JP2624264B2 - レーザビームスキャナモータ - Google Patents
レーザビームスキャナモータInfo
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- JP2624264B2 JP2624264B2 JP62241196A JP24119687A JP2624264B2 JP 2624264 B2 JP2624264 B2 JP 2624264B2 JP 62241196 A JP62241196 A JP 62241196A JP 24119687 A JP24119687 A JP 24119687A JP 2624264 B2 JP2624264 B2 JP 2624264B2
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- bearing
- magnetic fluid
- rotating shaft
- radial sliding
- laser beam
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/103—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing
- F16C33/1035—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing by a magnetic field acting on a magnetic liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings
- F16C33/741—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid
- F16C33/743—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap
- F16C33/746—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap by a magnetic field
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザビームスキャナーに関するもので、特
に、レーザビームプリンタに用いるレーザビームスキャ
ナーモータの軸受装置の改良に係わるものである。
に、レーザビームプリンタに用いるレーザビームスキャ
ナーモータの軸受装置の改良に係わるものである。
レーザビームプリンタに用いるスキャナモータは、高
速回転及び高精度回転の性能が要求される。それは、レ
ーザビームの速い走査とブレのない走査が必要であるか
らである。このレーザビームスキャナモータの軸受装置
として、従来ボールベアリングや空気軸受を用いたもの
があった。
速回転及び高精度回転の性能が要求される。それは、レ
ーザビームの速い走査とブレのない走査が必要であるか
らである。このレーザビームスキャナモータの軸受装置
として、従来ボールベアリングや空気軸受を用いたもの
があった。
レーザビームプリンタのスキャナモータは7000〜2000
0rpmの高速回転で使用され、更に回転速度を上げる傾向
にある。
0rpmの高速回転で使用され、更に回転速度を上げる傾向
にある。
ボールベアリングの軸受装置は、高速回転及び高精度
回転の性能が劣るので、レーザビームプリンタのスキャ
ナモータ用として不向きである。
回転の性能が劣るので、レーザビームプリンタのスキャ
ナモータ用として不向きである。
空気軸受の軸受装置は、高速回転及び高精度回転の性
能が優れているが、軸受と回転軸の摺動面が摩耗し易
く、軸受装置の寿命が短い不具合がある。
能が優れているが、軸受と回転軸の摺動面が摩耗し易
く、軸受装置の寿命が短い不具合がある。
本発明は上記の欠点及び不具合に対処し、その目的と
するところは高速回転及び高精度回転の性能がよく、寿
命の長い軸受装置を持ったレーザビームプリンタ及びレ
ーザビームプリンタのスキャナモータを提供することで
ある。
するところは高速回転及び高精度回転の性能がよく、寿
命の長い軸受装置を持ったレーザビームプリンタ及びレ
ーザビームプリンタのスキャナモータを提供することで
ある。
上記目的は、モータのハウジングと、このハウジング
に設けられる固定子と、前記ハウジングに設けられる軸
受支持部と、この軸受支持部の内側に設けられるラジア
ル摺動軸受を含む軸受装置と、このラジアル摺動軸受に
回転自在に支持されかつ前記軸受装置より外部側に突出
した軸部分を有する回転軸と、前記ラジアル摺動軸受の
摺動面を潤すように軸受装置に施される潤滑油に磁性粉
末を混入してなる磁性流体と、前記回転軸の前記軸受装
置より外部側に突出した軸部分に固定支持される回転子
と、この回転子ないし回転軸に設けられるポリゴンミラ
ーと、前記固定子に設けられる固定子側モータ部と、こ
の固定子側モータ部に対向するように配置され、かつ前
記回転子に設けられる回転子側モータ部と、前記軸受装
置に施される磁性流体を封止する磁性の磁性流体封止手
段とを備え、前記ハウジング及び軸受支持部を非磁性の
材料で形成し、前記回転軸を透磁性の材料で形成し、前
記回転軸を透磁性の材料で形成し、前記ラジアル摺動軸
受を磁性流体の含浸性を有する焼結合金で形成し、この
ラジアル摺動軸受を少なくとも二つ設けるとともに回転
軸の軸方向に離間して配置し、前記磁性流体封止手段を
永久磁石で形成するとともに、この永久磁石は回転軸の
外周を囲うリング形状に形成し、この磁性流体封止手段
を前記回転子側に位置するラジアル摺動軸受の外部側に
配置することによって達成される。
に設けられる固定子と、前記ハウジングに設けられる軸
受支持部と、この軸受支持部の内側に設けられるラジア
ル摺動軸受を含む軸受装置と、このラジアル摺動軸受に
回転自在に支持されかつ前記軸受装置より外部側に突出
した軸部分を有する回転軸と、前記ラジアル摺動軸受の
摺動面を潤すように軸受装置に施される潤滑油に磁性粉
末を混入してなる磁性流体と、前記回転軸の前記軸受装
置より外部側に突出した軸部分に固定支持される回転子
と、この回転子ないし回転軸に設けられるポリゴンミラ
ーと、前記固定子に設けられる固定子側モータ部と、こ
の固定子側モータ部に対向するように配置され、かつ前
記回転子に設けられる回転子側モータ部と、前記軸受装
置に施される磁性流体を封止する磁性の磁性流体封止手
段とを備え、前記ハウジング及び軸受支持部を非磁性の
材料で形成し、前記回転軸を透磁性の材料で形成し、前
記回転軸を透磁性の材料で形成し、前記ラジアル摺動軸
受を磁性流体の含浸性を有する焼結合金で形成し、この
ラジアル摺動軸受を少なくとも二つ設けるとともに回転
軸の軸方向に離間して配置し、前記磁性流体封止手段を
永久磁石で形成するとともに、この永久磁石は回転軸の
外周を囲うリング形状に形成し、この磁性流体封止手段
を前記回転子側に位置するラジアル摺動軸受の外部側に
配置することによって達成される。
以上のように構成した本発明においては、レーザビー
ムスキャナモータの軸受装置に摺動軸受の摺動面を潤す
潤滑油の磁性流体を充填することにより、回転子が磁性
流体により支持され、回転子の高速回転及び高精度回転
が可能となる。また、磁性流体は潤滑油としての役割も
果たすので、摺動面の摩耗が低減し軸受装置の長寿命化
が可能となる。また、軸受装置に施される磁性流体を封
止する磁性の磁性流体封止手段を設けることにより、磁
性流体の潤滑油が流出しないように抑えられ、ポリゴン
ミラーの潤滑油による油汚れが生じなくなる。
ムスキャナモータの軸受装置に摺動軸受の摺動面を潤す
潤滑油の磁性流体を充填することにより、回転子が磁性
流体により支持され、回転子の高速回転及び高精度回転
が可能となる。また、磁性流体は潤滑油としての役割も
果たすので、摺動面の摩耗が低減し軸受装置の長寿命化
が可能となる。また、軸受装置に施される磁性流体を封
止する磁性の磁性流体封止手段を設けることにより、磁
性流体の潤滑油が流出しないように抑えられ、ポリゴン
ミラーの潤滑油による油汚れが生じなくなる。
また、磁性流体の含浸性を有する焼結合金で形成され
るラジアル摺動軸受は、回転軸との摺動面が含浸してい
る磁性流体の潤滑油で常に潤うので、回転軸の回転が停
止している際にもラジアル摺動軸受の摺動面の油膜切れ
がなく、回転軸の回転開始時におけるラジアル摺動軸受
の摺動面が摩耗することがなく、寿命の長い軸受装置に
なる。また、長期にわたり高速回転および高精度回転を
維持できる。
るラジアル摺動軸受は、回転軸との摺動面が含浸してい
る磁性流体の潤滑油で常に潤うので、回転軸の回転が停
止している際にもラジアル摺動軸受の摺動面の油膜切れ
がなく、回転軸の回転開始時におけるラジアル摺動軸受
の摺動面が摩耗することがなく、寿命の長い軸受装置に
なる。また、長期にわたり高速回転および高精度回転を
維持できる。
更に、ラジアル摺動軸受を磁性流体の含浸性を有する
焼結合金で形成したので、非焼結合金の摺動軸受に比べ
生産性に優れ、かつ摺動面の寸法精度が向上し、ラジア
ル摺動軸受の摺動面と回転軸との微小な摺動ギャップは
全周にわたって寸法精度が良く均一に形成されるので、
高速回転および高精度回転に適するものとなる。
焼結合金で形成したので、非焼結合金の摺動軸受に比べ
生産性に優れ、かつ摺動面の寸法精度が向上し、ラジア
ル摺動軸受の摺動面と回転軸との微小な摺動ギャップは
全周にわたって寸法精度が良く均一に形成されるので、
高速回転および高精度回転に適するものとなる。
また、回転軸を透磁性の材料で形成し、ラジアル摺動
軸受を磁性流体の含浸性を有する焼結合金で形成し、こ
のラジアル摺動軸受を少なくとも二つ設けるとともに回
転軸の軸方向に離間して配置し、磁性流体封止手段を永
久磁石で形成するとともに回転軸の外周を囲うリング状
に形成し、この磁性流体封止手段を回転子側に位置する
ラジアル摺動軸受の外側に配置している。これにより、
回転軸は寸法精度の良い焼結合金のラジアル摺動軸受
で、離れた二個所で支持されるようになるため、磁性流
体封止手段の永久磁石で透磁性の回転軸が磁器吸引力を
受けても回転軸は偏心回転をすることがなく、偏心回転
の影響による磁性流体の磁性流体封止手段からの漏れは
生じなくなる。
軸受を磁性流体の含浸性を有する焼結合金で形成し、こ
のラジアル摺動軸受を少なくとも二つ設けるとともに回
転軸の軸方向に離間して配置し、磁性流体封止手段を永
久磁石で形成するとともに回転軸の外周を囲うリング状
に形成し、この磁性流体封止手段を回転子側に位置する
ラジアル摺動軸受の外側に配置している。これにより、
回転軸は寸法精度の良い焼結合金のラジアル摺動軸受
で、離れた二個所で支持されるようになるため、磁性流
体封止手段の永久磁石で透磁性の回転軸が磁器吸引力を
受けても回転軸は偏心回転をすることがなく、偏心回転
の影響による磁性流体の磁性流体封止手段からの漏れは
生じなくなる。
以下、本発明の実施例を第１図乃至第３図を参照して
説明する。
説明する。
第１図において、本発明の一実施例によるレーザビー
ムスキャナモータはシリンダ20と、シリンダ20に嵌合さ
れた回転軸21と、回転軸21を回転自在に支持する磁性流
体軸受装置50とを有している。また、レーザビームスキ
ャナモータはハウジング23を有し、ハウジング23にはモ
ータの固定子23aが設けられ、この固定子23aに固定子側
モータ部25が設けられるとともに、ハウジング23の中央
には***する軸受支持部23bが設けられ、軸受装置50は
軸受支持部23bの内側に配置されている。シリンダ20は
モータの回転子を兼ねており、この回転子20には固定子
側モータ部25に対向するよう回転子側モータ部24が設け
られている。固定子側モータ部25及び回転子側モータ部
24は軸受支持部23bの外周より外側に配置されている。
シリンダ（回転子）20又は回転軸21の図示しないポリゴ
ンミラーが装置される。
ムスキャナモータはシリンダ20と、シリンダ20に嵌合さ
れた回転軸21と、回転軸21を回転自在に支持する磁性流
体軸受装置50とを有している。また、レーザビームスキ
ャナモータはハウジング23を有し、ハウジング23にはモ
ータの固定子23aが設けられ、この固定子23aに固定子側
モータ部25が設けられるとともに、ハウジング23の中央
には***する軸受支持部23bが設けられ、軸受装置50は
軸受支持部23bの内側に配置されている。シリンダ20は
モータの回転子を兼ねており、この回転子20には固定子
側モータ部25に対向するよう回転子側モータ部24が設け
られている。固定子側モータ部25及び回転子側モータ部
24は軸受支持部23bの外周より外側に配置されている。
シリンダ（回転子）20又は回転軸21の図示しないポリゴ
ンミラーが装置される。
軸受装置50は、軸受支持部23bのシリンダ20側に位置
する第１のラジアル摺動軸受51と、軸受支持部23bの反
対側に位置するスラスト摺動軸受41と、軸受支持部23b
の中間に第１のラジアル摺動軸受51とは間隔をおいて位
置する第２のラジアル摺動軸受42とを備え、２つのラジ
アル摺動軸受42,51を貫通して上記回転軸21が延在し、
回転軸21はこれらラジアル摺動軸受42,51とスラスト摺
動軸受41とで回転自在に支持されている。ハウジング23
は非磁性の材料で作られ、回転軸21は透磁性の材料で作
られる。
する第１のラジアル摺動軸受51と、軸受支持部23bの反
対側に位置するスラスト摺動軸受41と、軸受支持部23b
の中間に第１のラジアル摺動軸受51とは間隔をおいて位
置する第２のラジアル摺動軸受42とを備え、２つのラジ
アル摺動軸受42,51を貫通して上記回転軸21が延在し、
回転軸21はこれらラジアル摺動軸受42,51とスラスト摺
動軸受41とで回転自在に支持されている。ハウジング23
は非磁性の材料で作られ、回転軸21は透磁性の材料で作
られる。
スラスト摺動軸受41は軸受押さえとして構成され、軸
受支持部23bの反シリンダ20側の端部はこの軸受押さえ4
1により閉じられている。軸受支持部23bのラジアル摺動
軸受51が位置する端部は開放されている。
受支持部23bの反シリンダ20側の端部はこの軸受押さえ4
1により閉じられている。軸受支持部23bのラジアル摺動
軸受51が位置する端部は開放されている。
ラジアル摺動軸受51は、円筒状の永久磁石52と、この
永久磁石52のハウジング開放端部から反対側にその永久
磁石52に密着して配置された焼結合金製の円筒軸受53と
で構成されている。永久磁石52は第２図に示すように回
転軸21の軸線方向に着磁されている。永久磁石52の軸受
隙間ｇと円筒軸受53の軸受隙間Ｇとの関係は、軸受隙間
ｇが軸受隙間Ｇよりもわずかに大きな寸法になるように
設定されている。
永久磁石52のハウジング開放端部から反対側にその永久
磁石52に密着して配置された焼結合金製の円筒軸受53と
で構成されている。永久磁石52は第２図に示すように回
転軸21の軸線方向に着磁されている。永久磁石52の軸受
隙間ｇと円筒軸受53の軸受隙間Ｇとの関係は、軸受隙間
ｇが軸受隙間Ｇよりもわずかに大きな寸法になるように
設定されている。
第２のラジアル摺動軸受42は、第３図に示すように、
回転軸21との間に適当な軸受隙間43をもって配置された
焼結合金製の円筒軸受であり、その外周部とハウジング
内周面との間には通路44が形成されている。
回転軸21との間に適当な軸受隙間43をもって配置された
焼結合金製の円筒軸受であり、その外周部とハウジング
内周面との間には通路44が形成されている。
第１のラジアル摺動軸受51の上記微少の軸受隙間g,G
と、第２のラジアル摺動軸受42の上記軸受隙間43及び通
路44と、回転軸21及びスラスト摺動軸受27で構成される
空間30に潤滑油に磁性粉末を混入してなる磁性流体31が
封入されている。この磁性流体31は、ハウジング23に形
成された通路32から供給され、この通路32は栓33によっ
て閉じられている。また、第２のラジアル摺動軸受42の
軸受隙間43は10μｍ以下といった狭い隙間であるため、
この隙間だけで磁性流体31を空間30の全て及びラジアル
摺動軸受51の軸受隙間g,Gに供給するには時間がかかる
ので、磁性流体の供給を円滑にするために通路44を設け
るのもである。
と、第２のラジアル摺動軸受42の上記軸受隙間43及び通
路44と、回転軸21及びスラスト摺動軸受27で構成される
空間30に潤滑油に磁性粉末を混入してなる磁性流体31が
封入されている。この磁性流体31は、ハウジング23に形
成された通路32から供給され、この通路32は栓33によっ
て閉じられている。また、第２のラジアル摺動軸受42の
軸受隙間43は10μｍ以下といった狭い隙間であるため、
この隙間だけで磁性流体31を空間30の全て及びラジアル
摺動軸受51の軸受隙間g,Gに供給するには時間がかかる
ので、磁性流体の供給を円滑にするために通路44を設け
るのもである。
このように構成された磁性流体軸受装置50において
は、ラジアル摺動軸受51において、軸受支持部23bを含
むハウジング23が非磁性の材料で作られ、回転軸21が透
磁性の材料で作られ、永久磁石52が軸線方向に着磁され
ているので、永久磁石52と回転軸21との間には、第２図
に点線34で示す磁気回路が形成され、軸受隙間ｇに封入
された磁性流体31は永久磁石52と回転軸21の着磁された
軸受摺動面に保持される。この磁性流体31の保持は、軸
受隙間ｇが微少であるが故に強固に行われる。これによ
り永久磁石52は、軸受装置50に施された磁性流体31を封
止する磁性流体封止手段としての機能を兼ね備える磁性
流体軸受を構成する。磁性流体31はこのとき潤滑油の役
割もする。
は、ラジアル摺動軸受51において、軸受支持部23bを含
むハウジング23が非磁性の材料で作られ、回転軸21が透
磁性の材料で作られ、永久磁石52が軸線方向に着磁され
ているので、永久磁石52と回転軸21との間には、第２図
に点線34で示す磁気回路が形成され、軸受隙間ｇに封入
された磁性流体31は永久磁石52と回転軸21の着磁された
軸受摺動面に保持される。この磁性流体31の保持は、軸
受隙間ｇが微少であるが故に強固に行われる。これによ
り永久磁石52は、軸受装置50に施された磁性流体31を封
止する磁性流体封止手段としての機能を兼ね備える磁性
流体軸受を構成する。磁性流体31はこのとき潤滑油の役
割もする。
以上のようにラジアル摺動軸受51,42を磁性流体軸受
とすることにより、70000〜20000rpm又はそれ以上の高
速回転及び高精度回転が可能となり、レーザビームの速
い走査とブレのない走査によりレーザビームプリンタの
印刷動作速度及び印刷精度が向上する。また、磁性流体
31の潤滑油によりラジアル摺動軸51,42の摺動面は摩耗
が低減するので、軸受装置の長寿命化が可能となる。
とすることにより、70000〜20000rpm又はそれ以上の高
速回転及び高精度回転が可能となり、レーザビームの速
い走査とブレのない走査によりレーザビームプリンタの
印刷動作速度及び印刷精度が向上する。また、磁性流体
31の潤滑油によりラジアル摺動軸51,42の摺動面は摩耗
が低減するので、軸受装置の長寿命化が可能となる。
更に、磁性流体31の潤滑油を用いるラジアル摺動軸受
51,42は、空気軸受に比べて軸受剛性に優れ、空気軸受
に比べ外径の小さな軸受装置になるので、小型軽量のス
キャナモータになるとともに、磁性流体31の潤滑油を用
いるラジアル摺動軸受51,42は、空気軸受に比べて摺動
軸受51,42の摺動面と回転軸21とギャップは大きいの
で、回転軸21を摺動軸受51,42に挿入するスキャナモー
タの組立性が良くなるという効果も得られる。
51,42は、空気軸受に比べて軸受剛性に優れ、空気軸受
に比べ外径の小さな軸受装置になるので、小型軽量のス
キャナモータになるとともに、磁性流体31の潤滑油を用
いるラジアル摺動軸受51,42は、空気軸受に比べて摺動
軸受51,42の摺動面と回転軸21とギャップは大きいの
で、回転軸21を摺動軸受51,42に挿入するスキャナモー
タの組立性が良くなるという効果も得られる。
また、ラジアル摺動軸受51においては、永久磁石52が
磁性流体31を強固に保持し磁性流体封止手段としても機
能するので、気密性に優れたシール機能が得られる。具
体的には、レーザビームスキャナモータの場合、軸受隙
間ｇは10μｍ前後かそれ以下といった極めて狭い隙間と
なる。このため一般の磁性流体シールに比較し数倍ない
しは10倍程度のシール耐圧を示すことが実験により検証
されている。
磁性流体31を強固に保持し磁性流体封止手段としても機
能するので、気密性に優れたシール機能が得られる。具
体的には、レーザビームスキャナモータの場合、軸受隙
間ｇは10μｍ前後かそれ以下といった極めて狭い隙間と
なる。このため一般の磁性流体シールに比較し数倍ない
しは10倍程度のシール耐圧を示すことが実験により検証
されている。
このようにラジアル摺動軸受51は、気密性に優れたシ
ール機能を合せ持つシール一体型の軸受を提供すること
となり、その結果、軸受装置に充填された磁性流体31の
潤滑油は流出しないように抑えられるので、ポリゴンミ
ラーの潤滑油による油汚れが生じなくなる。
ール機能を合せ持つシール一体型の軸受を提供すること
となり、その結果、軸受装置に充填された磁性流体31の
潤滑油は流出しないように抑えられるので、ポリゴンミ
ラーの潤滑油による油汚れが生じなくなる。
また、固定子側モータ部25及び回転子側モータ部24を
ハウジング23の中央部の***する軸受支持部23bの外周
より外側に配置したので、固定子側モータ部25及び回転
子側モータ部24が軸受支持部23bにより磁性流体封止手
段（永久磁石52）から遠ざけられ、このため磁性流体封
止手段に吸着している磁性流体31を固定子側モータ部25
及び回転子側モータ部24の磁力により吸引することがな
くなり、磁性流体31が磁性流体封止手段より流出するこ
とがなくなる。
ハウジング23の中央部の***する軸受支持部23bの外周
より外側に配置したので、固定子側モータ部25及び回転
子側モータ部24が軸受支持部23bにより磁性流体封止手
段（永久磁石52）から遠ざけられ、このため磁性流体封
止手段に吸着している磁性流体31を固定子側モータ部25
及び回転子側モータ部24の磁力により吸引することがな
くなり、磁性流体31が磁性流体封止手段より流出するこ
とがなくなる。
このようにラジアル摺動軸受51は、気密性に優れたシ
ール機能を合せ持つシール一体型の軸受を提供する。
ール機能を合せ持つシール一体型の軸受を提供する。
また、ラジアル軸受51においては、磁性流体31の強固
な保持により軸受摺動面に磁性流体が強固に密着してい
るので、シリンダ20の振動に対して油膜切れの問題が発
生せず、油膜形成に有効に働き、さらに軸受端部ではシ
ール性に優れているので軸振動に対しては軸受摺動面で
のスクイズ作用も効果的に働くので、制振作用も期待で
きる。
な保持により軸受摺動面に磁性流体が強固に密着してい
るので、シリンダ20の振動に対して油膜切れの問題が発
生せず、油膜形成に有効に働き、さらに軸受端部ではシ
ール性に優れているので軸振動に対しては軸受摺動面で
のスクイズ作用も効果的に働くので、制振作用も期待で
きる。
このようにラジアル摺動軸受51は、高い軸受剛性を備
えている。
えている。
さらに、ラジアル摺動軸受51は、上述したようにシー
ル機能を合せ持つので、この軸受51の外側にさらにシー
ル部材を配置する必要はなく、軸受51が位置するハウジ
ング23の端部は開放端部になっている。これにより、第
１図から明らかなように、ラジアル摺動軸受51とシリン
ダ20との間の回転軸21の長さ、即ちモータのオーバハン
グ寸法は短くなる。
ル機能を合せ持つので、この軸受51の外側にさらにシー
ル部材を配置する必要はなく、軸受51が位置するハウジ
ング23の端部は開放端部になっている。これにより、第
１図から明らかなように、ラジアル摺動軸受51とシリン
ダ20との間の回転軸21の長さ、即ちモータのオーバハン
グ寸法は短くなる。
レーザビームスキャナモータのように、ポリゴンミラ
ーであるシリンダ20がオーバハング支持されている回転
体においては、オーバハング支持側の軸受、即ちラジア
ル摺動軸受51の軸受剛性を高め、さらにオーバハング寸
法を短くすることが、高精度回転を行う上では極めて重
要である。しかして本実施例の軸受装置は、上述したよ
うにこのような要求に合致しており、シリンダモータの
一層の高精度回転を可能とする。
ーであるシリンダ20がオーバハング支持されている回転
体においては、オーバハング支持側の軸受、即ちラジア
ル摺動軸受51の軸受剛性を高め、さらにオーバハング寸
法を短くすることが、高精度回転を行う上では極めて重
要である。しかして本実施例の軸受装置は、上述したよ
うにこのような要求に合致しており、シリンダモータの
一層の高精度回転を可能とする。
また、ラジアル摺動軸受51の焼結合金製の円筒軸受53
及び第２のラジアル摺動軸受42の焼結合金製の円筒軸受
は、焼結合金に予め含浸させた潤滑油（磁性流体を含
む；すなわち、この焼結合金は磁性流体の含浸性を有し
ている）によりまたは空間30に封入された磁性流体31が
潤滑油の役割を果たすことにより、回転軸21を支持す
る。このとき、これら円筒軸受53,42は焼結合金製であ
るので、高精度の寸法で製作することができ、回転軸21
との微小な摺動ギャップは全周にわたって寸法精度が良
く均一に形成され、高速回転および高精度回転に適する
ものとなると共に、量産性に優れている。
及び第２のラジアル摺動軸受42の焼結合金製の円筒軸受
は、焼結合金に予め含浸させた潤滑油（磁性流体を含
む；すなわち、この焼結合金は磁性流体の含浸性を有し
ている）によりまたは空間30に封入された磁性流体31が
潤滑油の役割を果たすことにより、回転軸21を支持す
る。このとき、これら円筒軸受53,42は焼結合金製であ
るので、高精度の寸法で製作することができ、回転軸21
との微小な摺動ギャップは全周にわたって寸法精度が良
く均一に形成され、高速回転および高精度回転に適する
ものとなると共に、量産性に優れている。
また、磁性流体31の含浸性を有する焼結合金で形成さ
れる円筒軸受53,42は、回転軸21との摺動面が含浸して
いる磁性流体31の潤滑油で常に潤うので、回転軸21の回
転が停止している際にも摺動面の油膜切れがなく、回転
軸21の回転開始時に摺動面が摩耗することがなく、寿命
の長い軸受装置になる。また、長期にわたり高速回転お
よび高精度回転を維持できる。
れる円筒軸受53,42は、回転軸21との摺動面が含浸して
いる磁性流体31の潤滑油で常に潤うので、回転軸21の回
転が停止している際にも摺動面の油膜切れがなく、回転
軸21の回転開始時に摺動面が摩耗することがなく、寿命
の長い軸受装置になる。また、長期にわたり高速回転お
よび高精度回転を維持できる。
更に、回転軸21を透磁性の材料で形成し、ラジアル摺
動軸受51の円筒軸受53及びラジアル摺動軸受42を磁性流
体31の含浸性を有する焼結合金で形成し、このラジアル
摺動軸受を53と42の二つ設けるとともに回転軸21の軸方
向に離間して配置し、磁性流体封止手段を永久磁石52で
形成するとともに、この永久磁石52は回転軸21の外周を
囲うリング状に形成し、この磁性流体封止手段を回転子
20側に位置するラジアル摺動軸受53の外側に配置してい
る。これにより、回転軸21は寸法精度の良い焼結合金の
ラジアル摺動軸受53,42で、離れた二個所で支持される
ようになるため、磁性流体封止手段の永久磁石52で透磁
性の回転軸21が磁気吸引力を受けても、回転軸21は偏心
回転をすることがなく、偏心回転の影響による磁性流体
31の磁性流体封止手段からの漏れは生じなくなる。
動軸受51の円筒軸受53及びラジアル摺動軸受42を磁性流
体31の含浸性を有する焼結合金で形成し、このラジアル
摺動軸受を53と42の二つ設けるとともに回転軸21の軸方
向に離間して配置し、磁性流体封止手段を永久磁石52で
形成するとともに、この永久磁石52は回転軸21の外周を
囲うリング状に形成し、この磁性流体封止手段を回転子
20側に位置するラジアル摺動軸受53の外側に配置してい
る。これにより、回転軸21は寸法精度の良い焼結合金の
ラジアル摺動軸受53,42で、離れた二個所で支持される
ようになるため、磁性流体封止手段の永久磁石52で透磁
性の回転軸21が磁気吸引力を受けても、回転軸21は偏心
回転をすることがなく、偏心回転の影響による磁性流体
31の磁性流体封止手段からの漏れは生じなくなる。
更に、ラジアル摺動軸受51は永久磁石52に密着して配
置された焼結合金製の円筒軸受53を有し、この構造は、
永久磁石52をプラスチックで構成した場合に特に意味が
ある。即ち、プラスチックは熱膨張係数が金属に比較し
て大きいため、永久磁石52をこのプラスチックで構成し
た場合には、温度変化により軸受隙間ｇが変化する。こ
のような軸受隙間の変化が生じると高精度回転が損なわ
れる。そこで、使用温度の変化があっても高精度回転が
損なわれないようにするために、焼結合金製の円筒軸受
53を複合的に配置して、機能の低下を防止しようとする
ものである。即ち、運転中使用温度の変化により、永久
磁石52の軸受隙間ｇと円筒軸受53の軸受隙間Ｇの寸法が
変わっても、ｇ≧Ｇなる関係が保たれるようにｇの寸法
を予めＧの寸法よりわずかに大きく設定しておくことに
より、永久磁石52の機能低下が円筒軸受53で補われ、ラ
ジアル摺動軸受51全体として良好な軸受機能とシール機
能を維持することができる。
置された焼結合金製の円筒軸受53を有し、この構造は、
永久磁石52をプラスチックで構成した場合に特に意味が
ある。即ち、プラスチックは熱膨張係数が金属に比較し
て大きいため、永久磁石52をこのプラスチックで構成し
た場合には、温度変化により軸受隙間ｇが変化する。こ
のような軸受隙間の変化が生じると高精度回転が損なわ
れる。そこで、使用温度の変化があっても高精度回転が
損なわれないようにするために、焼結合金製の円筒軸受
53を複合的に配置して、機能の低下を防止しようとする
ものである。即ち、運転中使用温度の変化により、永久
磁石52の軸受隙間ｇと円筒軸受53の軸受隙間Ｇの寸法が
変わっても、ｇ≧Ｇなる関係が保たれるようにｇの寸法
を予めＧの寸法よりわずかに大きく設定しておくことに
より、永久磁石52の機能低下が円筒軸受53で補われ、ラ
ジアル摺動軸受51全体として良好な軸受機能とシール機
能を維持することができる。
なお、以上の実施例においては、磁性流体の供給通路
としてハウジング23に孔32を開けたが、この供給通路
は、回転軸21に孔を開け、この孔より磁性流体31を適量
封入した後栓をして機密を維持してもよい。
としてハウジング23に孔32を開けたが、この供給通路
は、回転軸21に孔を開け、この孔より磁性流体31を適量
封入した後栓をして機密を維持してもよい。
また、軸受の材質、寸法等は、製作コスト、使用条件
等に応じて本発明の精神の範囲内で適宜選択すればよ
い。
等に応じて本発明の精神の範囲内で適宜選択すればよ
い。
1.レーザビームスキャナモータの軸受装置に備わるラジ
アル摺動軸受に磁性流体を充填したので、70000〜2000r
pmまたはそれ以上の高速回転および高精度回転が可能と
なり、レーザビームの速い走査とブレのない走査により
レーザビームプリンタの印刷動作速度および印刷精度が
向上する。
アル摺動軸受に磁性流体を充填したので、70000〜2000r
pmまたはそれ以上の高速回転および高精度回転が可能と
なり、レーザビームの速い走査とブレのない走査により
レーザビームプリンタの印刷動作速度および印刷精度が
向上する。
2.磁性流体の潤滑油によりラジアル摺動軸受の摺動面は
摩耗が低減するので、空気軸受よりも寿命の長い軸受装
置になり、レーザビームスキャナモータの長寿命化が可
能になる。
摩耗が低減するので、空気軸受よりも寿命の長い軸受装
置になり、レーザビームスキャナモータの長寿命化が可
能になる。
3.空気に比べ粘性が格段に高く、軸受として軸受剛性に
優れる磁性流体の潤滑油を用いるラジアル摺動軸受は、
空気軸受よりも外径の小さな軸受装置になるので、小型
軽量のスキャナモータになる。
優れる磁性流体の潤滑油を用いるラジアル摺動軸受は、
空気軸受よりも外径の小さな軸受装置になるので、小型
軽量のスキャナモータになる。
4.磁性流体の潤滑油を用いるラジアル摺動軸受は、空気
軸受に比べラジアル摺動軸受の摺動面と回転軸とのギャ
ップは大きいので、回転軸受をラジアル摺動軸受に挿入
するスキャナモータの組立性が良くなる。
軸受に比べラジアル摺動軸受の摺動面と回転軸とのギャ
ップは大きいので、回転軸受をラジアル摺動軸受に挿入
するスキャナモータの組立性が良くなる。
5.軸受装置に充填される磁性流体の潤滑油は、磁性の磁
性流体封止手段により流出しないように抑えられるの
で、ポリゴンミラーの潤滑油による油汚れが生じない。
性流体封止手段により流出しないように抑えられるの
で、ポリゴンミラーの潤滑油による油汚れが生じない。
6.磁性流体の含浸性を有する焼結合金で形成されるラジ
アル摺動軸受は、回転軸との摺動面が含浸している磁性
流体の潤滑油で常に潤うので、回転軸の回転が停止して
いる際にもラジアル摺動軸受の摺動面の油膜切れがな
く、回転軸の回転開始時におけるラジアル摺動軸受の摺
動面が摩耗することがなく、寿命の長い軸受装置にな
る。長期にわたり高速回転および高精度回転を維持でき
る。
アル摺動軸受は、回転軸との摺動面が含浸している磁性
流体の潤滑油で常に潤うので、回転軸の回転が停止して
いる際にもラジアル摺動軸受の摺動面の油膜切れがな
く、回転軸の回転開始時におけるラジアル摺動軸受の摺
動面が摩耗することがなく、寿命の長い軸受装置にな
る。長期にわたり高速回転および高精度回転を維持でき
る。
7.ラジアル摺動軸受を磁性流体の含浸性を有する焼結合
金で形成したので、非焼結合金の摺動軸受に比べ生産性
に優れ、かつ摺動面の寸法精度が向上し、ラジアル摺動
軸受の摺動面と回転軸との微小な摺動ギャップは全周に
わたって寸法精度が良く均一に形成されるので、高速回
転および高精度回転に適するのである。
金で形成したので、非焼結合金の摺動軸受に比べ生産性
に優れ、かつ摺動面の寸法精度が向上し、ラジアル摺動
軸受の摺動面と回転軸との微小な摺動ギャップは全周に
わたって寸法精度が良く均一に形成されるので、高速回
転および高精度回転に適するのである。
8.回転軸を透磁性の材料で形成し、ラジアル摺動軸受を
磁性流体の含浸性を有する焼結合金で形成し、このラジ
アル摺動軸受を少なくとも二つ設けるとともに回転軸の
軸方向に離間して配置し、磁性流体封止手段を永久磁石
で形成するとともに回転軸の外周を囲うリング状に形成
し、この磁性流体封止手段を回転子側に位置するラジア
ル摺動軸受の外側に配置している。これにより、回転軸
は寸法精度の良い焼結合金のラジアル摺動軸受で、離れ
た二個所で支持されるようになるため、磁性流体封止手
段の永久磁石で透磁性の回転軸が磁気吸引力を受けても
回転軸は偏心回転をすることがなく、偏心回転の影響に
よる磁性流体の磁性流体封止手段からの漏れは生じなく
なる。
磁性流体の含浸性を有する焼結合金で形成し、このラジ
アル摺動軸受を少なくとも二つ設けるとともに回転軸の
軸方向に離間して配置し、磁性流体封止手段を永久磁石
で形成するとともに回転軸の外周を囲うリング状に形成
し、この磁性流体封止手段を回転子側に位置するラジア
ル摺動軸受の外側に配置している。これにより、回転軸
は寸法精度の良い焼結合金のラジアル摺動軸受で、離れ
た二個所で支持されるようになるため、磁性流体封止手
段の永久磁石で透磁性の回転軸が磁気吸引力を受けても
回転軸は偏心回転をすることがなく、偏心回転の影響に
よる磁性流体の磁性流体封止手段からの漏れは生じなく
なる。
第１図は本発明の一実施例による磁性流体軸受装置の縦
断面図であり、第２図はその軸受装置の第１のラジアル
摺動軸受部分の拡大図であり、第３図は第１図のIII−I
II線に沿った断面図である。 符号の説明 20……シリンダ（回転子） 21……回転軸 23……ハウジング 23a……固定子 23b……軸受支持部 24……回転子側モータ部 25……固定子側モータ部 31……磁性流体 41……スラスト摺動軸受 42……ラジアル摺動軸受 50……磁性流体軸受装置 51……ラジアル摺動軸受 52……永久磁石 53……円筒軸受
断面図であり、第２図はその軸受装置の第１のラジアル
摺動軸受部分の拡大図であり、第３図は第１図のIII−I
II線に沿った断面図である。 符号の説明 20……シリンダ（回転子） 21……回転軸 23……ハウジング 23a……固定子 23b……軸受支持部 24……回転子側モータ部 25……固定子側モータ部 31……磁性流体 41……スラスト摺動軸受 42……ラジアル摺動軸受 50……磁性流体軸受装置 51……ラジアル摺動軸受 52……永久磁石 53……円筒軸受
フロントページの続き (72)発明者 広山 弘夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 古川 義夫 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 昭61−211517（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−127513（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−169216（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】モータのハウジングと、このハウジングに
設けられる固定子と、前記ハウジングに設けられる軸受
支持部と、この軸受支持部の内側に設けられるラジアル
摺動軸受を含む軸受装置と、このラジアル摺動軸受に回
転自在に支持されかつ前記軸受装置より外部側に突出し
た軸部分を有する回転軸と、前記ラジアル摺動軸受の摺
動面を潤すように軸受装置に施される潤滑油に磁性粉末
を混入してなる磁性流体と、前記回転軸の前記軸受装置
より外部側に突出した軸部分に固定支持される回転子
と、この回転子ないし回転軸に設けられるポリゴンミラ
ーと、前記固定子に設けられる固定子側モータ部と、こ
の固定子側モータ部に対向するように配置され、かつ前
記回転子に設けられる回転子側モータ部と、前記軸受装
置に施される磁性流体を封止する磁性の磁性流体封止手
段とを備え、前記ハウジング及び軸受支持部を非磁性の
材料で形成し、前記回転軸を透磁性の材料で形成し、前
記ラジアル摺動軸受を磁性流体の含浸性を有する焼結合
金で形成し、このラジアル摺動軸受を少なくとも二つ設
けるとともに回転軸の軸方向に離間して配置し、前記磁
性流体封止手段を永久磁石で形成するとともに、この永
久磁石は回転軸の外周を囲うリング形状に形成し、この
磁性流体封止手段を前記回転子側に位置するラジアル摺
動軸受の外部側に配置したことを特徴とするレーザビー
ムスキャナモータ。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のレーザビーム
スキャナモータにおいて、前記回転軸の外周と前記磁性
流体封止手段の内周との隙間を、回転軸の外周と前記ラ
ジアル摺動軸受の内周との隙間より大きくしたことを特
徴とするレーザビームスキャナモータ。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載のレーザビーム
スキャナモータにおいて、前記磁性流体封止手段をプラ
スチック製の永久磁石で形成したことを特徴とするレー
ザビームスキャナモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62241196A JP2624264B2 (ja) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | レーザビームスキャナモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62241196A JP2624264B2 (ja) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | レーザビームスキャナモータ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8129849A Division JP2790446B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | レーザビームスキャナモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6483920A JPS6483920A (en) | 1989-03-29 |
| JP2624264B2 true JP2624264B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=17070637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62241196A Expired - Lifetime JP2624264B2 (ja) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | レーザビームスキャナモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2624264B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02266856A (ja) * | 1989-04-05 | 1990-10-31 | Hitachi Ltd | 軸受装置あるいはこの軸受装置を使用したモータおよびポリゴンミラーモータ |
| JP2865766B2 (ja) * | 1990-02-09 | 1999-03-08 | 株式会社日立製作所 | ポリゴンミラーモータ |
| JP2986887B2 (ja) * | 1990-10-11 | 1999-12-06 | 株式会社日立製作所 | ポリゴンミラーモータ |
| JPH0636358U (ja) * | 1992-10-12 | 1994-05-13 | 株式会社三協精機製作所 | 動圧軸受モータ |
| US5419641A (en) * | 1993-02-10 | 1995-05-30 | Nsk Ltd. | Radial needle bearing |
| JP3883179B2 (ja) | 2001-05-09 | 2007-02-21 | 日立粉末冶金株式会社 | 焼結滑り軸受の製造方法 |
| JP2007024207A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Ntn Corp | 針状ころ軸受 |
| JP2008101647A (ja) * | 2006-10-17 | 2008-05-01 | Nsk Ltd | シールリング付シェル型ニードル軸受 |
| JP4941599B2 (ja) * | 2011-02-15 | 2012-05-30 | 日本精工株式会社 | シールリング付シェル型ニードル軸受のシールリングの製造方法 |
| CN110594288B (zh) * | 2019-09-29 | 2024-03-08 | 中国矿业大学 | 一种基于纳米磁性液体的磁控柔性瓦块推力滑动轴承 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61211517A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-19 | Canon Inc | 動圧流体軸受装置 |
| JPS62127513A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-09 | Nippon Seiko Kk | スピンドル |
-
1987
- 1987-09-25 JP JP62241196A patent/JP2624264B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6483920A (en) | 1989-03-29 |
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