(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側ベアリング部に対して同軸的に配置された内側ベアリング部を有し、これらベアリング部が互いに対して回転可能であると共に回転に際して少なくとも軸方向の軸力を受けるようなダイナミック溝ベアリングを製造する方法であって、上記各ベアリング部には共働するベアリング面が設けられ、これらベアリング部の一方におけるベアリング面はプレス具を用いて形成され、これらベアリング面の一方には溝パターンが形成されるような方法において、前記ベアリング部の前記一方に延性材料が設けられ、次いで、前記プレス具と前記溝パターンに対応するダイパターンを持つ金型とによる前記延性材料の塑性変形を介して、前記ベアリング部の前記一方におけるベアリング面が形成され且つこのベアリング面には同時に前記溝パターンが付与されることを特徴とするダイナミック溝ベアリングを製造する方法。
【請求項２】
外側ベアリング部に対して同軸的に配置された内側ベアリング部を有し、これらベアリング部が互いに対して回転可能であると共に回転に際して少なくとも軸方向の軸力を受けるようなダイナミック溝ベアリングを製造する方法であって、上記各ベアリング部には共働するベアリング面が設けられ、これらベアリング部の一方におけるベアリング面はプレス具を用いて形成され、これらベアリング面の一方には溝パターンが形成されるような方法において、ハウジングに延性材料が設けられ、次いで、前記プレス具と前記溝パターンに対応するダイパターンを持つ金型とによる前記延性材料の塑性変形を介して、前記ベアリング面を持つ前記ベアリング部の前記一方が形成され且つこのベアリング面には同時に前記溝パターンが付与されることを特徴とするダイナミック溝ベアリングを製造する方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法において、前記延性材料が鉛を含む錫合金、アンチモンを含む錫合金、叉は鉛及びアンチモンを含む錫合金の何れかの合金であることを特徴とするダイナミック溝ベアリングを製造する方法。
【請求項４】
請求項１又は３に記載の方法において、前記ベアリング部の前記一方における前記ベアリング面が、前記延性材料の塑性変形を介して前記ベアリング部の前記一方に対して固定されることを特徴とするダイナミック溝ベアリングを製造する方法。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の方法において、前記溝パターンを持つ前記ベアリング面は前記延性材料の塑性変形により前記ハウジング中に組み込まれ、このハウジングはプレス装置の作業台上に固定され、このプレス装置は前記ベアリング面の形成の際に前記作業台及び前記ハウジングに対して前記金型を位置決めする位置決め装置を有していることを特徴とするダイナミック溝ベアリングを製造する方法。
【請求項６】
請求項１、３又は４に記載の方法において、前記溝パターンを持つ前記ベアリング面は前記外側ベアリング部に形成され、前記金型は該外側ベアリング部中にはまるマンドリルを有し、前記ベアリング面を形成する際に前記金型は前記外側ベアリング部に対して前記マンドリルにより位置決めされることを特徴とするダイナミック溝ベアリングを製造する方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、その端部に前記ダイパターンを有する前記マンドリルと、前記プレス具用の開口へとテーパ状につながる圧縮室を有する前記外側ベアリング部とを使用することを特徴とするダイナミック溝ベアリングを製造する方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記マンドリルの前記端部は前記外側ベアリング部の前記圧縮室に導入され、前記延性材料は次いで前記プレス具により前記圧縮室内において前記マンドリルの前記端部の周囲でプレスされることを特徴とするダイナミック溝ベアリングを製造する方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、前記マンドリルが取り外し容易な端部形状を備えていることを特徴とするダイナミック溝ベアリングを製造する方法。
【請求項１０】
請求項６に記載の方法において、前記延性材料は前記外側ベアリング部の当該ベアリング部の中心線に対して垂直に延びる上面と、前記金型の前記マンドリルの中心線に対して垂直に延び且つ前記ダイパターンが形成されているプレス面との間に設けられ、次いで前記延性材料は前記プレス具及び前記金型により上記上面上にプレスされ、これにより前記延性材料の前記塑性変形が半径方向に発生し、前記上面に設けられたカラーの環状溝内に固定されることを特徴とするダイナミック溝ベアリングを製造する方法。
【請求項１１】
請求項４に記載の方法において、前記溝パターンを持つ前記ベアリング面は前記延性材料からなる環状板に形成され、この環状板は、先ず、前記内側ベアリング部の周囲であって、前記内側ベアリング部の中心線に対して垂直に延び且つ第１のダイパターンが形成された第１の金型のプレス面と、前記内側ベアリング部の中心線に対して垂直に延び且つ第２のダイパターンが形成された第２の金型のプレス面との間に配置され、次いで前記環状板は前記第１及び第２の金型の前記各プレス面の間で前記プレス具によりプレスされ、これにより前記延性材料の塑性変形が上記中心線に対して半径方向に発生し、前記環状板が前記内側ベアリング部に設けられた環状溝内に固定されることを特徴とするダイナミック溝ベアリングを製造する方法。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載の方法において、前記ベアリング面の形成に際し前記金型はセンサを用いて対応するベアリング部に対して軸方向に位置決めされ、該センサは前記金型の対応するベアリング部に対する軸方向位置を測定することを特徴とするダイナミック溝ベアリングを製造する方法。
【請求項１３】
請求項１、２、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２に記載のダイナミック溝ベアリングを製造する方法に用いる金型。
【請求項１４】
請求項２、３、５又は１２に記載のダイナミック溝ベアリングを製造する方法により製造されるダイナミック溝ベアリングを有するハウジング。
【請求項１５】
請求項１、３、４、６、７、８、９、１０、１１又は１２に記載のダイナミック溝ベアリングを製造する方法により製造される前記何れかのベアリング部。
【請求項１６】
情報ディスクと、この情報ディスクと共働する走査ユニットとを有するデータ記憶ユニットであって、上記ディスクがカセット状のハウジング内で請求項５に記載の方法により製造された２個のダイナミック溝ベアリングにより回転可能に支持されているようなデータ記憶ユニットにおいて、前記ハウジングは前記情報ディスクの両方の面側に互いに平行に延在する２つの主壁を有し、これら主壁に上記各ダイナミック溝ベアリングの外側ベアリング部が組み込まれていることを特徴とするデータ記憶ユニット。
【請求項１７】
螺旋状の磁気テープガイドを備えた外壁を持つ基体ドラムと、この基体ドラムに対して回転可能であると共に少なくとも１個の磁気ヘッドを持つ走査ドラムとを有する回転走査ユニットを製造する方法であって、当該回転走査ユニットには請求項６、７、８、９、１０又は１１に記載の方法により製造されたダイナミック溝ベアリングが設けられるような回転走査ユニットを製造する方法において、前記基体ドラムには前記外側ベアリング部が設けられ、前記磁気テープガイドが前記金型のダイパターンの前記外側ベアリング部に対する軸方向の位置決め用の基準として使用されることを特徴とする回転走査ユニットを製造する方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法により製造された回転走査ユニットを備える磁気テープ装置において、当該磁気テープ装置は磁気テープカセットを収容する空間と、前記回転走査ユニットに沿って磁気テープを移送及び案内する機構とを有していることを特徴とする磁気テープ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は外側ベアリング部に対して同軸的に配置された内側ベアリング部を持つようなダイナミック溝ベアリングの製造方法に関する。
【０００２】
更に詳述すると、本発明は上記のようなダイナミック溝ベアリングの製造方法であって、上記各ベアリング部が互いに回転可能であると共に回転の際に少なくとも軸方向の軸力を受け、これらベアリング部には共働するベアリング面が設けられ、一方のベアリング部のベアリング面はプレス具により形成され、一方のベアリング面には溝パターンが形成されるような製造方法に関する。
【０００３】
また、本発明は上記のような方法に使用して好適な金型にも関する。
【０００４】
更に、本発明は上記のような方法により製造されるハウジング及びベアリング部にも関する。
【０００５】
更に、本発明は情報ディスクと、この情報ディスクと共働する走査ユニットとを有するようなデータ記憶ユニットであって、このディスクが上記方法により製造される２つのダイナミック溝ベアリングによりカセット状のハウジング内に回転可能に支持されるようなデータ記憶ユニットにも関する。
【０００６】
更に、本発明は螺旋状テープガイドを備えた外壁を持つ基体ドラムと、この基体ドラムに対して回転可能であると共に少なくとも１個の磁気ヘッドが設けられた走査ドラムとを有する回転走査ユニットを製造する方法であって、上記走査ユニットに前記方法によるダイナミック溝ベアリングが設けられるような回転走査ユニットを製造する方法にも関する。
【０００７】
また、本発明は上記方法により製造された回転走査ユニットを備える磁気テープ装置にも関する。
【０００８】
【従来の技術】
本明細書の冒頭で述べたような種類のダイナミック溝ベアリングの製造方法はドイツ特許出願公開第２２０９７１２号公報から既知である。この既知の方法においては、プレス具が滑らかなプレス球を有し、該プレス球により外側ベアリング部に球状セグメントの形状の滑らかなベアリング面が押圧形成される。内側ベアリング部には金属製ベアリングボールが設けられ、上記プレス球の半径と上記ボールベアリングの半径との間の差は所望のベアリングギャップ高に等しくされる。このようにして、正確なベアリングギャップ高が得られる。また、ベアリングボール上には上記特許出願公報には記載されていない方法で溝パターンが形成される。
【０００９】
上述した既知の方法の欠点は、この溝ベアリングに使用される上記ベアリングボール上に例えば機械加工叉はエッチング工程により溝パターンを正確に形成するのに時間が掛かるということにある。結果として、上記既知の方法により多数の溝ベアリングを製造するには労力を要する。それに加えて、既知の方法に使用されるプレス球は１個の溝ベアリングを製造したら、もう交換しなければならなくなってしまう。
【００１０】
【発明の目的及び概要】
本発明の目的は、本明細書の冒頭で述べたようなダイナミック溝ベアリングを製造する方法であって、上述したような問題を解決し、これにより大量のダイナミック溝ベアリングを比較的短時間で且つ比較的簡単な方法で、しかも高い精度で製造することができるような方法を提供することにある。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明によるダイナミック溝ベアリングを製造する方法は、前記両ベアリング部の一方のベアリング面が、前記プレス具と前記溝パターンに対応するダイパターンを持つ金型とによる延性材料の塑性変形を介して形成され且つ同時に前記溝パターンを付与されることを特徴としている。この場合、前記延性材料はプレス具と金型とにより変形されるので、対応するベアリング部のベアリング面及び溝パターンが同時にしかも比較的簡単且つ迅速に形成される。また、上記延性材料の使用により、必要とされるプレス具のプレス力は比較的小さくすることができるので、ダイパターンを有する金型は大量の溝ベアリングを製造するに際して繰り返し使用することができる。更に、この比較的小さなプレス力のおかげで、弾性変形に起因する延性材料のプレス後の跳ね返りは無視できる程小さいので、溝パターンを持つベアリング面は非常に高精度で作成することができる。
【００１２】
本発明による方法の特別な実施例であって、この方法により作成されるベアリング面の当該ダイナミック溝ベアリングの起動及び停止の際の摩擦及び摩耗が小さいような実施例は、前記延性材料が鉛を含む錫合金、アンチモンを含む錫合金叉は鉛及びアンチモンを含む錫合金からなることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明による方法の他の実施例は、前記溝パターンを持つ前記ベアリング面には延性材料の塑性変形により対応するベアリング部に対して固定された位置が付与されることを特徴としている。この方法による溝パターンを持つベアリングのベアリング部に対する位置固定は、上記ベアリング面の形成に際して該ベアリング面の位置固定に何等他の操作を必要としないことを意味する。
【００１４】
本発明による方法の更に他の実施例は、前記溝パターンを持つ前記ベアリング面が前記延性材料の塑性変形によりハウジング中に組み込まれ、このハウジングはプレス装置の作業台上に固定され、このプレス装置は前記ベアリング面の形成の際に前記作業台及び前記ハウジングに対して前記金型を位置決めする位置決め装置を有していることを特徴としている。作業台と位置決め装置とを有するプレス装置を使用したおかげで、例えば更に他の部品を組み付けるに適したようなハウジングに組み込まれた多数のベアリング部を簡単に且つ正確に製造することができる。
【００１５】
また、本発明による方法の特別な実施例は、前記溝パターンを持つ前記ベアリング面が前記外側ベアリング部に形成され、前記金型は該外側ベアリング部中にはまるマンドリルを有し、前記ベアリング面を形成する際に前記金型は前記外側ベアリング部に対して前記マンドリルにより位置決めされることを特徴としている。上記マンドリルの使用は、金型のダイパターンを外側ベアリング部に対して正確に位置決めすることができることを意味し、従って本発明による外側ベアリング部のベアリング面は該外側ベアリング部に対して正確に形成することができることを意味している。
【００１６】
また、本発明による方法の他の実施例は、前記ダイパターンが前記マンドリルの端部に設けられ、このマンドリルの端部は前記プレス具用の開口へとテーパ状につながる前記外側ベアリング部の圧縮室に導入され、前記延性材料は次いで前記プレス具により前記圧縮室内において前記マンドリルの端部の周囲でプレスされることを特徴としている。上記テーパ状の圧縮室の使用によりジャーナルソケットが形成される一方、溝パターンを持つ外側ベアリング部のベアリング面は、同時に、当該外側ベアリング部に対して位置固定される。
【００１７】
本発明による方法の更に他の実施例は、前記マンドリルが取り外し容易な端部形状を備えていることを特徴としている。例えば球状セグメント叉は円錐のような形状の取り外し容易な端部を持つマンドリルを使用することにより、比較的コンパクトでベアリング部が半径方向及び軸方向の合成力を支持するようなダイナミック溝ベアリングを製造することができる。
【００１８】
また、本発明による方法の他の特別な実施例は、前記延性材料が前記外側ベアリング部の当該ベアリング部の中心線に対して垂直に延びる上面と、前記金型の前記マンドリルの中心線に対して垂直に延び且つ前記ダイパターンが形成されているプレス面との間に設けられ、次いで前記延性材料は前記プレス具及び前記金型により上記上面上にプレスされ、これにより前記延性材料の前記塑性変形が半径方向に発生し、前記上面に設けられたカラーの環状溝内に固定されることを特徴としている。上記のようなプレス面を使用することにより平らなダイナミック溝ベアリングが得られ、該方法により形成された外側ベアリング部のベアリング面は当該外側ベアリング部の中心線に対して垂直となるので、外側ベアリング部に対する内側ベアリング部の正確な軸方向のベアリング動作及び高回転精度が達成される。
【００１９】
また、本発明による方法の他の特別な実施例は、前記溝パターンを持つ前記ベアリング面が前記延性材料からなる環状板に形成され、この環状板は、先ず、前記内側ベアリング部の周囲であって、前記内側ベアリング部の中心線に対して垂直に延び且つ第１のダイパターンが形成された第１の金型のプレス面と、前記内側ベアリング部の中心線に対して垂直に延び且つ第２のダイパターンが形成された第２の金型のプレス面との間に配置され、次いで前記環状板は前記第１及び第２の金型の前記各プレス面の間で前記プレス具によりプレスされ、これにより前記延性材料の塑性変形が上記中心線に対して半径方向に発生し、前記環状板が前記内側ベアリング部に設けられた環状溝内に固定されることを特徴としている。上記第１及び第２の金型を使用することにより、溝パターンを持つ環状のベアリング面が上記環状板の両面上に形成されると同時に、該環状板が内側ベアリング部の周部に固定される。このようにして、平らな軸方向用ダイナミック溝ベアリングが形成され、２つの相反するの軸方向の軸力を支持することができる。
【００２０】
また、本発明による方法の他の実施例は、前記ベアリング面の形成に際し前記金型はセンサを用いて対応するベアリング部に対して軸方向に位置決めされ、該センサは前記金型の対応するベアリング部に対する軸方向位置を測定することを特徴としている。上記センサの使用により、ベアリング面が金型によってベアリング部に対して正確且つ所定の軸方向位置に設けられることになる。
【００２１】
また、情報ディスクと、この情報ディスクと共働する走査ユニットとを有するデータ記憶ユニットであって、上記ディスクがカセット状のハウジング内で本発明による方法により製造される２個のダイナミック溝ベアリングにより回転可能に支持されているようなデータ記憶ユニットは、前記ハウジングは前記情報ディスクの両方の面側に互いに平行に延在する２つの主壁を有し、これら主壁に上記各ダイナミック溝ベアリングの外側ベアリング部が組み込まれていることを特徴としている。溝ベアリングを持つ外側ベアリング部を上記のようにして２つの主壁に組み込むことにより、データ記憶ユニット用の小型で且つ便利なハウジングを得ることができる。
【００２２】
また、螺旋状の磁気テープガイドを備えた外壁を持つ基体ドラムと、この基体ドラムに対して回転可能であると共に少なくとも１個の磁気ヘッドを持つ走査ドラムとを有する回転走査ユニットを製造する方法であって、当該回転走査ユニットには本発明による方法により製造されたダイナミック溝ベアリングが設けられるような回転走査ユニットを製造する方法は、前記基体ドラムには前記外側ベアリング部が設けられ、前記磁気テープガイドが前記金型のダイパターンの前記外側ベアリング部に対する軸方向の位置決め用の基準として使用されることを特徴としている。上記磁気テープガイドは外側ベアリング部内における金型の軸方向位置決めの基準として使用されるので、基体ドラムのベアリング面が磁気テープガイドに対して正確な軸方向位置に形成され、これにより走査ドラムは当該ダイナミック溝ベアリングにより磁気テープガイドに対して軸方向に正確に位置決めされる。
【００２３】
また、本発明による方法により製造された回転走査ユニットが使用される磁気テープ装置は、当該磁気テープ装置が磁気テープカセットを収容する空間と、前記回転走査ユニットに沿って磁気テープを移送及び案内する機構とを有していることを特徴としている。
【００２４】
【実施例】
図１に示すダイナミック溝ベアリングを製造するための本発明による方法を実施するための装置の第１実施例は、長尺の硬質金属製金型（ダイ）１を有し、この金型１は中心線３と、この中心線３に対して垂直に延びる基体面７を備える基体５とを有している。金型１は、更に、円柱状のマンドリル９を有し、このマンドリルは上記基体面７に対し垂直となっている。マンドリル９には球状セグメントの形の端部１１が設けられ、この球状セグメント上には当該金型１により設けられるべき溝パターンに対応するダイパターン１３が設けられている。
【００２５】
当該金型１のマンドリル９は、中心線１９を持つ外側ベアリング部１７の略円柱状の部屋（空所）１５内に挿入される。この部屋１５は第１の円柱状の壁部分２３と第２の円柱状の壁部分２５とを備える内壁２１を有している。前記円柱状のマンドリル９は上記壁部分２３と２５との間で空隙なしではまり、これら壁部分は等しい直径を有し、金型１の中心線３と部屋１５の中心線１９とは一致する。金型１の前記基体面７は、部屋１５の中心線１９に対して垂直に設けられた外側ベアリング部１７の上面２７上に当接する。
【００２６】
図１に示されているように、ダイパターン１３を持つマンドリル９の端部１１は、外側ベアリング部１７のテーパのかかった圧縮室９内にある。中心線が前記中心線１９に一致する圧縮室２９は、中心線１９を横切る方向に延びる上部壁３１と、この上部壁３１から円錐状に狭まり且つ円形開口３５で終端するテーパのかかった側壁３３とを有している。圧縮室２９内には、例えば錫と鉛の合金、錫とアンチモンとの合金（ホワイトメタル）、叉は錫と鉛及びアンチモニとの合金（バビットメタル）等のいわゆる延性材料３６が設けられる。これらの合金は上記の元素に加えて銅を含んでもよい。このような材料は、比較的小さな圧縮力で塑性変形可能である一方、当該材料の弾性変形は比較的小さい。上記延性材料３６は、圧縮室２９の開口３５に間隙なしではまるプレス具３７によりマンドリル９の端部１１の周囲に押しつけられる。結果として、外側ベアリング部１７には上記延性材料３６の塑性変形により、球状セグメントの形状であってダイパターン１３に対応する溝パターン４１を持つベアリング面３９が付与される。延性材料３６の良好な塑性変形性により、約１０ミクロンの溝の深さを持つ溝パターン４１が正確に形成される。上記において必要とされる圧縮力は比較的小さく且つベアリング面３９は比較的大きいので、プレス後の延性材料３６の弾性変形に起因する跳ね返りは極めて小さい。図１と図４とに示されるように、延性材料３６は塑性変形により外側ベアリング部１７に対して圧縮室２９の上壁３１とテーパのかかった側壁３３との間に固定されるので、溝パターン４１を持つベアリング面３９も外側ベアリング部１７に対して正確な位置に固定される。
【００２７】
延性材料３６は比較的軟らかいので、延性材料３６をマンドリル９の端部１１の廻りにプレスする際にダイパターン１３に対するさほどの損傷は生じない。従って、金型１はベアリング部１７を多数製造するに際して繰り返し使用することができる。例えば機械加工や比較的骨の折れるエッチング工程で溝パターンを設けるような他の技術と比較して、上記金型１の繰り返し使用はベアリング部１７を多数製造する際に大幅な簡素化及び時間節約につながる。
【００２８】
図４は図１の装置により作成された外側ベアリング部１７を示し、この場合部屋１５の第１の円柱状壁部分２３には他の溝パターン４３が設けられている。外側ベアリング部１７は内側ベアリング部４７と共働してダイナミック溝ベアリング４５を形成するが、この目的のために内側ベアリング部４７は図に概念的に示された駆動ユニット４９により部屋１５内で回転され得るようになっている。このために、内側ベアリング部４７は、更に、上記他の溝パターン４３と共働する滑らかな円柱状外壁５１と、前記延性材料３６から形成され、内側ベアリング部４７のジャーナル・ソケットを構成するベアリング面３９の溝パターン４１と共働する滑らかなボール５３とを有している。内側ベアリング部４７が回転すると、ダイナミック溝ベアリング４５の各ベアリング部１７及び４７は溝パターン４１とボール５３との共働作用により軸方向及び半径方向の軸力を吸収することができる一方、前記他の溝パターン４３と外壁５１との共働作用により半径方向の軸力を吸収することができる。通常の状況では、ベアリング部１７と４７は上記回転が開始叉は停止する際にのみ相互に接触する。このような際に発生するベアリング面３９の摩耗は前述した錫合金を使用することにより限られたものとなる。
【００２９】
図２に示すダイナミック溝ベアリングを製造するための本発明による方法を実施するための装置の第２の実施例においては、図１の金型１に類似した金型５５が使用されるが、この金型にはダイパターン５９を持つ円錐状端部５７が設けられている。外側べアリング部６１においては、円錐状ベアリング面６３に金型５５を使用することにより前記ダイパターン５９に対応する溝パターン６５が設けられる。図５に示すように、上記ベアリング面６３は内側ベアリング部６７用の円錐状ジャーナル・ソケットを形成するが、この内側ベアリング部６７にはベアリング面６３と共働する滑らかなコーン６９が設けられ、叉該内側ベアリング部は外側ベアリング部６１と共働してダイナミック溝ベアリング７１を構成する。ベアリング部６１及び６７は、内側ベアリング部６７が外側ベアリング部６１内で回転する際に溝パターン６５とコーン６９とが共働することにより半径方向及び軸方向成分を持つ軸力を吸収することができる。
【００３０】
図３に示すダイナミック溝ベアリングを製造するための本発明による方法を実施するための装置の第３の実施例においては、中心線７５と、円柱状のマンドリル７７と、中心線７５に対して垂直に延びるプレス面８１を持つ基体７９とを有する金型７３が使用され、上記プレス面上には図では見ることができないダイパターン８３が設けられている。マンドリル７７は、中心線９３を持ち且つ当該金型７３により製造されるべき外側ベアリング部９１の略円柱状の部屋８９の２つの円柱状壁部分８５と８７との間に間隙なしではまり、従って当該金型７３のプレス面８１は上記中心線９３に対して垂直となる。外側ベアリング部９１は、更に、中心線９３に対して垂直に延びる環状の上面９５を有し、該環状上面は環状の溝９９が形成された内壁を持つ環状カラー９７により囲まれている。
【００３１】
図３の装置においては、延性材料１００が外側ベアリング部９１の上面９５と、金型７３のプレス面８１との間に設けられる。次いで、金型７３の基体７９上にプレス具１０１により力が発生され、これにより上面には延性材料１００の塑性変形により平坦な環状ベアリング面１０３が、図２には図示されない前記ダイパターン８３に対応する溝パターン１０５を伴って形成される。延性材料１００の上記塑性変形は主に半径方向に発生するので、該延性材料１００は前記環状の溝９９内に侵入し、ベアリング面１０３は図６のＡに示すように外側ベアリング部９１に対して上記環状溝９９内で固定される。金型７３のマンドリル７７は外側ベアリング部９１の部屋８９内に間隙なしではまるので、この金型７３により設けられたベアリング面１０３は外側ベアリング部９１の中心線９３に対して垂直となり、これによりベアリング面１０３は外側ベアリング部９１に対して正確に位置決めされることになる。
【００３２】
上記金型７３により製造された外側ベアリング部９１が図６のＡに示されている。部屋８９の２つの円柱状壁部分８５及び８７には他の溝パターン１０７及び１０９が設けられている。外側ベアリング部９１は中心線１１５を持つ内側ベアリング部１１３と共働でダイナミック溝ベアリング１１１を構成するが、この目的のため内側ベアリング部１１３は外側ベアリング部９１の部屋８９内で図に概念的に示した駆動ユニット１１７により回転可能となっている。この内側ベアリング部１１３には、前記他の溝パターン１０７、１０９及びベアリング面１０３の溝パターン１０５と各々共働する滑らか且つ円柱状の外壁１１９及び中心線１１５に対して垂直に延びる滑らかなベアリング面１２１が設けられている。内側ベアリング部１１３が回転すると、各ベアリング部９１及び１１３は溝パターン１０５とベアリング面１２１との共働作用により軸方向の軸力を吸収し、溝パターン１０７、１０９と外壁１１９との共働作用により半径方向の軸力を吸収する。
【００３３】
ここで、当該ダイナミック溝ベアリング１１１のベアリング面１０３の面積は設計段階で壁部分８５及び８７の直径とは独立に選択することができるから、この溝ベアリング１１１は比較的大きな軸方向軸力を吸収するように特別に設計することができることに注意されたい。また、図４及び図５に示されるダイナミック溝ベアリング４５及び７１は比較的小型の構成を有しているので、これらダイナミック溝ベアリング４５及び７１は、使用されるべきベアリングの精度及び低摩耗性に関して厳格な要件が課される比較的小さな寸法の装置に用いて好適である。また、溝ベアリング４５、７１及び１１１の溝には液体潤滑材を使用することができることにも注意されたい。例えば汚染が許容されないために液体潤滑材を使用することができない場合は、溝ベアリング４５、７１及び１１１は液体潤滑材なしで使用することもできるが、この場合、軸力は溝内に作りだされる空気叉は他の気体の圧力により吸収される。
【００３４】
図７に示されるダイナミック溝ベアリング１１１は同図に断面で示される回転走査ユニット１２３に使用され、該ユニットによっては磁気テープにデータを書き込み叉は磁気テープからデータが読出される。この図７では磁気テープ１２５は破線で示されている。上記走査ユニット１２３は略等しい直径の基体ドラム１２７と、走査ドラム１２９とを有している。走査ドラム１２９は基体ドラム１２７との間のベアリングをダイナミック溝ベアリング１１１の形態で有し、この基体ドラム１２７に対して電気駆動モータ１３１により回転可能となっている。ダイナミック溝ベアリング１１１の外側ベアリング部９１は基体ドラム１２７に固定され、内側ベアリング部１１３は走査ドラム１２９に固定されている。電気駆動モータ１３１は基体ドラム１２７に固定された環状電気固定子巻線１３３と、走査ドラム１２９に固定された環状永久磁石回転子１３５とを有している。磁気テープ１２５の読出及び書込を行うための２つの磁気ヘッド１３９が走査ドラム１２９の外壁１３７に設けられている。尚、図７では１個の磁気ヘッド１３９のみが図示されている。更に、基体ドラム１２７の外壁１４１上には螺旋状のテープガイド１４３が設けられている。磁気テープ１２５が図７に示されていない機構により基体ドラム１２７の螺旋状磁気テープガイド１４３にわたって案内され、走査ドラム１２９が基体ドラム１２７に対して比較的高速で回転されると、磁気テープ１２５上の傾斜トラックの形態のデータが磁気ヘッド１３９により磁気テープ１２５に書き込まれ叉は同テープから読出される。この走査ユニット１２３は、更に、基体ドラム１２７に固定された多数の一次側電気巻線１４７と走査ドラム１２９に固定された多数の二次側電気巻線１４９とを持つ誘導データ伝送器１４５を有し、この伝送器により磁気ヘッド１３９から到来する電気信号を、回転する走査ドラム１２９から基体ドラム１２７へ、叉はその逆に伝送することができる。
【００３５】
磁気テープ１２５は走査ドラム１２９に沿って正確に案内されねばならないから、高度な要件がダイナミック溝ベアリング１１１の精度に、即ち特に外側ベアリング部９１に対する内側ベアリング部１１３の軸方向位置及び回転精度並びに中心線９３に対するベアリング面１０３の垂直さに、課される。このように、ダイナミック溝ベアリング１１１は当該走査ユニット１２３の満足のゆく動作に関して重要な部品を構成することになる。溝ベアリング１１１が前述した方法により製造される場合は、上記回転精度及び垂直さに関する要件は比較的簡単に満足されるので、ビデオカセットレコーダ叉はビデオカメラ等の磁気テープ装置に使用される走査ユニット１２３の大量生産において大幅な簡略化が可能となる。
【００３６】
図８のＡに示すように、内側ベアリング部１１３の正確な軸方向位置は、図３を参照して説明したような金型７３を当該走査ユニット１２３に適用されたダイナミック溝ベアリング１１１の製造に使用することにより、達成される。この目的のために、金型７３には更に基準面１５１が設けられ、この基準面は金型７３の中心線７５に対して垂直であると共に、ダイパターン８３が形成されたプレス面８１に対して正確に位置決めされている。金型７３は基体ドラム１２７の外側ベアリング部９１内に配され、この基体ドラム上には、外側ベアリング部９１の中心線９３に対して垂直であると共に磁気テープガイド１４１に対して正確に位置決めされた他の基準面１５３が設けられている。これら２つの基準面１５１と１５３との間の間隔は既知の種類の光学センサ１５５により測定可能となっている。尚、図８のＡではこの光学センサは概念的にしか示されていない。延性材料１００が外側ベアリング部９１の上面９５上でプレスされる際に、基準面１５１と１５３との間の間隔がセンサ１５５により測定され、プレス具１０１の動きはこれら基準面１５１と１５３との間に所定の規準間隔が達成された時点で停止される。このようにして、外側ベアリング部９１の溝パターン１０５を持つベアリング面１０３は磁気テープガイド１４１に対して正確な軸方向位置に設けられるので、図７に示した磁気ヘッド１３９を持つ走査ドラム１２９は磁気テープガイド１４１に対して正確な軸方向位置を持つことになる。
【００３７】
図８のＡに従って製造された走査ユニット１２３は例えば図８のＢに概略的に示した磁気テープ装置１５７の心臓部を構成し、この装置には磁気テープカセット１６１を収容するための空間１５９と、該磁気テープカセット１６１内の磁気テープ１２５を走査ユニット１２３に沿って移送及び案内するための機構１６３とが設けられている。上記機構１６３は磁気テープカセット１６１と共働する２つのリール駆動軸１６５、１６７と、ガイド１７３及び１７５に沿って各々変位可能な２つのテープ案内手段１６９、１７１とを有している。当該磁気テープ装置１５７が起動されると、テープ案内手段１６９、１７１により磁気テープカセット１６１から磁気テープ１２５が引き出され、走査ユニット１２３の周囲に案内される。前記機構１６３は、更に、圧力ローラ１７７を有し、この圧力ローラは磁気テープをシャフト１７９に押圧する。図８のＢに示されないモータにより駆動される該シャフト１７９は磁気テープ１２５を正確に規定された速度で走査ユニット１２３に沿って移送する。更に、当該磁気テープ装置１５７は磁気テープ１２５上の情報を消去し及び補助情報を書き込むための２つの静止磁気ヘッド１８１及び１８３を各々有している。
【００３８】
図１、２、３及び８のＡに示した本発明による方法を実行するための装置においては、マンドリル９、７７が各々設けられた金型１、５５、７３が使用され、これら金型１、５５、７３は上記各マンドリルにより対応するベアリング部１７、６１、９１に対して正確に位置決めされる。図９のＡは本発明による方法を実施するためのプレス装置１８５を概念的に示し、この装置においてダイパターン１８９が設けられた金型１８７は該図に概念的に示された位置決め装置１９１により作業台１９３に対して位置決めされる。作業台１９３上には、例えば金属製叉は合成樹脂製のハウジング１９５が固定され、このハウジングは例えば後に組み立てられる装置叉はユニットの部品である。上記ハウジング１９５には凹部（開口）１９７が形成され、この凹部には後に組み立てられるべきダイナミック溝ベアリングの図９のＢに示すような外側ベアリング部１９９がプレス装置１８５により形成される。この目的のため、凹部１９７と金型１８７との間に延性材料２０１が配され、その後金型１８７が位置決め装置１９１によりハウジング１９５に対して正確に位置決めされる。これにより、球状セグメントの形態であってダイパターン１８９に対応する溝パターン２０５を備えたベアリング面２０３を持つベアリング部１９９が上記延性材料２０１の塑性変形を介して形成される。図９のＢに示すように、前記凹部１９７には傘型の縁部２０７が形成され、この縁部にはプレスの際に延性材料２０１が侵入するから、これによりベアリング部１９９がハウジング１９５に対して固定される。このように、上記プレス装置１８５を用いればベアリング部１９９が組み込まれた多数のハウジング１９５を迅速且つ簡単な方法で作成することができる。
【００３９】
図１０はカセット状のハウジング２１１を有し、このハウジング内で情報ディスク２１３が電気的駆動ユニット２１７により回転軸２１５の廻りに回転可能となっているようなデータ記憶ユニット２０９を示している。上記情報ディスク２１３は、例えば、いわゆるハードディスクであり、このハードディスクには概念的に図示した走査ユニット２１９により情報を読み取ったり叉は記憶したりする磁気層が設けられている。カセット状のハウジング２１１は、情報ディスク２１３の両側に平行に延びる２つの主壁２２１及び２２３と、これら２枚の主壁２２１、２２３を連結する４つの側壁とを有している。尚、図１０では２つの側壁２２５及び２２７しか示されていない。主壁２２１及び２２３は、各々、ハウジング片２２９及び２３１に属し、これらハウジング片には図９のＢに示したような方法で延性材料からなる外側ベアリング部２３３及び２３５が設けられる。また、前記情報ディスク２１３は駆動ユニット２１７の磁気回転子２３７に固定される。この回転子には２つの滑らかなボール（球）２３９及び２４１が設けられ、これらボールは前記外側ベアリング部２３３及び２３５と一緒になって２つのダイナミック溝ベアリングを構成し、これによって情報ディスク２１３がハウジング２１１に対して支持される。前記駆動ユニット２１７には、更に、主壁２２１及び２２３に固定された２つの電気巻線系が設けられている。このように外側ベアリング部２３３及び２３５が本発明の方法により主壁２２１及び２２３に組み込まれているようなダイナミック溝ベアリングを使用すれば、最小限の寸法の小型、軽量且つ便利なハウジングを備えたデータ記憶ユニットが提供される。
【００４０】
上述した各例においては、溝パターンを有するベアリング面がその都度ダイナミック溝ベアリングの外側ベアリング部に形成された。しかしながら、本発明による方法によれば、延性材料から形成される溝パターンを有するベアリング面を内側ベアリング部に設けることも可能であることに注意されたい。図１１は、例えばシャフト２５１のような内側ベアリング部にベアリング面を設けるような装置を概念的に示している。この場合、形成されるべき溝パターンに対応するダイパターンが形成された凹状金型表面２５５を有するような金型２５３が使用される。延性材料２５７がシャフト２５１のコア２５９の周囲に配され、このシャフトには金型２５３により該シャフト２５１に対して上記延性材料２５７を固定するための環状の溝２６１が形成されている。
【００４１】
図１２のＡは、本発明による方法を実施するための装置の第４実施例を概念的に示している。この実施例においては前記図１１の実施例におけるように、長尺シャフト２６３を持つ内側ベアリング部には延性材料上に形成された溝パターンを持つベアリング面が設けられる。図１２のＡの装置は、円柱状の空洞２６７を持つ第１の金型２６５を有し、この空洞内にはシャフト２６３が略空隙無しではまる。第１の金型２６５は、更に、当該金型の中心線２７１に対して垂直に延びる環状のプレス面２６９を有し、この面２６９上には図では見えないダイパターンが存在する。更に、この第１の金型２６５はプレス面２６９を同軸的に囲む環状のカラー部２７５を有している。このカラー部２７５は高さｈを有し且つ前記中心線２７１に対して垂直な上面２７７を有している。図１２のＡの装置は、更に、円柱状の空洞２８１を持つ第２の金型２７９を有し、この空洞内にも前記シャフト２６３が空隙無しではまる。この第２の金型２７９は当該金型の中心線２８５に対して垂直に延びる環状のプレス面２８３を有し、このプレス面２８３上には図では見えないダイパターン２８７が存在する。図１２のＡにおける方法によれば、シャフト２６３には該シャフトの中心線２９１に対して垂直な面内で延在する環状の溝２８９が設けられている。アルミニウム叉は青銅のような延性材料でできた環状板２９３が前記環状溝２８９の近傍でシャフト２６３の廻りに設けれる。次いで、シャフト２６３が第１の金型２６５の空洞２６７内に挿入され、第２の金型２７９が該シャフト２６３の周囲に置かれる。かくして、環状板２９３は第１及び第２の金型２６５と２７９とのプレス面２６９と２８３との間に挟まれ、第１及び第２の金型２６５及び２７９並びにシャフト２６３の各中心線２７１、２８５、２９１は一致する。次いで、図示せぬプレス具により第２の金型２７９上に圧縮力が発生され、この影響により環状板２９３は中心線２９１に対して半径方向に塑性変形され、該環状板はシャフト２６３の環状溝２８９内に固定される。これと同時に、前記ダイパターン２７３に対応する溝パターン２９５及びダイパターン２８７に対応する溝パターン２９７が環状板２９３の下面２９９及び上面３０１に各々形成される。プレス具による圧縮力は、第２の金型２７９のプレス面が第１の金型２６５のカラー部２７５の上面２７７に当接するまで発生される。このようにして、環状板２９３の下面及び上面２９９、３０１はシャフト２６３の中心線２９１に対して垂直に且つカラー部２７５の高さｈと等しい距離を隔てて延在するようになる。
【００４２】
図１２のＢは、図１２のＡの方法により作成された環状板２９３付きシャフト２６３を内側ベアリング部として有するダイナミック溝ベアリング３０３を示している。このダイナミック溝ベアリング３０３は、第１及び第２の円柱状壁部分３０９及び３１１を持つ空洞３０７を有するハウジング３０５を備えている。上記壁部分３０９及び３１１は、シャフト２６３上に形成された第１及び第２の溝パターン３１３及び３１５と各々共働し、これによりシャフト２６３をハウジング３０５に対して半径方向に支持するラジアル・ダイナミック溝ベアリングを構成する。更に、ハウジング３０５は前記中心線２９１に対して垂直に延び前記環状板２９３の下面２９９の溝パターン２９５と共働する面３１７を有している。また、ハウジング３０５は閉じ部材３１９により閉じられ、この閉じ部材は前記中心線２９１に対して垂直に延在し且つ前記環状板２９３の上面３０１の溝パターン２９７と共働する面３２１を有している。これら面３１７及び３２１と溝パターン２９５及び２９７は、シャフト２６３をハウジング３０５に対して軸方向に支持する軸方向ダイナミック溝ベアリングを構成する。シャフト２６３はハウジング３０５内で駆動ユニット３２３により回転されるようになっているが、この駆動ユニットは図１２のＢでは概念的にしか示されていない。
【００４３】
上述した各例においては、延性材料はその都度対応するベアリング部に対して塑性変形により固定されるようにした。しかし、延性材料から形成されるベアリング面は、例えば、プレス後にベアリング面の周囲に設けられるロックワッシャ等によりベアリング部に対して固定するような方法をとってもよい。
【００４４】
上述したように、溝パターンを持つベアリング面は例えばホワイトメタル叉はバビットメタル等から形成される。しかしながら、上記の各合金に代えて、錫を含む銅合金叉は錫、亜鉛及び鉛を含む銅合金等の延性材料を使用することもできることに注意されたい。
【００４５】
上記においては、軸方向及び半径方向の軸力を吸収する球状セグメントの形のベアリング面３９を持つダイナミック溝ベアリング４５、軸方向及び半径方向の軸力を吸収する円錐状ベアリング面６３を持つダイナミック溝ベアリング７１、及び専ら軸方向の軸力を吸収する平らなベアリング面１０３を持つダイナミック溝ベアリング１１１の製造等に関して説明した。しかしながら、他の形状のベアリング面を上述したような方法により製造することも可能であることに注意されたい。この場合、ベアリング面の形状は何れの場合においても当該ベアリング面を形成後に金型が取り除かれるようなものである。吸収されるべき半径方向と軸方向の軸力の間の所望の比はベアリング面と溝パターンの適切な設計により容易に得ることができ、一方本方法により形成されるべきベアリング面は何れの場合においても軸方向の軸力を吸収することができるようなものでなければならない。
【００４６】
上記においては、本発明により製造されたダイナミック溝ベアリングを磁気テープ装置用の回転走査ユニット及び磁気ハードディスクを持つデータ記憶ユニットに使用する場合等を説明した。しかしながら、本発明により製造されるダイナミック溝ベアリングは他の装置、例えばダイナミック溝ベアリングにより回転可能に支持されたポリゴンミラーを持ついわゆるポリゴンスキャナ、或いはダイナミック溝ベアリングで支持された回転子を持つ小型電気モータ等に使用することもできることに注意されたい。これらの何れの適用例においても、本発明による方法を使用すればそのような多数の装置叉はモータを製造する場合において大幅な簡素化及び時間の節約が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるダイナミック溝ベアリングを製造する方法を実施する装置の第１実施例を示す概念図、
【図２】図２は、本発明によるダイナミック溝ベアリングを製造する方法を実施する装置の第２実施例を示す概念図、
【図３】図３は、本発明によるダイナミック溝ベアリングを製造する方法を実施する装置の第３実施例を示す概念図、
【図４】図４は、図１の装置により製造されたダイナミック溝ベアリングを示す概念図、
【図５】図５は、図２の装置により製造されたダイナミック溝ベアリングを示す概念図、
【図６】図６は、図３の装置により製造されたダイナミック溝ベアリングを概念図で、Ａは縦断面を、Ｂは溝パターンを示す、
【図７】図７は、図６のダイナミック溝ベアリングを備える磁気テープ用回転走査ユニットの断面図、
【図８】図８は、図７の走査ユニットの製造方法及び応用を示す概念図で、Ａは該ユニットの製造に際し本発明による方法を実施する装置を、Ｂは該ユニットを備える磁気テープ装置を示す、
【図９】図９は、本発明によりハウジング内に組み込まれたベアリング部を製造するための方法を説明する概念図で、Ａは該方法を実施するプレス装置を、またＢは該方法により製造されたベアリング部を組み込んだハウジングを示す、
【図１０】図１０は、図９のＡのプレス装置により製造されたダイナミック溝ベアリングを備えたデータ記憶ユニットの一例の断面図、
【図１１】図１１は、内側ベアリング部を製造する際に本発明による方法を実施する装置の概念図、
【図１２】図１２は本発明によるダイナミック溝ベアリングを製造する方法を実施する第４の実施例の概念図で、Ａは製造過程をＢは製造後を示す。
【符号の説明】
１、５５、７３…金型、
９、７７…マンドリル、
１７、６１、９１…外側ベアリング部、
３６、１００…延性材料、
３７、１０１…プレス具、
４７、６７、１１３…内側ベアリング部。
【図１】
0003592354.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003592354.tif 000009
【図９】
0003592354.tif 000010
【図１０】
0003592354.tif 000011
【図１１】
0003592354.tif 000012
【図１２】
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