JPH05141420A - Bearing device - Google Patents

Bearing device

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Publication number
JPH05141420A
JPH05141420A JP30482991A JP30482991A JPH05141420A JP H05141420 A JPH05141420 A JP H05141420A JP 30482991 A JP30482991 A JP 30482991A JP 30482991 A JP30482991 A JP 30482991A JP H05141420 A JPH05141420 A JP H05141420A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sleeve
bearing
fixed shaft
peripheral surface
radial
Prior art date
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Pending
Application number
JP30482991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Tanaka
克彦 田中
Takeyuki Yoshiba
岳雪 吉場
Ikunori Sakatani
郁紀 坂谷
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.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP30482991A priority Critical patent/JPH05141420A/en
Publication of JPH05141420A publication Critical patent/JPH05141420A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a bearing device which is low in axial height, short in starting time, excellent in cost performance and mass-productivity, and suitable for an optical deflection device. CONSTITUTION:A sleeve 12 is rotatably fitted to a fixed shaft 12, while herringbone grooves 16 are formed on radial bearing surfaces 14, 15, and thereby a radial fluid bearing R is structured. A tip portion 18 formed by a magnetic body of the fixed shaft 12 is opposed to a cylindrical magnet 20 provided on the sleeve 13 in a non-contact condition, and thereby a thrust magnetic bearing S is structured. Rotor magnet members 61, 63 and a mirror 50 are provided on an outer peripheral surface of the sleeve 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、情報機器,映像機器
などに用いられる光偏向装置等の軸受装置の改良に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a bearing device such as an optical deflector used in information equipment, video equipment and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の光偏向装置用の軸受装置
としては、例えば図2に示されるものがある。この従来
例は、ハウジング(スリーブ)1の中心部に円筒状孔2
が設けてあり、この円筒状孔2の内周面に円筒状の一方
のラジアル軸受面3が設けられ、底面には中央部に凸球
面状の隆起部4を有する一方のスラスト軸受面5が設け
られている。
2. Description of the Related Art As a conventional bearing device for an optical deflecting device of this type, there is one shown in FIG. 2, for example. In this conventional example, a cylindrical hole 2 is formed at the center of a housing (sleeve) 1.
Is provided, and one cylindrical radial bearing surface 3 is provided on the inner peripheral surface of the cylindrical hole 2, and one thrust bearing surface 5 having a convex spherical projection 4 at the center is provided on the bottom surface. It is provided.

【0003】ハウジング1の円筒状孔2には、回転部材
である軸6が嵌合されている。この軸6の外周面には、
前記一方のラジアル軸受面3と対向する他方のラジアル
軸受面7が設けられている。また、軸6の一方の端面に
は、前記一方のスラスト軸受面5と対向する平面状の他
方のスラスト軸受面9が設けてある。軸6の他方のラジ
アル軸受面7には、スラスト軸受の作用をおこなうスパ
イラル状のみぞ8a及びラジアル軸受用のヘリングボー
ン状のみぞ8bからなる動圧発生用のみぞ8が設けられ
て、動圧みぞ付流体軸受(この例の流体は空気)が構成
されている。
A shaft 6 which is a rotating member is fitted in the cylindrical hole 2 of the housing 1. On the outer peripheral surface of this shaft 6,
The other radial bearing surface 7 facing the one radial bearing surface 3 is provided. Further, one end face of the shaft 6 is provided with the other planar thrust bearing surface 9 facing the one thrust bearing surface 5. The other radial bearing surface 7 of the shaft 6 is provided with a dynamic pressure generating groove 8 consisting of a spiral groove 8a acting as a thrust bearing and a herringbone groove 8b for radial bearings. A grooved fluid bearing (the fluid in this example is air) is configured.

【0004】軸6の静止時は、軸下端の他方のスラスト
軸受面9がハウジングの一方のスラスト軸受面5の隆起
部4に接触してアキシアル荷重を受ける。しかし、軸6
の回転時は、その回転に伴ってラジアル軸受面7に設け
たスパイラル状のみぞ8aで発生する動圧をスラスト軸
受面5,9の間に導き、その圧力でアキシアル荷重を受
ける。したがって、軸受装置の定格運転中、軸6はハウ
ジング(スリーブ)1と非接触で回転する。
When the shaft 6 is stationary, the other thrust bearing surface 9 at the lower end of the shaft 6 comes into contact with the raised portion 4 of one thrust bearing surface 5 of the housing and receives an axial load. But axis 6
At the time of rotation, the dynamic pressure generated by the spiral groove 8a provided on the radial bearing surface 7 due to the rotation is introduced between the thrust bearing surfaces 5 and 9, and the axial load is applied by the pressure. Therefore, during the rated operation of the bearing device, the shaft 6 rotates without contacting the housing (sleeve) 1.

【0005】上記軸6の上部にはミラー50が取付けら
れている。そのミラー50は、軸6と共に駆動モータ6
0で回転駆動される。この駆動モータ60のロータマグ
ネット61は、鉄合金製のケース63を介して軸6に取
付けられている。一方、ロータマグネット61と半径方
向に対向するステータコイル64は、ハウジング1に取
付けられている。この従来例の場合、上記ミラー50及
びロータマグネットのケース63は、軸6の外径面にす
きまばめで嵌合され、且つ、ロータマグネットのケース
63はミラー50を挟んで軸6のフランジ部6aにねじ
65で固定されている。また、ロータマグネット61は
そのケース63に接着剤により固着されている。
A mirror 50 is attached to the upper portion of the shaft 6. The mirror 50 has a drive motor 6 together with the shaft 6.
It is driven to rotate at 0. The rotor magnet 61 of the drive motor 60 is attached to the shaft 6 via a case 63 made of iron alloy. On the other hand, a stator coil 64 that faces the rotor magnet 61 in the radial direction is attached to the housing 1. In the case of this conventional example, the mirror 50 and the rotor magnet case 63 are fitted to the outer diameter surface of the shaft 6 with a clearance fit, and the rotor magnet case 63 sandwiches the mirror 50 and the flange portion 6a of the shaft 6 is sandwiched. It is fixed with a screw 65. The rotor magnet 61 is fixed to the case 63 with an adhesive.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このような光偏向装置
は、レーザプリンタやデジタル複写機に使われるが、装
置全体の小型化のために軸方向高さの低いものが要求さ
れている。しかし、従来例では、ラジアル軸受面にアキ
シアル荷重を支持するための軸方向長さの長いスパイラ
ル状のみぞ8aが必要なため、軸方向の高さを低くでき
ないという問題があった。
Such an optical deflecting device is used in a laser printer or a digital copying machine, but it is required to have a low axial height in order to downsize the entire device. However, in the conventional example, there is a problem that the axial height cannot be reduced because the spiral groove 8a having a long axial length is required for supporting the axial load on the radial bearing surface.

【0007】一方、操作性の面からは、起動時間が短
く、定格回転数に到達するまでの立ち上がり時間の短い
ものが求められている。すなわち、レーザプリンタおよ
びデジタル複写機においては、スイッチを入れてから使
用できるまでの時間が短いことが好まれるため、使用回
転数に到達するまでの時間がなるべく短い光偏向装置が
求められている。しかし、従来例では、静止時にスラス
ト軸受面5の隆起部4とスラスト軸受面9とが接触して
いるので起動摩擦トルクが大きく、また軸6のフランジ
部6aのイナーシャが大きいので、立ち上がり時間を短
くすることが難しかった。
On the other hand, from the viewpoint of operability, it is required that the starting time is short and the rising time until the rated speed is reached is short. That is, in the laser printer and the digital copying machine, it is preferable that the time from turning on the switch until it can be used is short, so that an optical deflecting device that requires as short a time as possible to reach the number of rotations used is required. However, in the conventional example, since the raised portion 4 of the thrust bearing surface 5 and the thrust bearing surface 9 are in contact with each other when stationary, the starting friction torque is large, and the inertia of the flange portion 6a of the shaft 6 is large. It was difficult to shorten it.

【0008】更に、記録密度の向上及び印字速度の高速
化に伴い、ますます高速回転への要求が高まっている。
しかも、印字品質の向上を図るためには、回転中に光偏
向装置から発生する振動を極力小さく抑える必要があ
る。このように回転数が速くなると、回転部の不釣り合
いによる遠心力は速度の二乗に比例して大きくなるた
め、不釣合をいかに小さく抑えるかがますます重要にな
ってくる。しかしながら、回転数が高くなるとミラー5
0の風損及び軸受面と空気との摩擦による発熱が大きく
なるので、常温状態でいくら精密に不釣合修正(バラン
ス修正)をしていても、温度上昇に伴ってそれぞれの材
質の線膨張係数の違いにより、ミラー50及びロータマ
グネット61の重心がスリーブ1の回転中心に対して僅
かに移動して、時間の経過とともに装置の振動が大きく
なるという問題があった。
Further, as the recording density is improved and the printing speed is increased, there is an increasing demand for high speed rotation.
Moreover, in order to improve the print quality, it is necessary to suppress the vibration generated from the optical deflector during rotation as much as possible. As the number of revolutions increases, the centrifugal force due to the imbalance of the rotating parts increases in proportion to the square of the velocity, so it becomes more and more important to keep the imbalance small. However, when the number of rotations increases, the mirror 5
Since the heat generation due to the wind loss of 0 and the friction between the bearing surface and the air increases, no matter how precisely the imbalance correction (balance correction) is performed at room temperature, the linear expansion coefficient of each material will increase as the temperature rises. Due to the difference, the center of gravity of the mirror 50 and the rotor magnet 61 slightly moves with respect to the rotation center of the sleeve 1, and there is a problem that the vibration of the device increases with the passage of time.

【0009】また、高温状態で予め不釣合を修正して
も、今度は常温状態での回転初期の振動が大きくなった
り、或いは温度上昇により不規則に重心が移動するため
定常時の振動を小さくする効果がほとんどないといった
状態であった。従来例におけるこのような温度変動時の
不規則な重心移動は、ミラー50と軸6及びロータマグ
ネットのケース63と軸6との間のはめあい面に僅かな
すきまがあることと、ロータマグネット61とケース6
3とが接着剤により接着されているために、熱膨張によ
って僅かではあるがすきま及び接着層に隣接する部材が
すきま内及び接着層を不規則に移動する現象に起因して
いると思われる。
Further, even if the imbalance is corrected beforehand in the high temperature state, the vibration in the initial stage of rotation at the normal temperature state becomes large, or the center of gravity moves irregularly due to the temperature rise, so that the vibration in the steady state is reduced. There was almost no effect. Such an irregular movement of the center of gravity during temperature change in the conventional example is caused by a slight gap in the fitting surface between the mirror 50 and the shaft 6 and between the rotor magnet case 63 and the shaft 6, and the rotor magnet 61. Case 6
It is considered that this is due to the phenomenon in which the members adjacent to the clearance and the adhesive layer slightly move due to thermal expansion in the clearance and the adhesive layer irregularly due to the fact that 3 and 3 are bonded by the adhesive.

【0010】最近の印字品質の向上に伴い、ますます装
置の低振動化が要求され、従来はそれほど問題にされな
かったが、このような高速回転に伴う発熱によって生じ
る不釣合に起因する振動の影響が無視し得なくなってい
る。以上述べたような従来の軸受装置の諸問題点を解決
するため、本願出願人は、アキシアル荷重を流体軸受で
はなくスラスト磁気軸受で支持するようにした軸受装置
を先に提案した(特願平3−234844号)。しか
し、高価で且つ壊れやすい永久磁石を対にして用いるこ
とによるコストアップ,組立性,磁気吸引力のバランス
などの点でなお改良の余地があった。
With recent improvements in printing quality, it has become more and more demanded to reduce the vibration of the apparatus, which has not been a problem in the past, but the influence of vibration caused by imbalance caused by the heat generated by such high-speed rotation. Can no longer be ignored. In order to solve the various problems of the conventional bearing device as described above, the applicant of the present application previously proposed a bearing device in which an axial load is supported by a thrust magnetic bearing instead of a fluid bearing (Japanese Patent Application No. 3-234844). However, there is still room for improvement in terms of cost increase, assembling, balance of magnetic attraction force, etc. by using expensive and fragile permanent magnets in pairs.

【0011】そこでこの発明は、軸方向の高さの低い、
軌道摩擦トルクの小さい、立ち上がり時間の短い、しか
も組立が容易で量産が容易な低コストの軸受装置を提供
することを目的とする。
Therefore, the present invention has a low axial height,
An object of the present invention is to provide a low-cost bearing device having a small orbital friction torque, a short rise time, easy assembly, and easy mass production.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するこ
の発明の軸受装置は、固定軸に回転自在に嵌合支持され
るスリーブを備えた軸受装置に係り、前記スリーブは、
外周面にミラーと駆動用モータのロータマグネット部材
とが固定されているとともに、前記固定軸の外周面とス
リーブ内周面との少なくとも一方にヘリングボーン状の
動圧発生用のみぞを設けたラジアル流体軸受と、前記固
定軸の自由端側に設けたスラスト磁気軸受とにより支持
され、そのスラスト磁気軸受は、磁性体材料からなる固
定軸の先端部とスリーブの内面に固着された磁石の内面
とがギャップを隔てて対向することにより生じる吸引力
によって支持する構成である。
A bearing device according to the present invention for achieving the above object relates to a bearing device provided with a sleeve rotatably fitted and supported on a fixed shaft, the sleeve comprising:
A mirror and a rotor magnet member of a drive motor are fixed to the outer peripheral surface, and a herringbone-shaped groove for generating dynamic pressure is provided on at least one of the outer peripheral surface of the fixed shaft and the inner peripheral surface of the sleeve. The bearing is supported by a fluid bearing and a thrust magnetic bearing provided on the free end side of the fixed shaft, and the thrust magnetic bearing includes a tip end of the fixed shaft made of a magnetic material and an inner surface of a magnet fixed to the inner surface of the sleeve. Are supported by a suction force generated by facing each other with a gap.

【0013】[0013]

【作用】この発明によれば、スラスト軸受に磁気軸受を
用いたので、ラジアル軸受面にはスラスト軸受の作用を
行うスパイラルみぞが不要となり、軸方向の高さを低く
することができるとともに、スラスト軸受部は静止時も
回転時もともに非接触であるから、起動摩擦トルクが小
さい。
According to the present invention, since the magnetic bearing is used as the thrust bearing, the spiral groove which acts as the thrust bearing is not required on the radial bearing surface, and the axial height can be reduced and the thrust can be reduced. Since the bearing portion is in non-contact both when stationary and when rotating, the starting friction torque is small.

【0014】また、固定軸を磁性材料として、その先端
部をそのままスラスト磁気軸受の一方の部材として用い
たため、固定軸には永久磁石が省略でき、組立性の向上
とコストダウンが図れる。また、固定軸の先端部は固定
軸と一体にすると、ラジアル軸受面との同軸度が確保し
やすく磁気吸引力のアンバランスが生じにくく、また部
品点数が少なくなる。
Further, since the fixed shaft is made of a magnetic material and the tip portion thereof is used as it is as one member of the thrust magnetic bearing, the permanent magnet can be omitted from the fixed shaft, and the assemblability can be improved and the cost can be reduced. Further, if the tip of the fixed shaft is integrated with the fixed shaft, it is easy to secure the coaxiality with the radial bearing surface, imbalance of the magnetic attraction force hardly occurs, and the number of parts is reduced.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、従来例と同一または相当部分には同一の符
号を付してある。図1は一実施例の縦断面図である。ハ
ウジング11は、図示しない上側部材を取り付けること
により空気等の気体を密封できる構造になっており、そ
の中心部には固定軸12が立設されている。この固定軸
12に、軸受すきまを介してスリーブ13が回転自在に
嵌合されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same or corresponding parts as those of the conventional example are designated by the same reference numerals. FIG. 1 is a vertical sectional view of one embodiment. The housing 11 has a structure in which a gas such as air can be sealed by attaching an upper member (not shown), and a fixed shaft 12 is provided upright in the center thereof. A sleeve 13 is rotatably fitted to the fixed shaft 12 through a bearing clearance.

【0016】スリーブ13の内周面に一方のラジアル軸
受面14が設けられ、固定軸12の外周面に設けた他方
のラジアル軸受面15と対向している。前記一方のラジ
アル軸受面14と他方のラジアル軸受面15との少なく
とも一方に(この実施例では一方のラジアル軸受面14
に)、ヘリングボーン状の動圧発生用のみぞ16が設け
られ、ラジアル流体軸受Rを構成している。これに対し
て、固定軸12の自由端側には、スラスト磁気軸受Sが
設けられている。そのスラスト磁気軸受Sは、磁性体材
料からなる固定軸先端部18と、スリーブ13の内面に
固着された円筒状磁石20の内面とがギャップを隔てて
対向することにより生じる吸引力によって、スリーブ1
3を固定軸12にたいして非接触に支持する構成であ
る。
One radial bearing surface 14 is provided on the inner peripheral surface of the sleeve 13 and faces the other radial bearing surface 15 provided on the outer peripheral surface of the fixed shaft 12. At least one of the one radial bearing surface 14 and the other radial bearing surface 15 (one radial bearing surface 14 in this embodiment).
In addition, a herringbone-shaped groove 16 for generating a dynamic pressure is provided to form a radial fluid bearing R. On the other hand, a thrust magnetic bearing S is provided on the free end side of the fixed shaft 12. In the thrust magnetic bearing S, the sleeve 1 is attracted by the attraction force generated by the gap between the fixed shaft tip 18 made of a magnetic material and the inner surface of the cylindrical magnet 20 fixed to the inner surface of the sleeve 13 with a gap.
3 is supported by the fixed shaft 12 in a non-contact manner.

【0017】さらに詳細に述べると、固定軸12の先端
部18は、例えばステンレス鋼(SUS440C,SU
S420J2など)で形成されており、固定軸12の本
体とは別体でも一体でもよいが、一体に形成した方が取
付け精度の影響がなく、しかも部品点数が少なくて済み
好ましい。この先端部18の近傍(図では固定軸本体と
の間)には周溝18aを設けてある。これにより固定軸
12の外径面の周溝18aの両側の箇所に磁束を集中さ
せて、固定軸12に対するスリーブ13の軸方向位置を
定めるものであり、この周溝18aがないとスリーブ1
3の軸方向の位置が不安定になる。固定軸12の本体部
分は錆にくいステンレス鋼を用い、その表面を硬くした
ものが好ましいが、先端部18と別体に形成するのであ
れば非磁性体の硬質のアルミ合金としてもよく、その場
合はアルミ合金のハウジング11と一体にすることもで
きる。
More specifically, the tip portion 18 of the fixed shaft 12 is made of, for example, stainless steel (SUS440C, SU).
S420J2 etc.), and may be separate or integral with the main body of the fixed shaft 12, but it is preferable to integrally form the fixed shaft 12 because the mounting accuracy is not affected and the number of parts is small. A peripheral groove 18a is provided near the tip portion 18 (between the fixed shaft body in the figure). Thus, the magnetic flux is concentrated on the outer diameter surface of the fixed shaft 12 on both sides of the circumferential groove 18a to determine the axial position of the sleeve 13 with respect to the fixed shaft 12, and without the circumferential groove 18a, the sleeve 1
The axial position of 3 becomes unstable. It is preferable that the main body of the fixed shaft 12 is made of rust-resistant stainless steel and has a hardened surface, but a non-magnetic hard aluminum alloy may be used as long as it is formed separately from the tip 18. In that case Can be integrated with the aluminum alloy housing 11.

【0018】円筒状磁石20は、吸引力の強い希土類磁
石が最適で、スリーブ13の上端部に円筒状に段差19
を形成して焼きばめまたは圧入で取り付けられ、温度が
変化しても磁石の重心の回転中心に対する移動が少ない
ようにされて回転中の釣合のくずれを防止している。し
かし、高速回転に伴う発熱による温度変化の影響が少な
い場合には、円筒状磁石20をスリーブ13に接着によ
り固定しても良い。その磁化方向は、半径方向でも軸方
向でも良い。スリーブ13は、スラスト磁気軸受Sの磁
気回路に悪影響を及ぼさないように、非磁性体材料とす
ることが好ましく、非磁性体でしかも軽い材料のアルミ
合金、特に耐摩耗性向上のため炭素繊維複合のアルミ合
金が最適である。
The cylindrical magnet 20 is preferably a rare earth magnet having a strong attractive force, and a cylindrical step 19 is formed on the upper end of the sleeve 13.
And is attached by shrink fitting or press fitting so that the movement of the center of gravity of the magnet with respect to the center of rotation is small even if the temperature changes, thereby preventing the balance from deviating during rotation. However, the cylindrical magnet 20 may be fixed to the sleeve 13 by adhesion when the influence of temperature change due to heat generation due to high-speed rotation is small. The magnetization direction may be radial or axial. The sleeve 13 is preferably made of a non-magnetic material so as not to adversely affect the magnetic circuit of the thrust magnetic bearing S, and is an aluminum alloy of a non-magnetic material and a light material, especially a carbon fiber composite for improving wear resistance. Aluminum alloy is most suitable.

【0019】スラスト軸受Sにおける固定軸先端部18
の外周面と円筒状磁石20の内周面とのギャップは、ラ
ジアル流体軸受Rのラジアル軸受すきまより大きくして
ある。これは、スラスト磁気軸受Sを静止時も回転時も
非接触としてスリーブ13の回転の起動摩擦トルクを小
さくするためである。なお、スラスト磁気軸受Sを用い
ると、軸方向の剛性が低いので、外部振動により回転部
が上下に振動し易い。そこで、本実施例では、スリーブ
13の下部外周面とハウジング11の内側内周面との間
のすきまを小さくし、スリーブ13の下端部とハウジン
グ11との間にエアダンパ22を設けることにより、ス
リーブ13の軸方向の動きを抑制している。
Fixed shaft tip 18 of thrust bearing S
The gap between the outer peripheral surface of and the inner peripheral surface of the cylindrical magnet 20 is larger than the radial bearing clearance of the radial fluid bearing R. This is because the thrust magnetic bearing S is brought into non-contact during stationary and rotation to reduce the starting friction torque of the rotation of the sleeve 13. When the thrust magnetic bearing S is used, since the rigidity in the axial direction is low, the rotating portion easily vibrates vertically due to external vibration. Therefore, in the present embodiment, the clearance between the lower outer peripheral surface of the sleeve 13 and the inner inner peripheral surface of the housing 11 is made small, and the air damper 22 is provided between the lower end portion of the sleeve 13 and the housing 11 to make the sleeve The movement of 13 in the axial direction is suppressed.

【0020】前記スリーブ13は、外周面に僅かに突出
させた小さなフランジ23を有し、そのフランジ23の
上のスリーブ13の外周面にアルミ合金製のミラー50
が焼きばめ又は圧入によりすきまなく嵌合されている。
なお、高速回転に伴う発熱による温度変化の影響が少な
い場合には、ミラー50をスリーブ13の外周面にすき
まばめで嵌合してフランジ23にねじ止めで固定しても
良い。またフランジ23の下のスリーブ23の外周面
に、駆動用モータ60のロータマグネット61を取り付
けた鉄合金製のケース63が、焼きばめ又は圧入により
すきまなく嵌合されている。なお、ロータマグネット6
1とケース63とで構成されるロータマグネット部材
を、スリーブ13の外周面に接着により固定してもよい
が、高速回転用には焼きばめまたは圧入にしてすきまを
なくす方が好ましい。
The sleeve 13 has a small flange 23 slightly protruding on the outer peripheral surface, and an aluminum alloy mirror 50 is provided on the outer peripheral surface of the sleeve 13 above the flange 23.
Are fitted tightly by shrink fitting or press fitting.
When the influence of temperature change due to heat generation due to high-speed rotation is small, the mirror 50 may be fitted to the outer peripheral surface of the sleeve 13 by a loose fit and fixed to the flange 23 with a screw. Further, a ferrous alloy case 63 to which a rotor magnet 61 of the drive motor 60 is attached is fitted to the outer peripheral surface of the sleeve 23 below the flange 23 without shrinkage by shrink fitting or press fitting. The rotor magnet 6
The rotor magnet member constituted by 1 and the case 63 may be fixed to the outer peripheral surface of the sleeve 13 by adhesion, but for high speed rotation, it is preferable to reduce the clearance by shrink fitting or press fitting.

【0021】焼きばめ又は圧入によって嵌合すきまをな
くすことにより、高速回転に伴う発熱時の線膨張係数の
違い及び熱変形によってミラー50及びロータマグネッ
ト部材を構成するケース63の重心がスリーブ13の回
転中心に対して移動することによる釣り合いのくずれを
防止している。なお、ロータマグネット61とそのケー
ス63との間も、焼きばめまたは圧入にすると、高温で
のロータマグネット部材61,63の重心の移動による
釣り合いのくずれを一層少なくできる。
By eliminating the fitting clearance by shrinkage fitting or press fitting, the center of gravity of the case 63 constituting the mirror 50 and the rotor magnet member is the sleeve 13 due to the difference in linear expansion coefficient during heat generation due to high speed rotation and thermal deformation. This prevents the balance from being lost due to movement with respect to the center of rotation. By shrink-fitting or press-fitting between the rotor magnet 61 and its case 63, it is possible to further reduce the imbalance in balance due to the movement of the center of gravity of the rotor magnet members 61 and 63 at high temperatures.

【0022】また、ロータマグネット61のケース63
の外周面63aは、ハウジング11の外側部の内周面1
1aに対面するように配設している。これは、高速回転
のため万一ロータマグネット61が破壊するような場合
でも、遠心力で外部に破片が飛びだすのを防ぐように安
全対策を施したものである。ロータマグネット61と半
径方向に対向するステータコイル64は、ハウジング1
1の下部に取付けられている。
Further, the case 63 of the rotor magnet 61
The outer peripheral surface 63a of the
It is arranged so as to face 1a. Even if the rotor magnet 61 is destroyed due to the high speed rotation, safety measures are taken so as to prevent the fragments from flying out due to centrifugal force. The stator coil 64, which faces the rotor magnet 61 in the radial direction, includes the housing 1
It is attached to the bottom of 1.

【0023】また、回転側の円筒状磁石20の上面とス
リーブ13の内面との境部13a及びスリーブ13の下
側端面に設けた周溝25には、釣り合い修正用の接着剤
を付着できるようになっている。これにより、回転部材
の両端部の重心の不釣り合いの修正が可能となり、モー
メントに対する不釣り合い修正の精度を向上させると共
に、回転中の遠心力による接着剤の飛散を防止するもの
である。
Further, an adhesive for correcting the balance can be attached to the boundary portion 13a between the upper surface of the cylindrical magnet 20 on the rotating side and the inner surface of the sleeve 13 and the circumferential groove 25 provided on the lower end surface of the sleeve 13. It has become. This makes it possible to correct the unbalance of the centers of gravity of the both ends of the rotating member, improve the accuracy of the unbalance correction with respect to the moment, and prevent the adhesive from scattering due to the centrifugal force during rotation.

【0024】次に作用を述べる。上記構成の軸受装置
は、スリーブ13が、スラスト磁気軸受Sにより固定軸
12に軸方向に支持されている。そのため、ラジアル流
体軸受Rにスラスト軸受の作用を行うスパイラル状のみ
ぞを設ける必要がなく、したがって装置の軸方向の高さ
は低く、且つ構造が簡単である。
Next, the operation will be described. In the bearing device configured as described above, the sleeve 13 is axially supported by the fixed shaft 12 by the thrust magnetic bearing S. Therefore, it is not necessary to provide the radial fluid bearing R with a spiral groove that acts as a thrust bearing, and therefore the axial height of the device is low and the structure is simple.

【0025】また、固定軸12の先端部は磁性材で形成
し、そのままスラスト磁気軸受の一方の部材として用い
たため、固定軸12の先端には欠けやすい永久磁石を設
ける必要がないから、スリーブ13を固定軸12に組付
ける際の装入が容易で、組立性が改善される。さらに、
高価な永久磁石はスリーブ13側にのみ設ければ足り、
これと対向する固定軸12の側に使う必要はないので、
1個で足りコストが安い。
Further, since the tip of the fixed shaft 12 is made of a magnetic material and used as it is as one member of the thrust magnetic bearing, it is not necessary to provide a permanent magnet which is easily broken at the tip of the fixed shaft 12. Is easy to assemble when it is assembled to the fixed shaft 12, and the assemblability is improved. further,
It suffices to provide expensive permanent magnets only on the sleeve 13 side,
Since it is not necessary to use it on the side of the fixed shaft 12 facing this,
Only one is enough and the cost is low.

【0026】また、スラスト磁気軸受Sはラジアル流体
軸受Rのラジアル軸受すきまよりより大きい半径方向す
きまの磁気軸受としたため、回転部の自重を支持するス
ラスト軸受部が静止時も回転時も非接触となり、起動摩
擦トルクが小さい。さらに、スリーブ13には大きなフ
ランジがないからイナーシャが小さい。それゆえ、駆動
モータ60の駆動でスリーブ13が回転すると、ヘリン
グボーン状のみぞ16のポンピング作用により、ラジア
ル流体軸受Rの一方のラジアル軸受面14と他方のラジ
アル軸受面15との間の半径方向の軸受すきまに動圧が
発生して、スリーブ13はラジアル方向にも完全に非接
触に支持され、短い立ち上がり時間で高速回転に到達す
ることができる。
Further, since the thrust magnetic bearing S is a magnetic bearing having a radial clearance larger than the radial bearing clearance of the radial fluid bearing R, the thrust bearing portion supporting the own weight of the rotating portion is not in contact either at rest or during rotation. , The starting friction torque is small. Further, since the sleeve 13 has no large flange, the inertia is small. Therefore, when the sleeve 13 is rotated by the drive motor 60, the pumping action of the herringbone-shaped groove 16 causes the radial direction between the radial bearing surface 14 of the radial fluid bearing R and the radial bearing surface 15 of the other radial direction. A dynamic pressure is generated in the bearing clearance of the sleeve 13, the sleeve 13 is supported in the radial direction in a completely non-contact manner, and high speed rotation can be reached in a short rising time.

【0027】ミラー50およびロータマグネット61の
ケース63とスリーブ13との嵌合は、いずれも焼きば
め又は圧入により行われており、はめあい面にはすきま
がないから、回転時の発熱で温度が上昇しても、ミラー
50およびロータマグネットのケース63の重心がスリ
ーブ13の回転中心に対して移動することは少ない。し
たがって釣り合いのくずれも少なく、回転のバランスが
保たれ装置の振動が小さい。なお、ロータマグネット部
材をロータマグネット61のみから構成し、このロータ
マグネット61をスリーブ13の外周面に焼きばめ,圧
入又は接着により固定し、このロータマグネット61が
ステータ64と対向するようにしても良い。
The case 63 of the mirror 50 and the rotor magnet 61 and the sleeve 13 are fitted together by shrink fitting or press fitting, and since there is no clearance on the mating surfaces, the temperature is increased by heat generated during rotation. Even if it goes up, the center of gravity of the mirror 50 and the case 63 of the rotor magnet does not move with respect to the rotation center of the sleeve 13. Therefore, the balance is small, the balance of rotation is maintained, and the vibration of the device is small. It should be noted that the rotor magnet member may be composed of only the rotor magnet 61, and the rotor magnet 61 may be shrink-fitted onto the outer peripheral surface of the sleeve 13 and fixed by press-fitting or adhesion so that the rotor magnet 61 faces the stator 64. good.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、固定
軸の先端に設けたスラスト磁気軸受によりアキシアル荷
重を支持するものとしたため、ラジアル軸受面にスラス
ト軸受の作用を行うスパイラルみぞが不要となり軸方向
の高さを低くできるという効果が得られる。また、スラ
スト磁気軸受は静止時も回転時も非接触であるから、起
動摩擦トルクが小さくできる。
As described above, according to the present invention, since the axial magnetic load is supported by the thrust magnetic bearing provided at the tip of the fixed shaft, the spiral groove for acting the thrust bearing on the radial bearing surface is unnecessary. The effect that the height in the axial direction can be reduced is obtained. Further, since the thrust magnetic bearing is in non-contact both when stationary and when rotating, the starting friction torque can be reduced.

【0029】さらに、固定軸の少なくとも先端部を磁性
材料で形成して、その先端部をそのままスラスト磁気軸
受の一方の部材として用いるものとしたため、壊れやす
く且つ高価な永久磁石がその分省略でき、また先端部は
固定軸と一体にするとラジアル軸受面との同軸度が確保
しやすいため、磁気吸引力のアンバランスも生じにく
く、かつ部品点数が少なくでき、その結果、組立が容易
で量産に適し、高回転精度を有する軸受装置を低コスト
で提供できる。
Further, since at least the tip of the fixed shaft is made of a magnetic material and the tip is used as it is as one member of the thrust magnetic bearing, the fragile and expensive permanent magnet can be omitted accordingly. Also, if the tip part is integrated with the fixed shaft, it is easy to secure the coaxiality with the radial bearing surface, so imbalance of magnetic attraction force does not easily occur, and the number of parts can be reduced, resulting in easy assembly and suitable for mass production. A bearing device having high rotation accuracy can be provided at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of an embodiment of the present invention.

【図2】従来の軸受装置の一例を示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view showing an example of a conventional bearing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 固定軸 13 スリーブ 16 ヘリングボーン状の(動圧発生用の)みぞ 18 (固定軸)先端部 18a 周溝 20 円筒状磁石 50 ミラー 61 ロータマグネット 63 ケース R ラジアル流体軸受 S スラスト磁気軸受 12 Fixed Axis 13 Sleeve 16 Herringbone-shaped (for Dynamic Pressure Generation) Groove 18 (Fixed Axis) Tip 18a Circumferential Groove 20 Cylindrical Magnet 50 Mirror 61 Rotor Magnet 63 Case R Radial Fluid Bearing S S Thrust Magnetic Bearing

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定軸に回転自在に嵌合支持されるスリ
ーブを備えた軸受装置において、 前記スリーブは、外周面にミラーと駆動用モータのロー
タマグネット部材とが固定されているとともに、前記固
定軸の外周面とスリーブ内周面との少なくとも一方にヘ
リングボーン状の動圧発生用のみぞを設けたラジアル流
体軸受と、前記固定軸の自由端側に設けたスラスト磁気
軸受とにより支持され、 該スラスト磁気軸受は、磁性体材料からなる固定軸の先
端部とスリーブの内面に固着された磁石の内面とがギャ
ップを隔てて対向することにより生じる吸引力によって
支持する構成からなる軸受装置。
1. A bearing device including a sleeve rotatably fitted and supported on a fixed shaft, wherein the sleeve has a mirror and a rotor magnet member of a drive motor fixed to an outer peripheral surface of the sleeve. Supported by at least one of the outer peripheral surface of the shaft and the inner peripheral surface of the sleeve, a radial fluid bearing provided with a herringbone-shaped groove for generating dynamic pressure, and a thrust magnetic bearing provided on the free end side of the fixed shaft, The thrust magnetic bearing is a bearing device having a structure in which a tip end of a fixed shaft made of a magnetic material and an inner surface of a magnet fixed to an inner surface of a sleeve are supported by an attractive force generated by facing each other across a gap.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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