JP4075358B2 - 軸受ユニットの組立方法および軸受用予圧付与装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
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(レーザビームプリンタ)、HDD(ハードディスクドライブ)等で使用されるスピンドルモータやスイングアームピボット、その他のモータなどに組み込まれる軸受ユニットの組立方法及び軸受用予圧付与装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
VTR、テープストリーマ、LBP、HDD等で使用されるスピンドルモータやスイングアームピボットには、その回転部分を支承する軸受ユニットとして、たとえば、図7に示されるような軸受ユニットが組み込まれている。この軸受ユニット1は中空軸2と、この中空軸2の外周に設けられた円筒ハウジング3とを備えており、中空軸2と円筒ハウジング3との間には、二つの転がり軸受4が組み込まれている。これらの転がり軸受4は内輪4a、外輪4b、球状転動体4c等からなり、内輪4aは軸方向に予圧を付与された状態で中空軸2の外周面に接着剤にて固定されている。なお、転がり軸受4,4間にはリング状の間座5が組み込まれている。
【0003】
ところで、このような軸受ユニット1の内輪4aを中空軸2の外周面に固定する場合、従来は、図8に示されるような予圧付与具6を用いて軸受ユニット1の内輪4aに予圧荷重を付与し、この状態で内輪4aを中空軸2の外周面に接着剤にて固定している場合が多い。なお、図中11は基台、12はサポート台、13は支持軸、15はアーム支持部材、16は水平アーム、17は支柱、18はコイルばね、19は予圧付与部材、20はばね押え、21は止めネジを示している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した方法で内輪4aを中空軸2に固定すると、内輪と軸とを焼嵌め等により固定する場合に比較して軸受ユニット1を容易に組立てることが可能であるが、次のような問題点があった。すなわち、上述した方法で内輪を軸に固定すると、内輪に付与される予圧荷重が軸受の出来栄えに関係なく一定であるため、軸受ユニットの回転トルクにバラツキが生じるという問題があった。
【0005】
なお、特開平6−221326号公報には、予圧量と回転トルク(ロストルク)を測定しつつ内輪を押し込んでいき、予め設定したロストルクにほぼ一致した時点で内輪の押し込みを止める方法が、また特願2001−120117号、特願2001−120116号、特願2001−128702号の明細書及び図面には圧入でロストルクを測定しつつ、狙いのトルクになるように予圧を調整する方法が開示されているが、内輪を軸に予圧を付与した状態で接着固定する方法については開示されていない。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、軸受ユニットの回転トルクにバラツキを生じさせることなく転がり軸受の軌道輪を軸に接着固定することのできる軸受ユニットの組立方法及び軸受用予圧付与装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1の発明に係る軸受ユニットの組立方法は、中空軸と、この中空軸の外周に設けられた円筒ハウジングと、この円筒ハウジングの内周面と前記中空軸の外周面との間に設けられた二つの転がり軸受と、これら転がり軸受の間に設けられたリング状の間座とからなり、かつ前記転がり軸受の内輪が前記中空軸の外周面に接着剤にて固定される軸受ユニットの組立方法であって、前記転がり軸受の内輪に予圧を付与する手段として、サポート台と、このサポート台の上面に鉛直に立設され、前記中空軸が外嵌する外周面を有する支持軸と、前記中空軸の外周面に外嵌された前記転がり軸受の内輪に予圧荷重を付与する予圧付与部と、前記円筒ハウジングに回転トルクを付与する回転トルク付与手段と、この回転トルク付与手段により前記円筒ハウジングを介して前記転がり軸受の外輪に付与された回転トルクを検出するトルク検出手段とを具備し、かつ前記回転トルク付与手段が前記円筒ハウジングの外周面にエアーを吹き付けて前記円筒ハウジングを回転させるエアーノズルを有し、かつ前記トルク検出手段が前記円筒ハウジングの回転速度を検出する非接触型の回転速度検出装置で検出し、この回転速度検出装置の出力から回転トルクを検出するトルク検出手段である予圧付与装置を用い、前記トルク検出手段で検出された回転トルクが予め定められた回転トルク値となるように前記予圧付与部から前記転がり軸受の内輪に付与される予圧荷重を調整した後、前記内輪を前記中空軸の外周面に接着固定することを特徴とする。
【0007】
このような方法を採用することにより、軌道輪(内輪)を接着した後の転がり軸受の回転トルクが軸受の出来栄えに関係なく常に一定の値となるので、軸受ユニットの回転トルクにバラツキを生じさせることなく軌道輪(内輪)を中空軸に接着固定することができる。
この場合、軌道輪(内輪)には、ばね力、重り、エアー等の流体圧のいずれかによる予圧荷重を付与することができる。
【0008】
請求項2の発明に係る軸受ユニットの組立方法は、請求項1記載の軸受ユニットの組立方法において、前記円筒ハウジングの回転速度が一定となるように前記エアーノズルの吹き付け力を制御し、その吹き付け力に基づいて前記回転トルクを検出することを特徴とする。
【0009】
請求項3の発明に係る軸受用予圧付与装置は、中空軸と、この中空軸の外周に設けられた円筒ハウジングと、この円筒ハウジングの内周面と前記中空軸の外周面との間に設けられた二つの転がり軸受と、これら転がり軸受の間に設けられたリング状の間座とからなり、かつ前記転がり軸受の内輪が前記中空軸の外周面に接着剤にて固定される軸受ユニットの組立時に用いられる軸受用予圧付与装置であって、サポート台と、このサポート台の上面に鉛直に立設され、前記中空軸が外嵌する外周面を有する支持軸と、前記中空軸の外周面に外嵌された前記転がり軸受の内輪に予圧荷重を付与する予圧付与部と、前記円筒ハウジングに回転トルクを付与する回転トルク付与手段と、この回転トルク付与手段により前記円筒ハウジングを介して前記転がり軸受の外輪に付与された回転トルクを検出するトルク検出手段とを具備し、前記回転トルク付与手段が前記円筒ハウジングの外周面にエアーを吹き付けて前記円筒ハウジングを回転させるエアーノズルを有し、かつ前記トルク検出手段が前記円筒ハウジングの回転速度を検出する非接触型の回転速度検出装置で検出し、この回転速度検出装置の出力から回転トルクを検出するトルク検出手段であることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る軸受ユニットの組立方法を実施するときに用いられる予圧付与装置の一例を示す図である。同図に示されるように、予圧付与装置10は基台11を備えており、この基台11上には、軸受ユニット1を鉛直に支持する円形状のサポート台12が設置されている。このサポート台12の上面中央部には支持軸13が突設されており、この支持軸13に軸受ユニット1の中空軸2(図8参照)が外嵌することによって軸受ユニット1が鉛直に支持されるようになっている。
【0012】
また、予圧付与装置10は軸受ユニット1の内輪4a(図8参照)に予圧を付与するための予圧付与部14を備えている。この予圧付与部14は基台11の上面から上方に延設されたアーム支持部材15と、このアーム支持部材15の上端部から水平方向に延設された水平アーム16と、この水平アーム16の下面から下方に垂設された支柱17と、この支柱17の外周に設けられたコイルばね18と、このコイルばね18の下端に設けられた予圧付与部材19とを備えており、コイルばね18の上端に設けられたばね押え20を操作してコイルばね18を軸方向に圧縮させると、コイルばね18のばね力が予圧力として軸受ユニット1の内輪4aに予圧付与部材19を介して付与されるようになっている。なお、図中21はばね押え20を支柱17に固定するための止めネジを示している。
【0013】
また、予圧付与装置10はローラ23と、このローラ23を介して軸受ユニット1のハウジング3を回転させるモータ24と、このモータ24の負荷トルクを測定するトルクセンサ25とを備えており、トルクセンサ25で測定されたモータ24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。
このように構成される予圧付与装置10を用いて軸受ユニット1の内輪4aを中空軸2の外周面に接着固定する場合には、先ず、予圧付与装置10の支持軸12に軸受ユニット1の中空軸2を外嵌させて軸受ユニット1を鉛直に支持する。次に、ばね押え20を操作してコイルばね18を圧縮させ、コイルばね18のばね力を軸受ユニット1の内輪4aに予圧荷重として予圧付与部材19を介して付与する。
【0014】
このようにして軸受ユニット1の内輪4aに予圧荷重を付与したならば、ローラ23を軸受ユニット1のハウジング3に押し当て、この状態でモータ24を駆動すると、内輪4aを接着固定する前の軸受ユニット1の回転トルク値がトルクセンサ25で測定され、その測定値が図示しない表示器に表示される。次に、表示器に表示された軸受ユニット1の回転トルク値が予め定められた回転トルク値となるようにコイルばね18のばね力すなわち予圧荷重を調整した後、軸受ユニット1の中空軸2と内輪4aとの間に接着剤を塗布し、内輪4aを中空軸2に接着固定する。
【0015】
このように、転がり軸受4の内輪4aに予圧荷重を付与した状態で内輪4aを軸2に接着剤にて固定するときに、転がり軸受4の回転トルクを測定し、その測定値が予め定められた回転トルク値となるように予圧荷重を調整した後、軸2に内輪4aを接着固定すると、接着後の回転トルクが軸受の出来栄えに関係なく一定となるので、軸受ユニット1の回転トルクにバラツキを生じさせることなく転がり軸受4の内輪4aを軸2に接着固定することができる。
【0016】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、上述した実施形態では、軸受ユニット1のハウジング3にローラ23を当接させ、このローラ23を駆動する駆動モータ24の負荷トルクをトルクセンサ25で検出することによって、内輪4aを接着固定する前の軸受ユニット1の回転トルクを測定するようにしたが、図2に示す第2の実施形態のように、軸受ユニット1のハウジング3に巻き付けられた糸27の一端に重り28を取り付けると共に糸27の他端に荷重センサ29を取り付け、軸受ユニット1のハウジング3に重り28の重力を作用させて軸受ユニット1の回転トルクを荷重センサ29で測定するようにしてもよい。
【0017】
また、図3に示す第3の実施形態のように、軸受ユニット1のハウジング3にエアーノズル30からエアーをハウジング3の接線方向に吹き付けてハウジング3を回転させ、そのときのハウジング3の回転速度を非接触型の回転速度(表面速度)検出装置31で検出し、この回転速度検出装置31の出力から内輪4aが接着固定される前の軸受ユニット1の回転トルクを測定するようにしてもよい。この場合、ハウジング3の回転速度が常に一定になるようにエアーノズル30の吹き付け力(圧力)を制御し、その吹き付け力に基づいてロストルク(回転トルク)を検出してもよく、この場合には回転速度一定でのロストルク管理になる。
【0018】
さらに、図6に示す第4の実施形態のように、軸受ユニット1の内輪側を回転テーブル32により回転させ、そのときの回転トルクをハウジング3に取り付けた治具33を介して荷重センサ34で測定するようにしてもよい。
上述した第1、第2及び第4の実施形態では内輪4aに予圧荷重を付与する手段としてコイルばね18を用いたが、図3に示す第3の実施形態のように、内輪4aに予圧荷重を付与する手段として重り35を用いてもよい。この場合、予圧荷重を調整する方法としては、図4に示されるように、重さの異なる多数の重り35を用意しておくか、あるいは図5に示されるように、容器36の中に収容される重り37の個数を変化させるなどして予圧荷重を調整すれば良い。
【0019】
また、上述した第1の実施形態では、接着剤塗布後、接着剤が固まるまでに予圧量を調整するように記しているが、これに限定されるものではなく、接着剤を塗布する前に別の装置や、単品で予圧を与えた時のロストルク(回転トルク)を測定し、その結果に基づく予圧量を予め決めておいて、その予圧量に応じて接着時に予圧設定することも可能である。また、接着剤が固化した後に接着剤の収縮などによりロストルク量が変化するものについては、その量を補正することは勿論である。
その他、トルク検出方法は特願2001−120117号、特願2001−120116号、特願2001−128702号の明細書及び図面に記載された方法も適用できる。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る軸受ユニットの組立方法及び軸受用予圧付与装置によれば、軌道輪を接着した後の転がり軸受の回転トルクが軸受の出来栄えに関係なく一定の値となるので、軸受ユニットの回転トルクにバラツキを生じさせることなく転がり軸受の軌道輪を軸に接着固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る軸受ユニットの組立方法を実施するときに使用される予圧付与装置の第1実施例を示す図である。
【図2】 本発明に係る軸受ユニットの組立方法を実施するときに使用される予圧付与装置の第2実施例を示す図である。
【図3】 本発明に係る軸受ユニットの組立方法を実施するときに使用される予圧付与装置の第3実施例を示す図である。
【図4】 予圧荷重を重りによって調整する場合に使用される重りの一例を示す図である。
【図5】 予圧荷重を重りによって調整する場合に使用される重りの一例を示す図である。
【図6】 本発明に係る軸受ユニットの組立方法を実施するときに使用される予圧付与装置の第4実施例を示す図である。
【図7】 スイングアームピボット用軸受として用いられる軸受ユニットの一例を示す図である。
【図8】 従来方法で使用される予圧付与装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 軸受ユニット
2 中空軸
3 ハウジング
4 転がり軸受
4a 内輪
5 間座
10 予圧付与装置
11 基台
12 サポート台
13 支持軸
15 アーム支持部材
16 水平アーム
17 支柱
18 コイルばね
19 予圧付与部材
20 ばね押え
21 止めネジ
23 ローラ
24 モータ
25 トルクセンサ
27 糸
28 重り
29 荷重センサ
30 エアーノズル
31 回転速度検出装置
Claims (3)
- 中空軸と、この中空軸の外周に設けられた円筒ハウジングと、この円筒ハウジングの内周面と前記中空軸の外周面との間に設けられた二つの転がり軸受と、これら転がり軸受の間に設けられたリング状の間座とからなり、かつ前記転がり軸受の内輪が前記中空軸の外周面に接着剤にて固定される軸受ユニットの組立方法であって、前記転がり軸受の内輪に予圧を付与する手段として、サポート台と、このサポート台の上面に鉛直に立設され、前記中空軸が外嵌する外周面を有する支持軸と、前記中空軸の外周面に外嵌された前記転がり軸受の内輪に予圧荷重を付与する予圧付与部と、前記円筒ハウジングに回転トルクを付与する回転トルク付与手段と、この回転トルク付与手段により前記円筒ハウジングを介して前記転がり軸受の外輪に付与された回転トルクを検出するトルク検出手段とを具備し、かつ前記回転トルク付与手段が前記円筒ハウジングの外周面にエアーを吹き付けて前記円筒ハウジングを回転させるエアーノズルを有し、かつ前記トルク検出手段が前記円筒ハウジングの回転速度を検出する非接触型の回転速度検出装置で検出し、この回転速度検出装置の出力から回転トルクを検出するトルク検出手段である予圧付与装置を用い、前記トルク検出手段で検出された回転トルクが予め定められた回転トルク値となるように前記予圧付与部から前記転がり軸受の内輪に付与される予圧荷重を調整した後、前記内輪を前記中空軸の外周面に接着固定することを特徴とする軸受ユニットの組立方法。
- 前記円筒ハウジングの回転速度が一定となるように前記エアーノズルの吹き付け力を制御し、その吹き付け力に基づいて前記回転トルクを検出することを特徴とする請求項1記載の軸受ユニットの組立方法。
- 中空軸と、この中空軸の外周に設けられた円筒ハウジングと、この円筒ハウジングの内周面と前記中空軸の外周面との間に設けられた二つの転がり軸受と、これら転がり軸受の間に設けられたリング状の間座とからなり、かつ前記転がり軸受の内輪が前記中空軸の外周面に接着剤にて固定される軸受ユニットの組立時に用いられる軸受用予圧付与装置であって、サポート台と、このサポート台の上面に鉛直に立設され、前記中空軸が外嵌する外周面を有する支持軸と、前記中空軸の外周面に外嵌された前記転がり軸受の内輪に予圧荷重を付与する予圧付与部と、前記円筒ハウジングに回転トルクを付与する回転トルク付与手段と、この回転トルク付与手段により前記円筒ハウジングを介して前記転がり軸受の外輪に付与された回転トルクを検出するトルク検出手段とを具備してなる軸受用予圧付与装置であって、前記回転トルク付与手段が前記円筒ハウジングの外周面にエアーを吹き付けて前記円筒ハウジングを回転させるエアーノズルを有し、かつ前記トルク検出手段が前記円筒ハウジングの回転速度を検出する非接触型の回転速度検出装置で検出し、この回転速度検出装置の出力から回転トルクを検出するトルク検出手段であることを特徴とする軸受用予圧付与装置。
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