JPS6098213A - 動圧流体軸受 - Google Patents
動圧流体軸受Info
- Publication number
- JPS6098213A JPS6098213A JP20644483A JP20644483A JPS6098213A JP S6098213 A JPS6098213 A JP S6098213A JP 20644483 A JP20644483 A JP 20644483A JP 20644483 A JP20644483 A JP 20644483A JP S6098213 A JPS6098213 A JP S6098213A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- ceramic
- dynamic pressure
- thrust
- pressure fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/043—Sliding surface consisting mainly of ceramics, cermets or hard carbon, e.g. diamond like carbon [DLC]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は動圧流体軸受に関するもので、特に例、ｔば、
レーザービームプリンターに用いられる多面鏡（ポリゴ
ン）駆動用のモーター、その他ＶＴＲ用のモーター、磁
気ディスク用のモーター等の高速回転する高精度モータ
ーに使用される動圧流体軸受に関するものである。
レーザービームプリンターに用いられる多面鏡（ポリゴ
ン）駆動用のモーター、その他ＶＴＲ用のモーター、磁
気ディスク用のモーター等の高速回転する高精度モータ
ーに使用される動圧流体軸受に関するものである。
従来、この種の装置においては高速回転時のすぐれた軸
受性能及び低トルク、低回転ムラ防止等のため空気等の
気体を媒体とした動圧流体軸受が用いられている。ここ
で、まず、このような動圧流体軸受を用いたモーターの
例としてポリゴン駆動用モーターについて第１図に示す
。
受性能及び低トルク、低回転ムラ防止等のため空気等の
気体を媒体とした動圧流体軸受が用いられている。ここ
で、まず、このような動圧流体軸受を用いたモーターの
例としてポリゴン駆動用モーターについて第１図に示す
。
第１図はその断面図である。第１図に示された駆動モー
ターは空気を媒体とした動圧軸受を用いたスリーブ回転
タイプのモーター機構で外筒１に固定された軸２にはへ
リボーン状の溝５及びスパイラル状の溝４が刻まれてお
シ、またこの軸２は半径スキマが３〜１０μ程度になる
様に回転するスリーブ５でおおわれている。
ターは空気を媒体とした動圧軸受を用いたスリーブ回転
タイプのモーター機構で外筒１に固定された軸２にはへ
リボーン状の溝５及びスパイラル状の溝４が刻まれてお
シ、またこの軸２は半径スキマが３〜１０μ程度になる
様に回転するスリーブ５でおおわれている。
そしてこのスリーブ上端には停止時に軸端と接触するス
ラスト受け６が圧入され、そのスラスト受けの中央にけ
絞シ効果によシスラスト方向に圧力を発生させ回転部分
を所定の高さに浮上させる絞シ孔７がおいている。
ラスト受け６が圧入され、そのスラスト受けの中央にけ
絞シ効果によシスラスト方向に圧力を発生させ回転部分
を所定の高さに浮上させる絞シ孔７がおいている。
また、このスリーブ５にはポリゴン８、ローターとして
のマグネット９回転体のバランスを取るバランスリング
１０が取シつけられ、マクネット９に対向して外筒には
ステータコイル１１、ホール素子１２、バランスリング
の白黒のパターンを読み取９ＰＬＬ制御の為のタック信
号を得る反射型上ンナ１３が取シつけられ、全体として
ＰＬＬ制御のＤＯホールモーターを構成している。
のマグネット９回転体のバランスを取るバランスリング
１０が取シつけられ、マクネット９に対向して外筒には
ステータコイル１１、ホール素子１２、バランスリング
の白黒のパターンを読み取９ＰＬＬ制御の為のタック信
号を得る反射型上ンナ１３が取シつけられ、全体として
ＰＬＬ制御のＤＯホールモーターを構成している。
ここで、ステータコイル１１に電流が流れるとスリーブ
５が回転し空気が前記の溝によシ矢ｌ：０１４の様に流
入しスパイラル溝４及びヘリボーン溝３、上部絞シ孔７
によシラシアル、スラスト方向に空気膜による圧力が発
生し軸とスリーブは接触することなしに回転し、ＰＬＬ
制御で一定回転数に制御されて回転しつづけることにな
る。
５が回転し空気が前記の溝によシ矢ｌ：０１４の様に流
入しスパイラル溝４及びヘリボーン溝３、上部絞シ孔７
によシラシアル、スラスト方向に空気膜による圧力が発
生し軸とスリーブは接触することなしに回転し、ＰＬＬ
制御で一定回転数に制御されて回転しつづけることにな
る。
ここで、この様なタテ型の構成で動圧軸受として重要な
要素はスラスト受けるである。軸外周の溝とスリーブ内
面がラジアル方向の剛性を持つラジアル軸受部であるの
に対しこのスラスト受け６は絞シ孔７と、スパイラル溝
４による気体のポンピング作用によシスラスト剛性を持
つスラスト軸受部として働く。そして低速時は圧力が低
いため軸端部との間で接触回転するためこの軸受の寿命
を決定する重要な部品である。
要素はスラスト受けるである。軸外周の溝とスリーブ内
面がラジアル方向の剛性を持つラジアル軸受部であるの
に対しこのスラスト受け６は絞シ孔７と、スパイラル溝
４による気体のポンピング作用によシスラスト剛性を持
つスラスト軸受部として働く。そして低速時は圧力が低
いため軸端部との間で接触回転するためこの軸受の寿命
を決定する重要な部品である。
その為ここではその接触抵抗を少なくする様にパンスト
受けの端面は曲率の大きな球状をしておシまたその材質
も金属同志の接触でにかじシ焼付き、トルクの増加があ
る為、アルミナ、窒化ケイ素等のセラミックのムク又は
コーティングがなされておシ、゛また相手側軸又は釉端
も同様にセラミック又はセラミックコーティングがなさ
れ、耐マモウ性、耐久性の向上を計っている。その結果
スラスト負荷が５ｏｏｙ程度であれば５万回程度の起動
停止によってもそのトルク変化、マモウ量は実用的に問
題ないレベルに収まって＾る。
受けの端面は曲率の大きな球状をしておシまたその材質
も金属同志の接触でにかじシ焼付き、トルクの増加があ
る為、アルミナ、窒化ケイ素等のセラミックのムク又は
コーティングがなされておシ、゛また相手側軸又は釉端
も同様にセラミック又はセラミックコーティングがなさ
れ、耐マモウ性、耐久性の向上を計っている。その結果
スラスト負荷が５ｏｏｙ程度であれば５万回程度の起動
停止によってもそのトルク変化、マモウ量は実用的に問
題ないレベルに収まって＾る。
第２図は、軸回転型の動力流体軸受を利用したモータの
断面図で、第１図と同様ＤＣボールモータ構成であシ、
同じ機能部には同番号を付してその説明を省略しである
。そしてこのモータの場合は軸１５にマグネット９、バ
ランスリング１０．ポリゴン８が固定され、また、上下
２ケ所にその外周にヘリボーン溝１＜Ｓ、１８が刻まれ
、その面と外筒に固定された軸受１７，１９円面が小さ
なスキマ（２〜５μ）を介して向い合ってお多軸が回転
することで発生する空気膜の圧力によって非接触でラジ
アル方向を支持し・スラスト方向は、上軸受１９の上面
と下面にスパイラル溝が刻まれた軸に固定されたスラス
ト板２０との間にを気膜が形成され、その溝にょ多発生
する圧力で支える様になっている。
断面図で、第１図と同様ＤＣボールモータ構成であシ、
同じ機能部には同番号を付してその説明を省略しである
。そしてこのモータの場合は軸１５にマグネット９、バ
ランスリング１０．ポリゴン８が固定され、また、上下
２ケ所にその外周にヘリボーン溝１＜Ｓ、１８が刻まれ
、その面と外筒に固定された軸受１７，１９円面が小さ
なスキマ（２〜５μ）を介して向い合ってお多軸が回転
することで発生する空気膜の圧力によって非接触でラジ
アル方向を支持し・スラスト方向は、上軸受１９の上面
と下面にスパイラル溝が刻まれた軸に固定されたスラス
ト板２０との間にを気膜が形成され、その溝にょ多発生
する圧力で支える様になっている。
この場合も、第１図と同様にモータがタテ型で用いられ
る場合、スラスト板２ｏの耐久性が軸受の性能寿命に大
きく影響するため、スラスト板２０、上軸受１９がアル
ミナ等のセラミック又はセラミックコーティングされて
いる。ま以上の説明にも示さｎた通シ、動圧軸受は。
る場合、スラスト板２ｏの耐久性が軸受の性能寿命に大
きく影響するため、スラスト板２０、上軸受１９がアル
ミナ等のセラミック又はセラミックコーティングされて
いる。ま以上の説明にも示さｎた通シ、動圧軸受は。
定常時、固定側と回転側の間に微少なスキマ（２〜１０
μ程度）を保持しながら非接触で回転することに特徴が
あシ、その棚受性能（回転精度、ムラ、トルク等）もそ
れに由来している。
μ程度）を保持しながら非接触で回転することに特徴が
あシ、その棚受性能（回転精度、ムラ、トルク等）もそ
れに由来している。
このスキマの保証は軸受の焼付きという軸受にとっては
致命的なトラブルを防止する上で非常に重要である。そ
の為組立に際してもそのスキマ（て微粉が入らない様に
、また軸受面にキズ等がない様に、またつかない様に細
心の注意がはられれておシ、またモータ自身シーリング
等の考Ｎ１クエーンエアーを密封するンよど一度組立て
られれば問題を起こさない様に構成、組立てられる。し
かし、この組立直後の状態を確認する有効な手段がない
ため、従来はスラスト方向に回転部分を少し浮かせ（１
ソリえば第１図のモータでは、スリーブ５を少し浮かせ
て、スラスト受け６の絞）孔７を閉じる）で手で回して
接触音を耳で確認する方法とか、或はモータとして組上
げた後従々に回転数を上げていき異音の発生、振動を観
察するという方法がとられていたが、ともに作業者のカ
ンに左右され、作業性が悪く殖産などにはとても向かな
論ものであった。
致命的なトラブルを防止する上で非常に重要である。そ
の為組立に際してもそのスキマ（て微粉が入らない様に
、また軸受面にキズ等がない様に、またつかない様に細
心の注意がはられれておシ、またモータ自身シーリング
等の考Ｎ１クエーンエアーを密封するンよど一度組立て
られれば問題を起こさない様に構成、組立てられる。し
かし、この組立直後の状態を確認する有効な手段がない
ため、従来はスラスト方向に回転部分を少し浮かせ（１
ソリえば第１図のモータでは、スリーブ５を少し浮かせ
て、スラスト受け６の絞）孔７を閉じる）で手で回して
接触音を耳で確認する方法とか、或はモータとして組上
げた後従々に回転数を上げていき異音の発生、振動を観
察するという方法がとられていたが、ともに作業者のカ
ンに左右され、作業性が悪く殖産などにはとても向かな
論ものであった。
そこで、本発明は以上の諸欠点に＠みて改良された新規
な動圧流体軸受を提供することを目的とするものである
。
な動圧流体軸受を提供することを目的とするものである
。
本発明の別の目的は動圧軸受部のセラミックに導電性を
持たせて、軸受部の固定側と回転側の導通性のチェック
を行なうことができるようにした動圧流体軸受−を提供
することである。
持たせて、軸受部の固定側と回転側の導通性のチェック
を行なうことができるようにした動圧流体軸受−を提供
することである。
即ち、上記目的を達成できる本発明の主要な構成は相対
運動をする面の間に介在する流体に回転によシ圧力を発
生させて回転部材を支承する軸受の一部又は全部にセラ
ミックを用いた動圧流体軸受で、該セラミックに導電性
を持たせたことを特徴とした動圧流体軸受である。
運動をする面の間に介在する流体に回転によシ圧力を発
生させて回転部材を支承する軸受の一部又は全部にセラ
ミックを用いた動圧流体軸受で、該セラミックに導電性
を持たせたことを特徴とした動圧流体軸受である。
以下、本発明の具体的実施例について図に従って詳細に
説明する。ｎσ述の第１図及び第２図において、スラス
ト受け６、スラスト板２０、軸端６、軸受１９等に用い
られるセラミックはアルミナ等のセラミック内にタング
ステン等の金属粉を重量比で２５係以上含ませてあ）、
この結果、体積固有抵抗は１０７以下となシ、導電性を
持ち、また一般にその他の部分は５ＵＩ３ｆｉはＳ材で
作られておシ、また摺動性を考えて、Ｏｒメツキーダツ
クス処理等がほどこされている為ラジアル方間、スラス
ト方向の両方に対してオシロによる導通チェックが可能
となりスキマの大きさに対し有：ｇな金属性の微粉存在
、キズによるカエリの接触等が耳で観察するのに比べ早
く、確人に行なえる様になる。また、定常回転時の固定
１）ＩＱと回転側が接触する様な有否な振動（ホワール
、エアー）＼ンマー４）の確認も可能になる。また、浮
上シの確認は、特に１訂１図の様な回転スリーブタイプ
の場合に１ま釉とスＩＪ−プ内面の関係がうまくいって
いない場合は当然ある所定の回転数での浮上シがないた
め軸受全体の総合性能のチェックにもなシ、また所定回
転数での浮上シは起動停止の回数を保柾することにつな
がる。
説明する。ｎσ述の第１図及び第２図において、スラス
ト受け６、スラスト板２０、軸端６、軸受１９等に用い
られるセラミックはアルミナ等のセラミック内にタング
ステン等の金属粉を重量比で２５係以上含ませてあ）、
この結果、体積固有抵抗は１０７以下となシ、導電性を
持ち、また一般にその他の部分は５ＵＩ３ｆｉはＳ材で
作られておシ、また摺動性を考えて、Ｏｒメツキーダツ
クス処理等がほどこされている為ラジアル方間、スラス
ト方向の両方に対してオシロによる導通チェックが可能
となりスキマの大きさに対し有：ｇな金属性の微粉存在
、キズによるカエリの接触等が耳で観察するのに比べ早
く、確人に行なえる様になる。また、定常回転時の固定
１）ＩＱと回転側が接触する様な有否な振動（ホワール
、エアー）＼ンマー４）の確認も可能になる。また、浮
上シの確認は、特に１訂１図の様な回転スリーブタイプ
の場合に１ま釉とスＩＪ−プ内面の関係がうまくいって
いない場合は当然ある所定の回転数での浮上シがないた
め軸受全体の総合性能のチェックにもなシ、また所定回
転数での浮上シは起動停止の回数を保柾することにつな
がる。
ただ、一般にセラミックに金属粉等を混入させるとその
耐マモク性は少し低下するが実用Ｖベル（数万回の起動
停止）を考えれば十分である。そしてまた、不発明の主
旨からいえばセラミック部分に導電性を持たせることに
あ）、それ自体で導電性を持つ様なセラミック材料、辺
］えばチタニア系、７オルステテタン系の材料を用いて
焼結すれば表面にチタン層が出来る為２藻電性を持たせ
ることが出来る。
耐マモク性は少し低下するが実用Ｖベル（数万回の起動
停止）を考えれば十分である。そしてまた、不発明の主
旨からいえばセラミック部分に導電性を持たせることに
あ）、それ自体で導電性を持つ様なセラミック材料、辺
］えばチタニア系、７オルステテタン系の材料を用いて
焼結すれば表面にチタン層が出来る為２藻電性を持たせ
ることが出来る。
また、モータ構成も第１図及び第２図に限られるわけで
はなく溝を持″）動圧軸受ではなく、テイルテイ／グパ
ツド、フォイルタイプの動圧軸受でも、また磁気軸受と
の７％（ブリット°タイプの構成であっても、その動圧
軸受部に用いられているセラミック部を４電性にし、非
接触の確認が出来る。
はなく溝を持″）動圧軸受ではなく、テイルテイ／グパ
ツド、フォイルタイプの動圧軸受でも、また磁気軸受と
の７％（ブリット°タイプの構成であっても、その動圧
軸受部に用いられているセラミック部を４電性にし、非
接触の確認が出来る。
以上説明した様に本発明の構成によれば軸受のスキマを
導通性をチェックすることによシ容
導通性をチェックすることによシ容
第１図及び第２図は本発明の実施伊１を示した断面図で
ある。 図において３は軸端、６はスラスト受をす、１９は軸受
、２０はスラスト板である。
ある。 図において３は軸端、６はスラスト受をす、１９は軸受
、２０はスラスト板である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）相対運動をする面の間に介在する流体に回転によ
ル圧力を発生させて回転部材を支承する軸受の一部又は
全部にセラミックを用いた動圧流体軸受におＡて、該セ
ラミックに導電性を持たせたことを特徴とした動圧流体
軸受。 （２）該化２ミックが重量比２５チ以上の金属粉を含む
アルミナ（ＡＪ２０３）である特許請求の範囲第１項記
載の動圧流体軸受。 （６）該セラミックが材質自体に導電性があるチタンア
系又は７オルステチタン系のセラミックである特許請求
の範囲第１項記載の動圧流体軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20644483A JPS6098213A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 動圧流体軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20644483A JPS6098213A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 動圧流体軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6098213A true JPS6098213A (ja) | 1985-06-01 |
Family
ID=16523473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20644483A Pending JPS6098213A (ja) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | 動圧流体軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6098213A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61236917A (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-22 | Ebara Corp | 軸受装置 |
| JPH01288611A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 動圧型気体軸受装置 |
| JPH05187436A (ja) * | 1992-07-30 | 1993-07-27 | Ebara Corp | 気体動圧軸受 |
| GB2369511B (en) * | 2000-11-17 | 2003-09-03 | Samsung Kwangju Electronics Co | Mobile robot |
| KR20040041456A (ko) * | 2002-11-11 | 2004-05-17 | 삼성전기주식회사 | 공기동압 베어링 및 스핀들 모터 |
-
1983
- 1983-11-02 JP JP20644483A patent/JPS6098213A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61236917A (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-22 | Ebara Corp | 軸受装置 |
| JPH01288611A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 動圧型気体軸受装置 |
| JPH05187436A (ja) * | 1992-07-30 | 1993-07-27 | Ebara Corp | 気体動圧軸受 |
| GB2369511B (en) * | 2000-11-17 | 2003-09-03 | Samsung Kwangju Electronics Co | Mobile robot |
| KR20040041456A (ko) * | 2002-11-11 | 2004-05-17 | 삼성전기주식회사 | 공기동압 베어링 및 스핀들 모터 |
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