JPH0752419Y2 - 動圧軸受構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はポリゴンスキャナーモータ等に使用される動圧
軸受構造に関する。

［従来の技術］ 従来の動圧軸受構造としては、例えば、支持体と、その
支持体の周りに回転可能に支持された回転体とを備え、
両者のスラスト軸受面及びラジアル軸受面の支持体側も
しくは回転体側の少なくともいずれか一方に動圧発生用
の溝をそれぞれ有すると共に、前記スラスト軸受面が前
記回転体の下側部に位置するものが知られている。

ところが、上記構造の動圧軸受では、動圧の発生が不十
分な起動停止時に回転体が振動し易く、支持体と回転体
とが直接接触して軸受面が磨耗し易いという問題があ
る。そのため、軸受面に耐磨耗性に優れたセラミックス
を使用した動圧軸受構造が提案されており、例えば、支
持体をセラミックスで構成し、金属材料によって形成し
た回転体のラジアル軸受孔にセラミックスからなるスリ
ーブを嵌合固定したものが提案されている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の動圧軸受では、スリーブの端部が
回転体のスラスト軸受面と同一面上に配置されているた
め、動圧の発生が不十分な回転体の起動停止時に、回転
体のスラスト軸受面及びスリーブの端面が支持体のスラ
スト軸受面に密接してリンギングが生じるという問題が
あった。

そこで、本考案者等は上記の問題を解決するために種々
研究した結果、停止状態の回転体及び支持体のスラスト
軸受面間に間隙を形成することにより、動圧の発生が不
十分な起動停止時においても、支持体と回転体のスラス
ト軸受面が直接接触することがない軸受構造とすること
ができることを新たに知見した。

ところが、上記の軸受構造を採用した場合でも、回転体
がアルミニウム等の金属材料によって形成されている
と、回転体のスラスト軸受部が支持体のスラスト軸受面
側へ熱変形し易いため、その変形によっても回転体のス
ラスト軸受面が支持体のスラスト軸受面に密接してリン
ギングを引き起こすことが判明した。

この考案は上記の事情を考慮してなされたものであっ
て、その目的は回転体のスラスト軸受部が支持体のスラ
スト軸受面側へ変形した場合でも、その変形による変位
量を吸収できるようにして、リンギングの発生を未然に
防止することが可能な動圧軸受構造を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段及び作用］ 上記の目的を達成するために、この考案では、支持体
と、その回転体をラジアル軸受体及びスラスト軸受体に
よって回転可能に支持した軸受構造において、前記回転
体を金属材料により形成するとともに、その回転体のラ
ジアル軸受体に相対する孔にセラミックスからなる筒を
回転体のスラスト軸受面よりも突出させて装着し、その
筒の突出により前記回転体とスラスト軸受体との間隔を
一定に保持し、更に、前記回転体のスラスト軸受体と対
向する側には、回転体の軸心側から外周側へ向かって両
者の間隔が漸減するように加工を施すとともにその部位
に動圧発生用の溝を形成した。

本考案の動圧軸受構造によれば、回転体のスラスト軸受
体と対向する側が周囲の熱によってスラスト軸受体側へ
変形した場合でも、その変位分が吸収されてスラスト軸
受体との間には常に一定の間隙が形成された状態が維持
され、リンギングの発生が未然に防止される。

特に、本考案では、回転体を金属材料で形成するととも
に、それに嵌合固定される筒をセラミックス材料で形成
している。

筒はセラミックスからなるため、回転体に比べて熱変形
が発生し難い。そのため、筒によって回転体とスラスト
軸受体との間隙を容易に形成することができるととも
に、周囲の熱のよっても回転体の停止時におけるスラス
ト軸受面と回転体との間の間隙を確実に維持することが
可能である。

更に、回転体を金属材料により形成しているため、回転
体のスラスト軸受体と対向する側への熱変形を吸収する
ための加工に併せ、動圧発生用の溝の加工を極めて容易
に行なうことができる。

［実施例］ 以下、この考案をポリゴンスキャナーモータに具体化し
た一実施例を第１図及び第２図に従って詳細に説明す
る。

略水平な面上に配置されるベース１の中央には支軸２が
突設され、ベース１の上方に位置するように、この支軸
２にはセラミックス材料からなる上下一対のスラスト軸
受体3,4が所定の間隔を隔てて挿通固定されている。

両スラスト軸受体3,4の間に位置する回転体５はアルミ
ニウム等の金属材料によってリング状に形成され、その
回転体５のラジアル軸受孔６内周には炭化珪素等のセラ
ミックスからなる円筒状のスリーブ７が装着されてい
る。そして、そのスリーブ７が前記支軸２に挿通された
状態で、回転体５が支軸２に回転可能に支持されてい
る。

回転体５の外周にはポリゴンミラー８及びマグネット支
持体９が一体回転可能に装着され、ポリゴンミラー８の
外周には複数の光反射面が形成されると共に、マグネッ
ト支持体９には所定間隔を隔てて複数箇所にわたって着
磁されたリング状のマグネット10が装着されている。マ
グネット10に対向するように、前記ベース１には複数の
コイル11が同心円上に配列されている。

更に、前記支軸２のラジアル軸受面及び回転体５のスラ
スト軸受面にはそれぞれ支軸２とスリーブ７の間、及び
回転体５とスラスト軸受体３の間に空気を導入して動圧
を発生する空気導入溝12,13が形成されている。

前記スリーブ７の下側部には接触部14が形成され、その
接触部14が回転体５のスラスト軸受面よりも下方へ所定
量（３〜10μｍ）だけ突出されている。そして、前記接
触部14が下方のスラスト軸受体３上面に接触されて、回
転体５とスラスト軸受体３との間に間隙S0が形成されて
いる。

更に、前記回転体５の下面にはその軸心側から外周側へ
向かって回転体５の厚さが漸減するようにテーパ加工が
施され、回転体５のスラスト軸受部、特に下部周縁がス
ラスト軸受体３側へ変形した時にその変形による変位量
を吸収する間隙S1が前記テーパによって形成される。

そして、本実施例では、各コイル11の通電制御に基づ
き、コイル11に発生する磁界とマグネット10との相互作
用によって、回転体5,スリーブ7,ポリゴンミラー８及び
マグネット支持体９が一体に回転される。

回転体５の回転に伴い、各空気導入溝12,13を介してス
リーブ７と支軸２の間及びスラスト軸受体３と回転体５
の間に空気が強制的に導入されて空気軸受が形成される
と、回転体５上のポリゴンミラー８の回転速度が20,000
rpm以上まで上昇し、所定の回転数に維持される。

又、前記回転体５の起動時においては、スリーブ７の接
触部14がスラスト軸受体３の上面に接触することによっ
て、回転体５とスラスト軸受体３との間に間隙S0が形成
されているため、リンギングの発生を未然に防止でき
る。

更に、この実施例では、回転体５とスラスト軸受体３と
の間に間隙S0に加えて間隙S1が形成されているため、回
転体５のスラスト軸受体がスラスト軸受体３側へ熱変形
した場合でも、その変位量が間隙S1によって吸収され、
回転体５のスラスト軸受面がスラスト軸受体３に接触す
るおそれはない。

［考案の効果］ 本考案の動圧軸受構造によれば、回転体のスラスト軸受
体と対向する側が周囲の熱によってスラスト軸受体側へ
変形した場合でも、その変位分が吸収されてスラスト軸
受体との間には常に一定の間隙が形成された状態が維持
され、リンギングの発生を未然に防止することができ
る。

特に、本考案では、回転体を金属材料で形成するととも
に、それに嵌合固定される筒をセラミックス材料で形成
している。筒はセラミックスからなるため、回転体に比
べて熱変形が発生し難い。そのため、筒によって回転体
とスラスト軸受体との間隙を容易に形成することができ
るとともに、周囲の熱のよっても回転体の停止時におけ
るスラスト軸受面と回転体との間の間隙を確実に維持す
ることが可能である。更に、回転体を金属材料により形
成しているため、回転体のスラスト軸受体と対向する側
への熱変形を吸収するための加工に併せ、動圧発生用の
溝の加工を極めて容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案をポリゴンスキャナーモータに具体化し
た一実施例の要部を示す断面図、第２図はポリゴンスキ
ャナーモータの全体構成を示す断面図である。 １…ベース、２…支軸、３…スラスト軸受体、５…回転
体、12,13…動圧発生用の溝、S0,S1…間隙。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転体（５）をラジアル軸受体（２）及び
   スラスト軸受体（３）によって回転可能に支持した軸受
   構造において、 前記回転体（５）を金属材料により形成するとともに、
   その回転体（５）のラジアル軸受体（２）に相対する孔
   （６）にセラミックスからなる筒（７）を回転体（５）
   のスラスト軸受面よりも突出させて装着し、その筒
   （７）の突出により前記回転体（５）とスラスト軸受体
   （３）との間隔（S0）を一定に保持し、更に、前記回転
   体（５）のスラスト軸受体（３）と対向する側には、回
   転体（５）の軸心側から外周側へ向かって両者（3,5）
   の間隔が漸減するように加工を施すとともにその部位に
   動圧発生用の溝（13）を形成したことを特徴とする動圧
   軸受構造。