JP2002364642A - 転がり軸受装置及び転がり軸受装置の組立方法 - Google Patents

転がり軸受装置及び転がり軸受装置の組立方法

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JP2002364642A
JP2002364642A JP2001175720A JP2001175720A JP2002364642A JP 2002364642 A JP2002364642 A JP 2002364642A JP 2001175720 A JP2001175720 A JP 2001175720A JP 2001175720 A JP2001175720 A JP 2001175720A JP 2002364642 A JP2002364642 A JP 2002364642A
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Japan
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shaft
peripheral surface
bearing device
rolling bearing
inner ring
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Toru Takamizawa
徹 高見沢
Seizo Miyazaki
晴三 宮崎
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 組立の煩雑化を回避しつつ、軸曲がりの発生
を防止できて振れが小さい転がり軸受装置を提供する。 【解決手段】 転がり軸受装置10は、円筒状の外周面
を有する軸20に、複数の転がり軸受11が、軸方向に
所定間隔を隔ててそれら転がり軸受の内輪12を軸20
の外周面に締まりばめで嵌合させることにより保持さ
れ、それら転がり軸受11間に予圧が付与されてなる。
軸20と内輪12との締めしろが4μm以下に設定さ
れ、軸20を回転させたときの軸のラジアル方向の振れ
が2μm以下に設定され、軸20と内輪12とが締まり
ばめと接着との併用により固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばビデオテー
プレコーダ(VTR)用、ハードディスクドライブ(H
DD)用、レーザビームプリンタ(LBP)用のスピン
ドルモータやその他のモータ等の、各種精密回転部分に
適用可能な転がり軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、小型VTRやLBPに備えられる
高精度小型モータには、軸方向に所定間隔を隔てて軸の
外周面に2列設けられた軌道溝にそれぞれ、転動体を介
して外輪が装着され、予圧をかけるためにそれら外輪間
にコイルばねが装着された軸受装置(軸付軸受)が用い
られている。一方、特開平9−88966号公報には、
軸方向に所定間隔を隔てて軸の外周面に2個の転がり軸
受が締まりばめされ、予圧をかけるためにそれら転がり
軸受の外輪間にコイルばねが装着された軸受装置が開示
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】軸付軸受は、軸まわり
に転動体と外輪を組み付けつつ外輪間にばねを挿入する
という組立作業が煩雑で、組立に手間がかかる。軸の外
周面に軸受を締まりばめによって装着する軸受装置で
は、軸の締めしろ部に軸曲がりが発生し易い。前記特開
平9−88966号公報には、はめ合い面を微小変位さ
せて、はめ合い面における残留応力を低減する方法が開
示されている。この方法により、一般に「振れ」と呼ば
れる振動の発生を低減できるが、最近、振れの一層の低
減が求められている。本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、組立の煩雑化を回避しつつ、
軸曲がりの発生を防止できて振れが小さい転がり軸受装
置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記構成により達成される。 (1) 円筒状の第一の周面を有する保持部材に、それ
ぞれが円筒状で互いに同心の第二、第三の周面及び第三
の周面に形成された軌道面を有する複数の軌道輪部材
が、軸方向に所定間隔を隔ててそれら軌道輪部材の第二
の周面を前記保持部材の第一の周面に締まりばめで嵌合
させることにより保持されてなる転がり軸受装置におい
て、前記第一の周面と前記第二の周面との締めしろが4
μm以下に設定され、前記保持部材を回転させたときの
保持部材のラジアル方向の振れが2μm以下に設定さ
れ、前記保持部材と前記軌道輪部材とが締まりばめと接
着との併用により固定されていることを特徴とする転が
り軸受装置。 (2) 円筒状の外周面を有する軸に、複数の転がり軸
受が、軸方向に所定間隔を隔ててそれら転がり軸受の内
輪を前記軸の外周面に締まりばめで嵌合させることによ
り保持され、それら転がり軸受間に予圧が付与されてな
る転がり軸受装置において、前記軸と前記内輪との締め
しろが4μm以下に設定され、前記軸を回転させたとき
の軸のラジアル方向の振れが2μm以下に設定され、前
記軸と前記内輪とが締まりばめと接着との併用により固
定されていることを特徴とする転がり軸受装置。 (3) 前記軸の外周面の、前記内輪の内周面に相対す
る箇所に凹部が設けられ、該凹部に接着剤が付与されて
いる前記(2)に記載の転がり軸受装置。 (4) 前記凹部の軸方向端部の少なくとも一方が、前
記内輪の軸方向端部より軸方向に延びて、外部に露呈し
ている前記(3)に記載の転がり軸受装置。 (5) 前記凹部が前記軸の全周にわたって設けられ
て、前記軸の前記凹部が設けられた箇所における外周面
が円筒面になっている前記(3)又は(4)に記載の転
がり軸受装置。 (6) 円筒状の外周面を有する軸に、複数の転がり軸
受が、軸方向に所定間隔を隔ててそれら転がり軸受の内
輪を前記軸の外周面に締まりばめで嵌合させることによ
り保持され、それら転がり軸受間に予圧が付与されてな
る転がり軸受装置の組立方法において、前記内輪を前記
軸の外周面に締めしろ4μm以下の締まりばめにより嵌
合させた後、前記軸を回転させて軸のラジアル方向の振
れを測定し、振れが2μmを超えるときは振れが2μm
以下となるように前記軸と前記内輪との嵌合部に外部か
ら力を加える事によりはめ合い面を微小変位させて嵌合
部の残留応力を低減し、振れが2μm以下の前記軸と前
記内輪とを接着することを特徴とする転がり軸受装置の
組立方法。
【0005】上記(1)、(2)の構成によれば、締ま
りばめと接着とを併用することにより、締めしろを小さ
くして保持部材又は軸の曲がりを小さくできるので、ラ
ジアル方向の振れを低減できる。接着を併用すること
で、締めしろを0〜4μmに設定できるのである。締め
しろが小さいので、保持部材又は軸に、軌道輪部材又は
内輪を嵌合する作業も容易である。接着の方法として
は、接着剤を用いる方法の他、テープ等の接着部材を用
いる方法、溶着による方法等、種々の方法を採用でき
る。上記(3)の構成によれば、凹部に十分な量の接着
剤を付与できるので、接着剤が乾燥するまでの時間をか
せげる等、組立性が向上する。上記(4)の構成によれ
ば、軸に内輪を嵌合した後、凹部の内輪軸方向端部から
突出した部分に接着剤を注入することで、軸・内輪間に
接着剤を付与できるので、組立性が向上する。上記
(5)の構成によれば、軸・内輪間の接着面積を広くと
れるので、軸と内輪とを強固に固定できる。上記(6)
の構成によれば、締まりばめと接着との併用によりラジ
アル方向の振れを小さくした上で、更に振れの測定結果
に基づいて振れが比較的大きいものについては振れを低
減する処理を施し、その後、軸と内輪とを完全に固定す
る。振れは、保持部材又は軸の、軌道輪部材や転がり軸
受が設けられた箇所より外側(軸方向端部側)で測定で
きる。そして、振れが2μmを越えるものについては、
例えば前記特開平9−88966号公報に開示されたよ
うな、はめ合い面の残留応力を低減する処理を施せばよ
い。軸と内輪との接着に接着剤を用いる場合、振れを低
減する処理を、軸・内輪間に接着剤を付与する前に行っ
てもよいし、軸・内輪間に接着剤を付与した後に行って
もよい。
【0006】接着剤としては、嫌気性接着剤、エポキシ
系接着剤(常温硬化型、高温硬化型)、シアノアクリレ
ート接着剤、ゴム系接着剤等、種々のものを用いること
ができる。ラジアル方向の振れを低減する処理を、軸・
内輪間に接着剤を付与した後に行う場合、振れ修正に要
する時間を考慮した遅硬化性の接着剤(例えば嫌気性接
着剤)を用いることができる。保持部材及び軌道輪部材
のはめ合い面、軸及び内輪のはめ合い面は、接着強度向
上のために、脱脂等により粗面化しておくことが好まし
い。転がり軸受間に予圧を付与する方法としては、間座
やコイルばね等の付勢部材を用いる方法の他、共振圧入
方式(狙いの軸受剛性に基づく共振周波数になるよう、
圧入した軌道輪を微動させる方式)による方法等を例示
できる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図1に示す転がり軸受装置装
置10は、円柱形状の軸20と、一対の転がり軸受(単
列深溝玉軸受)11,11とを有している。転がり軸受
11は、第三の周面である外周面に軌道面である内輪軌
道12aを有する軌道輪部材である内輪12と、外輪1
4と、内外輪12,14の間に介挿された保持器16
と、保持器16に保持された複数の玉(転動体)18と
を備えている。玉18は、内輪軌道12aと外輪軌道1
4aとの間で転動自在になっている。一対の転がり軸受
11,11間には、ばね座26を介してコイルばね25
が装着されている。コイルばね25は、転がり軸受1
1,11に予圧を付与している。
【0008】転がり軸受11の内輪12は、軸20に装
着される前の状態(自由状態)で所定の内径寸法を有す
る。軸20は、自由状態における内輪12の内径寸法よ
り僅かに大きな外径寸法を有する。軸20の外径寸法と
自由状態における内輪12の内径寸法との差(締めし
ろ)は4μm以下に設定されている。締めしろが0μm
であっても、軸20・内輪12の嵌合部におけるラジア
ル方向振れは生じない。このように、締めしろを4μm
以下とすることで、後述するように適度な締まりばめを
行える。
【0009】転がり軸受11,11を軸20に装着する
際には、予め軸20の嵌合箇所に接着剤19を塗布して
おく。接着剤19としては、遅硬化性のものを用いれば
よい。そして転がり軸受11の内輪12を、軸20の端
部から接着剤19を塗布した箇所まで圧入する。する
と、図1に示した状態になる。
【0010】この状態で転がり軸受11の外輪14を固
定しつつ軸20を回転させて、軸20の、転がり軸受1
1が装着された箇所より軸方向端部側における、ラジア
ル方向の振れを測定する。振れが2μm以下なら、接着
剤19が固化するまで放置する。振れが2μmを越える
とき、図2に示すような方法によって、振れを低減させ
る。
【0011】図2に示すように、軸20の一端部(図で
は左端部)を回転治具29に内嵌する。そして、軸20
を回転させつつ、図中矢印Fで示すように、軸20の他
端部(図では右端部)に曲げモーメントを付与する。こ
の曲げモーメントの大きさは、始めは大きくし、時間の
経過とともに次第に小さくする。こうして、軸20・内
輪12間のはめ合い面における残留応力を低減する。
【0012】以上のような構成の転がり軸受装置10に
よれば、締まりばめと接着とを併用することにより、締
めしろを小さくして軸20の曲がりを小さくできるの
で、ラジアル方向の振れを小さくできる。締めしろが小
さいので、軸20に内輪12を嵌合する作業も容易であ
る。このように、生じ得る振れを小さくした上で、更に
振れの測定結果に基づいて振れが比較的大きいものにつ
いては振れを低減する処理を施し、その後、軸20と内
輪12とを完全に固定するので、極めて振れを小さくで
きる。接着剤19が固化して軸20と内輪12とが完全
に固定された後は、たとえ曲げモーメントが軸20に作
用しても振れが大きくなることはなく、軸20は高精度
な回転を行う。
【0013】図3に、本発明の第2実施形態を示す。こ
の転がり軸受装置30は、軸40の形態が第1実施形態
と異なるもので、その他の構成は概ね第1実施形態と同
様である。本実施形態における軸40には、外周面の、
内輪12の内周面に相対する箇所に、凹部40aが設け
られている。この凹部40は、その一方の軸方向端部
が、内輪12の軸方向端部より軸方向に延びて、外部に
露呈している。ここでは、転がり軸受11の、コイルば
ね25及びばね座26が配される側とは反対側で、凹部
40aが外部に露呈している。軸40の凹部40aは、
軸40の全周にわたって設けられており、軸40の、凹
部40aが設けられた箇所における外周面が、円筒面に
なっている。すなわち、軸40は段付円柱である。軸4
0の、凹部40aが設けられた箇所では、内輪12と軸
40とが締まりばめにならないが、軸40の、内輪12
の内周面に相対する箇所であって凹部40a以外の箇所
では、内輪12と軸40とが締まりばめになる。つまり
軸40は、転がり軸受11の装着箇所に、転がり軸受1
1の内輪が外嵌される嵌合部40bを有している。
【0014】転がり軸受11,11を軸40に装着する
際には、接着剤を塗布していない軸40に、転がり軸受
11の内輪12を、軸40の端部から嵌合部40bまで
圧入する。このとき、内輪12の軸方向端部から凹部4
0aの軸方向端部が露呈している。
【0015】この状態で、転がり軸受11の外輪14を
固定しつつ軸40を回転させて、軸40の、転がり軸受
11が装着された箇所より軸方向端部側における、ラジ
アル方向の振れを測定する。振れが2μmを越えると
き、図2に示したような方法によって、振れを低減させ
る。
【0016】振れを低減した後、凹部40aの露呈した
部分に、図3中矢印Aで示すように、接着剤39を注入
する。
【0017】以上のような構成の転がり軸受装置30に
よれば、振れの検査・修正の際に、軸40・内輪12間
に接着剤39が付与されていないので、余裕を持って振
れの検査・修正を行える。その後、十分な量の接着剤3
9を軸40・内輪12間に付与できるので、転がり軸受
11を軸40に強固かつ正確に固定できる。また、転が
り軸受11の、コイルばね25及びばね座26が配され
た側とは反対側から接着剤39の注入を行えるので、接
着剤39の注入にあたって障害物がなく、接着剤39の
注入が容易である。この接着剤注入作業は、自動化する
ことも可能である。
【0018】なお、本発明は前述した実施形態に限定さ
れるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、図4に示すように、軸50の嵌合部50bの両
側に、軸の全周にわたる凹部50aが設けられてもよ
い。例えば、凹部として、図5に示すような、軸60の
周方向に間隔をあけて複数又は1個設けられて軸方向に
沿って延びた溝60aを採用してもよい。本発明は、内
輪に内嵌する軸の代わりに、外輪に外嵌する保持部材を
用いた形態にも適用できる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
組立の煩雑化を回避しつつ、軸曲がりの発生を防止でき
て振れが小さい転がり軸受装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す概略断面図であ
る。
【図2】ラジアル方向振れを修正する様子を説明する断
面図である。
【図3】本発明の第2実施形態を示す概略断面図であ
る。
【図4】本発明の変形例を示す図である。
【図5】本発明の変形例を示す図である。
【符号の説明】
10,30 転がり軸受装置 11 転がり軸受 12 内輪 19,39 接着剤 20,40 軸
フロントページの続き Fターム(参考) 3J017 AA02 AA05 AA06 DA01 DB07 DB09 3J101 AA02 AA32 AA42 AA52 AA62 AA81 BA53 BA77 FA01 FA41 FA46 GA24 GA53 5H615 AA01 BB01 PP24 PP25 SS08 SS18 SS19

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒状の第一の周面を有する保持部材
    に、それぞれが円筒状で互いに同心の第二、第三の周面
    及び第三の周面に形成された軌道面を有する複数の軌道
    輪部材が、軸方向に所定間隔を隔ててそれら軌道輪部材
    の第二の周面を前記保持部材の第一の周面に締まりばめ
    で嵌合させることにより保持されてなる転がり軸受装置
    において、 前記第一の周面と前記第二の周面との締めしろが4μm
    以下に設定され、前記保持部材を回転させたときの保持
    部材のラジアル方向の振れが2μm以下に設定され、前
    記保持部材と前記軌道輪部材とが締まりばめと接着との
    併用により固定されていることを特徴とする転がり軸受
    装置。
  2. 【請求項2】 円筒状の外周面を有する軸に、複数の転
    がり軸受が、軸方向に所定間隔を隔ててそれら転がり軸
    受の内輪を前記軸の外周面に締まりばめで嵌合させるこ
    とにより保持され、それら転がり軸受間に予圧が付与さ
    れてなる転がり軸受装置において、 前記軸と前記内輪との締めしろが4μm以下に設定さ
    れ、前記軸を回転させたときの軸のラジアル方向の振れ
    が2μm以下に設定され、前記軸と前記内輪とが締まり
    ばめと接着との併用により固定されていることを特徴と
    する転がり軸受装置。
  3. 【請求項3】 前記軸の外周面の、前記内輪の内周面に
    相対する箇所に凹部が設けられ、該凹部に接着剤が付与
    されている請求項2に記載の転がり軸受装置。
  4. 【請求項4】 前記凹部の軸方向端部の少なくとも一方
    が、前記内輪の軸方向端部より軸方向に延びて、外部に
    露呈している請求項3に記載の転がり軸受装置。
  5. 【請求項5】 前記凹部が前記軸の全周にわたって設け
    られて、前記軸の前記凹部が設けられた箇所における外
    周面が円筒面になっている請求項3又は4に記載の転が
    り軸受装置。
  6. 【請求項6】 円筒状の外周面を有する軸に、複数の転
    がり軸受が、軸方向に所定間隔を隔ててそれら転がり軸
    受の内輪を前記軸の外周面に締まりばめで嵌合させるこ
    とにより保持され、それら転がり軸受間に予圧が付与さ
    れてなる転がり軸受装置の組立方法において、 前記内輪を前記軸の外周面に締めしろ4μm以下の締ま
    りばめにより嵌合させた後、前記軸を回転させて軸のラ
    ジアル方向の振れを測定し、振れが2μmを超えるとき
    は振れが2μm以下となるように前記軸と前記内輪との
    嵌合部に外部から力を加える事によりはめ合い面を微小
    変位させて嵌合部の残留応力を低減し、振れが2μm以
    下の前記軸と前記内輪とを接着することを特徴とする転
    がり軸受装置の組立方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012184835A (ja) * 2011-03-08 2012-09-27 Seiko Instruments Inc 転がり軸受の固定方法、転がり軸受装置とその製造方法およびハードディスク装置
JP2013224733A (ja) * 2012-03-23 2013-10-31 Seiko Instruments Inc 転がり軸受、転がり軸受装置およびピボット装置
JP7497025B2 (ja) 2020-07-06 2024-06-10 Orbray株式会社 モータ

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