JP2001295837A

JP2001295837A - 軸受装置

Info

Publication number: JP2001295837A
Application number: JP2000110964A
Authority: JP
Inventors: Chuichi Sato; 忠一佐藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】軸受本体にセラミック材料を使用した場合で
あっても、簡易且つ低コストでもって、優れた回転精度
と振動特性、音響特性を維持することができるようにし
た。【解決手段】転がり軸受１ａ、１ｂは、皿バネ６ａ、
６ｂにより内輪２ａに予圧を付与した状態で軸５に固着
されている。そして、第１の外輪３ａにはスリーブ８が
外嵌固着されると共に、ハウジング１０には上蓋１１が
内嵌固着され、さらにスリーブ８とハウジング１０とは
円板形状の金属製弾性部材としてのダイヤフラム１３に
より連接されている。また、スリーブ８とハウジング１
０の内周面との間に形成された間隙１２には潤滑剤が充
填されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は軸受装置に関し、よ
り詳しくは、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤ
Ｄ」という）等に組み込まれて高速回転する回転体（ス
ピンドル）を支承する軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】軸受装置では、従来より、外部荷重に対
する軸受の弾性変形を少なくして軸の剛性を高めるため
に予圧を加えることが行われており、ＨＤＤ等の分野に
おいては、例えば、図９に示すような定位置予圧方式を
採用した軸受装置が知られている。

【０００３】該軸受装置は、２個の転がり軸受１０１、
１０２が軸１０３とフランジ１０４の円筒部１０５に固
着されている。すなわち、各転がり軸受１０１、１０２
は、軸１０３に外嵌固着される内輪１０６、１０７と、
円筒部１０５に内嵌固着される外輪１０８、１０９と、
内輪１０６、１０７及び外輪１０８、１０９との間に転
動自在に保持される転動体１１０、１１１とを有し、一
方の内輪１０７及び外輪１０９を夫々軸１０３及び円筒
部１０５に接着にて固定した後、他方の内輪１０６及び
外輪１０８は挿入治具等を介して内輪１０７を軸方向に
押圧した状態で夫々軸１０３及び円筒部１０５に接着に
て固定している。

【０００４】また、該軸受装置は、前記２個の転がり軸
受１０１、１０２を背面組合せ（ＤＢ形）としてモーメ
ント荷重に対する剛性を高め、軸受装置全体の高さ寸法
が極力低くなるようにしている。尚、図中、１１２はス
テータ、１１３はロータ、１１４はロータハブである。

【０００５】ところで、この種の軸受装置では、近年、
耐フレッチング特性や振動特性等の軸受性能を向上させ
る観点から、軸受材料としてセラミックス材料を使用し
たものが提案されている。

【０００６】しかしながら、セラミックス材料は鋼材料
に比べて線膨張係数や熱伝導率が小さく、また縦弾性係
数が大きいため、常温時と軸受駆動時とでは大きな温度
差（通常、１２０℃以上）が生じ、その結果接触応力が
大きくなって予圧量が減少し、このため所謂「予圧抜
け」の生じる虞があり、厳しい条件での使用には耐えら
れない場合が生じ得る。

【０００７】そこで、斯かる点から、予圧方式として定
位置予圧方式に代えて定圧予圧方式を使用する方法が考
えられる。

【０００８】ところで、従来の定圧予圧方式を採用した
軸受装置としては、図１０及び図１１に示す装置が知ら
れている。

【０００９】図１０は第１の従来技術を示す定圧予圧方
式の軸受装置であって、該第１の従来技術はビルト・イ
ン・モータの内面研削用高速スピンドルの場合を示して
いる。

【００１０】すなわち、該軸受装置は、２個のアンギュ
ラ玉軸受（第１及び第２のアンギュラ玉軸受１２６、１
２７）が互いに背面組合せとなるように離間して軸１２
８に外嵌され、また軸１２８にはロータ１２９が装着さ
れ、さらにステータ１３０はロータ１２９と平行状にハ
ウジング１３１に固着されている。

【００１１】該軸受装置においては、砥石１３２側の第
１のアンギュラ玉軸受１２６は、軸受固定部材１３３と
軸１２８の段付部１２８ａとにより外嵌固定され、第２
のアンギュラ玉軸受１２７は、コイルバネ１３４により
定圧予圧が負荷されると共に多数の案内ボール１３５に
より支持されている。

【００１２】具体的には、第２のアンギュラ玉軸受１２
７は軸１２８に外嵌されると共に、コイルバネ１３４が
中間部材１３６に螺合されたネジ部１５１の先端に着座
されて軸受間にスラスト荷重を加え、さらに第１の後側
押え蓋１３７と第２の後側押え蓋１３６との間には多数
の案内ボール１３４を配して総ボール案内支持とされて
いる。また、第１の後側押え蓋１３７と第２の後側押え
蓋１３６とはピン１３８を介して連接され、第２の後側
押え蓋１３６が案内ボール１３５に随伴して回転するの
を防止している。

【００１３】図１１は第２の従来技術を示す定圧予圧方
式の軸受装置の断面図であって、第１のアンギュラ玉軸
受１２６側は、第１の従来技術と同様であるが、第２の
アンギュラ玉軸受１２７は、コイルバネ１３４により定
圧予圧が負荷されると共に円板形状の２枚のダイヤフラ
ム１４１ａ、１４１ｂで支持されている。すなわち、該
第２の従来技術では、２枚のダイヤフラム１４１ａ、１
４１ｂが押え蓋１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃにより外
周部を中間部材１４３に固定され、部材１５２ａ、１５
２ｂにより内周部を蓋１４６に固定されている。また、
蓋１４６には第２のアンギュラ玉軸受１２７が固定され
ている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ＨＤ
Ｄ等のコンピュータ関連機器の分野では、装置が益々小
形化してきており、例えばＨＤＤの軸直径は４ｍｍ程度
に小形化してきている。また、各種部品をＨＤＤに組み
込むためのスペースも狭くなってきているため、部品の
個数も極力削減することが要請されてきており、さらに
昨今の価格競争を考慮すると、低コストでもって軸受装
置を製造することができるように組立工程を自動化する
必要もある。

【００１５】しかも、ＨＤＤのスピンドルでは、回転精
度や振動、音響等の要求が厳しく、例えば、非繰返回転
精度（ＮＲＲＯ）については２０〜３０ｎｍ程度の高精
度が要求される。

【００１６】しかしながら、前記従来の定圧予圧方式の
軸受装置をＨＤＤに適用した場合、第１の従来技術（図
１０）においては、ＨＤＤ用軸受装置のような小形の軸
受装置では多くの案内ボール１３５を介在させるための
スペースがなく、ラジアル剛性が不安定になり易いとい
う問題点がある。また、上述したようにＨＤＤのスピン
ドルではＮＲＲＯ（非繰返回転精度）が２０〜３０ｎｍ
程度の厳しい要求がなされ、また、音響や振動について
も厳しい要求がなされているが、上述のようなボール案
内では軌道輪の溝が変形して音響特性や振動特性が悪化
する虞があるという問題点がある。更には、部品個数が
多いため組立工程を自動化するのも困難となるという問
題点もある。

【００１７】また、第２の従来技術（図１１）では、ダ
イヤフラム１４１ａ，１４１ｂにはダンピング効果が期
待できないため、回転振れ等により振動が発生しやす
く、また、２枚のダイヤフラム１４１ａ、１４１ｂを組
み込むためのスペースを確保する必要があるため装置の
大形化を避けることができず、更には、上記第１の従来
技術と同様、部品個数が多いため組立工程を自動化する
のも困難となるという問題点がある。

【００１８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、軸受本体にセラミック材料を使用した場
合であっても、簡易且つ低コストでもって、優れた回転
精度と振動特性、音響特性を維持することができる軸受
装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る軸受装置は、軸に嵌合される内輪とハウ
ジングに嵌合される外輪と前記内輪及び前記外輪の間に
転動自在に保持される転動体とからなる複数の軸受本体
が、軸方向に離間して配設された軸受装置において、前
記複数の軸受本体のうちの特定の軸受本体が弾性部材を
介して予圧を負荷されると共に、前記特定の軸受本体
は、前記内輪と前記軸間、又は前記外輪と前記ハウジン
グ間の少なくとも一方が間隙を有して前記ハウジング内
に装着され、且つ該特定の軸受本体はアキシャル方向よ
りもラジアル方向の剛性の大きい金属製部材で連接支持
されていることを特徴としている。

【００２０】上記構成によれば、特定の軸受本体は、定
圧予圧を負荷され且つ内輪と軸間、又は外輪とハウジン
グ間の少なくとも一方がラジアル方向の間隙がない状態
で、アキシャル方向よりもラジアル方向の剛性の大きい
金属製部材により連接支持されているので、前記特定の
軸受本体は、がたつきが生じることもなくラジアル方向
に支持され、且つ軸方向に対しては軸受本体のスラスト
剛性に比べて弱いバネ支持となる。

【００２１】また、該軸受装置は、特定の軸受本体に予
圧を付与した状態で該特定の軸受本体を軸に固着し、次
いで前記金属製部材をハウジング及び軸受本体に一体的
に接続することにより組み立てることができ、したがっ
て組立工程の自動化も容易に行うことができる。

【００２２】また、上記軸受装置は、転動体の接触角の
延長線と軸の中心線との交点が金属製部材の水平面と合
致するように軸受本体及び金属製部材が配されるのが好
ましく、このように転動体の接触角の延長線と軸の中心
線との交点を金属製部材の水平面と合致させることによ
り、軸受本体のモーメント剛性が低下するのを回避する
ことができる。

【００２３】さらに、上記軸受装置においては、潤滑剤
が前記間隙に充填されているのが好ましい。すなわち、
上述した金属製部材には軸方向へのダンピング効果が期
待できないが、前記間隙に潤滑剤を充填させることによ
りダンピング効果を生じさせることができ、これにより
振動が生じたり音響特性が悪化するのを防止することが
でき、回転精度が低下するのを回避することができる。

【００２４】また、上記軸受装置では、予圧が負荷され
る特定の軸受本体を金属製部材で連接支持しているが、
前記特定の軸受本体を支持する他の方策としては、内輪
と軸間、又は外輪とハウジング間の少なくとも一方に多
数の弾性体微粒子を介装すると共に潤滑剤を充填するこ
とにより、弾性体微粒子による「ころがり案内」とする
のも好ましい。

【００２５】すなわち、本発明に係る軸受装置は、軸に
嵌合される内輪とハウジングに嵌合される外輪と前記内
輪及び前記外輪の間に転動自在に保持される転動体とか
らなる複数の軸受本体が、軸方向に離間して配設された
軸受装置において、前記複数の軸受本体のうちの特定の
軸受本体が弾性部材を介して予圧を負荷されると共に、
前記特定の軸受本体は、前記内輪と前記軸間、又は前記
外輪と前記ハウジング間の少なくとも一方に多数の弾性
体微粒子が介装され且つ潤滑剤が充填されていることを
特徴とするのも好ましい。

【００２６】上記構成によれば、多数の弾性体微粒子を
前記内輪と前記軸間、又は前記外輪と前記ハウジング間
の少なくとも一方に介装しているので、該弾性体微粒子
の平均化効果により軸受装置における外輪又は内輪の変
形を生じることもなく、軸受装置のラジアル剛性を大き
くすることができ、また、前記弾性体微粒子が介装され
る微小間隙には潤滑剤が充填されているので、軸受装置
のダンピング効果をも確保することができ、振動が生じ
たり音響特性の悪化を防止することができ、回転精度が
低下するのを防止することができる。

【００２７】また、該軸受装置は、弾性体微粒子を一様
に分散散布することにより前記特定の軸受本体の装着さ
れる軸外周面又はハウジング内周面に前記弾性体微粒子
を供給した後、前記特定の軸受本体に予圧を付与した状
態で該特定の軸受本体を軸に固着することにより組み立
てることができ、したがって組立工程の自動化も容易に
行うことができる。

【００２８】また、前記弾性体微粒子は、該弾性体微粒
子の介装される微小間隙のすきま値や弾性変形量等に基
づいて材質及び粒径を選定するのが好ましく、このよう
にして弾性体微粒子の材質及び粒径を選定することによ
り、軸受装置の型式・用途に応じた所望の回転精度を確
保することが可能となる。

【００２９】尚、弾性体微粒子による案内方式の他の応
用としては、高速研削用スピンドルや旋回盤を備えた研
削盤等の工作機械に適用することもできる。

【００３０】すなわち、固定側を構成する第１の軸受本
体と予圧が負荷される第２の軸受本体とを有する高速研
削用スピンドルにおいて、第１の軸受本体についてはラ
ジアル方向、アキシャル方向の夫々について弾性体微粒
子案内とし、第２の軸受本体についてはラジアル方向の
みを弾性体微粒子案内とすることにより、軸受装置のラ
ジアル剛性を確保することができる。

【００３１】また、研削盤においては、基台と旋回盤と
の間に弾性体微粒子を介装させることにより、平面同士
のリンキングを主現象とした位置決め精度の悪化や駆動
力の増大を防止することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳説する。

【００３３】図１は本発明に係る軸受装置の一実施の形
態を示す要部断面図である。

【００３４】同図において、第１及び第２の転がり軸受
（アンギュラ玉軸受）１ａ、１ｂは、第１及び第２の内
輪２ａ、２ｂ、第１及び第２の外輪３ａ、３ｂ、第１及
び第２の転動体４ａ、４ｂを有し、雌ネジ部５ａが刻設
された軸５に一定間隔を有して装着されている。すなわ
ち、転がり軸受１ａ、１ｂは、互いに背面組み合わせ
（ＤＢ形）となるように、第１及び第２の内輪２ａ、２
ｂが軸５に接着又は不図示の挿入治具を介して圧入さ
れ、前記軸５に固着されている。また、第１の転がり軸
受１ａと第２の転がり軸受１ｂとの間には軸方向への定
圧予圧の付与が可能となるように所定のバネ定数を有す
る２枚の皿バネ６ａ、６ｂ（弾性部材）が段部７に着座
されている。

【００３５】また、第１の外輪３ａにはスリーブ８が接
着又は圧入により外嵌固着されると共に、適数個の雌ネ
ジ部９が刻設されたハウジング（ロータハブ）１０には
上蓋１１が接着又は圧入により内嵌固着され、さらにス
リーブ８とハウジング１０とは円板形状の金属製材料か
らなるダイヤフラム１３（金属製部材）により連接され
ている。

【００３６】そして、スリーブ８とハウジング１０の内
周面との間に形成された間隙１２にはグリースや潤滑油
等の潤滑剤が充填され、これにより第１の転がり軸受１
ａにダンピング効果を持たせ、軸受弾性とダイヤフラム
弾性により発生する２個の固有振動をマッチングさせる
ことにより振動が生じるのを防止している。

【００３７】具体的には、上蓋１１は、段付部１１ａを
有する略円筒形状に形成されると共に、ダイヤフラム１
３は、外径Ｄｏが蓋１１の内周面１１ｂと略同一径に形
成され且つ内径Ｄｉがスリーブ８と接合可能な径に形成
されている。そして、該ダイヤフラム１３は、レーザ溶
接により上蓋１１の内周面１１ｂ及びスリーブ８に接合
され、第１の転がり軸受１ａは上蓋１１に固着されたダ
イヤフラム１３に連接支持されている。

【００３８】また、本実施の形態では、第１の転動体２
ａの接触角αの延長線と軸５の中心線との交点を仮想ピ
ポットＰとし、該仮想ピポットＰとダイヤフラム１３の
水平面とが一致するように第１の軸受本体１ａ及びダイ
ヤフラム１３の位置調整を行い、これにより第１の軸受
本体１ａのモーメント剛性が低下するのを回避してい
る。

【００３９】尚、ラジアル剛性はcos²α（α：接触角）
に比例するため、第１の転動体４ａの中心位置とダイヤ
フラム１３の水平面の位置とがずれても、ラジアル剛性
の低下は少なく、しかも軸受弾性のバネ定数は、軌道輪
（内輪４ａ及び外輪３ａ）の溝形状や第１の転動体４ａ
の個数に応じて変化するため、これら溝形状や第１の転
動体４ａの個数を調整することにより、上述したダイヤ
フラム１３の水平面と第１の転動体４ａの中心位置とが
ずれることにより生じ得るラジアル剛性の低下を極力回
避することができる。

【００４０】また、ダイヤフラム１３の外径Ｄｏ及び内
径Ｄｉについては、ダイヤフラム１３のモーメント剛性
及びラジアル剛性は大きい方が好ましいことから、温度
変化による応力変動の許容範囲内で定位置予圧方式に近
付けるのが好ましく、例えば、ダイヤフラム１３の板厚
を小さくした場合は、ダイヤフラム１３の外径Ｄｏと内
径Ｄｉとの偏差（Ｄｏ−Ｄｉ）を極力小さく設定するの
が望ましい。

【００４１】このように構成される軸受装置は、以下の
ようにして組み立てられる。

【００４２】すなわち、まず、第２の転がり軸受１ｂの
第２の内輪２ｂを軸５に接着し又は挿入治具を介して圧
入して第２の転がり軸受１ｂを所定位置に固着し、次い
で、皿バネ６ａ、６ｂを段部７に着座させ、この後挿入
治具等を介して第１の転がり軸受１ａを軸５に圧入し第
１の外輪３ａに予圧を負荷した状態で該第１の内輪２ａ
を軸５に接着する。これにより挿入治具を除去しても皿
バネ６ａ、６ｂを予圧負荷に相当する量だけ弾性変形さ
せたこととなり、第１の転がり軸受１ａには定圧予圧が
負荷されることとなる。

【００４３】そしてこの後、スリーブ８を第１の外輪３
ａに外嵌固着した後、ダイヤフラム１３の外周部を固着
した上蓋１１をハウジング１０に固着し、次いでレーザ
溶接によりダイヤフラム１３の内周をスリーブ８に固着
する。

【００４４】このようにして本軸受装置は容易に組み立
てることができ、組立工程の自動化も容易に行うことが
できる。

【００４５】このように本実施の形態では、皿バネ６
ａ、６ｂにより第１の転がり軸受１ａに定圧予圧を負荷
すると共に、スリーブ８を介して第１の転がり軸受１ａ
をダイヤフラム１３でラジアル方向に支持しているの
で、ラジアル剛性を確保することができ、「がた」が生
じることもない。しかも、本実施の形態では隙間１２に
潤滑剤が充填されているので、ダンピング効果も確保す
ることができ、振動特性や音響特性が悪化するのを防止
することができる。

【００４６】図２は本発明の第２の実施の形態を示す断
面図であって、本第２の実施の形態では、定圧予圧を付
与する形式として、皿バネ６ａ、６ｂに代えてコイルバ
ネ１７を使用している。

【００４７】このようにコイルバネ１７を使用しても、
上述と同様の原理により定圧予圧を負荷することができ
ると共に、第１の転がり軸受１ａのラジアル剛性を確保
することができ、「がた」が生じるのを回避することが
できる。

【００４８】尚、定圧予圧を付与する方式としては、上
述した皿バネ６ａ、６ｂ、コイルバネ１７に限定される
ものではなく、例えば、クロロプレン等のゴム材料を使
用してもよい。

【００４９】図３は本発明に係る軸受装置の第３の実施
の形態を示す要部断面図であって、本第３の実施の形態
では、第１の外輪３ａとハウジング１９との間に形成さ
れる微小間隙に多数の弾性体微粒子１８を弾性変形した
状態で介装し、さらに前記微小間隙にはグリースや潤滑
油等の潤滑剤が充填されている。尚、２０は第１の転が
り軸受１ａをシールするための上蓋である。

【００５０】すなわち、上述したようにＨＤＤの分野で
は小形化の要請が厳しく、したがって軸受装置の設置空
間が狭く、またコストの低廉化が要求されているため、
部品個数を極力削減する必要があり、したがって予圧が
負荷される転がり軸受自体をボール案内とすることが考
えられる。

【００５１】しかしながら、ＨＤＤのスピンドルではＮ
ＲＲＯが２０〜３０ｎｍ程度の厳しい要求がなされ、し
かも音響や振動についても厳しい要求がなされており、
転動体のみならず内輪の軌道輪溝の真円度も１〜２ｎｍ
が要求される。

【００５２】したがって、〔従来の技術〕の項（第１の
従来技術、図１０）で述べたボール案内では介装可能な
ボール数も少なく、軌道輪等の軸受構成部材が変形する
虞がある。

【００５３】そこで、本第３の実施の形態では、例え
ば、液晶表示装置等で液晶層の厚さを均一にするために
２枚のガラス基板間に分散散布される周知の微粒子弾性
体１８（粒径２０μｍ〜１００μｍ）を使用し、第１の
外輪３ａとハウジング１９との間に形成される微小間隙
に多数の微粒子弾性体１８を弾性変形させた状態で介装
すると共に、該微小間隙には潤滑剤が充填されている。

【００５４】そして、本第３の実施の形態では、図４に
示すように、ハウジング１９の内周面であって第１の転
がり軸受１ａの挿入方向（図中、矢印Ａで示す）に直角
に複数の環状溝２２を設け、上記第１及び第２の実施の
形態と同様、第２の転がり軸受１ｂを軸５に固着させた
後、弾性体微粒子１８を分散散布して該弾性体微粒子１
８を環状溝２２に供給し、次いで第１の転がり軸受１ａ
を矢印Ａ方向に挿入して「ころがり案内」により多数の
弾性体微粒子１８を第１の外輪３ａとハウジング１９と
の間に均一に分散させると共に、挿入治具により予圧を
負荷した状態で第１の内輪２ａを軸５に固着することに
より、容易に自動組立が可能となる。

【００５５】このように第３の実施の形態では、ハウジ
ング１９の内周面と第１の外輪３ａの外周面との間に形
成される微小間隙に弾性体微粒子１８を弾性変位を付与
した状態で挿入しているので、従来のボール案内（図１
１参照）に比べて遥かに多く弾性体微粒子１８を前記微
小間隙に介装させることができ、これにより、第１の転
がり軸受１ａには皿バネ６ａ、６ｂを介して所望の予圧
が負荷されると共に、弾性体微粒子１８の平均化効果に
より第１の外輪３ａの変形を生じさせることなく、ラジ
アル剛性を大きくすることができる。

【００５６】そして、前記微小間隙には潤滑剤が充填さ
れており、したがって回転精度や振動特性、音響特性等
の悪化を招来することなく第１の転がり軸受１ａに定圧
予圧を負荷することが可能となる。

【００５７】しかも、弾性体微粒子１８の圧縮荷重Ｆ
（Ｎ）と弾性変形量Ｓ（ｍｍ）とは近似的に数式（１）
で与えられることが知られており、弾性変形量に応じて
粒子径、粒子材質、粒子個数等種々のパラメータを適宜
選定することにより、最適な圧縮荷重を得ることがで
き、がたつきのない所望のラジアル剛性を有する軸受装
置を得ることができる。

【００５８】Ｆ＝（９．８）（２^1/2／３）（Ｓ^3/2）（Ｅ・Ｒ^1/2）／（１−Ｋ²） …（１）ここで、Ｅは圧縮弾性率（ＭＰａ）、Ｒは弾性体微粒子
１８の半径（ｍｍ）、Ｋは弾性体微粒子１８のポアソン
比である。

【００５９】尚、図４において、角度θは小さい方が第
１の外輪３ａとハウジング１９との間を滑り易く、ハウ
ジング１９の内周面と第１の外輪３ａの外周面との間に
弾性体微粒子１８を確実に挿入するためには、角度θを
１５°以下の摩擦角に設定する必要がある。

【００６０】図５は本発明に係る軸受装置の第４の実施
の形態を示す要部断面図であって、本第４の実施の形態
では、第１の転がり軸受１ａの上部に皿バネ６ａ、６ｂ
を配し、押え蓋２１により皿バネ６ａ、６ｂを弾性変形
させて第１の転がり軸受１ａに予圧を負荷すると共に、
軸５の外周面と第１の内輪２ａの内周面との間に多数の
弾性体微粒子１８が潤滑剤と共に介装されている。

【００６１】すなわち、本第４の実施の形態において
は、軸５の外周面に弾性体微粒子１８を分散散布して供
給した後、皿バネ６ａ、６ｂを介して上蓋２１により第
１の転がり軸受１ａを圧入し、該上蓋２１により第１の
転がり軸受１ａに予圧を付与している。

【００６２】そして、本第４の実施の形態では、第３の
実施の形態と同様、弾性体微粒子１８の平均化効果によ
り第１の内輪２ａの変形を生じさせることなく、ラジア
ル剛性を大きくすることができると共に、第１の転がり
軸受１ａをハウジング１９に形成された段付部１９ａに
当接させて位置決めし、且つ皿ばね６ａ，６ｂ、上蓋２
１で予圧を負荷しているので、第３の実施の形態のよう
な間座７（図３参照）が不要となり、部品個数を削減す
ることが可能となり、コストの低廉化を図ることができ
る。

【００６３】次に、上述した弾性体微粒子による「ころ
がり案内」のＨＤＤ以外への適用例について説明する。

【００６４】弾性体微粒子は、その粒径や材質等を変更
することにより前記弾性体微粒子の介在する微小間隙を
任意に設定することができ、また微小すきまであるた
め、所謂「スクイ−ズフィルムダンピング効果」を発揮
することができ、ころがり案内とすべり案内とを複合し
たものとすることができ、したがって、一般的には、従
来のすべり案内を使用した軸受装置については適用する
ことができると考えられる。

【００６５】特に、支持剛性とダンピング定数が大きい
ため、工作機械用スピンドル用支持軸受等の動特性が要
求される用途に適している。

【００６６】図６は本発明に係る軸受装置の第５の実施
の形態を示す要部断面図であって、該軸受装置を研削用
スピンドルに適用した場合を示している。

【００６７】すなわち、本軸受装置は、並列組み合わせ
（ＤＴ形）とされた２個の複列アンギュラ玉軸受（第１
及び第２の複列アンギュラ玉軸受２３、２４）が互いに
背面組合せとなるように離間して軸２５に外嵌され、さ
らに軸２５にはロータ２６が装着され、さらにステータ
２７がロータ２６と平行状に第１のハウジング２８に固
着されている。

【００６８】そして、第１の複列アンギュラ玉軸受２３
は、軸２５の段付部２５ａ、軸受固定部材３２及び前側
押え蓋３４により位置決めされて固定されている。さら
に、前記第１の複列アンギュラ玉軸受２３には、前側ス
リーブ３１が外嵌され、該前側スリーブ３１、第２のハ
ウジング２９及び前側押え蓋３４との間に形成される微
小間隙には断面コ字状に多数の弾性体微粒子３５が潤滑
剤と共に挿入されている。

【００６９】また、第２の複列アンギュラ玉軸受２４に
は、後側スリーブ３６が外嵌されると共に、該後側スリ
ーブ３６と第３のハウジング３０との間に形成される微
小間隙には軸方向に多数の弾性体微粒子３９が潤滑剤と
共に挿入されている。さらに、第３のハウジング３０に
設けられた凹所にはコイルバネ４０が着座され、該コイ
ルバネ４０により後側スリーブ３６を介して第２の複列
アンギュラ玉軸受２４に予圧を付与した状態で軸受保固
定部材３７及び後側押え蓋３８により固定されている。

【００７０】また、後側スリーブ３６はビス４２を介し
てダイヤフラム４２に固定され、後側スリーブ３６が回
転するのを防止している。尚、４３は冷却溝、４４はバ
ランスリングである。

【００７１】このようにして本第４の実施の形態では、
前側スリーブ３１のアキシャル方向及びラジアル方向を
弾性体微粒子３５による案内として第１の複列アンギュ
ラ玉軸受２３を固定側とし、後側スリーブ３６のラジア
ル方向を弾性体微粒子３９による案内としてコイルバネ
４０により第２の複列アンギュラ玉軸受２４に予圧を負
荷している。

【００７２】このように研削用高速スピンドルにおいて
も第２の複列アンギュラ玉軸受２４に確実に予圧を負荷
すると共に、弾性体微粒子３９により回転軸２５はがた
つくこともなく回転精度の低下を防止することができ、
また微小間隙には潤滑剤が充填されているので、所望の
ダンピング効果を確保することができ、振動特性や音響
特性が低下するのを防止することができる。

【００７３】図７は弾性体微粒子案内の他の実施の形態
を示す平面図であり、図８は図７のＸ−Ｘ断面図であ
る。

【００７４】すなわち、該他の実施の形態は、弾性体微
粒子による案内を旋回板に適用した場合を示しており、
ベース４５と旋回盤４６との間に弾性体微粒子４７が挿
入されている。尚、図中、４８は軸、４９は軸受ユニッ
ト、５０はスリーブ、５１は上蓋である。

【００７５】従来より、平面のスライド面では一般に振
動特性は良好とされているが、平面同士のリンキングを
主現象とした位置決め精度の低下や駆動力の増大が生じ
るという問題点があった。

【００７６】そこで、ストロークが小さく且つ開口面を
有さない旋回盤の場合、その案内面に弾性体微粒子を使
用し、これにより上述した位置決め精度の低下や駆動力
の増大を回避している。ここで、案内面の垂直方向のダ
ンピングは、隙間の三乗に比例することが知られてお
り、微粒子による微小隙間の効果が有効となる。例え
ば、２００μｍの隙間に対し、２０μｍの隙間では１０
００倍のダンピング効果が期待できる。

【００７７】尚、この場合、弾性体微粒子の材料として
は、旋回板４６との接合剛性を高める観点からはセラミ
ックス等の無機材料を使用するのが好ましい。

【００７８】その他、上記弾性体微粒子による案内とし
ては、数値制御を利用したセット替性、高精度化に対応
すべき案内面への適用が考えられる。例えば、マシニン
グセンタのスライド面への適用が考えられる。

【００７９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る軸受装
置は、軸に嵌合される内輪とハウジングに嵌合される外
輪と前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に保持される
転動体とからなる複数の軸受本体が、軸方向に離間して
配設された軸受装置において、前記複数の軸受本体のう
ちの特定の軸受本体が弾性部材を介して予圧を負荷され
ると共に、前記特定の軸受本体は、前記内輪と前記軸
間、又は前記外輪と前記ハウジング間の少なくとも一方
が間隙を有して前記ハウジング内に装着され、且つ該特
定の軸受本体はアキシャル方向よりもラジアル方向の剛
性の大きい金属製部材で連接支持されているので、弾性
部材により特定の軸受本体には定圧予圧が負荷されると
共に、該特定の軸受本体はアキシャル方向のバネ定数が
小さく、ラジアル方向のバネ定数の大きい金属製部材で
支持しているので、ラジアル方向の剛性が確保されて
「がたつき」が発生することもなく、回転精度が悪化す
ることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る軸受装置の一実施の形態（第１の
実施の形態）を示す要部断面図である。

【図２】本発明に係る軸受装置の第２の実施の形態を示
す要部断面図である。

【図３】本発明に係る軸受装置の第３の実施の形態を示
す要部断面図である。

【図４】第３の実施の形態で軸受本体をハウジングに組
み込む際の説明図である。

【図５】本発明に係る軸受装置の第４の実施の形態を示
す要部断面図である。

【図６】本発明に係る軸受装置の第５の実施の形態を示
す要部断面図である。

【図７】弾性体微粒子による案内方式の他の実施の形態
を示す要部平面図である。

【図８】図７のＸ−Ｘ断面図である。

【図９】定位置予圧方式を採用した従来の軸受装置の断
面図である。

【図１０】定圧予圧方式を採用した軸受装置の第１の従
来技術を示す要部断面図である。

【図１１】定圧予圧方式を採用した軸受装置の第２の従
来技術を示す断面図である。

【符号の説明】

１ａ軸受本体１ｂ軸受本体２ａ内輪２ｂ内輪３ａ外輪３ｂ外輪５軸６ａ皿バネ（弾性部材）６ｂ皿バネ（弾性部材）１０ハウジング１２間隙１３ダイヤフラム（金属製部材）１７コイルバネ（弾性部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸に嵌合される内輪とハウジングに嵌合
される外輪と前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に保
持される転動体とからなる複数の軸受本体が、軸方向に
離間して配設された軸受装置において、前記複数の軸受本体のうちの特定の軸受本体が弾性部材
を介して予圧を負荷されると共に、前記特定の軸受本体は、前記内輪と前記軸間、又は前記
外輪と前記ハウジング間の少なくとも一方が間隙を有し
て前記ハウジング内に装着され、且つ該特定の軸受本体
の前記外輪はアキシャル方向よりもラジアル方向の剛性
の大きい金属製部材で連接支持されていることを特徴と
する軸受装置。