JPH0640335Y2 - 軸受装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、例えば磁気記録再生装置における磁気ヘッド
移動機構等に適用可能な軸受装置に関する。

（従来の技術） 例えば、フロッピーディスク等の磁気記録媒体に情報信
号を所定のピッチで記録再生するようにした磁気記録再
生装置では、回転駆動されている上記記録媒体に摺接し
て情報信号を記録再生する磁気ヘッドを所定のピッチで
記録媒体の半径方向に移動させる必要がある。このよう
な磁気ヘッドの移動機構として、ステッピングモータの
ロータによって回転駆動されるリードスクリューシャフ
トにより、磁気ヘッドが支持されたヘッドキャリッジを
間歇的に歩進させるようにしたものがある。このような
ヘッド移動機構では、上記スクリューシャフトの位置、
特にスラスト方向の位置を正確に保持して回転可能に支
持する必要があり、そのために、第４図に示すような軸
受装置が用いられている。

第４図において、スクリューシャフトとして構成された
回転軸81は図示されないステッピングモータのロータと
一体的に回転駆動されるものであり、その一端がスラス
ト方向の軸受装置90で支持されると共に他端側が図示さ
れない軸受装置で支持されている。軸受装置90は、開口
部を有するカップ状のフレーム83と、フレーム83内に配
置された複数のスチールボール85と、フレーム83の開口
部に被せられた蓋体86とを有してなる。蓋体86は透孔87
を有し、回転軸81の一端の円錐形の穴に落し込まれたス
チールボール85を上記透孔87を通して上記複数のボール
85に押しつけることにより回転軸81のスラスト方向の力
を受けている。なお、回転軸81はスラスト方向に予圧さ
れている。

上記軸受装置によれば、組み合わせられる部品数が比較
的多く、スラスト方向のがたつきを皆無にすることは事
実上不可能である。そのため、回転軸81にラジアル方向
の力が加わったとき、上記スラスト方向のがたの分だけ
回転軸81がスラスト方向に逃げながらその一端部がラジ
アル方向に移動し、その結果、回転軸81の一端のボール
82の位置がずれて軸受装置90から脱落してしまうことが
ある。

このような問題点を解消すべく、本出願人は、第５図に
示すような軸受装置に関して先に実用新案登録出願をし
た。実願昭62−96046号の明細書及び図面記載のものが
それである。

第５図において、軸受装置100は、開口部を有するカッ
プ状のフレーム91と、フレーム91の内周に沿って配置さ
れた複数個のスチールボール95と、フレーム91の開口部
99に被せられた蓋体92とを有してなる。蓋体92は、回転
軸81の一端の円錐形の穴97に落し込まれたスチールボー
ル96をフレーム91内の複数のボール95で囲まれる中心部
分に当接させるための透孔93と、回転軸81の脱落防止用
の円筒状のガイド壁94とを有する。回転軸81の一端部は
ガイド壁94内に進入し、回転軸81の一端部と蓋体92のガ
イド壁94との間には、回転軸81にラジアル方向の力がか
からない状態で隙間98が形成されている。蓋体92は適宜
の手段によりフレーム91に固定されている。回転軸81の
穴97と、ボール96と、複数のボール95と、フレーム91の
内底部とによって回転軸81のスラスト受けが構成され、
蓋体92のガイド壁94によって回転軸81のラジアル受けが
構成されている。

（考案が解決しようとする課題） 第５図に示すような軸受装置によれば、回転軸とその軸
受装置との間にがたがあっても、衝撃その他の要因で回
転軸にラジアル方向の力が加わったとき、回転軸のラジ
アル方向の位置ずれが蓋体のガイド壁によって規制さ
れ、回転軸の軸受装置からの脱落が確実に防止されると
いう効果を奏する。

しかし、上記軸受装置にも改良の余地が残されている。
それは、軸受装置の構成部材として、フレームと複数個
のボールと蓋体とを必要とするため、組み立てが複雑で
あり、蓋体を省略しようとするとフレーム内のボールが
脱落して軸受装置として機能しなくなり、また、部品点
数が多く高価になるという問題がある。

本考案は、かかる従来技術の問題点を解消するためにな
されたもので、組み立てが容易であり、部品点数が少な
く、コストの低廉化を図ることができる軸受装置を提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本考案は、有底の凹部が形成されたフレームと、上記凹
部に装着された球体と、一端部に中ぐり穴を有しこの中
ぐり穴が上記球体に当接する向きにスラスト方向に付勢
された回転軸とを備え、球体と上記凹部の底との当接に
よって回転軸のスラスト受けを構成し、凹部の深さを球
体の半径より大きくして、凹部の内周面と球体との間に
球体が回転できる微小な間隔を形成し、球体と上記凹部
の周面とを当接させると共に、上記凹部の周囲に続いて
上記凹部よりも大きい径を有する切欠き凹部を形成し、
この切欠き凹部に上記回転軸の一端を挿入することによ
って回転軸のラジアル受けを構成したことを特徴とす
る。

（作用） フレームの凹部の底と球体との当接点を中心として回転
軸が回転自在に支持される。回転軸にスラスト方向の力
が加わると、球体と上記凹部の底との点接触によってス
ラスト方向の力が受けられ、回転軸のスラスト方向の動
きが規制される。回転軸にラジアル方向の力が加わる
と、球体と上記凹部の周面との点接触によってラジアル
方向の力が受けられ、回転軸のラジアル方向の動きが規
制される。回転軸にラジアル方向及びスラスト方向の不
規則な力が加わっても、回転軸の一端が上記凹部の周面
に続く切欠き凹部に挿入されていることによって回転軸
が軸受からはずれることが防止される。

（実施例） 以下、第１図ないし第３図を参照しながら本考案にかか
る軸受装置の実施例について説明する。なお、図示の実
施例は、軸受装置が磁気記録再生装置の磁気ヘッド移動
機構に適用されたものの例になっているが、本考案装置
はこれに限定されるものではなく、あらゆる機器に適用
可能である。

第１図ないし第３図において、符号11は磁気記録再生装
置のメインフレームを示しており、このメインフレーム
11上にはモータフレーム12が適宜数のねじ19によって固
定されている。モータフレーム12には前後（第１図にお
いて上下）両端部に軸受支持壁31,32が折り曲げによっ
て形成されている。これら軸受支持壁31,32のうちの一
方の支持壁31には軸受装置14が設けられ、他方の支持壁
32には取付板34を介して軸受16が固定されている。軸受
16はそのフランジ状の部分の外周が支持壁32に形成され
た取付孔33に嵌まっている。軸受装置14はスラスト方向
の軸受を、軸受16はラジアル方向の軸受を構成し、これ
らの軸受装置14,16によって、スクリューシャフトでな
る回転軸15が回転可能に支持されている。

上記モータフレーム12の軸受支持壁32にはステッピング
モータ13が固定されている。ステッピングモータ13の固
定子は、対をなすモータケース35、ステータコア37と、
別の対をなすモータケース41、ステータコア39と、上記
モータケース35、ステータコア37間に配置されたボビン
56と、このボビン56に巻回されたコイル43と、上記モー
タケース41、ステータコア39間に配置されたボビン57
と、このボビン57に巻回されたコイル44とを有してな
る。対をなすモータケース35、ステータコア37と、別の
対をなすモータケース41、ステータコア39は、回転軸15
方向に重なっている。モータケース35、ステータコア3
7、ステータコア39、モータケース41はそれぞれ内周側
に切り起こしによる櫛歯状の極歯36,38,40,42を有す
る。モータケース35の極歯36とステータコア37の極歯38
は回転軸15を中心とする円に沿って交互に配置され、同
様に、モータケース41の極歯42とステータコア39の極歯
40が回転軸15を中心とする円に沿って交互に配置されて
いる。

回転軸15の一端部は上記各極歯36,38,40,42で囲まれる
円筒状空間内に進出しており、この回転軸15の一端部に
はロータボス47を介して円筒状のロータマグネット48が
固着されている。ロータボス47とロータマグネット48に
よりステッピングモータ13のロータを構成している。ロ
ータマグネット48にはＮ極とＳ極でなる磁極が円周方向
に交互に形成されている。なお、ロータマグネット48は
回転軸15に直接固着してもよい。

上記モータケース41の外側端（第１図において下端）に
は底板45が固定されている。第３図に示すように、底45
は、中心部に切り起こしによって形成された板ばね部46
を有すると共に、外周縁部に前記回転軸15の軸線方向に
折り曲げることによって形成された一対のアーム部60,6
0を有してなる。このアーム部60,60は弾性屈曲させるこ
とができ、その先端部には係合爪部61,61が形成されて
いる。一方、前記モータケース35,41を含むステッピン
グモータの固定子の外周には一対の係合穴62が形成され
ている。上記底板45のアーム部60,60を強制的に若干拡
開して上記固定子の外周に沿わせながら底板45を押し込
むと、底板45がモータケース41の外側端に接合した位置
で上記一対の係合穴62に上記一対の係合爪61が係合し、
これにより、底板45がモータケース41の外側端に固定さ
れる。底板45の上記板ばね部46は軸受装置17を構成して
いる。軸受装置17はスラスト軸受を構成しており、回転
軸15の端部の円錐形穴に落し込まれたスチールボール18
とこのボール18を回転軸15のスラスト方向に予圧する上
記ばね部46とよりなる。これにより、回転軸15はボール
18を介して板ばね46によりスラスト方向に付勢される。
なお、ボール18を省略して、回転軸15の端面を板ばね部
46で直接押圧するようにしていてもよい。

第２図に詳細に示すように、前記軸受装置14は、有底円
筒状の凹部22を有するカップ状のフレーム21と、このフ
レーム21の上記凹部22を落し込みにより装着された球体
26とを有してなる。球体26には、前記軸受装置17の板ば
ね部46の付勢力によって回転軸15の一端部が当接してい
る。回転軸15の一端部の外周は細軸部となっていて、こ
の細軸部に中ぐり穴25が形成されている。中ぐり穴25の
外端縁部は面取りされて円錐面27となっており、この円
錐面27が上記球体26に当接している。こうして、回転軸
15の中ぐり穴25の円錐面27が球体26に当接し、球体26が
フレーム21の上記凹部22の底に当接することにより、回
転軸15のスラスト受けを構成している。なお、図示の例
では上記凹部22の底にプレート50が固定され、プレート
50に球体26が当接しているが、プレート50を省略して球
体26を直接凹部22の底に当接させてもよい。

フレーム21の凹部22の開口側の周囲には、凹部22よりも
さらに一回り大きい切り欠き凹部23が形成されている。
この切欠き凹部23には回転軸15の上記細軸部に挿入され
ている。この細軸部と切欠き凹部23の内周壁との間には
適宜の間隙が形成され、回転軸15の脱落が防止されてい
る。上記球体26の、その大円部分、即ち、球面をその中
心を通る平面で切ったとき切り口に現われる円の部分が
上記凹部22の内周面に当接することができるように、球
体26の直径と凹部22の深さの関係が設定されている。球
体26と凹部22の内周面との間には球体26が回転できる程
度の適宜の微小な間隙が形成されている。回転軸15にラ
ジアル方向の力が加わると、球体26が凹部22の内周面に
当接し、回転軸15のラジアル方向への移動を規制する。
従って、球体26と凹部22の内周面との当接によって回転
軸15のラジアル受けを構成していることになる。球体26
に対する回転軸15の円錐面27の当接部分は、凹部22の内
側面に対峙する球体26の大円部分を挾んで上記凹部22の
底への当接部分を含む半球とは反対側の半球側にある。

回転軸15の前記中ぐり穴25は、例えば回転軸15をスクリ
ューシャフトにするために軸棒にねじ溝を刻設する際
に、軸棒の支持に使用することができ、これによって軸
心が容易に決めることができ、精度を向上させることが
できる。

第１図において、回転軸15には軸受装置14と軸受16との
間においてリードスクリューが形成され、このリードス
クリューには、ヘッドキャリッジの突部58に固植された
ピン59が嵌められている。

次に、上記実施例の動作を説明する。

ステッピングモータ13のコイル43,44に通電すると、モ
ータケースやステータコア等でなる固定子が励磁され、
この固定子に対向するマグネット48、ボス47等でなる回
転子が周方向に歩進し、回転子と一体の回転軸15が回転
駆動される。回転軸15が回転するとそのリードスクリュ
ーに嵌められたピン59が回転軸15方向に移動し、これと
共にヘッドキャリッジが回転軸15方向に移動する。

軸受装置17における板ばね部46の弾力により回転軸15が
予圧され、この予圧力によって回転軸15にスラスト方向
の力が加わり、また、上記のように回転軸15の回転によ
りヘッドキャリッジを移動させるとき回転軸15にスラス
ト方向の力が加わる。軸受装置14は、球体26がフレーム
21の凹部22の底に接触することにより上記スラスト方向
の力を受ける。球体26は上記凹部22の底に点接触して自
由に回転することができるため、小さな摩擦抵抗の下で
回転軸15を回転可能に支持することができる。そして、
回転軸15にラジアル方向の力が加わり、回転軸15がラジ
アル方向に変位したとしても、球体26が上記凹部22の内
周面に当接することによって回転軸15の変位が規制さ
れ、さらには、回転軸15の細軸部が切欠き凹部23の内周
面によって規制されるため、回転軸15が脱落することが
確実に防止される。

特に、偶発的に発生する回転軸15のラジアル方向又はス
ラスト方向の不規則な力が極めて大きい場合であって
も、回転軸15の一端が切欠き凹部23へ挿入されているた
め、回転軸15が軸受からはずれることはない。

上記実施例における軸受装置14と同様の構成の軸受装置
は、ステッピングモータ13側の軸受装置として使用して
もよい。また、軸受装置14のフレーム21は、モータフレ
ーム12の支持壁31と一体に形成してもよい。回転軸15は
モータの回転軸と別体に形成しておき、両者を一体回転
可能に結合してもよい。回転軸15を回転駆動するモータ
はステッピングモータに限らない。

上記実施例によれば、有底の凹部22が形成されたフレー
ム21と、凹部22に装着された球体26と、この球体26に当
接する中ぐり穴25を一端部に有する回転軸21とを備え、
球体26とフレーム21に形成した凹部22の底との点接触に
よって回転軸15のスラスト受けを構成し、凹部22の深さ
を球体26の半径より大きくして、凹部22の内周面と球体
26との間に球体26が回転できる微小な間隔を形成し、上
記球体26と上記凹部22の周面との点接触によって回転軸
15のラジアル受けを構成したため、フレーム21と１個の
球体26だけで軸受装置を構成することができ、これによ
って、部品点数が少なく、組み立てが容易でコストの低
廉な軸受装置を提供することができる。また、球体は１
個でよく、従来のように多数の球体を用いる必要はない
ため、ベアリングメーカー特有の技術を用いなくても目
的を達成することができる。さらに、球体一つで回転軸
15がスラスト方向とラジアル方向に規制されるため、回
転軸15は自動調芯されるという利点もある。

また、凹部22の深さは球体26の半径より大きく、凹部22
の内周面と球体26との間には球体26が回転できるくらい
の微小な間隔となるように構成されているため、回転軸
15のラジアル方向の力は球体26の曲面と凹部22の内周面
が点接触する部分で受けることができ、スラスト方向の
力も球体26の曲面と凹部22の底の平面とが点接触する部
分で受けることと併せて回転軸15の摺動ロスを小さくす
ることができる。

（考案の効果） 本考案によれば、有底の凹部が形成されたフレームと、
凹部に装着された球体と、一端部に中ぐり穴を有しこの
中ぐり穴が上記球体に当接する向きにスラスト方向に付
勢された回転軸とを備え、球体とフレームに形成した凹
部の底とを当接させると共に、上記凹部の周囲に続い
て、上記凹部よりも大きい径を有する切欠き凹部を形成
し、この切欠き凹部に上記回転軸の一端部を挿入したこ
とによって回転軸のスラスト受けを構成し、上記凹部の
深さを上記球体の半径より大きくして、上記凹部の内周
面と上記球体との間に上記球体が回転できる微小な間隔
を形成し、上記球体と上記凹部の周面との当接によって
回転軸のラジアル受けを構成したため、偶発的に発生す
る回転軸のラジアル方向又はスラスト方向の不規則な力
が極めて大きな場合であっても、フレームの凹部の周囲
に続く大径の切欠き凹部によって、回転軸が軸受から外
れることを防止することができるし、フレームと一個の
球体だけで軸受装置を構成することができ、これによっ
て、部品点数が少なく、組み立てが容易でコストの低廉
な軸受装置を提供することができる。また、回転軸のラ
ジアル方向の力もスラスト方向の力も、フレームの凹部
と球体とが点接触する部分で受けることになるため、回
転軸の摺動ロスが少なくなるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる軸受装置を有する磁気記録再生
装置の磁気ヘッド送り機構の例を示す一部断面平面図、
第２図は本考案にかかる軸受装置の実施例を示す平面断
面図、第３図は上記磁気ヘッド送り機構中の別の軸受装
置を示す分解斜視図、第４図は従来の軸受装置の一例を
示す平面断面図、第５図は従来の軸受装置の別の例を示
す平面断面図である。 15……回転軸、21……フレーム、22……凹部、25……中
ぐり穴、26……球体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】有底の凹部が形成されたフレームと、上記
   凹部に装着された球体と、一端部に中ぐり穴を有しこの
   中ぐり穴が上記球体に当接する向きにスラスト方向に付
   勢された回転軸とを備え、上記球体と上記凹部の底との
   当接によって上記回転軸のスラスト受けを構成し、上記
   凹部の深さを上記球体の半径より大きくして、上記凹部
   の内周面と上記球体との間に球体が回転できる微小な間
   隔を形成し、上記球体と上記凹部の周面とを当接させる
   と共に、上記凹部の周囲に続いて上記凹部よりも大きい
   径を有する切欠き凹部を形成し、この切欠き凹部に上記
   回転軸の一端を挿入することによって、上記回転軸のラ
   ジアル受けを構成した軸受装置。