JP2007225678A - Polygonal scanner motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばロータにポリゴンミラーを搭載して回転駆動するポリゴンスキャナモータに関する。 The present invention relates to a polygon scanner motor that is rotated by mounting a polygon mirror on a rotor, for example.
ポリゴンミラーが設けられたレーザービームプリンターや複写機などのOA機器には、ポリゴンミラー等を高速回転駆動するポリゴンスキャナモータが用いられている。このポリゴンスキャナモータとしては、アウターロータ型のDCブラシレスモータが好適に用いられる。具体的には、ロータは、回転軸にカップ状のロータハウジングが支持されており、ロータハウジングにはポリゴンミラーが水平方向及び鉛直方向に位置決めして搭載される。ポリゴンミラーはばね等によりロータハウジングの搭載面に固定される。ロータの回転軸は、ステータハウジング部に回転可能に支持されている。 A polygon scanner motor that rotates a polygon mirror or the like at high speed is used in OA equipment such as a laser beam printer or a copying machine provided with a polygon mirror. As this polygon scanner motor, an outer rotor type DC brushless motor is preferably used. Specifically, the rotor has a cup-shaped rotor housing supported on a rotating shaft, and a polygon mirror is positioned and mounted on the rotor housing in the horizontal direction and the vertical direction. The polygon mirror is fixed to the mounting surface of the rotor housing by a spring or the like. The rotating shaft of the rotor is rotatably supported by the stator housing portion.
ロータハウジングと回転軸は、一例として図6(a)〜(e)に示す製造工程を経て組み付けられる。具体的には、図6(a)において、金属材料を鍛造加工或いは切削加工などを行なってロータハウジング51が段付カップ状に外形加工が行なわれる。次に、図6(b)において、ロータハウジング51の中心部に軸孔52が穿孔され、ポリゴンミラーが搭載される搭載面の精密加工が行なわれる。即ち、ポリゴンミラーが嵌合する円筒部53の外周面53a及びポリゴンミラーを支持するミラー搭載部54の支持面54aがバイトを用いて切削加工される。外周面53aと支持面54aとは直交するように切削加工される。
As an example, the rotor housing and the rotating shaft are assembled through the manufacturing steps shown in FIGS. Specifically, in FIG. 6A, forging or cutting is performed on the metal material, and the outer shape of the
次に、図6(c)において、ロータハウジング51の軸孔52に回転軸55を挿入し(例えば圧入、焼嵌めなど)固定される。この状態では、ロータハウジング51と回転軸55が直角とは限らない。かかる面倒れ特性を改善するため回転軸55に対して支持面54aの振れを小さくする必要がある。このため、図6(d)において振れ取り加工が施される。即ち、回転軸55を中心にロータハウジング51を回転させ、バイト56を用いて外周面53a又は支持面54aを必要に応じて切削して回転による振れを除去する。
Next, in FIG.6 (c), the rotating
しかしながら、図6(e)において、振取り加工後は、円筒部53の外周面53aとミラー搭載部54の支持面54aとの直交度が失われる(90°にならない)。よって、図7において、ロータハウジング51の円筒部53をポリゴンミラー57の中心孔に挿入しても、ミラー57が搭載部54の支持面54aに密着せず傾いた状態で搭載されるおそれがある。これをさけるためには、接触面となる円筒部53の外周面53aとポリゴンミラー57の内周面57aの間のクリアランスを広げて搭載する必要がある。
However, in FIG. 6E, the degree of orthogonality between the outer
しかしながら、ポリゴンミラー57は高速回転することから、ロータの回転バランスの変化を可能な限り抑える必要がある。このため、ポリゴンミラー57とロータハウジング51の嵌め合い部のクリアランスを可能な限り小さくする必要がある(例えば10μm程度)。かかる嵌め合い部のクリアランスを小さく設計すると、ポリゴンミラー57の組み付け姿勢によっては、ロータハウジング51の外周面53aとポリゴンミラー57の内周面との間にかじりが発生し易く、ポリゴンミラー57とロータ支持面54aとの密着性が低下して、ポリゴンミラー57の面倒れ(水平面に対する傾き)が増大する。
このように、ポリゴンミラー57のロータハウジング51に対する密着性向上による面倒れ特性の改善と嵌め合い部のクリアランスの縮小という、相反する要求を同時に満たすことが困難であった。
However, since the polygon mirror 57 rotates at a high speed, it is necessary to suppress the change in the rotation balance of the rotor as much as possible. For this reason, it is necessary to make the clearance of the fitting part of the polygon mirror 57 and the
As described above, it has been difficult to simultaneously satisfy the contradicting demands of improving the surface tilt characteristics by improving the adhesion of the polygon mirror 57 to the
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、リゴンミラーのロータハウジングに対する密着性向上による面倒れ特性の改善と嵌め合い部のクリアランスの可及的縮小を同時に実現したポリゴンスキャナモータを提供することにある。 The present invention has been made to solve these problems, and the object of the present invention is to simultaneously improve surface tilt characteristics and improve the clearance of the fitting portion as much as possible by improving the adhesion of the RIGON mirror to the rotor housing. The object is to provide a realized polygon scanner motor.
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
カップ状のロータハウジングにポリゴンミラーを水平方向及び鉛直方向に位置を合わせて搭載し、ロータハウジング内にリング状のマグネットが設けられ回転軸を中心に回転するロータと、回転軸を回転可能に支持するステータハウジングにモータ基板とステータコアが組み付けられるステータを備えたポリゴンスキャナモータにおいて、ロータハウジングの外周側接触面とポリゴンミラーの内周側接触面のうち少なくとも一方が曲面形状に形成されていることを特徴とする。
また、ロータハウジングのポリゴンミラーと嵌め合う外周側接触面がポリゴンミラーの内径を直径とする球面形状に形成されていることを特徴とする。
或いは、ポリゴンミラーのロータハウジングと嵌め合う内周側接触面が、ロータハウジングの外周面に内接する円環面に形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
A polygon mirror is mounted on the cup-shaped rotor housing with the horizontal and vertical positions aligned, and a ring-shaped magnet is provided in the rotor housing and the rotor rotates around the rotation axis, and the rotation axis is supported rotatably. In the polygon scanner motor having a stator in which the motor substrate and the stator core are assembled to the stator housing, the outer peripheral side contact surface of the rotor housing and the inner peripheral side contact surface of the polygon mirror are formed in a curved shape. Features.
Further, the outer peripheral side contact surface that fits with the polygon mirror of the rotor housing is formed in a spherical shape having the inner diameter of the polygon mirror as a diameter.
Alternatively, the inner peripheral contact surface that fits into the rotor housing of the polygon mirror is formed on an annular surface inscribed in the outer peripheral surface of the rotor housing.
上述したポリゴンスキャナモータを用いれば、ロータハウジングの外周側接触面とポリゴンミラーの内周側接触面のうち少なくとも一方が曲面形状に形成されているため、ロータハウジングとポリゴンミラーの嵌め合い部のクリアランスを可及的に小さく設計することができる。即ち、ポリゴンミラーの組み付けに際して、SR(球)面(ロータ側)と円筒面(ミラー側)若しくはSR面(ミラー側)、又は円筒面(ロータ側)と円環面(ミラー側)どうしが線接触する。このため、嵌め合い部のクリアランスを可及的に小さく設計してもポリゴンミラーの組付け姿勢の自由度が高いため、接触面にかじりを生ずることなくミラーをハウジングに密着性良く組み付けることができる。よって、ポリゴンミラーのロータハウジングへの密着性が向上するので面倒れ特性が改善し、あわせて組付性も向上することができる。
特に、ロータハウジングのポリゴンミラーと嵌め合う外周側接触面がポリゴンミラーの内径を直径とする球面形状に形成されていると、ポリゴンミラーのロータハウジングへの密着性が向上するので面倒れ特性が改善し、あわせて組付性も向上するうえに、ポリゴンミラー側に特別な加工を施すことなく、ロータハウジング側の加工が容易に行なえるという利点がある。
また、ポリゴンミラーのロータハウジングと嵌め合う内周側接触面が、ロータハウジングの外周面に内接する円環面に形成されていると、同様にポリゴンミラーのロータハウジングへの密着性が向上するので面倒れ特性が改善し、あわせて組付性も向上する。
If the polygon scanner motor described above is used, at least one of the outer peripheral contact surface of the rotor housing and the inner peripheral contact surface of the polygon mirror is formed in a curved shape, so that the clearance between the fitting portion of the rotor housing and the polygon mirror is reduced. Can be designed as small as possible. That is, when the polygon mirror is assembled, the SR (sphere) surface (rotor side) and the cylindrical surface (mirror side) or the SR surface (mirror side), or the cylindrical surface (rotor side) and the annular surface (mirror side) are lined up. Contact. For this reason, even if the clearance of the fitting portion is designed to be as small as possible, the degree of freedom of the polygon mirror assembly posture is high, so that the mirror can be assembled to the housing with good adhesion without causing galling on the contact surface. . Therefore, the adhesion of the polygon mirror to the rotor housing is improved, so that the surface tilt characteristic is improved, and the assembling property can be improved.
In particular, if the outer peripheral contact surface that fits into the polygon mirror of the rotor housing is formed in a spherical shape with the inner diameter of the polygon mirror as the diameter, the adhesion of the polygon mirror to the rotor housing is improved, so the surface tilt characteristics are improved. In addition, the assemblability is improved and the rotor housing side can be easily processed without special processing on the polygon mirror side.
Further, if the inner peripheral contact surface that fits into the rotor housing of the polygon mirror is formed on an annular surface that is inscribed in the outer peripheral surface of the rotor housing, the adhesion of the polygon mirror to the rotor housing is also improved. The tilting characteristics are improved and the assembly is improved.
以下、本発明に係るポリゴンスキャナモータの最良の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態のポリゴンスキャナモータは、カップ状のロータハウジングにポリゴンミラーを水平方向及び鉛直方向に位置を合わせて搭載したロータと、ロータの回転軸を回転可能に支持するステータハウジングにモータ基板とステータコアが組み付けられるステータを備えたアウターロータ型のDCブラシレスモータが好適に用いられる。 The best mode of a polygon scanner motor according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The polygon scanner motor of the present embodiment includes a rotor on which a polygon mirror is mounted in a cup-shaped rotor housing with its position aligned in the horizontal and vertical directions, and a motor substrate and a stator core on a stator housing that rotatably supports the rotating shaft of the rotor. An outer rotor type DC brushless motor having a stator to which is assembled is suitably used.
図1及び図2を参照して、ポリゴンミラーモータの概略構成について説明する。
図2において、ロータ1は、カップ状のロータハウジング2が用いられる。ロータハウジング2には軸孔3が穿孔されており、該軸孔3には回転軸4が圧入若しくは焼嵌めなどにより一体に固定されている。
A schematic configuration of the polygon mirror motor will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
In FIG. 2, a cup-
図1において、ロータハウジング2の上面にはポリゴンミラー5が搭載されており、押さえバネ6によりロータハウジング2の上面に押圧されている。押さえバネ6は、軸孔3の周囲に起立形成された円筒部に嵌め込まれるC型止め輪7により固定されている。また、図2において、ロータハウジング2の内周面には、リング状のマグネット8が固着されている。マグネット8は、周方向にN極とS極とで交互に着磁されている。
In FIG. 1, a
図2において、ステータ9は、ステータハウジング10には動圧軸受11を介して回転軸4が同軸に組み込まれている。ステータハウジング10は、外径の異なる円筒部分が連続して形成されており、小径の部分にはステータコア12が接着剤を介して嵌め込まれ、大径の部分にはモータ基板(プリント基板)13が固定されている。ステータハウジング10には、モータ基板13側より孔径段差を利用してスラスト受14が嵌め込まれている。スラスト受14は、回転軸4の軸端(下端)を受けて軸端位置を規定している。
In FIG. 2, the stator 9 has a rotating
ステータコア12は、放射状に設けられたステータ磁極部が設けられており、各ステータ磁極部には、例えば3相分のステータコイル15が巻回されている。ステータコア12としては、例えばプレスにより打ち抜きされたケイ素鋼鈑が積層された積層コアが用いられる。
The stator core 12 is provided with radially provided stator magnetic pole portions, and
また、モータ基板13は、ステータハウジング10に回転軸4と直交する向きにかしめられている。このモータ基板13は、モータ駆動回路を構成する電子部品が搭載されている他に、マグネット8の端面に対向して磁極センサ(例えばホールセンサ)が同一基板上に設けられている。磁極センサはマグネット8の漏れ磁束からロータ1の磁極位置を検出する。磁極センサにより検出されたロータ1の回転位置に応じて、モータ駆動回路はステータコイル15への通電を当該ロータ1の回転を付勢する方向へ切り換える。
The
図3において、ロータハウジング2は、金属材料を例えば切削加工を行なって段付カップ状に形成される。このロータハウジング2の中心部に突設された円筒部16とその周囲に該円筒部16と略直交する向きにミラー搭載部17が形成されている。円筒部16をポリゴンミラー5の中心孔18に挿入することで、ポリゴンミラー5はミラー搭載部17に密着して支持される。尚、ロータハウジング2には、必ずしも円筒部16が形成される必要はなく、例えばハウジング外周に凹凸部、リング状若しくは円弧状の突起部などの嵌め合い部を設けてポリゴンミラー5を組み付けるようにしてもよい。
In FIG. 3, the
本発明は、ロータハウジング2の外周側接触面とポリゴンミラー5の内周側接触面のうち少なくとも一方が曲面形状に形成されている。具体的には、図1のA部を拡大した図4において、ロータハウジング2に突設された円筒部16の外周側接触面16aがポリゴンミラー5の孔径(内径)Rを直径とする球面形状に形成されている。ポリゴンミラー5の組み付けに際してSR面(外周側接触面16a)と円筒面(内周側接触面5a)が線接触する。このため、嵌め合い部のクリアランスを可及的に小さく設計してもポリゴンミラー5の組付け姿勢の自由度が高いため、接触面にかじりを生ずることなくポリゴンミラー5をロータハウジング2に密着性良く組み付けることができる。よって、ポリゴンミラー5のロータハウジング2への密着性が向上するので面倒れ特性が改善し、あわせて組付性も向上することができる。加えて、ポリゴンミラー5側に特別な加工を施すことなく、ロータハウジング2側の切削加工は容易に行なえるという利点がある。
In the present invention, at least one of the outer peripheral side contact surface of the
或いは、図2のA部を拡大した図5において、ポリゴンミラーの内周側接触面5aが、ポリゴンミラーの内径を直径とする球面に内接する円環面に形成されていてもよい。この構成によっても、ポリゴンミラー5の組み付け姿勢が傾いても内周側接触面5aが円環面であるため、対向する外周側接触面16aとかじりを生ずることはない。
Alternatively, in FIG. 5 in which the portion A of FIG. 2 is enlarged, the inner
更には、ロータハウジング2の外周側接触面16a及びポリゴンミラー5の内周側接触面5aの双方が曲面に形成されていても良い。即ち、図4の外周側接触面16a(SR面)と図5の内周側接触面5a(円環面)を併有してもよい。但し、接触面の面積が極めて小さくなり接触面の中心位置がずれ易いことからポリゴンミラー5の水平方向の位置決めを確実にするには、ミラー搭載部17からの高さ調整をする必要がある。
Furthermore, both the outer peripheral
1 ロータ
2 ロータハウジング
3 軸孔
4 回転軸
5 ポリゴンミラー
5a 内周側接触面
6 押さえバネ
7 止め輪
8 マグネット
9 ステータ
10 ステータハウジング
11 動圧軸受
12 ステータコア
13 モータ基板
14 スラスト受
15 ステータコイル
16 円筒部
16a 外周側接触面
17 ミラー搭載部
18 中心孔
DESCRIPTION OF
Claims (3)
ロータハウジングの外周側接触面とポリゴンミラーの内周側接触面のうち少なくとも一方が曲面形状に形成されていることを特徴とするポリゴンスキャナモータ。 A polygon mirror is mounted on the cup-shaped rotor housing with the horizontal and vertical positions aligned, and a rotor that rotates around the rotation axis with a ring-shaped magnet installed in the rotor housing is supported rotatably. In a polygon scanner motor having a stator in which a motor substrate and a stator core are assembled to a stator housing,
A polygon scanner motor characterized in that at least one of the outer peripheral side contact surface of the rotor housing and the inner peripheral side contact surface of the polygon mirror is formed in a curved shape.
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