JPH06200940A - 磁性流体軸受を用いたスピンドル装置 - Google Patents
磁性流体軸受を用いたスピンドル装置Info
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- JPH06200940A JPH06200940A JP4347888A JP34788892A JPH06200940A JP H06200940 A JPH06200940 A JP H06200940A JP 4347888 A JP4347888 A JP 4347888A JP 34788892 A JP34788892 A JP 34788892A JP H06200940 A JPH06200940 A JP H06200940A
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- fluid bearing
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/1075—Wedges, e.g. ramps or lobes, for generating pressure
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
- F16C17/028—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with fixed wedges to generate hydrodynamic pressure, e.g. multi-lobe bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/047—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with fixed wedges to generate hydrodynamic pressure
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- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁性流体軸受を用いたスピンドル装置におい
て、主軸の正逆回転ができるようにし、もって製造時に
おける部品点数の削減及び組立不良の解消を図り、かつ
使用範囲の拡大が図れるようにする。 【構成】 スラスト軸受３のいずれか一方の受面３ａに
周方向に等間隔をあけて交互に形成された４つの凹部１
６を、軸心を通る各々の周方向中心面Ｃ３を基準として
周方向において対称形状にそれぞれ形成する。
て、主軸の正逆回転ができるようにし、もって製造時に
おける部品点数の削減及び組立不良の解消を図り、かつ
使用範囲の拡大が図れるようにする。 【構成】 スラスト軸受３のいずれか一方の受面３ａに
周方向に等間隔をあけて交互に形成された４つの凹部１
６を、軸心を通る各々の周方向中心面Ｃ３を基準として
周方向において対称形状にそれぞれ形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁性流体軸受を用い
たスピンドル装置に関し、特に、スピンドル装置を製造
する際の部品点数を削減する対策に関する。
たスピンドル装置に関し、特に、スピンドル装置を製造
する際の部品点数を削減する対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のスピンドル装置は、高い回転精
度を有し、かつシール性が容易であることから、特に磁
気ディスク装置やポリゴンミラーモータ等に好適なもの
として注目されており、従来では、例えば特開平２−２
７５１１３号公報に開示されているものが知られてい
る。
度を有し、かつシール性が容易であることから、特に磁
気ディスク装置やポリゴンミラーモータ等に好適なもの
として注目されており、従来では、例えば特開平２−２
７５１１３号公報に開示されているものが知られてい
る。
【０００３】上記従来例では、主軸を回転可能に支持す
る磁性流体軸受において、図７に示すように、例えばス
ラスト軸受の一方の受面ａに、各々４つの凹部ｂ及び凸
部ｃが周方向に等間隔をあけて交互に形成され、上記凹
部ｂは、図８に示すように、他方の受面ｄの同図に矢印
で示す相対移動方向に沿って該受面ｄ側に向かってなだ
らかに傾斜して凸部ｃに接続しており、このことで、凹
部ｂから凸部ｃにかけての上記移動方向における摺動面
において、磁性流体に対する動圧作用が効果的に営まれ
るようになされている。
る磁性流体軸受において、図７に示すように、例えばス
ラスト軸受の一方の受面ａに、各々４つの凹部ｂ及び凸
部ｃが周方向に等間隔をあけて交互に形成され、上記凹
部ｂは、図８に示すように、他方の受面ｄの同図に矢印
で示す相対移動方向に沿って該受面ｄ側に向かってなだ
らかに傾斜して凸部ｃに接続しており、このことで、凹
部ｂから凸部ｃにかけての上記移動方向における摺動面
において、磁性流体に対する動圧作用が効果的に営まれ
るようになされている。
【０００４】
【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、凹部ｂから該凹部ｂの周方向両側に位置する
各凸部ｃにかけての各々の形状が互いに異なるために、
例えば図８の矢印とは反対方向の相対移動では動圧作用
の特性が大きく異なり、主軸を逆方向に回転させた場合
には、磁性流体による両受面間での潤滑作用が不十分と
なる。したがって、実際には主軸を一方向にしか回転さ
せることができないという難点がある。
来例では、凹部ｂから該凹部ｂの周方向両側に位置する
各凸部ｃにかけての各々の形状が互いに異なるために、
例えば図８の矢印とは反対方向の相対移動では動圧作用
の特性が大きく異なり、主軸を逆方向に回転させた場合
には、磁性流体による両受面間での潤滑作用が不十分と
なる。したがって、実際には主軸を一方向にしか回転さ
せることができないという難点がある。
【０００５】このことは、スピンドル装置を製造する際
に、少なくとも軸受部品については右回転用と左回転用
の２種類を用意する必要があることを意味し、部品の管
理が煩雑であるだけでなく、部品の組立作業においても
所定回転方向に応じて使用部品を使い分けなければなら
ない。このために、製造コストが割高となり、かつ誤っ
て違う種類の部品を組付けることによる組立不良の生じ
る虞れもある。
に、少なくとも軸受部品については右回転用と左回転用
の２種類を用意する必要があることを意味し、部品の管
理が煩雑であるだけでなく、部品の組立作業においても
所定回転方向に応じて使用部品を使い分けなければなら
ない。このために、製造コストが割高となり、かつ誤っ
て違う種類の部品を組付けることによる組立不良の生じ
る虞れもある。
【０００６】また、製品としてみた場合には、例えば磁
気ディスク検査等の際には正逆回転の要求があるもの
の、現状では対応できておらず、したがって、スピンド
ル装置の使用される範囲が制限されるという問題もあ
る。
気ディスク検査等の際には正逆回転の要求があるもの
の、現状では対応できておらず、したがって、スピンド
ル装置の使用される範囲が制限されるという問題もあ
る。
【０００７】この発明は斯かる諸点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、主軸の正逆回転ができるように
し、もって製造時における部品点数の削減及び組立不良
の解消を図り、かつ使用範囲の拡大が図れるようにする
ことにある。
のであり、その目的は、主軸の正逆回転ができるように
し、もって製造時における部品点数の削減及び組立不良
の解消を図り、かつ使用範囲の拡大が図れるようにする
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、凹部から該凹部の周方向両
側に位置する凸部にかけての摺動面における動圧作用の
特性が互いに同じになるようにした。
めに、請求項１の発明では、凹部から該凹部の周方向両
側に位置する凸部にかけての摺動面における動圧作用の
特性が互いに同じになるようにした。
【０００９】具体的には、この発明では、対向する１対
の受面間に磁性流体が封入され、主軸を回転可能に支持
する磁性流体軸受のいずれか一方の受面に、各々３つ以
上の凹部及び凸部が周方向に等間隔をあけて交互に形成
されてなるスピンドル装置が前提である。
の受面間に磁性流体が封入され、主軸を回転可能に支持
する磁性流体軸受のいずれか一方の受面に、各々３つ以
上の凹部及び凸部が周方向に等間隔をあけて交互に形成
されてなるスピンドル装置が前提である。
【００１０】そして、上記各凹部を、軸心を通る各々の
周方向中心面を基準として周方向において対称形状にそ
れぞれ形成する。
周方向中心面を基準として周方向において対称形状にそ
れぞれ形成する。
【００１１】請求項２の発明では、上記請求項１の発明
において、磁性流体軸受と外部との間に配設され、該磁
性流体軸受の磁性流体が外部に洩れるのをエア圧にて防
止するエアシール室を備える。その上で、上記エアシー
ル室を、主軸に連設され該主軸の正逆いずれの回転駆動
によってもエアの吐出が可能な遠心ポンプに連通する。
において、磁性流体軸受と外部との間に配設され、該磁
性流体軸受の磁性流体が外部に洩れるのをエア圧にて防
止するエアシール室を備える。その上で、上記エアシー
ル室を、主軸に連設され該主軸の正逆いずれの回転駆動
によってもエアの吐出が可能な遠心ポンプに連通する。
【００１２】請求項３の発明では、上記請求項１の発明
において、磁性流体軸受と外部との間に配設され、該磁
性流体軸受の磁性流体が外部に洩れるのをエア圧にて防
止するエアシール室を備える。その上で、上記エアシー
ル室を、外部のエア供給手段に連通可能とする。
において、磁性流体軸受と外部との間に配設され、該磁
性流体軸受の磁性流体が外部に洩れるのをエア圧にて防
止するエアシール室を備える。その上で、上記エアシー
ル室を、外部のエア供給手段に連通可能とする。
【００１３】
【作用】請求項１の発明では、各凹部が、軸心を通る各
々の周方向中心面を基準として周方向において対称形状
にそれぞれ形成されていることにより、凹部から該凹部
の周方向両側に位置する凸部にかけての摺動面の形状が
互いに同じになり、このことで、各摺動面における動圧
作用の特性を互いに同じにすることができ、主軸が正逆
いずれの方向に回転されるときにでも、磁性流体による
両受面間での潤滑作用を発揮させることができる。
々の周方向中心面を基準として周方向において対称形状
にそれぞれ形成されていることにより、凹部から該凹部
の周方向両側に位置する凸部にかけての摺動面の形状が
互いに同じになり、このことで、各摺動面における動圧
作用の特性を互いに同じにすることができ、主軸が正逆
いずれの方向に回転されるときにでも、磁性流体による
両受面間での潤滑作用を発揮させることができる。
【００１４】請求項２の発明では、主軸の回転駆動によ
り遠心ポンプが吐出したエアはエアシール室に導入さ
れ、該エアシール室ではこのエア圧により磁性流体軸受
と外部との間において該磁性流体軸受の磁性流体が外部
に洩れるのを防止する。このとき、上記遠心ポンプは主
軸により正逆いずれの方向に回転駆動されてもエアの吐
出が可能であるので、主軸の回転方向に拘らずエアシー
ル室による磁性流体の洩れ防止を行うことができる。
尚、この発明は、主軸の回転運動に伴い、磁性流体軸受
の磁性流体が昇温して体積膨張した際等に該磁性流体が
外部に洩れるのを防止するためのもので、従来では、こ
のような場合に、主軸の回転運動を利用し、該主軸の周
面に設けた螺旋溝による動圧作用で磁性流体の抑え込み
を図るもの（例えば、特開平４−１５０７５３号公報）
が知られているが、主軸が正逆回転する場合には、正転
にて磁性流体を抑え込むようにすると、逆転のときには
逆に磁性流体を外部に導き出すことになってしまうこと
への対処である。
り遠心ポンプが吐出したエアはエアシール室に導入さ
れ、該エアシール室ではこのエア圧により磁性流体軸受
と外部との間において該磁性流体軸受の磁性流体が外部
に洩れるのを防止する。このとき、上記遠心ポンプは主
軸により正逆いずれの方向に回転駆動されてもエアの吐
出が可能であるので、主軸の回転方向に拘らずエアシー
ル室による磁性流体の洩れ防止を行うことができる。
尚、この発明は、主軸の回転運動に伴い、磁性流体軸受
の磁性流体が昇温して体積膨張した際等に該磁性流体が
外部に洩れるのを防止するためのもので、従来では、こ
のような場合に、主軸の回転運動を利用し、該主軸の周
面に設けた螺旋溝による動圧作用で磁性流体の抑え込み
を図るもの（例えば、特開平４−１５０７５３号公報）
が知られているが、主軸が正逆回転する場合には、正転
にて磁性流体を抑え込むようにすると、逆転のときには
逆に磁性流体を外部に導き出すことになってしまうこと
への対処である。
【００１５】請求項３の発明では、エア供給手段がエア
シール室に連通された状態で、エア供給手段から供給さ
れたエアはエアシール室に導入され、該エアシール室で
はこのエア圧により磁性流体軸受と外部との間において
該磁性流体軸受の磁性流体が外部に洩れるのを防止す
る。このとき、上記エアの供給は主軸の回転運動に拘ら
ず可能なので、エアシール室による磁性流体の洩れ防止
を主軸の回転の有無に拘らず行うことができる。
シール室に連通された状態で、エア供給手段から供給さ
れたエアはエアシール室に導入され、該エアシール室で
はこのエア圧により磁性流体軸受と外部との間において
該磁性流体軸受の磁性流体が外部に洩れるのを防止す
る。このとき、上記エアの供給は主軸の回転運動に拘ら
ず可能なので、エアシール室による磁性流体の洩れ防止
を主軸の回転の有無に拘らず行うことができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１７】（実施例１）図４はこの実施例１に係るス
ピンドル装置Ａを示し、該スピンドル装置Ａは、例えば
ポリゴンミラー等の被回転物Ｂが取付けられ、該被回転
物Ｂを回転させるための主軸１と、該主軸１を回転可能
に支持する磁性流体軸受としてのラジアル軸受２及びス
ラスト軸受３と、上記主軸１を回転駆動するモータ４と
がユニット化されて１つのハウジング５内に配設され、
かつ上記主軸１の下端部には該主軸１の回転位置を検出
するためのエンコーダ６が連設されている。
ピンドル装置Ａを示し、該スピンドル装置Ａは、例えば
ポリゴンミラー等の被回転物Ｂが取付けられ、該被回転
物Ｂを回転させるための主軸１と、該主軸１を回転可能
に支持する磁性流体軸受としてのラジアル軸受２及びス
ラスト軸受３と、上記主軸１を回転駆動するモータ４と
がユニット化されて１つのハウジング５内に配設され、
かつ上記主軸１の下端部には該主軸１の回転位置を検出
するためのエンコーダ６が連設されている。
【００１８】上記ラジアル軸受２は、主軸１の上部側周
面に設けられた受面２ａと、ハウジング５側の上記受面
２ａに対応する内周部位に設けられた受面２ｂとからな
っている。一方、上記スラスト軸受３は、主軸１の上下
中央部に同心状に固設された円盤状のスラストカラー１
０とハウジング５との間に設けられ、上記スラストカラ
ー１０の上下両面側においてそれぞれ相対する各々のス
ラストカラー１０側受面３ａ及びハウジング５側受面３
ｂとからなっている。また、上記ラジアル軸受２の上方
位置及びスラスト軸受３の下方位置において、円環状の
永久磁石７，８が主軸１に対し非接触な状態で該主軸１
を取囲むようにハウジング５側に配設されている。そし
て、これら両永久磁石７，８間に磁性流体９が封入さ
れ、該磁性流体９は上端側では上側永久磁石７により、
また下端側では下側永久磁石８によりそれぞれ磁気シー
ルされるようになされている。
面に設けられた受面２ａと、ハウジング５側の上記受面
２ａに対応する内周部位に設けられた受面２ｂとからな
っている。一方、上記スラスト軸受３は、主軸１の上下
中央部に同心状に固設された円盤状のスラストカラー１
０とハウジング５との間に設けられ、上記スラストカラ
ー１０の上下両面側においてそれぞれ相対する各々のス
ラストカラー１０側受面３ａ及びハウジング５側受面３
ｂとからなっている。また、上記ラジアル軸受２の上方
位置及びスラスト軸受３の下方位置において、円環状の
永久磁石７，８が主軸１に対し非接触な状態で該主軸１
を取囲むようにハウジング５側に配設されている。そし
て、これら両永久磁石７，８間に磁性流体９が封入さ
れ、該磁性流体９は上端側では上側永久磁石７により、
また下端側では下側永久磁石８によりそれぞれ磁気シー
ルされるようになされている。
【００１９】上記モータ４は、主軸１の下部に固設され
たロータ４ａと、該ロータ４ａに対して非接触な状態で
ハウジング５側に周設されたステータ４ｂとからなり、
主軸１を正逆いずれの方向にも回転駆動可能となってい
る。
たロータ４ａと、該ロータ４ａに対して非接触な状態で
ハウジング５側に周設されたステータ４ｂとからなり、
主軸１を正逆いずれの方向にも回転駆動可能となってい
る。
【００２０】上記スラストカラー１０とロータ４ａとの
間には、遠心ポンプ１１が配設されている。この遠心ポ
ンプ１１は、主軸１に同心状に固設され、該主軸１と同
体回転するインペラ１１ａと、ハウジング５側に設けら
れたポンプ室１１ｂとからなり、インペラ１１ａの正逆
いずれの方向の回転によっても空気を吸込んで吐出する
ようになされている。この遠心ポンプ１１の吸込側は上
記モータ４の配設空間に連通され、該配設空間はハウジ
ング５の下端部に設けられた給気孔１２を通して外部に
連通されている。一方、遠心ポンプ１１の吐出側は、ハ
ウジング５内に形成された吐出通路１３を経由して、ラ
ジアル軸受２の上方位置に形成されたエアシール室１４
とスラスト軸受３の下方位置に形成されたエアシール室
２４とにそれぞれ連通されている。
間には、遠心ポンプ１１が配設されている。この遠心ポ
ンプ１１は、主軸１に同心状に固設され、該主軸１と同
体回転するインペラ１１ａと、ハウジング５側に設けら
れたポンプ室１１ｂとからなり、インペラ１１ａの正逆
いずれの方向の回転によっても空気を吸込んで吐出する
ようになされている。この遠心ポンプ１１の吸込側は上
記モータ４の配設空間に連通され、該配設空間はハウジ
ング５の下端部に設けられた給気孔１２を通して外部に
連通されている。一方、遠心ポンプ１１の吐出側は、ハ
ウジング５内に形成された吐出通路１３を経由して、ラ
ジアル軸受２の上方位置に形成されたエアシール室１４
とスラスト軸受３の下方位置に形成されたエアシール室
２４とにそれぞれ連通されている。
【００２１】上記上側エアシール室１４は、ラジアル軸
受２側の磁性流体９が上側永久磁石７の位置から上方に
洩れるのをエア圧にて防止するためのもので、ハウジン
グ５の上端部において主軸１まわりを円環状に囲むよう
に設けられた凹部内に該主軸１に対して非接触な状態で
嵌挿したカバー部材１５と上記凹部との間に形成された
空間部により構成されており、該エアシール室１４の下
面側には上側永久磁石７が露呈した状態となされてい
る。そして、上記吐出通路１３の先端は該カバー部材１
５に設けられた連通孔１５ａを通してエアシール室１４
に接続されている。また、このエアシール室１４のエア
は、カバー部材１５と主軸１との間の隙間を上方に抜け
ることにより外部に排気されるようになされている。
受２側の磁性流体９が上側永久磁石７の位置から上方に
洩れるのをエア圧にて防止するためのもので、ハウジン
グ５の上端部において主軸１まわりを円環状に囲むよう
に設けられた凹部内に該主軸１に対して非接触な状態で
嵌挿したカバー部材１５と上記凹部との間に形成された
空間部により構成されており、該エアシール室１４の下
面側には上側永久磁石７が露呈した状態となされてい
る。そして、上記吐出通路１３の先端は該カバー部材１
５に設けられた連通孔１５ａを通してエアシール室１４
に接続されている。また、このエアシール室１４のエア
は、カバー部材１５と主軸１との間の隙間を上方に抜け
ることにより外部に排気されるようになされている。
【００２２】一方、上記下側エアシール室２４は、スラ
スト軸受２側の磁性流体９が下側永久磁石８の位置から
下方つまり遠心ポンプ１１側に洩れるのをエア圧にて防
止するためのもので、ハウジング５の略中央部において
主軸１まわりを円環状に囲むように形成された空間部に
より構成されており、該エアシール室２４の上面側には
下側永久磁石８が露呈した状態となされている。また、
このエアシール室２４のエアは、ハウジング５と主軸１
との間の隙間を下方に抜けた後、ハウジング５の側周部
に設けられた排気孔１３ａを通して外部に排気されるよ
うになされている。
スト軸受２側の磁性流体９が下側永久磁石８の位置から
下方つまり遠心ポンプ１１側に洩れるのをエア圧にて防
止するためのもので、ハウジング５の略中央部において
主軸１まわりを円環状に囲むように形成された空間部に
より構成されており、該エアシール室２４の上面側には
下側永久磁石８が露呈した状態となされている。また、
このエアシール室２４のエアは、ハウジング５と主軸１
との間の隙間を下方に抜けた後、ハウジング５の側周部
に設けられた排気孔１３ａを通して外部に排気されるよ
うになされている。
【００２３】ここで、上記ラジアル軸受２及びスラスト
軸受３について詳しく説明する。先ず、スラスト軸受３
のスラストカラー１０側受面３ａには、図２に示すよう
に、各々４つの凹部１６及び凸部１７が周方向に等間隔
をあけて交互に形成されている。そして、この発明の特
徴として、上記各凹部１６は、図１に示すように、軸心
を通る各々の周方向中心面Ｃ３を基準として周方向にお
いて対称形状にそれぞれ形成されている。具体的には、
上記凹部１６は該凹部１６に隣接する各凸部１７との間
にそれぞれ段差を有する形状に形成され、各凹部１６の
周方向中心部には磁性流体９を該凹部１６内に導入する
ための溝１８が半径方向にそれぞれ形成されている。
軸受３について詳しく説明する。先ず、スラスト軸受３
のスラストカラー１０側受面３ａには、図２に示すよう
に、各々４つの凹部１６及び凸部１７が周方向に等間隔
をあけて交互に形成されている。そして、この発明の特
徴として、上記各凹部１６は、図１に示すように、軸心
を通る各々の周方向中心面Ｃ３を基準として周方向にお
いて対称形状にそれぞれ形成されている。具体的には、
上記凹部１６は該凹部１６に隣接する各凸部１７との間
にそれぞれ段差を有する形状に形成され、各凹部１６の
周方向中心部には磁性流体９を該凹部１６内に導入する
ための溝１８が半径方向にそれぞれ形成されている。
【００２４】一方、ラジアル軸受２のハウジング５側受
面２ｂには、図３に示すように、各々３つの凹部１９及
び凸部２０が周方向に等間隔をあけて交互に形成されて
いる。そして、この発明の特徴として、上記各凹部１９
は、軸心を通る各々の周方向中心面Ｃ２を基準として周
方向において対称形状にそれぞれ形成されている。具体
的には、上記凹部１９は該凹部１９に隣接する各凸部２
０側に向かってテーパ状に傾斜して各凸部２０にそれぞ
れ接続する形状に形成され、各凹部１９の周方向中心部
には磁性流体９を該凹部１９内に導入するための溝２１
が軸心方向にそれぞれ形成されている。
面２ｂには、図３に示すように、各々３つの凹部１９及
び凸部２０が周方向に等間隔をあけて交互に形成されて
いる。そして、この発明の特徴として、上記各凹部１９
は、軸心を通る各々の周方向中心面Ｃ２を基準として周
方向において対称形状にそれぞれ形成されている。具体
的には、上記凹部１９は該凹部１９に隣接する各凸部２
０側に向かってテーパ状に傾斜して各凸部２０にそれぞ
れ接続する形状に形成され、各凹部１９の周方向中心部
には磁性流体９を該凹部１９内に導入するための溝２１
が軸心方向にそれぞれ形成されている。
【００２５】この実施例によれば、ラジアル軸受２につ
いては、ハウジング５側受面２ｂの各凹部１９が、軸心
を通る各々の周方向中心面Ｃ２を基準として周方向にお
いて対称形状にそれぞれ形成されていることにより、凹
部１９から該凹部１９の周方向両側に位置する凸部２０
にかけての摺動面の形状が互いに同じになり、このこと
で、各摺動面における動圧作用の特性を互いに同じにす
ることができ、主軸１が正逆いずれの方向に回転される
ときにでも、磁性流体９による両受面２ａ，２ｂ間での
潤滑作用が発揮されるので、主軸１をラジアル方向にお
いて正逆回転可能に支持することができる。また、スラ
スト軸受３についても、スラストカラー１０側受面３ａ
の各凹部１６が、軸心を通る各々の周方向中心面Ｃ３を
基準として周方向において対称形状にそれぞれ形成され
ていることにより、凹部１６から該凹部１６の周方向両
側に位置する凸部１７にかけての摺動面の形状が互いに
同じになり、このことで、各摺動面における動圧作用の
特性を互いに同じにすることができ、主軸１が正逆いず
れの方向に回転されるときにでも、磁性流体９による両
受面３ａ，３ｂ間での潤滑作用が発揮されるので、主軸
１をスラスト方向において正逆回転可能に支持すること
ができる。
いては、ハウジング５側受面２ｂの各凹部１９が、軸心
を通る各々の周方向中心面Ｃ２を基準として周方向にお
いて対称形状にそれぞれ形成されていることにより、凹
部１９から該凹部１９の周方向両側に位置する凸部２０
にかけての摺動面の形状が互いに同じになり、このこと
で、各摺動面における動圧作用の特性を互いに同じにす
ることができ、主軸１が正逆いずれの方向に回転される
ときにでも、磁性流体９による両受面２ａ，２ｂ間での
潤滑作用が発揮されるので、主軸１をラジアル方向にお
いて正逆回転可能に支持することができる。また、スラ
スト軸受３についても、スラストカラー１０側受面３ａ
の各凹部１６が、軸心を通る各々の周方向中心面Ｃ３を
基準として周方向において対称形状にそれぞれ形成され
ていることにより、凹部１６から該凹部１６の周方向両
側に位置する凸部１７にかけての摺動面の形状が互いに
同じになり、このことで、各摺動面における動圧作用の
特性を互いに同じにすることができ、主軸１が正逆いず
れの方向に回転されるときにでも、磁性流体９による両
受面３ａ，３ｂ間での潤滑作用が発揮されるので、主軸
１をスラスト方向において正逆回転可能に支持すること
ができる。
【００２６】一方、主軸１の回転駆動により遠心ポンプ
１１が吐出したエアは吐出通路１３を経由して上下２箇
所のエアシール室１４，２４に導入され、上側エアシー
ル室１４ではこのエア圧によりラジアル軸受２と外部と
の間において該ラジアル軸受２の磁性流体９が上側永久
磁石７の位置から上方に洩れるのを、また下側エアシー
ル室２４ではスラスト軸受３側の磁性流体９が下側永久
磁石８の位置から下方に洩れるのをそれぞれ防止する。
このとき、上記遠心ポンプ１１は主軸１により正逆いず
れの方向に回転駆動されてもエアの吐出が可能であるの
で、主軸１の回転駆動方向に拘らずエアシール室１４，
２４による磁性流体９の洩れ防止が行われる。
１１が吐出したエアは吐出通路１３を経由して上下２箇
所のエアシール室１４，２４に導入され、上側エアシー
ル室１４ではこのエア圧によりラジアル軸受２と外部と
の間において該ラジアル軸受２の磁性流体９が上側永久
磁石７の位置から上方に洩れるのを、また下側エアシー
ル室２４ではスラスト軸受３側の磁性流体９が下側永久
磁石８の位置から下方に洩れるのをそれぞれ防止する。
このとき、上記遠心ポンプ１１は主軸１により正逆いず
れの方向に回転駆動されてもエアの吐出が可能であるの
で、主軸１の回転駆動方向に拘らずエアシール室１４，
２４による磁性流体９の洩れ防止が行われる。
【００２７】尚、上記実施例１では、スラスト軸受３に
おける受面３ａの凹部１６を該凹部１６に隣接する各凸
部１７との間にそれぞれ段差が生じるような形状に形成
しているが、図５に示すように、凹部１６を該凹部１６
に隣接する各凸部１７側に向かってテーパ状に傾斜して
各凸部１７にそれぞれ接続する形状に形成してもよい。
また、上記実施例１では、各凹部１６，１９に各々の溝
１８，２１をそれぞれ設けているが、このような溝１
８，２１は、例えば該スピンドル装置Ａに加わる負荷が
小さい場合には省略することもできる。
おける受面３ａの凹部１６を該凹部１６に隣接する各凸
部１７との間にそれぞれ段差が生じるような形状に形成
しているが、図５に示すように、凹部１６を該凹部１６
に隣接する各凸部１７側に向かってテーパ状に傾斜して
各凸部１７にそれぞれ接続する形状に形成してもよい。
また、上記実施例１では、各凹部１６，１９に各々の溝
１８，２１をそれぞれ設けているが、このような溝１
８，２１は、例えば該スピンドル装置Ａに加わる負荷が
小さい場合には省略することもできる。
【００２８】（実施例２）図６は、この発明の実施例２
に係るスピンドル装置Ａを示し、上記実施例１と同じ部
分には同じ符号を付している。
に係るスピンドル装置Ａを示し、上記実施例１と同じ部
分には同じ符号を付している。
【００２９】この実施例では、上下のエアシール室１
４，２４を、外部のエア供給手段としての圧縮ポンプ２
２に連通可能としている。具体的には、ハウジング５の
側周部に吐出通路１３に連通し、かつ上記圧縮ポンプ２
２が接続可能な給気口２３を設け、この給気口２３に圧
縮ポンプ２２を接続して該圧縮ポンプ２２を作動させる
ことにより、圧縮ポンプ２２から吐出された圧縮空気が
吐出通路１３を経由してエアシール室１４，２４に供給
されるようになされている。尚、同図において、１２′
はモータ４の配設空間に冷却用空気を導入して該モータ
４の冷却を行うための導入孔、２４′は上記配設空間に
導入された冷却用空気を外部に導出するための導出孔で
ある。
４，２４を、外部のエア供給手段としての圧縮ポンプ２
２に連通可能としている。具体的には、ハウジング５の
側周部に吐出通路１３に連通し、かつ上記圧縮ポンプ２
２が接続可能な給気口２３を設け、この給気口２３に圧
縮ポンプ２２を接続して該圧縮ポンプ２２を作動させる
ことにより、圧縮ポンプ２２から吐出された圧縮空気が
吐出通路１３を経由してエアシール室１４，２４に供給
されるようになされている。尚、同図において、１２′
はモータ４の配設空間に冷却用空気を導入して該モータ
４の冷却を行うための導入孔、２４′は上記配設空間に
導入された冷却用空気を外部に導出するための導出孔で
ある。
【００３０】この実施例によれば、圧縮ポンプ２２が給
気口２３を介して各エアシール室１４，２４に連通され
た状態で、圧縮ポンプ２２から供給された圧縮空気は吐
出通路１３を経由してエアシール室１４，２４に導入さ
れ、上側エアシール室１４ではこの圧縮空気圧によりラ
ジアル軸受２と外部との間において該ラジアル軸受２の
磁性流体９が上側永久磁石７の位置から上方に洩れるの
を、また下側エアシール室２４ではスラスト軸受３側の
磁性流体９が下側永久磁石８の位置から下方に洩れるの
をそれぞれ防止する。このとき、上記圧縮空気の供給は
主軸１の回転運動に拘らず可能なので、エアシール室１
４，２４による磁性流体９の洩れ防止を主軸１の回転の
有無に拘らず行うことができる。
気口２３を介して各エアシール室１４，２４に連通され
た状態で、圧縮ポンプ２２から供給された圧縮空気は吐
出通路１３を経由してエアシール室１４，２４に導入さ
れ、上側エアシール室１４ではこの圧縮空気圧によりラ
ジアル軸受２と外部との間において該ラジアル軸受２の
磁性流体９が上側永久磁石７の位置から上方に洩れるの
を、また下側エアシール室２４ではスラスト軸受３側の
磁性流体９が下側永久磁石８の位置から下方に洩れるの
をそれぞれ防止する。このとき、上記圧縮空気の供給は
主軸１の回転運動に拘らず可能なので、エアシール室１
４，２４による磁性流体９の洩れ防止を主軸１の回転の
有無に拘らず行うことができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、磁性流体軸受が主軸を正逆２方向に回転可能に
支持できるようにしたので、主軸の回転方向に合わせて
軸受部品を変える必要がなく、軸受部品の点数を削減す
ることができ、また異なった軸受部品を組付けるという
組立不良の発生を解消することができる。これにより、
製造コストの低減を図ることができる他、主軸を正逆い
ずれの方向にでも回転させることができるので、例えば
磁気ディスクを検査する場合のように主軸の正逆回転が
必要とされる分野にも使用することが可能となり、スピ
ンドル装置の使用範囲を拡大することができる。
よれば、磁性流体軸受が主軸を正逆２方向に回転可能に
支持できるようにしたので、主軸の回転方向に合わせて
軸受部品を変える必要がなく、軸受部品の点数を削減す
ることができ、また異なった軸受部品を組付けるという
組立不良の発生を解消することができる。これにより、
製造コストの低減を図ることができる他、主軸を正逆い
ずれの方向にでも回転させることができるので、例えば
磁気ディスクを検査する場合のように主軸の正逆回転が
必要とされる分野にも使用することが可能となり、スピ
ンドル装置の使用範囲を拡大することができる。
【００３２】請求項２の発明によれば、主軸の回転運動
に伴い、磁性流体軸受の磁性流体が昇温して体積膨張し
た際に該磁性流体が外部に洩れるのを、主軸の回転運動
を利用して、しかも主軸の回転方向に拘らず防止するこ
とができる。
に伴い、磁性流体軸受の磁性流体が昇温して体積膨張し
た際に該磁性流体が外部に洩れるのを、主軸の回転運動
を利用して、しかも主軸の回転方向に拘らず防止するこ
とができる。
【００３３】請求項３の発明によれば、磁性流体軸受の
磁性流体が昇温して体積膨張した際に該磁性流体が外部
に洩れるのを、主軸の回転運動の有無に拘らず防止する
ことができる。
磁性流体が昇温して体積膨張した際に該磁性流体が外部
に洩れるのを、主軸の回転運動の有無に拘らず防止する
ことができる。
【図１】この発明の実施例１におけるスラスト軸受の受
面を示す図２のＩ−Ｉ線断面図である。
面を示す図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】スラスト軸受の受面を示す平面図である。
【図３】ラジアル軸受を示す横断面図である。
【図４】実施例１に係るスピンドル装置を示す一部切欠
正面図である。
正面図である。
【図５】スラスト軸受の受面の変形例を示す図１相当図
である。
である。
【図６】この発明の実施例２に係るスピンドル装置を示
す一部切欠正面図である。
す一部切欠正面図である。
【図７】従来例におけるスラスト軸受の図２相当図であ
る。
る。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。
１ 主軸 ２ ラジアル軸受（磁性流体軸受） ２ａ，２ｂ 受面 ３ スラスト軸受（磁性流体軸受） ３ａ，３ｂ 受面 ９ 磁性流体 １１ 遠心ポンプ １４，２４ エアシール室 １６，１９ 凹部 １７，２０ 凸部 ２２ 圧縮ポンプ（エア供給手段） Ｃ２，Ｃ３ 周方向中心面
Claims (3)
- 【請求項１】 対向する１対の受面間に磁性流体が封入
され、主軸を回転可能に支持する磁性流体軸受のいずれ
か一方の受面に、各々３つ以上の凹部及び凸部が周方向
に等間隔をあけて交互に形成されてなるスピンドル装置
において、 上記各凹部は、軸心を通る各々の周方向中心面を基準と
して周方向において対称形状にそれぞれ形成されている
ことを特徴とする磁性流体軸受を用いたスピンドル装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の磁性流体軸受を用いたス
ピンドル装置において、 磁性流体軸受と外部との間に配設され、該磁性流体軸受
の磁性流体が外部に洩れるのをエア圧にて防止するエア
シール室を備え、 上記エアシール室は、主軸に連設され該主軸の正逆いず
れの回転駆動によってもエアの吐出が可能な遠心ポンプ
に連通されていることを特徴とする磁性流体軸受を用い
たスピンドル装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の磁性流体軸受を用いたス
ピンドル装置において、 磁性流体軸受と外部との間に配設され、該磁性流体軸受
の磁性流体が外部に洩れるのをエア圧にて防止するエア
シール室を備え、 上記エアシール室は、外部のエア供給手段に連通可能と
されていることを特徴とする磁性流体軸受を用いたスピ
ンドル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4347888A JPH06200940A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 磁性流体軸受を用いたスピンドル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4347888A JPH06200940A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 磁性流体軸受を用いたスピンドル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06200940A true JPH06200940A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=18393283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4347888A Pending JPH06200940A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 磁性流体軸受を用いたスピンドル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06200940A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105114446A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-02 | 武汉理工大学 | 可变阶梯阻尼推力轴承 |
| CN108412802A (zh) * | 2018-05-12 | 2018-08-17 | 珠海格力电器股份有限公司 | 轴承结构及具有其的压缩机 |
| CN108412803A (zh) * | 2018-05-12 | 2018-08-17 | 珠海格力电器股份有限公司 | 轴承结构及具有其的压缩机 |
| US11111958B1 (en) * | 2020-03-03 | 2021-09-07 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Hydrodynamic bearing |
| CN114278610A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-04-05 | 扬州大学 | 一种用于浮动式叶轮离心泵的防摩擦磨损装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5868517A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-04-23 | Hitachi Ltd | 軸受軸封装置 |
| JPH02275113A (ja) * | 1989-04-17 | 1990-11-09 | Hitachi Ltd | 磁気デイスク装置および軸受構成体 |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP4347888A patent/JPH06200940A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5868517A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-04-23 | Hitachi Ltd | 軸受軸封装置 |
| JPH02275113A (ja) * | 1989-04-17 | 1990-11-09 | Hitachi Ltd | 磁気デイスク装置および軸受構成体 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105114446A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-02 | 武汉理工大学 | 可变阶梯阻尼推力轴承 |
| CN108412802A (zh) * | 2018-05-12 | 2018-08-17 | 珠海格力电器股份有限公司 | 轴承结构及具有其的压缩机 |
| CN108412803A (zh) * | 2018-05-12 | 2018-08-17 | 珠海格力电器股份有限公司 | 轴承结构及具有其的压缩机 |
| US11111958B1 (en) * | 2020-03-03 | 2021-09-07 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Hydrodynamic bearing |
| CN114278610A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-04-05 | 扬州大学 | 一种用于浮动式叶轮离心泵的防摩擦磨损装置 |
| CN114278610B (zh) * | 2021-12-15 | 2023-08-18 | 扬州大学 | 一种用于浮动式叶轮离心泵的防摩擦磨损装置的设计方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001003 |