JP6216261B2 - 軸受、軸受組、軸受装置および情報記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸受、軸受組、軸受装置および情報記録装置に関するものである。

従来、内輪よりも外輪の軸方向長さが長い２つの軸受を軸方向に隣接させた状態でシャフトに嵌合させた軸受装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この軸受装置では、外輪どうしを軸方向に接触させて、内輪間に形成される隙間を小さくするように軸方向に外力を加えることで、スペーサを用いずに予圧を付与するようになっている。

特許第３０５４８５８号公報

このような軸受装置の製造段階においては、シャフトに嵌合させる前の軸受に対し、シャフトと内輪との接着性を向上する等の目的で、内輪の内面に付着したグリス等を除去する清掃作業が行われる。従来、この清掃作業は、複数の軸受を軸方向に積み重ねて、内輪の内面によって形成される円柱状の空間に、グリス等を拭うための布を通過させることにより行われる。これにより、一度に多数の軸受の内輪の内面を短時間で清掃することができる。

しかしながら、特許文献１の軸受に対して上述した清掃作業を行うと、布との摩擦によって内輪が軸方向に移動するため、転動体と内輪または外輪のレースウェイとが相互に押しつけられ、圧力が過大な場合には転動体の表面やレースウェイが損傷するという不都合がある。転動体の表面やレースウェイが損傷しないように清掃するには、軸受の内輪を１つ１つ清掃する必要があり、製造に時間がかかるという不都合がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、スペーサを不要とした薄型の軸受装置を効率よく製造することができる軸受および軸受組、これらを備えた軸受装置および情報記録装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、半径方向に間隔を空けて同軸に配置され、軸方向の最大長さが等しい内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔を空けて複数配置される転動体とを備え、前記内輪または前記外輪のいずれかが、軸方向の一端に軸方向に延びる凸部を有するとともに、軸方向の他端に、同一形状の他の軸受を軸方向に同一の向きで隣接させたときに、該他の軸受の前記凸部の少なくとも一部を軸方向に収容可能な凹部を有する軸受を提供する。

本態様によれば、同一形状の軸受を軸方向に同一の向きで隣接させると、凸部および凹部を有していない外輪（または内輪）どうしが軸方向に突き当たる一方、凸部および凹部を有する内輪（または外輪）どうしは、凹部内に凸部を収容させる。外輪と内輪の軸方向の最大長さが等しいので、凹部内に凸部を収容させている分、内輪（または外輪）どうしは接触することなく内輪（または外輪）間には軸方向に隙間が形成される。したがって、軸受を２つ用いた軸受装置において、内輪（または外輪）どうしを軸方向に近接させる方向に外力を加えることにより、スペーサを用いることなく軸受に予圧を付与することができ、軸受装置の軸方向の寸法を小さくすることができる。

一方、本態様の軸受の内輪を多数個まとめて清掃するには、軸受の向きを交互に反転させて隣接させる。これにより、隣接する軸受間では、内輪（または外輪）に設けられた凸部どうしおよび凹部どうしが対向させられて端面どうしが接触する。内輪と外輪の軸方向の最大長さが等しいので、内輪および外輪の両方が軸方向に隙間無く接触させられて重ね合わせられる。したがって、内輪の内側に形成された円柱状の空間に布を通過させて清掃を行っても、布との摩擦によって内輪が軸方向に移動することがなく、転動体と内輪および外輪のレースウェイとが過度に押しつけられることを防止することができる。
すなわち、薄い軸受を製造する際における清掃作業を効率的に行うことができ、スペーサを不要とした薄型の軸受装置を効率よく製造することができる。

上記態様においては、前記凸部および前記凹部が、全周にわたって形成されていてもよい。
このようにすることで、同一形状の２つの軸受を同一の向きで軸方向に隣接させる場合に、軸受の周方向の位置に関わりなく、凹部に凸部を対向させて、内輪（または外輪）間に隙間を形成することができる。また、２つの軸受を反対の向きで軸方向に隣接させる場合にも、軸受の周方向の位置に関わりなく、凹部どうしおよび凸部どうしを対向させて、内輪どうしおよび外輪どうしを軸方向に突き当てることができる。したがって、軸受の内輪の清掃作業および軸受装置の組立作業を容易にすることができる。

上記態様においては、軸方向における前記凹部の深さ寸法および前記凸部の長さ寸法のいずれか小さい方が、適正な予圧を付与する前記内輪と前記外輪との軸方向の相対的な変位量の最大値よりも大きくてもよい。

このようにすることで、同一形状の２つの軸受を同一の向きで軸方向に隣接させて予圧をかけていくと、それぞれの軸受において外輪と内輪とが軸方向に相対的に変位する。このとき、一方の軸受の内輪（または外輪）の一端に設けた凸部が、他方の軸受の内輪（または外輪）の他端に設けた凹部内に収容され、予圧の大きさが大きくなるに従って両者間に形成されている隙間が軸方向に狭められていくが、適正な予圧範囲で最大限の予圧をかけても凸部と凹部との間の隙間が潰れることがない。これにより、２つの軸受に適正な予圧を付与してトルク変動の少ない軸受装置を構成することができる。

本発明の他の態様は、半径方向に間隔を空けて同軸に配置され、軸方向の最大長さが等しい内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔を空けて複数配置される転動体とを備える２つの軸受を備え、一方の該軸受の前記内輪または前記外輪のいずれかが、軸方向の一端に軸方向に延びる凸部を有し、他方の前記軸受の前記内輪または前記外輪のいずれかが、軸方向の一端に前記凸部の少なくとも一部を軸方向に収容可能な凹部を有する軸受組を提供する。

本態様によれば、２つの軸受の内輪（または外輪）の凸部または凹部を有する一端どうしを対向する向きで軸方向に隣接させると、凸部および凹部を有していない外輪（または内輪）どうしが軸方向に突き当たる一方、内輪（または外輪）どうしは、凹部内に凸部を収容させる。したがって、内輪（または外輪）の一端間には隙間が形成され、その隙間を小さくする方向に内輪（または外輪）に軸方向の外力を加えることにより、スペーサを用いることなく内輪（または外輪）に予圧を付与することができる。

一方、本態様の軸受組を構成する軸受の内輪を多数個まとめて清掃するには、軸受組の軸受間において、凸部を有する内輪（または外輪）の一端を、凹部を有する内輪（または外輪）の一端以外の端面に軸方向に隣接させるように配置する。これにより、内輪および外輪の両方が隙間無く接触させられるため、内輪の清掃作業の際に、布と内輪との摩擦によって、転動体と内輪および外輪のレースウェイとが過度に押しつけられることを防止することができ、内輪の清掃作業を効率的に行うことができる。

本発明の他の態様は、上記の２つの軸受と、同一の向きで軸方向に隣接させた２つの前記軸受の各前記内輪の内面に嵌合されるシャフトとを備える軸受装置を提供する。
また、本発明の他の態様は、上記の軸受組と、該軸受組の前記凸部を前記凹部内に収容可能な向きで軸方向に隣接させた２つの前記軸受の各前記内輪の内面に嵌合されるシャフトとを備える軸受装置を提供する。

また、本発明の他の態様は、情報を記録する記録媒体と、上記軸受装置と、前記記録媒体および前記軸受装置を支持するベース部と、該ベース部に対して前記軸受装置により、前記シャフトの長手軸回りに揺動可能に支持されるアーム部と、該アーム部に取り付けられ、前記記録媒体に情報を記録するヘッド部とを備える情報記録装置を提供する。

本発明によれば、スペーサを不要とした薄型の軸受装置を効率よく製造することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る情報記録装置の平面図である。 図１の情報記録装置の軸受装置を示す縦断面図である。 図２の軸受装置の軸受の内輪に軸方向の外力がかかって凹部と凸部が近接している状態を示す縦断面図である。 図２の軸受の２つの内輪を軸方向に交互に同一の向きで配置して、内輪の内面を清掃する場合を示す縦断面図である。 図２の軸受の同一の内輪を軸方向に同一の向きで複数配置して、内輪の内面を清掃する場合を示す縦断面図である。 図２の軸受の同一の内輪を軸方向に交互に反対の向きで配置して、内輪の内面を清掃する場合を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る軸受を用いた軸受装置の内輪に軸方向の外力がかかって凹部と凸部が近接している状態を示す縦断面図である。 図７の軸受の２つの内輪を軸方向に交互に反対の向きで配置して、内輪の内面を清掃する場合を示す縦断面図である。 図３の軸受装置の第１の変形例を示す縦断面図である。 図３の軸受装置の第２の変形例を示す縦断面図である。 図３の軸受装置の第３の変形例を示す縦断面図である。

本発明の一実施形態に係る軸受組１０、軸受装置６および情報記録装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る情報記録装置１は、図１に示されるように、略矩形箱状のベースハウジング（ベース部材）２と、ベースハウジング２に回転可能に支持され情報を記録する円板状の磁気記録媒体（記録媒体）４と、磁気ヘッド（ヘッド部）５を先端に取り付けたスイングアーム（アーム部）３と、スイングアーム３をベースハウジング２に対して揺動可能に支持する軸受装置６と、スイングアーム３を揺動させる駆動部（例えば、ボイルコイルモータ等。）７とを備えている。

スイングアーム３は、図１に示されるように、基端側に取り付けられた軸受装置６により、軸受装置６の中心軸線Ｃ回りに揺動させられるようになっている。すなわち、スイングアーム３を揺動させることにより、先端に取り付けられた磁気ヘッド５を、磁気記録媒体４の表面に沿って移動させたり、磁気記憶媒体４の所望の径方向位置に位置決めしたりすることができるようになっている。

軸受装置６は、図３に示されるように、２つの軸受８，９からなる軸受組１０と、この軸受組１０に嵌合されたシャフト１１とを備えている。
２つの軸受８，９は、図２および図３に示されるように、それぞれ、半径方向に隣接させて同軸に配置され、軸方向の最大長さ寸法が等しい円環形状の内輪１２，１３および外輪１４ａ，１４ｂと、これら内輪１２，１３と外輪１４ａ，１４ｂとの間の円環状空間に周方向に間隔を空けて配置される複数個の転動体１５とを備えている。

転動体１５は、リテーナ（図示略）により等間隔に配置された状態で回転可能に保持されている。転動体１５が、外輪１４ａ，１４ｂの内周面に形成されたレースウェイ（外輪軌道）と内輪１２，１３の外周面に形成されたレースウェイ（内輪軌道）との間で転動させられることにより、内輪１２，１３と外輪１４ａ，１４ｂとが相対回転させられるようになっている。

外輪１４ａ，１４ｂは、図２および図３に示されるように、軸方向の両端面１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂにおいて内周縁および外周縁に小さな面取りが施された平面状に形成されている。
また、外輪１４ａ，１４ｂの外周面は、スイングアーム３の軸受嵌合孔（図示略）に嵌合され、例えば、接着剤により固定されるようになっている。

一方の内輪１２の一端２０には、図２および図３に示されるように、径方向の外側において軸方向に延びる凸部２２が設けられている。他方の内輪１３の一端２１には、径方向の外側において軸方向に窪む凹部２３が設けられている。
内輪１２，１３の他端１８，１９は、内周縁および外周縁に小さな面取りが施された平面状に形成されている。

内輪１２，１３の凸部２２および凹部２３は、一端２０，２１の全周にわたって円環状に形成されている。また、凹部２３の径方向の幅寸法は凸部２２の径方向の幅寸法より十分に大きく設定されている。これにより、内輪１２，１３の一端２０，２１どうしが対向するように２つの軸受８，９を軸方向に隣接させると、凸部２２と凹部２３とが軸方向に対向し、外輪１４ａ，１４ｂの一端１６ａ，１６ｂどうしが突き当たる位置まで軸受８，９を近接させても、内輪１２，１３の一端２０，２１どうしは接触せず、軸方向に隙間が形成されるようになっている。

また、凹部２３の軸方向の深さ寸法Ｘおよび凸部２２の軸方向の長さ寸法Ｙは、その内のいずれか小さい方の寸法が、適正な予圧を付与するために必要とされる内輪１２，１３と外輪１４ａ，１４ｂとの軸方向の相対的な変位量の最大値よりも大きく設定されている。ここで、内輪１２，１３と外輪１４ａ，１４ｂとの軸方向の相対的な変位量の最大値とは、内輪１２，１３が、外輪１４ａ，１４ｂに対して軸方向に沿って最も下側にずれた状態から、軸方向に沿って最も上側にずれた状態までの変位量である。

シャフト１１は、中空の略円筒形状に形成され、一端に、全周にわたって半径方向外方に延びる鍔状のフランジ部２７を備えている。
本実施形態に係る軸受装置６は、一端２０，２１どうしを軸方向に対向させた２つの軸受８，９の各内輪１２，１３の内面に接着剤を塗布した状態で、図２に示されるように、一方の軸受９の内輪１３の他端１９がフランジ部２７に突き当たる位置までシャフト１１を嵌合させた後、図３に示されるように、外輪１４ａ，１４ｂの一端１６ａ，１６ｂどうしを軸方向に突き当てた状態で内輪１２，１３どうしを軸方向に近接させる方向に外力を加え、適正な予圧が付与される位置に保持して接着剤を硬化させることにより構成されている。

外力が付与された内輪１２，１３は、対向配置されている凹部２３内に凸部２２を部分的に収容させながら軸方向に近接していく。凹部２３の径方向の幅寸法は凸部２２の径方向の幅寸法より大きく形成されているので、内輪１２，１３どうしは接触することなく変位するようになっている。
そして、外輪１４ａ，１４ｂどうしは軸方向に突き当たっているので、内輪１２，１３を軸方向に近接させることによって予圧が付与されていき、適正な予圧が付与される位置まで内輪１２，１３どうしを近接させても、内輪１２，１３の間には軸方向に隙間が維持されている。

このように構成された本実施形態に係る軸受組１０、軸受装置６および情報記録装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る軸受組１０、軸受装置６および情報記録装置１によれば、軸受８，９の外輪１４ａ，１４ｂどうしを軸方向に直接突き当てた状態で内輪１２，１３どうしを近接させて予圧を付与するので、内輪１２，１３間の隙間を形成するためのスペーサが不要であり、軸方向寸法を短縮して薄型化を図ることができる。

また、本実施形態に係る軸受組１０によれば、該軸受組１０を構成している各軸受８，９の内輪１２，１３の内面を、シャフト１１の嵌合前に多数個まとめて清掃する場合に、図４に示されるように、一端に内鍔状の突き当て部２５を有する筒部材２４内に、多数の軸受８，９を軸方向に積み重ね状態に収容して、内輪１２，１３の内側に形成される円柱状の空間に清掃用の布２６を矢印の方向に通過させる。

このとき、一方の軸受８の内輪１２の一端２０が他方の軸受９の内輪１３の他端１９に軸方向に隣接し、一方の軸受８の内輪１２の他端１８が他方の軸受９の内輪１３の一端２１に軸方向に隣接するような向きで軸受８，９を交互に積み重ね状態に収容していく。内輪８，９の他端１８，１９は、平面により構成されているので、一方の軸受８の内輪１２の一端２０の軸方向の最先端面が他方の軸受９の内輪１３の他端１９に突き当たる。

内輪１２，１３および外輪１４ａ，１４ｂは軸方向の最大寸法が等しいので、図４のように、内輪１２，１３が軸方向に突き当たるときには外輪１４ａ，１４ｂも同時に軸方向に突き当たる。したがって、清掃用の布２６を通過させることにより、布２６と内輪１２，１３の内面との間に摩擦力が作用しても内輪１２，１３が外輪１４ａ，１４ｂに対して軸方向に移動することがなく、清掃中に転動体１５とレースウェイとの間に過大な負荷をかけず済むという利点がある。
すなわち、薄い軸受８，９を製造する際における清掃作業を効率的に行うことができ、スペーサを不要とした薄型の軸受装置６を効率よく製造することができるという利点がある。

なお、清掃時に、筒部材２４内に２種類の軸受８，９を軸方向に交互に同一の向きで複数配置したが、これに限られるものではない。
例えば、図５に示されるように、同一の軸受８を同一の向きで複数配置してもよいし、図６に示されるように、同一の軸受８を軸方向に交互に反対の向きで配置してもよい。いずれの場合にも内輪１２，１３および外輪１４ａ，１４ｂを軸方向に同時に突き当てることができ、同様の効果がある。

次に、本発明の一実施形態に係る軸受３３について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した一実施形態に係る軸受組１０の軸受８と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る軸受３３は、図７に示されるように、内輪２８が軸方向の一端２９に凸部２２を有するとともに、軸方向の他端３０に凹部２３を有する点において、一実施形態に係る軸受組１０の軸受８，９と相違している。

内輪２８は、凸部２２を有する一端２９の最先端面から凹部２３を有する他端３０の最先端面までの軸方向の長さ寸法が外輪１４ａの軸方向の長さ寸法と等しくなっている。
また、図７に示されるように、軸受３３に同一形状の他の軸受３３を軸方向に同一の向きで隣接させたときに、一方の軸受３３の一端２９の凸部２２と他の軸受３３の他端３０の凹部２３とが軸方向に対向するようになっている。したがって、一方の軸受３３の外輪１４ａの一端１６ａと他の軸受３３の外輪１４ａの他端１７ａとが軸方向に突き当たる位置まで２つの軸受３３を近接させても、内輪２８の一端２９と内輪２８の他端３０は接触しないようになっている。

このように構成された本実施形態に係る軸受３３の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る軸受３３によれば、図７に示されるように、同一形状の他の軸受３３を軸方向に同一の向きで隣接させることにより、外輪１４ａどうしを軸方向に直接突き当てて、内輪２８どうしを軸方向に近接させる方向に外力を加えることにより、予圧が付与される軸受装置３１を構成することができる。

一方、軸受３３を多数個まとめて清掃するには、図８に示されるように、軸受３３の向きを交互に反転させて軸方向に隣接させる。これにより、内輪２８の凸部２２どうし、および、凹部２３どうしが対向させられて、これらの最先端面どうしが接触するので、内輪２８および外輪１４ａの両方を軸方向に隙間無く接触させることができる。

なお、上述した軸受装置６においては、半径方向に沿って外輪１４ａ，１４ｂに設けられ、環状空間を塞ぐ円環状のシールド板を備えていてもよい。
このようにすることで、塵埃等が環状空間内に混入して転動体１５に付着したり、グリスおよび潤滑油が環状空間外に漏出したりすることを抑制することができる。

また、上述した軸受装置６においては、軸受８，９の内輪１２，１３として、凸部２２および凹部２３が一端２０，２１の全周にわたって形成されたものを例示したが、これに代えて、一端２０，２１の周方向に部分的に形成されていてもよい。
この場合、一方の軸受８の凸部２２と他方の軸受９の凹部２３との周方向の位相を一致させたりずらしたりするだけで、内輪１２，１３どうしを軸方向に突き当てたり、内輪１２，１３間に軸方向の隙間を空けたりすることができる。

また、上述した軸受装置６においては、凹部２３および凸部２２の縦断面形状を長方形にした場合を例示したが、これに代えて、図９および図１０に示されるように、縦断面の輪郭が傾斜面あるいは曲面を有していてもよい。
また、凸部２２と凹部２３の縦断面形状が異なっていてもよい。

また、上述した軸受装置６においては、内輪１２，１３に軸方向の外力を加えて軸受８，９に予圧を付与する場合を例示したが、これに代えて、図１１に示されるように、外輪３４，３５に軸方向の外力を加えて予圧を付与してもよい。
この場合には、軸受装置３６は、図１１に示されるように、２つの軸受３７，３８の各外輪３４，３５を嵌合させるスリーブ３９を備え、内輪４０ａ，４０ｂの両端において内周縁および外周縁に小さな面取りが施された平面状に形成され、外輪３４，３５の一端４１，４２に凹部２３と凸部２２とが設けられていればよい。

また、本実施形態の軸受装置６においては、シャフト１１として、フランジ部２７を備える場合を例示したが、これに代えて、フランジ部２７を備えていない円筒状のシャフトを採用してもよい。
また、本実施形態の軸受装置６は、軸受装置６として、軸受８，９の各外輪１４ａ，１４ｂを嵌合させるスリーブ（外装部材）を備えていてもよい。

１ 情報記録装置
２ ベースハウジング（ベース部材）
３ スイングアーム（アーム部）
５ 磁気ヘッド（ヘッド部）
６，３１，３６ 軸受装置
８，９，３３，３７，３８ 軸受
１０ 軸受組
１１ シャフト
１２，１３，２８，４０ａ，４０ｂ 内輪
１４ａ，１４ｂ，３４，３５ 外輪
１５ 転動体
１６ａ，１６ｂ，４１，４２ 一端
１７ａ，１７ｂ 他端
１８，１９，３０ 他端
２０，２１，２９ 一端
２２ 凸部
２３ 凹部

Claims (7)

1. 半径方向に間隔を空けて同軸に配置され、軸方向の最大長さが等しい内輪および外輪と、
   これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔を空けて複数配置される転動体とを備え、
   前記内輪または前記外輪のいずれかが、軸方向の一端に軸方向に延びる凸部を有するとともに、軸方向の他端に、同一形状の他の軸受を軸方向に同一の向きで隣接させたときに、該他の軸受の前記凸部の少なくとも一部を軸方向に収容可能な凹部を有する軸受。
2. 前記凸部および前記凹部が、全周にわたって形成されている請求項１に記載の軸受。
3. 軸方向における前記凹部の深さ寸法および前記凸部の長さ寸法のいずれか小さい方が、適正な予圧を付与する前記内輪と前記外輪との軸方向の相対的な変位量の最大値よりも大きい請求項１または請求項２に記載の軸受。
4. 半径方向に間隔を空けて同軸に配置され、軸方向の最大長さが等しい内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔を空けて複数配置される転動体とを備える２つの軸受を備え、
   一方の該軸受の前記内輪または前記外輪のいずれかが、軸方向の一端に軸方向に延びる凸部を有し、
   他方の前記軸受の前記内輪または前記外輪のいずれかが、軸方向の一端に前記凸部の少なくとも一部を軸方向に収容可能な凹部を有する軸受組。
5. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の２つの軸受と、
   同一の向きで軸方向に隣接させた２つの前記軸受の各前記内輪の内面に嵌合されるシャフトとを備える軸受装置。
6. 請求項４に記載の軸受組と、
   該軸受組の前記凸部を前記凹部内に収容可能な向きで軸方向に隣接させた２つの前記軸受の各前記内輪の内面に嵌合されるシャフトとを備える軸受装置。
7. 情報を記録する記録媒体と、
   請求項５または請求項６に記載の軸受装置と、
   前記記録媒体および前記軸受装置を支持するベース部と、
   該ベース部に対して前記軸受装置により、前記シャフトの長手軸回りに揺動可能に支持されるアーム部と、
   該アーム部に取り付けられ、前記記録媒体に情報を記録するヘッド部とを備える情報記録装置。

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