JP3184789B2 - 動圧軸受を備えたモータ、及び該モータを駆動源とする回転体装置 - Google Patents
動圧軸受を備えたモータ、及び該モータを駆動源とする回転体装置Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- 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
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/107—Grooves for generating pressure
-
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- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
- F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
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- G—PHYSICS
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、動圧軸受を備えた
モータ又は該モータで回転体が駆動される回転体装置に
関する。
モータ又は該モータで回転体が駆動される回転体装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】動圧軸受を備えたモータ又は該モータを
駆動源とする回転体装置において、その動圧軸受はアル
ミ合金などの金属材料、セラミック材料、又は金属材料
とセラミック材料の２つの材料を用いたものがある。動
圧軸受にはラジアル動圧軸受とスラスト動圧軸受がある
が、通常はこれらは同時に採用されている。従来の動圧
軸受を備えたモータで回転体が駆動される回転体装置は
数々あるが、その一例を特開昭６３−２４１５１６を参
照して説明する。ここに開示されている回転体装置は、
図２に示す如く、鏡面２のある回転体３を支持体４に備
えた固定軸５に回転自在に設けてポリゴンロータとし、
該回転体３に設けたマグネット７と、このマグネット７
に対向され前記回転体３を回転させるステータコイル６
とを備えたポリゴンミラー装置において、前記回転体３
と、支持体４及び支持体４に固着した固定軸５とをセラ
ミックス材から構成し、前記支持体４及び／又は固定軸
５とで対向して形成される摺動面のいずれかに動圧発生
用溝を形成したことを特徴とするポリゴンミラー装置で
ある。
駆動源とする回転体装置において、その動圧軸受はアル
ミ合金などの金属材料、セラミック材料、又は金属材料
とセラミック材料の２つの材料を用いたものがある。動
圧軸受にはラジアル動圧軸受とスラスト動圧軸受がある
が、通常はこれらは同時に採用されている。従来の動圧
軸受を備えたモータで回転体が駆動される回転体装置は
数々あるが、その一例を特開昭６３−２４１５１６を参
照して説明する。ここに開示されている回転体装置は、
図２に示す如く、鏡面２のある回転体３を支持体４に備
えた固定軸５に回転自在に設けてポリゴンロータとし、
該回転体３に設けたマグネット７と、このマグネット７
に対向され前記回転体３を回転させるステータコイル６
とを備えたポリゴンミラー装置において、前記回転体３
と、支持体４及び支持体４に固着した固定軸５とをセラ
ミックス材から構成し、前記支持体４及び／又は固定軸
５とで対向して形成される摺動面のいずれかに動圧発生
用溝を形成したことを特徴とするポリゴンミラー装置で
ある。
【０００３】前記動圧発生用溝はラジアル動圧発生用溝
とスラスト動圧発生用溝であり、前者は回転体３の固定
軸５が挿入される貫通孔の内周面と固定軸５の外周面の
いずれか一方に形成された図３に示す如きヘリングボー
ン溝Ｇ１、後者は回転体３の下面とこの下面と近接して
対向している支持体４の上面のいずれか一方に形成され
た図４に示す如きスパイラル溝Ｇ２である。そして、例
えば、ショットブラストによって、セラミック材料の動
圧軸受部材には動圧発生用溝を形成されるが、加工は決
して容易ではない。銅合金やアルミ合金などの軟質金属
の動圧軸受部材へのヘリングボーン溝やスパイラル溝の
形成は、通常はＮＣ加工やボール転造による塑形加工に
より行われている。これらの加工も、結構手間と時間が
かかり、決して容易ではない。
とスラスト動圧発生用溝であり、前者は回転体３の固定
軸５が挿入される貫通孔の内周面と固定軸５の外周面の
いずれか一方に形成された図３に示す如きヘリングボー
ン溝Ｇ１、後者は回転体３の下面とこの下面と近接して
対向している支持体４の上面のいずれか一方に形成され
た図４に示す如きスパイラル溝Ｇ２である。そして、例
えば、ショットブラストによって、セラミック材料の動
圧軸受部材には動圧発生用溝を形成されるが、加工は決
して容易ではない。銅合金やアルミ合金などの軟質金属
の動圧軸受部材へのヘリングボーン溝やスパイラル溝の
形成は、通常はＮＣ加工やボール転造による塑形加工に
より行われている。これらの加工も、結構手間と時間が
かかり、決して容易ではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、動圧軸受を
備えたモータ又は該モータを駆動源とする回転体装置に
おいて、動圧発生用溝の加工を容易にした構造の動圧軸
受を提供することを目的とする。
備えたモータ又は該モータを駆動源とする回転体装置に
おいて、動圧発生用溝の加工を容易にした構造の動圧軸
受を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ステータコイ
ルが配置された支持体、該ステータコイルと協働して回
転力を発生させるロータマグネットが配置されたロータ
及び該ロータを前記支持体に回転自在に支持する動圧軸
受とからなるモータ又は該モータを駆動源とする回転体
装置において、前記動圧軸受を前記支持体に立設された
固定軸と、前記ロータが取り付けられる筒状体であって
前記固定軸が挿入される貫通孔を有する厚みのある筒状
体と、前記筒状体の下端面に近接して前記支持体に取り
付けられた下スラスト押さえ部材とで構成し、前記筒状
体の上端面と下端面並びに貫通孔の内周面、及び前記下
スラスト押さえ部材の上面を平滑面とし、且つ前記固定
軸の外周面に動圧発生用らせん溝を形成し、これによっ
て前記貫通孔の内周面と前記固定軸の外周面との間の微
小隙間にラジアル動圧を発生させ、同時に前記筒状体の
下端面と前記下スラスト押さえ部材の上面との間の微小
隙間にスラスト動圧を発生させるようにしたことによっ
て、上記課題を解決するものである。
ルが配置された支持体、該ステータコイルと協働して回
転力を発生させるロータマグネットが配置されたロータ
及び該ロータを前記支持体に回転自在に支持する動圧軸
受とからなるモータ又は該モータを駆動源とする回転体
装置において、前記動圧軸受を前記支持体に立設された
固定軸と、前記ロータが取り付けられる筒状体であって
前記固定軸が挿入される貫通孔を有する厚みのある筒状
体と、前記筒状体の下端面に近接して前記支持体に取り
付けられた下スラスト押さえ部材とで構成し、前記筒状
体の上端面と下端面並びに貫通孔の内周面、及び前記下
スラスト押さえ部材の上面を平滑面とし、且つ前記固定
軸の外周面に動圧発生用らせん溝を形成し、これによっ
て前記貫通孔の内周面と前記固定軸の外周面との間の微
小隙間にラジアル動圧を発生させ、同時に前記筒状体の
下端面と前記下スラスト押さえ部材の上面との間の微小
隙間にスラスト動圧を発生させるようにしたことによっ
て、上記課題を解決するものである。
【０００６】
【発明の実施の態様】図１は本発明の一実施例のポリゴ
ンミラー装置の縦断面図で、ポリゴンロータは、筒状体
２０とポリゴンミラー２３とからなる。筒状体２０は厚
みのある筒状体で、中心部に貫通孔２１を有する。支持
体２４に立設された固定軸２５は、この貫通孔２１の挿
入される。ポリゴンミラー２３は、横断面が正多角形で
縦断面が矩形又は略矩形の回転体である。ポリゴンミラ
ー２３は中心部に筒状体２０に嵌め込まれる取り付け孔
を有し、一体構造のポリゴンロータとして機能するよう
になっている。ポリゴンミラー２３の外周面に鏡面２２
が研磨等によって形成されている。ロータマグネット２
７はポリゴンミラー２３の外周面に近い下面に取り付け
られている。ロータマグネット２７と協働して回転力を
発生させるステータコイル２６は、ロータマグネット２
７に対向する位置に配置されて支持体２４に取り付けら
れている。固定軸の上端には円盤状上スラスト押さえ部
材２８が、且つその下端には円盤状下スラスト押さえ部
材２９がそれぞれ取り付けられている。３０は回転体装
置のカバー、３１はレーザー光の入反射用の窓である。
筒状体２０、ポリゴンミラー２３、固定軸２５、上スラ
スト押さえ部材２８及び下スラスト押さえ部材２９は銅
合金又はアルミ合金で作られている。
ンミラー装置の縦断面図で、ポリゴンロータは、筒状体
２０とポリゴンミラー２３とからなる。筒状体２０は厚
みのある筒状体で、中心部に貫通孔２１を有する。支持
体２４に立設された固定軸２５は、この貫通孔２１の挿
入される。ポリゴンミラー２３は、横断面が正多角形で
縦断面が矩形又は略矩形の回転体である。ポリゴンミラ
ー２３は中心部に筒状体２０に嵌め込まれる取り付け孔
を有し、一体構造のポリゴンロータとして機能するよう
になっている。ポリゴンミラー２３の外周面に鏡面２２
が研磨等によって形成されている。ロータマグネット２
７はポリゴンミラー２３の外周面に近い下面に取り付け
られている。ロータマグネット２７と協働して回転力を
発生させるステータコイル２６は、ロータマグネット２
７に対向する位置に配置されて支持体２４に取り付けら
れている。固定軸の上端には円盤状上スラスト押さえ部
材２８が、且つその下端には円盤状下スラスト押さえ部
材２９がそれぞれ取り付けられている。３０は回転体装
置のカバー、３１はレーザー光の入反射用の窓である。
筒状体２０、ポリゴンミラー２３、固定軸２５、上スラ
スト押さえ部材２８及び下スラスト押さえ部材２９は銅
合金又はアルミ合金で作られている。
【０００７】ラジアル動圧発生用溝はらせん溝Ｇであ
り、固定軸２５の外周面に形成される。そして、ラジア
ル動圧軸受部を、固定軸２５の外周面と共に構成する筒
状体２０の貫通孔２１の内周面は平坦面とされる。同時
に、スラスト動圧軸受部を構成する貫通孔２１の上面と
円盤状上スラスト押さえ部材２８の下面、並びに筒状体
２０の下面と円盤状下スラスト押さえ部材２９の上面も
全て平坦面とされる。要するに、ラジアル動圧軸受部に
は図３のヘリングボーン溝Ｇ１の如き複雑な動圧発生用
溝は形成されていないし、またスラスト動圧軸受部にも
図４のスパイラル溝Ｇ２の如き複雑な動圧発生用溝は形
成されていないのである。その代わりに本発明において
は、ラジアル動圧軸受部に、らせん溝Ｇのみが形成され
ているのである。
り、固定軸２５の外周面に形成される。そして、ラジア
ル動圧軸受部を、固定軸２５の外周面と共に構成する筒
状体２０の貫通孔２１の内周面は平坦面とされる。同時
に、スラスト動圧軸受部を構成する貫通孔２１の上面と
円盤状上スラスト押さえ部材２８の下面、並びに筒状体
２０の下面と円盤状下スラスト押さえ部材２９の上面も
全て平坦面とされる。要するに、ラジアル動圧軸受部に
は図３のヘリングボーン溝Ｇ１の如き複雑な動圧発生用
溝は形成されていないし、またスラスト動圧軸受部にも
図４のスパイラル溝Ｇ２の如き複雑な動圧発生用溝は形
成されていないのである。その代わりに本発明において
は、ラジアル動圧軸受部に、らせん溝Ｇのみが形成され
ているのである。
【０００８】図１においてモータが起動して時計方向に
高速回転すると、固定軸２５の外周面に形成されたらせ
ん溝Ｇによって発生させられた動圧空気は固定軸２５の
外周面と筒状体２０の貫通孔２１の内周面との数ミクロ
ンの狭いすきまを、固定軸２５の上端から下端に移動す
る。この動圧空気は固定軸２５の下端部分では筒状体２
０の平滑な下端面と円盤状下スラスト押さえ部材２９の
平滑な下面との間の数ミクロンの狭いすきまを移動し、
且つ固定軸２５の上端部分では筒状体２０の平滑な上端
面と円盤状上スラスト押さえ部材２８の平滑な上面との
間の数ミクロンの狭いすきまを移動するから、この数ミ
クロンの狭いすきま間隔はモータの高速回転時はそのま
ま保持される。即ち、筒状体２０の上面と円盤状上スラ
スト押さえ部材２８の下面、並びに筒状体２０の下面と
円盤状下スラスト押さえ部材２９の上面は、上スラスト
動圧軸受と下スラスト動圧軸受としてそれぞれ機能する
のである。従って、停止時に円盤状下スラスト押さえ部
材２９の上面、即ち摺動面に接触して静止していたポリ
ゴンロータ（筒状体２０とポリゴンミラー２３とからな
る部材）は数ミクロン程度僅かに上昇し、ポリゴンロー
タの自重と釣り合った位置を保持して円滑且つ安定な高
速回転をし続ける。
高速回転すると、固定軸２５の外周面に形成されたらせ
ん溝Ｇによって発生させられた動圧空気は固定軸２５の
外周面と筒状体２０の貫通孔２１の内周面との数ミクロ
ンの狭いすきまを、固定軸２５の上端から下端に移動す
る。この動圧空気は固定軸２５の下端部分では筒状体２
０の平滑な下端面と円盤状下スラスト押さえ部材２９の
平滑な下面との間の数ミクロンの狭いすきまを移動し、
且つ固定軸２５の上端部分では筒状体２０の平滑な上端
面と円盤状上スラスト押さえ部材２８の平滑な上面との
間の数ミクロンの狭いすきまを移動するから、この数ミ
クロンの狭いすきま間隔はモータの高速回転時はそのま
ま保持される。即ち、筒状体２０の上面と円盤状上スラ
スト押さえ部材２８の下面、並びに筒状体２０の下面と
円盤状下スラスト押さえ部材２９の上面は、上スラスト
動圧軸受と下スラスト動圧軸受としてそれぞれ機能する
のである。従って、停止時に円盤状下スラスト押さえ部
材２９の上面、即ち摺動面に接触して静止していたポリ
ゴンロータ（筒状体２０とポリゴンミラー２３とからな
る部材）は数ミクロン程度僅かに上昇し、ポリゴンロー
タの自重と釣り合った位置を保持して円滑且つ安定な高
速回転をし続ける。
【０００９】図１においてポリゴンミラー２３は銅合金
又はアルミ合金の金属製であったが、セラミック製であ
ってもよい。また、上スラスト押さえ部材２８と下スラ
スト押さえ部材２９もセラミック製としてもよい。更
に、図１の構成においては、上スラスト押さえ部材２８
はなくてもよい。
又はアルミ合金の金属製であったが、セラミック製であ
ってもよい。また、上スラスト押さえ部材２８と下スラ
スト押さえ部材２９もセラミック製としてもよい。更
に、図１の構成においては、上スラスト押さえ部材２８
はなくてもよい。
【００１０】
【発明の効果】本発明は、ステータコイルが配置された
支持体、該ステータコイルと協働して回転力を発生させ
るロータマグネットが配置されたロータ及び該ロータを
前記支持体に回転自在に支持する動圧軸受とからなるモ
ータ又はこのモータを駆動源とする回転体装置におい
て、前記動圧軸受を前記支持体に立設された固定軸と、
前記ロータが取り付けられる筒状体であって前記固定軸
が挿入される貫通孔を有する厚みのある筒状体と、前記
筒状体の下端面に近接して前記支持体に取り付けられた
円盤状の下スラスト押さえ部材とで構成し、前記固定軸
の外周面に動圧発生用らせん溝を形成し、これによって
前記貫通孔の内周面と前記固定軸の外周面との間の微小
隙間にラジアル動圧を発生させ、同時に前記筒状体の下
端面と前記下スラスト押さえ部材の上面との間の微小隙
間にスラスト動圧を発生させるようにしたことを特徴と
するものである。即ち、本発明においては動圧発生用の
溝は前記固定軸の外周面に形成されたらせん溝だけであ
る。従って、動圧軸受の製造工程が大幅に短縮でき、ま
た、モータないし該モータを駆動源とする回転体装置の
製造コストの低減を図ることができた。
支持体、該ステータコイルと協働して回転力を発生させ
るロータマグネットが配置されたロータ及び該ロータを
前記支持体に回転自在に支持する動圧軸受とからなるモ
ータ又はこのモータを駆動源とする回転体装置におい
て、前記動圧軸受を前記支持体に立設された固定軸と、
前記ロータが取り付けられる筒状体であって前記固定軸
が挿入される貫通孔を有する厚みのある筒状体と、前記
筒状体の下端面に近接して前記支持体に取り付けられた
円盤状の下スラスト押さえ部材とで構成し、前記固定軸
の外周面に動圧発生用らせん溝を形成し、これによって
前記貫通孔の内周面と前記固定軸の外周面との間の微小
隙間にラジアル動圧を発生させ、同時に前記筒状体の下
端面と前記下スラスト押さえ部材の上面との間の微小隙
間にスラスト動圧を発生させるようにしたことを特徴と
するものである。即ち、本発明においては動圧発生用の
溝は前記固定軸の外周面に形成されたらせん溝だけであ
る。従って、動圧軸受の製造工程が大幅に短縮でき、ま
た、モータないし該モータを駆動源とする回転体装置の
製造コストの低減を図ることができた。
【図１】本発明の一実施例のポリゴンミラー装置の縦断
面図である。
面図である。
【図２】従来のポリゴンミラー装置の縦断面図である。
【図３】ラジアル動圧発生用溝の一例を示す図である。
【図４】スラスト動圧発生用溝の一例を示す図である。
１ 貫通孔 ２ 鏡面 ３ 回転体 ４ 支持体 ５ 固定軸 ６ ステータコイル ７ ロータマグネット １１ 動圧発生用溝 ２０ 筒状体 ２１ 貫通孔 ２２ 鏡面 ２３ ポリゴンミラー ２４ 支持体 ２５ 固定軸 ２６ ステータコイル ２７ ロータマグネット ２８ 上スラスト押さえ部材 ２９ 下スラスト押さえ部材 ３０ カバー ３１ レーザー光の入反射用窓 Ｇ１ ラジアル動圧発生用ヘリングボーン溝 Ｇ２ スパイラル動圧発生用スパイラル溝 Ｇ 動圧発生用らせん溝
Claims (2)
- 【請求項１】 ステータコイルが配置された支持体、該
ステータコイルと協働して回転力を発生させるロータマ
グネットが配置されたロータ及び該ロータを前記支持体
に回転自在に支持する動圧軸受とからなるモータにおい
て、前記動圧軸受を前記支持体に立設された固定軸と、
前記ロータが取り付けられる筒状体であって前記固定軸
が挿入される貫通孔を有する厚みのある筒状体と、前記
筒状体の下端面に近接して前記支持体に取り付けられた
円盤状の下スラスト押さえ部材とで構成し、前記筒状体
の上端面と下端面並びに貫通孔の内周面、及び前記下ス
ラスト押さえ部材の上面を平滑面とし、且つ前記固定軸
の外周面に動圧発生用らせん溝を形成し、これによって
前記貫通孔の内周面と前記固定軸の外周面との間の微小
隙間にラジアル動圧を発生させ、同時に前記筒状体の下
端面と前記下スラスト押さえ部材の上面との間の微小隙
間にスラスト動圧を発生させるようにしたことを特徴と
する動圧軸受を備えたモータ。 - 【請求項２】 ステータコイルが配置された支持体、該
ステータコイルと協働して回転力を発生させるロータマ
グネットが配置されたロータ及び該ロータを前記支持体
に回転自在に支持する動圧軸受とからなるモータと、前
記ロータに固着されて該モータで駆動される回転体とか
ら構成された回転体装置において、前記動圧軸受を前記
支持体に立設された固定軸と、前記ロータが取り付けら
れる筒状体であって前記固定軸が挿入される貫通孔を有
する厚みのある筒状体と、前記筒状体の下端面に近接し
て前記支持体に取り付けられた円盤状の下スラスト押さ
え部材とで構成し、前記筒状体の上端面と下端面並びに
貫通孔の内周面、及び前記下スラスト押さえ部材の上面
を平滑面とし、且つ前記固定軸の外周面に動圧発生用ら
せん溝を形成し、これによって前記貫通孔の内周面と前
記固定軸の外周面との間の微小隙間にラジアル動圧を発
生させ、同時に前記筒状体の下端面と前記下スラスト押
さえ部材の上面との間の微小隙間にスラスト動圧を発生
させるようにしたことを特徴とする動圧軸受を備えたモ
ータを駆動源とする回転体装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28761097A JP3184789B2 (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | 動圧軸受を備えたモータ、及び該モータを駆動源とする回転体装置 |
| US09/166,652 US6064130A (en) | 1997-10-06 | 1998-10-05 | Motor having dynamic pressure bearing, and rotator device having the motor as driving source |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28761097A JP3184789B2 (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | 動圧軸受を備えたモータ、及び該モータを駆動源とする回転体装置 |
| US09/166,652 US6064130A (en) | 1997-10-06 | 1998-10-05 | Motor having dynamic pressure bearing, and rotator device having the motor as driving source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11113215A JPH11113215A (ja) | 1999-04-23 |
| JP3184789B2 true JP3184789B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=26556796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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