特許 6145441 ピボットアッシー軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6145441

(24)【登録日】2017年5月19日

(45)【発行日】2017年6月14日

(54)【発明の名称】ピボットアッシー軸受

(51)【国際特許分類】

   G11B 21/02 20060101AFI20170607BHJP

   G11B 19/20 20060101ALI20170607BHJP

   F16C 33/80 20060101ALI20170607BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20170607BHJP

   F16C 25/08 20060101ALI20170607BHJP

   F16C 35/063 20060101ALI20170607BHJP

   F16C 35/07 20060101ALI20170607BHJP

【ＦＩ】

   G11B21/02 630D

   G11B19/20 F

   F16C33/80

   F16C19/06

   F16C25/08 Z

   F16C35/063

   F16C35/07

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-228573(P2014-228573)

(22)【出願日】2014年11月11日

(65)【公開番号】特開2016-91588(P2016-91588A)

(43)【公開日】2016年5月23日

【審査請求日】2016年5月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096884

【弁理士】

【氏名又は名称】末成 幹生

(72)【発明者】

【氏名】土屋 邦博

【審査官】 堀 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３３２２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０１６７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０７７９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２１５２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４４７８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１１Ｂ ２１／０２

Ｆ１６Ｃ １９／０６

Ｆ１６Ｃ ２５／０８

Ｆ１６Ｃ ３３／８０

Ｆ１６Ｃ ３５／０６３

Ｆ１６Ｃ ３５／０７

Ｇ１１Ｂ １９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スリーブと、
該スリーブ内に挿入されたシャフトと、
前記シャフトに固定される内輪と前記スリーブに固定される外輪とこれら内輪と外輪との間に介装される転動体とを含み、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た一対の転がり軸受と、
を備え、
少なくとも軸方向一方側の端部において、前記内輪に軸方向内側に向けて予圧をかけ、これにより該内輪の端面を前記外輪の端面よりも軸方向内側に位置させ、該一方側の端部に、前記外輪の端面に当接し前記内輪の端面との間に第１のラビリンス隙間を形成するとともに、前記シャフトとの間に第２のラビリンス隙間を形成するシール部材を設け、さらに、前記シール部材の外側にシール板を配し、該シール板と前記シール部材との間に前記第２のラビリンス隙間に連通する第３のラビリンス隙間を形成するとともに、該シール板と前記スリーブとの間に前記第３のラビリンス隙間に連通する第４のラビリンス隙間を形成した端部構造を有することを特徴とするピボットアッシー軸受。

【請求項2】

前記端部構造が軸方向両端に設けられてい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。

【請求項3】

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請求項１または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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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に係り、特にラビリンス隙間によるシール構造に関する。

【背景技術】

【0002】

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、軸方向両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、リング状のシール部材や、シャフトと一体のフランジ部が配設されるとともに、ラビリンス状の隙間を、それらシールやフランジ部と転がり軸受やシャフトとの間に形成したものが知られている（特許文献１，２等）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−０７７９２４号公報

【特許文献2】特開２００８−０６９９２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のピボットアッシー軸受は、スリーブと、該スリーブ内に挿入されたシャフトと、前記シャフトに固定される内輪と前記スリーブに固定される外輪とこれら内輪と外輪との間に介装される転動体とを含み、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た一対の転がり軸受と、を備えたピボットアッシー軸受において、少なくとも軸方向一方側の端部において、前記内輪に軸方向内側に向けて予圧をかけ、これにより該内輪の端面を前記外輪の端面よりも軸方向内側に位置させ、該一方側の端部に、前記外輪の端面に当接し前記内輪の端面との間に第１のラビリンス隙間を形成するとともに、前記シャフトとの間に第２のラビリンス隙間を形成するシール部材を設け、さらに、前記シール部材の外側にシール板を配し、該シール板と前記シール部材との間に前記第２のラビリンス隙間に連通する第３のラビリンス隙間を形成するとともに、該シール板と前記スリーブとの間に前記第３のラビリンス隙間に連通する第４のラビリンス隙間を形成した端部構造を有することを特徴とする（請求項１）。本発明では、前記端部構造が軸方向両端に設けられている形態を含む（請求項２）。

【0007】

本発明のピボットアッシー軸受によれば、内輪の端面に予圧をかけて得られる第１のラビリンス隙間は、本来の転がり軸受の内部に形成される内部隙間と同等のものであり、その第１のラビリンス隙間を容易に、かつ、より狭く形成することができる。このため、より効果的に潤滑油の漏洩や飛散、あるいは外部からの異物混入を防ぐことができる。

【0008】

次に、本発明のハードディスク駆動装置は、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請求項１または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）。

【発明の効果】

【0009】

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が提供されるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】（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。

【図2】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。

【図3】図２の右側の端部に形成されるラビリンス隙間を示す一部拡大断面図である。

【図4】図２の左側の端部の一部拡大断面図である。

【図5】図４で示した部分に形成されるラビリンス隙間を示す断面図である。

【図6】本発明の他の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。

【図7】他の実施形態のピボットアッシー軸受の要部を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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１０Ａ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１０Ａ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。

【0012】

ピボットアッシー軸受１０Ａは、図１（ｂ）に示すように、円筒状のスリーブ２０の内部に配設された転がり軸受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。

【0013】

ピボットアッシー軸受１０Ａ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。

【0014】

以下、図２〜図５により一実施形態のピボットアッシー軸受１０Ａを説明する。
ピボットアッシー軸受１０Ａ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。

【0015】

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。

【0016】

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フランジ部４１が形成されている。フランジ部４１は半径方向に延在する円盤部４１ｂと、円盤部４１ｂの外周から軸方向に突出する円筒部４１ｃとを有する。シャフト４０のフランジ部４１が形成された側の端面には、中空部４０ａの開口を囲繞する環状凸部４２が突設されている。フランジ部４１の円筒部４１ｂの外周面は、スリーブ２０の内周面の端部に形成された環状凹部２０ａに対向している。フランジ部４１の円筒部４１ｂの内周面は、右側の転がり軸受３０の外輪３２の外周面に対向している。また、フランジ部４１の内面側には環状溝４１ａが形成されており、この環状溝４１ａに、右側の転がり軸受３０における外輪３２の端面が対向している。右側の転がり軸受３０の内輪３１は、フランジ部４１の内面が当接して押されることで軸方向内側に予圧がかけられている。

【0017】

図３に示すように、フランジ部４１と、右側の転がり軸受３０の外輪３２およびスリーブ２０の内周面との間にはラビリンス隙間６３が形成されている。さらに、この転がり軸受３０の外輪３２の端面とフランジ部４１の円盤部４１ｂとの間にラビリンス隙間６３ａが形成され、外輪３２の外周面とフランジ部４１の円筒部４１ｃとの間にラビリンス隙間６３ｂが形成されている。これにより、従来よりも長い距離のラビリンス隙間が得られる。

【0018】

スリーブ２０の内周面の軸方向中間部には、両端部よりも内径が小さいスペーサ部２１が同心状に形成されている。図４に示すように、スペーサ部２１の段差面には、スリーブ２０の内周面と直交する位置決め部２１ａと、この位置決め部２１ａから軸方向内側に切り欠かれた傾斜逃げ部２１ｂが形成されている。２つの転がり軸受３０は、位置決め部２１ａに外輪３２を当接させることで軸方向の位置決めがなされる。そしてそのように位置決めされた状態で、外輪３２がスリーブ２０の内周面に接着等の手段で固着される。

【0019】

ピボットアッシー軸受１０Ａの、図２において左側の端部内には、環状のシール板（シール部材）５０が配設されている。シール板５０はスリーブ２０とシャフト４０との間の隙間を閉塞するために配設され、その外周面がスリーブ２０の内周面に接着等の手段で固着される。

【0020】

さて、ピボットアッシー軸受１０Ａの図２において左側の端部においては、図５に示すように、左側の転がり軸受３０の内輪３１の端面３１ａが外輪３２の端面３２ａよりも軸方向内側（図５で右側）に位置している。そして、シール板５０が外輪３２の端面３２ａに当接しており、内輪３１の端面３１ａとの間に第１のラビリンス隙間６１が形成されているとともに、シール板５０の内周面とシャフト４０との間に第２のラビリンス隙間６２が形成されている。

【0021】

上記のような構造を得るために、内輪３１には軸方向内側に向けて予圧がかけられ、その状態で内輪３１はシャフト４０に固着される。これにより図５に示すように外輪３２の端面３２ａはアキシャル隙間に相当する分だけ内輪３１の端面３１ａよりも軸方向外側（図５で左側）に位置することになる。そして外輪３２の端面３２ａにシール板５０を当接させて外輪３２およびシール板５０をスリーブ２０の内周面に固着させることで、シール板５０と内輪３１の端面３１ａとの間に第１のラビリンス隙間６１が形成される。シール板５０を内輪３１の端面３１ａよりも軸方向外側に位置する外輪３２の端面３２ａに当接させることにより、シール板５０として段差のない平坦な円板を用いて容易にラビリンス隙間が形成することができる。そのため、シール板５０はプレス加工などで安価に製造することができる。また、シール板５０とシャフト４０との間には第２のラビリンス隙間６２が形成される。第２のラビリンス隙間６２は、シール板５０の内径を調整するなどの手段で形成することができるが、第２のラビリンス隙間６２を第１のラビリンス隙間６１よりも小さくすることが好ましい。

【0022】

［２］一実施形態の作用効果
上記ピボットアッシー軸受１０Ａ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、シール板５０が配設された左側の端部では第１のラビリンス隙間６１と第２のラビリンス隙間６２によって、また、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６３、ラビリンス隙間６３ａおよびラビリンス隙間６３ｂによって、それぞれ抑制される。

【0023】

ここで、本実施形態では、シール板５０が配設された左側の端部においては、転がり軸受３０の内輪３１の端面３１ａに予圧をかけて得られる第１のラビリンス隙間６１は、本来、当該転がり軸受３０の内部に形成される内部隙間と同等のものであり、したがってその第１のラビリンス隙間６１を容易に、かつ、従来よりも狭く形成することができる。このため、より効果的に潤滑油の漏洩や飛散、あるいは外部からの異物混入を防ぐことができる。

【0024】

［３］他の実施形態
次に、図６および図７を参照して、上記一実施形態と近似する構成を備えた他の実施形態に係るピボットアッシー軸受１０Ｂを説明する。参照図面で上記一実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、それらの説明は省略する。

【0025】

他の実施形態のピボットアッシー軸受１０Ｂは、両端部のラビリンス隙間の構造が同一であり、シャフト４０に上記フランジ部４１は形成されていない。上記一実施形態ではシャフト４０のフランジ部４１で閉塞されていた右側の端部には、スリーブ２０の内周面に固着されたシール板５０が配設されている。そして両端部においては、各シール板５０の外側に、環状の外側シール板５１が配設されている。外側シール板５１は、シャフト４０の両端部に形成された段部４３が圧入あるいは接着されることでシャフト４０にそれぞれ固定され、その固定状態でスリーブ２０の両端部の内側に配設されている。図７に示すように、外側シール板５１とシール板５０との間には隙間（第３のラビリンス隙間）６５が形成され、外側シール板５１とスリーブ２０との間には隙間（第４のラビリンス隙間）６４が形成されている。

【0026】

ピボットアッシー軸受１０Ｂの両端部には、シール板５０および外側シール板５１が配設されている。そして、上記一実施形態と同様であって図７に示すようにその両端部においては、シール板５０が外輪３２の端面３２ａに当接しており、シール板５０と内輪３１の端面３１ａとの間に第１のラビリンス隙間６１が形成されているとともに、シール板５０とシャフト４０との間に第２のラビリンス隙間６２が形成されている。

【0027】

他の実施形態にあっても上記一実施形態と同様に第１のラビリンス隙間６１は各転がり軸受３０の内輪３１の端面３１ａに予圧をかけて形成されている。このため、それら第１のラビリンス隙間６１を容易に、かつ、できる限り狭く形成することができ、その結果、ピボットアッシー軸受６０Ｂは、より効果的に潤滑油の漏洩や飛散、あるいは外部からの異物混入を防ぐことができるものとなっている。

【0028】

上記各実施形態に係るピボットアッシー軸受１０Ａ（１０Ｂ）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。

【符号の説明】

【0029】

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
１０Ａ，１０Ｂ…ピボットアッシー軸受
２０…スリーブ
３０…転がり軸受
３１…内輪
３１ａ…内輪の端面
３２…外輪
３２ａ…外輪の端面
３３…転動体
４０…シャフト
５０…シール板（シール部材）
６１…第１のラビリンス隙間
６２…第２のラビリンス隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】