JP2008144783A

JP2008144783A - 軸受固定方法

Info

Publication number: JP2008144783A
Application number: JP2006329549A
Authority: JP
Inventors: Norikazu Kitagawa; 乃一北川; Koji Yamamoto; 晃司山本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2008-06-26

Abstract

【課題】微細な摩耗粉を飛散させること無く軸受を所定部位に短時間に効率良く固定するための軸受固定方法を提供する。
【解決手段】回転対象物を回転自在に支持可能な軸受を所定部位に固定する軸受固定方法であって、軸受２の接合領域と所定部位(ドライブカバー４ａ、ドライブベース４ｂ)の接合領域とを互いに位置合わせして、接合領域同士を当て付けることで、軸受を所定部位に固定する。この場合、接合領域同士を当て付ける際に、双方の接合領域に亘ってピンＰｎを介挿する。或いは、一方の接合領域を他方の接合領域に圧入するか、双方の接合領域を接着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばハードディスクドライブ用のスイングアームを回転自在に支持する軸受を所定部位に固定するための軸受固定方法に関する。

従来から、ハードディスクドライブ(ＨＤＤ)用のスイングアームなどの回転対象物を回転自在に支持する各種の軸受が知られている(特許文献１参照)。その一例として図２に示された軸受２は、所定部位(例えば、ドライブカバー４ａ、ドライブベース４ｂ)に固定可能なシャフト６と、シャフト６の外側を覆うように対向配置された中空円筒状の回転体８(例えば、ハウジング)とを備えおり、シャフト６と回転体８との間には、複数の支持構造が組み込まれている。ここでは、支持構造の一例として、シャフト６に沿って複列に配設された玉軸受１０が適用されているが、コロ軸受が適用される場合もある。

各玉軸受１０は、それぞれ、相対回転可能に対向配置された内輪１２及び外輪１４と、内外輪12,14間に転動自在に組み込まれた複数の転動体(玉)１６と、これら転動体(玉)１６を１つずつ回転可能に保持する保持器１８とを備えて構成されている。なお、かかる構成において、内外輪12,14間に区画された軸受内部を軸受外部から密封するために、密封板(例えば、シール、シールド)が設けられる場合もあるが、ここでは省略する。

この場合、各玉軸受１０は、シャフト６と回転体８との間に、その両側から１つずつ嵌入(圧入)或いは接着して位置決めされており、その状態において、内輪１２がシャフト６の外周に固定され、外輪１４が回転体８の内周に固定されている。なお、各玉軸受１０を位置決めする際、それぞれの外輪１４を回転体８の内周に突設された環状段部８ａに当て付けることで、当該玉軸受１０に所定の予圧が付与され、これにより、軸受回転時における各転動体(玉)１６のガタ付きを無くすることができる。この結果、シャフト６に対して回転体８を滑らかに且つ安定して回転させることができる。

このような軸受２が用いられる装置としては、例えば図３(ａ),(ｂ)に示すようなＨＤＤ装置が知られている。当該ＨＤＤ装置は、磁気ディスク２０を回転させるスピンドルモータ２２と、情報の記録用或いは読取用の磁気ヘッド２４とを備えている。なお、磁気ヘッド２４は、スイングアーム２６の先端に取り付けられており、当該スイングアーム２６は、上述した軸受２によりＨＤＤ装置の基台２８上に回転自在に支持されている。この場合、磁気ヘッド２４は、磁気ディスク２０から１０ｎｍ以下の高さに浮上させた状態に位置決めされている。

具体的には、スイングアーム２６は軸受２の回転体８の外周に固定され、ドライブカバー４ａとドライブベース４ｂとに固定されたシャフト６を回転中心とした回転体８に伴って回転自在となっている。また、スイングアーム２６の基端側には、ボイスコイル３０が設けられており、当該ボイスコイル３０によりスイングアーム２６の回転速度や回転方向及び回転位置などが駆動制御されている。なお、図３(ａ),(ｂ)のＨＤＤ装置の基台２８は、ドライブベース４ｂ(図２)としての機能を有する。また、同図において、図２のドライブカバー４ａは省略されている。

かかるＨＤＤ装置によれば、スピンドルモータ２２で磁気ディスク２０を回転させている間に、ボイスコイル３０でスイングアーム２６を回転して磁気ヘッド２４を磁気ディスク２０に沿って走査させることにより、磁気ディスク２０に情報を記録したり、或いは磁気ディスク２０から情報を読み取ることができる。なお、磁気ディスク２０には、情報を記録するための複数のトラック(図示しない)が形成されており、１インチあたりのトラック数(ＴＰＩ：tracks per inch)を増やすことで(例えば、２０万ＴＰＩ以上)、それに応じて磁気ディスク２０の記録密度を向上させることができる。

ところで、軸受２をＨＤＤ装置に組み付ける場合、従来の軸受固定方法としては、例えば図２に示すように、当該軸受２をドライブカバー４ａ及びドライブベース４ｂ(基台２８)にネジ32a,32bで固定する方法が一般的である。即ち、ドライブカバー４ａ及びドライブベース４ｂのそれぞれに形成された締結孔H1,H2にシャフト６の両側に形成されたネジ穴６ｈを位置合わせする。次に、それぞれの締結孔H1,H2からネジ32a,32bを挿通し、そのネジ部N1,N2をネジ穴６ｈにねじ込むことにより、シャフト６をドライブカバー４ａ及びドライブベース４ｂに締結する。これにより、軸受２をドライブカバー４ａ及びドライブベース４(基台２８)に固定することができる。

しかしながら、従来の軸受固定方法では、締結孔H1,H2と各ネジ穴６ｈとを位置合わせするための基準については特に考慮されていないため、当該位置合わせが面倒であり、それに要する時間もかかる。このため、軸受を短時間に効率良く所定部位に固定することが困難であった。

また、従来の軸受固定方法では、ネジ部N1,N2と締結孔H1,H2及び各ネジ穴６ｈとの干渉(接触)により発生した微細な摩耗粉(例えば、金属粉や樹脂粉など)がＨＤＤ装置(図３)内に飛散してしまう場合がある。このとき、飛散した摩耗粉が例えば磁気ディスク２０に付着した場合、その付着量の程度によっては磁気ディスク２０に対する情報の記録や再生を精度良く行うことが困難になってしまう。また、飛散した摩耗粉が軸受２内に入り込んだ場合、その入り込み量の程度によっては軸受２の回転精度を一定に維持することが困難になり、その結果、スイングアーム２６を一定の精度で駆動制御(例えば、回転速度や回転方向及び回転位置などの制御)することができなくなってしまう。

近年では、ＨＤＤ装置のコンパクト化や高記録容量化に伴って、磁気ディスク２０の記録密度(ＴＰＩ)やスイングアーム２６の位置決め精度や高速応答性の更なる向上が求められている。従って、これに応えるために、微細な摩耗粉をＨＤＤ装置内に飛散させること無く軸受２を固定する技術が要望されているが、現在そのような技術は知られていない。
特開２００４−２８６０７０号公報

本発明は、このような要望に応えるためになされており、その目的は、微細な摩耗粉を飛散させること無く軸受を所定部位に短時間に効率良く固定するための軸受固定方法を提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、回転対象物を回転自在に支持可能な軸受を所定部位に固定する軸受固定方法であって、軸受の接合領域と所定部位の接合領域とを互いに位置合わせして、接合領域同士を当て付けることで、軸受を所定部位に固定する。この場合、接合領域同士を当て付ける際に、双方の接合領域に亘ってピンを介挿か、或いは、一方の接合領域を他方の接合領域に圧入したり、双方の接合領域を接着する。なお、回転対象物としては、ハードディスクドライブ装置のスイングアームを適用可能である。

本発明の軸受固定方法によれば、微細な摩耗粉を飛散させること無く軸受を所定部位に短時間に効率良く固定することができる。

以下、本発明の一実施の形態に係る軸受固定方法について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施の形態において、軸受としては、図２に示された軸受２を適用し、当該軸受２を所定部位に固定する場合について説明する。また、所定部位としては、例えば図３(ａ),(ｂ)に示されたＨＤＤ装置の基台２８としてのドライブベース４ｂ(図２)や、ＨＤＤ装置を覆うためのドライブカバー４ａ(図２)を想定する。

図１(ａ)に示すように、本実施の形態の軸受固定方法では、軸受２の接合領域と所定部位(ドライブカバー４ａ、ドライブベース４ｂ)の接合領域とを互いに位置合わせして、接合領域同士を当て付けることで、当該軸受２を所定部位に固定する。ここで、軸受２の接合領域を規定する構成としては、例えば回転体(ハウジング)８やシャフト６などを適用することができるが、一例として円柱形状のシャフト６を想定する。この場合、特に参照符号は付さないが、シャフト６の接合領域は、その両端に形成された円形状の端面６ｔを指し、所定部位(ドライブカバー４ａ、ドライブベース４ｂ)の接合領域は、シャフト６の端面６ｔを当て付ける領域を指す。

本実施の形態において、所定部位4a,4bの接合領域には、後述するピンＰｎを挿通可能な挿通孔４ｇがそれぞれ形成されており、シャフト６の接合領域(端面６ｔ)には、挿通孔４ｇに挿通されたピンＰｎを収容する収容穴６ｇがそれぞれ形成されている。この場合、所定部位4a,4bの接合領域とシャフト６の接合領域との位置合わせを行って、挿通孔４ｇと収容穴６ｇとの位置を互いに一致させ、その状態で接合領域同士を当て付ける。

詳しくは、ドライブカバー４ａの挿通孔４ｇとシャフト６(端面６ｔ)の収容穴６ｇとの位置を互いに一致させると共に、ドライブベース４ｂの挿通孔４ｇとシャフト６(端面６ｔ)の収容穴６ｇとの位置を互いに一致させる。そして、シャフト６の両端の端面６ｔをドライブカバー４ａ及びドライブベース４ｂに当て付ける。この状態で、挿通孔４ｇから収容穴６ｇにピンＰｎを挿通して、所定部位4a,4bの接合領域とシャフト６の接合領域とに亘ってピンＰｎを介在させる。このとき、シャフト６の両端の端面６ｔがピンＰｎを介してドライブカバー４ａとドライブベース４ｂとの間にそれぞれ位置決め支持される。これにより、軸受２を所定部位に固定することができる。

以上、本実施の形態によれば、シャフト６の両端の端面６ｔをドライブカバー４ａ及びドライブベース４ｂに当て付けることで、ＨＤＤ装置(図３)の内部は、装置外部から密封された状態となる。従って、これ以降において、挿通孔４ｇから収容穴６ｇにピンＰｎを挿通する作業中、例えばピンＰｎと挿通孔４ｇ及び収容穴６ｇとの干渉(接触)により発生した微細な摩耗粉がＨＤＤ装置(図３)内に飛散するのを確実に防止することができる。

この結果、磁気ディスク２０や軸受２への摩耗粉の付着を回避することができるため、磁気ディスク２０に対する情報の記録や再生を精度良く行うことができると共に、軸受２の回転精度を一定に維持することができる。これにより、磁気ディスク２０の記録密度(ＴＰＩ)やスイングアーム２６の位置決め精度や高速応答性の更なる向上にも充分に対応することができる。

なお、上述した実施の形態では、ピンＰｎの材質について特に言及しなかったが、例えば鉄などの金属材料、或いは、プラスチックなどの樹脂材料を適用することができる。この場合、樹脂材料としては耐久性や耐熱性に優れたものを適用することが好ましい。

また、上述した実施の形態では、ピンＰｎを挿通孔４ｇから収容穴６ｇに挿通する方法について具体的に説明しなかったが、挿通孔４ｇから収容穴６ｇにピンＰｎを圧入しても良いし、挿通孔４ｇから収容穴６ｇにピンＰｎを挿通した後に、ピンＰｎと挿通孔４ｇ及び収容穴６ｇとを接着剤で固定するようにしても良い。

また、上述した実施の形態では、ピンＰｎや挿通孔４ｇ及び収容穴６ｇの形状について特に言及しなかったが、シャフト６の端面６ｔをドライブカバー４ａとドライブベース４ｂとの間に位置決め支持できるような形状であれば、任意に設定することができるため、ここでは特に限定しない。一例としてピンＰｎを三角柱に設定した場合、挿通孔４ｇ及び収容穴６ｇは、三角柱のピンＰｎを挿通可能な孔(穴)形状に設定すれば良い。なお、ピンＰｎや挿通孔４ｇ及び収容穴６ｇの大きさについては、例えばシャフト６の端面６ｔの広さや形状や、ドライブカバー４ａ及びドライブベース４ｂの厚さや形状などに応じて設定されるため、ここでは特に限定しない。

また、上述した実施の形態では、ピンＰｎを挿通孔４ｇから収容穴６ｇに挿通するタイミングについて特に言及しなかったが、シャフト６の両端の端面６ｔを所定部位(ドライブカバー４ａ、ドライブベース４ｂ)に当て付けた状態において、例えば双方の所定部位4a,4bの挿通孔４ｇから同時にピンＰｎを挿通してシャフト６の各収容穴６ｇに収容させるようにしても良い。或いは、一方の部位(例えば、ドライブカバー４ａ)の挿通孔４ｇからピンＰｎを挿通してシャフト６の一方の収容穴６ｇに収容させた後、他方の部位(即ち、ドライブベース４ｂ)の挿通孔４ｇからピンＰｎを挿通してシャフト６の他方の収容穴６ｇに収容させるようにしても良い。

この場合、例えばドライブベース４ｂの挿通孔４ｇに予めピンＰｎを挿通して固定(例えば、圧入、接着、ネジ止め)させておき、当該ピンＰｎにシャフト６の一方の収容穴６ｇを収容した後、ドライブカバー４ａの挿通孔４ｇからピンＰｎを挿通してシャフト６の他方の収容穴６ｇに収容させるようにしても良い。

このように、ピンＰｎをいずれか一方の所定部位4a,4bの挿通孔４ｇに予め固定する場合において、該当する所定部位4a,4bにピンＰｎを一体成形させても良い。即ち、ドライブカバー４ａやドライブベース４ｂを製造する際に、ピンＰｎも同時に一体成形することで、ピンＰｎを挿入する手間を省くことができるため、軸受２の固定処理の効率化を図ることができる。

また、上述した実施の形態において、ピンＰｎを用いる代わりに、シャフト６の両端の接合領域(端面６ｔ)を所定部位(ドライブカバー４ａ、ドライブベース４ｂ)の接合領域に当て付けた状態で、接合領域同士を接着剤で互いに接着させるようにしても良い。なお、接着剤としては、既存のものを利用すれば良いが、耐久性や耐熱性に優れた接着剤が好ましい。

このような接着剤を用いた軸受２の固定方法によれば、双方の接合領域に挿通孔４ｇ及び収容穴６ｇを形成する必要は無いし、また、ピンＰｎも不要となる。この場合、軸受固定方法に用いる部品点数を大幅に削減することができるため、当該軸受固定方法の低コスト化を実現することができる。更に、接合領域同士を接着剤で接着するだけで、軸受２を所定部位に固定することができるため、従来に比べて固定処理に要する時間を大幅に短縮することができる。

なお、軸受２の使用目的や使用環境によっては、上述したピンＰｎを用いた固定方法と接着剤を用いた固定方法とを組み合わせても良い。例えば一方の部位(例えば、ドライブカバー４ａ)の接合領域とシャフト６の一方の接合領域とを接着剤で接着固定する。そして、他方の部位(即ち、ドライブベース４ｂ)及びシャフト６の他方の接合領域には、挿通孔４ｇ及び収容穴６ｇを形成し、当該挿通孔４ｇからピンＰｎを挿通して収容穴６ｇに収容固定する(図１(ａ))。或いは、これとは逆に、一方の部位の接合領域とシャフト６の一方の接合領域とをピンＰｎで相互に固定し、他方の部位の接合領域とシャフト６の他方の接合領域とを接着剤で接着固定する。

また、本発明は、上述した実施の形態に限定されることは無く、以下のような変形例に係る軸受固定方法を適用しても同様の効果を実現することができる。即ち、本変形例の軸受固定方法では、接合領域同士を当て付ける際に、一方の接合領域を他方の接合領域に圧入することで、軸受２を所定部位に圧入固定する。

図１(ｂ)には、圧入固定のための構成例が示されており、当該構成例において、所定部位(ドライブカバー４ａ、ドライブベース４ｂ)の接合領域には、シャフト６の両端の接合領域(端面６ｔ)を圧入して固定可能な圧入固定機構がそれぞれ構築されている。各圧入固定機構には、シャフト６の端面６ｔを当て付けることが可能な当付面４ｔと、端面６ｔ周りの外周面６ｓを圧入させることが可能な圧入面４ｓとが設けられている。

ここで、シャフト６は、その端面６ｔが円形状を成し、その外周面６ｓが円柱形状を成しているため、これに合わせて、端面６ｔを当て付け可能な当付面４ｔは円形状を成し、端面６ｔ周りの外周面６ｓを圧入可能な圧入面４ｓは円筒形状を成している。この場合、円筒形状の圧入面４ｓの内径は、シャフト６の外周面６ｓの外径よりも小さく設定することが好ましい。これにより、シャフト６の接合領域(端面６ｔ)を圧入固定機構に圧入した状態において、当該シャフト６の両端の端面６ｔは当付面４ｔ相互間に挟持された状態に維持されると同時に、端面６ｔ周りの外周面６ｓはそれぞれ圧入面４ｓで握持された状態に維持される。

この結果、シャフト６の両端の接合領域(端面６ｔ)を所定部位(ドライブカバー４ａ、ドライブベース４ｂ)の接合領域(圧入固定機構)に対して堅牢に圧入することができるため、軸受２を所定部位4a,4bに固定することが可能となる。なお、シャフト６の接合領域を圧入固定機構に圧入した際に、シャフト６の端面６ｔと圧入固定機構の当付面４ｔと圧入面４ｓとで囲まれた領域には、密封空間(図示しない)が構成されることになる。この場合、シャフト６の圧入量に応じて当該密封空間内部の圧力(空気圧)が上昇し、これがシャフト６の圧入に対する反力として働く。これにより、シャフト６の圧入作業をスムーズに行うことが困難になってしまう虞がある。

そこで、かかる不具合を解消するために、所定部位(ドライブカバー４ａ、ドライブベース４ｂ)の接合領域(圧入固定機構)には、上記密封空間内部の圧力上昇を回避する回避手段が設けられている。図１(ｂ)には、回避手段の一例として、所定部位(ドライブカバー４ａ、ドライブベース４ｂ)の接合領域には、圧入面４ｓから密封空間外部に向けて貫通した貫通孔４ｈが形成されている。なお、貫通孔４ｈの形状や大きさは、密封空間内部の圧力を外部に逃がすことができれば、任意に設定することができるため、ここでは特に限定しない。

このように、圧入固定機構に貫通孔４ｈを設けることで、シャフト６の圧入作業をスムーズに行うことが可能となり、その結果、軸受２を短時間に効率的に所定部位4a,4bに固定することができる。また、貫通孔４ｈは、所定部位4a,4bの当付面４ｔにシャフト６の両端の端面６ｔを当て付けることで、当該端面６ｔで塞ぐことができるため、外部からＨＤＤ装置(図３)内に異物(例えば、塵、埃など)が浸入することは無い。

また、上述した圧入固定機構において、圧入面４ｓをシャフト６の外周面６ｓに沿って玉軸受１０方向に延出させると共に、その延出端の端面４ｃを玉軸受１０(内外輪12,14)に沿って非接触状態を維持しつつ且つシャフト６と回転体(ハウジング)８との間に環状に延在させる。そして、当該端面４ｃから連続した外周面４ｄを回転体(ハウジング)８に沿って非接触状態を維持しつつ延出させる。これによれば、シャフト６と回転体(ハウジング)８との間に玉軸受１０(内外輪12,14)に向けて突出した突出部４ｐが形成され、当該突出部４ｐと玉軸受１０(内外輪12,14)及び回転体(ハウジング)８との間に隙間Ｇが構成される。

この場合、隙間Ｇの大きさを小さく設定することで、これを軸受２のラビリンスシールとして構成することができる。これにより、例えばＨＤＤ装置(図３)の稼動中に発生した塵や埃などが軸受２内に浸入することを防止することができるため、当該軸受２の回転精度を長期に亘って一定に維持することができる。これにより、磁気ディスク２０の記録密度(ＴＰＩ)やスイングアーム２６の位置決め精度や高速応答性の更なる向上にも充分に対応することができる。

なお、軸受２の使用目的や使用環境によっては、圧入による固定方法(図１(ｂ))と、上述したピンＰｎを用いた固定方法(図１(ａ))と接着剤を用いた固定方法とを相互に組み合わせても良い。一例として、一方の部位(例えば、ドライブカバー４ａ)の接合領域とシャフト６の一方の接合領域とを圧入により固定し、他方の部位(即ち、ドライブベース４ｂ)の接合領域とシャフト６の他方の接合領域とをピンＰｎで固定する。これとは逆に、一方の部位の接合領域とシャフト６の一方の接合領域とをピンＰｎで固定し、他方の部位の接合領域とシャフト６の他方の接合領域とを圧入により固定する。或いは、一方の部位の接合領域とシャフト６の一方の接合領域とをピンＰｎで固定し、他方の部位の接合領域とシャフト６の他方の接合領域とを接着剤で固定したり、一方の部位の接合領域とシャフト６の一方の接合領域とを接着剤で固定し、他方の部位の接合領域とシャフト６の他方の接合領域とを圧入により固定する。

(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る軸受固定方法の説明図であって、軸受が所定部位に固定された状態を示す断面図、(ｂ)は、本発明の変形例に係る軸受固定方法の説明図。従来の軸受固定方法の説明図。 (ａ)は、ＨＤＤ装置の断面図、(ｂ)は、ＨＤＤ装置の平面図。

符号の説明

２軸受
４ａドライブカバー
４ｂドライブベース
６シャフト
Ｐｎピン

Claims

回転対象物を回転自在に支持可能な軸受を所定部位に固定する軸受固定方法であって、
軸受の接合領域と所定部位の接合領域とを互いに位置合わせして、接合領域同士を当て付けることで、軸受を所定部位に固定することを特徴とする軸受固定方法。
接合領域同士を当て付ける際に、双方の接合領域に亘ってピンを介挿することを特徴とする請求項１に記載の軸受固定方法。
接合領域同士を当て付ける際に、一方の接合領域を他方の接合領域に圧入することを特徴とする請求項１に記載の軸受固定方法。
接合領域同士を当て付ける際に、双方の接合領域を接着することを特徴とする請求項１に記載の軸受固定方法。
回転対象物は、ハードディスクドライブ装置のスイングアームであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の軸受固定方法。