(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体を個別に保持するポケットを円周数箇所に有する転がり軸受用保持器であって、
周方向少なくとも１つおきのポケット位置が、円周等配位置に対して規則性をもって所定角度ずらされているとともに、
ハードディスクドライブ装置、ポリゴンスキャナモータ、ビデオテープレコーダのシリンダヘッドモータのスピンドル支持用、または、工作機械主軸支持用で、高精度化や高速性が要求されるとともに、グリースなどの潤滑剤が使用される、ことを特徴とする転がり軸受用保持器。
【請求項２】
転動体を個別に保持するポケットを円周数箇所に有する転がり軸受用保持器であって、
周方向少なくとも１つおきのポケット位置が、円周等配位置に対して規則性をもって周方向一方へ所定角度ずらされているとともに、
ハードディスクドライブ装置、ポリゴンスキャナモータ、ビデオテープレコーダのシリンダヘッドモータのスピンドル支持用、または、工作機械主軸支持用で、高精度化や高速性が要求されるとともに、グリースなどの潤滑剤が使用される、ことを特徴とする転がり軸受用保持器。
【請求項３】
前記ポケットが周方向で２つおき、あるいは３つおきに円周等配位置に対して規則性をもってずらされている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の転がり軸受用保持器。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の転がり軸受用保持器を備える、転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受に用いられる保持器およびこの保持器を備える転がり軸受に関する。この保持器としては、例えばハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）、ポリゴンスキャナモータ、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）のシリンダヘッドモータなどのスピンドル支持用転がり軸受や、工作機械などの主軸支持用転がり軸受のように、高精度や高速化が要求される転がり軸受に用いられるものが挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
上記例示したような技術分野の転がり軸受では、非同期回転振れ（いわゆるＮＲＲ）を許容値以下に管理する必要がある。この非同期回転振れは、転がり軸受の構成要素の製造誤差、例えば軌道輪の多角いびつ、転動体直径の相互差、保持器ポケットのピッチ誤差などが原因で発生するものと考えられている。
【０００３】
しかし、前述の許容値は、益々小さく設定される傾向であるため、転がり軸受の構成要素、すなわち、軌道輪、転動体、保持器についての形状精度を可及的に高める必要が生じている。なお、保持器については、そのポケットを円周等配とするように設計されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、転がり軸受の非同期回転振れを低減するためには、転がり軸受の構成要素の形状精度を向上する必要があるが、そのためには新しい加工技術や計測技術の開発が必要になり、開発コストが増大することが懸念される。また、形状精度を向上させるにも一定の限界があることも指摘される。
【０００５】
この転がり軸受の非同期回転振れの低減は、例えばハードディスクドライブ装置では情報記録ディスクの記録・再生動作の安定化、ポリゴンスキャナモータでは印字品質、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）のシリンダヘッドモータでは動的振れ精度と低騒音化を図る上で重要となる。
【０００６】
したがって、本発明は、転がり軸受用保持器において、転がり軸受の非同期回転振れを低減できるようにすることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる転がり軸受用保持器は、転動体を個別に保持するポケットを円周数箇所に有する転がり軸受用保持器であって、周方向少なくとも１つおきのポケット位置が、円周等配位置に対して規則性をもって所定角度ずらされているとともに、ハードディスクドライブ装置、ポリゴンスキャナモータ、ビデオテープレコーダのシリンダヘッドモータのスピンドル支持用、または、工作機械主軸支持用で、高精度化や高速性が要求されるとともに、グリースなどの潤滑剤が使用される。
【０００８】
請求項２にかかる転がり軸受用保持器は、転動体を個別に保持するポケットを円周数箇所に有する転がり軸受用保持器であって、周方向少なくとも１つおきのポケット位置が、円周等配位置に対して規則性をもって周方向一方へ所定角度ずらされているとともに、ハードディスクドライブ装置、ポリゴンスキャナモータ、ビデオテープレコーダのシリンダヘッドモータのスピンドル支持用、または、工作機械主軸支持用で、高精度化や高速性が要求されるとともに、グリースなどの潤滑剤が使用される。
また、請求項３の発明にかかる転がり軸受用保持器は、前記ポケットが周方向で２つおき、あるいは３つおきに円周等配位置に対して規則性をもってずらされている。
また、請求項４の発明にかかる転がり軸受は、請求項１ないし３のいずれかに記載の転がり軸受用保持器を備える。
【０００９】
要するに、本発明では、転がり軸受の非同期回転振れの発生原因のうち、保持器のポケットのピッチずれに関して、改良するようにしている。しかも、この保持器のポケット位置について、製造誤差を減少するのではなく、このような製造誤差に関係なく、意識的に所要の規則性をもってずらすようにしている。これにより、転がり軸受の軌道輪の多角いびつや転動体直径の相互差があっても、転がり軸受の回転バランスが良好となり、下記実施形態で例示している試験結果のように非同期回転振れが低減されることになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。本発明にかかる転がり軸受用保持器の説明に先立ち、この保持器を用いる転がり軸受の使用対象として例えばハードディスクドライブ装置におけるスピンドル支持構造を図１に示して説明する。
【００１１】
図１は、ハードディスクドライブ装置の要部の縦断面図であり、図中、５０は情報機器としてのハードディスクドライブ装置の要部を示しており、５１はスピンドル軸、５２はスピンドル軸５１の軸方向中間に固定されるステータ、５３はスピンドル軸５１に一対の転がり軸受６０，６０を介して回転自在に支持されるロータハブ、５４はロータハブ５３の内周に固定されるロータ、５５はロータハブ５３の外周に配設される磁気ディスクや光ディスクなどの情報記録ディスクである。
【００１２】
上述したハードディスクドライブ装置５０に備える転がり軸受６０は、図２に示すように、深溝型玉軸受が用いられており、内輪６１と、外輪６２と、球状の転動体６３と、冠形の保持器６４と、シール６５とを備えている。前述の保持器６４は、図３ないし図５に示すように、円周数箇所に軸方向一方と径方向内外に開放するポケット６６が設けられており、各ポケット６６の間の領域には、軸方向一方へ突出する突起６７が設けられている。この転がり軸受６０では、保持器６４の各ポケット６６間の突起６７にグリースなどの潤滑剤の塊が塗布されるようになっていて、このグリースがポケット６６側へ順次供給されるようになっている。
【００１３】
本発明では、上述したような転がり軸受６０の保持器６４において、ポケット６６の形成位置を下記（ａ）〜（ｃ）のように特定することができる。
【００１４】
（ａ）  図６の模式図に示すように、周方向１つおきのポケット６６の位置が、円周等配位置（実線参照）に対して周方向一方へ一定角度α１〜α４ずらされている。図６では、ポケット６６の総数を８とし、各ずれ角度をα１＝α２＝α３＝α４の関係としている。
【００１５】
（ｂ）  上記（ａ）において、ずらすポケット６６として、周方向２つおき、あるいは周方向３つおきとする。つまり、ポケット６６の総数との関係で適宜に変更することができる。
【００１６】
（ｃ）  上記（ａ）において、α１＝α３＞α２＝α４の関係、あるいはα１＝α３＜α２＝α４の関係とする。
【００１７】
次に、転がり軸受６０の非同期回転振れについて、コンピュータによるシミュレーション試験を行うことにより調べているので、説明する。
【００１８】
使用したコンピュータは、ＩＢＭ社製のＲＳ／６０００，ｍｏｄｅｌ−５６０である。また、計算モデルとする転がり軸受は、呼び番号６９６としている。
【００１９】
そして、内輪６１の多角いびつ、転動体６３直径の相互差を一定とし、保持器６４のポケット６６の位置ずれのみ下記▲１▼〜▲６▼のように種々変えた。内輪６１の多角いびつは、山数を６つ、真円度（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）を０．０２μｍに設定し、転動体６３の直径は、１個だけ＋０．１３μｍにそれぞれ設定している。なお、保持器６４の計算モデルについては、図３ないし図５に示すような冠形形式に近似するためにポケット６６の位置やポケット６６の寸法などを考慮した重量バランスに設定し、ポケット隙間を０．０１ｍｍ、案内面隙間を０．０９ｍｍとしている。
【００２０】
▲１▼  実施例は、保持器６４の周方向１個おきのポケット６６の位置を円周等配位置から一定角度例えば＋３ｄｅｇずつ周方向一方へずらした。結果は、非同期回転振れの１次成分の平均値が０．０３０μｍ、２次成分の平均値が０．０１６μｍであった。
【００２１】
▲２▼  比較例１は、保持器６４の１個のポケット６６の位置を円周等配位置から＋３ｄｅｇずらした。結果は、非同期回転振れの１次成分の平均値が０．０７０μｍ、２次成分の平均値が０．０１３μｍであった。
【００２２】
▲３▼  比較例２は、保持器６４の各ポケット６６の位置を円周等配位置から時計方向へ１ｄｅｇずつ漸増するようにずらした。結果は、非同期回転振れの１次成分の平均値が０．１０５μｍ、２次成分の平均値が０．０１２μｍであった。
【００２３】
▲４▼  比較例３は、保持器６４の各ポケット６６の位置を円周等配位置からランダム（乱数）にずらした。ここでのずれは、製造誤差レベルでの大きさを想定し、ずれの標準偏差σを０．４１ｄｅｇとした。結果は、非同期回転振れの１次成分の平均値が０．０５２μｍ、２次成分の平均値が０．０１３μｍであった。
【００２４】
▲５▼  比較例４は、比較例３と同様であり、ずれの標準偏差σを１．３７ｄｅｇとした。結果は、非同期回転振れの１次成分の平均値が０．０７２μｍ、２次成分の平均値が０．０１３μｍであった。
【００２５】
▲６▼  比較例５は、比較例３と同様であり、ずれの標準偏差σを２．７３ｄｅｇとした。結果は、非同期回転振れの１次成分の平均値が０．１１２μｍ、２次成分の平均値が０．０１３μｍであった。
【００２６】
上記▲４▼〜▲６▼についてのポケット個々のずれ量を表１に示す。表１では、ポケット１を基準とするために円周等配に配置しているものとしており、正の値は反時計方向を、負の値は時計方向へのずれ量を示している。
【００２７】
【表１】
0003614602.tif 000002
【００２８】
ところで、非同期回転振れは、周知のように、１次成分と２次成分の合計である。１次成分とは、図７に示すように、保持器６４が偏心回転する動きを言い、この保持器６４の中心Ｏ１の回転軌跡の半径ｒで表される。また、２次成分とは、図８に示すように、１次成分の保持器６４の中心Ｏ１の回転軌跡が径方向に変位する動きを言い、この変位幅ｈで表される。このうち、１次成分は、主として転動体６３の直径のばらつきと、保持器６４のポケット６６のピッチずれとが原因で発生し、２次成分は、主として内輪６２の多角いびつが原因で発生するものと考えられている。
【００２９】
結果としては、上述したように、実施例が比較例１〜５に比べて非同期回転振れが最も小さくなることが分かった。なお、上記試験では、実施例として、上記（ａ）〜（ｃ）のうちの（ａ）の関係つまり保持器６４のポケット６６の位置を周方向１個おきに円周等配位置から一定角度ずつずらした場合のみ説明しているが、（ｂ），（ｃ）の関係とする場合でも、上記結果と同様に非同期回転振れを低減できる。
【００３０】
ここで、上記シミュレーションの結果からすれば、保持器６４のポケット６６の位置を所要の規則性をもって円周等配位置から意識的にずらしたことが、１次成分の減少につながり、非同期回転振れの低減に貢献できたと言える。換言すれば、保持器６４のポケット６６の位置を所要の規則性をもって円周等配位置から意識的にずらせば、１次成分を抑制し、非同期回転振れを低減できるようになるのである。しかも、上述したように、ポケット６６の形成位置を製造誤差レベル以上に大きくずらすのであれば、このポケット６６の形成位置についてあまりシビアに管理する必要がないと言える。ゆえに、本発明での保持器６４の製作については、従来のように高精度に管理するための加工技術や計測技術が不要で、現状の技術にて比較的簡易に行えばよいと言え、低コストでありながら非同期回転振れ低減を達成できるようになる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００３２】
（１）  本発明の保持器を用いる転がり軸受は、上述したハードディスクドライブ装置の他にも、種々な精密回転機構に用いることができる。
【００３３】
（２）  上記実施形態では、保持器６４として冠形を引用しているが、その他の種々な形式のものについても本発明を適用することができる。また、同様に、転がり軸受として深溝型玉軸受を引用しているが、その他の種々な軸受形式とすることができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明では、保持器のポケット位置を意識的に所要の規則性をもってずらすように工夫することで、本発明の保持器を転がり軸受に用いた場合に非同期回転振れを低減できるようになった。
【００３５】
したがって、本発明の保持器を備える転がり軸受を例えばハードディスクドライブ装置に用いた場合には、情報記録ディスクの回転精度を向上できるようになり、記録・再生動作の安定化に貢献できるようになる。また、ポリゴンスキャナモータに用いた場合では、印字品質の向上、さらにビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）のシリンダヘッドモータに用いた場合では、動的振れ精度の向上と低騒音化を実現できるようになる。このように、本発明では、使用対象となる機器の性能改善に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるハードディスクドライブ装置の縦断面図
【図２】図１の転がり軸受の半分を示す断面図
【図３】図２の保持器の一部を展開した平面図
【図４】図３の保持器の側面図
【図５】図４の保持器のポケットとポケット間の領域との断面を示す縦断面図
【図６】本発明の保持器のポケット位置の一例を示す模式図
【図７】転がり軸受の非同期回転振れの１次成分を示す模式図
【図８】転がり軸受の非同期回転振れの２次成分を示す模式図
【符号の説明】
６０    転がり軸受
６１    内輪
６２    外輪
６３    転動体
６４    保持器
６６    保持器のポケット
【図１】
0003614602.tif 000003
【図２】
0003614602.tif 000004
【図３】
0003614602.tif 000005
【図４】
0003614602.tif 000006
【図５】
0003614602.tif 000007
【図６】
0003614602.tif 000008
【図７】
0003614602.tif 000009
【図８】
0003614602.tif 000010