JP2012189181A - 軸受装置及び情報記録再生装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】異常振動や負荷トルク変動を抑えることができる軸受装置及び情報記録再生装置を提供することを目的としている。
【解決手段】シャフト20に転がり軸受22A,22Bが軸支された軸受装置10において、転がり軸受22A,22Bに、シャフト20に外嵌された内輪30A,30Bと、内輪30A,30Bを囲繞する外輪31A,31Bと、内輪30A,30Bと外輪31A,31Bとの間に転動自在に保持された複数の転動体32A,32Bと、内輪30A,30Bと外輪31A,31Bとの間に画成された環状空間34A,34Bを塞ぐ環状のシールド板33A,33Bと、が備えられており、シールド板33A,33Bの内周部が内輪30A,30Bに嵌合され、シールド板33A,33Bの外周部が外輪31A,31Bから離間されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、シールド板付きの転がり軸受を有する軸受装置、及びその軸受装置を備える情報記録再生装置に関するものである。
従来から、各種の情報を磁気的又は光学的にディスクに記録・再生させるハードディスク等の情報記録再生装置が知られている。一般的に、この種の情報記録再生装置は、ディスクに信号を記録再生するヘッド部が先端に設けられたスイングアームを有するアクチュエータを備えている。このアクチュエータは、スイングアームの基端側に設けられた軸受装置に回動可能に支持されている。つまり、この軸受装置を回動させることで、スイングアームを水平面に沿って回動させることができ、スイングアーム先端のヘッド部をディスクの所定位置に移動させることで信号の記録や再生を行うことが可能とされている。
ところで、スイングアームを回動させる軸受装置は、一般的にシャフト、スリーブ、及びシャフトとスリーブとの間に介装された転がり軸受で構成されている。特に、この種の軸受装置に用いられる転がり軸受には長期的に安定して作動することが求められている。
そこで、従来、例えば下記特許文献1に示されているような、外輪と内輪との間に画成された円環状の空間がシールド板で塞がれた転がり軸受が提案されている。前記したシールド板は、円環状に形成された金属製の板材からなり、転がり軸受の端部に配設されている。また、シールド板は、外周部が外輪に嵌合されていると共に内周部が内輪から離間されており、これにより、外輪と内輪との相対的な軸方向移動を許容した状態でシールド板が装着されている。
詳しく説明すると、外輪の端部には、その外輪の内縁部分を断面視略L字状に切り欠いた形状のシールド板嵌合部(凹溝)が全周に亘って形成されており、このシールド板嵌合部の内周壁面は、外輪の端面から軸方向中央側に向かって漸次拡径されたテーパー形状に形成されている。また、シールド板の外縁には、斜めに屈曲した複数の突起が周方向に間欠的に配設されている。このシールド板の装着方法としては、まず、シールド板を外輪と内輪との間(円環状空間)に押し込む。このとき、前記した突起は、シールド板嵌合部の内周壁面に摺接することで、シールド板の円環部の外縁との連結部分を基点として折曲変形しながらシールド板嵌合部の内側に嵌め込まれていく。そして、シールド板がシールド板嵌合部の奥まで押し込まれると、前記した突起は弾性復元力によってシールド板嵌合部の内周壁面を押圧して当該内周壁面に引っ掛かって係止される。これにより、シールド板の外周部が外輪に嵌合されてシールド板が装着される。
上記したシールド板付きの転がり軸受によれば、転動体や、外輪及び内輪の転走面等に、外部からの塵埃等が付着してしまうことを防止したり、内部の潤滑剤が外部に漏出することを抑制したりすることが可能である。従って、シールド板付きの転がり軸受は、シールド板を有さないものに比べて、長期的に安定して作動し易い。
特開2002−89574号公報
しかしながら、上記した従来のシールド板付き転がり軸受を有する軸受装置では、シールド板を装着する際に、シールド板の外縁に突設された突起によってシールド板嵌合部の内周壁面が強く押圧され、外輪の端部における周方向の一部分が径方向外側に膨出するように不正変形するおそれがある。特に、スリーブが省略されたスリーブレスタイプの軸受装置では、外輪の径方向外側への膨出を規制するものがないため、上記した不正変形が生じ易い。このように、外輪が不正変形すると、外輪の転走面の真円度が損なわれて異常振動や負荷トルク変動などの不具合が生じる。
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、異常振動や負荷トルク変動を抑えることができる軸受装置及び情報記録再生装置を提供することを目的としている。
本発明に係る軸受装置は、シャフトに転がり軸受が軸支された軸受装置において、前記転がり軸受に、前記シャフトに外嵌された内輪と、該内輪を囲繞する外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に保持された複数の転動体と、前記内輪と前記外輪との間に画成された環状空間を塞ぐ環状のシールド板と、が備えられており、該シールド板の内周部が前記内輪に嵌合され、前記シールド板の外周部が前記外輪から離間されていることを特徴としている。
このような特徴により、シールド板によって外輪が押圧されないので、外輪の不正変形が防止される。また、シールド板の内周部を内輪に嵌合しているため、内輪がシールド板によって径方向内側に向かって押圧されるおそれがあるが、内輪は外輪よりも小径であるため外輪に比べて変形しにくい。しかも、内輪の内側にはシャフトが挿嵌されており、このシャフトによって内輪の径方向内側への変形が抑えられるので、シールド板によって内輪が押圧されても内輪は変形しにくい。
また、本発明に係る軸受装置は、前記内輪の外周面および前記外輪の内周面に、前記転動体が転動可能に嵌め込まれた転走面がそれぞれ形成されており、前記シャフトに、アキシアル方向の一方側に位置する第一転がり軸受と、アキシアル方向の他方側に位置する第二転がり軸受と、が装着されており、前記第一及び第二転がり軸受にアキシアル方向の予圧が付与されることで、前記第一転がり軸受の内輪の転走面と前記第二転がり軸受の内輪の転走面とのアキシアル方向の間隔が、前記第一転がり軸受の外輪の転走面と前記第二転がり軸受の外輪の転走面とのアキシアル方向の間隔よりも小さくなっていることが好ましい。
アキシアル方向の予圧を付与する方法としては、シャフトに第一転がり軸受及び第二転がり軸受をそれぞれ外嵌させた後、第一転がり軸受及び第二転がり軸受のうちの少なくとも一方の内輪の端面をプッシャでアキシアル方向中央側に向かって押圧する方法があるが、従来のようにシールド板が外輪に嵌合された構成では、プッシャで内輪を押圧したときに、内輪が押し込まれることでプッシャがシールド板の内周部に干渉するおそれがある。これに対し、上記した本発明に係る軸受装置では、シールド板が内輪に嵌合されているため、プッシャで内輪を押圧したときに内輪が押し込まれても内輪と共にシールド板が平行移動するため、プッシャとシールド板とが干渉することがない。
ところで、環状空間の内面(外輪の内周面、内輪の外周面)には潤滑剤が付着しているが、上記した軸受装置では、シールド板の外周部と外縁との間に隙間があいているため、この隙間から前記した潤滑剤が漏出するおそれがある。例えば、シャフトが軸回転すると、内輪の外周面に付着した潤滑剤(例えばオイル等)が、遠心力によってシールド板の表面を伝って外周部側に流れていき、シールド板の外周部と外輪との隙間から漏出するおそれがある。
そこで、本発明に係る軸受装置は、前記シールド板の外周部が、前記環状空間側に折り返えされていることが好ましい。
これにより、転がり軸受の内部の潤滑剤が、シールド板の外周部と外輪との隙間から漏出しにくくなる。すなわち、内輪の外周面に付着した潤滑剤が遠心力によってシールド板の表面を伝って外周部側に流れても、シールド板の外周部が環状空間側に折り返されているので前記した隙間側に流れにくく、また、シールド板の外周部が折り返されており、前記した隙間の流路長(環状空間の内部から外部にわたる距離)が長くなるため、前記隙間に潤滑剤が流入しても、その潤滑剤が外部に流出しにくい。
また、本発明に係る軸受装置は、前記外輪の端部に、該外輪の端部の内縁部分を切り欠いた形状の段差部が全周に亘って形成されており、該段差部の内側に、前記シールド板の外周部が配置されていることが好ましい。
これにより、転がり軸受の内部の潤滑剤が、シールド板の外周部と外輪との隙間から漏出しにくくなる。すなわち、シールド板の外周部と外輪との隙間の流路長が長くなるため、当該隙間に潤滑剤が流入しても、その潤滑剤が外部に流出しにくい。
また、本発明に係る軸受装置は、前記段差部に溝部が形成されていることが好ましい。
これにより、転がり軸受の内部の潤滑剤が、シールド板の外周部と外輪との隙間から漏出しにくくなる。すなわち、前記した隙間に潤滑剤が流入しても、その潤滑剤が溝部に溜められるので外部に流出しにくい。
また、前記した軸受装置において、前記シールド板の外周部が、前記溝部側に向かって折り返えされていることが更に望ましい。
これにより、前記した隙間から潤滑剤が更に漏出しにくくなる。
また、本発明に係る軸受装置は、前記外輪に外嵌されるスリーブを備えた構成であってもよい。
これにより、スリーブによって外輪の径方向外側への不正変形が確実に抑えられるので、回転動作時の異常振動や負荷トルク変動が抑えられると共に、シールド板の外周部と外輪との隙間が拡幅されることが防止され、転がり軸受の内部の潤滑剤が漏出するのを防止することができる。
また、本発明に係る情報記録再生装置は、上記した軸受装置と、前記外輪に外嵌されて該外輪と共に前記シャフトの軸線回りを回動自在とされ、ヘッドジンバルアッセンブリを支持するアーム部を有するキャリッジと、磁気記録媒体を回転させる回転駆動部と、前記キャリッジを回動させ、前記ヘッドジンバルアッセンブリを前記磁気記録媒体の表面に平行な方向に向けて移動させるアクチュエータと、を備えていることを特徴としている。
この情報記録再生装置によれば、外輪の不正変形を抑えることができる軸受装置を備えているので、回転動作時の異常振動や負荷トルク変動が抑えられ、キャリッジの動作精度を向上させることができる。
また、本発明に係る情報記録再生装置は、上記したスリーブを有する軸受装置と、前記スリーブに外嵌されて該スリーブと共に前記シャフトの軸線回りを回動自在とされ、ヘッドジンバルアッセンブリを支持するアーム部を有するキャリッジと、磁気記録媒体を回転させる回転駆動部と、前記キャリッジを回動させ、前記ヘッドジンバルアッセンブリを前記磁気記録媒体の表面に平行な方向に向けて移動させるアクチュエータと、を備えた構成であってもよい。
この情報記録再生装置によれば、外輪の不正変形を確実に抑えることができる軸受装置を備えているので、軸受装置の回転動作時の異常振動や負荷トルク変動が確実に抑えられ、キャリッジの動作精度を更に向上させることができる。しかも、前記した軸受装置は、シールド板の外周部と外輪との隙間が拡幅されるのを防止して潤滑剤の漏出を防止することができるので、転がり軸受の内部の潤滑剤の量が減少することによるキャリッジの動作不良を防止することができ、また、漏出した潤滑剤が磁気記録媒体に付着することによる読み書きエラーを防止することができ、さらに、漏出した潤滑剤が接着面に付着することによる接着不良を防止することができる。
本発明に係る軸受装置及び情報記録再生装置によれば、外輪の不正変形を防止することができ、しかも、シールド板が嵌合される内輪は径方向内側に変形しにくいので、回転動作時の異常振動や負荷トルク変動を抑えることができる。
本発明に係る情報記録再生装置の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る軸受装置の第一実施形態であるピボット軸を示す縦断面図である。 図2に示すピボット軸を構成する転がり軸受の平面図である。 図3に示すA−A間の断面図である。 図2に示すピボット軸の製造方法の一工程を示す断面図であり、シャフトに第二転がり軸受を挿入した状態を示す図である。 図2に示すピボット軸の製造方法の一工程を示す断面図であり、スリーブを被せる直前の状態を示す図である。 図2に示すピボット軸の製造方法の一工程を示す断面図であり、シャフトに第一転がり軸受を挿入する直前の状態を示す図である。 図2に示すピボット軸の製造方法の一工程を示す断面図であり、第一転がり軸受及び第二転がり軸受に予圧を付与している状態を示す図である。 図8に示す状態における第一転がり軸受の拡大断面図である。 図8に示す状態における第二転がり軸受の拡大断面図である。 本発明に係る軸受装置の第二実施形態であるピボット軸に備えられた転がり軸受を示す縦断面図である。 本発明に係る軸受装置の第二実施形態であるピボット軸の製造方法の一工程を示す断面図であり、第一転がり軸受及び第二転がり軸受に予圧を付与している状態を示す図である。 本発明に係る軸受装置の変形例であるピボット軸に備えられた転がり軸受を示す縦断面図である。 本発明に係る軸受装置の変形例であるピボット軸に備えられた転がり軸受を示す縦断面図である。 本発明に係る軸受装置の変形例であるピボット軸に備えられた転がり軸受を示す縦断面図である。 本発明に係る軸受装置の変形例であるピボット軸を示す縦断面図である。
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、軸受装置が情報記録再生装置のピボット軸に用いられている場合について説明する。
(情報記録再生装置)
本実施形態の情報記録再生装置1は、図1に示すように、垂直記録層を有するディスク(磁気記録媒体)Dに対して垂直記録方式で書き込みを行う装置であって、キャリッジ2と、キャリッジ2の基端側から光導波路3を介して光束を供給するレーザ光源4と、キャリッジ2の先端側に支持されたヘッドジンバルアッセンブリ(HGA)5と、ヘッドジンバルアッセンブリ5をディスク面(ディスクDの表面)D1に平行な水平面内方向にスキャン移動させるアクチュエータ6と、回転軸線L1を中心にディスクDを一定方向に回転させるスピンドルモータ(回転駆動部)7と、情報に応じて変調した電流をヘッドジンバルアッセンブリ5のスライダ5bに対して供給する制御部8と、これら各構成品を内部に収容するハウジング9と、を備えている。
ハウジング9は、アルミニウム等の金属材料からなる上部開口部を有する箱型形状のものであり、上面視四角形状の底部9aと、底部9aの周縁において底部9aに対して鉛直方向に立設する周壁(不図示)とで構成されている。そして、周壁に囲まれた内側には、上述した各構成品を収容する凹部が形成される。
なお、図1においては、説明を分かりやすくするため、ハウジング9の周囲を取り囲む周壁を省略している。
また、このハウジング9には、ハウジング9の上部開口部を塞ぐように図示しない蓋が着脱可能に固定されるようになっている。底部9aの略中心には、上記スピンドルモータ7が取り付けられており、該スピンドルモータ7に中心孔を嵌め込むことでディスクDが着脱自在に固定されている。
ディスクDの外側で、底部9aの一つの隅角部には、上述したアクチュエータ6が取り付けられている。このアクチュエータ6には、ピボット軸10を中心に水平面内で回転軸線L2を中心に回動可能なキャリッジ2が取り付けられている。
このキャリッジ2は、基端部から先端部に向けて(ディスクD方向に向けて)延設されたアーム部2aと、アーム部2aを介して片持ち状に支持する基部2bとが、削り出し加工等により一体形成されたものである。基部2bは、略直方体形状に形成されたものであり、ピボット軸10回りに回動可能に支持されている。つまり、基部2bはピボット軸10を介してアクチュエータ6に連結されており、このピボット軸10がキャリッジ2の回転中心となっている。
アーム部2aは、基部2bにおけるアクチュエータ6が取り付けられた側面2cと反対側の側面(隅角部の反対側の側面)2dにおいて、基部2bの上面の面方向(水平面内方向)と平行に延出する平板状のものであり、基部2bの高さ方向(垂直方向)に沿って3枚延出している。
具体的には、アーム部2aは、基端部から先端部に向かうにしたがって先細るテーパー形状に形成されており、各アーム部2a間に、ディスクDが挟み込まれるように配置されている。つまり、アーム部2aとディスクDとが、交互に配置可能に構成されており、アクチュエータ6の駆動によってアーム部2aがディスク面D1に平行な方向(水平面内方向)に移動可能になっている。
なお、キャリッジ2及びヘッドジンバルアッセンブリ5は、ディスクDの回転停止時にアクチュエータ6の駆動によって、ディスクD上から退避するようになっている。
ヘッドジンバルアッセンブリ5は、アーム部2aの先端に連接されており、サスペンション5aと、サスペンション5aの先端に取り付けられたスライダ5bとを備えている。
また、ヘッドジンバルアッセンブリ5は、図示しない近接場光発生素子を有するスライダ5bに、レーザ光源4からの光束を導いて近接場光を発生させ、該近接場光を利用してディスクDに各種情報を記録再生させるものである。
なお、近接場光発生素子は、例えば、光学的微小開口やナノメートルサイズに形成された突起部等により構成されている。
(軸受装置の第一実施形態)
続いて、本発明に係る軸受装置の第一実施形態であるピボット軸10の構成について図2から図4を参照して説明する。
図2に示すように、ピボット軸10は、キャリッジ2を回転軸線L2回りに回転可能に軸支する軸受装置であり、その概略構成としては、図1に示すハウジング9の底部9aに立設された略円柱状のシャフト20と、該シャフト20の径方向外側に周設されて回転軸線L2を共通軸にしてシャフト20と同軸上に配設されたスリーブ21と、シャフト20とスリーブ21との間に介装された第一、第二転がり軸受22A,22Bと、を備えている。
なお、本実施形態では、回転軸線L2に沿った方向、つまりアキシアル方向を「軸方向」とし、回転軸線L2に直交する方向、つまりラジアル方向を「径方向」とし、回転軸線L2を中心に周回する方向を「周方向」とする。また、軸方向一方側(図2における上側)を「上」とし、その反対側、つまり軸方向他方側(図2における下側)を「下」とする。
シャフト20は、回転軸線L2を中心にして軸方向に延在する軸部材である。このシャフト20は、略円柱形状の軸芯部20aと、軸芯部20aの下端部から径方向外側に突出したフランジ部20bと、軸芯部20aの下端面に垂設された雄ねじ部20cと、を備えている。フランジ部20bは、軸芯部20aの外周に全周に亘って形成された平面視円環状の鍔部であり、フランジ部20bの上面は、内周部が外周部に比べて高くなるように段差状に形成されている。雄ねじ部20cは、外周面に図示しない雄ねじが形成された螺着部である。この雄ねじ部20cがハウジング9の底部9a(図1に示す)に形成された図示しない雌ねじ孔に螺合することで、シャフト20がハウジング9の底部9aに立設されている。この際、フランジ部20bの下面がハウジング9の底部9aに接することで、シャフト20の高さ方向の位置決めがなされている。
スリーブ21は、後述する第一転がり軸受22A及び第二転がり軸受22Bの外輪31A,31Bにそれぞれ外嵌される略円筒形状の部材であり、このスリーブ21の上端部の内側に第一転がり軸受22Aが嵌合されてスリーブ21の下端部の内側に第二転がり軸受22Bが嵌合されている。また、スリーブ21の軸方向中間部(上下2つの転がり軸受22A,22Bの間の部分)の内周面には、第一転がり軸受22Aと第二転がり軸受22Bとの軸方向間隔を所定距離に保持させるスペーサ部21aが形成されている。このスペーサ部21aは、全周に亘って径方向内側に向けて突設された平面視円環状の凸部であり、後述する第一、第二転がり軸受22A,22Bの外輪31A,31Bがそれぞれ掛止されている。すなわち、スペーサ部21aの上端面に、上側の第一転がり軸受22Aの外輪31Aの下端部の外縁が掛止され、スペーサ部21aの下端面に、下側の第二転がり軸受22Bの外輪31Bの上端部の外縁が掛止されている。
また、スリーブ21は、図1に示すキャリッジ2の基部2bに形成された図示しない取付孔の内側に圧入又は接着嵌合されることで、キャリッジ2と一体的に組み合わされている。
第一転がり軸受22A及び第二転がり軸受22Bは、それぞれシャフト20に軸支されたシールド板付き軸受であり、シャフト20にそれぞれ装着されて軸方向に間隔をあけて並設されている。また、軸方向上側に位置する第一転がり軸受22Aと軸方向下側に位置する第二転がり軸受22Bとは、同一構成とされており、互いに上下に反転させた向きに配設されている。
図3及び図4に示すように、第一転がり軸受22A(第二転がり軸受22B)の概略構成としては、平面視円環状の内輪30A(30B)と、回転軸線L2を共通軸にして内輪30A(30B)と同軸上に配設された外輪31A(31B)と、内輪30A(30B)と外輪31A(31B)との間に転動自在に保持された複数の転動体32A(32B)と、内輪30A(30B)と外輪31A(31B)との間に画成された平面視円環状の環状空間34A(34B)を塞ぐ環状のシールド板33A(33B)と、を備えている。
内輪30A(30B)は、回転軸線L2を中心にして軸方向に延在する円筒形状の筒体であり、図2に示すシャフト20の軸芯部20aに外嵌されている。
この内輪30A(30B)の外端部(図2に示すスリーブ21の開口部側の端部、図4における上端部)には、シールド板33A(33B)の内周部を嵌合するためのシールド板嵌合部39A(39B)が形成されている。詳しく説明すると、第一転がり軸受22Aの内輪30Aの上端部、及び第二転がり軸受22Bの内輪30Bの下端部には、その外縁部分を断面視略L字状(段差状)に切り欠いた形状のシールド板嵌合部39A(39B)が全周に亘って形成されている。このシールド板嵌合部39A(39B)の周壁面39a(立ち上がり面)は、後述するシールド板33A(33B)の爪部36を係止するアンダーカット部であり、内輪30A(30B)の端面から軸方向中央側に向かって漸次縮径されたテーパー形状に形成されている。
また、内輪30A(30B)の軸方向中央部の外周面には、転動体32A(32B)が転動可能に嵌め込まれた湾曲溝状の転走面40A(40B)が形成されている。この転走面40A(40B)は、回転軸線L2の垂直面に沿って周方向に延在する縦断面視円弧状の溝部であり、内輪30A(30B)の外周面の全周に亘って延設されている。
なお、図2に示すように、第二転がり軸受22Bの内輪30Bの下端面は、シャフト20のフランジ部20bの上段面20d(フランジ部20bの内周部上面)に当接されており、第二転がり軸受22Bの内輪30Bの下端面はフランジ部20bによって係止されている。
図3、図4に示すように、外輪31A(31B)は、内輪30A(30B)を囲繞すると共に回転軸線L2を中心にして軸方向に延在する円筒形状の筒体であり、内輪30A(30B)の径方向外側に間隔をあけて周設されている。
この外輪31A(31B)の軸方向中央部の内周面のうち、前記した内輪30A(30B)の転走面40A(40B)に対向する位置には、転動体32A(32B)が転動可能に嵌め込まれた湾曲溝状の転走面41A(41B)が形成されている。この転走面41A(41B)は、回転軸線L2の垂直面に沿って周方向に延在する縦断面視円弧状の溝部であり、外輪31A(31B)の内周面の全周に亘って延設されている。また、外輪31A(31B)の転走面41A(41B)は、縦断面視において上記した内輪30A(30B)の転走面40A(40B)を反転させた形状に形成されている。
なお、図2に示すように、第二転がり軸受22Bの外輪31Bの下端面は、シャフト20のフランジ部20bから離間されており、第二転がり軸受22Bの外輪31Bの下端面は係止されていない。
転動体32A(32B)は、球体(ボール)であり、前記した内輪30A(30B)の転走面40A(40B)と外輪31A(31B)の転走面41A(41B)との間に介在されており、これらの転走面40A,41A(40B,41B)によって径方向両側から回転可能に挟持されている。この転動体32A(32B)の半径は、上記した転走面40A,41A(40B,41B)の縦断面視形状の曲率半径よりも若干小さくなっている。また、転動体32A(32B)は、周方向に間隔をあけて複数並設されており、これら転動体32A(32B)は、図示しない保持器(リテーナー)によって転動可能に保持されており、その数は2以上の素数である7個とされている。
シールド板33A,33Bは、図2に示すように、環状空間34A,34Bを内輪30A,30B及び外輪31A,31Bの外端部側(スリーブ21の開口部側)から塞ぐ平面視円環状の塞ぎ板であり、シールド板33A,33Bの内周部が上記したシールド板嵌合部39A,39Bに嵌合されることで内輪30A,30Bに装着されている。また、シールド板33A,33Bの外周部は外輪31A,31Bから離間されており、これにより、内輪30A,30Bと外輪31A,31Bとの相対的な軸方向変位が許容されている。
詳しく説明すると、図3、図4に示すように、シールド板33A(33B)の概略構成としては、回転軸線L2に直交する面内に沿って形成された平面視円環状のシールド本体35と、該シールド本体35の内周縁部に突設された複数の爪部36と、を備えている。
シールド本体35の内周部35aは、剛性を高めるために、全周に亘って環状空間34A(34B)側に向かって突出するように段付き形成されており、その底面がシールド板嵌合部39A(39B)の段差面39bに載置されている。また、シールド本体35の外縁には、環状空間34A(34B)側に向かって縦断面視略L字状に折り返された折り返し部35bが設けられている。この折り返し部35bは、全周に亘って設けられており、略円筒形状に形成されている。このシールド本体35の折り返し部35bの外径は外輪31A(31B)の内径よりも小さく、シールド本体35の折り返し部35bの外周面と外輪31A(31B)の内周面との間には隙間があけられている。
爪部36は、シールド本体35の内周縁部から径方向内側に向けて斜めに突出した突起部であり、シールド板嵌合部39A(39B)のテーパー状の周壁面39aに対してアンダーカット嵌合されている。すなわち、この爪部36は、シールド本体35の内周縁部との連設部分を基点に径方向外側に向かって弾性的に折曲変形した状態で、先端がシールド板嵌合部39A(39B)の周壁面39aに係止されている。このように爪部36がシールド板嵌合部39A(39B)の周壁面39aに係止されると共にシールド本体35の内周部35aの底面がシールド板嵌合部39A(39B)の段差面39bに載置されることで、シールド板33A(33B)が内輪30A(30B)に嵌合される。また、シールド板33A(33B)には、シールド本体35の内周縁部に沿って複数の爪部36が間欠的に配設されており、複数の爪部36は、平面視において周方向に間隔をあけて均等に配設されている。
なお、上記した爪部36の数は5個であり、転動体32の数(7個)と爪部36の数(5個)とは互いに素の関係となっている。
ところで、図2に示すように、上記した第一転がり軸受22Aの内輪30A及び第二転がり軸受22Bの内輪30Bには、シャフト20の軸方向に沿ったアキシアル方向(図2に示す矢印側)に予圧が付与されており、その結果、第一転がり軸受22Aの内輪30Aの転走面40Aと第二転がり軸受22Bの内輪30Bの転走面40Bとのアキシアル方向の間隔T1が、第一転がり軸受22Aの外輪31Aの転走面41Aと第二転がり軸受22Bの外輪31Bの転走面41Bとのアキシアル方向の間隔T2よりも小さくなっている。
また、このとき、第一転がり軸受22Aの内輪30Aの転走面40Aと転動体32Aとの接触点60Aは、第一転がり軸受22Aの内輪30Aの転走面40Aの軸方向中央部40aよりも上側(外端部側)に位置しており、第二転がり軸受22Bの内輪30Bの転走面40Bと転動体32Bとの接触点60Bは、第二転がり軸受22Bの内輪30Bの転走面40Bの軸方向中央部40bよりも下側(外端部側)に位置している。また、第一転がり軸受22Aの外輪31Aの転走面41Aと転動体32Aとの接触点61Aは、第一転がり軸受22Aの外輪31Aの転走面41Aの軸方向中央部41aよりも下側(スリーブ21の軸方向中央側の端部の方向、つまり上記した外端部の反対側の内端部の方向)に位置しており、第二転がり軸受22Bの外輪31Bの転走面41Bと転動体32Bとの接触点61Bは、第二転がり軸受22Bの外輪31Bの転走面41Bの軸方向中央部41bよりも上側(内端部側)に位置している。
(ピボット軸の製造方法)
次に、上記のように構成されたピボット軸10の製造方法について、図5から図10を参照して説明する。
まず、図5に示すように、シャフト20の軸芯部20aの下端部の外周面に図示しない接着剤(例えば嫌気性の接着剤)を塗布する。そして、シャフト20の軸芯部20aに第二転がり軸受22Bを挿通して、内輪30Bの下端面がフランジ部20bの上段面20dに当接するまで第二転がり軸受22Bを押し込む。
次いで、図6に示すように、スリーブ21の上端部及び下端部の各内周面にそれぞれ図示しない接着剤を塗布した後、シャフト20の軸芯部20aにスリーブ21を挿通して、スペーサ部21aの下端面が第二転がり軸受22Bの外輪31Bの上端面に当接するまでスリーブ21を押し込む。
次いで、図7に示すように、第一転がり軸受22Aをシャフト20の軸芯部20aに挿通させながら、シャフト20の軸芯部20aとスリーブ21との間に画成された円環状の空間内に第一転がり軸受22Aを挿入し、外輪31Aの下端面がスペーサ部21aの上端面に当接するまで第一転がり軸受22Aを押し込む。
次いで、第一転がり軸受22A及び第二転がり軸受22Bに対してアキシアル方向に予圧を付与する。
即ち、図8に示すように、第一転がり軸受22Aの内輪30Aを第二転がり軸受22B側に向けて所定圧力で押圧しながら、第一転がり軸受22A及び第二転がり軸受22Bをシャフト20及びスリーブ21に固定する。
なお、第一転がり軸受22Aの内輪30Aを所定圧力で押圧する際には、押圧治具Jを用いる。この押圧治具Jは、先端が平坦面に形成されたプッシャであり、この先端を第一転がり軸受22Aの内輪30Aの上端面に対して確実且つ安定して当接させることが可能である。
上述したように内輪30Aが押圧治具Jにより押圧されると、図9に示すように、第一転がり軸受22Aの内輪30Aの転走面40Aと転動体32Aとは転走面40Aの軸方向中央部40aより押圧治具J側(上側)で点接触する(接触点60A)。また、外輪31Aの転走面41Aと転動体32Aとは、転走面41Aの軸方向中央部41aよりも第二転がり軸受22B側(下側)で点接触する(接触点61A)。従って、予圧方向が、図9に示す矢印方向となる。
一方、第二転がり軸受22Bの内輪30Bがフランジ部20b側から押圧されることになるため、図10に示すように、第二転がり軸受22Bの内輪30Bの転走面40Bと転動体32Bとは転走面40Bの軸方向中央部40bよりもフランジ部20b側(下側)で点接触する(接触点60B)。また、外輪31Bの転走面41Bと転動体32Bとは転走面41Bの軸方向中央部41bよりも第一転がり軸受22A側(上側)で点接触する(接触点61B)。従って、予圧方向が、図10に示す矢印方向となる。
以上により、第一転がり軸受22A及び第二転がり軸受22Bに予圧が付与され、ピボット軸10が完成する。
上記したピボット軸10によれば、シールド板33A,33Bによって外輪31A,31Bが押圧されないので、外輪31A,31Bの不正変形が防止される。また、内輪30A,30Bは外輪31A,31Bよりも小径であるため外輪31A,31Bに比べて変形しにくく、しかも、内輪30A,30Bの内側にはシャフト20が挿嵌されており、このシャフト20によって内輪30A,30Bの径方向内側への変形が抑えられる。したがって、シールド板33A,33Bの爪部36によって内輪30A,30Bが押圧されても内輪30A,30Bは変形しにくい。よって、キャリッジ2の回転動作時の異常振動や負荷トルク変動を抑えることができる。
また、上記したピボット軸10によれば、シールド板33A,33Bが内輪30A,30Bに嵌合されているため、上述したように第一転がり軸受22A及び第二転がり軸受22Bに予圧を付与する際、押圧治具Jで内輪30A,30Bを押圧したときに内輪30A,30Bが押し込まれても内輪30A,30Bと共にシールド板33A,33Bが平行移動するため、押圧治具Jとシールド板33A,33Bとが干渉することがない。これにより、シールド板33A,33Bが押圧治具Jによって不正変形するのを防止することができ、キャリッジ2の回転動作時における異常振動や負荷トルク変動を抑えることができる。
したがって、上記したピボット軸10を備える情報記録再生装置1によれば、キャリッジ2の回転動作時における異常振動や負荷トルク変動が抑えられるので、キャリッジ2の動作精度を向上させることができる。
さらに、上記したピボット軸10によれば、シールド板33A,33Bの外周部(シールド本体35の折り返し部35b)が、環状空間34A(34B)側に折り返えされているため、第一、第二転がり軸受22A,22Bの内部の潤滑剤がシールド本体35の折り返し部35bと外輪31A,31Bの内周面との隙間から漏出しにくくなる。すなわち、内輪30A,30Bの外周面に付着した潤滑剤が遠心力によってシールド板本体35の表面を伝って折り返し部35b側に流れても、シールド本体35の折り返し部35bが環状空間34A,34B側に折り返されているので前記した隙間側に流れにくい。また、シールド本体35の外縁に折り返し部35bが形成されていることで前記した隙間の流路長H(図4に示す)が長くなるため、前記隙間に潤滑剤が流入しても、その潤滑剤が外部に流出しにくい。
特に、上記したピボット軸10によれば、外輪31A,31Bに外嵌されるスリーブ21が備えられており、このスリーブ21によって外輪31A,31Bの不正変形(径方向外側に膨出するような変形)が確実に抑えられることで、シールド本体35の折り返し部35bと外輪31A,31Bの内周面との隙間が拡幅されることが防止され、潤滑剤の漏出防止が図られる。
したがって、上記したスリーブ21付きのピボット軸10を備える情報記録再生装置1によれば、上述したように潤滑剤の漏出を防止することができるので、第一、第二転がり軸受22A,22Bの内部の潤滑剤の量が減少することによるキャリッジ2の回転動作不良を防止することができ、また、漏出した潤滑剤がディスク面D1に付着することによる読み書きエラーを防止することができ、さらに、漏出した潤滑剤が内輪30A,30Bの内周面や外輪31A,31Bの外周面、スリーブ21の内周面、シャフト20の外周面等の接着面に付着することによる接着不良を防止することができる。
(軸受装置の第二実施形態)
次に、本発明に係る軸受装置の第二実施形態について図11、図12を参照して説明する。
なお、上記した第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図11に示すように、外輪31A(31B)の外端部(図2に示すスリーブ21の開口部側の端部)に、シールド板33A(33B)の外周部をオーバーラップさせるための段差部43が形成されている。詳しく説明すると、第一転がり軸受122Aの外輪31Aの上端部、及び第二転がり軸受122Bの外輪31Bの下端部には、当該外輪31A(31B)の内縁部分を切り欠いた形状の段差部43が全周に亘って形成されている。この段差部43は、縦断面視矩形状の切欠き部であり、外輪31A(31B)の端面から軸方向中央側に向かって延びた周壁面43a(立ち上がり面)と、外輪31A(31B)の内周面から径方向外側に向かって延びた段差面43bと、から形成されている。段差面43bの外周部分には、縦断面視凹状の溝部44が形成されている。この溝部44は、段差面43bの外縁(周壁面43a)に沿って全周に亘って延在して平面視円環状に形成されている。
そして、シールド板33A(33B)の外周部が上記した溝部44内に配置されており、シールド本体35の外縁に設けられた折り返し部35bは、上記した溝部44側に向かって折り返されている。なお、シールド板33A(33B)の外周部は段差部43の内壁面(周壁面43a、段差面43b)との間に隙間をあけて配設されており、シールド板33A(33B)は外輪31A(31B)から離間されている。
上記した構成からなる転がり軸受122A(122B)を有するピボット軸(軸受装置)によれば、シールド板33A(33B)の外周部が段差部43の段差面43bにオーバーラップした構成となり、シールド板33A(33B)の外周部と外輪31A(31B)との隙間の流路長が長くなるため、当該隙間に潤滑剤が流入しても、その潤滑剤が外部に流出しにくい。
特に、図12に示すように、第一転がり軸受22Aの内輪30Aの上端面を押圧治具Jで押圧して第一転がり軸受122A及び第二転がり軸受122Bに対してアキシアル方向に予圧を付与すると、シールド板33A(33B)の外周部の下面(シールド本体部35の下面)と段差面43bとの間の隙間が狭くなるので、当該隙間に潤滑剤が流入しにくくなり、また、当該隙間を潤滑剤が流通しにくくなる。これにより、潤滑剤の外部への流出が効果的に抑えられる。
また、段差部43に溝部44が形成されているため、前記した隙間に潤滑剤が流入しても、その潤滑剤が溝部44に溜められるので外部に流出しにくい。
さらに、シールド板33A(33B)の外周部(折り返し部35b)が溝部44側に向かって折り返えされているので、前記した隙間から潤滑剤が更に漏出しにくくなる。
以上により、上記した転がり軸受122A(122B)を有するピボット軸によれば、潤滑剤の漏出を確実に防止することができる。
以上、本発明に係る軸受装置及び情報記録再生装置の実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、軸受装置を、近接場光を有する情報記録再生装置のピボット軸10に適用した場合を例に挙げて説明したが、これに限られず、一般的なHDDや光ディスク装置等の軸受装置や、各種装置の回転軸部に適用することができる。
また、上記した第一実施形態では、シールド本体35の外縁に、環状空間34A(34B)側に向かって縦断面視略L字状に折り返された折り返し部35bが設けられているが、本発明は、図13に示すように、シールド本体35の折り返し部35b´が略U字状に折り返された形状であってもよい。
また、上記した第二実施形態では、段差部43に溝部44が形成され、シールド板33A,33Bの外周部が溝部44側に向かって折り返えされているが、本発明は、図14に示すように、シールド板33A(33B)の外周部が折り返されていない構成にすることも可能であり、さらに、図15に示すように、溝部が省略された構成にすることも可能である。
また、上記した第一、第二実施形態では、スリーブ21の内周面にスペーサ部21aが形成されているが、本発明は、スリーブと別体のスペーサ部材をスリーブの内側に収容して外輪31A,31B間に介在させた構成にすることも可能である。さらに、内輪よりも軸方向寸法が長い外輪を使用し、外輪の端面同士を突き合わせた構成にすることで、スペーサを省略することも可能である。
また、上記した第一、第二実施形態では、スリーブ21を有するスリーブタイプのピボット軸10,110(軸受装置)について説明しているが、本発明は、上述したように、シールド板33A,33Bによって外輪31A,31Bが押圧されず、外輪31A,31Bの不正変形が防止されるので、図16に示すようなスリーブ21が省略されたスリーブレスタイプの軸受装置210に特に好適である。このスリーブレスタイプの軸受装置210は、外輪231A,231Bが取付孔などに直接取り付けられるものであり、図1に示すキャリッジ2の基部2bに形成された図示しない取付孔の内側に外輪231A,231Bが圧入又は接着嵌合されることで、軸受装置がキャリッジ2と一体的に組み合わされた情報記録再生装置であってもよい。なお、スリーブレスタイプの軸受装置には、外輪231A,231B間に介在されるスペーサ部材50が備えられており、また、外輪231A,231Bは、スリーブタイプの外輪31A,31Bに比べて肉厚であり、内輪30A,30Bよりも厚く形成されている。
また、上記した第一、第二実施形態では、2つの転がり軸受(第一転がり軸受22A及び第二転がり軸受22B)を有するピボット軸10について説明しているが、本発明は、3つ以上の転がり軸受を有する軸受装置であってもよく、例えば、第一転がり軸受22Aと第二転がり軸受22Bとの間に第三転がり軸受が配設された構成であってもよい。
また、上記実施形態では、1つの転がり軸受22A,22Bに対してシールド板33A,31Bを1枚装着させ、外輪31A,31Bと内輪30A,30Bとの間に画成された環状空間34A,34Bの軸方向片側を塞いだ構成としたが、1つの転がり軸受22A,22Bに対して転動体32A,32Bの両側に位置するようにシールド板33A,33Bを2枚装着させ、環状空間34A,34Bの軸方向両側を塞ぐ構成としても構わない。
また、シールド板33A,33Bの爪部36の数を5としたが、この数に限定されるものではなく自由に設定して構わない。但し、回転軸線L2を挟んで径方向に向かい合わせることなく配置でき、外輪31A,31Bの真円度に貢献し易い観点から、3以上の素数とすることが好ましい。
また、転動体32A,32Bをボールとしたが、ボールに限られず、ころ等の転動自在なものであれば構わない。そして、1つの転がり軸受22A,22Bにおける転動体32A,32Bの数を7つとしたが、この数に限定されるものではなく自由に設定して構わない。
但し、上記爪部36の数と、転動体32A,32Bの数とが、互いに素となる関係となるように組み合わせることが好ましい。例えば、上述したように爪部36の数が5で転動体32A,32Bの数が7となるような素数同士の組み合わせだけでなく、爪部36の数が5で転動体32A,32Bの数が9となるような素数と奇数の組み合わせも可能であるし、爪部36の数が9で転動体32A,32Bの数が25となるような奇数同士の組み合わせも可能であるし、爪部36の数が9で転動体32A,32Bの数が16となるような奇数と偶数の組み合わせも可能である。
また、シールド板嵌合部39A,39Bは、内輪30A,30Bの全周に亘って環状に形成していなくてもよく、周方向に沿って間隔を開けて複数形成しても構わない。この場合には、シールド板33A,33Bを内輪30A,30Bに装着した後、シールド板33A,33Bが内輪30A,30Bに対して周方向に回転してしまうことを規制し易い利点がある。
但し、内輪30A,30Bとシールド板33A,33Bとの相対的な周方向への位置関係を気にすることなく、シールド板33A,33Bを内輪30A,30Bに装着できることから、シールド板嵌合部39A,39Bを環状に形成することが好ましい。
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
1…情報記録再生装置
2…キャリッジ
2a…アーム部
5…ヘッドジンバルアッセンブリ
6…アクチュエータ
7…スピンドルモータ(回転駆動部)
10…ピボット軸(軸受装置)
20…シャフト
21…スリーブ
22A…第一転がり軸受(転がり軸受)
22B…第二転がり軸受(転がり軸受)
30A…内輪
30B…内輪
31A…外輪
31B…外輪
32A…転動体
32B…転動体
33A…シールド板
33B…シールド板
34A…環状空間
34B…環状空間
41A…転走面
41B…転走面
43…段差部
44…溝部
122A…第一転がり軸受(転がり軸受)
122B…第二転がり軸受(転がり軸受)
210…軸受装置
231A…外輪
231B…外輪
D…ディスク(磁気記録媒体)

Claims (9)

  1. シャフトに転がり軸受が軸支された軸受装置において、
    前記転がり軸受に、前記シャフトに外嵌された内輪と、該内輪を囲繞する外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に保持された複数の転動体と、前記内輪と前記外輪との間に画成された環状空間を塞ぐ環状のシールド板と、が備えられており、
    該シールド板の内周部が前記内輪に嵌合され、前記シールド板の外周部が前記外輪から離間されていることを特徴とする軸受装置。
  2. 請求項1に記載の軸受装置において、
    前記内輪の外周面および前記外輪の内周面に、前記転動体が転動可能に嵌め込まれた転走面がそれぞれ形成されており、
    前記シャフトに、アキシアル方向の一方側に位置する第一転がり軸受と、アキシアル方向の他方側に位置する第二転がり軸受と、が装着されており、
    前記第一及び第二転がり軸受にアキシアル方向の予圧が付与されることで、前記第一転がり軸受の内輪の転走面と前記第二転がり軸受の内輪の転走面とのアキシアル方向の間隔が、前記第一転がり軸受の外輪の転走面と前記第二転がり軸受の外輪の転走面とのアキシアル方向の間隔よりも小さくなっていることを特徴とする軸受装置。
  3. 請求項1または2に記載の軸受装置において、
    前記シールド板の外周部が、前記環状空間側に折り返えされていることを特徴とする軸受装置。
  4. 請求項1から3の何れか一項に記載の軸受装置において、
    前記外輪の端部に、該外輪の端部の内縁部分を切り欠いた形状の段差部が全周に亘って形成されており、
    該段差部の内側に、前記シールド板の外周部が配置されていることを特徴とする軸受装置。
  5. 請求項4に記載の軸受装置において、
    前記段差部に溝部が形成されていることを特徴とする軸受装置。
  6. 請求項5に記載の軸受装置において、
    前記シールド板の外周部が、前記溝部側に向かって折り返えされていることを特徴とする軸受装置。
  7. 請求項1から6の何れか一項に記載の軸受装置において、
    前記外輪に外嵌されるスリーブを備えていることを特徴とする軸受装置。
  8. 請求項1から6の何れか一項に記載の軸受装置と、
    前記外輪に外嵌されて該外輪と共に前記シャフトの軸線回りを回動自在とされ、ヘッドジンバルアッセンブリを支持するアーム部を有するキャリッジと、
    磁気記録媒体を回転させる回転駆動部と、
    前記キャリッジを回動させ、前記ヘッドジンバルアッセンブリを前記磁気記録媒体の表面に平行な方向に向けて移動させるアクチュエータと、
    を備えていることを特徴とする情報記録再生装置。
  9. 請求項7に記載の軸受装置と、
    前記スリーブに外嵌されて該スリーブと共に前記シャフトの軸線回りを回動自在とされ、ヘッドジンバルアッセンブリを支持するアーム部を有するキャリッジと、
    磁気記録媒体を回転させる回転駆動部と、
    前記キャリッジを回動させ、前記ヘッドジンバルアッセンブリを前記磁気記録媒体の表面に平行な方向に向けて移動させるアクチュエータと、
    を備えていることを特徴とする情報記録再生装置。
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