(57)【要約】【課題】保持器音を抑制可能な深溝玉軸受及びその予圧負荷方法を提供する。【解決手段】内輪軌道面２ａを備えた内輪２と、外輪軌道面３ａを備えた外輪３と、内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間に転動自在に配設された複数の転動体４と、内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間に複数の転動体４を保持し、内輪２の外周面２ｂ又は外輪３の内周面３ｂに対して案内する案内部６を有する冠形保持器５とを備えた深溝玉軸受１の内輪２に予圧を負荷する向きを、アキシャル方向における案内部６が設けられる向きと反対の向きとした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪軌道面を備えた内輪と、外輪軌道面を備えた外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配設された複数の転動体と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に前記複数の転動体を保持する冠形保持器と、を備えた深溝玉軸受であって、
前記内輪に対して予圧が負荷されるアキシャル方向における向きと反対の向きの前記冠形保持器の端部に、前記内輪の外周面又は外輪の内周面に対して前記冠形保持器を案内する案内部が設けられることを特徴とする深溝玉軸受。
【請求項２】
内輪軌道面を備えた内輪と、外輪軌道面を備えた外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配設された複数の転動体と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に前記複数の転動体を保持し、前記内輪の外周面又は外輪の内周面に対して案内する案内部をアキシャル方向における端部に有する冠形保持器と、を備えた深溝玉軸受の前記内輪及び外輪に予圧を負荷する方法であって、
内輪に予圧が負荷される向きは、アキシャル方向において前記案内部が設けられる前記冠形保持器の端部の向きと反対の向きであることを特徴とする予圧負荷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、深溝玉軸受及びその予圧負荷方法に係り、特に、ハードディスクドライブ装置（以下、ＨＤＤと記す）、フレキシブルディスクドライブ装置（以下、ＦＤＤと記す）、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）、デジタルオーディオテープレコーダ（ＤＡＴ）等の情報機器において回転支持部分に好適に使用される深溝玉軸受、ＨＤＤ，ＦＤＤ等の構成部品の一部であるスイングアームにおいて揺動運動部分に好適に使用される深溝玉軸受、あるいは冷却ファンモータ等に好適に使用される深溝玉軸受及びその予圧負荷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の上記のような深溝玉軸受としては、例えば、特許文献１に記載のものがある。図６は、特許文献１に記載の深溝玉軸受の構成を示す断面図である。また、図７は、特許文献１に記載の深溝玉軸受に用いられる冠形保持器の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸの向きの矢視図である。
図６及び図７に示すように、深溝玉軸受１００は、軸１０６に軸受１０１，１０１を固定してなり、冠形保持器１０５のポケット径（Ｄｐ）と玉径（Ｄｗ）の比Ｄｐ／Ｄｗが、１．０５０＞Ｄｐ／Ｄｗ＞１．００５の範囲にあり、かつ冠形保持器１０５のポケット開口側１０５ａの内輪１０２に予圧Ｆａ０を付与している。なお、図示はしないが、外輪１０３，１０３間には間座１０７が配されているため、冠形保持器１０５のポケット開口側１０５ａ，１０５ａから内輪１０２，１０２に予圧Ｆａ０を印加することで、外輪１０３，１０３には冠形保持器１０５のポケット反開口側１０５ｂ，１０５ｂから予圧が印加される。これにより、冠形保持器１０５の動きが抑制され、冠形保持器１０５の振れ回りによる騒音や振動が少なくなる。また、冠形保持器１０５のポケット開口側１０５ａの内輪１０２と冠形保持器１０５のポケット反開口側１０５ｂの外輪１０３に予圧を付与したことにより動摩擦トルクの増大を防止できる。したがって、これらの両条件を備えるため動摩擦トルク及び振動が共に非常に優れている深溝玉軸受１００が提供できる。
【０００３】
また、保持器案内に関する従来技術としては、特許文献２〜６が挙げられる。
【特許文献１】特開２００３−４９８３０号公報
【特許文献２】特開２００２−１１５７２１号公報
【特許文献３】特開２００３−２０２０２３号公報
【特許文献４】特開２００１−１４０８７０号公報
【特許文献５】特開２００６−２００５９４号公報
【特許文献６】特開２００２−１３０２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＨＤＤ等の前記情報機器や冷却ファンモータ等の機器には高い静粛性が求められているため、該機器に使用される軸受にも優れた音響特性が要求されている。
音響性能を低下させる要因の一つとして、冠形保持器の振れ回りが挙げられる。その対策として、例えば、特許文献６に示されるように、冠形保持器を軌道輪で案内することが提案されている。しかし、軌道輪で案内した場合でも、冠形保持器の自励振動により、音響性能が低下する場合があった。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、深溝玉軸受において、冠形保持器の自励振動が発生した時でも、その振れを小さく抑え、保持器音を抑制することができる深溝玉軸受及びその予圧負荷方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明者が鋭意検討を重ねた結果、深溝玉軸受において、冠形保持器における案内部の設置位置と、予圧の向きとの関係が前記課題の解決に寄与することを知見した。
本発明は、本発明者による前記知見に基づくものであり、上記課題を解決するための本発明の請求項１に係る深溝玉軸受は、内輪軌道面を備えた内輪と、外輪軌道面を備えた外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配設された複数の転動体と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に前記複数の転動体を保持する冠形保持器と、を備えた深溝玉軸受であって、
前記内輪に対して予圧が負荷されるアキシャル方向における向きと反対の向きの前記冠形保持器の端部に、前記内輪の外周面又は外輪の内周面に対して前記冠形保持器を案内する案内部が設けられることを特徴としている。
【０００６】
また、上記課題を解決するための本発明の請求項２に係る深溝玉軸受の予圧負荷方法は、内輪軌道面を備えた内輪と、外輪軌道面を備えた外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配設された複数の転動体と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に前記複数の転動体を保持し、前記内輪の外周面又は外輪の内周面に対して案内する案内部を有する冠形保持器と、を備えた深溝玉軸受の前記内輪及び外輪に予圧を負荷する方法であって、
内輪に予圧が負荷される向きは、アキシャル方向において前記案内部が設けられる前記冠形保持器の端部の向きと反対の向きであることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１に係る深溝玉軸受によれば、内輪への予圧の向きに基づいて設置位置が特定された案内部が、冠形保持器の自励振動に伴う振れ回りと傾きを抑制し、保持器音の発生を低減できる。
また、本発明の請求項２に係る深溝玉軸受の予圧負荷方法によれば、冠形保持器に設けられた案内部の設置位置に基づいて、内輪への予圧の向きが特定されるので、冠形保持器の自励振動に伴う振れ回りと傾きを抑制し、保持器音の発生を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る深溝玉軸受及びその予圧負荷方法の実施の形態を、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の深溝玉軸受の構成を示す断面図である。また、図２は、本発明に係る深溝玉軸受の第１の実施形態において、案内部の設置位置と、内輪に対して予圧を負荷する向きとの関係を示す断面図であり、（ａ）は、＋ｚの向きから見たｘ−ｙ平面に沿う断面図、（ｂ）は、（ａ）において−ｙの向きから見たｘ−ｚ平面に沿う断面図である。なお、図１及び２においては、同一又は相当する部分には同一の符号を付してある。また、図２（ａ）においてｘ（軸）方向は、深溝玉軸受の回転中心Ｏ１を原点として−ｘの向きと、＋ｘの向きとからなる。また、ｙ（軸）方向は深溝玉軸受の回転中心Ｏ１を原点として−ｙの向きと、＋ｙの向きとからなる。また、ｚ（軸）方向は、深溝玉軸受の回転中心Ｏ１を原点として−ｚの向きと、＋ｚの向きとからなる。これらのうち、直交するｘ（軸）方向と、ｙ（軸）方向とがラジアル方向であり、ｚ（軸）方向がアキシャル方向である。
【０００９】
図１に示すように、第１の実施形態の深溝玉軸受１は、外周面に内輪軌道面２ａを備えた内輪２と、内周面に外輪軌道面３ａを備えた外輪３と、内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間に転動自在に配設された複数の玉４と、内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間に複数の玉４を深溝玉軸受１の円周方向にわたって等配に保持する冠形保持器５とを備えている。
【００１０】
冠形保持器５は、環状部５ａと、該環状部５ａのアキシャル方向の一方の面に突設された複数のつの部５ｂと、から構成されている。隣接する一対のつの部５ｂ，５ｂの間には玉４を収納する凹状のポケットＰ（図２（ａ）参照）が形成されていて、前記一対のつの部５ｂ，５ｂとポケットＰとにより玉４を保持するようになっている。
環状部５ａには、外輪３の内周面３ｂに対向するように突出する案内部６が設けられている。なお、外輪３の内周面３ｂは、外輪３において、外輪軌道面３ａよりも−ｚの向き及び＋ｚの向きに外側に形成される内周面のうち、外輪軌道面３ａを基準としてつの部５ｂが形成された側（開口側）と反対側（反開口側）の内周面である。
【００１１】
このように構成された深溝玉軸受１に対して予圧が負荷される向きは、内輪２においては、ｚ軸方向において、つの部５ｂが形成された側とは反対の向き（＋ｚの向き）側の面に対してである。また、外輪３に予圧が負荷される向きは、ｚ軸方向において、つの部５ｂが形成された側と同じ向き（−ｚの向き）の面に対してである。
なお、冠形保持器の材質としては、鋼等の金属や樹脂等が挙げられる。前記樹脂としては、例えば、ナイロン６６，ナイロン４６等のポリアミド樹脂、ＰＴＦＥ，ＥＴＦＥ等のフッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）等のエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂（ＰＥＳ）、ポリオキシメチレン樹脂（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、直鎖型ポリフェニレンサルファイド樹脂（Ｌ−ＰＰＳ）等が挙げられる。
【００１２】
これらの樹脂には、強度を付与するために繊維を添加してもよい。好ましく使用される繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、各種ウィスカー等が挙げられる。なお、繊維の含有量は、冠形保持器の強度の他、成形性、組立性等を考慮して適宜選択される。通常は、５〜４０重量％である。
また、玉４の材質は、鋼製でもセラミックス製でもよい。
【００１３】
次に、図２を参照して、冠形保持器５における案内部６の設置位置と、内輪２及び外輪３に負荷される予圧の向きとの関係について説明する。なお、図２では、説明の簡略のため冠形保持器５によって保持される玉４を直交するｘ軸上及びｙ軸上で対向する２対の玉４ａ〜４ｄの４つとし、内輪２、外輪３、環状部５ａ及びつの部５ｂを省略している。
図２に示すように、冠形保持器５の回転中心Ｏ２が深溝玉軸受１の回転中心Ｏ１とずれている場合、冠形保持器５（つの部５ｂ）と玉４とは、例えばＸ軸上の玉４ａ，４ｃにおいて、冠形保持器５のポケットＰの＋ｙの向きの端面で接触する。
【００１４】
ここで、内輪の回転の向きをｒ１の向きとすると、玉４ａ〜４ｄの回転の向きは、ｒ２の向きとなるので、冠形保持器５のポケットＰ（つの部５ｂ）と玉４との接触点では、ｄ１の向きの摩擦力ｆが発生する。このため、冠形保持器５には−ｘの向きの摩擦力ｆが作用する。
さらに、深溝玉軸受１の内輪２及び外輪３に予圧ｆａが負荷されて接触角がある場合には、玉４ａ〜４ｄは、−ｘの向きのωｘだけでなく、接触角に基づくωに回転中心を有して回転するので、ωｚの向きの回転の分力が発生する。
【００１５】
そして、ωｚの向きの分力に基づき、玉４ｃによってωｚの向きと反対の向き（紙面裏側への向き、「×」で示す）の摩擦力が発生すると共に、玉４ａによってωｚの向き（紙面表側への向き、「・」で示す）の摩擦力が冠形保持器５に発生する。
このようにして、冠形保持器５には、ｄ１の向き（−ｘの向き）の摩擦力と、ｙ軸を回転軸としたｒ３の向きの摩擦力とが同時に作用することとなる。
したがって、冠形保持器５に設けられる案内部６を、内輪２に対して予圧が負荷される向き（−ｚの向き）と反対の向き（＋ｚの向き）の冠形保持器５の端部（環状部５ａ側の端部）に設けることにより、ｄ１の向き及びｒ３の向きの摩擦力による冠形保持器５の振れと傾きを抑制することができる。
【００１６】
すなわち、図１に示す深溝玉軸受１のように、外輪３の内周面３ｂに対向する案内部６が冠形保持器５の環状部５ａに形成されている場合には、冠形保持器５においてｚ軸方向に環状部５ａが位置する向き（＋ｚの向き）と反対の向き（−ｚの向き）の内輪２の面に予圧を負荷することとなる。
以上のように、内輪に対して予圧を負荷する向きと、冠形保持器における案内部の設置位置とを関連づけることにより、自励振動の発生に起因する保持器音を抑制することができる深溝玉軸受及びその予圧負荷方法を提供できる。
【００１７】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について、図３を参照して説明する。本実施形態に係る深溝玉軸受は、冠形保持器における案内部の設置位置が前述の第１の実施形態と異なるだけであるので、第１の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図３は、本発明に係る深溝玉軸受の第２の実施形態における構成を示す断面図である。図３に示すように、本実施形態に係る深溝玉軸受１は、冠形保持器５の環状部５ａに設けられた案内部６が内輪２の外周面２ｂに対向するように形成されている。なお、内輪２の外周面２ｂは、内輪２において、内輪軌道面２ａよりも−ｚの向き及び＋ｚの向きに外側に形成される外周面のうち、内輪軌道面２ａを基準としてつの部５ｂが形成された開口側（−ｚの向き側）と反対の半開口側（＋ｚの向き側）の内周面である。
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ｚ軸方向における内輪２に予圧が負荷される向き（−ｚの向き）と反対の向き（＋ｚの向き）の冠形保持器５の端部に案内部６を設けたので、自励振動の発生に起因する保持器音を抑制することができる。
【００１８】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について、図４を参照して説明する。本実施形態に係る深溝玉軸受は、内輪及び外輪に予圧が負荷される向きと、冠形保持器における案内部の設置位置の関係は同じで、冠形保持器の挿入方向の関係が前述の第１の実施形態と異なるだけであるので、第１の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図４は、本発明に係る深溝玉軸受の第３の実施形態における構成を示す断面図である。図４に示すように、本実施形態に係る深溝玉軸受１は、冠形保持器５のつの部５ｂに設けられた案内部６が外輪３の内周面３ｃに対向するように形成されている。そして、内輪２に予圧が負荷される向きは、ｚ軸方向において、つの部５ｂが形成される側と同じ向き（−ｚの向き）の面に対してである。また、外輪３に予圧が負荷される向きは、ｚ軸方向において、つの部５ｂが形成される側と反対の向き（＋ｚの向き）の面に対してである。なお、外輪３の内周面３ｃは、外輪３において、外輪軌道面３ａよりも−ｚの向き及び＋ｚの向きに外側に形成される内周面のうち、外輪軌道面３ａを基準としてつの部５ｂが形成された開口側（−ｚの向き側）の内周面である。ここで、ｒ３の向きの摩擦力だけでなく、ｄ１の向きの摩擦力による冠形保持器５の振れと傾きを抑制するために、第１の実施形態と同様、案内部６は、つの部５ｂにおけるｄ１の向き側（外輪３に対向する−ｘの向き）に設けられることが好ましい。
本実施形態においても、第１及び第２の実施形態と同様に、ｚ軸方向における内輪２に予圧が負荷される向きと反対の向きの冠形保持器５の端部に案内部６を設けたので、自励振動の発生に起因する保持器音を抑制することができる。
【００１９】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態について、図５を参照して説明する。本実施形態に係る深溝玉軸受は、冠形保持器における案内部の設置位置が前述の第３の実施形態と異なるだけであるので、第３の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。図５は、本発明に係る深溝玉軸受の第４の実施形態における構成を示す断面図である。図５に示すように、本実施形態に係る深溝玉軸受１は、冠形保持器５のつの部５ｂに設けられた案内部６が内輪２の外周面２ｃに対向するように形成されている。なお、内輪２の外周面２ｃは、内輪２において、内輪軌道面２ａよりも−ｚの向き及び＋ｚの向きに外側に形成される外周面のうち、内輪軌道面２ａを基準としてつの部５ｂが形成された開口側（−ｚの向き側）の内周面である。
【００２０】
本実施形態においても、第１〜第３の実施形態と同様に、ｚ軸方向における内輪２に予圧が負荷される向きと反対の向きの冠形保持器５の端部に案内部６を設けたので、自励振動の発生に起因する保持器音を抑制することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る深溝玉軸受の第１の実施形態における構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る深溝玉軸受の第１の実施形態において、案内部の設置位置と、内輪に対して予圧を負荷する向きとの関係を示す断面図であり、＋ｚの向きから見たｘ−ｙ平面に沿う断面図、（ｂ）は、（ａ）において−ｙの向きから見たｘ−ｚ平面に沿う断面図である。
【図３】本発明に係る深溝玉軸受の第２の実施形態における構成を示す断面図である。
【図４】本発明に係る深溝玉軸受の第３の実施形態における構成を示す断面図である。
【図５】本発明に係る深溝玉軸受の第４の実施形態における構成を示す断面図である。
【図６】従来の深溝玉軸受の構成を示す断面図である。
【図７】従来の深溝玉軸受に用いられる冠形保持器の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸの向きの矢視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  深溝玉軸受
２  内輪
２ａ  内輪軌道面
２ｂ  外周面
２ｃ  外周面
３  外輪
３ａ  外輪軌道面
３ｂ  内周面
３ｃ  内周面
４  玉
５  冠形保持器
６  案内部
Ｐ  ポケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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