(57)【要約】【課題】軸受剛性の向上を図ることができるとともに、組立工程の簡素化を図ることができる転がり軸受装置を提供すること。【解決手段】外輪１２に固定される密封装置１５を有する軸受１０を備え、当該軸受１０が、ハウジング５０と軸５１との間に組み込まれた転がり軸受装置１である。軸受１０は、その外輪１２に密封装置１５を固定する密封装置固定部１２ｂを有し、そしてその内輪１１に密封装置１５を収容するシール溝１１ｂを有する。密封装置１５は、内輪１１の外周面または外輪１２の内周面よりも小さい内径で形成される。内輪１１は係り代を有さないカウンターボアタイプである。【選択図】      図１
2005076660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体と、当該転動体を転動自在に保持する保持器と、前記内輪および前記外輪のいずれか一方に固定される第１周縁部、および第２周縁部を有する円環形状の密封装置と、を有し、前記密封装置により潤滑剤が入っている内部空間が密封される軸受を備え、前記軸受が、円筒形状のハウジングと軸との間に組み込まれた転がり軸受装置であって、
前記内輪および前記外輪のいずれか一方に前記密封装置の第１周縁部を固定するための密封装置固定部を有し、
前記内輪および前記外輪のいずれか他方に前記密封装置の第２周縁部を収容するシール溝を有し、
前記第２周縁部が前記内輪の外周面または前記外輪の内周面よりも小さい内径で形成され、そして、
少なくとも、前記内輪および前記外輪のいずれか一方が、係り代を有さないカウンターボアタイプであることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記内輪および前記外輪が、軸受軸方向に異なる幅を有することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記軸受に設けられている前記転動体の数Ｚが、前記転動体のＰ．Ｃ．Ｄ（ピッチ円径）をＸ（ｍｍ）としたときに、下記の式（１）から（４）のいずれか１式を満たす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装置。
前記転動体の直径が、１／３２（ｉｎ）の場合、
Ｚ≧２．２８５７Ｘ−０．５１４３    …（１）
前記転動体の直径が、１．０（ｍｍ）の場合、
Ｚ≧１．７１４３Ｘ＋０．３４２９    …（２）
前記転動体の直径が、１．２（ｍｍ）の場合、
Ｚ≧１．５０００Ｘ−０．２１４３    …（３）
前記転動体の直径が、１／１６（ｉｎ）の場合、
Ｚ≧１．１０７１Ｘ＋０．０５７１    …（４）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＨＤＤ装置のスイングアーム等に好適に使用される転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の転がり軸受装置では、軸受が、内輪、外輪、玉、保持器、シールド板、軸、およびハウジング、等で構成され、このようにシールド板を有する２個の軸受に予圧をかけて使用されている。尚、シールド板はハウジング両端面に設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
具体的に図４に示されるように、従来の転がり軸受装置１００は、両端がケース１０１に固定された軸１０２の両端近傍部分に、一対の玉軸受１０３，１０４が配置されている。玉軸受１０３，１０４は、内輪１０５の内径面（即ち、内周面）で軸１０２に、外輪１０６の外径面（即ち、外周面）でハウジング１０７の内周面の端部に圧入および固定されている。玉軸受１０３，１０４には潤滑剤として、予め軌道面に微量の油が注入されている。ハウジング１０７には、ボイスコイルモータ１０８およびスイングアーム１０９が固定されている。
【０００４】
一方、軸受１０３，１０４には、玉の軸方向両側において、通常の密封装置であるシール１１０が外輪１０６に設けられており、シール１１０と内輪外径面１１１との間には微小な隙間１１２が保たれている。また、シールド板１１３が上下の玉軸受１０３，１０４の軸方向外側に配置され、軸１０２に圧入固定されている。シールド板１１３の外周面とハウジング１０７の内周面との間には、微小な隙間１１４が保たれている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１６６５２６号公報（第２頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記転がり軸受装置１００では、玉軸受１０３，１０４に深溝玉軸受が用いられるため、組立上、玉径・玉数に限界があり、軸受剛性の向上が望めないという問題があった。また、軸受剛性を向上させるため、玉軸受１０３，１０４の内輪または外輪をカウンターボアタイプとして、玉数を増す構成も考えられるが、例えば、玉軸受１０３，１０４が、内輪にカウンターボアを有する軌道面に係り代を設けている一般的なものであると、外輪、玉、および保持器を組立てた後に、内輪のカウンター側を先にして玉に挿入するに際し、内輪の軌道面における係り代分だけ、外輪を高周波により膨張させて組立てる高周波焼き嵌めを用いなければならない。そのため、組立工程が煩雑になるばかりか、高周波を与えた外輪が高温になるため、周辺部材である保持器の材料として高温耐久性に富むフェノール樹脂等を選択するのが必須であった。また、前述した高周波焼き嵌めの工程を省くために、玉軸受１０３，１０４を係り代を有さないカウンターボアタイプにすると、カウンターを有する内輪や外輪が組立時にバラけるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受剛性の向上を図ることができるとともに、組立工程の簡素化を図ることができる転がり軸受装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明に係る転がり軸受装置は、下記（ｉ），（ｉｉ），（ｉｉｉ）を特徴としている。
（ｉ）内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体と、当該転動体を転動自在に保持する保持器と、前記内輪および前記外輪のいずれか一方に固定される第１周縁部、および第２周縁部を有する円環形状の密封装置と、を有し、前記密封装置により潤滑剤が入っている内部空間が密封される軸受を備え、前記軸受が、円筒形状のハウジングと軸との間に組み込まれた転がり軸受装置であって、
前記内輪および前記外輪のいずれか一方に前記密封装置の第１周縁部を固定するための密封装置固定部を有し、
前記内輪および前記外輪のいずれか他方に前記密封装置の第２周縁部を収容するシール溝を有し、
前記第２周縁部が前記内輪の外周面または前記外輪の内周面よりも小さい内径で形成され、そして、
少なくとも、前記内輪および前記外輪のいずれか一方が、係り代を有さないカウンターボアタイプであること。
（ｉｉ）前記内輪および前記外輪が、軸受軸方向に異なる幅を有すること。
（ｉｉｉ）前記軸受に設けられている前記転動体の数Ｚが、前記転動体のＰ．Ｃ．Ｄ（ピッチ円径）をＸ（ｍｍ）としたときに、下記の式（１）から（４）のいずれか１式を満たすこと。
前記転動体の直径が、１／３２（ｉｎ）の場合、
Ｚ≧２．２８５７Ｘ−０．５１４３    …（１）
前記転動体の直径が、１．０（ｍｍ）の場合、
Ｚ≧１．７１４３Ｘ＋０．３４２９    …（２）
前記転動体の直径が、１．２（ｍｍ）の場合、
Ｚ≧１．５０００Ｘ−０．２１４３    …（３）
前記転動体の直径が、１／１６（ｉｎ）の場合、
Ｚ≧１．１０７１Ｘ＋０．０５７１    …（４）
【０００９】
上記（ｉ）を特徴とする転がり軸受装置によれば、内輪および外輪のいずれか一方が、係り代を有さないカウンターボアタイプであるため、軸受の限界剛性に対して転動体を多く挿入でき、それによって、軸受剛性の向上を図ることができる。また、従来の転がり軸受装置のように、高周波焼き嵌めを用いることなく、通常のナイロン樹脂製等の保持器を用いて組立を行なうことができるため、組立工程を簡素化することができる。更に、密封装置固定部に合わせてシール溝を配置して組立ててから、内輪の外周面または外輪の内周面よりも小さい内径の第２周縁部を持つ密封装置を固定することにより、密封装置の第２周縁部が、シール溝に対して係り代を有することとなり、それによって、内外輪の軸方向の動きが制約されるため、バラけることがなくなる。また、内外輪・転動体・保持器・転動体に対して片側にのみ密封装置を配した状態で、軸受内部空間の洗浄を行なえるため、軸受洗浄性能を向上させることができる。また、密封装置により、潤滑剤における油分の漏れを防止することができ、更にピボット状態でグリースキャップ等により覆れば、潤滑剤の漏洩防止について更なる効果を得ることができる。また、潤滑剤が、保持器開口部において、内輪外周面・外輪内周面に接触しないように封入・搭載されれば、内輪外周面と保持器の内周面、外輪内周面と保持器の外周面のラビリンスに潤滑剤が架橋されることがなく、それによって、軸受トルクの変動が抑制され、潤滑剤の油分が内輪外周面、外輪内周面を伝って滲み出すまでの時間を遅らせることができる。
【００１０】
更に上記（ｉ）の特徴に加えて、上記（ｉｉ）を特徴とする転がり軸受装置によれば、軸受軸方向に異なる幅を持つ内輪および外輪が用いられることにより、ハウジングや軸に組み付ける際に用いられる治具を、内輪および外輪に同時に当てることがないようにでき、それによって、組付時に起こりうる支障を回避することができる。
【００１１】
また更に上記（ｉ）または（ｉｉ）の特徴に加えて、上記（ｉｉｉ）を特徴とする転がり軸受装置によれば、式（１）から（４）のいずれか１式を満たすように、転動体の数Ｚが設定されれば、同一の転動体径、同一のＰ．Ｃ．Ｄ（ピッチ円径）で構成される場合に、より多くの転動体を挿入することができ、軸受剛性の向上を確実に図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る複数の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
まず、図１および図２を参照して、本発明に係る転がり軸受装置の第１実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態である転がり軸受装置１の要部断面図、そして図２は図１に示す転がり軸受装置１の要部拡大図である。尚、図１には転がり軸受装置１の右半部のみが示されている。
【００１４】
図１に示されるように、転がり軸受装置１は、円筒形状に形成されたハウジング５０と、ハウジング５０の中央部に同心状に配置された軸５１と、ハウジング５０と軸５１との間に組み込まれた２個の背面対向させた軸受１０，１０と、を備えている。即ち、２個の同じ軸受１０，１０により、軸５１とハウジング５０とが相対回転自在に支持されている。
【００１５】
軸受１０は、アンギュラ玉軸受であり、内輪１１と、外輪１２と、内輪１１と外輪１２との間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体である玉１３と、玉１３を転動自在に保持する保持器１４と、外輪１２に固定された円環形状の密封装置１５，１５と、を備えている。
【００１６】
ハウジング５０は、中央部に配された本体部５０ａの上部に肉薄の第１円筒板部５０ｂが形成され、そして本体部５０ａの下部に同じく肉薄の第２円筒板部５０ｃが形成されている。第１円筒板部５０ｂには、図１中の上方側に配置された一方の軸受１０の外輪１２が内嵌されている。第２円筒板部５０ｃには、図１中の下方側に配置された他方の軸受１０の外輪１２が内嵌されている。ハウジング５０の本体部５０ａの下端部には、ラビリンス形成用の第１隔板５２が固定されている。第１隔板５２は、円環形状に形成されており、軸５１の外周面（即ち、外径面）に僅かな隙間を持って配されている。
【００１７】
軸５１の本体部５１ａの上端部には、フランジ部５１ｂが形成されている。フランジ部５１ｂは、一方の軸受１０の上部を覆って配されており、一方の軸受１０およびハウジング５０と軸５１との間に雨水、塵埃、等の異物が進入（浸入）することを防止する機能を有する。また、軸５１の本体部５１ａの下方部には、ラビリンス形成用の第２隔板５３が固定されている。第２隔板５３は、円環形状に形成されており、第１隔板５２に平行に設けられ、そしてハウジング５０の第２筒状板部５０ｃの内周面（即ち、内径面）に対して僅かな隙間を持って配されている。このように、第１，第２隔板５２，５３により他方の軸受１０の下方側に迷路状のラビリンスが形成されている。
【００１８】
図２に示されるように、内輪１１は、軸方向に幅寸法Ｌ１を有しており、係り代を有さないカウンターボアタイプである。内輪１１には内輪外周面の中央部に内輪軌道面１１ａが形成されており、内輪外周面の反カウンターボア側の端部には段部状にされたシール溝１１ｂが形成されている。尚、シール溝１１ｂは、凹溝状に形成されていてもよい。
【００１９】
外輪１２は、内輪１１の幅寸法Ｌ１よりも小さい軸方向の幅寸法Ｌ２を有する。外輪１２には外輪内周面の中央部に外輪軌道面１２ａが形成されており、外輪外周面の両端部には凹溝状にされた密封装置固定部１２ｂ，１２ｂが形成されている。尚、密封装置固定部１２ｂ，１２ｂは、段部状に形成されていてもよい。
【００２０】
保持器１４は、ナイロン樹脂等の高分子材料を用いて製作された、もみ抜き保持器であって、周方向に複数形成されたポケット１４ａ内に、内輪軌道面１１ａと外輪軌道面１２ａとの間に配された玉１３を転動自在に保持している。保持器１４のポケット１４ａ開口部側には、玉１３の転動状態を滑らかに維持するための潤滑剤であるグリース（不図示）が封入されている。
【００２１】
密封装置１５，１５は、玉１３に対して軸方向両側にそれぞれ配置されており、ゴム製、合成樹脂製、等であって、円環形状に成形されている。密封装置１５は、その第１周縁部である外周縁部に固定部１５ａが形成され、そしてその第２周縁部である内周縁部にラビリンス形成用の端部１５ｂが形成されている。密封装置１５，１５のうち、図２中の上方側に配される一方の密封装置１５は、その固定部１５ａが外輪１２の密封装置固定部１２ｂに嵌め付けられ、そしてその端部１５ｂが内輪１１のシール溝１１ｂ内に非接触で収容される。そして、図２中の下方側に配される他方の密封装置１５は、その固定部１５ａが外輪１２の密封装置固定部１２ｂに嵌め入れられ、そしてその端部１５ｂが内輪１１の外周面のカウンターボア上に非接触で配される。
【００２２】
転がり軸受装置１０では、玉１３の数Ｚが、玉１３のＰ．Ｃ．Ｄ（即ち、Ｐｉｔｃｈ  Ｃｉｒｃｌｅ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ：ピッチ円径）をＸとしたときに、下記の式（１）から（４）のいずれか１式を満たすように設定されて用いられる。尚、玉１３のＰ．Ｃ．Ｄとは、軸受１０の中心から各玉１３の中心までの距離を半径とする円の直径である。
玉１３の直径が、１／３２（ｉｎ）の場合、
Ｚ≧２．２８５７Ｘ−０．５１４３    …（１）
玉１３の直径が、１．０（ｍｍ）の場合、
Ｚ≧１．７１４３Ｘ＋０．３４２９    …（２）
玉１３の直径が、１．２（ｍｍ）の場合、
Ｚ≧１．５０００Ｘ−０．２１４３    …（３）
玉１３の直径が、１／１６（ｉｎ）の場合、
Ｚ≧１．１０７１Ｘ＋０．０５７１    …（４）
これらの式（１）から（４）は、それぞれの玉１３の直径とＰ．Ｃ．Ｄにおいて、軸受組立時の外輪の変形荷重点にかかる応力が塑性変形の降伏点を超えないための、玉１３の数の許容値を算出したものである。式（１）から（４）のいずれか１式を満たすように、玉１３の数Ｚを設定することにより、同一の玉径、同一のＰ．Ｃ．Ｄで構成される場合に、より多くの玉１３を挿入することができるため、軸受剛性の向上を確実に図ることができる。
【００２３】
転がり軸受装置１０によれば、内輪１１（即ち、内輪１１および外輪１２のいずれか一方）が、係り代を有さないカウンターボアタイプであるため、軸受の限界剛性に対して玉１３を多く挿入でき、それによって、軸受剛性の向上を図ることができる。また、従来の転がり軸受装置のように、高周波焼き嵌めを用いることなく、通常のナイロン樹脂製等の保持器１４を用いて組立を行なうことができるため、組立工程を簡素化することができる。更に、密封装置固定部１２ｂに合わせてシール溝１１ｂを配置して組立ててから、内輪１１の外周面よりも小さい内径の端部１５ｂを持つ密封装置１５を固定することにより、密封装置１５の端部１５ｂが、シール溝１１ｂに対して係り代を有することとなり、それによって、内輪１１の軸方向の動きが制約されるため、バラけることがなくなる。また、内外輪１１，１２・玉１３・保持器１４・玉１３に対して片側にのみ密封装置１５を配した状態で、軸受内部空間の洗浄を行なえるため、軸受洗浄性能を向上させることができる。また、密封装置１５により、グリースにおける油分の漏れを防止することができ、更にピボット状態でグリースキャップ等により覆れば、グリースの漏洩防止について更なる効果を得ることができる。また、グリースが、保持器１４の開口部において、内輪１１の外周面（即ち、外径面）・外輪１２の内周面（即ち、内径面）に接触しないように封入・搭載されれば、内輪１１の外周面と保持器１４の内周面、外輪１２の内周面と保持器１４の外周面のラビリンスにグリースが架橋されることがなく、それによって、軸受トルクの変動が抑制され、グリースの油分が内輪１１の外周面、外輪１２の内周面を伝って滲み出すまでの時間を遅らせることができる。
【００２４】
また、転がり軸受装置１０によれば、軸受軸方向に異なる幅を持つ内輪１１および外輪１２が用いられることにより、ハウジング５０や軸５１に組み付ける際に用いられる治具を、内輪１１および外輪１２に同時に当てることがないようにでき、それによって、組付時に起こりうる支障を回避することができる。
【００２５】
（第２実施形態）
次に、図３を参照して本発明に係る転がり軸受装置の第２実施形態を説明する。尚、第２実施形態において、既に説明した部材等と同様な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号または相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。図３は本発明の第２実施形態である転がり軸受装置３０の要部断面図である。
【００２６】
図３に示されるように、転がり軸受装置３０は、軸５１のフランジ部５１ｂ側に配される密封装置の構造が異なる。即ち、密封装置３５は、補強の役目を持つ金属製、合成樹脂製、等の芯金３５ａを、ゴム製、合成樹脂製、等の弾性部材３５ｂで覆って形成したものである。そして、弾性部材３５ｂの外周縁部に形成された固定部３５ｃが外輪１２の密封装置固定部１２ｂに嵌め付けられ、弾性部材３５ｂの内周縁部に形成されたリップ３５ｄが、内輪１１の外周面に凹溝状に形成されたシール溝１１ｂ内に非接触で収容されている。これらリップ３５ｄとシール溝１１ｂとによってラビリンスが形成されている。
【００２７】
尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形，改良，等が可能である。その他、前述した実施形態における各構成要素の材質，形状，寸法，形態，数，配置個所，等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００２８】
例えば、本発明に係る転がり軸受装置に用いられる軸受としては、アンギュラ玉軸受に限らず、円すいころ軸受、各種ころ軸受、等、本発明に係る転がり軸受装置に適用できる転がり軸受であれば、どんな転がり軸受であってもよい。
【００２９】
また、保持器は、前述したもみ抜き保持器に限らず、例えば、打ち抜き保持器、等といった種々の保持器を転がり軸受に応じて用いればよい。
【００３０】
また、外輪にシール溝を設け、そして内輪に密封装置固定部を設けて、密封装置の固定部を密封装置固定部に嵌着し、そして密封装置の端部やリップをシール溝内に収容してもよく、その場合にも、上述した実施形態と同様にして本発明を実施することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、内輪および外輪のいずれか一方が、係り代を有さないカウンターボアタイプであるため、軸受の限界剛性に対して転動体を多く挿入でき、それによって、軸受剛性の向上を図ることができる。また、従来の転がり軸受装置のように、高周波焼き嵌めを用いることなく、通常のナイロン樹脂製等の保持器を用いて組立を行なうことができるため、組立工程を簡素化することができる。更に、密封装置固定部に合わせてシール溝を配置して組立ててから、内輪の外周面または外輪の内周面よりも小さい内径の第２周縁部を持つ密封装置を固定することにより、密封装置の第２周縁部が、シール溝に対して係り代を有することとなり、それによって、内外輪の軸方向の動きが制約されるため、バラけることがなくなる。また、内外輪・転動体・保持器・転動体に対して片側にのみ密封装置を配した状態で、軸受内部空間の洗浄を行なえるため、軸受洗浄性能を向上させることができる。また、密封装置により、潤滑剤における油分の漏れを防止することができ、更にピボット状態でグリースキャップ等により覆れば、潤滑剤の漏洩防止について更なる効果を得ることができる。また、潤滑剤が、保持器開口部において、内輪外周面・外輪内周面に接触しないように封入・搭載されれば、内輪外周面と保持器の内周面、外輪内周面と保持器の外周面のラビリンスに潤滑剤が架橋されることがなく、それによって、軸受トルクの変動が抑制され、潤滑剤の油分が内輪外周面、外輪内周面を伝って滲み出すまでの時間を遅らせることができる。
【００３２】
また、本発明によれば、軸受軸方向に異なる幅を持つ内輪および外輪が用いられることにより、ハウジングや軸に組み付ける際に用いられる治具を、内輪および外輪に同時に当てることがないようにでき、それによって、組付時に起こりうる支障を回避することができる。
【００３３】
また、本発明によれば、上述した式（１）から（４）のいずれか１式を満たすように、転動体の数Ｚが設定されれば、同一の転動体径、同一のＰ．Ｃ．Ｄ（ピッチ円径）で構成される場合に、より多くの転動体を挿入することができ、軸受剛性の向上を確実に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である転がり軸受装置を示す要部断面図である。
【図２】図１に示した転がり軸受装置の要部拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態である転がり軸受装置の要部断面図である。
【図４】特許文献１で開示されている転がり軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
１，３０        転がり軸受装置
１０            軸受
１１            内輪
１１ｂ          シール溝
１２            外輪
１２ｂ          密封装置固定部
１３            玉（転動体）
１４            保持器
１５，３５      密封装置
１５ａ，３５ｃ  固定部（第１周縁部）
１５ｂ          端部（第２周縁部）
３５ｄ          リップ（第２周縁部）
５０            ハウジング
５１            軸
【図１】
2005076660.tif 000003
【図２】
2005076660.tif 000004
【図３】
2005076660.tif 000005
【図４】
2005076660.tif 000006