(57)【要約】【課題】低アウトガスや低アウトパーティクルの向上を簡単で手間もかからずに十分に図ることが可能な低コストの軸受ユニットを提供する。【解決手段】軸受ユニット１０は、相対回転可能に対向配置された軸１８とハウジング２０との間に介装された複数の軸受（玉軸受）を有し、各軸受には、軸とハウジングとが相対回転する際に、軸受内部に沿って転動する複数の転動体(玉)２２が設けられており、隣り合う軸受相互間に延在する軸とハウジングとの間隙Ｗ１は、転動体の半径Ｗ２よりも小さく設定されている。この場合、各軸受には、転動体を挟んで両側に、軸受内部を軸受外部から密封する密封板２８が設けられていると共に、各軸受の両側に、或いは、隣り合う軸受が相互に対向する片側に、密封板を覆うように延出したシール部材３２,３４が配設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能に対向配置された軸とハウジングとの間に介装された複数の軸受を有し、各軸受には、軸とハウジングとが相対回転する際に、軸受内部に沿って転動する複数の転動体が設けられている軸受ユニットであって、
隣り合う軸受相互間に延在する軸とハウジングとの間隙は、転動体の半径よりも小さく設定されていることを特徴とする軸受ユニット。
【請求項２】
各軸受には、転動体を挟んで両側に、軸受内部を軸受外部から密封する密封板が設けられていると共に、隣り合う軸受が相互に対向する片側に、密封板を覆うように延出したシール部材が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
【請求項３】
各軸受には、転動体を挟んで両側に、軸受内部を軸受外部から密封する密封板が設けられていると共に、各軸受の両側に、密封板を覆うように延出したシール部材が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発塵や汚染の無いクリーンな雰囲気中、即ちクリーン環境下で使用される装置の回転部分を支持する軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のクリーン環境下で使用される装置として、例えば図３(ａ),(ｂ)に示すようなハードディスクドライブ装置２（以下、ＨＤＤ装置２という）が知られており、かかるＨＤＤ装置２には、磁気ディスク４を回転させるスピンドルモータ６と、情報の記録或いは読み取り用の磁気ヘッド８とが設けられている。ここで、磁気ヘッド８は、軸受ユニット１０によって回動自在に支持されたスイングアーム１２の先端に取り付けられており、その基端には、当該スイングアーム１２を回転駆動させるボイスコイル１４が設けられている。
【０００３】
このようなＨＤＤ装置２において、スイングアーム１２は、軸受ユニット１０を介してＨＤＤ装置２の基台１６上に回動自在に支持されている。そして、磁気ディスク４を回転させた状態でスイングアーム１２を回動させて、磁気ヘッド８を磁気ディスク４に対して平行移動させることにより、磁気ディスク４に情報を記録したり、或いは磁気ディスク４から情報を読み取ることができる。
【０００４】
ところで、この種のＨＤＤ装置２は、クリーン環境下で使用されるため、当該ＨＤＤ装置２に用いられる軸受ユニット１０には、よりクリーンな性能（低アウトガス）や清浄度の向上（低アウトパーティクル）が要求されている。この場合、アウトガスやアウトパーティクルは、軸受ユニット１０の軸受内部の様々な箇所から様々な要因で発生するため、従来から種々の対策が試みられている。
【０００５】
その一例として、特許文献１には、軸受内部に封入される潤滑剤（例えば、グリース、油）の組成を改良した転がり軸受が提案されている。即ち、軸受内部に導電性を有する潤滑剤を封入することにより、当該潤滑剤の帯電を防ぎ、それにより、当該潤滑剤の微細化を抑制することで、クリーン環境への油分の飛散を防止し、これにより、当該クリーン環境下における低アウトガスや低アウトパーティクルが図られている。
【０００６】
しかしながら、上記したＨＤＤ装置２に用いられる軸受ユニット１０には、潤滑剤が封入されていない空間部分（例えば、軸受ユニット１０を構成する２つの軸受相互間に延在するハウジングと軸との間隙）が存在しているため、導電性を有する潤滑剤を軸受内部に封入する対策だけでは、低アウトガスや低アウトパーティクルの向上を十分に図ることが困難になってしまう場合が想定される。
【０００７】
また、例えば特許文献２には、例えばハウジング内径を軸径に近づけることで、軸受相互間にラビリンス間隙を構成する技術が提案されている。
しかしながら、特に近年において小型化された軸受に対して、両側の軸受挿入部とハウジング内径の同軸度を高精度に維持しつつ加工することは、極めて困難で手間がかかり、その分だけ製造コストが上昇してしまうといった問題がある。例えば軸径が４ｍｍや５ｍｍに対し、軸受外径が７ｍｍや８ｍｍの軸受に対する加工では、ワンチャックでハウジング内径と、チャッキング側の軸受挿入部を加工するとき、ハウジング内径を通過する細い加工具で軸受挿入部を旋削加工する必要がある。このため、極めて困難で手間がかかり、その分だけ製造コストが上昇してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１３９０８９号公報
【特許文献２】特開昭６１−１４５７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、低アウトガスや低アウトパーティクルの向上を簡単で手間もかからずに十分に図ることが可能な低コストの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】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明は、相対回転可能に対向配置された軸とハウジングとの間に介装された複数の軸受を有し、各軸受には、軸とハウジングとが相対回転する際に、軸受内部に沿って転動する複数の転動体が設けられている軸受ユニットであって、隣り合う軸受相互間に延在する軸とハウジングとの間隙は、転動体の半径よりも小さく設定されている。
本発明において、各軸受には、転動体を挟んで両側に、軸受内部を軸受外部から密封する密封板が設けられていると共に、各軸受の両側に、或いは、隣り合う軸受が相互に対向する片側に、密封板を覆うように延出したシール部材が配設されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低アウトガスや低アウトパーティクルの向上を簡単で手間もかからずに十分に図ることが可能な低コストの軸受ユニットを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る軸受ユニットの構成を一部拡大して示す断面図、(ｂ)は、本発明の第１の変形例に係る軸受ユニットの構成を一部拡大して示す断面図、(ｃ)は、本発明の第２の変形例に係る軸受ユニットの構成を一部拡大して示す断面図。
【図２】(ａ)は、軸受ユニットに適用される密封板の構成を一部拡大して示す断面図、(ｂ)は、軸受ユニットに適用される他の密封板の構成を一部拡大して示す断面図。
【図３】(ａ)は、ＨＤＤ装置の構成を示す断面図、(ｂ)は、同図(ａ)のＨＤＤ装置の構成を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態に係る軸受ユニットについて、添付図面を参照して説明する。
本実施の形態は、上記したＨＤＤ装置２（図３(ａ),(ｂ)）に用いられる軸受ユニット１０の改良であり、図１(ａ)に示すように、当該軸受ユニット１０は、相対回転可能に対向配置された軸１８とハウジング２０との間に介装された複数の軸受を有している。この場合、各軸受としては、玉軸受を想定しており、各玉軸受には、軸１８とハウジング２０とが相対回転する際に、軸受内部に沿って転動する複数の転動体(玉)２２が設けられている。
【００１４】
具体的に説明すると、軸受ユニット１０は、円柱状に延出した軸１８と、当該軸１８の外側を囲んで対向配置された中空円筒状のハウジング２０との間隙に沿って、複数（図面では一例として２つ）の玉軸受を介装して構成されている。２つの玉軸受は、それぞれ、相対回転可能に対向配置された内輪２４及び外輪２６と、内輪２４と外輪２６との間に区画された軸受内部に沿って転動自在に組み込まれた複数の転動体(玉)２２と、当該転動体(玉)２２を挟んで両側に、軸受内部を軸受外部から密封する密封板２８とを備えている。
【００１５】
このような玉軸受において、内輪２４は、その内周面２４ｓを軸１８の外周面１８ｓに嵌合させることで軸１８に固定されており、一方、外輪２６は、その外周面２６ｓをハウジング２０の内周面２０ｓに嵌合させることでハウジング２０に固定されている。また、各転動体(玉)２２は、当該転動体(玉)２２と共に軸受内部に沿って公転する保持器３０によって回転自在に保持されている。なお、保持器３０としては、例えば冠形保持器、波形保持器、かご形保持器など様々なタイプがあるが、そのいずれを用いるかについては、軸受ユニット１０の使用環境や使用目的に応じて適宜選択されるため、ここでは特に限定しない。
【００１６】
また、密封板２８としては、例えばシールやシールドを適用することができるが、図１(ａ)には一例として、金属板をプレス加工して形成されたシールド２８が示されている。ここで、シールド２８は、その基端２８ａが外輪２６に固定された状態で内輪２４方向に延出し、その延出端２８ｂが内輪２４に対して非接触状態に位置決めされている。一方、密封板２８としてのシールには、例えば図２(ａ)に示すように、その基端２８ａが外輪２６に固定された状態で内輪２４方向に延出し、その延出端２８ｂが内輪２４に対して非接触状態に位置決めされる非接触タイプ、或いは、例えば図２(ｂ)に示すように、その延出端２８ｂが内輪２４に対して接触状態に位置決めされる接触タイプがあるが、いずれのタイプも、芯金入りのゴム製を成している。なお、密封板２８としてシールやシールドのいずれを適用するかについては、軸受ユニット１０の使用環境や使用目的に応じて適宜選択されるため、ここでは特に限定しない。
【００１７】
本実施の形態では、上記した軸受ユニット１０において、隣り合う２つの玉軸受相互間に延在する軸１８とハウジング２０との間隙Ｗ１は、転動体(玉)２２の半径Ｗ２よりも小さく（Ｗ１＜Ｗ２）設定されていると共に、各玉軸受には、その両側に、密封板２８を覆うように延出したシール部材３２,３４が配設されている。この場合、軸１８とハウジング２０との間隙Ｗ１とは、軸１８の外周面１８ｓとハウジング２０の内周面２０ｓとの間の垂直方向の距離Ｗ１として規定することができる。また、転動体(玉)２２の半径Ｗ２とは、球状を成す転動体(玉)２２の中心２２ａから、その球面上（外径面上）の任意の１点２２ｂに至る線分の長さＷ２として規定することができる。
【００１８】
また、各玉軸受の両側に配設されたシール部材３２,３４は、その基端Ｇがハウジング２０側に固定された状態で、密封板２８を覆うように軸１８方向に延出し、その延出端Ｔが軸１８の外周面１８ｓに対して非接触状態に位置決めされている。なお、かかる非接触状態において、各シール部材３２,３４の延出端Ｔと軸１８の外周面１８ｓとの間隙は、当該間隙における空気の流れが遮断できる程度に設定すればよく、軸受ユニット１０の使用環境や使用目的に応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定しない。
【００１９】
また、各シール部材３２,３４の肉厚や大きさ、形状については、当該シール部材３２,３４と、上記した密封板２８との組み合わせによって、いわゆる“ダブルシール構造”としての機能を発揮できれば、特に制限されることはなく、任意に設定することができるため、ここでは特に限定しない。また、各シール部材３２,３４の材質については、例えば金属や樹脂、或いは、合成ゴムなど各種の材料を選択して構成することができるため、ここでは特に限定しない。
【００２０】
この場合、各シール部材３２,３４の基端Ｇをハウジング２０側に固定する方法としては、例えば当該基端Ｇをハウジング２０の内周面２０ｓに嵌合、圧入、溶接、接着する方法などが考えられるが、図面では一例として、当該基端Ｇの一部を外輪２６の外周面２６ｓとハウジング２０の内周面２０ｓとの間に圧入して嵌合させ、その嵌入部分を両面２６ｓ,２０ｓ間で挟持させる。
【００２１】
これにより、シール部材３２,３４は、その基端Ｇがハウジング２０側に堅牢に固定された状態で、各玉軸受の両側に当て付けられて配設される（図１(ａ)）。なお、これ以外の固定方法としては、例えばシール部材３２,３４の基端Ｇを外輪２６に対して、外付け（例えば、溶接、接着）するようにしてもよい。要するに、シール部材３２,３４の基端Ｇをハウジング２０側に堅牢に固定できるような方法であれば、既存の方法を適宜選択して適用することができるため、ここでは特に限定しない。
【００２２】
また、上記した間隙(距離)Ｗ１、並びに、半径(長さ)Ｗ２は、軸受ユニット１０の大きさや仕様形態に応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定しない。要するに、転動体(玉)２２の半径Ｗ２よりも小さくなるように、軸１８とハウジング２０との間隙Ｗ１を設定すればよい。ここで、Ｗ１＜Ｗ２なる関係を満足させるための設定方法は、図面では一例として、２つの玉軸受相互間（具体的には、上記したシール部材３２相互間）に延在するハウジング２０を厚肉化させ、その部分の内周面２０ｓを軸１８の外周面１８ｓに接近させることにより、Ｗ１＜Ｗ２なる関係を満足させている。
【００２３】
なお、これ以外の設定方法としては、例えば肉厚化させる部材(図示しない)を別途用意して、かかる部材を２つの玉軸受相互間に延在するハウジング２０の内周面２０ｓに対して、後付け（例えば、溶接、接着）するようにしてもよい。要するに、上記したＷ１＜Ｗ２なる関係を満足させることができれば、２つの玉軸受相互間（具体的には、上記したシール部材３２相互間）に延在するハウジング２０を厚肉化させる部分を、当該ハウジング２０と一体的に構成してもよいし、或いは、別体で構成してもよい。
【００２４】
以上、本実施の形態によれば、隣り合う２つの玉軸受相互間に延在する軸１８とハウジング２０との間隙Ｗ１を転動体(玉)２２の半径Ｗ２よりも小さく（Ｗ１＜Ｗ２）設定すると共に、各玉軸受の両側を上記したようなダブルシール構造としたことにより、軸受回転中における軸受ユニット１０内部の温度変化によって生じる空気の流れを極力少なくすることができる。このとき、仮に僅かな空気の流れが生じた場合でも、各玉軸受の両側のダブルシール構造によって、各玉軸受内部及び各玉軸受相互間に延在する間隙に発生したアウトガスやアウトパーティクルが完全に遮断されるため、これが軸受ユニット１０外部へ放出されることはない。これにより、クリーン環境下における低アウトガスや低アウトパーティクルの向上を十分に図ることができる。
【００２５】
また、本実施の形態によれば、上記したＷ１＜Ｗ２なる関係を満足させるために、２つの玉軸受相互間（具体的には、上記したシール部材３２相互間）に延在するハウジング２０を厚肉化させたことにより、その結果として、軸１８の剛性を高めることができる。
更に、本実施の形態によれば、２つの玉軸受相互間のハウジング２０を厚肉化させると共に、各玉軸受の両側をダブルシール構造化させるだけで、図１(ａ)に示すような軸受ユニット１０を実現することができるため、従来のような面倒で手間のかかる加工が不要となり、その結果、製造コストを従来に比して大幅に減少させることができる。
【００２６】
また、本実施の形態によれば、２つの玉軸受相互間のハウジング２０を厚肉化させたことにより、各玉軸受相互間距離を長くすることが可能となり、その結果、２つの玉軸受相互間に延在する軸１８とハウジング２０との間隙Ｗ１を、幅広のラビリンスシールとして構成することができる。これにより、軸受ユニット１０のモーメント剛性を低下させることなく、低アウトガスや低アウトパーティクルの向上を図ることができる。
【００２７】
また、本実施の形態によれば、２つの玉軸受相互間のハウジング２０を厚肉化させたことにより、外径と内径との同軸度を高精度に加工した２つの玉軸受を用意し、これらを軸１８とハウジング２０との間に介装させるだけで、簡単で手間もかからずに低アウトガスや低アウトパーティクルの向上を図ることが可能な低コストの軸受ユニットを実現することができる。
【００２８】
なお、上記した実施の形態では、各玉軸受の両側をダブルシール構造とした軸受ユニット１０を想定したが、これに代えて、例えば図１(ｂ),(ｃ)に示すように、隣り合う２つの玉軸受が相互に対向する片側をダブルシール構造、即ち、密封板２８を覆うように延出したシール部材３２を配設する構造にしても、上記した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２９】
図１(ｂ)には、第１の変形例として、上記した実施の形態に比べて薄肉化されたシール部材３２を適用した軸受ユニット１０の構成が示されている。このように、シール部材３２を薄肉化させることで、ダブルシール構造の軽量化を図ることができる。この場合、当該シール部材３２を薄肉化させる程度については、上記したダブルシール構造としての機能を発揮できれば、特に制限されることはなく、任意に設定することができるため、ここでは特に限定しない。なお、他の構成は、上記した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００３０】
図１(ｃ)には、第２の変形例として、上記した実施の形態に比べて薄肉化されたシール部材３２の延出端Ｔを、２つの玉軸受相互間に延在する軸１８とハウジング２０との間隙に向けて断面Ｌ字状に折り返した軸受ユニット１０の構成が示されている。このように、シール部材３２を薄肉化させることで、ダブルシール構造の軽量化を図ることができる。この場合、延出端Ｔの折り返し量（折り返し長さ）については、上記したダブルシール構造としての機能を発揮できれば、特に制限されることはなく、任意に設定することができるため、ここでは特に限定しない。なお、他の構成は、上記した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００３１】
また、上記した実施の形態では、上記したＷ１＜Ｗ２なる関係を満足させるために、２つの玉軸受相互間のハウジング２０を厚肉化させているが、これに代えて、２つの玉軸受相互間の軸１８を厚肉化させるようにしてもよい。この場合、上記したシール部材３２を反転させて、その基端を軸受１８側に固定させた状態で、密封板２８を覆うようにハウジング２０方向に延出させ、その延出端をハウジング２０の内周面２０ｓに対して非接触状態に位置決めするように構成すればよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０  軸受ユニット
１８  軸
２０  ハウジング
２２  転動体(玉)
２８  密封板
３２,３４  シール部材
Ｗ１  軸とハウジングとの間隙
Ｗ２  転動体の半径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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