JPS631053Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は事務機、映像機器、情報機器、およ
び光学機器等の回転ユニツトに使用する動圧形流
体軸受装置の改良に関する。

従来のこの種の機器、例えばレーザ・ビーム・
プリンタに使用される回転多面鏡光偏光器の回転
ユニツトに使用する動圧形流体軸受装置は第１図
に示すように、基台に固定軸２の一端部を固定
し、この固定軸２にスリーブ３を嵌合して配設
し、前記固定軸２の外径面にスパイラル状のみぞ
５が設けられ、また固定軸２の他端部のスラスト
端面６には第２図に示すように、固定軸２の外径
面とスリーブ３の内経面との間のラジアル軸受す
きま７に通ずる循環穴８が設けられ、そしてラジ
アル軸受すきま７およびスラスト端面６とスラス
ト端面６に対向するスリーブ３のスラスト軸受面
１１との間の圧力室１２にグリースをそれぞれ挿
入していた。

従つてスリーブ３が回転するとスパイラル状の
みぞ５のポンピング作用によつてラジアル軸受す
きま７内のグリースが圧力室１２に流入し、スリ
ーブ３が浮上する。前記スリーブ３が浮上する
と、圧力室１２内のグリースが循環穴８からラジ
アル軸受すきま７へ流出するのでスリーブ３は微
少量の浮上量を保つて回転する。この場合ラジア
ル軸受すきま７内のグリースの圧力分布は第１図
に一点鎖線で示すように、基台側からスラスト軸
受面１１側に向つて少しづつ高くなつているので
基台側のグリースの圧力が低く、スリーブの基台
側部１３に振れ回りが生ずる。また起動停止時に
スラスト端面６とスラスト軸受面１１との摩擦に
よつて生じた摩耗粉がラジアル軸受すきま７、圧
力室１２、および循環穴８内に存在するのでスラ
スト端面６とスラスト軸受面１１との損傷が加速
する。さらに動圧形流体軸受はグリース潤滑なの
でグリースの飛散および蒸発によつてスリーブ３
に固定した多面鏡１４が汚れ、多面鏡１４の性能
が劣化する。

この考案はスリーブの振れ回りが少なく、スラ
スト端面とスラスト軸受面との損傷が少なく、か
つ軸受回りを清潔に保つ動圧形流体軸受装置を提
供することを目的とする。

次にこの考案の実施例を図面に基いて説明す
る。第３図において、基台２１に固定軸２２の一
端部を固定し、この固定軸２２の外径面に動圧発
生用のみぞ２３が設けられている。前記動圧発生
用のみぞ２３は一方向のスパイラル状のみぞ１２
３と一方向のスパイラル状のみぞ１２３より基台
２１側に設けたハ字状のヘリングボーン状のみぞ
２２３とを備え、また固定軸２２の他端部は平面
状のスラスト端面２４となつている。前記固定軸
２２にスリーブ２６が嵌合して配設され、このス
リーブ２６は円筒状のスリーブ本体１２６とスリ
ーブ本体１２６の内周面に嵌合して固定した円筒
コロ２２６とから構成されている。前記スリーブ
本体１２６の内経面は動圧発生用のみぞ２３と対
向し、また円筒コロ２２６にはスラスト端面２４
に対向する凸形球面状のスラスト軸受面２７が設
けられている。前記スラスト軸受面２７の中央部
には外界と連通する連通穴２８が軸方向に設けら
れ、またスラスト端面２４は軸受の静止時および
低速回転時にスラスト軸受面２７と接する環状の
接触部１２４を連通穴２８の周囲に有している。
前記スリーブ２６の外周面には多面鏡３１とモー
タの駆動機構を構成するロータ３２とが固定さ
れ、また基台２１の外周部に外筒３３が固定され
ている。前記外筒３３の内周面にロータ３２と対
向するステータ３４が固定され、また外筒３３に
はレーザ光を通過させるガラス窓３５が設けられ
ている。前記外筒３３にはスリーブ２６を覆うカ
バー３６が固定され、動圧形流体軸受装置は密閉
されている。

以上のような構成でスリーブ２６が回転する
と、ヘリングボーン状のみぞ２２３のアキシアル
方向の両端部近傍の空気即ち気体はヘリングボー
ン状のみぞ２２３のアキシアル方向の中央部に流
入し、またスパイラル状のみぞ１２３の近傍の気
体はスラスト端面２４とスラスト軸受面２７との
間の圧力室４１に流入し、スリーブ２６が浮上す
る。前記スリーブ２６が浮上すると、圧力室４１
内の気体が連通穴２８から外界へ流出するのでス
リーブ２６は微少量の浮上量を保つてスラスト端
面２４と非接触で回転する。この場合固定軸２２
の外径面とスリーブ２６の内径面との間のラジア
ル軸受すきま４２内の気体の圧力分布は第３図に
一点鎖線で示すように、ラジアル軸受すきま４２
のアキシアル方向の両端部の圧力がいずれも高く
なるのでスリーブ２６の振れ回りが少ない。また
起動停止時にスラスト端面２４とスラスト軸受面
２７との摩擦によつて摩耗粉が生じても、摩耗粉
は連通穴２８から外界へ排出されるのでスラスト
端面２４とスラスト軸受面２７との損傷は加速し
ない。さらにラジアル軸受すきま４２内の気体が
スパイラル状のみぞ１２３のポンピング作用によ
つて圧力室４１、連通穴２８、および外界を通つ
て再びラジアル軸受すきま４２に流入するのでモ
ータの駆動機構を構成するロータ３２およびステ
ータ３４が冷却され、モータの発熱を防止でき
る。

第４図はこの考案の他の実施例であるが、第一
の実施例がほぼ倒置した形態になつている。スラ
スト端面２４が凸形球面状になつており、このス
ラスト端面２４は円筒コロ２２６に設けた平面状
のスラスト軸受面２７と対向している。前記スラ
スト端面２４の中央部には第５図に示すように外
界と連通する連通穴２８が設けられ、この連通穴
２８はスラスト端面２４に設けた軸方向穴１２８
と軸方向穴１２８から固定軸２２の外径面に通ず
る軸に直角方向の穴２２８とから構成されてい
る。前記スラスト端面２４は軸受の請止時および
低速回転時にスラスト軸受面２７と接する環状の
接触部１２４を連通穴２８の周囲に有し、また動
圧発生用のみぞ２３はスパイラル状のみぞ１２３
よりスラスト軸受面２７側に設けた第二のヘリン
グボーン状のみぞ３２３を備えている。前記スパ
イラル状のみぞ１２３とヘリングボーン状のみぞ
２２３との間に第一の外周みぞ５２が設けられ、
またスパイラル状のみぞ１２３と第二のヘリング
ボーン状のみぞ３２３との間に第二の外周みぞ５
３が設けられている。前記基台２１のスリーブ２
６側部は磁石５４となつており、またスリーブ２
６の基台２１側部は強磁性体５５となつている。
前記磁石５４は強磁性体５５を吸引しており、磁
石５４と強磁性体５５とで構成されたスラスト磁
気軸受はスリーブ２６、多面鏡３１、およびロー
タ３２等の自重を支えている。なお基台２１とス
リーブ２６との間がスラスト磁気軸受の軸受すき
ま５６となつており、磁気軸受の構成要素として
電磁石、永久磁石、および強磁性体等を用いう
る。

第６図はこの考案の他の実施例であるが、スラ
スト軸受面２７は中央部が円筒状の突状部２２４
となつている。前記突状部２２４の端面は平面状
になつており、この突状部２２４の中央部には外
界と連通する連通穴２８が軸方向に設けられ、ま
た平面状のスラスト端面２４は軸受の静止時およ
び低速回転時にスラスト軸受面２７と接する環状
の接触部１２４を連通穴２８の周囲に有してい
る。

このようにスラスト端面２４の中央部とスラス
ト軸受面２７の中央部との少なくとも一方に円筒
状の突状部２２４を設け、スラスト端面２４とス
ラスト軸受面２７とが軸受の静止時および低速回
転時に平面で接触するようにすると、スラスト端
面２４およびスラスト軸受面２７が摩耗しても環
状の接触部１２４の接触面積が変化しない。

なおスリーブ２６の内径面に動圧発生用のみぞ
を設けても良く、またスリーブ２６の内径面とス
リーブ２６の内径面に対向する固定軸２２の外径
面との両方に動圧発生用のみぞ２３を設けても良
い。

またスラスト端面２４とスラスト軸受面２７と
の両方に外界と連通する連通穴２８を設けても良
く、またスラスト端面２４とスラスト軸受面２７
との両方を凸形球面状にしても良い。なおスラス
ト端面２４とスラスト軸受面２７との一方を凸形
球面状に形成すると共に一方に連通穴２８を設
け、他方を平面状又は一方の半径より半径の大き
い凹形球面状にすると、他方が一方に設けた連通
穴２８へくい込まない。

このようにスラスト端面２４とスラスト軸受面
２７との少なくとも一方を凸形球面状に形成する
と起動トルクが低い。

さらにスリーブ本体１２６と円筒コロ２２６と
が一体になつている一つの部材からスリーブ２６
を構成しても良い。

またヘリングボーン状のみぞ２２３および第二
のヘリングボーン状のみぞ３２３はハ字状でもく
字状でも良く、また非対称であつても良い。

この考案の動圧形流体軸受装置によると、動圧
発生用のみぞ２３がスパイラル状のみぞ１２３と
スパイラル状のみぞ１２３より基台２１側に設け
たヘリングボーン状のみぞ２２３とを備えている
のでラジアル軸受すきま４２の両端部の流体の圧
力がそれぞれ高く、スリーブ２６の振れ回りが少
ない。またスラスト端面２４とスリーブ２６との
少なくとも一方には軸受の作動時に圧力室４１と
外界とを連通する連通穴２８が設けられているの
で起動停止時にスラスト端面２４とスラスト軸受
面２７との摩擦によつて摩耗粉が生じても、摩耗
粉は連通穴２８から外界へ排出されるのでスラス
ト端面２４とスラスト軸受面２７との損傷は加速
しない。さらにラジアル軸受すきま４２および圧
力室４１内の流体が連通穴２８から外界へ排出さ
れるので潤滑剤としてグリースおよび油等を使用
しないで空気等を使用することになり、軸受まわ
りの汚染がないという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の動圧形流体軸受装置の断面図、
第２図は第１図に示す固定軸の一部を断面で示す
正面図、第３図はこの考案の一実施例を示す動圧
形流体軸受装置の断面図、第４図および第６図は
この考案の他の実施例を示す動圧形流体軸受装置
の断面図、第５図は第４図に示す固定軸の一部を
断面で示す正面図である。 図中、２１は基台、２２は固定軸、２３は動圧
発生用のみぞ、１２３はスパイラル状のみぞ、２
２３はヘリングボーン状のみぞ、２４はスラスト
端面、２６はスリーブ、２７はスラスト軸受面、
２８は連通穴、４１は圧力室である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 基台２１に固定軸２２の一端部を固定し、該
   固定軸２２にスリーブ２６を嵌合して配設し、
   前記固定軸２２の他端部のスラスト端面２４と
   スラスト端面２４に対向するスリーブ２６のス
   ラスト軸受面２７との間に圧力室４１が設けら
   れ、前記スリーブ２６の内径面とスリーブ２６
   の内径面に対向する固定軸２２の外径面との少
   なくとも一方に動圧発生用のみぞ２３を設けた
   動圧形流体軸受装置において、前記動圧発生用
   のみぞ２３がスパイラル状のみぞ１２３とスパ
   イラル状のみぞ１２３より基台２１側に設けた
   ヘリングボーン状のみぞ２２３とを備え、前記
   スラスト端面２４とスリーブ２６との少なくと
   も一方には軸受の作動時に圧力室４１と外界と
   を連通する連通穴２８が設けられていることを
   特徴とする動圧形流体軸受装置。 (2) 動圧発生用のみぞ２３がスパイラル状のみぞ
   １２３よりスラスト軸受面２７側に設けた第二
   のヘリングボーン状のみぞ３２３を備えている
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の動圧形流
   体軸受装置。 (3) 基台２１とスリーブ２６との間がスラスト磁
   気軸受の軸受すきま５６となつている実用新案
   登録請求の範囲第１項又は第２項記載の動圧形
   流体軸受装置。 (4) 連通穴２８がスラスト端面２４とスラスト軸
   受面２７との少なくとも一方に設けられ、前記
   スラスト端面２４が軸受の静止時および低速回
   転時にスラスト軸受面２７と接する環状の接触
   部１２４を連通穴２８の周囲に有する実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の動圧形流体軸受装
   置。