公差环的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能够维持滑架与枢轴之间的固定的稳定性的公差环。在使用板状的构件形成、呈沿着规定方向大致环绕一周的环状且沿着周向设有朝向径向突出的多个凸部(81)的公差环(8)中，凸部(81)沿着周向配置偶数个，分别通过多个凸部(81)的中央部和与公差环(8)外接的圆的中心的多条直线相互交叉，由此抑制了刚性不均的增大，从而能够维持滑架与枢轴之间的固定的稳定性。
【专利说明】公差环
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在硬盘装置等中使用的公差环。
【背景技术】
[0002]一直以来，在计算机等进行信息处理的设备中使用硬盘装置。近年来，该硬盘装置不仅作为计算机的外部存储装置，也搭载在电视机、录像机等家电产品、机动车用的电子设备类中。
[0003]图20所示的以往的硬盘装置200中，在壳体主体201内收纳有驱动机构。驱动机构具有:驱动作为记录介质的硬盘202旋转的主轴203 (该主轴通过未图示的电动机旋转)；对相对于硬盘202进行信息记录以及信息读取的磁头204进行支承并在硬盘202的面上转动的滑架205 ;使滑架205精密地转动而控制磁头204的扫描的VCM(Voice CoilMotor) 206 ;固定于壳体主体201而将壳体主体201与滑架205连结的枢轴207。需要说明的是，枢轴207呈例如大致柱状，并具有轴承的结构。
[0004]滑架205以枢轴207为中心轴而在硬盘202的面上转动。此时，滑架205与枢轴207之间的固定使用公差环。通过将滑架205固定于枢轴207，来防止VCM206对滑架205的转动施加的动力向壳体主体201传递。
[0005]公差环呈使平板状的构件沿着规定方向大致环绕一周而成的环状。在将该公差环插入滑架205侧的开口后，将枢轴207压入公差环的内部。作为这种公差环，公开了具有多个向外周侧突出的凸形状的接触部的公差环(例如，参照专利文献I?4)。在专利文献I?4所示的公差环中，将接触部压接在滑架205或枢轴207中的任一方的侧面，而将滑架205与枢轴207之间固定。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开平5-205413号公报
[0009]专利文献2:日本特表2003-522912号公报
[0010]专利文献3:日本特开2002-130310号公报
[0011]专利文献4:日本特开2007-305268号公报
【发明内容】
[0012]发明要解决的课题
[0013]然而，在专利文献I?4所示的以往的公差环中，当将接触部的弹簧常数设为k、将该公差环的径向的最大值设为k_、将最小值设为Icniin时，变动幅度表示为(k.-kmJ/k.。此时，当对置的接触部位于通过环的中心的直线上时(将各接触部与中心连结的线段所成的角度为180° )，变动幅度变大而产生刚性高的部位和刚性低的部位(刚性不均变大)，从而可能造成公差环对滑架与枢轴之间的固定的稳定性降低。
[0014]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够维持滑架与枢轴之间的固定的稳定性的公差环。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]为了解决上述的课题而达到目的，本发明的公差环使用板状的构件而形成，呈沿着规定方向大致环绕一周的环状，且沿着周向设有朝向径向突出的多个凸部，其特征在于，所述凸部沿着所述周向而配置偶数个，分别通过所述多个凸部的中央部和与该公差环外接的圆的中心的多条直线相互交叉。
[0017]而且，本发明的公差环以上述的技术方案为基础，其特征在于，在将所述凸部视为两端被固定在该凸部的中央部和所述外接的圆的中心的弹簧并假定各凸部中的弹簧的弹簧常数相同的情况下，当将取决于在所述外接的圆中从作为基准的径向绕所述中心旋转的旋转角度θ的合成弹簧常数设为κ(θ)时，所述多个凸部的中央部位于与所述合成弹簧常数κ(θ)成为最大或最小的多个旋转角度Θ中的某一方对应的位置处。
[0018]而且，本发明的公差环以上述的技术方案为基础，其特征在于，当将所述多个凸部
的个数设为Na,b = aX2b(a = 1,3,5,......、b = 1,2,......)时,各凸部设置于在所述外
接的圆中从作为基准的径向绕所述外接的圆的中心而旋转了由下式(I)定义的角度θ α,0的径向上。
[0019]θ α, @ = α 9 a+β 9 b+π?α, @ π......(I) [0020]此处，Θa = 2 π /a、Θ b = ji /Na,b、a = 0,1,2,.......β = 0,1,2,......、ma,
e = 0, 1、a ^ a_l、β ^ 2b_l。
[0021]而且，本发明的公差环以上述的技术方案为基础，其特征在于，具有从与所述周向正交的方向的外缘侧端部中的至少一方的外缘侧端部沿着与所述周向正交的方向切开而成的切口部。
[0022]而且，本发明的公差环以上述的技术方案为基础，其特征在于，在所述一方的外缘侧端部设置一个或多个所述切口部。
[0023]而且，本发明的公差环以上述的技术方案为基础，其特征在于，所述周向上的端部的曲率半径比所述周向上的所述端部以外的部分的曲率半径小。
[0024]而且，本发明的公差环以上述的技术方案为基础，其特征在于，曲率半径随着从所述端部以外的部分朝向所述端部的方向连续变小。
[0025]而且，本发明的公差环以上述的技术方案为基础，其特征在于，所述多个凸部沿着所述周向配置，沿着所述周向配置的所述凸部之中的、配置成一列的所述凸部的个数为3的倍数。
[0026]发明效果
[0027]根据本发明，在呈沿着规定方向大致环绕一周的环状且沿着周向设有朝向径向突出的多个凸部的公差环中，通过各凸部的中央部和与公差环外接的圆的中心的多条直线相互交叉，因此抑制了刚性不均的增大，从而起到能够维持滑架与枢轴之间的固定的稳定性这样的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为表示本发明的实施方式所涉及的硬盘装置的概略结构的立体图。
[0029]图2为表示图1所示的硬盘装置主要部分的结构的部分剖视图。[0030]图3为表示图1所示的硬盘装置主要部分的结构的立体图。
[0031]图4为表示图1所示的硬盘装置的公差环的结构的立体图。
[0032]图5为表示图1所示的硬盘装置的公差环的结构的侧视图。
[0033]图6为示意性地表示图1所示的硬盘装置的公差环的结构的展开图。
[0034]图7为示意性地表示图1所示的硬盘装置的主要部分的结构的说明图。
[0035]图8为表示本发明的实施方式所涉及的公差环中的角度与弹簧常数比的关系的图表。
[0036]图9为表示本发明的实施方式所涉及的公差环中的角度与弹簧常数比的关系的图表。
[0037]图10为表示本发明的实施方式所涉及的公差环中的凸部的个数与变动幅度的关系的图表。
[0038]图11为示意性地表示图1所示的硬盘装置的主要部分的结构的说明图。
[0039]图12为示意性地表示图1所示的硬盘装置的主要部分的结构的说明图。
[0040]图13为表示本发明的实施方式所涉及的公差环中的角度与弹簧常数比的关系的一例的图表。
[0041]图14为表示本发明的实施方式所涉及的公差环中的凸部的个数与变动幅度的关系的图表。
[0042]图15为表示本发明的实施方式所涉及的公差环中的凸部的个数与径向刚性的关系的一例的图表。
[0043]图16为示意性地表示本发明的实施方式的变形例I所涉及的硬盘装置的公差环的主要部分的结构的剖视图。
[0044]图17为示意性地表示本发明的实施方式的变形例2所涉及的硬盘装置的公差环的结构的立体图。
[0045]图18为示意性地表示本发明的实施方式的变形例3所涉及的硬盘装置的公差环的结构的立体图。
[0046]图19为示意性地表示本发明的实施方式的变形例4所涉及的硬盘装置的公差环的结构的立体图。
[0047]图20为表示以往的硬盘装置的概略结构的立体图。
【具体实施方式】
[0048]以下，参照附图详细说明用于实施本发明的方式。需要说明的是，并非通过以下的实施方式来限定本发明。而且，以下的说明中参照的各图仅概略地示出了能够便于理解本发明的内容的程度的形状、大小以及位置关系。即，本发明并不限定于各图中例示的形状、大小以及位置关系。需要说明的是，在以下的说明中，作为公差环的一例，说明硬盘装置。
[0049]图1为表示本发明的实施方式所涉及的硬盘装置的概略结构的立体图。在图1所示的硬盘装置I中，在壳体主体2内收纳有驱动机构。驱动机构具有:驱动作为记录介质的硬盘3旋转的主轴4 ;对相对于硬盘3进行信息记录以及信息读取的磁头部50进行支承并在硬盘3的面上转动的滑架5 ;使滑架5精密地转动而控制磁头部50的扫描的VCM6 ;固定于壳体主体2而将壳体主体2与滑架5连结的柱状的枢轴7。需要说明的是，枢轴7呈例如大致柱状，并具有轴承的结构。
[0050]图2为表示图1所示的硬盘装置I的主要部分的结构的部分剖视图。图3为表示图1所示的硬盘装置I的主要部分的结构的立体图。滑架5具有:在硬盘3的面上延伸并在前端保持磁头部50的臂51 ;与枢轴7连结且截面具有比枢轴7的截面的直径略大的直径的柱状的中空空间的连结部52。如图2所示，磁头部50具有:在基于硬盘3的旋转产生的气流的作用下相对于硬盘3的面浮起的悬架50a ;设于悬架50a的端部且为与同臂51连接的一侧不同的侧的端部而进行信息记录以及信息读取的磁头50b。需要说明的是，在硬盘装置I具有多个硬盘3的情况下，滑架5与硬盘3的数量相应地具有多个磁头部50。
[0051]VCM6具有连结于与臂51侧不同的端部侧的线圈60和将线圈60夹入的两个磁铁61。VCM6利用由在线圈60中流动的电流与磁场产生的力来驱动滑架5。由此，滑架5利用来自VCM6的动力而以枢轴7的中心为中心轴在硬盘3的面上转动，使磁头部50在硬盘3的面上转动。
[0052]此时，滑架5与枢轴7之间的固定使用公差环8。通过将公差环8插入滑架5的连结部52的中空空间，并在公差环8的内部压入枢轴7，从而将滑架5与枢轴7之间固定。此时，滑架5被固定为绕作为轴承的枢轴7的长度方向的中心轴转动自如。通过将滑架5固定于枢轴7，来防止VCM6对滑架5的转动所施加的动力向壳体主体2传递。
[0053]图4为表示公差环8的结构的立体图。图5为表示公差环8的结构的侧视图。如图4、5所示，公差环8使用板状的不锈钢而形成，周向呈大致环状，且具有多个凸部81。凸部81在公差环8的外表面沿径向呈大致矩形形状地突出。而且，各凸部81沿着公差环8的周向设置成一列。在将公差环8插入滑架5侧的开口后，将枢轴7压入公差环8的内部。此时，凸部81压接于滑架5的连结部52的内部壁面，将滑架5与枢轴7之间固定。需要说明的是，优选公差环8的周向长度与连结部52的开口的外周长度相等。而且，凸部81的突出方向也可以为沿着径向向内周侧突出的方向。
[0054]而且，如图5所示的侧视图所示，公差环8的周向上的端部82、83的曲率半径与周向上的端部82、83以外的部分的曲率半径的值不同。具体而言，周向上的端部82、83的曲率半径与滑架5的连结部52的曲率半径相等。而且，周向上的端部82、83以外的部分的曲率半径大于滑架5的连结部52的曲率半径。在图5中，虚线Ptl表示周向上的端部82、83以外的部分的曲率半径的圆形状(外接的圆的形状)。由此，当将公差环8插入滑架5的连结部52时，在开口的端部82、83闭合的情况下，沿着周向的形状能够成为与连结部52的曲率半径大致相等的曲率半径的圆形。此处，公差环8以曲率半径随着从端部82、83以外的部分朝向端部82、83的方向连续变小的方式弯曲。
[0055]图6为示意性地表示图1所示的硬盘装置I的公差环8的结构的展开图，为将公差环8沿周向拉伸的图。也如图6所示，在本实施方式中，说明一列配置有六个凸部81的情况。公差环8的凸部81沿着主面的长度方向排列。
[0056]此处，沿一列配置的凸部81的个数为偶数，且为3的倍数。通过将凸部81的个数配置为3的倍数，例如相对于抵接侧面以120°对称地进行接触，使对连结部52的侧面施加的载荷大致均匀，从而能够高精度地维持轴承的动作效率。需要说明的是，在本实施方式中，对具有六个凸部81的情况进行说明。[0057]图7为示意性地表示图1所示的硬盘装置的主要部分的结构的说明图。图7为将上述的滑架5、凸部81以及枢轴7模型化为滑架C、凸部B以及枢轴M而将凸部B视为两端固定在凸部81的中央部和与公差环8外接的圆的中心的弹簧的图。将该凸部B的弹簧常数设为k。而且，相对于通过滑架C的中心0(公差环的外接圆的中心)且通过凸部B的与滑架C以及枢轴M接触的各接触点(凸部81的中央部)的轴线NI (径向的基准)倾斜了的轴线N2与该轴线NI所成的角度设为Θ。
[0058]此时，当将轴线N2方向的弹簧常数设为ke时，如式⑵所示，ke表示为，
[0059]k 0 = k I cos Θ | …(2)。
[0060]图8为表示本实施方式所涉及的公差环的角度Θ与弹簧常数比ke/k的关系的图表。如图8所示，当角度Θ为90° (-90° )时，弹簧常数比ke/k(弹簧常数ke)成为O。即，就凸部B而言，在角度Θ为90。的情况下(轴线N2相对于轴线NI倾斜了 90°的情况下)，沿轴线NI方向施加的载荷相对于轴线N2方向施加的载荷为O。而且，Θ在90°的情况也同样。
[0061]而且，在公差环设置有多个凸部B。此时，当多个凸部B相对于360°以等间隔配置时，从以一个径向为基准时的基准旋转了旋转角度Θ时的径向的合成弹簧常数Κ(θ)(以下仅记为K)如式(3)所示。合成弹簧常数K取决于在外接的圆中从作为基准的径向绕中心旋转的旋转角度Θ。
[0062]【数I】
【权利要求】
1.一种公差环，该公差环使用板状的构件而形成，呈沿着规定方向大致环绕一周的环状，且沿着周向设有朝向径向突出的多个凸部，其特征在于， 所述凸部沿着所述周向而配置偶数个， 分别通过所述多个凸部的中央部和与该公差环外接的圆的中心的多条直线相互交叉。
2.如权利要求1所述的公差环，其特征在于， 在将所述凸部视为两端被固定在该凸部的中央部和所述外接的圆的中心的弹簧并假定各凸部中的弹簧的弹簧常数相同的情况下，当将取决于在所述外接的圆中从作为基准的径向绕所述中心旋转的旋转角度Θ的合成弹簧常数设为Κ(θ)时， 所述多个凸部的中央部位于与所述合成弹簧常数Κ( Θ )成为最大或最小的多个旋转角度Θ中的某一方对应的位置处。
3.如权利要求1或2所述的公差环，其特征在于， 当将所述多个凸部的个数设为Na,b = aX2b(a= 1,3,5,.......b = 1,2,......)时， 各凸部设置于在所述外接的圆中从作为基准的径向绕所述外接的圆的中心而旋转了由下式(I)定义的角度Θ a,e的径向上，
9 a, @ = α θ a+β θ b+ΠΙα, β π......⑴
此处，Qa = 23i/a、Θ b = JI /Na, b、a = 0,1,2,......、β = 0,1,2,......、ma,e =0，1、a ( a-1、β ( 2b_l。
4.如权利要求1~3中任一项所述的公差环，其特征在于， 具有从与所述周向正交的方向的外缘侧端部中的至少一方的外缘侧端部沿着与所述周向正交的方向切开而成的切口部。
5.如权利要求4所述的公差环，其特征在于， 在所述一方的外缘侧端部设置一个或多个所述切口部。
6.如权利要求1~5中任一项所述的公差环,其特征在于， 所述周向上的端部的曲率半径比所述周向上的所述端部以外的部分的曲率半径小。
7.如权利要求6所述的公差环，其特征在于， 曲率半径随着从所述端部以外的部分朝向所述端部的方向连续变小。
8.如权利要求1~7中任一项所述的公差环，其特征在于， 所述多个凸部沿着所述周向配置， 沿着所述周向配置的所述凸部之中的、配置成一列的所述凸部的个数为3的倍数。
【文档编号】G11B21/02GK104011798SQ201280063893
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】荒木俊充, 三村光辉, 田岛典拓 申请人:日本发条株式会社