JPS63145816A - 動圧形流体軸受装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はビデオテープレコーダ、ディジタルオーディ
オテープレコーダ、コンパクトディスク、フロッピーデ
ィスク等に使用する動圧形流体軸受装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）、ディシイタル
オーディオテープレコーダ（ＤＡＴ）、フロンビーディ
スク等の小型回転機器においては、高速かつ高精度回転
の性能を必要とするころから、動圧形流体軸受を使用す
ることが望まれている。

この種の軸受装置としては、たとえば特開昭６１１７７
１４号公報に記載された構造のものが知られており、ハ
ウジングを貫通する軸体の外周面（ラジアル面）に動圧
発生用のみぞを形成してハウジングの内周面（ラジアル
軸受面）との間に半径方向荷重を支持するラジアル軸受
を構成し、軸体と一体に形成されたフランジ状の円板の
両側側面を、ハウジングの内周面に設けられた周みその
両側側面にそれぞれ対向させて円板を周みぞ内に収容し
、円板の両側側面（スラスト面）に動圧発生用のみそを
それぞれ形成して周みぞの両側側面（スラスト軸受面）
との間に反対方向の軸方向荷重を支持するスラスト軸受
をそれぞれ構成している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の動圧形流体軸受装置においては、軸
体と一体の円板の両側側面がスラスト軸受を構成してい
るため、動圧形のスラスト軸受が二つあるので軸受の使
用時におけるトルクが大きくなると共に一対のスラスト
軸受の加工が困難であるという欠点があり、また軸体の
軸方向へ移動が拘束されていないため、装置を出荷する
際の輸送時等に外力を受けると、軸体がハウジングに対
して軸方向の振動や半径方向の揺動を起こし、スラスト
軸受及びラジアル軸受を損傷させるという欠点がある。

この発明は、上記のような欠点を解消して、低トルクで
あり、そして輸送時における軸体の振動、揺動を防止す
る機構を備えた動圧形流体軸受装置を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段］ この発明の動圧形流体軸受装置は、スリーブとスリーブ
の軸方向の一方の端部に取付けた環状部材との間に設け
た内周みぞに軸体のフランジ部を収容し、フランジ部へ
の環状部材の対向面をスラスト軸受面、及び環状部材へ
のフランジ部の対向面をスラスト面とし、このスラスト
軸受面とスラスト面との少なくとも一方に動圧発生用の
みそを設けて一方向のスラスト流体軸受を構成している
。

また、ハウジングの環状部材とは反対側の軸方向側面に
は、軸体に取り付けられたディスクの軸方向側面を対向
させて、両者の軸方向側面の少なくとも一方に吸引形の
永久磁石を取り付けている。

〔作用〕

この発明の動圧形流体軸受装置は、ハウジングの環状部
材とは反対側の軸方向側面と、これに対向するディスク
の軸方向側面との間に、永久磁石による吸引力が作用す
るため、軸体はディスクを介してハウジングの環状部材
側へ軸方向に引き寄せられ、軸体のフランジ部と環状部
材とによって構成されているスラスト流体軸受によって
一方向のみのスラスト荷重が支持される。

また、軸受装置の輸送時等においては、永久磁石の吸引
力によって軸体のフランジ部がハウジングの環状部材に
密着した状態で保持されているため、外力を受けても軸
体がハウジングに対して軸方向に振動したり、半径方向
に揺動することはない。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、この発明をビディオテープレコーダの回転部
に適用した実施例を示す縦断面図である。

同図において、符号９は下ドラムであり、下ドラム９に
はスリーブ１１が同軸上に固定され、スリーブ１１の一
方の軸端部には、スリーブ１１の内径よりも小径の内周
面をもつ環状部材１２が嵌合されて固定されている。そ
して、スリーブ１１と環状部材１２とによってハウジン
グ１０が構成されている。スリーブ１１の内周面の軸方
向両側部分はそれぞれ円筒状のラジアル軸受面１３，１
４であり、ラジアル軸受面１．’３．１４の間には空気
抜き孔１５ａに連通ずる周溝１５が形成され、またスリ
ーブ１１と環状部材１２との間にはラジアル軸受面１３
．１４よりも底部が大径の内周みぞ１７が設けである。

上記のスリーブ１１の内部には、軸体２０が貫通して配
設されている。軸体２０にはフランジ部２１が設けてあ
り、このフランジ部２１をハウジングの内周みぞ１７内
に収容してフランジ部２１の軸方向外側側面を環状部材
１２と対向させ、また軸体２０はフランジ部２１よりも
軸方向外側の小径の下端部２０ａが環状部材１２を貫通
してスリーブ１１の一方の軸端部よりも外側に延出し、
また軸体２０は下端部２０ａとは反対側の上端部２０ｂ
がスリーブ１１の他方の軸端部よりも外側に延出してい
る。

軸体２０の外周面は、スリーブ１１のラジアル軸受面１
３．１４と対向する個所がラジアル面２３．２４であり
、ラジアル面２３．２４にはそれぞれへリングポーン状
の動圧発生用のみぞ２５゜２６が形成され、軸体２０と
スリーブ１１との間では油、グリース、空気等を介して
動圧形のラジアル流体軸体を構成している。

環状部材１２が軸体２０のフランジ部２１と対向する軸
方向内側側面は、平面状のスラスト軸受面１２ａであり
、このスラスト軸受面１２ａには、第２図に示すような
ヘリングボーン状の動圧発生用のみぞ２９が形成され、
軸体２０のフランジ部２１と環状部材１２との間では油
、グリース、空気等を介して動圧形のスラスト流体軸受
を構成している。

上記の軸体２０の下端部２０ａには、駆動用モータのリ
ング状ロータ３０を取り付けた台座３１が固着されてい
る。このロータ３０は、下ドラム９に取り付けたリング
状ステータ３３と半径方向に対向させである。

また、軸体２０の上端側部２０ｂには、ディスク４０が
圧入、焼ばめ等により一体に固着されている。ディスク
４０は、ハウジング１０のスリーブ１１と軸方向に適宜
のすき間を隔てて対向し、両者の対向する軸方向側面４
６．１６には、吸引形の永久磁石５０．５１を接着等に
よって取り付けて、ハウジング側の永久磁石５１に対す
るディスク側の永久磁石５０の吸引力とロータ台座３１
およびディスク４０が付いた軸体２０の重量とにより軸
体２０のフランジ部２１を環状部材１２に吸引させてい
る。そして、ディスク４０には環状の中間部材４１が取
付けられ、この中間部材４１に上ドラム４２が取り付け
られている。

上記構成の動圧廻流体軸受装置において、軸体２０が第
１図の上方からみて時計と反対方向に回転すると、軸体
２０のラジアル面２３．２４とスリーブ１１のラジアル
軸受面１３．１４との間のラジアル軸受すき間に、動圧
発生用のみぞ２５゜２６のポンピング作用による流体膜
が形成されて、軸体２０のラジアル荷重が支持される。

また、軸体２０のフランジ部２１のスラスト面２１ａと
環状部材１２のスラスト軸受面１２ａとの間のスラスト
軸受すき間に、動圧発生用のみぞ２９のポンピング作用
による流体膜が形成されて、軸体２０が永久磁石５０．
５１の吸引力と軸体２０、ディスク４０およびロータ台
座３１の重量とに抗して浮上し、軸体２０の軸方向下向
きのスラスト荷重が支持される。

軸体２０、ディスク４０およびロータ台座３１の重量を
超える大きさの荷重が軸方向上向きのスラスト荷重とし
て作用する使用条件の場合においては、これらの荷重よ
りも大きな吸引力をもつ永久磁石５０．５１を使用する
ことにより、軸体２０のフランジ部２１の反スラスト面
とこれに対向するスリーブ１１の内周みぞ１７の軸方向
内側面とを非接触状態に保持することができる。

上記の動圧廻流体軸受装置の不使用時においては、軸体
２０のフランジ部２１が永久磁石５０゜５１の吸引力に
よって環状部材１２に吸引された状態を保持しているか
ら、外力を受けても軸体２０がスリーブ１１の内部で軸
方向に振動したり、半径方向に摺動することが少なく、
常に静止した状態を保たせることができる。

なお、この実施例においては、環状部材１２の内周面を
スリーブ１１のラジアル軸受面１３．１４よりも小径に
形成しているため、軸体２０のフランジ部２１の外径を
小さく成形した場合でも、スラスト軸受面１２ａの面積
を大きく確保することができ、大きな負荷容量を有する
スラスト流体軸受を構成することが可能となる。したが
って、フランジ部２１の外径を小さくできることにより
軸体２０及びスリーブ１１の材料費が削減され、またス
ラスト軸受部分の小径化により装置全体を小形化するこ
とができる。

前記実施例では、軸体のラジアル面に動圧発生用のみぞ
を設けた場合について説明したが、この動圧発生用のみ
そは、スリーブのラジアル軸受面に設けてもよく、また
ラジアル面とラジアル軸受面との双方に設けてもよい。

また、環状部材のスラスト軸受面に設けた動圧発生用の
みぞについても、フランジ部のスラスト面に設けてもよ
く、スラスト面とスラスト軸受面との双方に設けてもよ
い。

また、ディスクとスリーブとの軸方向の対向側面に設け
た永久磁石については、ディスクとスリーブとの何れか
一方、または双方の素材が磁性体である場合は、一方の
永久磁石を省略することもできる。

なお、この発明の動圧形流体軸受装置は、軸体を固定し
てハウジングを回転する装置として使用することもでき
、また第１図に示したような紺形としてだけでなく、反
転縦形にしてもよく、さらに横形の装置として使用する
こともできる。

また、ディスク４０と中間部材４１とを別体としないで
ディスク４０と中間部材４１とを一体としてディスク４
０を構成しても良い。

第３図は参考例であるが、スリーブ１１の他方の軸端部
には、スリーブ１１の内径よりも小径の内周面をもつ環
状部材１２が嵌合されて固定されている。そしてスリー
ブ１１と環状部材１２とによってハウジング１０が構成
されている。またスリーブ１１と環状部材１２との間に
はラジアル軸受面１３．１４よりも底部が大径の内周み
ぞ１７が設けである。軸体２０にはフランジ部２１が設
けてあり、このフランジ部２１をハウジングの内周みぞ
１７内に収容してフランジ部２１の軸方向外側側面を環
状部材１２と対向させ、また軸体２０はフランジ部２１
よりも軸方向外側の小径の上端部２０ｂが環状部材１２
を貫通してスリーブ１１の他方の軸端部よりも外側に延
出し、また軸体２０は上端部２０ｂとは反対側の下端部
２０ａがスリーブ１１の一方の軸端部よりも外側に延出
している。

環状部材１２が軸体２０のフランジ部２１と対向する軸
方向内側側面は、平面状のスラスト軸受面１２ａであり
、このスラスト軸受面１２ａにはへリングボーン状の動
圧発生用のみぞ２９が形成され、軸体２０のフランジ部
２１と環状部材１２との間では油、グリース、空気等を
介して動圧形のスラスト流体軸受を構成している。

また、軸体２０の上端側部２０ｂには、ディスク４０が
圧入、焼ばめ等により一体に固着されている。ディスク
４０は、ハウジング１０のスリーブ１１と軸方向に適宜
のすき間を隔てて対向し、両者の対向する軸方向側面４
６．１６には、反発形の永久磁石５０．５１を接着等に
よって取り付けて、軸体２０のフランジ部２１を環状部
材１２に吸引させている。

なお、図示の参考例の他の個所は第１の実施例とほぼ同
様に構成され、この参考例は第１の実施例とほぼ同様の
効果を有する。

なお、スラスト軸受面１２ａとスラスト面２１ａとの少
なくとも一方に動圧発生用のみそを設けでもよく、また
ラジアル軸受面１３．１４とラジアル面２３．２４との
少なくとも一方に動圧発生用のみぞを設けてもよい。

また、横形でも倒置形でも使用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の動圧形流体軸受装置は
、ハウジングを貫通する軸体のフランジ部をハウジング
の内周みぞに収容してスリーブの一方の軸方向端部杆固
定された環状部材と対向させ、環状部材に対向するフラ
ンジ部のスラスト面とフランジ部に対向する環状部材の
スラスト軸受面との少なくとも一方に動圧発生用のみぞ
を設けて動圧形のスラスト流体軸受を構成し、ハウジン
グの環状部材とは反対側の軸方向側面を軸体の一方の軸
端側部に取り付けられたディスクの軸方向側面と対向さ
せて、これらの軸方向側面の少なくとも一方に吸引形の
永久磁石を設けた構成にしているから、永久磁石の吸引
力によって軸体のフランジ部がハウジングの環状部材側
に引き寄せられ、ディスク側から環状部材側への軸方向
のスラスト荷重が作用することになる。したがって、こ
の発明によれば、スラスト流体軸受によって支持するス
ラスト荷重が一方向のみとなるので、動圧形のスラスト
軸受が一つであり、動圧形のスラスト軸受の加工が容易
であり、軸受使用時におけるトルクが小さくなり、高精
度の回転性能を必要とする装置に最も好適な軸受として
使用することが可能となる。

また、この発明によれば、軸体のフランジ部とハウジン
グの環状部材とが永久磁石の吸引力によって吸引されて
おり、装置の輸送時等に外力を受けても軸体がハウジン
グに対して軸方向の振動や半径方向の揺動を起こすこと
が少ないので、スラスト軸受及びラジアル軸受を損傷さ
せることがない動圧形流体軸受装置が得られる。

さらに、軸体回転の場合はディスクからフランジ部の方
向へ加わる負荷が動圧形のスラスト流体軸受で支持され
るが、フランジ部からディスクの方向へ永久磁石の吸引
力より小さい負荷が加わると、動圧形のスラスト流体軸
受に加わる負荷が軽減されるのでフランジ部からディス
クの方向へ加わる永久磁石の吸引力より小さい負荷も支
持できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例を示す縦断面図、第２図は
環状部材のスラスト軸受面を示す平面図、第３図は参考
例のＮＵｒ面図である。 図中、１０はハウジング、１１はスリーブ、１２は環状
部材、１２２ば環状部材の軸方向側面（スラスト軸受面
）、１３．１４はラジアル軸受面、１６はスリーブの軸
方向側面、１７は内周みぞ、２０は軸体、２１はフラン
ジ部、２１ａはフランジ部の軸方向側面（スラスト面Ｌ
２３．２４はラジアル面、２５．２６はラジアル面の動
圧発生用のみぞ、２９はスラスト軸受面の動圧発生用の
みぞ、４０はディスク、４６はディスクの軸方向側面、
５０．５１は永久磁石である。 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジングはスリーブとスリーブの軸方向の一方
   の端部に取付けた環状部材とを有し、ハウジングの内周
   に、一方の軸端側部にディスクが固着された軸体を貫通
   してディスクの軸方向側面をハウジングの環状部材とは
   反対側の側面に対向させ、スリーブと環状部材との間に
   設けた内周みぞは軸体に設けたフランジ部を収容し、フ
   ランジ部の軸方向側面を環状部材の軸方向側面に対向さ
   せ、軸体の外周面に設けたラジアル面とこれに対向する
   ハウジングのラジアル軸受面との少なくとも一方に設け
   た動圧発生用のみぞにより軸体とハウジングとの間にラ
   ジアル流体軸受を構成してなる動圧形流体軸受装置にお
   いて、前記ハウジングに対向するディスクの軸方向側面
   とディスクに対向するハウジングの軸方向側面との少な
   くとも一方に吸引形の永久磁石を設け、環状部材に対向
   するフランジ部の軸方向側面とフランジ部に対向する環
   状部材の軸方向側面との少なくとも一方に動圧発生用の
   みぞを設けてフランジ部と環状部材との間にスラスト流
   体軸受を構成したことを特徴とする動圧形流体軸受装置
   。
2. （２）環状部材の内周面が、ラジアル軸受面よりも小径
   である特許請求の範囲第１項記載の動圧形流体軸受装置
   。