(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受軌道面に接して回転する複数のボールを回転可能に保持するボール保持器を有し、かつ潤滑用のグリースが封入された転がり軸受であって、
前記グリースが、前記ボールに直接接触しない位置で前記ボール保持器上に供給された間接供給部分と、前記ボールあるいは内外輪の軌道面に直接接触可能な位置に供給された直接供給部分とを有し、前記直接供給部分の封入量が前記グリースの全供給部分の封入量の０％を越えて３０％以下に設定されたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
軸受軌道面に接して回転する複数のボールを回転可能に保持するボール保持器を有し、かつ潤滑用のグリースが封入された転がり軸受の組み付けのときに、
前記グリースを、前記ボールに直接接触しない位置で前記ボール保持器上に供給するとともに前記ボールあるいは内外輪の軌道面に直接接触可能な位置にも供給し、かつ前記ボールに直接接触可能な部分のグリース封入量を、グリース全供給部分の封入量の０％を越えて３０％以下に設定することを特徴とする転がり軸受の組み付け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、比較的静粛な環境下で使用されるＯＡ機器等に用いれる転がり軸受及び該軸受の組み付け方法に関し、特に、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどにおける駆動系等に適用して好適な転がり軸受及び該軸受の組み付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＯＡ機器、特にワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどは各種事業所や一般家庭にいたるまで、極めて広範囲に普及して来ている。そして、この種の機器においては、小型軽量であることは、その商品価値を左右する極めて大きな要素であり、その一旦を担うのが、小型かつ高性能な駆動系の構造である。
【０００３】
したがって、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどの駆動系においては、種々の研究開発がなされており、更なる改善が必要とされている。特に、パーソナルコンピュータのデータ記憶装置であるハードディスクドライブ用（以下、単に“ＨＤＤ用”という）の軸受においては、記録情報の確実な保全の観点から、軸受としての発塵量やモーターの電流値等が厳しく制限されている。中でも、転がり軸受に付与されるグリースは、発塵に大きな影響を与えるものであった。
【０００４】
そこで、従来においては、転がり軸受におけるグリースの封入方法として、グリースが、その封入時において軸受軌道面に極力接触しないようにするために、該グリースを、直接ボールに付与することなく、該ボールを回転可能に保持したボール保持器上に付与していた。
すなわち、転がり軸受は、グリースがボールから離れた箇所でボール保持器の円周方向に沿った位置に等間隔に付与した状態で軸受内に封入され、該グリースが軸受の回転とともに軌道面に徐々に流れ込む微量潤滑を行なうことで、発塵を抑えるとともに、グリースによる回転トルクの増大を抑えて低電流値に維持するような構造となっていた。
【０００５】
このような従来の転がり軸受では、軸受騒音については、“発塵抑制”及び“トルク抑制”という観点から、グリースに頼ることなく、内外輪の両軌道面とボールの精度、粗さ等の加工精度を高くすることで、騒音低減の対策としているのが現状であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＨＤＤ用の軸受等の騒音低減は、特に、量産品においては、その前掲のごとき加工精度による対策では、製造バラツキにより限界がある。特に、更に高性能な軸受を提供しようとした場合には、生産コストの観点も考慮すると、加工精度の向上による騒音低減の対策では、所望する騒音レベルとするのが困難であった。
特に、小型軽量の機器に適用される軸受は、その加工精度のみならず、これを精度良く組み付けることが極めて難しく、僅かな組み付けミス（ミスアライメント）が発生し易く、このミスアライメントから発生する異常音の問題も大きな問題であった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発塵並びに回転トルクを低レベルに維持しかつ騒音の面でも低騒音を可能とする、信頼性の高い転がり軸受及び該軸受の組み付け方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る転がり軸受は、軸受軌道面に接して回転する複数のボールを回転可能に保持するボール保持器を有し、かつ潤滑用のグリースが封入された転がり軸受であって、前記グリースが、前記ボールに直接接触しない位置で前記ボール保持器上に供給された間接供給部分と、前記ボールあるいは内外輪の軌道面に直接接触可能な位置に供給された直接供給部分とを有し、前記直接供給部分の封入量が前記グリースの全供給部分の封入量の０％を越えて３０％以下に設定されたことを特徴とし、これにより上記目的を達成することができる。
【０００９】
本発明に係る転がり軸受の組み付け方法は、軸受軌道面に接して回転する複数のボールを回転可能に保持するボール保持器を有し、かつ潤滑用のグリースが封入された転がり軸受の組み付けのときに、
前記グリースを、前記ボールに直接接触しない位置で前記ボール保持器上に供給するとともに前記ボールに直接接触可能な位置にも供給し、かつ前記ボールあるいは内外輪の軌道面に直接接触可能な部分のグリース封入量を、グリース全供給部分の封入量の０％を越えて３０％以下に設定することを特徴とし、これにより上記目的を達成することができる。転がり軸受の取付け傾き角（回転軸に対する外輪の傾き角度）は０．１４゜以下に設定されることが好ましく、特に０．０７゜以下に設定されることが好ましい。
【００１０】
【作用】
本発明に係る転がり軸受及び該軸受の組み付け方法によれば、グリースが、ボールに直接接触しない位置でボール保持器上に供給された間接供給部分を有することにより、グリースの付着し過ぎを回避して、不必要な回転トルクの増大を防止できる一方、該グリースが、ボールあるいは内外輪の軌道面に直接接触可能な位置に供給された直接供給部分を有していることにより、騒音を低減することができる。そして、グリースの直接供給部分の封入量が、グリース全供給部分の封入量の０％を越えて３０％以下に設定されることで、上記作用を十分に発揮することができる。更にまた、転がり軸受の取付け傾き角（回転軸に対する外輪の傾き角度）が０．０７°以下に設定されたことにより、騒音並びに発塵を抑制することができる。
【００１１】
潤滑油は潤滑油保持体に保持された状態で、保持器上に封入される。潤滑油保持体は潤滑油を含有するゲル状物又は半固体状物であり、軸受の回転に伴って潤滑油が徐々に滲み出ることで潤滑作用を維持するようになっている。
潤滑油保持体は、好ましくは軸受空間を容積比で１〜１０％を占め保持器の適所に配置される。ここで、軸受空間とは、外輪と内輪とで区画されるリング状空間の容積から転動体と保持器（場合によっては更にシール部材）の容積を差し引いた容積である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る転がり軸受及び該軸受の組み付け方法の一実施の形態について詳細に説明する。
なお、図１はＨＤＤ用の転がり軸受の縦断面図であり、図２は図１に示すボール保持器の斜視図である。
【００１３】
図１に示すＨＤＤ用の転がり軸受１は、最も外側に、ボール４と接触する軸受軌道面を構成して、機器のケースやフレーム（図示しない）に係合する外輪２（アウターレース）を有し、最も内側に、ボール４と接触して回転軸（図示しない）に係合する内輪３（インナーレース）を有している。
この内外輪２、３の間には、複数（本実施の形態においては、７個）のボール４を回転可能に保持するポケットを備えたボール保持器５が設けられている。さらに、内外輪２、３に挟まれた領域の前後を閉じるように、該外輪２に取り付けられたシール部材６が設けられている。
【００１４】
本実施の形態における特徴は、軸受内に封入されるグリースが、ボール４に直接接触しない位置でボール保持器５上に供給された間接供給部分８ａと、ボール４あるいは内外輪３、２の軌道面に直接接触可能な位置に供給された直接供給部分８ｂとを有しており、この直接供給部分８ｂのグリースの封入量がグリースの全供給部分の封入量の３０％以下に設定されている。この全グリース量に対する直接供給部分８ｂのグリース量を、以下、単に“グリースずらし量”ともいう。また、軸受の取付け傾き角が０．０７°以下に設定されている。
【００１５】
以下に、“グリースずらし量”についてより具体的に説明する。グリースは図１のシール組立前に封入される。その封入方法を図２を用いて説明する。
図２においては、ボール保持器５が示されており、このボール保持器５に、潤滑用のグリース８ａが、例えば図２に示すように、ボール保持器５の一側面５ａ（図２においては上面側）の上に、特定の間隔にて同量ずつ６カ所設けられている一方、他の１カ所のグリース８ｂが、例えばグリース８ａと同量ずつボール４あるいは内外輪３、２の軌道面に接触するように設けられている。
【００１６】
この組み立てられた転がり軸受１を、所定の回転軸１０（図１参照）に組み付けるときは、該回転軸１０の軸に対する外輪の取付け傾き角αを０．１４°以下に設定する。
【００１７】
このように、ボール保持器５の円周方向に沿って適宜間隔で一定量ずつ設け（塗着）されたグリースは、その“グリースずらし量”が３０％以下（０％は除く）、より好ましくは、１０％〜３０％の範囲とする。そして、回転軸に組み付けた際に、該回転軸に対する取付け傾き角αを０．１４゜以下、好ましくは０．０７°以下とすることにより、低発塵量ならびに低電流値（低回転トルク）を確保しつつ、騒音特性を大幅に改善することができる。
【００１８】
なお、本発明に係る転がり軸受は、図１及び図２に示すような実施の形態に限るものではなく、例えば、ボール保持器や内外輪の構造等は必要に応じて種々変更できるものである。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により、本発明の効果を確認することができる。
なお、表１及び表２に、本発明の実施例（表中のサンプルＮｏ．Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）及び、比較例（表中のサンプルＮｏ．Ｄ１，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５）の結果を示す。
ただし、表１は１０個ボールの転がり軸受、表２では８個ボールの転がり軸受を使用して試験を行った。
【００２０】
【表１】
0003651541.tif 000002
【００２１】
【表２】
0003651541.tif 000003
【００２２】
実施例及び比較例に使用した試験用の転がり軸受は、図３に示すような設備にて試験を行った。
まず、図３に示すシャフト３１にダミー軸受１Ａを所定の位置まで挿入する。このダミー軸受１Ａは、シャフト３１と垂直度が保証されているシャフト端面３５に内輪３Ａを押し当てタイトな嵌め合いで傾斜なく取り付けられる。
次に、外輪傾き測定治具３２を外輪２Ａの端面に押し当て、測定用の転がり軸受１をシャフト３１に挿入する。
【００２３】
次に、内輪傾き測定治具３３、予圧止め座３４の順にシャフト３１に挿入セットを行い、板バネ３６にてシャフト軸方向に予圧（１ｋｇｆ）を与えた。そして、試験用の転がり軸受１の挿入部は、シャフト３１と内輪３の内輪がルーズな嵌め合いとなっており、予圧止め座３４の傾き調整ボルト３７により、内輪３に必要なだけの傾きを与えた。
使用した転がり軸受１，１Ａは主に２．５インチＨＤＤに用いられる内径４ｍｍ、外形８ｍｍ、幅２ｍｍの軸受である。
【００２４】
（グリースずらし量の測定）
表中のグリースずらし量（％）とは、封入グリース量Ｘｍｇのうち、軌道面方向に封入をずらした量Ｙｍｇとした場合、Ｙｍｇ／Ｘｍｇ×１００（％）として表示した。但し、Ｘｍｇは軸受空間容積に対して５〜３０％の封入容積のものを対象とする。
本実施例及び比較例のグリース封入方法は、１０個ボールの場合の転がり軸受では、保持器上に円周等配に封入する位置を１０ケとし、そのうちの１ケ所ずらしたもを、１／１０×１００＝１０％の“グリースずらし量”の封入として計算した。
また、８個ボールの転がり軸受の場合では、１ケ所ずらすことで１／８×１００＝約１２．５％の“グリースずらし量”の封入として計算した。
【００２５】
（内外輪の傾き角の測定）
外輪傾き測定治具３２及び内輪傾き測定治具３３の測定部（図３に示す）において、ダイヤルゲージを用いて軸受の傾き角αに換算した。
【００２６】
（騒音値の測定）
このようにセットしたシャフト３１を、図示しない回転装置で回転させ、表１に示す騒音値をアンデロンメータを用いて測定した。騒音値の評価方法としては、転がり軸受内１の外輪２の取付け傾き角αを０．０７°、グリースずらし量０％である、サンプルＮｏ．Ａ１を規準として騒音上昇率（％）を、下記（１）式にて評価を行った。
（測定騒音値−Ａ１騒音値）／Ａ１騒音値×１００＝騒音上昇率（％）…（１）
【００２７】
聴覚との相関から、（１）式の値が
0003651541.tif 000004
の４段評価を行った。
【００２８】
（発塵量の測定）
次に、発塵量の測定は、図３に示すセット状態において、毎分４２００回転、予圧１．０ｋｇｆ、内輪２の回転にて７０℃クリーン恒温槽にてパーティクルカウンターを用いて測定を行った。なお、測定は回転後１０分から２０分間での平均値にて評価を行った。
評価の基準は軸受の使用ニーズを考慮して、
アウトパーティクル量１００００個／０．０１ｃｆ以下      良好  判定○
アウトパーティクル量１００００個／０．０１ｃｆを超える  不良  判定×
とした。
【００２９】
（トルク値の測定）
次に、トルク測定についても、図３に示すセット状態において、毎分４２００回転、予圧１．０ｋｇｆで内輪３を回転させ、ストレインゲージを用いて引張力を経時的に測定し、転がり軸受１と１Ａの２個でのトルク値に換算した。
評価の基準は軸受の使用ニーズを考慮して、
トルク値２．０ｇｆＣｍ以下      良好  判定○
トルク値２．０ｇｆＣｍを超える  不良  判定×
とした。
【００３０】
表１及び表２から判るように、本発明の実施例（表中のサンプルＮｏ．Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）では、トルク値２．０ｇｆＣｍ以下かつアウトパーティクル量１００００個／０．０１ｃｆ以下となり実用上良好な範囲であり、かつ騒音値が改善されている。これに対し、比較例（表中のサンプルＮｏ．Ｄ１，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５）では部分的な改善が見られるサンプルもあるものの、総合評価では、本発明の実施例よりも劣ることが判る。
なお、表１及び表２中における総合評価において、◎印は非常に良好、○印は良好、△印はやや問題あり、×印は問題あり、を意味する。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る転がり軸受は、グリースが、ボールに直接接触しない位置でボール保持器上に供給された間接供給部分を有するとともにボールあるいは内外輪の軌道面に直接接触可能な位置に供給された直接供給部分を有し、更にグリースの直接供給部分の封入量が、グリース全供給部分の封入量の３０％以下に設定されたので、グリースの付着し過ぎを回避して、不必要な回転トルクの増大を防止できると同時に、発塵を抑え、騒音を低減することができる。したがって、本発明に係る転がり軸受によれば、静粛な環境下で使用されるＯＡ機器（特にＨＤＤ用）に適用される非常に小型の転がり軸受のグリースによる潤滑機能が改善され、駆動系として要求される低発塵量及び、低電流値を充分確保しつつ、かつ騒音の少ない転がり軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る転がり軸受の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す転がり軸受の要部斜視図である。
【図３】本発明に係る転がり軸受を装着した試験設備を示す概略図である。
【符号の説明】
１          転がり軸受
１Ａ        ダミー軸受
２          外輪
３          内輪
４          ボール
５          ボール保持器
６          シール部材
７          ポケット
８ａ，８ｂ  グリース
【図１】
0003651541.tif 000005
【図２】
0003651541.tif 000006
【図３】
0003651541.tif 000007