JP6321987B2 - 転がり軸受装置および情報記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、転がり軸受装置および情報記録装置に関するものである。
従来、同軸に配置された内輪および外輪と転動体とを備える転がり軸受と、転がり軸受の内輪に嵌合されるシャフトとを備え、シャフトの一端に形成された鍔部に内輪の一端を突き当てた状態で内輪の内周面とシャフトの外周面とを接着剤により固定した転がり軸受装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に記載の転がり軸受装置は、鍔部の付け根部分にシャフトの周方向に沿って径方向に窪む溝を形成し、内輪にシャフトを嵌合させる際に内輪とシャフトとの間からはみ出た余分な接着剤を溝に収容させている。
特開2011−220427号公報
しかしながら、特許文献1に記載の転がり軸受装置は、外周面に接着剤を塗布したシャフトを内輪に嵌合させて押し込む際に内輪の端面に接着剤が付着し、内輪の端面をシャフトの鍔部に突き当てることでその端面に付着している接着剤が押し潰されて内輪とシャフトの鍔部との間から外輪側にはみ出すことがある。この場合、はみ出した接着剤が外輪に支持されて内外輪間の円環状空間を閉塞するように配置されたシールド板の内縁部に付着することにより、内輪とシールド板とが接着されて転がり軸受が回転不良を起こすという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、内輪とシャフトとを接着する接着剤に起因する転がり軸受の回転不良を防止する転がり軸受装置および情報記録装置を提供することを目的とする。
本発明は、同軸に配置された内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数配置される転動体とを備え、軸方向に間隔をあけて配列される2つの転がり軸受と、径方向に突出する鍔部を有し、前記2つの転がり軸受の前記内輪に嵌合されて一方の該内輪の一端に前記鍔部が突き当てられた状態でこれら内輪の内周面に接着剤により固定される軸部材とを備え、前記鍔部が、前記一方の内輪の前記一端が突き当てられ前記内輪の外縁部に対応する位置に周方向に沿って円環状に形成された軸方向に窪む段部を有する転がり軸受装置を提供する。
本発明によれば、外周面に接着剤を塗布した軸部材を一方の転がり軸受の内輪に嵌合させる際にその内輪の端面に接着剤が付着してしまい、内輪の端面をシャフトの鍔部に突き当てることでその端面に付着している接着剤が内輪とシャフトの鍔部との間から外輪側にはみ出ても、はみ出た接着剤を鍔部の段部に逃がすことができる。これにより、外輪によってシードルを支持する場合において、内輪の端面と鍔部との間から外輪側にはみ出る接着剤によって内輪とシールド板とが接着されるのを防ぎ、内輪と軸部材とを接着する接着剤に起因する転がり軸受の回転不良を防止することができる。
上記発明においては、前記軸部材が、前記鍔部の付け根部分に全周にわたって径方向に窪む溝部を有することとしてもよい。
このように構成することで、外周面に接着剤を塗布した軸部材を一方の転がり軸受の内輪に嵌合させる際に、余分な接着剤を鍔部の溝部に収容させて、外輪側にはみ出るのをより確実に防止することができる。
本発明は、上記いずれかの転がり軸受装置と、該転がり軸受装置の前記軸部材が固定されるベース部材と、磁気情報を記録可能な磁気記録媒体と、前記転がり軸受の前記外輪に装着され、前記磁気記録媒体に磁気情報を記録させるスイングアームと、該スイングアームを駆動する駆動部とを備える情報記録装置を提供する。
本発明によれば、転がり軸受装置により、ベース部材に対してスイングアームを軸部材回りに安定して搖動させることができる。したがって、駆動部により、磁気記録媒体に対してスイングアームを安定して往復移動させ、磁気情報を精度よく記録させることができる。
本発明によれば、内輪とシャフトとを接着する接着剤に起因する転がり軸受の回転不良を防止することができるという効果を奏する。
本発明の第1実施形態に係るピボット装置を備えるハードディスクドライブ装置の概略構成図である。 図1の転がり軸受装置の縦断面図である。 図2の転がり軸受装置の第1転がり軸受にシャフトを嵌合させる様子を示す縦断面図である。 図3の第1転がり軸受を軸方向に押し込んだ様子を示す図である。 図4の第1転がり軸受の内輪をシャフトのフランジ部に突き当てた様子を示す図である。 本発明の第1実施形態の第1変形例として、第1転がり軸受の内輪がテーパ状の凹部を有する転がり軸受装置を示す縦断面図である。 本発明の第1実施形態の第1変形例として、第1転がり軸受の内輪がR状の凹部を有する転がり軸受装置を示す縦断面図である。 本発明の第2実施形態に係る転がり軸受装置の縦断面図である。 本発明の第2実施形態の一変形例に係る転がり軸受装置の縦断面図である。 本発明の各実施形態の一変形例に係る転がり軸受装置の縦断面図である。
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態に係る転がり軸受装置および情報記録装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るハードディスクドライブ装置(情報記録装置)100は、図1に示すように、略矩形箱状のベースハウジング(ベース部材)1と、ベースハウジング1に固定された転がり軸受装置3と、転がり軸受装置3によりベースハウジング1に対して搖動可能に支持されたスイングアーム5と、スイングアーム5を揺動させるボイスコイルモータ等の駆動部7と、磁気情報を記録可能な磁気記録媒体9とを備えている。
スイングアーム5の先端部には、磁気記録媒体9に磁気情報を書き込んだり、磁気記録媒体9に記録されている磁気情報を読み取ったりする磁気ヘッド6が取り付けられている。また、スイングアーム5の基端部には、転がり軸受装置3を嵌合する軸受嵌合孔(図示略)が設けられている。
転がり軸受装置3は、図2に示すように、シャフト(軸部材)31と、シャフト31を嵌合して軸方向に間隔をあけて同軸に配列される第1転がり軸受10および第2転がり軸受20と、これら転がり軸受10,20間に軸方向に挟まれるスペーサ33とを備えている。
シャフト31は、中空の略円筒形状に形成されており、軸方向の一端に全周にわたり径方向外方に突出する鍔状のフランジ部(鍔部)31aを有している。このシャフト31は、ベースハウジング1にフランジ部31aが固定され、中心軸線Cに沿って配されている。
このシャフト31には、フランジ部31a側から順に第1転がり軸受10、第2転がり軸受20が嵌め込まれている。また、シャフト31の外周面には、第1転がり軸受10および第2転がり軸受20が嵌合する位置にそれぞれ半径方向内方に窪む接着剤溜まり31b,31cが形成されている。
第1転がり軸受10は、同軸に配置された円環形状の内輪11および外輪13と、これら内輪11と外輪13との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵される複数個の転動体15と、各転動体15を転動可能に保持するリテーナ17と、内外輪間の円環状空間の軸方向の一端を閉塞するように配されたシールド板19とを備えている。
内輪11の外周面には深溝型若しくはアンギュラ型の内輪軌道が設けられ、外輪13の内周面には深溝型若しくはアンギュラ型の外輪軌道が設けられている。
各転動体15は、リテーナ17により周方向に等間隔に配置され、内輪11の内輪軌道と外輪13の外輪軌道との間にそれぞれ転動可能に保持されている。
内輪11は、軸方向の一端に内周縁に沿って軸方向に窪む凹部11aを有している。凹部11aは、周方向の全域にわたり内輪11の内周縁の角部を除去することにより形成されている。すなわち、内輪11は、凹部11aにより、軸方向の一端の内周面が段階的に半径方向外方に広がる段付き形状を有している。この内輪11は、凹部11aが形成されている軸方向の端面がシャフト31のフランジ部31aに突き当てられるようになっている。
外輪13は、軸方向の一端に内周縁に沿って半径方向外方に窪む凹部13aを有している。凹部13aは、周方向の全域にわたり外輪13の内周縁の角部を除去することにより形成されている。すなわち、外輪13は、凹部13aにより、軸方向の一端の内周面が段階的に半径方向外方に広がる段付き形状を有している。この凹部13aは、外輪13の軸方向の端面に向かうに従い先細になるように壁面が半径方向内方に向かって傾斜しており、シールド板19の外縁部を嵌め込んでシールド板19を保持することができるようになっている。
これら内輪11と外輪13は、凹部11aと凹部13aとが軸方向の同一方向に配されるように組み合わされている。
シールド板19は、例えば、金属製やプラスチック製の円環形状の板状部材であり、プレス成形や樹脂成形などで製造することができる。このシールド板19は、外輪13の凹部13aにより外縁部が保持されており、内縁部が内輪11との間に半径方向に僅かに隙間を空けて配置されている。
第2転がり軸受20は、内輪21および外輪23と、複数個の転動体25と、リテーナ27と、シールド板29とを備えている。この第2転がり軸受20は、内輪21に凹部が形成されておらず軸方向に沿って均等な厚さを有している点を除いて、第1転がり軸受10と同様の構成を有している。図中、符号23aは、外輪13のシールド板29を保持する凹部を示している。
これらの転がり軸受10,20は、互いにシールド板19,27どうしを軸方向に離間させて配され、内輪11,21にシャフト31が嵌合され、外輪13,23がそれぞれスイングアーム5の軸受嵌合孔に嵌合されるようになっている。
スペーサ33は、例えば、外径寸法が外輪13,23の外径寸法と略等しく、内径寸法が外輪13,23の内径寸法よりも若干小さいリング形状を有している。このスペーサ33は、軸方向の一方の端面に第1転がり軸受10の外輪13の軸方向の一端面が突き当てあられ、軸方向の他方の端面に第2転がり軸受20の外輪23の軸方向の一端面が突き当てられている。これにより、転がり軸受10,20の内輪11,21間には、スペーサ33の軸方向の厚さに応じた隙間が形成されている。
このように構成された転がり軸受装置3は、転がり軸受10,20の内輪11,21が相互に近接するように内輪21が軸方向に押圧された状態で、内輪11,21とシャフト31とが接着剤Gにより接合されている。これにより、転がり軸受10,20に予圧がかけられて、内輪11,21および外輪13,23と転動体15,25とが隙間なく接触させられた状態が維持されている。また、転がり軸受10,20の外輪13,23とスイングアーム5の軸受嵌合孔の内周面も接着剤Gにより接合されるようになっている。接着剤Gとしては、例えば、嫌気性接着剤や熱硬化接着剤等が挙げられる。
次に、転がり軸受装置3の組み立て工程について説明する。
まず、図3に示すように、シャフト31の外周面における第1転がり軸受10の内輪11の嵌合部分に接着剤Gを塗布しておき、第1転がり軸受10の内輪11とシャフト31とを嵌合させて、内輪11をシャフト31のフランジ部31aに向けて押し込んでいく。接着剤Gは、接着強度を確保するためにシャフト31の外周面に十分な量を塗布しておく。
このとき、図4に示すように、内輪11を押し込むにつれて、余分な接着剤Gがシャフト31の接着剤溜まり31bに流れ込みつつ、シャフト31の外周面における内輪11の嵌合部分全体に接着剤Gが行き渡る。そして、図5に示すように、内輪11の軸方向の一端面がシャフト31のフランジ部31aに突き当たるまで内輪11を押し込み、内輪11とシャフト31とを位置決めする。
この場合において、内輪11が一端の内周縁に凹部11aを有することで、余分な接着剤Gを凹部11aに収容し、シャフト31のフランジ部31aに突き当てられる内輪11の端面に接着剤Gを付着させずに内輪11を押し込むことができる。これにより、内輪11の端面とフランジ部31aとの間から接着剤Gがはみ出て外輪13側に広がるのを防ぎ、シールド板19の内縁部に接着剤Gが付着するのを回避することができる。
これにより、接着剤Gによって内輪11とシールド板19とが接着されて第1転がり軸受10が回転不良を起こすのを防ぐことができる。また、接着剤Gがはみ出て第1転がり軸受10の内部から流れ出すグリス成分が混ざるのを防ぎ、接着剤Gの硬化不良によるアウトガスの増加を引き起こすのを防止することができる。
さらに、フランジ部31aの付け根部分にR形状の隅肉が残っている場合であっても、内輪11の凹部11aにフランジ部31aの隅肉部分を収容し、フランジ部31aに突き当てた内輪11が隅肉部分によって傾いた姿勢で接合されるのを防ぐことができる。したがって、シャフト31にフランジ部31aの付け根部分の隅肉を平坦にするネッキング(溝)を形成する必要がない。これにより、先端のR形状が大きい加工バイトを用いてシャフト31を加工でき、加工バイトの消耗を低減して加工コストを抑えシャフト31を安価に作成することができる。
次いで、スペーサ33を外輪13の軸方向の一端に突き当てて配置する。
続いて、シャフト31の外周面における第2転がり軸受20の内輪21の嵌合部分に接着剤Gを塗布し、内輪21とシャフト31を嵌合させて、内輪21をスペーサ33に向けて押し込んでいく。
第1転がり軸受10と同様に、内輪21を押し込むにつれて、余分な接着剤Gが接着剤溜まり31cに逃がされつつシャフト31の外周面における内輪21の嵌合部分全体に接着剤Gが行き渡る。そして、内輪21の軸方向の一端がスペーサ33に突き当たるまで内輪21を押し込んで、内輪21とシャフト31とを位置決めする。
続いて、第2転がり軸受20の内輪21とシャフト31との間の接着剤Gが硬化する前に、転がり軸受10,20に予圧をかける。第1転がり軸受10の内輪11がフランジ部31aに突き当てられ、内輪11,21間にスペーサ33の軸方向の長さに応じた隙間が形成されているので、内輪21を内輪11に近接させる方向に押圧するだけで転がり軸受10,20に予圧をかけることができる。予圧をかけた状態で、内輪21とシャフト31の外周面との間の接着剤Gを硬化させることで、これらを接着固定する。
これにより、簡易な方法で2つの転がり軸受10,20の内輪11,21および外輪13,23と各転動体15との隙間をなくし、転がり軸受10,20の剛性確保および回転精度の向上を図ることができる。また、接着により予圧をかけた状態に維持されるので、予圧抜けを防ぎ、転がり軸受10,20の回転精度の悪化を防止することができる。
次に、転がり軸受装置3およびハードディスクドライブ装置100の作用について説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置3は、転がり軸受10,20の内輪11,21と外輪13,23との間で転動体15,25がそれぞれ転動させられることにより、シャフト31に固定された内輪11,21に対して外輪13,23がそれぞれ回動させられる。
これにより、本実施形態に係るハードディスクドライブ装置100は、駆動部8の作動によって、転がり軸受10,20の外輪13,23に固定されたスイングアーム5が、シャフト31が固定されているベースハウジング1に対して中心軸線C回りに揺動させられる。そして、スイングアーム5の揺動に従い、磁気ヘッド6が磁気記録媒体9上を往復移動させられる。
例えば、駆動部8によりスイングアーム5を高速動作させると、磁気記録媒体9の所定の位置に記録されたデータへ磁気ヘッド6が瞬時に移動させられ、磁気ヘッド6により、磁気記録媒体9に記録されている磁気情報の読み取りや書き込みを行うことができる。
以上説明したように、本実施形態に係る転がり軸受装置3およびハードディスクドライブ装置100によれば、第1転がり軸受10の内輪11とシャフト31とを嵌合させて内輪11を押し込む際に、内輪11の凹部11aに接着剤Gを収容して内輪11の端面に接着剤Gが付着するのを防ぎ、シャフト31のフランジ部31aとこれに突き当てられる内輪11の端面との間から接着剤Gがはみ出て外輪13側に広がるのを防ぐことができる。これにより、内輪11とシャフト31とを接着する接着剤Gに起因する第1転がり軸受10の回転不良およびアウトガスの増加を防止することができる。
本実施形態においては、シャフト31がフランジ部31aの付け根部分に全周にわたって径方向に窪むネッキング(溝部)を有することとしてもよい。このようにすることで、内輪11の凹部11aに収容する接着剤Gをフランジ部31aのネッキングにも収容させて、外輪13側に接着剤Gがはみ出るのをより確実に防止することができる。
また、本実施形態においては、第2転がり軸受20の内輪21は凹部を有さず軸方向に沿って均等な厚さに形成されていることとしたが、第2転がり軸受20の内輪21も第1転がり軸受10の内輪11と同様の形状、すなわち軸方向の一端の内縁部に凹部11aまたは切欠き11bを有する形状に形成されていることとしもよい。内輪11と内輪21とを同形状の部品にすることで、生産性を向上することができる。
本実施形態は、以下のように変形することができる。
すなわち、本実施形態においては、第1転がり軸受10の内輪11が凹部11aを有することとしたが、第1変形例としては、図6および図7に示すように、第1転がり軸受10の内輪11が、周方向の全域にわたり一端の内周縁の角部を削り取って形成される切欠き11bを有することとしてもよい。
切欠き11bは、外輪13に形成する面取り(図示略)よりも大きく削り取って形成したものであり、例えば、内輪11とシャフト31の外周面との間に余分な接着剤Gを収容可能な空洞部を周方向の全域にわたり形成する大きさであることが望ましい。
また、切欠き11bは、図6に示すように、内輪11の軸方向の一端面から内周面にかけてテーパ状に傾斜するテーパ形状を有することとしてもよいし、図7に示すように、内輪11の軸方向の一端面から内周面にかけてR状に傾斜するR形状を有することとしてもよい。
本変形例によれば、第1転がり軸受10の内輪11とシャフト31とを嵌合させると、内輪11の一端に形成された切欠き11bとシャフト31の外周面との間に周方向の全域にわたり空洞部が形成される。したがって、この空洞部に接着剤Gを収容し、シャフト31のフランジ部31aに突き当てられる内輪11の端面に接着剤Gを付着させずに内輪11を押し込むことができる。
これにより、シャフト31のフランジ部31aとこれに突き当てられる内輪11の端面との間から接着剤Gがはみ出て外輪13側に広がるのを防ぎ、内輪11とシャフト31とを接着する接着剤Gに起因する第1転がり軸受10の回転不良およびアウトガスの増加を防止することができる。
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態に係る転がり軸受装置および情報記録装置について説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置103は、内輪11の凹部11aや切欠き11bに代えて、図8に示すように、シャフト31が、フランジ部31aにおける第1転がり軸受10の内輪11の一端が突き当てられる位置に周方向に沿って軸方向に窪む段部31dを有する点で第1実施形態と異なる。ハードディスクドライブ装置(情報記録装置)100の構成は第1実施形態と同様である。
以下、第1実施形態に係る転がり軸受装置3およびハードディスクドライブ装置100と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
段部31dは、シャフト31のフランジ部31aにおける内輪11の一端が突き当てられる位置から外縁部まで形成されている。すなわち、シャフト31のフランジ部31aは、段部31dにより、付け根部分が厚肉に形成され、内輪11の一端が突き当てられる位置から半径方向外方が薄肉に形成されている。
また、シャフト31は、フランジ部31aの付け根部分に全周にわたって径方向に窪むネッキング(溝部)31eを有している。
第1転がり軸受10の内輪11は、第2転がり軸受20の内輪21と同様に、軸方向に沿って均等な厚さを有している。
このように構成された転がり軸受装置103によれば、第1転がり軸受10の内輪11とシャフト31とを嵌合させて内輪11を押し込む際に内輪11の端面に接着剤Gが付着する。
この場合において、内輪11の端面をシャフト31のフランジ部31aに突き当てる際に、その端面に付着している接着剤Gをフランジ部31aのネッキング31eに逃がすことができる。
また、内輪11の端面に付着している接着剤Gが押し潰されて内輪11とシャフト31のフランジ部31aとの間から外輪13側にはみ出ても、はみ出た接着剤Gを段部31dに逃がしてシールド板19の内縁部から遠ざけ、内輪11とシールド板19とが接着されるのを防ぐことができる。これにより、内輪11とシャフト31とを接着する接着剤Gに起因する第1転がり軸受10の回転不良を防止することができる。
本実施形態においては、段部31dがフランジ部31aにおける内輪11の一端が突き当てられる位置から半径方向外方に広がり外縁部まで形成されていることとしたが、段部は、内輪11とシャフト31のフランジ部31aとの間から外輪13側にはみ出る接着剤Gを収容してシールド板19の内縁部から遠ざけることができればよい。
そこで、例えば、図9に示すように、シャフト31が、フランジ部31aに突き当てられた内輪11の軸方向の一端の外縁部に対応する位置付近において周方向に沿って円環状に形成されたスリット(段部)31fを有していてもよい。この場合、スリット31fは、内輪11とシャフト31のフランジ部31aとの間から外輪13側にはみ出る接着剤Gを収容可能な幅および深さを有することとすればよい。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。
例えば、上記各実施形態においては、各転がり軸受10,20が、外嵌部材を備えない構成を例示して説明したが、図10に示すように、転がり軸受10,20の外輪13,23を嵌合する嵌合孔19aを有する略円筒形状のスリーブ(外嵌部材)19を備えることとしてもよい。この場合、スペーサ33を採用することとしてもよいし、図10に示すように、スリーブ19が嵌合孔19aの内周面に周方向全域にわたり半径方向内方に突出するスペーサ部19bを有していてもよい。
また、上記各実施形態においては、転がり軸受10,20の外輪13,23とスイングアーム5の軸受嵌合孔も接着剤Gにより接合することとしたが、外輪13,23とスイングアーム5の軸受嵌合孔については、シャフト31と内輪11,21との接着に用いる接着剤Gとは異なる別の接着剤により接合することとしてもよい。また、外輪13,23とスイングアーム5の軸受嵌合孔は、接着固定に代えて、圧入やトレランスリングにより固定することとしてもよい。
1 ベースハウジング(ベース部材)
3,103 転がり軸受装置
5 スイングアーム
10 第1転がり軸受
11,21 内輪
11a 凹部
11b 切欠き
13,23 外輪
15,25 転動体
20 第2転がり軸受
31 シャフト(軸部材)
31d,31f 段部
31e ネッキング(溝部)
100 ハードディスクドライブ装置(情報記録装置)
G 接着剤

Claims (3)

  1. 同軸に配置された内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数配置される転動体とを備え、軸方向に間隔をあけて配列される2つの転がり軸受と、
    径方向に突出する鍔部を有し、前記2つの転がり軸受の前記内輪に嵌合されて一方の該内輪の一端に前記鍔部が突き当てられた状態でこれら内輪の内周面に接着剤により固定される軸部材とを備え、
    前記鍔部が、前記一方の内輪の前記一端が突き当てられ前記内輪の外縁部に対応する位置に周方向に沿って円環状に形成された軸方向に窪む段部を有する転がり軸受装置。
  2. 前記軸部材が、前記鍔部の付け根部分に全周にわたって径方向に窪む溝部を有する請求項に記載の転がり軸受装置。
  3. 請求項1または請求項のいずれかに記載の転がり軸受装置と、
    該転がり軸受装置の前記軸部材が固定されるベース部材と、
    磁気情報を記録可能な磁気記録媒体と、
    前記転がり軸受の前記外輪に装着され、前記磁気記録媒体に磁気情報を記録させるスイングアームと、
    該スイングアームを駆動する駆動部とを備える情報記録装置。
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