JPS58200816A - 回転ユニツト用動圧気体軸受装置 - Google Patents

回転ユニツト用動圧気体軸受装置

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JPS58200816A
JPS58200816A JP57080213A JP8021382A JPS58200816A JP S58200816 A JPS58200816 A JP S58200816A JP 57080213 A JP57080213 A JP 57080213A JP 8021382 A JP8021382 A JP 8021382A JP S58200816 A JPS58200816 A JP S58200816A
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JP
Japan
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thrust
sleeve
dynamic pressure
bearing device
bearing
Prior art date
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Pending
Application number
JP57080213A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiko Tanaka
克彦 田中
Takanobu Sato
佐藤 高信
Ikunori Sakatani
郁紀 坂谷
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F16C17/026Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1005Construction relative to lubrication with gas, e.g. air, as lubricant
    • F16C33/101Details of the bearing surface, e.g. means to generate pressure such as lobes or wedges
    • F16C33/1015Pressure generating grooves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明け、事務機、映像機器、情報機器、及び光学機器
などの回転ユニッ)K使用する軸受装置の改良に関する
ものである。
従来、この棟の機器、例えばレーザ・ヒーム・ンタに使
用される回転多面鏡光倖光器の回転ユニット用軸受装置
には、多面鏡を取付けた軸の両端を玉軸受で支持する構
造が多く用いらjている。このような回転多面鏡光偏光
器では、高速回転中の多面鏡の回転精度がよくない場合
、及び回転むらがある場合、プリントされる印字がぼけ
るため支持軸受に要求さねる動的回転精度は非常に厳(
7い。1.かも、最近、プリンタの高速化、小形化に伴
って、回転多面鏡光偏光器の回転数は、従来の数千rp
mから最近は致方rpmまで高速化11、また装置自体
も小形化の方向にある。従って、従来のような玉軸受を
用いたスピンドル装置では、玉軸受の軌道輪の加Tトの
形状誤差に基づく撮動、玉通過による振動、及び保持器
に起因する振動あるいけ玉軸受に封入さ力ているグリー
スが回転中の玉に不規則にかみ込寸れることによりて起
こる回転むらなどが避はられないことから、要求される
回転精度や回転むらを満足することがむすかl<なって
六でいる。また、高速化に伴って玉軸受の寿命が短かく
なり、信頼性の面からも問題が生じて舞た2さら圧、多
面幌のよご力を防止するためkは、支持軸受には飛散、
蒸発のおそれがあるブースなどの潤滑剤を使用し々いこ
とが望まj5ている。iかしながら、玉軸受はグリース
潤滑のため、グリースの飛散、蒸発による多面鏡の性能
劣化が避けられない。また、磁性流体シールを用いて4
1.磁性流体に使用される油自身の飛散、蒸発が避けら
れず、本質的な対策とけ々り得ない。このほか、玉軸受
の場合は予圧調整が必要であるため必すしも組立てが容
易でないこと、及び動的回転精度を維持するたぬに取付
誤差がないように組立てることVi量産トからもむずか
1.かった。
本発明はト記欠点を改良するため、動的回転精度、商運
での信頼性及び耐久性の向上を図る。5−)−もに、軸
受まわりを清潔に保つことので衣る動圧気体軸受を用い
、しか本動圧気体軸受の欠点である起動トルクが大負い
こと、起動停止時の損傷が生じやすいことに対して改良
を加えるとともに、に寸ぐまた回転ユニット用動圧気体
軸受装置を提供することを目的とする。
なお、この発明で云う凸形状は凸曲面、凸平面1、部分
凸部、周方向に連続した環状凸部など軸受面の面積を減
少するための凸部の全てを含むものである。
本発明を実施例とj2て第1図に基づいて説明する。基
台2に固設さjた固定軸1の外径面11にけ動圧発生用
のみぞ111が設けらjており、多面鏡4を備えたスリ
ーブ3が、ロータ5によって駆動され、第1図において
上方から見て、時計方向に回転すると、前記動圧発生用
みぞ111の作用にょ的周囲の気体は矢印A方向に進み
、ラジアル軸受を形剪する前記外径面11とスリーブ本
体31のスリーブ内径面32との間に流入する。さらに
この回転に伴−丁うシアル軸受に流入1.た空気は、固
定軸の反固定側カスラスト軸受面12とそれと共働する
スリーブ3のスラスト軸受面33との間に形成さj。
プ本体31と別体のスラスト軸受部35に設ける軸穴:
34をとおり流出し、スラスト軸受を形成する。このス
ラスト端面33け固定軸1のスラスト端面12と接触1
.ているが1回転中にはスリーブ3の回転に伴うて流出
する気体によって形成されるスラスト気体軸受膜によっ
てスラスト軸受面33は支持される。なお、@紀実楕例
ではスラスト軸受面33け、起動トルクを減少させると
と4[起動停止時の損傷丸 を@減するために、凸形状の1つと1〜で凸数面に形成
式れている。なお、起動トルクの減少と起動停止時の損
傷を軽澱するためには、前述の如?凸球面を形成する軸
受面に軸穴を形F′N、する方が凸球面が軸穴にくい込
むことを防止できるので効果的である、また一方の軸受
面を凸球面と12、他方の共働する軸受面を凸球面より
わずかに半径の大もラット軸受面と連通ずる軸穴が開口
さj7、かつ該スト端面36はスラスト部材9により接
触しながら固定軸側に押17つけられているが、回転中
はスリーブ3の回転に伴って軸穴34から流出、スラス
ト端面36とスラスト部材9との間を介して流出吋る作
動気体によね前記スラスト端面36が固定軸側に押しつ
けられている。従って、回転ユニッ)[外部振動が作用
する場合においても、多面鋭4を備えた回転部の軸方向
の振動を小さくおさえること1   ができる。なお、
輸送中に回転部が軸方向に自由に@(ことが防止できる
ので、輸送中に破損することを防ぐことがで六る。
また、スラスト端面とスラスト部材のいずれかの端面に
作動気体の流出を妨げるような動圧発生用溝を設けても
よい。さらに、スラスト部材は弾性支持された球体であ
って屯よい。この実施例では、スリーブ3の起動時のス
ラスト軸受面33での起動トルクを減少(7,1,か本
起動停止時の耐摩耗性を向上させるために、軸受面には
1.ゆう動性の−ブ3の本体31と別体として取付けら
れているが、スラスト軸受部はスリーブ本体と一体で構
成1゜てもよい−また、固定軸のスラスト軸受面12の
軸受面にプラスチックまたはセラミックなどの材質を用
いてもよい。そして、駆動子−夕のステータ6はハウジ
ング7に固定されており、ハウジング7にけレーザ光を
通過させるためのガラス窓71が設けらn、ている。符
号13は固定軸を固定するためのナツトである。符号8
けごみの浸入を防止するためのカバーである。従って、
この軸受装置は基台2、ハウジング7、及びカバー8で
密閉されている。
次に、他の実施例として第2図に、回転部の自重がスラ
スト軸受に負荷され、スラスト軸受面が起動停止F時に
摩耗するのを軽減するために、回転部を補助スラスト磁
気軸受で吸引支持するようにしたものを示す。補助スラ
スト磁気軸受9は、磁永久磁石を用いて対向させてもよ
い[7,91に永久磁石92に磁性体を用いてもよい。
尚、第2図の構成は、基本的にけ第1図と同様でQik
基台にカバーの上下を逆に1.た構成であるので詳細説
明は省略しである。
以上のように、本回転ユニy)用動圧気体軸受装置では
、回転中のスリーブは、半径方向には固定軸の外径面と
それと共働するスリーブ内径面によって形成される動圧
グループ軸受からなるラジアル気体(空気)軸受部と、
軸方向にはラジアル気体軸受部の動圧みぞの作用によっ
て生じる気体膜で形成されるスラスト気体(空気)軸受
部とKよって非接触で支持される。従って、回転中のス
リーブは動圧気体軸受膜で非接触となるため、軸受に起
因する回転むらが避けられるとともに、ラジアル軸受に
グループ軸受を用いたことにより半径方向にけ動圧によ
る予圧効果が働き、高速回転で本スリーブのラジアル振
れをきわめて小さくおさえることがで^る。また、本軸
受装置では、弾防ぐことができるので、外部振動が作用
する場合でも”X 11−ブのアキシアル振れをきわめ
て小さくおさえることができる。さらK、本軸受装置で
は、スラスト軸受部は、ラジアル軸受部から動圧効果に
よって流出する気体を利用【〜、スラスト軸受面12と
33のいずれか一方の軸受面のほぼ中央に開口する軸穴
から流出する気体をしほることKよってスラスト負荷能
力を生じさせるようにしているので、構造がきわめて簡
単となりコスト的に有利である。しかも、起動停止時に
スラスト軸受面が接触することによって摩耗粉が生じる
場合でも、軸穴を経由1.て軸受外部へ排出されるため
、摩耗粉が軸受面の摩耗を加速するのを防ぐことがで久
る利点がある。虜だ、スラスト軸受面は、軸受面12と
33のいずれか一方を凸形状に形成しているため、動圧
気体軸受の欠点である起動トルクを著E7〈減少させる
ことが可能であるとともに、起動停止時の接触による摩
耗を軽減することがで専る利点がある。さらに、動圧気
体軸受として、ラジア固設された片持ちの固定軸によっ
て支持することができるため、構造が簡単とfrhしか
も組立精度の影響をほとんど受けないところの、コスト
的にも精度的に本有利な軸受装置とすることがでたる。
また、駆動モータを構成するロータ及びステータ部は発
熱し皐゛すいが、動圧作用によりラジアル軸受部の軸受
す久まから流入!7、スラスト軸受部1     K開
口する軸穴を介して流出する気体流が形成さfるので、
モータを冷却するための気体流が自動的にできる利点が
ある。
なお、ラジアル軸受部に設ける動圧発生用のみぞけ、使
用条件忙応じて設計するため、実施例に図示【7た以外
のみぞパターンを用いて実施1.でもよい。
以トの実施例かられかるように、本発明の回転ユニット
用の動圧気体軸受装置を用いる入、回転柱性の良い、グ
リース、油などの潤滑剤及びシール用流体による軸受着
わりの汚染のない、しかも組立て容易で組立精度の綻い
、量産性にすぐれた回転ユニットが得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の断面図、第2図は他の実施例
の第1図相当図で、符号lは固定軸、2は基台、3はグ
リース、12.33はスラスト軸受面、34け軸穴、9
けスラスト部材、10け弾性部材、Illけ動圧発生用
のみである。 特許出願人   日本精工株式会社 第1図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)基台に一端が固設された片持ちの固定軸の脣わり
    をスリーブが回転する構造の回転−り、ニットにおいて
    、前記スリーブの内径面と該内径面と共働する前記固定
    軸の外径面の少なくとも一方ト軸受面が凸形状に形成さ
    n、前記スリーブのスラスト軸受面と該スラスト軸受面
    と反対側のスラスト端面のほぼ中央に開口し前記両面を
    連通ずる軸穴を備え、定格回転時に前記両スラスト軸受
    面間で形成される圧力室に繭重動圧発生用の溝によゆ発
    生する作動気体が導かれ、@1軸穴により前記圧力室の
    圧力調整が行わするとともに、前記軸穴を介[2で前記
    スリーブの子ラスト端面と該スラスト端面と共働する弾
    性支持されたスラスト部材との間より流出する作動気体
    により前記スリーブのスラスト端面が固定軸側に押i〜
    つけられながら前記スリーブが支持されることを特徴と
    する回転ユニット用の動圧気体軸受装置。 (2;前rスラスト端面に作動気体の流出を妨げるtう
    々動圧発生用溝を備えている特許請求の範囲第1項記載
    の回転ユニット用の動圧気体軸受装置。 13)前記回転スリーブと前記基台との間に、補助スラ
    スト磁気軸受を配設置、九特許請求の範囲第1項記載の
    回転ユニット用の動圧気体軸受装置(4)前記スラスト
    軸受面のいずれか一方が、しゆう動性のよいプラスチッ
    ク虜たけセラミl夕ででへている特許請求の範囲第1項
    記載の回転ユニット用の動圧気体軸受装置。 、(5)前記動圧発生用の溝形状は、少々くともスラス
    ト軸受面に向かって圧力上昇をもたらすところの溝形状
    を含んでいる動圧気体軸受から力る特許請求の範囲第1
    項記載の回転ユニット用の動圧気体軸受装置。 (6)気体軸受装置が基台及び・・ウジング等の密閉部
    材により密閉されている特許請求の範囲第1項記載の回
    転1ニツト用の動圧気体軸受装置。
JP57080213A 1982-02-05 1982-05-14 回転ユニツト用動圧気体軸受装置 Pending JPS58200816A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57080213A JPS58200816A (ja) 1982-05-14 1982-05-14 回転ユニツト用動圧気体軸受装置
DE19833303499 DE3303499A1 (de) 1982-02-05 1983-02-02 Dynamische druckgaslagerung
US07/008,149 US4805972A (en) 1982-02-05 1987-01-22 Dynamic pressure gas bearing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57080213A JPS58200816A (ja) 1982-05-14 1982-05-14 回転ユニツト用動圧気体軸受装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58200816A true JPS58200816A (ja) 1983-11-22

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ID=13712100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57080213A Pending JPS58200816A (ja) 1982-02-05 1982-05-14 回転ユニツト用動圧気体軸受装置

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JP (1) JPS58200816A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59142516U (ja) * 1983-03-14 1984-09-22 キヤノン株式会社 動圧流体軸受ユニツト
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