JP4753250B2 - Hydrodynamic bearing device and rotating device - Google Patents
Hydrodynamic bearing device and rotating device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4753250B2 JP4753250B2 JP2006041826A JP2006041826A JP4753250B2 JP 4753250 B2 JP4753250 B2 JP 4753250B2 JP 2006041826 A JP2006041826 A JP 2006041826A JP 2006041826 A JP2006041826 A JP 2006041826A JP 4753250 B2 JP4753250 B2 JP 4753250B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- bearing sleeve
- plating
- inner hole
- film thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Description
本発明は、レーザープリンタ、バーコードリーダー等の光学機器に用いられる回転多面鏡を回転支持する流体軸受装置および回転装置に関するものである。 The present invention relates to a hydrodynamic bearing device and a rotating device that rotatably supports a rotating polygon mirror used in an optical apparatus such as a laser printer or a barcode reader.
レーザープリンタ、バーコードリーダー等の画像成形機器に用いられる回転多面鏡を回転支持する装置には、高速回転を可能にするため流体軸受が用いられている。特に高速で回転する場合はいわゆる空気動圧軸受が主に採用されている。しかしセラミックスを高精度加工した空気動圧軸受は非常に高価であるため、低コスト化が進められる今日では、空気に代わり潤滑流体を用いた動圧軸受が採用されつつある。 Fluid bearings are used in devices that rotate and support rotating polygonal mirrors used in image forming equipment such as laser printers and barcode readers in order to enable high-speed rotation. Especially when rotating at high speed, so-called air dynamic pressure bearings are mainly employed. However, since air dynamic pressure bearings made of ceramics with high precision are very expensive, today dynamic pressure bearings using a lubricating fluid instead of air are being adopted.
しかしながら軸受に銅合金を使用した場合、合金中に含まれる鉛が潤滑流体中に溶け出し、潤滑流体の粘度が上昇して焼き付けを生じ潤滑性を低下させる場合がある。また、このような軸受装置を搭載する画像成形装置では省電力化のため画像形成実行時のみ電源が入るものも多く、上記の軸受部にも駆動・停止を繰り返し行う間欠駆動が必要とされる。このため、モータ起動時の低速回転においては軸受スリーブと軸との接触により軸受内孔への損傷や磨耗、焼き付け等を生じる場合がある。また、生じた摩擦粉が潤滑流体中に混入し、回転駆動を阻害することがある。 However, when a copper alloy is used for the bearing, lead contained in the alloy may be dissolved into the lubricating fluid, and the viscosity of the lubricating fluid may increase to cause seizure and reduce lubricity. Also, in many image forming apparatuses equipped with such a bearing device, the power is turned on only when image formation is performed for power saving, and the above-described bearing portion needs to be intermittently driven and stopped repeatedly. . For this reason, in the low speed rotation at the time of starting the motor, the bearing inner hole may be damaged, worn or burned by contact between the bearing sleeve and the shaft. Further, the generated friction powder may be mixed in the lubricating fluid and hinder the rotational drive.
これを防止するために軸受スリーブに無電解ニッケル−リンやニッケル−リン−ポリテトラフルオロエチレン、ニッケル−リン−ボロンめっき等の表面処理を行うことが一般的である。この方法は、特許文献1に開示されたように、軸受スリーブの表面硬度を増大させ、耐磨耗性を向上させるので軸受寿命を高める効果がある。
しかしながら軸受スリーブにめっきを施し、その後潤滑流体を保持するために底部にスラスト板をかしめ固定すると、曲げられたことによりかしめ部の内側では圧縮方向、かしめ部の外側では引張方向に歪みが生じる。そして、軸受材質よりもめっき膜の硬度が高いため、かしめ時に内外面の伸縮によりめっき膜に亀裂が入り、膜が剥がれてしまう。かしめ部の膜が剥がれると、スキャナユニット内のレンズに付着したり、ミラーを傷つけたりする。また、モータの基板やコイルに付着してショートさせるという問題があった。 However, if the bearing sleeve is plated and then the thrust plate is caulked and fixed to hold the lubricating fluid, the bending causes distortion in the compression direction inside the caulking portion and in the tension direction outside the caulking portion. And since the plating film is harder than the bearing material, the plating film cracks due to expansion and contraction of the inner and outer surfaces during caulking, and the film is peeled off. If the film of the caulking part is peeled off, it adheres to the lens in the scanner unit or damages the mirror. In addition, there is a problem that a short circuit occurs due to adhesion to the motor board or coil.
本発明は上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、スラスト板を軸受スリーブにかしめ固定する時のめっき膜の割れを防止することのできる流体軸受装置および回転装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and includes a hydrodynamic bearing device and a rotating device capable of preventing cracking of a plating film when a thrust plate is caulked and fixed to a bearing sleeve. It is intended to provide.
上記目的を達成するため、本発明の流体軸受装置は、軸受スリーブと、前記軸受スリーブの軸受内孔に回転自在に嵌合する軸と、前記軸受スリーブ内に充填された流体と、前記軸の下端を支えるように前記軸受スリーブのかしめ部にかしめ固定されたスラスト板と、を有する流体軸受装置において、前記軸受スリーブの少なくとも内面には無電解ニッケルリンめっきによる被膜が形成されており、前記軸受内孔における前記被膜の膜厚は3.0μm以上5.0μm以下であり、前記かしめ部における前記被膜の膜厚は1.5μm以上で前記軸受内孔における前記被膜の膜厚の70%以下であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a hydrodynamic bearing device according to the present invention includes a bearing sleeve, a shaft rotatably fitted in a bearing inner hole of the bearing sleeve, a fluid filled in the bearing sleeve, in the fluid bearing device comprising a thrust plate fixed by caulking, the caulking portion of the bearing sleeve so as to support the bottom of at least the inner surface is coated is formed by electroless nickel-phosphorus plating of the bearing sleeve, the bearing The film thickness of the coating in the inner hole is 3.0 μm or more and 5.0 μm or less, and the film thickness of the coating in the caulking portion is 1.5 μm or more and 70% or less of the film thickness of the coating in the bearing inner hole. characterized in that there.
軸受スリーブに耐磨耗性の被膜を形成する際に、スラスト板を固定するためのかしめ部における被膜の膜厚を軸受内孔の膜厚より薄くする。これによって、かしめ部の被膜に柔軟性を与えておき、軸受スリーブにスラスト板をかしめる際に生じる歪みのために被膜に亀裂が発生するのを防ぐ。 When forming a wear-resistant film on the bearing sleeve, the film thickness at the caulking portion for fixing the thrust plate is made thinner than the film thickness of the bearing inner hole. This provides flexibility to the coating of the caulking portion, and prevents the coating from cracking due to distortion that occurs when the thrust plate is caulked on the bearing sleeve.
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、多角柱形状の側面に複数の反射面を有する回転多面鏡1を回転させる回転装置のモータ部の流体軸受装置は、軸受スリーブ2に回転自在に嵌合する棒状の回転軸(軸)3を有する。回転軸3にはロータボス4を介してロータフレーム5が結合され、ベース板6にはステータコイル7が固定される。ステータコイル7は、ロータフレーム5の内側に支持されたロータマグネット8に対向して回転多面鏡1を回転させる。回転多面鏡1は、押さえ板9によってロータボス4に押圧され、ロータボス4とロータフレーム5とロータマグネット8等を含む回転部と一体化されている。
As shown in FIG. 1, the hydrodynamic bearing device of the motor unit of the rotating device that rotates the rotary polygon mirror 1 having a plurality of reflecting surfaces on the side surface of the polygonal column shape is a rod-shaped rotation that is rotatably fitted to the
軸受スリーブ2は、回転軸3と嵌合するために円柱状の軸受内孔を有し、軸受スリーブ2の一端には、スラスト板10をかしめ固定するためのかしめ部11が形成されている。回転軸3には焼入れ鋼や焼入れ硬化型ステンレス鋼を用いることが多く、軸受スリーブ2には加工性が高いことからアルミニウム合金:Al−Mg、Al−Zn−Mgおよび銅合金:真鍮を用いることが多い。
The
図2に示すように、軸受スリーブ2の軸受内孔には、上下2つのヘリングボーン状の動圧発生溝12a、12bが形成されている。また、軸受スリーブ2の少なくとも内面にはめっきによる被膜(めっき膜)が形成される。モータの駆動によって回転軸3が回転すると、軸受隙間の潤滑流体は各動圧発生溝中央部に寄せられ、潤滑流体の圧力が高まって回転軸3を軸受スリーブ2の軸受内孔から離し、流体潤滑による非接触な回転を行う。これによって、軸受装置をより低磨耗、長寿命化することができる。
As shown in FIG. 2, upper and lower two herringbone-like dynamic
軸受スリーブ2をめっき処理後に潤滑流体を充填するために、図3に示すように、回転軸3の下端を支えるためのスラスト板10を軸受スリーブ2のかしめ部11に挿入し、かしめ固定する。
In order to fill the
すなわち、潤滑流体として用いる潤滑油を軸受スリーブ2内に充填する密閉空間を作るために、軸受の一端にスラスト板10がかしめ固定されている。ここで用いられる潤滑油としては、ジエステル系、ポリオールエステル系等のオイルを用いることができる。
That is, the
また、軸受スリーブ2は、回転軸3との摺擦部における耐磨耗性を得るために、前述のように、少なくとも内面には、無電解ニッケル−リンめっき等のめっきが施されており、めっきによる被膜中のリン含有量は、通常、2〜12wt%程度である。
The
めっき膜の膜厚は、軸受スリーブ2との接触による耐久性から軸受内孔では2〜10μmの範囲が好ましい。これに対して、かしめ部11では軸受内孔のめっき膜の膜厚よりも薄くする。かしめ部のめっき膜厚は、軸受内孔のめっき膜厚の70%以下とするのが好ましい。70%以上ではスラスト板10をかしめる際にめっき膜に亀裂が発生するおそれがある。
The thickness of the plating film is preferably in the range of 2 to 10 μm in the bearing inner hole because of durability due to contact with the
図4および図5は、軸受スリーブ2のめっき処理を行う工程を示す。マスキング治具13に軸受スリーブ2を乗せて、軸受内孔が垂直になるように金属かご14にセットする。金属かご14をめっき液槽15に浸漬して、上下揺動ユニット16で定期的に上下揺動(5〜20回/分程度)させながらめっき処理する。めっき処理中に、所定時間経過後、軸受スリーブ2からマスキング治具13を外してめっきを継続することにより、マスキング治具13でマスキングされていたかしめ部11のめっき膜厚のみを薄くし、所望の膜厚を得る。
4 and 5 show a process of plating the
めっき膜を形成するためのめっき液は市販の無電解ニッケル−リンめっき液等を用いる。プロセス条件としては、例えば、浴温82〜94℃、pH5〜6である。 As the plating solution for forming the plating film, a commercially available electroless nickel-phosphorous plating solution or the like is used. The process conditions are, for example, a bath temperature of 82 to 94 ° C. and a pH of 5 to 6.
図1の軸受スリーブに、末尾の表1に示すように処理条件を変えてめっき処理を行った。実施例1〜5および比較例1〜3に対して、軸受スリーブのめっき膜厚測定、およびスラスト板のかしめ、連続耐久試験を次の通り行った。 The bearing sleeve shown in FIG. 1 was subjected to a plating process under different processing conditions as shown in Table 1 at the end. For Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, the plating film thickness measurement of the bearing sleeve, the caulking of the thrust plate, and the continuous durability test were performed as follows.
<膜厚測定>
かしめ部のめっき膜の膜厚は、軸受スリーブを全長方向に半分に切断し、めっき膜の切断面を走査電子顕微鏡(HITACHI社製 S−4300)を用いて観察して測長した。
<Film thickness measurement>
The thickness of the plating film in the caulking portion was measured by cutting the bearing sleeve in half in the full length direction, and observing the cut surface of the plating film with a scanning electron microscope (HITACHI S-4300).
軸受内孔のめっき膜の膜厚は、まず、ギャップジェット(東京精密社製)を用いてめっき処理前後の軸受内孔の動圧内径を測定し、以下の式より膜厚を算出した。
めっき膜の膜厚=(めっき前の内径−めっき後の内径)/2×1000
The film thickness of the plating film in the bearing inner hole was measured by first measuring the dynamic pressure inner diameter of the bearing inner hole before and after plating using a gap jet (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.), and calculating the film thickness from the following formula.
Plating film thickness = (inner diameter before plating−inner diameter after plating) / 2 × 1000
スラスト板のかしめ固定は、リベットマシン(吉川鐵工社製 US−1)を用いて、推進力35kgfで軸受スリーブにスラスト板をかしめることによって行った。 The thrust plate was caulked and fixed by caulking the thrust plate to the bearing sleeve with a propulsive force of 35 kgf using a rivet machine (US-1 manufactured by Yoshikawa Seiko Co., Ltd.).
実施例1〜5で用いる軸受スリーブは、長さ14.0mm、内径φ3.00、材質は真鍮製とした。めっき処理は図5の装置を用いて以下のように行った。 The bearing sleeves used in Examples 1 to 5 were 14.0 mm in length, the inner diameter was 3.00, and the material was brass. The plating process was performed as follows using the apparatus of FIG.
マスキング治具に軸受スリーブを乗せて、金属かごにセットし、金属かごごと、めっき液中に浸漬して、定期的に15回/分上下揺動させながらめっきした。めっき中に軸受スリーブからマスキング治具を外して、さらに所定時間、めっきを継続した。 The bearing sleeve was placed on the masking jig, set in a metal cage, immersed in a plating solution together with the metal cage, and plated while periodically rocking up and down 15 times / minute. During the plating, the masking jig was removed from the bearing sleeve, and the plating was continued for a predetermined time.
なお、各実施例毎に各100個のサンプルを作成した。実施例1〜5で用いためっき液および組成は以下のとおりである。
めっき液:ニッケルブーマーLP−26(日本化学産業社製)
(無電解ニッケル−リンめっき、低リンタイプ)
ニッケルブーマーLP−26−A 90ml/L
ニッケルブーマーLP−26−B 200ml/L
純水 710ml/L
In addition, 100 samples were prepared for each example. The plating solutions and compositions used in Examples 1 to 5 are as follows.
Plating solution: Nickel Boomer LP-26 (Nippon Chemical Industry Co., Ltd.)
(Electroless nickel-phosphorus plating, low phosphorus type)
Nickel Boomer LP-26-A 90ml / L
Nickel Boomer LP-26-B 200ml / L
Pure water 710ml / L
比較例1〜3では、実施例1〜5と同じ軸受スリーブとめっき装置およびめっき液を用いて、同じ浸漬・揺動条件とした。 In Comparative Examples 1-3, the same dipping / swinging conditions were set using the same bearing sleeve, plating apparatus, and plating solution as in Examples 1-5.
比較例1、2ではマスキングした時間を実施例1〜5に比べて短縮し、比較例3ではマスキング治具を用いずに金属かごに軸受スリーブを垂直になるように設置し、軸受スリーブ全面に均一にめっきを施した。 In Comparative Examples 1 and 2, the masking time was shortened compared to Examples 1 to 5, and in Comparative Example 3, the bearing sleeve was installed vertically on the metal cage without using the masking jig, Plating was performed uniformly.
実施例1〜5、比較例1〜3で作製した軸受スリーブのサンプル各100個にスラスト板をかしめ、かしめ部のめっき膜が割れていないかの確認を行った。その結果、表1に示すように実施例1〜5ではかしめ部のめっき膜の割れが起こらなかったが、比較例1〜3ではめっき膜に割れが起こった。このことより、かしめ部のめっき膜厚を軸受内孔のめっき膜厚の70%以下にすると、スラスト板をかしめる際に生じるかしめ部のめっき膜の割れを防止することができることがわかった。 Thrust plates were caulked to 100 bearing sleeve samples prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, respectively, and it was confirmed whether or not the plating film of the caulking portion was cracked. As a result, as shown in Table 1, in Examples 1 to 5, cracks in the caulking portion did not occur, but in Comparative Examples 1 to 3, cracks occurred in the plating film. From this, it was found that if the plating film thickness of the caulking part is 70% or less of the plating film thickness of the bearing inner hole, cracking of the caulking part plating film that occurs when the thrust plate is caulked can be prevented.
1 回転多面鏡
2 軸受スリーブ
3 回転軸
5 ロータフレーム
7 ステータコイル
8 ロータマグネット
9 押え板
10 スラスト板
11 かしめ部
13 マスキング治具
14 金属かご
15 めっき槽
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006041826A JP4753250B2 (en) | 2006-02-20 | 2006-02-20 | Hydrodynamic bearing device and rotating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006041826A JP4753250B2 (en) | 2006-02-20 | 2006-02-20 | Hydrodynamic bearing device and rotating device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007218386A JP2007218386A (en) | 2007-08-30 |
JP4753250B2 true JP4753250B2 (en) | 2011-08-24 |
Family
ID=38495906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006041826A Expired - Fee Related JP4753250B2 (en) | 2006-02-20 | 2006-02-20 | Hydrodynamic bearing device and rotating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4753250B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010070811A (en) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Canon Electronics Inc | Machine component, method for producing the same and rotary device using the same |
JP5868276B2 (en) * | 2012-07-03 | 2016-02-24 | 日本特殊陶業株式会社 | Ceramic heater, gas sensor, and method of manufacturing ceramic heater |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62200087A (en) * | 1986-02-25 | 1987-09-03 | 日立電線株式会社 | Hose fitting and manufacture thereof |
JPH11313461A (en) * | 1997-12-19 | 1999-11-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Motor with dynamic pressure fluid bearing and device mounted with the motor |
JP3885399B2 (en) * | 1999-01-07 | 2007-02-21 | 松下電器産業株式会社 | Spindle motor |
-
2006
- 2006-02-20 JP JP2006041826A patent/JP4753250B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007218386A (en) | 2007-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2001200838A (en) | Fluid dynamic pressure bearing, fluid dynamic pressure bearing device, manufacturing method of fluid dynamic pressure bearing, and bearing surface machining method | |
JP4753250B2 (en) | Hydrodynamic bearing device and rotating device | |
JP2006271034A (en) | Oscillatory wave motor | |
US6779924B2 (en) | Dynamic pressure bearing and method of manufacturing the same | |
JP2746830B2 (en) | Dynamic pressure air bearing device and method of manufacturing groove for generating dynamic pressure | |
JP2000120695A (en) | Dynamic pressure bearing device | |
CN1221742C (en) | Bearing member and its manufacture method and kinetic pressure bearing device | |
JP3630810B2 (en) | Hydrodynamic air bearing and polygon scanner using the same | |
EP1538355A1 (en) | Bearing material | |
JP3573125B2 (en) | Motor and motor built-in device | |
JP2007092816A (en) | Bearing device | |
JP2002161912A (en) | Manufacturing method of fluid bearing unit | |
JP2003165032A (en) | Fixing method by shrink fit | |
JP2002238228A (en) | Fluid bearing unit | |
JP2007092847A (en) | Bearing device | |
JP4928194B2 (en) | Drive motor and rotary polygon mirror drive device including the same | |
JP3989282B2 (en) | Manufacturing method and apparatus for hydrodynamic bearing device | |
JP2007239795A (en) | Sliding bearing | |
JP2007263312A (en) | Manufacturing method of slide bearing | |
JP2010070811A (en) | Machine component, method for producing the same and rotary device using the same | |
JP2002286038A (en) | Motor and disk apparatus provided therewith | |
JP2002235742A (en) | Pneumatic dynamic pressure bearing device | |
JP2002147443A (en) | Fluid bearing device | |
JP3159918B2 (en) | Dynamic pressure bearing device and method of manufacturing the same | |
JPH11223213A (en) | Gas bearing device and its working method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090219 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20090702 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100805 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100907 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110517 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110518 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140603 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4753250 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |