JPH02102915A - Dynamic pressure fluid bearing device - Google Patents

Dynamic pressure fluid bearing device

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Publication number
JPH02102915A
JPH02102915A JP25571188A JP25571188A JPH02102915A JP H02102915 A JPH02102915 A JP H02102915A JP 25571188 A JP25571188 A JP 25571188A JP 25571188 A JP25571188 A JP 25571188A JP H02102915 A JPH02102915 A JP H02102915A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing device
housing
dynamic pressure
gas
air
Prior art date
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Pending
Application number
JP25571188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Inage
稲毛 透
Masahisa Jinbo
神保 昌久
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.)
Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Tokyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Electric Co Ltd
Priority to JP25571188A priority Critical patent/JPH02102915A/en
Publication of JPH02102915A publication Critical patent/JPH02102915A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a dynamic pressure fluid bearing device of high performance by tightly closing up a gas having smaller density than air in a housing. CONSTITUTION:Pipes 24, 25 provided with valves 22, 23 are respectively arranged on the upper and lower part of a side wall in the housing 21 of a dynamic pressure gas radial bearing device 19. Further, an O-ring 26 is fitted on the inside of the lower edge connecting part to form a pressure tight structure. For example in this case, helium is closed up in this housing 21 at three atmosphere. By closing up a gas having smaller density than air in the housing 21, Reynolds number indicating liability of generation of turbulent flow becomes small, the turbulent flow is hard to generate between a stationary shaft 5 and a rotating member 7, and generation of vibration in the rotating member 7 can be prevented. Hereby, performance of the dynamic pressure fluid bearing device 19 is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、各種精密機器の回転部材などに利用される動
圧流体軸受装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a hydrodynamic bearing device used in rotating members of various precision instruments.

従来の技術 現在、精密機器用の軸受装置の一つに、動圧流体軸受装
置がある。この動圧流体軸受装置とは、例えば、微小な
間隙を設けた軸や軸孔に動圧発生用の溝を形成し、この
部材が回転する際に発生する動圧により軸と軸孔とを遊
離させて1機械的接触が無い状態で回転する部材を支持
するものである。このような動圧流体軸受装置には各種
のものが存するが、例えば、気体を使用して回転部材を
ラジアル方向に保持する動圧気体ラジアル軸受などは、
レーザプリンタの光偏向器等に用いられている。
2. Description of the Related Art Currently, one type of bearing device for precision equipment is a hydrodynamic bearing device. This hydrodynamic bearing device is, for example, a groove for generating dynamic pressure formed in a shaft or shaft hole with a minute gap, and the dynamic pressure generated when this member rotates to connect the shaft and shaft hole. It is used to support rotating members in the absence of mechanical contact. There are various types of such hydrodynamic bearing devices, such as hydrodynamic gas radial bearings that use gas to hold rotating members in the radial direction.
Used in optical deflectors of laser printers, etc.

そこで、このような動圧流体軸受装置を利用した光偏向
器の一従来例を第2図に基づいて説明する。ここで、こ
の光偏向器1に使用されている動圧流体軸受装置である
動圧気体ラジアル軸受装置2は、動圧気体ラジアル軸受
用の凹凸であるヘリングボーン溝3によりラジアル軸受
部41s42が上下に設けられた固定軸5と、この固定
軸5が遊嵌される軸孔6が形成された回転部材7とから
構成されている。なお、前記固定軸5は、ここでは密閉
構造のハウジング8の上面内側から下方に向かって立設
されている。そして、この固定軸5の下端と対向する前
記軸孔6の底部には、中央に貫通孔9が形成されたマグ
ネット10が配設されており、前記ハウジング8の底部
に配設されたマグネット11との反発力により、この回
転部材7を重力に抗して支持するようになっている。そ
して、この回転部材7の外周部下方には、ここでは数構
に異方着磁された円筒形のマグネット部材12が取付け
られている。また、これらマグネット部材12を囲むよ
うに、複数個のコイル13が取付けられた環状のステー
タ14が前記ハウジング8の底面に配設され、ポリゴン
モータ15を形成している。一方、この回転部材7の外
周部上方には、前記光偏向器1の部材として、前記ハウ
ジング8に設けられた透明な窓部16と対向するポリゴ
ンミラー17が取付けられている。なお、この光偏向器
lのハウジング8内には、粉塵等を除去した空気18が
大気圧に相当する1気圧で密閉されている。
Therefore, one conventional example of an optical deflector using such a hydrodynamic bearing device will be explained based on FIG. 2. Here, in the hydrodynamic gas radial bearing device 2, which is a hydrodynamic bearing device used in this optical deflector 1, the radial bearing portion 41s42 is vertically moved by the herringbone groove 3, which is an unevenness for the hydrodynamic gas radial bearing. The rotary member 7 includes a fixed shaft 5 provided in the rotary member 7 and a shaft hole 6 into which the fixed shaft 5 is loosely fitted. The fixed shaft 5 is erected downward from the inner side of the upper surface of the housing 8, which has a sealed structure. A magnet 10 with a through hole 9 formed in the center is disposed at the bottom of the shaft hole 6 facing the lower end of the fixed shaft 5, and a magnet 11 disposed at the bottom of the housing 8. The rotating member 7 is supported against gravity by the repulsive force of the rotating member 7. Below the outer periphery of the rotating member 7, several anisotropically magnetized cylindrical magnet members 12 are attached. Further, an annular stator 14 to which a plurality of coils 13 are attached is disposed on the bottom surface of the housing 8 so as to surround these magnet members 12, forming a polygon motor 15. On the other hand, above the outer periphery of the rotating member 7, a polygon mirror 17 is attached as a member of the optical deflector 1 and faces a transparent window 16 provided in the housing 8. Note that air 18 from which dust and the like have been removed is sealed in the housing 8 of the optical deflector 1 at 1 atmosphere, which corresponds to atmospheric pressure.

このような構成において、まず、光偏向器1の動作につ
いて説明する。この光偏向器1では、ポリゴンモータ1
5の暉動力により回転部材7が回転すると動圧気体ラジ
アル軸受装置2が作動し、この回転部材7に取付けられ
たポリゴンミラー17は、機械的接触部を持つこともな
く回転することになる。そこで、レーザ発光部(図示せ
ず)から窓部16を介して照射されたレーザ光(図示せ
ず)は、定速回転するポリゴンミラー17に反射されて
走査光となり、再度窓部16を通過して感光ドラム(図
示せず)に照射される。
In such a configuration, the operation of the optical deflector 1 will be explained first. In this optical deflector 1, a polygon motor 1
When the rotating member 7 is rotated by the force of the rotation of the rotating member 5, the hydrodynamic gas radial bearing device 2 is operated, and the polygon mirror 17 attached to the rotating member 7 rotates without having any mechanical contact portion. Therefore, a laser beam (not shown) emitted from a laser emitting unit (not shown) through the window 16 is reflected by the polygon mirror 17 rotating at a constant speed, becomes scanning light, and passes through the window 16 again. The light is then irradiated onto a photosensitive drum (not shown).

つぎに、この光偏向器1の動圧気体ラジアル軸受装置2
の動作について説明する。この動圧気体ラジアル軸受装
置2では、順次暉動電流が印加されたコイル13が、マ
グネジ1一部材12の各磁極部を順次吸引することによ
り、ポリゴンモータ15が作動し、回転部材7が回転す
る。すると、この回転部材7の軸孔6と空気18との摩
擦により、固定軸5と軸孔6との間隙に存する空気18
も回転する。そして、この回転する空気18は、ヘリン
グボーン溝3の形状に沿って流れ、二つのラジアル軸受
部41*42の各中央部にポンピングされることになる
。この時、ポンピングされた空気18は、その動圧によ
り回転部材7を水平な全周方向に押圧して保持すること
になる。つまり、この回転部材7は、スラスト方向には
マグネット10.11の反発力、ラジアル方向には二つ
のラジアル軸受部41t42の動圧により保持されて、
機械的な接触部を持たずに回転することになる。
Next, the dynamic pressure gas radial bearing device 2 of this optical deflector 1 is
The operation will be explained. In this hydrodynamic gas radial bearing device 2, the coil 13 to which a perturbation current is sequentially applied sequentially attracts each magnetic pole portion of the magnetic screw member 12, so that the polygon motor 15 is operated and the rotating member 7 is rotated. do. Then, due to the friction between the shaft hole 6 of the rotating member 7 and the air 18, the air 18 existing in the gap between the fixed shaft 5 and the shaft hole 6 is removed.
It also rotates. This rotating air 18 flows along the shape of the herringbone groove 3 and is pumped to the center of each of the two radial bearings 41*42. At this time, the pumped air 18 presses and holds the rotating member 7 horizontally in the entire circumferential direction due to its dynamic pressure. In other words, this rotating member 7 is held by the repulsive force of the magnet 10.11 in the thrust direction and by the dynamic pressure of the two radial bearings 41t42 in the radial direction.
It rotates without any mechanical contact.

なお、この動圧気体ラジアル軸受装置2では、回転部材
7底部のマグネット10に貫通孔9が形成されているた
め、下方のラジアル軸受部42も効果的にポンピングが
行なえるようになっている。
In this dynamic pressure gas radial bearing device 2, since the through hole 9 is formed in the magnet 10 at the bottom of the rotating member 7, the lower radial bearing portion 42 can also be effectively pumped.

また、この動圧気体ラジアル軸受装置2では1機器の停
止時には1回転部材7は底部のマグネット10の反発力
によりマグネット11から遊離しており、容易・に起動
するものとなっている。
Furthermore, in this hydrodynamic gas radial bearing device 2, when one device is stopped, the one-rotation member 7 is separated from the magnet 11 by the repulsive force of the magnet 10 at the bottom, making it easy to start up.

発明が解決しようとする課題 上述のような動圧気体ラジアル軸受装置2は、機械的な
接触部を持たずにポリゴンミラー17などを軸支して回
転させることができ、効果的なものである。ここで、動
圧気体ラジアル軸受装置2は主に精密機器に用いられ、
回転部材7が振動なく安定して回転することが要求され
ている。ここで、一般に動圧流体軸受装置では、流体は
層流として流れるものとして設計している。しかし、実
際の製品においては、乱流が発生して回転部材7に振動
が生じがちである。現在、空気18のようなニュートン
流体における乱流の発生しやすさは、レイノルズ数Re
の値により算定されている。このレイノルズ数Reは、
流体の流速をU、要部の長さをQ、密度をρ、粘度をμ
とすると、Re=J〕LL μ として表され、このレイノルズ数Reの値が小さい程、
乱流は発生しにくいものとされている。つまり、このレ
イノルズ数Reの値が小さい程、回転部材7に振動が生
じにくく、動圧気体ラジアル軸受装置2の性能が高いこ
とが分かる。ここで、流速Uは回転部材7の回転速度に
対応しており、このUと要部長さΩとは機器の条件によ
り決定される数値であり、上述のように、粘度μは各種
気体で差が微小である。そこで、密度ρは、ハウジング
8内に密閉する気体の種類により異なるわけだが、従来
の動圧気体ラジアル軸受装置2では、これに空気18を
使用している。空気18は比較的軽い気体ではあるが、
近年の動圧流体軸受装置には極度な高性能が要求されて
おり、さらにレイノルズ数Reを小さくして、乱流の発
生を防止し、回転部材7が振動しない動圧気体ラジアル
軸受装置2が要望されている。
Problems to be Solved by the Invention The hydrodynamic gas radial bearing device 2 as described above is effective because it can pivot and rotate the polygon mirror 17 etc. without having any mechanical contact parts. . Here, the hydrodynamic gas radial bearing device 2 is mainly used for precision equipment,
It is required that the rotating member 7 rotate stably without vibration. Generally, hydrodynamic bearing devices are designed so that fluid flows as a laminar flow. However, in actual products, turbulence tends to occur and the rotating member 7 tends to vibrate. Currently, the ease with which turbulence occurs in a Newtonian fluid such as air 18 is determined by the Reynolds number Re.
It is calculated based on the value of This Reynolds number Re is
The flow velocity of the fluid is U, the length of the main part is Q, the density is ρ, and the viscosity is μ
Then, it is expressed as Re=J]LLμ, and the smaller the value of this Reynolds number Re,
Turbulence is said to be less likely to occur. In other words, it can be seen that the smaller the value of the Reynolds number Re, the less vibration occurs in the rotating member 7, and the higher the performance of the hydrodynamic gas radial bearing device 2 is. Here, the flow velocity U corresponds to the rotational speed of the rotating member 7, and this U and the main length Ω are values determined by the equipment conditions, and as mentioned above, the viscosity μ differs between various gases. is minute. Therefore, the density ρ varies depending on the type of gas sealed in the housing 8, but in the conventional dynamic pressure gas radial bearing device 2, the air 18 is used. Although air 18 is a relatively light gas,
Recent hydrodynamic bearing devices are required to have extremely high performance, and the hydrodynamic gas radial bearing device 2 is designed to further reduce the Reynolds number Re, prevent the occurrence of turbulence, and prevent the rotating member 7 from vibrating. It is requested.

また、上述のような光偏向器1では、ポリゴンミラー1
7がハウジング8内に位置しているため、この動圧気体
ラジアル軸受装置2の流体として、潤滑油等を使用する
ことはできない。そこで、この流体として空気18を使
用しているが、空気18は潤滑油等と異なり粘度が低く
減衰力が小さいため、回転部材7などに発生した振動を
押さえる力が弱い。さらに、気体は圧縮性流体なので、
潤滑油等のような非圧縮性流体と異なり、自励振動を発
生して回転部材7やポリゴンミラー17に振動が伝達さ
れやすい、現在、空気18のような圧縮性流体を使用す
る動圧気体ラジアル軸受装置2の、性能に対する流体の
圧縮性の影響は、圧縮性定数Aの値により算定されてい
る。この圧縮性定数Aは、気体の粘度をμ、相対滑り速
度をU、滑り方向の軸受長さをB、周囲圧をPa、軸受
すきまをhとすると、 A=」1見L ah2 として表され、この圧縮性定数Aの値が小さい程、動圧
気体ラジアル軸受装置1!2の性能は高いものとされて
いる。ここで、気体の粘度μは各種気体における差が微
小である。また、軸受すきまhは製造精度により、相対
滑り速度U、軸受長さBは機器の条件により決定される
数値である。そして、周囲圧Paは、ハウジング8内に
密閉された空気18の気圧に相当しているが、従来の動
圧気体ラジアル軸受装置2では、 P a = 1 (atn+) であるため、への値は極めて大きく、動圧気体ラジアル
軸受装置2の性能が低くなっていることが分かる。
In addition, in the optical deflector 1 as described above, the polygon mirror 1
7 is located inside the housing 8, lubricating oil or the like cannot be used as the fluid for this dynamic pressure gas radial bearing device 2. Therefore, air 18 is used as this fluid, but unlike lubricating oil or the like, air 18 has a low viscosity and a small damping force, so it has a weak force to suppress vibrations generated in the rotating member 7 and the like. Furthermore, since gas is a compressible fluid,
Unlike incompressible fluids such as lubricating oil, dynamic pressure gases that generate self-excited vibrations and easily transmit vibrations to the rotating member 7 and polygon mirror 17 currently use compressible fluids such as air 18. The influence of fluid compressibility on the performance of the radial bearing device 2 is calculated by the value of the compressibility constant A. This compressibility constant A is expressed as L ah2 where μ is the viscosity of the gas, U is the relative sliding speed, B is the bearing length in the sliding direction, Pa is the ambient pressure, and h is the bearing clearance. It is said that the smaller the value of this compressibility constant A, the higher the performance of the dynamic pressure gas radial bearing device 1!2. Here, the difference in gas viscosity μ among various gases is minute. Further, the bearing clearance h is determined by manufacturing accuracy, and the relative sliding speed U and bearing length B are determined by the conditions of the equipment. The ambient pressure Pa corresponds to the atmospheric pressure of the air 18 sealed in the housing 8, but in the conventional dynamic pressure gas radial bearing device 2, since Pa = 1 (atn+), the value of is extremely large, indicating that the performance of the hydrodynamic gas radial bearing device 2 is low.

つまり、従来の動圧気体ラジアル軸受装置2では、動圧
流体に乱流が発生しがちで回転部材7に振動が生じやす
く、しかも、軸受としての性能に気体の圧縮性による悪
影響が起こるため、ポリゴンミラー17の回転が安定せ
ず、高性能な光偏向器lを得ることが困難となっている
In other words, in the conventional hydrodynamic gas radial bearing device 2, turbulence tends to occur in the hydrodynamic fluid, which tends to cause vibrations in the rotating member 7, and furthermore, the performance as a bearing is adversely affected by the compressibility of the gas. The rotation of the polygon mirror 17 is unstable, making it difficult to obtain a high-performance optical deflector l.

課題を解決するための手段 密閉構造のハウジング内に立設された固定軸の外周面と
回転部材に形成した固定軸が遊挿される軸孔の内周面と
の少なくとも一方に動圧流体軸受用の凹凸を形成した動
圧流体軸受装置において。
Means for Solving the Problem A hydrodynamic bearing is provided on at least one of the outer circumferential surface of a fixed shaft installed upright in a housing with a sealed structure and the inner circumferential surface of a shaft hole formed in a rotating member into which the fixed shaft is loosely inserted. In a hydrodynamic bearing device with unevenness formed.

ハウジング内に空気よりも密度が小さい気体を密閉する
A gas with a lower density than air is sealed inside the housing.

作用 ハウジング内に空気よりも密度が小さい気体を密閉した
ことにより、乱流の発生しやすさを示すレイノルズ数が
小さくなり、固定軸と回転部材との間に乱流が生じに<
<9回転部材に振動が発生することを防止できるので、
動圧流体軸受装置の性能が高く、シかも、ハウジング内
に空気よりも密度が小さい気体を大気圧より高く加圧し
て密閉することも可能なので、気体の気圧と反比例する
、動圧流体軸受装置の性能に対する影響度を示す圧縮性
定数を小さくすることができ、圧縮性流体である気体を
使用していながら、さらに高性能な動圧流体軸受装置を
得ることも可能である。
By sealing a gas with a lower density than air in the action housing, the Reynolds number, which indicates the likelihood of turbulent flow, is reduced, and turbulent flow is less likely to occur between the fixed shaft and the rotating member.
<9 Since it is possible to prevent vibrations from occurring in rotating members,
The performance of the hydrodynamic bearing device is high, and it is also possible to pressurize and seal gas with a lower density than air in the housing to a level higher than atmospheric pressure, so the dynamic pressure fluid bearing device is inversely proportional to the air pressure. It is possible to reduce the compressibility constant indicating the degree of influence on performance, and it is also possible to obtain a hydrodynamic bearing device with even higher performance even though gas is used as a compressible fluid.

実施例 本発明の一実施例を第1図に基づいて説明する。Example An embodiment of the present invention will be described based on FIG.

まず、この動圧流体軸受装置である動圧気体ラジアル軸
受装置19も、やはり光偏向器20に利用されている。
First, the dynamic pressure gas radial bearing device 19, which is this dynamic pressure fluid bearing device, is also used in the optical deflector 20.

そして、この動圧気体ラジアル軸受装置19のハウジン
グ21では、バルブ22,23が設けられたパイプ24
.25が、側壁の上方及び下方に各々配設され、さらに
、0リング26が下縁接合部の内側に取付けられて、耐
圧構造になっている。そして、このハウジング21内に
、例えば、ここではヘリウム27が、例えば、3気圧で
密閉されている。また、この他の構成は、前述の光偏向
器1と同様になっている。
In the housing 21 of this hydrodynamic gas radial bearing device 19, a pipe 24 provided with valves 22 and 23 is provided.
.. 25 are disposed above and below the side walls, respectively, and an O-ring 26 is mounted inside the lower edge joint to provide a pressure-resistant structure. In this housing 21, for example, helium 27 is sealed at, for example, 3 atmospheres. Further, the other configuration is similar to that of the optical deflector 1 described above.

このような構成において、この光偏向器20及び動圧気
体ラジアル軸受装置19は、前述の光偏向器1及び動圧
気体ラジアル軸受装置2と同様に機能する。
In such a configuration, the optical deflector 20 and the hydrodynamic gas radial bearing device 19 function in the same manner as the optical deflector 1 and the hydrodynamic gas radial bearing device 2 described above.

そこで、この動圧気体ラジアル軸受装置19のハウジン
グ21内に、3気圧のヘリウム27を密閉する方法につ
いて説明する。まず、この光偏向器20は、通常の機器
と同様に空気中で組上げられる。そこで、この後、バル
ブ22.23を開放し、上方のパイプ24に、ヘリウム
27のボンベ(図示せず)を接続し、ハウジング21内
にヘリウム27を注入する。すると、ヘリウム27は空
気18よりも軽いため、ハウジング21内に上方から溜
り、空気18はパイプ25から排出される。
Therefore, a method for sealing helium 27 at 3 atm inside the housing 21 of this dynamic pressure gas radial bearing device 19 will be explained. First, this optical deflector 20 is assembled in air like a normal device. Therefore, after this, the valves 22 and 23 are opened, a helium 27 cylinder (not shown) is connected to the upper pipe 24, and helium 27 is injected into the housing 21. Then, since the helium 27 is lighter than the air 18, it accumulates in the housing 21 from above, and the air 18 is discharged from the pipe 25.

そして、ハウジング21内がヘリウム27で充満した時
点で、下方のバルブ23を閉じる。そして、この状態の
まま、注入圧が3気圧になるまでヘリウム27を注入し
て、バルブ22も閉じる。このようにすることにより、
容易にハウジング21内に、3気圧のヘリウム27を密
閉することができることがわかる。また、このようにヘ
リウム27の気圧番高めるためには、ハウジング21が
耐圧構造である必要があるが、前述したように、動圧流
体軸受装置のハウジングは、装置を粉塵などから保護す
るために元々密閉構造であるものが大半なので、改造が
必要な場合でも、0リング26を加える程度で、容易に
耐圧構造のハウジング21が得られることがわかる。
Then, when the inside of the housing 21 is filled with helium 27, the lower valve 23 is closed. Then, in this state, helium 27 is injected until the injection pressure reaches 3 atmospheres, and the valve 22 is also closed. By doing this,
It can be seen that helium 27 at 3 atmospheres can be easily sealed in the housing 21. In addition, in order to increase the pressure of helium 27 in this way, the housing 21 needs to have a pressure-resistant structure, but as mentioned above, the housing of the hydrodynamic bearing device is designed to protect the device from dust, etc. Since most of the housings are originally of a sealed structure, it can be seen that even if modification is necessary, a pressure-resistant structure housing 21 can be easily obtained by adding an O-ring 26.

つぎに、この動圧気体ラジアル軸受装置19の特性につ
いて説明する。この動圧気体ラジアル軸受装置19では
、圧縮性流体であるヘリウム27を3気圧に加圧したも
のを動圧流体として使用している。そこで、乱流の発生
しやすさを示すレイノルズ数Reについて前述の式から
考えると、Re−111 μ に対して、3気圧のヘリウム27の密度は。
Next, the characteristics of this dynamic pressure gas radial bearing device 19 will be explained. This dynamic pressure gas radial bearing device 19 uses helium 27, which is a compressible fluid, pressurized to 3 atmospheres as the dynamic pressure fluid. Therefore, considering the Reynolds number Re, which indicates the ease with which turbulence occurs, from the above formula, the density of helium-27 at 3 atmospheres is given by Re-111 μ.

ρ1=o、1aX1o−3X3 =0,54X10−’ (g/an’)一方、1気圧の
空気18の密度は。
ρ1=o, 1aX1o-3X3 =0,54X10-'(g/an') On the other hand, the density of air 18 at 1 atm.

ρ2= 1.29 X 100−3(/am’)てあり
、ヘリウム27の密度は空気18の密度の」=以下であ
る。つまり、レイノルズ数Reが極めて小さいことが分
かる。しかも、ヘリウム27の粘度は、 p、=19,6X10−’ (Pa−8)一方、空気1
8の粘度は。
ρ2 = 1.29 x 100-3 (/am'), and the density of helium 27 is less than the density of air 18. In other words, it can be seen that the Reynolds number Re is extremely small. Moreover, the viscosity of helium 27 is p, = 19,6X10-' (Pa-8), while the viscosity of air 1
What is the viscosity of 8?

μ、=18,2X10−G(Pa−8)なので、このレ
イノルズ数Reは、さらに小さくなることが分かる。な
お、流速U、要部長さQは、設計条件等により決定され
る値であることは言うまでもない。
Since μ, = 18,2X10-G (Pa-8), it can be seen that this Reynolds number Re becomes even smaller. It goes without saying that the flow velocity U and main length Q are values determined by design conditions and the like.

つぎに、動圧気体ラジアル軸受装置19の性能に対する
影響度を示す圧縮性定数へについて、前述の式から考え
ると、 A=−e観l ah2 に対して、ヘリウム27は3気圧で密閉されているので
、ハウジング21内に密閉された気体の気圧に相当する
周囲圧Paは、 P a = 3 (atm) となる。また、上述のように、粘度μの差は微小である
。つまり、この動圧気体ラジアル軸受装置19では、へ
の値が従来の動圧気体ラジアル軸受2に比して約]「ど
なっていることが分かる。なお、相対滑り速度U、滑り
方向の軸受長さB、軸受すきまhは、やはり設計条件等
により決定される値である。
Next, regarding the compressibility constant that indicates the degree of influence on the performance of the hydrodynamic gas radial bearing device 19, considering from the above formula, we can see that for A=-e, the helium 27 is sealed at 3 atm. Therefore, the ambient pressure Pa corresponding to the atmospheric pressure of the gas sealed inside the housing 21 is P a = 3 (atm). Furthermore, as described above, the difference in viscosity μ is minute. In other words, it can be seen that in this hydrodynamic gas radial bearing device 19, the value of is approximately 10% lower than that of the conventional hydrodynamic gas radial bearing 2. The length B and the bearing clearance h are also values determined by design conditions and the like.

上述のように、この動圧気体ラジアル軸受装置2では、
レイノルズ数Reと圧縮性定数へとの両方が極めて小さ
くなっていることが分かる。
As mentioned above, in this hydrodynamic gas radial bearing device 2,
It can be seen that both the Reynolds number Re and the compressibility constant become extremely small.

なお、本実施例の動圧気体ラジアル軸受装置19では、
ハウジング21内に密閉する気体をヘリウム27とした
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、
水素、ネオン等の使用も可能である。
In addition, in the dynamic pressure gas radial bearing device 19 of this embodiment,
Although the gas sealed in the housing 21 is helium 27, the present invention is not limited thereto; for example,
It is also possible to use hydrogen, neon, etc.

発明の効果 本発明は、上述のようにハウジング内に空気よりも密度
が小さい気体を密閉したことにより、乱流の発生しやす
さを示すレイノルズ数が小さくなり、固定軸と回転部材
との間に乱流が生じにくく、回転部材に振動が発生する
ことを防止できるので、動圧流体軸受装置の性能が高く
、しかも、ハウジング内に空気よりも密度が小さい気体
を大気圧より高く加圧して密閉することも可能なので、
気体の気圧と反比例する、動圧流体軸受装置の性能に対
する影響度を示す圧縮性定数を、小さくすることができ
るため、圧縮性流体である気体を使用していながらも、
さらに高性能な動圧流体軸受装置を得ることも可能であ
り、それでいて、用いる流体は気体なので、レーザプリ
ンタのポリゴンミラーのように、潤滑油による汚損が懸
念される機器にも容易に使用することができる等の効果
を有するものである。
Effects of the Invention In the present invention, as mentioned above, by sealing a gas with a lower density than air in the housing, the Reynolds number, which indicates the likelihood of turbulent flow, is reduced, and the gap between the fixed shaft and the rotating member is reduced. The performance of the hydrodynamic bearing device is high because turbulence is less likely to occur and vibrations are prevented from occurring in rotating members.Moreover, the housing is pressurized to a level higher than atmospheric pressure, which is less dense than air. It can also be sealed, so
The compressibility constant, which indicates the degree of influence on the performance of a hydrodynamic bearing device and is inversely proportional to the gas pressure, can be reduced, so even though gas is used as a compressible fluid,
It is also possible to obtain a hydrodynamic bearing device with even higher performance, and since the fluid used is gas, it can be easily used in equipment where contamination by lubricating oil is a concern, such as polygon mirrors in laser printers. It has the following effects:

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

第1図は本発明の一実施例の縦断側面図、第2図は従来
例の縦断側面図である。 3・・・凹凸、5・・・固定軸、6・・・軸孔、7・・
・回転部材519・・・動圧流体軸受S置、21・・・
ハウジング、27・・・気体
FIG. 1 is a vertical side view of one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a vertical side view of a conventional example. 3... Unevenness, 5... Fixed shaft, 6... Shaft hole, 7...
・Rotating member 519...Dynamic pressure fluid bearing S position, 21...
Housing, 27... gas

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、密閉構造のハウジング内に立設された固定軸の外周
面と回転部材に形成した前記固定軸が遊挿される軸孔の
内周面との少なくとも一方に動圧流体軸受用の凹凸を形
成した動圧流体軸受装置において、前記ハウジング内に
空気よりも密度が小さい気体を密閉したことを特徴とす
る動圧流体軸受装置。 2、ハウジング内に空気よりも密度が小さい気体を大気
圧より高く加圧して密閉したことを特徴とする請求項1
記載の動圧流体軸受装置。
[Scope of Claims] 1. Dynamic pressure fluid is applied to at least one of the outer circumferential surface of a fixed shaft installed upright in a housing with a sealed structure and the inner circumferential surface of a shaft hole formed in a rotating member into which the fixed shaft is loosely inserted. What is claimed is: 1. A dynamic pressure fluid bearing device in which unevenness is formed for a bearing, characterized in that a gas having a lower density than air is sealed in the housing. 2. Claim 1, characterized in that the housing is sealed with a gas having a lower density than air, pressurized to a level higher than atmospheric pressure.
The hydrodynamic bearing device described.
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