(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転輪と、固定輪と、複数のボールと、これらボールを保持するリテーナとからなるスラスト荷重とラジアル荷重とを受ける軸受において、
前記回転輪は回転円板状部と、該回転円板状部の中央から起立する中空の回転円筒部とからなり、これら回転円板状部と回転円筒部とが同一の金属板から形成され、
前記固定輪は前記回転円板状部と対向配置される固定円板状部と、該固定円板状部の中央から起立する固定円筒部とからなり、これら固定円板状部と固定円筒部とが同一の金属板から形成され、
前記回転円板状部と前記固定円板状部との間に前記複数のボール及び前記リテーナを備え、
前記固定円筒部の一部分は前記回転円筒部内へ入って前記回転円筒部と対向配置され、
前記回転円筒部内にある前記固定円筒部の外壁面と該固定円筒部外壁面と対向配置される部分の回転円筒部の内壁面との間に僅かな間隙をもつことを特徴とする軸受。
【請求項２】
前記回転輪の回転円筒部の頂部が球形であることを特徴とする請求項１に記載の軸受。
【請求項３】
前記固定円筒部の頂部外壁面と前記回転円筒部の頂部内壁面との間の空間部に固形潤滑剤を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の軸受。
【請求項４】
僅かな間隙をもって対面する前記中空の回転円筒部の内壁面と前記固定円筒部の外壁面との間に潤滑部材を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の軸受。
【請求項５】
僅かな間隙をもって対面する中空の前記回転円筒部の内壁面と前記固定円筒部の外壁面において、これら前記回転円筒部の内壁面と前記固定円筒部の外壁面の少なくとも一方に潤滑剤が充填される溝を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の軸受。
【請求項６】
固定輪と、回転輪と、複数のボールと、これらボールを保持するリテーナとからなるスラスト荷重とラジアル荷重とを受ける軸受を備えたモータにおいて、
前記固定輪はシャーシに固定される固定円板状部と、該固定円板状部の中央から起立する固定円筒部とからなり、
前記回転輪は前記固定円板状部に対向配置される回転円板状部と、該回転円板状部の中央から起立する中空の回転円筒部とからなり、
前記回転円板状部と前記固定円板状部との間に前記複数のボール及び前記リテーナを備え、
前記固定円筒部の一部分は前記回転円筒部内へ入って前記回転円筒部と対向配置され、
前記回転円筒部内にある前記固定円筒部の外壁面と該固定円筒部外壁面と対向配置される部分の回転円筒部の内壁面との間に僅かな間隙をもち、ロータ部材は前記回転輪に固定されて、前記回転円筒部をその回転軸として回転することを特徴とするモータ。
【請求項７】
請求項６に記載のモータをディスク回転用のスピンドルモータとして用いたことを特徴とする記録／再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、スラスト方向とラジアル方向の荷重を受けるのに適した構造のプレス加工による軸受、それを用いたモータ、及びそのモータを用いた記録／再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
一般に、プレス加工による軸受はプレス加工性の面から、通常、プレス加工した後に熱処理を行って回転輪１と固定輪２について所望の硬度を得るので、この熱処理のよって歪みが生じ、設計通りの精度が得られない。このような理由から、プレス加工による軸受は切削加工による軸受に比べて精度が得られないという問題があるが、量産に適し、低価格の軸受を得ることができるので、比較的小型の軸受の一部分がプレス加工によって製造されている。
【０００３】
例えば、スラスト方向とラジアル方向の荷重を受けるのに適した構造の軸受であって、プレス加工により製作される従来の軸受として特公昭５７ー２９２９号公報に開示されたものがある。これは図３に示すように、プレス加工により形成された第１の軌道輪２０と第２の軌道輪２１、及びこれら軌道輪の間を転動する玉２２とからなる。第１の軌道輪２０は外周部２０Ａと、その外囲部２０Ａに対してほぼ直角に折り曲げられた平坦部２０Ｂと、その中央部からある高さまで起立させられた後に逆方向に折り曲げられてなる円筒状部２０Ｃを有する。第２の軌道輪２１も外周部２１Ａと、その外周部２１Ａに対してほぼ直角に折り曲げられた平坦部２１Ｂと、その中央部からある高さまで起立して形成された円筒状部２１Ｃとを有する。
【０００４】
各玉２２は第１の軌道輪２０の平坦部２０Ｂと円筒状部２０Ｃ、及び第２の軌道輪２１の平坦部２１Ｂと外周部２１Ａの４点で支承されており、このころがり軸受は円筒状部２０Ｃを回転軸部材として回転する。このとき、スラスト方向の荷重に対しては、主に第１の軌道輪２０の平坦部２０Ｂと第２の軌道輪２１の平坦部２１Ｂとが担持し、ラジアル方向の荷重に対しては、主に第２の軌道輪２１の円筒状部２０Ｃと第２の軌道輪２１の外周部２１Ａとが担持する。なお、２３は第１と第２の軌道輪間に挟みこまれたパッキン輪である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のころがり軸受にあっては、本来、スラスト方向の荷重は勿論のこと、ラジアル方向の荷重に対しても第１の軌道輪２０の円筒状部２０Ｃと第２の軌道輪２１の外周部２１Ａとの間の転がりで受けることになるが、前述のように、プレス加工による軸受は切削加工による軸受に比べて精度が悪いために、ラジアル方向の荷重を受けた側はかなり隙間ができ、その反対側は玉２２に対し隙間が無くなり、玉２２が支点と働く形になるので、スラスト方向の荷重がモーメント荷重として働き、回転軸線Ｒが斜めに倒れた状態で回転するという大きな欠点がある。それと同時に、隙間がない側では玉２２は回転しにくくなり、実質的にすべりで回転を行うことになる。このとき玉２２のスベリは点で行うので、第２の軌道輪２１の磨耗が激しく、寿命が短くなるという欠点もあった。
【０００６】
また、一定方向のラジアル荷重を受けて回転しているときには、回転輪が一方向に偏り、偏った側に存在する玉２２の存在する箇所と、玉と玉との間の箇所（玉の存在しない箇所）とでは偏る量が異なるために、回転軸線Ｒに芯振れが生じると共に、トルク値が玉２２の存在する箇所とそうでない箇所とでは異なるためにスムーズに回転しないという問題が起こる。
【０００７】
【発明の目的】
したがって、本発明は、スラスト方向の荷重に対しては、回転輪の回転円板状部とボールと固定輪の固定円板状部とで担持して安定に回転を行い、ラジアル方向の荷重に対しては、双方の円板状部の中央部からそれぞれ起立する円筒部同士で担持してすべりによる安定回転を行う回転軸一体型の軸受、それを用いたモータ、及びそのモータを用いたディスク駆動装置のような記録／再生装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】
請求項１に記載の発明は、回転輪と、固定輪と、複数のボールと、これらボールを保持するリテーナとからなるスラスト荷重とラジアル荷重とを受ける軸受において、前記回転輪は回転円板状部と、該回転円板状部の中央から起立する中空の回転円筒部とからなり、これら回転円板状部と回転円筒部とが同一の金属板から形成され、前記固定輪は前記回転円板状部と対向配置される固定円板状部と、該固定円板状部の中央から起立する固定円筒部とからなり、これら固定円板状部と固定円筒部とが同一の金属板から形成され、前記回転円板状部と前記固定円板状部との間に前記複数のボール及び前記リテーナを備え、前記固定円筒部の一部分は前記回転円筒部内へ入って前記回転円筒部と対向配置され、前記回転円筒部内にある前記固定円筒部の外壁面と該固定円筒部外壁面と対向配置される部分の回転円筒部の内壁面との間に僅かな間隙をもつことを特徴とする軸受を提供するものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記課題を解決するために、前記回転輪の回転円筒部の頂部が球形であることを特徴とする請求項１に記載の軸受を提供するものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記課題を解決するために、前記固定円筒部の頂部外壁面と前記回転円筒部の頂部内壁面との間の空間部に固形潤滑剤を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の軸受を提供するものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記課題を解決するために、僅かな間隙をもって対面する前記中空の回転円筒部の内壁面と前記固定円筒部の外壁面との間に潤滑部材を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の軸受を提供するものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記課題を解決するために、僅かな間隙をもって対面する中空の前記回転円筒部の内壁面と前記固定円筒部の外壁面において、これら前記回転円筒部の内壁面と前記固定円筒部の外壁面の少なくとも一方に潤滑剤が充填される溝を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の軸受を提供するものである。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、固定輪と、回転輪と、複数のボールと、これらボールを保持するリテーナとからなるスラスト荷重とラジアル荷重とを受ける軸受を備えたモータにおいて、前記固定輪はシャーシに固定される固定円板状部と、該固定円板状部の中央から起立する固定円筒部とからなり、前記回転輪は前記固定円板状部に対向配置される回転円板状部と、該回転円板状部の中央から起立する中空の回転円筒部とからなり、前記回転円板状部と前記固定円板状部との間に前記複数のボール及び前記リテーナを備え、前記固定円筒部の一部分は前記回転円筒部内へ入って転円筒部と対向配置され、前記回転円筒部内にある前記固定円筒部の外壁面と該固定円筒部外壁面と対向配置される部分の回転円筒部の内壁面との間に僅かな間隙をもち、ロータ部材は前記回転輪に固定されて、前記回転円筒部をその回転軸として回転することを特徴とするモータを提供するものである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、前記課題を解決するために、請求項６に記載のモータをディスク回転用のスピンドルモータとして用いたことを特徴とする記録／再生装置。
【００１５】
【実施をするための形態及び実施例】
図１により本発明にかかる軸受の実施をするための形態について説明する。帽子形状の回転輪１は加工性の良いステンレス材料などからなるフープ状金属（図示せず）をプレスにより次々と成型し、打ち抜いて作られる。回転輪１は比較的平坦な回転円板状部１Ａとその中央部から起立する中空の回転円筒部１Ｂとからなる。回転円筒部１Ｂの頂部１Ｃは球の一部分に類似した球状になっており、例えばこの軸受がフロッピーディスクドライブ装置のディスク回転部に用いられた場合には、フロッピーを傷付けることなくフロッピーディスクドライブ装置内の回転軸部材となる回転円筒部１Ｂの頂部１Ｃに対し容易に着脱できることを可能にする。
【００１６】
固定輪２も、回転輪１とは別のプレス工程で、回転輪１と同一材料からなるフープ状金属（図示せず）を次々と成型し、打ち抜いて作られる。固定輪２は回転円板状部１Ａと対向配置される比較的平坦な固定円板状部２Ａ、その中央部から起立する中空の固定円筒部２Ｂ、及び固定円板状部２Ａから起立して、回転円板状部１Ａと回転円筒部１Ｂと固定円板状部２Ａと一緒にボール３とリテーナ４とを収納する空間を形成する外周部２Ｃとからなる。
【００１７】
ここで大切なことは、回転輪１と固定輪２を組み合わせたとき、回転輪１における回転軸部材となる中空の回転円筒部１Ｂの内壁面と固定輪２の固定円筒部２Ｂの外壁面とは互いにすべり面を形成するように、回転円筒部１Ｂの内径は固定円筒部２Ｂの外径よりも若干大きく形成される。好ましくは、回転円筒部１Ｂの内径は固定円筒部２Ｂの外径よりもμｍオーダーの範囲で大きく形成され、それらの間隙がμｍオーダーの範囲内にあることが、トルク値と回転精度の面から見て好ましい。
【００１８】
また、回転輪１の中空回転円筒部１Ｂにおける内壁面頂部と固定輪２の固定円筒部２Ｂの外壁面頂部との間は空間になっており、好ましくは図示のようにその空間にグリースのような固形状潤滑剤５が封入されている。この固形状潤滑剤５は回転輪１が回転するのに伴い、回転輪１の中空回転円筒部１Ｂにおける内壁面と固定円筒部２Ｂの外壁面との間の微小間隙に極めて僅かずつ入り込み、中空回転円筒部１Ｂの内壁面と固定円筒部２Ｂの外壁面間のすべりに潤滑作用を与える。なお、６は固定輪１の外周部２Ｃに固定された通常のシールド板である。
【００１９】
この軸受の組み立ては非常に簡単であり、前述のようにして用意された固定輪２に別途用意された一般的な構造のボール３とリテーナ４を組み込み、最後に固定輪２の固定円筒部２Ｂの外壁面に中空の回転円筒部１Ｂが被さるように、回転輪１を組み込む。この構造の軸受では、回転円筒部１Ｂと固定円筒部２Ｂとで回転輪１と固定輪２との位置合わせが行えるので、自動組み立てが容易になるという効果も有する。
【００２０】
この軸受は、回転軸線Ｒと同方向のスラスト方向荷重を受けるとき、一般的なスラストベアリングと同様に、ボール３は固定輪２の固定円筒部２Ｂを中心にして転動し、回転輪１が回転する。次に回転軸線Ｒに対して垂直なラジアル方向荷重を受けるとき、この軸受は互いに対面する回転輪１の回転円筒部１Ｂの内壁面と固定輪２の固定円筒部２Ｂの外壁面間ですべりを行い、すべり軸受として働く。スラスト方向荷重とラジアル方向荷重とを合成した荷重を受けるときには、回転輪１はころがりとすべりによって回転を行う。回転輪１の回転円筒部１Ｂの内壁面と固定輪２の固定円筒部２Ｂの外壁面間に遊びがあったとしても、この軸受ではラジアル方向荷重によって、固定輪２の固定円筒部２Ｂの平滑な外壁面に回転輪１の回転円筒部１Ｂの平滑な内壁面が押しつけられた状態で回転するので、遊びの分だけ回転軸線Ｒが偏るが、偏った状態で芯振れすることなく滑らかに安定に回転する。また、この軸受ではスピンドルが不要であるので、その取り付け工程も含めて経済性に優れ、回転部分が軽量化になっている。
【００２１】
なお、互いに対面する回転輪１の回転円筒部１Ｂの内壁面と固定輪２の固定円筒部２Ｂの外壁面間のすべり摩擦をできるだけ小さくするために、フープ材から回転輪１と固定輪２をプレス加工で打ち抜いた後に、互いに対面する回転輪１の回転円筒部１Ｂの内壁面と固定輪２の固定円筒部２Ｂの外壁面に相当する箇所に二硫化モリブデンのような乾式潤滑被膜をあらかじめ形成しておいても良い。また、前述のように固形状潤滑剤５を、回転輪１の中空回転円筒部１Ｂにおける内壁面頂部と固定輪２の固定円筒部２Ｂの外壁面頂部との間の空間に充填しない場合には、グリース状の固形潤滑剤を互いに対面する回転輪１の回転円筒部１Ｂの内壁面と固定輪２の固定円筒部２Ｂの外壁面との間に塗布してもよい。この場合、フープ材の状態で、固形潤滑剤を充填するための溝を回転方向に沿うよう、対面する回転輪１の回転円筒部１Ｂと固定輪２の固定円筒部２Ｂの外壁面に相当する箇所にあらかじめ形成しておいても良い。
【００２２】
次にこのような軸受を用いたモータの一実施例について説明を行う。この軸受は、固定輪２をフロッピーディスクドライブ装置のような記録／再生装置の回転部を固定するためのベース（シャーシ）７の中央に固定された軸受取り付け台８に固定することにより、取り付けられる。回転輪１の回転円筒部１Ｂには回転体としてのハブ部材９が圧入により直接固定される。そのハブ部材９にはロータヨーク１０が取り付けられ、そのロータヨーク１０にはマグネット１１が固定されている。ベース７上には、マグネット１１に対向する位置にコイル１２が取り付けられており、これらコイル１２を流れる電流とマグネット１１との作用によって、ハブ部材９を回転させる力を発生させる。
【００２３】
このモータでは回転輪１の回転円筒部１Ｂを回転軸部材とする回転軸一体型であるために、従来のように軸受の回転輪に高価なシャフトを細心の注意を払って真っ直ぐに固定する作業が不要となり、その取り付け精度誤差により芯振れが生じることもない低コストで高精度の薄い回転軸一体型モータが得られる。また、このモータを用いた記録／再生装置では、フロッピーディスクのようなディスクはディスク挿入口よりハブ部材９上に載置され、このモータにより回転駆動される。図示しないが、ディスクがディスク挿入口より挿入されてハブ部材９上に載置されるとき、回転輪１の回転円筒部１Ｂの頂部が球形状に形成されているので、ディスクが傷つくこともない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は以上述べたように、回転輪の中央部の回転円筒部を回転シャフトとし、この回転円筒部の中空部に固定輪の固定円筒部を挿入し、対面する箇所ですべらせているので、回転シャフトが不要になり、高価なスピンドルの取り付け作業が不要になるので、経済性に優れる。
【００２５】
また、この軸受を用いたモータは、回転輪の中央部の回転円筒部が回転シャフトとして作用するので、別途シャフトを取り付ける必要はなく、したがって、取り付け誤差による芯振れが生じることがなく、低コスト、高精度で、薄型化が可能であり、スラスト方向荷重に対しては勿論のこと、ラジアル方向荷重に対しても安定に回転動作を行う。
【００２６】
さらにまた、このモータを用いた記録／再生装置は、スラスト方向荷重及びラジアル方向荷重の双方に対して安定に動作し、ハブ部材が波打って回転することがなく、かつ経済性に優れるばかりでなく、長寿命である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる軸受の一実施例を示す図である。
【図２】  本発明にかかるモータの一実施例を示す図である。
【図３】  従来のプレス加工による軸受を説明するための図である。
【符号の説明】
１…回転輪                            ２…固定輪
１Ａ…回転円板状部                    ２Ａ…固定円板状部
１Ｂ…回転円筒状部                    ２Ｂ…固定円筒状部
１Ｃ…回転円筒状部の頂部              ２Ｃ…外周部
３…ボール                            ４…リテーナ
５…固形状潤滑剤                      ６…シールド板
７…ベース（シャーシ）                ８…軸受取り付け台
９…ハブ部材                        １０…ロータヨーク
１１…マグネット                      １２…コイル
【図１】
0003647529.tif 000002
【図２】
0003647529.tif 000003
【図３】
0003647529.tif 000004