JP2002181058A - 複列玉軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内輪５を内筒１の外周面に圧入する際に、こ
の内輪５の内周面がこの内筒１の外周面の一部を削り取
る事を防止する。又、この内輪５をこの内筒１の外周面
に圧入する事に伴い、この内輪５の外周面に予め形成し
ておいた内輪軌道４が変形する事を防止する。 【解決手段】 上記内筒１の外周面を焼き入れ硬化させ
る事により、この外周面の硬度を大きくする。これによ
り、この外周面の一部が上記内輪５の内周面に削り取ら
れる事を防止する。上記内輪５と上記内筒１との嵌合部
の締め代が大きくなり過ぎない様に、互いに嵌合させる
これら内輪５の内径寸法と内筒１の外径寸法とを選択す
る。これにより、嵌合後、上記内輪軌道４が変形するの
を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばハードデ
ィスクドライブ装置（ＨＤＤ）、光ディスクドライブ装
置、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）、ビデオテープレ
コーダ（ＶＴＲ）等に組み込むスピンドルモータ、ピボ
ットカートリッジ等、各種精密回転部分に組み込んでこ
の回転部分を支承する、複列玉軸受装置の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上述の様な各種精密回転部分に組み込む
転がり軸受には、必要な剛性を確保する為、複数の玉に
予圧を付与した複列玉軸受装置が使用される。この様な
複列玉軸受装置の第１例に就いて、本発明の実施の形態
の第１例を示す図１により説明する。この図１に示した
複列玉軸受装置は、それぞれが円筒状の内筒１及び外筒
２と、１対の玉軸受３、３とを備える。このうちの玉軸
受３、３はそれぞれ、外周面に深溝型若しくはアンギュ
ラ型の内輪軌道４を有する内輪５と、内周面に深溝型若
しくはアンギュラ型の外輪軌道６を有する外輪７と、上
記内輪軌道４と外輪軌道６との間に転動自在に設けた複
数個の玉８、８とから成る。これら複数個の玉８、８
は、保持器９により転動自在に保持している。又、これ
ら各玉８、８を設置した空間の両端開口部は、それぞれ
シールド板１０、１０により塞ぐ事で、この空間内に封
入したグリースの漏洩防止とこの空間内への異物侵入防
止とを図っている。

【０００３】上述の様な１対の玉軸受３、３は、互いに
同心に配置した上記内筒１と上記外筒２との間に、軸方
向に関し互いに離隔した状態で組み付けている。又、こ
の状態で、上記各玉軸受３、３に所定の予圧を付与して
いる。即ち、これら各玉軸受３、３を構成する各外輪
７、７を、それぞれ上記外筒２の両端部に接着若しくは
隙間嵌め等により内嵌すると共に、それぞれの内端面
（両外輪７、７同士で互いに対向する側の端面）を、こ
の外筒２の内周面両端寄り部分に形成した段差面１１、
１１に突き当てている。又、上記各玉軸受３、３を構成
する各内輪５、５を、それぞれ上記内筒１の外周面に圧
入する事により、この内筒１の両端寄り部に締り嵌めで
外嵌固定している。又、一方（図１の右方）の内輪５の
外端面（両内輪５、５同士で互いに反対側となる端面）
を、上記内筒１の一端部（図１の右端部）外周面に全周
に亙り形成した鍔部１２に突き当てている。そして、こ
の状態で、他方（図１の左方）の内輪５の上記内筒１の
他端縁（図１の左端縁）からの圧入量（押し込み量）を
増加させる事により、上記各玉軸受３、３に所定の予圧
を付与している。尚、これら各玉軸受３、３に付与する
予圧量の調整は、例えば、上記複列玉軸受装置の共振周
波数やロストルクを測定しつつ、上記他方の内輪５の圧
入量を調節する等により行なう。

【０００４】次に、複列玉軸受装置の第２例に就いて、
本発明の実施の形態の第２例を示す図２により説明す
る。この図２に示した複列玉軸受装置は、軸１３と、上
述した第１例と同様の１対の玉軸受３、３とを備える。
そして、これら各玉軸受３、３を上記軸１３に外嵌支持
すると共に、これら各玉軸受３、３に所定の予圧を付与
している。即ち、これら各玉軸受３、３を構成する各内
輪５、５を、それぞれ上記軸１３の外周面に圧入する事
により、この軸１３の中間部で軸方向に関し互いに離隔
した位置に、締り嵌めで外嵌固定している。又、この状
態で、上記各玉軸受３、３を構成する各外輪７、７同士
の間に圧縮コイルばね１４を設けている。そして、この
圧縮コイルばね１４の弾力により上記各外輪７、７を、
互いに離れる方向に押圧する事で、上記各玉軸受３、３
に所定の予圧を付与している。尚、これら各玉軸受３、
３に付与する予圧量の調整は、例えば、上記圧縮コイル
ばね１４の弾力を考慮しつつ、上記各内輪５の上記軸１
３の両端部からの圧入量を調節する等により行なう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成する各
複列玉軸受装置は何れも、上記玉軸受３を構成する内輪
５と外輪７とのうちの少なくとも一方の軌道輪（内輪
５）を、相手部材である内筒１又は軸１３の外周面に圧
入する構造を採用している。ところが、これら各複列玉
軸受装置を造る場合に従来は、互いに圧入嵌合する上記
内輪５と上記内筒１及び軸１３とのうちの内輪５にのみ
焼き入れ硬化処理を施し、これら内筒１及び軸１３に焼
き入れ硬化処理を施していなかった。この為、上記内輪
５を上記内筒１及び軸１３の外周面に圧入する際に、こ
の内輪５の内周面がこれら内筒１及び軸１３の外周面の
一部を削り取りながら軸方向に移動する場合があった。
この様に内輪５の内周面が上記内筒１及び軸１３の外周
面の一部を削り取る事は、この内輪５の内周面にバレル
加工等による平滑化処理を施しても生じる場合がある。

【０００６】上述の様に内輪５の内周面が上記内筒１及
び軸１３の外周面の一部を削り取る事、並びに、この結
果生じた削り粉（金属粉）が上記内輪５の内周面と上記
内筒１及び軸１３の外周面との間に噛み込まれる事は、
この内輪５を軸方向に移動させる事に対する抵抗とな
る。この為、上記内輪５の圧入作業に長い時間を要した
り、著しい場合にはこの内輪５の圧入作業を行なえなく
なる場合があった。又、上記削り粉が上記内輪５の内周
面と上記内筒１及び軸１３の外周面との間に噛み込まれ
る事に伴って、これら内輪５や内筒１及び軸１３が変形
した場合には、上記各玉軸受３、３に付与する予圧量を
調節する為に行なう、上記各複列玉軸受装置の共振周波
数の測定を正確に行なえなくなる可能性がある。この様
に共振周波数の測定を正確に行なえなくなると、これら
各複列玉軸受装置の剛性のばらつきが大きくなると言っ
た不都合を生じる。

【０００７】又、上述の様に軌道輪である内輪５を内筒
１又は軸１３の外周面に圧入する構造の場合、この内輪
５の外周面に形成する内輪軌道４の加工精度を上げて、
この内輪軌道４の真円度や多角のレベル（うねりの多角
成分の均一性）を向上させた場合でも、上記内輪５を上
記内筒１及び軸１３の外周面に圧入した後に、上記内輪
軌道４の真円度や多角のレベルを良好に維持するのが難
しい場合があった。即ち、互いに圧入嵌合する上記内輪
５と上記内筒１及び軸１３とは、それぞれ寸法誤差を持
って造られる。この為、例えこの寸法誤差が許容範囲内
にある場合でも、それぞれが異なる寸法誤差を持った上
記内輪５と上記内筒１及び軸１３との組み合わせによ
り、これら内輪５の内周面と内筒１及び軸１３の外周面
との嵌合部の締め代が比較的大きくなる場合がある。そ
して、この様に嵌合部の締め代が大きくなると、互いに
嵌合する上記内輪５の内周面と上記内筒１又は軸１３の
外周面との真円度の崩れや多角形状が、上記内輪５の外
周面に存在する、上記内輪軌道４の真円度の崩れや多角
形状として現れ易くなる。この様に従来は、上述の様に
内輪５を内筒１及び軸１３の外周面に圧入した後の状態
で、上記内輪軌道４の真円度や多角のレベルを良好に維
持する事が難しい場合があった。尚、この様にして内輪
軌道４（軌道）の真円度や多角のレベルが低下する現象
は、実質的に、上記内輪５（軌道輪）の径方向に関する
肉厚が薄い、ＪＩＳの呼び番号が６９６（内輪５の内径
寸法＝６mm、外輪７の外径寸法＝１５mm、内輪５及び外
輪７の幅＝５mm）以下の玉軸受３や、これと同程度の寸
法を有する軌道輪を使用する場合に発生し易い。

【０００８】上述の様に内輪軌道４の真円度や多角のレ
ベルが低下する事は、運転時に発生するＮＲＲＯ（回転
非同期振れ）を大きくしたり、音響レベルを高くする原
因となる為、好ましくない。そこで、この様な不都合を
解消する為に従来は、上記内輪５の外周面に形成した上
記内輪軌道４の仕上加工を、この内輪５を上記内筒１及
び軸１３に圧入した後に行なう等の対策を採用してい
た。ところが、この様な対策を採用する事は、結果的に
製造コストを上昇させる原因となっていた。

【０００９】本発明の複列玉軸受装置は、少なくとも１
個の軌道輪を相手部材の周面に圧入嵌合する場合に生ず
る、上述の様な不都合を解消すべく発明したものであ
る。即ち、本発明は、上記軌道輪を上記相手部材の周面
に圧入する際に、この軌道輪の周面がこの相手部材の周
面を削り取る事を防止したり、この軌道輪の周面に予め
形成しておいた軌道が変形する事を防止できる複列玉軸
受装置を実現するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の複列玉軸受装置
は、前述の図１〜２に示した複列玉軸受装置の様に、そ
れぞれが、外周面に内輪軌道を形成した内輪と、外周面
に外輪軌道を形成した外輪と、これら内輪軌道と外輪軌
道との間に転動自在に設けた複数個の玉とを備えた、１
対の玉軸受のうちの少なくとも一方の玉軸受を構成す
る、上記内輪と上記外輪とのうちの少なくとも一方の軌
道輪を、相手部材の周面に圧入により嵌合固定してい
る。

【００１１】特に、本発明のうち、請求項１に記載した
複列玉軸受装置に於いては、上記相手部材の周面を、例
えば焼き入れ、めっき（硬質クロムめっき、無電解ニッ
ケルめっき、アルマイト処理等）、表面窒化処理等によ
り、硬化させている。

【００１２】又、本発明のうち、請求項２に記載した複
列玉軸受装置に於いては、上記軌道輪と上記相手部材と
の嵌合部の締め代の大きさを所定範囲に規制して、上記
軌道輪を上記相手部材の周面に圧入する事に伴って、こ
の軌道輪の周面に形成した上記内輪軌道若しくは外輪軌
道が変形するのを実質的に防止している。

【００１３】

【作用】上述の様に構成する本発明の複列玉軸受装置の
うち、請求項１に記載した複列玉軸受装置の場合には、
相手部材の周面を焼き入れ硬化させている為、この相手
部材の周面が硬い。この為、この相手部材の周面に軌道
輪を圧入する際に、この相手部材の周面の一部が軌道輪
により削り取られる事を防止できる。この結果、前述し
た従来の場合の様に、軌道輪を相手部材の周面に圧入す
る際の抵抗力が大きくなったり、圧入力に対して抜け力
が低くなったり、或はこれら軌道輪や相手部材が変形し
て複列玉軸受装置の共振周波数を正確に測定できなくな
ると言った不都合を防止できる。

【００１４】又、請求項２に記載した複列玉軸受装置の
場合には、軌道輪を相手部材の周面に圧入した場合に、
この軌道輪の周面に予め形成しておいた内輪軌道若しく
は外輪軌道の真円度や多角のレベルが低下するのを抑え
る事ができる。この為、運転時に発生するＮＲＲＯの大
きさや音響レベルが上昇する事を防止できる。又、軌道
輪の周面に予め内輪軌道若しくは外輪軌道を形成できる
為、製造コストが高くなる事はない。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１〜２は、請求項１〜２に対応
する、本発明の実施の形態の第１〜２例を示している。
尚、これら図１〜２に示した各複列玉軸受装置の基本構
成に就いては前述した通りであるから、重複する説明は
省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心
に説明する。

【００１６】上記第１〜２例の各複列玉軸受装置の場
合、それぞれが相手部材である内筒１及び軸１３の外周
面を、焼き入れ硬化させている。即ち、これら内筒１及
び軸１３に焼き入れ硬化処理（若しくは硬質クロムめっ
き等の他の表面処理）を施す事により、これら内筒１及
び軸１３の外周面の硬さを、H_RC ４５以上（好ましく
は、H_RC ５０以上）としている。又、上記内筒１及び軸
１３の外周面の表面粗さを、１．６ａ以下（好ましく
は、０．４ａ以下）としている。

【００１７】上述の様に内筒１及び軸１３の外周面を焼
き入れ硬化させた各複列玉軸受装置の場合、これら内筒
１及び軸１３の外周面が硬い。この為、これら内筒１及
び軸１３の外周面に、それぞれ１対の玉軸受３、３を構
成する各内輪５、５を圧入する際、これら内筒１及び軸
１３の外周面の一部がこれら各内輪５、５の内周面によ
り削り取られる事を防止できる。この結果、前述した従
来の場合の様に、上記各内輪５、５を上記内筒１及び軸
１３の外周面に圧入する際の抵抗力が大きくなったり、
圧入力に対し抜け力が低くなったり、或はこれら各内輪
５、５や内筒１及び軸１３が変形して上記各複列玉軸受
装置の共振周波数を正確に測定できなくなると言った不
都合を、何れも防止できる。

【００１８】又、上記第１〜２例の各複列玉軸受装置の
場合には、上記内輪５を上記内筒１及び軸１３の外周面
に圧入した場合に、これら内輪５と内筒１及び軸１３と
の嵌合部の締め代が大きくなり過ぎない様にしている。
即ち、この様に嵌合部の締め代の大きさを規制する事に
より、上記内輪５の内周面と上記内筒１又は軸１３の外
周面との真円度の崩れや多角に基づいて、上記内輪５が
大きく弾性変形しない様にしている。これにより、互い
に嵌合する上記内輪５の内周面と上記内筒１又は軸１３
の外周面との真円度の崩れや多角が、上記内輪５の外周
面に形成した内輪軌道４の真円度の崩れや多角として現
れる事を防止している。尚、この様な防止を図れる上記
嵌合部の締め代の「上限値」は、上記内輪５の内周面と
上記内筒１又は軸１３の外周面との真円度、多角のレベ
ル、粗さレベル、径方向に関する肉厚等を考慮して決定
する。

【００１９】尚、上記第１〜２例の各複列玉軸受装置を
構成する玉軸受３、３は、上記内輪５の径方向に関する
肉厚が薄い、ＪＩＳの呼び番号が６９６以下のものを使
用している。この様なサイズの玉軸受３、３を使用する
場合、上記内輪５の通常の内径許容差である５μｍの範
囲内でも、この内輪５の内径寸法の下限側で、上記嵌合
部の締め代が大きくなり過ぎる可能性がある。この為、
それぞれが寸法誤差を持って造られる、上記内輪５と上
記内筒１及び軸１３とを無作為に嵌合させると、これら
内輪５と内筒１及び軸１３との嵌合部の締め代が大きく
なり過ぎる可能性がある。そこで、上記第１〜２例の各
複列玉軸受装置の場合には、上述の様に嵌合部の締め代
が大きくなり過ぎない様にする作業を、次の様にして行
なう。

【００２０】先ず、上記内輪５の内径寸法を、上記内径
許容差である５μｍの範囲内で、例えば等間隔で大きさ
別に１０段階に区分けする。尚、この際に上記内輪５の
内径寸法は、例えばピンゲージ、エアマイクロメータ、
電気マイクロメータ、内径測長器等により測定する。一
方、上記内筒１及び軸１３の外周面は加工し易い。この
為、これら内筒１及び軸１３の外径寸法は、上記内輪５
の内径寸法の場合と等しい間隔か、或はより小さい間隔
で、大きさ別に複数段階に区分けする。尚、この際にこ
れら内筒１及び軸１３の外径寸法は、例えばマイクロメ
ータ、エアマイクロメータ等により測定する。そして、
この様に内輪５の内径寸法と内筒１及び軸１３の外径寸
法とを複数段階ずつに区分けしたならば、次いで、これ
ら内輪５と内筒１及び軸１３との嵌合部の締め代が前述
の様に決定した「上限値」以下となる様に、上記内輪５
の内径寸法と上記内筒１及び軸１３の外径寸法とを選択
する。そして、この様に選択した内径寸法を有する内輪
５と外径寸法を有する内筒１及び軸１３とを、互いに圧
入嵌合させる。

【００２１】上述の様に、第１〜２例の各複列玉軸受装
置の場合には、上記内輪５を上記内筒１及び軸１３の外
周面に圧入した場合に、この内輪５の外周面に予め形成
しておいた内輪軌道４の真円度や多角のレベルが低下す
るのを防止する事ができる。この為、運転時に発生する
ＮＲＲＯの大きさや音響レベルが上昇する事を防止でき
る。又、上記内輪５の外周面に予め内輪軌道４を形成で
きる為、製造コストが高くなる事はない。

【００２２】尚、本発明の複列玉軸受装置は、上述の図
１〜２に示した第１〜２例の構造のものに限らず、少な
くとも１個の軌道輪を相手部材の周面に圧入嵌合する、
各種構造の複列玉軸受装置に適用できる。例えば、本発
明の複列玉軸受装置は、図３に示した本発明の実施の形
態の第３例の様に、１対の玉軸受３ａ、３ｂを構成する
外輪７ａをこれら両玉軸受３ａ、３ｂで共用すると共
に、各内輪５、５を軸１３の外周面に圧入嵌合する構造
のものや、図４に示した同第４例の様に、一方の玉軸受
３ｃを構成する内輪５を他方の玉軸受３ｄを構成する内
輪５ａに設けた筒部１５の外周面に圧入嵌合する構造の
ものや、図５〜６に示した同第５〜６例の様に、１対の
玉軸受３、３を構成する各内輪５、５を他の部材を構成
する円筒部１６の外周面に圧入嵌合する構造のものや、
図７に示した同第７例の様に、一方の玉軸受３ｅを構成
する内輪５ｂを他方の玉軸受３ｆを構成する内輪５の外
周面に圧入嵌合する構造のもの等に適用できる。尚、こ
の内輪５は、請求項に記載した相手部材ではない。この
相手部材は、あくまでも玉軸受の構成部材以外の部材で
ある。又、本発明の複列玉軸受装置は、外輪を相手部材
の内周面に圧入内嵌する構造にも適用できる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の複列玉軸受装置は、以上に述べ
た通り構成され作用するが、軌道輪を相手部材の周面に
圧入する際の抵抗力が大きくなる事を防止できる為、組
み付け作業の能率化を図れる。又、複列玉軸受装置の共
振周波数を正確に測定できる為、剛性のばらつきを抑え
る事ができる。又、運転時に発生するＮＲＲＯの大きさ
や音響レベルが上昇する事を防止できる。更には、軌道
輪を相手部材の周面に圧入する以前に、この軌道輪の周
面に予め軌道を形成できる為、製造コストの高騰を防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。

【図２】同第２例を示す断面図

【図３】同第３例を示す断面図

【図４】同第４例を示す断面図

【図５】同第５例を示す断面図

【図６】同第６例を示す断面図

【図７】同第７例を示す断面図

【符号の説明】

１ 内筒 ２ 外筒 ３、３ａ〜３ｆ 玉軸受 ４ 内輪軌道 ５、５ａ、５ｂ 内輪 ６ 外輪軌道 ７、７ａ、７ｂ 外輪 ８ 玉 ９ 保持器 １０ シールド板 １１ 段差面 １２ 鍔部 １３ 軸 １４ 圧縮コイルばね １５ 筒部 １６ 円筒部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれが、外周面に内輪軌道を形成し
   た内輪と、内周面に外輪軌道を形成した外輪と、これら
   内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けた複数個の
   玉とを備えた、１対の玉軸受のうちの少なくとも一方の
   玉軸受を構成する、上記内輪と上記外輪とのうちの少な
   くとも一方の軌道輪を、相手部材の周面に圧入により嵌
   合固定している複列玉軸受装置に於いて、この相手部材
   の周面を硬化させている事を特徴とする複列玉軸受装
   置。
2. 【請求項２】 それぞれが、外周面に内輪軌道を形成し
   た内輪と、外周面に外輪軌道を形成した外輪と、これら
   内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けた複数個の
   玉とを備えた、１対の玉軸受のうちの少なくとも一方の
   玉軸受を構成する、上記内輪と上記外輪とのうちの少な
   くとも一方の軌道輪を、相手部材の周面に圧入により嵌
   合固定している複列玉軸受装置に於いて、この軌道輪と
   上記相手部材との嵌合部の締め代の大きさを所定範囲に
   規制して、この軌道輪をこの相手部材の周面に圧入する
   事に伴って、この軌道輪の周面に形成した上記内輪軌道
   若しくは外輪軌道が変形するのを実質的に防止している
   事を特徴とする複列玉軸受装置。