JPS6343606B2 - - Google Patents

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JPS6343606B2
JPS6343606B2 JP54095367A JP9536779A JPS6343606B2 JP S6343606 B2 JPS6343606 B2 JP S6343606B2 JP 54095367 A JP54095367 A JP 54095367A JP 9536779 A JP9536779 A JP 9536779A JP S6343606 B2 JPS6343606 B2 JP S6343606B2
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JP
Japan
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spiral groove
shaft
housing
ring
bearing
Prior art date
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Application number
JP54095367A
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Japanese (ja)
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JPS5620829A (en
Inventor
Teruo Maruyama
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、流体軸受によつて支持される回転装
置に関するもので、例えば、軸に設けられたスラ
スト軸受のつば面に発生する一方の圧力特性が、
他面と比べて隙間に対して鋭敏な特性とすること
により、装置の姿勢によるスラスト方向の変化を
僅少にした軸受構造を提供する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a rotating device supported by a fluid bearing. ,
The present invention provides a bearing structure that minimizes changes in the thrust direction due to the posture of the device by having characteristics that are more sensitive to gaps than the other surface.

従来の技術 スラスト荷重を支持するために、例えば第1図
に示すような、軸に設けられたつば形状のスパイ
ラル・グルーブ軸受が用いられる。第1図aにお
いて1は回転軸、2は回転軸1に設けられたフラ
イホイール、3はスラスト軸受のつば、4は一方
のつば面、5は他のつば面、6はハウジング、7
はつば3とハウジング6の間に封じ込められた潤
滑油である。第1図bは、つば面4の形状を示し
第1図cはつば面5の形状を示している。
BACKGROUND OF THE INVENTION In order to support thrust loads, a collar-shaped spiral groove bearing provided on a shaft is used, for example as shown in FIG. In FIG. 1a, 1 is a rotating shaft, 2 is a flywheel provided on the rotating shaft 1, 3 is a rib of a thrust bearing, 4 is one rib surface, 5 is another rib surface, 6 is a housing, and 7
This is lubricating oil sealed between the collar 3 and the housing 6. FIG. 1b shows the shape of the collar surface 4, and FIG. 1c shows the shape of the collar surface 5.

つば面4とつば面5にはスパイラルグルーブが
形成されており、このスパイラルグルーブは、つ
ば面4,5とハウジング6の相対的な回転によつ
て潤滑油7を矢印に示すように、軸1の中心方向
へ圧送する作用があるために、つば面4,5の両
面に圧力が発生し、回転軸1を軸方向に支持する
ことができる。
Spiral grooves are formed in the flange surfaces 4 and 5, and the spiral grooves cause the lubricating oil 7 to move toward the shaft 1 as shown by the arrow by the relative rotation of the flange surfaces 4 and 5 and the housing 6. Since there is a force-feeding action toward the center, pressure is generated on both sides of the collar surfaces 4 and 5, and the rotating shaft 1 can be supported in the axial direction.

さらに、回転軸1にもラジアルスパイラル・グ
ルーブを形成すれば、ラジアル方向の支持も行う
ことができる。
Furthermore, if a radial spiral groove is also formed on the rotating shaft 1, support in the radial direction can also be provided.

発明が解決しようとする問題点 しかし、この流体軸受構造を、近年ますます高
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、次のような問題点があつた。
Problems to be Solved by the Invention However, when this hydrodynamic bearing structure was applied to portable VTR cylinders, etc., which have become increasingly precise in recent years, the following problems arose.

すなわちポータブル型VTRの場合、VTRセツ
トは種々の姿勢で使用され、第1図のような水平
状態のみならず、垂直状態においても使用され
る。そして水平状態において、例えば、ヘツド
(図示せず)が設けられるフライホイール2(例
えば回転シリンダに相当する)の軸方向位置は、
つば面4,5に発生する2個所ポンピング圧力の
平衡で決まることになり、フライホイール2の荷
重Wは平衡位置に影響を与えない。
That is, in the case of a portable VTR, the VTR set is used in various positions, not only in a horizontal position as shown in FIG. 1, but also in a vertical position. In the horizontal state, for example, the axial position of the flywheel 2 (corresponding to a rotating cylinder) on which a head (not shown) is provided is as follows:
This is determined by the balance between the pumping pressures generated at two locations on the flange surfaces 4 and 5, and the load W on the flywheel 2 does not affect the balance position.

しかし、装置の姿勢が変化すれば、スラスト軸
受4,5には、荷重Wの軸方向分力が加わること
になるため、力の平衡条件は水平状態と変わり、
フライホイール2に設けられたヘツドの軸方向の
位置は姿勢によつて変化する。
However, if the posture of the device changes, the axial component of the load W will be applied to the thrust bearings 4 and 5, so the force equilibrium condition will change from the horizontal state.
The axial position of the head provided on the flywheel 2 changes depending on the attitude.

したがつて、ポータブルVTRのシリンダに、
第1図に示すような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。
Therefore, in the cylinder of a portable VTR,
When a hydrodynamic bearing structure as shown in FIG. 1 is applied, the above-mentioned difference in the axial posture of the head position becomes a serious defect.

VTR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、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。
VTR cylinders are becoming more and more precise due to the compactness of the equipment and the increase in recording density.
There was a request to keep it within 2μ.

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。
The present invention solves the above-mentioned problems associated with conventional hydrodynamic bearing structures.

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、本発明の回転装置
は、つば部を有する軸と、前記軸に対し潤滑流体
を介して相対回転可能に係合されたハウジングと
からなり、前記つば部は前記軸に垂直な2つのつ
ば面を有し、前記2つのつば面のうち、一方のつ
ば面には外径が前記つば部の径よりも小さく、か
つ幅の小さなリング状のスパイラルグルーブ軸受
が形成され、他方のつば面には、前記リング状の
スパイラルグルーブ軸受よりも外径及び幅が大き
なスパイラルグルーブ軸受を形成し、常態におい
て、前記軸又はハウジングのどちらか一方を回転
する構成とし、前記幅の小さなスパイラルグルー
ブ軸受が形成された面とこれに対向する面とのす
き間が小さくなる方向に、前記軸又はハウジング
に作用する軸方向荷重を支持する構成を有し、第
2の発明では、中心軸上に中心を有する球状部を
備えた軸と、前記軸に対して潤滑流体を介して相
対回転可能に係合されたハウジングとからなり、
前記球状部の表面のうち、軸方向に2分した一方
の面には球面スパイラルグルーブ軸受を形成し、
他方の面には前記球面スパイラル軸受よりも外径
と幅が小さなリング状スパイラルグルーブ軸受を
形成し、常態において前記軸又はハウジングのど
ちらか一方を回転する構成とし前記幅の小さなリ
ング状スパイラルグルーブ軸受の形成された面と
これに対向する面のすき間が小さくなる方向に前
記軸又はハウジングに作用する軸方向荷動を支持
する構成を有するものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a rotating device of the present invention includes a shaft having a flange portion and a housing rotatably engaged with the shaft via a lubricating fluid. The flange has two flange surfaces perpendicular to the axis, and one of the two flange surfaces has a ring having an outer diameter smaller than the diameter of the flange and a small width. A spiral groove bearing having a larger outer diameter and width than the ring-shaped spiral groove bearing is formed on the other flange surface, and under normal conditions, either the shaft or the housing is It has a rotating configuration and a configuration that supports an axial load acting on the shaft or housing in a direction in which a gap between a surface on which the narrow spiral groove bearing is formed and a surface opposite thereto becomes smaller; The second invention comprises a shaft having a spherical portion having a center on a central axis, and a housing that is relatively rotatably engaged with the shaft via a lubricating fluid,
A spherical spiral groove bearing is formed on one of the surfaces of the spherical part divided into two in the axial direction,
A ring-shaped spiral groove bearing having a smaller outer diameter and width than the spherical spiral bearing is formed on the other surface, and the ring-shaped spiral groove bearing has a structure in which either the shaft or the housing rotates in a normal state. The housing is configured to support the axial load acting on the shaft or the housing in a direction that reduces the gap between the surface where the shaft is formed and the surface opposite thereto.

実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第2図は、本発明の原理を示す回転装置の水平
状態における基本構成図で、8は回転軸、9は回
転軸8に設けられたフライホイール、10は回転
軸8に設けられたスラスト軸受のつば、11は回
転軸8とつば10を収納するハウジング、12は
回転軸8およびつば10とハウジング11の間に
封じ込められた潤滑油、13はつば10の右のつ
ば面に形成された軸方向規制部の2重スパイラル
グルーブである。
FIG. 2 is a basic configuration diagram of a rotating device in a horizontal state showing the principle of the present invention, in which 8 is a rotating shaft, 9 is a flywheel provided on the rotating shaft 8, and 10 is a thrust bearing provided on the rotating shaft 8. 11 is a housing that accommodates the rotating shaft 8 and the collar 10; 12 is a lubricating oil sealed between the rotating shaft 8 and the collar 10 and the housing 11; 13 is a shaft formed on the right collar surface of the collar 10; This is a double spiral groove in the direction regulating part.

またつば10の左のつば面には、リング形状の
突出部14が形成されており、その表面には、や
はり2重のスパイラルグルーブであるリングスパ
イラルグルーブ13′が形成されている。
Further, a ring-shaped protrusion 14 is formed on the left brim surface of the brim 10, and a ring spiral groove 13', which is also a double spiral groove, is formed on the surface of the protrusion 14.

2重スパイラルグルーブ13、リングスパイラ
ルグルーブ13′共、方向の異なる螺旋溝が内側
に形成されており、つば10とハウジング11の
相対的な回転によつて、潤滑油12を螺旋溝のパ
ターンが形成された中間部に、矢印に示すように
圧送させる作用を有する。
Both the double spiral groove 13 and the ring spiral groove 13' have spiral grooves in different directions formed inside, and the relative rotation of the collar 10 and the housing 11 causes the lubricating oil 12 to form a pattern of spiral grooves. It has the effect of forcing the middle part of the pipe to be fed as shown by the arrow.

したがつて、それぞれの2重スパイラルグルー
ブ13、リングスパイラルグルーブ13′の面に
発生する正圧力と、フライホイール9の軸方向分
力との3つの力の平衡条件から、フライホイール
9の軸方向位置が決まることになる。
Therefore, from the equilibrium condition of three forces: the positive pressure generated on the surfaces of the double spiral groove 13 and the ring spiral groove 13', and the axial component force of the flywheel 9, the axial direction of the flywheel 9 is determined. The location will be determined.

第3図は、同回転装置の軸受部の寸法の各パラ
メータを示す。
FIG. 3 shows each parameter of the dimensions of the bearing portion of the rotating device.

同回転装置の特徴は、外径(φd3)の大きなつ
ば10に形成されたスラスト軸受(2重スパイラ
ルグルーブ13)と、外径(φd1)がφd3に比べ
て小さく、かつ、幅(t)の小さなリング形状突
出部に形状された2重スパイラルグルーブからな
るスラスト軸受(リングスパイラルグルーブ1
3′)を組み合わせることにより、2重スパイラ
ルグルーブ13とリングスパイラルグルーブ1
3′の負荷容量特性の違いを利用して装置の姿勢
の変化によるフライホイール9の軸方向変化を僅
少にしたという点にある。
The rotating device is characterized by a thrust bearing (double spiral groove 13) formed in the collar 10 with a large outer diameter (φd 3 ), an outer diameter (φd 1 ) smaller than φd 3 , and a width ( Thrust bearing (ring spiral groove 1) consisting of a double spiral groove shaped into a small ring-shaped protrusion
3') by combining double spiral groove 13 and ring spiral groove 1.
The difference in the load capacity characteristics of the flywheel 9 is minimized by utilizing the difference in the load capacity characteristics of the flywheel 9 due to changes in the attitude of the device.

同回転装置の原理について説明する。 The principle of this rotating device will be explained.

第4図において、曲線イは隙間δ1に対する2重
スパイラルグルーブの負荷容量特性を示す。曲線
イが隙間δ1の変化に対して極めて鋭敏な特性を示
す理由は次の通りである。
In FIG. 4, curve A shows the load capacity characteristic of the double spiral groove with respect to the gap δ 1 . The reason why curve A exhibits characteristics that are extremely sensitive to changes in the gap δ 1 is as follows.

中央から外周方向あるいは外周から中央方向の
いずれか一方向のみに潤滑流体の圧送作用を行う
スパイラルグルーブスラスト軸受の負荷容量は一
般的に次式で表わされる。
The load capacity of a spiral groove thrust bearing that pumps lubricating fluid only in one direction, either from the center toward the outer circumference or from the outer circumference toward the center, is generally expressed by the following equation.

F=fωRp 4−Ri 4/δ2 ……(1) 上記(1)式において、fはスパイラルグルーブの
形状で決まる値、ωは回転角速度、Rpはスパイ
ラルグルーブスラスト軸受の外半径、Riは同内半
径、δはスラスト軸受隙間を表わす。
F=fωR p 4 −R i 42 ...(1) In the above equation (1), f is a value determined by the shape of the spiral groove, ω is the rotational angular velocity, R p is the outer radius of the spiral groove thrust bearing, R i represents the inner radius, and δ represents the thrust bearing clearance.

式(1)のRpが本実施例における外径φd1の半分
(d1/2)に対応し、Riは(d1/2−t)に対応す る。よつて、φd1とtが小さくなると式(1)の(Rp
−Ri 4)も急激に小さい値となり、またδ<<Rp
であることから、δの変化に対しFの値は急激に
変化する。このことは、fω(Rp 4−Ri 4)=定数(=
a)とおいて、F=a/δ2のグラフをaをパラメー タとして描き、δ<<Rpの範囲を観察すること
により容易に考察することができる。
R p in equation (1) corresponds to half (d 1 /2) of the outer diameter φd 1 in this embodiment, and R i corresponds to (d 1 /2−t). Therefore, as φd 1 and t become smaller, (R p
4 −R i 4 ) suddenly becomes small, and δ<<R p
Therefore, the value of F changes rapidly with a change in δ. This means that fω(R p 4 − R i 4 ) = constant (=
In a), it can be easily considered by drawing a graph of F=a/δ 2 with a as a parameter and observing the range of δ<<R p .

曲線ロは、装置の回転中心軸が水平状態にある
場合のリングスパイラルグルーブ13′によつて
発生する圧力による力と平衡する外力(軸方向の
力)と隙間δ1との関係を示し、曲線ハは、2重ス
パイラルグルーブ13がリングスパイラルグルー
ブ13′の上方に位置し、かつ回転中心軸が鉛直
状態にある場合の同様の関係を示す。すなわち曲
線ハは、曲線ロの同じ隙間δ1における値に対しフ
ライホイール9の自重Wが加わつたものである。
Curve B shows the relationship between the external force (axial force) that balances the force due to the pressure generated by the ring spiral groove 13' and the clearance δ 1 when the rotation center axis of the device is in a horizontal state. C shows a similar relationship when the double spiral groove 13 is located above the ring spiral groove 13' and the rotation center axis is vertical. That is, curve C is the value obtained by adding the dead weight W of the flywheel 9 to the value of curve B at the same gap δ1 .

なお、第4図において、装置の回転中心軸が水
平状態のときの隙間δ1は曲線イと曲線ロの交点の
δ1の値であり、回転中心軸が鉛直かつ2重スパイ
ラルグルーブ13がリングスパイラル13′の上
方に位置する場合の隙間δ1は曲線イと曲線ハの交
点のδ1の値として求められる。よつて第4図のグ
ラフ中に示すεの値は、回転中心軸が水平から鉛
直になつたときの隙間δ1の減少量を示すことにな
る。
In Fig. 4, the gap δ 1 when the rotation center axis of the device is horizontal is the value of δ 1 at the intersection of curves A and B, and the rotation center axis is vertical and the double spiral groove 13 is in the ring. The gap δ 1 when located above the spiral 13' is determined as the value of δ 1 at the intersection of curves A and C. Therefore, the value of ε shown in the graph of FIG. 4 indicates the amount by which the gap δ 1 decreases when the center axis of rotation changes from horizontal to vertical.

第4図のグラフは、X座標に隙間δ1をとつてい
るが、隙間δ1が決まれば、必然的に隙間δ3も決ま
る。
In the graph of FIG. 4, the gap δ 1 is set at the X coordinate, but if the gap δ 1 is determined, the gap δ 3 is also determined.

第4図において、隙間δ1が大きくなれば、曲線
ロ,ハが増加する傾向を示すのは、隙間δ3が小さ
くなることにより、2重スパイラルグルーブ13
面に発生圧力による軸方向の力が増大するからで
ある。
In FIG. 4, as the gap δ 1 increases, the curves B and C tend to increase.As the gap δ 3 decreases, the double spiral groove 13
This is because the force in the axial direction due to the pressure generated on the surface increases.

また、曲線ロ,ハは軸受外径φd3が大きいため
隙間δ3に対して(隙間δ1に対しても同様)圧力の
変化は鈍感である。
Further, in curves B and C, since the bearing outer diameter φd 3 is large, the change in pressure is insensitive to the gap δ 3 (the same applies to the gap δ 1 ).

このことは、上記式(1)においてRpがd3/2、Ri
<<Rpの場合に対応することから、リングスパ
イラルグルーブ13′に比べてRp 4−Ri 4が極めて
大きくなるため、リングスパイラルグルーブ1
3′の場合と同様の考察により明らかである。
This means that in the above formula (1), R p is d 3 /2, R i
Since it corresponds to the case of <<R p , R p 4 - R i 4 is extremely large compared to the ring spiral groove 13', so the ring spiral groove 1
This is clear from the same consideration as in the case of 3'.

したがつて、第4図で示されるように、装置の
水平、垂直状態のいずれの場合も、リングスパイ
ラルグルーブ13′の特性の鋭敏な個所で荷重の
平衡条件が成立するため、平衡位置の差ε(姿勢
差)を僅少とすることができる。
Therefore, as shown in FIG. 4, regardless of whether the device is in the horizontal or vertical position, the load equilibrium condition is established at the location where the ring spiral groove 13' has a sensitive characteristic, so that the difference in the equilibrium position is ε (posture difference) can be made small.

本回転装置では、発生する力の方向の異なる2
つのスラスト軸受の組み合わせにおいて、一方の
スラスト軸受を幅の小さなリング形状とすること
により、隙間に対して、鋭敏な圧力特性を得てい
る。
This rotating device has two types of force generated in different directions.
In a combination of two thrust bearings, one of the thrust bearings has a narrow ring shape to obtain sensitive pressure characteristics against the gap.

このように本回転装置は、隙間に対し依存性の
高いリングスパイラルグルーブを用いたスラスト
軸受と、このスラスト軸受の隙間を小さくする方
向に力を与えかつ隙間に対して依存性の少ない、
すなわち単位当り隙間変化に対する復元力の小さ
なスラスト軸受を組み合わせた点に特徴がある。
そして第2図で示されるような軸受構造で、ハウ
ジング11の中間部にスラスト軸受のつば10が
収納されているような構造に、本回転装置を適用
することができる。
In this way, this rotating device has a thrust bearing using a ring spiral groove that is highly dependent on the gap, and a thrust bearing that applies force in the direction of reducing the gap between the thrust bearing and is less dependent on the gap.
In other words, it is characterized by the combination of thrust bearings that have a small restoring force against changes in clearance per unit.
The present rotating device can be applied to a bearing structure as shown in FIG. 2, in which the collar 10 of the thrust bearing is housed in the middle part of the housing 11.

軸の両端は、第2図のような大気に対して開放
された構造でもよく、一方が密封構造でもよい。
Both ends of the shaft may have a structure open to the atmosphere as shown in FIG. 2, or one end may have a sealed structure.

また、実施例では、ハウジング11が固定され
回転軸8が回転しているが、逆に軸が固定され、
ハウジングが回転するような構造でもよい。
Further, in the embodiment, the housing 11 is fixed and the rotating shaft 8 rotates, but on the contrary, the shaft is fixed,
A structure in which the housing rotates may also be used.

隙間に対して依存性の少ない軸受として、同回
転装置(第2図)では、2重スパイラル形状の軸
受を用いているが、例えば、回転軸8の中心方向
のみに流入するような、一方向のスパイラルグル
ーブでもよい。
In this rotating device (Fig. 2), a double spiral bearing is used as a bearing that is less dependent on the gap, but for example, a unidirectional flow such as one where the flow only flows toward the center of the rotating shaft 8 is used. A spiral groove may also be used.

あるいは、半径方向で溝形状が変化せず、円周
方向のみで溝深さの変化するステツプ軸受でもよ
い。
Alternatively, a step bearing may be used in which the groove shape does not change in the radial direction and the groove depth changes only in the circumferential direction.

第5図は、本発明の考え方を適用した他の回転
装置の例で、球面15上に、リングスパイラルグ
ルーブ16が形成されている。
FIG. 5 shows another example of a rotating device to which the idea of the present invention is applied, in which a ring spiral groove 16 is formed on a spherical surface 15.

17は回転軸、18は回転軸17に形成された
ラジアルスパイラルグルーブ軸受、19は球面1
5に形成された球面スパイラルグルーブである。
17 is a rotating shaft, 18 is a radial spiral groove bearing formed on the rotating shaft 17, and 19 is a spherical surface 1.
This is a spherical spiral groove formed in 5.

リングスパイラルグルーブ16は、第2図に示
す構造と同様に、リング幅tが十分に小さく形成
されており、リング面上には、隙間が小さいとき
のみ大きな正圧力を発生する。
Similar to the structure shown in FIG. 2, the ring spiral groove 16 is formed with a sufficiently small ring width t, and generates a large positive pressure on the ring surface only when the gap is small.

それに対して、球面スパイラルグルーブ19は
ラジアルスパイラルグルーブ軸受18と組み合わ
せることにより、潤滑流体を矢印の方向に圧送さ
せる作用があるために、球面15と回転軸17の
接合部分で大きな正圧力を発生する。その結果、
回転軸18をラジアル方向とスラスト方向の両方
向に支持することができ、また、上記リングスパ
イラルグルーブ16と組み合わせた軸受構造であ
るために、装置の軸方向の姿勢差を僅少にでき
る。
On the other hand, when the spherical spiral groove 19 is combined with the radial spiral groove bearing 18, it has the effect of pumping the lubricating fluid in the direction of the arrow, so a large positive pressure is generated at the joint between the spherical surface 15 and the rotating shaft 17. . the result,
Since the rotary shaft 18 can be supported in both the radial direction and the thrust direction, and the bearing structure is combined with the ring spiral groove 16, the difference in the posture of the device in the axial direction can be minimized.

このように、本発明を適用できる軸受は球面形
状、平面形状のいずれでもよく、あるいは、円錐
面、半球面形状の軸受でもよい。
In this way, the bearing to which the present invention can be applied may be either spherical or planar, or may be conical or hemispherical.

第6図は、軸の片側が密封構造である流体軸受
に適用した本発明の実施例である。
FIG. 6 shows an embodiment of the present invention applied to a hydrodynamic bearing in which one side of the shaft has a sealed structure.

20は球面ピボツト軸受、21はリングスパイ
ラルグルーブ、22は2重スパイラルグルーブ、
23はスラスト軸受のつば、24は軸、25はハ
ウジングである。
20 is a spherical pivot bearing, 21 is a ring spiral groove, 22 is a double spiral groove,
23 is the collar of the thrust bearing, 24 is the shaft, and 25 is the housing.

軸24およびつば23の一方は、密封構造であ
るハウジング25に収納されており、軸24の先
端部にV溝24aが形成されている。
One of the shaft 24 and the collar 23 is housed in a housing 25 having a sealed structure, and a V-groove 24a is formed at the tip of the shaft 24.

さらにV溝24aには点接触する球面ピボツト
軸受20が形成されている。
Furthermore, a spherical pivot bearing 20 is formed in the V-groove 24a to make point contact.

つば23の球面ピボツト軸受20側には2重ス
パイラルグルーブ22が形成され、また、つば2
3の反対側には、リングスパイラルグルーブ21
が形成されている。
A double spiral groove 22 is formed on the side of the spherical pivot bearing 20 of the collar 23.
On the opposite side of 3, there is a ring spiral groove 21.
is formed.

上記構成により、本回転装置では、極めて低ト
ルクで回転始動でき、また、装置の姿勢差による
スラスト方向の変化が僅少な軸受構造とすること
ができる。軸24とハウジング25の間に、相対
的な回転がない場合、装置の姿勢によつて、つば
23とハウジング25間の相対位置(つば24と
ハウジング25の密着状態)は変化する。
With the above configuration, the present rotating device can start rotation with extremely low torque, and can have a bearing structure in which the change in the thrust direction due to the difference in the posture of the device is small. When there is no relative rotation between the shaft 24 and the housing 25, the relative position between the collar 23 and the housing 25 (the state of close contact between the collar 24 and the housing 25) changes depending on the attitude of the device.

例えば、軸24が基板に固定され、ハウジング
25が軸24に回転可能に係合されている構造で
は、第6図を正置状態としたとき、ハウジング2
5の自重のために、球面ピボツト軸受20対向す
るハウジング25の面に密着している。
For example, in a structure in which the shaft 24 is fixed to the substrate and the housing 25 is rotatably engaged with the shaft 24, when the housing 25 is placed in the upright position in FIG.
Due to its own weight, the spherical pivot bearing 20 is in close contact with the facing surface of the housing 25.

ただし点接触であるために、回転始動時のトル
クは小さくてすむ。
However, since it is a point contact, the torque at the time of starting rotation is small.

回転状態では、2重スパイラルグルーブ22に
発生する油膜圧力でもつて、隙間δ4は増大し、微
少な隙間δ5だけ浮上するリングスパイラルグルー
ブ21の圧力と平衡する。このとき球面ピボツト
軸受20は非接触状態となり、摩耗は発生しな
い。装置が倒置状態のとき、やはり、ハウジング
25の自重のためにリングスパイラルグルーブ2
1は、その対向するハウジング面と密着状態とな
るが、この場合も、密着面積が小さいために始動
トルクは小さくてすむ。
In the rotating state, the gap δ 4 increases even with the oil film pressure generated in the double spiral groove 22, and is balanced with the pressure of the ring spiral groove 21 floating by a minute gap δ 5 . At this time, the spherical pivot bearing 20 is in a non-contact state and no wear occurs. When the device is in an inverted state, the ring spiral groove 2 is also damaged due to the weight of the housing 25.
1 comes into close contact with the opposing housing surface, but in this case as well, since the contact area is small, the starting torque can be small.

第6図の構造において球面ピボツト軸受20の
つば23からの突出量は、回転平衡状態における
2重スパイラルグルーブ22の隙間δ4よりも小さ
目に構成しておけばよい。
In the structure shown in FIG. 6, the amount of protrusion of the spherical pivot bearing 20 from the collar 23 may be made smaller than the gap δ 4 between the double spiral grooves 22 in the rotational equilibrium state.

また、装置の姿勢が正置から水平までしか変化
しない場合は、球面ピボツト軸受20を省略し、
リングスパイラルグルーブ21と2重スパイラル
グルーブ22を上下逆に入れかえて構成すればよ
い。
In addition, if the posture of the device changes only from normal to horizontal, the spherical pivot bearing 20 can be omitted.
The ring spiral groove 21 and the double spiral groove 22 may be replaced upside down.

この場合、垂直状態での始動時は、リングスパ
イラルグルーブ21の面の密着面積が小さいため
に、低トルク始動にできることはいうまでもな
い。
In this case, it goes without saying that when starting in the vertical position, since the contact area of the surface of the ring spiral groove 21 is small, low torque starting can be achieved.

第7図は、本発明の一実施例を示すVTRのシ
リンダの断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of a cylinder of a VTR showing an embodiment of the present invention.

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、下
部シリンダ103は基板である下部ハウジング1
05に固定されている。
101 is an upper cylinder, 102 is a head attached to the upper cylinder, 103 is a lower cylinder, and the lower cylinder 103 is a lower housing 1 which is a board.
It is fixed at 05.

106,107は、ロータリートランスの回転
側と固定側でヘツド102の信号を無接触で回転
側から固定側へ伝達する。
106 and 107 are the rotating side and fixed side of the rotary transformer, and transmit the signal of the head 102 from the rotating side to the fixed side without contact.

108はマグネツトケースで、回転軸109と
連結され、さらに上部シリンダ101は、マグネ
ツトケース108にボルト123によつて取りは
ずし自在に装着されている。
108 is a magnetic case connected to a rotating shaft 109, and the upper cylinder 101 is removably attached to the magnetic case 108 with bolts 123.

回転軸109の下端部には、ブツシユ110が
固着されており、また、ロータリートランスの回
転側106は、接着剤によつて、ブツシユ110
に固定され、ロータリートランスの固定側107
は下部ハウジング105の下面にやはり接着剤で
もつて固着されている。
A bush 110 is fixed to the lower end of the rotating shaft 109, and the rotating side 106 of the rotary transformer is attached to the bush 110 by adhesive.
fixed side 107 of the rotary transformer.
is also fixed to the lower surface of the lower housing 105 with adhesive.

111はモータのマグネツト、112は電機子
コイル、113はモータのステータ、114は固
定ステータ、114は固定スリーブである。マグ
ネツト111はマグネツトケース108の内側に
収納されており、また、ステータ113はボルト
115によつて固定スリーブ114に固定されて
いる。
111 is a motor magnet, 112 is an armature coil, 113 is a motor stator, 114 is a fixed stator, and 114 is a fixed sleeve. The magnet 111 is housed inside the magnet case 108, and the stator 113 is fixed to a fixed sleeve 114 with bolts 115.

マグネツト111、マグネツトケース108、
電機子コイル112、ステータ113で本装置の
駆動部を構成している。
Magnet 111, magnet case 108,
The armature coil 112 and the stator 113 constitute a driving section of this device.

固定スリーブ114は、ボルト116によつて
下部ハウジング105に固定されており、前記固
定スリーブ114に回転軸119が回転可能に支
持されている。
The fixed sleeve 114 is fixed to the lower housing 105 by bolts 116, and a rotary shaft 119 is rotatably supported by the fixed sleeve 114.

117は回転軸109に形成された上部ラジア
ル・スパイラルグルーブ、118は下部ラジアル
スパイラルグルーブ、119はスラスト軸受のつ
ば、120は、前記つば119の下端部に形成さ
れたビスコシール、121はブツシユ110に固
着された磁気シールのための下部シール用マグネ
ツトである。そしてつば119の上面には第2図
に示すリングスパイラル13′と同様なリングス
パイラルが形成され、つば119の下面には第2
図に示す2重スパイラルグルーブ13と同様の2
重スパイラルが形成されている。回転軸109お
よびつば119と、固定スリーブ114および下
部ハウジング105の間には、潤滑油としての磁
性流体122が封じ込められており、上部シール
用マグネツト124および下部シール用マグネツ
ト121でもつて、潤滑油の漏洩は防止される。
117 is an upper radial spiral groove formed on the rotating shaft 109; 118 is a lower radial spiral groove; 119 is a collar of the thrust bearing; 120 is a visco seal formed at the lower end of the collar 119; 121 is a bush 110; Lower seal magnet for fixed magnetic seal. A ring spiral similar to the ring spiral 13' shown in FIG. 2 is formed on the upper surface of the collar 119, and a second ring spiral is formed on the lower surface of the collar 119.
2 similar to the double spiral groove 13 shown in the figure.
A heavy spiral is formed. A magnetic fluid 122 as lubricating oil is sealed between the rotating shaft 109 and the collar 119, the fixed sleeve 114 and the lower housing 105, and the upper seal magnet 124 and the lower seal magnet 121 also contain the lubricating oil. Leakage is prevented.

ビスコシール120は、回転時における潤滑流
体すなわち粘性流体122の漏洩防止をより効果
的にするらせん溝で磁性流体122を、大気の開
口部からつば119の方向に圧送する作用を有す
る。
The visco seal 120 has a spiral groove that more effectively prevents leakage of the lubricating fluid, that is, the viscous fluid 122 during rotation, and has the function of pumping the magnetic fluid 122 from the atmospheric opening toward the collar 119 .

発明の効果 以上のように本発明によれば、装置の姿勢差に
よる重力の影響等で回転部が軸方向に変位するこ
とを抑制することができるため、VTR等に適用
すればヘツド位置の変化を解消した流体軸受によ
るVTRシリンダが実現できるものである。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the displacement of the rotating part in the axial direction due to the influence of gravity due to the difference in the posture of the device. It is possible to create a VTR cylinder using a hydrodynamic bearing that eliminates this problem.

また本発明は、種々の流体軸受を用いた回転装
置に適用でき、例えば、ビデオ・デイスクプレイ
ヤー、ジヤイロスコープあるいは、工作機械等、
種々の分野の回転装置に適用できる。
Furthermore, the present invention can be applied to various rotating devices using fluid bearings, such as video disk players, gyroscopes, machine tools, etc.
Applicable to rotating equipment in various fields.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図aは従来の流体軸受構造の側断面図、第
1図bは同流体軸受構造のスラスト軸受のつばの
左側正面図、第1図cは同つばの右側背面図、第
2図aは本発明の一実施例を示す回転装置の側断
面図、第2図bは同装置のスラスト軸受のつばの
左側正面図、第2図cは同つばの右側背面図、第
3図は同回転装置の軸受部寸法図、第4図は同回
転装置の軸受部の隙間・圧力特性図、第5図、第
6図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す回転装
置の側断面図、第7図は本発明の他の実施例を示
す回転装置を備えたVTRシリンダの縦断面図で
ある。 8,17……回転軸(軸)、11,25……ハ
ウジング、12……潤滑油(潤滑流体)、13,
22……2重スパイラルグルーブ(軸方向規制
部)、13′,16,21……リングスパイラル
(溝付流体スラスト軸受)、19……球面ピボツト
軸受(軸方向規制部)、24……軸、105……
下部ハウジング(ハウジング)、109……回転
軸(軸)、119……スラスト軸受のつば、12
2……磁性流体(潤滑流体)。
Fig. 1a is a side sectional view of a conventional hydrodynamic bearing structure, Fig. 1b is a left front view of the rib of a thrust bearing of the same hydrodynamic bearing structure, Fig. 1c is a right rear view of the same brim, Fig. 2a 2 is a side sectional view of a rotating device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2b is a left front view of the rib of the thrust bearing of the same device, FIG. 4 is a gap/pressure characteristic diagram of the bearing portion of the rotating device; FIGS. 5 and 6 are side sectional views of the rotating device showing other embodiments of the present invention, respectively; FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a VTR cylinder equipped with a rotating device showing another embodiment of the present invention. 8, 17... Rotating shaft (shaft), 11, 25... Housing, 12... Lubricating oil (lubricating fluid), 13,
22...Double spiral groove (axial direction regulation part), 13', 16, 21...Ring spiral (grooved fluid thrust bearing), 19...Spherical pivot bearing (axial direction regulation part), 24...Shaft, 105...
Lower housing (housing), 109... Rotating shaft (shaft), 119... Thrust bearing collar, 12
2...Magnetic fluid (lubricating fluid).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 つば部を有する軸と、前記軸に対し潤滑流体
を介して相対回転可能に係合されたハウジングと
からなり、前記つば部は前記軸に垂直な2つのつ
ば面を有し、前記2つのつば面のうち、一方のつ
ば面には外径が前記つば部の径よりも小さく、か
つ幅の小さなリング状のスパイラルグルーブ軸受
が形成され、他方のつば面には、前記リング状の
スパイラルグルーブ軸受よりも外径及び幅が大き
なスパイラルグルーブ軸受を形成し、常態におい
て、前記軸又はハウジングのどちらか一方を回転
する構成とし、前記幅の小さなスパイラルグルー
ブ軸受が形成された面とこれに対向する面とのす
き間が小さくなる方向に、前記軸又はハウジング
に作用する軸方向荷重を支持する回転装置。 2 中心軸上に中心を有する球状部を備えた軸
と、前記軸に対し潤滑流体を介して相対回転可能
に係合されたハウジングとからなり、前記球状部
の表面のうち、軸方向に2分した一方の面には球
面スパイラルグルーブ軸受を形成し、他方の面に
は前記球面スパイラル軸受よりも外径と幅が小さ
なリング状スパイラルグルーブ軸受を形成し、常
態において前記軸又はハウジングのどちらか一方
を回転する構成とし前記幅の小さなリング状スパ
イラルグルーブ軸受の形成された面とこれに対向
する面のすき間が小さくなる方向に前記軸又はハ
ウジングに作用する軸方向荷動を支持する回転装
置。
[Scope of Claims] 1. Consisting of a shaft having a flange portion and a housing that is engaged with the shaft through a lubricating fluid so as to be relatively rotatable, the flange portion having two flange surfaces perpendicular to the axis. A ring-shaped spiral groove bearing having an outer diameter smaller than the diameter of the flange portion and a small width is formed on one of the two flange surfaces, and a ring-shaped spiral groove bearing having a small width is formed on the other flange surface. A spiral groove bearing having a larger outer diameter and width than the ring-shaped spiral groove bearing is formed, and either the shaft or the housing rotates in a normal state, and the spiral groove bearing having a smaller width is formed. A rotating device that supports an axial load acting on the shaft or housing in a direction that reduces a gap between a surface and a surface facing the same. 2. Consisting of a shaft including a spherical part centered on the central axis, and a housing engaged with the shaft through a lubricating fluid so as to be relatively rotatable, two parts of the surface of the spherical part in the axial direction A spherical spiral groove bearing is formed on one of the separated surfaces, and a ring-shaped spiral groove bearing having a smaller outer diameter and width than the spherical spiral bearing is formed on the other surface. A rotating device configured to rotate one of the bearings and to support an axial load acting on the shaft or housing in a direction in which a gap between a surface on which the narrow ring-shaped spiral groove bearing is formed and a surface facing the same becomes smaller.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04110132U (en) * 1991-03-11 1992-09-24 エヌオーケー株式会社 hollow fiber membrane module

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JPS5934879A (en) * 1982-08-24 1984-02-25 Yasuji Yoshida Preparation of wine from pressed juice of citrus fruit
JP2534522B2 (en) * 1987-11-20 1996-09-18 キヤノン株式会社 Rotating drum device
CA3091333A1 (en) * 2018-02-15 2019-08-22 Bergan Technology As Large scale flywheel for energy storage

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