JP3665348B2

JP3665348B2 - 軸受装置

Info

Publication number: JP3665348B2
Application number: JP17558592A
Authority: JP
Inventors: ヨゼフスヤコブスドナマリヌス
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1991-07-05
Filing date: 1992-07-02
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: EP0524673A2; DE69220300D1; EP0524673A3; JPH05187437A; EP0524673B1; DE69220300T2; US5381285A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、中心軸線を有して回転自在のシャフト、補助部材及びハウジングを具え、前記シャフトを前記補助部材に取り付け、前記シャフトを前記ハウジング内で半径方向に支持し、また前記補助部材を前記ハウジング内で軸線方向に支持した軸受装置に関するものである。
【０００２】
更に、本発明は、互いに相対回転自在の２個の部分を具え、一方の部分を固定シャーシとし、他方の部分を回転自在のディスク担持ハブにより構成し、前記部分のうちの一方にシャフトを設け、前記部分のうちの他方にハウジングを設け、前記シャフトを補助部材に取り付け、前記シャフトを前記ハウジング内で半径方向に支持し、また前記補助部材を前記ハウジング内で軸線方向に支持した回転ディスク装置に関するものである。
【０００３】
更に、本発明は、固定ドラムと、少なくとも１個の磁気ヘッドを設けた回転自在のドラムとを具え、前記ドラムのうちの一方にシャフト及び補助部材を設け、他方のドラムにハウジングを設け、前記シャフトを前記補助部材に取り付け、前記シャフトを前記ハウジング内で半径方向に支持し、また前記補助部材を前記ハウジング内で軸線方向に支持した磁気テープ装置に関するものである。
【０００４】
【従来の技術】
上述のタイプの軸受装置としては、西ドイツ特許第2537758 号に記載されている。この従来の軸受装置においては、シャフトを螺旋溝軸受により半径方向に支持し、補助部材をシャフトの自由端部により構成し、この自由端部がシャフトとともに堅固なユニットを形成し、また軸線方向支持体のための螺旋溝を形成している。軸受構造を正確にするためには、このような装置は、軸線方向支持体のためにシャフト端部の一方の壁をシャフトの円筒形壁に垂直にし、ハウジングの円筒形内壁をハウジングの底壁に垂直にする必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これら必要条件が満たされない場合、軸線方向軸受構造をなす壁間にクリアランスが不均一になり、２個の壁間に好ましくない部分的な接触を生ずることもある。この必要条件の結果、従来の軸受装置を製造するコストは比較的高くなり、また壁の垂直性における不可避の製造公差のため軸線方向軸受構造は常に最適にはならない。
【０００６】
従って、本発明の目的は、製造簡単で、製造コストが安価であり、軸線方向軸受構造が最適な軸受装置を得るにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明による軸受装置は、軸線方向に剛性のヒンジを介して前記シャフトを前記補助部材に取り付け、前記シャフトと前記補助部材との間の軸線方向の移動は阻止するが、両者間の僅かな角度変位を許容する構成としたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】
この構成によれば、軸線方向軸受構造は半径方向軸受構造から隔離され、軸線方向軸受構造は自己整列性を示し、軸受表面は常に平行になり、従って、均一な軸受クリアランスが得られる。この構造は、軸受表面の垂直性に関して厳しい条件は課せられず、従って、製造コストは低い。本発明による構造では軸線方向軸受クリアランスはほぼ均一であるため、不均一のクリアランスの場合よりもパワーの浪費が小さくなる。
【０００９】
本発明による軸受の好適な実施例においては、前記補助部材に、前記シャフトの中心軸線に少なくともほぼ垂直な２個の互いに平行な横方向壁を設け、また前記ハウジングに、前記シャフトの中心軸線に少なくともほぼ垂直な２個の互いに平行な横方向壁を設けた軸受装置において、各横方向壁を他の横方向壁に対向させ、各横方向壁と他の横方向壁との間に軸受を設ける。この構成によれば、補助部さの軸線方向の双方向の移動を抑止し、従って、シャフトの軸線方向位置が一定になる。従来の軸受装置では、シャフトは軸線方向の一方向のみが抑止されるだけであり、軸線方向螺旋溝軸受の軸受クリアランスは、回転周波数が増大するにつれて増大し、好ましくないシャフトの軸線方向移動を生ずる。
【００１０】
本発明による軸受装置の他の実施例においては、前記シャフト及び前記補助部材を螺旋溝軸受により支持する。螺旋溝軸受を使用すると、垂直性の条件は幾分厳しくなる。即ち、螺旋溝軸受は、玉軸受に比べると、軸受表面は平行でなく、自己整列できないためである。従って、本発明による構造は、螺旋溝軸受を使用する軸受装置に適用すると有利である。
【００１１】
本発明による軸受装置の他の好適な実施例においては、前記ヒンジを可撓性ジョイントにより構成する。可撓性ジョイントは軸線方向には剛性を示し、シャフトの軸線方向の移動を抑止する。可撓性ジョイントによれば、シャフトを補助部材に対して傾動させることができ、従って、補助部材は、シャフト軸受装置が影響を受けることなく自己整列することができる。
【００１２】
補助部材の外壁が軸線方向に数ミクロンしか傾かない本発明による軸受装置の他の好適な実施例においては、前記可撓性ジョイントをシャフトの減少直径部分により構成する。この構成によれば、シャフト、ジョイント及び補助部材は一体ユニットをなし、低コストで製造することができる。補助部材の近傍でシャフト直径を僅かしか減少しない場合でも、適切な可撓性が得られる。即ち、回動運動はミクロン（マイクロメータ）のオーダーであるためである。
【００１３】
更に、本発明によれば、互いに相対回転自在の２個の部分を具え、一方の部分を固定シャーシとし、他方の部分を回転自在のディスク担持ハブにより構成し、前記部分のうちの一方にシャフトを設け、前記部分のうちの他方にハウジングを設け、前記シャフトを補助部材に取り付け、前記シャフトを前記ハウジング内で半径方向に支持し、また前記補助部材を前記ハウジング内で軸線方向に支持した回転ディスク装置において、軸線方向に剛性を示すヒンジを介して前記シャフトを前記補助部材に取り付けたことを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明によれば、固定ドラムと、少なくとも１個の磁気ヘッドを設けた回転自在のドラムとを具え、前記ドラムのうちの一方にシャフト及び補助部材を設け、他方のドラムにハウジングを設け、前記シャフトを前記補助部材に取り付け、前記シャフトを前記ハウジング内で半径方向に支持し、また前記補助部材を前記ハウジング内で軸線方向に支持した磁気テープ装置において、軸線方向に剛性を示すヒンジを介して前記シャフトを前記補助部材に取り付けたことを特徴とする。
【００１５】
【実施例】
次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。
【００１６】
図１には回転自在のディスクデータ記憶装置１を示す。データ記憶装置１は、互いに相対回転する２個の部分３、５を有する。これら部分の一方をシャーシ３により形成し、他方の部分を回転自在のハブ５により形成する。ハブ５には複数個の回転自在のデータ記憶ディスク７を担持する。シャーシ３をハウジング９に連結し、このハウジングにディスク７を有するハブ５及び回動自在のアーム13に取り付けた複数個の磁気ヘッド11を収納する。
【００１７】
ハブ５をデータ記憶装置１のシャーシ３に軸受装置15を介して連結する。軸受装置15は、ハウジング17と、ヒンジ21を介して補助部材23に連結したシャフト19とにより構成する。このヒンジは、シャフトの減少直径部分により形成した可撓性ジョイント21により構成し、ジョイントはシャフト19の軸線方向には剛性を示すが、補助部材23に対してシャフト19を傾動可能にする。シャフト19はハウジング17内に螺旋溝軸受の形式の軸受25、27により半径方向に支持し、ハウジング17の内壁に軸受溝を形成する。補助部材23はハウジング17内で軸線方向に支持する。補助部材23は、２個の互いに平行な横方向壁29、31を有し、これら横方向壁はシャフト19の中心軸線33に少なくともほぼ直交する。ハウジング17には、更に、やはりシャフト19の中心軸線33に少なくともほぼ直交する２個の互いに平行な横方向壁35、37を設ける。軸受39を、横方向壁29と他の横方向壁35との間に配置し、軸受41を横方向壁31と他の横方向壁37との間に配置する。軸受は、螺旋溝軸受として構成し、軸受溝はハウジング17の他の横方向壁35、37に配置する。他の横方向壁37はハウジング17のカバー43により構成し、他の横方向壁35からスペーサ45によって離間させる。電動モータをハブ５とハウジング17との間に配置し、シャーシ３に対してハブ５を駆動しうるようにし、このモータは、ハブ５内に配置した永久磁石47とハウジング17に配置した巻線49とを有する。
【００１８】
図３〜図７には、本発明による軸受装置の他の実施例を示す。これら図面においては、図２に示す構成の部分に対応する部分に同一の参照符号を付して示す。図３に示す軸受装置51においては、軸線方向軸受を玉軸受53、55とし、これら軸受により補助部材57を軸線方向に保持する。図４に示す軸受装置61の補助部材63の直径はシャフト19の直径よりも小さくする。この結果、１個の軸線方向軸受65のみが必要となり、補助部材63を有するシャフト19は一方の軸線方向に自由に移動することができる。図５に示す軸受装置においては、補助部材23を２個のシャフト部分73、75間に配置する。この構成により、電動モータを、シャーシの下方でハブ５の外側に配置することができる。図６に示す軸受装置81においては、補助部材23を有するシャフト19を固定し、シャフト19をシャーシに中間部材83を介して連結する。シャフト19の周りに回転自在のハウジング85をハブ５に取り付ける。図７に示す軸受装置91においては、シャフト19のための半径方向軸受構造及び補助部材93のための軸線方向軸受構造の双方を玉軸受95,96,97,98 により構成する。
【００１９】
本発明による軸受装置は他の装置にも使用することができる。図８には磁気テープカセット103 に連係動作する磁気テープ装置101 の形式の実施例を示す。磁気テープ装置101 は、磁気テープ107 の傾斜トラックに対する情報読み取り及び書き込みを行うための走査ユニット105 と、磁気テープカセット103 から磁気テープ107 を引き出し、走査ユニット105 の周りに磁気テープを巻き付けるための可動テープ挿通手段109,111 とを有する。磁気テープ装置には、更に、磁気テープに対して情報を消去する固定磁気消去ヘッド113 並びに磁気テープに対して補助情報を読み取り及び書き込むための固定磁気ヘッド115 と、リール駆動スピンドル117,119 、キャプスタン121 及び圧力ローラ123 よりなる磁気テープ送り手段とを設ける。走査ユニット105 は、固定ドラム125 と、磁気ヘッド129,131 を取り付けた回転ドラム127 （図９参照）とにより構成する。シャフト133 をドラム127 に取り付け、またヒンジ135 を介して補助部材137 に連結する。補助部材を有するシャフトを、ドラム125 に連結したハウジング139 内に螺旋溝軸受141 により支承する。固定ドラム125 には、更に、ドラム127 を駆動するための図示しない電動モータを収納する。
【００２０】
上述したところは、本発明の好適な実施例を説明したに過ぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができること勿論である。例えば、図示の実施例の変更例として、ヒンジをボールジョイントとして構成し、又は補助部材に連結する位置でシャフトに肉薄部分を設けることにより可撓性ジョイントを形成することができる。本発明による軸受装置は、図示の実施例以外の装置にも有利に使用することもでき、例えば、電動モータのシャフトに対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転自在ディスクデータ記憶装置の一部切除した線図的平面図である。
【図２】図１の装置に適用した本発明による軸受装置の第１実施例の線図的縦断面図である。
【図３】本発明による軸受装置の第２実施例の線図的縦断面図である。
【図４】本発明による軸受装置の第３実施例の線図的縦断面図である。
【図５】本発明による軸受装置の第４実施例の線図的縦断面図である。
【図６】本発明による軸受装置の第５実施例の線図的縦断面図である。
【図７】本発明による軸受装置の第６実施例の線図的縦断面図である。
【図８】磁気テープカセットを有する磁気テープ装置のデッキを示す線図的平面図である。
【図９】磁気テープ装置の走査ユニットの線図的縦断面図である。
【符号の説明】
1 ディスクデータ記憶装置
3 シャーシ
5 ハブ
7 データ記憶ディスク
9 ハウジング
11 磁気ヘッド
13 アーム
15,51,61,71,81,91 軸受装置
17,85,139 ハウジング
19,133 シャフト
21,135 ヒンジ（可撓性ジョイント）
23,57,63,93,137 補助部材
25,27,141 螺旋溝軸受
29,31,35,37 横方向壁
33 中心軸線
39,41 螺旋溝軸受
45 スペーサ
47 永久磁石
49 巻線
51,61,71,81,91
53,55,95,96,97,98 玉軸受
65 軸線方向軸受
73,75 シャフト部分
83 中間部材
101 磁気テープ装置
103 磁気テープカセット
105 走査ユニット
107 磁気テープ
109,111 可動テープ挿通手段
113 固定磁気消去ヘッド
115 固定磁気ヘッド
117,119 リール駆動スピンドル
121 キャプスタン
123 圧力ローラ
125 固定ドラム
127 回転ドラム
129,131 磁気ヘッド

Claims

中心軸線を有して回転自在のシャフト、補助部材及びハウジングを具え、前記シャフトを前記補助部材に取り付け、前記シャフトを前記ハウジングの半径方向軸受構造により半径方向に支持し、また前記補助部材を前記ハウジングの軸線方向軸受構造により軸線方向に支持した軸受装置において、軸線方向に剛性のヒンジを介して前記シャフトを前記補助部材に取り付けて前記シャフトと前記補助部材との間の軸線方向の移動は阻止するが、両者間の僅かな傾動を許容する構成とし、これにより軸線方向軸受構造を前記半径方向軸受構造から隔離し、また軸線方向軸受構造が自己整列性を示すようにしたことを特徴とする軸受装置。
前記補助部材に、前記シャフトの中心軸線に少なくともほぼ垂直な２個の互いに平行な横方向壁を設け、また前記ハウジングに、前記シャフトの中心軸線に少なくともほぼ垂直な２個の互いに平行な横方向壁を設けた請求項１記載の軸受装置において、各横方向壁を他の横方向壁に対向させ、各横方向壁と他の横方向壁との間に軸受を設けた軸受装置。
前記シャフト及び前記補助部材を螺旋溝軸受により支持した請求項２記載の軸受装置。
前記ヒンジを可撓性ジョイントにより構成した請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の軸受装置。
前記可撓性ジョイントをシャフトの減少直径部分により構成した請求項４記載の軸受装置。
互いに相対回転自在の２個の部分を具え、一方の部分を固定シャーシとし、他方の部分を回転自在のディスク担持ハブにより構成し、前記部分のうちの一方にシャフトを設け、前記部分のうちの他方にハウジングを設け、前記シャフトを補助部材に取り付け、前記シャフトを前記ハウジングの半径方向軸受構造により半径方向に支持し、また前記補助部材を前記ハウジングの軸線方向軸受構造により軸線方向に支持した回転ディスク装置において、軸線方向に剛性を示すヒンジを介して前記シャフトを前記補助部材に取り付けて前記シャフトと前記補助部材との間の軸線方向の移動は阻止するが、両者間の僅かな傾動を許容する構成とし、これにより軸線方向軸受構造を前記半径方向軸受構造から隔離し、また軸線方向軸受構造が自己整列性を示すようにしたことを特徴とする回転ディスク装置。
前記補助部材に、前記シャフトの中心軸線に少なくともほぼ垂直な２個の互いに平行な横方向壁を設け、また前記ハウジングに、前記シャフトの中心軸線に少なくともほぼ垂直な２個の互いに平行な横方向壁を設け、各横方向壁を他の横方向壁に対向させ、各横方向壁と他の横方向壁との間に軸受を設けた請求項６記載の回転ディスク装置。
固定ドラムと、少なくとも１個の磁気ヘッドを設けた回転自在のドラムとを具え、前記ドラムのうちの一方にシャフト及び補助部材を設け、他方のドラムにハウジングを設け、前記シャフトを前記補助部材に取り付け、前記シャフトを前記ハウジングの半径方向軸受構造により半径方向に支持し、また前記補助部材を前記ハウジングの軸線方向軸受構造により軸線方向に支持した磁気テープ装置において、軸線方向に剛性を示すヒンジを介して前記シャフトを前記補助部材に取り付けて前記シャフトと前記補助部材との間の軸線方向の移動は阻止するが、両者間の傾動を許容する構成とし、これにより軸線方向軸受構造を前記半径方向軸受構造から隔離し、また軸線方向軸受構造が自己整列性を示すようにしたことを特徴とする磁気テープ装置。
前記補助部材に、前記シャフトの中心軸線に少なくともほぼ垂直な２個の互いに平行な横方向壁を設け、また前記ハウジングに、前記シャフトの中心軸線に少なくともほぼ垂直な２個の互いに平行な横方向壁を設け、各横方向壁を他の横方向壁に対向させ、各横方向壁と他の横方向壁との間に軸受を設けた請求項８記載の磁気テープ装置。