JP2002106567A - Hydrodynamic air bearing type optical deflector - Google Patents
Hydrodynamic air bearing type optical deflectorInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、情報機器、画像機
器、計測機器等に搭載される動圧空気軸受型光偏向器に
関し、特にケース内を略真空化することのできるポンプ
機構を備え、低消費電力化、低騒音化を計り得る高性能
な動圧空気軸受型光偏向器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dynamic pressure air bearing type optical deflector mounted on information equipment, imaging equipment, measuring equipment, etc., and more particularly, it has a pump mechanism capable of substantially evacuating the inside of a case, The present invention relates to a high-performance dynamic pressure air bearing type optical deflector capable of reducing power consumption and noise.
【0002】[0002]
【従来の技術】本出願人は、ロータ部を回転させること
により、ケースとカバ部材により密閉されたケース内の
空気をケース外部へと排出し、このケース内を減圧ある
いは真空化することのできるポンプ機構を備えた動圧空
気軸受型光偏向器について、特開平09−061742
号、特開平10−206780号、特許第264576
8号、特許第2645773号、特願平11−1595
39号等により提案している。このポンプ機構を備える
動圧空気軸受型光偏向器を図15乃至図23を参照して
説明する。2. Description of the Related Art The applicant of the present invention can discharge air inside a case sealed by a case and a cover member to the outside of the case by rotating a rotor portion, and can decompress or evacuate the inside of the case. Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-061742 discloses a dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with a pump mechanism.
No., JP-A-10-206780, Japanese Patent No. 264576
No. 8, Patent No. 2645773, Japanese Patent Application No. 11-1595
No. 39 and others. A dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with this pump mechanism will be described with reference to FIGS.
【0003】図15はポンプ機構を備える動圧空気軸受
型光偏向器の一例を示す縦断面図であり、図16は図1
5の動圧空気軸受型光偏向器のポンプ機構周辺部を示す
半断面図である。FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing an example of a dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with a pump mechanism, and FIG.
FIG. 5 is a half sectional view showing a peripheral portion of a pump mechanism of a dynamic pressure air bearing type optical deflector 5.
【0004】11hは略中央部に固定軸21hが立設さ
れた基台で、ステータコイル63が固着されたハウジン
グ13hで、その周囲を取り囲むことによりケース15
hが構成されている。固定軸21hの外周には、ラジア
ル動圧空気軸受31hにより回転自在に支持された回転
軸23hが係合されており、この回転軸23hに回転多
面鏡61、ロータヨーク65等が取り付けられることに
よりロータ部が構成されている。このロータ部を、基台
11h、ハウジング13hからなるケース15hと、レ
ーザ光透過窓(図示せず)の形成されたカバ部材17h
とにより密閉したケース内に収容することにより、実質
的に密閉されたミラー室19hにおいて、回転多面鏡6
1を含むロータ部が高速で回転することとなる。[0004] Reference numeral 11h denotes a base on which a fixed shaft 21h is erected substantially at the center, and a housing 13h to which a stator coil 63 is fixed.
h. A rotating shaft 23h rotatably supported by a radial dynamic pressure air bearing 31h is engaged with the outer periphery of the fixed shaft 21h, and the rotating polygon mirror 61, the rotor yoke 65, and the like are attached to the rotating shaft 23h, so that the rotor is rotated. Unit is configured. This rotor part is combined with a case 15h composed of a base 11h and a housing 13h, and a cover member 17h provided with a laser beam transmitting window (not shown).
By being accommodated in a case sealed by the above, the rotating polygon mirror 6
1 will rotate at high speed.
【0005】ここで、ポンプ機構を備える動圧空気軸受
型光偏向器にあっては、図16に示すように、ロータ部
が回転することにより、ラジアル動圧空気軸受31hに
動圧が発生するとともに、このラジアル動圧空気軸受3
1hの両端部に刻設されたヘリングボーン溝からなる上
部、下部のポンプ機構41h,43hによって、図中矢
印で示したように、ケース内(ミラー室19h)の空気
が固定軸21hの略中心部へと向けて形成された大気連
通路49j,49kから吸引され、固定軸21hの略中
心部に形成された大気連通路49i、フィルタ53hを
介してケース外部へと排出され、時間の経過とともにケ
ース内を略真空状態まで減圧することができる。Here, in a dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with a pump mechanism, as shown in FIG. 16, when the rotor rotates, a dynamic pressure is generated in the radial dynamic pressure air bearing 31h. And the radial dynamic pressure air bearing 3
As shown by arrows in the figure, air in the case (mirror chamber 19h) is substantially at the center of the fixed shaft 21h by upper and lower pump mechanisms 41h and 43h formed by herringbone grooves engraved at both ends of 1h. The air is sucked from the air communication passages 49j and 49k formed toward the portion, discharged to the outside of the case through a filter 53h and an air communication passage 49i formed substantially in the center of the fixed shaft 21h, and is discharged with time. The pressure inside the case can be reduced to a substantially vacuum state.
【0006】このようにケース内(ミラー室19h)の
圧力を減圧あるいは真空化することにより、ロータ部が
回転する際の空気抵抗を大幅に低減することができるた
め、モータの損失を抑えることができるとともに、回転
多面鏡61が高速回転することにより発生する風切り音
を大幅に抑えることができる。[0006] By reducing or evacuating the pressure in the case (mirror chamber 19h) as described above, the air resistance when the rotor rotates can be greatly reduced, and the loss of the motor can be suppressed. In addition to the above, wind noise generated when the rotary polygon mirror 61 rotates at high speed can be largely suppressed.
【0007】図17乃至図23は、ポンプ機構を備える
動圧空気軸受型光偏向器の他の構成例を示すものであ
り、図17乃至図18の動圧空気軸受型光偏向器は、ラ
ジアル動圧空気軸受31iの両端部に別途吸引用のヘリ
ングボーン溝を刻設することにより、ラジアル動圧空気
軸受31iの軸受剛性を高めることができるものであ
り、図19乃至図20の動圧空気軸受型光偏向器は、ス
ラスト軸受33j,33iにポンプ機能を持たせること
により、軸方向の寸法を抑えることができるものであ
る。また、図21はラジアル動圧空気軸受31gの一方
の端部のみにポンプ機構43gを設けることにより、同
様に軸方向の寸法を抑えることができるものであり、図
23は中空のスリーブを固定軸21eとしたものである
が、基本的には、図13乃至図14に示した動圧空気軸
受型光偏向器と同様の効果を得ることができる。なお、
図22の(A)乃至(C)は、ラジアル動圧空気軸受の
他の構成例を示したものであるが、ヘリングボーン溝に
限らず、種々の形式の動圧空気軸受が適用可能である。FIGS. 17 to 23 show another example of the structure of a dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with a pump mechanism. The dynamic pressure air bearing type optical deflector shown in FIGS. By forming separate herringbone grooves for suction at both ends of the dynamic pressure air bearing 31i, the bearing rigidity of the radial dynamic pressure air bearing 31i can be increased. The bearing type optical deflector can suppress the axial dimension by providing the thrust bearings 33j and 33i with a pump function. FIG. 21 shows that the pump mechanism 43g is provided only at one end of the radial dynamic pressure air bearing 31g to similarly reduce the axial dimension. FIG. 23 shows that the hollow sleeve is fixed to the fixed shaft. Although this is 21e, basically the same effect as the dynamic pressure air bearing type optical deflector shown in FIGS. 13 and 14 can be obtained. In addition,
FIGS. 22A to 22C show other examples of the configuration of the radial dynamic pressure air bearing, but not limited to the herringbone groove, and various types of dynamic pressure air bearings can be applied. .
【0008】このように、ポンプ機構を備える動圧空気
軸受型光偏向器は、その使用回転速度において、ケース
とカバ部材により密閉されたケース内の圧力を大気圧に
比べてかなり低い圧力に減圧あるいは真空化することが
できるため、回転多面鏡等による風損や風切り音を大幅
に低減することができ、消費電力も低く抑えることがで
きる。As described above, in the dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with the pump mechanism, the pressure in the case sealed by the case and the cover member is reduced to a considerably lower pressure than the atmospheric pressure at the operating rotational speed. Alternatively, since the air can be evacuated, windage loss and wind noise caused by a rotary polygon mirror or the like can be significantly reduced, and power consumption can be suppressed.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかし、ケース内に空
気が存在する場合には、ラジアル動圧空気軸受等におけ
る流体摩擦により生じた熱は、固定軸等を介してケース
やカバ部材に熱伝導される以外に、ケース内の空気を媒
体としてケースやカバ部材に伝達(対流)されるため、
軸受部周辺の温度は概ね均一になるが、ケース内が減圧
あるいは真空化されている場合には、ケース内の対流は
ほとんど発生せず、特にポンプ機構を備える動圧空気軸
受型光偏向器にあっては、ケース内の空気を外部に排出
するために、少なくとも固定軸の一部に排出孔が設けら
れており、この近傍はケース外部に露出するか、外気と
接触することになるため、他の部分に比べて放熱がしや
すくなる。このため、ポンプ機構を含む軸受部周辺の温
度にばらつきを生じ、この温度の差が熱膨張量の差とな
って表れることから、発熱部であるラジアル動圧空気軸
受やポンプ機構等の回転軸と固定軸とのギャップが、軸
受部全体を通じて均一でなくなり、クリアランスが確保
できなくなることによって軸受性能が低下したり、最悪
の場合には回転軸の焼き付きが生じるなどの問題があ
る。However, when air is present in the case, heat generated by fluid friction in the radial dynamic pressure air bearing or the like is transferred to the case or the cover member via a fixed shaft or the like. Besides being transmitted (convection) to the case and the cover member using the air in the case as a medium,
The temperature around the bearing part is almost uniform, but when the inside of the case is decompressed or evacuated, convection in the case hardly occurs, and especially in a dynamic pressure air bearing type optical deflector equipped with a pump mechanism. Therefore, in order to discharge the air in the case to the outside, at least a part of the fixed shaft is provided with a discharge hole, and the vicinity thereof is exposed to the outside of the case or comes into contact with the outside air, Heat is easily dissipated compared to other parts. As a result, the temperature around the bearing portion including the pump mechanism varies, and this temperature difference appears as a difference in the amount of thermal expansion. There is a problem that the gap between the shaft and the fixed shaft is not uniform throughout the bearing portion, and the clearance cannot be secured, so that the bearing performance is reduced, and in the worst case, the rotating shaft is seized.
【0010】本発明は、軸受部全体を通じて温度差を生
じた場合においても、軸受性能の低下を引き起こすこと
がなく、あるいは軸受部全体を通じて温度差を生じにく
くすることにより、安定した回転状態を得られる動圧空
気軸受型光偏向器を得ることを目的としている。According to the present invention, even when a temperature difference occurs throughout the bearing portion, a stable rotation state can be obtained by preventing the performance of the bearing from deteriorating, or by making the temperature difference less likely to occur throughout the bearing portion. It is intended to obtain a dynamic pressure air bearing type optical deflector.
【0011】本発明の目的と新規な特徴は、次の説明を
添付図面と照らし合わせて読むことにより、より完全に
明らかになるであろう。ただし、図面はもっぱら解説の
ためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するも
のではない。The objects and novel features of the invention will become more fully apparent when the following description is read in conjunction with the accompanying drawings. However, the drawings are for explanation only, and do not limit the technical scope of the present invention.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はケースに立設した中空の固定軸と、前記固
定軸の内周をヘリングボーン溝その他の動圧発生部から
なるラジアル動圧空気軸受により回転自在に支持された
回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回転する回転多
面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材により密閉し
たケース内に収容するとともに、前記ロータ部を回転さ
せることにより前記ケース内の空気をケース外部へと排
出し、該ケース内を減圧あるいは真空化するポンプ機構
を備える動圧空気軸受型光偏向器において、ケース外部
に露出した前記固定軸の近傍に設けられたポンプ機構の
固定軸と回転軸とのギャップを前記ラジアル動圧空気軸
受の固定軸と回転軸とのギャップよりも広く設定するこ
とにより動圧空気軸受型光偏向器を構成している。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention relates to a radial fixed shaft having a hollow fixed shaft erected in a case and a herringbone groove or other dynamic pressure generating portion formed on the inner periphery of the fixed shaft. A rotating shaft rotatably supported by a dynamic pressure air bearing, and a rotating polygon mirror and other rotor portions that rotate integrally with the rotating shaft are housed in a case sealed with a case and a cover member, and the rotor A dynamic pressure air bearing type optical deflector equipped with a pump mechanism for discharging air in the case to the outside of the case by rotating the portion and reducing or evacuating the inside of the case; The gap between the fixed shaft and the rotating shaft of the pump mechanism provided in the vicinity of the radial dynamic pressure air bearing is set to be wider than the gap between the fixed shaft and the rotating shaft of the radial dynamic pressure air bearing. Constitute a receiving mold optical deflector.
【0013】また、ケースに立設した固定軸と、前記固
定軸の外周あるいは内周をヘリングボーン溝その他の動
圧発生部からなるラジアル動圧空気軸受により回転自在
に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回
転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材
により密閉したケース内に収容するとともに、前記ロー
タ部を回転させることにより前記ケース内の空気をケー
ス外部へと排出し、該ケース内を減圧あるいは真空化す
るポンプ機構を備える動圧空気軸受型光偏向器におい
て、前記ラジアル動圧空気軸受あるいはその近傍に軸流
を発生する軸流発生機構を設け、前記ポンプ機構により
ケース内の空気をケース外部へと排出する排出孔を介し
て前記軸流発生機構に供給する空気を冷却することによ
り動圧空気軸受型光偏向器を構成している。Further, a fixed shaft erected on the case and a rotary shaft rotatably supported on the outer periphery or inner periphery of the fixed shaft by a radial dynamic pressure air bearing comprising a herringbone groove and other dynamic pressure generating portions. A rotating polygon mirror that rotates integrally with the rotating shaft is housed in a case sealed by a case and a cover member, and the air in the case is moved to the outside of the case by rotating the rotor portion. In the dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with a pump mechanism for reducing or evacuating the inside of the case, an axial flow generating mechanism for generating an axial flow in the radial dynamic pressure air bearing or in the vicinity thereof is provided. The dynamic pressure air bearing type light is cooled by cooling air supplied to the axial flow generating mechanism through a discharge hole for discharging air in the case to the outside of the case by a pump mechanism. Constitute a direction device.
【0014】また、ケースに立設した固定軸と、前記固
定軸の内周をヘリングボーン溝その他の動圧発生部から
なるラジアル動圧空気軸受により回転自在に支持された
回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回転する回転多
面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材により密閉し
たケース内に収容するとともに、前記ロータ部を回転さ
せることにより前記ケース内の空気をケース外部へと排
出し、該ケース内を減圧あるいは真空化するポンプ機構
を備える動圧空気軸受型光偏向器において、前記ラジア
ル動圧空気軸受あるいはその近傍に軸流を発生する軸流
発生機構を設け、前記固定軸あるいは前記回転軸の略中
心部に形成されケース外部へと連通する大気連通路ある
いは前記ポンプ機構によりケース内の空気をケース外部
へと排出する排出孔を介して前記軸流発生機構の吸入側
の端部にケース外部の空気を供給するとともに、前記ポ
ンプ機構の排出孔あるいは前記固定軸あるいは前記回転
軸の略中心部に形成された前記大気連通路を介して前記
軸流発生機構の排出側の端部からケース外部へと空気を
排出することにより動圧空気軸受型光偏向器を構成して
いる。A fixed shaft erected on the case; and a rotating shaft rotatably supported on the inner periphery of the fixed shaft by a radial dynamic pressure air bearing comprising a herringbone groove and other dynamic pressure generating parts. The rotating polygon mirror and other rotor unit that rotates integrally with the rotating shaft are housed in a case sealed by a case and a cover member, and the air in the case is discharged to the outside of the case by rotating the rotor unit. A dynamic pressure air bearing type optical deflector having a pump mechanism for decompressing or evacuating the inside of the case, wherein an axial flow generating mechanism for generating an axial flow is provided at or near the radial dynamic pressure air bearing; Alternatively, an air communication passage formed substantially in the center of the rotating shaft and communicating with the outside of the case, or discharging the air in the case to the outside of the case by the pump mechanism. And supplying air outside the case to an end on the suction side of the axial flow generating mechanism through the air passage, and an air communication passage formed at a discharge hole of the pump mechanism or at a substantially central portion of the fixed shaft or the rotating shaft. By discharging air from the end of the axial flow generating mechanism on the discharge side to the outside of the case through the above, a dynamic pressure air bearing type optical deflector is formed.
【0015】さらに、ケースに立設した中空の固定軸
と、前記固定軸の外周あるいは内周をヘリングボーン溝
その他の動圧発生部からなるラジアル動圧空気軸受によ
り回転自在に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と
一体的に回転する回転多面鏡その他のロータ部をケース
とカバ部材により密閉したケース内に収容するととも
に、前記ロータ部を回転させることにより前記ケース内
の空気をケース外部へと排出し、該ケース内を減圧ある
いは真空化するポンプ機構を備える動圧空気軸受型光偏
向器において、前記固定軸のケース外部への露出部をポ
ンプ機構の機能を妨げない範囲で断熱部材により覆うこ
とにより動圧空気軸受型光偏向器を構成している。Further, a rotating shaft rotatably supported by a radial fixed pressure air bearing comprising a hollow fixed shaft erected in a case and an outer or inner periphery of the fixed shaft and a herringbone groove or other dynamic pressure generating portion. And a rotating polygon mirror that rotates integrally with the rotating shaft and another rotor unit are housed in a case sealed by a case and a cover member, and the air in the case is rotated by rotating the rotor unit. In a dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with a pump mechanism for discharging to the outside and decompressing or evacuating the inside of the case, the exposed portion of the fixed shaft to the outside of the case is insulated to the extent that the function of the pump mechanism is not hindered. A dynamic pressure air bearing type optical deflector is constituted by covering with a member.
【0016】加えて、ケースに立設した中空の固定軸
と、前記固定軸の外周あるいは内周をヘリングボーン溝
その他の動圧発生部からなるラジアル動圧空気軸受によ
り回転自在に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と
一体的に回転する回転多面鏡その他のロータ部をケース
とカバ部材により密閉したケース内に収容するととも
に、前記ロータ部を回転させることにより前記ケース内
の空気をケース外部へと排出し、該ケース内を減圧ある
いは真空化するポンプ機構を備える動圧空気軸受型光偏
向器において、ケース外部に露出した前記固定軸の近傍
に設けられたポンプ機構の固定軸と回転軸とのギャップ
がモータの駆動前後でもほぼ一定となるように固定軸あ
るいは回転軸の線膨張係数を最適化することにより動圧
空気軸受型光偏向器。In addition, a rotation is rotatably supported on a hollow fixed shaft erected in the case and a radial dynamic pressure air bearing formed of a herringbone groove or other dynamic pressure generating portion on the outer or inner periphery of the fixed shaft. Shaft, and a rotating polygon mirror that rotates integrally with the rotating shaft is housed in a case sealed with a case and a cover member, and the air in the case is rotated by rotating the rotor. In a dynamic pressure air bearing type optical deflector having a pump mechanism for discharging to the outside of the case and decompressing or evacuating the inside of the case, a fixed shaft of a pump mechanism provided near the fixed shaft exposed to the outside of the case. A dynamic pressure air bearing type optical deflector by optimizing the linear expansion coefficient of the fixed shaft or the rotating shaft so that the gap with the rotating shaft is substantially constant before and after driving the motor.
【0017】また、ケースに立設した中空の固定軸と、
前記固定軸の外周あるいは内周をヘリングボーン溝その
他の動圧発生部からなるラジアル動圧空気軸受により回
転自在に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体
的に回転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカ
バ部材により密閉したケース内に収容するとともに、前
記ロータ部を回転させることにより前記ケース内の空気
をケース外部へと排出し、該ケース内を減圧あるいは真
空化するポンプ機構を備える動圧空気軸受型光偏向器に
おいて、ケース外部に露出した前記固定軸の近傍に設け
られたポンプ機構の固定軸と回転軸とのギャップがモー
タの駆動前後でもほぼ一定となるように前記固定軸の露
出部近傍の形状を最適化することにより動圧空気軸受型
光偏向器を構成している。A hollow fixed shaft erected on the case;
A rotary shaft rotatably supported on the outer circumference or inner circumference of the fixed shaft by a radial dynamic pressure air bearing comprising a herringbone groove or another dynamic pressure generating portion, and a rotating polygon mirror rotating integrally with the rotary shaft. A pump that accommodates the other rotor portion in a case hermetically sealed by a case and a cover member, and discharges air in the case to the outside of the case by rotating the rotor portion, thereby reducing or evacuating the inside of the case. In a dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with a mechanism, a gap between a fixed shaft and a rotating shaft of a pump mechanism provided near the fixed shaft exposed to the outside of the case is substantially constant before and after driving of the motor. By optimizing the shape near the exposed portion of the fixed shaft, a dynamic pressure air bearing type optical deflector is configured.
【0018】[0018]
【実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【0019】図1は、本発明の第1の実施の形態の動圧
空気軸受型光偏向器の縦断面図であり、図2は図1の動
圧空気軸受型光偏向器の要部を拡大した半断面図であ
る。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a main part of the dynamic pressure air bearing type optical deflector of FIG. FIG. 3 is an enlarged half sectional view.
【0020】15aは略中央部に中空の固定軸21aが
立設されたケースで、その内側面にはステータコイル6
3が固着されている。中空の固定軸21aの内周には、
ラジアル動圧空気軸受31aにより回転自在に支持され
た回転軸23aのシャフトが係合されており、このシャ
フトと一体的に形成されたハブによって、前記固定軸2
1a上方の開口端を覆い被すとともに、このハブの外周
に回転多面鏡61、ロータヨーク65等が取り付けられ
ることによりロータ部が構成されている。このロータ部
は、スラスト軸受33aによりスラスト方向の支持がな
された状態で、ケース15aとレーザ光透過窓(図示せ
ず)の形成されたカバ部材17aにより密閉されたケー
ス内に収容され、実質的に密閉されたミラー室19a内
を高速で回転することとなる。Reference numeral 15a denotes a case in which a hollow fixed shaft 21a is erected substantially at the center, and the stator coil 6
3 is fixed. On the inner periphery of the hollow fixed shaft 21a,
A shaft of a rotary shaft 23a rotatably supported by a radial dynamic pressure air bearing 31a is engaged with the fixed shaft 2 by a hub formed integrally with the shaft.
A rotor portion is formed by covering the opening end above 1a and attaching a rotating polygon mirror 61, a rotor yoke 65, and the like to the outer periphery of the hub. This rotor portion is accommodated in a case sealed by a case 15a and a cover member 17a formed with a laser light transmission window (not shown) in a state where the rotor portion is supported in the thrust direction by a thrust bearing 33a, and substantially. Thus, the inside of the mirror chamber 19a closed at a high speed is rotated at a high speed.
【0021】ここで、図1を参照してケース内(ミラー
室19a)を減圧あるいは略真空化するポンプ機構につ
いて詳細に説明すると、回転軸23aのシャフト外周と
固定軸21a内周とは、所定のクリアランスが設けられ
た状態で対向しており、その略中央部に設けられたラジ
アル動圧空気軸受31aにより、ロータ部が回転自在に
支持されている。このラジアル動圧空気軸受31aの両
端部には、ヘリングボーン溝等の刻設されたポンプ機構
41a,43aが設けられており、回転軸23aのハブ
内周と固定軸21a外周とが対向する微少隙間と、固定
軸21aのフランジ部に形成された、固定軸21aの下
端部とケース内とを連通する連通路51aを介して、ロ
ータ部の回転に伴って、ミラー室19aの空気を吸引す
る。この吸引されたミラー室19aの空気は、図中の矢
印で示すように、回転軸23aのシャフト内部に形成さ
れた大気連通路49a,49b,49cや、下部ポンプ
機構43aとラジアル動圧空気軸受31aとの境界部近
傍と外部とを連通する、固定軸21aのフランジ部に形
成された排出口45a、フィルタ53aを介して、ケー
ス外部へと排出され、時間の経過とともに、ミラー室1
9a内部を減圧あるいは略真空化することができる。一
方、ラジアル動圧空気軸受31aの両端部は、大気連通
路49a,49b,49c、排出口45a等を介してケ
ース外部と連通しており、この両端部は大気圧となるこ
とから、ミラー室19a内部の圧力とは無関係に、常に
安定した軸受剛性を得ることができる。Here, the pump mechanism for depressurizing or substantially evacuating the inside of the case (mirror chamber 19a) will be described in detail with reference to FIG. 1. The outer periphery of the shaft of the rotating shaft 23a and the inner periphery of the fixed shaft 21a are defined by predetermined values. The rotor portion is rotatably supported by a radial dynamic pressure air bearing 31a provided substantially at the center of the rotor portion. At both ends of the radial dynamic pressure air bearing 31a, pump mechanisms 41a and 43a provided with a herringbone groove or the like are provided. As the rotor rotates, the air in the mirror chamber 19a is sucked through a gap and a communication passage 51a formed in the flange of the fixed shaft 21a and communicating the lower end of the fixed shaft 21a with the inside of the case. . The sucked air in the mirror chamber 19a is supplied to the air communication passages 49a, 49b, 49c formed inside the shaft of the rotating shaft 23a, the lower pump mechanism 43a and the radial dynamic pressure air bearing, as shown by arrows in the drawing. The filter chamber 53 is discharged to the outside of the case via a discharge port 45a formed in a flange portion of the fixed shaft 21a and a filter 53a, which communicates the vicinity of the boundary with the outside of the mirror chamber 31a.
The inside of 9a can be decompressed or substantially evacuated. On the other hand, both ends of the radial dynamic pressure air bearing 31a communicate with the outside of the case via atmosphere communication passages 49a, 49b, 49c, a discharge port 45a, and the like. Regardless of the pressure inside 19a, stable bearing rigidity can always be obtained.
【0022】しかし、ここで問題となるのは、ミラー室
19a内部が略真空化されていることから、ラジアル動
圧空気軸受で発生する熱は、対流による放熱がほとんど
期待できず、もっぱら固定軸21aや回転軸23aの熱
伝導によりケース外部へと放熱されることになる。However, the problem here is that since the inside of the mirror chamber 19a is substantially evacuated, heat generated by the radial dynamic pressure air bearing can hardly be expected to be dissipated by convection. The heat is radiated to the outside of the case by heat conduction of the rotation shaft 21a and the rotation shaft 23a.
【0023】これを図13を用いて詳細に説明すると、
固定軸21eのフランジ部は外部に露出していることか
ら放熱が良好であり、この露出部近傍とそれ以外の部分
とでは温度差を生じることになり、熱膨張量に差異を生
じてしまう。すなわち、ラジアル動圧空気軸受31aの
流体摩擦に起因する熱膨張で、回転軸23aと固定軸2
1eとが、各々破線で示すように変形することになり、
回転軸23aと固定軸21eとが対向する当初のギャッ
プCL1は、各々CL2,CL3のように変化すること
になる。回転軸23aと固定軸21eとの温度がほぼ同
じ場合には、CL1とCL2のように、そのギャップは
ほとんど同じとなるが、これらに温度差が生じる場合に
は、CL3のように、そのギャップはCL1に比べて狭
くなり、所定のクリアランスを確保できなくなることか
ら、軸受性能の低下や、最悪の場合には回転軸の焼き付
きを引き起こしてしまうことになる。This will be described in detail with reference to FIG.
Since the flange portion of the fixed shaft 21e is exposed to the outside, heat radiation is good, and a temperature difference occurs between the vicinity of the exposed portion and other portions, resulting in a difference in the amount of thermal expansion. That is, the thermal expansion caused by the fluid friction of the radial dynamic pressure air bearing 31a causes the rotation shaft 23a and the fixed shaft 2
1e will be deformed as shown by broken lines, respectively.
The initial gap CL1 where the rotating shaft 23a and the fixed shaft 21e face each other changes like CL2 and CL3. When the temperature of the rotating shaft 23a and the temperature of the fixed shaft 21e are almost the same, the gap becomes almost the same as in CL1 and CL2. However, when the temperature difference occurs between them, the gap is made as in CL3. Is narrower than CL1 and a predetermined clearance cannot be secured, so that the bearing performance is degraded or, in the worst case, seizure of the rotating shaft is caused.
【0024】これに対して、本発明の第1の実施の形態
の動圧空気軸受型光偏向器にあっては、図2に示すよう
に、外部に露出する固定軸21aのフランジ部近傍に設
けられたポンプ機構43aの固定軸21aと回転軸23
aとのギャップを、ラジアル動圧空気軸受31aの固定
軸21aと回転軸23aとのギャップよりもGだけ広く
なるように設定しているため、軸受部全体を通じて温度
差を生じた場合においても、軸受性能の低下や回転軸の
焼き付き等を生じることのない、安定した回転状態を得
ることができる。On the other hand, in the dynamic pressure air bearing type optical deflector according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, near the flange portion of the fixed shaft 21a exposed to the outside. The fixed shaft 21a and the rotating shaft 23 of the provided pump mechanism 43a
a is set to be larger than the gap between the fixed shaft 21a and the rotating shaft 23a of the radial dynamic pressure air bearing 31a by G, so that even when a temperature difference occurs throughout the bearing portion, It is possible to obtain a stable rotation state without lowering the bearing performance or causing seizure of the rotating shaft.
【0025】ちなみに、ラジアル動圧空気軸受周辺の温
度は55℃程度上昇(室温が25℃の場合、80℃程度
になる)し、回転軸と固定軸との温度差は20℃程度に
も達することが実験により確認されており、回転軸と固
定軸をともにアルミで形成した場合に20℃の温度差が
生じると、アルミの線膨張係数が23〜29E−6/℃
(ここでの「E−6」は、10のマイナス6乗の意、す
なわち、0.000023〜0.000029/℃、以
下同様に表記する。)であることから、ギャップが約3
μm変化すると考えられるので、ここでは、Gを3μm
に設定している。ただし、これらのデータは、モータの
仕様や動作環境等により異なると考えられるため、仕様
に応じてGの値を設定することが望ましい。また、Gの
最大値は、温度差によりポンプ機構の固定軸と回転軸と
のギャップが最小となった時点で、ポンプ機能が得られ
る程度に設定されていればよい。Incidentally, the temperature around the radial dynamic pressure air bearing rises by about 55 ° C. (about 80 ° C. when the room temperature is 25 ° C.), and the temperature difference between the rotating shaft and the fixed shaft reaches about 20 ° C. It has been confirmed by experiments that when a temperature difference of 20 ° C. occurs when both the rotating shaft and the fixed shaft are made of aluminum, the linear expansion coefficient of aluminum becomes 23 to 29E-6 / ° C.
(Here, “E-6” means 10 to the sixth power, that is, 0.000023 to 0.000029 / ° C .; the same applies hereinafter.)
In this case, G is set to 3 μm
Is set to However, since these data are considered to vary depending on the specifications and operating environment of the motor, it is desirable to set the value of G according to the specifications. Further, the maximum value of G may be set to such an extent that the pump function can be obtained when the gap between the fixed shaft and the rotary shaft of the pump mechanism becomes minimum due to the temperature difference.
【0026】次に、本発明の他の実施の形態について図
3乃至図12を参照して説明する。なお、本発明の第1
の実施の形態の動圧空気軸受型光偏向器と同一の構成に
ついては同一の符号を付与することにより、その説明を
省略する。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the first of the present invention
The same components as those of the dynamic air bearing type optical deflector according to the embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
【0027】図3は本発明の第2の実施の形態の動圧空
気軸受型光偏向器の要部を拡大した半断面図である。FIG. 3 is an enlarged half sectional view of a main part of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to a second embodiment of the present invention.
【0028】本発明の第2の実施の形態の動圧空気軸受
型光偏向が、本発明の第1の実施の形態の動圧空気軸受
型光偏向器と主に異なる点は、下部のポンプ機構の固定
軸と回転軸とのギャップを、ラジアル動圧空気軸受の固
定軸と回転軸とのギャップよりも一律にGだけ広く設定
するのではなく、図3に示すように、熱膨張によるギャ
ップの変化分に対応させて、0からGの範囲内で勾配を
つけて広く設定したことにある。The main difference between the dynamic air bearing type optical deflector of the second embodiment of the present invention and the dynamic air bearing optical deflector of the first embodiment of the present invention is that the lower pump is used. The gap between the fixed shaft and the rotating shaft of the mechanism is not uniformly set to be wider than the gap between the fixed shaft and the rotating shaft of the radial dynamic air bearing by G, but as shown in FIG. Is set broadly with a gradient in the range of 0 to G in accordance with the variation of.
【0029】このように、0からGの範囲内で勾配をつ
けて設定することにより、熱膨張により回転軸と固定軸
とのギャップが変化した後の状態で、最適なクリアラン
スを得られるように構成することができるため、さらに
安定した軸受性能、ポンプ機能を得ることができる。As described above, by setting a gradient in the range of 0 to G, an optimum clearance can be obtained after the gap between the rotating shaft and the fixed shaft changes due to thermal expansion. Since it can be configured, more stable bearing performance and pump function can be obtained.
【0030】図4乃至図5は、本発明の第3、第4の実
施の形態の動圧空気軸受型光偏向器の縦断面図である。FIGS. 4 and 5 are longitudinal sectional views of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to the third and fourth embodiments of the present invention.
【0031】本発明の第3、第4の実施の形態の動圧空
気軸受型光偏向が、本発明の第1、第2の実施の形態の
動圧空気軸受型光偏向と主に異なる点は、下部のポンプ
機構の固定軸と回転軸とのギャップを、ラジアル動圧空
気軸受の固定軸と回転軸とのギャップよりも広く設定す
るのではなく、ラジアル動圧空気軸受に軸流を発生する
軸流発生機構を、ラジアル動圧空気軸受の近傍あるいは
ラジアル動圧空気軸受と一体的に設け、この軸流発生機
構に供給する空気を、ケース外部へと排出する排出口を
介して冷却したことにある。The dynamic air bearing type optical deflection of the third and fourth embodiments of the present invention is mainly different from the dynamic air bearing optical deflection of the first and second embodiments of the present invention. Does not set the gap between the fixed shaft and the rotating shaft of the lower pump mechanism wider than the gap between the fixed shaft and the rotating shaft of the radial dynamic pressure air bearing, but generates an axial flow in the radial dynamic pressure air bearing. The axial flow generating mechanism is provided in the vicinity of the radial dynamic pressure air bearing or integrally with the radial dynamic pressure air bearing, and the air supplied to the axial flow generating mechanism is cooled through a discharge port for discharging the air to the outside of the case. It is in.
【0032】図4は軸流発生機構67aをラジアル動圧
空気軸受31bの下端部近傍に設けたものであり、図5
は軸流発生機構67bをラジアル動圧空気軸受31cと
一体的に設けたものであるが、これらの軸流発生機構6
7a,67bに供給される空気は、固定軸21eのフラ
ンジ部に形成された排出口45aを介して冷却され、こ
の冷却された空気がラジアル動圧空気軸受31b,31
cを流れる際に、ラジアル動圧空気軸受31b,31c
全体を通じての温度分布を均一化することができるた
め、本発明の第1、第2の実施の形態の動圧空気軸受型
光偏向器と同様の効果を得ることができるとともに、ラ
ジアル動圧空気軸受31b,31cの発熱を抑制するこ
とができるため、最大回転速度を10%程度引き上げる
ことができる。FIG. 4 shows the axial flow generating mechanism 67a provided near the lower end of the radial dynamic pressure air bearing 31b.
Has an axial flow generating mechanism 67b provided integrally with the radial dynamic pressure air bearing 31c.
The air supplied to the fixed shafts 7a and 67b is cooled through a discharge port 45a formed in a flange portion of the fixed shaft 21e, and the cooled air is supplied to the radial dynamic pressure air bearings 31b and 31.
c, the radial dynamic pressure air bearings 31b, 31c
Since the temperature distribution can be made uniform throughout, the same effects as those of the dynamic pressure air bearing type optical deflector of the first and second embodiments of the present invention can be obtained, and the radial dynamic pressure air can be obtained. Since the heat generation of the bearings 31b and 31c can be suppressed, the maximum rotation speed can be increased by about 10%.
【0033】図6乃至図7は、本発明の第5、第6の実
施の形態の動圧空気軸受型光偏向器の縦断面図である。FIGS. 6 and 7 are longitudinal sectional views of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to the fifth and sixth embodiments of the present invention.
【0034】本発明の第5、第6の実施の形態の動圧空
気軸受型光偏向が、本発明の第3、第4の実施の形態の
動圧空気軸受型光偏向と主に異なる点は、ケース外部の
空気を軸流発生機構に供給する流入口と、ラジアル動圧
空気軸受を通り、ケース外部へと排出する排出口とを、
各々別個に設けたことにある。The dynamic air bearing type optical deflection of the fifth and sixth embodiments of the present invention is mainly different from the dynamic air bearing optical deflection of the third and fourth embodiments of the present invention. Has an inlet for supplying air outside the case to the axial flow generating mechanism, and an outlet for discharging the outside of the case through the radial dynamic pressure air bearing,
They are provided separately.
【0035】図6は下部のポンプ機構を設ける代わり
に、内部を貫通する大気連通路49aを備えるシリンダ
状の端部を回転軸23dに設け、軸流発生機構を一体的
に設けたラジアル動圧空気軸受31cの吸引作用によ
り、図中の矢印で示すように、固定軸21cの下端面に
設けられた底板57bの略中央部に設けられた、吸入口
47aのフィルタ53bを介して、ケース外部から空気
を吸入し、大気連通路49a、ラジアル動圧空気軸受3
1c、排出口45a、フィルタ53aを介してケース外
部へと排出している。FIG. 6 shows a radial dynamic pressure in which a cylindrical end having an air communication passage 49a penetrating the inside is provided on the rotating shaft 23d and an axial flow generating mechanism is integrally provided instead of providing a lower pump mechanism. Due to the suction action of the air bearing 31c, as shown by the arrow in the drawing, the outside of the case is passed through a filter 53b of a suction port 47a provided at a substantially central portion of a bottom plate 57b provided at a lower end surface of the fixed shaft 21c. From the air, the atmosphere communication passage 49a, the radial dynamic pressure air bearing 3
1c, is discharged to the outside of the case via the discharge port 45a and the filter 53a.
【0036】図7は下部のポンプ機構43c等はそのま
まに、固定軸21dのフランジ部に吸入口47bと排出
口45bと、上部のポンプ機構41aとラジアル動圧空
気軸受31cの上部端面との境界近傍に開口部を有し、
排出口45bへと連通する第2の連通路51cを設けた
もので、軸流発生機構を一体的に設けたラジアル動圧空
気軸受31cの吸引作用により、図中の矢印で示すよう
に、フィルタ53c、吸入口47bを介して、ケース外
部から空気を吸入し、ラジアル動圧空気軸受31c、第
2の連通路51c、排出口45b、フィルタ53cを介
してケース外部へと排出している。FIG. 7 shows a boundary between the suction port 47b and the discharge port 45b on the flange portion of the fixed shaft 21d, the upper pump mechanism 41a and the upper end face of the radial dynamic pressure air bearing 31c, while keeping the lower pump mechanism 43c and the like. Has an opening in the vicinity,
A second communication passage 51c communicating with the discharge port 45b is provided, and the radial dynamic pressure air bearing 31c integrally provided with the axial flow generating mechanism is provided with a filter as shown by an arrow in FIG. Air is sucked in from the outside of the case via the suction port 53c and the suction port 47b, and is discharged to the outside of the case via the radial dynamic pressure air bearing 31c, the second communication path 51c, the discharge port 45b, and the filter 53c.
【0037】このように、ラジアル動圧空気軸受に供給
する空気を、吸入口を介してケース外部から吸入し、ラ
ジアル動圧空気軸受を冷却した後の暖められた空気は、
排出口を介してケース外部へと排出することにより、ラ
ジアル動圧空気軸受等の冷却効率を高めることができる
ので、本発明の第3、第4の実施の形態の動圧空気軸受
型光偏向器と同様の効果を得ることができるとともに、
さらなる回転速度の向上が期待できる。As described above, the air supplied to the radial dynamic pressure air bearing is sucked from the outside of the case through the suction port, and the heated air after cooling the radial dynamic pressure air bearing is:
Since the cooling efficiency of the radial dynamic pressure air bearing and the like can be improved by discharging the fluid to the outside of the case through the discharge port, the dynamic pressure air bearing type optical deflection device according to the third and fourth embodiments of the present invention can be improved. The same effect as the vessel can be obtained,
Further improvement in rotation speed can be expected.
【0038】図8乃至図9は、本発明の第7、第8の実
施の形態の動圧空気軸受型光偏向器の縦断面図、要部拡
大図である。FIGS. 8 and 9 are a longitudinal sectional view and a main part enlarged view of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to the seventh and eighth embodiments of the present invention.
【0039】本発明の第7、第8の実施の形態の動圧空
気軸受型光偏向が、本発明の第1乃至第6の実施の形態
の動圧空気軸受型光偏向と主に異なる点は、固定軸のケ
ース外部への露出部をポンプ機構の機能を妨げない範囲
で断熱部材により覆ったことにある。The dynamic air bearing type optical deflection of the seventh and eighth embodiments of the present invention is mainly different from the dynamic air bearing type optical deflection of the first to sixth embodiments of the present invention. Is that the exposed portion of the fixed shaft to the outside of the case is covered with a heat insulating member within a range that does not hinder the function of the pump mechanism.
【0040】図8は、固定軸21eのケース外部への露
出部であるフランジ部を、発砲スチロール等の断熱部材
で覆ったものであり、ポンプ機構41a、43dによ
り、ミラー室19a内部の空気を排出する排出口45a
の開口部を完全に塞がないことにより、ポンプ機構41
a、43dの機能は損なわないようにしている。FIG. 8 is a view in which the flange portion of the fixed shaft 21e, which is exposed to the outside of the case, is covered with a heat insulating member such as styrene foam, and the pump mechanism 41a, 43d removes air inside the mirror chamber 19a. Discharge port 45a for discharging
The opening of the pump mechanism 41 is not completely closed.
The functions a and 43d are not impaired.
【0041】図9は、固定軸21eのフランジ部ととも
に、ケース15aの下部も断熱部材で覆ったものであ
り、図8同様ポンプ機構41a、43dの機能を妨げな
いように、排出口45aの開口部は完全には塞いでいな
い。FIG. 9 shows a case in which the lower part of the case 15a is covered with a heat insulating member together with the flange portion of the fixed shaft 21e. Similarly to FIG. 8, the opening of the discharge port 45a is provided so as not to hinder the functions of the pump mechanisms 41a and 43d. The department is not completely closed.
【0042】このように、固定軸のケース外部への露出
部を、ポンプ機構の機能を妨げない範囲で断熱部材で覆
うことにより、ポンプ機構やラジアル動圧空気軸受等の
軸受部全体を通じて、温度差を生じないように構成する
ことができるため、起動時から定常回転時に亘って所定
のクリアランスを得ることができ、本発明の第1の実施
の形態の動圧空気軸受型光偏向器と同様の効果を得るこ
とができる。As described above, by covering the exposed portion of the fixed shaft to the outside of the case with the heat insulating member as long as the function of the pump mechanism is not obstructed, the temperature of the entire bearing portion such as the pump mechanism and the radial dynamic pressure air bearing can be increased. Since it can be configured so as not to cause a difference, a predetermined clearance can be obtained from the time of startup to the time of steady rotation, and the same as the dynamic air bearing type optical deflector of the first embodiment of the present invention. The effect of can be obtained.
【0043】図10乃至図11は、本発明の第9、第1
0の実施の形態の動圧空気軸受型光偏向器の縦断面図で
ある。FIGS. 10 and 11 show the ninth and first embodiments of the present invention.
It is a longitudinal section of a dynamic pressure air bearing type optical deflector of a 0th embodiment.
【0044】本発明の第9、第10の実施の形態の動圧
空気軸受型光偏向が、本発明の第1乃至第8の実施の形
態の動圧空気軸受型光偏向と主に異なる点は、ケース外
部に露出した固定軸近傍に設けられたポンプ機構の固定
軸と回転軸とのギャップが、モータの駆動前後でもほぼ
一定となるように、固定軸あるいは回転軸の線膨張係数
を最適化したことにある。The dynamic pressure air bearing type optical deflection of the ninth and tenth embodiments of the present invention is mainly different from the dynamic pressure air bearing type optical deflection of the first to eighth embodiments of the present invention. Optimizes the linear expansion coefficient of the fixed shaft or rotating shaft so that the gap between the fixed shaft and the rotating shaft of the pump mechanism provided near the fixed shaft exposed outside the case is almost constant before and after the motor is driven. It has become.
【0045】アルミの線膨張係数が23〜29E−6/
℃で、この時の固定軸と回転軸との温度差が20℃であ
った場合に、温度差により熱膨張量が異なる回転軸の線
膨張係数を15〜18E−6/℃の範囲で設定すると、
固定軸と回転軸との熱膨張量がほぼ等しくなる。そこ
で、このような線膨張係数を有するAl−Cu−Zn合
金(アルミニウムブロンズ)、Cu−Ni合金(コンス
タンタン)、Fe−Cr−Ni合金(ステンレス綱)等
の合金材料を使用して、図10乃至図11に示すよう
に、回転軸に合金部73a,73bを一体的に形成する
ことにより、該ポンプ機構の固定軸と回転軸とのギャッ
プを、モータの駆動前後でほぼ一定にすることができる
ため、起動時から定常回転時に亘って、安定した軸受性
能を得ることができる。The coefficient of linear expansion of aluminum is 23 to 29E-6 /
When the temperature difference between the fixed shaft and the rotating shaft at this time is 20 ° C., the linear expansion coefficient of the rotating shaft having a different thermal expansion amount due to the temperature difference is set in the range of 15-18E-6 / ° C. Then
The amounts of thermal expansion of the fixed shaft and the rotating shaft become substantially equal. Therefore, using an alloy material such as an Al—Cu—Zn alloy (aluminum bronze), a Cu—Ni alloy (Constantan), and an Fe—Cr—Ni alloy (stainless steel) having such a linear expansion coefficient, FIG. As shown in FIG. 11 to FIG. 11, by forming the alloy portions 73a and 73b integrally with the rotating shaft, the gap between the fixed shaft and the rotating shaft of the pump mechanism can be made substantially constant before and after driving the motor. Therefore, stable bearing performance can be obtained from the start to the steady rotation.
【0046】また、これとは逆に、温度差により熱膨張
量が異なる固定軸の線膨張係数を36〜44E−6/℃
の範囲で設定することによっても、同様の効果を得るこ
とができる。On the contrary, the linear expansion coefficient of the fixed shaft having a different thermal expansion amount due to the temperature difference is set to 36 to 44E-6 / ° C.
The same effect can be obtained by setting in the range.
【0047】図12は、本発明の第11の実施の形態の
動圧空気軸受型光偏向器の縦断面図である。FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to an eleventh embodiment of the present invention.
【0048】本発明の第11の実施の形態の動圧空気軸
受型光偏向が、本発明の第1乃至第10の実施の形態の
動圧空気軸受型光偏向と主に異なる点は、ケース外部に
露出した固定軸近傍に設けられたポンプ機構の固定軸と
回転軸とのギャップが、モータの駆動前後でもほぼ一定
となるように、固定軸の露出部近傍の形状を最適化した
ことにある。The main difference between the dynamic air bearing type light deflection of the eleventh embodiment of the present invention and the dynamic air bearing light deflection of the first to tenth embodiments of the present invention is that The shape of the fixed shaft near the exposed part has been optimized so that the gap between the fixed shaft and the rotary shaft of the pump mechanism provided near the fixed shaft exposed to the outside is almost constant before and after driving the motor. is there.
【0049】固定軸21fの露出部近傍である、下部の
ポンプ機構43dが形成された箇所には、ちょうどポン
プ機構43dのみを残すように切欠部69aが形成され
ている。この切欠部69aが形成されていることによ
り、固定軸21fの露出部であるフランジ部外周と、ポ
ンプ機構43d等が設けられているフランジ部内周と
は、僅かな接続部71を介して熱伝導が行われるため、
接続部の断面積等に応じて、熱伝導特性が悪くなり、フ
ランジ部内周とフランジ部外周とでは温度の熱伝導が悪
くなる。このため、下部のポンプ機構43d周辺の温度
は、ラジアル動圧空気軸受31aの温度とほとんど同じ
となり、ポンプ機構やラジアル動圧空気軸受の軸受部全
体を通じて温度差を生じなくなるため、起動時から定常
回転時に亘って、安定した軸受性能を得ることができ
る。A notch 69a is formed in the vicinity of the exposed portion of the fixed shaft 21f, where the lower pump mechanism 43d is formed, so as to leave only the pump mechanism 43d. Due to the formation of the notch portion 69a, the outer periphery of the flange portion, which is the exposed portion of the fixed shaft 21f, and the inner periphery of the flange portion where the pump mechanism 43d and the like are provided are connected via a slight connection portion 71 to conduct heat. Is performed,
Depending on the cross-sectional area of the connection portion, the heat conduction characteristics deteriorate, and the heat conduction of the temperature deteriorates between the inner periphery of the flange portion and the outer periphery of the flange portion. For this reason, the temperature around the lower pump mechanism 43d is almost the same as the temperature of the radial dynamic pressure air bearing 31a, and no temperature difference is generated throughout the pump mechanism and the entire bearing portion of the radial dynamic pressure air bearing. Stable bearing performance can be obtained over the time of rotation.
【0050】なお、これまでは図13に示したような、
軸回転型の動圧空気軸受型光偏向器について説明してき
たが、スリーブ回転型の動圧空気軸受型光偏向器につい
ても、図14に示すように、温度差に起因して固定軸と
回転軸とのギャップに変化が生じる。軸回転型の場合に
は、図13のCL3に示したようにギャップが狭くな
り、最悪の場合には回転軸の焼き付きが生じる危険性が
あるが、スリーブ回転型の場合には、図14のCL6に
示すようにギャップが広くなることにより、軸受性能が
低下する危険性がある。In the meantime, as shown in FIG.
The description has been given of the shaft rotating type dynamic pressure air bearing type optical deflector. However, as shown in FIG. 14, the sleeve rotating type dynamic pressure air bearing type optical deflector also rotates with the fixed shaft due to the temperature difference. A change occurs in the gap with the axis. In the case of the rotary shaft type, the gap is narrowed as shown by CL3 in FIG. 13, and in the worst case, there is a risk that the rotating shaft may be seized. When the gap is widened as indicated by CL6, there is a danger that the bearing performance will decrease.
【0051】しかし、軸流発生機構により、ラジアル動
圧空気軸受に軸流を発生させ、ラジアル動圧空気軸受の
温度上昇を抑制したり、固定軸のケース外部への露出部
を断熱部材で覆うことにより、ポンプ機構やラジアル動
圧空気軸受等の軸受部全体を通じて温度差を生じないよ
うに構成したり、固定軸あるいは回転軸の線膨張係数を
最適化する、固定軸の露出部近傍の形状を最適化する等
により、ポンプ機構の固定軸と回転軸とのギャップが、
モータの駆動前後でもほぼ一定となるように構成するこ
とは、スリーブ回転型の動圧空気軸受型光偏向器にも適
用可能であることが明らかであるため、スリーブ回転型
の動圧空気軸受型光偏向器についての詳細な説明は省略
した。However, the axial flow generating mechanism generates an axial flow in the radial dynamic pressure air bearing to suppress the temperature rise of the radial dynamic pressure air bearing, and cover the exposed portion of the fixed shaft to the outside of the case with a heat insulating member. The shape near the exposed part of the fixed shaft, so that the temperature difference does not occur throughout the bearing part such as the pump mechanism and the radial dynamic pressure air bearing, and the linear expansion coefficient of the fixed shaft or rotating shaft is optimized The gap between the fixed shaft and the rotating shaft of the pump mechanism is
It is clear that the configuration that becomes substantially constant before and after the motor is driven is also applicable to a sleeve rotating type dynamic pressure air bearing type optical deflector. Detailed description of the optical deflector has been omitted.
【0052】また、外部に露出する固定軸のフランジ部
近傍に設けられたポンプ機構の固定軸と回転軸とのギャ
ップを、ラジアル動圧空気軸受の固定軸と回転軸とのギ
ャップよりもGだけ広くなるように設定したり、ラジア
ル動圧空気軸受に軸流を発生する軸流発生機構を、ラジ
アル動圧空気軸受の近傍あるいはラジアル動圧空気軸受
と一体的に設け、この軸流発生機構に供給する空気を、
ケース外部へと排出する排出口を介して冷却したり、固
定軸のケース外部への露出部をポンプ機構の機能を妨げ
ない範囲で断熱部材により覆うことなど、各々個別に説
明してきたが、これらを適宜組み合わせて採用してもよ
いことは言うまでもない。Further, the gap between the fixed shaft and the rotary shaft of the pump mechanism provided near the flange portion of the fixed shaft exposed to the outside is G more than the gap between the fixed shaft and the rotary shaft of the radial dynamic pressure air bearing. An axial flow generation mechanism that is set to be wider or that generates an axial flow in the radial dynamic pressure air bearing is provided near or integrally with the radial dynamic pressure air bearing. Supply air,
It has been described individually, such as cooling through a discharge port that discharges to the outside of the case and covering the exposed portion of the fixed shaft to the outside of the case with a heat insulating member as long as it does not interfere with the function of the pump mechanism. It is needless to say that may be adopted in combination as appropriate.
【0053】[0053]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明にあ
っては次に列挙する効果を得ることができる。As described in detail above, the present invention has the following effects.
【0054】(1)ケースに立設した中空の固定軸と、
前記固定軸の内周をヘリングボーン溝その他の動圧発生
部からなるラジアル動圧空気軸受により回転自在に支持
された回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回転する
回転多面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材により
密閉したケース内に収容するとともに、前記ロータ部を
回転させることにより前記ケース内の空気をケース外部
へと排出し、該ケース内を減圧あるいは真空化するポン
プ機構を備える動圧空気軸受型光偏向器において、ケー
ス外部に露出した前記固定軸の近傍に設けられたポンプ
機構の固定軸と回転軸とのギャップを前記ラジアル動圧
空気軸受の固定軸と回転軸とのギャップよりも広く設定
することにより動圧空気軸受型光偏向器を構成している
ので、軸受部全体を通じて温度差を生じた場合において
も、軸受性能の低下や回転軸の焼き付き等を生じること
のない、安定した回転状態を得ることができる。また、
下部のポンプ機構の固定軸と回転軸とのギャップを、ラ
ジアル動圧空気軸受の固定軸と回転軸とのギャップより
も一律に広く設定するのではなく、熱膨張に伴うギャッ
プの変化分に対応させて勾配をつけて設定することによ
り、熱膨張によって固定軸と回転軸とのギャップが変化
した後の状態で、最適なクリアランスを得られるように
構成できるため、さらに安定した軸受性能、ポンプ機能
を得ることができる。(1) A hollow fixed shaft erected on the case,
A rotating shaft rotatably supported on the inner periphery of the fixed shaft by a radial dynamic pressure air bearing comprising a herringbone groove or other dynamic pressure generating portion, and a rotating polygon mirror or the like which rotates integrally with the rotating shaft. A pump mechanism for accommodating the rotor portion in a case sealed by a case and a cover member, and discharging the air in the case to the outside of the case by rotating the rotor portion to reduce the pressure or evacuate the inside of the case. In the dynamic pressure air bearing type optical deflector provided, the gap between the fixed shaft and the rotating shaft of the pump mechanism provided near the fixed shaft exposed to the outside of the case is fixed to the fixed shaft and the rotating shaft of the radial dynamic pressure air bearing. The dynamic pressure air bearing type optical deflector is configured by setting the gap wider than the gap, so that even if a temperature difference occurs throughout the bearing part, the bearing performance is low. Without causing or rotary shaft seizure etc., it is possible to obtain a stable rotation state. Also,
The gap between the fixed shaft and the rotating shaft of the lower pump mechanism is not uniformly set wider than the gap between the fixed shaft and the rotating shaft of the radial dynamic air bearing, but corresponds to the change in the gap due to thermal expansion By setting the slope with a gradient, the optimal clearance can be obtained after the gap between the fixed shaft and the rotating shaft changes due to thermal expansion, so that more stable bearing performance and pump function Can be obtained.
【0055】(2)ケースに立設した固定軸と、前記固
定軸の外周あるいは内周をヘリングボーン溝その他の動
圧発生部からなるラジアル動圧空気軸受により回転自在
に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回
転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材
により密閉したケース内に収容するとともに、前記ロー
タ部を回転させることにより前記ケース内の空気をケー
ス外部へと排出し、該ケース内を減圧あるいは真空化す
るポンプ機構を備える動圧空気軸受型光偏向器におい
て、前記ラジアル動圧空気軸受あるいはその近傍に軸流
を発生する軸流発生機構を設け、前記ポンプ機構により
ケース内の空気をケース外部へと排出する排出孔を介し
て前記軸流発生機構に供給する空気を冷却することによ
り動圧空気軸受型光偏向器を構成しているので、軸受部
全体を通じて温度差が生じないようにできるため、
(1)と同様の効果を得ることができるとともに、ラジ
アル動圧空気軸受の発熱を抑制することができるため、
最大回転速度を10%程度引き上げることができる。(2) A fixed shaft erected on the case, and a rotating shaft rotatably supported on the outer or inner periphery of the fixed shaft by a radial dynamic pressure air bearing comprising a herringbone groove and other dynamic pressure generating portions. A rotating polygon mirror that rotates integrally with the rotating shaft and other rotor parts are housed in a case sealed by a case and a cover member, and by rotating the rotor part, air in the case is removed from the case. In a dynamic pressure air bearing type optical deflector equipped with a pump mechanism for reducing or evacuating the inside of the case, an axial flow generating mechanism for generating an axial flow in the radial dynamic pressure air bearing or in the vicinity thereof is provided. The pump mechanism cools the air supplied to the axial flow generating mechanism through a discharge hole for discharging the air in the case to the outside of the case, thereby providing a dynamic pressure air bearing type light. Since it constitutes a countercurrent apparatus, since it as the temperature difference throughout the bearing portion does not occur,
Since the same effect as (1) can be obtained and the heat generation of the radial dynamic pressure air bearing can be suppressed,
The maximum rotation speed can be increased by about 10%.
【0056】(3)ケースに立設した固定軸と、前記固
定軸の内周をヘリングボーン溝その他の動圧発生部から
なるラジアル動圧空気軸受により回転自在に支持された
回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回転する回転多
面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材により密閉し
たケース内に収容するとともに、前記ロータ部を回転さ
せることにより前記ケース内の空気をケース外部へと排
出し、該ケース内を減圧あるいは真空化するポンプ機構
を備える動圧空気軸受型光偏向器において、前記ラジア
ル動圧空気軸受あるいはその近傍に軸流を発生する軸流
発生機構を設け、前記固定軸あるいは前記回転軸の略中
心部に形成されケース外部へと連通する大気連通路ある
いは前記ポンプ機構によりケース内の空気をケース外部
へと排出する排出孔を介して前記軸流発生機構の吸入側
の端部にケース外部の空気を供給するとともに、前記ポ
ンプ機構の排出孔あるいは前記固定軸あるいは前記回転
軸の略中心部に形成された前記大気連通路を介して前記
軸流発生機構の排出側の端部からケース外部へと空気を
排出することにより動圧空気軸受型光偏向器を構成して
いるので、軸受部全体を通じての冷却効率を高めること
ができるので、(2)と同様の効果を得ることができる
とともに、さらなる回転速度の向上が期待できる。(3) A fixed shaft erected on the case and a rotating shaft rotatably supported on the inner periphery of the fixed shaft by a radial dynamic pressure air bearing comprising a herringbone groove and other dynamic pressure generating portions. The rotating polygon mirror that rotates integrally with the rotating shaft is housed in a case sealed by a case and a cover member and other rotor parts, and by rotating the rotor part, air in the case is moved to the outside of the case. In a dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with a pump mechanism for discharging and decompressing or evacuating the inside of the case, an axial flow generating mechanism for generating an axial flow in or near the radial dynamic pressure air bearing is provided, and An air communication passage formed at a shaft or a substantially central portion of the rotating shaft and communicating with the outside of the case, or discharging the air in the case to the outside of the case by the pump mechanism. And supplying air outside the case to an end on the suction side of the axial flow generating mechanism through the air passage, and an air communication passage formed at a discharge hole of the pump mechanism or at a substantially central portion of the fixed shaft or the rotating shaft. The hydrodynamic air bearing type optical deflector is constructed by discharging air from the end of the axial flow generating mechanism on the discharge side to the outside of the case via the shaft, so that the cooling efficiency throughout the entire bearing portion is improved. Therefore, the same effect as (2) can be obtained, and further improvement in rotation speed can be expected.
【0057】(4)ケースに立設した中空の固定軸と、
前記固定軸の外周あるいは内周をヘリングボーン溝その
他の動圧発生部からなるラジアル動圧空気軸受により回
転自在に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体
的に回転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカ
バ部材により密閉したケース内に収容するとともに、前
記ロータ部を回転させることにより前記ケース内の空気
をケース外部へと排出し、該ケース内を減圧あるいは真
空化するポンプ機構を備える動圧空気軸受型光偏向器に
おいて、前記固定軸のケース外部への露出部をポンプ機
構の機能を妨げない範囲で断熱部材により覆うことによ
り動圧空気軸受型光偏向器を構成しているので、軸受部
全体を通じて温度差を生じないようにすることができる
ため、起動時から定常回転時に亘って所定のクリアラン
スを得ることができ、軸受性能の低下や回転軸の焼き付
き等を生じることのない、安定した回転状態を得ること
ができる。(4) A hollow fixed shaft erected on the case,
A rotary shaft rotatably supported on the outer circumference or inner circumference of the fixed shaft by a radial dynamic pressure air bearing comprising a herringbone groove or another dynamic pressure generating portion, and a rotating polygon mirror rotating integrally with the rotary shaft. A pump that accommodates the other rotor portion in a case hermetically sealed by a case and a cover member, and discharges air in the case to the outside of the case by rotating the rotor portion, thereby reducing or evacuating the inside of the case. In a dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with a mechanism, a dynamic pressure air bearing type optical deflector is configured by covering an exposed portion of the fixed shaft to the outside of the case with a heat insulating member as long as the function of the pump mechanism is not hindered. As a result, it is possible to prevent a temperature difference from occurring throughout the bearing portion, so that a predetermined clearance can be obtained from the start to the steady rotation. , Without causing seizure or the like and a decrease in the rotational axis of the bearing performance, it is possible to obtain a stable rotation state.
【0058】(5)ケースに立設した中空の固定軸と、
前記固定軸の外周あるいは内周をヘリングボーン溝その
他の動圧発生部からなるラジアル動圧空気軸受により回
転自在に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体
的に回転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカ
バ部材により密閉したケース内に収容するとともに、前
記ロータ部を回転させることにより前記ケース内の空気
をケース外部へと排出し、該ケース内を減圧あるいは真
空化するポンプ機構を備える動圧空気軸受型光偏向器に
おいて、ケース外部に露出した前記固定軸の近傍に設け
られたポンプ機構の固定軸と回転軸とのギャップがモー
タの駆動前後でもほぼ一定となるように固定軸あるいは
回転軸の線膨張係数を最適化することにより動圧空気軸
受型光偏向器を構成しているので、(4)と同様の効果
を得ることができる。(5) A hollow fixed shaft erected on the case,
A rotary shaft rotatably supported on the outer circumference or inner circumference of the fixed shaft by a radial dynamic pressure air bearing comprising a herringbone groove or another dynamic pressure generating portion, and a rotating polygon mirror rotating integrally with the rotary shaft. A pump that accommodates the other rotor portion in a case hermetically sealed by a case and a cover member, and discharges air in the case to the outside of the case by rotating the rotor portion, thereby reducing or evacuating the inside of the case. In a dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with a mechanism, a gap between a fixed shaft and a rotating shaft of a pump mechanism provided near the fixed shaft exposed to the outside of the case is substantially constant before and after driving of the motor. Since the dynamic pressure air bearing type optical deflector is configured by optimizing the linear expansion coefficient of the fixed shaft or the rotating shaft, the same effect as (4) can be obtained. .
【0059】(6)ケースに立設した中空の固定軸と、
前記固定軸の外周あるいは内周をヘリングボーン溝その
他の動圧発生部からなるラジアル動圧空気軸受により回
転自在に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体
的に回転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカ
バ部材により密閉したケース内に収容するとともに、前
記ロータ部を回転させることにより前記ケース内の空気
をケース外部へと排出し、該ケース内を減圧あるいは真
空化するポンプ機構を備える動圧空気軸受型光偏向器に
おいて、ケース外部に露出した前記固定軸の近傍に設け
られたポンプ機構の固定軸と回転軸とのギャップがモー
タの駆動前後でもほぼ一定となるように前記固定軸の露
出部近傍の形状を最適化することにより動圧空気軸受型
光偏向器を構成しているので、(4)と同様の効果を得
ることができる。(6) A hollow fixed shaft erected on the case,
A rotary shaft rotatably supported on the outer circumference or inner circumference of the fixed shaft by a radial dynamic pressure air bearing comprising a herringbone groove or another dynamic pressure generating portion, and a rotating polygon mirror rotating integrally with the rotary shaft. A pump that accommodates the other rotor portion in a case hermetically sealed by a case and a cover member, and discharges air in the case to the outside of the case by rotating the rotor portion, thereby reducing or evacuating the inside of the case. In a dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with a mechanism, a gap between a fixed shaft and a rotating shaft of a pump mechanism provided near the fixed shaft exposed to the outside of the case is substantially constant before and after driving of the motor. Since the dynamic pressure air bearing type optical deflector is configured by optimizing the shape near the exposed portion of the fixed shaft, the same effect as (4) can be obtained.
【図1】本発明の第1の実施の形態の動圧空気軸受型光
偏向器の縦断面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の動圧空気軸受型光偏向器の要部拡大半断
面図。FIG. 2 is an enlarged half sectional view of an essential part of the dynamic pressure air bearing type optical deflector of FIG. 1;
【図3】本発明の第2の実施の形態の動圧空気軸受型光
偏向器の要部拡大半断面図。FIG. 3 is an enlarged half sectional view of a main part of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施の形態の動圧空気軸受型光
偏向器の縦断面図。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4の実施の形態の動圧空気軸受型光
偏向器の縦断面図。FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to a fourth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第5の実施の形態の動圧空気軸受型光
偏向器の縦断面図。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to a fifth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第6の実施の形態の動圧空気軸受型光
偏向器の縦断面図。FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to a sixth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第7の実施の形態の動圧空気軸受型光
偏向器の縦断面図。FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to a seventh embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第8の実施の形態の動圧空気軸受型光
偏向器の要部拡大断面図。FIG. 9 is an enlarged sectional view of a main part of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to an eighth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第9の実施の形態の動圧空気軸受型
光偏向器の縦断面図。FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to a ninth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第10の実施の形態の動圧空気軸受
型光偏向器の縦断面図。FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to a tenth embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第11の実施の形態の動圧空気軸受
型光偏向器の縦断面図。FIG. 12 is a vertical sectional view of a dynamic pressure air bearing type optical deflector according to an eleventh embodiment of the present invention.
【図13】図23のA部を拡大した要部半断面図。FIG. 13 is a half-sectional view of an essential part of an enlarged part A of FIG. 23;
【図14】図21のB部を拡大した要部半断面図。FIG. 14 is an enlarged partial cross-sectional view of a main part of part B of FIG. 21;
【図15】従来の動圧空気軸受型光偏向器の一例を示す
縦断面図。FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional dynamic pressure air bearing type optical deflector.
【図16】図15の動圧空気軸受型光偏向器のポンプ機
構周辺部を示す半断面図。FIG. 16 is a half sectional view showing a periphery of a pump mechanism of the dynamic pressure air bearing type optical deflector of FIG. 15;
【図17】従来の動圧空気軸受型光偏向器の他の構成例
を示す縦断面図。FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing another configuration example of a conventional dynamic pressure air bearing type optical deflector.
【図18】図17の動圧空気軸受型光偏向器のポンプ機
構周辺部を示す半断面図。FIG. 18 is a half sectional view showing the periphery of a pump mechanism of the dynamic pressure air bearing type optical deflector of FIG. 17;
【図19】従来の動圧空気軸受型光偏向器の他の構成例
を示す縦断面図。FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing another configuration example of a conventional dynamic pressure air bearing type optical deflector.
【図20】図19の動圧空気軸受型光偏向器のポンプ機
構周辺部を示す平面図。FIG. 20 is a plan view showing the periphery of a pump mechanism of the dynamic pressure air bearing type optical deflector of FIG. 19;
【図21】従来の動圧空気軸受型光偏向器の他の構成例
を示す縦断面図。FIG. 21 is a longitudinal sectional view showing another configuration example of a conventional dynamic pressure air bearing type optical deflector.
【図22】ラジアル動圧空気軸受の他の構成例を示す横
断面図。FIG. 22 is a cross-sectional view showing another configuration example of the radial dynamic pressure air bearing.
【図23】従来の動圧空気軸受型光偏向器の他の構成例
を示す縦断面図。FIG. 23 is a longitudinal sectional view showing another configuration example of a conventional dynamic pressure air bearing type optical deflector.
15a,15g,15h,15i:ケース、 17a,17h,17i:カバ部材、 19a,19b,19h,19i:ミラー室、 21a〜21j,21m,21n,21p:固定軸、 23a〜23e,23g〜23i,23m,23n,2
3p〜23r:回転軸、 31a,31b,31c,31g,31h,31i:ラ
ジアル動圧空気軸受、 33a,33h,33i,33j:スラスト軸受、 41a,41h,41i,43a〜43d,43g〜4
3j:ポンプ機構、 45a,45b,45i,45j:排出口、 47a,47b:吸入口、 49a〜49c,49f〜49k,49m,49n,4
9p:大気連通路、 51a,51b,51c:連通路、 53a,53b,53c,53g,53h:フィルタ、 55a,,55b:封止部材、 57a,57b:底板、 59a,59b:断熱部材、 61:回転多面鏡、 63:ステータコイル、 65:ロータヨーク、 67a,67b:軸流発生機構、 69a:切欠部、 71:接続部、 73a,73b:合金部。15a, 15g, 15h, 15i: Case, 17a, 17h, 17i: Cover member, 19a, 19b, 19h, 19i: Mirror room, 21a to 21j, 21m, 21n, 21p: Fixed shaft, 23a to 23e, 23g to 23i , 23m, 23n, 2
3p to 23r: rotating shaft, 31a, 31b, 31c, 31g, 31h, 31i: radial dynamic pressure air bearing, 33a, 33h, 33i, 33j: thrust bearing, 41a, 41h, 41i, 43a to 43d, 43g to 4
3j: pump mechanism, 45a, 45b, 45i, 45j: outlet, 47a, 47b: inlet, 49a to 49c, 49f to 49k, 49m, 49n, 4
9p: atmosphere communication path, 51a, 51b, 51c: communication path, 53a, 53b, 53c, 53g, 53h: filter, 55a, 55b: sealing member, 57a, 57b: bottom plate, 59a, 59b: heat insulating member, 61 : Rotating polygon mirror, 63: stator coil, 65: rotor yoke, 67a, 67b: axial flow generating mechanism, 69a: notch, 71: connecting part, 73a, 73b: alloy part.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 剛史 埼玉県入間市新久下新田110−1 日本電 産コパル電子株式会社内 Fターム(参考) 2H045 AA14 AA23 AA24 3J011 AA04 BA04 CA03 KA02 KA03 MA23 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Takeshi Miura 110-1 Shinkushita Nitta, Iruma-shi, Saitama F-term (reference) in Nidec Copal Electronics Co., Ltd. 2H045 AA14 AA23 AA24 3J011 AA04 BA04 CA03 KA02 KA03 MA23
Claims (6)
定軸の内周をヘリングボーン溝その他の動圧発生部から
なるラジアル動圧空気軸受により回転自在に支持された
回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回転する回転多
面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材により密閉し
たケース内に収容するとともに、前記ロータ部を回転さ
せることにより前記ケース内の空気をケース外部へと排
出し、該ケース内を減圧あるいは真空化するポンプ機構
を備える動圧空気軸受型光偏向器において、 ケース外部に露出した前記固定軸の近傍に設けられたポ
ンプ機構の固定軸と回転軸とのギャップを前記ラジアル
動圧空気軸受の固定軸と回転軸とのギャップよりも広く
設定したことを特徴とする動圧空気軸受型光偏向器。1. A hollow fixed shaft erected in a case, and a rotary shaft rotatably supported on the inner periphery of the fixed shaft by a radial dynamic pressure air bearing comprising a herringbone groove and other dynamic pressure generating portions. A rotating polygon mirror that rotates integrally with the rotating shaft is housed in a case sealed by a case and a cover member, and the air in the case is moved to the outside of the case by rotating the rotor portion. And a dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with a pump mechanism for reducing or evacuating the inside of the case, wherein a fixed shaft and a rotating shaft of the pump mechanism provided near the fixed shaft exposed outside the case. Wherein the gap is set wider than the gap between the fixed shaft and the rotating shaft of the radial dynamic pressure air bearing.
外周あるいは内周をヘリングボーン溝その他の動圧発生
部からなるラジアル動圧空気軸受により回転自在に支持
された回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回転する
回転多面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材により
密閉したケース内に収容するとともに、前記ロータ部を
回転させることにより前記ケース内の空気をケース外部
へと排出し、該ケース内を減圧あるいは真空化するポン
プ機構を備える動圧空気軸受型光偏向器において、 前記ラジアル動圧空気軸受あるいはその近傍に軸流を発
生する軸流発生機構を設け、前記ポンプ機構によりケー
ス内の空気をケース外部へと排出する排出孔を介して前
記軸流発生機構に供給する空気を冷却したことを特徴と
する動圧空気軸受型光偏向器。2. A fixed shaft erected in a case and a rotary shaft rotatably supported on the outer periphery or inner periphery of the fixed shaft by a radial dynamic pressure air bearing comprising a herringbone groove and other dynamic pressure generating portions. A rotating polygon mirror that rotates integrally with the rotating shaft is housed in a case sealed by a case and a cover member, and the air in the case is moved to the outside of the case by rotating the rotor portion. And a dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with a pump mechanism for reducing or evacuating the inside of the case, wherein the radial dynamic pressure air bearing or an axial flow generating mechanism for generating an axial flow in the vicinity thereof is provided, A dynamic pressure air bearing type light, wherein air supplied to the axial flow generating mechanism is cooled through a discharge hole for discharging air in the case to the outside of the case by a pump mechanism. Deflector.
内周をヘリングボーン溝その他の動圧発生部からなるラ
ジアル動圧空気軸受により回転自在に支持された回転軸
とを備え、前記回転軸と一体的に回転する回転多面鏡そ
の他のロータ部をケースとカバ部材により密閉したケー
ス内に収容するとともに、前記ロータ部を回転させるこ
とにより前記ケース内の空気をケース外部へと排出し、
該ケース内を減圧あるいは真空化するポンプ機構を備え
る動圧空気軸受型光偏向器において、 前記ラジアル動圧空気軸受あるいはその近傍に軸流を発
生する軸流発生機構を設け、前記固定軸あるいは前記回
転軸の略中心部に形成されケース外部へと連通する大気
連通路あるいは前記ポンプ機構によりケース内の空気を
ケース外部へと排出する排出孔を介して前記軸流発生機
構の吸入側の端部にケース外部の空気を供給するととも
に、前記ポンプ機構の排出孔あるいは前記固定軸あるい
は前記回転軸の略中心部に形成された前記大気連通路を
介して前記軸流発生機構の排出側の端部からケース外部
へと空気を排出したことを特徴とする動圧空気軸受型光
偏向器。3. A fixed shaft erected in a case, and a rotating shaft rotatably supported on an inner periphery of the fixed shaft by a radial dynamic pressure air bearing comprising a herringbone groove and other dynamic pressure generating portions, The rotating polygon mirror and other rotor unit that rotates integrally with the rotating shaft are housed in a case sealed by a case and a cover member, and the air in the case is discharged to the outside of the case by rotating the rotor unit. And
In a dynamic pressure air bearing type optical deflector provided with a pump mechanism for reducing or evacuating the inside of the case, an axial flow generating mechanism for generating an axial flow in the radial dynamic pressure air bearing or in the vicinity thereof is provided, and the fixed shaft or the fixed shaft is provided. A suction-side end of the axial flow generating mechanism through an air communication passage formed at a substantially central portion of the rotating shaft and communicating with the outside of the case or a discharge hole for discharging air in the case to the outside of the case by the pump mechanism; To the outside of the case, and at the discharge side end of the axial flow generating mechanism through a discharge hole of the pump mechanism or the air communication passage formed at a substantially central portion of the fixed shaft or the rotating shaft. A dynamic pressure air bearing type optical deflector characterized by discharging air out of the case to the outside of the case.
定軸の外周あるいは内周をヘリングボーン溝その他の動
圧発生部からなるラジアル動圧空気軸受により回転自在
に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回
転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材
により密閉したケース内に収容するとともに、前記ロー
タ部を回転させることにより前記ケース内の空気をケー
ス外部へと排出し、該ケース内を減圧あるいは真空化す
るポンプ機構を備える動圧空気軸受型光偏向器におい
て、 前記固定軸のケース外部への露出部をポンプ機構の機能
を妨げない範囲で断熱部材により覆ったことを特徴とす
る動圧空気軸受型光偏向器。4. A rotary shaft rotatably supported by a radial fixed-pressure air bearing comprising a hollow fixed shaft erected in a case, and an outer or inner periphery of the fixed shaft having a herringbone groove or another dynamic pressure generating portion. And a rotating polygon mirror that rotates integrally with the rotating shaft and another rotor unit are housed in a case sealed by a case and a cover member, and the air in the case is rotated by rotating the rotor unit. In a dynamic pressure air bearing type optical deflector having a pump mechanism for discharging to the outside and reducing or evacuating the inside of the case, the exposed portion of the fixed shaft to the outside of the case is insulated to the extent that the function of the pump mechanism is not hindered. A dynamic pressure air bearing type optical deflector characterized by being covered by a member.
定軸の外周あるいは内周をヘリングボーン溝その他の動
圧発生部からなるラジアル動圧空気軸受により回転自在
に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回
転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材
により密閉したケース内に収容するとともに、前記ロー
タ部を回転させることにより前記ケース内の空気をケー
ス外部へと排出し、該ケース内を減圧あるいは真空化す
るポンプ機構を備える動圧空気軸受型光偏向器におい
て、 ケース外部に露出した前記固定軸の近傍に設けられたポ
ンプ機構の固定軸と回転軸とのギャップがモータの駆動
前後でもほぼ一定となるように固定軸あるいは回転軸の
線膨張係数を最適化したことを特徴とする動圧空気軸受
型光偏向器。5. A rotary shaft rotatably supported by a radial fixed-pressure air bearing comprising a hollow fixed shaft erected in a case, and an outer or inner periphery of the fixed shaft having a herringbone groove or other dynamic pressure generating portion. And a rotating polygon mirror that rotates integrally with the rotating shaft and another rotor unit are housed in a case sealed by a case and a cover member, and the air in the case is rotated by rotating the rotor unit. In a dynamic pressure air bearing type optical deflector having a pump mechanism for discharging to the outside and decompressing or evacuating the inside of the case, a fixed shaft of a pump mechanism provided near the fixed shaft exposed to the outside of the case rotates. A dynamic pressure air bearing type optical deflector characterized by optimizing a linear expansion coefficient of a fixed shaft or a rotating shaft so that a gap between the shaft and the motor is substantially constant before and after driving.
定軸の外周あるいは内周をヘリングボーン溝その他の動
圧発生部からなるラジアル動圧空気軸受により回転自在
に支持された回転軸とを備え、前記回転軸と一体的に回
転する回転多面鏡その他のロータ部をケースとカバ部材
により密閉したケース内に収容するとともに、前記ロー
タ部を回転させることにより前記ケース内の空気をケー
ス外部へと排出し、該ケース内を減圧あるいは真空化す
るポンプ機構を備える動圧空気軸受型光偏向器におい
て、 ケース外部に露出した前記固定軸の近傍に設けられたポ
ンプ機構の固定軸と回転軸とのギャップがモータの駆動
前後でもほぼ一定となるように前記固定軸の露出部近傍
の形状を最適化したことを特徴とする動圧空気軸受型光
偏向器。6. A rotary shaft rotatably supported by a radial fixed-pressure air bearing comprising a hollow fixed shaft erected in a case and an outer or inner periphery of the fixed shaft having a herringbone groove or another dynamic pressure generating portion. And a rotating polygon mirror that rotates integrally with the rotating shaft and another rotor unit are housed in a case sealed by a case and a cover member, and the air in the case is rotated by rotating the rotor unit. In a dynamic pressure air bearing type optical deflector having a pump mechanism for discharging to the outside and decompressing or evacuating the inside of the case, a fixed shaft of a pump mechanism provided near the fixed shaft exposed to the outside of the case rotates. A dynamic pressure air bearing type optical deflector characterized in that the shape near the exposed portion of the fixed shaft is optimized so that the gap with the shaft is substantially constant before and after driving of the motor.
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---|---|---|---|---|
KR100480633B1 (en) * | 2002-11-19 | 2005-03-31 | 삼성전자주식회사 | A spindle motor of the hard disk drive |
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-
2000
- 2000-10-02 JP JP2000302716A patent/JP4514931B2/en not_active Expired - Fee Related
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US6979128B2 (en) | 2002-11-19 | 2005-12-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Spindle motor for hard disc drive |
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