JPH01154116A - Rotating body supporting device - Google Patents

Rotating body supporting device

Info

Publication number
JPH01154116A
JPH01154116A JP31455287A JP31455287A JPH01154116A JP H01154116 A JPH01154116 A JP H01154116A JP 31455287 A JP31455287 A JP 31455287A JP 31455287 A JP31455287 A JP 31455287A JP H01154116 A JPH01154116 A JP H01154116A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotating body
dynamic pressure
spiral groove
rotating
bearing
Prior art date
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Pending
Application number
JP31455287A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Arakawa
徹 荒川
Shoji Oba
荘司 大庭
Tatsuhiko Inagaki
辰彦 稲垣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP31455287A priority Critical patent/JPH01154116A/en
Publication of JPH01154116A publication Critical patent/JPH01154116A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/12Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/121Mechanical drive devices for polygonal mirrors

Abstract

PURPOSE:To increase bearing rigidity in axial direction and to reduce rotational deflection by concentrically positioning a spiral groove which generates dynamic pressure by means of the rotation of a rotating body and a spiral groove which generates vacuum of atmospheric pressure or less and composing a dynamic pressure thrust. CONSTITUTION:The spiral groove 23a which generates the dynamic pressure by the rotation of the rotating body 21 and the spiral groove 23b which generates vacuum of atmospheric pressure or less are concentrically positioned on the upper surface of a base table 11 or the bottom surface of the rotating body 21, and the dynamic pressure thrust bearing is composed. When a rotating assembly body 16 is rotated at high speed, vacuum is created inside of the dynamic pressure thrust bearing by the spiral groove 23b which generates vacuum of atmospheric pressure of less, and the rotating assembly 16 is attracted downward so that flotation quantity is reduced. Thus, the bearing rigidity in the axial direction, which is reverse proportional to the square of the bearing space, is improved with the simple composition, and the rotational deflection is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は固定軸に被装された回転体を回転自在に支持す
る、回転体支持装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a rotating body support device that rotatably supports a rotating body mounted on a fixed shaft.

従来の技術 近年、オフィス機器の発展に伴って、情報を記録、印刷
するプリンター関係の機器もますます高速化、小型化及
び低コスト化が要望され、これによりレーザービームプ
リンターに代表されるように印字品質が良く高速性を有
するプリンターが出現している。
Conventional technology In recent years, with the development of office equipment, printer-related equipment that records and prints information is required to be faster, smaller, and lower in cost. Printers with good print quality and high speed are emerging.

−JGにこのレーザービームプリンターは、回転多面体
鏡光偏向器を用い、半導体レーザー光源から発せられた
レーザー光を走査し感光体に静電潜像を形成し、電子写
真方式のプロセスによりブリント出力する構成になって
いる。
-JG This laser beam printer uses a rotating polyhedral mirror light deflector to scan laser light emitted from a semiconductor laser light source, forms an electrostatic latent image on a photoreceptor, and outputs a print using an electrophotographic process. It is configured.

上記回転多面体連光偏向器は、レーザービームプリンタ
ーの印字品質と高速性を主に決定しているため、高速で
しかも高精度に回転体を支持することが要求されている
。この要求を満足するものとして、現在までに動圧空気
軸受を用いた回転体支持装置が開発されてきた。
Since the rotating polyhedral optical deflector mainly determines the printing quality and high speed of a laser beam printer, it is required to support the rotating body at high speed and with high precision. To date, rotor support devices using dynamic pressure air bearings have been developed to meet this requirement.

既に我々は、高速かつ薄型の回転体支持装置として、た
とえば特願昭62−5301号に示されるような回転体
支持装置を回転多面体連光偏向器に適用した例を提案し
てきた。以下、図面を参照しながらこの先願した適用例
を説明する。第3図はこの回転体支持装置を用いた回転
多面体連光偏向器の断面図を示すものである。
We have already proposed an example of a high-speed and thin rotating body supporting device in which a rotating body supporting device as shown in Japanese Patent Application No. 62-5301 is applied to a rotating polyhedral optical deflector. Hereinafter, an application example of this prior application will be explained with reference to the drawings. FIG. 3 shows a sectional view of a rotating polyhedral optical deflector using this rotating body support device.

第3図において、51はフランジ状の形状を有し鉛直方
向に回転中心を持つ回転体であり、回転多面体鏡52が
フランジ部上面51aに当接して接着等の手段で固定さ
れている。53はリング状のロータ磁石であり、軟磁性
体の材料で構成されたバンクヨーク54に接着された状
態で回転軸方向に多極着磁され、またバンクヨーク54
は、回転多面体鏡52の上面に当接して接着等の手段で
固定されている。また、回転体51のフランジ部及びバ
ックヨーク54の直径は回転多面体鏡52の外径より大
に作られている。つまり、回転多面体鏡52は直径がよ
り大なる回転体51のフランジ部及びバックヨーク54
にはさみ込まれている。
In FIG. 3, reference numeral 51 is a rotating body having a flange-like shape and having a center of rotation in the vertical direction, and a rotating polyhedral mirror 52 is in contact with the upper surface 51a of the flange portion and fixed by means such as adhesive. Reference numeral 53 designates a ring-shaped rotor magnet, which is bonded to a bank yoke 54 made of a soft magnetic material and magnetized with multiple poles in the direction of the rotation axis.
is in contact with the upper surface of the rotating polyhedral mirror 52 and fixed by adhesive or other means. Further, the diameters of the flange portion of the rotating body 51 and the back yoke 54 are made larger than the outer diameter of the rotating polygon mirror 52. In other words, the rotating polygon mirror 52 is connected to the flange portion of the rotating body 51 having a larger diameter and the back yoke 54.
It's stuck in.

55は軟磁性体の材料で構成されたサブロータであり、
ロータ磁石53と軸方向に一定の空隙をもって配置され
ロータ磁石による磁束が流れるように構成され、回転部
材52に接着等の手段で固定されている。すなわち、回
転体51、回転多面体鏡52、ロータ磁石53、バック
ヨーク54、サブロータ55は互いに固定され、回転組
立体56を構成している。
55 is a sub-rotor made of soft magnetic material;
It is arranged with a certain gap in the axial direction from the rotor magnet 53 so that the magnetic flux from the rotor magnet flows therethrough, and is fixed to the rotating member 52 by adhesive or other means. That is, the rotating body 51, the rotating polyhedral mirror 52, the rotor magnet 53, the back yoke 54, and the sub-rotor 55 are fixed to each other and constitute a rotating assembly 56.

上記、回転体51のフランジ部下部端面には、平滑底面
部51bが形成され、その底面部51bに対向して、平
滑平面61aを有するベース61が配されている。また
ベース61の平面61aには、スパイラル溝63が回転
組立体56の回転によって空気を回転組立体の最外周か
ら内周へ吸い込む方向に形成されている。また、61b
は、空気の流出を防ぐシール部である。これにより、上
記回転部材51の底面部51bと対向して動圧スラスト
軸受を構成している。また底面部51bの動圧空気軸受
に関与しない部分はヌスミ51cを施している。また、
61Cはこのヌスミ51cから外部へ通じる調圧孔であ
る。
A smooth bottom surface portion 51b is formed on the lower end surface of the flange portion of the rotating body 51, and a base 61 having a smooth surface 61a is arranged opposite to the bottom surface portion 51b. Further, a spiral groove 63 is formed in the flat surface 61a of the base 61 in a direction in which air is sucked from the outermost periphery to the inner periphery of the rotary assembly as the rotary assembly 56 rotates. Also, 61b
is a seal that prevents air from flowing out. As a result, the dynamic pressure thrust bearing is configured to face the bottom surface portion 51b of the rotating member 51. In addition, the portions of the bottom surface portion 51b that are not involved in the dynamic pressure air bearing are provided with a pad 51c. Also,
61C is a pressure regulating hole that communicates with the outside from this hollow hole 51c.

ベース61の中央部には、固定軸60が圧入等により固
定されており、固定軸60にはこの固定軸外周部と一定
の隙間を介して上記回転組立体56が回転自在に被装さ
れており、固定軸の周面には一箇所のへリングボーン溝
62が、矢印状先端が回転組立体56の回転方向を向く
形状に形成され動圧ラジアル軸受を構成している。
A fixed shaft 60 is fixed to the center of the base 61 by press-fitting or the like, and the rotary assembly 56 is rotatably mounted on the fixed shaft 60 with a certain gap between the outer circumference of the fixed shaft and the fixed shaft 60. A herringbone groove 62 is formed at one location on the circumferential surface of the fixed shaft with an arrow-shaped tip facing in the direction of rotation of the rotating assembly 56, thereby forming a hydrodynamic radial bearing.

また回転部材51の平面部51bの外側かつ最外径より
内側の下面部と、サブロータ55の最外径より内側の上
面部には、ダイナミックバランスの調Y用の重りを取り
付けるための溝57.58が形成されており、回転組立
体56を組立た状態でダイナミックバランスを調整する
ことができる。
In addition, on the lower surface of the flat portion 51b of the rotating member 51 on the outside and inside the outermost diameter, and on the upper surface of the sub-rotor 55 inside the outermost diameter, there are grooves 57 for attaching weights for adjusting the dynamic balance Y. 58 is formed, and the dynamic balance can be adjusted with the rotating assembly 56 assembled.

また、65はモーフフレーム64に取付はネジ71で固
定された固定コイル基板である。
Further, 65 is a fixed coil board fixed to the morph frame 64 with screws 71.

以上のように構成された回転多面体連光偏向器において
、固定コイル基板65に通電することにより、ロータ磁
石53とサブロータ55間の空隙の磁束に回転トルクが
発生し回転組立体56を回転駆動する0回転体51の底
面部51bとベース61の平面部61aの対向部は、接
触状態にあるが、ただちに、スパイラル溝63の働きに
より、空気が流入し空気圧が発生し、回転組立体56は
、ベース61と非接触の状態で支持され、低損失でしか
も高速で回転する。また同様に、回転体51と固定軸6
0の隙間にはへリングボーン溝62の働きにより、空気
が流入し空気圧が発生し、固定軸60と回転組立体56
は半径方向に非接触の状態に支持される6回転組立体の
停止時には、回転速度の減少と共に空気圧が減少し、回
転体51の底面部51bとベース61の平面部61aの
対向部は、接触状態となり停止する。
In the rotating polyhedral optical deflector configured as described above, by energizing the fixed coil substrate 65, rotation torque is generated in the magnetic flux in the air gap between the rotor magnet 53 and the sub-rotor 55, and the rotation assembly 56 is rotationally driven. The bottom surface portion 51b of the zero-rotating body 51 and the opposing portion of the flat surface portion 61a of the base 61 are in contact with each other, but immediately, due to the action of the spiral groove 63, air flows in and air pressure is generated, and the rotating assembly 56 It is supported without contacting the base 61 and rotates at high speed with low loss. Similarly, the rotating body 51 and the fixed shaft 6
Due to the function of the herringbone groove 62, air flows into the gap at 0, generating air pressure, and the fixed shaft 60 and rotating assembly 56
When the six-rotation assembly is stopped, which is supported in a non-contact state in the radial direction, air pressure decreases as the rotational speed decreases, and the opposing portions of the bottom surface 51b of the rotor 51 and the flat surface 61a of the base 61 come into contact with each other. state and stops.

発明が解決しようとする問題点 一般に動圧軸受の軸受剛性は、軸受の空隙の自乗に反比
例することが知られている。従って、軸受の空隙つまり
浮上量は、ある程度少ないほうが望ましい。しかしなが
ら、以上の構成において、回転組立体56が高速で回転
すると、スパイラル溝63によって流入した空気は、回
転組立体56を大きく浮上させ、軸受の空隙が大きくな
り、軸方向の軸受剛性がかえって低下してしまい、回転
組立体のダイナミックバランスを極めて厳密に調整しな
ければ、回転振れが大きくなるという問題点を有してい
た。
Problems to be Solved by the Invention It is generally known that the bearing stiffness of a hydrodynamic bearing is inversely proportional to the square of the bearing gap. Therefore, it is desirable that the bearing gap, ie, the flying height, be small to some extent. However, in the above configuration, when the rotating assembly 56 rotates at a high speed, the air flowing in through the spiral groove 63 causes the rotating assembly 56 to float significantly, increasing the gap in the bearing and reducing the bearing rigidity in the axial direction. Therefore, unless the dynamic balance of the rotating assembly is adjusted very strictly, there is a problem in that the rotational runout becomes large.

この問題点を解決するためには、回転組立体の¥tNを
増やすあるいは、動圧スラスト軸受の面積を減らすこと
により、浮上量を減少させ、軸受剛性を向上させるとい
う手段があるが、これによると、回転組立体の起動時あ
るいは停止時の、軸受の摩擦による損傷が大きく寿命が
短くなるという、あらたな問題点を有していた。
In order to solve this problem, there are ways to reduce the flying height and improve bearing rigidity by increasing the tN of the rotating assembly or reducing the area of the hydrodynamic thrust bearing. However, when the rotating assembly is started or stopped, damage to the bearing due to friction is large and the life of the bearing is shortened, which is a new problem.

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明の回転支持装置は、
基台の上面又は回転体の底面部には、回転体の回転によ
って動圧を発生するスパイラル溝と、大気圧以下の真空
を発生するスパイラル溝が同心状に配置され、動圧スラ
スト軸受を構成している。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the rotation support device of the present invention includes:
On the top surface of the base or the bottom surface of the rotating body, a spiral groove that generates dynamic pressure by the rotation of the rotating body and a spiral groove that generates a vacuum below atmospheric pressure are arranged concentrically, forming a dynamic pressure thrust bearing. are doing.

作用 本発明は、上記の手段により、回転組立体が高速で回転
すると、大気圧以下の真空を発生するスパイラル溝が動
圧スラスト軸受内部に真空を作りだし、回転組立体を下
方向に吸引し、浮上量を小さくする。従って非常に簡単
な構成で、軸受の空隙を自乗に反比例する軸方向の軸受
剛性を上げることができ、回転振れも小さくすることが
できる。
Operation The present invention provides that, when the rotating assembly rotates at high speed, the spiral groove that generates a vacuum below atmospheric pressure creates a vacuum inside the hydrodynamic thrust bearing and sucks the rotating assembly downward, by the above means. Reduce the floating height. Therefore, with a very simple configuration, it is possible to increase the bearing rigidity in the axial direction, which is inversely proportional to the square of the bearing gap, and to reduce rotational runout.

実施例 以下、図面を参照しながら本発明における回転体支持装
置を用いた回転多面体鏡光偏向器の一例について説明す
る。第1図は本発明の実施例における回転多面体鏡光偏
向器の断面図を示すものであり、第2図は、分解斜視図
を示すものである。
EXAMPLE Hereinafter, an example of a rotating polyhedral mirror light deflector using a rotating body support device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a sectional view of a rotating polyhedral mirror light deflector in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an exploded perspective view.

第1図において、1)はフランジ状の形状を有し鉛直方
向に回転中心を持つ回転体であり、回転多面体鏡12が
フランジ部上面1)aに当接して接着等の手段で固定さ
れている。13はリング状のロータ磁石であり、軟磁性
体の材料で構成されたバックヨーク14に接着された状
態で回転軸方向に多極着磁され、またバンクヨーク14
は、回転多面体鏡12の上面に当接して接着等の手段で
固定されている。また、回転体1)のフランジ部及びバ
ックヨーク14の直径は回転多面体鏡12の外径より大
に作られている。つまり、回転多面体鏡12は直径がよ
り大なる回転体1)のフランジ部及びバックヨーク14
にはさみ込まれている。
In FIG. 1, 1) is a rotating body having a flange-like shape and having a center of rotation in the vertical direction, and a rotating polygon mirror 12 is in contact with the upper surface 1)a of the flange portion and fixed by means such as adhesive. There is. Reference numeral 13 denotes a ring-shaped rotor magnet, which is bonded to a back yoke 14 made of a soft magnetic material and magnetized with multiple poles in the direction of the rotation axis.
is in contact with the upper surface of the rotating polyhedral mirror 12 and fixed by adhesive or other means. Further, the diameters of the flange portion of the rotating body 1) and the back yoke 14 are made larger than the outer diameter of the rotating polygon mirror 12. In other words, the rotating polygon mirror 12 is a flange portion of the rotating body 1) having a larger diameter and a back yoke 14.
It's stuck in.

15は軟磁性体の材料で構成されたサブロータであり、
ロータ磁石13と軸方向に一定の空隙をもって配置され
ロータ磁石による磁束が流れるように構成され、回転体
12に接着等の手段で固定されている。すなわち、回転
体1)、回転多面体鏡12、ロータ磁石13、バックヨ
ーク14、サブロータ15は互いに固定され、回転組立
体16を構成している。
15 is a sub-rotor made of soft magnetic material;
It is arranged with a certain gap in the axial direction from the rotor magnet 13 so that the magnetic flux from the rotor magnet flows therethrough, and is fixed to the rotating body 12 by adhesive or other means. That is, the rotating body 1), the rotating polygon mirror 12, the rotor magnet 13, the back yoke 14, and the sub-rotor 15 are fixed to each other and constitute a rotating assembly 16.

上記、回転体1)のフランジ部下部端面には、平滑底面
部1)bが形成され、その底面部1)bに対向して、平
滑平面21aを有するベース21が配されている。また
ベース21の平面21aには、スパイラル溝23aが回
転組立体16の回転によって空気を回転組立体の最外周
から内周へ吸い込む方向に形成されている。また、21
bは空気の流出を防ぐシール部である。これにより上記
回転体1)の底面部1)bとベース21の平滑平面21
aは対向して動圧スラスト軸受を構成している。さらに
スパイラル溝23aの内周には、回転組立体16の回転
によって回転体の最内周から外周へ空気を吸い出す方向
に形成されたスパイラル溝23bがあり、回転体の底面
部1)bと対向して大気圧以下の真空を発生している。
A smooth bottom surface portion 1)b is formed on the lower end surface of the flange portion of the rotating body 1), and a base 21 having a smooth surface 21a is arranged opposite to the bottom surface portion 1)b. Further, a spiral groove 23a is formed in the flat surface 21a of the base 21 in a direction that draws air from the outermost periphery to the inner periphery of the rotary assembly as the rotary assembly 16 rotates. Also, 21
b is a seal portion that prevents air from flowing out. As a result, the bottom part 1) b of the rotating body 1) and the smooth plane 21 of the base 21
The bearings a are opposed to each other and constitute a dynamic pressure thrust bearing. Further, on the inner circumference of the spiral groove 23a, there is a spiral groove 23b formed in a direction in which air is sucked out from the innermost circumference of the rotating body to the outer circumference by the rotation of the rotating assembly 16, and is opposed to the bottom surface part 1) b of the rotating body. This creates a vacuum below atmospheric pressure.

また、21cは、空気の流入を防ぐシール部である0以
上2組のスパイラル溝の方向は、第2図の分解斜視図に
明らかにされている。この実施例では回転組立体16は
、上方から見て時計回りである。
Further, 21c is a seal portion that prevents air from flowing in. The directions of zero or more two sets of spiral grooves are shown in the exploded perspective view of FIG. 2. In this embodiment, the rotating assembly 16 is clockwise when viewed from above.

また、23cは深溝、21dは軸受内部と大気中をつな
ぐ調圧孔であり、スパイラル溝23bによって吸い出さ
れた空気はここで大気圧と同じ圧力となる。
Further, 23c is a deep groove, and 21d is a pressure regulating hole connecting the inside of the bearing to the atmosphere, where the air sucked out by the spiral groove 23b has the same pressure as the atmospheric pressure.

ベース21の中央部には、固定軸20が圧入等により固
定されており、固定軸20にはこの固定軸外周部と一定
の隙間を介して上記回転組立体16が回転自在に被装さ
れており、固定軸の周面には一箇所のへリングボーン溝
22が、矢印状先端が回転組立体16の回転方向を向く
形状に形成され動圧ラジアル軸受を構成している。
A fixed shaft 20 is fixed to the center of the base 21 by press-fitting or the like, and the rotary assembly 16 is rotatably mounted on the fixed shaft 20 with a certain gap between the outer circumference of the fixed shaft and the fixed shaft 20. A herringbone groove 22 is formed at one location on the circumferential surface of the fixed shaft with an arrow-shaped tip facing in the direction of rotation of the rotating assembly 16, thereby forming a hydrodynamic radial bearing.

また、ベース21と固定軸20の接合部近傍には、軸受
内部と大気中をつなぐ調圧孔21eがあり、回転体1)
の筒状部の下端は大気圧と同じ圧力となっている。
In addition, near the joint between the base 21 and the fixed shaft 20, there is a pressure regulating hole 21e that connects the inside of the bearing and the atmosphere.
The lower end of the cylindrical part is at the same pressure as atmospheric pressure.

また回転体1)の平面部1)bの外側かつ最外径より内
側の下面部と、サブロータ15の最外径より内側の上面
部には、ダイナミックバランスの調整用の重りを取り付
けるための溝17.18が形成されており、回転組立体
16を組立てた状態でダイナミックバランスを調整する
ことができる。
Also, on the lower surface of the flat part 1) b of the rotating body 1) on the outside and inside the outermost diameter, and on the upper surface of the sub-rotor 15 inside the outermost diameter, there are grooves for attaching weights for adjusting the dynamic balance. 17 and 18 are formed, and the dynamic balance can be adjusted with the rotating assembly 16 assembled.

また第2図の実施例の分解斜視図において、25はモー
タフレーム24に取付ネジ31で固定された2個に分割
可能な固定コイル基板25a125bであり、複数個の
偏平コイル26と、ロータ磁石の位置検出センサ27と
、プリント基板28から構成されている。この例ではフ
レキシブルプリント基板を上記プリント基板28に用い
ている。複数個の偏平コイル26と、ロータ磁石の位置
検出センサ27は、プリント基板28上に配線され、さ
らに樹脂30でモールドされている。
In the exploded perspective view of the embodiment shown in FIG. 2, reference numeral 25 denotes a fixed coil board 25a125b which is fixed to the motor frame 24 with a mounting screw 31 and can be divided into two parts, and includes a plurality of flat coils 26 and a rotor magnet. It is composed of a position detection sensor 27 and a printed circuit board 28. In this example, a flexible printed circuit board is used as the printed circuit board 28. A plurality of flat coils 26 and a rotor magnet position detection sensor 27 are wired on a printed circuit board 28 and further molded with resin 30.

以上のように構成された回転多面体鏡光偏向器において
、固定コイル基板25に通電することにより、ロータ磁
石13とサブロータ15間の空隙の磁束に回転トルクが
発生し回転組立体16を回転駆動する。前記回転体1)
の底面部1)bとベース21の平面部21aの対向部は
、接触状態にあるが、ただちに、スパイラル溝23aの
働きにより、空気が流入し空気圧が発生し回転組立体1
6は、基台1)と非接触の状態で支持される。
In the rotating polyhedral mirror light deflector configured as described above, by energizing the fixed coil substrate 25, rotation torque is generated in the magnetic flux in the air gap between the rotor magnet 13 and the sub-rotor 15, and the rotation assembly 16 is rotationally driven. . Said rotating body 1)
The bottom surface 1)b of the base 21 and the facing portion of the flat surface 21a of the base 21 are in contact with each other, but immediately, due to the action of the spiral groove 23a, air flows in and air pressure is generated, and the rotating assembly 1
6 is supported in a non-contact state with the base 1).

また、回転体1)と固定軸20の対向部は、隙間にはへ
リングボーン溝22の働きにより、空気が流入し空気圧
が発生し、回転組立体16は、固定軸20と半径方向に
非接触の状態で支持され、低損失でしかも高速で回転す
る。そして、スパイラル溝23aのさらに内周部の、回
転体1)の底面部1)bとベース21の平面部21aの
対向部ではスパイラル溝23bの働きにより、調圧孔2
1dがら空気が流出し、大気圧以下の真空となっている
ため、回転組立体16は、下方向に吸引され、浮上量を
小さくするので、軸受の空隙の自乗に反比例する軸方向
の軸受剛性が大きくなり、回転振れが小さくなる。
In addition, air flows into the gap between the opposing part of the rotating body 1) and the fixed shaft 20 due to the action of the herringbone groove 22, and air pressure is generated, and the rotating assembly 16 is non-uniform with respect to the fixed shaft 20 in the radial direction. It is supported in contact and rotates at high speed with low loss. Further, in the inner peripheral part of the spiral groove 23a, at the opposing part between the bottom surface 1)b of the rotating body 1) and the flat surface 21a of the base 21, the pressure regulating hole 2
Since the air flows out from 1d and creates a vacuum below atmospheric pressure, the rotating assembly 16 is sucked downward, reducing the flying height. Therefore, the bearing stiffness in the axial direction is inversely proportional to the square of the bearing gap. becomes larger and rotational runout becomes smaller.

発明の効果 以上のように、本発明の回転支持装置は、基台の上面又
は回転体の底面部には、回転体の回転によって動圧を発
生するスパイラル溝と、大気圧以下の真空を発生するス
パイラル溝が同心状に配置され、動圧スラスト軸受を構
成しているので、回転体の浮上量が小さくなり、軸受の
空隙の自乗に反比例する軸方向の軸受剛性が大きくなり
、回転振れが小さくなる。その結果、ダイナミックバラ
ンスの調整は、高精度にする必要がなくなり、調整が容
易となる。さらに、回転多面体鏡光偏向器に振動あるい
は衝撃力が加わったとしても、軸受剛性が大きいため、
回転体は安定に保たれ精度良く回転が行なわれる。
Effects of the Invention As described above, the rotation support device of the present invention has a spiral groove on the top surface of the base or the bottom surface of the rotating body that generates dynamic pressure by the rotation of the rotating body, and a vacuum that is below atmospheric pressure. Since the spiral grooves are arranged concentrically to form a hydrodynamic thrust bearing, the flying height of the rotating body is reduced, and the bearing stiffness in the axial direction, which is inversely proportional to the square of the bearing gap, is increased, reducing rotational runout. becomes smaller. As a result, the dynamic balance does not need to be adjusted with high accuracy, and the adjustment becomes easy. Furthermore, even if vibration or impact force is applied to the rotating polyhedral mirror optical deflector, the bearing rigidity is large, so
The rotating body is kept stable and rotates with high precision.

また、回転組立体の質量を増やすあるいは、動圧スラス
ト軸受の面積を減らす必要がないので、軸受剛性が大き
くしても、摩擦による寿命の低下はおこらない。
Further, since there is no need to increase the mass of the rotating assembly or reduce the area of the hydrodynamic thrust bearing, even if the bearing rigidity is increased, the lifespan will not be reduced due to friction.

また、大気圧以下の真空を発生するスパイラル溝は、動
圧を発生するスパイラル溝と同時にエツチング等の工法
で作ることができるので、容易に剛性を大きくする手段
を実現でき、コスト的にも非常にすぐれている。
In addition, spiral grooves that generate a vacuum below atmospheric pressure can be made by etching or other methods at the same time as spiral grooves that generate dynamic pressure, so it is easy to create a means to increase rigidity, and it is extremely cost-effective. Excellent.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の回転体支持装置を用いた、回転多面体
鏡光偏向器の断面図、第2図は本発明の実施例における
回転多面体鏡光偏向器の分解斜視図、第3図は先願した
回転体支持装置を用いた、回転多面体鏡光偏向器の断面
図である。 1)・・・・・・基台、21・・・・・・回転体、20
・・・・・・固定軸、23a・・・・・・動圧を発生す
るスパイラル溝、23b・・・・・・大気圧以下の真空
を発生するスパイラル溝、22・・・・・・ヘリングボ
ーン溝。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名第2図
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotating polygon mirror light deflector using the rotating body support device of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the rotating polygon mirror light deflector in an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of a rotating polyhedral mirror light deflector using the rotating body support device of the prior application. 1)...Base, 21...Rotating body, 20
...Fixed shaft, 23a...Spiral groove that generates dynamic pressure, 23b...Spiral groove that generates vacuum below atmospheric pressure, 22...Hering Bone groove. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao (1 person) Figure 2

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基台と、基台に一端を固定された固定軸と、固定
軸に被装された筒状部及び基台に対向する底面部を有す
る回転体からなり、前記基台の上面又は前記回転体の底
面部には、前記回転体の回転によって動圧を発生する手
段と、大気圧以下の真空を発生する手段が同心状に配置
され、動圧スラスト軸受を構成していることを特徴とす
る回転体支持装置。
(1) Consisting of a base, a fixed shaft with one end fixed to the base, a cylindrical part covered with the fixed shaft, and a rotating body having a bottom face facing the base, and the top face of the base or Means for generating dynamic pressure by the rotation of the rotating body and means for generating a vacuum below atmospheric pressure are arranged concentrically on the bottom surface of the rotating body, forming a dynamic pressure thrust bearing. Characteristic rotating body support device.
(2)動圧を発生する手段は、回転体の回転によって回
転体の最外周から内周へ空気を吸い込む方向に形成され
たスパイラル溝であり、大気圧以下の真空を発生する手
段、動圧を発生するスパイラル溝よりさらに内周にあっ
て、回転体の最内周から外周へ空気を吸い出す方向に形
成されているスパイラル溝であることを特徴とする特許
請求の範囲第(1)項記載の回転体支持装置。
(2) The means for generating dynamic pressure is a spiral groove formed in the direction of sucking air from the outermost circumference to the inner circumference of the rotating body as the rotating body rotates, and the means for generating a vacuum below atmospheric pressure, the dynamic pressure Claim (1) is characterized in that the spiral groove is located further inner than the spiral groove that generates the air and is formed in a direction to suck out air from the innermost circumference to the outer circumference of the rotating body. rotating body support device.
(3)固定軸の外周面又は外周面に対向する回転体の内
周面には、回転体の回転によって動圧を発生するヘリン
グボーン溝が形成されて動圧ラジアル軸受を構成してい
ることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の回
転体支持装置。
(3) A herringbone groove that generates dynamic pressure due to the rotation of the rotating body is formed on the outer peripheral surface of the fixed shaft or the inner peripheral surface of the rotating body opposite to the outer peripheral surface, thereby forming a dynamic pressure radial bearing. A rotating body support device according to claim (1), characterized in that:
JP31455287A 1987-12-11 1987-12-11 Rotating body supporting device Pending JPH01154116A (en)

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JP (1) JPH01154116A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03157513A (en) * 1989-08-11 1991-07-05 Ebara Corp Bearing structure
KR100330711B1 (en) * 2000-03-17 2002-04-03 이형도 Spindle motor

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