JPH0642651A - 軸受装置、その軸受装置を用いたモータおよびレーザビームプリンタ - Google Patents
軸受装置、その軸受装置を用いたモータおよびレーザビームプリンタInfo
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- JPH0642651A JPH0642651A JP93156547A JP15654793A JPH0642651A JP H0642651 A JPH0642651 A JP H0642651A JP 93156547 A JP93156547 A JP 93156547A JP 15654793 A JP15654793 A JP 15654793A JP H0642651 A JPH0642651 A JP H0642651A
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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
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/74—Sealings of sliding-contact bearings
- F16C33/741—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid
- F16C33/743—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap
- F16C33/746—Sealings of sliding-contact bearings by means of a fluid retained in the sealing gap by a magnetic field
Abstract
(57)【要約】
【目的】潤滑油としての磁性流体が軸受装置から流れ出
さないものを提供する。 【構成】磁性材からなる回転軸と、この回転軸を回転自
在に支持する軸受と、筒内に前記軸受を保持する筒状の
軸受支持体と、前記軸受支持体の筒内に充填された磁性
流体と、前記軸受より軸受支持体の開口側に配置され、
前記回転軸を介する磁気回路を構成する磁気シールとを
備えたものにおいて、モータ固定子および前記軸受支持
体を具備したモータハウジングと、前記モータ固定子に
対向して設けられ、前記回転軸に取付けられたモータ回
転子と、前記軸受より軸受支持体の開口側に更に前記磁
性流体が外部に流出するのを防止する磁性流体流出防止
手段とを具備する軸受装置。
さないものを提供する。 【構成】磁性材からなる回転軸と、この回転軸を回転自
在に支持する軸受と、筒内に前記軸受を保持する筒状の
軸受支持体と、前記軸受支持体の筒内に充填された磁性
流体と、前記軸受より軸受支持体の開口側に配置され、
前記回転軸を介する磁気回路を構成する磁気シールとを
備えたものにおいて、モータ固定子および前記軸受支持
体を具備したモータハウジングと、前記モータ固定子に
対向して設けられ、前記回転軸に取付けられたモータ回
転子と、前記軸受より軸受支持体の開口側に更に前記磁
性流体が外部に流出するのを防止する磁性流体流出防止
手段とを具備する軸受装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は潤滑油な磁性流体などの
流体潤滑剤を用いた軸受装置に係り、特にレーザビーム
プリンタに用いられるポリゴンミラー（多面鏡）駆動モ
ータ，磁気ディスク装置，ＶＴＲなど高精度の回転を必
要とするモータに好適な軸受装置に関する。
流体潤滑剤を用いた軸受装置に係り、特にレーザビーム
プリンタに用いられるポリゴンミラー（多面鏡）駆動モ
ータ，磁気ディスク装置，ＶＴＲなど高精度の回転を必
要とするモータに好適な軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、この種の駆動モータにおいては高
精細な画像や記憶の高密度化の点から高速化や高精度回
転の要求が強く、特にレーザビームプリンタや磁気ディ
スク装置においては回転精度のほか油汚れ等のないクリ
ーンな軸受装置が望まれている。
精細な画像や記憶の高密度化の点から高速化や高精度回
転の要求が強く、特にレーザビームプリンタや磁気ディ
スク装置においては回転精度のほか油汚れ等のないクリ
ーンな軸受装置が望まれている。
【０００３】このような要求に対してこの駆動モータの
回転精度の問題や主機の汚染等の問題は、軸受装置の性
能に直接関係する。この点、従来使用されているボール
ベアリングでは転動体や内外輪の加工精度から高速化や
回転精度に限界がある。このため、高速回転に有効で高
精度回転が可能な軸受として流体潤滑によるすべり軸受
が取り上げられ、この種の駆動モータ用としてさらに種
々の工夫がなされている。
回転精度の問題や主機の汚染等の問題は、軸受装置の性
能に直接関係する。この点、従来使用されているボール
ベアリングでは転動体や内外輪の加工精度から高速化や
回転精度に限界がある。このため、高速回転に有効で高
精度回転が可能な軸受として流体潤滑によるすべり軸受
が取り上げられ、この種の駆動モータ用としてさらに種
々の工夫がなされている。
【０００４】このすべり軸受は軸の回転により摺動面に
形成される流体潤滑膜で軸と軸受を非接触状態に保ち軸
を回転自在に支持する軸受で、潤滑剤として油や気体が
用いられている。潤滑油を用いたすべり軸受は気体軸受
のような低トルクは期待できないが油膜剛性が高いこと
から高精度回転に有効で気体軸受に比べ小径軸受に設計
できるのでコンパクトなモータが実現できる。しかし、
潤滑油を用いたすべり軸受は油漏れが常に問題となり、
高速回転になるほどポリゴンミラー駆動モータや磁気デ
ィスクスピンドル駆動モータにおいては油の飛散が実用
上の問題となっている。
形成される流体潤滑膜で軸と軸受を非接触状態に保ち軸
を回転自在に支持する軸受で、潤滑剤として油や気体が
用いられている。潤滑油を用いたすべり軸受は気体軸受
のような低トルクは期待できないが油膜剛性が高いこと
から高精度回転に有効で気体軸受に比べ小径軸受に設計
できるのでコンパクトなモータが実現できる。しかし、
潤滑油を用いたすべり軸受は油漏れが常に問題となり、
高速回転になるほどポリゴンミラー駆動モータや磁気デ
ィスクスピンドル駆動モータにおいては油の飛散が実用
上の問題となっている。
【０００５】そこで、磁性流体がシール機能と潤滑性が
あることに着目して永久磁石と磁性流体を用いて軸受を
構成した磁性流体軸受がこの種の駆動モータ用軸受とし
て提案されている。磁性流体軸受の基本的な構成は特開
昭55−139559号公報や特開昭59−147117号公報に開示さ
れているような円筒状の磁石を用い軸受摺動面に磁性流
体を磁化捕捉して潤滑する方式のものと、特開昭61−27
0520号公報や特開昭60−88223 号公報に開示のような軸
受端部に永久磁石を配置し透磁性回転軸とで磁性流体シ
ールを構成し磁性流体を軸受部に充満させて潤滑する方
式のものとがあり、いずれも磁性流体を磁化してシール
機能を持たせ磁性流体の飛散防止を目的とした軸受装置
である。
あることに着目して永久磁石と磁性流体を用いて軸受を
構成した磁性流体軸受がこの種の駆動モータ用軸受とし
て提案されている。磁性流体軸受の基本的な構成は特開
昭55−139559号公報や特開昭59−147117号公報に開示さ
れているような円筒状の磁石を用い軸受摺動面に磁性流
体を磁化捕捉して潤滑する方式のものと、特開昭61−27
0520号公報や特開昭60−88223 号公報に開示のような軸
受端部に永久磁石を配置し透磁性回転軸とで磁性流体シ
ールを構成し磁性流体を軸受部に充満させて潤滑する方
式のものとがあり、いずれも磁性流体を磁化してシール
機能を持たせ磁性流体の飛散防止を目的とした軸受装置
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記磁性流体軸受は軸
受端部の磁束密度を高めてシールする構造であるが、従
来の実施例においては磁性流体の封入量がわずかでも多
いと高速回転になるほど磁性流体に作用する遠心力が増
加しシール部から飛散する問題があった。また、適正量
封入されていても雑誌月刊トライポロジ（１９８８年３
月号Ｐ２０）に記載されているように磁性流体の熱膨張
率は軸受を構成する部材に比べてはるかに大きく、温度
上昇により磁性流体が体積膨張し高速回転領域で飛散す
ることがあった。さらに、磁性流体の実用上の問題点と
して高温で使用すると劣化する恐れがある。これは前記
雑誌トライポロジＰ１５にも指摘されているように、磁
性流体はペースオイル中に磁性粉を界面活性剤で処理し
て浮遊させたものであるが、高温にさらすと界面活性剤
の離脱により磁性粉が凝集して分散性が損われることが
ある。特にすべり軸受の場合は磁性流体シールと異な
り、摺動面には荷重が負荷され潤滑膜に作用する粘性せ
ん断応力が大きくなる。その上、せん断速度が大きくな
って粘性発熱の密度が増大すると界面活性剤の離脱によ
り性能劣化を起こすことがあった。したがって、高速条
件下で磁性流体をシールや潤滑流体に用いる場合は熱的
な配慮が必要である。
受端部の磁束密度を高めてシールする構造であるが、従
来の実施例においては磁性流体の封入量がわずかでも多
いと高速回転になるほど磁性流体に作用する遠心力が増
加しシール部から飛散する問題があった。また、適正量
封入されていても雑誌月刊トライポロジ（１９８８年３
月号Ｐ２０）に記載されているように磁性流体の熱膨張
率は軸受を構成する部材に比べてはるかに大きく、温度
上昇により磁性流体が体積膨張し高速回転領域で飛散す
ることがあった。さらに、磁性流体の実用上の問題点と
して高温で使用すると劣化する恐れがある。これは前記
雑誌トライポロジＰ１５にも指摘されているように、磁
性流体はペースオイル中に磁性粉を界面活性剤で処理し
て浮遊させたものであるが、高温にさらすと界面活性剤
の離脱により磁性粉が凝集して分散性が損われることが
ある。特にすべり軸受の場合は磁性流体シールと異な
り、摺動面には荷重が負荷され潤滑膜に作用する粘性せ
ん断応力が大きくなる。その上、せん断速度が大きくな
って粘性発熱の密度が増大すると界面活性剤の離脱によ
り性能劣化を起こすことがあった。したがって、高速条
件下で磁性流体をシールや潤滑流体に用いる場合は熱的
な配慮が必要である。
【０００７】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、高速，高精度回転に有効でシー
ル性にすぐれた長寿命の軸受装置を提供することを目的
とする。
ためになされたもので、高速，高精度回転に有効でシー
ル性にすぐれた長寿命の軸受装置を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に磁性流体シールは軸受は間隔を置きその間を空所とな
るように構成して、潤滑剤の体積膨張を空所で吸収さ
せ、性磁流体シール部の磁性流体の量を常に一定に保ち
高速回転領域における飛散を防止する。また、磁性流体
の粘性せん断による性能劣化に対しては軸の回転を利用
した磁性流体の循環機構を軸受装置に新らたに構成して
防止する。
に磁性流体シールは軸受は間隔を置きその間を空所とな
るように構成して、潤滑剤の体積膨張を空所で吸収さ
せ、性磁流体シール部の磁性流体の量を常に一定に保ち
高速回転領域における飛散を防止する。また、磁性流体
の粘性せん断による性能劣化に対しては軸の回転を利用
した磁性流体の循環機構を軸受装置に新らたに構成して
防止する。
【０００９】すなわち、非磁性で有底の軸受ハウジング
と、このハウジング内に同軸的に配置された磁性流体シ
ールと、ラジアル及びスラスト軸受と、この磁性流体シ
ールとラジアル軸受を貫通して延在し、ラジアル軸受と
スラスト軸受で回転自在に支持された透磁性の回転軸を
具備し、スラスト軸受が位置する軸受ハウジングの端部
は閉じ磁性流体シール側は開放されていて、磁性流体シ
ールはラジアル軸受と間隔を隔てて開放端に配置され、
潤滑油ないしは磁性流体を磁性流体シールに接触しない
よう略ラジアル軸受端まで封入する。また、循環機構に
対してはラジアル軸受と回転軸とで構成される軸受すき
まと軸受両端部と軸受外周部が連通する磁性流体の通路
を軸受ハウジングとで構成して軸の回転を利用して磁性
流体を循環させている。さらに、スラスト軸受について
は軸の回転を利用して潤滑流体を摺動面中央から外周側
へ流出させ、再び外周側の潤滑流体を摺動面中央に戻す
循環機構をもたせている。
と、このハウジング内に同軸的に配置された磁性流体シ
ールと、ラジアル及びスラスト軸受と、この磁性流体シ
ールとラジアル軸受を貫通して延在し、ラジアル軸受と
スラスト軸受で回転自在に支持された透磁性の回転軸を
具備し、スラスト軸受が位置する軸受ハウジングの端部
は閉じ磁性流体シール側は開放されていて、磁性流体シ
ールはラジアル軸受と間隔を隔てて開放端に配置され、
潤滑油ないしは磁性流体を磁性流体シールに接触しない
よう略ラジアル軸受端まで封入する。また、循環機構に
対してはラジアル軸受と回転軸とで構成される軸受すき
まと軸受両端部と軸受外周部が連通する磁性流体の通路
を軸受ハウジングとで構成して軸の回転を利用して磁性
流体を循環させている。さらに、スラスト軸受について
は軸の回転を利用して潤滑流体を摺動面中央から外周側
へ流出させ、再び外周側の潤滑流体を摺動面中央に戻す
循環機構をもたせている。
【００１０】
【作用】このように構成された軸受装置であると、磁性
流体シールとラジアル軸受は空間をもって隔てられてい
るので、ラジアル軸受側の潤滑流体が温度上昇によって
熱膨張しても、圧縮性流体である空気によって体積膨張
分が吸収され、シール部に封入された磁性流体の量はほ
とんど変化しない。このため、高速回転領域で使用して
も従来のような磁性流体の体積膨張による飛散は起こら
ない。さらに、軸受部においては軸受摺動面の磁性流体
が軸の回転によって軸受外に流出し、再び摺動面に流入
できるように循環通路を構成している。したがって、摺
動面のせん断速度が増し磁性流体が温度上昇しても軸受
外に流出すると軸受ハウジング側に放熱されるので熱的
要因による性能劣化は防止される。
流体シールとラジアル軸受は空間をもって隔てられてい
るので、ラジアル軸受側の潤滑流体が温度上昇によって
熱膨張しても、圧縮性流体である空気によって体積膨張
分が吸収され、シール部に封入された磁性流体の量はほ
とんど変化しない。このため、高速回転領域で使用して
も従来のような磁性流体の体積膨張による飛散は起こら
ない。さらに、軸受部においては軸受摺動面の磁性流体
が軸の回転によって軸受外に流出し、再び摺動面に流入
できるように循環通路を構成している。したがって、摺
動面のせん断速度が増し磁性流体が温度上昇しても軸受
外に流出すると軸受ハウジング側に放熱されるので熱的
要因による性能劣化は防止される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従い説明す
る。
る。
【００１２】図１は本発明による軸受装置の一実施例で
ある。軸受ハウジング１４に同軸的に永久磁石３と磁極
片４とカバー９と磁性流体１２とで構成された磁性流体
シール２及び第１のラジアル軸受６と第２のラジアル軸
受７とスラスト軸受８が配置され、第１のラジアル軸受
６の端部ｂまで潤滑流体（磁性流体や潤滑油などの潤滑
剤）１１が封入されている。磁性流体シール２は軸受ハ
ウジング１４の開放端側に固着され、第１のラジアル軸
受６とは間隔をもって配置されていて、空間ｅを構成し
ている。また、軸受ハウジング１４と第１及び第２のラ
ジアル軸受６，７と回転軸１によって潤滑流体の通路
ａ，ｂ，ｃ，ｄを構成している。スラスト軸受８におい
ては回転軸１の回転によって形成される潤滑膜によるす
きまｆと孔９及び１０とで潤滑流体が循環できるように
構成している。図２は図１のＩ−Ｉ及びII−II断面を示
した図で、上記した回転軸１と軸受ハウジング１４とラ
ジアル軸受６，７との関係を示した図で、軸方向の通路
は図示の場合は３ケ所であるが、少なくとも１箇所設け
ておけばよい。また、この通路ｃは図示しないが、軸受
ハウジング１４側に溝等を設けて構成してもよい。
ある。軸受ハウジング１４に同軸的に永久磁石３と磁極
片４とカバー９と磁性流体１２とで構成された磁性流体
シール２及び第１のラジアル軸受６と第２のラジアル軸
受７とスラスト軸受８が配置され、第１のラジアル軸受
６の端部ｂまで潤滑流体（磁性流体や潤滑油などの潤滑
剤）１１が封入されている。磁性流体シール２は軸受ハ
ウジング１４の開放端側に固着され、第１のラジアル軸
受６とは間隔をもって配置されていて、空間ｅを構成し
ている。また、軸受ハウジング１４と第１及び第２のラ
ジアル軸受６，７と回転軸１によって潤滑流体の通路
ａ，ｂ，ｃ，ｄを構成している。スラスト軸受８におい
ては回転軸１の回転によって形成される潤滑膜によるす
きまｆと孔９及び１０とで潤滑流体が循環できるように
構成している。図２は図１のＩ−Ｉ及びII−II断面を示
した図で、上記した回転軸１と軸受ハウジング１４とラ
ジアル軸受６，７との関係を示した図で、軸方向の通路
は図示の場合は３ケ所であるが、少なくとも１箇所設け
ておけばよい。また、この通路ｃは図示しないが、軸受
ハウジング１４側に溝等を設けて構成してもよい。
【００１３】図３は本発明による軸受装置の循環流れの
説明図である。軸１が回転すると潤滑流体は旋回する
が、潤滑流体が回転軸１と接する面積は軸受端面ｂ側に
比較しｄ側が広いのでｄ部の潤滑流体の遠心作用力はｂ
部に比較し大きく、軸受ハウジングの壁面で流れが矢印
で示した通路ｃから端面ｂ方向となる。一方、ラジアル
軸受端面では図４のように、回転軸１はわずかではある
がＳだけ偏心して回転しているので、Ｐを境に軸受すき
まの形状が右半分で末広がりとなっていてこの部分から
軸方向に潤滑流体が流入する。また、右半分では逆に軸
方向に流出する流れとなるが、端面ｄ側の半径方向の作
用力は上記したように端面ｂ側に比べて大きいので軸受
すきまａの軸方向の流れは全体としてｂからｄの方向と
なる。このような流れは通路ａ，ｂ，ｃ，ｄを構成した
ことによって可能となったもので、軸受すきまａで粘性
せん断されて発熱した潤滑流体は軸受端面に流出し循環
しながら軸受ハウジング１４側に放熱されて冷却され
る。したがって、本構成では潤滑流体は軸受すきま内で
粘性せん断の繰り返しを受けないので磁性流体を用いて
も磁性粉に処理された界面活性剤が熱的要因で離脱する
ことがない。
説明図である。軸１が回転すると潤滑流体は旋回する
が、潤滑流体が回転軸１と接する面積は軸受端面ｂ側に
比較しｄ側が広いのでｄ部の潤滑流体の遠心作用力はｂ
部に比較し大きく、軸受ハウジングの壁面で流れが矢印
で示した通路ｃから端面ｂ方向となる。一方、ラジアル
軸受端面では図４のように、回転軸１はわずかではある
がＳだけ偏心して回転しているので、Ｐを境に軸受すき
まの形状が右半分で末広がりとなっていてこの部分から
軸方向に潤滑流体が流入する。また、右半分では逆に軸
方向に流出する流れとなるが、端面ｄ側の半径方向の作
用力は上記したように端面ｂ側に比べて大きいので軸受
すきまａの軸方向の流れは全体としてｂからｄの方向と
なる。このような流れは通路ａ，ｂ，ｃ，ｄを構成した
ことによって可能となったもので、軸受すきまａで粘性
せん断されて発熱した潤滑流体は軸受端面に流出し循環
しながら軸受ハウジング１４側に放熱されて冷却され
る。したがって、本構成では潤滑流体は軸受すきま内で
粘性せん断の繰り返しを受けないので磁性流体を用いて
も磁性粉に処理された界面活性剤が熱的要因で離脱する
ことがない。
【００１４】図５はスラスト軸受５の循環流れの説明図
である。スラスト軸受５においては摺動面中央部と外周
に孔９及び１０を設けてあり、軸１の回転により摺動面
に潤滑膜ｆが形成され、図中矢印方向に流出する。全体
の流れとしては孔１０から９に流れるのでスラスト軸受
５においても粘性せん断の繰り返しを受けないのでラジ
アル軸受と同等の作用効果を奏する。また、スラスト軸
受５の場合はこのような循環流れを持たせることによっ
て摺動面の潤滑性を良好にする。すなわち、孔９がない
場合は摺動面に潤滑流体が供給されないので高速回転さ
せると潤滑不良を起こして焼き付きや摩耗を起こす。な
お、スラスト軸受の循環通路は図６に示すように軸受ハ
ウジング１４に孔１０を設けて構成してもよい。
である。スラスト軸受５においては摺動面中央部と外周
に孔９及び１０を設けてあり、軸１の回転により摺動面
に潤滑膜ｆが形成され、図中矢印方向に流出する。全体
の流れとしては孔１０から９に流れるのでスラスト軸受
５においても粘性せん断の繰り返しを受けないのでラジ
アル軸受と同等の作用効果を奏する。また、スラスト軸
受５の場合はこのような循環流れを持たせることによっ
て摺動面の潤滑性を良好にする。すなわち、孔９がない
場合は摺動面に潤滑流体が供給されないので高速回転さ
せると潤滑不良を起こして焼き付きや摩耗を起こす。な
お、スラスト軸受の循環通路は図６に示すように軸受ハ
ウジング１４に孔１０を設けて構成してもよい。
【００１５】図７は本発明による磁性流体シールの構成
を示す説明図である。本構成では軸方向に着磁された永
久磁石３は磁極片４に密着させて透磁性の回転軸１とで
点線で示した磁気回路を作り、磁極片４と回転軸１の間
で磁束密度を高め、この部分に磁性流体１２を封入して
磁性流体シールとして機能させている。また、磁性流体
１２が仮にシール部から飛散しても軸受ハウジング外に
溢れ出ないように非磁性の円板すなわちカバー５を備え
ている。このカバーは非磁性にしておくと、磁極片４の
内周に捕捉されている磁性流体１２が飛散してもすきま
ｇの部品では磁気回路が構成されないので、飛散した磁
性流体は再び磁極片４のシール部に捕捉されるので磁性
流体シールの再成機能をもたせることができる。さら
に、本軸受装置では、潤滑流体１１が軸受部の粘性発熱
によって熱膨張しても、空間ｅを構成しているので、体
積膨張はこの空間で吸収される。したがって、空間ｅの
内圧は圧縮性の気体とはいえ少しは上昇するが、シール
性能に影響するほどの内圧上昇にはならないので従来技
術のような磁性流体の飛散はまぬがれる。また、空間ｅ
を構成することによって、潤滑流体１２として磁性流体
や潤滑油が使用できるばかりでなく、潤滑流体１２の封
入量の管理をそれほど厳しくしなくても空間ｅの許容範
囲内で潤滑流体の封入量を調整すればよい。これは、こ
の種の量産モータにおいてはコストメリットの高い構成
である。
を示す説明図である。本構成では軸方向に着磁された永
久磁石３は磁極片４に密着させて透磁性の回転軸１とで
点線で示した磁気回路を作り、磁極片４と回転軸１の間
で磁束密度を高め、この部分に磁性流体１２を封入して
磁性流体シールとして機能させている。また、磁性流体
１２が仮にシール部から飛散しても軸受ハウジング外に
溢れ出ないように非磁性の円板すなわちカバー５を備え
ている。このカバーは非磁性にしておくと、磁極片４の
内周に捕捉されている磁性流体１２が飛散してもすきま
ｇの部品では磁気回路が構成されないので、飛散した磁
性流体は再び磁極片４のシール部に捕捉されるので磁性
流体シールの再成機能をもたせることができる。さら
に、本軸受装置では、潤滑流体１１が軸受部の粘性発熱
によって熱膨張しても、空間ｅを構成しているので、体
積膨張はこの空間で吸収される。したがって、空間ｅの
内圧は圧縮性の気体とはいえ少しは上昇するが、シール
性能に影響するほどの内圧上昇にはならないので従来技
術のような磁性流体の飛散はまぬがれる。また、空間ｅ
を構成することによって、潤滑流体１２として磁性流体
や潤滑油が使用できるばかりでなく、潤滑流体１２の封
入量の管理をそれほど厳しくしなくても空間ｅの許容範
囲内で潤滑流体の封入量を調整すればよい。これは、こ
の種の量産モータにおいてはコストメリットの高い構成
である。
【００１６】図８は磁性流体シールの他の実施例を示し
た図で、永久磁石３をＬ型の形状にして磁極片を磁石で
兼ねそなえた構成としている。このような構成にしても
同等の作用効果を奏し、部品点数削減のメリットがあ
る。また、図９に示すように駆動モータの場合回転軸１
にポリゴンミラーやディスク，シリンダー等のロータ１
５が固着されて用いられるが、ロータ１５が回転すると
カバー５とロータ１５の間ではファン作用により矢印方
向の風の流れが生じる。このような流れがあると例えば
カバー５を設けていないと磁性流体１２が蒸発しやすい
環境に置かれる。したがって、カバー５と回転軸１との
すきまｇを極力せまく設定しておくと磁性流体１２の蒸
発減量を低く押えることができ、長期使用しても周辺を
ほとんど油蒸気で汚染することがない。本発明の軸受装
置においてはこのような点からすきまｇを軸受すきまと
同等ないしは磁性流体シール部のすきまよりもせまい寸
法に設定することにより蒸発減量をおさえることができ
る。また、すきまｇを軸受すきまと同等に設定すると軸
振動等で軸を摺損させる恐れがあり、回転軸よりもやわ
らかく潤滑性のある銅合金や高分子材料のテフロンやナ
イロン等の摺動材料を用いると回転軸の損傷が防止でき
る。
た図で、永久磁石３をＬ型の形状にして磁極片を磁石で
兼ねそなえた構成としている。このような構成にしても
同等の作用効果を奏し、部品点数削減のメリットがあ
る。また、図９に示すように駆動モータの場合回転軸１
にポリゴンミラーやディスク，シリンダー等のロータ１
５が固着されて用いられるが、ロータ１５が回転すると
カバー５とロータ１５の間ではファン作用により矢印方
向の風の流れが生じる。このような流れがあると例えば
カバー５を設けていないと磁性流体１２が蒸発しやすい
環境に置かれる。したがって、カバー５と回転軸１との
すきまｇを極力せまく設定しておくと磁性流体１２の蒸
発減量を低く押えることができ、長期使用しても周辺を
ほとんど油蒸気で汚染することがない。本発明の軸受装
置においてはこのような点からすきまｇを軸受すきまと
同等ないしは磁性流体シール部のすきまよりもせまい寸
法に設定することにより蒸発減量をおさえることができ
る。また、すきまｇを軸受すきまと同等に設定すると軸
振動等で軸を摺損させる恐れがあり、回転軸よりもやわ
らかく潤滑性のある銅合金や高分子材料のテフロンやナ
イロン等の摺動材料を用いると回転軸の損傷が防止でき
る。
【００１７】さらに、本発明による軸受装置は軸の回転
を利用して潤滑流体を軸受内外周を循環させたことが特
徴の一つであるが、図９に示すように軸受ないしは回転
軸に循環作用を高める溝１６か１７を設けてもよく、図
１０に示すように駆動モータをよりコンパクトに構成す
るためにラジアル軸受６一個で回転軸１を回転自在に支
持しても同等の作用効果を有することはいうまでもな
い。
を利用して潤滑流体を軸受内外周を循環させたことが特
徴の一つであるが、図９に示すように軸受ないしは回転
軸に循環作用を高める溝１６か１７を設けてもよく、図
１０に示すように駆動モータをよりコンパクトに構成す
るためにラジアル軸受６一個で回転軸１を回転自在に支
持しても同等の作用効果を有することはいうまでもな
い。
【００１８】このほか、本発明による軸受装置の構成で
は磁性流体シールに封入する磁性流体を飽和磁化の高い
高粘性の磁性流体を使用して軸受部には低粘度の潤滑流
体や磁性流体を封入することにより軸受損失の低減を図
り、温度上昇の低下による体積膨張の減小で磁性流体シ
ールの信頼性をより高めることができる。さらに、回転
軸の回転を利用した循環流れ機構と磁性流体シールと軸
受間を空間に構成した２つの作用効果によってシール性
向上と磁性流体シールの性能劣化防止が図れるなどの利
点がある。
は磁性流体シールに封入する磁性流体を飽和磁化の高い
高粘性の磁性流体を使用して軸受部には低粘度の潤滑流
体や磁性流体を封入することにより軸受損失の低減を図
り、温度上昇の低下による体積膨張の減小で磁性流体シ
ールの信頼性をより高めることができる。さらに、回転
軸の回転を利用した循環流れ機構と磁性流体シールと軸
受間を空間に構成した２つの作用効果によってシール性
向上と磁性流体シールの性能劣化防止が図れるなどの利
点がある。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば上記したように磁性流体
シールと軸受部を空間において構成し、さらに軸の回転
を利用した潤滑流体の循環機構を軸受にもたせたので潤
滑流体の熱膨張により磁性流体シール部から磁性流体シ
ールが溢れ出たり、飛散することがなく信頼性の高い軸
受装置が提供できる。また、本構成においては軸受部へ
封入する潤滑流体の量は上記した空間の構成によって厳
しく調整する必要がないので特に量産品に対しては作業
性がよくなり製造コストの低減効果が大きい。さらに、
磁性流体シールに封入する磁性流体と異なる潤滑流体を
軸受部に封入できるので使用条件に合った潤滑液体が使
用できる。また、潤滑流体の循環機構をもたせているの
で磁性流体を潤滑流体に用いても磁性流体の熱的要因に
よる性能劣化が防止でき、長寿命の信頼性の高い軸受装
置で提供できる。
シールと軸受部を空間において構成し、さらに軸の回転
を利用した潤滑流体の循環機構を軸受にもたせたので潤
滑流体の熱膨張により磁性流体シール部から磁性流体シ
ールが溢れ出たり、飛散することがなく信頼性の高い軸
受装置が提供できる。また、本構成においては軸受部へ
封入する潤滑流体の量は上記した空間の構成によって厳
しく調整する必要がないので特に量産品に対しては作業
性がよくなり製造コストの低減効果が大きい。さらに、
磁性流体シールに封入する磁性流体と異なる潤滑流体を
軸受部に封入できるので使用条件に合った潤滑液体が使
用できる。また、潤滑流体の循環機構をもたせているの
で磁性流体を潤滑流体に用いても磁性流体の熱的要因に
よる性能劣化が防止でき、長寿命の信頼性の高い軸受装
置で提供できる。
【００２０】磁性流体シールにおいては非磁性の円板
（カバー）を軸受ハウジングの開放端に設け、この円板
回転軸とで構成されるすきまを軸受すきまと同等の寸法
に設定できるので軸受装置から磁性流体の蒸発減量が低
減でき、磁性流体の長寿命化が図れる。以上の効果によ
り、本発明による軸受装置を高精度回転やクリーン性が
要求されるポリゴンミラー駆動モータや磁気ディスク装
置のスピンドル系駆動モータに用いると、長寿命化や信
頼性向上及び製造コスト低減が図れる効果も奏する。
（カバー）を軸受ハウジングの開放端に設け、この円板
回転軸とで構成されるすきまを軸受すきまと同等の寸法
に設定できるので軸受装置から磁性流体の蒸発減量が低
減でき、磁性流体の長寿命化が図れる。以上の効果によ
り、本発明による軸受装置を高精度回転やクリーン性が
要求されるポリゴンミラー駆動モータや磁気ディスク装
置のスピンドル系駆動モータに用いると、長寿命化や信
頼性向上及び製造コスト低減が図れる効果も奏する。
【図１】本発明の一実施例を示す軸受装置の縦断面図。
【図２】図１のＩ−Ｉ及びII−II断面図。
【図３】本発明の軸受部の潤滑流体の流れを示す説明
図。
図。
【図４】回転軸と軸受の関係及び潤滑流体の流れを示す
説明図。
説明図。
【図５】本発明スラスト軸受の構成と潤滑流体の流れを
示す説明図。
示す説明図。
【図６】本発明によるスラスト軸受の一実施例を示す縦
断面図。
断面図。
【図７】本発明による磁性流体シールの縦断面図。
【図８】本発明による磁性流体シールの一実施例を示す
縦断面図。
縦断面図。
【図９】本発明の他の実施例を示す軸受装置の縦断面
図。
図。
【図１０】本発明の他の実施例を示す軸受装置の縦断面
図。
図。
【図１１】ラジアル軸受の斜視図。
１…回転軸、２…磁性流体シール、３…永久磁石、４…
磁極片、５…カバー、６，７…ラジアル軸受、８…スラ
スト軸受、１１…潤滑流体。
磁極片、５…カバー、６，７…ラジアル軸受、８…スラ
スト軸受、１１…潤滑流体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｆ１６Ｃ 32/04 Ｆ 8613−3Ｊ (72)発明者 宇野 斌 茨城県日立市東多賀町１丁目１番１号 株 式会社日立製作所多賀工場内
Claims (4)
- 【請求項１】磁性材からなる回転軸と、 この回転軸を回転自在に支持する軸受と、 筒内に前記軸受を保持する筒状の軸受支持体と、 前記軸受支持体の筒内に充填された磁性流体と、 前記軸受より軸受支持体の開口側に配置され、前記回転
軸を介する磁気回路を構成する磁気シールとを備えたも
のにおいて、 モータ固定子および前記軸受支持体を具備したモータハ
ウジングと、 前記モータ固定子に対向して設けられ、前記回転軸に取
付けられたモータ回転子と、 前記軸受より軸受支持体の開口側に更に前記磁性流体が
外部に流出するのを防止する磁性流体流出防止手段とを
具備する軸受装置。 - 【請求項２】磁性材からなる回転軸と、 この回転軸を回転自在に支持する軸受と、 筒内に前記軸受を保持する筒状の軸受支持体と、 前記軸受支持体の筒内に充填された磁性流体と、 前記軸受より軸受支持体の開口側に配置され、前記回転
軸を介する磁気回路を構成する磁気シールとを備えたも
のにおいて、 モータ固定子および前記軸受支持体を具備したモータハ
ウジングと、 前記モータ固定子に対向して設けられ、前記回転軸に取
付けられたモータ回転子と、 前記軸受より軸受支持体の開口側に更に前記磁性流体が
外部に流出するのを防止する磁性流体流出防止手段とを
具備するモータ。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項において、 前記磁性流体流出防止手段は、前記磁気シールと前記軸
受との間の磁性流体の存在しない空間で構成されている
モータ。 - 【請求項４】回転子にポリゴンミラーを取付けた前記特
許請求の範囲第２項記載のモータを有し、前記ポリゴン
ミラーによってレーザビームを走査するように構成した
レーザビームプリンタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156547A JP2629561B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | レーザビーム走査用ポリゴンミラー駆動モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156547A JP2629561B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | レーザビーム走査用ポリゴンミラー駆動モータ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63152333A Division JPH0612128B2 (ja) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | 軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642651A true JPH0642651A (ja) | 1994-02-18 |
| JP2629561B2 JP2629561B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=15630186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5156547A Expired - Lifetime JP2629561B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | レーザビーム走査用ポリゴンミラー駆動モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2629561B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09163664A (ja) * | 1995-12-07 | 1997-06-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スピンドルモータ |
| JP2008054809A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Hamada:Kk | 人工関節における摺動接触面の構造 |
| JP2010096208A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Ntn Corp | 流体軸受装置 |
| JP2012061228A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Toshiba Corp | 洗濯機 |
| CN104455200A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-03-25 | 江苏理工学院 | 带浮动磁环的挤压油膜阻尼器 |
| JP2016223656A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | トヨタホーム株式会社 | 吹出口グリルのカバー |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61270520A (ja) * | 1986-04-30 | 1986-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転軸の軸受装置 |
| JPS62202526U (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-24 |
-
1993
- 1993-06-28 JP JP5156547A patent/JP2629561B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61270520A (ja) * | 1986-04-30 | 1986-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転軸の軸受装置 |
| JPS62202526U (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-24 |
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| JPH09163664A (ja) * | 1995-12-07 | 1997-06-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スピンドルモータ |
| JP2008054809A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Hamada:Kk | 人工関節における摺動接触面の構造 |
| JP2010096208A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Ntn Corp | 流体軸受装置 |
| JP2012061228A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Toshiba Corp | 洗濯機 |
| CN104455200A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-03-25 | 江苏理工学院 | 带浮动磁环的挤压油膜阻尼器 |
| JP2016223656A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | トヨタホーム株式会社 | 吹出口グリルのカバー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2629561B2 (ja) | 1997-07-09 |
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