JPH02296009A - 動圧軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は動圧軸受装置に関する。この装置は例えばレー
ザービームプリンタ等に使用される偏向走査装置に使用
される回転ユニット用軸受として好適なものである。

［従来の技術］ 従来、動圧軸受装置は第６図に示すような構成を有して
いる。すなわち、ラジアル面にヘリングボーン状の浅溝
が刻まれた軸１と、この軸１と回転可能に嵌合している
スリーブ２と、軸１の端面とスリーブ２に結合されたス
ラスト方向に保持するスラスト板３にスパイラル状の浅
溝１１が刻まれ、＠１とスリーブ２およびスラスト板３
との間に潤滑流体が満たされている。軸１が回転すると
潤滑流体は図に示す矢印の方向へ流れる。したがって、
ラジアル面ではへリングボーン状の浅溝１０によりラジ
アル方向に圧力を発生し、ラジアル面は非接触状態とな
る。また、スラスト面においても同様に、対向するスパ
イラル状の浅溝１１が圧力を発生し、これによって軸１
を非接触に支持する機構になっている。また、スラスト
板３には中央に穴７が、周辺部に穴８が設けられ、穴７
と穴８を連通させる溝９が設けられている。これにより
潤滑流体を循環させ、スラスト軸受形成部分の外周側の
負圧発生を防止し、また熱の拡散を可能にしている。

また、スリーブ２の開放端側に凹部５を設け、これより
さらに開放側の位置において、回転軸１にはスラスト軸
受方向に流体が流れ込むような浅溝６を設けており、こ
れにより、潤滑流体の飛散を防止するような構造になっ
ている。

さらに、浮上特性を安定させるために凹部５（？９．溝
１０と浅溝６の間に相当する位置）近傍に小径穴を設り
ることも提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記従来例では、スラスト板３のような形
状を形成するにあたって材質が金属である場合には、切
削等の機械加工が必要となり、精度的には充分に満足で
きるがコストが高くなる。

また、樹脂材料（ポリアセタール、ポリカーボネイト、
ＰＰＳ等）を用いて成形加工を行なった場合には、成形
後の樹脂の収縮によってスラスト圧力発生部の形状か波
形や凹形になったりして精度保証が困難であるとともに
、静止時における接触点が不安定で起動時に摩擦トルク
が大ぎくなる可能性があり、また、片当たりなどして摩
耗等を生しる可能性が大きくなる。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、
動圧軸受装置において、スラスト板の加工精度を樹脂材
料の成形加工によっても保証し、安価な構成により、静
止時や起動時における摩擦や摩耗を減少させることにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明では、軸、軸と回転可能
に嵌合するスリーブ、およびスリーブに固定され軸を一
端面においてスラスト方向に支持するスラスト板を有し
、軸またはスリーブの嵌合面の少なくとも一方に第１の
浅溝が形成され、スリーブはその嵌合面で軸をラジアル
方向に支持し、軸の一端面およびスラスト板との間で軸
をスラスト方向に支持する流体圧力を発生させる第２の
浅溝が軸またはスラスト板の少なくとも一方に形成され
、スラスト板または軸端面の中央部にはスラスト板また
は軸の側面に連通する穴が設けられた動圧軸受装置にお
いて、スラスト板は外周部の肉厚より内周部の肉厚の方
が薄くなるようにしている。

スラスト板は、通常、樹脂材料を主とする材料で構成さ
れ、成形加工により形状が形成される。

また、スラスト板中央部が数μｍの凸形状となっている
場合もある。

［作用コ この構成において、軸を回転させるとスラスト板や釉の
側面に介在する流体が第２の浅溝によって軸とスラスト
板間の間隙の中央部に圧送されてその部分の圧力が高ま
り軸が浮上する。そしてこの間、中央部に圧送された流
体はスラスト板のスラスト軸受面またはこれに対向する
軸端面に設けられた穴を介してスラスト板または軸の側
面に排出され、再び中央部に圧送されるという循環を繰
り返す。

ここで、スラスト板は、外周の肉厚よりもその内側の肉
厚の方が薄くなっており、樹脂材料を成形加工して製作
した場合、そのスラスト軸受面の形状は中央が凸状に数
μｍ程度以下の高精度で盛り上がった極めて安定した形
状となっているため、軸の回転を開始する際の軸端面に
おける摩擦トルクは従来より小さい。したがって、軸端
面やスラスト板の摩耗の軽減が図られる。

すなわち、本発明によれば、スラスト板の形状を、外周
部の肉厚より内周部の肉厚を薄くすることにより、樹脂
材料によってもスラスト板の形状精度が出やすく、コス
トの低下が図られる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１の実施例に係る動圧軸受装置の断
面である。第６図と同一の部材には同番号を付しである
。同図において、回転＠１はスリーブ２と回転可能に嵌
合されており、ヘリングボーン状の浅溝１０（溝深さ２
〜２０μｍ程度）が刻まれている。また、スリーブ２に
は固定板４を介して、樹脂材料を成形加工したスラスト
板１０３が固定される。スラスト板１０３は、スラスト
方向に回転軸１を支持する浅溝１１が刻まれており、中
央部に穴７が設けられ、さらに上下方向にみて外周部の
肉厚より内周部の肉厚の方が薄く、外周部の肉厚の厚い
部分には複数個の溝９が刻まれている。固定板４には溝
９ａが設けられており、組立時に穴７、・溝９および溝
９ａが連結するように組み立てられる。

したがって、回転軸１が回転を始めるとスリーブ２とス
ラスト板１０３との間隙２０に介在する流体は浅溝１１
により中央に圧送されて圧力が高まり回転軸１を浮上さ
せる。圧送された流体は連結された中央部の穴７、溝９
ａおよび溝９を経て再び間隙２０に戻るという循環を行
なう。

次に、スラスト板１０３の形状について第２図を用いて
説明する。第２図（ａ）は樹脂材料を成形加工したスラ
スト板１０３の断面図であり、このスラスト板１０３は
外周部の肉厚より内周部の肉厚の方が薄くなっている。

成形加工による樹脂材料の収縮は一般的に成形加工後の
冷却過程において発生し、収縮ユは肉厚に比例して決ま
るとともに冷却過程で冷却が最も遅い方向に向かって収
縮すると考えてよい。したがって、同図の形状において
図中ｘ印の部分の冷却が遅いため、Ｘ印に向かって収縮
が発生し、また外周部と内周部の肉厚の違いから、収縮
後の輪受面の形状は破線で示すような形状となる。なお
、従来形状のものを樹脂材料で成形加工を行なった場合
には第２図（ｂ）に示すような形状となる。したがって
第２図（ａ）の形状によれば、従来形状の場合に比べ、
成形後の形状が凸形状に安定し、その精度も平面度で数
μｍ以下（浅溝ｌＯの成分を除く）にすることが可能に
なるとともに、静止時において回転軸１とスラスト板１
０３とは中央部の穴７近傍において接触するため、起動
時の摩擦トルクが小さく摩耗等が生じにくい。

第３図は本発明の第２の実施例を示す断面図である。こ
の軸受装置の場合、回転軸１には軸端の中央部に穴２１
、および穴２１と連通する穴２２が複数個設けられてお
り、これらを介して流体が循環するようになっている。

スラスト板３０３は平板形状であるが、その肉厚は外周
部より内周部の方が薄くなっている。この場合における
樹脂材料を成形加工した場合のスラスト板３０３の収縮
後のスラスト軸受面の形状は第４図（ａ）に破線で示す
ような形状となり、中央部が数μｍ程度凸形に盛り上が
った形状となる。したがって、第２図（ａ）の場合と同
様の効果を得ることができる。なお、従来形状の場合は
第４図（ｂ）に示すような形状となる。

第５図は本発明の第３の実施例を示す断面図である。こ
のスラスト板５０３の中央部の穴フの周辺は数μｍの凸
形状となっている。また、スラスト板５０３の肉厚は上
述と同様に外周部より内周部の方が薄くなっている。し
たがって、樹脂材料の成形加工後の形状は図中破線で示
すような形状になり、より一層形状が凸になりゃすく効
果が現われやすくなる。また、第２の実施例で示した形
状に応用しても同様の効果が得られる。なお、中央部の
凸形状を見込まなくても使用することは可能である。

さらに、外周部より内周部の肉厚を薄くする方法として
は、上述においては段差を設けたような例を示したが。

その他、テーパー状にする等、種々の方法が可能である
。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、スラスト板の形状
を外周部の肉厚より内周部の肉厚を薄くしたため、スラ
スト板の形状精度が成形加工によりても出しやすく、コ
スト的に安価になるとともに、軸受の特性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例に係る動圧軸受装置を
示す断面図、 第２図（ａ）は、第１図の装置のスラスト板を示す断面
図、 第２図（ｂ）は、従来のスラスト板を示す断面図、 第３図は、本発明の第２の実施例を示す断面図、 第４図＜８）は、第３図の装置のスラスト板を示す断面
図、 第４図（ｂ）は、従来の他のスラスト板を示す断面図、 第５図は、本発明の第３の実施例に係るスラスト板を示
す断面図、そして 第６図は、従来の動圧軸受装置を示す断面図である。 １：回転軸、 ２ニスリーブ、 １０３．３０３，５０３ニスラスト板、１０：へリング
ボーン状の 浅溝、 １１；スパイラル状の浅溝、 ７．２１：穴。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸、軸と回転可能に嵌合するスリーブ、およびス
   リーブに固定され軸を一端面においてスラスト方向に支
   持するスラスト板を有し、軸またはスリーブの嵌合面の
   少なくとも一方に第１の浅溝が形成され、スリーブはそ
   の嵌合面で軸をラジアル方向に支持し、軸の一端面およ
   びスラスト板との間で軸をスラスト方向に支持する流体
   圧力を発生させる第２の浅溝が軸またはスラスト板の少
   なくとも一方に形成され、スラスト板または軸端面の中
   央部にはスラスト板または軸の側面に連通する穴が設け
   られた動圧軸受装置において、スラスト板は外周部の肉
   厚より内周部の肉厚の方が薄いことを特徴とする動圧軸
   受装置。
2. （２）スラスト板は樹脂材料を主とする材料で構成され
   、成形加工により形状が形成されることを特徴とする請
   求項１記載の動圧軸受装置。
3. （３）スラスト板中央部が数μｍの凸形状となっている
   ことを特徴とする請求項１記載の動圧軸受装置。