JPS63270915A - 軸受装置およびその製造方法 - 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］ この発明は、音響機器、映像機器、事務用機器などに使
用される軸受装置およびその製造方法に関する。

［従来の技術１ 従来、音響機器、映像機器などの磁気ヘッド用回転シリ
ンダの軸受装置として、たとえば第４図に示す枯逍のも
のが知られている。

この軸受装置は、固定軸である軸体１０の下端部を下部
シリング３０に圧入等により固着し、上部シリング３２
に固着されたスリーブ２０を軸体１０の周りに回転可能
に嵌挿し、軸体１０の外周面にヘリングボーン状の動圧
発生用の溝１１ａ、　ｌｌｂを設けてスリーブ２０を半
径方向に支持する動圧形のラジアル流体軸受を構成し、
袖体１０の軸方向上端面（平面）を、スリーブ２０の軸
方向上端部の内周面に圧入により固着された球状体から
なるスラスト受け２２と潤滑剤を介してまたは介さない
で対向させて、スリーブ２０を軸方向に支持するピボッ
ト形のスラスト軸受を構成している。

上記のスリーブ２０の上端部内周面には、軸体１０の上
端部とスラスト受け２２との間の空間を外気に連通させ
る空気抜き溝２３が軸方向に設けてあり、スリーブ２０
の中間部にも゛ト径方向に貫通する空気抜き穴２４を設
けて軸体１０の外周面とスリーブ２０との間の空間を外
気に連通させ、軸受組立時における空気抵抗を軽減する
とともに油等の潤滑剤中に含まれる気泡を外部へ逃がす
ようにしている。

軸受装置の回転駆動モータとしては、円筒状のロータマ
グネット３４をスリーブ２０の外周面に固着されたディ
スク３３に取り付け、ロータマグネットまた、下部シリ
ング３０には、スリーブ２０の外周り３３に取り付け、
上部シリング３２に取り付けられた磁気ヘッド３８がら
取り出した信号を回転側ロータリトランス３７を経て固
定側ロータリトランス３６に伝達するようにしている。

上記の軸受装置は、スリーブ２０と軸体１０との間のラ
ジアル軸受すきまに油、グリースなどの潤滑剤を充填し
て駆動するか、あるいは空気などの気体を潤滑剤に用い
て駆動するようになっている。

回転駆動モー？のステータコイル３５に通電すると、ロ
ータマグネット３４に回転力が発生して入り一プ２０と
これに直接又は間接に固着された各付属品とは一体とな
って回転するが、スリーブ２ｏが回転すると、袖体１０
の動圧発生用の溝１１ａ、　ｌｌｂによる動圧が発生し
てラジアル軸受すきまに流体膜が生成され、この流体膜
の圧力によりスリーブ２０は軸体１０に対して非接触状
態を保って半径方向に支持されるとともに、スラスト受
け２２が軸体１０の上端面と点接触するのでスリーブ２
０は軸体１０の上端面によって軸方向に支持されて回転
する構成になっている。

［発明が解決しようとする問題点Ｊ 上記のように、軸体１０の一方の釉方向端面と軸体１０
に回転可能に嵌挿された一スリーブ２０の軸方向端部に
固着された球体状のスラスト受け２２とによるピボット
形のスラスト軸受を備えた磁気ヘッド用回転シリンダの
軸受装置においては、軸体１０よりも硬質の素材からな
るスラスト受け２２が一般に使用されているが、従来の
軸受装置の軸体１０はスラスト受け２２に対する対向端
面が平面であるため、スラスト受け２２との接触点にお
いて極めて大きな面圧を受けて摩耗量が大きくなり、こ
れにより上部シリング３２に取り付けられた磁気へラド
３８の高さが軸受使用中に漸次低くなるという事態が発
生している。

この発明者らが行った実験例によると、軸体１゜には焼
入れしたステンレス丸ａ　（ＳＵＳ４２０Ｊ２）、Ｘ−
７スト受け２２には焼入れした軸受用鋼球（ＳＵＪ２）
をそれぞれ使用した場合、潤滑剤に油を坩いても数百時
間経過した時点で固定軸１０の端面に５μｍ以上の摩耗
量が生ずるという結果が得られた。

しかしながら、この種の軸受装置においては、軸受使用
中に磁気ヘッド３８の高さの変化をできるだけ少なくす
ることが必要とされており、たとえば高さの変化を５μ
１以内に抑えることが要求されているため、このような
要求を満足する軸受装置の開発が要望されている。

この発明は、上記のような要望に応えるためになされた
ものであり、スラスト受は及びスラスト受けと点接触す
る軸体の端面の摩耗が少ない軸受装置とその製造方法と
を提供することを目的とする。

［問題点をｎイ決するための手段］ この発明の軸受装置の基本的構成は、軸体と軸体に嵌挿
されたスリーブとの何れか一方が他方にラジアル軸受を
介して回転可能に支持され、スリーブの内周面の一方の
軸方向端部に嵌合して固着されたスラスト受けと、これ
に軸方向に対向する軸体の端面との間にスラスト軸受が
構成されてなる。前記スラスト受けはスリーブとの嵌合
面に第一の凸球面を有し、前記スラスト受けは軸体に対
ある。

また、この発明の軸受装置の製造方法の基本的構成は、
スリーブの内周面の一方の軸方向端部に嵌合して固着さ
れたスラスト受けはスリーブとの嵌合面に第一の凸球面
を有すると共に軸体と対向する面に第一の凸球面と等し
い曲率半径の第三の凸球面を有している。スリーブの内
周面にスラスト受けよりも硬さの高い袖体を嵌合し、軸
体のスラスト受けに対向する端面は平面部又は第三の凸
球面の曲率半径より大きな曲率半径の凹球面を有する。

軸体とスラスト受けとの少なくとも一方に軸方向の押圧
荷重を与えて第三の凸球面に軸体による塑性変形を生ぜ
しめ、スラスト受けには軸体と対向する面に第一の凸球
面より大きな曲率半径を有する第二の凸球面が形成され
る。

［実施例１ 以下、この発明の実施例について図面を参照し′Ｃ説明
する。

第１図は、この発明の軸受ｖ装置を前述の第４図で説明
した磁気ヘッド用回転シリングに適用した実施例を示す
縦断側面図であって第２図はｆ５１図の要部の拡大図で
ある。

スラスト受け２２は球状であってスリーブ２０との嵌合
面に第一の凸球面４２を有している。前記スラスト受け
２２は軸体１０に対向する面が半径方向中央部に第一の
凸球面４２の曲率半径「より大きな曲率半径Ｒの第二の
凸球面４４を有している。そして、第二の凸球面４４に
対向する軸体の端面１２は平面状である。なお、スラス
ト受け２２は軸体の端面１２と反対側の面が第一の凸球
面４２と等しい曲率半径を有する凸球面である。

上記以外の各部の構成についでは第４図とほぼ同一であ
るから、同一部分に同一符号を付すに止め、繰り返して
の説明は省略する。

小さい直径を有する平面となっている。このようにする
と、スリーブ２０とスラスト受け２２とを備え説明する
。

スリーブ２０の内周面の一方の軸方向端部に固着された
スラスト受け２２はスリーブ２０との嵌合面に第一の凸
球面４２を有する。また、スラスト受け２２は図示され
てはいないが、軸体１０と対向する面に第一の凸球面４
２と等しい曲率半径の第三の凸球面を有している。スリ
ーブ２０の内周面にスラスト受け２２よりも硬さの高い
治具としての軸体を嵌合する。軸体のスラスト受ケ２２
どの対向面はほぼ平面状であり、この軸体を固定してス
ラスト受け２２を軸体の端面に押圧して所定の押圧荷重
を与えるか、またはスラスト受け２２に対して軸体を押
圧して所定の押圧荷重を与える。スラスト受け２２の第
三の凸球面は軸体によって塑性変形すると共にスプリン
グバックし、第三の凸球面は第三の凸球面より大きな曲
率半径Ｒを有する第二の凸球面４４に成形される。

上記の治具の軸体とスリーブ２０との間の半径力・尚す
きまを、製品としで使用する軸体１０とスリーブ２０と
の間の半径方向すきまよりも小さくでき、スラスト受け
２２にスリーブ２０の軸心からの偏心が少ない第二の凸
球面４４を形成することができる。

また、治具の軸体の端面なスラスト受け２２の塑性加工
前の第三の凸球面の曲率半径より大きな曲率半径の凹球
面にすることにより、成形された第二の凸球面４４の曲
率゛ト径Ｒを適宜に選定できる。

また、第二の凸球面伺の曲率゛に径Ｒは無限大に近くて
も良い。

なお、上記の治兵の軸体の代わりに製品として使用する
軸体１０を製品として使用するスリーブ２０に嵌合し、
スリーブ２０に取付けられたスラスト受け２２の第三の
凸球面を塑性変形して第二の凸球面４４を成形しても良
い。このようにした場合には、軸体１０にスラスト受け
２２が固着されたスリーブ２０を嵌挿して所定の押圧荷
重を与えると同時に組立てら完成した軸受装置が得られ
る。

なお、軸体１０及びスラスト受け２２はいずれも硬さが
高（でも低（でも良い。しかし、スラスト受け２２に軸
体１０を押圧してスラスト受け２２を塑性変形させる場
合は軸体１０はスラスト受け２２より硬さい。軸体１０
の硬さＩＩ　ＲＣ６〕より高くすることは熱処理が困難
であり、また軸体１０の硬さをＨＲＣ５５より低くする
とスラスト受け２２が塑性変形しに（（なる。

また、スラスト受け２２の硬さを１１８　Ｃ５５より高
くするとスラスト受け２２が塑性変形しにくくなり、ま
たスラスト受け２２の硬さをＩＩ　ＲＣ５０より低くす
るとスラスト受け２２が摩耗しやすくなる。しかし、軸
体１０はスラスト受け２２より硬さが高ければ硬さは高
（でも低くても良く、またスラスト受け２２も硬さは高
くでも低くても良い。また、治具としての軸体１０は高
い硬さが必要であるが、製品としての軸で成形すると、
第二の凸球面４４は熱処理による高い硬さを有している
ので摩耗しにくい。

前記実施例で説明した回転スピンドルにおいては、軸体
１０の周りのスリーブ２０とその付属部品とが回転する
ＩｉＱ造になっているが、これとは反対にスリーブ２０
を下部シリンダ３０に固定し、上部シリング３２に固着
した軸体１０がスリーブ２０に支持されて回転゛する構
造のものについても前記同様にこの発明を適用すること
ができる。

また、スリーブ２０と軸体１０との間に溝成されるラジ
アル軸受については、前記実施例で説明した動圧形流体
軸受に限定されるものではなく、靜圧形流体紬受でもよ
く、また流体軸受以外のすべり軸受、あるいは転がり軸
受を用いることもできる。

さらに、軸体１０とスラスト受け２２との材質について
も、任意の材質のものを使用することができる。

なお、周囲温度変化が少なくて油等の潤滑剤からの気泡
の排出が少ない使用条件の場合には、中よい。ロータマ
グネットとステータコイルとが円筒面で対向する周対向
形モータでも、平面対向形モータでも、スリーブ２０の
軸体１０からの抜けを防止するために、ロータマグネッ
トとステータコイルとで生ずる軸方向吸引力によって、
スラスト受け２２が軸体１０の方へ吸引されるようにし
ておくことが好ましい。

なお、この発明とは異なるが、スラスト受け２２として
直径約１．５ｍｍの軸受用鋼球（ＳＵＪ２）に焼入れ、
焼戻し処理を施したもの（硬さ）ＩＲＣ８２〜６４）を
使用して、これをスリーブ２０の内周面の軸方向の一方
の端部に圧入により固定し、軸体１０はスラスト受け２
２よりも直径が僅かに小さい直径約１．５１のステンレ
ス丸＠　（ＳＵＳ４２０Ｊ２）に焼入れ、焼戻し処理を
施したもの（硬さ１ｌｌｔｃ５０〜５５）を使用し、ス
ラスト受け２２との対向面が平面である軸体１０を軸方
向に押圧してスラスト受け２２に約１０Ｋｇｆの押圧荷
重をグえたところ、軸体１０の端面に直径が約３ａＩＩ
１１の四球面が形成された。

百時間で５μｍ以上の摩耗量が生じたのに対し、この試
験品の軸体の端面には同一時間経過後においても、殆ど
摩耗量が生じていないことが確認された。

［発明の効果１ 、く減少することが可能となる。したがってこの発明に
よれば、磁気ヘッドが取り付けられる回転シリングのよ
うに、軸方向の高さの変化が厳しく制限される装置にお
ける問題が解決され、この種の回転シリングに最も好適
な軸受装置が得られる。

また、この発明の軸受装置の製造方法によれば、極めて
簡単な操作で、しかも曲率精度の高い第二の凸球面４４
をスラスト受け２２に形成することができ、スラスト軸
受の大量加工に適した製造方法が得られる。

）また、軸受装置の部品である軸体１０を使用して第二
の凸球面４４を成形すると、治具としての軸体が不用と
なり、軸受部品を利用して簡単に軸受装置をＳ！遣する
ことができ、製造と同時に軸受装置としての組立ても完
成するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

ｆｆ）１図はこの発明を磁気ヘッド用（ｉ］転シリング
に適用した実施例を示す縦断側面図、ｆ５２図は第１図
の要部を拡大して示す側面図、第３図はこの発明の他の
実施例を示すスラスト受けとスリーブとの縦断側面図、
第４図は従来の磁気ヘッド用回転シリングを示すｆｆ、
４新制面図である。 図中、１０は軸体、Ｉ２は軸体の端面、２０はスリーブ
、２２はスラスト受け、４２は第一の凸球面、４４は第
二の凸球面、ｒは第一の凸球面の曲率半径、Ｒは第二の
凸球面の曲率半径である。 特許出願人　　　日本精工株式会社 第１図 第２図　　第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸体と軸体に嵌挿されたスリーブとの何れか一方
   が他方にラジアル軸受を介して回転可能に支持され、ス
   リーブの内周面の一方の軸方向端部に嵌合して固着され
   たスラスト受けと、これに軸方向に対向する軸体の端面
   との間にスラスト軸受が構成されてなる軸受装置におい
   て、前記スラスト受けはスリーブとの嵌合面に第一の凸
   球面を有し、前記スラスト受けは軸体に対向する面が半
   径方向中央部に第一の凸球面より大きな曲率半径の第二
   の凸球面を有し、該第二の凸球面に対向する軸体の端面
   は平面状であることを特徴とする軸受装置。
2. （２）スリーブの内周面の一方の軸方向端部に固着され
   たスラスト受けはスリーブとの嵌合面に第一の凸球面を
   有すると共に軸体と対向する面に第一の凸球面と等しい
   曲率半径の第三の凸球面を有し、スリーブの内周面にス
   ラスト受けよりも硬さの高い軸体を嵌合し、軸体のスラ
   スト受けに対向する端面は平面部又は第三の凸球面の曲
   率半径より大きな曲率半径の凹球面を有し、軸体とスラ
   スト受けとの少なくとも一方に軸方向の押圧荷重を与え
   て第三の凸球面に軸体による塑性変形を生ぜしめ、スラ
   スト受けには軸体と対向する面に第一の凸球面より大き
   な曲率半径を有する第二の凸球面が形成されることを特
   徴とする軸受装置の製造方法。
3. （３）軸体として軸受装置の部品である軸体を使用する
   特許請求の範囲第２項記載の軸受装置の製造方法。