JPS60136614A - Rotating device - Google Patents
Rotating deviceInfo
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- JPS60136614A JPS60136614A JP24098483A JP24098483A JPS60136614A JP S60136614 A JPS60136614 A JP S60136614A JP 24098483 A JP24098483 A JP 24098483A JP 24098483 A JP24098483 A JP 24098483A JP S60136614 A JPS60136614 A JP S60136614A
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- dynamic pressure
- spindle
- shaft
- hydrodynamic
- bearing
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- F16C17/08—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only for supporting the end face of a shaft or other member, e.g. footstep bearings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明線レーザプリンタ用回転光偏向器などに用られる
回転装置に係り、特に回転するロータが動圧気体軸受に
よって支持される装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a rotating device used in a rotating optical deflector for a line laser printer, and more particularly to a device in which a rotating rotor is supported by a hydrodynamic gas bearing.
近時、半導体レーザを応用したレーザプリンタが開発さ
れている。このレーザプリンタにおいては、原稿などの
情報を電気信号に変換するために多面体鏡を用いた光偏
向器が用いられている。この多面体鏡は一般的に薄板正
多角形状をしており。Recently, laser printers using semiconductor lasers have been developed. In this laser printer, an optical deflector using a polyhedral mirror is used to convert information such as a document into an electrical signal. This polyhedral mirror generally has the shape of a thin regular polygon.
その側面にそれぞれ鏡面加工を施された反射面を有して
いる。多面体鏡は回転可能なスピンドルに同軸に設けら
れており、このスピンドルによシ回転し入射する光を異
方向に反射する。この時、上記の電気信号の変換におい
て、高い分解能を得るためKは、スピンドルの回転数を
高速(lQ’rpm以上)にし、光の偏向速度を高める
必要がある。さらに。Each side has a mirror-finished reflective surface. The polyhedral mirror is provided coaxially with a rotatable spindle, and is rotated by the spindle to reflect incident light in different directions. At this time, in order to obtain high resolution in the above-mentioned electrical signal conversion, it is necessary for K to increase the rotation speed of the spindle (1Q'rpm or more) and increase the light deflection speed. moreover.
変換手段として光学系を用いるので、多面体鏡の位置精
度を非常に高精度に保つ必要があり、このためにはスピ
ンドルの回転精度を高精度にしなければならない。Since an optical system is used as the conversion means, it is necessary to maintain the positional accuracy of the polyhedral mirror with very high precision, and for this purpose, the rotational precision of the spindle must be made highly precise.
すなわち、このような多面体鏡を回転駆動する回転装置
において、スピンドルは高速で回転させ、1、かも高精
度な回転精廖が要求される。このため。That is, in a rotating device for rotationally driving such a polyhedral mirror, the spindle must be rotated at high speed and must have a highly accurate rotation precision. For this reason.
従来ではスピンドルの軸受にはへリングボーン型又はテ
ィルティングパッド型の動圧気体が半径方向に対する支
持のために、tた、永久磁石を用いた磁気軸受が軸方向
に対する支持のために用いられている。(例えば特願昭
57−107529)この2つの軸受を併用することに
よって上記の条件が満足される他、摩擦トルク損失が小
さい、潤滑油が不要などの利点が得られる。Conventionally, a herringbone type or tilting pad type dynamic pressure gas is used for spindle bearings for radial support, and magnetic bearings using permanent magnets are used for axial support. There is. (For example, Japanese Patent Application No. 57-107529) By using these two bearings together, the above conditions are satisfied, and other advantages such as low frictional torque loss and no need for lubricating oil can be obtained.
従来では、上述の動圧気体軸受と磁気軸受とを用いる場
合に、スピンドルの両端部に動圧気体軸受を設け、この
軸受の間にスピンドルを回転させるためのモータ、さら
に回転光偏向器においては多面体鏡が設けられたものが
多い。なお、スピンドルの半径方向の力を支える磁気軸
受は一般的にいずれか一方の動圧気体ジャーナル軸受と
並んでスピンドルの端部に設けられる。Conventionally, when using the above-mentioned hydrodynamic gas bearings and magnetic bearings, the hydrodynamic gas bearings are provided at both ends of the spindle, and between the bearings there is a motor for rotating the spindle, and a rotary optical deflector. Many are equipped with polyhedral mirrors. Note that the magnetic bearing that supports the radial force of the spindle is generally provided at the end of the spindle along with one of the hydrodynamic gas journal bearings.
しかしながら、磁気軸受は構造がやや複雑であシ、この
軸受側と軸側にそれぞれリング状の永久磁石を何層も組
み込む必要がある。このため1部品点数が多くなシ生産
性が低く製造コストが太きくなりてしまう欠点がわつ*
oLかも、この磁気軸受は永久磁石の磁気的結合のみK
よって軸方向を支持するため、急激な、あるいは大きな
上下振動が生じた場合、磁気的結合が破壊されてしまい
、軸方向支持が不可能になってしまう恐れがあった。However, the structure of a magnetic bearing is somewhat complicated, and it is necessary to incorporate several layers of ring-shaped permanent magnets on the bearing side and the shaft side, respectively. This has the disadvantage of low productivity and high manufacturing costs due to the large number of parts.
It may be oL, but this magnetic bearing only has a magnetic coupling of permanent magnets.
Therefore, since it is supported in the axial direction, if sudden or large vertical vibration occurs, the magnetic coupling may be broken, and there is a risk that axial support may become impossible.
本発明は上記の点を鑑みてなされたもので、その目的は
性能を損なうととカく生産性の向上が可能であるととも
に、振動による影響が少ない回転装置を提供することに
ある。The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to provide a rotating device that can improve productivity without impairing performance and is less affected by vibrations.
本発明はスピンドルが動圧気体軸受に支持され、駆動装
置によって回転する回転装置であって、少なくとも一つ
の動圧気体軸受がスピンドルの下方端部に設けられた軸
対称曲面形状の動圧軸部と、との動圧軸部を受ける軸対
称曲面形状の四部を有する動圧軸受部と、動圧軸受部と
動圧軸部とのいづれか一方に刻設された動圧溝とを具備
したことを特徴とし、上記動圧気体軸受によって半径方
向と軸方向の両方を支持させるものである。The present invention provides a rotating device in which a spindle is supported by a hydrodynamic gas bearing and is rotated by a drive device, wherein at least one hydrodynamic gas bearing is provided at the lower end of the spindle and has an axisymmetric curved surface shaped hydrodynamic shaft portion. and a hydrodynamic pressure bearing section having four parts having an axisymmetric curved surface shape for receiving the hydrodynamic pressure shaft sections, and a hydrodynamic groove carved in either one of the hydrodynamic pressure bearing section or the hydrodynamic pressure shaft section. It is characterized by supporting both the radial direction and the axial direction by the hydrodynamic gas bearing.
本発明の一実施例をレーザプリンタ用回転光偏向器に用
いた場合について図面を参照して説明する。図面は本実
施例の断面正面図である。A case where an embodiment of the present invention is applied to a rotating optical deflector for a laser printer will be described with reference to the drawings. The drawing is a sectional front view of this embodiment.
上部ハウジング(1)の上面には、ナツト(2)で固定
された支持棒(3)が設けられている。スピンド°ル(
4)は上端部が中空となっておシ、この中空部に支持棒
(3)が入り込むように構成されている。支持棒(3)
の下端面には半球状の突起物(5)が設けられてお勺、
スピンドル(4)の中空部底面と支持棒(3)の下端面
力(スピンドル(4)の回転中に接触するのを防止して
いる。また、支持棒(3)の側面には深さ数十μmの軸
方向に刻設された動圧溝(6)が複数本配列されている
。A support rod (3) fixed with a nut (2) is provided on the upper surface of the upper housing (1). Spindle (
4) is hollow at its upper end, and the support rod (3) is inserted into this hollow portion. Support rod (3)
A hemispherical protrusion (5) is provided on the lower end surface of the lever.
The force between the hollow bottom of the spindle (4) and the lower end of the support rod (3) prevents them from coming into contact with each other during rotation of the spindle (4). A plurality of dynamic pressure grooves (6) engraved in the axial direction of 10 μm are arranged.
この動圧溝(6)に対向するスピンドル(4)の中空部
内面には円筒状動圧軸受(7)が圧入されている。この
円筒状動圧軸受(力には、起動時、停止時の支持棒(3
)との摩耗を防ぐため材質にセラ<yりが用いられてい
る。なお、これら支持棒(3)と円筒状動圧軸受(7)
とのすきまは数十μmとなっている。スピンド。A cylindrical dynamic pressure bearing (7) is press-fitted into the hollow inner surface of the spindle (4) facing the dynamic pressure groove (6). This cylindrical dynamic pressure bearing (force includes support rods (3
) Cera is used as the material to prevent wear. In addition, these support rods (3) and cylindrical hydrodynamic bearings (7)
The gap between the two is several tens of μm. Spindo.
ル(4)の上部には側面に複数の反射鏡面(8)を有す
る多面体鏡(9)がスピンドル(4)と同軸に取シ付け
られているが、この多面体鏡(9)はスピンドル(4)
からっは状に突出した台座部に載せられ、押え板I、固
定具Q渇によって固定されている。なお、多面体鏡(9
)の材質にはアル之、銅などの反射鏡面(8)を鏡面に
加工しやすい軟質金属が一般に用いられる。また、スピ
ンドル(4)と多面体鏡(9)とは一体に形成してもよ
い。A polygonal mirror (9) having a plurality of reflective mirror surfaces (8) on the side surface is installed coaxially with the spindle (4) on the upper part of the spindle (4). )
It is placed on a pedestal that protrudes in the shape of an empty shell, and is fixed by a holding plate I and a fixture Q. In addition, a polyhedral mirror (9
) is generally a soft metal such as aluminum or copper that can easily be processed into a mirror surface. Moreover, the spindle (4) and the polyhedral mirror (9) may be formed integrally.
一方、スピンド/I/(4)の中間部には、スピンドル
(4)に回転運動を与える駆動装置であるモータの一部
品のモータロータ(2)が固定されている。また。On the other hand, a motor rotor (2), which is a part of a motor that is a drive device that provides rotational motion to the spindle (4), is fixed to the intermediate portion of the spindle (4). Also.
このモータロータ崗と対向してコイル部Iが、上部ハウ
ジング(1)とこの上部7)ウジング(1)とボルト(
15)で固着された下部ハウジング(10との内周部に
固着されている。Coil part I faces this motor rotor shaft, and the upper housing (1), this upper part 7), the housing (1), and the bolt (
15) is fixed to the inner circumference of the lower housing (10).
スピンドル(4)の下方は軸径が小さくなシ、下方端部
に球面形状の動圧軸部がスピンドル(4)と一体に形成
されている。この動圧軸(I7)の表面には深さ数十μ
mの渦巻き状の動圧溝α枠が刻設されている。The lower part of the spindle (4) has a small shaft diameter, and a spherical dynamic pressure shaft part is formed integrally with the spindle (4) at the lower end. The surface of this dynamic pressure axis (I7) has a depth of several tens of μm.
A spiral dynamic pressure groove α frame of m is engraved.
動圧軸(Lηはこの下方に設けられた動圧軸部(至)に
支持されているが、この支持される部分は動圧軸(17
)の球面形状とほぼ同形状の球面を有する半球の凹部−
と々っている。本実施例において動圧軸受翰は冷間鍛造
で形成されたものが用いられている。The dynamic pressure shaft (Lη) is supported by the dynamic pressure shaft (to) provided below, but this supported part is connected to the dynamic pressure shaft (17
) is a concave part of a hemisphere with a spherical surface that is almost the same as the spherical shape of -
It's so hot. In this embodiment, the dynamic pressure bearing frame is formed by cold forging.
なお、動圧軸受α優は軸受ケーシングI21Jに納めら
れ、リング状の固着板C4によって固定されている。な
お、この固着板@の内径は動圧軸(17)の径よりも大
きいものが用いられる。一方、軸受ケーシングQυは下
部ハウジング(1[9の底から下部ハウジングαeとの
間KOリング(ハ)を介在させて挿入され、この後に、
Oリング@を介して底ぶた(イ)を下部ハウジングdf
9にボルト(ハ)によって締め付けることによって固着
されている。Note that the hydrodynamic bearing α-yu is housed in the bearing casing I21J, and is fixed by a ring-shaped fixing plate C4. Note that the inner diameter of this fixing plate @ is larger than the diameter of the dynamic pressure shaft (17). On the other hand, the bearing casing Qυ is inserted from the bottom of the lower housing (1[9) to the lower housing αe with the KO ring (c) interposed, and then,
Insert the bottom cover (A) into the lower housing df via the O-ring @.
9 by tightening them with bolts (c).
このようにスピンドル(4)は支持棒(3)l動圧溝(
6)。In this way, the spindle (4) is connected to the support rod (3), the dynamic pressure groove (
6).
円筒状動圧軸受(7)からなる動圧気体軸受と、動圧軸
a7)、動圧溝α樟、動圧軸受翰からなる動圧気体軸受
とによって支持されている。It is supported by a hydrodynamic gas bearing consisting of a cylindrical hydrodynamic bearing (7) and a hydrodynamic gas bearing consisting of a hydrodynamic shaft a7), a hydrodynamic groove α, and a hydrodynamic bearing canopy.
次に、以上述べた構成による装置の動作について説明す
る。モータロータα謙、コイル部(14)からなる駆動
装置を駆動し、スピンドル(4)を回転させる。Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained. A drive device consisting of a motor rotor α and a coil portion (14) is driven to rotate the spindle (4).
このとき、スピンドル(4)の回転数は数万回転に達す
るが、スピンド/I/(4)は動圧溝(6)、(11G
の効果によシ円筒状動圧軸受(7)と動圧軸受(11と
に非接触で支持され高精度で回転する。とのとき、スピ
ンドル(4)の上部に設けられた動圧気体軸受は半径方
向の力に対して支持するが、下方端部に設けられた球面
形状の動圧軸Q7)を有する動圧気体軸受は半径方向の
みならず軸方向の力に対して本スピンドル(4)を支持
する。とれは、動圧軸(I7)に刻設された渦巻状の動
圧溝α樟の動圧効果は球面形状の凹部翰表面に垂直に働
くため、これKよって生じるスピンドル支持力が軸方向
とある角度を持った方向に生じるからである。At this time, the number of revolutions of the spindle (4) reaches tens of thousands of revolutions, but the spindle /I/(4) has dynamic pressure grooves (6), (11G
Due to the effect of The spindle (4) supports against radial forces, but the hydrodynamic gas bearing with the spherical dynamic pressure shaft (Q7) provided at the lower end supports the main spindle (4) against not only radial but also axial forces. ). The reason for this is that the dynamic pressure effect of the spiral dynamic pressure grooves (α) carved in the dynamic pressure axis (I7) acts perpendicularly to the spherical concave wing surface, so the spindle supporting force generated by this K is axially This is because it occurs in a direction with a certain angle.
このため、スピンドル(4)は多面体鏡(9)とともに
高速・高精度で回転することができる。よって、多面体
鏡(9)は上部ハウジング(1)に設けられた入射窓(
図示せず)から入射したレーザ光を反射鏡面(8)で反
射させ、レーザ光を所定の領域で走査させることができ
る。Therefore, the spindle (4) can rotate together with the polyhedral mirror (9) at high speed and with high precision. Therefore, the polyhedral mirror (9) has an entrance window (
A laser beam incident from a mirror surface (not shown) is reflected by a reflecting mirror surface (8), and the laser beam can be scanned in a predetermined area.
このように、本実施例装置ではスピンドル(4)の下方
端部に設けた球面形状の動圧軸←ηを有する動圧気体軸
受によって、スピンドル(4)を半径方向と軸方向の両
方を支持するようにした。このため、スピンドル(4)
自体の長さを短かくすることができ、全体を小型化する
ことが可能となった。また、動圧軸(1ηはスピンドル
(4)と一体に形成でき、動圧軸受Hは冷間鍛造で製造
するととができるので、従来の磁気軸受を用いた場合と
比較して、部品点数が大幅に削減され1組立−生産が非
常に容易となった。なお、スピンドル(4)の回転時は
非接触で回転するため、従来と比較し回転性能について
何ら劣るものはない。さらに、スピンドル(4)の停止
時などは、スピンドル(4)は動圧軸受αlによって接
触して支持されるため、上下振動の影響は非常に小さい
。In this way, in this embodiment, the spindle (4) is supported in both the radial and axial directions by the hydrodynamic gas bearing having the spherical hydrodynamic axis ←η provided at the lower end of the spindle (4). I decided to do so. For this reason, the spindle (4)
The length of the device itself can be shortened, making it possible to downsize the entire device. In addition, the hydrodynamic shaft (1η) can be formed integrally with the spindle (4), and the hydrodynamic bearing H can be manufactured by cold forging, so the number of parts can be reduced compared to when conventional magnetic bearings are used. This has greatly reduced the number of assemblies and makes production extremely easy.In addition, since the spindle (4) rotates without contact, there is no deterioration in rotational performance compared to the conventional method.In addition, the spindle (4) rotates without contact. 4) When the spindle (4) is stopped, etc., the spindle (4) is supported in contact with the hydrodynamic bearing αl, so the influence of vertical vibration is very small.
なお、上述の実施例ではレーザプリンタ用回転光偏向器
に用いた場合について述べたが、これに限らず他に各種
音響機器用ディスク回転テーブル。In addition, although the above-mentioned example described the case where it was used as a rotary optical deflector for a laser printer, it is not limited to this, but it can also be used as a disk rotary table for various audio equipment.
プ四ッビディスク駆動装置などの高速度、あるいは高精
度な回転が要求される機器に用いてもよい。It may also be used in equipment that requires high speed or high precision rotation, such as a 4-bi disc drive device.
以上説明したように本発明の回転装置は、部品点数が削
減でき、組立てや生産が非常に容易と女うた。とのため
、回転性能を損なうことなく生産性を向上させることが
でき、価格の安い装置を提供することができる。As explained above, the rotating device of the present invention can reduce the number of parts and is extremely easy to assemble and produce. Therefore, productivity can be improved without impairing rotational performance, and an inexpensive device can be provided.
図面は本発明の一実施例を示す断面正面図である。 3・・・支持棒、 4・・・スピンドル。 6.18・・・動圧溝、 7・・・円筒状動圧軸受。 13・・・モータロータ、14・・・コイル部。 17・・・動圧軸、19・・・動圧軸受。 20・・・凹 部。 The drawing is a sectional front view showing one embodiment of the present invention. 3...Support rod, 4...Spindle. 6.18...Dynamic pressure groove, 7...Cylindrical dynamic pressure bearing. 13...Motor rotor, 14...Coil part. 17...Dynamic pressure shaft, 19...Dynamic pressure bearing. 20...Concave part.
Claims (2)
によって回転する回転装置において、少なくける軸対称
曲面形状の凹部を有する動圧軸受部と。 との動圧軸受部または動圧軸部のいづれか一方に刻設さ
れた動圧溝とを具備することを特徴とする回転装置。(1) In a rotating device in which a spindle is supported by a hydrodynamic gas bearing and rotated by a drive device, a hydrodynamic bearing portion has a recessed portion having an axisymmetric curved surface shape. 1. A rotating device comprising: a dynamic pressure groove carved in either one of a dynamic pressure bearing part or a dynamic pressure shaft part.
称曲面形状のうち球面形状であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の回転装置。(2) The rotating device according to claim 1, wherein the hydrodynamic shaft portion and the recessed portion of the hydrodynamic bearing portion each have a spherical shape among axisymmetric curved surfaces.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24098483A JPS60136614A (en) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | Rotating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24098483A JPS60136614A (en) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | Rotating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60136614A true JPS60136614A (en) | 1985-07-20 |
Family
ID=17067585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24098483A Pending JPS60136614A (en) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | Rotating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60136614A (en) |
-
1983
- 1983-12-22 JP JP24098483A patent/JPS60136614A/en active Pending
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