KR100287356B1

KR100287356B1 - 회전체 베어링 장치, 모터 및 다각형 미러 모터

Info

Publication number: KR100287356B1
Application number: KR1019940008794A
Authority: KR
Inventors: 니이가쯔또시; 하시모또이찌로; 나까지마다께시; 스에오 아까시
Original assignee: 가나이 쓰도무; 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1994-04-26
Publication date: 2001-05-02
Also published as: JPH06307452A; JP2864941B2; TW255069B; US5541462A

Abstract

본 발명은 레이저 비임 프린터용 다각형 미러 모터와 같이 엄한 회전 정밀도를 필요로 하는 모터의 회전자의 회전 변동을 저감하기 위한 것으로, 특히 정밀 회전 유지에 적합한 베이링 구성체 및 이를 구비하고 회전 변동이 극히 작은 모터에 관한 것이다. 본 발명은 기포의 발생을 억제하는 기포 발생 억제 수단을 구비하여 회전 변동을 저감할 수 있게 하고 있다.

Description

회전체 베어링 장치, 모터 및 다각형 미러 모터

제1도는 본 발명의 일실시예에 관한 다각형 미러 모터의 종단면도.

제2도는 상기 모터의 베어링 장치의 확대 종단면도.

제3도는 상기 모터의 내외측 레이디얼 베이링의 횡단면도.

제4도는 상기 모터의 유동 제어체의 횡단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

2 : 회전 지지대 3 : 다각형 미러

4, 4a, 4b : 자석 5, 5a, 5b : 요크판

8 : 레이디얼 베이링 12 : 베어링실

13 : 자기 시일 15 : 정류판

본 발명은 레이저 비임 프린터용 다각형 미러 모터와 같이 엄한 회전 정밀도를 필요로 하는 모터에 관한 것이며, 특히 정밀 회전 유지에 적합한 베어링 구성체및 이를 구비하고 회전 변동이 극히 작은 모터에 관한 것이다.

근래, 레이저 비임 프린터, 자기 디스크 장치 및 비디오 테이프 레코더에 있어서는 장치의 고성능화나 고기능화에 수반하여 이에 이용되는 모터에는 높은 회전 정밀도가 요구되게 되었다.

종래, 이런 종류의 모터에는 볼 베어링이 사용되고 있으나, 고속성이나 회전변동의 면에서 비접촉식의 유체 윤활 베어링이 이용되게 되었다. 또, 깨끗한 환경에서의 사용 조건에서부터 공기 베어링이나 밀봉성이 우수한 자성 유체 베어링이 제안되고 실용화되고 있다. 특히, 자성 유체 베어링은 공기 베어링에 비해 자성 유체의 점성이 높기 때문에 소직경 베어링으로 높은 베어링 강성을 얻을 수 있는 데다가, 축진동에 대한 감쇄성이 좋고, 고정밀도 회전에 유효한 베어링 장치로서 일본국 특허 공개 평3-51514호 공보에 기재되어 있다.

상기한 종래 기술에 따르면 모터의 고속성이나 고정밀도의 회전에 대해 유체베어링의 적용을 제안하고, 깨끗한 환경에서의 사용을 가능하게 하기 위해 자성 유체를 베어링의 윤활과 밀봉에 이용하여 목적을 달성하려 하고 있다. 그러나, 제시되고 있는 베어링 장치를 이용한 모터에 있어서 어느 정도의 고정밀도 회전은 얻어 지지만 회전 변동에 대해서는 한계가 있으며, 최근의 고정밀도 대응 레이저 비임 프린터에는 적용할 수 없는 경우가 있다. 즉, 레이저 비임 프린터에 있어서, 레이저 광을 등속 주사하기 위해 이용되는 다각형 미러 모터는 전기적으로 제어하여 회전 속도를 일정하게 유지하고 있다. 그러나, 종래의 프린터에서는 10/1000 % 내지 20/1000 %의 회전 변동을 나타내고 있었으나 고정밀도화나 칼라화에 대응하는 레이저 비임 프린터에서는 회전 변동으로서 5/1000 % 이하의 고정밀도의 회전 정밀도를 요하고 있다. 이 정밀도를 실현하기 위해서는 기본적으로는 베어링의 마찰변동을 작게 해 둘 필요가 있다.

윤활유를 이용한 유체 베어링은 원리적으로는 유체의 점도가 일정한 경우는 마찰 변동이 없는 베어링이지만 상기한 종래의 베어링 장치에서는 5/1000 % 이하의 회전 변동을 실현하는 것이 곤란함이 판명되었다. 즉, 회전수 10,000 rpm 이상인 고속 회전 영역에 있어서, 고속 회전 등 회전 변동이 커지는 것이 실험 결과 분석으로부터 판명되었다. 특히, 20,000 rpm 이상의 고속 회전에서는 불규칙하게 회전수가 변동하거나 급격한 회전 변동을 일으키는 경우가 있다.

이 현상을 명확히 밝히고 문제를 해결하기 위해, 투명한 베어링 케이스를 이용하여 베이링 실내의 원활유의 흐름을 관찰하였다. 즉, 축의 회전에 의해 원활유중에 작은 기포가 발생하거나, 이것이 성장하여 비교적 큰 기포가 되는 동시에 어는 정도의 크기가 되면 미세하게 분쇄된다. 이런 현상이 베어링실 중에서 반복되는 것이 관찰되었다.

상기한 상기한 유체 베어링의 마찰 변동은 이 기포의 혼입이 원인이지만 유체 윤활 베어링을 다각형 미러 모터에 적용한 예가 거의 없을 뿐만 아니라 이와 같은 고정밀도의 회전을 요하는 회전 기계도 없었으므로 고속 회전으로 윤활유의 자성유체 중에 발생하는 기포의 저감이나 기포의 발생 방지에 대한 배려가 없었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 결점에 비추어, 종래 기술의 문제점의 해결을 도모한 것이며, 고속 회전 영역까지 고정밀도의 회전이 유지될 수 있는 정밀 회전용 모터, 다각형 미러 모터 혹은 자기 디스크 드라이브용 모터나 비디오 테이프 레코더용 실린더 모터 및 그 베어링 구성체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 베어링 지지 부재와, 레이디얼 베어링과, 이 레이디얼 베어링을 유지하기 위해 상기 베어링 지지 부재에 형성된 베어링실과, 상기 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 이 회전축과 상기 레이디얼 베어링의 미끄럼 간극을 윤활하는 윤활유를 갖고, 회전축의 회전에 의해 윤활유 중에 발생하는 기포의 발생을 억제하는 기포 발생 억제 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

회전축이 고속 회전해도 기포 발생 억제 수단에 의해 윤활유 중에 발생하는 기포의 발생은 억제되므로 고정밀도의 회전을 유지할 수 있다.

이하에, 본 발명의 일실시예를 도면을 기초로 하여 설명한다.

도면에 도시한 모터는 다각형 미러를 구비한 다각형 미러 모터로서 레이저 비임 프린터에 이용되는 것이다.

제1도에 도시한 바와 같이, 다각형 미러 모터는 모터 베이스(1), 하우징(2), 회전체(3)을 구비하고 있다.

모터 베이스(1)은 알루미늄으로 형성되고 중앙부에 설치되어 있는 베어링 지지대(4)와 이 베어링 지지대(4)의 외주에 날밑형으로 형성되는 플랜지부(5)를 갖는다. 이 플랜지부(5)는 후술하는 고정자 코일의 지지 부재로 되어 있다. 하우징(2)는 플랜지부(5)의 외주에 끼워져서 부착되어 있다.

회전체(3)은 알루미늄으로 형성되어 있는 회전대(6)과 이 회전대(6)에 적재되어 있는 다각형 미러(7)과 회전대(6)의 중앙에 삽입 고정되는 회전축(8)을 갖는다. 다각형 미러(7)은 알루미늄으로 형성되어 있다. 회전축(8)은 스텐레스강으로 형성되고, 투자성을 갖는다. 회전대(6)에 적재되는 다각형 미러(7)은 나사(9)로 고정되어 있다. 회전체(3)은 모터 베이스(1)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 회전 지지에 대해서는 나중에 상세히 설명한다. 모터 베이스의 플랜지부(5)에는 회전 지지대(6)과 대향하는 면에 모터용 고정자 코일(10)이 설치되어 있다. 이 고정자 코일(10)은 기판(11), 절연층(12) 및 고정자용 요크 판(13)을 거쳐 플랜지부(5)에 부착되어 있다. 고정자 코일(10)은 편평한 형태를 이루는 편평 코일로 되어 있다. 회전체(3)의 회전 지지대(6)에는 상기 고정자 코일(10)에 대향하는 면에 모터용 회전자 자석(14)가 설치되어 있다. 이 회전자 자석(14)는 평탄한 환상체 형상으로 되어 있으며, 회전자용 요크 판(15)를 거쳐 회전 지지대(6)에 부착되어 있다. 회전자 자석(14)와 상시 고정자 코일(10)은 회전축(8)의 축방향으로 대면하는 배치 구성으로 되어 있다. 모터 베이스(1)의 베어링 지지대(4)는 제2도에 도시한 바와 같이 회전 지지대를 향해 많이 돌출되는 내측 베어링 지지 부재(16)과 모터 베이스(1) 외측으로 약간 돌출되는 외측 베어링 지지 부재(17)을 갖는다. 내측 베어링 지지 부재(16)의 내측에는 내측 레이디얼 베어링(18)이, 외측 베어링 지지 부재(17)의 내측에는 외측 레이디얼 베어링(19)가 각각 설치되어 있다. 내측 레이디얼 베어링 (18)을 유지하는 내측 베어링실(20)은 내측 베어링 지지 부재(16)에, 외측 베어링 (19)를 유지하는 외측 베어링실(21)은 외측 베어링 지지 부재(17)에 각각 설치되어 있다. 내측 베어링실(20)과 외측 베어링실(21)은 베어링 지지대(4)에 형성된 베어링용 유체 연통 구멍(22)에 의해 연통되어 있다.

내측 베어링 지지 부재(16)의 선단측에 설치되는 캡(23)에는 캡 베이스(24), 동압 시일 작용을 갖게 하는 홈이 형성된 다이(25), 자성 유체 밀봉용 자기 시일(26)이 구비되어 있다.

캡 베이스(24)는 알루미늄으로 형성되고 원통형 형상을 갖는다. 내측 베어링 지지 부재(16)의 선단측에는 내측 베어링실(20)과 동심으로 형성된 환형 끼움 돌기가 설치되고, 이 끼움 돌기(27)에 끼워져 결합되는 환형 단부가 캡 베이스(23)에 설치되어 있다. 캡 베이스(24)는 끼움 돌기(27)에 단부를 끼워 부착된다. 끼움 돌기(27)과 단차부의 끼움 결합은 접합면의 기밀이 충분히 행해지게 하고 있다. 끼움 돌기(27)의 내경은 내측 베어링실(20)의 내경보다 크게 형성되어 있다.

나선 홈 부착 다이(25)는 환상의 형상으로 되어 있다. 이 나선 홈 부착 다이 (25)는 캡 베이스(24)에 형성되어 있는 끼움 단차부(28)에, 외주를 끼워서 캡 베이스(24)에 부착된다. 캡 베이스(24)와 끼움 단차부(28)의 끼움은 접합면의 기밀이 충분히 이루어지도록 되어 있다.

나선 홈 부착 다이의 내주는 자성 유체 회수용 나선 홈(29)이 형성되어 있다. 이 나선 홈(29)는 회전축(8)의 외주와 간극을 거쳐 대면하고 있다. 나선상의 홈은 회전축(8)의 회전 방향에 따라 내측 레이디얼 베어링(18)측으로 진행하도록 형성되어 있다.

나선 홈 부착 다이(25)에 설치되어 있는 자성 유체 밀봉용 자기 시일(26)은 페라이트 입자와 플라스틱을 혼합하여 형성되어 있다. 이 자성 유체 밀봉용 자기 시일(26)은 환상의 형상을 갖고, 회전축(8)의 외주를 둘러싸는 것이다. 자성 유체 밀봉용 자기 시일(26)은 외주를 나선 홈 부착 다이(25)에 형성한 환상의 단차부에 끼워져서 부착된다. 자성 유체 밀봉용 자기 시일(26)과의 단차부의 끼움 결합은 접합면의 기밀이 충분하도록 되어 있다. 자성 유체 밀봉용 자기 시일(26)은 투자성 회전축(8)을 거쳐 자기 통로를 형성하고, 이 자기 통로의 자력에 의해 후술하는 자성유체의 밀봉을 행하는 것이다. 내측 베어링 유지부(20)에 부착되는 내측 레이디얼 베어링(18)은 외측의 단부면이 내측 베어링 지지 부재(16)의 선단측의 단부면과 동일면으로 되도록 배치된다. 내측 레이디얼 베어링(18)의 내주면에는 제3도에 도시한 바와 같이 급유 홈(30)이 형성되어 있다. 이 급유 홈(30)은 회전축(8)의 축방향으로 따라가도록 형성되고, 내측 레이디얼 베어링(18)의 전장에 걸쳐 연장되어 있다. 급유 홈(30)은 세 곳에 같은 피치로 배치되어 있다. 내측 레이디얼 베어링 (18)의 외주에는 통로(31)이 설치되어 있다. 이 통로(31)은 내측 레이디얼 베어링 (18)의 외주를 절결하여 형성하고 있다. 통로(31)은 세 곳에 같은 피치로 배치되어 있다. 정류판(32)는 내측 레이디얼 베어링(18)의 외측 단부면으로부터 약간 떨어져서 배치되어 있다. 이 정류체(32)는 내측 베어링 지지 부재(16)의 끼움 돌기(27)과 캡 베이스(24)에 협지되어 부착된다. 정류판(32)의 외주에는 제4도에 도시한 바와 같이 연통 구멍(33)이 설치되고, 이 연통 구멍(33)은 정류판(32)의 외주를 절결하여 형성하고 있다. 연통 구멍(33)은 세 곳에 같은 피치로 배치되어 있다. 정류판 (32)는 연통 구멍(33)이 없으나 끼움 돌기(27)과 캡 베이스(24)에 협지되는 것이다.

이 정류판(32)는 내측 레이디얼 베어링(18)의 외측 단부면측에 있는 공간 (34)를 구획하여 나누는 것이다. 공간(34)는 캡 베이스(24)의 내주면, 동압 시일 다이(25)의 내측면 및 내측 레이디얼 베어링(18)의 외측 단부면으로 둘러싸여 형성되는 것이다. 내측 레이디얼 베어링(18)의 외측 단부면과 정류판(32) 사이에 있는 간극의 치수 d는 약 0.5mm이다. 내측 레이디얼 베어링(18)의 내측 단부면과 내측 베어링실(20)의 내부 사이에 있는 간극의 치수 b는 약 1 mm이다. 상기 베어링용 유체연통 구멍(22)의 내주와 회전축(8)의 외주 사이에 있는 간극의 차수 a는 회전축 (8)의 직경 치수 D의 1/20 이하로 하고 있다. 회전축(8)의 직경 치수 D는 약 5mm이다.

외측 레이디얼 베어링(19)를 유지하는 외측 베어링실(21)의 외측 단부는 덮개(35)로 닫혀 있다. 이 덮개(35)는 외측 베어링 지지 부재(17)의 외측 단부에 형성된 덮개용 요부에 끼워져 부착된다.

덮개(35)와 덮개용 요부의 끼움 결합은 접합면의 기밀이 충분히 이루어지도록 되어 있다. 외측 레이디얼 베어링(19)의 외측 단부와 덮개(35)와의 사이에 있는 간극의 차수 c는 약 0.5 mm이다. 외측 레이디얼 베어링(19)의 내측 단부와 외측 베어링실(21)의 내측 부분 사이에 있는 간극의 치수 b는 약 1 mm이다. 외측 레이디얼 베어링(19)는 내측 레이디얼 베어링(18)과 마찬가지로 급유 홈 및 외주의 통로를 갖는다. 또, 외, 내 레이디얼 베어링(19,18)은 회전축(8)을 지지하는 내주면의 양단 각도가 커트된 모떼기부를 갖는다.

자기 드러스트 베어링은 고정자의 모터 베이스(1)과 회전체(3)에 걸쳐서 설치되어 있다. 이 자기 드러스트 베어링은 고정자측 영구 자석(36)과 회전자측 영구자석(37)로 구성된다. 고정자측 영구 자석(36)은 내측 베어링 지지 부재(16)의 선단측 외주에 설치된다. 회전자(3)에 설치되는 회전자측 영구 자석(37)은 고정자측 영구 자석(36)과 대향하는 위치에 놓여 있다. 회전자(3)의 회전 지지대(6)에는 내측 베어링 지지 부재(16)이 수납되는 원형 요부(38)이 형성되어 있다. 이 원형 요부(38)의 내주에 회전자측 영구 자석(37)이 부착되는 것이다. 고정자측 영구 자석 (36)과 회전자측 영구 자석(37)은 링형상으로 형성되고, 레이디얼 방향으로 대면하는 양자석(36,37)은 다른 극이 서로 마주보도록 배치되어 있다.

상기 구성을 갖는 다각형 미러 모터는 다음과 같이 하여 고정자의 모터 베이스(1)에 회전자(3)을 조립하는 것이다.

회전자(3)을 조립하기 전에는 자성 유체 밀봉용 자기 시일(26)의 중앙이 개구로 되어 있다. 모터 베이스(1)을 세워 두고, 그 개구로부터 윤활유인 자성 유체를 소정량 만큼 붓는다. 그 후에, 회전축(8)을 자성 유체 밀봉용 자기 시일(26)의 개구로부터 모터 베이스(1)의 내에 삽입함으로써 회전자(3)이 모터 베이스에 부착된다.

회전축(8)의 내측의 선단이 덮개(35)의 내면에 의해 약간 떠오른 상태에 놓인다. 이는 자기 드러스트 베이링에 의해 회전자(3)이 소정 위치에 유지되기 때문이다.

회전축(8)이 내, 외측 레이디얼 베이링(18, 19) 및 베어링용 유체 연통 구멍 (22)에 들어가면, 자성 유체의 유면은 정류판(32)의 위치까지 올라가고, 내, 외측 레이디얼 베어링(18, 19)가 자성 유체에 침지되는 상태가 된다.

자성 유체는 도면중에 점들로 도시되어 있다. 이 자성 유체는 윤활유로서, 내, 외측 레이디얼 베어링(18, 19)의 미끄럼 간극을 윤활하는 것이지만, 미립자의 철분을 포함하고 있다. 철분은 크기가 0.01μm 내지 0.015μm 이고, 계면 활성 처리를 실시한 것을 이용하고 있다. 미끄럼 간극은 5μm 내지 10μm이므로 자성 유체인 윤활유는 미끄럼 간극을 충분히 적실 수 있는 것이다.

내, 외측 레이디얼 베어링(18, 19)에 회전 가능하게 지지되는 회전축(8)은 내측 선단이 외측 레이디얼 베이링(19) 내에 있으나, 타단에는 내측 레이디얼 베어링(18)을 관통하여 외부로 연장되고 있으므로 자성 유체 밀봉용 자기 시일(26), 나선 홈(29)에서 외부로 자성 유체가 누설되는 것을 억제하고 있다.

다음에 동작에 대해 설명한다.

모터의 통전에 의해 회전자의 회전체(3)은 회전한다. 베어링용 유체 연통 구멍(22)의 내주와 회전축(8)의 외주 사이에 마련되어 있는 간극 내의 윤활유는 회전축(8)의 회전에 수반하여 선회한다. 이 선회류에 의해 베어링용 유체 연통 구멍 (22)의 간극 내의 윤활유에 기포나 공기의 공동이 생기는 것이 확인되었다. 기포, 공기 공동의 발생 현상은 베어링용 유체 연통 구멍(22)의 간극이 넓고, 또 회전축 (8)의 회전 속도가 15,000 rpm 이상의 고속 회전에서 현저히 나타나는 것임이 판명되었다.

또, 모터의 조립에 있어서, 회전축(8)을 내, 외측 레이디얼 베어링(18,19)에 삽입할 때 윤활유 중에 혼입한 미세한 공기 내지 원래부터 윤활유 중에 포함되어 있던 공기 입자가 먼저번 선회류에 의해 기포 내지 공기 공동으로 성장하는 것이라고 생각된다.

그런데, 이 공기 내지 공기 공동이 발생하면 베어링용 유체 연통 구멍(22)의 간극 내에서 마찰 변동을 일으켜서 회전자에 회전 변동을 초래하게 된다. 또, 베어링용 유체 연통 구멍(22)의 간극으로부터, 내, 외측 레이디얼 베어링(18, 19)측으로 이동하고, 내, 외측 레이디얼 베어링(18, 19)의 미끄럼 간극에 유입하면 미끄럼 간극을 윤활하고 있던 유막이 끊어지고 미끄럼 간극의 미끄럼 저항이 변화하고, 회전자는 회전 변동을 일으키는 것이다.

기포 내지 공기 공동의 발생에 대해 면밀히 검토해 본 바, 베어링용 유체 연통 구멍의 간극을 변화시킴으로써 발생 상태가 변동하는 것을 알게 되었다.

즉, 그 간극을 좁게 해 가면 발생이 적어지는 경향을 보이는 것을 알아내었다. 종래의 베어링 장치에서는 그 간극이 회전축의 직경의 1/10에 이르는 넓은 것이었으나, 이를 1/20 이하로 하면 기포 내지 공기 공동의 발생은 거의 보이지 않음이 확인되었다.

이와 같이, 베어링용 유체 연통 구멍(22)의 간극 치수 a를 회전축(8)의 직경의 1/20 이하로 함으로써 기포 내지 공기 공동의 발생은 억제되고, 회전자의 회전 변동을 억제할 수 있는 것이다.

다음에, 외측 레이디얼 베어링(19)의 외측 단부면과 덮개(35) 사이에 있는 간극 치수를 변경함으로써 기포 내지 공기 공동의 발생에 변화가 있음을 알았다. 간극이 넓으면 많이 발생하고, 좁으면 발생이 억제되는 경향이 있음을 알게 되었다. 간극이 넓으면 회전축(8)의 외측 단부면의 중심부의 압력이 저하하여 윤활유에 이차적인 흐름이 발생한다. 이에 의해 그 중심부에 미세한 기포가 모여서 어느 정도 크기의 기포로 성장하면 이 큰 기포는 외주측으로 날려져서 미세화되지만 일부의 기포는 외측 레이디얼 베어링(19)의 미끄럼 간극으로 유입하여 회전자의 회전에 변동을 초래한다.

즉, 간극 치수가 1 mm정도인 넓은 것에서는 기포 발생이 보이지만 간극 치수 c를 0.5 mm정도로 하면 전술한 이차적인 흐름이 완화되고 회전축(8)의 외측 단부면측에 있어서의 기포의 발생은 없어지는 것이다.

또, 외측 레이디얼 베어링(19)는 제2도의 화살표로 표시한 바와 같은 윤활유의 순환류가 생긴다. 즉, 외측 레이디얼 베어링(19)의 외주측에 있는 통로로부터 윤활유가 상승하고, 또 상승한 윤활유가 미끄럼 간극을 적셔서 하강하는 순환법이 되지만, 간극의 치수 b를 1mm로 하는 동시에 간극의 치수 c도 b와의 관계를 cb로 함으로써 외측 레이디얼 베어링(19)의 미끄럼 간극에의 기포의 유입이 저감되는 것이다.

다음에, 내측 레이디얼 베어링(18) 측의 윤활유의 동작에 대해 서술한다. 제2도의 화살표로 도시한 바와 같이 윤활유는 내측 레이디얼 베어링(18) 주위를 순환한다. 내측 레이디얼 베어링(18)의 외주측에 있는 통로(31)을 상승한 윤활유는 내측 레이디얼 베어링(18)의 외측면측을 중심 방향으로 이동하여 내측 레이디얼 베어링(18)의 미끄럼 간극을 적시면서 하강하는 순환류가 된다.

이와 같이, 윤활유는 순환하지만, 내측 레이디얼 베어링(18)의 외측 단부면측에 정류판(32)가 설치되어 있으므로 미끄럼 간극에 유입하는 기포는 발생하지 않는다. 즉, 정류판(32)가 없으면 회전축(8)의 회전으로 내측 레이디얼 베어링의 외측 단부면측에 윤활유의 유면이 흐뜨러지는 절구 모양의 와류가 발생한다. 그러나, 정류판(32)에 의해 유면이 흐뜨러지는 와류는 억제되고 공기의 혼입은 없어지므로 윤활유에 기포가 발생하는 일은 없게 된다. 이 때문에 내측 레이디얼 베어링(18)의 미끄럼 간극을 윤활하는 유막이 기포에 의해 유막 끊김을 일으키지 않고 회전자의 회전 변동은 생기지 않는 것이다.

또 정류판(32)는 외주측에 연통 구멍(33)이 있다. 이 연통 구멍(33)은 내측 레이디얼 베어링(18)의 외측에 있는 연통로(31)로부터 상승하는 순환류에 포함되는 기포를 정류판(32)의 상방에 있는 공간(34)로 빼내고 그 기포가 순환류에 실려서 내측 레이디얼 베어링(18)의 미끄럼 간극에 달하는 일은 없는 것이다.

상기 간극의 치수 a가 회전축(8)의 직경의 1/20 이하로 되어 있을 때는 본래 기포의 발생이 없으므로 통로(31)로부터 상승하는 순환류에 포함되는 기포를 공간 (34)으로 빼내는 방책은 불필요하지만 뜻하지 않은 사태에 대비하고 연통 구멍(33)을 설치한 것이다.

또, 정류판(32)와 내측 레이디얼 베어링(18)의 외측 단부면과의 사이에 간극을 설치하게 하고 있으나, 내측 레이디얼 베어링(18)의 베이링 면의 모서리부를 커트하여 모떼기하면 정류판(32)를 내측 레이디얼 베어링(18)의 외측 단부면에 맞닿아도 간극을 설치한 것과 같은 작용 효과가 얻어진다.

또, 내측 레이디얼 베어링(18)의 간극의 치수 b를 1mm 정도로 하고, db의 치수 관계로 하면 내측 레이디얼 베어링(18)의 미끄럼 간극에의 기포의 유입은 저감된다.

상기와 같은 기포 발생 억제나 미끄럼 간극에의 기포 진입 방지의 대책을 강구함으로써, 30,000 rpm의 고속 회전에 있어서의 회전 변동은 10/1000 % 이하 내지 5/1000 % 이하로 개선할 수 있었다.

상술한 일실시예는 모터를 수직으로 한 경우에 대해 설명하였으나 수평으로 한 경우에도 마찬가지 효과를 기대할 수 있는 것이다.

이상 서술한 바와 같은 본 발명은 베어링 지지 부재와, 레이디얼 베어링과, 이 레이디얼 베어링을 유지하기 위해 상기 베어링 지지 부재에 형성된 베어링실과, 상기 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 이 회전축과 상기 레이디얼 베어링의 미끄럼 간극을 윤활하는 윤활유를 갖고, 회전축의 회전에 의해 윤활유중에 발생하는 기포의 발생을 억제하는 기포 발생 억제 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 회전체 베어링 장치이다.

이로써 기포의 발생이 없으므로 회전 변동이 극히 적은 것을 제공할 수 있다.

Claims

베어링 지지 부재와, 레이디얼 베어링과, 이 레이디얼 베어링을 유지하기 위해 상기 베어링 지지 부재에 형성된 베어링실과, 윤활유가 흐르는 베어링 간극을 회전축과 상기 레이디얼 베어링 사이에 형성하면서 상기 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 회전축의 회전에 의해 윤활유 중에 발생하는 기포의 발생을 억제하고 상기 레이디얼 베어링의 외측 단부에 설치된 부재에 의해 형성된 간극으로의 윤활유의 흐름을 억제하는 기포 발생 억제 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전체 베어링 장치.
베어링 지지 부재와, 레이디얼 베어링과, 이 레이디얼 베어링을 유지하기 위해 상기 베어링 지지 부재에 형성된 베어링실과, 윤활유가 흐르는 베어링 간극을 회전축과 상기 레이디얼 베어링 사이에 형성하면서 상기 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 레이디얼 베어링의 외측 단부측에 형성되는 공간과, 이 공간에 레이디얼 베어링의 외측 단부측으로부터 간극을 두고 설치된 정류 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전체 베어링 장치.
베어링 지지 부재와, 레이디얼 베어링과, 이 레이디얼 베어링을 유지하기 위해 상기 베어링 지지 부재에 형성된 베어링실과, 윤활유가 흐르는 베어링 간극을 회전축과 상기 레이디얼 베어링 사이에 형성하면서 상기 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 레이디얼 베어링의 내부와 베어링실의 내부 사이에 형성되는 간극과, 레이디얼 베어링의 외주측에 형성된 통로와, 레이디얼 베어링의 외측 단부측에 형성된 공간과, 이 공간에 레이디얼 베어링의 외측 단부측으로부터 간극을 두고 설치된 정류 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전체 베어링 장치.
베어링 지지 부재와, 레이디얼 베어링과, 이 레이디얼 베어링을 유지하기 위해 상기 베어링 지지 부재에 형성된 베어링실과, 윤활유가 흐르는 베어링 간극을 회전축과 상기 레이디얼 베어링 사이에 형성하면서 상기 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 레이디얼 베어링의 외측 단부측에 설치되며 상기 회전축의 외주를 완전히 둘러싸는 자성 유체를 밀봉하기 위한 자기 시일과, 회전축의 회전에 의해 윤활유 중에 발생하는 기포의 발생을 억제하고 상기 레이디얼 베어링의 외측 단부에 설치된 부재에 의해 형성되는 간극으로의 윤활유의 흐름을 억제하는 기포 발생 억제 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전체 베어링 장치.
베어링 지지 부재와, 레이디얼 베어링과, 이 레이디얼 베어링을 유지하기 위해 상기 베어링 지지 부재에 형성된 베어링실과, 윤활유가 흐르는 베어링 간극을 회전축과 상기 레이디얼 베어링 사이에 형성하면서 상기 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 레이디얼 베어링의 외측 단부측에 형성되는 공간과, 이 공간에 레이디얼 베어링의 외측 단부측으로부터 간극을 두고 설치되는 정류 부재와, 상기 회전축의 외주를 완전히 둘러싸고 상기 공간을 둘러싸는 자성 유체 밀봉용 자기 시일을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전체 베어링 장치.
베어링 지지 부재와, 두 개의 레이디얼 베어링과, 이 두 개의 레이디얼 베어링을 유지하기 위해 상기 베어링 지지 부재에 이격되어 형성된 두 개의 베어링실과, 윤활유가 흐르는 베어링 간극을 회전축과 상기 양 레이디얼 베어링 사이에 형성하면서 상기 양 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 양 베어링실을 연통하도록 양 베어링실 사이에 형성되며 상기 윤활유가 채워진 두 개의 베어링용 유체 연통 통로와, 회전축의 회전에 의해 윤활유 중에 발생하는 기포의 발생을 억제하고 상기 레이디얼 베어링의 외측 단부에 설치된 부재에 의해 형성된 간극으로의 윤활유의 흐름을 억제하는 기포 발생 억제 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전체 베어링 장치.
베어링 지지 부재와, 두 개의 레이디얼 베어링과, 이 두 개의 레이디얼 베어링을 유지하기 위해 상기 베어링 지지 부재에 이격되어 형성된 두 개의 베어링실과, 윤활유가 흐르는 베어링 간극을 회전축과 양 레이디얼 베어링의 사이에 형성하면서 상기 양 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 상기 양 베어링실을 연통하도록 양 베어링실 사이에 형성되고 상기 회전축이 상기 윤활유가 채워진 간극을 두고 통과하는 두 개의 레이디얼 베어링용 유체 연통 통로를 포함하고, 유체 연통 통로의 내주와 상기 회전축의 외주 사이에 형성되는 간극의 치수를 회전축의 직경의 1/20 이하로 설정한 것을 특징으로 하는 회전체 베어링 장치.
베어링 지지대와, 이 베어링 지지대에 이격되어 설치된 두 개의 베어링 지지 부재와, 양 베어링 지지 부재에 각각 형성된 두 개의 베어링실과, 양 베어링실에 각각 유지되는 레이디얼 베어링과, 두 개의 레이디얼 베어링의 각 외측 단부 상에 설치되는 두 개의 부재와, 윤활유로서의 자성 유체가 흐르는 베어링 간극을 회전축과 상기 양 레이디얼 베어링 사이에 형성하면서 양 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되는 회전축과, 이격되어 배치되어 있는 양 베어링실을 연통하도록 상기 베어링 지지대에 형성된 상기 베어링용 유체 연통 통로를 포함하고, 회전축의 한 쪽 단부는 베어링실 중 하나로부터 돌출되지 않고 회전축의 다른 쪽 단부는 상기 레이디얼 베어링의 외측 단부 상에 설치된 상기 부재 중 하나를 통해 다른 쪽 베어링실로부터 외부로 연장하도록 설치하고, 회전축의 단부가 돌출되지 않도록 수납되어 있는 베어링실은 상기 회전축의 단부가 대면하는 측면으로 상기 레이디얼 회전축의 외측 단부 상에 설치된 다른 상기 부재에 의해 봉쇄되고, 상기 회전축의 외주를 완전히 둘러싸는 자기 시일은 회전축이 빠져 나오는 베어링실의 자성 유체를 밀봉하고, 상기 베어링용 유체 연통 통로는 간극을 두고 통과하는 회전축을 갖는 두 개의 베어링실을 연통하도록 상기 베어링 지지대에 형성되고, 회전축의 단부가 돌출되지 않도록 수납되어 있는 베어링실에 유지되는 레이디얼 베어링은 베어링실의 내측과 상기 봉쇄측에 각각 간극이 생기도록 배치되고, 상기 베어링의 봉쇄측의 간극은 상기 베어링실의 내측면에 형성된 간극보다 좁고, 상기 베어링의 봉쇄측의 간극과 상기 베어링실의 내측면에 형성된 간극을 잇는 통로는 상기 베어링실의 내측면에 형성된 간극보다 좁으며 상기 베어링실의 외주에 형성되고, 회전축이 연장되는 다른 베어링실에 유지되는 레이디얼 베어링은 상기 다른 베어링의 내측면에 간극을 형성하도록 설치되고, 다른 레이디얼 베어링의 외주를 따라 상기 간극과 다른 레이디얼 베어링의 외측 단부를 연통하도록 통로가 형성되며, 베어링용 유체 연통 구멍의 내주와 상기 회전축의 외주 사이에 형성되는 간극의 치수를 회전축의 직경 치수의 1/20 이하로 설정한 것을 특징으로 하는 회전체 베어링 장치.
모터 베이스와, 회전체와, 상기 모터 베이스 상에 설치된 고정자 코일과, 상기 모터 베이스 상에 설치된 베어링 지지 부재와, 회전체 상에 설치된 회전자 자석과, 상기 베어링 지지 부재 내에 형성된 베어링실과, 이 베어링실 내에 유지되는 레이디얼 베어링과, 이 레이디얼 베어링에 윤활유가 흐르는 베어링 간극을 회전축과 레이디얼 베어링 사이에 형성하면서 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되며 회전체가 고정된 회전축과, 회전축의 회전에 의해 윤활유 중에 발생하는 기포의 발생을 억제하고 상기 레이디얼 베어링의 외측 단부에 설치된 부재에 의해 형성되는 간극으로의 윤활유의 흐름을 억제하는 기포 발생 억제 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제9항에 있어서, 자기 드러스트 베어링이 모터 베이스와 회전체에 걸쳐서 설치된 것을 특징으로 하는 모터.
제9항에 있어서, 고정자 영구 자석이 모터 베이스 상에 설치되고, 회전자 영구 자석이 회전체에 설치되며, 고정자 영구 자석과 회전자 영구 자석이 레이디얼 방향으로 대향하도록 배치된 것을 특징으로 하는 모터.
모터 베이스와, 회전체와, 상기 모터 베이스 상에 설치된 고정자 코일과, 상기 모터 베이스의 중앙부에 설치되는 베어링 지지 부재와, 이 베어링 지지 부재의 외주에 플랜지 형상으로 형성된 플랜지부와, 상기 베어링 지지 부재 내에 형성된 베어링실과, 이 베어링실 내에 유지되는 레이디얼 베어링과, 상기 레이디얼 베어링에 윤활유가 흐르는 간극을 회전축과 레이디얼 베어링 사이에 형성하면서 상기 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되며 회전체가 고정된 회전축과, 플랜지부 상에 설치되는 편평형 고정자 코일과, 회전축의 축방향을 대면하도록 상기 회전축 상에 설치되는 회전자 자석과, 회전축의 회전에 의해 윤활유 중에 발생하는 기포의 발생을 억제하고 상기 레이디얼 베어링의 외측 단부에 설치된 부재에 의해 형성되는 간극으로의 상기 윤활유의 흐름을 억제하는 기포 발생 억제 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
모터 베이스와, 회전체와, 상기 모터 베이스 상에 설치된 고정자 코일과, 상기 모터 베이스 상에 설치된 베이링 지지대와, 상기 회전체 상에 설치된 다각형 미러와, 상기 회전체 상에 설치된 회전자 자석과, 상기 베어링 지지 부재 내에 형성된 베어링실과, 상기 베어링실 내에 유지되는 레이디얼 베어링과, 이 레이디얼 베어링에 윤활유가 흐르는 베어링 간극을 회전축과 상기 레이디얼 베어링 사이에 형성하면서 상기 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되며 회전체가 고정된 회전축과, 회전축의 회전에 의해 윤활유 중에 발생하는 기포의 발생을 억제하고 상기 레이디얼 베어링의 외측 단부에 설치된 부재에 의해 형성되는 간극으로의 윤활유의 흐름을 억제하는 기포 발생 억제 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 다각형 미러 모터.
제13항에 있어서, 자기 드러스트 베어링이 모터 베이스와 회전체에 걸쳐서 설치된 것을 특징으로 하는 다각형 미러 모터.
제13항에 있어서, 고정자 영구 자석이 모터 베이스 상에 설치되고, 회전자 영구 자석이 회전체에 설치되며, 고정자 영구 자석과 회전자 영구 자석이 레이디얼 방향으로 대향하도록 배치된 것을 특징으로 하는 다각형 미러 모터.
모터 베이스와, 회전체와, 상기 모터 베이스 상에 설치된 고정자 코일과, 상기 모터 베이스 상에 설치된 베어링 지지 부재와, 상기 회전체 상에 설치된 회전대와, 이 회전대 상에 설치된 다각형 미러와, 상기 베어링 지지 부재 내에 형성된 베어링실과, 이 베어링실 내에 유지되는 레이디얼 베어링과, 이 레이디얼 베어링에 윤활유가 흐르는 베어링 간극을 회전축과 레이디얼 베어링 사이에 형성하면서 상기 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되며 회전체가 고정된 회전축과, 상기 회전축의 회전에 의해 윤활유 중에 발생하는 기포의 발생을 억제하고 상기 레이디얼 베어링의 외측 단부에 설치된 부재에 의해 형성되는 간극으로의 윤활유의 흐름을 억제하는 기포 발생 억제 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 모터 미러.
모터 베이스와, 회전체와, 상기 모터 베이스의 중앙부에 설치된 베어링 지지 부재와, 이 베어링 지지 부재의 외주연에 플랜지 형상으로 형성된 플랜지부와, 상기 베어링 지지 부재 내에 형성된 베어링실과, 이 베어링실 내에 유지되는 레이디얼 베어링과, 상기 회전자 상에 설치된 다각형 미러와, 상기 레이디얼 베어링의 윤활유가 흐르는 간극을 회전축과 상기 레이디얼 베어링 사이에 형성하면서 레이디얼 베어링에 회전 가능하게 지지되며 회전체가 고정된 회전축과, 플랜지부 상에 설치된 편평형 고정자 코일과, 상기 회전체 상에 설치된 회전대와, 상기 회전대 상에 설치된 다각형 미러와, 상기 회전축의 축방향으로 상기 회전자 코일과 대면하도록 상기 회전대 상에 설치되는 회전자 자석과, 상기 회전축의 회전에 의해 윤활유 중에 발생하는 기포의 발생을 억제하고 상기 레이디얼 베어링의 외측 단부에 설치된 부재에 의해 형성되는 간극으로의 상기 윤활유의 흐름을 억제하는 기포 발생 억제 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 미러 모터.