JPH0893764A - 軸受装置 - Google Patents

軸受装置

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JPH0893764A
JPH0893764A JP23256794A JP23256794A JPH0893764A JP H0893764 A JPH0893764 A JP H0893764A JP 23256794 A JP23256794 A JP 23256794A JP 23256794 A JP23256794 A JP 23256794A JP H0893764 A JPH0893764 A JP H0893764A
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shaft
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光夫 鈴木
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 スキャナ内部の温度が上昇して固定軸及び磁
気軸受マグネットが高温に晒されても、磁気軸受マグネ
ットの熱膨張を抑えることにより、高精度に加工された
固定軸の外径の歪みを抑えることができ、動圧軸受の隙
間を略一定に保持することにより、固定軸が回転軸の内
径と接触して軸受がロックすることを抑えることができ
る。 【目的】 回転軸と固定軸とから構成され、前記回転軸
及び前記固定軸の対向する少なくともいずれか一方の面
に動圧発生用の溝を設けた動圧空気軸受と、前記固定軸
に対して前記回転軸を軸方向に浮上させる浮上手段とを
有する軸受装置において、磁気軸受マグネットを該磁気
軸受マグネットの熱膨張率よりも大きい固定軸に埋込ん
でなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軸受装置に係り、詳し
くは、高速ポリゴンスキャナ等に用いられる動圧空気軸
受に適用することができ、特に、スキャナ内部の温度が
上昇して固定軸及び磁気軸受マグネットが高温に晒され
ても、磁気軸受マグネットの熱膨張を抑えることによ
り、高精度に加工された固定軸の外径の歪みを抑えるこ
とができ、動圧軸受の隙間を保持することにより、固定
軸が回転軸の内径と接触して軸受がロックすることを抑
えることができる軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、固定軸に動圧空気軸受を介して回
転軸を支持させるとともに、回転軸にポリゴンミラーと
モータ構成部とを装着したポリゴンスキャナについて
は、例えば特開平5−272528号公報で報告された
ものがある。この従来のポリゴンスキャナでは、回転軸
とポリゴンミラーとを各々熱膨張率の一致するアルミニ
ウム及びアルミニウム合金等の軽量素材から形成して構
成することにより、ポリゴンミラー及び回転軸を軽量素
材にし、かつ、それらの熱膨張率を一致させたため、ポ
リゴンミラーの高速回転時の位置ずれによるバランス偏
倚を防止して、高速回転時の振動を低減させることがで
きるという利点を有する。
【0003】また、この従来のポリゴンスキャナでは、
固定軸と回転軸とを各々アルミニウム又はアルミニウム
合金から形成するとともに、少なくとも固定軸と回転軸
の接触可能な部位に陽極酸化被膜を形成し、固定軸に対
して回転軸を常に軸方向に浮上させる浮上手段を設けて
構成することにより、固定軸及び回転軸を各々非磁性で
加工性に優れたアルミニウム又はアルミニウム合金から
形成したため、回転体を軽量化して耐振性を向上させる
ことができ、固定軸及び回転軸の加工性を向上させるこ
とができる。
【0004】しかも、非磁性であるため、塵の付着を減
らして塵除去工程等を省略して、製造コストを低減させ
ることができるという利点を有する。また、少なくとも
固定軸と回転軸の接触可能な部位に陽極酸化被膜を形成
するとともに、固定軸に対して回転軸を常に浮上させる
浮上手段を設けたため、耐摩耗性を向上させ、焼付等を
確実に防止して耐久性を向上させることができるという
利点を有する。
【0005】さて、近時、高速及び高画質のデジタル複
写機には、モータ回転数が20,000rpmを越える
ポリゴンスキャナが用いられている。このポリゴンスキ
ャナには、軸受の長寿命化及び低騒音化を行うのため、
非接触軸受が用いられている。なお、従来のポリゴンス
キャナでは、磁気軸受マグネットの熱膨張率が固定軸よ
りも大きいものを用いている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来のポリゴンスキャナでは、モータの高速回
転に伴う発熱と複写機内部の温度によりスキャナ内部の
温度が上昇して、100℃近い温度に晒される。このよ
うに、固定軸及び磁気軸受マグネット等が高温に晒され
た時、前述の如く、磁気軸受マグネットの熱膨張率が固
定軸よりも大きいと、磁気軸受マグネットの熱膨張によ
り、高精度に加工された固定軸の外径が歪んで動圧軸受
の隙間がなくなり、固定軸が回転軸の内径と接触して軸
受がロックすることがあるという問題があった。
【0007】そこで、本発明は、スキャナ内部の温度が
上昇して固定軸及び磁気軸受マグネットが高温に晒され
ても、磁気軸受マグネットの熱膨張を抑えることによ
り、高精度に加工された固定軸の外径の歪みを抑えるこ
とができ、動圧軸受の隙間を略一定に保持することによ
り、固定軸が回転軸の内径と接触して軸受がロックする
ことを抑えることができる軸受装置を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
回転軸と固定軸とから構成され、前記回転軸及び前記固
定軸の対向する少なくともいずれか一方の面に動圧発生
用の溝を設けた動圧空気軸受と、前記固定軸に対して前
記回転軸を軸方向に浮上させる浮上手段とを有する軸受
装置において、磁気軸受マグネットを該磁気軸受マグネ
ットの熱膨張率よりも大きい固定軸に埋込んでなること
を特徴とするものである。
【0009】請求項2記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、前記磁気軸受マグネットは、ネオジウ
ムあるいはサマリウム元素を含む焼結磁石からなり、前
記固定軸は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から
なることを特徴とするものである。請求項3記載の発明
は、上記請求項1,2記載の発明において、前記磁気軸
受マグネットは、軸方向の面のみに塗布された接着剤に
より前記固定軸に固着されてなることを特徴とするもの
である。
【0010】
【作用】請求項1記載の発明では、磁気軸受マグネット
を磁気軸受マグネットの熱膨張率よりも大きい固定軸に
埋込んでなるように構成する。このため、スキャナ内部
の温度が上昇して固定軸及び磁気軸受マグネットが高温
に晒された時、従来の磁気軸受マグネットの熱膨張率が
固定軸よりも大きい場合よりも、固定軸に対して磁気軸
受マグネットの熱膨張を抑えることができる。
【0011】従って、磁気軸受マグネットの熱膨張に伴
う高精度に加工された固定軸の外形の歪みを抑えること
ができるため、動圧軸受の隙間を略一定に保持すること
ができ、固定軸が回転軸の内径と接触して軸受がロック
することを抑えることができる。請求項2記載の発明で
は、磁気軸受マグネットを、ネオジウムあるいはサマリ
ウム元素を含む焼結磁石から構成し、固定軸を、アルミ
ニウムまたはアルミニウム合金から構成する。
【0012】このため、磁気軸受マグネットの熱膨張率
を固定軸よりも効率良く小さくすることができるので、
上記請求項1記載の発明の効果を効率良く得ることがで
きる。また、磁気軸受マグネットを焼結磁石から構成す
るため、プラスチック製磁石の場合よりも磁気特性を良
好にすることができる。更に、固定軸をアルミニウム又
はアルミニウム合金から構成するため、熱伝導性を良好
にすることができるとともに、軽量にすることができ
る。
【0013】請求項3記載の発明では、磁気軸受マグネ
ットを固定軸の軸方向の面のみに塗布された接着剤によ
り固定軸に固着してなるように構成する。このため、固
定軸の軸方向の面のみに塗布された接着剤により磁気軸
受マグネットを固定軸に固着する固定軸の径方向にまで
接着剤を塗布した場合よりも、接着剤の領域を減らして
接着剤の熱膨張を抑えることができる。従って、接着剤
の熱膨張に伴う固定軸の外径の歪みを抑えることができ
るため、固定軸と回転軸の内径との接触を抑えて軸受が
ロックすることを抑えることができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明に係る一実施例の動圧空気軸受型ポ
リゴンスキャナの構造を示す断面図である。本実施例で
は、中空回転軸1に形成した段部1aの上面にポリゴン
ミラー2を載置し、ミラー押さえ3によりポリゴンミラ
ー2を上方より押さえて係止している。
【0015】このミラー押さえ3は、磁石4を保持して
おり、マグネットホルダとしての機能も有している。ま
た、ミラー押さえ3には、上下振動減衰用連通穴3aが
形成されており、スラスト軸受にダンピング特性を持た
せるように構成している。更に、ミラー押さえ3には、
回転体不釣合修正用のバランス修正溝3bが形成されて
いる。
【0016】ロータマグネット組立体5は、ヨークを兼
用しているロータフランジ6とロータマグネット7で構
成されており、このロータマグネット7には、回転体不
釣合修正用のバランス修正溝7aが形成されている。従
って、ポリゴンミラー2、ミラー押さえ3、ロータマグ
ネット組立体5等が取り付けられた中空回転軸1が動圧
空気軸受型ポリゴンスキャナの回転体8を構成してい
る。回転体8は、不釣合による回転時の振動を小さくす
るため、上下のバランス修正溝3b,7aで数mg以下
の不釣合量にバランス修正されている。
【0017】中空回転軸1が嵌合されている固定軸9
は、上端部に磁気軸受磁石10が固定され、下端部に
は、ハウジング11a,11b,11c,11dと圧入
固着あるいは焼きばめ等の方法で堅固に固定されてい
る。更に、固定軸9の表面には、動圧空気軸受を構成す
るためのヘリングボーン溝12a,12bを上下2対有
している。
【0018】回転体8が回転を開始すると、中空回転軸
1と固定軸10の隙間の圧力が高まり動圧軸受を形成し
て、非接触でラジアル方向に回転体8を支持する。一
方、アキシャル軸受は、上ケース13、回転体8の上端
部、及び固定軸9の上端部に固定された磁石4,10,
14と上下振動減衰用連通穴3aで構成されている。磁
石4,10,14の磁極は、互いに向かい合う面を同極
とし、回転体8の磁石4は、上下から反発させられ浮上
し非接触で支持している。
【0019】モータ部の方式は、所謂、面対向型といわ
れる。モータ部は、ロータマグネット組立体5、コイル
部15,コイル部15が搭載されたプリント基板16,
ホール素子(図示しない)等で構成され、制御用トラン
ジスタ17aが搭載された制御用回路基板17により励
磁切換えを行い、ポリゴンスキャナの回転体8を回転す
るようになっている。
【0020】本実施例では、磁気軸受磁石10を磁石1
0の熱膨張率よりも大きい固定軸9に埋込んで構成して
いる。固定軸9は、ハウジング11a,11b,11
c,11dと同じ熱膨張率を有する構成材料からなり、
この構成材料には、アルミニウム、アルミニウム合金等
が挙げられる。固定軸9の上端に埋め込まれているアキ
シャル軸受用磁石10は、希土類焼結磁石からなり、こ
の焼結磁石には、例えばNe−Fe−Br(ネオジ−鉄
−ボロン)系やSm−Co(サマリウム−コバルト)系
の磁石等が挙げられる。
【0021】なお、固定軸9を構成するアルミニウムの
熱膨張率は、2.4×10-5/℃であるのに対し、磁気
軸受用磁石10を構成するNe−Fe−Br系やSm−
Co系焼結磁石の熱膨張率は、6.5×10-6/℃と固
定軸9よりも小さい。また、本実施例では、固定軸9と
磁石軸受用磁石10の固着に接着剤を使用する場合、接
着剤は、固定軸9の軸方向のみに塗布し、径方向へ食み
ださないように接着剤の塗布量を管理する。
【0022】このように、本実施例(請求項1)では、
磁気軸受マグネット10を磁気軸受マグネット10の熱
膨張率よりも大きい固定軸9に埋込んでなるように構成
している。このため、スキャナ内部の温度が上昇して固
定軸9及び磁気軸受マグネット10が高温に晒された
時、従来の磁気軸受マグネットの熱膨張率が固定軸より
も大きい場合よりも、固定軸9に対して磁気軸受マグネ
ット10の熱膨張を抑えることができる。
【0023】従って、磁気軸受マグネット10の熱膨張
に伴う高精度に加工された固定軸9の外径の歪みを抑え
ることができるため、動圧軸受の隙間を一定に保持する
ことができ、固定軸9が回転軸1の内径と接触して軸受
がロックすることを抑えることができる。本実施例(請
求項2)では、磁気軸受マグネット10を、ネオジウム
あるいはサマリウム元素を含む焼結磁石から構成し、固
定軸9を、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構
成している。
【0024】このため、磁気軸受マグネット10の熱膨
張率を固定軸9よりも効率良く小さくすることができ
る。また、磁気軸受マグネット10を焼結磁石から構成
するため、プラスチック製磁石の場合よりも磁気特性を
良好にすることができる。更に、固定軸9をアルミニウ
ム又はアルミニウム合金から構成するため、熱伝導性を
良好にすることができるとともに、軽量にすることがで
きる。
【0025】本実施例(請求項3)では、磁気軸受マグ
ネット10を、固定軸9の軸方向の面のみに塗布された
接着剤により固定軸9に固着してなるように構成してい
る。このため、固定軸9の軸方向の面のみに塗布された
接着剤により、磁気軸受マグネット10を固定軸9に固
着したので、固定軸9の径方向にまで接着剤を塗布した
場合よりも、接着剤の領域を減らして接着剤の熱膨張を
抑えることができる。
【0026】従って、接着剤の熱膨張に伴う固定軸9の
外径の歪みを抑えることができるため、固定軸9と回転
軸1の内径との接触を抑えて軸受がロックすることを抑
えることができる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、スキャナ内部の温度が
上昇して固定軸及び磁気軸受マグネットが高温に晒され
ても、磁気軸受マグネットの熱膨張を抑えることによ
り、高精度に加工された固定軸の外径の歪みを抑えるこ
とができ、動圧軸受の隙間を略一定に保持することによ
り、固定軸が回転軸の内径と接触して軸受がロックする
ことを抑えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施例の動圧空気軸受型ポリゴ
ンスキャナの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1 中空回転軸 1a 段部 2 ポリゴンミラー 3 ミラー押さえ 3a 上下振動減衰用連通穴 3b,7a パランス補正溝 4,10,14 磁石 5 ロータマグネット組立体 6 ロータフランジ 7 ロータマグネット 8 回転体 9 固定軸 11a,11b,11c,11d ハウジング 12a,12b ヘリングボーン溝 13 上ケース 15 コイル部 16 プリント基板 17 制御用回路基板 17a 制御用トランジスタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転軸と固定軸とから構成され、前記回転
    軸及び前記固定軸の対向する少なくともいずれか一方の
    面に動圧発生用の溝を設けた動圧空気軸受と、前記固定
    軸に対して前記回転軸を軸方向に浮上させる浮上手段と
    を有する軸受装置において、磁気軸受マグネットを該磁
    気軸受マグネットの熱膨張率よりも大きい固定軸に埋込
    んでなることを特徴とする軸受装置。
  2. 【請求項2】前記磁気軸受マグネットは、ネオジウムあ
    るいはサマリウム元素を含む焼結磁石からなり、前記固
    定軸は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる
    ことを特徴とする請求項1記載の軸受装置。
  3. 【請求項3】前記磁気軸受マグネットは、軸方向の面の
    みに塗布された接着剤により前記固定軸に固着されてな
    ることを特徴とする請求項1,2記載の軸受装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5909561B2 (ja) * 2012-11-06 2016-04-26 本田技研工業株式会社 故障検知装置及びハイブリッド車両
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