JPS63130916A - 軸受装置 - 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〕 本発明は回転ヘッド装置などに装備されている軸受装置
に係り、特に低コストにて製作が可能であるとともに、
固定側ドラムに対するシャフトの傾きをほとんどなくす
ことができ、また予圧（スラスト荷重）を適正に設定で
きるようにした軸受装置に関する。

〔発明の背景〕

第４図は８ｍｍビデオテーププレーヤやディジタルオー
ディオテーププレーヤなどに装備されている回転ヘッド
装置を半断面図によって示している。

この回転ヘッド装置では、固定側ドラムｌの中心に設け
られた軸受２ａと２ｂによってシャフト３が回転自在に
支持されている。シャフト３の上端にはスリーブ４が固
定され、さらにスリーブ４には回転側ドラム５が固定さ
れている。シャフト３はステータコイル６ａとロータマ
グネット６ｂとからなるモータ６によって回転駆動され
る。回転側ドラム５の周面には複数の磁気ヘッドＨが露
出して設けられている９回転ヘッド装置に巻き付けられ
る磁気テープは、固定側ドラム１の外周面に形成された
リード段差１ａにガイドされて走行する。そして回転側
ドラム５と共に回転する磁気ヘッドＨによって磁気テー
プに対する情報の記録あるいは再生が行なわれる。また
、磁気ヘッドＨと外部回路との間の信号の授受はロータ
リートランス７を介して行なわれる。

この種の回転ヘッド装置では、小型化による外周寸法の
制約や、ロータリートランス７を配置する寸法上の関係
などにより、軸受装置自体を小型化する必要がある。そ
のため符号２ａで示すような外輪と内輪との間にボール
が保持されている一般的な軸受を２個設ける構造ではな
く、少なくとも一方の軸受として、符号２ｂで示すよう
なシャフト３に直接接触するボール２Ｃとボール２Ｃの
外側に接触するアウタレース２ｄとから成る一体型のも
のが使用されるようになってきている。しかしながら、
この一体型の軸受２ｂはシャフト３に対する組込みが非
常に難しい欠点がある。また組込み後に、アウタレース
２ｄに対して一定のスラスト荷重を与えながらシャフト
３を回転させてシャフト３やアウタレース２ｄの初期摩
耗をなくすための作業も必要になり、その製造のための
特別な設備や熟練した技術が必要となる。

そこで最近、第５図に示すような組立て作業が容易な軸
受装置が現れている。この軸受装置では、回転ヘッド装
置の固定側ドラムの一部分となるハウジング１１の基準
穴１１ａ内に挿入されているシャフトｌＯに、２箇所の
溝１０ａと１０ｂが形成されている０両溝１０ａとｌｏ
ｂの中間にはボール受け１２が挿入されており、このボ
ール受け１２はハウジング１１に対し接着や圧入などの
手段によって固定されている。溝１０ａとｌｏｂ内に設
置される複数のボール１３はハウジング１１の両端の開
口部から基準穴１１ａ内に挿入される。またボール１３
の外側からはテーパ面１４ａを有するアウタレース１４
が挿入され、ざらにその外側にキャップ１５が設けられ
ている。

軸受のがたをなくすために必要となる予圧（スラスト荷
重）を与えるための作業としては、アウタレース１４を
基準穴１１ａの中心方向へ押し込み、アウタレース１４
のテーパ面１４ａでボール１３を加圧し一定の予圧Ｆを
与え、この状態でシャフト１０を一定時間回転させて、
シャフト１０やアウタレース１４を初期摩耗させ、ボー
ル１３をなじませるようにしている。そしてこの作業が
完了した後にハウジング１１に設けられた穴ｌｌｂから
接着剤を注入するなどしてアウタレース１４を固定して
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第５図に示す軸受装置は、第４図に示す一体型の軸受２
ｂに比べて組立て作業が容易でありまた低コストにて製
造できるなどの利点があるが、その反面法に列記するよ
うな欠点がある。

（１）組立てが完了した後に前述のように、一定の予圧
Ｆを与えてボール１３をなじませる作業が必要であるが
、この作業にはアウタレース１４に予圧Ｆを与えるため
の特別な設備が必要になる。また予圧Ｆを与えながらシ
ャフトを回転させる作業は非常に煩雑である。

（２）ボール１３の外側に７ウタレース１４を配置する
必要があるため、上下のボール１３の配置スパン１１に
対してハウジング１１の高さ寸法ｆＬ。

を大きくしなければならなくなる。８１１■ビデオテー
ププレーヤなどの小型の機器に使用される回転ヘッド装
置では、ハウジング１１の高さ寸法文０そのものが小さ
いため、ボール１３の配置スパンｆＬｌが前記見０より
もさらに短くなってしまうと、ハウジング１１に対する
シャフト１０の倒れ角度公差が大きくなり、回転ヘッド
装置の寸法精度が低下することになる。

（３）逆に、シャフトを支持するためのボール１３の配
置スパン１１をなるべく長くするためには、アウタレー
ス１４の長さ寸法交２を小さくしなくてはならなくなる
。第５図に示す軸受装置では、ハウジング１１に対する
シャフトｌＯの倒れが、アウタレース１４の外周面とテ
ーパ面１４ａおよび溝１３の加工精度などによって決め
られるが、アウタレース１４の長さ寸法文２すなわちア
ウタレース１４と基準穴１１ａとの接触面の軸方向の長
さ寸法が短いと、ハウジング１１に対するシャフト１０
の位置決め精度が低下して、シャフト１０の倒れ角度の
公差が大きくなってしまう、したがって回転ヘッド装置
にこの軸受装置を使用した場合には、シャツ）１０の中
心に対する固定側ドラムの外周面の円筒度の精度が低下
する。したがって、シャツ）１０の軸心を基準として、
固定−ドラムの外周面や磁気テープの走行基準となるリ
ード段差（第４図における符号１ａ参照）を後加工しな
ければならなくなり、加工工程が多くなる。

（４）第５図に示す軸受装置では、ボール１３に対する
スラスト荷重Ｆがハウジング１１の開口端側から加えら
れており、軸受の予圧は開口端側からの定位置予圧とな
っている。第４図に示す回転へ−ｙド装Ｒでは、シャフ
ト１０がステンレス鋼によって形成され、ハウジング１
１となる固定側ドラムがアルミニウムなどによって形成
されており、シャツ）１０よりもハウジング１１の方が
熱による膨張係数の大きくなっている。したがって、第
５図に示す軸受を回転ヘッド装置に使用した場合、環境
温度が低温になったときに、シャット１０よりもハウジ
ング１１の方が線収縮量が大きくなり、アウタレース１
４がボール１３に与えるスラスト荷重が増大する。低温
の環境下では、軸受に使用されるグリスの粘性により回
転負荷も増大するため、ボール１３に対するスラスト荷
重の増加と重なって、軸受損失が増大することになる。

本発明は上記に列挙した問題点を解決するためになされ
たものであり、組立てならびに初期予圧の設定が簡単と
なる構造とし、しかもハウジングに対するシャフトの倒
れ方向の公差を非常に小さくできるようにするのみなら
ず、回転ヘッド装置に使用された場合の低温環境下にお
ける軸受損失の増加が生じないようにした軸受装置を提
供するものである。

〔問題点を解決するための具体的な手段〕本発明による
軸受装置は、外周に２箇所の溝が形成されているシャフ
トがハウジングに穿設された基準穴内に挿入され、前記
各溝内に複数のボールが配置されているとともに、前記
ボールに対して両溝の中間側から接触するテーパ面を有
している一対のレースが基準穴に密着して設けられてお
り且つ、一対のレース間にはレースをボール抑圧方向へ
付勢するスプリングが介在されて成るものである。

この軸受装置では、一対のレースが溝の中間側からスプ
リングによって押圧されているので、このレースがボー
ルを外側へ圧接することによってボールに対する定圧の
初期予圧が与えられている。したがって組立てが完了し
た後にシャフトを一定時間回転させることによって、レ
ースやシャフトを初期摩耗させ、ボールをなじませるこ
とができる。またレースがボールの中間に設けられてい
るので、ボールによるシャフトの支持スパンを変えるこ
となくハウジングの基準面に対するレースの密着面積を
大きくでき、軸方向の当接基準長さを大きくすることが
可能になる。よってハウジングに対するシャフトの倒れ
公差を小さくできる。さらに一対のレースをハウジング
の基準穴に固定しておけば、ハウジングの素材が、シャ
フトの素材よりも熱による膨張係数が大きい場合、低温
の環境下にてボールに対するスラスト荷重が低下するよ
うになる。よって軸受部のグリスの粘性による軸受損失
の増大がスラスト荷重の低下によって相殺されるように
なり、低温環境下における軸受損失の増大を防止できる
ようになる。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を第１図ならびに第２図によって説
明する。

第１図は本発明による軸受装置を示す断面図、第２図は
本発明による軸受装置を使用した回転ヘッド装置を示す
半断面図である。

第１図に示す符号２０はハウジングである。このハウジ
ング２０は、第２図に示す固定側ドラム３１の一部であ
る。ハウジング２０の中心には基準穴２０ａが穿設され
ている。この基準穴２０ａは、固定側ドラム３１の外周
面に対する同心度や、第２図に示す磁気テープの走行基
準となるリード段差３１ａに対する位置精度などの寸法
関係が高精度に形成されている。この基準穴２０にはシ
ャフト２１が挿入されている。第２図に示すように、シ
ャフト２１の上端にはスリーブ３２を介して回転側ドラ
ム３３が固定されている。またシャフト２１の下端には
モータ３４を構成しているロータマグネッ）３４ａが支
持されている。

このシャツ）２１には２箇所の溝２１ａと２１ｂが形成
されおり、各溝２１ａと２１ｂの円周方向に沿って複数
個のボール２２が設置されている。また上下に配置され
たボール２２の中間には一対のレース２３が配置されて
いる。各レース２３の外周面２３ａは基準穴２０ａの内
周面に対して密着している。また各レース２３にはテー
パ面２３ｂが形成されており、各テーパ面２３ａは上下
に配置されたボール２２に対し中間側から接触している
。また各レース２３の中間にはスプリング２４が設けら
れており、各レース２３はスプリング２３の力によって
上下方向に押圧されており、この力によって上下に配置
されたボール２２はハウジング２０の開口端の方向へ加
圧されている。またハウジング２０の開口端にはキャッ
プ２５が固設されている。

また第２図の回転へ一、ド装置では１回転側ドラム３３
の外周に複数個の磁気へラドＨが固設されている。この
磁気ヘッドＨのリード線３６は回転側ドラム３３に固設
されたロータトランス３５ａに接続されている。また固
定側ドラム３１にはロータトランス３５ａに対して微小
間隔を介して対向するステータトランス３５ｂが設けら
れている。さらに固定側ドラム３１の下面にはロータマ
グネット３４ａに対向するステータコイル３４ｂが設け
られている。

次に、第１図に示す軸受装置の組立て作業について説明
する。

まず、ハウジング２０の基準穴２０ａ内にシャフト２１
を挿入するとともに、スプリング２４ならびにレース２
３を挿入する。そして薄いリング形状などの治具によっ
てレース２３を中心方向（スプリング２４が収縮する方
向）へ押圧しながら、ハウジング２０の両開口端から複
数のボール２２を挿入する。ボール２２はリテーナによ
り整列させて挿入することも可能である。またボール２
２の挿入部にはグリスを注入する。治具をレース２３か
ら離すと、各レース２３はスプリング２４の押圧力によ
って図の上下方向へ移動し、複数のボール２２はシャフ
ト２１の溝２１ａ、２１ｂとレース２３のテーパ面２３
ｂとの間に保持される。その後、ハウジング２０の開口
部をキャップ２５によって塞ぐ。

上記のように組立てが完了した状態では、スプリング２
４の弾性力によってボール２２に対して図示上下方向の
定圧予圧（スラスト荷重）が与えられている。この予圧
下にてシャツ）２１を回転させ、シャフト２１ならびに
レース２３を初期摩耗させ、ボール２２をなじませる。

軸受装置は゛このまま使用することもできるし、ボール
２２がなじんだ後にハウジング２０に形成された穴２０
ｂから接着剤を注入して上下両方のレース２３を固定し
てもよい。

上下両方のレース２３を接着剤によって固定した場合に
は、ボール２２に定位置予圧が与えられた軸受が構成さ
れる。この定位置与圧が与えられた軸受では、回転ヘッ
ド装置に使用された場合、低温下での温度特性が良好に
なる。すなわち、回転ヘット装置では、シャフト２１が
ステンレス鋼でハウジング（固定側ドラム３１）がアル
ミニウムなどによって形成されるなど、ハウジング２０
はシャツ）２１よりも熱による膨張係数が大きい材料に
よって形成されている。よって、低温の環境下では、シ
ャツ）２１よりもハウジング２０の線収縮量が大きくな
る。すなわち低温環境化のハウジング２０の収縮により
各レース２３は互いに近づく方向へ移動し、ボール２２
に対するハウジング２０の開口端方向への予圧（スラス
ト荷重）が低下する。しかし一方において、ボール２２
の設置部に注入されているグリスは低温環境下において
粘性が高くなり、グリスによる回転抵抗が大きくなる。

このように低温環境下では、第３図に示すようにボール
２２に対する予圧が低下し、その反面グリスによる回転
抵抗が増加するため、両刃が相殺されて軸受損失の大き
な低下が避けられることになる。

またレース２３をハウジング２０に対して接着剤などで
固定しなければ、ボール２２に対してスプリング２４に
よって常に一定の予圧が与えられた軸受が構成されるこ
とになる。この定圧予圧の軸受では、温度変化によって
ハウジング２０がシャフト２１よりも変形量が大きくな
った場合であっても、ボール２２に対するスラスト荷重
が変化せず、予圧の低下や増大が防止できるようになる
。この軸受は、高温の環境化において使用される場合や
、温度特性の良いグリスが使用される場合などに好適で
ある。

第２図に示す回転ヘッド装置では、本発明による軸受装
置によって支持されているシャツ）２１がモータ３４に
よって駆動され、シャフト２１に固定されている回転へ
ラド３３が回転駆動される。

〔発明の効果〕

以上のよう本発明によれば以下に列記する効果を奏する
ようになる。

（１）一対のレースが溝の中間側からスプリングによっ
て押圧されているので、このレースがボールを外側へ押
圧することによってボールに対する定圧の初期予圧が与
えられる。したがって組立てが完了した後にシャフトを
一定時間回転させることにより、レースやシャフトを初
期摩耗させてボールをなじませることができる。よって
第５図に示す従来例のように大がかりな装置を使用して
予圧を与える必要がなくなり、組立てならびに初期摩耗
のための作業が簡単になる。

（２）レースがボールの中間に設けられているので、ボ
ールによるシャフトの支持スパンＬ（第１図参照）を小
さくすることなく、ハウジングの基準穴に対するレース
の密着面積を大きくでき、レースの軸方向の当接基準長
さＬｌを長くすることが可能になる。よってレースの外
周寸法ならびにテーパ面とおよびハウジングの基準面の
加工精度を高くしておけば、ハウジングに対するシャフ
トの倒れ公差を小さくできる。よって回転ヘッド装置に
使用した場合に、固定側ドラムをシャフトの中心を基準
として後加工するなどの煩雑な作業が不要になる。

（３）請求の範囲第２項に記載しているように、一対の
レースをハウジングの基準穴に固定すれば、ハウジング
がシャフトよりも熱による膨張係数が大きい材料によっ
て形成されている場合に、低温の環境下にてボールに対
するスラスト荷重が低下するようになる。よって軸受部
のグリスの粘性による軸受損失の増大がスラスト荷重の
低下によって相殺されるようになり、軸受損失の増大を
防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による軸受装置の実施例を示す断面図、
第２図は本発明の軸受装置を使用した装置の一例として
回転ヘッド装置を示す半断面図、第３図は温度と軸受損
失との関係を示す線図、第４図は従来の軸受装置を使用
した回転ヘッド装置を示す半断面図、第５図は従来の軸
受装置を示す断面図である。 ２０・・・ハウジング、２０ａ・・・基準穴、２１・・
・シャフト、２２・・・ボール、２３・・・レース、２
３ｂ・・・テーパ面、２４・・・スプリング。 出願人　　アルプス電気株式会社 ２Ｃ１・ｉｓ＋７９；’７”　　　　　　２０ａ　　　
ＪＬａｔｉ　　　　　　２１．　　シｑ７ト２１ａ、２
１ｂ　　　講　　　　２２−４Ｘ−ル　　　　　２３−
・ルー、７２３ｂ・・　テーバ’Ｉｆ７２＆　　・　ス
アし７゜第２図 ＠３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周に２箇所の溝が形成されているシャフトがハ
   ウジングに穿設された基準穴内に挿入され、前記各溝内
   に複数のボールが配置されているとともに、前記ボール
   に対して両溝の中間側から接触するテーパ面を有してい
   る一対のレースが基準穴に密着して設けられており且つ
   、一対のレース間にはレースをボール押圧方向へ付勢す
   るスプリングが介在されて成る軸受装置。
2. （２）ハウジングはシャフトよりも熱による膨張係数が
   大きい材料によって形成されており且つ、一対のレース
   が共にハウジングに固定されている特許請求の範囲第１
   項記載の軸受装置。