JPH04114020U - 動圧空気軸受型光偏向器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 動圧空気軸受型光偏向器のスラスト変動を拘
束することにより、回転軸に水平に設置して駆動できる
ことを可能にする。 ［構成］ 回転軸３に設けられたスラスト軸受とラジア
ル軸受で構成される動圧空気軸受型光偏向器において、
中空固定軸２の端面とスラスト軸受４，５で支持される
スラスト動圧空気軸受を対向に配置することで、スラス
ト変動を拘束し剛性を高める。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、情報機器、画像機器、計測機器に用いられる動圧空気軸受型光偏向 器に関するもので、主にスラスト動圧軸受を対向に配置しスラスト支持剛性を高 めることに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の動圧軸受型光偏向器として、図６に示すラジアルギャップ型の 光偏向器が提案されている。この構成は、非回転体即ち固定側は、外周面に動圧 発生溝ｅ，ｆが設けられている固定軸２７と、ステークヨーク２８がケース２４ に固着されており、さらに動圧発生溝ｋを設けたワッシャ２６が固定軸２７に嵌 挿され構成されている。また回転体は、固定軸２７にわずかな隙間で外嵌しかつ 底面がスラスト受け面ｎである中空回転軸２３と、中空回転軸２３に固着された 回転多面鏡２２と、固定側のステータヨーク２８に対向した回転駆動用マグネッ ト２５と、さらに微小穴ｐを有するキャップ２１が中空回転軸２３に固着され構 成されている。このように構成された動圧軸受型光偏向器の動作を図６〜８で説 明する。まず前記回転体が回転すると、ラジアル軸受部ｈでは固定軸２７に設け られた動圧発生溝ｅ，ｆに図７に示すように空気が流れ込んで動圧を発生し、こ の圧力でラジアル方向を非接触で支持するようになる。スラスト動圧軸受部ｍで はラジアル軸受部ｈと同様に、図８に示すワッシャ２６に設けられた動圧発生溝 ｋに空気が流れ込み動圧を発生し、この圧力による力が前記回転体を浮上させ、 スラスト方向に非接触で支持する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来例の動圧軸受型光偏向器では、スラスト動圧軸受が１個しか設けられ ていないため、１スラスト方向の負荷に対してのみの支持しかできず、例えばこ の光偏向器を横置きにして使用することはできなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は前記課題を解決するためになされたもので、実施例に対応する図１〜 図５で説明すると、本考案による動圧空気軸受型光偏向器は、回転軸３に、外周 に動圧発生溝ｃ，ｄを設けたラジアル軸６、このラジアル軸６を挟んで互いに対 向する面に動圧発生溝ａ，ｂをそれぞれ設けたワッシャ４及びワッシャ５、マグ ネット９を固着したバックヨーク１０、スペーサ１５、ばね座金１４をそれらの 順に固着し、ナット１３を前記回転軸３の一端に設けたねじ部に螺着して回転体 を構成し、ケース１の内面に前記ワッシャ４，５の間に前記ラジアル軸６に対向 して前記ラジアル軸６よりもわずかに短く径方向にわずかな隙間を有する中空固 定軸２と前記マグネット９に対向するステータヨーク１１とを固着して非回転体 を形成し、前記回転軸３の他端に回転鏡Ｍとして回転単面鏡７、または回転多面 鏡８もしくはペンタプリズムを固着したものである。

【０００５】

【作用】

本考案によれば、回転体が回転すると、径方向には回転するラジアル軸６と非 回転の中空固定軸２の間にわずかな隙間があり、さらにラジアル軸６の外周には 動圧発生溝ｃとｄが設けてあるので動圧が発生し、この動圧がラジアル負荷を支 持する。また軸方向には回転するワッシャ４，５と非回転の中空固定軸２の間に わずかな隙間があり、さらにワッシャ４の中空固定軸２と対向する面には動圧発 生溝ａが、またワッシャ５の中空固定軸２と対向する面には動圧発生溝ｂが設け てあるので動圧が発生しスラスト負荷を支持する。従って、非回転体のコイル１ ８を巻いたステータヨーク１１と回転体のマグネット９はモータを構成する。従 って、このモータを駆動すると回転体と非回転体の間に前記により動圧が発生す るので、回転体と非回転体は非接触となり、回転体はスムースに回転する。即ち 、本考案の構成によれば、回転体は径方向にも両方の軸方向にも支持される。

【０００６】 ここで、本光偏向器のスラスト方向の剛性について説明する。スラスト軸受部 ｇ及びｈの隙間Ｓ１，Ｓ２と負荷容量に関する性能を例えば共に図９のような特 性に設定した場合、これらが合成された本発明の動圧軸受型光偏向器のスラスト 方向の特性は、例えば中空固定軸２よりもラジアル軸６の長さをＳ１＋Ｓ２＝１ ２μｍとしておけば、合成された特性は１２μｍ／２＝６μｍを中心として図９ に示す隙間−負荷容量を図１０のように反転させたもの、即ち、図１１のように なる。この場合、本光偏向器を図１及び図２で示すように横置きにしても、隙間 Ｓ１が６μｍで安定し、スラスト方向に高い剛性が得られる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１〜５を用いて説明する。 本考案は図１，図２に示すとおりモータ構成はラジアルギャップ型動圧空気軸 受型光偏向器の例で、図１は回転単面鏡７を、図２は回転多面鏡８を回転軸に搭 載したものである。回転体の構成は、回転軸３に互いに対向する面に動圧発生溝 ａ，ｂを設けたワッシャ４，５と外周に動圧発生溝ｃ，ｄを設けたラジアル軸６ を固着し、さらにマグネット９を固着したバックヨーク１０とスペーサ１５、ば ね座金１４を嵌挿しナット１３を回転軸３に設けたねじ部に螺着することにより 回転体を構成する。これにより動圧発生溝ａ，ｂを設けたワッシャ４とワッシャ ５の間の距離はラジアル軸６の長さと等しくなる。

【０００８】 また非回転体の構成は、ケース１に前記ワッシャ４，５の間に配置され、かつ ラジアル軸６よりもわずかに短くかつ径方向にわずかな隙間を持った中空固定軸 ２と、マグネット９に軸方向に対向するようにコイル１８…を巻線したステータ ヨーク１１を固着し、さらに回転位置を検出するためのホール素子１７…とリー ド線１６…を搭載した基盤１９を固着して非回転体を形成する。コイル１８…と ステータヨーク１１，ホール素子１７…，基盤１９，リード線１６…及びマグネ ット９，バックヨーク１０から構成されるモータ部のコイル１８…に電流が流れ 、マグネット９とバックヨーク１０に回転力が働き前記構成の回転体が回転する 。この回転によりラジアル軸受部ｊとスラスト軸受部ｇ，ｈに動圧が発生し、こ の動圧によりラジアル方向の支持と、両スラスト方向の負荷の支持ができる。

【０００９】 このとき、スラスト軸受部ｇ及びｈの特性を例えば共に図９のようにしておき 、中空固定軸２とラジアル軸６のスラスト方向の隙間を例えば１２μｍにしてお けば、スラスト軸受部ｇとスラスト軸受部ｈの合成さねた特性は図１０のように なりスラスト軸６即ち回転体は中空固定軸２即ち非回転体に対し、常にスラスト 軸受部ｇの隙間が６μｍ即ち一定位置に安定しようとする高いスラスト方向剛性 を得ることができる。従って、本考案の動圧空気型光偏向器を回転軸を水平にし て使用することができる。尚、上述においては、回転鏡Ｍとして、回転単面鏡７ 、回転多面鏡８を用いた場合について説明したが、ペンタプリズム（図示せず） を用いてもよいことは明らかである。

【００１０】

【考案の効果】

以上、説明したように、本考案によれば、回転体の回転に伴い、ラジアル軸受 部と両スラスト軸受部に動圧が発生し、これらの動圧が径方向にもまた両スラス ト方向にも負荷を支持する力と剛性を発生し、動圧空気型光偏向器を回転軸を水 平にして使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による動圧空気軸受型光偏向器の第１の
実施例の断面図。

【図２】本考案による動圧空気軸受型光偏向器の第２の
実施例の断面図。

【図３】本考案による動圧空気軸受型光偏向器の軸受部
の説明図。

【図４】本考案による動圧空気軸受型光偏向器に使用す
るワッシャ４の平面図。

【図５】本考案による動圧空気軸受型光偏向器に使用す
るワッシャ５の平面図。

【図６】従来の動圧空気軸受型光偏向器の一実施例。

【図７】従来の動圧空気軸受型光偏向器の一実施例のラ
ジアル軸受部詳細図。

【図８】従来の動圧空気軸受型光偏向器の一実施例のス
ラスト軸受部詳細図。

【図９】本考案による動圧空気軸受型光偏向器のスラス
ト軸受の特性の一例を示す説明図。

【図１０】本考案による動圧空気軸受型光偏向器の２つ
のスラスト軸受の特性を重ね合わせた場合の説明図。

【図１１】本考案による動圧空気軸受型光偏向器の２つ
のスラスト軸受の特性を合成した場合の説明図。

【符号の説明】

１，２４ ケース ２ 中空固定
軸 ３ 回転軸 ４，５，２６
ワッシャ ６ ラジアル軸 ７ 回転単面鏡 ８，２２ 回転多面鏡 ９，２５ マ
グネット １０ バックヨーク １１，２８ ス
テータヨーク １２ ハブ １３ ナット １４ ばね座金 １５ スペーサ １６ リード線 １７ ホール素
子 １８ コイル １９ 基盤 ２０ カバー ２１ キャッ
プ ２３ 中空回転軸 ２７ 固定軸 ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｋ 動圧発生溝 ｇ，ｈ，ｍ スラスト軸受部 ｉ ねじ部 ｊ，ｈ ラジアル軸受部 ｎ スラスト受
け面 ｐ 微小穴 ｑ 隙間 Ｍ 回転鏡

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸（３）に、外周に動圧発生溝
   （Ｃ），（ｄ）を設けたラジアル軸（６）、このラジア
   ル軸（６）を挟んで互いに対向する面に動圧発生溝
   （ａ），（ｂ）をそれぞれ設けたワッシャ（４）及びワ
   ッシャ（５）、マグネット（９）を固着したバックヨー
   ク（１０）、スペーサ（１５）、ばね座金（１４）をそ
   れらの順に固着し、ナット（１３）を前記回転軸（３）
   の一端に設けたねじ部に螺着して回転体を構成し、ケー
   ス（１）の内面に前記ワッシャ（４），（５）の間に前
   記ラジアル軸（６）に対向して前記ラジアル軸（６）よ
   りもわずかに短く径方向にわずかな隙間を有する中空固
   定軸（２）と前記マグネット（９）に対向するステータ
   ヨーク（１１）とを固着して非回転体を形成し、前記回
   転軸（３）の他端に回転鏡（Ｍ）を固着したことを特徴
   とする動圧空気軸受型光偏向器。
2. 【請求項２】 前記回転鏡（Ｍ）が回転単面鏡（７）で
   あることを特徴とする請求項１記載の動圧空気軸受型光
   偏向器。
3. 【請求項３】 前記回転鏡（Ｍ）が回転多面鏡（８）で
   あることを特徴とする請求項１記載の動圧空気軸受型光
   偏向器。
4. 【請求項４】 前記回転鏡（Ｍ）がペンタプリズムであ
   ることを特徴とする請求項１記載の動圧空気軸受型光偏
   向器。