滚动轴承和轴承装置的制作方法

专利名称：滚动轴承和轴承装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在用于心轴(也称作SPM)的轴承装置上的改进，心轴例如应用于硬盘驱动器(也称作HDD)和盒式磁带录像机(也称作VCR)中。
本发明涉及一种用于小型电机的滚动轴承和轴承装置，该小型电机主要用于信息设备和家庭用具。
本发明涉及用于各种旋转设备的轴承装置的改进，例如硬盘驱动器(也称作HDD)和盒式磁带录像机(也称作VCR)中的心轴电机。
本发明不仅涉及降低用于支撑电机轴的轴承装置的振动和噪声，而且涉及减小该轴承装置的动态摩擦扭矩，所述电机轴诸如是硬盘驱动器(也称作HDD)中设置的心轴和盒式磁带录像机(也称作VCR)中设置的磁鼓心轴。
本发明涉及用于小型电机的滚动轴承和轴承装置，这种小型电机用于硬盘驱动器(也称作HDD)、盒式磁带录像机(也称作VCR)、或激光打印机(也称作LBP)中。
本发明涉及降低用于支撑电机轴的轴承装置的动态摩擦扭矩。
背景技术：
传统上，如图44所示，上述轴承装置包括一对组合到一起的轴承100和100。两个轴承的组合方向没有特别固定，但一般是易于产生尘屑的两个轴承100和100的相应的保持架200的开口侧201彼此相对设置，由此可以减少向轴承外侧产生的尘屑。在图44中，附图标记300标示轴，而标号400代表插在两个轴承100和100之间的垫片。
同样，如图45所示，公知一种带有轴的轴承，其中，两轴承滚道301和301直接形成在轴300内，而在两个外圈101和101之间插入弹簧500。同样与图44中所示的结构类似，在这种结构中，冠状保持架200以它们的相应保持架开口侧202彼此相对的方向安装其中。在图29和30中，箭头标记分别表示预负载方向。当今，为了增强产品(轴承)运输中的抗振荡性(也称作抗腐蚀性)，要加注到轴承中的润滑剂一般添加到轴承的滚道中，而取代润滑剂添加到保持架中的相关方法。
然而，当这种类型的轴承装置转动时，由于润滑剂(例如一种油脂)添加到轴承滚道中，轴承装置的旋转扭矩和这种旋转扭矩中的变动较大，并且与轴承装置的转动不同步的轴承装置的振动(也称作NRRO)也很大。
现在，图46是安装到图45所示的相关轴承装置中的保持架的放大视图，示出了保持架是如何安装的。即，在这种相关结构中，积累在外圈101的反向接触角一侧的润滑脂G被卷入滚珠600的旋转运动中，并由此在滚珠600(围绕其自身轴线)转动方向上移动，润滑脂G被冠状保持架200刮擦，被如此刮擦得润滑脂G汇集到保持架端面一侧(护套(pocket)的开口相反侧)的外径部分内，而这种润滑脂汇集与外圈101一侧上的润滑脂G相接触，从而产生较大的阻力，因此，轴承装置的旋转扭矩增大。同样，曾经被刮擦的润滑脂G易于卷入滚珠600的旋转运动中，这导致旋转扭矩不稳定并且较大。
顺便地说，在用于信息设备的HDD心轴电机的情况下，如图47和48所示，轮毂730有一对滚动轴承770和770可旋转地支撑在轴720的外周上，该对轴承设置在轮毂和轴的外周之间的空间内。轴720的一端固定到被称作壳体的固定板740的中部。滚动轴承770和770插在轴720的底端部(图47中的下端部)和轴720的前端部(图47中的上端部)的外周面之间。在由一对滚动轴承770和770夹持的轴720的中部外圆周表面的一部分上固定了一个定子750；在与定子750的外周面相对的轮毂730中部内周面的一部分上固定了一个转子760；而定子750和转子760一同配合，构成了用于驱动或转动轮毂730的电机770。同样，在轮毂730的外周面上固定了多个硬盘780、780。顺便地说，附图标记790、790分别标示用于从硬盘780、780读取记录并用于将记录写入硬盘780、780的磁头。
另一方面，两个滚动轴承770和770分别包括内圈701和701，内圈具有在其外周面上形成的内滚道701a和701a；外圈702和702，外圈具有在其内周面形成的外滚道702a和702a；多个滚动元件703、703，它们插入内滚道701a、701a与外滚道702a、702a之间；以及由合成树脂制成的冠状保持架704。
同样，在相应内圈701和701的轴向两端部的外周面和相应外圈702和702的两端部的内周面之间插入一对密封圈705和705，每个密封圈形成为圆环，从而封闭内圈和外圈各周面之间的空间。上和下轴承以如下方式组合到一起，以便减少向轴承外侧产生尘屑。轴承的冠状保持架704和704的开口侧704a和704a彼此相对。
此外，在由一对密封圈705和705限定并在它们之间的空间内，具有从该对密封圈705和705的相应空间706和706的端部开口侧(图47中，在上滚动轴承770的情况下为下端开口侧；而同样在图47中，在下滚动轴承770的情况下为上端开口侧)加注的润滑脂107和107，在润滑脂加注工作结束后，至少润滑脂107加注侧的密封圈705安装到给定部分上。
在密封圈705和705安装后，密封圈705和705防止加注到相应空间706和706中的润滑脂107从其中泄漏到外侧。
然而，在上述现有技术轴承装置中，仍然发现待解决的问题即，当轴承旋转时，其旋转扭矩和旋转扭矩中的变动较大，并且与轴承装置的转动不同步的振动(也称为NRRO)也较大。
鉴于上面描述，为了解决在现有技术轴承装置中的上述问题，本发明人先前提出了一种轴承装置(日本申请2001-209387)，该轴承装置被构造成包括有冠状保持架的轴承固定到轴上，其中预负载不仅施加到轴承内圈的保持架开口侧，而且施加到轴承外圈的保持架开口相反侧。在这种情况下，要求安装到轴承中的保持架的开口侧和开口相反侧可以从外部简单并可靠地彼此分辨出来，尤其是，在具有分别安装到轴承两端的密封板的现有技术轴承的情况下，轴承保持架的开口侧和开口相反侧，即，保持架的结合方向不能彼此分辨出来。
顺便地说，对于用来驱动个人计算机和文字处理器中使用的硬盘装置和软盘装置的电机轴，使用了直径较小的滚动轴承。在滚动轴承情况下，作为用于导引合成树脂制成的保持架的一种类型，公知一种利用滚动元件(滚珠)导引保持架的滚动元件导引型，或利用内圈或外圈导引保持架的内圈或外圈导引型。在任一种导引型中，随着时间的推移，加注在保持架护套中的润滑剂(润滑脂或润滑油合成物)的量减少，从而轴承的摩擦扭矩逐渐减小，并变得几乎恒定。
作为用于固定滚珠的保持架的护套的形状，公知两种形状即，如图49和为沿着图49所示的线VI-VI取得的放大剖面的图50所示，一种保持架护套形状为插入外圈810和内圈820之间的、用于固定滚珠830的保持架840的护套840P的内壁具有平的圆柱形表面；以及如图51和为沿着图51所示的线VIII-VIII取得的放大剖面的图52所示，另一种保持架护套形状为插入外圈810和内圈820之间的、用于固定滚珠830的保持架840的护套840P的内壁具有球形表面。并且，大部分内圈或外圈导引型的保持架包括圆柱形护套；而大部分滚动元件导引型的保持架包括球形护套。同样，根据情况不同，可以采取如JP-A-9-317774中公开的在用于轴承中的这些保持架的滑动表面上具有波动(升高和凹陷部分)的装置，由此增强了保持架的润滑特性。
另一方面，当这些轴承用于上述电机时，为了增强其旋转精度，一般上两个轴承组合为一对，并将给定负载施加到相应的轴承上。
如上所述，在球轴承的情况下，优选地是，在加注于保持架的护套中的润滑剂的量随着时间推移逐渐从初始量减少时，球轴承可以稳定化，并且球轴承的摩擦扭矩可以恒定。
然而，在包括图49和图50所示的圆柱形护套840P的内圈820(或外圈820)导引型的保持架中，大部分润滑剂在滚珠表面-滚道表面-护套表面-滚珠表面的顺序循环，并遗留在护套中。由此，轴承的摩擦扭矩与包括球形保持架护套的滚动元件导引型轴承相比较大，这就产生了有待解决的问题。即，在具有包括圆柱形护套的滚道导引型保持架的轴承情况下，由于滚珠与护套的中心接触，不会发生将润滑剂刮走的刮擦工作，因此，即使随着时间推移，轴承的扭矩也不会降低。
另一方面，在图51和52所示的滚动元件导引型保持架841中，粘在滚珠830表面上的多余的润滑剂G被球形表面护套841P的边缘部分刮走，并粘在保持架的内或外周面上，由此，对轴承的扭矩没有影响；而润滑剂相对于滚珠和滚道接触部分的粘性阻力随着转动时间的推移而减小，并且扭矩也逐渐减小。
同样，在刮擦工作由于高速旋转而过分地进行的情况下，在护套边缘部分和滚珠表面出现油膜切割，导致润滑不良，并且由于润滑不良，产生异常声响。同样，为了防止这种润滑不良，在保持架的滑动表面没有设定为平坦或光滑的，而使设定为具有所需的粗糙度的情况下，由此形成了润滑油滞流部分，从而防止了油膜切割，保持架的摩擦可以被控制很长时间。然而，在利用这种保持架的轴承的情况下，与上述的包括圆柱形护套的保持架类似，也发现了轴承的摩擦扭矩较大的问题。
顺便地说，传统上，作为用于支撑各个旋转部分的装置，例如，广泛使用了如JP-A-10-159855所述的那种球轴承(见图54)。
这种球轴承包括外圈3，其具有形成在其内周面上的外滚道；内圈2，其具有形成在其外周面上的内滚道；冠状保持架5，其以可以相对于外圈3和内圈2转动的方式插入外圈3和内圈2之间；以及多个滚珠4，它们可以旋转地固定在冠状保持架5形成的多个护套5d中。并且，两个圆环形防护板9的外周边缘分别固定到外圈3的两个端部的内周面上。也就是说，两个防护板9不仅防止上述滚珠安装部分内存在的润滑脂泄漏到外侧，而且防止外侧漂浮的灰尘流入滚珠安装部分中。
如上所述，多个滚珠4可旋转地由保持架5固定，而作为保持架5，例如，如图53A和53B所示，传统上使用被称为冠状保持架的保持架。这种保持架5具有与滚珠4相同数量的球形凹陷表面护套5d，以便以可以自由转动的方式固定滚珠4，同时保持架护套的球形凹陷表面的曲率半径被设定为稍微大于每个滚珠4的曲率半径。
同样，当这种类型的轴承用于支承各种转动装置时，一般地，这种类型的两个轴承1和1组合使用。
然而，在上述现有技术轴承中，仍然发现了如下的有待解决的问题即，最近，随着转动装置旋转速度的增大，对减小轴承噪声和振动以及减小轴承的动态摩擦扭矩的需要增强。然而，现有技术的轴承装置已经变得越来越难于满足这种减小的需求。也就是说，为了减小噪声和振动，保持架5的护套直径必须减小，以减小保持套5相对于滚珠4的游隙，由此控制保持架5的运动。然而，在保持架5的游隙(间隙)减小的情况下，存在于保持架护套5d和滚珠4之间的润滑剂的剪切阻力增大，导致轴承装置的动态摩擦扭矩增大。
顺便地说，传统上，例如，如图44所示的安装到上述HDD、VCR或LBP中的球轴承由一对轴承100和100组合到一起而构成；并且两个轴承100和100的组合方向没有固定到任一特定方向，但是两个轴承100和100一般以两个轴承100和100的相应保持架200的护套开口侧201彼此相对的方式设置，由此能够减少向作为轴承单元的轴承100的外侧产生尘屑。
并且，目前，为了增强产品(球轴承)在运输过程中的抗振动性(也称为抗腐蚀性)，要加注到球轴承中的润滑剂一般加注到两个轴承中形成的滚道内，而与润滑剂加注到两个轴承的保持架上的现有技术润滑剂加注系统不同。顺便地说，在图44中，附图标记300标示轴，而400标示用于插入到两个轴承100和100之间的垫片的支柱。
然而，在这种类型的轴承装置中，仍然发现如下问题即，当轴承转动时，由于润滑剂密封于两个轴承的凹槽内，装置的旋转扭矩和旋转扭矩的变动较大，并且装置的与转动不同步的振动(NRRO)也较大。
顺便地说，为了支撑各个转动部分，传统上，广泛使用了例如JP-A-10-159855(见图54)中公开的球轴承。
这种球轴承包括具有形成于其内周面上的外滚道的外圈3，具有形成于其外周面上的内滚道的内圈2，以可以相对于外圈3和内圈2转动的方式插在外圈3和内圈2之间的冠状保持架5，以及分别被可转动地保持在冠状保持架5内形成的多个护套5d中的多个滚珠4。
在外圈3两个端部的内周面上分别固定了其相关的圆环形防护板9和9的外周边缘9a和9a；而两个防护板9和9放置在上述滚珠安装部分内存在的润滑脂泄漏到外侧，并防止外侧漂浮的灰尘流入滚珠安装部分中。
并且，如上所述，多个滚珠4由保持架5可旋转地保持，并且作为保持架5，传统上使用如图53A所示的冠状保持架。
这种保持架5包括与滚珠4相同数量的球形凹陷表面，以便可旋转地保持滚珠4，同时，球形凹陷表面的曲率半径被设定为稍微大于滚珠4的曲率半径。
顺便地说，当这种轴承用于支承各种旋转装置时，两个轴承1和1一般组合到一起。
同样，当两个轴承用于高速旋转条件下时，为了限制轴承内部的机械滑动，减小滚珠和轴承滚道的滚道表面相接触的接触角被认为是有效的。
然而，最近，随着各种旋转装置的转速的提高，对减小轴承动态摩擦扭矩的需求增强，即，简单地通过上述方式减小接触角，不能充分地约束由轴承高速旋转造成的轴承动态摩擦扭矩。
具体地说，轴承的高速旋转导致存在于轴承内部的润滑脂移动更大，而尤其是由于离心力而移动到外圈内径侧的润滑脂在外圈内径侧和保持架的外径部分之间搅动，从而，增大了搅动阻力或剪切阻力，结果为轴承的动态摩擦扭矩增大。

发明内容
本发明旨在消除上述现有技术的轴承装置中发现的缺陷。于是，本发明的第一目的是提供一种轴承装置，其不仅旋转扭矩和这种旋转扭矩中的变动较小，而且转动精度较高。
本发明旨在消除上述现有技术的轴承和轴承装置中发现的缺陷。于是，本发明的第二目的是提供一种滚动轴承，其中保持架的结合方向可以容易地从外侧分辨出来，并且轴承的组装方向可以根据保持架的组合方向可靠地加以控制。同样，本发明的另一目的是提供一种轴承装置，该装置旋转扭矩和这种旋转扭矩中的变动较小，并且转动精度较高。
本发明旨在消除上述现有技术轴承装置中发现的缺陷。于是，本发明的第三目的是提供一种轴承装置，该轴承装置不仅可以保持适当量的润滑剂，以从而稳定轴承的摩擦扭矩，而且可以控制其温度和其摩擦的增大。
本发明旨在消除现有技术轴承装置中发现的缺陷。于是，本发明的第四目的是提供一种轴承装置，该轴承装置可以满足减小其噪声和振动的要求，以及减小其动态摩擦扭矩的要求。
本发明旨在解决现有技术轴承装置中发现的问题。于是，本发明的第五目的是提供一种球轴承和轴承装置，该装置不仅旋转扭矩和旋转扭矩的变动较小，而且旋转精度较高。
本发明旨在消除上述现有技术轴承装置中发现的缺陷。于是，本发明的第六目的是提供一种轴承装置，该装置可以满足减小其动态摩擦扭矩的要求。
为了实现第一目的，根据本发明的第一方面，提供了一种轴承装置，其包括固定到轴上的轴承，该轴承包括具有形成在其内周面上的外滚道的外圈；具有形成在其外周面上的内滚道的内圈；插入外圈和内圈之间以便相对于外圈和内圈转动的冠状保持架；以及可转动地保持在冠状保持架内形成的多个护套中的多个滚珠，其中，预负载施加到轴承内圈的保持架开口侧和轴承外圈的保持架开口相反侧。即，本发明的轴承装置用在接触角未设置成零度角，同时内圈和滚珠之间的接触点位于保持架护套开口侧上的内滚道表面内，而内圈和滚珠之间的接触点位于保持架护套开口相反侧的外滚道表面内。
并且，根据本发明的第二方面，提供了一种轴承装置，该装置包括固定到轴上的两个轴承，每个轴承包括具有形成在其内周面上的外滚道的外圈；具有形成在其外周面上的内滚道的内圈；插入外圈和内圈之间以便相对于外圈和内圈转动的冠状保持架；以及可转动地保持在冠状保持架内形成的多个护套中的多个滚珠，其中，预负载施加到两个轴承的各自内圈的保持架开口侧和两个轴承的各自外圈的保持架开口相反侧。同样，在本发明第二方面中所述的轴承装置，其中两个轴承的各自的保持架以保持架的护套开口相反侧彼此相对的方式结合。此外，在本发明第二方面中所述的轴承装置，其中两个轴承的各自的保持架以保持架的护套开口侧彼此相对的方式结合。
根据本发明的第三方面，提供了一种包括两轴承的轴承装置，其被结构成预负载在将两排中的外圈彼此分离的方向上施加到两个轴承的各自外圈上，其中，两个轴承的冠状保持架以它们的相应的护套开口相反侧彼此相对的方式结合，同样，在本轴承装置中，在两个轴承的各自外圈之间插入一个弹簧。
根据本发明的第四方面，提供了一种包括两轴承的轴承装置，其构造成预负载由相应的外圈之间的弹簧在将外圈彼此分离的方向上施加到另个轴承的各自的外圈上，其中，两个轴承的冠状保持架以保持架相应的开口相反侧彼此相对的方式结合。
根据本发明的第五方面，提供了一种包括两轴承的轴承装置，其被构造成预负载在将两个外圈彼此靠近的方向上施加到两个轴承的相应的外圈上，其中，两个轴承的冠状保持架以保持架的相应护套开口侧彼此相对的方式结合。
根据本发明的第六方面，提供了一种包括两轴承的轴承装置，其被构造成预负载在将内圈彼此靠近的方向上施加到两个轴承的相应内圈上，其中，两个轴承的冠状保持架以保持架的相应的护套开口相反侧彼此相对的方式结合。同样，提供了一种包括两轴承的轴承装置，其被构造成预负载由插在相应的内圈之间的弹簧在使内圈彼此分离的方向上施加到两个轴承的相应的内圈上，其中，两个轴承的冠状保持架以保持架的相应的护套开口侧彼此相对的方式结合。
在上述双排型轴承装置中，如本发明第五到第八方面所述的轴承装置还包括固定两个轴承的轴，其中，轴包括双排滚道，以便容纳两个轴承的滚动元件；或者内圈固定到轴上；或者弹簧可以插入到两个轴承的外圈之间；或者轴承还包括固定到轴承和内圈上的轴，其中，轴包括在其一侧形成的滚道，以便容纳两轴承之一的滚动元件，而内圈固定到轴的另一侧，以便容纳两轴承中另一个的滚动元件。同样，在双排型轴承装置中，如本发明第五到第八方面所述的轴承装置，其中用于滚珠的滚道形成在轴或壳体的至少一部分中。
同样，如本发明第一方面所述的轴承装置，其中，轴承装置为外圈旋转型或内圈旋转型。
此外，在所有或一些上述轴承装置中，如本发明第一方面所述的轴承装置，其中，使保持架的结合方向能够辨认的指示结构设置在轴承装置轴向上的一个端面和另一端面中的至少一个上。
为了获得上述第二目的，根据本发明第七方面，提供了一种滚动轴承，其包括具有形成在其内周面上的外滚道的外圈；具有形成在其外周面上的内滚道的内圈；可转动地插在内滚道和外滚道之间的多个滚动元件；用于以均匀间隔保持滚动元件的冠状保持架；以及插入内圈和外圈之间的密封圈，用于密封加注到轴承空间内的润滑脂或润滑油或用于防止向外侧产生尘屑，其中，使保持架的结合方向能够辨认的指示结构设置于轴承轴向上的一个端面和另一个端面上。并且，根据本发明的第八方面，在如本发明第七方面所述的滚动轴承中，指示结构可以是设置在轴承轴向上的一个端面或另一个端面上的标记。
同样，根据本发明的第九方面，在如本发明第八方面所述的滚动轴承中，该标记包括齿。此外，根据本发明的第十方面，在如本发明第七方面所述的滚动轴承中，指示结构可以为设置在轴承轴向上的一个端面或另一个端面上的密封圈。并且，根据本发明的第十一方面，在如本发明第七方面所述的滚动轴承中，指示结构可以是分别设置在轴承轴向上的一个端面和另一个端面二者上并且颜色彼此不同的密封圈。
同样，根据本发明的第十二方面，提供了一种轴承装置，其中，如本发明第七到第五方面中任一方面所述的轴承可以固定到轴上，并且预负载施加到内圈的保持架开口侧和外圈的保持架开口相反侧。
为了获得上述第三目的，根据本发明的第八方面，提供了一种轴承装置，如本发明第一方面所述，如本发明第一方面所述构造的轴承装置，其中，冠状保持架具有至少一个形成为粗糙表面的滚动元件滑动接触表面。同样，提供了一种如本发明第二方面所述的轴承装置，冠状保持架具有至少一个形成为粗糙表面的滚动元件滑动接触表面。
在上述轴承装置中，也可以采用如下的结构，即，每个由上述轴承构成的两个轴承组合到一起成为一对，同样，在由组合到一起成为一对的两个轴承构成的轴承装置中，不仅在两个轴承的各自的保持架以其护套开口相反侧彼此相对的方式结合的情况下，而且在两个轴承的各自的保持架以其护套开口侧彼此相对的方式结合的情况下，预负载不仅施加到两个轴承的各自的内圈的护套开口侧，而且施加到两个轴承的各自的外圈的保持架开口相反侧。
为了获得上述第四目的，根据本发明的第九方面，提供了一种如本发明第一方面所述的轴承装置，其中保持架护套直径(Dp)与滚珠直径(Dw)的比Dp/Dw被设定成1.050＞Dp/Dw＞1.005。
同样，根据本发明的第十方面，提供了如本发明第二方面所述的轴承，保持架的护套直径(Dp)与滚珠直径(Dw)的比Dp/Dw被设定为1.050＞Dp/Dw＞1.005。并且，两个球轴承的保持架以两个保持架的护套开口相反侧彼此相对设置或其护套开口侧彼此相对设置的方式结合。
为了获得第五目的，根据本发明第十一方面，提供了一种球轴承，包括具有其外周面形成的内滚道的内圈；具有其内周面形成的外滚道的外圈；可旋转地插入内滚道和外滚道之间的多个滚珠；以及用于以均匀间隔保持滚珠的冠状保持架，其中，预负载施加到保持架的内圈的护套开口侧和保持架的外圈的护套开口相反侧，并且，在外圈的滚道的台肩部分作为标准的情况下保持架的卡爪高度T被设定为滚珠直径Da的20％或更小(T≤20％×Da)。同样，根据本发明的第十二方面，在如本发明第十一方面所述的球轴承中，使保持架的结合方向能够辨认的指示结构设置在球轴承轴向上的两个端面上。此外，根据本发明第十三方面，提供了一种轴承装置，其中，如本发明第十一或第十二方面所述的球轴承安装到轴中。
为了实现上述第六目的，根据本发明第十四方面，提供了一种如本发明第一方面所述的轴承装置，滚珠和滚道的滚道表面之间的初始接触角度被设定为5°的角度或更大。
同样，在轴承装置包括两个分别固定到轴上的轴承的情况下，两个轴承可以固定到轴上，而两个轴承的保持架可以以保持架的各自的护套开口相反侧彼此相对的方式结合。另外，两个轴承可以固定到轴承，并且两个轴承的保持架可以以保持架的各自的护套开口侧彼此相对的方式结合。
此外，两个密封板可以分别设置在轴承轴向上的两个端部上，而使保持架的结合方向能够辨认的指示结构设置在轴承轴向上的两个端部上并且彼此颜色不同。


图1是根据本发明的轴承装置的第一实施例的示意剖面图；图2是第一实施例的保持架结合方向部分的示意性放大视图；图3是根据本发明的轴承装置的第二实施例的示意剖面图；图4是根据本发明的轴承装置的第三实施例的示意剖面图；图5是第三实施例的保持架结合方向部分的示意性放大视图；图6是根据本发明的轴承装置的第四实施例的示意剖面图；图7是根据本发明的轴承装置的第五实施例的示意剖面图；图8是根据本发明的轴承装置的第六实施例的示意剖面图；图9是根据本发明的轴承装置的第七实施例的示意剖面图；图10是根据本发明的轴承装置的第八实施例的示意剖面图；图11是根据本发明的轴承装置的第九实施例的示意剖面图；图12是根据本发明的轴承装置的第十实施例的示意剖面图；图13是根据本发明的轴承装置的第十一实施例的示意剖面图；图14A是第十一实施例的保持架结合方向部分的示意性放大视图；而图14B是保持架卡爪部分的局部放大视图，示出了从顶部看到的它的状态；图15是根据第十一实施例的轴承装置的示意图，示出了其组装方法；
图16是根据本发明的轴承装置的第十二实施例的示意剖面图；图17是根据本发明的轴承装置的第十三实施例的示意剖面图；图18是根据本发明的轴承装置的第十四实施例的示意剖面图；图19是根据本发明的轴承装置的第十五实施例的示意剖面图；图20是根据本发明的轴承装置的第十六实施例的示意剖面图；图21是根据本发明的轴承装置的第十七实施例的示意剖面图；图22是根据本发明的轴承装置的第十八实施例的示意剖面图；图23是根据本发明的轴承装置的第十九实施例的示意剖面图；图24A和24B示出了使保持架结合方向可以辨认的不同结构，具体地说，图24A是根据本发明的轴承装置的示意剖面图，图24B是其前视图；图25是根据本发明的轴承装置的第二十一实施例的示意性纵剖面图；图26是根据本发明的轴承装置的第二十一实施例的示意性纵剖面图；图27A和27B是其上进行第一测试以便观察轴承内部存在的润滑脂的移动的结构的示意剖面图，具体地说，图27A示出了根据现有技术的结构，而图27B示出了根据本发明的结构；图28是第一测试的结果的曲线表示，用于确认本发明的效果；图29A和29B示出为了确认现有技术的轴承装置的效果而进行的第二测试的结果(具体地说，图29A示出现有技术轴承装置的扭矩中的时序变化，而图29B示出其NRRO中的时序变化)；图30A和30B示出为了确认本发明的效果而进行的第二测试的结果(具体地说，图30A示出根据本发明的轴承装置的扭矩的时序变化；而图30B示出其NRRO的时序变化)；图31时HDD/SPM装置的示意剖面图；图32是安装到根据本发明的轴承装置中的冠状保持架的实施例的透视图；图33是第三测试结果的曲线表示；图34是为了确认本发明和现有技术对比例的效果而进行的第四测试的结果的曲线表示；图35A是轴承的示意图，示出了根据本发明的预负载方向(图34所示的A向)，而图35B是轴承的示意图，示出了现有技术对比例的预负载方向(图34中所示的B向)；
图36是根据本发明的球轴承的实施例的局部剖面图；图37是冠状保持架的实施例的透视图；图38示出了为确认本发明的效果而进行的第五测试的结果；图39是保持架卡爪部分的另一实施例的示意图；图40是根据本发明的轴承装置的第二十九实施例的示意剖面图；图41是根据本发明的轴承装置的第三十实施例的示意剖面图；图42是为确认本发明的效果而进行的第六测试的结果的曲线表示；图43A和43B是轴承的示意图，示出了预负载方向，具体地说，图43A示出A向预负载，而图43B示出B向预负载；图44是现有技术轴承装置的示意图；图45是现有技术轴承装置的示意剖面图；图46是现有技术的轴承装置的保持架结合方向部分的示意性放大视图；图47是现有技术轴承装置的纵剖面图；图48是图47所示的A部分的纵剖面图，同时A部分被放大地示出；图49是其中安装了具有平的圆柱形护套的保持架的现有技术轴承装置的一部分的剖面图；图50是由图49中所示的线VI-VI示出的截面的局部放大视图；图51是其中安装了具有球形护套的保持架的现有技术轴承装置的一部分的剖面图；图52是由图51所示的线VIII-VIII示出的截面的局部放大视图；图53A是冠状保持架的透视图，而图53B是沿着图53A所示的X箭头取得的剖面图；以及图54是球轴承的剖面图。
具体实施例方式
现在，下面将参照附图给出根据本发明的轴承装置的优选实施例的描述，顺便地说，在此所示的实施例只是本发明的示例，并因此本发明根本不局限于在此所示的实施例。同样，各个实施例可以应用到外圈旋转系统或内圈旋转系统中。
第一实施例在此，图1示出了根据本发明的轴承装置的第一实施例。本轴承装置包括两个滚动轴承1和1，其中两个滚动轴承1和1以两个滚动轴承的内圈2和2分别固定到轴6的外圆周上并且预负载(轴向负载)施加到两个滚动轴承上的方式组合到一起。同样，在本实施例中，将利用作为一对的两个轴承给出结构的描述，然而，本发明并不局限于两个轴承的这种组合。
滚动轴承1为球轴承，它包括具有其外周形成的内滚道2a的内圈，具有其外周形成的外滚道3a的外圈，插入内滚道2a和外滚道3a之间的多个滚动元件4，以及用于以均匀的间隔保持滚动元件4的冠状保持架5。
冠状保持架5例如包括环形主体部分5c和多个在主体部分5c轴向的一个表面上形成的护套5d；并且，更具体地说，每个护套5d插入一对卡爪5e(也被称为弹性片)之间，卡爪5e在主体部分5c的轴向一个表面上彼此分隔开。
同样，在两个轴承1中每一个的内圈2和外圈3之间，可以插入一个密封板9(在本实施例中为防护板；也可以使用接触型密封或非接触型密封)，可以在需要时使用。密封板9的结构不局限于任何特定的一种，但它可以在不脱离本发明的范围的前提下进行各种各样的改变。同样，为了增强产品(轴承)在运输过程中的抗振动性，要加注到轴承1内的润滑剂(例如一种油脂)被加注到轴承的滚道(即，内滚道2a，外滚道3a)。尤其是，根据本发明，在包括组合到一起的两个轴承1和1并采用润滑剂加注到轴承滚道中的润滑剂加注系统的轴承装置中，可以降低轴承装置的旋转扭矩，并可以增强轴承装置的旋转精度。
如上所述，虽然滚动轴承1不局限于任何特定的结构，而是其采用普通的结构。本实施例具有本发明的以下特征的元件即，两个轴承1和1的各自的保持架5和5的护套开口相反侧5b和5b彼此相对；并且，预负载(轴向负载)不仅施加到位于保持架护套开口侧5a和5a的内圈2和2的端面2b和2b上，而且施加到位于保持架护套开口相反侧5b和5b的外圈3和3的端面3b和3b上。因此，内圈2、外圈3、滚动元件4、以及冠状保持架5的结构不限于任何特定的一种，而是它们可以任意构造，并因此省略了对它们的详细描述。
根据本实施例，在滚动轴承1和1的外圈3和3之间，插入一个垫片7，预负载Fao从保持架护套开口侧5a和5a施加到内圈2和2上，从而，预负载可以从保持架护套开口相反侧5b和5b施加到外圈3和3上(见图1)。顺便地说，用于施加预负载的方法不限于此，而是可以变化。同样，预负载大小不限于任何特定大小，而是可以根据情况设定为最佳值。
在其中分别安装有冠状保持架5的轴承1中，由于预负载不仅施加到位于保持架护套开口侧5a和5a上的内圈端面2b和2b上，而且施加到位于保持架护套开口相反侧5b和5b上的外圈端面3b和3b上，从而有可能构造出能够减小扭矩并提高转动精度的轴承装置。同样，在上述现有技术轴承装置中发现的尘屑产生问题，可以通过利用磁流体密封加以解决。即，如图2所示，作为上述的润滑剂，加注在轴承滚道中的润滑脂G汇集到反向接触角一侧，并且尤其是由于其离心力，汇集到外圈3一侧上，并且，汇集在外圈2的反向接触角一侧上的润滑脂G随着滚珠4的转动移动到与接触角平行的保持架卡爪5e一侧(移动方向如图2中箭头标记A所示)，并且润滑脂G在保持架卡爪5e附近被刮擦，由此被刮擦得润滑脂G累积在卡爪5e之间，这使得实现正确的润滑脂供给成为可能。
同样，尘屑产生问题可以通过利用磁流体密封加以解决。
第二实施例现在，图3示出了根据本发明的轴承装置的第二实施例。
本实施例与第一实施例不同之处在于两个滚动轴承1和1的保持架5和5的护套开口侧5a和5a彼此相对地设置，并且在于预负载不仅施加到位于保持架护套开口侧5a和5a上的内圈2和2的端面2c和2c上，而且施加到位于保持架护套开口相反侧5b和5b上的外圈3和3的端面3c和3c上，因此，内圈2、外圈3、滚动元件4、以及保持架5不限于任何特定的一种，而是可以采用任意的结构，因此，通过采纳第一实施例，其详细描述在此省略。
根据本实施例，在滚动轴承1和1的内圈2和2之间，插入一个垫片7，并且预负载Fao从保持架护套开口相反侧5b和5b施加到外圈3和3上，从而预负载可以从保持架开口相反侧5b和5b施加到外圈3和3上(见图3)。顺便地说，施加预负载的方法不限于此，而是可以变化。同样，预负载的大小不限于任何特定的大小，而是可以根据情况设定为最佳值。
在其中分别安装有冠状保持架5的本轴承1中，由于预负载不仅施加到位于保持架护套开口侧5a和5a上的内圈端面2c和2c上，而且施加到位于保持架护套开口相反侧5b和5b上的外圈端面3c和3c上，有可能设计出可以减小扭矩并提高转动精度的轴承装置。同样，在现有技术轴承装置中发现的尘屑产生问题可以通过利用磁流体密封加以解决。
顺便地说，在第一和第二实施例中，两个轴承1和1由垫片7彼此分离。然而，可以替换的是，两个轴承1和1也可以通过改变内圈2和外圈3的宽度来彼此分离。
第三实施例现在，图4示出了根据本发明的轴承装置的第四实施例。
根据本实施例的轴承装置包括其内周形成有双排滚道10a和10a的壳体10；具有滚道6a的轴6，滚道在轴6外周的一部分上形成，以便与壳体10的一个滚道10a相对；单独形成的内圈2，内圈2可固定到轴6的外周的另一部分上，以便其滚道2a与壳体10的另一滚道10a相对；以及多个滚动元件(滚珠)4…和4…，它们通过其各自的冠状保持架5和5安装到壳体10的一个滚道10a和轴6的滚道6a之间以及壳体10的另一滚道10a和内圈2的滚道2a之间。
并且在本实施例中，如图4所示，轴6的左侧被固定，而右侧的单独形成的内圈2的右侧端面2b被推动，从而施加预负载Fao。因此，这种预负载型式提供了所谓的O型预负载。冠状保持架5和5以它们相应的护套开口相反侧5b和5b彼此相对的方向结合。
如上所述，由于预负载Fao施加到内圈2的端面2b上，同时两个轴承的冠状保持架5和5以相应的护套开口相反侧5b和5b彼此相对的方式设置(即，两个轴承的冠状保持架5和5以相应的护套5d并不彼此面对的向外面对方式设置)，这类似于先前描述的第一和第二实施例，在壳体10沟槽10a的反向接触角侧上汇集的润滑脂G随滚珠4的旋转运动卷入，并因此在滚珠4(围绕其自身轴线)转动的方向上移动，这些润滑脂G被冠状保持架5刮擦，并且如此被刮擦的润滑脂G汇集到冠状保持架5的卡爪5e之间，并在该处稳定(见图5)，同样，内圈2、滚动元件4和冠状保持架5的详细结构和工作效果与先前描述的第一实施例类似，并因此在此省略对其描述。
第四实施例现在，图6示出根据本发明的轴承装置的第四实施例。
本实施例提供了与先前描述的第三实施例类似的结构，但与其不同之处在于轴6具有一个台阶部分。
其余结构和用于施加预负载的方法，以及本实施例的工作效果与第三实施例相同。
第五实施例现在，图7示出根据本发明的轴承装置的第五实施例。
根据本实施例，提供了一种轴承装置，包括台阶形壳体10，具有在其内周一部分内形成的滚道10a；台阶轴6，具有在其外周一部分内形成的滚道6a，该滚道6a形成为与在台阶形壳体10的一部分内形成的滚道10a相对；多个滚动元件(滚珠)4…，它们通过冠状保持架5插入壳体10的滚道10a和轴6的滚道6a之间；以及一个单个的球轴承，在该球轴承中，外圈3固定到壳体10的台阶形部分上，内圈2固定到轴6上，而多个滚动元件4…通过冠状保持架5插入到外圈3和内圈2之间。
第五实施例的相应的构成部件的详细结构，如内圈2、外圈3、滚动元件4、和冠状保持架5，第五实施例的预负载施加方法，以及第五实施例的工作效果与先前描述的第四实施例相同。
第六实施例现在，图8示出根据本发明的轴承装置的第六实施例。
根据本实施例的轴承装置包括轴6，其具有在其外周内形成的双排滚道6a、6a；壳体10，其具有形成在其外周一部分内以便与轴6的一个滚道6a相对的滚道10a；单独形成的外圈3，其可以固定到壳体10与轴6的另一个滚道6a相对的外周上，以便其两个滚道3a彼此相对；以及多个滚动元件(滚珠)4…、4…，它们通过冠状保持架5安装到壳体10的滚道10a和轴6的一个滚道6a之间以及轴6的另一个滚道6a和外圈3的滚道3a之间。
同样，在本实施例中，图8中，壳体10的左侧被固定，而右侧上的单独形成的外圈3被推动，由此施加了预负载Fao。因此，本实施例的预负载提供了一种所谓的X型预负载。冠状保持架5和5在护套开口侧5a和5a彼此相对的方向上结合。
第六实施例的相应的构成部件如外圈3、滚动元件4、和冠状保持架5的详细结构，以及第六实施例的工作效果与先前描述的第三实施例相同。
第七实施例现在，图9示出了根据本发明的轴承装置的第七实施例。
本实施例提供了与先前描述的第六实施例类似的结构，但是与其不同之处在于壳体10具有台阶部分。
其余结构和用于实际预负载的方法，以及本实施例的工作效果与第六实施例的相同。
第八实施例现在，图10示出根据本发明的轴承装置的第八实施例。
根据本发明，提供了一种轴承装置，其包括台阶形壳体10，其具有其内周一部分内形成的滚道10a；台阶轴6，其具有在其外周一部分内形成以便与滚道10a相对的滚道6a；多个滚动元件(滚珠)4…，它们通过冠状保持架5安装到壳体10的滚道10a和轴6的滚道6a之间；以及一个单独的球轴承1，在该球轴承中，外圈3固定到壳体10的台阶部分上，内圈2固定到轴6上，而多个滚动元件4…通过冠状保持架5安装到外圈3和内圈2之间。本实施例结构上与先前描述的第五实施例基本类似。然而，在本实施例中，冠状保持架5和5以它们相应的护套开口侧5a和5a彼此相对的方式设置；并且，施加了所谓的X型预负载(本实施例的预负载与第六实施例的相同)。因此，本实施例的工作效果与第六实施例的相同。
第九实施例现在，图11示出根据本发明的轴承装置的第九实施例。
根据本实施例，轴承装置包括具有在其内周形成的双排滚道10a和10a的壳体10；直线形轴6；两个单独形成的内圈2和2，它们固定到轴6的外周上，以至于它们相应的滚道2a和2a与壳体10的滚道10a和10a相对；以及多个滚动元件4…、4…，它们通过它们的冠状保持架5和5安装到壳体10的滚道10a、10a和内圈2、2的滚道2a、2a之间。
并且根据本实施例，一个内圈2固定，而另一个内圈2被推动，由此施加预负载。因此，这种预负载类型提供了所谓的O型。冠状保持架5和5以它们相应的护套开口相反侧5b和5b彼此相对的方式结合，第九实施例的相应的构成部件，如内圈3、滚动元件4、以及冠状保持架5的详细结构和第九实施例的工作效果与先前描述的第三实施例类似。
第十实施例现在，图12示出了根据本发明的轴承装置的第十实施例。
根据本实施例，轴承装置包括具有在其外周形成的双滚道6a和6a的轴；直线形壳体10；两个单独形成的外圈3和3，它们固定到壳体10的内周上，以至于它们相应的滚道3a和3a与轴6的滚道6a和6a相对；以及多个滚动元件4…、4…，通过它们相应的冠状保持架5和5安装到轴6的滚道6a、6a与外圈3、3的滚道3a、3a之间。
并且，根据本实施例，一个外圈3固定，而另一个外圈3被推动，由此施加预负载。因此，这个预负载类型提供了所谓的X型。冠状保持架5和5以它们相应的护套开口侧5b和5b彼此相对的方向结合。第十实施例的相应的构成部件，如外圈3、滚动元件4和冠状保持架5的详细结构，以及第十实施例的工作效果与先前描述的第六实施例相同。
顺便地说，下面将根据图4到图12的实施例给出预负载施加方法的进一步描述。在单独形成的部分的情况下，即，在轴6和内圈2之间以及外圈3和壳体10之间，可以在轴6和内圈2的内径之间以及壳体10和外圈3的外径之间采用如下的两种方法(1)在它们之间具有间隙情况下将静负载施加于它们之上，并将给定预负载施加到它们上；并且，在这种状态下，它们彼此粘接并固定。
(2)在它们之间干涉的情况下将它们压入，并且它们的刚性利用它们的扭矩或共振频率加以控制；然后，给定预负载施加于它们上。
第十一实施例现在，图13示出了根据本发明的轴承装置的第十一实施例。
根据本实施例，轴承装置包括具有其外周形成的双排滚道6a和6a的轴6；两个外圈3、3；多个滚动元件4…、4…，它们通过它们相应的冠状保持架5和5安装到轴6的滚道6a、6a和外圈3、3的滚道3a、3a之间；以及插入两个外圈3和3之间的弹簧12。在本实施例中，预负载通过弹簧12在两个外圈3和3彼此远离的方向上施加到两个外圈3和3上(形成所谓的O型预负载)；并且，保持架5和5在它们相应的护套开口相反侧5b和5b彼此相对的方向上结合，在图13中，附图标记9标示密封板而13代表弹簧座。
根据本实施例，在两个轴承的冠状保持架5和5的护套开口相反侧5b和5b彼此相对的状态下(即，在保持架护套5d和5d不彼此相对的面向外的状态下)，预负载(O型预负载)施加到外圈3和3的端面3b和3b上。因此，如图14A和14B所示，汇集到外圈3的反向接触角一侧的润滑脂G随滚珠4的旋转运动卷入，并由此在滚珠4(围绕其自身轴线)的转动方向上移动，所存在的润滑脂G被保持架5刮擦，并因此被刮擦的润滑脂G汇集到保持架5的卡爪5e和5e之间，并在此变得稳定。
顺便地说，图15示出用于组装根据本发明的包括轴的两个轴承的方法的示例。要首先安装的轴承可以容易地安装到内，而无论保持架5的方向如何。为了组装剩余的轴承，且弹簧12通过弹簧保持架14固定，保持架5事先插入要被组装的弹簧13和外圈3之间。在图15中，附图标记15标示保持架容器，而16表示新月形滚珠容器。接着，滚珠4插入彼此同心设置的外滚道3a和轴滚道6a之间，然后，使得外圈3与轴6同心，此后，滚珠4以均匀间隔设置，保持架护套5d的位置与滚珠4的位置匹配，然后保持架5被推入轴承中，从而组装轴承。此后，弹簧保持架14被取出，而被弹簧保持架14固定的弹簧12伸展，而压在外圈3上，由此将预负载施加到外圈3上。
第十二实施例现在，图16示出根据本发明的轴承装置的第十二实施例。
根据本实施例，两个球轴承1和1被插入到轴6中，而通过压入或通过粘接，两个轴承固定到轴6上；并且预负载通过插入两个外圈3和3中的弹簧12在两个外圈3和3彼此分离的方向上施加到两个轴承1和1的外圈3和3上。这种预负载为所谓的O型预负载，并且两个轴承1和1的冠状保持架5和5以它们相应的护套开口相反侧5b和5b彼此相对的方式(即，在保持架5的护套5d和5d不彼此相对的面向外的方向上)设置。得益于此，本实施例具有与第十一实施例相同的工作效果。同样，在本实施例中，两个密封板9也作用为弹簧座，从而减少了轴承装置的成本和尺寸。然而，也有可能单独提供弹簧座。顺便地说，每个轴承1为球轴承，它包括内圈2、外圈3、滚动元件4、冠状保持架5以及密封板9，即，轴承1不限于特定结构。
第十三实施例现在，图17示出了根据本发明的轴承装置的第十三实施例。
本实施例与第十二实施例不同之处在于尺寸不同的两个轴承1和1通过压入或通过粘接固定到轴6上，并且预负载由弹簧12通过它们相应的弹簧座13在外圈3和3彼此远离的方向上施加到两个轴承1和1的外圈3和3上。本实施例的其余结构和工作效果与第十二实施例的类似。
第十四实施例现在，图18示出了根据本发明的轴承装置的第十四实施例。
本实施例与第十三实施例不同之处在于两个密封板9也起到弹簧座的功能。在这种情况下，不需要单独提供弹簧座，这使得轴承装置的成本得以降低。本实施例的其余结构和工作效果与第十三实施例的类似。
第十五实施例现在，图19示出了根据本发明的轴承装置的第十五实施例。根据本实施例，轴承装置包括具有其外周内形成的双排滚道6a、6a的轴6；具有台阶部分的壳体10；两个单独形成的外圈3和3，它们固定到壳体的内周上；以及，多个滚动元件4…、4…，它们通过它们相应的冠状保持架5和5安装到两个外圈3、3的滚道3a、3a和轴6的滚道6a、6a之间，并且，在向已经以较小的压力插入的外圈3和3上沿着外圈彼此靠近的方向施加X型预负载的同时，外圈3和3粘接并固定到壳体10上。双排冠状保持架5和5以它们相应的护套开口侧5a和5a彼此相对的方式设置。
如上所述，由于在两个轴承的冠状保持架5的护套开口侧5a和5a彼此相对的状态下，X型预负载沿着外圈彼此靠近的方向施加到外圈3和3上，汇集到外圈3的反向接触角上的润滑脂卷入滚珠的旋转运动中，并在滚珠(围绕其自身轴线)旋转的方向上移动，这些润滑脂被冠状保持架5刮擦，而被如此刮擦的润滑脂在保持架5的卡爪5e和5e之间累积并变得稳定。
第十六实施例现在，图20示出了根据本发明的轴承装置的第十六实施例。根据本实施例，提供了一种轴承装置，包括具有台阶部分的壳体10；具有在其外周一部分内形成的滚道6a的轴6；单独形成的外圈3，外圈3固定到壳体10内周的一部分上，以便它与滚道6a相对；多个滚动元件4…、4…，它们通过冠状保持架5安装到外圈3的滚道3a和轴6的滚道6a之间；以及一个球轴承，其包括内圈2、外圈3、多个滚动元件4、冠状保持架5、以及两个密封板9。在这个实施例中，在将X型预负载沿着外圈彼此靠近的方向施加到外圈3和3上的同时，外圈3和3被粘接并固定到壳体10上。内圈2可以通过压入或通过粘接固定。双排冠状保持架5和5设置在面向内的方向上，在该方向上它们相应的护套开口侧5a和5a彼此相对。在本实施例中，设置了另两个密封板(防护板)9，它们设置成在单独形成的外圈3和轴6的外周之间延伸。本实施例的工作效果与第十五实施例的相同。
第十七实施例现在，图21示出了根据本发明的轴承装置的第十七实施例。根据本实施例，提供了一种轴承装置，其包括具有其外周一部分内形成的滚道6a的轴6；设置成与滚道6a相对的外圈3；多个滚动元件4…，它们通过冠状保持架5安装到外圈3的滚道3a和轴6的滚道6a之间；一个球轴承，它包括内圈、外圈3、多个通过冠状保持架5安装到外圈3和内圈2之间的滚动元件4…、4…，内圈固定到轴6上；以及插入两个外圈3和3之间的弹簧12。在这种结构中，预负载通过弹簧12沿着外圈3和3彼此远离的方向施加到两个外圈3和3上，内圈可以通过压入或粘接固定。两个冠状保持架5和5以它们相应的护套开口相反侧5b和5b彼此相对的方向设置。本实施例的其余结构和工作效果与先前描述的第十一实施例相同。
第十八实施例现在，图22示出根据本发明的轴承装置的第十八实施例。根据本实施例，提供了一种轴承装置，其包括轴6；壳体10；两个内圈2和2；两个外圈3和3；多个滚动元件4…、4…，它们通过它们相应的冠状保持架5和5安装到内圈2、2的内滚道2a、2a和外圈3、3的外滚道3a、3a之间。在本实施例中，预负载通过弹簧沿着内圈2和2彼此远离的方向施加(即，这种预负载提供了所谓的X型预负载)；并且，保持架5和5以它们相应的护套开口侧5a和5a彼此相对的方向设置，本实施例的其余结构和工作效果与第二实施例的相同。
第十九实施例现在，图23示出了根据本发明的轴承装置的第十九实施例。根据本实施例，提供了一种轴承装置，其包括具有其内周形成的双排滚道10a和10a的壳体10；具有与壳体10的一个滚道10a相对的滚道6a并还具有台阶部分6b的轴6；单独形成的内圈2，该内圈2以其滚道2a与壳体10的另一滚道10a相对的方式固定到轴6的外周上；多个滚动元件4…、4…，它们通过它们相应的冠状保持架5和5安装到壳体10的一个滚道10a与轴6的滚道6a之间以及壳体10的另一个滚道10a与内圈2的滚道2a之间；以及插入单独形成的内圈和轴6的台阶部分6b之间的弹簧12。在本实施例中，预负载由弹簧在单独形成的内圈2与轴6的台阶部分6b彼此远离的方向上施加，(即，这种预负载提供了所谓的X型预负载)；并且，两个保持架5和5以它们相应的护套开口侧5a和5a彼此相对的方向结合。本实施例的剩余工作效果与第二实施例的相同。
第二十实施例在将轴承1组装到轴6上时，为了能够使预负载Fao从保持架开口侧5a上的内圈2上或从保持架开口相反侧5b上的外圈3上施加，冠状保持架5的结合方向必须已知。尤其是，在其中安装有两个密封板9的轴承1的情况下，难于从外侧辨认冠状保持架5的结合方向。
鉴于上面，如图24A和24B所示，优选的是，在轴承1其轴向上(在图24A中，在左右方向上)的一个端面1a和另一个端面1b之间，可以提供使得冠状保持架5的结合方向能够从外侧轻易辨认的结构(区别结构)。
作为设置到两个端面1a和1b之间的区别结构，可以采用以下结构在所有上述第一到第十九实施例中或在其它任意实施例中可以适当地选择这种保持架结合方向区别结构。
现在，下面将给出保持架结合方向区别结构的描述以及它的工作效果。
例如，如图24B所示，表示保持架结合方向的标记11和11可以仅设置在内圈2和外圈3之一或二者的一个端面2b和/或3b上，这些标记11、11，如图24B所示，可以施加于位于保持架开口侧5a上的内圈端面2b或外圈端面3b上，在标记11、11以这种方式施加于位于保持架开口侧5a上的轴承内圈端面2b和外圈端面3b上的情况下，其上施加了标记11、11的端面提供了保持架开口侧5a，这使得简单并且快速辨认出保持架结合方向成为可能。
顺便地说，与所示实施例相反，标记11、11也可以施加于位于保持架开口相反侧5b的内圈端面2c和外圈端面3c上，在这种情况下，标记11指示了保持架5的结合起始位置侧，并自然可以确认出其上没有标记的端面侧为开口侧5a。
作为标记11，在图24中，使用了标记X，但是这只是一个示例，而标记可以任意选择。作为标记11，单独形成的标记可以粘接其上，或者可以将标记直接雕刻在端面上，或者可以提供平面形或突起形的标记。而且，标记的数量及其位置可以任意选择。同样，标记11可以仅设置在端面2b和3b之一上。
此外，标记11也可以施加到密封板9上，该密封板与保持架护套开口侧5a相对或者与保持架护套开口相反侧5b相对。在这种情况下，与上述结构类似，可以立即辨认出保持架结合方向。
同样，在密封板9和9颜色和材料形成为彼此不同，由此导致轴承一端侧的密封板9与轴承另一端侧的密封板9结构不同的情况下，保持架5的结合方向也可以从外侧辨认出来。例如，在两个密封板9和9的颜色和图案彼此形成为不同的情况下，或在密封板9之一由合成树脂或橡胶制成而另一个密封板9由钢铁材料制成的情况下，保持架5的结合方向也可以从外侧辨认出来。
此外，当密封板由合成树脂制成时，在使用透明合成树脂的情况下，保持架5的结合方向可以通过透明的密封板确认。
并且，如第十七实施例(图21)所示，通过时两个密封板的形状和尺寸彼此不同，可以辨认出保持架5的结合方向。
同样，当球轴承1组装到如图16、17和18所示的轴6上时，在如下情况下，即，与上述实施例中的将密封板9安装到轴承1的两个端部不同，它们仅安装到一个轴承端面上，保持架5的结合方向可以从外侧分辨出来。也就是说，在密封板9仅安装到位于冠状保持架5的开口相反侧5b上的轴承端面上或仅安装到位于冠状保持架5开口侧5a上的轴承端面上时，密封板9的安装侧提供了保持架开口侧5a(或保持架开口相反侧5b)，从而，保持架5的结合方向可以从外侧容易地辨认。
此外，在诸如切口的波纹形成在内圈2和外圈3之一或二者的轴向端边缘部分上、由此提供一个区别结构时，保持架的结合方向可以辨认出来。根据这种区别结构，用于组装HDD的自动机器可以被构造成在通过诸如切口的波纹辨认保持架5结合方向的同时，它能够将轴承在给定方向上组装到轴上。
在用于制造带有密封的轴承的过程中，可以容易并可靠地进行如下操作，即，根据保持架结合方向在轴承两个端面之间提供区别结构的操作，而不会带来任何麻烦。
在分别带有密封的如上构造的两个球轴承的情况下，由于保持架结合方向可以从外侧轻易并可靠地辨认，因此，相应轴承的组装方向可以根据它们相应的保持架结合方向而可靠地控制。
在采用上述滚动轴承结构的情况下，由于它们可以提供各种使得冠状保持架5的结合方向能够从外侧辨认的区别结构，例如，即使在具有其两端部安装的密封板9和9的情况下，冠状保持架5的结合方向也可以从外侧轻易辨认出来。
得益于此，由于预负载Fao可以轻易并可靠地施加到保持架开口侧5a的内圈2的位置上，因此可以减小轴承装置的旋转扭矩和这种旋转扭矩中的变动以及轴承装置的与其转动不同步的振动。
测试的描述在此，下面将给出对为了确认此前描述的轴承装置的效果而进行的测试的描述。
首先，观察存在于轴承内部的润滑脂的移动，图27A和27B是观察测试装置的示意图。在本测试中，为了能够确认润滑脂的运动，轴承外圈3的反向负载侧部分3′由透明的丙烯酸树脂制成。在观察过程中，使用了电快照(electric flash)S或高速摄像机V，并且在内圈2转动的同时拍摄润滑脂的运动。
润滑脂用染料上色，并加注到护套开口相反侧5b上的保持架5的空间中。
图27A示出预负载施加到保持架开口相反侧5b上的内圈端面上以及施加到保持架开口侧5a上的外圈端面上的结构((1)也称为根据现有技术的结构)；而图27B示出了预负载施加到保持架开口侧5a上的内圈端面上以及保持架开口相反侧5b上的外圈端面上的结构((2)也称为根据本发明的结构)。
(1)在根据现有技术的结构的情况下存在于外圈3滚道表面3a上的润滑脂由于滚珠4的通过而排出到滚道表面3a之外，并且大部分润滑脂流到保持架5的护套开口相反侧5b(即，外圈反向负载侧方向)，并且与从护套开口相反侧5b端面和密封板9内表面之间沿着径向流动的润滑脂汇合。
另一方面，汇集在保持架护套开口侧5a上的少量润滑脂，仅在他们接触到滚珠4时，才可以流过滚珠4，而其他剩余的润滑脂很少流动。
(2)在根据本发明的结构的情况下存在于外圈3的滚道表面3a上的润滑脂由于滚珠4的通过而排出到滚道表面3a之外，并且大部分润滑脂流到保持架5的护套开口侧5a(即，外圈反向负载侧方向)并汇集到保持架护套开口侧5a上的空间中。润滑脂只在其接触到滚珠4时，才被允许流动，而其他剩余的润滑脂很少移动。
另一方面，流动到保持架开口相反侧5b上的少量润滑脂与在径向从保持架开口相反侧5b端面和密封板9内表面之间流出的润滑脂汇合。
上述测试结果表明在(1)和(2)两种结构情况下，在存在于外滚道表面3a上的润滑脂(接触到滚珠4、内圈2和保持架5并接受离心力的润滑脂径向向外溅出，并易于提供到外圈侧)情况下，由于滚珠4通过滚道表面3a，大部分润滑脂在外圈反向负载侧方向上流动，因此，在(1)结构情况下，润滑脂易于接触保持架5，并因此润滑脂的流动是活跃的。另一方面，在(2)结构情况下，润滑脂易于汇集到保持架护套开口侧5a上的空间内，并因此与(1)结构相比，润滑脂的流动性较低。
第一测试下面，图28示出了为了确认本实施例的效果而进行的测试的结果。在该测试中，使用了根据现有技术的轴承装置(图44)和根据本发明的轴承装置(图1)，并且测量轴承温度的升高(从外圈温度减去环境温度所得到的值)，其中根据现有技术的轴承装置采用了(1)结构的预负载形式，而根据本发明的轴承装置采用了(2)结构的预负载形式，在二者中，除了如上所述预负载形式不同之外，测试条件相同。
轴承单排深沟球轴承，内径30mm，外径72m，宽度19mm转速50s-1(3000rpm)(内圈旋转)预负载轴向负载490N测试时间5小时从图28中可以看出，当与现有技术(现有技术轴承装置)相比较时，本发明(根据本实施例的轴承装置)在温升上较低，并且扭矩也较低。因此，通过利用本发明，润滑脂在轴承内部的流动在较早阶段稳定，并因此可以实现轴承扭矩的减小。
顺便地说，虽然本测试是利用内圈旋转系统进行，但是，在外圈旋转系统的情况下，同样可以预期到存在于外滚道上的润滑脂的流动性与内圈旋转系统的类似；并因此，在内圈和外圈旋转系统中，通过使用本发明中采用的预负载形式，可以获得扭矩的减小。
同样，在轴向负载和径向负载同时施加的情况下，接触角不会为0°，因此，这种情况的效果可以认为是与本发明上述实施例的类似。
第二测试下面，在第二测试中，具有现有技术结构(图44)的轴承装置和具有根据本发明结构(图1)的轴承装置设置在图29所示的HDD/SPM装置上，并且比较扭矩中的时序变动和两个轴承装置的NRRO。
顺便地说，在本次测试中，一个轴承(图29中，下面的轴承)的内圈2的端面2b抵靠在HDD/SPM装置的轴6的一端侧上升高形成的台阶部分6a上；在两个轴承1和1的外圈3和3之间，插入形成在壳体内径表面内的台阶部分8；并且，与所需负载相等的重量或弹力施加到另一轴承(图29中，上面的轴承)的内圈2的端面2b上，由此通过粘接将内圈2固定到轴6上。在这种情况下，取代粘接，内圈2也可以通过压入固定。
轴承用于信息设备的微型轴承，内径5mm，外径13mm，宽度3mm转速120s-1(7200rpm)(外圈旋转)预负载轴向负载11.76N(1.2kgf)测试时间2小时图29和30示出了对比第二测试的结构。具体地说，图30示出了根据本发明的结构的结果，而图29示出了现有技术的结构的结果(在各个图中，图29A和30A示出扭矩的时序变化，而图29B和图30B示出NRRO的时序变化)。这些结果清楚地表明根据本发明的轴承装置扭矩和扭矩的变化以及NRRO较小。当这些结构与现有技术轴承装置的结构相比较时，可以确认根据本发明的轴承装置在扭矩和NRRO方面强于现有技术的轴承装置。顺便地说，在本次测试示例中，采用了外圈旋转系统，但是，在内圈旋转系统中，实际上同样可以确认类似的效果。并且，转速和预负载大小不限于任何特定的值。
现在，下面将参照附图给出本发明优选实施例的描述。顺便地说，这些实施例只是实施本发明的方式的示例，因此，本发明完全不限于这些实施例。
图24A和24B示出根据本发明的滚动轴承的实施例。图25和26分别示出根据本发明的轴承装置的第二十一和第二十二实施例，在这两个实施例中，如图24A和24B所示的滚动轴承固定到轴上。
滚动轴承1包括具有其外周面形成的内滚道2a的内圈2，具有其内周面形成的外滚道3a的外圈3，可旋转地插入内滚道2a和外滚道3a之间的多个滚动元件4，以及用于在均匀间隔出保持滚动元件4的冠状保持架5；并且，在内圈2轴向两端部的外周面和外圈3两端部的内周面之间插入一对密封圈(在本实施例中为防护板)9和9，每个密封圈形成为圆环形状，由此封闭这些内圈和外圈周面之间的空间。
并且，在由一对密封圈9所限定的空间8内，从该空间8的一端开口侧加注润滑脂。顺便地说，密封圈9不限于特定的结构，而是，由于其扭矩低，其优选地具有非接触型密封(防护)结构。然而，在需要时，也可以安装接触型密封。同样，在本实施例中，两个密封圈9和9分别安装到轴承的两个端部，然而，在需要时，密封圈9也可以只安装到轴承的一个端部上。
具体地说，根据本发明的滚动轴承1特征在于在滚动轴承1其轴向上(在图24A中为左右方向上)的一个断面1a和另一个断面1b之间，设置了能够指示保持架5的结合方向的指示结构。因此，在以下的描述中，重点集中在本滚动轴承1的特征部分上。也就是说，由于剩余部分，如内圈2、外圈3、滚动元件4、密封圈9和润滑脂的结构不限于所示的那种，而是可以采用任意的结构，因此，在此省略了他们的详细描述。
作为用于以上述方式将两个端面1a和1b彼此识别的典型装置，例如可以采用以下的结构。
也就是说，如图24A和24B所示，用于指示保持架的结合方向的标记11、11仅施加到内圈2和外圈3的一侧端面2c和3c之一或二者上。
标记11和11，例如如图24B所示，可以施加到位于保持架开口侧5a上的内圈端面2c上和外圈端面3c上。在标记11和11以这种方式施加到保持架开口侧5a的轴承内圈端面2c和外圈端面3c上的情况下，其上施加有标记11和11的端面表示保持架开口侧5a。顺便地说，标记11可以与图24A和24B所示实施例相反地设置，也就是说，他们也可以附着到位于保持架5的开口相反侧5b上的轴承内圈端面2b和外圈端面3b上，在这种情况下，标记11表示保持架5的结合起始位置，这自然可以确认到没有施加标记11的端面为开口侧5a。虽然，在图24B中，示出了标记X为标记11的示例，但是标记11不限于标记X，而是这种标记11可以任意选择。标记11可以雕刻或可以形成在平面内或形成为突起形状。并且，标记11的数量和位置可以任意选择。同样，标记11也可以设置在一个密封圈9上。
另外，将垫片8的两侧分开的密封圈9和9也可以由不同的材料制成，从而，在轴承一端侧和另一端侧的密封圈9的颜色可以形成为彼此不同。在这种情况下，同样，保持架5的结合方向可以从外侧分辨出来。
并且，取代以上述方式分别安装到轴承1两端部的密封圈9，密封圈9也可以仅安装到一个轴承端面上；并且，在这种情况下，保持架5的结合方向同样可以从外侧分辨出来。也就是说，在密封圈9只安装到位于保持架5的开口相反侧5b上的轴承端面上或位于保持架开口侧5a的轴承端面上时，密封圈9安装侧指示了保持架开口侧5a(或保持架开口相反侧5b)，这可以有利于保持架结合方向的辨认。
此外，诸如切口的波纹(凹陷和突起)也可以形成在上述内圈和外圈之一或二者的轴向端边缘部分内，由此提供了保持架结合方向指示结构。在这种情况下，同样可以分辨出保持架结合方向。
得益于如上构造的滚动轴承，用于组装HDD的自动组装机器也可以被构造成在由诸如切口的波纹分辨保持架5的结合方向的同时在给定方向上组装轴承。
在用于制造具有密封的滚动轴承的步骤中，可以容易并可靠地实现在上述两个端面上根据保持架结合方向提供指示结构，而不会带来任何特殊的麻烦工序。
在根据本发明的如上构造的带有密封的滚动轴承的情况下，由于保持架结合方向可以从外界容易并可靠地辨认出来，相应轴承的组装方向可以根据保持架的结合方向而可靠地控制。
同样，在构造成滚动轴承1固定到轴6上的轴承装置中，为了减小轴承装置的旋转扭矩和该扭矩中的变化以及轴承装置的与其旋转不同步的振动(也称为NRRO)，如图25和26所示，有效的是将预负载Fao施加到保持架开口侧5a的内圈2上；为此目的，当将轴承1组装到轴上时，保持架5的结合方向必须已知。
通过采用上述轴承1的结构，由于在轴承1的密封圈9或座圈(内圈2和外圈3)中，提供了各种通过其可以从外侧辨认出保持架5的结合方向的指示结构，因此，例如即使在轴承带有安装到其两端1a和1b的密封圈9和9的情况下，保持架5的结合方向也可以容易地辨认出来。因此，预负载Fao可以容易并可靠地施加到保持架开口侧5a上的内圈2上，这使得轴承装置旋转扭矩和该扭矩中的变化以及轴承装置的与其旋转不同步的振动的减小成为可能。
现在，图25示出根据本发明的轴承装置的第二十一实施例，其包括两个轴承1。具体地说，两个轴承1和1的内圈2和2分别固定到轴6的外周上，两个轴承1和1的保持架5和5的开口相反侧5b和5b分别彼此相对，并且在两个轴承1和1的外圈3和3之间，插入一个垫片7。在这种结构中，通过将预负载Fao从保持架开口侧5a和5a施加到内圈2和2上，预负载可以从保持架开口相反侧5b施加到外圈3和3上。
根据本实施例，两个轴承1和1以图24A和图24B所示的标记11彼此不相对的方式组合到一起，也就是说，在轴承1位于图25中轴承装置的轴向上方情况下，标记11设置在内圈2和外圈3的一侧端面(在图25中，为上端面)2c和3c；并且，在下侧轴承1的情况下，标记11设置在内圈2和外圈3的一侧端面(图25中，为下端面)2c和3c上。顺便地说，用于施加预负载的方法不限于任何特定一种。同样，预负载的大小可以根据情况设定为最佳大小。此外，尘屑产生问题可以通过利用磁流体密封予以解决。
现在，图26示出根据本发明的轴承装置的第二十二实施例，其包括两个轴承1和1。具体地说，两个轴承1和1的内圈2和2分别固定到轴6的外周上，两个轴承1和1的保持架5和5的开口侧5a和5a彼此相对，在两个内圈2和2之间插入一个垫片7。在这种结构中，通过将预负载Fao从保持架开口相反侧5b和5b施加到两个轴承1和1的外圈3和3上，预负载可以从保持架开口侧5a施加到内圈2和2上。
根据本实施例，两个轴承1和1以图24A和图24B所示的标记11彼此相对的方式组合到一起；也就是说，在轴承位于图26的轴承装置的轴向上侧情况下，标记11设置在内圈2和外圈3的一侧端面(图26中，为下端面)2c和3c上，而在下侧轴承1情况下，标记11设置在内圈2和外圈3的一侧端面(在图26中，为上端面)2c和3c上。顺便地说，用于施加预负载的方法、预负载大小和尘屑产生问题与图25所示的第二十一实施例类似。
顺便地说，在所示实施例中，已经给出了采用两个轴承1和1用作一对的结构的说明。然而，本发明不限于两个轴承的组合。
现在，将参照附图给出根据本发明的轴承装置的优选实施例。顺便地说，本实施例只是本发明的示例，因此本发明完全不局限于他们。同样，在本实施中，将给出采用两个轴承用作一对的结构的描述。然而，本发明不局限于两个轴承组合到一起作为一对的这种结构。
第二十三实施例现在，图25示出根据本发明的轴承装置的第二十三实施例。在这种轴承装置中，分别利用冠状保持架5的两个深沟滚动轴承1和1以相应滚动轴承1和1的内圈2和2固定到轴6的外周上，且预负载施加到保持架5的护套开口侧5a和5a上的内圈2上的方式组合到一起作为一对。
具体地说，根据本发明，在由一对轴承1和1构成且润滑剂密封在其内圈2和外圈3的滚道表面2a和3a之内的轴承装置中，可以减小扭矩，并可以提高转动精度。
滚动轴承1由具有其外周上形成的内滚道表面2a的内圈2，具有其内周上形成的外滚道表面3a的外圈3，安装到内滚道表面2a和外滚道表面3a之间的多个滚动元件4，以及用于均匀地保持滚动元件的冠状保持架5构成。同样，在两个轴承1的内圈2和外圈3之间，按照需要，可以分别插入密封板(在本实施例中为防护板)9。密封板9的结构并不限于特定的一种，而是可以在不背离本发明的范围前提下加以变化。
现在，图32示出了用于根据本发明轴承装置中使用的轴承的冠状保持架5的实施例。保持架5为利用喷丸清理或通过电火花加工而加工的模制金属模注模成型的，以便提供最大高度Ry为3到50μm左右的粗糙度。顺便地说，保持架5的基本形状可以任意选择。因此，在保持架5的表面上，无数并随机地形成细小的凹陷部分5d、…，它们作用为润滑油滞流部分。顺便地说，在本实施例中，虽然凹陷部分5d形成在保持架5的整个表面上，至少保持架5的护套表面(滚动元件滑动接触表面)的表面粗糙度可以只形成为它具有上述最大高度Ry。由于保持在凹陷部分中的润滑剂，在滚动元件4的滚动表面和保持架护套内表面之间形成油膜，由此允许滚动元件4平滑地滚动。同样，粘到滚动元件4的滚动表面上的润滑剂供给到滚动元件的滚动表面相对于内滚道表面和外滚道表面的滚动接触部分上。由此能够增强滚动元件4的这些滚动接触部分的润滑条件。
如上所述，滚动轴承1不局限于特定的结构，而是采用一般的结构。本实施例的特征在于其表面粗糙度得以调节的冠状保持架5结合到轴承1中；两个轴承1、1的保持架5、5的护套开口相反侧5b、5b彼此相对设置；并且，预负载不仅施加到位于保持架护套开口侧5a、5a上的内圈端面2b、2b上，而且施加到位于保持架护套开口相反侧5b、5b上的外圈端面3b、3b上。因此，内圈2、外圈3、滚动元件4、以及保持架5不限于任何特定的结构，而是可以采用任意结构，因此，在此省略了对其的描述。
根据本实施例，在滚动轴承1和1的外圈3和3之间，插入了一个垫片7，预负载Fao从保持架护套开口侧5a和5a施加到内圈2和2上，由此，预负载可以从保持架护套开口相反侧5b和5b施加到外圈3和3上(见图32)。顺便地说，用于施加预负载的方法没有限制，而是可以变化。同样，预负载的大小不限于任何特定值，而是可以根据情况设定为最佳值。
在其中分别安装了冠状保持架5的轴承1中，由于预负载不见施加到位于保持架护套开口侧5a和5a上的内圈端面2b和2b上，而且施加到位于保持架护套开口相反侧5b和5b上的外圈端面3b和3b上，有可能设计出可以减小扭矩并提高旋转精度的轴承装置。同样，在上述现有技术轴承装置中发现的尘屑产生问题可以通过利用磁流体密封予以解决。
第二十四实施例现在，图26示出根据本发明的轴承装置的第二十四实施例。
本实施例与第二十三实施例不同之处在于两个滚动轴承1和1的保持架5和5的护套开口侧5a和5a彼此相对地设置，并且还在于预负载不仅施加到位于保持架护套开口侧5a和5a上的内圈2和2的端面2c和2c上，而且施加到位于保持架护套开口相反侧5b和5b上的外圈3和3的端面3c和3c上。因此，内圈2、外圈3、滚动元件4和保持架5不限于任何特定结构，而是可以采用任意结构，并由此通过采纳第二十三实施例，在此省略对其的描述。除此之外，与第二十三实施例中所示的结构相同，保持架5采用冠状保持架，且其滚动元件滑动接触表面形成为粗糙表面根据本实施例，在轴承1和1的内圈2和2之间，插入垫片7，而预负载Fao从保持架护套开口相反侧5b和5b施加到外圈3和3上，由此预负载从保持架护套开口相反侧5b和5b施加到外圈3和3上(见图26)。顺便地说，用于施加预负载的方法没有限制，而是可以变化。同样，预负载的大小不限于任何特定值，而是可以根据情况设定为最佳值。
在其中分别安装了冠状保持架5的这种轴承1中，由于预负载不仅施加到位于保持架护套开口侧5a和5a上的内圈端面2c和2c上，而且施加到位于保持架护套开口相反侧5b和5b上的外圈端面3c和3c上，因此有可能设计出一种扭矩减小并且旋转精度提高的轴承装置。同样，在现有技术轴承装置中发现的尘屑产生问题可以通过磁流体密封加以解决。
下面将给出针对为了确认本发明的效果而进行的第三测试的描述。
在第三测试中，轴承结合到图31所示的装置中，并且测量电流值(其被转换为扭矩)随时间推移的变化。
顺便地说，在本次测试中，轴承(图25中的下部轴承)内圈2的端面2b抵靠装置的轴6的一末端侧升高而形成的台阶部分6a，形成在壳体内径表面四周的台阶部分8位于两个轴承1和1的外圈3和3之间，并且与所需预负载相等的重量或弹力施加到另一轴承(在图25中为上步骤成)1的内圈2的端面2b上，由此粘接并固定到轴6上。在这种情况下，取代粘接，端面2b也可以压入轴6中。
轴承内径5mm，外径13mm，宽度4mm(对应于JIS659)转速7200min-1(外圈旋转)预负载轴向负载11.8N测量样本示于表1中。
表1

图33示出上面第三测试的结果。在图33中，由实线示出的数据表示本发明，由链线示出的数据表示对比例1，由单点划线示出的数据表示对比例2，而由双点划线示出的数据表示对比例3。
从第三测试结果可以看出，与现有技术轴承相比，根据本发明的结构，即使在使用了其护套表面(滑动接触表面)粗糙度增大的保持架，也可以减小并稳定动态摩擦扭矩。
顺便地说，在保持架护套表面粗糙度超过最大高度Ry＝50μm的情况下，不利的是，在注模过程中，会产生毛刺，并且尺寸精度将恶化；也就是说，需要较高的旋转精度。例如，用于HDD心轴电机或VCR的最到高度Ry优选地设定为10μm或更小。同样，在最大高度Ry小于3μm的情况下，润滑剂的保持能力将不利地降低。如上所述，这表明最大高度Ry优选地设置在3到50μm的范围内。
现在，将参照附图描述根据本发明的轴承装置的第二十五实施例。顺便地说，所示实施例只是本发明的示例，本发明完全不局限于此。
图25示出根据本发明的轴承装置的第二十五实施例。
本轴承装置包括两个滚动轴承1和1。具体地说，两个滚动轴承1和1以如下方式组合到一起即，两个滚动轴承1和1的内圈2和2分别固定到轴6的外周上，并且预负载施加到两个滚动轴承1和1上。
滚动轴承1包括具有其内周面形成的外观到3a的外圈3、具有其外周面形成的内滚道2a的内圈2、以可以相对于外圈3和内圈2转动的方式插入外圈3和内圈2之间的冠状保持架5、以及壳旋转地保持在冠状保持架5中形成的多个护套5d中的多个滚珠4。
并且，两个圆环形密封板9(在本实施例中使用防护板)(见图35A)的外周边缘9a分别固定到外圈3的两个端部的内周面上。两个防护板9和9不仅防止滚珠安装部分内存在的润滑脂泄漏到外侧，而且防止在外侧浮动的灰尘流入滚珠安装部分内。
防护板9不局限于任何特定结构，而是，取代防护板9，也可以使用接触型或非接触型密封。同样，为了提高产品(球轴承)在运输过程中的抗振动性，要加注到轴承1中的润滑脂被加注到轴承1的沟槽中(即，内滚道2a和外滚道3a中)。
同样，在本发明中，作为本发明的特征元素，要安装到轴承1中的冠状保持架5以以下结构构造。即，保持架5被构造成冠状保持架5的护套直径(Dp见图53B)相对于滚珠直径(Dw)设定，即，1.050＞Dp/Dw＞1.005。除了Dp/Dw的比之外，冠状保持架5具有普通的结构。即，冠状保持架5包括圆环形主体部分5c和在主体部分轴向的一个表面中形成的多个护套5d，同时护套5d插入一对弹性片5e之间，这对弹性片5e在主体部分5c的一个表面上沿轴向彼此间隔设置。例如，可以适当地选择如图53A和53B所示的滚珠导引型保持架，或包括在其外周或内周上设置有突起部分的内圈/外圈导引型保持架(在JP-A-10-159855中公开)。
同样，在本实施例中，作为本发明的特征元素，两个轴承1和1的相应的保持架5和5的护套开口相反侧5b和5b彼此相对地设置；并且，预负载不仅施加到位于保持架护套开口侧5a和5a上的内圈2的端面2b和2b上，而且施加到位于保持架护套开口相反侧5b和5b上的外圈3的端面3b和3b上。
根据本实施例，垫片7插入到轴承1和1的外圈3和3之间，并且预负载Fao从保持架护套开口侧5a和5a施加到内圈2和2上，由此，预负载可以从保持架护套开口相反侧5b和5b施加到外圈3和3上(见图25)。
在其内安装有如此构成的冠状保持架5的轴承1中，通过将预负载不仅施加到位于保持架护套开口侧5a的内圈2的端面2b上，而且施加到位于保持架护套开口相反侧5b上的外圈3的端面3b上，有可能设计出动态摩擦扭矩较低并且噪声和振动较小的轴承装置。
顺便地说，内圈2、外圈3、滚珠4、和密封板(密封或防护)9不限于任何特定结构，而是它们可以任意地构造。因此，其详细描述在此省略。同样，用于施加预负载的方法和预负载的大小没有限制，即，预负载的最佳值可以根据情况设定。
现在，图26示出根据本发明的轴承装置的第二十六实施例。
在本实施例中，作为与第二十五实施例不同的本发明的特征元素，两个轴承1和1的相应的保持架5和5的护套开口侧5a和5a彼此相对地设置；并且预负载不仅施加到位于保持架5和5的护套开口侧5a和5a上的内圈2和2的端面2c和2c上，而且施加到位于保持架5和5的护套开口相反侧5b和5b上的外圈3和3的端面3c和3c上。
根据本实施例，垫圈7插入轴承1和1的内圈2和2之间，并且预负载Fao从保持架护套开口相反侧5b和5b施加到外圈3和3上，由此，预负载可以从保持架护套开口相反侧5b和5b施加到内圈2和2上(见图26)。顺便地说，用于施加预负载的方向和方法以及保持架护套的直径大小与第二十五实施例的类似；并且内圈2、外圈3、滚动元件4和密封板(密封或防护)9的其余结构不限于任何特定结构，而是它们可以任意构造。因此，在此采用先前描述的第二十五实施例的结构，并因此省略对其的详细描述。
下面，将给出为了确认本发明的效果而进行的第四测试的结构的描述。
轴承内径5mm；外径13mm；以及宽度3mm(对应于JIS695)转速1000min-1；预负载20N时间振动和扭矩，在开始转动5分钟后测得的值。
在第四测试中，在冠状保持架5的护套直径(Dp)与滚珠直径(Dw)之间的比Dp/Dw设定在1.005～1.070的范围内的同时，通过改变预负载施加方向，测量出振幅(在此，保持架旋转部件的振动)和动态摩擦扭矩。
图34示出第四测试的结果。顺便地说，图34所示的A向预负载表示不仅施加到内圈2的保持架护套开口侧5a，而且施加到外圈3的保持架护套开口相反侧5b上的预负载(本发明)；并且，B向预负载表示不仅施加到内圈2的保持架护套开口相反侧5b上，而且施加到外圈3的保持架护套开口侧5a上的预负载(对比例)。并且，图35A示出了作为本发明的A向预负载的示意图，而图35B示出作为对比例的B向预负载的示意图。
第四测试结果表明轴承装置的动态摩擦扭矩随着比Dp/Dw的增大而减小，另一方面，轴承装置的振动随着比Dp/Dw的增大而增大。
然而，动态摩擦系数和振动二者并不均匀变化，而是以指数曲线方式变化。即，发现1.050＞Dp/Dw＞1.005可以作为动态摩擦扭矩和振动都不过度增大的范围。
同样，从振动的角度来看，例如，由HDD代表的磁性存储设备最近变得密度非常高，同时每英寸轨迹的数量达到75000TPI(每英寸轨迹)。
在此，在75000TPI情况下，轨迹的宽度为0.33μm/轨道，并且，在读和写信号时，为了从其邻近的轨道信息中清楚地辨认出一条轨道信息，磁盘的振动必须被控制到轨道宽度的1/30以下。
因此，产生将振动控制到0.01μm以下的需求，在图34中A-向预负载的振动中考虑这个需求的情况下，发现比Dp/Dw必须设定为1.05或更小。另一方面，参照预负载施加方向，可以清楚地看出图35A所示的A向预负载在动态摩擦扭矩和振动中都很小。
由此，可以确认以下事实即，在不仅预负载从内圈2的保持架护套开口侧5a和从外圈3的保持架护套开口相反侧5b施加(图25、26和35A中所示的预负载方向A)，而且冠状保持架5的护套直径(Dp)与滚珠直径(Dw)的比(Dp/Dw)设定在1.005到1.050的范围内时，动态摩擦扭矩和振动可以控制得非常好。
顺便地说，将比值(Dp/Dw)设定为1.005或更小并不是优选的，即，在比值(Dp/Dw)为1.005或更小的情况下，在将制造冠状保持架5的误差考虑进去时，会存在保持架护套可能约束滚珠的风险。
现在，下面将给出根据本发明的球轴承和轴承装置的优选实施例的描述。顺便地说，所示实施例仅是本发明的示例，因此，本发明当然根本不限于所示实施例。
图36示出了根据本发明的球轴承的实施例的示意剖面图。
球轴承1包括具有其外周形成的内滚道2a的内圈2，具有其内周形成的外滚道3a的外圈3，多个要安装到内滚道2a和外滚道3a之间的滚动元件4，以及用于以均匀的间隔保持滚动元件4的冠状保持架5。
同样，在需要时，在球轴承1的内圈2和外圈3之间，可以插入两个密封圈(在本实施例中为防护圈)9。密封圈9的结构不限于任何特定的结果，而是在不背离本发明的范围前提下，密封圈9的结构可以变化。同样，为了增强产品(球轴承1)在运输过程中的抗振动性，要加注到球轴承1中的诸如润滑脂的润滑剂被加注到球轴承1的滚道中(即，内滚道2a和外滚道3a中)。
如图37所示，例如冠状保持架5包括圆环形主体部分5c和多个护套5d，这些护套5d在主体部分5c的轴向分别形成在主体部分5c的一个表面内；并且，每个护套5d插入一对卡爪(也可以称为弹性片)之间，卡爪设置在主体部分5c轴向的一个表面上，并在它们之间具有间隙。并且，根据本发明的球轴承1特征在于，当外圈3的外滚道台肩位置3d被作为标准时，保持架5的卡爪高度T为滚珠(滚动元件)的直径Da的20％或更小(即，T≤20％×Da)。这个数值限定的重要性将在后面与第五测试(后面将描述)的结果结合到一起讨论。
同样，根据本发明的球轴承1特征也在于预负载不仅施加到位于保持架5的护套开口侧5a上的内圈2上，而且施加到位于保持架5的护套开口相反侧5b上的外圈3上。
现在，图25示出了根据本发明第十二方面的轴承装置的第二十七实施例，其中，根据上述本发明第十一方面的两个球轴承分别固定到轴上。具体地说，本轴承装置包括两个滚动(球)轴承1和1，每个滚动轴承具有如上的结构，同时两个轴承1和1以两个轴承1和1的内圈2和2固定到轴6上、同时预负载施加到两个轴承1和1上的方式组合到一起。
更具体地说，在本实施例中，两个轴承1和1的保持架5和5的护套开口相反侧5b和5b彼此相对设置，而在两个轴承1和1的外圈3和3之间插入一个垫片7；并且，通过将预负载Fao从保持架5和5的护套开口侧5a和5a施加到内圈2和2上，预负载可以从护套开口相反侧5b和5b施加到外圈3和3上(见图25)。顺便地说，用于施加预负载的方法不限于任何特定的方法，而是在不背离本发明的范围前提下它可以进行变化。同样，预负载的大小不限于任何特定值，而是，可以根据情况适当地设定为最佳值。
通过使用其中分别安装了冠状保持架5的两个轴承，在预负载不仅施加到位于保持架护套开口侧5a和5a上的内圈端面2b和2b上，而且施加到位于保持架开口相反侧5b和5b上的外圈端面3b和3b上的情况下，可以设计出扭矩较低且旋转精度较高的轴承装置。
此外，加注到轴承滚道中的润滑脂G汇集到反向接触角侧，而尤其是，由于离心力，润滑脂G汇集到外圈一侧。如上所述，在预负载不仅施加到保持架护套开口侧5a上的内圈端面2b上，而且施加到保持架护套开口相反侧5b上的外圈端面3b上的情况下，随着滚珠4旋转，如图36所示，汇集到反向接触角一侧上的润滑脂G移动到与接触角线B平行的保持架卡爪5e一侧(在图36中，润滑脂G的移动方向由箭头标记A示出)。根据本发明，由于每个外圈3的卡爪高度T相对于滚道台肩位置3d设定为滚珠直径Da的20％或更小(T≤20％×Da)，可以控制润滑脂G的刮擦，并且被刮擦的润滑脂G可以累积在卡爪5e和5e之间，这可以提供适当的润滑脂供给。
上述操作使得实现可以提供低扭矩振动、低扭矩和低振动的轴承规格成为可能。同样，尘屑产生问题可以通过利用磁流体密封加以解决。
现在，图26示出根据本发明的轴承装置的第二十八实施例。
本实施例具有以下与第二十七实施例不同的特征元素即，两个轴承1和1的相应保持架5和5的护套开口侧5a和5a彼此相对设置；并且，预负载不仅施加到位于保持架护套开口侧5a和5a的内圈端面2c和2c上，而且施加到保持架护套开口相反侧5b和5b的外圈端面3c上。根据本实施例，在轴承1和1的内圈2和2之间插入一个垫片7，预负载Fao从保持架护套开口相反侧5b和5b施加到外圈3和3上，由此预负载可以从保持架护套开口侧5a和5a施加到内圈2和2上(见图26)。内圈2、外圈3、滚动元件4和保持架5的其余结构以及本轴承装置的工作效果与先前描述的第二十七实施例的相同，并因此通过采纳第二十七实施例的描述，而省略了对他们的详细描述。
顺便地说，在本实施例中，下面将给出将两个轴承1和1用作一对的结构的描述，然而本发明不限于这种两个轴承的组合。
同样，为了能够将预负载Fao施加到保持架开口侧5a上的内圈上，当将轴承1组装到轴6上时，需要已知保持架5的结合方向。
为此，在根据本实施例的球轴承1中，如图24A和24B所示，在球轴承1其轴向(在图24A中为左右方向)上的一个端面1a和另一个端面1b之间，设置了一个允许从外侧辨认保持架5的结合方向的装置(区别装置)。
作为要设置在两个端面1a和1b之间的区别结构，例如，可以采用以下结构。
即，如图24A和24B所示，能够辨认保持架结合方向的标记11和11可以仅施加到内圈2和外圈3之一或二者的一个端面2b和/或3b上。
例如如图24B所示，这些标记11和11可以分别施加到位于保持架开口侧5a的轴承内圈端面2b和外圈端面3b上。在标记11和11以这种方式施加到保持架开口侧5a上的轴承内圈端面2b和外圈端面3b上的情况下，其上施加了标记11和11的端面表示保持架护套开口侧5a。顺便地说，替换地是，所示结构可以反过来即，标记11也可以分别施加到位于保持架5的护套开口相反侧5b的轴承内圈端面2c和外圈端面3c上，在这种情况下，其上施加有这些标记11和11的端面表示保持架5的结合起始位置侧，而因此，没有这些标记的端面自然可以被确认为护套开口侧5a。在图24A和24B中，“X”被示为标记，但是，这只是标记的一个示例也就是说，标记不限于“X”，而是标记可以任意选择。标记11可以雕刻或形成为平面形状或突起形状；并且标记的数量和位置可以任意选择，同样，标记11可以只设置到两个密封圈9的一个上。
同样，在密封圈9和9被形成为颜色或材料彼此不同、由此在轴承两个端面之间形成区别的情况下，保持架5的结合方向也可以从外侧辨认出来。例如，两个密封圈9和9可以形成为颜色或图案彼此不同，或者，一个密封圈9由合成树脂或橡胶制成，而另一个密封圈9由钢铁材料制成。在这种情况下，保持架5的结合方向同样可以从外侧辨认出来。并且，当密封圈由合成树脂制成时，在透明的合成树脂用作合成树脂的情况下，保持架结合方向可以通过通明的密封圈加以确认。
同样，取代如上所述的分别安装在轴承1两个端面上的密封圈9，密封圈9也可以仅安装到轴承1的两个端面之一上。在这种情况下，保持架5的结合方向同样可以从外侧辨认出来。即，在密封圈9仅安装到位于保持架5的护套开口相反侧5b上的轴承端面上或仅安装到位于保持架5的护套开口侧5a上的轴承端面上时，其上安装了密封圈9的一侧表示保持架护套开口侧5a(或保持架护套开口相反侧5b)，因此，保持架5的结合风向可以轻易辨认。
此外，诸如切口的波纹可以形成在内圈2和外圈3之一或二者的轴向端边缘部分上，以由此在二者之间形成区别。在这种情况下，保持架5的结合方向同样可以辨认。
因此，根据本实施例，用于将轴承组装到HDD的心轴电机上的自动组装机器也可以构造成在通过诸如切口的波纹辨认保持架5的结合方向的同时，该机器可以将轴承在给定的方向上组装。
在制造具有密封的滚动轴承的过程中，在滚动轴承两个端面之间根据保持架结合方向提供一个区别结构的操作可以容易并可靠地进行，而不会导致任何其他特别麻烦的工序。
在上述具有密封的球轴承的情况下，由于保持架结合方向可以容易并可靠地从外侧辨认出来，各个轴承的组装方向可以根据保持架结合方向可靠地控制。
通过利用滚动轴承1的上述结构，由于可以在轴承1的密封圈9中或在轴承座圈(内圈2和外圈3)中提供各种允许保持架5的结合方向能够从外侧辨认的区别装置，例如，即使在其端部1a和1b安装两个密封圈9和9的情况下，保持架5的结合方向也可以从外侧轻易分辨出来。
得益于此，预负载Fao可以简单并可靠地施加到位于保持架开口侧5a上的内圈2上，这是的减小轴承装置的转动扭矩和这种转动扭矩中的变动以及轴承装置的与其旋转不同步的振动成为可能。
例如，根据图25所示的轴承装置，在图25中，在轴向上的上部轴承1的情况下，如图24A和24B所示的标记11施加到上部轴承1的内圈2和外圈3的端面2b和3b(在图25中，为上端面)上，在轴向上的下部轴承1的情况下，该标记11施加到下部轴承1的内圈2和外圈3的端面(在图25中为下端面)2b和3b上；也就是说，两个轴承1以标记11和11不彼此相对的方式组装到一起。
同样，根据图26所示的轴承装置，在图26中，在在轴向上的上部轴承1的情况下，如图24A和24B所示的标记11施加到上部轴承1的内圈2和外圈3的端面2b和3b(在图26中，为下端面)上，在轴向上的下部轴承1的情况下，该标记11施加到下部轴承1的内圈2和外圈3的端面(在图26中为上端面)2b和3b上；也就是说，两个轴承1以标记11和11彼此相对的方式组装到一起。
接着，将给出为了确认本发明的效果而进行的第五测试的描述。
在本次测试中，用于信息设备的微型球轴承(内径5mm，外径13mm，宽度3mm)被组装到HDD/SPM装置(图29)中，并且测量并比较以下两个结构的扭矩和NRRO的时序变化。顺便地说，在本测试中，一个轴承(图29中的下部轴承)的内圈2的端面2b抵靠HDD/SPM装置的轴6一末端侧上升高而形成的台阶部分6a，在两个轴承1和1的外圈3和3之间插入形成在壳体内径表面上的台阶部分8；与所需预负载相等的重量或弹力施加到另一轴承(图25中的上部轴承)的内圈2的端面2b上，由此通过粘接将内圈2固定到轴6上。在这种情况下，取代粘接，内圈2也可以通过压入固定。
转速7200min-1(外圈旋转)预负载轴向负载11.76N(1.2kgf)时间2小时在此，进行第五测试以确认根据本发明的保持架方向和预负载方向的效果。参照测试样本，与上述相同规格的轴承组装到现有技术结构中，从而提供一个测试样本，同时相同的轴承组装到根据本发明的结构中，从而提供另一个测试样本；并且将两个测试样本的效果加以比较。
图29和30示出第五测试的比较结果。具体地说，图30示出根据本发明的结构的结果，而图29示出现有技术结构的结果(在相应的图中，(a)表示扭矩的时序变化，而(b)表示NRRO的时序变化)。这些结果清楚地表明了根据本发明的结构扭矩和扭矩变动以及NRRO较小。当这些结果与现有技术的结果相比较时，可以确认根据本发明的结构在扭矩和NRRO方面都优于现有技术的轴承装置。
接着，针对冠状保持架5的卡爪5e的位置进行第五测试，以确认本发明的效果。当冠状保持架5的卡爪5e的高度T为滚珠直径Da的30％、20％、10％、0％、-10％时，以时序方式测量相应的NRRO和扭矩，并比较时序测得的NRRO值降低到测量初始值之下所需的时间，如NRRO1/3，扭矩1/2。
如图38所示，从第五测试结果可以确认在卡爪高度T为滚珠直径Da的20％或更小的情况下，NRRO和扭矩在较早阶段稳定，而在卡爪高度T高于滚珠直径Da的20％时，需要较长时间NRRO和扭矩才稳定。即，可以确认，为了早期稳定NRRO和扭矩，冠状保持架5的卡爪高度T必须为滚珠直径Da的20％或更小。此外，优选地是，卡爪高度T可以为0％或更小，从钢度的角度来看，其可以为-15％或更小。
在本实施例中，冠状保持架5的卡爪5e的形状不限于任何特定的形状，而本发明可以应用任何卡爪形状。例如，如图39所示，将卡爪5e的前端部倾斜地切掉是有效的。在图39中，虚线部分示出了切掉部分。
现在，将参照附图给出根据本发明的轴承装置的优选实施例的描述。顺便地说，所示实施例只是本发明的示例，因此本发明根本不局限于所示实施例。
图40示出根据本发明的轴承装置的第二十九实施例。
本发明的轴承装置包括两个球轴承1和1，同时两个球轴承1和1以两个球轴承1和1的内圈分别固定到轴6的外周上并且预负载施加到轴承1和1上的方式组合到一起。
滚动(球)轴承1和1包括具有其内周面形成的外滚道3a的外圈3，具有其内周面形成的内滚道2a的内圈2，以可以相对于外圈3和内圈2的方式插入外圈3和内圈2之间的冠状保持架5，以及分别可旋转地保持在冠状保持架5内形成的多个护套5d中的多个滚珠4。
在外圈3两个端部的内周面上，分别固定了与他们相关的圆环形密封板(在本发明中为防护板)9和9的外周边缘9a和9a，并且这两个防护板9和9防止存在于上述滚珠安装部分内的润滑脂泄漏到外侧，或防止在外侧漂浮的灰尘流入滚珠安装部分中。
顺便地说，密封板9的结构不限于任何特定结构，而是可以在不背离本发明的范围的前提下作出改动；并且密封板也可以按需要设置。同样，为了增强产品(球轴承)运输过程中的抗振动性，要加注到球轴承1中的润滑剂被加注到轴承1的滚道(即，内滚道2a和外滚道3a)中。
如图53A所示，例如，冠状保持架5包括圆环形主体部分5c，和多个护套5d，护套在主体部分轴向上形成在主体部分5c的一个表面内。并且每个护套5d插入一对卡爪(他们也称作弹性片)5e之间，这对卡爪5e设置在主体部分5c轴向的一个表面内，以便他们彼此分隔开。
如上所述，本(滚动)球轴承不限于任何特定的结构，而是采用作为球轴承的普通结构。然而，本实施例具有以下本发明的特征元素。即，两个轴承1和1的相应的保持架5和5的护套开口相反侧5b和5b彼此相对地设置；预负载不仅施加到位于保持架护套开口侧5a和5a上的内圈2和2端面2b和2b上，并且施加到位于保持架护套开口相反侧5b和5b上的外圈3和3端面3b和3b上；并且，滚珠和滚道表面之间的初始接触角设定为15°的角。换句话说，根据本实施例，在两个轴承1和1的外圈3和3之间插入垫片7，预负载Fao施加到位于保持架护套开口侧5a和5a上的内圈端面2b和2b上，由此预负载从保持架护套开口相反侧5b和5b施加到外圈端面3b和3b上；并且，初始接触角设定为15°的角，如后面将讨论的第六测试结果所示，初始接触角可以为5°或更大的角，优选地是，它可以设定在5～30°范围内。
内圈2、外圈3、滚珠4、和密封板(或防护板)9的结构以及轴承的间隙不限于任何特定一种，而是可以任意选择，从而在此省略其详细描述。
同样，用于施加预负载的方法和预负载的大小不限于特定一个，而是预负载的大小可以根据情况设定为最佳值。
根据带有冠状保持架5的球轴承1，由于预负载不仅施加到位于保持架开口侧5a和5a上的内圈端面2b和2b上，而且施加到位于保持架开口相反侧5b和5b上的外圈端面3b和3b上，并且由于初始接触角设定为15°角，可以设计出动态摩擦扭矩低并且这种动态摩擦扭矩变化小的轴承装置。
现在，图41示出根据本发明的轴承装置的第三十实施例。
本实施例具有以下与第二十九实施例不同的本发明的特征元素即，两个轴承1和1的相应保持架5和5的护套开口侧5a和5a彼此相对地设置；并且，预负载不仅施加到位于保持架护套开口侧5a和5a上的内圈2和2的端面2c和2c上，而且施加到位于保持架护套开口相反侧5b和5b的外圈3和3的端面3c和3c上。与第二十九实施例类似，初始接触角设定为15°的角。
根据本实施例，在两个轴承1和1的内圈2和2之间插入垫片7，并且，预负载Fao从保持架护套开口相反侧5b和5b施加到外圈3和3上，由此，预负载从保持架护套开口侧5a和5a施加到内圈2和2上(见图41)。
顺便地说，负载施加方法和方向，以及保持架5的护套直径尺寸与第二十九实施例中的相同。同样，内圈2、外圈3、滚珠4和密封板9的其余结构以及本轴承装置的工作效果与第二十九实施例中的类似。因此，通过采纳第二十九实施例的描述，在此省略对其的详细描述。
在此，将给出为了确认本发明的效果而进行的第六测试的描述。
轴承(对应于JIS695)内径5mm，外径13mm，宽度4mm转速10000min-1预负载20N时间转动开始5分钟后测量动态摩擦扭矩值在第六测试中，在通过改变轴承的间隙而在5到30°范围内改变初始接触角的同时，预负载方向发生变化，且测量动态摩擦扭矩。
图42示出上述第六测试的结果。顺便地说，图43A和43B分别是对应于图42所示的预负载方向A和B的示意图。在此，“A向预负载”意味着如图40和41所示的第二十九和第三十实施例所示，从保持架护套开口侧5a上的内圈2的一部分和从保持架护套开口相反侧5b上的外圈5的一部分上施加的预负载；而“B向预负载”意味着与A向预负载相反、从保持架护套开口相反侧5b上的内圈2的一部分以及从保持架护套开口侧5a上的外圈3的一部分上施加的预负载。
第六测试的结果表明当预负载在B向上施加时，随着初始接触角的增大，动态摩擦扭矩减小。另一方面，当预负载在A向上施加时，在初始接触角为10°大小时，动态摩擦扭矩小于B向预负载的，而在初始接触角降低到这个值以下时，动态摩擦扭矩陡然增大，并变得几乎与B向预负载的相同。在初始接触角为5°或更小时，在A向预负载和B向预负载之间存在很小差别。
即，初始接触角可以设定为5°或更大，并且，优选地是，它可以设定为7°或更大，在此情况下，动态摩擦扭矩足够小；并且，预负载方向可以为图40和41所示的方向(A向)。
顺便地说，在本测试中，初始接触角设定为30°。然而，在初始接触角过大的情况下，存在如下的风险即，在滚珠在滚道表面上向上移动时出现的滚珠负载降低，由此破坏了轴承的内在功能。因此，在预负载较大的情况下，或在假设不仅施加了预负载而且施加了轴向力的情况下，初始接触角必须设定在不超过滚珠可以在滚道表面上向上移动的角度。例如，在用在本测试中的与JIS695对应的轴承的情况下，优选地是，初始接触角可以设定为20°或更小的角度。
同样，在各实施例中，采用了两个轴承的组合。然而，要被组合的轴承的数量不限于两个，例如，使用单个球轴承也可以提供类似的效果，并且使用三个或更多球轴承也可以提供类似的效果。
此外，在本发明中，保持架5的预负载方向和结合方向提供了重要的因素。在密封板9事先安装到轴承两端面的情况下，保持架5的结合方向从外侧不能辨认，因此，为了能够确认保持架5的结合方向，如图24A和24B所示，在轴承1其轴向(图24A中的左右方向)的两个端面1a和1b之间提供了一种结构(区别结构)，通过这个结构，可以辨认出保持架5的结合方向。
作为设置到轴承1的两个端面1a和1b之间的典型结构，可以采用以下的结构即，如图24A和24B所示，用于指示保持架5的结合方向的标记11和11可以仅施加到内圈2和/或外圈3的一个端面2b和/或3b上。
例如，如图24B所示，标记11和11可以施加到保持架护套开口侧5a上的轴承内圈端面2b和外圈端面3b上。在标记11和11以这种方式施加到保持架护套开口侧5a上的内圈端面2b和外圈端面3b上的情况下，其上施加有标记11和11的端面指示保持架护套开口侧5a。顺便地说，标记11可以相反地施加到保持架5的护套开口相反侧5b上的轴承内圈端面2c和外圈端面3c上，在这种情况下，标记11指示保持架5的结合起始位置，从而没有标记11的端面自然可以被确认为保持架护套开口侧5a。在图24A和24B中，“X”被示做标记，但是，这只是标记的一个示例即，标记不限于“X”，而是标记可以任意地选择。标记11可以雕刻或可以形成为平面形状或形成为突起形状，而且，标记的数量和位置也可以任意选择。同样，标记11也可以仅设置到两个密封圈9之一上。
同样，在密封圈9和9被形成为颜色和材料彼此不同，由此在轴承两端面之间作出区别的情况下，保持架5的结合方向也可以从外侧辨认出来。例如，两个密封圈9和9可以形成为颜色或图案彼此不同；或者，一个密封圈9由合成树脂或橡胶制成，而另一个密封圈9由钢铁材料制成。在这种情况下，保持架5的结合方向同样可以从外界辨认出来。同样，当密封圈由合成树脂制成时，在透明合成树脂被用作合成树脂的情况下，保持架结合方向可以通过透明的密封圈加以确认。
同样，取代如上所述的将密封圈9分别安装到轴承1的两个端面上，密封圈9也可以仅安装到轴承1的两个端面之一上。在这种情况下，保持架5的结合方向可以从外侧分辨出来。即，在密封圈仅安装到位于保持架5的护套开口相反侧5b上的轴承端面上或仅安装到位于保持架5的护套开口侧5a上的轴承端面上的情况下，其上安装有密封圈9的一侧指示了护套开口侧5a(或护套开口相反侧5b)，从而可以轻易地分辨出保持架5的结合方向。
此外，诸如切口的波纹可以形成在内圈2和外圈3之一或二者的轴向端边缘部分上，由此在二者之间作出区别。在这种情况下，保持架5的结合方向同样可以辨认出来。
因此，通过利用根据本实施例的轴承装置，用于将轴承组装到HDD的心轴电机上的自动机器也可以构造成在通过诸如切口的波纹辨认保持架5的结合方向的同时，将轴承在给定的方向上安装。
在用于制造具有密封的滚动轴承的过程中，在滚动轴承两个端面之间根据保持架结合方向提供区别结构的操作可以容易并可靠地进行，而不会带来任何其他特别麻烦的工序。
在如上所述构造的带有密封的球轴承的情况下，由于保持架结合方向可以从外侧轻易并可靠地分辨出来，因此，各个轴承的组装方向可以根据保持架的结合方向加以可靠地控制。
通过利用滚动轴承的上述结构，由于在轴承1的密封圈9上或在轴承1的座圈(内圈2和外圈3)上提供各种允许从外侧辨认保持架5的结合方向的结构，例如，即使在轴承带有安装到期两个端部1a和1b上的密封圈9的情况下，保持架5的结合方向也可以从外侧容易地辨认出来。
得益于此，预负载Fao可以简单并可靠地施加到位于保持架开口侧5a上的内圈2上，这使得轴承装置的旋转扭矩和这种旋转扭矩中的变化以及轴承装置的与其旋转不同步的振动得以减小。
例如，根据图40所示的轴承装置，在图40中，在轴向上的上部轴承1的情况下，如图24A和24B所示的标记11施加于上部轴承1的内圈2和外圈3的端面(在图40中的上端面)2b和3c上，而在轴向上的下部轴承1的情况下，该标记11施加于下部轴承1的内圈2和外圈3的端面(图41中的下端面)2b和3c上，也就是说，两个轴承1以标记11和11彼此不相对的方式组装。
同样，根据图41所示的轴承装置，在图41中，在轴向上的上部轴承1的情况下，如图24A和24B所示的标记11施加于上部轴承1的内圈2和外圈3的端面(在图41中的下端面)2c和3b上，而在轴向上的下部轴承1的情况下，该标记11施加于下部轴承1的内圈2和外圈3的端面(图41中的上端面)2c和3b上，也就是说，两个轴承1以标记11和11彼此相对的方式组装。
根据本发明，由于其具有上述结构，即使在转动过程中已经移动到外滚道上的润滑脂大量汇集的情况下，由于润滑脂从反向接触角一侧上的滚道部分向滚道的台肩部分汇集，润滑脂和保持架之间的距离较大，因此润滑脂不会过多地参与保持架的转动，这使得将轴承装置稳定在低扭矩上成为可能。同样，即使在汇集到外滚道内的润滑脂卷入滚珠的转动中，由于润滑脂被刮擦到保持架卡爪前端部分附近中，并在分别插入保持架护套内的卡爪之间保持并稳定，润滑脂并不过分搅动，这提供了轴承装置可以以低扭矩稳定的效果。因此，根据本发明，可以提供一种旋转扭矩和该扭矩中的变动较小并且旋转精度较高的轴承装置。
如上面已经描述的，根据本发明，由于其以上述方式构造，并因此可以从外侧简单并可靠地辨认出保持架结合方向，以此可以根据保持架结合方向可靠地控制各个轴承的组装方向。因此，在将本轴承安装到轴上的轴承装置的情况下，预负载可以容易并可靠地施加到保持架开口侧上的内圈上，这使得减小轴承装置的旋转扭矩和该扭矩中的变化以及轴承装置的与其转动不同步的振动成为可能。
根据本发明，由于采用上述结构，可以实现一种轴承装置，其旋转精度高、旋转扭矩和该扭矩的变化小的轴承装置，并能够长时间控制其温升和摩擦。利用具有根据本发明的结构的轴承装置不仅可以减小动态摩擦扭矩，而且可以防止有可能由润滑不良导致的有害噪声和振动。这可以提高安装有本发明的轴承装置的各种旋转设备的性能，并可以节省这种旋转设备的能量。
根据本发明，由于保持架护套直径(Dp)与滚珠直径(Dw)的比(Dp/Dw)被设定为1.050＞Dp/Dw＞1.005，保持架的运动可以得以约束，这可以减小轴承装置的噪声和振动，否则，会由于保持架的振动而产生噪声和振动。同样，由于预负载不仅施加到位于保持架开口侧上的内圈部分上，而且施加到保持架护套开口相反侧上的外圈部分上，因此，可以防止轴承装置动态摩擦扭矩的增大。
因此，根据本发明，由于上述两个优点，可以提供一种在其动态摩擦扭矩和振动方面都优良的轴承装置。
根据本发明，由于预负载不仅施加到保持架开口侧上的内圈上，而且施加到保持架开口相反侧上的外圈上，因此，润滑脂汇集到反向接触角上，随着滚珠转动，润滑脂移动到与接触角平行的保持架卡爪侧。同样，根据本发明，通过将卡爪高度设定为外滚道台肩部分的20％或更小，可以控制润滑脂的刮擦，这使得适当地供给润滑脂成为可能。
上述操作可以实现如下的轴承装置，即，它可以呈现出较小的扭矩变化，较低的扭矩和较低的振动。
随着轴承装置旋转，存在于轴承内部的润滑脂被导致移动；并且，在预负载施加到轴承上的情况下，润滑脂的移动在轴承轴向的右和左侧上不均匀，也就是说，已知润滑脂汇集到滚珠相对于内圈或外圈的反响接触侧。根据本发明，由于预负载不仅施加到保持架护套开口侧上的内圈部分上，而且施加到保持架护套开口相反侧上的外圈上，并且也由于初始接触角被设定为5°，移动的润滑脂难于累积到位于保持架后表面侧上且空间容积较小的外圈内径侧，因此，在外圈内径侧和保持架后表面侧的外径侧之间难于产生由于润滑脂搅动而导致的阻力，这可以防止本发明的轴承装置的动态摩擦扭矩增大。
权利要求
1.一种轴承装置，包括固定到一轴上的轴承，该轴承包括具有其内周面上形成的外滚道的外圈；具有其外周面上形成的内滚道的内圈；冠状保持架，其插入外圈和内圈之间，以至于其相对于外圈和内圈可以转动；以及多个滚珠，他们被可旋转地保持在冠状保持架内形成的多个护套中，其中，预负载施加到轴承内圈的保持架开口侧和轴承外圈的保持架开口相反侧。
2.一种轴承装置，包括两个固定到一轴上的轴承，每个轴承包括具有其内周面上形成的外滚道的外圈；具有其外周面上形成的内滚道的内圈；冠状保持架，其插入外圈和内圈之间，以至于其相对于外圈和内圈可以转动；以及多个滚珠，他们被可旋转地保持在冠状保持架内形成的多个护套中，其中，预负载施加到两个轴承的各自内圈的保持架开口侧以及两个轴承的各自外圈的保持架开口相反侧。
3.如权利要求2所述的轴承装置，其特征在于，两个轴承的相应的保持架以保持架的护套开口相反侧彼此相对的方式结合。
4.如权利要求2所述的轴承装置，其特征在于，两个轴承的相应的保持架以保持架的护套开口侧彼此相对的方式结合。
5.一种轴承装置，包括两轴承，该两轴承被构造成预负载通过插入到各自的外圈之间的弹簧沿着使外圈彼此分离的方向施加到两个轴承的各自外圈上，其中，两个轴承的冠状保持架以保持架的相应的护套开口相反侧彼此相对的方式结合。
6.一种轴承装置，包括两轴承，该两轴承被构造成预负载沿着使外圈彼此靠近的方向施加到两个轴承的各自的外圈上，其中，两个轴承的冠状保持架以保持架的相应的护套开口侧彼此相对的方式结合。
7.一种轴承装置，包括两轴承，该两轴承被构造成预负载沿着使内圈彼此靠近的方向施加到两个轴承的各自的内圈上，其中，两个轴承的冠状保持架以保持架的相应的护套开口相反侧彼此相对的方式结合。
8.一种轴承装置，包括两轴承，该两轴承被构造成预负载通过插入两个轴承相应的内圈之间的弹簧沿着使内圈彼此分离的方向施加到相应的内圈上，其中，两个轴承的冠状保持架以保持架的相应的护套开口侧彼此相对的方式结合。
9.如权利要求5所述的轴承装置，其特征在于，还包括固定两个轴承的轴，其中，轴包括双排滚道，以便容纳两个轴承的滚动元件。
10.如权利要求5所述的轴承装置，其特征在于，还包括固定到轴承和内圈上的轴，其中，轴包括形成在其一侧上的滚道，以便容纳两轴承之一的滚动元件，而内圈固定到轴的另一侧上，以便容纳两轴承中另一个的滚动元件。
11.如权利要求5所述的轴承装置，其特征在于，弹簧插入两个轴承的外圈之间。
12.如权利要求5所述的轴承装置，其特征在于，用于滚珠的滚道至少形成在轴或壳体的一部分内。
13.如权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，轴承装置为外圈转动型或内圈转动型。
14.如权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，允许辨认出保持架的结合方向的指示结构设置在轴承装置其轴向上的一个端面和另一个端面中的至少一个上。
15.一种滚动轴承，包括具有其外周面上形成的内滚道的内圈；具有其内周面上形成的外滚道的外圈；可旋转地插入内滚道和外滚道之间的多个滚动元件；用于以均匀的间隔保持滚动元件的冠状保持架；以及插入内圈和外圈之间的密封圈，用于密封加注到轴承空间内的润滑脂或润滑油，或用于防止灰尘向外侧产生，其中，允许辨认出保持架的结合方向的指示结构设置在轴承其轴向上的一个端面和另一个端面中的至少一个上。
16.如权利要求15所述的滚动轴承，其特征在于，指示结构为设置在轴承其轴向上一个端面或另一个端面上的标记。
17.如权利要求16所述的滚动轴承，其特征在于，标记包括一个齿。
18.如权利要求15所述的滚动轴承，其特征在于，指示结构为在轴承轴向上设置在轴承的一个端面或另一个端面上的密封圈。
19.如权利要求15所述的滚动轴承，其特征在于，指示结构为分别在轴承轴向上设置在轴承一个端面和另一个端面二者上并且彼此颜色不同的密封圈。
20.一种轴承装置，其中，如权利要求15的轴承固定到轴上，并且预负载施加到内圈的保持架开口侧和外圈的保持架开口相反侧上。
21.如权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，冠状保持架具有至少一个形成为粗糙表面滚动元件滑动接触表面。
22.如权利要求2所述的轴承装置，其特征在于，冠状保持架具有至少一个形成为粗糙表面滚动元件滑动接触表面。
23.如权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，保持架护套直径(Dp)与滚珠直径(Dw)的比(Dp/Dw)被设定为1.050＞Dp/Dw＞1.005。
24.如权利要求2所述的轴承装置，其特征在于，保持架护套直径(Dp)与滚珠直径(Dw)的比(Dp/Dw)被设定为1.050＞Dp/Dw＞1.005。
25.一种球轴承，包括具有其外周面上形成的内滚道的内圈；具有其内周面上形成的外滚道的外圈；可旋转地插入内滚道和外滚道之间的多个滚动元件；以及用于以均匀的间隔保持滚动元件的冠状保持架；其中，预负载施加到保持架的内圈的护套开口侧和保持架的外圈的护套开口相反侧，并且，在外圈的台肩位置作为标准的前提下，保持架的卡爪高度(T)被设定为滚珠直径(Da)的20％或更小(T≤20％×Da)。
26.如权利要求25所述的球轴承，其特征在于，允许辨认出保持架结合方向的指示结构设置在球轴承其轴向上的两个端面上。
27.一种轴承装置，其中，如权利要求25所述的球轴承结合到轴上。
28.如权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，滚珠和滚道的滚道表面的初始接触角设定为5°的角度或更大。
29.如权利要求28所述的轴承装置，其特征在于，两个轴承固定到轴上，并且两个轴承的保持架以保持架各自的护套开口相反侧彼此相对的方式结合。
30.如权利要求28所述的轴承装置，其特征在于，两个球轴承固定到轴上，并且两个轴承的保持架以保持架各自的护套开口侧彼此相对的方式结合。
31.如权利要求28所述的轴承装置，其特征在于，两个密封板分别设置到轴承其轴向上的两个端部上，并且允许辨认出保持架的结合方向的指示结构设置在轴承其轴向上的两个端部上并且彼此颜色不同。
全文摘要
本发明公开一种轴承装置，包括两个固定到一轴上的轴承，每个轴承包括具有其内周面上形成的外滚道的外圈；具有其外周面上形成的内滚道的内圈；冠状保持架，其插入外圈和内圈之间，以至于其相对于外圈和内圈可以转动；多个滚珠，他们被可旋转地保持在冠状保持架内形成的多个护套中。预负载施加到两个轴承的各自内圈的保持架开口侧以及两个轴承的各自外圈的保持架开口相反侧。在由两个轴承构成的轴承装置中，每个轴承包括冠状保持架，并且润滑剂加注到两个轴承内形成的滚道中。不仅预负载从保持架护套开口侧施加到内圈端面上，而且预负载从保持架护套的开口相反侧施加到外圈的端面上。
文档编号F16C33/66GK1399080SQ02140908
公开日2003年2月26日 申请日期2002年7月10日 优先权日2001年7月10日
发明者石和田博, 青木护, 宫崎晴三, 绳本大纲, 荒牧宏敏 申请人:日本精工株式会社