JP2010210081A - Bearing device and information recording and reproducing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸受装置及び該軸受装置を用いた情報記録再生装置に関するものである。 The present invention relates to a bearing device and an information recording / reproducing apparatus using the bearing device.
従来から、各種の情報を磁気的又は光学的にディスクに記憶・再生させるハードディスク等の情報記録再生装置が知られている。一般的に、情報記録再生装置は、軸受装置の周りを回動可能に構成されたキャリッジと、キャリッジの先端に装着されたヘッドジンバルアセンブリと、ヘッドジンバルアセンブリの先端に配置された磁気記録再生ヘッドと、磁気記録再生ヘッドに対向配置されて一定方向に回転する磁気記録媒体とを備えている。
このような情報記録再生装置においては、モータ等によって上記軸受装置を回動させることで、キャリッジを水平面に沿って回動させることができ、キャリッジ先端にヘッドジンバルアセンブリを介して配置された磁気記録再生ヘッドを磁気記録媒体の所定位置に移動することで、信号や記録の再生を行うことができるのである。
2. Description of the Related Art Conventionally, an information recording / reproducing apparatus such as a hard disk for storing and reproducing various kinds of information on a disk magnetically or optically is known. In general, an information recording / reproducing apparatus includes a carriage configured to be rotatable around a bearing device, a head gimbal assembly attached to the front end of the carriage, and a magnetic recording / reproducing head disposed at the front end of the head gimbal assembly. And a magnetic recording medium that is disposed to face the magnetic recording / reproducing head and rotates in a certain direction.
In such an information recording / reproducing apparatus, by rotating the bearing device with a motor or the like, the carriage can be rotated along a horizontal plane, and magnetic recording is arranged at the front end of the carriage via a head gimbal assembly. By moving the reproducing head to a predetermined position on the magnetic recording medium, signals and recording can be reproduced.
近年、コンピュータ機器におけるハードディスク等の容量増加に伴って、単一記録面内における情報の記録密度が増加しており、これに対応すべく、磁気ヘッドの位置制御の精度向上が望まれている。しかしながら、軸受装置を構成する各部品の軸芯がずれていると、軸受装置を中心にキャリッジを回動させたときに磁気ヘッドの位置制御の精度が低下する。また、このように軸受装置の軸芯がずれていると、トルクに乱れを生じさせる原因となったり、ノイズや共振等が発生する原因となったりする。 In recent years, the recording density of information within a single recording surface has increased with an increase in the capacity of a hard disk or the like in a computer device, and in order to cope with this, an improvement in accuracy of position control of a magnetic head is desired. However, if the axis of each component constituting the bearing device is deviated, the accuracy of position control of the magnetic head is lowered when the carriage is rotated around the bearing device. Further, if the shaft center of the bearing device is deviated in this way, it may cause a disturbance in torque or cause noise, resonance, or the like.
このような問題を解消すべく、転がり軸受に代えて円筒軸受を設け、該円筒軸受の内周側において流体を介してシャフトを支持する軸受ユニットが提案されている（例えば特許文献１参照。） In order to solve such problems, a bearing unit has been proposed in which a cylindrical bearing is provided instead of a rolling bearing and the shaft is supported via a fluid on the inner peripheral side of the cylindrical bearing (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上記特許文献１に記載の軸受ユニットは、シャフトの外周面全域が円筒軸受の内周面に支持される構成であることから軸芯ずれを抑制することができるものの、円筒軸受の内周面とシャフトの外周面とが面接触することになるため、摩擦トルクが大きくなってしまう。したがって、軸受ユニットを駆動するモータの消費電力の増大を招くことになり、また、摩耗に対するメンテナンスの回数が増えコストアップにつながってしまっていた。さらに、このような面接触は特に軸方向に振動が生じた場合に生じやすく、この際に部品同士の共振が生じて位置制御の精度低下を招いてしまうという問題があった。 By the way, the bearing unit described in Patent Document 1 has a configuration in which the entire outer peripheral surface of the shaft is supported by the inner peripheral surface of the cylindrical bearing. Since the surface and the outer peripheral surface of the shaft come into surface contact, the friction torque increases. Therefore, the power consumption of the motor for driving the bearing unit is increased, and the number of maintenance for wear is increased, leading to an increase in cost. Furthermore, such surface contact is likely to occur particularly when vibration occurs in the axial direction, and there is a problem in that resonance of components occurs at this time, resulting in a decrease in accuracy of position control.
この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、各部品の摩擦トルクを低減するとともに共振を抑制することができる軸受装置及び情報記録再生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a bearing device and an information recording / reproducing apparatus capable of reducing the friction torque of each component and suppressing resonance.
上記課題に鑑みて、本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る軸受装置は、軸線を中心とした円柱状に形成されたシャフトと、該シャフトの径方向外側に所定間隔離間して同軸状に配置される円筒状のスリーブと、前記シャフトと前記スリーブとの間に配置され、外周面が前記スリーブに固定されるとともに内周面が前記シャフトの外周面に摺接する円筒軸受とを備えた軸受装置において、前記円筒軸受と前記シャフトとの摺接面の少なくとも一方が、凸部又は凹部が多数配列されてなる微小凹凸面状に形成されていることを特徴としている。
In view of the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, a bearing device according to the present invention includes a shaft formed in a columnar shape centered on an axis, a cylindrical sleeve disposed coaxially at a predetermined interval on the radially outer side of the shaft, and the shaft And the sleeve, the outer peripheral surface is fixed to the sleeve, and the inner peripheral surface is in sliding contact with the outer peripheral surface of the shaft. At least one of the slidable contact surfaces is characterized by being formed into a minute uneven surface formed by arranging a large number of convex portions or concave portions.
このような特徴の軸受装置によれば、円筒軸受とシャフトとの摺接面の一方が凸部又は凹部からなる微小凹凸面状に形成されていることから、これら円筒軸受とシャフトとの摺接面においては、一方の微小凹凸面の各凸部が他方の面に点接触することになる。したがって、両者の接触面積が面接触する場合に比べて小さくなることから、特にシャフトと円筒軸受との相対回転方向における摩擦トルクを低減することができる。
また、このようにシャフト及び円筒軸受の一方の微小凹凸面と他方の面とが接触する場合、シャフトと円筒軸受との軸方向への相対移動の際の摩擦係数は増大することになる。これにより、シャフトと円筒軸受との軸方向の振動を抑制し、共振の発生を防止することができる。
According to the bearing device having such a feature, since one of the sliding surfaces of the cylindrical bearing and the shaft is formed in a minute uneven surface shape including a convex portion or a concave portion, the sliding contact between the cylindrical bearing and the shaft is achieved. On the surface, each convex portion of one minute uneven surface makes point contact with the other surface. Therefore, since the contact area between the two becomes smaller than in the case of surface contact, it is possible to reduce the friction torque particularly in the relative rotational direction between the shaft and the cylindrical bearing.
In addition, when one minute uneven surface of the shaft and the cylindrical bearing and the other surface are in contact with each other as described above, the friction coefficient at the time of relative movement of the shaft and the cylindrical bearing in the axial direction increases. Thereby, the vibration of the axial direction of a shaft and a cylindrical bearing can be suppressed, and generation | occurrence | production of resonance can be prevented.
さらに、本発明に係る軸受装置においては、前記シャフトの外周面に、径方向外側に向かって張り出すとともに、前記円筒軸受の各軸方向端面にそれぞれ対向して摺接する一対のスラスト板が固定され、前記円筒軸受と前記スラスト板との摺接面の少なくとも一方に、他方に向かって突出し、前記軸線を含む断面において円弧状をなす凸曲面を備えることを特徴としている。 Furthermore, in the bearing device according to the present invention, a pair of thrust plates are fixed to the outer peripheral surface of the shaft so as to project outward in the radial direction and to be in sliding contact with each axial end surface of the cylindrical bearing. Further, at least one of the sliding contact surfaces of the cylindrical bearing and the thrust plate is provided with a convex curved surface that protrudes toward the other and forms an arc shape in a cross section including the axis.
このような特徴の軸受装置によれば、シャフトに固定された一対のスラスト板が円筒軸受の各軸方向端面に摺接するため、シャフトと円筒軸受との軸方向への相対移動が制限され、当該軸方向の振動を抑制することができる。また、円筒軸受とスラスト板との各摺接面の少なくとも一方に凸曲面が備えられているため、スラスト板と円筒軸受との相対回転の際の摺接面における接触面積を低減させ、摩擦トルクを低減することができる。 According to the bearing device having such a feature, the pair of thrust plates fixed to the shaft is in sliding contact with the axial end surfaces of the cylindrical bearing, so that the relative movement in the axial direction between the shaft and the cylindrical bearing is limited. Axial vibration can be suppressed. In addition, since at least one of the sliding contact surfaces of the cylindrical bearing and the thrust plate is provided with a convex curved surface, the contact area on the sliding contact surface at the time of relative rotation between the thrust plate and the cylindrical bearing is reduced, and the friction torque is reduced. Can be reduced.
また、本発明に係る軸受装置は、前記シャフトの外周面に、径方向外側に向かって張り出すとともに、前記円筒軸受の各軸方向端面にそれぞれ対向して摺接する一対のスラスト板が固定され、前記円筒軸受と前記スラスト板との摺接面の少なくとも一方が、凸部又は凹部が多数配列されてなる微小凹凸面状に形成されていることを特徴としている。 Further, in the bearing device according to the present invention, a pair of thrust plates are fixed to the outer peripheral surface of the shaft so as to protrude radially outward and to be in sliding contact with each axial end surface of the cylindrical bearing, At least one of the slidable contact surfaces of the cylindrical bearing and the thrust plate is formed in a minute uneven surface shape in which a large number of convex portions or concave portions are arranged.
このような特徴の軸受装置によれば、シャフトに固定された一対のスラスト板が円筒軸受の各軸方向端面に摺接するため、シャフトと円筒軸受との軸方向への相対移動が制限され、当該軸方向の振動を抑制することができる。また、円筒軸受とスラスト板との各摺接面の少なくとも一方が微小凹凸面状に形成されているため、スラスト板と円筒軸受との相対回転の際の摺接面における摩擦トルクを低減することができる。 According to the bearing device having such a feature, the pair of thrust plates fixed to the shaft is in sliding contact with the axial end surfaces of the cylindrical bearing, so that the relative movement in the axial direction between the shaft and the cylindrical bearing is limited. Axial vibration can be suppressed. Further, since at least one of the sliding contact surfaces of the cylindrical bearing and the thrust plate is formed in a minute uneven surface shape, the friction torque on the sliding contact surface at the time of relative rotation between the thrust plate and the cylindrical bearing is reduced. Can do.
さらにまた、本発明の軸受装置においては、前記スリーブの内側に潤滑流体が充填されており、前記円筒軸受と前記シャフトとの摺接面、及び前記円筒軸受と前記スラスト板との摺接面が、前記潤滑流体を介して摺接することを特徴としている。 Furthermore, in the bearing device of the present invention, the sleeve is filled with a lubricating fluid, and the sliding contact surface between the cylindrical bearing and the shaft, and the sliding contact surface between the cylindrical bearing and the thrust plate are provided. The sliding contact is made through the lubricating fluid.
これにより、摺接面のすべりが向上するため、摩擦トルクをより一層低減することができる。また、シャフトの耐衝撃性を向上させることが可能となる。 Thereby, since the sliding of the sliding contact surface is improved, the friction torque can be further reduced. Further, the impact resistance of the shaft can be improved.
また、本発明に係る軸受装置においては、前記スラスト板の外周縁部と前記スリーブの内周面との間のクリアランスの大きさが、前記シャフトの外周面と前記円筒軸受の内周面との間のクリアランスの大きさと同じかそれ以上の大きさに形成されていること特徴としている。 Further, in the bearing device according to the present invention, the clearance between the outer peripheral edge of the thrust plate and the inner peripheral surface of the sleeve is set between the outer peripheral surface of the shaft and the inner peripheral surface of the cylindrical bearing. It is characterized in that it is formed to have the same or larger size as the clearance between them.
このような特徴の軸受装置によれば、スラスト板とスリーブとが非接触となることから、これらスラスト板とスリーブとの接触による摩擦トルクが増大するのを防止することができる。
ここで、スラスト板とスリーブとの間のクリアランスがシャフトと円筒軸受との摺接面間のクリアランスよりも小さい場合、スラスト板とスリーブとの間のクリアランスによる毛細管現象が発現することにより一対のスラスト板の内側に存在する潤滑流体がこれら一対のスラスト板の外部に漏出してしまう。この点、本発明においては、スラスト板とスリーブとの間のクリアランスの大きさがシャフトと円筒軸受との間のクリアランスと同じかそれ以上に形成されているため、毛細管現象が発現する余地はなく、一対のスラスト板の内側に存在する潤滑流体がスラスト板とスリーブとの間のクリアランスを通過し難くなる。
したがって、円筒軸受及びスリーブに対してシャフトが軸方向に振動してしまった場合には、一方のスラスト板と円筒軸受とのクリアランスに存在する潤滑流体は、スラスト板とスリーブとのクリアランスを通過してスラスト板の外側にはほとんど移動せず、主としてシャフトと円筒軸受との間のクリアランスを通過して他方のスラスト板と円筒軸受との間のクリアランスに流動しようとする。即ち、スラスト板と円筒軸受とのクリアランス内の潤滑流体がシャフトと円筒軸受とのクリアランスを通過して行き来することになるのである。このような、潤滑流体の挙動によってシャフトの振動を減衰させるダンピング効果が発現されるため、円筒軸受及びスリーブに対するシャフトの軸方向の共振を抑制することが可能となる。
また、円筒軸受及びスリーブに対してシャフトが径方向に振動してしまった場合であっても、シャフトと円筒軸受とのクリアランスに存在する潤滑流体は、スラスト板とスリーブとのクリアランスを通過してスラスト板の外側にはほとんど移動せず、主としてシャフトと円筒軸受とのクリアランス内において周方向に流動しようとする。このような潤滑流体の挙動によって、上記同様、シャフトの振動を減衰させるダンピング効果が発現されるため、円筒軸受及びスリーブに対するシャフトの径方向の共振を抑制することが可能となる。
According to the bearing device having such characteristics, since the thrust plate and the sleeve are not in contact with each other, it is possible to prevent an increase in friction torque due to contact between the thrust plate and the sleeve.
Here, when the clearance between the thrust plate and the sleeve is smaller than the clearance between the sliding contact surfaces of the shaft and the cylindrical bearing, a capillary phenomenon occurs due to the clearance between the thrust plate and the sleeve, thereby causing a pair of thrusts. Lubricating fluid existing inside the plates leaks out of the pair of thrust plates. In this regard, in the present invention, since the clearance between the thrust plate and the sleeve is formed to be equal to or greater than the clearance between the shaft and the cylindrical bearing, there is no room for capillary action. The lubricating fluid existing inside the pair of thrust plates is difficult to pass through the clearance between the thrust plate and the sleeve.
Therefore, when the shaft vibrates in the axial direction with respect to the cylindrical bearing and the sleeve, the lubricating fluid existing in the clearance between the one thrust plate and the cylindrical bearing passes through the clearance between the thrust plate and the sleeve. Therefore, it hardly moves to the outside of the thrust plate, and mainly attempts to flow through the clearance between the shaft and the cylindrical bearing to the clearance between the other thrust plate and the cylindrical bearing. That is, the lubricating fluid within the clearance between the thrust plate and the cylindrical bearing passes through the clearance between the shaft and the cylindrical bearing. Since the damping effect that attenuates the vibration of the shaft is expressed by the behavior of the lubricating fluid, the axial resonance of the shaft with respect to the cylindrical bearing and the sleeve can be suppressed.
Even if the shaft vibrates in the radial direction with respect to the cylindrical bearing and the sleeve, the lubricating fluid existing in the clearance between the shaft and the cylindrical bearing passes through the clearance between the thrust plate and the sleeve. It hardly moves to the outside of the thrust plate and tends to flow in the circumferential direction mainly within the clearance between the shaft and the cylindrical bearing. As described above, the behavior of the lubricating fluid exhibits a damping effect that attenuates the vibration of the shaft, so that the radial resonance of the shaft with respect to the cylindrical bearing and the sleeve can be suppressed.
さらに、本発明に係る軸受装置においては、前記円筒軸受と前記シャフトとの摺接面又は前記円筒軸受と前記スラスト板との摺接面の少なくとも一方に、低摩擦係数のコーティング層が形成されていることを特徴としている。
これによって、摺接面のすべりがより向上するため、摩擦トルクをより一層低減することができる。
Furthermore, in the bearing device according to the present invention, a coating layer having a low friction coefficient is formed on at least one of the sliding contact surface between the cylindrical bearing and the shaft or the sliding contact surface between the cylindrical bearing and the thrust plate. It is characterized by being.
As a result, the sliding of the sliding surface is further improved, so that the friction torque can be further reduced.
また、本発明に係る軸受装置においては、前記微小凹凸面状は、球面状の凸部又は凹部が多数配列されて形成されていることを特徴としている。
これにより、回転方向における摩擦トルクを低減させながらも、軸線方向における摩擦係数を高く維持することができる。
Further, in the bearing device according to the present invention, the minute uneven surface shape is characterized in that a large number of spherical protrusions or recesses are arranged.
Thereby, the friction coefficient in the axial direction can be maintained high while reducing the friction torque in the rotation direction.
本発明に係る情報記録再生装置は、上記いずれかの軸受装置と、前記軸受装置の周りを回動可能に構成されたキャリッジと、前記キャリッジの先端に装着されたヘッドジンバルアセンブリと、前記ヘッドジンバルアセンブリの先端に配置された磁気記録再生ヘッドと、前記磁気記録再生ヘッドに対向配置されて一定方向に回転する磁気記録媒体とを備えていることを特徴としている。 An information recording / reproducing apparatus according to the present invention includes any one of the above-described bearing devices, a carriage configured to be rotatable around the bearing device, a head gimbal assembly attached to a tip of the carriage, and the head gimbal. The magnetic recording / reproducing head disposed at the front end of the assembly, and a magnetic recording medium that is disposed opposite to the magnetic recording / reproducing head and rotates in a certain direction.
このような特徴の情報記録再生装置によれば、上記軸受装置を備えていることから各部品の摩擦トルクを低減するとともに共振を抑制することができ、磁気記録媒体に対してヘッドジンバルアセンブリを高精度に位置制御をすることが可能となる。 According to the information recording / reproducing apparatus having such characteristics, since the bearing device is provided, the friction torque of each component can be reduced and the resonance can be suppressed. Position control can be performed with high accuracy.
本発明の軸受装置によれば、円筒軸受とシャフトとの摺接面の一方を微小凹凸面状に形成することによって、円筒軸受とシャフトとの摩擦トルクを低減することができ、また、軸方向の摩擦係数を増大させて共振の発生を防止することができる。 According to the bearing device of the present invention, the frictional torque between the cylindrical bearing and the shaft can be reduced by forming one of the sliding contact surfaces of the cylindrical bearing and the shaft into a minute uneven surface, and the axial direction It is possible to prevent the occurrence of resonance by increasing the friction coefficient.
次に、本発明に係る軸受装置の実施形態について図１〜図５に基づいて説明する。なお、本実施形態では、軸受装置が情報記録再生装置のピボット軸に用いられている場合について説明する。 Next, an embodiment of a bearing device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the case where the bearing device is used for the pivot shaft of the information recording / reproducing apparatus will be described.
図１は、本発明に係る情報記録再生装置１の概略構成図である。なお、本実施形態の情報記録再生装置１は、垂直記録層を有するディスク（磁気記録媒体）Ｄに対して、垂直記録方式で書き込みを行う装置である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an information recording / reproducing apparatus 1 according to the present invention. Note that the information recording / reproducing apparatus 1 of the present embodiment is an apparatus for writing on a disk (magnetic recording medium) D having a perpendicular recording layer by a perpendicular recording method.
図１に示すように、情報記録再生装置１は、キャリッジ１１と、キャリッジ１１の先端側に支持されたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１２と、ヘッドジンバルアセンブリ１２をディスク面Ｄ１（ディスクＤの表面）に平行な水平面内方向にスキャン移動させるアクチュエータ６と、ディスクＤを回転軸Ｌ２を中心に回転させるスピンドルモータ７と、情報に応じて変調した電流をヘッドジンバルアセンブリ１２のスライダ２に対して供給する制御部５と、これら各構成品を内部に収容するハウジング９とを備えている。 As shown in FIG. 1, an information recording / reproducing apparatus 1 includes a carriage 11, a head gimbal assembly (HGA) 12 supported on the front end side of the carriage 11, and a head gimbal assembly 12 on a disk surface D1 (the surface of the disk D). And a spindle motor 7 that rotates the disk D around the rotation axis L2, and supplies a current modulated according to information to the slider 2 of the head gimbal assembly 12. The control part 5 and the housing 9 which accommodates each of these components inside are provided.
ハウジング９は、アルミニウム等の金属材料からなる上部開口部を有する箱型形状のものであり、上面視四角形状の底部９ａと、該底部９ａの周縁において底部９ａに対して鉛直方向に立設する周壁（不図示）とで構成されている。そして、周壁に囲まれた内側には、上述した各構成品を収容する凹部が形成される。なお、図１においては、説明を理解しやすくするために、ハウジング９の周囲を囲む周壁を省略している。 The housing 9 has a box-like shape having an upper opening made of a metal material such as aluminum, and is erected in a vertical direction with respect to the bottom 9a at the periphery of the bottom 9a and the periphery of the bottom 9a. It is comprised with the surrounding wall (not shown). And the recessed part which accommodates each component mentioned above is formed in the inner side enclosed by the surrounding wall. In FIG. 1, the peripheral wall surrounding the housing 9 is omitted for easy understanding of the description.
また、このハウジング９には、ハウジング９の開口を塞ぐように図示しない蓋が着脱可能に固定されるようになっている。底部９ａの略中心には、上記スピンドルモータ７が取り付けられており、該スピンドルモータ７に中心孔を嵌め込むことでディスクＤが着脱自在に固定されている。 Further, a lid (not shown) is detachably fixed to the housing 9 so as to close the opening of the housing 9. The spindle motor 7 is attached to substantially the center of the bottom portion 9a, and the disc D is detachably fixed by fitting a center hole into the spindle motor 7.
ディスクＤの外側で底部９ａの１つの隅角部には、上述したアクチュエータ６が取り付けられている。このアクチュエータ６には、ピボット軸（軸受装置）１０の回転軸Ｌ１を中心に水平面に沿って回動可能なキャリッジ１１が取り付けられている。このキャリッジ１１は、基端部から先端部に向けて（ディスクＤ方向に向けて）延設されたアーム部１４と、このアーム部１４を基端部を介して片持ち状に支持する基部１５とが、削り出し加工等により一体形成されたものである。基部１５は、略直方体形状に形成されたものであり、ピボット軸１０まわりを回動可能に支持されている。即ち、基部１５はピボット軸１０を介してアクチュエータ６に連結されており、このピボット軸１０がキャリッジ１１の回転中心となっている。 The actuator 6 described above is attached to one corner of the bottom 9a outside the disk D. The actuator 6 is provided with a carriage 11 that can rotate along a horizontal plane about a rotation axis L1 of a pivot shaft (bearing device) 10. The carriage 11 includes an arm portion 14 extending from the base end portion toward the tip portion (in the direction of the disk D), and a base portion 15 that supports the arm portion 14 in a cantilever manner via the base end portion. Are integrally formed by machining or the like. The base portion 15 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and is supported so as to be rotatable around the pivot shaft 10. That is, the base portion 15 is connected to the actuator 6 via the pivot shaft 10, and the pivot shaft 10 is the rotation center of the carriage 11.
アーム部１４は、基部１５におけるアクチュエータ６が取り付けられた側面１５ａと反対側の側面（隅角部の反対側の側面）１５ｂにおいて、基部１５の上面の面方向（水平面内方向）と平行に延出する平板状のものであり、基部１５の高さ方向（垂直方向）に沿って３枚延出している。
具体的には、アーム部１４は、基端部から先端部に向かうに従って先細るテーパ形状に形成されており、各アーム部１４、１４間に、ディスクＤが挟み込まれるように配置されている。即ち、アーム部１４とディスクＤとが、交互に配置可能に構成されており、アクチュエータ６の駆動によってアーム部１４がディスクＤの表面に平行な方向（水平面内方向）に移動可能になっている。なお、キャリッジ１１及びヘッドジンバルアセンブリ１２は、ディスクＤの回転停止時にアクチュエータ６の駆動によって、ディスクＤ上から退避するようになっている。
The arm portion 14 extends in parallel with the surface direction (horizontal plane direction) of the upper surface of the base portion 15 on the side surface 15b opposite to the side surface 15a to which the actuator 6 is attached in the base portion 15 (side surface on the opposite side of the corner portion). It is a flat plate to be extended, and three pieces are extended along the height direction (vertical direction) of the base 15.
Specifically, the arm portion 14 is formed in a tapered shape that tapers from the proximal end portion toward the distal end portion, and is arranged so that the disk D is sandwiched between the arm portions 14 and 14. That is, the arm part 14 and the disk D are configured to be alternately arranged, and the arm part 14 can be moved in a direction parallel to the surface of the disk D (horizontal plane direction) by driving the actuator 6. . The carriage 11 and the head gimbal assembly 12 are retracted from the disk D by driving the actuator 6 when the rotation of the disk D is stopped.
ヘッドジンバルアセンブリ１２は、アーム部１４の先端に連接されており、サスペンション３と、該サスペンション３の先端に取り付けられたスライダ２とを備えている。 The head gimbal assembly 12 is connected to the tip of the arm portion 14, and includes a suspension 3 and a slider 2 attached to the tip of the suspension 3.
（軸受装置）
図２に示すように、ピボット軸１０は、略円柱状に形成されたシャフト４０と、該シャフト４０の軸線Ｌ１方向に所定間隔離間して配置されるスラスト板５０と、シャフト４０の外周面４１に対して所定間隔離間して配置される略円筒状のスリーブ６０と、シャフト４０とスリーブ６０との間に介装される円筒軸受７０とを有している。
(Bearing device)
As shown in FIG. 2, the pivot shaft 10 includes a shaft 40 formed in a substantially columnar shape, a thrust plate 50 arranged at a predetermined interval in the direction of the axis L <b> 1 of the shaft 40, and an outer peripheral surface 41 of the shaft 40. And a cylindrical bearing 60 interposed between the shaft 40 and the sleeve 60.
シャフト４０は、回転軸Ｌ１を中心とした略円柱形状の棒状部材であって、その外周面４１の上部及び下部に所定間隔を空けて一対のスラスト板５０，５０が固定されている。このスラスト板５０は、円板状の中央部が円形にくり貫かれた略ドーナツ板状をなす部材であって、その内径はシャフト４０の外周面４１の外径と同一に形成されている。これにより、スラスト板５０は、シャフト４０の外周面４１に隙間なく外嵌されて径方向外側に向かって張り出すように該シャフト４０に固定一体化されている。 The shaft 40 is a substantially cylindrical rod-shaped member centered on the rotation axis L1, and a pair of thrust plates 50, 50 are fixed to the upper and lower portions of the outer peripheral surface 41 with a predetermined interval. The thrust plate 50 is a member having a substantially donut plate shape in which a disk-shaped central portion is cut out in a circular shape, and the inner diameter thereof is formed to be the same as the outer diameter of the outer peripheral surface 41 of the shaft 40. Thereby, the thrust plate 50 is fixedly integrated with the shaft 40 so as to be fitted on the outer peripheral surface 41 of the shaft 40 without a gap and projecting outward in the radial direction.
シャフト４０の外周面４１のうち、上記一対のスラスト板５０，５０に囲まれた部分は、微小凹凸面状に形成されたシャフト摺接面（摺接面）４２とされている。
さらに、スラスト板５０，５０の互いに対向する面は、上記シャフト摺接面４２と同様に微小凹凸面状に形成されたスラスト板摺接面（摺接面）５１とされている。
Of the outer peripheral surface 41 of the shaft 40, a portion surrounded by the pair of thrust plates 50, 50 is a shaft sliding contact surface (sliding contact surface) 42 formed in a minute uneven surface shape.
Further, the mutually opposing surfaces of the thrust plates 50 and 50 are formed as thrust plate sliding contact surfaces (sliding contact surfaces) 51 formed in a minute uneven surface like the shaft sliding contact surface 42.
このようなシャフト摺接面４２及びスラスト板摺接面５１の微小凹凸面状は、詳しくは図３にシャフト摺接面４２にて一例を示すように、球面状をなす多数の凸部が各面全体をカバーするように形成されることで構成されている。また、各凸部の直径は、例えば１μｍ〜２００μｍ以下に設定することが好ましい。なお、図３においては、シャフト４０と円筒軸受７０とは微小凹凸面の各凸部が接触する状態を示しているが、実際には、後述するように、シャフト４０と円筒軸受７０との間には非常に微小なクリアランスｄ２が存在している。 The minute concavo-convex surface shape of the shaft slidable contact surface 42 and the thrust plate slidable contact surface 51 is shown in detail in FIG. It is comprised by forming so that the whole surface may be covered. Moreover, it is preferable to set the diameter of each convex part to 1 micrometer-200 micrometers or less, for example. In FIG. 3, the shaft 40 and the cylindrical bearing 70 are shown in a state where the convex portions of the minute uneven surface are in contact with each other. Has a very small clearance d2.
この微小凹凸面状は、型となる金属にショットピーニング加工を施して凹曲面の球面状をなす複数の凹部を形成し、該型を用いて樹脂成型もしくは鋳造を行ってシャフト４０又はスラスト板５０を作成することにより容易に形成することができる。なお、各凸部の直径はショットピーニングに用いるボールの直径や投射スピードを調整することによって容易に変更することができる。 The minute uneven surface is formed by performing shot peening on a metal as a mold to form a plurality of concave portions having a concave curved spherical surface, and performing resin molding or casting using the mold to form the shaft 40 or the thrust plate 50. Can be easily formed. In addition, the diameter of each convex part can be easily changed by adjusting the diameter and projection speed of the ball used for shot peening.
スリーブ６０は、略円筒形状に形成された部材であり、その内径は上記スラスト板５０の外径よりも僅かに大きく形成され、シャフト４０及びスラスト板５０，５０を内側に収容するようにして、これらと同軸に、即ち回転軸Ｌ１を中心として配置されている。これによって、詳しくは図４に示すように、スラスト板５０、５０の外周縁部５２とスリーブ６０の内周面６１との間には僅かなクリアランスｄ１が形成される。このクリアランスｄ１の大きさは、１０μｍ〜５０μｍとされることが好ましい。 The sleeve 60 is a member formed in a substantially cylindrical shape, and the inner diameter thereof is formed slightly larger than the outer diameter of the thrust plate 50 so that the shaft 40 and the thrust plates 50 and 50 are accommodated inside, These are arranged coaxially, that is, with the rotation axis L1 as the center. As a result, as shown in detail in FIG. 4, a slight clearance d <b> 1 is formed between the outer peripheral edge 52 of the thrust plates 50, 50 and the inner peripheral surface 61 of the sleeve 60. The clearance d1 is preferably 10 μm to 50 μm.
上記シャフト４０及びスリーブ６０の間の部分、より具体的には、シャフト４０及びスリーブ６０の間かつ一対のスラスト板５０，５０の間の部分には、略円筒形状をなす円筒軸受７０が介装されている。
この円筒軸受７０の径方向の厚みは、シャフト４０の外径及びスリーブ６０の内径の径差と略同一に形成されており、また、軸線Ｌ１方向の長さは、上記一対のスラスト板５０，５０のスラスト板摺接面５１同士の対向距離と略同一に形成されている。このような形状の円筒軸受７０は、その外周面７１がスリーブ６０の内周面６１に固定され、これにより、円筒軸受７０はスリーブ６０と一体に回転することになる。
A cylindrical bearing 70 having a substantially cylindrical shape is interposed between the shaft 40 and the sleeve 60, more specifically, between the shaft 40 and the sleeve 60 and between the pair of thrust plates 50 and 50. Has been.
The thickness in the radial direction of the cylindrical bearing 70 is formed to be substantially the same as the difference between the outer diameter of the shaft 40 and the inner diameter of the sleeve 60, and the length in the direction of the axis L 1 is the above-described pair of thrust plates 50, It is formed substantially the same as the opposing distance between the 50 thrust plate sliding contact surfaces 51. The cylindrical bearing 70 having such a shape has an outer peripheral surface 71 fixed to the inner peripheral surface 61 of the sleeve 60, whereby the cylindrical bearing 70 rotates integrally with the sleeve 60.
この円筒軸受７０において、その内周面はシャフト４０のシャフト摺接面４２と接触する内周摺接面（摺接面）７４とされており、さらに、各軸方向端面は一対のスラスト板５０のスラスト板摺接面５１とそれぞれ接触する端部摺接面（摺接面）７５，７５とされている。即ち、円筒軸受７０は、その内周摺接面７４及び端部摺接面７５，７５により、シャフト４０及びスラスト板５０，５０を回転軸Ｌ１を中心として摺動回転可能に支持しているのである。
なお、本実施形態においては、上記円筒軸受７０の内周摺接面７４及び端部摺接面７５，７５は、平滑面状に形成されている。
In this cylindrical bearing 70, its inner peripheral surface is an inner peripheral sliding contact surface (sliding contact surface) 74 that contacts the shaft sliding contact surface 42 of the shaft 40, and each axial end surface is a pair of thrust plates 50. The end plate sliding contact surfaces (sliding contact surfaces) 75 and 75 are in contact with the thrust plate sliding contact surface 51 respectively. That is, the cylindrical bearing 70 supports the shaft 40 and the thrust plates 50, 50 so as to be slidably rotatable about the rotation axis L1 by the inner peripheral sliding contact surface 74 and the end sliding contact surfaces 75, 75. is there.
In the present embodiment, the inner peripheral sliding contact surface 74 and the end sliding contact surfaces 75, 75 of the cylindrical bearing 70 are formed in a smooth surface shape.
また、シャフト４０のシャフト摺接面４２と円筒軸受７０の内周摺接面７４とは僅かなクリアランスｄ２を介しての接触状態にあり、また、スラスト板５０のスラスト板摺接面５１と円筒軸受７０の端部摺接面７５とも僅かなクリアランスｄ３を介しての接触状態にある。
なお、スラスト板５０の外周縁部５２とスリーブ６０の内周面６１とのクリアランスｄ１の大きさは、シャフト４０のシャフト摺接面４２と円筒軸受７０の内周摺接面７４とのクリアランスｄ２の大きさと同じかそれ以上の大きさになるように構成されている。
Further, the shaft sliding contact surface 42 of the shaft 40 and the inner peripheral sliding contact surface 74 of the cylindrical bearing 70 are in contact with each other through a slight clearance d2, and the thrust plate sliding contact surface 51 of the thrust plate 50 and the cylinder are in contact with each other. The end sliding contact surface 75 of the bearing 70 is also in contact with a slight clearance d3.
The clearance d1 between the outer peripheral edge 52 of the thrust plate 50 and the inner peripheral surface 61 of the sleeve 60 is the clearance d2 between the shaft sliding contact surface 42 of the shaft 40 and the inner peripheral sliding contact surface 74 of the cylindrical bearing 70. It is configured to be the same as or larger than the size of.
また、スリーブ６０は内部にシャフト４０、スラスト板５０及び円筒軸受７０を収容した状態において、その上部開口が円板状をなす上蓋部６５によって密閉されており、さらに、下部開口が中央にシャフト４０を液密に挿通させる貫通孔を有するドーナツ円板状をなす下蓋部６６によって密閉されている。
このように密閉状態とされたスリーブ６０内側には潤滑流体Ｊが充填されており、これにより各部材の間のクリアランスｄ１，ｄ２，ｄ３に潤滑流体Ｊが介在し、円筒軸受７０とスリーブ６０に対するシャフト４０のすべりを向上させることができる。
Further, the sleeve 60 is sealed with an upper lid portion 65 having a disk shape in a state where the shaft 40, the thrust plate 50 and the cylindrical bearing 70 are accommodated therein, and the lower opening is further centered on the shaft 40. It is sealed by a lower lid portion 66 having a donut disk shape having a through-hole through which liquid is inserted.
The inside of the sleeve 60 thus sealed is filled with the lubricating fluid J, so that the lubricating fluid J is interposed in the clearances d1, d2, and d3 between the members, and the cylindrical bearing 70 and the sleeve 60 are in contact with each other. The sliding of the shaft 40 can be improved.
この潤滑流体Ｊとしては、極圧性の高いオイル、グリース等が好ましく、特に、動粘度が２０°において１５〜２０センチストークスとなるものが好ましい。なお、この他潤滑流体Ｊとして空気等の気体を用いてもよい。 The lubricating fluid J is preferably oil, grease, or the like having a high extreme pressure, and particularly preferably has a kinematic viscosity of 15 to 20 centistokes at 20 °. In addition, a gas such as air may be used as the lubricating fluid J.
また、シャフト４０のシャフト摺接面４２及び円筒軸受７０の内周摺接面７４の両方もしくはいずれか一方、または、スラスト板５０のスラスト板摺接面５１及び円筒軸受７０の端部摺接面７５の両方もしくはいずれか一方にコーティング層が設けられた構成であってもよい。このコーティング層は低摩擦係数を有する材質から形成されており、例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）や二硫化モリブデンからなるものが採用される。ＤＬＣの場合には蒸着やスパッタ等の手法によって、二硫化モリブデンの場合には塗装や転写等の手法によってコーティング層を形成することができる。 Further, the shaft sliding contact surface 42 of the shaft 40 and / or the inner peripheral sliding contact surface 74 of the cylindrical bearing 70, or the thrust plate sliding contact surface 51 of the thrust plate 50 and the end sliding contact surface of the cylindrical bearing 70 are used. 75 may be configured such that a coating layer is provided on both or either of them. This coating layer is made of a material having a low friction coefficient, and for example, a layer made of DLC (diamond-like carbon) or molybdenum disulfide is employed. In the case of DLC, the coating layer can be formed by a technique such as vapor deposition or sputtering, and in the case of molybdenum disulfide, the coating layer can be formed by a technique such as painting or transfer.
このような構成のピボット軸１０は、シャフト４０が固定された状態でスリーブ６０が回転軸Ｌ１を中心に回動する。この際、スリーブ６０に一体に固定された円筒軸受７０は、内周摺接面７４をシャフト４０のシャフト摺接面４２に摺接させるとともに一対の端部摺接面７５，７５をそれぞれスラスト板５０，５０のスラスト板摺接面５１に摺接させながら、スリーブ６０と同様に回転軸Ｌ１を中心に回動する。 In the pivot shaft 10 having such a configuration, the sleeve 60 rotates around the rotation axis L1 while the shaft 40 is fixed. At this time, the cylindrical bearing 70 integrally fixed to the sleeve 60 causes the inner peripheral sliding contact surface 74 to slidably contact the shaft sliding contact surface 42 of the shaft 40 and the pair of end sliding contact surfaces 75 and 75 to the thrust plate. While being in sliding contact with the 50 and 50 thrust plate sliding contact surfaces 51, it is rotated around the rotation axis L <b> 1 as in the case of the sleeve 60.
ここで、本実施形態においては、シャフト４０のシャフト摺接面４２が球面状の凸部を複数配列して形成した微小凹凸面状に形成され、これに摺接する円筒軸受７０の内周摺接面７４が平滑面状に形成されているため、詳しくは図３に示すように、シャフト４０の微小凹凸面の各凸部が円筒軸受７０の内周摺接面７４に点接触することになる。したがって、両者の接触面積が面接触する場合に比べて小さくなることから、特にシャフト４０と円筒軸受７０との相対回転方向における摩擦トルクを低減することができる。 Here, in this embodiment, the shaft sliding contact surface 42 of the shaft 40 is formed in a minute uneven surface formed by arranging a plurality of spherical convex portions, and the inner peripheral sliding contact of the cylindrical bearing 70 that is in sliding contact therewith. Since the surface 74 is formed in a smooth surface shape, each convex portion of the minute uneven surface of the shaft 40 makes point contact with the inner peripheral sliding contact surface 74 of the cylindrical bearing 70 as shown in detail in FIG. . Therefore, since the contact area between the two becomes smaller than that in the surface contact, the friction torque in the relative rotational direction of the shaft 40 and the cylindrical bearing 70 can be reduced.
ここで、軸状の部材の外周面が筒状の部材の内周面に接触する場合において、一方の面が微小凹凸面状、他方の面が平滑面状となると、両部材が相対回転する方向には摩擦トルクが小さくなり、軸方向に相対移動する方向には摩擦係数が大きくなる性質が知られている。
この性質は、例えば注射器における薬液が充填されるシリンダと、薬液を前方に押し出すプランジャロッド先端に設けられたゴムストッパーとに応用されている。即ち、注射器のシリンダの内周面には微小な凹凸が形成されており、これに外周面が平滑面状のゴムストッパーが嵌め込まれることで、ゴムストッパーの軸線回りの回転を許容しつつも、該ゴムストッパーの軸方向への移動を規制しているのである。
Here, when the outer peripheral surface of the shaft-shaped member is in contact with the inner peripheral surface of the cylindrical member, if one surface is a minute uneven surface and the other surface is a smooth surface, both members rotate relative to each other. It is known that the friction torque decreases in the direction and the friction coefficient increases in the direction of relative movement in the axial direction.
This property is applied to, for example, a cylinder filled with a drug solution in a syringe and a rubber stopper provided at the tip of a plunger rod that pushes the drug solution forward. That is, minute irregularities are formed on the inner peripheral surface of the cylinder of the syringe, and a rubber stopper with a smooth outer peripheral surface is fitted into this, while allowing rotation around the axis of the rubber stopper, The movement of the rubber stopper in the axial direction is restricted.
したがって、本実施形態のピボット軸１０においても微小凹凸面及び平滑面の上記性質により、図５に示すように、シャフト４０と円筒軸受７０との摩擦トルクを低減させて両者の円滑な相対回転を許容しつつも、軸線Ｌ１方向においてはシャフト４０と円筒軸受７０との摩擦係数を増大させて、当該軸線Ｌ１方向への両者の相対移動を規制することができるのである。これにより、シャフト４０及び円筒軸受７０の軸線Ｌ１方向の振動を抑制し、共振の発生を防止することが可能となる。 Therefore, also in the pivot shaft 10 of the present embodiment, due to the above-described properties of the micro uneven surface and the smooth surface, as shown in FIG. 5, the friction torque between the shaft 40 and the cylindrical bearing 70 is reduced and smooth relative rotation between them is achieved. While permitting, the friction coefficient between the shaft 40 and the cylindrical bearing 70 can be increased in the direction of the axis L1, and the relative movement of both in the direction of the axis L1 can be restricted. Thereby, it is possible to suppress the vibration in the direction of the axis L1 of the shaft 40 and the cylindrical bearing 70 and prevent the occurrence of resonance.
さらに、本実施形態においては、シャフト４０に固定された一対のスラスト板５０が円筒軸受の７０各端部摺接面７５，７５に接触するため、シャフト４０及び円筒軸受７０の軸線Ｌ１方向への相対移動を制限することができる。これにより両者の振動をより確実に抑制することができる。
また、円筒軸受７０とスラスト板５０，５０との各摺接面の一方が微小凹凸面状に、他方が平滑面状に形成されているため、スラスト板５０，５０と円筒軸受７０との相対回転方向における摩擦トルクを低減することができる。
Further, in the present embodiment, the pair of thrust plates 50 fixed to the shaft 40 come into contact with the respective sliding end surfaces 75 and 75 of the cylindrical bearing 70, so that the shaft 40 and the cylindrical bearing 70 in the direction of the axis L1. Relative movement can be limited. Thereby, both vibrations can be more reliably suppressed.
In addition, since one of the sliding contact surfaces of the cylindrical bearing 70 and the thrust plates 50, 50 is formed in a minute uneven surface shape and the other is formed in a smooth surface shape, the thrust plates 50, 50 and the cylindrical bearing 70 are relatively Friction torque in the rotation direction can be reduced.
さらにまた、本実施形態においては、スラスト板５０とスリーブ６０との間にクリアランスが形成されていることから、両者が非接触となる。したがって、スラスト板５０とスリーブ６０とが接触することによる摩擦トルクの発生を防止することができる。 Furthermore, in the present embodiment, since a clearance is formed between the thrust plate 50 and the sleeve 60, they are not in contact with each other. Therefore, generation of friction torque due to contact between the thrust plate 50 and the sleeve 60 can be prevented.
ここで、スラスト板５０とスリーブ６０との間のクリアランスｄ１がシャフト４０と円筒軸受７０とのクリアランスｄ２よりも小さい場合、クリアランスｄ１による毛細管現象が発現することにより一対のスラスト板５０の軸線Ｏ方向内側に存在する潤滑流体Ｊがこれら一対のスラスト板５０の外部に漏出してしまう。この点、本実施形態においては、スラスト板５０とスリーブ６０との間のクリアランスｄ１の大きさがシャフト４０と円筒軸受７０との間のクリアランスｄ２と同じかそれ以上に形成されているため、毛細管現象が発現する余地はなく、一対のスラスト板５０の内側に存在する潤滑流体Ｊがスラスト板５０とスリーブ６０との間のクリアランスを通過し難くなる。 Here, when the clearance d1 between the thrust plate 50 and the sleeve 60 is smaller than the clearance d2 between the shaft 40 and the cylindrical bearing 70, the capillary phenomenon due to the clearance d1 appears, whereby the axis O direction of the pair of thrust plates 50 The lubricating fluid J existing inside leaks out of the pair of thrust plates 50. In this respect, in the present embodiment, since the size of the clearance d1 between the thrust plate 50 and the sleeve 60 is equal to or larger than the clearance d2 between the shaft 40 and the cylindrical bearing 70, the capillary tube is formed. There is no room for the phenomenon to occur, and the lubricating fluid J existing inside the pair of thrust plates 50 does not easily pass through the clearance between the thrust plate 50 and the sleeve 60.
したがって、円筒軸受７０及びスリーブ６０に対してシャフト４０が軸方向に振動してしまった場合には、一方のスラスト板５０と円筒軸受７０とのクリアランスｄ３に存在する潤滑流体Ｊは、クリアランスｄ１を通過して一対のスラスト板５０の外側にはほとんど移動せず、主としてシャフト４０と円筒軸受７０との間のクリアランスｄ２を通過して他方のスラスト板５０と円筒軸受７０との間のクリアランスｄ３に流動しようとする。即ち、スラスト板５０と円筒軸受７０とのクリアランスｄ３内の潤滑流体Ｊがシャフト４０と円筒軸受７０とのクリアランスｄ２を通過して行き来することになるのである。このような、潤滑流体Ｊの挙動によってシャフト４０の振動を減衰させるダンピング効果が発現されるため、円筒軸受７０及びスリーブ６０に対するシャフト４０の軸方向共振を抑制することが可能となる。 Therefore, when the shaft 40 vibrates in the axial direction with respect to the cylindrical bearing 70 and the sleeve 60, the lubricating fluid J existing in the clearance d3 between the one thrust plate 50 and the cylindrical bearing 70 sets the clearance d1. Passing through the clearance d2 between the shaft 40 and the cylindrical bearing 70 mainly passes through the clearance d3 between the other thrust plate 50 and the cylindrical bearing 70. Try to flow. That is, the lubricating fluid J in the clearance d3 between the thrust plate 50 and the cylindrical bearing 70 passes through the clearance d2 between the shaft 40 and the cylindrical bearing 70. Since such a damping effect that attenuates the vibration of the shaft 40 is expressed by the behavior of the lubricating fluid J, the axial resonance of the shaft 40 with respect to the cylindrical bearing 70 and the sleeve 60 can be suppressed.
また、円筒軸受７０及びスリーブ６０に対してシャフト４０が径方向に振動してしまった場合であっても、シャフト４０と円筒軸受７０とのクリアランスｄ２に存在する潤滑流体は、クリアランスｄ１を通過して一対のスラスト板５０の外側にはほとんど移動せず、シャフト４０と円筒軸受７０とのクリアランスｄ２内に留まり、該クリアランスｄ２内において周方向に流動しようとする。このような潤滑流体Ｊの挙動によって、上記同様、シャフト４０の振動を減衰させるダンピング効果が発現されるため、円筒軸受７０及びスリーブ６０に対するシャフト４０の径方向の共振を抑制することが可能となる。 Even if the shaft 40 vibrates in the radial direction with respect to the cylindrical bearing 70 and the sleeve 60, the lubricating fluid existing in the clearance d2 between the shaft 40 and the cylindrical bearing 70 passes through the clearance d1. Thus, it hardly moves to the outside of the pair of thrust plates 50, stays in the clearance d2 between the shaft 40 and the cylindrical bearing 70, and tries to flow in the circumferential direction in the clearance d2. As described above, the behavior of the lubricating fluid J exhibits a damping effect that attenuates the vibration of the shaft 40, and thus it is possible to suppress the radial resonance of the shaft 40 with respect to the cylindrical bearing 70 and the sleeve 60. .
また、円筒軸受７０とシャフト４０及びスラスト板５０との互いに摺接する摺接面の少なくとも一方にコーティング層が形成されている場合、当該摺接面のすべりがさらに向上させることができるため摩擦トルクをより一層低減することができる。 In addition, when a coating layer is formed on at least one of the sliding contact surfaces of the cylindrical bearing 70, the shaft 40, and the thrust plate 50 that are in sliding contact with each other, the sliding of the sliding contact surface can be further improved. This can be further reduced.
そして、本実施形態の情報記録再生装置１においては、シャフト４０と円筒軸受７０との摩擦トルクを低減するとともにシャフト４０の共振を抑制することができるピボット軸１０を用いてアーム部１４（ヘッドジンバルアセンブリ１２）を回動させることができるため、ディスクＤに対してヘッドジンバルアセンブリ１２を高精度に位置制御することができる。つまり、ディスクＤへの記録密度を増加することができ、情報記録再生装置１の容量を増加することができる。 In the information recording / reproducing apparatus 1 of the present embodiment, the arm portion 14 (head gimbal) using the pivot shaft 10 that can reduce the friction torque between the shaft 40 and the cylindrical bearing 70 and suppress the resonance of the shaft 40. Since the assembly 12) can be rotated, the position of the head gimbal assembly 12 with respect to the disk D can be controlled with high accuracy. That is, the recording density on the disk D can be increased, and the capacity of the information recording / reproducing apparatus 1 can be increased.
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば、本実施形態においては、互いに接触するシャフト４０のシャフト摺接面４２と円筒軸受７０の内周摺接面７４とのうち、シャフト摺接面４２を微小凹凸面状に、内周摺接面７４を平滑面状に形成したが、この逆の構成、即ち、シャフト摺接面４２を平滑面状に形成するとともに内周摺接面７４を微小凹凸面状に形成してもよい。
同様にして、スラスト板５０のスラスト板摺接面５１を平滑面状に、円筒軸受の端部摺接面７５を微小凹凸面状に形成してもよい。
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to these without departing from the technical idea of the present invention, and some design changes and the like are possible.
For example, in the present embodiment, of the shaft sliding contact surface 42 of the shaft 40 and the inner peripheral sliding contact surface 74 of the cylindrical bearing 70 that are in contact with each other, the shaft sliding contact surface 42 is formed in a minute uneven surface shape, and the inner peripheral sliding contact. Although the surface 74 is formed into a smooth surface, the opposite configuration, that is, the shaft sliding contact surface 42 may be formed into a smooth surface and the inner peripheral sliding contact surface 74 may be formed into a minute uneven surface.
Similarly, the thrust plate sliding contact surface 51 of the thrust plate 50 may be formed into a smooth surface, and the end sliding contact surface 75 of the cylindrical bearing may be formed into a minute uneven surface.
また、微小凹凸面状としては、球面状の多数凸部が配列された構成について説明したが、球面状の凹部が多数配列された構成であってもよい。これによっても、隣接する凹部の境界部分が凸形状となるため、円筒軸受７０とシャフト４０とが当該凸形状にしたがって点接触し、摩擦トルクを低減することができる。また、シャフト４０と円筒軸受７０との軸方向への相対移動については摩擦係数を増大させて、シャフト４０及び円筒軸受７０との揺動を抑制することができる。
なお、このような複数の凹部からなる微小凹凸面状は、シャフト４０のシャフト摺接面４２又は円筒軸受の内周摺接面７４にショットピーニング加工を施すことによって容易に形成することができる。
Further, as the minute uneven surface shape, a configuration in which a large number of spherical convex portions are arranged has been described, but a configuration in which a large number of spherical concave portions are arranged may be used. Also by this, since the boundary part of an adjacent recessed part becomes convex shape, the cylindrical bearing 70 and the shaft 40 contact point according to the said convex shape, and it can reduce friction torque. Further, with respect to the relative movement of the shaft 40 and the cylindrical bearing 70 in the axial direction, the friction coefficient can be increased, and the swinging of the shaft 40 and the cylindrical bearing 70 can be suppressed.
Such a micro uneven surface formed of a plurality of concave portions can be easily formed by subjecting the shaft sliding contact surface 42 of the shaft 40 or the inner peripheral sliding contact surface 74 of the cylindrical bearing to shot peening.
なお、実施形態では、シャフト４０及び支持部材５０が別体に形成されているが、これに限定されず、シャフト４０及び支持部材５０が一体に形成されていてもよい。
なお、実施形態では、スリーブ６０及び軸受本体７０が別体に形成されているが、これに限定されず、スリーブ６０及び軸受本体７０が一体に形成されていてもよい。
In the embodiment, the shaft 40 and the support member 50 are formed separately. However, the present invention is not limited to this, and the shaft 40 and the support member 50 may be formed integrally.
In the embodiment, the sleeve 60 and the bearing body 70 are formed separately. However, the present invention is not limited to this, and the sleeve 60 and the bearing body 70 may be formed integrally.
また、例えば図６に示すように、スラスト板摺接面５１に、端部摺接面７５へと向かって突出して軸線Ｌ１を含む断面にて円弧状をなす凸曲面５１ａが備えられていてもよい。なお、これに代えて、例えば図７に示すように、端部摺接面７５に、スラスト板摺接面５１へと向かって突出して軸線Ｌ１を含む断面にて円弧状をなす凸曲面７５ａが備えられていてもよい。 For example, as shown in FIG. 6, even if the thrust plate sliding contact surface 51 is provided with a convex curved surface 51a that protrudes toward the end sliding contact surface 75 and forms an arc shape in a cross section including the axis L1. Good. Instead of this, for example, as shown in FIG. 7, a convex curved surface 75a that protrudes toward the thrust plate sliding contact surface 51 and has an arc shape in a cross section including the axis L1 is formed on the end sliding contact surface 75. It may be provided.
この場合、スラスト板摺接面５１と端部摺接面７５との接触箇所は凸曲面５１ａ，７５ａの頂部のみとなるため、これらスラスト板摺接面５１と端部摺接面７５との接触面積を大幅に低減させることができる。したがって、スラスト板５０と円筒軸受７０との相対回転の際の摩擦トルクをより低減することができる。 In this case, the contact portion between the thrust plate sliding contact surface 51 and the end sliding contact surface 75 is only the top of the convex curved surfaces 51a and 75a. Therefore, the thrust plate sliding contact surface 51 and the end sliding contact surface 75 are in contact with each other. The area can be greatly reduced. Therefore, the friction torque at the time of relative rotation between the thrust plate 50 and the cylindrical bearing 70 can be further reduced.
なお、図６及び図７における凸曲面５１ａ，７５ａは、軸線Ｌ１の周方向に連続して環状に形成されていてもよいし、軸線Ｌ１の周方向に所定間隔離間して複数形成されていてもよい。さらに、図６及び図７においては、軸線Ｌ１を含む断面において、半径方向に一の凸曲面５１ａ，７５ａのみが形成されているが、複数の凸曲面５１ａ，７５ａが半径方向に並設するように形成されていてもよい。これによっても、スラスト板５０と円筒軸受７０との相対回転の際の摩擦トルクを低減させながら、スラスト板５０によって円筒軸受７０を軸線Ｌ１方向から確実に支持することができる。 The convex curved surfaces 51a and 75a in FIGS. 6 and 7 may be formed annularly continuously in the circumferential direction of the axis L1, or a plurality of convex curved surfaces 51a and 75a are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the axis L1. Also good. Further, in FIG. 6 and FIG. 7, only one convex curved surface 51a, 75a is formed in the radial direction in the cross section including the axis L1, but a plurality of convex curved surfaces 51a, 75a are arranged in parallel in the radial direction. It may be formed. Also by this, the cylindrical bearing 70 can be reliably supported from the direction of the axis L1 by the thrust plate 50 while reducing the friction torque at the time of the relative rotation between the thrust plate 50 and the cylindrical bearing 70.
さらに、上記凸曲面５１ａ，７５ａの表面が、球面状の凸部を複数配列して形成した微小凹凸面状をなしていてもよい。これによって、スラスト板５０と円筒軸受７０との接触面積をより低減させ、摩擦トルクを一層低減させることが可能となる。 Furthermore, the surfaces of the convex curved surfaces 51a and 75a may have a micro uneven surface formed by arranging a plurality of spherical convex portions. As a result, the contact area between the thrust plate 50 and the cylindrical bearing 70 can be further reduced, and the friction torque can be further reduced.
次に、図２に示す実施形態に対応する実施例のピボット軸（軸受装置）１０の周波数特性を測定した結果について、転がり軸受を用いた比較例の軸受装置１００（軸受装置）の周波数特性と比較しながら説明する。ここでは、実施例と比較例とにおいて共振点の調査を行った。 Next, as a result of measuring the frequency characteristics of the pivot shaft (bearing device) 10 of the example corresponding to the embodiment shown in FIG. 2, the frequency characteristics of the bearing device 100 (bearing device) of the comparative example using the rolling bearing and A description will be given while comparing. Here, the resonance point was investigated in the example and the comparative example.
比較例のピボット軸１００としては、図８に示すように、実施形態のピボット軸１０の円筒軸受７０及びスラスト板５０に変えて転がり軸受１００を備えたものを使用した。
即ち、比較例のピボット軸１００は、略円柱状に形成されたシャフト４０と、シャフト４０の外周面４１に対して所定間隔離間して配置される略円筒状のスリーブ６０と、シャフト４０とスリーブ６０との間に介装される一対の転がり軸受１１０とを有するものである。また、この比較例のピボット軸１００においては、実施形態と同様、スリーブ６０の内部は上蓋部６５と下蓋部６６とによって密閉されている。
As the pivot shaft 100 of the comparative example, as shown in FIG. 8, a shaft provided with a rolling bearing 100 instead of the cylindrical bearing 70 and the thrust plate 50 of the pivot shaft 10 of the embodiment was used.
That is, the pivot shaft 100 of the comparative example includes a shaft 40 formed in a substantially columnar shape, a substantially cylindrical sleeve 60 that is spaced apart from the outer peripheral surface 41 of the shaft 40 by a predetermined distance, and the shaft 40 and the sleeve. 60 and a pair of rolling bearings 110 interposed between them. In the pivot shaft 100 of this comparative example, the inside of the sleeve 60 is sealed by the upper lid portion 65 and the lower lid portion 66 as in the embodiment.
実施例のピボット軸１０及び比較例のピボット軸１００の固有振動数を測定するにあたっては、それぞれシャフト４０を加振器に取り付けるとともに、該加振器によって５Ｈｚ〜１５０００Ｈｚの範囲のｓｉｎ波形の振動を与えた。その際のスリーブ６０側の振動速度をレーザードップラー計で検出し、これにより軸受装置１０，１００の周波数特性を取得した。 In measuring the natural frequency of the pivot shaft 10 of the embodiment and the pivot shaft 100 of the comparative example, the shaft 40 is attached to the vibrator, and vibration of a sin waveform in the range of 5 Hz to 15000 Hz is caused by the vibrator. Gave. The vibration speed on the sleeve 60 side at that time was detected by a laser Doppler meter, and thereby the frequency characteristics of the bearing devices 10 and 100 were obtained.
図９に比較例のピボット軸１００の周波数特性のグラフを示す。図９において横軸は周波数（Ｈｚ）を示しており、縦軸はゲインを示している。
図９から、比較例のピボット軸１００においては、周波数６０００〜７０００Ｈｚの範囲でゲインが増大しており、即ち、当該周波数の範囲に共振点を有していることがわかった。
FIG. 9 shows a graph of frequency characteristics of the pivot shaft 100 of the comparative example. In FIG. 9, the horizontal axis indicates the frequency (Hz), and the vertical axis indicates the gain.
From FIG. 9, it was found that in the pivot shaft 100 of the comparative example, the gain increased in the frequency range of 6000 to 7000 Hz, that is, has a resonance point in the frequency range.
図１０に実施例のピボット軸１０の周波数特性のグラフを示す。図１０において横軸は周波数（Ｈｚ）を示しており、縦軸はゲインを示している。
図１０から、実施例のピボット軸１０においては、加振時の周波数５Ｈｚ〜１５０００Ｈｚの範囲にでいずれもゲインは小さくなっており、当該周波数の範囲においては共振点を有さないことがわかった。この実施例のピボット軸１０の共振点は１５０００Ｈｚを超える周波数の範囲にあると考えられる。
FIG. 10 shows a graph of frequency characteristics of the pivot shaft 10 of the embodiment. In FIG. 10, the horizontal axis indicates the frequency (Hz), and the vertical axis indicates the gain.
As can be seen from FIG. 10, in the pivot shaft 10 of the example, the gain is small in the frequency range of 5 Hz to 15000 Hz at the time of excitation, and there is no resonance point in the frequency range. . The resonance point of the pivot shaft 10 of this embodiment is considered to be in a frequency range exceeding 15000 Hz.
ここで、ピボット軸１０，１００を用いた情報記録再生装置の使用時には、ピボット軸１０，１００が周波数１５０００Ｈｚを超える振動をするとは考え難い。したがって、情報記録再生装置を使用する際に、比較例のピボット軸１０を用いた場合には共振が発生し得るが、実施例のピボット軸１００を用いた場合には共振が発生することはない。
以上から、実施例のピボット軸１０用いることによって共振を回避できることがわかった。
Here, when the information recording / reproducing apparatus using the pivot shafts 10 and 100 is used, it is unlikely that the pivot shafts 10 and 100 vibrate exceeding a frequency of 15000 Hz. Therefore, when the information recording / reproducing apparatus is used, resonance can occur when the pivot shaft 10 of the comparative example is used, but resonance does not occur when the pivot shaft 100 of the embodiment is used. .
From the above, it was found that resonance can be avoided by using the pivot shaft 10 of the embodiment.
１ 情報記録再生装置
１０ ピボット軸
４０ シャフト
４１ 外周面
４２ シャフト摺接面
５０ スラスト板
５１ スラスト板摺接面
５１ａ 凸曲面
５２ 外周縁部
６０ スリーブ
６１ 内周面
７０ 円筒軸受
７１ 外周面
７４ 内周摺接面
７５ 端部摺接面
７５ａ 凸曲面
Ｊ 潤滑流体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Information recording / reproducing apparatus 10 Pivot shaft 40 Shaft 41 Outer peripheral surface 42 Shaft sliding contact surface 50 Thrust board 51 Thrust board sliding contact surface 51a Convex curved surface 52 Outer peripheral edge 60 Sleeve 61 Inner peripheral surface 70 Cylindrical bearing 71 Outer peripheral surface 74 Inner peripheral sliding Contact surface 75 End sliding contact surface 75a Convex curved surface J Lubricating fluid
Claims (8)
該シャフトの径方向外側に所定間隔離間して同軸状に配置される円筒状のスリーブと、
前記シャフトと前記スリーブとの間に配置され、外周面が前記スリーブに固定されるとともに内周面が前記シャフトの外周面に摺接する円筒軸受とを備えた軸受装置において、
前記円筒軸受と前記シャフトとの摺接面の少なくとも一方が、凸部又は凹部が多数配列されてなる微小凹凸面状に形成されていることを特徴とする軸受装置。 A shaft formed in a cylindrical shape centering on an axis,
A cylindrical sleeve disposed coaxially at a predetermined interval on the outer side in the radial direction of the shaft;
In a bearing device comprising a cylindrical bearing disposed between the shaft and the sleeve, an outer peripheral surface being fixed to the sleeve and an inner peripheral surface being in sliding contact with the outer peripheral surface of the shaft,
At least one of the slidable contact surfaces of the cylindrical bearing and the shaft is formed in a minute uneven surface shape in which a large number of convex portions or concave portions are arranged.
前記円筒軸受と前記スラスト板との摺接面の少なくとも一方に、他方に向かって突出し、前記軸線を含む断面において円弧状をなす凸曲面を備えることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。 A pair of thrust plates are fixed to the outer peripheral surface of the shaft so as to project outward in the radial direction and slidably contact each axial end surface of the cylindrical bearing,
2. The bearing device according to claim 1, wherein at least one of the sliding contact surfaces of the cylindrical bearing and the thrust plate includes a convex curved surface that protrudes toward the other and forms an arc shape in a cross section including the axis. .
前記円筒軸受と前記スラスト板との摺接面の少なくとも一方が、凸部又は凹部が多数配列されてなる微小凹凸面状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。 A pair of thrust plates are fixed to the outer peripheral surface of the shaft so as to project outward in the radial direction and slidably contact each axial end surface of the cylindrical bearing,
3. The bearing according to claim 1, wherein at least one of the slidable contact surfaces of the cylindrical bearing and the thrust plate is formed in a minute uneven surface shape in which a plurality of convex portions or concave portions are arranged. apparatus.
前記軸受装置の周りを回動可能に構成されたキャリッジと、
前記キャリッジの先端に装着されたヘッドジンバルアセンブリと、
前記ヘッドジンバルアセンブリの先端に配置された磁気記録再生ヘッドと、
前記磁気記録再生ヘッドに対向配置されて一定方向に回転する磁気記録媒体とを備えていることを特徴とする情報記録再生装置。 A bearing device according to any one of claims 1 to 7,
A carriage configured to be rotatable around the bearing device;
A head gimbal assembly attached to the tip of the carriage;
A magnetic recording / reproducing head disposed at a tip of the head gimbal assembly;
An information recording / reproducing apparatus comprising: a magnetic recording medium that is disposed opposite to the magnetic recording / reproducing head and rotates in a predetermined direction.
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