JPH04258523A - 動圧軸受 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＯＡ機器，音響機器等
に用いられる動圧軸受の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば磁気ディスク，光ディスク
，レーザビームプリンタ用スキャナなどの動圧軸受にあ
っては、一方の軸受部材である軸が他方の軸受部材であ
るスリーブに嵌合して軸の一方の軸受面とスリーブの他
方の軸受面とが対向しており、この対向する軸受面の少
なくとも一方に、ヘリングボーン状の溝が設けられてい
る。

【０００３】図５に示すものは、軸２０の外周面に設け
た一方の軸受面であるラジアル受面にく字形のヘリング
ボーン状の溝１をランド部４を介して並設するとともに
、各ヘリングボーン状の溝１の両端部を周溝２で連結し
たものである。

【０００４】軸２０が嵌合する図外のスリーブとの間の
ラジアル軸受すきまに保持される微少量の潤滑剤に、ヘ
リングボーン状の溝１のポンピング作用で形成される圧
力分布は、図６に示すように、く字状の溝の頂部の折曲
点Ｐにおいて最大値Ｐｍａｘ　となる。この圧力分布は
周溝２の有無には無関係である。すなわち周溝２は、ヘ
リングボーン状の溝１の間のランド部４に流れでた潤滑
剤がラジアル軸受すきまから外部に流出するのを防止す
るにすぎない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の動圧軸受に
あっては、軸受すきま内の潤滑剤の圧力がヘリングボー
ン状の溝１の頂部の折曲点Ｐで最大であり、溝の両端に
近づくにつれて小さくなる。そのため、軸２０への外力
がヘリングボーン状の溝１の端部付近に負荷された場合
には、その負荷に対抗して軸２０を支えるきることがで
きずに軸２０が傾くという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点を解決して、
外力が負荷されても軸受部材が傾きにくいヘリングボー
ン状の溝を備えた動圧軸受を提供することをその目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、一方の軸受部
材に設けた一方の軸受面と他方の軸受部材に設けた他方
の軸受面とが対向し、前記一方の軸受面と他方の軸受面
との少なくとも一方にヘリングボーン状の溝を設けた動
圧軸受において、ヘリングボーン状の溝の両端部から潤
滑剤溜り用の溝が円周方向にそれぞれ突出し、その潤滑
剤溜り用の溝と隣のヘリングボーン状の溝との間にはラ
ンド部があることを特徴とする。

【０００８】

【作用】ヘリングボーン状の溝の両端部から突出した潤
滑剤溜り用の溝が圧力溜りとして機能する。そのために
、軸受すきまの潤滑剤の圧力は、ヘリングボーン状の溝
の頂部とその両側の両端部とで高くなるという圧力分布
が得られる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の動圧軸受をレーザビームプリン
タ用スキャナの光偏向鏡の回転軸受部に適用した縦断面
図である。取付台１０に、一方の軸受部材として配設し
た軸２０の一方の軸端部が圧入等の手段で固定されてい
る。この軸２０に、他方の軸受部材として配設したスリ
ーブ１１が回転可能に嵌挿され、スリーブ１１の上端部
に嵌着されたスラスト受１２の下端面（他方の軸受面で
あるスラスト軸受面）１３が軸２０の上端面（一方の軸
受面であるスラスト受面）２０ａと平面で対向している
。上記スラスト軸受面１３には、ヘリングボーン状の溝
１４が形成されて動圧スラスト軸受を構成している。

【００１０】軸２０の外周面には、軸方向に間隔をおい
て二カ所に、一方の軸受面として円筒状のラジアル受面
２１が設けられ、このラジアル受面２１にヘリングボー
ン状の溝１が設けられている。このラジアル受面２１は
、スリーブ１１の内径面に他方の軸受面として設けた円
筒状のラジアル軸受面２２と軸受すきまを隔てて対向し
ており、動圧ラジアル軸受を構成している。

【００１１】図２は、この軸２０のラジアル受面２１に
形成されたヘリングボーン状の溝１の詳細を示す図であ
る。すなわち、く字形の溝１とランド部４とが交互に並
設されていて、そのく字形の各溝１の両端部からは、潤
滑剤溜り用の溝５が円周方向にそれぞれ突出している。 その潤滑剤溜り用の溝５の先端と隣のヘリングボーン状
の溝１との間には狭い間隔のランド部６がある。

【００１２】スリーブ１１の内径面には、スラスト軸受
面１３の近傍の位置と、二カ所のヘリングボーン状の溝
１の間の位置との二カ所に、ラジアル軸受面２２より大
径の逃げ部１５，１６が設けてある。上位の逃げ部１５
にはスリーブ１１のフランジ１７の下面の凹部１８に通
じる空気抜き孔２３が、下位の逃げ部１６には取付台１
０中央部上面の凹部１０ａに通じる空気抜き孔２３が、
それぞれに設けられている。これらの空気抜き孔２３は
、温度変化があってもスリーブ１１の内外の気圧を同一
にして、ラジアル軸受すきま内の潤滑剤の外部への洩れ
を防止するためのものである。

【００１３】上記のラジアル軸受面２２とラジアル受面
２１との間の軸受すきま、スラスト軸受面１３とスラス
ト受面２０ａとの間の軸受すきま、及び逃げ部１５，１
６と軸２０との間の半径方向すきまには、それぞれ油，
グリース，空気等の潤滑剤が保持されている。

【００１４】スリーブ１１のフランジ１７の上面には、
スリーブ１１に嵌合された多面鏡２４とバランスリング
２５とが図外のボルトで固定されている。また、同フラ
ンジ１７の下段には、ヨーク３０を介して円環状のロー
タマグネット３１が固定されれている。一方、取付台１
０には、前記ロータマグネット３１と軸方向に対向する
円環状のステータコイル３２が取り付けられており、こ
れらのロータマグネット３１とステータコイル３２とで
、上記動圧軸受装置の駆動用モータ機構を構成している
。

【００１５】上記構成の装置は、取付台１０に取り付け
たハウジング３３で密閉された状態で組付けられていて
、使用時にはモータを駆動してスリーブ１１を回転させ
、外部の光源からハウジング３３に設けてある透過窓３
４を介して外部の光源から入射したレーザ光を、多面鏡
２４により反射させ、その反射レーザ光が透過窓３４を
透過して図外の感光ドラム上に照射されるようになって
いる。

【００１６】上記のように構成された動圧軸受において
、いま、スリーブ１１が回転すると、ラジアル軸受のヘ
リングボーン状の溝１のポンピング作用によってラジア
ル軸受すきまの潤滑剤は、図２に示すようにヘリングボ
ーン状の溝１の頂部の折曲点Ｐへ流入する。同時にまた
、溝の両端部から突出した潤滑剤溜り用の溝５へも流入
する。こうしてラジアル軸受すきま内の潤滑剤の圧力が
高くなり、スリーブ１１は軸２０のラジアル受面２１に
非接触で半径方向に支持される。溝の頂部の折曲点Ｐに
充満した潤滑剤は、ランド部４のラジアル軸受すきまを
通って溝の両端部に移行して循環する。その際、潤滑剤
溜り用の溝５が、潤滑剤の軸受外部への流出を抑制する
。のみならず、潤滑剤溜り用の溝５はスリーブ１１の回
転方向に流れて充満した潤滑剤の圧力を高くする。その
ために、ラジアル軸受すきまの潤滑剤の圧力は、ヘリン
グボーン状の溝の頂部とその両側部とで高くなるという
圧力分布が得られる。

【００１７】図３は、こうして形成されるラジアル軸受
すきま内の潤滑剤の圧力分布を示したものである。図３
から明らかなように、ヘリングボーン状の溝１の頂部の
折曲点Ｐにおいて圧力は最大値Ｐｍａｘ　を示すととも
に、その両側の潤滑剤溜り用の溝５の位置においても、
一段高い圧力Ｐ５　が軸方向に長さＬ（潤滑剤溜り用の
溝５の溝幅相当分）だけ維持される。したがって、例え
ばバランスリング２５の調整が十分でなく、スリーブ１
１が軸２０に対して傾こうとした場合など、外力がラジ
アル受面２１のヘリングボーン状の溝１の軸方向端部付
近に負荷されるが、潤滑剤溜り用の溝５の圧力Ｐ５　が
その負荷に対抗してスリーブ１１を支えることができ、
スリーブ１１の傾斜が抑制される。

【００１８】図４に上記スラスト軸受面１３に設けられ
た動圧発生用の溝１４を示す。このスラスト軸受用のヘ
リングボーン状の溝１４は、く字形のヘリングボーン状
の溝１４の両端部近傍から、潤滑剤溜り用の溝３５．３
５が円周方向にそれぞれ突出している。その潤滑剤溜り
用の溝３５，３５の先端と隣のヘリングボーン状の溝１
４との間にはランド部３６がある。この場合のスラスト
軸受すきまにおける潤滑剤の圧力分布も、図３に示した
ものとほぼ同様である。すなわち、ヘリングボーン状の
溝１４の頂部の折曲点Ｐにおいて圧力は最大値を示すと
ともに、その両側の潤滑剤溜り用の溝３５の位置におい
ても、圧力が径方向に一段高く維持される。したがって
、スリーブ１１が軸２０に対して傾こうとした場合、ス
ラスト軸受面１３のヘリングボーン状の溝１４の径方向
端部付近に外力が負荷されるが、潤滑剤溜り用の溝３５
の圧力がその負荷に対抗してスリーブ１１を支え、その
傾斜を抑制する。

【００１９】なお、上記実施例ではラジアル軸受用のヘ
リングボーン状の溝１はラジアル受面２１に設け、スラ
スト軸受用のヘリングボーン状の溝１４はスラスト軸受
面１３に設けたものを説明したが、これに限らず、ヘリ
ングボーン状の溝１はラジアル受面２１に対向したラジ
アル軸受面２２の方に設けても良く、またはラジアル受
面２１とラジアル軸受面２２との双方に設けても良い。 同様に、ヘリングボーン状の溝１４はスラスト軸受面１
３に対向したスラスト受面２０ａの方に設けても良く、
またはスラスト軸受面１３とスラスト受面２０ａとの双
方に設けても良い。

【００２０】また、上記実施例ではスリーブ回転とした
が、軸回転であっても良い。また、ヘリングボーン状の
溝１，１４はく字状ではなくて、ハ字状，へ字状等でも
良い。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の動圧軸受は
、ヘリングボーン状の溝の両端部から潤滑剤溜り用の溝
が円周方向にそれぞれ突出し、その潤滑剤溜り用の溝と
隣のヘリングボーン状の溝との間にはランド部があるも
のとした。そのため、軸受すきまの潤滑剤の圧力は、ヘ
リングボーン状の溝の頂部とその両側部とで高くなると
いう圧力分布が得られて、その結果、傾きの外力が負荷
されても軸受部材は傾きにくい安定した動圧軸受が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動圧軸受を使用した光偏光鏡の一実施
例の縦断面図である。

【図２】本発明のヘリングボーン状の溝をラジアル受面
に形成した軸の要部側面図である。

【図３】図２のヘリングボーン状の溝による潤滑剤の圧
力分布線図である。

【図４】本発明のヘリングボーン状の溝を形成したスラ
スト軸受面の平面図である。

【図５】従来の動圧軸受のヘリングボーン状の溝をラジ
アル受面に形成した軸の要部側面図である。

【図６】図５のヘリングボーン状の溝による潤滑剤の圧
力分布線図である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　ヘリングボーン状の溝（ラジア
ル軸受用）４　　　　　　　　　　ランド部 ５，３５　　　　潤滑剤溜り用の溝 １１　　　　　　　　　　スリーブ １３　　　　　　　　　　スラスト軸受面１４　　　　
　　　　　　ヘリングボーン状の溝（スラスト軸受用） ２０　　　　　　　　　　軸 ２０ａ　　　　　　　　スラスト受面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一方の軸受部材に設けた一方の軸受面
   と他方の軸受部材に設けた他方の軸受面とが対向し、前
   記一方の軸受面と他方の軸受面との少なくとも一方にヘ
   リングボーン状の溝を設けた動圧軸受において、前記ヘ
   リングボーン状の溝の両端部から潤滑剤溜り用の溝が円
   周方向にそれぞれ突出し、該潤滑剤溜り用の溝と隣のヘ
   リングボーン状の溝との間にはランド部があることを特
   徴とする動圧軸受。