JP2001173643A - Pneumatically dynamic pressure bearing device - Google Patents

Pneumatically dynamic pressure bearing device

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JP2001173643A
JP2001173643A JP36241599A JP36241599A JP2001173643A JP 2001173643 A JP2001173643 A JP 2001173643A JP 36241599 A JP36241599 A JP 36241599A JP 36241599 A JP36241599 A JP 36241599A JP 2001173643 A JP2001173643 A JP 2001173643A
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JP
Japan
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dynamic pressure
bearing
bearing device
air
metal material
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP36241599A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Hoshina
哲夫 保科
Masayuki Ishikawa
政幸 石川
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Nidec Sankyo Corp
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
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Publication date
Application filed by Nidec Sankyo Corp filed Critical Nidec Sankyo Corp
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Publication of JP2001173643A publication Critical patent/JP2001173643A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain high abrasion resistance and low dusting characteristics as well as high workability at low cost. SOLUTION: This bearing device is constructed by forming one-side member consisting of a shaft member 21 and a bearing member 31 therein from a ceramic material and forming the other side member from a metallic material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、軸部材及び軸受部
材に設けられた対向動圧面間の空気に動圧を発生させる
ようにした空気動圧軸受装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air dynamic pressure bearing device for generating a dynamic pressure in air between opposed dynamic pressure surfaces provided on a shaft member and a bearing member.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ポリゴンミラー、磁気ディスク、
光ディスクなどの各種回転体を高速回転させる装置等に
おいて、動圧軸受装置が広く採用されつつある。例え
ば、図3に示されているポリゴンミラー1の駆動用モー
タに用いられている動圧軸受装置においては、モータの
ステータ組2を構成している固定軸(軸部材)2aの外
周面、及びロータ組3を構成している軸受回転スリーブ
(軸受部材)3aの内周面に、半径方向に狭小隙間を介
して対向するように動圧面がそれぞれ形成されていて、
それら両対向動圧面どうしの対向隙間内に潤滑流体とし
て存在している空気が、上記両対向動圧面のうちの少な
くとも一方側に形成された動圧発生用溝(図示省略)の
ポンピング作用によって加圧され、それにより発生した
空気動圧力に基づいて、上記ロータ組3の全体がステー
タ組2側に対してラジアル方向に回転支持されるように
なっている。
2. Description of the Related Art In recent years, polygon mirrors, magnetic disks,
2. Description of the Related Art Dynamic pressure bearing devices are being widely used in devices for rotating various types of rotating bodies such as optical disks at high speed. For example, in the dynamic pressure bearing device used for the driving motor of the polygon mirror 1 shown in FIG. 3, the outer peripheral surface of a fixed shaft (shaft member) 2a constituting the motor stator set 2, and A dynamic pressure surface is formed on an inner peripheral surface of a bearing rotating sleeve (bearing member) 3a constituting the rotor set 3 so as to face each other via a narrow gap in a radial direction.
Air existing as a lubricating fluid in the opposing gap between the two opposing dynamic pressure surfaces is applied by a pumping action of a dynamic pressure generating groove (not shown) formed on at least one of the two opposing dynamic pressure surfaces. The entire rotor set 3 is radially supported in the radial direction with respect to the stator set 2 on the basis of the air dynamic pressure generated thereby.

【0003】一方、上記ステータ組2を構成している固
定軸2aの図示上端部分、及び前記ロータ組3の頂部に
装着されたポリゴンミラー固定部材3bには、環状のス
ラスト磁石2b,3cが半径方向に対向するように取り
付けられており、これら両スラスト磁石2b,3cの磁
気的相互作用によって、前記ステータ組2に対してロー
タ組3が軸方向に浮上された状態でスラスト方向に回転
可能に支持されるように構成されている。
On the other hand, annular thrust magnets 2b, 3c are provided at the upper end of the fixed shaft 2a, which constitutes the stator set 2, and the polygon mirror fixing member 3b mounted on the top of the rotor set 3. The rotor set 3 is rotatable in the thrust direction while the rotor set 3 is floated in the axial direction with respect to the stator set 2 by the magnetic interaction between the two thrust magnets 2b and 3c. It is configured to be supported.

【0004】このような空気動圧軸受装置では、上記軸
部材及び軸受部材の材質として、両部材ともに金属材料
を採用したものや、その金属材料の表面に表面処理を施
したものが一般に採用されている。一方、それら軸部材
及び軸受部材どうしは、特に起動時や停止時等において
接触状態となり、最悪の場合には焼き付きに至るおそれ
があることから、最近では、これら軸部材及び軸受部材
の双方を、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素などの各種セ
ラミック材料により形成する試み・開発が行われてい
る。そのようなセラミック材料を軸部材及び軸受部材に
採用した動圧軸受装置では、高耐摩耗性及び低発塵性が
好適に得られる。
[0004] In such an air dynamic pressure bearing device, as the material of the shaft member and the bearing member, a material in which both members are made of a metal material and a material in which the surface of the metal material is subjected to a surface treatment are generally adopted. ing. On the other hand, the shaft member and the bearing member come into contact with each other particularly at the time of starting or stopping, and in the worst case, there is a risk of seizure. Attempts and developments have been made to form from various ceramic materials such as alumina, silicon nitride, and silicon carbide. In a hydrodynamic bearing device employing such a ceramic material for the shaft member and the bearing member, high wear resistance and low dust generation can be suitably obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、空気動圧軸
受装置では、軸部材と軸受部材とが微小な間隙を介して
対向配置しなければならないことから、軸部材及び軸受
部材として上述したような各種のセラミック材料を採用
した場合には、加工が容易でないセラミック材料に対し
て、ダイヤモンド砥石などのような高価な研削加工具を
用いることによって、例えば±2μm程度の高精度な加
工を行わなければならない。特に、軸受部材の内周面を
動圧面に加工したり、動圧発生用の溝加工を施す工程に
ついては多大の手間を要しており、動圧軸受装置の全体
が高価なものにならざるを得ないという問題がある。
However, in the pneumatic dynamic bearing device, the shaft member and the bearing member must be opposed to each other with a small gap therebetween. If various ceramic materials are used, high-precision machining of, for example, about ± 2 μm must be performed on ceramic materials that are not easily machined by using expensive grinding tools such as diamond grindstones. No. In particular, the process of forming the inner peripheral surface of the bearing member into a dynamic pressure surface or forming a groove for generating dynamic pressure requires a great deal of labor, and the entire dynamic pressure bearing device is not expensive. There is a problem that does not get.

【0006】そこで本発明は、安価な構成で、良好な高
耐摩耗性及び低発塵性を得ることができるようにした空
気動圧軸受装置を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an air dynamic pressure bearing device capable of obtaining good high wear resistance and low dust generation with an inexpensive structure.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、軸部材及び軸受部材の両部材として、通常は、金属
部材どうしか又はセラミック部材どうしが用いられると
ころを、請求項1記載の空気動圧軸受装置では、対向配
置された動圧面を有する軸部材と軸受部材とを備え、上
記対向動圧面の少なくとも一方側に、当該動圧面どうし
の間の空気に動圧を発生させる動圧発生手段が設けられ
た空気動圧軸受装置において、上記軸部材及び軸受部材
の一方側の部材がセラミック材により形成されていると
ともに、他方側の部材が、金属材により形成されてい
る。
In order to achieve the above-mentioned object, it is preferable that the metal member or the ceramic member is used as both the shaft member and the bearing member. The dynamic pressure bearing device includes a shaft member having a dynamic pressure surface and a bearing member that are opposed to each other, and a dynamic pressure generation device that generates a dynamic pressure in air between the dynamic pressure surfaces on at least one of the opposed dynamic pressure surfaces. In the pneumatic bearing device provided with the means, one of the shaft member and the bearing member is formed of a ceramic material, and the other member is formed of a metal material.

【0008】また、請求項2記載の空気動圧軸受装置で
は、前記請求項1記載の金属材の表面が、摺動性を有す
る樹脂材によりコーティングされている。
In the air dynamic pressure bearing device according to a second aspect, the surface of the metal material according to the first aspect is coated with a slidable resin material.

【0009】さらに、請求項3記載の空気動圧軸受装置
では、前記請求項2記載の樹脂材が、ポリテトラフルオ
ロエチレン(PTFE)を含有したポリアミドイミド樹
脂(PAI)を含む樹脂からなる。
Further, in the air dynamic pressure bearing device according to the third aspect, the resin material according to the second aspect is made of a resin containing a polyamideimide resin (PAI) containing polytetrafluoroethylene (PTFE).

【0010】さらにまた、請求項4記載の空気動圧軸受
装置では、前記請求項1記載の金属材によって構成され
た他方側の部材に、動圧発生手段が設けられている。
Furthermore, in the air dynamic pressure bearing device according to the fourth aspect, a dynamic pressure generating means is provided on the other member made of the metal material according to the first aspect.

【0011】また、請求項5記載の空気動圧軸受装置で
は、前記請求項4記載の軸部材がセラミック材により形
成され、軸受部材が金属材からなるものであって、上記
軸受部材の内周面に動圧発生手段を構成する凹溝が形成
されている。
According to a fifth aspect of the present invention, the shaft member according to the fourth aspect is formed of a ceramic material, and the bearing member is formed of a metal material. A concave groove constituting the dynamic pressure generating means is formed on the surface.

【0012】このような構成を有する本発明にかかる空
気動圧軸受装置によれば、軸部材又は軸受部材のうち、
セラミック材からなる一方側の部材に対して他方側の部
材が金属材により構成されていることから、双方の部材
が共にセラミック材からなるものに比して安価で良好な
加工性が得られるとともに、セラミック材どうしを組み
合せた場合とほぼ同程度の高耐摩耗性及び低発塵性が得
られるようになっている。
According to the air dynamic pressure bearing device according to the present invention having the above-described structure, of the shaft member or the bearing member,
Since one member made of a ceramic material and the other member made of a metal material, both members are inexpensive and have good workability compared to those made of a ceramic material. Thus, high wear resistance and low dust generation, which are almost the same as those obtained by combining ceramic materials, can be obtained.

【0013】また、本発明では、面加工が難しい内周面
を有する軸受部材に対して加工が容易な金属材を採用す
るとともに、面加工が容易な外周面を有する軸部材にセ
ラミック材を用いているので、上述した作用に加えて、
加工工程の効率が大幅に向上されるようになっている。
According to the present invention, a metal material which is easy to machine is used for a bearing member having an inner peripheral surface which is difficult to machine, and a ceramic material is used for a shaft member which has an outer peripheral surface which is easy to machine. Therefore, in addition to the effects described above,
The efficiency of the processing step has been greatly improved.

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、それに先立って、本発明を適用する空気
動圧軸受を備えた軸固定型のポリゴンミラー駆動用モー
タの構造を、図面に基づいての詳細に説明しておく。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below. Prior to that, the structure of a fixed-shaft type polygon mirror driving motor having an air dynamic pressure bearing to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. Will be described in detail based on the above.

【0014】図1に示されたポリゴンミラー回転駆動用
モータは、軸固定型の空気動圧軸受装置を備えたアウタ
ロータ型のものであって、フレーム10側に組み付けら
れた固定部材としてのステータ組20と、このステータ
組20に対して、図示上側から嵌め込むようにして組み
付けられた回転部材としてのロータ組30とから構成さ
れている。このうちステータ組20は、上記フレーム1
0の略中心位置に立設するように取り付けられた固定軸
(軸部材)21を有しているとともに、その固定軸21
から半径方向に一定の距離を隔てて円筒状の軸受ホルダ
ー22が、上記固定軸21を取り囲むようにして同心状
に設けられている。そして、上記軸受ホルダー22の外
周にはステータコア23が嵌着されており、そのステー
タコア23の各突極部に対して駆動コイル24が各々巻
回されている。
The polygon mirror rotation driving motor shown in FIG. 1 is an outer rotor type having a fixed shaft air dynamic pressure bearing device, and is a stator assembly as a fixed member assembled to the frame 10 side. The stator assembly 20 includes a rotor assembly 30 as a rotating member that is fitted into the stator assembly 20 from above in the figure. Of these, the stator set 20 is
And a fixed shaft (shaft member) 21 attached to stand substantially at the center position of the fixed shaft 21.
A cylindrical bearing holder 22 is provided concentrically around the fixed shaft 21 at a certain distance in the radial direction from the fixed shaft 21. A stator core 23 is fitted on the outer periphery of the bearing holder 22, and a driving coil 24 is wound around each salient pole portion of the stator core 23.

【0015】上記固定軸21は、アルミナ(99%アル
ミナ)や、窒化珪素などの各種セラミック材から形成さ
れていて、当該固定軸21の外周面には動圧面が形成さ
れている。そして、その動圧面から数μm〜十数μmの
隙間を隔てるようにして、前記ロータ組30の軸受回転
スリーブ(軸受部材)31が、回転可能に装着されてい
る。
The fixed shaft 21 is made of various ceramic materials such as alumina (99% alumina) and silicon nitride, and a dynamic pressure surface is formed on the outer peripheral surface of the fixed shaft 21. The bearing rotating sleeve (bearing member) 31 of the rotor set 30 is rotatably mounted with a gap of several μm to several tens μm from the dynamic pressure surface.

【0016】上記軸受部材としての軸受回転スリーブ3
1は、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミな
どの金属母材で形成された中空円筒状になされており、
当該軸受回転スリーブ31の内周面に形成された動圧面
を含む表面には、電着塗装などによって摺動性が良好な
潤滑性樹脂被膜がコーティング形成されている。この潤
滑性樹脂被膜としては、例えば、ポリテトラフルオロエ
チレン(PTFE)を含有したポリアミドイミド樹脂
(PAI)が採用されている。
Bearing rotating sleeve 3 as the above bearing member
1 is formed in a hollow cylindrical shape formed of a metal base material such as aluminum such as aluminum or aluminum alloy,
The surface including the dynamic pressure surface formed on the inner peripheral surface of the bearing rotation sleeve 31 is coated with a lubricating resin film having good slidability by electrodeposition coating or the like. As the lubricating resin film, for example, a polyamideimide resin (PAI) containing polytetrafluoroethylene (PTFE) is employed.

【0017】また、上記軸受回転スリーブ31の内周側
動圧面には、例えばヘリングボーン型の動圧発生用溝
(図示省略)が軸方向に2ブロックに分けられて環状に
並列するように凹設されており、当該動圧発生用溝が設
けられた軸受回転スリーブ31の内周側動圧面と、前記
固定軸21の外周側動圧面との間に、潤滑流体としての
空気に動圧力を発生させるラジアル動圧軸受部が形成さ
れている。
On the inner peripheral side dynamic pressure surface of the bearing rotary sleeve 31, for example, a herringbone type dynamic pressure generating groove (not shown) is divided into two blocks in the axial direction so as to be annularly arranged in parallel. A dynamic pressure is applied to air as a lubricating fluid between the inner peripheral side dynamic pressure surface of the bearing rotating sleeve 31 provided with the dynamic pressure generating groove and the outer peripheral side dynamic pressure surface of the fixed shaft 21. A radial dynamic pressure bearing portion to be generated is formed.

【0018】一方、上記軸受回転スリーブ31の図示上
側部分の外周には、平面六角形状のポリゴンミラー32
が嵌着されている。このポリゴンミラー32は、前記軸
受回転スリーブ31から半径方向外方に向かって延出す
るロータ胴部33の底部に相当する保持板33a上に載
置されていて、当該ポリゴンミラー32の図示上面の中
心部分が、上記軸受回転スリーブ31に装着されたクラ
ンプ部材32aによって軸方向外側から押えバネ32b
を介して締め付けられることにより固着されている。
On the other hand, a polygon mirror 32 having a flat hexagonal shape
Is fitted. The polygon mirror 32 is mounted on a holding plate 33 a corresponding to the bottom of a rotor body 33 extending radially outward from the bearing rotation sleeve 31. The center portion is pressed from the outside in the axial direction by a clamp member 32a attached to the bearing rotating sleeve 31 from the pressing spring 32b.
It is fixed by being tightened through.

【0019】さらに、上記固定軸21の先端部分(図示
上端部分)においては、外周壁部21bが軸方向(図示
上方方向)に所定量突出するように環状に形成されてい
て、その突出外周壁部21bの内周側に、スラスト浮上
用の固定側スラストマグネット25が環状に装着されて
いる。この固定側スラストマグネット25には、軸方向
(図示上下方向)の着磁が施されている。
Further, an outer peripheral wall portion 21b is formed in an annular shape so as to protrude by a predetermined amount in the axial direction (upward direction in the drawing) at a distal end portion (upper end portion in the drawing) of the fixed shaft 21. A fixed-side thrust magnet 25 for thrust floating is annularly mounted on the inner peripheral side of the portion 21b. The fixed-side thrust magnet 25 is magnetized in the axial direction (vertical direction in the drawing).

【0020】また、上記クランプ部材32aの内側中心
部分には、細孔状のエアオリフィス32cが軸方向に貫
通形成されているとともに、そのエアオリフィス32c
の周囲を取り囲むようにして、スラスト浮上用の回転側
スラストマグネット34が環状に装着されている。この
回転側スラストマグネット34は、上述した固定軸21
側の固定側スラストマグネット25と半径方向に対面す
るように配置されていて、その固定側スラストマグネッ
ト25との間に磁気的吸引力又は反発力を生じるように
軸方向(図示上下方向)の着磁が施されている。そし
て、これら両マグネット34,25どうしの相互磁気作
用によって、ロータ組30の全体が、上記ステータ組2
0に対してスラスト方向に所定量浮上した状態に保持さ
れるように構成されている。
A fine air orifice 32c is formed in the center of the inside of the clamp member 32a in the axial direction.
A rotating thrust magnet 34 for floating the thrust is mounted in a ring shape so as to surround the periphery. The rotation-side thrust magnet 34 is connected to the fixed shaft 21 described above.
It is disposed so as to face the fixed-side thrust magnet 25 in the radial direction, and is attached in the axial direction (vertical direction in the drawing) so as to generate magnetic attraction or repulsion between the fixed-side thrust magnet 25 and the fixed-side thrust magnet 25. It is magnetized. Then, due to the mutual magnetic action between the two magnets 34 and 25, the entire rotor set 30 is brought into the stator set 2
It is configured to be held in a state of floating a predetermined amount in the thrust direction with respect to 0.

【0021】さらに、前述したクランプ部材32aの中
心部分に設けられたエアオリフィス32cは、所定の空
気流動抵抗を有するダンパー手段として軸方向に貫通形
成されたものであって、このエアオリフィス32cの通
気抵抗によるダンパー作用によって、スラスト方向に浮
上したロータ組30に対する軸方向の衝撃が緩和される
ようになっている。
Further, the air orifice 32c provided at the center of the clamp member 32a is formed so as to penetrate in the axial direction as damper means having a predetermined air flow resistance. The shock in the axial direction on the rotor set 30 floating in the thrust direction is reduced by the damper action by the resistance.

【0022】上述したロータ胴部33は、前記軸受回転
スリーブ31と一体に形成された略円筒状の部材からな
り、前記駆動コイル24が配置されたロータ内空間と、
ポリゴンミラー32が配置されたロータ外空間とを仕切
るように配置されている。このロータ胴部33の外周縁
部に設けられた筒状の取付板33bの内周壁面には、磁
性材からなるバックヨーク33cを介して駆動マグネッ
ト35が環状に装着されている。上記駆動マグネット3
5は、モータ駆動部を構成するように、前述したステー
タコア23の各突極部に対して半径方向外方から近接対
向するように配置されている。
The above-mentioned rotor body 33 is formed of a substantially cylindrical member integrally formed with the bearing rotating sleeve 31, and has a rotor internal space in which the drive coil 24 is disposed.
The polygon mirror 32 is arranged so as to partition the space outside the rotor in which the polygon mirror 32 is arranged. A drive magnet 35 is annularly mounted on the inner peripheral wall surface of a cylindrical mounting plate 33b provided on the outer peripheral edge of the rotor body 33 via a back yoke 33c made of a magnetic material. Drive magnet 3
Numeral 5 is arranged so as to be closely opposed to each salient pole portion of the stator core 23 from the outside in the radial direction so as to constitute a motor drive unit.

【0023】そして、上記駆動コイル24に所定の駆動
電圧が印加されると、軸受回転スリーブ31とともにポ
リゴンミラー32が回転し、このポリゴンミラー32の
回転によって該ポリゴンミラー32に収束されたレーザ
ー光が図示されない画像記録媒体上を走査するようにな
っている。またこの時、軸受回転スリーブ31は、当該
軸受回転スリーブ31と固定軸21との間に発生する空
気の動圧力によってラジアル方向に支持されるととも
に、回転側スラストマグネット34と固定側スラストマ
グネット25との相互磁気作用によって、ロータ組30
の全体が、ステータ組20に対してスラスト方向に所定
量浮上された状態に保持される。
When a predetermined drive voltage is applied to the drive coil 24, the polygon mirror 32 rotates together with the bearing rotating sleeve 31, and the laser light converged on the polygon mirror 32 by the rotation of the polygon mirror 32 is rotated. It scans on an image recording medium (not shown). At this time, the bearing rotating sleeve 31 is supported in the radial direction by the dynamic pressure of air generated between the bearing rotating sleeve 31 and the fixed shaft 21, and the rotating side thrust magnet 34 and the fixed side thrust magnet 25 Of the rotor set 30 by the mutual magnetic action of
Are held in a state of being floated by a predetermined amount in the thrust direction with respect to the stator set 20.

【0024】以上の構成を有する本実施形態にかかる動
圧軸受装置を備えた動圧軸受モータにおいては、前述し
たように固定軸21がセラミック材から形成されている
とともに、軸受部材としての軸受回転スリーブ31がア
ルミ材等の金属材により形成されている。従って、従来
からの提案装置のように、上記固定軸21及び軸受回転
スリーブ31の両部材を共にセラミック材から構成した
ものに比して、安価な構成になされているとともに良好
な加工性が得られ、しかも、セラミック材どうしの組み
合わせとほぼ同程度の高耐摩耗性及び低発塵性が得られ
るようになっている。
In the hydrodynamic bearing motor having the above-structured hydrodynamic bearing device according to the present embodiment, the fixed shaft 21 is formed of a ceramic material as described above, and the bearing rotation as a bearing member is performed. The sleeve 31 is formed of a metal material such as an aluminum material. Therefore, as compared with a conventional device in which both the fixed shaft 21 and the bearing rotating sleeve 31 are made of a ceramic material, the structure is inexpensive and good workability is obtained. In addition, high abrasion resistance and low dust generation are obtained, which are almost the same as the combination of ceramic materials.

【0025】すなわち、本願発明者は、材料どうしの摩
耗量を調べるために、試験片として、第1の材料からな
るリング状試験片と、第2の材料からなるプレート状試
験片とを、各種材料どうしの組み合わせで形成してお
き、リング状試験片の外周面に対してプレート状試験片
の先端部分を適宜の圧力で当接させて上記リング状試験
片を一定時間回転させ、それによって上記プレート状試
験片に生じた摩耗量(比摩耗量)をそれぞれ測定してみ
た。より具体的には、上記リング状試験片(第1の材
料)としては、図2の横軸に記されているように、前記
実施形態の固定軸21を構成している99%アルミナ及
び窒化珪素のセラミック材料、並びにそれらのセラミッ
ク材料との比較材料として、真鍮(C3604)及びス
テンレス鋼(SUS420J2)の金属材料を用いた。
また、それらの各リング状試験片に当接させるプレート
状試験片(第2の材料)として、上記実施形態における
回転軸受スリーブ31に相当するアルミ母材の表面に、
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含有したポ
リアミドイミド樹脂(PAI)をコーティングしたもの
を用い、それらとの比較として、双方の材質が99%ア
ルミナであるセラミック材料どうしである場合を試験し
た。
That is, the inventor of the present invention used a ring-shaped test piece made of a first material and a plate-shaped test piece made of a second material as various test pieces in order to examine the amount of wear between the materials. It is formed of a combination of materials, the tip of the plate-shaped test piece is brought into contact with the outer peripheral surface of the ring-shaped test piece at an appropriate pressure, and the ring-shaped test piece is rotated for a predetermined time, whereby the The wear amount (specific wear amount) generated on the plate-shaped test piece was measured. More specifically, as the ring-shaped test piece (first material), as shown on the horizontal axis of FIG. 2, 99% alumina and nitrided material forming the fixed shaft 21 of the embodiment are used. As a ceramic material of silicon and a comparative material with those ceramic materials, metal materials of brass (C3604) and stainless steel (SUS420J2) were used.
Further, as a plate-shaped test piece (second material) to be brought into contact with each of the ring-shaped test pieces, a surface of an aluminum base material corresponding to the rotary bearing sleeve 31 in the above embodiment is
Using a coating of a polyamide-imide resin (PAI) containing polytetrafluoroethylene (PTFE), a comparison was made between these two ceramic materials, each of which was 99% alumina.

【0026】その結果、図2に示されているように、金
属材料どうしの組合せ(アルミ材と、真鍮又はステンレ
スとの組合せ)では、予測通り大きな摩耗量となってお
り、特にステンレス鋼を用いた場合の摩耗量は顕著であ
ることが確認された。これに対して、セラミック材料
(99%アルミナ及び窒化珪素)と、金属材料(アルミ
母材+樹脂コーティング)とを組み合わせた場合には、
大方の予測に反して、セラミック材料どうしの組み合わ
せとほとんど同程度の微小摩耗量になることが確認され
た。
As a result, as shown in FIG. 2, the combination of metal materials (combination of aluminum and brass or stainless steel) resulted in a large amount of wear as expected, and in particular, stainless steel was used. It was confirmed that the amount of abrasion in the case where it was present was remarkable. On the other hand, when a ceramic material (99% alumina and silicon nitride) and a metal material (aluminum base material + resin coating) are combined,
Contrary to most predictions, it has been confirmed that the amount of micro wear is almost the same as the combination of ceramic materials.

【0027】このように、通常は、金属部材料どうしの
組合せ、或いはセラミック材料どうしの組合せでしか考
えられていなかった軸部材及び軸受部材の材質を、本願
発明では、セラミック材料と金属材料との組み合わせに
選定することによって、安価で極めて良好な耐摩耗性が
得られることが判明した。
As described above, in the present invention, the material of the shaft member and the bearing member, which is usually considered only by the combination of the metal part materials or the combination of the ceramic materials, is used in the present invention. It has been found that by selecting a combination, inexpensive and extremely good wear resistance can be obtained.

【0028】特に、上述した実施形態では、面加工が難
しい内周面を有する軸受部材としての軸受回転スリーブ
31に対して金属材を用いているとともに、面加工が容
易な外周面を有する軸部材に対してセラミック材を用い
るようにしているので、セラミック材料どうしを組合せ
たものに比して、加工効率が大幅に向上されるようにな
っている。
In particular, in the above-described embodiment, the metallic member is used for the bearing rotating sleeve 31 as the bearing member having the inner peripheral surface, which is difficult to machine, and the shaft member having the outer peripheral surface, which is easy to machine. However, since a ceramic material is used, the processing efficiency is greatly improved as compared with a combination of ceramic materials.

【0029】以上、本発明者によってなされた発明の実
施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。
Although the embodiments of the present invention made by the inventor have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say.

【0030】例えば、本発明におけるセラミック材及び
金属材としては、上述した実施形態におけるものに限ら
れず、多種多様な材料を用いることができる。その場
合、上述した実施形態における軸部材及び軸受部材を、
逆の材料関係に設定することも当然に可能であり、さら
に、動圧発生用の溝も、軸部材及び軸受部材のいずれに
も形成することができる。
For example, the ceramic material and the metal material in the present invention are not limited to those in the above-described embodiment, and various kinds of materials can be used. In that case, the shaft member and the bearing member in the above-described embodiment are
Naturally, it is also possible to set the material relationship in the opposite manner, and the grooves for generating dynamic pressure can be formed in both the shaft member and the bearing member.

【0031】また本発明は、上述したポリゴンミラー回
転用以外の空気動圧軸受装置、例えば、ハードディスク
駆動用(HDD)における空気動圧軸受装置等に対して
も同様に適用することができる。さらに、上述した実施
形態のような軸固定型の動圧軸受装置とは異なる軸回転
型の動圧軸受装置に対しても、本発明は同様に適用する
ことができる。
The present invention can be similarly applied to an air dynamic pressure bearing device other than the above-described polygon mirror rotating device, for example, an air dynamic pressure bearing device for a hard disk drive (HDD). Further, the present invention can be similarly applied to a rotating shaft type dynamic pressure bearing device different from the fixed shaft type dynamic pressure bearing device as in the above-described embodiment.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上述べたように本発明にかかる空気動
圧軸受装置は、軸部材と軸受部材との一方側の部材をセ
ラミック材から形成するとともに、他方側の部材を金属
材により形成していることから、安価で、かつ良好な高
耐摩耗性及び低発塵性を備えた空気動圧軸受装置を得る
ことができ、極めて優れた実用性を有するものである。
As described above, in the pneumatic dynamic bearing device according to the present invention, one of the shaft member and the bearing member is formed of a ceramic material, and the other member is formed of a metal material. Therefore, it is possible to obtain an air dynamic pressure bearing device that is inexpensive and has good high wear resistance and low dust generation, and has extremely excellent practicality.

【0033】また、特に本発明では、面加工が難しい内
周面を有する軸受部材として加工が容易な金属材を採用
しているとともに、面加工が容易な外周面を有する軸部
材にセラミック材を用いているので、上述した効果に加
えて、加工効率を向上させることもできる。
In particular, in the present invention, a metal material which is easy to machine is used as a bearing member having an inner peripheral surface which is difficult to machine, and a ceramic material is used for a shaft member which has an outer peripheral surface which is easy to machine. Since it is used, processing efficiency can be improved in addition to the effects described above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態にかかるポリゴンミラー駆
動用の動圧軸受モータの一例を表した断面説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing an example of a dynamic pressure bearing motor for driving a polygon mirror according to an embodiment of the present invention.

【図2】各材質に対する摩耗量を比較して表した実験線
図である。
FIG. 2 is an experimental diagram showing the amount of wear for each material in comparison.

【図3】従来におけるリゴンミラー駆動用の動圧軸受モ
ータの一例を表した断面説明図である。
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view showing an example of a conventional dynamic bearing motor for driving a Rigon mirror.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 ステータ組 21 固定軸(軸部材) 23 ステータコア 30ロータ組 31 軸受回転スリーブ(軸受部材) 32 ポリゴンミラー Reference Signs List 20 Stator set 21 Fixed shaft (shaft member) 23 Stator core 30 Rotor set 31 Bearing rotating sleeve (bearing member) 32 Polygon mirror

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向配置された動圧面を有する軸部材と
軸受部材とを備え、上記対向動圧面の少なくとも一方側
に、当該動圧面どうしの間の空気に動圧を発生させる動
圧発生手段が設けられた空気動圧軸受装置において、 上記軸部材及び軸受部材の一方側の部材がセラミック材
により形成されているとともに、 他方側の部材が、金属材により形成されていることを特
徴とする空気動圧軸受装置。
1. A dynamic pressure generating means, comprising: a shaft member having a dynamic pressure surface arranged opposite to a bearing member; and a dynamic pressure generating means for generating a dynamic pressure in air between the dynamic pressure surfaces on at least one of the opposed dynamic pressure surfaces. In the pneumatic pressure bearing device provided with, a member on one side of the shaft member and the bearing member is formed of a ceramic material, and a member on the other side is formed of a metal material. Pneumatic bearing device.
【請求項2】 前記金属材の表面が、摺動性を有する樹
脂材によりコーティングされていることを特徴とする請
求項1記載の空気動圧軸受装置。
2. The pneumatic bearing device according to claim 1, wherein a surface of the metal material is coated with a resin material having slidability.
【請求項3】 前記樹脂材が、ポリテトラフルオロエチ
レン(PTFE)を含有したポリアミドイミド樹脂(P
AI)を含む樹脂からなることを特徴とする請求項2記
載の空気動圧軸受装置。
3. The method according to claim 1, wherein the resin material is a polyamide-imide resin (P) containing polytetrafluoroethylene (PTFE).
The air dynamic pressure bearing device according to claim 2, wherein the air dynamic pressure bearing device is made of a resin containing AI).
【請求項4】 前記金属材によって構成された他方側の
部材に動圧発生手段が設けられていることを特徴とする
請求項1記載の空気動圧軸受装置。
4. The air dynamic pressure bearing device according to claim 1, wherein a dynamic pressure generating means is provided on the other member made of said metal material.
【請求項5】 前記軸部材がセラミック材により形成さ
れ、軸受部材が金属材からなるものであって、 上記軸受部材の内周面に、動圧発生手段を構成する凹溝
が形成されていることを特徴とする請求項4記載の空気
動圧軸受装置。
5. The shaft member is formed of a ceramic material, the bearing member is formed of a metal material, and a concave groove forming dynamic pressure generating means is formed on an inner peripheral surface of the bearing member. The air dynamic pressure bearing device according to claim 4, wherein:
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