JP3395524B2 - 縦型流体軸受装置 - Google Patents
縦型流体軸受装置Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/107—Grooves for generating pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
- F16C17/026—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３〜５万回転／分
程度の高速回転をする、レーザビームプリンタ等に用い
られるポリゴンスキャナモータ等に用いられる、縦型流
体軸受装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】以下図面を参照しながら、上述した従来
の縦型流体軸受装置の一例について説明する。図３〜４
は従来の縦型流体軸受装置の断面図である。図３〜４に
おいて１１はベース板、１２はスリーブで内周面に動圧
発生溝１２Ｂを有する軸受穴１２Ａを有している、１３
は軸受穴１２Ａに回転自在に挿入された回転軸、１４は
スリーブ１２に固定されたスラスト板であり、回転軸１
３と、軸受穴１２Ａと、スラスト板１４の間には潤滑剤
１５が注入されている。１６は回転軸１３に固定された
ディスクで、ロータヨーク１７、ロータ磁石１８が固定
されている。１９はモータステータ、２０Ａはディスク
１６に取り付けられたミラー、２０Ｂは押えバネある。 【０００３】以上のように構成された従来の縦型流体軸
受装置について、以下その動作について説明する。ま
ず、モータステータ１９に通電がされるとロータ磁石１
８がロータヨーク１７、ディスク１６、回転軸１３、ミ
ラー２０Ａ、押えバネ２０Ｂと共に回転駆動される。動
圧発生溝１２Ｂは潤滑剤１５にポンピング圧力を与え、
回転軸１３は軸受穴１２Ａに対して非接触で回転する。
ミラー２０Ａは、図示しないレーザ光を反射して図示し
ない感光ドラムに信号の記録を行なう。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、次の様な問題点がある。図４において３
万回転／分以上の高速回転では、潤滑剤１５はモータス
テータの発熱や軸受自身の発熱等により、１２０℃以上
の高温に加熱されるが、この様な状態では、潤滑剤１５
は、回転軸１３の回転力で飛散したり、高温で粘度が著
しく低下して潤滑剤自身の重力で下方に垂れ下がり、ヘ
リングボーン形状の動圧発生溝１２Ｂは、特にその上部
（図中矢印Ａ）では油膜切れが生じ、時にはコスレや、
焼け付きを生じる事もあった。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の縦型流体軸受装置は、スリーブに垂設した
軸受穴に回転軸が挿入され、前記軸受穴または回転軸の
外周面には少なくとも２組の動圧発生溝が構成され、前
記回転軸は前記２組の動圧発生溝の間に、前記回転軸の
軸方向に沿って下から上方に向けて径が太くなる方向の
第１のテーパ部を底部とする円周溝を有するとともに、
前記スリーブの上端部または下端部の少なくともいずれ
か一方の近傍に対向する位置の外周面に、２組の動圧発
生溝に向かって径が太くなる方向の第２のテーパ部を有
する円周溝を有し、前記２組の動圧発生溝と、前記第
１、第２のテーパ部は潤滑剤で充満されている。 【０００６】本発明は、上記した構成によって、第１の
テーパ部が潤滑剤の溜りになると共に、テーパ部に付着
した潤滑剤が回転力により回転軸の軸方向に沿って下方
から上方に供給され、この第１のテーパ部の上下に位置
する動圧発生溝には共に油膜切れが生じない。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につい
て、図１〜図２を参照しながら説明する。図１は本発明
の実施の形態における縦型流体軸受の断面図である。図
１において、１はハウジングで、スリーブ２が固定さ
れ、このスリーブ２に垂設された軸受穴２Ａには回転軸
３が回転自在に挿入され、軸受穴２Ａの内周、または、
回転軸３の外周面のすくなくともいずれか一方には動圧
発生溝２Ｂ、２Ｃが設けられている。回転軸３の下端
は、ハウジング１の底部に取り付けられたスラスト板４
に当接し、上端にはディスク６が固定され、ミラー１０
Ａ、押えバネ１０Ｂが取り付けられている。回転軸３に
は下側の動圧発生溝２Ｃから上側の動圧発生溝２Ｂに向
けて径が大きくなる方向のテーパを有する第１テーパ部
３Ａを動圧発生溝２Ｂと動圧発生溝２Ｃとの間に、また
スリーブ２の軸受穴２Ａの上端または、下端の少なくと
もいずれか一方と対向する位置には第２テーパ部３Ｂ，
３Ｃを有している。第２テーパ部３Ｂ，３Ｃは軸受穴２
Ａの端部から動圧発生溝２Ｂ，２Ｃに向けて径が太くな
る方向のテーパを有している。動圧発生溝部２Ｂ，２Ｃ
および第１テーパ部３Ａ，第２テーパ部３Ｂ，３Ｃには
それぞれ潤滑剤５が注入されている。ディスク６にはロ
ータヨーク７、ロータ磁石８および、ミラー１０Ａ、押
えバネ１０Ｂが取り付けられ、またハウジング１にはモ
ータステータ９が取り付けられている。 【０００８】以上のように構成された縦型流体軸受装置
についてその動作を説明する。図１において、モータス
テータ９に通電されると、ロータ磁石８に回転力が与え
られ、ロータヨーク７、ディスク６、回転軸３、ミラー
１０Ａ、押えバネ１０Ｂと共に回転駆動される。この回
転により動圧発生溝２Ｂ，２Ｃは潤滑剤５にポンピング
力を与え、回転軸３は軸受穴２Ａに対して非接触回転を
行なう。この時、図２に示すように第１テーパ部３Ａ周
辺には潤滑剤５Ａが充分付着し、第２テーパ部３Ｂ、３
Ｃには潤滑剤５Ｄ，５Ｅが蓄えられる。しかし高速回転
では、潤滑剤は、５Ｃに示すように軸受穴２Ａの内周面
等を伝わり図中の矢印Ｂ方向に自重で垂れ下がろうとす
る。そこで第１テーパ部の径が小さい方から、径が大き
い方に沿って即ち回転軸３の軸方向に沿って下から上
へ、遠心力により潤滑剤５Ｃが運搬され、上側動圧発生
溝２Ｂに供給される。また第２テーパ部３Ｂ，３Ｃに蓄
えられた潤滑剤５Ｄ，５Ｅは、同様にそれぞれのテーパ
に沿って動圧発生溝２Ｂ，２Ｃに向けて供給される。そ
して回転するミラー１０Ａは図示しない発行素子から出
されたレーザ光を反射し、図示しない感光ドラムに照射
し信号の記録を行う。 【０００９】以上のように本実施の形態によれば、３〜
５万回転／分の高速回転においても流体軸受の潤滑剤が
動圧発生溝に確実に保持され、長期に亘り安定した回転
がえられる。 【００１０】なお、動圧発生溝２Ｂ，２Ｃは、スリーブ
２の内周に形成した場合について説明したが、回転軸３
の外周面に形成しても同じ事である。 【００１１】なお、本実施形態においてはスリーブ２と
ハウジング１は別部材である場合について説明したが、
プレス構成品、ダイキャスト構成品等からなる完全な一
体物であっても同じである。 【００１２】なお、本実施形態では、第１、第２のテー
パ部がある場合について説明したが、第２のテーパ部は
なくとも、第１テーパ部だけを有していてもほぼ同様の
効果が得られる。 【００１３】 【発明の効果】以上のように本発明は、回転軸の軸方向
に沿って下から上に向かって径が大きくなる第１テーパ
部を有する回転軸が、この第１テーパ部により潤滑剤を
上方へ運搬供給する事により、また、第２のテーパ部に
蓄えられた潤滑剤がそのテーパに沿って動圧発生溝に向
けて供給されるため、潤滑剤が動圧発生溝に確実に保持
され長期に亘り安定した回転が得られる。
程度の高速回転をする、レーザビームプリンタ等に用い
られるポリゴンスキャナモータ等に用いられる、縦型流
体軸受装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】以下図面を参照しながら、上述した従来
の縦型流体軸受装置の一例について説明する。図３〜４
は従来の縦型流体軸受装置の断面図である。図３〜４に
おいて１１はベース板、１２はスリーブで内周面に動圧
発生溝１２Ｂを有する軸受穴１２Ａを有している、１３
は軸受穴１２Ａに回転自在に挿入された回転軸、１４は
スリーブ１２に固定されたスラスト板であり、回転軸１
３と、軸受穴１２Ａと、スラスト板１４の間には潤滑剤
１５が注入されている。１６は回転軸１３に固定された
ディスクで、ロータヨーク１７、ロータ磁石１８が固定
されている。１９はモータステータ、２０Ａはディスク
１６に取り付けられたミラー、２０Ｂは押えバネある。 【０００３】以上のように構成された従来の縦型流体軸
受装置について、以下その動作について説明する。ま
ず、モータステータ１９に通電がされるとロータ磁石１
８がロータヨーク１７、ディスク１６、回転軸１３、ミ
ラー２０Ａ、押えバネ２０Ｂと共に回転駆動される。動
圧発生溝１２Ｂは潤滑剤１５にポンピング圧力を与え、
回転軸１３は軸受穴１２Ａに対して非接触で回転する。
ミラー２０Ａは、図示しないレーザ光を反射して図示し
ない感光ドラムに信号の記録を行なう。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、次の様な問題点がある。図４において３
万回転／分以上の高速回転では、潤滑剤１５はモータス
テータの発熱や軸受自身の発熱等により、１２０℃以上
の高温に加熱されるが、この様な状態では、潤滑剤１５
は、回転軸１３の回転力で飛散したり、高温で粘度が著
しく低下して潤滑剤自身の重力で下方に垂れ下がり、ヘ
リングボーン形状の動圧発生溝１２Ｂは、特にその上部
（図中矢印Ａ）では油膜切れが生じ、時にはコスレや、
焼け付きを生じる事もあった。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の縦型流体軸受装置は、スリーブに垂設した
軸受穴に回転軸が挿入され、前記軸受穴または回転軸の
外周面には少なくとも２組の動圧発生溝が構成され、前
記回転軸は前記２組の動圧発生溝の間に、前記回転軸の
軸方向に沿って下から上方に向けて径が太くなる方向の
第１のテーパ部を底部とする円周溝を有するとともに、
前記スリーブの上端部または下端部の少なくともいずれ
か一方の近傍に対向する位置の外周面に、２組の動圧発
生溝に向かって径が太くなる方向の第２のテーパ部を有
する円周溝を有し、前記２組の動圧発生溝と、前記第
１、第２のテーパ部は潤滑剤で充満されている。 【０００６】本発明は、上記した構成によって、第１の
テーパ部が潤滑剤の溜りになると共に、テーパ部に付着
した潤滑剤が回転力により回転軸の軸方向に沿って下方
から上方に供給され、この第１のテーパ部の上下に位置
する動圧発生溝には共に油膜切れが生じない。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につい
て、図１〜図２を参照しながら説明する。図１は本発明
の実施の形態における縦型流体軸受の断面図である。図
１において、１はハウジングで、スリーブ２が固定さ
れ、このスリーブ２に垂設された軸受穴２Ａには回転軸
３が回転自在に挿入され、軸受穴２Ａの内周、または、
回転軸３の外周面のすくなくともいずれか一方には動圧
発生溝２Ｂ、２Ｃが設けられている。回転軸３の下端
は、ハウジング１の底部に取り付けられたスラスト板４
に当接し、上端にはディスク６が固定され、ミラー１０
Ａ、押えバネ１０Ｂが取り付けられている。回転軸３に
は下側の動圧発生溝２Ｃから上側の動圧発生溝２Ｂに向
けて径が大きくなる方向のテーパを有する第１テーパ部
３Ａを動圧発生溝２Ｂと動圧発生溝２Ｃとの間に、また
スリーブ２の軸受穴２Ａの上端または、下端の少なくと
もいずれか一方と対向する位置には第２テーパ部３Ｂ，
３Ｃを有している。第２テーパ部３Ｂ，３Ｃは軸受穴２
Ａの端部から動圧発生溝２Ｂ，２Ｃに向けて径が太くな
る方向のテーパを有している。動圧発生溝部２Ｂ，２Ｃ
および第１テーパ部３Ａ，第２テーパ部３Ｂ，３Ｃには
それぞれ潤滑剤５が注入されている。ディスク６にはロ
ータヨーク７、ロータ磁石８および、ミラー１０Ａ、押
えバネ１０Ｂが取り付けられ、またハウジング１にはモ
ータステータ９が取り付けられている。 【０００８】以上のように構成された縦型流体軸受装置
についてその動作を説明する。図１において、モータス
テータ９に通電されると、ロータ磁石８に回転力が与え
られ、ロータヨーク７、ディスク６、回転軸３、ミラー
１０Ａ、押えバネ１０Ｂと共に回転駆動される。この回
転により動圧発生溝２Ｂ，２Ｃは潤滑剤５にポンピング
力を与え、回転軸３は軸受穴２Ａに対して非接触回転を
行なう。この時、図２に示すように第１テーパ部３Ａ周
辺には潤滑剤５Ａが充分付着し、第２テーパ部３Ｂ、３
Ｃには潤滑剤５Ｄ，５Ｅが蓄えられる。しかし高速回転
では、潤滑剤は、５Ｃに示すように軸受穴２Ａの内周面
等を伝わり図中の矢印Ｂ方向に自重で垂れ下がろうとす
る。そこで第１テーパ部の径が小さい方から、径が大き
い方に沿って即ち回転軸３の軸方向に沿って下から上
へ、遠心力により潤滑剤５Ｃが運搬され、上側動圧発生
溝２Ｂに供給される。また第２テーパ部３Ｂ，３Ｃに蓄
えられた潤滑剤５Ｄ，５Ｅは、同様にそれぞれのテーパ
に沿って動圧発生溝２Ｂ，２Ｃに向けて供給される。そ
して回転するミラー１０Ａは図示しない発行素子から出
されたレーザ光を反射し、図示しない感光ドラムに照射
し信号の記録を行う。 【０００９】以上のように本実施の形態によれば、３〜
５万回転／分の高速回転においても流体軸受の潤滑剤が
動圧発生溝に確実に保持され、長期に亘り安定した回転
がえられる。 【００１０】なお、動圧発生溝２Ｂ，２Ｃは、スリーブ
２の内周に形成した場合について説明したが、回転軸３
の外周面に形成しても同じ事である。 【００１１】なお、本実施形態においてはスリーブ２と
ハウジング１は別部材である場合について説明したが、
プレス構成品、ダイキャスト構成品等からなる完全な一
体物であっても同じである。 【００１２】なお、本実施形態では、第１、第２のテー
パ部がある場合について説明したが、第２のテーパ部は
なくとも、第１テーパ部だけを有していてもほぼ同様の
効果が得られる。 【００１３】 【発明の効果】以上のように本発明は、回転軸の軸方向
に沿って下から上に向かって径が大きくなる第１テーパ
部を有する回転軸が、この第１テーパ部により潤滑剤を
上方へ運搬供給する事により、また、第２のテーパ部に
蓄えられた潤滑剤がそのテーパに沿って動圧発生溝に向
けて供給されるため、潤滑剤が動圧発生溝に確実に保持
され長期に亘り安定した回転が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の縦型流体軸受装置の断面
図 【図２】図１に示す縦型流体軸受装置の要部断面図 【図３】従来の縦型流体軸受装置の断面図 【図４】図３に示す従来の縦型流体軸受装置の要部断面
図 【符号の説明】 １ ハウジング ２ スリーブ ２Ａ 軸受穴 ２Ｂ，２Ｃ 動圧発生溝 ３ 回転軸 ３Ａ 第１テーパ部 ３Ｂ，３Ｃ 第２テーパ部 ４ スラスト板 ５ 潤滑剤 ６ ディスク ７ ロータヨーク ８ ロータ磁石 ９ モータステータ １０Ａ ミラー １０Ｂ 押えバネ
図 【図２】図１に示す縦型流体軸受装置の要部断面図 【図３】従来の縦型流体軸受装置の断面図 【図４】図３に示す従来の縦型流体軸受装置の要部断面
図 【符号の説明】 １ ハウジング ２ スリーブ ２Ａ 軸受穴 ２Ｂ，２Ｃ 動圧発生溝 ３ 回転軸 ３Ａ 第１テーパ部 ３Ｂ，３Ｃ 第２テーパ部 ４ スラスト板 ５ 潤滑剤 ６ ディスク ７ ロータヨーク ８ ロータ磁石 ９ モータステータ １０Ａ ミラー １０Ｂ 押えバネ
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−300514（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−137320（ＪＰ，Ａ)
実開 平４−75218（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16C 17/00 - 17/26
F16C 33/00 - 33/28
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 軸受穴を垂設したスリーブを有し、その
軸受穴に回転軸が挿入され、前記軸受穴の内面または回
転軸の外周面の少なくともいずれか一方には少なくとも
２組の動圧発生溝が構成され、前記回転軸は前記２組の
動圧発生溝の間に、前記回転軸の軸方向に沿って下から
上方に向けて径が太くなる方向の第１のテーパ部を底部
とする円周溝を有するとともに、前記スリーブの上端部
または下端部の少なくともいずれか一方の近傍に対向す
る位置の外周面に、２組の動圧発生溝に向かって径が太
くなる方向の第２のテーパ部を有する円周溝を有し、前
記２組の動圧発生溝と、前記第１、第２のテーパ部は潤
滑剤で充満された縦型流体軸受装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14694996A JP3395524B2 (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 縦型流体軸受装置 |
| US08/866,223 US5810480A (en) | 1996-06-10 | 1997-05-30 | Vertical hydrodynamic bearing apparatus |
| SG1997002021A SG60069A1 (en) | 1996-06-10 | 1997-06-09 | Vertical hydrodynamic bearing apparatus |
| CN97113613A CN1066522C (zh) | 1996-06-10 | 1997-06-10 | 垂直流体动压轴承装置 |
| HK03103627A HK1051313A1 (en) | 1996-06-10 | 2003-05-22 | Air massager. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14694996A JP3395524B2 (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 縦型流体軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09329130A JPH09329130A (ja) | 1997-12-22 |
| JP3395524B2 true JP3395524B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=15419225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14694996A Expired - Lifetime JP3395524B2 (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 縦型流体軸受装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5810480A (ja) |
| JP (1) | JP3395524B2 (ja) |
| CN (1) | CN1066522C (ja) |
| HK (1) | HK1051313A1 (ja) |
| SG (1) | SG60069A1 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6196722B1 (en) * | 1998-01-13 | 2001-03-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Hydrodynamic bearing |
| JP4006810B2 (ja) * | 1998-02-27 | 2007-11-14 | 松下電器産業株式会社 | 電動機及びそれを用いたヒートシンク装置 |
| JP2000120691A (ja) * | 1998-10-16 | 2000-04-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流体軸受けスピンドルモータ装置 |
| EP1024294A3 (en) * | 1999-01-29 | 2002-03-13 | Ibiden Co., Ltd. | Motor and turbo-molecular pump |
| JP3984462B2 (ja) * | 2001-11-26 | 2007-10-03 | 日本電産株式会社 | 動圧軸受装置 |
| US6980393B2 (en) * | 2002-03-12 | 2005-12-27 | Minebea Co., Ltd. | Low power spindle motor with a fluid dynamic thrust bearing having a reduced outer diameter |
| DE10238558A1 (de) * | 2002-03-12 | 2003-10-16 | Minebea Co Ltd | Hydrodynamisches Lager für einen Spindelmotor |
| JP4127035B2 (ja) * | 2002-12-02 | 2008-07-30 | 松下電器産業株式会社 | 動圧軸受装置及びディスク記録装置 |
| JP4127040B2 (ja) * | 2002-12-06 | 2008-07-30 | 松下電器産業株式会社 | 流体軸受装置及びディスク回転装置 |
| US20040192340A1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-09-30 | 422, Inc. | Method and system for database content security in directory assistance & information services systems |
| US7296932B2 (en) * | 2003-01-20 | 2007-11-20 | Minebea Co. Ltd | Fluid dynamic bearing having an acute-angled shaft recess |
| JP2004263863A (ja) * | 2003-02-10 | 2004-09-24 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 動圧軸受装置 |
| CN100357620C (zh) * | 2004-08-14 | 2007-12-26 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 流体动压轴承 |
| KR20060059743A (ko) * | 2004-11-29 | 2006-06-02 | 삼성전기주식회사 | 유체동압 베어링을 갖는 스핀들 모터 |
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