JPH07236252A - 動圧軸受回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ラジアル方向は勿論、スラスト方向に対しても
非接触で軸受けを行うことにより、接触摩耗を無くし長
時間にわたって安定した高速回転を維持する。 【構成】高速回転する回転軸２３を回転自在に保持する
軸受２２と、この軸受を支持するハウジング２１と、回
転軸の外周面にスパイラル状に形成された動圧溝２４
と、回転軸に一体に設けられ、その回転軸と共に回転す
るロータ部２６と、このロータ部とハウジングとの対向
部のロータ部側に第１のマグネット２８を配置すると共
にハウジング側に巻線３２を配置してロータ部の回転磁
界を発生させる回転磁界発生機構と、ロータ部側及び軸
受側にそれぞれ回転軸の外周面に沿った円周上に互いに
反発しあうように同極を対向させて配置した第２、第３
のマグネット２９，３３とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動圧溝により回転軸を
ラジアル方向に非接触で軸受する動圧軸受回転装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、動圧軸受回転装置としては、図７
に示すものが知られている。これは例えば中央部を筒状
にしたハウジング１の中央部に円筒状の軸受２を固定
し、この軸受２内に高速回転する回転軸３を回転自在に
保持している。回転軸３の外周面にはスパイラル状の動
圧溝４を設け、回転軸３が高速回転するとき動圧溝４に
より発生する空気圧により回転軸３が軸受２により非接
触で保持されるようになっている。

【０００３】ハウジング１の下方の開口部を閉塞部材５
で閉塞し、その閉塞部材５の内側にスラスト軸受６を設
け、回転軸３の下端をスラスト軸受６に設けたピボット
７により回転自在に支持している。

【０００４】回転軸３の上端側にはロータ部８が一体に
取付けられている。このロータ部８は円板形状のロータ
ヨーク９の下面にマグネット１０を取付け、またロータ
ヨーク９の上部に例えばポリゴンミラー１１を取付けて
いる。ハウジング１の上端にプリント回路基板１２を取
付け、この基板１２の上の前記マグネット１０と対向す
る位置に偏平な巻線１３を取付けている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来装置は
回転軸３のスラスト方向の軸受をピボット７により行っ
ているため、回転軸３とスラスト軸受６がピボット７で
接触摩耗し、長時間の動作に耐えられない問題があっ
た。また、スラスト方向の軸受けが接触方式であるた
め、回転時の軸振動が大きくなる問題があった。さらに
起動時や停止時にロータ部が振れて回転軸３の周面が軸
受２の内周面と接触し摩耗する問題があった。

【０００６】そこで本発明は、ラジアル方向は勿論、ス
ラスト方向に対しても非接触で軸受けすることにり、長
時間にわたって安定した高速回転を維持でき、また、軸
振動を防止でき、さらに、回転軸がラジアル方向の軸受
と接触摩耗するのを防止できる動圧軸受回転装置を提供
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、高速回転する
回転軸と、この回転軸を回転自在に保持し、ラジアル方
向の軸受けを行う軸受と、この軸受を支持するハウジン
グと、回転軸の外周面、又はこの外周面と対向する軸受
の内周面にスパイラル状に形成された動圧溝と、回転軸
に一体に設けられ、その回転軸と共に回転するロータ部
と、このロータ部とハウジングとの対向部の一方に第１
のマグネットを配置すると共に他方に巻線を配置し、ロ
ータ部の回転磁界を発生させる回転磁界発生機構と、ロ
ータ部又は回転軸と軸受の回転軸の外周面に沿った円周
上に互いに反発しあうように同極を対向させて配置した
回転軸をスラスト方向に浮上させる第２、第３のマグネ
ットとを設けたものである。

【０００８】

【作用】このような構成の本発明においては、回転軸は
第２、第３のマグネットによりスラスト方向に浮上する
とともに軸心の位置出しが行われる。こうしてスラスト
方向の軸受けが非接触で行われる。この状態で回転磁界
発生機構により回転磁界が発生すると回転軸は軸受に支
持されて高速回転する。そのとき動圧溝により発生する
空気圧により回転軸は軸受に対してラジアル方向に非接
触で保持される。こうしてラジアル方向の軸受けも非接
触で行われる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１に示すように、中央部を筒状にしたハウジン
グ２１の中央部に円筒状の軸受２２を固定し、この軸受
２２内に高速回転する回転軸２３を回転自在に保持して
いる。すなわち、前記軸受２２はラジアル方向の軸受と
なっている。

【００１０】前記回転軸２３はその外周面にスパイラル
状の動圧溝２４を設けている。前記ハウジング２１の下
方の開口部は閉塞部材２５をネジ止めして閉塞してい
る。、前記回転軸２３の上端側にはロータ部２６が一体
に取付けられている。このロータ部２６は円板形状のロ
ータヨーク２７の下面に第１、第２のマグネット２８，
２９を取付けている。

【００１１】前記ロータヨーク２７の上部には、例えば
ポリゴンミラー３０をネジ止めして取付けている。前記
ハウジング２１の上端にプリント回路基板３１を取付
け、この基板３１の下面の前記第１のマグネット２８と
対向する位置に偏平な巻線３２を取付けている。前記第
１のマグネット２８及び巻線３２は回転磁界発生機構を
構成している。

【００１２】また、前記軸受２２の上端の前記第２のマ
グネット２９と対向する位置にその第２のマグネット２
９と同極が対向するようにして円板状の第３のマグネッ
ト３３を取付けている。すなわち、図２に示すように、
前記軸受２２の上端に外周側が短くなる段差部３４を円
周に沿って設け、この段差部３４に前記第３のマグネッ
ト３３をそのマグネット３３の上端面が前記回路基板３
１の上端面と面一になるようにして取付けている。

【００１３】前記第２のマグネット２９はロータヨーク
２７と接触する側をＳ極とし、第３のマグネット３３と
対向する側をＮ極としている。また、前記第３のマグネ
ット３３は前記第２のマグネット２９と対向する側をＮ
極とし、反対側をＳ極としている。前記第２のマグネッ
ト２９と第３のマグネット３３との間隔は、モータ性能
である騒音、駆動電流等が最適値を示すような間隔に設
定する。また、間隔については前記第２のマグネット２
９及び第３のマグネット３３の磁界発生のための有効面
積を変化させて調整する。

【００１４】前記巻線３２は、図３に示すように、例え
ば６個の偏平な巻線３２1 〜３２6を前記回路基板３１
に回転軸２３を中心とした円周上に位置するするように
して等間隔に配置して構成されている。

【００１５】前記第１、第２のマグネット２８，２９は
図４に示すように共通の円板状のマグネット部材３５で
構成し、第１のマグネット２８は、前記巻線３２と対応
した円周上にＮ極とＳ極を交互に６極配置して構成さ
れ、第２のマグネット２９は第１のマグネット２８の領
域の内側に円周上すべてをＮ極として構成されている。

【００１６】前記マグネット部材３５に第１、第２のマ
グネット２８，２９を形成する着磁方法は、図５に示す
ように、着磁ヨーク３６に導線３７を得たい向きの磁界
が発生するように巻装し、その着磁ヨーク３６の上にマ
グネット部材３５を積層し、さらにそのマグネット部材
３５の上にバックヨーク３８を積層する。そして前記導
線３７に図中矢印で示す方向に大きな電流を流して強磁
界を発生させる。これによりマグネット部材３５は図４
に示すように着磁されることになる。

【００１７】このような構成の実施例においては、第２
のマグネット２９と第３のマグネット３３は互いに反発
し合い、しかも円周上において均一に反発し合うので、
スラスト方向及びラジアル方向共に各マグネット２９，
３３間に均一なクリアランスを得ることができる。

【００１８】この状態で第１のマグネット２８と巻線３
２により回転磁界が発生すると回転軸２３及びロータ部
２６は軸受２２に支持されて高速回転する。このとき動
圧溝２４により発生する空気圧により回転軸２３は軸受
２２に対してラジアル方向に非接触で保持される。

【００１９】このように回転軸２３は第２のマグネット
２９と第３のマグネット３３の反発によりスラスト方向
に浮上し、かつ軸心位置出しが行われる。従って、回転
軸２３が軸受と接触することなく高速回転ができ、ま
た、回転軸２３の振れや起動、停止時の回転軸２３と軸
受２２との接触も生じることがないので、長時間にわた
って安定した高速回転を維持することができ、また長寿
命化を図ることができる。

【００２０】また、回転軸２３が軸受と接触することが
ないので、軸振動の発生を極力防止でき、軸振動を充分
に小さくできる。さらに、回転軸２３は軸受２２に対し
ても非接触で回転するので、回転軸２３と軸受２２との
接触摩耗も防止できる。

【００２１】なお、第１のマグネット２８及び第２のマ
グネット２９の着磁形状は前記実施例のものに限定され
るものではなく、図６に示すような形状であっても良
い。なお、前記実施例では第１のマグネット２８と第２
のマグネット２９を共通のマグネット部材３５で構成し
たものについて述べたが必ずしもこれに限定されるもの
ではなく、第１のマグネット２８と第２のマグネット２
９を別々のマグネット部材で構成したものであってもよ
い。

【００２２】また、前記実施例では動圧溝２４を回転軸
２３の外周面に形成したものについて述べたが必ずしも
これに限定されるものではなく、軸受２２の内周面に形
成したものであってもよい。

【００２３】さらに、前記実施例では第２のマグネット
２９をロータヨーク２７に取付けたが、必ずしもこれに
限定されるものではなく、第２のマグネット２９を回転
軸２３の外周面に取付けてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ラ
ジアル方向は勿論、スラスト方向に対しても非接触で軸
受けできるので、長時間にわたって安定した高速回転を
維持でき、また、軸振動を防止でき、さらに、回転軸が
ラジアル方向の軸受と接触摩耗するのを防止できる動圧
軸受回転装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図。

【図２】同実施例の要部構成を拡大して示す部分断面
図、

【図３】同実施例の巻線の構成を示す図。

【図４】同実施例の第１、第２のマグネットの構成例を
示す図。

【図５】同実施例の第１、第２のマグネットを得るため
の着磁方法を示す図。

【図６】同実施例の第１、第２のマグネットの他の構成
例を示す図。

【図７】従来例を示す断面図。

【符号の説明】

２１…ハウジング ２２…軸受 ２３…回転軸 ２４…動圧溝 ２６…ロータ部 ２８…第１のマグネット ２９…第２のマグネット ３２…巻線 ３３…第３のマグネット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高速回転する回転軸と、この回転軸を回
   転自在に保持し、ラジアル方向の軸受けを行う軸受と、
   この軸受を支持するハウジングと、前記回転軸の外周
   面、又はこの外周面と対向する前記軸受の内周面にスパ
   イラル状に形成された動圧溝と、前記回転軸に一体に設
   けられ、その回転軸と共に回転するロータ部と、このロ
   ータ部と前記ハウジングとの対向部の一方に第１のマグ
   ネットを配置すると共に他方に巻線を配置し、前記ロー
   タ部の回転磁界を発生させる回転磁界発生機構と、前記
   ロータ部又は前記回転軸と前記軸受の前記回転軸の外周
   面に沿った円周上に互いに反発しあうように同極を対向
   させて配置した前記回転軸をスラスト方向に浮上させる
   第２、第３のマグネットとを設けたことを特徴とする動
   圧軸受回転装置。