滚动轴承及枢轴轴承单元的制作方法

本实用新型涉及滚动轴承及枢轴轴承单元，更详细地说，涉及降低从轴承内部通过的空气流量而降低了油微粒(oil particle)的、适于硬盘驱动器用枢轴轴承的滚动轴承及枢轴轴承单元。

背景技术：

图7的(a)～(b)作为一例示出了硬盘驱动器(Hard Disc Drive(以下也称为HDD))的概略结构。HDD具备：记录信息(数据)的磁盘(硬盘)(2)；使磁盘(2)旋转的主轴马达(4)；在前端部安装有磁头(6)的作为致动器的摆臂(8)；以及设在摆臂(8)的基端部且使摆臂(8)旋转驱动的音圈(9)。

摆臂(8)经由枢轴轴承单元(10)能够转动地轴支承在HDD的基体(Bs)上，在通过音圈(9)被旋转驱动时，使磁头(6)相对于旋转状态的磁盘(2)平行移动(追踪，trace)。由此，经由磁头(6)从磁盘(2)读取信息或向磁盘(2)写入信息。

如图7的(c)所示，在枢轴轴承单元(10)中，在立起设于HDD的基体(Bs)的轴部件(12)与供摆臂(8)外嵌的未图示的轴套(sleeve)之间，沿轴向并列地配置有一对枢轴轴承(20)。

近年来，硬盘(HDD)的高密度化、高容量化不断进步，谋求HDD内部的高机械精度及更高的清洁度。若在HDD内部的磁盘(2)、磁头(6)等上附着有异物，则会导致性能降低、程序错误，最坏的情况下会导致HDD的故障，因此HDD的内部部件被要求高清洁度。

产生于HDD内部的异物之一为因支承摆臂(8)的枢轴轴承单元(10)的润滑脂导致的油微粒。由于枢轴轴承单元(10)内的轴承运动而内部的润滑脂被搅拌，润滑脂内的油分作为微量的颗粒而释放到轴承外部，担心会在HDD内部浮游而附着到磁盘(2)、磁头(6)等上。

作为减少油微粒的方法，已知有减少作为产生源的润滑脂量其本身、或者利用用于抑制油微粒产生的低尘润滑脂等方法。但是，若考虑对HDD要求的寿命和可靠性，则必须使耐久性优先而封入必要量的润滑脂，对于利用针对成为产生源的润滑脂采取的对策而带来的油微粒降低存在界限。

另外，在HDD运转时，由于磁盘(2)的高速旋转而在内部产生强的空气流动，在摆臂(8)附近也会产生通过枢轴轴承单元(10)内部的空气的流动。通过该穿过轴承内部的空气，轴承内部的油微粒会被运出到轴承外部，因此，已知一种通过减少该空气的流量来抑制油微粒流出的方法(例如，参照专利文献1)。专利文献1的枢轴轴承单元(10)如图7的(c)所示，通过枢轴轴承单元(10)的盖(42)、轴凸缘(12a)等轴承以外的部件而形成微细的迷宫式密封，通过对从轴承内部向外部流动的空气流量进行节流，而抑制了油微粒的流出。

现有技术文献

专利文献

专利文献：日本特开2013-48005号公开公报

技术实现要素：

然而，在专利文献1的结构中，与在枢轴轴承单元(10)的上部配置盖(22)相应地需要高度方向上的空间。另外，轴凸缘(12a)与HDD的壳体部件直接紧固，因此，根据紧固部的形状的不同，存在轴凸缘(12a)无法适用用于构成迷宫式密封的形状的情况，具有改进的余地。

本实用新型是鉴于上述课题而做出的，其目的在于提供一种通过滚动轴承自身来降低向外部流动的空气流量、从而能够抑制油微粒的释放的滚动轴承及枢轴轴承单元。

本实用新型的上述目的通过下述结构而实现。

(1)一种滚动轴承，具备：在内周面上具有外圈滚道的外圈；在外周面上具有内圈滚道的内圈；滚动自如地配置在上述外圈滚道与上述内圈滚道之间的多个滚珠；旋转自如地保持上述多个滚珠的保持器；以及固定于上述外圈的轴向端部且配置在上述外圈与上述内圈之间的至少一张密封板，该滚动轴承的特征在于，上述密封板在其前端部分具有朝向轴向内侧延伸的圆筒部，上述密封板的圆筒部的内周面与上述内圈的外周面之间的径向间隙为0.03mm以上，若从上述外圈的端面到上述密封板的圆筒部的前端为止的轴向长度为L，则L＜(滚动轴承的宽度－滚珠的直径)/2。

(2)如(1)记载的滚动轴承，其特征在于，关于上述轴向长度L，在从上述滚珠的中心到上述保持器的背面为止的距离为A、上述滚动轴承的轴向间隙为B时，L＜{(滚动轴承的宽度－B)/2－A}。

(3)一种枢轴轴承单元，其特征在于，组入有(1)或(2)记载的滚动轴承。

实用新型效果

根据本实用新型的滚动轴承及枢轴轴承单元，滚动轴承所具备的密封板，在其前端部分具有朝向轴向内侧延伸的圆筒部，圆筒部的内周面与内圈的外周面之间的径向间隙为0.03mm以上，若从外圈的端面到密封板的圆筒部的前端为止的轴向长度为L，则L＜(滚动轴承的宽度－滚珠的直径)/2，因此，根据由圆筒部的内周面和内圈的外周面构成的迷宫式密封，能够避免与内圈的外周面、滚珠之间的干涉地、抑制从滚动轴承的内部朝向外部流动的空气的流量。由此，在将枢轴轴承单元适用于HDD的情况下，能够抑制油微粒从滚动轴承流出，从而维持HDD的内部的清洁。

附图说明

图1是本实用新型的一实施方式的枢轴轴承单元的剖视图。

图2是图1的滚动轴承的主要部分的剖视放大图。

图3是图2的III部分的放大图。

图4是表示在滚动轴承的内部流动的空气流量的解析方法的示意图。

图5是表示密封板的弯曲角度与流量的关系的图表。

图6是表示迷宫间隙与流量的关系的图表。

图7的(a)、(b)是表示普通的硬盘驱动器的概略结构图，图7的(c)是以往的枢轴轴承单元的剖视图。

附图标记说明

10 枢轴轴承单元

20 枢轴轴承(滚动轴承)

21 外圈

21a 外圈滚道

21b 内周面

21c 密封板安装部(轴向端部)

21d 端面

22 内圈

22a 内圈滚道

22b 外周面

23 滚珠

24 保持器

24a 背面

30 密封板

33 圆筒部

C 圆筒部的内周面与内圈的外周面之间的径向间隙

L 从外圈的端面到密封板的圆筒部的前端为止的轴向长度

LS 迷宫式密封

具体实施方式

以下，基于附图详细地说明本实用新型的一实施方式的滚动轴承及枢轴轴承单元。

如图1所示，本实施方式的枢轴轴承单元10具备：在轴向一端部具有凸缘部12a的轴部件12；与轴部件12同心地配置的轴套13；以及在轴部件12与轴套13之间并列地配置的一对滚动轴承(枢轴轴承)20。轴套13经由一对滚动轴承20被旋转自如地支承。在枢轴轴承单元10被使用于HDD的情况下(参照图7)，在轴套13上外装有摆臂8(在摆臂8的前端部安装有磁头6)并使磁头6平行移动(追踪)。

轴套13的内周面具备形成于轴向中央的小径部13a、和形成于小径部13a的两侧的大径部13b，且设有基于小径部13a和大径部13b形成的阶梯部13c。一对滚动轴承20在外圈21与阶梯部13c抵接的状态下配置，并被赋予了预压。

如图2所示，滚动轴承20具备：在内周面21b上具有外圈滚道21a的外圈21；在外周面22b上具有内圈滚道22a的内圈22；滚动自如地配置在外圈滚道21a与内圈滚道22a之间的作为滚动体的多个滚珠23；和旋转自如保持多个滚珠23的保持器(在本实施方式为冠型保持器)24；以及配置在滚珠23的轴向两侧并将外圈21与内圈22之间封堵的密封板30。此外，密封板30只要至少配置在成为轴部件12两侧的滚动轴承20的轴向外侧即可。

密封板30具备：形成于外径侧的安装部31；从安装部31朝向内径侧延伸的圆板状的主体部32；和从主体部32的前端部朝向轴向内侧以大致直角弯曲而形成(即，α＝90°)且形成为圆环状的圆筒部33。

密封板30的安装部31嵌合固定在外圈21的形成于轴向两端的密封板安装部21c上。圆筒部33以在与内圈22的外周面22b之间隔着微小的间隙C的方式与内圈22的外周面22b大致平行地相对配置，并朝向滚动轴承20的轴向中央延伸。并且，如图3所示，在圆筒部33的内周面与内圈22的外周面22b之间形成迷宫式密封LS，抑制从滚动轴承20的轴承内部向外部流动的空气的流量，抑制在轴承内部产生的油微粒向轴承外部流出。

在此，密封板30通过圆筒部33形成能够有效地抑制从轴承内部向外部流动的空气流量的迷宫式密封LS，另一方面，需要防止圆筒部33与滚珠23之间的干涉。

因此，通过满足式(1)的关系来实现圆筒部33与滚珠23之间的干涉防止。

L＜(滚动轴承的宽度W－滚珠的直径d)/2···(1)

其中，L是从外圈21的端面21d到圆筒部33的前端为止的轴向长度(参照图2)。

而且，滚动轴承20需要防止圆筒部33与保持器24之间的干涉。通过满足式(2)的关系来实现圆筒部33与保持器24之间的干涉防止。

L＜{(滚动轴承的宽度W－B)/2－A}···(2)

其中，A是从滚珠23的中心到保持器24的背面24a为止的距离(参照图2)，B是滚动轴承20的轴向间隙。

在此，滚动轴承20的轴向间隙B是指，在将一方的滚道圈(例如，内圈22)固定了的状态下，使另一方的滚道圈(例如，外圈21)沿轴向移动时的最大移动量。

圆筒部33的轴向长度L1越长则迷宫式密封LS越能够抑制空气流量。因此，为了提高密封性能，期望在与内圈22的外周面22b之间形成迷宫式密封LS的圆筒部33的轴向长度L1在满足上述式(1)及式(2)的关系的范围内尽可能地长。

另外，对于会对迷宫式密封LS的密封性能带来影响的密封板30的形状，对前端部(圆筒部33)相对于主体部32的弯曲角度α进行了研究。设想将前端部的弯曲角度α不同(0°、45°、及90°)的三个密封板30安装于滚动轴承20，并如图4所示，从枢轴轴承单元10的轴向一方施加140Pa的压力，通过流量计40来测定从滚动轴承20内部通过而流出的空气流量，在此设想下进行了解析。此外，α＝0°是指不具有圆筒部33、前端部具有向内径侧延伸的形状的情况，α＝45°是指前端部具有朝向轴向内侧的锥形状的情况，α＝90°是指前端部具有本实施方式的圆筒部33的形状。

图5是以α＝0°时的流量为基准(100％)的情况下的解析结果。在将迷宫宽度设为固定时，流量与弯曲角度α成反比例地逐渐减少。因此，具有圆筒部33(α＝90°)的密封板30的流量相对于α＝0°时的流量成为大致60％以下，可知具有圆筒部33的密封板30能够降低流量。

另外，图6是测定压力125Pa下对迷宫式密封LS的间隙C(圆筒部33的内周面与内圈22的外周面22b之间的距离)和空气流量进行测定的结果。可知迷宫式密封LS的间隙C越窄则流量变得越小。但是，若圆筒部33与内圈22的外周面22b之间的间隙C变得过窄，则圆筒部33和内圈22会发生干涉，担心产生转矩增大、部件磨损等问题。

例如，在内圈22的外周面22b的半径公差、及圆筒部33的内周面的半径公差均为±0.025mm的情况下，当要将迷宫式密封LS的间隙C设定为0.05mm时，将具有公差内间隙最小的公差的内圈22和圆筒部33彼此组合，具体地说，若内圈22的外周面22b为半径公差内的最大尺寸，且圆筒部33的内周面为半径公差内的最小尺寸，则间隙C为0mm，担心内圈22和圆筒部33会发生干涉。

但是，若考虑内圈22的外周面22b及圆筒部33的内周面的尺寸的不稳定分布，则在间隙C低于0.03mm的情况下内圈22和圆筒部33发生干涉的概率超过0.3％。因此，期望迷宫式密封LS的间隙C为0.03mm以上。

另外，在将上述枢轴轴承单元10用作HDD的摆臂用轴承单元的情况下，轴套13、一对滚动轴承20和轴部件12一体化，在各轴承20被预先赋予了预压的状态下，压入或粘结而组装，因此与将多个滚动轴承以单项组装于摆臂装置的情况相比，无需施加预压这样的繁杂作业。另外，由于只要组入、更换轴承单元10即可，所以大幅提高了作业性。另外，密封板30的圆筒部33朝向轴承20的内侧以90°弯曲，因此能够抑制空气流，无需以往所需要的密封盖。此外，在本实施方式中，轴套13和阶梯部13c一体化，但两者也可以是分体的。

如以上说明那样，根据本实施方式的滚动轴承20及枢轴轴承单元10，滚动轴承20所具备的密封板30，在其前端部分具有朝向轴向内侧延伸的圆筒部33，圆筒部33的内周面与内圈22的外周面22b之间的径向间隙C为0.03mm以上，若从外圈21的端面21d到密封板30的圆筒部33的前端为止的轴向长度为L，则L＜(滚动轴承的宽度W－滚珠的直径d)/2，因此，通过由圆筒部33和内圈22的外周面22b构成的迷宫式密封LS，能够抑制从滚动轴承20的内部朝向外部流动的空气的流量。由此，在将枢轴轴承单元10适用于HDD的情况下，能够抑制油微粒从滚动轴承20流出，从而维持HDD的内部的清洁。

另外，在从外圈21的端面21d到密封板30的圆筒部33的前端为止的轴向长度为L、从滚珠23的中心到保持器24的背面24a为止的距离为A、滚动轴承20的轴向间隙为B时，为L＜{(滚动轴承的宽度W－B)/2－A}，因此能够可靠地防止密封板30与保持器24之间的干涉。

此外，本实用新型不限定于上述实施方式，能够适当进行变形、改良等。