JP2002098155A - 情報機器用小型モータの転がり軸受 - Google Patents
情報機器用小型モータの転がり軸受Info
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- JP2002098155A JP2002098155A JP2000286286A JP2000286286A JP2002098155A JP 2002098155 A JP2002098155 A JP 2002098155A JP 2000286286 A JP2000286286 A JP 2000286286A JP 2000286286 A JP2000286286 A JP 2000286286A JP 2002098155 A JP2002098155 A JP 2002098155A
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- bearing
- groove radius
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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
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
- F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
-
- 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
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/583—Details of specific parts of races
- F16C33/585—Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高速回転による音響寿命を長期に亘って所望以
上に保持可能な情報機器用小型モータの転がり軸受を提
供する。 【解決手段】情報機器用小型モータの回転部材を支持す
る転がり軸受１である。上記回転部材は高速で回転す
る。内輪２の軌道溝の溝半径比率を、５２％以上且つ５
４％以下に設定する。外輪３の軌道溝の溝半径比率を、
５４％以上且つ５６％以下に設定する。
上に保持可能な情報機器用小型モータの転がり軸受を提
供する。 【解決手段】情報機器用小型モータの回転部材を支持す
る転がり軸受１である。上記回転部材は高速で回転す
る。内輪２の軌道溝の溝半径比率を、５２％以上且つ５
４％以下に設定する。外輪３の軌道溝の溝半径比率を、
５４％以上且つ５６％以下に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報機器用の小型
モータに使用される軸受に係り、特にＨＤＤスピンドル
モータなど高速回転が要求される小型モータに好適な情
報機器用小型モータの転がり軸受に関する。
モータに使用される軸受に係り、特にＨＤＤスピンドル
モータなど高速回転が要求される小型モータに好適な情
報機器用小型モータの転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報機器用軸受、例えば高速回転するＨ
ＤＤスピンドルモータ用軸受の性能として、初期音響性
能、低トルク、長期音響耐久性能が要求される。特に近
年において、サーバなど大容量のＨＤＤに使用されるモ
ータは、１５０００（ｍｉｎ-1）〜２００００（ｍｉｎ
-1）という高速回転で使用されるようになり、それに伴
い、軸受自身の回転による発熱も大きくなって、軸受内
部の潤滑状態は、長期使用時における音響寿命上非常に
不利な状態となっている。
ＤＤスピンドルモータ用軸受の性能として、初期音響性
能、低トルク、長期音響耐久性能が要求される。特に近
年において、サーバなど大容量のＨＤＤに使用されるモ
ータは、１５０００（ｍｉｎ-1）〜２００００（ｍｉｎ
-1）という高速回転で使用されるようになり、それに伴
い、軸受自身の回転による発熱も大きくなって、軸受内
部の潤滑状態は、長期使用時における音響寿命上非常に
不利な状態となっている。
【０００３】ここで、従来、軸受使用時の予圧荷重によ
る面圧を考慮し、従来の情報機器用軸受における内外輪
の軌道溝の溝半径比率は、ＪＩＳ１５１９にも記載され
ている深溝玉軸受での最大値が適用されて、一般には、
内輪の軌道溝の溝半径比率を５２％に外輪の軌道溝の溝
半径比率を５３％に設定している。ここで、溝半径比率
とは、玉直径に対する軌道面の溝半径の比（溝半径／玉
直径）である。
る面圧を考慮し、従来の情報機器用軸受における内外輪
の軌道溝の溝半径比率は、ＪＩＳ１５１９にも記載され
ている深溝玉軸受での最大値が適用されて、一般には、
内輪の軌道溝の溝半径比率を５２％に外輪の軌道溝の溝
半径比率を５３％に設定している。ここで、溝半径比率
とは、玉直径に対する軌道面の溝半径の比（溝半径／玉
直径）である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の軸受では、使用回転数が高速になるほど、軸受自身
の発熱が軸受内の潤滑状態を悪化することで内外輪軌道
面の摩耗を促進し、長期に亘る使用で音響寿命に問題が
生じる可能性がある。本発明は、上記のような点に着目
してもので、高速回転による音響寿命を長期に亘って所
望以上に保持可能な情報機器用小型モータの転がり軸受
を提供することを課題としている。
来の軸受では、使用回転数が高速になるほど、軸受自身
の発熱が軸受内の潤滑状態を悪化することで内外輪軌道
面の摩耗を促進し、長期に亘る使用で音響寿命に問題が
生じる可能性がある。本発明は、上記のような点に着目
してもので、高速回転による音響寿命を長期に亘って所
望以上に保持可能な情報機器用小型モータの転がり軸受
を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、情報機器用小型モータの回転部材を支持
する転がり軸受において、内輪の軌道溝の溝半径比率
を、５２％以上且つ５４％以下とし、外輪の軌道溝の溝
半径比率を、５４％以上且つ５６％以下としたことを特
徴とするものである。
に、本発明は、情報機器用小型モータの回転部材を支持
する転がり軸受において、内輪の軌道溝の溝半径比率
を、５２％以上且つ５４％以下とし、外輪の軌道溝の溝
半径比率を、５４％以上且つ５６％以下としたことを特
徴とするものである。
【０００６】本発明は、高速回転による音響寿命を考慮
して、摩耗度合いの目安となるＰＶ値の点から、溝半径
の曲率を見直したものである。そして、本発明によれ
ば、軸受軌道面のＰＶ値を低減することができ、軌道面
の摩耗を抑えて長期耐久性能を満足する軸受を提供する
ことができる。上記各溝半径比率は、後述のように、内
輪の軌道溝の溝半径比率を５２％以上且つ外輪の軌道溝
の溝半径比率を５４％以上とすることで、ＰＶ値を、従
来仕様の軸受のＰＶの２／３以下に抑えることができる
（図３及び図５参照）。このことから、下限値として、
内輪の軌道溝の溝半径比率を５２％以上且つ外輪の軌道
溝の溝半径比率を５４％以上としている。
して、摩耗度合いの目安となるＰＶ値の点から、溝半径
の曲率を見直したものである。そして、本発明によれ
ば、軸受軌道面のＰＶ値を低減することができ、軌道面
の摩耗を抑えて長期耐久性能を満足する軸受を提供する
ことができる。上記各溝半径比率は、後述のように、内
輪の軌道溝の溝半径比率を５２％以上且つ外輪の軌道溝
の溝半径比率を５４％以上とすることで、ＰＶ値を、従
来仕様の軸受のＰＶの２／３以下に抑えることができる
（図３及び図５参照）。このことから、下限値として、
内輪の軌道溝の溝半径比率を５２％以上且つ外輪の軌道
溝の溝半径比率を５４％以上としている。
【０００７】また、溝半径比率が高いほど面圧が高くな
る。この観点から最大面圧を１３００ＭＰａ以下に抑え
るために、後述のように、内輪の軌道溝の溝半径比率を
５４％以下且つ外輪の軌道溝の溝半径比率を５６％以下
としている（図４及び図６参照）。
る。この観点から最大面圧を１３００ＭＰａ以下に抑え
るために、後述のように、内輪の軌道溝の溝半径比率を
５４％以下且つ外輪の軌道溝の溝半径比率を５６％以下
としている（図４及び図６参照）。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
説明する。本実施形態の軸受は、ＨＤＤスピンドルモー
タ用軸受であって、図１に示すように、内外輪２，３の
軌道面２ａ、３ａ間に複数の玉４が介挿されて構成され
る。符号５は保持器を表している。
説明する。本実施形態の軸受は、ＨＤＤスピンドルモー
タ用軸受であって、図１に示すように、内外輪２，３の
軌道面２ａ、３ａ間に複数の玉４が介挿されて構成され
る。符号５は保持器を表している。
【０００９】内輪２の軌道面２ａに設けられる軌道溝の
溝半径は、玉直径の５２〜５４％の大きさ例えば５３％
に設定される。また、外輪３の軌道面３ａに設けられる
軌道溝の溝半径は、玉直径の５４〜５６％の大きさ例え
ば５６％に設定される。なお、ラジアル内部すきまは、
幾何で０．００８〜０．１３mmの範囲に設定する。
溝半径は、玉直径の５２〜５４％の大きさ例えば５３％
に設定される。また、外輪３の軌道面３ａに設けられる
軌道溝の溝半径は、玉直径の５４〜５６％の大きさ例え
ば５６％に設定される。なお、ラジアル内部すきまは、
幾何で０．００８〜０．１３mmの範囲に設定する。
【００１０】上記構成の軸受１をＨＤＤスピンドルモー
タ用軸受として使用することで、軌道面２ａ、３ａの摩
耗を抑えて長期耐久性能を満足する軸受を提供すること
ができる。
タ用軸受として使用することで、軌道面２ａ、３ａの摩
耗を抑えて長期耐久性能を満足する軸受を提供すること
ができる。
【００１１】
【実施例】（実施例１）内径４mm、外形１０mm、幅４mm
の軸受１について、本発明に基づき内輪２の溝半径比率
が５３％であり外輪３の溝半径比率が５６％の本実施例
の軸受１と、従来例の仕様に基づき内輪の溝半径比率が
５２％であり外輪の溝半径比率が５３％の比較例の軸受
とについて、下記試験条件にて耐久試験を行った。
の軸受１について、本発明に基づき内輪２の溝半径比率
が５３％であり外輪３の溝半径比率が５６％の本実施例
の軸受１と、従来例の仕様に基づき内輪の溝半径比率が
５２％であり外輪の溝半径比率が５３％の比較例の軸受
とについて、下記試験条件にて耐久試験を行った。
【００１２】その耐久試験での軸受１のアキシアル振動
加速度（Ｇ値）を図２に示す。 ［試験条件］ 予圧：７．８４Ｎ 回転方式：外輪３回転 回転速度：２００００（ｍｉｎ-1） 温度： ７０℃ 時間：１０００時間まで ［軸受１仕様］ 潤滑油：グリース（（株）協同油脂のマルテンプＳＲＬ
を使用） 潤滑油の封入量：軸受空間容積の９〜１２容積％ 図２から分かるように、本発明を採用することで、従来
仕様の軸受と比較して本発明の軸受１は、長時間使用し
ても軸受のアキシアル振動加速度（Ｇ値）の上昇量が低
いことが分かる。すなわち、本発明が、音響耐久性の向
上に有効なことが分かる。
加速度（Ｇ値）を図２に示す。 ［試験条件］ 予圧：７．８４Ｎ 回転方式：外輪３回転 回転速度：２００００（ｍｉｎ-1） 温度： ７０℃ 時間：１０００時間まで ［軸受１仕様］ 潤滑油：グリース（（株）協同油脂のマルテンプＳＲＬ
を使用） 潤滑油の封入量：軸受空間容積の９〜１２容積％ 図２から分かるように、本発明を採用することで、従来
仕様の軸受と比較して本発明の軸受１は、長時間使用し
ても軸受のアキシアル振動加速度（Ｇ値）の上昇量が低
いことが分かる。すなわち、本発明が、音響耐久性の向
上に有効なことが分かる。
【００１３】（実施例２）次に、内輪２及び外輪３の各
軌道面２ａ、３ａに形成する両軌道溝の溝半径比率の組
合せを種々に変更し、各組合せで、ＰＶ値をどの程度低
減することができるかシミュレート計算して、内輪軌道
面２ａ及び外輪軌道面３ａの各軌道面でのＰＶ値及び最
大面圧を算出した。
軌道面２ａ、３ａに形成する両軌道溝の溝半径比率の組
合せを種々に変更し、各組合せで、ＰＶ値をどの程度低
減することができるかシミュレート計算して、内輪軌道
面２ａ及び外輪軌道面３ａの各軌道面でのＰＶ値及び最
大面圧を算出した。
【００１４】計算条件は、次の通りである。 予圧：７．８４Ｎ 回転方式：外輪３回転 回転速度：２００００（ｍｉｎ-1） 温度： ７０℃ ラジアル内部すきま：０．０１６５mm 外輪３における、各溝半径比率における最大ＰＶ値及び
最大面圧は、それぞれ図３及び図４に示す結果となっ
た。
最大面圧は、それぞれ図３及び図４に示す結果となっ
た。
【００１５】また、内輪２における、各溝半径比率にお
ける最大ＰＶ値及び最大面圧は、それぞれ図５及び図６
に示す結果となった。図３及び図５から分かるように、
内外輪２，３とも、各溝半径比率が高くなるほど、ＰＶ
値は減少する一方、図４及び図６に示すように、溝半径
比率が高くなるほど最大面圧は大きくなる。
ける最大ＰＶ値及び最大面圧は、それぞれ図５及び図６
に示す結果となった。図３及び図５から分かるように、
内外輪２，３とも、各溝半径比率が高くなるほど、ＰＶ
値は減少する一方、図４及び図６に示すように、溝半径
比率が高くなるほど最大面圧は大きくなる。
【００１６】すなわち、図３及び図５から分かるよう
に、内輪２の溝半径比率を０．５２以上且つ外輪３の溝
半径比率を０．５３以上に設定することで、ＰＶ値を、
従来仕様の軸受１におけるＰＶ値のほぼ２／３以下とす
ることができる。図中、符号Ａは、従来仕様の値を示
す。一方、単純にＰＶ値を低減するならば、内外輪２，
３ともに溝半径比率は高ければ高い程良い。しかし、Ｐ
Ｖ値が高いほど面圧が大きくなり、面圧が高すぎると、
軸受１をモータに組み付ける際に組立疵や圧痕が発生す
るおそれがあるため、内外輪２，３の最大面圧は、１３
００ＭＰａ以下に抑えたい。
に、内輪２の溝半径比率を０．５２以上且つ外輪３の溝
半径比率を０．５３以上に設定することで、ＰＶ値を、
従来仕様の軸受１におけるＰＶ値のほぼ２／３以下とす
ることができる。図中、符号Ａは、従来仕様の値を示
す。一方、単純にＰＶ値を低減するならば、内外輪２，
３ともに溝半径比率は高ければ高い程良い。しかし、Ｐ
Ｖ値が高いほど面圧が大きくなり、面圧が高すぎると、
軸受１をモータに組み付ける際に組立疵や圧痕が発生す
るおそれがあるため、内外輪２，３の最大面圧は、１３
００ＭＰａ以下に抑えたい。
【００１７】この観点からみると、内輪２の溝半径比率
を０．５４以下且つ外輪３の溝半径比率を０．５６以下
に設定することで、最大面圧を１３００ＭＰａ以下に抑
えることができる。好ましくは、最大面圧は１２００Ｍ
Ｐａ以下が望ましい。この点から考慮すると内輪２の溝
半径比率を０．５３以下且つ外輪３の溝半径比率を０．
５６以下に設定することが好ましい。
を０．５４以下且つ外輪３の溝半径比率を０．５６以下
に設定することで、最大面圧を１３００ＭＰａ以下に抑
えることができる。好ましくは、最大面圧は１２００Ｍ
Ｐａ以下が望ましい。この点から考慮すると内輪２の溝
半径比率を０．５３以下且つ外輪３の溝半径比率を０．
５６以下に設定することが好ましい。
【００１８】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明を採用
すれば、高速回転する小型モータに使用される軸受の長
期耐久性能を向上させることができるため、高速回転す
る情報機器用軸受に好適な転がり軸受を提供することが
できる。
すれば、高速回転する小型モータに使用される軸受の長
期耐久性能を向上させることができるため、高速回転す
る情報機器用軸受に好適な転がり軸受を提供することが
できる。
【図１】本発明に基づく実施形態に係る軸受を説明する
ための断面図である。
ための断面図である。
【図２】経時的なアキシアル振動加速度の変化（上昇）
を示す図である。
を示す図である。
【図３】溝半径比率と外輪最大ＰＶ値との関係を示す図
である。
である。
【図４】溝半径比率と外輪最大面圧との関係を示す図で
ある。
ある。
【図５】溝半径比率と内輪最大ＰＶ値との関係を示す図
である。
である。
【図６】溝半径比率と内輪最大面圧との関係を示す図で
ある。
ある。
１ 軸受 ２ 内輪 ２ａ 軌道面 ３ 外輪 ３ａ 軌道面 ４ 玉 ５ 保持器
Claims (1)
- 【請求項１】 情報機器用小型モータの回転部材を支持
する転がり軸受において、内輪の軌道溝の溝半径比率
を、５２％以上且つ５４％以下とし、外輪の軌道溝の溝
半径比率を、５４％以上且つ５６％以下としたことを特
徴とする情報機器用小型モータの転がり軸受。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000286286A JP2002098155A (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 情報機器用小型モータの転がり軸受 |
| US09/957,462 US6942392B2 (en) | 2000-09-21 | 2001-09-21 | Rolling bearing of a small motor for an information-processing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000286286A JP2002098155A (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 情報機器用小型モータの転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002098155A true JP2002098155A (ja) | 2002-04-05 |
Family
ID=18770228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000286286A Pending JP2002098155A (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | 情報機器用小型モータの転がり軸受 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6942392B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002098155A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004092738A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Nsk Ltd | 転がり軸受及びモータ |
| CA2507935A1 (en) * | 2002-12-05 | 2004-06-17 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Worm support device and power assist unit having the same |
| WO2005057030A1 (ja) * | 2003-12-11 | 2005-06-23 | Koyo Seiko Co., Ltd. | ピニオン軸支持用軸受装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5631525A (en) * | 1979-08-23 | 1981-03-30 | Nippon Seiko Kk | Ball bearing |
| JP3690821B2 (ja) * | 1993-12-15 | 2005-08-31 | 日本精工株式会社 | 車輪用複列アンギュラ型玉軸受 |
| US6164833A (en) * | 1998-08-03 | 2000-12-26 | Tokyo Parts Industrial Co., Ltd. | Low friction ball-bearing holder device for small motors |
| JP2000065069A (ja) * | 1998-08-25 | 2000-03-03 | Nippon Seiko Kk | 玉軸受 |
-
2000
- 2000-09-21 JP JP2000286286A patent/JP2002098155A/ja active Pending
-
2001
- 2001-09-21 US US09/957,462 patent/US6942392B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6942392B2 (en) | 2005-09-13 |
| US20020039460A1 (en) | 2002-04-04 |
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