ハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット
【課題】軸受内部を通過する空気流量を減らし、アウトパーティクルの少ないＨＤＤアクチュエータ用ピボット軸受ユニットを提供する。
【解決手段】ＨＤＤアクチュエータ用ピボット軸受ユニット１０は、軸方向一端部にフランジ部を有する軸部材１２と、内輪１４ａ、１６ａと、外輪１４ｂ、１６ｂと、該内輪及び外輪間に配置される複数の転動体１４ｃ、１６ｃと、該複数の転動体をそれぞれ保持する保持器１４ｄ、１６ｄと、該外輪の軸方向端部に配置される密封部材１４ｅ、１６ｅと、をそれぞれ備え、軸部材の周囲に並列に配置される一対の軸受１４、１６と、軸部材の軸方向他端側に取り付けられ、軸方向内側面が一方の軸受の外輪の軸方向端面と対向するように半径方向に延出するシールドキャップ２２と、を有する。シールドキャップの軸方向内側面は、一方の軸受の密封部材との軸方向隙間が、外輪との軸方向隙間よりも狭くなるように段付き形状に形成されている。
【解決手段】ＨＤＤアクチュエータ用ピボット軸受ユニット１０は、軸方向一端部にフランジ部を有する軸部材１２と、内輪１４ａ、１６ａと、外輪１４ｂ、１６ｂと、該内輪及び外輪間に配置される複数の転動体１４ｃ、１６ｃと、該複数の転動体をそれぞれ保持する保持器１４ｄ、１６ｄと、該外輪の軸方向端部に配置される密封部材１４ｅ、１６ｅと、をそれぞれ備え、軸部材の周囲に並列に配置される一対の軸受１４、１６と、軸部材の軸方向他端側に取り付けられ、軸方向内側面が一方の軸受の外輪の軸方向端面と対向するように半径方向に延出するシールドキャップ２２と、を有する。シールドキャップの軸方向内側面は、一方の軸受の密封部材との軸方向隙間が、外輪との軸方向隙間よりも狭くなるように段付き形状に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニットに関し、より詳細には、軸受内部を通過する空気流量を低減し、アウトパーティクルを低減したハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
図３（ａ）〜（ｃ）は、ハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ（以下、ＨＤＤとも言う））の概略構成を一例として示している。当該ＨＤＤは、情報（データ）を記録する磁気ディスク（ハードディスク）２と、当該磁気ディスク２を回転させるスピンドルモータ４と、先端部に磁気ヘッド６が取り付けられたアクチュエータとしてのスイングアーム８と、当該スイングアーム８の基端部に設けられ、スイングアーム８を回転駆動させるボイスコイル９とを備えている。
【０００３】
スイングアーム８は、ピボット軸受ユニット１０を介してＨＤＤのベースＢｓ上に回動可能に軸支されており、ボイスコイル９によって回転駆動された際、回転状態の磁気ディスク２に対して磁気ヘッド６を平行移動（トレース）させる。これにより、ＨＤＤにおいて、磁気ヘッド６を介して磁気ディスク２から情報を読み取ること、あるいは磁気ディスク２へ情報を書き込むこと（記録すること）ができる。
【０００４】
ピボット軸受ユニット１０には、ＨＤＤのベースＢｓに立設された軸部材１２と、スイングアーム８が外装されるスリーブ１８と、これらの軸部材１２とスリーブ１８との間に介在されたピボット軸受１４、１６が備えられている。
【０００５】
また、ピボット軸受１４、１６には、相対回転可能に対向して配置された一対の軌道輪として、内輪１４ａ、１６ａ及び外輪１４ｂ、１６ｂと、当該軌道輪の間に転動自在に組み込まれた複数の転動体としての玉１４ｃ、１６ｃと、当該玉１４ｃ、１６ｃを１つずつ回転自在に保持する保持器１４ｄ、１６ｄが備えられている。そして、軌道輪の間には、軸受内部を密封するための非接触型のシールド部材１４ｅ、１６ｅが介在され、これにより、軸受外部からの異物（例えば、塵埃）の侵入が防止されているとともに、軸受内部へ封入したグリース組成物の軸受外部への漏洩が防止されている。
【０００６】
そして、かかるピボット軸受１４、１６は、内輪１４ａ、１６ａが軸部材１２に外嵌されているとともに、外輪１４ｂ、１６ｂがスリーブ１８に内嵌された状態で、当該スリーブ１８に装着されたスイングアーム８を回動自在に軸支している。また、スリーブ１８の内周部には、ピボット軸受１４、１６相互間に介在するように環状の間座２０が嵌合されている。これにより、ピボット軸受１４、１６が所定の予圧を付与された状態で所定位置に位置決め固定され、ガタつくこと無く安定して回動可能な状態となり、スイングアーム８を応答性良くスムーズに回動させることができる。
【０００７】
近年、ハードディスク（ＨＤＤ）の高密度化、高容量化が進み、ＨＤＤ内部は高い機械的精度と共に、より高い清浄度が求められるようになってきている。ＨＤＤ内部の磁気ディスク、読取ヘッド等に異物が付着すると性能の低下やプログラムのエラー、最悪の場合ＨＤＤの故障を招くため、ＨＤＤの内部部品は高い清浄度が求められる。
【０００８】
ＨＤＤ内部に発生する異物のひとつに、アクチュエータを支えるピボット軸受ユニットのグリースに起因するアウトパーティクルがある。軸受が運動することで内部のグリースが攪拌され、グリース内の油分が微量な粒子として軸受外部に放出され、ＨＤＤ内部を浮遊し、磁気ディスク、読取ヘッドなどに付着する。
【０００９】
アウトパーティクルを低減する方法としては、例えば軸受のシールドラビリンスを狭くする方法や、特許文献１に記載されているように軸受のシール部材を、帯電特性を持つ材料で形成することで静電気力を用いてパーティクルを捕捉する方法がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載のハードディスクドライブ用ピボットアッセンブリでは、図６に示すように、ボールベアリング１２０に設けられたグリース等から発生したガスや塵埃が外部に放出されないようにするため、シャフト１１０に固定されるハブキャップ１４０が開示されている。このハブキャップ１４０は、内周部１４１と、内周部１４１よりも厚さの薄い外周部１４２とからなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−１３８９９１号公報
【特許文献２】特開２００４−９２６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、通常ＨＤＤの稼動時には内部に強い空気流動が発生し、アクチュエータ付近においても、ピボット軸受ユニットを通り抜ける形で空気の流れが発生するものと考えられている。空気が軸受内部を通り抜けることでパーティクルが外部に放出され、軸受内部のシールドのみでこれを捕捉することは困難となる。
【００１３】
また、ピボットユニット上部にはシールド板と同じ目的で図３（ｃ）のようなシールドキャップ２２が装着されている。通常、シールドキャップは板材からプレス加工によって製造されるため、既存のキャップ２２は図４（ａ）、（ｂ）のいずれかのような形状となる。また、軸受のアキシャル振れ精度の問題から、軸受外輪端面との間にはある程度隙間が必要となるため、既存形状のシールドキャップではシールド部材とキャップとの間に大きく隙間（例えば、隙間Ａは０．２５ｍｍ程度）ができてしまう。直接ピボット軸受ユニットに外部からの空気が出入りするのはこの隙間部分になるため、空気流量を減らし、アウトパーティクルを少なくするには限界があった。
【００１４】
さらに、図５に示すように、軸部材１２の軸方向一端部に設けられたフランジ部１２ａは、軸受内輪端面と突き当たる一方、軸受１６の回転を阻害しないように軸方向内側面に段差を設けて、軸受外輪端面との間に十分な隙間を形成している。このため、フランジ部１２ａと外輪１６ｂとの間、及びフランジ部１２ａとシールド部材１６ｅとの間に大きく隙間（例えば、隙間Ｂは０．２５ｍｍ程度）ができてしまい、これら隙間部分も空気の流出入口となり、軸受がＨＤＤ内部にパーティクルを放出する要因となっている。
【００１５】
一方、図６に記載のピボットアッセンブリでは、シール１２５とハブキャップ１４０の内周部１４１との間の隙間を小さく設定したものが記載されているが、該隙間よりも径方向外側では、ハブキャップ１４０の外周部１４２と外輪１２２の端面との間の隙間に亘って、比較的大きな隙間が形成されており、十分な距離のラビリンスが形成されていない。
【００１６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受内部を通過する空気流量を減らし、アウトパーティクルの少ないハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 軸方向一端部にフランジ部を有する軸部材と、
内輪と、外輪と、該内輪及び外輪間に配置される複数の転動体と、該複数の転動体をそれぞれ保持する保持器と、該外輪の軸方向端部に配置される密封部材と、をそれぞれ備え、前記軸部材の周囲に並列に配置される一対の軸受と、
前記軸部材の軸方向他端側に取り付けられ、軸方向内側面が前記一方の軸受の外輪の軸方向端面と対向するように半径方向に延出するシールドキャップと、
を有するハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニットであって、
前記シールドキャップの軸方向内側面は、前記一方の軸受の密封部材との軸方向隙間が、前記外輪との軸方向隙間よりも狭くなるように段付き形状に形成されていることを特徴とするハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（２） 前記密封部材は、該外輪の軸方向端部に形成された環状溝に取り付けられ、前記内輪に向かって延びるリング部を有するシールド部材であり、
前記シールドキャップの軸方向内側面は、前記一方の軸受のシールド部材のリング部と対向する第１キャップ面と、該第１キャップ面よりも半径方向外側、且つ、軸方向外側で、前記外輪の軸方向端面と対向する第２キャップ面と、該第１及び第２キャップ面を繋ぐキャップ段差面と、によって前記の段付き形状に形成され、
前記シールドキャップの軸方向内側面は、前記第１キャップ面と前記一方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、前記第２キャップ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなり、且つ、前記キャップ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間が、前記第２キャップ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなるように形成されていることを特徴とする（１）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（３） 前記第１キャップ面と前記一方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、０．１ｍｍ以下に設定され、前記第２キャップ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間が０．２ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする（２）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（４） 前記キャップ段差面は、断面直線状の傾斜面であることを特徴とする（２）または（３）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（５） 前記シールドキャップのキャップ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間が０．１ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする（４）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（６） 前記フランジ部の軸方向内側面は、前記他方の軸受の密封部材との軸方向隙間が、前記外輪との軸方向隙間よりも狭くなるように段付き形状に形成されていることを特徴とする（１）から（５）のいずれかに記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（７） 前記密封部材は、該外輪の軸方向端部に形成された環状溝に取り付けられ、前記内輪に向かって延びるリング部を有するシールド部材であり、
前記フランジ部の軸方向内側面は、前記他方の軸受のシールド部材のリング部と対向する第１フランジ面と、該第１フランジ面よりも半径方向外側、且つ、軸方向外側で、前記外輪の軸方向端面と対向する第２フランジ面と、該第１及び第２フランジ面を繋ぐフランジ段差面と、によって前記の段付き形状に形成され、
前記フランジ部の軸方向内側面は、前記第１フランジ面と前記他方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、前記第２フランジ面と前記外輪との軸方向最短隙間よりも狭くなり、且つ、前記フランジ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間は、前記第２フランジ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなるように形成されていることを特徴とする（６）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（８） 前記第１フランジ面と前記他方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、０．１ｍｍ以下に設定され、前記第２フランジ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間が０．２ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする（７）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（９） 前記フランジ段差面は、断面直線状の傾斜面であることを特徴とする（７）または（８）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（１０） 前記フランジ部のフランジ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間が０．１ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする（９）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（１１） 前記一対の軸受の前記外輪に外嵌するハウジングを、さらに備えることを特徴とする（１）から（１０）のいずれかに記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニットによれば、シールドキャップの軸方向内側面は、一方の軸受の密封部材との軸方向隙間が、外輪との軸方向隙間よりも狭くなるように段付き形状に形成されているので、シールドキャップと軸受の間に生まれる隙間を狭くし、また、距離の長いラビリンスを形成することで、軸受内部を通過する空気流量を減らし、アウトパーティクルを減らすことができる。
【００１９】
また、密封部材は、外輪の軸方向端部に形成された環状溝に取り付けられ、内輪に向かって延びるリング部を有するシールド部材であり、シールドキャップの軸方向内側面は、シールド部材のリング部と対向する第１キャップ面と、第１キャップ面よりも半径方向外側、且つ、軸方向外側で、外輪の軸方向端面と対向する第２キャップ面と、第１及び第２キャップ面を繋ぐキャップ段差面と、によって段付き形状に形成される。そして、シールドキャップの軸方向内側面は、第１キャップ面と一方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、第２キャップ面と外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなり、且つ、キャップ段差面と、外輪の軸方向端面と環状溝との境界位置との最短隙間が、第２キャップ面と外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなるように形成されている。これにより、シールドキャップと軸受の間に生まれる隙間を狭くした位置が増加し、結果として、さらに距離の長いラビリンスを形成することで、軸受内部を通過する空気流量を減らし、アウトパーティクルを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るＨＤＤアクチュエータ用ピボット軸受ユニットを示す断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のＩＩ部拡大図であり、（ｂ）は、図１のＩＩ´部拡大図である。
【図３】（ａ）は、ＨＤＤの全体構成を概略示す断面図、（ｂ）は、ＨＤＤの全体構成を示す平面図、（ｃ）は、ピボット軸受ユニットを示す判断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、従来のＨＤＤアクチュエータ用ピボット軸受ユニットのシールドキャップ部分の拡大図である。
【図５】従来のＨＤＤアクチュエータ用ピボット軸受ユニットのフランジ部分の拡大図である。
【図６】従来の他のハードディスクドライブ用ピボットアッセンブリを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係るハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニットの一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態のピボット軸受ユニットが適用されるＨＤＤの概略構成は、図３（ａ）〜（ｃ）で示した構成のものと同様であるため、ここでは、ピボット軸受ユニットについてのみ説明する。
【００２２】
図１〜図２（ｂ）に示すように、ピボット軸受ユニット１０は、軸方向一端部にフランジ部１２ａを有する軸部材１２と、軸部材１２と同心に配置されるハウジングとしてのスリーブ（図３参照。）１８と、軸部材１２とスリーブ１８との間で、並列に配置される一対の軸受１４，１６と、を有する。
【００２３】
一対の軸受１４，１６は、内輪１４ａ、１６ａと、外輪１４ｂ、１６ｂと、該内輪１４ａ、１６ａ及び外輪１４ｂ、１６ｂ間に配置される複数の玉（転動体）１４ｃ、１６ｃと、該複数の玉１４ｃ、１６ｃをそれぞれ保持する保持器１４ｄ、１６ｄと、該外輪１４ｂ、１６ｂの軸方向両端部に配置される密封部材としての非接触型のシールド部材１４ｅ、１６ｅと、をそれぞれ備える。また、転がり軸受１４、１６の外輪１４ｂ、１６ｂ間には、環状の間座２０が介在している。
【００２４】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、シールド部材１４ｅ，１６ｅは、該外輪１４ｂ、１６ｂの軸方向両端部に形成された環状溝１４ｂ１，１６ｂ１に取り付けられる取付け部１４ｅ１，１６ｅ１と、この取付け部１４ｅ１，１６ｅ１よりも軸方向外側、且つ径方向内側で、軸部材１２の中心軸ｘに対して略垂直方向に延びるリング部１４ｅ２，１６ｅ２と、環状溝１４ｂ１，１６ｂ１の軸方向外向き側面１４ｂ２，１６ｂ２に当接する取付け部１４ｅ１，１６ｅ１の底部１４ｅ３，１６ｅ３とリング部１４ｅ２，１６ｅ２との間を繋ぐ傾斜部１４ｅ４，１６ｅ４と、を備える。なお、取付け部１４ｅ１，１６ｅ１は、本実施形態の形状の他、加締めによるカール形状や、スナップリングによって固定される形状であってもよい。また、リング部１４ｅ２，１６ｅ２は、本実施形態では、軸部材１２の中心軸ｘに対して略垂直方向に延びる平板形状に形成されているが、内輪１４ａ、１６ａに向かって延びる形状であれば湾曲していてもよい。
【００２５】
軸部材１２の軸方向他端側には、軸方向内側面２２ａが一方の軸受１４の外輪１４ｂの軸方向端面と対向するように半径方向に延出するシールドキャップ２２が取り付けられている。
【００２６】
このシールドキャップ２２の軸方向内側面２２ａは、一方の軸受１４のシールド部材１４ｅのリング部１４ｅ２と対向し、軸部材１２の中心軸ｘに対して略垂直方向に延びる第１キャップ面２２ａ１と、第１キャップ面２２ａ１よりも半径方向外側、且つ、軸方向外側で、外輪１４ｂの軸方向端面と対向し、略垂直方向に延びる第２キャップ面２２ａ２と、第１及び第２キャップ面２２ａ１，２２ａ２を繋ぐ、断面直線状の傾斜面であるキャップ段差面２２ａ３と、によって段付き形状に形成される。なお、第１及び第２キャップ面２２ａ１，２２ａ２は、本実施形態では、軸部材１２の中心軸ｘに対して略垂直方向に延びる平板形状に形成されているが、径方向外側に向かって延びる形状であれば湾曲していてもよい。
【００２７】
また、シールドキャップ２２は、軸方向外側面２２ｂも段付き形状に形成されており、具体的には、軸方向内側面２２ａのキャップ段差面２２ａ３が軸方向外側面２２ｂのキャップ段差面２２ｂ１より径方向外側に位置しており、径方向において両者のキャップ段付面２２ａ３，２２ｂ１の間の部分が肉厚に形成されている。なお、軸方向外側面２２ｂのキャップ段差面２２ｂ１以外の面も、軸部材１２の中心軸ｘに対して略垂直方向に沿った平面状に形成されている。
【００２８】
そして、シールドキャップ２２の軸方向内側面２２ａは、一方の軸受１４のシールド部材１４ｅとの軸方向隙間ａ１が、外輪１４ｂとの軸方向隙間ａ２よりも狭くなるように形成されている。即ち、シールドキャップ２２の軸方向内側面２２ａは、第１キャップ面２２ａ１と一方の軸受１４のシールド部材１４ｅのリング部１４ｅ２との軸方向最短隙間ａ１が、第２キャップ面２２ａ２と外輪１４ｂの軸方向端面との軸方向最短隙間ａ２よりも狭くなるように形成されている。
【００２９】
また、第１キャップ面２２ａ１とキャップ段差面２２ａ３との境界位置２２ａ４は、シールド部材１４ｅのリング部１４ｅ２の径方向外端部１４ｅ５よりも径方向外側に位置し、キャップ段差面２２ａ３と第２キャップ面２２ａ２との境界位置２２ａ５は、外輪１４ｂの軸方向端面と環状溝１４ｂ１との境界位置１４ｂ３よりも径方向外側に位置する。
【００３０】
そして、シールドキャップ２２のキャップ段差面２２ａ３と、外輪１４ｂの軸方向端面と環状溝１４ｂ１との境界位置１４ｂ３との最短隙間ａ３が、第２キャップ面２２ａ２と外輪１４ｂの軸方向端面との軸方向最短隙間ａ２よりも狭くなるように形成されている。
【００３１】
従って、シールド部材１４ｅと内輪１４ａとの径方向隙間、及びシールド部材１４ｅのリング部１４ｅ２とシールドキャップ２２の第１キャップ面２２ａ１との間の軸方向最短隙間ａ１、キャップ段差面２２ａ３と、外輪１４ｂの軸方向端面と環状溝１４ｂ１との境界位置１４ｂ３との最短隙間ａ３によって、距離の長いラビリンスが形成される。これにより、軸受内部を通り抜ける空気の量を減らし、パーティクルの放出が少ないピボット軸受ユニット１０が与えられる。
特に、シールド部材１４ｅのリング部１４ｅ２とシールドキャップ２２の第１キャップ面２２ａ１との間に形成される狭い隙間領域よりも径方向外側に、さらに、キャップ段差面２２ａ３と外輪１４ｂの境界位置１４ｂ３との間に形成される狭い隙間領域が設けられるので、シールドキャップ２２と軸受１４との間の軸方向隙間での空気流動を抑え込むことができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、第１キャップ面２２ａ１と軸受１４のシールド部材１４ｅのリング部１４ｅ２との軸方向最短隙間ａ１は、０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下に設定され、第２キャップ面２２ａ２と外輪１４ｂの軸方向端面との軸方向最短隙間ａ２は、０．０４ｍｍ以上０．２ｍｍ以下に設定され、外輪１４ｂの軸方向端面と環状溝１４ｂ１との境界位置１４ｂ３と、シールドキャップ２２のキャップ段差面２２ａ３との最短隙間ａ３は、０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下に設定されている。
【００３３】
また、軸部材１２のフランジ部１２ａの軸方向内側面１２ｂは、他方の軸受１６のシールド部材１６ｅのリング部１６ｅ２と対向し、軸部材１２の中心軸ｘに対して略垂直方向に延びる第１フランジ面１２ｂ１と、第１フランジ面１２ｂ１よりも半径方向外側、且つ、軸方向外側で、外輪１６ｂの軸方向端面と対向し、略垂直方向に延びる第２フランジ面１２ｂ２と、第１及び第２フランジ面１２ｂ１，１２ｂ２を繋ぐ、断面直線状の傾斜面であるフランジ段差面１２ｂ３と、によって、径方向外側で薄肉となるように段付き形状に形成されている。
【００３４】
そして、フランジ部１２ａの軸方向内側面１２ｂは、他方の軸受１６のシールド部材１６ｅとの軸方向隙間ｂ１が、外輪１６ｂとの軸方向隙間ｂ２よりも狭くなるように形成されている。即ち、フランジ部１２ａの軸方向内側面１２ｂは、第１フランジ面１２ｂ１と他方の軸受１６のシールド部材１６ｅのリング部１６ｅ２との軸方向最短隙間ｂ１が、第２フランジ面１２ｂ２と外輪１６ｂの軸方向端面との軸方向最短隙間ｂ２よりも狭くなるように形成されている。
【００３５】
また、第１フランジ面１２ｂ１とフランジ段差面１２ｂ３との境界位置１２ｂ４は、シールド部材１６ｅのリング部１６ｅ２の径方向外端部１６ｅ５よりも径方向外側に位置し、フランジ段差面１２ｂ３と第２フランジ面１２ｂ２との境界位置１２ｂ５は、外輪１６ｂの軸方向端面と環状溝１６ｂ１との境界位置１６ｂ３よりも径方向外側に位置する。
【００３６】
そして、フランジ部１２ａのフランジ段差面１２ｂ３と、外輪１６ｂの軸方向端面と環状溝１６ｂ１との境界位置１６ｂ３との最短隙間ｂ３は、第２フランジ面１２ｂ２と外輪１６ｂの軸方向端面との軸方向最短隙間ｂ２よりも狭くなるように形成されている。
【００３７】
従って、シールド部材１６ｅと内輪１６ａとの径方向隙間、シールド部材１６ｅとフランジ部１２ａの軸方向内側面１２ｂとの間の軸方向最短隙間ｂ１、及び、フランジ段差面１２ｂ３と、外輪１６ｂの軸方向端面と環状溝１６ｂ１との境界位置１６ｂ３との最短隙間ｂ３によって、距離の長いラビリンスが形成される。これにより、軸方向一端側においても、軸受内部を通り抜ける空気の量を減らし、パーティクルの放出が少ないピボット軸受ユニット１０が与えられる。
特に、シールド部材１６ｅのリング部１６ｅ２とフランジ部１２ａの第１フランジ面１２ｂ１との間に形成される狭い隙間領域よりも径方向外側に、さらに、フランジ段差面１２ｂ３と外輪１６ｂの境界位置１６ｂ３との間に形成される狭い隙間領域が設けられるので、フランジ部１２ａと軸受１６との間の軸方向隙間での空気流動を抑え込むことができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、第１フランジ面１２ｂ１と軸受１６のシールド部材１６ｅのリング部１６ｅ２との軸方向最短隙間ａ１は、０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下に設定され、第２フランジ面１２ｂ２と外輪１６ｂの軸方向端面との軸方向最短隙間ａ２は、０．０４ｍｍ以上０．２ｍｍ以下に設定され、外輪１６ｂの軸方向端面と環状溝１６ｂ１との境界位置１６ｂ３と、フランジ部１２ａのフランジ段差面１２ｂ３との最短隙間ｂ３は、０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下に設定されている。
【００３９】
ここで、本実施形態のシールドキャップ２２を備えたピボット軸受ユニットと、従来の図４（ａ）に示した従来のシールドキャップ２２を備えたピボット軸受ユニットを用いて、パーティクルの放出量について試験を行った。この試験では、ピボット軸受ユニットのフランジ部１２ａは、比較のため、いずれも従来の図５に示す段付き形状のものとしている。なお、使用される軸受の大きさは、外径８ｍｍ、内径５ｍｍ、幅２．５ｍｍ、シールドキャップ２０の軸方向内側面２０ａと密封部材１４ｅとの間の軸方向最短隙間ａ１を本実施形態では０．０９ｍｍ、従来では０．２７ｍｍとする。
【００４０】
この結果、従来のシールドキャップ２２を用いた場合には、パーティクル量が０．４４８μｍ３／ｍｉｎであったのに対し、本実施形態のシールドキャップ２０を用いた場合には、パーティクル量は０．０４９μｍ３／ｍｉｎであり、本実施形態のシールドキャップ２２を用いることでパーティクルの放出量が抑えられることが確認できた。
【００４１】
次に、本実施形態のシールドキャップ２２とフランジ部１２ａを備えたピボット軸受ユニットと、本実施形態のシールドキャップ２２と図５に示した従来のフランジ部１２ａとを用いて、パーティクルの放出量について試験を行った。この結果、本実施形態のフランジ部１２ａを用いた場合には、パーティクル量は０．００７μｍ３／ｍｉｎとなり、本実施形態のフランジ部１２ａを用いることでパーティクルの放出量がさらに抑えられることが確認できた。
【００４２】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
【００４３】
例えば、軸受１４、１６は、図示構成には特に限定されず、ＨＤＤの使用目的や使用条件などに応じて任意の構成とすることが可能である。また、軸部材１２は、軸心部が延出方向に沿って貫通した中空構造としているが、中実構造とすることも可能である。
【００４４】
また、本実施形態のシールドキャップ２２は、径方向において肉厚の異なる寸法を有する部材によって構成されており、加工精度の高い切削加工によって形成されている。しかしながら、シールドキャップ２２は、本発明の軸方向最短隙間ａ１，ａ２，ａ３の関係を満たすように平板状の部材をプレス加工によって折り曲げることで構成されてもよく、その場合、低コストで製造することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０ ピボット軸受ユニット
１４、１６ 軸受
１４ａ、１６ａ 内輪
１４ｂ、１６ｂ 外輪
１４ｃ、１６ｃ 玉（転動体）
１４ｄ、１６ｄ 保持器
１４ｅ、１６ｅ 非接触型シールド部材（密封部材）
１８ スリーブ（ハウジング）
２２ シールドキャップ
２２ａ 軸方向内側面
２２ａ１ 第１キャップ面
２２ａ２ 第２キャップ面
２２ａ３ キャップ段差面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニットに関し、より詳細には、軸受内部を通過する空気流量を低減し、アウトパーティクルを低減したハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
図３（ａ）〜（ｃ）は、ハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ（以下、ＨＤＤとも言う））の概略構成を一例として示している。当該ＨＤＤは、情報（データ）を記録する磁気ディスク（ハードディスク）２と、当該磁気ディスク２を回転させるスピンドルモータ４と、先端部に磁気ヘッド６が取り付けられたアクチュエータとしてのスイングアーム８と、当該スイングアーム８の基端部に設けられ、スイングアーム８を回転駆動させるボイスコイル９とを備えている。
【０００３】
スイングアーム８は、ピボット軸受ユニット１０を介してＨＤＤのベースＢｓ上に回動可能に軸支されており、ボイスコイル９によって回転駆動された際、回転状態の磁気ディスク２に対して磁気ヘッド６を平行移動（トレース）させる。これにより、ＨＤＤにおいて、磁気ヘッド６を介して磁気ディスク２から情報を読み取ること、あるいは磁気ディスク２へ情報を書き込むこと（記録すること）ができる。
【０００４】
ピボット軸受ユニット１０には、ＨＤＤのベースＢｓに立設された軸部材１２と、スイングアーム８が外装されるスリーブ１８と、これらの軸部材１２とスリーブ１８との間に介在されたピボット軸受１４、１６が備えられている。
【０００５】
また、ピボット軸受１４、１６には、相対回転可能に対向して配置された一対の軌道輪として、内輪１４ａ、１６ａ及び外輪１４ｂ、１６ｂと、当該軌道輪の間に転動自在に組み込まれた複数の転動体としての玉１４ｃ、１６ｃと、当該玉１４ｃ、１６ｃを１つずつ回転自在に保持する保持器１４ｄ、１６ｄが備えられている。そして、軌道輪の間には、軸受内部を密封するための非接触型のシールド部材１４ｅ、１６ｅが介在され、これにより、軸受外部からの異物（例えば、塵埃）の侵入が防止されているとともに、軸受内部へ封入したグリース組成物の軸受外部への漏洩が防止されている。
【０００６】
そして、かかるピボット軸受１４、１６は、内輪１４ａ、１６ａが軸部材１２に外嵌されているとともに、外輪１４ｂ、１６ｂがスリーブ１８に内嵌された状態で、当該スリーブ１８に装着されたスイングアーム８を回動自在に軸支している。また、スリーブ１８の内周部には、ピボット軸受１４、１６相互間に介在するように環状の間座２０が嵌合されている。これにより、ピボット軸受１４、１６が所定の予圧を付与された状態で所定位置に位置決め固定され、ガタつくこと無く安定して回動可能な状態となり、スイングアーム８を応答性良くスムーズに回動させることができる。
【０００７】
近年、ハードディスク（ＨＤＤ）の高密度化、高容量化が進み、ＨＤＤ内部は高い機械的精度と共に、より高い清浄度が求められるようになってきている。ＨＤＤ内部の磁気ディスク、読取ヘッド等に異物が付着すると性能の低下やプログラムのエラー、最悪の場合ＨＤＤの故障を招くため、ＨＤＤの内部部品は高い清浄度が求められる。
【０００８】
ＨＤＤ内部に発生する異物のひとつに、アクチュエータを支えるピボット軸受ユニットのグリースに起因するアウトパーティクルがある。軸受が運動することで内部のグリースが攪拌され、グリース内の油分が微量な粒子として軸受外部に放出され、ＨＤＤ内部を浮遊し、磁気ディスク、読取ヘッドなどに付着する。
【０００９】
アウトパーティクルを低減する方法としては、例えば軸受のシールドラビリンスを狭くする方法や、特許文献１に記載されているように軸受のシール部材を、帯電特性を持つ材料で形成することで静電気力を用いてパーティクルを捕捉する方法がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載のハードディスクドライブ用ピボットアッセンブリでは、図６に示すように、ボールベアリング１２０に設けられたグリース等から発生したガスや塵埃が外部に放出されないようにするため、シャフト１１０に固定されるハブキャップ１４０が開示されている。このハブキャップ１４０は、内周部１４１と、内周部１４１よりも厚さの薄い外周部１４２とからなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−１３８９９１号公報
【特許文献２】特開２００４−９２６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、通常ＨＤＤの稼動時には内部に強い空気流動が発生し、アクチュエータ付近においても、ピボット軸受ユニットを通り抜ける形で空気の流れが発生するものと考えられている。空気が軸受内部を通り抜けることでパーティクルが外部に放出され、軸受内部のシールドのみでこれを捕捉することは困難となる。
【００１３】
また、ピボットユニット上部にはシールド板と同じ目的で図３（ｃ）のようなシールドキャップ２２が装着されている。通常、シールドキャップは板材からプレス加工によって製造されるため、既存のキャップ２２は図４（ａ）、（ｂ）のいずれかのような形状となる。また、軸受のアキシャル振れ精度の問題から、軸受外輪端面との間にはある程度隙間が必要となるため、既存形状のシールドキャップではシールド部材とキャップとの間に大きく隙間（例えば、隙間Ａは０．２５ｍｍ程度）ができてしまう。直接ピボット軸受ユニットに外部からの空気が出入りするのはこの隙間部分になるため、空気流量を減らし、アウトパーティクルを少なくするには限界があった。
【００１４】
さらに、図５に示すように、軸部材１２の軸方向一端部に設けられたフランジ部１２ａは、軸受内輪端面と突き当たる一方、軸受１６の回転を阻害しないように軸方向内側面に段差を設けて、軸受外輪端面との間に十分な隙間を形成している。このため、フランジ部１２ａと外輪１６ｂとの間、及びフランジ部１２ａとシールド部材１６ｅとの間に大きく隙間（例えば、隙間Ｂは０．２５ｍｍ程度）ができてしまい、これら隙間部分も空気の流出入口となり、軸受がＨＤＤ内部にパーティクルを放出する要因となっている。
【００１５】
一方、図６に記載のピボットアッセンブリでは、シール１２５とハブキャップ１４０の内周部１４１との間の隙間を小さく設定したものが記載されているが、該隙間よりも径方向外側では、ハブキャップ１４０の外周部１４２と外輪１２２の端面との間の隙間に亘って、比較的大きな隙間が形成されており、十分な距離のラビリンスが形成されていない。
【００１６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受内部を通過する空気流量を減らし、アウトパーティクルの少ないハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 軸方向一端部にフランジ部を有する軸部材と、
内輪と、外輪と、該内輪及び外輪間に配置される複数の転動体と、該複数の転動体をそれぞれ保持する保持器と、該外輪の軸方向端部に配置される密封部材と、をそれぞれ備え、前記軸部材の周囲に並列に配置される一対の軸受と、
前記軸部材の軸方向他端側に取り付けられ、軸方向内側面が前記一方の軸受の外輪の軸方向端面と対向するように半径方向に延出するシールドキャップと、
を有するハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニットであって、
前記シールドキャップの軸方向内側面は、前記一方の軸受の密封部材との軸方向隙間が、前記外輪との軸方向隙間よりも狭くなるように段付き形状に形成されていることを特徴とするハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（２） 前記密封部材は、該外輪の軸方向端部に形成された環状溝に取り付けられ、前記内輪に向かって延びるリング部を有するシールド部材であり、
前記シールドキャップの軸方向内側面は、前記一方の軸受のシールド部材のリング部と対向する第１キャップ面と、該第１キャップ面よりも半径方向外側、且つ、軸方向外側で、前記外輪の軸方向端面と対向する第２キャップ面と、該第１及び第２キャップ面を繋ぐキャップ段差面と、によって前記の段付き形状に形成され、
前記シールドキャップの軸方向内側面は、前記第１キャップ面と前記一方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、前記第２キャップ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなり、且つ、前記キャップ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間が、前記第２キャップ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなるように形成されていることを特徴とする（１）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（３） 前記第１キャップ面と前記一方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、０．１ｍｍ以下に設定され、前記第２キャップ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間が０．２ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする（２）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（４） 前記キャップ段差面は、断面直線状の傾斜面であることを特徴とする（２）または（３）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（５） 前記シールドキャップのキャップ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間が０．１ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする（４）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（６） 前記フランジ部の軸方向内側面は、前記他方の軸受の密封部材との軸方向隙間が、前記外輪との軸方向隙間よりも狭くなるように段付き形状に形成されていることを特徴とする（１）から（５）のいずれかに記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（７） 前記密封部材は、該外輪の軸方向端部に形成された環状溝に取り付けられ、前記内輪に向かって延びるリング部を有するシールド部材であり、
前記フランジ部の軸方向内側面は、前記他方の軸受のシールド部材のリング部と対向する第１フランジ面と、該第１フランジ面よりも半径方向外側、且つ、軸方向外側で、前記外輪の軸方向端面と対向する第２フランジ面と、該第１及び第２フランジ面を繋ぐフランジ段差面と、によって前記の段付き形状に形成され、
前記フランジ部の軸方向内側面は、前記第１フランジ面と前記他方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、前記第２フランジ面と前記外輪との軸方向最短隙間よりも狭くなり、且つ、前記フランジ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間は、前記第２フランジ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなるように形成されていることを特徴とする（６）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（８） 前記第１フランジ面と前記他方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、０．１ｍｍ以下に設定され、前記第２フランジ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間が０．２ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする（７）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（９） 前記フランジ段差面は、断面直線状の傾斜面であることを特徴とする（７）または（８）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（１０） 前記フランジ部のフランジ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間が０．１ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする（９）に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
（１１） 前記一対の軸受の前記外輪に外嵌するハウジングを、さらに備えることを特徴とする（１）から（１０）のいずれかに記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニットによれば、シールドキャップの軸方向内側面は、一方の軸受の密封部材との軸方向隙間が、外輪との軸方向隙間よりも狭くなるように段付き形状に形成されているので、シールドキャップと軸受の間に生まれる隙間を狭くし、また、距離の長いラビリンスを形成することで、軸受内部を通過する空気流量を減らし、アウトパーティクルを減らすことができる。
【００１９】
また、密封部材は、外輪の軸方向端部に形成された環状溝に取り付けられ、内輪に向かって延びるリング部を有するシールド部材であり、シールドキャップの軸方向内側面は、シールド部材のリング部と対向する第１キャップ面と、第１キャップ面よりも半径方向外側、且つ、軸方向外側で、外輪の軸方向端面と対向する第２キャップ面と、第１及び第２キャップ面を繋ぐキャップ段差面と、によって段付き形状に形成される。そして、シールドキャップの軸方向内側面は、第１キャップ面と一方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、第２キャップ面と外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなり、且つ、キャップ段差面と、外輪の軸方向端面と環状溝との境界位置との最短隙間が、第２キャップ面と外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなるように形成されている。これにより、シールドキャップと軸受の間に生まれる隙間を狭くした位置が増加し、結果として、さらに距離の長いラビリンスを形成することで、軸受内部を通過する空気流量を減らし、アウトパーティクルを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るＨＤＤアクチュエータ用ピボット軸受ユニットを示す断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のＩＩ部拡大図であり、（ｂ）は、図１のＩＩ´部拡大図である。
【図３】（ａ）は、ＨＤＤの全体構成を概略示す断面図、（ｂ）は、ＨＤＤの全体構成を示す平面図、（ｃ）は、ピボット軸受ユニットを示す判断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、従来のＨＤＤアクチュエータ用ピボット軸受ユニットのシールドキャップ部分の拡大図である。
【図５】従来のＨＤＤアクチュエータ用ピボット軸受ユニットのフランジ部分の拡大図である。
【図６】従来の他のハードディスクドライブ用ピボットアッセンブリを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係るハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニットの一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態のピボット軸受ユニットが適用されるＨＤＤの概略構成は、図３（ａ）〜（ｃ）で示した構成のものと同様であるため、ここでは、ピボット軸受ユニットについてのみ説明する。
【００２２】
図１〜図２（ｂ）に示すように、ピボット軸受ユニット１０は、軸方向一端部にフランジ部１２ａを有する軸部材１２と、軸部材１２と同心に配置されるハウジングとしてのスリーブ（図３参照。）１８と、軸部材１２とスリーブ１８との間で、並列に配置される一対の軸受１４，１６と、を有する。
【００２３】
一対の軸受１４，１６は、内輪１４ａ、１６ａと、外輪１４ｂ、１６ｂと、該内輪１４ａ、１６ａ及び外輪１４ｂ、１６ｂ間に配置される複数の玉（転動体）１４ｃ、１６ｃと、該複数の玉１４ｃ、１６ｃをそれぞれ保持する保持器１４ｄ、１６ｄと、該外輪１４ｂ、１６ｂの軸方向両端部に配置される密封部材としての非接触型のシールド部材１４ｅ、１６ｅと、をそれぞれ備える。また、転がり軸受１４、１６の外輪１４ｂ、１６ｂ間には、環状の間座２０が介在している。
【００２４】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、シールド部材１４ｅ，１６ｅは、該外輪１４ｂ、１６ｂの軸方向両端部に形成された環状溝１４ｂ１，１６ｂ１に取り付けられる取付け部１４ｅ１，１６ｅ１と、この取付け部１４ｅ１，１６ｅ１よりも軸方向外側、且つ径方向内側で、軸部材１２の中心軸ｘに対して略垂直方向に延びるリング部１４ｅ２，１６ｅ２と、環状溝１４ｂ１，１６ｂ１の軸方向外向き側面１４ｂ２，１６ｂ２に当接する取付け部１４ｅ１，１６ｅ１の底部１４ｅ３，１６ｅ３とリング部１４ｅ２，１６ｅ２との間を繋ぐ傾斜部１４ｅ４，１６ｅ４と、を備える。なお、取付け部１４ｅ１，１６ｅ１は、本実施形態の形状の他、加締めによるカール形状や、スナップリングによって固定される形状であってもよい。また、リング部１４ｅ２，１６ｅ２は、本実施形態では、軸部材１２の中心軸ｘに対して略垂直方向に延びる平板形状に形成されているが、内輪１４ａ、１６ａに向かって延びる形状であれば湾曲していてもよい。
【００２５】
軸部材１２の軸方向他端側には、軸方向内側面２２ａが一方の軸受１４の外輪１４ｂの軸方向端面と対向するように半径方向に延出するシールドキャップ２２が取り付けられている。
【００２６】
このシールドキャップ２２の軸方向内側面２２ａは、一方の軸受１４のシールド部材１４ｅのリング部１４ｅ２と対向し、軸部材１２の中心軸ｘに対して略垂直方向に延びる第１キャップ面２２ａ１と、第１キャップ面２２ａ１よりも半径方向外側、且つ、軸方向外側で、外輪１４ｂの軸方向端面と対向し、略垂直方向に延びる第２キャップ面２２ａ２と、第１及び第２キャップ面２２ａ１，２２ａ２を繋ぐ、断面直線状の傾斜面であるキャップ段差面２２ａ３と、によって段付き形状に形成される。なお、第１及び第２キャップ面２２ａ１，２２ａ２は、本実施形態では、軸部材１２の中心軸ｘに対して略垂直方向に延びる平板形状に形成されているが、径方向外側に向かって延びる形状であれば湾曲していてもよい。
【００２７】
また、シールドキャップ２２は、軸方向外側面２２ｂも段付き形状に形成されており、具体的には、軸方向内側面２２ａのキャップ段差面２２ａ３が軸方向外側面２２ｂのキャップ段差面２２ｂ１より径方向外側に位置しており、径方向において両者のキャップ段付面２２ａ３，２２ｂ１の間の部分が肉厚に形成されている。なお、軸方向外側面２２ｂのキャップ段差面２２ｂ１以外の面も、軸部材１２の中心軸ｘに対して略垂直方向に沿った平面状に形成されている。
【００２８】
そして、シールドキャップ２２の軸方向内側面２２ａは、一方の軸受１４のシールド部材１４ｅとの軸方向隙間ａ１が、外輪１４ｂとの軸方向隙間ａ２よりも狭くなるように形成されている。即ち、シールドキャップ２２の軸方向内側面２２ａは、第１キャップ面２２ａ１と一方の軸受１４のシールド部材１４ｅのリング部１４ｅ２との軸方向最短隙間ａ１が、第２キャップ面２２ａ２と外輪１４ｂの軸方向端面との軸方向最短隙間ａ２よりも狭くなるように形成されている。
【００２９】
また、第１キャップ面２２ａ１とキャップ段差面２２ａ３との境界位置２２ａ４は、シールド部材１４ｅのリング部１４ｅ２の径方向外端部１４ｅ５よりも径方向外側に位置し、キャップ段差面２２ａ３と第２キャップ面２２ａ２との境界位置２２ａ５は、外輪１４ｂの軸方向端面と環状溝１４ｂ１との境界位置１４ｂ３よりも径方向外側に位置する。
【００３０】
そして、シールドキャップ２２のキャップ段差面２２ａ３と、外輪１４ｂの軸方向端面と環状溝１４ｂ１との境界位置１４ｂ３との最短隙間ａ３が、第２キャップ面２２ａ２と外輪１４ｂの軸方向端面との軸方向最短隙間ａ２よりも狭くなるように形成されている。
【００３１】
従って、シールド部材１４ｅと内輪１４ａとの径方向隙間、及びシールド部材１４ｅのリング部１４ｅ２とシールドキャップ２２の第１キャップ面２２ａ１との間の軸方向最短隙間ａ１、キャップ段差面２２ａ３と、外輪１４ｂの軸方向端面と環状溝１４ｂ１との境界位置１４ｂ３との最短隙間ａ３によって、距離の長いラビリンスが形成される。これにより、軸受内部を通り抜ける空気の量を減らし、パーティクルの放出が少ないピボット軸受ユニット１０が与えられる。
特に、シールド部材１４ｅのリング部１４ｅ２とシールドキャップ２２の第１キャップ面２２ａ１との間に形成される狭い隙間領域よりも径方向外側に、さらに、キャップ段差面２２ａ３と外輪１４ｂの境界位置１４ｂ３との間に形成される狭い隙間領域が設けられるので、シールドキャップ２２と軸受１４との間の軸方向隙間での空気流動を抑え込むことができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、第１キャップ面２２ａ１と軸受１４のシールド部材１４ｅのリング部１４ｅ２との軸方向最短隙間ａ１は、０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下に設定され、第２キャップ面２２ａ２と外輪１４ｂの軸方向端面との軸方向最短隙間ａ２は、０．０４ｍｍ以上０．２ｍｍ以下に設定され、外輪１４ｂの軸方向端面と環状溝１４ｂ１との境界位置１４ｂ３と、シールドキャップ２２のキャップ段差面２２ａ３との最短隙間ａ３は、０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下に設定されている。
【００３３】
また、軸部材１２のフランジ部１２ａの軸方向内側面１２ｂは、他方の軸受１６のシールド部材１６ｅのリング部１６ｅ２と対向し、軸部材１２の中心軸ｘに対して略垂直方向に延びる第１フランジ面１２ｂ１と、第１フランジ面１２ｂ１よりも半径方向外側、且つ、軸方向外側で、外輪１６ｂの軸方向端面と対向し、略垂直方向に延びる第２フランジ面１２ｂ２と、第１及び第２フランジ面１２ｂ１，１２ｂ２を繋ぐ、断面直線状の傾斜面であるフランジ段差面１２ｂ３と、によって、径方向外側で薄肉となるように段付き形状に形成されている。
【００３４】
そして、フランジ部１２ａの軸方向内側面１２ｂは、他方の軸受１６のシールド部材１６ｅとの軸方向隙間ｂ１が、外輪１６ｂとの軸方向隙間ｂ２よりも狭くなるように形成されている。即ち、フランジ部１２ａの軸方向内側面１２ｂは、第１フランジ面１２ｂ１と他方の軸受１６のシールド部材１６ｅのリング部１６ｅ２との軸方向最短隙間ｂ１が、第２フランジ面１２ｂ２と外輪１６ｂの軸方向端面との軸方向最短隙間ｂ２よりも狭くなるように形成されている。
【００３５】
また、第１フランジ面１２ｂ１とフランジ段差面１２ｂ３との境界位置１２ｂ４は、シールド部材１６ｅのリング部１６ｅ２の径方向外端部１６ｅ５よりも径方向外側に位置し、フランジ段差面１２ｂ３と第２フランジ面１２ｂ２との境界位置１２ｂ５は、外輪１６ｂの軸方向端面と環状溝１６ｂ１との境界位置１６ｂ３よりも径方向外側に位置する。
【００３６】
そして、フランジ部１２ａのフランジ段差面１２ｂ３と、外輪１６ｂの軸方向端面と環状溝１６ｂ１との境界位置１６ｂ３との最短隙間ｂ３は、第２フランジ面１２ｂ２と外輪１６ｂの軸方向端面との軸方向最短隙間ｂ２よりも狭くなるように形成されている。
【００３７】
従って、シールド部材１６ｅと内輪１６ａとの径方向隙間、シールド部材１６ｅとフランジ部１２ａの軸方向内側面１２ｂとの間の軸方向最短隙間ｂ１、及び、フランジ段差面１２ｂ３と、外輪１６ｂの軸方向端面と環状溝１６ｂ１との境界位置１６ｂ３との最短隙間ｂ３によって、距離の長いラビリンスが形成される。これにより、軸方向一端側においても、軸受内部を通り抜ける空気の量を減らし、パーティクルの放出が少ないピボット軸受ユニット１０が与えられる。
特に、シールド部材１６ｅのリング部１６ｅ２とフランジ部１２ａの第１フランジ面１２ｂ１との間に形成される狭い隙間領域よりも径方向外側に、さらに、フランジ段差面１２ｂ３と外輪１６ｂの境界位置１６ｂ３との間に形成される狭い隙間領域が設けられるので、フランジ部１２ａと軸受１６との間の軸方向隙間での空気流動を抑え込むことができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、第１フランジ面１２ｂ１と軸受１６のシールド部材１６ｅのリング部１６ｅ２との軸方向最短隙間ａ１は、０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下に設定され、第２フランジ面１２ｂ２と外輪１６ｂの軸方向端面との軸方向最短隙間ａ２は、０．０４ｍｍ以上０．２ｍｍ以下に設定され、外輪１６ｂの軸方向端面と環状溝１６ｂ１との境界位置１６ｂ３と、フランジ部１２ａのフランジ段差面１２ｂ３との最短隙間ｂ３は、０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下に設定されている。
【００３９】
ここで、本実施形態のシールドキャップ２２を備えたピボット軸受ユニットと、従来の図４（ａ）に示した従来のシールドキャップ２２を備えたピボット軸受ユニットを用いて、パーティクルの放出量について試験を行った。この試験では、ピボット軸受ユニットのフランジ部１２ａは、比較のため、いずれも従来の図５に示す段付き形状のものとしている。なお、使用される軸受の大きさは、外径８ｍｍ、内径５ｍｍ、幅２．５ｍｍ、シールドキャップ２０の軸方向内側面２０ａと密封部材１４ｅとの間の軸方向最短隙間ａ１を本実施形態では０．０９ｍｍ、従来では０．２７ｍｍとする。
【００４０】
この結果、従来のシールドキャップ２２を用いた場合には、パーティクル量が０．４４８μｍ３／ｍｉｎであったのに対し、本実施形態のシールドキャップ２０を用いた場合には、パーティクル量は０．０４９μｍ３／ｍｉｎであり、本実施形態のシールドキャップ２２を用いることでパーティクルの放出量が抑えられることが確認できた。
【００４１】
次に、本実施形態のシールドキャップ２２とフランジ部１２ａを備えたピボット軸受ユニットと、本実施形態のシールドキャップ２２と図５に示した従来のフランジ部１２ａとを用いて、パーティクルの放出量について試験を行った。この結果、本実施形態のフランジ部１２ａを用いた場合には、パーティクル量は０．００７μｍ３／ｍｉｎとなり、本実施形態のフランジ部１２ａを用いることでパーティクルの放出量がさらに抑えられることが確認できた。
【００４２】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
【００４３】
例えば、軸受１４、１６は、図示構成には特に限定されず、ＨＤＤの使用目的や使用条件などに応じて任意の構成とすることが可能である。また、軸部材１２は、軸心部が延出方向に沿って貫通した中空構造としているが、中実構造とすることも可能である。
【００４４】
また、本実施形態のシールドキャップ２２は、径方向において肉厚の異なる寸法を有する部材によって構成されており、加工精度の高い切削加工によって形成されている。しかしながら、シールドキャップ２２は、本発明の軸方向最短隙間ａ１，ａ２，ａ３の関係を満たすように平板状の部材をプレス加工によって折り曲げることで構成されてもよく、その場合、低コストで製造することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０ ピボット軸受ユニット
１４、１６ 軸受
１４ａ、１６ａ 内輪
１４ｂ、１６ｂ 外輪
１４ｃ、１６ｃ 玉（転動体）
１４ｄ、１６ｄ 保持器
１４ｅ、１６ｅ 非接触型シールド部材（密封部材）
１８ スリーブ（ハウジング）
２２ シールドキャップ
２２ａ 軸方向内側面
２２ａ１ 第１キャップ面
２２ａ２ 第２キャップ面
２２ａ３ キャップ段差面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向一端部にフランジ部を有する軸部材と、
内輪と、外輪と、該内輪及び外輪間に配置される複数の転動体と、該複数の転動体をそれぞれ保持する保持器と、該外輪の軸方向端部に配置される密封部材と、をそれぞれ備え、前記軸部材の周囲に並列に配置される一対の軸受と、
前記軸部材の軸方向他端側に取り付けられ、軸方向内側面が前記一方の軸受の外輪の軸方向端面と対向するように半径方向に延出するシールドキャップと、
を有するハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニットであって、
前記シールドキャップの軸方向内側面は、前記一方の軸受の密封部材との軸方向隙間が、前記外輪との軸方向隙間よりも狭くなるように段付き形状に形成されていることを特徴とするハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項２】
前記密封部材は、該外輪の軸方向端部に形成された環状溝に取り付けられ、前記内輪に向かって延びるリング部を有するシールド部材であり、
前記シールドキャップの軸方向内側面は、前記一方の軸受のシールド部材のリング部と対向する第１キャップ面と、該第１キャップ面よりも半径方向外側、且つ、軸方向外側で、前記外輪の軸方向端面と対向する第２キャップ面と、該第１及び第２キャップ面を繋ぐキャップ段差面と、によって前記の段付き形状に形成され、
前記シールドキャップの軸方向内側面は、前記第１キャップ面と前記一方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、前記第２キャップ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなり、且つ、前記キャップ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間が、前記第２キャップ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項３】
前記第１キャップ面と前記一方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、０．１ｍｍ以下に設定され、前記第２キャップ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間が０．２ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項２に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項４】
前記キャップ段差面は、断面直線状の傾斜面であることを特徴とする請求項２または３に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項５】
前記シールドキャップのキャップ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間が０．１ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項４に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項６】
前記フランジ部の軸方向内側面は、前記他方の軸受の密封部材との軸方向隙間が、前記外輪との軸方向隙間よりも狭くなるように段付き形状に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項７】
前記密封部材は、該外輪の軸方向端部に形成された環状溝に取り付けられ、前記内輪に向かって延びるリング部を有するシールド部材であり、
前記フランジ部の軸方向内側面は、前記他方の軸受のシールド部材のリング部と対向する第１フランジ面と、該第１フランジ面よりも半径方向外側、且つ、軸方向外側で、前記外輪の軸方向端面と対向する第２フランジ面と、該第１及び第２フランジ面を繋ぐフランジ段差面と、によって前記の段付き形状に形成され、
前記フランジ部の軸方向内側面は、前記第１フランジ面と前記他方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、前記第２フランジ面と前記外輪との軸方向最短隙間よりも狭くなり、且つ、前記フランジ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間は、前記第２フランジ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなるように形成されていることを特徴とする請求項６に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項８】
前記第１フランジ面と前記他方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、０．１ｍｍ以下に設定され、前記第２フランジ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間が０．２ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項７に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項９】
前記フランジ段差面は、断面直線状の傾斜面であることを特徴とする請求項７または８に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項１０】
前記フランジ部のフランジ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間が０．１ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項９に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項１１】
前記一対の軸受の前記外輪に外嵌するハウジングを、さらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項１】
軸方向一端部にフランジ部を有する軸部材と、
内輪と、外輪と、該内輪及び外輪間に配置される複数の転動体と、該複数の転動体をそれぞれ保持する保持器と、該外輪の軸方向端部に配置される密封部材と、をそれぞれ備え、前記軸部材の周囲に並列に配置される一対の軸受と、
前記軸部材の軸方向他端側に取り付けられ、軸方向内側面が前記一方の軸受の外輪の軸方向端面と対向するように半径方向に延出するシールドキャップと、
を有するハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニットであって、
前記シールドキャップの軸方向内側面は、前記一方の軸受の密封部材との軸方向隙間が、前記外輪との軸方向隙間よりも狭くなるように段付き形状に形成されていることを特徴とするハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項２】
前記密封部材は、該外輪の軸方向端部に形成された環状溝に取り付けられ、前記内輪に向かって延びるリング部を有するシールド部材であり、
前記シールドキャップの軸方向内側面は、前記一方の軸受のシールド部材のリング部と対向する第１キャップ面と、該第１キャップ面よりも半径方向外側、且つ、軸方向外側で、前記外輪の軸方向端面と対向する第２キャップ面と、該第１及び第２キャップ面を繋ぐキャップ段差面と、によって前記の段付き形状に形成され、
前記シールドキャップの軸方向内側面は、前記第１キャップ面と前記一方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、前記第２キャップ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなり、且つ、前記キャップ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間が、前記第２キャップ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項３】
前記第１キャップ面と前記一方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、０．１ｍｍ以下に設定され、前記第２キャップ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間が０．２ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項２に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項４】
前記キャップ段差面は、断面直線状の傾斜面であることを特徴とする請求項２または３に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項５】
前記シールドキャップのキャップ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間が０．１ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項４に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項６】
前記フランジ部の軸方向内側面は、前記他方の軸受の密封部材との軸方向隙間が、前記外輪との軸方向隙間よりも狭くなるように段付き形状に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項７】
前記密封部材は、該外輪の軸方向端部に形成された環状溝に取り付けられ、前記内輪に向かって延びるリング部を有するシールド部材であり、
前記フランジ部の軸方向内側面は、前記他方の軸受のシールド部材のリング部と対向する第１フランジ面と、該第１フランジ面よりも半径方向外側、且つ、軸方向外側で、前記外輪の軸方向端面と対向する第２フランジ面と、該第１及び第２フランジ面を繋ぐフランジ段差面と、によって前記の段付き形状に形成され、
前記フランジ部の軸方向内側面は、前記第１フランジ面と前記他方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、前記第２フランジ面と前記外輪との軸方向最短隙間よりも狭くなり、且つ、前記フランジ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間は、前記第２フランジ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間よりも狭くなるように形成されていることを特徴とする請求項６に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項８】
前記第１フランジ面と前記他方の軸受のシールド部材のリング部との軸方向最短隙間が、０．１ｍｍ以下に設定され、前記第２フランジ面と前記外輪の軸方向端面との軸方向最短隙間が０．２ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項７に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項９】
前記フランジ段差面は、断面直線状の傾斜面であることを特徴とする請求項７または８に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項１０】
前記フランジ部のフランジ段差面と、前記外輪の軸方向端面と前記環状溝との境界位置との最短隙間が０．１ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項９に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【請求項１１】
前記一対の軸受の前記外輪に外嵌するハウジングを、さらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のハードディスクアクチュエータ用ピボット軸受ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−４８００５（Ｐ２０１３−４８００５Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５６７８０（Ｐ２０１２−１５６７８０）
【出願日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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