(57)【要約】【課題】ラジアル隙間を負隙間とした場合でも、組立て性に優れたスイングアーム支持構造を提供する。【解決手段】スイングアーム支持構造は、外径面の一部が径方向外側に突出して内側軌道面３０ａを有する内方部材３０と、外径面にスイングアームを保持し、内径面の一部が径方向内側に突出して外側軌道面３１ａを有する外方部材３１と、転動体としての複数の玉３２と、複数の玉３２を保持する保持器（図示せず）と、内方部材３０と外方部材３１の両端を密封する密封部材（図示せず）とを備える。そして、外方部材３１の外径面は、外側軌道面３１ａの軸方向中心に対応する位置の厚み寸法を減ずるための凹部３１ｂが設けられている。【選択図】図３
2007205458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径面に内側軌道面を有する内方部材と、
スイングアームを保持し、内径面に外側軌道面を有する外方部材と、
前記内側軌道面および前記外側軌道面の間に配置される複数の転動体とを備え、
前記外方部材の外径面は、前記外側軌道面の軸方向中心に対応する位置の厚み寸法を減ずるための凹部を有する、スイングアーム支持構造。
【請求項２】
前記凹部の軸方向端部は、前記外側軌道面の軸方向端部に対応する位置の外側に配置される、請求項１に記載のスイングアーム支持構造。
【請求項３】
前記外側軌道面の半径をｒ１、前記内側軌道面の半径をｒ２、前記転動体の直径をＤ、前記内側軌道面および前記外側軌道面と前記転動体との径方向負隙間量をδとすると、
δ＝２｜（ｒ１−ｒ２）−Ｄ｜、
３．７５×１０−３≦δ／Ｄ≦１．１２５×１０−２
の関係を有する、請求項１または２に記載のスイングアーム支持構造。
【請求項４】
前記外方部材の内径面は、内径寸法が相対的に小さい小径内径面と、内径寸法が前記小径内径面より大きい大径内径面とを含み、
前記外側軌道面は、前記小径内径面に形成される、請求項１〜３のいずれかに記載のスイングアーム支持構造。
【請求項５】
前記内方部材の外径面は、外径寸法が相対的に小さい小径外径面と、外径寸法が前記小径外径面より大きい大径外径面とを含み、
前記内側軌道面は、前記大径外径面に形成される、請求項１〜４のいずれかに記載のスイングアーム支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハードディスク装置等に設けられるスイングアームの支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のハードディスク装置のスイングアーム支持構造１０１は、図７に示すように、基板１０２にボルト１０３によって回転不能に固定された内方部材１０４と、スイングアーム１０６を保持する外方部材１０５と、内方部材１０４および外方部材１０５の間に配置され、外方部材１０５を回転自在に支持する玉軸受１０７とを備える。玉軸受１０７には、例えばミニチュア軸受が用いられ、アキシアル与圧を負荷した状態で軸方向の２箇所に組込まれている。
【０００３】
スイングアーム１０６は、一端に磁気ディスク１１０に記憶されたデータを読み取る磁気ヘッド１０８と、他端にスイングアーム１０６を揺動させる駆動機構１０９とを有する。駆動機構１０９は、スイングアーム１０６にコイルを巻きつけて構成されるステータ１０９ａと、ステータ１０９ａの上下に固定された磁石で構成されるロータ１０９ｂとを有する。
【０００４】
近年では、ハードディスク装置の薄肉化に伴い、上記構成のようなスイングアーム支持構造１０１の軸方向寸法を短くする必要に迫られている。また、スイングアーム１０６は、磁気ヘッド１０８を磁気ディスク１１０上に高速位置決めするサーボ装置であるので、磁気ヘッド１０８の正確な位置決めのためには、玉軸受１０７のラジアル方向の剛性（以下、「ラジアル剛性」という）の向上が求められる。
【０００５】
そこで、このような問題を解決したスイングアーム支持構造が、例えば、特開２００３−１６７４２号公報（特許文献１）に記載されている。同公報に記載されているスイングアーム支持構造１２１は、図８に示すように、基本構成は図７に示すスイングアーム支持構造１０１と同様であって、軸方向寸法を短くするために１個の転がり軸受１２７によって外方部材１２５を支持している。
【０００６】
また、転がり軸受１２７は、図９に示すように、軌道面の半径がｒｉの内輪１２７ａと、軌道面の半径がｒｏの外輪１２７ｂと、内輪１２７ａおよび外輪１２７ｂの間に配置される直径ＤＢの玉１２７ｃとを備える。この転がり軸受１２７は、ラジアル剛性を向上するために、玉１２７ｃの直径ＤＢと内輪１２７ａおよび外輪１２７ｂの軌道面間の径方向隙間（以下、「ラジアル隙間」という）を、ＤＢ＞ｒｏ−ｒｉの状態（以下、この状態を「負隙間」という）に設定している。
【特許文献１】特開２００３−１６７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記構成のスイングアーム支持構造１２１において、内輪１２７ａおよび外輪１２７ｂの軌道面間距離（ｒｏ−ｒｉ）と玉１２７ｃの直径ＤＢとの差が小さいと、十分なラジアル剛性を得ることができず、磁気ヘッド１２８の位置決め精度が低下する。
【０００８】
一方、軌道面間距離（ｒｏ−ｒｉ）に対して玉１２７ｃの直径ＤＢが大きすぎる場合、軌道面の塑性変形による面あれによって、軸受回転時に一時的に摩擦抵抗が著しく高くなる現象（以下、「トルクスパイク」という）が発生する恐れがある。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、スイングアームを安定して支持するために、適正なラジアル隙間を有する玉軸受を採用すると共に、組立て性に優れたスイングアーム支持構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るスイングアーム支持構造は、外径面に内側軌道面を有する内方部材と、スイングアームを保持し、内径面に外側軌道面を有する外方部材と、内側軌道面および外側軌道面の間に配置される複数の転動体とを備える。そして、外方部材の外径面は、外側軌道面の軸方向中心に対応する位置の厚み寸法を減ずるための凹部を有する。好ましくは、凹部の軸方向端部は、外側軌道面の軸方向端部に対応する位置、またはその外側に配置される。上記構成とすることにより、外方部材の転動体と接する部分の径方向剛性が低下するので、外方部材の組込み性が向上する。
【００１１】
好ましくは、外側軌道面の半径をｒ１、内側軌道面の半径をｒ２、転動体の直径をＤ、内側軌道面および外側軌道面と転動体との径方向負隙間量をδとすると、δ＝２｜（ｒ１−ｒ２）−Ｄ｜、３．７５×１０−３≦δ／Ｄ≦１．１２５×１０−２の関係を有する。
【００１２】
上記構成のスイングアーム支持構造において、δ／Ｄ＜３．７５×１０−３とすると、スイングアームを安定して支持するために必要なラジアル剛性を得ることができない。一方、δ／Ｄ＞１．１２５×１０−２とすると、内外輪軌道面の塑性変形による面あれが発生し、軸受回転中にトルクスパイクが発生する恐れがある。そこで、ラジアル隙間δを上記の範囲内に設定することによって、スイングアームを安定して支持可能なスイングアーム支持構造を得ることができる。
【００１３】
好ましくは、外方部材の内径面は、内径寸法が相対的に小さい小径内径面と、内径寸法が小径内径面より大きい大径内径面とを含み、外側軌道面は、小径内径面に形成される。同様に、内方部材の外径面は、外径寸法が相対的に小さい小径外径面と、外径寸法が小径外径面より大きい大径外径面とを含み、内側軌道面は、大径外径面に形成されることが好ましい。
【００１４】
上記構成のスイングアーム支持構造は、軌道面間距離（ｒ１−ｒ２）が転動体直径Ｄより小さいので、外方部材は熱膨張させて組込む必要がある。そのため、上記構成のように、外側軌道面および内側軌道面を他の部分より突出させることにより、スイングアーム支持構造の組立てが容易となる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明により、外方部材の径方向剛性が低下するので、ラジアル隙間を負隙間とした場合でも、組立て性に優れたスイングアーム支持構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１〜図５を参照して、この発明の一実施形態に係るスイングアーム支持構造を説明する。
【００１７】
まず、図５はハードディスク装置１１の平面図である。図５を参照して、ハードディスク装置１１は、基板１２上にスピンドルモータ１３によって回転自在に支持された複数の磁気ディスク１４と、磁気ディスク１４に記憶されたデータを読み取る磁気ヘッド１５と、磁気ヘッド１５の位置決めを行う位置決め機構１６とを備える。
【００１８】
位置決め機構１６は、支持部１７に回転自在に支持されたスイングアーム１８と、スイングアーム１８の一端に配置された駆動機構１９とを有し、スイングアーム１８の他端に磁気ヘッド１５が設けられている。
【００１９】
図１は、図５のＩ−Ｉにおける断面図であって、支持部１７および駆動機構１９の構成を示す図である。また、図２は図１をさらに拡大した図である。図１を参照して、支持部１７は、内方部材２０と、外方部材２１と、転動体としての複数の玉２２と、複数の玉２２を保持する保持器（図示せず）と、内方部材２０と外方部材２１の両端を密封する密封部材（図示せず）とを備える。また、潤滑剤としてはグリースを採用する。
【００２０】
内方部材２０は、外径面に外径寸法の小さい小径外径面と、小径外径面より外径寸法の大きい大径外径面とを有し、大径外径面に内側軌道面２０ａが形成されている。また、ボルト１２ａによって基板１２に回転不能に固定されている。
【００２１】
外方部材２１は、内径面に内径寸法の小さい小径内径面と、小径内径面より内径寸法の大きい大径外径面とを有し、小径外径面に外側軌道面２１ａを形成する。この外方部材２１は、外径面にスイングアーム１８を保持し、玉２２によって内方部材２０に対して回転自在に支持されている。なお、玉２２は、ハードディスク装置１１の軸方向寸法を短くするために、単列に配置されている。
【００２２】
駆動機構１９は、スイングアーム１８にコイルを巻きつけて構成されるロータ１９ａと、ロータ１９ａの上下に固定された磁石で構成されるステータ１９ｂとを有する。この駆動機構１９のコイルに電流を流すことによって、スイングアーム１８が支持部１７を中心として揺動し、磁気ヘッド１５を磁気ディスク１４上の任意の位置に移動させることができる。
【００２３】
上記構成のスイングアーム支持構造において、図２に示すように、外側軌道面２１ａの半径をｒ１、内側軌道面２０ａの半径をｒ２、玉２２の直径をＤ、内側軌道面２０ａおよび外側軌道面２１ａと玉２２との径方向負隙間量をδとすると、δ＝２｜（ｒ１−ｒ２）−Ｄ｜、３．７５×１０−３≦δ／Ｄ≦１．１２５×１０−２の関係を満たすように設計する。これにより、スイングアーム１８を安定して支持することが可能となる。なお、現実にはラジアル隙間は非常に小さいが、図２では説明のためにラジアル隙間を誇張して描いている。
【００２４】
なお、内側軌道面２０ａおよび外側軌道面２１ａには、玉２２の軌道となる溝を予め形成しておいてもよいが、上記構成のスイングアーム支持構造においては、内側軌道面２０ａおよび外側軌道面２１ａに玉２２の軌道となる溝を設けなくても玉２２を安定して保持することができる。なぜなら、ラジアル隙間が負隙間の場合には、内側軌道面２０ａおよび外側軌道面２１ａの玉２２と接する部分が弾性変形し、玉２２の軌道を形成するからである。
【００２５】
また、上記構成のようにラジアル隙間を負隙間とする場合、外方部材２１は熱膨張させて組込む必要がある。そこで、大径外径面の半径ｒ２と小径外径面の半径ｒ２´との関係を、ｒ２＞ｒ２´とし、および／または、小径内径面の半径ｒ１と大径内径面の半径ｒ１´との関係を、ｒ１＜ｒ１´とすることにより、外方部材２１の組込みが容易となる。
【００２６】
次に、図３および図４はこの発明の他の実施形態であって、さらに組込みが容易な形状の外方部材を示す図である。なお、図３および図４に示すスイングアーム支持構造の基本構成は、図２と同様であるので、相違点を中心に説明する。
【００２７】
図３を参照して、外方部材３１の外径面には、外側軌道面３１ａの軸方向中心に対応する位置の厚み寸法を減ずるために、断面円弧状の凹状溝３１ｂが設けられている。すなわち、外方部材３１の外径寸法は、外側軌道面３１ａの軸方向中心に対応する部分が最も小さく、外方部材３１の軸方向端部が最も大きく設定されている。これにより、図２に示すような外形面に凹部を有しない外方部材２１と比較して、外方部材３１の玉３２と接する部分の径方向剛性が低下するので、ラジアル隙間δを負隙間とした場合でも外方部材３１の組込みが容易となる。
【００２８】
また、図３に示す実施形態では、凹状溝３１ｂの軸方向端部を外側軌道面３１ａの軸方向端部に対応する位置より外側に設けた例を示したが、これに限ることなく、任意の形状とすることができる。例えば、図４に示すように、凹状溝４１ｂの軸方向端部を外側軌道面４１ａの軸方向端部に対応する位置に設けてもよい。
【００２９】
この場合、玉４２と接する外側軌道面４１ａ部分の径方向剛性を小さくして、外方部材４１の組込み性を向上させると共に、外側軌道面４１ａ以外の部分の径方向剛性を維持して、スイングアームを安定して保持することができる。
【００３０】
図３および図４に示す実施形態においては、外方部材３１，４１の外径面に断面円弧状の凹状溝３１ｂ，４１ｂを設けた例を示したが、これに限ることなく、任意の形状の溝を設けることができる。例えば、断面コの字型の溝であってもよい。また、外方部材３１，４１の外径面に円環状の凹状溝３１ｂ，４１ｂを設けた例を示したが、これに限ることなく、所定の間隔を空けて複数の凹部を設けることとしてもよい。
【００３１】
次に、この発明の効果を確認するための試験を実施した。具体的には、図１に示したこの発明の一実施形態に係るスイングアーム支持構造（本発明品）と、図７に示した従来のスイングアーム支持構造（従来品）を採用したハードディスク装置を用いて、δ／Ｄを変えたときの本発明品（Ｕ１）および従来品（Ｕ２）の転送速度を計測した。なお、試験に使用したハードディスク装置は、２．５インチで１枚当たりの記憶容量が６ＧＢの磁気ディスクを搭載し、スピンドルモータの回転速度は４２００ｒｐｍである。また、試験はクリーンルーム中で室温および湿度を制御して行った。試験結果を図６に示す。
【００３２】
図６を参照して、３．７５×１０−３≦δ／Ｄ≦１．１２５×１０−２の範囲内では、本発明品（Ｕ１）と従来品（Ｕ２）とは同等の転送速度を得ることができた。これにより、この発明は、転送速度を低下させることなく、従来品と比較して軸方向寸法を小さくできることが確認された。
【００３３】
一方、δ／Ｄ＜３．７５×１０−３、δ／Ｄ＞１．１２５×１０−２では、本発明品の転送速度Ｕ１は従来品の転送速度Ｕ２と比較して低く、δ／Ｄ＝１．２５×１０−３では、Ｕ１／Ｕ２＜０．４、δ／Ｄ＝１．２５×１０−２では、Ｕ１／Ｕ２≒０．５となった。これにより、ラジアル隙間δは、３．７５×１０−３≦δ／Ｄ≦１．１２５×１０−２の範囲内に設定することが適切であることが確認された。
【００３４】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
この発明は、ハードディスク装置のスイングアーム支持構造に有利に利用されれる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図５のＩ−Ｉにおける断面図であって、この発明の一実施形態に係るスイングアーム支持構造を示す図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図２の他の実施形態を示す図である。
【図４】図２の他の実施形態を示す図である。
【図５】ハードディスク装置の平面図である。
【図６】この発明の効果を確認するための試験結果を示す図である。
【図７】従来のスイングアーム支持構造の一例を示す図である。
【図８】従来のスイングアーム支持構造の他の例を示す図である。
【図９】図８の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００３７】
１１  ハードディスク装置、１２，１０２，１２２  基板、１２ａ，１０３，１２３  ボルト、１３  スピンドルモータ、１４，１１０，１３０  磁気ディスク、１５，１０８，１２８  磁気ヘッド、１６  位置決め機構、１７  支持部、１８，１０６，１２６  スイングアーム、１９，１０９，１２９  駆動機構、１９ａ，１０９ａ  ロータ、１９ｂ，１０９ｂ  ステータ、２０，３０，４０，１０４，１２４  内方部材、２０ａ，３０ａ，４０ａ  内側軌道面、２１，３１，４１，１０５，１２５  外方部材、２１ａ，３１ａ，４１ａ  外側軌道面、３１ｂ，４１ｂ  凹状溝、２２，３２，４２  玉、１０１，１２１  スイングアーム支持構造、１０７，１２７  玉軸受。
【図１】
2007205458.tif 000003
【図２】
2007205458.tif 000004
【図３】
2007205458.tif 000005
【図４】
2007205458.tif 000006
【図５】
2007205458.tif 000007
【図６】
2007205458.tif 000008
【図７】
2007205458.tif 000009
【図８】
2007205458.tif 000010
【図９】
2007205458.tif 000011