(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
玉軸受と、
前記玉軸受の内輪に嵌合したシャフトと、
前記シャフトの外周面と前記玉軸受の前記内輪との間に設けられた接着剤注入通路と、
前記シャフトに設けられ、周方向に延在し軸方向から見て前記内輪と重なる位置に設けられた周溝と
を備え、
前記接着剤注入通路は、前記玉軸受の端面から前記玉軸受の前記内輪と前記シャフトとの接合面に沿って軸方向に延在し、且つ、前記周溝に到達していることを特徴とするピボットアッシー軸受装置。
【請求項２】
前記シャフトは、軸方向に離間した一対の前記玉軸受により回転自在な状態で保持されており、
前記接着剤注入通路および前記周溝が、前記一対の玉軸受の両方の部分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装置。
【請求項３】
前記接着剤注入通路が前記シャフトの外周を軸方向に沿って切断した部分、または前記シャフトの外周に設けられた軸方向に延在する溝によって形成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軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク駆動装置の軸受等に利用されるピボットアッシー軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク駆動装置は、ピボットアッシー軸受装置によって揺動可能に支えられたスイングアームと、スイングアームの先端に取り付けられた磁気ヘッドを備えている。この構造では、スイングアームがピボットアッシー軸受装置を軸として揺動することで、磁気ヘッドが回転する磁気ディスクの上を移動し、磁気ディスクに情報を記録したり、記録した情報を磁気ディスクから読み出したりする。
【０００３】
ピボットアッシー軸受装置は、一般的にシャフトとシャフトを囲むスリーブとの間に一対の玉軸受を配置した構造を有している。シャフトおよびスリーブと玉軸受との固定方法として接着剤を用いて接着固定する方法がある。例えば、特許文献１には、シャフトおよびスリーブにおける玉軸受との当接箇所に接着剤を充填する接着剤用溝部を、軸受の内輪及び外輪に形成された転走面とは軸方向において重ならない位置に形成したピボットアッシー軸受装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５４０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ハードディスク駆動装置は小型化かつ薄型化が求められており、そこに使用するピボットアッシー軸受装置も小型化が求められている。特許文献１に開示されたピボッドアッシー軸受装置は、接着剤用溝部が玉軸受と軸方向において重なる部分がごくわずかであり、例えば軸方向寸法が２ｍｍの玉軸受を用いた場合に、接着剤用溝部の軸方向長さは１ｍｍに満たない寸法となる。接着面積が狭くなると、使用環境による温度変化によって接着剤の剛性が変動し、これにより予圧が変化して共振周波数（レゾナンス）やトルクが変動するという問題が発生する。
【０００６】
このような背景において、本発明は、共振周波数やトルク変動の発生を防止し、小型化が可能なピボットアッシー軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、玉軸受と、前記玉軸受の内輪に嵌合したシャフトと、前記シャフトの外周面と前記玉軸受の前記内輪との間に設けられた接着剤注入通路と、前記シャフトに設けられ、周方向に延在し軸方向から見て前記内輪と重なる位置に設けられた周溝とを備え、前記接着剤注入通路は、前記玉軸受の端面から前記玉軸受の前記内輪と前記シャフトとの接合面に沿って軸方向に延在し、且つ、前記周溝に到達していることを特徴とするピボットアッシー軸受装置である。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、接着剤が接着剤注入通路から周溝に至り、更に毛細管現象により、シャフトと内輪との嵌合隙間に行き渡る。このため、軸方向の寸法を小さくしてもシャフトと軸受を確実に固定でき、また接着剤が過不足無く、且つ、偏りなく行き渡るので、共振周波数やトルク変動の発生が防止される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記シャフトは、軸方向に離間した一対の前記玉軸受により回転自在な状態で保持されており、前記接着剤注入通路および前記周溝が、前記一対の玉軸受の両方の部分に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記接着剤注入通路が前記シャフトの外周を軸方向に沿って切断した部分、または前記シャフトの外周に設けられた軸方向に延在する溝によって形成されていることを特徴とする。請求項３に記載の発明によれば、シャフトを加工することで、接着剤注入通路を形成することができ、加工コストを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、共振周波数やトルク変動の発生を防止し、小型化が可能なピボットアッシー軸受装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態のピボットアッシー軸受装置の断面図である。
【図２】実施形態のシャフトの斜視図である。
【図３】変形例のシャフトの斜視図である。
【図４】変形例のシャフトの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（構成）
図１には、本発明を利用したピボットアッシー軸受装置１０を軸方向で切断した断面図が示されている。ピボットアッシー軸受装置１０は、筒形状のスリーブ２０を備えている。スリーブ２０の内側には、玉軸受３０と４０を介して、シャフト５０が回転自在な状態で保持されている。
【００１４】
玉軸受３０は、外輪３１、内輪３２、外輪３１と内輪３２の間で転がることが可能な転動体３３を備えている。外輪３１の外周面は、スリーブ２０の内周面に嵌合隙間７１を有した状態で嵌合している。内輪３２の内周面は、シャフト５０の外周面に嵌合隙間７２を有した状態で嵌合している。嵌合隙間７１，７２には、接着剤が浸透した状態で硬化しており、それにより、外輪３１とスリーブ２０との接着、および内輪３２とシャフト５０との接着が行われている。
【００１５】
玉軸受４０は、外輪４１、内輪４２、外輪４１と内輪４２の間で転がることが可能な転動体４３を備えている。外輪４１の外周面は、スリーブ２０の内周面に嵌合隙間７３を有した状態で嵌合している。内輪４２の内周面は、シャフト５０外周面に嵌合隙間７４を有した状態で嵌合している。嵌合隙間７３，７４には、接着剤が浸透した状態で硬化しており、それにより、外輪４１とスリーブ２０との接着、および内輪４２とシャフト５０との接着が行われている。
【００１６】
スリーブ２０の内側には、段差部２１，２２が設けられており、段差部２１には、玉軸受３０の外輪３１が軸方向において接触し、段差部２２には、玉軸受４０の外輪４１が軸方向において接触している。また、シャフト５０の一方の端部（図の下端）近くには、フランジ部５１が設けられ、フランジ部５１に軸方向から玉軸受４０の内輪４２が接触している。
【００１７】
図２には、シャフト５０が示されている。シャフト５０は略円筒形状を有し、フランジ部５１が設けられた側と反対側の端部に、Ｄカット部５２が設けられている。Ｄカット部５２は、円筒形状の外周の一部を軸に沿って切断あるいはそぎ落とす加工を施すことで形成されている。勿論、Ｄカット部５２を最初から図示するような形状に形成してもよい。
Ｄカット部５２は、端部から軸方向に延在し、その先端は、シャフト５０の外周面に形成された周溝５３に達している。周溝５３は、周方向に延在した周方向から見た断面の形状が略凹型の溝である。この例において、周溝５３は、周方向に一周した環状に形成されている。また、周溝５３は、軸に垂直な方向から見て（図１の視点から見て）、軸受３０と重なる部分、言い換えると、内輪３２との接合面（対向面）に設けられている。
【００１８】
図１に示すように、図２のＤカット部５２が形成された部分では、シャフト５０と玉軸受３０の内輪３２と間に軸方向から見た断面の形状が略Ｄ型で、その断面の形状が軸方向に延在した隙間が形成される。この隙間が接着剤注入通路６０となる。接着剤注入通路６０は、玉軸受３０の上端から更に下の方向、つまり玉軸受３０の内輪３２とシャフト５０の接合面に沿って軸方向に延在し、その先端は周溝５３に繋がっている。
【００１９】
シャフト５０と玉軸受３０の内輪３２との接着は、内輪３２をシャフト５０に隙間嵌めした状態で接着剤注入通路６０から接着剤を注入することで行われる。この際、接着剤は、接着剤注入通路６０から周溝５３に流れ込み、さらに毛細管現象によりシャフト５０と玉軸受３０の内輪３２との嵌合隙間７２に行き渡る。
【００２０】
（組立工程）
以下、図１のピボットアッシー軸受装置１０を組み立てる工程の一例を説明する。まず、玉軸受４０とシャフト５０を結合する。この際、シャフト５０の下端側に設けられた周溝５４（周溝５３と同様な構造を有する）に接着剤を塗布し、その状態において、シャフト５０の上端から玉軸受４０の内輪４２をシャフト５０に隙間嵌めする。そして、内輪４２の下端面をフランジ部５１の上面に接触させた状態で、接着剤を硬化させる。こうして、シャフト５０に玉軸受４０を取り付けたシャフト側中間部材を得る。
【００２１】
他方で、スリーブ２０と玉軸受３０を結合する。この際、スリーブ２０の上端側の内周面に接着剤を塗布し、その状態において、スリーブ２０の上端から、その内側に玉軸受３０を入れ、その外輪３１をスリーブ２０の内側に隙間嵌めする。そして、外輪３１の下端面をスリーブ２０の段差部２１の上面に接触させた状態で、接着剤を硬化させる。こうして、スリーブ２０に玉軸受３０を取り付けたスリーブ側中間部剤を得る。
【００２２】
次に、スリーブ側中間部材のスリーブ２０の下端側の内周面に接着剤を塗布し、そこにシャフト側中間部材の玉軸受４０の外輪４１を隙間嵌めし、更に外輪４１の上端をスリーブ２０の段差部２２に接触させる。またこの際、玉軸受３０の内輪３２がシャフト５０の上部に隙間嵌めされる。
【００２３】
次に、Ｄカット５２が設けられていることで形成され、図１の上方側に開放された接着剤注入通路６０から接着剤を注入する。この際、接着剤は接着剤注入通路６０から周溝５３流れ込み、更に毛細管現象により、シャフト３０と内輪３２との嵌合隙間７２に行き渡る。接着剤注入通路６０への接着剤の注入後、玉軸受３０に予圧をかけた状態で嵌合隙間７２と７３に存在する接着剤を硬化させる。
【００２４】
接着剤注入通路６０から注入される接着剤は、その粘度が２５℃において２００〜１０００ｍＰａ・ｓのものを用いる。この接着剤の粘度は、シャフト５０の外径寸法と玉軸受３０の内輪３２の内径寸法の加工精度による嵌合隙間７２の寸法に合わせて選択される。例えば、嵌合隙間７２が０．０１ｍｍの場合、当該接着剤の粘度は４００〜６００ｍＰａ・ｓが好ましい。
【００２５】
（優位性）
以上述べたように、ピボットアッシー軸受装置１０は、玉軸受３０と、玉軸受３０の内輪３２に嵌合したシャフト５０と、シャフト５０の外周面と玉軸受３０の内輪３２との間に設けられた接着剤注入通路６０と、シャフト５０に設けられ、周方向に延在し軸方向から見て内輪３２と重なる位置に設けられた周溝５３とを備え、接着剤注入通路６０は、玉軸受３０の上端面から内輪３２とシャフト５０との接合面に沿って軸方向に延在し、且つ、周溝５３に到達している構造を有している。
【００２６】
この構造によれば、シャフト５０と玉軸受３０の内輪３２とを嵌合させた後で接着剤を嵌合隙間７２に注入する構造としたことで、接着剤注入通路６０から注入された接着剤は、周溝５３に沿って周方向に流れると共に、毛細管現象により、シャフト５０と玉軸受３０の内輪３２との嵌合隙間７２のほぼ全域に行き渡らせることが可能となる。これにより、小型化を追求し、軸方向の寸法が小さくしても十分な接着力を得ることができる。この十分な接着力が得られることで、硬化した接着剤の剛性の変動が抑えられ、共振周波数（レゾナンス）やトルクの変動が抑えられる。
【００２７】
加えて、接着剤注入通路６０から周溝５３に接着剤を注入する構造とすることで、嵌合隙間７２に適正量の接着剤を偏りなく行き渡らせることができる。このことも、接着剤の硬化後における共振周波数やトルク変動の発生が抑える点で効果がある。すなわち、接着剤は、硬化時に体積が変化するが、接着剤の量が過剰であったり、その付着部分に偏りがあったりすると、上記の接着剤の体積変化により、シャフト５０の軸受構造としての共振周波数の変動や、シャフト５０を回転させるのに必要なトルクが回転位置によって変動する現象が生じ易くなる。しかしながら、上述したピボットアッシー軸受装置１０は、内輪３２とシャフト５０との嵌合隙間７２に適切な量の接着剤を偏りなく行き渡らせることができるので、上記の不都合が生じ難い。また接着剤は、接着剤注入通路６０に注入するだけで済むので、使用する接着剤の量の管理が容易となる。
【００２８】
（変形例１）
接着剤注入通路６０と同様な構造をシャフト５０のフランジ部５１の側にも設けることも可能である。この例を図３に示す。図３には、シャフト５０において、Ｄカット部５２に加えて、Ｄカット部５５を設けた例が示されている。Ｄカット部５５は、図１に示す状態において、玉軸受４０の上端を越える部分にまで軸方向で延在し、また周溝５４に繋がっている。
【００２９】
この場合、Ｄカット部５５の部分において、シャフト５０の外周面と玉軸受４０の内輪４２との間に隙間が形成され、そこが符号６０の部分と同様な接着剤注入通路となる。この構造によれば、接着剤の硬化後における共振周波数やトルク変動をさらに少なくしたピボットアッシー軸受装置を得ることができる。
【００３０】
（変形例２）
接着剤注入通路を凹型の溝形状としても、図１の構造と同様の効果を得ることができる。図４には、図１の接着剤注入通路６０を軸方向から見た形状が凹型の溝５６とした場合の例が示されている。溝５６は、軸方向に延在し、一方の端部（図４の右手前側）が軸方向外側に開放され、他方の端部（図４の左奥側）が周溝５３に達している。
【００３１】
（変形例３）
接着剤注入通路６０と周溝５３を設ける構造を玉軸受３０の外輪３１とスリーブ２０との間に設ける構造も可能である。この場合、玉軸受３０の外輪３１とスリーブ２０との間に設けられた図示省略した接着剤注入通路を介して、外輪３１とスリーブ２０との間の嵌合隙間７１に接着剤を浸透させる。
【００３２】
（変形例４）
接着剤注入通路６０と周溝５３を設ける構造を玉軸受４０の外輪４１とスリーブ２０との間に設ける構造も可能である。この場合、フランジ部５１に接着剤注入口を設け、そこから外輪４１とスリーブ２０との間に設けられた図示省略した接着剤注入通路に接着剤が注入される。
【００３３】
（その他）
以上の例において、シャフト５０と玉軸受３０の内輪３２とを嫌気性接着剤で接合する際に、玉軸受３０の内輪３２に、上方から荷重をかけることで、玉軸受３０と玉軸受４０とに予圧をかけることができる。
【００３４】
周溝５３，５４は、一周しておらず、途切れていてもよい。また、周溝５３，５４を螺旋状に形成してもよい。接着剤注入通路６０は、周溝５３，５４を超えた位置にまで延在していてもよい。周溝５３，５４やＤカット部５２の数は、一つに限定されず、複数であってもよい。周溝５３，５４の周方向から見た断面の形状は、Ｕ字やＶ型でもよい。周溝および接着剤注入通路を内輪の内周面の側に設け、図１〜４に示す構造と同様の効果を得ることもできる。
【００３５】
本発明を利用したピボットアッシー軸受装置の適用は、ハードディスク駆動装置のスイングアームを揺動可能に支持する用途に限定されず、他の用途の軸受装置として利用することもできる。
【００３６】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、軸受装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０…ピボットアッシー軸受装置、２０…スリーブ、２１…段差部、２２…段差部、３０…玉軸受、３１…外輪、３２…内輪、３３…転動体、４０…玉軸受、４１…外輪、４２…内輪、４３…転動体、５０…シャフト、５１…フランジ部、５２…Ｄカット部、５３…周溝、５４…周溝、５５…Ｄカット部、５６…溝、６０…接着剤注入通路、７１…嵌合隙間、７２…嵌合隙間、７３…嵌合隙間、７４…嵌合隙間。
【要約】
【課題】共振周波数やトルク変動の発生を防止し、小型化が可能なピボットアッシー軸受装置を提供する。
【解決手段】玉軸受３０と、玉軸受３０の内輪３２に嵌合したシャフト５０と、シャフト５０の外周面と玉軸受３０の内輪３２との間に設けられた接着剤注入通路６０と、シャフト５０に設けられ、周方向に延在し軸方向から見て内輪３２と重なる位置に設けられた周溝５３とを備え、接着剤注入通路６０は、玉軸受３０の上端面から内輪３２とシャフト５０との接合面に沿って軸方向に延在し、且つ、周溝５３に到達している構造を有している。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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