JP2538080C - - 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の回転ヘッドシリンダー等に用いられる、高
速回転性能に優れた、動圧流体軸受装置に関するものである。 従来の技術 近年、ビデオテープレコーダ等は高性能化のため、回転ヘッドシリンダの回転
主軸部に高精度に回転できる軸受が必要であり、動圧流体軸受が使用されている
。 以下図面を参照しながら、上述した従来の動圧流体軸受装置の一例について説
明する。第３図は従来の動圧流体軸受装置の断面図である。第３図において、１
１は軸であり、スリーブ１２と共に回転自在に嵌め合わされている。軸１１の端
面１１Ａにはスラスト板１３が当接しスリーブ１２の端部に固定されている。ス
ラスト板１３には、動圧発生溝１３Ａが設けられ、潤滑剤１４が注油されスラス
ト軸受を構成する。スリーブ１２の内周にはまたは軸１の外周には動圧発生溝１
２Ａ，１２Ｂが設けられ、潤滑剤１４が注油されてラジアル軸受を構成する。こ
の動圧発生溝は回転方向に対してθ１，θ２の角度をもっており、この角度は一
般に２５度〜４０度である。スリーブ１２には通気穴１２Ｃ，１２Ｄがあけられ
ている。 以上のように構成された動圧流体軸受について、以下その動作について説明す
る。まず、図示しないモータに通電されると軸１１または、スリーブ１２とスラ
スト板１３が回転をはじめる。潤滑剤１４は動圧発生溝１１Ａ，１２Ａ，１２Ｂ
のポンピング作用により圧力を発生し、無接触回転する。尚、特開昭６０ー７８
１０６号公報に示される通り、通気穴１２Ｃは、軸１１Ａをスリーブ１２に挿入
し組み立てる時に、空所１２Ｅの空気を排出させるものであり、また通気穴１２
Ｄは温度，圧力が変化し空所１２Ｆの空気が体積変化したときに、この空所内の
圧力に変化を与えないように外気と連通させるためのものである。 発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、次の様な問題点がある。それは、近年、
動圧流体軸受は従来以上にさらに高速回転できるものが要求されているが、従来
の動圧流体軸受においては、高速回転では、スリーブ１２の動圧発生溝１２Ａ，
１２Ｂに注油された潤滑剤１４が、遠心力により通気穴１２Ｄから流出してしま
い、潤滑剤不足により軸受剛性が不足し振れが大きくなって、やがて焼け付きが
生じることがあった。 課題を解決するための手段 上記問題点を解消するために本発明の動圧流体軸受装置は、４ミクロン以上の
探さを持つ２組の動圧発生溝の間に密封された空所を設けるとともに、少なくと
も１組の動圧発生溝を、その外側の部分の長さが密封された空所側の長さより長
い非対称パターンとし、かつ、回転方向に対してなす角β１，β２を２０度未満
の鋭角にしたものである。 作用 本発明は、上記した構成によって、動圧流体軸受から空気が排出されやすくな
り、安定した高速回転が行え、また、高速回転でも潤滑剤を空所に確実に保持し
外部への流出を防止するものである。 実施例 以下本発明の一実施例における動圧型流体軸受装置について、第１図〜第２図
を参照しながら説明する。第１図は、同装置の断面図である。第１図において、
１は軸でありスリーブ２と共に回転自在に嵌め合わされている。軸１の端面１Ａ
にはスラスト板３が当接しスリーブ２の端面に固定されている。スラスト板３に は、動圧発生溝３Ａが設けられ、潤滑剤４が注油されスラスト軸受を構成する。
スリーブ２の内周にはまたは軸１の外周には２組の動圧発生溝２Ａ，２Ｂが設け
られ、潤滑剤４が注油されたラジアル軸受を構成する。この動圧発生溝２Ａ，２
Ｂは第１図に示す通り回転方向に対してβ１，β２の角度をもっており、これら
の角度は２０度未満の鋭角である。またその溝深さは、４ミクロンメータ以上の
充分な探さを持っている。スリーブには空所２０につながる通気穴２Ｃがあけら
れている。２Ｅは２個の動圧発生溝２Ａ，２Ｂの間にある空所であり空気が密封
されている。 以上のように構成された動圧流体軸受について、以下その動作について説明す
る。まず、図示しないモータに通電されると軸１または、スリーブ２とスラスト
板３が回転をはじめる。潤滑剤４は動圧発生溝１Ａ，２Ａ，２Ｂのポンピング作
用により圧力を発生し、無接触回転する。尚、通気穴２Ｃは軸１Ａをスリーブ２
に挿入し組み立てる時に、空所２Ｅの空気を排出させるものである。本実施例に
おいて高速回転中に、温度の上昇や、周囲の圧力に低下があると、空所２Ｅに閉
じこめられた空気は外部に出ようとするが、２組の動圧発生溝２Ａ，２Ｂは角度
が２０度未満の鋭角であり、流速に対する抵抗が少ないため空気はスムーズに排
出される。この時従来のように角度が２０度以上では空気は排出されにくく安定
した回転が行えない。また、その溝２Ａ，２Ｂの深さは４ミクロンメータ以上で
あるため、閉じこめられた空気は、よりスムーズに排出されやすい。一方動圧発
生溝２Ａ，２Ｂの探さが３ミクロン以下では空気は排出されにくい。このように
本実施例では空気がスムーズに排出されるため、軸受は常に潤滑剤により満たさ
れ、安定して高速回転ができる。また空所２Ｅには従来のような通気穴が設けら
れていないので潤滑剤が通気穴から流出することがない。 また、本実施例において、第１図に示す動圧発生溝２Ａの長さＬ１，Ｌ２、お
よび動圧発生溝２Ｂの長さＬ３，Ｌ４はそれぞれ、Ｌ１＞Ｌ２，Ｌ３＜Ｌ４の関
係にあり、即ち回転方向に対して角度β１，β２を持つ２組の動圧発生溝２Ａ，
２Ｂの両外側の部分の長さＬ１，Ｌ２が、中間にある空所側の長さＬ２，Ｌ３よ
りも長く、非対称な溝パターンになっている。これにより第２図にＭ，Ｎで示す
所に空気と潤滑剤４の気液境界層ができて、潤滑剤４は、外部に流出せず密閉さ
れた空所２Ｅに保持され、潤滑剤４の不足が生じにくく、安定して高速回転でき る。 以上のように本実施例によれば、４ミクロン以上の深さで、回転方向に対して
２０度未満の角度を持つ２組の動圧発生溝２Ａ，２Ｂの間に密閉された空所を設
けることにより、また、２組の動圧発生溝２Ａ，２Ｂは、その外側の部分の長さ
をＬ１，Ｌ４を密閉された空所側の長さＬ２，Ｌ３より長く、非対称パターンに
することにより、潤滑剤４の流出がなく、安定した高速回転が行える動圧流体軸
受が得られる。 なお、端面１Ａは、球面の一部であり、ピボット軸受を構成してもよい。 発明の効果 以上のように本発明は、４ミクロン以上の深さを持つ２組の動圧発生溝の間に
密閉された空所を設けることにより、空所の空気をスムーズに排出することがで
きる。また２組の動圧発生溝は、その外側の部分の長さを密閉された空所側の長
さより長く、非対称パターンにすることにより、潤滑剤の流出がなく、安定した
高速回転が行える動圧流体軸受が得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例における動圧型流体軸受装置の断面図、第２図は同
潤滑剤保持の解説図、第３図は従来の動圧型流体軸受装置の断面図である。 １……軸、２……スリーブ、２Ａ，２Ｂ……動圧発生溝、２Ｅ……空所、４…
…潤滑剤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 (1) 軸とこの軸に対して相対的に回転自在に嵌め合わされたスリーブとを有し
   、前記軸の外周または前記スリーブの内周のいずれか一方には少なくとも２組の
   動圧発生溝を有し、前記軸と前記スリーブの間にオイルまたはグリースの潤滑剤
   が保持され、前記２組の動圧発生溝の間に密封された空所を有し、前記動圧発生
   溝は深さが４ミクロンメータ以上であり、前記２組の動圧発生溝は、ヘリングボ
   ーンパターンである動圧型流体軸受装置であって、少なくとも１組の動圧発生溝
   は、その外側の部分の長さが密封された空所側の長さより長い非対称パターンで
   あり、かつ、回転方向に対してなす角Ｂ１，β２が２０度未満の鋭角であること
   を特徴とする動圧型流体軸受装置。