JP2968178B2 - 軸受装置 - Google Patents
軸受装置Info
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Description
くは、高速ポリゴンスキャナ等に用いられる動圧空気軸
受に適用することができ、特に、スキャナ内部の温度が
上昇して固定軸及び磁気軸受マグネットが高温に晒され
ても、磁気軸受マグネットの熱膨張を抑えることによ
り、高精度に加工された固定軸の外径の歪みを抑えるこ
とができ、動圧軸受の隙間を保持することにより、固定
軸が回転軸の内径と接触して軸受がロックすることを抑
えることができる軸受装置に関する。
転軸を支持させるとともに、回転軸にポリゴンミラーと
モータ構成部とを装着したポリゴンスキャナについて
は、例えば特開平5−272528号公報で報告された
ものがある。この従来のポリゴンスキャナでは、回転軸
とポリゴンミラーとを各々熱膨張率の一致するアルミニ
ウム及びアルミニウム合金等の軽量素材から形成して構
成することにより、ポリゴンミラー及び回転軸を軽量素
材にし、かつ、それらの熱膨張率を一致させたため、ポ
リゴンミラーの高速回転時の位置ずれによるバランス偏
倚を防止して、高速回転時の振動を低減させることがで
きるという利点を有する。
固定軸と回転軸とを各々アルミニウム又はアルミニウム
合金から形成するとともに、少なくとも固定軸と回転軸
の接触可能な部位に陽極酸化被膜を形成し、固定軸に対
して回転軸を常に軸方向に浮上させる浮上手段を設けて
構成することにより、固定軸及び回転軸を各々非磁性で
加工性に優れたアルミニウム又はアルミニウム合金から
形成したため、回転体を軽量化して耐振性を向上させる
ことができ、固定軸及び回転軸の加工性を向上させるこ
とができる。
らして塵除去工程等を省略して、製造コストを低減させ
ることができるという利点を有する。また、少なくとも
固定軸と回転軸の接触可能な部位に陽極酸化被膜を形成
するとともに、固定軸に対して回転軸を常に浮上させる
浮上手段を設けたため、耐摩耗性を向上させ、焼付等を
確実に防止して耐久性を向上させることができるという
利点を有する。
写機には、モータ回転数が20,000rpmを越える
ポリゴンスキャナが用いられている。このポリゴンスキ
ャナには、軸受の長寿命化及び低騒音化を行うのため、
非接触軸受が用いられている。なお、従来のポリゴンス
キャナでは、磁気軸受マグネットの熱膨張率が固定軸よ
りも大きいものを用いている。
たような従来のポリゴンスキャナでは、モータの高速回
転に伴う発熱と複写機内部の温度によりスキャナ内部の
温度が上昇して、100℃近い温度に晒される。このよ
うに、固定軸及び磁気軸受マグネット等が高温に晒され
た時、前述の如く、磁気軸受マグネットの熱膨張率が固
定軸よりも大きいと、磁気軸受マグネットの熱膨張によ
り、高精度に加工された固定軸の外径が歪んで動圧軸受
の隙間がなくなり、固定軸が回転軸の内径と接触して軸
受がロックすることがあるという問題があった。
上昇して固定軸及び磁気軸受マグネットが高温に晒され
ても、磁気軸受マグネットの熱膨張を抑えることによ
り、高精度に加工された固定軸の外径の歪みを抑えるこ
とができ、動圧軸受の隙間を略一定に保持することによ
り、固定軸が中空回転軸の内径と接触して軸受がロック
することを抑えることができる軸受装置を提供すること
を目的とする。
延在方向に亘って同一の内径を有する中空回転軸とこの
中空回転軸に嵌合された固定軸とから構成され、前記中
空回転軸及び前記固定軸の対向する少なくともいずれか
一方の面に動圧発生用の溝を設けることより、前記中空
回転軸および固定軸の対向面によって形成される動圧空
気軸受と、前記固定軸に対して前記中空回転軸を軸方向
に浮上させる浮上手段とを有する軸受装置において、磁
気軸受マグネットを動圧空気軸受を形成する前記中空回
転軸の対向面の範囲内で該磁気軸受マグネットの熱膨張
率よりも大きい固定軸の上端部に埋込むとともに、前記
磁気軸受マグネットを、前記固定軸の軸方向の面のみに
塗布された接着剤により前記固定軸に固着したことを特
徴とするものである。
の発明において、前記磁気軸受マグネットは、ネオジウ
ムあるいはサマリウム元素を含む焼結磁石からなり、前
記固定軸は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から
なることを特徴とするものである。
を磁気軸受マグネットの熱膨張率よりも大きい固定軸に
埋込んでなるように構成する。このため、スキャナ内部
の温度が上昇して固定軸及び磁気軸受マグネットが高温
に晒された時、従来の磁気軸受マグネットの熱膨張率が
固定軸よりも大きい場合よりも、固定軸に対して磁気軸
受マグネットの熱膨張を抑えることができる。
う高精度に加工された固定軸の外形の歪みを抑えること
ができるため、動圧軸受の隙間を略一定に保持すること
ができる。 また、磁気軸受マグネットを固定軸の軸方向
の面のみに塗布された接着剤により固定軸に固着したの
で、固定軸の軸方向の面のみに塗布された接着剤により
磁気軸受マグネットを固定軸に固着する固定軸の径方向
にまで接着剤を塗布した場合よりも、接着剤の領域を減
らして接着剤の熱膨張を抑えることができる。従って、
接着剤の熱膨張に伴う固定軸の外径の歪みを抑えること
ができる。 以上の結果、固定軸と回転軸の内径との接触
を抑えて軸受がロックすることを抑えることができる。
請求項2記載の発明では、磁気軸受マグネットを、ネオ
ジウムあるいはサマリウム元素を含む焼結磁石から構成
し、固定軸を、アルミニウムまたはアルミニウム合金か
ら構成する。
を固定軸よりも効率良く小さくすることができるので、
上記請求項1記載の発明の効果を効率良く得ることがで
きる。また、磁気軸受マグネットを焼結磁石から構成す
るため、プラスチック製磁石の場合よりも磁気特性を良
好にすることができる。更に、固定軸をアルミニウム又
はアルミニウム合金から構成するため、熱伝導性を良好
にすることができるとともに、軽量にすることができ
る。
する。図1は本発明に係る一実施例の動圧空気軸受型ポ
リゴンスキャナの構造を示す断面図である。本実施例で
は、中空回転軸1に形成した段部1aの上面にポリゴン
ミラー2を載置し、ミラー押さえ3によりポリゴンミラ
ー2を上方より押さえて係止している。
おり、マグネットホルダとしての機能も有している。ま
た、ミラー押さえ3には、上下振動減衰用連通穴3aが
形成されており、スラスト軸受にダンピング特性を持た
せるように構成している。更に、ミラー押さえ3には、
回転体不釣合修正用のバランス修正溝3bが形成されて
いる。
用しているロータフランジ6とロータマグネット7で構
成されており、このロータマグネット7には、回転体不
釣合修正用のバランス修正溝7aが形成されている。従
って、ポリゴンミラー2、ミラー押さえ3、ロータマグ
ネット組立体5等が取り付けられた中空回転軸1が動圧
空気軸受型ポリゴンスキャナの回転体8を構成してい
る。回転体8は、不釣合による回転時の振動を小さくす
るため、上下のバランス修正溝3b,7aで数mg以下
の不釣合量にバランス修正されている。
の内径を有しており、中空回転軸1が嵌合されている固
定軸9は、上端部に磁気軸受磁石10が固定され、下端
部には、ハウジング11a,11b,11c,11dと
圧入固着あるいは焼きばめ等の方法で堅固に固定されて
いる。更に、固定軸9の表面には、動圧空気軸受を構成
するためのヘリングボーン溝12a,12bを上下2対
有している。
1と固定軸9の対向面の隙間の圧力が高まり、動圧軸受
を形成して、非接触でラジアル方向に回転体8を支持す
る。一方、アキシャル軸受は、上ケース13、回転体8
の上端部、及び固定軸9の上端部に固定された磁石4,
10,14と上下振動減衰用連通穴3aで構成されてい
る。磁石4,10,14の磁極は、互いに向かい合う面
を同極とし、回転体8の磁石4は、上下から反発させら
れ浮上し非接触で支持している。
れる。モータ部は、ロータマグネット組立体5、コイル
部15,コイル部15が搭載されたプリント基板16,
ホール素子(図示しない)等で構成され、制御用トラン
ジスタ17aが搭載された制御用回路基板17により励
磁切換えを行い、ポリゴンスキャナの回転体8を回転す
るようになっている。
空気軸受を形成する中空回転軸1の対向面の範囲内でこ
の磁石10の熱膨張率よりも大きい固定軸9の上端部に
埋込まれている。固定軸9は、ハウジング11a,11
b,11c,11dと同じ熱膨張率を有する構成材料か
らなり、この構成材料には、アルミニウム、アルミニウ
ム合金等が挙げられる。固定軸9の上端に埋め込まれて
いるアキシャル軸受用磁石10は、希土類焼結磁石から
なり、この焼結磁石には、例えばNe−Fe−Br(ネ
オジ−鉄−ボロン)系やSm−Co(サマリウム−コバ
ルト)系の磁石等が挙げられる。
熱膨張率は、2.4×10-5/℃であるのに対し、磁気
軸受用磁石10を構成するNe−Fe−Br系やSm−
Co系焼結磁石の熱膨張率は、6.5×10-6/℃と固
定軸9よりも小さい。また、本実施例では、固定軸9と
磁石軸受用磁石10の固着に接着剤を使用する場合、接
着剤は、固定軸9の軸方向のみに塗布し、径方向へ食み
ださないように接着剤の塗布量を管理する。
磁気軸受マグネット10を、動圧空気軸受を形成する中
空回転軸1の対向面の範囲内でこの磁石10の熱膨張率
よりも大きい固定軸9の上端部に埋込んでいる。このた
め、スキャナ内部の温度が上昇して固定軸9及び磁気軸
受マグネット10が高温に晒された時、従来の磁気軸受
マグネットの熱膨張率が固定軸よりも大きい場合より
も、固定軸9に対して磁気軸受マグネット10の熱膨張
を抑えることができる。
に伴う高精度に加工された固定軸9の外径の歪みを抑え
ることができるため、動圧軸受の隙間を一定に保持する
ことができる。 また、磁気軸受マグネット10を、固定
軸9の軸方向の面のみに塗布された接着剤により固定軸
9に固着したので、固定軸9の軸方向の面のみに塗布さ
れた接着剤により、磁気軸受マグネット10を固定軸9
に固着したので、固定軸9の径方向にまで接着剤を塗布
した場合よりも、接着剤の領域を減らして接着剤の熱膨
張を抑えることができる。 以上の結果、固定軸9と回転
軸1の内径との接触を抑えて軸受がロックすることを抑
えることができる。本実施例(請求項2)では、磁気軸
受マグネット10を、ネオジウムあるいはサマリウム元
素を含む焼結磁石から構成し、固定軸9を、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金から構成している。
張率を固定軸9よりも効率良く小さくすることができ
る。また、磁気軸受マグネット10を焼結磁石から構成
するため、プラスチック製磁石の場合よりも磁気特性を
良好にすることができる。更に、固定軸9をアルミニウ
ム又はアルミニウム合金から構成するため、熱伝導性を
良好にすることができるとともに、軽量にすることがで
きる。
上昇して固定軸及び磁気軸受マグネットが高温に晒され
ても、磁気軸受マグネットの熱膨張を抑えることによ
り、高精度に加工された固定軸の外径の歪みを抑えるこ
とができ、動圧軸受の隙間を略一定に保持することがで
きる。 また、磁気軸受マグネットを固定軸の軸方向の面
のみに塗布された接着剤により固定軸に固着したので、
固定軸の軸方向の面のみに塗布された接着剤により磁気
軸受マグネットを固定軸に固着する固定軸の径方向にま
で接着剤を塗布した場合よりも、接着剤の領域を減らし
て接着剤の熱膨張を抑えることができる。従って、接着
剤の熱膨張に伴う固定軸の外径の歪みを抑えることがで
きる。 以上の結果、固定軸が回転軸の内径と接触して軸
受がロックすることを抑えることができるという効果が
ある。
ンスキャナの構造を示す断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】延在方向に亘って同一の内径を有する中空
回転軸とこの中空回転軸に嵌合された固定軸とから構成
され、前記中空回転軸及び前記固定軸の対向する少なく
ともいずれか一方の面に動圧発生用の溝を設けることよ
り、前記中空回転軸および固定軸の対向面によって形成
される動圧空気軸受と、前記固定軸に対して前記中空回
転軸を軸方向に浮上させる浮上手段とを有する軸受装置
において、 磁気軸受マグネットを動圧空気軸受を形成する前記中空
回転軸の対向面の範囲内で該磁気軸受マグネットの熱膨
張率よりも大きい固定軸の上端部に埋込むとともに、前
記磁気軸受マグネットを、前記固定軸の軸方向の面のみ
に塗布された接着剤により前記固定軸に固着したことを
特徴とする軸受装置。 - 【請求項2】前記磁気軸受マグネットは、ネオジウムあ
るいはサマリウム元素を含む焼結磁石からなり、前記固
定軸は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる
ことを特徴とする請求項1記載の軸受装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6232567A JP2968178B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6232567A JP2968178B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 軸受装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0893764A JPH0893764A (ja) | 1996-04-09 |
JP2968178B2 true JP2968178B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=16941372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6232567A Expired - Fee Related JP2968178B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 軸受装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2968178B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7269693B2 (ja) * | 2018-08-21 | 2023-05-09 | ビアメカニクス株式会社 | ガルバノモータ |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPH05272528A (ja) * | 1992-03-26 | 1993-10-19 | Ricoh Co Ltd | ポリゴンスキャナおよびその製造方法 |
-
1994
- 1994-09-28 JP JP6232567A patent/JP2968178B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH0893764A (ja) | 1996-04-09 |
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