JPS60179517A - 動圧気体軸受 - Google Patents
動圧気体軸受Info
- Publication number
- JPS60179517A JPS60179517A JP59033620A JP3362084A JPS60179517A JP S60179517 A JPS60179517 A JP S60179517A JP 59033620 A JP59033620 A JP 59033620A JP 3362084 A JP3362084 A JP 3362084A JP S60179517 A JPS60179517 A JP S60179517A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- sleeve
- thrust
- bearing
- thrust member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
- F16C17/026—Sliding-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
-
- 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
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1005—Construction relative to lubrication with gas, e.g. air, as lubricant
- F16C33/101—Details of the bearing surface, e.g. means to generate pressure such as lobes or wedges
- F16C33/1015—Pressure generating grooves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は動圧気体軸受、詳細には高速回転用高精度モー
タの軸受として注目される動圧気体軸受の構成に関して
、スラスト軸受部の耐久性向上を計るものである。
タの軸受として注目される動圧気体軸受の構成に関して
、スラスト軸受部の耐久性向上を計るものである。
近年においては， ＶＴＲヘッド駆動モータ、ジャイロ
用モータ、レーザビームプリンター（ＬＢＰ）等に用い
られる回転多面鏡（ポリゴン）駆動モータなどにより高
速で精度の高いモータが要求されて来ている。
用モータ、レーザビームプリンター（ＬＢＰ）等に用い
られる回転多面鏡（ポリゴン）駆動モータなどにより高
速で精度の高いモータが要求されて来ている。
この要求は軸受そのものの精度、すなわちボールベアリ
ング等の転勤体を持つ軸受の精度自体を見直せざるを得
なくなっており、特に、１ ５ ０ Ｇ Ｏ ｒｐｍ以
上の高速モータに対しては。
ング等の転勤体を持つ軸受の精度自体を見直せざるを得
なくなっており、特に、１ ５ ０ Ｇ Ｏ ｒｐｍ以
上の高速モータに対しては。
ポールベアリングの使用では寿命にも限界がある。
この結果、高速、長寿命、高精度を満足する為に動圧軸
受が注目されている。こＯ軸受は相対的に移動する相対
向する面の少くとも一方に刻まれた溝（一般にはスパイ
ラル状■■■■■■■■■■の溝）によりその２面・間
に介在する流体に圧力を発生させて軸を支承するもので
、ある回転数以上になると、完全に浮き上って回転を続
ける。そのため、回転寿命に関して番まほとんど考慮し
なくてよい。また、介在する流体の厚さく軸受隙間）け
′２″〜１０μ内に変動（バラツキ）を押えて管理され
ている為、回転精度もホワール、共振等の対策をとりさ
えすれば非常に高くなり、さらには騒音、振動が少く、
タイプを選べばよりコンパクトな設計が可能である。
受が注目されている。こＯ軸受は相対的に移動する相対
向する面の少くとも一方に刻まれた溝（一般にはスパイ
ラル状■■■■■■■■■■の溝）によりその２面・間
に介在する流体に圧力を発生させて軸を支承するもので
、ある回転数以上になると、完全に浮き上って回転を続
ける。そのため、回転寿命に関して番まほとんど考慮し
なくてよい。また、介在する流体の厚さく軸受隙間）け
′２″〜１０μ内に変動（バラツキ）を押えて管理され
ている為、回転精度もホワール、共振等の対策をとりさ
えすれば非常に高くなり、さらには騒音、振動が少く、
タイプを選べばよりコンパクトな設計が可能である。
しかるに、このような動圧流体軸受にも、低速時には軸
受面が接触して回転するという大きな問題があり、この
軸受面の耐摩耗性がこの軸受の寿命を規定するといって
さしつかえない。゛そして、このことは、介在する流体
が気体の場合に特に顕著であり、軸受面の摩耗だけでな
く、その摩耗粉が軸受隙間に入り込んで焼付きを起こす
等の重大な不都合を引き起こす可能性が高い。
受面が接触して回転するという大きな問題があり、この
軸受面の耐摩耗性がこの軸受の寿命を規定するといって
さしつかえない。゛そして、このことは、介在する流体
が気体の場合に特に顕著であり、軸受面の摩耗だけでな
く、その摩耗粉が軸受隙間に入り込んで焼付きを起こす
等の重大な不都合を引き起こす可能性が高い。
ここで、タテ型モータでのラジアル方向は軸外径とスリ
ーブ内径がほとんど等しい為に接触によシ傷がついたシ
、面が剥離するととけほとんどない。一方、耐久性も軸
の材質硬度に対応させてスリーブ内面の硬度を上げる様
な表面処理（タフラム加工等）を施せば良好なものとな
る。
ーブ内径がほとんど等しい為に接触によシ傷がついたシ
、面が剥離するととけほとんどない。一方、耐久性も軸
の材質硬度に対応させてスリーブ内面の硬度を上げる様
な表面処理（タフラム加工等）を施せば良好なものとな
る。
しかし、スラスト方向は回転部の自重、マグネットとス
テータの吸引力等のスラスト力が全てスラスト部材と軸
端の接触部にかかることになり、耐久性に対して重要な
影響があった。そのため、従来は５ＵＳ４２０等の焼入
れを行ったステンレス材の軸に対して自己潤滑性のある
樹脂、例えばポリアセタール等が用いられて来たが、球
面加工等に対し加工性が悪く、所定の半径（例えばＲ５
００〜１００ｏ朋）が得られにくいこと、又、摩耗粉の
量もスタート・ストップの回数がふえるに従って多くな
るという不都合があったうそのため、発生した摩耗粉が
軸受隙間に入りこんだシ、又、接触面積が増加する為モ
ータが立上らなかったり、又、発生した摩耗粉が絞シ孔
をふさいでしまってスリーブが大きく浮上する等の障害
が発生するという欠点があった。
テータの吸引力等のスラスト力が全てスラスト部材と軸
端の接触部にかかることになり、耐久性に対して重要な
影響があった。そのため、従来は５ＵＳ４２０等の焼入
れを行ったステンレス材の軸に対して自己潤滑性のある
樹脂、例えばポリアセタール等が用いられて来たが、球
面加工等に対し加工性が悪く、所定の半径（例えばＲ５
００〜１００ｏ朋）が得られにくいこと、又、摩耗粉の
量もスタート・ストップの回数がふえるに従って多くな
るという不都合があったうそのため、発生した摩耗粉が
軸受隙間に入りこんだシ、又、接触面積が増加する為モ
ータが立上らなかったり、又、発生した摩耗粉が絞シ孔
をふさいでしまってスリーブが大きく浮上する等の障害
が発生するという欠点があった。
本発明は上述従来例の欠点に鑑みてなされたもので、ス
ラスト部材と固定軸端の耐久性が向上する動圧気体軸受
を提供することを目的とする。
ラスト部材と固定軸端の耐久性が向上する動圧気体軸受
を提供することを目的とする。
更に詳細にｔよ、耐摩耗性があり、より摩耗粉の少い、
またさらに起動トルクが小さく、鳴き等の障害の発生の
ない動圧気体軸受を提供することにある。
またさらに起動トルクが小さく、鳴き等の障害の発生の
ない動圧気体軸受を提供することにある。
以下図示した一実施例に基づいて本発明を説明する。
第１図けＬＢＰ等に用いられるレーザ走査光学系に使用
されるポリゴン駆動モータの側断面図である。但し、本
発明は動圧気体軸受に対し有効な手段についてのもので
あシ、このタイプのモータに限るものではない。
されるポリゴン駆動モータの側断面図である。但し、本
発明は動圧気体軸受に対し有効な手段についてのもので
あシ、このタイプのモータに限るものではない。
動圧軸受を用いたモータとしては、スノくイラル溝を持
つ動圧スラスト軸受とラジアル動圧軸受とからなるタイ
プもあるが、第１図の様に、動圧溝を持つ固定軸１に対
し所定の隙間（２〜１０μ）を保って回転するスリーブ
３からなる軸−スリーブタイプの軸受が一般的である。
つ動圧スラスト軸受とラジアル動圧軸受とからなるタイ
プもあるが、第１図の様に、動圧溝を持つ固定軸１に対
し所定の隙間（２〜１０μ）を保って回転するスリーブ
３からなる軸−スリーブタイプの軸受が一般的である。
この軸受けそのコンパクトさ、組立性の良さ、加工性の
良さから、小型高速モータとして最適である。
良さから、小型高速モータとして最適である。
ここで、スラスト部材４がスリーブ３に圧入固定され、
このスラスト部材４けその中心に絞り孔４ａを持ち、ス
ラスト部材４の後述軸端１ａへのＡＪ７面４ｂは球面形
状をしておシ、接触して回転する際にトルク、摩耗が最
少になる様考慮されている。軸端１ａを球面形状にして
もよい。
このスラスト部材４けその中心に絞り孔４ａを持ち、ス
ラスト部材４の後述軸端１ａへのＡＪ７面４ｂは球面形
状をしておシ、接触して回転する際にトルク、摩耗が最
少になる様考慮されている。軸端１ａを球面形状にして
もよい。
また、スリーブ３にはポリゴン５、マグネツトロ、バラ
ンスリング２０．２１等が固定され、マグネット６に対
間して、ステータコイル７、コイルの相切換え及び回転
信号を得る為の複数のホール素子８が設けられ、ＰＬＬ
制御のＤＣホ〜ルモータとして成シ立っている。また、
軸が圧入されているフランジ２及びキャップ１１ば０リ
ング１６．１７を介して外筒１０に固定されている。
ンスリング２０．２１等が固定され、マグネット６に対
間して、ステータコイル７、コイルの相切換え及び回転
信号を得る為の複数のホール素子８が設けられ、ＰＬＬ
制御のＤＣホ〜ルモータとして成シ立っている。また、
軸が圧入されているフランジ２及びキャップ１１ば０リ
ング１６．１７を介して外筒１０に固定されている。
ここで、ステータコイル７に電流が流れることによりス
リーブ３が回転を始め、空気はその軸とスリーブの相対
的移動及び動圧溝の効果に吸 よシ矢印Ａの様に■い込まれかつラジアル方向に圧力が
発生する。また、上部スラスト部材４においている絞、
り孔４ａと流入した空気の流絖との関係でスラスト方向
にも圧力が発生し、ある回転数以上になると軸とスリー
ブは接触することなく回転する。
リーブ３が回転を始め、空気はその軸とスリーブの相対
的移動及び動圧溝の効果に吸 よシ矢印Ａの様に■い込まれかつラジアル方向に圧力が
発生する。また、上部スラスト部材４においている絞、
り孔４ａと流入した空気の流絖との関係でスラスト方向
にも圧力が発生し、ある回転数以上になると軸とスリー
ブは接触することなく回転する。
そして、本発明の特徴によれば、第１図に於匹て、軸端
１ａにはビッカース硬度的１４００〜１７００Ｈｖのア
ルミナ（Ａｌ２Ｏ，）が接着固定されており、外径及び
端面がラッピング加工されている。
１ａにはビッカース硬度的１４００〜１７００Ｈｖのア
ルミナ（Ａｌ２Ｏ，）が接着固定されており、外径及び
端面がラッピング加工されている。
又、スラスト部材４け、ビッカース硬度的１１００〜１
３０ Ｑ Ｈｖの超硬合金で作られておシ、同様にスラ
スト受は而である当り面４ｂを球面にラップされている
。
３０ Ｑ Ｈｖの超硬合金で作られておシ、同様にスラ
スト受は而である当り面４ｂを球面にラップされている
。
ここで、各材質の硬度の差は重要で、あまり差があって
も相手（軟い材質の方）を削るだけでトルク増加をまね
いて好ましくない。逆に、あまり硬度差がないとかじり
現象をひきおこし、鳴きとかトルク増加をひき起してし
まう。また硬度自体がこれ以下であると耐久が程々もっ
たとしても、摩耗粉の針が多くなシ、問題の解決にはな
らないつ また、いわゆるセラミックで呼称されるもののうちで代
表的なアルミナはその耐摩耗性もさることながら、熱伝
導性も非常によく、接触点で発生する熱をすげやく軸へ
逃がしてやる働きを持っている。
も相手（軟い材質の方）を削るだけでトルク増加をまね
いて好ましくない。逆に、あまり硬度差がないとかじり
現象をひきおこし、鳴きとかトルク増加をひき起してし
まう。また硬度自体がこれ以下であると耐久が程々もっ
たとしても、摩耗粉の針が多くなシ、問題の解決にはな
らないつ また、いわゆるセラミックで呼称されるもののうちで代
表的なアルミナはその耐摩耗性もさることながら、熱伝
導性も非常によく、接触点で発生する熱をすげやく軸へ
逃がしてやる働きを持っている。
第２図は他の実施例を示したもので、固定軸１００の軸
端１００ａにけアルミナと同じ組成ではあるが単結晶ア
ルミナすなわちサファイア（硬度１４００）（ｖ）１２
０が埋め込まれておシ、表面を軸端１００ａと同一面に
なるようにラッピング加工されている。またスラスト部
４１４００には内径φ０．５の細孔１９０ａを持つ超硬
合金製のパイプ１９０が中心に位置する様に樹脂（例え
ばポリアセタール、ＰＰＳ等）に一体形成されておシ、
スラスト受は面である尚シ面４００ｂが球状にラップさ
れている。この場合、サファイア１２００部分はサファ
イアに代ってアルミナでもよいが、第２図のような構成
とすることによって特に、スラスト部材が全体を超硬合
金で作られる場合（第１図）よりもコストが安価で且つ
成形、加工が容易という有利性がある。
端１００ａにけアルミナと同じ組成ではあるが単結晶ア
ルミナすなわちサファイア（硬度１４００）（ｖ）１２
０が埋め込まれておシ、表面を軸端１００ａと同一面に
なるようにラッピング加工されている。またスラスト部
４１４００には内径φ０．５の細孔１９０ａを持つ超硬
合金製のパイプ１９０が中心に位置する様に樹脂（例え
ばポリアセタール、ＰＰＳ等）に一体形成されておシ、
スラスト受は面である尚シ面４００ｂが球状にラップさ
れている。この場合、サファイア１２００部分はサファ
イアに代ってアルミナでもよいが、第２図のような構成
とすることによって特に、スラスト部材が全体を超硬合
金で作られる場合（第１図）よりもコストが安価で且つ
成形、加工が容易という有利性がある。
そして、以上の場合に於いて、逆に、スラスト部材４，
４００の当り面が平面で、軸端１ ａ、 １００ａが球
面であってもよく、この場合は球面加工がスラスト部材
に施すよシ容易になる。
４００の当り面が平面で、軸端１ ａ、 １００ａが球
面であってもよく、この場合は球面加工がスラスト部材
に施すよシ容易になる。
以上の結果、従来、樹脂のスラスト部材でけ約１５００
０〜２００００回のスタート・ストップで問題になって
いた摩耗粉の悪影響もなくなり、スラスト力の許容巾も
１ムがってこの軸受の広用範囲が広がった。
０〜２００００回のスタート・ストップで問題になって
いた摩耗粉の悪影響もなくなり、スラスト力の許容巾も
１ムがってこの軸受の広用範囲が広がった。
また、本発明は、以上の説明よ）明らかな様に、軸−ス
リーブタイプの動圧気体軸受に対して有効であ）、スリ
ーブが固定されていて軸が回転する様な構成であっても
又モータの種類等によっても何らかわらないことを付記
しておく。
リーブタイプの動圧気体軸受に対して有効であ）、スリ
ーブが固定されていて軸が回転する様な構成であっても
又モータの種類等によっても何らかわらないことを付記
しておく。
本発明に係る動圧気体軸受の構成は上述の通シであるの
で、スラスト部材と固定軸端の耐久性が向上するという
効果がある。
で、スラスト部材と固定軸端の耐久性が向上するという
効果がある。
第１図は本発明に係る動圧気体軸受の一夾施例の側断面
図、第２図は他の実施例の主要部の側断面図である。 １．１００・・・固定軸 １ ａ、 １００ａ・・・軸端 ６・・・スリーブ ４．４００・・・スラスト部材 ４Ｊ４００ｂ・・・当シ１酊 １２０ ・・サファイア １９０・・・パイプ（超硬合金製） −出願人 ギヤノン株式会社 第Ｚ図
図、第２図は他の実施例の主要部の側断面図である。 １．１００・・・固定軸 １ ａ、 １００ａ・・・軸端 ６・・・スリーブ ４．４００・・・スラスト部材 ４Ｊ４００ｂ・・・当シ１酊 １２０ ・・サファイア １９０・・・パイプ（超硬合金製） −出願人 ギヤノン株式会社 第Ｚ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 少くとも動圧発生用溝の刻まれた軸と、この軸
と所定の隙間を介して嵌合するスリーブと、 このスリーブに固設されていて、低速時に前記軸の軸端
と接触してスラスト方向を支承するスラスト部材と、 を持つ軸−スリーブタイプの動圧気体軸受に於いて。 前記スラスト部材及び前記軸端の各々の接触部分が超硬
合金とセラミックの組み合せから成ることを特徴とする
動圧気体軸受つ（２）スラスト部材が中心に細孔を持つ
超硬合金部材をその中心に一体的に形成せしめたことを
特徴とする特許 載の動圧気休軸受。 （３） セラミック部材が単結晶セラミックから成るこ
とを特徴とする前記特許請求の範囲第（１）項又は第（
２）項に記載の動圧気体軸受。 （４）単結晶セラミックは人造サファイヤであることを
特徴とする前記特許請求の範囲第（３）項に記載の動圧
気体軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59033620A JPS60179517A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 動圧気体軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59033620A JPS60179517A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 動圧気体軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60179517A true JPS60179517A (ja) | 1985-09-13 |
Family
ID=12391490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59033620A Pending JPS60179517A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 動圧気体軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60179517A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6435116A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-06 | Nippon Seiko Kk | Bearing device |
| JPH01196712A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転ヘッドシリンダ装置 |
| WO2007099790A1 (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-07 | Ntn Corporation | 流体軸受装置 |
| JP2007315579A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Ntn Corp | 流体軸受装置 |
-
1984
- 1984-02-24 JP JP59033620A patent/JPS60179517A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6435116A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-06 | Nippon Seiko Kk | Bearing device |
| JPH01196712A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転ヘッドシリンダ装置 |
| WO2007099790A1 (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-07 | Ntn Corporation | 流体軸受装置 |
| US8876388B2 (en) | 2006-03-02 | 2014-11-04 | Ntn Corporation | Fluid dynamic bearing device |
| US8876386B2 (en) | 2006-03-02 | 2014-11-04 | Ntn Corporation | Fluid dynamic bearing device |
| JP2007315579A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Ntn Corp | 流体軸受装置 |
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