JPH04203520A - スラストころがり軸受とそれを用いたロータ及びモータ - 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） 本発明はスラストころがり軸受とそれを用いたロータ及
びモータに関する。

（従来の技術） 従来、スラストころがり軸受は、第１の回転部と、第１
の回転部に対して平行に回転可能な第２の回転部と、両
回転部の対向面に挟持された球体、円柱コロ又は円錐コ
ロ等の複数の転動部材からなっている。

転動部材は両回転部の互いの対向面に転動可能に挟着さ
れ、その対向面に設けられた軸受軌道内を転動するよう
になっており、第１の回転部と第２の回転部が相対的に
回動可能になっている。なお、転動部材はリテーナと呼
ばれる保持具に保持された上で再回転部間に挟着されて
いる。

しかしながら、このスラストころがり軸受には、第１の
回転部と第２の回転部の間に転動部材が挟着されて転動
部材の転動によって第１の回転部と第２の回転部が相対
的に回転するため、スラスト方向の軸受としては問題な
いが、両回転部の回転の際の平行度が低いという課題が
ある。

そこで、本発明者は研究を重ね、先に両回転部の平行度
を高（確保可能なスラストころがり軸受と、それを用い
たロータ及びモータを開発し、出願している（特願平１
−９８４８０号）。このスラストコロガリ軸受を第６図
に示す。

当該技術は、第１の回転部１００と、該第１の回転部１
００に対して回動自在に配された第２の回転部１０２と
、該第１及び第２の回転部１００．１０２との対向面間
に転動可能に配された球体等の転動部材１０４・・・と
を具備するスラストころがり軸受において、前記第１の
回転部１００及び第２の回転部１０２を相対的に接近す
るよう付勢するための磁力手段１０６・・・を設けたこ
とを特徴とするスラストころがり軸受である。

また、このスラストころがり軸受の第１の回転部１００
及び／もしくは第２の回転部１０２へ、その回転面に対
して垂直な、回転体を取付けるための回転体取付部を設
けることにより、ロータを実現でき１、このスラストこ
ろがり軸受の第１の回転部１００と第２の回転部１０２
の一方にコイルを設け、他方に磁力手段を兼ねた永久磁
石１０６・・・を設けることによりモータを実現するこ
とができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の従来のスラストころがり軸受とそ
れを用いたロータ及びモータは、両回転部が高い平行度
を確保できるという点では著しい効果を奏するが、第７
図（第６図のＺ部拡大図）に示すように、転動部材１０
４・・・の半径と、転動部材１０４・・・が転動する第
１及び第２の回転部１００．１０２に凹設された軸受軌
道１０８．１１０断面の曲率半径との間に差が有り、第
１及び第２の回転部１００．１０２は僅かながらもＸ、
Ｙに示す量だけ中心線ｌに対して直角方向（左右方向）
へ移動可能Ｃなる。そのため回転中に第１の回転部１０
０と第２の回転部１０２の中心軸が相対的にずれてしま
うという課題が有る。

その結果、例えばフロッピィディスクやＣＤを第１の回
転部１００に載置して駆動させた場合、第１の回転部１
００が左右に動くためドライブ装置のヘッド又はピック
アップのポジショニングが正しく行えなくなってしまう
。

従って、本発明は第１の回転部と第２の回転部の中心軸
線の一致を確保可能であって、特に精密さが要求される
装置に用いて好適なスラストころがり軸受とそれを用い
たロータ及びモータを提供することを目的とする。

（課題を解決するだめの手段） 上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。

スラストころがり軸受は、第１の回転部と、該第１の回
転部に対して回動自在に配された第２の回転部と、該第
１及び第２の回転部との対向面間に転動可能に配された
球体等の転動部材とを具備するスラストころがり軸受に
おいて、前記第１の回転部及び第２の回転部を相対的に
接近するよう磁力で付勢するための磁力手段と、前記第
１の回転部及び第２の回転部の回転軸線を一致させた状
態を保持するための保持手段とを具備することを特徴と
する。

また、ロータは上記スラストころがり軸受の第１の回転
部及び／もしくは第２の回転部へその回転面に対して垂
直な、回転体を取付けるための回転体取付部を設けたこ
とを特徴とし、モータは」二記スラストころがり軸受の
第１の回転部と第２の回転部の一方にコイルを設け、他
方に磁力手段を兼ねた永久磁石を設けてなることを特徴
とする。

（作用） 作用について説明する。

第１の回転部と第２の回転部を磁力手段を介して互いに
接近させるよう付勢するので、常に両回転部は最も接近
した状態に保持されるため、両回転部は高い平行度を確
保することができる。また、ロータにおいては回転体取
付部を第１の回転部及び／もしくは第２の回転部へ垂直
に設けたため、その回転体取付部に取付けられる回転体
を１の平面内で精度よく回転させることができる。モー
タにおいては第１の回転部もしくは第２の回転部の一方
を回転子として他方に対して高い平行度を保持しながら
回転させることができる。さちに、保持手段が両回転部
の回転軸線を一致させた状態を保持するのでスラストこ
ろがり軸受、ロータ、又はモータ何れの場合においても
横方向の力が第１及び／又は第２の回転部に加えられて
も回転軸線のずれを防止可能となる。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例について添付図面とともに
詳述する。

まず、本発明に係るスラストころがり軸受について第１
図と共に説明する。

１０は第１の回転部であって、磁性材料で形成されてお
り、略円板状をなしている。

１２は第２の回転部であって、磁性材料で形成されてお
り、平面形状はやはり略円板状をなし、上面に浅いリン
グ状の凹部１４が形成されている。

１６・・・は転動部材の一例である高精度の鋼球であり
、適宜な数、リテーナ１８によってリング状に保持され
ている。鋼球１６・・・の上下端はりテーナ１８から突
出し、リテーナ１８内で転動可能になっている。鋼球ｌ
Ｇ・・・の上下端は第１の回転部１０と第２の回転部１
２のそれぞれの対向面に刻設されたリング状の軸受軌道
２０．２２に遊嵌しており、鋼球１６・・・は上端及び
下端において軸受軌道２０．２２と点接触すると共に転
動可能になっている。

２４・・・は磁力手段の一例である永久磁石であり、第
２の回転部１２の凹部１４内であってリテーナ１８の外
側に複数個配設されている。この永久磁石２４・・・は
凹部１４底面に自らの磁力で吸着・固定すると共に、第
１の回転部ＩＯを第２の回転部１２の方へ常時その磁力
で吸引付勢している。従って、第１の回転部ｌＯと第２
の回転部１２は常時互いに接近する方向へ付勢されてい
る。しかし、第１の回転部１０と第２の回転部１２が接
触しているのは鋼球１６・・・の上下端の点接触部分だ
けであり、かつ鋼球１６・・・が軸受軌道２０．２２内
で転動可能なため、第１の回転部１０と第２の回転部１
２は相対的に回転可能となる。永久磁石２４・・・の磁
力により、第１の回転部１０と第２の回転部１２が鋼球
１６・・・と接する部分に摩擦抵抗が生じると考えられ
るが、接触部分が面接触ではなく点接触のため摩擦抵抗
は無視することができる。

２６は軸部であり、細い鋼製のビンである。軸部２６は
第１の回転部１０の中心に穿設された透孔に圧入・嵌挿
され、第１の回転部１０下面より下方へ突出している。

２日は軸受部であり、オイルレスメタルで形成されてい
る。軸受部２８は第２の回転部１２の中心に穿設された
透孔に圧入・嵌挿され１、第２の回転部１２上面より上
方へ突出している。軸受部２８には前記軸部２６の下側
が回転可能に嵌入さねている。なお、軸部２６と軸受部
２８により第１の回転部１０と第２の回転部１２の回転
軸線の−敗した状態を保持する保持手段が構成される。

本実施例のスラストころがり軸受では鋼球１６・・・の
精度さえ確保できれば第１及び第２の回転部１０．１２
は常に接近する方向へ付勢されているので第１及び第２
の回転部１０．１２は常に高い平行度を保持することが
でき、軸部２６と軸受部２８により、第１の回転部１０
と第２の回転部１２の回転軸線のずれを防止できる。従
って、スラストころがり軸受は、永久磁石２４・・・に
より組立が簡単になると共に、保持手段により回転軸線
がぶれることがなく、精度よくｌの平面内で回転体を回
転させる場合のスラストころがり軸受に用いて好適であ
る。

次にスラストころがり軸受の他の実施例について第２図
と共に説明する。なお、第１図の実施例と同一の構成部
材は第１図と同一の部材番号を付し、説明を省略する。

第２図の例では、軸受部２日の径を大きくし、リテーナ
１８が軸受部２８に外嵌されている。リテーナエ８と軸
受部２８の嵌合により、リテーナ１８及び鋼球１６・・
・の左右方向へのずれは防止されるので第１の回転部１
０と第２の回転部１２の対向面には軸受軌道は不要とな
る。従って、製造段階において軸受軌道を形成する工程
が不要となり経済的である。

第３図には軸部と軸受部（保持手段の一例）の他の例を
示す。

軸受部２８ａの上面に断面Ｖ字形の受凹部２９が形成さ
れ、軸部２６ａ下端は先尖状に形成されている。軸部２
６ａの下端が受凹部２９の底部と点接触して回転中の両
回転部（不図示）の回転軸線の一致状態を保持する。な
お、この例は回転軸線に対して直角な方向（横方向）の
力が小さい場合に用いるのがよい。その他、本発明に係
るスラストころがり軸受の変形例としては、転動部材の
材質として鋼球の他、樹脂球を用いてもよいし、転動部
材の形状は球体の他、円柱コロや円錐コロであってもよ
い。また、磁力手段は永久磁石でもよいし、電磁石を使
用することもできる。また、磁力手段は第１の回転部１
０側へ設けてもよいし、互いに吸引する極性にして第１
及び第２の回転部１０．１２の両方に設けてもよい。そ
の際は第１及び第２の回転部１０．１２は必ずしも磁性
材料で形成されていなくてもよく、磁力手段を適宜な手
段（例；接着、螺出等）で第１及び第２の回転部１０．
１２に固定してもよい。また、磁力手段としては第１の
回転部１０及び／もしくは第２の回転部１２の一部又は
全部を適宜着磁して互いに接近させるための磁力を発生
させてもよい、磁力手段の設ける位置についても第１及
び第２の回転部１Ｏ５１２の対向面に限らず外周面でも
よく、要は第１及び第２の回転部１０．１２が互いに接
近するための磁力が十分に確保されればよい。さらに磁
力手段として第１及び第２の回転部１０．１２から離隔
した位置に設けた磁石と反発する磁石を第１の回転部１
０及び／もしくは第２の回転部１２に設け、その互いに
反発しようとする磁力によって第１及び第２の回転部１
０．１２を接近させるよう付勢することもできる。応用
例としては例えば第１図の第１の回転部１０へ回転テー
ブル（不図示）を設けてインデックステーブルとして使
用すれば高精度のインデックステーブルが実現できる。

その際、第１及び第２の回転部１０．１２の間隙内にゴ
ム等の柔軟性を有する部材で形成したパツキンを介挿し
たり、ラビリンス構造にすれば内部への切粉の侵入等を
防止することができる。

次に、本発明に係るスラストころがり軸受を用いたロー
タについて第４図と共に説明する。

同図において第２の回転部３６は基部３２へ固定され、
磁力手段である永久磁石３４・・・は第２の回転部３６
側に設けられている。

第１の回転部３０は永久磁石３４・・・の磁力により第
２の回転部３６側へ付勢され、その磁力によってリテー
ナ３８に保持された転動部材である鋼球４０・・・は第
１及び第２の回転部３ｏ、３６によって回転可能に挟持
されている。

４２は回転体取付部の一例である回転軸であり、第１の
回転部３０の上面中心に軸線を合わせ、螺５０・・・で
固定されている。

この回転軸４２乙こ回転体４８が取付けられる。

回転軸４２は、第１の回転部３０が構造上常時基部３２
と平行な状態が保たれているため、基部３２に対して常
時垂直状態を保持可能になっている。

保持手段については第１の回転部３０に軸受部５２を設
け、第２の回転部３６に軸部５４を設け、両回転部３０
．３６及び回転軸４２の軸線の一致の保持を図っている
。

なお、回転軸４２を基部３２に対して垂直に保つために
従来は回転軸４２にスラスト軸受（不図示）を外嵌させ
ていたが、その場合スラスト軸受の長さを長く１〜ない
と基部３２に対する垂直精度を高くし得なかったが、本
発明に係るロータでは基部３２に対し７て第１の回転部
３０の平行度を確保しているので本発明に係るスラスト
ころがり軸受に相当する部分は薄く形成することができ
ロータ全体をコンパクト化することが可能になっている
。

次に、本発明に係るスラストころがり軸受を用いたモー
タについて第５図と共に説明する。

同図において、第２の回転部６２が固定部であり、回転
子となる第１の回転部６０との対向面に偏平薄形かつコ
アレスのステータコイル６４・・・が設けられているや 一方、第１の回転部６０の第２の回転部６２との対向面
には第１及び第２の回転部６０．６２を互いに接近する
ための磁力手段と、モータの回転子磁極とを兼ねる永久
磁石６６・・・が固定されている。そして第１及び第２
の回転部６０．６２の間には転動手段である鋼球６８・
・・が挾持されている。なお、鋼球６８・・・を保持す
るリテーナ７０は第２の回転部６２に設けられている軸
受部７２に外嵌されているため、鋼球６８・・・の軸受
軌道は第２図の例と同様に設けられていない。

軸受部７２へ回転可能に嵌入する軸部７４は第１の回転
部６０に設けられている。

ステータコイル６４・・・へ通電すると、ステータコイ
ル６４・・・に発生する磁力と永久磁石６６・・・の磁
力との関係で回転子である第１の回転部６０ば固定部で
ある第２の回転部６２に対して回転する。その際前述の
とおり第１の回転部６０と第２の回転部６２が鋼球６８
・・・を挟着しても点接触なので当該部分の摩擦力は第
１の回転部６０の回転の妨げるものとはならない、この
モータの場合、回転子の回転を軸振れなく高精度に１の
平面内で行なわせることができる。従って、第１の回転
部６０上面にフロッピィディスク７６の載置部７８を設
ければ薄型のフロッピィディスクドライブ装置（ＦＤＤ
）として利用することができる。

本実施例のモータにおいては、スラストころがり軸受の
中にモータを形成することができるのでコンパクトなモ
ータにできる。実施例では第１の回転部６０を回転部、
第２の回転部６２を固定部としたがこの逆でもよい。ま
た、ステータコイル６４・・・を偏平なコアレス型とし
たので薄いコンパクトなモータを実現できる。また、回
転子となる第１の回転部６０ヌは第２の回転部６２に直
接被回転物を取付けて回転させてもよいし、取付部を設
けてもよい、また、ステータコイル６４・・・及び永久
磁石６６・・・を第１及び第２の回転部６０．６２の対
向面に設けたが必ずしも対向面でなくてもよく、磁力に
より回転子を回転させることができれば第１及び第２の
回転部６ｏ、６２の外周面であってもよい。

以上、本発明の好適な実施例について種々述べて来たが
、本発明は上述の実施例に限定されるのではな（、発明
の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはも
ちろんである。

（発明の効果） 本発明に係るスラストこがり軸受を用いると、第１の回
転部と第２の回転部とが回転軸線のずれが生じることな
く、互いに高い平行度で回転させることが簡易な構造で
可能となる。また、ロータ及びモータとして用いた場合
は、回転する回転体を軸振れを起こすことなく高精度で
１の平面内で回転させることが可能となる。また、ロー
タもしくはモータを特に薄形でコンパクトに形成できる
ため、様々な機器に応用することが可能となる等の著効
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスラストころがり軸受の実施例を
示した断面図、第２図はスラストころがり軸受の他の実
施例を示した断面図、第３図は軸部と軸受部の他の実施
例を示した部分図、第４図は本発明に係るロータの実施
例を示した断面図、第５図は本発明に係るモータの実施
例を示した断面図、第６図は先願のスラストころがり軸
受を示した断面図、第７図は第６図の２部の拡大断面図
。 １０・・・第１の回転部、　１２・・・第２の回転部、
　１６・・・鋼球、　２４・・・永久磁石、　２６．２
６ａ・・・軸部、 ２８．２８ａ・・・軸受部、 ３０・・・第１の回転部、　３４・・・永久磁石、３６
・・・第２の回転部、　４０・・・鋼球、４２・・・回
転軸、　４８・・・回転体、５２・・・軸受部、　５４
・・・軸部、６０・・・第１の回転部、　６２・・・第
２の回転部、　６４・・・ステータコイル、 ６６・・・永久磁石、　６８・・・鋼球、７２・・・軸
受部、　７４・・・軸部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の回転部と、該第１の回転部に対して回動自在
   に配された第２の回転部と、該第１及び第２の回転部と
   の対向面間に転動可能に配された球体等の転動部材とを
   具備するスラストころがり軸受において、 前記第１の回転部及び第２の回転部を相対 的に接近するよう磁力で付勢するための磁力手段と、 前記第１の回転部及び第２の回転部の回転 軸線を一致させた状態を保持するための保持手段とを具
   備することを特徴とするスラストころがり軸受。 ２、前記保持手段は第１の回転部と第２の回転部の対向
   面の一方から他方へ向かって突出した軸部と、前記対向
   面の他方に設けられ、該軸部を回転可能に受けることが
   できる軸受部とから成ることを特徴とする請求項１記載
   のスラストころがり軸受。 ３、少なくとも第１の回転部もしくは第２の回転部の一
   方を磁性材料で形成し、前記磁力手段は少なくとも第１
   の回転部もしくは第２の回転部の他方に着磁すること、
   もしくは少なくとも該他方に固定された磁石であること
   を特徴とする請求項１又は２記載のスラストころがり軸
   受。 ４、前記磁力手段は前記第１の回転部及び第２の回転部
   に固定された磁石であることを特徴とする請求項１、２
   又は３記載のスラストころがり軸受。 ５、請求項１、２、３又は４のスラストころがり軸受の
   第１の回転部及び／もしくは第２の回転部へその回転面
   に対して垂直な、回転体を取付けるための回転体取付部
   を設けたことを特徴とするロータ。 ６、請求項１、２、３又は４のスラストころがり軸受の
   第１の回転部と第２の回転部の一方にコイルを設け、他
   方に磁力手段を兼ねた永久磁石を設けてなることを特徴
   とするモータ。