JPS6069320A - ベアリング付きシヤフト・ユニット - 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】 （技術分野） 本発明は、ベアリング付きシャフト・ユニットに関し、
特にシャフトのスラスト方向のいずれか一方に力が作用
しても、シャフトの両端部に設けられたベアリング・ポ
ールに対して与えられる圧力をバランスさせることので
きるベアリング付きシャフト・ユニットに関する。

（背景技術） 例えばビデオテープレコーダにおいテハ、テープ走行路
中に回転ドラム・ユニットを配置し、このドラム・ユニ
ット内に回転磁気ヘッドを配設し、この回転磁気ヘッド
によシ磁気テープを走査し、信号の記録又は再生を行な
っている。

この回転ドラム・ユニットにおいては、例えば通常は１
，８００　ｒｐｍもしくは１．５００　ｒｐｍの回転数
で回転する回転ドラムを備えておシ、この回転ドラムに
よ多回転磁気ヘッドが回転させられる。

磁気テープ上に形成される記録トラックの幅は、通報は
２０μｍから数１０μｍでかなシ幅が狭く、テープの互
換性を考慮すると、回転磁気ヘッドの取付は精度は高精
度でなければなら々い。また、回転ドラムの外周面から
の回転磁気ヘッドの突出量が所定値以上になると、磁気
テープを振動させることになるし、逆に所定値以下であ
ると磁気テープとの接触が不十分となシ、記録再生性能
が劣化する原因となるから、回転ドラム・ユニットの回
転精度及び組立て精度は非當な高精度を要求されている
。

とのため、従来の回転ドラム・ユニットにおいては、一
般に回転ドラムの回転シャフトにステンレス製のものが
用いられ、このシャフトをその両端に設けられた２個の
ボール・ベアリングによシ支持し、回転ドラムの回転中
に発生するラジアル方向の振れとスラスト方向の振れを
規制すべく、２個１のポールベアリングに予圧を与えて
いた。

前記したように、ビデオ・テープ・レコーダ用の回転ド
ラム・ユニットにおいては高度の回転精度を要求されて
いるため、ボール・ベアリングの内輪の内径と、これに
圧入されるシャフトの外径との径差が１〜２μｍ以内の
幅におさまるように、製造されたゴール・ベアリングの
内輪の内径とシャフトの外径とを個々に測定し、前記し
た径差内におさまるものを選び出す作業を行なっていた
。

更に、回転ドラムのラジアル方向の振れとスラスト方向
の振れとを押さえるために、例えばトランス台と下台座
とによｐｇ−ル・ベアリングに予圧を与えた後に、回転
磁気ヘッドを備えた回転ドラムのトランス台に嵌合する
嵌合面を旋盤等で後加工を施して、回転ドラムの回転精
度を出していた。

このように、従来の回転ドラム・ユニットの組立ては、
？−ル・ベアリングの内輪の内径及びシャフトの外径の
測定と、その選び出し作業と、後加工工程とを必要とす
るため、製造コストの上昇を免れることはできず、また
回転ドラムの回転精度の向上に限界があった。

ところで、従来、第１図に示すベアリング付きシャフト
・ユニットが提案されている。

第１図において、１はゴール・ベアリングの？−ル受は
用凹溝部１ａと１ｂを一体加工して成るシャフト４とス
５はそれぞれ複数個のペアリンゲラ ・メール、２と３はポール受は用凹溝部２ａと３ａを有
する外輪である。この外輪２と３の外径寸法は、シャフ
ト・ユニットを装置に組付ける際の圧入笠の作業性を配
慮し、それぞれ相違している。外輪２と３との間にはそ
れぞれ予圧を与えるだめのコイルバネ８が介装され、ボ
ール・ベアリングのラジアル方向の振れとスラスト方向
の振れとを抑制している。６と７は、コイル・ぐネ８の
受け部材である。

前述の構成を持つベアリング付きシャフト・ユニットヲ
ビデオ・テープ・レコーダ用回転ドラム・ユニットに用
いると、ボール・ベアリングの内輪を廃止したことによ
シ、その分だけが−ル・ベアリングのベアリング・？−
ルのピッチサークルは回転シャフトの内側に移動するこ
とになるから、回転ドラムの回転に必要な起動トルク及
び通常の負荷トルクは軽減し、従って回転ドラム・ユニ
ットの回転ドラムを回転させるモーター負荷を軽減させ
ることができ、その結果省電力化をはかることができる
。また、回転シャフトに取付けられたゴール・ベアリン
グの外輪の外径を一定とした場合には、？−ル・ベアリ
ングの内輪を廃止したことによシ、その内輪の厚み分だ
けベアリング・ボールの直径を大にすることができるか
ら、ボール・ベアリングの負荷容量は増大し、従って温
度変化によＪｐ　ｙｌ？−ル・ベアリングに対する予圧
が変化しても、摩耗しに〈＜、その長寿命化及び回転精
度の向上をはかることができる。さらに、従来のものに
おける？−ル・ベアリングの内輪の内径と内輪に設けた
ボール受は用凹溝部との加工誤差によシ生じる偏心誤差
を除去できるため、回転ドラム・ユニットの回転ドラム
のラジアル方向の振れを大幅におさ、えることができる
から、回転ドラム・ユニットの回転精度を大幅に向上さ
せることができる。また、ボール・ベアリングの内輪の
内径とシャフトの外径との径差が１〜２μｍの範囲内に
おさまるようなゾール・ベアリングの内輪の内径とシャ
フトの外径とをそれぞれ測定し、選別し、組合せをする
作業工程を省略することができる。

そしてボール・ベアリング、シャフト及び予圧用コイル
バネをユニットとし一体化しであるため、回転ドラム・
ユニットを組立てるときには一部品として取扱うことが
できるから、作業性が向上し、特にゾール・ベアリング
の外輪の間にコイルバネを介装してあらかじめゾール・
ベアリングに予圧を加えである構成であるから、従来の
ものに比較して作業性が大幅に向上するなどの多大の利
点が望めるものである。

ここで、ビデオ・テープ・レコーダ用回転ドラム・ユニ
ットとして、回転ドラム駆動用モータのローター及びス
テーク−が回転軸に沿って配置されている「面対向型モ
ーター」の構成を用いるドラム・ユニットに前述のベア
リング付きシャフト・ユニットを適用したものを第２図
によシ説明する。

同図に示される参照数字１〜８を付された構成部品は、
第１図に示すものと同じであるので、その説明は省略す
る。

１１はテープ走行面１１ｈを備えそしてが一ル・ベアリ
ング付きシャフト・ユニットのが一ル・ベアリングを支
持する回転ドラム・ユニットの固定ドラムであシ、１２
は複数個の回転磁気ヘッド１３を有する回転ドラムであ
り、シャフト１にトランス台１４と共に固定されている
。１５＆と１５ｂは回転磁気ヘッド１３を介して磁気テ
ープに映像信号などを記録又は再生するだめの信号を無
接触で送受するロータリー・トランスを構成している。

１６と１７は回転ドラム１２を回転駆動するためのモー
ターを構成するローター・マグネットとステーター・コ
イルで、ローター・マグネット１６はシャフト１の下端
に取付けられた下台座１８に固定されているローター支
持部材１９によシ支持されておシ、他方、ステーター・
コイル１９は固定ドラム１１の下端部に固定されたステ
ーター支持部材２０に、ローター・マグネット１６と対
向して取シ付けられている。

シャフト・ユニットの上部の外輪２は固定ドラム１１の
中央貫通孔１１ｂに圧入、焼嵌め又は接着などの固着手
段によシ固定し、下部の外輪３は固定ドラム１ノの中央
貫通孔１１ｂに単に嵌合させ、コイルバネ８によシ与え
られるに外輪２と３に対する予圧力をバランスさせてお
く。このようにして設置されたシャフト・ユニットにお
いて、モーター１６．１７の回転中にローター・マグネ
ット１６とステーター・コイル１７との間に発生する磁
気吸引力によ弘固定ドラム１１は下方に変位すると共に
固定ドラム１１の中央貫通孔１１ｂに圧入、焼嵌め又は
接着された外輪２も下方に変位するから、シャフト１は
上向き方向（矢印入方向）の力を受ける。従って、図示
された下部のベアリング・ゾール５とボール受は用凹溝
１ｂ及び３ａとの位置関係そして上部のベアリング・ボ
ール４とボール受は用凹溝１ａ及び２ａとの位置関係か
ら明らかなように、下部のベアリング・ボール５に対す
る圧力は増加するが、上部のベアリング・ボール４に対
する圧力は減少する。結局、上、下部のイアリング・ゾ
ール４と５に対し与えられる圧力にアンバランスを生じ
る。このことは、下部ノベアリング・ゾール５とボール
受は用凹溝ｌｂ及び３ａとの間には間隙が生じないが、
上部のベアリング・ゾール４とポール受は用凹溝１ａ及
び２ａとの間には間隙が生じることになシ、このためシ
ャフト１は：）−）アル方向の振れを発生しながら回転
し、回転ドラム１２は歳差連動的に回転するから、回転
中の回転磁気ヘッド１３の高さ方向の精度は保証できな
いという不都合な点がある。

（目自勺） 本発明は、前述した与情に鑑みてなされたもので、複数
の外輪部材を有するボール・ベアリング付きシャフト・
ユニットにおいて、シャフトにそのスラスト方向のいず
れか一方向に力が作用する場合であっても、それぞれの
ベアリング・ボールに対し与えられる圧力をバランスさ
せた状態に維持することのできる新規な構成のベアリン
グ付きシャフト・ユニットを提供することを目的とする
。

本発明の他の目的は、それぞれの外輪部材に対する予圧
力にあらかじめ差異をもたせることのできるベアリング
付きシャフト・ユニットを提供することにある。

本発明の更に別の目的は、持合可回転部材駆動用モータ
ーのローター及びステーターが回転軸に沿って配置され
ている面対向型モーターの構成を用いるビデオ・テープ
・レコーダ用回転と９ム・ユニットに好適で、前述した
シャフトのラジアル方向の振れを生じることの少ない新
規な構成のベアリング付きシャフト・ユニットを提供す
ることにある。

（実施例による説明） 以下、前述の目的を達成するために本発明において講じ
た手段について実施例によ）例示説明する。

第３図は本発明のベアリング付きシャフト・ユニットの
一実施例を示すもので、図中ｇ１図及び第２図において
同一符号で示したものは同じ構成部材であるから、その
説明は省略する。

１′ハシヤフトで、このシャフト１′はゴール・ベアリ
ングのボール受は用凹溝１’ａと１′ｂの他に、更にこ
れらの凹溝の中間に第３の７２−ル受は用凹溝１’ｃを
備えている。９はその内面にゾール受は用凹溝９ａを備
えるフランジであり、第３のが−ル受は用凹溝１’ｅと
対向する位置においてベアリング・ボール１０を抱持す
る。このフランジ９の外径はｄ、下部の外輪２と３のそ
れよシもよシ小さくする。８□と８□は上部外輪２とフ
ランジ９の間、下部外輪３とフランジ９の間に介装され
たコイ 央ルパネである。

このように構成されたベアリング付きシャフト・ユニッ
トを、下部の外輪を圧入し、焼嵌め又は接着手段によシ
ボール・ベアリング支持体に固定しそして上部の外輪を
単に嵌合によυボール・ベアリング支持体に支持させ、
そして例えば電磁気的作用によシてシャフトが上部スラ
スト方向に力を受ける回転体装置に適用した場合につい
て説明する。この場合において、シャフト１′に第３図
に示す上向き方向（矢印Ａ方向）の力が作用する。

これによシ上部外輪２を矢印方向に変位させ、もってベ
アリング・ゾール４をボール受は用凹溝１’ａと２８と
の間に間隙を生せしめないようにするため、コイルバネ
８１のバネ力をコイル・バネ８、のそれよシも犬とする
必要がある。このため、フランジ９と上部外輪２との間
に介装されるコイル・バネ８□は、フランジ９と下部外
輪３との間に介装されるコイルバネ８２のバネ力よシも
よシ大なるバネ力を有していなければならない。また、
コイルバネ８．と８２とのバネ力が同等程度である場合
には、第３のポール受は凹溝１’ｃと共にフランジ９を
上部外輪２側に若干偏らせた位置に設け、上部外輪２に
与えられる予圧力を下部の外輪３に与えられる予圧力よ
シもよシ犬とすることによシ、シャフト１′に上向き（
矢印方向Ａ）の力が作用しても、上部及び下部のベアリ
ング・ボール４．５に対する圧力をバランス状態で維持
することができる。

々お、シャフト１′に作用する上向きの力にょシ下部の
ベアリング・ボール５に対し所定の圧力が得られる場合
には、下部のコイルバネ８□は省略することができる。

また、シャフト１′に下向きの力が作用する場合には、
前述の予圧力の加え方とは逆の予圧力の加え方をすれば
よいということは容易に理解できるであろう。

次に、本発明のベアリング付きシャフト・ユニットをビ
デオ・テープ・レコーダ用回転ドラム・ユニットに適用
した例を、第４図によシ説明する。

なお、第４図において第１図から第３図において同一符
号で示すものは同じ構成部材であるから、その説明は省
略する。

第４図において、前述のベアリング付きシャフト・ユニ
ットは第２図に示したものと同じ態様で固定ドラム１１
の中央貫通孔１１ｂに装着される。

この場合、フランジ９の外径は上、下部の外輪２と３の
外径よシも小であるから、図示の如くフランジ９の外周
は固定ドラム１１の中央貫通孔１１ｂの内周に対し無接
触状態となっている。

既に第２図において説明したように、回転ドラム・ユニ
ットノロ−ター・マクネット１６とステーター・コイル
１７との間に生じる磁気的吸引力によシシャフト１′に
上向き方向（矢印Ａ方向）の力が作用するから、この力
が加えられる状態を配慮し、上、下部のベアリング・が
−ル４と５に加えられる圧力がバランスするように、上
部のコイルバネ８１のバネ力を下部のコイルバネ８２の
バネ力よりもよシ大にするか、又はコイルバネ８１と８
．のバネ力が同等の場合にフランジ９を第３のボール受
は用凹溝１’ｅと共に上部外輪２側に若干偏らせた位置
に設けて、外輪２に対する吊圧力を外輪３に対するそれ
よシもよシ大きくしておく。

シャフト・ユニットを固定ドラム１１に装着する態様は
次のとおシである。即ち、下部の外輪３は圧入、焼嵌め
又は接着などの固着手段によシ同定ドラム１１に完全に
、即ち下部のベアリング・Ｈ？−ル５に対し予圧力の調
整が不可能な態様で固定し、上部の外輪２は単に嵌合を
しそして上部のベアリング・が−ル４に対する予圧力が
調整可能な態様で固定ドラム１ノに装着する。そしてモ
ーター１６．１７の回転中に、四−ター・マグネット１
６とステーター・コイル１２との間に発生する磁気的吸
引力によシシャフト１′に上向き方向（矢印Ａ方向）の
力が作用すると、この作用力は上部のベアリング・ポー
ル４に対して与えられる圧力を減少させる方向に作用し
、下部のベアリング・ポール４に対して与えられる圧力
を増大させる方向に作用する。しかし、上部の外輪２に
対しては、下部の外輪３に対して加えられる予圧力よ多
もよシ大きな予圧力がコイルバネ８１によシ与えられて
いるため、シャフト１′の上向き方向の力を受けると、
結果的に上、下部のベアリング、ポール４と５に対する
圧力は適幽な値においてバランスする。

前述の場合とは逆に、上部の外輪２を固定ドラムｌノに
完全に固定、即ちベアリング・ポール４に対する予圧力
の２駐が不可能な態様で固定ドラム１ノに装盾し、下部
の外輪３を固定ドラム１ノに単に嵌合し、ベアリング・
ゾール５に対し予圧力の調狭がｎ］能な態様で装着した
場合には、モーター１６．１７の回転中に発生する磁気
的吸引労合においても上、下のベアリング・ポール４と
５に対する圧力は適尚な値においてバランスする。

このようにして、第４図に示す回転ドラム・ユニットに
おいて、シャフト１′のラジアル方向の振れを生じるこ
とが殆んどなくな如、回転磁気ヘッド１３の回転中のそ
の高さ方向の精度は十分に保証することができる。

なお、フランジ９はベアリング・ゾール１０を介してシ
ャフト１′に設けられているので、シャフト１′の回転
に対しなんらの障害を与えることがない。

本発明のベアリング付きシャフト・ユニットをビデオ・
テープ・レコーダ用回転ドラム・ユニットに適用した実
施例を説明したが、その適用対象はビデオ・テープ・レ
コーダ用回転ドラム・ユニットに限定されないことは勿
論であり、特に回転シャフトにそのスラスト方向のいず
れか一方向に作用する力を与えられる回転装置に用いる
のに最適である。

（効果） 以上詳述したように本発明によると、複数の外輪部材を
備えるポール・ベアリング付きシャフト・ユニットにお
いて、複数の外輪部材の間にフランジ部材を設け、この
７２７２部材と外輪部材の間にコイルバネを設けて複数
の外輪部材に対する予圧力を異ならせることによシ、シ
ャフトのスラスト方向のいずれか一方向に力が作用して
も、複数の外輪部材に設けられたベアリング・１１？−
ルに対する圧力をバランスさせた状態で維持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来提案されているベアリング付きシャフト・
ユニットの断面図、第２図はそのシャフット・ユニット
を、面対向型モータを備えるビデオ・テープ・レコーダ
用回転ドラム・ユニットに適用した一例の断面図、第３
図は本発明のベアリング付きシャフト・ユニットの一実
施例の断面図、第４図はそのシャフト・ユニットを、面
対向型モーターを備えるビデオ・テープ・レコーダ用回
転ドラム・ユニットに適用した一例の断面図である。 １′・・・シャフト、１′ａとｌ’ｂ・・・ベアリング
・ビール受は用凹溝部、１′Ｃ・・・第３のベアリング
・が−ル受は用凹溝部、２と３・・・外輪部材、９・・
・フランジ部劇、４１　ｓと１０・・・ベアリング・ボ
ール、８１・・・バネ部材、８．・・・第２のバネ部材
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）両端側にそれぞれ？−ノ・受は用凹溝を有するシ
   ャフトと、両端側の各凹溝部においてベアリング・が−
   ルを挾持する第１及び第２の外輪部材と、これら凹前部
   の中間位置において前記シャフトに対し回転可能に取シ
   付けられたフランジ部材と、前記フランジ部材と第１の
   外輪部材との間に介装されたバネ部材とを備えるベアリ
   ング付きシャフト・ユニット。
2. （２）前記シャフトは前記両凹溝部の中間位置に第３の
   ボール受は用凹溝部を有し、前記フランジ部材は前記ｖ
   Ｊ３のＨ？−ル受は用凹溝においてベアリング・ボール
   を挾持してなる特許請求の範囲第（１）項記載のベアリ
   ング付きシャフト・ユニット。
3. （３）前記フランジ部材と第２の外輪部材との間に第２
   のバネ部材を備えてなる特許請求の範囲第（１）項又は
   第（２）項記載のベアリング付きシャフト・ユニット。
4. （４）前記フランジ部拐を前記両外輪部材間の中央位置
   に配置すると共に、前記フランジ部材と第１の外輪部材
   との間に配置した前記バネ部材のバネ力を前記フランジ
   部材と第２の外輪部材との間に配置した前記第２のバネ
   部拐のバネ力よシも犬となした特許請求の範囲第（３）
   項記載のベアリング付きシャフト・ユニット。
5. （５）前記両バネ部材のバネ力をほぼ同等とするとハ゛ 共に、前記フランジ部材勲前記両外輪部材間の中央位置
   よシも前記第１の外輪部材側に若干側て っ宋位置してなる特許請求の範囲第（３）項記載のベア
   リング付きシャフト・ユニット。