(57)【要約】【課題】  回転非同期振れの転動体公転成分を低減させることができ、ＨＤＤのスピンドルモータとして好適な転がり軸受を提供する。【解決手段】  本発明にかかる転がり軸受１０は、内輪１１と、外輪１２と、内輪１１と外輪１２との間に介挿された複数の玉１３と、玉１３を周方向等間隔に複数設けられたポケット部１５に転動自在に保持する保持器１４とを有し、玉径に対する玉１３同士の径の差の比が、０．００１６％以下とする。【選択図】  図２
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【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に介挿された複数の玉と、前記玉を周方向等間隔に複数設けられたポケット部に転動自在に保持する保持器とを有する転がり軸受において、
玉径に対する前記玉同士の径の差の比が、０．００１６％以下であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記玉径に対する前記玉と前記ポケット部内周面との周方向隙間の比が、１％以上であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、特にハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと称する。）の構成部品の一部であるスピンドルモータの回転運動部分に組み込まれる軸受として用いられる転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ関連産業は、他の産業分野に比較すると歴史の浅い分野であるにも関わらず技術革新のスピードが速い。特に、ＨＤＤは一つの機種の存在期間が短く、新技術を導入した新機種（省電力化、高応答性、高精度化、コンパクト化等）が次々に開発されている。ここで、ＨＤＤ用スピンドルモータに組み込まれ、磁気ディスクの回転運動を支承する転がり軸受には、上述のような新機種の開発に伴う高記憶容量化のため、回転非同期振れを低減させることが要求されている。
【０００３】
従来、ＨＤＤスピンドルモータ用転がり軸受では、転動体と保持器のポケット部内周面との隙間を調整し、保持器による転動体の拘束を強めることによって、回転非同期振れを低減させるという方式が採られている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、「回転非同期振れ」とは、磁気ディスクの回転に同期しないとともに、変位する方向が一方向でない振れを意味する。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０-２６７０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＨＤＤにおけるスピンドルモータの回転運動部分に組み込まれた転がり軸受を、従来のように転動体と保持器のポケット部内周面との隙間を小さくすることで保持器による転動体の拘束を強める構成において、転がり軸受の回転時に各転動体同士の径の差によって各転動体の位置がポケット部の内部で変位してしまうことがあった。すると、転動体の変位に起因して転がり軸受には磁気ディスクの回転と同期しない振動が生じてしまう。
すると、従来の転がり軸受では、回転非同期振れの転動体公転成分（転がり軸受を構成する転動体の微小な加工誤差等に起因して生じる磁気ディスクの振れ幅）が増大し、磁気ディスクと磁気ヘッドとが相対的にずれてしまうことが懸念されていた。このため、磁気ディスクの高トラック密度化を図るには限界があった。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、その目的は、回転非同期振れの転動体公転成分を低減させることができ、ＨＤＤのスピンドルモータとして好適な転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に介挿された複数の玉と、玉を周方向等間隔に複数設けられたポケット部に転動自在に保持する保持器とを有する転がり軸受において、玉径に対する玉同士の径の差の比が、０．００１６％以下であることを特徴とする転がり軸受によって達成される。
ここで、上記玉径とは、玉径の呼び寸法を意味し、以下同じである。
【０００８】
この構成によれば、各玉同士の径の差が小さくなるため、転がり軸受の回転時に、保持器周方向に等間隔で配された玉の配置が崩れてしまう現象を抑制することができる。すると、この転がり軸受を、ＨＤＤのスピンドルモータとして適用した際に、回転非同期振れの転動体公転成分を低減させることができる。
したがって、上記転がり軸受によれば、ＨＤＤの磁気ディスクが磁気ヘッドに対して振れることを抑制することができるため、ＨＤＤの磁気ディスクの記憶容量増大に伴う高トラック密度化を実現することができる。
【０００９】
また、上記本発明にかかる転がり軸受において、玉径に対する該玉とポケット部内周面との隙間の比が、１％以上であることが好ましい。
この構成において、玉径は一定の値であるため、玉径に対する該玉とポケット部内周面との隙間の比を大きくするには、玉とポケット部内周面との隙間を大きくする必要がある。そして、玉とポケット部内周面との隙間を大きくすると、保持器による転動体の拘束が緩和される。すると、保持器と玉との隙間により一層多くの潤滑剤を保持させることができるため、玉、内輪及び外輪における軌道面の潤滑性を向上させることができる。
このため、玉径に対する玉とポケット部内周面との隙間の比を１％以上とすると、回転非同期振れの転動体公転成分を低減させることができるだけでなく、転がり軸受の潤滑性が向上し、長寿命化を図ることができる。したがって、本発明は、ＨＤＤスピンドルモータ用の転がり軸受として好適である。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、回転非同期振れの転動体公転成分を低減させることができ、ＨＤＤのスピンドルモータとして好適な転がり軸受を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる転がり軸受の一実施形態を示す断面図である。図２は、図１に示す転がり軸受の一部拡大断面図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の転がり軸受１０は、外周に軌道面を有する円環形状の内輪１１と、内周に軌道面を有する円環形状の外輪１２と、内輪１１と外輪１２との間に介挿された複数（本実施形態においえては８個とした。）の転動体（玉）１３とを備えている。また、転がり軸受１０は、内輪１１と外輪１２との間で上記複数の転動体１３を周方向等間隔に転動自在に保持する冠型保持器（以下、保持器とする。）１４とを備えている。なお、保持器１４は、もみ抜き保持器であってもよい。
転がり軸受１０は、主にＨＤＤのスピンドルモータとして用いられる玉軸受である。
【００１３】
保持器１４は、環状に形成され、周方向等間隔に複数のポケット部１５が形成され、各ポケット部１５には転動体１３が配されている。
【００１４】
本実施形態において、転動体の径の呼び寸法（以下、単に転動体の径とする。）に対する転動体１３同士の径の差の比を０．００１６％以下としている。
こうすれば、各転動体１３同士の径の差を小さくすることで、転がり軸受１０の回転時に、保持器１４周方向に等間隔で配された転動体１３の配置が崩れてしまう現象を抑制することができる。すると、転がり軸受１０をＨＤＤのスピンドルモータとして適用した際に、回転非同期振れの転動体公転成分を低減させることができる。
【００１５】
また、図２に示すように、転がり軸受１０において、保持器１４のポケット部１５の周方向寸法をａとし、且つ、転動体１３の径をｂとしたとき、転動体１３とポケット部１５内周面との隙間（保持器周方向隙間）ｄは、ａとｂとの差（ａ−ｂ）となる。ここで、周方向寸法ａは保持器１４のポケット部１５の断面におけるＰＣＤ（Pitch Circle Diameter）である。
このとき、転動体１３の径ｂに対する該転動体１３とポケット部１５内周面との周方向隙間ｄの比（つまり、この比は、（ａ−ｂ）／ｂと表すことができる。）が、１％以上である。
こうすれば、回転非同期振れの転動体公転成分を低減させるとともに、転動体１３とポケット部１５内周面との隙間を十分に確保することができるため、保持器１４による転動体１３の拘束が緩和される。すると、保持器１４と転動体１３との隙間ｄにより一層多くの潤滑剤を保持させることができるため、転動体１３、内輪１１及び外輪１２における軌道面の潤滑性をより一層向上させることができる。このため、転がり軸受１０の潤滑性が向上し、長寿命化を図ることができる。
【実施例】
【００１６】
上記本発明にかかる転がり軸受の効果を確かめるため、下記のような試験を行った。
本実施例において、転がり軸受の構成は、転動体の数を７個としたことを除いて、他の構成は上記実施形態の転がり軸受１０と同様である。
先ず、本実施例の転がり軸受において、転動体の径（玉径）に対する転動体同士の径の差の比（％）を変化させた際における、該比と回転非同期振れの転動体公転成分（ｎｍ）のとの関係を調べる試験を行った。この結果を図３に示す。
【００１７】
図３に示すように、転動体の径に対する転動体同士の径の差の比を大きくすると、これに伴って回転非同期振れの転動体公転成分が大きくなることがわかった。具体的には、転動体の径に対する転動体同士の径の差の比を０．００１５％とすると、回転非同期振れの転動体公転成分が６．４ｎｍとなり、また、転動体の径に対する転動体同士の径の差の比を０．００２０％とすると、回転非同期振れの転動体公転成分が９．８ｎｍになった。
【００１８】
一方、転動体の径に対する転動体同士の径の差の比を０．０００９％とすると、回転非同期振れの転動体公転成分が５ｎｍとなった。
このように、本試験によって、転動体の径に対する転動体同士の径の差の比を０．００１６％以下とすることで、ＨＤＤのスピンドルモータに適用される転がり軸受として、回転非同期振れの転動体公転成分を許容範囲である８ｎｍ以下に低減させることがわかった。
【００１９】
次に、本実施例の転がり軸受において、転動体の径（玉径）に対する転動体とポケット部との周方向隙間の比（％）を変化させた際における、該比と回転非同期振れの転動体公転成分（ｎｍ）との関係を調べる試験を行った。本試験において、比較例Ａとして従来の構成を有する転がり軸受（転動体の径に対する転動体同士の径の差の比が従来の値のもの）と、実施例Ｂとして、転動体の径に対する転動体同士の径の差の比を０．００１６％以下とした転がり軸受とを使用した。この結果を図４に示す。
【００２０】
図４に示すように、比較例Ａは、転動体の径に対する転動体とポケット部との周方向隙間の比を０．７％としたとき、回転非同期振れの転動体公転成分が７ｎｍとなり、転動体の径に対する転動体とポケット部との周方向隙間の比を１．５％としたとき、回転非同期振れの転動体公転成分が１０．５ｎｍとなり、転動体の径に対する転動体とポケット部との周方向隙間の比を２．４％としたとき、回転非同期振れの転動体公転成分が１３ｎｍとなり、転動体の径に対する転動体とポケット部との周方向隙間の比を３．４％としたとき、回転非同期振れの転動体公転成分が１６ｎｍとなった。
このように、比較例Ａにおいて、転動体の径に対する転動体とポケット部との周方向隙間の比を大きくすると、保持器による各転動体の拘束が緩和されるため回転非同期振れの転動体公転成分が大きくなった。
【００２１】
一方、実施例Ｂは、転動体の径に対する転動体とポケット部との周方向隙間の比を０．７％としたとき、回転非同期振れの転動体公転成分が７ｎｍとなり、転動体の径に対する転動体とポケット部との周方向隙間の比を１．６％としたとき、回転非同期振れの転動体公転成分が１０ｎｍとなり、転動体の径に対する転動体とポケット部との周方向隙間の比を２．６％としたとき、回転非同期振れの転動体公転成分が１０ｎｍとなった。
このように、実施例Ｂにおいて、転動体の径に対する転動体とポケット部との周方向隙間の比（％）が一定の値以上の場合は、回転非同期振れの転動体公転成分はほぼ一定となることがわかった。具体的には、転動体の径に対する転動体とポケット部との周方向隙間の比を１％以上とすることで、低い回転非同期振れの転動体公転成分を維持しつつ、保持器と転動体との隙間が大きくなることでより一層多くの量の潤滑剤を保持させることができ、転動体、内輪及び外輪の各軌道面の潤滑性をより一層向上させることができた。
【００２２】
このように、上記試験によって、転動体の径に対する転動体同士の径の差の比を０．００１６％以下とし、且つ、転動体の径に対する転動体とポケット部との周方向隙間の比を１％以上とすることで、ＨＤＤのスピンドルモータとして適用した際に、回転非同期振れの転動体公転成分を低減させつつ、転がり軸受の潤滑性を向上させることが可能であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる転がり軸受の断面図である。
【図２】図１に示す転がり軸受の一部拡大断面図である。
【図３】転動体同士の径の差に対する転動体の径（転動体の径の呼び寸法）と、回転非同期振れの転動体公転成分との関係を示すグラフである。
【図４】転動体の径に対する転動体とポケット部内周面との隙間との比と、回転非同期振れの転動体公転成分との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２４】
１０  転がり軸受（ＨＤＤスピンドルモータ用転がり軸受）
１１  内輪
１２  外輪
１３  転動体（玉）
１４  保持器
１５  ポケット部
ａ  （保持器１４の）ポケット部１５の周方向寸法
ｂ  転動体の径（玉径）
ｄ  転動体とポケット部内周面との周方向隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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