JPH056416Y2 - - Google Patents

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JPH056416Y2
JPH056416Y2 JP1987040148U JP4014887U JPH056416Y2 JP H056416 Y2 JPH056416 Y2 JP H056416Y2 JP 1987040148 U JP1987040148 U JP 1987040148U JP 4014887 U JP4014887 U JP 4014887U JP H056416 Y2 JPH056416 Y2 JP H056416Y2
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roller
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shaft
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    • F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/06—Ball or roller bearings
    • F16C23/08—Ball or roller bearings self-adjusting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H27/00—Special constructions, e.g. surface features, of feed or guide rollers for webs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C13/00—Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor
    • F16C13/006—Guiding rollers, wheels or the like, formed by or on the outer element of a single bearing or bearing unit, e.g. two adjacent bearings, whose ratio of length to diameter is generally less than one
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B15/00—Driving, starting or stopping record carriers of filamentary or web form; Driving both such record carriers and heads; Guiding such record carriers or containers therefor; Control thereof; Control of operating function
    • G11B15/18—Driving; Starting; Stopping; Arrangements for control or regulation thereof
    • G11B15/26—Driving record carriers by members acting directly or indirectly thereon
    • G11B15/28—Driving record carriers by members acting directly or indirectly thereon through rollers driving by frictional contact with the record carrier, e.g. capstan; Multiple arrangements of capstans or drums coupled to means for controlling the speed of the drive; Multiple capstan systems alternately engageable with record carrier to provide reversal
    • G11B15/29—Driving record carriers by members acting directly or indirectly thereon through rollers driving by frictional contact with the record carrier, e.g. capstan; Multiple arrangements of capstans or drums coupled to means for controlling the speed of the drive; Multiple capstan systems alternately engageable with record carrier to provide reversal through pinch-rollers or tape rolls
    • G—PHYSICS
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B15/00—Driving, starting or stopping record carriers of filamentary or web form; Driving both such record carriers and heads; Guiding such record carriers or containers therefor; Control thereof; Control of operating function
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    • B65H2404/17—Details of bearings
    • B65H2404/173—Details of bearings bearing inside roller for surface to rotate

Description

【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野） この考案は、テープレコーダ、VTRなどのテ
ープの案内ローラ、ピンチローラ、その他コンピ
ユータ、ワードプロセツサなどのソフトテープ若
しくはプリンタテープなどに用いられる小型ロー
ラに関する。 （従来技術及び問題点） 従来、テープレコーダや、VTRの磁気テープ
の案内ローラや、ピンチローラに用いられている
小型のローラＡは軽金属筒１の外側に弾性ゴム層
２を形成し、支持軸３と前記軽金属例えば、アル
ミニユーム筒１との嵌合部には、超小型のボール
ベアリング４又はラジアルベアリングを介在さ
せ、更にボールベアリング４の両側にオイルシー
ル５を嵌合させ、小型ローラＡが支持軸３に対し
て僅か約1°以下の範囲で傾動できる自動調心型と
してある（第７図参照）。 ところが超小型ボールベアリング４は近年高精
度のものも量産化されているが、コスト面でユー
ザの要求に応えられず、更にラジアルベアリング
のため、自動調心性においてユーザが要求する最
適条件を満足しているわけではなく、偶々ラジア
ルボールベアリングが自動調心作用があるため
に、これを利用しているに過ぎない。 更にこれらのボールベアリングはインナー、ア
ウターの両リング６，７を必要とするため、これ
らのローラの外径を細くすることが出来ず、これ
らを用いた装置も余り小型化出来ない。 他方、４弗化樹脂を滑り軸承材として使用した
ローラが近年発表されてはいるが、滑り軸承であ
るため自動調心できず、自動調心を必要とするこ
の種の小型ローラには使用できなかつた。 またPV値、摩耗係数などの面で機械的強度の
大きいものは相手方材を摩耗させたり、発熱の原
因となり、摩耗係数の小さいものは機械適強度が
充分でなく、この種の小型ローラには殆ど使用す
ることができなかつた。 殊にVTRテープ搬送に用いられるローラは高
速回転、長時間使用、軽量化（アルミニユームシ
ヤフトの使用）、無潤滑、発熱防止、低騒音及び
低コストの要求が強く、これを満足する小型ロー
ラの開発が当該技術分野において待望されてい
る。 （解決しようとする問題点） この考案は前記のような社会的要望に応えるた
めのものでローラの内周面に弗素樹脂を主剤とす
るものを用いて滑り軸承としての特質を生かし、
かつ自動調心効果がある構造簡単なローラとする
ことである。 （問題点を解決するための手段） この考案は弾性ゴム筒の内側に４弗化エチレン
を主剤とするスリーブが一体化して小型ローラが
形成してあり、この小型ローラと嵌合する支持軸
の外周面には円周方向に溝が一本刻設してあり、
この中に丁度嵌合するベアリング球群が設けてあ
り、これらベアリング球群は前記溝の転動面と前
記小型ローラの内周面との間で転動接触させてあ
り、前記支持軸外周面のうち前記ローラの両端部
近傍においては前記端部寄り程径の細いテーパ面
が形成してあり、このテーパ面の延長周面は前記
すべてのベアリング群の球面と接面乃至は若干内
側となつており、前記テーパ面と溝との間の支持
軸外径は前記内周面と接触しない径の非接触軸径
部としてあることを特徴とする滑り軸承式の自動
調心小型ローラ構造とすることによつて問題点を
解決した。 （作用） 前述のように構成しているこの考案のものにお
いては、外部のローラの外周面をテープレコー
ダ、VTRなどの案内ローラ、ピンチローラに用
いた場合に前記支持軸を適宜の支持枠に固定して
使用すると前記ローラは支持軸のベアリング球群
のところを中心として、これらベアリング球群に
よつて転動接触回転し、かつ、支持軸の中心線に
対するテーパ面部の母線の傾斜角の範囲におい
て、僅かに揺動しながら回転する。 また前記ローラの支持軸に対する傾斜角が何ら
かの外乱によつて大きくなり、支持軸のテーパ面
と前記ローラの内周面が接触したときはローラの
内周面部分のスリーブ内周面とテーパ面部とは滑
り接触し、前記ベアリング球部とスリーブ内周面
との転動接触と相まつて支持軸にローラは支持さ
れて回転する。 （効果） 叙上のような構成及び作用をなすから、前記ロ
ーラと支持軸はこれらに受ける外力に応じベアリ
ング球群部分のみで転動接触支持されたり、或は
ベアリング球群部分の転動接触と何れか一方のテ
ーパ面部とローラ内周面との滑り接触による支持
がなされ、自動調心効果を発揮する。 またテーパ面部とローラ内周面が接触した場合
にも、ベアリング球群部もローラ内周面と転動接
触しているのであるから、テーパ面部のみの滑り
接触よりは接触抵抗は少なく前記スリーブが前述
の材質であることと相まつて回転運動は軽快であ
る。更に前記支持軸のテーパ面部と接触する部分
のローラ内周面は順次回転するから全周に対して
平均して接触し、偏減りするおそれはない。 また支持軸の外周面にテーパ面部を形成したも
のであるから、この外周面の加工が容易で、殊に
高精度な加工ができ、他方ローラの内側に一体化
されているスリーブは単なる円筒形であるから４
弗化エチレンを主剤とする成形後の加工の困難な
【表】 のものを用いた。 上記材料のうち、No.１の材料については、PV
値として1000Kgｆ／cm2・cm／secとし、相手材は
アルミニユーム軸AD−12硬度表面粗さ11〜
13μRmaxのとき、 摩擦係数Ｋ Ｋ＝１×10-9（cm3・sec）／（Kgｆ・cm・hr） また、No.２の材料については、 PV値として3000Kgｆ／cm2・cm／secにおいて、
相手方材料はNo.１と同一として、 Ｋ＝２×10-10（cm3・sec）／（Kgｆ・cm・hr）
のものを用いたが、 PV値1000Kgｆ／cm2・cm／secのとき、 Ｋ＝１×10-9（cm3・sec）／（Kgｆ・cm・hr）以
下であれば充分である。 前記条件に合致する材料としては、本件出願時
の時点においては、例えばニチアス株式会社製エ
クセライド9550−No.５又は9550−No.７を用いた
が、上記条件を満たしておれば、これに限定され
るものではない。 前述の摩耗係数Ｋの算出式としては次の式を用
いた。 Ｋ＝（Ｗ）／（Ｐ・Ｖ・Ｔ・Ｐ・Ｓ） ここで、 Ｗ；摩耗重量 Ｐ；試料の投影単位面積当り荷重（Kg／cm2） Ｖ；周速（cm／sec） Ｔ；時間（hr） Ｐ；試料密度（ｇ／cm3） Ｓ；試料の投影面積（cm2） 〈実施例 １〉 第１図、第２図、第４図及び６図に示すもの
で、１０はローラであり、表層部は弾性ゴム筒１
１であり、内層部は前記の通りの特性を有する４
弗化エチレンを主材とする特殊充填材添加のスリ
ーブ１２よりなり、これらは通常成形時に一体成
形して、後に一体化したものでも、或は一方を成
形後、他方を成形するときインサート成形したも
のでも、この考案としては同一である。スリーブ
１２の内径は全長において同一に形成してある。 １５は支持軸であり前記ローラ１０に嵌合した
とき、ローラ１０の幅の丁度中心に位置するとこ
ろに円周方向の溝１６が刻設してあり、この溝１
６の中にはベアリング球３０群が一列に装備して
あり、ベアリング球３０群はローラ１０の内周面
と溝１６の底面との間で転動接触回転するように
形成されており、溝１６の底部１７の転動面の断
面形状はベアリング球３０の半径と等しい半径を
もつＵ字形状に形成してある。 前記溝１６の幅ｂはベアリング球３０の直径よ
りも広くしてある。 この溝１６の両側に位置し、前記ローラ１０の
両端近傍における支持軸１５には、溝１６寄りが
太く、ローラ１０の両端寄り程細くなつたテーパ
面部１８が形成してある。このテーパ面部１８の
母線O2と支持軸１５の軸線O1との挾角θは0.5乃
至15°程度としてあり、実施例としては0.5乃至5°
とした。 また溝１６の縁からテーパ面部１８までの間の
支持軸１５の外径はローラ１０の内径よりも相当
小さく非接触軸径部１９となつており、テーパ面
部１８の軸方向の長さl1と非接触軸径部１９軸方
向の長さl2との比は凡そ１：５乃至５：１の範囲
内の値としてあり、好ましくはこの比は１：２乃
至２：１程度である。 支持軸１５の材質としては特に限定はないが、
焼入れ鋼又はステンレススチールが耐摩耗性、コ
スト面で最も好ましい。しかしながら特に、軽
量、放熱性を必要とするものにおいては、アルミ
ニユームを用いる。その他真鍮でも良い。 ベアリング球３０群としてはステンレス球、合
成樹脂球、セラミツク球など前記支持軸１５の材
質及び硬度に応じて適宜使用するが、通常は支持
軸１５と同程度の硬さのものを用いる。 前記ベアリング球３０群を支持軸１５の溝１６
間で所定間隔に保つ為の保持器２５は、その軸線
と直角方向にみて一部が開放した掛合部２６をも
つ全体リング状としてあり、この内側曲率半径Ｒ
は保持器２５に何も外力を加えないとき、前記支
持軸１５の径の最も太いところの半径とほゞ同一
としてあり、前記掛合部２６を相互に掛合させた
ときは完全にリングとなり、そのときの内径D1
は支持軸１５の溝１６の底１７の半径よりも大き
く、その外径は前記ローラ１０の内径よりも小さ
くなるようにしてあり、この保持器２５には前記
のベアリング球３０群が等角間隔に支持できる球
支持孔２７が半径方向に穿設してある。 この保持器２５の材質としては、若干弾性変形
でき、摩耗係数が小さく摩擦熱に対する耐熱性に
優れ、熱膨張係数の小さいものであれば特に限定
はないが、この出願時においては、熱可塑性のポ
リアミドイミド系の樹脂が最も好ましい。 また前記の球支持孔２７にそれぞれベアリング
球３０を挿入したときは各ベアリング球３０はそ
れぞれの球支持孔内２７において、滑り回転でき
るようにしてある。 前記掛合部２６には相互に掛合できる僅かに突
出したほぞ２８と、ほぞ孔２９が設けてある。 前記支持軸１５の上下にはローラ１０が上下方
向に移動しないようにローラ１０の内径よりも大
きい径の鍔２０，２１が設けてあり、このつば２
０，２１のローラ１０の端面と相対する端面に
は、前記テーパ面部１８の母線O2と直角をなす
急角度の第２テーパ面部２２が形成され、ローラ
１０が傾斜したときにこの鍔２０，２１にローラ
１０の端面が閊えることなく、かつ、この第２テ
ーパ面部２２によつてローラ１０の端面を支える
ように構成してある。 而して、前記鍔２０，２１のうち、支持軸１５
の一端の鍔２０はこの支持軸１５の軸心に螺合着
脱自在の小ねじ２３によつて支持軸１５に着脱自
在に取付けてある。 （実施例の作用） 叙上のように構成されているものを組み立てる
ときには、先ず保持器２５の弾性変形を利用し
て、その径を大きくして支持軸１５の先端より溝
１６の位置まで保持器２５を軸方向に移動させ
て、この溝１６の中でこの保持器２５の掛合部２
６のほぞ２８とほぞ孔２９とを掛合させ保持器２
５をリングに成型する。 次にローラ１０を支持軸１５の先端より支持軸
１５と一体の一方の鍔２１に当る位置まで静かに
挿入する。 而して支持軸１５の先端部に他方の鍔２０を嵌
合させ適宜のワツシヤ２４を介して小ねじ２３を
支持軸１５に螺合しこの鍔２０を支持軸１５に固
定する。 このようにして組立を完了したものを例えば
VTRの案内ローラとして使用するときには、前
記支持軸１５の基部（角軸）１５ａをVTRフレ
ームの所定の場所に固定して使用する。 （実施例固有の作用及び効果） このようにしてこの実施例のものを使用すると
本件考案のものと同様の作用及び効果をなす。 異なるところは各ベアリング球３０が前述のよ
うな保持器２５によつて支持軸１５の溝１６内
に、所定角間隔で配置されているから、各ベアリ
ング球３０はその間隔が変化し、相互に接触する
こともまた溝１６の中で溝１６の幅方向に移動す
るおそれもなく、しかも保持器２５は前記材質の
もので構成されているからベアリング球３０及び
支持軸１５との滑り接触をしても、摩擦対向は少
なく、摩擦熱によつてこれら接触部分が発熱した
としても、機械的性質が損われることがない。 またローラ１０がテーパ面部１８に当接するま
で傾斜した場合において、支持軸１５の上下の第
２テーパ面部２２が前記のテーパ面部１８と90度
傾斜を異にする母線をもつて形成してあるから、
この第２テーパ面部２２の母線上でローラ１０の
スリーブ１１部分の端面が摺動しながら支持さ
れ、ローラ１０が支持軸１５に対して傾斜したと
してもそれ程の摩擦抵抗の増大にならない。 またローラ１０内周面に嵌合形成されているス
リーブ１２を前述の材質のものを用いたから、摩
擦係数が極めて少なく、この出願時点に知られて
いる通常のVTRのテープ走行速度の数倍（３〜
５倍）の走行速度を採用したとしてもVTR全体
の耐用年数期間充分に正常運転ができる。 その他支持軸１５として焼入れ鋼を用いたとき
は支持軸１５の損耗はない。また支持軸１５にア
ルミニユームを用いたときは熱伝導良好なため、
ベアリング球３０部分及びテーパ面部１８に熱が
こもらず、焼き付きのおそれは絶無である。 尚図示のものは拡大して説明したがローラ１０
の長さは実施品においては約５乃至20mmであり、
ローラ１０の内径は３乃至５mm、外径５乃至10
mm、ベアリング球３０の径は１乃至1.5mm程度と
してある。 このような大きさの実施例のものを2000r.p.m
以上で回転させたが特に焼き付けや、回転不良の
原因となる現象は何も発生しなかつた。 〈実施例 ２〉 第３図に示すものであつて、実施例１から保持
器２５を除去したもので、実施例１と同一符号の
ところは同一の作用及び効果を奏する構成部分乃
至は構成部材である。 この態様においては、前述の実施例１と同一の
大きさのものにおいて、2000r.p.m以下の回転の
ものに使用するときは実用上何らの障害もない。 〈実施例 ３〉 第８図に示すものでベアリング球３０のある位
置がローラ１０の長さの丁度中心ではなく一方に
偏在させたもので、その他の構造は実施例１と同
一である。 この実施例のものは予めローラ１０と支持軸１
５とが最も傾斜できるθ角だけ支持軸１５を傾斜
させて支持１ローラ１０を第８図に示すように、
常に支持軸１５のテーパ１８面に接触させて使用
する。 支持軸１５の一側の同一母線位置テーパ面１８
のみがスリーブ１１と当接するからこの考案のも
のを取付けた装置の耐用年数中に前記支持軸１５
を時々軸線周りに回動して、再び固定して使用す
る。 このようにすれば、支持軸１５は偏減せず寿命
が延び、また正確な回転が得られる。 この実施例においては支持軸１５の軸線周りの
方向の変化に対しても、ローラ１０を軸線方向の
変化を伴わずに支持する効果を奏する。 よつて、この装置は電算機などVTRに記憶情
報の書き込み読み出しなどを行うときの案内ロー
ラに適している。
【図面の簡単な説明】
図面はこの考案に係わるものを示すものであつ
て、第１図は縦断半截拡大正面図、第２図は支持
軸のみの正面図、第３図は保持器を用いない態様
の縦断拡大正面図、第４図はベアリング球を嵌め
込んだ状態の保持器の拡大平面図、第５図は保持
器のみの一部横断平面図、第６図は第５図の側面
図、第７図は従来の縦断拡大正面図、及び第８図
はこの考案の他の態様を示す縦断拡大正面図であ
る。 図中の主な符号、１０……ローラ、１１……ス
リーブ、１５……支持軸、１６……溝、１８……
テーパ面部、１９……非接触軸径部、２５……保
持器、３０……ベアリング。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 １） 弾性ゴム筒の内側に４弗化エチレンを主剤
    とするスリーブが一体化して小型ローラが形成
    してあり、この小型ローラと嵌合する支持軸の
    外周面には円周方向に溝が一本刻設してあり、
    この中に丁度嵌合するベアリング球群が設けて
    あり、これらベアリング球群は前記溝の転動面
    と前記小型ローラの内周面との間で転動接触さ
    せてあり、前記支持軸外周面のうち前記ローラ
    の両端部近傍においては前記端部寄り程径の細
    いテーパ面が形成してあり、このテーパ面の延
    長周面は前記すべてのベアリング群の球面と接
    面乃至は若干内側となつており、前記テーパ面
    と溝との間の支持軸外径は前記内周面と接触し
    ない径の非接触軸径部としてあることを特徴と
    する滑り軸承式の自動調心小型ローラ構造。 ２） 前記テーパ面部と非接触軸部の長さの比は
    凡そ１：５乃至５：１としてあることを特徴と
    する実用新案登録請求の範囲第１項記載の滑り
    軸承式の自動調心小型ローラ構造。 ３） 前記４弗化エチレンを主剤とする弗素樹脂
    製スリーブをアルミニユーム軸（ADC−12、
    表面粗さ11〜13μRmax硬度がHRC−22以下）
    に嵌合させたときの、 PV値3000Kgｆ／cm2・cm／secにおいて摩耗係
    数が １×10-9（cm3・sec）／（Kgｆ・cm・hr）以
    下、好ましくは摩耗係数が ２×10-10（cm3・sec）／（Kgｆ・cm・hr）以
    下のものであることを特徴とする実用新案登録
    請求の範囲第１項記載の滑り軸承式の自動調心
    小型ローラ構造。 ４） 前記支持軸は焼入鋼、アルミニユーム、ス
    テンレススチール、真鍮のうちの一種であるこ
    とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
    記載の滑り軸承式の自動調心小型ローラ構造。 ５） 前記テーパ面の母線と支持軸の中心軸との
    挾角は0.5°乃至15°としてあることを特徴とする
    実用新案登録請求の範囲第１項記載の滑り軸承
    式の自動調心小型ローラ構造。
JP1987040148U 1986-09-30 1987-03-19 Expired - Lifetime JPH056416Y2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1987040148U JPH056416Y2 (ja) 1987-03-19 1987-03-19
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GB8722833A GB2197933B (en) 1986-09-30 1987-09-29 Roller structure

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JP1987040148U JPH056416Y2 (ja) 1987-03-19 1987-03-19

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Publication Number Publication Date
JPS6412925U JPS6412925U (ja) 1989-01-24
JPH056416Y2 true JPH056416Y2 (ja) 1993-02-18

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ID=12572685

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JP1987040148U Expired - Lifetime JPH056416Y2 (ja) 1986-09-30 1987-03-19

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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