JP6157439B2 - 軸受装置、ピボットアッシー軸受およびハードディスク駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は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等に好適な軸受装置に係り、特にラビリンス隙間によるシール構造に関する。
この種のピボットアッシー軸受は、一般に、シャフトの外周に転がり軸受を介してスリーブが回転自在に支持された構造を有しており、転がり軸受は軸方向に離間した一対の状態で装備されるものが多い。そして、軸方向端部のシャフトとスリーブとの間には、転がり軸受内に充填される潤滑油の漏洩や飛散の抑制、あるいは異物の混入抑制のために、シールリングやシールキャップなどと呼ばれるリング状のシール部材を設けるとともに、そのシール部材とシャフトあるいはスリーブとの間にラビリンス状の隙間を形成したものが知られている（特許文献１〜３等）。
特開２００６−０７７９２４号公報 特開２０１３−０４８００５号公報 特開２００８−０６９９２０号公報
上記特許文献に記載されるラビリンス状の隙間（以下、ラビリンス隙間）は、例えばシール部材をスリーブあるいはシャフトに接着等で固定して形成していた。ラビリンス隙間はその機能面から狭ければ狭いほど好ましいが、ラビリンス隙間を狭くするためには部品加工精度や接着による組み付け精度を向上させる必要があり、困難であった。また、近年では磁気ディスク装置の記憶密度が高まるのに伴い、より確実に潤滑剤の漏洩を抑制できるピボットアッシー軸受が強く望まれてきている。
本発明は上記に鑑みてなされたものであってその主たる目的は、潤滑油の漏洩や飛散の抑制あるいは異物の混入抑制のための、より狭いラビリンス隙間を容易に形成することができ、これによりハードディスク駆動装置内の清浄度を維持できるピボットアッシー軸受等に好適な軸受装置を提供することにある。
本発明の軸受装置は、スリーブと、該スリーブ内に挿入され、一端部にフランジ部が一体に形成されたシャフトと、前記スリーブと前記シャフトとの間に軸方向に離間して配設され、該スリーブと該シャフトとを相対回転自在に支持する一対の転がり軸受と、を備え、前記スリーブの、前記フランジ部とは軸方向反対側の端部の内周面に、径方向内側に向かって延在して前記シャフトの外周面との間にラビリンス隙間を形成するシール部が一体に形成され、前記シール部の軸方向内側に、前記シャフトに近接する内周側の肉厚を外周側の肉厚よりも大きくする段部が形成され、前記シール部と該シール部に近接する前記転がり軸受の外輪の端面との間に隙間が形成されていることを特徴とする（請求項１）。
本発明によれば、シール部がスリーブに一体に形成されている。このため、シール部をスリーブに接着等の手段によって固定する作業が不要となるとともに、接着材の使用量が減ってアウトガスの低減が図られる。また、シール部の位置や形状を高精度に調整することができることから、軸受装置を組み立てた際の誤差が小さくなり、このため、ラビリンス隙間を従来より狭く形成することができ、結果として潤滑油の漏洩や飛散の抑制や異物の混入抑制といったシール効果を高めることができる。
本発明は上記のように、前記シール部の軸方向内側に、前記シャフトに近接する内周側の肉厚を外周側の肉厚よりも大きくする段部が形成され、前記シール部と該シール部に近接する前記転がり軸受の外輪の端面との間に隙間が形成されている。この構成により、シャフトとスリーブとの間のラビリンス隙間の軸方向長さが増し、シール効果の増大が図られる。また、内輪の端面の位置が外輪の端面の位置に対して軸方向内側にずれていても転がり軸受の外輪の端面とシール部との隙間を維持しつつ転がり軸受の内輪の端面とシール部との隙間を狭くすることができる。転がり軸受の外輪の端面とシール部との隙間を確保することにより、その隙間の分だけ位置決めの誤差を許容できるのでスリーブとシャフトの軸方向の位置決め調整が容易となる。
次に、本発明のピボットアッシー軸受は、磁気ディスク上で磁気ヘッドを移動させる磁気ヘッドアームを揺動可能に支持するピボットアッシー軸受であって、請求項１に記載の軸受装置の構成を含むことを特徴とする（請求項２）。
次に、本発明のハードディスク駆動装置は、請求項２に記載のピボットアッシー軸受を備えたことを特徴とする（請求項３）。
本発明によれば、潤滑油の漏洩や飛散の抑制あるいは異物の混入抑制のための、より狭いラビリンス隙間を容易に形成することができ、これによりハードディスク駆動装置内の清浄度を維持できるピボットアッシー軸受等に好適な軸受装置が提供されるといった効果を奏する。
（ａ）一実施形態に係るピボットアッシー軸受が適用されたハードディスク駆動装置を示す斜視図、（ｂ）ピボットアッシー軸受の斜視図である。 一実施形態に係るピボットアッシー軸受の全体断面図である。 同ピボットアッシー軸受の要部を示す断面図である。 スリーブにおけるシール板部の他の実施形態を示す断面図である。 転がり軸受の他の実施形態を示す断面図である。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
［１］一実施形態の構成
図１（ａ）は、一実施形態に係るピボットアッシー軸受（軸受装置）１０が適用されたコンピュータの記憶装置の一つであるハードディスク駆動装置１を示している。このハードディスク駆動装置１においては、ピボットアッシー軸受１０に揺動可能に支持された磁気ヘッドアーム３の先端に設けられた磁気ヘッド４が磁気ディスク５上を移動することにより、情報を磁気ディスク５に記録し、また、記録した情報を磁気ディスク５から読み出す。
ピボットアッシー軸受１０は、図１（ｂ）に示すように、円筒状のスリーブ２０の内部に配置された転がり軸受３０にシャフト４０が挿入されることによって、図２に示すスリーブ２０とシャフト４０とが相対的に回転することを可能にした軸受装置である。
ピボットアッシー軸受１０は、シャフト４０が図１（ａ）に示すケース６の底部に設けられたシャフト支持部７に固定され、スリーブ２０が回転する。スリーブ２０は、磁気ヘッドアーム３の基部２の取付孔２ａに圧入して嵌合され、磁気ヘッドアーム３はスリーブ２０の回転に伴って揺動する。
以下、図２および図３により一実施形態のピボットアッシー軸受１０を説明する。
ピボットアッシー軸受１０は、図２に示すように、円筒状のスリーブ２０の内部に、軸方向（図２で左右方向）に離間して配設された一対の転がり軸受３０を介してシャフト４０が回転自在に支持された構造を有している。
転がり軸受３０は、内輪３１と外輪３２とを有し、これら内輪３１と外輪３２との間に、複数の球状の転動体３３が保持されている玉軸受である。複数の転動体３３は、内輪３１と外輪３２との間に嵌合された図示せぬ保持器に、回転自在、かつ、周方向に一列の状態で保持されている。内輪３１はシャフト４０の外周面に固着され、外輪３２はスリーブ２０の内周面に固着される。転がり軸受３０のシャフト４０およびスリーブ２０への固着は、接着等の手段によってなされる。転がり軸受３０においては、内輪３１と外輪３２との間に、グリース等の潤滑油が封入される。
シャフト４０は軸心に中空部４０ａを有する円柱状のもので、図２において右側の端部には、スリーブ２０の端部内に収容されるフランジ部４１が形成されている。フランジ部４１の外周部と外輪３２の端面との間からフランジ部４１の外周面とスリーブ２０の内周面との間にわたって、ラビリンス隙間６１が形成されている。
スリーブ２０内の軸方向中間部には、両側の転がり軸受３０の外輪３２がそれぞれ当接してこれら転がり軸受３０の軸方向位置を定めるスペーサリング２１が配設され、スリーブ２０の内周面に固定されている。
図２においてフランジ部４１はシャフト４０の右端部に形成されているが、スリーブ２０の左端部、すなわちフランジ部４１と軸方向反対側のスリーブ２０の端部の内周面には、径方向内側に向かって延在するシール板部２２が、スリーブ２０と一体に形成されている。シール板部２２は厚さが均一であり、スリーブ２０の端面と面一に形成されている。図３に示すように、シール板部２２の内周面とシャフト４０の外周面との間およびシール板部２２の内側面と内輪３１の端面３１ａとの間には、ラビリンス隙間６２、６６が形成されている。
［２］一実施形態の作用効果
上記ピボットアッシー軸受１０においては、内部に充填される潤滑油の漏洩や飛散、あるいは外部からの異物混入が、シャフト４０のフランジ部４１が形成された右側の端部ではラビリンス隙間６１によって、また、スリーブ２０のシール板部２２が形成された左側の端部ではラビリンス隙間６２、６６によって、それぞれ抑制される。
本実施形態では、シャフト４０にフランジ部４１を形成してラビリンス隙間６１を形成するのに加えて、フランジ部４１とは反対側の端部においてはスリーブ２０にシール板部２２を一体に形成し、このシール板部２２によってラビリンス隙間６２を形成している。
シール板部２２がスリーブ２０に一体に形成されていることにより、シール板部２２をスリーブ２０に接着等の手段によって固定する作業が不要となるとともに、接着材の使用量が減ってアウトガスの低減が図られる。また、シール板部２２の位置や形状を高精度に調整することができて組み立て誤差を小さくできることから、ラビリンス隙間６２、６６をより狭く形成することができ、結果として潤滑油の漏洩や飛散の抑制、異物の混入抑制といったシール効果を高めることができる。
［３］他の実施形態
図４は上記シール板部２２の他の実施形態を示す図であり、この場合のシール板部２２には、軸方向内側の内面のシャフト４０に近接する内周側の肉厚を外周側の肉厚よりも大きくする段部２３が形成されている。
この実施形態では、シール板部２２に段部２３が形成されて内周側が肉厚になったことでラビリンス隙間３１の軸方向長さが増し、シール効果の増大が図られる。また、転がり軸受３０の外輪３２の端面３２ａとシール板部２２との隙間６５を確保しつつ内輪３１の端面３１ａとシール板部２２との隙間６６を狭くすることができる。このように転がり軸受３０の外輪３２の端面３２ａとシール板部２２との隙間６５を確保することにより、その隙間６５を利用してスリーブ２０とシャフト４０の軸方向の位置決め調整が容易となる。さらに、その隙間６５は接着剤溜まりとして活用することができる。
また、図５に示すように、転がり軸受３０において内輪３１の軸方向の幅が外輪３２の軸方向の幅より小さくても、段部２３の軸方向の高さを調整することにより、外輪３２の端面３２ａとシール部２２との隙間を維持しつつ内輪３１の端面３１ａとシール部２２との隙間６６を狭くすることができる。
上記各実施形態に係るピボットアッシー軸受１０によって磁気ヘッドアーム３が揺動可能に支持された図１に示すハードディスク駆動装置１は、内部の清浄度を維持することができ、このため、装置の信頼性を高めることが可能となる。
１…ハードディスク駆動装置
３…磁気ヘッドアーム
４…磁気ヘッド
５…磁気ディスク
１０…ピボットアッシー軸受
２０…スリーブ
２２…シール板部
２３…段部
３０…転がり軸受
４０…シャフト
４１…フランジ部
６２…ラビリンス隙間

Claims (3)

  1. スリーブと、
    該スリーブ内に挿入され、一端部にフランジ部が一体に形成されたシャフトと、
    前記スリーブと前記シャフトとの間に軸方向に離間して配設され、該スリーブと該シャフトとを相対回転自在に支持する一対の転がり軸受と、
    を備え、
    前記スリーブの、前記フランジ部とは軸方向反対側の端部の内周面に、径方向内側に向かって延在して前記シャフトの外周面との間にラビリンス隙間を形成するシール部が一体に形成され、
    前記シール部の軸方向内側に、前記シャフトに近接する内周側の肉厚を外周側の肉厚よりも大きくする段部が形成され、
    前記シール部と該シール部に近接する前記転がり軸受の外輪の端面との間に隙間が形成されていることを特徴とする軸受装置。
  2. 磁気ディスク上で磁気ヘッドを移動させる磁気ヘッドアームを揺動可能に支持するピボットアッシー軸受であって、請求項１に記載の軸受装置の構成を含むピボットアッシー軸受。
  3. 請求項２に記載のピボットアッシー軸受を備えたことを特徴とするハードディスク駆動装置。
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