JPH07110028A - 動圧型流体軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 コストが低くかつ大量生産が簡単にでき
る動圧型流体軸受を提供する。 【構 成】 動圧型流体軸受（Ｂ，Ｃ）のリング形状
の本体の内面（Ｂ１，Ｃ１）には、多数の溝（２）が形
成されている。この溝（２）は前記本体の軸方向の一方
の端から本体の内面（Ｂ１，Ｃ１）の中央部に達する直
線状の第一溝（２１）と、前記本体の軸方向の他方の端
から本体の内面（Ｂ１，Ｃ１）の中央部に達する直線状
の第二溝（２２）とで構成されている。そして、第一溝
（２１）および第二溝（２２）は前記本体の軸に対して
傾斜して形成され、この傾斜の向きが第一溝（２１）と
第二溝（２２）とで逆向きである。また、前記動圧型流
体軸受（Ｂ，Ｃ）の本体は合成樹脂材料で一体成形され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＶＴＲの回転ヘッドな
どの高速で回転する回転体を回転可能に支持するための
動圧型流体軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に使用される軸受の取付け構造
を、図５を使用して説明する。図５は軸受の取付け構造
を説明するための正面図である。

【０００３】図５において、回転体Ａは、その一対の回
転軸Ａ１，Ａ２が図の上側の軸受Ｂおよび下側の軸受Ｃ
で回転可能に支持されている。そして、上側の回転軸Ａ
１の外周面を支持する軸受Ｂの内面Ｂ１および下側の回
転軸Ａ２の外周面を支持する軸受Ｃの内面Ｃ１が回転体
Ａのラジアル方向の力を支持している。

【０００４】また、この回転体Ａには、上側の軸受Ｂの
下端面Ｂ２と対向する対向面Ａ４、および下側の軸受Ｃ
の上端面Ｃ２と対向する対向面Ａ５が形成されている。
そして、この軸受Ｂの下端面Ｂ２および軸受Ｃの上端面
Ｃ２が回転体Ａのスラスト方向の力を受けている。

【０００５】上記回転体Ａのラジアル方向およびスラス
ト方向の力を受ける部分には、一般的には、摩擦抵抗を
少なくするために潤滑剤を注入するか、無給油軸受とな
っている。

【０００６】ところで、最近では、潤滑剤を注入する代
わりに、回転体Ａの回転軸Ａ１，Ａ２にＶ字状の溝がＮ
Ｃ加工により形成されている。そして、高速回転する回
転体Ａの回転軸Ａ１，Ａ２に形成されたこのＶ字状の溝
の角部で周囲の空気を径方向外側に移動させて、回転軸
Ａ１，Ａ２と軸受Ｂ，Ｃとの間にエアーベアリングの層
を発生させて潤滑する技術が開発されている。このよう
な軸受構造は動圧型流体軸受構造と呼ばれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
た動圧型流体軸受構造は、回転体Ａの金属製の回転軸Ａ
１，Ａ２をＮＣ加工するため、コストが約８０円とな
る。また、回転軸Ａ１，Ａ２の表面は平面ではなく曲面
であるため、その表面にＶ字状の溝をＮＣ加工すること
は高度な技術が必要となる。そして、大量生産するため
には、高価なＮＣ装置を多数設置する必要があり、大量
生産が困難であった。

【０００８】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、コストが低くかつ大量生産が簡単にできる
動圧型流体軸受を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の動圧型流体軸受（Ｂ，Ｃ）のリング形状の
本体の内面（Ｂ１，Ｃ１）には、多数の溝（２）が形成
されている。この溝（２）は前記本体の軸方向の一方の
端から本体の内面（Ｂ１，Ｃ１）の中央部に達する第一
溝（２１）と、前記本体の軸方向の他方の端から本体の
内面（Ｂ１，Ｃ１）の中央部に達する第二溝（２２）と
で構成されている。

【００１０】そして、第一溝（２１）および第二溝（２
２）は前記本体の軸に対して傾斜して形成され、この傾
斜の向きが第一溝（２１）と第二溝（２２）とで逆向き
である。また、前記動圧型流体軸受（Ｂ，Ｃ）の本体は
合成樹脂材料で一体成形されている。

【００１１】さらに、動圧型流体軸受（Ｂ，Ｃ）の本体
の端面（Ｂ２，Ｃ２）には、多数のＶ字状の溝（１）が
形成されていることが好ましい。

【００１２】

【作 用】第一溝（２１）および第二溝（２２）が、
動圧型流体軸受（Ｂ，Ｃ）の本体の軸に対して傾斜して
形成され、この傾斜の向きが第一溝（２１）と第二溝
（２２）とで逆向きである。そして、これら第一溝（２
１）および第二溝（２２）の先端が各々、動圧型流体軸
受（Ｂ，Ｃ）の本体の内面（Ｂ１，Ｃ１）の中央部に達
している。

【００１３】このようにして、動圧型流体軸受（Ｂ，
Ｃ）の本体の内面（Ｂ１，Ｃ１）に略Ｖ字状の溝を形成
することができる。

【００１４】そして、これら第一溝（２１）および第二
溝（２２）の他方の先端が、本体の軸方向の端に達して
いる。したがって、動圧型流体軸受（Ｂ，Ｃ）の本体を
合成樹脂材料で一体成形しても、第一溝（２１）および
第二溝（２２）を成形するための凸条を具備する金型の
型抜きが簡単にできる。

【００１５】さらに、動圧型流体軸受（Ｂ，Ｃ）の本体
の端面（Ｂ２，Ｃ２）にも、多数のＶ字状の溝（１）が
形成されると、スラスト方向の力も動圧型流体軸受
（Ｂ，Ｃ）で受けることが可能となる。

【００１６】

【実 施 例】次に、図１ないし図５を使用して、本発
明における動圧型流体軸受の一実施例について説明をす
る。図１は本発明の動圧型流体軸受Ｂの斜視図である。
図２は本発明の動圧型流体軸受Ｃの斜視図である。図３
は図１に図示する動圧型流体軸受Ｂの内面の一部の展開
図である。図４は動圧型流体軸受Ｂの内面の変形例を説
明するための、展開図である。

【００１７】図５において、従来の動圧型流体軸受構造
はＶ字状の溝が回転体Ａの金属製の回転軸Ａ１，Ａ２に
形成されていたが、本発明の実施例における動圧型流体
軸受構造では、回転軸Ａ１，Ａ２側ではなく、軸受Ｂの
内面Ｂ１および軸受Ｃの内面Ｃ１に形成されている。ま
た、軸受Ｂの下端面Ｂ２および軸受Ｃの上端面Ｃ２にも
Ｖ字状の溝が形成されている。すなわち、軸受Ｂおよび
軸受Ｃ自体を加工することにより、動圧型流体軸受構造
としている。なお、以下、軸受Ｂおよび軸受Ｃを動圧型
流体軸受Ｂおよび動圧型流体軸受Ｃと呼ぶ。

【００１８】図１においては、図５に図示する動圧型流
体軸受Ｂを上下を逆にして、図示している。すなわち、
動圧型流体軸受Ｂの下端面Ｂ２が上側に図示されてい
る。矢印は回転体Ａの回転方向（図においては時計方向
の回転）を示しており、動圧型流体軸受Ｂ自体は固定さ
れている。

【００１９】図１において、動圧型流体軸受Ｂはコスト
を低くするため、合成樹脂材料で一体成形されている。
そして、前述のようにリング形状の動圧型流体軸受Ｂの
下端面Ｂ２にはＶ字状の溝１が多数形成されている。こ
の溝１は一対の湾曲した曲線状の溝１１，１２で構成さ
れ、矢印方向に高速回転する回転体Ａ（図５参照）によ
り発生する高速の矢印方向の空気流が溝１１，１２に流
れ込み、溝１の角部１３で、図１の上側に偏向されて回
転体Ａの対向面Ａ４（図５参照）との間にエアーベアリ
ングの層が発生する。

【００２０】また、図１において、内面Ｂ１にも多数の
Ｖ字状の溝２が形成されている。この溝２は、図３に図
示する展開図で示すように、一対の直線状の第一溝２１
および第二溝２２で構成され、これら第一溝２１および
第二溝２２は動圧型流体軸受Ｂの軸に対して傾斜して形
成されている。そして、動圧型流体軸受Ｂの内面Ｂ１の
中央部において、第一溝２１および第二溝２２が突き合
わされて角部２３が形成されている。

【００２１】これら第一溝２１の傾斜と第二溝２２の傾
斜の向きは逆となっている。すなわち、第二溝２２と動
圧型流体軸受Ｂの上端面Ｂ３（図３においては下側に図
示の端面）とのなす角度はａ度であり、第一溝２１と動
圧型流体軸受Ｂの下端面Ｂ２（図３においては上側に図
示の端面）とのなす角度は−ａ度になる。

【００２２】ところで、この第一溝２１および第二溝２
２の端部は、それぞれ動圧型流体軸受Ｂの本体の軸方向
の端に達している。したがって、一対の金型を突き合わ
せて、その金型のキャビティで動圧型流体軸受Ｂを成形
した後、第一溝２１を形成するための凸条を具備する金
型、および第二溝２２を形成するための凸条を具備する
金型を、それぞれ回転しながら上下に分かれて分離させ
て、型抜きすることが可能となる。

【００２３】このように第一溝２１および第二溝２２を
構成することにより、動圧型流体軸受Ｂを合成樹脂材料
で一体成形することでき、製造コストが約１０円で済
む。その結果、従来のＮＣ加工の場合の約８０円から大
きくコストの削減が可能となる。なお、第一溝２１およ
び第二溝２２の端部が、動圧型流体軸受Ｂの本体の軸方
向の端に達していないと、前記金型の凸条が成形された
動圧型流体軸受Ｂに完全に食い込んだ状態となり、成形
された動圧型流体軸受Ｂの内面の端部が障害となって、
金型を上または下に移動することができない。

【００２４】また、上記一対の金型を突き合わせたとき
に、必ずしも凸条の先端が一致せず、第一溝２１と第二
溝２２とが突き合う角部２３が、図４に図示するよう
に、ずれて形成される場合があるが、動圧型流体軸受の
機能上何ら問題がないことが確認できた。

【００２５】そして、前述の溝１の説明と同様に、矢印
方向の高速の空気流は、角部２３により、その流れの方
向が動圧型流体軸受Ｂの径方向に偏向されて、回転体Ａ
の回転軸Ａ１との間にエアーベアリングの層を形成す
る。

【００２６】さらに、図２においては、図１の場合と相
違して、図５に図示する動圧型流体軸受Ｃを上下はその
ままの状態で図示している。すなわち、動圧型流体軸受
Ｃの上端面Ｃ２が上側に図示されている。そして、溝１
を上側にした状態では、この動圧型流体軸受Ｃの溝１お
よび溝２の向きは、図１に図示する動圧型流体軸受Ｂの
溝１および溝２の向きとは逆になる。しかしながら、図
５に図示するように、動圧型流体軸受Ｂおよび動圧型流
体軸受Ｃを取り付けると、溝１が形成された端面が互い
に向き合い、動圧型流体軸受Ｂの溝１および溝２の向き
が動圧型流体軸受Ｃの溝１および溝２の向きと同じ方向
になる。

【００２７】（変更例）以上、本発明の実施例を詳述し
たが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内
で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更
実施例を下記に例示する。 （１）実施例においては、動圧型流体軸受の本体の内部
に関しては説明されていないが、その内部は中実でも、
空洞でも可能である。また、その内部空間が外部に開放
していることも可能である。

【００２８】（２）実施例においては、端面に形成され
たＶ字状の溝１は曲線を突き合わせて構成されており、
やや湾曲して形成されているが、直線を突き合わせて構
成されている普通のＶ字でも可能である。また、端面に
形成されたＶ字状の溝１の端部が、本体の外側面または
内面に達していることも可能である。

【００２９】（３）実施例においては、動圧型流体軸受
の端面にも溝が形成され、スラスト方向の力も支持する
ことが可能な構成となっているが、ラジアル方向の力を
支持するためには、動圧型流体軸受の内面に溝が形成さ
れていればよく、必ずしも、動圧型流体軸受の端面には
溝を形成する必要はない。

【００３０】（４）動圧型流体軸受は、ＶＴＲの回転ヘ
ッド以外の高速で回転する他の回転体たとえば、モータ
の回転軸、ハードディスクやフロッピーディスクなどの
駆動装置の回転部、ＣＤの再生装置の回転部などを支持
することが可能である。

【００３１】（５）実施例においては、動圧型流体軸受
は固定して用いられているが、回転する回転軸に取り付
けられた動圧型流体軸受を固定軸で回転可能に支持する
ことも可能である。

【００３２】（６）実施例においては、一対の動圧型流
体軸受が上下に配置されているが、これは説明の便宜
上、上下に配置したものであり、回転体の回転軸の配置
に応じて左右、斜めに配置することも可能である。

【００３３】（７）実施例においては、第一溝および第
二溝は直線状であるが、湾曲している溝にすることも可
能である。

【００３４】

【発明の効果】従来の動圧型流体軸受構造では、回転体
の回転軸の湾曲している金属表面にＮＣ加工しなければ
ならなかったが、本発明では湾曲している金属表面にＮ
Ｃ加工する必要がなくなる。

【００３５】ＮＣ加工を湾曲している金属表面にする作
業をなくすために、本発明では、まず始めに、金属製の
回転軸にはＮＣ加工しないことにし、軸受側にＶ字状の
溝を形成することにした。しかしながら、リング形状の
軸受の内面にＶ字状の溝をＮＣ加工により形成するため
には、ＮＣ装置の刃先を軸受の狭い内面内に挿入して作
業しなければならず、かなり困難である。したがって、
軸受側にＶ字状の溝を形成することは常識では考えられ
ないことであった。

【００３６】これを解決するために、本発明では、動圧
型流体軸受を合成樹脂材料で一体成形することにした
が、その内面に通常のＶ字状の溝を形成した場合には型
抜きが困難である。そのため、本発明ではさらに、この
Ｖ字状の溝を、動圧型流体軸受の本体の軸方向の一方の
端から本体の内面の中央部に達する第一溝と、前記本体
の軸方向の他方の端から本体の内面の中央部に達する第
二溝とで構成している。このように動圧型流体軸受を構
成すると、金型を回転させながら、上下に分けることに
より型抜きが可能になる。その結果、動圧型流体軸受を
合成樹脂材料で簡単に製造することが可能となる。

【００３７】また、大量生産する場合には上下の金型が
ずれる場合があるが、前記第一溝と第二溝との突き合わ
せがずれても、動圧型流体軸受としての機能に何ら問題
がないことが判った。したがって、第一溝と第二溝との
突き合わせがずれた動圧型流体軸受も不良品とはならな
い。その結果、本発明の動圧型流体軸受は合成樹脂材料
で大量生産することが可能である。

【００３８】そして、動圧型流体軸受の本体の端面にも
多数のＶ字状の溝を形成すると、スラスト方向の力も動
圧型流体軸受構造で支持することが可能となり、内面に
形成したＶ字状の溝によるラジアル方向の力の支持と上
記スラスト方向の力の支持との両方を１個の動圧型流体
軸受で達成可能である。

【００３９】さらに、従来のＮＣ加工では、内面および
端面のＶ字状の溝を形成するためには、内面を加工し、
ついで端面を加工する必要があった。しかしながら、本
発明の動圧型流体軸受は合成樹脂材料で一体成形されて
いるので、一度に内面および端面にＶ字状の溝を形成す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の動圧型流体軸受Ｂの斜視図であ
る。

【図２】図２は本発明の動圧型流体軸受Ｃの斜視図であ
る。

【図３】図３は図１に図示する動圧型流体軸受Ｂの内面
の一部の展開図である。

【図４】図４は動圧型流体軸受Ｂの内面の変形例を説明
するための、展開図である。

【図５】図５は軸受の取付け構造を説明するための正面
図である。

【符号の説明】

Ｂ 動圧型流体軸受 Ｂ１ 内面 Ｂ２ 下端面 Ｃ 動圧型流体軸受 Ｃ１ 内面 Ｃ２ 上端面 １，２ 溝 ２１ 第一溝 ２２ 第二溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リング形状の本体の内面（Ｂ１，Ｃ１）
   には、多数の溝（２）が形成され、 この溝（２）が前記本体の軸方向の一方の端から本体の
   内面（Ｂ１，Ｃ１）の中央部に達する第一溝（２１）
   と、前記本体の軸方向の他方の端から本体の内面（Ｂ
   １，Ｃ１）の中央部に達する第二溝（２２）とで構成さ
   れ、 前記第一溝（２１）および前記第二溝（２２）は前記本
   体の軸に対して傾斜して形成され、 この傾斜の向きが第一溝（２１）と第二溝（２２）とで
   逆向きであり、 そして、前記本体が合成樹脂材料で一体成形されている
   ことを特徴とする動圧型流体軸受。
2. 【請求項２】 前記本体の端面（Ｂ２，Ｃ２）に多数の
   Ｖ字状の溝（１）が形成されていることを特徴とする請
   求項１記載の動圧型流体軸受。