JP2006070918A - Bearing device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばVTR(ビデオテープレコーダ)、テープストリーマ、LBP(レーザービームプリンタ)、HDD(ハードディスクドライブ)で用いられるスピンドルモータやスイングアームなどに組み込まれる軸受装置及び軸受装置製造方法に関する。 The present invention relates to a bearing device incorporated in, for example, a spindle motor and a swing arm used in a VTR (video tape recorder), a tape streamer, an LBP (laser beam printer), and an HDD (hard disk drive), and a bearing device manufacturing method.
従来、この種のスピンドルモータやスイングアームに組み込まれる軸受装置2は、例えば図3(a)に示すように、中空円筒状の中空軸4と、中空軸4を覆うように配置された中空円筒状のハウジング6とを備えており、中空軸4とハウジング6との間に複数(例えば2つ)の転がり軸受8,10が間座12を介して組み込まれている。
Conventionally, a
各転がり軸受8,10にはそれぞれ、互いに相対回転可能に対向配置された内輪8a,10a及び外輪8b,10bと、内外輪間に転動自在に配列された複数の転動体8c,10cと、内外輪の両側にそれぞれ配置された密封板8d,10dとが設けられており、中空軸4の押圧部4aにより内輪10a(又は、内輪8a)に所定の押圧力を加えることにより、各転がり軸受8,10に所定の予圧が付与され、その状態で内輪10a(又は、内輪8a)は中空軸4の外周面に接着剤で固定される。なお、間座12は、両外輪8b,10b間に隣接して配置され、間座12と両内輪8a,10aとの間には若干の隙間(予圧付与のための隙間)が形成されている。
Each of the rolling
ところで、内輪10a(又は、内輪8a)を中空軸4の外周面に接着剤で固定する方法には、例えば図3(b)に示すような予圧付与装置が用いられている。予圧付与装置は、ベース14に固定されたサポート台16と、サポート台16の垂直上方に支持フレーム18で吊り下げ支持された予圧付与ユニット20とを備えており、サポート台16の上面(予圧付与ユニット20に対向した面)には、支持軸22が突設されている。
Incidentally, as a method of fixing the
予圧付与ユニット20には、支持フレーム18からサポート台16(支持軸22)に向けて吊り下げられた支柱24と、支柱24の外周に設けられた予圧用コイルばね26と、予圧用コイルばね26の上端部を支持し且つ支柱24に沿ってスライド自在に構成されたスライダ28と、予圧用コイルばね26の下端部に設けられた予圧付与体30とが設けられている。なお、スライダ28には止めネジ32が螺合しており、当該止めネジ32の先端は支柱外周面24sに対して当接可能となっている。この場合、スライダ28を支柱24に沿って移動させた後、止めネジ32を締め込んで先端(止めネジ32の先端)を支柱24に圧接させることによりスライダ28を所望の位置に固定することができる。
The
このような予圧付与装置で軸受装置2に所定の予圧を付与する場合、内輪10aが中空軸4の外周面に接着剤で固定される前の状態の軸受装置2をサポート台16上にセットする。具体的には、軸受装置2の中空軸4をサポート台16の支持軸22に外嵌する。支持軸22の外径は、中空軸4の内径と略一致しているため、中空軸4を支持軸22に外嵌することにより、軸受装置2をサポート台16上に鉛直にセットすることができる。
When applying a predetermined preload to the
次に、止めネジ32をゆるめた後スライダ28を支柱24に沿って下方にスライドせると、それに伴って予圧用コイルばね26及び予圧付与体30が下方に移動する。そして予圧付与体30が軸受装置2に当接した後、更にスライダ28を下方にスライドさせると、軸受装置2に当接している予圧付与体30とスライダ28との間で予圧用コイルばね26に圧縮力が作用し、その結果、予圧用コイルばね26が圧縮される。
Next, after the
この状態で止めネジ32を締め込んでスライダ28を固定すると、予圧用コイルばね26に作用した圧縮力は、予圧付与体30に伝達され、当該予圧付与体30を下方(軸受装置2方向)に押圧する力となって働く。このとき予圧付与体30に働いた押圧力は、当該予圧付与体30に設けられた予圧片30aを介して転がり軸受10の内輪8aに作用すると同時に、内輪10aには中空軸4の押圧部4aにより押圧力が作用する。これにより、各転がり軸受8,10に所定の予圧が付与され、その状態で内輪8a,10aを中空軸4の外周面に接着剤で固定することにより軸受装置2が製造される。
In this state, when the
ところで、上述したような予圧付与による製造方法によれば、当該軸受装置2の完成状態(例えば、構造上の精度や微妙な設計誤差など)に係わらず、内輪8a,10aに付与される予圧荷重は常に一定であるため、完成した軸受装置2の回転トルクにバラツキが生じる場合があった。
By the way, according to the manufacturing method by applying preload as described above, the preload applied to the
そこで、回転トルクのバラツキを生じること無く内輪8a,10aを中空軸4の外周面に接着剤で固定するために、例えば特許文献1に示す製造方法では、予圧付与において内輪8a,10aを中空軸4の外周面に接着剤で固定する際に、軸受装置の各転がり軸受8,10を相対回転させて回転トルクを測定し、その測定値が予め設定された回転トルク値となるように予圧荷重を調整する方法が適用されている。
Therefore, in order to fix the
しかしながら、特許文献1の製造方法では、例えば回転トルクの測定時における各転がり軸受8,10の回転時間や接着剤の温度設定などについて考慮されていないため、予圧付与により内輪8a,10a及び外輪8b,10bが変形してしまう場合が想定される。
各転がり軸受8,10に所定の予圧が付与する際、例えば図2(a)に示すように、内輪8a,10a及び外輪8b,10bには、相対的に矢印F1,F2方向の予圧荷重が作用することになる。このとき内輪8a,10a及び外輪8b,10bには、転動体8c,10cから矢印M1,M2方向の反力が作用する。
However, in the manufacturing method of Patent Document 1, for example, the rotation time of the
When a predetermined preload is applied to each of the
この場合、例えば図2(b)に示すように、内輪8a,10a及び外輪8b,10bは、反力が作用している箇所(反力作用部分)が矢印M1,M2方向に変形する場合が想定される。具体的に説明すると、例えば図2(c)に示すように、内輪8a,10aと中空軸4との隙間H1があれば、内輪8a,10aは、その反力作用部分が隙間H1の中で内側に変形すると共に、外輪8b,10bとハウジング6との隙間H2があれば、外輪8b,10bは、その反力作用部分が隙間H2の中で外側に変形する。なお、この場合の変形量は、例えば内輪8a,10a及び外輪8b,10bの剛性や内外輪に作用する荷重などの影響もある。
In this case, for example, as shown in FIG. 2 (b), the
この状態で接着剤が固化すると、内輪8a,10a及び外輪8b,10bの変形状態がそのまま固定化されてしまう。従って、このような内輪8a,10a及び外輪8b,10bを有する軸受装置2をスピンドルモータやスイングアームなどに組み込んで稼働させると、中空軸4とハウジング6との相対回転中において、転動体8c,10cが変形部分(反力作用部分)を通過する度に予圧が変化することになり、これに同期して軸受装置2の剛性が変化し、その結果、トルクも変動してしまう虞がある。また、近年では高速アクセスのために高剛性が要求されていると共に、高容量化に伴ってトラック密度も小さくなっているためトルク変動を低く抑えることが要求されている。
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、予圧付与時に内外輪を変形させることの無い高剛性でトルク変動の低い安価な軸受装置及び軸受装置製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a low-cost bearing device and a bearing device manufacturing method with high rigidity and low torque fluctuation that do not deform the inner and outer rings when preload is applied. There is to do.
このような目的を達成するために、本発明は、軸とハウジングとの間に整列して介挿され、軸に対してハウジングを相対回転可能に支持する転がり軸受を有する軸受装置及び軸受製造方法であって、転がり軸受は、軸の外周面に接着剤で固定される一方の軌道輪と、ハウジングの内周面に接着剤で固定される他方の軌道輪と、両軌道輪の間に転動自在に配列した複数の転動体とを備えており、軸の外周面と一方の軌道輪との間、又は、ハウジングの内周面と他方の軌道輪との間の少なくとも一方に隙間が存在する場合において、転がり軸受に所定の予圧を付与する際に双方の軌道輪を相対的に回転して接着剤を所定の硬さに固化させる。
この発明において、接着剤が所定の硬さに固化するまで、当該接着剤を所定の温度まで加熱し、その温度に維持する。例えば、接着剤を30℃〜60℃の温度に維持した後、更に、70℃〜110℃の温度に維持する。この場合、接着剤を30℃〜60℃の温度に維持している間に、転がり軸受に所定の予圧を付与しても良い。
In order to achieve such an object, the present invention provides a bearing device having a rolling bearing that is inserted in alignment between a shaft and a housing and supports the housing so as to be relatively rotatable with respect to the shaft, and a bearing manufacturing method. In this case, the rolling bearing is provided between one of the bearing rings fixed to the outer peripheral surface of the shaft with an adhesive, the other bearing ring fixed to the inner peripheral surface of the housing with an adhesive, and the two bearing rings. A plurality of rolling elements arranged in a freely movable manner, and a gap exists between at least one of the outer peripheral surface of the shaft and one of the raceways, or between the inner peripheral surface of the housing and the other raceway. In this case, when a predetermined preload is applied to the rolling bearing, both the bearing rings are relatively rotated to solidify the adhesive to a predetermined hardness.
In this invention, the adhesive is heated to a predetermined temperature and maintained at that temperature until the adhesive is solidified to a predetermined hardness. For example, after maintaining the adhesive at a temperature of 30 ° C. to 60 ° C., the adhesive is further maintained at a temperature of 70 ° C. to 110 ° C. In this case, a predetermined preload may be applied to the rolling bearing while the adhesive is maintained at a temperature of 30 ° C to 60 ° C.
本発明によれば、予圧付与時に接着剤が固化するまで内外輪を相対的に回転(揺動)させることにより、予圧付与時に内外輪を変形させることの無い高剛性でトルク変動の低い安価な軸受装置及び軸受装置製造方法を実現することができる。 According to the present invention, by relatively rotating (swinging) the inner and outer rings until the adhesive is solidified when preload is applied, the inner ring and the outer ring are not deformed when preload is applied. A bearing device and a bearing device manufacturing method can be realized.
以下、本発明の一実施の形態に係る軸受装置について図1を参照して説明する。
なお、本実施の形態の説明では、図3(a)と同一構成の軸受装置2を想定すると共に、この軸受装置2を製造する製造装置は、図3(b)と同一のものを利用しているため、以下の説明では、相違する構成についての説明に止める。
Hereinafter, a bearing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the description of the present embodiment, the
図1(a)に示すように、本実施の形態の軸受装置製造方法に適用する製造装置には、製造装置(図3(b))により予圧荷重が付与された状態の軸受装置2を所定方向に回転させる回転装置34が増設されている。
回転装置34は、軸受装置2のハウジング6に接触しているローラ36と、ローラ36を所定方向に回転させるモータ38と、モータ38の負荷トルクを検出するトルクセンサ40とを備えており、トルクセンサ40で検出されたモータ38の負荷トルクは、図示しない表示器に表示されるようになっている。
As shown in FIG. 1 (a), a
The
本実施の形態の軸受装置製造方法では、例えば、中空軸4の外周面と一方の軌道輪(内輪8a,10a)との間、又はハウジング6の内周面と他方の軌道輪(外輪8b,10b)との間の少なくとも一方に隙間が存在する場合を想定しており、各転がり軸受8,10に所定の予圧を付与する際に、回転装置34(ローラ36)でハウジング6を所定方向に回転させることにより、双方の軌道輪(内外輪)を相対的に回転させて接着剤を所定の硬さに固化させる。即ち、接着剤が所定の硬さに固化するまで内外輪を相対的に回転させる。
In the bearing device manufacturing method of the present embodiment, for example, between the outer peripheral surface of the
このような製造方法によれば、軸受装置2に予圧荷重を付与した状態で接着剤が固化するまで内外輪を回転させているため、内輪8a,10a及び外輪8b,10bを変形させる力が一部に集中すること無く回転方向に等間隔に分散させることができる。この場合、接着剤が固化した状態において従来予想されたような部分的な変形は生じない。更に、接着剤が完全に固化して軸受装置2が完成した状態で、当該軸受装置2を回転装置34で回転させてもトルクが変動することは無い。この結果、高剛性の軸受装置2を実現することができる。なお、トルクの変動状態はトルクセンサ40で検出することが可能であり、その検出結果は図示しない表示器に表示させて確認することが可能である。
According to such a manufacturing method, since the inner and outer rings are rotated until the adhesive is solidified with the preload applied to the
また、本実施の形態の製造方法では、現状の軸受装置2に回転装置34を増設するだけで実現することができるため、装置の製造コストを大幅に抑えることができる。なお、回転装置34で内外輪を回転させる時間や回転速度などは、接着剤の種類や性質に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
Moreover, in the manufacturing method of this Embodiment, since it can implement | achieve only by adding the
また、本実施の形態の製造方法において、接着剤が所定の硬さに固化するまで、当該接着剤を所定の温度まで加熱し、その温度に維持(放置:キュアリング)するようにしても良い。このような製造方法によれば、接着剤の固化を促進させることができるため、軸受装置2の製造効率を向上させることができる。
具体的な温度設定としては、接着剤の種類や製造装置の使用環境により任意に設定することができるため、特に限定はしないが、例えば、接着剤を30℃〜60℃の温度に維持(初期キュアリング)した後、更に70℃〜110℃の温度に維持(キュアリング)するように設定しても良い。
Further, in the manufacturing method of the present embodiment, the adhesive may be heated to a predetermined temperature and maintained at that temperature (standby: curing) until the adhesive is solidified to a predetermined hardness. . According to such a manufacturing method, since the solidification of the adhesive can be promoted, the manufacturing efficiency of the
Specific temperature setting can be arbitrarily set depending on the type of adhesive and the usage environment of the manufacturing apparatus, and is not particularly limited. For example, the adhesive is maintained at a temperature of 30 ° C. to 60 ° C. (initial After curing, the temperature may be further maintained (cured) at a temperature of 70 ° C. to 110 ° C.
この場合、接着剤を30℃〜60℃の温度に維持している間だけ、軸受装置2を回転しながら同時に所定の予圧を付与しても良いし、或いは、70℃〜110℃の温度に維持している間は、軸受装置2の回転を停止させると共に予圧も与えないようにしても良い。いずれの場合も上記同様の効果を実現することができる。
In this case, only while the adhesive is maintained at a temperature of 30 ° C. to 60 ° C., a predetermined preload may be simultaneously applied while rotating the
なお、本実施の形態の製造方法を実現するための装置としては、例えば図1(b)に示すように、予圧付与ユニット20の代わりに予圧用錘42、回転装置34の代わりにベルト44を用いても良い。この場合、予圧用錘42の自重により予圧付与体30(予圧片30a)を軸受装置2に押圧させて所定の予圧を付与した状態で、ベルト44を走行させ、その走行力により軸受装置2を回転させる。このとき、ベルト44を揺動させても良い。なお、ベルト44の揺動運動は、転動体8c,10cの公転が隣り合う転動体8c,10cの位置以上の揺動回転となれば良い。
As a device for realizing the manufacturing method of the present embodiment, for example, as shown in FIG. 1B, a
2 軸受装置
4 中空軸
6 ハウジング
8,10 転がり軸受
8a,10a 内輪
8b,10b 外輪
8c,10c 転動体
34 回転装置
42 予圧用錘
44 ベルト
2
8,10 Rolling bearing
8a, 10a Inner ring
8b, 10b Outer ring
8c,
Claims (8)
転がり軸受は、軸の外周面に接着剤で固定される一方の軌道輪と、ハウジングの内周面に接着剤で固定される他方の軌道輪と、両軌道輪の間に転動自在に配列した複数の転動体とを備えており、軸の外周面と一方の軌道輪との間、又は、ハウジングの内周面と他方の軌道輪との間の少なくとも一方に隙間が存在する場合において、
転がり軸受に所定の予圧を付与する際に双方の軌道輪を相対的に回転して接着剤を所定の硬さに固化させることを特徴とする軸受装置。 A bearing device having a rolling bearing that is inserted in alignment between a shaft and a housing and supports the housing so as to be relatively rotatable with respect to the shaft,
The rolling bearing is arranged between one of the race rings and one of the race rings fixed to the outer peripheral surface of the shaft with an adhesive, the other race ring fixed to the inner peripheral surface of the housing with an adhesive, and the two race rings. In the case where there is a gap between at least one of the outer peripheral surface of the shaft and one of the race rings, or between the inner peripheral surface of the housing and the other race ring,
A bearing device characterized in that when a predetermined preload is applied to a rolling bearing, both bearing rings are relatively rotated to solidify the adhesive to a predetermined hardness.
転がり軸受は、軸の外周面に接着剤で固定される一方の軌道輪と、ハウジングの内周面に接着剤で固定される他方の軌道輪と、両軌道輪の間に転動自在に配列した複数の転動体とを備えており、軸の外周面と一方の軌道輪との間、又は、ハウジングの内周面と他方の軌道輪との間の少なくとも一方に隙間が存在する場合において、
転がり軸受に所定の予圧を付与する際に双方の軌道輪を相対的に回転して接着剤を所定の硬さに固化させることを特徴とする軸受装置製造方法。 A manufacturing method of a bearing device having a rolling bearing that is inserted in alignment between a shaft and a housing and supports the housing so as to be relatively rotatable with respect to the shaft,
The rolling bearing is arranged between one of the race rings and one of the race rings fixed to the outer peripheral surface of the shaft with an adhesive, the other race ring fixed to the inner peripheral surface of the housing with an adhesive, and the two race rings. In the case where there is a gap between at least one of the outer peripheral surface of the shaft and one of the race rings, or between the inner peripheral surface of the housing and the other race ring,
A bearing device manufacturing method characterized in that when a predetermined preload is applied to a rolling bearing, both bearing rings are relatively rotated to solidify the adhesive to a predetermined hardness.
A bearing device manufacturing method according to any one of claims 5 to 7, wherein a predetermined preload is applied to the rolling bearing while the adhesive is maintained at a temperature of 30C to 60C.
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