JP2004257515A

JP2004257515A - ピボット軸受装置

Info

Publication number: JP2004257515A
Application number: JP2003051110A
Authority: JP
Inventors: Hironori Suzuki; 弘典鈴木
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】軸受の剛性を向上させるとともに、トルク変動を防止することのできるピボット軸受装置を提供する。
【解決手段】本発明のピボット軸受装置１は、内輪３１と、外輪３２と、内輪３１と外輪３２とを回転自在に支持する玉３３と、玉３３を保持する保持器３４とから構成された軸受１０を備え、軸受１１が、ほぼ円筒状のハウジング３５と軸３０との間に組み込まれ、ハウジング３５の軸方向における両端部分にシールド板３６が固定され、シールド板３６は、外輪３２におけるハウジング３５の開口部側を覆うとともに、内輪３１の端面の一部との間に軸方向の隙間を形成し、軸３０の外周面との間に径方向の隙間を形成するように配置されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＨＤＤ装置のスイングアーム等に好適に使用されるピボット軸受装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスイングアーム用ピボット軸受装置では、軸受は内・外輪、玉、保持器、シールド板、軸、ハウジングで構成され、シールド板を有する軸受２個に予圧をかけて使用されている。さらに、ハウジング両端面にはシールド板が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
すなわち、図９に示すように、従来のピボット軸受装置１００は、両端がケース１０１に固定された軸１０２の両端近傍部分に、一対の玉軸受１０３、１０４が配置されている。玉軸受１０３、１０４は、内輪１０５の内径面で軸１０２に、外輪１０６の外径面でハウジング１０７の内周面の端部に圧入及び固定されている。玉軸受１０３、１０４には潤滑剤として、あらかじめ軌道面に微量の油が注入されている。ハウジング１０７には、ボイスコイルモータ１０８及びスイングアーム１０９が固定されている。
【０００４】
一方、軸受１０３、１０４には、玉の軸方向両側において、通常のシールド板であるシール１１０が外輪１０６に設けられており、シール１１０と内輪外径面１１１との間には微小な隙間１１２が保たれている。また、シールド板１１３が上下の玉軸受１０３、１０４の軸方向外側に配置され、軸１０２に圧入固定されている。シールド板１１３の外周面とハウジング１０７の内周面との間には、微小な隙間１１４が保たれている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１６６５２６号公報（第２頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したピボット軸受装置１００では、シールド板を装着した際の外輪外径真円度、外輪みぞ真円度の劣化による軸受トルク変動が増大したり、あるいは、軸受内部にシールド板が設けられた構成であるため、ピボット軸受装置１００を構成する２つの玉軸受１０３、１０４間のボール間スパンＬが長く取れずに十分なモーメント剛性（曲げ剛性）が確保できないことがある。さらに、軸受剛性の向上を考えた場合に、従来用いられている深溝玉軸受では組立上の玉径や玉数に限界があり、剛性の向上が難しいという状況にあった。
【０００７】
本発明は、軸受の剛性を向上させるとともに、トルク変動を防止することのできるピボット軸受装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るピボット軸受装置は、内輪と、外輪と、内輪と外輪とを回転自在に支持する玉と、玉を保持する保持器とから構成された軸受を備え、軸受が、ほぼ円筒状のハウジングと軸との間に組み込まれたピボット軸受装置であって、ハウジングの軸方向における両端部分にシールド板が固定され、シールド板は、外輪におけるハウジングの開口部側を覆うとともに、内輪の端面の一部との間に軸方向の隙間を形成し、軸の外周面との間に径方向の隙間を形成するように配置されていることを特徴としている。
【０００９】
また、上記目的を達成するための本発明に係るピボット軸受装置は、内輪と、外輪と、内輪と外輪とを回転自在に支持する玉と、玉を保持する保持器とから構成された軸受を備え、軸受が、ほぼ円筒状のハウジングと軸との間に組み込まれたピボット軸受装置であって、ハウジングの軸方向における両端部分にシールド板が固定され、シールド板は、外輪におけるハウジングの開口部側を覆うとともに、内輪の外径面との間に径方向の隙間を形成するように配置されていることを特徴としている。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明に係るピボット軸受装置は、内輪と、外輪と、内輪と外輪とを回転自在に支持する玉と、玉を保持する保持器とから構成された軸受を備え、軸受が、ほぼ円筒状のハウジングと軸との間に組み込まれたピボット軸受装置であって、内輪におけるハウジングの開口部側に内輪シールド板が固定され、ハウジングの軸方向における両端部分にハウジングシールド板が固定され、内輪シールド板は、内輪におけるハウジングの開口部側を覆うとともに、ハウジングの内径面との間に径方向の隙間を形成するように配置され、ハウジングシールド板は、内輪シールド板とラビリンスを構成するとともに、軸の外周面との間に径方向の隙間を形成するように配置されていることを特徴としている。
【００１１】
また、上記目的を達成するための本発明に係るピボット軸受装置は、内輪と、外輪と、内輪と外輪とを回転自在に支持する玉と、玉を保持する保持器とから構成された軸受を備え、軸受が、ほぼ円筒状のハウジングと軸との間に組み込まれたピボット軸受装置であって、内輪におけるハウジングの開口部側に内輪シールド板が固定され、ハウジングの軸方向における両端部分にハウジングシールド板が固定され、内輪シールド板は、内輪におけるハウジングの開口部側を覆うとともに、外輪の内径面との間に径方向の隙間を形成するように配置され、ハウジングシールド板は、内輪シールド板とラビリンスを構成するとともに、軸の外周面との間に径方向の隙間を形成するように配置されていることを特徴としている。
【００１２】
このように構成されたピボット軸受装置は、軸受の内部にシールド板を使用していないので、シールド板を設けることによる外輪外径、外輪みぞの真円度の劣化を解消することができ、これによる軸受トルク変動の発生が抑制される。また、内輪及び外輪の幅を狭くすることができるため、軸受のボール間スパンを長く設けて、軸受装置のモーメント剛性を向上させることができる。
【００１３】
また、上記のピボット軸受装置において、保持器のポケット開口部側にグリースが封入されていることが望ましい。
これにより、内輪の外径面から保持器の内径面、外輪の内径面から保持器の外径面のラビリンスにグリースが架橋しにくく、軸受のトルク変動が防止され、潤滑剤油分が内輪の外径面や外輪の内径面を伝って滲み出すまでの時間を遅らせることが可能になる。さらには、保持器のポケット開口部は、ハウジングの開口部側に向かって配置されていると良い。
【００１４】
また、上記のピボット軸受装置において、軸受の内輪と外輪の少なくとも一方が、カウンターボアタイプであることが望ましい。
さらに、カウンターボアタイプの軸受に設けられている玉の数Ｚは、玉のＰ．Ｃ．ＤをＸ（ｍｍ）としたときに、下記の式（１）から（４）の何れか１式を満たすことが望ましい。
玉の直径が、１／１３（ｉｎ）の場合、
Ｚ≧２．２８５７Ｘ−０．５１４３ …（１）
玉の直径が、１．０（ｍｍ）の場合、
Ｚ≧１．７１４３Ｘ＋０．３４２９ …（２）
玉の直径が、１．２（ｍｍ）の場合、
Ｚ≧１．５０００Ｘ−０．２１４３ …（３）
玉の直径が、１／１６（ｉｎ）の場合、
Ｚ≧１．１０７１Ｘ＋０．０５７１ …（４）
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るピボット軸受装置の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
まず、図１から図４に、本発明に係るピボット軸受装置の第１から第４実施形態を示す。
【００１６】
（第１実施形態）
図１に示す第１実施形態のピボット軸受装置１は、ほぼ円筒状に形成されたハウジング３５と、ハウジング３５の中央に同中心軸状に配置された軸３０とが設けられ、これらハウジング３５と軸３０との間に２つの軸受１０が組み込まれている。すなわち、軸３０とハウジング３５とは、軸受１０により相対回転できるように支持されている。
軸受１０は、内輪３１と、外輪３２と、内輪３１と外輪３２とを回転自在に支持する玉３３と、玉３３を保持する保持器３４とから構成されている。保持器３４のポケット開口部側（背面３４ａと反対側）には、玉３３の転動状態を滑らかに維持するためのグリース（潤滑剤）が封入されている。また、保持器３４のポケット開口部は、ハウジング３５の開口部側に向かって配置されている。
【００１７】
また、ハウジング３５の軸方向における両端部分には、シールド板３６が固定されている。シールド板３６は、外輪３２におけるハウジング３５の開口部側の端面を覆うように装着されており、その内径側の先端近傍部分は、内輪３１の端面の一部との間に軸方向の隙間を形成し、さらに、軸３０の外周面との間に径方向の隙間を形成するように配置されている。これらの隙間は、それぞれ微小な大きさに形成されており、十分なシール効果が得られるように構成されている。すなわち、シールド板３６は、ハウジング３５の両端部分において、外輪３２及び玉３３と内輪３１の途中位置まで覆っており、外部から軸受１０への異物の混入を防いでいる。
【００１８】
このように、軸受１０は、軸受内部にシールド板を設けていないため、外輪みぞの真円度劣化が防止され、軸受トルク変動が抑制される。また、内輪３１または外輪３２にシールド板を設けるための溝等を形成する必要がないので、内輪３１と外輪３２の幅（軸方向の長さ）を狭くすることが可能になる。よって、２つの軸受１０の間のボール間スパンを、従来のピボット軸受装置よりも長く取ることが可能になり、ピボット軸受装置のモーメント剛性の向上が可能になる。さらに、外輪３２側からのグリース漏れを防止することができる。
【００１９】
また、軸受１０のグリースは、保持器３４のポケット開口部側に封入されている。
したがって、内輪３１の外径面から保持器３４の内径面、外輪３２の内径面から保持器３４の外径面のラビリンスにグリースが架橋しにくくなるため、軸受１０のトルク変動が防止され、グリースの潤滑剤油分が内輪３１の外径面や外輪３２の内径面を伝って軸受外部に滲み出すまでの時間を遅らせることが可能になる。
【００２０】
（第２実施形態）
図２に示す第２実施形態のピボット軸受装置２は、ハウジング３５の軸方向における両端部分に固定されたシールド板３６が、軸受１１の外輪３２ａにおけるハウジング３５の開口部側を覆うとともに、内輪３１ａの外径面との間に径方向の隙間を形成するように配置されている。
この第２実施形態のピボット軸受装置２は、上述したピボット軸受装置１と同様に、軸受の剛性を向上させるとともに、トルク変動を防止することができる。
【００２１】
（第３実施形態）
図３に示す第３実施形態のピボット軸受装置３は、ハウジング３５の軸方向における両端部分にハウジングシールド板３６が固定され、軸受１２の内輪３１ｂにおけるハウジング３５の開口部側に内輪シールド板３７が固定されている。内輪シールド板３７は、内輪３１ｂにおけるハウジング３５の開口部側を覆うとともに、ハウジング３５の内径面との間に径方向の隙間を形成するように配置されている。また、ハウジングシールド板３６は、内輪シールド板３７と微小な隙間を形成してラビリンスを構成するとともに、軸３０の外周面との間に径方向の隙間を形成するように配置されている。
この第３実施形態のピボット軸受装置３は、上述したピボット軸受装置１，２と同様に、軸受の剛性を向上させるとともに、トルク変動を防止することができる。また、シールド板を２つ設けることにより、上述したピボット軸受装置１，２に比べて、シール効果を高めている。
【００２２】
（第４実施形態）
図４に示す第４実施形態のピボット軸受装置４は、軸受１３の内輪３１ｃにおけるハウジング３５の開口部側に内輪シールド板３８が固定され、ハウジング３５の軸方向における両端部分にハウジングシールド板３６が固定されている。内輪シールド板３８は、内輪３１ｃにおけるハウジング３５の開口部側を覆うとともに、外輪３２ｃの内径面との間に径方向の隙間を形成するように配置されている。また、ハウジングシールド板３６は、内輪シールド板３８とラビリンスを構成するとともに、軸３０の外周面との間に径方向の隙間を形成するように配置されている。
この第４実施形態のピボット軸受装置４は、上述したピボット軸受装置１，２と同様に、軸受の剛性を向上させるとともに、トルク変動を防止することができる。また、シールド板を２つ設けることにより、上述したピボット軸受装置１，２に比べて、シール効果を高めている。
【００２３】
（第５から第８実施形態）
次に、図５から図８に、本発明に係るピボット軸受装置の第５から第８実施形態を示す。
これらのピボット軸受装置５，６，７，８は、上述したピボット軸受装置１，２，３，４の軸受１０，１１，１２，１３の内外輪の少なくとも一方を、カウンターボアタイプとしたものである。すなわち、軸受１４，１５，１６，１７の内輪４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃと外輪４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃの少なくとも一方が、カウンターボアタイプである。また、保持器３４の開口部側にグリースが封入されていて、軸受１４，１５，１６，１７の内部にはシールド板が設けられていない。
【００２４】
深溝玉軸受を組み立てる場合には、内輪を外輪の内径部に偏らせて組み合わせた後、その内輪と外輪との隙間に玉を挿入するため、組み込める玉数が少なく制限される。一方、軸受１４，１５，１６，１７のように、カウンターボアタイプの軸受の場合には、内輪もしくは外輪の軌道に玉を目一杯配置した場合でも、軸方向から相手側の外輪または内輪を組み付けることができる。そのため、軸受１４，１５，１６，１７は、上述した軸受１０，１１，１２，１３に比べて、玉数を多く組み込むことができる。
【００２５】
軸受１４，１５，１６，１７に設けられている玉の数Ｚは、玉のＰ．Ｃ．Ｄ（ＰｉｔｃｈＣｉｒｃｌｅＤｉａｍｅｔｅｒ）をＸ（ｍｍ）としたときに、下記の式（１）から（４）の何れか１式を満たすように構成されている。なお、玉のＰ．Ｃ．Ｄとは、軸受の中心から玉の中心までの距離を半径とする円の直径である。
玉の直径が、１／１３（ｉｎ）の場合、
Ｚ≧２．２８５７Ｘ−０．５１４３ …（１）
玉の直径が、１．０（ｍｍ）の場合、
Ｚ≧１．７１４３Ｘ＋０．３４２９ …（２）
玉の直径が、１．２（ｍｍ）の場合、
Ｚ≧１．５０００Ｘ−０．２１４３ …（３）
玉の直径が、１／１６（ｉｎ）の場合、
Ｚ≧１．１０７１Ｘ＋０．０５７１ …（４）
これらの式（１）から（４）は、それぞれの玉の直径とＰ．Ｃ．Ｄにおいて、軸受組み立て時の外輪の変形荷重点にかかる応力が塑性変形の降伏点を超えないための、玉の数の許容値を算出したものである。
このように、ピボット軸受装置５，６，７，８は、軸受１４，１５，１６，１７に組み込む玉の数を、従来用いられている深溝玉軸受より増やして、剛性を高めることができる。
【００２６】
なお、本発明のピボット軸受装置は、上述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るピボット軸受装置によれば、軸受の内部にシールド板を使用していないので、シールド板を設けることによる外輪外径、外輪みぞの真円度の劣化を解消することができ、これによる軸受トルク変動の発生が抑制される。また、内輪及び外輪の幅を狭くすることができるため、軸受のボール間スパンを長く設けて、軸受装置のモーメント剛性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るピボット軸受装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係るピボット軸受装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係るピボット軸受装置の第３実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明に係るピボット軸受装置の第４実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明に係るピボット軸受装置の第５実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明に係るピボット軸受装置の第６実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明に係るピボット軸受装置の第７実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明に係るピボット軸受装置の第８実施形態を示す断面図である。
【図９】従来のピボット軸受装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１〜８ピボット軸受装置
１０〜１７軸受
３０軸
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ内輪
３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ外輪
３３玉
３４保持器
３４ａ背面
３５ハウジング
３６シールド板（ハウジングシールド板）
３７，３８内輪シールド板

Claims

内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪とを回転自在に支持する玉と、前記玉を保持する保持器とから構成された軸受を備え、前記軸受が、ほぼ円筒状のハウジングと軸との間に組み込まれたピボット軸受装置であって、
前記ハウジングの前記軸方向における両端部分にシールド板が固定され、
前記シールド板は、前記外輪における前記ハウジングの開口部側を覆うとともに、前記内輪の端面の一部との間に軸方向の隙間を形成し、前記軸の外周面との間に径方向の隙間を形成するように配置されていることを特徴とするピボット軸受装置。
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪とを回転自在に支持する玉と、前記玉を保持する保持器とから構成された軸受を備え、前記軸受が、ほぼ円筒状のハウジングと軸との間に組み込まれたピボット軸受装置であって、
前記ハウジングの前記軸方向における両端部分にシールド板が固定され、
前記シールド板は、前記外輪における前記ハウジングの開口部側を覆うとともに、前記内輪の外径面との間に径方向の隙間を形成するように配置されていることを特徴とするピボット軸受装置。
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪とを回転自在に支持する玉と、前記玉を保持する保持器とから構成された軸受を備え、前記軸受が、ほぼ円筒状のハウジングと軸との間に組み込まれたピボット軸受装置であって、
前記内輪における前記ハウジングの開口部側に内輪シールド板が固定され、前記ハウジングの前記軸方向における両端部分にハウジングシールド板が固定され、前記内輪シールド板は、前記内輪における前記ハウジングの開口部側を覆うとともに、前記ハウジングの内径面との間に径方向の隙間を形成するように配置され、
前記ハウジングシールド板は、前記内輪シールド板とラビリンスを構成するとともに、前記軸の外周面との間に径方向の隙間を形成するように配置されていることを特徴とするピボット軸受装置。
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪とを回転自在に支持する玉と、前記玉を保持する保持器とから構成された軸受を備え、前記軸受が、ほぼ円筒状のハウジングと軸との間に組み込まれたピボット軸受装置であって、
前記内輪における前記ハウジングの開口部側に内輪シールド板が固定され、前記ハウジングの前記軸方向における両端部分にハウジングシールド板が固定され、前記内輪シールド板は、前記内輪における前記ハウジングの開口部側を覆うとともに、前記外輪の内径面との間に径方向の隙間を形成するように配置され、
前記ハウジングシールド板は、前記内輪シールド板とラビリンスを構成するとともに、前記軸の外周面との間に径方向の隙間を形成するように配置されていることを特徴とするピボット軸受装置。
請求項１から４の何れか１項に記載のピボット軸受装置において、
前記保持器のポケット開口部側にグリースが封入されていることを特徴とするピボット軸受装置。
請求項１から５の何れか１項に記載のピボット軸受装置において、
前記軸受の前記内輪と前記外輪の少なくとも一方が、カウンターボアタイプであることを特徴とするピボット軸受装置。
請求項６に記載のピボット軸受装置において、前記軸受に設けられている前記玉の数Ｚは、前記玉のＰ．Ｃ．ＤをＸ（ｍｍ）としたときに、下記の式（１）から（４）の何れか１式を満たすことを特徴とするピボット軸受装置。
前記玉の直径が、１／１３（ｉｎ）の場合、
Ｚ≧２．２８５７Ｘ−０．５１４３ …（１）
前記玉の直径が、１．０（ｍｍ）の場合、
Ｚ≧１．７１４３Ｘ＋０．３４２９ …（２）
前記玉の直径が、１．２（ｍｍ）の場合、
Ｚ≧１．５０００Ｘ−０．２１４３ …（３）
前記玉の直径が、１／１６（ｉｎ）の場合、
Ｚ≧１．１０７１Ｘ＋０．０５７１ …（４）