JP2002122147A

JP2002122147A - 玉軸受とその製造方法

Info

Publication number: JP2002122147A
Application number: JP2000315000A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Yoshida; 直弘吉田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2002-04-26
Also published as: US6554479B2; US20020054721A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ＮＲＲＯを十分に低減できて、しかも回転抵
抗を十分に小さくできる玉軸受を、安定して、且つ低コ
ストで実現する。【解決手段】保持器８ａを内輪と外輪との間に配置し
ない状態で、この保持器８ａの円周方向等間隔で３個所
位置のポケット１０、１０に、玉６、６を１個ずつ保持
する。これら各玉６、６を上記保持器８ａの内径側に、
これら各玉６、６の転動面が上記各ポケット１０、１０
の内径側開口端縁部に当接する迄移動させた場合での、
上記複数の玉６、６の外接円の直径Ｄ₆ を、上記外輪の
内周面に形成した外輪軌道の内径に対し、１０〜６０μ
ｍ小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る玉軸受は、例
えばハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）、フレキシ
ブルディスクドライブ装置（ＦＤＤ）、デジタルビデオ
ディスク（ＤＶＤ）、ミニディスク（ＭＤ）等の磁気、
光、光磁気のディスクドライブ装置に組み込むスピンド
ルモータに組み込んで利用する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、コンピュータの記憶装置等とし
て使用されるＨＤＤは、フレーム等に固定されるハウジ
ングに固定した支持軸の周囲に、本発明の対象となる玉
軸受を介して、ハブを回転自在に支持している。円輪状
に形成した１乃至複数枚のハードディスクは、内周縁部
を上記ハブに結合支持して、このハブと共に回転する。
又、上記支持軸の一部外周面にステータを、上記ハブの
内周面でこのステータの外周面に対向する部分にはロー
タを、それぞれ固定して、上記ハブを回転駆動する為の
スピンドルモータを構成している。ＨＤＤ用スピンドル
モータとしての使用時には、上記ステータに通電する事
により、上記ハードディスクを回転駆動する。

【０００３】この様なＨＤＤ用スピンドルモータに組み
込む玉軸受として、例えば図１３に示す様なものが広く
使用されている。この玉軸受１は、外周面に内輪軌道２
を有する内輪３と、内周面に外輪軌道４を有する外輪５
とを同心に配置し、上記内輪軌道２と外輪軌道４との間
に複数個の玉６、６を転動自在に配置して成る。これら
複数個の玉６、６は、保持器８により転動自在に保持し
ている。上記外輪５の両端部内周面には、それぞれ円輪
状のシールド板７、７の外周縁を係止し、これら両シー
ルド板７、７によって、上記玉６、６の設置部分に存在
するグリースが外部に漏洩したり、或は外部に浮遊する
塵芥がこの設置部分に進入するのを防止している。

【０００４】図示の例の場合、上記保持器８は、所謂冠
型保持器と呼ばれるもので、図１４〜１６に詳示する様
に、円環状の主部９と、この主部９の軸方向片面に等間
隔に設けた複数のポケット１０、１０とを備える。これ
ら各ポケット１０、１０は、互いに間隔をあけて配置し
た１対ずつの弾性片１１、１１と、上記主部９の片面
（図１６の上面）でこれら１対ずつの弾性片１１、１１
の間部分に設けた凹面部１２とから構成している。そし
て、上記各ポケット１０、１０に上記玉６、６を１個ず
つ、転動自在に保持自在としている。この様に構成する
各ポケット１０、１０の内面は、全体を球状凹面として
おり、この球状凹面の曲率半径は、上記各玉６、６の転
動面の曲率半径よりも僅かに大きくしている。この様な
保持器８は、合成樹脂を射出成形する事により、一体に
形成している。

【０００５】上記各玉６、６は、上記各ポケット１０、
１０を構成する１対ずつの弾性片１１、１１の先端部同
士の間隔を弾性的に押し広げつつ、これら１対の弾性片
１１、１１の間に押し込む。そして、押し込んだ状態で
は、図１７に示す様に、上記各玉６、６を上記各ポケッ
ト１０、１０内に転動自在に保持する。この状態で、上
記各玉６、６の転動面と上記各ポケット１０、１０の内
面との間には、微小な隙間が存在する。従って、上記各
玉６、６を上記各ポケット１０、１０に押し込んだ状態
では、上記保持器８がこれら各玉６、６を円周方向に関
して等間隔に、且つ転動自在に保持すると共に、これら
各玉６、６によって上記保持器８の直径方向位置を規制
する。尚、ＨＤＤに組み込む玉軸受１は、従来から一般
的に、前記内輪３の内径ｄ₃ （図１３）が４〜６mmであ
るものを使用している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、ＨＤＤに組み込
まれるスピンドルモータの回転速度は、このＨＤＤを組
み込んだパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の高性能化
に伴って速くなっている。同時に、ＨＤＤの高密度化に
伴い、ハードディスクを固定したハブに許容される振れ
の大きさも、極く僅少に抑える事が要求されている。こ
の為、上記スピンドルモータの回転支持部に組み込む玉
軸受１にも、高速回転を可能とすべく回転抵抗を低減す
ると共に、高速回転時に発生するＮＲＲＯ（non repeat
able runout、回転非同期振れ）を低減する事が要求さ
れている。又、玉軸受１を組み込んだ各種回転機械装置
の消費電力の低減の為、この玉軸受１の回転抵抗を低減
する事も求められている。これに対して、従来は、上記
性能を十分に確保した玉軸受１を、安定して実現する事
が難しかった。この理由に就いて、以下に説明する。

【０００７】上記ＮＲＲＯを低減する為には、玉軸受１
の運転時、即ち、内輪３と外輪５との相対回転に伴う各
玉６、６の転動時に、これら各玉６、６を転動自在に保
持した保持器８が微小振動しない様にする必要がある。
上記運転時に保持器８が微小振動すると、この保持器８
に保持された玉６、６の姿勢（玉軸受１の軸方向及び円
周方向に関する位置）が不安定になって、上記ＮＲＲＯ
が大きくなる。このＮＲＲＯを小さくすべく上記保持器
８の微小振動を防止する為には、この保持器８の各ポケ
ット１０、１０の内面と各玉６、６の転動面との間の隙
間を小さくし、これら各玉６、６に対する上記保持器８
の相対変位量を小さくする事が考えられる。

【０００８】一方、上記各ポケット１０、１０の内面と
上記各玉６、６の転動面との間の隙間を小さくし過ぎる
と、玉軸受１の回転抵抗が大きくなる。即ち、上記隙間
を小さくし過ぎた場合には、玉軸受１の運転時にこの隙
間内に存在するグリース等の潤滑剤の膜に作用するせん
断力が大きくなり、上記各ポケット１０、１０内で上記
各玉６、６が自転する事に対する抵抗が大きくなる。こ
の結果、上記玉軸受１の回転抵抗が大きくなって、この
玉軸受１を組み込んだＨＤＤ等の消費電力の低減を図り
にくくなる。この為、上記隙間を無闇に小さくする事は
できない。

【０００９】上述した様に、玉軸受１のＮＲＲＯの低減
を図ると共に、回転抵抗を小さく抑える為には、上記各
ポケット１０、１０の内面と上記各玉６、６の転動面と
の間の隙間を、単に小さくするのではなく、適切な大き
さに規制する必要がある。この様な、上記各ポケット１
０、１０の内面と上記各玉６、６の転動面との間の隙間
の大きさは、上記保持器８のピッチ円直径（ＰＣＤ）、
内径、各ポケット１０、１０の内面の内径、同じく開口
端部の内径、上記各玉６、６の外径等の種々の要素によ
り定まる。従って、従来構造に於いて、上記隙間の大き
さを適切に規制する為には、上記各要素の寸法を個別に
規制し、完成した保持器８及び玉６、６に於いて、これ
ら各要素が適正であるもののみを選択して、外輪５及び
内輪３と組み立てる必要があった。但し、これら各要素
の寸法を個別に規制する事により、上記隙間の大きさが
適切になる様にした場合には、上記各要素の寸法に関し
て生じる製造上不可避な誤差が複合的に関係する、上記
隙間の大きさのばらつきが大きくなる可能性がある。こ
の様に隙間の大きさのばらつきが大きくなった場合に
は、完成後の玉軸受１に於いて、上記隙間の大きさを適
切に規制する事が難しくなる。この為、従来構造の場合
には、ＮＲＲＯを低減できると共に、回転抵抗を小さく
できる玉軸受１を、安定して実現する事は難しかった。

【００１０】又、玉軸受１の組立後に、前記各ポケット
１０、１０の内面と各玉６、６の転動面との間の隙間の
大きさが不良である事（不具合）が分かった場合には、
玉軸受１を分解し、上記隙間の大きさが適切になる様に
適正な部品を選択して再組立を行なう事が考えられる
が、この様な再組立等の作業は面倒である。従って、実
際の場合には、上記隙間の大きさが不良である玉軸受１
は、不良品として廃棄する為、再利用せずに無駄となる
部品が多くなり、部品の歩留りが悪化して、玉軸受１の
コストが嵩む原因となる。本発明は、上述の様な事情に
鑑みて、ＮＲＲＯを十分に低減できると共に、回転抵抗
を十分に小さくできる構造を、安定して実現し、コスト
低減を図るべく発明したものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の玉軸受とその製
造方法とのうち、請求項１に記載した玉軸受は、前述し
た従来の玉軸受と同様に、外周面に内輪軌道を形成した
内輪と、内周面に外輪軌道を形成した外輪と、これら内
輪の外周面と外輪の内周面との間に、これら内輪及び外
輪に対する相対回転を自在に配置された合成樹脂製の保
持器と、この保持器に設けた複数のポケット内にそれぞ
れ保持された状態で、上記内輪軌道と上記外輪軌道との
間に転動自在に配置された複数の玉とを備える。

【００１２】特に、請求項１に記載した玉軸受に於いて
は、上記保持器を上記内輪と上記外輪との間に配置しな
い状態で、上記各ポケット内に保持された複数の玉を上
記保持器の内径側に、これら各玉の転動面が上記各ポケ
ットの内面に当接する迄変位させた場合での、上記複数
の玉の外接円の直径を、上記外輪軌道の内径に対し、１
０〜６０μｍ小さくしている。更に、好ましくは、上記
内輪の内径を４〜６mmとする。

【００１３】又、請求項２に記載した玉軸受の製造方法
は、上記請求項１に記載した玉軸受の製造方法であっ
て、上記保持器に設けた各ポケットのうちの複数のポケ
ット内に玉を保持し、且つ、これら各玉を上記保持器の
径方向に関して上記各ポケットの内径側に移動させた状
態で、この保持器と同心でこれら各玉の転動面に外接す
る円（玉が３個以上である場合、或は保持器の直径方向
反対側２個所にある玉の場合には、各玉の外接円）の直
径を求め、この直径が上記外輪軌道の内径に対し１０〜
６０μｍ小さい場合にのみ、当該保持器及び玉を外輪と
内輪との間に組み付ける作業を行なう。

【００１４】

【作用】上述の様に構成する本発明の玉軸受とその製造
方法とのうち、請求項１に記載した玉軸受の場合、保持
器の各ポケットの内面と各玉の転動面との間に存在する
隙間の大きさに直接関係する寸法を、適切に規制してい
る。この為、ＮＲＲＯを十分に低減できると共に、回転
抵抗を十分に小さくできる玉軸受を、安定して実現でき
る。従って、本発明の玉軸受を組み込んだＨＤＤ等の回
転機械装置の性能を高めると共に、この回転機械装置の
消費電力の低減を図れる。更に、好ましい構成によれ
ば、上記寸法を規制する事により得られる効果が顕著に
なる。

【００１５】又、請求項２に記載した玉軸受の製造方法
によれば、玉軸受の組立前である、保持器と玉とのみを
組み合わせた段階で、上記隙間の大きさの良否を判定で
きる。この為、玉軸受の組立後に、分解、再組立した
り、或は組立後の玉軸受全体を廃棄する等の無駄が生じ
る事をなくし、製造作業の能率化、或は部品の歩留りを
向上させる事による、コスト低減を図れる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１〜３は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。本発明の玉軸受は、前述の図１
３に示した従来構造と同様に、外周面に内輪軌道２を形
成した内輪３と、内周面に外輪軌道４を形成した外輪５
（図１３参照）と、これら内輪３の外周面と外輪５の内
周面との間に、これら内輪３及び外輪５に対する相対回
転を自在に配置した合成樹脂製の保持器８ａと、この保
持器８ａに設けた複数（図１の場合には６個）のポケッ
ト１０、１０内にそれぞれ転動自在に保持した状態で、
上記内輪軌道２と上記外輪軌道４との間に配置した複数
の玉６、６とを備える。又、上記保持器８ａは、前述の
図１４〜１６に示した従来構造の場合と同様に、冠型保
持器として構成したものであり、円環状の主部９と、こ
の主部９の軸方向片面に等間隔に設けた複数のポケット
１０、１０とを備える。そして、これら各ポケット１
０、１０内に上記玉６、６を１個ずつ、転動自在に保持
自在としている。又、上記各ポケット１０、１０の内面
は、全体を単一の球状凹面としており、この球状凹面の
曲率半径を、上記各玉６、６の転動面の曲率半径よりも
僅かに大きくしている。又、上記保持器８ａを構成する
合成樹脂として、例えば、ポリアセタール、ポリアミド
６６樹脂にガラス繊維を１０％容量程度含有したもの、
同じくガラス繊維を２５％容量程度含有したもの等が好
ましく使用できる。又、本例の玉軸受の場合、上記内輪
３の内径ｄ₃ （図１３参照）を、４〜６mmとしている。

【００１７】特に、本発明の玉軸受の場合には、上記保
持器８ａを上記内輪３と上記外輪５との間に配置しない
状態で、上記各ポケット１０、１０内に保持された複数
の玉６、６を上記保持器８ａの内径側に、これら各玉
６、６の転動面が上記各ポケット１０、１０の内面（本
例の場合には内径側開口端縁部）に当接する迄変位させ
た場合での、上記複数の玉６、６の外接円の直径Ｄ₆
を、上記外輪軌道４の内径ｄ₄ （図１３参照）に対し、
１０〜６０μｍ小さく｛Ｄ₆ ＝ｄ₄ −（１０〜６０μ
ｍ）｝している。この様に本発明で、上記複数の玉６、
６の外接円の直径Ｄ₆を、上記外輪軌道４の内径ｄ₄ に
対し、上記範囲（１０〜６０μｍ）分小さくした理由
は、次の通りである。即ち、上記複数の玉６、６の外接
円の直径Ｄ₆ を、本発明で規制する範囲の下限値よりも
小さくした｛Ｄ₆ ＜（ｄ₄ −６０μｍ）｝と仮定する
と、上記内輪３と外輪５との間に上記保持器８ａを配置
した状態で、上記各ポケット１０、１０の内面と各玉
６、６の転動面との間に存在する隙間が過大になる。こ
の場合には、保持器８ａの微小振動が大きくなり、玉軸
受１のＮＲＲＯを低減する事が難しくなる。

【００１８】これに対して、上記複数の玉６、６の外接
円の直径Ｄ₆ を、本発明で規制する範囲の上限値よりも
大きくした｛Ｄ₆ ＞（ｄ₄ −１０μｍ）｝と仮定する
と、上記内輪３と外輪５との間に上記保持器８ａを配置
した状態で、上記各ポケット１０、１０の内面と各玉
６、６の転動面との間に存在する隙間が過小となり、玉
軸受１の回転抵抗が大きくなる。そこで、本発明の場合
には、上記複数の玉６、６の外接円の直径Ｄ₆ を、上記
外輪軌道４の内径ｄ₄ に対し、上記範囲（１０〜６０μ
ｍ）分小さくした。

【００１９】又、本発明の玉軸受の製造方法として、本
例の場合には、次の様にして玉軸受を組み立てている。
即ち、先ず、上記保持器８ａと、玉６、６と、外輪５
と、内輪３とを、それぞれ製造した後、上記保持器８ａ
に設けた各ポケット１０、１０のうち、円周方向等間隔
で３箇所位置（図示の例の場合には１個おき）のポケッ
ト１０、１０内に玉６、６を保持すると共に、これら各
玉６、６を上記保持器８ａの径方向に関して上記各ポケ
ット１０、１０の内径側に移動させた状態での、これら
各玉６、６の外接円の直径Ｄ₆ を求める。次いで、この
直径Ｄ₆ が上記外輪軌道４の内径ｄ₄ に対し１０〜６０
μｍ小さい場合にのみ、当該保持器８ａ及び玉６、６
を、上記外輪５と内輪３との間に組み付ける作業を行な
う。この様にして玉軸受１を組み立てる為に、本例の場
合には、図３に示す様なゲージ１３を用いている。即
ち、このゲージ１３は、全体を円筒状に形成したもので
あり、内周面を軸方向に関して僅かに傾斜した円すい状
凹面１４としている。

【００２０】上記複数の玉６、６の外接円の直径Ｄ₆ を
求める場合には、上記ゲージ１３を、内径が大きくなっ
た側を上側に位置させた状態で設置する。そして、上記
保持器８ａの円周方向等間隔で３個所位置のポケット１
０、１０内に玉６、６を１個ずつ保持した状態で、上記
保持器８ａを、上記ゲージ１３の上端部開口、即ち、こ
のゲージ１３の内径が大きい側の端部開口から、このゲ
ージ１３内に挿入する。この状態で上記保持器８ａは、
重力の作用により、上記ゲージ１３の内側に進入し、上
記各玉６、６の転動面が上記円すい状凹面１４に当接す
る。そして、この円すい状凹面１４に沿って上記複数の
玉６、６が下方に移動するのに伴って、これら複数の玉
６、６の外接円の直径Ｄ₆ が縮まる。そして、これら各
玉６、６の転動面が上記保持器８ａのポケット１０、１
０の内径側端縁部に当接した状態で、上記各玉６、６が
上記円すい状凹面１４と上記ポケット１０、１０の内径
側端縁部との間に挟持され、上記直径Ｄ₆ がそれ以上は
縮まらなくなって、上記ゲージ１３に対する上記保持器
８ａの下方への変位が停止する。この状態で、上記保持
器８ａを上記ゲージ１３内に挿入できた長さ位置に対応
するこのゲージ１３の内径を求めれば、この内径が上記
各玉６、６の外接円の直径Ｄ₆ として求まる。そして、
本発明の場合には、この様にして求めた上記各玉６、６
の外接円の直径Ｄ₆ が前記外輪軌道４の内径ｄ₄ に対し
１０〜６０μｍ小さい場合にのみ、当該保持器８ａ及び
玉６、６を、前記外輪５と内輪３との間に組み付ける作
業を行なう。

【００２１】上述の様に構成する本発明の玉軸受の場
合、保持器８ａの各ポケット１０、１０の内面と各玉
６、６の転動面との間に存在する隙間の大きさに直接関
係する寸法である、外輪軌道４の内径ｄ₄ に対する複数
の玉６、６の外接円の直径Ｄ₆ を、上述の様な所定の範
囲に規制している。この為、完成した玉軸受１で、上記
隙間の大きさのばらつきが大きくなる事がなくなり、Ｎ
ＲＲＯを十分に低減できると共に、回転抵抗を十分に小
さくできる玉軸受を、安定して実現できる。この結果、
本発明の玉軸受を組み込んだＨＤＤ等の回転機械装置の
性能を高めると共に、この回転機械装置の消費電力の低
減を図れる。

【００２２】又、本発明の玉軸受の製造方法によれば、
玉軸受の組立前である、保持器８ａと玉６、６とのみを
組み合わせた段階で、上記隙間の大きさの良否を判定で
きる。この為、玉軸受の組立後に、分解、再組立した
り、或は組立後の玉軸受全体を廃棄する等の無駄が生じ
る事をなくし、製造作業の能率化、或は部品の歩留りを
向上させる事による、コスト低減を図れる。更に、本例
の場合には、上記各玉６、６の外接円の直径Ｄ₆ を、内
周面に円すい状凹面１４を有する円筒状のゲージ１３を
用いて求める様にしている為、上記各玉６、６の外接円
の直径Ｄ₆ を容易に求める事ができて、玉軸受１のコス
トをより低減できる。

【００２３】更に、本例の場合には、求めるべき上記各
玉６、６の外接円の直径Ｄ₆ をより正確に求める事がで
きる。即ち、本例の場合には、上記各玉６、６の外接円
の直径Ｄ₆ を求めるのに、上記保持器８ａの円周方向等
間隔位置のポケット１０、１０に玉６、６を保持した状
態で、この保持器８ａを上記ゲージ１３内に挿入してい
る。これに対して、保持器８ａの円周方向等間隔位置か
ら大きく離れた３個所位置の（例えば半円周側に集中し
て）ポケット１０、１０に玉６、６を保持した状態で、
この保持器８ａを上記ゲージ１３内に挿入する事もでき
る。但し、この場合には、この保持器８ａの円周方向に
関して不等間隔位置で、上記各玉６、６からこの保持器
８ａに対して力が加わる。この為、この保持器８ａが上
記各玉６、６が存在しない側に変位して、この保持器８
ａの中心と上記ゲージ１３の中心とが不一致になる（保
持器８ａとゲージ１３とが同心に位置しない）可能性が
ある。この様に保持器８ａとゲージ１３とが同心に位置
しない場合には、求めるべき上記各玉６、６の外接円の
直径Ｄ₆ を正確に求める事ができなくなる。本例の場合
には、上記各玉６、６の外接円の直径Ｄ₆ を求めるの
に、上記保持器８ａの円周方向等間隔位置のポケット１
０、１０に玉６、６を保持した状態で、この保持器８ａ
を上記ゲージ１３内に挿入している為、上記保持器８ａ
とゲージ１３とを正確に同心に位置させる事ができて、
求めるべき上記各玉６、６の外接円の直径Ｄ₆ をより正
確に求める事ができる。

【００２４】尚、上記各玉６、６を、保持器８ａの円周
方向等間隔位置に近い３個所位置のポケット１０、１０
に保持した場合には、これら３個所位置に保持した各玉
６、６の中心Ｐ、Ｑ、Ｒを結んで成る三角形ＰＱＲの各
頂点での角度（∠ＰＱＲ、∠ＱＲＰ、∠ＲＰＱ）が総て
鋭角になる。この為、前記円すい状凹面１４から上記各
玉６、６に加わる力が上記三角形ＰＱＲの内側で相殺さ
れて、上記保持器８ａと上記円すい状凹面１４とが同心
に保たれる。従って、特にこれら保持器８ａと円すい状
凹面１４とを同心にする為の配慮が不要になる。逆に言
えば、３個所位置のポケット１０、１０に玉６、６を保
持した保持器８ａを上記ゲージ１３の内側に挿入する場
合に、上記各玉６、６の中心Ｐ、Ｑ、Ｒを結んで成る三
角形ＰＱＲの各頂点での角度（∠ＰＱＲ、∠ＱＲＰ、∠
ＲＰＱ）を総て鋭角にする事が、上記各玉６、６の外接
円の直径Ｄ₆ をより正確に求める為に好ましい。

【００２５】尚、本例の場合には、保持器８ａに偶数個
（６個）のポケット１０、１０を設ける場合に就いて説
明した。但し、図４に示す、本発明の実施の形態の第２
例の様に、保持器８ａに奇数個（図示の例の場合には５
個）のポケット１０、１０を設けた場合でも、この保持
器８ａの３個所位置のポケット１０、１０に玉６、６を
保持した状態で、この保持器８ａを上記ゲージ１３（図
３）の内側に挿入すれば、上記各玉６、６の外接円の直
径Ｄ₆ ´を容易に求める事ができる。但し、この場合で
も、図４に示す様に、上記各玉６、６の中心Ｐ、Ｑ、Ｒ
を結んで成る三角形ＰＱＲの各頂点での角度（∠ＰＱ
Ｒ、∠ＱＲＰ、∠ＲＰＱ）が総て鋭角になる様にする事
が好ましい。

【００２６】又、本例の場合と異なり、保持器８ａに設
けたポケット１０、１０のうち、４個所位置以上のポケ
ット１０、１０に玉６、６を保持した状態で、上記保持
器８ａを上記ゲージ１３内に挿入し、上記各玉６、６の
外接円の直径Ｄ₆ 、Ｄ₆ ´を求める事もできる。この様
に多くのポケット１０、１０に玉６、６を保持した状態
で、上記ゲージ１３内に保持器８ａを挿入すれば、直径
測定時に於けるこの保持器８ａの弾性変形をより少なく
抑えて、求めるべき各玉６、６の外接円の直径Ｄ₆ 、Ｄ
₆ ´をより正確に求める事ができる。但し、この場合に
は、これら各玉６、６を組み込む作業が面倒になるだけ
でなく、上記外接円の直径Ｄ₆ 、Ｄ₆ ´が適正でなく、
しかも上記各玉６、６の再利用を図れないと、無駄とな
る玉６、６の数が増える。これらの事情を考慮すると、
上記各玉６、６の外接円の直径Ｄ ₆ 、Ｄ₆ ´を求める為
に保持器８ａに組み込む玉６、６の数は、３個にする事
が、最も好ましい。

【００２７】一方、上記保持器８ａに設けるポケット１
０、１０のうち、２個所位置のポケット１０、１０に玉
６、６を保持した状態で、これら各玉６、６の外接円の
直径を求める事もできる。例えば、保持器８ａに偶数個
のポケット１０、１０を設けた場合には、保持器８ａの
直径方向反対側２個所位置のポケット１０、１０に玉を
保持した状態で、この保持器８ａをゲージ１３内に挿入
し、上記各玉６、６の外接円の直径を求める事ができ
る。又、保持器８ａに奇数個のポケット１０、１０を設
けた場合には、例えば次の様にして、各玉６、６の外接
円の直径を求める事ができる。即ち、図５に示す様に、
保持器８ａに設ける１個の（図５の上端に位置する）ポ
ケット１０に玉６を保持すると共に、上記保持器８ａの
直径方向に関してこの玉６と対向する位置から最も近い
１個の（図５の下端に位置する）ポケット１０に、別の
玉６を保持する。そして、この様に２個の玉６、６を保
持した保持器８ａを上記ゲージ１３の内側に、保持器８
ａに偶数個のポケット１０、１０を設けた場合と同様に
して挿入して、上記各玉６、６を上記保持器８ａの内径
側に移動させる。但し、この場合には、この保持器８ａ
と上記ゲージ１３の円すい状凹面１４とを同心に保持す
る為の配慮が必要になる。そして、上記各玉６、６の転
動面が上記ポケット１０、１０の内径側開口端縁部に当
接した状態で、上記各玉６、６の中心同士の間の長さＬ
₆ を測定する。

【００２８】ここで、上記保持器８ａの一部で、この保
持器８ａの直径方向に関して上記１個の玉６と対向する
位置に、１個の玉６ａが保持されていると仮定する。こ
の場合に、上記１個の玉６と上記１個の仮想の玉６ａと
の中心同士を通る仮想直線ｌ ₁ と、この１個の仮想の玉
６ａと上記別の玉６との中心同士を通る仮想直線ｌ₂と
がなす角度αは、次式により求める事ができる。 α＝（１８０−１８０／ｚ）÷２ −−−（１）尚、この（１）式中のｚは、ポケット１０、１０の総数
（図示の例では５個）である。

【００２９】そして、上述の様にして求めた、上記保持
器８ａに保持した２個の玉６、６の中心同士の間の長さ
Ｌ₆ と、上記（１）式で求めた角度αとを、次の（２）
式に代入して、上記保持器８ａの直径方向反対側２個所
位置のポケット１０、１０に玉６、６ａを保持したと仮
定した場合での、これら各玉６、６ａの中心同士の間の
長さＬ_6aを求める。Ｌ_6a＝Ｌ₆ ／sin α−−−（２）

【００３０】そして、この様にして求めた長さＬ_6aと、
各玉６、６の外径ｄ₆ とにより、上記複数の玉６、６の
外接円の直径Ｄ₆ ´（＝Ｌ_6a＋ｄ₆ ）を求める。尚、こ
の様に奇数個のポケット１０、１０を設けた保持器８ａ
の２個所位置のポケット１０、１０に玉６、６を保持し
た状態で、上記保持器８ａを上記ゲージ１３内に挿入す
ると、これら保持器８ａとゲージ１３とを同心に位置さ
せる事が難しくなる。従って、この場合には、これら保
持器８ａとゲージ１３とを同心に位置させる為の適宜の
手段を採用する必要がある。

【００３１】尚、上述した各例の場合には、保持器８ａ
に設ける各ポケット１０、１０の内面を、単一の球状凹
面とした場合に就いて述べたが、本発明はこれに限ら
ず、上記内面が他の形状であっても適用する事ができ
る。例えば、図６に示す構造の場合、保持器８ａに設け
る各ポケット１０ａの内面を、それぞれの曲率半径の中
心が互いに離隔した２個所位置に存在する、２個の球状
凹面部１５、１５を組み合わせた形状（ゴシックアーチ
状）としている。上記各ポケット１０ａの内面を、この
様な形状にした場合でも、本発明を適用して同様の効果
を得られる。又、図７に示す様に、各ポケット１０ｂの
内面を、球状凹面部１５、１５と円筒面部１６とが連続
した形状としたり、図８〜９に示す様に、各ポケット１
０ｃの内面を、円すい状凹面部１７と円筒面部１６とが
連続した形状とした場合にも、本発明を適用して同様の
効果を得られる。

【００３２】又、本発明の玉軸受を造る際に、必ずしも
総ての保持器に関して、当該保持器のポケットに保持し
た玉の外接円の直径を求める必要はない。即ち、合成樹
脂を射出成形する事により造られる保持器の形状及び寸
法は、製造時に生じる避けられない誤差により、設計値
から僅かにずれる場合があるが、同一ロットに関して
は、そのずれはほぼ均等である。又、各玉の外径の誤差
は、保持器の場合に比べて小さく抑えられる。従って、
多数の保持器が属する同一のロット中から無作為に抽出
した１乃至複数個の保持器（サンプル保持器）に設けた
各ポケットに就いて、それぞれの外径を正確に仕上げた
標準玉（マスターボール）を使用して、上記ロットの保
持器の良否を判定し、良の場合にのみ、当該ロットの保
持器を使用して玉軸受の組立を行なう事もできる。

【００３３】この場合には、上記サンプル保持器の総て
のポケット内に標準玉を保持した後、このサンプル保持
器のポケット内に保持した標準玉の外接円の直径を、前
述の図３に示す様なゲージ１３を使用して求める。そし
て、この直径が外輪軌道の内径に対し１０〜６０μｍ小
さい場合にのみ、当該ロットの保持器のポケット内に玉
を保持し、更にこれら各保持器及び玉を外輪と内輪との
間に組み付ける作業を行なう。

【００３４】

【実施例】次に、本発明の発明者が、本発明の効果を確
認する為に行なった実験の結果に就いて説明する。この
実験は、前述の図１３に示す様な深溝型の玉軸受を用い
て行なった。又、この玉軸受に組み込む保持器として、
前述の図１４〜１６に示す様な合成樹脂製の冠型の保持
器を用いた。そして、この保持器の各ポケット内に保持
された複数の玉をこの保持器の内径側に、上記各ポケッ
トの内径側開口端縁部に当接する迄移動させた場合で
の、外輪軌道の内径に対する上記複数の玉の外接円の直
径を種々変えて、玉軸受に作用する回転抵抗と、ＮＲＲ
Ｏの玉成分とを測定する試験を行なった。

【００３５】尚、図１０にその実験結果を示す第一の実
験では、内輪の内径を４mm、外輪の外径を１０mm、内、
外両輪の幅を２．６mmとした玉軸受を用いた。又、図１
１にその実験結果を示す第二の実験では、内輪の内径を
５mm、外輪の外径を１３mm、内、外両輪の幅を３mmとし
た玉軸受を用いた。又、図１２にその実験結果を示す第
三の実験では、内輪の内径を６mm、外輪の外径を１５m
m、内、外両輪の幅を４mmとした玉軸受を用いた。又、
図１０〜１２で横軸に示した、外輪軌道の内径に対する
複数の玉の外接円の直径に関して、＋は上記外輪軌道の
内径が保持器の自由状態での上記複数の玉の外接円の直
径よりも小さい事を、−は上記外輪軌道の内径が同じく
上記複数の玉の外接円の直径よりも大きい事を、それぞ
れ表している。又、これら図１０〜１２に於いて、実線
はＮＲＲＯの玉成分（ｎｍ）を、破線は回転抵抗（１０
^-3×Ｎｍ）を、それぞれ示している。これら図１０〜１
２に示した、第一〜第三の実験結果から明らかな様に、
本発明の玉軸受によれば、ＮＲＲＯを十分に低減できる
と共に、回転抵抗を十分に小さくできる。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、ＮＲＲＯを十分に低減できると共に、回転
抵抗を十分に小さくできる玉軸受を、安定して実現でき
る。この為、本発明の玉軸受を組み込んだＨＤＤ等の回
転機械装置の性能を高めると共に、この回転機械装置の
消費電力の低減を図れる。又、本発明の玉軸受の組立後
に、無駄な作業が生じる事をなくすと共に、部品の歩留
りを向上させて、コスト低減を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例に用いる保持器
を、この保持器の円周方向等間隔で３個所位置のポケッ
トに玉を保持すると共に、これら各玉を保持器の内径側
に移動させた状態で示す断面図。

【図２】同じく保持器の部分斜視図。

【図３】同じく保持器に保持した複数の玉の外接円の直
径を測定する状態を示す断面図。

【図４】本発明の実施の形態の第２例に用いる、奇数個
のポケットを設けた保持器で、３個所位置のポケットに
玉を保持すると共に、これら各玉を保持器の内径側に移
動させた状態を示す断面図。

【図５】同じく２個所位置のポケットに玉を保持すると
共に、これら各玉を保持器の内径側に移動させた状態を
示す断面図。

【図６】保持器に設けるポケットの第２例の構造を示
す、図２と同様の図。

【図７】同じく第３例の構造を示す、図２と同様の図。

【図８】同じく第４例の構造を示す、図１のＡ部に相当
する図。

【図９】同じく図２と同様の図。

【図１０】本発明の効果を確認する為に行なった第一の
実験結果を表した線図。

【図１１】同じく第二の実験結果を表した線図。

【図１２】同じく第三の実験結果を表した線図。

【図１３】玉軸受の１例を示す断面図。

【図１４】玉軸受に組み込む保持器の１例を示す半部平
面図。

【図１５】同じく斜視図。

【図１６】図１５のＢ−Ｂ断面を、切断部分以外を省略
して示す図。

【図１７】図１６のＣ−Ｃ断面を、玉を組み込んだ状態
で示す図。

【符号の説明】

１玉軸受２内輪軌道３内輪４外輪軌道５外輪６、６ａ玉７シールド板８、８ａ保持器９主部１０、１０ａ〜１０ｃポケット１１弾性片１２凹面部１３ゲージ１４円すい状凹面１５球状凹面部１６円筒面部１７円すい状凹面部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面に内輪軌道を形成した内輪と、内
周面に外輪軌道を形成した外輪と、これら内輪の外周面
と外輪の内周面との間に、これら内輪及び外輪に対する
相対回転を自在に配置された合成樹脂製の保持器と、こ
の保持器に設けた複数のポケット内にそれぞれ保持され
た状態で、上記内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自
在に配置された複数の玉とを備えた玉軸受に於いて、上
記保持器を上記内輪と上記外輪との間に配置しない状態
で、上記各ポケット内に保持された複数の玉を上記保持
器の内径側に、これら各玉の転動面が上記各ポケットの
内面に当接する迄変位させた場合での、上記複数の玉の
外接円の直径を、上記外輪軌道の内径に対し、１０〜６
０μｍ小さくした事を特徴とする玉軸受。
【請求項２】請求項１に記載した玉軸受の製造方法で
あって、保持器に設けた各ポケットのうちの複数のポケ
ット内に玉を保持し、且つ、これら各玉を上記保持器の
径方向に関して各ポケットの内径側に移動させた状態
で、この保持器と同心でこれら各玉の転動面に外接する
円の直径を求め、この直径が外輪軌道の内径に対し１０
〜６０μｍ小さい場合にのみ、当該保持器及び玉を外輪
と内輪との間に組み付ける作業を行なう、玉軸受の製造
方法。
【請求項３】内周面に軸方向に関して僅かに傾斜した
円すい状凹面を有する円筒状のゲージ内に、このゲージ
の内径が大きい側の端部開口から、複数のポケット内に
玉を保持した保持器を、この保持器と上記ゲージとを同
心にした状態で挿入し、この保持器をこのゲージ内に挿
入できた長さ位置に対応するこのゲージの内径を上記各
玉の外接円の直径として求める、請求項２に記載した玉
軸受の製造方法。
【請求項４】請求項１に記載した玉軸受の製造方法で
あって、多数の保持器が属する同一のロット中から抽出
した１乃至複数個のサンプル保持器に設けた各ポケット
内に、それぞれの外径を正確に仕上げた標準玉を保持し
た後、上記サンプル保持器を、内周面に軸方向に関して
僅かに傾斜した円すい状凹面を有する円筒状のゲージ内
に、このゲージの内径が大きい側の端部開口から、上記
サンプル保持器と上記ゲージとを同心にした状態で挿入
し、このサンプル保持器をこのゲージ内に挿入できた長
さ位置に対応するこのゲージの内径を上記各玉の外接円
の直径として求め、この直径が外輪軌道の内径に対し１
０〜６０μｍ小さい場合にのみ、当該ロットの保持器の
ポケット内に玉を保持し、更にこれら各保持器及び玉を
外輪と内輪との間に組み付ける作業を行なう、玉軸受の
製造方法。