JPS6319621Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、情報機器、光学機器などの回転ユニ
ツトに使用する軸受装置の改良に関するものであ
る。

従来、この種の機器、例えばレーザープリンタ
ーに使用される回転多面鏡光偏光器の回転ユニツ
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れてきた。し
かしながら、動的回転精度、小形化に伴う高速
化、回転むら、及び多面鏡のよごれ防止などの点
から玉軸受での対応がむずかしくなつてきてい
る。

本考案の目的は、上記の欠点を解決するために
あり、そして回転ユニツト用軸受装置に動圧形流
体軸受装置を用いたことを特徴としている。

更に本考案は従来の動圧形軸受装置のもつ、例
えば回転物の振れ回り、スラスト浮上量不安定
さ、あるいは２群以上からなる動圧発生用の溝を
形成するものにおける負圧の発生等の欠点をなく
し、改良を加えたものとなつている。

本考案は、一端を基台に固定した固定軸と、該
固定軸に遊嵌したラジアル受部とスラスト受部と
有する回転体とからなつていて、前記固定軸の外
周面又は前記回転体の内周面に傾斜角が相逆とな
る２群以上の動圧発生用の傾斜溝と、前記固定軸
の他端の端面と前記回転体の内底面との間に圧力
室とが備えられていて、該圧力室と軸受外部とを
連通する圧力調整穴と、前記傾斜溝が互いに接し
あるいは近接する境界部と該境界部に対向する相
手部材の部分との間に形成される隙間と軸受外部
とを連通する流体供給穴とを、有している動圧流
体軸受装置である。

次に図に示す実施例に従つて本考案を詳述す
る。

第１図及び第２図は本考案の１実施例で、基台
１００に一端を固定した固定軸１と固定軸１に遊
嵌されたスリーブ３とスラスト受部材４とを有す
る回転体２とで軸受装置を構成している。固定軸
１の外周面２０に１群の動圧発生用の傾斜溝１１
と該傾斜溝１１と軸心に対する傾斜角が相反対と
なる１群の動圧発生用の傾斜溝１２とが形成され
ている。更にこの実施例における外周面２０は傾
斜溝１２に傾斜溝１１と反対側に隣接して傾斜溝
１２とは逆の傾斜角となつている傾斜溝１３が形
成されている。すなわち、傾斜溝１１はスパイラ
ル状であり、傾斜溝１２と１３とでヘリングボー
ン状である動圧発生用の溝パターンを構成してい
る。その結果、これらの傾斜溝１１，１２，１３
に対向するスリーブ３の内周面３０はラジアル受
部となる。必要によりこれらの傾斜溝は回転体２
の内周面に設けても良い。傾斜溝１１と傾斜溝１
２とがつながつているか、若しくは近接している
境界部２１に周溝２２が形成されている。この周
溝２２に適数個所開口し、固定軸１の軸心部を通
り、傾斜溝１３より外れ、かつスリーブ３の開放
端３１の外れた位置に対応する固定軸１の外周面
２０に適数個所開口している流体供給穴５が固定
軸１に設けられている。従つてこの流体供給穴５
は境界部２１と境界部２１に対向するスリーブ３
の内周面３０との間に形成される隙間と軸受外部
とを連通していて、軸受外部の空気等の潤滑流体
を外周面２０と内周面３０との間の隙間に供給で
きる。なお流体供給穴５の入口部にフイルタを装
着しておけば異物のろ過に都合が良い。スリーブ
３の一端の内径にはスラスト受部材４が嵌合さ
れ、ワツシヤー３００で抜け止めされている。固
定軸１の固定側と反対側の他端の端面４０と対向
するスラスト受部材４の内底面５０は凸球面に形
成されていて、この内底面５０と端面４０との間
に傾斜溝１１により発生した圧力流体が流入し、
圧力室６０を構成している。その結果、内底面５
０はスラスト受部となる。この場合、必要により
端面４０を凸球面としても良い。スラスト受部材
４の軸心部には圧力室６０と軸受外部とを連通す
る圧力調整穴６が形成されていて圧力室６０が一
定の圧力になるように調整される。

なお、この実施例はレーザープリンターの回転
ユニツトの軸受装置に使用した例で、スリーブ３
の外周には多面鏡６００及びロータ５００が固定
されていて、ロータ５００に対応する位置にハウ
ジング２００の内周にステータ４００が配置され
ている。ハウジング２００には多面鏡６００に対
応するガラス窓７００が設けられている。更にハ
ウジング２００は基台１００に固定されていて、
固定軸１と回転体２とで構成している軸受部全体
を覆つて、密閉する構造となつている。

次にこの実施例における本願考案の作用を説明
する。

ステータ４００とロータ５００の作用により、
回転体２は、第１図において上方から見て時計方
向に回転する。傾斜溝１１のポンピング作用によ
り流体供給穴５より流体を吸い込み、外周面２０
と内周面３０との間の流体が圧力流体となりラジ
アル負荷を受けることができる。更に、外周面２
０と内周面３０との間の隙間の圧力流体が端面４
０と内底面５０との間に流れ込み、圧力室４０を
形成する。この圧力流体によつて回転体２は浮上
し、端面４０と内底面５０が接触することなく、
回転支承可能となる。そして、この圧力流体は圧
力調整穴６を通つて軸受外部に排出される。それ
故に、圧力室６０の圧力流体は回転体２をわずか
に浮上させるのみであつて、必要以上の流体は圧
力調整穴６によつて排出され、その結果浮上量が
安定する。同様に傾斜溝１２のポンピング作用に
より流体供給穴５から流体を吸い込み、外周面２
０と内周面３０との間に圧力流体を形成して、ラ
ジアル方向負荷を可能としている。更に同様に傾
斜溝１３のポンピング作用により、開放端３１と
外周面２０との間から軸受外部の流体を吸い込み
ラジアル方向負荷を可能としている。すなわち、
ラジアル負荷をスパイラル状の傾斜溝１１とヘリ
ングボーン状の傾斜溝１２，１３とで発圧する圧
力流体で受け、スラスト負荷をスパイラル状の傾
斜溝１１で発生する圧力流体で受ける構造となつ
ている。ここで、前述の作用の理解を深めるため
に傾斜溝１１、１２、１３のポンピング作用によ
る流体の圧力分布を第１図中に一点鎖線で示す。

第３図は本考案の他の実施例である。この実施
例のものは第１図のものと傾斜溝の群の数及び流
体供給孔と圧力調整穴の位置及びスラスト受部材
の凸形状に相異がある以外は同じである。すなわ
ち傾斜溝１１，１２，１３以外に更に傾斜溝１４
と１５を組合せてヘリングボーン状に形成し、更
にラジアル方向の負荷能力と復元力を大きくして
いる。圧力調整穴６はスリーブ３に設けられ、そ
の位置は固定軸１の端面４０に相当するところに
開口する如く設けられている。又図示していない
が必要によりこの流体供給穴６を固定軸１の軸心
部に形成しても良い。流体供給穴５もスリーブ３
に設けられ、その位置は傾斜溝１１と１２との境
界部２１に設けた周溝２２に対向するところに開
口する如く設けられている。スラスト受部材４の
内底面５０は図示の如く凸状をなしていて、回転
始動時の摩擦を下げるようになつている。必要に
より端面４０を凸状としても良い。この実施例に
おける流体の圧力分布は図中に示す一点鎖線の如
くなつている。

本願考案は以上の説明通り構成されているので
以下の効果がある。

本願考案は動圧流体軸受を用いているので、動
的回転精度が高く、高速可能であり、回転むら及
び汚染の少ないものとなつている。

更に、動圧流体軸受に改良を加えて次の如き効
果を得られるものである。傾斜角の相反対となる
傾斜溝が２群以上形成されているので軸の振れ回
わりが小さく、流体膜によるラジアル方向の復元
力が大きい。傾斜溝の境界部に開口する軸受外部
と連通している流体供給穴が設けてあるので、流
体供給穴がない場合に、流体が境界部より遠ざか
る方向に移動するため、図中に点線で示した如く
境界部付近において負圧となるのに対し、本願考
案では一点鎖線に示す如く、流体供給穴より流体
が供給されて負圧状態とならない。第３図の実施
例によれば、流体供給穴のないものに対しスラス
ト負荷容量が10％アツプ、更にラジアル方向の復
元力が30％アツプとなつている。また圧力調整穴
が設けてあるのでスラスト浮上量を小さく保持で
きる。さらにスリーブの内底面又は固定軸の端面
が凸状をなしているので、起動時及び低速回転時
のトルクが小さい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の縦断面図、第２図
は第１図のイ部の固定軸の断面図、第３図は本考
案の他の実施例の縦断面図で、符号１は固定軸、
２は回転体、５は流体供給穴、６は圧力調整穴、
１１，１２は傾斜溝、２２は周溝、４０は端面、
５０は内底面、６０は圧力室である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 基台に一端を固定された固定軸と、該固定軸
   に遊嵌されたラジアル受部とスラスト受部とを
   有する回転体とからなり、前記固定軸の外周面
   又は該外周面に対向する前記回転体の内周面に
   傾斜角の相反対となる２群以上の動圧発生用の
   傾斜溝と、前記固定軸の他端の端面と該端面に
   対向する前記回転体の内底面との間に圧力室と
   を備え、該圧力室と軸受外部とを連通する圧力
   調整穴と、前記傾斜溝の互の境界部と該境界部
   に対向する部分との間に形成される隙間と軸受
   外部とを連通する流体供給穴とを、有する動圧
   流体軸受装置。 (2) 前記傾斜溝が前記固定軸の外周面に形成され
   ている実用新案登録請求の範囲第１項記載の動
   圧流体軸受装置。 (3) 前記圧力調整穴が前記回転体に設けられ、前
   記流体供給穴が前記固定軸に設けられている実
   用新案登録請求の範囲第２項記載の動圧流体軸
   受装置。 (4) 前記圧力調整穴及び前記流体供給穴が前記回
   転体に設けられている実用新案登録請求の範囲
   第２項記載の動圧流体軸受装置。 (5) 前記境界部に周溝が形成され、該周溝に前記
   圧力供給穴が開口している実用新案登録請求の
   範囲第３項記載の動圧流体軸受装置。 (6) 前記固定軸の端面又は前記回転体の内底面が
   凸状に形成されている実用新案登録請求の範囲
   第１項記載の動圧流体軸受装置。 (7) 前記固定軸の端面又は前記回転体の内底面が
   凸球面に形成されている実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の動圧流体軸受装置。