JP2017211072A - ピボットアッシー軸受およびディスク駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱膨張率の違う材料を混在させても、熱機械的影響によって性能が劣化することを抑制することができるピボットアッシー軸受を提供すること。【解決手段】シャフトと、シャフトの外周側で、シャフトと同軸上にシャフトの軸方向に互いに離間して配置された第１転がり軸受および第２転がり軸受と、第１転がり軸受および第２転がり軸受の外周側で、シャフトと同軸上に設けられたスリーブとを備え、第１転がり軸受および第２転がり軸受における内輪の内周面とシャフトの外周面と、第１転がり軸受および第２転がり軸受における外輪の外周面とスリーブの内周面とのうち少なくとも一方は第１接着剤で接着され、第１転がり軸受および第２転がり軸受における外輪および内輪のうち予圧を加えた端面と、シャフトの外周面またはスリーブの内周面との境界のうち少なくとも一部に、第１接着剤とは特性が異なる第２接着剤が塗布される、ピボットアッシー軸受。【選択図】図３

Description

本発明は、ピボットアッシー軸受およびディスク駆動装置に関する。

磁気ディスク駆動装置等に使用されるピボットアッシー軸受は、一般に、装置に固定されるシャフトの外周に、スイングアーム等の駆動部を取り付けるスリーブが設けられた構造を有している。シャフトとスリーブとの間には、シャフトの軸方向に互いに離間して転がり軸受が配置されており、スリーブは、転がり軸受を介してシャフトに対して回転自在に支持されている（例えば特許文献１参照）。

ところで、近年、磁気ディスク駆動装置等に対する軽量化の要求はますます高まっている。これに対応して、磁気ディスク駆動装置を構成するピボットアッシー軸受についても軽量化の要求が高まっている。そこで、ピボットアッシー軸受を構成する部品の一部の材料をより軽量な材料に置き換えることが検討されている。

特開２０１０−１９０３４５号公報

しかしながら、ピボットアッシー軸受を構成する部品間に、熱膨張率が異なる材料が混在すると、ピボットアッシー軸受の性能が熱機械的(thermomechanical)損傷を受けることがある。すなわち、熱膨張率の違いが構成部品間に応力を発生し、局所的破壊を引き起こすことがある。特に、転がり軸受は、予圧が掛けられた状態でシャフトとスリーブとの間に接着されており、熱膨張率の違いから発生する応力が接着面を破断してしまうと、予圧が抜けてしまうことになる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、熱膨張率の違う材料を混在させても、熱機械的影響によって性能が劣化することを抑制することができるピボットアッシー軸受およびこれを用いたディスク駆動装置を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るピボットアッシー軸受は、シャフトと、前記シャフトの外周側で、前記シャフトと同軸上に前記シャフトの軸方向に互いに離間して配置された第１転がり軸受および第２転がり軸受と、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受の外周側で、前記シャフトと同軸上に設けられたスリーブと、を備え、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受における内輪の内周面と前記シャフトの外周面と、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受における外輪の外周面と前記スリーブの内周面とのうち少なくとも一方は第１接着剤で接着され、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受における外輪および内輪のうち予圧を加えた端面と、前記シャフトの外周面または前記スリーブの内周面との境界のうち少なくとも一部に、前記第１接着剤とは特性が異なる第２接着剤が塗布されることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るピボットアッシー軸受は、前記シャフトおよび前記スリーブの少なくとも一方の材料の熱膨張率は、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受の材料の熱膨張率を上回ることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るピボットアッシー軸受は、前記シャフトおよび前記スリーブの少なくとも一方の材料はアルミ合金であり、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受の材料としてのスチールはマルテンサイト系ステンレス鋼または高炭素クロム軸受鋼であることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るピボットアッシー軸受は、前記予圧は、前記第１転がり軸受の内輪における端面および前記第２転がり軸受の内輪における端面のうち少なくとも一方に加えられ、前記予圧を加えた端面と、前記シャフトの外周面との境界のうち少なくとも一部に、前記第２接着剤が塗布されることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るピボットアッシー軸受は、前記第１転がり軸受と前記第２転がり軸受との間にはスペーサが設けられ、前記第１転がり軸受の外輪における端面と、前記第２転がり軸受の外輪における端面とは、前記スペーサに互いに対向して当接していることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るピボットアッシー軸受は、前記シャフトの軸方向における一方側の端部にフランジが設けられ、前記第１転がり軸受は前記軸方向における他方側に配置され、前記第２転がり軸受は前記軸方向における一方側に配置され、前記第１転がり軸受の内輪の端面うち、前記軸方向における他方側の端面に前記予圧が加えられることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るピボットアッシー軸受は、前記第２転がり軸受の内輪の端面のうち、前記軸方向における一方側の端面は、前記フランジに当接することを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るピボットアッシー軸受は、前記予圧は、前記第１転がり軸受の内輪の端面のうち、前記軸方向における他方側の端面と、前記第２転がり軸受の端面のうち、前記軸方向における一方側の端面とのうち少なくとも一方に加えられることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るピボットアッシー軸受は、前記第１接着剤は、紫外線硬化型の嫌気性接着剤であり、前記第２接着剤は、熱硬化性接着剤および２液性接着剤のいずれか一方であることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るピボットアッシー軸受は、前記第１接着剤は、アクリル系接着剤であり、前記第２接着剤は、エポキシ系接着剤であることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るピボットアッシー軸受は、前記第２接着剤の弾性係数が、前記第１接着剤の弾性係数よりも小さいことを特徴とする。

また、本発明の一態様に係るディスク駆動装置は、上記ピボットアッシー軸受と、前記ピボットアッシー軸受によって搖動可能に支持され、磁気ディスク上で磁気ヘッドを移動させるスイングアームと、前記ピボットアッシー軸受のシャフトが固定されるベースプレートと、を備えることを特徴とする。

本発明に係るピボットアッシー軸受およびディスク駆動装置は、熱膨張率の違う材料を混在させても、熱機械的影響によって性能が劣化することを抑制することができるという効果を奏する。

図１は、本実施形態に係るピボットアッシー軸受を備えた磁気ディスク駆動装置を示す斜視図である。 図２は、ピボットアッシー軸受の外観を示す斜視図である。 図３は、ピボットアッシー軸受の軸方向における断面を示す図である。 図４は、第１転がり軸受の端部を拡大した図である。 図５は、ピボットアッシー軸受のＡ−Ａ断面図である。 図６は、ピボットアッシー軸受のＡ−Ａ断面図である。 図７は、本実施形態に係るピボットアッシー軸受を同一の熱環境に暴露させ、共振周波数を測定した検証実験の結果を示す図である。 図８は、比較例に係るピボットアッシー軸受を同一の熱環境に暴露させ、共振周波数を測定した検証実験の結果を示す図である。 図９は、応用例２に係るピボットアッシー軸受の軸方向における断面を示す図である。 図１０は、比較例に係る第１転がり軸受の端部を拡大した図である。 図１１は、比較例に係る第１転がり軸受の端部を拡大した図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るピボットアッシー軸受および磁気ディスク駆動装置について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

図１は、本実施形態に係るピボットアッシー軸受を備えた磁気ディスク駆動装置を示す斜視図である。図２は、ピボットアッシー軸受の外観を示す斜視図である。

本実施形態に係るピボットアッシー軸受１０は、図１および図２に例示される通り、磁気ディスク駆動装置１（ベースプレート５）に固定されたシャフト１２と、シャフト１２を内包する略筒状の構造体であるスリーブ１３とを備えた構造を有する。シャフト１２には、フランジ１２ａが設けられている。フランジ１２ａをベースプレート５に当接させて固定することで、ピボットアッシー軸受１０を、ベースプレート５に対して垂直に取り付けることが可能である。スリーブ１３の外周には、磁気ヘッドアーム２が取り付けられている。ピボットアッシー軸受１０（スリーブ１３）に揺動可能に支持された磁気ヘッドアーム２の先端の磁気ヘッド３は、磁気ディスク４の上を移動することで、磁気ディスク４に情報を記録し、また、記録された情報を磁気ディスク４から読み出す。

図３は、ピボットアッシー軸受の軸方向における断面を示す図である。図２および図３から判る通り、ピボットアッシー軸受１０は、シャフト１２とスリーブ１３とに加えて、第１転がり軸受１１ａと第２転がり軸受１１ｂとを具備する。本実施形態では、シャフト１２の材料としては、アルミニウムを主成分としてＭｇやＣｕやＳｉ等を含むアルミ合金が使用される。また、スリーブ１３の材料としては、切削加工性や耐腐食性の良いオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３００系）等のスチールが使用される。以上のように、シャフト１２およびスリーブ１３のうち少なくとも一方の材料にアルミ合金を用いることで、ピボットアッシー軸受１０の重量の軽量化を実現している。

他方、第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂの材料としては、強度を確保する観点から、高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼等の軸受用スチールが用いられる。

次に、一対の転がり軸受１１について説明する。本実施形態では第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂの構成要素および機能は同様であるので、第１転がり軸受１１ａを例示して説明する。

第１転がり軸受１１ａは内輪１１ａａと外輪１１ａｂと転動体１１ａｃとを具備する。内輪１１ａａと外輪１１ａｃとの間には、グリースで潤滑された転動体１１ａｃが保持される。内輪１１ａａは、シャフト１２の外周側に、シャフト１２と同軸上に設置される円筒形の構造体である。外輪１１ａｂは、ピボットアッシー軸受装置１０の回転軸ｍを中心軸とする円筒形の構造体である。転動体１１ａｃは、内輪１１ａａと外輪ａｂとの間に形成される軌道内に配置された球体である。

以降の説明では、ピボットアッシー軸受１０の回転軸方向（図３のシャフト１２の長手方向）を「軸方向」と表記するとともに、軸方向において、第２転がり軸受１１ｂが配置される側を、軸方向の「一方側」、第１転がり軸受１１ａが配置される側を、軸方向の「他方側」と表記する。また、以降の説明では、第１転がり軸受１１ａと第２転がり軸受１１ｂとを特に区別する必要がない場合には、第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂを「一対の転がり軸受１１」と表記する。

一対の転がり軸受１１（第１転がり軸受１１ａ，第２転がり軸受１１ｂ）は、シャフト１２の外周側に、シャフト１２と同軸上に配置される。第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂは、軸方向に互いに離間して配置されている。一対の転がり軸受１１の外周側には、シャフト１２と同軸上にスリーブ１３が設けられている。すなわち、スリーブ１３は、径方向内側にシャフト１２および一対の転がり軸受１１を内包する。

第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの内周面、および、第２転がり軸受１１ｂの内輪１１ｂａの内周面と、シャフト１２の外周面とは、第１接着剤Ｘで接着されている。同様に、第１転がり軸受１１ａの外輪１１ａｂの外周面、および、第２転がり軸受１１ｂの外輪１１ｂｂの外周面と、スリーブ１３の内周面とは、第１接着剤Ｘで接着されている。第１接着剤Ｘとしては、紫外線硬化型の嫌気性接着剤が好適に用いられ、具体例としては、紫外線硬化型のアクリル系嫌気性接着剤を例示することができる。嫌気性接着剤は、硬化に要する時間が短く製造にも適していることから、金属間の嵌め合いに用いるのに好適である。

以上の説明から把握される通り、第１転がり軸受１１ａの外輪１１ａｂ、および、第２転がり軸受１１ｂの外輪１１ｂｂにおける外周面は、第１接着剤Ｘによってスリーブ１３の内周面に固定され、且つ、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａ、および、第２転がり軸受１１ｂの内輪１１ｂａにおける内周面は、第１接着剤Ｘによってシャフト１２の外周面に固定されている。

第１転がり軸受１１ａと第２転がり軸受１１ｂとの間には、スペーサ部１４（スペーサ）が設けられている。第１転がり軸受１１ａの外輪１１ａｂの端面と、第２転がり軸受１１ｂの外輪１１ｂｂの端面とは、互いに対向してスペーサ部１４に当接している。具体的には、第１転がり軸受１１ａの外輪１１ａｂの軸方向における一方側の端面はスペーサ部１４の軸方向における他方側の端面に当接する一方で、第２転がり軸受１１ｂの外輪１１ｂｂの軸方向における他方側の端面はスペーサ部１４の軸方向における一方側の端面に当接する。なお、第１転がり軸受の外輪１１ａｂの軸方向における他方側の端面、および、第２転がり軸受１１ｂの外輪１１ｂｂの軸方向における一方側の端面と、スペーサ部１４とは離間する。

シャフト１２の軸方向における一方側の端部には、フランジ１２ａが設けられている。第２転がり軸受１１ｂの内輪１１ｂａはフランジ１２ａに当接する。具体的には、第２転がり軸受１１ｂの内輪１１ｂａの軸方向における一方側の端面はフランジ１２ａの当接面Ｓ_ｔに当接する。外輪１１ｂｂの軸方向における一方側の端面とフランジ１２ａとは離間する。

以上の構成では、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの軸方向における他方側の端面に、軸方向の他方側から一方側へと向かう方向の予圧Ｆ（図４参照）が与えられると、予圧Ｆは内輪１１ａａから転動体１１ａｃ、外輪１１ａｂを介してスペーサ部１４に伝わる。また、スペーサ部１４は、第１転がり軸受１１ａの外輪１１ａｂからの力Ｆを、第２転がり軸受１１ｂの外輪１１ｂｂに伝える。力Ｆは、第２転がり軸受１１ｂの転動体１１ｂｃ、内輪１１ｂａを介してフランジ１２ａに伝わる。以上の説明から理解される通り、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの軸方向の他方側の端面に予圧Ｆが与えられると、第２転がり軸受１１ｂに予圧が加えられる。

上述したように第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂに加えられた予圧は、第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂがシャフト１２およびスリーブ１３に固定されることによって維持される。詳細には、前述の通り、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの内周面、および、第２転がり軸受１１ｂの内輪１１ｂａの内周面と、シャフト１２の外周面とが第１接着剤Ｘで固定され、第１転がり軸受１１ａの外輪１１ａｂの外周面、および、第２転がり軸受１１ｂの外輪１１ｂｂの外周面と、スリーブ１３の内周面とが第１接着剤Ｘで接着されることで、第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂに加えられた予圧が適切に維持される。特に、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの軸方向における他方側の端面に、軸方向の他方側から、軸方向の一方側へと向かう方向の予圧Ｆを付与する態様では、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａとシャフト１２との接着が予圧の維持に重要な役割を担っている。

ところで、前述した通り、本実施形態では、シャフト１２の材料にアルミ合金を使用し、スリーブ１３の材料にスチール（オーステナイト系ステンレス鋼）を使用する。他方、第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂの内外輪の材料にスチール（マルテンサイト系ステンレス鋼）を使用する。ここで、アルミ合金と、スチールとでは熱膨張率が相違する。具体的には、ＪＩＳ規格で規定される各種のアルミ合金の熱膨張率は、ＪＩＳ規格で規定されるオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３００系）およびマルテンサイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４００系）の熱膨張率を上回る。また、オーステナイト系ステンレス鋼の熱膨張率は、マルテンサイト系ステンレス鋼の熱膨張率を上回る。以上のように、第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂとシャフト１２とスリーブ１３との間で熱膨張率が異なるという状態では、ピボットアッシー軸受１０が曝される熱環境の温度変化によって第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂとシャフト１２およびスリーブ１３との間の接着層に応力が発生し、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの内周面および第２転がり軸受１１ｂの内輪１１ｂの内周面とシャフト１２の外周面、または、第１転がり軸受１１ａの外輪１１ａｂおよび第２転がり軸受１１ｂの外輪１１ｂｂの外周面とスリーブ１３の内周面とを固定する第１接着剤Ｘが破断する虞が生まれる。特に、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの内周面とシャフト１２の外周面との間の第１接着剤Ｘが破断すると、第１転が軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂに加えられた予圧が抜けてしまうことになる。

そこで、本実施形態では、第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂにおける内輪１１ａａ，１１ｂａおよび外輪１１ａｂ，１１ｂｂのうち、予圧を加える端面と、シャフト１２の外周面またはスリーブ１３の内周面との境界のうち少なくとも一部に、第１接着剤Ｘとは特性が異なる第２接着剤Ｂを塗布する。本実施形態では、第１転がり軸受１１ａにおける内輪１１ａａの端面に予圧を加える構成を例示する。

図４は、任意の１個のピボットアッシー軸受１０の第１転がり軸受１１ａの端部を拡大した図であり、詳細には図３に示す領域Ｗの拡大図である。図４を例示して、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの内周面とシャフト１２の外周面との接着について説明する。第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａと、シャフト１２の外周面とは、第１接着剤Ｘにより固定される。第１接着剤Ｘは、前述の通り、紫外線硬化型の嫌気性接着剤である。図４には、第１転がり軸受１１ａにおける内輪１１ａａの内周面とシャフト１２の外周面との間で、接着剤が塗布される面（接着面）を符号Ｓ_１で例示する。第１接着剤Ｘは、例えば接着面Ｓ_１の全域にわたり塗布される。これにより、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａは、接着面Ｓ_１を介してシャフト１２の外周面に接着される。前述した通り、本実施形態では、第１転がり軸受１１ａの材料としてマルテンサイト系ステンレス鋼が使用され、シャフト１２の材料としてアルミ合金が使用されるから、内輪１１ａａの内周面とシャフト１２の外周面との接着に、硬化時間が短く金属間の嵌め合いに好適な第１接着剤Ｘを用いることで、接着強度を確保することができる。なお、以上の説明では、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａとシャフト１２の外周面とが接着される場合を例示したが、第２転がり軸受１１ｂにおける内輪１１ｂａとシャフト１２の外周面との間の接着面Ｓ_１にも第１接着剤Ｘが塗布され、内輪１１ｂａの内周面は、接着面Ｓ_１を介してシャフト１２の外周面に接着される。

次に、第１転がり軸受１１ａの外輪１１ａｂの外周面とスリーブ１３の内周面との接着について説明する。第１転がり軸受１１ａの外輪１１ａｂとスリーブ１３の内周面とは、第１接着剤Ｘにより固定される。図４には、第１転がり軸受１１ａにおける外輪１１ａｂと、スリーブ１３の内周面との間で、接着剤が塗布される面（接着面）を符号Ｓ_２で例示する。第１接着剤Ｘは、例えば接着面Ｓ_２の全域にわたり塗布される。これにより、第１転がり軸受１１ａの外輪１１ａｂは、接着面Ｓ_２を介してスリーブ１３の内周面に接着される。以上に説明した通り、本実施形態では、第１転がり軸受１１ａの材料としてマルテンサイト系ステンレス鋼が使用され、スリーブ１３の材料としてオーステナイト系ステンレス鋼が使用されるから、外輪１１ａｂの外周面とスリーブ１３の内周面との接着に、硬化時間が短く金属間の嵌め合いに好適な第１接着剤Ｘを用いることで、接着強度を確保することができる。なお、以上の説明では、第１転がり軸受１１ａの外輪１１ａｂとスリーブ１３の内周面とが接着される場合を例示したが、第２転がり軸受１１ｂにおける外輪１１ｂｂとスリーブ１３の内周面との間の接着面Ｓ_２にも第１接着剤Ｘが塗布され、外輪１１ｂｂの外周面は、接着面Ｓ_１を介してスリーブ１３の内周面に接着される。

次に、第２接着剤Ｂの塗布について、具体的に説明する。図４には、第１転がり軸受１１ａにおける内輪１１ａａのうち他方側の端面を符号Ｓ_３で例示する。図４に例示される他方側の端面Ｓ_３は、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの端面のうち、軸方向における他方側の端面であり、製造時に予圧Ｆを加える端面である。以降の説明では、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの端面のうち、予圧を加える端面、すなわち、軸方向における他方側の端面を「他方側端面Ｓ_３」と表記する。

図４に例示される通り、第１転がり軸受１１ａにおける内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３とシャフト１２の外周面との境界に、第２接着剤Ｂが塗布される。第２接着剤Ｂは、熱硬化性接着剤および２液性接着剤のいずれか一方であり、第１接着剤Ｘとは特性が異なる接着剤である。具体的には、第２接着剤Ｂはエポキシ系接着剤であり、第１接着剤Ｘと比較して弾性係数が小さく、アウトガスが発生し難いという特性を有する。本実施形態では、第２接着剤Ｂとして、熱硬化性エポキシ系接着剤を例示する。第２接着剤Ｂは、第１転がり軸受１１ａにおける内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３とシャフト１２の外周面との境界のうち少なくとも一部に塗布される。

第２接着剤Ｂの塗布の態様について、図５を例示して詳細に説明する。図５は、任意の１個のピボットアッシー軸受１０の第１転がり軸受１１ａに対応する部分の断面図（軸方向に直交する断面）であり、詳細には図３のＡ―Ａ線で破断した場合の断面図である。図５には、内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３とシャフト１２の外周面との境界の全体にわたり（すなわち、他方側端面Ｓ_３に接するシャフトの外周面の全周にわたり）、連続的に第２接着剤Ｂを塗布した構成が例示される。図５の構成では、内輪１１ａａの内周面とシャフト１２の外周面とが接着面Ｓ_１を介して第１接着剤Ｘで固定されるとともに、内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３とシャフト１２の外周面との境界の全体がエポキシ系の第２接着剤Ｂで覆われる。なお、図５では、転動体１１ａｃ等の要素の記載は省略している。

図６には、内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３とシャフト１２の外周面との境界の少なくとも一部（例えば、他方側端面Ｓ_３に接するシャフトの外周面のうち任意の複数箇所）に、第２接着剤Ｂを不連続に塗布した構成が例示される。図６の構成では、内輪１１ａａの内周面とシャフト１２の外周面とが接着面Ｓ_１を介して第１接着剤Ｘで固定されるとともに、内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３とシャフト１２の外周面との境界の一部がエポキシ系の第２接着剤Ｂで覆われる。なお、図６では、転動体１１ａｃ等の要素の記載は省略している。

図５に例示した構成では、内輪１１ａａの内周面とシャフト１２の外周面とが接着面Ｓ_１を介して第１接着剤Ｘで固定されるとともに、内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３とシャフト１２の外周面との境界の全体にわたり第２接着剤Ｂが塗布されるから、内輪１１ａａの内周面とシャフト１２の外周面とが接着面Ｓ_１のみを介して第１接着剤Ｘで固定される構成と比較して、内輪１１ａａとシャフト１２との接着強度を確実に向上し、予圧抜けを防止することが可能になる。

また、図６に例示した構成では、内輪１１ａａの内周面とシャフト１２の外周面とが接着面Ｓ_１を介して第１接着剤Ｘで固定されるとともに、内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３とシャフト１２の外周面との境界の少なくとも一部（例えば、他方側端面Ｓ_３に接するシャフトの外周面のうち任意の複数箇所）に、第２接着剤Ｂが塗布される。したがって、図６の構成によっても、内輪１１ａａの内周面とシャフト１２の外周面とが接着面Ｓ_１のみを介して第１接着剤Ｘで固定される構成と比較して、内輪１１ａａとシャフト１２との接着強度を向上し、予圧抜けを防止するという前述の効果が実現される。

このように、第１転がり軸受１１ａにおける内輪１１ａａとシャフト１２の外周面との接着Ｓ_１に塗布する第１接着剤Ｘ（紫外線硬化型の嫌気性接着剤）とは特性が異なる第２接着剤Ｂ（エポキシ系接着剤）を、第１転がり軸受１１ａにおける内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３とシャフト１２の外周面との境界の少なくとも一部に塗布する構成によれば、シャフト１２の材料にアルミ合金を使用するとともにスリーブ１３の材料にスチールを使用し、第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂの材料にスチールを用いた場合（第１転がり軸受１１ａにおける内輪１１ａａとシャフト１２との熱膨張率が異なる場合）でも、熱環境の変化による応力を吸収し、接着面Ｓ_１における第１接着剤Ｘが破断することを抑制することが可能になる。

なお、図５および図６の説明から理解される通り、第２接着剤Ｂは、内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３とシャフト１２の外周面との境界の全体にわたり（すなわち、他方側端面Ｓ_３に接するシャフトの外周面の全周にわたり）連続的に塗布されてもよいし、内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３とシャフト１２の外周面との境界の一部に（例えば、他方側端面Ｓ_３に接するシャフトの外周面のうち任意の複数箇所）に不連続に塗布されてもよい。すなわち、第２接着剤Ｂが塗布される領域は、「第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂにおける外輪１１ａｂ，１１ｂｂおよび内輪１１ａａ，１１ｂａのうち予圧Ｆを加えた端面（他方側端面Ｓ_３を含む）と、シャフト１２の外周面またはスリーブ１３の内周面との境界のうち少なくとも一部」として包括的に表現される。

（検証実験）
次に、本実施形態に係るピボットアッシー軸受１０の効果の検証実験を開示する。図７および図８は、それぞれ、本実施形態および比較例に係るピボットアッシー軸受の熱機械分析の結果を示す図である。

図７および図８に示されるグラフは、それぞれ本実施形態および比較例に係るピボットアッシー軸受を同一の熱環境に暴露させ、共振周波数を測定した検証実験の結果を表している。図７および図８の検証実験で用いた試料数はそれぞれ５個である。なお、検証実験で用いた熱環境条件すなわちヒートサイクルは、７０℃を１０分間維持した後、−４０℃を１０分維持する熱環境を１サイクルとし、これを複数回繰り返して、サイクル開始前、２サイクル目および５サイクル目において各試料の共振周波数を測定している。図７および図８に示されるグラフでは、横軸にヒートサイクルの回数をとり、縦軸に測定された共振周波数の測定幅（５個中の最大値と最小値の間の差）と平均値をプロットしている。

また、検証実験で用いた第１接着剤としての嫌気性接着剤は、メタクリル酸ジエステルを主成分とする紫外線硬化型のアクリル系嫌気性接着剤であり、弾性係数が３ＧＰａ（２５℃）、ガラス転移点が１４０℃である。一方、第２接着剤としてのエポキシ系接着剤は、エポキシ樹脂を主成分とするものであり、弾性係数が２．４ＧＰａ（２５℃）、ガラス転移点が８０℃である。本実施形態に係るピボットアッシー軸受では、上記説明したように第１接着剤と第２接着剤とを用いて構成しており、比較例に係るピボットアッシー軸受では、第１接着剤のみを用いて構成している。

なお、本実施形態および比較例に係るピボットアッシー軸受の何れにおいても、ピボットアッシー軸受は、上記説明したようにシャフトをアルミ合金で構成し、スリーブをオーステナイト系ステンレス鋼で構成し、転がり軸受の内外輪をマルテンサイト系ステンレス鋼で構成し、同一の材料構成としている。

図７と図８とを比較すると、比較例に係るピボットアッシー軸受は、周期的熱環境に暴露されたことにより共振周波数が著しく低下している。この結果は、比較例に係るピボットアッシー軸受では、周期的熱環境によって予圧が抜けてしまっていることを意味している。一方、本実施形態に係るピボットアッシー軸受は、周期的熱環境に暴露しても共振周波数の低下は非常に小さい。以上の結果は、本実施形態に係るピボットアッシー軸受が、熱膨張率の異なる材料を混在させても、熱機械的影響による性能の劣化を抑制可能であることを示している。

＜応用例・変形例＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。また、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。

（応用例１）
実施形態では、一対の転がり軸受１１のうち、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの端面に予圧を加える構成を例示したが、予圧を加える端面は、第２転がり軸受１１ｂの内輪１１ｂａの端面であってもよい。例えば、図３に例示される任意の１個のピボットアッシー軸受１０のうち、第２転がり軸受１１ｂの内輪１１ｂａの軸方向における一方側の端面（以降、「一方側端面Ｓ_４」という。）に予圧Ｆが付与される構成としてもよい。第２転がり軸受１１ｂの内輪１１ｂａの一方側端面Ｓ_４に予圧を加えた構成によっても、熱環境の温度変化による応力を吸収し、第１接着剤Ｘが破断することを抑制する、という本発明の効果が実現される。

（応用例２）
実施形態では、一対の転がり軸受１１のうち一方の内輪、すなわち、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａ（具体的には、内輪１１ａａの一方側端面Ｓ_３）にのみ予圧Ｆを加える構成を例示したが、一対の転がり軸受１１の双方の内輪に予圧Ｆが加えられる構成も好適に採用され得る。例えば、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３に予圧を加えるとともに、第２転がり軸受１１ｂの内輪１１ｂａの一方側端面Ｓ_４に予圧Ｆを加える構成としてもよい。図９は、応用例２に係るピボットアッシー軸受の軸方向における断面を示す図である。応用例２のピボットアッシー軸受１０は、実施形態に係るピボットアッシー軸受１０とほぼ同様の構成を有するが、シャフト１２のフランジ１２ａが省略される。第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂの配置は実施形態と同様であり、軸方向における一方側に第２転がり軸受１１ｂが配置され、軸方向における他方側に第１転がり軸受１１ａが配置される。第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂの双方には、ハブキャップ１５ａ，１５ｂが設けられる。第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの軸方向における他方側の端面と、第２転がり軸受１１ｂの内輪１１ｂａの軸方向における一方側の端面とは、それぞれのハブキャップ１５ａ，１５ｂに当接する。

ハブキャップ１５ａ，１５ｂのおもな機能は、第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂ内のグリース等から発生したガスや塵埃が外部に放出しないようにすることであるが、ハブキャップ１５ａ，１５ｂを、それぞれ内輪１１ａａおよび内輪１１ｂａに加えた予圧を維持するためにも用いることがある。そこで、応用例２では、第１転がり軸受１１ａにおける内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３とシャフト１２の外周面との境界の少なくとも一部、および、第２転がり軸受１１ｂにおける内輪１１ｂａの一方側端面Ｓ_４とシャフト１２の外周面との境界の少なくとも一部に第２接着剤Ｂを塗布するとともに、当該第２接着剤Ｂを塗布した領域とハブキャップ１５ａ，１５ｂの端面とを当接させることで、ハブキャップ１５ａ，１５ｂを固定する。

以上の構成では、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３に、軸方向の他方側から一方側へと向かう方向の予圧Ｆが与えられる一方、第２転がり軸受１１ｂの内輪１１ｂａの一方側端面Ｓ_４に、軸方向の一方側から他方側へと向かう方向の予圧Ｆが与えられる。以上の構成を前提として、内輪１１ａａおよび内輪１１ｂａにおける内周面とシャフト１２の外周面との接着面Ｓ_１を接着する第１接着剤Ｘと、内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３および内輪１１ｂａの一方側端面Ｓ_４とシャフト１２の外周面との境界の少なくとも一部に塗布する第２接着剤Ｂとを、特性が異なる接着剤とすれば、第１転がり軸受１１ａとシャフト１２との熱膨張率の相違に起因して、接着面Ｓ_１に塗布された第１接着剤Ｘが破断した場合でも、内輪１１ａａとシャフト１２との接着強度を確保し、予圧抜けを防止することが可能になる。以上の構成によれば、内輪１１ａａとシャフト１２との間の接着面Ｓ_１のみが第１接着剤Ｘで固定される構成と比較して、内輪１１ａａとシャフト１２との接着強度を確実に向上させることが可能である。また、シャフト１２およびスリーブ１３の少なくとも一方の材料にアルミ合金を用いる一方、第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂの材料にスチールを用いた場合でも、熱環境の変化による応力を吸収し、接着面Ｓ_１における第１接着剤Ｘが破断することを抑制するという効果が実現される。

（応用例３）
以上の構成に加え、一対の転がり軸受１１のうち一方の軸受の外輪に予圧Ｆを加える構成や、一対の転がり軸受１１の双方の外輪に予圧Ｆを加える構成も好適に採用され得る。以上の構成を前提として、第１転がり軸受１１ａにおける外輪１１ａｂの外周面および第２転がり軸受１１ｂにおける外輪１１ｂｂの外周面とスリーブ１３の内周面とを接着する第１接着剤Ｘと、第１転がり軸受１１ａにおける外輪１１ａｂの端面とスリーブ１３の内周面との境界の少なくとも一部に塗布する第２接着剤Ｂとを、特性が異なる接着剤としてもよい。以上の構成によれば、シャフト１２およびスリーブ１３の少なくとも一方の材料にアルミ合金を用いる一方、第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂの材料にスチールを用いた場合でも、熱環境の変化による応力を吸収し、接着面Ｓ_２における第１接着剤Ｘが破断することを抑制するという実施形態の効果が実現される。

以上に説明した通り、実施形態および応用例１では、一対の転がり軸受１１のうち一方の内輪、すなわち、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａにのみ予圧を加える構成を例示し、応用例２では、一対の転がり軸受１１の双方の内輪、すなわち、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａおよび第２転がり軸受１１ｂの内輪１１ｂａに予圧を加える構成を例示した。また、応用例３では一対の転がり軸受１１のうち少なくとも一方の外輪に予圧を加える構成を例示した。以上の説明から理解される通り、第１転がり軸受１１ａの内輪１１ａａの端面と、第１転がり軸受１１ａの外輪１１ａｂの端面と、第２転がり軸受１１ｂの内輪１１ｂａの端面と、第２転がり軸受１１ｂの外輪１１ｂｂの端面とは、本発明の「予圧を加えた端面」として包括的に表現され得る。

実施形態では、一対の転がり軸受１１のうち、第１転がり軸受１１ａと第２転がり軸受１１ｂとを表記上区別したが、第１転がり軸受１１ａと第２転がり軸受１１ｂとしては同一の転がり軸受を用いて構成することも可能である。また、実施形態では、スペーサ部１４をスリーブ１３と一体に形成した構成を例示したが、スペーサ部１４をスリーブ１３と別体とした（例えばリング状）構成も好適に採用され得る。

実施形態では、シャフト１２の材料にアルミ合金を使用するとともに、スリーブ１３の材料にスチール（オーステナイト系ステンレス鋼）を使用し、第１転がり軸受および第２転がり軸受の材料にスチール（マルテンサイト系ステンレス鋼）を使用した構成を例示したが、以上の例示以外に、例えば、シャフト１２およびスリーブ１３の双方の材料にスチール（オーステナイト系ステンレス鋼）を使用し、一対の転がり軸受１１の材料にスチール（マルテンサイト系ステンレス鋼）を使用した構成や、シャフトおよびスリーブ１３の少なくとも一方の材料にスチール（オーステナイト系ステンレス鋼）を使用し、シャフトおよびスリーブ１３の他方の材料を、一対の転がり軸受１１と同様にスチール（マルテンサイト系ステンレス鋼）とした構成や、実施形態および以上の変形例の構成を前提として、一対の転がり軸受１１の材料に高炭素クロム軸受鋼を使用した構成も本発明の範囲に包含される。すなわち、本発明に係るシャフト１２およびスリーブ１３は、「両者のうち少なくとも一方の材料が、第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂの材料の熱膨張率を上回る」要素として包括的に表現され得る。

実施形態では、シャフト１２の材料にアルミ合金を使用し、スリーブ１３の材料にスチール（オーステナイト系ステンレス鋼）を使用した構成を例示したが、以上の例示以外に、シャフト１２の材料にスチール（オーステナイト系ステンレス鋼）を使用するとともにスリーブ１３の材料にアルミ合金を使用した構成や、シャフト１２およびスリーブ１３の双方の材料をアルミ合金とした構成や、実施形態および以上の変形例の構成を前提として、一対の転がり軸受１１の材料に高炭素クロム軸受鋼を使用した構成も本発明の範囲に包含される。以上に説明した構成は、シャフト１２およびスリーブ１３のうち少なくとも一方の材料がアルミ合金であり、第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂの材料はスチールである構成として本発明に包括される。

（変形例１）
以下、第２接着剤Ｂの塗布の態様について変形例を提示する。図１０は、変形例１に係る第１転がり軸受の端部を拡大した図である。変形例１の構成は、実施形態（図４）の構成とほぼ同様であるが、変形例１では、シャフト１２の外周面に溝１２ｂが設けられる。当該溝１２ｂは、第１転がり軸受１１ａにおける内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３とシャフト１２の外周面との境界に第２接着剤Ｂを塗布する際に、適量の第２接着剤Ｂを保持するために設けられている。これにより、第２接着剤Ｂが熱環境の変化による応力を吸収する効果が高まり、接着面Ｓ_１における第１接着剤Ｘが破断することをより効果的に抑制することが可能になる。以上の説明から理解される通り、「第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂにおける外輪１１ａａ、１１ａｂおよび内輪１１ａｂ、１１ｂｂのうち予圧を加えた端面と、シャフト１２の外周面またはスリーブ１３の内周面との境界」には、シャフト１２の外周面に設けられた溝１２ｂも包含される。

（変形例２）
図１１は、変形例２に係る第１転がり軸受の端部を拡大した図である。変形例２の構成は、変形例１の構成に加えてハブキャップ１５が取り付けられる。ハブキャップ１５のおもな機能は、第１転がり軸受１１ａ内のグリース等から発生したガスや塵埃が外部に放出しないようにすることであるが、ハブキャップ１５を、内輪１１ａａに加えた予圧を維持するためにも用いることがある。そこで、変形例２では、第１転がり軸受１１ａにおける内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３とシャフト１２の外周面との境界に第２接着剤Ｂを塗布するとともに、当該第２接着剤Ｂを塗布した領域とハブキャップ１５の端面とを当接させることで、ハブキャップ１５を固定する。以上の構成では、ハブキャップ１５によって内輪１１ａａに加えた予圧を維持する作用と、第２接着剤Ｂが熱環境の変化による応力を吸収する作用とを両立されることができるので、接着面Ｓ_１における第１接着剤Ｘが破断することをより効果的に抑制することが可能になる。

以上の説明から理解される通り、第２接着剤Ｂは、第１転がり軸受１１ａおよび第２転がり軸受１１ｂにおける外輪および内輪の端面のうち予圧を加えた端面（実施形態、変形例１、および、変形例２では、内輪１１ａａの他方側端面Ｓ_３）と、シャフト１２の外周面またはスリーブ１３の内周面との境界の少なくとも一部に塗布されていればよい。シャフト１２の外周上に形成された溝１２ｂにも第２接着剤Ｂが保持される変形例１の構成や、当該第２接着剤Ｂが塗布される領域にハブキャップ１５の端面が当接する変形例２の構成も本発明の範囲に包含される。

１ 磁気ディスク駆動装置
２ 磁気ヘッドアーム
３ 磁気ヘッド
４ 磁気ディスク
５ ベースプレート
１０ ピボットアッシー軸受
１１ａ 第１転がり軸受
１１ｂ 第２転がり軸受
１１ａａ，１１ｂａ 内輪
１１ａｂ，１１ｂｂ 外輪
１１ａｃ，１１ｂｃ 転動体
１２ シャフト
１２ａ フランジ
１３ スリーブ
１４ スペーサ部
１４ａ，１４ｂ スペーサ部の端面
１５，１５ａ，１５ｂ ハブキャップ

Claims (12)

1. シャフトと、
   前記シャフトの外周側で、前記シャフトと同軸上に前記シャフトの軸方向に互いに離間して配置された第１転がり軸受および第２転がり軸受と、
   前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受の外周側で、前記シャフトと同軸上に設けられたスリーブと、
   を備え、
   前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受における内輪の内周面と前記シャフトの外周面と、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受における外輪の外周面と前記スリーブの内周面とのうち少なくとも一方は第１接着剤で接着され、
   前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受における外輪および内輪のうち予圧を加えた端面と、前記シャフトの外周面または前記スリーブの内周面との境界のうち少なくとも一部に、前記第１接着剤とは特性が異なる第２接着剤が塗布される、
   ことを特徴とするピボットアッシー軸受。
2. 前記シャフトおよび前記スリーブの少なくとも一方の材料の熱膨張率は、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受の材料の熱膨張率を上回る、
   ことを特徴とする請求項１に記載のピボットアッシー軸受。
3. 前記シャフトおよび前記スリーブの少なくとも一方の材料はアルミ合金であり、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受の材料としてのスチールはマルテンサイト系ステンレス鋼または高炭素クロム軸受鋼である、
   ことを特徴とする請求項２に記載のピボットアッシー軸受。
4. 前記予圧は、前記第１転がり軸受の内輪における端面および前記第２転がり軸受の内輪における端面のうち少なくとも一方に加えられ、
   前記予圧を加えた端面と、前記シャフトの外周面との境界のうち少なくとも一部に、前記第２接着剤が塗布される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１つに記載のピボットアッシー軸受。
5. 前記第１転がり軸受と前記第２転がり軸受との間にはスペーサが設けられ、
   前記第１転がり軸受の外輪における端面と、前記第２転がり軸受の外輪における端面とは、前記スペーサに互いに対向して当接している、
   ことを特徴とする請求項４に記載のピボットアッシー軸受。
6. 前記シャフトの軸方向における一方側の端部にフランジが設けられ、
   前記第１転がり軸受は前記軸方向における他方側に配置され、前記第２転がり軸受は前記軸方向における一方側に配置され、
   前記第１転がり軸受の内輪の端面うち、前記軸方向における他方側の端面に前記予圧が加えられる、
   ことを特徴とする請求項５に記載のピボットアッシー軸受。
7. 前記第２転がり軸受の内輪の端面のうち、前記軸方向における一方側の端面は、前記フランジに当接する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のピボットアッシー軸受。
8. 前記予圧は、前記第１転がり軸受の内輪の端面のうち、前記軸方向における他方側の端面と、前記第２転がり軸受の端面のうち、前記軸方向における一方側の端面とのうち少なくとも一方に加えられる、
   ことを特徴とする請求項５に記載のピボットアッシー軸受。
9. 前記第１接着剤は、紫外線硬化型の嫌気性接着剤であり、
   前記第２接着剤は、熱硬化性接着剤および２液性接着剤のいずれか一方である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１つに記載のピボットアッシー軸受。
10. 前記第１接着剤は、アクリル系接着剤であり、
    前記第２接着剤は、エポキシ系接着剤である、
    ことを特徴とする請求項１から請求項９の何れか１つに記載のピボットアッシー軸受。
11. 前記第２接着剤の弾性係数は、前記第１接着剤の弾性係数よりも小さい、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１つに記載のピボットアッシー軸受。
12. 請求項１〜１１の何れか１つに記載のピボットアッシー軸受と、
    前記ピボットアッシー軸受によって搖動可能に支持され、磁気ディスク上で磁気ヘッドを移動させるスイングアームと、
    前記ピボットアッシー軸受のシャフトが固定されるベースプレートと、
    を備えることを特徴とするディスク駆動装置。