JPS6128178B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気記憶装置、ことに磁気記憶媒体、
磁気ヘツド等が密閉チヤンバ内の清浄な雰囲気中
に封入された磁気デイスク装置、磁気ドラム装置
等の磁気記憶装置における軸受封止機構に係る。

磁気デイスク装置をはじめとする磁気記憶装置
の性能が向上し、気体潤滑の原理に基く浮動磁気
ヘツドの浮揚量がますます微小なものとなるに伴
い、磁気記憶媒体および磁気ヘツドの雰囲気の清
浄度に対して一層細心の注意を払う必要性が生じ
てきている。このために、最近では、磁気記憶媒
体および磁気ヘツド等を収容するチヤンバは外部
環境に対して密閉構造をとり塵埃その他の異物や
有害無用なガス、蒸気等の侵入を防止する一方、
回転駆動軸の軸受からチヤンバ内へ飛散して混入
する潤滑油脂（潤滑油またはグリース）の飛沫粒
子をラビリンス・パツキンもしくはそれに類した
封止機構によつて防止する手段をとる装置が多く
見られるようになつた。ところが、最近の高性能
装置においては、このような手段を講じてもなお
防止しきれないもの、すなわちチヤンバ内におい
て発生する液体微粒子の存在による問題が顕在化
しつゝある。液体微粒子発生の主因は次のような
ものであるとされている。浮揚量が微小となるに
したがつて、浮揚隙間に発生する圧力分布として
は最高圧力を示す点が浮動スライダの後縁近傍に
移動し、圧力はその点から後縁までのごく短い距
離の領域において急激に周囲圧力にまで低下し、
その領域では断熱膨張現象が支配的となり、浮動
スライダの潤滑気体の温度が急激に低下する。潤
滑気体は通常空気であり、時に窒素等の不活性ガ
スが用いられる場合もあるが、その中にもし水蒸
気がその他の物質の蒸気が含まれていると、これ
が急激な温度低下その他状態量の急変により結露
し液体状の微粒子となる。各々の蒸気の分圧がそ
れぞれの飽和蒸気圧に対しある程度以上の比率に
なると、この液体微粒子の発生量がその蒸発量に
優越し、潤滑気体中に浮遊しつゝ磁気記憶媒体の
回転に伴つてチヤンバ内を回動する。そしてその
一部は磁気記憶媒体の表面や浮動スライダに付着
した上、一部が蒸発して粘度を増す。従つてこの
ような液体微粒子ないしその付着物は、浮動スラ
イダの浮揚安定性を劣化せしめ、極端な場合には
ヘツド・クラツシユ事故の原因ともなる。またコ
ンタクト・スタート・ストツプ方式の磁気ヘツド
においては、これに加えて、磁気記憶媒体が停止
し浮動スライダと接触している時に両者が密着し
て起動トルクの異常な増大を招く原因にもなる。
このような磁気記憶媒体と磁気ヘツドとの機械的
インターフエースにとつて望ましからざる液体微
粒子の主成分は水と油脂であると考えられる。水
分に関しては、密閉チヤンバ内にシリカゲル等の
吸湿剤を封入することで除去が可能であつて、公
知の技術としてすでに実用に供せられている。油
脂は、チヤンバ内に密封された潤滑気体中に当初
から混入していたもの、チヤンバ内に露出してい
る機構部品に付着した油脂の蒸気に基くもの、お
よび軸受の潤滑油脂の蒸気に基くもの、の３種類
が考えられるが、前２者に関しては密閉チヤンバ
組立時あるいは潤滑気体封入時における油脂分除
去処理により殆どが抑制ないし除去でき、なおか
つ出願人がさきに特願昭50−115119および特願昭
50−115121に開示したごとき、活性炭等の微粒子
吸着剤を密閉チヤンバ内に吸湿剤と共に封入する
方法を用いれば、除去の効果を増大することがで
きる。しかしながら、たとえば気体軸受や磁気軸
受のごとき全く異つた他の方式の軸受を用いるな
らば話は別であるが、通常のころがり軸受ないし
すべり軸受を用いる場合には、潤滑油脂がそれ自
体軸受の機能にとつて不可欠であり、かつ軸受を
密閉チヤンバに対して気密に保つような構造をと
ることも不可能に近いから、密閉チヤンバ内の気
体に対する潤滑油脂の蒸発を抑止することは困難
を極める。換言すれば、密閉チヤンバ内に微粒子
吸着剤を封入して潤滑油脂の蒸気をいかに捕捉し
ても、もともとの潤滑油脂から次々に蒸発が行わ
れるので、密閉チヤンバ内の油脂の蒸気圧はある
程度以下には降下せしめることができない。

本発明の目的は、上記のごとき問題点に鑑み、
従来の方法の欠点を除くとともに従来考慮されて
いなかつた点を補い、特に磁気記憶媒体表面と浮
動スライダとの機械的インターフエースに関し
種々の不都合をもたらすもととなる。軸受潤滑油
脂から発生する蒸気ないし微粒子を効率よく捕捉
除去することが可能な、磁気記憶装置の軸受封止
機構を提供することにある。

本発明によれば、回転駆動軸の軸受と密閉チヤ
ンバとの間にラビリンス・パツキンもしくはそれ
に類する構造の屈曲した細隙部を設け、かつこの
細隙部の気体が通ずるごとくに活性炭等の微粒子
吸着剤を収容配置することにより、その目的を達
成することができる。

すなわち、本発明のごとくにすれば、軸受潤滑
油脂から発生した油脂蒸気ないし油脂微粒子（以
下「油脂蒸気等」と略記する）は、密閉チヤンバ
内に到達する以前にラビリンスつまり屈曲した細
隙部を通過するが、この細隙部に対し通気性を保
つて微粒子吸着剤が設けられているため、油脂蒸
気等がこれと接触する確率が非常に大となる。単
に密閉チヤンバ内に微粒子吸着剤を配置しておく
のみの従来の方法に比し、捕捉除去効率が格段に
向上する。もちろん、細隙部の寸法構造は従来の
方法と同等にすることが可能であるから、細隙部
の存在による効果は従来と同等であり、その上に
上記のごとき高効率の捕捉除去効果が重畳するこ
とになる。従つて、軸受部における油脂蒸気等の
発生を完全に抑止することは不可能であつても、
本発明によれば、少くとも液体微粒子の発生を実
用上無視しうる程度にまで抑制することが可能で
あつて、前記のごとき不都合を極めて少くするこ
とができ、実用上の効果はまことに顕著である。

以下、図面を用いて、本発明の実施例につき詳
細に説明する。

第１図は、本発明を固定ヘツド磁気デイスク装
置に適用した第１の実施例を示す部分断面図であ
る。同図において、１は磁気デイスクで回転駆動
軸２に固定されており、回転駆動軸２は軸受３を
介して基部ハウジング４に回転自在に取り付けら
れ図示されていない駆動電動機によつて駆動され
る。５はラビリンス回転部、６はラビリンス固定
部で、それぞれ回転駆動軸２および基部ハウジン
グ４に取り付けられている。ラビリンス回転部５
には同心円周上に回転側円環状突出部５１が、ま
たラビリンス固定部６にも同様に固定側円環状突
出部６１が、それぞれ設けられており、これらが
互いに入り組んでラビリンスつまり屈曲した細隙
部７を構成している。この機構はすでに周知のも
ので、いわゆるラビリンス・パツキンのそれと全
く同じものであるが、本実施例においてはその上
に、ラビリンス固定部６における一部の固定側円
環状突出部６１の円周上に多数の通気孔６２が穿
ち、その一方は細隙部７に、また他方は微粒子吸
着剤６４が収容されている環状溝に、それぞれ開
口せしめている。本実施例においては、微粒子吸
着剤６４として粒状の活性炭が用いられている
が、その微細破片の細隙部７への混入を防止する
ために膜状のフイルタ６３が前記環状溝の底部に
取り付けられている。また微粒子吸着剤の保持６
４およびその交換の容易さを得るために押え板６
５がラビリンス固定部６に取り付けられている。
８は装置のカバーハウジンであり、これを基部ハ
ウジング４と気密に締結することにより密閉チヤ
ンバ９が構成されている。本実施例においては、
密閉チヤンバ９の密閉度を確保するために、密閉
チヤンバ９に係る各はめあい個所にＯリング・ガ
スケツトによる封止を行うとともに、図示されて
いない駆動電動機に関しても、電動機自体を密閉
構造となした上に、その基部ハウジング４に対す
る取付部にもシール剤を塗布する等の配慮が施さ
れている。なお、同図には本実施例の作用効果の
説明に特に必要はないので磁気ヘツドは示してい
ない。

さて、上述のごとき構造を有する本実施例の作
用効果について述べる。先ず、第１図における通
気孔６２、微粒子吸着剤６４等が存在しない通常
の構造の場合は、軸受３のグリースから発生した
油脂蒸気等が基部ハウジング４とラビリンス回転
部５とに囲まれた空間を経由して、ラビリンス回
転部５の外周側から細隙部７に入り込み、密閉チ
ヤンバ９内に侵入する可能性がある。細隙部７に
は、一般の場合と同じくラビリンス回転部５の回
転に伴う遠心力によつて生ずる気体の押込効果が
現われるが、磁気デイスク装置等の場合は、たと
えばタービンや圧縮機のごとき場合と異り、細隙
部７の入口と出口との圧力差が小さいため、それ
に基く気体の絞り効果は殆んど期待できないと見
てよい。今、押込効果と絞り効果の双方をまとめ
て細隙効果と言うならば、今の場合でも細隙効果
の内容は前記押込効果が支配的であるが、押込効
果は多少の圧力上昇に伴う副次的な絞り効果を示
す程度で、さほど大きなものではない。従つて細
隙部７のみに頼る従来の方法では、細隙部７の内
部の気体の状態変化を大なるものとして、その中
に含まれる油脂蒸気等に相変化を生ぜしめ、これ
を捕捉除去することはあまり期待できず、たかだ
か軸受３のグリースの飛沫粒子を除去しうる程度
のものでしかなかつた。これに対し、本実施例の
方法によれば、屈曲した細隙部７の中途において
押込効果のため気体が多少絞られ、ラビリンス回
転部５およびラビリンス固定部６の半径方向への
気体の移動がやゝ停留することもあずかつて、微
粒子吸着剤６４との接触、したがつて油脂蒸気等
の捕捉除去の確率が大となる。もちろんこの場合
でも、グリースの飛沫粒子の除去効果が並存す
る。以上述べたようにして、本実施例の軸受封止
機構は、細隙部７の中途において油脂蒸気等を効
率よく捕捉除去し、本発明の目的を達成すること
ができる。

第２図は本発明の第２の実施例を示した部分断
面図である。本実施例は、本発明を密閉循環空気
流路系を有する可動ヘツド形磁気デイスク装置に
適用したものであるが、磁気ヘツド、そのキヤリ
ツジ、ボイス・コイル・モータ等の部材およびチ
ヤンバの全容等は、以降の説明に特に必要がない
ので図示を省略した。磁気デイスク１および図示
していない上記部材を主として収容するチヤンバ
は、前記密閉循環空気流路系の主要な一部をなし
ているものの厳密には第１の実施例と構造上の差
があるとも言えるが、原理的には全く同一視して
よいから、以降このような場合も密閉チヤンバ９
として取扱うものとする。さて第２図を参照する
と、本実施例は、ラビリンスすなわち屈曲した細
隙部７を構成する要素たるラビリンス固定部が２
つの部分に分たれている点が第１の実施例に比し
異るのみで他は殆んど同一である。従つて第２図
においては、第１図に比し同一の機能、構造の部
材には同一の番号に付し、以降においては特に必
要がない限りこれらに関する説明は省略する。本
実施例におけるラビリンス固定部は、細隙部７の
一部を構成し軸受３の押え板を兼ねた第１のラビ
リンス固定部６′と、細隙部７の残りの部分を構
成し微粒子吸着剤６４を収容する第２のラビリン
ス固定部６″とから成る。第２のラビリンス固定
部６″は、微粒子吸着剤６４の交換保守等をラビ
リンス回転部５の取り外しをせずに行えるように
配慮されたもので、構造的には、微粒子吸着剤６
４を収容する環状溝がラビリンス回転部５の外周
の外側に配置され、ラビリンス回転部５の外周側
面と対向する周筒面に複数の通気窓６８が開口し
ており、板状焼結金属のフイルタ６３がそれらを
覆うように前記環状溝の内側に円筒状に取り付け
られている。微粒子吸着剤６４は第１の実施例と
同じく活性炭粒子で、その収容のために非通気性
円環板状のカバー６６が用いられ、輪状の押えリ
ング６７によつて第２のラビリンス固定部６″の
本体に固定されている。

このような構造をとる本実施例の作用効果は、
本質的にはさきに述べた第１の実施例のそれと大
差ないが、油脂蒸気等を含む細隙部７内の空気が
ラビリンス回転部５の遠心効果によつてその外周
方向に弾き出される領域に微粒子吸着剤６４が位
置しているため、油脂蒸気等の除去効果が増大す
るという利点がある。

第３図は、本発明の第３の実施例を示す部分断
面図で、同図において６″はねじによる締結に関
連する部分および押え板６５を除きその構体を多
孔質のセラミツク・フイルタ材料により構成した
ラビリンス固定部である。本実施例の利点は、た
とえば第１図に示した本発明の第１の実施例と比
較してみると、その構体を構造的強度を有するフ
イルタ材料で構成しているため通気孔６２および
その一方の開口部に当接するフイルタ６３が不要
であつて、機構が簡単であり、押え板６５に当接
する面の平面度を確保するための機械加工を要す
る以外は成型プレス後焼結したものを殆んどその
まゝ使用できるため、加工コストを低減しうるこ
とである。たゞ、機械加工を施さない部分は精度
が多少低下するから細隙部７におけるクリアラン
スを微小にすることができず、細隙効果の多少の
劣化は不可避であること、またラビリンス固定部
６の構体が通気性のフイルタ材料であるため、
細隙部７の内外周間に気体の漏洩の可能性がある
こと、の２点が懸念される。しかしながら、フイ
ルタ材料の通気性を適当に選択すれば、前述した
ごとく細隙部７の入口と出口の間の圧力差が小さ
いことにより細隙効果の劣化はさして重要なもの
ではなく、むしろ同図の構造から明らかなよう
に、屈曲した細隙部７を気体が通過しつゝフイル
タ材料を通して微粒子吸着剤６４と接触する機会
が増大することにより油脂蒸気等の除去効果が増
大する利点の方が大きい。

第４図は、本発明の第４の実施例を示す細隙部
近傍の拡大断面図である。本実施例は、前記第３
の実施例のごとくにすれば本発明の目的を充分に
達成しうるが、なお細隙部７における細隙効果を
もう少し助長して、第１および第２の実施例と第
３の実施例との中間的性格を持たせたものにした
い場合に適用しうるものである。すなわち、本実
施例においては、構造的には第３の実施例とほゞ
同一であるが、細隙部７を、クリアランスが小さ
く細隙効果の高い第１の細隙部７′と、クリアラ
ンスはやゝ大きいがその部分でラビリンス固定部
６のフイルタ材を通して微粒子吸着剤６４と細
隙部内気体との接触の可能性を大として第２の細
隙部７″とで構成し、前記第１の細隙部７′の片側
を構成するラビリンス固定部６のフイルタ材料
の表面を通気性が低くなるようにしてある。すな
わち、本実施例においては、ラビリンス固定部６
の構体を焼結金属のフイルタ材料にて構成せし
め、前記第１の細隙部７′に対接する面６９をバ
イトやフライス等により機械加工し、一方ではク
リアランス縮小のための精度を向上せしめ、他方
では機械加工による焼結金属粒子の目つぶしによ
る通気性の低下をはかつている。なお、当然のこ
とながら、押え板６５に当接する部分６９′等に
も機械加工が必要で、そのために必然的に通気性
が低下しているが、図からも明らかなように本実
施例の機能には何ら悪影響は及ぼさない。（第４
図には機械加工を施した面を太い実線で示してあ
る。） 以上、本発明の幾つかの実施例につき詳細に説
明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々
の変形が考えられる。たとえば、微粒子吸着剤６
４は粒状の活性炭に限らず、繊維状のものあるい
はこれらを多孔性を保ちつゝ固形化したものを用
いてもよく、このような場合にはラビリンス回転
部５に取りつけることが容易になる。また第４の
実施例において、ラビリンス固定部６の構体材
料を焼結金属フイルタ材料の代りに第３の実施例
におけるごときセラミツク・フイルタ材料を用
い、第４図の太い実線の部分ごとに６９の部分を
機械加工の代りに気密性の塗料を塗布、含浸せし
めて同様の効果をあげることも可能である。ま
た、前記実施例は主として磁気デイスク装置に対
しる適用例をあげたが、その他ころがり軸受やす
べり軸受を用いた気密チヤンバ形式の磁気記憶装
置すべてに本発明が適用されうることも明らかで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ本発明の第１
および第２の実施例を示す部分断面図、第３図は
同じく第３の実施例の細隙部近傍の断面図、第４
図は同じく第４の実施例の細隙部近傍の拡大断面
図である。 １：磁気デイスク、２：回転駆動軸、３：軸
受、４：基部ハウジング、５：ラビリンス回転
部、５１：回転側円環状突出部、６１：固定側円
環状突出部、６２：通気孔、６３：フイルタ、６
４：微粒子吸着剤、６５：押え板、６６：カバ
ー、６７：押えリング、６８：通気窓、６９，６
９′：機械加工面、６′：第１のラビリンス固定
部、６″：第２のラビリンス固定部、６：フイ
ルタ材によるラビリンス固定部、７：細隙部、
７′：第１の細隙部、７″：第２の細隙部、８：カ
バーハウジング、９：密閉チヤンバ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁気記憶媒体、磁気ヘツド、およびこれらに
   付随した部材を密閉チヤンバ内に挿入する形式の
   磁気記憶装置において、磁気記憶媒体の回転駆動
   軸を支承する軸受と前記密閉チヤンバとの間の前
   記回転駆動軸上に円環状突出部を有するラビリン
   ス回転部を、また前記軸受を支持固定する基部ハ
   ウジング上に円環状突出部を有するラビリンス固
   定部を、両者の円環状突出部が互いに入り組んで
   屈曲した細隙部を構成するごとくにそれぞれ取り
   つけ、かつ前記ラビリンス回転部またはラビリン
   ス固定部の少なくとも一方に、前記細隙部内の気
   体が通ずるごとくに微粒子吸着剤を収容したこと
   を特徴とする磁気記憶装置の軸受封止機構。 ２ 微粒子吸着剤を収納するラビリンス回転部あ
   るいはラビリンス固定部の構体を、構造部強度を
   有するフイルタ材料にて構成したことを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項記載の磁気記憶装置の
   軸受封止機構。 ３ 屈曲した細隙部における一部の細隙をより挾
   隘にし、かつ微粒子吸着剤を収容したラビリンス
   回転部ないしラビリンス固定部の前記挾隘な細隙
   に対接する部分の通気性を低下せしめたことを特
   徴とする、特許請求の範囲第２項記載の磁気記憶
   装置の軸受封止機構。