JPH089444Y2 - ラジアル動圧流体軸受 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ラジアル動圧流体軸受に関するものであ
り、例えば、光走査装置等における回転多面鏡装置等に
利用可能なものである。

（従来の技術） 例えば、光走査装置等における回転多面鏡装置等で
は、多面鏡を回転自在に支持するためにラジアル動圧流
体軸受が用いられる。このラジアル動圧流体軸受は、支
持部材との間に流体を介在させて回転する回転部材を有
し、上記支持部材の受け面とこれに対向する上記回転部
材の受け面のうちの何れかの受け面に動圧発生用の溝を
複数個刻設してなり、上記回転部材の回転に伴い上記溝
部を通じて流体を流動させ、上記溝部に動圧力を発生さ
せて回転部材を支持するようになっている。

第５図は従来のラジアル動圧流体軸受の例を示す。第
５図において、円筒状の支持部材１の内周側には円柱状
の回転部材２が回転自在に嵌められている。支持部材１
の内周面と回転部材２の外周面はそれぞれ受け面をな
し、これらの受け面は所定の間隙をおいて対向してい
る。回転部材２の外周面には動圧発生用の溝３が複数個
形成されている。この溝３は軸線方向に対して所定の角
度傾斜すると共に、軸受幅方向の中心に関し対称となる
ように形成されている。支持部材１の受け面と回転部材
２の受け面との間には空気その他の流体が介在してお
り、回転部材２が回転するとき、上記溝３を通じて上記
流体が矢印で示すように軸受幅方向の両端側から軸受幅
方向の中心側に向かって流動し、この流体の流動により
上記溝３部に動圧力が発生し、この動圧力により回転部
材２が支持されるようになっている。

（考案が解決しようとする課題） 上記の如き従来のラジアル動圧流体軸受によれば、流
体が軸受幅方向の両端側から軸受幅方向の中心側へ向か
って流動するため、溝３部に発生する動圧力の分布は、
第５図の右側の線図あるいは第４図の破線ｂで示すよう
になり、軸受幅方向の中心部で大きく、軸受幅方向の両
端部で小さくなる。そのため、軸受幅方向の中心部を巡
る１本の線に沿って回転部材２が支持されるのと実質的
に同じになり、外乱を受けると回転部材２が倒れ易いと
いう問題がある。このような問題を解消するために、一
般にはラジアル動圧流体軸受の軸受長さに対する軸の径
の比（L/D）を１程度にすると共に、軸受部を軸方向の
２箇所に形成している。しかし、これではラジアル動圧
流体軸受の背丈が高くなってしまう。また、軸受長さに
対する軸の径の比が小さく偏平な軸受の場合は、軸受部
を１箇所に形成して前述の如き外乱に対する傾きの発生
を甘受しているのが現状である。

本考案は、かかる従来の問題点を解消するためになさ
れたもので、軸受部を１箇所に設けても外乱によって回
転部材が傾くことのないようにしたラジアル動圧流体軸
受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） 本考案は、動圧発生用の溝を、（イ）受け面の軸方向
に対して所定の角度傾斜するとともに軸方向の中心に関
し対称となるように軸方向の中心からの傾斜の向きを逆
向きにして、流体を軸方向両側へ向かって導く向きと
し、（ロ）周方向に対し同じ向きでかつほぼ等間隔に形
成し、（ハ）端部が支持部材または回転部材の端部まで
至ることなく、端部と支持部材または回転部材の端部と
の間に受け面が残っており、（ニ）深さを均一にする、
という条件を満足するように形成し、回転部材の回転に
伴い軸受幅方向の中心から軸方向両端側へ流体を流動さ
せて上記溝部に動圧力を発生させ、回転部材を支持する
ことを特徴とする。

（作用） 回転部材が回転すると、回転部材と支持部材との間に
介在する流体が動圧発生用の溝を通じて軸受幅方向の中
心から軸方向両端側へ向かって流動し、上記溝部の軸受
幅方向の両端側において大きな動圧力が発生し、回転部
材が軸方向の２箇所で支持されるのと実質的に同じにな
る。

（実施例） 以下、本考案に係るラジアル動圧流体軸受の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。

本考案に係るラジアル動圧流体軸受を回転多面鏡装置
に適用した例を示す第１図において、符号11は円筒状の
固定軸受部をなす支持部材であり、この支持部材11内に
は有底円筒状の回転部材12が伏せられた形で回転自在に
嵌められている。支持部材11の内周面と回転部材12の外
周面はそれぞれ平坦な受け面をなしており、これらの受
け面は所定の間隙をおいて対向している。上記双方の受
け面のうちの一方の受け面である回転部材12の外周面29
には、第２図に示すように動圧発生用の溝28が複数個周
方向に対し同じ向きでほぼ等間隔に、かつ、深さをほぼ
均一にして刻設されている。これらの溝28は、軸方向に
対して所定の角度傾斜すると共に軸受幅方向の中心に関
し対称となるように、軸方向中心からの傾斜の向きが逆
向きになって「く」字状に形成されることにより、流体
を軸方向両側へ導く向きに形成されていると共に、各溝
28は上記「く」の字の中心の折り曲がり部において周溝
26により連通している。また、各溝28はその各端部が回
転部材12の端部まで至ることのないように、従って、各
溝28の各端部と回転部材12の端部との間に回転部材12の
周面29が受け面として残るように形成されている。一
方、支持部材11の内周面側には上記周溝26と対向する位
置に周溝24が形成されている。支持部材11の内周面と回
転部材12の外周面との間には空気その他の流体が介在し
ており、支持部材11には上記流体を回転部材12との間に
供給するための供給孔22が形成されている。この供給孔
22は支持部材11の外部と周溝22とを連通する。

以上のような構成により支持部材11と回転部材12との
間にラジアル動圧流体軸受が形成されている。回転部材
12の回転の向きは、回転部材12が回転するとき流体が各
溝28に沿って第２図に矢印で示すように軸受幅方向の中
心から軸方向両端側に向かって流動するような向きとな
る。従って、軸方向に対する各溝28の傾きを逆にした場
合は回転部材12の回転の向きは逆になる。こうして、回
転部材12の回転により流体が軸受幅方向の中心から軸方
向両端側へ流動することにより上記各溝28部に動圧力が
発生し、回転部材12が支持される。流体が軸受幅方向中
心から軸方向両端側へ流動するとき、供給孔22と周溝24
及び周溝26を通じて流体が供給される。そして、溝28が
軸方向両端部において途切れ、流体の通路が回転部材12
の外周面29によって狭められることにより、軸方向両端
部において大きな動圧力が発生する。第４図の実線ａは
このような動圧力の分布を示すもので、軸方向の両端部
の領域Ea,Ebで大きな動圧力が発生し、回転部材12が軸
方向の２箇所で支持されるのと実質的に同じであること
がわかる。なお、第４図の破線ｂは第５図に示す従来の
軸受における動圧力の分布を示す。

第１図において、回転部材12の内周面には円筒状のヨ
ーク17が固着され、このヨーク17の内周面には円筒状の
ロータマグネット18が嵌合固着されている。支持部材11
の底部内周側には回路基板21が固定されており、回路基
板21の中心部に固定された支柱20が上記ロータマグネッ
ト18内に立ち上がっている。支柱20の外周には適宜の相
数の駆動コイル19が巻かれている。回路基板21には、ロ
ータの回転位置を検出して駆動コイル19への通電を切り
換えるための磁気センサが取りつけられ、また所定の配
線パターンが形成されている。このような各部材によっ
て駆動モータが構成されており、この駆動モータにより
回転部材12が回転駆動される。そして、回転部材12の上
端面の中心部にはボス16が突設されており、回転部材12
の上端面に多面鏡体13を乗せると共に上記ボス16に多面
鏡体13が嵌合されることにより多面鏡体13が回転部材12
に固着されている。従って、上記駆動モータの駆動によ
り多面鏡体13が回転駆動される。

なお、支持部材11側の周溝24と回転部材12側の周溝26
のうちの何れか一方は省略してもよい。

このように、上記実施例によれば、回転部材12の回転
に伴い軸受幅方向の中心部から流体を供給して溝28に沿
い軸方向両端側へ流体を流動させ、各溝28の軸方向両端
部を回転部材12の端部まで至らしめることなく、各溝28
の端部と回転部材12の端部との間に回転部材12の周面29
を受け面として残して軸方向両端側において動圧力を発
生させるようにしたため、軸方向の２箇所で回転部材12
が支持されるのと実質的に同じとなり、たとえ軸方向の
長さ対軸の径との比（L/D）が小さな偏平な軸受であっ
ても、外乱による回転部材12の傾きの少ない安定したラ
ジアル動圧流体軸受を得ることができる。

なお、第３図に示すように、回転部材12の受け面に形
成した「く」字状の溝は必ずしも第２図に示すような周
溝26で連通する必要はない。第３図において符号30は、
軸方向に対して所定の角度傾斜すると共に軸受幅方向の
中心に関し対称となるように「く」字状に形成された複
数の溝である。この場合も、各溝30の各端部は回転部材
12の端部にまで至らない範囲で形成され、各溝30の各端
部と回転部材12の端部との間に回転部材12の外周面31が
残っている。そして、回転部材12の回転に伴い流体が各
溝30に沿い軸受幅方向中心から軸方向両端側へ向かって
流動するようになっており、もって、軸方向両端部にお
いて大きな動圧力が発生するようになっている。

以上述べた各実施例では、動圧発生用の溝を回転部材
12側に設けていたが、この溝は支持部材11側に設けても
よい。また、本考案に係るラジアル動圧流体軸受は、支
持部材の外周側で回転部材が回転する形式のものにも適
用可能である。さらに本考案に係るラジアル動圧流体軸
受は、回転多面鏡装置以外にも広く適用可能である。

（考案の効果） 本考案によれば、回転部材の回転に伴い軸受幅方向の
中心部から流体を供給して動圧発生用の溝に沿い軸方向
両端側へ流体を流動させ、軸方向両端側において動圧力
を発生させるようにしたため、軸方向の２箇所で回転部
材が支持されるのと実質的に同じとなり、たとえ軸方向
の長さ対軸の径との比が小さな偏平な軸受であっても、
外乱による回転部材の傾きの少ないラジアル動圧流体軸
受を得ることができる。また、各溝を、軸方向中心に関
し対称となるように、かつ、周方向に同じ向きでほぼ等
間隔に形成したため、円周方向での流体圧力のむらがな
く、回転部材を安定に支持することができる。さらに、
各溝の両端部を支持部材または回転部材の端部まで至ら
せることなく、各溝の両端部と支持部材または回転部材
の端部との間に受け面を残し、かつ、各溝の深さを均一
にしたため、軸方向両端部において流体圧力が急激に上
昇し、軸方向両端部の２ヵ所において回転部材を確実に
支持することができ、回転部材の回転を安定化させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るラジアル動圧流体軸受の適用例を
示す正面断面図、第２図は本考案に係るラジアル動圧流
体軸受の一実施例を示す一部断面正面図、第３図は本考
案に係るラジアル動圧流体軸受の別の実施例を示す一部
断面正面図、第４図は本考案に係るラジアル動圧流体軸
受によって得られる動圧力分布の例を従来のラジアル動
圧流体軸受における動圧力分布と比較して示す線図、第
５図は従来の動圧軸受の例を示す一部断面正面図であ
る。 11……支持部材、12……回転部材、28,30,34……動圧発
生用の溝。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】支持部材との間に流体を介在させて回転す
   る回転部材を有し、上記支持部材の受け面とこれに対向
   する上記回転部材の受け面のうちの何れかの受け面に動
   圧発生用溝を複数個刻設して成るラジアル動圧流体軸受
   において、 上記各溝は、 （イ）受け面の軸方向に対して所定の角度傾斜するとと
   もに軸方向の中心に関し対称となるように軸方向の中心
   からの傾斜の向きが逆向きになっており、上記流体を軸
   方向両側へ向かって導く向きに形成されている、 （ロ）周方向に対し同じ向きでかつほぼ等間隔に形成さ
   れている、 （ハ）端部が支持部材または回転部材の端部まで至るこ
   となく、端部と支持部材または回転部材の端部との間に
   受け面が残っており、 （ニ）深さが均一である という条件を満足しており、 上記回転部材の回転に伴い軸受幅方向の中心から軸方向
   両端側へ流体を流動させて上記溝部に動圧力を発生さ
   せ、回転部材を支持することを特徴とするラジアル動圧
   軸受。