JPH0460210A - スラスト動圧軸受の起動・停止装置 - Google Patents

スラスト動圧軸受の起動・停止装置

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JPH0460210A
JPH0460210A JP2170664A JP17066490A JPH0460210A JP H0460210 A JPH0460210 A JP H0460210A JP 2170664 A JP2170664 A JP 2170664A JP 17066490 A JP17066490 A JP 17066490A JP H0460210 A JPH0460210 A JP H0460210A
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Tadashi Kataoka
匡史 片岡
Shunsuke Mimura
俊介 三村
Yoichi Kanemitsu
金光　陽一
Yoshiyuki Maruta
芳幸 丸田
Tatsuo Hiuga
日向　達雄
Mamoru Suzuki
鈴木　衛
Manabu Toshimitsu
学 利光
Shiyunichi Aiyoshizawa
相吉澤　俊一
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は動圧軸受の起動・停止装置に関するものである
。
〔従来技術及び発明が解決しようとする課題〕従来、回
転機器の軸受にはボールベアリング等グリース潤滑を必
要とする軸受が多く用いられていた。しかしながら、回
転機器の高速化や高精度化に伴い、回転精度の向上や長
寿命化を計るためにボールベアリングに換えて動圧空気
軸受の適用が有望視されている。ところが、動圧空気軸
受、とりわけ動圧スラスト軸受では起動時の接触抵抗が
大きいため大きな起動トルクを必要とし過大なモーター
性能が要求されたり、起動時の摩耗により軸受の寿命が
制限きれる等の問題があった。
本発明は上述の点に鑑みてなきれたもので、動圧軸受の
起動及び停止時の摩擦抵抗を小キくシ、円滑に起動・停
止ができる動圧軸受の起動・停止装置を提供することを
目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するため本発明は、回転側軸受部材と固
定側軸受部材とを具備し、該回転側軸受部材と固定側軸
受部材との間に流体動圧を発生させて回転体を回転自在
に支承する動圧軸受において、固定側軸受部材に高周波
振動を加える加振手段を設け、回転体の起動・停止時の
少なくともいずれかに該加振手段により固定側軸受部材
に高周波振動を加えることを特徴とする。
また、加振手段の加振周波数を動圧軸受の固定側軸受部
材の高次の共振周波数に一致許せたことを特徴とする。
また、加振手段は固定側軸受部材に圧電素子を積層し、
該圧電素子に高周波ＷＥＥを加えて加振することを特徴
とする。
また、動圧軸受はローターを回転自在に支承するモータ
の軸受であり、該モータが停止する時の慣性回転により
発ｔａれる電力を前記加振手段の電源とすることを特徴
とする。
〔作用〕
動圧軸受の起動・停止装置を上記の如く構成することに
より、加振手段により固定側軸受部材に高周波振動を加
えると、固定側軸受部材に複数の腹と節の振動領域が発
生し、固定側軸受部材と回転側軸受部材はこの腹の部分
の瞬間的な接触となり、またスクィーズ効果による流動
体膜の形成が期待できるから、軸受板はほぼ非接触の状
態になり摩擦抵抗が極めて小さくなる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の動圧軸受の起動・停止装置を用いたス
ピンドルモータを示す。スピンドルモータは図示するよ
うに、ローター１とステーター２を具備し、ローター１
はラジアル軸受３及びスラスト軸受４によりステーター
２に回転自在支承されている。ラジアル軸受３は動圧ヘ
リングボーン軸受であり、スラスト軸受４は動圧スパイ
ラルグループ軸受である。本スピンドルモータは、モー
タ５を起動するとローター１がラジアル軸受３及びスラ
スト軸受４に支承されて回転する所謂アウタローター型
のスピンドルモータである。
ステーター２の下部には高周波加振装置のアクチュエー
タである圧電素子６が取付けられている。この圧電素子
６に高周波発振回路（図示せず）で発生させた交流電圧
を印加することによってスピンドルモーターのステータ
ー２に高周波の振動を加える。この高周波加振は、モー
ター５のドライブ回路（図示せず）と連動させて行なう
ようにし、モーター５の起動と停止時のみ加振するよう
に構成する。
ステーター２を加振することにより、スラスト軸受（動
圧スパイラルグループ軸受）４のステーター側軸受板４
ａが加振される。この加振はステーター側軸受板４ａの
共振周波数で行なう。
第２図（ａ）、（ｂ）はステータ側軸受板４ａの振動挙
動を示す図である。ステータ側軸受板４ａを加振するこ
とによって、図示するように、複数の節と腹を持つ振動
となる。このときスラスト軸受４のステータ側軸受板４
ａとローター側軸受板４ｂとは振動の腹の部分で接触す
るが、ローター１は慣性によって振動振幅の最大位置で
ほぼ静止する。振動周波数は通常数ｋＨｚから数十ｋＨ
ｚの高周波であるため、ステータ側軸受板４ａとロータ
ー側軸受板４ｂの接触は瞬間的であり、更にスクィーズ
効果による空気膜の形成が期待できる。従って、ステー
タ側軸受板４ａとローター側軸受板４ｂはほぼ非接触の
状態になり摩擦抵抗も極めてノＪへさくなる。
上記のように、高周波加振装置段を設けることにより、
スピンドルモータは極めて小言いトルクで起動すること
ができ、起動時のステータ側軸受板４ａとローター側軸
受板４ｂの摩耗も小さくなる。また、停止時にも高周波
加振を行なうことで、停止時の摩耗も小さくなる。停止
時にはローター１の慣性回転によりモータ５が全軍する
電力を利用して圧電素子６に高周波電圧を印加する高周
波発振回路の電源とすれば、制動装置をも兼ねた簡潔な
制御回路を構成できる。
なお、第１図に示す例では圧電素子６をステーター２の
底部、即ちスピンドルモータの外側に取り付けた例を示
したが、これに限定されるものではなく、例えば第３図
に示すように、軸受板１０と圧電素子１１を積層する構
造とすれば、軸受板１０の加振がより確実となり、加振
による上記効果の向上が更に期待できる。
また、上記実施例ではスパイラルグループ動圧スラスト
軸受への適用例を示したが、本発明は形式の異なる動圧
軸受にも適用できることは言うまでもない。
また、本発明は加振手段によって動圧軸受に高周波の振
動を加え、動圧軸受の起動トルクを低減するようにした
ので、動圧軸受に大きな予荷重を与えることにより、軸
受剛性を高くすることができる。
また、この高周波の加振を起動・停止の何れにも用いる
ことによって動圧軸受の摩耗を低減させることもできる
。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば下記のような優れた
効果が得られる。
（１）動圧軸受に加振手段により高周波の振動を加える
ことにより、動圧軸受の固定側軸受部材と回転側受部材
とがほぼ非接触の状態になり、起動・停止時の摩擦抵抗
も極めて小さくなる。
（２）モーターが停止する時の慣性回転により全軍され
る電力を加振手段の電源とすることより、制動装置をも
兼ねた簡潔な制御回路で本動圧軸受の起動・停止装置を
構成できる。
（３）加振手段によって動圧軸受に高周波の振動を加え
、動圧軸受の起動トルクを低減するようにしたので、動
圧軸受に大きな予荷重を与えることにより、軸受剛性を
高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１（５０は本発明の動圧軸受の起動・停止装置をスピ
ンドルモータに適用した例を示す図、第２図（ａ）、（
ｂ）はステータ側軸受板４ａの振動挙動を示す図、第３
図は本発明の動圧軸受の起動・停止装置に用いる圧電素
子積層型軸受板を示す図である。 図中、１・・・・ローター　２・・・・ステーター　３
・・・・ラジアル軸受、４・・・・スラスト軸受、５・
・・・モータ、６・・・・圧電素子、１０・・・・軸受
板、１１・・・・圧電素子。 特許出願人　株式会社荏原製作所

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）回転側軸受部材と固定側軸受部材とを具備し、該
    回転側軸受部材と固定側軸受部材との間に流体動圧を発
    生させて回転体を回転自在に支承する動圧軸受において
    、 前記固定側軸受部材に高周波振動を加える加振手段を設
    け、前記回転体の起動・停止時の少なくともいずれかに
    該加振手段により前記固定側軸受部材に高周波振動を加
    えることを特徴とする動圧軸受の起動・停止装置。
  2. （２）前記加振手段の加振周波数を前記動圧軸受の固定
    側軸受部材の高次の共振周波数に一致させたことを特徴
    とする請求項（１）記載の動圧軸受の起動・停止装置。
  3. （３）前記加振手段は前記固定側軸受部材に圧電素子を
    積層し、該圧電素子に高周波電圧を加えて加振すること
    を特徴とする請求項（１）又は（２）記載の動圧軸受装
    置の起動・停止装置。
  4. （４）前記動圧軸受はローターを回転自在に支承するモ
    ータの軸受であり、該モータが停止する時の慣性回転に
    より発電される電力を前記加振手段の電源とすることを
    特徴とする請求項（１）又は（２）又は（３）記載の動
    圧軸受装置。
JP2170664A 1990-06-27 1990-06-27 スラスト動圧軸受の起動・停止装置 Expired - Lifetime JPH068647B2 (ja)

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EP91110471A EP0464596B1 (en) 1990-06-27 1991-06-25 Dynamic pressure bearing
DE69116244T DE69116244T2 (de) 1990-06-27 1991-06-25 Hydrodynamisches Lager
US08/050,727 US5322369A (en) 1990-06-27 1993-04-21 Dynamic pressure bearing

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