JPH07317770A - 焼結含油軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラジアル荷重を軽減することにより、超低
速，高荷重，高温での運転を可能にし、且つ寿命を長く
するようにした、焼結含油軸受を提供することを目的と
する。 【構成】 軸受すべきラジアル荷重の軸１２が嵌挿され
る内径部１４ａを備えている、焼結材料から成り且つ潤
滑油が含浸された、焼結含油軸受１４において、上記内
径部が、断面にて、上記荷重に対して、軸を複数点Ｂ，
Ｃで支持するように、形成されていることにより、焼結
含油軸受１４を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オーディオ，ビデオ，
またはコンピュータの磁気テープ式外部記憶装置等で使
用されるキャプスタン駆動装置におけるキャプスタン軸
受等の焼結含油軸受に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このようなキャプスタン駆動装置
は、磁気テープをピンチローラによりキャプスタンに圧
接させながら、このキャプスタンを一定速度で回転駆動
せしめることにより、この磁気テープを所定速度で走行
させるために、使用されている。

【０００３】ここで、キャプスタン軸受としては、例え
ばボールベアリングや焼結含油軸受が使用される。そし
て、焼結含油軸受は、ボールベアリングに比較して、コ
ストが低く、且つ軸受スペースが小さいことから、より
多く使用されている。

【０００４】このような焼結含油軸受は、例えば図６の
断面図に示すように構成されている。図において、焼結
含油軸受１は、焼結材料により中空円筒状に形成されて
いると共に、ハウジング２に保持されている。この焼結
含油軸受１は、その断面が円形である中空部１ａ内に、
キャプスタンモータ（図示せず）により回転駆動される
キャプスタン軸３が嵌挿される。

【０００５】このキャプスタン軸３には、図示しないキ
ャプスタン駆動装置のピンチローラがラジアル方向（図
示の場合、下方）に向かって圧接される。これにより、
キャプスタン軸３により、焼結含油軸受１の中空部１ａ
に対して、矢印Ｆで示す力が作用することになる。

【０００６】そして、このキャプスタン軸３は、この焼
結含油軸受１に含浸された潤滑油によって、この焼結含
油軸受１の中空部１ａの内面との間に形成される境界油
膜を介して保持されることにより、このキャプスタン軸
３と焼結含油軸受１の中空部１ａの内面との間の摩擦が
低減される。かくして、このキャプスタン軸３は、数１
０ｒｐｍ以上の回転数においては、軸受荷重が、境界油
膜及び軸受表面によって支持されることになり、摩耗す
ることなく、且つ円滑に回転駆動されることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
磁気テープの記録再生装置は、コンピュータの外部記憶
装置、例えばテープストリーマとして使用されるように
なっている。このため、キャプスタン軸は、例えば１０
０乃至１５０ｎ／分の回転数で、テープ走行寿命２乃至
３万時間と、寿命及び走行性能の高信頼性が要求される
ようになっている。

【０００８】また、カメラ一体型ＶＴＲにおいては、機
器の小型化のために、機器内の温度上昇が大きくなって
いる。このため、キャプスタン軸用の軸受は、高温にお
ける運転及び長寿命化が要求されるようになっている。

【０００９】さらに、一方で、キャプスタン軸の回転数
も、例えば数１０ｒｐｍから数ｒｐｍという長低速運転
が要求されるようになっている。

【００１０】かくして、従来の焼結含油軸受を使用した
場合には、テープ駆動のためのピンチローラの圧着によ
るラジアル方向の軸受荷重が、５乃至８ｋｇ／平方セン
チメートルであることから、数１０乃至１５０ｎ／分付
近での低速域においては、キャプスタン軸３と焼結含油
軸受１との間に、境界潤滑油による油膜が出来難くなっ
てしまう。

【００１１】このため、キャプスタン軸３は、運転中
に、焼結含油軸受１の中空部１ａの内面に対して、断面
にて一点Ａで、直接に接触することになる。従って、金
属接触によって、キャプスタン軸３が摩耗することにな
り、数千時間乃至数万時間の運転に耐えられなくなり、
軸受焼き付き等の軸受故障が発生してしまうという問題
があった。

【００１２】本発明は、以上の点に鑑み、ラジアル荷重
を軽減することにより、超低速，高荷重，高温での運転
を可能にし、且つ寿命を長くするようにした、焼結含油
軸受を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、軸受すべきラジアル荷重の軸が嵌挿される内径部
を備えている、焼結材料から成り且つ潤滑油が含浸され
た、焼結含油軸受において、前記内径部が、断面にて、
前記荷重に対して、軸を複数点で支持するように、形成
されている、焼結含油軸受により、達成される。

【００１４】本発明による焼結含油軸受は、好ましく
は、前記内径部が、断面にて、前記荷重に対して、軸を
荷重と反対側の二点で支持するように、形成されてい
る。

【００１５】本発明による焼結含油軸受は、好ましく
は、前記内径部が、長手方向に延びる複数本の凹陥部を
備えている。

【００１６】本発明による焼結含油軸受は、好ましく
は、前記内径部が、長手方向に延びる一本の凹陥部を備
えている。

【００１７】本発明による焼結含油軸受は、好ましく
は、前記凹陥部が、この内径部の円周方向に沿って、三
日月状に形成されている。

【００１８】本発明による焼結含油軸受は、好ましく
は、前記凹陥部が、この内径部の円周方向に沿って、扇
形に形成されている。

【００１９】

【作用】上記構成によれば、軸受すべき軸は、ラジアル
荷重によって、軸受の内径部のラジアル荷重と反対側に
押圧されることになる。そして、この軸は、断面にて、
軸受の内径部に形成された凹陥部等の両側縁によって少
なくとも二点で支持されることになる。従って、従来の
焼結含油軸受による一点支持に比較して、支持点におけ
る軸受荷重が軽減されることになる。かくして、各支持
点における潤滑油の境界油膜の形成が容易に行なわれ得
る。

【００２０】上記内径部が、断面にて、上記荷重に対し
て、軸を荷重と反対側の二点で支持するように、形成さ
れている場合には、この荷重によって、軸は、この二点
で支持されることになり、各支持点における軸受荷重が
軽減される。

【００２１】上記内径部が、長手方向に延びる複数本の
凹陥部を備えている場合には、複数の支持点が容易に形
成されることになる。また、各凹陥部に向かうラジアル
荷重に対して、軸を軸受することが可能である。

【００２２】上記内径部が、長手方向に延びる一本の凹
陥部を備えている場合には、二点の支持点が容易に形成
されることになる。

【００２３】上記凹陥部が、この内径部の円周方向に沿
って、三日月状に形成されている場合には、この凹陥部
の両側縁によって、二点の支持点が構成されることにな
る。

【００２４】上記凹陥部が、この内径部の円周方向に沿
って、扇形に形成されている場合には、この凹陥部の両
側の段部によって、二点の支持点が構成されることにな
る。

【００２５】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図１乃至図
５を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる
実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に
好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載
がない限り、これらの態様に限られるものではない。

【００２６】図１は、本発明による焼結含油軸受を組み
込んだキャプスタン駆動装置の一実施例を示している。
図１において、キャプスタン駆動装置１０は、所謂ダイ
レクトキャプスタン方式として、ハウジング１１に対し
て回転可能に支持されたキャプスタン軸１２と、このキ
ャプスタン軸１２に対して側方から当接されるピンチロ
ーラ１３とを備えている。

【００２７】上記キャプスタン軸１２は、その上端付近
及び下端付近で、それぞれ焼結含油軸受１４，１５によ
り、ラジアル方向の軸受荷重に対して軸受されている。

【００２８】上記ピンチローラ１３は、ゴム等の弾性材
料から形成されていると共に、図示しない機構によっ
て、キャプスタン軸１２に対して所定の押圧力で当接さ
れると共に、キャプスタン軸１２の回転に追従して回転
可能に支持されている。

【００２９】上記キャプスタン軸１３は、その下端に円
板状のロータ１６が取り付けられている。このロータ１
６の上面には、環状に配設された永久磁石１７が取り付
けられている。他方、上記ハウジング１１の下面には、
このロータ１６の上面の永久磁石１７に対向するように
コイル１８が取り付けられている。これにより、このコ
イル１８に通電することによって、コイル１８を流れる
電流により発生する磁界が、ロータ１６に取り付けられ
た永久磁石１８の磁界と相互に作用する。かくして、こ
のロータ１６が回転駆動され、キャプスタン軸１２が一
定速度で回転される。

【００３０】尚、上記実施例においては、ロータ１６の
外周部１６ａは、歯車状に形成されていて、他の歯車１
９に係合している。これにより、歯車１９の回転運動
が、図示しない動力伝達機構を介して、磁気テープの巻
取装置に伝達され、キャプスタン軸１２の回転により走
行する磁気テープが、この巻取装置によって巻取られる
ようになっている。

【００３１】かくして、このキャプスタン軸１２は、磁
気テープの記録・再生時及びテープ巻取時に、例えば数
ｒｐｍ乃至数千ｒｐｍの広範囲の回転数で、回転駆動さ
れる。

【００３２】また、このキャプスタン軸１２には、ピン
チローラ１３がラジアル方向（図示の場合、下方）に向
かって圧接される。これにより、キャプスタン軸１２に
より、焼結含油軸受１４の中空部１４ａに対して、図２
の矢印Ｆで示す力（ラジアル方向の軸受荷重）が作用す
ることになる。

【００３３】ここで、上記焼結含油軸受１４，１５は、
図２に示すように、構成されている。即ち、図２におい
て、焼結含油軸受１４は、焼結材料により中空円筒状に
形成されていると共に、ハウジング１１内に保持されて
いる。

【００３４】この場合、この焼結含油軸受１４は、その
中空部１４ａが、ほぼ円形に形成されていると共に、ピ
ンチローラ１３によるラジアル方向の軸受荷重Ｆに対し
て、反対側の部分に形成された、断面が三日月状の凹陥
部１４ｂを備えている。この凹陥部１４ｂは、この焼結
含油軸受１４の中空部１４ａ内にて、軸方向に延びてい
る。これにより、この中空部１１ａ内に、キャプスタン
軸１２が嵌挿されたとき、軸方向に垂直な断面にて、こ
の凹陥部１４ｂの両側縁が、このキャプスタン軸１２に
対して、二点支持することになる。焼結含油軸受１５も
同様の構成であり、その中空部１５ａに、凹陥部１５ｂ
が形成されている。

【００３５】本実施例によるキャプスタン駆動装置１０
は、以上のように構成されており、磁気テープ２０は、
ピンチローラ１３により、キャプスタン軸１２に対し
て、側方から圧接される。そして、コイル１８に通電さ
れることにより、ロータ１６がハウジング１１に対し
て、回転駆動されることになる。かくして、キャプスタ
ン軸１２は、一定速度で回転され、磁気テープ２０を一
定速度で走行させることになる。

【００３６】ここで、キャプスタン軸１２は、この焼結
含油軸受１４，１５に含浸された潤滑油によって、この
焼結含油軸受１４，１５の中空部１４ａ，１５ａの内面
との間に形成される境界油膜を介して保持されることに
なる。従って、このキャプスタン軸１２と焼結含油軸受
１４，１５の中空部１４ａ，１５ａの内面との間の摩擦
が低減される。かくして、このキャプスタン軸１２は、
軸受荷重が、境界油膜及び軸受表面によって支持される
ことになり、摩耗することなく、且つ円滑に回転駆動さ
れることになる。

【００３７】その際、焼結含油軸受１４，１５は、その
中空部１４ａ，１５ａの内面に、凹陥部１４ｂ，１５ｂ
が形成されているので、上記キャプスタン軸１２は、こ
の中空部１４ａ，１５ａ内にて、この凹陥部１４ｂ，１
５ｂの両側縁に沿って、二つの支持点Ｂ，Ｃにて二点支
持されることになる。これにより、ラジアル方向の軸受
荷重Ｆは、二つの支持点Ｂ，Ｃに分散されることにな
り、各支持点Ｂ，Ｃにおける軸受荷重が軽減される。

【００３８】かくして、各支持点Ｂ，Ｃにおける境界油
膜の形成が容易に行なわれ得ることになる。これによ
り、軸と軸受の内径部との直接的な金属接触による、ア
グレッシブ摩耗や凝着摩耗が防止されることになり、比
較的ゆるやかな摩耗のみが発生することになる。従っ
て、１００乃至１５０ｒｐｍの回転数での数千乃至数万
時間の運転によっても、キャプスタン軸１２及び焼結含
油軸受１４，１５の摩耗が少なく、良好な長寿命が得ら
れることになる。

【００３９】また、各支持点Ｂ，Ｃにおける軸受荷重が
軽減されるので、各支持点Ｂ，Ｃにおける境界油膜形成
に要する最低回転数が、従来の数１０ｒｐｍの数分の一
以下、例えば数ｒｐｍ程度の低速域での運転が可能にな
る。

【００４０】図３は、本発明による焼結含油軸受の第二
の実施例を示している。図３において、焼結含油軸受１
４は、その中空部１４ａの断面周囲にて、ほぼ等角度間
隔で形成された複数個（図示の場合、６個）の三日月状
の凹陥部１４ｃを有している。各凹陥部１４ｃは、それ
ぞれ中空部１４ａ内で軸方向に延びている。

【００４１】このような構成の焼結含油軸受１４によれ
ば、ラジアル方向の軸受荷重Ｆに対して、焼結含油軸受
１４のハウジング１１への取り付け方向は、一義的に決
まらず、何れか一つのの凹陥部１４ｃが、ラジアル方向
の軸受荷重Ｆの反対側に位置すればよく、組立が容易に
行なわれ得ることになる。

【００４２】図４は、本発明による焼結含油軸受の第三
の実施例を示している。図４において、焼結含油軸受１
４は、その中空部１４ａの断面周囲にて、ほぼ等角度間
隔で形成された複数個（図示の場合、４個）の扇形の凹
陥部１４ｄを有している。各凹陥部１４ｄは、それぞれ
中空部１４ａ内で軸方向に延びている。

【００４３】このような構成の焼結含油軸受１４によれ
ば、ラジアル方向の軸受荷重Ｆに対して、焼結含油軸受
１４のハウジング１１への取り付け方向は、一義的に決
まらず、何れか一つのの凹陥部１４ｄが、ラジアル方向
の軸受荷重Ｆの反対側に位置すればよく、組立が容易に
行なわれ得ることになる。さらに、この場合、各凹陥部
１４ｄが扇形に、即ち中空部１４ａの内面に対する深さ
が一定に形成されているので、この凹陥部１４ｄの両側
縁の位置が段差によって高精度で形成される。かくし
て、支持点Ｂ，Ｃの位置が正確に位置決めされることに
なる。

【００４４】図５は、本発明による焼結含油軸受の第四
の実施例を示している。図５において、焼結含油軸受１
４は、その中空部１４ａの断面周囲にて、三日月状の凹
陥部１４ｅを有している。凹陥部１４ｅは、中空部１４
ａ内で軸方向に延びている。この場合、この凹陥部１４
ｅは、焼結含油軸受１４がハウジング１１内に圧入さ
れ、その一部がこのハウジング１１の内面に形成された
凹陥部１１ａ内に向かって変形することにより、形成さ
れる。

【００４５】このような構成の焼結含油軸受１４によれ
ば、ラジアル方向の軸受荷重Ｆに対して、焼結含油軸受
１４の中空部１４ａ内への凹陥部１４ｅの加工が不要で
ある。従って、比較的硬度の高い焼結含油軸受１４の加
工が不要であることから、加工コストが低減されること
になる。

【００４６】このように上述の実施例では、軸受すべき
軸は、断面にて、ラジアル荷重に対して、軸受の内径部
にて少なくとも二点で支持されることになる。従って、
従来の一点支持に比較して、支持点における軸受荷重が
軽減され、各支持点における潤滑油の境界油膜の形成が
容易に行なわれ得る。

【００４７】かくして、軸と軸受の内径部との直接的な
金属接触による、アグレッシブ摩耗や凝着摩耗が防止さ
れることになり、比較的ゆるやかな摩耗のみが発生する
ことになる。これにより、１００乃至１５０ｒｐｍの回
転数での数千乃至数万時間の運転によっても、軸及び軸
受の摩耗が少なく、長寿命が得られることになる。

【００４８】また、各支持点における軸受荷重が軽減さ
れることから、支持点における境界油膜形成に要する最
低回転数が数分の一以下の低速域にまで拡大されること
になる。従って、従来の一点支持の場合には、境界油膜
が形成されず、軸と軸受の焼き付きを引き起こすような
低い回転数であっても、境界油膜が形成されることにな
るので、超低速であっても、良好な潤滑状態が得られる
ことになる。

【００４９】さらに、従来の一点支持の場合には、オイ
ル粘度が低下してしまうような高温環境での運転であっ
ても、各軸受荷重が軽減されることにより、高温であっ
ても、良好な潤滑状態が得られることになる。

【００５０】尚、上記実施例においては、キャプスタン
駆動装置１０におけるキャプスタン軸１２を支持する焼
結含油軸受１４，１５について説明したが、これに限ら
ず、ラジアル方向の軸受荷重を受ける焼結含油軸受であ
れば、他の機器で使用されるあらゆる焼結含油軸受に本
発明を適用し得ることは明らかである。

【００５１】また、上記実施例においては、キャプスタ
ン軸１２は、二つの支持点Ｂ，Ｃで支持されているが、
これに限らず、三つ以上の支持点で支持されるようにし
てもよい。この場合、各支持点に対する軸受荷重は、よ
り一層軽減されることになる。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ラ
ジアル荷重を軽減することにより、超低速，高荷重，高
温での運転を可能にし、且つ寿命を長くするようにし
た、焼結含油軸受が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による焼結含油軸受を備えたキャプスタ
ン駆動装置の実施例を示す概略断面図である。

【図２】図１のキャプスタン駆動装置における焼結含油
軸受の第一の実施例を示す拡大断面図である。

【図３】本発明による焼結含油軸受の第二の実施例を示
す拡大断面図である。

【図４】本発明による焼結含油軸受の第三の実施例を示
す拡大断面図である。

【図５】本発明による焼結含油軸受の第四の実施例を示
す拡大断面図である。

【図６】従来の焼結含油軸受の一例を示す拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ キャプスタン駆動装置 １１ ハウジング １２ キャプスタン軸 １３ ピンチローラ １４ 焼結含油軸受 １４ａ 中空部 １４ｂ 凹陥部 １４ｃ 凹陥部 １４ｄ 凹陥部 １４ｅ 凹陥部 １５ 焼結含油軸受 １５ａ 中空部 １５ｂ 凹陥部 １６ ロータ １７ 永久磁石 １８ コイル １９ 歯車 ２０ 磁気テープ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受すべきラジアル荷重の軸が嵌挿され
   る内径部を備えている、焼結材料から成り且つ潤滑油が
   含浸された、焼結含油軸受において、 前記内径部が、断面にて、前記荷重に対して、軸を複数
   点で支持するように、形成されていることを特徴とする
   焼結含油軸受。
2. 【請求項２】 前記内径部が、断面にて、前記荷重に対
   して、軸を荷重と反対側の二点で支持するように、形成
   されていることを特徴とする請求項１に記載の焼結含油
   軸受。
3. 【請求項３】 前記内径部が、長手方向に延びる複数本
   の凹陥部を備えていることを特徴とする請求項１に記載
   の焼結含油軸受。
4. 【請求項４】 前記内径部が、長手方向に延びる一本の
   凹陥部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の
   焼結含油軸受。
5. 【請求項５】 前記凹陥部が、この内径部の円周方向に
   沿って、三日月状に形成されていることを特徴とする請
   求項１から４の何れかに記載の焼結含油軸受。
6. 【請求項６】 前記凹陥部が、この内径部の円周方向に
   沿って、扇形に形成されていることを特徴とする請求項
   １から４の何れかに記載の焼結含油軸受。