特開 2015-152096 ピボットアッシー用軸受装置およびこれを用いた磁気ヘッド駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-152096(P2015-152096A)

(43)【公開日】2015年8月24日

(54)【発明の名称】ピボットアッシー用軸受装置およびこれを用いた磁気ヘッド駆動装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/82 20060101AFI20150728BHJP

   F16C 33/80 20060101ALI20150728BHJP

   F16J 15/447 20060101ALI20150728BHJP

   F16J 15/43 20060101ALI20150728BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20150728BHJP

   F16C 33/66 20060101ALI20150728BHJP

   G11B 21/02 20060101ALI20150728BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/82

   F16C33/80

   F16J15/447

   F16J15/40 A

   F16C19/06

   F16C33/66 Z

   G11B21/02 630D

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-26694(P2014-26694)

(22)【出願日】2014年2月14日

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベア株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】399030060

【氏名又は名称】学校法人 関西大学

(74)【代理人】

【識別番号】100068618

【弁理士】

【氏名又は名称】萼 経夫

(74)【代理人】

【識別番号】100104145

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 嘉夫

(74)【代理人】

【識別番号】100135035

【弁理士】

【氏名又は名称】田上 明夫

(74)【代理人】

【識別番号】100131266

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼ 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 真一

(72)【発明者】

【氏名】浅川 寿昭

(72)【発明者】

【氏名】足立 重之

(72)【発明者】

【氏名】谷 弘詞

【テーマコード（参考）】

3J016

3J042

3J701

5D068

【Ｆターム（参考）】

3J016AA02

3J016AA06

3J016AA07

3J016AA08

3J016BB16

3J016BB17

3J016BB25

3J016CA02

3J016CA07

3J042AA04

3J042AA09

3J042BA04

3J042CA01

3J042CA10

3J701AA02

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA52

3J701AA63

3J701BA73

3J701CA14

3J701EA68

3J701EA74

3J701FA32

3J701GA53

5D068AA01

5D068BB01

5D068CC11

5D068GG07

(57)【要約】

【課題】軸受内部からの蒸発油の拡散を有効に防止できるピボットアッシー用軸受装置および磁気ヘッド駆動装置を提供する。
【解決手段】軸１１とスリーブ１２との間に潤滑剤を封入した玉軸受（転がり軸受）１３を備え、軸１１やスリーブ１２の軸方向端部にラビリンスシール（シール隙間）１６ａ，１６ｂを備えた構成において、ラビリンスシール１６ａ，１６ｂに磁極が近接するように永久磁石２１ａを配置した。ラビリンスシール１６ａ，１６ｂにおいて、蒸発油に作用する反磁性を利用した磁性シール効果を与える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸と、スリーブと、前記軸と前記スリーブとの間に配置されて該スリーブを前記軸に対して回転自在に支持する、潤滑剤を封入した転がり軸受と、前記軸または前記スリーブの軸方向の少なくとも一方の端部に前記軸または前記スリーブから半径方向に延在してスリーブ内周面または軸外周面との間にシール隙間を形成する環状部と、前記軸受の内部からの前記潤滑剤の油分の拡散経路上で前記軸受の内側に向かうに従って磁束線の間隔が拡大していくか、または磁束線が前記拡散経路と交差するように配置した永久磁石とを具備することを特徴とするピボットアッシー用軸受装置。

【請求項2】

軸と、スリーブと、前記軸と前記スリーブとの間に配置されて該スリーブを前記軸に対して回転自在に支持する、潤滑剤を封入した転がり軸受と、前記軸または前記スリーブの軸方向の少なくとも一方の端部に前記軸または前記スリーブから半径方向に延在してスリーブ内周面または軸外周面との間にシール用隙間を形成する環状部と、前記シール用隙間に磁極が近接するように配置した永久磁石とを具備することを特徴とするピボットアッシー用軸受装置。

【請求項3】

前記永久磁石が軸方向に磁化されていることを特徴とする請求項１または２に記載のピボットアッシー用軸受装置。

【請求項4】

前記永久磁石が前記スリーブの外周側に配置されていることを特徴とする１〜３のうちのいずれか１の項に記載のピボットアッシー用軸受装置。

【請求項5】

前記永久磁石は環状または円筒状であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１の項に記載のピボットアッシー用軸受装置。

【請求項6】

前記永久磁石は円筒状であって、前記スリーブの外周に嵌合されてい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用軸受装置。

【請求項7】

前記永久磁石は環状であって、軸方向に複数個積み重ねられて前記スリーブの外周に嵌合されてい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用軸受装置。

【請求項8】

前記永久磁石が前記スリーブの端部側に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１の項に記載のピボットアッシー用軸受装置。

【請求項9】

前記スリーブの端部側に配置した永久磁石は、一方の外径が他方の内径よりも小さい２つの環状永久磁石を磁性体からなる環状ヨークで同心状に連結したものであることを特徴とする請求項８に記載のピボットアッシー用軸受装置。

【請求項10】

前記永久磁石は少なくとも前記スリーブまたは前記軸に嵌合されていることを特徴とする請求項１〜５、８、９のうちのいずれか１の項に記載のピボットアッシー用軸受装置。

【請求項11】

磁気ヘッドを先端部に搭載したスイングアームを回転可能に支持するピボットアッシー用軸受装置が請求項１〜１０のうちのいずれか１の項に記載のピボットアッシー用軸受装置であることを特徴とする磁気ヘッド駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油の拡散を防止したピボットアッシー用軸受装置およびこれを用いた磁気ヘッド駆動装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ハードディスク装置等に用いる磁気ヘッド駆動装置において、信号を記録再生する磁気ヘッドを搭載するスイングアームは、一対の玉軸受を備えたピボットアッシー用軸受装置によって支持されている。このようなピボットアッシー用軸受装置においては、磁気ディスクを汚したり、損傷させたりしないように、玉軸受内部に封入されている潤滑剤の飛散や滲み出しあるいは蒸発（漏出）の防止が図られている。
ところで、近年のハードディスク装置の大容量化に伴い、その磁気ヘッド駆動装置の磁気ヘッドと磁気ディスクとの間のギャップが一層小さくなってきたため、ピボットアッシー用軸受装置の玉軸受に封入されている潤滑剤の漏出防止の要望は一層増してきている。
このような要望に鑑みなされた先行技術が記載された文献としては、以下の特許文献１、２が挙げられる。

【0003】

特許文献１には、玉軸受２個使いの転がり軸受装置において、玉軸受の軸方向外側の少なくとも一方に潤滑剤の飛散や滲み出しを少なくするシールド板を設けたスイングアーム用転がり軸受装置(ピボットアッシー用軸受装置)が記載されている。
これによれば、潤滑剤の飛散や滲み出しが少ないスイングアーム用転がり軸受装置を提供できると記載されている。

【0004】

また特許文献２には、磁性流体シールにより形成される気密室に軸受を配置して、同軸受の内部からの蒸発潤滑油（蒸発油）が磁気ディスクに付着しないようにした磁気ヘッド駆動装置が記載されている。
すなわち、特許文献２の第３図、第４図に示すように、回転軸を取囲む磁性流体シールのシール本体が、軸受と回転体との間に配置されている。このシール本体は、中空円筒状の基体とその基体の両端面に取付けられた中空円板状の２枚の端板とからなる。端板の内周縁は回転軸の外周に近接され、両者間には強磁性微粉末を油性溶媒中に安定に分散させたコロイド状の磁性流体が流し込まれている。磁性流体は、端板の内周縁と回転軸の外周面との両方に付着し、両者間の隙間を完全に閉塞する、というものである。
これによれば、軸受内部からの潤滑油蒸発による潤滑剤の漏出が防止され、軸受内部からの潤滑油蒸発による磁気ディスクへの蒸発油付着を防止でき、磁気ヘッドを常時良好に作動せることができると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１１−１６６５２６号公報

【特許文献2】特開昭５８−２２０２７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら特許文献１に記載された技術では、シールド板とスリーブ内周面との間に隙間があるので、その隙間からの蒸発油の拡散を防止することは難しく、軸受内部からの蒸発油の拡散を有効に防止することは困難であった。

【0007】

また、特許文献２に記載された技術では、端板と回転軸との隙間を閉塞するために磁性流体が端板の内周縁と回転軸の外周面との両方に付着するので、軸受内部からの蒸発潤滑油（蒸発油）の拡散は防止できる。しかし、軸受外部にある上記磁性流体からの蒸発油の発生、拡散を有効に防止することは難しく、結局、磁気ディスクへの蒸発油の付着を防止することは困難であった。
特許文献２に記載の技術では、軸受の内部からの蒸発油の拡散を防止するために磁性流体を用いた気密室に軸受を配置するが、その磁性流体から蒸発油が発生、拡散してしまう。また、コロイド状の磁性流体により、軸受装置のトルクが大きくなって磁気ヘッドの応答性が低下する虞がある。このため、磁気ディスクへの蒸発油の付着を防止する技術としての有用性は低い。したがって、軸受の外部に磁性流体を用いることなく、つまり気密室に軸受を配置する構成を採ることなく、蒸発油の発生、拡散を防止できるスイングアーム用転がり軸受装置の開発が望まれていた。

【0008】

本発明は、上記のような実情に鑑みなされたもので、気密室に軸受を配置する構成を採ることなく、玉軸受等の転がり軸受の内部からの蒸発油の拡散を有効に防止できるピボットアッシー用軸受装置を提供することを課題とする。
また、このようなピボットアッシー用軸受装置を用いて、転がり軸受の内部からの蒸発油の拡散を防止し、その蒸発油が磁気ディスクや磁気ヘッドに付着することを有効に防止できる磁気ヘッド駆動装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を達成するために、請求項１に記載のピボットアッシー用軸受装置は、軸と、スリーブと、前記軸と前記スリーブとの間に配置されて該スリーブを前記軸に対して回転自在に支持する、潤滑剤を封入した転がり軸受と、前記軸または前記スリーブの軸方向の少なくとも一方の端部に前記軸または前記スリーブから半径方向に延在してスリーブ内周面または軸外周面との間にシール隙間を形成する環状部と、前記軸受の内部からの前記潤滑剤の油分の拡散経路上で前記軸受の内側に向かうに従って磁束線の間隔が拡大していくか、または磁束線が前記拡散経路と交差するように配置した永久磁石とを具備す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用軸受装置は、軸と、スリーブと、前記軸と前記スリーブとの間に配置されて該スリーブを前記軸に対して回転自在に支持する、潤滑剤を封入した転がり軸受と、前記軸または前記スリーブの軸方向の少なくとも一方の端部に前記軸または前記スリーブから半径方向に延在してスリーブ内周面または軸外周面との間にシール隙間を形成する環状部と、前記シール隙間に磁極が近接するように配置した永久磁石とを具備することを特徴とする。
請求項３に記載のピボットアッシー用軸受装置は、請求項１または２に記載のピボットアッシー用軸受装置において、前記永久磁石が軸方向に磁化され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用軸受装置は、請求項１〜３のうちのいずれか１の項に記載のピボットアッシー用軸受装置において、前記永久磁石が前記スリーブの外周側に配置されてい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用軸受装置は、請求項１〜４のうちのいずれか１の項に記載のピボットアッシー用軸受装置において、前記永久磁石は環状または円筒状であ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用軸受装置は、請求項５に記載のピボットアッシー用軸受装置において、前記永久磁石は円筒状であって、前記スリーブの外周に嵌合されていることを特徴とする。
請求項７に記載のピボットアッシー用軸受装置は、請求項５に記載のピボットアッシー用軸受装置において、前記永久磁石は環状であって、軸方向に複数個積み重ねられて前記スリーブの外周に嵌合されていることを特徴とする。
請求項８に記載のピボットアッシー用軸受装置は、請求項１〜３のうちのいずれか１の項に記載のピボットアッシー用軸受装置において、前記永久磁石が前記スリーブの端部側に配置されていることを特徴とする。
請求項９に記載のピボットアッシー用軸受装置は、請求項８に記載のピボットアッシー用軸受装置において、前記スリーブの端部側に配置した永久磁石は、一方の外径が他方の内径よりも小さい２つの環状永久磁石を磁性体からなる環状ヨークで同心状に連結したものであることを特徴とする。
請求項１０に記載のピボットアッシー用軸受装置は、請求項１〜５、８、９のうちのいずれか１の項に記載のピボットアッシー用軸受装置において、前記永久磁石は少なくとも前記スリーブまたは前記軸に嵌合されていることを特徴とする。
請求項１１に記載の磁気ヘッド駆動装置は、磁気ヘッドを先端部に搭載したスイングアームを回転可能に支持するピボットアッシー用軸受装置が請求項１〜１０のうちのいずれか１の項に記載のピボットアッシー用軸受装置であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

請求項１〜１０に記載の発明によれば、気密室に軸受を配置する構成を採ることなく、玉軸受等の転がり軸受の内部からの蒸発油の拡散を有効に防止できるピボットアッシー用軸受装置を提供できる。
請求項１１に記載の発明によれば、転がり軸受の内部からの蒸発油の拡散を防止し、その蒸発油が磁気ディスクや磁気ヘッドに付着することを有効に防止できる磁気ヘッド駆動装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の原理を説明するための図である。

【図2】同じく原理を説明するための図である。

【図3】本発明が適用されるピボットアッシー用軸受装置（基本構成）を示す断面図である。

【図4】本発明の実施例１に係るピボットアッシー用軸受装置を示す断面図である。

【図5】同上実施例１に対するシミュレーション結果を示す磁束線図である。

【図6】本発明の実施例２に係るピボットアッシー用軸受装置を示す断面図である。

【図7】同上実施例２に対するシミュレーション結果を示す磁束線図である。

【図8】比較例１に係るピボットアッシー用軸受装置を示す断面図である。

【図9】同上比較例１に対するシミュレーション結果を示す磁束線図である。

【図10】比較例２に係るピボットアッシー用軸受装置を示す断面図である。

【図11】同上比較例２に対するシミュレーション結果を示す磁束線図である。

【図12】シミュレーションによって得られた∂B²/∂yの値を実施例および比較例について示す表図である。

【図13】実施例１に係るピボットアッシー用軸受装置の磁性シール効果の確認試験の様子を示す図である。

【図14】同上磁性シール効果の確認試験の結果を磁気ディスク表面の付着物の膜厚をマッピングすることにより示す図である。

【図15】同上磁気ディスク表面の反射率変化を表すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明するが、それに先立ち、まず本発明に至った経緯および本発明の原理について説明する。
ピボットアッシー用軸受装置の動作中にその軸受の温度が上がってくると、グリース等の潤滑剤の油分が蒸発し、蒸発油が玉軸受等の転がり軸受の内部から外部へ漏出して拡散する。したがって、このようなピボットアッシー用軸受装置が磁気ヘッド駆動装置に適用されている場合には、上記蒸発油が磁気ディスクや磁気ヘッドに付着し、信号の記録再生動作に障害を及ぼす問題が発生する。
従来、上記のようにシールド板や磁性流体シールを設けたり、低蒸発性に優れるエステル油を基油とするグリースを潤滑剤として採用することによって、潤滑剤に含まれる油分の拡散をある程度防止できた。しかし、蒸発した油分の拡散を防止することへの要求は依然として高い。
また、気密室に軸受を配置することで、軸受内部からの蒸発油の拡散を防止する構成では、軸受内部からの蒸発油の拡散を防止できても、軸受外部の磁性流体から蒸発油が発生、拡散するので、磁気ディスクへの蒸発油の付着を防止する技術としての有用性は低い。
したがって、気密室に軸受を配置する構成を採ることなく、転がり軸受の内部からの蒸発油の拡散を有効に防止できるピボットアッシー用軸受装置の開発が課題となっていた。

【0013】

本発明者らは、鋭意実験、検討の結果、ピボットアッシー用軸受装置の転がり軸受内部のグリース等の潤滑剤から発生する蒸発油の拡散を、磁場を用いることで有効に防止できることを見い出すに至った。
すなわち本発明者らは、上記潤滑剤から蒸発する基油成分が反磁性を有することに着目し、磁石による斥力によって同潤滑剤から蒸発する油成分をピボットアッシー用軸受装置の転がり軸受の内部に封じ込め、外部への拡散を有効に防止する磁性シールを案出するに至った。なお、グリース等の潤滑剤から蒸発する基油成分としては、例えばＰＡＯ（ポリアルファオレフィン）やエステル油成分等が挙げられる。

【0014】

上記磁性シールの原理について、以下に説明する。
反磁性（Diamagnetism）とは、磁場空間において物質が磁場の逆向きに磁化され、磁場とその勾配の積に比例する力が、磁石に反発する方向に生ずる作用を指す。水、銅、木、および石油やプラスチックのような大半の有機物は反磁性を示す。潤滑油や潤滑剤中のグリースに用いられる基油等も反磁性を示す材料である。

【0015】

ここで、磁束密度Ｂの磁場において、反磁性材料ｍに対して作用する例えばｘ方向への反発力Ｆxは以下の式（１）で表される。

【数1】

ただし、
μ₀：真空中の透磁率(定数４π×１０^-7 H/m)
χ_m：体積磁化率 (材料ｍの物性値)
Ｂ：磁束密度
∂B/∂x：ｘ方向における磁束密度の勾配(磁場の勾配)
である。
なお、偏微分の項は、
∂B²/∂x＝２B(∂B/∂x)
に展開できるので、上式（１）は以下の式（２）のようにも表せる。

【数2】

上式（２）において、μ₀とχ_mは定数なので、反発力Ｆxは∂B²/∂xに正比例することが分かる。ｙ方向およびｚ方向へ作用する反発力も同様のことが言える。言い換えると、Ｆx、Ｆy、Ｆzは下式（３）で表せる。
Ｆx ∝ ∂B²/∂x
Ｆy ∝ ∂B²/∂y …（３）
Ｆz ∝ ∂B²/∂z
したがって、反磁性による磁性シールを構成するためには、グリース等の潤滑剤から蒸発した有機分子の拡散経路上において磁束密度の２乗の勾配〔上式（２）では∂B²/∂x〕の値が大きくなるように、言い換えれば、磁場の勾配がなるべく大きくなるように磁石（永久磁石）を配置することが好ましい。磁場の勾配は、磁束密度が高い領域ほど大きいので、磁束線の本数が多いほうが、すなわち、できるだけ磁束線の間隔が狭い磁場領域が拡散経路と重なるようにするほうがよい。

【0016】

以上の考察を模式図（図１、図２）を参照しつつ以下に説明する。
１）図１に例示するように、空間１に磁場が作用してない状態で、同空間１に強磁性体の微粒子２を置いた場合、同微粒子２は、拡散経路１ａをランダムに運動して拡散していく（図１中、矢印３参照）。
すなわち、空間１に磁石がない場合、強磁性体である鉄微粒子等の微粒子２は、ランダムに拡散運動している（密度の低い矢印４に示す右側へ拡散していく）。

【0017】

２）図２に例示するように、空間１に磁石５によって磁場が作用している状態で、同空間１に反磁性体の蒸発油７を置いた場合、蒸発油７には、磁石５から反発する方向に力が作用する。したがって蒸発油７は、図２中の拡散経路１ａにおいて、磁石５からの直線状の磁束線の左側または右側に反発される（図２中、矢印８参照）。このとき、左側をピボットアッシー用軸受装置の転がり軸受の内側とすれば、左側へ向かった蒸発油７は拡散が防止されたことになる。万が一右側に到達した蒸発油７も反発されて拡散経路１ａの壁面１ｂに付着するので拡散が防止される。したがって、反磁性による反発力を利用して上記転がり軸受内部のグリース等の潤滑剤からの蒸発油７の拡散を防止するためには、蒸発油７の拡散経路１ａとなる隙間と磁石５の磁束線との位置関係が重要になる。具体的には、拡散経路１ａ上で転がり軸受の内側に向かうに従って磁束線の間隔が拡大していくか、または磁束線が拡散経路１ａと交差するように磁石５を配置することが、反磁性による反発力を利用して蒸発油７の拡散を防止する上で好ましい。

【0018】

すなわち、空間１に磁石５がある場合、反磁性体である蒸発油７は、磁束線に沿うように磁極方向と反対の力が加わり磁極から遠ざかる。
そして、反磁性による反発力Ｆxは、上式（２）により、磁束密度の勾配を表す∂B²/∂xが大きいほど、すなわち単位面積当たりの磁束線の本数が多いほど、大きくなる性質を有する。したがって、反磁性による反発力を利用して蒸発油７の拡散を防止するためには、蒸発油７の拡散経路１ａとなる隙間において磁束線が密になっているほうが好ましく、本発明はこれらの考察に基づいている。

【0019】

以下、本発明によるピボットアッシー用軸受装置の実施例を比較例と共に説明する。
本実施例では、ピボットアッシー用軸受装置の転がり軸受（ここでは玉軸受）は、その全部品が磁性材からなり、玉軸受部品以外のピボットアッシー用軸受装置の部品、例えば軸、スリーブ、シール板等は非磁性材からなる。

【0020】

本発明が適用されるピボットアッシー用軸受装置（ピボットアッシー用軸受装置の基本構成）は、図３に示すように、軸１１、スリーブ１２、一対の玉軸受１３，１３、スペーサ部１５、およびラビリンスシール１６（１６ａ，１６ｂ）を備えてなる。
この場合、スリーブ１２は、ほぼ円筒状に形成され、軸１１の外周側に同軸的に配置される。
一対の玉軸受１３は、各々内輪１３ａ、外輪１３ｂ、および内，外輪１３ａ，１３ｂ相互間に保持された玉１３ｃ等を備え、内部にグリース、潤滑油等の潤滑剤が封入されてなる。玉軸受１３は、軸１１の図３中の上下端側に間隔を置いて配置され、各々内輪１３ａが軸１１の外周に嵌め込み固定され、外輪１３ｂがスリーブ１２の内周に嵌め込み固定されて、スリーブ１２を軸１１の周りに回転自在に支持する。
スペーサ部１５は、玉軸受１３，１３間におけるスリーブ１２の内周側に形成されている。
ラビリンスシール１６（１６ａ，１６ｂ）は、玉軸受１３，１３に封入された潤滑剤の漏出を防止するために設けられるシール隙間であって、軸１１の端部に設けられている。

【0021】

上記軸１１の一方の端部、ここでは下端部にはフランジ部１１ａが形成されている。このフランジ部１１ａは、外周面がスリーブ１２の内周面と隙間を有して対向するように外形寸法が設定されている。この隙間は第１ラビリンスシール（シール隙間）１６ａを形成する。
また、上記軸１１の他方の端部、ここでは上端部には、環状の第１シール板１７が嵌合されている。また、第１シール板１７よりも軸方向外側には、環状の第２シール板１８がスリーブ１２内周面に嵌合されている。第１シール板１７および第２シール板１８は、第１シール板１７の外周面とスリーブ１２内周面との間、第１シール板１７と第２シール板１８との間、および第２シール板１８と軸１１との間に、各々隙間ｇ１〜ｇ３が形成されるように設定されている。これらの隙間は第２ラビリンスシール（シール隙間）１６ｂを形成する。
なお、玉軸受１３を構成する内輪１３ａ、外輪１３ｂ、玉１３ｃ等の金属製軸受部品は磁性を有する鋼で作製されている。軸１１、スリーブ１２、スペーサ部１５、シール板１７，１８等の玉軸受１３構成部品以外のピボットアッシー用軸受装置の金属部品は非磁性材で作製されている。

【0022】

本発明者らは、上記のような基本構成（図３）を有するピボットアッシー用軸受装置の異なる位置に後述するように永久磁石を配置して磁性シール効果を確認するシミュレーションを行った。同シミュレーションでは、軸方向をｙ方向と定め、原点を軸１１下端側に置き、同上端側をプラス方向として計算を行った。
上記のような基本構成においては、蒸発油７（図１、図２参照）の拡散を防止する効果はｙ方向（軸方向）の反発力による寄与が大きい。したがって、本シミュレーションでは∂B²/∂yが大きいほど、蒸発油７の拡散を防止する磁性シール効果が高いと評価した。

【0023】

＜実施例１＞
図４に示すように、円筒状永久磁石２１ａを、図３に示す基本構成のスリーブ１２の外周に同軸的に嵌め込み配置し、実施例１とした。この円筒状永久磁石２１ａは、軸方向（図中上下方向）に磁化されていて、軸方向一方側の端面がＮ極、他方側の端面がＳ極となっている。円筒状永久磁石２１ａは、その磁極がラビリンスシール１６ａ，１６ｂに近接して配置される。円筒状永久磁石２１ａの磁極（円筒状永久磁石２１ａ端面）は、玉軸受１３の軸方向中心からスリーブ１２端面の間の軸方向位置に重なるようにラビリンスシール（シール隙間）１６ａ，１６ｂに近接していることが好ましい。
円筒状永久磁石２１ａは、単体で円筒状にした構造、または複数の環状永久磁石を軸方向に重ねて円筒状にした構造のどちらでもよい。
実施例１に対するシミュレーション結果（図５参照）：
図５に示される磁束線図をみると、その磁束線の分布からも、円筒状永久磁石２１ａ端面（磁極）が、蒸発油７の拡散経路１ａ（図２参照）となるラビリンスシール１６ａ，１６ｂに近接していることが分かる。したがって、実施例１の構成によれば、反磁性を利用した磁性シール効果が得られることが分かる。

【0024】

＜実施例２＞
図６に示すように、環状永久磁石２１ｂを、図３に示す基本構成のスリーブ１２の端面に嵌め込み配置し、実施例２とした。この環状永久磁石２１ｂは、軸方向に磁化されていて、磁極はラビリンスシール１６ａ，１６ｂに近接して配置される。
実施例２では、環状永久磁石２１ｂは、直径の異なる２つの環状永久磁石ｍｇ１，ｍｇ２を、内径側と外径側とで磁極が逆向きになるように作製、配置し、強磁性体の環状ヨーク２２で同心状に連結した構成とする。これにより、磁場が強くなって反磁性による磁性シール効果が高められる。
実施例２に対するシミュレーション結果（図７参照）：
図７に示される磁束線図をみると、玉軸受１３，１３の内部に向かう磁束線が、蒸発油７の拡散経路１ａ（図２参照）となるラビリンスシール１６ａ，１６ｂと重なっていることが分かり、反磁性による磁性シールの効果が得られることが分かる。

【0025】

＜比較例１＞
比較例１では、図８に示すように、円筒状永久磁石２１ａを図３に示す基本構成のスリーブ１２の外周に同軸的に配置するが、磁極はラビリンスシール１６ａ，１６ｂに近接していない構成とした。
比較例１に対するシミュレーション結果（図９参照）：
図９に示される磁束線図をみると、磁束線の密度が低い磁場の領域が、蒸発油７の拡散経路１ａ（図２参照）となるラビリンスシール１６ａ，１６ｂと重なっていることが分かる。したがって、上記蒸発油７に作用する反磁性による反発力が小さく、有効な磁性シール効果が得られないことが分かる。

【0026】

＜比較例２＞
比較例２では、図１０に示すように、円筒状永久磁石２１ａを図３に示す基本構成の軸１１の両端部（図中、上下各端部）に形成した凹部１９に配置するが、磁極はラビリンスシール１６ａ，１６ｂから離れている構成とした。
比較例２に対するシミュレーション結果（図１１参照）：
図１１に示される磁束線図をみると、蒸発油７の拡散経路１ａ（図２参照）となるラビリンスシール１６ａ，１６ｂは、磁束線の密度が低い磁場の領域となっている。したがって、上記蒸発油７に作用する反磁性による反発力が小さく、有効な磁性シール効果が得られないことが分かる。

【0027】

＜磁性シール効果の確認＞
図１２（表）に、上記シミュレーションによって得られた∂B²/∂yの値を、上記実施例１、実施例２、比較例１、および比較例２について示す。
上式（２）より、反発力Ｆyは∂B²/∂yに正比例するので∂B²/∂yの値が大きいほど上記蒸発油７の拡散を防止する磁性シール効果が大きくなる。
図１２に示す表から分かるように、実施例１、実施例２における∂B²/∂yの値は、いずれも比較例１、比較例２における∂B²/∂yの値に比べて大きい。
実施例１では、後述するように、実際に試験を行って磁性シール効果が確認されているので、∂B²/∂yの値が０．００５以上であれば磁性シール効果があるとみなすことができる。したがって、∂B²/∂yの値が０．０１０である実施例２についても磁性シール効果があるとみなせる。
しかし、比較例１と比較例２とは、∂B²/∂yの値がいずれも０．００５未満なので磁性シール効果は低いとみなせる。

【0028】

実施例１に係るピボットアッシー用軸受装置の磁性シール効果の確認試験は以下の要領で行った。
実施例１に係るピボットアッシー用軸受装置１００の具体例としては、図１３に示すように、スリーブ１２外周に、５個の環状永久磁石２１ｃを軸方向に重ねて円筒状永久磁石２１ａとしたものを用いた。環状永久磁石２１ｃの表面磁束密度は３０３ｍＴである。
図１３に示すようにカップ状に形成されたアルミニウム製のカバー３１の上面板裏面中央に実施例１に係るピボットアッシー用軸受装置１００をネジ３２により固定し、同カバー３１を、潤滑層が施されていない磁気ディスク３３の表面（磁気ディスク表面３３ａ）とピボットアッシー用軸受装置１００が対向するように設置した。この際、ピボットアッシー用軸受装置１００の最下部と磁気ディスク表面３３ａとの間隔は１．０ｍｍ程度である。
この状態でオーブン内で１００℃まで加熱し、そのまま１００℃の定温で２４時間放置する確認試験を行った。比較のため、同条件で同様の確認試験を、上記円筒状永久磁石２１ａを取り付けていないピボットアッシー用軸受装置（図３に示す基本構成のピボットアッシー用軸受装置）１０１についても行った。

【0029】

上記磁性シール効果の確認試験の結果（実験結果）を以下に示す。
図１４（ａ），（ｂ）は、磁気ディスク３３の回転角度０°〜１８０°における磁気ディスク表面３３ａの付着物の膜厚を、表面分析装置（Optical Surface Analyzer、Candela社製）で測定し、マッピングした図である。この表面分析装置では、偏光した光を斜め入射させて、反射光の反射率を測定することで、反射率に対応した磁気ディスク表面３３ａの薄膜の膜厚分布を、色分けやグレースケールで表示させることができる。表示された色が濃いほど、または濃度が高いほど膜厚が大きい、すなわち上記蒸発油７に起因する付着物が多いことを示す。図１４（ａ），（ｂ）では、グレースケールで表示しているので、濃度が高いほど、つまり黒に近くなるほど付着物が多いことを示す。
図１４（ａ）が、図３に示す基本構成のピボットアッシー用軸受装置１０１に対応したマッピング図、図１４（ｂ）が、実施例１に係るピボットアッシー用軸受装置１００に対応したマッピング図である。
これら、図１４（ａ），（ｂ）に示すマッピング図を比較対照すれば、図１４（ｂ）に示す実施例１に係るピボットアッシー用軸受装置１００のほうに付着物が少ないことが確認できる。

【0030】

図１５は、上記磁性シール効果の確認試験の結果を示す図である。詳しくは、磁気ディスク３３の半径方向中央付近の所定位置におけるトラック半周（回転角度０°〜１８０°）について、磁気ディスク表面３３ａの上記反射率の変化を百分率（％）で表したグラフである。
図１５中、曲線αが円筒状永久磁石２１ａを配置していないピボットアッシー用軸受装置１０１の反射率変化を示し、曲線βが円筒状永久磁石２１ａを配置してあるピボットアッシー用軸受装置１００（実施例１）の反射率変化を示す。
図１５において、磁気ディスク表面３３ａに付着物がない場合は反射率が変化しないので、変化率の値が０％に近いほど蒸発油７に起因する付着物が少ないことを意味する。
曲線βのほうが曲線αよりも全般的に反射率変化が小さい。したがって、ここからも、実施例１に係るピボットアッシー用軸受装置１００のほうに付着物が少ないことが確認できる。

【0031】

以上述べたように、本発明によるピボットアッシー用軸受装置の実施例１，２によれば、軸１１とスリーブ１２との間に潤滑剤を封入した玉軸受１３を備え、軸１１、スリーブ１２の軸方向端部にラビリンスシール（シール隙間）１６ａ，１６ｂを備えた構成において、ラビリンスシール１６ａ，１６ｂに磁極が近接するように永久磁石２１ａまたは２１ｂを配置した。
これによれば、ラビリンスシール１６ａ，１６ｂによる玉軸受１３内部の潤滑剤の漏出防止効果に加えて、上記磁性シール効果が与えられるので、気密室に軸受を配置する構成を採ることなく、玉軸受１３の内部からの蒸発油の拡散を有効に防止できる。

【0032】

特に実施例２によれば、直径の異なる２つの環状永久磁石ｍｇ１，ｍｇ２を、内径側と外径側とで磁極が逆向きになるように作製、配置し、強磁性体の環状ヨーク２２で同心状に連結して環状永久磁石２１ｂを構成したので、小型でありながら、磁場が強くなって反磁性による上記磁性シール効果を高めることができる。

【0033】

上記実施例１，２では、転がり軸受として玉軸受を用いた場合について説明したが、他の転がり軸受、例えばころ軸受を用いてもよい。
また、本発明によるピボットアッシー用軸受装置は、ハードディスク装置等に用いる磁気ヘッド駆動装置において、信号を記録再生する磁気ヘッドを搭載するスイングアームを支持するピボットアッシー用軸受装置に適用できる。
このような磁気ヘッド駆動装置によれば、玉軸受（転がり軸受）の内部からの蒸発油の拡散を防止し、その蒸発油が磁気ディスクや磁気ヘッドに付着することを有効に防止できる。

【符号の説明】

【0034】

１１：軸、１２：スリーブ、１３：玉軸受（転がり軸受）、１６（１６ａ，１６ｂ）：ラビリンスシール（シール隙間）、２１ａ：円筒状永久磁石、２１ｂ：環状永久磁石。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図6】

【図8】

【図10】

【図12】

【図13】

【図5】

【図7】

【図9】

【図11】

【図14】

【図15】