JPH05172141A

JPH05172141A - 軸受装置

Info

Publication number: JPH05172141A
Application number: JP3345489A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Tanaka; 克彦田中; Ikunori Sakatani; 郁紀坂谷; Takeyuki Yoshiba; 岳雪吉場
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1991-12-26
Filing date: 1991-12-26
Publication date: 1993-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】軸方向の高さの低い軸受装置を提供する。【構成】固定軸１２に回転自在に嵌合支持されるスリー
ブ１３を備えた軸受装置であって、スリーブ１３は、そ
のスリーブ１３の内周面と固定軸１２の外周面との少な
くとも一方にヘリングボーン状の動圧発生用のみぞ１６
を設けたラジアル流体軸受Ｒと、そのスリーブ１３の外
側に配設した磁気吸引型のスラスト軸受Ｓとにより支持
されている。磁気吸引型のスラスト軸受Ｓをスリーブ１
３の外側に設けることで、ラジアル軸受面１４とアジア
ル受面１５との少なくとも一方にスラスト軸受Ｓの作用
を行うスパイラルみぞが不要となり、軸方向の高さが低
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、情報機器，映像機器
などに用いられる光偏向装置等の軸受装置の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の光偏向装置用の軸受装置
としては、例えば図３に示されるものがある。この従来
例は、ハウジング（スリーブ）１の中心部に円筒状孔２
が設けてあり、この円筒状孔２の内周面に円筒状のラジ
アル軸受面３が設けられ、底面には中央部に凸球面状の
***部４を有するスラスト軸受面５が設けられている。

【０００３】ハウジング１の円筒状孔２には、回転部材
である軸６が嵌合されている。この軸６の外周面には、
前記ラジアル軸受面３と対向するラジアル受面７が設け
られている。また、軸６の一方の端面には、前記スラス
ト軸受面５と対向する平面状の他方のスラスト軸受面９
が設けてある。軸６のラジアル受面７には、スラスト軸
受の作用をおこなうスパイラル状のみぞ８ａ及びラジア
ル軸受用のヘリングボーン状のみぞ８ｂからなる動圧発
生用のみぞ８が設けられて、動圧みぞ付流体軸受（この
例の流体は空気）が構成されている。

【０００４】軸６の静止時は、軸下端のスラスト受面９
がハウジングのスラスト軸受面５の***部４に接触して
アキシアル荷重を受ける。しかし、軸６の回転時は、そ
の回転に伴ってラジアル受面７に設けたスパイラル状の
みぞ８ａで発生する動圧をスラスト軸受面５とスラスト
受面９との間に導き、その圧力でアキシアル荷重を受け
る。したがって、軸受装置の定格運転中、軸６はハウジ
ング（スリーブ）１と非接触で回転する。

【０００５】上記軸６の上部にはミラー５０が取付けら
れている。そのミラー５０は、軸６と共に駆動モータ６
０で回転駆動される。この駆動モータ６０の永久磁石か
らなるロータ６１は、鉄合金製のケース６３を介して軸
６に取付けられている。一方、ロータ６１と半径方向に
対向するステータコイル６４は、ハウジング１に取付け
られている。この従来例の場合、上記ミラー５０及びロ
ータのケース６３は、軸６の外径面にすきまばめで嵌合
され、且つ、ロータのケース６３はミラー５０を挟んで
軸６のフランジ部にねじ６５で固定されている。また、
ロータ６１はそのケース６３に接着剤により固着されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような光偏向装置
は、レーザプリンタやデジタル複写機に使われるが、装
置全体の小型化のために軸方向高さの低いものが要求さ
れている。しかし、従来例では、ラジアル受面にアキシ
アル荷重を支持するための軸方向長さの長いスパイラル
状のみぞ８ａが必要なため、軸方向の高さを低くできな
いという問題があった。

【０００７】そこでこの発明は、軸方向の高さの低い軸
受装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するこ
の発明は、固定軸に回転自在に嵌合支持されるスリーブ
を備えた軸受装置に係り、スリーブは、そのスリーブの
内周面と固定軸の外周面との少なくとも一方にヘリング
ボーン状の動圧発生用のみぞを設けたラジアル流体軸受
と、そのスリーブの外側に配設した磁気吸引型スラスト
軸受とにより支持されたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】この発明によれば、磁気吸引型のスラスト軸受
をスリーブの外側に設けたので、ラジアル軸受面とアジ
アル受面との少なくとも一方にスラスト軸受の作用を行
うスパイラルみぞが不要となり、軸方向の高さを低くす
ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、従来例と同一または相当部分には同一の符
号を付してある。図１は一実施例の縦断面図である。ハ
ウジング１１は、図示しない上側部材を取り付けること
により必要に応じて空気等の気体を密封できる構造にな
っており、その中心部には固定軸１２が立設されてい
る。この固定軸１２に、ラジアル軸受すきまＣ１を介し
てスリーブ１３が回転自在に嵌合されている。

【００１１】スリーブ１３の内側すなわちスリーブ１３
の内周面に、円筒状のラジアル軸受面１４が設けられ、
固定軸１２の外周面に設けたラジアル受面１５と対向し
ている。そして、ラジアル軸受面１４とラジアル受面１
５との少なくとも一方に（この実施例ではラジアル軸受
面１４に）、ヘリングボーン状の動圧発生用のみぞ１６
が設けられ、ラジアル流体軸受Ｒを構成している。

【００１２】これに対して、スラスト軸受Ｓは吸引型の
磁気軸受とされ、スリーブ１３の外側に設けられてい
る。すなわち、スリーブ１３の外周面の下端部に小径に
形成した段差部分にリング状の永久磁石１８が固着され
るとともに、ハウジング１１の内周面であって前記永久
磁石１８と対向する位置の段差状に形成した部分に他の
リング状の永久磁石１９が固着され、永久磁石１８の外
周面と永久磁石１９の内周面とがスラスト軸受すきまＣ
２を介して互いに引き合うように対向させてある。永久
磁石１８，１９の磁化方向は、半径方向でも軸方向でも
良い。

【００１３】この実施例のスリーブ１３及びハウジング
１１の材質は、スラスト軸受Ｓの磁気回路に悪影響を及
ぼさないためには非磁性体であることが好ましい。しか
もスリーブ１３は軽い材料であるアルミ合金が好まし
く、耐摩耗性の点から炭素繊維または炭化けい素複合の
アルミ合金が最適である。また、永久磁石１８，１９と
しては、吸引力の強い希土類磁石が最適である。固定軸
１２の材質は錆にくいステンレス鋼を用い、その表面を
硬くしたものが好ましいが、非磁性体の硬質のアルミ合
金としてもよく、その場合はアルミ合金のハウジング１
１と一体にすることもできる。

【００１４】上記のようにスラスト軸受Ｓとして磁気軸
受を用いると、軸方向の剛性が低いので、回転部である
スリーブ１３が外部振動により上下に振動しやすい。そ
こで、スリーブ１３の下部外周面とハウジング１１の内
周面とのすきまＣ２を小さくし、スリーブ１３の下面と
ハウジング１１との間の空間の空気のすきまＣ２からの
流出入の際の抵抗によるエアダンパ２０を設けることに
より、軸方向のスリーブ１３の動きを抑制している。

【００１５】また、スラスト軸受すきまＣ２のギャップ
の大きさは、ラジアル流体軸受Ｒのラジアル軸受すきま
Ｃ１より大きくしてある。これは、スラスト軸受Ｓを静
止時も回転時も非接触としてスリーブ１３の回転の起動
摩擦トルクを小さくするためである。前記スリーブ１３
は、外周面に僅かに突出させた小さなフランジ２３を有
し、そのフランジ２３の上のスリーブ１３の外周面にア
ルミ合金製のミラー５０が焼きばめ又は圧入によりすき
まなく嵌合されている。なお、高速回転に伴う発熱によ
る温度変化の影響が少ない場合には、ミラー５０をスリ
ーブ１３の外周面にすきまばめで嵌合してフランジ２３
にねじ止めで固定しても良い。またフランジ２３の下の
スリーブ１３の外周面に、駆動モータ６０のロータ６１
を取り付けた鉄合金製のケース６３が、焼きばめ、かし
め又は圧入によりすきまなく嵌合されている。なお、ロ
ータ６１とケース６３とで構成されるロータ部材６５
を、スリーブ１３の外周面に接着により固定してもよい
が、高速回転用には焼きばめまたは圧入にしてすきまを
なくす方が好ましい。

【００１６】また、ロータのケース６３の外周面６３ａ
は、ハウジング１１の外側部の内周面１１ａに対面する
ように配設している。これは、高速回転のため万一ロー
タ６１が破壊するような場合でも、遠心力で外部に破片
が飛びだすのを防ぐように安全対策を施したものであ
る。ロータ６１と半径方向に対向するステータコイル６
４は、ハウジング１１に取付けられている。

【００１７】また、スリーブ１３の上端部の内周面の周
溝状の段差２４及びロータのケース６３の周溝状の段差
２５には、釣り合い修正用の接着剤を付着できるように
なっている。これにより、回転部材の両端部の重心の不
釣り合いの修正が可能となり、モーメントに対する不釣
り合い修正の精度を向上させると共に、回転中の遠心力
による接着剤の飛散を防止するものである。

【００１８】なお、２６はモータ基板である。次に作用
を述べる。上記構成の軸受装置は、スリーブ１３が、磁
気吸引型のスラスト軸受Ｓにより固定軸１２に対して軸
方向に支持されている。そのため、ラジアル流体軸受Ｒ
にスラスト軸受の作用を行うスパイラル状のみぞを設け
る必要がなくなり、スラスト軸受Ｓをスリーブ１３の外
側に設けたことと相まって、装置の軸方向の高さが低く
でき且つ構造が簡単になる。

【００１９】また、スリーブ１３は磁気吸引力で常時ハ
ウジング１１に引きつけられており、輸送時にも抜け止
めなどの手段を設ける必要がない。また、スラスト磁気
軸受Ｓはラジアル軸受Ｒのラジアル軸受すきまＣ１より
より大きい半径方向すきまＣ２の磁気軸受としたため、
回転部であるスリーブ１３，ミラー５０，ロータ部材６
５の自重を支持するスラスト軸受部が、静止時も回転時
も非接触となり、起動摩擦トルクが小さい。

【００２０】さらに、スリーブ１３には大きなフランジ
がないからイナーシャが小さい。それゆえ、駆動モータ
６０の駆動でスリーブ１３が回転すると、ヘリングボー
ン状のみぞ１６のポンピング作用により、ラジアル流体
軸受Ｒのラジアル軸受面１４とラジアル受面１５との間
の半径方向の軸受すきまＣ１に動圧が発生して、スリー
ブ１３はラジアル方向にも完全に非接触に支持され、短
い立ち上がり時間で高速回転に到達することができる。
なお、スリーブ１３に永久磁石１８を固着しないで磁性
体のリングを固着し、この磁性体のリングとハウジング
の永久磁石１９とで磁気吸引型のスラスト軸受を構成し
てもよい。

【００２１】図２にこの発明の第２の実施例を示す。こ
の実施例の軸受装置は、スリーブ１３の材質が例えばマ
ルテンサイト系ステンレス鋼のような磁性体である。ス
ラスト軸受Ｓは第１の実施例と同じく吸引型の磁気スラ
スト軸受であるが、回転部材であるスリーブ１３の方に
は永久磁石が固着されていない。すなわち、スリーブ１
３の外周面の下端部近傍に外周溝３０を形成し、その外
周溝３０より下の部分３１の外周面が、ハウジング１１
の内周面の永久磁石１９の内周面とスラスト軸受すきま
Ｃ２を介して半径方向に対向している。

【００２２】永久磁石１９の磁束は、外周溝３０の下方
の側面以下の部分に集中するので、スリーブ１３はこの
永久磁石１９によって軸方向に支持される。この第２の
実施例によれば、高価な永久磁石はハウジング１１側に
のみ設ければ足り、これと対向するスリーブ１３側に使
う必要はないのでコストが安い。しかも、回転するスリ
ーブ１３の方は遠心破壊に対して強い抵抗力を有する磁
性体材料で形成するから、高速回転に適するという利点
がある。

【００２３】その他の作用・効果は第１の実施例と同様
である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の軸受装
置は、スリーブの外側に配設した磁気吸引型のスラスト
軸受とによりアキシアル荷重を支持するものとしたた
め、ラジアル流体軸受面にスラスト軸受の作用を行うス
パイラルみぞが不要となり、その結果、軸方向の高さを
低くできるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の縦断面図である。

【図２】この発明の他の実施例の縦断面図である。

【図３】従来の軸受装置の一例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１１ハウジング１２固定軸１３スリーブ１６動圧発生用のみぞ１８永久磁石１９永久磁石５０ミラー６１ロータマグネット６３ケースＲラジアル流体軸受Ｓスラスト軸受

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定軸に回転自在に嵌合支持されるスリ
ーブを備えた軸受装置において、前記スリーブは、そのスリーブの内周面と前記固定軸の
外周面との少なくとも一方にヘリングボーン状の動圧発
生用のみぞを設けたラジアル流体軸受と、そのスリーブ
の外側に配設した磁気吸引型のスラスト軸受とにより支
持されたことを特徴とする軸受装置。