JPS58134219A - 流体軸受装置 - Google Patents

流体軸受装置

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Publication number
JPS58134219A
JPS58134219A JP1600882A JP1600882A JPS58134219A JP S58134219 A JPS58134219 A JP S58134219A JP 1600882 A JP1600882 A JP 1600882A JP 1600882 A JP1600882 A JP 1600882A JP S58134219 A JPS58134219 A JP S58134219A
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JP
Japan
Prior art keywords
permanent magnet
thrust
bearing
side unit
magnet
Prior art date
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Pending
Application number
JP1600882A
Other languages
English (en)
Inventor
Takafumi Asada
隆文 浅田
Tadayoshi Yoshida
忠良 吉田
Haruo Nozaki
野崎 春男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP1600882A priority Critical patent/JPS58134219A/ja
Publication of JPS58134219A publication Critical patent/JPS58134219A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/045Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. spiral groove thrust bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/106Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
    • F16C33/107Grooves for generating pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C39/00Relieving load on bearings
    • F16C39/06Relieving load on bearings using magnetic means

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】 本発明は流体軸受装置に係わり、回転音が静かで、温度
特性に優れ、さらに経済的な流体軸受装置を得ることを
目的とする、 従来の流体軸受の構成を第1〜′2図にもとづいて説明
する。第1図は従来の流体軸受装置を応用したVTRシ
リンダーである。下部シリンダー2の中央部には固定軸
1が圧入固定され、固定軸1にはディスク3が回転自在
に挿入され、ディスク3の上部にはスラスト受け4.上
部シリンダー6゜磁気ヘッド9.ヘッドP板1oが取り
付けられ、回転側ユニット11を構成する。ディスク3
の下部には回転する磁気ヘッド9を介して図示しない磁
気テープから取り出した映像信号を固定側に伝達するだ
めの回転側ロータリートランス12が取り付けられ、そ
れに対向して、下部シリンダー2にはその映像信号を受
けるだめの固定側ロータリートランス13が取り付けら
れている。
またディスク3には、さらに平面対向型モーターのアマ
チャ−マグネット16と平面型マグイツトケース14が
取り付けられ、それに対向して下部シリンダー2には、
ステーターコイルユニット16が取付けられ、14,1
5.16で平面対向型モータ゛−17を構成している。
そしてアマチャ−マクネットIJlj:常にステーター
コイルユニット16i3.OO〜400グラムの力で吸
引する力を持っている。
なお、固定軸1の2ケ所にはエツチング加重により、ラ
ジアルグループeA、eBが加工され、また、固定軸1
の先端面8は平坦、かつ直角に一精度よく加工されてお
り、スラスト受け4に対向してスラスト受け4の中央下
面には第2図に示すような単列のスパイラルグループ7
がエツチング加工されている。そして3ケ所のそれぞれ
のグループ部には潤滑油が注油されているため、前記平
面対向型モーター17により前記回転部ユニット11が
回転させられると、前記3ケ所のグループ部のポンピン
グ作用によって圧力が発生し、油膜の剛性が高くなっ実
回転側ユニット11は固定軸1に対して完全に浮上して
回、転するものである。このとき回転側ユニット11′
はアマチャ−マグネット16の吸引力と回転側ユ巨ット
の自重により、第1図下方向に力が働らき1、′]それ
一反発する力を単列のスパイラルグループ7がポンピン
グ作用により第1図上方向に発生して力が平衡するもの
であった○ ところが、従来のこの種の流体軸受を、家庭用VTRシ
リンダーに使用しようとした場合、平面対向型モーター
個有の問題点として振動音が大きいという点が上げられ
た。これはステーターコイルユニット16吉、図示しな
い電子回路とにより作られる回転磁界が、マグネットケ
ース14及ヒアマチヤーマグネツト15に高速で吸引力
を、振動的に与えるため、比較的剛性の少ないマグネッ
トケース14が共振して振動音を出すという問題点であ
った。これは例えば大型の電源トランスが通電中にうな
り音を出すのによく似た現象であり、周対向型モーター
では20dB以下にあるのに比べて平面対向型モーター
では25〜5odBの、かなり大きな音がするため家庭
用VTRシリンダーには不向きで擲った。
本発明は上記従来の欠点を周対向モーターに、永久磁石
を組み合せることにより解決するもので、以下にその実
施例を第3〜9図にもとづいて説明する。
第3〜4図は本発明流体軸受装置をVTR用シリンダー
に使用した第1の実施例である。下部シリンダー22(
7EI’中央部には固定軸21が圧入固定され、固定側
ユニット20i構成し、固定軸21にはディスク23が
回転自在に挿入され、ディスク23の上部にはスラスト
受け24.上部シリンダー25.磁気ヘッド29.ヘッ
ドP板30が取り付けられ、回転側ユニツ)31 i構
成する。またディスク23の下部には回転側ロータリー
トランス32が取付けられ、それに対向して下部シリン
ダー22には固定側ロータリートランス33が取付けら
れる。またディスク23には、さらに周対向型ダイレク
ト駆動モーターのアマチャ−マグネット35と、カップ
型マグネットケース34が取付けられ、その内側には固
定側七−タ=コア36が取付けられ、上記34 、35
 、3’6で、周対向型ダイレクト駆動モーター37を
構成している。
固定軸2102ケ所にはエツチング加工により、深さ6
〜20ミクロンメータ(以下ミクロンと略す。)のラジ
アルグループ26A、26Bが加工され、ディスク23
の内径との半径すきまを6〜10ミクロンに管理してこ
こに約20センチポアズの潤滑油を適量注油することに
より、ラジアル流体軸受を構成する。また固定軸21の
先端面は平坦かつ直角に精度よく加工されており、対向
するスラスト受け24には、第2図と同じ単列のスパイ
ラルグループ27が、エツチングにより加工され、適量
注油することにより、スラスト方、向流体軸受40を構
成し、前記回転部ユニット31を浮上させる。尚、この
スパイラルグループの形状は第8図に示すように複列の
ものでもよく、またこのスパイラルグループは固定軸2
1の先端面28に加工されても同じことである0 先端面28の側面部には雄ネジが切られ、内径に酸ネジ
が切られたリング39がネジ止めされており、本発明V
TRシリンダーを逆さ姿勢にした時や、衝撃を加えたと
きにも、回転側ロータリートランス32が固定側のロー
タリートランス33に当るのを防止し、固定側ロータリ
ートランス33を破損させることのないよう構成されて
いる0またマグネットケース34の下面には凹部34A
が設けられ、lそこには、片側の平面iN極に、その裏
面をS極に着磁された永久磁石38が接着固定されてい
る。この永久磁石38は、モーターコア゛36を構成す
る、ケイ素鋼板製のモーターコアの上面36Aを強く吸
引する。我々の実験では、0.3ミリメートルのエアギ
ャップで400グラムの吸引力を実現している。このよ
うに本流体軸受装置におけるスラスト軸受は、スラスト
受け24の単列のスパイラルグループ27と、この永久
磁石38の吸引力と回転ユニット31の自重の3つの力
の平衡関係から決まる。
第4図に示すのは本実施例のすきま一支持力線図である
。線図Aは、単列のスノくイラルグループ27の支持力
を示す。線図Bは永久磁石38の吸引力を示す。例えば
、回転ユニット31の自重が200グラムのとき、第3
図に示す本実施例を第3図のとうり垂直姿勢で通電させ
ると、単列のスパイラルグループ27には永久磁石38
の吸引力400グラム+自重200グラム=eooグラ
ムの荷重がかの荷重がかかり、この場合は単列スパイラ
ルグループ27のすきまは3ミクロンとなる。
このように姿勢の変化にかかわらず、回転側ユニットの
相対高さは、0.5ミクロン程度しか変化しない。これ
はVTRシリンダーによって非常に有利な性質である。
このように、すきまの変化に対して支持力の変化率の大
きいスパイラルグループと、一方、すきまや変化に対し
て吸引力の変化が少ない永久磁石を組合わせることによ
り、高精度な軸受を実現できる。しかも、周対向モータ
ーが使用できるので、回転音が非常に静かである。
次にアマチャ−マグネット36とは別体として永久磁石
38を設けた理由について述べる。第5図に示すように
永久磁石38は高温において表面磁束密度(単位はキロ
ガウス)が直線的に低下する性質がある。この変化率を
温度係数とよび、この値は材質によって異なるが、およ
そ−0,01〜0.3(%/°C)の範囲にある。第5
図に示す実線は、比較的温度係数の大きい材料の場合に
ついて示しており、O′Cでは永久磁石3゛8の吸引力
が400グラムあるものが、80℃においては300ダ
ラムにまで低下する。−力点線は温度係数が小さい材料
の場合を示しており、吸引力はほとんど変らない。一方
、第6図は潤滑油の温度−粘度特性を示す曲線である。
このように潤滑油の粘度は対数的に変化し、低温ではと
くに粘度が高くなる。
第7図に示すのはスラスト受け24と先端面28によっ
て構成されるスラスト軸受部のすきま、即ち、回転中に
グループ7のポンピング作用によって回転部が浮上する
ときの浮上すきまである。実線に示すのは温度係数が大
きい永久磁石を使った場合の線図であり、点線は温度係
数の小さい永久磁石を使った場合の線図である。このよ
うに、温度係数の大きい永久磁石を使った方が、小さい
場合に比べて温度によるスラスト軸受のすきまの変化が
少なく、回転側ユニットの相対高さは、1.2ミクロン
程度しか変化しない。これは高温において潤滑油の粘度
が低下して油膜の剛性が下がり、スラスト軸受部のすき
まが小さくなる現象に対して高温で永久磁石38の吸引
力が下がり、スラスト軸受部のすきまが大きくなる現象
が相殺してすきまの変化量が少なくなるという新たな効
果をもたらすものである。このようにスラスト軸受用の
永久磁石38をモーターのアマチャ−マグネット35と
は別体で設けることにより、永久磁石38には、温度係
数の大きい材料を、一方、アマチャ−マグネット36に
は温度に関係なくモーターの性質を発揮させるために温
度係数の小さい材料を別々に選定することができる。
次に永久磁石38の固定方法について述べる。
第3図におい薔永久磁石38を力・プ型〜グネ・トケー
ス34に取付けることにより、カップ型マグネットケー
ス34を永久磁石38の7(ツクコアーとして利用し、
吸引力を大きくする効果を得ることができる0ただし永
久磁石はカップ型マグネットケース34とは別体の鉄片
に取り付けてもよい0ま′た永、久磁石38°をモータ
ーのモーターコア36の上面36Aに対向して設けるこ
と−より、ステーターユニット36を吸引するので、特
別な吸引用鉄片を取付ける必要がないので経済的である
0 第9図に示すのは第2の実施例である。これは軸41が
下部シリンダー42に圧入されたメタル50A 、50
Bの穴部を回転する軸回転型である。
この場合、モーターコア56は下部シリンダー42の下
面に取付けられ、永久磁石58はカップ型マグネットケ
ース54に取付けられる。またスラスト受け44の上端
面には、第8図に示すようなスパイラルグループが設け
られ、潤滑油が注油されている。この実施例の性能9機
能については第1の実施例と同じである。
このように本発明によれば、周対向モーターを使うこと
ができるので回転音が静かで、永久磁石に温度係数の大
きい材料を選ぶことにより温度が変化しても回転側ユニ
ットの相対高さが変化せず安定しており、しかも経済□
的な流体軸受装置を得ることかできる。
、  ・ゝ
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の断面図、第2図はスパイラルグループ
の形状を示す図、第3図は本発明の一実施例における軸
受装置の断面図、第4図は同実施例の支持力線図、第6
図は同永久磁石吸引カの線図、第6図は同潤滑油の粘度
線図、第7図は同スラストすきま線図、第8図は同複列
のスバラルグループ形状図、第9図は第2の実施例の断
面図である。 20・・・・・・固定側ユニット、31・−・・・・回
転側ユニット、36・・・・・・モーターコア、37・
・嗜−・・ダイレクト駆動モーター、38・・−・・・
永久磁石、40・−・・・・ステスト方向流体軸受。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名1 ! 第2図 第4図 す ! t (ミツ+1シ) シtA(°C) ・;益度(・C)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ダイレクト駆動モーターにより回転駆動される固定側ユ
    ニットと回転側ユニットからなる軸受装置において、こ
    の固定側モーターコアから軸方向に一定隙間をおいて回
    転側ユニットに永久磁石を取り付け、一定の吸引力を発
    生させるとともに、この吸引力とは反対方向に支持力を
    発生するスラスト方向流体軸受を設け、前記永久磁石の
    吸引力と前記回転側ユニットの自重と前記流体軸受の支
    持力を平衡させて回転側ユニットのスラスト方向の位置
    規制2行なう流体軸受装置。
JP1600882A 1982-02-03 1982-02-03 流体軸受装置 Pending JPS58134219A (ja)

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JP1600882A JPS58134219A (ja) 1982-02-03 1982-02-03 流体軸受装置

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JP1600882A JPS58134219A (ja) 1982-02-03 1982-02-03 流体軸受装置

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JPS58134219A true JPS58134219A (ja) 1983-08-10

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ID=11904560

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JP1600882A Pending JPS58134219A (ja) 1982-02-03 1982-02-03 流体軸受装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60143926U (ja) * 1984-03-06 1985-09-24 松下電器産業株式会社 流体軸受シリンダ−装置
JPS60220218A (ja) * 1984-04-12 1985-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受装置
US4764085A (en) * 1986-01-04 1988-08-16 Fortuna-Werke Maschinenfabrik Gmbh Blower for circulating larger gas volumes, in particular for high-power laser systems operating according to the gas-transportation principle

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