(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪及び外輪と、前記内輪と外輪との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記複数の転動体を周方向に沿って所定間隔に保持する円環状の保持器とを備えた転がり軸受であって、
前記内輪、外輪、及び保持器が導電性材料により構成され、かつ前記転動体が非導電性材料または難導電性材料により構成されているとともに、
前記保持器の内周側の一部及び外周側の一部に、当該保持器の偏芯に伴って前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面にそれぞれ接触して内外輪間を電気的に導通させる第１及び第２の通電部を設け、前記第１通電部と第２通電部の周方向位置を互いにずらしたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記保持器が、環状の基部と、この基部から周方向に沿って所定間隔に突設された複数の柱部と、前記柱部の相互間に設けられ、前記複数の転動体をそれぞれ保持する複数のポケットとを備え、
前記基部の内周及び外周を互いに位相が異なる楕円形状に形成するとともに、
前記基部内周の楕円形状での短径部分を前記第１の通電部として構成し、かつ前記基部外周の楕円形状での長径部分を前記第２の通電部として構成したことを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記第１の通電部が、前記保持器の内周面から径方向内方側に突出した第１の突起部により構成され、かつ前記第２の通電部が、前記保持器の外周面から径方向外方側に突出した第２の突起部により構成されていることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
【請求項４】
内輪及び外輪と、前記内輪と外輪との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記複数の転動体を周方向に沿って所定間隔に保持する円環状の保持器とを備えた転がり軸受であって、
前記内輪、外輪、及び保持器が導電性材料により構成され、かつ前記転動体が非導電性材料または難導電性材料により構成されているとともに、
前記保持器の内周側の一部または内輪の外周側の一部に、その保持器の偏芯に伴って前記内輪の外周面または保持器の内周面にそれぞれ接触する第１の通電部を設け、かつ前記保持器の外周側の一部または外輪の内周側の一部に、その保持器の偏芯に伴って前記外輪の内周面または保持器の外周面にそれぞれ接触する第２の通電部を設け、前記第１通電部と第２通電部の周方向位置を互いにずらしてこれらの第１及び第２の通電部により内外輪間を電気的に導通させることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）装置などの磁気記録装置等に用いられ、ディスク媒体等の回転体を支承する転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えばＨＤＤ装置に使用される転がり軸受では、スピンドルモータなどによる磁気ディスクの高速回転を高精度に支承するため、回転・音響性能や耐フレッチング性能、耐摩耗性能等に優れたセラミックス材料からなる転動体を使用することがある。このセラミックス材料は、一般的に、窒化ケイ素又はジルコニアなどの非導電性材料、すなわち絶縁材であり、従って、この従来の転がり軸受の内外輪間は電気的に絶縁されている。それゆえ、この従来の転がり軸受をＨＤＤ装置に用いた場合、外輪（回転輪）と共に回転する磁気ディスク上の電荷は逃げ場が無く、蓄積される。その結果、帯電した磁気ディスクにより電気的にヘッドが引き付けられて接触するヘッドクラッシュ等の不具合を生じる恐れがあった。このようなヘッドクラッシュ等を防ぐために、アース手段としての磁性流体シールを軸受や装置に取り付け、帯電した電荷を逃がすことが提案されているが、磁性流体シールだけでは帯電防止に不十分なことがあり、さらには軸受や装置構成が複雑なものとなった。
また、導電性材料を添加し、一定の導電性を付与したセラミックス材料も提案されているが、十分な導電性と耐フレッチング、耐摩耗性等の強度を両立させるのは困難であり、後者を優先した場合には、絶縁材とは言えないまでも、難導電材であり、上記ヘッドクラッシュ等の不具合を解消するには至らない。ここで、上記難導電材とは、体積抵抗率（ＪＩＳ、Ｋ６９１１に記載）が１０6Ω・ｃｍより大きいものとする。
【０００３】
また、上記のような従来の転がり軸受では、近年、ポリアミド樹脂などの合成樹脂製の保持器が使用されている。ところが、この合成樹脂自体が元々帯電し易い材料であるため、保持器の帯電量、ひいては軸受の帯電量を増加させる。この結果、軸受は、帯電した電荷によって大気中の塵埃等の異物を吸着し易くなり、軸受回転時に異音（ゴミ音）を生じ、その音響特性を著しく低下させることがあった。
【０００４】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、非導電性材料または難導電性材料からなる転動体を備えた転がり軸受において、当該軸受の帯電を十分に抑制することができ、よって帯電に起因する軸受性能の低下などを防ぐことができる転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の転がり軸受は、内輪及び外輪と、前記内輪と外輪との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記複数の転動体を周方向に沿って所定間隔に保持する円環状の保持器とを備えた転がり軸受であって、
前記内輪、外輪、及び保持器が導電性材料により構成され、かつ前記転動体が非導電性材料または難導電性材料により構成されているとともに、
前記保持器の内周側の一部及び外周側の一部に、当該保持器の偏芯に伴って前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面にそれぞれ接触して内外輪間を電気的に導通させる第１及び第２の通電部を設け、前記第１通電部と第２通電部の周方向位置を互いにずらしたことを特徴とするものである（請求項１）。
【０００６】
上記のように構成された転がり軸受では、内外輪及び保持器が導電性材料により構成され、かつ保持器に設けた上記第１及び第２の通電部がその保持器の偏芯に伴って内輪の外周面及び外輪の内周面にそれぞれ接触したときに、当該保持器を介して内外輪間が電気的に導通する。従って、転動体が鋼製の場合とほぼ同様な帯電防止効果が得られ、軸受の帯電を十分に抑制することができる。また、導電性材料によって保持器を構成していることから、合成樹脂からなる従来例と異なり、保持器自体の帯電を防止し、軸受の帯電量の増加を防ぐことができ、帯電による異物の吸着を抑えることができる。
【０００７】
また、上記転がり軸受（請求項１）において、前記保持器が、環状の基部と、この基部から周方向に沿って所定間隔に突設された複数の柱部と、前記柱部の相互間に設けられ、前記複数の転動体をそれぞれ保持する複数のポケットとを備え、
前記基部の内周及び外周を互いに位相が異なる楕円形状に形成するとともに、前記基部内周の楕円形状での短径部分を前記第１の通電部として構成し、かつ前記基部外周の楕円形状での長径部分を前記第２の通電部として構成してもよい（請求項２）。
この場合、上記短径部分及び長径部分がそれぞれ内輪外周面及び外輪内周面に接触することにより、保持器を介して内外輪間を電気的に導通させる。
【０００８】
また、上記転がり軸受（請求項１）において、前記第１の通電部が、前記保持器の内周面から径方向内方側に突出した第１の突起部により構成され、かつ前記第２の通電部が、前記保持器の外周面から径方向外方側に突出した第２の突起部により構成されてもよい（請求項３）。
この場合、上記各突起部が対応する内輪外周面及び外輪内周面に接触することにより、保持器を介して内外輪間を電気的に導通させる。
【０００９】
また、本発明の転がり軸受は、内輪及び外輪と、前記内輪と外輪との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、前記複数の転動体を周方向に沿って所定間隔に保持する円環状の保持器とを備えた転がり軸受であって、
前記内輪、外輪、及び保持器が導電性材料により構成され、かつ前記転動体が非導電性材料または難導電性材料により構成されているとともに、
前記保持器の内周側の一部または内輪の外周側の一部に、その保持器の偏芯に伴って前記内輪の外周面または保持器の内周面にそれぞれ接触する第１の通電部を設け、かつ前記保持器の外周側の一部または外輪の内周側の一部に、その保持器の偏芯に伴って前記外輪の内周面または保持器の外周面にそれぞれ接触する第２の通電部を設け、前記第１通電部と第２通電部の周方向位置を互いにずらしてこれらの第１及び第２の通電部により内外輪間を電気的に導通させることを特徴とするものである（請求項４）。
【００１０】
上記のように構成された転がり軸受（請求項４）では、内外輪及び保持器が導電性材料により構成され、上記第１の通電部が保持器の偏芯に伴って当該保持器と内輪との間を電気的に導通し、かつ上記第２の通電部が保持器の偏芯に伴って当該保持器と外輪との間を電気的に導通して内外輪間を電気的に導通させる。従って、転動体が鋼製の場合とほぼ同様な帯電防止効果が得られ、軸受の帯電を十分に抑制することができる。また、導電性材料によって保持器を構成していることから、合成樹脂からなる従来例と異なり、保持器自体の帯電を防止し、軸受の帯電量の増加を防ぐことができ、帯電による異物の吸着を抑えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の転がり軸受の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、ＨＤＤ装置に適用した場合について説明する。図１は本発明の一実施形態による玉軸受を示す断面図であり、図２は図１のII−II線断面図である。但し、図２では、ボール４の図示は省略している。
図において、本実施形態の玉軸受１では、固定輪としての内輪２及び回転輪としての外輪３と、これらの内外輪の間に転動自在に配列した転動体としての複数のボール４と、ボール４をそれぞれ保持する複数のポケット５ａを備えた円環状の保持器５と、上記内外輪間の環状開口部をシールするシール板６とを備えている。上記内輪２及び外輪３は、例えばスピンドルモータのスピンドル軸１０及び磁気ディスクを一体回転可能に搭載したモータハブ（図示せず）にそれぞれ取り付けられており、モータによるディスク回転を円滑に支承する。尚、上記スピンドル軸１０及びモータハブは金属等の導電体であり、また、スピンドル軸１０は金属製のモータベース（図示せず）に軸支されており、このベースを介して接地されるようになっている。
【００１２】
上記内輪２及び外輪３は、軸受用鋼（例えば、ＳＵＪ２）等の導電性材料により構成されている。
上記ボール４は、非導電性材料、例えば窒化ケイ素系又はジルコニア系のセラミックス材料により構成されており、内外輪２，３間を電気的に絶縁した状態で、内輪２の外周面２ａに形成された軌道溝２ａ１及び外輪３の内周面３ａに形成された軌道溝３ａ１上を転走する。尚、この説明以外に、１０6Ω・ｃｍより大きい体積抵抗率（ＪＩＳ、Ｋ６９１１に記載）を有する難導電性材料により、ボール４を構成してもよい。
【００１３】
上記保持器５は、環状の基部５ｂと、この基部５ｂから周方向に沿って所定間隔に突設された複数の柱部５ｃと、これらの柱部５ｃの相互間に、上記ポケット５ａを配置した冠型の環状体であり、導電性材料により構成されている。この導電性材料は、ポリアミド樹脂やフッ素樹脂等の合成樹脂に、導電性を付与するための添加物を加えたものである。添加物は、カーボンファイバー等の導電性繊維、アルミニウム合金や銅等の金属粉末、あるいは黒鉛等の導電性無機粉末を用いる。保持器５は、導電性付与物を添加した合成樹脂を、射出成形法によって一体成形することにより形成されている。このように導電性付与物を含んだ合成樹脂を一体成形しているので、保持器５を高精度に形成することができる。
【００１４】
上記ポケット５ａは、ボール４との隙間を適切な値とした真円状の断面形状を有している（図２を参照）。つまり、ポケット５ａは、上記隙間を適切な値とすることにより、当該ポケット５ａ内でのボール詰まりを防止して軸受に回転不良が発生するのを防ぐとともに、ポケット５ａ内でのボール４の移動量を規制してボール４の周方向での不等配量が大きくなるのを防いで、回転非同期振れの発生、及び保持器音や振動が増大するのを防止している。尚、上記隙間は、ボール転走面に供給されるグリース等の潤滑剤溜めとしても機能しており、潤滑不良の発生を抑えるようになっている。
【００１５】
また、上記保持器５の基部５ｂには、図２に示すように、その基部内周を楕円形状に形成した第１の楕円形状部５ｄ（図２の内輪２側のクロスハッチ部にて図示）と、その基部外周を楕円形状に形成した第２の楕円形状部５ｅ（図２の外輪３側のクロスハッチ部にて図示）とが設けられている。これらの楕円形状部５ｄ，５ｅは、例えば周方向の全周にわたって、上記柱部５ｃの内周面５ｃ１及び外周面５ｃ２よりもそれぞれ径方向内方側及び径方向外方側に膨れ出るように形成されている。また、楕円形状部５ｄ，５ｅは、図２に示すように、互いに位相が異なるように形成されており、保持器５が例えば図２の矢印Ｗにて示す方向に偏芯したときに、楕円形状部５ｄ，５ｅは同時に内輪２の外周面２ａ及び外輪３の内周面３ａにそれぞれ接触するように構成されている。詳細には、楕円形状部５ｄには、保持器５の偏芯に伴って内輪２の外周面２ａに接触する第１の通電部としての短径部分５ｄ１（保持器内周面５ｃから最も径方向内方に膨れ出た部分）が設けられ、楕円形状部５ｅには、保持器５の偏芯に伴って外輪３の内周面３ａに接触する第２の通電部としての長径部分５ｅ１（保持器外周面５ｅから最も径方向外方に膨れ出た部分）が設けられている。これらの短径部分５ｄ１及び長径部分５ｅ１は、図２に示すように、互いに位相が９０゜異なるよう形成されており、例えば軸受回転時に、保持器５ががたつくことにより、上記短径部分５ｄ１が内輪２の外周面２ａの肩部に接触し、同時に上記長径部分５ｅ１が外輪３の内周面３ａの肩部に接触するようになっている。
【００１６】
以上のように構成された本実施形態の玉軸受１では、内外輪２，３及び保持器５を導電性材料により構成するとともに、内輪２の外周面２ａ及び外輪３の内周面３ａにそれぞれ接触可能な第１及び第２の楕円形状部５ｄ，５ｅを保持器５の内周側及び外周側に設けている。これらの楕円形状部５ｄ，５ｅの短径部分５ｄ１及び長径部分５ｅ１が対応する内輪外周面２ａ及び外輪内周面３ａに接触したときに、内輪２と外輪３とが保持器５を介して電気的に導通する。従って、ボール４が鋼製の場合とほぼ同様な帯電防止効果を得ることができ、軸受の帯電を十分に抑制することができる。また、導電性材料からなる保持器５を用いたことから、合成樹脂からなる従来例と異なり、保持器自体の帯電を防止でき、ひいては軸受の帯電量の増加を防ぐことができる。従って、塵埃などの異物を大気中から吸着するのを抑えることができ、異物による異音の発生を防いで、軸受の音響特性が低下するのを防止することができる。
【００１７】
さらに、本実施形態の玉軸受１を用いたＨＤＤ装置では、外輪３と共に回転する磁気ディスクの電荷を、当該軸受を介して逃がすことができることから、上記従来例と異なり、磁気ディスクに電荷が蓄積されるのを防ぐことができる。この結果、蓄積された電荷による、帯電した磁気ディスクとヘッドとが衝突するヘッドクラッシュ等の不具合を防止することができる。しかも、磁性流体シールや常時接触式の導電性部材等のアース手段を軸受やＨＤＤ装置に設ける必要がないので、軸受及びＨＤＤ装置の構成を簡素化することができる。また、常時接触式のアース手段を用いるよりも、回転トルクを小さくすることができるため、ＨＤＤ装置のような小型、高速回転の用途では特に好適である。
【００１８】
尚、上記の説明では、第１及び第２の通電部として、上記第１及び第２の楕円形状部５ｄ，５ｅの短径部分５ｄ１及び長径部分５ｅ１をそれぞれ用いた構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、保持器５の内周側及び外周側に設けられ、保持器５の偏芯に伴って内輪２の外周面２ａ及び外輪３の内周面３ａにそれぞれ接触して内外輪２，３間を電気的に導通させるものであれば何等限定されない。
具体的には、図３に示すように、第１の通電部として、例えば基部５ｂの内周面から径方向内方側に突出した第１の突起部５ｆを、周方向に沿って例えば４箇所設け、第２の通電部として、基部５ｂの外周面から径方向外方側に突出した第２の突起部５ｇを、周方向に沿って例えば４箇所設ける構成でもよい。このように構成した場合、保持器５が例えば同図の矢印Ｗにて示す方向に偏芯したときに、同図右下の突起部５ｆが内輪外周面２ａに接触し、同時に、同図左上の突起部５ｇが外輪内周面３ａに接触することにより、内外輪２，３間は電気的に導通される。尚、これらの突起部５ｆ，５ｇは、それぞれ内輪外周面２ａ及び外輪内周面３ａに接触するように、保持器５の内周面及び外周面から径方向内方側及び径方向外方側に突出したものであればよく、柱部５ｃの内周面５ｃ１及び外周面５ｃ２に設けてもよい。
【００１９】
また、上記の説明では、保持器５の内周側及び外周側に第１及び第２の通電部をそれぞれ設けた構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、保持器５の内周側または内輪２の外周側に、その保持器５の偏芯に伴って内輪２の外周面２ａまたは保持器５の内周面にそれぞれ接触する第１の通電部を設け、かつ保持器５の外周側または外輪３の内周側に、その保持器５の偏芯に伴って外輪３の内周面３ａまたは保持器５の外周面にそれぞれ接触する第２の通電部を設け、これらの第１及び第２の通電部により内外輪２，３間を電気的に導通させるものであればよい。具体的には、内輪２の外周面２ａから径方向外方側に突出した突起部を第１の通電部として内輪２の外周側に設け、かつ外輪３の内周面３ａから径方向内方側に突出した突起部を第２の通電部として外輪３の内周側に設けて、保持器５の偏芯に伴って各突起部を同時に保持器５の対応する内周面及び外周面に接触させて、保持器５と内輪２との間及び保持器５と外輪３との間を電気的にそれぞれ導通して内外輪２，３間を電気的に導通させる構成でもよい。さらに、第１及び第２の通電部の一方を保持器５に設け、他方を内輪２または外輪３に設けてもよい。
【００２０】
また、上記の説明では、転動体としてのボール４を備えた玉軸受１をＨＤＤ装置に適用した場合について説明したが、本発明の転がり軸受は導電性材料からなる内外輪及び保持器と非導電性材料または難導電性材料からなる転動体とを備え、内外輪及び保持器のうち少なくとも保持器に設けた上記第１及び第２の通電部により内外輪間を電気的に導通させるものであれば、転動体の形状等には何等限定されない。さらに、本発明は固定体に対して回転体を回転させるものであれば、その固定体と回転体との間の所定部に取り付けられて、回転体を回転自在に支持する軸受として好適に使用することができる。
また、上記の説明では、導電性を有する保持器５として、導電性付与物を添加した合成樹脂を射出成形したものを用いた場合について説明したが、導電性金属を打抜加工したものや削り出したもの等を保持器５として用いることもできる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項１の転がり軸受によれば、上記第１及び第２の通電部が内輪の外周面及び外輪の内周面にそれぞれ接触したときに、内輪と外輪とが保持器を介して電気的に導通するので、転動体が鋼製の場合とほぼ同様な帯電防止効果が得られ、軸受の帯電を十分に抑制することができる。また、保持器が導電性材料により構成されているので、合成樹脂からなる従来例と異なり、保持器自体の帯電を防止して軸受の帯電量の増加を防ぐことができ、帯電による異物の吸着を抑えることができる。この結果、異物による異音の発生を防いで、軸受の音響特性が低下するのを防止することができる。しかも、軸受が組み込まれた装置において、回転輪と共に回転する装置側の回転体の電荷を、当該軸受を介して逃がすことができるので、上記ヘッドクラッシュ等の不具合を防止することができるとともに、磁性流体シールなどのアース手段を軸受や装置に設ける必要がないので、軸受及び装置構成を簡素化することができる。
【００２２】
また、請求項２または請求項３の転がり軸受によれば、それぞれ上記短径部分及び長径部分または各突起部が対応する内輪外周面及び外輪内周面に接触したときに、その内輪と外輪とが保持器を介して電気的に導通するので、当該軸受の帯電を簡単な構成で十分に抑制することができ、よって帯電に起因する軸受性能の低下などを防ぐことができる。
【００２３】
また、請求項４の転がり軸受によれば、第１及び第２の通電部が保持器の偏芯に伴って保持器と内輪との間及び保持器と外輪との間を電気的にそれぞれ導通して内外輪間を電気的に導通させるので、転動体が鋼製の場合とほぼ同様な帯電防止効果が得られ、軸受の帯電を十分に抑制することができる。また、導電性材料によって保持器を構成していることから、合成樹脂からなる従来例と異なり、保持器自体の帯電を防止し、軸受の帯電量の増加を防ぐことができ、帯電による異物の吸着を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による玉軸受を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１におけるII−II線断面に相当する、別の実施形態の玉軸受を示す断面図である。
【符号の説明】
１      玉軸受
２      内輪
３      外輪
４      ボール
５      保持器
５ａ    ポケット
５ｂ    基部
５ｃ    柱部
５ｄ１  短径部分（第１の通電部）
５ｅ１  長径部分（第２の通電部）
５ｇ    第１の突起部（第１の通電部）
５ｈ    第２の突起部（第２の通電部）
【図１】
0004110793.tif 000002
【図２】
0004110793.tif 000003
【図３】
0004110793.tif 000004