JP2617124B2 - Hermetically sealed hydrodynamic bearing motor - Google Patents
Hermetically sealed hydrodynamic bearing motorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、偏向走査モータなどに見られるごとく、密
封ケース内に設けた動圧流体軸受で回転多面鏡などの回
転体を軸支する密封型動圧流体軸受モータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a seal for supporting a rotating body such as a rotary polygon mirror with a hydrodynamic bearing provided in a sealed case as seen in a deflection scanning motor or the like. The present invention relates to a type hydrodynamic bearing motor.
レーザービームプリンタ等で回転多面鏡を回転駆動す
る偏向走査モータは、特に温度変化が激しい場合でも回
転ムラの少ないことが要請され、このための回転体軸受
部は高い精度が要求される。A deflection scanning motor for rotating a rotary polygon mirror by a laser beam printer or the like is required to have a small rotation unevenness even in a case where a temperature change is particularly severe. For this purpose, a high accuracy is required for a rotating body bearing portion.
一方、高い軸受精度を確保する手段としては、例え
ば、回転体によって発生する流体の動圧で回転体を軸支
する動圧流体軸受が使用されている。On the other hand, as means for ensuring high bearing accuracy, for example, a hydrodynamic fluid bearing that supports the rotating body with the dynamic pressure of the fluid generated by the rotating body is used.
このような動圧流体軸受を用いた偏光走査モータは、
ホコリや湿気に弱いため外部とモータ内部とを遮断する
ことが要請され、そのためモータケースを密封構造とし
た密封型動圧流体軸受モータが使用されている。A polarization scanning motor using such a hydrodynamic fluid bearing,
Since it is susceptible to dust and moisture, it is required to shut off the outside and the inside of the motor. Therefore, a sealed-type hydrodynamic bearing motor having a sealed motor case is used.
しかし、従来の密封型動圧流体軸受モータにあって
は、外部からのホコリ等を遮断することは可能である
が、次のような問題があった。However, in the conventional sealed-type hydrodynamic bearing motor, it is possible to block dust and the like from the outside, but there are the following problems.
すなわち、密閉用の前記モータケースをプラスチック
成形で作る場合、コスト的には安いが、プラスチック材
料が外部の水蒸気を吸い込み、この吸い込まれた水蒸気
が密閉されたモータケースの内部に吐き出されることに
よって該モータケース内の空気中に含まれる水蒸気の量
が増加し、動圧流体軸受部に露結したり、腐蝕が生じて
動圧流体軸受としての特性が劣化して回転が不安定にな
ったり、カジリを生じたりすることがあった。That is, when the motor case for sealing is made by plastic molding, although the cost is low, the plastic material sucks in external water vapor and the sucked water vapor is discharged into the sealed motor case. The amount of water vapor contained in the air inside the motor case increases, and dew is condensed on the hydrodynamic bearing, or corrosion occurs, and the characteristics of the hydrodynamic bearing deteriorate, and rotation becomes unstable. In some cases, galling occurred.
そこで、密封型動圧流体軸受モータのケースを金属材
料で作ると、上記水蒸気の浸入の問題は解決するが、該
ケースの全体を金属で作ることになりコスト的に高くつ
くという問題があった。Therefore, if the case of the hermetically sealed hydrodynamic bearing motor is made of a metal material, the above-mentioned problem of infiltration of water vapor can be solved. However, there is a problem that the entire case is made of metal, which is costly. .
本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決で
き、安価な構成で、密封されたモータケース内の空気中
の水蒸気を一定以下に保つことができ、動圧流体軸受と
しての特性の劣化やカジリ発生を防止しうる密封型動圧
流体軸受モータを提供することである。An object of the present invention is to solve such a problem of the prior art, to maintain the water vapor in the air in a sealed motor case at a certain level or less with an inexpensive configuration, and to obtain a characteristic as a dynamic fluid bearing. An object of the present invention is to provide a hermetically sealed hydrodynamic bearing motor that can prevent deterioration and generation of galling.
本発明は、固定軸に対して回転によって発生する流体
の動圧で回転体を軸支する動圧流体軸受と、該動圧流体
軸受を収容する密封空間を形成するケースと、前記回転
体を駆動する回転駆動手段とを有する密封型動圧流体軸
受モータにおいて、前記ケースが前記固定軸を固定した
フランジ上に前記回転駆動手段を備えた外筒とキャップ
が順に密封手段を介して配置されるとともに、前記ケー
スのうち前記キャップまたは前記キャップと前記外筒が
吸水率0.06％以下のプラスチックで形成され、前記ケー
ス内部の相対湿度を前記動圧流体軸受の特性を維持する
約60％以下に抑える構成とすることにより、動圧流体軸
受としての特性の劣化やカジリ発生等による回転の不安
定化を防止することができる密封型動圧流体軸受モータ
を提供するものである。The present invention provides a hydrodynamic bearing for supporting a rotating body with a dynamic pressure of a fluid generated by rotation with respect to a fixed shaft, a case forming a sealed space for accommodating the hydrodynamic bearing, and the rotating body. In a hermetically sealed hydrodynamic bearing motor having a rotary driving means for driving, an outer cylinder and a cap are sequentially arranged via a sealing means on a flange in which the case is fixed to the fixed shaft. In addition, the cap or the cap and the outer cylinder of the case are formed of plastic having a water absorption of 0.06% or less, and the relative humidity inside the case is suppressed to about 60% or less for maintaining the characteristics of the hydrodynamic bearing. The present invention provides a hermetically-sealed hydrodynamic bearing motor capable of preventing deterioration of characteristics as a hydrodynamic bearing and instability of rotation due to occurrence of galling or the like.
以下図面を参照して本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
第１図は本発明による密封型動圧流体軸受モータの一
実施例を示す縦断面図であり、第２図は第１図中の線II
−IIから見た底面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a sealed type hydrodynamic bearing motor according to the present invention, and FIG. 2 is a line II in FIG.
It is the bottom view seen from -II.
第１図において、外筒１の底面にＯリング２を介して
フランジ部材３がボルト等で密封状態で固定され、該フ
ランジ部材３の中央の孔にはモータ内部へ延びる固定軸
４が焼嵌め等で圧入固定されている。In FIG. 1, a flange member 3 is fixed to a bottom surface of an outer cylinder 1 via an O-ring 2 in a hermetically sealed state with bolts or the like, and a fixed shaft 4 extending into the motor is shrink-fitted into a central hole of the flange member 3. It is press-fitted and fixed.
前記固定軸４の周面にはヘリングボール溝やスパライ
ラル溝から成る溝５が刻設され、そのまわりに２〜20μ
ｍの隙間を介して回転スリーブ６が回転自在に嵌合され
ている。On the peripheral surface of the fixed shaft 4, a groove 5 composed of a herring ball groove or a spiral groove is engraved.
The rotating sleeve 6 is rotatably fitted through a gap of m.
前記回転スリーブ６内の前記固定軸４の上端面に近接
する位置には、中心部に絞り孔７を有するスラスト受け
８が圧入されている。そこで、前記回転スリーブ６の内
面と、前記固定軸４の外周部と、前記スラスト受け８と
により、空気や窒素ガスなどを媒体とした動圧流体軸受
が構成されている。At a position near the upper end surface of the fixed shaft 4 in the rotary sleeve 6, a thrust receiver 8 having a throttle hole 7 at the center is press-fitted. Therefore, the inner surface of the rotary sleeve 6, the outer peripheral portion of the fixed shaft 4, and the thrust receiver 8 constitute a hydrodynamic bearing using air, nitrogen gas or the like as a medium.
前記回転スリーブ６の上部フランジ部28の上側には多
面鏡９が圧入またはビス止め等で固定され、該回転スリ
ーブ６の下部近傍の外周にはモータのロータとしてのマ
グネット10が接着固定されており、該ロータマグネット
10の端面部には動バランスをとるためのバランスリング
11が固定されている。A polygon mirror 9 is fixed to the upper side of the upper flange portion 28 of the rotary sleeve 6 by press-fitting or screwing, and a magnet 10 as a rotor of a motor is bonded and fixed to an outer periphery near a lower portion of the rotary sleeve 6. , The rotor magnet
Balance ring on 10 end faces for dynamic balance
11 has been fixed.
また、マグネット10に対向する位置には外筒１に固定
されたステータ12が配置され、磁界の変化を検出するホ
ール素子13並びに磁界の変化からPLL制御のための回転
数を得るホールIC（図示せず）などがプリント基板14及
びホルダー15を介してステータ12に固定され、これらに
よっていわゆるDCモータが構成されている。A stator 12 fixed to the outer cylinder 1 is arranged at a position facing the magnet 10, and a Hall element 13 for detecting a change in the magnetic field and a Hall IC for obtaining a rotation speed for PLL control from the change in the magnetic field (FIG. (Not shown) and the like are fixed to the stator 12 via the printed circuit board 14 and the holder 15, and these constitute a so-called DC motor.
また、外筒１には、多面鏡９で走査されるレーザー光
が入射および出射するガラス窓24が接着等で密封状態で
取付けられている。Further, a glass window 24 through which laser light scanned by the polygon mirror 9 enters and exits is attached to the outer cylinder 1 in a sealed state by bonding or the like.
さらに、前記外筒１の上部には、組立てを容易化する
ために分割されたケースの一部を形成するキャップ27が
Ｏリング16を挟んで該外筒１に対し密封状態で固定され
ている。Further, a cap 27 forming a part of a case divided for facilitating assembly is fixed to the upper part of the outer cylinder 1 in a sealed state with the O-ring 16 interposed therebetween. .
前記外筒１にはモータの電気系統を外部と接続するた
めのコネクタ部材21、22を設ける必要があり、該外筒１
の内外に通じる前記コネクタ部材21、22は充填剤または
接着剤23でその挿通部分を封止されており、モータケー
ス内部と外気とは完全に遮断されている。The outer cylinder 1 needs to be provided with connector members 21 and 22 for connecting the electric system of the motor to the outside.
The connector portions 21 and 22 communicating with the inside and outside of the motor case are sealed with a filler or an adhesive 23 at the insertion portion, and the inside of the motor case and the outside air are completely shut off.
モータを作動させる際は、ステータ12のコイルに電流
が流されると、回転スリーブ６はマグネット10との磁気
的反撥吸引力によりは所定方向に回転を始める。When operating the motor, when a current is applied to the coil of the stator 12, the rotating sleeve 6 starts rotating in a predetermined direction due to the magnetic repulsive attraction with the magnet 10.
その結果、ケース内の空気が回転スリーブ６の下端に
形成された入口（空気吸入口）31から固定軸４の周囲へ
流入し、さらに、該固定軸４に刻設された溝５に沿って
流れ込み、ラジアル方向に圧力が発生する。As a result, the air in the case flows from the inlet (air suction port) 31 formed at the lower end of the rotary sleeve 6 to the periphery of the fixed shaft 4, and further along the groove 5 formed on the fixed shaft 4. It flows and pressure is generated in the radial direction.
また、上部スラスト受け８の絞り孔７で空気の流れが
絞られることにより、スラスト方向にも圧力が発生す
る。Further, since the flow of air is restricted by the restriction hole 7 of the upper thrust receiver 8, pressure is also generated in the thrust direction.
したがって、回転スリーブ６は、ラジアルおよびスラ
スト方向ともに固定軸４に接触することなしに回転し続
ける。Therefore, the rotating sleeve 6 continues to rotate without contacting the fixed shaft 4 in both the radial and thrust directions.
然して、モータの容器（ケース）を形成する前記外筒
１およびキャップ27は吸水率が0.06％以下（24時間、JI
SK7209）のプラスチック材料で作られている。However, the outer cylinder 1 and the cap 27 forming the motor case (case) have a water absorption of 0.06% or less (24 hours, JI
SK7209) is made of plastic material.
前記吸水率の測定方についてはJISK7209に規定されて
いる。The method of measuring the water absorption is specified in JISK7209.
プラスチック材の吸水率（JISK7209による）を例示す
ると次のとおりである。The following is an example of the water absorption of a plastic material (according to JISK7209).
ポリカーボネート ……0.15％ ポリプロピレン（ガラス40％） ……0.06％ ポリプロピレン（ガラスなし） ……0.03％ ポリフェニレンサフライド ……0.02％ ポリエチレン ……0.01％以下 したがって、本発明によれば、モータケースの一部ま
たは全部を形成するプラスチック材としては、上記プラ
スチックのうちではポリカーボネートを除いた材料が使
用される。Polycarbonate ... 0.15% Polypropylene (glass 40%) ... 0.06% Polypropylene (no glass) ... 0.03% Polyphenylene Sulfide ... 0.02% Polyethylene ... 0.01% or less Therefore, according to the present invention, part of the motor case Alternatively, as the plastic material forming the whole, a material excluding polycarbonate among the above plastics is used.
第３図は、第１図のモータの外枠１およびキャップ27
をガラス入りプロピレン（吸水率0.06％）で形成した場
合Ｘとポリカーボネート（吸水率0.15％）で形成した場
合Ｙのケース内の相対湿度の値を測定したグラフであ
る。FIG. 3 shows the outer frame 1 and the cap 27 of the motor shown in FIG.
Is a graph in which the value of relative humidity in the case of X was measured when Y was formed of propylene with glass (water absorption 0.06%) and the case of Y formed of polycarbonate (water absorption 0.15%).
第３図は温度が33℃で相対湿度が85％の試験用の苛酷
な状態における経過時間（横軸）に対するケース内の相
対湿度を示し、第３図中のＨ（約60％）はかじり発生湿
度の下限値を示す。FIG. 3 shows the relative humidity in the case with respect to the elapsed time (horizontal axis) in a severe condition for testing at a temperature of 33 ° C. and a relative humidity of 85%, and H (about 60%) in FIG. Indicates the lower limit of the generated humidity.
第３図から明らかなごとく、外枠１およびキャップ27
をポリカーボネートで形成した場合は約40時間経過後ケ
ース内の相対湿度がかじり発生湿度Ｈを超えてしまう
が、ポリプロピレンで形成した場合は２〜３時間経過し
てかじり発生湿度Ｈに到達した。As is apparent from FIG. 3, the outer frame 1 and the cap 27
When the resin was formed of polycarbonate, the relative humidity in the case exceeded the galling humidity H after about 40 hours had passed, but when it was formed of polypropylene, it reached the galling humidity H after 2-3 hours.
以上説明した実施例によれば、密封型動圧流体軸受モ
ータのケースを構成する外筒１およびキャップ27を吸水
率が0.06％以下で水蒸気を吸水しにくいプラスチック材
で作ったので、外気温度が高くなってもケース内に吸い
込まれる水分はわずかであり、該ケース内の空気中の水
蒸気量を所定値以下に抑えることが可能になった。According to the embodiment described above, since the outer cylinder 1 and the cap 27 constituting the case of the hermetically sealed hydrodynamic bearing motor are made of a plastic material having a water absorption of 0.06% or less and hardly absorbing water vapor, the outside air temperature is reduced. Even if the temperature becomes high, the amount of water sucked into the case is small, and the amount of water vapor in the air in the case can be suppressed to a predetermined value or less.
したがって、ケース内の水蒸気が増加して動圧流体軸
受に露結したり、腐蝕が生じるなどに起因して動圧流体
軸受の特性が劣化し回転が不安定になるといった不具合
をなくすことができた。Therefore, it is possible to eliminate the problem that the water vapor in the case increases and is condensed on the hydrodynamic bearing, and the characteristics of the hydrodynamic bearing deteriorate and the rotation becomes unstable due to corrosion. Was.
ところで、外筒１は種々のモータ部品を支持している
ため、プラスチック成形品では強度が不充分な場合があ
る。そのような場合は前記キャップ27のみを吸水率0.06
％以下（24時間JISK7209）のプラスチック材で作り、前
記外筒１の方は吸水性のないダイカスト等の金属材料で
作ることができ、このような構造によってもほぼ同様の
効果を達成することができる。By the way, since the outer cylinder 1 supports various motor parts, the strength of a plastic molded product may be insufficient. In such a case, only the cap 27 has a water absorption of 0.06.
% (24 hours JISK7209) of plastic material, and the outer cylinder 1 can be made of metal material such as die-casting which does not absorb water. Even with such a structure, almost the same effect can be achieved. it can.
また、モータの容器（ケース）である外筒１およびキ
ャップ27の少なくとも一方に、吸水率が0.06％以下のプ
ラスチック材であってガラス繊維やカーボン繊維等を混
入させることにより、機械的強度および成形性を向上さ
せることが可能である。Also, by mixing glass fiber, carbon fiber, or the like, which is a plastic material having a water absorption of 0.06% or less, into at least one of the outer cylinder 1 and the cap 27, which are the container (case) of the motor, mechanical strength and molding It is possible to improve the performance.
さらに、ガラス繊維やカーボン繊維等を混入すること
により、第１図中のフランジ部材３のように機械的強度
を必要とする部材をも含め、モータのケースを構成する
全ての部材をプラスチック材の成形品で作ることが可能
となり、コストを低減させるとともに、モータケース内
の空気中の水蒸気量を一定以下に抑えることが可能にな
る。Further, by mixing glass fiber, carbon fiber, or the like, all members constituting the motor case, including members requiring mechanical strength, such as the flange member 3 in FIG. This makes it possible to make a molded product, thereby reducing costs and suppressing the amount of water vapor in the air in the motor case to a certain level or less.
さらに、他の実施態様としては、モータケースを構成
する外筒１やキャップ27などの少なくとも１つを、吸水
率は高いが安価に成形できるプラスチック材（例えばポ
リカーボネート等）で作り、その外周面および内周面の
少なくとも一方に吸水率が0.06％以下の材料を塗装ある
いはディッピング（浸積法）等により付着させること
（コーティングすること）により、安価で耐吸水性にす
ぐれたケースを作ることが可能となる。Further, as another embodiment, at least one of the outer cylinder 1 and the cap 27 constituting the motor case is made of a plastic material (eg, polycarbonate or the like) which has a high water absorption but can be formed at low cost, and has an outer peripheral surface and By attaching a material with a water absorption of 0.06% or less to at least one of the inner peripheral surfaces by painting or dipping (immersion method), it is possible to create a case that is inexpensive and has excellent water absorption resistance. Becomes
この低吸水率の材料をコーティングする方法は第１図
中のコネクタ部材21、22等の外気と接触する部材など他
の部分に対しても適用することができ、その分ケース内
の空気中の水蒸気量を低く抑えることができる。This method of coating a material having a low water absorption can be applied to other parts such as members that come into contact with the outside air, such as the connector members 21 and 22 in FIG. The amount of water vapor can be kept low.
以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、固
定軸に対して回転によって発生する流体の動圧で回転体
を軸支する動圧流体軸受と、該動圧流体軸受を収容する
密封空間を形成するケースと、前記回転体を駆動する回
転駆動手段とを有する密封型動圧流体軸受モータにおい
て、前記ケースが前記固定軸を固定したフランジ上に前
記回転駆動手段を備えた外筒とキャップが順に密封手段
を介して配置されるとともに、前記ケースのうち前記キ
ャップまたは前記キャップと前記外筒が吸水率0.06％以
下のプラスチックで形成され、前記ケース内部の相対湿
度を前記動圧流体軸受の特性を維持する約60％以下に抑
える構成としたので、安価な構成で、効率よく、モータ
の前記ケース内の空気中の水蒸気量を一定以下に抑える
とともに、動圧流体軸受としての特性劣化やカジリ発生
等による回転の不安定化を防止することができる密封型
動圧流体軸受モータが提供される。As is apparent from the above description, according to the present invention, a dynamic pressure fluid bearing for supporting a rotating body by dynamic pressure of a fluid generated by rotation with respect to a fixed shaft, and a sealed space accommodating the dynamic pressure fluid bearing In a hermetically sealed hydrodynamic bearing motor having a case forming a rotary body and a rotary drive means for driving the rotating body, an outer cylinder and a cap wherein the case has the rotary drive means on a flange to which the fixed shaft is fixed Are sequentially arranged via sealing means, and the cap or the cap and the outer cylinder of the case are formed of plastic having a water absorption of 0.06% or less, and the relative humidity inside the case is controlled by the dynamic fluid bearing. The structure is maintained at about 60% or less to maintain the characteristics. Therefore, the amount of water vapor in the air in the case of the motor can be efficiently and efficiently reduced with a low-cost structure and the dynamic pressure fluid shaft Sealed hydrodynamic bearing motor capable of preventing instability of the rotation by damage or galling occurrence of a is provided.
第１図は本発明による密封型動圧流体軸受モータの一実
施例の縦断面図、第２図は第１図中の線II−IIから見た
底面図、第３図は吸水率の小さいプラスチックと小さく
ないプラスチックでモータケースを形成した時のケース
内の相対湿度の時間に対する変化を示すグラフである。 １……外筒（ケース）、３……フランジ部材（ケー
ス）、４……固定軸、５……溝、６……回転スリーブ、
９……回転多面鏡、、10……マグネット、12……ステー
タ、27……キャップ（ケース）。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of a hermetically sealed hydrodynamic bearing motor according to the present invention, FIG. 2 is a bottom view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 5 is a graph showing a change in relative humidity in a case with time when a motor case is formed of plastic and not small plastic. 1 ... outer cylinder (case), 3 ... flange member (case), 4 ... fixed shaft, 5 ... groove, 6 ... rotating sleeve,
9 ... rotating polygon mirror, 10 ... magnet, 12 ... stator, 27 ... cap (case).
Claims (2)
の動圧で回転体を軸支する動圧流体軸受と、該動圧流体
軸受を収容する密封空間を形成するケースと、前記回転
体を駆動する回転駆動手段とを有する密封型動圧流体軸
受モータにおいて、 前記ケースが前記固定軸を固定したフランジ上に前記回
転駆動手段を備えた外筒とキャップが順に密封手段を介
して配置されるとともに、前記ケースのうち前記キャッ
プまたは前記キャップと前記外筒が吸水率0.06％以下の
プラスチックで形成され、前記ケース内部の相対湿度を
前記動圧流体軸受の特性を維持する約60％以下に抑える
ことを特徴とする密封型動圧流体軸受モータ。1. A dynamic pressure fluid bearing for supporting a rotating body by a dynamic pressure of a fluid generated by rotation with respect to a fixed shaft, a case forming a sealed space for accommodating the dynamic pressure fluid bearing, and the rotating body. And a rotary drive unit for driving the bearing, wherein the case has an outer cylinder provided with the rotary drive unit and a cap disposed on a flange on which the fixed shaft is fixed via a seal unit in order. And the cap or the cap and the outer cylinder of the case are formed of plastic having a water absorption of 0.06% or less, and the relative humidity inside the case is reduced to about 60% or less for maintaining the characteristics of the hydrodynamic bearing. A hermetically sealed hydrodynamic bearing motor characterized by being suppressed.
繊維を混入し、前記ケースの外筒とキャップの他に前記
フランジもガラス繊維やカーボン繊維を混入したプラス
チックで形成されることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の密封型動圧流体軸受モータ。2. The plastic according to claim 1, wherein said plastic is made of glass fiber or carbon fiber, and said flange is formed of plastic mixed with glass fiber or carbon fiber in addition to the outer cylinder and cap of said case. 3. A hermetically sealed hydrodynamic bearing motor according to claim 1.
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|---|---|---|---|
| JP63333412A JP2617124B2 (en) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | Hermetically sealed hydrodynamic bearing motor |
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP63333412A JP2617124B2 (en) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | Hermetically sealed hydrodynamic bearing motor |
Publications (2)
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| JPS5774132A (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-10 | Nippon Seiko Kk | Manufacture of journal member of spiral groove bearing |
| JPS604617A (en) * | 1983-06-24 | 1985-01-11 | Canon Inc | Dynamic-pressure fluid bearing |
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1988
- 1988-12-29 JP JP63333412A patent/JP2617124B2/en not_active Expired - Fee Related
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