(57)【要約】【課題】回転体の回転安定性が高い軸受けユニットを提供する。【解決手段】回転ドラム３０（回転体）を、固定ドラム４０（固定体）に対して回転可能に軸支する軸受けユニットであって、固定ドラム４０に一端が固定されているシャフト１０と、複数のボール２３と、ボール２３を摺動自在に挟持する内輪２１ｂ及び２２ｂと外輪２１ａ及び２２ａとを備え、外輪が回転ドラム３０に固定され、内輪がシャフト１０の円筒面に固定されているボールベアリングとを備え、シャフト１０は、内輪においてボール２３が摺動する内輪摺動面２９に対向する位置に、溝部１１が形成されている。【選択図】図１
2007207384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体を、固定体に対して回転可能に軸支する軸受けユニットであって、
前記固定体に一端が固定されているシャフトと、
複数のボールと、前記ボールを摺動自在に挟持する内輪及び外輪とを備え、前記外輪が前記回転体に固定され、前記内輪が前記シャフトの円筒面に固定されているボールベアリングとを備え、
前記シャフトは、前記内輪において前記ボールが摺動する面に対向する位置に、溝部が形成されていることを特徴とする軸受けユニット。
【請求項２】
前記内輪は、
前記シャフトに嵌合可能な略円筒形状で構成され、
前記ボールが摺動される部分に、他の部分よりも薄肉で構成されている薄肉部が形成され、
前記溝部は、前記シャフトにおける、前記薄肉部に対向する位置に形成されている請求項１記載の軸受けユニット。
【請求項３】
前記溝部の位置は、前記ボールと前記内輪との接触位置に対向する位置に形成されている請求項１記載の軸受けユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオテープレコーダ用回転ヘッドモータユニットなどに搭載される軸受けユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラに使用される回転ヘッドモータユニットは小型化が進み、１μｍ単位のヘッド回転振れ精度が必要とされている。そのため、小型で回転精度の高い軸受けユニットが必要とされている（例えば、特許文献１参照）、
以下、従来の軸受けユニットが搭載されている回転ヘッド装置について説明する。
【０００３】
図４は回転ヘッド装置の外観構成を示す斜視図である。図４において、固定ドラム４０は、略円筒形状を成しており、シャーシ（図示せず）に固定されている。固定ドラム４０の略中心には、シャフト１０が固定されている。また、固定ドラム４０の円筒面の一部には、磁気テープをシャフト１０に対して傾斜して巻き回すことが可能なように、段差形状のリード部４０ａが形成されている。
【０００４】
回転ドラム３０は、略円筒形状を成しており、軸受けを介在して、シャフト１０に軸支されている。また、回転ドラム３０は、モータユニット３によって矢印Ａに示す方向へ回転駆動される。また、回転ドラム３０には、磁気テープ（図示せず）に対して映像信号等を記録または再生可能な磁気ヘッド２が内蔵されており、回転ドラム３０に設けられた開口から磁気ヘッド２の先端が露出するように配されている。
【０００５】
図４に示す回転ヘッドドラムによって、磁気テープへの信号の記録または再生を行う際、磁気テープは、固定ドラム４０のリード部４０ａに幅方向下端が支持されて、固定ドラム４０及び回転ドラム３０の円筒面に斜めに巻き回される。次に、回転ドラム３０が、モータユニット２０によって回転され、磁気ヘッド２に動作電流を印加することにより、磁気テープに対して映像信号などの記録または再生を行うことができる。
【０００６】
図５は、図４に示す回転ヘッド装置の断面図であり、図４におけるＺ−Ｚ部分の矢視断面である。なお、便宜上、不要な構成については図面描画及び説明を省略し、軸受け部分を中心に説明する。
【０００７】
図５に示すように、第１のベアリング２１は、外輪２１ａと、内輪２１ｂと、外輪２１ａ及び内輪２１ｂに挟持されたボール２３とから構成されている。外輪２１ａは、回転ドラム３０の円筒孔の内面に固定されており、内輪２１ｂは、シャフト１０の円筒面に支持されている。これにより、回転ドラム３０は、第１のベアリング２１を介してシャフト１０に回転自在に支持されている。後述するが、内輪２１ｂは、シャフト１０に対して圧入されて支持されている。
【０００８】
第２のベアリング２２は、外輪２２ａと、内輪２２ｂと、外輪２２ａ及び内輪２２ｂに挟持されたボール２４とから構成されている。外輪２２ａは、回転ドラム３０の円筒孔の内面に固定されており、内輪２２ｂは、シャフト１０の円筒面に支持されている。これにより、回転ドラム３０は、第２のベアリング２２を介してシャフト１０に回転自在に支持されている。後述するが、内輪２２ｂは、シャフト１０に対して圧入されて支持されている。
【０００９】
予圧ボス２８は、シャフト１０に上部から圧入され、第１のベアリング２１がシャフト１０から脱落するのを防いでいるとともに、回転ドラム３０の振れを抑制している。
【００１０】
上記構成において、シャフト１０と第１のベアリング２１及び第２のベアリング２２との嵌合隙間が大きいと、回転ドラム３０の回転振れが発生する。このような回転ドラム３０の回転振れを抑えて回転精度を向上させるため、嵌合隙間（シャフト１０の円筒面と、内輪の円筒面との隙間）を極力小さくしている。すなわち、図６Ａに示すベアリングの要部拡大断面図に示すように、シャフト１０の外径ｗ１に対して、第１のベアリング２１の内径ｗ２を小さくしている。このような内径を有する第１のベアリング２１は、内輪２１ｂがシャフト１０によって押し広げられて変形し、シャフト１０に嵌合される。第１のベアリング２１は、シャフト１０に嵌合された状態では、内輪２１ｂの変形に伴う復元力によって、シャフト１０に強固に支持される。なお、各ベアリングとシャフト１０とは、圧入もしくは焼嵌によって嵌合される。
【００１１】
シャフト１０に第１のベアリング２１及び第２のベアリング２２が嵌合された後、内輪２１ｂ及び２２ｂに上下から予圧をかけ、各ベアリングの位置を確定し、ボール２３及び２４と内枠及び外枠との摺動軌道を安定させる。
【特許文献１】特開平１１−２８３２２４号公報（特に、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら上記のように、内輪２１ｂ及び２２ｂの内径を、シャフト１０の外径に対して等しいか僅かに小さくしているため、シャフト１０にベアリングを嵌合させた際、内輪２１ｂ及び２２ｂは軸方向全域に応力が発生して変形する。すると、図６Ｂに示すように、内輪２１ｂ及び２２ｂは、全体の形状が変形するのに伴って、ボール２３との摺動面の形状が変形し、ボール２３の位置が正規位置から軸方向へ移動してしまう。複数のボールから構成されるボール２３は、シャフト１０の円筒面において、全てが水平に同一位置に配置されていないと、回転ドラムはスムースに回転しない。例えば、図６Ｂに示すように、ボール２３ａとボール２３ｂの位置が、垂直方向に寸法Ｈ１分のズレが生じると、外輪２１ａに支持されている回転ドラム３０は、シャフト１０に対する垂直度が低下し、回転ドラム３０の回転軌道の真円度が低下して回転精度が悪化してしまうという問題が生じていた。また、回転ドラム３０の垂直度が低下することで、磁気テープに対する磁気ヘッド２（図４参照）の相対的な取り付け高さが狂うため、磁気テープに記録される信号、および磁気テープから再生される信号の特性が悪化してしまうという問題が生じていた。
【００１３】
特に、シャフト１０と、内輪２１ｂにおけるシャフト嵌合部の、真円度形状が大きく異なっている場合は、回転ドラム３０の回転精度は大きく悪化する。
【００１４】
また、回転ドラム３０に側圧が加わり、シャフト１０に微少な曲がりが発生した場合も、内輪２１ｂにおけるボール２３との摺動面に悪影響を及ぼしていた。
【００１５】
本発明は、上記課題を鑑み、回転体の回転安定性が高い軸受けユニットを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために本発明の軸受けユニットは、回転体を、固定体に対して回転可能に軸支する軸受けユニットであって、前記固定体に一端が固定されているシャフトと、複数のボールと、前記ボールを摺動自在に挟持する内輪及び外輪とを備え、前記外輪が前記回転体に固定され、前記内輪が前記シャフトの円筒面に固定されているボールベアリングとを備え、前記シャフトは、前記内輪において前記ボールが摺動する面に対向する位置に、溝部が形成されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の軸受けユニットよれば、回転体を安定して回転させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の軸受けユニットは、前記内輪は、前記シャフトに嵌合可能な略円筒形状で構成され、前記ボールが摺動される部分に、他の部分よりも薄肉で構成されている薄肉部が形成され、前記溝部は、前記シャフトにおける、前記薄肉部に対向する位置に形成してもよい。
【００１９】
また、前記溝部の位置は、前記ボールと前記内輪との接触位置に対向する位置に形成してもよい。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における軸受けユニットを搭載した回転ヘッド装置の断面図を示す。なお、図１は、前述の図４に示すような回転ヘッド装置におけるＺ−Ｚ部分の矢視断面に相当する。図２は、第１のベアリング２１周辺の拡大断面図である。なお、便宜上、不要な構成については図面描画及び説明を省略し、軸受け部分を中心に説明する。また、図１において、シャフト１０は、第２のベアリング２２に対向する溝部１１の周辺のみ断面表記し、他の部分は側面表記した。
【００２１】
図１において、固定ドラム４０（固定体）は、略円筒形状（図４参照）を成しており、シャーシ（図示せず）に固定されている。固定ドラム４０の略中心には、シャフト１０が固定されている。また、固定ドラム４０の円筒面の一部には、磁気テープをシャフト１０に対して傾斜して巻き回すことが可能なように、段差形状のリード部４０ａが形成されている
回転ドラム３０（回転体）は、略円筒形状を成しており、軸受けを介在して、シャフト１０に軸支されている。また、回転ドラム３０は、モータユニット３によって矢印Ａに示す方向へ回転駆動される。また、回転ドラム３０には、磁気テープ（図示せず）に対して映像信号等を記録または再生可能な磁気ヘッド２が内蔵されており、回転ドラム３０に設けられた開口から磁気ヘッド２の先端が露出するように配されている。
【００２２】
第１のベアリング２１は、外輪２１ａと、内輪２１ｂと、外輪２１ａ及び内輪２１ｂに挟持されたボール２３とから構成されている。外輪２１ａは、回転ドラム３０の円筒孔の内面に固定されており、内輪２１ｂは、シャフト１０の円筒面に支持されている。これにより、回転ドラム３０は、第１のベアリング２１を介してシャフト１０に回転自在に支持されている。また、内輪２１ｂの内径は、シャフト１０の外径より０．５〜３μｍほど小さく、後述するが、内輪２１ｂはシャフト１０に対して圧入されて支持されている。
【００２３】
第２のベアリング２２は、外輪２２ａと、内輪２２ｂと、外輪２２ａ及び内輪２２ｂに挟持されたボール２４とから構成されている。外輪２２ａは、回転ドラム３０の円筒孔の内面に固定されており、内輪２２ｂは、シャフト１０の円筒面に支持されている。これにより、回転ドラム３０は、第２のベアリング２２を介してシャフト１０に回転自在に支持されている。また、内輪２２ｂの内径は、シャフト１０の外径より０．５〜３μｍほど小さく、後述するが、内輪２２ｂはシャフト１０に対して圧入されて支持されている。
【００２４】
内輪摺動面２９は、内輪２１ｂ及び２２ｂにおいてボール２３を支持している部分であり、回転ドラム３０が回転する際に、ボール２３が摺動する部分である。また、内輪摺動面２９は、ボール２３がスムーズに摺動可能なように、ボール２３の外形に合わせて円弧形状に形成されている。
【００２５】
ボール接触位置２５は、ボール２３における内輪２１ｂ及び２２ｂとの摺動位置を示している。
【００２６】
最薄肉部２６は、内輪２１ｂ及び２２ｂにおいて、シャフト１０の径方向の幅寸法が最も薄い部分を示している。すなわち、内輪２１ｂ及び２２ｂにおいて、内輪摺動面２９が形成されていることによって、薄肉になっている部分に相当する。
【００２７】
予圧ボス２８は、シャフト１０に上部から圧入され、第１のベアリング２１がシャフト１０から脱落するのを防いでいる。
【００２８】
溝部１１は、シャフト１０の円筒面において、第１のベアリング２１と第２のベアリング２２とが配されている部位に形成されている。詳細には、シャフト１０における、内輪２１ｂ及び２２ｂの最薄肉部２６に対向した部位に形成されている。また、溝部１１は、シャフト１０の半径より２０％程度小さい半径で形成されている。また、溝部１１の幅（シャフト１０の軸方向）は、内輪摺動面２９の幅とほぼ同じか大きめに設定し、軸方向の位置は最薄肉部２６の中心と一致するように設定している。これは、内輪２１ｂ及び２２ｂに応力がかかった際に、最薄肉部２６が最も変形しやすく、近接するボール接触位置２５に影響を与えるためである。また、溝部１１は、シャフト１０の円筒面において、周方向に連続して形成されている。なお、本実施の形態では、溝部１１は、シャフト１０の円筒面の周方向に連続して形成されているが、少なくともボール２３又は最薄肉部２６に対向する部位に形成されていればよい。
【００２９】
上記構成において、シャフト１０と第１のベアリング２１及び第２のベアリング２２との嵌合隙間が大きいと、回転ドラム３０の回転振れが発生する。このような回転ドラム３０の回転振れを抑えて回転精度を向上させるため、嵌合隙間（シャフト１０の円筒面と、内輪の円筒面との隙間）を極力小さくしている。すなわち、前述の図６Ａに示すベアリングの要部拡大断面図に示すように、シャフト１０の外径ｗ１に対して、第１のベアリング２１の内径ｗ２を小さくしている。このような内径を有する第１のベアリング２１は、内輪２１ｂがシャフト１０によって押し広げられて変形し、シャフト１０に嵌合される。第１のベアリング２１は、シャフト１０に嵌合された状態では、内輪２１ｂの変形に伴う復元力によって、シャフト１０に強固に支持される。なお、各ベアリングとシャフト１０とは、圧入もしくは焼嵌によって嵌合される。
【００３０】
シャフト１０に第１のベアリング２１及び第２のベアリング２２が嵌合された後、内輪２１ｂ及び２２ｂに上下から予圧をかけ、各ベアリングの位置を確定し、ボール２３及び２４と内枠及び外枠との摺動軌道を安定させる。
【００３１】
以下、軸受けユニットの組み立て方法について説明する。
【００３２】
まず、固定ドラム４０の略中央に形成された孔部にシャフト１０を挿入して固定させる。次に、回転ドラム３０に保持されている一対のボールベアリング（第１のベアリング２１及び第２のベアリング２２）を、シャフト１０の上部から押し込んで嵌合させる。
【００３３】
この時、回転ドラム３０に熱を加えて、ベアリングの温度を上昇させ、内輪２１ｂ及び２２ｂを熱膨張させて半径を大きくすれば、ベアリングをシャフト１０になめらかに嵌合することができる。嵌合後、回転ドラム３０を冷却（または、放置による自然冷却）させてベアリングの温度を低下させることで、内輪２１ｂ及び２２ｂが収縮し、内輪２１ｂ及び２２ｂをシャフト１０に強固に固定させることができる。
【００３４】
次に、予圧ボス２８を、シャフト１０の上部から挿入する。この時、予圧ボス２８の下端が内輪２１ｂの上端に当接するまで、シャフト１０に圧入する。
【００３５】
上記手順にて組み立てられた軸受けユニットは、前述したように、内輪２１ｂ及び２２ｂの内径がシャフト１０の外径よりも小さいため、シャフト１０に圧入された内輪２１ｂ及び２２ｂには応力が発生する。本実施の形態では、図２に示すように、シャフト１０において、第１のベアリング２１及び第２のベアリング２２に対向する部位に溝部１１が形成されているため、内輪２１ｂにかかる応力は、肉厚がある内輪２１ｂの上下端近傍で受けることになる。よって、ボール接触位置２５の精度変化をほとんど抑えることができ、ボール２３の軸方向の位置変動をほとんど抑えることができる。
【００３６】
また、シャフト１０が何らかの要因（例えば、回転ドラム３０への側圧）で、微少な曲がりを生じた場合も、同様に内輪２１ｂ及び２２ｂの上下端近傍で応力を受け、内輪摺動面２９への影響が抑えられる。
【００３７】
以上のように本実施の形態によれば、シャフト１０において、第１のベアリング２１及び第２のベアリング２２に対向する部位に溝部１１を形成したことにより、ベアリングをシャフト１０に嵌合させる際に生じる応力を、内輪２１ｂ及び２２ｂの上下端で受けるように構成することができるので、ボール接触位置２５の精度変化をほとんど抑えることができ、ボール２３の軸方向の位置変動をほとんど抑えることができる。よって、回転ドラム３０の、シャフト１０に対する垂直度を向上させることができ、回転振れを抑え、回転精度を向上させることができる。また、回転ドラム３０の回転軌道の真円度を向上させることができる。
【００３８】
回転ドラム３０の垂直度、及び回転ドラム３０の回転軌道の真円度を向上させることで、磁気テープに対する磁気ヘッド２（図４参照）の相対的な取り付け高さの精度を向上させることができ、磁気テープに記録される信号、および磁気テープから再生される信号の特性を安定させることができる。
【００３９】
また、特許文献１の図１に示す構成では、ボールベアリングをシャフトに固定させるために、フランジ付きのベアリングホルダーが必要であったが、本実施の形態の構成では、ベアリングホルダーに相当する部品を使用せずに、ベアリングをシャフトに強固に固定させることができるため、低コストに実現することができる。
【００４０】
なお、溝部１１の形状は、シャフト１０の必要とされる剛性を考慮し、任意の形状に設定できる。その際、シャフト１０と内輪２４のみを嵌合させ、あらかじめボール接触位置２５の形状変化を確認し、形状を決定すればよい。
【００４１】
また、上記構成では、ボール接触位置２５と最薄肉部２６とが水平方向に対向するように構成したが、図３に示すように最薄肉部２６とボール接触位置２５が大きくずれた軸受けユニットにも搭載可能である。
【００４２】
すなわち、図３に示すように、溝部１１の位置は、仮に、ボール２３と内輪摺動面２９のボール接触位置２５とからシャフト１０の軸径方向に垂直線５０を引いた時、その垂直線５０を含む位置に設ける。例えば、図３に示すように、最薄肉部２６とボール接触位置２５とが大きくずれており、最薄肉部２６の形状変化がボール接触位置２５の形状精度に影響しにくい場合は、この仕様が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、回転精度に高い面振れ精度が要求される機器に搭載して有用である。
【００４４】
なお、本発明における軸受けユニットを搭載例として、ビデオテープレコーダーに搭載されている回転ヘッドシリンダーを挙げたが、これに限らず、ボールベアリング式軸受け装置を搭載可能な機器であれば、本発明の構成は有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態１における軸受けユニットの断面図
【図２】実施の形態１における軸受けユニットのベアリング近傍の要部断面図
【図３】本発明の実施の形態２における軸受けユニットの断面図
【図４】回転ヘッド装置の外観を示す斜視図
【図５】従来の軸受けユニットの断面図
【図６Ａ】従来の軸受けユニットのベアリング近傍の要部断面図
【図６Ｂ】従来の軸受けユニットのベアリング近傍の要部断面図
【符号の説明】
【００４６】
１    軸受けユニット
１０    シャフト
１１    溝部
２１ａ、２２ａ    外輪
２１ｂ、２２ｂ    内輪
２３、２４    ボール
２５    ボール接触位置
２６    最薄肉部
２９    内輪摺動面
３０    回転ドラム
４０    固定ドラム
【図１】
2007207384.tif 000003
【図２】
2007207384.tif 000004
【図３】
2007207384.tif 000005
【図４】
2007207384.tif 000006
【図５】
2007207384.tif 000007
【図６Ａ】
2007207384.tif 000008
【図６Ｂ】
2007207384.tif 000009