JP2008128481A

JP2008128481A - 軸受ユニット

Info

Publication number: JP2008128481A
Application number: JP2006318057A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shimokawa; 隆志下川; Toshihisa Ikeda; 寿央池田; Seizo Miyazaki; 晴三宮崎
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】固定磁気ディスク装置のスイングアームを揺動回転可能に軸支する軸受ユニットにおいて、部品状態での洗浄がしやすくＨＤＤの高密度記録に貢献し得る、清浄度の高い軸受ユニットを提供する。
【解決手段】
軸受ユニット１３５は、相互に相対回転可能に対向して配置されたフランジ付きの軸５００とフランジ付きのハウジング４００を備え、軸の一端５１０には円環状の軸フランジ５３０が設けられ、ハウジングの一端４１０にはハウジングフランジ４３０設けられる。軸の外径面５０１とハウジング４００の内径面４０３の間には、２つの軸受２００ａ，２００ｂが間座３００を介して所定の間隔をあけて収容され、開放側面はシールキャップ６００と軸フランジによって閉塞されている。ハウジング４００の外表面と、軸５００の外表面と、シールキャップ６００の外表面が、それぞれ表面粗さが０．２５μｍＲｙ以下となるように仕上げられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも外表面を所定の表面粗さ以下で仕上げた軸受ユニットに関し、より詳細には、磁気ヘッドを載置して磁気円盤上にデータを読み書きする固定磁気ディスク装置のスイングアームを揺動回転可能に軸支する軸受ユニットの改良に関するものである。

例えば図４に示すように、固定磁気ディスク装置（以下、ＨＤＤ：ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅと称する）１００に内蔵され高速で回転する磁気ディスク１１０には、ＨＤＤ１１０と同心に所定のピッチで記録トラック１１１が設定され、その記録トラック１１１に記録信号が記録されている。なお、図４は、説明のため、ＨＤＤ１００の上面の蓋を取り外した状態を示している。
この記録トラック１１１に記録信号を読み書きする際には、基端側１３３が軸受ユニット１３５に軸支されているとともに、先端側１３２に磁気ヘッド１２０が固定されたスイングアーム１３０が、当該スイングアーム１３０に取り付けられているボイスコイル（図示せず）に電流を与えることにより揺動回転することで、磁気ヘッド１２０が所望の記録トラック１１１に沿って移動する。

軸受ユニット１３５（ピボット、もしくは、ピボット軸受ともいう）は、ＨＤＤ１００のベース（図示せず）に軸１３４が固定され、スイングアーム１３０を揺動回転可能に軸支するものであって、一般的には図５に示すように、軸１３４を内輪１０に内嵌した２つの同型の軸受２００ａと軸受２００ｂが、間座３００によって軸１３４の軸方向（図中一点鎖線の方向）に所定の間隔をあけて２つ配されている。さらに、軸受２００ａ，２００ｂは、その外輪２２０，２２０に外嵌されて配されたハウジング４００に収容されている。そして、ハウジング４００にはスイングアーム１３０の基端側１３３が外嵌されることにより、スイングアーム１３０が軸支される。

その軸受２００ａ及び軸受２００ｂの構成は、相対回転可能に対向して配置された外輪２２０及び内輪２１０と、当該外輪２２０の内径側に形成された軌道面２２１と内輪２１０の外径側に形成された軌道面２１１との間に転動自在に組み込まれた複数の転動体２３０、例えば玉を備え、その転動体２３０は、該外輪２２０と内輪２１０との間に挿入された保持器２４０によって相対位置が保持されている。
さらに、軸受２００ａ，２００ｂには、その両側面に軸受内を密封するシールド（以下シールと称する）２６０が備えられている。

このようなＨＤＤ１００のスイングアーム１３０用の軸受ユニット１３５を製作する場合において、従来、軸受ユニット１３５を構成する各部品の精度は、旋削や研削によって加工する際に生じたバリを取るためにバレル処理が行われる程度であって、特に部品の表面粗さを高精度に仕上げることはなく、そのまま組み立てられていた。

ところが、近年、ＨＤＤの記憶容量の上昇に伴って、前記磁気ヘッド１２０と前記磁気ディスク１１０との間の隙間（ヘッド浮上量）をナノメータレベルまで近づける必要があり、それに伴って、従来問題とはならなかった極微細な付着物がＨＤＤ内を汚染することが問題視されるようになってきた。
特に、特許文献１のような垂直磁気記録方式では、記憶容量の拡大が可能で記録が安定して行える反面、ヘッド浮上量が１０ｎｍ（ナノメータ）より小さくなり、前記ＨＤＤ内が極微細な付着物によって汚染された場合の問題が大きくなるようになった。

特開２００２−２０８１０３号公報

本発明の目的は、ＨＤＤのスイングアームを揺動回転可能に軸支する軸受ユニットにおいて、部品状態での洗浄がしやすくＨＤＤの高密度記録に貢献し得る、清浄度の高い軸受ユニットを提供することである。

上記課題を達成するために、本発明の成した技術的手段は、回転対象物を回転可能に軸支する軸受ユニットにおいて、軸受ユニットの少なくとも軸受ユニットの外方に露出した外表面の表面粗さを０．２５μｍＲｙ以下としたことを特徴とする軸受ユニットとしたことである。軸受ユニットの外表面はハウジングの外表面を含んでも良く、そのハウジングの外表面はハウジングフランジの外表面を含むものであっても良い。また、軸受ユニットの外表面は軸の外表面を含んでも良く、その軸の外表面は軸フランジの外表面を含んでも良い。

また、軸受ユニットの外表面は、軸受の外表面を含んでも良く、その軸受の外表面は、軸受内部を密封するシールドの側面を含んでも良い。
または、軸受ユニットの外表面は、複数の軸受間に介される間座の外表面を含んでも良く、あるいは、軸受の開放端を閉塞するシールキャップの外表面を含んでも良い。
なお、上述の軸受ユニットは、磁気固定ディスクの磁気ヘッドの浮上量が１０ｎｍ以下の高密度記録用固定磁気ディスクのスイングアームのピボット用に使用されていても良い。

本発明によれば、ＨＤＤのスイングアームを揺動回転可能に軸支する軸受ユニットにおいて、部品状態での洗浄がしやすくＨＤＤの高密度記録に貢献し得る、清浄度の高い軸受ユニットを提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態に係る軸受ユニットについて図１〜図３に基づいて説明する。本発明による軸受ユニット１３５は、ＨＤＤ１００のベースに軸５００が固定され、スイングアーム１３０を揺動回転可能に軸支するものである。

本発明による第１の実施例の軸受ユニット１３５は、軸５００と該軸５００に対向して配されたハウジング４００と、該軸５００とハウジング４００間に収容された軸受２００ａ，２００ｂとを備えている。
具体的には、図１に示すように、軸５００はその内径面５０２で穴Ｈを形成した所定の長さの筒状に形成されるとともに、該軸５００の一端５１０には円環状の軸フランジ５３０が一体に設けられ、軸５００とハウジング４００は相互に相対回転可能に対向して配されている。また、ハウジング４００は所定の長さで筒状に形成されるとともに、該ハウジング４００の一端４１０には円環状のハウジングフランジ４３０が一体に設けられている。

軸受２００ａ，２００ｂは、間座３００を介し軸方向（図中一点鎖線の方向）に所定の間隔があけて配されている。なお、軸受２００ａ，２００ｂの構成については前述した一般的な軸受の構成と同様であるのでここでは説明を省略する。
また、軸５００の他端５２０には円環状のシールキャップ６００が外嵌され、記軸フランジ５３０の外径面５３１とシールキャップ６００の外径面６０１は、前記ハウジング４００の内径面４０２と相対回転可能に微少なすきまを持って対向している。なお、軸受２００ａの開放側面は前記シールキャップ６００によって閉塞され、軸受２００ｂの開放側面は前記軸フランジ５３０によって閉塞されている。

また、軸受ユニット１３５は、ＨＤＤ１００のベースに軸５００が固定され、ハウジング４００の外径面４０１にスイングアーム１３０の基端側１３３を外嵌して接着固定、もしくは、ねじ等により固定されることによって、スイングアーム１３０を揺動回転可能に軸支可能とする。

このように構成した軸受ユニット１３５の外方に露出した外表面（以下単に外表面という）は、その表面粗さが０．２５μｍＲｙ（Ｒｙ：基準長さ毎の最低谷底から最大山頂までの高さ）以下となるように仕上げられている。本実施例では、ハウジング４００の外表面と軸５００の外表面とシールキャップ６００の外表面が上記表面粗さの範囲に仕上げられる。
具体的には、ハウジング４００では、ハウジング外径面４０１、ハウジング側面４０２及びハウジングフランジ端面４３２，４３３、ハウジングフランジ外径面４３１が上記表面粗さの範囲に仕上げられる。
軸５００では、軸内径面５０２及び軸端面５０３及び軸フランジ端面５３２が上記表面粗さの範囲に仕上げられる。
シールキャップ６００では、シールキャップ側面６０２が上記表面粗さの範囲に仕上げられる。
なお、本実施例の軸受ユニット１３５では、ハウジング４００は軸５００の他端５２０の方向にずれて組み合わされている。これにより、ハウジング内径面４０３と軸フランジ外径面５３１の一部が外方に向けて露出しているので、その露出部分もまた上記表面粗さの範囲に仕上げられていても良い。

本発明による第２の実施例の軸受ユニット１３５は、図２に示すように、前記実施例１の軸受ユニット１３５のハウジング４００を備えない構成である。この場合、軸受ユニット１３５は、ＨＤＤ１００のベースに軸５００が固定されるとともに、軸受ユニット１３５の外径側が、スイングアーム１３０の基端側１３３に設けられた取付穴（図示しない）に直接接着固定されることによりスイングアーム１３０を揺動回転可能に軸支する。
本実施形態による軸受ユニット１３５の各構成は、前記実施例１で説明した構成と同様であるのでここでは説明を省略する。

本実施例による軸受ユニット１３５の場合には、例えば、軸５００の外表面と、シールキャップ６００の外表面と、軸受２００ａ，２００ｂの外表面及び間座３００の外表面の表面粗さが０．２５μｍＲｙ以下となるように仕上げられている。

具体的には、軸５００では、軸内径面５０２、軸端面５０３及び軸フランジ端面５３２、軸フランジ外径面５３１が上記表面粗さの範囲に仕上げられる。
シールキャップ６００では、シールキャップ側面６０２とシールキャップ外面６０１が上記表面粗さの範囲に仕上げられる。
軸受２００ａ，２００ｂでは、外輪外径面２２２，２２２が上記表面粗さの範囲に仕上げられ、間座３００では、間座外径面３０１が上記表面粗さの範囲に仕上げられる。
これにより、前記実施例１と同様の効果が得られる。

本発明による第３の実施例の軸受ユニット１３５は、相互に相対回転可能に対向して配置された軸５００とフランジ付きのハウジング４００を備え、該軸５００とハウジング４００との間に２つの軸受２００ａ，２００ｂが収容されている。
具体的には、実施例のスイングアーム用軸受ユニットは、図３に示すように、所定の長さの筒状に形成された軸５００と、該軸５００と対向して配され、所定の長さで筒状に形成されたハウジング４００を備える。
軸５００の内径面にはねじ部５１１が設けられ、該ねじ部５１１によりベースに固定される。
前記ハウジング４００の一端４１０には円環状のハウジングフランジ４３０が一体に設けられる。さらに、２つの軸受２００ａ，２００ｂのシール２６０の側面２６１は外方に向けて露出している。
なお、軸受２００ａ，２００ｂの構成については前述した従来の一般的な構成と同様であるのでここでは説明を省略する。

本実施例による軸受ユニット１３５の場合には、例えば、ハウジング４００の外表面と、軸５００の外表面と、軸受２００ａ，２００ｂの外表面が、それぞれ表面粗さが０．２５μｍＲｙ以下となるように仕上げられている。
具体的には、ハウジング４００では、ハウジング外径面４０１、ハウジング端面４０２及びハブジングフランジ端面４３２，４３３、ハウジングフランジ外径面４３１が上記表面粗さの範囲に仕上げられる。
軸５００では、軸端面５０３，５０４が上記表面粗さの範囲に仕上げられる。
軸受２００ａ，２００ｂでは、内輪２１０，２１０の端面２１１，２１１及び外輪２２０，２２０の端面２２１，２２１及びシール２６０，２６０の側面２６１，２６１が上記表面粗さの範囲に仕上げられる。
これにより、前記実施例１と同様の効果が得られる。

次に、上述した実施例１〜実施例３による軸受ユニット１３５に対して、洗浄評価試験を行った。
洗浄評価試験は、異なる表面粗さに仕上げた軸受ユニット１３５の完成品を再度ＤＩウォータ（純水：ＤｅｉｏｎｉｚｅｄＷａｔｅｒ）に投入して超音波洗浄を行った後に、その洗浄液のＬＰＣ値（液中パーティクルカウンター値：ＬｉｑｕｉｄＰａｒｔｉｃｌｅＣｏｕｎｔｅｒ値）を比較した。
その結果、表面粗さ１μｍＲｙに仕上げた軸受ユニット１３５と表面粗さ０．２５μｍＲｙに仕上げた軸受ユニット１３５では、そのＬＰＣ値は５：１の関係になることが判った。
この洗浄評価試験によれば、軸受ユニット１３５の表面粗さを０．２５μｍＲｙに仕上げることによって、軸受ユニット１３５の外表面へのパーティクル（微片）が付着し難くなっていることが証明された。

すなわち、本発明による軸受ユニット１３５では、外表面の表面粗さが滑らかに仕上げられたことにより、軸受ユニットの部品状態での洗浄がしやすく、さらに、軸受ユニット１３５をＨＤＤ１００に組み付けた状態においても拭き取りがしやすい。従って、より清浄度の高い軸受ユニット１３５を供給可能となったので、この軸受ユニット１３５をＨＤＤ１００のスイングアーム１３０のピボット軸受ユニットとして使用することによって、垂直磁気記録方式のような高い清浄度を要求されるＨＤＤの高密度記録に貢献することができる。

なお、上述の各実施例では、軸受ユニット１３５の表面粗さ０．２５μｍＲｙ以下に仕上げる外表面の一例を挙げたが、これに限定されるものではなく、できる限り全ての外表面を上記表面粗さの範囲に仕上げることが好ましい。例えば、ハウジング４００や軸５００の形状によっては隅部やねじ部など表面粗さを滑らかに仕上げることが非常に困難な部分を有する場合があるが、そのような部分を除き、その他殆どの表面を上記表面粗さの範囲に仕上げることにより、本発明の効果をより顕著に得ることができる。

本発明の第１の実施例による軸受ユニットの構成を説明する一部断面図である。本発明の第２の実施例による軸受ユニットの構成を説明する一部断面図である。本発明の第３の実施例による軸受ユニットの構成を説明する一部断面図である。ＨＤＤの構成を説明する斜視図である。従来の軸受ユニットの構成を説明する一部断面図である。

符号の説明

１３５軸受ユニット
２００ａ，２００ｂ軸受
３００間座
４００ハウジング
４０２ハウジングの側面
４０３ハウジングの内径面
４１０ハウジングの一端
４３０ハウジングフランジ
５００軸
５０１軸の外径面
５１０軸の一端
５３０軸フランジ
６００シールキャップ

Claims

回転対象物を回転可能に軸支する軸受ユニットにおいて、軸受ユニットの少なくとも軸受ユニットの外方に露出した外表面の表面粗さを０．２５μｍＲｙ以下としたことを特徴とする軸受ユニット。
軸受ユニットはハウジングを備え、軸受ユニットの外表面はハウジングの外表面を含むことを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
ハウジングはハウジングフランジを備え、ハウジングの外表面はハウジングフランジの外表面を含むことを特徴とする請求項２に記載の軸受ユニット。
軸受ユニットは軸を備え、軸受ユニットの外表面は軸の外表面を含むことを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
軸は軸フランジを備え、軸の外表面は軸フランジの外表面を含むことを特徴とする請求項４に記載の軸受ユニット。
軸受ユニットは軸受を備え、軸受ユニットの外表面は軸受の外表面を含むことを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
軸受は軸受内部を密封するシールドを備え、軸受の外表面はシールドの側面を含むことを特徴とする請求項６に記載の軸受ユニット。
軸受ユニットは複数の軸受間に介される間座を備え、軸受ユニットの外表面は間座の外表面を含むことを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
軸受ユニットは軸受の開放端を閉塞するシールキャップを備え、軸受ユニットの外表面は、シールキャップの外表面を含むことを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
磁気固定ディスクの磁気ヘッドの浮上量が１０ｎｍ以下の高密度記録用固定磁気ディスクのスイングアームのピボット用に使用されることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の軸受ユニット。