(57)【要約】【課題】予圧付与時に内外輪を変形させることの無い高剛性でトルク変動の低い安価な軸受装置及び軸受装置製造方法を提供する。【解決手段】中空軸４とハウジング６との間に整列して介挿され、中空軸に対してハウジングを相対回転可能に支持する転がり軸受8,10を有する軸受装置２であって、転がり軸受は、中空軸の外周面に接着剤で固定される内輪8a,10aと、ハウジングの内周面に接着剤で固定される外輪8b,10bと、内外輪間に転動自在に配列した複数の転動体8c,10cとを備えており、中空軸の外周面と内輪との間又はハウジングの内周面と外輪との間の少なくとも一方に隙間が存在する場合において、転がり軸受に所定の予圧を付与する際に内外輪を相対的に回転して接着剤を所定の硬さに固化させる。【選択図】    図１
2006070918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸とハウジングとの間に整列して介挿され、軸に対してハウジングを相対回転可能に支持する転がり軸受を有する軸受装置であって、
転がり軸受は、軸の外周面に接着剤で固定される一方の軌道輪と、ハウジングの内周面に接着剤で固定される他方の軌道輪と、両軌道輪の間に転動自在に配列した複数の転動体とを備えており、軸の外周面と一方の軌道輪との間、又は、ハウジングの内周面と他方の軌道輪との間の少なくとも一方に隙間が存在する場合において、
転がり軸受に所定の予圧を付与する際に双方の軌道輪を相対的に回転して接着剤を所定の硬さに固化させることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
接着剤が所定の硬さに固化するまで、当該接着剤を所定の温度まで加熱し、その温度に維持することを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
接着剤を３０℃〜６０℃の温度に維持した後、更に、７０℃〜１１０℃の温度に維持することを特徴とする請求項２に記載の軸受装置。
【請求項４】
接着剤を３０℃〜６０℃の温度に維持している間に、転がり軸受に所定の予圧を付与することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項５】
軸とハウジングとの間に整列して介挿され、軸に対してハウジングを相対回転可能に支持する転がり軸受を有する軸受装置の製造方法であって、
転がり軸受は、軸の外周面に接着剤で固定される一方の軌道輪と、ハウジングの内周面に接着剤で固定される他方の軌道輪と、両軌道輪の間に転動自在に配列した複数の転動体とを備えており、軸の外周面と一方の軌道輪との間、又は、ハウジングの内周面と他方の軌道輪との間の少なくとも一方に隙間が存在する場合において、
転がり軸受に所定の予圧を付与する際に双方の軌道輪を相対的に回転して接着剤を所定の硬さに固化させることを特徴とする軸受装置製造方法。
【請求項６】
接着剤が所定の硬さに固化するまで、当該接着剤を所定の温度まで加熱し、その温度に維持することを特徴とする請求項５に記載の軸受装置製造方法。
【請求項７】
接着剤を３０℃〜６０℃の温度に維持した後、更に、７０℃〜１１０℃の温度に維持することを特徴とする請求項５に記載の軸受装置製造方法。
【請求項８】
接着剤を３０℃〜６０℃の温度に維持している間に、転がり軸受に所定の予圧を付与することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の軸受装置製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＶＴＲ(ビデオテープレコーダ)、テープストリーマ、ＬＢＰ(レーザービームプリンタ)、ＨＤＤ(ハードディスクドライブ)で用いられるスピンドルモータやスイングアームなどに組み込まれる軸受装置及び軸受装置製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のスピンドルモータやスイングアームに組み込まれる軸受装置２は、例えば図３(ａ)に示すように、中空円筒状の中空軸４と、中空軸４を覆うように配置された中空円筒状のハウジング６とを備えており、中空軸４とハウジング６との間に複数(例えば２つ)の転がり軸受8,10が間座１２を介して組み込まれている。
【０００３】
各転がり軸受8,10にはそれぞれ、互いに相対回転可能に対向配置された内輪8a,10a及び外輪8b,10bと、内外輪間に転動自在に配列された複数の転動体8c,10cと、内外輪の両側にそれぞれ配置された密封板8d,10dとが設けられており、中空軸４の押圧部４ａにより内輪１０ａ(又は、内輪８ａ)に所定の押圧力を加えることにより、各転がり軸受8,10に所定の予圧が付与され、その状態で内輪１０ａ(又は、内輪８ａ)は中空軸４の外周面に接着剤で固定される。なお、間座１２は、両外輪8b,10b間に隣接して配置され、間座１２と両内輪8a,10aとの間には若干の隙間(予圧付与のための隙間)が形成されている。
【０００４】
ところで、内輪１０ａ(又は、内輪８ａ)を中空軸４の外周面に接着剤で固定する方法には、例えば図３(ｂ)に示すような予圧付与装置が用いられている。予圧付与装置は、ベース１４に固定されたサポート台１６と、サポート台１６の垂直上方に支持フレーム１８で吊り下げ支持された予圧付与ユニット２０とを備えており、サポート台１６の上面(予圧付与ユニット２０に対向した面)には、支持軸２２が突設されている。
【０００５】
予圧付与ユニット２０には、支持フレーム１８からサポート台１６(支持軸２２)に向けて吊り下げられた支柱２４と、支柱２４の外周に設けられた予圧用コイルばね２６と、予圧用コイルばね２６の上端部を支持し且つ支柱２４に沿ってスライド自在に構成されたスライダ２８と、予圧用コイルばね２６の下端部に設けられた予圧付与体３０とが設けられている。なお、スライダ２８には止めネジ３２が螺合しており、当該止めネジ３２の先端は支柱外周面２４ｓに対して当接可能となっている。この場合、スライダ２８を支柱２４に沿って移動させた後、止めネジ３２を締め込んで先端(止めネジ３２の先端)を支柱２４に圧接させることによりスライダ２８を所望の位置に固定することができる。
【０００６】
このような予圧付与装置で軸受装置２に所定の予圧を付与する場合、内輪１０ａが中空軸４の外周面に接着剤で固定される前の状態の軸受装置２をサポート台１６上にセットする。具体的には、軸受装置２の中空軸４をサポート台１６の支持軸２２に外嵌する。支持軸２２の外径は、中空軸４の内径と略一致しているため、中空軸４を支持軸２２に外嵌することにより、軸受装置２をサポート台１６上に鉛直にセットすることができる。
【０００７】
次に、止めネジ３２をゆるめた後スライダ２８を支柱２４に沿って下方にスライドせると、それに伴って予圧用コイルばね２６及び予圧付与体３０が下方に移動する。そして予圧付与体３０が軸受装置２に当接した後、更にスライダ２８を下方にスライドさせると、軸受装置２に当接している予圧付与体３０とスライダ２８との間で予圧用コイルばね２６に圧縮力が作用し、その結果、予圧用コイルばね２６が圧縮される。
【０００８】
この状態で止めネジ３２を締め込んでスライダ２８を固定すると、予圧用コイルばね２６に作用した圧縮力は、予圧付与体３０に伝達され、当該予圧付与体３０を下方(軸受装置２方向)に押圧する力となって働く。このとき予圧付与体３０に働いた押圧力は、当該予圧付与体３０に設けられた予圧片３０ａを介して転がり軸受１０の内輪８ａに作用すると同時に、内輪１０ａには中空軸４の押圧部４ａにより押圧力が作用する。これにより、各転がり軸受8,10に所定の予圧が付与され、その状態で内輪8a,10aを中空軸４の外周面に接着剤で固定することにより軸受装置２が製造される。
【０００９】
ところで、上述したような予圧付与による製造方法によれば、当該軸受装置２の完成状態(例えば、構造上の精度や微妙な設計誤差など)に係わらず、内輪8a,10aに付与される予圧荷重は常に一定であるため、完成した軸受装置２の回転トルクにバラツキが生じる場合があった。
【００１０】
そこで、回転トルクのバラツキを生じること無く内輪8a,10aを中空軸４の外周面に接着剤で固定するために、例えば特許文献１に示す製造方法では、予圧付与において内輪8a,10aを中空軸４の外周面に接着剤で固定する際に、軸受装置の各転がり軸受8,10を相対回転させて回転トルクを測定し、その測定値が予め設定された回転トルク値となるように予圧荷重を調整する方法が適用されている。
【００１１】
しかしながら、特許文献１の製造方法では、例えば回転トルクの測定時における各転がり軸受8,10の回転時間や接着剤の温度設定などについて考慮されていないため、予圧付与により内輪8a,10a及び外輪8b,10bが変形してしまう場合が想定される。
各転がり軸受8,10に所定の予圧が付与する際、例えば図２(ａ)に示すように、内輪8a,10a及び外輪8b,10bには、相対的に矢印F1,F2方向の予圧荷重が作用することになる。このとき内輪8a,10a及び外輪8b,10bには、転動体8c,10cから矢印M1,M2方向の反力が作用する。
【００１２】
この場合、例えば図２(ｂ)に示すように、内輪8a,10a及び外輪8b,10bは、反力が作用している箇所(反力作用部分)が矢印M1,M2方向に変形する場合が想定される。具体的に説明すると、例えば図２(ｃ)に示すように、内輪8a,10aと中空軸４との隙間Ｈ１があれば、内輪8a,10aは、その反力作用部分が隙間Ｈ１の中で内側に変形すると共に、外輪8b,10bとハウジング６との隙間Ｈ２があれば、外輪8b,10bは、その反力作用部分が隙間Ｈ２の中で外側に変形する。なお、この場合の変形量は、例えば内輪8a,10a及び外輪8b,10bの剛性や内外輪に作用する荷重などの影響もある。
【００１３】
この状態で接着剤が固化すると、内輪8a,10a及び外輪8b,10bの変形状態がそのまま固定化されてしまう。従って、このような内輪8a,10a及び外輪8b,10bを有する軸受装置２をスピンドルモータやスイングアームなどに組み込んで稼働させると、中空軸４とハウジング６との相対回転中において、転動体8c,10cが変形部分(反力作用部分)を通過する度に予圧が変化することになり、これに同期して軸受装置２の剛性が変化し、その結果、トルクも変動してしまう虞がある。また、近年では高速アクセスのために高剛性が要求されていると共に、高容量化に伴ってトラック密度も小さくなっているためトルク変動を低く抑えることが要求されている。
【特許文献１】特開２００３−１５６０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、予圧付与時に内外輪を変形させることの無い高剛性でトルク変動の低い安価な軸受装置及び軸受装置製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的を達成するために、本発明は、軸とハウジングとの間に整列して介挿され、軸に対してハウジングを相対回転可能に支持する転がり軸受を有する軸受装置及び軸受製造方法であって、転がり軸受は、軸の外周面に接着剤で固定される一方の軌道輪と、ハウジングの内周面に接着剤で固定される他方の軌道輪と、両軌道輪の間に転動自在に配列した複数の転動体とを備えており、軸の外周面と一方の軌道輪との間、又は、ハウジングの内周面と他方の軌道輪との間の少なくとも一方に隙間が存在する場合において、転がり軸受に所定の予圧を付与する際に双方の軌道輪を相対的に回転して接着剤を所定の硬さに固化させる。
この発明において、接着剤が所定の硬さに固化するまで、当該接着剤を所定の温度まで加熱し、その温度に維持する。例えば、接着剤を３０℃〜６０℃の温度に維持した後、更に、７０℃〜１１０℃の温度に維持する。この場合、接着剤を３０℃〜６０℃の温度に維持している間に、転がり軸受に所定の予圧を付与しても良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、予圧付与時に接着剤が固化するまで内外輪を相対的に回転(揺動)させることにより、予圧付与時に内外輪を変形させることの無い高剛性でトルク変動の低い安価な軸受装置及び軸受装置製造方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態に係る軸受装置について図１を参照して説明する。
なお、本実施の形態の説明では、図３(ａ)と同一構成の軸受装置２を想定すると共に、この軸受装置２を製造する製造装置は、図３(ｂ)と同一のものを利用しているため、以下の説明では、相違する構成についての説明に止める。
【００１８】
図１(ａ)に示すように、本実施の形態の軸受装置製造方法に適用する製造装置には、製造装置(図３(ｂ))により予圧荷重が付与された状態の軸受装置２を所定方向に回転させる回転装置３４が増設されている。
回転装置３４は、軸受装置２のハウジング６に接触しているローラ３６と、ローラ３６を所定方向に回転させるモータ３８と、モータ３８の負荷トルクを検出するトルクセンサ４０とを備えており、トルクセンサ４０で検出されたモータ３８の負荷トルクは、図示しない表示器に表示されるようになっている。
【００１９】
本実施の形態の軸受装置製造方法では、例えば、中空軸４の外周面と一方の軌道輪(内輪8a,10a)との間、又はハウジング６の内周面と他方の軌道輪(外輪8b,10b)との間の少なくとも一方に隙間が存在する場合を想定しており、各転がり軸受8,10に所定の予圧を付与する際に、回転装置３４(ローラ３６)でハウジング６を所定方向に回転させることにより、双方の軌道輪(内外輪)を相対的に回転させて接着剤を所定の硬さに固化させる。即ち、接着剤が所定の硬さに固化するまで内外輪を相対的に回転させる。
【００２０】
このような製造方法によれば、軸受装置２に予圧荷重を付与した状態で接着剤が固化するまで内外輪を回転させているため、内輪8a,10a及び外輪8b,10bを変形させる力が一部に集中すること無く回転方向に等間隔に分散させることができる。この場合、接着剤が固化した状態において従来予想されたような部分的な変形は生じない。更に、接着剤が完全に固化して軸受装置２が完成した状態で、当該軸受装置２を回転装置３４で回転させてもトルクが変動することは無い。この結果、高剛性の軸受装置２を実現することができる。なお、トルクの変動状態はトルクセンサ４０で検出することが可能であり、その検出結果は図示しない表示器に表示させて確認することが可能である。
【００２１】
また、本実施の形態の製造方法では、現状の軸受装置２に回転装置３４を増設するだけで実現することができるため、装置の製造コストを大幅に抑えることができる。なお、回転装置３４で内外輪を回転させる時間や回転速度などは、接着剤の種類や性質に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００２２】
また、本実施の形態の製造方法において、接着剤が所定の硬さに固化するまで、当該接着剤を所定の温度まで加熱し、その温度に維持(放置：キュアリング)するようにしても良い。このような製造方法によれば、接着剤の固化を促進させることができるため、軸受装置２の製造効率を向上させることができる。
具体的な温度設定としては、接着剤の種類や製造装置の使用環境により任意に設定することができるため、特に限定はしないが、例えば、接着剤を３０℃〜６０℃の温度に維持(初期キュアリング)した後、更に７０℃〜１１０℃の温度に維持(キュアリング)するように設定しても良い。
【００２３】
この場合、接着剤を３０℃〜６０℃の温度に維持している間だけ、軸受装置２を回転しながら同時に所定の予圧を付与しても良いし、或いは、７０℃〜１１０℃の温度に維持している間は、軸受装置２の回転を停止させると共に予圧も与えないようにしても良い。いずれの場合も上記同様の効果を実現することができる。
【００２４】
なお、本実施の形態の製造方法を実現するための装置としては、例えば図１(ｂ)に示すように、予圧付与ユニット２０の代わりに予圧用錘４２、回転装置３４の代わりにベルト４４を用いても良い。この場合、予圧用錘４２の自重により予圧付与体３０(予圧片３０ａ)を軸受装置２に押圧させて所定の予圧を付与した状態で、ベルト４４を走行させ、その走行力により軸受装置２を回転させる。このとき、ベルト４４を揺動させても良い。なお、ベルト４４の揺動運動は、転動体8c,10cの公転が隣り合う転動体8c,10cの位置以上の揺動回転となれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る軸受装置を製造するための構成例を示す部分断面図、(ｂ)は、本発明の変形例に係る軸受装置を製造するための構成例を示す部分断面図。
【図２】(ａ)は、転がり軸受に予圧荷重が作用した状態を示す断面図、(ｂ)は、予圧荷重により内輪及び外輪が変形した転がり軸受の断面図、(ｃ)は、予圧荷重により内輪及び外輪が変形した軸受装置の断面図。
【図３】(ａ)は、軸受装置の構成例を示す部分断面図、(ｂ)は、従来の軸受装置を製造するための構成例を示す部分断面。
【符号の説明】
【００２６】
２  軸受装置
４  中空軸
６  ハウジング
8,10  転がり軸受
8a,10a  内輪
8b,10b  外輪
8c,10c  転動体
３４  回転装置
４２  予圧用錘
４４  ベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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