JPH044310A - 動圧型気体軸受装置 - Google Patents
動圧型気体軸受装置Info
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- JPH044310A JPH044310A JP2101963A JP10196390A JPH044310A JP H044310 A JPH044310 A JP H044310A JP 2101963 A JP2101963 A JP 2101963A JP 10196390 A JP10196390 A JP 10196390A JP H044310 A JPH044310 A JP H044310A
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Classifications
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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
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
-
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- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
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- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
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- H02K5/167—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings
- H02K5/1677—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ポリゴンミラースキャナ等の主軸部に用いら
れる動圧発生溝を有する動圧型気体軸受装置に関し、軸
受の周囲のモータ等から発生したゴミの軸受隙間への混
入による焼は付きの無い信頼性の高い動圧型気体軸受装
置に関するものである。
れる動圧発生溝を有する動圧型気体軸受装置に関し、軸
受の周囲のモータ等から発生したゴミの軸受隙間への混
入による焼は付きの無い信頼性の高い動圧型気体軸受装
置に関するものである。
従来の技術
従来から、動圧型気体軸受装置としては、種々の構成が
提案されており、例えばポリゴンミラースキャナに適用
したものとしては、第5図に示すものが知られている。
提案されており、例えばポリゴンミラースキャナに適用
したものとしては、第5図に示すものが知られている。
以下図面を参照しながら、上述した従来の動圧型気体軸
受装置の一例について説明する。第5図は、従来の動圧
型気体軸受装置の断面図である。
受装置の一例について説明する。第5図は、従来の動圧
型気体軸受装置の断面図である。
12は本体でその中央部に軸体13が固定されている。
この軸体13にはスリーブ14が適切な隙間をあけて回
転自在にはめ合わされている。軸体13の外周にはへリ
ングボーン状の動圧発生溝13a、13bと、ヘリカル
状の動圧発生溝13Cが形成されている。本体12には
、モータ17のステータ15が固定され、スリーブ14
にはロータ16が固定されている。スリーブ14の上部
には絞り孔18aを有するスラスト受は部材18が固定
され、スリーブ14のフランジ部14aにはポリゴンミ
ラー19が固定板20を介してネジ等により固定されて
いる。21の防塵カバーと21Aの磨きガラスはポリゴ
ンスキャナーの外部からのゴミの侵入を防止するもので
ある。
転自在にはめ合わされている。軸体13の外周にはへリ
ングボーン状の動圧発生溝13a、13bと、ヘリカル
状の動圧発生溝13Cが形成されている。本体12には
、モータ17のステータ15が固定され、スリーブ14
にはロータ16が固定されている。スリーブ14の上部
には絞り孔18aを有するスラスト受は部材18が固定
され、スリーブ14のフランジ部14aにはポリゴンミ
ラー19が固定板20を介してネジ等により固定されて
いる。21の防塵カバーと21Aの磨きガラスはポリゴ
ンスキャナーの外部からのゴミの侵入を防止するもので
ある。
以上のように構成された動圧型気体軸受装置について、
以下その動作について説明する。まず、モータ17に通
電され回転が始まるさ、動圧発生溝13a、13bのボ
ンピング作用によりスリーブ14は無接触で回転する。
以下その動作について説明する。まず、モータ17に通
電され回転が始まるさ、動圧発生溝13a、13bのボ
ンピング作用によりスリーブ14は無接触で回転する。
また停止中には軸体13とスラスト受は部材は接触をし
ているが回転によりヘリカル状の動圧発生溝13cのボ
ンピング作用により、絞り孔18aから排出されるとき
に矢印へ方向の支持力を発生し浮上する。尚、レーザー
光が磨きガラス21Aを通過して図中りから入光しポリ
ゴンミラー19が反射する。
ているが回転によりヘリカル状の動圧発生溝13cのボ
ンピング作用により、絞り孔18aから排出されるとき
に矢印へ方向の支持力を発生し浮上する。尚、レーザー
光が磨きガラス21Aを通過して図中りから入光しポリ
ゴンミラー19が反射する。
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
ある。即ち、第5図の従来例では、回転中に軸体13の
ヘリカル状の動圧発生溝13cにより軸受周辺の気体を
スリーブ14と本体12の隙間から図中矢印B方向に吸
い込むが、この時周辺の、例えばステータ15のコイル
用絶縁被膜から発生した数ミクロンメータ程度の微粒子
が軸体13とスリーブ14の間の軸受隙間にかみこみ、
軸受を焼き付かせる事があった。
ある。即ち、第5図の従来例では、回転中に軸体13の
ヘリカル状の動圧発生溝13cにより軸受周辺の気体を
スリーブ14と本体12の隙間から図中矢印B方向に吸
い込むが、この時周辺の、例えばステータ15のコイル
用絶縁被膜から発生した数ミクロンメータ程度の微粒子
が軸体13とスリーブ14の間の軸受隙間にかみこみ、
軸受を焼き付かせる事があった。
本発明は上記問題点に鑑み、ゴミ、微粒子の混入による
焼は付きの無い動圧型気体軸受装置を提供するものであ
る。
焼は付きの無い動圧型気体軸受装置を提供するものであ
る。
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型気体軸受装
置は、片持ち支持された軸体を有し、その外周にヘリン
グボーン溝と、その最高圧力部に周溝を有し、その周溝
と軸自由端の端面に連通ずる穴を有し、軸体に回転自在
で端部に蓋を有するスリーブを有し、軸体と蓋の間の少
なくとも軸体よりも小径な当接面に前期最高圧力部の気
体を吹き出すように構成したものである。
置は、片持ち支持された軸体を有し、その外周にヘリン
グボーン溝と、その最高圧力部に周溝を有し、その周溝
と軸自由端の端面に連通ずる穴を有し、軸体に回転自在
で端部に蓋を有するスリーブを有し、軸体と蓋の間の少
なくとも軸体よりも小径な当接面に前期最高圧力部の気
体を吹き出すように構成したものである。
作 用
本発明は、上記した構成によって、密閉されたスリーブ
の中で圧力発生を行なうので、スリーブの外部からは、
はとんど気体を吸い込まないため、軸受部へのゴミの混
入が無く気体軸受の信頼性が高い。
の中で圧力発生を行なうので、スリーブの外部からは、
はとんど気体を吸い込まないため、軸受部へのゴミの混
入が無く気体軸受の信頼性が高い。
実施例
以下本発明の一実施例の動圧型気体軸受装置をポリゴン
スキャナに適用した一実施例について、第1図〜第4図
を参照しながら説明する。第1図において、1は本体で
、その中央部に軸体2の下端部が固定されている。軸体
2の外周は、2aに示す一対のへリングボーン状の動圧
発生溝を有し、その最高圧力部分には2bに示す周溝を
有し、またこの周溝から軸体2の上端面へ加圧された気
体を圧送するための連通穴2Cを有する。連通穴2cの
上部には、細穴を有し耐摩耗性を有する材料からなる絞
り穴部材8が取り付けられている。
スキャナに適用した一実施例について、第1図〜第4図
を参照しながら説明する。第1図において、1は本体で
、その中央部に軸体2の下端部が固定されている。軸体
2の外周は、2aに示す一対のへリングボーン状の動圧
発生溝を有し、その最高圧力部分には2bに示す周溝を
有し、またこの周溝から軸体2の上端面へ加圧された気
体を圧送するための連通穴2Cを有する。連通穴2cの
上部には、細穴を有し耐摩耗性を有する材料からなる絞
り穴部材8が取り付けられている。
3は回転自在に設けられたスリーブであり軸固定端側に
少なくとも軸体2よりも小径なる突出部7aを有する、
蓋7を有する。スリーブ3の上端近傍には、摩耗粉を閉
じこめるための、段状のゴミ溜りと、ポリゴンミラーを
取り付けるためのフランジ部3bを有している。蓋7は
ネジ等によりポリゴンミラーを固定する役割もはたして
いる。スリーブ3には、ロータ磁石5が取り付けられ、
本体1には、ステータ4が取り付けられ、4と5で、モ
ータ6を構成する。本体1には、ガラス10aを有する
防塵カバー10が取り付けられている。
少なくとも軸体2よりも小径なる突出部7aを有する、
蓋7を有する。スリーブ3の上端近傍には、摩耗粉を閉
じこめるための、段状のゴミ溜りと、ポリゴンミラーを
取り付けるためのフランジ部3bを有している。蓋7は
ネジ等によりポリゴンミラーを固定する役割もはたして
いる。スリーブ3には、ロータ磁石5が取り付けられ、
本体1には、ステータ4が取り付けられ、4と5で、モ
ータ6を構成する。本体1には、ガラス10aを有する
防塵カバー10が取り付けられている。
以上のように構成された動圧型気体軸受装置について、
第1図〜第3図を用いてその動作を説明する。第1図に
おいて、モータ6のステータ4に通電がされると、ロー
タ5が回転駆動され、スリーブ3と共に、蓋7、ポリゴ
ンミラー9が例えば、3万r、p、m、の高速で回転し
、図中りの様にレーザー光が入射し、ポリゴンミラー9
が反射する。その回転状態において、ヘリングボーン溝
2aのポンピング作用によりスリーブ3との間で気体の
圧力が高められ、スリーブ3は無接触で高速回転する。
第1図〜第3図を用いてその動作を説明する。第1図に
おいて、モータ6のステータ4に通電がされると、ロー
タ5が回転駆動され、スリーブ3と共に、蓋7、ポリゴ
ンミラー9が例えば、3万r、p、m、の高速で回転し
、図中りの様にレーザー光が入射し、ポリゴンミラー9
が反射する。その回転状態において、ヘリングボーン溝
2aのポンピング作用によりスリーブ3との間で気体の
圧力が高められ、スリーブ3は無接触で高速回転する。
ヘリングボーン溝2aにより高められた気体の一部は、
周溝2bから連通穴2Cを通って軸体の自由端に導かれ
、細穴を有する絞り穴部材8を通り、蓋7に向かって吹
き出される。
周溝2bから連通穴2Cを通って軸体の自由端に導かれ
、細穴を有する絞り穴部材8を通り、蓋7に向かって吹
き出される。
これにより第1図中、矢印六方向に浮上刃を発生する。
一方、回転体の重量と、ロータ磁石5がステータ4を吸
引する力は図中、矢印B方向にはたらきA方向とB方向
の力がバランスすることにより、図中Cに示す浮上量が
得られる。この時へリングボーン溝2aによるラジアル
方向の圧力分布と、絞り穴部材8から吹き出される、ス
ラスト方向圧力分布は、第2図に示す通りである。スリ
ーブ3の上端部に設けられた3aの段部は回転の起動時
に蓋7または、絞り穴部材8から摩耗粉が発生した時に
遠心力によりそれが回収されるためのゴミ溜りである。
引する力は図中、矢印B方向にはたらきA方向とB方向
の力がバランスすることにより、図中Cに示す浮上量が
得られる。この時へリングボーン溝2aによるラジアル
方向の圧力分布と、絞り穴部材8から吹き出される、ス
ラスト方向圧力分布は、第2図に示す通りである。スリ
ーブ3の上端部に設けられた3aの段部は回転の起動時
に蓋7または、絞り穴部材8から摩耗粉が発生した時に
遠心力によりそれが回収されるためのゴミ溜りである。
防塵カバー10とガラス10aは外部からのゴミの侵入
と、ミラー9の結露を防止するものである。また、軸体
2の端面と蓋7の当接面は少な(とも軸体2よりも小径
であるので、当接面の平行度のくるいは、少なく、接触
することな(安定した浮上量が得られる。
と、ミラー9の結露を防止するものである。また、軸体
2の端面と蓋7の当接面は少な(とも軸体2よりも小径
であるので、当接面の平行度のくるいは、少なく、接触
することな(安定した浮上量が得られる。
以上のように本実施例によれば、はぼ密閉された軸受隙
間の中だけで気体の圧縮が行われ、軸受の外部、例えば
スリーブ3の下端から多量に気体が吸い込まれて供給さ
れる事は無いので、ステータから発生するゴミや粒子が
軸受隙間に侵入して、気体軸受を焼は付かせることがな
い。
間の中だけで気体の圧縮が行われ、軸受の外部、例えば
スリーブ3の下端から多量に気体が吸い込まれて供給さ
れる事は無いので、ステータから発生するゴミや粒子が
軸受隙間に侵入して、気体軸受を焼は付かせることがな
い。
第3図は第2図の変形応用例である。軸体2の外周のへ
リングボーン溝2dが軸自由端側か短い非対称な形状を
している。この場合の発生圧力の分布は、第3図の通り
であり、第2図に比べてスラスト方向に多くの力が発生
できる。
リングボーン溝2dが軸自由端側か短い非対称な形状を
している。この場合の発生圧力の分布は、第3図の通り
であり、第2図に比べてスラスト方向に多くの力が発生
できる。
第4図も第2図の変形応用例であるが、ヘリングボーン
溝2eが軸自由端側か長い非対称形状をしている。この
場合スラスト方向の支持力は小さくなるが、軸体2の端
面において、正圧と負圧の両方の圧力を持つので、第3
図に比べて、回転数が高くなっても安定した浮上量が得
られ、また、第2図に比べて、スラスト方向の剛性が高
い。
溝2eが軸自由端側か長い非対称形状をしている。この
場合スラスト方向の支持力は小さくなるが、軸体2の端
面において、正圧と負圧の両方の圧力を持つので、第3
図に比べて、回転数が高くなっても安定した浮上量が得
られ、また、第2図に比べて、スラスト方向の剛性が高
い。
尚、ヘリングボーン溝2a、2bは、スリーブ3の内周
に設けても同じである。
に設けても同じである。
尚、絞り穴部材8は、軸体2と同一部材として一体的に
設けられてもよい。
設けられてもよい。
尚、突出部7aは蓋7にてはなく、絞り孔部材8にあっ
ても同じ事である。
ても同じ事である。
発明の効果
以上のように本発明は、軸体に設けられたベリングボー
ン溝により圧縮された気体を連通穴を通して軸端の自由
端から蓋に対して吹き出すことにより、軸受外部からほ
とんど気体を吸気することなく、ラジアルおよびスラス
ト方向に圧力が発生するので、外部のモータ等からゴミ
が混入して軸受が焼は付くということが無い信頼性の高
い動圧型気体軸受装置を提供することができる。
ン溝により圧縮された気体を連通穴を通して軸端の自由
端から蓋に対して吹き出すことにより、軸受外部からほ
とんど気体を吸気することなく、ラジアルおよびスラス
ト方向に圧力が発生するので、外部のモータ等からゴミ
が混入して軸受が焼は付くということが無い信頼性の高
い動圧型気体軸受装置を提供することができる。
第1図は本発明動圧型気体軸受装置の一実施例の断面図
、第2図は第1図の圧力発生の分布図、第3図は第2図
の変形例の圧力発生の分布図、第4図は第2図の変形例
の圧力発生の分布図、第5図は従来の動圧気体軸受装置
の断面図である。 1・・・・・・本体、2・・・・・・軸体、2a、2d
、2e・・・・・・ヘリングボーン溝、2b・・・・・
・周溝、2C・・・・・・連通穴、3・・・・・・スリ
ーブ、3a・・・・・・段部、3b・・・・・・フラン
ジ部、4・・・・・・ステータ、5・・・・・・ロータ
磁石、6・・・・・・モータ、7・・・・・・蓋、7a
・・・・・・突出部、8・・・・・・絞り穴部材、9・
・・・・・ポリゴンミラー 10・・・・・・防塵カバ
ー 10 a・・・・・・ガラス。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名f =X体 26−−−肩溝 2C−−−#−追穴 3−−−スリーブ 3^−四映峰 3B−4−1ランC杏ψ 4−−−ステー1 5−I D−夕暫廁肋 C−−−モータ 9A−−一突せ」干 8−4交り定評不Y (o−−一鉢11)ぐ 図 本俸 、I#体 勧五灯溝 スリーブ フラッジ舒 ステータ ロータ I7−−−モータ 1g−−一又うス¥引すむ打 111a−−−H1ノ子L f9−−−ズリアシミラ 20−一一固定山( 2f−一−シし虹カバ゛− 21A−7万〃1う又
、第2図は第1図の圧力発生の分布図、第3図は第2図
の変形例の圧力発生の分布図、第4図は第2図の変形例
の圧力発生の分布図、第5図は従来の動圧気体軸受装置
の断面図である。 1・・・・・・本体、2・・・・・・軸体、2a、2d
、2e・・・・・・ヘリングボーン溝、2b・・・・・
・周溝、2C・・・・・・連通穴、3・・・・・・スリ
ーブ、3a・・・・・・段部、3b・・・・・・フラン
ジ部、4・・・・・・ステータ、5・・・・・・ロータ
磁石、6・・・・・・モータ、7・・・・・・蓋、7a
・・・・・・突出部、8・・・・・・絞り穴部材、9・
・・・・・ポリゴンミラー 10・・・・・・防塵カバ
ー 10 a・・・・・・ガラス。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名f =X体 26−−−肩溝 2C−−−#−追穴 3−−−スリーブ 3^−四映峰 3B−4−1ランC杏ψ 4−−−ステー1 5−I D−夕暫廁肋 C−−−モータ 9A−−一突せ」干 8−4交り定評不Y (o−−一鉢11)ぐ 図 本俸 、I#体 勧五灯溝 スリーブ フラッジ舒 ステータ ロータ I7−−−モータ 1g−−一又うス¥引すむ打 111a−−−H1ノ子L f9−−−ズリアシミラ 20−一一固定山( 2f−一−シし虹カバ゛− 21A−7万〃1う又
Claims (3)
- (1)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に固
定された蓋から成り、前期蓋または前期軸体が当接する
少なくともいずれか一方には、前期軸体の直径よりも小
径なる突出部を有し、前期軸体の外周または、前期スリ
ーブの内周の少なくともいずれか一方にヘリングボーン
溝を有し、前記ヘリングボーン溝の最高圧力部分から、
前記軸体の自由端側の端面に通じる連通穴を有する動圧
型気体軸受装置。 - (2)ヘリングボーン溝は、前記軸体の自由端側が短い
非対称形状である請求項1記載の動圧型気体軸受装置。 - (3)ヘリングボーン溝は、前記軸体の自由端側が長い
非対称形状である請求項1記載の動圧型気体軸受装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2101963A JPH044310A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 動圧型気体軸受装置 |
KR1019910006122A KR950000921B1 (ko) | 1990-04-18 | 1991-04-17 | 동압형 기체베어링장치 |
US07/687,405 US5120139A (en) | 1990-04-18 | 1991-04-18 | Dynamic pressure gas bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2101963A JPH044310A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 動圧型気体軸受装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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