JPS6410687B2 - - Google Patents

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JPS6410687B2
JPS6410687B2 JP58114819A JP11481983A JPS6410687B2 JP S6410687 B2 JPS6410687 B2 JP S6410687B2 JP 58114819 A JP58114819 A JP 58114819A JP 11481983 A JP11481983 A JP 11481983A JP S6410687 B2 JPS6410687 B2 JP S6410687B2
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resin
hydrodynamic bearing
thrust
sleeve
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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、特に動
圧流体軸受の軸と軸受の微少な隙間を有効に管理
保証する為の動圧流体軸受に関するものである。
近年、レーザビームプリンター等に用いられる
例えば多面鏡（ポリゴン）駆動用モータ、VTR
用モータ、磁気デイスク用モータ等、高速、高寿
命、低回転ムラを要求される高精度モータにおい
ては、高速回転時のすぐれた軸受性能及び低トル
ク、低回転ムラ等の理由で空気等の気体、又はオ
イル等の液体を媒体にした動圧流体軸受が用いら
れて来ている。このような動圧流体軸受は定常時
固定側と回転側の間に微少な隙間（２〜10μ程
度）を保持しながら非接触で回転することに特徴
があり、その軸受性能（回転精度、ムラ、トルク
等）もそれに由来している。
この隙間の保証は固定側と回転側の焼付きとか
摩耗粉によるグリスオイル等の劣化という軸受に
とつ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隙間に微粉が入らな
い様に、また軸受面に傷等がない様に、またつか
ない様に、細心の注意がはらわれており、またモ
ータ自身もクリーンエアーを密封するなど一度き
ちんと組立てられれば問題を起こさない様に考慮
されている。
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
を少し浮かせて（例えば第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の絞り孔７
を閉じる）手で回して接触音を耳で確認する方法
とかモータとして徐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、ともに作業者の勘に左右され、作業性が悪
く量産などにはとても向かないものであつた。
そこで、本発明はこれらの欠点に鑑みて改良さ
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。
本発明の他の目的は動圧軸受部に用いられてい
る樹脂材料に導電性を持たせ、固定側と回転側の
導通性をチエツクすることができる動圧流体軸受
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
成は軸と軸受との間に流体を介在させて該両者を
非接触状態で相対的に回転する動圧流体軸受で、
該軸受の一部又は全部を自己潤滑性樹脂で構成
し、該樹脂に導電性材料が混入されていることを
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詳細に説明
する。第１図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ポリゴン駆動用周対向型
モータ構成で、外筒１に固定された軸２にはヘリ
ーングボーン状の溝３、スパイラル状の溝４が刻
まれており、またこの軸２は半径隙間が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６の中央には絞り効果によりスラスト方向
に圧力を発生させ回転部分を所定の高さに浮上さ
せる絞り孔７があいている。
また、このスリーブ５にはポリゴン８、ロータ
としてのマグネツト９、回転体のバランスを取る
バランスリング１０が取りつけられ、マグネツト
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
読みとりPLL制御（位相同期制御）の為のタツ
ク信号を得る反射型センサ１３が取りつけられ全
体としてPLL制御のDC（直流）ホールモータを構
成している。
ここで、ステータコイル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り矢印１４の
様に流入しスパイラル及びヘリボーン溝３，４、
上部絞り孔７によりラジアル、スラスト方向に空
気膜による圧力が発生し軸２とスリーブ５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６である。
このスラスト受け６は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
あるのに対し絞り孔７とスパイラル溝４による気
体のポンピング作用により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
少なくする様にスラスト受けの断面は曲等の大き
な球状をしており、またその材質も金属同志の接
触では、かじり、焼付き、トルクの増加がある為
ポリアセタール、ポリエチレン、ナイロン、テト
ロン等の自己潤滑性のある樹脂で作られている。
その結果スラスト負荷が500ｇ程度であれば数万
回の起動停止によつてもそのトルク変化摩耗量は
実用的に問題ないレベルに収まつている。
なお、スラスト受け６、軸受スリーブ１５、ス
ラスト板１６はポリアセタール、ナイロン、テト
ロン、ポリフエニレンサルフアイド樹脂等の自己
潤滑性樹脂にカーボンフアイバーを重量比で25％
以上含ませてあり、この結果、体積固有抵抗は
107Ωcm以下となり、導電性を持ち、また一般に
軸１，１４及びスリーブ６はSUS又はＳ材で作
られており、また摺動性を考えてCrメツキ（化
学ニツケルメツキに樹脂を含浸させたもの）等が
ほどこされている為ラジアル方向、スラスト方向
両方に対してオシロによる導通チエツクが可能と
なり隙間の大きさに対し有害な金属性の微粉存
在、傷によるカエリの接触等が耳で観察するのに
比べ早く確実に行える様になり、また定常回転時
の固定側と回転側が接触する様な有害な振動（ホ
ワール、エアーハンマー等）の確認も可能にな
り、また浮上りの確認は特に第１図の様な回転ス
リーブタイプの場合には軸とスリーブ内面の関係
がうまくいつていない場合は当然である所定の回
転数での浮上りがないため軸受全体の総合性能の
チエツクにもなり、また所定回転数での浮上りは
起動停止の回数を保証することにつながる。
そして、カーボンフアイバーの混入は樹脂の耐
摩耗性を向上させ、実験によれば、カーボンを入
れない場合の起動停止回数に対し２倍以上の回数
に耐える。
以上、ここでは導電性を持たせる為にカーボン
フアイバーについてのみ述べたが本発明の主旨か
らいえば樹脂に導電性を持たせることにあり、金
属粉、導電性の有機顔料等を混入させることも考
えられる。
またモータ構成も第１図に限られるわけではな
く溝を持つ動圧軸受ではなく、テイルテイングパ
ツド、フオイルタイプの動圧軸受でも、また磁気
軸受とのハイブリツドタイプの構成であつてもそ
の動圧軸受部に用いられている樹脂部を導電性に
し非接触の確認が出来る。
次に、第２図において、他の実施例を説明す
る。第２図は第１図と同様なDCホールモータで、
面対向モータ（いわゆるフラツトモータ）である
こと及び軸受がグリースまたはオイルを媒体にし
た軸回転型の動圧軸受である。なお、第１図のも
のと同じ機能をもつものは同一番号を付してその
説明を省略する。
ここで、軸１４にはポリゴン８、マグネツト９
を支持するホルダー１８が固定され、マグネツト
９に対向して、ステータコイル１１、２ケのホー
ル素子１２及びマグネツトの磁極の変化より回転
数をカウントする為のホールIC１９がステータ
コイル１１を固定しているプリント板２０に設け
られている。
そして軸受には粘性の大きいグリス又はオイル
等の液体が介在する為、隙間の許容値が大きいこ
と（半径隙間10μ程度）、低速時にもグリス等が
潤滑剤となることから、その内面にヘリーングボ
ーン溝を一体成形した樹脂の軸受スリーブ１５が
軸受ホルダー１７に圧入され、また軸端に対向し
て、中心に球状の微少突起を持ち周囲にスパイラ
ル溝を持つ樹脂成形のスラスト板１６が固定され
ている。この結果、グリスオイルを使用している
為高速には向かないが10000rpmまでの中速域に
対し非常に安価な動圧軸受が得られる。
また、軸受に樹脂を用いる場合、高速回転時樹
脂表面が帯電してしまい、樹脂表面から軸に放電
が生じ、樹脂表面が荒れてしまうことがあつた。
本発明は、自己潤滑性樹脂に導電性材料を混入
するため、樹脂表面の帯電による問題をも解決で
きる。
以上説明したように本発明の構成によれば、電
気的導通性により軸受性能を簡単にチエツクでき
るものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示した断面図、第２
図は本発明の他の実施例を示した断面図である。 ６はスラスト受け、１６はスラスト板である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 軸と軸受の間に流体を介在させて、該両者を
    非接触状態で相対的に回転する動圧流体軸受にお
    いて、 該軸受の一部又は全部を自己潤滑性樹脂で構成
    し、該自己潤滑性樹脂には導電性材料が混入され
    ていることを特徴とする動圧流体軸受。 ２ 上記導電性材料はカーボンであり、自己潤滑
    性樹脂に対して重量比で25％以上混入されている
    特許請求の範囲第１項に記載の動圧流体軸受。 ３ 上記自己潤滑性樹脂の体積固有抵抗は107Ω
    cm以下であるである特許請求の範囲第１項もしく
    は第２項に記載の動圧流体軸受。
JP58114819A 1983-06-24 1983-06-24 動圧流体軸受 Granted JPS604617A (ja)

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JP58114819A JPS604617A (ja) 1983-06-24 1983-06-24 動圧流体軸受
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JP58114819A JPS604617A (ja) 1983-06-24 1983-06-24 動圧流体軸受

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JPS604617A JPS604617A (ja) 1985-01-11
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