(57)【要約】【課題】大気環境下で嫌気性接着剤を塗布して軸受を被固定部材に対して仮接着させた後、嫌気性接着剤を完全硬化させることが可能な軸受ユニットの組立て時における軸受の接着方法を提供する。【解決手段】軸受２を被固定部材Ｓに対して嫌気性接着剤で固定するための軸受接着方法であって、雰囲気が常温の大気環境下において、被固定部材あるいは軸受に嫌気性接着剤を塗布し、当該被固定部材に当該軸受を装着する第１の工程と、前記被固定部材あるいは軸受に塗布された嫌気性接着剤が完全硬化せず、その一部に未硬化部分を残存させた状態で、前記軸受及び被固定部材の雰囲気を前記常温の大気環境から当該常温よりも高温に設定された真空環境へ変化させ、当該真空環境下に前記軸受及び被固定部材を放置することで、前記嫌気性接着剤の未硬化部分を完全硬化させる第２の工程を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受を被固定部材に対して嫌気性接着剤で固定するための軸受接着方法であって、
雰囲気が常温の大気環境下において、被固定部材あるいは軸受に嫌気性接着剤を塗布し、当該被固定部材に当該軸受を装着する第１の工程と、
前記被固定部材あるいは軸受に塗布された嫌気性接着剤が完全硬化せず、その一部に未硬化部分を残存させた状態で、前記軸受及び被固定部材の雰囲気を前記常温の大気環境から当該常温よりも高温に設定された真空環境へ変化させ、当該真空環境下に前記軸受及び被固定部材を放置することで、前記嫌気性接着剤の未硬化部分を完全硬化させる第２の工程が含まれることを特徴とする軸受接着方法。
【請求項２】
前記真空環境は、その温度が６０℃以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受接着方法。
【請求項３】
前記真空環境は、その真空度が５Ｔｏｒｒ以下に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の軸受接着方法。
【請求項４】
ハードディスクドライブのベースプレートに基端部が固定され、当該基端部から所定長さで延出する軸と、当該軸に対してスイングアームを回動自在に支持する複数の軸受と、当該複数の軸受に外装され、スイングアームが取り付けられるハウジングとを備え、各軸受が前記軸及びハウジングに対して嫌気性接着剤でそれぞれ固定された軸受ユニットであって、
前記各軸受は、前記軸及びハウジングに対して請求項１〜３のいずれかに記載の軸受接着方法によって固定されていることを特徴とする軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、磁気ディスク装置(ハードディスクドライブ(以下、ＨＤＤという))のスイングアームを支持するための軸受ユニット(いわゆるピボット軸受ユニット)の組立てに関し、特に、ユニットを構成する軸受を軸及びハウジングに固定する際の接着方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、パーソナルコンピュータや各種携帯用端末などに搭載される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)と、当該ハードディスクを回転させるスピンドルモータと、先端部に磁気ヘッドが取り付けられたスイングアームとを備えており、当該スイングアームを回動させ、磁気ヘッドをハードディスク上でトレースさせることで、当該ハードディスクへデータを書き込むとともに、当該ハードディスクからデータを読み込んでいる。
【０００３】
その際、かかるスイングアームは、複数の転がり軸受を所定の軸及びハウジング(スリーブ)の間に介在させて構成される軸受ユニット(いわゆるピボット軸受ユニット)によって回動自在に支持されている。
通常、ピボット軸受ユニットにおいては、各軸受の内輪が軸に対して接着固定されるとともに、当該各軸受の外輪がハウジング(スリーブ)に対して接着固定されることで、ユニットが組み立てられている。このような接着固定を行うに当たっては、従来から各種の接着方法が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、軸受の内輪と軸(シャフト)、及び当該軸受の外輪とハウジング(スリーブ)をそれぞれ高ガラス転移点の紫外線硬化型の嫌気性接着剤を用いて接着固定する方法が開示されている。なお、嫌気性接着剤としては、メタクリル酸ジエステルを主成分とし、ヒドロキシアルキルメタアクリレート、アクリル酸ダイマー、有機ハイドロオキサイド、光合成開始剤を含むものを想定している。
【０００５】
この場合、酸素が存在しない雰囲気(すなわち、高度の真空環境)において、軸受を治具によって保持するとともに、当該軸受の内輪と軸(シャフト)、及び外輪とハウジング(スリーブ)の所定箇所に前記嫌気性接着剤を塗布又は注入し、当該接着剤を硬化させている。これにより、接着時におけるアウトガスの発生を抑制しているとともに、かかる接着方法によってユニットを組み立てることで、温度変化に対する寸法変移の小さいピボット軸受ユニット(ピボットアッシー)を実現している。なお、余剰の接着剤は、紫外線を照射して硬化させている。
【特許文献１】特開平１０−３１８２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、真空環境下で接着剤を所定箇所に塗布又は注入するには、特殊な装置が必要となるため、広く汎用的にかかる方法を実施するには限界があり、ピボット軸受ユニットの製造コストの上昇を招くという問題がある。また、所定の真空環境を維持すべく、真空中への軸受の出し入れも慎重に行わなければならず、当該出し入れに時間を要するため、作業効率が非常に悪いという問題がある。これらは、ピボット軸受ユニットを量産する場合に顕著となり、軽視することができない問題となっている。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、大気環境下で嫌気性接着剤を塗布して軸受を被固定部材(例えば、軸及びハウジング(スリーブ))に対して仮接着させた後、嫌気性接着剤を完全硬化させることが可能な軸受ユニット(例えば、ピボット軸受ユニット)の組立て時における軸受の接着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明に係る軸受接着方法は、軸受を被固定部材に対して嫌気性接着剤で固定するための全作業工程中に第１の工程と第２の工程を含んでいる。第１の工程では、雰囲気が常温の大気環境下において、被固定部材あるいは軸受に嫌気性接着剤を塗布し、当該被固定部材に当該軸受を装着する。これに対し、第２の工程では、前記被固定部材あるいは軸受に塗布された嫌気性接着剤が完全硬化せず、その一部に未硬化部分を残存させた状態で、前記軸受及び被固定部材の雰囲気を前記常温の大気環境から当該常温よりも高温に設定された真空環境へ変化させ、当該真空環境下に前記軸受及び被固定部材を放置することで、前記嫌気性接着剤の未硬化部分を完全硬化させる。
【０００９】
かかる軸受接着方法において、前記真空環境の温度は、６０℃以下に設定すればよい。また、前記真空環境の真空度は、５Ｔｏｒｒ以下に設定すればよい。
【００１０】
また、上述したような目的を達成するために、本発明に係る軸受ユニットは、ハードディスクドライブのベースプレートに基端部が固定され、当該基端部から所定長さで延出する軸と、当該軸に対してスイングアームを回動自在に支持する複数の軸受と、当該複数の軸受に外装され、スイングアームが取り付けられるハウジングとを備え、各軸受が前記軸及びハウジングに対して嫌気性接着剤でそれぞれ固定されている。かかる軸受ユニットにおいて、前記各軸受は、前記軸及びハウジングに対して上述した軸受接着方法によって固定されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、大気環境下で嫌気性接着剤を塗布して軸受を被固定部材(例えば、軸及びハウジング(スリーブ))に対して仮接着させて組み付けた後、これらの組付体の雰囲気を真空環境に変化させることで、当該真空環境下で嫌気性接着剤を完全硬化させることができる。これにより、軸受ユニット(例えば、ピボット軸受ユニット)の組立て時における軸受の接着を迅速に、かつ低コストに行うことができる。したがって、軸受の接着をかかる方法により行うことで、真空環境下で嫌気性接着剤を塗布するための特殊な装置などは必要なく、軸受ユニット(例えば、ピボット軸受ユニット)の組立コストを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係る軸受接着方法について、添付図面を参照して説明する。なお、本発明の軸受接着方法は、軸受が被固定部材に対して嫌気性接着剤で固定されて成る各種の軸受ユニットを組み立てる際に、当該軸受を前記被固定部材に対して接着するための方法として適用することができる。その際、軸受ユニットは各種の軸受装置とすることができ、その種類や態様は特に限定されないが、本実施形態においては、パーソナルコンピュータや各種携帯用端末などに搭載されるＨＤＤのスイングアームを回動自在に支持するためのピボット軸受ユニットを一例として想定する。
【００１３】
また、軸受ユニットの軸受は、当該軸受ユニットの使用条件や使用目的などに応じて任意の構成(大きさ、形状及び数、あるいは材質や動作など)とすることができる。
例えば、内外輪のいずれを回転輪あるいは静止輪としてもよいし、転動体の形状は玉あるいは各種のころ(円錐ころ、円筒ころ及び球面ころなど)であってもよい。また、転動体を保持器で回転自在に保持する構成としてもよく、その際、保持器としては転動体の種類に応じて任意のタイプを適用すればよい。転動体を玉とした場合、波型の合わせタイプや冠型などのタイプを適用することができ、転動体を各種のころとした場合、もみ抜き型、くし型及びかご型などのタイプを適用することができる。また、軸受ユニットの使用条件や使用目的などに応じて、金属製や樹脂製などの内外輪、転動体及び保持器を組み合わせればよい。さらに、必要に応じて所定の密封部材(接触型のシール、あるいは非接触型のシールやシールドなど)を内外輪間に介在させてもよい。
【００１４】
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)と、当該ハードディスクを回転させるスピンドルモータと、先端部に磁気ヘッドが取り付けられたスイングアームとを備えており、当該スイングアームを回動させ、磁気ヘッドをハードディスク上でトレースさせることで、当該ハードディスクへデータを書き込むとともに、当該ハードディスクからデータを読み込んでいる。
【００１５】
ピボット軸受ユニットは、複数の転がり軸受を所定の軸及びハウジング(スリーブ)の間に介在させた構造となっており、各軸受の内輪が軸に対して位置決め固定されているとともに、当該各軸受の外輪がハウジング(スリーブ)に対して位置決め固定されている。この場合、前記軸は、ＨＤＤのベースプレートに基端部が固定され、当該基端部から所定長さで延出されている。このような構成を成す本実施形態に係るピボット軸受ユニットの組立てにおいては、前記各軸受の内輪を前記軸に対して固定する際、並びに当該各軸受の外輪をハウジング(スリーブ)に対して固定する際に、いずれも本発明の軸受接着方法が用いられている。
【００１６】
本実施形態において、軸受接着方法には、被固定部材であるピボット軸受ユニットの軸、並びにハウジング(スリーブ)に対してそれぞれ嫌気性接着剤で軸受を固定するための全作業工程中に、第１の工程(以下、第一工程という)と第２の工程(以下、第二工程という)が含まれており、先に第一工程が実施され、引き続いて第二工程が実施されている。
【００１７】
第一工程では、雰囲気が常温の大気環境下において、ピボット軸受ユニットの軸及びハウジング(スリーブ)、あるいは軸受に嫌気性接着剤を塗布し、当該ピボット軸受ユニットの軸及びハウジング(スリーブ)に当該軸受が装着される。なお、軸受をピボット軸受ユニットの軸に対して接着固定させる場合、嫌気性接着剤は、当該軸あるいは軸受のいずれか一方、若しくは双方に塗布すればよいが、本実施形態においては、一例として、軸に対してのみ嫌気性接着剤を塗布している。また、軸受をピボット軸受ユニットのハウジングに対して接着固定させる場合、嫌気性接着剤は、当該ハウジングあるいは軸受のいずれか一方、若しくは双方に塗布すればよいが、本実施形態においては、一例として、軸受に対してのみ嫌気性接着剤を塗布している。
【００１８】
図１(ａ),(ｂ)には、軸受２(具体的には、その内輪２ａ)をピボット軸受ユニットの軸Ｓに対して接着固定させる方法の一例が示されており、この場合、嫌気性接着剤は、充填器(図示しない)に充填され、当該充填器に接続されたノズル４から軸Ｓの外周面Ｓａに向けて噴出され、当該外周面Ｓａに塗布されている。その際、ノズル４は、その吐出口４ａが所定位置に静止するように配設されているのに対し、軸Ｓは、所定の回転軸Ｃを中心に回転可能な軸ホルダ６に保持され、当該軸ホルダ６の回転に伴って同一の回転軸Ｃを中心に回転している。
【００１９】
これにより、ノズル４の吐出口４ａから嫌気性接着剤を一定に吐出させることで、軸Ｓの外周面Ｓａに対してムラなく均一に当該嫌気性接着剤を塗布することができる(図１(ａ)に示す領域Ａ１の状態)。この場合、ノズル４は、軸Ｓに対する軸受２の接着位置に合わせて吐出口４ａから嫌気性接着剤が吐出可能となるように、その配設位置を設定すればよい。また、軸Ｓの外周面Ｓａに対する嫌気性接着剤の塗布領域は、軸受２の内輪２ａの内周面よりも小さな領域、例えば、当該内周面の軸方向寸法(図１(ｂ)の上下方向の距離)よりも小さな幅寸法の領域となるように設定すればよい(図１(ａ),(ｂ)に示す領域A1,A2参照)。
【００２０】
したがって、軸Ｓに対して軸受２(具体的には、その内輪２ａ)を挿入して組み付けた際、軸Ｓの外周面Ｓａに塗布された嫌気性接着剤が押し広げられ、その塗布領域は、図１(ａ)に示す領域Ａ１から同図(ｂ)に示す領域Ａ２(すなわち、内輪２ａの内周面全体がカバーされる領域)に拡張される。これにより、軸受２を接着固定するために必要最小限の量だけ、嫌気性接着剤を軸Ｓの外周面Ｓａ(別の捉え方をすれば、軸受２の内輪２ａの内周面全体)に対してより薄く塗布させることができる。
【００２１】
次いで、吐出口４ａが軸受２の外輪２ｂの外周面に向けて位置付けられるようにノズル４の位置を移動させ、当該吐出口４ａから嫌気性接着剤を一定に吐出させることで、軸受２の外輪２ｂの外周面に対してムラなく均一に当該嫌気性接着剤を塗布することができる。なお、その際、外輪２ｂの外周面に対する嫌気性接着剤の塗布領域は、上述した軸Ｓの外周面Ｓａに対する嫌気性接着剤の塗布領域と同様に、当該外輪２ｂの外周面２ｂよりも小さな領域(すなわち外周面２ｂの全体ではなく、その一部の領域)に設定すればよい。
【００２２】
したがって、外周面２ｂに嫌気性接着剤が塗布された軸受２にハウジング(スリーブ(図示しない))を挿入して組み付けることで、当該外周面２ｂに塗布された嫌気性接着剤が押し広げられ、その塗布領域は外輪２ｂの外周面全体がカバーされる領域に拡張される。これにより、軸受２を接着固定するために必要最小限の量だけ、嫌気性接着剤を軸受２の外輪２ｂの外周面全体(別の捉え方をすれば、ハウジング(スリーブ)の軸受接着領域)に対してより薄く塗布させることができる。なお、ハウジング(スリーブ)としては、例えば、円筒状の部材や、断面が環の一部を欠落させたＣ字状を成す筒状部材などを想定している。
【００２３】
また、嫌気性接着剤が外周面Ｓａに塗布された軸Ｓの所定位置(接着位置)に軸受２を挿入するとともに、嫌気性接着剤が外輪２ｂの外周面に塗布された前記軸受２にハウジング(スリーブ)を所定位置(接着位置)まで挿入した状態において、当該軸受２には予圧が付与されている。この場合、軸受２に対して予め設定した大きさ(設定値)の予圧を付与するための予圧セット治具(図示しない)を軸Ｓに取り付け、当該予圧セット治具によって内輪２ａに軸Ｓ方向への荷重を加え、当該荷重を加えた状態のまま軸受２の姿勢を保持する。なお、かかる保持時間は、例えば、軸受２に付与する予圧の大きさや嫌気性接着剤の種類などに応じて任意に設定することができるが、本実施形態においては３０分程度を一例として想定している。
【００２４】
これにより、軸受２に予圧を付与することができるとともに、当該軸受２を軸Ｓの所定位置に仮接着させることができる。なお、仮接着とは、軸Ｓ及び軸受２に塗布された嫌気性接着剤が完全には硬化せず、その一部に未硬化部分を残存させて硬化が開始され、予圧セット治具によって内輪２ａに荷重を加えなくとも軸受２の予圧を設定値に維持可能な状態を示す。
【００２５】
そして、第一工程が実施され、軸受２が上述したような仮接着の状態となった後、引き続いて第二工程が実施される。
第二工程では、軸受２が軸Ｓ及びハウジング(スリーブ)に対して仮接着された状態、すなわち軸Ｓ及び軸受２に塗布された嫌気性接着剤が完全硬化せず、未硬化部分を残存させた状態で、軸受２、軸Ｓ及びハウジング(スリーブ)の組付体(すなわち、ピボット軸受ユニット)の雰囲気を上述した常温の大気環境から当該常温よりも高温に設定された真空環境へ変化させる。
【００２６】
この場合、前記真空環境の温度は、常温よりも高い温度であれば、例えば、嫌気性接着剤の種類などに応じて任意に設定することができるが、本実施形態においては、その温度が６０℃以下に設定された真空環境を一例として想定している。また、前記真空環境の真空度も、例えば、嫌気性接着剤の種類などに応じて任意に設定することができるが、本実施形態においては、その真空度が５Ｔｏｒｒ以下に設定された真空環境を一例として想定している。
【００２７】
また、本実施形態においては、その内部に軸受２、軸Ｓ及びハウジング(スリーブ)の組付体(すなわち、ピボット軸受ユニット)を格納可能な所定空間を有し、当該空間を上述した真空環境(温度が６０℃以上で、真空度が５Ｔｏｒｒ以下)に設定することが可能な真空槽(図示しない)を用意し、当該真空槽内に仮接着の状態の軸受２を軸Ｓ及びハウジング(スリーブ)とともに格納することで、当該軸受２、軸Ｓ及びハウジング(スリーブ)の雰囲気を上述した常温の大気環境から当該常温よりも高温(６０℃以上)に設定された真空環境へ変化させている。その際には、軸受２に予圧を付与するために軸Ｓに対して取り付けられていた予圧セット治具を軸Ｓから取り外し、軸受２、軸Ｓ及びハウジング(スリーブ)のみを真空槽内に格納させればよい。なお、これらの軸受２、軸Ｓ及びハウジング(スリーブ)を、当該軸Ｓが軸ホルダ６に保持された状態のまま真空槽内に格納させてもよいし、軸Ｓを軸ホルダ６から取り外した状態で、軸受２及びハウジング(スリーブ)とともに真空槽内に格納させてもよい。
【００２８】
そして、かかる真空環境の真空槽内に格納された軸受２、軸Ｓ及びハウジング(スリーブ)の組付体を所定時間だけ当該真空環境下に放置し、第一工程において残存していた嫌気性接着剤の未硬化部分を硬化させ、当該嫌気性接着剤を完全に硬化させる。なお、軸受２、軸Ｓ及びハウジング(スリーブ)を真空環境下に放置させる時間は、第一工程における未硬化部分だけでなく、軸Ｓの外周面Ｓａやハウジング(スリーブ)の内周面にはみ出した部分も含めて嫌気性接着剤が完全に硬化される時間以上に設定すればよい。したがって、かかる放置時間は、嫌気性接着剤の種類などに応じて具体的に設定されるため、ここでは特に限定しないが、およそ２時間程度に設定すればよい。
【００２９】
さらに、本実施形態においては、上述した第一工程、及び第二工程に引き続いて、第二工程を経た軸受２、軸Ｓ及びハウジング(スリーブ)、すなわち、完全硬化された嫌気性接着剤によって軸受２が軸Ｓ及びハウジング(スリーブ)へ接着固定されたピボット軸受ユニットに対し、雰囲気が真空環境よりも高温に設定された環境(以下、高温ベーキング環境という)下でガス抜きを実施している(ガス抜き工程)。この場合、高温ベーキング環境の設定温度は、一例として８０℃以上を想定しているが、真空環境の設定温度よりも高温に設定されている限り特に限定されず、当該真空環境の設定温度に応じて任意に設定すればよい。
【００３０】
このように、嫌気性接着剤が完全に硬化された後に高温ベーキング環境下でのガス抜き工程を実施することで、嫌気性接着剤に未硬化部分が残存されている状態で同様のガス抜き工程を実施する場合と比べ、軸Ｓやハウジング(スリーブ)の材料と軸受２の材料に線膨張係数の差があったとしても、嫌気性接着剤の完全硬化後の軸受２の変形が少なく、より高精度のピボット軸受ユニットを組み立てることができる。
【００３１】
以上、本実施形態に係る軸受接着方法によれば、大気環境下で嫌気性接着剤を塗布して軸受２を被固定部材(例えば、軸Ｓ及びハウジング(スリーブ))に対して仮接着させて組み付けた後、これらの組付体の雰囲気を真空環境に変化させ、当該真空環境下で嫌気性接着剤を完全硬化させることができる。これにより、軸受ユニット(例えば、ピボット軸受ユニット)の組立て時における軸受の接着を迅速に、かつ低コストに行うことができる。
したがって、軸受の接着をかかる方法により行うことで、真空環境下で嫌気性接着剤を塗布するための特殊な装置などは必要なく、軸受ユニット(例えば、ピボット軸受ユニット)の組立コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る軸受接着方法を示す図であって、(ａ)は、軸の外周面に嫌気性接着剤を塗布する工程を示す概念図、(ｂ)は、外周面に嫌気性接着剤が塗布された軸に対して軸受を挿入する工程を示す概念図。
【符号の説明】
【００３３】
２  軸受
２ａ  軸受内輪
４  ノズル
４ａ  ノズル吐出口
６  軸ホルダ
Ａ１，Ａ２  嫌気性接着剤塗布領域
Ｓ  軸
Ｓａ  軸外周面
【図１】
2009192015.tif 000003