JP2001304248A - Dynamic pressure gas bearing device - Google Patents
Dynamic pressure gas bearing deviceInfo
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- JP2001304248A JP2001304248A JP2000125727A JP2000125727A JP2001304248A JP 2001304248 A JP2001304248 A JP 2001304248A JP 2000125727 A JP2000125727 A JP 2000125727A JP 2000125727 A JP2000125727 A JP 2000125727A JP 2001304248 A JP2001304248 A JP 2001304248A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザプリンタ用
のポリゴンスキャナ等の回転主軸部に用いられ、ラジア
ル軸受部に動圧発生溝を有し、この発生圧力によりラジ
アル方向およびスラスト方向に浮上させる動圧気体軸受
装置に関し、広範囲な回転数範囲においてスラスト軸受
の浮上量の変化が少なく安定した回転が得られる動圧気
体軸受装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for a rotary spindle of a polygon scanner for a laser printer or the like, and has a dynamic pressure generating groove in a radial bearing portion, and is floated in a radial direction and a thrust direction by the generated pressure. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dynamic pressure gas bearing device that can achieve stable rotation with little change in the floating amount of a thrust bearing in a wide rotation speed range.
【０００２】[0002]
【従来の技術】以下、図４を参照しながら、上述した従
来の動圧気体軸受装置の一例について説明する。図４に
おいて、１７はフレームでその中央部に軸体１１が固定
されている。この軸体１１には軸受穴１２Ａとフランジ
部１２Ｂを有するスリーブ１２が適切な隙間をあけて回
転自在にはめ合わせられている。軸体１１の外周にはヘ
リングボーン状の動圧発生溝１１Ａとヘリカル状の動圧
発生溝１１Ｂが形成されている。フレーム１７にはモー
タ１６のステータ１５が固定され、スリーブ１２にはロ
ータ１４が固定されている。スリーブ１２の上部にはＲ
部１３Ａとその略中央部近傍には圧力調整穴１３Ｂを有
するスラスト板１３が固定されている。2. Description of the Related Art An example of the above-mentioned conventional dynamic pressure gas bearing device will be described below with reference to FIG. In FIG. 4, reference numeral 17 denotes a frame to which the shaft 11 is fixed at the center. A sleeve 12 having a bearing hole 12A and a flange portion 12B is rotatably fitted to the shaft body 11 with an appropriate gap. A herringbone-shaped dynamic pressure generating groove 11A and a helical dynamic pressure generating groove 11B are formed on the outer periphery of the shaft body 11. A stator 15 of a motor 16 is fixed to the frame 17, and a rotor 14 is fixed to the sleeve 12. R on the upper part of the sleeve 12
A thrust plate 13 having a pressure adjustment hole 13B is fixed to the portion 13A and substantially near the center thereof.
【０００３】以上のように構成された動圧気体軸受装置
について、その動作について説明する。まず、モータ１
６のステータ１５に通電が始まると、動圧発生溝１１
Ａ、１１Ｂのポンピング作用によりスリーブ１２はま
ず、ラジアル方向に浮上し非接触で回転する。また停止
中には軸体１１とスラスト板１３は接触しているが、回
転によりヘリカル状の動圧発生溝１１Ｂのポンピング作
用により、スラスト方向の圧力を発生してスラスト方向
にも浮上する。The operation of the hydrodynamic gas bearing device configured as described above will be described. First, motor 1
When the stator 15 is energized, the dynamic pressure generating grooves 11
Due to the pumping action of A and 11B, the sleeve 12 first floats in the radial direction and rotates without contact. During the stop, the shaft body 11 and the thrust plate 13 are in contact with each other, but due to the pumping action of the helical dynamic pressure generating groove 11B, a pressure in the thrust direction is generated, and the thrust plate floats in the thrust direction.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、次の様な問題点があった。即ち図４に示
す従来例では、回転数が定常回転の例えば毎分３〜４万
回転では適切な浮上量が得られるが、回転数が例えば毎
分５万回転以上の高速になった時スラスト方向の浮上量
は例えば１ミリメートル以上の過大になり、上下方向に
振動を生じて正常な回転が得られなくなった。また、毎
分４万回転以下の回転においても、回転数を急激に変化
させた時に同様に過浮上の状態が生じることがあった。However, the above configuration has the following problems. That is, in the conventional example shown in FIG. 4, an appropriate floating amount is obtained when the rotation speed is, for example, 30,000 to 40,000 rotations per minute, but when the rotation speed becomes high, for example, 50,000 rotations per minute or more, the thrust is increased. The flying height in the direction became excessively large, for example, 1 mm or more, and vibration occurred in the vertical direction, so that normal rotation could not be obtained. Also, even at a rotation of 40,000 rotations or less per minute, when the rotation speed is rapidly changed, an excessively floating state may occur.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の動圧気体軸受装置は、片持ち支持された軸
体と、この軸体の外周に回転自在に支持されたスリーブ
と、このスリーブの一端近傍に固定され、前記軸体の自
由端側の端面に当接する当接部を略中央に有する蓋を有
し、前記当接部の略中央に第１の圧力調整穴を有し、前
記軸体の外周面または、前記スリーブの内周面のいずれ
か一方に動圧発生溝を有し、前記動圧発生溝は気体を軸
体の固定端側から、前記第１の圧力調整穴に向けて加圧
するよう形成され、前記スリーブの円筒面において前記
軸体の自由端部に対向する位置に第２の圧力調整穴を設
け、この第２の圧力調整穴は前記軸体の外周面により閉
ざされており、前記軸体の自由端側の端面から、前記蓋
及びスリーブが少なくとも２０ミクロンメータ以上浮上
した状態から開放され始める位置に設けたものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a dynamic pressure gas bearing device according to the present invention comprises a cantilever-supported shaft, and a sleeve rotatably supported on the outer periphery of the shaft. A cover fixed at a position near one end of the sleeve and having an abutment portion at an approximate center thereof which abuts on an end surface on a free end side of the shaft, and a first pressure adjusting hole is provided at an approximate center of the abutment portion. And having a dynamic pressure generating groove on one of the outer peripheral surface of the shaft and the inner peripheral surface of the sleeve, wherein the dynamic pressure generating groove allows gas to flow from the fixed end side of the shaft to the first side. A second pressure adjusting hole is formed at a position facing the free end of the shaft on the cylindrical surface of the sleeve, the second pressure adjusting hole being formed so as to press toward the pressure adjusting hole. The lid and the sleeve are slightly closed from the end face on the free end side of the shaft body. Kutomo but on the position starts to be released from the state of being floated 20 micrometers or more.
【０００６】本発明は、上記した構成によって、通常の
回転時には第１の穴が開放し、所定の浮上量を得、過浮
上になった時第２の穴が開放されてそれ以上の過浮上を
防止することが可能となる。According to the present invention, the first hole is opened at the time of normal rotation to obtain a predetermined flying height, and the second hole is opened at the time of overfloating, and the overfloating is performed when overfloating. Can be prevented.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態における
動圧気体軸受装置について、図１〜図３を参照しながら
説明する。図１は本発明の一実施形態における流体軸受
装置の断面図を示している。図１において、７はフレー
ムでその中央部に軸体１が固定されている。この軸体１
には軸受穴２Ａとフランジ部２Ｂを有するスリーブ２が
適切な隙間を空けて回転自在に填め合わせられている。
軸体１の外周面または、スリーブ２の内周面には軸受隙
間に圧力を発生する動圧発生溝１Ａが形成されている。
フレーム７にはモータ６のステータ５が固定され、スリ
ーブ２にはロータ４が固定されている。スリーブ２の上
部にはスラスト板３が固定され、このスラスト板３は軸
体１の上端部１Ｂと対向するＲ部３Ａとその略中央近傍
には第１の圧力調整穴３Ｂを有している。またスリーブ
２の側面で軸体１の上端部１Ｂ近傍には第２の圧力調整
穴２Ｃが開けられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A hydrodynamic gas bearing device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view of a hydrodynamic bearing device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 7 denotes a frame to which a shaft body 1 is fixed at the center. This shaft 1
, A sleeve 2 having a bearing hole 2A and a flange portion 2B is rotatably fitted with an appropriate gap.
On the outer peripheral surface of the shaft body 1 or the inner peripheral surface of the sleeve 2, a dynamic pressure generating groove 1A for generating pressure in the bearing gap is formed.
The stator 5 of the motor 6 is fixed to the frame 7, and the rotor 4 is fixed to the sleeve 2. A thrust plate 3 is fixed to an upper portion of the sleeve 2, and the thrust plate 3 has an R portion 3 </ b> A facing the upper end portion 1 </ b> B of the shaft body 1 and a first pressure adjusting hole 3 </ b> B substantially near the center thereof. . A second pressure adjusting hole 2C is formed in the side surface of the sleeve 2 near the upper end 1B of the shaft body 1.
【０００８】尚、本発明において、軸体１の長さは７〜
３０ミリメートル、第１の圧力調整穴３Ｂの内径は約
０．２ミリメートル、第２の圧力調整穴２Ｃ内径は約
０．５〜２．０ミリメートル、動圧発生溝１Ａの深さは
３〜２０ミクロンメータとした。In the present invention, the length of the shaft 1 is 7 to
30 mm, the inner diameter of the first pressure adjusting hole 3B is about 0.2 mm, the inner diameter of the second pressure adjusting hole 2C is about 0.5-2.0 mm, and the depth of the dynamic pressure generating groove 1A is 3-20. The micrometer was used.
【０００９】以上のように構成された本実施形態の流体
軸受装置について、図１〜図２を用いてその動作につい
て説明する。図１において、モータ６のステータ５に通
電されるとロータ４はスリーブ２、スラスト板３と共に
回転を始める。軸体１の外周面又はスリーブ２の軸受穴
２Ａの内周面の少なくともいずれか一方には、動圧発生
溝１Ａが加工されているが、この動圧発生溝１Ａのパタ
ーンは図中に示すように軸方向下側の比率が長い、例え
ば非対称の変形ヘリングボーン溝形状であり、軸体１の
固定端側から自由端側へ気体の圧力を高めるようなパタ
ーン形状をしている。従って、回転が始まると動圧発生
溝１Ａは圧力を発生し、スリーブ２は軸体１に対して浮
上して回転するが、合わせて軸体１の上端部１Ｂとスラ
スト板３との間の空間の圧力を高めるため、スリーブ
２、スラスト板３、ロータ４はスラスト方向に１〜１０
ミクロン程度浮上して非接触回転を行う。この状態では
図２に示す様に第２の圧力調整穴２Ｃは軸体１の外周面
に対向するため、この部分からの気体のモレは微少量で
あり、無視することができる。一方、回転数が異常に高
まった時にはスリーブ２、スラスト板３は、例えば１ミ
リメートル以上に浮上しようとするが、スラスト板３が
例えば２０〜２００ミクロンメータ以上に浮上した時に
図３に示すように第２の圧力調整穴２Ｃが開放されて内
部で加圧された気体を排出するため、これ以上の過浮上
を起こすことが防止される。The operation of the hydrodynamic bearing device of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, when the stator 5 of the motor 6 is energized, the rotor 4 starts rotating together with the sleeve 2 and the thrust plate 3. A dynamic pressure generating groove 1A is formed on at least one of the outer peripheral surface of the shaft body 1 and the inner peripheral surface of the bearing hole 2A of the sleeve 2, and the pattern of the dynamic pressure generating groove 1A is shown in the figure. Thus, the ratio of the lower side in the axial direction is long, for example, an asymmetric deformed herringbone groove shape, and has a pattern shape that increases the gas pressure from the fixed end side to the free end side of the shaft body 1. Accordingly, when the rotation starts, the dynamic pressure generating groove 1A generates a pressure, and the sleeve 2 floats and rotates with respect to the shaft body 1. In addition, the sleeve 2 rotates between the upper end 1B of the shaft body 1 and the thrust plate 3. In order to increase the pressure in the space, the sleeve 2, the thrust plate 3, and the rotor 4 are moved in the thrust direction by 1 to 10
Non-contact rotation is performed by floating about a micron. In this state, as shown in FIG. 2, since the second pressure adjusting hole 2C faces the outer peripheral surface of the shaft body 1, the amount of gas leaking from this portion is very small and can be ignored. On the other hand, when the rotation speed is abnormally high, the sleeve 2 and the thrust plate 3 try to float above 1 mm, for example. When the thrust plate 3 rises above 20 to 200 μm, for example, as shown in FIG. Since the second pressure adjustment hole 2C is opened and the gas pressurized inside is discharged, further over-floating is prevented.
【００１０】尚、Ｒ部３Ａは必ずしもＲ形状でなくても
平面でも良い。Note that the R portion 3A is not necessarily R-shaped, but may be flat.
【００１１】尚、図１において第１圧力調整穴３Ｂはス
ラスト板３の中央に有ってもよいが、図中ｅに示すよう
に、０．１〜０．５ミリメートル偏心した位置に設けて
も良い。In FIG. 1, the first pressure adjusting hole 3B may be located at the center of the thrust plate 3, but is provided at a position eccentric by 0.1 to 0.5 mm as shown in FIG. Is also good.
【００１２】以上のように本実施形態によれば、軸受の
回転数が高くなった時、および急激に変化した時にもス
ラスト方向に過浮上しない、安定した性能が得られる動
圧気体軸受装置の構成が得られる。As described above, according to the present embodiment, a dynamic pressure gas bearing device which does not over-float in the thrust direction even when the rotational speed of the bearing is increased or suddenly changes, and which can obtain a stable performance. A configuration is obtained.
【００１３】[0013]
【発明の効果】以上のように本発明の動圧気体軸受装置
は、上記した構成によって、通常の回転時には第１の圧
力調整穴が開放し、次に、例えば２０ミクロンメータ以
上の過浮上になるような回転時には第２の圧力調整穴が
開放されてそれ以上の過浮上が防止でき安定な回転を得
ることができる。As described above, according to the dynamic pressure gas bearing device of the present invention, the first pressure adjusting hole is opened at the time of normal rotation by the above-mentioned structure, and then the over-floating of, for example, 20 μm or more occurs. At the time of such rotation, the second pressure adjusting hole is opened, and further over-floating can be prevented, and stable rotation can be obtained.
【図１】本発明の一実施形態における動圧気体軸受装置
の断面図FIG. 1 is a sectional view of a hydrodynamic gas bearing device according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す動圧気体軸受装置の部分詳細図FIG. 2 is a partial detailed view of the dynamic pressure gas bearing device shown in FIG.
【図３】過浮上状態の動圧気体軸受装置の部分詳細図FIG. 3 is a partially detailed view of a dynamic pressure gas bearing device in an over-floating state.
【図４】従来の動圧気体軸受装置の断面図FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional dynamic pressure gas bearing device.
１ 軸体 １Ａ 動圧発生溝 １Ｂ 上端部 ２ スリーブ ２Ａ 軸受穴 ２Ｃ 第２の圧力調整穴 ３ スラスト板 ３Ａ Ｒ部 ３Ｂ 第１の圧力調整穴 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft 1A Dynamic pressure generating groove 1B Upper end 2 Sleeve 2A Bearing hole 2C Second pressure adjusting hole 3 Thrust plate 3A R portion 3B First pressure adjusting hole
フロントページの続き (72)発明者 浜田 力 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J011 AA04 AA11 BA02 CA03 JA02 KA04 LA04 MA05 MA08 Continued on the front page (72) Inventor Riki Hamada 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 3J011 AA04 AA11 BA02 CA03 JA02 KA04 LA04 MA05 MA08
Claims (1)
周に回転自在に支持されたスリーブと、このスリーブの
一端近傍に固定され、前記軸体の自由端側の端面に当接
する当接部を略中央に有する蓋を有し、前記当接部の略
中央に第１の圧力調整穴を有し、前記軸体の外周面また
は、前記スリーブの内周面のいずれか一方に動圧発生溝
を有し、前記動圧発生溝は気体を軸体の固定端側から、
前記第１の圧力調整穴に向けて加圧するよう形成され、
前記スリーブの円筒面において前記軸体の自由端部に対
向する位置に第２の圧力調整穴を設け、この第２の圧力
調整穴は前記軸体の外周面により閉ざされており、前記
軸体の自由端側の端面から、前記蓋及びスリーブが少な
くとも２０ミクロンメータ以上浮上した状態から開放さ
れ始める位置に設けた動圧気体軸受装置。1. A cantilevered shaft body, a sleeve rotatably supported on the outer periphery of the shaft body, and fixed near one end of the sleeve to abut on an end surface of the shaft body on a free end side. A lid having a contact portion substantially at the center, a first pressure adjustment hole substantially at the center of the contact portion, and an outer peripheral surface of the shaft body or an inner peripheral surface of the sleeve; It has a dynamic pressure generating groove, and the dynamic pressure generating groove sends gas from the fixed end side of the shaft,
Formed to press against the first pressure adjusting hole,
A second pressure adjusting hole is provided at a position on the cylindrical surface of the sleeve facing a free end of the shaft, and the second pressure adjusting hole is closed by an outer peripheral surface of the shaft. A dynamic pressure gas bearing device provided at a position where the lid and the sleeve start to be released from a state in which the lid and the sleeve are floated by at least 20 μm or more from an end surface on the free end side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000125727A JP2001304248A (en) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | Dynamic pressure gas bearing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000125727A JP2001304248A (en) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | Dynamic pressure gas bearing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001304248A true JP2001304248A (en) | 2001-10-31 |
Family
ID=18635627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000125727A Pending JP2001304248A (en) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | Dynamic pressure gas bearing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001304248A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107061482A (en) * | 2017-02-27 | 2017-08-18 | 清华大学 | A kind of thrust bearing shoe valve with Novel tile facial contour |
-
2000
- 2000-04-26 JP JP2000125727A patent/JP2001304248A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107061482A (en) * | 2017-02-27 | 2017-08-18 | 清华大学 | A kind of thrust bearing shoe valve with Novel tile facial contour |
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