JPH0384214A - 動圧流体軸受装置 - 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、情報機器、音響機器、映像機器等に用いら
れる加工性に優れた動圧流体軸受装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の動圧流体軸受装置としては、例えば特開
昭６３−２１９９１２号公報に示されたものがある。こ
のものは、音響機器・映像機器等の磁気ヘッド用回転シ
リンダの動圧流体軸受装置であり、特にそれらの機器の
軸受装置に要求される使用中の磁気ヘッドの高さ変化の
抑制を実現するべく摩耗対策を施している。

第２図において、固定軸である軸体１は、下端部が下部
シリンダ２に固着されている。回転体であるスリーブ３
は上部シリンダ４に固着され、その内径面の一方の端部
に、スラスト受部材としての球状体５を嵌合して取付け
である。このスリーブ３を軸体１に回転可能に嵌合し、
軸体１の外周面にヘリングボーン状の動圧発生用の溝６
を設けて、スリーブ３を半径方向に支持する動圧形のラ
ジアル流体軸受を構成している。また、軸体１の軸方向
上端面ＩＡには、凹球面７を形成し、スラスト受部材５
と潤滑剤を介してまたは介さないで対向させて、スリー
ブ３を軸方向に支持するピボット形のスラスト軸受を構
成している。

しかして、上記の軸体１の上端の凹球面７の半径は、球
体状のスラスト受部材５の半径より大きく形成され、こ
れによりスラスト受部材５と軸体ｌとの接触面圧を小さ
くして摩耗量を減少させ、回転シリンダ装置で要求され
ている軸方向の高さの変化に対する厳しい制限に対処し
ている。

上記のスリーブ３の上端部内径面には、スラスト受部材
５と軸１との間の流体（空気及び潤滑剤）を外気に連通
ずる連通溝８が軸方向に真っ直ぐに形成しである。この
連通溝８により、軸受組立時には軸体１の上端部とスラ
スト受部材５との間の流体を外気中に追い出して軸受組
立時における空気抵抗を軽減すると共に、軸受使用時に
は油等の潤滑剤中に含まれる気泡を外部へ逃がし、且つ
軸受使用時の温度変化による内圧変化を防ぐようにして
いる。この連通溝８は、スリーブ３の内径面のスラスト
受部材５が嵌合する箇所に、断面が半円弧状の軸方向の
スリットをドリルの側面を用いて加工することにより形
成されている。

軸受装置の回転駆動モータとしては、円筒状のロータマ
グネット１０をスリーブ３の外周面に固着されたディス
ク１１に取り付け、ロータマグネット１０の外周面に周
面対向するステータコイル１２を下部シリンダ２の側壁
に取り付けている。

また、下部シリンダ２には、スリーブ３の外周に配設し
た円筒状の固定側ロータリトランス１３を取り付けであ
る。一方、この固定側ロータリトランス１３の外周面に
周面対向する回転側ロータリトランス１４が、上部シリ
ンダ４に取り付けである。そして、上部シリンダ４に取
り付けられた磁気へフド１５から取り出した信号を回転
側ロータリトランス１４を経て固定側ロータリトランス
１３に伝達するようにしている。

回転駆動モータのステータコイル１２に通電すると、ロ
ータマグネット１０に回転力が発生して、スリーブ３と
これに直接または間接に固着された各付属品とが一体と
なって回転する。スリーブ３が回転すると動圧発生用の
溝６によるポンピング作用によってラジアル軸受すきま
内の流体の圧力が高くなり、スリーブ３は軸体１に対し
て非接触を保って半径方向に支持される。同時に、スラ
スト受部材５が軸体１の上端面と小さな接触面圧で接触
して軸方向に支持される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記スリーブ３の内径面に設けた連通溝８は、その断面
積が大きすぎると軸受組立時の潤滑流体の漏れが大きく
なる。すなわち、軸受の組立の際は、適当な台の上にス
ラスト軸受側を下にしてスリーブ３を立て、その内部に
油などの潤滑流体を注入し、その後軸体ｌをスリーブ３
内に挿入してゆく、その際、連通溝８の断面積が大きい
と潤滑流体の漏れが大きくなり、軸受すきまに十分な潤
滑流体を充填させることができなくなるおそれがある。

反対にその断面積が小さすぎると、軸受組立時に軸受内
に残留している空気が逃げにくいから、軸体１をスリー
ブ３に挿入するのが困難で軸受組立に時間がかかりすぎ
る。

以上の点から、連通溝８の断面積はばらつきを小さく抑
えることが必要である。しかし従来の動圧流体軸受装置
にあっては、連通溝８をドリルの側面を用いて加工して
おり、溝深さ方向のドリル切り込み深さの調整と管理が
難しいため連通溝８の断面積のばらつきが大きいという
問題点があった。

また、ボール盤を使用してドリル加工するため、スリー
ブ３の内径面の加工とは別工程となると共に加工時間も
長くなり、生産能率が低いという問題点があった。

そこで本発明は、上記従来の問題点に着目してなされた
ものであり、その目的とするところは、スリーブ３に形
成する連通溝の形状を特定することにより、連通溝断面
積のばらつきが小さく且つその加工能率が高い動圧流体
軸受装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

スリーブの内径面の一方の端部にスラスト受部材を嵌合
して取付け、前記スリーブの内径面に軸を嵌合し、前記
スリーブの内径面と軸の外径面との少なくとも一方に動
圧発生用の溝を設けた動圧流体軸受装置において、前記
スリーブの内径面には、スラスト受部材への嵌合面に、
スラスト受部材と軸との間の流体を外気に連通ずる連通
溝が螺旋状に設けられている。

〔作用〕

連通溝をスリーブの内径面にピッチの大きいねじ形状に
設けているので、スリーブの精密旋盤による切削加工工
程中に、連通溝がねじ加工で同時加工できる。

そのため、連通溝の断面積の加工精度が高く、ばらつき
は小さく抑えられ、且つスリーブ内径面の加工と同一の
加工工程で加工できるから、加工工程の削減と加工時間
の短縮が達成される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図とともに説明する。

なお、従来と同一または相当部分には同一符号を付しで
ある。

第１図は、本発明の一実施例を示すもので、軸１の外周
面にスリーブ３がラジアル軸受すきまＣを介して嵌合し
ている。

スリーブ３の内径面３ａの一方の端部に、球状のスラス
ト受部材５が嵌合して取付けられ、軸１の軸方向上端面
ＩＡとのあいだでピボット形のスラスト軸受を構成して
いる。

スリーブ３の内径面３ａには、中央部と他方の端部とに
、軸方向に間隔をおいて円筒状のアシアル軸受面２２が
設けられ、このラジアル軸受面２２にヘリングボーン状
の動圧発生用の溝６を設けて、スリーブ３を半径方向に
支持する動圧形のラジアル流体軸受を構成している。

スリーブ３の内径面のスラスト受部材との嵌合面３ｂに
、スラスト受部材５と軸ｌとの間の流体を外気に連通す
る連通溝２０が螺旋状に設けられている。

この連通溝２０は、スリーブ３を精密旋盤で加工する際
に、同時にねし加工により形成することができる。溝断
面形状は加工時のバイト形状で決まり、半円弧状、三角
形状その他、特に限定はされない、又、連通溝２０の深
さは、精密旋盤の切り込み量で制御される。

なお、螺旋状の連通溝２０の本数は１本とは限らず、複
数本を形成してもよい。

軸ｌの上端面ＩＡはスラスト受面とされて、これに対向
するスラスト受部材５の凸球面の下端面５Ａはスラスト
軸受面とされ、両面ＩＡ、５Ａは潤滑油膜を介して接触
回転可能に当接している。

ラジアル軸受面２２に軸受すきまＣを介して対向する軸
１の外径面には、円筒状のラジアル受面２３が設けられ
、ここに動圧形ラジアル軸受が構成されている。

次に作用を述べる。

スリーブ３の螺旋状の連通溝２０は、精密旋盤を用いて
スリーブ３の内径面の加工と同時加工で、ねじ加工で形
成されるから、加工能率が高く加工時間が従来より大幅
に短縮できる。

軸受の組立の際は、従来と同じくスラスト軸受側を下に
してスリーブ３を立て、その内部に油などの潤滑流体を
注入し、その後軸１をスリーブ３内に挿入してゆく。こ
の場合、連通溝２０は精密旋盤で形成されているから、
溝断面形状、溝深さの管理が容易に行える。そのため溝
断面積は設定通りの最適の大きさを有し、且つ溝断面積
のばらつきは小さい、したがって、潤滑流体の漏れが小
さくて軸受すきまに十分な潤滑流体を充填させることが
できる。しかも軸受内に残留している空気が逃げやすく
、軸１をスリーブ３に挿入するのが容易であり、短時間
で迅速に軸受の組立を完了することができる。

このようにして組み立てた軸受を例えば磁気ヘッド用回
転シリンダ等の軸受装置として用いる場合、図示されな
い回転手段の駆動でスリーブ３が回転すると、動圧形ラ
ジアル軸受のラジアル受面２３とラジアル軸受面２２と
の間の軸受すきまＣに毛細管現象で保持されている潤滑
剤の圧力が、スリーブ３のラジアル軸受面２２に形成さ
れた動圧発生用溝６のポンピング作用で高くなる。これ
により、スリーブ３は軸１に対し非接触を保って半径方
向に支持され回転する。

一方、スラスト受部材５のスラスト軸受面５Ａは、軸ｌ
の上端のスラスト受面ＩＡと潤滑油を介して当接してお
り、スリーブ３の回転とともにすべり接触する。

上記の軸受の作動時に潤滑剤中に含まれる気泡は、連通
溝２０を経て軸受外部へ逃げる。また連通溝２０により
スラスト受部材５と軸１との間の流体が外気に連通され
ているから、軸受使用時の温度変化により軸受内圧が異
常に上昇することも効果的に防止される。

なお、上記実施例では、動圧発生用の溝６をスリーブ３
の内径面であるラジアル軸受面２２に形成した場合を説
明したが、軸ｌの外径面であるラジアル受面２３に形成
してもよく、又ラジアル受面とラジアル軸受面との両方
に形成してもよい。

また、軸ｌが固定され、スリーブ３が回転する場合を述
べたが、反対にスリーブ３が固定され、軸ｌが回転する
場合にも適用可能である。

また、スラスト受けに球状のスラスト受部材５を用いた
が、その他円筒ころ状としてもよい。

また、スラスト軸受はすべり接触のものとしたが、軸の
軸方向上端面ＩＡとスラスト受部材の下端面５Ａとをい
ずれも平面状とし、上端面ＩＡと下端面５Ａとの少なく
とも一方に動圧発生用の溝を設けてスラスト動圧流体軸
受としてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の動圧流体軸受装置にあ
っては、スリーブの内径面のスラスト受部材への嵌合面
に、スラスト受部材と軸との間の流体を外気に連通ずる
連通溝が螺旋状に設けられているものとした。そのため
連通溝の加工が、スリーブの機械加工と同工程で、精密
旋盤によるねじ切り加工で可能となり、連通溝断面積の
ばらつきが小さく且つその加工能率が高い動圧流体軸受
装置を提供することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の縦断面図、第２図ははＶ
ＴＲのシリンダに従来の動圧軸受装置を適用した例を示
す縦断面図である。 図中、１は軸、３はスリーブ、５はスラスト受部材、６
は動圧発生用の溝、２０は連通溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スリーブの内径面の一方の端部にスラスト受部材
   を嵌合して取付け、前記スリーブの内径面に軸を嵌合し
   、前記スリーブの内径面と軸の外径面との少なくとも一
   方に動圧発生用の溝を設けた動圧流体軸受装置において
   、 前記スリーブの内径面にはスラスト受部材への嵌合面に
   スラスト受部材と軸との間の流体を外気に連通する連通
   溝が螺旋状に設けられていることを特徴とする動圧流体
   軸受装置。