JPH0457888B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオテープレコーダー用回転ヘツ
ドシリンダーユニツト、デイスクスピンドルユニ
ツト等の回転部に用いられるラジアル方向の動圧
型流体軸受装置の製造方法に関するものである。

従来の技術 近年、民生用ポータブル機器は、小型、薄型、
高性能化の動きが活発であり、回転主軸部に従来
使われていた玉軸受、真円すべり軸受にかわつて
小型高性能な溝付き動圧型流体軸受が一部の機器
に使われている。以下、図面を参照しながら上述
した従来の動圧型流体軸受装置の一例について説
明する。第６〜８図は従来の動圧型流体軸受装置
であり、これはビデオテープレコーダー用回転ヘ
ツドシリンダーユニツトである。第６図において
１は中心軸、１Ａは軸端面、２は固定シリンダ
ー、３はモータステータであり、１〜３で固定体
ユニツト４を構成する。５はスリーブでその軸受
穴５Ｃにはエツチング加工等により動圧発生溝５
Ｆ，５F′，５F″が加工された第１溝パターン５
Ａと第２溝パターン５Ｂを有する。６はスラスト
受け部材、７は回転シリンダー、８はモータロー
タ、９は磁気ヘツドであり、５〜９で回転体ユニ
ツト１０を構成している。

以上のように構成された動圧型流体軸受装置に
ついて以下、その動作を説明する。まずモータス
テータ３に通電が始まると、モータロータ８は回
転体ユニツト１０を回転させる。これにより中心
軸１と、軸受穴５Ｃの間の空気または潤滑剤は、
第１および第２の溝パターン５Ａ，５Ｂのポンピ
ング作用により圧力が高められた回転体ユニツト
１０は無接触で回転する。このときスラスト方向
は、スラスト受け部材６で受けている。

このような動態型流体は第７図に示すように横
置きで使用することがあるが、このとき特開昭58
−109715号に記述しているように中心軸１は先端
（同図左側の自由端）に近づくほど機械的なたわ
み量が多くなり同図θに示す角度だけ傾いてしま
う。このとき回転体ユニツト１０が中心軸１に習
つてθだけ傾いた状態で回転してしまうと回転体
ユニツト１０は固定シリンダー２に対して平行が
保てなくなる。これはとくにビデオシリンダー等
にこの種の動圧型流体軸受を使用する場合はその
悪影響は大きく、図示しない磁気テープと磁気ヘ
ツド９との相対位置が約10ミクロンメータもずれ
て電気信号の記録再生が正常に行なえなくなる。
そこで同図に示すように例えば何本かの動圧発生
溝がヘリングボーン状に配列した第１溝パターン
５Ａの長さBuに対して第２溝パターン５Ｂを長
さBlに短かく設計し、中心軸１の先端側の第１
溝パターン５Ａの軸受油膜剛性を強く、根本側の
第２溝パターン５Ｂの軸受油膜剛性をやや弱く設
計することにより第１溝パターン５Ａ部での油膜
偏心量を少なく第２溝パターン５Ｂ部分での油膜
偏心量を多くすることにより両方の溝パターン部
での機械的たわみ量と油膜偏心量の合計である総
偏心量を同じにして、回転体ユニツト１０の傾き
を防止している。また第２溝パターン５Ｂ部の軸
受長さBlはかなり短かいので溝数が少ない場合
には動圧発生溝による充分なポンピング力が得ら
れず、通常第１の溝パターン５Ａの溝本数が６本
に対して第２溝パターン５Ｂは６〜10本をエツチ
ング等により加工していた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では従来エツチ
ング加工等により溝パターン５Ａ，５Ｂを加工す
る場合には支障なかつたのであるが、第８図に示
すようにボール１１，１１′を有する溝加工工具
１２により５Ａ，５Ｂの溝パターンを切削または
そ性加工等により機械的に加工する場合には次の
ような問題があつた。この問題は第１と第２の溝
パターン５Ａ，５Ｂの動圧発生溝の本数が同一で
あるときは問題ないのであるが、従来のように第
１溝パターン５Ａが６本、第２溝パターン５Ｂが
10本というように溝数が異なる場合には溝加工工
具を２本１２，１２′使つてスリーブ５の両側か
ら加工せねばならず加工工数がかかつていた。ま
た２個の溝パターン５Ａ，５Ｂが同軸に精度よく
加工できにくく溝加工時に軸受穴５Ｃの精度をく
るわすという欠点があつた。本発明は上記問題点
に鑑み、２個所以上の動圧発生用溝パターンを軸
外周またはスリーブ内面に機械的に加工する場合
に本数の異なる２個以上の軸受部の溝パターンを
１つの溝加工工具で連続して短時間に加工できる
合理的な溝パターン形状をした動圧型流体軸受装
置の製造方法を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明の動圧型流体軸受装置の製造方法は、円
周上に複数個のボールが配置された溝加工工具を
回転させながら軸受穴の軸方向に沿つて前進後退
させることにより、前記軸受穴の内周に動圧発生
溝を複数本配列してなる溝パターンを複数箇所形
成するとともに、前記溝パターンの軸方向の長さ
はそれぞれ異なり、その中で最も長い第１の溝パ
ターンの動圧発生溝の本数に対して他の溝パター
ンの動圧発生溝を２倍以上の整数倍形成するもの
である。

作 用 本発明は上記した構成によつて第１溝パターン
に対して第２溝パターンの溝本数を約２倍以上の
整数倍にすることにより第１および第２の溝パタ
ーンを１つの溝加工工具により連続して加工でき
ることとなる。

実施例 以下、本発明の一実施例の動圧型流体軸受装置
の製造方法について、図面を参照しながら説明す
る。本発明の装置全体の構成のほとんどは第６〜
７図に示す従来例と同じである。その中で従来と
異なり、特徴的なのは第１図においてスリーブ５
の軸受穴５Ｃに設けられた何本かの動圧発生溝５
Ｆ，５F′，５F″が例えばヘリングボーン状に配
列した第１の溝パターン部５Ｄに対して第２溝パ
ターン５Ｅの動圧発生溝の本数を２倍、３倍また
は４倍等の整数倍にしていることである。この実
施例においては第１溝パターン５Ｄの溝本数を６
本に、第２溝パターン５Ｅを３倍の18本に設計し
ている。

ここで、動圧発生溝の加工法にはエツチング、
切削、放電加工等があるが、本発明においては溝
をボール１１でそ性加工するため、第１、第２の
溝パターン５Ｄ，５Ｅの動圧発生溝の断面は第２
図に示すように円弧になつている。

以上のように構成された動圧型流体軸受装置で
あるが、第１図においてボール１１を有する溝加
工工具１２により第１溝パターン５Ｄ、第２溝パ
ターン５Ｅを加工する手順について説明する。

第１に溝加工工具１２の円周を６等分した位置
にボール１１を６個配備しておく。

第２に同図ａの位置にある溝加工工具１２に送
り速度Ｖと角速度Ｗを与えて第３図のように第２
溝パターン５Ｅに動圧発生溝をボール１１の個数
だけ、即ち６本加工しつつ溝加工工具１２は同図
ｂの位置に前進する。

第３に第１溝パターン５Ｄに動圧発生溝を６本
加工しつつ同図ｃの位置まで前進する。これで第
１溝パターン５Ｄの動圧発生溝の加工は完了した
ことになる。

第４に溝加工工具１２はｂの位置まで動いてき
た軌跡をそのまま戻る。このときはボール１１は
何ら新たな加工はしない。

第５に溝加工工具１２は、元のａの位置に戻る
が、このときは以前に動いてきた軌跡とは別の軌
跡を通り第２溝パターン５Ｅに新たに動圧発生溝
６本を加工しながら戻り、第２溝パターン５Ｅの
溝数は12本になる。

第６に再び溝加工工具１２は第２溝パターン５
Ｅに新たに６本のグループを加工しながらｂの位
置まで前進し第２溝パターン５Ｅの溝は必要数で
ある18本になる。

最後に溝加工工具１２は進んで来たのと同じ軌
跡を通りａの位置まで戻り、一連の加工工程は完
了する。

このようにして、１つの溝加工工具により一方
向から連続して溝本数の異なる溝パターンの加工
が行なえるという効果がある。

このようにして構成された動圧型流体軸受装置
は、軸受長さの短かい第２溝パターン５Ｅの溝本
数が第１溝パターン５Ｄより多いので軸受の回転
安定性が優れる。第４図は、この軸受長さと軸受
の回転安定性度合い（安定係数）を示している。
安定係数が大きいほど回転精度が良いが、第１溝
パターン５Ｄのように軸受長さが充分長い場合
（長さBu）は、溝本数は６本で充分な安定度合を
持つが（安定係数が約２）、第２グループ５Ｅの
ように軸受長さが短かい場合（長さBl）は溝数
は10本以上が必要である。本発明は第２溝パター
ンの溝数は２倍以上の整数倍に設定するために第
１、第２の溝パターン共に充分な安定度合いを有
するという効果がある。

以下本発明の第２の実施例について図面を参照
しながら説明する。第５図は本発明の第２の実施
例を示す動圧型流体軸受装置である。２１はスラ
スト受け部材、２２は軸受穴２２Ｃを有する固定
シリンダー、２３はモータステータ２１，２２，
２３で固定体ユニツト２４を構成する。２５は軸
受穴２２Ｃの中を回転自在に設けられた中心軸、
２６はデイスク、２７は回転シリンダー、２８は
モータロータ、２９は磁気ヘツドであり、回転体
ユニツト３０を構成している。第２の実施例にお
いては第１溝パターン２２Ａの動圧発生溝２２
Ｆ，２２F′，２２F″は４本、第２溝パターン２
２Ｂは８本または12本に設定している。また中心
軸２５の下端２５Ａは球面状に加工され、スラス
ト方向の荷重は、この２５Ａとスラスト受け２１
とで受けている。この構成によつても軸受長さの
短かい第２溝パターン２２Ｂの溝数が充分多いの
で、軸受の回転安定性が高く、その溝数は、第１
溝パターン２２Ａの溝数の整数倍になつているの
で１つの溝加工工具で連続して溝加工が行なえる
ので短時間に精度良く動圧発生溝が加工できる。
またこのように第２の溝パターンの溝数が第１の
溝パターンの溝数の２倍のときは溝パターンの加
工は前記加工順序の第１から第５まで完了するの
で第６以降の溝加工は不要であり加工時間がさら
に短縮される。

尚、実施例は溝パターンがスリーブの内周面に
設けられているが、シヤフトの外周に設けられて
も同様である。

尚、実施例は１つの軸受穴に２個の溝パターン
を有しているが、３個以上の溝パターンを有する
場合も同様である。

尚、実施例は溝パターンは動圧発生溝がヘリン
グボーン状に配列しているが、これは軸に平行な
何本かの配列した平行溝状のパターンでも同じで
ある。

発明の効果 以上のように本発明は第１溝パターン部の動圧
発生溝の本数に対して軸受長さの短かい第２溝パ
ターンの本数をその２倍以上の整数倍設けること
により溝加工が短時間で精度よく行なえ、高い回
転安定性を有する動圧型流体軸受装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１の実施例における動圧型流
体軸受装置の製造方法を示す断面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３図は本発明第１の
実施例における動圧発生溝の加工法説明図、第４
図は本発明第１の実施例における回転安定性の説
明図、第５図は本発明の第２の実施例における動
圧流体軸受装置の断面図、第６図及び第７図は従
来例のビデオシリンダーに使われた動圧型流体軸
受装置断面図、第８図は従来例の動圧型流体軸受
装置における動圧発生溝の加工法説明図である。 １，２５……中心軸、５Ｃ，２２Ｃ……軸受
穴、５Ｄ，２２Ａ……第１溝パターン、５Ｅ，２
２Ｂ……第２溝パターン、５Ｆ，５F′，５F″，
２２Ｆ，２２F′，２２F″……動圧発生溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円周上に複数個のボールが配置された溝加工
   工具を回転させながら軸受穴の軸方向に沿つて前
   進後退させることにより、前記軸受穴の内周に動
   圧発生溝を複数本配列してなる溝パターンを複数
   箇所形成するとともに、前記溝パターンの軸方向
   の長さはそれぞれ異なり、その中で最も長い第１
   の溝パターンの動圧発生溝の本数に対して他の溝
   パターンの動圧発生溝を２倍以上の整数倍形成す
   る動圧型流体軸受装置の製造方法。