JPS5945844B2

JPS5945844B2 - 回転装置

Info

Publication number: JPS5945844B2
Application number: JP54095366A
Authority: JP
Inventors: 照雄丸山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1979-07-26
Filing date: 1979-07-26
Publication date: 1984-11-09
Also published as: CA1133972A; US4346946A; JPS5620828A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、流体軸受によつて支持される回転装置にお（
・て、接触面積の小さな、例えばピボット軸受と、すき
ま・負荷容量特性の大幅に異なる２つのスラスト軸受を
組み合わせることにより、回転始動時低トルクで、軸受
面の摩耗によるトラブルがなく、姿勢差が僅少など様々
な特徴を有する軸受構造を提供する。

スラスト方向の位置規制を行うために、例えばラジアル
流体軸受と組み合わせた第１図の様な軸受構造は次の様
な特長を有する。

（１）下部ベース１０６に固定された固定軸１０１の先
端部に形成されたピボット軸受１０２にはハウジング１
０３の自重が加わるため、回転時静止時共、常に上端面
１０４に圧着して（・る。

ピボット軸受１０２は点接触であるために、回転負荷が
小さく、始動時低トルクで回転駆動出来る。（２）簡易
な構成で、スラスト方向の位置規制が出来、例えば、ラ
ジアル流体軸受１０５と組み合わせることにより高精度
な回転機能を得ることが出来る。

しかし、第１図の様なピボット支持構造を、例えば近年
増々高精度化されつつあるＶＴＲシリンダ等に適用を検
討した結果、次の様な問題点があつた。

装置の長期にわたる連続運転によつて、機械的接触部で
あるピボット軸受１０２の先端部は徐々に摩耗する。

ＶＴＲシリンダの場合、先端部の摩耗によつて回転シリ
ンダに設けられたヘッド位置（第１図のＨ）が降下する
ことになり、これはテープ・ヘッド間の相対位置の変化
となる。相対位置の変化の許容範囲は、ＶＴＲの高記録
密度化、ポータブル化と相間つて近年増々小さくなり、
例えば、実施例ではδ■５μ以下に収める要望があった
。その方策として、境界潤滑性の優れた潤滑油を用いて
、かつピボット軸受１０２及びその接触面に、耐摩粍性
の優れた材質（例えば、セラミック、超硬、宝石等）を
組み合わせて用いる方法がある。

しかし、長期にわたる連続駆動においては、上述した方
法でも増々高精度化が要求されるＶＴＲシリンダの仕様
を満足させる許容量内に摩耗量を減少させることはコス
ト，量産性を考慮した場合、多くの課題があつた。他の
対策として、ピボット軸受１０２先端部と相対する面（
上端面１０４）に円錐溝を構成して点接触ではなく線で
接触させることにより軸受面の接触面圧を減少させる方
法である。

しかし、この場合、固定軸１０１の軸芯と、一・ウジン
グ１０３の軸芯を一致させることが部品製作，組立の点
で難かしかつた。円錐形状の軸と、ころがり軸受を用い
たピボツト軸受も通常用いられているが、前述した円錐
溝の場合と同様の問題に加えて装置全体の構造が複雑化
する等の難点があつた。

回転中、相対移動面が非接触の状態を保つ方法として、
スラスト流体軸受のつば１０７の両面に溝１０８，１０
９を形成し両面に発生する油膜圧力でもつてハウジング
１０３を中立状態で支持する流体軸受構造は従来からあ
つた。

回転時におけるハウジング１０３のスラスト方向位置は
、つばの上面１０８、下面１０９に発生する油膜圧力と
、ハウジング１０３の自重との平衡関係から決まるが、
例えば、環境温度が変化すると、潤滑油の粘度が変わり
、油膜の発生圧力も変化するため、一・ウジング１０３
のスラスト方向位置が変化してしまう問題点があつた。
また、第２図のごとく、ハウジング１０３内部につば１
０７を収納する径大の収納部を形成した場合、高精度な
部品加工が必要であつた。

例えば軸芯；Ｎに対するつばの上面１０８、下面１０９
の垂直後、つばを収納する径大部の深さ；１３、つば１
０７の厚み；ｔ等の高い加工精度が要求された。また、
第２図の流体軸受構造を近年増々高精度化されつつある
ポータブル型ＶＴＲシリンダ等に適用した場合、次の様
な問題点があつた。

ポータブルＶＴＲの場合、ＶＴＲセツトは姿勢に関係な
く使用され、第２図の様な垂直状態のみならず、水平状
態にお（・ても使用される。

垂直状態において、例えば、ヘツド（図示せず）が設け
られるハウジング１０３（後述する上部シリンダに相当
する）の軸方向位置（第２図Ｈ）は、つば面１０８，１
０９！ＦＣ発生する２個所の軸受全圧力と、回転部の自
重の３つの力の平衡条件で決まることになる。しかし、
装置の姿勢が変化すれば、自重の軸方向分力も変化し、
ハウジング１０３に設けられたヘツドの軸方向の位置Ｈ
も変化することになる。したがつて、ポーノブルＶＴＲ
のシリンダに、第２図の流体軸受構造を適用した場合、
上記ヘツド位置の軸方向姿勢差は重大な欠陥となる。Ｖ
ＴＲシリンダは、装置のコンパクト化、高記録密度化に
よつて、ますます高精度化する傾向にあり、例えば、実
施例において、上記ヘツド位置の軸方向姿勢差を２μ以
内に収める要望があつた。本発明は、従来の流体軸受構
造にともなう上述した問題点を解消するものである。例
えば、すきま，負荷容量特性（軸方向の剛性）の大幅に
異なる２つのスラスト軸受を、つばの両面に形成し剛性
の小なる軸受側に、停止時接触面積の小さなピポツト球
面軸受を設けることにより、長期使用後も摩耗がなく、
回転始動時低トルクで、装置の姿勢差による軸方向の回
転部の変化が僅少等の特徴を有する回転伝達装置を提供
する。

以下、本発明の一実施例について説明する。第３図は本
発明の原理を示す装置の基本構成図であり、装置の静止
状態を示す。１は固定軸、２はこの固定軸１と回転可能
に嵌合された本装置の回転部である一・ウジング（後述
する一実施例のＶＴＲシリンダでは、上シリンダに相当
する）、３はスラスト軸受のつば、４は固定軸１の上端
中央部のＶ溝５に設けられたピボツト軸受、６は一・ウ
ジング端面、７はスラスト軸受のつば３の上面８に形成
された軸方向の規制手段である２重スパイラル、９はつ
ば３の下面１０に形成されたリング状突出部、１１はリ
ング状突出部９の面に形成されたステツプ軸受、２００
は固定軸１とハウジング２間で形成されるラジアル軸受
である。

２重スパイラルは、潤滑流体が遠心方向と中心方向の両
方の圧送作用を受ける様に、溝形状が形成されて（・る
もので、通称、「魚の骨」の呼ばれているものである。

ステツプ軸受１１は、軸の中心方向、遠心方向への圧送
作用はなく、軸芯を原点として、放射状に溝形状が形成
されている。固定軸１とハウジング２で形成される間隙
には、潤滑油２０１が隅なく封じ込められている。第４
図はスラスト軸受のつば３面に形成される２重スパイラ
ル７（イ図）、ステツプ軸受１１（口図）を示すもので
ある。

第４図において、黒色で塗りつぶした部分はグルーブ（
凹部）、その他の部分はリツジ（凸部）を示す。第３図
で示す様に、装置が垂直状態で、かつ、静止の場合は、
軸受部７，１１に油膜圧力が発生していないために、自
動Ｗによつて、回転部であるハウジング２は降下し、端
面６はピボツト軸受４の先端面に、点接触で密着してい
る。

第５図は本装置の回転状態を示す。

回転状態においては、ハウジング２と固定されたつば３
面との相対的な回転によつて、軸受面７，１１には油膜
圧力が発生する。

２重スパイラル７は、潤滑流体２０１を第５図の矢印の
ごとく圧送する作用を有し、そのポンピング作用とくさ
び効果によつて十分な間隙δ２があつても、大きな圧力
が発生する。

一方、つば３の下面１０に形成されたステツブ軸受１１
は、スパイラルグループの様なポンピング作用がないが
、円周方向で相対すきまが変化するために、正荷重が得
られる。第６図は、上記、２重スパイラル７と、ステッ
プ軸受１１のすきま、負荷容量特性を比較したものであ
る。イ図はステツプ軸受１１の特性を示すもので、リン
グ状突出部９の面に形成されたステップ軸受１１面の軸
受有効面積が小さく、また、スパイラルグループの様な
ポンピング作用も持たないために、すきま：δ１が小さ
いときのみ大きな負荷容量が得られる。したがつて、イ
図のごとくすきまに対して鋭敏な特性が得られる。口図
は２重スパイラル７の特性を示すもので、軸受外径も大
きく、有効面積も大なるために、すきま：δ２が大きい
場合でも、十分に大きな圧力が発生する。したがつて、
その負荷容量特性は、口図で示されるごとく、平衡する
位置（すきまがδ２のとき）では、すきまの変化に対し
て鈍感であり、剛性は小さい。本装置において、回転部
であるハウジング２の回転時における絶対高さ：Ｈ（第
５図）は、２重スパイラル７の全圧力，ステツプ軸受１
１の全圧力、及び、ハウジング２の自重：Ｗの軸方向分
力の３つの力の平衡条件から決まることになる。

回転時においては、２重スパイラル７に大きな全圧力が
発生するために、静止時と比べ、２重スパイラル７とハ
ウジング端面６間のすきま：δ２は大きく増大し、逆に
、ステツプ軸受１１面のすセま：δ１は僅少となる位置
で、各力の平衡条件く成立することになる。さて、本発
明の効果を列記すると下記の通りでｂる。

］）回転、始動時低トルクであり、かつ、摩耗による回
転部の軸方向位置：Ｈの変化がない。

本装置の回転部であるハウジング２は静止時で、かつ垂
直状態においてはピボツト軸受４によつて、点接触で支
持されており、それゆえ、極めて、低トルクで回転始動
出来る。また、回転状態においては、つば３の上下の軸
受面７，１１共、非接触の状態を保つことが出来、それ
ゆえ、第１図のピポツト支持構造の様な摩耗による回転
部の絶対高さＨの経年変化はない。

例えば、ピボツト軸受４の先端面あるいは、その対向面
（一・ウジング端面６）が、装置に加わる衝撃力によつ
て、多少塑性変形（へ汐リ）をおこし、静止時における
寸法：δ２０（第３図参照）に寸法変化があつたとして
も、回転状態においては、両スラスト軸受７，１１の発
生圧力と軸方向分力のみから平衡位置であるδ１，δ２
が決まるため、回転部２の高さ：Ｈに影響を与えな（・
ｏまた装置が倒置状態の場合でも、本装置は低トルクで
始動出来る。

倒置状態においては、回転部３の自重Ｗによつて、ステ
ツプ軸受１１面がその対向面と密着することになる。し
かし、図示されるごとく、ステツプ面は有効面積の小さ
なリング状突出部１１の面に形成することが出来、それ
ゆえ、密着面積は小さい。そのため、例えば、第２図の
様なスラスト軸受面が、その対向面と密着している場合
と比較しても十分に低トルクで回転始動出来る。

つまり、本装置は前述した第１図のピボツト支持構造と
、第２図のスラスト軸受支持構造の両方の特徴を有し、
かつ、それぞれの持つ欠点を解消しており、加うるに、
倒置状態においても低トルクで駆動出来るという新しい
特徴まで加わつているのである。２）回転部２の軸方向
絶対高さ：Ｈを高精度に規制出来る。

本装置の特徴の一つは、［変位・負荷容量特性」の鋭敏
な軸受（例えば、ステツプ軸受１１）と、すきまが大な
る位置においても十分大きな負荷容量が得られ、かつ、
すきまが大なる位置において、「変位、負荷容量特性」
の鈍感な軸受（例えば、２重スパイラル７）を組み合わ
せたという点にある。

例えば、環境温度が変化すると、潤滑流体の粘度が変化
するが、本装置では粘度変化による平衡位置のズレを極
力僅少に出来る。

リング状に形成されたステツプ軸受１１は、すきまδ１
が僅少の部分でのみ大きな発生圧力があり、例えば、ハ
ウジング２が平衡点から少しズレて、すきま：δ１が大
きくなつたとすれば、ステツプ軸受１１面の発生圧力は
大幅に低下してしまう。

その結果、ステツプ軸受１１は存在しないと同様になり
、ハウジング２は再度平衛位置に引きもどされる。逆に
すきまδｌが小さくなれば、ステツプ軸受面７の圧力は
大輻に上昇するため、やはり平衡位置に引きもどされる
。

したがつて、多少の粘度変化等があつたとしてもステツ
プ軸受面１１のすきま：δ１の変動は僅少であり、結局
、回転部３の絶対高さ：Ｈの変化も僅少である。

本装置は、また装置の姿勢差を僅少とした軸受構造にす
ることが出来る。例えば、ポ一汐ブルＶＴＲの場合、シ
リンダは垂直、水平状態を問わず使用されるが、本装置
の場合、姿勢によるヘツド位置；Ｈの変化は僅少とする
ことが出来る。第７図はその理由を説明するグラフであ
り、曲線イは、ステツプ軸受１１の水平状態におけるす
きまδ１に対する負荷容量特性、口は装置の水平状態に
おいて、ステツプ軸受１１と平衡する力を示すもので、
２重スパイラル７の特性である。

曲線イ，口の傾斜が逆なのは、曲線口の特性が、すきま
：δ１に対するものにおきかえられているからである。

曲線ハは、装置が垂直状態におけるステツプ軸受１１の
特性を示す。但し、装置の自重：Ｗが加わるために、曲
線イが自重Ｗの分だけｙ軸方向に平行移動している。第
７図において、装置が水平，垂直状態共、ステツプ軸受
１１の特性が鋭敏なる個所で、平衡しており、それゆえ
、姿勢差によるステツプ軸受１１のすきま：δ１の変化
：εは、極めて僅少にすることが出来る。ＶＴＲのポー
タブルシリンダに適用した実施例においては、回転部２
の自重：Ｗ＝２５０ｇとして、すきま：δ２＝３０μで
Ｆ＝５５０９の負荷容量が得られる様に、２重スバイラ
ル７を構成した。また、ステツプ軸受１１は垂直状態に
おいてδ１＝εｏ＋ε＝２μで、上記Ｆ−５５０ｆ１と
平衡する様に構成した。

このときの、垂直状態におけるすきまはδ１＝εｏ＝１
μであり、姿勢差：△２−１＝１μとすることが出来た
。３）加工・組立が簡易である。

本スラスト軸受の構造は、従来のつば１０７を設けた第
２図の場合と比べ、加工精度が簡易となる。

なぜなら、回転状態における回転部２の絶対高さＨは、
固定軸１に設けられたつば９のステツプ軸受１１面の高
さで、ほぼ決まるからである。ステツプ軸受１１面に形
成されるすきま：δ１は、前述した様に、装置の姿勢差
，粘度変化等があつても十分に僅少であり、それゆえ、
回転部２の高さＨは、つばの厚み：ｔの精度，つばを収
納する部分の深さ：１４に、ほとんど影響を受けない。
それゆえ、例えば、ヘツドが設けられたＶＴＲシリンダ
の場合、回転状態におけるヘツド高さ：Ｈはステツプ軸
受１１面の高さ：１６，ステツプ軸受１１のハウジング
２の対向面とヘツド間距離１５のみから決まることにな
り、Ｈ：リリ一１６−１５が成立する。

つまり、上記１６・２５の部品精度さえ確保すれば、例
えばＶＴＲシリンダの場合、回転状態におけるヘツドの
軸方向位置：Ｈが、着実に得られるのである。

以上の理由から、本装置のスラスト軸受構造は、軸受部
の加工が極めて、簡易となる。１）潤滑流体にエアーを
用いても、軸受面の摩耗によるトラブルがない。

動圧型空気軸受の難点は、起動停止時における軸受面の
摩耗であつた。

軸受面が摩耗によつて損傷すると、摩耗粉が発生し、摩
擦係数の増大をもたらし、また焼きつけ等のトラブルが
発生する。それゆえ、動圧空気軸受は、すベリ面の材料
の選択が重要な課題であつた。例えば、クロムオキサイ
ド，アルミナ等を用いた場合、摩耗粉の発生は減少し、
摩擦係数は小さくなるが、やはり、数千回のスタート・
ストツプが限界であつた。また、上記超硬材を用いた場
合、スパイラルグルーブ等の特殊軸受における溝加工に
、エツチング加工の適用が難しく、超音波加工等を必要
とするため、量産化には多くの難題があつた。

本発明は、空気動圧軸受に極めて効果的に適用すること
が出来る。例えば、第３図の装置を、レザープリンタの
回転ミラー等に適用した場合、停止時においてはピボツ
ト軸受４の上端面でのみ点接触で回転部が支持されてお
り、それゆえ、この状態で起動させれば、軸受面７とそ
の相対移動面間の直接接触はない。

回転部２が浮上すれば、上下のスラスト軸受である２重
スパイラル７およびステツプ軸受１１の面は、空気膜の
動圧効果によつて完全な非接触の状態が維持され、回転
部２の高精度な軸方向位置：Ｈが得られる点は潤滑流体
にオイルを用いる場合と同様である。本装置においては
、軸受面７，１１の摩耗がなく、それゆえ溝加工の簡易
さを考えた広範囲な軸受材料の選択が出来る。以上の実
施例では、すきまが小なるときにのみ大きな負荷容量が
得られるスラスト軸受にステツプ軸受１１（第４図口）
、すきまが大でも十分な負荷容量が得られるピボツト側
スラスト軸受に２重スパイラル（第４図イ）を用いた場
合について説明してきた。

本発明は、勿論、上記以外の軸受形状を用いることが出
来る。

第８図は、実施例を示すもので、イはリング状突出部９
に２重スパイラル１２を形成した場合、口はつば９の内
側方向のみに圧送作用を有する、通常のスパイラルグル
ープ１３を形成した場合を示す。いずれも、第５図のス
テツプ軸受１１におき換えることが出来、負荷容量はス
テツプ軸受と比べて大きくなる。また、ピポツト側スラ
スト軸受は２重スパイラル７でなくてもよく、例えば、
軸の中心方向のみに圧送作用を有するスパイラルグルー
プでもよい。

いずれの場合も、円周方向ですきまが変化する様に溝形
状が形成されていればよく、上下２つの軸受の変位・負
荷容量特性が、大きく異なつておればよい。溝は、つば
３の対向面であるハウジング２側の面に形成されていて
もよい。また、例えば、第３図においてステツプ軸受１
１が形成されたリング状突出部９は、装置が倒置状態で
起動時の低トルク化を計れる他、次の様な効果がある。

スラスト軸受のつば面及び、その対向面であるハウジン
グ側の面の加工上の誤差によつて、つば面の相対移動面
間のすきまが円周方向で変化する可能性は常にある。

この場合、つば面に形成される溝の有無に関係なく、ス
ラスト軸受にはくさび油膜によつて予期しない圧力が発
生し、この圧力は、すきまが小さくなる程大きくなる。
リング状突出部１１は、加工上の誤差によつて、必要以
上の負荷容量が得られるのを防止する効果がある。リン
グ幅を小さくする程、軸受面間に介在する潤滑流体の横
もれの効果によつて円周方向のすきまの変化によつて発
生する圧力は小さくなるからである。したがつて、つば
３の径が十分小さい場合、突出部を形成しないで、直接
、つば面に溝を形成してもよい。この場合、すきま・負
荷容量特性を、第７図で示される曲線イのごとく鋭敏に
するために、例えば溝深さを十分浅くしてもよい。また
、第３図の実施例では、ピボツト軸受に球４を用いてい
るが、第９図のごとく、固定軸１の先端を球面形状にし
たピボツト軸受１４を形成してもよい。

また、この場合スラスト軸受のつば９が一体となつた、
スリーブ１５を装着すればよい。第１０図は、固定軸１
の先端を円錐形状１６として、ユニツト化したボール軸
受１７で支持する場合を示す。この場合、円錐部１６と
球は多点で接することになるが、点接触であるために、
起動時のトルクは十分に小さい。回転状態においては、
円錐面１６とボール軸受１７は完全に分離するため、前
述した様な固定軸１とボール軸受１７の同芯の狂いは問
題とならない。第１１図は、ピボツト軸受に球を用いる
代りに、つば２の中心部に、径小の突出部１８を形成し
て、起動時の低トル化を計つた例である。

第１１図の構造は、面接触であるが、円周方向相対速度
の小さな中心部近傍に、径小で形成されているため、十
分に低トルクで起動出来る。第３図の様に、溝５に球を
設けた場合と比べ、突出部１８の突出量の精度管理が一
層簡易である。ＴＲシリンダでの実施例では、突出部１
８の外径ｄ＝３ｍｍφ，突出量：δ３−２０μとして、
起動時の十分な低トルク化を計ることが出来た。以上、
説明してきたのは、一端を基板に固定された軸のまわり
を、スリーブが係合された軸受構造であつた。

本発明は、例えば、固定されたスリープに回転軸が係合
された軸受構造にも、勿論適用出来る。

あるいは、第１２図のごとく、回転軸の両端を２つのス
ラスト軸受で支持する軸受構造にも適用出来る。第１２
図において、１９は回転軸、２０はフライホイール、２
１は回転軸の両端を収納するハウジング、２２は推力軸
受、２３はピボツト軸受、２４はラジアルスパイラルグ
ループ、２５は回転軸上部端面、２６は端面２５の中央
部に設けられた突出部、２７は突出部２６の面に溝が形
成された微径小のマイクログループである。

推力軸受２２はラジアル・スラスト支持の相方を兼ねて
おり、すきま：δ５が大きくても、十分大きな負荷容量
が得られ、前述した第４図における２重スバイラル７に
相当する。一方、マイクログループ２７は、すきまが小
さいときのみ大きな負荷容量が得られ、すきま・負荷容
量特性の鋭敏なステツプ軸受１１に相当する。

第１２図において、装置が停止状態では、フライホイー
ル２０の自重によつて、回転軸下部端面２８はピボツト
軸受２３と密着しているが、回転状態では端面２８は、
ピボット軸受２３から大きく離れる。一方、マイクログ
ループ２７の相対移動面は、僅少のすきま：δ４を保つ
ことになる。したがつて、例えば、フライホイール２０
にヘツドが設けられたＶＴＲシリンダの場合、ヘツドの
絶対高さ：Ｈは、装置の姿勢変化等に対してほとんど影
響を受けない。本装置において、マイクログループ２７
は、突出部２６に形成しているが、回転軸１９の軸径が
小さければ、突出部２６を設けないで軸の平担な端面に
直接形成してもよい。

また、マイクログループ２７の溝は、ハウジング２１側
に形成してもよい。以上、軸方向の規制手段として２重
スパイラル７（第４図）、推力軸受２２（第１２図）を
用いた場合について説明してきた。

その他の手段として、やはり、すきまと吸引力特性が、
流体軸受等と比べて鈍感なマグネツト等も本発明に適用
する事が出来る。例えば、ＤＤモータのアマチヤーマグ
ネツトを利用してもよい。以下、本発明をＶＴＲのシリ
ンダに適用した実施例について説明する。

第１３図は、潤渭流体に磁性流体を用いた軸固定方式の
シリンダであり、５０は回転ヘツド部である上部シリン
ダ、５１は上部シリンダに装着したヘツド、５２は下部
シリンダであり基板である下部一・ウジング５４に固定
されている。５５，５６はヘツド５１の侶号を無接触で
回転側から固定側へ伝達するロータリートランスの回転
側用と固定側用である。

５７は回転スリーブであり、上部シリンダ５０を装置の
上方向から着脱自在になる様固着している。

５８は上部フ汐であり、潤滑流体漏洩防止のためのオイ
ルシール５９を介して、回転スリーブ５７の上端面に、
ボルト６０でもつて固着される。

６１，６２，６３は、本装置の回転部に回転駆動力を与
えるための、ダイレクトドライプモータのステータ６１
とローノマグネツト６２及びマグネツト収納ケース６３
である。

５０，５７，５５，６３，６２で、本装置の主要な回転
部を構成している。

下部ハウジング５４に固定された中心軸６４には、非真
円軸受の一種であるスパイラルグループ６５，６６が、
土下２個所に形成されている。６７は中心軸６４の先端
部に設けられたピボツト軸受，６８はスラスト軸受のつ
ば、６９は上部つば面に形成された２重スバイラル、７
０は下部つば面に形成されたステツプ軸受である（詳細
略）。

中心軸６４と回転スリーブ５７の間には、潤滑流体とし
ての磁性流体が隅なく校じ込められており、回転スリー
ブ５７の下部開口部には、磁性流体の漏洩を防止するた
めの磁気シールが設けられている。

７１は磁気シールのための永久磁石、７２はその収納ケ
ースであり、回転スリーブ５７に固定されている。

本シリンダは、ＶＴＲ装置に基準面７３で設置されるが
、図中のＨは基準面からのヘツド高さを示している。第
１４図は、やはり本発明の実施例であり、軸回転方式の
シリンダ構造である。

１０１は上部シリンダ、１０２は上部シリンダに装着し
たヘツド、１０３は下部シリンダであり、基板である下
部ハウジング１０４に固定されている。

１０５，１０６はロー汐リートランスの回転側用と固定
側用である。

１０７はブツシユであり、回転軸１０８と連結され、さ
らに上部シリンダ１０１は、ブツシユ１０７と取りはず
し自在に嵌合されている。

また、ロータリートランスの回転側用１０５は接着剤に
よつて、ブツシユ１０７に固定され、固定側用１０６は
、下シリンダ１０３に装着したロータリートランス取付
リング１０８に接着剤？固着されている。１０９は、モ
ータのローノマグネツト、１１０はマグネツト収納ケー
ス、１１１はモータの電機子コイル、１１２はモータの
ステー汐である。

口ー汐マグネツト１０９は、マグネツト収納ケース１１
０の内側に固着され、さらに、マグネツト収納ケース１
１０はブツシユ１０７に、ケース取付ボルト１１３によ
つて固着されている。１１０，１０９，１０７，１０１
，１０５で、本装置の主要な回転部を構成している。

１１４は、下部ハウジング１０４と一体で製作された固
定スリーブ、１１５はスラスト軸受のつば、１１６はピ
ボツト軸受、１１７は下部ハウジング蓋、１１８は流体
軸受油膜部、１１９は２重スパイラル、１２０はステツ
プ軸受である（詳細は略す）。

固定スリーブ１１４と回転軸１０８の間には、スパイラ
ルグルーブラジアル軸受が形成されている。１２１，１
２２は上部スパイラルグルーブ、及び下部スパイラルグ
ルーブである。

１２３は潤滑流体としての磁性流体であり、磁性流体１
２３は回転軸１０８及びスラスト軸受のつば１１５及び
固定スリーブ１１４の上端部である固定スリーブ開口部
１２４まで、くまなく封じ込められている。

ブツシユ１０７の開口部１２４には、磁性流体１２３の
漏洩を防止するための磁気シールが設けられている。１
２５は磁気シールのための永久磁石、１２６はその収納
ケースである。

流体軸受による本シリンダ構造は、上方に開口部を有す
る固定スリーブ１１４に収納され、潤滑油膜を介在して
、回転可能に係合された回転軸９がＤＤモー汐（ダイレ
クト・ドライブモータ）によつて旋回する構造になつて
いる。

以上、本発明は流体軸受によつて支持される回転装置に
おいて、すきま・負荷容量特性の鋭敏なスラスト軸受と
、前記スラスト軸受の相対移動面間のすきまを小さくす
る方向に力を与え、かつ、剛性の小なる軸方向規制手段
と、かつ、前記スラスト軸受とは反対側の面、もしくは
、ハウジング側の面に形成された突出部を形成すること
により、回転始動時低トルクで、軸受面の摩耗によるト
ラブルがなく、姿勢差が僅少等の様々な特徴を有する軸
受構造を提供する。

本発明は、潤滑流体に空気を用いた動圧空気軸受として
も、十分に効果を発揮することが出来、従来問題となつ
ていたスラスト軸受面の摩耗が、本発明によつて解消さ
れる。

本発明は、流体軸受の適用が考えられる各種装置に、効
果的に用いることが出来る。例えば、音響機器であるビ
デオデイスメ，テープレコーダ，プレイヤー等、あるい
は産業機器であるシートデイスク，磁気デイスク等、あ
るいはレザープリンタの回転ミラー等、幅広い応用と展
開が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はピボツト軸受による支持構造を示す断面図、第
２図はスラスト軸受のつばの両側に発生する圧力で回転
部を支持する軸受構造を示す断面図、第３図は本発明の
基本原理を示す軸受構造の断面図、第４図イ，口は第３
図のスラスト軸受部の拡大図、第５図は第３図の軸受構
潰の回転状態を示す断面図、第６図イ，口は、すきま・
負荷容量特性を示す図、第７図は装置の水平状態と垂直
状態の姿勢差を示す図で、Ａは垂直状態、Ｂは水平状態
を示す。第８図イ，口は、負荷容量特性の小なる軸受の他の実施
例を示す説明図、第９図〜第１１図は他の実施例を示す
要部断面図、第１２図は本発明を回転軸の両端支持構造
に適用した例を示し、イは軸端の説明図、口は断面図で
ある。第１３図，第１４図は本発明のＶＴＲシリンダの
適用例を示す正面断面図である。４・・・・・・突出部
（ピボツト軸受）、２００・・・・・・スラスト軸受（
ラジアル軸受）、７・・・・・・軸方向規制手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１フランジ面、もしくは軸端面において、円周取向で
相対移動面のすきまが変化する溝が前記相対移動面のい
ずれかに形成された流体潤滑による動圧型スラスト軸受
と、前記相対移動面に対して前記スラスト軸受が作用す
る軸方向の力とは反対側の軸方向力を前記相対移動面に
与え、かつ前記スラスト軸受より剛性の小なる動圧軸受
あるいは磁力による軸方向の付勢手段と、前記スラスト
軸受面とは反対側の面の相対移動面に形成された突出部
とを有し、静止時、あるいは回転開始直後は、装置のス
ラスト方向荷重は前記突出部とその相対移動面間の接触
によつて支持され、定常回転時は、前記動圧型スラスト
軸受と前記軸方向の付勢手段の力の平衡によつて、回転
部のスラスト方向位置が決まる様に構成された回転装置
。