心あるいは中心軸１の中心近傍で中心軸１と接触させることができる。
【００２４】
次に、中心軸１の他端１ｂは、フランジボルト２に挿通固定し、このフランジボルト２は、固定側の各種筐体８に挿通し、ナット１０によって固着させてある。
【００２５】
従って、中心軸１は、フランジボルト２を介して各種筐体３に固定されている。
【００２６】
そして、スラストボール６の上部から、スラストバネ７を備えた受板９を被せる。スラストバネ７によってスラストボール６と接触させ、そのバネ力によってスラストボール６に予圧（プリロード）を与えることで、スラストボール６を中心軸１の自由端１ａに押し付けて、スラストギャップを無くすことができる。
【００２７】
そして、この状態で受板９を各種筐体８にネジ止め等により固定する（不図示）ことで、振動、衝撃等にも耐久性の優れた本発明の小型軸受構造２０を得ることができる。
【００２８】
なお、可動材Ｘに、予めボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭという。）やアーム材１３等をボルト止め等によって固定することで、ＶＣＭやアーム材１３等を中心軸１に対して回動自在とすることができる。
【００２９】
次に、上述の構成について、製造方法を説明し乍ら、さらに構成を説明する。
【００３０】
まず、始めに、中心軸１にフランジボルト２を治具で位置決めして、接着等により固定し、筒状ハウジング３の中央孔３ａに一対の環状の軸石４Ａ、４Ｂを圧力等により固定し、一対の環状の軸石４Ａ、４Ｂに注油する。それと共に、スラスト板５の中央孔５ａに面位置を合わせて圧入等によりスラストボール６を嵌め込んで固定する。
【００３１】
そして、スラスト板５と筒状ハウジング３とを接着等により固着して可動材Ｘを形成する。
【００３２】
ここで、可動材Ｘに、ＶＣＭやアーム材１３等をボルト止め等によって固定することができる。
【００３３】
次に、中心軸１の上部にオイルを注油し、中心軸１の自由端１ａに可動材Ｘを嵌挿する。
【００３４】
そして、フランジボルト２を各種筐体８に挿通して、ナット１０によるネジ止め等で固定する。
【００３５】
これによって、中心軸１をフランジボルト２を介して各種筐体８に固定させると共に、可動材Ｘを中心軸１に対して回転自在に載置することができる。
【００３６】
そして、スラストバネ７を備えた受板９をスラストボール６に被せ、スラストボール６に接触したスラストバネ７のバネ力によりスラストボール６に予圧を与える。ここで、スラストボール６を中心軸１の自由端１ａに押し付けるようにして受板９を各種筐体８にネジ止め等により固定する（不図示）ことで、スラストギャップを無くし、かつ振動、衝撃等にも耐久性の優れた本発明の小型軸受構造２０を得ることができる。
【００３７】
次に、本発明の小型軸受構造をハードディスク（ＨＤＤ）に用いた例について図２を用いて説明する。
【００３８】
図２は、この発明の小型軸受構造をハードディスクに用いた例を示す平面図である。
【００３９】
２１はヨーク、２２は磁石、２３はＶＣＭ、２４は磁気ヘッド、２５はディスクである。
【００４０】
例えばＨＤＤのＶＣＭの軸受の場合は、アーム材１３の一端に磁気ヘッド２４を設けると共に、他端にＶＣＭ２３を設け、さらにＶＣＭ２３の周囲にヨーク２１と磁石２２を固定して備える。そして、ＶＣＭ２３のリニアモータ的な動作に応じて、中心軸１を支点として可動材Ｘ、アーム材１３、アーム材の一端に設けられた磁気ヘッド２４が回動する。その際、本発明の小型軸受構造２０によれば、スラストギャップを無くして磁気ヘッド２４を精密操作することができ、かつ振動、衝撃等にも耐久性の優れるものである。
【００４１】
以上、本発明の構成によれば、筒状ハウジング３は、中央孔３ａの上下に固定した軸石４Ａ，４Ｂによって中心軸１に回転自在に挿通され、かつ中心軸１の一方は、中心軸１の自由端１ａの頂面中央でスラストボール６によって摩擦抵抗を狭小とした状態で支持でき、他方は、各種筐体８に挿入固着したフランジボルト２で支持され、しかもスラストボール６の上部からスラストバネ７のバネ力を働かせてスラスト方向に予圧を与えているので、筒状ハウジング３、一対の環状の軸石４Ａ、４Ｂ、スラスト板５、スラストボール６からなる可動材Ｘをスラストギャップを無くして精度よく回転させることができ、かつ振動、衝撃等にも耐久性が優れることになる。
【００４２】
なお、以上の実施例では、中心軸１を固定し、筒状ハウジング３側を回転構造として示してあるが、筒状ハウジング３側を固定し、中心軸１側を回転させる構造としても実施できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スラストギャップを無くして、中心軸（シャフト）を中心として相対的に回転する筒状ハウジング等の可動材の位置精度を向上し、かつ振動、衝撃等にも耐久性の優れた小型軸受構造を提供することができる。
【００４４】
すなわち、全体を小型に形成できるものであって、スラスト軸受は、片側を固定し、他側をスラストバネによりスラストボールを抑え付けて予圧を与える構成にすることにより、摩擦抵抗を狭小とすると共に、スラストギャップを無くすことができ、またこの予圧を与えることにより筒状ハウジング等の可動材の位置精度が良くなり、又振動、衝撃などにも強くなるなどの効果があるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す小型軸受構造の拡大した縦断面図で、構造を明確にするため相当に誇張して表現してある。
【図２】この発明の小型軸受構造をハードディスクに用いた例を示す平面図である。
【符号の説明】
１  円柱状の中心軸（シャフト）
１ａ  中心軸１の自由端
１ｂ  中心軸１の他端
２  フランジボルト
３  筒状ハウジング
３ａ  中央孔
４Ａ，４Ｂ  一対の環状の軸石
５  スラスト板
５ａ  中央孔
６  スラストボール
７  スラストバネ
８  各種筐体
９  受板
１３  アーム材
２０  小型軸受構造
２１  ヨーク
２２  磁石
２３  ＶＣＭ
２４  磁気ヘッド
２５  ディスク
Ｐ  断面オリーブ状の円弧状面
Ｘ  可動材
【図１】
2004332777.tif 000003
【図２】
2004332777.tif 000004