JP2004100754A - 軸受装置の外輪内面の滑面仕上処理方法および該処理方法を施した軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送り目のない総形バイト仕上げすることにより外輪内面を滑らかにし、更に該内面をバレル仕上げすることにより、より滑らかでカエリが無く後で微細異物が付着しても、洗浄で簡単に落としやすくすることである。
【解決手段】外輪と、内輪または軸との間に複数個の転動体を組み込んでなる軸受装置であって、外輪１の内径面１ａと軌道溝１ｂとシール板溝１ｃを送り目のない総形バイト仕上げし、その後バレル仕上げを施す。総形バイト８は外輪１の内径面１ａと軌道溝１ｂとシール板溝１ｃの全体を同時に旋削する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＶＴＲドラムスピンドルモータ、テープストレージドラムスピンドルモータ、ＨＤＤモータ等ディスクメモリースピンドルモータ、その他モータに利用される軸受装置に使用する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の軸受装置を構成する外輪の内径面は、一般的に切削加工又は研削加工が施されている。すなわち、加工前の外輪内径面は、その面粗さが大きく、かつカエリやバリが生じていることがあるため、その面粗さやカエリ等を無くして滑らかにするためこのような切削加工・研削加工が施されている。なお、転動体の転がる軌道面にあっては超仕上研磨がなされている。
しかし、切削加工又は研削加工によると、該加工によって微細な切粉や微細な研磨砥粒などの微細異物が生じるため、該微細異物が上記粗い面の凹部に付着することもあり、この微細異物が付着すると洗浄によっても取り除き難かった。そして、この微細異物が軸受状態でグリースの攪拌等でまれに落下し、玉と軌道面との間に噛み込まれると、異音を発したり面を荒らして、音響を悪化させ軸受の音響寿命を短くするおそれがあった。
そこで、切削加工や研削加工後に外輪内径面に残るこのようなカエリや微細異物による弊害を除こうとする技術として、特開２００１−１２１４１６や特開２００１−１２４０９４などが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−１２１４１６では、外輪内径面に、該外輪の硬度よりも高い硬度を有する仕上加工ローラを押し付けることにより、その仕上加工ローラの押圧で外輪内径面に付着する微細異物を該内径面に埋め込ませ、該内径面を滑らかに仕上げる方法が開示されている。
他方、特開２００１−１２４０９４では、外輪内径面にその内径寸法より大きく、かつ外輪の硬度よりも高い硬度を有する玉を通過させることにより、その大径状の玉の押圧で外輪内径面に付着する微細異物を該内径面に埋め込ませ、該内径面を滑らかに仕上げる方法が開示されている。
しかし、特開２００１−１２１４１６、特開２００１−１２４０９４では、上述するように仕上加工ローラや大径状の玉の使用により外輪内径面に付着する微細異物を内径面に強制的に埋め込むようにしているものであるが、付着物全てを完全に埋め込むこと、若しくは掻き落とすことは大変困難で完全には成し得ていなかった。また、内径面に微細異物を強制的に埋め込んでも、軸受使用中に該異物が内径面から落下することもあり、このような場合内径面には微細異物を埋め込んでいた後の凹部が残ってしまう。
このため外輪内径面からカエリや微細異物を完全に取り除いて内径面を滑らかにするという目的は必ずしも充分達成し得ていなかった。
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、送り目のない総形バイト仕上げすることにより外輪内径面を滑らかにし、更に該内径面をバレル仕上することにより、より滑らかでカエリが無く後で微細異物が付着しても、洗浄で簡単に落としやすくすることである。
【０００４】
【課題を達成するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、外輪と、内輪または軸との間に複数個の転動体を組み込んでなる軸受装置であって、外輪の内径面を送り目のない総形バイト仕上げし、その後、該内径面にバレル仕上げを施す外輪内径面の滑面仕上処理方法を採用する。
また、上述の通り、外輪の内径面を送り目のない総形バイト仕上げした後、バレル仕上を施すことにより、内径面が滑面に形成されている軸受装置とする。
この軸受装置には、内輪案内あるいは軸外径面案内の保持器を組込むこともできる。例えば、この場合において、転動体として玉を用いた深溝玉軸受が一例としてあげられる。また、軸に複列の軌道面を設け、各軌道面に対応する外輪を有し、外輪間にコイルばねを介して予圧した軸付き軸受も供し得る。この時、軸外径面案内あるいは転動体案内の保持器を組込むこともできる。
総形バイトとしては、例えば、外輪の内径面と軌道溝とシール板溝の全体を同時に旋削する旋削バイト、外輪の軌道溝全体と内径面全体を同時に旋削する旋削バイト、外輪の内径面全体を同時に旋削する旋削バイト、外輪のシール板溝全体と内径面全体を同時に旋削する旋削バイト、外輪の一方の内径面全体を同時に旋削する旋削バイト、外輪の一方のシール板溝と一方の内径面全体を同時に旋削する旋削バイトが代表例として挙げられる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
本発明の軸受装置は、外輪と内輪、または外輪と軸との間に、複数個の転動体を組み込んでなる軸受装置全般を対象とする。この軸受装置には、内輪案内あるいは軸外径案内の保持器を組込んだ深溝玉軸受等や、軸に複列の軌道面を設け、各軌道面に対応した外輪を有し、外輪間にコイルばねを介して予圧した軸付き軸受等が挙げられ、この時、軸外径面案内あるいは転動体案内の保持器を組込むこともできる。なお、本実施形態では、その説明上、転動体に玉を使用した転がり軸受とするが、本発明はこれに限定されるものではなく、ころ軸受など本発明の範囲内で適宜選択変更可能である。
そして、上記軸受装置における外輪の内面（内径面・軌道溝若しくはシールを有する場合はシール板溝）は、送り目のない総形バイト仕上げを施し、そしてその後、バレル仕上げを施す。
上述の通り、外輪の内面を送り目のない総形バイト仕上げすることにより、まず内面の面粗さを小さくして滑らかな面とし、そしてさらにその内面にバレル仕上げを施すことにより、外輪の内面に残っているカエリや微細異物などを除去し、該内面はより滑面に形成される。
【０００６】
図１は、外輪内面の滑面仕上処理方法を施した軸付き軸受の一実施形態を示す。１は外輪、２は複列の溝２ａを有する軸、３は外輪１と軸２との間に組み込まれる複数個の転動体、４は外輪１，１間に配されるばね、５はばね座、６は密封板を示す。また、７は保持器で、図１の実施形態では玉案内の保持器とする。本軸付き軸受装置を構成する上記各構成部品は、外輪１の内径面１ａ・軌道溝１ｂ・シール板溝１ｃのいずれか若しくは全てに特有の滑面仕上げ処理を施した以外は周知の構成であって、特に限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。
【０００７】
図２は、本発明における総形バイト仕上げの第一実施形態を示し、本実施形態では、図示する所望な旋削バイト８を使用して、外輪１の内径面１ａと軌道溝１ｂと左右のシール板溝１ｃ，１ｃの全体を同時に総形バイト仕上げしている状態を示す。
外輪１を回転（図中Ｒ方向）させながら、その内径面１ａと軌道溝１ｂと左右のシール板溝１ｃ，１ｃの軸方向全域にわたって合致する旋削バイト８の切刃８ａを同時に押し当ててバイト仕上げすることで、内径面１ａと軌道溝１ｂと左右のシール板溝１ｃ，１ｃを、送り目のない滑らかな仕上げ面にしている。なお、旋削バイト８は、本発明の範囲内であればよく特に限定はされない。
そして、その後バレル仕上げ・光輝バレル仕上げを施すと、内径面１ａ・軌道溝１ｂ・左右のシール板溝１ｃ，１ｃは、バリのないより滑らかな面（滑面）に仕上げられる。なお、図１１は、外輪１を回転させながら、外輪内径面１ａの軸方向に旋削バイトを送って内径面を旋削仕上げしている状態を参考までに示すが、このような方法によると、バイトの送りによる目が生じてしまうため、図１１（ｂ）に示すように内径面１ａの面粗さが粗くなってしまう。
バレル仕上は、周知のバレル装置などによる研磨加工が適宜選択され、バリを落とし、角部を丸める目的の取りしろが比較的多いバレルと、表面を仕上げる目的の光輝バレルとを組合せて行うと、より効果が期待できるが、限定されること無く本発明の範囲内で適宜選択される。なお、研磨石（メディア）の選択・混合比など、またバレル回転数・研磨時間などの諸条件にあっては、夫々必要に応じ適宜設定される。
特に軸２に直接複列溝２ａを設け、外輪１，１間にばね４で予圧した軸付き軸受においては、図１のように両列の後で転動体３を組込む側は、ばね４やばね座５が邪魔になり保持器７を外輪１のばね４の反対側（軸端側）から組込む必要がある（図１の場合は上側）。このため最低でも後で転動体３を組込む側のグリース封入は、保持器７の背面（反ポケット側）７ａからグリースＧを封入する必要がある。このため、保持器外径面７ｂと外輪内径面１ａとの隙間を通してグリースＧを封入することから、外輪内径面１ａの清浄度の影響が大きく（この場合、内径面１ａに異物が付着しているとグリースＧと一緒に軌道溝１ｂに異物を押し込んでしまうことが考えられる。）、本発明の効果が期待できる。
更に、上記軸径が４ｍｍ以下で外輪１の内径が６．５ｍｍ以下の小さな軸付き軸受では効果が期待でき、更に小さなＤＶＣ（デジタルビデオカセットレコーダ）やＭＩＣＲＯＭＶ（マイクロエムヴィ）等のドラムスピンドル用では、より低トルクが要求され更に高速回転されるため、グリースなどの粘度を低くせざるを得ず、油膜形成がより薄くなるので極小さな異物の噛み込みでも影響を受けやすく、高速回転のため音響にも影響しやすいので、これに使用される軸径が３ｍｍ以下で外輪内径が５ｍｍ以下の極小さな軸付き軸受では、より効果が期待できる。
【０００８】
図３は、本発明における総形バイト仕上げの第二実施形態を示し、本実施形態では、図示する所望な旋削バイト８を使用して、外輪１の内径面１ａ，１ａ全体を同時に総形バイト仕上げしている状態を示す。
外輪１を回転（図中Ｒ方向）させながら、内径面１ａ，１ａの夫々の軸方向全域にわたって合致する旋削バイト８の切刃８ａを同時に押し当ててバイト仕上げしている。これにより、内径面１ａ，１ａにはバイトの送りによる目が生じない滑らかな仕上げ面となる。
なお、図４乃至図６は、この第二実施形態における上記内径面の総形バイト仕上げに至るまでの軌道溝１ｂとシール板溝１ｃ，１ｃの加工についての説明図である。すなわち、図４は、軌道溝１ｂとシール板溝１ｃ，１ｃとを予め別のステップで加工している状態を示し、その後、図３のステップへと移行する。
また、図５は、軌道溝１ｂを加工しているステップ、図６は、シール板溝１ｃ，１ｃを加工しているステップを示し、夫々のステップを経た後、図３のステップへと移行する。なお、図５のステップと図６のステップは何れが先でもよい。
【０００９】
図７は、本発明における総形バイト仕上げの第三実施形態を示し、本実施形態では、図示する所望な旋削バイト８を使用して、外輪１の内径面１ａ，１ａ全体と軌道溝１ｂを同時に総形バイト仕上げしている状態を示す。
外輪１を回転（図中Ｒ方向）させながら、内径面１ａ，１ａと軌道溝１ｂの夫々の軸方向全域にわたって合致する旋削バイト８の切刃８ａを同時に押し当ててバイト仕上げしている。これにより、内径面１ａ，１ａと軌道溝１ｂにはバイトの送りによる目が生じない滑らかな仕上げ面となる。
【００１０】
図８は、本発明における総形バイト仕上げの第四実施形態を示し、本実施形態では、図示する所望な旋削バイト８を使用して、軌道溝１ｂを除いた外輪１の内径面１ａ，１ａ全体とシール板溝１ｃ，１ｃを同時に総形バイト仕上げしている状態を示す。
外輪１を回転（図中Ｒ方向）させながら、内径面１ａ，１ａとシール板溝１ｃ，１ｃの夫々の軸方向全域にわたって合致する旋削バイト８の切刃８ａを同時に押し当ててバイト仕上げしている。これにより、内径面１ａ，１ａとシール板溝１ｃ，１ｃにはバイトの送りによる目が生じない滑らかな仕上げ面となる。
【００１１】
図９は、本発明における総形バイト仕上げの第五実施形態を示す。すなわち、本実施形態は、図示する所望な旋削バイト８を使用して、外輪１の一方の内径面１ａ全体を同時に総形バイト仕上げする。
外輪１を回転（図中Ｒ方向）させながら、一方の内径面１ａの軸方向全域にわたって合致する旋削バイト８の切刃８ａを同時に押し当ててバイト仕上げしている。これにより、内径面１ａにはバイトの送りによる目が生じない滑らかな仕上げ面となる。
図１０は、本発明における総形バイト仕上げの第六実施形態を示す。すなわち、本実施形態は、図示する所望な旋削バイト８を使用して、外輪１の一方の内径面１ａと一方のシール板溝１ｃを同時に総形バイト仕上げする。
外輪１を回転（図中Ｒ方向）させながら、一方の内径面１ａと一方のシール板溝１ｃの軸方向全域にわたって合致する旋削バイト８の切刃８ａを同時に押し当ててバイト仕上げしている。これにより、一方の内径面１ａと一方のシール板溝１ｃにはバイトの送りによる目が生じない滑らかな仕上げ面となる。
これら第五・第六実施形態によれば、一方の内径面１ａずつ、もしくは一方の内径面１ａと一方のシール板溝１ｃずつ加工するものであり、切削抵抗が半分になるため、回転時のビビリなどで面があれることもなくなる。
また、片側の内径面１ａを仕上げるバイトの切込みを止めて、軸方向に送ることにより更に滑らかに仕上ることもできる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によると、外輪内面を送り目のない総形バイト仕上げし、更にバレル仕上げしているので、内面が非常に滑らかになり、バリやカエリが無くなり、後で微細異物が付着しても洗浄で簡単に落としやすくなる。
また、転動体案内の保持器、内輪案内あるいは軸外径面案内の保持器を組込んだ軸受では、保持器が外輪内面に接触し滑るということが無いことから、従来は外輪内面を滑らかにする必要がなかった。しかし、近年、小型化省電力化で軸受のロストルクを低減する要求があり（例えば電池を小さくする等）、これに対応するため封入するグリース量が少なくなり、粘度も低くなり転走面での油膜が薄くなり、極微細な異物を噛み込んでも影響を受けるようになりつつある。そこで、軸受内の清浄度向上が必要になり、本発明のように外輪の内面を送り目のない総形バイトで滑らかに仕上げし、さらにバレル仕上げを施すことで、付着した異物を洗浄で簡単に落とすことができ、軸受内の清浄度向上効果が期待できる。
軸に複列の軌道面を設け、各軌道面に対応した外輪を有し、外輪間にコイルばねを介して予圧した軸受装置の場合、単列玉軸受に比較して軸受組込み後の洗浄が困難なことがあるが、本発明によればこのような形態の軸受装置であっても、外輪の内面を送り目のない総形バイト仕上げ後、バレル仕上げしているので、洗浄が容易になる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明軸受装置の一実施形態である軸付き軸受の断面図。
【図２】外輪の内径面と軌道溝とシール板溝を総形バイト仕上げしている状態を断面して示す概略図。
【図３】外輪の内径面を総形バイト仕上げしている状態を断面して示す概略図。
【図４】外輪の軌道溝とシール板溝を予め別のステップで加工している状態を断面して示す概略図。
【図５】外輪の軌道溝を予め別のステップで加工している状態を断面して示す概略図。
【図６】外輪のシール板溝を予め別のステップで加工している状態を断面して示す概略図。
【図７】外輪の内径面と軌道面を総形バイト仕上げしている状態を断面して示す概略図。
【図８】外輪の内径面とシール板溝を総形バイト仕上げしている状態を断面して示す概略図。
【図９】外輪の一方の内径面を総形バイト仕上げしている状態を断面して示す概略図。
【図１０】外輪の一方の内径面と一方のシール板溝を総形バイト仕上げしている状態を断面して示す概略図。
【図１１】（ａ）外輪の内径面にバイトを押し当て、該バイトを軸方向に送りながら旋削仕上げしている状態の概略参考図、（ｂ）旋削後の内径面を拡大して示す拡大部分参考図。
【符号の説明】
１：外輪
１ａ：内径面
１ｂ：軌道溝
１ｃ：シール板溝
２：軸
３：転動体
８：旋削バイト
８ａ：切刃

Claims (12)

1. 外輪と、内輪または軸との間に複数個の転動体を組み込んでなる軸受装置であって、外輪の内径面を送り目のない総形バイト仕上げし、その後、該内径面にバレル仕上げを施すことを特徴とする軸受装置の外輪内径面の滑面仕上げ処理方法。
2. 外輪と、内輪または軸との間に複数個の転動体を組み込んでなる軸受装置であって、外輪の内径面を送り目のない総形バイト仕上げした後、バレル仕上げを施すことにより、内径面が滑面に形成されていることを特徴とする軸受装置。
3. 総形バイトが、外輪の内径面と軌道溝とシール板溝の全体を同時に旋削する旋削バイトであることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置の外輪内径面の滑面仕上げ処理方法または請求項２に記載の軸受装置。
4. 総形バイトが、外輪の軌道溝全体と内径面全体を同時に旋削する旋削バイトであることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置の外輪内径面の滑面仕上げ処理方法または請求項２に記載の軸受装置。
5. 総形バイトが、外輪の内径面全体を同時に旋削する旋削バイトであることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置の外輪内径面の滑面仕上げ処理方法または請求項２に記載の軸受装置。
6. 総形バイトが、外輪のシール板溝全体と内径面全体を同時に旋削する旋削バイトであることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置の外輪内径面の滑面仕上げ処理方法または請求項２に記載の軸受装置。
7. 総形バイトが、外輪の一方の内径面全体を同時に旋削する旋削バイトであることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置の外輪内径面の滑面仕上げ処理方法または請求項２に記載の軸受装置。
8. 総形バイトが、外輪の一方のシール板溝と一方の内径面全体を同時に旋削する旋削バイトであることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置の外輪内径面の滑面仕上げ処理方法または請求項２に記載の軸受装置。
9. 内輪案内あるいは軸外径面案内の保持器を組込んだことを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の軸受装置。
10. 転動体として玉を用い、内輪案内あるいは軸外径面案内の保持器を組込んだ深溝玉軸受であることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の軸受装置。
11. 軸に複列の軌道面を設け、各軌道面に対応した外輪を有し、外輪間にコイルばねを介して予圧した軸付き軸受であることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の軸受装置。
12. 軸外径面案内あるいは転動体案内の保持器を組込んだことを特徴とする請求項１１に記載の軸受装置。

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