JPH07269560A - 動圧軸受モータ - Google Patents
動圧軸受モータInfo
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- JPH07269560A JPH07269560A JP6060688A JP6068894A JPH07269560A JP H07269560 A JPH07269560 A JP H07269560A JP 6060688 A JP6060688 A JP 6060688A JP 6068894 A JP6068894 A JP 6068894A JP H07269560 A JPH07269560 A JP H07269560A
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- Japan
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- motor
- sleeve
- dynamic pressure
- groove
- air
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Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、負荷容量を高める事ができること
を主要な目的とする。 【構成】筒状のスリーブ(23)と、このスリーブ(23)の内
側に装着されたモータシャフト(24)とを具備し、前記ス
リーブ(23)及び／又はシャフト(24)に形成されたヘリン
グボーン溝で発生する動圧によってシャフトをスリーブ
内に回転自在に保持する軸受機構を有する動圧軸受モー
タにおいて、前記ヘリングボーン溝は、少なくとも一部
が曲線状に形成されていることを特徴とする動圧軸受モ
ータ。
を主要な目的とする。 【構成】筒状のスリーブ(23)と、このスリーブ(23)の内
側に装着されたモータシャフト(24)とを具備し、前記ス
リーブ(23)及び／又はシャフト(24)に形成されたヘリン
グボーン溝で発生する動圧によってシャフトをスリーブ
内に回転自在に保持する軸受機構を有する動圧軸受モー
タにおいて、前記ヘリングボーン溝は、少なくとも一部
が曲線状に形成されていることを特徴とする動圧軸受モ
ータ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、動圧軸受モータの改
良に関する。
良に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、モータシャフトを回転可能に保
持するモータ軸受として、摩擦抵抗が小さい平滑な面に
よってモータシャフトを支承する滑り軸受と、ボールの
転がりによって回転抵抗を小さくした玉軸受と、流体の
圧力によってモータシャフトを軸受支承面から浮き上が
らせるようにした非接触式軸受が知られている。上記滑
り軸受及び玉軸受は伝統的な軸受として一定の信頼性が
あるが、１００００ｒｐｍないし２００００ｒｐｍある
いはそれ以上の高速回転の領域では、摩擦による電力の
ロスや、機械的な磨耗による寿命の短さや、騒音、発熱
等の問題があった。
持するモータ軸受として、摩擦抵抗が小さい平滑な面に
よってモータシャフトを支承する滑り軸受と、ボールの
転がりによって回転抵抗を小さくした玉軸受と、流体の
圧力によってモータシャフトを軸受支承面から浮き上が
らせるようにした非接触式軸受が知られている。上記滑
り軸受及び玉軸受は伝統的な軸受として一定の信頼性が
あるが、１００００ｒｐｍないし２００００ｒｐｍある
いはそれ以上の高速回転の領域では、摩擦による電力の
ロスや、機械的な磨耗による寿命の短さや、騒音、発熱
等の問題があった。
【０００３】これに対し、非接触式の軸受は、モータシ
ャフトと軸受の支障面が接触しないために上記機械的な
モータ軸受の問題を回避することができる。この非接触
式のモータ軸受には、常時高圧の流体を供給してモータ
シャフトを非接触状態に維持する静圧軸受と、モータシ
ャフトの表面に溝を設けてモータシャフトの高速回転に
よって前記溝が発生する流体圧力によってモータシャフ
トを浮き上がらせる動圧軸受とがある。
ャフトと軸受の支障面が接触しないために上記機械的な
モータ軸受の問題を回避することができる。この非接触
式のモータ軸受には、常時高圧の流体を供給してモータ
シャフトを非接触状態に維持する静圧軸受と、モータシ
ャフトの表面に溝を設けてモータシャフトの高速回転に
よって前記溝が発生する流体圧力によってモータシャフ
トを浮き上がらせる動圧軸受とがある。
【０００４】図１は、従来の非接触式の動圧軸受を備え
たスキャナー・モータの構造を示している。図中の１
は、スキャナー・モータを示す。このスキャナー・モー
タ１は、モータの各構成部品の基台となるモータハウジ
ング２を有する。このモータハウジング２は、モータの
回転部分を支承する円筒部２ａと、この円筒部２ａの外
周に鍔状に一体に設けられたフランジ部２ｂと、円筒部
２ｂの一端を閉塞するベースプレート２ｃとを有してい
る。
たスキャナー・モータの構造を示している。図中の１
は、スキャナー・モータを示す。このスキャナー・モー
タ１は、モータの各構成部品の基台となるモータハウジ
ング２を有する。このモータハウジング２は、モータの
回転部分を支承する円筒部２ａと、この円筒部２ａの外
周に鍔状に一体に設けられたフランジ部２ｂと、円筒部
２ｂの一端を閉塞するベースプレート２ｃとを有してい
る。
【０００５】円筒部２ａの内側には、円筒状のスリーブ
３が挿入されており、このスリーブ３の外周面には高速
回転時シャフト周囲に圧力空気層を生成する動圧溝４が
形成されている。また、前記スリーブ３の内側には、モ
ータシャフト５が回転可能に装着されている。前記スリ
ーブ３から突出したモータシャフト５の一部分には、取
付金具６が固定されており、この取付金具６に中心に開
口部を有する円盤状のロータヨーク７が取り付けられて
いる。このロータヨーク７の下面には、マグネット８が
円周状に配置されている。
３が挿入されており、このスリーブ３の外周面には高速
回転時シャフト周囲に圧力空気層を生成する動圧溝４が
形成されている。また、前記スリーブ３の内側には、モ
ータシャフト５が回転可能に装着されている。前記スリ
ーブ３から突出したモータシャフト５の一部分には、取
付金具６が固定されており、この取付金具６に中心に開
口部を有する円盤状のロータヨーク７が取り付けられて
いる。このロータヨーク７の下面には、マグネット８が
円周状に配置されている。
【０００６】前記モータハウジング２のフランジ部２ｂ
上には、前記マグネット８に対向するようにモータ制御
用の電気回路を有する回路基板９が固定されている。こ
の回路基板９の上には、ロータ駆動用のステータコイル
10が設けられている。前記取付金具６の上方のモータシ
ャフト５の上端部には、ポリゴンミラー11が固定されて
いる。このポリゴンンミラー11とモータの回転駆動部分
を収納するように、図示しないカバー部材がモータハウ
ジングのフランジ部２ｂに取り付けられている。
上には、前記マグネット８に対向するようにモータ制御
用の電気回路を有する回路基板９が固定されている。こ
の回路基板９の上には、ロータ駆動用のステータコイル
10が設けられている。前記取付金具６の上方のモータシ
ャフト５の上端部には、ポリゴンミラー11が固定されて
いる。このポリゴンンミラー11とモータの回転駆動部分
を収納するように、図示しないカバー部材がモータハウ
ジングのフランジ部２ｂに取り付けられている。
【０００７】回路基板９はモータ用直流電源（図示せ
ず）に電気的に接続され、このモータ用直流電源から供
給される電流によってステータコイル10が所定のタイミ
ングで励磁され、このステータコイル10とマグネット８
との間で生じる電磁気力の作用によってロータ部分が回
転し、この回転によってポリゴンミラー11がレーザビー
ムを反射してドラム等の上を走査させる。
ず）に電気的に接続され、このモータ用直流電源から供
給される電流によってステータコイル10が所定のタイミ
ングで励磁され、このステータコイル10とマグネット８
との間で生じる電磁気力の作用によってロータ部分が回
転し、この回転によってポリゴンミラー11がレーザビー
ムを反射してドラム等の上を走査させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のスキ
ャナー・モータの場合、スリーブ３の外周面に形成され
た動圧溝４はヘリングボーン形状であり、傾斜角（θ）
は図４に示す如く２０°〜３０°である。しかし、こう
した動圧溝では軸受の負荷容量が低いという問題点を有
する。この場合、動圧溝が形成されている領域と溝が形
成されていない領域での圧力分布は、図４に示す如く溝
が形成されていない領域に対応した所がピークになる。
そこで、軸受の負荷容量を高めるためには、シャフトの
径を太くする、溝の面積をより多くとるために、シャフ
トの長さを長くする方法が採用されていた。しかし、こ
の方法ではモータの体積を大きく取らざるを得ず、高速
回転を得るためにモータを小さくするのとは矛盾してい
た。
ャナー・モータの場合、スリーブ３の外周面に形成され
た動圧溝４はヘリングボーン形状であり、傾斜角（θ）
は図４に示す如く２０°〜３０°である。しかし、こう
した動圧溝では軸受の負荷容量が低いという問題点を有
する。この場合、動圧溝が形成されている領域と溝が形
成されていない領域での圧力分布は、図４に示す如く溝
が形成されていない領域に対応した所がピークになる。
そこで、軸受の負荷容量を高めるためには、シャフトの
径を太くする、溝の面積をより多くとるために、シャフ
トの長さを長くする方法が採用されていた。しかし、こ
の方法ではモータの体積を大きく取らざるを得ず、高速
回転を得るためにモータを小さくするのとは矛盾してい
た。
【０００９】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、シャフトの周面の一部又はシャフトと接する
スリーブの内壁面の少なくとも一方に曲線状のヘリング
ボーン溝を形成することにより、負荷容量を高めうる動
圧軸受モータを提供することを目的とする。
たもので、シャフトの周面の一部又はシャフトと接する
スリーブの内壁面の少なくとも一方に曲線状のヘリング
ボーン溝を形成することにより、負荷容量を高めうる動
圧軸受モータを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、筒状のスリ
ーブと、このスリーブの内側に装着されたシャフトとを
具備し、前記スリーブ及び／又はシャフトに形成された
ヘリングボーン溝で発生する動圧によってシャフトをス
リーブ内に回転自在に保持する軸受機構を有する動圧軸
受モータにおいて、前記ヘリングボーン溝は、少なくと
も一部が曲線状に形成されていることを特徴とする動圧
軸受モータである。
ーブと、このスリーブの内側に装着されたシャフトとを
具備し、前記スリーブ及び／又はシャフトに形成された
ヘリングボーン溝で発生する動圧によってシャフトをス
リーブ内に回転自在に保持する軸受機構を有する動圧軸
受モータにおいて、前記ヘリングボーン溝は、少なくと
も一部が曲線状に形成されていることを特徴とする動圧
軸受モータである。
【００１１】
【作用】この発明において、空気動圧軸受の動作は図５
に示す通りである。 (1) まず、モータシャフトが例えば矢印Ｘの方へ回転す
る。なお、相対的にスリーブが逆方向へ回転してもよ
い。 (2) 経路（ａ）のように空気が吸入され、経路（ｂ）を
通り、溝の形成されていない領域Ｐで最も気圧が高くな
る。 このようにスリーブの内壁面に曲線状のヘリングボーン
溝（動圧溝）を構成することにより、直線状の溝に比べ
て空気の導入部の角度が浅く、空気を吸い込みやすい。
また、圧力発生部の経路（ｂ）での角度がきついため、
空気をより強く、領域Ｐ側へ押し込むため、圧力が高く
なる。
に示す通りである。 (1) まず、モータシャフトが例えば矢印Ｘの方へ回転す
る。なお、相対的にスリーブが逆方向へ回転してもよ
い。 (2) 経路（ａ）のように空気が吸入され、経路（ｂ）を
通り、溝の形成されていない領域Ｐで最も気圧が高くな
る。 このようにスリーブの内壁面に曲線状のヘリングボーン
溝（動圧溝）を構成することにより、直線状の溝に比べ
て空気の導入部の角度が浅く、空気を吸い込みやすい。
また、圧力発生部の経路（ｂ）での角度がきついため、
空気をより強く、領域Ｐ側へ押し込むため、圧力が高く
なる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の一実施例に係るスキャナー
・モータについて図２及び図３を用いて説明する。ここ
で、図２はスキャナー・モータの全体図、図３はこのモ
ータの空気動圧軸受の展開図を示す。図中の21は、スキ
ャナー・モータを示す。このスキャナー・モータ21は、
モータの各構成部品の基台となるモータハウジング22を
有する。このモータハウジング22は、モータの回転部分
を支承する円筒部22ａと、この円筒部22ａの外周に鍔状
に一体に設けられたフランジ部22ｂと、円筒部22ｂの一
端を閉塞する摺動部材22ｃ及びベースプレート22ｄとを
有している。
・モータについて図２及び図３を用いて説明する。ここ
で、図２はスキャナー・モータの全体図、図３はこのモ
ータの空気動圧軸受の展開図を示す。図中の21は、スキ
ャナー・モータを示す。このスキャナー・モータ21は、
モータの各構成部品の基台となるモータハウジング22を
有する。このモータハウジング22は、モータの回転部分
を支承する円筒部22ａと、この円筒部22ａの外周に鍔状
に一体に設けられたフランジ部22ｂと、円筒部22ｂの一
端を閉塞する摺動部材22ｃ及びベースプレート22ｄとを
有している。
【００１３】前記円筒部22ａの内側には、この円筒部22
ａの内側に挿入された円筒状のスリーブ23とモータシャ
フト24からなる空気動圧軸受25が配置されている。前記
スリーブ23は、通常金属からなる。前記モーターシャフ
ト24はスリーブ23の内側に数μｍの嵌合で滑るように回
転可能に装着されるもので、このモータシャフト24の外
周面には、高速回転時シャフト周囲に圧力空気層を生成
する曲線状のヘリングボーン溝（動圧溝）26が形成され
ている。ここで、動圧溝26は深さ５μｍ程度で、図５に
示すように動圧溝の立上り始め部分では傾斜角は１５°
（θ1 ）となっており、立上った部分では４５°（θ
2 ）となっている。なお、図中の符番24ａは、摺動部材
22ｃと摺動するモータシャフト24のピボットである。
ａの内側に挿入された円筒状のスリーブ23とモータシャ
フト24からなる空気動圧軸受25が配置されている。前記
スリーブ23は、通常金属からなる。前記モーターシャフ
ト24はスリーブ23の内側に数μｍの嵌合で滑るように回
転可能に装着されるもので、このモータシャフト24の外
周面には、高速回転時シャフト周囲に圧力空気層を生成
する曲線状のヘリングボーン溝（動圧溝）26が形成され
ている。ここで、動圧溝26は深さ５μｍ程度で、図５に
示すように動圧溝の立上り始め部分では傾斜角は１５°
（θ1 ）となっており、立上った部分では４５°（θ
2 ）となっている。なお、図中の符番24ａは、摺動部材
22ｃと摺動するモータシャフト24のピボットである。
【００１４】前記スリーブ23から突出したモータシャフ
ト24の一部分には、取付金具27が固定されており、この
取付金具27に中心に開口部を有する円盤状のロータヨー
ク28が取り付けられている。このロータヨーク28の下面
には、マグネット29が円周状に配置されている。前記モ
ータハウジング22のフランジ部22ｂ上には、前記マグネ
ット29に対向するようにモータ制御用の電気回路を有す
る回路基板30が固定されている。この回路基板30の上に
は、ロータ駆動用のステータコイル31が設けられてい
る。前記取付金具27の上方のモータシャフト24の上端部
には、ポリゴンミラー32が固定されている。このポリゴ
ンンミラー32とモータの回転駆動部分を収納するよう
に、図示しないカバー部材がモータハウジングのフラン
ジ部22ｂに取り付けられている。
ト24の一部分には、取付金具27が固定されており、この
取付金具27に中心に開口部を有する円盤状のロータヨー
ク28が取り付けられている。このロータヨーク28の下面
には、マグネット29が円周状に配置されている。前記モ
ータハウジング22のフランジ部22ｂ上には、前記マグネ
ット29に対向するようにモータ制御用の電気回路を有す
る回路基板30が固定されている。この回路基板30の上に
は、ロータ駆動用のステータコイル31が設けられてい
る。前記取付金具27の上方のモータシャフト24の上端部
には、ポリゴンミラー32が固定されている。このポリゴ
ンンミラー32とモータの回転駆動部分を収納するよう
に、図示しないカバー部材がモータハウジングのフラン
ジ部22ｂに取り付けられている。
【００１５】回路基板30はモータ用直流電源（図示せ
ず）に電気的に接続され、このモータ用直流電源から供
給される電流によってステータコイル31が所定のタイミ
ングで励磁され、このステータコイル31とマグネット29
との間で生じる電磁気力の作用によってロータ部分が回
転し、この回転によってポリゴンミラー32がレーザビー
ムを反射してドラム等の上を走査させる。
ず）に電気的に接続され、このモータ用直流電源から供
給される電流によってステータコイル31が所定のタイミ
ングで励磁され、このステータコイル31とマグネット29
との間で生じる電磁気力の作用によってロータ部分が回
転し、この回転によってポリゴンミラー32がレーザビー
ムを反射してドラム等の上を走査させる。
【００１６】前記スリーブ23の壁体の振動によって、モ
ータシャフト24はスリーブ23内周面の一部のみによって
保持され、接触面積が減少してスリーブ23とモータシャ
フト24の摩擦抵抗が減少する。また、スリーブ23は半径
方向に略等しい振幅で、かつ高周波で振動するので、モ
ータシャフト24はスリーブ23の軸受面のいずれかの部分
からも略等しい距離離れた中心位置に保持され、重量的
にバランスされた状態で支持される。これにより、ステ
ータコイル31に電流が投入されてモータが回転を開始す
るとモータシャフト24とスリーブ23間の摩擦抵抗は小さ
く、モータシャフト24が滑らかに回転を始めることがで
きる。また、回転開始時の抵抗が少ないことによって、
応答が早く、制御特性に優れたスキャナー・モータ21を
得ることができる。
ータシャフト24はスリーブ23内周面の一部のみによって
保持され、接触面積が減少してスリーブ23とモータシャ
フト24の摩擦抵抗が減少する。また、スリーブ23は半径
方向に略等しい振幅で、かつ高周波で振動するので、モ
ータシャフト24はスリーブ23の軸受面のいずれかの部分
からも略等しい距離離れた中心位置に保持され、重量的
にバランスされた状態で支持される。これにより、ステ
ータコイル31に電流が投入されてモータが回転を開始す
るとモータシャフト24とスリーブ23間の摩擦抵抗は小さ
く、モータシャフト24が滑らかに回転を始めることがで
きる。また、回転開始時の抵抗が少ないことによって、
応答が早く、制御特性に優れたスキャナー・モータ21を
得ることができる。
【００１７】上述したように上記実施例に係るスキャナ
ー・モータ21は、モータシャフト24の外周面に曲線状の
動圧溝26が形成された構成になっているため、直線状の
溝を有した従来に比べて空気の導入部の角度が浅く、空
気を吸い込みやすい。また、圧力発生部の経路（ｂ）で
の角度がきついため、空気をより強く、溝の形成されて
いない領域Ｐ側へ押し込むため、圧力が高くなる。
ー・モータ21は、モータシャフト24の外周面に曲線状の
動圧溝26が形成された構成になっているため、直線状の
溝を有した従来に比べて空気の導入部の角度が浅く、空
気を吸い込みやすい。また、圧力発生部の経路（ｂ）で
の角度がきついため、空気をより強く、溝の形成されて
いない領域Ｐ側へ押し込むため、圧力が高くなる。
【００１８】なお、上記実施例では、モータシャフトの
外周面に動圧溝が形成されている場合について述べた
が、これに限らず、モータシャフトと嵌合するスリーブ
の内壁面、あるいはモータシャフトとスリーブの内壁面
の両方に曲線状の溝が形成されていても上記実施例と同
様な効果が期待できる。上記実施例では、動圧溝は図６
に示す形状のものに限らず、例えば図６に示すように部
分的に直線を組み合わせた動圧溝61でもよい。また、動
圧溝の領域も図２や図３に示す領域に限定されない。
外周面に動圧溝が形成されている場合について述べた
が、これに限らず、モータシャフトと嵌合するスリーブ
の内壁面、あるいはモータシャフトとスリーブの内壁面
の両方に曲線状の溝が形成されていても上記実施例と同
様な効果が期待できる。上記実施例では、動圧溝は図６
に示す形状のものに限らず、例えば図６に示すように部
分的に直線を組み合わせた動圧溝61でもよい。また、動
圧溝の領域も図２や図３に示す領域に限定されない。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
シャフトの周面の一部又はシャフトと接するスリーブの
内壁面の一部の少なくともいずれか一方に曲線状のヘリ
ングボーン溝を形成することにより、負荷容量を高めう
る信頼性の高い動圧軸受モータを提供できる。
シャフトの周面の一部又はシャフトと接するスリーブの
内壁面の一部の少なくともいずれか一方に曲線状のヘリ
ングボーン溝を形成することにより、負荷容量を高めう
る信頼性の高い動圧軸受モータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のスキャナー・モータの説明図。
【図２】この発明の一実施例に係るスキャナーモータの
説明図。
説明図。
【図３】図２のスキャナー・モータに使用された空気動
圧軸受の展開図。
圧軸受の展開図。
【図４】図１のスキャナー・モータに用いられた空気動
圧軸受の圧力分布の説明図。
圧軸受の圧力分布の説明図。
【図５】図２のスキャナー・モータに用いられた空気動
圧軸受の圧力分布の説明図。
圧軸受の圧力分布の説明図。
【図６】この発明に係る軸受の溝のその他の形状の説明
図。
図。
21…スキャナー・モータ、 22…モータハウジング、22
ａ…円筒部、22ｂ…フランジ部、 22ｃ…摺動部
材、 22ｄ…ベースプレート、23…スリーブ、
24…モータシャフト、 24ａ…ピボット、25…
空気動圧軸受、 26，61…動圧溝、 27…取
付金具、28…ロータヨーク、 29…マグネット、
30…回路基板、31…ステータコイル。
ａ…円筒部、22ｂ…フランジ部、 22ｃ…摺動部
材、 22ｄ…ベースプレート、23…スリーブ、
24…モータシャフト、 24ａ…ピボット、25…
空気動圧軸受、 26，61…動圧溝、 27…取
付金具、28…ロータヨーク、 29…マグネット、
30…回路基板、31…ステータコイル。
Claims (3)
- 【請求項１】 筒状のスリーブと、このスリーブの内側
に装着されたシャフトとを具備し、前記スリーブ及び／
又はシャフトに形成されたヘリングボーン溝で発生する
動圧によってシャフトをスリーブ内に回転自在に保持す
る軸受機構を有する動圧軸受モータにおいて、 前記ヘリングボーン溝は、少なくとも一部が曲線状に形
成されていることを特徴とする動圧軸受モータ。 - 【請求項２】 前記ヘリングボーン溝は、立上がり部分
の傾斜角より立ち上がった部分での傾斜角の方が小さい
ことを特徴とする請求項１記載の動圧軸受モータ。 - 【請求項３】 ヘリングボーン溝は、部分的に直線を組
み合わせてなることを特徴とする請求項１記載の動圧軸
受モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6060688A JPH07269560A (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 動圧軸受モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6060688A JPH07269560A (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 動圧軸受モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07269560A true JPH07269560A (ja) | 1995-10-17 |
Family
ID=13149500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6060688A Pending JPH07269560A (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 動圧軸受モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07269560A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005046027A1 (en) * | 2003-11-05 | 2005-05-19 | G & W Technologies, Inc. | Fluid dynamic bearing motor |
| US7837390B2 (en) | 2006-06-15 | 2010-11-23 | Panasonic Corporation | Hydrodynamic bearing, motor including the same, and recording and reproducing apparatus |
| US8240917B2 (en) | 2007-09-13 | 2012-08-14 | Minebea Co., Ltd. | Fluid dynamic bearing pattern and fluid dynamic bearing |
-
1994
- 1994-03-30 JP JP6060688A patent/JPH07269560A/ja active Pending
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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