(57)【要約】【課題】簡易かつ低廉な構成によって、空気の滞留を防止して潤滑オイルの外部漏れを回避させることを可能とする。【解決手段】回転軸４に、２箇所のラジアル軸受部ＲＢ，ＲＢを構成する２箇所の大径部４ａ，４ａと、その間部分に小径部４ｂを設け、その小径部４ｂの外周壁面の表面粗さを大径部４ａの外周壁面の表面粗さよりも粗く形成して、当該小径部４ｂにおける潤滑オイルＦへの付着性を高めることにより、その小径部４ｂによって比較的大きなクリアランスが画成されている部位に潤滑オイルＦを良好に付着させたもの。構成としたもの。【選択図】　　　図２
2004084734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受の内部に軸が回転自在に挿入され、それら軸受の内周壁面と、軸の外周壁面とが対向配置されて形成された軸受空間に、ラジアル軸受部が軸方向に離間して２箇所設けられているとともに、それら２箇所のラジアル軸受部を含む上記軸受空間内に潤滑オイルが充填された構成を有する軸受装置において、
上記軸の外周壁面には、前記２箇所のラジアル軸受部を構成する２箇所の大径部が設けられているとともに、これら２箇所の大径部の間部分に小径部が設けられたものであって、
上記小径部の外周壁面の表面粗さが、前記大径部の外周壁面の表面粗さよりも粗く形成されていることによって、上記軸の小径部における潤滑オイルへの付着性が高められていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記ラジアル軸受部は、潤滑オイルに動圧を発生させるように構成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】
前記軸受の内周壁面は、前記２箇所のラジアル軸受部を含む軸受空間において同一内径を有するように形成されているとともに、
前記軸の大径部と小径部との段差が０．１ｍｍ以下にて形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の軸受装置。
【請求項４】
前記大径部の外周壁面の表面粗さＲｙが、ほぼ０．４となるように形成されているときに、前記小径部の外周壁面の表面粗さＲｙが、１．６以上となるように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸と軸受とが対向する軸受空間内に潤滑オイルが充填された軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、潤滑オイルを用いた軸受装置は、モータなどの各種回転駆動装置において広く採用されているが、軸の振れ量を小さく抑える必要がある場合などにおいて、軸受面を軸方向に長く形成して軸受スパンを長くした構造のものがしばしば用いられている。ところが、軸受面を軸方向に長くしたときに、その長い軸受面の全長にわたって軸受と軸とを摺動させる構造を採用すると、軸受の内径円筒度を高精度にしなければならなくなる上に、摺動抵抗が大きくなってしまうことから、軸受の両端部分にラジアル軸受部を２箇所設け、それらの２箇所のラジアル軸受部によって軸支持を行うようにした軸受装置がある。そして、それら２箇所のラジアル軸受部に対する潤滑オイルは、当該２箇所のラジアル軸受部を含む軸受の内周壁面と、軸の外周壁面とが対向配置された軸受空間内の全体に充填されている。
【０００３】
さらに、このように軸受の両端部分で軸を支持するようにした軸受装置においては、軸受の内周壁面の内径を軸方向の中心部分において拡大するように成形して、いわゆる内径中逃げ部を軸受側に設けるようにしたものの他に、軸の外周壁面を軸方向中央部分において細く形成し、その軸の軸方向両端部分に設けられた２箇所の大径部でラジアル軸受部を構成するようにしたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したいずれの軸受装置においても、以下のような問題がある。
まず、軸受側に内径中逃げ部を形成したものでは、軸受の内周壁面に対して中逃げ部を形成することから、両端部分に配置されるラジアル軸受部どうしの間の精度、例えば同軸度、円筒度、内径寸法精度が良好でなくなってしまうという問題がある。一方、軸の両端部分に設けられた２箇所の大径部で軸支持を行うようにしたものでは、軸受側に内径中逃げ部を形成することがないので高精度を要求される場合には適しているものの、軸受の内周壁面が軸方向に沿って同径をなすように形成されているため、潤滑オイルを保持する力が小さく、潤滑オイルが外部に流出してしまうおそれがある。
【０００５】
例えば図４に示されているように、軸１の小径部１ａの外周壁面と、軸受２の内周壁面２ａとの間には比較的大きなクリアランスが画成されているため、同図に示されているような空気３が滞留しやすい。この点は、上述した内径中逃げ部を軸受側に形成した場合においても同様であるが、そのような空気３が多く滞留していると、軸１の回転に伴って空気３が加熱されて膨張したときに、両端のラジアル軸受部４，４における潤滑オイルＦを軸受外方に向かって押し出してしまい、その結果、ラジアル軸受部４，４が金属接触状態になってしまうこともある。
【０００６】
そこで本発明は、簡易かつ低廉な構成によって軸受内の空気の発生を抑え、潤滑オイルの外部流出を良好に防止することができるようにした軸受装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる軸受装置では、軸の外周壁面に、２箇所のラジアル軸受部を構成する２箇所の大径部が設けられているとともに、これら２箇所の大径部の間部分に小径部が設けられたものであって、上記小径部の外周壁面の表面粗さが、前記大径部の外周壁面の表面粗さよりも粗く形成されていることによって、上記軸の小径部における潤滑オイルへの付着性が高められている。
すなわち、このような構成を有する請求項１にかかる軸受装置によれば、軸の小径部によって比較的大きなクリアランスが画成されている部位に、当該小径部の表面粗さによるオイル付着性によって潤滑オイルが良好に付着した状態が維持される傾向となり、中逃げ部に潤滑オイルが充填されていても、この比較的大きなクリアランス部分に空気が滞留しにくくなる。従って、軸の回転による発熱状態が発生しても、それにより膨張する空気の滞留がないため、潤滑オイルは軸受空間内に保持され続けることとなり、従来のように、潤滑オイルが軸受外方に押し出されるような事態が防止される。
【０００８】
また、請求項２にかかる軸受装置では、請求項１記載のラジアル軸受部が、潤滑オイルに動圧を発生させるように構成されていて、そのような動圧軸受装置に対して本発明は好適に適用される。
【０００９】
さらに、請求項３にかかる軸受装置では、請求項１又は請求項２記載の軸受の内周壁面が、２箇所のラジアル軸受部を含む軸受空間において同一内径を有するように形成されているとともに、軸の大径部と小径部との段差が０．１ｍｍ以下にて形成されている。
従って、軸側の成形を容易にし、軸受空間を狭小隙間とすることが可能となり、上述した作用が更に高められるようになっている。
【００１０】
さらにまた、請求項４にかかる軸受装置では、請求項１又は請求項２又は請求項３記載の軸の大径部の外周壁面の表面粗さＲｙがほぼ０．４であるときに、軸の小径部の外周壁面の表面粗さＲｙが１．６以上に設定されており、このような粗さの関係とすることによって、上述した作用が確実に得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、光偏向装置におけるポリゴンミラー駆動用モータに適用した場合について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１に示されているように、プリント基板を兼用するモータ基板１の略中央部分には、略中空円筒状をなす軸受ホルダー２が略垂直に立設するようにして取り付けられており、その軸受ホルダー２の内周壁面側に、オイル動圧を利用した動圧軸受部材としての軸受スリーブ３が、圧入又は焼嵌めなどの締嵌めによって接合されている。この軸受スリーブ３は、小径の孔加工等を容易化するためにリン青銅などの銅系材料から形成された中空円筒状部材から形成されており、当該軸受スリーブ３に貫通形成された中心孔内に、ロータ部を構成している中空円筒状の回転軸４が回転自在に挿入されている。そして、その軸受スリーブ３の内周壁面と、上記回転軸４の外周壁面との半径方向の対向部分に、軸受空間が形成されている。
【００１３】
このとき、上記軸受スリーブ３の内周壁面に形成された動圧面は、前記回転軸４の外周壁面に形成された動圧面に対して半径方向に微小隙間を介して対向するように配置されており、その微小隙間からなる軸受空間に、軸方向に適宜の間隔を離して、２箇所のラジアル動圧軸受部ＲＢ，ＲＢが構成されている。
【００１４】
その点を詳しく説明すると、上記回転軸４の外周壁面のうちの軸方向両端部分には、大径部４ａ，４ａが、それぞれ半径方向外方に向かって張り出すように設けられており、それら２箇所の大径部４ａ，４ａの外周壁面によって上述した２箇所のラジアル軸受部ＲＢ，ＲＢがそれぞれ形成されている。また、それら２箇所の大径部４ａ，４ａの軸方向間部分には、細長状の小径部４ｂが設けられている。この回転軸４に設けられた大径部４ａ，４ａと小径部４ｂとの段差は、本実施形態では、０．１ｍｍ以下となるように形成されている。
【００１５】
これに対して、前記軸受スリーブ３の内周壁面は、上述した２箇所のラジアル軸受部ＲＢ，ＲＢを含む軸受空間において同一の内径を有するように形成されている。そして、上記各ラジアル動圧軸受部ＲＢにおける回転軸４の大径部４ａ，４ａ側に設けられた動圧面と、前記軸受スリーブ３側に設けられた動圧面とは、数μｍの微少隙間を介して周状に対向配置されており、そのラジアル動圧軸受部ＲＢにおける微少隙間を含む上記軸受空間内の全体に、潤滑オイルＦが充填されている。
【００１６】
ここで、上記回転軸４の小径部４ｂの外周壁面における表面粗さは、前記大径部４ａ，４ａの外周壁面における表面粗さよりも粗く形成されており、それによって、上記小径部４ｂに充填された潤滑オイルＦに対する付着性が高められている。このような回転軸４の外周壁面の粗さは、ブラスト工程などによって調整されるが、より具体的には、上記大径部４ａの外周表面の粗さＲｙが、ほぼ０．４に形成されているとともに、前記小径部４ｂの外周表面の粗さＲｙが、１．６以上となるように形成されている。
【００１７】
そして、上記ラジアル軸受部ＲＢ，ＲＢを構成している軸受スリーブ３及び回転軸４の両動圧面のうちの少なくとも一方側には、適宜の溝形状からなるラジアル動圧発生用溝が環状に並列されるようにして凹設されており、回転時に、当該ラジアル動圧発生用溝のポンピング作用により潤滑オイルが加圧されて動圧を生じ、その潤滑オイルの動圧によって、上記回転軸４とともに後述する回転体が、上記軸受スリーブ３に対してラジアル方向に非接触状態で軸支持される構成になされている。
【００１８】
一方、上記軸受ホルダー２が前記モータ基板１から図示上方側に向かって突出している部位には、電磁鋼板の積層体からなるステータコア５が、上記軸受ホルダー２の外周側の取付面に対して軸方向に嵌着されているとともに、そのステータコア５において半径方向外方側に向かって放射状に突出するように設けられた複数個の各突極部にコイル巻線６がそれぞれ巻回されている。
【００１９】
さらに、上記回転軸４が前記軸受スリーブ３から図示上方側に向かって突出した出力部分には、アルミニウム合金から形成された回転ハブ７の中心ボス部７ａが、上記回転軸４に対して圧入または焼き嵌めなどの締嵌め工程を通して固着されている。また、上記中心ボス部７ａの図示下端面には、略皿形状に形成されたロータケース８が、半径方向外方側に向かって張り出すように一体的に連設されている。そして、そのロータケース８の外周側部分に設けられたフランジ状立壁の内周壁面には、リング状のロータマグネット９が環状に装着されている。このロータマグネット９の内周壁面は、上述したステータコア５の各突極部の外端面に対して、半径方向に近接対向するように配置されている。
【００２０】
一方、前述した回転ハブ８の中心ボス部８ａの外周側壁面には、光情報の偏向走査を行うための偏向ポリゴンミラー１１が軸方向に挿通されるようにして装着されている。この偏向ポリゴンミラー１１は、前記回転ハブ８の中心ボス部８ａの図示上端面に取り付けられた略円盤状の押え部材１２によって軸方向に押え込まれており、その押え部材１２と、上述した回転ハブ８との間において軸方向に挟み込まれるようにして固定されている。
【００２１】
このような構成を有する本実施形態にかかる軸受装置によれば、回転軸４の小径部分４ｂによって比較的大きなクリアランスが画成されている部位に、当該小径部４ｂの表面粗さによるオイル付着性によって潤滑オイルＦが良好に付着した状態が維持される傾向となり、比較的大きなクリアランス部分に空気が滞留しにくくなる。従って、回転軸４の回転による発熱状態が発生しても、それにより膨張する空気がないため、潤滑オイルＦは軸受空間内に保持され続けることとなって、従来のように、潤滑オイルが軸受外方に押し出されるような事態が防止される。
【００２２】
特に本実施形態にかかる軸受装置は、動圧軸受装置に本発明を適用したものであるが、そのような動圧軸受装置に対して本発明は好適に適用される。
【００２３】
さらに本実施形態では、回転軸４側に段差（０．１ｍｍ以下）を形成することによって狭小なクリアランスを画成しているが、回転軸４の外周壁面の成形工程は、軸受スリーブ３の内周壁面の成形工程よりも大幅に容易かつ正確であることから、本実施形態では、回転軸４側を容易に成形することによって軸受空間を狭小隙間とすることを可能としており、上述した作用が更に高められるようになっている。
【００２４】
一方、図３に示されている実施形態では、回転軸４の大径部４ａと小径部４ｂとの段差部分に傾斜面からなる面取部４ｃを形成し、その面取部４ｃにおける表面粗さが小径部４ｂの表面粗さよりも更に粗くなるように形成されている。このようにすれば、本来、潤滑オイルの付着力が弱い面取部４ｃに対して潤滑オイルを良好に付着させることが可能となり、上述した作用・効果を一層高めることができる。
【００２５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのは言うまでもない。
【００２６】
例えば、上述した各実施形態では、軸の小径部の表面粗さを粗くしてあるが、その軸の小径部に対向する軸受側の内周壁面を粗くするように形成することも可能である。
【００２７】
また、上述した実施形態は、回転軸を有する軸受装置に対して本発明を適用したものであるが、固定軸を有する軸受装置に対して本発明を適用することも可能である。
【００２８】
さらに、上述した実施形態は、ポリゴンミラー駆動用モータに対して本発明を適用したものであるが、その他のモータに用いられる軸受装置や、動圧を用いない含油軸受に対しても本発明は同様に適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項１にかかる軸受装置は、軸の外周壁面に、２箇所のラジアル軸受部を構成する２箇所の大径部と、その間部分に小径部を設け、その小径部の外周壁面の表面粗さを大径部の外周壁面の表面粗さよりも粗く形成して当該小径部における潤滑オイルへの付着性を高めることにより、上記小径部によって比較的大きなクリアランスが画成されている部位に潤滑オイルを良好に付着させ、空気の滞留を防止して潤滑オイルの外部漏れを回避させる構成としたものであるから、簡易かつ低廉な構成によって、軸受装置の耐久性及び信頼性を大幅に向上させることができる。
【００３０】
また、請求項２にかかる軸受装置は、請求項１記載のラジアル軸受部が、潤滑オイルに動圧を発生させるように構成されていて、そのような動圧軸受装置に対して本発明は好適に適用されるものであるから、動圧軸受装置の耐久性及び信頼性を大幅に向上させることができる。
【００３１】
さらに、請求項３にかかる軸受装置は、請求項１又は請求項２記載の軸受の内周壁面が２箇所のラジアル軸受部を含む軸受空間において同一内径を有するように形成されているとともに、軸の大径部と小径部との段差が０．１ｍｍ以下にて形成され、軸側を容易に成形することによって軸受空間を狭小隙間とすることを可能としたものであるから、上述した効果を更に高めることができる。
【００３２】
さらにまた、請求項４にかかる軸受装置は、請求項１又は請求項２又は請求項３記載の軸の大径部の外周壁面の表面粗さＲｙがほぼ０．４であるときに、軸の小径部の外周壁面の表面粗さＲｙが１．６以上に設定されており、このような粗さの関係とすることとしたものであるから、上述した効果を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した動圧軸受装置を有する光偏向装置のポリゴンミラー駆動用モータの一例を表した縦断面説明図である。
【図２】図１に示された本発明の一実施形態における動圧軸受装置の概略構造を模式的に表した縦断面説明図である。
【図３】本発明の他の実施形態にかかる軸受装置の概略構造を模式的に表した縦断面説明図である。
【図４】従来の軸受装置の概略構造を模式的に表した縦断面説明図である。
【符号の説明】
３　軸受スリーブ（動圧軸受部材）
４　回転軸
ＲＢ　ラジアル動圧軸受部
４ａ　大径部
４ｂ　小径部
Ｆ　潤滑オイル
【図１】
2004084734.tif 000003
【図２】
2004084734.tif 000004
【図３】
2004084734.tif 000005
【図４】
2004084734.tif 000006