JP2501235Y2 - Ball bearings - Google Patents
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Description
【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案はボール軸受に係り、特に、回転軸をぶれなく
支持するのに好適なボール軸受に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a ball bearing, and more particularly to a ball bearing suitable for supporting a rotating shaft without shaking.
[従来の技術] この種のボール軸受は、同心円状に配される内輪と外
輪とを有し、内輪の外周面と外輪の内周面に対接して転
動自在な複数のボールが配設されて構成されており、例
えば、フロツピデイスクなどの磁気デイスクの駆動装置
のモータの回転軸の支持にも使用されている。[Prior Art] This type of ball bearing has an inner ring and an outer ring that are concentrically arranged, and a plurality of balls that are rollable are provided in contact with the outer peripheral surface of the inner ring and the inner peripheral surface of the outer ring. For example, it is also used for supporting the rotating shaft of a motor of a drive device for a magnetic disk such as a floppy disk.
第6図は従来のこの種のボール軸受による回転軸の支
持状態を示す説明図であり、この図に示すように、円筒
状の外輪1a内に円筒状の内輪2aが同心円状に配されてい
る。そして、外輪1aの内周面と内輪2aの外周面とに対接
して転動自在な複数のボール3が、外輪1aと内輪2a間に
1列に配列され、1個のボール軸受が構成されている。FIG. 6 is an explanatory view showing a state of supporting a rotary shaft by a conventional ball bearing of this type. As shown in FIG. 6, a cylindrical inner ring 2a is concentrically arranged inside a cylindrical outer ring 1a. There is. A plurality of balls 3, which are in contact with the inner peripheral surface of the outer ring 1a and the outer peripheral surface of the inner ring 2a and can roll freely, are arranged in a row between the outer ring 1a and the inner ring 2a to form one ball bearing. ing.
前記内輪2aには例えばモータの回転軸5が圧入等の手
段で固定されていて、回転軸5の回転に伴なって内輪2a
も回転すると、固定保持状態にしてある外輪1aの内周面
と内輪2aの外周面に対接してボール3、3…が転動する
ことによって、回転軸5が回転支持されている。A rotary shaft 5 of a motor, for example, is fixed to the inner ring 2a by means such as press fitting, and the inner ring 2a is rotated as the rotary shaft 5 rotates.
Also rotates, the balls 3, 3, ... Roll in contact with the inner peripheral surface of the outer ring 1a and the outer peripheral surface of the inner ring 2a that are in the fixed holding state, so that the rotary shaft 5 is rotatably supported.
この場合、回転時における軸ぶれをなくして高精度の
回転を行わせるために、2個のボール軸受を回転軸5の
軸心方向に所定の間隔p離して取り付けて、2位置で軸
支していた。In this case, two ball bearings are mounted at a predetermined distance p in the axial direction of the rotary shaft 5 and are supported at two positions in order to eliminate the shaft runout at the time of rotation and perform a highly accurate rotation. Was there.
尚、9はステータ固定部、15は基板、16は励磁コイ
ル、17はロータ、18はマグネツト、20はデイスク載置
第、21はチヤツキング用マグネツト、22はデイスク位置
決め用ピンである。Reference numeral 9 is a stator fixing portion, 15 is a substrate, 16 is an exciting coil, 17 is a rotor, 18 is a magnet, 20 is a disk mounting number, 21 is a chucking magnet, and 22 is a disk positioning pin.
[考案が解決しようとする課題] ところで、この種のボール軸受が使用される装置、例
えば磁気デイスク駆動用のモータには、従来に比して一
層の薄型化が要求されている。このような要求に対して
は、前記のように所定の間隔pを保って2個のボール軸
受で回転軸5を保持するボール軸受の構造では、可能な
薄型化には限度がある。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, a device in which this type of ball bearing is used, for example, a motor for driving a magnetic disk, is required to be thinner than ever before. In order to meet such demands, the structure of the ball bearing in which the rotary shaft 5 is held by the two ball bearings with the predetermined interval p maintained as described above has a limit to possible thinning.
また、ボール軸受は同一規格であっても、特性上に微
妙な差があり、特性がほぼ同一のものを2個選んで回転
軸を軸支させることが必要であり、また、組付け時の予
圧の設定もかなり煩雑である。Even if the ball bearings are of the same standard, there are subtle differences in their characteristics. It is necessary to select two bearings with almost the same characteristics to support the rotating shaft. Setting the preload is also complicated.
本考案は前記従来技術の現状に鑑み、これを解消すべ
くなされたものであり、その目的は、簡単な構造で大幅
な薄型化が可能であり、且つ1個の使用でも軸ぶれなく
回転支持できるボール軸受を提供することにある。The present invention has been made in consideration of the current state of the art described above, and has been made in order to solve this problem. The purpose of the present invention is to make it possible to greatly reduce the thickness with a simple structure. It is to provide a ball bearing capable of performing.
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本考案は、内輪及び外輪
間に複数のボールを挾持して転動するボール軸受におい
て、前記複数のボールを軸心方向に上下にずらせて配設
し、前記軸方向上側に位置する前記複数のボールのそれ
ぞれが挾持されている接触点間を結ぶ直線の傾き方向
と、前記軸方向下側に位置する前記複数のボールのそれ
ぞれが挾持されている接触点間を結ぶ直線の傾き方向と
を異ならせた構成としてある。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a ball bearing that holds a plurality of balls between an inner ring and an outer ring and rolls the balls in the axial direction. Each of the plurality of balls located on the axial lower side and the inclination direction of the straight line connecting between the contact points where each of the plurality of balls located on the axial upper side is sandwiched. Is different from the inclination direction of the straight line connecting the contact points held by.
また、本考案は、前記外輪側に傾斜面を有する予圧リ
ングを設け、前記内輪に環状凹部を形成し、前記外輪に
傾斜面を形成し、前記軸方向上側に位置する前記複数の
ボールのそれぞれは、前記環状凹部と前記予圧リングの
傾斜面とに接触させて保持し、前記軸方向下側に位置す
る前記複数のボールのそれぞれは、前記環状凹部と前記
外輪の傾斜面とに接触させて保持した構成としてある。In the present invention, a preload ring having an inclined surface is provided on the outer ring side, an annular recess is formed on the inner ring, an inclined surface is formed on the outer ring, and each of the plurality of balls located on the upper side in the axial direction is formed. Is held in contact with the annular recess and the inclined surface of the preload ring, and each of the plurality of balls located on the lower side in the axial direction is brought into contact with the annular recess and the inclined surface of the outer ring. It is a retained configuration.
[作用] 前記手段により、1個のボール軸受内での回転軸への
支持個所が軸心方向にずれており、且つ軸方向上側に位
置する複数のボールのそれぞれが挾持されている接触点
間を結ぶ直線の傾き方向と、軸方向下側に位置する複数
のボールのそれぞれが挾持されている接触点間を結ぶ直
線の傾き方向とを異ならせたので、各ボールの遊びを小
さくでき、不要な方向への力が作用することがなく、滑
りなくスムーズに転動することができ、回転軸を軸ぶれ
なく軸支して安定な回転を行わせ、外圧に対しても強固
であると共に、全体を大幅に薄型化できる。[Operation] By the above-mentioned means, between the contact points where the support portion for the rotating shaft in one ball bearing is displaced in the axial direction, and each of the plurality of balls located on the upper side in the axial direction is sandwiched. Since the inclination direction of the straight line connecting the points and the inclination direction of the line connecting the contact points where each of the balls located on the lower side in the axial direction is held are different, the play of each ball can be reduced, which is unnecessary. It can roll smoothly without slipping, does not apply force in any direction, supports the rotating shaft without shaft shake and performs stable rotation, and is strong against external pressure as well. The overall thickness can be greatly reduced.
[実施例] 以下、本考案の実施例がモータに適用された場合をと
り上げて、図面を参照して説明する。[Embodiment] Hereinafter, a case where an embodiment of the present invention is applied to a motor will be described with reference to the drawings.
第1図乃至第5図は実施例を説明する図で、第1図は
断面図、第2図は平面図、第3図は側面図、第4図は第
1図の要部拡大図、第5図は実施例を適用したスピンド
ルモータの断面図である。1 to 5 are views for explaining the embodiment, FIG. 1 is a sectional view, FIG. 2 is a plan view, FIG. 3 is a side view, and FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG. FIG. 5 is a sectional view of a spindle motor to which the embodiment is applied.
略円筒状の内輪1には、軸心を中心にスピンドルモー
タの回転軸7が圧入される丸孔6が設けてあり、内輪の
外側に略円筒状の外輪2が同心円状に配設されている。
内輪1の外周部と外輪2の内周部間には、複数のボール
3a、3bが2列状に周方向に転動自在に挾持して配列され
ている。A circular hole 6 into which a rotary shaft 7 of a spindle motor is press-fitted is provided in a substantially cylindrical inner ring 1 around a shaft center, and a substantially cylindrical outer ring 2 is concentrically arranged outside the inner ring. There is.
Between the outer periphery of the inner ring 1 and the inner periphery of the outer ring 2, a plurality of balls
3a and 3b are arranged so as to be rollable in the circumferential direction in two rows.
このために、内輪1の外周面には軸心方向に並ぶよう
にして2本の環状凹部4a、4bが全周にわたって形成され
ており、環状凹部4bの下部に対向する外輪2の位置に
は、全周にわたって傾斜面8が形成されている。そし
て、環状凹部4bと傾斜面8に対接して、転動自在に複数
のボール3aが第1の列として所定の間隔で配列されてい
る。For this reason, two annular recesses 4a and 4b are formed on the outer peripheral surface of the inner ring 1 so as to be lined up in the axial direction, and the outer ring 2 is located at a position facing the lower part of the annular recess 4b. The inclined surface 8 is formed over the entire circumference. A plurality of balls 3a are rotatably arranged in a first row at a predetermined interval so as to be in contact with the annular recess 4b and the inclined surface 8.
また、外輪2の上部の内周部に予圧リング10が嵌合配
設されており、前記環状凹部4aと予圧リング10とは対向
され、転動自在に複数のボール3bが第2の列として所定
の間隔で配列されている。さらに、このように環状凹部
4aと予圧リング10の傾斜面とに対接して配設される第2
の列のボール3bと、前述したように凹部4bと傾斜面8と
に対接して配設される第1の列のボール3aとは、互いに
千鳥状に配列されており、この配列によりスピンドルモ
ータのより一層の薄型化が可能である。Further, a preload ring 10 is fitted and arranged on the inner peripheral portion of the upper portion of the outer ring 2, the annular recess 4a and the preload ring 10 are opposed to each other, and a plurality of balls 3b are rotatably arranged as a second row. It is arranged at a predetermined interval. Furthermore, in this way the annular recess
2nd which is arranged in contact with 4a and the inclined surface of the preload ring 10
The rows of balls 3b and the rows of balls 3a in the first row, which are arranged so as to be in contact with the concave portions 4b and the inclined surfaces 8 as described above, are arranged in a zigzag pattern with each other. It is possible to make it even thinner.
即ち、第2図乃至第4図に示すように、内輪1の上面
側の環状凹部4aには、その全周にわたって等間隔で例え
ば10個のボール3bが配列されており、ロータ1の下面側
の環状凹部4bには、前記上面側に配列されたボール3b、
3b間の中間位置にボール3aが配置されて10個配列されて
いる。12はリテーナで、このリテーナ12は、第2の列の
ボール3bと、第1の列のボール3aとの千鳥状配置を保持
している。That is, as shown in FIGS. 2 to 4, in the annular recess 4a on the upper surface side of the inner ring 1, for example, ten balls 3b are arranged at equal intervals over the entire circumference thereof, and the lower surface side of the rotor 1 is In the annular recess 4b of the, balls 3b arranged on the upper surface side,
Ten balls 3a are arranged at an intermediate position between 3b. 12 is a retainer, and this retainer 12 holds the staggered arrangement of the balls 3b in the second row and the balls 3a in the first row.
また、前述の予圧リング10によってボール3には、所
定の予圧が設定されていて前記上面側のボール3bは環状
凹部4a及び予圧リング10の傾斜面とそれぞれ第4図に示
す点p1、p2の2点で接触し、前記下面側のボール3は
環状凹部4b及び傾斜面8とそれぞれ点p3、p4で2点接
触している。これら点p1とp2、点p3とp4はボール3a
または3bの中心を通る線上にある。このため、前記上面
側のボール3b及び前記下面側のボール3aは、共にそれぞ
れの接触面と点接触した状態で、各ボール3a、3bに不要
な方向への力が作用せず、滑りなくスムーズに転動する
ことができる。Further, a predetermined preload is set on the ball 3 by the above-mentioned preload ring 10, and the ball 3b on the upper surface side is the annular recess 4a and the inclined surface of the preload ring 10 and points p 1 and p shown in FIG. 4, respectively. contacting at two points of 2, the ball 3 of the lower surface is in contact two points annular recess 4b and the inclined surface 8 with each point p 3, p 4. These points p 1 and p 2 and points p 3 and p 4 are the ball 3a.
Or on the line passing through the center of 3b. Therefore, the ball 3b on the upper surface side and the ball 3a on the lower surface side are in a state of point contact with their respective contact surfaces, and no force is exerted on the balls 3a, 3b in an unnecessary direction, so that the balls 3a and 3b do not slip and are smooth. Can be rolled into.
このような構成の実施例は、例えば第5図に示すよう
にデイスク駆動装置用の薄型スピンドルモータのボール
軸受として使用される。同図に示すように、この種の薄
型スピンドルモータは基板15の上方にコイル16が周方向
に配設してある。このコイル16を覆うようにして、ロー
タ17が配設されていてこのロータ17の外周壁内側にはマ
グネツト18が固設されている。The embodiment having such a structure is used, for example, as a ball bearing of a thin spindle motor for a disk drive device as shown in FIG. As shown in the figure, in this type of thin spindle motor, a coil 16 is arranged in the circumferential direction above a substrate 15. A rotor 17 is arranged so as to cover the coil 16, and a magnet 18 is fixedly provided inside the outer peripheral wall of the rotor 17.
前記ロータ17はデイスク載置台20を介して回転軸7に
固定されていて、回転軸7は前記の内輪1の丸孔6に圧
入固定されている。従って、基板15に形成されている図
示せぬ電源回路からコイル16に電流が長される、マグネ
ツト18にはフレミングの法則に基づく力が与えられて、
ロータ17が回転しこの回転によりデイスク載置台20及び
回転軸7が一体に回転され、デイスク載置台20に載置さ
れた図示せぬデイスクを回転させる。21はチヤツキング
用マグネツト、22は位置決めピンである。The rotor 17 is fixed to the rotary shaft 7 via a disk mounting table 20, and the rotary shaft 7 is press-fitted and fixed to the round hole 6 of the inner ring 1. Therefore, a current is lengthened to the coil 16 from a power supply circuit (not shown) formed on the substrate 15, and a force based on Fleming's law is applied to the magnet 18,
The rotor 17 rotates, and this rotation causes the disk mounting table 20 and the rotary shaft 7 to rotate integrally, thereby rotating the disk (not shown) mounted on the disk mounting table 20. Reference numeral 21 is a chucking magnet, and 22 is a positioning pin.
前記実施例では前述したように、ボール3a、3bを千鳥
状に配設して、回転軸7の軸心方向の接近した2位置で
内輪1と接触支持させ、且つ予め予圧リング10で予圧を
設定して、各ボール3a、3bが内輪1外周部と外輪2の内
周部とで点接触するように調節した状態で一個の軸受と
して組立てられている。In the above embodiment, as described above, the balls 3a and 3b are arranged in a staggered manner so that the balls 3a and 3b are brought into contact with and supported by the inner ring 1 at two positions close to each other in the axial direction of the rotary shaft 7, and preload is preliminarily applied by the preload ring 10. After being set, each ball 3a, 3b is assembled as a single bearing in a state of being adjusted so as to make point contact between the outer peripheral portion of the inner ring 1 and the inner peripheral portion of the outer ring 2.
このため、モータの軸受として使用する場合には、従
来のように2個のボール軸受を予圧することなく、単
に、丸孔6に回転軸7を圧入するだけでよく、煩雑な調
整作業が必要でなく、組立コストが低減される。Therefore, when used as a bearing for a motor, it is sufficient to press-fit the rotary shaft 7 into the round hole 6 without preloading the two ball bearings as in the conventional case, and a complicated adjustment work is required. In addition, the assembly cost is reduced.
また、スピンドルモータの回転時には回転軸7は軸心
方向で互いに離れた2位置で、それぞれのボール3a、3b
によって軸支されるので、1個のボール軸受であっても
軸ぶれを起すことなく安定した軸支が行われる。特に、
この種のフロツピデイスク駆動装置用のスピンドルモー
タでは、装置の薄型化のために厚み方向は厳しくおさえ
られるが、半径方向には比較的設計の自由度があるた
め、内輪1の半径を比較的大きく設定し、ボール3a、3b
の配設位置を回転軸7から半径方向外側に設定すること
により、さらに軸ぶれを抑えることができる。Further, when the spindle motor rotates, the rotating shaft 7 is located at two positions separated from each other in the axial direction, and the balls 3a and 3b are separated from each other.
Since it is rotatably supported by a single ball bearing, stable swaying can be performed without causing shaft runout. In particular,
In this type of spindle motor for a floppy disk drive device, the thickness direction is strictly controlled to make the device thinner, but the radius of the inner ring 1 is set to a relatively large value because there is relatively freedom in design in the radial direction. And balls 3a, 3b
By arranging the position of (1) on the outer side in the radial direction from the rotating shaft 7, it is possible to further suppress the shaft shake.
また、定位置予圧をかけ、単体のボール軸受として得
られるので、使い勝手が非常に良くなり、またスラスト
荷重、ラジアル荷重の両方を受けることができる。ま
た、ボール間のピッチも従来より3倍以上確保できるの
で、各種外圧に対して非常に有利である。軸受が薄いの
でデイスク載置台20の肉圧が確保され軸振れ減少に効果
的である。Further, since it is obtained as a single ball bearing by applying a fixed position preload, it is very easy to use, and it is possible to receive both thrust load and radial load. Further, the pitch between the balls can be secured three times or more as compared with the conventional one, which is very advantageous for various external pressures. Since the bearing is thin, the wall pressure of the disk mounting table 20 is secured, which is effective in reducing shaft runout.
前記実施例では、例えば、直径4mmの回転軸7を回転
数300rpmで回転させた状態で、回転軸7の軸振れと内輪
1の上端面でのぶれを実測すると5μ以下であり、な
お、スラスト荷重は500g、ラジアル荷重は100g以下で、
また、連続運転の結果回転寿命は20000時間以上であ
る。In the embodiment, for example, when the rotating shaft 7 having a diameter of 4 mm is rotated at a rotating speed of 300 rpm, the shaft runout of the rotating shaft 7 and the shake at the upper end surface of the inner ring 1 are measured to be 5 μ or less. The load is 500g, the radial load is 100g or less,
In addition, as a result of continuous operation, the rotation life is 20,000 hours or more.
[考案の効果] 以上説明したように、本考案によれば、簡単な構造で
部品点数も少なく、回転軸に煩雑な調整作業なしに取り
付けることができ、また、軸方向上側に位置する複数の
ボールのそれぞれ挾持されている接触点間を結ぶ直線の
傾き方向と、軸方向下側に位置する複数のボールのそれ
ぞれが挾持されている接触点間を結ぶ直線の傾き方向と
を異ならせたので、各ボールの遊びを小さくでき、不要
な方向への力が作用することがなく、滑りなくスムーズ
に転動することができ、回転軸を軸ぶれなく軸支して安
定な回転を行わせ、外圧に対しても強固であると共に、
全体を大幅に薄型化できる。[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, the structure is simple, the number of parts is small, and the rotary shaft can be mounted without complicated adjustment work. Since the inclination direction of the straight line connecting the contact points held by the balls is different from the inclination direction of the straight line connecting the contact points held by each of the plurality of balls located on the lower side in the axial direction. , The play of each ball can be made small, the force in the unnecessary direction does not act, it can roll smoothly without slipping, and the rotating shaft is rotatably supported so that stable rotation can be performed. It is strong against external pressure,
The overall thickness can be greatly reduced.
また、予圧リングを用いることにより組立作業性を向
上することができる。In addition, assembly workability can be improved by using the preload ring.
第1図乃至第5図は本考案の実施例を説明するためのも
ので、第1図は断面図、第2図は平面図、第3図は側面
図、第4図は第1図の部分拡大図、第5図は実施例を適
用したモータの断面図、第6図は従来のボール軸受の使
用状態を示す説明図である。 1……内輪、2……外輪、3a、3b……ボール、7……回
転軸、10……予圧リング。1 to 5 are for explaining an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view, FIG. 2 is a plan view, FIG. 3 is a side view, and FIG. 4 is a view of FIG. FIG. 5 is a partially enlarged view, FIG. 5 is a sectional view of a motor to which the embodiment is applied, and FIG. 6 is an explanatory view showing a usage state of a conventional ball bearing. 1 ... Inner ring, 2 ... Outer ring, 3a, 3b ... Ball, 7 ... Rotating shaft, 10 ... Preload ring.
Claims (2)
転動するボール軸受において、 前記複数のボールを軸心方向に上下にずらせて配設し、 前記軸方向上側に位置する前記複数のボールのそれぞれ
が挾持されている接触点間を結ぶ直線の傾き方向と、前
記軸方向下側に位置する前記複数のボールのそれぞれが
挾持されている接触点間を結ぶ直線の傾き方向とを異な
らせたことを特徴とするボール軸受。1. A ball bearing in which a plurality of balls are sandwiched between an inner ring and an outer ring to roll, wherein the plurality of balls are arranged vertically offset in the axial direction, and the plurality of balls are located above the axial direction. The inclination direction of the straight line connecting the contact points where each of the balls is held, and the inclination direction of the straight line connecting the contact points where each of the plurality of balls located on the lower side in the axial direction is held. A ball bearing characterized by being different.
有する予圧リングを設け、前記内輪に環状凹部を形成
し、前記外輪に傾斜面を形成し、 前記軸方向上側に位置する前記複数のボールのそれぞれ
は、前記環状凹部と前記予圧リングの傾斜面とに接触さ
せて保持し、前記軸方向下側に位置する前記複数のボー
ルのそれぞれは、前記環状凹部と前記外輪の傾斜面とに
接触させて保持したことを特徴とするボール軸受。2. A plurality of preloading rings, each having a preload ring having an inclined surface on the outer ring side, an annular recess formed on the inner ring, an inclined surface formed on the outer ring, and located on the upper side in the axial direction. Each of the balls is held in contact with the annular recess and the inclined surface of the preload ring, and each of the plurality of balls located on the lower side in the axial direction is the annular recess and the inclined surface of the outer ring. A ball bearing characterized by being held in contact with.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |