JP2000304034A - 回転ヘッドシリンダ用流体軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定軸に対するフランジ３の結合後の直角度
を高くしてスラスト浮上量を確保し、更に、こすれによ
る焼き付きを防止する。 【解決手段】 フランジ３の内径部（固定軸２との結合
面）に周状に凹部３Ａを形成することにより、フランジ
３の、固定軸２に対する安定した直角度を得ることがで
き、高速回転中でもスラスト板７のスラスト側動圧軸受
７Ａがフランジ３とこすれることなく非接触で回転し、
焼き付きを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気テープ記録再
生装置等の高速、高精度回転装置に用いられる、動圧型
の流体軸受装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下図５を参照しながら、従来の流体軸
受装置について例えばビデオテープレコーダの回転ヘッ
ドシリンダを例に説明する。

【０００３】図５において、下部固定シリンダ２１には
固定軸２２の下端が固定され、固定軸２２の上端は上部
固定シリンダ３１に固定されている。ヘッド２０を有す
る回転ヘッジシリンダ２４は、スリーブ２４Ａと一体に
構成されており、固定軸２２に回転可能に取り付けられ
ている。

【０００４】固定軸２２の上端近傍にはリング状のフラ
ンジ２３が固定されている。フランジ２３は回転シリン
ダ２４の凹部に位置するように固定軸２２に取り付けら
れている。フランジ２３に近接して対向するスラスト板
２７が回転シリンダ２４に固定されている。

【０００５】固定軸２２の外周面またはスリーブ２４Ａ
の内周面のいずれか一方には少なくとも２組の、例えば
ヘリングボーン形状のラジアル側動圧発生溝２４Ｂ、２
４Ｃが設けられている。また、フランジ２３と、スラス
ト板２７の対向面のいずれか一方にはスラスト側動圧発
生溝２７Ａが形成されている。スラスト側動圧発生溝２
７Ａの構成を図６に示す。図に示すように、各スラスト
側動圧発生溝２７Ａは曲折した形状を有する。図５にお
いて、スラスト側動圧発生溝２７Ａ、ラジアル側動圧発
生溝２４Ｂ、２４Ｃ、及び潤滑剤溜まり３０は潤滑剤で
満たされている。

【０００６】回転シリンダ２４はモータロータ２６が固
定され、下部固定シリンダ２１にはモータステータ２５
が固定されている。固定軸２２の上部は、上部固定シリ
ンダ３１に取り付けられている。

【０００７】以上のように構成された流体軸受装置につ
いて、その動作を説明する。図５において、モータステ
ータ２５に通電して、回転磁界が発生すると、モータロ
ータ２６は、トルクを発生し、回転シリンダ２４、スリ
ーブ２４Ａ、スラスト板２７は図の上方から見て反時計
方向に回転を始める。この時、ラジアル側動圧発生溝２
４Ｂ、２４Ｃにおいては、そのポンピング作用により潤
滑剤の圧力が上昇し、スリーブ２４Ａはラジアル方向で
軸２２に非接触で回転する。また、スラスト側動圧発生
溝２７Ａにおいては、フランジ２３に対するスラスト板
２７の矢印Ａ方向の回転（図６）によってスラスト側動
圧発生溝２７Ａの曲折部２７Ｂに潤滑剤が移送され、曲
折部２７Ｂでの油圧が高くなり、浮上力が発生する。そ
の結果、スラスト板２７Ａは潤滑剤を介してフランジ２
３により支持され、フランジ２３に対して非接触で回転
する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、次のような問題点がある。図７は従来例
の軸受部にかかわる断面図であるが、図７のフランジ２
３において、図８に示すようにフランジ２３の固定軸２
２に対する直角度が悪いと、適切な浮上力は得られず、
フランジ２３の周端面２３Ａがスラスト板２７と接触を
起こし、こすれながら回転を生じる。その結果、スラス
ト軸受側で焼き付きを起こしやすくなってしまう。

【０００９】図９は従来例におけるフランジ２３を表し
た図であり、このフランジ２３を固定軸２２に固定する
に際し、図９（ａ）に示すようにフランジ２３の、固定
軸２２との結合面であるフランジ内部径２３Ｂの本来の
あるべき形状を図面上ではストレート形状にしている
が、実際の加工後の形状としては、図９（ｂ）に示すよ
うに加工によるダレや形状精度の影響によって、内径部
の形状は２３Ｃのような形状になることがあった。

【００１０】図１０は、前記フランジ２３を圧入等によ
り固定軸２２に結合した場合を表した図であるが、図１
０（ａ）に示すように、前記フランジ２３の内径部２３
Ｃが例えば曲面状の形状を有しているため、固定軸２２
と結合した後は、図１０（ｂ）に示すように、固定軸２
２に対するフランジ２３の結合後の直角度が安定して得
られなかった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の回転ヘッドシリンダ用流体軸受装置は、一
端が固定部に固定された固定軸と、前記固定軸の他端部
近傍に固定されたフランジと、前記固定軸に回転可能に
支持されているスリーブと、前記スリーブの端面近傍
の、前記フランジに近接して対向する位置に固定され、
前記固定軸の貫通孔を有するスラスト板と、前記固定軸
の外周面及びスリーブ内周面の少なくともいずれか一方
に形成され、前記潤滑剤を保持するラジアル側動圧発生
溝と、前記フランジ及びスラスト板の互いに対向する面
のいずれか一方の面に形成され、前記潤滑剤を保持する
スラスト側動圧発生溝と、前記固定部に取り付けられた
モータステータと、前記スリーブに取り付けられたモー
タロータとを有し、前記フランジの前記固定軸との結合
面に、周状に凹部を設けたことを特徴とする。

【００１２】上記構成によって、フランジは固定軸に対
し、結合面上の２箇所で支持結合されることとなり、そ
の結果、前記固定軸に対するフランジの直角度は安定し
た良好な結果が得られる。これによって、スラスト板が
回転しても、固定軸に対するフランジの直角度が良いた
め、適切なスラスト浮上量によって、フランジの周端面
はスラスト板と非接触となり、焼き付きは解消される。

【００１３】すなわち、フランジの内径部（固定軸との
結合面）に周状に凹部を形成することにより、フランジ
の、固定軸に対する安定した直角度を得ることができ
る。従って、高速回転中でも前記凹部により、固定軸に
結合された直角度良好なフランジによって、スラスト側
動圧軸受がこすれることなく非接触で回転し、焼き付き
を防止することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態につい
て、ビデオテープレコーダの回転ヘッドシリンダを例と
し図１〜４を参照しながら説明する。

【００１５】図１において、固定部としての下部固定シ
リンダ１には固定軸２の下端が固定され、固定軸２の上
端は上部固定シリンダ１１に固定されている。ヘッド２
０を有する回転ヘッドシリンダ４は、スリーブ４Ａと一
体に構成されており、固定軸２に回転可能に取り付けら
れている。

【００１６】固定軸２の上端近傍には図３（ａ）に示す
リング状のフランジ３が固定されている。ここで、フラ
ンジ３の内径部（固定軸との結合面）には図３（ｂ）に
示すように、周状に凹部３Ａを設けている。フランジ３
は回転シリンダ４の凹部に位置するように固定軸２に取
り付けられている。フランジ３に近接して対向するスラ
スト板７が回転シリンダ４に固定されている。

【００１７】固定軸２の外周面またはスリーブ４Ａの内
周面のいずれか一方には少なくとも２組の、例えばヘリ
ングボーン形状のラジアル側動圧発生溝４Ｂ、４Ｃが設
けられている。また、フランジ３と、スラスト板７の対
向面のいずれか一方にはスラスト側動圧発生溝７Ａが形
成されている。

【００１８】回転シリンダ４にはモータロータ６が固定
され、下部固定シリンダ１にはモータステータ５が固定
されている。固定軸２の上部は、上部固定シリンダ１１
に取り付けられている。

【００１９】以上のように構成された流体軸受装置につ
いて、その動作を説明する。図１において、モータステ
ータ５に通電して、回転磁界が発生すると、モータロー
タ６は、トルクを発生し、回転シリンダ４、スリーブ４
Ａ、スラスト板７は図の上方から見て反時計方向に回転
を始める。この時、ラジアル側動圧発生溝４Ｂ、４Ｃに
おいては、そのポンピング作用により潤滑剤１２の圧力
が上昇し、スリーブ４Ａはラジアル方向で軸２に非接触
で回転する。また、スラスト側動圧発生溝７Ａにおいて
は、フランジ３とスラスト板７の回転によってスラスト
側動圧発生溝に潤滑剤１２が移送され、非接触で回転す
る。

【００２０】更に、図３（ｂ）に示すように、フランジ
３の内径部（固定軸との結合部）には周状に凹部３Ａが
形成されている。図４は本実施形態におけるフランジ３
を圧入等により固定軸２に結合した場合を表した図であ
るが、図４（ａ）に示すように、前記フランジ３の内径
部に周状の凹部３Ａを有しているため、固定軸２と結合
した後は図４（ｂ）に示すように、固定軸２によりフラ
ンジ３は、２箇所の周状の接合面３Ｂ、３Ｃで支持され
る形となり、固定軸２に対するフランジ３の直角度は安
定かつ良好となる。そのため、スラスト板７は非接触で
浮上することができる。

【００２１】従って、スラスト軸受側の焼き付きは解消
される。

【００２２】以上のように、本実施形態によれば、モー
タの回転時において、フランジの固定軸に対する直角度
の不良により引き起こされるスラスト軸受側の焼き付き
は解消され、長期にわたり非接触で安定した回転が得ら
れる。

【００２３】なお、ラジアル側動圧発生溝４Ｂ、４Ｃは
スリーブ４Ａの内周に形成した場合について説明した
が、固定軸２の外周面に形成しても同様の効果が得られ
る。

【００２４】また、本実施形態においては、スリーブ４
Ａと回転シリンダ４は一体に構成されている場合につい
て説明したが、ダイキャスト構成部品、プレス構成部品
等からなる別部材で構成してもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、固定軸と
の結合面であるフランジの内周部に周状に凹部を形成す
ることにより、フランジの、固定軸に対する組立時の安
定した直角度を得ることができる。従って、高速回転中
でも前記凹部を設けたことにより、固定軸に結合された
直角度良好なフランジと、スラスト側動圧発生溝を設け
たスラスト板とが互いにこすれることなく非接触で回転
し、焼き付きを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の流体軸受装置の断面図

【図２】図１に示す流体軸受装置の軸受部の詳細図

【図３】（ａ）フランジの平面図 （ｂ）本図（ａ）に示すフランジの断面図

【図４】（ａ）フランジと固定軸との圧入結合前の相互
関係を示す図 （ｂ）フランジと固定軸との圧入結合後の状態を示す図

【図５】従来の流体軸受装置の断面図

【図６】スラスト板のスラスト動圧発生溝の例を示す平
面図

【図７】従来の流体軸受装置の軸受部の詳細図

【図８】従来の、軸に対するフランジの直角度が不良の
状態を示す説明図

【図９】（ａ）フランジのあるべき形状を示す断面図 （ｂ）従来のフランジの加工後の形状を示す断面図

【図１０】（ａ）図９（ｂ）に示すフランジと固定軸と
の圧入結合前の状態を示す図 （ｂ）本図（ａ）の状態から、圧入結合を完了した後の
状態を示す図

【符号の説明】

１ 下部固定シリンダ ２ 固定軸 ３ フランジ ３Ａ 周状の凹部 ４ 回転シリンダ ４Ａ スリーブ ４Ｂ、４Ｃ ラジアル側動圧発生溝 ５ モータステータ ６ モータロータ ７ スラスト板 ７Ａ スラスト側動圧発生溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が固定部に固定された固定軸と、前
   記固定軸の他端部近傍に固定されたフランジと、前記固
   定軸に回転可能に支持されているスリーブと、前記スリ
   ーブの端面近傍の、前記フランジに近接して対向する位
   置に固定され、前記固定軸の貫通孔を有するスラスト板
   と、前記固定軸の外周面及びスリーブ内周面の少なくと
   もいずれか一方に形成され前記潤滑剤を保持するラジア
   ル側動圧発生溝と、前記フランジ及びスラスト板の互い
   に対向する面のいずれか一方の面に形成され前記潤滑剤
   を保持するスラスト側動圧発生溝と、前記固定部に取り
   付けられたモータステータと、前記スリーブに取り付け
   られたモータロータと有し、前記フランジの前記固定軸
   との結合面に、周状に凹部を設けたことを特徴とする流
   体軸受装置。