JPH0658338A - 微小角振動のベアリング用シール - Google Patents
微小角振動のベアリング用シールInfo
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- JPH0658338A JPH0658338A JP5151800A JP15180093A JPH0658338A JP H0658338 A JPH0658338 A JP H0658338A JP 5151800 A JP5151800 A JP 5151800A JP 15180093 A JP15180093 A JP 15180093A JP H0658338 A JPH0658338 A JP H0658338A
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 微小角振動ができ、簡単で非常に効果的なシ
ールが実現され、リジッド・ディスクによる磁気データ
記憶装置で使用されるロータリー・アクチュエータを改
善することである。 【構成】 外側ベアリング・レース４６と、該外側ベア
リング・レースの同心円上に取り付ける内側ベアリング
・レース４４と、内側の縁と外側の縁があり、該内側の
縁を該内側ベアリング・レースへ密封できるように固定
する第１の手段と、該外側の縁を該外側ベアリング・レ
ースへ密封できるように固定する第２の手段とを有し、
該内側レースと該外側レースとの間で限られた回転をし
たとき垂直方向の歪みを最小にすることができる、環状
の変形可能な膜とから構成される、振動するアクチュエ
ータ用のベアリング・シール・アッセンブリ４５。
ールが実現され、リジッド・ディスクによる磁気データ
記憶装置で使用されるロータリー・アクチュエータを改
善することである。 【構成】 外側ベアリング・レース４６と、該外側ベア
リング・レースの同心円上に取り付ける内側ベアリング
・レース４４と、内側の縁と外側の縁があり、該内側の
縁を該内側ベアリング・レースへ密封できるように固定
する第１の手段と、該外側の縁を該外側ベアリング・レ
ースへ密封できるように固定する第２の手段とを有し、
該内側レースと該外側レースとの間で限られた回転をし
たとき垂直方向の歪みを最小にすることができる、環状
の変形可能な膜とから構成される、振動するアクチュエ
ータ用のベアリング・シール・アッセンブリ４５。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微小角振動のベアリン
グ用シールに関し、特に、リジッド・ディスク式磁気デ
ータ記憶装置用ロータリー・アクチュエータに使用する
ベアリングのシールに関するものである。
グ用シールに関し、特に、リジッド・ディスク式磁気デ
ータ記憶装置用ロータリー・アクチュエータに使用する
ベアリングのシールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ハード・ディスク記憶装置のヘッド部分
は、汚染に対して敏感で、耐性がない。これらの記憶装
置のアクチュエータやアームの様な可動部分は、潤滑剤
を施したボールもしくはローラー式ベアリング上に装着
されている。記憶装置内で圧力や温度が変化すると、ベ
アリング部分の周囲に空気の流れが生じる。この空気の
流れにより、油脂の細かな粒子や蒸発した有機物の粒子
が運ばれ、記憶用ディスクの表面に到達し付着する。こ
れらの汚染は、そこに施すために細心の注意を払ってデ
ザインされた潤滑剤の品質を落とす可能性がある。
は、汚染に対して敏感で、耐性がない。これらの記憶装
置のアクチュエータやアームの様な可動部分は、潤滑剤
を施したボールもしくはローラー式ベアリング上に装着
されている。記憶装置内で圧力や温度が変化すると、ベ
アリング部分の周囲に空気の流れが生じる。この空気の
流れにより、油脂の細かな粒子や蒸発した有機物の粒子
が運ばれ、記憶用ディスクの表面に到達し付着する。こ
れらの汚染は、そこに施すために細心の注意を払ってデ
ザインされた潤滑剤の品質を落とす可能性がある。
【０００３】現状では、サイド・シールもしくはゴム製
シールで、油脂がベアリング・カートリッジから運ばれ
てくることを防いでいる。しかし、心棒を回転させるた
めにシールド（ゴム製シール）の内側の半径と、ベアリ
ングの内側のレースの外面との間に間隔が設けられてい
る。このために、次の三つの形で、汚染物質が入り込ん
でくる。 １ 上記の隙間より、常に油脂の蒸気が拡散する。 ２ 高速アクセス動作により引き起こされる振動が、
上記の隙間から、蒸気や煙霧質を対流させる。 ３ ベアリング・カートリッジ内の上部と下部とで圧
力が異なると、垂直方向の空気の流れが生じ、煙霧質や
油脂の蒸気を運ぶ。
シールで、油脂がベアリング・カートリッジから運ばれ
てくることを防いでいる。しかし、心棒を回転させるた
めにシールド（ゴム製シール）の内側の半径と、ベアリ
ングの内側のレースの外面との間に間隔が設けられてい
る。このために、次の三つの形で、汚染物質が入り込ん
でくる。 １ 上記の隙間より、常に油脂の蒸気が拡散する。 ２ 高速アクセス動作により引き起こされる振動が、
上記の隙間から、蒸気や煙霧質を対流させる。 ３ ベアリング・カートリッジ内の上部と下部とで圧
力が異なると、垂直方向の空気の流れが生じ、煙霧質や
油脂の蒸気を運ぶ。
【０００４】ディスク・ドライブの形状により、垂直方
向の長さにきびしい条件が課されるので、従来のシール
の中には使用できるものが無くなってしまう。例を挙げ
て示すと、以下の従来型のシールは、スペースが条件と
ならない物に適用されている。例えば、Ｆｉｃｋｅｎｗ
ｉｒｔｈ，ｅｔ ａｌ．による、エアクラフト制御に関
する米国特許第４，２０８，０６０号（１９７２年１０
月２４日）である。他の従来技術例としては、Ｓｔ．Ｌ
ａｕｒｅｔ，Ｊｒによる米国特許第４，２０８，０６０
号（１９８０年７月１７日）、Ｇｉｅｇｅｒｉｃｈによ
る米国特許第３，４９０，０１９号（１９７０年１月１
３日）、Ｈｏｆｓｔによる米国特許第２，４６９，１１
４号（１９４９年５月３日）等がある。
向の長さにきびしい条件が課されるので、従来のシール
の中には使用できるものが無くなってしまう。例を挙げ
て示すと、以下の従来型のシールは、スペースが条件と
ならない物に適用されている。例えば、Ｆｉｃｋｅｎｗ
ｉｒｔｈ，ｅｔ ａｌ．による、エアクラフト制御に関
する米国特許第４，２０８，０６０号（１９７２年１０
月２４日）である。他の従来技術例としては、Ｓｔ．Ｌ
ａｕｒｅｔ，Ｊｒによる米国特許第４，２０８，０６０
号（１９８０年７月１７日）、Ｇｉｅｇｅｒｉｃｈによ
る米国特許第３，４９０，０１９号（１９７０年１月１
３日）、Ｈｏｆｓｔによる米国特許第２，４６９，１１
４号（１９４９年５月３日）等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】それゆえ、微小角度振
動ができる、簡単で非常に効果的なシールが必要であ
る。本発明の主要な目的は、リジッド・ディスクによる
磁気データ記憶装置で使用されるロータリー・アクチュ
エータの改善である。
動ができる、簡単で非常に効果的なシールが必要であ
る。本発明の主要な目的は、リジッド・ディスクによる
磁気データ記憶装置で使用されるロータリー・アクチュ
エータの改善である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の主たる特色は、
環状の膜シールを、ベアリング・アセンブリの内側のレ
ースと外側のレースとの間に設置し、トルクが最小で軸
の歪みも最小となるようなニュートラルの位置からの微
小角度回転ができるように取り付けることである。実施
例の一つでは、その膜を前もって張っておくことで、軸
の歪みを運動の範囲内に除外している。別の実施例で
は、膜を波状にして、膜の曲がりかたが、望ましい運動
範囲内で最小であるようにしている。
環状の膜シールを、ベアリング・アセンブリの内側のレ
ースと外側のレースとの間に設置し、トルクが最小で軸
の歪みも最小となるようなニュートラルの位置からの微
小角度回転ができるように取り付けることである。実施
例の一つでは、その膜を前もって張っておくことで、軸
の歪みを運動の範囲内に除外している。別の実施例で
は、膜を波状にして、膜の曲がりかたが、望ましい運動
範囲内で最小であるようにしている。
【０００７】
【実施例】図１に示すのは、リジッド・ディスクもしく
はハード・ディスク磁気データ記憶装置で、番号１０で
指示されている。ハード・ディスク記憶装置には、内側
の筐体１２があり、この中に、複数のリジッド・ディス
クからなるディスク・アセンブリを、後述の通りに、固
定する。その両側の筐体は、外側の筐体もしくはシャシ
ー１６の中へ据え付ける。スイング・アーム・アセンブ
リを、軸１８の周りで微小角度振動ができるように、ベ
アリング・カプセル２０により取り付ける。これを構成
する複数のアーム２２は、外側へ伸びていて、その先端
に読み取り及び書き込み用ヘッドが付いている。軸１８
は、筐体１２の孔２６に合わせて、ネジで取り付ける。
筐体１２内で、ボイス・コイルが磁石３０と協働する。
２個の筐体１２及び１４の接合点に、ディスク・パック
を回転できるように、取り付ける。アームは、ディスク
・パック内の複数のディスクの間まで伸びて、それらに
対するヘッドの位置を決める。
はハード・ディスク磁気データ記憶装置で、番号１０で
指示されている。ハード・ディスク記憶装置には、内側
の筐体１２があり、この中に、複数のリジッド・ディス
クからなるディスク・アセンブリを、後述の通りに、固
定する。その両側の筐体は、外側の筐体もしくはシャシ
ー１６の中へ据え付ける。スイング・アーム・アセンブ
リを、軸１８の周りで微小角度振動ができるように、ベ
アリング・カプセル２０により取り付ける。これを構成
する複数のアーム２２は、外側へ伸びていて、その先端
に読み取り及び書き込み用ヘッドが付いている。軸１８
は、筐体１２の孔２６に合わせて、ネジで取り付ける。
筐体１２内で、ボイス・コイルが磁石３０と協働する。
２個の筐体１２及び１４の接合点に、ディスク・パック
を回転できるように、取り付ける。アームは、ディスク
・パック内の複数のディスクの間まで伸びて、それらに
対するヘッドの位置を決める。
【０００８】図２には、本発明による、ベアリング及び
シール・アセンブリが示されている。図の通り、ベアリ
ング・アセンブリ４５は、内側レース４４、外側レース
４６、その間に張られたシール膜５２で構成される。膜
５２の内径を内側レース４４の末端に貼り、外径を外側
レースの末端に貼る。
シール・アセンブリが示されている。図の通り、ベアリ
ング・アセンブリ４５は、内側レース４４、外側レース
４６、その間に張られたシール膜５２で構成される。膜
５２の内径を内側レース４４の末端に貼り、外径を外側
レースの末端に貼る。
【０００９】次に、図３を参照する。筐体１２内の限ら
れた空間で、振動アーム・アセンブリを軸１８のベアリ
ング・カートリッジ・アセンブリ２０へ取り付ける。軸
１８は、垂直方向に伸びていて、筐体の壁１２ａと１２
ｂを連結している。筐体１２は、指定された形状因子に
合うような大きさと構造を取っており、アーム・アセン
ブリ２２は、その筐体の上下の壁１２ａ及び１２ｂの間
の限られた空間内に収まり、その中で動作しなくてはな
らない。図１に見られるとおり、アーム・アセンブリ２
２は、中心位置に対して前後に回転もしくは振動して、
読み取り及び書き込みヘッド２４を、ディスク・パック
３２内のディスク３４上のトラックに整列させる。
れた空間で、振動アーム・アセンブリを軸１８のベアリ
ング・カートリッジ・アセンブリ２０へ取り付ける。軸
１８は、垂直方向に伸びていて、筐体の壁１２ａと１２
ｂを連結している。筐体１２は、指定された形状因子に
合うような大きさと構造を取っており、アーム・アセン
ブリ２２は、その筐体の上下の壁１２ａ及び１２ｂの間
の限られた空間内に収まり、その中で動作しなくてはな
らない。図１に見られるとおり、アーム・アセンブリ２
２は、中心位置に対して前後に回転もしくは振動して、
読み取り及び書き込みヘッド２４を、ディスク・パック
３２内のディスク３４上のトラックに整列させる。
【００１０】アーム・アセンブリは、上下の壁１２ａと
１２ｂの間に据えられた不動軸１８上のローラー・ベア
リング・カートリッジ２０によって取り付ける。ここで
いうローラー・ベアリングとは、ボール型ローラーも、
円筒型ローラーも含む。軸１８を、筐体１２の上側の壁
１２ａ上の孔２６と、下側の壁１２ｂ上の孔３６に通
す。この取付方法は、頭付きネジ３８と、外へはみ出し
ているエクスパンション・グリッピング・リング４０と
で、孔２６および３６のあいている各々壁を締め付け
る。
１２ｂの間に据えられた不動軸１８上のローラー・ベア
リング・カートリッジ２０によって取り付ける。ここで
いうローラー・ベアリングとは、ボール型ローラーも、
円筒型ローラーも含む。軸１８を、筐体１２の上側の壁
１２ａ上の孔２６と、下側の壁１２ｂ上の孔３６に通
す。この取付方法は、頭付きネジ３８と、外へはみ出し
ているエクスパンション・グリッピング・リング４０と
で、孔２６および３６のあいている各々壁を締め付け
る。
【００１１】アーム・アセンブリ２２を、軸１８を中心
とする回転もしくは振動をするように、ローラー・ベア
リング・カートリッジ２０で取り付ける。このローラー
・ベアリング・カートリッジには、全く同じ上側と下側
のローラー・ベアリングがあり、好ましくは、各々が管
状ケース４２の垂直方向の両端に固定されている。図で
示した通り、上側のローラー・ベアリング・ユニット
は、内側レース４４及び外側レース４６と、その間のチ
ャネル内に配置した複数のボール・ベアリング・ローラ
ーとで構成される。内側レース４４は、軸１８の円筒状
の外面にぴったりと押し付けられ、外側レース４６は、
例えば、アーム・アセンブリ内の孔５０の中へぴったり
と押し付けられる。これらのローラー・ベアリングをア
ーム・アセンブリの孔５０内の最も外側の位置もしくは
端に配して、最も安定なアームの支持を実現している。
とする回転もしくは振動をするように、ローラー・ベア
リング・カートリッジ２０で取り付ける。このローラー
・ベアリング・カートリッジには、全く同じ上側と下側
のローラー・ベアリングがあり、好ましくは、各々が管
状ケース４２の垂直方向の両端に固定されている。図で
示した通り、上側のローラー・ベアリング・ユニット
は、内側レース４４及び外側レース４６と、その間のチ
ャネル内に配置した複数のボール・ベアリング・ローラ
ーとで構成される。内側レース４４は、軸１８の円筒状
の外面にぴったりと押し付けられ、外側レース４６は、
例えば、アーム・アセンブリ内の孔５０の中へぴったり
と押し付けられる。これらのローラー・ベアリングをア
ーム・アセンブリの孔５０内の最も外側の位置もしくは
端に配して、最も安定なアームの支持を実現している。
【００１２】各ローラー・ベアリングの外側の先端部か
ら各筐体の壁までの距離ｄは、通常の実施例では、２．
２ミリメータのオーダーである。各ベアリング・ユニッ
トのレースの高さは、約６ミリメータのオーダーであ
る。それゆえ、ベアリングの先端と筐体との間に２．２
ミリメータの距離があるので、ベアリング・シールを置
くことができる。
ら各筐体の壁までの距離ｄは、通常の実施例では、２．
２ミリメータのオーダーである。各ベアリング・ユニッ
トのレースの高さは、約６ミリメータのオーダーであ
る。それゆえ、ベアリングの先端と筐体との間に２．２
ミリメータの距離があるので、ベアリング・シールを置
くことができる。
【００１３】前述の通り、環状シール５２の内側の端
は、適当な接着剤５４で内側レース４４へ固定し、外側
の端は、接着剤５６で外側レース４６へ固定する。この
シール５２には、後に述べるように、様々な物理的性質
及び構造上の性質のものでよい。しかし、水分等を通さ
ず、伸縮性があり、アーム・アセンブリがホーム・ポジ
ションもしくはニュートラル・ポジションにある時には
シールに歪み応力がかからないように固定されているこ
とが望ましい。アーム・アセンブリ２２は、一般的な実
施例では、ニュートラルもしくはホーム・ポジションの
両側に７度から１０度のオーダーでスイングする。しか
し、いくつかの実施例においては、ニュートラル・ポジ
ションの両側各１５度まで、スイングする。シール材５
２は、トルクが最小になるように、限られている隙間の
中で筐体の壁との係合部の方へ曲がらないように、取り
付けられている。筐体の壁との係合部の方へ曲がり込む
と、シールを過度に摩耗させ、早期の故障の原因とな
る。それゆえ、シールの厚みは、その半径と直径に対し
て最小でなくてはならない。
は、適当な接着剤５４で内側レース４４へ固定し、外側
の端は、接着剤５６で外側レース４６へ固定する。この
シール５２には、後に述べるように、様々な物理的性質
及び構造上の性質のものでよい。しかし、水分等を通さ
ず、伸縮性があり、アーム・アセンブリがホーム・ポジ
ションもしくはニュートラル・ポジションにある時には
シールに歪み応力がかからないように固定されているこ
とが望ましい。アーム・アセンブリ２２は、一般的な実
施例では、ニュートラルもしくはホーム・ポジションの
両側に７度から１０度のオーダーでスイングする。しか
し、いくつかの実施例においては、ニュートラル・ポジ
ションの両側各１５度まで、スイングする。シール材５
２は、トルクが最小になるように、限られている隙間の
中で筐体の壁との係合部の方へ曲がらないように、取り
付けられている。筐体の壁との係合部の方へ曲がり込む
と、シールを過度に摩耗させ、早期の故障の原因とな
る。それゆえ、シールの厚みは、その半径と直径に対し
て最小でなくてはならない。
【００１４】ベアリングの先端と筐体との間に非常に限
られた隙間５８がある場合は、平面状で、垂直方向への
反りが最小であるシール膜が望ましい。図５に示す通
り、平面状のシール膜は、回転トルクを受けると、平面
が歪み、図に示すような曲がりかたをする。このように
曲がることで、垂直方向の外側に向かって隆起もしくは
波形が生じる。これらの隆起は、内径にほぼ接してそこ
から外径へ向かって放射状に伸びている。隆起が生じる
のに要する回転の度数は、膜の張力の初期値に依存す
る。膜の平面の張力の等方性が高くなるように張ってあ
る場合は、ある張力以上になると隆起がおこらなくな
る。この場合、膜には、二つの物理的性質が要求され
る。それは、トルクが最小になるように、また垂直方向
のズレもしくは歪みが最小になるように、要求される回
転度数を可能にすることである。図に示した例の垂直方
向の厚みは、最大でも膜の半径の４分の１以下である。
られた隙間５８がある場合は、平面状で、垂直方向への
反りが最小であるシール膜が望ましい。図５に示す通
り、平面状のシール膜は、回転トルクを受けると、平面
が歪み、図に示すような曲がりかたをする。このように
曲がることで、垂直方向の外側に向かって隆起もしくは
波形が生じる。これらの隆起は、内径にほぼ接してそこ
から外径へ向かって放射状に伸びている。隆起が生じる
のに要する回転の度数は、膜の張力の初期値に依存す
る。膜の平面の張力の等方性が高くなるように張ってあ
る場合は、ある張力以上になると隆起がおこらなくな
る。この場合、膜には、二つの物理的性質が要求され
る。それは、トルクが最小になるように、また垂直方向
のズレもしくは歪みが最小になるように、要求される回
転度数を可能にすることである。図に示した例の垂直方
向の厚みは、最大でも膜の半径の４分の１以下である。
【００１５】膜が回転すると、接着した端に集中的に圧
力が生じる。このために、これら端に歪みとズレが生じ
る。この現象は、接着剤５４及び５６に柔軟な接着剤を
用いて、膜をベアリングへ接着することで、避けられ
る。集中的な高圧力は、図６に示すように、膜５２の端
を厚く、中心部を薄くすることでも避けられる。
力が生じる。このために、これら端に歪みとズレが生じ
る。この現象は、接着剤５４及び５６に柔軟な接着剤を
用いて、膜をベアリングへ接着することで、避けられ
る。集中的な高圧力は、図６に示すように、膜５２の端
を厚く、中心部を薄くすることでも避けられる。
【００１６】図７及び８に、あらかじめ張っておく膜
と、その作り方を示す。この実施例では、伸縮性の膜６
６を選び、第１環状リング６８にかぶせて張り（図
７）、第２環状リング７０で留めている（図８）。この
ようにして張った膜を、図８に示すように、ベアリング
・アセンブリの先端に置く。この時、外側レース７２に
リング形の接着剤７４を、内側レース７６にはリング形
接着剤７８を添える。次いで、張ってある膜を接着剤の
表面に押し付けて接着させる。接着後、膜６６から余分
な部分を切り落とし、ベアリング・アセンブリもしくは
カートリッジに軸１８を通すための孔を開ける。このよ
うにあらかじめ膜を張っておく方法では、垂直方向へ曲
がったり歪んだりすること無く、アームの中央ポジショ
ンから両側へ８度〜１０度まで振れることができる。最
適な条件は、膜が歪むことなくアームの運動の全範囲で
膜が歪むことないように、膜をあらかじめ張り、しかも
張り過ぎないことである。膜を張り過ぎると、不必要な
トルクを膜に加えてしまう。この方法は、シールする隙
間が非常に限られたスペースで、膜のどんな反りや曲が
りも許容できない場合に、理想的な組立である。但し、
この方法には、アームの回転により高いトルクが必要に
なるという欠点がある。
と、その作り方を示す。この実施例では、伸縮性の膜６
６を選び、第１環状リング６８にかぶせて張り（図
７）、第２環状リング７０で留めている（図８）。この
ようにして張った膜を、図８に示すように、ベアリング
・アセンブリの先端に置く。この時、外側レース７２に
リング形の接着剤７４を、内側レース７６にはリング形
接着剤７８を添える。次いで、張ってある膜を接着剤の
表面に押し付けて接着させる。接着後、膜６６から余分
な部分を切り落とし、ベアリング・アセンブリもしくは
カートリッジに軸１８を通すための孔を開ける。このよ
うにあらかじめ膜を張っておく方法では、垂直方向へ曲
がったり歪んだりすること無く、アームの中央ポジショ
ンから両側へ８度〜１０度まで振れることができる。最
適な条件は、膜が歪むことなくアームの運動の全範囲で
膜が歪むことないように、膜をあらかじめ張り、しかも
張り過ぎないことである。膜を張り過ぎると、不必要な
トルクを膜に加えてしまう。この方法は、シールする隙
間が非常に限られたスペースで、膜のどんな反りや曲が
りも許容できない場合に、理想的な組立である。但し、
この方法には、アームの回転により高いトルクが必要に
なるという欠点がある。
【００１７】適当な隙間がある場合には、膜にある形状
を形成して、過度の垂直方向の運動をさせることなく回
転と圧力とを調整できる。この形状を形成して、要求さ
れるアームの運動の範囲内で圧力トルクを最小にするこ
とができる。図９及び１０を参照すると、膜８０に、膜
平面が垂直方向に波打っている窪み８２が複数個形成さ
れている。これらの窪みは、垂直方向と、軸に沿った方
向とに波打っていることが望ましい。この膜は、極めて
低いトルクしか必要としない。この膜は、張るよりも曲
がることで、回転を調整するからである。この膜は、曲
がっている状態では、張られている状態よりもずっと堅
くない。加えられたトルクに対する回転の範囲は、殆ど
無視できる。
を形成して、過度の垂直方向の運動をさせることなく回
転と圧力とを調整できる。この形状を形成して、要求さ
れるアームの運動の範囲内で圧力トルクを最小にするこ
とができる。図９及び１０を参照すると、膜８０に、膜
平面が垂直方向に波打っている窪み８２が複数個形成さ
れている。これらの窪みは、垂直方向と、軸に沿った方
向とに波打っていることが望ましい。この膜は、極めて
低いトルクしか必要としない。この膜は、張るよりも曲
がることで、回転を調整するからである。この膜は、曲
がっている状態では、張られている状態よりもずっと堅
くない。加えられたトルクに対する回転の範囲は、殆ど
無視できる。
【００１８】図１１に示す膜８４には、放射状に螺旋を
描く隆起もしくは波型８６が、図５に示す様に張力によ
る圧力に対して直角の方向へ伸びている。この隆起もし
くは波型は、膜の内径の端に対して実質的に直角方向に
に盛り上がっている。この構造により、その内側の端
で、時計方向の回転に伴う張力による圧力もしくはトル
クを最小にすることができる。膜は、主に曲がること
で、回転を調節する。このため、張り伸ばすよりも、極
めて小さいトルクしか必要としない。この構造は、外側
レースの回転方向が、ホーム・ポジションから時計回り
である場合に関してのみ、最適化されている。他の応用
例は、後述する。
描く隆起もしくは波型８６が、図５に示す様に張力によ
る圧力に対して直角の方向へ伸びている。この隆起もし
くは波型は、膜の内径の端に対して実質的に直角方向に
に盛り上がっている。この構造により、その内側の端
で、時計方向の回転に伴う張力による圧力もしくはトル
クを最小にすることができる。膜は、主に曲がること
で、回転を調節する。このため、張り伸ばすよりも、極
めて小さいトルクしか必要としない。この構造は、外側
レースの回転方向が、ホーム・ポジションから時計回り
である場合に関してのみ、最適化されている。他の応用
例は、後述する。
【００１９】図１２に示す膜８８には、図１１に示した
実施例の波型の鏡像パターンが、さらにつけ加えられて
いる。この実施例では、膜８８の螺旋形の隆起９０及び
９２は、内径から外側の端もしくは外径に向かって、各
々の方向に伸びている。この構造により、ニュートラル
・ポジションから両方向の回転に伴うトルクを最小にす
ることができる。また、これらの膜は、垂直方向の大き
さをわずかに調節できる空間がある場合に有用である。
これらの膜は、一般的にはシール膜外径の４分の１以下
で、好ましくは外径の１０分の１以下の垂直方向に非常
に小さい空間に収まり、その中で動作するように設計さ
れる。この場合も、回転の範囲内で必要とされるの
は、、非常に小さいトルクである。
実施例の波型の鏡像パターンが、さらにつけ加えられて
いる。この実施例では、膜８８の螺旋形の隆起９０及び
９２は、内径から外側の端もしくは外径に向かって、各
々の方向に伸びている。この構造により、ニュートラル
・ポジションから両方向の回転に伴うトルクを最小にす
ることができる。また、これらの膜は、垂直方向の大き
さをわずかに調節できる空間がある場合に有用である。
これらの膜は、一般的にはシール膜外径の４分の１以下
で、好ましくは外径の１０分の１以下の垂直方向に非常
に小さい空間に収まり、その中で動作するように設計さ
れる。この場合も、回転の範囲内で必要とされるの
は、、非常に小さいトルクである。
【００２０】図１３に示すのは、ローラー・ベアリング
のレースへシール膜を取り付ける、別の方法である。こ
の実施例では、シール膜９４の内側の端を、リング形締
め金９６で内側レース９８へ固定する。膜の外側の端
は、リング形締め金１００で、外側レース１０２へ固定
する。リング形締め金には、シール膜の端に重なる出縁
と、レースの円筒表面を締め付けるように下へ伸びた縁
とがある。これにより、膜をベアリング・アセンブリの
ベアリング・レースへ確実に締め付けている。
のレースへシール膜を取り付ける、別の方法である。こ
の実施例では、シール膜９４の内側の端を、リング形締
め金９６で内側レース９８へ固定する。膜の外側の端
は、リング形締め金１００で、外側レース１０２へ固定
する。リング形締め金には、シール膜の端に重なる出縁
と、レースの円筒表面を締め付けるように下へ伸びた縁
とがある。これにより、膜をベアリング・アセンブリの
ベアリング・レースへ確実に締め付けている。
【００２１】様々な構造の膜の組み合わせが可能であ
る。例えば、完全に浸透性のない膜も、様々な度合いの
浸透性を持つ膜も組み立てることができる。また、様々
な弾性を持ち、繊維などで様々な度合いに補強された膜
を作ることもできる。これにより、極めて狭い空間内に
収まり、しかも、回転と垂直方向へのズレを調節できる
膜ができる。
る。例えば、完全に浸透性のない膜も、様々な度合いの
浸透性を持つ膜も組み立てることができる。また、様々
な弾性を持ち、繊維などで様々な度合いに補強された膜
を作ることもできる。これにより、極めて狭い空間内に
収まり、しかも、回転と垂直方向へのズレを調節できる
膜ができる。
【００２２】例１： 図３に示す通り、既述の膜を２
個、ベアリング・アセンブリの両端に、それぞれ１個ず
つ用いる。これら２個の膜は、同一でも異なっていても
よい。例として、図３では、シール１０４は、内側レー
ス及び外側レースの上に重なり、そこへ、接着剤もしく
は他の適当な手段で接合されている。このように、浸透
性の無い同一の膜を用いて、ベアリング・カートリッジ
の両端に水分等の浸透しない膜シールをしている。この
構造は、ベアリングから発する油脂成分による汚染を完
全に除去することができる。しかし、温度が変化する
と、カートリッジ内部の圧力が変化し、カートリッジ内
部と外部での圧力差により膜が膨張する。これは、カー
トリッジの内部と外部の空気とが通じ合う孔等、小さい
拡散経路を開けることで、避けられる。ハード・ディス
ク・ユニットを完全に暖めたり冷却したりするのに通常
要する時間は、約４５秒である。この期間中、図３に示
すような、非常に限られた大きさの拡散用チューブ１１
４で、カートリッジ内部からアクチュエータ外部へ、容
易に、必要量の通気ができる。一定温度の下では、この
拡散は、無視できる。
個、ベアリング・アセンブリの両端に、それぞれ１個ず
つ用いる。これら２個の膜は、同一でも異なっていても
よい。例として、図３では、シール１０４は、内側レー
ス及び外側レースの上に重なり、そこへ、接着剤もしく
は他の適当な手段で接合されている。このように、浸透
性の無い同一の膜を用いて、ベアリング・カートリッジ
の両端に水分等の浸透しない膜シールをしている。この
構造は、ベアリングから発する油脂成分による汚染を完
全に除去することができる。しかし、温度が変化する
と、カートリッジ内部の圧力が変化し、カートリッジ内
部と外部での圧力差により膜が膨張する。これは、カー
トリッジの内部と外部の空気とが通じ合う孔等、小さい
拡散経路を開けることで、避けられる。ハード・ディス
ク・ユニットを完全に暖めたり冷却したりするのに通常
要する時間は、約４５秒である。この期間中、図３に示
すような、非常に限られた大きさの拡散用チューブ１１
４で、カートリッジ内部からアクチュエータ外部へ、容
易に、必要量の通気ができる。一定温度の下では、この
拡散は、無視できる。
【００２３】例２： ベアリング・カートリッジの一方
の端に膜を取付け、もう一方の端は、そのままにするか
ただシールドしておく。この構造は、カートリッジを通
る垂直方向の空気の流れを除外する。また、一方の端で
の隙間を塞ぐので、カートリッジ端での振動や拡散によ
る汚染速度を、約２分の１にする。
の端に膜を取付け、もう一方の端は、そのままにするか
ただシールドしておく。この構造は、カートリッジを通
る垂直方向の空気の流れを除外する。また、一方の端で
の隙間を塞ぐので、カートリッジ端での振動や拡散によ
る汚染速度を、約２分の１にする。
【００２４】例３： カートリッジの一方の端に半浸透
性の膜を取付け、もう一方の端には浸透性の無い膜を取
り付ける。この構造は、酸素や窒素のような気体を半浸
透性の膜を通して拡散させるが、有機油脂の大きい分子
の通過は防ぐ。これにより、ベアリング・カートリッジ
に拡散用経路を作る必要がなくなる。
性の膜を取付け、もう一方の端には浸透性の無い膜を取
り付ける。この構造は、酸素や窒素のような気体を半浸
透性の膜を通して拡散させるが、有機油脂の大きい分子
の通過は防ぐ。これにより、ベアリング・カートリッジ
に拡散用経路を作る必要がなくなる。
【００２５】例４： ベアリング・カートリッジの両端
にフィルター膜を取り付ける。フィルター膜は、拡散に
よる垂直方向の空気の流れを減少させはするが、完全に
除去はしない。これにより、煙霧質や大きい分子の流れ
が阻止される。Ｇｏｒｅ．Ｉｎｃ社製のような単繊維テ
フロン製のフィルターを使用する利点は、張力定数がき
わめて低いということである。これは、非常に低いトル
ク抵抗が要求される場合に、望ましい構造である。
にフィルター膜を取り付ける。フィルター膜は、拡散に
よる垂直方向の空気の流れを減少させはするが、完全に
除去はしない。これにより、煙霧質や大きい分子の流れ
が阻止される。Ｇｏｒｅ．Ｉｎｃ社製のような単繊維テ
フロン製のフィルターを使用する利点は、張力定数がき
わめて低いということである。これは、非常に低いトル
ク抵抗が要求される場合に、望ましい構造である。
【００２６】
【発明の効果】本発明により、微小角度振動ができる、
簡単で非常に効果的なシールが実現され、リジッド・デ
ィスクによる磁気データ記憶装置で使用されるロータリ
ー・アクチュエータが改善される。
簡単で非常に効果的なシールが実現され、リジッド・デ
ィスクによる磁気データ記憶装置で使用されるロータリ
ー・アクチュエータが改善される。
【図１】本発明の好ましい実施例のディスク・ドライブ
の分解図である。
の分解図である。
【図２】本発明の好ましい実施例の図である。
【図３】ベアリング及びシール・アセンブリの一部の詳
細を示す図である。
細を示す図である。
【図４】図３におけるシール部分の拡大図である。
【図５】平面的な環状の膜シールにねじれが加えられた
時の、歪みを示す見取り図である。
時の、歪みを示す見取り図である。
【図６】図５上の直線６−６に沿った断面図である。
【図７】組立の第１ステップ段階で、本発明の実施例の
一つによる膜シールを下から見た図である。
一つによる膜シールを下から見た図である。
【図８】図７の実施例を示す図である。
【図９】本発明の別の実施例による膜シールの見取り図
である。
である。
【図１０】図９上の直線１０−１０に沿った断面図であ
る。
る。
【図１１】本発明の別の実施例による膜シールの見取り
図である。
図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施例による膜シールを
上から見た平面図である。
上から見た平面図である。
【図１３】本発明のさらに別の実施例による、取り付け
られた膜シールの断面図である。
られた膜シールの断面図である。
１０ ハード・ディスク磁気データ記憶装置 １２ 内側の筐体 １６ 外側の筐体 １８ 軸 ２０ ベアリング・カプセル ２２ 振動アーム ２４ 読み取り及び書き込み用ヘッド ２６、３６ 孔 ３０ 磁石 ３２ ディスク・パック ３４ ディスク ３８ 頭付きネジ ４０ エクスパンション・グリッピンング・リング ４４、１１２ 内側レース ４５ ベアリング・アセンブリ ４６、１１０ 外側レース ４８ ローラー・ベアリング ５０ 孔 ５２ 環状シール膜 ５４、５６ 接着剤 ５８ 隙間 ６０ 隆起 ６６ シール用膜 ６８ 内側リング ７０ 外側リング ７２、７８ リング形接着材 ７４ 内側レース ７６ 外側レース ８０、８８ 膜 ８２ 波型の隆起 ８６、９０、９２ 隆起 ９４ シール用膜 ９６、１００ 締め金リング ９８ 内側レース １０２ 外側レース １１４ 拡散用チューブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス・アレン・グレゴリー アメリカ合衆国55901 ミネソタ州、ロチ ェスター、テンス・アヴェニュー・エヌ. ダブリュ．4022 (72)発明者 クリストファー・ギルド・ケラー アメリカ合衆国55901 ミネソタ州、ロチ ェスター、ツエンティフォース・アヴェニ ュー・エヌ．ダブリュ．5946
Claims (16)
- 【請求項１】振動するアクチュエータ用のベアリング・
シール・アセンブリであって、 外側ベアリング・レースと、 該外側ベアリング・レースの同心円上に取り付ける内側
ベアリング・レースと、 内側の縁と外側の縁とがあり、該内側の縁を該内側ベア
リング・レースへ密封できるように固定する第１の手段
と、該外側の縁を該外側ベアリング・レースへ密封でき
るように固定する第２の手段とを有し、該内側レースと
該外側レースとの間で限られた回転をしたとき垂直方向
の歪みを最小にすることができる、環状の変形可能な膜
とから構成される、 前記ベアリング・シール・アセンブリ。 - 【請求項２】前記ベアリング・アセンブリの両端が膜で
覆われていることを特徴とする、、請求項１に記載のベ
アリング・シール・アセンブリ。 - 【請求項３】前記ベアリング・アセンブリが拡散通路で
通気されていることを特徴とする、請求項２に記載のベ
アリング・シール・アセンブリ。 - 【請求項４】運動範囲の中心位置では前記膜に歪みによ
る負担がかからないことを特徴とする、請求項１に記載
のベアリング・シール・アセンブリ。 - 【請求項５】前記内側レース及び外側レースが、正負１
５度までの運動に制限されていることを特徴とする、請
求項１に記載のベアリング・シール・アセンブリ。 - 【請求項６】膜に直角方向の波状の窪みが形成されてい
ることを特徴とする、請求項１に記載のベアリング・シ
ール・アセンブリ。 - 【請求項７】前記膜に、歪み圧力がかかる時に生じるし
わのパターンと直交する螺旋形パターンが形成されてい
ることを特徴とする、請求項１に記載のベアリング・シ
ール・アセンブリ。 - 【請求項８】前記膜に時計回りの螺旋形パターンと反時
計回りの螺旋形パターンとが形成されていることを特徴
とする、請求項７に記載のベアリング・シール・アセン
ブリ。 - 【請求項９】前記膜が、実質的に、有機物の蒸気の浸透
性は無く、窒素及び酸素を含む大気の浸透性があること
を特徴とする、請求項１に記載のベアリング・シール・
アセンブリ。 - 【請求項１０】前記膜が、実質的に、大気の蒸気の浸透
性は無いことを特徴とする、請求項１に記載のベアリン
グ・シール・アセンブリ。 - 【請求項１１】前記膜が、前記内側及び外側レースへ接
着材で接合されることを特徴とする、請求項１に記載の
ベアリング・シール・アセンブリ。 - 【請求項１２】前記膜が、前記内側及び外側レースへ接
合される前に、あらかじめ等方的に伸張されていること
を特徴とする、請求項１１に記載のベアリング・シール
・アセンブリ。 - 【請求項１３】形状を制限する因子があり、その形状制
限因子である筐体の内側に振動するアームがある磁気デ
ィスク式データ記憶システム中の、ベアリング・シール
・アセンブリで、 該形状の制限内のベアリング・アセンブリ中で、ニュー
トラル・ポジションの両側に限られた振動をするように
装着された、アクチュエータ・アームと、 該アームを支持する外側ベアリング・レースと、 該外側ベアリング・レースの同心円上に取り付け、該外
側ベアリング・レースを支持する内側ベアリング・レー
スと、 内側の縁があり、垂直方向の高さが外径の１０分の１以
下で、該内側の縁を該内側ベアリング・レースへ密封で
きるように固定する第１の手段と、該外側の縁を該外側
ベアリング・レースへ密封できるように固定する第２の
手段とを持ち、該アクチュエータ・アームがニュートラ
ル・ポジションにあるときには歪みの負担が掛からない
膜であって、該内側レースと該外側レースとの間で限ら
れた回転をしたとき垂直方向の歪みを最小にすることが
できる、弾性があり水分を浸透させない環状の膜とから
構成される、前記ベアリング・シール・アセンブリ。 - 【請求項１４】前記の膜が等方的に伸張され、それから
前記内側および外側レースに取り付けられることを特徴
とする、請求項１３に記載のベアリング・シール・アセ
ンブリ。 - 【請求項１５】前記アクチュエータ・アームが前記ニュ
ートラル・ポジションから最大の変位をするときに必要
な歪み応力を最小にするために、前記膜に波型が形成さ
れていることを特徴とする、請求項１３に記載のベアリ
ング・シール・アセンブリ。 - 【請求項１６】形状を制限する因子がある磁気ディスク
式データ記憶システム中で、 該形状の制限内に収まる大きさの筐体と、 該筐体内で回転可能であるように装着される複数のデー
タ記憶ディスクと、 該筐体の内側でニュートラル・ポジションの両側へ限ら
れた振動をして、該データ記憶ディスクに対して読み取
り及び書き込み用ヘッドを協働的に位置合わせするアク
チュエータ・アームと、 該アームを支持する外側ベアリング・レースと、 該外側ベアリング・レースの同心円上に取り付け、該外
側ベアリング・レースを支持する内側ベアリング・レー
スと、 内側の縁があり、垂直方向の高さが外径の１０分の１以
下で、該内側の縁を該内側ベアリング・レースへ密封で
きるように固定する第１の手段と、該外側の縁を該外側
ベアリング・レースへ密封できるように固定する第２の
手段とを有し、該アクチュエータ・アームがニュートラ
ル・ポジションにあるときには歪みの負担が掛からない
膜であって、該内側レースと該外側レースの間で限られ
た回転をしたとき垂直方向の歪みを最小にすることがで
きる、弾性がある環状の膜とから構成される、前記磁気
ディスク式データ記憶システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/922,290 US5416657A (en) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | Seal for bearings in small angle oscillation applications |
| US922290 | 1992-07-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0658338A true JPH0658338A (ja) | 1994-03-01 |
| JP2592212B2 JP2592212B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=25446834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5151800A Expired - Fee Related JP2592212B2 (ja) | 1992-07-30 | 1993-06-23 | 微小角振動のベアリング用シール |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5416657A (ja) |
| EP (1) | EP0581364A1 (ja) |
| JP (1) | JP2592212B2 (ja) |
| KR (1) | KR970009127B1 (ja) |
| CN (1) | CN1050434C (ja) |
| CA (1) | CA2091911A1 (ja) |
| MY (1) | MY114355A (ja) |
| SG (1) | SG42880A1 (ja) |
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