JP2003269472A - 軸受ユニット - Google Patents

軸受ユニット

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JP2003269472A
JP2003269472A JP2002068860A JP2002068860A JP2003269472A JP 2003269472 A JP2003269472 A JP 2003269472A JP 2002068860 A JP2002068860 A JP 2002068860A JP 2002068860 A JP2002068860 A JP 2002068860A JP 2003269472 A JP2003269472 A JP 2003269472A
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Japan
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bearing unit
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bearing
sleeve
cylindrical surface
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JP2002068860A
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Koichi Kawakami
耕一 川上
Toru Takamizawa
徹 高見沢
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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Publication date
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04Bearings 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
    • F16C19/06Bearings 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
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  • Support Of The Bearing (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】軸受適用対象物の制御の高速化と高精度化を図
りつつ、剛性の最適化と低トルク化を同時に満足させる
ことが可能な軸受ユニットを提供する。 【解決手段】軸受ユニット1は、軸2と複数の軸受4,
6を組み付け可能であって且つ軸受相互を所定間隔に保
持するための段部8aが一体形成されたスリーブ8を備
えており、スリーブ8の内周には、各軸受外径面が嵌合
可能で且つ互いに同位相の楕円状円筒面8b,8cが形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばハードディ
スクドライブ(HDD)等の情報機器用スピンドルモー
タや、ビデオテープレコーダ(VTR)等の音響・映像
機器用スピンドルモータ等で使用される軸受ユニットに
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の軸受ユニットでは、間座
として機能する段部が一体形成された金属製スリーブに
軸受と軸が組み付けられた状態において、ラジアル方向
の剛性(以下、ラジアル剛性という)が周方向で全て同
一レベルとなるように、所定の予圧が与えられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、軸受ユニットが
適用される軸受適用対象物(例えば、磁気ディスク装置
に用いるスイングアームや、他の回転駆動系など)の制
御の高速化と高精度化が要求されるようになり、その要
求に応えるために、軸受ユニットには、例えばトルクス
パイクのような急激なトルク変動の発生防止や低トルク
化が求められている。しかし、従来の軸受ユニットは、
予圧を調節してラジアル剛性を増減するようになってい
るため、軸受適用対象物の高速制御性を満足させるため
にラジアル剛性を上げると、トルクが増加してしまうと
いった問題が生じる。この場合、ラジアルすきまを変化
させてラジアル剛性を上げる方法も考えられるが、この
方法では、アキシアル剛性が低下してしまうといった問
題が発生してしまう。本発明は、このような問題を解決
するために成されており、その目的は、軸受適用対象物
の制御の高速化と高精度化を図りつつ、剛性の最適化と
低トルク化を同時に満足させることが可能な軸受ユニッ
トを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の軸受ユニットは、軸と複数の軸受を組み付
け可能であって、且つ、軸受相互を所定間隔に保持する
ための段部が周方向に沿って突出して一体形成されたス
リーブを備えており、スリーブの内周には、各々の軸受
外径面が嵌合可能で且つ互いに同位相の楕円状円筒面が
形成されている。この発明において、軸受相互をスリー
ブに組み付けた際に、各々の軸受外径面には楕円状円筒
面の楕円形状が転写され、その状態において、楕円状円
筒面の長径方向のラジアルすきまは、長径方向に直交す
る楕円状円筒面の短径方向のラジアルすきまよりも大き
く設定されている。また、軸受適用対象物に軸受ユニッ
トを適用する場合、その軸受適用対象物の長手方向に沿
ってスリーブの楕円状円筒面の長径方向を合わせる。こ
の場合、楕円状円筒面の短径方向のラジアル剛性は、長
径方向のラジアル剛性よりも大きく設定されている。な
お、スリーブの外周は、真円形状を成している。また、
スリーブには、楕円状円筒面の長径方向あるいは短径方
向を示すマークが付設されていてもよい。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態に係
る軸受ユニットについて、添付図面を参照して説明す
る。なお、本発明の技術は、スラスト軸受やラジアル軸
受を含めた転がり軸受に適用することが可能である。以
下の説明では、その一例として、玉軸受が軸方向に複数
個(図面では2個)組み込まれた軸受ユニットを例にと
って説明するが、何等これに限定解釈されるものではな
い。図1(a),(b)及び図2(a)に示すように、
本実施の形態の軸受ユニット1は、軸2と複数の軸受
4,6を組み付け可能であって、且つ、軸受相互を所定
間隔に保持するための段部8aが周方向に沿って突出し
て一体形成されたスリーブ8を備えており、スリーブ8
の内周には、各々の軸受外径面が嵌合可能で且つ互いに
同位相の楕円状円筒面8b,8cが形成されている。な
お、スリーブ8の外周は、真円形状を成している。軸受
4,6は、夫々、所定の金属材料(例えばステンレス鋼
などの高炭素クロム鋼)で形成されており、外輪10
と、内輪12と、外内輪10,12間に組み込まれた複
数個の転動体14と、これら複数個の転動体14を転動
自在に保持する保持器16と、密封板(接触形又は非接
触形のシール或いはシールド)18とを備えている。な
お、軸2も軸受4,6と同種の金属材料で形成されてい
る。スリーブ8は、軸2及び軸受4,6と同種の金属材
料で形成されており、各々の楕円状円筒面8b,8c
は、互いに同位相となるように(即ち、直交する楕円の
長軸と短軸の方向が各々の楕円状円筒面8b,8c相互
で一致するように)位置決め形成されている。以後明細
書中では、楕円の長軸方向を楕円状円筒面8b,8cの
長径方向Xとし、楕円の短軸方向を楕円状円筒面8b,
8cの短径方向Yとする。
【0006】本実施の形態の軸受ユニット1では、軸受
4,6相互をスリーブ8に組み付けた際に、各々の軸受
外径面には楕円状円筒面8b,8cの楕円形状が転写さ
れ、その状態において、楕円状円筒面8b,8cの長径
方向Xのラジアルすきまは、長径方向Xに直交する楕円
状円筒面8b,8cの短径方向Yのラジアルすきまより
も大きく設定されている。この場合、軸2と複数の軸受
4,6をスリーブ8に組み付けて所定の予圧(定位量予
圧、定圧予圧)をかけた状態において、楕円状円筒面8
b,8cの短径方向Yのラジアル剛性は、短径方向Yに
直交する長径方向Xのラジアル剛性よりも大きく設定さ
れている。具体的には、楕円状円筒面8b,8cの長径
方向Xに一致したラジアル剛性が最も小さく、短径方向
Yに一致したラジアル剛性が最も大きく設定されてお
り、長径方向Xから短径方向Yに向うに従って、ラジア
ル剛性が連続的に大きくなるように設定されている。図
3には、ラジアル剛性の大きさを目視的に表示した例が
示されており、軸受ユニット1から放射状に延びた矢印
の長さ変化に応じてラジアル剛性の大きさが連続的に増
減変化していることが分かる。楕円状円筒面8b,8c
の内径寸法は、各方向XYのラジアルすきまの異方性、
即ちラジアル剛性の異方性が最適値となるように設定さ
れる。この場合、楕円状円筒面8b,8cの内径寸法
は、画一的に設定されるのでは無く、軸受ユニット1の
使用目的や使用環境、或いは、軸受ユニット1を適用す
る軸受対象物の種類や大きさ等に応じて最適な内径寸法
が設定される。また、図1(c),(d)に示すよう
に、軸受適用対象物20に軸受ユニット1を適用する場
合、その軸受適用対象物20の長手方向に沿ってスリー
ブ8の楕円状円筒面8b,8cの長径方向Xを合わせ
る。軸受適用対象物20としては、例えば磁気ディスク
装置に用いるスイングアームや、他の回転駆動系などが
想定されるが、図面には、その一例として、スイングア
ーム20に軸受ユニット1を適用した例が示されてい
る。この場合には、スイングアーム20の長手方向に沿
ってスリーブ8の楕円状円筒面8b,8cの長径方向X
を合わせれば良い。また、スリーブ8には、楕円状円筒
面8b,8cの長径方向Xあるいは短径方向Yを目視確
認することが可能な任意なマークが少なくとも1つ以上
付設されている。本実施の形態では特に図示しないが、
例えばその一例として、スリーブ8の端面であって、且
つ、楕円状円筒面8b,8cの長径方向X若しくは短径
方向Yに一致した位置にマークを付すものとする。な
お、マークの形状、色、大きさ等は、軸受ユニット1の
仕様や寸法などに応じて任意に設定することが可能であ
り、また、マークを付する部分もスリーブ端面に限定さ
れることは無く、外部から目視確認できればスリーブ側
面等いずれの部分であっても良い。また、長径方向X及
び短径方向Yの双方に夫々が識別しうる異なるマークを
付しても良い。
【0007】ここで、図2(a)〜(d)を参照しなが
ら、軸受ユニット1の組立プロセスを簡単に説明する。
まず、軸受4を軸2に圧入又は接着により組み付けた
後、スリーブ8を軸受4の外輪外径に対して軽圧入又は
接着により組み付ける。このとき、スリーブ8の段部8
aに軸受4が当て付けられる(同図(a))。続いて、
残りの軸受6を軸2及びスリーブ8に対して同時に組み
付けると共に、段部8aに当て付ける。この軸受6は、
所定の予圧をかけて圧入又は接着で固定されることによ
って、軸受ユニット1が完成する(同図(b))。予圧
の方法は特に限定されない。次に、完成した軸受ユニッ
ト1をスイングアーム20に適用(接着、締結)するこ
とによって、このスイングアーム20は、ボイスコイル
22によって軸2を中心に回動可能となる。
【0008】以上、本実施の形態によれば、楕円状円筒
面8b,8cの短径方向Yのラジアルすきまを長径方向
Xのラジアルすきまよりも小さく設定し、短径方向Yの
ラジアル剛性を長径方向Xのラジアル剛性よりも大きく
設定したことによって、軸受適用対象物の制御の高速化
と高精度化を図りつつ、剛性の最適化と低トルク化を同
時に満足させることが可能な軸受ユニット1を実現する
ことができる。例えば図3(a),(b)に示すよう
に、スイングアーム20を軸2を中心に角度αだけ揺動
させた場合でも、スイングアーム20に対する長径方向
X及び短径方向Yのラジアル剛性の分布には変化が無い
ため、軸受ユニット1のラジアル剛性を常に一定状態に
維持することができる。更に、本実施の形態によれば、
ラジアルすきまを変化させてラジアル剛性を上げる方法
を採用していないため、従来のようにアキシアル剛性が
低下してしまうといった問題が発生することは無い。こ
のため、軸受ユニット1のアキシアル剛性を常に一定状
態に維持することができる。なお、上述した実施の形態
では、真円状スリーブ8の内周に楕円状円筒面8b,8
cを形成した例を示したが、これとは逆に、スリーブ8
の外周を楕円状に形成し、その内周に軸受4,6外径面
が嵌合可能な真円状円筒面を形成しても良い。
【0009】
【発明の効果】本発明によれば、軸受適用対象物の制御
の高速化と高精度化を図りつつ、剛性の最適化と低トル
ク化を同時に満足させることが可能な軸受ユニットを実
現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の一実施の形態に係る軸受ユ
ニットの内部構成を示す図であって、同図(b)のL−
L線に沿う断面図、(b)は、同図(a)の正面図、
(c)は、軸受ユニットをスイングアームに適用した例
を示す平面図、(d)は、同図(c)の長手方向に沿う
断面図。
【図2】(a),(b)は、軸受ユニットの組立プロセ
スを示す図、(c),(d)は、軸受ユニットをスイン
グアームに適用する際の組立プロセスを示す図。
【図3】(a),(b)は、軸受ユニットの動作時にお
けるラジアル剛性の分布状態を示す図。
【符号の説明】
1:軸受ユニット 2:軸 4,6:軸受 8:スリーブ 8a:段部 8b,8c:楕円状円筒面 X:長径方向 Y:短径方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J012 AB03 BB01 CB08 CB10 DB13 FB10 HB02 3J017 AA01 BA00 DA01 DA02 DB07 3J101 AA02 AA81 FA01 FA41 GA53 5H605 BB05 BB10 CC04 EA06 EB02 EB10 FF01 5H607 BB01 BB05 CC09 DD03 DD08 DD14 DD15 GG01 GG02 GG08

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸と複数の軸受を組み付け可能であっ
    て、且つ、軸受相互を所定間隔に保持するための段部が
    周方向に沿って突出して一体形成されたスリーブを備え
    ており、 スリーブの内周には、各々の軸受外径面が嵌合可能で且
    つ互いに同位相の楕円状円筒面が形成されていることを
    特徴とする軸受ユニット。
  2. 【請求項2】 軸受相互をスリーブに組み付けた際に、
    各々の軸受外径面には楕円状円筒面の楕円形状が転写さ
    れ、その状態において、楕円状円筒面の長径方向のラジ
    アルすきまは、長径方向に直交する楕円状円筒面の短径
    方向のラジアルすきまよりも大きく設定されていること
    を特徴とする請求項1に記載の軸受ユニット。
  3. 【請求項3】 軸受適用対象物に軸受ユニットを適用す
    る場合、その軸受適用対象物の長手方向に沿ってスリー
    ブの楕円状円筒面の長径方向を合わせることを特徴とす
    る請求項2に記載の軸受ユニット。
  4. 【請求項4】 楕円状円筒面の短径方向のラジアル剛性
    は、長径方向のラジアル剛性よりも大きく設定されてい
    ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の
    軸受ユニット。
  5. 【請求項5】 スリーブの外周は、真円形状を成してい
    ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の
    軸受ユニット。
  6. 【請求項6】 楕円状円筒面の長径方向あるいは短径方
    向を示すマークがスリーブに付設されていることを特徴
    とする請求項1乃至5のいずれかに記載の軸受ユニッ
    ト。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009270717A (ja) * 2008-05-07 2009-11-19 Sae Magnetics (Hk) Ltd ベアリングアセンブリおよびその組み立て方法
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