CN204152972U - 轴承装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种轴承装置，防止润滑剂的漏出。该轴承装置具备：滚动轴承(102)，其具有外圈(102c)和内圈(102a)；轴(101)，其固定于内圈(102a)；以及套筒(104)，其固定于外圈(102c)，在轴(101)的至少一端部设置有凸缘部(105)，凸缘部(105)具有从轴(101)朝径向外侧延伸的圆盘部(105b)以及从该圆盘部(105b)朝轴向延伸的圆筒部(105a)，圆筒部(105b)位于外圈(102c)的外侧，由间隙(107、108、109)形成在两个位置弯曲的迷宫间隙。

Description

轴承装置
技术领域
本实用新型涉及在防止被装入滚动轴承的润滑剂泄漏的构造中具有特征的轴承装置。 
背景技术
在近几年的硬盘驱动装置中需要进一步的大容量化以及高速动作。与之相关，硬盘驱动装置内的清洁度的维持也变得更加重要。然而，作为硬盘驱动装置，公知有利用枢轴组件轴承装置将前端具备磁头的促动器(臂)轴支承为能够转动的构造(例如，参照专利文献1)。 
枢轴组件轴承装置具有滚动轴承，在滚动轴承中使用润滑剂。这里，存在该润滑剂对上述硬盘驱动装置内部的清洁度造成负面影响的情况。作为该问题的应对，专利文献2记载了如下构造，即、在轴上设置凸缘，该凸缘的外周面与外壳之间的间隙形成用于防止润滑剂漏出的迷宫密封。 
专利文献1：日本特开2011-220427号公报 
专利文献2：日本特开2008-69920号公报 
实用新型内容
在专利文献2所记载的迷宫密封的构造中，润滑剂的漏出路径方向的间隙的延伸距离短，而且漏出路径的延伸方向为一个方向，所以不能充分获得防止润滑剂漏出的功能。在这样的背景下，本实用新型的目的是防止润滑剂漏出。 
技术方案1记载的实用新型涉及一种轴承装置，其特征在于，具备设置有至少一个凸缘的轴、将上述轴支承为旋转自如的状态的滚动轴承、以及在内侧固定有上述滚动轴承的套筒，上述凸缘具有朝远离上述轴的方向延伸的圆盘部、以及从该圆盘部朝轴向延伸的圆筒部，上述圆 筒部位于上述滚动轴承的外圈的外侧，上述滚动轴承的内圈与上述轴的外周面接触，上述滚动轴承的外圈与上述套筒的内周面接触，具有：上述圆筒部与上述套筒之间的第一间隙、利用了上述圆筒部的内周面的第二间隙、以及上述滚动轴承的外圈与上述圆盘部之间的第三间隙，由上述第一间隙、上述第二间隙以及上述第三间隙形成至少在两个位置弯曲的迷宫间隙。 
根据技术方案1记载的实用新型，在由轴、圆盘部以及圆筒部构成的凹部收纳滚动轴承的一部分，而且形成弯曲的迷宫间隙，所以能得到润滑剂难以漏出的构造。 
在技术方案1记载的实用新型的基础上，技术方案2记载的实用新型的特征在于，上述第一间隙具有沿垂直于轴的方向延伸的部分，上述第二间隙沿平行于轴的方向延伸，上述第三间隙沿垂直于轴的方向延伸。根据技术方案2记载的实用新型，形成了间隙的路径弯曲的曲柄构造，所以能有效抑制润滑剂的漏出。此外，垂直于轴的方向是指与轴的轴向垂直的方向。另外，平行于轴的方向是指与轴的轴向平行的方向的。 
在技术方案1或2记载的实用新型的基础上，技术方案3记载的实用新型的特征在于，上述第一间隙具有朝远离轴中心的方向延伸的部分，上述第二间隙沿轴向延伸，第三间隙朝远离轴中心的方向延伸。根据技术方案3记载的实用新型，能利用圆筒部有效地形成具有曲柄构造的间隙。 
在技术方案1～3中任一项记载的实用新型的基础上，技术方案4记载的实用新型的特征在于，上述第一间隙的宽度在上述第二间隙以及上述第三间隙的宽度以下。 
在技术方案1～4中任一项记载的实用新型的基础上，技术方案5记载的实用新型的特征在于，在上述套筒设置有与上述圆筒部的外周面或者内周面对置的延伸部，在上述套筒通过设置上述延伸部而设置台阶部，在上述圆筒部的端面与上述台阶部之间设置有上述第一间隙，在上述圆筒部的上述外周面与上述延伸部的内周面之间，或者在上述圆盘部与上述延伸部的端面之间还设置有其它间隙。根据技术方案5记载的实用新型，设置有与第一间隙或者第二间隙连续的其它间隙，从而能够获 得更高的密封性。 
在技术方案1或2记载的实用新型的基础上，技术方案6记载的实用新型的特征在于，上述第一间隙具有垂直于轴的部分和平行于轴的部分，上述垂直于轴的部分的间隙的宽度比上述平行于轴的部分的间隙的宽度大。根据技术方案6记载的实用新型，第一间隙在垂直于轴的部分和平行于轴的部分弯曲，所以能够获得高的密封性。另外，在进行凸缘与套筒的组装时轴向的公差的累积变大，可能会使凸缘部端面与套筒接触而不能适当地承受预压，但通过增大垂直于轴的部分的间隙(轴向的间隙)的宽度，从而能够避免该问题。 
在技术方案6记载的实用新型的基础上，技术方案7记载的实用新型的特征在于，上述第一间隙的上述平行于轴的部分的间隙的宽度在上述第二间隙以及上述第三间隙的宽度以下。根据技术方案7记载的实用新型，在润滑剂漏出的方向观察处于最下游侧的第一平行部分的间隙的宽度在比其靠上游侧的第二间隙以及第三间隙的宽度以下，所以能够获得高的密封性。 
在技术方案1～7中任一项记载的实用新型的基础上，技术方案8记载的实用新型的特征在于，上述凸缘与上述轴一体成型。根据技术方案8记载的实用新型，能够减少部件的个数，而且能够提高利用凸缘而形成的第一间隙、第二间隙以及第三间隙的尺寸精度。 
在技术方案1～8中任一项记载的实用新型的基础上，技术方案9记载的实用新型的特征在于，具有与上述凸缘同样的构造且不与上述轴一体成型的其它凸缘设置于上述轴的其它部分。 
在技术方案9记载的实用新型的基础上，技术方案10记载的实用新型的特征在于，上述其它凸缘通过粘合、过盈配合或者焊接而固定于上述轴。 
根据本实用新型，能得到防止润滑油漏出的轴承装置。 
附图说明
图1是实施方式的剖视图。 
图2(A)、2(B)是图1的局部放大图。 
图3是实施方式的剖视图。 
图4是实施方式的剖视图。 
图5是实施方式的剖视图。 
图6是实施方式的立体图。 
附图标记的说明 
100...枢轴组件轴承装置；101...轴；102...滚动轴承；102a...内圈；102b...滚动体；102c...外圈；103...滚动轴承；103a...内圈；103b...滚动体；103c...外圈；104...套筒；105...凸缘部；105a...圆盘部；105b...圆筒部；106...凹部；107...间隙；108...间隙；109...间隙；110...外置凸缘；110a...圆盘部；110b...圆筒部；111...凹部；112...间隙；113...间隙；114...间隙；130...套筒；141...间隙；142...套筒；142a...延伸部；142b...延伸部；143...间隙；145...间隙；500...枢轴组件轴承装置；150...凸缘部；150a...圆盘部；150b...圆筒部；151...套筒；151a...延伸部；151b...延伸部；152...台阶部；153...间隙；154...间隙；155...间隙；156...间隙；160...外置凸缘；160a...圆盘部；160b...圆筒部；162...台阶部；163...间隙；164...间隙；165...间隙；166...间隙。 
具体实施方式
1.第一实施方式 
图1示出了实施方式的枢轴组件轴承装置100。枢轴组件轴承装置100具有作为旋转轴的轴101。在套筒104的外周部固定有前端搭载了磁头的促动器(臂)(未图示)，轴101作为促动器的旋转轴。利用滚动轴承102、103将套筒104以旋转自如的状态保持于轴101。轴101具有近似筒形状的构造，其下部支承部固定于未图示的硬盘驱动装置的框体。使套筒104相对于轴101旋转，从而未图示的促动器与套筒104一起动作，促动器前端的磁头部分进行摆动运动。此外，用于使套筒104旋转而进行促动器的摆动的驱动系统的图示省略。 
以下，对滚动轴承102以及其周边构造进行说明。图2(A)示出了放大图1的滚动轴承102的附近的图。如图2(A)所示，滚动轴承102由内圈102a、滚动体(球)102b、外圈102c构成，在内圈102a与外圈102c之间夹装滚动体102b，通过使滚动体102b滚动，从而使外圈102c相对于内圈102a相对旋转。为了使滚动体102b相对于内圈102a以及外圈102c的滚动顺畅地进行，在滚动体102b滚动的部分涂覆有润滑剂(各种润滑用油等)。 
在轴101的一端侧(图的上端侧)一体设置有凸缘部105。凸缘部105具有朝远离轴的方向延伸的圆盘部105a、和以从圆盘部105a的外缘覆盖滚动轴承102的外侧(远离轴的方向的外侧)的方式沿轴向(图的下方)延伸的圆筒部105b。通过设置圆筒部105b，从而在圆筒部105b的内侧的部分形成沿轴向凹陷的凹部106，在该凹部106的内侧收纳滚动轴承102的一部分。 
滚动轴承102的内圈102a固定于轴101。即，内圈102a的端面(图的上端面)固定于圆盘部105a的内侧(图的下表面)，内圈102a的内周面固定于轴101的外周面。固定的方法有使用粘合剂的方法、过盈配合的方法、激光焊接等焊接的方法、或者将这些方法组合而得的方法等。这一点对于外圈102c以及滚动轴承103也是相同的。 
滚动轴承102的外圈102c的外周面固定于套筒104的内周面。凸缘部105与套筒104不接触，在两者之间设置有间隙107。圆筒部105b的内侧与外圈102c不接触，在两者之间设置有间隙108。圆盘部105a与外圈102c的端面(图的上端面)不接触，在两者之间设置有间隙109。间隙107是第一间隙的一个例子，间隙108是第二间隙的一个例子，间隙109是第三间隙的一个例子。 
这里，间隙107沿垂直于轴的方向(远离轴的方向)延伸，间隙108沿平行于轴的方向延伸，间隙109沿垂直于轴的方向延伸。将间隙107、108、109的宽度(间隙尺寸)设定为例如0.01～0.1mm左右。为了获得高的密封性，优选使间隙107的宽度(间隙尺寸)在其它间隙以下。 
接下来，对滚动轴承103的附近进行说明。图2(B)示出了放大图1的滚动轴承103的附近的图。如图2(B)所示，滚动轴承103由内圈 103a、滚动体(球)103b、外圈103c构成，在内圈103a与外圈103c之间夹装滚动体103b，通过使滚动体103b滚动，从而使外圈103c相对于内圈103a相对旋转。为了使滚动体103b相对于内圈103a以及外圈103c的滚动顺畅地进行，在滚动体103b滚动的部分涂覆有润滑剂(各种润滑用油等)。 
在轴101的另一端侧(图的下端侧)安装有外置凸缘(也称为毂盖)110。外置凸缘110是相对于轴101独立的部件，通过利用粘合剂的方法、过盈配合的方法、激光焊接等焊接的方法、或者将这些方法组合而得的方法等被固定于轴101。外置凸缘110具有朝垂直于轴的方向延伸的圆盘部110a、和以从圆盘部110a的外缘覆盖轴承103的外侧的方式沿轴向延伸的圆筒部110b。通过设置圆筒部110b，从而在圆筒部110b的内侧的部分形成沿轴向凹陷的凹部111，在该凹部111的内侧收纳滚动轴承103的一部分。 
滚动轴承103的内圈103a固定于轴101的一侧。即，内圈103a的端面(图的下端面)固定于圆盘部110a的内侧(图的上表面)，内圈103a的内周面固定于轴101的外周面。 
另外，滚动轴承103的外圈103c固定于套筒104的内周面。外置凸缘110与套筒104不接触，在两者之间设置有间隙112。外置凸缘110的圆筒部110b的内侧与外圈103c不接触，在两者之间设置有间隙113。外置凸缘110的圆盘部110a与外圈103c的端面不接触，在两者之间设置有间隙114。将间隙112、113、114的间隙尺寸设定为例如0.01～0.1mm左右。为了获得高的密封性，优选使间隙112的宽度(间隙尺寸)在其它间隙以下。 
(作用效果) 
利用间隙107、108、109形成迷宫间隙，而可防止被装入滚动体102b附近的润滑剂向轴承装置外部漏出。另外，利用间隙112、113、114形成迷宫间隙，而可防止被装入滚动体102b附近的润滑剂向轴承装置外部漏出。上述迷宫间隙构成在两个位置弯曲的曲柄构造，从而能够形成使润滑剂的漏出路径较长地弯曲的构造。因此，得到润滑剂难以漏出的密封构造。特别是在沿径向(垂直于轴的方向)延伸的两个间隙107、 109之间设置有沿轴向延伸的间隙108，所以能够有效抑制因离心力引起的润滑剂的漏出。同样，在沿径向延伸的两个间隙112、114之间设置有沿轴向延伸的间隙113，所以能够有效抑制因离心力引起的润滑剂的漏出。另外，凸缘部105与轴101一体成型，所以能减少部件个数，确保间隙尺寸的精度。 
另外，利用圆筒部105b将外圈102c的一部分从径向的外侧覆盖，并且利用圆盘部105a覆盖滚动轴承102的轴向的端部，所以能够可靠地防止润滑剂从滚动体102b的部分泄漏。同样，利用圆筒部110b将外圈103c的一部分从外侧覆盖，并且利用圆盘部110a覆盖滚动轴承103的轴向的端部，所以能够可靠地防止润滑剂从滚动体103b的部分泄漏。 
2.第二实施方式 
图3示出了代替图1所示的构造中的套筒104而采用将其外径进一步增大的套筒130的枢轴组件轴承装置300。在套筒130的外侧固定有前端搭载了磁头的促动器(臂)(未图示)。此外，套筒130以外的部分与枢轴组件轴承装置100相同。 
3.第三实施方式 
图4示出了枢轴组件轴承装置400。在枢轴组件轴承装置400中，以将图1的构造中凸缘部105的圆筒部105b的外侧覆盖的方式使套筒沿轴向延伸，从而除了图1的迷宫间隙之外，还设置有间隙141。即，枢轴组件轴承装置400具有套筒142，套筒142具有沿轴向延伸并将圆筒部105b的外侧包围的延伸部142a和142b。延伸部142a成为内径扩大而在此收纳圆筒部105b的形状。另外，延伸部142b具有与延伸部142a同样的构造。而且，在延伸部142a的内周面与圆筒部105b的外周面之间设置有间隙141，在延伸部142b与圆筒部110b之间设置有间隙143。 
另外，在延伸部142a内侧扩径的部分的轴向的端面(台阶面)与圆筒部105b的轴向的端面之间形成有相当于图2的间隙107的间隙144。同样，在延伸部142a内侧扩径的部分的轴向的端面(台阶面)与圆筒部110b的轴向的端面之间形成有相当于图2的间隙112的间隙 145。另外，间隙141和143相当于本实用新型的其它间隙。其它部分与图1的构造相同。 
根据图4所示的构造，与图1所示的构造比较，迷宫间隙进一步弯曲而变长，所以能进一步提高使被装入滚动体102b以及103b的附近的润滑剂不向枢轴组件轴承装置400的外部漏出的效果。 
另外，在图4所示的构造中，优选的实施方式是，间隙144以及145的宽度比间隙141以及143的宽度大。在进行凸缘与套筒的组装时轴向公差的累积变大，可能会在间隙144以及145中凸缘部端面与套筒接触而不能适当地承受预压，但通过增大上述间隙144以及145(轴向的间隙)的宽度，从而能够避免该问题。 
并且，在这种情况下，优选的实施方式是间隙141以及143的宽度在间隙108、109、113、114(皆为对应的图2的位置的附图标记)的宽度以下。根据该实施方式，考虑润滑剂漏出方向的情况下的最下游侧的间隙141以及143的宽度在比其靠上游侧的间隙的宽度以下，所以能够获得更高的密封性。 
4.第四实施方式 
图5示出了枢轴组件轴承装置500。此外，没有特别说明的部分的构造与图1的枢轴组件轴承装置100相同。枢轴组件轴承装置500具有凸缘部150。凸缘部150与轴101一体成型，并具有圆盘部150a和圆筒部150b。套筒151具有沿轴向延伸的延伸部151a和151b。延伸部151a和151b的外形缩径而成为使圆筒部150b以及后述的圆筒部160b位于该缩径的部分的形状。 
在圆盘部150a与外圈102c之间形成有间隙153，在圆盘部150a与延伸部151a的端部之间形成有间隙154，在延伸部151a的外周面与圆筒部150b的内周面之间形成有间隙155，在延伸部151a的根部处的设置于套筒151的外周的台阶部152与圆筒部150b的轴向的端面之间形成有间隙156。而且，由间隙153、154、155、156形成迷宫间隙。这里，间隙156相当于第一间隙，间隙155相当于第二间隙，间隙153相当于第三间隙。另外，间隙154相当于其它间隙。 
枢轴组件轴承装置500具有外置凸缘160。外置凸缘160安装于轴101，并具有圆盘部160a和圆筒部160b。在圆盘部160a与外圈103c之间形成有间隙163，在圆盘部150a与延伸部151b的端部之间形成有间隙164，在延伸部151b与圆筒部160b之间形成有间隙165，在延伸部151b的根部处的设置于套筒151的外周的台阶部162与圆筒部160b的端面之间形成有间隙166。而且，由间隙163、164、165、166形成迷宫间隙。 
5.第五实施方式 
图6示出了利用本实用新型的轴承装置的硬盘驱动装置D。硬盘驱动装置D具有利用枢轴组件轴承装置1将促动器(臂)3保持在能够摆动的状态的构造。枢轴组件轴承装置1采用第一～第四实施方式中的任一构造。在促动器3的前端安装磁头4，向通过磁头4而旋转的磁盘5写入数据以及读出数据。 
(其它) 
本实用新型的实施方式不限定于上述各个实施方式，包含本领域技术人员能想到的各种变形，本实用新型的效果也不限定于上述内容。即，在不脱离权利要求书中规定的内容以及由其均等物导出的本实用新型的概念性思想和主旨的范围内能够进行各种追加、变更以及部分删除。例如，在本说明书中，对将本实用新型应用于在硬盘驱动装置中使用的枢轴组件轴承装置的情况进行了说明，但本实用新型的应用不限定于枢轴组件轴承装置，也能够应用于其它目的轴承装置。另外，在实施方式中，对使用两个应用了本实用新型的密封构造的滚动轴承的情况进行了说明，但滚动轴承的个数也可以在三个以上。另外，也可以是利用至少一个应用了本实用新型的密封构造的滚动轴承的轴承装置。 
[实施例]以下，通过实施例以及比较例对本实用新型更具体地进行说明。 
1)比较试验 
对作为实施例的图4所示的第三实施方式的枢轴组件轴承装置、和作为比较例的具备现有的不具有圆筒部的凸缘部的枢轴组件轴承装置 (不具有弯曲的迷宫间隙的枢轴组件轴承装置)，进行颗粒(particle)释放量的比较试验。此外，所使用的轴承的大小为外径9.5mm、内径6.4mm、宽度3.2mm，实施例与比较例的套筒-凸缘部间的间隙的最小宽度尺寸相同，都设定为0.13mm。 
2)测定条件 
在颗粒不向外部漏出的空间内，一边使枢轴组件轴承装置左右分别偏离30度地高速摆动，一边使空气强制流动，测定空气中所含的颗粒量。 
3)试验结果 
其结果是，在具备现有的凸缘部的比较例的枢轴组件轴承装置中，颗粒量为1.293μm3/min，与此相对，在第三实施方式(图4)的实施例的枢轴组件轴承装置中，颗粒量约为一半，即0.634μm3/min。能够确认的是，通过使用本实用新型的枢轴组件轴承装置，在迷宫间隙装入润滑剂而能够抑制颗粒的释放量。 
工业上的利用可能性 
本实用新型能够应用于轴承装置。 

Claims (10)

1.一种轴承装置，其特征在于，
具备：
滚动轴承，其具有外圈和内圈；
轴，其固定于所述内圈；以及
套筒，其固定于所述外圈，
在所述轴的至少一端部设置有凸缘，
所述凸缘具有从所述轴朝径向外侧延伸的圆盘部、以及从该圆盘部朝轴向延伸的圆筒部，
所述圆筒部位于所述外圈的外侧，
具有：所述圆筒部与所述套筒之间的第一间隙、所述圆筒部的内周面面对的第二间隙、以及所述外圈与所述圆盘部之间的第三间隙，
由所述第一间隙、所述第二间隙以及所述第三间隙形成至少在两个位置弯曲的迷宫间隙。
2.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，
所述第一间隙具有沿垂直于轴的方向延伸的部分，
所述第二间隙沿平行于轴的方向延伸，
所述第三间隙沿垂直于轴的方向延伸。
3.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，
所述第二间隙形成于所述圆筒部的内周面与所述外圈之间，或形成于所述圆筒部的内周面与所述套筒的外周面之间。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的轴承装置，其特征在于，
所述第一间隙的宽度在所述第二间隙以及所述第三间隙的宽度以下。
5.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，
在所述套筒设置有与所述圆筒部的外周面或内周面对置的延伸部，
在所述套筒通过设置所述延伸部而设置台阶部，
在所述圆筒部的端面与所述台阶部之间设置有所述第一间隙，
在所述圆筒部的所述外周面与所述延伸部的内周面之间，或在所述圆盘部与所述延伸部的端面之间还设置有其它间隙。
6.根据权利要求1或2所述的轴承装置，其特征在于，
所述第一间隙具有垂直于轴的部分和平行于轴的部分，所述垂直于轴的部分的间隙的宽度比所述平行于轴的部分的间隙的宽度大。
7.根据权利要求6所述的轴承装置，其特征在于，
所述第一间隙的所述平行于轴的部分的间隙的宽度在所述第二间隙以及所述第三间隙的宽度以下。
8.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，
所述凸缘与所述轴一体成型。
9.根据权利要求1或8所述的轴承装置，其特征在于，
具有与所述凸缘同样的构造且不与所述轴一体成型的其它凸缘设置于所述轴的其它部分。
10.根据权利要求9所述的轴承装置，其特征在于，
所述其它凸缘通过粘合、过盈配合或焊接而固定于所述轴。
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