JP2001090735A - ころがり軸受及びこれを利用したモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐衝撃性やＮＲＲＯの悪化を防止しつつ、保持
器音の低減を図れるようにする。 【解決手段】リテーナ３において、ポケットピッチ円の
直径の大なるボールポケット３ｃと、ポケットピッチ円
の直径の小なるボールポケット３ｃとを円周方向に交互
に配設し、直径の大きいポケットピッチ円Ｃｐ１と直径
の小さいポケットピッチ円Ｃｐ２とが設けている。この
ように、最小ポケット隙間及びボール４との接触位相の
異なるボールポケット３ｃを交互に配設することで、保
持器音や耐衝撃性、ＮＲＲＯに関してバランスを取り、
耐衝撃性やＮＲＲＯの悪化防止と保持器音の低減との両
立を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、外輪、内輪、複
数個の転動体と、各転動体を回転自在に保持するリテー
ナから成るころがり軸受及びこれを利用したモータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】ころがり軸受のひとつである深溝玉軸受
は、例えば図５に示すように構成されている。即ち、図
５に示すように、外輪１の内側にこの外輪１と同心の内
輪２が配設され、これら外輪１と内輪２との間にリテー
ナ３が配設され、複数個のボール４がリテーナ３に回転
自在に保持されて外輪１及び内輪２間に介在されてい
る。

【０００３】このリテーナ３は、図６に示すように、外
輪１及び内輪２と同心のリング状の基部３ａに、円周方
向に相対向して一対の保持爪３ｂが一体形成されて、ボ
ール４が収容保持される１つのボールポケット３ｃが形
成されている。更に、複数対の保持爪３ｂが基部３ａに
円周方向に形成されて、複数のボールポケット３ｃが円
周方向に並んで形成されている。

【０００４】ここで、ボールポケット３ｃの一方側の保
持爪３ｂと、これに隣接するボールポケット３ｃの他方
側の保持爪３ｂとの間の空間には、常態の使用時におけ
る潤滑剤となるグリースが供給されて蓄えられる。

【０００５】ところで、リテーナ３には、上記したよう
にボール４の個数に対応する数のボールポケット３ｃが
存在し、各ボールポケット３ｃそれぞれの中心を通る円
はポケットピッチ円と称されるが、図７に示すように、
従来のリテーナ３におけるポケットピッチ円の直径は１
種類しかなく、１つのポケットピッチ円Ｃｐのみが存在
するだけである。尚、図７中、各ボール４の中心を通る
円Ｃｂはボールピッチ円（図７の実線）と称される。

【０００６】そして、各対の保持爪３ｂ、３ｂのボール
４との対向面は球面状を成しており、これによりボール
ポケット３ｃは仮想的に球の一部を成すように形成され
ている。また、各対の保持爪３ｂの球面の直径、つまり
図８に示すようにボールポケット３ｃが成す球Ｂの直径
は、ボール４を回転可能に保持すべくボール４の径より
も大きく設定され、ボールポケット３ｃによる球Ｂの直
径は、一般にポケット径と称される。従来、各ボールポ
ケット３ｃのポケット径は全て同一に設定され、図８に
示すように、ボール４とボールポケット３ｃを形成する
両保持爪３ｂとの間のポケット隙間ｔは均一に設計され
ている。

【０００７】ところで、この種の玉軸受や円すいころ軸
受の場合、軸受の回転中にリテーナが振動してボール等
の転動体と衝突し、保持器音と称される周期的な雑音が
発生し、この保持器音を防止するために、従来、上記し
たポケットピッチ円の直径やポケット径を変更してポケ
ット隙間や潤滑性を調整することで対応している。例え
ば、ポケット径を大きくすれば、ポケット隙間が大きく
なるため、潤滑が向上して保持器音が低減される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
にポケット径を大きくすると、ボールの拘束力が弱くな
り、耐衝撃性やＮＲＲＯ（非繰り返し性振れ成分）とい
った他の性能の低下を招くという問題があった。そこで
従来は、ポケットピッチ円の直径やポケット径の設計に
おいて、相反する性能を両立できる妥協点を選択するよ
うにしているが、このような妥協点を見いだすことは非
常に困難である。

【０００９】この発明が解決しようとする課題は、耐衝
撃性やＮＲＲＯの悪化を防止しつつ、保持器音の低減を
図れるようにすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明のころがり軸受は、前記各転動体ポケッ
トにより個々に形成される前記外輪と同心円状のピッチ
円の直径が、２種類以上に設定されていることを特徴と
している。

【００１１】このような構成によれば、各転動体ポケッ
トにより個々に形成されるピッチ円直径を２種類以上に
設定したため、最小ポケット隙間及びボールとの接触位
相を種々変化させることができる。

【００１２】そのため、耐衝撃性やＮＲＲＯの悪化防止
と保持器音の低減とを両立させることができ、バランス
のよい軸受性能を発揮することが可能になる。

【００１３】ところで、各転動体ポケットにより個々に
形成されるピッチ円の直径が２種類以上に設定されると
は、ある転動体ポケットにより形成されるピッチ円の直
径と、他の転動体ポケットにより形成されるピッチ円の
直径とが異なり、このようなピッチ円の直径が２種類以
上存在することである。

【００１４】ここで、リテーナの材質はプラスチック、
金属等のいずれであってもよく、型式や形状も特定のも
のに限定されるものではないが、例えば、本発明におけ
る最も好ましいリテーナとして、深溝玉軸受用リテー
ナ、マグネト玉軸受用リテーナ、単列アンギュラ玉軸受
用リテーナ等が挙げられる。

【００１５】また、本発明のころがり軸受は、前記ピッ
チ円の直径の大なる前記転動体ポケットと、小なる前記
転動体ポケットとが円周方向に交互に配設されているこ
とを特徴としている。

【００１６】こうすると、ポケット隙間の大きなポケッ
トは転動体とリテーナとの異常接触が低減されて保持器
音の抑制される一方、耐衝撃性やＮＲＲＯは犠牲とな
る。これに対し、ポケット隙間の小さなポケットは転動
体とリテーナとの異常接触は増加して保持器音が発生し
やすくなる一方、耐衝撃性やＮＲＲＯは改善される。

【００１７】そこで、ピッチ円の直径の大なる転動体ポ
ケットと小なる転動体ポケットとを交互に配設すること
により、最小ポケット隙間及びボールとの接触位相の異
なる転動体ポケットが交互に配設されるため、保持器音
や耐衝撃性、ＮＲＲＯに関してバランスを取ることがで
き、耐衝撃性やＮＲＲＯの悪化防止と保持器音の低減と
の両立を図ることができる。

【００１８】また、本発明のころがり軸受は、前記各転
動体ポケットにおけるポケット径が、２種類以上に設定
されていることを特徴としている。こうすれば、平均ポ
ケット隙間が２種類以上存在するため、耐衝撃性やＮＲ
ＲＯの悪化防止と保持器音の低減とを両立させることが
でき、バランスのよい軸受性能を発揮することが可能に
なる。

【００１９】また、本発明のころがり軸受は、各転動体
ポケットにより個々に形成されるピッチ円の直径が２以
上に設定されている場合、またはピッチ円の直径の大な
る転動体ポケットと小なる転動体ポケットとが交互に配
設されている場合に、前記各転動体ポケットにおけるポ
ケット径が、２種類以上に設定されていることを特徴と
している。

【００２０】こうすれば、平均ポケット隙間が２種類以
上存在し、しかも最小ポケット隙間及びボールとの接触
位相の異なる転動体ポケットが存在することになるた
め、ポケット隙間を複数形成することができて、耐衝撃
性やＮＲＲＯの悪化防止と保持器音の低減とを両立させ
ることができ、バランスのよい軸受性能を発揮すること
が可能になる。

【００２１】また、本発明のころがり軸受は、前記各転
動体ポケットが、前記リテーナを構成するリング状基部
に、円周方向に相対向して形成された一対の保持爪それ
ぞれにより形成され、前記各保持爪の前記転動体との対
向面が、球面状を成していることを特徴としている。

【００２２】このようにすると、各対の保持爪の形成位
置を変えることにより、転動体ポケットにより形成され
るピッチ円の直径や、ポケット径を容易に変えることが
できる。

【００２３】また、本発明のモータは、上記したころが
り軸受により、回転部材が固定部材に回転自在に支持さ
れていることを特徴としている。こうすると、騒音の少
ない回転性能の優れたモータを提供することが可能にな
る。

【００２４】また、本発明のモータは、円盤状記録媒体
の回転駆動に用いられることを特徴としている。この場
合、磁気ディスク等の円盤状記録媒体の回転駆動用とし
て、騒音の少ない回転性能の優れたモータを得ることが
できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】この発明を、深溝玉軸受を利用し
た円盤状記録媒体の駆動用スピンドルモータに適用した
場合の一実施形態について図１ないし図３を参照して説
明する。但し、図１は一部の概略図、図２はモータ全体
の構成を示す断面図、図３は動作説明図である。

【００２６】本実施形態において使用される深溝玉軸受
及びそのリテーナの基本的な構成は、図５及び図６にそ
れぞれ示すものと同じである。即ち、図５に示すよう
に、外輪１と、この外輪１の内側に外輪１と同心に配設
された内輪２と、外輪１と内輪２との間に配設されたリ
テーナ３と、リテーナ３の各ボールポケット３ｃに回転
自在に収容保持され外輪１及び内輪２間に介在された複
数個の転動体であるボール４とにより、深溝玉軸受が構
成されている。

【００２７】また、リテーナ３は、図６に示すように、
外輪１及び内輪２と同心のリング状の基部３ａに、円周
方向に相対向して一対の保持爪３ｂが一体形成されて、
ボール４が収容保持される転動体ポケットである１つの
ボールポケット３ｃが形成されている。更に、複数対の
保持爪３ｂが基部３ａに形成されて、複数のボールポケ
ット３ｃが円周方向に並んで形成されている。尚、各対
の保持爪３ｂ、３ｂのボール４との対向面は球面状を成
している。

【００２８】このとき、各ボールポケット３ｃにより個
々に形成されるポケットピッチ円の直径が、図１に示す
ように、２種類以上に設定されている。即ち、図１に示
すように、ポケットピッチ円の直径の大なるボールポケ
ット３ｃと、ポケットピッチ円の直径小なるボールポケ
ット３ｃとが交互に配設され、直径の大きいポケットピ
ッチ円Ｃｐ１と直径の小さいポケットピッチ円Ｃｐ２と
が形成されている。但し、この場合の各ボールポケット
３ｃのポケット径は同一に設定されている。

【００２９】このような構成の深溝玉軸受ＢＲを備えた
円盤状記録媒体の駆動用スピンドルモータは、例えば図
２に示すように構成される。

【００３０】図２に示すように、固定された支持部材
（図示せず）に固定部材であるシャフト１１が固定支持
され、コア１２ａ及びこのコア１２ａに巻装された巻線
１２ｂから成るステータ１２がシャフト１１のほぼ中央
部に固定され、シャフト１１の上部及び下部に、深溝玉
軸受ＢＲから成る上、下軸受ＢＲｕ、ＢＲｄそれぞれの
内輪２ｕ、２ｄが嵌着されている。尚、３ｕ、３ｄは両
軸受ＢＲｕ、ＢＲｄそれぞれのリテーナ、４ｕ、４ｄは
ボールである。

【００３１】また、上軸受ＢＲｕの外輪１ｕには、後述
する駆動用マグネットの磁路を形成し易くするために設
けられた鉄等の磁性材から成る回転部材であるヨーク１
５の上端部が嵌着され、下軸受ＢＲｄの外輪１ｄにはブ
ッシュ１６が嵌着され、このブッシュ１６の外周にヨー
ク１５の下端部が外嵌されている。

【００３２】更に、周方向にＮ極及びＳ極を交互に配列
した駆動用マグネット１８がヨーク１５の内側に嵌入さ
れてステータ１２と相対向する位置に配設されている。

【００３３】そして、加工し易いアルミニウム等の非磁
性材から成る回転部材であるロータハブ１９がヨーク１
５の外周に外嵌され、このロータハブ１９の外周には磁
気ディスク等の記録ディスクＤが装着されるようになっ
ている。

【００３４】尚、図２において、２１、２２はモータ内
からの不浄な空気の流出を防止するための上、下磁性流
体シール部材、２３はシール部材２１への接触を阻止し
磁性流体への異物の侵入を防止するための保護キャップ
である。

【００３５】ところで、ポケット径が同一の各ボールポ
ケット３ｃにより、上記したように直径の大きいポケッ
トピッチ円Ｃｐ１と直径の小さいポケットピッチ円Ｃｐ
２を形成するには、図３に示すように、ボールポケット
３ｃを形成する両保持爪３ｂ、３ｂの形成位置を種々変
えることによって実現することができる。

【００３６】例えば、図３（ａ）は、両保持爪３ｂ、３
ｂ同士が正対するようにした例を示し、このときのポケ
ットピッチ円の直径は、各ボール４の中心を通るボール
ピッチ円の直径と一致する。また、図３（ｂ）は両保持
爪３ｂ、３ｂを外輪１寄りに形成した例を示し、このと
きのポケットピッチ円の直径は、ボールピッチ円の直径
よりも大きくなり、図１における直径の大きいポケット
ピッチ円Ｃｐ１に相当する。

【００３７】一方、図３（ｃ）は両保持爪３ｂ、３ｂを
内輪２寄りに形成した例を示し、このときのポケットピ
ッチ円の直径は、ボールピッチ円の直径よりも小さくな
り、図１における直径の小さいポケットピッチ円Ｃｐ２
に相当する。更に、図３（ｄ）はボールポケット３ｃに
よる球の中心をボール４の中心からずれるように両保持
爪３ｂ、３ｂを形成した例である。

【００３８】このように、直径の異なるポケットピッチ
円Ｃｐ１、Ｃｐ２を形成することにより、最小ポケット
隙間及びボール４との接触位相の異なるボールポケット
３ｃが円周方向に交互に配設され、耐衝撃性やＮＲＲＯ
といった性能はやや劣るものの保持器音の低減効果の高
いボールポケット３ｃと、保持器音の低減効果はやや劣
るが耐衝撃性やＮＲＲＯの優れたボールポケット３ｃと
が交互に円周方向に並ぶことになる。その結果、保持器
音や耐衝撃性、ＮＲＲＯに関してバランスを取ることが
可能になる。

【００３９】従って、上記した実施形態によれば、耐衝
撃性やＮＲＲＯの悪化防止と保持器音の低減との両立を
図ることができ、記録ディスクＤの回転駆動用として、
騒音の少ない回転性能の優れたスピンドルモータを得る
ことが可能になる。

【００４０】また、各対の保持爪３ｂ、３ｂの形成位置
を変えることにより、ボールポケット３ｃによるポケッ
トピッチ円の直径を容易に変えることができる。

【００４１】なお、上記した実施形態では、２種類の直
径のポケットピッチ円Ｃｐ１、Ｃｐ２を形成した場合に
ついて説明したが、３種類以上の直径のポケットピッチ
円を形成してもよく、この場合も上記した実施形態と同
等の効果を得ることが可能でる。

【００４２】また、本発明の他の実施形態として、ボー
ルポケット３ｃにより形成されるポケット径を、図４
（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示すように、２種類設定して
もよく、或いはポケット径を３種類以上に設定してもよ
い。

【００４３】この場合、ポケット径を変えることで、平
均ポケット隙間が２種類以上存在することになるため、
この場合も耐衝撃性やＮＲＲＯの悪化防止と保持器音の
低減とを両立させることができ、バランスのよい軸受性
能を発揮することが可能になる。

【００４４】更に、異なる実施形態として、各ポケット
ピッチ円の直径が２種類以上に設定されている場合に、
各ボールポケット３ｃにおけるポケット径を、２種類以
上に設定しても構わない。

【００４５】こうすると、平均ポケット隙間が２種類以
上存在する上に、最小ポケット隙間及びボールとの接触
位相の異なるボールポケット３ｃが存在することにな
り、ポケット隙間を複数形成することができて、耐衝撃
性やＮＲＲＯの悪化防止と保持器音の低減とを両立させ
ることができ、バランスのよい軸受性能を発揮すること
が可能になる。

【００４６】また、上記した実施形態では、ころがり軸
受を深溝玉軸受とした場合について説明したが、ころが
り軸受を深溝玉軸受に限定されるものでなく、その他の
玉軸受や円すいころ軸受等にも本発明を適用できて上記
した実施形態と同等の効果を得ることができるのは勿論
であり、特にマグネト玉軸受、単列アンギュラ玉軸受に
適用するのが好ましい。

【００４７】また、上記した実施形態では、本発明を円
盤状記録媒体の駆動用スピンドルモータに適用した場合
について説明しているが、本発明が適用可能なモータ
は、特にこの種スピンドルモータに限られないのはいう
までもない。

【００４８】また、本発明は上記した各実施形態に限定
されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおい
て上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、各転動体ポケットにより個々に形成されるピッ
チ円の直径を２種類以上に設定したため、最小ポケット
隙間及びボールとの接触位相を種々変化させることがで
き、耐衝撃性やＮＲＲＯの悪化防止と保持器音の低減と
を両立させることができ、バランスのよいころがり軸受
を提供することが可能になる。

【００５０】また、請求項２に記載の発明によれば、ピ
ッチ円の直径の大なる転動体ポケットと小なる転動体ポ
ケットとを円周方向に交互に配設することにより、最小
ポケット隙間及びボールとの接触位相の異なる転動体ポ
ケットが円周方向に交互に配設されるため、保持器音や
耐衝撃性、ＮＲＲＯに関していっそうバランスを取り易
くなって、耐衝撃性やＮＲＲＯの悪化防止と保持器音の
低減とを効果的に両立することが可能になる。

【００５１】また、請求項３に記載の発明によれば、平
均ポケット隙間が２種類以上存在するため、耐衝撃性や
ＮＲＲＯの悪化防止と保持器音の低減とを両立させるこ
とができ、バランスのよい軸受性能を発揮することが可
能になる。

【００５２】また、請求項４に記載の発明によれば、平
均ポケット隙間が２種類以上存在し、しかも最小ポケッ
ト隙間及びボールとの接触位相の異なる転動体ポケット
が存在することになるため、ポケット隙間を複数形成す
ることができて、耐衝撃性やＮＲＲＯの悪化防止と保持
器音の低減とを両立させることができ、バランスのよい
軸受性能を発揮することが可能になる。

【００５３】また、請求項５に記載の発明によれば、各
対の保持爪の形成位置を変えることにより、転動体ポケ
ットにより形成されるピッチ円の直径や、ポケット径を
容易に変えることができる。

【００５４】また、請求項６に記載の発明によれば、騒
音の少ない回転性能の優れたモータを提供することが可
能になる。

【００５５】また、請求項７に記載の発明によれば、磁
気ディスク等の円盤状記録媒体の回転駆動用として、騒
音の少ない回転性能の優れたモータを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態における一部の概略図で
ある。

【図２】この発明の一実施形態におけるモータ全体の構
成を示す断面図である。

【図３】この発明の一実施形態における動作説明図であ
る。

【図４】この発明の他の実施形態における動作説明図で
ある。

【図５】従来例の一部を切り欠いた斜視図である。

【図６】図５の一部の斜視図である。

【図７】図５の動作説明図である。

【図８】図５の動作説明図である。

【符号の説明】

ＢＲｕ、ＢＲｄ 深溝玉軸受 １、１ｕ、１ｄ 外輪 ２、２ｕ、２ｄ 内輪 ３、３ｕ、３ｄ リテーナ ３ａ 基部 ３ｂ 保持爪 ３ｃ ボールポケット ４ ボール（転動体） Ｄ 記録ディスク

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外輪と、前記外輪と同心に配設される内
   輪と、前記外輪及び前記内輪間に介在された複数個の転
   動体と、前記各転動体を回転自在に収容し保持する複数
   の転動体ポケットが円周方向に形成されたリテーナとを
   備えて成るころがり軸受において、 前記各転動体ポケットにより個々に形成される前記外輪
   と同心円状のピッチ円の直径が、２種類以上に設定され
   ていることを特徴とするころがり軸受。
2. 【請求項２】 前記ピッチ円の直径の大なる前記転動体
   ポケットと、小なる前記転動体ポケットとが円周方向に
   交互に配設されていることを特徴とする請求項１に記載
   のころがり軸受。
3. 【請求項３】 外輪と、前記外輪と同心に配設される内
   輪と、前記外輪及び前記内輪間に介在された複数個の転
   動体と、前記各転動体を回転自在に保持する複数の転動
   体ポケットが円周方向に形成されたリテーナとを備えて
   成るころがり軸受において、 前記各転動体ポケットにおけるポケット径が、２種類以
   上に設定されていることを特徴とするころがり軸受。
4. 【請求項４】 前記各転動体ポケットにおけるポケット
   径が、２種類以上に設定されていることを特徴とする請
   求項１または２に記載のころがり軸受。
5. 【請求項５】 前記各転動体ポケットが、前記リテーナ
   を構成するリング状基部に、円周方向に相対向して形成
   された一対の保持爪それぞれにより形成され、前記各保
   持爪の前記転動体との対向面が、球面状を成しているこ
   とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のこ
   ろがり軸受。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載のこ
   ろがり軸受を備え、このころがり軸受により、回転部材
   が固定部材に回転自在に支持されていることを特徴とす
   るモータ。
7. 【請求項７】 円盤状記録媒体の回転駆動に用いられる
   ことを特徴とする請求項６に記載のモータ。