JPH04355249A - スリーブ付き軸受ユニット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録再生装置の回
転軸に用いられるスリーブ付き軸受けユニット及びその
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビデオテープレコーダ（以下ＶＴＲとい
う）やディジタルオーディオテープレコーダ（以下ＤＡ
Ｔという）の回転シリンダやテープ走行ガイドポスト、
更にコンピュータ用ハードディスク装置のスピンドル等
には、精密用の軸受が使用されている。これらの電子機
器の小型化及び高性能化に伴い、軸受はより高精密化が
要求されている。例えばＤＡＴの回転ヘッド装置の軸受
け構造の一例が、ラジオ技術１９９０年９月号の３６頁
に示されている。

【０００３】次に、このような高精密度の軸受構造が必
要な理由をＤＡＴの回転ヘッド装置を例にして説明する
。図２はＤＡＴにおける磁気テープの記録トラックのパ
ターンを示している。磁気テープ１には本来、実線のト
ラック２に示すように直線状に形成されるべきであるが
、現実には破線で示すトラック３のように湾曲した状態
で記録される。この要因の一つに、回転シリンダにおけ
る磁気ヘッドの回転面の回転軸に対する垂直度が大きく
影響している。図３はＤＡＴの回転ヘッド装置の主要構
成を示す断面図である。本図において、固定された円筒
形の下シリンダ４にはスリーブ５を含むスリーブ付き軸
受ユニットを介して回転軸６が取付けられている。固定
の下シリンダ４の上方に突出する回転軸６には、上シリ
ンダ７が回転自在に取付けられ、その下シリンダ４と対
向する外周位置に一対の磁気ヘッド８が設けられている
。磁気テープ１はこの上シリンダ７及び下シリンダ１４
に回巻されて走行し、磁気ヘッド８によって記録再生さ
れる。

【０００４】従って回転軸６の下シリンダ４及び上シリ
ンダ７のＡで示すシリンダ端面に対する垂直度は非常に
重要な要因となっている。この垂直度は、下シリンダ４
の両側に突出する回転軸６を例えばＶブロックで水平に
支持し、下シリンダ４を回転させるときのシリンダ端面
の面振れとして計測され、この面振れの最大値を垂直度
としている。この垂直度は通常０．００１　〜０．００
２　ｍｍの精度が要求される。そのため回転軸６に対す
るスリーブ５の外周面の振れ精度を如何にして確保する
かが重要である。ハードディスクのスピンドルやＶＴＲ
のテープ走行ガイドポストの場合についても同様である
。

【０００５】次に従来のスリーブ付き軸受けの構造につ
いて、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、例えばＤ
ＡＴの上及び下シリンダに用いられるスリーブ付き軸受
ユニットの断面図である。スリーブ付き軸受ユニット１
０の回転軸６には、外周に沿って断面が円弧状となるよ
う切削加工したインナーレース１１が２箇所に設けられ
ている。このインナーレース１１に嵌入される複数のボ
ール１２と軸受外輪１３とで回転軸６の上下一対の軸受
が構成される。個々の軸受外輪１３の外周には、各軸受
外輪１３が互いに近接するように予圧を掛けて、スリー
ブ１４が嵌合されている。この予圧は回転軸６に対する
スリーブ１４のスラストがたを少なくするためである。 この場合、スリーブ１４の材質は使用環境の温度によっ
て軸受外輪１３の回転軸６にかかる予圧の大きさが変わ
らないように選ばれる。一般には回転軸６やボール１２
、軸受外輪１３及びスリーブ１４には軸受鋼が用いられ
、非磁性を要求される走行ガイドポストなどではステン
レス鋼が用いられる。

【０００６】さてスリーブ１４の回転軸６に対する同軸
度及び円筒度を所定精度に確保する方法としては、回転
軸６を固定した状態で軸受外輪１３を介してスリーブ１
４を回転させて、スリーブ１４の外周面の仕上げ加工を
行う組加工が用いられる。この組加工は精密な切削加工
であり、軸受鋼やステンレス鋼のような固い材料の加工
に際しては、内部のボール１２が摺動する軸受レース面
などに研削屑が入らないよう、細心の注意を払いながら
研削加工が行われる。図４（ｂ）は従来のスリーブ付き
軸受ユニット１０の加工条件を示す説明図である。ここ
では回転軸６を研削加工機の支持具により固定し、ロー
ラ２０をスリーブ１４の外周に当接させて被加工物であ
るスリーブ付き軸受ユニット１０を回転させる。そして
研削ホイール２１を別の方向から回転させながら当接さ
せることによりスリーブ１４の研削を行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
なスリーブの研削加工を行うと、微細な研削粉が飛散す
るためスリーブ付軸受ユニット１０の内部に進入し易く
、ボール１２の摺動面等に研削粉が付着することがある
。このため製造時にはスリーブ付き軸受ユニット１０を
洗浄しなければならない。しかるに洗浄が十分でなく研
削粉が残存している場合には、スリーブ付き軸受ユニッ
ト１０の使用時に回転軸６の回転に伴って異常音が発生
することがあった。又軸受ユニットの寿命が異常に短く
なる原因になるので、洗浄をやり直しせねばならず、そ
の手間が多くかかっていた。更に研削加工を用いるため
に、加工時間が長くかかり、軸受の価格の上昇や品質の
悪化を招くという問題があった。

【０００８】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、加工が容易で製造価格の安い、
回転軸とスリーブの外周面の同軸度及び円筒度を高精度
に確保できるスリーブ付き軸受ユニット及びその製造方
法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１記載の発
明は、回転軸と、該回転軸を回転自在に保持する軸受部
と、該軸受部の外周面に嵌合する円筒形状のスリーブを
設けたスリーブ付き軸受ユニットであって、スリーブの
外周面にスリーブの材質より切削加工が容易な材質の表
面層を形成したことを特徴とするものである。

【００１０】本願の請求項４記載の発明は、回転軸と、
該回転軸を回転自在に保持する軸受部と、該軸受部の外
周面に嵌合する円筒形状のスリーブを設けたスリーブ付
き軸受ユニットの製造方法であって、スリーブの外周面
に前記スリーブの材質より切削加工が容易な材質の表面
層を形成し、スリーブユニットの回転軸を保持して前記
スリーブを回転させると共に、切削工具を該スリーブに
当接させることにより切削加工による組加工を行うこと
を特徴とするものである。

【００１１】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１，４の
発明によれば、回転軸と少なくとも１箇所以上の軸受部
の外周面に嵌合するようスリーブを設け、この外周面に
スリーブ材質より切削加工が容易な表面層を形成するこ
とにより、スリーブの外周面を回転軸と同軸度及び円筒
度を切削加工によって所定の精度に確保して仕上げるこ
とができる。

【００１２】本願の請求項２及び３，５，６の発明によ
れば、スリーブの表面層をＮｉＣｒメッキ又はＣｕメッ
キにより構成したことにより、切削加工を容易に行える
ようにしている。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例におけるス
リーブ付き軸受ユニットの構成を示す断面図である。 尚、従来例を示す図４と同一部分は同一の符号を付けて
詳細な説明は省略する。回転軸６にはインナーレース１
１が特定の間隔だけ隔てた２箇所に形成される。各イン
ナーレース１１には複数個のボール１２が回転可能なよ
うに軸受外輪１３で挟持されている。各軸受外輪１３は
互いに近接する方向に与圧が働くように、スリーブ３０
が各軸受外輪１３の外周面に嵌合される。スリーブ３０
の材質は例えば回転軸６と同一の材料の軸受鋼であり回
転軸６の材質と同一とし、温度変動による与圧の変化が
生じないよう構成されている。スリーブ３０は軸受外輪
１３に嵌合される前に外周部表面に表面層が形成される
。この表面層は例えばＮｉＣｒのメッキ層３１とし、そ
の厚みは例えば　０．００５〜０．０１ｍｍ程度にする
。

【００１４】さて、スリーブ付き軸受ユニットの後加工
として、スリーブ３０の回転軸６に対する同軸度及び円
筒度を所定の精度に確保するため、回転軸６を切削加工
機の支持具に固定し、メッキ層３１の切削加工を行う。 図１（ｂ）は本実施例のスリーブ付き軸受ユニットの加
工条件を示す説明図である。回転軸６を切削加工機の支
持具により固定した状態で、ローラ４０をメッキ層３１
の外周に当接させて被加工物、即ちスリーブ３０を回転
させる。一方、切削加工機のローラ４０を配設した反対
位置に切削工具、例えば切削バイト４１を設け、回転軸
６と平行に移動させることによりメッキ層３１の仕上げ
加工を行う。

【００１５】メッキ層３１のＮｉＣｒはスリーブ３０の
軸受鋼に比較して微細加工が容易であり、所定の表面粗
度を保持した状態でスリーブ３０の外形寸法を仕上げる
ことができる。スリーブ３０は切削加工機にその回転軸
６が固定された状態で表面が同軸加工されるので、回転
軸６に対する同軸度が確保される。又切削バイト４１も
切削加工機の主軸と並行に送られるので、円筒度も確保
される。このためスリーブ３０の外周面の振れを所定値
以下に押さえることができ、従来の研削加工に比べて加
工時間が短縮される。又スリーブ３０の切削加工による
切屑は、研削加工時のように粉塵とならず連続又は比較
的大きな切屑となるため、ボール１２やインナーレース
１１にこの切屑が入り難い。従って洗浄工程を簡略化す
ることができる。尚、本スリーブ付き軸受ユニットをＶ
ＴＲやＤＡＴのテープ走行ガイドポストに用いる場合に
は、スリーブ３０の表面は非磁性体でなければならない
。この場合には表面層として例えばＣｕメッキが施すこ
とにより同様の効果が得られる。

【００１６】次に本実施例のスリーブ付き軸受ユニット
を、図４に示す下シリンダ４の内周面に圧入して、回転
軸６の一方の端部に上シリンダ７を嵌合させると、回転
軸６に対して垂直度が所定の精度に確保された回転シリ
ンダが実現される。又本実施例では軸受外輪１３の付い
たボールベアリングユニットを用いたが、スリーブと軸
受外輪が一体に形成された他の軸受ユニットにおいても
スリーブの外周面を所定精度に確保することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように請求項１，４記載の発明に
よれば、軸受部の外周面に嵌合するスリーブの表面をス
リーブの材質より加工容易な材質の表面層で形成してい
る。従って回転軸を保持してスリーブの外周面を切削に
より組加工することにより、回転軸とスリーブの外周面
の同軸度と円筒度を高精度に確保することができる。又
切削加工を用いることにより、切削屑は研削加工時の研
削粉に比べ遥かに大きく、軸受ユニットの内部に入りに
くい。このため本スリーブ付き軸受ユニットは使用中に
異常音が発生しにく、寿命が長くなる効果が得られる。 又切削加工を用いて製造するので加工時間を短縮でき、
軸受ユニットの価格が安くなるという効果も得られる。

【００１８】更に請求項２，３又は５，６記載の発明に
よれば、スリーブの表面層をＮｉＣｒメッキすることに
より、スリーブの切削加工がより一層容易になる。又ス
リーブの表面層をＣｕメッキすることにより、軸受鋼の
ような磁性体のスリーブであってもその表面が非磁性体
となるために、磁気テープのガイドポストとしても用い
ることができるという効果が生まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例におけるスリーブ付
き軸受ユニットの構造を示す断面図、（ｂ）は本実施例
のスリーブ付き軸受ユニットを加工条件を示す説明図で
ある。

【図２】回転ヘッド式の磁気記録再生装置における磁気
テープの記録トラックパターンである。

【図３】磁気記録再生装置における回転シリンダの断面
図である。

【図４】（ａ）は従来のスリーブ付き軸受ユニットの構
造を示す断面図、（ｂ）は従来のスリーブ付き軸受ユニ
ットを加工条件を示す説明図である。

【符号の説明】

６　　回転軸 １１　　インナーレース １２　　ボール １３　　軸受外輪 ３０　　スリーブ ３１　　メッキ層

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転軸と、該回転軸を回転自在に保持
   する軸受部と、該軸受部の外周面に嵌合する円筒形状の
   スリーブを設けたスリーブ付き軸受ユニットであって、
   前記スリーブの外周面に前記スリーブの材質より切削加
   工が容易な材質の表面層を形成したことを特徴とするス
   リーブ付き軸受けユニット。
2. 【請求項２】　　前記表面層は、ＮｉＣｒメッキにより
   構成したことを特徴とする請求項１記載のスリーブ付き
   軸受ユニット。
3. 【請求項３】　　前記表面層は、Ｃｕメッキにより構成
   したことを特徴とする請求項１記載のスリーブ付き軸受
   ユニット。
4. 【請求項４】　　回転軸と、該回転軸を回転自在に保持
   する軸受部と、該軸受部の外周面に嵌合する円筒形状の
   スリーブを設けたスリーブ付き軸受ユニットの製造方法
   であって、前記スリーブの外周面に前記スリーブの材質
   より切削加工が容易な材質の表面層を形成し、前記スリ
   ーブユニットの回転軸を保持して前記スリーブを回転さ
   せると共に、切削工具を該スリーブに当接させることに
   より切削加工による組加工を行うことを特徴とするスリ
   ーブ付き軸受けユニットの製造方法。
5. 【請求項５】　　前記表面層は、ＮｉＣｒメッキにより
   構成したことを特徴とする請求項４記載のスリーブ付き
   軸受ユニットの製造方法。
6. 【請求項６】　　前記表面層は、Ｃｕメッキにより構成
   したことを特徴とする請求項４記載のスリーブ付き軸受
   ユニットの製造方法。