JP2777011B2 - 面対向型モータ - Google Patents
面対向型モータInfo
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- JP2777011B2 JP2777011B2 JP4115101A JP11510192A JP2777011B2 JP 2777011 B2 JP2777011 B2 JP 2777011B2 JP 4115101 A JP4115101 A JP 4115101A JP 11510192 A JP11510192 A JP 11510192A JP 2777011 B2 JP2777011 B2 JP 2777011B2
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- Japan
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- rotor
- rotor magnet
- fixed
- shaft
- magnet
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/107—Grooves for generating pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
- F16C17/026—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/121—Mechanical drive devices for polygonal mirrors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速回転機器に使用さ
れる面対向型モータに関し、詳しくはその回転精度およ
び信頼性の向上と製造コストの低減を図ったものに関す
る。
れる面対向型モータに関し、詳しくはその回転精度およ
び信頼性の向上と製造コストの低減を図ったものに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、各種製品の小型化、特に薄型化を
図るため、面対向型モータが多用されている。この種の
面対向型モータとしては、例えばポリゴンスキャナに使
用されるものがある。この装置では、図６に示すよう
に、ハウジング11にヘリングボーン状溝16付きの固定軸
13が固定されており、その固定軸13に中空回転軸21が外
装され、動圧空気ラジアル軸受15が構成されている。中
空回転軸21はポリゴンミラー23、ミラー押え24、取り付
けねじ26、フランジ36、ロータヨーク31およびロータマ
グネット32と共に、回転体20を構成している。回転体20
のアキシャル方向の支持には、図示しない光学系への取
り付け基準面12ａおよび偏向用窓14を備えたケース12
に、永久磁石による反発型サンドイッチ構造の磁気スラ
スト軸受25が構成されている。
図るため、面対向型モータが多用されている。この種の
面対向型モータとしては、例えばポリゴンスキャナに使
用されるものがある。この装置では、図６に示すよう
に、ハウジング11にヘリングボーン状溝16付きの固定軸
13が固定されており、その固定軸13に中空回転軸21が外
装され、動圧空気ラジアル軸受15が構成されている。中
空回転軸21はポリゴンミラー23、ミラー押え24、取り付
けねじ26、フランジ36、ロータヨーク31およびロータマ
グネット32と共に、回転体20を構成している。回転体20
のアキシャル方向の支持には、図示しない光学系への取
り付け基準面12ａおよび偏向用窓14を備えたケース12
に、永久磁石による反発型サンドイッチ構造の磁気スラ
スト軸受25が構成されている。
【０００３】30は面対向型モータであり、面対向型モー
タ30は中空回転軸21に固定されたフランジ36の下部にロ
ータヨーク31およびロータマグネット32が取り付けら
れ、ハウジング11に駆動コイル基板33、ステータヨーク
34およびホール素子35が取り付けられて構成されてい
る。この面対向型モータ30は、駆動コイル基板33に設け
られた図示しないドライバー部によってロータマグネッ
ト32を回転させることにより、回転体20を回転させるこ
とができる。
タ30は中空回転軸21に固定されたフランジ36の下部にロ
ータヨーク31およびロータマグネット32が取り付けら
れ、ハウジング11に駆動コイル基板33、ステータヨーク
34およびホール素子35が取り付けられて構成されてい
る。この面対向型モータ30は、駆動コイル基板33に設け
られた図示しないドライバー部によってロータマグネッ
ト32を回転させることにより、回転体20を回転させるこ
とができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の面対向型モータ30にあっては、イナーシャ低
減のためフランジ36にアルミニウム合金を使用していた
ため、フランジ36の熱膨張率が大きく、またロータマグ
ネット32の熱膨張率はアルミニウム合金よりさらに大き
くなっていた。このため、ポリゴンスキャナの連続運転
時の温度上昇や遠心力により、ロータマグネット32が径
方向に膨張してしまい、回転体20の不釣合いが増し、回
転精度が低下する問題があった。
うな従来の面対向型モータ30にあっては、イナーシャ低
減のためフランジ36にアルミニウム合金を使用していた
ため、フランジ36の熱膨張率が大きく、またロータマグ
ネット32の熱膨張率はアルミニウム合金よりさらに大き
くなっていた。このため、ポリゴンスキャナの連続運転
時の温度上昇や遠心力により、ロータマグネット32が径
方向に膨張してしまい、回転体20の不釣合いが増し、回
転精度が低下する問題があった。
【０００５】また、回転体20の重心が動圧空気ラジアル
軸受15の略中心位置から固定軸13の自由端までの間に位
置しているため、回転体20は固定軸13の振動の影響を受
け易く、固定軸13の振動により回転体20が振れ回り、回
転精度が低下する問題があった。さらに、ケース12が嵌
合されるハウジング11に固定軸13を焼き嵌め固定してい
た。すなわち、ケース12の取り付け基準面12ａおよび偏
向用窓14に対する固定軸13の倒れの寸法公差が厳しいの
に、取り付け基準面12ａおよび偏向用窓14に対する固定
軸13の固定がハウジング11を介したものとなっていたた
め、寸法公差の振り分けが困難になり、各部品の加工精
度も厳しくなって、コスト高を招来していた。
軸受15の略中心位置から固定軸13の自由端までの間に位
置しているため、回転体20は固定軸13の振動の影響を受
け易く、固定軸13の振動により回転体20が振れ回り、回
転精度が低下する問題があった。さらに、ケース12が嵌
合されるハウジング11に固定軸13を焼き嵌め固定してい
た。すなわち、ケース12の取り付け基準面12ａおよび偏
向用窓14に対する固定軸13の倒れの寸法公差が厳しいの
に、取り付け基準面12ａおよび偏向用窓14に対する固定
軸13の固定がハウジング11を介したものとなっていたた
め、寸法公差の振り分けが困難になり、各部品の加工精
度も厳しくなって、コスト高を招来していた。
【０００６】そこで本発明は、ロータマグネットの保持
方式を工夫して連続運転時に発生するロータマグネット
の膨張を抑制することにより、その熱膨張に伴う回転精
度の低下を防止して、信頼性の高い面対向型モータを提
供することを目的とし、また回転体に対する固定軸の振
動の影響を小さくし、低コストにすることを目的とす
る。
方式を工夫して連続運転時に発生するロータマグネット
の膨張を抑制することにより、その熱膨張に伴う回転精
度の低下を防止して、信頼性の高い面対向型モータを提
供することを目的とし、また回転体に対する固定軸の振
動の影響を小さくし、低コストにすることを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明は、固定軸と該固定軸が挿入される中
空回転軸とを有する非接触軸受装置の該中空回転軸に固
定されたロータヨークと、該ロータヨークに保持された
ロータマグネットと、該ロータマグネットと対面する駆
動コイル基板とを備えて、これらロータマグネットおよ
び駆動コイルが回転軸方向に面対向する面対向型モータ
において、前記ロータヨークが前記ロータマグネットの
外周面に嵌合し保持するロータマグネット嵌合部を有
し、前記非接触軸受装置の中空回転軸を含む回転体の重
心位置を、該中空回転軸および固定軸の対向面に形成さ
れた動圧発生用の凹凸部からなる動圧ラジアル軸受の略
中心位置から固定軸の固定端までの間に設定したことを
特徴とするものである。
求項１記載の発明は、固定軸と該固定軸が挿入される中
空回転軸とを有する非接触軸受装置の該中空回転軸に固
定されたロータヨークと、該ロータヨークに保持された
ロータマグネットと、該ロータマグネットと対面する駆
動コイル基板とを備えて、これらロータマグネットおよ
び駆動コイルが回転軸方向に面対向する面対向型モータ
において、前記ロータヨークが前記ロータマグネットの
外周面に嵌合し保持するロータマグネット嵌合部を有
し、前記非接触軸受装置の中空回転軸を含む回転体の重
心位置を、該中空回転軸および固定軸の対向面に形成さ
れた動圧発生用の凹凸部からなる動圧ラジアル軸受の略
中心位置から固定軸の固定端までの間に設定したことを
特徴とするものである。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の構成に加え、前記非接触軸受装置が磁気スラスト軸
受を有し、該磁気スラスト軸受が前記駆動コイル基板を
取り付けたハウジング側に配置されると共に、該ハウジ
ングと結合して前記回転体を収納する取付基準面および
偏向用窓を備えたケースに、前記固定軸の一端が固定さ
れたことを特徴とするものである。
明の構成に加え、前記非接触軸受装置が磁気スラスト軸
受を有し、該磁気スラスト軸受が前記駆動コイル基板を
取り付けたハウジング側に配置されると共に、該ハウジ
ングと結合して前記回転体を収納する取付基準面および
偏向用窓を備えたケースに、前記固定軸の一端が固定さ
れたことを特徴とするものである。
【０００９】また、請求項３記載の発明は、固定軸と該
固定軸が挿入される中空回転軸とを有する非接触軸受装
置の該中空回転軸に固定されたロ−タヨ−クと、該ロ−
タヨ−クに保持されたロ−タマグネットと、該ロ−タマ
グネットと対面する駆動コイル基板とを備えて、これら
ロータマグネットおよび駆動コイルが回転軸方向に面対
向する面対向型モ−タにおいて、前記ロ−タヨ−クが前
記ロ−タマグネットの外周面を完全に覆って嵌合し保持
するロ−タマグネット嵌合部を有し、該ロータマグネッ
トおよびロータヨークの中空回転軸に対する熱膨張率の
関係を、ロ−タマグネット＞中空回転軸＞ロ−タヨ−
ク、としたことを特徴とするものである。
固定軸が挿入される中空回転軸とを有する非接触軸受装
置の該中空回転軸に固定されたロ−タヨ−クと、該ロ−
タヨ−クに保持されたロ−タマグネットと、該ロ−タマ
グネットと対面する駆動コイル基板とを備えて、これら
ロータマグネットおよび駆動コイルが回転軸方向に面対
向する面対向型モ−タにおいて、前記ロ−タヨ−クが前
記ロ−タマグネットの外周面を完全に覆って嵌合し保持
するロ−タマグネット嵌合部を有し、該ロータマグネッ
トおよびロータヨークの中空回転軸に対する熱膨張率の
関係を、ロ−タマグネット＞中空回転軸＞ロ−タヨ−
ク、としたことを特徴とするものである。
【００１０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明の構成に加え、前記ロ−タヨ−クの材質が鉄材または
磁性材のステンレス鋼で形成され、前記ロ−タマグネッ
トがプラスチックマグネットであることを特徴とするも
のである。
明の構成に加え、前記ロ−タヨ−クの材質が鉄材または
磁性材のステンレス鋼で形成され、前記ロ−タマグネッ
トがプラスチックマグネットであることを特徴とするも
のである。
【００１１】さらに、請求項５記載の発明は、請求項３
または４に記載の発明の構成に加え、前記ロータヨーク
の回転軸と直交する面の外周部に、ロータマグネットと
対向する面と反対方向に突出して周方向に均等に断続す
る凸部を、一体形成したことを特徴とするものである。
または４に記載の発明の構成に加え、前記ロータヨーク
の回転軸と直交する面の外周部に、ロータマグネットと
対向する面と反対方向に突出して周方向に均等に断続す
る凸部を、一体形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】本発明では、ロータヨークのロータマグネット
嵌合部が、ロータマグネットの外周面に嵌合することに
より、連続運転時の温度上昇や遠心力によるロータマグ
ネットの径方向の膨張が抑制される。したがって、面対
向型モータの回転精度が向上する。また、ロータマグネ
ットをロータヨークで固定することにより、従来ロータ
マグネットを固定していたフランジを削減することが可
能となり、部品点数が削減される。したがって、面対向
型モータの製造コストが低減できる。
嵌合部が、ロータマグネットの外周面に嵌合することに
より、連続運転時の温度上昇や遠心力によるロータマグ
ネットの径方向の膨張が抑制される。したがって、面対
向型モータの回転精度が向上する。また、ロータマグネ
ットをロータヨークで固定することにより、従来ロータ
マグネットを固定していたフランジを削減することが可
能となり、部品点数が削減される。したがって、面対向
型モータの製造コストが低減できる。
【００１３】さらに、請求項１記載の発明では、回転体
の重心位置を動圧ラジアル軸受の略 中心位置から固定軸
の固定端までの間に設けることにより、回転体に対する
固定軸の振動の影響が小さくなり、固定軸の振動による
回転体の振れ回りが抑制される。したがって、面対向型
モータの回転精度がより向上する。
の重心位置を動圧ラジアル軸受の略 中心位置から固定軸
の固定端までの間に設けることにより、回転体に対する
固定軸の振動の影響が小さくなり、固定軸の振動による
回転体の振れ回りが抑制される。したがって、面対向型
モータの回転精度がより向上する。
【００１４】請求項２記載の発明では、磁気スラスト軸
受が駆動コイル基板を取り付けたハウジングに固定され
ると共に、取り付け基準面または偏向用窓を有するケー
スに固定軸を固定することにより、加工精度や組立精度
の誤差の積み上げが減少するため、部品の寸法公差が緩
和される。したがって、面対向型モータの製造コストが
低減し、品質が向上する。
受が駆動コイル基板を取り付けたハウジングに固定され
ると共に、取り付け基準面または偏向用窓を有するケー
スに固定軸を固定することにより、加工精度や組立精度
の誤差の積み上げが減少するため、部品の寸法公差が緩
和される。したがって、面対向型モータの製造コストが
低減し、品質が向上する。
【００１５】請求項３、４記載の発明では、例えば、ロ
−タヨ−クを鉄材または磁性材のステンレス鋼で形成
し、ロ−タマグネットにプラスチックマグネットを用い
て、ロータマグネットおよびロータヨークの中空回転軸
に対する熱膨張率の関係を、ロ−タマグネット＞中空回
転軸＞ロ−タヨ−クとすることにより、外側に位置する
部材の熱膨張率が小さくされ、ロ−タマグネットや中空
回転軸の膨張がロ−タヨ−クによって確実に抑制され
る。したがって、面対向型モ−タの回転精度が向上す
る。また、ロ−タ−ヨ−クに磁性材のステンレス鋼を用
いた場合には、防錆処理が不要となる。したがって、面
対向型モ−タの製造コストが低減できる。
−タヨ−クを鉄材または磁性材のステンレス鋼で形成
し、ロ−タマグネットにプラスチックマグネットを用い
て、ロータマグネットおよびロータヨークの中空回転軸
に対する熱膨張率の関係を、ロ−タマグネット＞中空回
転軸＞ロ−タヨ−クとすることにより、外側に位置する
部材の熱膨張率が小さくされ、ロ−タマグネットや中空
回転軸の膨張がロ−タヨ−クによって確実に抑制され
る。したがって、面対向型モ−タの回転精度が向上す
る。また、ロ−タ−ヨ−クに磁性材のステンレス鋼を用
いた場合には、防錆処理が不要となる。したがって、面
対向型モ−タの製造コストが低減できる。
【００１６】請求項５記載の発明では、そのロ−タヨ−
クの外周部に周方向に均等に断続する凸部を一体形成す
ることにより、その加工を容易にすることができる。し
たがって、製造コストがより低減する。
クの外周部に周方向に均等に断続する凸部を一体形成す
ることにより、その加工を容易にすることができる。し
たがって、製造コストがより低減する。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１〜図５は請求項１〜５記載の発明に係る面対向型モー
タの一実施例を示す図である。まず、構成を説明する。
１〜図５は請求項１〜５記載の発明に係る面対向型モー
タの一実施例を示す図である。まず、構成を説明する。
【００１８】図１〜図３において、51はハウジング、52
はケースであり、ハウジング51とケース52は一体に嵌合
して内部に密閉室53を形成している。ケース52は図示し
ない光学系への取り付け基準面52ａおよび偏向用窓54を
有している。このケース52には固定軸61が一端を自由端
にして垂直に固定されている。固定軸61は中空回転軸64
の中空部64ａ内に挿入されており、その挿入された固定
軸61の外周面には上下一対のヘリングボーン状溝62、63
（動圧発生用の凹凸部）が形成されている。この固定軸
61はヘリングボーン状溝62、63と中空回転軸64の内周面
との間に所定の軸受間隔を隔てるような直径に形成され
ており、固定軸61に対し中空回転軸64が回転可能となっ
ている。中空回転軸64の回転時にはヘリングボーン状溝
62、63と中空回転軸64が協働して後述する動圧発生作用
が生じ、固定軸61と中空回転軸64はラジアル方向に非接
触状態となる。固定軸61のヘリングボーン状溝62、63と
中空回転軸64の内周面とは、動圧空気ラジアル軸受65を
構成している。なお、ヘリングボーン状溝62、63は動圧
発生用の凹凸であれば良く、固定軸61の外周面に代えて
中空回転軸64の内周面にこの凹凸を設けても良い。ま
た、動圧空気ラジアル軸受65を構成する固定軸61と中空
回転軸64の材質は、アルミニウム、アルミニウム合金ま
たはステンレス鋼の同材質同士とすることが好ましい。
はケースであり、ハウジング51とケース52は一体に嵌合
して内部に密閉室53を形成している。ケース52は図示し
ない光学系への取り付け基準面52ａおよび偏向用窓54を
有している。このケース52には固定軸61が一端を自由端
にして垂直に固定されている。固定軸61は中空回転軸64
の中空部64ａ内に挿入されており、その挿入された固定
軸61の外周面には上下一対のヘリングボーン状溝62、63
（動圧発生用の凹凸部）が形成されている。この固定軸
61はヘリングボーン状溝62、63と中空回転軸64の内周面
との間に所定の軸受間隔を隔てるような直径に形成され
ており、固定軸61に対し中空回転軸64が回転可能となっ
ている。中空回転軸64の回転時にはヘリングボーン状溝
62、63と中空回転軸64が協働して後述する動圧発生作用
が生じ、固定軸61と中空回転軸64はラジアル方向に非接
触状態となる。固定軸61のヘリングボーン状溝62、63と
中空回転軸64の内周面とは、動圧空気ラジアル軸受65を
構成している。なお、ヘリングボーン状溝62、63は動圧
発生用の凹凸であれば良く、固定軸61の外周面に代えて
中空回転軸64の内周面にこの凹凸を設けても良い。ま
た、動圧空気ラジアル軸受65を構成する固定軸61と中空
回転軸64の材質は、アルミニウム、アルミニウム合金ま
たはステンレス鋼の同材質同士とすることが好ましい。
【００１９】前記中空回転軸64には、これと一体回転す
る被回転体としての蓋72、ポリゴンミラー73、ミラー押
え74、永久磁石75ｂ、取り付けねじ76、ローターヨーク
81およびロータマグネット82が取り付けられており、こ
れらが一体となって回転体70を構成している。図２に示
すように、前記回転体70の重心位置70ｇは前記固定軸61
の軸方向において、動圧空気ラジアル軸受65の一対のヘ
リングボーン状溝62、63の略中心位置65ａから固定軸61
の固定端61ａまでの間に位置している。蓋72には微細穴
72ａが設けられており、この微細穴72ａは回転体70の急
激な振動等に対しアキシャル方向に高いダンピング特性
を持たせる空気ダンパーとなっている。また、ミラー押
え74は回転体70の回転バランス崩れを防止するバランス
修正用溝74ａを備えているが、本実施例の場合、特に用
いなくとも良い。
る被回転体としての蓋72、ポリゴンミラー73、ミラー押
え74、永久磁石75ｂ、取り付けねじ76、ローターヨーク
81およびロータマグネット82が取り付けられており、こ
れらが一体となって回転体70を構成している。図２に示
すように、前記回転体70の重心位置70ｇは前記固定軸61
の軸方向において、動圧空気ラジアル軸受65の一対のヘ
リングボーン状溝62、63の略中心位置65ａから固定軸61
の固定端61ａまでの間に位置している。蓋72には微細穴
72ａが設けられており、この微細穴72ａは回転体70の急
激な振動等に対しアキシャル方向に高いダンピング特性
を持たせる空気ダンパーとなっている。また、ミラー押
え74は回転体70の回転バランス崩れを防止するバランス
修正用溝74ａを備えているが、本実施例の場合、特に用
いなくとも良い。
【００２０】固定軸61の自由端に取り付けられた永久磁
石75ａとハウジング51に取り付けられた永久磁石75ｃ
は、永久磁石75ｂに反発するようになっており、これら
永久磁石75ａ、永久磁石75ｂおよび永久磁石75ｃは回転
体70がアキシャル方向に完全非接触状態にする反発型サ
ンドイッチ構造の磁気スラスト軸受75を構成している。
一方、回転体70の一部として中空回転軸64に取り付けら
れたロータヨーク81とロータマグネット82は、ハウジン
グ51に取り付けられた駆動コイル基板83、ステータヨー
ク84およびホール素子85と共に面対向型モータ80を構成
しており、この面対向型モータ80は、駆動コイル基板83
に設けられた図示しないドライバー部によってロータマ
グネット82を回転させ、回転体70を回転させることがで
きる。また、ロータヨーク81は鉄材または磁性材のステ
ンレス鋼で形成され、ロータマグネット82はプラスチッ
クマグネットで形成されており、これらロータヨーク8
1、ロータマグネット82および上述従来例のフランジ36
のようなアルミニウム合金フランジの熱膨張率は、ロー
タマグネット82の膨張率＞アルミニウム合金フランジの
膨張率＞ロータヨーク81の膨張率、の関係になる。
石75ａとハウジング51に取り付けられた永久磁石75ｃ
は、永久磁石75ｂに反発するようになっており、これら
永久磁石75ａ、永久磁石75ｂおよび永久磁石75ｃは回転
体70がアキシャル方向に完全非接触状態にする反発型サ
ンドイッチ構造の磁気スラスト軸受75を構成している。
一方、回転体70の一部として中空回転軸64に取り付けら
れたロータヨーク81とロータマグネット82は、ハウジン
グ51に取り付けられた駆動コイル基板83、ステータヨー
ク84およびホール素子85と共に面対向型モータ80を構成
しており、この面対向型モータ80は、駆動コイル基板83
に設けられた図示しないドライバー部によってロータマ
グネット82を回転させ、回転体70を回転させることがで
きる。また、ロータヨーク81は鉄材または磁性材のステ
ンレス鋼で形成され、ロータマグネット82はプラスチッ
クマグネットで形成されており、これらロータヨーク8
1、ロータマグネット82および上述従来例のフランジ36
のようなアルミニウム合金フランジの熱膨張率は、ロー
タマグネット82の膨張率＞アルミニウム合金フランジの
膨張率＞ロータヨーク81の膨張率、の関係になる。
【００２１】図３に示すように、ロータヨーク81の外周
部には、ロータマグネット82の外周面に嵌合し密着する
嵌合部86とその軸方向の一端に連なる不釣合い修正用の
環状凸部87とが一体に設けられている。嵌合部86はロー
タマグネット82の外周面を完全に覆うよう形成されてお
り、ロータマグネット82を保持することにより、連続運
転時の温度上昇や遠心力によるロータマグネット82の径
方向の膨張を抑制するようになっている。環状凸部87
は、ロータヨーク81の外周部において、ロータマグネッ
ト82側の面81ａとは反対側の面81ｂから突出して形成さ
れている。また、ロータマグネット82および駆動コイル
基板83は磁気軸受の機能をも有しており、前記回転体70
のアキシャル方向の軸受剛性を大きくし、外乱または外
力に対しアキシャル方向の位置を安定させる。
部には、ロータマグネット82の外周面に嵌合し密着する
嵌合部86とその軸方向の一端に連なる不釣合い修正用の
環状凸部87とが一体に設けられている。嵌合部86はロー
タマグネット82の外周面を完全に覆うよう形成されてお
り、ロータマグネット82を保持することにより、連続運
転時の温度上昇や遠心力によるロータマグネット82の径
方向の膨張を抑制するようになっている。環状凸部87
は、ロータヨーク81の外周部において、ロータマグネッ
ト82側の面81ａとは反対側の面81ｂから突出して形成さ
れている。また、ロータマグネット82および駆動コイル
基板83は磁気軸受の機能をも有しており、前記回転体70
のアキシャル方向の軸受剛性を大きくし、外乱または外
力に対しアキシャル方向の位置を安定させる。
【００２２】次に、作用を説明する。前記ドライバー部
により駆動コイル基板83に通電されロータマグネット82
が回転されると、回転体70は回転する。このとき、固定
軸61のヘリングボーン溝62、63が、中空回転軸64と固定
軸61との隙間に存在する空気を中空回転軸64の回転方向
側でヘリングボーン状溝62、63のそれぞれの中心部へ押
し込める動圧発生作用を生じる。磁気スラスト軸受75に
よりアキシャル方向に完全非接触支持された回転体70
は、この動圧が所定圧以上になるとラジアル方向におい
ても固定軸61から完全に浮上し、非接触回転状態となっ
て高速回転が可能となる。
により駆動コイル基板83に通電されロータマグネット82
が回転されると、回転体70は回転する。このとき、固定
軸61のヘリングボーン溝62、63が、中空回転軸64と固定
軸61との隙間に存在する空気を中空回転軸64の回転方向
側でヘリングボーン状溝62、63のそれぞれの中心部へ押
し込める動圧発生作用を生じる。磁気スラスト軸受75に
よりアキシャル方向に完全非接触支持された回転体70
は、この動圧が所定圧以上になるとラジアル方向におい
ても固定軸61から完全に浮上し、非接触回転状態となっ
て高速回転が可能となる。
【００２３】回転体70の高速回転下において、温度上昇
や遠心力によってロータマグネット82が径方向に膨張し
ようとする。しかし、本実施例では、ロータマグネット
82より熱膨張率の小さいロータヨーク81の嵌合部86が、
ロータマグネット82の外周面に嵌合し密着しているか
ら、ロータマグネット82の熱膨張が抑制される。これは
中空回転軸64についても同様である。したがって、一体
回転する中空回転軸64、ロータヨーク81およびロータマ
グネット82の回転によるバランスの変化が抑えられるこ
とにより、温度上昇に伴う回転体70の不釣合いの増加が
防止され、特に高温時の面対向型モータ80の回転精度が
向上する。
や遠心力によってロータマグネット82が径方向に膨張し
ようとする。しかし、本実施例では、ロータマグネット
82より熱膨張率の小さいロータヨーク81の嵌合部86が、
ロータマグネット82の外周面に嵌合し密着しているか
ら、ロータマグネット82の熱膨張が抑制される。これは
中空回転軸64についても同様である。したがって、一体
回転する中空回転軸64、ロータヨーク81およびロータマ
グネット82の回転によるバランスの変化が抑えられるこ
とにより、温度上昇に伴う回転体70の不釣合いの増加が
防止され、特に高温時の面対向型モータ80の回転精度が
向上する。
【００２４】また、磁性材からなるロータヨーク81の嵌
合部86がロータマグネット82の外周面を完全に覆ってい
るため、ケース52やハウジング51への磁束漏れが防止さ
れ、ロータマグネット82の回転磁界による渦電流損が低
減される。したがって、面対向型モータ80の駆動効率が
向上する。ローターヨーク81に磁性材のステンレス鋼を
用いた場合には、防錆処理を省略できるため、ロータヨ
ーク81の部品加工のコストも低減される。
合部86がロータマグネット82の外周面を完全に覆ってい
るため、ケース52やハウジング51への磁束漏れが防止さ
れ、ロータマグネット82の回転磁界による渦電流損が低
減される。したがって、面対向型モータ80の駆動効率が
向上する。ローターヨーク81に磁性材のステンレス鋼を
用いた場合には、防錆処理を省略できるため、ロータヨ
ーク81の部品加工のコストも低減される。
【００２５】さらに、回転体70の重心位置70ｇが、動圧
空気ラジアル軸受65の略中心位置65ａから固定軸61の固
定端61ａ側に設定されているため、回転体70が固定軸61
の振動の影響を受け難くなり、固定軸61の振動による回
転体70の振れ回りが抑制される。したがって、面対向型
モータ80の回転精度および品質が向上する。また、固定
軸61が取り付け基準面52ａおよび偏向用窓54を備えたケ
ース52に固定されているため、取り付け基準面52ａおよ
び偏向用窓54に対する固定軸61の倒れや組立精度の誤差
の積み上げが減少する。そのため、部品寸法の許容範囲
が拡大し、部品加工のコストが低減できる。
空気ラジアル軸受65の略中心位置65ａから固定軸61の固
定端61ａ側に設定されているため、回転体70が固定軸61
の振動の影響を受け難くなり、固定軸61の振動による回
転体70の振れ回りが抑制される。したがって、面対向型
モータ80の回転精度および品質が向上する。また、固定
軸61が取り付け基準面52ａおよび偏向用窓54を備えたケ
ース52に固定されているため、取り付け基準面52ａおよ
び偏向用窓54に対する固定軸61の倒れや組立精度の誤差
の積み上げが減少する。そのため、部品寸法の許容範囲
が拡大し、部品加工のコストが低減できる。
【００２６】なお、本実施例においては、不釣合い修正
用の環状凸部87をローターヨーク81と一体に形成してい
たが、図４および図５に示すように、プレス加工で周方
向に断続する凸部97として形成したロータヨーク91を用
いるようにすれば、ロータヨークの加工コストを低減さ
せることができる。ここで、凸部97は４等分に限らず２
等分以上の断続的な凸部であれば良い。また、本実施例
では取り付け基準面52ａ、偏向用窓54の両方をケース52
に有していたが、どちらか一方だけを有している場合も
ある。さらに、中空回転軸に被回転体としてポリゴンミ
ラーを取り付けたポリゴンスキャナの例を示したが、本
発明はポリゴンスキャナに限定されるものではなく、透
過型のホログラムディスク等、面対向型モータを利用で
きる他の装置にも適用されるものである。
用の環状凸部87をローターヨーク81と一体に形成してい
たが、図４および図５に示すように、プレス加工で周方
向に断続する凸部97として形成したロータヨーク91を用
いるようにすれば、ロータヨークの加工コストを低減さ
せることができる。ここで、凸部97は４等分に限らず２
等分以上の断続的な凸部であれば良い。また、本実施例
では取り付け基準面52ａ、偏向用窓54の両方をケース52
に有していたが、どちらか一方だけを有している場合も
ある。さらに、中空回転軸に被回転体としてポリゴンミ
ラーを取り付けたポリゴンスキャナの例を示したが、本
発明はポリゴンスキャナに限定されるものではなく、透
過型のホログラムディスク等、面対向型モータを利用で
きる他の装置にも適用されるものである。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、ロータマグネットの外
周面に嵌合する嵌合部をロータヨークに設けて、該嵌合
部によってロータマグネットを保持するようにしたの
で、連続運転時の温度上昇や遠心力によるロータマグネ
ットの径方向の膨張を抑制することができ、回転精度に
優れた面対向型モータを提供することができる。さら
に、ロータマグネットをロータヨークで固定するように
したので、ロータマグネットを固定していたフランジを
削減することが可能となり、部品点数を削減して製造コ
ストを低減させることができる。
周面に嵌合する嵌合部をロータヨークに設けて、該嵌合
部によってロータマグネットを保持するようにしたの
で、連続運転時の温度上昇や遠心力によるロータマグネ
ットの径方向の膨張を抑制することができ、回転精度に
優れた面対向型モータを提供することができる。さら
に、ロータマグネットをロータヨークで固定するように
したので、ロータマグネットを固定していたフランジを
削減することが可能となり、部品点数を削減して製造コ
ストを低減させることができる。
【００２８】さらに、請求項１記載の発明によれば、回
転体の重心位置を動圧ラジアル軸受の略中心位置から固
定軸の固定端までの間に設定したので、固定軸側の振動
による回転体の振れ回りを抑制することができる。その
結果、回転精度および信頼性に優れた面対向型モータを
提供することができる。
転体の重心位置を動圧ラジアル軸受の略中心位置から固
定軸の固定端までの間に設定したので、固定軸側の振動
による回転体の振れ回りを抑制することができる。その
結果、回転精度および信頼性に優れた面対向型モータを
提供することができる。
【００２９】請求項２記載の発明によれば、取り付け基
準面および偏向用窓に対する倒れ精度が厳しい固定軸
を、取り付け基準面または偏向用窓を有するケースに固
定するようにしたので、加工精度や組立精度の誤差の積
み上げを減少して、品質に優れた低コストの面対向型モ
ータを提供することができる。
準面および偏向用窓に対する倒れ精度が厳しい固定軸
を、取り付け基準面または偏向用窓を有するケースに固
定するようにしたので、加工精度や組立精度の誤差の積
み上げを減少して、品質に優れた低コストの面対向型モ
ータを提供することができる。
【００３０】請求項３、４記載の発明によれば、例え
ば、ロ−タマグネットを保持するロ−タヨ−クを鉄材ま
たは磁性材のステンレス鋼で形成し、ロ−タマグネット
をプラスチックマグネットにして、熱膨張率の関係を、
ロ−タマグネット＞中空回転軸＞ロ−タヨ−ク、とする
ことによって、外側に位置する熱膨張率の小さなロ−タ
ヨ−クによりロ−タマグネットの膨張を確実に抑制する
ことができるとともに、中空回転軸の熱膨張もロ−タヨ
−クによって確実に抑制することができ、一体回転する
ロ−タマグネット、中空回転軸およびロ−タヨ−クの回
転によるバランスの変化を抑えることができる。さら
に、ロ−タ−ヨ−クに磁性材のステンレス鋼を用いた場
合には、防錆処理を省略してコスト低減を図ることがで
きる。
ば、ロ−タマグネットを保持するロ−タヨ−クを鉄材ま
たは磁性材のステンレス鋼で形成し、ロ−タマグネット
をプラスチックマグネットにして、熱膨張率の関係を、
ロ−タマグネット＞中空回転軸＞ロ−タヨ−ク、とする
ことによって、外側に位置する熱膨張率の小さなロ−タ
ヨ−クによりロ−タマグネットの膨張を確実に抑制する
ことができるとともに、中空回転軸の熱膨張もロ−タヨ
−クによって確実に抑制することができ、一体回転する
ロ−タマグネット、中空回転軸およびロ−タヨ−クの回
転によるバランスの変化を抑えることができる。さら
に、ロ−タ−ヨ−クに磁性材のステンレス鋼を用いた場
合には、防錆処理を省略してコスト低減を図ることがで
きる。
【００３１】
【００３２】請求項５記載の発明によれば、前記ロータ
ヨークの外周部に、周方向に均等に断続する凸部を、一
体形成するようにしてので、プレス加工等によってこの
凸部を簡単に一体形成することができ、ロータヨークの
加工コストを低減させることができる。
ヨークの外周部に、周方向に均等に断続する凸部を、一
体形成するようにしてので、プレス加工等によってこの
凸部を簡単に一体形成することができ、ロータヨークの
加工コストを低減させることができる。
【図１】本発明に係る面対向型モータの一実施例を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】その固定軸および回転体の拡大断面図である。
【図３】その要部拡大断面図である。
【図４】そのロータヨークおよびロータマグネット他の
態様を示す拡大断面図である。
態様を示す拡大断面図である。
【図５】図４のロータヨークの平面図である。
【図６】従来例を示すその断面図である。
51 ハウジング 52 ケース 61 固定軸 61ａ 固定端（固定軸） 62、63 ヘリングボーン状溝（動圧発生用の凹凸部） 64 中空回転軸 65 動圧空気ラジアル軸受 65ａ 略中心位置 70 回転体 70ｇ 重心位置 73 ポリゴンミラー 75 磁気スラスト軸受 80 面対向型モータ 81、91 ロータヨーク 82 ロータマグネット 83 駆動コイル基板 86 ロータマグネット嵌合部 87、97 凸部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊丹 幸男 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 ▲高▼橋 由博 宮城県柴田郡柴田町大字中名生字神明堂 ３−１ 東北リコー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−72956（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−147218（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02K 29/00 - 29/14
Claims (5)
- 【請求項１】固定軸と該固定軸が挿入される中空回転軸
とを有する非接触軸受装置の該中空回転軸に固定された
ロータヨークと、該ロータヨークに保持されたロータマ
グネットと、該ロータマグネットと対面する駆動コイル
基板とを備えて、これらロータマグネットおよび駆動コ
イルが回転軸方向に面対向する面対向型モータにおい
て、 前記ロータヨークが前記ロータマグネットの外周面に嵌
合し保持するロータマグネット嵌合部を有し、前記非接触軸受装置の中空回転軸を含む回転体の重心位
置を、該中空回転軸および固定軸の対向面に形成された
動圧発生用の凹凸部からなる動圧ラジアル軸受の略中心
位置から固定軸の固定端までの間に設定したこと を特徴
とする面対向型モータ。 - 【請求項２】前記非接触軸受装置が磁気スラスト軸受を
有し、該磁気スラスト軸受が前記駆動コイル基板を取り
付けたハウジング側に配置されると共に、該ハウジング
と結合して前記回転体を収納する取付基準面および偏向
用窓を備えたケースに、前記固定軸の一端が固定された
ことを特徴とする請求項１記載の面対向型モータ。 - 【請求項３】固定軸と該固定軸が挿入される中空回転軸
とを有する非接触軸受装置の該中空回転軸に固定された
ロ−タヨ−クと、該ロ−タヨ−クに保持されたロ−タマ
グネットと、該ロ−タマグネットと対面する駆動コイル
基板とを備えて、これらロータマグネットおよび駆動コ
イルが回転軸方向に面対向する面対向型モ−タにおい
て、 前記ロ−タヨ−クが前記ロ−タマグネットの外周面を完
全に覆って嵌合し保持するロ−タマグネット嵌合部を有
し、 該ロータマグネットおよびロータヨークの中空回転軸に
対する熱膨張率の関係を、ロ−タマグネット＞中空回転
軸＞ロ−タヨ−ク、としたことを特徴とする 面対向型モ
−タ。 - 【請求項４】前記ロ−タヨ−クの材質が鉄材または磁性
材のステンレス鋼で形成され、前記ロ−タマグネットが
プラスチックマグネットであることを特徴とする請求項
３記載の面対向型モ−タ。 - 【請求項５】前記ロータヨークの回転軸と直交する面の
外周部に、ロータマグネットと対向する面と反対方向に
突出して周方向に均等に断続する凸部を、一体形成した
ことを特徴とする請求項３または４に記載の面対向型モ
ータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4115101A JP2777011B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 面対向型モータ |
| US08/054,234 US5453650A (en) | 1992-05-08 | 1993-04-30 | Face opposing type motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4115101A JP2777011B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 面対向型モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05316707A JPH05316707A (ja) | 1993-11-26 |
| JP2777011B2 true JP2777011B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=14654250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4115101A Expired - Fee Related JP2777011B2 (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | 面対向型モータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5453650A (ja) |
| JP (1) | JP2777011B2 (ja) |
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| JPH0833268A (ja) * | 1994-07-19 | 1996-02-02 | Toshiba Corp | アキシャルギャップ形モータ及びポリゴンミラー駆動用スキャナモータ |
| US5625511A (en) * | 1995-01-11 | 1997-04-29 | International Business Machines Corporation | Stepped spindle motor shaft to reduce disk drive acoustic noise |
| JPH08223885A (ja) * | 1995-02-15 | 1996-08-30 | Olympus Optical Co Ltd | ディスク駆動用モータ |
| JPH10184685A (ja) * | 1996-12-25 | 1998-07-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 磁気軸受 |
| KR100224615B1 (ko) * | 1997-02-14 | 1999-10-15 | 윤종용 | 클리어런스 조절 장치를 갖는 모터 |
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-
1992
- 1992-05-08 JP JP4115101A patent/JP2777011B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1993
- 1993-04-30 US US08/054,234 patent/US5453650A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| US5453650A (en) | 1995-09-26 |
| JPH05316707A (ja) | 1993-11-26 |
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