JP6445770B2 - 転がり軸受、転がり軸受装置および情報記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受、転がり軸受装置および情報記録装置に関するものである。

従来、磁気記録装置（ＨＤＤ）等の情報記録装置に用いられる転がり軸受装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この転がり軸受装置は、同軸に配置された内輪および外輪と、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あけて配置される複数個の転動体とを有する転がり軸受とを備え、前記円環状空間内において転動体を回転自在に支持するリテーナにグリースが保持されている。このグリースが継時的に転動体へ供給されることによって、転動体と内輪および外輪との相対運動を潤滑して内輪および外輪の焼付きを防止することができる。

特許第３６５１５４１号公報

しかしながら、従来の転がり軸受装置においては、以下のような問題がある。すなわち、転動体が、外輪には内接しているのに対し、内輪には外接しているため、転動体との接触面積は外輪よりも内輪の方が小さくなり、内輪の方が転動体から受ける圧力が大きくなる。そのため、外輪よりも内輪の方が、転動体との摩擦による焼付きが顕著に発生する。

その一方で、転がり軸受の回転動作において内輪と外輪とでは周方向の回転速度が異なり、内輪と転動体との相対速度よりも、外輪と転動体との相対速度の方が速い。そのため、回転動作に伴ってグリースが霧状化することによって発生するオイルミストの発生量が、内輪側よりも外輪側において多くなる。このオイルミストが記録媒体や磁気ヘッドに付着すると、読み書きエラーや故障の原因となるため、オイルミストの発生量は極力低減することが要求される。

特許文献１の転がり軸受装置は、以上のような内輪と外輪との両方に対して同等量のグリースを供給するものであるため、内輪の焼付きの防止とオイルミストの発生の防止とを両立することが難しい。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、内輪の焼付き防止とオイルミストの発生防止とを両立することができる転がり軸受、転がり軸受装置および情報記録装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。

本発明は、同軸に配置された内輪および外輪と、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あけて配置される複数個の転動体と、前記円環状空間に前記内輪および前記外輪と同軸に配置されるリング状であり、前記転動体を各々保持する複数個のボールポケットを周方向に間隔を空けた位置に有するリテーナとを備え、該リテーナが、前記周方向に隣接する前記ボールポケット同士の間に形成され、グリースを内部に保持するグリースポケットを有し、該グリースポケットが、前記リテーナの内周面と外周面の両方に開口部を有し、前記内周面における前記開口部が、前記外周面における開口部よりも大きい転がり軸受を提供する。

本発明によれば、グリースポケットが有する２つの開口部のうち、内輪に対向する開口部の方が、外輪に対向する開口部よりも大きくなっていることより、内輪と外輪とへのグリースの供給量が異なり、焼付きが発生し易い内輪へはグリースの供給が促進されるが、オイルミストを発生し易い外輪へはグリースの供給が低減される。これにより、内輪の焼付き防止とオイルミストの発生防止とを両立することができる。

上記発明においては、前記グリースポケットは、前記周方向の寸法が前記外周面から前記内周面に向かって漸次大きくなるように形成されている。また、前記軸方向の寸法が前記外周面から前記内周面に向かって漸次大きくなるように形成されていてもよい。
このようにすることで、グリースポケットの断面積が外輪側から内輪側へ向かう程大きくなるので、グリースポケット内のグリースの量に、外輪側から内輪側に向かって漸次多くなるように偏りが生じる。これにより、内輪へのグリースの供給をさらに効果的に促進しつつ、外輪へのグリースの供給をさらに効果的に低減することができる。

また、本発明は、前記軸方向に間隔をあけて配列される、上記いずれかに記載の２つの転がり軸受と、該２つの転がり軸受の各前記内輪に嵌合される軸部材および各前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する外嵌部材のうち少なくとも一方とを備える転がり軸受装置を提供する。
また、本発明は、情報を記録する記録媒体と、上記に記載の転がり軸受装置と、前記記録媒体および前記転がり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転がり軸受装置により、該転がり軸受の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、内輪の焼付き防止とオイルミストの発生防止とを両立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転がり軸受装置を備える情報記録装置の概略構成図である。 図１の転がり軸受装置が備える第１転がり軸受の平面図である。 図１の転がり軸受装置の縦断面図である。 図２の第１転がり軸受が備えるリテーナを外周面側から見た部分的な側面図である。 グリースポケットにグリースが載置された図２の第１転がり軸受の平面図である。 本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置が備える第１転がり軸受の平面図である。 本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の部分的な縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る転がり軸受、転がり軸受装置および情報記録装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る情報記録装置１００は、ハードディスクドライブ装置であって、略矩形箱状のベースハウジング（ベース部）２と、ベースハウジング２に対して揺動可能なスイングアーム（アーム部）４と、このスイングアーム４を揺動自在に支持する転がり軸受装置１と、スイングアーム４を揺動させるボイスコイルモータ等の駆動部８とを備えている。図１において、符号６は磁気記録媒体を示している。

スイングアーム４の先端には、磁気記録媒体６に磁気情報を書き込んだり、磁気記録媒体６に記録されている磁気情報を読み取ったりする磁気ヘッド（ヘッド部）５が取り付けられている。
転がり軸受装置１は、ベースハウジング２に固定されるとともに、スイングアーム４の軸受嵌合孔（図示略）に嵌合されている。

この転がり軸受装置１は、図２および図３に示すように、軸方向に間隔をあけて同軸に配列される第１転がり軸受１０および第２転がり軸受２０と、これらの転がり軸受１０，２０に嵌合されるシャフト（軸部材）３１と、転がり軸受１０，２０間に軸方向に挟まれるスペーサ３３とを備えている。図２は、第１転がり軸受１０を軸方向の上側から見た図であり、図３は、転がり軸受装置１を図２のＩＩ−ＩＩ線の位置で軸方向に切断した断面図である。なお、図２においては、複数個図示されている転動体、突起およびグリースポケットのうち、代表して１つのみに符号１５，１７ｂ，１９を付している。

第１転がり軸受１０は、同軸に配置された円環形状の内輪１１および外輪１３と、これら内輪１１と外輪１３との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵される複数個の転動体１５と、前記円環上空間に配置され各転動体１５を回転自在に支持するリテーナ１７とを備えている。
第２転がり軸受２０は、第１転がり軸受１０と同様の構成および寸法を有し、内輪２１および外輪２３と、複数個の転動体２５と、リテーナ２７とを備えている。

これらの転がり軸受１０，２０は、内輪１１，２１に、ベースハウジング２に対して固定されるシャフト３１が嵌合され、外輪１３，２３がそれぞれスイングアーム４の軸受嵌合孔に嵌合されるようになっている。
なお、以下の説明において、内輪１１，２１および外輪１３，２３の軸方向、周方向および半径方向を、単に「軸方向」、「周方向」および「半径方向」とそれぞれ言う。

第１転がり軸受１０のリテーナ１７は、図４に示されるように、内輪１１および外輪１３と同軸に配置されるリング状の本体１７ａと、該本体１７ａの端面から軸方向に突出する複数組の一対の爪状の突起１７ｂとを備えている。一対の突起１７ｂは、それらの間に転動体１５を挟むことによって、一対の突起１７ｂの間に形成されたボールポケットに転動体１５を保持している。

また、リテーナ１７には、周方向に隣接し、互いに異なる転動体１５を保持する突起１７ｂ同士の間に（すなわち、周方向に隣接するボールポケット同士の間に）、グリースＧを保持するためのグリースポケット１９が形成されている。すなわち、グリースポケット１９は、隣接する２つの突起１７ｂの外面と、その底面１９ｃとなる本体１７ａの端面とによって画定されている。各グリースポケット１９は、リテーナ１７の半径方向に貫通しており、リテーナ１７の内周面と外周面にそれぞれ第１の開口部１９ａおよび第２の開口部１９ｂを有している。

第２転がり軸受２０のリテーナ２７は、第１転がり軸受１０のリテーナ１７と同様の構成および寸法を有し、本体２７ａと、複数組の一対の突起２７ｂとを備え、互いに異なる転動体２５を保持する突起２７ｂ同士の間にグリースポケット２９が形成されている。

グリースＧは、各グリースポケット１９，２９の底面１９ｃ，２９ｃ上に載置されている。このグリースＧは、図５に示されるように、外輪１３，２３には接触しないように、また、外輪１３，２３との距離よりも内輪１１，２１との距離が近くなるように、内輪１１，２１側に偏った位置に載置されている。好ましくは、グリースＧは、内輪１１，２１に接触するように載置される。

また、外輪１３，２３の内周面には、転動体１５，２５よりも軸方向の外側において当該内周面から半径方向内方に突出するフランジ状のシールド（図示略）が固定されている。このシールドによって内輪１１，２１と外輪１３，２３との間の円環状空間が覆われることにより、霧状化したグリース（いわゆるオイルミスト）の転がり軸受装置１外部への流出が防止されるようになっている。

以下、このように構成された転がり軸受１０，２０、転がり軸受装置１および情報記録装置１００の作用について説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置１は、転がり軸受１０，２０の内輪１１，２１と外輪１３，２３との間で転動体１５，２５がそれぞれ転動させられることによって、シャフト３１に固定された内輪１１，２１に対して外輪１３，２３がそれぞれ回動させられる。

これにより、本実施形態に係る情報記録装置１００は、駆動部８の作動によって、転がり軸受１０，２０の外輪１３，２３に固定されたスイングアーム４が、シャフト３１が固定されているベースハウジング２に対して中心軸線Ｃ回りに揺動させられる。そして、スイングアーム４の揺動に従い、磁気ヘッド５が磁気記録媒体６上を往復移動させられる。

例えば、駆動部８によりスイングアーム４を高速動作させると、磁気記録媒体６の所定の位置に記録されたデータへ磁気ヘッド５が瞬時に移動させられ、磁気ヘッド５により、磁気記録媒体６に記録されている磁気情報の読み取りや磁気情報の書き込みを行うことができる。

このような本実施形態に係る転がり軸受１０，２０、転がり軸受装置１および情報記録装置１００によれば、リテーナ１７，２７のグリースポケット１９，２９内に保持されているグリースＧが、第１の開口部１９ａ，２９ａから内輪１１，２１へ継時的に供給され、また、第２の開口部１９ｂ，２９ｂから外輪１３，２３へ継時的に供給されることによって、転動体１５，２５と内輪１１，２１および外輪１３，２３との間の潤滑状態が長期にわたって維持される。

この場合において、グリースＧが、外輪１３，２３よりも内輪１１，２１により近い位置に保持されているので、内輪１１，２１へのグリースＧの供給が促進される一方、外輪１３，２３へのグリースＧの供給量は低減される。これにより、内輪１１，２１においては、グリースＧによる潤滑効果を高めて焼付きを効果的に防止することができる。これと同時に、外輪１３，２３においては、オイルミストの発生を効果的に防止することができる。

さらに、特に内輪１１，２１に生じる焼付きに関して、グリースＧの全体量を増やすことによっても防止することは可能であるが、その場合には全体へのグリースＧの供給量が過剰になって回転トルクが上がり過ぎたり、オイルミストの発生量が多くなったりするなどの問題が生じる。一方、オイルミストに関して、グリースＧの全体量を減らすことによってもオイルミストの発生量を低減することは可能であるが、その場合には、特に内輪１１へのグリースＧの供給量が不足して焼付きが発生し易くなる。

そこで、本実施形態は、外輪１３，２３側よりも内輪１１，２１側においてグリースＧの量が多くなるように、グリースＧの配置を内輪１１，２１へ近付け、外輪１３，２３へのグリースＧの供給量を低減しつつ内輪１１，２１へのグリースＧの供給量を増加させている。これにより、グリースＧの全体量を抑えつつ、内輪１１，２１と外輪１３，２３とにそれぞれが必要とする適量のグリースＧを供給することができる。

なお、本実施形態においては、グリースポケット１９，２９内において、内輪１１，２１側に偏った位置にグリースＧを載置することによって、内輪１１，２１へのグリースＧの供給量を増やしつつ外輪１３，２３へのグリースＧの供給量を減らすこととしたが、これに代えて、グリースポケット１９，２９内においてグリースＧが、内輪１１，２１側に偏って分布するように、グリースポケット１９，２９の形状を半径方向に非対称にしてもよい。

具体的には、図６に示されるように、各グリースポケット１９，２９は、周方向の内径が外輪１３，２３側から内輪１１，２１側に向かって漸次大きくなるように、周方向に対向する内側面が半径方向に対して傾斜して形成されていてもよい。
この構成においては、内輪１１，２１側の第１の開口部１９ａ，２９ａが外輪１３，２３側の第２の開口部１９ｂ，２９ｂよりも大きくなるため、内輪１１，２１へのグリースＧの供給量は多くなり、外輪１３，２３へはグリースＧの供給量は少なくなる。

さらに、グリースポケット１９，２９の内面形状によって、グリースポケット１９，２９内にグリースＧを充填する際に、外輪１３，２３側から内輪１１，２１側へ向かってグリースＧの量が多くなるようにグリースポケット１９，２９内のグリースＧの量に勾配が形成される。これにより、内輪１１，２１へのグリースＧの供給をさらに促進しつつ、外輪１３，２３へのグリースＧの供給をさらに低減することができる。
なお、図６の構成においても、図５に示されるように、グリースＧを、グリースポケット１９，２９内の内輪１１，２１側に偏った位置に載置してもよい。

あるいは、図７に示されるように、各グリースポケット１９，２９は、軸方向の寸法が外輪１３，２３側から内輪１１，２１側に向かって漸次大きくなるように、底面１９ｃ，２９ｃが軸方向に対して傾斜して形成されていてもよい。
この構成においても、第１の開口部１９ａ，２９ａが第２の開口部１９ｂ，２９ｂよりも大きくなるため、内輪１１，２１へのグリースＧの供給量は多くなり、外輪１３，２３へはグリースＧの供給量は少なくなる。

さらに、グリースポケット１９，２９の底面１９ｃ，２９ｃが傾斜していることによって、グリースポケット１９，２９内にグリースＧを充填する際に、外輪１３，２３側から内輪１１，２１側へ向かってグリースＧの量が多くなるように、グリースポケット１９，２９内のグリースＧの量に勾配が形成される。これにより、内輪１１，２１へのグリースＧの供給をさらに促進しつつ、外輪１３，２３へのグリースＧの供給をさらに低減することができる。
なお、図７の構成においても、図５に示されるように、グリースＧを、グリースポケット１９，２９内の内輪１１，２１側に偏った位置に載置してもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の一実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの一実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態においては、各転がり軸受１０，２０が、外嵌部材を備えない構成を例示して説明したが、転がり軸受１０，２０の外輪１３，２３を嵌合する嵌合孔を有する略円筒形状のスリーブ（外嵌部材、図示略）を備えることとしてもよい。

この場合、スリーブの嵌合孔に対して、スペーサ部材を挟んで軸方向の一方に第１転がり軸受１０が嵌合され、軸方向の他方に第２転がり軸受２０が嵌合されることとすればよい。また、スリーブがスイングアーム４の軸受嵌合孔に嵌合されることとすればよい。
また、転がり軸受装置１が、シャフト３１を備えずにスリーブ（外嵌部材、図示略）を備え、外輪１３，２３間ではなく内輪１１，２１間に、内輪１１，２１と略同じ径寸法の円環形状のスペーサを配置することとしてもよい。

１ 転がり軸受装置
２ ベースハウジング（ベース部）
４ スイングアーム
５ 磁気ヘッド（ヘッド部）
１０，２０ 転がり軸受
１１，２１ 内輪
１３，２３ 外輪
１５，２５ 転動体
１７，２７ リテーナ
１９，２９ グリースポケット
１９ａ，１９ｂ，２９ａ，２９ｂ 開口部
１９ｃ，２９ｃ 底面
３１ シャフト（軸部材）
１００ 情報記録装置
Ｇ グリース

Claims (4)

1. 同軸に配置された内輪および外輪と、
   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あけて配置される複数個の転動体と、
   前記円環状空間に前記内輪および前記外輪と同軸に配置されるリング状であり、前記転動体を各々保持する複数個のボールポケットを周方向に間隔を空けた位置に有するリテーナとを備え、
   該リテーナが、前記周方向に隣接する前記ボールポケット同士の間に形成され、グリースを内部に保持するグリースポケットを有し、
   該グリースポケットが、前記リテーナの内周面と外周面の両方に開口部を有し、
   前記内周面における前記開口部が、前記外周面における開口部よりも大きい転がり軸受であって、
   前記グリースポケットは、前記周方向の寸法が前記外周面から前記内周面に向かって漸次大きくなるように形成されていることを特徴とする転がり軸受。
2. 前記グリースポケットは、軸方向の寸法が前記外周面から前記内周面に向かって漸次大きくなるように形成されている請求項１に記載の転がり軸受。
3. 軸方向に間隔をあけて配列される、請求項１から請求項２のいずれかに記載の２つの転がり軸受と、
   該２つの転がり軸受の各前記内輪に嵌合される軸部材および各前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する外嵌部材のうち少なくとも一方とを備える転がり軸受装置。
4. 情報を記録する記録媒体と、
   請求項３に記載の転がり軸受装置と、
   前記記録媒体および前記転がり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転がり軸受装置により、該転がり軸受の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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