JPH1182529A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外輪の変形を防止して回転精度を高めること
ができる良好な軸受装置を提供する。 【解決手段】 軸受ユニット１は、スリーブ３と軸２と
の間に２個の転がり軸受４，４を予め組込んだ軸受装置
である。前記スリーブ３の両端開口には前記転がり軸受
４，４の各外輪６を嵌装する為の軸受嵌合部１０が形成
されている。この軸受嵌合部１０は、外輪６の側面に当
接する突当て部１２と、外輪６の外周面に対向する外嵌
部１３とを備えている。この外嵌部１３はスリーブ３の
胴部１１に比べて薄い肉厚と、前記外輪６の幅に比べて
狭い軸方向幅とを備え、前記外輪６のスリーブ側端近傍
の外周面のみを弾性的に支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は軸受装置に関し、特
に２個の転がり軸受をスリーブと軸との間に組込んだ軸
受装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハードディスクドライブ（以下、
ＨＤＤと呼ぶ）やレーザーコピー機等のスピンドルモー
タに使用される軸受装置としては、図６の上半分に図示
した軸受ハブユニット５１や、図６の下半分に図示した
軸受ユニット３１等が知られている。前記軸受ユニット
３１は、中空円筒状の部材であるスリーブ３３と軸３２
との間に２個の転がり軸受３４，３４を予め組込んだ軸
受装置である。前記スリーブ３３は中空円筒状の部材で
あり、該スリーブ３３の両端内周壁には前記転がり軸受
３４，３４の各外輪３６を嵌装する為の軸受嵌合部４０
が形成されている。前記軸受嵌合部４０は、外輪３６の
側面に当接する突当て面４２と、外輪３６の外周面に対
向する内周面４３とを備え、該内周面４３は前記外輪３
６の幅と略同じ軸方向幅を有している。そこで、予め一
体的に組み立てた前記軸受ユニット３１を別途製造して
おき、この軸受ユニット３１を他の構成部品に組み合わ
せることにより、スピンドルモータを製造している。

【０００３】又、前記軸受ハブユニット５１は、ハブ６
１と軸３２との間に２個の転がり軸受３４，３４を予め
組込んだ軸受装置である。そして、前記ハブ６１の開口
両端の内周壁には、前記スリーブ３３と同様に、前記転
がり軸受３４，３４の各外輪３６を嵌装する為の軸受嵌
合部６０が形成されている。そこで、予め一体的に組み
立てた前記軸受ハブユニット５１を別途製造しておき、
この軸受ハブユニット５１の軸３２をベース６３に取付
け、夫々に磁石６２とモータコア６４を取付けることに
より、スピンドルモータが出来上がるようにしている。

【０００４】即ち、上記軸受ユニット３１又は上記軸受
ハブユニット５１によれば、スリーブ３３又はハブ６１
と、転がり軸受３４，３４と、軸３２との平行度および
同軸度等の組込精度や、転がり軸受３４，３４に固有の
振れ精度を向上できると共に、スピンドルモータの非回
転同期成分の振れ（以下、ＮＲＲＯと呼ぶ）を低減する
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ＨＤ
Ｄの高記録密度化に伴って、スピンドルモータの軸受装
置には更なる回転精度の高精度化（例えば、ＮＲＲＯが
４０ｎｍ以下）が要求されている。しかしながら、上記
軸受ユニット３１及び上記軸受ハブユニット５１等の従
来の軸受装置では、スピンドルモータの回転精度をこれ
以上に向上させることは困難であった。

【０００６】即ち、例えば上記軸受ユニット３１におい
ては、転がり軸受３４，３４の各外輪３６がスリーブ３
３の軸受嵌合部４０に圧入固定された場合、該軸受嵌合
部４０の内周面４３の真円度の悪化が外輪３６の軌道溝
３６ａの真円度に影響を与え、スピンドルモータの回転
精度の悪化を招くという問題がある。そこで、スリーブ
３３は高精度の仕上げ加工を必要とし、多大な製造コス
トの上昇を生じてしまう。

【０００７】又、前記軸３２の振れを抑えるべく上記軸
受ユニット３１に予圧を与える場合には、スリーブ３３
の軸受嵌合部４０に転がり軸受３４，３４の各外輪３６
を遊嵌した状態で軸方向予圧を与え、前記外輪３６の外
周面と前記軸受嵌合部４０の内周面４３とを接着剤７０
で接着している。ところが、この時に転がり軸受３４，
３４の各外輪３６は、図７に示すように、軸方向の予圧
力によって玉３５の個数に相当する多角形状（図７にお
いては８角形状）に弾性変形した状態で接着されてしま
うことがある。そこで、外輪３６の軌道溝３６ａは、転
動体の個数に等しい多角成分を持つことになり、図７に
示したような軸３２が軸方向振動を起こし易い形状に変
形した状態となってしまう。従って、本発明の目的は上
記課題を解消することに係り、外輪の変形を防止して回
転精度を高めることができる良好な軸受装置を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、２
個の転がり軸受をスリーブと軸との間に組込んだ軸受装
置であって、前記転がり軸受の外輪を嵌装すべく前記ス
リーブの両端開口に設けられた軸受嵌合部が、前記外輪
の側面に当接する突当て部と、前記外輪のスリーブ側端
近傍の外周面のみを弾性的に支持する外嵌部とを備えて
いることを特徴とする軸受装置により達成される。

【０００９】即ち、上記構成によれば、軸受嵌合部の外
嵌部は外輪のスリーブ側端近傍の外周面のみを弾性的に
支持し、該外輪に変形を生じさせないので、該外輪の軌
道溝の真円度に悪影響を与えることがない。そこで、前
記外嵌部の内径公差を大きくでき、該外嵌部には高精度
の仕上げ加工が必要なくなる。

【００１０】尚、好ましくは前記転がり軸受の外輪が、
前記外嵌部内に軽圧入された後、接着剤によって接着さ
れる。又、好ましくは前記軸受嵌合部を備えたスリーブ
が、ＮＣ多軸旋盤によって中空部材又は中実部材から加
工される。又、好ましくは前記スリーブの両端開口に嵌
装される転がり軸受が、スリーブ外方側にのみシールを
備える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の一実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施
形態に係る軸受装置の縦断面図であり、図２は図１に示
した転がり軸受装置の拡大断面図であり、図３は図１に
示した軸受装置をハブに組み込んだ状態を示す要部拡大
断面図である。

【００１２】図１に示した軸受ユニット１は、中空円筒
状の部材であるスリーブ３と軸２との間に２個の転がり
軸受４，４を予め組込んだ軸受装置である。前記スリー
ブ３は中空円筒状の部材であり、該スリーブ３の両端開
口には前記転がり軸受４，４の各外輪６を嵌装する為の
軸受嵌合部１０が形成されている。前記軸受嵌合部１０
は、図２に示すように、外輪６の側面に当接する突当て
部１２と、外輪６の外周面に対向する外嵌部１３とを備
えている。該外嵌部１３はスリーブ３の胴部１１に比べ
て薄い肉厚と、前記外輪６の幅に比べて狭い軸方向幅と
を備え、前記外輪６のスリーブ側端近傍の外周面のみを
弾性的に支持している。

【００１３】前記転がり軸受４，４は、それぞれ軸２に
嵌合される内輪７と、スリーブ３に保持される外輪６と
の間に転動体である玉５を備えている。これら玉５は、
保持器８によって等間隔に保持されている。又、各転が
り軸受４，４のスリーブ外方側にはシール９が配設さ
れ、塵埃等の異物が軸受内に侵入するのを防止してい
る。尚、前記転がり軸受４，４の各スリーブ内方側は、
前記スリーブ３によって覆われているので、シール９を
配設する必要がない。

【００１４】そして、前記転がり軸受４，４の内輪７，
７は、軸２に圧入されると共に接着剤７０で接着され、
該軸２の軸方向に位置決め固定される。一方、前記スリ
ーブ３の軸受嵌合部１０に軽圧入された前記転がり軸受
４，４の外輪６，６は、軸方向予圧を与えられた状態で
前記外輪６の外周面と前記外嵌部１３の内周面とが接着
剤７０で接着され、前記軸２の振れを抑えるべく定位置
予圧により所定の予圧量を与えられる。

【００１５】この時、前記突当て部１２は転がり軸受
４，４の軸方向の位置決め、倒れの防止、且つ転がり軸
受４，４を含めた軸受装置１全体の剛性保持を行ってい
るが、前記外嵌部１３は外輪６のスリーブ側端近傍の外
周面のみを弾性的に支持して前記転がり軸受４，４のセ
ンタリングを主に行っているだけであり、該外輪６に変
形を生じさせることがない。

【００１６】即ち、上記軸受ユニット１においては、転
がり軸受４，４の各外輪６がスリーブ３の軸受嵌合部１
０に圧入固定された場合にも、外輪６のスリーブ側端近
傍の外周面のみを弾性的に支持している前記外嵌部１３
が外輪６の軌道溝６ａの真円度に悪影響を与えることは
ない。そこで、前記外嵌部１３の内径公差を大きくで
き、軸受嵌合部１０は高精度の仕上げ加工を必要としな
い。

【００１７】又、転がり軸受４，４の各外輪６が、軸方
向の予圧力によって玉５の個数に相当する多角形状に弾
性変形した際にも、該外輪６はスリーブ側端近傍の外周
面のみが前記外嵌部１３の内周面に接着されるだけであ
り、該外輪６の軌道溝６ａに対応する外輪６の外周面は
接着されない。そこで、前記外輪６は多角形状に弾性変
形した状態で接着されることはなく、接着剤７０が固化
した後に軸方向の予圧力が解除されることにより、多角
形状に弾性変形した該外輪６は元の形状に復帰すること
ができ、軌道溝６ａは図７に示したような軸２が軸方向
振動を起こし易い形状に変形した状態となることはな
い。

【００１８】更に、図３に示すように、例えばスピンド
ルモータを構成するハブ２０の開口に前記軸受ユニット
１を組付けて使用する際には、前記スリーブ３の胴部１
１の略中央部のみを前記ハブ２０の開口内壁面に嵌合す
るようにすれば、前記転がり軸受４，４の各外輪６は該
ハブ２０の開口内壁面に嵌合することはなく、前記外嵌
部１３も該ハブ２０の開口内壁面に嵌合しない。そこ
で、前記外輪６は前記ハブ２０の開口内壁面からの形状
の悪影響を直接受けることはなく、真円度の悪い該開口
内壁面により該外輪６の軌道溝６ａの真円度が悪化する
ことはない。従って、前記ハブ２０の開口内壁面も高精
度の仕上げ加工を必要とせず、製造コストを下げること
ができる。

【００１９】図４及び図５は、ＮＣ多軸旋盤による上記
スリーブ３の加工方法を説明する断面図である。前記ス
リーブ３を中空部材２５から成形する場合には、図４に
示すように、先ず、中空部材２５の外面を所望の外形寸
法に外面加工する。そして、前記中空部材２５の開口端
側（図４中、右端側）に端面加工を施した後、該開口端
側の軸受嵌合部１０を構成する外嵌部１３の内周面と突
当て部１２とを内面加工する。

【００２０】次に、前記中空部材２５の内方側（図４
中、左方側）の軸受嵌合部１０を構成する外嵌部１３の
内周面と突当て部１２とを内面加工及び突切り部加工に
より形成する。そして最後に、残った連結部２５ａを突
切りバイト３０によって突切り加工し、スリーブ３を中
空部材２５から削り出す。

【００２１】又、前記スリーブ３を中実部材２６から成
形する場合には、図５に示すように、先ず、中ぐり加工
によって中実部材２６の中心に中心穴２７を穿孔する。
そして、中実部材２６の外面を所望の外形寸法に外面加
工した後、前記中実部材２６の開口端側（図５中、右端
側）に端面加工を施し、該開口端側の軸受嵌合部１０を
構成する外嵌部１３の内周面と突当て部１２とを内面加
工する。

【００２２】次に、前記中実部材２６の内方側（図５
中、左方側）の軸受嵌合部１０を構成する外嵌部１３の
内周面と突当て部１２とを内面加工及び突切り部加工に
より形成する。そして最後に、残った連結部２６ａを突
切りバイト３０によって突切り加工し、スリーブ３を中
実部材２６から削り出す。

【００２３】即ち、上記スリーブ３は、図６に示した従
来のスリーブ３３に比べて全長が短くて済むと共に、前
記軸受嵌合部１０を構成する外嵌部１３の軸方向長さも
短く、その上、前記外嵌部１３の内径公差を大きくでき
て高精度の仕上げ加工が必要ないので、上述した如く中
空部材２５又は中実部材２５からＮＣ多軸旋盤によって
直接、削り出すことが可能となり、製造コストの低減が
可能となる。

【００２４】従って、上記軸受ユニット１によれば、ス
リーブ３に嵌装される転がり軸受４の外輪６の変形を防
止して回転精度を高めることができると共に、製造コス
トを大幅に下げることができる。尚、本発明の軸受装置
は、上記実施形態における軸受ユニット１の構成に限定
されるものではなく、スリーブの突当て部及び外嵌部の
形状や転がり軸受の構成は種々の形態を採りうることは
言うまでもない。例えば、前記外嵌部は、外輪のスリー
ブ側端近傍の外周面のみを弾性的に支持して該外輪に変
形を生じさせないように、その肉厚及び軸方向長さがス
リーブ素材の機械的特性に応じて適宜設定される。

【００２５】

【発明の効果】本発明の軸受装置によれば、軸受嵌合部
の外嵌部は外輪のスリーブ側端近傍の外周面のみを弾性
的に支持し、該外輪に変形を生じさせないので、該外輪
の軌道溝の真円度に悪影響を与えることがない。そこ
で、前記外嵌部の内径公差を大きくでき、該外嵌部には
高精度の仕上げ加工が必要なくなる。従って、スリーブ
に嵌装される転がり軸受の外輪の変形を防止して回転精
度を高めることができると共に、製造コストを大幅に下
げることができ、良好な軸受装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る軸受装置の縦断面図
である。

【図２】図１に示した軸受装置の拡大断面図である。

【図３】図１に示した軸受装置をハブに組み込んだ状態
を示す要部拡大断面図である。

【図４】ＮＣ多軸旋盤による図１に示したスリーブの加
工方法を説明する断面図である。

【図５】ＮＣ多軸旋盤による図１に示したスリーブの加
工方法を説明する断面図である。

【図６】従来の軸受装置の縦断面図であり、下半分はス
リーブと軸との間に２個の転がり軸受を予め組込んだ軸
受装置を示し、上半分はハブと軸との間に２個の転がり
軸受を予め組込んだ軸受装置を示す。

【図７】従来の軸受装置における問題点を説明する為の
横断面図である。

【符号の説明】

１ 軸受ユニット ２ 軸 ３ スリーブ ４ 転がり軸受 ５ 玉 ６ 外輪 ７ 内輪 １０ 軸受嵌合部 １２ 突当て部 １３ 外嵌部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２個の転がり軸受をスリーブと軸との間
   に組込んだ軸受装置であって、 前記転がり軸受の外輪を嵌装すべく前記スリーブの両端
   開口に設けられた軸受嵌合部が、前記外輪の側面に当接
   する突当て部と、前記外輪のスリーブ側端近傍の外周面
   のみを弾性的に支持する外嵌部とを備えていることを特
   徴とする軸受装置。