JPH10306821A - Method for stabilizing sliding of dynamic pressure bearing and dynamic pressure bearing - Google Patents

Method for stabilizing sliding of dynamic pressure bearing and dynamic pressure bearing

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Publication number
JPH10306821A
JPH10306821A JP13051197A JP13051197A JPH10306821A JP H10306821 A JPH10306821 A JP H10306821A JP 13051197 A JP13051197 A JP 13051197A JP 13051197 A JP13051197 A JP 13051197A JP H10306821 A JPH10306821 A JP H10306821A
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JP
Japan
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sliding
dynamic pressure
bearing
rotating
motor
Prior art date
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Application number
JP13051197A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Okubo
克之 大窪
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 なじみ運転によってラップ仕上げと同等の表
面仕上げを行い、最終仕上げの手間を省ことにより、安
定な摺動特性を維持できる動圧軸受を安価に提供する。 【解決手段】 ラップ仕上げを施していない固定軸9お
よび回転軸10を用いて構成した動圧空気軸受20によ
り、ポリゴンモータを組み上げた。固定軸、回転軸はと
もに母材がアルミニウム合金からなり、回転摺動面にア
ルミナを主成分とする材料によるプラズマ溶射膜を形成
したものである。上記モータ(すなわち動圧空気軸受)
のなじみ運転を、室温・常圧のCHF3 ガス雰囲気中で
行ったところ、軸ロックなどの障害が発生することな
く、安定した運転を行うことができ、該運転後の固定
軸、回転軸の摺動面の表面精度はラップ仕上げと同等以
上のものとなった。上記なじみ運転後のモータは、従来
の最終仕上げ処理を行ったモータと同等の品質を有する
ものであり、そのまま使用に供することができる。
(57) [Problem] To provide an inexpensive dynamic pressure bearing capable of maintaining stable sliding characteristics by performing a surface finish equivalent to a lap finish by a running-in operation and saving the time for a final finish. SOLUTION: A polygon motor is assembled by a dynamic pressure air bearing 20 configured using a fixed shaft 9 and a rotating shaft 10 which are not subjected to lapping. Both the fixed shaft and the rotating shaft have a base material made of an aluminum alloy, and a plasma sprayed film made of a material mainly composed of alumina is formed on a rotating sliding surface. The above motor (ie dynamic pressure air bearing)
When the running-in operation was performed in a CHF 3 gas atmosphere at room temperature and normal pressure, stable operation could be performed without any trouble such as shaft lock, and the fixed shaft and the rotating shaft after the operation were The surface accuracy of the sliding surface was equal to or better than the lap finish. The motor after the above-mentioned running-in operation has the same quality as a motor that has been subjected to a conventional final finishing process, and can be used as it is.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速で回転する小
型モータに用いられる、超精密加工の摺動面を有する動
圧空気軸受等の動圧軸受の摺動安定化方法(なじみ運転
方法)、該方法により作製される動圧軸受に関し、特に
デジタル複写機、レーザファクシミリ、レーザプリンタ
に用いられる高速回転型ポリゴンモータ等のモータの構
成に好適な動圧軸受の摺動安定化方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for stabilizing the sliding of a dynamic pressure bearing such as a dynamic pressure air bearing having a sliding surface of ultraprecision machining, which is used for a small motor rotating at a high speed (a running operation method). More particularly, the present invention relates to a method for stabilizing the sliding of a dynamic pressure bearing suitable for the configuration of a motor such as a high-speed rotating polygon motor used for a digital copying machine, a laser facsimile, a laser printer, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】デジタル複写機、レーザファクシミリ、
レーザプリンタ等のレーザ書き込み系を用いた電子写真
方式の記録装置は印字品質の高さ、高速プリント、低騒
音などの優れた特長と低価格化により、急速に普及して
きている。これらの記録装置のレーザ書き込み系の構成
部品であるポリゴンモータ(ポリゴンスキャナ)には記
録装置のプリント速度、画素密度に応じた回転速度が要
求される。
2. Description of the Related Art Digital copiers, laser facsimile machines,
2. Description of the Related Art Electrophotographic recording apparatuses using a laser writing system such as a laser printer are rapidly spreading due to excellent features such as high printing quality, high-speed printing, low noise, and low price. A polygon motor (polygon scanner), which is a component of the laser writing system of these recording devices, is required to have a rotation speed according to the printing speed and the pixel density of the recording device.

【0003】近年、プリント速度の高速化、画素密度の
高密度化に伴い、ポリゴンモータには15,000〜2
0,000rpm以上の高速回転が要求されるため、軸
受として従来の玉軸受タイプのものを用いたのでは軸受
寿命、軸受騒音等の面から要求品質を満足することがで
きなくなってきた。このため、高速回転用のポリゴンモ
ータとしては、従来の玉軸受に代わって、溝付きの動圧
空気軸受を用いたものが実用化されている。
In recent years, with the increase in print speed and the increase in pixel density, polygon motors require 15,000 to 25,000.
Since high-speed rotation of 000 rpm or more is required, if a conventional ball bearing type is used as the bearing, the required quality cannot be satisfied in terms of bearing life, bearing noise, and the like. Therefore, as a polygon motor for high-speed rotation, a motor using a grooved dynamic pressure air bearing has been put into practical use instead of a conventional ball bearing.

【0004】ここで、従来の動圧空気軸受の構造につい
て説明する。図2は、ポリゴンモータに配備される動圧
空気軸受の構造を示す縦断面図である。この動圧空気軸
受は、外筒部材である中空の回転軸51と、内筒部材
(軸受部材)である固定軸52とを備えている。固定軸
52の外周面に動圧発生用の溝52aが形成され、固定
軸52の外周面は軸受面(溝52aを除く)となってい
る。そして回転軸51、ロータマグネット53、ポリゴ
ンミラー54等により回転体61が構成されている。回
転軸51および固定軸52はアルミニウム合金からな
り、溝52aには、図示しないが防錆を兼ねて無電解ニ
ッケルめっきや、アルマイトなどの表面処理が施されて
いる。
Here, the structure of a conventional dynamic air bearing will be described. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the structure of the dynamic pressure air bearing provided in the polygon motor. This dynamic pressure air bearing includes a hollow rotary shaft 51 that is an outer cylinder member and a fixed shaft 52 that is an inner cylinder member (bearing member). A groove 52a for generating dynamic pressure is formed on the outer peripheral surface of the fixed shaft 52, and the outer peripheral surface of the fixed shaft 52 is a bearing surface (excluding the groove 52a). The rotating body 61 is constituted by the rotating shaft 51, the rotor magnet 53, the polygon mirror 54, and the like. The rotating shaft 51 and the fixed shaft 52 are made of an aluminum alloy, and the grooves 52a are subjected to a surface treatment such as electroless nickel plating or alumite, which is not shown, to also prevent rust.

【0005】ポリゴンモータの起動時および停止時にお
いて上記動圧空気軸受では、回転軸51と固定軸52の
軸受面との軸受摺動面(回転摺動面)は接触している
が、モータの起動により回転軸51が回転を開始する
と、回転軸51・固定軸52間の隙間、すなわち上記溝
52a内に動圧が発生し、この動圧によって回転軸51
が、固定軸52と非接触で支持される。
When the polygon motor is started and stopped, in the above-mentioned dynamic air bearing, the bearing sliding surface (rotating sliding surface) between the rotating shaft 51 and the bearing surface of the fixed shaft 52 is in contact with each other. When the rotating shaft 51 starts rotating by the activation, a dynamic pressure is generated in a gap between the rotating shaft 51 and the fixed shaft 52, that is, in the groove 52a.
Are supported in a non-contact manner with the fixed shaft 52.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来、上記構造の動圧
空気軸受の製造に際しては、回転軸51と固定軸52と
の摺動面の粗さを、研削加工によりRmaxを5μm程
度にした後、ラップ加工によってRmaxを0.5μm
程度に仕上げている。その理由は、このような表面仕上
げを施さないと、軸受のなじみ工程において摺動面上の
微小凸部が破壊して、必然的に微粒子状の軸受材料が回
転軸51・固定軸52間の隙間(軸クリアランス)に発
生し、これが軸受の他の部分を傷つける結果、大規模な
摩耗を引き起こす場合があるからである。しかし、上記
表面仕上げにはコストが少なからずかかるため、所望品
質の動圧空気軸受を安価に提供するのが難しいという問
題があった。
Conventionally, in manufacturing a hydrodynamic air bearing having the above structure, the roughness of the sliding surface between the rotary shaft 51 and the fixed shaft 52 is reduced to about 5 μm by Rmax by grinding. Rmax 0.5 μm by lapping
Finished to a degree. The reason for this is that if such a surface finish is not applied, the minute projections on the sliding surface will be destroyed in the process of fitting in the bearing, and the particulate bearing material will inevitably fall between the rotating shaft 51 and the fixed shaft 52. This is because a gap (shaft clearance) is generated, which may damage other parts of the bearing, resulting in large-scale wear. However, there is a problem that it is difficult to provide a hydrodynamic air bearing of desired quality at a low cost because the surface finishing involves a considerable cost.

【0007】とくに、動圧空気軸受では、他の動圧軸受
に比べて上記軸クリアランスが小さいため、回転軸単体
および固定軸単体の(すなわち回転軸と軸受部材の)表
面精度を高めることが重要であることは勿論であるが、
実際にこれらが互いに摺動できる状態に組み上げたとき
の組上げ精度も重要である。したがって、なじみ運転
(ならし運転)を行って回転軸と軸受部材の相性を合わ
せることが不可欠となる。この場合において、回転軸お
よび軸受部材の仕上げ精度が不十分なときには、なじみ
運転中に異常摩耗が発生して軸トルクが上昇したり、最
悪の場合には軸ロックなどの致命的障害が発生したりす
る。
Particularly, in the dynamic pressure air bearing, since the above-mentioned shaft clearance is small as compared with other dynamic pressure bearings, it is important to increase the surface accuracy of the rotating shaft alone and the fixed shaft alone (that is, the rotating shaft and the bearing member). Of course,
Actually, the assembling accuracy when these are assembled so as to be slidable with each other is also important. Therefore, it is indispensable to match the compatibility between the rotating shaft and the bearing member by performing a running-in operation (a running-in operation). In this case, if the finishing accuracy of the rotating shaft and bearing members is insufficient, abnormal wear will occur during running-in operation and the shaft torque will increase.In the worst case, a fatal obstacle such as shaft lock will occur. Or

【0008】特公平7−37810号公報には、動圧気
体軸受のなじみ運転時のダメージを減らすために、該軸
受の摺動面を規定する発明が開示されている。この発明
は、起動・停止時に回転軸と軸受部材とが互いに摺動す
る動圧軸受の寿命・性能の向上と、起動時のロストルク
の減少を達成しようとするものである。すなわち上記動
圧気体軸受は、摺動面が緻密なセラミックスで形成さ
れ、かつ摺動面の面粗度Raが0.3μm以下に仕上げ
られた軸受表面に所定の潤滑剤を塗布し、摺動面に均一
で保護作用及び潤滑作用を備えた厚さ20〜100Åの
薄膜を設けたことを特徴とするものである。しかしなが
ら上記発明には、なじみ運転によって軸受摺動面の仕上
げ加工の負担を減らそうとする発想はない。
Japanese Patent Publication No. 7-37810 discloses an invention in which a sliding surface of a dynamic pressure gas bearing is defined in order to reduce damage during running-in operation. An object of the present invention is to improve the life and performance of a dynamic pressure bearing in which a rotating shaft and a bearing member slide with each other at the time of starting and stopping, and to reduce loss torque at the time of starting. That is, in the above-mentioned hydrodynamic gas bearing, a predetermined lubricant is applied to the bearing surface whose sliding surface is formed of dense ceramics and the surface roughness Ra of the sliding surface is reduced to 0.3 μm or less. It is characterized in that a thin film having a thickness of 20 to 100 ° having a uniform protective and lubricating action is provided on the surface. However, the above-mentioned invention has no idea to reduce the burden of finishing the bearing sliding surface by running-in operation.

【0009】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は、なじみ運転(ならし運転)によってラ
ップ仕上げと同等の表面仕上げを行い、最終仕上げの手
間を省ことにより、安定な摺動特性を維持できる動圧軸
受を安価に提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object the purpose of performing a surface finish equivalent to a lap finish by a running-in operation (a running-in operation), and reducing the time required for the final finishing, thereby achieving a stable operation. An object of the present invention is to provide an inexpensive dynamic pressure bearing capable of maintaining sliding characteristics.

【0010】本発明は上記目的を達成するために、なじ
み運転を動圧軸受の最終仕上げ工程として見直すことに
より、動圧軸受の摺動安定化方法を確立したものであ
る。究極的には、なじみ運転が回転軸や軸受部材の最終
仕上げ工程を兼ねるものとなることが望ましい。これに
よれば、動圧軸受の製造工程のうち最も時間とコストの
かかる工程を省略することができるからである。本発明
の摺動安定化方法により処理した動圧軸受は、高速用の
超精密加工の摺動面を必要とする動圧軸受を備えた、複
写機用のポリゴンモータなどの作製に特に有効である。
In order to achieve the above object, the present invention has established a method for stabilizing the sliding of a dynamic pressure bearing by reviewing the running-in operation as a final finishing step of the dynamic pressure bearing. Ultimately, it is desirable that the running-in operation also serves as a final finishing step of the rotating shaft and the bearing member. According to this, the most time-consuming and costly steps in the manufacturing process of the dynamic pressure bearing can be omitted. The dynamic pressure bearing treated by the sliding stabilization method of the present invention is particularly effective for producing a polygon motor for a copying machine or the like, which is provided with a dynamic pressure bearing that requires a sliding surface for high-speed ultra-precision machining. is there.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の動圧軸
受の摺動安定化方法は、ポリゴンモータなどに用いられ
る動圧軸受において、回転軸および軸受部材の回転摺動
面を所定の材料で形成し、かつ所定の流体環境下でなじ
み運転により回転軸を軸受部材に対し回転摺動させてラ
ップ仕上げと同等の表面仕上げを行い、最終仕上げ加工
の手間を省くとともに、回転摺動の安定化、特に初期な
じみ運転の安定化を実現することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for stabilizing the sliding of a dynamic pressure bearing, wherein a rotating shaft and a rotating sliding surface of a bearing member are fixed to a predetermined position in a dynamic pressure bearing used for a polygon motor or the like. It is made of a material, and the rotating shaft is rotated and slid with respect to the bearing member by running-in operation under a predetermined fluid environment to perform the same surface finish as lap finish. It is characterized by achieving stabilization, particularly stabilization of initial running-in operation.

【0012】請求項2に記載の動圧軸受の摺動安定化方
法は、請求項1の方法において、回転軸を軸受部材に対
し回転摺動させることにより相互に剪断力を作用させて
いるときにのみ発生する、前記流体環境を形成する流体
と、回転軸および軸受部材の回転摺動面との化学反応に
よって、前記回転軸と軸受部材との回転摺動部分の形状
および化学的組成を変化させることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the method for stabilizing sliding of the dynamic pressure bearing, the shear force is applied to each other by rotating and rotating the rotating shaft with respect to the bearing member. Changes in the shape and chemical composition of the rotary sliding part between the rotary shaft and the bearing member due to a chemical reaction between the fluid forming the fluid environment and the rotary sliding surface of the rotary shaft and the bearing member, which occurs only in the It is characterized by making it.

【0013】請求項3に記載の動圧軸受の摺動安定化方
法は、請求項2の方法において前記流体として、通常の
温度・圧力条件下では化学的活性が極めて低い、フッ素
原子を構成原子として含む気体または液体を用いること
を特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the method for stabilizing the sliding of the dynamic pressure bearing, the fluid comprises a fluorine atom having a very low chemical activity under ordinary temperature and pressure conditions. A gas or a liquid containing

【0014】請求項4に記載の動圧軸受の摺動安定化方
法は、請求項3の方法において前記気体としてCHF3
(フルオロホルム)、CF4 (四フッ化炭素)もしくは
SF6 (六フッ化硫黄)、または前記液体としてC5
12(パーフルオロペンタン)などのパーフルオロアルキ
ルカーボンを用いることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for stabilizing sliding of the dynamic pressure bearing, the gas is CHF 3 as the gas.
(Fluoroform), CF 4 (carbon tetrafluoride) or SF 6 (sulfur hexafluoride), or C 5 F as the liquid
It is characterized by using a perfluoroalkyl carbon such as 12 (perfluoropentane).

【0015】請求項5に記載の動圧軸受の摺動安定化方
法は、回転摺動面を所定の材料で形成した回転軸および
軸受部材からなる動圧軸受を用いてポリゴンモータなど
所定のモータを最終構成まで組み上げた後、該モータの
なじみ運転を、請求項3または4に記載の方法により、
かつ該モータの実際の使用条件と同等の条件で行うこと
を特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of stabilizing the sliding of a dynamic pressure bearing, wherein a predetermined motor such as a polygon motor is used by using a dynamic pressure bearing comprising a rotating shaft having a rotating sliding surface formed of a predetermined material and a bearing member. After assembling to the final configuration, the running-in operation of the motor is performed by the method according to claim 3 or 4.
In addition, the operation is performed under the same conditions as the actual use conditions of the motor.

【0016】請求項6に記載の動圧軸受の摺動安定化方
法は、請求項3,4または5に記載の方法において、前
記回転軸および軸受部材の回転摺動面の少なくとも一
方、望ましくは両方を酸化物セラミックスで形成するこ
とを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for stabilizing sliding of a dynamic pressure bearing according to the third, fourth or fifth aspect, wherein at least one of the rotating shaft and the rotating sliding surface of the bearing member is desirable. It is characterized in that both are formed of oxide ceramics.

【0017】請求項7に記載の動圧軸受の摺動安定化方
法は、請求項3,4または5に記載の方法において、前
記回転軸および軸受部材の回転摺動面の少なくとも一
方、望ましくは両方をステンレス鋼で形成することを特
徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for stabilizing the sliding of a dynamic pressure bearing according to the third or fourth aspect, wherein at least one of the rotating shaft and the rotating sliding surface of the bearing member is desirable. It is characterized in that both are formed of stainless steel.

【0018】請求項8に記載の動圧軸受の摺動安定化方
法は、請求項1〜7のいずれか一つの項に記載の方法に
おいて前記回転軸の回転摺動面、軸受部材の回転摺動面
の少なくとも一方の表面粗さRmaxを1μm以上に設
定した動圧軸受を用いて、ポリゴンモータなど所定のモ
ータを最終構成まで組み上げることを特徴とする。
According to a eighth aspect of the present invention, there is provided a method for stabilizing the sliding of a dynamic pressure bearing according to any one of the first to seventh aspects, wherein the rotary sliding surface of the rotary shaft and the rotary sliding of the bearing member are provided. A predetermined motor such as a polygon motor is assembled up to the final configuration using a dynamic pressure bearing in which at least one of the moving surfaces has a surface roughness Rmax of 1 μm or more.

【0019】請求項9に記載の動圧軸受は、請求項1〜
8のいずれか一つの項に記載の摺動安定化方法により作
製されたことを特徴とする。
The dynamic pressure bearing according to the ninth aspect has the following features.
8 is manufactured by the sliding stabilization method described in any one of the above items.

【0020】以下、本発明の構成を具体的に説明する。
動圧軸受のなじみ運転の目的は、最終仕上げでも摺動面
に残留する異常形状部、すなわち凸部を除去することに
ある。これによって回転軸と軸受部材の接触面圧を均一
にして摺動面の異常摩耗を軽減することができる。した
がって、ないみ運転は凹凸をならしていくという点で
は、回転軸や軸受部材の最終仕上げと何ら変わらないの
である。
Hereinafter, the configuration of the present invention will be specifically described.
The purpose of the running-in operation of the dynamic pressure bearing is to remove an abnormally shaped portion, that is, a convex portion remaining on the sliding surface even in the final finishing. As a result, the contact surface pressure between the rotating shaft and the bearing member can be made uniform, and abnormal wear of the sliding surface can be reduced. Therefore, the slack operation is no different from the final finishing of the rotating shaft and the bearing member in that the unevenness is smoothed.

【0021】そうであるからといって、仕上げ精度の低
い回転軸と軸受部材を単に組み付けて軸受を起動させて
も、軸クリアランスに摩耗粉が堆積し、軸トルクが上昇
するか、軸ロックが発生してしまうため、最終仕上げを
行うのは不可能であることは容易に推測される。上記の
場合において、摩耗粉が軸クリアランスで成長するとい
うことは、摩耗粉が摺動面構成材料を摩耗させるか、ま
たは摩耗粉が軸クリアランスの中で他の摩耗粉と結合す
ることを示している。そこで本発明者は、後者に特に着
目して検討を進めた。
Even so, even if the bearing is started by simply assembling the rotating shaft and the bearing member with low finishing accuracy, wear powder accumulates in the shaft clearance and the shaft torque increases, or the shaft lock is lost. It is easily assumed that it is impossible to perform the final finishing because it occurs. In the above case, the fact that the wear powder grows in the shaft clearance indicates that the wear powder wears the sliding surface constituent material or that the wear powder combines with other wear powder in the shaft clearance. I have. Therefore, the present inventor has focused on the latter and proceeded with the study.

【0022】摩耗粉同士の結合は、多くの場合、それを
取り巻く雰囲気が作用している。検証実験においてアル
ミナ球でガラスディスクを摩擦すると、大気中では酸素
の作用によってアルミナとガラスとの化学的な結合が発
生し、アルミナも摩耗してしまう。このとき摩耗粉は大
きく成長し、ガラスにこびりつくように堆積する。一
方、窒素などの不活性ガス雰囲気中では、このような現
象は発生せず、アルミナはガラスを一方的に摩耗させる
ため、破壊によって生成したガラスの摩耗粉は成長しな
い。
In many cases, the connection between the abrasion powders is caused by the atmosphere surrounding the abrasion powders. In a verification experiment, when a glass disk is rubbed with alumina spheres, a chemical bond between alumina and glass occurs in the atmosphere due to the action of oxygen, and alumina also wears. At this time, the abrasion powder grows greatly and deposits so as to stick to the glass. On the other hand, in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, such a phenomenon does not occur, and alumina wears glass unilaterally, so that abrasion powder of glass generated by destruction does not grow.

【0023】以上の実験により、摩耗粉の質や量には摩
耗の雰囲気が大きく関与していることが確認された。つ
まり、摺動2固体と雰囲気との相互作用が、摩耗形態に
重要な影響をもつと言える。したがって、この相互作用
を的確に制御することによって、なじみ運転の安定性を
大きく向上させる可能性があることが分かった。
From the above experiments, it was confirmed that the atmosphere of wear greatly affects the quality and quantity of wear powder. In other words, it can be said that the interaction between the sliding 2 solid and the atmosphere has an important effect on the form of wear. Therefore, it has been found that by appropriately controlling this interaction, there is a possibility that the stability of the running-in operation is greatly improved.

【0024】ただし、上記相互作用が摺動2固体同士の
接触点に限定されることに注意しなくてはならない。酸
性電解液中での金属の腐食反応は、金属表面のうち電解
液と接触するすべての表面で進行するが、このように周
囲の流体(例えば雰囲気ガス)と摺動固体との接触面全
体で反応が進行したのでは、微小凸部のみを除去する軸
受のなじみ運転の目的を達成することはできない。ま
た、上記なじみ運転は、軸受をユニットとして完全に組
み上げてから行うのが理想的である。部品の段階でなじ
みを行っても、最終組付け時に部品を傷つけるなどの問
題があるからである。ポリゴンモータを例にとると、軸
受がモータに組み付けられたときには、このモータには
制御系も取り付けられているため、少なくとも、このモ
ータを電解液中に浸漬するような処理を施すことはでき
ない。
However, it must be noted that the above interaction is limited to the contact point between the sliding two solids. Corrosion reactions of metals in acidic electrolytes proceed on all the metal surfaces that come into contact with the electrolyte, and thus, on the entire contact surface between the surrounding fluid (for example, atmospheric gas) and the sliding solid. If the reaction has progressed, it is not possible to achieve the purpose of the running-in operation of the bearing for removing only the minute projections. Ideally, the running-in operation is performed after the bearings are completely assembled as a unit. This is because there is a problem that the components may be damaged at the time of final assembly even if the familiarity is performed at the component stage. Taking a polygon motor as an example, when the bearing is assembled to the motor, a control system is also attached to the motor, so that at least a process of immersing the motor in the electrolyte cannot be performed.

【0025】そこで本発明者は、軸受のなじみ運転を行
う環境を形成するための流体として、通常の温度・圧力
条件下では化学的活性が極めて低い、フッ素原子を構成
原子として含む気体または液体を用いることを検討し
た。
The inventor of the present invention has proposed a gas or a liquid containing fluorine atoms as constituent atoms, which has extremely low chemical activity under ordinary temperature and pressure conditions, as a fluid for forming an environment in which the bearings can be operated smoothly. We considered using it.

【0026】このような気体の一種であるSF6 (六フ
ッ化硫黄)は、不活性気体として絶縁材料などに用いら
れている。SF6 は、プラズマ中では多くの材料を腐食
させる性質をもつ、フッ素原子を含むラジカルを発生さ
せる。近年の研究によれば、固体接触の場においてはマ
イクロプラズマのようなものが発生し、局所的に非常に
活性な場が生じることが指摘されている。したがって、
先に挙げたSF6 に代表される含フッ素不活性材料を解
離するほどのエネルギーが、摺動2固体同士の接触点に
おいて発生するならば、該接触点のみを含フッ素原子ラ
ジカルによって腐食させ、これにより軸受のなじみ運転
を行うことができる可能性のあると考えられる。
SF 6 (sulfur hexafluoride), which is a kind of such a gas, is used as an inert gas in insulating materials and the like. SF 6 generates radicals containing fluorine atoms that have the property of corroding many materials in plasma. According to recent studies, it has been pointed out that in the field of solid contact, something like microplasma is generated, and a very active field is locally generated. Therefore,
If energy enough to dissociate the fluorine-containing inert material represented by SF 6 mentioned above is generated at the contact point between the sliding two solids, only the contact point is corroded by fluorine-containing atom radicals, Thus, it is considered that there is a possibility that the running-in operation of the bearing can be performed.

【0027】そこで本発明者は、含フッ素不活性材料の
一種であるCHF3 (フルオロホルム)ガスを雰囲気ガ
スとして使用し、軸受のなじみ運転の効果を検討した。
その結果、回転軸と軸受部材との接触点においてのみ、
固体材料が化学変化を起こし、これらの固体材料のフッ
素化合物が発生すること、およびこのフッ素化合物はな
じみ運転前の回転軸、軸受部材の摺動面を形成している
固体材料よりも硬度が低いことが確認された。
The present inventor studied the effect of running-in operation of the bearing by using CHF 3 (fluoroform) gas, which is a kind of fluorine-containing inert material, as an atmospheric gas.
As a result, only at the point of contact between the rotating shaft and the bearing member,
The solid material undergoes a chemical change to generate fluorine compounds of these solid materials, and this fluorine compound has a lower hardness than the solid material forming the rotating shaft and the sliding surface of the bearing member before running-in operation. It was confirmed that.

【0028】したがって、上記固体材料のフッ素化合物
が摩耗粉となって上記摺動面から脱離した後、相互の凝
着により成長することがなければ、なじみ運転用の雰囲
気としてCHF3 ガスを有効利用でき、本発明の目的を
達成することが可能となる。摺動面を形成する材料の設
計において、上記した特性をも考慮に入れることで、な
じみ運転を最終仕上げ加工工程として積極的に利用する
ことが可能になる。
Therefore, unless the fluorine compound of the solid material becomes wear powder and detaches from the sliding surface and does not grow due to mutual adhesion, CHF 3 gas is effective as a familiar operation atmosphere. Available to achieve the objects of the present invention. By taking the above-mentioned characteristics into consideration in designing the material for forming the sliding surface, it becomes possible to positively use the running-in operation as the final finishing process.

【0029】つぎに、本発明の実施例について説明す
る。
Next, an embodiment of the present invention will be described.

【実施例】【Example】

実施例1 図1は、この実施例で作製されたポリゴンモータ(ポリ
ゴンスキャナ)の縦断面図である。このポリゴンモータ
では、固定軸9と中空の回転軸10からなる動圧空気軸
受20をラジアル方向に用いている。また、固定軸9と
回転軸10は、モータの軽量化と高速回転のために比重
の小さいアルミニウム合金製とし、それぞれの回転摺動
面を、アルミナを主成分とするセラミックス(酸化物セ
ラミックス)で形成した。そのため固定軸9、回転軸1
0の表面に、前記セラミックスからなる被膜をプラズマ
溶射で形成した。図1において7は回転体、21は磁気
軸受、22はモータ部である。
Embodiment 1 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a polygon motor (polygon scanner) manufactured in this embodiment. In this polygon motor, a dynamic pressure air bearing 20 composed of a fixed shaft 9 and a hollow rotary shaft 10 is used in the radial direction. Further, the fixed shaft 9 and the rotating shaft 10 are made of an aluminum alloy having a small specific gravity in order to reduce the weight of the motor and to rotate at high speed, and each of the rotating sliding surfaces is made of ceramics mainly composed of alumina (oxide ceramics). Formed. Therefore, the fixed shaft 9 and the rotating shaft 1
On the surface of No. 0, a film made of the ceramics was formed by plasma spraying. In FIG. 1, 7 is a rotating body, 21 is a magnetic bearing, and 22 is a motor unit.

【0030】固定軸9、回転軸10それぞれの摺動面
を、アルミニウムを主成分とするセラミックスで形成す
るには固定軸9、回転軸10の全体を前記セラミックス
の焼結体で構成する方法も可能である。また、セラミッ
クスの被膜形成方法してはCVD、スパッタ、湿式(め
っき、陽極酸化)などが採用できるが、プラズマ溶射法
は他の方法に比べて成膜速度が速く、かつ基体材料であ
るアルミニウム合金との密着性が高いという利点があ
る。
In order to form the sliding surfaces of the fixed shaft 9 and the rotating shaft 10 with ceramics containing aluminum as a main component, there is also a method in which the whole of the fixed shaft 9 and the rotating shaft 10 is made of a sintered body of the ceramic. It is possible. As a method of forming a ceramic film, CVD, sputtering, wet (plating, anodic oxidation) and the like can be adopted. However, the plasma spraying method has a higher film forming rate than other methods, and has an aluminum alloy as a base material. There is an advantage that the adhesion to the film is high.

【0031】ハウジング1には、図示しない光学ハウジ
ングへの取付け基準面1aが、鍔状に形成されている。
ハウジング1の内部には、モータ部22を構成するプリ
ント基板3が配置され、ネジまたは接着剤によってハウ
ジング1に固定されている。プリント基板3の裏側に
は、巻線コイル4、ホール素子5が取り付けられ、コネ
クタ6とパターン配線されている。モータ方式は、回転
体7に取り付けられた偏平なロータマグネット8と巻線
コイル4が軸方向に対向したコアレスのブラシレスモー
タである。ハウジング1の下方には、回路基板(駆動回
路)17が一体的に設けられて、ハーネス18でモータ
のプリント基板3と接続され、ホール素子5の位置検出
信号に従って、順次巻線コイル4への通電を切り替えて
回転体7を回転させて定速制御するようになっている。
The housing 1 has a flange-shaped reference surface 1a for attachment to an optical housing (not shown).
A printed circuit board 3 constituting the motor unit 22 is disposed inside the housing 1 and is fixed to the housing 1 with screws or an adhesive. A winding coil 4 and a Hall element 5 are mounted on the back side of the printed circuit board 3 and are pattern-wired to a connector 6. The motor system is a coreless brushless motor in which a flat rotor magnet 8 attached to a rotating body 7 and a winding coil 4 face each other in the axial direction. A circuit board (drive circuit) 17 is integrally provided below the housing 1 and connected to the printed circuit board 3 of the motor with a harness 18. The energization is switched to rotate the rotating body 7 to perform constant speed control.

【0032】ハウジング1の中央には、動圧空気軸受を
構成する固定軸9が圧入固着あるいは焼きばめによって
堅固に固定されている。固定軸9の外周面には、動圧空
気軸受を構成するためのヘリングボーン溝9aが上下2
対形成されている。回転体7が回転を開始すると、回転
軸10と固定軸9との隙間の圧力が高まり、動圧軸受を
形成し、回転体7を非接触でラジアル方向に支持する。
動圧空気軸受の上端には磁石11aが固定され、回転体
7およびカバー12に取り付けられた磁石11b,11
cおよび振動減衰用の微細穴13とともに回転体7を軸
方向に支持する上下反発型の磁気軸受21を構成してい
る。
At the center of the housing 1, a fixed shaft 9 constituting a dynamic air bearing is firmly fixed by press-fitting or shrink fitting. On the outer peripheral surface of the fixed shaft 9, a herringbone groove 9a for forming a dynamic pressure air bearing is provided.
Is paired. When the rotating body 7 starts rotating, the pressure in the gap between the rotating shaft 10 and the fixed shaft 9 increases, forming a dynamic pressure bearing and supporting the rotating body 7 in a radial direction without contact.
A magnet 11a is fixed to the upper end of the hydrodynamic air bearing, and magnets 11b and 11 attached to the rotating body 7 and the cover 12 are provided.
An upper and lower repulsion type magnetic bearing 21 for supporting the rotating body 7 in the axial direction together with the micro holes 13 for c and the vibration damping is formed.

【0033】回転体7では、回転軸10の中ほどに形成
したフランジ部10aの上面にポリゴンミラー14を載
置し、ミラー押え15を挟んでネジを回転軸10に螺合
することにより、ポリゴンミラー14を係止固定してい
る。回転体7の下側には、ロータヨーク16が接着固定
され、さらにモータ用のロータマグネット8が接着固定
されている。ロータマグネット8はプラスチックででき
ているため、金属に比べると線膨張係数が大きく、機械
的強度が小さい。そのため、ロータヨーク16をカップ
状に形成し、ロータマグネット8の外径部を保持するこ
とで、高速回転による遠心力や発熱による熱膨張で半径
方向にロータマグネット8が膨張するのを抑え、回転体
7のバランスが崩れたり、ロータマグネット8が破壊し
たりしないようにしている。また、ロータヨーク16を
強磁性体とすることで、磁路を閉じて磁束漏洩を防止し
てモータ効率を上げている。ロータヨーク16の材料と
しては、例えば鉄鋼やステンレス鋼の板材が用いられて
いる。
In the rotating body 7, a polygon mirror 14 is mounted on the upper surface of a flange portion 10a formed in the middle of the rotating shaft 10, and a screw is screwed to the rotating shaft 10 with a mirror retainer 15 interposed therebetween. The mirror 14 is locked and fixed. A rotor yoke 16 is bonded and fixed to the lower side of the rotating body 7, and a rotor magnet 8 for a motor is further bonded and fixed. Since the rotor magnet 8 is made of plastic, it has a higher linear expansion coefficient and lower mechanical strength than metal. Therefore, by forming the rotor yoke 16 in a cup shape and holding the outer diameter portion of the rotor magnet 8, expansion of the rotor magnet 8 in the radial direction due to centrifugal force due to high-speed rotation or thermal expansion due to heat generation is suppressed, and 7 is prevented from being lost or the rotor magnet 8 is not broken. Further, by using a ferromagnetic material for the rotor yoke 16, the magnetic path is closed to prevent magnetic flux leakage, thereby increasing the motor efficiency. As a material of the rotor yoke 16, for example, a steel or stainless steel plate material is used.

【0034】モータ上部(スキャナ上部)には、固定軸
9に回転自在に嵌合された回転体7を囲むように内部が
くり抜かれたカバー12が、ハウジング1にネジで固定
される。カバー12には、図示しない半導体レーザから
のレーザ光の入出射用の開口部にガラス窓が両面テー
プ、または接着剤で固定されて密閉されている。
At the upper part of the motor (upper part of the scanner), a cover 12 whose inside is hollowed out so as to surround the rotating body 7 rotatably fitted to the fixed shaft 9 is fixed to the housing 1 with screws. In the cover 12, a glass window is fixed to an opening for inputting and outputting laser light from a semiconductor laser (not shown) with a double-sided tape or an adhesive, and is sealed.

【0035】一方、回転体7は不釣合い(アンバラン
ス)振動が非常に小さいレベルになるように、回転体上
下2カ所の修正面19a,19bでバランス修正が行わ
れている。バランス修正作業を容易に、且つ、効率的に
行うには、初期的な不釣合いは小さい方がよいので、回
転体7の各構成部品(8,10,14,15,16,1
1b)は経済性を考慮した加工精度範囲で回転軸心に対
する偏心量ができるだけ小さくなるように製作されてい
る。回転体の構成部品の1つであるロータヨーク16
も、比較的小さな嵌合隙間で回転軸嵌合円筒部に位置決
めされ、接着固定されている。
On the other hand, in the rotating body 7, the balance is corrected by two correcting surfaces 19a and 19b at upper and lower portions of the rotating body so that unbalanced (unbalanced) vibration is at a very small level. In order to easily and efficiently perform the balance correction work, it is better that the initial imbalance is small. Therefore, each component (8, 10, 14, 15, 16, 16, 1) of the rotating body 7 is preferable.
1b) is manufactured such that the amount of eccentricity with respect to the rotation axis is as small as possible within the processing accuracy range in consideration of economy. Rotor yoke 16 which is one of the components of the rotating body
Are also positioned in the rotary shaft fitting cylindrical portion with a relatively small fitting gap, and are adhesively fixed.

【0036】実験例1 実施例1に記載したポリゴンモータを使用した。すなわ
ち、基本的構成は図1に示すとおりで共通であるが動圧
空気軸受(を構成する固定軸9・回転軸10)の摺動面
の仕上げ程度が相違するポリゴンモータを4種類×3個
以上用意し、それぞれについてなじみ運転を行った。従
来の動圧空気軸受(を構成する固定軸・回転軸)では、
その摺動面の仕上げ精度をRmaxで0.5μm程度に
する必要があった。これは、研削加工後にラップ仕上げ
等を施すことで達成できる表面精度である。しかし、こ
の実施例ではラップ仕上げを行う前の固定軸・回転軸の
研削品もサンプルとして使用した。使用したポリゴンモ
ータ(全4種)は、以下のとおりである。
Experimental Example 1 The polygon motor described in Example 1 was used. That is, four types × 3 polygon motors having the same basic configuration as shown in FIG. 1 but different in the degree of finishing of the sliding surfaces of the dynamic pressure air bearings (the fixed shaft 9 and the rotating shaft 10). The above was prepared, and the familiar operation was performed for each. In the conventional dynamic pressure air bearing (fixed shaft and rotating shaft that constitutes),
The finishing accuracy of the sliding surface needs to be about 0.5 μm in Rmax. This is the surface accuracy that can be achieved by performing lapping or the like after grinding. However, in this example, ground and fixed shaft / rotation shaft grinding products before lapping were also used as samples. The used polygon motors (four types) are as follows.

【0037】ポリゴンモータA:回転軸・固定軸(軸受
部材)ともにラップ相当品 ポリゴンモータB:回転軸はラップ相当品、固定軸は研
削品 ポリゴンモータC:回転軸は研削品、固定軸はラップ相
当品 ポリゴンモータD:回転軸・固定軸ともに研削品 なじみ運転に際しては、ポリゴンモータ全体を簡単な構
造のケースに収納し、、その雰囲気を管理した。雰囲気
ガスとしては大気、窒素ガスおよびCHF3 ガスの3種
類(いずれも室温・常圧)を使用した。結果を下記[表
1]に示す。
Polygon motor A: Product equivalent to lap for both rotating shaft and fixed shaft (bearing member) Polygon motor B: Product equivalent to lap for rotating shaft, ground product for fixed shaft Polygon motor C: Grind product for rotary shaft, wrap for fixed shaft Equivalent product Polygon motor D: Grinding product for both rotating shaft and fixed shaft During familiar running, the entire polygon motor was housed in a case with a simple structure to control the atmosphere. As the atmosphere gas, three kinds of air, nitrogen gas and CHF 3 gas (all at room temperature and normal pressure) were used. The results are shown in Table 1 below.

【0038】[0038]

【表1】 評価基準: ◎:良好ななじみが可能 ○:ほぼ良好ななじみが可能 ×:良好ななじみはできなかった[Table 1] Evaluation Criteria: :: Good adaptation possible ○: Almost good adaptability possible ×: Good adaptability was not possible

【0039】モータAでは、いずれの雰囲気ガスでも安
定したなじみが行われたが、モータB,CおよびDで
は、雰囲気ガスの種類によってなじみの安定性が大きく
相違していた。以下、これについて説明するとともに、
本発明の有効性を明らかにする。
In the motor A, the adaptation was stable with any of the atmosphere gases, but in the motors B, C and D, the adaptation stability was greatly different depending on the type of the atmosphere gas. In the following, we explain this,
The effectiveness of the present invention will be clarified.

【0040】大気中ではモータB,CおよびDのいずれ
も、良好ななじみを行うことができず、その殆どが軸ロ
ック等の深刻な摺動不良を起こした。このときのモータ
を分解して摺動面の損傷程度を観察したところ、いずれ
も溶射膜の剥離が発生していた。
In the atmosphere, none of the motors B, C, and D could perform good adaptation, and most of them caused serious sliding failure such as shaft lock. At this time, when the motor was disassembled and the degree of damage to the sliding surface was observed, peeling of the sprayed film occurred in all cases.

【0041】これに対し窒素ガス雰囲気中でのモータ
B,Cのなじみ運転では、致命的な軸ロックは発生しな
かった。しかし、なじみ運転中にトルク上昇が確認され
たので解体して点検したところ、研削品側のみならずラ
ップ相当品側の溶射膜の一部が破壊して発生した多数の
摩耗粉が軸クリアランス内に堆積しているのが確認され
た。上記摩耗粉には、大きさがクリアランス以上のもの
も含まれており、これが回転トルクの上昇をもたらした
原因であると推察される。モータDでは、なじみ運転中
に回転が停止してしまうものもあり、摩耗粉の発生量は
仕上げ精度と関係があるものと思われる。ただし、大気
中のなじみ運転と異なり、溶射膜の剥離に至るものはな
かった。雰囲気ガスに酸素ガスが含まれていると、摩耗
粉同士の凝着力が増大して溶射膜が剥離するようになる
ものと推察される。
On the other hand, in the running-in operation of the motors B and C in the nitrogen gas atmosphere, no fatal shaft lock occurred. However, a rise in torque was confirmed during running-in operation, and when disassembled and inspected, a large amount of abrasion powder generated not only from the grinding product side but also from a part of the spray coating on the lap equivalent product side was generated inside the shaft clearance. It was confirmed that it had accumulated on The above-mentioned abrasion powder includes particles having a size equal to or larger than the clearance, which is presumed to be the cause of the increase in the rotational torque. In some cases, the rotation of the motor D is stopped during the running-in operation, and it is considered that the generation amount of the wear powder is related to the finishing accuracy. However, unlike the familiar operation in the atmosphere, there was nothing that led to the peeling of the sprayed film. It is presumed that when the oxygen gas is contained in the atmosphere gas, the adhesive force between the abrasion powders is increased and the sprayed film is peeled off.

【0042】雰囲気ガスとしてCHF3 ガスを用いた場
合には、モータA,B,CおよびDのいずれについても
(固定軸および回転軸が研削品であるときでも)、安定
ななじみ運転を行うことができた。このなじみ運転の結
果、軸クリアランス内に摩耗粉が観察されたが、固定軸
および回転軸の摺動面は、ラップ仕上げ相当品と同等、
またはこれよりも高度の表面精度となっていた。
When CHF 3 gas is used as the ambient gas, a stable running-in operation is required for all of the motors A, B, C and D (even when the fixed shaft and the rotating shaft are ground products). Was completed. As a result of this running-in operation, abrasion powder was observed in the shaft clearance, but the sliding surfaces of the fixed shaft and the rotating shaft were equivalent to those of the equivalent lap finish.
Or, the surface accuracy was higher than this.

【0043】CHF3 ガス雰囲気中でのなじみ運転によ
る軸クリアランス内の摩耗粉は、窒素ガス雰囲気中での
なじみ運転によるそれに比べて格段に微細化していた。
この摩耗粉について元素分析を行ったところフッ素が検
出された。これは、回転軸と固定軸との接触時に、これ
らがCHF3 ガスと化学反応を起こしていることを示し
ている。また回転軸、固定軸それぞれの摺動面からもフ
ッ素が検出された。さらに、上記摺動面の最表面部の硬
度は、アルミナのそれよりも低いことが確認された。
The wear powder in the shaft clearance due to the running-in operation in the CHF 3 gas atmosphere was significantly finer than that in the running-out operation in the nitrogen gas atmosphere.
When elemental analysis was performed on the abrasion powder, fluorine was detected. This indicates that when the rotating shaft and the fixed shaft come into contact with each other, they are chemically reacting with the CHF 3 gas. Fluorine was also detected from the sliding surfaces of the rotating shaft and the fixed shaft. Furthermore, it was confirmed that the hardness of the outermost surface of the sliding surface was lower than that of alumina.

【0044】以上のことから、CHF3 ガス雰囲気中で
なじみ運転を行うことによって、以下の効果が得られる
ことが明らかになった。 (1)いずれもラップ相当の仕上げを行わない固定軸お
よび回転軸を用いても、軸ロックなどの致命的な摺動不
良が発生することなく、なじみ運転を行うことができ、
摺動特性に優れたポリゴンモータを得ることができる。 (2)なじみ運転中に必然的に発生する摩耗粉の大きさ
を微細化することができ、軸クリアランス以上の大きさ
の摩耗粉の成長を防止することができる。 (3)固定軸や回転軸の摺動面上に、該摺動面よりも硬
度の低い表面層が形成され、これによって摺動面の固体
潤滑作用が発生する。
From the above, it has become clear that the following effects can be obtained by performing the familiar operation in the CHF 3 gas atmosphere. (1) Even if a fixed shaft and a rotating shaft that do not perform finishing equivalent to the lap are used, a running-in operation can be performed without causing a fatal sliding failure such as a shaft lock.
A polygon motor having excellent sliding characteristics can be obtained. (2) The size of the abrasion powder inevitably generated during the running-in operation can be reduced, and the growth of the abrasion powder having a size larger than the shaft clearance can be prevented. (3) A surface layer having a lower hardness than the sliding surface is formed on the sliding surface of the fixed shaft or the rotating shaft, whereby a solid lubricating action on the sliding surface occurs.

【0045】CHF3 ガスによる以上のような化学的作
用は、当然のことながら動圧軸受の雰囲気をCHF3
スに維持したときにのみ発生するから、なじみ運転後に
ポリゴンモータを通常の環境下で置いた場合には、それ
以上に上記化学的作用が進行することはない。またCH
3 ガスは、回転摺動を行っている部分にのみ選択的に
作用するものであるから、モータの他の部材が腐食され
るなどの現象は全く発生しない。
The chemistry described above by CHF 3 gas, because only occurs when the atmosphere of dynamic bearing was maintained at CHF 3 gas will be appreciated that the polygon motor after running-normal in the environment When placed, the chemical action does not proceed further. Also CH
Since the F 3 gas selectively acts only on the part that is rotating and sliding, no phenomenon such as corrosion of other members of the motor occurs.

【0046】なお、雰囲気ガスとしてCHF3 に代えて
CF4 (四フッ化炭素)、SF6 (六フッ化硫黄)な
ど、通常の環境下では化学的活性を示さない、フッ素原
子を構成原子として含む気体を使用して同様になじみ運
転を行ったところ、上記実施例と同等の優れた結果が得
られた。さらに、C5 12(パーフルオロペンタン)に
代表されるパーフルオロアルキルカーボンに(通常の環
境下では液体である)にポリゴンモータを浸漬して上記
実施例と同様ななじみ運転を行ったところ、同等に優れ
た結果が得られた。
As an atmosphere gas, instead of CHF 3 , a fluorine atom which does not show chemical activity under a normal environment, such as CF 4 (carbon tetrafluoride) or SF 6 (sulfur hexafluoride), is used as a constituent atom. When the same running-in operation was performed using a gas containing the same gas, excellent results equivalent to those of the above-described example were obtained. Further, when a polygon motor was immersed in perfluoroalkyl carbon represented by C 5 F 12 (perfluoropentane) (which is a liquid under a normal environment), the same running-in operation as in the above embodiment was performed. Equally good results were obtained.

【0047】実施例2 固定軸および回転軸の摺動面をステンレス鋼により形成
した以外は実施例1と同一にしてポリゴンモータを組み
上げ、実施例1と同じ要領でCHF3 ガス雰囲気中での
なじみ運転を行った。その結果、実施例1と同等の良好
な結果が得られた。
Example 2 A polygon motor was assembled in the same manner as in Example 1 except that the sliding surfaces of the fixed shaft and the rotating shaft were formed of stainless steel, and conformed in a CHF 3 gas atmosphere in the same manner as in Example 1. I drove. As a result, good results equivalent to those in Example 1 were obtained.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば以下に示す顕著な効果を得ることができる。 (1)請求項1に記載の動圧軸受の摺動安定化方法によ
る効果:回転軸および軸受部材の回転摺動面を所定の材
料で形成し、かつ所定の流体環境下でなじみ運転を行う
ことにより、回転軸および軸受部材の最終仕上げ加工の
手間を省くことができるとともに、安定な摺動特性を維
持できる動圧軸受を安価に提供することができる。した
がって本発明によれば、ラップ仕上げ相当の仕上げを施
していない回転軸および軸受部材を用いても、少ない工
程数で、軸ロックなどの致命的障害の発生しない(なじ
み運転中にトラブル発生しない)、信頼性の高いポリゴ
ンモータなどの小型高速回転モータを低コストで製造す
ることができる。
As apparent from the above description, according to the present invention, the following remarkable effects can be obtained. (1) Effect of the method for stabilizing sliding of a dynamic pressure bearing according to claim 1: A rotating shaft and a rotating sliding surface of a bearing member are formed of a predetermined material, and a running-in operation is performed under a predetermined fluid environment. Thus, it is possible to save time and effort for final finishing of the rotating shaft and the bearing member, and to provide a low-cost dynamic pressure bearing capable of maintaining stable sliding characteristics. Therefore, according to the present invention, even when a rotating shaft and a bearing member that have not been subjected to a finish equivalent to a lap finish are used, a critical failure such as a shaft lock does not occur with a small number of processes (no trouble occurs during a running-in operation). In addition, a small high-speed rotation motor such as a highly reliable polygon motor can be manufactured at low cost.

【0049】(2)請求項2に記載の動圧軸受の摺動安
定化方法による効果:回転軸を軸受部材に対し回転摺動
させることにより相互に剪断力を作用させているときに
のみ、前記流体環境を形成する流体と、回転軸および軸
受部材の回転摺動面との化学反応を起こさせ、該回転摺
動部分の形状および化学的組成を変化させることによっ
て、請求項1に記載の効果をもたらすなじみ運転を行う
ことができる。
(2) Effect of the method for stabilizing sliding of a dynamic pressure bearing according to the second aspect: Only when a rotating shaft is rotationally slid with respect to a bearing member to mutually exert a shearing force, The fluid according to claim 1, wherein a chemical reaction is caused between the fluid forming the fluid environment and the rotating sliding surface of the rotating shaft and the bearing member to change a shape and a chemical composition of the rotating sliding portion. Familiar driving that produces an effect can be performed.

【0050】(3)請求項3,4に記載の動圧軸受の摺
動安定化方法による効果:上記流体として通常の条件で
は化学的活性が極めて低い、フッ素原子を構成原子とし
て含む気体または液体を用いることにより、上記化学反
応が起こる箇所を、上記回転摺動部分に限定することが
できるので、該摺動部分以外において腐食などの問題が
発生するのを防止することが可能となる。
(3) Effect of the method for stabilizing sliding of a dynamic pressure bearing according to the third and fourth aspects: a gas or liquid containing fluorine atoms as constituent atoms, which has extremely low chemical activity under ordinary conditions as the fluid. By using, the location where the chemical reaction occurs can be limited to the rotary sliding portion, so that it is possible to prevent problems such as corrosion from occurring in portions other than the sliding portion.

【0051】(4)請求項5に記載の動圧軸受の摺動安
定化方法による効果:請求項1に記載の動圧軸受を用い
てポリゴンモータなど所定のモータを最終的に組み上げ
た後、該モータのなじみ運転を請求項3または4の方法
により、かつ該モータの実際の使用条件と同等の条件で
行うことにより、従来技術に比べて少ない工程で、摺動
特性に優れた動圧軸受を製造することができ、より安価
な動圧軸受(したがって、これを備えた高速回転モー
タ)提供することができる。
(4) Effect of the method for stabilizing sliding of the dynamic pressure bearing according to the fifth aspect: After a predetermined motor such as a polygon motor is finally assembled using the dynamic pressure bearing according to the first aspect, A dynamic pressure bearing having excellent sliding characteristics in a smaller number of steps as compared with the prior art by performing the running-in operation of the motor by the method according to claim 3 or 4 and under the same conditions as actual use conditions of the motor. Can be manufactured, and a more inexpensive dynamic pressure bearing (therefore, a high-speed rotation motor provided with the same) can be provided.

【0052】(5)請求項6,7に記載の動圧軸受の摺
動安定化方法による効果:回転軸および軸受部材の回転
摺動面を、酸化物セラミックスまたはステンレス鋼で形
成することによって、動圧軸受のなじみ運転で発生する
摩耗粉の硬度を、回転摺動面形成材料よりも低くするこ
とができ、かつ摩耗粉が軸クリアランスで凝着・成長す
るのを防止することができる。
(5) Effects of the method for stabilizing sliding of a dynamic pressure bearing according to claims 6 and 7: By forming the rotating sliding surfaces of the rotating shaft and the bearing member from oxide ceramics or stainless steel, The hardness of the abrasion powder generated by the running-in operation of the dynamic pressure bearing can be made lower than that of the material for forming the rotary sliding surface, and the abrasion powder can be prevented from adhering and growing at the shaft clearance.

【0053】(6)請求項8に記載の動圧軸受の摺動安
定化方法による効果:回転軸の表面、軸受部材の表面の
少なくとも一方の表面粗さRmaxを1μm以上に設定
して、動圧軸受を最終構成まで組み上げることにより、
動圧軸受の製造工程を大幅に簡略化することができて、
安価に提供することができる。
(6) Advantages of the method for stabilizing sliding of a dynamic pressure bearing according to claim 8, wherein the surface roughness Rmax of at least one of the surface of the rotating shaft and the surface of the bearing member is set to 1 μm or more, By assembling the pressure bearing to the final configuration,
The manufacturing process of dynamic pressure bearings can be greatly simplified,
It can be provided at low cost.

【0054】(7)請求項9に記載の動圧軸受による効
果:所定の摺動安定化処理を施した動圧軸受を用いてモ
ータを製造することにより、摺動特性に優れたポリゴン
モータなどの高速回転モータを低コストで提供すること
ができる。
(7) Advantages of the dynamic pressure bearing according to the ninth aspect: By manufacturing a motor using a dynamic pressure bearing which has been subjected to a predetermined sliding stabilization process, a polygon motor having excellent sliding characteristics. Can be provided at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係るポリゴンモータの縦断面
図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a polygon motor according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の動圧空気軸受の縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a conventional dynamic air bearing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7 回転体 9 固定軸(軸受部材) 9a ヘリングボーン溝 10 回転軸 14 ポリゴンミラー 17 回路基板(駆動回路) 20 動圧空気軸受 21 磁気軸受 22 モータ部 7 Rotating Body 9 Fixed Shaft (Bearing Member) 9a Herringbone Groove 10 Rotating Shaft 14 Polygon Mirror 17 Circuit Board (Drive Circuit) 20 Dynamic Pressure Air Bearing 21 Magnetic Bearing 22 Motor Part

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリゴンモータなどに用いられる動圧軸
受において、回転軸および軸受部材の回転摺動面を所定
の材料で形成し、かつ所定の流体環境下でなじみ運転に
より回転軸を軸受部材に対し回転摺動させてラップ仕上
げと同等の表面仕上げを行い、最終仕上げ加工の手間を
省くとともに、回転摺動の安定化、特に初期なじみ運転
の安定化を実現することを特徴とする動圧軸受の摺動安
定化方法。
1. A dynamic pressure bearing used for a polygon motor or the like, wherein a rotary shaft and a rotary sliding surface of a bearing member are formed of a predetermined material, and the rotary shaft is attached to the bearing member by running-in operation under a predetermined fluid environment. On the other hand, a dynamic pressure bearing characterized by achieving the same surface finish as lap finish by rotating and sliding, eliminating the need for final finishing and stabilizing rotating and sliding, especially the initial running-in operation. Sliding stabilization method.
【請求項2】 請求項1に記載の方法において、回転軸
を軸受部材に対し回転摺動させることにより相互に剪断
力を作用させているときにのみ発生する、前記流体環境
を形成する流体と、回転軸および軸受部材の回転摺動面
との化学反応によって、前記回転軸と軸受部材との回転
摺動部分の形状および化学的組成を変化させることを特
徴とする動圧軸受の摺動安定化方法。
2. The method according to claim 1, wherein the fluid forming the fluid environment is generated only when the rotating shaft is rotationally slid with respect to the bearing member so as to exert a shearing force on each other. Wherein the shape and chemical composition of the rotary sliding portion between the rotary shaft and the bearing member are changed by a chemical reaction between the rotary shaft and the rotary sliding surface of the bearing member. Method.
【請求項3】 請求項2に記載の方法において、前記流
体として、通常の温度・圧力条件下では化学的活性が極
めて低い、フッ素原子を構成原子として含む気体または
液体を用いることを特徴とする動圧軸受の摺動安定化方
法。
3. The method according to claim 2, wherein a gas or a liquid containing fluorine atoms as constituent atoms and having extremely low chemical activity under normal temperature and pressure conditions is used as the fluid. A sliding stabilization method for dynamic pressure bearings.
【請求項4】 請求項3に記載の方法において、前記気
体としてCHF3 (フルオロホルム)、CF4 (四フッ
化炭素)もしくはSF6 (六フッ化硫黄)、または前記
液体としてC5 12(パーフルオロペンタン)などのパ
ーフルオロアルキルカーボンを用いることを特徴とする
動圧軸受の摺動安定化方法。
4. The method according to claim 3, wherein the gas is CHF 3 (fluoroform), CF 4 (carbon tetrafluoride) or SF 6 (sulfur hexafluoride), or the liquid is C 5 F 12. A method for stabilizing sliding of a dynamic pressure bearing, comprising using a perfluoroalkyl carbon such as (perfluoropentane).
【請求項5】 回転摺動面を所定の材料で形成した回転
軸および軸受部材からなる動圧軸受を用いてポリゴンモ
ータなど所定のモータを最終構成まで組み上げた後、該
モータのなじみ運転を、請求項3または4に記載の方法
により、かつ該モータの実際の使用条件と同等の条件で
行うことを特徴とする動圧軸受の摺動安定化方法。
5. After assembling a predetermined motor such as a polygon motor to a final configuration using a hydrodynamic bearing including a rotating shaft and a bearing member having a rotating sliding surface formed of a predetermined material, a running-in operation of the motor is performed. A method for stabilizing sliding of a dynamic pressure bearing, wherein the method is performed by the method according to claim 3 and under conditions equivalent to actual conditions of use of the motor.
【請求項6】 請求項3,4または5に記載の方法にお
いて、前記回転軸および軸受部材の回転摺動面の少なく
とも一方、望ましくは両方を酸化物セラミックスで形成
することを特徴とする動圧軸受の摺動安定化方法。
6. The method according to claim 3, wherein at least one of the rotating shaft and the rotating sliding surface of the bearing member, preferably both, are formed of oxide ceramics. A method for stabilizing bearing sliding.
【請求項7】 請求項3,4または5に記載の方法にお
いて、前記回転軸および軸受部材の回転摺動面の少なく
とも一方、望ましくは両方をステンレス鋼で形成するこ
とを特徴とする動圧軸受の摺動安定化方法。
7. The dynamic pressure bearing according to claim 3, wherein at least one of the rotating shaft and the rotating sliding surface of the bearing member is preferably made of stainless steel. Sliding stabilization method.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれか一つの項に記載
の方法において、前記回転軸の回転摺動面、軸受部材の
回転摺動面の少なくとも一方の表面粗さRmaxを1μ
m以上に設定した動圧軸受を用いて、ポリゴンモータな
ど所定のモータを最終構成まで組み上げることを特徴と
する動圧軸受の摺動安定化方法。
8. The method according to claim 1, wherein a surface roughness Rmax of at least one of the rotating sliding surface of the rotating shaft and the rotating sliding surface of the bearing member is 1 μm.
A method for stabilizing sliding of a dynamic pressure bearing, comprising assembling a predetermined motor such as a polygon motor to a final configuration using a dynamic pressure bearing set to m or more.
【請求項9】 請求項1〜8のいずれか一つの項に記載
の摺動安定化方法により作製されたことを特徴とする動
圧軸受。
9. A dynamic pressure bearing produced by the method for stabilizing sliding according to claim 1. Description:
JP13051197A 1997-05-02 1997-05-02 Method for stabilizing sliding of dynamic pressure bearing and dynamic pressure bearing Pending JPH10306821A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002276653A (en) * 2001-03-16 2002-09-25 Citizen Watch Co Ltd Sliding slide and manufacturing method thereof

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