JPH1026131A - 軸受、それを用いたモータ、及びそのモータを用いた記 録／再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スラスト方向荷重とラジアル方向荷重の双方
に対して安定かつスムーズに動作する長寿命の軸受、そ
れを用いた低コストの薄いモータ、及びそのモータを用
いた記録／再生装置を提供すること。 【構成】 回転輪と、固定輪と、複数のボールと、これ
らボールを保持するリテーナとからなる軸受において、
前記回転輪は回転円板状部と、該回転円板状部の中央か
ら起立する中空の回転円筒部とからなり、これら回転円
板状部と回転円筒部とが同一の金属板から形成され、前
記固定輪は前記回転円板状部と対向配置される固定円板
状部と、該固定円板状部に囲まれ、前記回転輪の前記回
転円筒部に対応する位置にある固定球体受け部とからな
り、これら固定円板状部と固定球体受け部とが同一の金
属板から形成され、前記複数のボールに比べて径の大き
な径をもつ単一の球体部材が前記回転輪の前記中空の回
転円筒部と前記固定輪の前記固定球体受け部との間に位
置し、この固定球体受け部に固定されていることを特徴
とする軸受。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、スラスト方向とラジ
アル方向の荷重を受けるのに適した構造の軸受、それを
用いたモータ、及びそのモータを用いた記録／再生装置
に関するものである。

【０００２】

【従来技術】 一般に、プレス加工による軸受はプレス
加工性の面から、通常、プレス加工した後に熱処理を行
って回転輪と固定輪について所望の硬度を得るので、こ
の熱処理によって歪みが生じ、設計通りの精度が得られ
ない。このような理由から、プレス加工による軸受は切
削加工による軸受に比べて精度が得られないという問題
があるが、量産に適し、低価格の軸受を得ることができ
るので、比較的小型の軸受の一部分がプレス加工によっ
て製造されている。

【０００３】例えば、スラスト方向とラジアル方向の荷
重を受けるのに適した構造の軸受であって、プレス加工
により製作される従来の軸受として特公昭５７ー２９２
９号公報に開示されたものがある。これは図４に示すよ
うに、プレス加工により形成された第１の軌道輪２０と
第２の軌道輪２１、及びこれら軌道輪の間を転動するボ
ール２２とからなる。第１の軌道輪２０は外周部２０Ａ
と、その外囲部２０Ａに対してほぼ直角に折り曲げられ
た平坦部２０Ｂと、その中央部からある高さまで起立さ
せられた後に逆方向に折り曲げられてなる円筒状部２０
Ｃを有する。第２の軌道輪２１も外周部２１Ａと、その
外周部２１Ａに対してほぼ直角に折り曲げられた平坦部
２１Ｂと、その中央部からある高さまで起立して形成さ
れた円筒状部２１Ｃとを有する。

【０００４】 各ボール２２は第１の軌道輪２０の平坦
部２０Ｂと円筒状部２０Ｃ、及び第２の軌道輪２１の平
坦部２１Ｂと外周部２１Ａの４点で支承されており、こ
のころがり軸受は円筒状部２０Ｃを回転軸部材として回
転する。このとき、スラスト方向の荷重に対しては、主
に第１の軌道輪２０の平坦部２０Ｂと第２の軌道輪２１
の平坦部２１Ｂとが担持し、ラジアル方向の荷重に対し
ては、主に第２の軌道輪２１の円筒状部２０Ｃと第２の
軌道輪２１の外周部２１Ａとが担持する。なお、２３は
第１と第２の軌道輪間に挟みこまれたパッキン輪であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のころがり軸受にあっては、本来、スラスト方向の荷
重は勿論のこと、ラジアル方向の荷重に対しても第１の
軌道輪２０の円筒状部２０Ｃと第２の軌道輪２１の外周
部２１Ａとの間の転がりで受けることになるが、前述の
ように、プレス加工による軸受は切削加工による軸受に
比べて精度が悪いために、ラジアル方向の荷重を受けた
側はかなり隙間ができ、その反対側はボール２２に対し
隙間が無くなり、ボール２２が支点と働く形になるの
で、スラスト方向の荷重がモーメント荷重として働き、
回転軸線Ｒが斜めに倒れた状態で回転するという大きな
欠点がある。それと同時に、隙間がない側ではボール２
２は回転しにくくなり、実質的にすべりで回転を行うこ
とになるので、第２の軌道輪２１の磨耗が激しく、寿命
が短くなるという欠点もあった。

【０００６】 また、一定方向のラジアル荷重を受けて
回転しているときには、回転輪が一方向に偏り、偏った
側に存在するボール２２の存在する箇所と、玉と玉との
間の箇所（玉の存在しない箇所）とでは偏る量が異なる
ために、回転軸線Ｒに芯振れが生じると共に、トルク値
がボール２２の存在する箇所とそうでない箇所とでは異
なるためにスムーズに回転しないという問題が起こる。

【０００７】

【発明の目的】 したがって、本発明は、従来構造にお
けるスピンドルシャフトのように取り付け方によって回
転軸線に対して倒れることがないように、容易にミクロ
ンオーダの精度で作ることが可能な球体部材を固定輪に
固定してその球体部材を中心に回転輪を回転させるの
で、スラスト方向の荷重及びラジアル方向の荷重に対し
て、回転輪が安定かつスムーズに回転を行い得る低コス
トの球体回転軸一体型の軸受、それを用いたモータ、及
びそのモータを用いたディスク駆動装置のような記録／
再生装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】請求項１に記載
の発明は、前記課題を解決するために、回転輪と、固定
輪と、複数のボールと、これらボールを保持するリテー
ナとからなる軸受において、前記回転輪は回転円板状部
と、この回転円板状部の中央から起立する中空の回転円
筒部とからなり、これら回転円板状部と回転円筒部とが
同一の金属板から形成され、前記固定輪は前記回転円板
状部と対向配置される固定円板状部と、この固定円板状
部に囲まれ、前記回転輪の前記回転円筒部に対応する位
置にある固定球体受け部とからなり、これら固定円板状
部と固定球体受け部とが同一の金属板から形成され、前
記複数のボールに比べて径の大きな径をもつ単一の球体
部材が前記回転輪の前記中空の回転円筒部と前記固定輪
の前記固定球体受け部との間に位置し、この固定球体受
け部に固定されていることを特徴とする軸受を提供する
ものである。

【０００９】 請求項２に記載の発明は、前記課題を解
決するために、前記球体部材は溶接により前記固定球体
受け部に固定されていることを特徴とする請求項１に記
載の軸受を提供するものである。

【００１０】 請求項３に記載の発明は、前記回転輪の
回転円筒部の頂部が断面円弧状であることを特徴とする
請求項１に記載の軸受を提供するものである。

【００１１】 請求項４に記載の発明は、前記課題を解
決するために、前記回転輪の回転円筒部と前記球体部材
との間に潤滑剤を封入したことを特徴とする請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の軸受を提供するもので
ある。

【００１２】 請求項５に記載の発明は、前記課題を解
決するために、固定輪と、回転輪と、複数のボールと、
これらボールを保持するリテーナとからなるスラスト荷
重とラジアル荷重とを受ける軸受を備えたモータにおい
て、シャーシは固定円板状部と該固定円板状部に囲まれ
る固定球体受け部とからなる前記固定輪に固定され、ロ
ータ部材は回転円板状部と該回転円板状部の中央から起
立する中空の回転円筒部とからなる前記回転輪に係合さ
れて前記回転円筒部をその回転軸として回転し、前記回
転輪の前記中空の回転円筒部と前記固定輪の前記固定球
体受け部との間には、前記複数のボールに比べて径の大
きな径をもつ単一の球体部材が位置することを特徴とす
るモータを提供するものである。

【００１３】 請求項６に記載の発明は、前記課題を解
決するために、請求項５に記載のモータをディスク回転
用のスピンドルモータとして用いたことを特徴とする記
録／再生装を提供するものである。

【００１４】

【発明を実施をするための形態】 図１により発明を実
施するための第１の形態について説明する。帽子形状の
回転輪１は加工性の良いステンレス材料などからなるフ
ープ状金属（図示せず）をプレスにより次々と成型し、
打ち抜いて作られる。回転輪１は比較的平坦な回転円板
状部１Ａとその中央部から起立する中空の回転円筒部１
Ｂとからなる。回転円筒部１Ｂの頂部１Ｃは球の一部分
に類似した球状、つまり断面弓状になっており、例えば
この軸受がフロッピーディスクドライブ装置のディスク
回転部に用いられた場合には、フロッピーを傷付けるこ
となくフロッピーディスクドライブ装置内の回転軸部材
となる回転円筒部１Ｂの頂部１Ｃに対し容易に着脱でき
ることを可能にする。

【００１５】 固定輪２も、回転輪１とは別のプレス工
程で、回転輪１と同一材料又は別の材料からなるフープ
状金属（図示せず）を次々と成型し、打ち抜いて作られ
る。固定輪２は、回転円板状部１Ａと対向配置され、か
つ複数のボール３が転動する軌道部分を備える比較的平
坦な固定円板状部２Ａ、及びその中央部から一旦立ち上
がり、円錐状面又は球状面を形成するように下降する、
断面Ｍ字状の固定球体受け部２Ｂを備える。回転円板状
部１Ａと固定円板状部２Ａとの間には、複数のボール３
とこれらを保持するリテーナ４が配置されている。

【００１６】 回転輪１の中空の回転円筒部１Ｂと固定
輪２の固定球体受け部２Ｂとの間には、転動用のボール
３の径よりも大きな径の球体部材５が配置される。この
球体部材５は回転輪１の中空の回転円筒部１Ｂの内径に
比べて若干小さい直径を有し、回転円筒部１Ｂの内壁面
に接している。また、球体部材５は固定輪２の固定球体
受け部２Ｂと接触する面にスポット溶接などの方法によ
り固定球体受け部２Ｂに固定されている。したがって、
球体部材５は回転輪１のラジアル方向のずれを防ぐシャ
フトの役割を果たす。

【００１７】 回転軸部材となる中空の回転円筒部１Ｂ
の内壁面と固定輪２に固定された球体部材５とは互いに
すべり面を形成する。このように回転円筒部１Ｂの内壁
面と球体部材５とが互いにすべり面を形成しているの
で、回転輪１の固定輪２に対する角度が若干変位して組
み立てられることがあっても、回転輪１の回転に何ら悪
影響が生じない。しかし、このような場合、球体部材５
が円柱状のものでは回転輪１の回転に悪影響が生じる。

【００１８】 また、回転輪１の中空回転円筒部１Ｂに
おける内壁面頂部と固定輪２の固定円筒部２Ｂの外壁面
頂部との間は空間になっており、必要に応じてその空間
にグリースのような固形状潤滑剤６が封入される。その
固形状潤滑剤は回転輪１が回転するのに伴い、回転輪１
の中空回転円筒部１Ｂにおける内壁面と球体部材５の外
面との間の微小間隙に入り込み、中空回転円筒部１Ｂの
内壁面と球体部材５とのすべりに潤滑作用を与える。

【００１９】 この軸受の組み立ては非常に簡単であ
り、あらかじめ固定輪２に球体部材５を固定したもの
を、別途用意した一般的な構造のボール３とリテーナ４
を組み込み、最後に球体部材５に中空の回転円筒部１Ｂ
が被せるように、回転輪１を組み込む。この構造の軸受
では、回転円筒部１Ｂと球体部材５とで回転輪１と固定
輪２との位置合わせが行えるので、自動組み立てが容易
になるという効果も有する。

【００２０】 この軸受は、回転軸線Ｒと同方向のスラ
スト方向荷重を受けるとき、一般的なスラストベアリン
グと同様に、ボール３は固定輪２の固定球体受け部２Ｂ
を中心にして転動し、回転輪１が回転する。次に回転軸
線に対して垂直なラジアル方向荷重を受けるとき、この
軸受は互いに対面する回転輪１の回転円筒部１Ｂの内壁
面と固定輪２の固定球体受け部２Ｂに固定された球体部
材５との間ですべりを行い、すべり軸受として働く。ス
ラスト方向荷重とラジアル方向荷重とを合成した荷重を
受けるときには、回転輪１はころがりとすべりによって
回転を行う。

【００２１】 回転輪１の回転円筒部１Ｂの内壁面と固
定球体受け部２Ｂに固定された球体部材５との間に遊び
があったとしても、この軸受ではラジアル方向荷重によ
って、球体部材５に回転輪１の回転円筒部１Ｂの平滑な
内壁面が押しつけられた状態で回転するので、遊びの分
だけ回転軸線Ｒが偏るが、偏った状態で滑らかに安定に
回転する。また、この軸受ではスピンドルが不要である
ので、その取り付け工程も含めて経済性に優れ、回転部
分が軽量になっている。

【００２２】 図２に示す実施例は、図１に示した実施
例における回転輪１の回転円板状部１Ａに、プレス加工
によりボール３の転動用の溝１Ｄを形成したものであ
る。溝１Ｄを形成することにより、ボール３が安定に転
動するので、回転輪１はより安定かつスムーズに回転を
行う。

【００２３】 以上の実施例にあっては、回転輪１の内
壁と球体部材５の外面との隙間を容易にミクロンオーダ
ーの微小間隔に設定でき、この状態では球体部材５と回
転輪１の回転円筒部１Ｂの内壁面とにより形成される空
間は実質的に密閉状態になる。この空間に固形状潤滑剤
６を封入すると、通常の取扱いでは回転輪１と固定輪２
とが分解することがないため、分解防止用のストッパが
不要になり、コストの低減になる。

【００２４】 次に図２に示した軸受を用いたモータの
一実施例について、図３により説明を行う。この軸受
は、固定輪２をフロッピーディスクドライブ装置のよう
な記録／再生装置の回転部を固定するためのベース（シ
ャーシ）７の中央に取り付けられる。回転輪１の回転円
筒部１Ｂの外壁にはロータ部材８が圧入、又はすきまば
めにより係合される。そのロータ部材８にはマグネット
９が固定されている。ベース７上には、マグネット９に
対向する位置にコイル１０が取り付けられており、これ
らコイル１０を流れる電流とマグネット９との作用によ
って、ロータ部材８を回転させる力を発生させる。

【００２５】 このモータでは回転輪１の回転円筒部１
Ｂを回転軸部材とする回転軸一体型であるために、従来
のように軸受の回転輪に高価なシャフトを細心の注意を
払って真っ直ぐに固定する作業が不要となり、その取り
付け精度誤差により芯振れが生じることもない低コスト
で高精度の薄い回転軸一体型モータが得られる。また、
このモータを用いた記録／再生装置では、フロッピーデ
ィスクのようなディスクはディスク挿入口よりロータ部
材８上に載置され、このモータにより回転駆動される。
図示しないが、ディスクがディスク挿入口より挿入され
てロータ部材上に載置されるとき、回転輪１の回転円筒
部１Ｂの頂部が球形状に形成されているので、ディスク
が傷つくこともない。

【００２６】 なお、ここでいう球体部材５とは完全な
球である必要はなく、球の上部又は下部、あるいは双方
を欠削した形状のものでも良く、要するに回転輪１の回
転円筒部１Ｂの内壁に接する部分及びその周辺の形状が
断面円弧状であるものをいう。

【００２７】

【発明の効果】 本発明は以上述べたように、回転輪の
中央部の回転円筒部を回転中心とし、この回転円筒部の
中空円筒部へ固定輪に固定された球体部材を挿入し、対
面する箇所ですべらせているので、回転輪の取り付けに
若干のバラツキが生じても安定かつ滑らかに回転し、ま
た回転シャフトが不要になり、高価なスピンドルの取り
付け作業が不要になるので、経済性に優れる。

【００２８】 また、この軸受を用いたモータは、回転
輪の中央部の回転円筒部と球体部材とが協働して回転シ
ャフトとして作用するので、別途シャフトを取り付ける
必要はなく、したがって、取り付け誤差による芯振れが
生じることがなく、低コスト、高精度で、薄型化が可能
であり、スラスト方向荷重に対しては勿論のこと、ラジ
アル方向荷重に対しても安定に回転動作を行う。

【００２９】 さらにまた、このモータを用いた記録／
再生装置は、スラスト方向荷重及びラジアル方向荷重の
双方に対して安定に動作し、ロータ部材が波打って回転
することがなく、かつ経済性に優れるばかりでなく、長
寿命である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる軸受の一実施例を示す図であ
る。

【図２】 本発明にかかる軸受の別の実施例を示す図で
ある。

【図３】 本発明にかかるモータの一実施例を示す図で
ある。

【図４】 従来のプレス加工による軸受を説明するため
の図である。

【符号の説明】 １…回転輪 ２…固定輪 １Ａ…回転円板状部 ２Ａ…固定円
板状部 １Ｂ…回転円筒部 ２Ｂ…固定球
体受け部 １Ｃ…回転円筒部の頂部 ２Ｃ…外周部 ３…ボール ４…リテーナ ５…球体部材 ６…固形状潤
滑剤 ７…ベース（シャーシ） ８…ロータ部
材 ９…マグネット １０…コイル

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転輪と、固定輪と、複数のボールと、
   これらボールを保持するリテーナとからなる軸受におい
   て、 前記回転輪は回転円板状部と、該回転円板状部の中央か
   ら起立する中空の回転円筒部とからなり、これら回転円
   板状部と回転円筒部とが同一の金属板から形成され、 前記固定輪は前記回転円板状部と対向配置される固定円
   板状部と、該固定円板状部に囲まれ、前記回転輪の前記
   回転円筒部に対応する位置にある固定球体受け部とから
   なり、これら固定円板状部と固定球体受け部とが同一の
   金属板から形成され、 前記複数のボールに比べて径の大きな径をもつ単一の球
   体部材が前記回転輪の前記中空の回転円筒部と前記固定
   輪の前記固定球体受け部との間に位置し、該固定球体受
   け部に固定されていることを特徴とする軸受。
2. 【請求項２】 前記球体部材は溶接により前記固定球体
   受け部に固定されていることを特徴とする請求項１に記
   載の軸受。
3. 【請求項３】 前記回転輪の回転円筒部の頂部が断面円
   弧状であることを特徴とする請求項１に記載の軸受。
4. 【請求項４】 前記回転輪の回転円筒部と前記球体部材
   との間に潤滑剤を封入したことを特徴とする請求項１な
   いし請求項３のいずれかに記載の軸受。
5. 【請求項５】 固定輪と、回転輪と、複数のボールと、
   これらボールを保持するリテーナとからなるスラスト荷
   重とラジアル荷重とを受ける軸受を備えたモータにおい
   て、 ベースは固定円板状部と該固定円板状部に囲まれる固定
   球体受け部とからなる前記固定輪に固定され、 ロータ部材は回転円板状部と該回転円板状部の中央から
   起立する中空の回転円筒部とからなる前記回転輪に係合
   されて前記回転円筒部をその回転軸として回転し、 前記回転輪の前記中空の回転円筒部と前記固定輪の前記
   固定球体受け部との間には、前記複数のボールに比べて
   径の大きな径をもつ単一の球体部材が位置することを特
   徴とするモータ。
6. 【請求項６】 請求項４に記載のモータをディスク回転
   用のスピンドルモータとして用いたことを特徴とする記
   録／再生装置。