专利名称：轴承装置、头支承装置及记录再生装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及轴承装置、头支承装置及记录再生装置，特别是涉及在HDD执行元件高速旋转时降低滚珠轴承的旋转负荷，并抑制滚珠轴承的损伤及旋转不匀引起的杂音，进而降低成本的轴承装置、头支承装置及使用如上装置的记录再生装置。
背景技术：
关于硬盘运行所使用的执行元件，公开于如日本特许第2539180号公报中。参照附图2，显示了在HDD中磁盘被安装在主轴电机上并被驱动旋转的执行元件组件。利用该执行元件组件，由使用音圈电机(以下称VCM)的执行元件使前端部具有磁头的臂转动，控制磁头在磁盘上的位置，可读取写入信息。
参照所述的日本特许第2539180号公报的图1，图示枢轴轴承，一对滚动轴承在轴向间隔配置。另外，在轴承间由盘簧装置即予压施力装置。
在日本公开特许特开平9-103045号公报中，在轴承装置上，公开了护圈，也就是使滚珠向轴承的配设以120(度)三等分配置三个滚珠的装置。在具有这样结构的支承装置上，由于三个滚珠必然和止推垫圈接触，因此，推力垫圈的平面度精度即使为粗糙面也可以抑制噪音的产生。
但是，在硬盘运行中，如前所述的日本特许、第2539180号公报所述，谋求高速小型化、低价格化、低消耗电力化及大容量化。另外，枢轴轴承由于要反复启动、停止，因此，必须将启动扭矩抑制的很小。启动扭矩是由施加在枢轴轴承上的预压等决定的，因此，预压越高，则所需启动扭矩越大。由于在枢轴轴承上施加的予压会使滚珠接触轴承的内圈和外圈，故虽然必须在规定大小以上，但最好尽量减小。这是因为如减小予压，则可抑制滚珠的弹性形变。
本发明的目的在于，提供一种即使予压小也可以充分确保径向的轴刚性的轴承装置，实现头支承装置的低噪音、高速化、超长寿命化及低价格化。
发明内容
本发明的轴承装置具有第一轴承及第二轴承，其中，第一轴承及第二轴承在轴承装置的轴向重叠配置，第一轴承具有第一护圈，并在第一护圈的外周配设多个第一槽，第二轴承具有第二护圈，并在第二护圈的外周配设多个第二槽，使连接第一护圈中心部和第一槽的第一线段与连接第二护圈中心部和第二槽的第二线段不重叠，分别在第一槽及第二槽中配设滚珠。
由此，因为第一轴承及第二轴承配置在护圈的径向，另外，由轴向看，第一护圈部的滚珠和第二护圈部的滚珠配置在不同位置，所以不容易产生轴的摆动，且可抑制噪音。
通过使轴承的滚珠数设置为三个，可不必在滚珠上施加大的弹性形变。由此，可减小给予轴承的压力，作为其结果可减小启动扭矩，实现高速应答、省电的轴承。
另外，本发明的轴承装置具有第一轴承及第二轴承，其中，第一轴承及第二轴承重叠配置在轴承装置轴向，第一轴承具有第一护圈，并在第一护圈的外周配设多个第二槽，第二轴承具有第二护圈，并在第二护圈的外周配设多个第二槽，使连接第一护圈中心部和第一槽的第一线段与连接第二护圈中心部和第二槽的第二线段不重叠，在第一槽及第二槽中分别配置滚珠，并具有分别支承第一轴承及第二轴承的滚珠的内圈的内侧套筒和分别支承第一轴承及第二轴承的滚珠的外圈的外侧套筒。
由此，可减少滚珠数，并可以降低滚珠轴承的弹性形变负荷。另外，由于第一轴承及第二轴承配置在护圈的径向，另外，由轴向看，第一护圈部的滚珠和第二护圈部的滚珠配置在不同位置，所以不容易产生轴的摆动，且可抑制噪音。
另外，由于可减小轴承的数量，可减小轴承的直径，可减小预压，故可减小启动扭矩，实现高速应答且省电的轴承装置。
本发明的头支承装置中，第一轴承及第二轴承重叠配置在轴承装置轴向，第一轴承具有第一护圈，并在第一护圈的外周配设多个第二槽，第二轴承具有第二护圈，并在第二护圈的外周配设多个第二槽，使连接第一护圈中心部和第一槽的第一线段与连接第二护圈中心部和第二槽的第二线段不重叠，在第一槽及第二槽中分别配置滚珠，轴承装置结合在具有滑块及音圈的支承臂上。
由此，可使旋转支承头支承装置的臂的轴承小型化，从而可减小对滚珠的加压，实现小型且旋转应答性好的低噪音的具有支承臂的头支承装置。
本发明的记录再生装置包括支承臂，其搭载记录介质、旋转驱动记录介质的旋转驱动装置及具有读取写入记录介质上的信息的磁头的滑块及音圈；头支承装置，其驱动支承臂，其中，头支承装置包括具有第一轴承及第二轴承的轴承装置，第一轴承及第二轴承在轴承装置的轴向重叠配置，第一轴承具有第一护圈，并在第一护圈外周配设多个第一槽，第二轴承具有第二护圈，并在第二护圈外周配设多个第二槽，使连接第一护圈中心部和第一槽的第一线段与连接第二护圈中心部和第二槽的第二线段不重叠，在第一槽及第二槽上分别配置滚珠，且轴承装置与具有滑块及音圈的支承臂连接。
由此，即使对于外形小的记录介质也可以使用，可低成本地实现小型、轻量、高速应答、低噪音，且高性能的记录再生装置。
图1是本发明一实施例的记录再生装置的立体图；图2是本发明一实施例的头支承装置的示意图；图3是本发明一实施例的轴承装置的示意性剖面图；图4是本发明一实施例的图3所示的轴承装置的A-A’剖面图；图5是显示构成本发明一实施例的轴承装置主体的护圈的立体图；图6是显示在本发明一实施例的护圈上安装轴承内圈套筒和外圈套筒时的组装图。
具体实施例方式
以下参照
本发明实施例。
图1是显示本发明一实施例的记录再生装置的概略结构的立体图。在图1中，头支承装置16由悬臂3、悬臂3前端部的滑块1、支承臂2及轴承装置15构成，其以轴承装置15的旋转轴13为中心自由旋转地被支承。
在头支承装置16上，在隔着轴承装置15和滑块1轴对称离开的位置的支承臂2上设置有VCM等驱动装置14。通过向音圈等驱动装置14供给驱动控制电流进行驱动，使头支承装置16旋转移动规定的角度，并向记录介质18的规定位置导引在滑块1上搭载的由磁性等驱动的头(未图示)。作为驱动装置14，可采用例如VCM或线性电机。
记录介质18利用旋转驱动装置18以规定转速旋转。作为该旋转驱动装置19，可使用例如主轴电机127。在箱体20中，将头支承装置16、轴承装置15、音圈等驱动装置14、记录介质18及旋转驱动装置19以规定的位置关系保持，同时由未图示的盖体密封，形成记录再生装置17。箱体20和盖体一起保护记录再生装置17，防止因外部腐蚀性气体或灰尘使记录介质18或磁头劣化。
图2本发明头支承装置的一实施例，特别是显示采用VCM使磁头在记录介质上的半径方向旋转移动的头支承装置的一例，多适用于小型HDD。在图2中，头支承装置16主要由轴承装置15及具有滑块1和音圈等驱动装置14的支承臂2构成。
头支承装置16由刚性较低的悬臂3、板簧部123及刚性较高的支承臂2构成，在悬臂3的一端侧下面设置有搭载磁头(未图示)的滑块1。
基于磁性等的记录介质18具有利用主轴电机等旋转驱动装置旋转的结构。在基于磁性等的记录再生装置17记录再生时，由于利用伴随基于磁性等的记录介质18的旋转产生的气流滑块1受到的浮力和利用向基于磁性等的记录介质18侧驱动滑块1的头支承装置16的板簧部123的驱动力的平衡关系，滑块1自磁性记录介质18上浮一定量，即，在滑块1上搭载的磁头等头自磁性等的记录介质18上浮一定量。
头支承装置16在磁性等的记录再生装置17的记录或再生时，利用在支承臂2后部设置的音圈等驱动装置14的作用，以轴承装置15为中心转动。使滑块1上搭载的磁头等向记录介质18的规定位置跟踪，进行记录或再生。
另外，音圈等驱动装置14被设置在支承臂2的和搭载磁头等头(未图示)的滑块1相反侧的端部，构成使滑块1上搭载的头向记录介质18上的半径方向旋转移动的VCM。作为头支承装置16的构成要素为了高速且高精度定位，关于该VCM也有许多提案。
在图1及图2中，记录介质18例示了HDD等磁性介质，头例示说明了磁头，但不限于此。例如，记录介质18使用光盘、头使用光头等也可以实现相同的结构。
在轴承装置15中，在后述的护圈上配置实线显示的滚珠231、232及233，在后述的护圈的另一端配置虚线所示的滚珠241、242及243。下面，说明该图3是显示本发明实施例3的轴承装置15的详细结构的一实施例的示意性剖面图。
图4是图3的轴承装置15的A-A’剖面图。
本发明的轴承装置15采用滚珠轴承，其包括第一轴承部201及第二轴承部202。第一轴承部201及第二轴承部202沿轴承装置15的旋转轴重叠配置。第一轴承部201具有护圈200的一端(第一护圈)。在护圈200的一端(第一护圈)，在自旋转轴210放射线方向上的外周即护圈200的径向(半径)外周配设多个槽211、212及213。第二轴承部202具有护圈200的另一端(第二护圈)。在护圈200的另一端(第二护圈)，将多个槽221、222及223配置在护圈另一端的外周上。槽211、212及213各自以120度间隔配置。
同样，槽221、222及223各自以120度间隔配置。在护圈200的一端(第一护圈)配设的槽211、212及213和在护圈200的另一端(第二护圈)配设的槽221、222及223各自配置在自旋转轴210径向(半径)延伸的外周即护圈200的外周。在此，槽211、212及213和在护圈200的另一端(第二护圈)配设的槽221、222及223分别向护圈200的径向错开60度的角度差配置在其外周上。
在护圈200的一端(第一护圈)配设的槽211、212及213中各自配置滚珠231、232及233。在护圈200另一端(第二护圈)配设的槽221、222及223中各自配置滚珠241、242及243。在本实施例中，护圈200的一端(第一护圈)和护圈200另一端(第二护圈)形成在相同的主体上。但是，护圈200的一端(第一护圈)和护圈200另一端(第二护圈)也可以预先形成在不同的主体上，利用粘接剂或连接件将两者连结为一体。
内圈301和302被固定在内套筒260，其具有限制第一护圈的滚珠231、232及233和第二护圈的滚珠241、242及243的内侧的导向槽。外圈303和304被固定在外套筒250，其具有限制滚珠231、232及233和滚珠241、242及243外侧的导向槽。内圈301、302和外圈303、304介由滚珠231、232、233及滚珠241、242、243以旋转轴210为中心相对反向旋转。
图5显示本发明一实施例的护圈200。图5所示的护圈200的外周侧也具有多个槽，形成大致圆筒状。在护圈200的旋转轴210的一端侧形成第一护圈。在第一护圈的相反侧，也就是护圈200的另一端侧形成第二护圈。
在本发明一实施例中，第一护圈和第二护圈使用相同的主体，也就是使用单体(相同主体)的护圈，但不限于此。即，也可以将第一护圈和第二护圈单独形成，并将它们利用粘接剂或连接件等连结为一体。图5中，第一护圈和第二护圈形成于本来就相同的形状主体上。
在护圈200上形成的第一护圈，也就是正视图5，在其上部侧，在向护圈200的径向(半径)延伸的外周配置多个槽211、212及213。槽211和槽212及槽212和槽213的间隔，也就是配置角度用θ1表示。槽211、212及213在自护圈200中心部即自旋转轴210向其半径方向延伸的线段251、252及253上各自以均等的配设角度θ1＝120度间隔配置在护圈200的外周。
另外，正视图5，在其下部即护圈200的另一端配置第二护圈。在第二护圈上设置的多个槽221、222及223和在第一护圈上设置槽时相同，在向护圈200的径向也就是半径方向延伸的外周的一部分配设。多个槽221、222及223(图5中未图示槽223)分别配设在线段261、262及263(图5中未图示线段263)上，并且，其配设角度θ1全部相同。
本发明的特征简要地说在于，连接第一护圈中心部和第一槽的第一线段(251、252、253)及连接第二护圈中心部和第二槽的第二线段(261、262、263)相互不重叠。即，在第一槽及第二槽中分别配置滚珠。
另外，在第一护圈侧的线段251和242之间配置第二护圈侧的线段262。
为了制图的方便，在第二护圈中显示了槽221及222两个槽，但实体和第一护圈相同，配设了三个槽。另外，第二护圈的槽221和槽222、槽222和223、槽223和221的配设间隔都相等，即θ1＝120度。
在护圈200的一端(第一护圈)配设的槽211、212及213和在护圈200另一端(第二护圈)配设的槽221、222及223各自在护圈200的径向以角度θ2的间隔配设。在此，角度θ2＝60度。换而言之，在第一护圈配设的槽的中心部面向第二护圈侧，在和旋转轴210平行向下的延长线上没有第二护圈的槽。当然，在第二护圈上配设的槽的中心部和旋转轴210平行朝向第一护圈侧的延长线上没有第一护圈的槽。这样的第一护圈的槽和第二护圈的槽的配置关系可看作以锯齿状设置。
θ2＝60度意味着第二护圈的槽只能设定在第一护圈的槽之间。在这样的结构的护圈200的一端(第一护圈)设置的槽211、212及213内分别配置滚珠231、232及233。在护圈200另一端(第二护圈)中设置的槽221、222及223内各配置滚珠241、242及243。
通常，将在护圈200的旋转轴210的线段方向的一端(第一护圈)和另一端(第二护圈)配设的槽的数量分别定为N(N为2以上的整数)时，则在护圈200一端(第一护圈)中配设的多个槽相互的配设角度为θ1＝360/N(度)。同样，在护圈200另一端(第二护圈)配设的多个槽相互的配设角度也为θ1＝360N/(度)。
另外，护圈200的一端(第一护圈)的槽和护圈200另一端(第二护圈)的槽最好以角度为θ2＝360/(2N)分开。
该角度θ2并不意味着另一端(第二护圈)的槽在护圈200的径向(半径)必然以配设角度＝360/(2N)度设定。也就是说，θ2＝0度，即，第一护圈的槽211～213和第二护圈的槽221～223只要配置在同一线段上即可。例如，θ2可以为10度，也可以为20度。该角度θ2应根据护圈旋转轴方向的长度、外径的大小、槽的数量、相对轴承的旋转方向和旋转角度等条件的实验结果适当决定。
下面沿外周展开观察护圈200。在护圈一端和另一端锯齿状配置的槽间形成稳定的三角形。由此，可谋求轴承的径向的轴刚性的稳定。另外，由于设置了三个滚珠，故可改善滚珠的弹性形变引起的轴承损耗。在旋转支承臂小型化且惯性力矩小时，可降低轴承部的摩擦力，故可减轻轴承部的摩擦产生的摩擦共振对跟踪控制的不良影响。
图6A显示包括第一轴承201及第二轴承202的轴承装置15的组装流程。
图6B是图6AB-B’和C-C’的剖面图，是显示限制滚珠的上下左右方向活动的导向槽的一例。
如图6A所示，第一轴承201及第二轴承202在轴承装置15的旋转轴210方向重叠配置。第一轴承201及第二轴承202具有共通的圆筒状护圈200。在护圈200上，在旋转轴210方向的一端203的外周作为一例具有各分离120度的槽211、212及213。
另外，护圈200上，在旋转轴210方向的另一端204的外周各分离120度配设多个槽221、222及223。在护圈200一端203上配置的槽211、212及213和在另一端204上配置的槽221、222及223在由旋转轴210向其外周延伸的线上，也就是护圈200的径向上以60度的间隔角度配设。圆筒状护圈200中，在其槽211、212及213和槽221、222及223内各自配置滚珠231、232及233和滚珠241、242及243。
另外，具有各自支承第一轴承201及第二轴承202的滚珠的内侧的内圈301及302。另外，具有各自支承第一轴承201及第二轴承202的滚珠的外侧的外圈303及304。
在组装第一轴承201时，沿护圈200的一端203侧的内侧嵌入内圈301，并在护圈200的一端203侧的槽211、212及213内各自配置滚珠231、232及233，最后，沿护圈200的一端203侧的外侧嵌入外圈303。
在组装第二轴承202时，沿护圈200的另一端204侧的内侧嵌入内圈301，并在护圈200的另一端204侧的槽221、222及223内配置滚珠241、242及243，最后，沿护圈200的另一端204侧的外侧嵌入外圈304。
图6B是槽213部及槽222部的B-B’和C-C’的剖面图。其表示内圈301、槽213、滚珠233及外圈303的配置关系。滚珠233利用护圈200一端203侧的槽213的凹部、内圈301外侧的凹槽和外圈303内侧的凹槽在没有给予压力的状态下支承。滚珠242利用护圈200另一端204侧的槽222的凹部、内圈302外侧的凹槽和外圈304内侧的凹槽在没有给予压力的状态下支承。其它滚珠(未图示)也相同，在没有给予压力的状态下配置支承在对应的槽的位置。在此，内圈301及302外侧的凹槽可以是剖面具有比滚珠曲面稍大的曲面的沿外周的槽，也可以是在对应各滚珠球面的位置形成的凹球面状的槽。前者的槽在部件加工和组装加工上有利。
外圈303及304内侧的凹槽可以是剖面具有比滚珠球面稍大的曲面的沿内周的槽，也可以是在对应各滚珠球面的位置形成的球面状槽。前者槽在部件加工和组装加工上有利。
这样，由于在未给予压力的状态下配置所有滚珠231、232、233、241、242及243，故可使滚珠或轴承的弹性变形和轴承的摩擦损耗极小。其结果是在应用于小型、轻量、低刚性的支承臂16时，对于低的驱动电流也可足够大地得到高速的旋转变位。通过将使用的滚珠数量定为六个(相当于一个轴承三个)，可得到降低成本的效果。
另外，由于护圈200形成可将一端、另一端用于任一方向的结构，故可提高组装工序中的效率。另外，由于内圈301和302形成相同的形状，故可消减部件材料的种类。同样，由于外圈303和304为相同的形状，因此也可以消减部件材料的种类。这些都为成本降低做了贡献。
该轴承装置15的外形作为一例为6.0φ左右，滚珠轴承使用的滚珠外径为0.8φ左右，护圈旋转方向的长度(高度)为2mm左右，稳定地工作。滚珠、护圈、内圈、外圈即使使用作为一般使用的材料的不锈钢，轴承装置15也可以实现比现有技术更稳定的动作。
通过本发明，轴承的在护圈的一端和另一端以锯齿状配设的槽之间形成稳定的三角形。由此，轴承可大幅度降低旋转轴的轴摆动和摩擦共振。
使轴承的弹性变形大幅度减轻，因此，由于少的滚珠数量可减小旋转轴摆动，故可使轴承小型化。另外，由于可减小加压，故可减小滚珠形状或滚珠直径的偏差的影响、减小启动扭矩、降低轴承的弹性变形负荷或旋转摩擦损失。其结果可实现小型轻量、低噪音、高速应答、省电、高性能的轴承。
只要在圆筒状护圈两端设置轴承，就可将两端的滚珠以由轴向看不同的角度按一定角度关系配置，故在所述作用效果之外，轴承的组装也极容易。因此，可实现生产率优良的低成本的轴承。
当使用该轴承时，由于具有所述的作用效果，故可实现即使对于外形小的记录介质也可适用的、小型、轻量、高速应答、低噪音、低成本且高性能的头支承装置或记录再生装置。
另外，当使用该轴承时，即使旋转支承臂小，其惯性力矩减小，也可以消除旋转角的非线性饱和特性，使臂的旋转角足够大，可减少轴承的摩擦共振制约。
由于护圈形成其一端和另一端可以以任一方向使用的结构，故可提高组装工序的效率。另外，两个内圈形成相同的形状。同样，两个外圈形成相同的形状，故可减少部件材料的种类。由此，可降低轴承的成本。
权利要求
1.一种轴承装置，其包括第一轴承及第二轴承，其特征在于，所述第一轴承及第二轴承在所述轴承装置的轴向重叠配置，且所述第一轴承具有第一护圈，并在所述第一护圈外周设置多个第一槽，所述第二轴承具有第二护圈，并在所述第二护圈外周设置多个第二槽，使连接所述第一护圈中心部和第一槽的第一线段与连接所述第二护圈中心部和第二槽的第二线段不重叠，在所述第一槽及第二槽各自配设滚珠。
2.如权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，所述第一护圈和所述第二护圈形成一体。
3.如权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，在第一槽及第二槽的数量各为N(N为2以上的整数)时，所述第一槽及第二槽均在圆筒状护圈外周以360/N度的角度配置，使连接所述第一护圈中心部和第一槽的第一线段与连接所述第二护圈中心部和第二槽的第二线段不重叠，所述第一线段和第二线段以360/(2N)度的角度分开。
4.如权利要求3所述的轴承装置，其特征在于，在护圈旋转轴方向的一端及另一端的外周设置的槽的数量N各为N＝3。
5.一种轴承装置，其包括第一轴承及第二轴承，其特征在于，所述第一轴承及第二轴承在所述轴承装置的轴向重叠配置，且所述第一轴承具有第一护圈，并在所述第一护圈外周设置多个第一槽，所述第二轴承具有第二护圈，并在所述第二护圈外周设置多个第二槽，使连接所述第一护圈中心部和第一槽的第一线段与连接所述第二护圈中心部和第二槽的第二线段不重叠，在所述第一槽及第二槽上各自配设滚珠，还包括内侧套筒，其各自支承所述第一轴承及所述第二轴承的滚珠的内圈；外侧套筒，其各自支承所述第一轴承及第二轴承的滚珠的外圈。
6.如权利要求5所述的轴承装置，其特征在于，所述内圈外侧的凹槽是对应各个滚珠位置的剖面具有比滚珠曲面稍大的曲面的曲面状凹槽，所述外圈内侧的凹槽是对应各个滚珠位置的剖面具有比滚珠曲面稍大的曲面的曲面状凹槽。
7.如权利要求5所述的轴承装置，其特征在于，所述内圈外侧的凹槽是剖面具有比滚珠曲面稍大的曲面的沿外周的槽，所述外圈的内侧的凹槽是剖面具有比滚珠曲面稍大的曲面的沿内周的槽。
8.一种头支承装置，其特征在于，第一轴承及第二轴承在所述轴承装置的轴向重叠配置，且所述第一轴承具有第一护圈，并在所述第一护圈外周设置多个第一槽，所述第二轴承具有第二护圈，并在所述第二护圈外周设置多个第二槽，使连接所述第一护圈中心部和第一槽的第一线段与连接所述第二护圈中心部和第二槽的第二线段不重叠，在所述第一槽及第二槽各自配设滚珠，所述轴承装置与具有滑块及音圈的支承臂连结。
9.如权利要求8所述的头支承装置，其特征在于，滑块及音图隔着轴承装置配置在相互反向分离的位置。
10.一种记录再生装置，其特征在于，其包括记录介质；旋转驱动装置，旋转驱动所述记录介质；支承臂，其搭载具有读取写入所述记录介质的信息的头的滑块及音圈；头支承装置，其驱动所述支承臂，其中，所述头支承装置包括具有第一轴承及第二轴承的轴承装置，所述第一轴承及第二轴承在所述轴承装置的轴向重叠配置，且所述第一轴承具有第一护圈，并在所述第一护圈外周设置多个第一槽，所述第二轴承具有第二护圈，并在所述第二护圈外周设置多个第二槽，使连接所述第一护圈中心部和第一槽的第一线段与连接所述第二护圈中心部和第二槽的第二线段不重叠，在所述第一槽及第二槽上各自配设滚珠，所述轴承装置与具有滑块及音圈的支承臂连结。
全文摘要
一种轴承装置、头支承装置及记录再生装置，在HDD等中，可实现耐长时间使用、小型化、高性能化、低噪音化、高速化、低价格化。在护圈(200)的旋转轴(210)的一端侧具有多个槽(211)、(212)及(213)配设第一护圈。在护圈(200)另一端侧配设具有槽(221)、(222)、(223)的第二护圈。在第一护圈上配设的槽(211)和槽(212)之间配置第二护圈的槽(222)，第一护圈和第二护圈上设置的槽不位于护圈(200)的相同的外周上。
文档编号F16C33/40GK1526968SQ20041000803
公开日2004年9月8日 申请日期2004年3月8日 优先权日2003年3月7日
发明者桑岛秀树 申请人:松下电器产业株式会社