(57)【要約】    【課題】  ラジアル軸受を軸受ホルダに圧入する、という工程を回避することで、圧入によるラジアル軸受の変形を防ぎ、ひいてはラジアル軸受の特性悪化を防ぐことにある。    【解決手段】  回転軸３を回転可能に支持する軸受（ラジアル軸受１２）と、軸受（ラジアル軸受１２）の下端面１２ｂが内周面（段部１１ａ）に当接された軸受ホルダ１１と、を有する軸受装置において、軸受（ラジアル軸受１２）の上端面１２ａを、弾性力によって軸方向に押圧する弾性部材（板バネ１４）を備えていることを特徴とする。【選択図】          図２
2006183816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を回転可能に支持する軸受と、
前記軸受の下端面が内周面に当接された軸受ホルダと、を有する軸受装置において、
前記軸受の上端面を、弾性力によって軸方向に押圧する弾性部材を備えていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記弾性部材の一端は、前記軸受ホルダに固定されていることを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
【請求項３】
前記軸受の上端面及び下端面は、平坦に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の軸受装置。
【請求項４】
前記弾性部材は、板バネであることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の軸受装置。
【請求項５】
前記軸受は、焼結含油軸受であることを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受部材に挿通された回転軸（シャフト）を回転可能に支持する軸受装置に関するものであって、特に、軸受部材の変形を防ぐ軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーザプリンタ，複写機，車間測定装置など、ポリゴンミラー（回転多面鏡）を有するレーザミラー照射装置は様々なところで用いられている。そして、このレーザミラー照射装置には、ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンミラー回転駆動装置が設けられている。ポリゴンミラー回転駆動装置の機械構造について、図７を用いて概説する。
【０００３】
図７は、従来のポリゴンミラー回転駆動装置１１０の機械構造を示す縦断面図である。なお、図７では、便宜的に、回転軸１１２の左半分のみを図示している。また、従来のポリゴンミラー回転駆動装置１１０の機械構造は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
従来のポリゴンミラー回転駆動装置１１０は、フレーム１１１と、フレーム１１１に取り付けられた軸受装置１１３と、軸受装置１１３によって回転可能に支持された回転軸１１２と、回転軸１１２の上端部分に圧入固定されたミラー台座１１４と、ミラー台座１１４に載置されたポリゴンミラー１１５と、ミラー台座１１４の下端面に固着されたロータケース１１７と、を有している。
【０００５】
このロータケース１１７の周壁の内側には、ロータマグネット１１６が取り付けられており、このロータマグネット１１６は、ステータコア１１８の突極の外周面と所定間隔をおいて対向している。そのため、このステータコア１１８に巻回されたコイル１１９を通電制御することによって、ロータマグネット１１６が付勢され、ロータケース１１７が回転するようになっている。
【０００６】
ここで、軸受装置１１３は、軸受ホルダ１２０の内孔に圧入によって嵌合保持され、回転軸１１２を回転可能に支持する軸受孔が形成された円筒形のラジアル軸受１２１と、回転軸１１２の下端面１１２ｂを支持するスラスト軸受１２２と、から構成されている。
【０００７】
回転軸１１２の動圧面１１２ａと、ラジアル軸受１２１の動圧面１２１ａとは、径方向の隙間を介して環状に対向するように設けられており、その隙間にはオイル等の潤滑流体が注入されている。そして、この潤滑流体は、回転軸１１２の回転時、回転軸１１２又はラジアル軸受１２１のいずれか一方或いは双方に設けられた動圧発生手段によるポンピング作用によって加圧される。その結果、潤滑流体の動圧に基づき、回転軸１１２がラジアル軸受１２１と相対的に回転可能に支持される。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１２５５０５号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述したように、ラジアル軸受１２１は、軸受ホルダ１２０の内孔に、圧入によって嵌合保持されていることから、径方向に生ずる応力により変形してしまい、所定の特性が発揮できない場合がある。
【００１０】
この点、ラジアル軸受内周面の軸方向中央付近において、径方向の厚みを薄くしたラジアル軸受（いわゆる内径中逃げラジアル軸受）を軸受ホルダに圧入する際に、ラジアル軸受外周面の軸方向中央付近のみを圧入することによって、ラジアル軸受の変形を防ぐ技術が開発されている。しかし、このような技術であっても、結局はラジアル軸受を軸受ホルダに圧入する、という工程を伴うことから、ラジアル軸受の特性悪化（ラジアル軸受の真円度の低下など）を防ぐのは困難である。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ラジアル軸受を軸受ホルダに圧入する、という工程を排除することで、圧入によるラジアル軸受の変形を防ぎ、ひいてはラジアル軸受の特性悪化を防ぐことが可能な軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。
【００１３】
（１）  回転軸を回転可能に支持する軸受と、前記軸受の下端面が内周面に当接された軸受ホルダと、を有する軸受装置において、前記軸受の上端面を、弾性力によって軸方向に押圧する弾性部材を備えていることを特徴とする軸受装置。
【００１４】
本発明によれば、回転軸を回転可能に支持する軸受と、その軸受の下端面が内周面に当接された軸受ホルダと、を有する軸受装置に、その軸受の上端面を、弾性力によって軸方向に押圧する弾性部材を設けることとしたから、軸受の下端面と軸受ホルダの内周面との間に生じる最大静止摩擦力が増加することになる。
【００１５】
すなわち、弾性部材の弾性力によって軸受の上端面が軸方向に押圧されると、軸受の下端面に加わる垂直抗力が増加し、この垂直抗力が増加すると、（静止摩擦係数）×（垂直抗力）で表され、軸受の下端面と軸受ホルダの内周面との間に生じる最大静止摩擦力が増加することになる。
【００１６】
従って、軸受が軸方向に移動するのを防ぐことができるのは勿論のこと、軸受の下端面と軸受ホルダの内周面との間に生じる最大静止摩擦力の増加に伴って、軸受が周方向に移動するのを防ぐことができる。
【００１７】
このように、本発明によれば、軸受を軸受ホルダに圧入する、という工程を経ることなく、弾性部材の弾性力によって軸受の上端面を押圧し、軸受の下端面と軸受ホルダの内周面との間に生ずる最大静止摩擦力を増加させて軸受を軸受ホルダに固定することとしているので、圧入に起因した横方向への応力が軸受に加わらず、軸受の変形を防ぐことができ、ひいては軸受の特性悪化（軸受の真円度の低下など）を防ぐことができる。
【００１８】
ここで、本発明でいう「弾性部材」は、軸受の上端面に対して弾性力による押圧が可能な部材であれば如何なるものであってもよく、例えば板バネ，ワイヤバネ，トーションバースプリング等が挙げられる。なお、弾性部材の材質としては、金属（ステンレス等の鉄系や、銅系の合金等）や、樹脂等が挙げられる。
【００１９】
また、弾性力を適切に発揮するためには、弾性部材の一端は所定箇所に固定されていなければならないが、この所定箇所の如何は問わない。例えば、軸受ホルダに固定されていてもよいし、ステータコアに固定されていてもよいし、その他の部品に固定されていてもよい。
【００２０】
さらに、弾性部材の弾性力によって押圧される「軸受の上端面」は、押圧する力の向きが略軸方向となるような面であれば如何なる面であってもよく、例えば、軸受の上端部に切り抜き形成された段部の面などをも含む趣旨である。
【００２１】
（２）  前記弾性部材の一端は、前記軸受ホルダに固定されていることを特徴とする（１）記載の軸受装置。
【００２２】
本発明によれば、弾性部材の一端は、十分な剛性を有する軸受ホルダに固定されていることとしたから、軸受の下端面と軸受ホルダの内周面との間の最大静止摩擦力を安定に増加させ、軸受を軸受ホルダに圧入する工程を経なくても、軸受を軸受ホルダに安定に固定することができ、ひいては軸受の特性悪化を防ぐことができる。なお、弾性部材の軸受ホルダへの固定は、圧入の他に接着、溶接、ネジ止め等の方法で行われる。
【００２３】
（３）  前記軸受の上端面及び下端面は、平坦に形成されていることを特徴とする（１）又は（２）記載の軸受装置。
【００２４】
本発明によれば、軸受の上端面も下端面も平坦に形成されていることから、軸受の形状を安定させることができる。すなわち、本発明は、軸受の下端面と軸受ホルダの内周面との間の最大静止摩擦力を増加させることで、軸受を軸受ホルダに固定するものであるため、例えば軸受の周方向への移動を規制する規制部（凹凸部）などを形成する必要がなく、軸受の形状を安定させることができる。
【００２５】
（４）  前記弾性部材は、板バネであることを特徴とする（１）から（３）のいずれか記載の軸受装置。
【００２６】
本発明によれば、上述した弾性部材は、板バネであることとしたから、軸受を軸受ホルダに圧入せずに固定する軸受装置を、簡易かつ安価に製造することができる。
【００２７】
（５）  前記軸受は、焼結含油軸受であることを特徴とする（１）から（４）のいずれか記載の軸受装置。
【００２８】
本発明によれば、上述した軸受は、焼結含油軸受であることとしたから、圧入に起因した横方向への応力が焼結含油軸受に加わるのを防ぎ、焼結含油軸受の変形を防ぐことができ、ひいては軸受の特性悪化を防ぐことができる。
【００２９】
特に、回転軸と焼結含油軸受の隙間に存在する潤滑流体の動圧（ポンピング作用）に基づいて、回転軸を回転可能に支持する焼結含油軸受にあっては、圧入に起因した横方向への応力が焼結含油軸受の特性を大きく悪化させる場合があるが、本発明によれば、焼結含油軸受を軸受ホルダに圧入せずに固定することができるので、かかる特性悪化を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る軸受装置は、以上説明したように、軸受の上端面を弾性力によって軸方向に押圧する弾性部材を備えているものなので、圧入に起因した横方向への応力が軸受に加わらず、軸受の変形を防ぐことができ、ひいては軸受の特性悪化（軸受の真円度の低下など）を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、本発明に係る軸受装置をポリゴンミラー回転駆動装置に適用する。
【００３２】
［軸受装置］
図１は、本発明の実施の形態に係る軸受装置１０を含むポリゴンミラー回転駆動装置１の機械構造を示す縦断面図である。なお、図１では、便宜的に、回転軸３の右半分のみを図示している。
【００３３】
図１において、本発明の実施の形態に係る軸受装置１０を含むポリゴンミラー回転駆動装置１は、フレーム２と、フレーム２に取り付けられた軸受装置１０と、軸受装置１０によって回転可能に支持された回転軸３と、回転軸３の上端部分に圧入固定されたミラー台座４と、ロータマグネット８を保持するロータケース７と、を有している。
【００３４】
軸受装置１０は、フレーム２に固定され、軸受を保持する軸受ホルダ１１と、回転軸３を回転可能に支持するラジアル軸受１２と、回転軸３の下端面３ａを支持するスラスト軸受１３と、から構成されている。
【００３５】
軸受ホルダ１１は、上端側に開口部が設けられるとともに、下端部には円板状の閉塞部が形成され、有底袋形状に構成されている。軸受ホルダ１１の凹部内下面には、スラスト軸受１３が固着されている。また、軸受ホルダ１１の内周面には、段部１１ａが形成されており、この段部１１ａによってラジアル軸受１２が位置決めされている。
【００３６】
ラジアル軸受１２には、例えばソリッド軸受，焼結メタルや銅合金で構成されるオイル動圧軸受（焼結含油軸受）などがあり、また、その内周面の形状の違いから、ステップ軸受，テーパ軸受などもある。そして、焼結含油軸受の場合、ラジアル軸受１２と回転軸３との隙間には、潤滑オイルが充填される。また、ラジアル軸受１２には、動圧発生溝が形成されることがある。例えば、回転軸３の軸線方向に延びたステップ溝やテーパ溝や、へリングボーン状の溝からなる動圧発生溝などである。また、動圧発生溝については、回転軸３の外周面に動圧発生溝が形成されることもある。
【００３７】
回転軸３の下端面３ａは、回転軸３の回転時におけるスラスト軸受１３との接触抵抗を減少させるため、球面に仕上げられている。なお、回転軸３の下端面３ａを球面に仕上げることで、回転軸３をラジアル軸受１２に挿入する際、ラジアル軸受１２の内周面が損傷しないという利点がある。
【００３８】
ミラー台座４の外周面には段部４ａが形成されており、この段部４ａにはポリゴンミラー５が載置されている。ポリゴンミラー５は、回転軸３の上端部にネジ等で固定された押さえバネ６によって、段部４ａに押しつけられることでミラー台座４に固定されている。
【００３９】
ロータケース７は、外周方向に広がって、その外周側から下方に折れ曲がった円筒状側面部７ａを有している。円筒状側面部７ａの内側には、円筒状のロータマグネット８が固着保持されている。そして、このロータマグネット８に対向して、電磁鋼板等の積層体から構成される積層コア９が配置されている。さらに、この積層コア９は、ラジアル軸受１２を軸方向に押し付けるバネに固定されている。なお、ロータマグネット８に対向している部分は、積層コア９の外周側に設けられた突極部分である。また、積層コア９には、コイルが巻回されている。
【００４０】
ここで、ラジアル軸受１２は、上述のとおり軸受ホルダ１１の段部１１ａによって位置決めされるとともに、軸受ホルダ１１に圧入固定された板バネ１４によって、軸方向に押し付けられることで軸受ホルダ１１に固定されている。より具体的には、図２を用いて説明する。図２は、図１に示すポリゴンミラー回転駆動装置１の軸受装置１０及びその周辺（点線部２０内）を拡大した縦断面拡大図である。
【００４１】
図２の縦断面拡大図において、軸受ホルダ１１に圧入固定された板バネ１４によって、ラジアル軸受１２の上端面１２ａに、ラジアル軸受１２を軸方向に押し付ける弾性力Ｅ（図中矢印）が働いている。また、ラジアル軸受１２自身には重力Ｗ（図中矢印）も働いており、その結果、ラジアル軸受１２の下端面１２ｂのうち、軸受ホルダ１１の段部１１ａに当接する部分に、弾性力Ｅと重力Ｗに反抗する垂直抗力Ｎが働いている。
【００４２】
従って、この部分において、周方向に働く静止摩擦力は、最大でＦ（最大静止摩擦力）＝μ（静止摩擦係数）×Ｎ（垂直抗力）となる。すなわち、Ｆ以上の力がラジアル軸受１２の周方向に加わらない限り、ラジアル軸受１２が周方向に移動するのを規制することができる。
【００４３】
このように、本実施形態では、弾性力Ｅがない場合における垂直抗力Ｎ１と、弾性力Ｅがある場合における垂直抗力Ｎ２との関係が、Ｎ１＜Ｎ２となることを利用して、ラジアル軸受１２の下端面１２ｂ（全部又は一部）と軸受ホルダ１１の内周面（段部１１ａ）との間に生じる最大静止摩擦力を増加させることで、ラジアル軸受１２が周方向に移動するのを防いでいる。そして、ラジアル軸受１２を軸受ホルダ１１に圧入する、という工程を経ていないので、圧入に起因した横方向への応力がラジアル軸受１２に加わらず、ラジアル軸受１２の変形を防ぐことができ、ひいてはラジアル軸受１２の特性悪化（軸受の真円度の低下など）を防ぐことができる。
【００４４】
なお、上述のように、本実施形態は、摩擦力を利用してラジアル軸受１２を軸受ホルダ１１に固定するものなので、ラジアル軸受１２の上端面１２ａや下端面１２ｂに、例えばラジアル軸受１２の周方向への移動を規制する凹凸部を形成する必要がなく、ラジアル軸受１２の形状を安定させることができる。
【００４５】
［変形例］
図３〜図６は、本発明の他の実施の形態に係る軸受装置１０及びその周辺を拡大した縦断面拡大図である。
【００４６】
図３において、本実施形態では、ラジアル軸受１２の上端部を切り抜き形成された段部１２ｃに板バネ１４を当接している。これにより、板バネ１４の長さが短くても、ラジアル軸受１２を軸方向に適切に押圧することができる。
【００４７】
図４において、本実施形態では、ラジアル軸受１２の上端面１２ａに板バネ１４を当接し、加えて、ネジ２１によって板バネ１４をラジアル軸受１２の上端面１２ａに固定している。これにより、ラジアル軸受１２を軸方向に押さえつける力が増し、その結果、ラジアル軸受１２の下端面１２ｂ（全部又は一部）と軸受ホルダ１１の内周面（段部１１ａ）との間に生ずる最大静止摩擦力を増加させることができ、ひいてはより安定した状態でラジアル軸受１２を軸受ホルダ１１に固定することができる。なお、ネジ２１でなく、カシメを用いて板バネ１４をラジアル軸受１２に固定することも可能である。
【００４８】
図５において、本実施形態では、軸受ホルダ１１から逆Ｌ字型に延びた部材１１ｂの先端内面にコイルバネ２２を設け、このコイルバネ２２による弾性力によってラジアル軸受１２を軸方向に押圧している。なお、本発明は、このコイルバネ２２や上述した板バネ１４に限らず、その他ワイヤバネやトーションバースプリング等を用いることも可能である。また、弾性変形する部材であれば如何なるものであってもよく、特にバネ系統の部材に限定する趣旨ではない。
【００４９】
図６において、本実施形態では、板バネ１４の一端が軸受ホルダ１１ではなく、ステータコア９に圧入固定されている。このように、本発明は、板バネ１４等の弾性部材の一端が固定される箇所の如何は問わない。
【００５０】
以上説明したように、本発明は、板バネ１４等の弾性部材の弾性力によって、ラジアル軸受１２を軸受ホルダ１１に押し付け固定するものなので、横方向の応力が加わってラジアル軸受１２が変形する、といった弊害がなく、設計通りの軸受特性を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る軸受装置は、圧入ではなく摩擦力によって、ラジアル軸受を軸受ホルダに固定し、ラジアル軸受の変形を防ぐことが可能なものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係る軸受装置を含むポリゴンミラー回転駆動装置の機械構造を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すポリゴンミラー回転駆動装置の軸受装置及びその周辺（点線部内）を拡大した縦断面拡大図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る軸受装置及びその周辺を拡大した縦断面拡大図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る軸受装置及びその周辺を拡大した縦断面拡大図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る軸受装置及びその周辺を拡大した縦断面拡大図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る軸受装置及びその周辺を拡大した縦断面拡大図である。
【図７】従来のポリゴンミラー回転駆動装置の機械構造を示す縦断面図である
【符号の説明】
【００５３】
１  ポリゴンミラー回転駆動装置
２  フレーム
３  回転軸
３ａ  下端面
４  ミラー台座
４ａ  段部
５  ポリゴンミラー
６  押さえバネ
７  ロータケース
７ａ  円筒状側面部
８  ロータマグネット
９  積層コア
１０  軸受装置
１１  軸受ホルダ
１１ａ  段部
１２  ラジアル軸受
１２ａ  上端面
１２ｂ  下端面
１２ｃ  段部
１３  スラスト軸受
２１  ネジ
２２  コイルバネ
【図１】
2006183816.tif 000003
【図２】
2006183816.tif 000004
【図３】
2006183816.tif 000005
【図４】
2006183816.tif 000006
【図５】
2006183816.tif 000007
【図６】
2006183816.tif 000008
【図７】
2006183816.tif 000009