JPS63195414A - 反発形スラスト磁気軸受 - Google Patents
反発形スラスト磁気軸受Info
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- JPS63195414A JPS63195414A JP62027842A JP2784287A JPS63195414A JP S63195414 A JPS63195414 A JP S63195414A JP 62027842 A JP62027842 A JP 62027842A JP 2784287 A JP2784287 A JP 2784287A JP S63195414 A JPS63195414 A JP S63195414A
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- JP
- Japan
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- permanent magnet
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- magnet
- housing
- bearing
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 12
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
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
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
- F16C32/0423—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other
- F16C32/0427—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other for axial load mainly
-
- 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
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
- F16C2240/70—Diameters; Radii
-
- 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
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0402—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means combined with other supporting means, e.g. hybrid bearings with both magnetic and fluid supporting means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、磁気ディスク、レーザビームプリンタ、軸
受スピンドル等に使用される反発形スラスト磁気軸受に
関する。
受スピンドル等に使用される反発形スラスト磁気軸受に
関する。
従来、軸受スピンドルに使用されている反発形スラスト
磁気軸受においては、第4図に示すように、対向する2
個の磁石1,2の外径りがほぼ同一のものを用いている
。
磁気軸受においては、第4図に示すように、対向する2
個の磁石1,2の外径りがほぼ同一のものを用いている
。
上記のようにほぼ同一外径の磁石を対向させた反発形ス
ラスト磁気軸受では、一方の磁石1が他方の磁石2に対
して横方向に微小距離移動して磁気中心がわずかでもず
れると、対向する磁極面に第4図に示すような斜方向の
反発力が作用するため、第5図に示すように一方の磁石
1が他方の磁石2の側方に移動しようとする横方向の力
が発生することになる。
ラスト磁気軸受では、一方の磁石1が他方の磁石2に対
して横方向に微小距離移動して磁気中心がわずかでもず
れると、対向する磁極面に第4図に示すような斜方向の
反発力が作用するため、第5図に示すように一方の磁石
1が他方の磁石2の側方に移動しようとする横方向の力
が発生することになる。
このような横方向の力が発生すると、ラジアル軸受に過
大な荷重が負荷されることになる。とくにラジアル軸受
に動圧形軸受が使用されている場合に、対向する磁石の
磁気中心がずれた状態で起動すると、起動トルクが著し
く大きくなり、さらに起動および停止時におけるラジア
ル軸受面の摩耗が甚だしくなるため、軸受寿命が大幅に
減少するという問題がある。
大な荷重が負荷されることになる。とくにラジアル軸受
に動圧形軸受が使用されている場合に、対向する磁石の
磁気中心がずれた状態で起動すると、起動トルクが著し
く大きくなり、さらに起動および停止時におけるラジア
ル軸受面の摩耗が甚だしくなるため、軸受寿命が大幅に
減少するという問題がある。
この発明は、上記の問題を解決して、磁気中心のずれに
よる横方向の力を小さくすることができる反発形スラス
ト磁気軸受を提供することを目的とする。
よる横方向の力を小さくすることができる反発形スラス
ト磁気軸受を提供することを目的とする。
この発明の反発形スラスト磁気軸受は、軸方向に磁化さ
れた磁石の同磁極面を所定のギャップを介して対向させ
ている。前記対向する磁極面の何れか一方の外周端は、
他方と軸方向に対向し、他方の外周端は一方と軸方向に
対向しない。
れた磁石の同磁極面を所定のギャップを介して対向させ
ている。前記対向する磁極面の何れか一方の外周端は、
他方と軸方向に対向し、他方の外周端は一方と軸方向に
対向しない。
この発明の反発形スラスト磁気軸受においては、一方の
磁石と他方の磁石との磁気中心がずれた場合でも、対向
する磁石の反発力は常に磁極面に対してほぼ垂直方向に
作用する。
磁石と他方の磁石との磁気中心がずれた場合でも、対向
する磁石の反発力は常に磁極面に対してほぼ垂直方向に
作用する。
以下、この発明の実施例について、図面を参照して説明
する。
する。
第1図は、この発明の反発形スラスト磁気軸受を備える
レーザビームプリンタ用光偏光器についての実施例を示
す縦断側面図である。
レーザビームプリンタ用光偏光器についての実施例を示
す縦断側面図である。
側壁上部にレーザ光透過窓11を備えるハウジング10
の頂壁に、軸体20の上端部が固着され、上端側に多面
鏡31を取り付けたスリーブ30が軸体20の周りに回
転可能に嵌装されている。
の頂壁に、軸体20の上端部が固着され、上端側に多面
鏡31を取り付けたスリーブ30が軸体20の周りに回
転可能に嵌装されている。
軸体20の外周面には、ヘリングボーン状の動圧発生用
の溝21.22を軸方向の間隔をおいて2個所に設けて
、スリーブ30を半径方向に支持する動圧形ラジアル軸
受を構成している。
の溝21.22を軸方向の間隔をおいて2個所に設けて
、スリーブ30を半径方向に支持する動圧形ラジアル軸
受を構成している。
スリーブ30の下端部には、下端面に永久磁石40を取
り付けた非磁性体のホルダー41は嵌着されている。こ
のホルダー41の外周面には組立時の空気抜き用の溝4
2が軸方向に設けである。
り付けた非磁性体のホルダー41は嵌着されている。こ
のホルダー41の外周面には組立時の空気抜き用の溝4
2が軸方向に設けである。
また、ハウジング10の底壁には、上端面に本機磁石4
4を取り付けた非磁性体のホルダー45を螺着して、ス
リーブ側の永久磁石40と同一中心線上に対向させてい
る。ハウジング側の永久磁石44は、ホルダー45を回
動してその軸方向の位置を調整してスリーブの軸方向位
置を変更することができるようになっている。
4を取り付けた非磁性体のホルダー45を螺着して、ス
リーブ側の永久磁石40と同一中心線上に対向させてい
る。ハウジング側の永久磁石44は、ホルダー45を回
動してその軸方向の位置を調整してスリーブの軸方向位
置を変更することができるようになっている。
上記のスリーブ側の永久磁石40とハウジング側の永久
磁石44とは、いずれも円盤状のものであるが、第2図
に示すようにハウジング側の永久磁石44の外径り、は
、スリーブ側の永久磁石40の外径Dtよりも大きくな
っている。
磁石44とは、いずれも円盤状のものであるが、第2図
に示すようにハウジング側の永久磁石44の外径り、は
、スリーブ側の永久磁石40の外径Dtよりも大きくな
っている。
従って、ハウジング側の永久磁石44の外周端はスリー
ブ側の永久磁石40と軸方向に対向せず、スリーブ側の
永久磁石40の外周端はハウジング側の永久磁石44と
軸方向に対向する。
ブ側の永久磁石40と軸方向に対向せず、スリーブ側の
永久磁石40の外周端はハウジング側の永久磁石44と
軸方向に対向する。
スリーブ側の永久磁石40とハウジング側の永久磁石4
4との対向面は、いずれも同一磁極に着磁されており、
対向する永久磁石40.44の磁気反発力によりスリー
ブ30を軸方向に支持する反発形スラスト磁気軸受を構
成している。
4との対向面は、いずれも同一磁極に着磁されており、
対向する永久磁石40.44の磁気反発力によりスリー
ブ30を軸方向に支持する反発形スラスト磁気軸受を構
成している。
なお、スリーブ30の回転駆動機構として、スリーブ3
0の下端側の外周面にロータ50を取り付け、ロータ5
0の外周側に円筒面で対向するステータ55をハウジン
グ10の側壁に取り付けている。
0の下端側の外周面にロータ50を取り付け、ロータ5
0の外周側に円筒面で対向するステータ55をハウジン
グ10の側壁に取り付けている。
上記ロータ50の下端面は、周方向の溝51を有するバ
ランスリング52によって支持されている。また多面鏡
31の上面にも同様にバランス用の溝32が周方向に設
けである。
ランスリング52によって支持されている。また多面鏡
31の上面にも同様にバランス用の溝32が周方向に設
けである。
上記構成の光偏光器は、ハウジング内に清浄空気等の気
体を封入して密閉されており、軸体20とスリーブ30
との間のラジアル軸受すきまに油。
体を封入して密閉されており、軸体20とスリーブ30
との間のラジアル軸受すきまに油。
グリース等の潤滑剤を充填するか、または封入気体が潤
滑剤として使用される。
滑剤として使用される。
スリーブ30が回転すると、軸体20の動圧発生用の溝
21.22による動圧が発生して、ラジアル軸受すきま
に流体膜が生成され、この流体膜によってスリーブ30
が半径方向に支持され、軸体20の周りに非接触状態を
保って回転する。
21.22による動圧が発生して、ラジアル軸受すきま
に流体膜が生成され、この流体膜によってスリーブ30
が半径方向に支持され、軸体20の周りに非接触状態を
保って回転する。
また、スリーブ30の下端部は、対向する永久磁石40
.44の磁気反発力によって浮上し、軸方向に非接触状
態を保って回転する。
.44の磁気反発力によって浮上し、軸方向に非接触状
態を保って回転する。
スリーブ30の回転中に、スリーブ30が半径方向に動
揺して永久磁石40の磁気中心が横方向に多少でもずれ
ようとする事態が生じた場合でも、ハウジング側の永久
磁石44の外径D1がスリーブ側の永久磁石40の外径
D2よりも大きくなっているため、第2図に示すように
スリーブ側の永久磁石40の磁極面がハウジング側の永
久磁石44の磁極面からはみでることがなく、磁極面相
互間には垂直方向の反発力が作用しているから、スリー
ブ側の永久磁石40を横方向へ移動させる力はほとんど
発生しない。このためスリーブ30を軸方向に非接触状
態で回転させることができるだけでなく、ラジアル軸受
に横方向の過大な荷重が負荷されることはない。
揺して永久磁石40の磁気中心が横方向に多少でもずれ
ようとする事態が生じた場合でも、ハウジング側の永久
磁石44の外径D1がスリーブ側の永久磁石40の外径
D2よりも大きくなっているため、第2図に示すように
スリーブ側の永久磁石40の磁極面がハウジング側の永
久磁石44の磁極面からはみでることがなく、磁極面相
互間には垂直方向の反発力が作用しているから、スリー
ブ側の永久磁石40を横方向へ移動させる力はほとんど
発生しない。このためスリーブ30を軸方向に非接触状
態で回転させることができるだけでなく、ラジアル軸受
に横方向の過大な荷重が負荷されることはない。
また、スリーブ30の静止時において、加工及び組立誤
差によりスリーブ側の永久磁石40の磁気中心がハウジ
ング側の永久磁石44に対して多少ずれていても、スリ
ーブ側の永久磁石40を横方向へ移動させようとする力
は極めて小さいから、スリーブ30を軸方向に非接触状
態で保持することができるだけでなく、ラジアル軸受の
起動時の起動トルクも著しく小さくなる。
差によりスリーブ側の永久磁石40の磁気中心がハウジ
ング側の永久磁石44に対して多少ずれていても、スリ
ーブ側の永久磁石40を横方向へ移動させようとする力
は極めて小さいから、スリーブ30を軸方向に非接触状
態で保持することができるだけでなく、ラジアル軸受の
起動時の起動トルクも著しく小さくなる。
第3図は、この発明の他の実施例を示す縦断側面図であ
る。
る。
この実施例では、軸体20の上端部と下端部とを、それ
ぞれハウジング10の頂壁と底壁とに挿通してボルト2
4.25により固定し、スリーブ30の下端側に多面鏡
31を押さえ部材33により取り付けて、レーザ光透過
窓11はハウジング10の側壁下部に設けである。また
スリーブ3゜の上端側に回転駆動機構のロータ5oをバ
ランスリング52により取り付け、ハウジング10の側
壁上部にステータ55を取り付けて対向させである。
ぞれハウジング10の頂壁と底壁とに挿通してボルト2
4.25により固定し、スリーブ30の下端側に多面鏡
31を押さえ部材33により取り付けて、レーザ光透過
窓11はハウジング10の側壁下部に設けである。また
スリーブ3゜の上端側に回転駆動機構のロータ5oをバ
ランスリング52により取り付け、ハウジング10の側
壁上部にステータ55を取り付けて対向させである。
軸体20とスリーブ30との間には、前記実施例と同様
に軸体20の外周面に設けられた動圧発生用の溝21.
22によるラジアル軸受を構成して、スリーブ30を半
径方向に支持するようにしである。
に軸体20の外周面に設けられた動圧発生用の溝21.
22によるラジアル軸受を構成して、スリーブ30を半
径方向に支持するようにしである。
スリーブ30を軸方向に支持するスラスト軸受は、多面
鏡押さえ部材33の下面に円環状の永久磁石40を取り
付け、これと同一中心線上に円環状の永久磁石44をハ
ウジング10の底壁に取り付けて、同一磁極の磁極面を
対向させている。
鏡押さえ部材33の下面に円環状の永久磁石40を取り
付け、これと同一中心線上に円環状の永久磁石44をハ
ウジング10の底壁に取り付けて、同一磁極の磁極面を
対向させている。
上記のスリーブ側の永久磁石40は、その内径がハウジ
ング側の永久磁石44の内径よりも大きく、外径はハウ
ジング側の永久磁石44の外径よりも小さくなっている
。
ング側の永久磁石44の内径よりも大きく、外径はハウ
ジング側の永久磁石44の外径よりも小さくなっている
。
従って、ハウジング側の永久磁石44の外周端はスリー
ブ側の永久磁石40と軸方向に対向せず、スリーブ側の
永久磁石40の外周端はハウジング側の永久磁石44と
軸方向に対向する。
ブ側の永久磁石40と軸方向に対向せず、スリーブ側の
永久磁石40の外周端はハウジング側の永久磁石44と
軸方向に対向する。
この実施例の場合においても、前記実施例と同様の作用
により、スリーブ側の永久磁石40の磁気中心がずれた
ときの横方向の力を小さくすることができる。
により、スリーブ側の永久磁石40の磁気中心がずれた
ときの横方向の力を小さくすることができる。
前記各実施例におけるスリーブ側の永久磁石とハウジン
グ側の永久磁石とについては、前記とは反対にスリーブ
側に大形の永久磁石を取り付け、ハウジング側に小形の
永久磁石を取り付けてもよい。
グ側の永久磁石とについては、前記とは反対にスリーブ
側に大形の永久磁石を取り付け、ハウジング側に小形の
永久磁石を取り付けてもよい。
また、永久磁石に代えて電磁石を使用することもできる
。
。
さらに、一方の磁石を円環状とし、他方の磁石を一方の
磁石より外径の大きい円盤状としてもよい。
磁石より外径の大きい円盤状としてもよい。
また、スリーブ側の永久磁石40を円盤状または円環状
とし、ハウジング側の永久磁石44を三角形、四角形等
の多角形としてもよい。この場合は永久磁石40の内接
円形が永久磁石40の外径より大きい。さらに、スリー
ブ側の永久磁石40とハウジング側の永久磁石44との
両方を多角形としてもよい。この場合の一例として、ハ
ウジング側の永久磁石44の外周端はスリーブ側の永久
磁石40と軸方向に対向せず、スリーブ側の永久磁石4
0の外周端はハウジング側の永久磁石44と軸方向に対
向する。
とし、ハウジング側の永久磁石44を三角形、四角形等
の多角形としてもよい。この場合は永久磁石40の内接
円形が永久磁石40の外径より大きい。さらに、スリー
ブ側の永久磁石40とハウジング側の永久磁石44との
両方を多角形としてもよい。この場合の一例として、ハ
ウジング側の永久磁石44の外周端はスリーブ側の永久
磁石40と軸方向に対向せず、スリーブ側の永久磁石4
0の外周端はハウジング側の永久磁石44と軸方向に対
向する。
また、動圧発生用の溝をスリーブに設けてもよい。
なお、こめ発明はスラスト軸受が反発形磁気軸受であれ
ばよく、ラジアル軸受については前記実施例で説明した
動圧形軸受に限らず、その他の静圧形軸受、あるいは転
がり軸受を用いた装置であっても同様に適応することが
できる。
ばよく、ラジアル軸受については前記実施例で説明した
動圧形軸受に限らず、その他の静圧形軸受、あるいは転
がり軸受を用いた装置であっても同様に適応することが
できる。
以上説明したように、この発明の反発形スラスト磁気軸
受は、何れか一方の磁石の磁極面を他方の磁石の磁極面
よりも大きくしているから、磁気中心がずれた場合でも
磁石相互間を横方向に移動させる力がほとんど作用する
ことがなく、静止時及び回転時において軸方向に非接触
状態が保持される軸受となるだけでなく、ラジアル軸受
に負荷される荷重と起動トルクとを小さくすることがで
きる。
受は、何れか一方の磁石の磁極面を他方の磁石の磁極面
よりも大きくしているから、磁気中心がずれた場合でも
磁石相互間を横方向に移動させる力がほとんど作用する
ことがなく、静止時及び回転時において軸方向に非接触
状態が保持される軸受となるだけでなく、ラジアル軸受
に負荷される荷重と起動トルクとを小さくすることがで
きる。
また、ラジアル軸受として 動圧形軸受を使用した場合
は、起動停止時ラジアル軸受を損傷させることがなく、
長寿命の軸受を製作することが可能となる。
は、起動停止時ラジアル軸受を損傷させることがなく、
長寿命の軸受を製作することが可能となる。
第1図はこの発明の実施例を示す縦断側面図、第2図は
この発明の磁石の作動状態を示す側面図、第3図はこの
発明の他の実施例を示す縦断側面図、第4図および第5
図は、それぞれ従来の磁石とその作動状態とを示す側面
図である。 図中、40.44は対向する磁石である。 第3図 第4図
この発明の磁石の作動状態を示す側面図、第3図はこの
発明の他の実施例を示す縦断側面図、第4図および第5
図は、それぞれ従来の磁石とその作動状態とを示す側面
図である。 図中、40.44は対向する磁石である。 第3図 第4図
Claims (1)
- 軸方向に磁化された磁石の同磁極面を所定のギャップを
介して対向させてなる反発形スラスト磁気軸受において
、前記対向する磁極面の何れか一方の外周端は他方と軸
方向に対向し、他方の外周端は一方と軸方向に対向しな
いことを特徴とする反発形スラスト磁気軸受。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62027842A JPS63195414A (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 反発形スラスト磁気軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62027842A JPS63195414A (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 反発形スラスト磁気軸受 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63195414A true JPS63195414A (ja) | 1988-08-12 |
Family
ID=12232169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62027842A Pending JPS63195414A (ja) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | 反発形スラスト磁気軸受 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63195414A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03163212A (ja) * | 1989-11-17 | 1991-07-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 動圧型流体軸受装置 |
-
1987
- 1987-02-09 JP JP62027842A patent/JPS63195414A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03163212A (ja) * | 1989-11-17 | 1991-07-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 動圧型流体軸受装置 |
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