WO2004036074A1 - 軸受装置、スイングアーム用ブロックおよびディスク駆動装置 - Google Patents

軸受装置、スイングアーム用ブロックおよびディスク駆動装置 Download PDF

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WO2004036074A1
WO2004036074A1 PCT/JP2003/013306 JP0313306W WO2004036074A1 WO 2004036074 A1 WO2004036074 A1 WO 2004036074A1 JP 0313306 W JP0313306 W JP 0313306W WO 2004036074 A1 WO2004036074 A1 WO 2004036074A1
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aluminum
linear expansion
bearing
swing arm
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Yoshinari Yokoo
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Yoshinari Yokoo
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    • F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
    • F16C2370/12—Hard disk drives or the like

Definitions

  • the present invention relates to a bearing device, a swing arm block, and a disk drive device.
  • Bearing devices that use ball bearings include hard disk drive devices (HDD) and digital versatile disk devices.
  • a disk device such as a hard disk, a digital versatile disk, a swing arm to which a magnetic head is attached, a polygon mirror, etc. Used when driving at high speed.
  • HDDs which are a type of disk drive, are required to have high performance, that is, high speed, high capacity, and high reliability.
  • high performance that is, high speed, high capacity, and high reliability.
  • strict requirements have been placed on swing arms with magnetic heads.
  • the first characteristic required of the swing arm is that the magnetic head is The purpose is to speed up the seek time (SEEK TIME), which is the time required to reach the target read or record position.
  • SEEK TIME seek time
  • TIME recording density
  • Responding to higher seek times means improving the response (response speed) of the swing arm in the rotational direction by reducing the weight of the swing arm to which the magnetic head is attached.
  • responding to a higher TPI means stabilizing the friction torque when the swing arm rotates, securely transmitting the torque generated in the voice coil to the arm, and magnetically transporting to the target track. Is to make a stable transition.
  • stainless steel series 300 As the sleeve that holds the (ball bearing), stainless steel series 300 (SUS-300 series) is usually used. This is for the following reasons. Ie, linear expansion coefficient of the Borubea-ring is 1 2. 6 X 1 0- 6 (room temperature 2 0 ° C), the linear expansion coefficient of 1 6. 4 X 1 0 - 6 (2 0 ° C ) And SUS-300 series (SUS-304, etc.), which are close to the linear expansion coefficient of the pole bearing and have good machinability and corrosion resistance. If a SUS-300 based sleeve is used, the coefficient of linear expansion is close to the coefficient of linear expansion of ball bearings.
  • Patent Literature 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-311164 discloses a method of directly incorporating a ring into a shaft hole of a swing arm block (also called an E-block). Have been. If this technology is adopted, weight reduction can be achieved. In addition, the reduction in the number of parts fixed with the adhesive can reduce the degree of precision degradation due to the use of the adhesive.
  • a swingarm block is made up of about 95% aluminum and Mg, Cu, or Cu for the purpose of weight reduction or the like. Since an aluminum alloy containing the remaining amount of Si and the like is used, the following problems occur. .
  • this device when this device is heated to 80 ° C, the inner diameter of the shaft hole for installing the pole bearing of the swing arm block is greatly expanded, and the outer diameter of the outer ring of the ball bearing is increased.
  • the adhesive for fixing the pole bearing in this gap hardens.
  • the adhesive cures completely at 80 ° C. After returning to room temperature, the above-mentioned gap disappears, so the adhesive enters the gap at high temperatures and then hardens. As a result, the outer periphery of the outer ring of the ball bearing is pushed, and the ball bearing is deformed.
  • the swing arm When the swing arm is lightened to increase the response speed in the direction of rotation of the swing arm, it consists of a sleep, a ball bearing (an outer ring, an inner ring, and a plurality of steel balls) and a fixed shaft fixed to the inner ring.
  • the problem of resonance (resonance) occurs in the pivot assembly (pivot assembly). That is, if the original resonance point of the pivot assembly is low, the frequency of the response approaches the resonance frequency of the pivot assembly and there is a risk that the pivot assembly will resonate. It is clear from experiments and past experience. For this reason, in the past, manufacturers of HDDs have requested pivot assembly manufacturers to have a resonance point of 7 kHz or more. The requirements for this resonance point have been increasing year by year, and recently, there are cases where it is higher than 8 KHz.
  • the deterioration of the roundness of the outer ring of the ball bearing does not make the pivot assembly's original resonance point increase as expected.
  • the deterioration of the roundness of the outer ring causes insufficient pressurization of the ball bearing, and also leads to an unstable contact position of the ball bearing on the steel ball. For this reason, the above-mentioned original resonance point of the pivot assembly does not increase.
  • the seek time can be increased by reducing the rotational inertia, and the accuracy can be improved by reducing the number of adhesives used.
  • the instability of the ball bearing's rotational torque makes it unsuitable for high TPI control. Furthermore, the problem of the resonance point cannot be solved.
  • the density is 7. 9 g / cm 3 of about As a material to replace stainless steel, density 2.
  • T g Z c rn 3 about Al Miniumu alloy has been studied.
  • converting the sleeve to aluminum eliminates the aforementioned sleep and directly connects the ball bearing to the aluminum swing arm block (E-one block). It has the same problem as the technique of fitting into the shaft hole.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has a bearing device and a swing arm block that enable high-speed driving of a rotating body such as a swing arm and stabilization of friction torque. The purpose is to provide.
  • Another object of the present invention is to provide a disk drive device capable of increasing the seek time of a swing arm and increasing the TPI of the device. Disclosure of the invention
  • a bearing device provides a bearing device including a sleeve and a ball bearing incorporated in the sleeve, wherein the material of the sleep is made of stainless steel.
  • An aluminum silicon alloy that is 50-90% by weight and contains 9-49% by weight of aluminum and has a linear expansion that is about the same as aluminum. The coefficient is assumed to be between minus 15% and plus 25% of the ball bearing value.
  • the weight of the bearing device is reduced, and the rotating body supported by the bearing device can be driven at high speed.
  • the rotational torque can be stabilized (that is, the conventional bearing device has a linear expansion coefficient of 12.6 X, which is the linear expansion coefficient of the ball bearing). 3 0% or more size Rere 1 6. 4 X 1 0 6 SUS-3 0 4 having a coefficient of linear expansion was used as the sleeves are relative to 1 0 6. also, scan Even if SUS-430 is used as the leave, the linear expansion coefficient is 10.4 XI CD- 6 , so the difference is minus 17% or more.
  • a bearing device is a bearing device comprising a sleeve and a ball pairing incorporated in the sleeve, wherein the material of the sleeve is lighter than stainless steel and the same as aluminum.
  • An aluminum-silicon alloy containing 50 to 90% by weight of aluminum and 9 to 49% by weight of silicon and having a linear expansion coefficient of A, and a ball bearing of about 50 to 90% by weight.
  • the linear expansion coefficient of the bearing is B and the outer diameter of the outer ring of the ball bearing at room temperature (20 ° C) is Z micron, 1 / (60 XZ) ⁇ A-B ⁇ 1 / (20 XZ).
  • the weight of the bearing device is reduced, and the rotating body supported by the bearing device can be driven at high speed. Further, the linear expansion coefficient of the sleeve and the pole bearing is approximated, and the difference between the expansions of the sleeve and the pole bearing is set as the structure of the present invention.
  • a bearing device is a bearing device including a sleeve and a ball bearing incorporated in the sleeve, in which the material of the sleeve is made lighter in weight than stainless steel.
  • the bearing device is reduced in weight and supported by the bearing device High speed driving of the rotating body becomes possible.
  • the rotational torque can be stabilized by approximating the linear expansion coefficients of the sleeve and the pole bearing, and using the difference between the expansions of the sleeve and the pole bearing according to the present invention. That is, in general, when the ball bearing is lightly pressed into the sleeve, it is designed and pressed so as to have an overlap of 1 micron ( ⁇ ) in radius (2 micron in diameter). With this aluminum alloy, the cut surface can be made smooth, and its value is 3 microns in diameter. Even with such an overlap, the outer shape of the ball bearing is not deformed by the elastic force of the sleeve.
  • a gap with a maximum radius of 1.5 micron will be obtained from a 0.5 micron radius overlapping state at 80 ° C. Only the situation occurs.
  • the overlap of 0.5 micron is within the range that can be covered by the elastic force of the sleeve. If a gap with a radius of 1.5 micron is formed, the adhesive will enter the gap and then harden. Even if the sleeve returns to its original diameter, it will have a radius of 1.5 at the time of light press-fitting. Only the pressure is the same as in the overlapping state of the micron, and the outer diameter of the ball bearing does not change due to the elasticity of the sleeve.
  • the aluminum silicon alloy has a coefficient of linear expansion of 11 X 10 6 measured in a range of 0 ° C to 100 ° C. ⁇ : L 5 X 1 0- 6 to become what death is, Ru.
  • the expansion of the sleeve is less than 3113—304. And larger than SUS-430. For this reason, an appropriate ball bearing having a linear expansion coefficient during this period can be selected and adopted.
  • another invention is the ball bearing in addition to the bearing device of each of the above-mentioned inventions, which has an outer ring, an inner ring, and a plurality of steel balls inserted between the outer ring and the inner ring. It is assumed that the coefficient of linear expansion is smaller than the coefficient of linear expansion of the sleeve.
  • the ball bearing is an ordinary ball bearing consisting of an outer ring, an inner ring, and a plurality of steel balls, a low-cost commercially available ball bearing can be used, and the cost of the bearing device can be reduced.
  • the ball bearing may have only an inner ring and steel balls without an outer ring, or may have only an outer ring and steel balls without an inner ring.
  • the outer diameter refers to the diameter of the part where the incorporated steel ball contacts the sleeve.
  • a shaft is introduced into the ball bearing, and the shaft has a linear expansion coefficient smaller than that of the sleeve. ing.
  • the swing arm protector according to the present invention is a swing arm protector for attaching a head used in a disk drive device, the shaft of a cylindrical portion provided at the base of an arm portion to which the head is attached.
  • the bearing device of the present invention is fitted in the hole.
  • the bearing portion (sleeve portion) that is rotationally driven as the swing arm is reduced in weight, and the height of the swing arm supported by the bearing device is reduced. High-speed drive (high-speed rotation) becomes possible. Further, since the linear expansion coefficients of the sleep and the ball bearing are closer than before, the rotational torque as the swing arm can be stabilized.
  • a swing arm block for mounting a head used in a disk drive device, wherein a cylindrical portion on which a bearing device is mounted and an arm portion on which a magnetic head is mounted are made of stainless steel.
  • Aluminum-silicon alloy which is lighter than steel and about the same weight as aluminum, contains 50-90% aluminum and 9-49% silicon by weight, and the aluminum-silicon alloy Is the linear expansion coefficient of the ball bearing, B is the linear expansion coefficient of the ball bearing, and Z is the outer diameter of the outer ring of the above ball bearing at room temperature (20 ° C). ,-1 / (60 XZ) ⁇ A-B ⁇ 1 / (20 XZ).
  • This swingarm block is as light as the conventional aluminum block.
  • the relationship of the linear expansion coefficient is set to be a predetermined relationship, even if a bearing device using a stainless steel sleeve such as SUS-304 or SUS-430 is incorporated, there is no sleep. Even if steel balls are directly incorporated, the linear expansion coefficients of the swing arm block and the bearing device are similar, stabilizing the rotational torque (friction torque) and suppressing the deterioration of the roundness of the ball bearing. can do.
  • a coil holding portion for holding a coil is integrally formed with an aluminum silicon alloy together with a cylindrical portion and an arm portion, and the integral forming is performed by firing. It is said that it was done by the conclusion.
  • the coil holding portion is integrally formed together with the cylindrical portion and the arm portion by sintering, so that the swing arm block can be reduced in cost.
  • a ball bearing with a shaft is provided in the shaft hole provided in the cylindrical part. It is preferred that they be fitted.
  • a bearing device having a sleep incorporating a ball bearing is fitted into a shaft hole provided in a cylindrical portion, and a shaft is inserted into the ball bearing, and the shaft has a linear expansion coefficient of the sleeve.
  • the coefficient of linear expansion is smaller than the coefficient of linear expansion.
  • the material of the sleeve of the bearing device and the material of the block for the swing arm are made of the same type of aluminum silicon alloy, the rotational torque (friction torque) is stabilized, and the ball bearing is also manufactured. The deterioration of the roundness of the ring can be suppressed.
  • a ball bearing with a shaft is inserted into the swing arm block, thereby completing an arm assembly without a head or the like. This makes it possible to maintain and improve the accuracy of the arm attachment.
  • the disk drive device of the present invention uses the bearing device of the above-described invention as a bearing portion of a swing arm to which a head is attached.
  • the drive portion of the swing arm set is reduced in weight, and the seek time can be increased.
  • the linear expansion coefficient of sleep and ball bearing is approximated, friction torque (rotation torque) is stable even if a temperature change occurs. Therefore, high TPI can be achieved.
  • the roundness of the ball bearing is maintained, the original resonance point of the bearing device can be increased. This Therefore, the performance of the disk drive device can be further improved.
  • the disk drive include a hard disk drive (HDD), an MO drive using an MO, a DVD drive, and a CD drive using a CD (compact disk).
  • Swing arms include those equipped with a magnetic head and those equipped with an optical pickup.
  • the disk drive apparatus of another aspect of the present invention is a body portion of the swing arm swing arm block of the invention described above, the head is mounted: a disk drive apparatus of this configuration, swing arm pairs of The drive section and / or the main body of the swing arm block are lighter, and the seek time can be increased. Also, since the linear expansion coefficient of the sleeve and the ball bearing is approximated, or the linear expansion coefficient of the ball bearing and the body of the Z and swing arm block is approximated, the temperature change may occur. Suction torque (rotation torque) stabilizes. For this reason, high TPI dani becomes possible. In addition, since the roundness of the pole bearing is maintained, the original resonance point of the bearing device can be increased. Therefore, the performance of the disk drive can be further improved.
  • the present invention it is possible to obtain a bearing device and a swing arm block that enable high-speed driving and stable friction torque (rotating torque). Further, according to another aspect of the present invention, it is possible to obtain a disk drive device capable of increasing the seek time of the swing arm and increasing the TPI of the device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a structure of a disk drive device according to an embodiment of the present invention, and is a plan view with a cover removed.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a swing arm block in a swing arm set used in the disk drive device of FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view showing a pivot assembly in a swing arm set used in the disk drive device of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing steps of a manufacturing method for obtaining an aluminum silicon alloy used for a sleeve and a swing arm block of the disk drive device of FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing the preload applied to the ball bearing of the pivot assembly used in the disk drive device of FIG. 1, and (A) is a diagram for explaining a state at the time of assembling. (B) is a diagram for explaining the state during the baking process.
  • Fig. 6 shows the pivot assembly (pivot assembly of the present invention) used in the disk drive shown in Fig. 1 and the pivot assembly using an aluminum alloy (A6601) for the sleeve (comparative example). It is a graph which shows the average value of the resonance at room temperature before and after the baking process (pivot assembly).
  • FIG. 7 shows a pivot assembly (pivot assembly of the present invention) used in the disk drive shown in FIG. 1 and a pivot assembly using an aluminum alloy (A6601) for the sleeve (a comparative example). 7 is a graph showing variations in resonance at room temperature before and after baking treatment (pivot assembly).
  • FIG. 8 shows a pivot assembly (pivot assembly of the present invention) used in the disk drive device of FIG. 1 and a pivot assembly using an aluminum alloy (A6601) for the sleeve (a comparative example).
  • Pivot assembly It is a graph showing a change in the average value of resonance with respect to a temperature change after the squeezing process.
  • FIG. 9 shows a pivot assembly (pivot assembly of the present invention) used in the disk drive of FIG. 1 and a pivot assembly using an aluminum alloy (A6601) for a sleeve (comparative example).
  • 6 is a graph showing a variation in resonance with respect to a temperature change after a baking process (pivot assembly).
  • FIG. 10 shows a pivot assembly (pivot assembly of the present invention) used in the disk drive of FIG. 1 and a pivot assembly using an aluminum alloy (A6601) as a sleeve (comparative example).
  • 7 is a graph showing the average peak torque at room temperature before and after the baking process (at the pivot assembly).
  • Fig. 11 shows the pivot assembly (pivot assembly of the present invention) used in the disk drive shown in Fig. 1 and the pivot assembly using an aluminum alloy (A6601) for the sleeve (comparative example).
  • 3 is a graph showing peak torque at room temperature before and after the baking process (at the pivot assembly).
  • FIG. 12 shows a pivot assembly (pivot assembly of the present invention) used in the disk drive device of FIG. 1 and a pivot assembly using an aluminum alloy (A6601) for sleep (comparative example).
  • 5 is a graph showing the average value of the average torque at room temperature before and after the baking process (at the pivot assembly).
  • Fig. 13 shows the pivot assembly (pivot assembly of the present invention) used in the disk drive shown in Fig. 1 and the pivot assembly using aluminum alloy (A6061) for sleep (comparison). Variation in average torque at room temperature before and after baking treatment of the example pivot assembly) It is a Darafu showing.
  • FIG. 14 is a partial cross-sectional view showing another example of the arm attachment employed in the disk drive device shown in FIG.
  • FIG. 15 is a diagram showing another example of the sleep employed in the disk drive device shown in FIG. 1, wherein (A) is a cross-sectional view taken along line AA of (B), and (B) is a plan view. (C) is a perspective view.
  • Fig. 16 is a jig used to manufacture the sleeve of Fig. 15;
  • A) is a perspective view of a bottomed cylindrical jig;
  • B) is a bottomed cylindrical jig.
  • FIG. 3C is a perspective view of a column jig inserted into the column jig, and
  • FIG. 4C is a perspective view of a holding jig put on the column jig.
  • FIG. 17 is a view for explaining a state of two steps when the sleeve of FIG. 15 is manufactured.
  • the disk drive the swing arm and its surroundings are mainly described, and the spindle motor for driving the disk, and the circuit parts such as the control circuit for controlling the spindle motor and its head, etc.
  • the other mechanical parts are the same as those of the conventional disk device, and the description thereof will be omitted or simplified.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an HDD as a disk drive device according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view showing a swing arm block according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a pivot assembly incorporated in a swing arm block.
  • HDD 1 is a head-load-unload-type magnetic disk drive.
  • the HDD 1 forms a disk enclosure by covering the open side of a box-shaped aluminum alloy base 2 with a cover (not shown).
  • a spindle-motor (not shown) having a hub-in structure is provided.
  • a magnetic disk 3 made of a glass substrate or an aluminum substrate is fixed to a top surface of a hub of the spindle motor by a clamp 4.
  • the magnetic disk 3 is rotated counterclockwise in FIG. 1 by the spindle 5 of the spindle motor.
  • the magnetic disk 3 is a disk-shaped storage medium for storing data. Data is stored by a magnetic thin film (not shown) formed on a glass or aluminum substrate.
  • a swing arm set 6 for reading information recorded on the magnetic disk 3 and writing new information to the magnetic disk 3 is provided.
  • the swing arm group 6 is functionally composed of a swing arm and a bearing device (a pivot assembly 8 shown in FIG. 3).
  • the head assembly that constitutes the main part of the swing arm set 6 is composed of an arm assembly to which no magnetic head or the like is attached and an attachment member such as a magnetic head.
  • the arm assembly consists of a swing arm block (also referred to as an E-block) 7 shown in FIG. 2 and a pivot assembly 8 shown in FIG.
  • the swing arm assembly 6 includes a cylindrical portion 11 serving as a pivot shaft holder as a driving shaft portion, and a coil 1 for a voice coil motor (VCM) mounted on a side surface of the cylindrical portion 11. 2, arms 13, 14 attached at predetermined positions opposite the coil 12 around the cylindrical portion 1 1, and a suspension arm 1 attached to the tip of the arm 13 14 5 and a magnetic head 16 attached to the distal end of the suspension arm 15.
  • Bot assembly 8 is provided. In this embodiment, two arms 13 and 14 are shown, but one or three or more arms may be employed.
  • the swing arm block 7 constituting the arm assembly has a cylindrical portion 11 serving as a pivot shaft holder, a coil holding portion 17 to which the coil 12 is attached, and an arm portion. 13 and 14 are formed into a body.
  • an aluminum silicon alloy which will be described later, is used as a material, integrally molded by sintering, and then compacted by forging or the like.
  • a shaft hole 18 which is a through hole into which the pivot assembly 8 shown in FIG. 3 is incorporated is provided in the center of the cylindrical portion 11.
  • the pivot assembly 8 constituting the arm assembly is sandwiched between a shaft 21 fixed to the base 2, an outer ring 22, an inner ring 23, and both wheels 22 and 23. And a pair of cylindrical ball bearings 25, 26 formed of a plurality of steel balls 24, and a cylindrical sleeve 27 to which the ball bearings 25, 26 are fitted.
  • the ball bearings 25 and 26 are so-called ball bearings.
  • the shaft 21 is made of stainless steel SUS-400, specifically SUS-430.
  • SUS-430 contains iron as a main component, contains 16 to 18% of chromium (Cr) as a chemical component, and appropriately contains trace amounts of C, Si, Mg, and the like.
  • SUS-4 3 0 is the linear expansion coefficient of 1 0.4 at chi 1 0- 6, a density at room temperature is 7. 7 0 g Z cm 3, a thermal conductivity of 0. 2 6 xl 0 2 (W / m ° C).
  • the outer ring 22, inner ring 23, and steel balls 24, which form the ball bearings 25, 26, are each made of a high-carbon chromium bearing steel, which is a type of steel, and have a density of 7.9 g / cm 3 and its coefficient of linear expansion is 12.6 x 10 " 6.
  • the sleeve 27 is made of the following aluminum silicon alloy. It is made of the same material as the above-described aluminum alloy forming the main body of the swing arm block.
  • This aluminum silicon alloy has an A1 (aluminum) power of 67 to 68% by weight, Si (silicon) of 30% by weight, and Cu and others of 2 to 3% by weight. It is an alloy that has been heat treated.
  • Various heat treatments can be employed.
  • T6 treatment and T1 treatment are employed.
  • the T6 treatment is a solution treatment, that is, a process of raising the temperature to just before almost melting and then quenching (quenching), and then an artificial age hardening process, that is, continuing to apply the temperature for a specific time, Refers to the process of slow cooling (tempering).
  • the T1 treatment refers to a treatment of cooling from high-temperature processing and then age hardening at room temperature.
  • the density of the aluminum silicon alloy, 2. 6 g / cm 3, has become a little lighter than 2. 7 g / cm 3 of an aluminum alloy conventionally known for A 6 0 6 1 like .
  • the coefficient of linear expansion of this aluminum silicon alloy increases as the temperature increases (in the range of 40 ° C to 400 ° C, the average of T6 treatment is: 1 0 ° per C, having about 0.1 ratio of 5 x 1 0- 6) good UNA nature, if the T 1 process, 1 0 ° per C, about 0.1. 5 to 0.1 8 x 1 0 ratio of 6) are those having a good UNA nature.
  • the coefficient of linear expansion is measured in the range of 0 ° C to 100 ° C in relation to the ball bearings 25 and 26. in, 1 4 x 1 0- 6 and 1 3. without 2 x 1 0- 6, the smaller the SUS-4 3 0 equivalent 1 0.
  • the material distribution is sufficient even if the A1 force is 60 to 90% by weight, the Si force is 9 to 39% by weight, and the Cu and others are 1 to 5% by weight. It has characteristics different from those of the conventional aluminum alloy, and improves the characteristics of the sleeve 27 and the swing arm block 7 in the present invention. Incidentally, judging from the experimental results, good Mashiku is the A 1 force S 6. 5 to 6 9 wt 0/0, with S i force S 2 8 ⁇ 3 '2 wt 0/0, C u others 1 A good range is 5% by weight.
  • Its hardness is softer than ball bearings 25 and 26, and its hardness is about Vickers hardness of about 114 to 16.5 [kg / mm].
  • the hardness also varies depending on the heat treatment method and conditions, and the value required for the device can be appropriately obtained from this range (Vickers hardness of 114 to 1665 Ckg / mm]). it can. Since the sleeve 27 is made softer than the ball bearings 25, 26 (generally, Vickers hardness is about 0.30 [kg Zmm]), the ball bearing 2 The creep phenomenon does not occur on 5, 26.
  • the sleeve 27 is formed as an extruded member based on a manufacturing method described later, and then the inner surface and the outer surface are cut into a shape of the sleeve 27. Thereafter or before cutting, a heat treatment with T 6 or T 1 is applied.
  • the swingarm block 7 may be formed from an extruded member, but in this embodiment, aluminum powder and silicon powder are mixed and sintered to a predetermined shape and hardened. . Then, it is compacted by forging or the like to increase the density, and the swing arm block 7 is obtained.
  • the inner surface is extremely smoother than aluminum (A6061) due to cutting, and the press-in allowance (overlapping portion) 'shown above is 1.5 mm in radius. Clon. 3 micron diameters can be taken.
  • the Vickers hardness is 114 Ckg / mm]
  • the sleeve 27 obtained by heat treatment has a Vickers hardness of 1 65 [ kg / mm].
  • the hardness can be further increased slightly.
  • the extruded member is formed into a predetermined shape by hot forging, and thereafter, cutting and heat treatment are applied.
  • the cylindrical shaft 21 of the pivot assembly 8 of this embodiment has a diameter ⁇ 1 of 6 mm at room temperature (20 ° C.), and is attached to the base 2 on one side protruding from the sleeve 27.
  • a fixing portion 31 for fixing and a hook portion 32 for applying a pressure to the inner ring 23 of the pole bearing 26 are provided.
  • a screw hole 33 is provided along the center axis, and the ball bearings 25, 26 can be inserted by attaching a flat cover with screws.
  • Two circular concave portions 34, 35 are provided on the outer peripheral surface of the central portion of the shaft 21, and an anaerobic and thermosetting adhesive 36 is injected into the concave portions 33, 34. Have been.
  • the outer diameter of the ball bearing 25, that is, the diameter (outer diameter) ⁇ 2 of the outer ring 22 is 8.5 mm at room temperature (20 ° C).
  • the outer diameter ⁇ 3 of the sleep 27 is 11 mm at room temperature (20 ° C.), and the axial length L 1 is 12 mm at room temperature.
  • the inner rings 23, 23 of the ball bearings 25, 26 and the shaft 21 are fixed by the anaerobic thermosetting adhesive 36 described above.
  • An anaerobic and thermosetting adhesive is also inserted between the inner peripheral surface of the sleeve 27 and each outer ring 22, and the sleep 27 and each outer ring 22 are securely fixed.
  • the head 'load' unload type HDD 1 holds the magnetic head 16 by holding the swing arm of the swing arm assembly 6 on the block 37 when not in operation. Unload to the retreat position without touching the surface of 3. In operation, the magnetic head 16 seeks on the magnetic disk 3 by driving the swing arm group 6.
  • the aluminum silicon alloy used as the material of the swing arm block 7 ⁇ sleeve 27 used in the HDD 1 is manufactured by a manufacturing method as shown in FIG. That is, first, a rapidly solidified powder of an aluminum alloy is produced by an atomizing method (step S51).
  • a gas atomizing method, an ultrasonic gas atomizing method, or the like is employed as the atomizing method.
  • This rapidly solidified powder causes a molten alloy of aluminum and silicon to flow out of a tundish (a container with a hole at the bottom), and at the same time, a jet of a spray medium (gas or liquid) collides with the molten metal stream. However, the molten metal is scattered into fine droplets and then solidified by removing heat.
  • the powder particles have, for example, a diameter of about 100 ⁇ including a large number of silicon having a diameter of about 2 ⁇ .
  • Step-up S 5 2 added additive consisting canceller mix and special alloy powder
  • the final material by A 1 force S 6. 7 to 6 8 weight 0/0, S i force S 3 0 Rapidly solidified powder so that by weight, Cu (copper) and others are 2-3% by weight Mix with.
  • a billet-shaped green compact is obtained by hot pressing (step S53).
  • the powder is heated in a vacuum or in a non-oxidizing atmosphere to perform a degassing treatment for removing oxides adsorbed on each surface of the powder and water adsorbed by the non-oxides (step S54).
  • an extruded material is obtained by performing hot extrusion (step S55).
  • the extruded material is processed to form the sleeve 27 and the swing arm block 7. Thereafter, heat treatment is performed as appropriate.
  • the sleeve 27 and the swing arm block 7 may be formed by sintering instead of the above-described extrusion, or may be formed by another manufacturing method such as an injection-sol-gel method. May be used.
  • the coefficient of linear expansion of the obtained aluminum-silicon alloy varies depending on the silicon (S i) content.
  • silicon is 30% by weight.
  • / 0 are contained in the measurement range of 0 ° Celsius to 1 0 0 ° C, has about 1 4 X 1 0 6 or 1 3.
  • the coefficient of linear expansion decreases proportionally.
  • the silicon content becomes about 36%, about 13 X 10 becomes linear expansion coefficient of 6, when the content of silicon is about 4 4-4 8%, about 1 0 linear expansion coefficient of the x 1 0- 6 (which SUS _ 4 0 0 based linear expansion coefficient and comparable ).
  • nickel is mixed with silicon, and the total amount of silicon and nickel is gradually increased from 30% by weight to reduce the coefficient of linear expansion. Is also good.
  • Shaft 21 is manufactured by cutting the outer surface of a stainless steel SUS-430 bar.
  • a sleeve 27 is made from the extruded material of the aluminum silicon alloy described above. Lightly press the ball bearings 25 and 26 into the sleeve 27 at room temperature (20 ° C). At this time, An anaerobic and thermosetting adhesive is previously applied to the peripheral surface and the outer peripheral surface of the outer ring 22.
  • the diameter ⁇ 2 of each outer ring 22 of the ball bearings 25, 26 is larger than the corresponding inner diameter of the sleeve 27 by about 2 ⁇ m ( ⁇ ), and at most 3 ⁇ m larger. .
  • the outer ring 22 does not deform.
  • the baking treatment refers to the following heat treatment.
  • the anaerobic thermosetting adhesive used during assembly as it is (at room temperature), generates outgas and causes problems in the equipment.
  • heat treatment up to 80 ° C This is a process performed to completely cure the adhesive and prevent the generation of outgas.
  • the outer diameter ⁇ 2 of the outer rings 22 of the pole bearings 25, 26 at room temperature is 8.5 mm
  • the outer diameter of the outer rings 22 is 6.4 mm at 80 ° C.
  • click Ron 8. 5 mmx 6 0 xl 2. 6 x 1 0- 6) increases.
  • m mx 6 0 X 1 4 X 1 0 — 6 ) Increase.
  • the ball bearings 25 and 26 are lightly pressed into the sleeve 27 at a temperature of 20 ° C with an overlap of a radius of 1 micron. , No gap is formed between the outer ring 22 of the ball bearings 25 and 26 and the sleeve 27. For this reason, the adverse effect of the adhesive entering into the gap and hardening, that is, the roundness of the outer ring 22 No adverse effect is caused. It should be noted that, at the maximum, light injection may be performed with an overlap of 3 microns in diameter, but in this case, naturally, there is no gap.
  • the gap does not become zero because there is an adhesive that has hardened into the gap.
  • the outer ring 22 is strongly pushed toward the center.
  • the expansion of the diameter of the adhesive in the gap is absorbed by the elastic force existing in the sleeve 27, and the roundness of the outer ring 22 of the ball bearings 25, 26 deteriorates. Shinare.
  • the original resonance point of the bearing device consisting of the ball bearings 25, 26, the sleeve 27, and the shaft 21 should originally be improved by the weight reduction by adopting the aluminum silicon alloy. It will not improve at all.
  • the shaft 21 is assembled to complete the pivot assembly 8.
  • the anaerobic and thermosetting adhesive 36 is injected into the recesses 3 4 and 35 of the shaft 21.
  • the adhesive 36 is the anaerobic adhesive described above. Is preferred, but an adhesive of other properties may be used.
  • the pivot assembly 8 of this embodiment has a high original resonance point. This will be described below.
  • the preload applied to the ball bearings 25, 26 of the pivot atsy 8 is initially given as shown by the arrow in Fig. 5 (A). That is, the inner ring 23 of the ball bearing 26 is pressurized upward by the hook portion 32 of the shaft 21 as indicated by the arrow pointing upward in the figure. As for the ball bearing 25, when the shaft 21 is assembled, the inner ring 23 is pressurized downward as indicated by the arrow pointing downward in the figure. Since the outer rings 22 and 22 of the ball bearings 25 and 26 are held in position by the presence of the projections 37, the pressurization applied to the inner rings 23 and 23 is As a result, the ball bearings 25 and 26 are sufficiently applied with the pressurization indicated by the arrow in FIG. 5 (A).
  • the material of the shaft 21 has a smaller value than the linear expansion coefficient of the sleep 27, thereby preventing a decrease in the preload. That is, the shaft 21 is made of stainless steel SUS-430. SUS-4 3 0 linear expansion coefficient is 1 0 4 x 1 0 one 6 at room temperature, 1 4 X 1 0 of Arumishiri Con alloy -. That have been assumed Ri small 6 yo. The reason why the use of the shaft 21 having a linear expansion coefficient smaller than that of the sleeve 27 does not reduce the preload even at a high temperature will be described with reference to FIG. 5 (B).
  • the pressurizing force of the ball bearings 25, 26 does not decrease even when the temperature rises.
  • the pivotal assemblage 18 can maintain the effect of increasing the original resonance point by reducing the weight by using an aluminum silicon alloy that is about 1/3 the weight of stainless steel. .
  • the pivot assembly 8 of this embodiment that is, the resonance and rotational torque when the sleeve 27 is formed of the aluminum silicon alloy that has been subjected to the above-described T6 treatment or T1 treatment, and the sleeve as the sleeve.
  • Figs. 6 to 13 show graphs comparing resonance and rotational torque in the case of a pivot assembly using A6061 which is an aluminum alloy. As can be seen in each figure, both are lighter in weight, and both have higher resonances than the resonance of stainless steel (7 KHz). However, there is a great difference between the two in their degree of goodness.
  • Figs. 6 to 9 show the resonance
  • Fig. 10 Fig. 13 shows the rotational torque (friction torque).
  • Figures 6 and 7 show the results at 20 ° C (normal temperature).
  • the vertical axis indicates KHz, and the horizontal axis indicates “Bef bakej” before baking processing, and “Aft bake” indicates after baking processing.
  • the pivot atsy 8 (hereinafter, also referred to as the pivot assembly of the present invention) employing the sleep 27 of the aluminum silicon alloy used in the present invention.
  • the average value of the resonance value is larger than that of the pivot assembly using aluminum alloy A6061 for sleep (hereinafter, also referred to as the pivot attachment of the comparative example), and the standard deviation in Fig. 7 is used.
  • the variance is small.
  • the average value of the resonance of the pivot assembly of the present invention is higher than that of the aluminum silicon alloy of the present invention before the paking treatment.
  • the reason that the pivot assembly of the present invention has less variation before the baking treatment is that the coefficient of linear expansion of the aluminum silicon alloy of the present invention is about half that of aluminum A6601. Presumed.
  • FIGS. 8 and 9 show the results obtained by shaking the temperature of both the pivoting assembly of the present invention after the baking treatment and the pivoting assembly of the comparative example after the baking treatment, with the vertical axis representing KHz and the horizontal axis representing the horizontal axis.
  • the axis indicates temperature.
  • Figures 8 and 9 show the pivot art shown in Figs. 6 and 7.
  • Figures 6 and 7, and figures 8 and 9 are not related to each other because the lot is different from the lot.
  • the pivot assemble of the present invention has a higher average value of resonance over all temperatures, and Variations are small.
  • the difference becomes smaller as the temperature rises. This is presumed that the effect on resonance at high temperatures is due to factors other than the material of the shaft sleep, such as softening of the adhesive.
  • the data shown in Figs. 6 to 9 not only completely clears the resonance of 7 KHz or more that the HDD manufacturer had previously requested for the pipet assembly, but also However, at room temperature, it is about 9 KHz, which is higher than stainless steel 7 KHz by 2 KHz or more.
  • Fig. 10 and Fig. 11 show the situation of peak torque
  • Fig. 12 and Fig. 13 show the situation of average torque, respectively.
  • the vertical axis is the unit of g.cm
  • the horizontal axis is "Bef bake” and "Aft bake” described above.
  • Each data is at room temperature (20 ° C).
  • both the average value of the peak torque and the variation of the peak torque were obtained before the baking process.
  • the pivot assembly of the comparative example also has the same value, but after the baking process, the pivot assembly of the present invention has a lower average peak torque and a smaller variation in peak torque.
  • both the average value of the average torque and the variation of the average torque were the same before the baking treatment, both in the pivot assembly of the present invention and in the pivot assembly of the comparative example. Or an approximation, but After the pitting process, the pipe tip of the present invention has a lower average value of the average torque and a smaller variation in the average torque.
  • the pivot assembly 8 shown in FIG. 3 has the characteristics as described above.
  • the sleeve 27 is much lighter than stainless steel, the rotational inertia is greatly reduced compared to the conventional (stainless steel). It is also lighter than aluminum alloy A6061. This is advantageous for speeding up the seek time. Also, high resonance can be achieved, and no resonance phenomenon occurs even if the response speed of the swing arm is increased. Furthermore, the rotation torque (flexion torque) is stabilized and the change is small, so that a high TPI can be achieved.
  • the arm assembly is completed by fitting the pivot assembly 8 having such characteristics into the shaft hole 18 of the swing arm block 7.
  • an anaerobic and thermosetting adhesive is applied to the outer peripheral surface of the sleeve 27 and the inner peripheral surface of the shaft hole 18 in advance.
  • the cylindrical part 11 and sleeve 27, which are the main parts of the main part of the swing arm block 7, are made of aluminum silicon alloy of the same material, and may be generated by baking treatment or changes in ambient temperature. The above-mentioned adhesive causes no problem.
  • the cylindrical portion 11, the arm portions 13, 14 and the coil holding portion 1 ⁇ are integrally formed of the above-described aluminum silicon alloy,
  • the body of the swing arm block is slightly lighter than the conventional aluminum alloy, A6601.
  • the arm assembly assembled by fitting the pivot assembly 8 to the swing arm block 7 can be used to convert the pivot assembly 8 into a conventional swing arm block using A6061 aluminum alloy.
  • the pivot assembly 8 is the same as that of the conventional A6601.
  • the arm assembly fitted with aluminum alloy has a faster seek time and a higher TPI compared to the conventional arm assembly fitted with a conventional A6601 aluminum alloy using a pivot assembly using stainless steel sleeves. This will have a considerable effect in terms of responding to the development. This is because sleeve 27 is made of the above-described aluminum silicon alloy.
  • a magnetic head is attached to the arm assembly, and the head assembly is completed. After that, the head arm is attached to the base 2 to form a swing arm group 6.
  • the swing arm assembly 6 is completed by the above manufacturing method (assembly method).
  • the HDD 2 is completed by attaching other members such as a spindle and a motor to the base 2 and finally attaching a cover to the base 2.
  • the operation of the completed HDD 1 is as described above.
  • the HDD 1 uses the above-mentioned aluminum silicon alloy for the sleeve 27 of the pipet assembly 8, it is advantageous for each of a higher seek time and a higher TPI, and the higher performance, that is, Higher speed and higher capacity are achieved.
  • the HDD 1 uses the above-mentioned aluminum silicon alloy for the main body of the swing arm block 7, this is also advantageous for each of the higher speed of the seeker system and the higher TPI. High performance, that is, high speed and high capacity are achieved.
  • the degree of performance improvement is extremely high. It is also possible to use an HDD in which only one of the sleep 27 and the swing arm block 7 is made of an aluminum silicon alloy. Even in this case, the high performance of the HDD is achieved as described above.
  • the sleeve 27 may be eliminated and the cylindrical portion 11 of the swing arm block 7 may be disposed in a portion corresponding to the sleeve 27.
  • the sleeve may be a sleeve 27A shown in FIG.
  • the sleeve 27A has a central projection 37A divided into three parts.
  • the sleeve 27A is formed using three molds (jigs) shown in FIG. Fig. 16 (A) shows a cylindrical jig 41 with a bottom, and Fig. 16 (B) shows a column jig 42 inserted into the cylindrical jig 41 with a bottom.
  • FIG. (C) shows a holding jig 43 placed on the columnar jig 42.
  • the column-shaped jig 42 is put into the cylindrical jig 41 with the bottom, and then the aluminum powder and the silicon powder (the mixture of the 4) into the remaining space of the bottomed cylindrical jig 41.
  • Fig. 17 (A) shows the state.
  • the holding jig 43 is put on the columnar jig 42 while pressing (while crushing) the mixture 44, and the other part is held down by the jig 45.
  • their respective is fitted with three columnar portions 4 3 a presser jig 4 3 into three columnar notch 4 2 a columnar jig 4 2.
  • This crushed portion becomes the protrusion 37A of the sleeve 27A.
  • the opening of the bottomed cylindrical jig 41 is closed with the jig 45.
  • Sintering is performed with the holding jig 43 covered on the columnar jig 42.
  • This sintered state is shown in Fig. 17 (B).
  • This sintered body in which aluminum and silicon are mixed is indicated by reference numeral 46.
  • the jigs 41, 42, 43, 45 are removed, and the sintered body 46 is taken out.
  • the sintered body 46 becomes the sleeve 27A.
  • the column jig 42 forms the coaxiality of the space in which the pole bearings 25, 26 are fitted with high precision. Note that, after forming the shape of the sleeve, the inner surface of the sleeve 27 was shaved to make the inner surface of the sleeve 27 coaxial, but in this sleeve 27A, No shaving of the inner surface is required.
  • the number of the protrusions 37A is not limited to three, but may be two or four or more.
  • the number of columnar parts 4 3 a of the holding jig 43 should be four or more, and the number of column-shaped notches 42 of columnar jigs 42 should be four. It is necessary to do above.
  • the sintering method described above can also be applied to the manufacture of an arm assembly in which the cylindrical portion 11 of the block 7 is disposed at a portion corresponding to the sleeve 27 as shown in FIG.
  • the density of the aluminum silicon alloy used for the sleeve 27 etc. is about 2.6 g Z cm 3 at 20 ° C., but the density is 2. If 52 to 2.66 g / cm 3 , the sleeve 27 and the like will be considerably lighter than before, and the effect of weight reduction will be better than that of the aluminum alloy A6601. Further, in order to obtain this density, the density of silicon is at 2. 3 3 g / cm 3, the aluminum in the range of 5 0-9 0 weight 0/0, 9 a silicon 4 9 It is easily achievable with the range of weight%. However, aluminum and silicon are included in the weight ratio of 65-69 for aluminum. / 0 , preferably 28 to 32% by weight of silicon. The density varies slightly depending on the type and amount of slightly contained metals other than aluminum and silicon. Therefore, a small amount of gold If the material is very heavy, the density can range from 2.5 to 2.8 g Z cm 3 .
  • the amount of expansion of the inner diameter at 80 ° C. with respect to the inner diameter of sleep 27 at 20 ° C. is defined as X micron, and ball bearing 25 at 20 ° C.
  • X micron the extension of the outer diameter at 80 ° C with respect to the outer diameter ⁇ 2 of, 2 and 6 is Y micron
  • X-Y 0.714 micron.
  • X ⁇ — ⁇ 3 microns it is preferable that X ⁇ — ⁇ 3 microns.
  • the average amount of overlap during light press-fitting is about 1 micron (0.5 micron in radius)
  • X—Y ⁇ —l micron, 0.5 micron in radius The degree of tightening when light press-fitting is performed due to overlap of the parts is 1.5 micron in radius, which is equivalent to the maximum allowable overlap of 1.5 micron in light press-fitting, and is a perfect circle. The degree is maintained. Further, even if the inner diameter of the sleeve 27 and the outer diameter of the outer ring 22 are made completely the same and no light press-fitting is performed, no gap is formed during the baking process, so that there is no problem caused by the adhesive, and Another advantage is that the sleeve 27 and the ball bearings 25, 26 can be easily fitted.
  • the linear expansion coefficient of the aluminum silicon alloy is about 11% larger than the linear expansion coefficients of the pole bearings 25 and 26.
  • An aluminum silicon alloy having a linear expansion coefficient of 15 to + 25% of the expansion coefficient may be used.
  • one (negative) coefficient of linear expansion 1 2. 6 x 1 0- 6 For 1 5% Is next 1 0. 7 x 1 0- 6, if + (plus) of 2 5%, 1 5. 7 xl 0 one 6, and the upper limit is smaller Ri by SUS-3 0 0 system, the lower limit is SUS — It is almost equivalent to the 400 series. If you want to use ball bearings 25 and 26 to improve the performance of SUS-400, it is better to set the lower limit to 112%. The value of this coefficient of linear expansion can be changed depending on the mixing ratio of aluminum and silicon and the amount of metal material added, and the required coefficient of linear expansion can be obtained as appropriate.
  • the linear expansion coefficient of Arumishiri Con alloy in the above-described embodiment, 0 ° 1 0 0 ° was a 1 4 x 1 0- 6 ⁇ 5% or less in C from C, the linear expansion of the aluminum silicon alloy coefficient in the temperature range of 0 ° C ⁇ 1 0 0 ° C , be in the range of 1 1 x 1 0- 6 ⁇ 1 5 x 1 0- 6, a significant effect compared to conventionally cormorants I described above Will have.
  • the coefficient of linear expansion of the aluminum silicon alloy increases as the temperature increases (approximately 0.15 to 0.2 x 10 per 10 ° C).
  • Arumishiri co emissions alloy in the range of 0 ° C ⁇ 1 0 0 ° C , the linear expansion coefficient of a predetermined value (specific value in the range of about 1 1 x 1 0- 6 ⁇ 1 5 X 1 0- 6) It may be that which becomes.
  • a SUS-400 system (for example, SUS-430) is preferable, but if it is not necessary to prevent the reduction of the preload, the linear expansion of the sleeve 27 is preferable.
  • Those having a linear expansion coefficient larger than the coefficient for example, SUS-300, specifically SUS-304, etc., may be used.
  • the outer diameter ⁇ 2 is small, the spread between the inner diameter of the sleeve 27 and the outer diameter of the outer ring 22 of the ball bearings 25, 26 is small. It becomes.
  • the outer diameter ⁇ 2 is Z micron, 11 micron ⁇ ⁇ ⁇ 60 ⁇ (A— ⁇ ) ⁇ 3 micron (where A is the linear expansion coefficient of sleeve 27)
  • B is the linear expansion coefficient of the outer ring 22
  • Z is 5 mm (5 1 0 3 Mi click B down)
  • the linear expansion coefficient of the outer ring 2 to 1 2.
  • 6 x 1 0- 6 the linear expansion coefficient of the sleeves 2 7 9. 3 x 1 0- 6 ⁇ 2 2. 6 x 1 0 — It becomes 6 .
  • the case where the linear expansion coefficient of the sleeve 27 is smaller than the linear expansion coefficient of the outer ring 22 is included.
  • the workability of the sleeve 27 and the ball bearings 25, 2 In consideration of maintaining the roundness of 6, the sleeve 27 has a larger linear expansion coefficient than the outer ring 22, that is, the sleeve 27 is softer than the ball bearings 25, 26. Is preferred. Therefore, let the linear expansion coefficient of sleeve 27 be A and the linear expansion coefficient of outer ring 22 be B If the outer diameter ⁇ 2 of the outer ring 22 at room temperature is Z microns, it is preferable that 0 ⁇ A—B ⁇ 1 / (20 ⁇ ).
  • the adhesive was applied between the inner peripheral surface of the sleep 27 and the outer peripheral surfaces of the outer rings 22 and 22 of the pole bearings 25 and 26.
  • this adhesive may be eliminated.
  • a linear expansion coefficient that maintains a light press-fit state or a press-fit state even when the temperature changes is adopted for ball bearings 25, 26 and sleeve 27, and assembled by light press-fit or press-fit. If it stands, the engagement between them is maintained even if the adhesive is unnecessary. More specifically, if the overlapped portion at the time of press-fitting is about 1 micron and the overlapped portion (press-fit allowance) exists even when the temperature rises, the engagement between the two is sufficiently maintained. .
  • the effect of eliminating the need for the adhesive is also generated.
  • the adhesive may be further applied (see the above-described embodiment).
  • the additive material other than aluminum and silicon was Cu (copper) and others of 2 to 3% by weight. Is one or more of copper, magnesium (Mg), iron (Fe), manganese (Mn), chromium (Cr), zinc (Zn), titanium (Ti), etc.
  • the weight% of the additive material is preferably about 1 to 10% by weight, but in consideration of experimental data, the ratio of aluminum and silicon is increased and the additive material is increased. More preferably, the content is in the range of 1 to 5% by weight.
  • Various characteristics can be improved by adding a trace amount of metallic material. Therefore, overall, 2 to 4% by weight of the added material is most preferable.
  • the present invention can be applied to a case where only one pole bearing is used instead of a pair (two). Further, the present invention can also be applied to a case in which either one of an outer ring and an inner ring of a ball bearing is not provided. Further, the present invention is applicable not only to the case where the shaft 21 is fixed but also to the case where the sleep 27 side is fixed and the shaft 21 side rotates.
  • the HDD 1 is described as a disk drive, but another disk drive such as an M ⁇ drive, a DVD, and a CD drive may be used.
  • the bearing device may be a disk drive device other than the HDD, an optical scanning (scanner) device, a bearing device used for a spindle motor for the HDD and other devices, and the like. .
  • the bearing device of the present invention can stabilize high-speed drive friction torque (rotation torque), and can be used for disk drives other than HDDs, HDDs, optical scanning (scanner) devices, and HDDs. It can be used as a spin dolometer for other devices.
  • rotation torque high-speed drive friction torque
  • it is possible to obtain a swing arm block that enables high-speed drive and stable friction torque (rotation torque), so that it can be used in disk drive devices such as HDDs, MO drives, DVDs, and CD drives. It is suitable for use.
  • the seek time of the swing arm can be increased and the TPI of the device can be increased, and a highly functional disk drive device can be obtained.

Landscapes

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Abstract

　本発明は、スイングアーム等の回転体の高速駆動およびフリクショントルクの安定化を可能とするものである。また、ディスク駆動装置の高機能化を達成するものである。　この軸受装置は、スリーブ２７と、このスリーブ２７の中に組み込まれるボールベアリング２５，２６とを備え、スリーブ２７の材質を、アルミニウムと同程度の質量となる、アルミニウムを５０～９０重量％含みシリコンを９～４９重量％含むアルミシリコン合金としている。そして、２０℃のスリーブ２７の内径に対する８０℃の当該内径の広がり量をＸミクロンとし、２０℃のボールベアリング２５，２６の外径に対する８０℃の当該外径の広がり量をＹミクロンとしたとき、−１≦Ｘ−Ｙ≦３としたり、アルミシリコン合金の線膨張係数をボールベアリング２５，２６の値に対してマイナス１５％～プラス２５％のものとしている。ディスク駆動装置は、このような軸受装置を軸受け部分に使用している。

Description

軸受装置、 スィ ングアーム用プロ ックおよびディスク駆
明
田
技術分野
本発明は、 軸受装置、 スイングアーム用ブロ ックおよびディスク駆動 装置に関する。
背景技術
ボールベアリ ングを使用 した軸受装置は、 ハー ドディスク ドライブ装 置 （以下、 H D D とい う。 ） や、 デジタルバーサタイルディ スク装置
(以下、 D V Dという。 ） や、 スキャナ装置などに搭載されるもので、 ハー ドディスク、 デジタルバーサタイルディスク等のディスク、 磁気へ ッ ドが取り付けられるスイングアーム、 ポリ ゴンミ ラー等を高速回転さ せたり、 高速駆動させる際に使用される。
ディスク駆動装置の一種である H D Dは、 高性能化、 すなわち高速化. 高容量化 高信頼性などが要求されている。 このよ う な高度な要求を満 足させるために、 磁気へッ ドが取り付けられたスイ ングアームに対して も厳しい要求がなされている。
スイングアームに要求される特性の第 1は、 磁気へッ ドがディスク上 の目的の読み出しまたは記録の位置に到達するまでの所要時間であるシ ークタイム （SEEK TIME) を高速化することである。 要求される第 2の 特性は、 記録密度が高 T P I 化 （T P I ： tracks per inch) するこ と への対応である。
シークタイ ムの高速化への対応とは、 磁気ヘッ ドが取り付けられたス ィングアームの軽量化を行う ことでスイングアームの回転方向のリスポ ンス （応答速度） を改善する （向上させる） ことである。 また、 高 T P I化への対応とは、 スイングアームの回転時のフリ クショ ン トルクを安 定させ、 ボイスコイル部分で発生する回転力を確実にアーム部に伝え、 目的の トラックへ磁気へッ ドを安定的に移行させることである。
以上のよ う な特性要求がある中で、 現在、 一対のボールベアリ ング
(玉軸受） を保持するス リーブと しては、 通常ステンレス鋼の 3 0 0系 ( S U S— 3 0 0系） が採用されている。 これは、 次の理由による。 す なわち、 ボールベア リ ングの線膨張係数が 1 2. 6 X 1 0—6 (常温 2 0 °C) であるため、 線膨張係数が 1 6. 4 X 1 0 - 6 ( 2 0 °C ) とポー ルベアリ ングの線膨張係数に近く、 しかも切削加工性ゃ耐腐食性の良い S U S— 3 0 0系 （ S U S— 3 0 4等） が使用されているのである。 この S U S— 3 0 0系によるス リーブを使用すると、 その線膨張係数 がボールべァリ ングの線膨張係数に近いので、 HDDの組み立て時に使 用される嫌気性熱硬化性の接着剤をべィキング処理 （接着剤乾燥処理） する際の接着剤硬化によるボールベアリ ングの変形を防止するこ とがで きる。 このため、 高 T P I ィヒに対して適応できるが、 3113— 3 0 0系 のス リープを使用すると回転部となるス リーブ等の質量が大きく なるた め、 シークタイムの高速化には不利であり、 HD Dの高性能化への要求 に応えられなく なってきている。
質量軽減の対応策の 1つ 'と して、 ス リーブを使用せず、 ボールべァリ ングを直接スィ ングアーム用プロ ック （E—プロ ック と も言われてい る） の軸孔に組み込む方式が特許文献 1 (特開 2 0 0 2— 3 1 1 4 9号 公報） に記載されている。 この技術を採用すれば軽量化が達成される。 また、 接着剤での固定部分が減少することで、 接着剤使用による精度悪 ィ匕を減少させるこ とができる。
しかし、 上述の特許文献 1 に記載されている技術の場合、 スイ ングァ ーム用プロ ック と しては、 軽量化等を目的と してアルミニウムが 9 5 % 程度で M gや C uや S i 等を残量分含むアルミニゥム合金が使用される ため、 次のよ う な問題が生ずる。 .
アルミ ニウム合金 （例えば T 6処理がなされた A 6 0 6 1 ) の場合、 2 3. 6 ( 2 0〜 1 0 0 °C) X I 0— 6 となり 、 ボールベア リ ングの線 膨張係数 （ 1 2. 6 X 1 0— 6 ) に比べきわめて大きいため、 周囲の温 度変化によつてポールベアリ ングの外輪の真円度が悪化すること となる ( これは、 たとえば 2 0 °Cの常温で外周に嫌気性熱硬化性の接着剤を塗 布したボールべァリ ングを同様の接着剤が内周面に塗布されたスイ ング アーム用ブロックに軽圧入して嵌合させたとする。 べィキング処理のた め、 この装置を 8 0 °Cにすると、 スイ ングアーム用ブロ ックのポールべ ァリ ングを取り付ける軸孔の内径が大き く広がり 、 ボールべァリ ングの 外輪の外径との間に大きな隙間が生じていく。 この隙間へポールベアリ ングを固定するための接着剤が硬化する前に入り込む。 この接着剤は、 8 0 °Cになると完全に硬化する。 その後、 常温に戻ると、 上述した隙間 が無く なる。 このため、 高温時に隙間に入り、 その後に硬化した接着剤 によってボールべァリ ングの外輪の外周が押されボールべァリ ングが変 形してしま う。
特許文献 1記載の技術を使用した場合、 上述のよ うにべィキング処理 によってボールべァリ ングの外輪の真円度が悪化してしま う。 この悪化 によって回転 トルク (フ リ クショ ン トルク） が不安定となり 、 スイ ング アームの高 T P I化への対応の妨げとなる。
また、 スィングアームを軽量化してスィングアームの回転方向へのリ スポンス速度を高く した場合、 ス リープとボールベア リ ング （外輪と内 輪と複数の鋼球） と内輪に固定される固定軸からなるピボッ トアッシー (ピボッ ト組み） について共振 （リ ゾナンス ： RESONANCE) の問題が発 生してく る。 すなわち、 ピボッ トアッシーが有するオリ ジナルな共振点 が低いと、 リ スポンスの周波数がそのピポッ トアツシ一の共振周波数に 近づき、 ピボッ トアツシ一が共振してしま う危険性が生ずることが本出 願人による実験および過去の経験によ り判明している。 このため、 過去 においては、 H D Dを製造しているメーカーからピボッ トアッシー製造 メーカーに対して、 共振点と して 7 K H z以上となるものを要求してい た。 この共振点に関する要求は、 年々高まってきており、 最近では、 8 K H z以上となる場合も存在する。
ボールベアリ ングの外輪の真円度の悪化は、 ピボッ トアッシーのオリ ジナルな共振点のアップを期待どおり のものと しない。 すなわち、 外輪 の真円度の悪化は、 ボールベアリ ングの与圧の不十分さをもたらすと共 に、 ボールベアリ ングの鋼球の接触位置が安定しないことにつながる。 このため、 ピボッ トアツシ一の上述したオリ ジナルな共振点もアップし ない。
このよ うに、 特許文献 1 の技術を使用した場合、 回転イナ一シャの減 少によ り、 シークタイムをアップさせ、 また接着剤使用部分を減らすこ とで精度ァップを図ることができるが、 ボールべァリ ングの回転 トルク の不安定さによって、 高 T P I 制御には向かないものになってしま う。 さ らには、 共振点の問題も解決できない。
また、 ス リーブを軽量化させるため、 密度が 7 . 9 g / c m 3程度の ステンレス鋼に代わる材料と して、 密度が 2 . T g Z c rn 3程度のアル ミニゥム合金も検討されている。 しかし、 ス リ ーブをアルミニウム化 (たとえば A 6 0 6 1 ) することは、 上述した、 ス リープを無く し、 ボ ールベアリ ングを直接にアルミニウムのスイングアーム用プロ ック （ E 一ブロック） の軸孔に嵌め込む技術と同様な問題を抱えるものとなる。 本発明は、 上述した問題を解決するためになされたものであり 、 スィ ングアーム等の回転体の高速駆動およぴフリ ク ショ ン トルクの安定化を 可能とする軸受装置およびスィングアーム用プロックを提供することを 目的とする。 また、 他の発明は、 スイングアームのシークタイムの高速 化および装置の高 T P I化を可能とするディスク駆動装置を提供するこ とを目的とする。 発明の開示
上述の目的を達成するため、 本発明の軸受装置は、 ス リーブと、 この スリーブの中に組み込まれるボールべァリ ングとを備える軸受装置にお いて、 ス リープの材質を、 ステンレス鋼よ り質量が軽く アルミニウムと 同程度の質量となる、 アルミニウムを 5 0〜 9 0重量％含みシリ コンを 9〜 4 9重量％含むアルミ シリ コン合金と し、 そのアルミ シリ コ ン合金 は、 その線膨張係数がボールベア リ ングの値に対してマイナス 1 5 %〜 プラス 2 5 %のものと している。
この構成では、 軸受装置が軽量化され、 軸受装置によって支持される 回転体の高速駆動が可能となる。 また、 ス リーブとボールベア リ ングの 線膨張係数を近似させるこ とで、 回転トルクを安定させることができる ( すなわち、 従来の軸受装置は、 ボールベア リ ングの線膨張係数である 1 2 . 6 X 1 0— 6に対して 3 0 %以上大きレヽ 1 6 . 4 X 1 0— 6の線膨張 係数を有する S U S— 3 0 4をス リーブと して使用している。 また、 ス リーブと して S U S— 4 3 0を使用したと しても、 その線膨張係数が 1 0. 4 X I CD - 6であるためマイナス 1 7 %以上の差を有するものとな る。 このため、 ボールベア リ ングの線膨張係数に対してマイナス 1 5 % 〜プラス 2 5 %のものをス リーブと して採用すれば、 従来に比べ温度変 ィヒに対する回転トルクの変化がよ り安定したものとなる。
また他の発明の軸受装置は、 ス リーブと、 このス リ ーブの中に組み込 まれるボールペアリ ングとを備える軸受装置において、 ス リーブの材質 を、 ステンレス鋼よ り質量が軽く アルミニウムと同程度の質量となる、 アルミ ニウムを 5 0〜 9 0重量％含みシリ コンを 9〜 4 9重量％含むァ ルミ シリ コン合金と し、 そのアルミ シリ コン合金の線膨張係数を Aと し, ボールベアリ ングの線膨張係数を B と し、 ボールベアリ ングの外輪の常 温 （ 2 0 °C) での外径を Z ミ ク ロンと したとき、 一 1 / ( 6 0 X Z ) ≤ A - B≤ 1 / ( 2 0 X Z ) となるよ うにしている。
この構成では、 軸受装置が軽量化され、 軸受装置によって支持される 回転体の高速駆動が可能となる。 また、 スリーブとポールベアリ ングの 線膨張係数を近似させ、 両者の広がりの差を本発明の構成とすることで. 回転トルクを確実に安定させることができる。
また、 他の発明の軸受装置は、 ス リーブと、 このス リ ーブの中に組み 込まれるボールべァリ ングとを備える軸受装置において、 スリーブの材 質を、 ステンレス鋼よ り質量が軽く アルミニウムと同程度の質量となる アルミニウムを 5 0〜 9 0重量％含みシリ コンを 9〜 4 9重量％含むァ ルミ シリ コン合金と し、 2 0 °Cのス リーブの内径に対する 8 0 °Cの当該 内径の広がり量を Xミ ク ロンと し、 2 0 °Cのボールべァリ ングの外径に 対する 8 0 °Cの当該外径の広がり量を Yミ クロンと したとき、 ー 1 ≤ X 一 と している。
この構成では、 軸受装置が軽量化され、 軸受装置によって支持される 回転体の高速駆動が可能となる。 また、 ス リーブとポールベア リ ングの 線膨張係数を近似させ、 両者の広がり の差を本発明の構成とすることで 回転トルクを安定させるこ とができる。 すなわち、 一般的には、 ボール ベアリ ングをスリーブに軽圧入する際、 半径で 1 ミ ク ロン （μ πι) (直 径で 2 ミ クロン） の重なり を持つよ うに設計し圧入する。 なお、 このァ ルミシリ コン合金では、 切削面を滑らかにでき、 その値が直径で 3 ミ ク ロンとなる。 このよ うな重なりがあっても、 ス リーブの弾性力によって ボールベアリ ングの外形を変形させることはない。
このため、 本発明のように 2 0 °Cから 8 0 °Cへの温度変化に対して、 両者の広がり の差を _ 1 ミ ク ロンから 3 ミ ク ロンとする と、 常温 （ 2 0 °C) 時に、 半径 1. 5 ミ ク ロ ン （直径 3 ミ ク ロ ン） の重なりで軽圧入 したと しても、 8 0 °Cでは半径 2 ミ ク ロンの重なり状態から重なりが全 く ない状態までの範囲となり、 ボールべァリ ングの真円度を悪化させる ことはない。
また、 仮に ± 0の精度にてボールベアリ ングが組み込まれたときであ つても、 8 0 °Cでは、 半径で 0. 5 ミ ク ロ ンの重なり状態から最大で半 径 1. 5 ミクロンの隙間の状態が発生するに過ぎない。 0. 5 ミ クロン の重なりはス リーブの弾性力によってカバーできる範囲である。 また、 半径 1. 5 ミ ク ロ ンの隙間が生ずる場合、 その隙間に接着剤が入り込み その後、 硬化した後、 ス リーブが元の径に戻ったと しても軽圧入時の半 径 1. 5 ミ ク ロ ンの重なり状態と同様の圧力のみであり、 ス リーブの弾 性力によつてボールベアリ ングの外径は変化しない。
さ らに、 他の発明は、 上述の各発明の軸受装置に加え、 アルミシリ コ ン合金は、 その線膨張係数が 0 °C〜 1 0 0 °Cの範囲の測定で 1 1 X 1 0 6〜 ： L 5 X 1 0— 6となるものと してレ、る。
この構成を採用すると、 ス リーブの膨張は、 3113— 3 0 4ょ り小さ く なり、 S U S— 4 3 0 よ り大き く なる。 このため、 ボールベアリ ング と して、 この間の線膨張係数を持つ適切なものを選択採用することがで きる。
加えて、 他の発明は、 上述の各発明の軸受装置に加え、 ボールべァリ ングは、 外輪と、 内輪と、 外輪および内輪の間にはさみ込まれる複数の 鋼球とを有し、 外輪の線膨張係数はスリ一ブの線膨張係数よ り小さいも のと している。
ボールベアリ ングを外輪と内輪と複数の鋼球からなる通常の玉軸受と すると、 低価格な市販のボールベア リ ングを採用でき、 軸受装置を低価 格化するこ とができる。 なお、 ボールベアリ ングと しては、 外輪が無く、 内輪と鋼球のみのものと したり、 内輪が無く 、 外輪と鋼球のみのものと しても良い。 外輪が無いボールベアリ ングの場合の外径は、 組み込まれ た鋼球がス リーブに当接する部分の径を指すこと となる。
また、 他の発明は、 上述の各発明の軸受装置に加え、 ボールべアリ ン グにシャフ トを揷入し、 このシャフ トは線膨張係数がス リーブの線膨張 係数よ り小さいものと している。
シャフ トを本発明の構成とすると、 高温になった時、 ボールべア リ ン グの外輪または外輪に相当する部分に与圧が加わり、 ボールベアリ ング の径が大きく なることによる与圧低下を補う こと となる。 このため、 ピ ボッ トァッシーと してのオリ ジナルな共振点が下がることはない。
本発明のスィングアーム用プロ ックは、 ディスク駆動装置に用いられ るへッ ドを取り付けるスイングアーム用プロ ックにおいて、 へッ ドが取 り付けられるアーム部の根元に設けられる円筒部の軸孔に本発明の軸受 装置を嵌合させている。
本発明では、 スイ ングアームと して回転駆動する軸受部分 （ス リーブ 部分） が軽量化され、 軸受装置によって支持されるスイ ングアームの高 速駆動 （高速回転） が可能となる。 また、 ス リープとボールベアリ ング の線膨張係数が従来以上に近似しているので、 スイングアームと しての 回転トルクを安定させることができる。
他の発明のスイングアーム用ブロ ックは、 ディスク駆動装置に用いら れるヘッ ドを取り付けるスイングアーム用ブロ ックにおいて、 軸受装置 が取り付けられる円筒部および磁気ヘッ ドが取り付けられるアーム部を、 ステンレス鋼よ り質量が軽く アルミニウムと同程度の質量となる、 アル ミ ニゥムを 5 0〜 9 0重量含み、 シリ コンを 9〜 4 9重量％含むアルミ シリ コ ン合金と し、 そのアルミ シリ コン合金の線膨張係数を Aと し、 上 記ボールベア リ ングの線膨張係数を B と し、 上記ボールベア リ ングの外 輪の常温 （ 2 0 °C ) での外径を Z ミ ク ロンと したとき、 - 1 / ( 6 0 X Z ) ≤ A - B≤ 1 / ( 2 0 X Z ) となるよ うにしている。
このスイングアーム用ブロ ックは、 従来のアルミニウムのブロ ック と 同様に軽量化されている。 また、 その線膨張係数の関係を所定の関係と なるよ うにしたので、 S U S— 3 0 4や S U S— 4 3 0等のステンレス 鋼のス リーブを使用した軸受装置を組み込んでも、 またスリープ無しに 直接鋼球を組み込んでも、 このスイ ングアーム用ブロ ック と軸受装置の 各線膨張係数は近似し、 回転 トルク （フ リ ク ショ ン トルク） が安定する と共にボールベア リ ングの真円度の悪化を抑制することができる。
さ らに他の発明は、 上述の発明のスイングアーム用プロックに加え、 コイルを保持するコイル保持部をアルミ シリ コン合金にて円筒部および アーム部と共に一体成形されていると共にその一体成形は焼結によって なされたものと している。 本発明の構成によると、 コイル保持部を円筒 部やアーム部と共に焼結にて一体成形されるので、 スイングアーム用ブ ロ ックを低価格化させるこ とができる。
また、 円筒部に設けられる軸孔にシャフ ト付きのボールべァリ ングを 嵌合させるのが好ましい。 シャフ ト付きのボールベアリ ングがスイング アーム用ブロ ックに組み込まれることで、 へッ ド等がまだ取り付けられ ていないアームアツセィが完成する。 これによつてアームアツセィ と し ての精度維持および精度向上を図るこ とが可能となる。 このアームアツ セィにヘッ ド等を取り付ければヘッ ドアツセィ となり、 シャフ トをディ スク駆動装置の所定の箇所に固定させ、 ボイスコイル駆動部を付加すれ ばスイングアーム組が完成する。
さ らに、 ボールベアリ ングを組み込むスリープを有する軸受装置を、 円筒部に設けられる軸孔に嵌合させる と共に、 ボールベアリ ングにシャ フ トを挿入し、 このシャフ トは線膨張係数がス リ ーブの線膨張係数よ り 小さいものとするのが好ま しい。 この発明では、 軸受装置のス リーブの 材質とスイングアーム用ブロ ックの材質とが同種のアルミシリ コン合金 で構成されるため、 回転トルク （フ リ クショ ン トルク） が安定すると共 に、 ボールベア リ ングの真円度の悪化を抑制することができる。 また、 シャフ ト付きのボールベア リ ングがスィングアーム用ブロ ックに ,袓み込 まれることで、 へッ ド等がまだ取り付けられていないアームァッセィが 完成する。 これによつてアームアツセィ と しての精度維持および精度向 上を図ることが可能となる。
本発明のディスク駆動装置は、 上述の発明の軸受装置をへッ ドが取り 付けられたスイ ングアームの軸受け部分と している。
この構成のディスク駆動装置では、 スィングアーム組の駆動部分が軽 量化され、 シークタイムの高速化を実現するこ とができる。 また、 ス リ ープとボールべァリ ングの線膨張係数を近似させているので、 温度変化 が生じてもフリ クショ ン トルク （回転 トルク） が安定する。 このため、 高 T P I 化が可能となる。 また、 ボールベア リ ングの真円度が維持され るので、 軸受装置部分のオリ ジナル共振点を高くすることができる。 こ のため、 このディスク駆動装置の一層の高性能化を図ることができる。 ディスク駆動装置と しては、 磁気ディスク駆動装置である H D Dや、 M Oを使用する M O駆動装置や、 D V Dや、 C D (コ ンパク トデイ ス ク） を使用する C D駆動装置等がある。 スイ ングアームと しては、 磁気 へッ ドが取り付けられたもの、 光ピックアップが取り付けられたもの等 が存在する。
他の発明のディスク駆動装置は、 上述の発明のスイングアーム用ブロ ックを、 へッ ドが取り付けられたスイングアームの本体部分と している : この構成のディスク駆動装置では、 スィングアーム組の駆動部分また は/およびスイングアーム用プロ ックの本体部分が軽量化され、 シーク タイムの高速化を実現することができる。 また、 ス リーブとボールベア リ ングの線膨張係数を近似させたり 、 または Zおよびスイ ングアーム用 ブロ ックの本体部分とボールベアリ ングの線膨張係数を近似させている ので、 温度変化が生じてもフ リ クショ ン トルク （回転トルク） が安定す る。 このため、 高 T P Iィ匕が可能となる。 また、 ポールベアリ ングの真 円度が維持されるので、 軸受装置部分のオリ ジナル共振点を高くするこ とができる。 このため、 このディスク駆動装置の一層の高性能化を図る ことができる。
以上のよ うに、 本発明では、 高速駆動およびフ リ クショ ン トルク （回 転 トルク） の安定を可能とする軸受装置およびスイ ングアーム用プロ ッ クを得るこ とができる。 また、 他の発明では、 スイングアームのシーク タイムの高速化および装置の高 T P I化を可能とするディスク駆動装置 を得るこ とができる。
図面の簡単な説明 第 1図は、 本発明の実施の形態に係るディスク駆動装置の構造を示す 図で、 カバーを取り外した状態の平面図である。
第 2図は、 第 1 図のディスク駆動装置に使用されているスイングァー ム組中のスイングアーム用ブロ ックを示す斜視図である。
第 3図は、 第 1 図のディスク駆動装置に使用されているスイングァー ム組中のピボッ トアツシーを示す断面図である。
第 4図は、 第 1 図のディスク駆動装置のス リーブとスイングアーム用 ブロ ックに使用されているアルミシリ コン合金を得るための製造方法の ステツプを示す図である。
第 5図は、 第 1 図のディスク駆動装置に使用されているピボッ トアツ シ一のボールベア リ ングに加えられる与圧を示す図で、 （ A ) は組み込 み時の状態を説明する図で、 （B ) はべィキング処理時の状態を説明す る図である。
第 6図は、 第 1 図のディスク駆動装置に使用されているピボッ トアツ シー （本発明のピボッ トァッシー） と、 アルミ合金 ( A 6 0 6 1 ) をス リーブに使用したピポッ トアッシー （比較例のピボッ トアッシー） のべ ィキング処理前とべィキング処理後の常温でのリ ゾナンスの平均値を示 すグラフである。
第 7図は、 第 1 図のディスク駆動装置に使用されているピボッ トアツ シー （本発明のピボッ トアッシー） と、 アルミ合金 （ A 6 0 6 1 ) をス リーブに使用したピボッ トアッシー （比較例のピボッ トアッシー） のべ ィキング処理前とべィキング処理後の常温でのリ ゾナンスのバラツキを 示すグラフである。
第 8図は、 第 1 図のディスク駆動装置に使用されているピボッ トアツ シー （本発明のピボッ トァッシー） と、 アルミ合金 （ A 6 0 6 1 ) をス リーブに使用したピボッ トアッシー （比較例のピボッ トアッシー） のべ ィキング処理後の温度変化に対する リ ゾナンスの平均値の変化を示すグ ラフである。
第 9図は、 第 1 図のディスク駆動装置に使用されているピボッ トアツ シー （本発明のピボッ トァッシー） と、 アルミ合金 （ A 6 0 6 1 ) をス リーブに使用したピボッ トァッシー （比較例のピボッ トアッシー） のべ ィキング処理後の温度変化に対する リ ゾナンスのバラツキの変化を示す グラフである。
第 1 0図は、 第 1 図のディスク駆動装置に使用されているピボッ トァ ッシー （本発明のピボッ トァッシー） と、 アルミ合金 （ A 6 0 6 1 ) を ス リーブに使用したピボッ トアッシー （比較例のピボッ トアッシー） の べィキング処理前とべィキング処理後の常温でのピーク トルクの平均値 を示すグラフである。
第 1 1 図は、 第 1 図のディスク駆動装置に使用されているピボッ トァ ッシー （本発明のピボッ トァッシー） と、 アルミ合金 ( A 6 0 6 1 ) を ス リーブに使用したピボッ トアッシー （比較例のピボッ トアッシー） の べィキング処理前とべィキング処理後の常温でのピーク トルクのパラッ キを示すグラフである。
第 1 2図は、 第 1 図のディスク駆動装置に使用されているピボッ トァ ッシー （本発明のピボッ トァッシー） と、 アルミ合金 （ A 6 0 6 1 ) を ス リープに使用したピボッ トアッシー （比較例のピボッ トアッシー） の べィキング処理前とべィキング処理後の常温での平均 トルクの平均値を 示すグラフである。
第 1 3図は、 第 1 図のディスク駆動装置に使用されているピボッ トァ ッシー （本発明のピボッ トア ッシー） と、 アルミ合金 （ A 6 0 6 1 ) を ス リープに使用したピボッ トアッシー （比較例のピボッ トアッシー） の べィキング処理前とべィキング処理後の常温での平均 トルクのバラツキ を示すダラフである。
第 1 4図は、 第 1図に示すディスク駆動装置に採用されるアームアツ セィの他の例を示す部分断面図である。
第 1 5図は、 第 1図に示すディスク駆動装置に採用されるスリープの 他の例を示す図で、 （A ) は （B ) の A— A線断面図で、 （B ) は平面 図で、 （C ) は斜視図である。
第 1 6図は、 第 1 5図のス リーブを製造する際に使用する治具で、 ( A ) は有底円筒形治具の斜視図で、 （B ) は、 有底円筒形治具に挿入 される柱状治具の斜視図で、 （C ) は、 柱状治具に被せられる押さえ治 具の斜視図である。
第 1 7図は、 第 1 5図のス リーブを製造する際における、 2つの工程 の状態を説明するための図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態に係る軸受装置、 スイングアーム用プロッ クおよびディスク駆動装置について、 図面を参照しながら説明する。 な お、 ディスク駆動装置に関しては、 スイングアームおよびその周辺を主 と して説明し、 ディスクを駆動するス ピン ドルモータ部分、 ス ピン ドル モータやそのヘッ ド部分等を制御する制御回路等の回路部分および他の 機構部分は、 従来のディスク装置と同様であり、 その説明を省略または 簡略化する。
第 1図は、 本実施の形態に係るディスク駆動装置と しての H D Dの概 略構成を示す平面図で、 第 2図は、 本実施の形態に係るスイ ングアーム 用ブロックを示す斜視図である。 第 3図は、 スイ ングアーム用プロック に組み込まれるピボッ トアツシーを示す断面図である。 H D D 1 は、 ヘッ ド . ロー ド . アンロード型の磁気ディスク駆動装置 である。 H D D 1は、 箱形のアルミニウム合金製のベース 2の開放側を カバー （図示省略） で覆う ことによ りディスク ' ェンクロージャを形成 する。 ベース 2の中央に、 ハブイン構造のスピン ドル ' モータ （図示省 略） が設けられている。 このス ピン ドル ' モータのハブの上面には、 ガ ラス基板またはアルミニゥム基板からなる磁気ディスク 3がクランプ 4 で固定されている。 この磁気ディスク 3は、 スピンドル ' モータのス ピ ン ドル 5によって、 第 1 図で反時計回り に回転駆動される。
磁気ディスク 3は、 データを記憶するディスク状の記憶媒体である。 データの記憶は、 ガラスまたはアルミニウム基板上に形成された磁気薄 膜 （図示省略） によってなされる。 ベース 2内には、 磁気ディスク 3 に 記録された情報を読み取ったり 、 新たな情報を磁気ディスク 3に書き込 むためのスイングアーム組 6が設けられている。
このスイ ングアーム組 6 は、 機能的にはスイ ングアームと軸受装置 (第 3図に示すピボッ トアッシー 8 ) から構成されている。 スイ ングァ ーム組 6 の主たる部分を構成するへッ ドアッセィは、 磁気へッ ド等が取 り付けられていないアームァッセィ と磁気へッ ド等の取付部材から構成 される。 アームアツセィは、 第 2図に示すスイングアーム用ブロ ック ( E —ブロ ック ともレヽう。 ） 7 と、 第 3図に示すピボッ トアッシー 8 と で構成される。
スイ ングアーム組 6は、 摇動軸部と してのピボッ ト軸ホルダとなる円 筒部 1 1 と、 円筒部 1 1 の側面に取り付けられた V C M (ボイス · コィ ル . モータ） 用のコイル 1 2 と、 円筒部 1 1 を中心にしてコイル 1 2の 反対の所定位置に取り付けられたアーム部 1 3， 1 4 と、 アーム部 1 3 1 4 の先端部に取り付けられたサスペンショ ン · アーム 1 5 と、 サスぺ ンショ ン · アーム 1 5 の先端部に取り付けられた磁気へッ ド 1 6 と、 ピ ボッ トアッシー 8 とを備えている。 なお、 この実施の形態では、 2本の アーム部 1 3 , 1 4が示されているが、 アーム部と しては 1つまたは 3 本以上のものを採用しても良い。
アームアツセィを構成するスィングアーム用プロ ック 7は、 第 2図に 示すよ う に、 ピボッ ト軸ホルダとなる円筒部 1 1 と、 コイル 1 2が取り 付けられるコイル保持部 1 7 と、 アーム部 1 3 , 1 4がー体成形されて いる。 この実施の形態では、 後述するアルミシリ コン合金を材料と し、 焼結で一体成形した後、 鍛造等によ り押し固めている。 円筒部 1 1 の中 心には、 第 3図に示すピボッ トア ッシー 8が組み込まれる貫通孔となる 軸孔 1 8が設けられている。
アームァッセィを構成するピボッ トアツシー 8は、 第 3図に示すよ う に、 ベース 2に固定されるシャフ ト 2 1 と、 外輪 2 2 と内輪 2 3 と両輪 2 2 , 2 3の間にはさまれた複数の鋼球 2 4からなる円筒状の一対のボ ールベアリ ング 2 5 , 2 6 と、 ボールベアリ ング 2 5 , 2 6が嵌合され る円筒状のス リーブ 2 7 とから構成されている。 なお、 このボールベア リ ング 2 5， 2 6は、 いわゆる玉軸受と呼ばれる軸受である。
シャフ ト 2 1 は、 ステンレス鋼の S U S— 4 0 0系、 具体的は S U S 一 4 3 0から形成されている。 S U S— 4 3 0は、 鉄を主成分と し、 ク ロム （ C r ) を化学成分で 1 6〜 1 8 %含有し、 C、 S i 、 M g等を適 宜、 微量含むものである。 S U S— 4 3 0は、 線膨張係数が 1 0 . 4 χ 1 0— 6で、 常温での密度が 7. 7 0 g Z c m 3で、 熱伝導率が 0. 2 6 x l 0 2 (W/m°C) となる性質を有する。
ボールべァリ ング 2 5 , 2 6 を構成する外輪 2 2、 内輪 2 3、 鋼球 2 4は、 それぞれ鉄鋼材料の一種である高炭素クロム軸受鋼材で形成され その密度が 7. 9 g / c m 3程度で、 その線膨張係数は 1 2. 6 x 1 0 " 6となっている。 ス リ ーブ 2 7は、 次に述べるアルミ シリ コ ン合金で形 成され、 先に述べたスイ ングアーム用ブロックの本体部分を形成するァ ルミシリ コン合金と同一材料で形成されている。
このアルミ シ リ コン合金は、 A 1 (アルミニウム） 力 6 7〜 6 8重 量％で、 S i (シリ コン） が 3 0重量％で、 C uその他が 2〜 3重量％ のアルミ シリ コン合金とされ、 熱処理が施されたものである。 熱処理と しては、 種々なものが採用できるが、 この実施の形態では、 T 6処理の ものと T 1処理のものとを採用している。 T 6処理とは、 溶体化処理、 すなわちほとんど溶ける直前にまで温度を上げてから急冷する処理 （焼 き入れ処理） をし、 その後、 人工時効硬化処理、 すなわち特定の時間、 温度をかけ続け、 ゆっく り と冷ます処理 （焼きもどし処理） を行う処理 のこ とを指す。 また、 T 1処理とは、 高温加工から冷却した後、 常温で 時効硬化させる処理のことをいう。
このアルミ シリ コン合金の密度は、 2. 6 g / c m3で、 A 6 0 6 1 等の従来から知られているアルミ合金の 2. 7 g / c m3よりわずかに 軽いものとなっている。 また線膨張係数は、 T 6処理の場合、 0 °C〜 1 0 0 °C範囲の測定で、 1 4 x 1 0 _ eとなり、 そのぅち 4 0 °〇〜 1 0 0で の範囲の測定で、 1 4. 7 X 1 0 _ 6となり、 1 0 0 °C〜 2 0 0 °Cの範囲 の測定で、 1 6. 0 X 1 0 6となり、 2 0 0 °C〜 3 0 0 °Cの範囲の測定 で、 1 7. 6 X 1 0 6となり、 3 0 0 °C〜 4 0 0 °Cの範囲の測定で、 1 9. 0 x 1 0— 6となる。 また、 T 1処理の場合、 0°C〜 1 0 0 °Cの範囲 の測定で、 1 3. 2 X 1 0 6となり、 4 0 °C〜 1 0 0 °Cの範囲での測定 で、 1 3. 6 X 1 0 6となり、 1 0 0 °C〜 2 0 0 °Cの範囲の測定で、 1 5. 7 x 1 0— 6となり、 2 0 0 ° (：〜 3 0 0 °Cの範囲の測定で、 1 6. 6 X 1 0 6となり、 3 ◦ 0。C〜 4 0 0 °Cの範囲の測定で 1 8. 7 x 1 0 ~ 6 となる。 これらの測定中、 4 0 °C〜 4 0 0 °Cの範囲については、 示差膨 張測定によって、 室温から 4 0 0 °Cの範囲で、 昇温速度は毎分 1 0 °Cで. 窒素気流中という条件で行ったものである。
このよ うに、 このアルミシリ コン合金は、 その線膨張係数が、 温度が 高く なるほど、 その値が高く なる （ 4 0 °C〜 4 0 0 °Cの範囲では、 T 6 処理の場合、 平均すると、 1 0 °C当たり、 約 0. 1 5 x 1 0— 6の割合） よ うな性質を有し、 T 1処理の場合、 1 0 °C当たり、 約 0. 1 5〜 0. 1 8 x 1 0— 6の割合） よ うな性質を有するものである。 この線膨張係数 は、 測定誤差や含有金属割合のわずかな変更等を考慮すると、 ボールべ ァリ ング 2 5 , 2 6側との関係では、 0 °C〜 1 0 0 °Cの範囲の測定で、 1 4 x 1 0— 6や 1 3. 2 x 1 0— 6とせず、 小さい方を S U S— 4 3 0 と 同等の 1 0. 4 χ1 0 _ 6と し、 大きい方をアルミニウム （A 6 0 6 1 ) の 2 3. 6 X 1 0— 6よ り若干低レ、 2 1 X 1 0— 6と し、 この範囲となるよ うにしたり、 1 1 x 1 0— 6〜 1 5 x 1 0— 6と したり しても良い。 なお、 最も好ましく は 1 4 x 1 0— 6の ±5 %以内とするのが良い。 また、 1 0 0。C付近では、 T 6処理の場合 1 5. 3 x 1 0— 6とせず、 やはり 1 2 x 1 0— 6〜 1 6. 5 x 1 0— 6以内の範囲と し、 好ましく は 1 5. 3 1 0 — 6の ± 5 %以内とするのが良い。
また、 その材料配分と しては、 A 1 力 S 6 0 ~ 9 0重量％で、 S i 力 S 9 〜 3 9重量％で、 C uその他が 1〜 5重量％と しても、 十分従来のアル ミ合金と異なる特性を持ち、 本発明中のスリーブ 2 7やスイングアーム 用ブロック 7の特性を向上させる。 なお、 実験結果から判断すると、 好 ましくは、 A 1 力 S 6 5〜 6 9重量0 /0で、 S i 力 S 2 8〜 3' 2重量0 /0で、 C uその他が 1〜 5重量％の範囲とするのが良い。 このよ うに、 アルミシ リ コン合金の線膨張係数を、 0 °C〜 1 0 0 °Cの範囲の測定で、 1 0. 4 1 0— 6〜 2 1 1 0— 6の範囲と したり、 1 1 x 1 0— 6〜 1 5 x 1 0— 6 の範囲と したり、 1 4 x 1 0一 6の ±5 %以内とするには、 珪素 （ S i ) の含有量や C uその他のものの含有量によって調節することができる。 このよ う に、 ス リープ 2 7やスイングアーム用ブロ ック 7の本外部分 は、 上述のよ うな線膨張係数を有する、 新たに開発されたアルミシリ コ ン合金と されている。 その硬さは、 ボールベアリ ング 2 5， 2 6 よ りや わらかなものと され、 その硬度はビッカース硬さで約 1 1 4〜 1 6 5 [ k g /mm] と されている。 なお、 硬度も、 熱処理の方法、 条件によ つて変動するもので、 装置と して求められる値をこの範囲 （ビッカース 硬さ 1 1 4〜 1 6 5 C k g / m m ] ) から適宜得ることができる。 ス リ ーブ 2 7がボールベアリ ング 2 5， 2 6 (一般的に、 ビッカース硬度で. 3 0 0 〔 k g Zmm〕 程度と されている） よ りやわらかなものと されて いるため、 ボールベアリ ング 2 5， 2 6にク リープ現象が生じなレ、。
ス リーブ 2 7は、 後述する製造方法に基づき押し出し部材と して形成 された後、 内面と外面が切削されス リーブ 2 7の形状と される。 その後. または切削前に、 T 6または T 1 による熱処理が施される。 スイ ングァ ーム用ブロ ック 7は、 押し出し部材から形成しても良いが、 この実施の 形態では、 アルミ粉とシリ コン粉とを混合し、 所定の形状となるよ うに 焼結して固める。 その後、 鍛造等によ り押し固め、 密度を高めることで. スイングアーム用ブロック 7を得る。 このアルミシリ コン合金の場合、 切削によ りアルミニウム （ A 6 0 6 1 ) に比べ、 その内面が極めてなめ らかとなり、 先に示した圧入代 （重複部分）' は、 半径で 1 . 5 ミ ク ロ ン. 直径で 3 ミ ク ロ ンを取るこ とができる。
なお、 熱処理を施さない押し出し部材のままの場合は、 ビッカース硬 さで 1 1 4 C k g /mm] で、 熱処理を施すことで得られるス リーブ 2 7等は、 ビッカース硬さで 1 6 5 〔 k g /mm〕 となっている。 熱処理 の方法を変えるこ とで、 さ らに若干は硬さを高くすることができる。 こ のス リーブ 2 7は、 押し出し部材を熱間鍛造で所定の形状と し、 その後 に切削や熱処理を加えている。 この実施の形態のピボッ トアッシー 8の円柱状のシャフ ト 2 1は、 常 温 （ 2 0 °C) でその直径 Φ 1が 6 mmと され、 ス リーブ 2 7から飛び出 た一方側にベース 2に固定するための固定部 3 1 と、 ポールベアリ ング 2 6の内輪 2 3に与圧をかけるためのはかま部 3 2 とが設けられている。 シャフ ト 2 1の他方側には、 その中心軸に沿ってねじ穴 3 3が設けられ、 平なカバーをねじによって取り付けることでボールベアリ ング 2 5， 2 6をはさみ込み可能と している。 シャフ ト 2 1の中央部分の外周面には、 2つの円形状の凹部 3 4， 3 5が設けられ、 その凹部 3 3， 3 4内に嫌 気性かつ熱硬化性の接着剤 3 6が注入されている。
ボールベア リ ング 2 5の外径、 すなわち外輪 2 2の直径 （外径） Φ2 は、 常温 （ 2 0 °C) で 8. 5 mmと されている。 ス リープ 2 7の外径 Φ 3は、 常温 （ 2 0 °C) で 1 1 mmと され、 軸方向長さ L 1は、 常温で 1 2 m mと されている。 ス リープ 2 7の内面中央には、 中心側に突出した 円筒状の突部 3 7が設けられ、 その突部 3 7によって形成される両側の 段部に各ボールベアリ ング 2 5， 2 6の外輪 2 2の軸方向端面が当接し ている。
ボールベアリ ング 2 5， 2 6の各内輪 2 3， 2 3 とシャフ ト 2 1 とは. 上述した嫌気性熱硬化性の接着剤 3 6にて固定されている。 ス リーブ 2 7の内周面と各外輪 2 2 との間にも嫌気性で熱硬化性の接着剤が入り込 んでおり、 ス リープ 2 7 と各外輪 2 2， 2 2 とが確実に固定されている c また、 円筒部 1 1の軸孔 1 8に嵌るス リーブ 2 7の外周面と軸孔 1 8の 内周面との間にも、 嫌気性熱硬化性の接着剤が注入され、 スイ ングァー ム用ブロック 7 とス リーブ 2 7 とは、 その接着剤等にて固定されている c したがって、 コイル 1 2に通電すると、 V CM用のコィノレ 1 2 と V C M (ボイス · コィノレ ' モータ） ステータ と によって、 スイ ングアーム糸且 6のスイ ングアームはシャフ ト 2 1 を中心と して揺動運動をする。 なお. V C M用のコイル 1 2 と V C Mステータとによって、 V C Mを構成する c ベース 2の外面 （下面） には、 回路基板 （図示省略） が取り付けられ、 この回路基板とスピン ドル ' モータ との間でモータ駆動用の電力、 信号 等の入出力が行われる。 回路基板とスイングアーム組 6 との間では、 コ ィル 1 2への通電ゃ磁気へッ ド 1 6のリー ド . ライ ト'等のための通電ゃ 制御信号の入出力が行われる。
このへッ ド ' ロー ド ' アンロー ド型の H D D 1 は、 非動作時にブ口 ッ ク 3 7にスイングアーム組 6のスイングアームを保持することによ り、 磁気へッ ド 1 6 を磁気ディスク 3の表面に接触させずに退避位置にアン ロー ドするものである。 動作時には、 スイングアーム組 6が駆動するこ とによ り、 磁気へッ ド 1 6 は磁気ディスク 3上をシークする。
このよ うな H D D 1 に使用されるスイングアーム用ブロック 7ゃス リ ーブ 2 7の材料と して用いられるアルミシリ コン合金は、 第 4図に示す よ うな製造方法によ り作られる。 すなわち、 まずア トマイズ法によって アルミ合金の急冷凝固粉末を製造する （ステップ S 5 1 ) 。 ア トマイズ 法と しては、 ガスア トマイズ法、 超音波ガスア トマイズ法等が採用され る。
この急冷凝固粉末は、 アルミニウムとケィ素とからなる合金の溶湯を タンディ ッシュ （底に穴を有する容器） から流出させると同時に、 その 溶湯流に噴霧媒 （気体あるいは液体） のジェッ トを衝突させ、 その溶湯 が飛散して微細な液滴となった後に熱を奪われることで凝固して形成さ れる。 この粉末粒は、 たと えば、 2 μπι程度の径の多数のシリ コンを含 む 1 0 0 μηι程度の径のものと される。
その後、 セラ ミ ックスと特殊合金粉末からなる添加物を添加し （ステ ップ S 5 2 ) 、 最終材料が、 A 1 力 S 6 7〜 6 8重量0 /0で、 S i 力 S 3 0重 量％で、 C u (銅） その他が 2〜 3重量％となるよ うに、 急冷凝固粉末 と混合する。 そして、 熱間プレスによってビレッ ト状の圧粉体を得る (ステップ S 5 3 ) 。 その後、 真空中あるいは非酸化性雰囲気中で加熱 して粉末の各表面に吸着している酸化物や非酸化物を吸着した水分など を除去する脱ガス処理を行う (ステップ S 5 4 ) 。 次に、 熱間押出しを 行う （ステップ S 5 5 ) こ とで、 押出材が得られる。 この押出材を加工 してスリーブ 2 7やスイングアーム用ブロ ック 7を形成する。 この後、 適宜、 熱処理を行う。 なお、 ス リーブ 2 7やスイングァーム用プロ ック 7 を上述の押し出しではなく 、 焼結によって形成するよ うにしたり、 ィ ンジェクショ ンゃゾルゲル法等の他の製造方法によつて作成するよ う に しても良い。
得られるアルミ シリ コ ン合金の線膨張係数は、 珪素 （ S i ) の含有率 によって変化する。 この実施の形態では、 珪素が 3 0重量。 /0含有されて おり、 0 °C〜 1 0 0 °Cの範囲の測定で、 約 1 4 X 1 0 6または 1 3 . 2 1 0— 6の線膨張係数を有している。 珪素の含有率をさ らに高めていく と、 線膨張係数は、 比例的に低下していき、 珪素の含有率が約 3 6 %と なると、 T 6処理の場合、 約 1 3 X 1 0 6の線膨張係数となり、 珪素の 含有率が約 4 4〜 4 8 %となると、 約 1 0 x 1 0— 6の線膨張係数 （これ は S U S _ 4 0 0系の線膨張係数と同程度） となる。 なお、 珪素のみを 変化させるのではなく 、 珪素にニッケルをまぜ、 この珪素とニッケルの 合計量を 3 0重量％から徐々に上げていく よ う にして、 線膨張率を下げ るよ うにしても良い。
次に、 スイ ングアーム組 6 の製造方法について説明する。
ステンレス鋼である S U S— 4 3 0の棒材の外周面を切削し、 シャフ ト 2 1 を製作する。 また上述したアルミシリ コン合金の押出材からス リ ーブ 2 7を作成する。 ス リーブ 2 7に、 ボールベア リ ング 2 5 , 2 6 を 常温 （ 2 0 °C ) にてそれぞれ軽圧入する。 このとき、 ス リーブ 2 7の内 周面と外輪 2 2の外周面には、 事前に嫌気性で熱硬化性の接着剤が施さ れている。 また、 ボールベアリ ング 2 5 , 2 6の各外輪 2 2の直径 Φ 2 は、 ス リーブ 2 7 の対応する内径に比べ 2 ミ ク ロ ン （μπι) 程度、 最高 で 3 ミ ク ロン大きく されている。 しかし、 ス リーブ 2 7 の弾性力によつ てス リーブ 2 7が広がるため、 外輪 2 2は変形しない。
このス リーブ 2 7 の弾性力が存在するため、 べィキング処理による温 度変化によってス リーブ 2 7の内面の径が広がりすぎ、 外輪 2 2 との間 に隙間が生じる状態に近づいたと しても、 径方向で半径 1 ミ クロン以内 の両者の伸び量の差によつては隙間が生じないこと となる。 べィキング 処理とは、 次のよ うな熱処理のことを言う。 すなわち、 組み立て時に使 用した嫌気性熱硬化性の接着剤は、 そのまま （常温のまま） ではアウ ト ガスが発生してきて装置に問題を生じさせるのであるが、 熱処理 （ 8 0 °Cまで温度を上げる処理） をすることで、 接着剤を完全に硬化させ、 そのアウ トガスの発生を防止するために行う処理のことを言う。
この実施の形態では、 ポールベアリ ング 2 5 , 2 6の外輪 2 2の常温 での外径 Φ2が 8 . 5 mmであるので、 8 0 °Cでは、 その外径は、 6 . 4 2 6 ミ ク ロン （= 8 . 5 mmx 6 0 x l 2 . 6 x 1 0— 6) 増大する。 一 方、 T 6処理を施したアルミ シリ コン合金からなるス リーブ 2 7 の対応 する内径は、 8 0 °Cでは、 2 0 °Cに比べ 7. 1 4 ミ ク ロ ン （= 8 . 5 m mx 6 0 X 1 4 X 1 0 — 6 ) 増加する。 この結果、 8 0 °Cでは、 両者間では. 0 . 7 1 4 ミクロン （=半径では 0 . 3 5 7 ミ クロン） だけ広がること となる。 しかし、 上述したよ うに、 ボールベアリ ング 2 5 , 2 6は、 2 0 °Cの状態ではス リーブ 2 7に対して半径 1 ミ ク ロ ンの重なり をもって 軽圧入されているので、 8 0 °Cとなってもボールベアリ ング 2 5 , 2 6 の外輪 2 2 とス リーブ 2 7 との間に隙間は生じない。 このため、 隙間内 ' に接着剤が侵入し硬化するこ と による弊害、 すなわち外輪 2 2 の真円度 が悪化するという弊害は生じない。 なお、 最高で、 直径 3 ミ クロンの重 なりを持たせて軽圧入しても良いが、 この場合も、 当然のことながら隙 間は生じない。
なお、 実際には、 すべての機械加工部品は、 必ず加工公差を持ってい る。 このため、 半径で 1 ミ クロンの重なりをもって軽圧入されず、 プラ スマイナス零、 すなわちボールべァリ ング 2 5 , 2 6の外輪 2 2の外径 とスリーブ 2 7の内径とが全く 同一長とされて嵌合される場合が発生す る。 このような場合、 直径で 0 . 7 1 4 ミクロンの隙間が生ずることと なり、 この隙間が広がる際に接着剤は硬化しつっこの隙間に侵入する。 隙間に侵入した接着剤は、 8 0 °Cのべィキング処理によって完全に硬 化する。 この後、 2 0 °Cに戻ると、 スリーブ 2 7は元に戻ろう とするが、 隙間に入り込み硬化した接着剤が存在するため、 隙間が零とはならない しかも、 このとき、 硬化した接着剤によつて外輪 2 2が中心側に強く押 されることとなる。 しかし、 上述したように、 スリーブ 2 7に存在する 弾性力によって隙間内の接着剤分の径拡大は吸収されること となり、 ボ ールベアリ ング 2 5 , 2 6の外輪 2 2の真円度は悪化しなレ、。
なお、 外輪 2 2の真円度が悪化すると、 回転トルク （フリ クショ ント ルク） が不安定となり、 スイングアーム組 6の駆動電流が大きく変化し てしま う。 また、 ボールベアリ ング 2 5， 2 6 とスリーブ 2 7 とシャフ ト 2 1 とからなる軸受装置のオリジナルな共振点も、 本来ならアルミシ リ コン合金の採用による軽量化によって向上するはずであるが、 期待ど おりには向上しないこと となる。
スリーブ 2 7にボールベアリ ング 2 5 , 2 6を嵌合させた後、 シャフ ト 2 1 を組み込み、 ピボッ トアッシー 8を完成させる。 シャフ ト 2 1 を 組み込む前にシャフ ト 2 1の凹部 3 4 , 3 5に嫌気性で熱硬化性の接着 剤 3 6を注入しておく。 接着剤 3 6 と しては、 上述した嫌気性の接着剤 が好ましいが、 他の性質の接着剤と しても良い。
この実施の形態のピボッ トアッシー 8は、 そのオリ ジナルな共振点が 高いものとなる。 この点について、 以下に説明する。
ピボッ トアツシー 8のボールベアリ ング 2 5， 2 6に加わる与圧は、 当初は第 5図 （A ) の矢印のよ うに与えられること となる。 すなわち、 シャフ ト 2 1 のはかま部 3 2によ り ボールベアリ ング 2 6の内輪 2 3が 図で上方に向く矢印のよ うに上方に向けて与圧がかけられる。 ボールべ ァリ ング 2 5については、 シャフ ト 2 1 を組み込む時に、 内輪 2 3に図 で下方に向く矢印のよ う に下方に向けて与圧がかけられる。 各ボールべ ァリ ング 2 5， 2 6の各外輪 2 2 , 2 2は、 突部 3 7の存在によ り、 位 置保持されるため、 各内輪 2 3 , 2 3に加えられる与圧を受け止めるこ と となり、 ボールベアリ ング 2 5 , 2 6には、 第 5図 （A ) の矢印で示 される与圧が十分付加されるこ と となる。
このよ うな状態で、 周囲温度が上昇すると、 ボールベアリ ング 2 5 , 2 6の内輪 2 2、 外輪 2 3は、 それぞれ径が拡大するが、 各直径の違い によって鋼球 2 4がはさみ込まれている空間が広がること となる。 この ため、 ボールベア リ ング 2 5 , 2 6 に加わる与圧が減少し、 共振点が下 がること となる。 共振点が下がるこ と となれば、 アルミ シリ コン合金の ス リーブ 2 7の使用によつて重量の軽量化を図り共振点を上げる、 とす る努力が相殺されてしま う。
この実施の形態のピボッ トアツシー 8は、 シャフ ト 2 1 の材質をス リ ープ 2 7の線膨張係数よ り小さい値を持つものと し、 この与圧の減少を 防止している。 すなわち、 シャフ ト 2 1 をステンレス鋼の S U S— 4 3 0 と してレ、る。 S U S— 4 3 0の線膨張係数は常温で 1 0 . 4 x 1 0 一 6 であり、 アルミシリ コン合金の 1 4 X 1 0 — 6よ り小さいものとなってい る。 このよ うに線膨張係数がス リーブ 2 7 よ り小さいシャフ ト 2 1 を使用 する と、 何故、 高温となっても与圧が減少しないかについて、 第 5 図 ( B ) に基づいて説明する。
べィキング処理によつて温度が上昇すると、 上述したよ う にボールべ ァリ ング 2 5 , 2 6の各径が第 5図 （B ) の水平方向の矢示のよ うに広 がる。 この広がり によって上述したよ う に与圧は下がる傾向となる。 一 方、 これと共にシャフ ト 2 1 もス リーブ 2 7 も、 共に軸方向に伸びる。 このとき、 シャフ ト 2 1 の線膨張係数がス リーブ 2 7の値よ り小さいの で、 相対的にはス リーブ 2 7側のみが軸方向に伸び、 第 5図 （ B ) の垂 直方向の矢示に示すよ うな力が外輪 2 2に加わる。 この外輪 2 2に加わ る力は、 与圧の付加力となり、 ボールベアリ ング 2 5， 2 6の径拡大に よる与圧力の減少を防止する。
このよ うに、 この実施の形態のピボッ トアッシー 8は、 温度が上昇し てもボールベアリ ング 2 5， 2 6の与圧力が減少しない。 このため、 ス テンレス鋼の 1 / 3程度の軽さのアルミ シリ コン合金の使用による軽量 化によつてオリ ジナルな共振点が高く なる効果を、 このピボッ トアツシ 一 8はそのまま維持することができる。
この実施の形態のピボッ トアッシー 8、 すなわち上述した T 6処理ま たは T 1処理を施したアルミシリ コ ン合金でス リーブ 2 7を形成した場 合のリ ゾナンスおよび回転 トルク と、 ス リーブと してアルミ合金である A 6 0 6 1 を使用したピボッ トアッシーの場合のリ ゾナンスおよび回転 トルク とを比較したグラフを、 第 6図から第 1 3図に示す。 各図に見ら れるよ う に、 両者は、 共に軽量化がなされ、 ス リーブがステンレス鋼の もののリ ゾナンス （ 7 K H z ) に比べ両者のリ ゾナンスは共に高く なつ ている。 しかし、 両者は、 その良さの程度に大きな差が出ている。 ここ で第 6 図から第 9図は、 リ ゾナンスについて示すものであり、 第 1 0図 から第 1 3図は、 回転トルク （フ リ クショ ン トルク） について示すもの である。
第 6図と第 7図は、 2 0 °C (常温） での結果を示すものである。 縦軸 は K H z を示し、 横軸の 「Bef bakej とはべィキング処理を行う前のも のを指し、 「Aft bake」 とはべィキング処理を施した後のものを指す。 常温においては、 第 6図に示すよ うに、 本発明で使用されるアルミシ リ コン合金のス リープ 2 7を採用したピボッ トアツシー 8 (以下、 本発 明のピボッ トアッシーとも言う。 ） の方が、 アルミ合金の A 6 0 6 1 を ス リープに使用したピボッ トアッシー （以下、 比較例のピボッ トアツシ 一とも言う。 ） に比べ、 リ ゾナンスの値の平均値は大き く 、 第 7図の標 準偏差 （ 1 シグマ） の値に示されるよ うに、 バラツキは小さ く なる。 特 に、 第 7図に示すよ うに、 べィキング処理後のパラツキに大きな違いが 生じている。 これは、 シャフ ト 2 1やス リープ 2 7 とボールべァリ ング 2 5 , 2 6 との線膨張係数の差が A 6 0 6 1 の場合の線膨張係数の差に 比べ小さいので、 8 0 °Cでのべィキング処理時にアルミ シリ コン合金の 方がよ り安定した状態で接着剤が乾燥したためと推定される。
なお、 ペイキング処理前にも本発明のピボッ トアッシーの方がリ ゾナ ンスの平均値が高いのは、 本発明のアルミシリ コン合金の方がアルミ A
6 0 6 1 に比べ軽量 （密度が小さい） ためである と推定される。 また、 本発明のピボッ トアッシーの方がべィキング処理前にもバラツキが小さ いのは、 本発明のアルミシリ コン合金の線膨張係数がアルミ A 6 0 6 1 に比べ半分程度であることが原因と推定される。
べィキング処理した後の本発明のピボッ トアツシーとべィキング処理 した後の比較例のピボッ トアツシーを共に温度を振って測定した結果が 第 8図、 第 9図であり、 縦軸が K H z を、 横軸が温度を示している。 な お、 この第 8図、 第 9図は、 第 6図、 第 7図に示される各ピボッ トアツ シ一とロ ッ トが異なるものであるため、 第 6図、 第 7図と、 第 8図、 第 9図の各数値は互いに関連しない。 しかし、 この第 8図、 第 9図に示さ れるよ うに、 異なるロ ッ トのものであっても、 本発明のピボッ トアツシ 一の方が全ての温度に渡ってリ ゾナンスの平均値が高く、 バラツキは小 さレヽものとなっている。
なお、 バラツキに関しては、 第 9図に示すよ うに、 温度が上昇する と その差は小さ く なる。 これは、 高温時における リ ゾナンスへの影響は、 シャフ トゃス リープの材質以外の要因、 たとえば接着剤の軟化があるた めと推定される。 また、 第 6図〜第 9図で示されているデータでは、 過 去に HD Dメーカーがピポッ トアッシーに要求していた 7 KH z以上の リ ゾナンスを完全にク リ アしているばかりではなく 、 常温では 9 K H z 程度となり、 ステンレス鋼の場合の 7 KH z に比べ 2 KH z以上も高い ものとなっている。
回転 トルク （フ リ ク ショ ントルク） については、 第 1 0図， 第 1 1 図 にピーク トルク の状況を、 第 1 2図、 第 1 3図に平均 トルクの状況をそ れぞれ示す。 各図で縦軸は g . c mの単位であり、 横軸は上述した 「Be f bake」 と 「Aft bake」 となっている。 また、 各データは、 常温 （ 2 0 °C) でのものである。
第 1 0図， 第 1 1 図に示されるよ う に、 ピーク トルクの平均値もピー ク トルクのバラツキ （ 1 シグマの標準偏差） も共に、 べィキング処理前 は本発明のピボッ トァッ,シーも比較例のピボッ トアツシーも同一値であ るが、 べィキング処理後は、 本発明のピボッ トアッシーの方がピーク ト ルクの平均値が低く 、 ピーク トルク のバラツキが小さ く なつている。 第 1 2図， 第 1 3図に示されるよ うに、 平均 トルクの平均値も平均 ト ルクのバラツキも共に、 べィキング処理前は、 本発明のピボッ トアツシ 一も比較例のピボッ トアッシーも同一値または近似値であるが、 べィキ ング処理後は、 本発明のピポッ トアツシ一の方が平均 トルクの平均値が 低く 、 平均 トルクのバラツキが小さく なつている。
第 3図に示すピボッ トアッシー 8は、 上述のよ うな特性を有する。 す なわち、 ス リーブ 2 7 の部分がステンレス鋼に比べ大幅に軽いため、 回 転イナ一シャが従来 （ステンレス鋼） に比べ大幅に削減される。 また、 アルミ合金の A 6 0 6 1 に比べても軽く なる。 このため、 シークタイム の高速化に有利となる。 また、 高リ ゾナンス化でき、 スイ ングアームの 応答速度を高く しても共振現象は生じない。 さ らに、 回転トルク （フ リ ク シヨ ン トルク） が安定すると共に、 その変化が小さく なるので高 T P I化が可能となる。
このよ うな特性を有するピボッ トアッシー 8をスイングアーム用プロ ック 7の軸孔 1 8に嵌め込むことで、 アームアツセィが完成する。 両者 の嵌合に当たっては、 事前にス リーブ 2 7 の外周面と軸孔 1 8 の内周面 にそれぞれ嫌気性で熱硬化性の接着剤を施す。 スイ ングアーム用プロ ッ ク 7の本体部分の主要部となる円筒部 1 1 とス リーブ 2 7 とは、 同材質 のアルミシリ コン合金であるため、 べィキング処理や周囲温度の変化に よつて生ずること となる上述したよ うな接着剤が原因の問題は生じない, また、 円筒部 1 1 、 アーム部 1 3， 1 4、 コイル保持部 1 Ίが上述した アルミシリ コン合金で一体成形されているため、 スイングアーム用ブロ ックの本体部分が従来のアルミ合金である A 6 0 6 1 に比べわずかでは あるが軽く なる。
以上のことから、 ピボッ トアッシー 8をスイングアーム用ブロ ック 7 に嵌合して組み立てたアームァッセィは、 ピボッ トアツシー 8を従来の A 6 0 6 1 のアルミ合金を使用したスイ ングアーム用ブロ ックに嵌合し たアームアツセィに比べ、 シークタイムの高速化、 高 T P I化への対応 で有利なものとなる。 なお、 ピボッ トアッシー 8 を従来の A 6 0 6 1 の アルミ合金に嵌合したアームアツセィは、 ステンレス鋼のス リーブを使 用したピボッ トアッシーを従来の A 6 0 6 1 のアルミ合金に嵌合した従 来のアームアツセィに比べ、 シークタイムの高速化、 高 T P I化への対 応の面でかなりの効果を有するものとなる。 これは、 ス リーブ 2 7が上 述したアルミシリ コン合金と されているためである。
アームアツセィに磁気へッ ド 1 6等が取り付けられ、 へッ ドアッセィ が完成する。 その後、 ベース 2にヘッ ドアツセィが取り付けられ、 スィ ングアーム組 6 となる。 以上の製造方法 （組み立て方法） によ りスイン グアーム組 6が完成する。
ベース 2には、 スピン ドル · モータ等他の部材が取り付けられ、 最後 にベース 2にカバーが取り付けられることで、 H D D 1が完成する。 完 成した H D D 1 の動作は、 既述したとおりである。
この H D D 1 は、 ピポッ トアッシー 8のス リーブ 2 7に上述したアル ミ シリ コン合金を使用しているため、 シークタイ ムの高速化、 高 T P I 化への各対応に有利となり、 高性能化すなわち、 高速化、 高容量化が達 成される。 また、 H D D 1 は、 スイ ングアーム用ブロ ック 7 の本体に上 述したアルミシリ コン合金を使用しているので、 この点でも、 シークタ ィムの高速化、 高 T P I 化への各対応に有利となり、 高性能化すなわち. 高速化、 高容量化が達成される。
この H D D 1 は、 ス リーブ 2 7 とスイ ングアーム用ブロ ック 7 の本体 部分に上述したアルミシリ コ ン合金を採用しているので、 高性能化の程 度は極めて高いものとなる。 なお、 ス リープ 2 7またはスイ ングアーム 用ブロ ック 7のいずれか一方にのみアルミ シリ コン合金を採用した H D Dと しても良い。 このよ う にしても、 上述したよ う に H D Dの高性能化 が達成される。
上述した実施の形態は、 本発明の好適な実施の形態の例であるが、 本 発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更実施可能である。
たとえば、 第 1 4図に示すように、 ス リーブ 2 7を無く し、 ス リーブ 2 7に相当する部分にスイングアーム用のブロック 7の円筒部 1 1 を配 置するようにしても良い。 この場合、 上述した実施の形態におけるス リ ーブ 2 7の外周面とスイングアーム用ブロック 7の円筒部 1 1の内周面 との間の接着剤等による固定が不要となると共に、 ス リーブ 2 7が不要 となるので、 さらに高精度、 高速化が可能となり、 アームアツセィとし ては、 より高性能な H D Dへの採用が可能となる。 また、 H D Dと して は、 このようなアームアツセィを採用すると、 一層の高速化や高容量化 が可能となる。
また、 ス リーブを、 第 1 5図に示すス リーブ 2 7 Aと しても良い。 こ のス リーブ 2 7 Aは、 中央の突部 3 7 Aが 3分割されたものとなってい る。 ス リーブ 2 7 Aは、 第 1 6図に示す 3つの金型 （治具） を利用して 形成される。 第 1 6 図 （A ) は、 有底円筒形治具 4 1 で、 第 1 6 図 ( B ) は、 有底円筒形治具 4 1に挿入される柱状治具 4 2で、 第 1 6図 ( C ) は、 柱状治具 4 2に被せられる押さえ治具 4 3である。
ス リーブ 2 7 Aを製造するには、 まず、 有底円筒形治具 4 1 の中に、 柱状治具 4 2を入れ、 その後、 アルミ粉とシ リ コ ン粉 （両者の混合体を 符号 4 4で示す） を、 有底円筒形治具 4 1の残りの空間内に入れる。 第 1 7図 （A) にその状態を示す。 その後、 押さえ治具 4 3を、 混合体 4 4を押さえつけながら （つぶしながら） 柱状治具 4 2に被せると共に、 治具 4 5にて他の部分を押さえつける。 このとき、 押さえ治具 4 3の 3 つの柱状部 4 3 aを柱状治具 4 2の 3つの柱状切り欠き部 4 2 aにそれ ぞれ嵌合させる。 このつぶされた部分がスリーブ 2 7 Aの突部 3 7 Aと なる。
このよ うに、 有底円筒形治具 4 1 の開口部を治具 4 5にて塞ぎながら かつ押さえ治具 4 3を柱状治具 4 2に被せた状態で、 焼結する。 この焼 結状態を第 1 7図 （B) に示す。 このアルミ とシリ コンが混ざった焼結 体を符号 4 6 と して示す。 その後、 各治具 4 1， 4 2， 4 3 , 4 5を取 り外し、 焼結体 4 6を取り出す。 この焼結体 4 6がス リーブ 2 7 Aとな る。
このスリーブ 2 7 Aは、 柱状治具 4 2によって、 ポールベアリ ング 2 5， 2 6を嵌合させる空間の同軸性が精度良く形成される。 なお、 ス リ ープ 2 7は、 ス リーブ形状を形成した後、 ス リーブ 2 7の内周面の同軸 性を出すため、 内周面を削っていたが、 このス リーブ 2 7 Aでは、 内周 面の削りだしが不要となる。 突部 3 7 Aは、 3つではなく、 2つと した り、 4つ以上と しても良い。 突部 3 7 Aを 4つ以上とするためには、 押 さえ治具 4 3の柱状部 4 3 aを 4つ以上と し、 柱状治具 4 2の柱状切り 欠き部 4 2 a を 4つ以上とする必要がある。 なお、 上述した焼結工法は. 第 1 4図のようなス リーブ 2 7に相当する部分にブロック 7の円筒部 1 1 を配置したアームアツセィの製造にも展開できる。
また、 上述の実施の形態では、 ス リーブ 2 7等に使用されるアルミシ リ コン合金の密度を 2 0 °Cで約 2. 6 g Z c m 3のものを採用したが、 その密度は 2. ' 5 2〜 2. 6 6 g / c m3であればス リーブ 2 7等が従 来に比べ相当軽くなり、 軽量化による効果をアルミ合金である A 6 0 6 1 より も有するものとなる。 また、 この密度を得るには、 シリ コンの密 度が 2. 3 3 g / c m 3であるので、 アルミニウムを 5 0〜 9 0重量0 /0 の範囲と し、 シリ コンを 9〜 4 9重量％と範囲とすれば容易に達成可能 である。 ただし、 アルミニウムとシリ コンの配合と しては、 アルミユウ ムが 6 5〜 6 9重量。 /0で、 シリ コンが 2 8〜 3 2重量％とするのが好ま しレ、。 なお、 密度は、 アルミニウムとシリ コ ン以外のわずかに含まれる 金属の種類と量によって微妙に変化する。 このため、 微量に添加する金 属材料を非常に重いものと した場合は、 密度と しては 2. 5〜 2. 8 g Z c m3の範囲となるよ う にすることもできる。
また、 上述の実施の形態では、 2 0 °Cのス リープ 2 7の内径に対する 8 0 °Cの当該内径の広がり量を Xミ クロンと し、 2 0 °Cのボールべァリ ング 2 5 , 2 6の外径 Φ 2に対する 8 0 °Cの当該外径の広がり量を Yミ ク ロンとすると、 X— Y = 0. 7 1 4 ミ クロンとなる例を示したが、 軽 圧入の重複量 （半径で 1 ミ クロン） を考えると、 X— Υ≤ 2 ミク ロンと すれば良い。 また、 ス リーブ 2 7の内面の切削精度の向上を考慮すると、 X— Υ≤ 3 ミ クロンとするのが好ましい。
また、 軽圧入の際の平均の重複量を 1 ミ ク ロン （半径で 0. 5 ミ クロ ン） 程度とすると、 X— Y≥— l ミ ク ロ ンとすると、 半径 0. 5 ミ ク ロ ンの重複で軽圧入が行われたときの締めつけによる程度は半径で 1 . 5 ミ クロンとなり、 軽圧入の際の最大許容される重複量である半径 1 . 5 ミ クロンと同等となり、 真円度の維持が図られる。 また、 ス リーブ 2 7 の内径と外輪 2 2の外径とを全く 同一にし、 軽圧入しない場合でも、 ベ ィキング処理時に隙間が生じないこと となるので接着剤による問題が生 ぜず、 しかもス リーブ 2 7 とボールベア リ ング 2 5 , 2 6の嵌合が容易 となる利点も生ずる。
また、 上述の実施の形態では、 ポールベアリ ング 2 5 , 2 6の線膨張 係数に対し、 アルミシリ コン合金の線膨張係数は、 約 1 1 %大きいもの となっている力 S、 ボールベア リ ングの線膨張係数に対し、 一 1 5〜+ 2 5 %の線膨張係数を有するアルミ シリ コン合金と しても良い。 このよ う に、 ボールベア リ ングの線膨張係数に近似な値のものを採用する と、 接 着剤の硬化による問題が生じにく く なり、 回転トルクや共振点の面で効 果を有するものとなる。
なお、 線膨張係数が 1 2. 6 x 1 0— 6の一 （マイナス） 1 5 %の場合 は、 1 0. 7 x 1 0— 6となり、 + (プラス） 2 5 %の場合は、 1 5. 7 x l 0一 6となり、 上限は S U S— 3 0 0系よ り小さく なり、 下限は S U S— 4 0 0系と略同等となる。 ボールベアリ ング 2 5， 2 6 を使用して S U S— 4 0 0系よ り良く したい場合は、 下限と しては、 一 1 2 %とす るのが良い。 この線膨張係数の値は、 アルミニウムとシリ コンの混合比 や付加する微量の金属材料によって変化させることができ、 必要とする 線膨張係数を適宜得ることができる。
また、 アルミシリ コン合金の線膨張係数を、 上述の実施の形態では、 0 °Cから 1 0 0 °Cで 1 4 x 1 0— 6 ± 5 %以内と したが、 アルミ シリ コン 合金の線膨張係数は、 0 °C〜 1 0 0 °Cの温度範囲で、 1 1 x 1 0— 6〜 1 5 x 1 0— 6の範囲であれば、 上述したよ う に従来に比べ相当な効果を有 するものとなる。 また、 上述の実施の形態では、 アルミシリ コン合金は. その線膨張係数が、 温度が高く なるほど、 その値が高く なる （ 1 0 °C当 たり、 約 0. 1 5〜 0. 2 x 1 0— 6の割合） よ うな性質を有するものと したが、 その高く なる割合を他の値と したり、 温度が高く なるほどその 変化値が大きく なるものと しても良い。 また、 アルミシリ コ ン合金は、 0 °C〜 1 0 0 °Cの範囲で、 線膨張係数が一定値 （約 1 1 x 1 0— 6〜 1 5 X 1 0— 6の範囲の特定値） となるものと しても良い。
また、 シャフ ト 2 1 と しては、 S U S— 4 0 0系 (たとえば S U S— 4 3 0 ) が好ましいが、 与圧低下防止をそれ程考慮する必要が無い場合 は、 ス リーブ 2 7の線膨張係数よ り大きな線膨張係数を有するもの、 た とえば S U S— 3 0 0系、 具体的には S U S— 3 0 4等であっても良い, また、 上述の実施の形態では、 ボールベアリ ング 2 5 , 2 6の外輪 2 2の常温での外径 Φ2を 8. 5 mmのものと したが、 仮に 5 mmである 場合、 8 0 °Cでは、 その外径は、 3 . 7 8 ミ クロン （= 5. 0 m m χ 6 0 x 1 2. 6 χ 1 0— 6) 増大する。 一方、 アルミ シリ コ ン合金からなる ス リーブ 2 7の対応する内径は、 8 0 °Cでは 2 0 °Cに比べ、 T 6処理で は 4. 2 ミ ク ロ ン （= 5. 0 mmx 6 O x l 4 x 1 0 _ 6) 増加し、 T 1処 理では 3. 9 6 ミ クロン （= 5. 0 mmx 6 0 1 3. 2 x 1 0— 6) 增カロ する。 この結果、 8 0 °Cでは、 T 6処理の場合、 両者間では 0. 4 2 ミ ク ロ ン （=半径では 0. 2 1 ミ ク ロ ン） だけ広がり、 T 1処理の場合、 両者間では 0. 1 8 ミクロン （ =半径では 0. 0 9 ミ クロン） だけ広が る。 このよ う に、 外径 Φ2が小さなものとなる と、 ス リーブ 2 7の内径 とボールべァリ ング 2 5 , 2 6の外輪 2 2の外径との間での広がり量は、 小さなものとなる。
このため、 外径 Φ 2を Z ミ クロンとすると、 一 1 ミ ク ロン≤ Ζ χ 6 0 χ (A— Β) ≤ 3 ミ ク ロン （但し、 Aはス リーブ 2 7の線膨張係数で、 B は外輪 2 2の線膨張係数） となるためには、 一 1 / ( 6 0 X Z ) ≤ A - B≤ 1 / ( 2 0 X Z ) となる。 たとえば、 Zが 5 m m ( 5 1 0 3 ミ ク ロ ン） であると、 一 3. 3 3 x 1 0一 6≤ Α— Β≤ 1 0 χ 1 0一 6となる。 こ のため、 外輪 2 2の線膨張係数が 1 2. 6 x 1 0— 6とする と、 ス リーブ 2 7の線膨張係数は 9. 3 x 1 0— 6〜 2 2. 6 x 1 0— 6となる。
なお、 ボールベアリ ング 2 5， 2 6の外輪 2 2の線膨張係数と して、 1 2. 6 X 1 0— 6の場合を示したが、 1 1 . 5 x 1 0— 6や 1 2. 3 x 1
0—6や、 その他種々の線膨張係数のものが知られており 、 線膨張係数 と して、 1 2. 6 X 1 0 - 6以外のものを適宜採用することができる。
また、 上述の実施の形態では、 ス リーブ 2 7の線膨張係数が外輪 2 2 の線膨張係数よ り小さい場合を含むものと したが、 スリーブ 2 7の加工 性やボールベア リ ング 2 5 , 2 6の真円度維持を考慮すると、 ス リーブ 2 7の線膨張係数が外輪 2 2の線膨張係数よ り大きい方、 すなわちス リ ーブ 2 7がボールベアリ ング 2 5 , 2 6 よ り柔らかい方が好ましい。 よ つて、 ス リーブ 2 7の線膨張係数を Aと し、 外輪 2 2の線膨張係数を B と し、 外輪 2 2の常温での外径 Φ2を Z ミクロンとすると、 0 < A— B ≤ 1 / ( 2 0 χΖ ) となるようにするのが好ましい。 また、 より真円度 の維持を考慮し、 従来の 2 ミ ク ロ ンの重複を考慮すると、 0 < Α— Β≤ 1 / ( 3 0 Ζ ) が好ましく、 加工性や真円度の双方をさらに考慮する と、 1 （ 1 2 0 χΖ ) ≤Α— B ^ l Z C O xZ) が好ましレ、。
なお、 上述の実施の形態では、 ス リープ 2 7の内周面と、 ポールベア リ ング 2 5 , 2 6の外輪 2 2 , 2 2の外周面との間には、 接着剤が施さ れていたが、 この接着剤を無く しても良い。 温度が変化しても、 軽圧入 状態や圧入状態を維持するような線膨張係数を、 ボールベアリ ング 2 5 , 2 6 とス リーブ 2 7に対して採用し、 軽圧入または圧入させることで組 み立てれば、 接着剤を不要と しても、 両者の係合は維持される。 具体的 には、 圧入の際の重合部分が 1 ミクロン程度で、 温度が上昇してもその 重合部分 （圧入代） が存在しているような場合は、 十分、 両者の係合は 維持される。
この発明では、 このよ うに、 接着剤を不要とできる効果も発生する。 しかし、 係合の確実性を期する際には、 軽圧入や圧入だけで一応の係合 がなされる場合であっても、 接着剤をさらに塗布するようにしても良い ( 上述の実施の形態では、 アルミシリ コン合金に含有される金属と して. アルミニウムとシリ コン以外の添加材料と しては、 C u (銅） その他が 2〜 3重量％のものと したが、 添加材料と しては、 銅、 マグネシウム (M g ) 、 鉄 （F e ) 、 マンガン （Mn ) 、 ク ロム （C r ) 、 亜鉛 （ Z n ) 、 チタン （T i ) 等の中からいずれか 1つ、 または複数を適宜選択 採用することができる。 また、 添加材料の重量％と しては、 1 〜 1 0重 量％程度が好ましいが、 実験データを考慮すると、 アルミ とシリ コンの 割合を増やし、 添加材料を 1〜 5重量％の範囲とするのがさらに好まし レ、。 また、 4種類以上の微量の金属材料を添加すると、 種々の特性が上 がるため、 総合的には、 添加材料の重量％は、 2〜 4重量％が最も好ま しいものとなる。
また、 ポールベアリ ングと しては、 一対 （ 2個） ではなく、 1個のみ の場合にも本発明を適用することができる。 さらに、 ボールベアリ ング の外輪または内輪のいずれか一方が無いものの場合にも適用することが できる。 さらには、 シャフ ト 2 1が固定されるものではなく、 スリープ 2 7の側が固定され、 シャフ ト 2 1側が回転するものにも本発明を適用 できる。
また、 上述の実施の形態では、 ディスク駆動装置と して HD D 1 を示 したが、 M〇駆動装置、 D VD、 C D駆動装置等の他のディスク駆動装 置と しても良い。 また、 軸受装置と しては、 HD D以外のディスク駆動 装置、 光走查 （スキャナ） 装置、 HD D用や他の装置用のスピンドルモ ータ等に使用される軸受装置と しても良い。
産業上の利用可能性
本発明の軸受装置は、 高速駆動おょぴフリ クショ ン トルク （回転トル ク） の安定が可能となり、 HD D、 H D D以外のディスク駆動装置、 光 走查 （スキャナ） 装置、 ならびに HD D用や他の装置用のスピン ドルモ —タ等に使用されることができる。 また、 高速駆動およびフ リ クショ ン トルク （回転トルク） の安定を可能とするスイングアーム用ブロックを 得ることができるため、 HD D、 MO駆動装置、 D VD、 C D駆動装置 等のディスク駆動装置に用いると好適なものとなる。 また、 他の発明で は、 スイングアームのシークタイムの高速化おょぴ装置の高 T P Iィヒを 可能とでき、 高機能化させたディスク駆動装置を得ることができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . スリーブと、 このスリーブの中に組み込まれるボールベアリ ングと を備える軸受装置において、
上記ス リーブの材質を、 ステンレス鋼よ り質量が軽く アルミニウムと 同程度の質量となる、 アルミニウムを 5 0〜 9 0重量％含みシリ コンを 9〜 4 9重量0 /0含むアルミシリ コン合金と し、
そのアルミシリ コン合金は、 その線膨張係数が上記ボールベアリ ング の値に対してマイナス 1 5 %〜プラス 2 5 %のものであることを特徴と する軸受装置。
2 . ス リーブと、 このス リ ーブの中に/組み込まれるボールベアリ ングと を備える軸受装置において、
上記ス リーブの材質を、 ステンレス鋼よ り質量が軽く アルミニウムと 同程度の質量となる、 アルミ ニウムを 5 0〜 9 0重量0 /0含みシリ コンを 9〜 4 9重量0 /0含むアルミシリ コン合金と し、
そのアルミシリ コン合金の線膨張係数を Aと し、 上記ポールベアリ ン グの線膨張係数を B と し、 上記ボールベア リ ングの外輪の常温 （ 2 0 °C ) での外径を Z ミ ク ロンと したとき、 - 1 / ( 6 0 X Z ) ≤ A - B ≤ 1 / ( 2 0 X Z ) となるよ う にしたことを特徴とする軸受装置。
3 . ス リーブと、 このス リ ーブの中に,組み込まれるボールベアリ ングと を備える軸受装置において、
上記ス リーブの材質を、 ステンレス鋼よ り質量が軽く アルミニウムと 同程度の質量となる、 アルミニウムを 5 0〜 9 0重量0 /。含みシリ コンを 9〜 4 9重量0 /0含むアルミ シリ コン合金と し、
2 0 °Cの上記ス リ ーブの内径に対する 8 0 °Cの当該内径の広がり量を Xミ ク ロンと し、 2 0 °Cの上記ボールべァリ ングの外径に対する 8 0 °C の当該外径の広がり量を Yミ ク ロンと したとき、 一 1 X— と し たこ とを特徴とする軸受装置。 ，
4 . 前記アルミ シリ コン合金は、 その線膨張係数が 0 °C〜 1 0 0 °Cの範 囲の測定で 1 1 X I 0— 6〜 1 5 X 1 0— 6となるものであるこ とを特徴 とする請求の範囲第 1項、 第 2項または第 3項記載の軸受装置。
5 . 前記ポールベアリ ングは、 外輪と、 内輪と、 上記外輪および上記内 輪の間にはさみ込まれる複数の鋼球とを有し、 上記外輪の線膨張係数は 前記ス リ一ブの線膨張係数よ り小さいものであることを特徴とする'請求 の範囲第 1項、 第 2項または第 3項記載の軸受装置。
6 . 前記ボールベアリ ングにシャフ トを挿入し、 このシャフ トは線膨張 係数が前記ス リ一ブの線膨張係数よ り小さいものであることを特徴とす る請求の範囲第 1項、 第 2項または第 3項記載の圧軸受装置。
7 . ディスク駆動装置に用いられるへッ ドを取り付けるスイ ングアーム 用ブロ ックにおいて、 上記ヘッ ドが取り付けられるアーム部の根元に設 けられる円筒部の軸孔に請求の範囲第 1項から第 6項のいずれか 1項記 載の軸受装置を嵌合させたこ とを特徴とするスィングアーム用ブロック t
8 . ディスク駆動装置に用いられるへッ ドを取り付けるスイングアーム 用ブロ ックにおいて、 軸受装置が取り付けられる円筒部および上記磁気 ヘッ ドが取り付けられるアーム部を、 ステンレス鋼よ り質量が軽く アル ミニゥムと同程度の質量となる、 アルミニウムを 5 0〜9 0重量含み、 シリ コンを 9〜4 9重量％含むアルミシリ コン合金と し、 そのアルミ シ リ コ ン合金の線膨張係数を Aと し、 上記ボールべァリ ングの線膨張係数 を B と し、 上記ボールベア リ ングの外輪の常温 （ 2 0 °C ) での外径を Z ミ ク ロ ンと したとき、 - \ / ( 6 0 X Z ) ≤ A - B≤ \ / ( 2 0 X Z ) となるよ う にしたことを特徴とするスイ ングアーム用ブロック。
9 . コィルを保持するコィル保持部を前記アルミ シリ コン合金にて前記 円筒部おょぴ前記アーム部と共に一体成形されていると共にその一体成 形は焼結によってなされたことを特徴とする請求の範囲第 8項記载のス イ ングアーム用ブロ ック。
1 0 . 前記円筒部に設けられる軸孔にシャフ ト付きのポールベア リ ング を嵌合させたことを特徴とする請求の範囲第 8項または第 9項記载のス イ ングアーム用ブロ ック。
1 1 . 前記ポールベアリ ングを組み込むス リーブを有する軸受装置を、 前記円筒部に設けられる軸孔に嵌合させると共に、 前記ボールベア リ ン グにシャフ トを挿入し、 このシャフ トは線膨張係数が前記スリ一ブの線 膨張係数より小さいものであることを特徴とする請求の範囲第 8項また は第 9項記載のスイ ングアーム用ブロック。
1 2 . 請求の範囲第 1項から第 6項のいずれか 1項記載の軸受装置をへ ッ ドが取り付けられるスイ ングアーム組の軸受け部分と したことを特徴 とするディスク駆動装置。
1 3 . 請求の範囲第 7項から第 1 1項のいずれか 1項記載のスイ ングァ 一ム用ブ口ックをへッ ドが取り付けられるスイ ングアームの本体部分と したことを特徴とするディスク駆動装置。
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