JP3400632B2 - スピンドルモータ - Google Patents
スピンドルモータInfo
- Publication number
- JP3400632B2 JP3400632B2 JP34580895A JP34580895A JP3400632B2 JP 3400632 B2 JP3400632 B2 JP 3400632B2 JP 34580895 A JP34580895 A JP 34580895A JP 34580895 A JP34580895 A JP 34580895A JP 3400632 B2 JP3400632 B2 JP 3400632B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating body
- polygon mirror
- rotary shaft
- bearing
- outer diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
- H02K5/161—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2205/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to casings, enclosures, supports
- H02K2205/12—Machines characterised by means for reducing windage losses or windage noise
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタおよび複写機などのレーザスキャニングに使用され
るポリゴンスキャナモータ、ＶＴＲドラムスピンドルな
どに適用可能なスピンドルモータに関する。
ンタおよび複写機などのレーザスキャニングに使用され
るポリゴンスキャナモータ、ＶＴＲドラムスピンドルな
どに適用可能なスピンドルモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ポリゴンスキャナモータは、軸受
として一般に玉軸受が使用され、２００００ｒｐｍ程度
まで回転させて使用していた。しかし、近年の情報処理
の高速化の要求から、ポリゴンミラーの回転数の高速化
が要求されるようになり、回転数が３００００ｒｐｍ以
上になると、寿命とポリゴンミラーへの潤滑剤の飛散に
よる汚れのおそれを防止するなどの理由により、潤滑流
体に空気を使用する動圧空気軸受が使用されるようにな
ってきた（例えば、精密工学会誌，Ｖol６１，Ｎｏ９，
１９９５の１２８４ページに記載の技術など）。また、
上述のようにポリゴンミラーの回転数の高速化に伴い、
ポリゴンミラーの騒音が大きくなり、その騒音を防止す
るために、ポリゴンミラー部分を密閉構造とするように
なってきている。さらに、近年、ポリゴンスキャナモー
タは、高速化に加えて、高回転精度と小型化が要求され
るようになってきている。
として一般に玉軸受が使用され、２００００ｒｐｍ程度
まで回転させて使用していた。しかし、近年の情報処理
の高速化の要求から、ポリゴンミラーの回転数の高速化
が要求されるようになり、回転数が３００００ｒｐｍ以
上になると、寿命とポリゴンミラーへの潤滑剤の飛散に
よる汚れのおそれを防止するなどの理由により、潤滑流
体に空気を使用する動圧空気軸受が使用されるようにな
ってきた（例えば、精密工学会誌，Ｖol６１，Ｎｏ９，
１９９５の１２８４ページに記載の技術など）。また、
上述のようにポリゴンミラーの回転数の高速化に伴い、
ポリゴンミラーの騒音が大きくなり、その騒音を防止す
るために、ポリゴンミラー部分を密閉構造とするように
なってきている。さらに、近年、ポリゴンスキャナモー
タは、高速化に加えて、高回転精度と小型化が要求され
るようになってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に、ポリゴンスキャナモータの高速化、高回転精度化
（定速性）、小型化を実現しようとすると、摩擦トルク
Ｔlossと出力トルクＴoutの比Ｔloss／Ｔout が大きく
なり、結果として効率が悪くなるので、出力が小さく発
熱が大きくなるという問題がある。そこで、これを解決
するためには、出力トルクの発生部と、摩擦の発生部と
の両面からの改善が必要となる。まず、出力トルクの発
生部の改善を図るためには、出力トルクＴout とコギン
グトルク（トルクむら）ΔＴとの比Ｔout ／ΔＴを小さ
くして、回転変動を小さくする必要がある。さらに、出
力Ｗout と鉄損Ｗlossの比Ｗout ／Ｗlossを小さくする
必要がある。次に、摩擦の発生部の改善を図るために
は、軸受の回転精度と寿命を維持しつつ、ドラッグトル
クＴd と突発トルクＴi の比Ｔi ／Ｔd を小さくする必
要がある。さらに、この比Ｔi ／Ｔd を小さく維持しつ
つ、ドラッグトルクＴd を小さくする必要がある。
に、ポリゴンスキャナモータの高速化、高回転精度化
（定速性）、小型化を実現しようとすると、摩擦トルク
Ｔlossと出力トルクＴoutの比Ｔloss／Ｔout が大きく
なり、結果として効率が悪くなるので、出力が小さく発
熱が大きくなるという問題がある。そこで、これを解決
するためには、出力トルクの発生部と、摩擦の発生部と
の両面からの改善が必要となる。まず、出力トルクの発
生部の改善を図るためには、出力トルクＴout とコギン
グトルク（トルクむら）ΔＴとの比Ｔout ／ΔＴを小さ
くして、回転変動を小さくする必要がある。さらに、出
力Ｗout と鉄損Ｗlossの比Ｗout ／Ｗlossを小さくする
必要がある。次に、摩擦の発生部の改善を図るために
は、軸受の回転精度と寿命を維持しつつ、ドラッグトル
クＴd と突発トルクＴi の比Ｔi ／Ｔd を小さくする必
要がある。さらに、この比Ｔi ／Ｔd を小さく維持しつ
つ、ドラッグトルクＴd を小さくする必要がある。
【０００４】そこで、これらの課題を解決するために、
出力トルクの発生部であるモータ部分の改良が考えられ
るが、出力トルクを低下させずに小型化を図ることは難
しい。特に、ポリゴンスキャナモータでは、負荷である
ポリゴンミラーのサイズが固定されて、一般にポリゴン
ミラーを小さくすることができないので、この点でも出
力トルクを低下させずにモータ部分の小型化を図るのは
難しい。一方、機械的な摩擦の発生を軽減するには、軸
受の小型化を図ることが考えられるが、高速回転の要求
の下では、軸受の小型化は寿命の低下につながるので、
好ましくない。従って、高速化、高回転精度化、および
小型化の実現には容易に対処することができず、発明者
らは鋭意研究を重ねた。その研究の結果、ポリゴンスキ
ャナモータなどの回転時にその負荷であるポリゴンミラ
ーに生ずる風損は、損失を増大させて性能を低下させる
ものと一般に考えられているが、高速回転時に生ずる風
損を利用すれば、スピンドルモータを高速化させても、
回転むらがなく小型化を実現できるという新知見を得る
ことができた。
出力トルクの発生部であるモータ部分の改良が考えられ
るが、出力トルクを低下させずに小型化を図ることは難
しい。特に、ポリゴンスキャナモータでは、負荷である
ポリゴンミラーのサイズが固定されて、一般にポリゴン
ミラーを小さくすることができないので、この点でも出
力トルクを低下させずにモータ部分の小型化を図るのは
難しい。一方、機械的な摩擦の発生を軽減するには、軸
受の小型化を図ることが考えられるが、高速回転の要求
の下では、軸受の小型化は寿命の低下につながるので、
好ましくない。従って、高速化、高回転精度化、および
小型化の実現には容易に対処することができず、発明者
らは鋭意研究を重ねた。その研究の結果、ポリゴンスキ
ャナモータなどの回転時にその負荷であるポリゴンミラ
ーに生ずる風損は、損失を増大させて性能を低下させる
ものと一般に考えられているが、高速回転時に生ずる風
損を利用すれば、スピンドルモータを高速化させても、
回転むらがなく小型化を実現できるという新知見を得る
ことができた。
【０００５】一方、ポリゴンスキャナモータでは、ポリ
ゴンミラーの回転が高速になってくると、ポリゴンミラ
ーの回転軸に対する固定が強固でないと、ポリゴンミラ
ーが動くという問題がある。特に、高速化により風損が
増えてポリゴンミラーの発熱が大きくなると、この発熱
後に取り付け部の温度が低下すると、ポリゴンミラーを
固定しておくフランジが回転軸から緩み、ポリゴンミラ
ーが動き易くなるという問題がある。また、その一方で
回転軸にフランジを介してポリゴンミラーを取付けるよ
うな場合には、回転軸にフランジを組み立て固定後に、
直角度を抑えるために、振れ取り修正の機械加工をする
必要があった。
ゴンミラーの回転が高速になってくると、ポリゴンミラ
ーの回転軸に対する固定が強固でないと、ポリゴンミラ
ーが動くという問題がある。特に、高速化により風損が
増えてポリゴンミラーの発熱が大きくなると、この発熱
後に取り付け部の温度が低下すると、ポリゴンミラーを
固定しておくフランジが回転軸から緩み、ポリゴンミラ
ーが動き易くなるという問題がある。また、その一方で
回転軸にフランジを介してポリゴンミラーを取付けるよ
うな場合には、回転軸にフランジを組み立て固定後に、
直角度を抑えるために、振れ取り修正の機械加工をする
必要があった。
【０００６】そこで、本発明は、上記の新知見の下にな
されたものであり、高速回転の要求の下であっても、回
転むらがなく小型化、長寿命化が実現できるスピンドル
モータを提供することを目的とする。また、本発明は、
ポリゴンミラーのような負荷を回転軸に取り付け後に
は、その負荷が緩んで動くことのないスピンドルモータ
を提供することを他の目的とする。
されたものであり、高速回転の要求の下であっても、回
転むらがなく小型化、長寿命化が実現できるスピンドル
モータを提供することを目的とする。また、本発明は、
ポリゴンミラーのような負荷を回転軸に取り付け後に
は、その負荷が緩んで動くことのないスピンドルモータ
を提供することを他の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
回転軸を軸受で回転自在に支持し、この回転軸に同軸状
に回転体を取付けるとともに、前記回転軸に同軸状にモ
ータ回転子を取付け、このモータ回転子の周囲にはモー
タ固定子を固定して配置したスピンドルモータであっ
て、前記回転軸の定速回転の領域において、前記回転体
の風損が回転体の周速度の３乗に比例する値となるよう
に前記回転体の外径を定めるとともに、前記軸受と前記
モータ回転子の各風損が、軸受とモータ回転子の各周速
度の２乗に比例する値となるように、前記軸受の空隙径
および前記モータ回転子の外径を定めるようにしたこと
により、前記目的を達成する。
回転軸を軸受で回転自在に支持し、この回転軸に同軸状
に回転体を取付けるとともに、前記回転軸に同軸状にモ
ータ回転子を取付け、このモータ回転子の周囲にはモー
タ固定子を固定して配置したスピンドルモータであっ
て、前記回転軸の定速回転の領域において、前記回転体
の風損が回転体の周速度の３乗に比例する値となるよう
に前記回転体の外径を定めるとともに、前記軸受と前記
モータ回転子の各風損が、軸受とモータ回転子の各周速
度の２乗に比例する値となるように、前記軸受の空隙径
および前記モータ回転子の外径を定めるようにしたこと
により、前記目的を達成する。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のス
ピンドルモータにおいて、前記回転軸にテーパ部を設
け、このテーパ部に前記回転体の中央孔を挿通し、前記
回転体を、前記回転軸の定常時の回転方向とは逆方向に
回転して前記テーパ部に締結して固定したことにより、
前記目的を達成する。請求項３記載の発明は、請求項１
または請求項２記載のスピンドルモータにおいて、前記
回転体は、ポリゴンミラーであり、このポリゴンミラー
をケースで覆ったことにより、前記目的を達成する。
ピンドルモータにおいて、前記回転軸にテーパ部を設
け、このテーパ部に前記回転体の中央孔を挿通し、前記
回転体を、前記回転軸の定常時の回転方向とは逆方向に
回転して前記テーパ部に締結して固定したことにより、
前記目的を達成する。請求項３記載の発明は、請求項１
または請求項２記載のスピンドルモータにおいて、前記
回転体は、ポリゴンミラーであり、このポリゴンミラー
をケースで覆ったことにより、前記目的を達成する。
【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１、請求項
２、または請求項３記載のスピンドルモータにおいて、
前記回転体の外径φｐと前記軸受の空隙径φｂとの比率
φｂ／φｐを、φｂ／φｐ≦１／３とし、かつ、前記回
転体の外径φｐと前記モータ回転子の外径φｍとの比率
φｍ／φｐを、φｍ／φｐ≦１／３としたことにより、
前記目的を達成する。請求項５記載の発明は、請求項２
記載のスピンドルモータにおいて、前記回転体は、ポリ
ゴンミラーと、このポリゴンミラーを取り付ける取付け
部材からなり、この取付け部材を前記回転軸のテーパ部
に締結し、前記取付け部材に前記ポリゴンミラーを取り
付けるようにしたことにより、前記目的を達成する。
２、または請求項３記載のスピンドルモータにおいて、
前記回転体の外径φｐと前記軸受の空隙径φｂとの比率
φｂ／φｐを、φｂ／φｐ≦１／３とし、かつ、前記回
転体の外径φｐと前記モータ回転子の外径φｍとの比率
φｍ／φｐを、φｍ／φｐ≦１／３としたことにより、
前記目的を達成する。請求項５記載の発明は、請求項２
記載のスピンドルモータにおいて、前記回転体は、ポリ
ゴンミラーと、このポリゴンミラーを取り付ける取付け
部材からなり、この取付け部材を前記回転軸のテーパ部
に締結し、前記取付け部材に前記ポリゴンミラーを取り
付けるようにしたことにより、前記目的を達成する。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の説明に先立
って、まず本発明の基本的な考え方について、以下に説
明する。図１は、本発明の基本的な考え方を説明するた
めに、その要部のみを取り出した説明図である。本発明
は、図１に示すように、回転軸１を一対の軸受２、３で
回転自在に支持し、この回転軸１に同軸状に円板または
多角形板からなる回転体４を取付けるとともに、回転軸
１に同軸状にモータ回転子５を取付け、このモータ回転
子５の周囲にはモータ固定子６を固定配置し、モータ回
転子５とモータ固定子６とでモータ７を形成するもので
ある。さらに、本発明は、上記の構成を前提とし、回転
体４に生ずる風損が回転体４のエアダンパとして活用で
きる上に、このエアダンパの効果が風損に比例するとい
う点に着目するとともに、この風損は、回転体４の外周
における周速度が所定値（３０ｍ／ｓ）を上回ると急激
に増加するという点に着目したものである。
って、まず本発明の基本的な考え方について、以下に説
明する。図１は、本発明の基本的な考え方を説明するた
めに、その要部のみを取り出した説明図である。本発明
は、図１に示すように、回転軸１を一対の軸受２、３で
回転自在に支持し、この回転軸１に同軸状に円板または
多角形板からなる回転体４を取付けるとともに、回転軸
１に同軸状にモータ回転子５を取付け、このモータ回転
子５の周囲にはモータ固定子６を固定配置し、モータ回
転子５とモータ固定子６とでモータ７を形成するもので
ある。さらに、本発明は、上記の構成を前提とし、回転
体４に生ずる風損が回転体４のエアダンパとして活用で
きる上に、このエアダンパの効果が風損に比例するとい
う点に着目するとともに、この風損は、回転体４の外周
における周速度が所定値（３０ｍ／ｓ）を上回ると急激
に増加するという点に着目したものである。
【００１１】従って、本発明は、回転体４に生ずる風損
をできるだけ大きくする一方、回転体４を除く回転部分
に生ずる風損を出来る限り抑制するようにし、回転体４
に集中的にエアダンパの効果を生じさせるようにしたも
のである。ところで、モータの回転部分における風損
は、その回転部分の周速度Ｖａが３０ｍ／ｓ以下では周
速度Ｖａの２乗に比例し、３０ｍ／ｓを越えると周速度
Ｖａの３乗に比例して莫大になることが、実験的に知ら
れている。このため、本発明は、回転軸１の定速回転の
領域において、回転体４の外周の周速度が３０ｍ／ｓ以
上になるように回転体４の外径を定める一方、他の回転
部分であるモータ回転子５等の外周の周速度が３０ｍ／
ｓ以下になるようにモータ回転子５等の外径を定めるよ
うにし、回転体４に生ずる風損を効果的に活用するもの
である。
をできるだけ大きくする一方、回転体４を除く回転部分
に生ずる風損を出来る限り抑制するようにし、回転体４
に集中的にエアダンパの効果を生じさせるようにしたも
のである。ところで、モータの回転部分における風損
は、その回転部分の周速度Ｖａが３０ｍ／ｓ以下では周
速度Ｖａの２乗に比例し、３０ｍ／ｓを越えると周速度
Ｖａの３乗に比例して莫大になることが、実験的に知ら
れている。このため、本発明は、回転軸１の定速回転の
領域において、回転体４の外周の周速度が３０ｍ／ｓ以
上になるように回転体４の外径を定める一方、他の回転
部分であるモータ回転子５等の外周の周速度が３０ｍ／
ｓ以下になるようにモータ回転子５等の外径を定めるよ
うにし、回転体４に生ずる風損を効果的に活用するもの
である。
【００１２】次に、このような考え方に基づき、回転体
４等のサイズを具体的に決定するための方法を、以下に
説明する。いま、回転体４の外径をφｐ〔ｍｍ〕とし、
この回転体４が回転数Ｎ〔ｒｐｍ〕で回転するときの回
転体４の外周の周速度Ｖａは、次の（１）式となる。 Ｖａ＝π・φｐ／１０3 ×Ｎ／６０〔ｍ／ｓ〕・・・（１） そこで、回転体４が１００００〔ｒｐｍ〕で回転すると
きに、回転体４の外周の周速度Ｖａが３０〔ｍ／ｓ〕に
なる回転体４の外径φｐ、すなわち、回転体４の外周に
働く風損が、周速度Ｖａが２乗から３乗に変わる境界に
対応する外径φｐを、上述の（１）式から求めると、５
７．３〔ｍｍ〕になる。同様に、回転体４の回転数Ｎの
値を、２００００〔ｒｐｍ〕、３００００〔ｒｐｍ〕、
４００００〔ｒｐｍ〕、および５００００〔ｒｐｍ〕に
したときに、回転体４の外周の各周速度Ｖａが３０〔ｍ
／ｓ〕になる回転体４の外径φｐを（１）式から求める
と、２８．６〔ｍｍ〕、１９．１〔ｍｍ〕、１４．３
〔ｍｍ〕、および１１．５〔ｍｍ〕になる。この結果を
図に表すと、図２に示すようになり、その各点を結ぶと
図示のような曲線が得られる。
４等のサイズを具体的に決定するための方法を、以下に
説明する。いま、回転体４の外径をφｐ〔ｍｍ〕とし、
この回転体４が回転数Ｎ〔ｒｐｍ〕で回転するときの回
転体４の外周の周速度Ｖａは、次の（１）式となる。 Ｖａ＝π・φｐ／１０3 ×Ｎ／６０〔ｍ／ｓ〕・・・（１） そこで、回転体４が１００００〔ｒｐｍ〕で回転すると
きに、回転体４の外周の周速度Ｖａが３０〔ｍ／ｓ〕に
なる回転体４の外径φｐ、すなわち、回転体４の外周に
働く風損が、周速度Ｖａが２乗から３乗に変わる境界に
対応する外径φｐを、上述の（１）式から求めると、５
７．３〔ｍｍ〕になる。同様に、回転体４の回転数Ｎの
値を、２００００〔ｒｐｍ〕、３００００〔ｒｐｍ〕、
４００００〔ｒｐｍ〕、および５００００〔ｒｐｍ〕に
したときに、回転体４の外周の各周速度Ｖａが３０〔ｍ
／ｓ〕になる回転体４の外径φｐを（１）式から求める
と、２８．６〔ｍｍ〕、１９．１〔ｍｍ〕、１４．３
〔ｍｍ〕、および１１．５〔ｍｍ〕になる。この結果を
図に表すと、図２に示すようになり、その各点を結ぶと
図示のような曲線が得られる。
【００１３】この図２からわかるように、回転体４が任
意の回転数で定常回転するときに、回転体４の外周に生
ずる風損を効果的に使用するには、回転体４の外径φｐ
のサイズは図２の曲線の上側にあり、回転体４以外の回
転部分の外径のサイズ、すなわち、後述する軸受２（ま
たは軸受３）の空隙径φｂ、およびモータ回転子５の外
径φｍのサイズは、図２の曲線の下側の斜線部側にある
ことが条件なる。従って、例えば５００００〔ｒｐｍ〕
を定常回転数として使用する場合には、回転体４の外径
φｐを１１．５〔ｍｍ〕以上にするとともに、回転体４
以外の回転部分の外径を１１．５〔ｍｍ〕以下にするこ
とが条件となる。本発明では、このように回転体４の外
径のサイズと回転体４以外の外径のサイズとは、図２の
異なる領域にそれぞれ存在することを条件とするが、本
発明を後述のように具体化するに際しては、その条件に
加えて、回転体４の実際的なサイズの要求やモータ７の
トルクの確保などを理由に、回転体４の外径のサイズと
回転体４以外の回転部分の外径のサイズとの関係は、以
下のようにするのが好ましと考えられる。
意の回転数で定常回転するときに、回転体４の外周に生
ずる風損を効果的に使用するには、回転体４の外径φｐ
のサイズは図２の曲線の上側にあり、回転体４以外の回
転部分の外径のサイズ、すなわち、後述する軸受２（ま
たは軸受３）の空隙径φｂ、およびモータ回転子５の外
径φｍのサイズは、図２の曲線の下側の斜線部側にある
ことが条件なる。従って、例えば５００００〔ｒｐｍ〕
を定常回転数として使用する場合には、回転体４の外径
φｐを１１．５〔ｍｍ〕以上にするとともに、回転体４
以外の回転部分の外径を１１．５〔ｍｍ〕以下にするこ
とが条件となる。本発明では、このように回転体４の外
径のサイズと回転体４以外の外径のサイズとは、図２の
異なる領域にそれぞれ存在することを条件とするが、本
発明を後述のように具体化するに際しては、その条件に
加えて、回転体４の実際的なサイズの要求やモータ７の
トルクの確保などを理由に、回転体４の外径のサイズと
回転体４以外の回転部分の外径のサイズとの関係は、以
下のようにするのが好ましと考えられる。
【００１４】すなわち、図１に示すように、回転体４の
外径φｐと軸受２（または軸受３）の空隙径φｂとの比
率φｂ／φｐは、以下の（２）式を満たすようにし、か
つ、回転体４の外径φｐとモータ回転子５の外径φｍと
の比率φｍ／φｐは、以下の（３）式を満たすようにす
る。 φｂ／φｐ≦１／３・・・（２） φｍ／φｐ≦１／３・・・（３） ここで、回転体４の外径φｐは、回転体４のサイズを特
定する量であり、回転体４が円板の場合には、その直径
とする。また、回転体４がポリゴンミラーのように外周
が多面体の場合には、平均外径とする。この平均外径
は、ポリゴンミラーの平面を形成する多角形の内接円の
直径と、その多角形の外接円の直径との平均値とする。
以下の説明でも同様とする。軸受２の空隙径φｂとは、
軸受２のサイズを特定する量であり、転がり軸受の場合
には、転動体の軌道のピッチ円径とする。すべり軸受、
動圧軸受、または磁気軸受の場合には、回転軸（または
固定軸）と回転ハウジング（または固定ハウジング）と
の間の空隙の距離とする。
外径φｐと軸受２（または軸受３）の空隙径φｂとの比
率φｂ／φｐは、以下の（２）式を満たすようにし、か
つ、回転体４の外径φｐとモータ回転子５の外径φｍと
の比率φｍ／φｐは、以下の（３）式を満たすようにす
る。 φｂ／φｐ≦１／３・・・（２） φｍ／φｐ≦１／３・・・（３） ここで、回転体４の外径φｐは、回転体４のサイズを特
定する量であり、回転体４が円板の場合には、その直径
とする。また、回転体４がポリゴンミラーのように外周
が多面体の場合には、平均外径とする。この平均外径
は、ポリゴンミラーの平面を形成する多角形の内接円の
直径と、その多角形の外接円の直径との平均値とする。
以下の説明でも同様とする。軸受２の空隙径φｂとは、
軸受２のサイズを特定する量であり、転がり軸受の場合
には、転動体の軌道のピッチ円径とする。すべり軸受、
動圧軸受、または磁気軸受の場合には、回転軸（または
固定軸）と回転ハウジング（または固定ハウジング）と
の間の空隙の距離とする。
【００１５】このような構成の採用により、本発明で
は、定常回転時に、回転体４に生ずる風損、すなわち回
転体４の外周が空気と摩擦するために生ずる損失が非常
に大きくなり、この風損により回転体４の外周に集中的
にエアダンピング効果が働いてエアダンパとして作用す
る。従って、このエアダンピング効果が回転体４の回転
変動を防止するとともに、回転体４が軸受２、３に与え
る振動や衝撃を軽減でき、長寿命化が図れる。
は、定常回転時に、回転体４に生ずる風損、すなわち回
転体４の外周が空気と摩擦するために生ずる損失が非常
に大きくなり、この風損により回転体４の外周に集中的
にエアダンピング効果が働いてエアダンパとして作用す
る。従って、このエアダンピング効果が回転体４の回転
変動を防止するとともに、回転体４が軸受２、３に与え
る振動や衝撃を軽減でき、長寿命化が図れる。
【００１６】また、本発明において、回転体４を図３お
よび図４に示すように、ポリゴンミラー（回転多面鏡）
のような多角形板からなる回転体４ａにすると、回転体
４ａの外周には風損による上述のエアダンピング効果が
働く上に、以下のようなエアダンピング効果が働くと考
えられる。すなわち、回転体４ａの周速度は、その角部
４ａ1 と平面部４ａ2 とでは角部４ａ1 の方が周速度が
大きいので、回転体４ａの周囲には、図３および図４に
示すような空気の流れが生ずると考えられる。このた
め、図示のように、回転体４ａは、その角部４ａ1 が空
気流が密になり、その平面部４ａ2 の空気流が疎とな
る。この空気の疎密の状態により、回転体４ａの周面に
作用する力は、図５に示すようになると考えられ、これ
が回転体４ａのエアダンパとして作用し、このエアダン
パは、上記の風損によるエアダンピング効果と相互に助
けあって回転体４ａに作用していると考えられる。従っ
て、回転体４ａでは、これらのエアダンピング効果が回
転体４ａの回転変動を防止するとともに、回転体４ａが
軸受２、３に与える振動や衝撃を軽減できる。
よび図４に示すように、ポリゴンミラー（回転多面鏡）
のような多角形板からなる回転体４ａにすると、回転体
４ａの外周には風損による上述のエアダンピング効果が
働く上に、以下のようなエアダンピング効果が働くと考
えられる。すなわち、回転体４ａの周速度は、その角部
４ａ1 と平面部４ａ2 とでは角部４ａ1 の方が周速度が
大きいので、回転体４ａの周囲には、図３および図４に
示すような空気の流れが生ずると考えられる。このた
め、図示のように、回転体４ａは、その角部４ａ1 が空
気流が密になり、その平面部４ａ2 の空気流が疎とな
る。この空気の疎密の状態により、回転体４ａの周面に
作用する力は、図５に示すようになると考えられ、これ
が回転体４ａのエアダンパとして作用し、このエアダン
パは、上記の風損によるエアダンピング効果と相互に助
けあって回転体４ａに作用していると考えられる。従っ
て、回転体４ａでは、これらのエアダンピング効果が回
転体４ａの回転変動を防止するとともに、回転体４ａが
軸受２、３に与える振動や衝撃を軽減できる。
【００１７】なお、以上の説明では、回転体４ａの周面
に生ずるエアダンピング効果を、回転体４ａの周囲に生
ずる空気流を使って説明した。しかし、これを図６およ
び図７に示すように、音圧を使って説明することも可能
である。すなわち、これは、回転体４ａの角部４ａ1 に
音源があると仮定して音の伝播状態を表示し、この音源
である各角部４ａ1 が音圧が大きく、平面部４ａ2 が音
圧が小さくなると考え、回転体４ａに図５に示したよう
な力が働くと考えるものである。また、このような音圧
による考えと、上記の空気流による考えの両者により説
明することも可能と考えられる。
に生ずるエアダンピング効果を、回転体４ａの周囲に生
ずる空気流を使って説明した。しかし、これを図６およ
び図７に示すように、音圧を使って説明することも可能
である。すなわち、これは、回転体４ａの角部４ａ1 に
音源があると仮定して音の伝播状態を表示し、この音源
である各角部４ａ1 が音圧が大きく、平面部４ａ2 が音
圧が小さくなると考え、回転体４ａに図５に示したよう
な力が働くと考えるものである。また、このような音圧
による考えと、上記の空気流による考えの両者により説
明することも可能と考えられる。
【００１８】次に、本発明のスピンドルモータにおける
好適な実施の形態について、図８を参照して説明する。
図８は、本発明の実施の形態であるスピンドルモータを
ポリゴンスキャナモータに適用した場合の断面図であ
る。この実施の形態は、図８に示すように、回転軸１や
モータ７などを配置する下側ケース１１と、この下側ケ
ース１１の開口部をボルト１２により塞ぐ軸受取付け板
１３と、この軸受取付け板１３の上部に配置される回転
体であるポリゴンミラー４ｂの全体を覆うポリゴンミラ
ーケース１４を備えている。下側ケース１１の底部には
軸受２を配置固定するとともに、軸受け取付け板１３の
中央には軸受３が配置され、これら軸受２と軸受３とに
より回転軸１が回転自在に支持されている。軸受２と軸
受３は、この例では玉軸受のような転がり軸受を使用す
るが、これに代えて、すべり軸受、動圧軸受、磁気軸受
などを使用しても良い。
好適な実施の形態について、図８を参照して説明する。
図８は、本発明の実施の形態であるスピンドルモータを
ポリゴンスキャナモータに適用した場合の断面図であ
る。この実施の形態は、図８に示すように、回転軸１や
モータ７などを配置する下側ケース１１と、この下側ケ
ース１１の開口部をボルト１２により塞ぐ軸受取付け板
１３と、この軸受取付け板１３の上部に配置される回転
体であるポリゴンミラー４ｂの全体を覆うポリゴンミラ
ーケース１４を備えている。下側ケース１１の底部には
軸受２を配置固定するとともに、軸受け取付け板１３の
中央には軸受３が配置され、これら軸受２と軸受３とに
より回転軸１が回転自在に支持されている。軸受２と軸
受３は、この例では玉軸受のような転がり軸受を使用す
るが、これに代えて、すべり軸受、動圧軸受、磁気軸受
などを使用しても良い。
【００１９】回転軸１には、回転子ヨーク５１と回転子
磁石５２とからなるモータ回転子５が同軸状に取り付け
られている。すなわち、回転軸１の下部側には、筒体か
らなる回転子ヨーク５１が挿通されて回転軸１に同軸状
に固定され、さらに筒体からなる回転子磁石５２が回転
子ヨーク５１に挿通されて回転軸１に同軸状に固定っさ
れている。回転軸１に取付けたモータ回転子５の周囲に
は、モータ固定子６が配置固定されている。このモータ
固定子６は、固定子鉄心６１と固定子コイル６２からな
り、図示のように固定子鉄心６１がボルト１６により下
側ケース１１の内周面に固定されている。モータ回転子
５とモータ固定子６とにより、モータ７が形成されてい
る。
磁石５２とからなるモータ回転子５が同軸状に取り付け
られている。すなわち、回転軸１の下部側には、筒体か
らなる回転子ヨーク５１が挿通されて回転軸１に同軸状
に固定され、さらに筒体からなる回転子磁石５２が回転
子ヨーク５１に挿通されて回転軸１に同軸状に固定っさ
れている。回転軸１に取付けたモータ回転子５の周囲に
は、モータ固定子６が配置固定されている。このモータ
固定子６は、固定子鉄心６１と固定子コイル６２からな
り、図示のように固定子鉄心６１がボルト１６により下
側ケース１１の内周面に固定されている。モータ回転子
５とモータ固定子６とにより、モータ７が形成されてい
る。
【００２０】ここで、モータ回転子５は、２極の磁石を
持った永久磁石回転型の場合は、モータ固定子６は、鉄
心型でもコアレス型でもよい。また、モータ回転子５
は、永久磁石を持たない２極のレラクタンス型の場合
は、モータ固定子６は、鉄心型でもコアレス型でも良
い。下側ケース１１の底部には、中央孔１７を有するホ
ールセンサ基板１８が配置され、このホールセンサ基板
１８は、固定子鉄心６１に取付け棒１９により取り付け
られている。また、ホールセンサ基板１８上には、ホー
ルセンサ２０が設けられている。
持った永久磁石回転型の場合は、モータ固定子６は、鉄
心型でもコアレス型でもよい。また、モータ回転子５
は、永久磁石を持たない２極のレラクタンス型の場合
は、モータ固定子６は、鉄心型でもコアレス型でも良
い。下側ケース１１の底部には、中央孔１７を有するホ
ールセンサ基板１８が配置され、このホールセンサ基板
１８は、固定子鉄心６１に取付け棒１９により取り付け
られている。また、ホールセンサ基板１８上には、ホー
ルセンサ２０が設けられている。
【００２１】回転軸１の上部側は、先端側に雄ねじ部１
０１が形成され、この雄ねじ部１０１に続いてテーパ部
１０２が形成されている。この回転軸１のテーパ部１０
２には、ミラー下押え２１の中央孔を挿通させたのち、
このミラー下押え２１を、回転軸１の定常時に回転方向
とは逆方向に回転させてテーパ部１０２に締結させてい
る。ミラー下押え２１の上面側には環状の凸部２１２が
形成され、この凸部２１２にポリゴンミラー４ｂの中央
孔の下部側の半分が嵌合されている。また、ポリゴンミ
ラー４ｂの中央孔の上部側の半分は、回転軸１の雄ねじ
部１０１に挿通されるミラー上押え２４の下側に設けた
環状の凸部２４１に嵌合されている。従って、ポリゴン
ミラー４ｂは、上下の両面をミラー下押え２１とミラー
上押え２４とにより挟まれた状態となっている。この状
態で、回転軸１の雄ねじ部１０１の先端から平座金２
５、バネ座金２６が挿通されたのちに、その雄ねじ部１
０１に雌ねじ２７がネジ止めされ、これによりポリゴン
ミラー４ｂは、ミラー下押え２１とミラー上押え２４と
を介して回転軸１に強固に固定されるようになってい
る。
０１が形成され、この雄ねじ部１０１に続いてテーパ部
１０２が形成されている。この回転軸１のテーパ部１０
２には、ミラー下押え２１の中央孔を挿通させたのち、
このミラー下押え２１を、回転軸１の定常時に回転方向
とは逆方向に回転させてテーパ部１０２に締結させてい
る。ミラー下押え２１の上面側には環状の凸部２１２が
形成され、この凸部２１２にポリゴンミラー４ｂの中央
孔の下部側の半分が嵌合されている。また、ポリゴンミ
ラー４ｂの中央孔の上部側の半分は、回転軸１の雄ねじ
部１０１に挿通されるミラー上押え２４の下側に設けた
環状の凸部２４１に嵌合されている。従って、ポリゴン
ミラー４ｂは、上下の両面をミラー下押え２１とミラー
上押え２４とにより挟まれた状態となっている。この状
態で、回転軸１の雄ねじ部１０１の先端から平座金２
５、バネ座金２６が挿通されたのちに、その雄ねじ部１
０１に雌ねじ２７がネジ止めされ、これによりポリゴン
ミラー４ｂは、ミラー下押え２１とミラー上押え２４と
を介して回転軸１に強固に固定されるようになってい
る。
【００２２】ここで、上述のように、回転軸１の雄ねじ
部１０１に対して雌ねじ２７を締結するが、この締結方
向は、回転軸１の定常時の回転方向とは逆の方向になる
ように、回転軸１の雄ねじ部１０１と雌ねじ２７が形成
されている。例えば、回転軸１の定常時の回転方向が反
時計回りの方向であれば、雌ねじ２７は時計回りの方向
に回転することにより締まるようにネジ山を形成し、こ
れに対応して雄ねじ部１０１のネジ山を形成することに
なる。なお、ポリゴンミラー４ｂは一般にアルミニウム
で構成されるので、ミラー下押え２１とミラー上押え２
４はアルミニウムで構成される。また、回転軸１へのポ
リゴンミラー４ｂの取り付けは、ミラー下押え２１とミ
ラー上押え２４を使用したが、これらを使用せずにポリ
ゴンミラー４ｂを回転軸１のテーパ部１０２に直接取付
けるようにしても良い。軸受け取付け板１３の軸受３を
取り付けてある上面の周囲には、軸受３を囲む円形の環
状部１３１を設け、この環状部１３１が、ミラー下押え
２１の下面側に対応して設けた環状溝２１１に無接触の
状態で嵌合するように形成されている。従って、これら
環状部１３１と環状溝２１１とは、軸受３の潤滑油がポ
リゴンミラー４ｂ側に回るのを防止するためのラビリン
ス構造を形成する。
部１０１に対して雌ねじ２７を締結するが、この締結方
向は、回転軸１の定常時の回転方向とは逆の方向になる
ように、回転軸１の雄ねじ部１０１と雌ねじ２７が形成
されている。例えば、回転軸１の定常時の回転方向が反
時計回りの方向であれば、雌ねじ２７は時計回りの方向
に回転することにより締まるようにネジ山を形成し、こ
れに対応して雄ねじ部１０１のネジ山を形成することに
なる。なお、ポリゴンミラー４ｂは一般にアルミニウム
で構成されるので、ミラー下押え２１とミラー上押え２
４はアルミニウムで構成される。また、回転軸１へのポ
リゴンミラー４ｂの取り付けは、ミラー下押え２１とミ
ラー上押え２４を使用したが、これらを使用せずにポリ
ゴンミラー４ｂを回転軸１のテーパ部１０２に直接取付
けるようにしても良い。軸受け取付け板１３の軸受３を
取り付けてある上面の周囲には、軸受３を囲む円形の環
状部１３１を設け、この環状部１３１が、ミラー下押え
２１の下面側に対応して設けた環状溝２１１に無接触の
状態で嵌合するように形成されている。従って、これら
環状部１３１と環状溝２１１とは、軸受３の潤滑油がポ
リゴンミラー４ｂ側に回るのを防止するためのラビリン
ス構造を形成する。
【００２３】また、本発明の実施の形態では、上述した
ように、回転体４の外径φｐのサイズは図２の曲線の上
側の領域にあり、回転体４以外の回転部分、すなわち、
軸受２（または軸受３）の空隙径φｂ、およびモータ回
転子５の外径φｍは、図２の曲線の下側の斜線部側の領
域にあることを条件とする必要がある。従って、この例
では、回転数を３００００〔ｒｐｍ〕以上で使用するも
のとし、ポリゴンミラー４ｂの平均外径φｐを３８ｍ
ｍ、軸受２、３の空隙径φｂを１０．５ｍｍ、回転子磁
石５２の外径φｍを１０．８ｍｍとするので、上記の条
件を満たしている。さらに、この実施の形態では、上記
のように、ポリゴンミラー４ｂの平均外径φｐを３８ｍ
ｍ、軸受２、３の空隙径φｂを１０．５ｍｍ、回転子磁
石５２の外径φｍを１０．８ｍｍとするので、φｂ／φ
ｐ＝１０．５／３８＝０．２８６、φｍ／φｐ＝１０．
８／３８＝０．２８４となり、上記の（２）式および
（３）式の各条件を満たしている。
ように、回転体４の外径φｐのサイズは図２の曲線の上
側の領域にあり、回転体４以外の回転部分、すなわち、
軸受２（または軸受３）の空隙径φｂ、およびモータ回
転子５の外径φｍは、図２の曲線の下側の斜線部側の領
域にあることを条件とする必要がある。従って、この例
では、回転数を３００００〔ｒｐｍ〕以上で使用するも
のとし、ポリゴンミラー４ｂの平均外径φｐを３８ｍ
ｍ、軸受２、３の空隙径φｂを１０．５ｍｍ、回転子磁
石５２の外径φｍを１０．８ｍｍとするので、上記の条
件を満たしている。さらに、この実施の形態では、上記
のように、ポリゴンミラー４ｂの平均外径φｐを３８ｍ
ｍ、軸受２、３の空隙径φｂを１０．５ｍｍ、回転子磁
石５２の外径φｍを１０．８ｍｍとするので、φｂ／φ
ｐ＝１０．５／３８＝０．２８６、φｍ／φｐ＝１０．
８／３８＝０．２８４となり、上記の（２）式および
（３）式の各条件を満たしている。
【００２４】以上述べたように、本発明の実施の形態で
は、定常回転時に、ポリゴンミラー４ｂに生ずる風損が
非常に大きくなり、この風損によりポリゴンミラー４ｂ
の外周に集中的にエアダンピング効果が働いてエアダン
パとして作用する。また、これと同時に、ポリゴンミラ
ー４ｂの周囲に生ずる空気流により、図３および図４で
説明したようなエアダンピング効果が働くが、ポリゴン
ミラー４ｂはポリゴンミラーケース１４で覆われてその
周囲に密閉空間９を形成するので、このエアダンピング
効果は、ポリゴンミラーケース１４がない場合に比べて
より効果的に作用すると考えられる。このエアダンピン
グ効果は、上記の風損によるエアダンピング効果と相ま
ってポリゴンミラー４ｂに作用する。従って、この実施
の形態では、これらのエアダンピング効果がポリゴンミ
ラー４ｂの回転変動を防止するとともに、ポリゴンミラ
ー４ｂが軸受２、３に与える振動や衝撃を軽減でき、長
寿命化が図れる。
は、定常回転時に、ポリゴンミラー４ｂに生ずる風損が
非常に大きくなり、この風損によりポリゴンミラー４ｂ
の外周に集中的にエアダンピング効果が働いてエアダン
パとして作用する。また、これと同時に、ポリゴンミラ
ー４ｂの周囲に生ずる空気流により、図３および図４で
説明したようなエアダンピング効果が働くが、ポリゴン
ミラー４ｂはポリゴンミラーケース１４で覆われてその
周囲に密閉空間９を形成するので、このエアダンピング
効果は、ポリゴンミラーケース１４がない場合に比べて
より効果的に作用すると考えられる。このエアダンピン
グ効果は、上記の風損によるエアダンピング効果と相ま
ってポリゴンミラー４ｂに作用する。従って、この実施
の形態では、これらのエアダンピング効果がポリゴンミ
ラー４ｂの回転変動を防止するとともに、ポリゴンミラ
ー４ｂが軸受２、３に与える振動や衝撃を軽減でき、長
寿命化が図れる。
【００２５】また、本発明の実施の形態では、回転軸１
にテーパ部１０２と雄ねじ部１０１を設け、テーパ部１
０２にミラー下押え２１の中央孔を挿通し、このミラー
下押え２１を、回転軸１の定常時に回転方向とは逆方向
に回転させてテーパ部１０２に締結させるとともに、雄
ねじ部１０１にポリゴンミラー４ｂの中央孔とミラー上
押え２４の中央孔を順に挿通してポリゴンミラー４ｂを
ミラー下押え２１とミラー上押え２４とで挟み、雌ねじ
２７を雄ねじ部１０１に締結し、ポリゴンミラー４ｂを
回転軸１に取付けるようにした。従って、芯出しの精度
が向上してポリゴンミラー４ｂの面振れの防止できる上
に、回転時のジッタ（回転むら）の減少ができる。さら
に、ミラー下押え２１の回転軸１への取付け後における
振れ取り加工の不必要となる上に、ラビリンス構造にお
ける精度が維持できる。
にテーパ部１０２と雄ねじ部１０１を設け、テーパ部１
０２にミラー下押え２１の中央孔を挿通し、このミラー
下押え２１を、回転軸１の定常時に回転方向とは逆方向
に回転させてテーパ部１０２に締結させるとともに、雄
ねじ部１０１にポリゴンミラー４ｂの中央孔とミラー上
押え２４の中央孔を順に挿通してポリゴンミラー４ｂを
ミラー下押え２１とミラー上押え２４とで挟み、雌ねじ
２７を雄ねじ部１０１に締結し、ポリゴンミラー４ｂを
回転軸１に取付けるようにした。従って、芯出しの精度
が向上してポリゴンミラー４ｂの面振れの防止できる上
に、回転時のジッタ（回転むら）の減少ができる。さら
に、ミラー下押え２１の回転軸１への取付け後における
振れ取り加工の不必要となる上に、ラビリンス構造にお
ける精度が維持できる。
【００２６】さらに、本発明の実施の形態では、回転軸
１とミラー下押え２１とはテーパ嵌合を採用し、このミ
ラー下押え２１を、回転軸１の定常時の回転方向とは逆
方向に回転させてテーパ部１０２に締結させて固定する
ようにしたので、回転時に、ミラー下押えがテーパ部１
０２に食い込んでその締結を強化する作用をする。その
ため、回転軸１のテーパ部１０２とミラー下押さ２１と
の接合部が発熱しても、その接合部の温度の低下すると
きに、その接合部が緩むようなことはない。この点は、
テーパ部１０２が鉄で、ミラー下押え２１がアルミニウ
ムというように、両者にの構成素材が異なってその各膨
張率が異なる場合に、特に有効である。また、ポリゴン
ミラー４ｂが回転軸１から緩むことがないので、ポリゴ
ンミラー４ｂの回転により得られる風損を有効に活用で
きる。
１とミラー下押え２１とはテーパ嵌合を採用し、このミ
ラー下押え２１を、回転軸１の定常時の回転方向とは逆
方向に回転させてテーパ部１０２に締結させて固定する
ようにしたので、回転時に、ミラー下押えがテーパ部１
０２に食い込んでその締結を強化する作用をする。その
ため、回転軸１のテーパ部１０２とミラー下押さ２１と
の接合部が発熱しても、その接合部の温度の低下すると
きに、その接合部が緩むようなことはない。この点は、
テーパ部１０２が鉄で、ミラー下押え２１がアルミニウ
ムというように、両者にの構成素材が異なってその各膨
張率が異なる場合に、特に有効である。また、ポリゴン
ミラー４ｂが回転軸１から緩むことがないので、ポリゴ
ンミラー４ｂの回転により得られる風損を有効に活用で
きる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明で
は、定常回転時に、回転体に生ずる風損が非常に大きく
なり、この風損により回転体の外周に集中的にエアダン
ピング効果が働いてエアダンパとして作用するようにし
たので、このエアダンピング効果が回転体の回転変動を
防止するとともに、回転体が軸受に与える振動や衝撃を
軽減できるので、高速回転の要求の下であっても、回転
むらがなく小型化、長寿命化が実現できる。請求項２の
発明では、回転軸にテーパ部を設け、このテーパ部に回
転体の中央孔を挿通し、回転体を、回転軸の定常時の回
転方向とは逆方向に回転してテーパ部に締結して固定し
たので、回転体を回転軸に取付ける際の芯出し精度が良
く、回転体が高速回転中に回転軸から緩むことがない。
は、定常回転時に、回転体に生ずる風損が非常に大きく
なり、この風損により回転体の外周に集中的にエアダン
ピング効果が働いてエアダンパとして作用するようにし
たので、このエアダンピング効果が回転体の回転変動を
防止するとともに、回転体が軸受に与える振動や衝撃を
軽減できるので、高速回転の要求の下であっても、回転
むらがなく小型化、長寿命化が実現できる。請求項２の
発明では、回転軸にテーパ部を設け、このテーパ部に回
転体の中央孔を挿通し、回転体を、回転軸の定常時の回
転方向とは逆方向に回転してテーパ部に締結して固定し
たので、回転体を回転軸に取付ける際の芯出し精度が良
く、回転体が高速回転中に回転軸から緩むことがない。
【００２８】請求項３の発明では、回転体をポリゴンミ
ラーにして、このポリゴンミラーをケースで覆うように
したので、請求項１の発明と同様に風損によるエアダン
ピング効果が働くと同時に、ポリゴンミラーの周囲に生
ずる空気流によるエアダンピング効果が働くので、これ
ら両者のエアダンピング効果により、請求項１の発明の
効果が確実に実現できる。請求項４の発明では、請求項
１、請求項２、または請求項３の発明の各効果が実現で
きる。請求項５の発明では、回転体は、ポリゴンミー
と、このポリゴンミラーを取り付ける取付け部材とし、
この取付け部材を回転軸のテーパ部に締結し、取付け部
材にポリゴンミラーを取り付けるようにしたので、取り
付け部材を回転軸に取付ける際の芯出し精度が良く、ポ
リゴンミラーが回転軸から緩むことがない。
ラーにして、このポリゴンミラーをケースで覆うように
したので、請求項１の発明と同様に風損によるエアダン
ピング効果が働くと同時に、ポリゴンミラーの周囲に生
ずる空気流によるエアダンピング効果が働くので、これ
ら両者のエアダンピング効果により、請求項１の発明の
効果が確実に実現できる。請求項４の発明では、請求項
１、請求項２、または請求項３の発明の各効果が実現で
きる。請求項５の発明では、回転体は、ポリゴンミー
と、このポリゴンミラーを取り付ける取付け部材とし、
この取付け部材を回転軸のテーパ部に締結し、取付け部
材にポリゴンミラーを取り付けるようにしたので、取り
付け部材を回転軸に取付ける際の芯出し精度が良く、ポ
リゴンミラーが回転軸から緩むことがない。
【図１】本発明の基本的な考え方を説明するために、そ
の要部のみを取り出した断面図である。
の要部のみを取り出した断面図である。
【図２】回転体が任意の回転数で回転するときに、その
回転体の外周の周速度が３０〔ｍ／ｓ〕になる回転体の
外径を求めたグラフである。
回転体の外周の周速度が３０〔ｍ／ｓ〕になる回転体の
外径を求めたグラフである。
【図３】回転体が、ポリゴンミラーのような多角形板か
らなる場合に、その周囲に生ずる空気流のエアダンピン
グ効果を説明する平面図である。
らなる場合に、その周囲に生ずる空気流のエアダンピン
グ効果を説明する平面図である。
【図４】同じく回転体の正面図である。
【図５】同じく回転体の周面に生ずる力を模式的に描い
た説明図である。
た説明図である。
【図６】回転体に生ずるエアダンピング効果を音を用い
て説明する平面図である。
て説明する平面図である。
【図７】同じくその回転体の正面図である。
【図８】本発明の実施の形態であるスピンドルモータの
断面図である。
断面図である。
１ 回転軸
２、３ 軸受
４、４ａ 回転体
４ｂ ポリゴンミラー
５ モータ回転子
６ モータ固定子
７ モータ
８ ケース
９ 密閉空間
１１ 下側ケース
１３ 軸受取付け板
１４ ポリゴンミラーケース
２１ ミラー下押え
２４ ミラー上押え
２７ 雌ねじ
１０１ 雄ねじ部
１０２ テーパ部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−12655（ＪＰ，Ａ)
実開 昭64−6618（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 7/00 - 7/20
H02K 29/00 - 29/14
H04N 1/04 - 1/203
G02B 26/10
Claims (5)
- 【請求項１】 回転軸を軸受で回転自在に支持し、この
回転軸に同軸状に回転体を取付けるとともに、前記回転
軸に同軸状にモータ回転子を取付け、このモータ回転子
の周囲にはモータ固定子を固定して配置したスピンドル
モータであって、 前記回転軸の定速回転の領域において、前記回転体の風
損が回転体の周速度の３乗に比例する値となるように前
記回転体の外径を定めるとともに、前記軸受と前記モー
タ回転子の各風損が、軸受とモータ回転子の各周速度の
２乗に比例する値となるように、前記軸受の空隙径およ
び前記モータ回転子の外径を定めるようにしたことを特
徴とするスピンドルモータ。 - 【請求項２】 前記回転軸にテーパ部を設け、このテー
パ部に前記回転体の中央孔を挿通し、前記回転体を、前
記回転軸の定常時の回転方向とは逆方向に回転して前記
テーパ部に締結して固定したことを特徴とする請求項１
記載のスピンドルモータ。 - 【請求項３】 前記回転体は、ポリゴンミラーであり、
このポリゴンミラーをケースで覆ったことを特徴とする
請求項１または請求項２記載のスピンドルモータ。 - 【請求項４】 前記回転体の外径φｐと前記軸受の空隙
径φｂとの比率φｂ／φｐを、φｂ／φｐ≦１／３と
し、 かつ、前記回転体の外径φｐと前記モータ回転子の外径
φｍとの比率φｍ／φｐを、φｍ／φｐ≦１／３とした
ことを特徴とする請求項１、請求項２、または請求項３
記載のスピンドルモータ。 - 【請求項５】 前記回転体は、ポリゴンミラーと、この
ポリゴンミラーを取り付ける取付け部材からなり、この
取付け部材を前記回転軸のテーパ部に締結し、前記取付
け部材に前記ポリゴンミラーを取り付けるようにしたこ
とを特徴とする請求項２記載のスピンドルモータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34580895A JP3400632B2 (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | スピンドルモータ |
| US08/760,450 US5821647A (en) | 1995-12-08 | 1996-12-06 | Spindle motor |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34580895A JP3400632B2 (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | スピンドルモータ |
| US08/760,450 US5821647A (en) | 1995-12-08 | 1996-12-06 | Spindle motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09163677A JPH09163677A (ja) | 1997-06-20 |
| JP3400632B2 true JP3400632B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=26578116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34580895A Expired - Fee Related JP3400632B2 (ja) | 1995-12-08 | 1995-12-08 | スピンドルモータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5821647A (ja) |
| JP (1) | JP3400632B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001045727A (ja) * | 1999-07-28 | 2001-02-16 | Alps Electric Co Ltd | モータ装置 |
| TW489953U (en) * | 2001-09-07 | 2002-06-01 | Asia Vital Components Co Ltd | Improved structure for bearing retaining device of bearing balls in a DC fan |
| US7109619B2 (en) * | 2004-03-12 | 2006-09-19 | Bell Helicopter Textron Inc. | Damper support assembly for a supercritical drive shaft |
| PL1719916T3 (pl) * | 2005-05-07 | 2009-01-30 | Grundfos Management As | Agregat pompowy |
| JP4769526B2 (ja) * | 2005-09-13 | 2011-09-07 | キヤノン株式会社 | 光ビーム走査装置 |
| KR20090051859A (ko) * | 2007-11-20 | 2009-05-25 | 삼성전기주식회사 | 스캐너 및 이를 구비하는 디스플레이 장치 |
| US8164228B1 (en) * | 2011-10-12 | 2012-04-24 | Mechanical Energy Generating Systems, L.L.C. | Systems, methods, and apparatus for a homopolar generator charger with integral rechargeable battery |
| CN103997160A (zh) * | 2013-02-15 | 2014-08-20 | 三星电机日本高科技株式会社 | 风扇电机 |
| US9941771B2 (en) * | 2016-09-08 | 2018-04-10 | Borgwarner Inc. | Electric motor rotor with extended shoulders for bearings |
| JP6542835B2 (ja) * | 2017-05-30 | 2019-07-10 | ファナック株式会社 | 固定子及び回転電機 |
| US10879757B2 (en) | 2017-09-07 | 2020-12-29 | Gopro, Inc. | Bearing configuration for an electronic motor |
| JP6830996B1 (ja) * | 2019-12-26 | 2021-02-17 | 山洋電気株式会社 | 同期電動機のフレーム構造並びにフレーム及び電機子の製造方法 |
| CN211981596U (zh) * | 2020-04-07 | 2020-11-20 | 精进电动科技股份有限公司 | 一种旋变定子定位压片和定位结构 |
| KR20220040265A (ko) * | 2020-09-23 | 2022-03-30 | 현대모비스 주식회사 | 모터 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3303499A1 (de) * | 1982-02-05 | 1983-08-25 | Nippon Seiko K.K., Tokyo | Dynamische druckgaslagerung |
| US5325006A (en) * | 1990-04-27 | 1994-06-28 | Hitachi, Ltd. | Sealed magnetic fluid bearing for polygon mirror drive motor |
| US5254893A (en) * | 1992-01-30 | 1993-10-19 | Ide Russell D | Shaft support assembly for use in a polygon mirror drive motor |
| JPH05256316A (ja) * | 1992-03-12 | 1993-10-05 | Fuji Xerox Co Ltd | 光偏向装置 |
| US5434695A (en) * | 1992-04-21 | 1995-07-18 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Dynamic pressure bearing and rotary polygon mirror device with the bearing |
| JP2864941B2 (ja) * | 1993-04-27 | 1999-03-08 | 株式会社日立製作所 | 回転体軸受装置，モータおよびポリゴンミラーモータ |
| US5617241A (en) * | 1993-06-29 | 1997-04-01 | Kabushiki Kaisha Sankyo Seiki Seisakusho | Optical beam scanner |
| DE4342539A1 (de) * | 1993-12-14 | 1995-06-22 | Skf Textilmasch Komponenten | Schaftloser Spinnrotor einer Offenend-Spinnmaschine |
| DE4409992A1 (de) * | 1994-03-23 | 1995-09-28 | Skf Textilmasch Komponenten | Einzelmotorischer Antrieb eines schaftlosen Spinnrotors einer Offenend-Spinnmaschine |
-
1995
- 1995-12-08 JP JP34580895A patent/JP3400632B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-12-06 US US08/760,450 patent/US5821647A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09163677A (ja) | 1997-06-20 |
| US5821647A (en) | 1998-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3400632B2 (ja) | スピンドルモータ | |
| US5036235A (en) | Brushless DC motor having a stable hydrodynamic bearing system | |
| JP3266448B2 (ja) | ブラシレスモータの回転体装置 | |
| JP3282945B2 (ja) | スピンドルモータ | |
| US5538347A (en) | Dynamic pressure bearing | |
| JP3607482B2 (ja) | 回転多面鏡駆動装置 | |
| JP3240637B2 (ja) | 軸受装置 | |
| JP2971115B2 (ja) | スピンドルモータ | |
| JPH06235420A (ja) | スピンドルモ−タ | |
| JPH06284666A (ja) | ブラシレスモータ | |
| US5910853A (en) | Rotary polygon mirror optical scanning device | |
| JP3024283B2 (ja) | 軸受装置 | |
| JP3803882B2 (ja) | 動圧軸受装置 | |
| JP2010039337A (ja) | ポリゴンミラースキャナモータ | |
| JPS62184429A (ja) | 回転多面鏡駆動装置 | |
| JP2000078814A (ja) | 記録ディスク駆動用スピンドルモータ | |
| JPH0327747A (ja) | ポリゴンミラーの回転駆動装置 | |
| JP3176070B2 (ja) | 動圧空気軸受型回転装置 | |
| JP2999581B2 (ja) | スピンドルモータ | |
| JP2888361B2 (ja) | 動圧空気軸受型ポリゴンスキヤナ | |
| JPH05141420A (ja) | 軸受装置 | |
| JPH06150529A (ja) | 磁気ディスク装置用スピンドルモータ | |
| JP2560507Y2 (ja) | 動圧軸受装置 | |
| JP2990894B2 (ja) | 回転ヘッドドラム装置 | |
| JP3077251B2 (ja) | 動圧軸受装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |