JP2005090718A - 玉軸受及び軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 組み付け前の状態で玉軸受１３ａにラジアル方向の正の内部隙間を設けると共に、この玉軸受１３ａに接触角を持たせつつ予圧を付与した状態で使用した場合に、軸受寿命及び耐衝撃性を十分に確保しつつ、保持器音及び回転非同期振れを抑える。
【解決手段】 外輪軌道１１ａの曲率半径ｒ_e の各玉１２、１２の直径Ｄ_a に対する比ｒ_e ／Ｄ_a を、０．５５〜０．５７とし、内輪軌道９ａの曲率半径ｒ_i の各玉１２、１２の直径Ｄ_a に対する比ｒ_i ／Ｄ_a を、０．５２〜０．５４とする。又、４０℃での基油の動粘度が１８〜１００mm² ／ｓであるグリースにより内部を潤滑する。又、組み付け前の状態でのラジアル方向の内部隙間ｃを、Ｄ_a とｒ_e との関係で適切に規制する。
【選択図】 図１

Description

本発明の玉軸受及び軸受装置は、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）やビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）用のスピンドルモータ、ロータリアクチュエータ、ロータリエンコーダ等、各種精密回転部分や精密工作機械の回転部分に組み込んでこの回転部分を支持する為に利用する。

コンピュータ等の記憶装置として使用するＨＤＤは、例えば特許文献１に記載されている様に、図９に示す様な構造を有する。ＨＤＤの使用時にハードディスク１は、ダイレクトドライブ型のスピンドルモータにより高速で回転する。又、先端部にヘッド２を設けたスイングアーム３の基端部は、例えば図１０に示す様な複列玉軸受ユニット４により、基板５上に植設した、上記ハードディスク１（図９）の回転軸と平行な支持軸６に対し、揺動変位自在に支持している。

上記複列玉軸受ユニット４を構成する為に、内側部材である円筒状の内筒７の外周面のうちで軸方向に離隔した２個所位置に内輪８、８を、締り嵌めで外嵌固定している。又、これら各内輪８、８の外周面には、それぞれ深溝型若しくはアンギュラ型の内輪軌道９、９を形成している。又、上記各内輪８、８の周囲に外輪１０、１０を、これら各内輪８、８と同心に配置している。これら各外輪１０、１０の内周面には、それぞれ深溝型若しくはアンギュラ型の外輪軌道１１、１１を形成している。そして、上記各内輪軌道９、９とこれら各外輪軌道１１、１１との間に、それぞれ複数個ずつの玉１２、１２を転動自在に設けて、１対の玉軸受１３、１３としている。

又、上記各外輪１０、１０の両端部内周面には、それぞれ円輪状のシールド板１４、１４の外周縁を係止し、これら両シールド板１４、１４によって、上記玉１２、１２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したりするのを防止している。又、上記各玉１２、１２は、円環状に形成した保持器１５、１５により転動自在に保持している。尚、密封装置として、上記非接触型のシールド板１４、１４に代えて、接触型や非接触型のシール板を使用する場合もある。

上記各保持器１５、１５としては、例えば、図１１に示す様に、冠型保持器と呼ばれるものを使用する。この図１１に示した保持器１５は、円環状の主部１６と、この主部１６の軸方向片面に等間隔に設けられた複数のポケット１７、１７とを備える。これら各ポケット１７、１７は、互いに間隔をあけて配置した１対の弾性片１８、１８と、上記主部１６の片面（図１１の上面）でこの１対の弾性片１８、１８の間部分に設けた凹面部１９とから構成する。そして、各ポケット１７に玉１２（図１０）を１個ずつ、転動自在に保持する。この様に構成する各ポケット１７、１７の内周面は、その全体を球状凹面としている。この球状凹面の曲率半径は、上記玉１２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１５は、例えば合成樹脂を射出成形する事により、一体に形成している。

上記各玉１２、１２は、各ポケット１７、１７を構成する１対ずつの弾性片１８、１８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１８、１８の間に押し込む。そして、上記各玉１２、１２を各ポケット１７、１７の内側に、転動自在に保持する。この状態で、上記各玉１２、１２の転動面と上記各ポケット１７、１７の内周面との間には、微小な隙間が存在する。従って、上記各玉１２、１２を上記各ポケット１７、１７に保持した状態では、上記保持器１５がこれら各玉１２、１２を円周方向に亙って等間隔に保持すると共に、各玉１２、１２によって上記保持器１５のラジアル方向位置を規制する。又、上記微小な隙間の存在により、これら各玉１２、１２の転動を円滑に行なえる。

それぞれが上述の様に構成する１対の保持器１５、１５により玉１２、１２を保持した１対の玉軸受１３、１３により複列玉軸受ユニット４（図１０）を構成するには、前記１対の外輪１０、１０を、互いに対向する端面同士を間座２０（図１０）を介して突き合わせると共に、前記１対の内輪８、８を前記内筒７（図１０）の軸方向両端部に、締まり嵌め或は接着により外嵌固定する。この様に構成した複列玉軸受ユニット４により前記スイングアーム３（図９）の基端部を、前記支持軸６に対して揺動自在に支持するには、この支持軸６の周囲に上記内筒７を配置する。そして、この内筒７を、上記支持軸６の基端部に設けた段部２１と、上記支持軸６の先端面にねじ２２により結合固定した抑え板２３との間で挟持する。図示の例では、上記１対の内輪８、８を、上記段部２１と上記抑え板２３とにより互いに近づき合う方向に押圧して、上記１対の玉軸受１３、１３に所定の接触角を持たせつつ、所定の予圧を付与している。又、これら各玉軸受１３、１３を組み付ける前の状態では、これら各玉軸受１３、１３にラジアル方向の正の内部隙間を設けている。

又、上記各外輪１０、１０及び間座２０の外周面に、上記スイングアーム３の基端部を構成するＥブロック２４を、締り嵌め或は接着により外嵌固定する。そして、このＥブロック２４の一部分に、前記スイングアーム３を駆動する（揺動させる）為の、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２５を取り付けている。

上述の様に組み立てた状態で、上記スイングアーム３の先端部に支持した前記ヘッド２（図９）は、このスイングアーム３の揺動に伴って、前記ハードディスク１（図９）の表面に近接した状態のまま、この表面を倣う様に移動しつつ、信号の読み取り並びに書き込みを行なう。尚、ＨＤＤやＦＤＤ等の磁気ディスクドライブ装置やＶＴＲ等の各種ＡＶ機器の回転支持部を構成するのにも、ほぼ同様の複列玉軸受ユニットが使用されている。

近年、ＨＤＤ等の記憶装置の高密度化が進み、ハードディスク１やフレキシブルディスクに信号を記録するトラックの幅が益々狭くなっている。又、磁気記録の読み取り並びに書き込みの高速化も図られている。そして、この様に極端に幅が狭くなっているトラックを、ヘッド２により忠実に、しかも高速でトレースする必要上、上記スイングアーム３の揺動変位に伴う位置決め精度並びに揺動速度の向上、及び、ハードディスク１を高速で回転するスピンドルモータの回転精度の向上が求められている。そして、この様な要求に応じるべく、上記複列玉軸受ユニット４として、高い回転精度を有するものが求められている。又、この複列玉軸受ユニット４は、室内で使用される事が多く、高い静粛性を有する事も求められている。ところが、図９に示した従来の複列玉軸受ユニット４の場合には、この様な要求に応える事が難しい。

即ち、上述した複列玉軸受ユニット４を構成する玉軸受１３、１３の場合、各玉１２、１２の転動を円滑に行なわせる為に、これら各玉１２、１２の転動面と各保持器１５、１５を構成するポケット１７、１７の内面との間に存在する隙間を、或る程度大きくしている。但し、この隙間の存在に基づいてこれら各保持器１５、１５が、ラジアル方向に亙って変位する事が避けられない。この様な変位が発生すると、所謂保持器音と呼ばれる騒音を伴う振動が発生する。この保持器１５、１５の振動は、各玉１２、１２に対する各保持器１５、１５の動き量が大きくなる事に起因して、これら各玉１２、１２と保持器１５、１５との間の滑り摩擦に基づいて発生する。又、これら各保持器１５、１５に対する各玉１２、１２の動き量が大きくなる為、これら各玉１２、１２の円周方向に亙る不等配（円周方向に亙る配置のばらつき）が大きくなる。そして、この様に各玉１２、１２の円周方向に亙る不等配が大きくなる事に起因して、上記玉軸受１３、１３に、回転非同期振れ（Non Repeatable Run-out＝ＮＲＲＯ）と呼ばれる、１回転毎に繰り返されないラジアル方向の微小変位が発生する事が知られている。ＨＤＤ等の高精度機器の回転支持部に組み込む玉軸受１３、１３にこの様な微小変位が発生すると、この高精度機器の性能を悪化させる原因となる。特に、上記回転非同期振れのうちでも、保持器回転成分ＮＲＲ−ｆ_C がこの性能に及ぼす影響は大きい。

これに対して、従来から、上記各玉１２、１２の転動面と上記各ポケット１７、１７の内面との間の隙間を小さくする事により、上記保持器音及び回転非同期振れの保持器回転成分ＮＲＲ−ｆ_C を抑える事が考えられている。但し、この隙間を小さくし過ぎると、軸受トルクが増大したり、潤滑不良により音響特性が悪化し易くなる。この為、この隙間を小さくする事には限界がある。

一方、本発明者が、外輪軌道１１及び内輪軌道９の断面形状の曲率半径が種々に異なる玉軸受１３を使用して、保持器音の測定を行なったところ、各玉１２の転動面と各内輪、外輪軌道９、１１との面圧を大きくした場合には、保持器を小さくできる事が分かった。

又、本発明者が、上記保持器１５のラジアル方向の振れと回転回数との関係を計算により求めたところ、図１２に示す様な計算結果が得られた。この図１２から明らかな様に、保持器１５のラジアル方向の振れ量は、回転回数の増大に伴って周期的に大きくなる。又、本発明者が各玉１２と保持器１５との衝突力を求めたところ、保持器１５の振れ量が最も大きくなる場合にこの衝突力が最も大きくなる事が分かった。この衝突力が大きくなると、保持器音及び回転非同期振れが発生し易くなる。そこで、本発明者は、保持器１５と玉１２との衝突力を小さくし、当該衝突による不安定な振動に基づく保持器音及び回転非同期振れを小さくする為には、上記各玉１２、１２と各内輪、外輪軌道９、１１との接触部での面圧を大きくする事により、保持器１５の振れ量を小さくする事が重要であると考えた。一方、この面圧が過大になった場合には、軸受寿命及び耐衝撃性が低下する為、この面圧が過大にならない様にする事を考慮する必要がある。

更に、前述の図１０に示した様に、組み付け前の状態、即ち、各玉１２、１２を単列のみ設けた状態で、ラジアル方向の内部隙間を有する玉軸受１３、１３とし、各玉１２、１２に予圧を付与して（０ではない）接触角を持つ状態で使用する玉軸受１３、１３の場合には、上記保持器音及び回転非同期振れが大きくなり易い事が分かった。この理由を、本発明者は次の様に考えた。即ち、前述の図１０に示した様に予圧を付与して接触角を持たせた構造の場合、各玉１２、１２の転動面と各内輪、外輪軌道９、１１との接触部は、ヘルツの弾性接触により弾性変形する。このとき、接触角が存在すると、この接触角に対応して、上記各玉１２、１２と各内輪、外輪軌道９、１１との接触点に作用する分力が小さくなり、上記接触部での面圧が小さくなる。この様に、前述の図１０に示した構造の場合には、この接触部での面圧が小さくなる為、この接触部に存在する油膜での滑りが大きくなり、この接触部に作用するトラクション力が小さくなる。この為、上記各玉１２、１２が保持器１５に押される事により、これら各玉１２、１２の円周方向に亙る不等配が著しくなり易い。この様に前述の図１０に示した構造の場合には、この不等配が著しくなる為、図１３に示す様に、上記保持器１５がラジアル方向に大きく変位して、保持器１５の回転非同期振れ成分ＮＲＲ−ｆ_C と、保持器音とが大きくなり易い。
又、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１の他に、特許文献２〜８及び非特許文献１〜２がある。

特開平７−１１１０５３号公報 特開２０００−６５０６９号公報 特開平１１−１２５２５９号公報 特開平１０−１５９８４３号公報 特開２００２−２３５７３９号公報 特開２００１−１２４６４号公報 特開平６−２２１３２６号公報 特開２０００−９７２４３号公報 転がり軸受工学編集委員会編「転がり軸受工学」株式会社養賢堂発行、１９７５年７月１０日、ｐ．８２〜８４ 日本精工株式会社編「ＮＳＫ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ Ｎｏ．６５６」、１９９３年、ｐ．１５〜２１

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、組み付け前の状態で玉軸受にラジアル方向の正の内部隙間を設けると共に、この玉軸受に接触角を持たせつつ予圧を付与した状態で使用するのにも拘らず、軸受寿命及び耐衝撃性を十分に確保しつつ、保持器音及び回転非同期振れを抑えるべく発明したものである。

本発明の玉軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪相当部材と、外周面に内輪軌道を有する内輪相当部材と、これら外輪軌道と内輪軌道との間にそれぞれ転動自在に設けられた複数個の玉と、これら各玉を転動自在に保持する保持器とを備える。又、この保持器は、全体が円環状若しくは円筒状で、複数のポケットを円周方向に亙り間欠的に形成したものである。又、上記外輪軌道の中心軸を含む仮想平面に関するこの外輪軌道の断面形状の曲率半径をｒ_e とし、上記内輪軌道の中心軸を含む仮想平面に関するこの内輪軌道の断面形状の曲率半径をｒ_i とし、上記各玉の直径をＤ_a とした場合に、０．５５≦ｒ_e ／Ｄ_a ≦０．５７、且つ、０．５２≦ｒ_i ／Ｄ_a ≦０．５４である。又、上記各玉を単列のみ設けた状態でラジアル方向の正の内部隙間を設けており、内部を潤滑剤により潤滑すると共に、上記各玉と上記外輪軌道及び内輪軌道とを所定の大きさの接触角で接触させつつ、これら各玉に予圧を付与した状態で使用する。

又、請求項４に記載した、本発明の軸受装置は、上述の玉軸受を備え、各玉と外輪軌道及び内輪軌道とを所定の大きさの接触角で接触させつつ、これら各玉に予圧を付与している。

上述の様に構成する本発明の玉軸受及びこの玉軸受を組み込んだ軸受装置によれば、組み付け前の状態で玉軸受にラジアル方向の正の内部隙間を設けると共に、この玉軸受に接触角を持たせつつ予圧を付与した状態で使用するのにも拘らず、各玉と各内輪、外輪軌道との接触部に適切な大きさの面圧を加える事ができる。この為、軸受寿命及び耐衝撃性を十分に確保しつつ、保持器音及び回転非同期振れを抑える事ができる。

本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、潤滑剤を、４０℃での基油の動粘度が１８〜１００mm² ／ｓであるグリースとすると共に、各玉を単列のみ設けた状態でのラジアル方向の内部隙間をｃとした場合に、ｃ≦Ｄ_a ｛０．００８３４＋０．４１７（ｒ_e ／Ｄ_a −０．５５）｝とする。

この好ましい構成によれば、玉軸受の内部を、所定の動粘度を有する基油を用いたグリースにより潤滑できると共に、各玉と各内輪、外輪軌道との接触部に、より適切な大きさの面圧を加える事ができる。この為、これら各玉の動きを拘束し易くでき、軸受寿命及び耐衝撃性を十分に確保しつつ、保持器音及び回転非同期振れを抑えると言った効果を、より効果的に得る事ができる。

又、好ましくは、請求項３に記載した様に、潤滑剤を、４０℃での基油の動粘度が１８〜１００mm² ／ｓであるグリースとすると共に、０．５６≦ｒ_e ／Ｄ_a ≦０．５７、且つ、０．５２５≦ｒ_i ／Ｄ_a ≦０．５４とする。

この好ましい構成によれば、玉軸受の内部を所定の動粘度を有する基油を用いたグリースにより潤滑できると共に、各玉と各内輪、外輪軌道との接触部に、より適切な大きさの面圧を加える事ができる。この為、軸受寿命及び耐衝撃性を十分に確保しつつ、保持器音及び回転非同期振れを抑えると言った効果を、より効果的に得る事ができる。

又、本発明の軸受装置を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、外輪相当部材又はこの外輪相当部材を内嵌固定する外側部材を構成する材料の線膨張係数を、内輪相当部材又はこの内輪相当部材を外嵌固定する内側部材を構成する材料の線膨張係数よりも大きくすると共に、各玉に定位置予圧法により予圧を付与する。より好ましくは、上記外側部材を構成する材料の線膨張係数を、（２０〜５０）×１０^-6｛更に好ましくは（２０〜２５）×１０^-6｝とし、上記内側部材を構成する材料の線膨張係数を、（１０．１〜１６．８）×１０^-6とする。更に好ましくは、玉軸受の外輪相当部材及び内輪相当部材を構成する材料の線膨張係数を、（１０．１〜１６．８）×１０^-6｛更に好ましくは（１０．１〜１３．５）×１０^-6｝とする。

この好ましい構成によれば、温度変化により玉軸受に付与される予圧が変動しても、各内輪、外輪軌道の断面形状の曲率半径を、各玉の直径との関係で適切に規制する事により、前記予圧の変動の影響を緩和し、軸受寿命及び耐衝撃性を十分に確保しつつ、保持器音及び回転非同期振れを抑える事ができると言った効果が顕著になる。

図１は、本発明の実施例１の玉軸受１３ａを示している。この玉軸受１３ａは、深溝型又はアンギュラ型のラジアル玉軸受で、内周面に外輪軌道１１ａを有する外輪相当部材である、外輪１０と、外周面に内輪軌道９ａを有する内輪相当部材である、内輪８と、これら外輪軌道１１ａと内輪軌道９ａとの間にそれぞれ転動自在に設けられた複数個の玉１２、１２と、これら各玉１２、１２を転動自在に保持する保持器１５とを備える。又、この保持器１５は、全体を円環状に形成しており、複数のポケット１７を円周方向に亙り間欠的に形成している。尚、この保持器１５の具体的な構造に就いては、前述の図１１に示した従来構造の場合と同様である為、重複する説明は省略する。

特に、本例の玉軸受１３ａは、上記外輪軌道１１ａの中心軸を含む仮想平面に関するこの外輪軌道１１ａの断面形状の曲率半径をｒ_e とし、上記内輪軌道９ａの中心軸を含む仮想平面に関するこの内輪軌道９ａの断面形状の曲率半径をｒ_i とし、上記各玉１２、１２の直径をＤ_a とした場合に、０．５５≦ｒ_e ／Ｄ_a ≦０．５７、且つ、０．５２≦ｒ_i ／Ｄ_a ≦０．５４を満たす様に、各部の寸法を規制している。より好ましくは、０．５６≦ｒ_e ／Ｄ_a ≦０．５７、且つ、０．５２５≦ｒ_i ／Ｄ_a ≦０．５４を満たす様に各部の寸法を規制する。又、本例の玉軸受１３ａは、使用時に、外側部材であるＥブロック２４（図１０参照）の内周面と、内側部材である内筒７（図１０参照）の外周面との間に組み付ける。そして、上記玉軸受１３ａを上記Ｅブロック２４の内周面とこの内筒７の外周面との間に組み付ける前の状態、即ち、上記各玉１２、１２を単列のみ設けた状態で、この玉軸受１３ａに、ラジアル方向の正の内部隙間を設けている。この内部隙間は、この玉軸受１３ａの組立性の向上を図る面から、０．００３mm（３μｍ）以上、より好ましくは、０．００５mm（５μｍ）以上とする。そして、この玉軸受１３ａの使用時に、この玉軸受１３ａの内部を潤滑剤であるグリースにより潤滑すると共に、上記各玉１２、１２と上記各内輪、外輪軌道９ａ、１１ａとを所定の（０ではない）大きさの接触角で接触させつつ、これら各玉１２、１２に予圧を付与する。この所定の大きさの接触角は、５〜３０度が好ましい。この接触角が５度よりも小さいと、アキシアル剛性が小さくなり、回転精度に影響を及ぼし、逆に接触角が３０度よりも大きいと、スピンが大きくなり、発熱等の問題を生じる。より好ましくは、この接触角を、１０〜２２度とする。

又、本例の場合には、上記グリースの４０℃での基油の動粘度を、１８〜１００mm² ／ｓとしている。又、上記Ｅブロック２４の内周面と内筒７の外周面との間に玉軸受１３ａを組み付ける前の状態での、この玉軸受１３ａのラジアル方向の内部隙間をｃとした場合に、ｃ≦Ｄ_a ｛０．００８３４＋０．４１７（ｒ_e ／Ｄ_a −０．５５）｝の関係を満たす様に、この内部隙間ｃを規制している。

それぞれが上述の様に構成する本例の玉軸受１３ａは、前述の図１０に示した様に、上記Ｅブロック２４の内周面と内筒７の外周面との間に１対組み込んで、軸受装置である、複列玉軸受ユニット４を構成した状態で使用する。又、この複列玉軸受ユニット４は、上記各玉軸受１３ａを構成する外輪１０の軸方向一端面を、間座２０を介して突き合わせると共に、各内輪８を、基板５に設けた段部２１及び抑え板２３とにより、互いに近づき合う方向に押圧する。そして、上記各玉軸受１３ａを構成する各玉１２、１２に、定位置予圧法により、所定の予圧を付与する。

又、本例の場合には、上記Ｅブロック２４を構成する材料の線膨張係数を、上記内筒７を構成する材料の線膨張係数よりも大きくしている。具体的には、上記Ｅブロック２４を構成する材料の線膨張係数を、（２０〜５０）×１０^-6とし、上記内筒７を構成する材料の線膨張係数を、（１０．１〜１６．８）×１０^-6としている。より好ましくは、上記玉軸受１３ａの外輪１０及び内輪８を構成する材料の線膨張係数を（１０．１〜１６．８）×１０^-6｛更に好ましくは（１０．１〜１３．５）×１０^-6｝とする。例えば、上記Ｅブロック２４を構成する材料として、線膨張係数が（２０〜２５）×１０^-6であるアルミニウム合金、線膨張係数が２０．５×１０^-6である銅合金、線膨張係数が（２０〜５０）×１０^-6である合成樹脂等を使用する。又、このうちのアルミニウム合金は、最も汎用性が高い。この為、上記Ｅブロック２４を構成する材料のより好ましい線膨張係数は、このアルミニウム合金の線膨張係数と同じ範囲である、（２０〜２５）×１０^-6とする。

又、上記内筒７と外輪１０及び内輪８とを構成する材料として、線膨張係数が１０．１×１０^-6であるマルテンサイトステンレス鋼、線膨張係数が１２．５×１０^-6である軸受鋼、線膨張係数が１３．５×１０^-6である中炭素鋼、線膨張係数が１６．８×１０^-6であるオーステナイトステンレス鋼等を使用する。但し、上記外輪１０及び内輪８を構成する材料として、オーステナイトステンレス鋼を使用する事は実際上少ない。この為、この外輪１０及び内輪８を構成する材料の、より好ましい線膨張係数は、上記マルテンサイトステンレス鋼と、軸受鋼と、中炭素鋼との線膨張係数を含み、上記オーステナイトステンレス鋼の線膨張係数を除いた範囲である、（１０．１〜１３．５）×１０^-6とする。又、前記各玉１２を構成する材料として、上記外輪１０及び内輪８を構成する材料と同じものを使用できる他、線膨張係数が２．６×１０^-6である窒化珪素Si₃N ₄等も使用できる。

又、本例の玉軸受及びこの玉軸受を組み込んだ軸受装置は、疲労限度荷重以下の大きさのラジアル荷重を付与する状態で使用する。ここで、「疲労限度荷重」とは、非特許文献２等に記載されて従来から知られている様に、Ｌ₁₀寿命が１０¹¹サイクル（応力繰り返し数）に達する場合での最大のラジアル荷重を言う。特に、本例の玉軸受及び軸受装置は、上記「疲労限度荷重」を、各内輪、外輪軌道９ａ、１１ａと各玉１２との接触部での最大接触面圧が１８５０ＭPaとなる場合でのラジアル荷重とする。

上述の様に構成する本例の玉軸受とこれを組み込んだ軸受装置の場合には、玉軸受１３ａを構成する外輪軌道１１ａの中心軸を含む仮想平面に関するこの外輪軌道１３ａの断面形状の曲率半径をｒ_e とし、内輪軌道９ａの中心軸を含む仮想平面に関するこの内輪軌道９ａの断面形状の曲率半径をｒ_i とし、各玉１２、１２の直径をＤ_a とした場合に、０．５５≦ｒ_e ／Ｄ_a ≦０．５７、且つ、０．５２≦ｒ_i ／Ｄ_a ≦０．５４を満たす様に各部の寸法を規制している。この為、組み付け前の状態で玉軸受１３ａにラジアル方向の正の内部隙間を設けると共に、この玉軸受１３ａに接触角を持たせつつ予圧を付与した状態で使用する場合に、軸受寿命及び耐衝撃性を十分に確保しつつ、保持器音及び回転非同期振れを抑える事ができる。次に、この理由に就いて詳しく説明する。

即ち、前述した様に、本発明者が行なった保持器音の測定結果及び計算結果から、上記内輪軌道９ａ及び外輪軌道１１ａと各玉１２、１２との接触部での面圧を大きくすれば、各玉１の円周方向に亙る不等配を生じにくくでき、保持器１５の振れ量を小さくでき、保持器音及び回転非同期振れを小さくできる事が分かった。又、この振れ量を小さくできる理由として、各玉１２、１２の自転滑り及び公転滑りや円周方向の進み遅れの違いに基づく各玉１２、１２の円周方向に亙る不等配を生じにくくできる事が考えられる。又、上記各内輪、外輪軌道９ａ、１１ａの断面形状の曲率半径ｒ_i 、ｒ_e の、上記各玉１２、１２の直径Ｄ_a に対する比ｒ_i ／Ｄ_a 、ｒ_e ／Ｄ_a を大きくする事により、上記面圧は大きくできる。即ち、従来から一般的に使用されている玉軸受に於いて、各玉の直径Ｄ_a に対する内輪軌道（又は外輪軌道）の断面形状の曲率半径ｒ_i （又はｒ_e ）の比ｒ_i ／Ｄ_a （又はｒ_e ／Ｄ_a ）と、この内輪軌道（又は外輪軌道）と玉との接触部での面圧との関係は、図２に示す様になる。即ち、上記比ｒ_i ／Ｄ_a （又は比ｒ_e ／Ｄ_a ）が大きくなる程、この面圧は大きくなる。尚、上記図２に示す関係は、例えば、従来から知られている非特許文献１に記載された計算式を用いた計算により求められる。

一方、内輪軌道９ａは円周方向に関して凸に湾曲しているのに対して、外輪軌道１１ａは円周方向に関して凹に湾曲していると共に、内輪軌道９ａの直径は外輪軌道１１ａの直径よりも小さい。この為、各玉１２、１２の直径Ｄ_a に対する上記内輪、外輪各軌道９ａ、１１ａの断面形状の曲率半径の比ｒ_i ／Ｄ_a 、ｒ_e ／Ｄ_a を互いに等しくした場合には、上記各玉１２、１２と内輪軌道９ａとの接触部での面圧が、各玉１２、１２と外輪軌道１１ａとの接触部での面圧よりも大きくなる。従って、上記内輪軌道９ａの断面形状に関する比ｒ_i ／Ｄ_a を、この外輪軌道１１ａの断面形状に関する比ｒ_e ／Ｄ_a よりも小さくすれば｛（ｒ_i ／Ｄ_a ）＜（ｒ_e ／Ｄ_a ）｝、上記各接触部での面圧を適切に規制し易くできる。

一方、従来から一般的に使用されている玉軸受で、ラジアル方向の内部隙間と、内輪軌道（又は外輪軌道）と各玉との接触部での面圧との関係は、図３に示す様になる。即ち、上記内部隙間が大きくなる程、この面圧は小さくなる。本発明の場合には、正の内部隙間を設けている為、この面圧が小さくなり易い。これに対して、本発明の場合には、各内輪、外輪軌道９ａ、１１ａの断面形状に関する比ｒ_i ／Ｄ_a 、ｒ_e ／Ｄ_a を、ｒ_i ／Ｄ_a ≧０．５２、且つ、ｒ_e ／Ｄ_a ≧０．５５と大きくすると共に、この内輪軌道９ａの断面形状に関する比ｒ_i ／Ｄ_a を、この外輪軌道１１ａの断面形状に関する比ｒ_e ／Ｄ_a よりも小さくしている｛（ｒ_i ／Ｄ_a ）＜（ｒ_e ／Ｄ_a ）｝。この為、本例の玉軸受によれば、組み付け前の状態で玉軸受１３ａにラジアル方向の正の内部隙間を設けると共に、この玉軸受１３ａに接触角を持たせつつ予圧を付与した状態で使用する場合に、上記各玉１２、１２と各内輪、外輪軌道９ａ、１１ａとの接触部に作用する面圧を大きくできる。従って、この接触部の油膜での滑りを小さくでき、この接触部に作用するトラクション力を大きくでき、上記保持器１５から各玉１２、１２に大きな力が加わった場合でも、これら各玉１２、１２の円周方向に亙る不等配を生じにくくできる。この結果、保持器音及び回転非同期振れを抑える事ができる。又、上記外輪軌道１１ａに関する比ｒ_e ／Ｄ_a を０．５７以下とすると共に、上記内輪軌道９ａに関する比ｒ_i ／Ｄ_a を０．５４以下としている為、軸受寿命及び耐衝撃性を十分に確保できる。

尚、特許文献２〜３には、各内輪、外輪軌道の断面形状の曲率半径と、これら各軌道と各玉との接触部での面圧との関係に着目し、これら曲率半径の大きさを所定の範囲に規制した技術が記載されている。但し、この技術は、転がり疲れ寿命の最適化を図るべく考えられたものであり、上記面圧が低くなり易い条件の下で、軸受寿命及び耐衝撃性を確保しつつ、保持器音及び回転非同期振れを抑える本発明の場合とは、目的が大きく異なる。そして、この目的の相違に基づいて、特許文献２〜３に記載された技術と、本発明とでは、上記曲率半径の大きさを規制する範囲が異なる。

又、本例の場合には、前記玉軸受１３ａの内部を潤滑するグリースとして、４０℃での基油の動粘度が１８〜１００mm² ／ｓであるものを使用している。又、前記Ｅブロック２４の内周面と内筒７の外周面との間に組み付ける前の状態での、ラジアル方向の正の内部隙間をｃとした場合に、ｃ≦Ｄ_a ｛０．０８３４＋０．４１７（ｒ_e ／Ｄ_a −０．５５）｝の関係を満たす様に、この内部隙間ｃを規制している。この為、玉軸受１３ａの内部を、各玉１２、１２と各内輪、外輪軌道９ａ、１１ａとの接触部に、より適切な大きさの面圧を加える事ができる。これらの結果、上記各玉１２、１２の動きを拘束し易くでき、軸受寿命及び耐衝撃性を十分に確保しつつ、保持器音及び回転非同期振れを抑えると言った効果を、より効果的に得る事ができる。尚、上記基油の動粘度は大きい程、上記各玉１２、１２の動きを拘束し易くできる。又、この動粘度が１８mm² ／ｓ未満の場合には、上記グリースによりこの動きを拘束できる効果が小さい。逆に、この動粘度が１００mm² ／ｓを越えると、デジタルビデオテープレコーダ等の精密機器の回転支持部分に本例の玉軸受１３ａを組み込んだ場合に、この玉軸受１３ａのトルクが大きくなる為、この精密機器の消費電力が大きくなり、電池寿命が短くなる。そこで、本例の場合には、上記動粘度を、１８〜１００mm² ／ｓとした。より好ましくは、この動粘度を、２５〜６０mm² ／ｓとする。この好ましい構成によれば、前記保持器音及び回転非同期振れをより抑える事ができると共に、精密機器の消費電力をより低減できる。

更に、前記外輪軌道１１ａの中心軸を含む仮想平面に関するこの外輪軌道１１ａの断面形状の曲率半径をｒ_e とし、上記内輪軌道９ａの中心軸を含む仮想平面に関するこの内輪軌道９ａの断面形状の曲率半径をｒ_i とし、上記各玉１２、１２の直径をＤ_a とした場合に、０．５６≦ｒ_e ／Ｄ_a ≦０．５７で、０．５２５≦ｒ_i ／Ｄ_a ≦０．５４の関係を満たす様に各部の寸法を規制した場合には、軸受寿命及び耐衝撃性を十分に確保しつつ、保持器音及び回転非同期振れを抑えると言った効果を、より効果的に得る事ができる。

又、本例の軸受装置の場合には、前記Ｅブロック２４を構成する材料の線膨張係数を、前記内筒７を構成する材料の線膨張係数よりも大きくすると共に、上記各玉１２、１２に定位置予圧法により予圧を付与している。この為、温度変化により玉軸受１３ａの予圧抜けが生じ易くなっても、上記各内輪、外輪軌道９ａ、１１ａの断面形状の曲率半径ｒ_i 、ｒ_e を、各玉１２、１２の直径Ｄ_a との関係で適切に規制する事により、軸受寿命及び耐衝撃性を十分に確保しつつ、保持器音及び回転非同期振れを抑える事ができると言った効果が顕著になる。

次に、本例の効果を確認すべく行なった第一〜第二の実験に就いて説明する。これら各実験は、上述の図１に示した構造と同様の構造を有する玉軸受１３ａで、各内輪、外輪軌道９ａ、１１ａの断面形状の曲率半径を種々に異ならせたものを用いて、保持器音を評価した。又、この玉軸受１３ａの内径ｄ_13a を３mmとし、外径Ｄ_13a を６．２mmとし、各玉１２、１２の直径Ｄ_a を１．２mmとし、玉数を６個とした。又、この玉軸受１３ａの基本動定格荷重Ｃ_r を３００Ｎとし、２．９Ｎのアキシアル荷重を加えて、上記各玉１２、１２に予圧を付与した。このとき、これら各玉１２、１２と各内輪、外輪軌道９ａ、１１ａとの接触部での最大接触面圧Ｐ_max は、９００〜１２００ＭPaとなる。又、上記保持器１５を玉案内とすると共に、この保持器１５に設けた各ポケット１７の内面と各玉１２、１２の転動面との間のポケット隙間を、０．０３５mmとした。

又、上記外輪軌道１１ａの中心軸を含む仮想平面に関するこの外輪軌道１１ａの断面形状の曲率半径をｒ_e とし、上記内輪軌道９ａの中心軸を含む仮想平面に関するこの内輪軌道９ａの断面形状の曲率半径をｒ_i とし、上記各玉１２、１２の直径をＤ_a とした場合に、ｒ_e ／Ｄ_a が０．５２〜０．５７の範囲で変化し、ｒ_i ／Ｄ_a が０．５１〜０．５４の範囲で変化する様に、上記各内輪、外輪軌道９ａ、１１ａの形状を種々に異ならせた。

又、上記保持器１５として、各玉軸受１３ａ同士でほぼ同形状のものを使用した。又、第一の実験では、各玉軸受１３ａの内部を、同一の寸法を有する玉軸受１３ａ毎に、４０℃での基油の動粘度が１８mm² ／ｓであるグリースにより潤滑する実験を行なった。又、これらのグリースの基油としてエステル油を、同じく増ちょう剤としてリチウム石けんを、それぞれ使用した。又、グリースの全量に対しこの増ちょう剤を２０質量％含有した。そして、第一の実験では、玉軸受１３ａのラジアル方向の内部隙間ｃを、０．００８〜０．０１０mmとし、内側部材である図示しない軸に内輪８を固定し、外側部材である図示しないハウジングに外輪１０を固定した状態で、このハウジングを９０００min^-1 の速度で回転させて、保持器音の大きさを評価した。又、この保持器音の評価は、人の聴覚により行なった。

図４は、この様にして行なった第一の実験での保持器音の評価結果を示している。この図４に於いて、◎印は保持器音が小さかったか、又は全く聞こえなかった事を、×印は保持器音が大きかった事を、それぞれ表している。図４に示した実験結果から明らかな様に、グリースの基油の動粘度が１８mm² ／ｓであれば、本発明の範囲である、図４に実線で示す枠内の領域で、玉軸受１３ａの保持器音を小さくするか又はなくす事ができた。尚、後述の様に、グリースの基油の動粘度が大きくなると、トラクション力が大きくなり、保持器音を小さくする事ができるので、グリースの基油の動粘度が１８mm² ／ｓ以上であれば、本発明の範囲である、図４の実線で示す枠内の領域で、玉軸受１３ａの保持器音を小さくできるか又はなくす事ができる。

又、第二の実験では、上述した第一の実験で使用した玉軸受１３ａと同様の構造を有するもので、ラジアル方向の内部隙間ｃを、０．０１８〜０．０２０mmと、上述した第一の実験の場合よりも大きくしたものを使用した。そして、この第一の実験と同様に実験を行ない、保持器音を評価した。又、各玉軸受１３ａの内部を、同一の寸法を有する玉軸受１３ａ毎に、４０℃での基油の動粘度が１８mm² ／ｓと２５mm² ／ｓと３６mm² ／ｓとである、３種類のグリースによりそれぞれ潤滑する、３回ずつの実験を行なった。図５は、この様にして行なった第二の実験の実験結果を示している。この図５に於いて、◎印は、基油の動粘度が１８mm² ／ｓであるグリースを使用した場合で、保持器音を小さくできたか、又は全くなくす事ができた事を表している。又、○印は、基油の動粘度が１８mm² ／ｓであるグリースを使用した場合に保持器音が大きくなったのに対し、この動粘度が２５mm² ／ｓであるグリースを使用した場合には保持器音を小さくできたか、又は全くなくす事ができた事を表している。又、●印は、基油の動粘度が１８mm² ／ｓ及び２５mm² ／ｓであるグリースを使用した場合に保持器音が大きくなったのに対し、この動粘度が３６mm² ／ｓであるグリースを使用した場合には保持器音を小さくできたか、又は全くなくす事ができた事を表している。又、×印は、基油の動粘度が１８mm² ／ｓ、２５mm² ／ｓ、３６mm² ／ｓである何れのグリースを使用した場合でも、保持器音が大きくなった事を表している。

図５に示した評価結果から明らかな様に、本発明の範囲である、図５に実線で示す枠内
の領域では、グリースの基油の動粘度が３６mm² ／ｓ以上で、玉軸受１３ａの保持器音を小さくできたか又は全くなくす事ができた。これに対して、グリースとして、４０℃での基油の動粘度が１８mm² ／ｓ又は２５mm² ／ｓであるものを使用した場合には、本発明の範囲である図５の実線枠内の領域でも、必ずしも保持器音を小さくできなかった。この事から内部隙間ｃを大きくした場合には、グリースとして基油の動粘度が高いものを使用する事により保持器音を小さくできる事が分かった。

又、図５に示した第二の実験結果から明らかな様に、潤滑剤として４０℃での基油の動粘度が２５mm² ／ｓ以上の動粘度を有するグリースを使用すると共に、０．５６≦ｒ_e ／Ｄ_a ≦０．５７で、０．５２５≦ｒ_i ／Ｄ_a ≦０．５４である玉軸受１３ａを使用した場合には、上記内部隙間を０．０１８〜０．０２０mmと大きくした場合でも、保持器音を小さくできたか、又はなくす事ができた。

又、前述の図４に示した第一の実験結果から、玉軸受１３ａでのラジアル方向の内部隙間ｃが０．００８〜０．０１０mmである場合には、４０℃での基油の動粘度が１８mm² ／ｓであるグリースを使用した場合でも、外輪軌道１１ａの断面形状に関する比ｒ_e ／Ｄ_a が０．５５以上（ｒ_e ／Ｄ_a ≧０．５５）で、内輪軌道９ａの断面形状に関する比ｒ_i ／Ｄ_a が０．５２以上（ｒ_i ／Ｄ_a ≧０．５２）であれば、上記保持器音を小さくできるか、又は全くなくす事ができる事が分かった。又、上述の図５に示した第二の実験結果から、上記内部隙間ｃが０．０１８〜０．０２０mmである場合には、４０℃での基油の動粘度が２５mm² ／ｓであるグリースを使用した場合でも、上記外輪軌道１１ａの断面形状に関する比ｒ_e ／Ｄ_a が０．５５５以上（ｒ_e ／Ｄ_a ≧０．５５５）で上記内輪軌道９ａの断面形状に関する比ｒ_i ／Ｄ_a が０．５２５以上（ｒ_i ／Ｄ_a ≧０．５２５）であれば、上記保持器音を小さくできるか、又はなくす事ができる事が分かった。

又、前述の図４に示した第一の実験から明らかな様に、玉軸受１３ａでのラジアル方向の内部隙間ｃが約０．０１０mmである場合で、且つ、４０℃での基油の動粘度が１８mm² ／ｓであるグリースを使用した場合で、外輪軌道１１ａに関する比ｒ_e ／Ｄ_a を０．５５以上とすれば、上記保持器音を小さくできるか、又はなくす事ができる可能性がある。又、上述の図５に示した第二の実験結果から明らかな様に、上記内部隙間が約０．０２０mmである場合で、且つ、４０℃での基油の動粘度が１８mmであるグリースを使用した場合で、上記外輪軌道１１ａに関する比ｒ_e ／Ｄ_a を０．５７以上とすれば、上記保持器音を小さくできるか、又はなくす事ができる可能性がある。又、ｒ_e ／Ｄ_a ＝０．５５で上記ラジアル方向の内部隙間ｃが０．０１０mmである事と、ｒ_e ／Ｄ_a ＝０．５７でこの内部隙間ｃが０．０２０mmである事とに基づく線形捕間により、ｃ≦｛０．０１＋０．５（ｒ_e ／Ｄ_a −０．５５）｝の関係式が得られる。又、この関係式から、上記各玉１２、１２の直径Ｄ_a とこの内部隙間ｃとの関係を考慮した一般式として、ｃ≦Ｄ_a ｛０．００８３４＋０．４１７（ｒ_e ／Ｄ_a −０．５５）｝が得られる。従って、この一般式を満たす場合で、０．５５≦ｒ_e ／Ｄ_a ≦０．５７と、０．５２≦ｒ_i ／Ｄ_a ≦０．５４との関係を満たす場合に、グリースの４０℃での基油の動粘度を１８〜１００mm² ／ｓとすれば、玉軸受１３ａの内部を、高い動粘度を有するグリースにより潤滑できると共に、各玉１２、１２と各内輪、外輪軌道９ａ、１１ａとの接触部に、より適切な大きさの面圧を加える事ができる。この為、これら各玉１２、１２の動きを拘束し易くでき、軸受寿命及び耐衝撃性を十分に確保しつつ、保持器音及び回転非同期振れを抑えると言った効果を、より効果的に得る事ができる。

又、本例の軸受装置の場合には、請求項５に係る発明として、前記Ｅブロック２４を構成する材料の線膨張係数を、前記内筒７を構成する材料の線膨張係数よりも大きくすると共に、上記各玉１２、１２に定位置予圧法により予圧を付与している。但し、上記Ｅブロック２４の代わりに、玉軸受１３ａを構成する外輪１０を嵌合する為の別の外側部材も使用でき、上記内筒７の代わりに、内輪１０を嵌合する為の別の内側部材も使用できる。又、図６に示す様に、外周面に１対の内輪軌道９ａ、９ａを形成した内輪相当部材である、軸２６と、内周面に１対の外輪軌道１１ａ、１１ａを形成した外輪相当部材である、外輪２７とを、複数の玉１２、１２を介して組み合わせると共に、これら複数の玉１２、１２に予圧を付与した軸受装置である、複列玉軸受２８に、請求項５に係る発明を適用する事もできる。

又、図７に示す様に、軸２６ａの片半部（図７の右半部）に設けた小径部３０に内輪２９を外嵌固定すると共に、外輪２７の内側にこの軸２６ａ及び内輪２９を、複数の玉１２、１２を介して組み合わせて成る軸受装置である、複列玉軸受２８ａに、請求項５に係る発明を適用する事もできる。即ち、この複列玉軸受２８ａは、軸２６ａが、小径部３０と大径部３１とを段部３２により連続させており、この大径部３１の外周面に１対の内輪軌道９ａ、９ａのうちの一方の内輪軌道９ａを形成している。又、内輪２９は、自由状態に於いて上記小径部３０の外径よりも少し小さな内径を有する。又、この内輪２９は外周面に、上記１対の内輪軌道９ａ、９ａのうちの他方の内輪軌道９ａを形成している。そして、上記小径部３０にこの内輪２９を外嵌した後に、上記軸２６ａ及びこの内輪２９を上記外輪２７の内側に挿入し、次いで、上記各内輪軌道９ａ、９ａと各外輪軌道１１ａ、１１ａとの間に玉１２、１２を転動自在に組み付けている。そして、この様に組み付けた後に、上記内輪２９を上記段部３２に向け、軸方向に変位させる事により、上記１対の内輪軌道９ａ、９ａのピッチＰ₁ を短くして、上記各玉１２、１２に所定の予圧を付与している。請求項５に係る発明は、この様な構造に適用する事もできる。

更に、図８に示す様に、外周面に１対の内輪軌道９ａ、９ａを形成した軸２６と、それぞれの内周面に外輪軌道１１ａ、１１ａを形成した１対の外輪１０、１０とを複数の玉１２、１２を介して組み合わせると共に、これら各外輪１０、１０の間にばね３３を設け、更に、これら各外輪１０、１０を図示しないハウジングに内嵌固定した複列玉軸受２８ｂに、請求項５に係る発明を適用する事もできる。このばね３３の両端部は、これら各外輪１０、１０の端部内周面に形成した係止溝３４、３４に係止したばね座３５、３５の側面に当接させている。そして、上記ばね３３の弾力により、各玉１２、１２に所定の予圧を付与する為の位置決めを行なっている。尚、上記ハウジングが請求項５に記載した外側部材に相当する。図８に示す複列玉軸受２８ｂは、外側部材に相当する、図示しないハウジングの内側に組み付けた状態で、定位置予圧法により上記各玉１２、１２に所定の予圧を付与する。即ち、図８の複列玉軸受２８ｂを定位置予圧法により所定の予圧を付与した状態で使用する場合には、上記ハウジングの内側に組み付ける以前の状態で、上記ばね３３により、所定の接触角を持たせた状態で、上記各玉１２、１２に所定の予圧を付与しておく。そして、上記ハウジングに上記各外輪１０、１０を、所定の位置に圧入若しくは接着等により内嵌する事により、上記各玉１２、１２に所定の予圧を付与している。請求項５に係る発明は、この様な定位置予圧法により各玉１２、１２に予圧を付与した状態で使用する複列玉軸受２８ｂに適用した場合でも、各内輪、外輪軌道９ａ、１１ａの断面形状の曲率半径を、各玉１２、１２の直径との関係で適切に規制する事により、軸受寿命及び耐衝撃性を十分に確保しつつ、保持器音及び回転非同期振れを抑える事ができると言った効果が顕著になる。尚、上記図８に示す複列玉軸受２８ｂを組み立てた状態で、この複列玉軸受２８ｂを構成する各玉軸受１３ｂ、１３ｂの内部には、ラジアル方向の内部隙間が存在しないが、ばね３３を装着する以前の、軸２６と玉１２、１２と外輪１０、１０とを組み合わせた状態では、ラジアル方向の正の内部隙間が存在する。

本発明の実施例１の玉軸受を示す断面図。 一般的な構造に於ける、内輪軌道（又は外輪軌道）の断面形状の曲率半径に関する比ｒ_i ／Ｄ_a （又はｒ_e ／Ｄ_a ）と、内輪軌道（又は外輪軌道）と各玉との接触部に於ける面圧との関係を示す線図。 一般的な構造に於ける、玉軸受のラジアル方向の内部隙間と上記面圧との関係を示す線図。 玉軸受のラジアル方向の内部隙間が０．００８〜０．０１０mmである場合での、各外輪、内輪軌道に関する比ｒ_e ／Ｄ_a 、ｒ_i ／Ｄ_a と保持器音の評価結果との関係を示すグラフ。 同じく０．０１８〜０．０２０mmである場合での、各外輪、内輪軌道に関する比ｒ_e ／Ｄ_a 、ｒ_i ／Ｄ_a と保持器音の評価結果との関係を示すグラフ。 本発明の対象となる軸受装置の第１例を示す断面図。 同第２例を示す断面図。 同第３例を示す断面図。 本発明の対象となる玉軸受により支承するスイングアームを組み込んだＨＤＤの１例を、カバーを外した状態で示す斜視図。 従来構造の１例の軸受装置を示す断面図。 図１０から保持器のみを取り出して示す斜視図。 玉軸受に於いて、各玉の円周方向に亙る不等配が大きくなった場合で、保持器の回転数とこの保持器のラジアル方向の振れとの関係を求めた計算結果を示す図。 玉軸受で各玉の円周方向に亙る不等配が大きくなった状態を示す断面図。

符号の説明

１ ハードディスク
２ ヘッド
３ スイングアーム
４ 複列玉軸受ユニット
５ 基板
６ 支持軸
７ 内筒
８ 内輪
９、９ａ 内輪軌道
１０ 外輪
１１、１１ａ 外輪軌道
１２ 玉
１３、１３ａ、１３ｂ 玉軸受
１４ シールド板
１５ 保持器
１６ 主部
１７ ポケット
１８ 弾性片
１９ 凹面部
２０ 間座
２１ 段部
２２ ねじ
２３ 抑え板
２４ Ｅブロック
２５ ボイスコイルモータ
２６、２６ａ 軸
２７ 外輪
２８、２８ａ、２８ｂ 複列玉軸受
２９ 内輪
３０ 小径部
３１ 大径部
３２ 段部
３３ ばね
３４ 係止溝
３５ ばね座

Claims (5)

1. 内周面に外輪軌道を有する外輪相当部材と、外周面に内輪軌道を有する内輪相当部材と、これら外輪軌道と内輪軌道との間にそれぞれ転動自在に設けられた複数個の玉と、これら各玉を転動自在に保持する保持器とを備え、この保持器は、全体が円環状若しくは円筒状で、複数のポケットを円周方向に亙り間欠的に形成したものであり、上記外輪軌道の中心軸を含む仮想平面に関するこの外輪軌道の断面形状の曲率半径をｒ_e とし、上記内輪軌道の中心軸を含む仮想平面に関するこの内輪軌道の断面形状の曲率半径をｒ_i とし、上記各玉の直径をＤ_a とした場合に、０．５５≦ｒ_e ／Ｄ_a ≦０．５７、且つ、０．５２≦ｒ_i ／Ｄ_a ≦０．５４であり、上記各玉を単列のみ設けた状態でラジアル方向の正の内部隙間を設けており、内部を潤滑剤により潤滑すると共に、上記各玉と上記外輪軌道及び内輪軌道とを所定の大きさの接触角で接触させつつ、これら各玉に予圧を付与した状態で使用する玉軸受。
2. 潤滑剤が、４０℃での基油の動粘度が１８〜１００mm² ／ｓであるグリースであり、各玉を単列のみ設けた状態でのラジアル方向の内部隙間をｃとした場合に、ｃ≦Ｄ_a ｛０．００８３４＋０．４１７（ｒ_e ／Ｄ_a −０．５５）｝である、請求項１に記載した玉軸受。
3. 潤滑剤が、４０℃での基油の動粘度が１８〜１００mm² ／ｓであるグリースであり、０．５６≦ｒ_e ／Ｄ_a ≦０．５７、且つ、０．５２５≦ｒ_i ／Ｄ_a ≦０．５４である、請求項１に記載した玉軸受。
4. 請求項１〜３の何れかに記載した玉軸受を備え、各玉と外輪軌道及び内輪軌道とを所定の大きさの接触角で接触させつつ、これら各玉に予圧を付与した軸受装置。
5. 外輪相当部材又はこの外輪相当部材を内嵌固定する外側部材を構成する材料の線膨張係数を、内輪相当部材又はこの内輪相当部材を外嵌固定する内側部材を構成する材料の線膨張係数よりも大きくすると共に、各玉に定位置予圧法により予圧を付与した、請求項４に記載した軸受装置。
   

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