JP2003278750A - 軸付き転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮コイルばねによって外輪に予圧が付与さ
れた一対の転がり軸受が軸に対向して組付けられた軸付
き転がり軸受装置であって、軸中心からばね力の作用点
までの距離を短縮して、外輪の軸中心に近い位置に予圧
力を作用させ、外輪の軸芯に対する倒れを最小として騒
音や振動のない安定した回転を得ることができるように
した軸付き転がり軸受装置を提供する。 【解決手段】 本発明の軸付き転がり軸受装置１は、軸
２上に対向して配設された一対の転がり軸受１３，１４
の夫々の外輪５，６にばね座８，９を装着し、圧縮コイ
ルばね１０の外径部１０ｄ，１０ｅを該ばね座８，９の
嵌合部８ａ，９ａに嵌合させる。そして、圧縮した状態
で該ばね座８，９間に配設し、圧縮コイルばね１０の半
径方向の位置決めを行うと共に、外輪５，６間に予圧を
付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸付き転がり軸受
装置に関し、詳しくは軸上に対向して配設された一対の
転がり軸受の夫々の外輪にばね座を装着し、圧縮コイル
ばねの外径部を該ばね座に形成された嵌合部に嵌合させ
てばね座間に配設し、該圧縮コイルばねの半径方向の位
置決めを行うと共に、外輪間に予圧を付与する軸付き転
がり軸受装置である。特に、外輪の軸中心に近い位置に
予圧力を作用させて該外輪の軸芯に対する倒れを最小と
するようにしたＶＴＲドラムスピンドルモータ、ＨＤＤ
モータ等のディスクメモリスピンドルモータに組み込む
のに好適な軸付き転がり軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的にＶＴＲやテープストリーマ用の
ドラムスピンドルモータ、ＬＢＰ用モータ、ＨＤＤモー
タ等のディスクメモリスピンドルモータには転がり軸受
装置が組み込まれている。この転がり軸受装置は、軸方
向に離間して軸に装着された一対の転がり軸受の外輪の
互いに対向する面に、一対のばね座が夫々嵌合装着さ
れ、該一対のばね座間に圧縮コイルばねが圧縮された状
態で装着されて外輪に予圧を付与するようにしたものが
採用されている。

【０００３】従来の転がり軸受装置としては、例えば実
用新案登録番号第２５０３１８６号公報には、軸の外周
面に形成された複列の軌道溝に、転動体を介して一対の
外輪を装着し、該外輪間に予圧ユニットを介裝させた構
造の転がり軸受装置が提案されている。該予圧ユニット
は、軸方向に進退自在に嵌合する外筒及び内筒が設けら
れたばね座間に、圧縮コイルばね等の予圧調整用の弾性
部材を装着した構造となっている。また、外筒及び内筒
の端部には、ねじ等の係止手段が形成され、弾性部材を
圧縮した状態で筒部内に組み込み、該係止手段によって
係止して外筒及び内筒の進退を阻止しておき、軸に転が
り軸受を組み込んだ後、該係止を開放して外輪に予圧を
付与するようにしたものが提案されている。

【０００４】また、他の従来の転がり軸受装置として、
特開平６−５８３３９号公報には、外輪に予圧を付与す
る予圧荷重源としてセラミック製コイルばねを用い、高
温の使用条件でも長期間にわたって荷重抜けの生じない
ようにした転がり軸受装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記実
用新案登録番号第２５０３１８６号公報に記載の転がり
軸受装置は、予圧ユニットとして軸方向に進退自在に嵌
合する外筒及び内筒が設けられたばね座を用いているの
で、設計上の制約から外形寸法が大きくならざるを得
ず、小型の転がり軸受装置には適用し難いという問題が
あった。特に、ＶＴＲやテープストリーマ用のドラムス
ピンドルモータ、ＬＢＰ用モータ、ＨＤＤモータ等のデ
ィスクメモリスピンドルモータに通常使用される軸受外
径１０ｍｍ以下、一対の軸受間距離が５ｍｍ以下の小型
転がり軸受装置に組み込んだ場合、組み込み後に係止手
段を開放することが困難になるという欠点があった。

【０００６】また、上記特開平６−５８３３９号公報に
記載された転がり軸受装置は、高温での使用時において
も、長期間にわたってコイルばねのばね特性が変化しな
いように配慮したものであって、組み込まれたコイルば
ねを安定した姿勢で維持して、外輪間に所定の予圧力を
安定して付与する構成が施されていないという問題があ
った。

【０００７】また、上記のいずれの転がり軸受装置も、
コイルばねによって外輪を軸方向に押圧して予圧を付与
する際、押圧力によって外輪が軸芯に対して傾くことに
対する配慮が全く施されておらず、振動や騒音が発生し
て軸受寿命が短縮されてしまうという問題があった。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、対向配置された外輪の側面を圧縮コイルばね
で押圧して一対の転がり軸受に予圧（定圧予圧）を付与
する際、押圧力による外輪を傾けるように作用するモー
メントが最小となるようにして、軸芯に対する外輪の傾
きを防止して、振動や騒音のない安定した回転ができる
小型の軸付き転がり軸受装置を提供することを目的とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
軸付き転がり軸受装置は、軸方向に離間して軸に装着さ
れた一対の転がり軸受と、該一対の転がり軸受の外輪の
互いに対向する面に夫々嵌合装着された一対のばね座
と、該一対のばね座間に圧縮された状態で装着され前記
一対の外輪に予圧を付与する圧縮コイルばねとを備えた
軸付き転がり軸受装置において、前記圧縮コイルばねの
少なくとも一方の座巻き部の外径部を前記ばね座に嵌合
させて前記圧縮コイルばねの半径方向の位置決めを行う
ように構成したことを特徴とする。

【００１０】前記構成の軸付き転がり軸受装置によれ
ば、圧縮コイルばねの端部に形成された座巻き部の外径
部を、ばね座の嵌合部に嵌合させて圧縮コイルばねの半
径方向の位置決めを行うようにしたので、圧縮コイルば
ねの内径寸法を圧縮コイルばねが軸に接触しない範囲で
軸の外径寸法に近い値に設定することができる。これに
より、圧縮コイルばねが外輪の側面を押圧する力に起因
して該外輪を軸芯に対して傾ける方向に作用するモーメ
ントを最小に抑えることができ、外輪の傾きを防止する
ことができる。

【００１１】また、外輪の傾きを防止することによっ
て、振動や騒音の発生を抑えることができると共に、安
定した回転をさせることができるので軸付き転がり軸受
装置の寿命の長期化を図ることができる。

【００１２】また、本発明の請求項２記載の軸付き転が
り軸受装置によれば、前記圧縮コイルばねは、前記座巻
き部間に形成された中間巻き部のピッチ円直径が、前記
座巻き部のピッチ円直径よりも大径であることを特徴と
する請求項１に記載の軸付き転がり軸受装置。

【００１３】前記構成の軸付き転がり軸受装置によれ
ば、圧縮コイルばねの中間巻き部のピッチ円直径を、座
巻き部のピッチ円直径よりも大きくしたので、軸の回転
に伴い圧縮コイルばねが撓んでも、巻き部が軸に接触す
ることを防止することができる。これにより、圧縮コイ
ルばねと軸の接触による騒音の発生や回転トルクの増大
を防止することができる。また、座巻き部の内径寸法を
軸の外径寸法に極めて近い値に設定することができ、軸
中心から圧縮コイルばねによる外輪の押圧点までの距離
を短くして、外輪に作用するモーメントを一層最小に抑
えることができる。

【００１４】また、軸付き転がり軸受装置の組み付け時
に、ピッチ円直径の小さな座巻き部をピッチ円直径の大
きな中間巻き部の内側に収容して軸方向に圧縮すること
ができるので、密着長さを短くすることができ、軸付き
転がり軸受装置の組付けを容易に行うことができる。

【００１５】更に、本発明の請求項３記載の軸付き転が
り軸受装置は、軸方向に離間して軸に装着され、外輪の
外径寸法が互いに異なる一対の転がり軸受と、該一対の
転がり軸受の外輪の互いに対向する面に夫々嵌合装着さ
れた一対のばね座と、該一対のばね座間に圧縮された状
態で装着され前記一対の外輪に予圧を付与する圧縮コイ
ルばねとを備えた軸付き転がり軸受装置において、前記
外輪の外径寸法が小さい方の前記転がり軸受に配設され
る前記圧縮コイルばねの前記座巻き部の前記外径部を前
記ばね座に嵌合させて前記圧縮コイルばねの半径方向の
位置決めを行うようにしたことを特徴とする。

【００１６】前記構成の軸付き転がり軸受装置によれ
ば、外径寸法の異なる一対の転がり軸受が軸方向に離間
して配設された軸付き転がり軸受装置において、外径寸
法が小さい方の転がり軸受の外輪を、座巻き部の外径部
が嵌合したばね座を介して押圧するようにしたので、軸
芯から外輪の押圧点までの距離が短くなり、外径寸法の
小さな転がり軸受の外輪を傾ける方向に作用するモーメ
ントを小さくすることができる。

【００１７】また、前記軸付き転がり軸受装置をハウジ
ングに組み付ける際に、外径寸法の大きな転がり軸受を
ハウジングに圧入する等の手段によって外輪の傾きがな
いようにハウジングに固定して、外径寸法の小さな転が
り軸受を遊嵌させて該ハウジングに組み付ける。これに
より、両転がり軸受の外輪を共に軸芯に対して傾きがな
い状態で組み付けることができ、振動や騒音の発生をな
くして安定した回転を得ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の軸付き転がり軸受
装置の実施形態を図１乃至図８に基づいて詳細に説明す
る。図１は本発明の軸付き転がり軸受装置の第１実施形
態を示す縦断面図、図２は本発明の軸付き転がり軸受装
置の第２実施形態を示す縦断面図、図３は図２における
圧縮コイルばねを圧縮して組み付ける状態を示す縦断面
図、図４は本発明の軸付き転がり軸受装置の第３実施形
態を示す縦断面図である。図５は本発明の軸付き転がり
軸受装置の第４実施形態を示す縦断面図、図６は本発明
の軸付き転がり軸受装置の第５実施形態を示す縦断面
図、図７は本発明の軸付き転がり軸受装置の第６実施形
態を示す縦断面図、図８は図７における回転ドラムに組
み込んだ状態を示す縦断面図である。

【００１９】図１に示すように、本発明の第１実施形態
である軸付き転がり軸受装置１は、例えばＶＴＲやテー
プストリーマ用のドラムスピンドルモータ、ＬＢＰ用モ
ータ、ＨＤＤモータ等のディスクメモリスピンドルモー
タのスピンドルを支承する軸受である。この軸付き転が
り軸受装置１は、スピンドルとなる軸２の外周に、軸方
向に離間した２箇所に軌道溝２ａ，２ｂが形成されてい
る。この軌道溝２ａ，２ｂには、夫々複数個の転動体
３，４を介して外輪５，６が組み付けられて軸２を回動
自在に支承している。複数個の転動体３，４は、保持器
１１，１２によって周方向に所定の間隔で整列、保持さ
れて転がり軸受１３，１４が構成されている。一対の外
輪５，６の互いに対向する面５ａ，６ａには、一対のば
ね座８，９が嵌合されており、該ばね座８，９間には圧
縮コイルばね１０が圧縮された状態で装着されて外輪
５，６に予圧（定圧予圧）を付与している。

【００２０】本実施形態の軸付き転がり軸受装置１にお
いては、図中上側の転がり軸受１３の外輪５は、下側の
転がり軸受１４の外輪６よりも小径となっている。ま
た、圧縮コイルばね１０は、両端に形成された座巻き部
１０ａ，１０ｃと、該座巻き部１０ａ，１０ｃ間に形成
された中間巻き部１０ｂとから構成され、該座巻き部１
０ａ，１０ｃ及び中間巻き部１０ｂのピッチ円直径は同
一径となっている。

【００２１】一対のばね座８，９は同一構成であり、一
方の面に円環状に形成された凸部８ｂ，９ｂが夫々外輪
５，６の内径部に嵌合され、互いに対向する他方の面に
は、圧縮コイルばね１０の座巻き部１０ａ，１０ｃの外
径部１０ｄ，１０ｅと同一内径を有し、該外径部１０
ｄ，１０ｅに緊密に嵌合する円形凹部の嵌合部８ａ，９
ａが形成されている。嵌合部８ａ，９ａは、嵌合する圧
縮コイルばね１０が軸２の外周に接触しない範囲で、該
外周に最も近い位置（最小径）に形成されている。ま
た、嵌合部８ａ，９ａの軸方向長さは、例えば圧縮コイ
ルばね１０の１巻分又は２巻分程度の長さであり、座巻
き部１０ａ，１０ｃが嵌合部８ａ，９ａから外れない程
度の嵌合長さを確保できるようになっている。

【００２２】次に、図２に示すように、本発明の第２実
施形態である軸付き転がり軸受装置２１は、圧縮コイル
ばね３０の構成が前記第１実施形態の軸付き転がり軸受
装置１と異なっている。圧縮コイルばね３０は、両端に
形成された座巻き部３０ａ，３０ｃと、該座巻き部３０
ａ，３０ｃを結ぶ中間巻き部３０ｂとから構成され、該
座巻き部３０ａ，３０ｃのピッチ円直径は同一径となっ
ている。この中間巻き部３０ｂのピッチ円直径は、座巻
き部３０ａ，３０ｃのピッチ円直径に対して、圧縮コイ
ルばね３０の線材の直径の２倍以上の寸法差となるよう
に大きく設定されている。

【００２３】従って、座巻き部３０ａから中間巻き部３
０ｂに移行する部分、及び中間巻き部３０ｂから座巻き
部３０ｃに移行する部分の２箇所が、線材の外径の２倍
以上の寸法差で巻き径を変化させる巻き径移行部となっ
ている。その他の部分については、前記第１実施形態の
軸付き転がり軸受装置１と同様であるので、同一部分に
は同一符号を付して説明を省略する。

【００２４】図３に示すように、前記軸付き転がり軸受
装置２１の組付けは、軸２に一方の外輪６を嵌合させ、
該外輪６と軸２の軌道溝２ｂとの間に転動体４を装填
し、転動体４相互の間隔を保持器１２によって規制して
転がり軸受１４の組付けを完了させる。

【００２５】次に、軸２にばね座９，圧縮コイルばね３
０、ばね座８、組立用治具である押え板２３を順に挿通
させてから外輪５を挿通させる。押え板２３は、軸２を
半径方向から出し入れ可能なＵ字形の切欠が形成された
円板状の鍔部２３ａ上に、平面視で三日月形の転動体受
け部２３ｂが突設された形状となっている。そして、軸
２に挿通された外輪５を、軸２に対して半径方向に偏心
させ、該軸２と外輪５との間に形成された三日月形の空
間２４内に転動体受け部２３ｂを転がり軸受１４側から
挿入する。

【００２６】次に、三日月形の空間２４内に転動体受け
部２３ｂで支えながら転動体３を装填した後、押え板２
３を押し下げて、装填した転動体３を周方向に均等に分
散させながら外輪５を軸２と同心となるように位置を修
正する。そして、保持器１１を軸方向から装着して転動
体３相互の位置を規制した状態で、押え板２３を軸２の
半径方向に引き抜き、圧縮コイルばね３０の付勢力でば
ね座８の凸部８ｂを外輪５の内径部に嵌合させ、転がり
軸受１３の組付けが完了する。

【００２７】前記軸付き転がり軸受装置２１の圧縮コイ
ルばね３０は、中間巻き部３０ｂのピッチ円直径が、座
巻き部３０ａ，３０ｃのピッチ円直径よりも大きい直径
になっているので、圧縮時に座巻き部３０ａ，３０ｃの
一部が中間巻き部３０ｂの内側に収容されて圧縮され
る。従って、密着長さは、線径と総巻き数の積よりも短
くなり、転がり軸受１３及び１４間に大きなスペースを
確保することができ、組付け作業を容易に行うことがで
きる。

【００２８】なお、上記組付け作業手順は、第１実施形
態の軸付き転がり軸受装置１の組付けにおいても同様で
あるが、軸付き転がり軸受装置１の圧縮コイルばね１０
は、座巻き部１０ａ，１０ｃ及び中間巻き部１０ｂのピ
ッチ円直径が同一径となっているので、圧縮時に座巻き
部１０ａ，１０ｃが中間巻き部１０ｂの内側に収容され
ることはなく、密着長さは線径と総巻き数との積に等し
くなる。従って、転がり軸受１３及び１４間に予め作業
用のスペースを準備しておくことが必要となる。また、
以下に説明する軸に軌道溝が設けられた転がり軸受を用
いた他の実施形態の軸付き転がり軸受装置においても、
組付け手順は同様に行われるので、以後組付けについて
の説明は省略する。

【００２９】次に、図４に示すように、本発明の第３実
施形態である軸付き転がり軸受装置３１は、軸３２上に
同一構造の一対の転がり軸受３３が軸方向に離間して配
設されている。この転がり軸受３３は、軌道溝が形成さ
れた内輪３４及び外輪３５間に複数個の転動体３６が保
持器３７に保持されて転動自在に装着され、軸３２を回
動自在に支承している。軸３２には、両側に形成された
逃げ溝３２ｂよりも大径とされた一対の圧入部３２ａが
設けられており、該圧入部３２ａに内輪３４の内径を圧
入して転がり軸受３３が軸３２に固定されている。一対
の外輪３５の互いに対向する面３５ａには、一対のばね
座３８，３９が嵌合され、該ばね座３８，３９間には圧
縮コイルばね４０が圧縮された状態で装着され、両外輪
３５に予圧を付与している。

【００３０】本実施形態の軸付き転がり軸受装置３１に
おいては、一対の転がり軸受３３は同一構造の同一寸法
とされており、圧縮コイルばね４０は両端に形成された
座巻き部４０ａ，４０ｃと中間巻き部４０ｂとから構成
され、該座巻き部４０ａ，４０ｃ及び中間巻き部４０ｂ
のピッチ円直径は同一径となっている。一対のばね座３
８，３９は同一構造のものであり、上記第１実施形態の
ばね座８，９とは形状が細部において異なるが、内輪３
４との干渉を防止するため設計上の理由から変形させた
ものであって、実質的には同一である。即ち、ばね座３
８，３９の外径側の一面には、円環状の凸部３８ｂ，３
９ｂが形成され、該凸部３８ｂ，３９ｂは夫々両外輪３
５の内径部に嵌合している。また、ばね座３８，３９の
内径側は、軸３２の外周直近まで延設され、転がり軸受
３３の内輪３４の側面に対向して配置され、該内径側の
互いに対向する面には、圧縮コイルばね４０の座巻き部
４０ａ，４０ｃの外径部４０ｄ，４０ｅと同一内径を有
し、該外径部４０ｄ，４０ｅに緊密に嵌合する嵌合部３
８ａ，３９ａが形成されている。

【００３１】次に、図５に示すように、本発明の第４実
施形態である軸付き転がり軸受装置４１は、前記第３実
施形態の軸付き転がり軸受装置３１と転がり軸受４３の
構造が異なり、シールド板４８にばね座の機能を持たせ
て専用のばね座を省略した構造となっており、軸３２上
に同一構造の一対の転がり軸受４３が軸方向に離間して
配設されている。転がり軸受４３は、軌道溝が形成され
た内輪４４及び外輪４５間に複数個の転動体４６が保持
器４７に保持されて転動自在に装着され、軸３２を回動
自在に支承している。この軸３２には、前記第３実施形
態である軸付き転がり軸受装置３１と同様に圧入部３２
ａが設けられており、該圧入部３２ａに内輪４４の内径
を圧入して転がり軸受４３が軸３２に固定されている。

【００３２】転がり軸受４３の転動体４６の軸方向両側
には、外輪４５の内径部に固着されて円板状の金属板で
製作されたシールド板４８，４９が固定され、外部から
塵等の異物が軸受内部に侵入するのを防止するようにな
っている。互いに対向する側に配設されたシールド板４
８の中央には、転がり軸受４３の外方に向かって断面略
Ｖ字形に突出する円環状の屈曲部が形成され、該略Ｖ字
形の肩に形成された嵌合部４８ａに圧縮コイルばね４０
の外径部４０ｄ，４０ｅを当接させて圧縮コイルばね４
０の半径方向の位置決めをして、外輪４５に予圧を付与
するようになっている。なお、その他の部分について
は、前記第３実施形態の軸付き転がり軸受装置３１と同
様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省
略する。

【００３３】図４及び図５において、第３及び第４実施
形態である軸付き転がり軸受装置３１及び４１の組付け
は、軸３２の圧入部３２ａに図中下側の転がり軸受３
３、４３の内輪３４，４４を圧入して固定する。その
後、軸付き転がり軸受装置３１においては、軸３２に、
ばね座３９，圧縮コイルばね４０、ばね座３８が順に挿
通され、軸付き転がり軸受装置４１においては、軸３２
に、圧縮コイルばね４０が順に挿通され、軸付き転がり
軸受装置３３、４３の内輪３４，４４を圧入部３２ａに
圧入して組付けられる。

【００３４】次に、図６に示すように、本発明の第５実
施形態である軸付き転がり軸受装置５１は、上記第２実
施形態の軸付き転がり軸受装置２１（図２参照）と前記
第３実施形態の軸付き転がり軸受装置３１（図４参照）
とを組み合わせた実施形態である。即ち、軸５２には一
本の軌道溝５２ａと両側に逃げ溝５２ｂが形成された圧
入部５２ｃが形成され、小径の転がり軸受１３と大径の
転がり軸受３３とが軸方向に離間して配設されている。
なお、その他の部分については、前記第２及び第３実施
形態の軸付き転がり軸受装置２１，３１と同様であるの
で、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００３５】次に、図７に示すように、本発明の第６実
施形態である軸付き転がり軸受装置６１は、前記第５実
施形態の軸付き転がり軸受装置５１（図６）と圧縮コイ
ルばね及び外径の大きな転がり軸受に装着されるばね座
のみが異なり、軸５２の外周に設けられた軌道溝５２ａ
には、転動体３を介して外輪５が組み付けられて転がり
軸受１３が固定されている。また、圧入部５２ｃには、
転がり軸受３３が圧入され、小径の転がり軸受１３と大
径の転がり軸受３３とが軸方向に離間して配設されてい
る。

【００３６】転がり軸受３３の転動体３６の軸方向両側
には、外輪３５の内径部に固着されて円板状の金属板で
製作されたシールド板６９が固定され、外部から塵等の
異物が軸受内部に侵入するのを防止するようになってい
る。少なくとも互いに対向する側に配設されたシールド
板６９には、圧縮コイルばね７０の大径側の座巻き部７
０ｃを収容するための円環状の凹部６９ａが形成されて
いる。転がり軸受１３の外輪５の転がり軸受３３に対向
する面５ａには、ばね座８が嵌合装着され、該ばね座８
とシールド板６９の凹部６９ａの間には圧縮コイルばね
７０が圧縮された状態で装着され、外輪５，３５に予圧
を付与している。

【００３７】前記実施形態の軸付き転がり軸受装置６１
においては、図中上側の転がり軸受１３の外輪５は、下
側の転がり軸受３３の外輪３５よりも小径となってい
る。また、圧縮コイルばね７０は両端に形成された座巻
き部７０ａ，７０ｃと中間巻き部７０ｂとから構成さ
れ、該座巻き部７０ａから座巻き部７０ｃに向って、次
第にピッチ円直径が大きくなるように巻かれた、所謂、
円錐コイルばねとなっている。そして、小径の座巻き部
７０ａの外径部７０ｄが、ばね座８の嵌合部８ａに緊密
に嵌合して圧縮コイルばね７０の半径方向の位置決めが
行われ、大径の座巻き部７０ｃはシールド板６９の凹部
６９ａに収容され、圧縮された状態で転がり軸受１３及
び３３間に装着されている。なお、その他の部分につい
ては、前記第１及び第３実施形態の軸付き転がり軸受装
置１，３１と同様であるので、同一部分には同一符号を
付して説明を省略する。

【００３８】次に、図８に示すように、本発明の第６実
施形態である軸付き転がり軸受装置６１を回転ドラム８
１の軸受として組み込んだ例を示し、回転ドラム８１に
は、外径８１ａの中心にハウジングとしての段付き穴８
１ｂが形成されている。この段付き穴８１ｂは、転がり
軸受３３の外輪３５の外径寸法より、例えば１μｍ乃至
８μｍ程度小さい内径寸法とされた圧入部８１ｃが形成
された大径穴８１ｄと、転がり軸受１３の外輪５の外径
寸法より、例えば２μｍ乃至１０μｍ程度大きい内径寸
法とされた小径穴８１ｅとが同一軸芯上に形成されてい
る。

【００３９】回転ドラム８１への軸付き転がり軸受装置
６１の組み込みは、小径の転がり軸受１３を大径穴８１
ｄ側から小径穴８１ｅに挿入して小径穴８１ｅ内に遊嵌
させた後、大径の転がり軸受３３を図示しない圧入治具
を用いて、外輪３５が軸芯に対して傾かないようにして
圧入部８１ｃに圧入して固定する。前記組付け作業によ
り、転がり軸受３３の外輪３５は、軸芯に対する傾きが
ない状態で大径穴８１ｄに固定され、一方転がり軸受１
３の外輪５は、小径穴８１ｅと２μｍ乃至１０μｍ程度
の隙間が形成された状態で遊嵌され、軸方向に移動可能
であり、圧縮コイルばね７０の作用によって押圧されて
予圧が付与されている。なお、転がり軸受１３の外輪５
と小径穴８１ｅとの隙間には、作業穴８１ｆから接着剤
を注入して外輪５と回転ドラム８１とを接着するように
してもよい。

【００４０】次に、本発明の軸付き転がり軸受装置の各
々実施形態の作用を説明する。図１及び図２に示した第
１及び第２実施形態である軸付き転がり軸受装置１及び
２１は、いずれも圧縮コイルばね１０及び３０の座巻き
部１０ａ，１０ｃ，３０ａ，３０ｃの外径部１０ｄ，１
０ｅ，３０ｄ，３０ｅが、夫々ばね座８，９の嵌合部８
ａ，９ａに嵌合している。この嵌合部８ａ，９ａは、軸
２の外周に接近した位置に設けられているので、圧縮コ
イルばね１０及び３０によるばね座８，９の押圧点と軸
２の中心との距離は最短となっている。また、圧縮コイ
ルばね１０又は３０が、嵌合部８ａ，９ａの全周を均一
に押圧することができず、一点を強く押圧する状態とな
っていると、外輪５又は６には、ばね座８、９を介して
該外輪５、６を軸２の軸芯に対して傾斜させようとする
モーメントが作用する。このモーメントの大きさは、圧
縮コイルばね１０、３０の押圧力と軸２中心から押圧点
までの距離との積であるが、前述したように該距離が最
小距離となっているので、発生するモーメントは小さ
く、外輪５、６には、殆ど倒れが発生することはない。

【００４１】また、軸付き転がり軸受装置２１において
は、圧縮コイルばね３０の中間巻き部３０ｂのピッチ円
直径は、座巻き部３０ａ，３０ｃのピッチ円直径よりも
大きく設定されているので、座巻き部３０ａ，３０ｃの
内径寸法を軸２の外径寸法ぎりぎりまで小さくしても、
回転に伴う中間巻き部３０ｂの撓みによって該中間巻き
部３０ｂと軸２とが接触することはなく、騒音の発生や
トルク増大等の問題が生じることはない。また、座巻き
部３０ａ，３０ｃの巻き径は最小となっているので、軸
２の中心から作用点までの距離が短く、外輪５、６に作
用するモーメントも最小となり、外輪５、６の傾きを最
小値に抑えることができる。また、軸付き転がり軸受装
置１及び２１の転がり軸受１３，１４は、軸２上に軌道
溝２ａ，２ｂを形成した内輪を設けない構造となってい
るので、該転がり軸受１３，１４の外径寸法を小さくす
ることができる。

【００４２】次に、図４に示した第３実施形態である軸
付き転がり軸受装置３１は、内輪３４を有する転がり軸
受３３が用いられているが、外輪３５に嵌合装着された
ばね座３８，３９の嵌合部３８ａ，３９ａは、軸３２の
外周直近まで延設されて設けられ、かつ圧縮コイルばね
４０の外径部４０ｄ，４０ｅと嵌合するようになってい
る。従って、内輪３４の有無に無関係に軸３２の中心か
ら圧縮コイルばね４０の押圧点までの距離を短くするこ
とができ、外輪３５に作用するモーメントを小さくして
外輪３５の傾きを最小にすることができ、外輪３５の傾
きに起因する発熱を防止して安定した回転が得られる。

【００４３】次に、図５に示した第４実施形態である軸
付き転がり軸受装置４１は、ばね座の機能をシールド板
４８に持たせ、略Ｖ字形の肩に形成した嵌合部４８ａ
に、圧縮コイルばね４０の外径部４０ｄ，４０ｅを嵌合
装着している。シールド板４８に形成された嵌合部４８
ａは、内輪４４の外径部直近に設けられ、かつ該嵌合部
４８ａで圧縮コイルばね４０の外径部４０ｄ，４０ｅを
嵌合するようにした。従って、軸３２の中心からシール
ド板４８の押圧部までの距離は、第１から第４実施形態
である軸付き転がり軸受装置１，２１，３１及び４１よ
りは大きくなるが、実質的にはそれほど大きな距離では
なく、外輪４５に作用するモーメントも大きくはならな
い。また、専用のばね座を用いないので、構造が簡単に
なり、安価に製造することができる。

【００４４】次に、図６に示した第５実施形態である軸
付き転がり軸受装置５１は、小径の転がり軸受を上記第
１実施形態の軸付き転がり軸受装置１に用いた内輪を有
しない転がり軸受１３である。また、大径の転がり軸受
を上記第３実施形態の軸付き転がり軸受装置３１に用い
た内輪付きの転がり軸受３３とすると共に、圧縮コイル
ばねには上記第２実施形態の軸付き転がり軸受装置２１
に用いた中間巻き部３０ｂのピッチ円直径が、座巻き部
３０ａ，３０ｃのピッチ円直径よりも大きい圧縮コイル
ばね３０である。

【００４５】本実施形態の軸付き転がり軸受装置５１に
おいては、軸５２の外周直近にばね座８，３９の嵌合部
８ａ，３９ａが設けられ、圧縮コイルばね３０の座巻き
部３０ａ，３０ｃの外径部３０ｄ，３０ｅを嵌合させる
ようにした。従って、軸付き転がり軸受装置１、３１で
説明したのと同様に、外輪５，３５に作用するモーメン
トが小さくなって該外輪５，３５の傾きが防止される。
また、ピッチ円直径の大きな中間巻き部３０ｂが、回転
中の圧縮コイルばね３０の撓みによって軸５２と接触す
ることなく、更には組付け時に、座巻き部３０ａ，３０
ｃがピッチ円直径の大きな中間巻き部３０ｂ内に収容さ
れて圧縮されるので、密着長さを短くすることができ、
組付け作業性が大幅に向上する。

【００４６】次に、図７及び図８に示した第６実施形態
である軸付き転がり軸受装置６１は、小径の転がり軸受
１３の外輪５に配設されたばね座８の嵌合部８ａに、圧
縮コイルばね７０としての円錐コイルばねの小径側の座
巻き部７０ａの外径部７０ｄが嵌合されて、圧縮コイル
ばね７０の半径方向の位置決めを行い、大径側の座巻き
部７０ｃは、シールド板６９の凹部６９ａに収容されて
いる。軸５２の中心からばね座８の作用点までの距離
は、上記第１実施形態の軸付き転がり軸受装置１で詳述
したように小さくなっており、外輪５に作用するモーメ
ントも小さく、外輪５の傾きは殆どない。

【００４７】該軸付き転がり軸受装置６１の組付け時
に、圧縮コイルばね７０を圧縮すると全ての巻き部が隣
接する大径側の巻き部内に収容された状態となるので、
密着長さを巻き線の直径と略同じ寸法にまで圧縮するこ
とができ、転がり軸受間の距離が極端に短い軸付き転が
り軸受装置でも容易に組み付けることができる。

【００４８】このような軸付き転がり軸受装置６１のハ
ウジングへの組み込みは、図８に示した小径の転がり軸
受１３を大径穴８１ｄ側から小径穴８１ｅに挿入して遊
嵌させた後、大径の転がり軸受３３を圧入治具（図示せ
ず）を用いて外輪３５が軸芯に対して傾かないようにし
て圧入部８１ｃに圧入する。転がり軸受１３の外輪５
は、小径穴８１ｅと２μｍ乃至１０μｍ程度の隙間が設
けられて遊嵌し、圧縮コイルばね７０によって押圧され
て予圧が付与されているが、外輪５に作用するモーメン
トが小さいので、傾きも小さくなっている。従って、両
転がり軸受１３，３３共に傾きのない適性な姿勢で回転
ドラム８１に組み込まれ、振動や騒音のない安定した回
転を得ることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１記
載の軸付き転がり軸受装置によれば、圧縮コイルばねの
端部に形成された座巻き部の外径部を、ばね座の嵌合部
に嵌合させて圧縮コイルばねの半径方向の位置決めを行
うようにしたので、圧縮コイルばねの内径寸法を圧縮コ
イルばねが軸に接触しない範囲で軸の外径寸法に近い値
に設定して、軸の中心から圧縮コイルばねの力の作用点
までの距離を最小長さとすることができる。従って、圧
縮コイルばねが外輪の側面を押圧する力に起因して該外
輪を軸芯に対して傾ける方向に作用するモーメントを最
小にすることができ、外輪の傾きを防止することができ
る。

【００５０】また、外輪の傾きを防止することによっ
て、振動や騒音の発生を抑えることができると共に、安
定した回転を実現できるので軸付き転がり軸受装置の寿
命を長期化することができる。

【００５１】また、本発明の請求項２記載の軸付き転が
り軸受装置によれば、圧縮コイルばねの中間巻き部のピ
ッチ円直径を、座巻き部のピッチ円直径よりも大きくし
たので、回転に伴い圧縮コイルばねが撓んでも、巻き部
が軸に接触することが防止できる。従って、圧縮コイル
ばねの接触による騒音の発生や回転トルクの増大を防止
することができ、座巻き部の内径寸法を軸の外径寸法に
極めて近い最小値に設定することができる。よって、軸
中心から圧縮コイルばねによる外輪の押圧点までの距離
を短くして、外輪に作用するモーメントを低減すること
ができる。

【００５２】また、軸付き転がり軸受装置の組み付け時
に、ピッチ円直径の小さな座巻き部をピッチ円直径の大
きな中間巻き部の内側に収容して軸方向に圧縮して密着
長さを短くすることができ、軸付き転がり軸受装置の組
付けを容易に行うことができる。

【００５３】また、本発明の請求項３記載の軸付き転が
り軸受装置によれば、大径と小径の外輪を有する転がり
軸受が配設された軸付き転がり軸受装置であって、外径
寸法が小さい方の転がり軸受の外輪を、座巻き部の外径
部が嵌合したばね座を介して圧縮コイルばねで押圧する
ようにしたので、軸芯から外輪の押圧点までの距離が短
くなり、外径寸法の小さな転がり軸受の外輪を傾ける方
向に作用するモーメントを小さくすることができる。

【００５４】また、該軸付き転がり軸受装置をハウジン
グに組み付ける際、外径寸法の大きな転がり軸受をハウ
ジングに圧入する等の手段によって外輪の傾きがないよ
うにハウジング内に固定して、外径寸法の小さな転がり
軸受を該ハウジングに遊嵌させて組付けるので、両転が
り軸受の外輪共に、軸芯に対して傾きがない状態で組付
けることができる。従って、振動や騒音の発生を防止し
て安定した回転を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の軸付き転がり軸受装置の第１実施形態
を示す縦断面図である。

【図２】本発明の軸付き転がり軸受装置の第２実施形態
を示す縦断面図である。

【図３】図２における圧縮コイルばねを圧縮して組付け
る状態を示す縦断面図である。

【図４】本発明の軸付き転がり軸受装置の第３実施形態
を示す縦断面図である。

【図５】本発明の軸付き転がり軸受装置の第４実施形態
を示す縦断面図である。

【図６】本発明の軸付き転がり軸受装置の第５実施形態
を示す縦断面図である。

【図７】本発明の軸付き転がり軸受装置の第６実施形態
を示す縦断面図である。

【図８】図７おける回転ドラムに組み込んだ状態を示す
縦断面図である。

【符号の説明】

１ 軸付き転がり軸受装置 ２ 軸 ５，６ 外輪 ８，９ ばね座 １０ 圧縮コイルばね １０ａ 座巻き部 １０ｂ 中間巻き部 １０ｃ 座巻き部 １０ｄ 外径部 １０ｅ 外径部 １３，１４ 転がり軸受 ３０ 圧縮コイルばね ３０ａ 座巻き部 ３０ｂ 中間巻き部 ３０ｃ 座巻き部 ３０ｄ，３０ｅ 外径部 ２１ 軸付き転がり軸受装置 ３１ 軸付き転がり軸受装置 ３２ 軸 ３３ 転がり軸受 ３５ 外輪 ３８，３９ ばね座 ４０ 圧縮コイルばね ４０ａ 座巻き部 ４０ｂ 中間巻き部 ４０ｃ 座巻き部 ４０ｄ，４０ｅ 外径部 ４１ 軸付き転がり軸受装置 ４３ 転がり軸受 ４５ 外輪 ５１ 軸付き転がり軸受装置 ５２ 軸 ６１ 軸付き転がり軸受装置 ７０ 圧縮コイルばね ７０ａ 座巻き部 ７０ｂ 中間巻き部 ７０ｃ 座巻き部 ７０ｄ，７０ｅ 外径部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J012 AB04 BB03 CB03 FB07 FB08 FB10 HB02 3J017 AA02 DA01 DB07 HA02 3J059 AE01 BA05 BB01 BD01 CA01 CB15 CC01 GA27 3J101 AA02 AA32 AA42 AA54 AA62 AA81 FA01 GA53

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に離間して軸に装着された一対の
   転がり軸受と、該一対の転がり軸受の外輪の互いに対向
   する面に夫々嵌合装着された一対のばね座と、該一対の
   ばね座間に圧縮された状態で装着され前記一対の外輪に
   予圧を付与する圧縮コイルばねとを備えた軸付き転がり
   軸受装置において、 前記圧縮コイルばねの少なくとも一方の座巻き部の外径
   部を前記ばね座に嵌合させて前記圧縮コイルばねの半径
   方向の位置決めを行うようにしたことを特徴とする軸付
   き転がり軸受装置。
2. 【請求項２】 前記圧縮コイルばねは、前記座巻き部間
   に形成された中間巻き部のピッチ円直径が、前記座巻き
   部のピッチ円直径よりも大径であることを特徴とする請
   求項１に記載の軸付き転がり軸受装置。
3. 【請求項３】 軸方向に離間して軸に装着され、外輪の
   外径寸法が互いに異なる一対の転がり軸受と、該一対の
   転がり軸受の外輪の互いに対向する面に夫々嵌合装着さ
   れた一対のばね座と、該一対のばね座間に圧縮された状
   態で装着され前記一対の外輪に予圧を付与する圧縮コイ
   ルばねとを備えた軸付き転がり軸受装置において、 前記外輪の外径寸法が小さい方の前記転がり軸受に配設
   される前記圧縮コイルばねの前記座巻き部の前記外径部
   を前記ばね座に嵌合させて前記圧縮コイルばねの半径方
   向の位置決めを行うようにしたことを特徴とする軸付き
   転がり軸受装置。