JP2000074069A - 転がり軸受 - Google Patents
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- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
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- G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
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- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
- H02K5/173—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
- F16C2370/12—Hard disk drives or the like
Abstract
(57)【要約】
【課題】例えばハードディスク駆動用のスピンドルモー
タに使用される転がり軸受において、高温時に予圧が許
容値を下回ると、回転精度が低下し、読み取りエラー等
が発生する。 【解決手段】内輪９として高炭素クロム鋼、例えばＳＵ
Ｊ２を用い、外輪１０としてステンレス鋼、例えばＳＵ
Ｓ４４０Ｃを用い、ボール１１として線膨張係数が７×
１０-6〜１５×１０-6／°Ｃの範囲にあるセラミック
ス、例えばジルコニアを用いる。内，外輪９，１０とボ
ール１１の線膨張係数が略等しいので、温度による予圧
変化が少ない。特に、内輪の線膨張係数を外輪のそれよ
りも高くすれば、高温時の予圧低下をより抑制すること
ができる。
タに使用される転がり軸受において、高温時に予圧が許
容値を下回ると、回転精度が低下し、読み取りエラー等
が発生する。 【解決手段】内輪９として高炭素クロム鋼、例えばＳＵ
Ｊ２を用い、外輪１０としてステンレス鋼、例えばＳＵ
Ｓ４４０Ｃを用い、ボール１１として線膨張係数が７×
１０-6〜１５×１０-6／°Ｃの範囲にあるセラミック
ス、例えばジルコニアを用いる。内，外輪９，１０とボ
ール１１の線膨張係数が略等しいので、温度による予圧
変化が少ない。特に、内輪の線膨張係数を外輪のそれよ
りも高くすれば、高温時の予圧低下をより抑制すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばハードディ
スクやポリゴンミラーを駆動するスピンドルモータに用
いられる転がり軸受に関する。
スクやポリゴンミラーを駆動するスピンドルモータに用
いられる転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来よ
り、記録媒体としての磁気ディスクを、固定軸体に対し
て回転自在に支持されたロータハブによって支持して回
転駆動するスピンドルモータがある。この種のスピンド
ルモータでは、ロータハブの内周部を直接に支持し、或
いは鉄系材料からなるスペーサを介して間接的に支持す
る鉄系材料からなる玉軸受が設けられている。
り、記録媒体としての磁気ディスクを、固定軸体に対し
て回転自在に支持されたロータハブによって支持して回
転駆動するスピンドルモータがある。この種のスピンド
ルモータでは、ロータハブの内周部を直接に支持し、或
いは鉄系材料からなるスペーサを介して間接的に支持す
る鉄系材料からなる玉軸受が設けられている。
【０００３】ところで、磁気ディスクとしてはアルミニ
ウム板が用いられているが、ガラス板を主体とするもの
も普及してきている。アルミニウム製の磁気ディスクに
対してアルミニウム製のロータハブを用いる場合、両者
の熱膨張率が同じであるので、温度変化によってロータ
ハブの形状に大きな変形が生ずることがない。
ウム板が用いられているが、ガラス板を主体とするもの
も普及してきている。アルミニウム製の磁気ディスクに
対してアルミニウム製のロータハブを用いる場合、両者
の熱膨張率が同じであるので、温度変化によってロータ
ハブの形状に大きな変形が生ずることがない。
【０００４】しかし、ガラス製の磁気ディスクに対して
アルミニウム製のロータハブを用いる場合、ロータハブ
の形状に比較的大きな変形が発生する。すると、ロータ
ハブに支持された磁気ディスクが所定位置から移動した
り、所定角度から変化したりして、磁気ディスクに読み
取りエラーや書き込みエラーが発生したり、磁気ディス
クや読み書きヘッドが損傷したりするおそれがある。し
たがって、ガラス製の磁気ディスクに対しては、アルミ
ニウムよりも線膨張係数が低いステンレス製のロータハ
ブを用いることが好ましい。
アルミニウム製のロータハブを用いる場合、ロータハブ
の形状に比較的大きな変形が発生する。すると、ロータ
ハブに支持された磁気ディスクが所定位置から移動した
り、所定角度から変化したりして、磁気ディスクに読み
取りエラーや書き込みエラーが発生したり、磁気ディス
クや読み書きヘッドが損傷したりするおそれがある。し
たがって、ガラス製の磁気ディスクに対しては、アルミ
ニウムよりも線膨張係数が低いステンレス製のロータハ
ブを用いることが好ましい。
【０００５】一方、ハードディスク駆動用のスピンドル
モータでは、近年、高速、高温下における潤滑寿命を向
上するために、窒化ケイ素製のボールを使用するケース
が増えつつある。また、上記のスピンドルモータでは、
高回転精度を得るために玉軸受に予圧をかけて使用され
る。小型化の要請のあるこの種のスピンドルモータで
は、ばね等を用いない、いわゆる定位置予圧が実施され
る。ところが、窒化ケイ素では、内輪や外輪に通常使用
される軸受鋼と比較して線膨張係数が１／３程度である
ので、温度変化によって予圧が大きく変動するという問
題がある。
モータでは、近年、高速、高温下における潤滑寿命を向
上するために、窒化ケイ素製のボールを使用するケース
が増えつつある。また、上記のスピンドルモータでは、
高回転精度を得るために玉軸受に予圧をかけて使用され
る。小型化の要請のあるこの種のスピンドルモータで
は、ばね等を用いない、いわゆる定位置予圧が実施され
る。ところが、窒化ケイ素では、内輪や外輪に通常使用
される軸受鋼と比較して線膨張係数が１／３程度である
ので、温度変化によって予圧が大きく変動するという問
題がある。
【０００６】例えば、低温時に予圧が許容値を超えて増
大すると、軸受トルクが増大してモータの消費電力が大
きくなり、省エネに反する。一方、高温時に、予圧が過
度に減少（いわゆる予圧抜け）すると回転精度が低下
し、読み取りエラーや書き込みエラーが発生する。本発
明は上記課題に鑑みてなされたものであり、定位置予圧
において温度変化にかかわらず安定した予圧を得ること
のできる転がり軸受を提供することを目的とする。
大すると、軸受トルクが増大してモータの消費電力が大
きくなり、省エネに反する。一方、高温時に、予圧が過
度に減少（いわゆる予圧抜け）すると回転精度が低下
し、読み取りエラーや書き込みエラーが発生する。本発
明は上記課題に鑑みてなされたものであり、定位置予圧
において温度変化にかかわらず安定した予圧を得ること
のできる転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の課題解決手段として、請求項１記載の発明の態様は、
線膨張係数が７×１０-6／°Ｃ〜１５×１０-6／°Ｃで
あるセラミックス製の転動体を内輪と外輪との間に介在
することを特徴とするものである。
の課題解決手段として、請求項１記載の発明の態様は、
線膨張係数が７×１０-6／°Ｃ〜１５×１０-6／°Ｃで
あるセラミックス製の転動体を内輪と外輪との間に介在
することを特徴とするものである。
【０００８】本態様では、転動体の線膨張係数をステン
レス鋼の線膨張係数に近いものとしたので、例えばロー
タハブがステンレス鋼からなるスピンドルモータに好適
に使用することができる。すなわち、ロータハブとして
ステンレス鋼を用いる場合、内輪や外輪もステンレス鋼
或いはステンレス鋼相当の線膨張係数を持つことが好ま
しく、そうすると、転動体としてステンレス鋼に近い線
膨張係数を持つものを用いることが、温度によって予圧
が変化し難くする点から好ましい。
レス鋼の線膨張係数に近いものとしたので、例えばロー
タハブがステンレス鋼からなるスピンドルモータに好適
に使用することができる。すなわち、ロータハブとして
ステンレス鋼を用いる場合、内輪や外輪もステンレス鋼
或いはステンレス鋼相当の線膨張係数を持つことが好ま
しく、そうすると、転動体としてステンレス鋼に近い線
膨張係数を持つものを用いることが、温度によって予圧
が変化し難くする点から好ましい。
【０００９】請求項２記載の発明の態様は、請求項１に
おいて、上記セラミックスはジルコニアおよびアルミナ
から選択されることを特徴とするものである。ジルコニ
アは、例えば８．７×１０-6〜１１．４×１０-6／°Ｃ
の線膨張係数を持ち、アルミナは、例えば８．６×１０
-6〜９．６×１０-6／°Ｃの線膨張係数を持ち、何れも
ステンレス鋼の線膨張係数に近い線膨張係数を持つの
で、上記したように、温度よって予圧が変化し難くする
ことができる。なお、ジルコニアやアルミナは、一般的
に軸受に使用される窒化ケイ素等と比較すると、強度が
低いが、Ｏ／Ａ機器等で使用することを想定すれば、十
分な強度を達成することができる。というのは、一般に
Ｏ／Ａ機器等に用いられるスピンドルモータでは、定格
荷重の１．５〜２％程度の軽予圧で用いられるからであ
る。ジルコニアとアルミナを比較した場合、強度的には
ジルコニアを用いることが好ましい。
おいて、上記セラミックスはジルコニアおよびアルミナ
から選択されることを特徴とするものである。ジルコニ
アは、例えば８．７×１０-6〜１１．４×１０-6／°Ｃ
の線膨張係数を持ち、アルミナは、例えば８．６×１０
-6〜９．６×１０-6／°Ｃの線膨張係数を持ち、何れも
ステンレス鋼の線膨張係数に近い線膨張係数を持つの
で、上記したように、温度よって予圧が変化し難くする
ことができる。なお、ジルコニアやアルミナは、一般的
に軸受に使用される窒化ケイ素等と比較すると、強度が
低いが、Ｏ／Ａ機器等で使用することを想定すれば、十
分な強度を達成することができる。というのは、一般に
Ｏ／Ａ機器等に用いられるスピンドルモータでは、定格
荷重の１．５〜２％程度の軽予圧で用いられるからであ
る。ジルコニアとアルミナを比較した場合、強度的には
ジルコニアを用いることが好ましい。
【００１０】請求項３記載の発明の態様は、請求項１又
は２において、上記外輪の線膨張係数よりも内輪の熱膨
張係数を大きくしてあることを特徴とするものである。
本態様では、温度上昇した場合に予圧が低下することを
抑制することができる。これは、回転輪が内輪である場
合も外輪である場合も同様である。請求項４記載の発明
の態様は、請求項３において、内輪が高炭素クロム軸受
鋼からなり、外輪がステンレス鋼からなることを特徴と
するものである。
は２において、上記外輪の線膨張係数よりも内輪の熱膨
張係数を大きくしてあることを特徴とするものである。
本態様では、温度上昇した場合に予圧が低下することを
抑制することができる。これは、回転輪が内輪である場
合も外輪である場合も同様である。請求項４記載の発明
の態様は、請求項３において、内輪が高炭素クロム軸受
鋼からなり、外輪がステンレス鋼からなることを特徴と
するものである。
【００１１】高炭素クロム鋼、例えばＳＵＪ２は１２．
５×１０-6／°Ｃの線膨張係数を持ち、ステンレス鋼、
例えばＳＵＳ４４０Ｃは１０．５×１０-6／°Ｃの線膨
張係数を持つので、内輪の温度膨張が外輪の温度膨張を
上回ることになる結果、温度上昇時の予圧低下を抑制す
ることができる。
５×１０-6／°Ｃの線膨張係数を持ち、ステンレス鋼、
例えばＳＵＳ４４０Ｃは１０．５×１０-6／°Ｃの線膨
張係数を持つので、内輪の温度膨張が外輪の温度膨張を
上回ることになる結果、温度上昇時の予圧低下を抑制す
ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を添
付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施の
形態の転がり軸受を含む、ハードディスク等の情報記録
用のディスクを駆動するためのスピンドルモータの概略
断面図である。なお、本発明はスピンドルモータを、ハ
ードディスク以外の各種記録媒体の駆動に用いることは
いうまでもない。また、本転がり軸受は、あらゆるブラ
シレスのダイレクトドライブモータに組み込んで使用で
き、例えば本転がり軸受をポリゴンミラー駆動用のスピ
ンドルモータに組み込んで使用することもできる。
付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施の
形態の転がり軸受を含む、ハードディスク等の情報記録
用のディスクを駆動するためのスピンドルモータの概略
断面図である。なお、本発明はスピンドルモータを、ハ
ードディスク以外の各種記録媒体の駆動に用いることは
いうまでもない。また、本転がり軸受は、あらゆるブラ
シレスのダイレクトドライブモータに組み込んで使用で
き、例えば本転がり軸受をポリゴンミラー駆動用のスピ
ンドルモータに組み込んで使用することもできる。
【００１３】図１を参照して、本スピンドルモータ１で
は、固定軸体２の軸方向中央部にステータコア３が外嵌
されて固定されている。固定軸体２には、ステータコア
３を挟んだ上下にそれぞれ本転がり軸受としての玉軸受
４，５の内周部が取り付けられており、これら玉軸受
４，５によって、ハードディスク等の情報記録用のディ
スク１２の内周部を保持するための例えばステンレス鋼
からなるロータハブ６を回転自在に支持している。ロー
タハブ６の内周面には、ステータコア３の周囲を取り囲
む状態でロータヨーク７が固定されている。
は、固定軸体２の軸方向中央部にステータコア３が外嵌
されて固定されている。固定軸体２には、ステータコア
３を挟んだ上下にそれぞれ本転がり軸受としての玉軸受
４，５の内周部が取り付けられており、これら玉軸受
４，５によって、ハードディスク等の情報記録用のディ
スク１２の内周部を保持するための例えばステンレス鋼
からなるロータハブ６を回転自在に支持している。ロー
タハブ６の内周面には、ステータコア３の周囲を取り囲
む状態でロータヨーク７が固定されている。
【００１４】上側の玉軸受４は、略カップ形状のロータ
ハブ６の上部を直接回転自在に支持している。一方、下
側の玉軸受５は、ロータハブ６の下部を例えばステンレ
ス鋼からなる環状部材８を介して回転自在に支持してい
る。各玉軸受４，５は固定軸体２の外周面に固定される
内輪９と、ロータハブ６又は環状部材８の内周面に固定
される外輪１０と、内輪９と外輪１０との間に介在する
転動体としての複数のボール１１とを備えている。
ハブ６の上部を直接回転自在に支持している。一方、下
側の玉軸受５は、ロータハブ６の下部を例えばステンレ
ス鋼からなる環状部材８を介して回転自在に支持してい
る。各玉軸受４，５は固定軸体２の外周面に固定される
内輪９と、ロータハブ６又は環状部材８の内周面に固定
される外輪１０と、内輪９と外輪１０との間に介在する
転動体としての複数のボール１１とを備えている。
【００１５】ロータハブ６の外周には、複数の情報記録
用のディスク１２が嵌め合わされて固定されている。情
報記録用のディスク１２としては、アルミニウム板から
なる場合と、ガラス板からなる場合と、ガラス板を主体
とする場合とがある。複数の情報記録用のディスク１２
は、同じくロータハブ６に嵌め合わされた環状のスペー
サ１３と交互に、ロータハブ６の軸方向に積層されてい
る。これらディスク１２とスペーサ１３の積層体は、ロ
ータハブ６の上部にねじ止めされた円盤状の固定板１４
と、ロータハブ６の下部の受け部１５との間に挟持され
ることにより、ロータハブ６と一体回転可能に保持され
ている。
用のディスク１２が嵌め合わされて固定されている。情
報記録用のディスク１２としては、アルミニウム板から
なる場合と、ガラス板からなる場合と、ガラス板を主体
とする場合とがある。複数の情報記録用のディスク１２
は、同じくロータハブ６に嵌め合わされた環状のスペー
サ１３と交互に、ロータハブ６の軸方向に積層されてい
る。これらディスク１２とスペーサ１３の積層体は、ロ
ータハブ６の上部にねじ止めされた円盤状の固定板１４
と、ロータハブ６の下部の受け部１５との間に挟持され
ることにより、ロータハブ６と一体回転可能に保持され
ている。
【００１６】ロータハブ７としてステンレス鋼を用いる
場合、ロータハブ７の内周側の部材である玉軸受４，５
および環状部材８としては、線膨張係数が略等しい鉄系
の材料を用いることが好ましい。例えば内輪９および外
輪１０として、高炭素クロム軸受鋼やステンレス鋼を用
いることができる。高炭素クロム軸受鋼としては、例え
ばＳＵＪ１、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３等がある。また、ステ
ンレス鋼としては、例えばマルテンサイト系ステンレス
鋼であるＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４４０等を用いることが
できる。
場合、ロータハブ７の内周側の部材である玉軸受４，５
および環状部材８としては、線膨張係数が略等しい鉄系
の材料を用いることが好ましい。例えば内輪９および外
輪１０として、高炭素クロム軸受鋼やステンレス鋼を用
いることができる。高炭素クロム軸受鋼としては、例え
ばＳＵＪ１、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３等がある。また、ステ
ンレス鋼としては、例えばマルテンサイト系ステンレス
鋼であるＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４４０等を用いることが
できる。
【００１７】内輪９および外輪１０として、例えばＳＵ
Ｊ２等の高炭素クロム軸受鋼を用いる等、互いに線膨張
係数の等しい材料で形成することもできるが、内輪９の
線膨張係数を外輪１０の線膨張係数よりも大きくしてお
くことが好ましい。というのは、一般に軸受が温度上昇
したときには、予圧が低下する傾向にあるので、これを
抑制し、予圧が使用温度域内で許容下限を下回らないよ
うにするためである。例えば１００°Ｃまで温度上昇し
たときに０．５ｋｇｆ以上の予圧が確保できれば好まし
い。
Ｊ２等の高炭素クロム軸受鋼を用いる等、互いに線膨張
係数の等しい材料で形成することもできるが、内輪９の
線膨張係数を外輪１０の線膨張係数よりも大きくしてお
くことが好ましい。というのは、一般に軸受が温度上昇
したときには、予圧が低下する傾向にあるので、これを
抑制し、予圧が使用温度域内で許容下限を下回らないよ
うにするためである。例えば１００°Ｃまで温度上昇し
たときに０．５ｋｇｆ以上の予圧が確保できれば好まし
い。
【００１８】また、ボール１１としては、線膨張係数が
７×１０-6／°Ｃ〜１５×１０-6／°Ｃであるセラミッ
クスを用いることが好ましい。というのは、ロータハブ
７としてステンレス鋼を用いる場合、外輪もステンレス
鋼或いはステンレス鋼相当の線膨張係数を持つ素材であ
ることが好ましく、そうすると、ステンレス鋼に近い線
膨張係数を持つセラミックス製のボールであれば、温度
によって予圧が変化し難い点で好ましいからである。
７×１０-6／°Ｃ〜１５×１０-6／°Ｃであるセラミッ
クスを用いることが好ましい。というのは、ロータハブ
７としてステンレス鋼を用いる場合、外輪もステンレス
鋼或いはステンレス鋼相当の線膨張係数を持つ素材であ
ることが好ましく、そうすると、ステンレス鋼に近い線
膨張係数を持つセラミックス製のボールであれば、温度
によって予圧が変化し難い点で好ましいからである。
【００１９】線膨張係数が７×１０-6／°Ｃ〜１５×１
０-6 ／°Ｃであるセラミックスとしては、ジルコニ
ア、アルミナを例示することができる。ジルコニアは、
例えば８．７×１０-6〜１１．４×１０-6／°Ｃの線膨
張係数を持ち、アルミナは、例えば８．６×１０-6〜
９．６×１０-6／°Ｃの線膨張係数を持つ。ジルコニア
もアルミナもステンレス鋼の線膨張係数に近い線膨張係
数を持つので、温度によって予圧が変化し難くすること
ができる。
０-6 ／°Ｃであるセラミックスとしては、ジルコニ
ア、アルミナを例示することができる。ジルコニアは、
例えば８．７×１０-6〜１１．４×１０-6／°Ｃの線膨
張係数を持ち、アルミナは、例えば８．６×１０-6〜
９．６×１０-6／°Ｃの線膨張係数を持つ。ジルコニア
もアルミナもステンレス鋼の線膨張係数に近い線膨張係
数を持つので、温度によって予圧が変化し難くすること
ができる。
【００２０】なお、ジルコニアやアルミナは、一般的に
軸受に使用される窒化ケイ素等と比較すると、強度が低
いが、ハードディスク駆動用のスピンドルモータ等のＯ
／Ａ機器で使用することを想定すれば、十分な強度を達
成することができる。というのは、一般にＯ／Ａ機器等
に用いられるスピンドルモータでは、定格荷重の１．５
〜２％程度の軽荷重の予圧で用いられるからである。
軸受に使用される窒化ケイ素等と比較すると、強度が低
いが、ハードディスク駆動用のスピンドルモータ等のＯ
／Ａ機器で使用することを想定すれば、十分な強度を達
成することができる。というのは、一般にＯ／Ａ機器等
に用いられるスピンドルモータでは、定格荷重の１．５
〜２％程度の軽荷重の予圧で用いられるからである。
【００２１】本実施の形態では、ボール１１の線膨張係
数をステンレス鋼の線膨張係数に近いものとしたので、
ロータハブ６がステンレス鋼からなるスピンドルモータ
１に使用して、温度変化に伴う予圧変化を少なくするこ
とができる。その結果、高温時の回転精度を高く維持で
き、これにより、スピンドルモータがハードディスク駆
動用である場合に、読み込みエラーや書き込みエラーの
発生を防止することができる。また、低温時の予圧上昇
を抑えて回転抵抗を少なし、省エネに寄与することがで
きる。
数をステンレス鋼の線膨張係数に近いものとしたので、
ロータハブ６がステンレス鋼からなるスピンドルモータ
１に使用して、温度変化に伴う予圧変化を少なくするこ
とができる。その結果、高温時の回転精度を高く維持で
き、これにより、スピンドルモータがハードディスク駆
動用である場合に、読み込みエラーや書き込みエラーの
発生を防止することができる。また、低温時の予圧上昇
を抑えて回転抵抗を少なし、省エネに寄与することがで
きる。
【００２２】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、例えば、上記の実施の形態は外輪回転
であったが、本発明を内輪回転のものに適用しても良
い。その他、本発明の範囲で種々の変更を施すことがで
きる。実施例１ 転がり軸受として、内輪の内径が５ｍｍであり、外輪の
外径が１３ｍｍであり、内輪および外輪の軸方向の幅が
４ｍｍであり、また、直径２ｍｍのボールを８個用いた
実施例１を準備した。この実施例１では、内輪および外
輪として、線膨張係数が１２．５×１０-6／°Ｃである
ＳＵＪ２を用い、ボールとして線膨張係数が１０．１×
１０-6／°Ｃであるジルコニアを用い、２０°Ｃのとき
の予圧を１．２ｋｇｆに設定した。実施例２ 実施例１と同様のサイズの実施例２を準備した。実施例
２の内輪として、線膨張係数が１２．５×１０-6／°Ｃ
であるＳＵＪ２を用い、外輪として、線膨張係数が１
０．５×１０-6／°ＣであるＳＵＳ４４０Ｃを用い、ボ
ールとして線膨張係数が１０．１×１０-6／°Ｃである
ジルコニアを用い、２０°Ｃのときの予圧を１．２ｋｇ
ｆに設定した。比較例 実施例１と同様のサイズの比較例を準備した。比較例の
内輪および外輪として、線膨張係数が１２．５×１０-6
／°ＣであるＳＵＪ２を用い、ボールとして線膨張係数
が３．２×１０-6／°Ｃである窒化ケイ素を用い、２０
°Ｃのときの予圧を１．２ｋｇｆに設定した。試験 上記の実施例１、実施例２および比較例を用い、−４０
°Ｃから１００°Ｃまでの温度域における予圧変化を測
定した結果を、図２に示す。
るものではなく、例えば、上記の実施の形態は外輪回転
であったが、本発明を内輪回転のものに適用しても良
い。その他、本発明の範囲で種々の変更を施すことがで
きる。実施例１ 転がり軸受として、内輪の内径が５ｍｍであり、外輪の
外径が１３ｍｍであり、内輪および外輪の軸方向の幅が
４ｍｍであり、また、直径２ｍｍのボールを８個用いた
実施例１を準備した。この実施例１では、内輪および外
輪として、線膨張係数が１２．５×１０-6／°Ｃである
ＳＵＪ２を用い、ボールとして線膨張係数が１０．１×
１０-6／°Ｃであるジルコニアを用い、２０°Ｃのとき
の予圧を１．２ｋｇｆに設定した。実施例２ 実施例１と同様のサイズの実施例２を準備した。実施例
２の内輪として、線膨張係数が１２．５×１０-6／°Ｃ
であるＳＵＪ２を用い、外輪として、線膨張係数が１
０．５×１０-6／°ＣであるＳＵＳ４４０Ｃを用い、ボ
ールとして線膨張係数が１０．１×１０-6／°Ｃである
ジルコニアを用い、２０°Ｃのときの予圧を１．２ｋｇ
ｆに設定した。比較例 実施例１と同様のサイズの比較例を準備した。比較例の
内輪および外輪として、線膨張係数が１２．５×１０-6
／°ＣであるＳＵＪ２を用い、ボールとして線膨張係数
が３．２×１０-6／°Ｃである窒化ケイ素を用い、２０
°Ｃのときの予圧を１．２ｋｇｆに設定した。試験 上記の実施例１、実施例２および比較例を用い、−４０
°Ｃから１００°Ｃまでの温度域における予圧変化を測
定した結果を、図２に示す。
【００２３】比較例は、温度変化に伴う予圧変化が激し
く、略４０°Ｃまで温度が上昇すると予圧が許容下限で
ある０．５ｋｇｆまで低下し、略７０°Ｃまで温度が上
昇すると、予圧がゼロになった。これでは、ハードディ
スク駆動用のスピンドルモータに用いた場合に、読み込
みエラーや書き込みエラーが発生するおそれがある。ま
た、低温側にいくにしたがっての予圧上昇も大きい。
く、略４０°Ｃまで温度が上昇すると予圧が許容下限で
ある０．５ｋｇｆまで低下し、略７０°Ｃまで温度が上
昇すると、予圧がゼロになった。これでは、ハードディ
スク駆動用のスピンドルモータに用いた場合に、読み込
みエラーや書き込みエラーが発生するおそれがある。ま
た、低温側にいくにしたがっての予圧上昇も大きい。
【００２４】これに対して、実施例１や実施例２では、
略一定の予圧を達成することができる。すなわち、双方
とも１００°Ｃにおいて、許容下限である０．５ｋｇｆ
よりも大きい予圧を得ることができる。また、低温側に
いくにしたがっての予圧上昇も非常にゆるやかである。
特に、実施例２では、内輪の線膨張係数を外輪の線膨張
係数よりも大きくしたので、温度上昇に伴う予圧低下を
非常に少なくすることができる。
略一定の予圧を達成することができる。すなわち、双方
とも１００°Ｃにおいて、許容下限である０．５ｋｇｆ
よりも大きい予圧を得ることができる。また、低温側に
いくにしたがっての予圧上昇も非常にゆるやかである。
特に、実施例２では、内輪の線膨張係数を外輪の線膨張
係数よりも大きくしたので、温度上昇に伴う予圧低下を
非常に少なくすることができる。
【００２５】実施例１，２では、ハードディスク駆動用
のスピンドルモータに用いた場合に、予圧が安定してい
るので、温度変化にかかわらず、回転精度を高く維持で
き、したがって、読み込みエラーや書き込みエラーが発
生することがない。
のスピンドルモータに用いた場合に、予圧が安定してい
るので、温度変化にかかわらず、回転精度を高く維持で
き、したがって、読み込みエラーや書き込みエラーが発
生することがない。
【００２６】
【発明の効果】請求項１記載の発明では、転動体の線膨
張係数をステンレス鋼の線膨張係数に近いものとしたの
で、内輪および外輪が鉄系材料からなる組合せにおい
て、温度による予圧変動を少なくすることができる。し
たがって、本転がり軸受を例えばロータハブがステンレ
ス鋼からなるハードディスク駆動用のスピンドルモータ
に使用した場合に、読み取り／書き込みエラーの発生を
防止でき、また、回転抵抗を抑えて省エネにも寄与する
ことができる。
張係数をステンレス鋼の線膨張係数に近いものとしたの
で、内輪および外輪が鉄系材料からなる組合せにおい
て、温度による予圧変動を少なくすることができる。し
たがって、本転がり軸受を例えばロータハブがステンレ
ス鋼からなるハードディスク駆動用のスピンドルモータ
に使用した場合に、読み取り／書き込みエラーの発生を
防止でき、また、回転抵抗を抑えて省エネにも寄与する
ことができる。
【００２７】請求項２記載の発明では、ジルコニアは、
例えば８．７×１０-6〜１１．４×１０-6／°Ｃの線膨
張係数を持ち、アルミナは、例えば８．６×１０-6〜
９．６×１０-6／°Ｃの線膨張係数を持ち、何れもステ
ンレス鋼の線膨張係数に近い線膨張係数を持つので、温
度による予圧変化を抑制することができる。請求項３記
載の発明では、温度上昇した場合の予圧の低下を確実に
抑制することができる。
例えば８．７×１０-6〜１１．４×１０-6／°Ｃの線膨
張係数を持ち、アルミナは、例えば８．６×１０-6〜
９．６×１０-6／°Ｃの線膨張係数を持ち、何れもステ
ンレス鋼の線膨張係数に近い線膨張係数を持つので、温
度による予圧変化を抑制することができる。請求項３記
載の発明では、温度上昇した場合の予圧の低下を確実に
抑制することができる。
【００２８】請求項４記載の発明では、内輪の温度膨張
が外輪の温度膨張を上回ることになる結果、温度上昇時
の予圧低下を抑制することができる。
が外輪の温度膨張を上回ることになる結果、温度上昇時
の予圧低下を抑制することができる。
【図１】本発明の一実施の形態の転がり軸受を適用した
スピンドルモータの概略断面図である。
スピンドルモータの概略断面図である。
【図２】転がり軸受の実施例と比較例について、温度変
化に伴う予圧変化を表すグラフ図である。
化に伴う予圧変化を表すグラフ図である。
１ スピンドルモータ ２ 固定軸体 ３ ステータコア ４，５ 玉軸受 ６ ロータハブ ７ ローラヨーク ８ 環状部材 ９ 内輪 １０ 外輪 １１ ボール １２ ハードディスク １３ スペーサ １４ 固定板 １５ 受け部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA42 AA54 AA62 BA53 BA54 BA70 EA03 EA06 EA41 EA42 FA41 FA60 GA53 5H605 CC04 EB10 FF10
Claims (4)
- 【請求項１】線膨張係数が７×１０-6〜１５×１０-6
／°Ｃであるセラミックス製の転動体を内輪と外輪との
間に介在する転がり軸受。 - 【請求項２】上記セラミックスはジルコニアおよびアル
ミナから選択されることを特徴とする請求項１記載の転
がり軸受。 - 【請求項３】上記外輪の線膨張係数よりも内輪の熱膨張
係数を大きくしてあることを特徴とする請求項１又は２
記載の転がり軸受。 - 【請求項４】上記内輪が高炭素クロム軸受鋼からなり、
外輪がステンレス鋼からなることを特徴とする請求項３
記載の転がり軸受。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10243946A JP2000074069A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 転がり軸受 |
| US09/385,358 US6217221B1 (en) | 1998-08-28 | 1999-08-30 | Rolling bearing and rolling bearing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10243946A JP2000074069A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000074069A true JP2000074069A (ja) | 2000-03-07 |
Family
ID=17111397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10243946A Pending JP2000074069A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 転がり軸受 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6217221B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000074069A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6696376B2 (en) | 2000-04-12 | 2004-02-24 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Zirconia containing ceramic ball, method for manufacturing same, ceramic ball bearing and check valve |
| WO2023002630A1 (ja) | 2021-07-21 | 2023-01-26 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 宇宙用転がり軸受および宇宙用波動歯車装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002005158A (ja) * | 2000-06-19 | 2002-01-09 | Minebea Co Ltd | 軸受装置 |
| JP2002034198A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Minebea Co Ltd | スピンドルモータ |
| AU2003227003A1 (en) † | 2002-05-15 | 2003-12-02 | Mps Micro Precision Systems Ag | Ball bearing |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60208626A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-21 | Koyo Seiko Co Ltd | 腐食環境下で使用する回転部材支持装置 |
| JPS63107438A (ja) * | 1986-10-22 | 1988-05-12 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 軸受装置 |
| US5228786A (en) * | 1987-12-15 | 1993-07-20 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Full type ball bearing for turbochargers |
| US4966552A (en) * | 1989-05-08 | 1990-10-30 | Den-Tal-Ez, Inc. | Sterilizable non-lubricated rotary instrument for dental and medical use |
| JP2771006B2 (ja) * | 1990-02-05 | 1998-07-02 | 富士通株式会社 | ディスク記憶装置の回転体支持装置 |
-
1998
- 1998-08-28 JP JP10243946A patent/JP2000074069A/ja active Pending
-
1999
- 1999-08-30 US US09/385,358 patent/US6217221B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6696376B2 (en) | 2000-04-12 | 2004-02-24 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Zirconia containing ceramic ball, method for manufacturing same, ceramic ball bearing and check valve |
| WO2023002630A1 (ja) | 2021-07-21 | 2023-01-26 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 宇宙用転がり軸受および宇宙用波動歯車装置 |
| KR20230172006A (ko) | 2021-07-21 | 2023-12-21 | 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 | 우주용 롤링 베어링 및 우주용 파동기어장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6217221B1 (en) | 2001-04-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050415 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050426 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050627 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051101 |