JPS6237511A - 動圧型流体軸受装置の製造方法 - 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、ビデオテープレコーダー用回転ヘッ）”　シ
リア　ｐ”　−ユニット、ティスクスピンドルユニノト
等の回転部に用いられるラジアル方向の動圧型流体軸受
装置に関するものである。

従来の技術 われていた玉軸受、真円すベシ軸受にかわって小型高性
能な溝付き動圧型流体軸受が一部の機器に使われている
。以下、図面を参照しながら上述し　　。

た従来の動圧型流体軸受装置の一例について説明する。

第６〜８図は従来の動圧型流体軸受装置であシ、これは
ビデオテープレコーダー用回転ヘッドシリンダーユニッ
トである。第６図において１は中心軸、１人は軸端面、
２は固定シリンダー、３はモータステータであり、１〜
３で固定体ユニット４を構成する。５はスリーブでその
軸受穴５Ｃにはエツチング加工等により動圧発生溝５Ｆ
。

５Ｆ’、、ｓＦ“が加工された第１溝パターン５Ａと第
２溝パターン６Ｂを有する。６はスラスト受は部材、７
は回転シリンダー、８はモータロータ、９は磁気ヘッド
であり、５〜９で回転体ユニット１０を構成している。

以上のように構成された動圧Ｍ流体軸受装置について以
下、その動作を説明する。まずモータステータ３に通電
が始まると、モータロータ８は回転体ユニット１０を回
転させる。これにより中心軸１と、軸受穴５Ｃの間の空
気または潤滑剤は、第１および第２の溝パターン５Ａ、
５Ｂのポンピング作用により圧力が高められ回転体ユ＝
、、ト１０は無接触で回転する。このときスラスト方向
は、スラスト受は部材６で受けている。

このような動圧型流体は第７図に示すように横置きで使
用することがあるが、このとき特開昭６８−１０９７１
５号に記述しているように中心軸１は先端（同図左側の
自由端ンに近づくほど機械的なたわみ量が多くなり同図
θに示す角度だけ傾いてしまう。このとき回転体ユニッ
ト１ｏが中心軸１に習ってθだけ傾いた状態で回転して
しまうと回転体ユニット１０は固定シリンダー２に対し
て平行が保てなくなる。これはとぐにビデオシリンダー
等にこの種の動圧型流体軸受を使用する場合はその悪影
響は大きく、図示しない磁気テープと磁気ヘッド９との
相対位置が約１０ミクロンメータもずれて電気信号の記
録再生が正常に行なえなくなる。そこで同図に示すよう
に例えば何本かの動圧発生溝かへリングボーン状に配列
した第１溝パターン５Ａの長さＢｕに対して第２溝パタ
ーン５Ｂを長さＢ７に短かく設計し、中心軸１の先端側
の第１溝パターン６Ａの軸受油膜剛性を強く、根本側の
第２溝パターン５Ｂの軸受油膜剛性をやや弱く設計する
ことにより第１溝パターン６Ａ部での油膜偏心量を少な
く第２溝パターン５Ｂ部分での油膜偏心量を多くするこ
とにより両方の溝パターン部での機械的たわみ量と油膜
偏心量の合計である総偏心量を同じにして、回転体ユニ
ノ）１０の傾きを防止している。また第２溝パターン５
Ｂ部の軸受長さＢｌはかなり短かいので溝数が少ない場
合には動圧発生溝による充分なボンピング力が得られず
、通常筒１の溝パターン６Ａの溝本数が８本に対して第
２溝パターン５Ｂは６〜１０本をエツチング等により加
工していた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では従来エツチング加工
等により溝パターンｓＡ、ｓＢを加工する場合には支障
なかったのであるが、第８図に示すようにボール１１．
１１’を有する溝加工工具１２によりｓＡ、ｓＢの溝パ
ターンを切削またはそ性加工等により機械的に加工する
場合には次のような問題があった。この問題は第１と第
２の溝パターンｓＡ、ｅｓＢの動圧発生溝の本数が同一
であるときは問題ないのであるが、従来のように第１溝
パターン６Ａが６本、第２溝パターン６Ｂが１０本とい
うように溝数が異なる場合には溝加工工具を２本１２．
１２’使ってスリーブ６の両側から加工せねばならず加
工工数がかかつていた。１また２個の溝パターン５Ａ、
５Ｂが同軸に精度よく加工できにくく溝加工時に軸受穴
５Ｃの精度をくるわすという欠点があった。本発明は上
記問題点に鑑み、２箇所以上の動圧発生用溝パターンを
軸外周またはスリーブ内面に機械的に加工する場合に本
数の異なる２個以上の軸受部の溝パターンを１つの溝加
工工具で連続して短時間に加工できる合理的な溝パター
ン形状をした動圧型流体軸受装置を提供するものである
。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の動圧型流体軸受装
置は、軸受穴内周または中心軸外周のいずれか一方に動
圧発生溝を複数本配列してなる溝パターンを２ケ所以上
有し、最も長い溝パターンの動圧発生溝の本数に対して
他の短かい溝パターンの動圧発生溝を２倍以上の整数倍
設けたものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって第１溝パターンに対して
第２溝パターンの溝本数を約２倍以上の整数倍にするこ
とにより第１および第２の溝パターンを１つの溝加工工
具により連続して加工できることとなる。

実施例 以下、本発明の一実施例の動圧型流体軸受装置について
、図面を参照しながら説明する。本発明の装置全体の構
成のほとんどは第６〜７図に示す従来例と同じである。

その中で従来と異なり、特徴的なのは第１図においてス
リーブ６の軸受穴６Ｃに設けられた何本かの動圧発生溝
ｓ　Ｆ　、　ｓＦ’。

５Ｆ″　が例えばヘリングボーン状に配列した第１の溝
パターン部５Ｄに対して第２溝パターン６Ｅの動圧発生
溝の本数を２倍、３倍または４倍等の整数倍にしている
ことである。この実施例においては第１溝パターン５Ｄ
の溝本数を６本に、第２溝パターン５Ｅを３倍の１８本
に設計している。

ここで、動圧発生溝の加工法にはエツチング。

切削、放電加工等があるが、本発明においては溝をボー
ル１１でそ性加工するため、第１．第２の溝パターンｅ
ｓＤ、ｓＥの動圧発生溝の断面は第２図に示すように円
弧になっている。

以上のように構成された動圧型流体軸受装置であるが、
第１図においてボール１１を有する溝加工工具１２によ
り第１溝パターン６Ｄ、第２溝ノ（ターン６Ｅを加工す
る手順について説明する。

第１に溝加工工具１２の円周を６等分した位置にボール
１１を６個配備しておく。

第２に同図ａの位置にある溝加工工具１２に送り速度Ｖ
と角速度Ｗを与えて第３図のように第２溝パターン６Ｅ
に動圧発生溝をボール１１の個数だけ、即ち６本加工し
つつ溝加工工具１２は同図すの位置に前進する。

第３に第１溝パターン６Ｄに動圧発生溝を６本加工しつ
つ同図Ｃの位置まで前進する。これで第１溝パターン６
Ｄの動圧発生溝の加工は完了したことになる。

第４に溝加工工具１２はｂの位置まで動いてきた軌跡を
そのまま戻る。このときはボール１１は何ら新たな加工
はしない。

第５に溝加工工具１２は、元のａの位置に戻るが、この
ときは以前に動いてきた軌跡とは別の軌跡を通り第２溝
パターン６Ｅに新たに動圧発生溝６本を加工しながら戻
り、第２溝パターン６Ｅの溝数は１２本になる。

第６に再び溝加工工具１２は第２溝パターン６Ｅに新た
に６本のグループを加工しなからｂの位置まで前進し第
２溝パターン６Ｅの溝は必要数である１８本になる。

最後に溝加工工具１２は進んで来たのと同じ軌跡を通り
ａの位置まで戻り、一連の加工工程は完了する。。

このようにして、１つの溝加工工具により一方向から連
続して溝本数の異なる溝パターンの加工が行なえるとい
う効果がある。

このようにして構成された動圧型流体軸受装置は、軸受
長さの短かい第２溝パターン５Ｅの溝本数が第１溝パタ
ーン６Ｄより多いので軸受の回転安定性が優れる。第４
図は、この軸受長さと軸受の回転安定性度合い（安定係
数〕を示している。

安定係数が大きいほど回転精度が良いが、第１溝パター
ン６Ｄのように軸受長さが充分長い場合、（長さＢｕ　
）は、溝本数は６本で充分な安定度合を持つが（安定係
数が約２）、第２グループ６Ｅのように軸受長さが短か
い場合（長さＢｌ　）は溝数は１０本以上が必要である
。本発明は第２溝パターンの溝数は２倍以上の整数倍に
設定するために第１．第２の溝パターン共に充分な安定
度合いを有するという効果がある。

以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。第６図は本発明の第２の実施例を示す動圧型
流体軸受装置である。２１はスラスト受は部材、２２は
軸受穴２２Ｇを有する固定シリンダー、２３はモータス
テータ２１，２２゜２３で固定体ユニット２４を構成す
る。２６は軸受穴２２Ｃの中を回転自在に設けられた中
心軸、２６はディスク、２７は回転シリンダー、２８は
モータロータ、２９は磁気ヘッドであり、回転体ユニッ
ト３ｏを構成している。第２の実施例においては第１溝
パターン２２Ａの動圧発生溝２２Ｆ。

２２Ｆ’、２２Ｆ“は４本、第２溝パターン２２Ｂは８
本または１２本に設定している。また中心軸２５の下端
２５Ａは球面状に加工され、スラスト方向の荷重は、こ
の２５Ａとスラスト受け２１とで受けている。この構成
によっても軸受長さの短かい第２溝パターン２２Ｂの溝
数が充分多いので、軸受の回転安定性が高く、その溝数
は、第１溝パターン２２Ａの溝数の整数倍になっている
ので１つの溝加工工具で連続して溝加工が行なえるので
短時間に精度良く動圧発生溝が加工できる。！たこのよ
うに第２の溝パターンの溝数が第１の溝パターンの溝数
の２倍のときは溝パターンの加工は前記加工順序の第１
から第５まで完了するので第６以降の溝加工は不要であ
り加工時間がさらに短縮される。

尚、実施例は溝パターンがスリーブの内周面に設けられ
ているが、シャフトの外周に設けられても同様である。

尚、実施例は１つの軸受穴に２個の溝パターンを有して
いるが、３個以上の溝パターンを有する場合も同様であ
る。

尚、実施例は溝パターンは動圧発生溝かへリングボーン
状に配列しているが、これは軸に平行な何本かの配列し
た平行溝状のパターンでも同じである。

発明の効果 以上のように本発明は第１溝パターン部の動圧発生溝の
本数に対して軸受長さの短かい第２溝パターンの本数を
その２倍以上の整数倍設けることによシ溝加工が短時間
で精度よく行なえ、高い回転安定性を有する動圧型流体
軸受装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１の実施例における動圧型流体軸受装
置の断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３
図は本発明第１の実施例における動圧発生溝の加工法説
明図、第４図は本発明第１の実施例における回・転安定
性の説明図、第６図は本発明の第２の実施例における動
圧流体軸受装置の断面図、第６図及び第７図は従来例の
ビデオシリンダーに使われた動圧型流体軸受装置断面図
、第８図は従来例の動圧型流体軸受装置における動圧発
生溝の加工法説明図である。 １．２６・・・・・・中心軸、ｔｓｃ　、　２２Ｃ・・
・・・・軸受穴、ｓＤ　、２２Ａ・・・・・・第１溝パ
ターン、５Ｅ、２２Ｂ５９．・・・第２溝パターン、６
　Ｆ　、　６　Ｆ’、　５　Ｆ”、　２２Ｆ。 ２２　Ｆ’、　２２Ｆ”・・・・・・動圧発生溝。 、代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第
１図　　　　　　５°特−軸受化 ５ｐ−一一オ′ブ清ハ゛ゲー／ Ｊｔ・−Ｊｔ２　　” −５３図 第４図 軸（特 第６図　　　　　　　１−＋＄ｎｅ” ５ｃ−一一軸受范 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸受穴の内周または前記軸受穴に対して回転自在
   な中心軸の外周面のいずれか一方に動圧発生溝を複数本
   数配列してなる溝パターンを複数箇所に有し、前記溝パ
   ターンの軸方向長さはそれぞれ異なり、その中で最も長
   い第１の溝パターンの動圧発生溝の本数に対して他の溝
   パターンの動圧発生溝を２倍以上の整数倍設けてなる動
   圧型流体軸受装置。
2. （２）動圧発生溝は断面形状が円弧であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の動圧型流体軸受装置。