JP3722129B2 - Manufacturing method of motor - Google Patents

Description

【００１８】
すなわち、アルミニュウム製フランジ４２の線膨張率は２３．１×１０^-6であり、ナイロン樹脂製の各マグネット２２、５４、５８の線膨張率は５０×１０^-6であり、ロータ１６を１６０００ｒｐｍの回転数で回転したときの発熱により、フランジ４２と、各メインマグネット２２、ＦＧマグネット５４、又はロータ側スラストマグネット５８との各接着部分に働く熱応力は０．０１Ｋｇ／ｍｍ² となる。
【００１９】
これと同時に、ロータ１６が１６０００ｒｐｍで回転するときの遠心力により、フランジ４２と、各メインマグネット２２、ＦＧマグネット５４、又はロータ側スラストマグネット５８との各接着部分に遠心応力０．０６２Ｋｇ／ｍｍ² が働く。この結果、フランジ４２と、各メインマグネット２２、ＦＧマグネット５４、又はロータ側スラストマグネット５８との各接着部分には、合計０．０７２Ｋｇ／ｍｍ² の応力が働くことになり、長時間の使用により、接着部分が破壊され、各マグネット２２、５４、５８がフランジ４２から剥離し、ロータ１６の回転に支障をきたす虞れがある。
【００２０】
また、ロータ１６の組立製造に当っては、フランジ４２に対し、メインマグネット２２、ＦＧマグネット５４、ロータ側スラストマグネット５８を各々接着材を用いて接着する作業に、多くの作業工数と多くの手間がかかるので製造コストが高くなる。
【００２１】
さらに、ロータ１６は、フランジ４２に各々別体としてのメインマグネット２２、ＦＧマグネット５４、及びロータ側スラストマグネット５８を組み付ける構造なので、ロータ１６全体のイナーシャが大きくなるとともに、初期アンバランス量も大きくなる。
【００２２】
このためロータ１６の組立完成までに、ロータのバランスを修正する作業が不可欠となり、組立作業の工程が増加し、製造コストが高くなる。
【００２３】
次に、モータ一体構成の光偏向器のステータ１０側についてみると、ステータ１０のアルミニュウム製ホルダ３２に、熱膨張率の異る材質であるナイロン樹脂磁性材製のステータ側スラストマグネット３８を貼着した構造である。このためロータ１６回転時の熱を受けて、ホルダ３２とステータ側スラストマグネット３８との間の接着部分に前述した表１に示すと同様に熱応力０．０１Ｋｇ／ｍｍ² を受けて、この接着部分が破壊され、ステータ側スラストマグネット３８が剥離し、ロータ１６の回転に支障をきたす虞れがある。
【００２４】
また、ホルダ３２にステータ側スラストマグネット３８を貼着する作業に、多くの作業工程と多くの手間がかかるので製造コストが高くなる。
【００２５】
さらに、スラスト軸受を構成するステータ側スラストマグネット３８と、ロータ側スラストマグネット５８との間隔を適正に保つため、ホルダ３２をベース部材１２に固定する際、ステータ側スラストマグネット３８と、ベース部材１２の固定軸１４とが同軸となるよう高精度で位置決めせねばならず、その作業に多大な手間がかかる。
【００２６】
次にモータ一体構成の光偏向器全体についてみると、その構成部品として、各々別体であるフランジ４２、メインマグネット２２、ＦＧマグネット５４、ロータ側スラストマグネット５８、ホルダ３２、及びステータ側スラストマグネット３８を用いるので、部品点数が増加し、製品コストが高くなる。
【００２７】
これらの問題を解決するため、従来提案されている特開平４−２０４６２５号、特開平６−１６５４６０号、又は特開平６−１２３８４８号の手段を用いることが考えられる。この特開平４−２０４６２５号の手段はフランジ部、メインマグネット、及びＦＧ・マグネットを一体成形することによりバランスを改善し、イナーシャを小さくする手段である。特開平６−１６５４６０号の手段はメイン・マグネットとフランジ部を一体的に成形することにより部品点数、組立て工数を削減しさらにバランス修正作業を不用とする手段である。また特開平６−１２３８４８号の手段はメイン・マグネットとフランジ部を一体的に樹脂磁性材料により成形することにより部品点数、組立て工数を削減し、バランス修正作業を１回で済ますようにした手段である。
【００２８】
しかし、上述の提案されている手段は、いずれもロータの軸受としてころがり軸受を用いているため、動圧軸受に固有なスラスト磁気軸受を有する構成ではない。よってスラスト磁気軸受を併有する動圧軸受を具備するモータ一体構成の光偏向器固有のステータ側、又はロータ側スラストマグネットの接着部分の剥離、又は組立工数が多大で作業が困難なことから製造コストが高くなるという課題を解決し得ない。
【００２９】
また、ころがり軸受を用いるモータ一体構成の光偏向器では使用回転数が１０，０００ｒｐｍ程度までであるため、ロータを樹脂磁性材料による一体成形で構成しても遠心力によるロータの変形は少ない。しかし、動圧軸受を用いるモータ一体構成の光偏向器においては、１０，０００ｒｐｍ〜３０，０００ｒｐｍ以上の回転数で用いられるので、樹脂磁性材料のみの一体成形ロータでは遠心力によるロータ変形によりポリゴンミラーの鏡面に歪みを生ずる恐れがあり、ころがり軸受を用いたモータ一体構成の光偏向器におけるモータの構成を単純に応用することはできない。
【００３０】
本発明は上記事実を考慮して、各マグネットの接着部分の剥離によるロータの回転障害をなくし、モータの動作の信頼性を向上し、簡素な構造にして部品点数を減じ、組立て工数を削減するとともに、多くの手間が係るロータのバランス修正作業を削減し、又はロータを１０，０００ｒｐｍ〜３０，０００ｒｐｍで高速回転させてもロータに歪みがなく、安定して回転可能なモータの製造方法を新たに提供することを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のモータの製造方法は、モータのステータ側に設けられた固定軸に動圧軸受を構成するよう挿通された回転軸を介して、ロータを回転軸のラジアル方向に支受し、ロータに設けたロータ側スラストマグネットとステータに設けたステータ側スラストマグネットとの間の磁力で、ロータを回転軸のスラスト方向に浮上させ、動圧軸受と相俟ってロータを宙に浮いた状態で回動可能とし、ロータの回転軸に樹脂磁性材料を一体成形することによって構成される回転本体部を、回転軸の外周部に嵌合される筒状に形成された筒胴部にＦＧマグネット部を着磁し、ＦＧマグネット部の近傍部分にスリット部が形成されると共に筒胴部からフランジ状に延出した部分にメインマグネット部を着磁し、メインマグネット部の外周側から段状に離間して外方へ延出した環状の部分にロータ側スラストマグネット部を着磁して、製造するモータの製造方法であって、回転本体部を一体成形するための成形金型のキャビティ内を、回転軸の軸線と平行で直線状の磁力線が通る状態にして、磁場中成形法により樹脂磁性材料で回転軸に対し一体的に成形することにより、少なくともメインマグネット部とスラストマグネット部を構成する樹脂磁性材料中の磁性体を所定方向に均一に整列させるよう異方化する異方化の工程と、異方化の工程の後に、少なくともメインマグネット部とスラストマグネット部を着磁する着磁工程と、を有することを特徴とする。
【００３２】
上述したモータの製造方法によれば、回転本体部のメインマグネット部とスラストマグネット部との部分で直線状の磁力線により磁性体の配向が十分に所定方向に整列された極異方性を有するように、樹脂磁性材料を効率よく異方化した状態に一体成形できる。よって、このように十分に極異方性を有するように一体成形した後の着磁工程でも複雑なパターンで着磁を行っても樹脂磁性材料の持つ性能を十分に引き出すことができ、特にスラストマグネット部の磁力を十分に強力にでき、ロータを十分に浮上させ、ロータの回転ムラが発生することを防止できる。また、回転本体部の所定各部に所定通り磁極を着磁した一体構造に一体成形できるので、ロータの回転軸と回転本体部の樹脂磁性材料との接着工数を削減し廉価な製品を提供できるうえ、接着剤等の不安定な材料を用いる必要がないため、安定した品質の製品を製造することができる。さらに、このモータの製造方法によれば、回転本体部を一体成形した一体構造にするので、比較的にイナーシャが小さくなるため初期アンバランス量を小さくでき、しかもモータ運転中に発熱による熱応力やロータの高速回転による遠心応力によって貼着した各マグネットが剥離する虞れをなくし、モータの信頼性を向上することができる。
特に、このモータは、ロータを宙に浮いた状態で回動する構成であるが、このモータの製造方法で製造すれば、ロータ部分のバランス無修正の状態で、１５０００ｒｐｍの回転数で回動したときでも、振動に対するラジアル方向及びスラスト方向の振幅を小さくすることができる。よって、このモータの製造方法によって製造したモータでは、振動が低減されるから、回転数が低い場合にロータのバランス修正が不要となるので組立製造時のバランス修正作業工程を省略して作業性を向上して廉価な製品を提供できる。
【００３３】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のモータの製造方法であって、異方化の工程において、成形金型におけるキャビティを挟む位置に永久磁石を配置することにより、キャビティ内を回転軸の軸線と平行で直線状の磁力線が通る磁場を設定することを特徴とする。
【００３４】
上述のように構成することにより、請求項１に記載の発明の作用及び効果 に加えて、成形金型におけるキャビティを挟む位置に永久磁石を配置して磁場中射出成形を行うので、樹脂磁性材料中の磁性体の異方化を行うために全く電力を必要としないので低コストで製造可能である。さらに異方化する作業の際、永久磁石が発熱しないので、成形金型が加熱されることもないから、回転本体部を適切に一体成形できる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明のモータの製造方法で製造可能なモータの第１実施の形態を図１〜図３により説明する。
【００４０】
この第１実施の形態に係わるモータは、光偏向器と一体の構成で、この光偏向器は多面鏡であるポリゴンミラーがコアレスモータである駆動モータで回転駆動されるように構成されている。
【００４１】
図１に示すように、モータ一体の光偏向器は、そのステータ６０側のベース６１に取り付けた固定軸６２に対しロータ６４が回転駆動されるように装着されている。
【００４２】
（ステータの構成）
ステータ６０におけるベース６１の中央部に立設された円柱状の固定軸６２はセラミック製で、その外周面部には気体、液体等の流体を利用する動圧軸受を構成するためのヘリンボーン溝６６が形成されている。
【００４３】
このベース６１の固定軸１４を立設した側の平面上には、ロータ６４の回転を制御するための電子部品を実装した制御回路基板６８が固定されている。この制御回路基板上の固定軸６２回りの各所定位置には６個の駆動コイル７０が配置されている。
【００４４】
また、制御回路基板６８の駆動コイル７０と反対のベース側対応位置（図１に向って駆動コイル７０の下側）には、この駆動コイル７０で発生したベース６１側へ向う磁力線をロータ６４側へ向けるためのヨーク７２が、ベース６１上に穿設した浅溝７４内に納められて配置されている。
【００４５】
図２にも示す如く、ロータ６４のスラスト軸受を構成するため、ベース６１上には、スラストマグネットホルダ７６が取り付けられている。このホルダ７６は、アルミニュウム製で、その中央に円形開口を設けた矩形状に形成され、その四隅部分にそれぞれ貫通して穿孔した通し孔７８に締結部材８０を通しベース６１上の所定位置に位置決めして配置されている。
【００４６】
このホルダ７６の円形開口周部には、断面Ｌ字形に切欠した段部８２が設けられ、この段部８２に断面矩形のリング状に形成されたナイロン樹脂磁性材製のステータ側スラストマグネット８４が接着剤で貼着されている。このステータ側スラストマグネット８４の肉厚方向の破線で示した中間線８５よりステータ６０側の部分がＳ極に着磁され、ステータ６０より離れる部分がＮ極に着磁されている。
【００４７】
〔ロータの構成〕
図１、及び図２に示すように、上述の如く構成されたステータ６０に装着されるロータ６４には、セラミック製回転軸８６が設けられている。
【００４８】
この回転軸８６は中空円筒状に形成され、ステータ６０の固定軸６２に挿通され、回転軸８６が高速回転されることにより、固定軸６２と回転軸８６との間に周囲の空気を取り込んで圧力を発生させるようにした動圧軸受であるラジアル軸受を構成するようにされている。
【００４９】
この回転軸８６は、回転本体部８８の中央に設けた透孔に圧入され、両者が一体に固定されている。この回転本体部８８は、例えばナイロンにフェライト系磁性材料を混合した樹脂磁性材料で後に着磁するよう極異方性を有するように構成され、回転軸８６の軸芯を中心とした回転体形状に形成されている。すなわち、回転本体部８８は、回転軸８６の周囲に位置する筒胴部９０と、これよりフランジ状に延出したメインマグネット部９２と、最外周部に形成されたロータ側スラストマグネット部９４とを有する。
【００５０】
この筒胴部９０は、回転軸８６の外周部に嵌合された筒状部分であり、そのステータ側は肉薄筒状に形成された回転数検出パルス発生用ＦＧマグネット部９６に構成されている。
【００５１】
図３に示すように、このＦＧマグネツト部９６には、中心角４５度づつに８等分した各区分に、相隣接する区分が異極となるよう、Ｎ極とＳ極とが着磁されている。
【００５２】
メインマグネット部９２の外周側には、ステータ６０側から段状に離間して外方へ延出した環状のロータ側スラストマグネット部９４が一体に形成されている。このロータ側スラストマグネット部９４は断面矩形のリング状部分であって、その肉厚方向の破線で示した中間線１０２よりステータ６０側の部分かＮ極に着磁され、ステータ６０より離れる部分がＳ極に着磁されている。
【００５３】
そして、前述したステータ６０のホルダ７６に固定されたステータ側スラストマグネット８４と同芯でかつ所定短間隔を置いてロータ側スラストマグネット部９４が配置されることにより、これらの異極間に働く吸引力によりロータ６４のスラスト方向の全重量を支持するスラスト軸受が構成されている。なお、このスラスト軸受の２個のマグネット８４、９４とは、両者間に吸引力が働くようにする種々の着磁構成を取り得るものであり、各マグネット８４、９４のＮ極とＳ極を共に反対にしても良く、また隣接する周面部が異極となるように構成しても良い。
【００５４】
また、ロータ６４における回転本体部８８の筒胴部のベース６１との反対側の端面は、回転軸８６の軸芯に対し高精度で垂直な面となるように切削加工された取付面１０４とされている。この取付面１０４上には、その外周辺上の反射面が鏡面加工されたポリゴンミラー１０６が固定されている。
【００５５】
上述のように構成された光偏向機は、そのロータ６４が固定軸６２との回転軸８６との間の動圧軸受でラジアル方向に支受されるとともに、ステータ側スラストマグネット８４とロータ側スラストマグネット９４とを用いて構成されたスラスト軸受によって支受されている。
【００５６】
これにより、制御回路基板６８の制御回路によって、６個の駆動コイル７０を励磁切換制御して、ロータ６４を宙に浮いた状態で回動する。
【００５７】
上述のように構成されたモータ一体構成の光偏向器は、例えば図１５に示すような光学走査装置に組み付けられて使用される。
【００５８】
この光学走査装置は、光学箱１０８に光偏向器を取り付け、光学箱１０８の防塵カバーにより密閉された空間内にポリゴンミラー１０６を臨ませるように構成されている。そして、半導体レーザなどの光源１１０から出射したレーザビーム１１２を、ポリゴンミラー１０６に当て、このポリゴンミラー１０６によって走査（スキャニング）されたレーザビーム１１２が結像レンズ１１４を透過し、図示しない防塵ガラスを透過し、被走査体１１６に適切な像を結ぶように構成され、一般に用いられているゼログラフィー技術による静電潜像を作り、又はフィルムを感光する。
【００５９】
本第１実施の形態におけるモータは、一体成形された回転本体部８８の所定各部に所定通り磁極を着磁して構成した一体構造とされている。よって従来のもののように、別材料で別体に構成されたフランジとマグネットとの接着構造がなく、モータ運転中に発熱による熱応力やロータ６４の高速回転による遠心応力によって貼着した各マグネットが剥離する虞れを全くなくすことができる。よって動圧軸受を有するモータの信頼性を向上することができる。
【００６０】
また、回転本体部８８の一体構造によれば、従来のアルミニウム製のフランジに各マグネットを接着固定したロータの構造に比べイナーシャが小さくなるため初期アンバランス量を小さくすることができる。
【００６１】
これは、本第１実施の形態に係る一体構造の回転本体部８８を有するモータ一体構成の光偏向器と、前述した図３７に示すフランジに各マグネットを貼着したモータ一体構成の光偏向器との振動値の測定値を示す下記表２の結果からも確認できる。
【００６２】
【表２】

【００６３】
この測定値は、ロータ６４部分のバランス無修正の状態で、１５０００ｒｐｍの回転数で回動したときの２５６ＨＺの振動に対する振幅を測定したときの値を示す。この値からも解るようにラジアル方向、及びスラスト方向ともに、本第１実施の形態に係るモータ一体構成の光偏向器の方の振幅が小さくなっていることが確認された。
【００６４】
よって、上記のように振動が低減されるので、回転数が低い場合には、ロータのバランス修正が不要となるので、この場合には、組立製造時のバランス修正作業工程を省略して、作業性を向上することができる。さらに、従来のフランジに各マグネットを貼着していたときの、接着剤の量管理等が困難なマグネット接着工程が削減できるので、廉価な製品を提供できる。
【００６５】
また、ロータ６４を１０，０００ｒｐｍ〜３０，０００ｒｐｍ以上の回転数で回転しても振動やロータ６４の歪み等による光走査への悪影響が無く、安定した光走査を実現できる。
【００６６】
次に、本発明の第２実施の形態を図４〜図６によって説明する。この第２実施の形態では、ロータ６４の回転本体部のメインマグネット部とＦＧマグネット部とを一体に構成している。
【００６７】
ロータ６４の回転本体部１１８におけるメイン兼ＦＧマグネット部１２０は、その筒胴部９０から直ちに、ステータ６０上の駆動コイル７０に接近する位置まで段状に延出された幅広のリング状に形成され、図６に示す如く中心角４５度づつに８等分した各区分が異極となるようメインマグネットの極と、ＦＧマグネットの極とを兼ねるＮ極とＳ極とが着磁されている。また図４及び図５に示す如く、メイン兼ＦＧマグネット部１２０には、回転軸８６との間に幅狭スリット部が形成されている。
【００６８】
上述のように構成することにより、回転本体部１１８の構成を簡素化し、成形型の形状を単純化して安価に製造可能とし、その成形時の初期アンバランス量を低減し、その剛性を向上することができる。
【００６９】
なお、本第２実施の形態における以上説明した以外の構成、作用、及び効果は前述した第１実施の形態と同様であるので、図１〜図３に示す部材と同一部材には同一符号を付すこととし、その詳細な説明を省略する。
【００７０】
次に本発明の第３実施の形態につき、図７、及び図８により説明する。
【００７１】
この第３実施の形態では、ベースとホルダ及びステータ側スラストマグネットとを一体構造としたベース部１２２を用いている。
【００７２】
（ステータの構成）
このステータ６０のベース部１２２は、ナイロンにフェライト系磁性材料を混合した樹脂磁性材料で極異方性を有するように一体に成形されている。このベース部１２２は、矩形台状のステータ側ベース台部１２４の平面部に筒状のホルダ部１２６を一体に立設し、その先端部にリング状のステータ側スラストマグネット部１２８が一体に形成されている。さらにステータ側スラストマグネット部１２８には、直接着時を施して、磁石が構成されている。
【００７３】
また、ステータ側ベース台部１２４におけるホルダ部１２６の中心部位にはセラミック製の円柱状固定軸６２が立設されている。このベース台部１２４のホルダ部１２６を設けた側の平面部には、駆動コイル７０及びロータ６４の回転を制御するための電子部品を実装した制御回路基板６８が配置され、ステータ６０が構成されている。
【００７４】
（ロータの構成）
上述のステータ６０に回動可能に装着されるロータ６４は、中空円筒状の回転軸８６を有する。
【００７５】
この回転軸８６は、中空穴内にステータ６０の固定軸６２が挿通され、回転軸８６が高速回転されることにより、固定軸６２と回転軸８６との間に動圧軸受であるラジアル軸受を構成するようにされている。
【００７６】
この回転軸８６の外周部所定位置には、リング状のアルミニュウム製フランジ１３０が焼き嵌めして固定されている。このフランジ１３０には、ミラー取付部１３２が設けられ、このミラー取付部１３２の取付面１３４上にポリゴンミラー１０６が固定が固定されている。この取付面１３４は回転軸８６の軸芯に対し、高精度で垂直となるように加工されている。また、ポリゴンミラー１０６は、多角形柱状に形成され、その側面部が鏡面に加工されている。
【００７７】
またフランジ１３０のステータ６０側の駆動コイル７０に対応した平面部にはナイロン樹脂磁性材製駆動用メインマグネット１３６が接着剤で貼着されている。前述した図２２に例示したと同様に、メインマグネット１３６は、全体がリング状で、図７、図８にも示すようにその中央の穴部におけるステータ６０寄りの部分には、内径を一段広げた開口とした段開口周部１３８が形成されている。また、メインマグネット１３６は、中心角４５度づつに８等分した各区分に、相隣接する区分が異極となるようＮ極とＳ極とが着磁されている。
【００７８】
回転軸８６におけるフランジ１３０からステータ６０側に突出した部分には、小円筒状のナイロン樹脂磁性材製の回転数検出パルス発生用ＦＧマグネット１４０を、その一端面がフランジ１３０の平面に付くよう接着剤で貼着する。このＦＧマグネット１４０は、中心角４５度づつに８等分した各区分に、相隣接する区分が異極となるようＮ極とＳ極とが着磁されている。
【００７９】
また、フランジ１３０の外周面部におけるステータ６０と逆側の周角部を、断面矩形の環状に切欠して段付部１４２を形成し、この段付部１４２に、ナイロン樹脂磁性材をリング状に形成したロータ側スラストマグネット１４４が接着剤で貼着されている。
【００８０】
図７に示す如く、このロータ側スラストマグネット１４４は、ステータ側スラストマグネット１２８と同芯となり、所定間隔を置いて隣接するように配置されている。そして、ロータ側スラストマグネット１４４の外周面部と、ステータ側スラストマグネット１２８の内周面部とは、吸引力が働くよう相互に異極に着磁され、スラスト磁気軸受が構成されている。このスラスト磁気軸受は、２個のマグネット１２８、１４４の働く吸引力がロータ６４の回転軸８６におけるスラスト方向（軸線方向）の荷重に勝って、ロータ６４全体を浮上させるように作用する。
【００８１】
このため、ロータ６４は、スラスト磁気軸受によりスラスト方向に支受されるとともに、動圧軸受によりラジアル方向（放射線方向）に支受されている。これにより、制御回路基板６８の駆動回路によって６個の駆動コイル７０を励時切換制御し、ロータ６４を宙に浮いた状態で高速回転可能とする。
【００８２】
上述のように本第３実施の形態によれば、ステータ側ベース台部１２４と、ホルダ部１２６と、ステータ側スラストマグネット部１２８とを一体に形成したベース部１２２を用いているので、従来のように別体に構成されたホルダとステータ側スラストマグネットとを接着材で貼着した接着剤部がないので、モータ一体構成の光偏向器のモータの運転中の発熱による熱応力によって、その接着部が剥離してロータの回転を妨げるような虞れが全くない。よって動圧軸受を有するモータの信頼性を向上できる。
【００８３】
また、本第３実施の形態では、ベース台部１２４とホルダ部１２６及びステータ側スラストマグネット部１２８とが一体に構成されているので、モータ一体構成の光偏向器の組立製造に当り、このベース部１２２に立設された固定軸６２とステータ側スラストマグネット部１２８との同軸度を高精度で組み付け調製する必要がないので、組立を容易にでき、組立作業工数を削減できるから、廉価な製品を提供できる。
【００８４】
なお、本第３実施の形態における以上説明した以外の構成、作用及び効果は前述した第１実施の形態と同様であるので、図１〜図３に示す部材と同一部材には同一符号を付すこととし、その詳細な説明を省略する。
【００８５】
次に本発明の第４実施の形態につき、図９、及び図１０により説明する。
【００８６】
この第４実施の形態では、ステータ６０のベース部が、１個の金型若しくはダイを共有する二色射出成形機、あるいは二色押出機等により、２色一体成形品を成形する２色成形手段により一体成形されている。すなわち、ステータ側ベース台部１２４とホルダ１２６との部分を非磁性の樹脂材料で形成するとともに、ステータ側スラストマグネット部１２８の部分をナイロンにフェライト系磁性材料を混合した樹脂磁性材料で形成するよう二色成形手段により全体が一体のベース部１２２を成形する。また、このステータ側スラストマグネット部１２８は、極異方性を有するように成形され、この後、この部分に直接着磁を施すことにより構成されている。
【００８７】
このようにベース部１２２を構成することにより、体積の大きなステータ側ベース台部１２４とホルダ部１２６の部分に高価な樹脂磁性材料を使わないで済むので、樹脂磁性材料の使用量を極力少なくして、廉価な製品を提供可能とする。なお、本第４実施の形態における以上説明した以外の構成、作用、及び効果は前述した第１実施の形態又は第３実施の形態と同様であるので、図１〜図３又は図７及び図８に示す部材と同一部材には同一符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
【００８８】
次に、本発明の第１〜第４実施の形態の構成を組み合わせた構成例につき、説明する。図１１に示す構成例では、第１実施の形態におけるロータ６４の構成と、第３実施の形態におけるステータ６０の構成とを組み合わせてモータ一体構成の光偏向器が構成されている。
【００８９】
図１２に示す構成例では、第１実施の形態におけるロータ６４の構成と、第４実施の形態におけるステータ６０の構成とを組み合わせてモータ一体構成の光偏向器が構成されている。
【００９０】
図１３に示す構成例では、第２実施の形態におけるロータ６４の構成と、第３実施の形態におけるステータ６０の構成とを組み合わせてモータ一体構成の光偏向器が構成されている。
【００９１】
図１４に示す構成例では、第２実施の形態におけるロータ６４の構成と、第４実施の形態におけるステータ６０の構成とを組み合わせてモータ一体構成の光偏向器が構成されている。
【００９２】
上述のように組み合わせて構成されたモータは、それぞれステータ６０とロータ６４とに係る効果が結合して、モータの信頼性をより向上できるとともに、より大幅な低コスト化を図ることができる。
【００９３】
次に、本発明の第５実施の形態について説明する。本実施の形態では、樹脂材料で一体成形されたステータ６０のベース部１２２と、ロータ６４の回転本体部８８、１１８との強度がそれぞれ向上されている。すなわち、これらベース部１２２、回転本体部８８、１１８を一体成形する樹脂材料に、耐熱性を持たせるとともに、その剛性及び強度を向上するために、この樹脂材料に例えばグラスファイバー等の補強材を所要量混入する。これにより、ロータ６４が高速回転することにより発熱しても、ベース部１２２、又は回転体本部８８、１１８の変形、破壊を防止できる。これとともに、ロータ６４の回転本体部８８、１１８に高速回転による大きな遠心力が作用しても、その変形を低減し、破壊を防止できるので、モータの信頼性をより向上できる。
なお、本第５実施の形態における以上説明した以外の構成、作用、及び効果は前述した第１〜第４実施の形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００９４】
次に本発明の第６実施の形態を図１６及び図１７によって説明する。この第６実施の形態では、ロータ６４の回転本体部をアルミニュウム製のフランジ部を用いて構成している。このため、ロータ６４が、回転軸８６と、ポリゴンミラー１０６と、フランジ部２００と、複合一体化した回転体本部２０２とを用いて構成されている。
【００９５】
この回転軸８６は、セラミック製の円筒形のスリーブ状で、高精度で所定形状に加工されている。ポリゴンミラー１０６は、その外周辺部に反射面が設けられている。
【００９６】
また、フランジ部２００は、アルミニュウム製で、軸固定部２０４と、フランジ状のフランジ体２０６とが一体に形成されている。この軸固定部２０４は、円筒状で、回転軸８６の外周部に焼嵌めして固着される。さらにフランジ体２０６は、断面厚肉矩形の円環状で、そのポリゴンミラー１０６側の平面部に断面矩形状の凹部２０８を形成し、重量を軽くするよう構成されている。これとともに、フランジ体２０６の外周部におけるポリゴンミラー１０６側の端部には、つば状の突片部２１０が一体に設けられている。
【００９７】
回転本体部２０２は、全体が略厚肉円環状で、そのフランジ部２００側に向いた平面部には、フランジ体２０６の部分を収める凹部２１２が形成されている。また、その凹部２１２より外周に当る円環状部分には、スラストマグネット８４が構成されている。さらに、回転本体部２０２の中央に穿設された円孔状の孔部２１４における、フランジ体２０６側と反対側の部分には、ＦＧマグネット部９６が設けられている。
【００９８】
このＦＧマグネット部９６の外周側には、円環状の磁力線の影響を防止するための細溝部２１６が形成され、さらにその外周側には、メインマグネット部９２が構成されている。
【００９９】
このように構成された回転本体部２０２は、その孔部２１４に軸固定部２０４を嵌挿し、その凹部２１２内にフランジ体２０６を嵌め込み、そのスラストマグネット８４の上に突片部２１０を載せる状態で、両者が一体となるよう接着剤で接着する等の手段により固着されている。
【０１００】
上述の如くロータ６４を構成した場合には、フランジ部２００の剛性が高く、しかも加工精度を向上できるので、組立精度を向上してロータのバランスを良くでき、しかも、剛性が高いので長期間高速回転して使用しても歪が生じないようにでき、動作の信頼性を向上できる。
【０１０１】
次に本発明の第７実施の形態につき、図１８〜図２５により説明する。
【０１０２】
この第７実施の形態は、ロータ６４の回転本体部８８を、インサート射出成形法で製造する方法に係る。すなわち、成形金型の上型２１８と、下型２２０と、中子２２２とを用い、製造に当っては、まず下型２２０のキャビティ２２４の内部中央に回転軸８６を入れ、この回転軸８６の筒穴内に中子２２２を挿入し、
次に下型２２０の上に上型２１８を被せて、この下型２２０のキャビティ２２４と上型２１８のキャビティ２２６とが合体して回転本体部８８の外形に沿った射出成形用空間が形成される。次に、これらキャビティ２２４、２２６の空間内に例えばナイロン１２にフェライト系磁性材料を混合した樹脂磁性材料を充填し、回転軸８６に対し回転本体部８８を射出一体成形する。
【０１０３】
このような製造方法を用いれば、回転軸８６と回転本体部８８との高精度の位置決めを、射出成形金型２１８、２２０の金型精度を向上することにより対応し、これら両者を高精度で一体化できるため、これら一体化された製品のバランス調整作業工程を削減でき、さらに回転軸８６と回転本体部８８との接着工程を削減でき、しかも接着剤等の不安定な材料を用いないので、安定した品質の製品を容易かつ安価に製造できる。
【０１０４】
さらに、一体成形時の成形圧力と、樹脂磁性材料の収縮により、回転軸８６と回転本体部８８の樹脂磁性材料とを強固に接合させることができる。しかも、ポリゴンミラー１０６を配置するための取付面１０４も高精度で形成できる。
【０１０５】
また、本第７実施の形態による製造方法では、回転軸８６と回転本体部８８との接合強化を図るため、回転軸８６の外周面部に、溝２２８を設けることが望ましい。この溝２２８は、回転軸８６と回転本体部８８との接合部分に形成される。溝２２８の構成は、回転軸８６の周囲にリング状に形成されたものを、単数、又は複数配設して構成される。例えば、図１９、及び図２０に示す如く、断面矩形のリング状溝２２８が２本形成され、若しくは、図２１に示すように断面Ｖ字状の溝２２８が２本形成され、又は図２２に示すように断面矩形のリング状溝２２８が３本形成されたものであっても良い。さらに、円周上に溝が断続的に形成され、若しくは、溝が傾斜して形成され、又は複数の溝が交差するように形成されても良い。
【０１０６】
このように回転軸８６に形成される溝２２８は、図２５に示す如く溝２２８の深さａが深いほど結合を強くする効果が大きく、溝の幅ｂは比較的広い方が結合が強化される。ここで、溝２２８の深さａと幅ｂとの関係は、（ｂ／ａ）＜３の関係を満すよう設定することが有効である。
【０１０７】
さらに、複数の溝２２８を設ける場合、これらの溝２２８の間隔Ｃを狭くして、多数の溝２２８を配設する方が結合を強化できる。以上の条件から、回転軸８６と、回転本体部８８を形成する樹脂磁性材料との各々の強度特性、及び加工容易性等を考慮し、溝２２８の具体的に最適な形状、及び寸法が決定される。
【０１０８】
例えば、図２０に示す如き２本の溝２２８を設けた回転軸８６に、回転本体部８８を一体射出成形した場合の接合部は、図２５に示す如く、溝２２８部分における回転本体部８８の樹脂磁性材料が熱膨張したときに生ずる回転軸８６のラジアル方向の引き剥がし力Ｆ１と、この樹脂磁性材料の回転軸８６の軸芯方向への膨張力Ｆ２とにより、溝２２８と樹脂磁性材料との接合力が発生する。このため、溝２２８がない場合に比べて、回転軸８６と回転本体部８８の樹脂磁性材料とが強固に接合され、これら両者の回転軸芯に対するラジアル方向の接合強度が向上され、特に高温下において高速回転する使用状況下に置かれるロータ６４部分の信頼性を向上できる。
【０１０９】
また、図２３、及び図２４に示すように各溝２２８の一部に突部状の強化部としてのキー部２３０を、例えば直径方向の２箇所に設けた場合には、回転軸８６の周回り方向における回転本体部８８との接合強度を強化し、よりロータ６４部分の信頼性を向上できる。
【０１１０】
なお、本第７実施の形態における以上説明した以外の構成、作用及び効果は前述した第１〜第６実施の形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【０１１１】
次に本発明の第８実施の形態につき、図２６〜図３１により説明する。この第８実施の形態は、ロータ６４の回転軸８６に回転本体部８８を、磁場中射出成形法によりインサート成形して、製造する方法に係る。このため、インサート成形用の上型２１８と下型２２０には、それぞれ回転本体部８８を相互に平行に挟むように、リング状の永久磁石部２３２、２３４が配設されている。
【０１１２】
これら永久磁石部２３２、２３４は、磁力の高い永久磁石（例えばネオジ等の永久磁石）で形成され、回転本体部８８に、図２６に示す如き回転軸８６の軸線と平行な磁力線を通すように構成されている。
【０１１３】
上述のような永久磁石２３２、２３４を設けた上型２１８と下型２２０とを用いて磁場中射出成形する場合には、これらのキャビティ２２４、２２６内に回転軸８６をセットし、樹脂磁性材料（例えばナイロン１２にフェライト系磁性材料を混合した材料等）を約２９０℃で溶融した状態において充填する。その後、充填圧力を制御しながら冷却して回転軸８６に回転本体部８８を一体化したインサート成形品を得る。この射出成形の際、樹脂磁性材料内の磁性体は、上型２１８と下型２２０とのキャビティ２２４、２２６内を通る磁力線によって、樹脂が固化する前に図２７に示すように一定方向に整列される。ここで、キャビティ２２４、２２６内を通る磁力線は、このキャビティ２２４、２２６内全体に渡って回転軸８６の軸線に平行な直線であるため、樹脂磁性材料内の磁性体は、後に着磁を効率良く行える方向に均一に配向され整列される。この状態で樹脂を固化することにより、図２７に示すような磁性体が良好に着磁されるよう配向された回転本体部の素材が構成される。
【０１１４】
上述のように構成された回転本体部の素材に対し、前述した図３に示すパターンで所定の磁力をもつよう着磁して回転本体部８８を完成させる。
【０１１５】
また、上述のように射出成形金型である上型２１８と下型２２０とに、永久磁石を配置して磁場中射出成形を行う場合には、樹脂磁性材料中の磁性体の異方化に対して全く電力を必要としないので低コストで製造可能とされる。さらに異方化する作業の際、永久磁石が発熱しないので、成形金型が加熱されることもないから、図２７に示すように、回転本体部８８を構成する樹脂磁性材料を異方化し、後の加工工程で効率良く着磁処理して、複雑な磁力パターンをもつ回転本体部を容易に構成できる。
【０１１６】
次に、磁場中射出成形法を、成形金型の周囲にコイルを巻装して行う場合について説明する。この場合には、図２８に示すように上型２１８と下型２２０との外周部に、広範にコイル２３６を巻装し、この上型２１８と下型２２０とのキャビティ２２４、２２６の内部全体をコイル２３６により発生した磁力線が回転軸８６の軸線と平行で直線となる状態で通過するように構成し、前述した図２６、及び図２７に示したものと同様に磁場中射出成形を行う。
【０１１７】
なお、このコイルを用いた磁場中射出成形を行う場合、コイルの巻装状態によっては、例えば図２９に示すように、このコイル２３８で発生した磁力線が回転軸８６の軸線と平行とならず、また曲線となると、樹脂磁性材料内の磁性体２４０が、図３０、及び図３１にモデルで示す如く、回転本体部８８の各位置により、その配向方向が異なった状態（磁化容易軸２４２に対し傾いた配向状態）に構成されてしまう。
【０１１８】
この図３０に示す磁性体２４０の配向状態では、回転本体部８８のメインマグネット部９２とＦＧマグネット部９６の付近では直線状の磁力線によりほぼ所定の方向に整列されるが、スラストマグネット部９４付近では磁力線が曲がるため、磁性体の配向が所定方向に配設したものとならず完全に異方化されていない状態となる場合がある。
【０１１９】
このような完全に極異方性を有するように一体成形されていない状態のまま、後の加工工程にて前述した図３に示すパターンで着磁を行うと、樹脂磁性材料の持つ性能を十分に引き出すことができず、特にスラストマグネット部９４の磁力が弱くなってしまうことがある。このような場合、ロータ６４が十分に浮上しなかったり、ロータ６４の回転ムラを発生することがある。
【０１２０】
よって、このように着磁部分の磁力が所定の値より弱くなるのを防止するよう、キャビティ２２４、２２６内を通過する磁力線は回転軸８６の軸線と平行で直線となるようにコイル２３６を配置構成し、樹脂磁性材料を極異方性を有するように一体成形する。
【０１２１】
なお、本第８実施の形態における以上説明した以外の構成、作用及び効果は前述した第１〜第７実施の形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【０１２２】
次に本発明の第９実施の形態につき、図３、及び図２７を参照しながら説明する。
【０１２３】
一体成形された回転本体部８８に、図３に示すようなパターンで着磁を行う際、まず第１の工程で、メインマグネット部９２とＦＧマグネット部９６とを着磁する。次の第２の工程で、スラストマグネット部９４を着磁し、回転本体部８８の適性な着磁を完了する。
【０１２４】
このようにするのは、次の理由による。まず、モータを小形に構成するため、回転本体部８８におけるメインマグネット部９２とスラストマグネット部９４との距離が接近してしまうので、回転本体部８８に、メインマグネット部９２とスラストマグネット部９４とを同時に着磁すると、メインマグネット部９２の磁力の影響で、スラストマグネット部９４が分極してしまい、このスラストマグネット部９４の浮上用の磁力が低下し、ロータを十分に浮上させることができなくなることがあり、さらに、スラストマグネット部９４の磁力の影響でメインマグネット部９２の極パターンの形成不良を起すことがある。そこで、このようなことを防止するため、メインマグネット部９２とスラストマグネット部９４とを順番に着磁する。
【０１２５】
また、メインマグネット部９２は、スラストマグネット部９４に比べて大きく、このメインマグネット部９２の着磁の影響がスラストマグネット部９４に発生し易いので、スラストマグネット部９４を先に着磁し、後にメインマグネット部９２を着磁すると、メインマグネット部９２の磁力の影響を受けてスラストマグネット部９４の分極が大きくなってしまう。そこで、これを防止するため、メインマグネット部９２を着磁した後、スラストマグネット部９４を着磁するという順番で着磁することにより、磁力干渉を抑え、メインクマグネット部９２とスラストマグネット部９４とが必要とする磁力を確実に得ることができ、さらにメインマグネット部９２とスラストマグネット部９４とを一体成形された回転本体部８８における接近した位置に配置し、着磁することができ、小形で高磁力特性をもつ回転本体部８８を作成することができる。
【０１２６】
なお、本第９実施の形態における以上説明した以外の構成、作用及び効果は前述した第１〜第８実施の形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【０１２７】
次に本発明の第１０実施の形態につき、図３２〜図３６により説明する。
【０１２８】
図３２に示すように、回転本体部８８のメインマグネット部９２とＦＧマグネット部９６とを着磁するための着磁治具２４４は、回転本体部８８の片側、本実施の形態ではポリゴンミラー１０６と逆側の底面下部位置（図３２で回転本体部８８の下側位置）側にのみ配置されている。
【０１２９】
この着磁治具２４４は、図３３に示すように全体がリング状に形成され、その中心角を８等分して区切って８個の各極用の着磁ヨーク２４６が形成され、さらに各着磁ヨーク２４６には、着磁ヨークコイル２４８が巻装されている。
【０１３０】
この各極の着磁ヨーク２４６に巻装される着磁ヨークコイルは、全ての極に渡り、１本のコイル線を引き回して構成することにより着磁タイミングのずれをなくし、各極の磁力レベルが均一になるよう構成されている。
【０１３１】
このように構成された着磁治具２４４の着磁ヨークコイル２４８へ着磁電流が流れると、着磁ヨーク２４６から、図３４、及び図３５に示すように磁界が発生し、メインマグネット部９２とＦＧマグネット部９６とに、図３に示すパターンで着磁する。この着磁の際、各着磁ヨーク２４６で発生する磁界は、それぞれ隣接する各極の着磁ヨーク２４６間に渡って発生され、その漏洩磁束がスラストマグネット部９４へ漏洩して磁力干渉を起すことを極力抑える。なお、例えば図３６に示す如く、回転本体部８８の両側から挟むように着磁ヨーク２５０を配置して着磁する場合には、これら一対の着磁ヨーク２５０の間で発生する磁界が、その構造上スラストマグネット部９４側へ漏れる量が多くなるために、スラストマグネット部９４を着磁する作業の前に、メインマグネット部９２を着磁するときの影響が残った磁力干渉によって、スラストマグネット部９４を十分に良好な状態で着磁できなくなるから図３２、及び図３３に示す如き着磁治具２４４を用いて着磁することが有効である。
【０１３２】
図３２に示すように、回転本体部８８のスラストマグネット部９４へ着磁するための着磁治具２５２は、着磁ヨーク２５４と、着磁ヨークコイル２５６とを用いて構成されている。
【０１３３】
着磁治具２５２を用いてスラストマグネット部９４へ着磁する作業を行う場合には、図３２に示す如く、回転本体部８８に対して着磁治具２５２をセットした状態で、着磁ヨークコイル２５６へメインマグネット部９２の着磁電圧の１０分の１程度の着磁電圧を印加して行う。これにより、着磁コイル２５６によって発生した磁界は着磁ヨーク２５４の中を通り、スラストマグネット部９４部分に集中して発生する。よって、メインマグネット部９２側への漏洩磁束を抑え、磁力干渉を極力抑えて、効率良く着磁することができ、スラストマグネット部９４が必要な磁力を十分に得ることができる。このため、メインマグネット部９２とスラストマグネット部９４とを接近させて構成できるから、小形で磁力特性の優れたモータ用ロータを構成することができる。
【０１３４】
本発明の前述した第１〜第１０実施の形態では、ロータの回転本体部８８におけるメインマグネット部９２とスラストマグネット部９４とを別体として構成したものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、メインマグネット部９２にスラストマグネット部９４が含まれる如く一体的に構成しても良い。
【０１３５】
また、本発明では、前述した第１〜第１０実施の形態に示したように、これらの製造方法を複合し、選択的に用いることによりロータの回転本体部を、回転用メインマグネット部９２と、回転数検出信号発生用ＦＧマグネット部９６と、動圧軸受としてのスラスト磁気軸受用の回転側スラストマグネット部９４をポリゴンミラー１０６装着用の台座となる取付面１０４と共に一体的に成形し、着磁することによって製作する方法をとることができる。よって、これまで各マグネット部材や軸部材等を接着や焼きばめして製造していた部分をすべて無くす事ができる。これによりマグネット剥がれ等の可能性を皆無とし、モータの信頼性を向上させることができる。さらにロータ部分の部品点数、組立て工数を削減することができ、ロータ回転時の振動も少なく抑えることができるので、多大な工数を必要とするロータのバランス修正作業を削減することができ、１０，０００ｒｐｍ〜３０，０００ｒｐｍ以上の回転数においてもロータ部分の振動等による悪影響が無くなり、安定した回転動作を実現するモータとその製造方法を提供することができる。
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のモータの製造方法で製造したモータによれば、各マグネットの接着部分の剥離によるロータの回転障害をなくし、モータの動作の信頼性を向上し、簡素な構造にして部品点数を減じ、組立て工数を削減するとともに、多くの手間が係るロータのバランス修正作業を削減し、又はロータを１０，０００ｒｐｍ〜３０，０００ｒｐｍで高速回転させてもロータに歪みが生じないようにし、安定した回転動作を実行可能とするという優れた効果を有する。
【０１３７】
また、ロータの回転本体部にメインマグネット部と、スラストマグネット部とを容易かつ適切に着磁して製造できる。
【０１３８】
さらに、メインマグネットとスラストマグネットを接近して形成できるのでモータの小型化を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のステータ側とロータ側とを分解して示す縦断面図である。
【図３】本発明の第１実施の形態と第９実施の形態とに係わるモータ一体形の光偏向器におけるロータ側のメインマグネットと、ＦＧマグネットとの部分を示す底面図である。
【図４】本発明の第２実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第２実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のステータ側とロータ側とを分解して示す縦断面図である。
【図６】本発明の第２実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器におけるロータ側のメイン兼ＦＧマグネット部の部分を示す底面図である。
【図７】本発明の第３実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第３実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のステータ側とロータ側とを分解して示す縦断面図である。
【図９】本発明の第４実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第４実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のステータ側とロータ側とを分解して示す縦断面図である。
【図１１】本発明の第１実施の形態に係わるロータの構成と第３実施の形態に係わるステータの構成とを組み合わせたモータ一体形の光偏向器を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の第１実施の形態に係わるロータの構成と第４実施の形態に係わるステータの構成とを組み合わせたモータ一体形の光偏向器を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の第２実施の形態に係わるロータの構成と第３実施の形態に係わるステータの構成とを組み合わせたモータ一体形の光偏向器を示す縦断面図である。
【図１４】本発明の第２実施の形態に係わるロータの構成と第４実施の形態に係わるステータの構成とを組み合わせたモータ一体形の光偏向器を示す縦断面図である。
【図１５】本発明のモータ一体形の光偏向器を光学走査装置に装着した使用状態を示す平面図である。
【図１６】本発明の第６実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分を分解して示す縦断面図である。
【図１７】本発明の第６実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分の底面図である。
【図１８】本発明の第７実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分の回転本体部を、インサート射出成形法で製造する方法を例示する縦断面図である。
【図１９】本発明の第７実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分を取り出して示す縦断面図である。
【図２０】本発明の第７実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分の回転軸における回転本体部との接合部分に形成される溝の構成を例示する縦断面図である。
【図２１】本発明の第７実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分の回転軸における回転本体部との接合部分に形成される溝の他の構成を例示する縦断面図である。
【図２２】本発明の第７実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分の回転軸における回転本体部との接合部分に形成される溝の他の構成を例示する縦断面図である。
【図２３】本発明の第７実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分の回転軸における回転本体部との接合部分に形成される溝の一部に設けられる突部状のキー部の構成を例示する縦断面図である。
【図２４】本発明の第７実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分の回転軸における回転本体部との接合部分に形成される溝の一部に設けられる突部状のキー部の構成を例示する図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線による断面図である。
【図２５】本発明の第７実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分の回転軸における溝と樹脂磁性材料との接合力について説明するための要部拡大縦断面図である。
【図２６】本発明の第８実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分の回転軸回転本体部を、磁場中射出成形法によりインサート成形して、製造する方法を例示する縦断面図である。
【図２７】本発明の第８実施の形態と、第９実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分における回転本体部に、メインマグネット部、スラストマグネット部、及びＦＧマグネット部を着磁するための製造方法を例示する縦断面説明図である。
【図２８】本発明の第８実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分における回転本体部を異方化するため成形金型の周囲にコイルを巻装して行う磁場中射出成形法による製造方法を例示する縦断面説明図である。
【図２９】本発明の第８実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分における回転本体部を異方化するため成形金型の周囲にコイルを巻装して行う磁場中射出成形法による不都合を生じる製造方法を例示する縦断面説明図である。
【図３０】本発明の第８実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分における回転本体部に、メインマグネット部、スラストマグネット部、及びＦＧマグネット部を着磁するとき不都合を生じることがある回転本体部の構成を例示する縦断面説明図である。
【図３１】本発明の第８実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分における回転本体部の磁性体が適正に異方化されていない状態をモデル化して例示する概略視斜視図である。
【図３２】本発明の第１０実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分における回転本体部に着磁治具を用いて着磁する状態を示す縦断面図である。
【図３３】本発明の第１０実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分における回転本体部に着磁する着磁治具の正面図である。
【図３４】本発明の第１０実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分における回転本体部に着磁する着磁治具による磁力線の発生状態を例示する概略正面説明図である。
【図３５】本発明の第１０実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分における回転本体部に着磁する着磁治具による磁力線の発生状態を例示する概略縦断面説明図である。
【図３６】本発明の第１０実施の形態に係わるモータ一体形の光偏向器のロータ部分における回転本体部に着磁する着磁治具を説明するための、漏洩磁束が多くなる状態を例示する概略縦断面説明図である。
【図３７】従来のモータ一体形の光偏向器の構成を例示する縦断面図である。
【図３８】従来のモータ一体形の光偏向器のステータ部分の構成を分解して例示する縦断面図である。
【図３９】従来のモータ一体形の光偏向器のステータのホルダと、ステータ側スラストマグネットとの部分の構成を例示する平面図である。
【図４０】従来のモータ一体形の光偏向器のロータ部分の構成を分解して例示する縦断面図である。
【図４１】従来のモータ一体形の光偏向器の内側スラストマグネットを取り出して例示する平面図である。
【図４２】従来のモータ一体形の光偏向器のＦＧマグネットを取り出して例示する底面図である。
【図４３】従来のモータ一体形の光偏向器のメインマグネットを取り出して例示する底面図である。
【符号の説明】
６０ ステータ
６１ ベース
６２ 固定軸
６４ ロータ
７６ ホルダ
８４ ステータ側スラストマグネット
８６ 回転軸
８８ 回転本体部
９２ メインマグネット部
９４ ロータ側スラストマグネット部
９６ ＦＧマグネット部
１１８ 回転本体部
１２０ メイン兼ＦＧマグネット部
１２２ ベース部
１２４ ベース台部
１２６ ホルダ部
１２８ ステータ側スラストマグネット部
２００ フランジ部
２０２ 回転本体部
２０４ 軸固定部
２０６ フランジ体
２０８ 凹部
２１０ 突片部
２１２ 凹部
２１４ 孔部
２１６ 細溝部
２１８ 上型
２２０ 下型
２２２ 中子
２２４ キャビティ
２２６ キャビティ
２２８ 溝
２３０ キー部 （強化部）
２３２ 永久磁石部
２３４ 永久磁石部
２３６ コイル
２３８ コイル
２４４ 着磁治具
２５２ 着磁治具
２５４ 着磁ヨーク
２５６ 着磁ヨークコイル
２５８ 凹部
２６０ ヨーク先端部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a high-speed motor suitable for use in an optical deflector or the like.
[0002]
[Prior art]
Recently, due to the high speed and high image quality of laser beam printers and digital copiers, the optical deflector also needs to rotate at a high speed of 10,000 to 30,000 rpm or more. From the viewpoint of life and the like, a dynamic pressure bearing is adopted from a conventional ball bearing.
[0003]
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical deflector configured integrally with such a motor is a rotor in which a polygonal mirror is provided on a fixed shaft 14 erected on a base member 12 on the stator 10 side, as illustrated in FIGS. 16 is supported by a hydrodynamic bearing, and the drive coil 20 which is a coreless coil on the coil substrate 18 disposed on the base member 12 is subjected to excitation switching control, and by the magnetic force acting between the main magnet 22 on the rotor 16 side, the rotor 16 is configured to rotate.
[0004]
As shown in FIG. 38, a fixed shaft 14 is erected at the center of the base member 12 of the stator 10. A herringbone groove 24 for forming a hydrodynamic bearing is formed on the outer peripheral surface portion of the fixed shaft 14.
[0005]
A coil substrate 18 is disposed on the plane portion of the base member 12 on which the fixed shaft 14 is erected, and six drive coils 20 are disposed at predetermined positions on the coil substrate 18. A control circuit (not shown) for the drive coil 20 is configured.
[0006]
Further, at the corresponding position on the opposite side of the drive coil 20 of the coil substrate 18 (lower side of the drive coil 20 toward FIG. 37), the lines of magnetic force generated in the drive coil 20 toward the base member 12 are directed to the rotor 16 side. A yoke 28 is disposed in a shallow groove 30 formed on the base member 12.
[0007]
As shown in FIGS. 37 to 39, a thrust magnet holder 32 is attached on the base member 12. The holder 32 is made of aluminum and is formed in a rectangular shape having a circular opening in the center. The holder 32 is positioned at a predetermined position on the base member 12 through the through holes 36 drilled in the four corner portions. Has been. A stepped portion notched in an L-shaped cross section is provided in the circular opening peripheral portion of the holder 32, and a stator side thrust magnet 38 made of a nylon resin magnetic material formed in a ring shape having a rectangular cross section is bonded to the stepped portion. It is stuck by the agent.
[0008]
The rotor 16 attached to the stator 10 configured as described above is configured as shown in FIGS. 37 and 40 to 43. As shown in FIGS. 37 and 40, the rotating shaft 40 of the rotor 16 is formed in a hollow cylindrical shape, is inserted through the fixed shaft 14 of the stator 10, and the rotating shaft 40 is rotated at a high speed. A radial bearing that is a dynamic pressure bearing is formed between the rotary shaft 40 and the rotary shaft 40.
[0009]
A ring-shaped aluminum-made flange 42 is fixed at a predetermined position on the outer periphery of the rotary shaft 40 by shrink fitting. The flange 42 is provided with a mirror mounting portion 44, and a polygon mirror 48 is fixed on the mounting surface 46 of the mirror mounting portion 44. The mounting surface 46 is machined so as to be perpendicular to the axis of the rotary shaft 40 with high accuracy. The polygon mirror 48 is formed in a polygonal column shape, and its side surface is processed into a mirror surface.
[0010]
Further, the driving main magnet 22 made of nylon resin magnetic material or an adhesive is attached to the flat portion corresponding to the driving coil 20 on the stator 10 side of the flange 42. As shown in FIG. 43, the main magnet 22 has a ring shape as a whole, and a step opening peripheral portion 52 having an opening whose inner diameter is expanded by one step is formed in a portion near the stator 10 in the central hole portion. Yes. Further, the main magnet 22 is magnetized with N poles and S poles so that adjacent sections have different polarities in each of the sections divided into eight equal parts with a central angle of 45 degrees.
[0011]
As shown in FIG. 40, a portion of the rotating shaft 40 that protrudes from the flange 42 toward the stator 10 is provided with an FG magnet 54 for generating a rotational speed detection pulse made of a small cylindrical nylon resin magnetic material. It sticks with an adhesive so that it may stick to the plane of the flange 42. In the FG magnet 54, an N pole and an S pole are magnetized so that adjacent sections have different polarities in each section divided into eight equal parts at 45 degrees of the central angle.
[0012]
In addition, a stepped portion 56 is formed by cutting a circumferential angle portion on the opposite side of the stator 10 on the outer peripheral surface portion of the flange 42 into an annular shape having a rectangular cross section, and a nylon resin magnetic material is formed in a ring shape on the stepped portion 56. The formed rotor side thrust magnet 58 is adhered with an adhesive.
[0013]
As shown in FIG. 37, the rotor-side thrust magnet 58 is concentric with the stator-side thrust magnet 38 and is arranged adjacent to each other with a predetermined interval. The outer peripheral surface portion of the rotor-side thrust magnet 58 and the inner peripheral surface portion of the stator-side thrust magnet 38 are magnetized to have different polarities so that an attractive force is exerted, thereby forming a thrust magnetic bearing. This thrust magnetic bearing acts so that the attractive force of the two magnets 38 and 56 overcomes the load in the thrust direction (axial direction) on the rotating shaft 40 of the rotor 16 and causes the entire rotor 16 to float.
[0014]
For this reason, the rotor 16 is supported in the thrust direction by the thrust magnetic bearing, and is supported in the radial direction (radiation direction) by the dynamic pressure bearing. Thereby, the drive circuit of the coil substrate 18 is controlled to apply an alternating voltage to the six drive coils 20 to enable high-speed rotation while the rotor 16 is suspended in the air (see, for example, Patent Document 1). .
[0015]
[Patent Document 1]
JP-A-6-133494
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
The optical deflector with a motor integrated structure as described above has an aluminum flange 42 on the rotor 16 side, a main magnet 22 made of a nylon resin magnetic material, which has a different thermal expansion coefficient, and an FG. The magnet 54 and the rotor-side thrust magnet 58 are attached. For this reason, if the rotor 16 generates heat when the rotor is rotated at a high speed when the optical deflector is used, a thermal stress as shown in Table 1 below is generated between the flange 42 and each of the magnets 22, 54, 58.
[0017]
[Table 1]

[0018]
That is, the linear expansion coefficient of the aluminum flange 42 is 23.1 × 10.^-6The linear expansion coefficient of each of the magnets 22, 54, 58 made of nylon resin is 50 × 10^-6Due to the heat generated when the rotor 16 is rotated at a rotational speed of 16000 rpm, the thermal stress acting on each bonded portion of the flange 42 and each main magnet 22, FG magnet 54, or rotor-side thrust magnet 58 is 0.01 kg. / Mm²It becomes.
[0019]
At the same time, due to the centrifugal force when the rotor 16 rotates at 16000 rpm, a centrifugal stress of 0.062 kg / mm is applied to each adhesive portion between the flange 42 and each main magnet 22, FG magnet 54, or rotor-side thrust magnet 58.²Work. As a result, a total of 0.072 kg / mm is applied to each bonded portion of the flange 42 and each main magnet 22, FG magnet 54, or rotor-side thrust magnet 58.²As a result, the bonded portion is destroyed by long-term use, and the magnets 22, 54, and 58 are peeled off from the flange 42, which may hinder the rotation of the rotor 16.
[0020]
Further, in assembling and manufacturing the rotor 16, a large number of work steps and a lot of labor are required for bonding the main magnet 22, the FG magnet 54, and the rotor-side thrust magnet 58 to the flange 42 using an adhesive. This increases the manufacturing cost.
[0021]
Furthermore, since the rotor 16 has a structure in which the main magnet 22, the FG magnet 54, and the rotor-side thrust magnet 58, which are separately provided, are assembled to the flange 42, the inertia of the entire rotor 16 increases and the initial unbalance amount also increases. .
[0022]
For this reason, it is indispensable to correct the balance of the rotor before the assembly of the rotor 16 is completed, increasing the number of steps of the assembly work and increasing the manufacturing cost.
[0023]
Next, when looking at the stator 10 side of the optical deflector with a motor-integrated configuration, a stator side thrust magnet 38 made of nylon resin magnetic material having a different thermal expansion coefficient is attached to the aluminum holder 32 of the stator 10. This is the structure. For this reason, the thermal stress of 0.01 kg / mm is applied to the adhesive portion between the holder 32 and the stator side thrust magnet 38 as shown in the above-mentioned Table 1 by receiving heat during the rotation of the rotor 16.²As a result, the bonded portion is destroyed, the stator side thrust magnet 38 is peeled off, and the rotation of the rotor 16 may be hindered.
[0024]
In addition, the work of attaching the stator side thrust magnet 38 to the holder 32 requires many work steps and a lot of labor, and thus the manufacturing cost increases.
[0025]
Further, when the holder 32 is fixed to the base member 12 in order to maintain an appropriate distance between the stator side thrust magnet 38 constituting the thrust bearing and the rotor side thrust magnet 58, the stator side thrust magnet 38 and the base member 12 It must be positioned with high accuracy so that it is coaxial with the fixed shaft 14, and this work takes a lot of work.
[0026]
Next, regarding the entire optical deflector with a motor-integrated configuration, the component parts include a flange 42, a main magnet 22, an FG magnet 54, a rotor-side thrust magnet 58, a holder 32, and a stator-side thrust magnet 38, which are separate components. Therefore, the number of parts increases and the product cost increases.
[0027]
In order to solve these problems, it is conceivable to use the conventionally proposed means of JP-A-4-204625, JP-A-6-165460, or JP-A-6-123848. The means of Japanese Patent Laid-Open No. 4-204625 is means for improving the balance and reducing the inertia by integrally forming the flange portion, the main magnet, and the FG / magnet. The means of Japanese Patent Laid-Open No. 6-165460 is a means for reducing the number of parts and assembling man-hours by integrally forming the main magnet and the flange portion and further eliminating the balance correction work. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-123848 is a means in which the main magnet and the flange portion are integrally formed of a resin magnetic material to reduce the number of parts and the number of assembling steps, and the balance correction work can be done only once. is there.
[0028]
However, all of the above-mentioned proposed means do not have a thrust magnetic bearing unique to a dynamic pressure bearing because a rolling bearing is used as a rotor bearing. Therefore, it is difficult to work due to the large number of man-hours required for the separation or assembly of the stator side or rotor side thrust magnet inherent to the optical deflector with a motor-integrated structure including a thrust magnetic bearing and a rotor-side thrust magnet. Cannot solve the problem of increasing
[0029]
In addition, since the motor-integrated optical deflector using a rolling bearing has a rotational speed up to about 10,000 rpm, the rotor is hardly deformed by centrifugal force even if the rotor is formed by integral molding with a resin magnetic material. However, in an optical deflector with a motor-integrated configuration using a dynamic pressure bearing, it is used at a rotational speed of 10,000 rpm to 30,000 rpm or more. Therefore, in an integrally molded rotor made of only resin magnetic material, the polygon mirror is deformed due to rotor deformation caused by centrifugal force. There is a risk of distortion in the mirror surface of the motor, and it is not possible to simply apply the configuration of the motor in the optical deflector with a motor-integrated configuration using a rolling bearing.
[0030]
In consideration of the above facts, the present invention eliminates the rotation failure of the rotor due to the separation of the bonded portions of the magnets, improves the reliability of the motor operation, reduces the number of parts by reducing the number of parts, and reduces the number of assembly steps. In addition, a lot of trouble is required to reduce the rotor balance correction work, or a new method for manufacturing a motor that can be rotated stably without causing distortion in the rotor even when the rotor is rotated at high speed from 10,000 rpm to 30,000 rpm. It is intended to provide to.
[0031]
[Means for Solving the Problems]
  The method for manufacturing a motor according to claim 1 comprises:The rotor is supported in the radial direction of the rotating shaft through a rotating shaft that is inserted into a fixed shaft provided on the stator side of the motor so as to form a hydrodynamic bearing. The rotor is lifted in the thrust direction of the rotating shaft by the magnetic force between the stator-side thrust magnets provided, and coupled with the hydrodynamic bearing, the rotor can be rotated while floating in the air. An FG magnet part is magnetized in a cylindrical body part formed in a cylindrical shape that is fitted to the outer peripheral part of a rotating shaft, and the vicinity of the FG magnet part is formed by integrally molding a resin magnetic material. A slit part is formed in the part, and the main magnet part is magnetized in a part extending from the cylinder body part into a flange shape, and is separated from the outer peripheral side of the main magnet part in a step shape to extend outward. Part A method of manufacturing a motor by magnetizing a rotor-side thrust magnet portion, wherein a linear magnetic field line parallel to the axis of the rotary shaft is formed in a cavity of a molding die for integrally forming the rotary main body portion. The magnetic material in the resin magnetic material that constitutes at least the main magnet part and the thrust magnet part is uniform in a predetermined direction by integrally molding the resin magnet material with the rotating shaft using a magnetic field molding method. Anisotropy process for anisotropy so as to align with, and a magnetizing process for magnetizing at least the main magnet portion and the thrust magnet portion after the anisotropy step,It is characterized by having.
[0032]
  According to the motor manufacturing method described above,Resin magnetic material is efficiently anisotropic so that the orientation of the magnetic material is sufficiently aligned in a predetermined direction by linear magnetic field lines at the main magnet part and thrust magnet part of the rotating body It can be integrally molded in the state. Therefore, the performance of the resin magnetic material can be fully exploited even if the magnetizing process after the integral molding so as to have sufficiently polar anisotropy and the magnetizing with a complicated pattern are performed. The magnetic force of the magnet part can be made sufficiently strong, the rotor can be sufficiently levitated, and uneven rotation of the rotor can be prevented. In addition, since it can be integrally formed into an integral structure in which magnetic poles are magnetized as prescribed in predetermined parts of the rotating body, it is possible to reduce the man-hours for bonding the rotating shaft of the rotor and the resin magnetic material of the rotating body and provide an inexpensive product. Since it is not necessary to use an unstable material such as an adhesive, a product with stable quality can be manufactured. Further, according to this motor manufacturing method, since the rotating main body part is formed as an integral structure, the inertia becomes relatively small, so that the initial unbalance amount can be reduced, and the thermal stress and The possibility that the magnets adhered due to centrifugal stress due to high-speed rotation of the rotor will be removed can be eliminated, and the reliability of the motor can be improved.
In particular, this motor is configured to rotate with the rotor floating in the air, but if manufactured by this motor manufacturing method, the motor rotates at a rotational speed of 15000 rpm with the balance of the rotor portion uncorrected. Even at times, the radial and thrust amplitudes for vibration can be reduced. Therefore, in the motor manufactured by this motor manufacturing method, since vibration is reduced, it is not necessary to correct the balance of the rotor when the rotational speed is low. We can improve and provide inexpensive products.
[0033]
  Invention of Claim 2 is a manufacturing method of the motor of Claim 1, Comprising:In the anisotropic process, by setting a permanent magnet at a position sandwiching the cavity in the molding die, a magnetic field passing through the linear magnetic field line parallel to the axis of the rotation axis is set in the cavity.It is characterized by that.
[0034]
  By configuring as described above, in addition to the operation and effect of the invention described in claim 1,Permanent magnets are placed in the molding die at a position sandwiching the cavity, and injection molding is performed in a magnetic field, so no power is required to make the magnetic material in the resin magnetic material anisotropic, so it can be manufactured at low cost. It is. Further, since the permanent magnet does not generate heat during the anisotropic operation, the molding die is not heated, so that the rotating main body can be appropriately integrally formed.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of a motor that can be manufactured by the motor manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0040]
The motor according to the first embodiment is configured integrally with an optical deflector, and this optical deflector is configured such that a polygon mirror, which is a polygon mirror, is rotated by a drive motor, which is a coreless motor.
[0041]
As shown in FIG. 1, the optical deflector integrated with a motor is mounted so that a rotor 64 is rotationally driven with respect to a fixed shaft 62 attached to a base 61 on the stator 60 side.
[0042]
(Structure of stator)
A cylindrical fixed shaft 62 erected at the center of the base 61 of the stator 60 is made of ceramic, and a herringbone groove 66 for constituting a hydrodynamic bearing using a fluid such as gas or liquid is formed on the outer peripheral surface thereof. Is formed.
[0043]
A control circuit board 68 on which electronic components for controlling the rotation of the rotor 64 are mounted is fixed on the plane of the base 61 on the side where the fixed shaft 14 is erected. Six drive coils 70 are arranged at predetermined positions around the fixed shaft 62 on the control circuit board.
[0044]
Further, at the position corresponding to the base side opposite to the drive coil 70 of the control circuit board 68 (the lower side of the drive coil 70 as viewed in FIG. 1), the magnetic lines of force generated by the drive coil 70 toward the base 61 are transferred to the rotor 64 side. A yoke 72 for directing is disposed in a shallow groove 74 formed on the base 61.
[0045]
As shown in FIG. 2, a thrust magnet holder 76 is attached on the base 61 in order to constitute a thrust bearing of the rotor 64. The holder 76 is made of aluminum, is formed in a rectangular shape having a circular opening at the center thereof, and is positioned at a predetermined position on the base 61 by passing a fastening member 80 through a through hole 78 that penetrates through the four corners. Are arranged.
[0046]
The circular opening of the holder 76 is provided with a step portion 82 cut out in an L-shaped cross section, and a stator side thrust magnet 84 made of a nylon resin magnetic material formed in a ring shape having a rectangular cross section at the step portion 82. It is stuck with adhesive. A portion of the stator side thrust magnet 84 on the stator 60 side with respect to the intermediate line 85 indicated by a broken line in the thickness direction is magnetized to the S pole, and a portion away from the stator 60 is magnetized to the N pole.
[0047]
[Configuration of rotor]
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotor 64 attached to the stator 60 configured as described above is provided with a ceramic rotating shaft 86.
[0048]
The rotating shaft 86 is formed in a hollow cylindrical shape, and is inserted into the fixed shaft 62 of the stator 60. By rotating the rotating shaft 86 at a high speed, ambient air is taken in between the fixed shaft 62 and the rotating shaft 86. A radial bearing, which is a dynamic pressure bearing that generates pressure, is configured.
[0049]
The rotating shaft 86 is press-fitted into a through hole provided in the center of the rotating main body 88, and both are fixed integrally. The rotating body 88 is configured to have polar anisotropy so as to be later magnetized with a resin magnetic material in which, for example, nylon is mixed with a ferrite magnetic material, and has a rotating body shape centered on the axis of the rotating shaft 86. Is formed. That is, the rotary body 88 includes a cylindrical body 90 positioned around the rotation shaft 86, a main magnet 92 extending in a flange shape therefrom, and a rotor-side thrust magnet 94 formed on the outermost periphery. Have
[0050]
The cylinder body 90 is a cylindrical part fitted to the outer peripheral part of the rotating shaft 86, and the stator side is configured by an FG magnet part 96 for generating a rotational speed detection pulse formed in a thin cylindrical shape. .
[0051]
As shown in FIG. 3, in this FG magnet section 96, N poles and S poles are magnetized so that adjacent sections have different polarities in each of the sections divided into eight equal parts with a central angle of 45 degrees. ing.
[0052]
On the outer peripheral side of the main magnet portion 92, an annular rotor-side thrust magnet portion 94 that is spaced apart from the stator 60 side and extends outward is integrally formed. The rotor-side thrust magnet portion 94 is a ring-shaped portion having a rectangular cross section, and a portion separated from the stator 60 by being magnetized to a portion on the stator 60 side or an N pole from the intermediate line 102 indicated by a broken line in the thickness direction. S pole is magnetized.
[0053]
The rotor-side thrust magnet portion 94 is arranged concentrically with the stator-side thrust magnet 84 fixed to the holder 76 of the stator 60 described above and at a predetermined short interval, so that the attraction acting between these different poles. A thrust bearing that supports the entire weight of the rotor 64 in the thrust direction is configured by the force. The two magnets 84 and 94 of this thrust bearing can take various magnetizing configurations so that an attractive force acts between them, and the N pole and S pole of each magnet 84 and 94 can be used. Both may be reversed, or the adjacent peripheral surface portions may have different polarities.
[0054]
Further, the end surface of the rotor 64 opposite to the base 61 of the cylindrical body portion of the rotating main body portion 88 is mounted on the mounting surface 104 that has been machined so as to be a highly accurate vertical surface with respect to the axis of the rotating shaft 86. Has been. On the mounting surface 104, a polygon mirror 106 having a mirror-finished reflection surface on its outer periphery is fixed.
[0055]
In the optical deflector configured as described above, the rotor 64 is supported in the radial direction by a dynamic pressure bearing between the fixed shaft 62 and the rotary shaft 86, and the stator side thrust magnet 84 and the rotor side thrust are also supported. It is supported by a thrust bearing configured using a magnet 94.
[0056]
As a result, the six drive coils 70 are subjected to excitation switching control by the control circuit of the control circuit board 68, and the rotor 64 is rotated in a suspended state.
[0057]
The motor-integrated optical deflector configured as described above is used by being assembled in an optical scanning device as shown in FIG. 15, for example.
[0058]
This optical scanning device is configured so that an optical deflector is attached to the optical box 108 and the polygon mirror 106 faces the space sealed by the dust-proof cover of the optical box 108. A laser beam 112 emitted from a light source 110 such as a semiconductor laser is applied to the polygon mirror 106, and the laser beam 112 scanned (scanned) by the polygon mirror 106 passes through the imaging lens 114, and dustproof glass (not shown) is used. The image is transmitted and an appropriate image is formed on the scanned object 116, and an electrostatic latent image is formed by a commonly used xerographic technique, or the film is exposed.
[0059]
The motor according to the first embodiment has an integrated structure in which magnetic poles are magnetized in predetermined parts of the integrally formed rotary body 88. Therefore, unlike conventional ones, there is no adhesive structure between the flange and the magnet, which are separately formed of different materials, and each magnet adhered due to thermal stress due to heat generation or centrifugal stress due to high-speed rotation of the rotor 64 during motor operation. There is no possibility of peeling. Therefore, the reliability of the motor having the dynamic pressure bearing can be improved.
[0060]
Further, according to the integral structure of the rotating main body 88, the initial unbalance amount can be reduced because the inertia is smaller than the structure of a rotor in which each magnet is bonded and fixed to a conventional aluminum flange.
[0061]
This is an optical deflector with a motor-integrated configuration having an integrally structured rotating body portion 88 according to the first embodiment, and an optical deflector with an integrated motor configuration in which each magnet is attached to the flange shown in FIG. It can also confirm from the result of the following Table 2 which shows the measured value of vibration value.
[0062]
[Table 2]

[0063]
This measured value is a value obtained by measuring the amplitude with respect to the vibration of 256HZ when the rotor 64 is rotated at a rotational speed of 15000 rpm with the balance being uncorrected. As can be seen from this value, it was confirmed that the amplitude of the optical deflector of the motor integrated configuration according to the first embodiment is smaller in both the radial direction and the thrust direction.
[0064]
Therefore, since the vibration is reduced as described above, it is not necessary to correct the balance of the rotor when the rotation speed is low. Can be improved. Furthermore, since it is possible to reduce the magnet bonding process in which it is difficult to manage the amount of adhesive when each magnet is attached to the conventional flange, an inexpensive product can be provided.
[0065]
Further, even if the rotor 64 is rotated at a rotational speed of 10,000 rpm to 30,000 rpm or more, there is no adverse effect on the optical scanning due to vibration, distortion of the rotor 64, and the like, and stable optical scanning can be realized.
[0066]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the main magnet portion and the FG magnet portion of the rotating main body portion of the rotor 64 are integrally configured.
[0067]
The main and FG magnet portion 120 in the rotating main body 118 of the rotor 64 is formed in a wide ring shape that extends from the cylindrical body portion 90 to a position approaching the drive coil 70 on the stator 60 stepwise. As shown in FIG. 6, the N pole and the S pole, which also serve as the poles of the main magnet and the FG magnet, are magnetized so that each of the sections divided into eight equal parts with a central angle of 45 degrees is different. Also, as shown in FIGS. 4 and 5, a narrow slit portion is formed between the main / FG magnet portion 120 and the rotating shaft 86.
[0068]
By configuring as described above, the configuration of the rotating main body 118 is simplified, the shape of the molding die is simplified and the manufacturing can be made at low cost, the initial unbalance amount at the time of molding is reduced, and the rigidity is improved. be able to.
[0069]
Since the configuration, operation, and effects of the second embodiment other than those described above are the same as those of the first embodiment described above, the same members as those shown in FIGS. A detailed description thereof will be omitted.
[0070]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0071]
In the third embodiment, a base portion 122 in which a base, a holder, and a stator side thrust magnet are integrated is used.
[0072]
(Structure of stator)
The base portion 122 of the stator 60 is a resin magnetic material in which a ferrite magnetic material is mixed with nylon and is integrally formed so as to have polar anisotropy. In this base portion 122, a cylindrical holder portion 126 is integrally erected on a flat surface portion of a rectangular trapezoidal stator-side base base portion 124, and a ring-shaped stator-side thrust magnet portion 128 is integrally formed at a tip portion thereof. Has been. Further, the stator side thrust magnet portion 128 is directly attached to form a magnet.
[0073]
A ceramic cylindrical fixed shaft 62 is erected at the center portion of the holder portion 126 in the stator side base platform portion 124. A control circuit board 68 on which electronic components for controlling the rotation of the drive coil 70 and the rotor 64 are mounted is arranged on the plane portion on the side where the holder portion 126 of the base base portion 124 is provided, and the stator 60 is configured. ing.
[0074]
(Configuration of rotor)
The rotor 64 rotatably mounted on the stator 60 described above has a hollow cylindrical rotating shaft 86.
[0075]
The rotary shaft 86 is a radial bearing that is a dynamic pressure bearing between the fixed shaft 62 and the rotary shaft 86 by inserting the fixed shaft 62 of the stator 60 into the hollow hole and rotating the rotary shaft 86 at a high speed. Have been to.
[0076]
A ring-shaped aluminum flange 130 is shrink-fitted and fixed at a predetermined position on the outer periphery of the rotating shaft 86. The flange 130 is provided with a mirror mounting portion 132, and the polygon mirror 106 is fixed on the mounting surface 134 of the mirror mounting portion 132. The mounting surface 134 is machined so as to be perpendicular to the axis of the rotating shaft 86 with high accuracy. The polygon mirror 106 is formed in a polygonal column shape, and its side surface is processed into a mirror surface.
[0077]
Further, a driving main magnet 136 made of nylon resin magnetic material is adhered to the flat portion corresponding to the driving coil 70 on the stator 60 side of the flange 130 with an adhesive. As illustrated in FIG. 22 described above, the main magnet 136 has a ring shape as a whole, and as shown in FIGS. A step opening peripheral portion 138 is formed as an open opening. In addition, the main magnet 136 has N and S poles magnetized so that adjacent sections have different polarities in each of the sections divided into eight equal parts with a central angle of 45 degrees.
[0078]
An FG magnet 140 for generating a rotational speed detection pulse made of a small cylindrical nylon resin magnetic material is bonded to a portion of the rotating shaft 86 protruding from the flange 130 toward the stator 60 so that one end face thereof is attached to the plane of the flange 130. Adhere with an agent. In the FG magnet 140, N poles and S poles are magnetized so that adjacent sections have different polarities in each section divided into eight equal parts at 45 degrees of the central angle.
[0079]
Further, a circumferential angle portion opposite to the stator 60 on the outer peripheral surface portion of the flange 130 is cut out into an annular shape having a rectangular cross section to form a stepped portion 142, and a nylon resin magnetic material is formed in a ring shape on the stepped portion 142. The formed rotor-side thrust magnet 144 is adhered with an adhesive.
[0080]
As shown in FIG. 7, the rotor-side thrust magnet 144 is concentric with the stator-side thrust magnet 128 and is arranged adjacent to each other with a predetermined interval. The outer peripheral surface portion of the rotor-side thrust magnet 144 and the inner peripheral surface portion of the stator-side thrust magnet 128 are magnetized to have different polarities so that an attractive force is exerted, thereby forming a thrust magnetic bearing. The thrust magnetic bearing acts so that the attractive force of the two magnets 128 and 144 overcomes the load in the thrust direction (axial direction) on the rotating shaft 86 of the rotor 64 and causes the entire rotor 64 to float.
[0081]
For this reason, the rotor 64 is supported in the thrust direction by the thrust magnetic bearing, and is supported in the radial direction (radiation direction) by the dynamic pressure bearing. As a result, the drive circuit of the control circuit board 68 controls the six drive coils 70 during excitation so that the rotor 64 can be rotated at high speed while being suspended.
[0082]
As described above, according to the third embodiment, since the base portion 122 formed integrally with the stator side base base portion 124, the holder portion 126, and the stator side thrust magnet portion 128 is used, In this way, there is no adhesive part in which the separately configured holder and the stator side thrust magnet are bonded with an adhesive, so that the adhesion is caused by the thermal stress caused by the heat generated during the operation of the motor of the optical deflector with a motor integrated structure. There is no fear that the part will peel off and prevent the rotor from rotating. Therefore, the reliability of a motor having a hydrodynamic bearing can be improved.
[0083]
Further, in the third embodiment, the base pedestal 124, the holder 126, and the stator-side thrust magnet 128 are integrally configured. Since it is not necessary to assemble and prepare the coaxiality of the fixed shaft 62 erected on the portion 122 and the stator-side thrust magnet portion 128 with high accuracy, the assembly can be facilitated and the number of assembling operations can be reduced, so that an inexpensive product can be obtained. Can provide.
[0084]
Since the configuration, operation, and effects of the third embodiment other than those described above are the same as those of the first embodiment described above, the same members as those shown in FIGS. Therefore, detailed description thereof is omitted.
[0085]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0086]
In the fourth embodiment, the two-color molding in which the base portion of the stator 60 forms a two-color integral molded product by a two-color injection molding machine or a two-color extruder that shares one die or die. It is integrally formed by means. That is, the stator-side base pedestal 124 and the holder 126 are formed of a nonmagnetic resin material, and the stator-side thrust magnet 128 is formed of a resin magnetic material in which a ferrite magnetic material is mixed with nylon. The base part 122 is formed as a whole by the two-color molding means. The stator side thrust magnet portion 128 is formed so as to have polar anisotropy, and thereafter, this portion is directly magnetized.
[0087]
By configuring the base portion 122 in this manner, it is not necessary to use an expensive resin magnetic material for the stator-side base base portion 124 and the holder portion 126, which have a large volume. Therefore, the amount of resin magnetic material used can be reduced as much as possible. This makes it possible to provide inexpensive products. Since the configuration, operation, and effects of the fourth embodiment other than those described above are the same as those of the first embodiment or the third embodiment described above, FIGS. The same members as those shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0088]
Next, a configuration example in which the configurations of the first to fourth embodiments of the present invention are combined will be described. In the configuration example shown in FIG. 11, an optical deflector having a motor-integrated configuration is configured by combining the configuration of the rotor 64 in the first embodiment and the configuration of the stator 60 in the third embodiment.
[0089]
In the configuration example shown in FIG. 12, the configuration of the rotor 64 in the first embodiment and the configuration of the stator 60 in the fourth embodiment are combined to form an optical deflector with a motor integrated configuration.
[0090]
In the configuration example shown in FIG. 13, the configuration of the rotor 64 in the second embodiment and the configuration of the stator 60 in the third embodiment are combined to form an optical deflector with a motor integrated configuration.
[0091]
In the configuration example shown in FIG. 14, an optical deflector having a motor-integrated configuration is configured by combining the configuration of the rotor 64 in the second embodiment and the configuration of the stator 60 in the fourth embodiment.
[0092]
In the motor configured in combination as described above, the effects of the stator 60 and the rotor 64 are combined, so that the reliability of the motor can be further improved and the cost can be significantly reduced.
[0093]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the strengths of the base portion 122 of the stator 60 and the rotating main body portions 88 and 118 of the rotor 64 that are integrally formed of a resin material are improved. That is, in order to give heat resistance to the resin material that integrally molds the base portion 122 and the rotary main body portions 88 and 118, and to improve the rigidity and strength thereof, a reinforcing material such as glass fiber is added to the resin material. Mix the required amount. Thereby, even if the rotor 64 rotates at a high speed and generates heat, the base portion 122 or the rotating body main portions 88 and 118 can be prevented from being deformed or broken. At the same time, even if a large centrifugal force due to high-speed rotation acts on the rotating main body portions 88 and 118 of the rotor 64, deformation can be reduced and destruction can be prevented, so that the reliability of the motor can be further improved.
Since the configuration, operation, and effects of the fifth embodiment other than those described above are the same as those of the first to fourth embodiments described above, detailed description thereof is omitted.
[0094]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the sixth embodiment, the rotating main body portion of the rotor 64 is configured using an aluminum flange portion. For this reason, the rotor 64 is configured using a rotating shaft 86, a polygon mirror 106, a flange portion 200, and a rotating body main portion 202 that is combined and integrated.
[0095]
The rotating shaft 86 is a cylindrical cylindrical sleeve made of ceramic, and is processed into a predetermined shape with high accuracy. The polygon mirror 106 is provided with a reflection surface on the outer peripheral portion thereof.
[0096]
The flange portion 200 is made of aluminum, and a shaft fixing portion 204 and a flange-like flange body 206 are integrally formed. The shaft fixing portion 204 has a cylindrical shape and is fixed by being shrink-fitted to the outer peripheral portion of the rotating shaft 86. Further, the flange body 206 has an annular shape with a thick rectangular cross section, and a concave portion 208 having a rectangular cross section is formed in the flat portion on the polygon mirror 106 side to reduce the weight. At the same time, a flange-like projecting piece 210 is integrally provided at the end of the flange body 206 on the polygon mirror 106 side.
[0097]
The rotary main body 202 has a substantially thick annular shape as a whole, and a flat portion facing the flange portion 200 is provided with a recess 212 for accommodating a portion of the flange body 206. In addition, a thrust magnet 84 is formed in an annular portion that hits the outer periphery from the recess 212. Further, an FG magnet portion 96 is provided at a portion of the circular hole portion 214 formed in the center of the rotary main body portion 202 on the opposite side to the flange body 206 side.
[0098]
A narrow groove portion 216 for preventing the influence of an annular magnetic field line is formed on the outer peripheral side of the FG magnet portion 96, and a main magnet portion 92 is formed on the outer peripheral side thereof.
[0099]
The rotating main body 202 configured in this manner is in a state in which the shaft fixing portion 204 is inserted into the hole 214, the flange body 206 is inserted into the recess 212, and the projecting piece 210 is placed on the thrust magnet 84. Thus, they are fixed by means such as bonding with an adhesive so that they are integrated.
[0100]
When the rotor 64 is configured as described above, the rigidity of the flange portion 200 is high and the machining accuracy can be improved. Therefore, the assembly accuracy can be improved and the rotor can be balanced, and the rigidity is high, so that high speed can be achieved for a long time. Even if it is rotated and used, distortion can be prevented and operation reliability can be improved.
[0101]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0102]
The seventh embodiment relates to a method of manufacturing the rotary body 88 of the rotor 64 by an insert injection molding method. That is, using the upper mold 218, the lower mold 220, and the core 222 of the molding die, in manufacturing, first, the rotation shaft 86 is inserted into the center of the cavity 224 of the lower mold 220, and the rotation shaft 86. Insert the core 222 into the cylindrical hole of
Next, the upper die 218 is put on the lower die 220, and the cavity 224 of the lower die 220 and the cavity 226 of the upper die 218 are combined to form an injection molding space along the outer shape of the rotary body 88. The Next, a resin magnetic material in which, for example, nylon 12 is mixed with a ferrite magnetic material is filled in the spaces of the cavities 224 and 226, and the rotating main body 88 is integrally molded with the rotating shaft 86 by injection.
[0103]
If such a manufacturing method is used, high-precision positioning between the rotary shaft 86 and the rotary main body 88 can be achieved by improving the mold accuracy of the injection molds 218 and 220. Since they can be integrated, the balance adjustment process of these integrated products can be reduced, and further, the bonding process between the rotating shaft 86 and the rotating body 88 can be reduced, and an unstable material such as an adhesive is not used. Stable quality products can be manufactured easily and inexpensively.
[0104]
Furthermore, the rotating shaft 86 and the resin magnetic material of the rotating main body 88 can be firmly joined by the molding pressure at the time of integral molding and the shrinkage of the resin magnetic material. In addition, the mounting surface 104 for arranging the polygon mirror 106 can be formed with high accuracy.
[0105]
Further, in the manufacturing method according to the seventh embodiment, it is desirable to provide the groove 228 on the outer peripheral surface portion of the rotating shaft 86 in order to strengthen the bonding between the rotating shaft 86 and the rotating main body portion 88. The groove 228 is formed at a joint portion between the rotating shaft 86 and the rotating main body 88. The configuration of the groove 228 is configured by arranging one or a plurality of ring-shaped ones around the rotation shaft 86. For example, as shown in FIGS. 19 and 20, two ring-shaped grooves 228 having a rectangular cross section are formed, or two grooves 228 having a V-shaped cross section are formed as shown in FIG. As shown, three ring-shaped grooves 228 having a rectangular cross section may be formed. Furthermore, the grooves may be formed intermittently on the circumference, the grooves may be formed to be inclined, or a plurality of grooves may be crossed.
[0106]
As shown in FIG. 25, the groove 228 formed on the rotating shaft 86 has a greater effect of strengthening the coupling as the depth a of the groove 228 is deeper. The coupling is strengthened when the groove width b is relatively wide. The Here, it is effective to set the relationship between the depth a and the width b of the groove 228 so as to satisfy the relationship of (b / a) <3.
[0107]
Further, when a plurality of grooves 228 are provided, the coupling can be strengthened by reducing the interval C between the grooves 228 and disposing a large number of grooves 228. From the above conditions, the optimum optimum shape and dimensions of the groove 228 are determined in consideration of the strength characteristics of each of the rotating shaft 86 and the resin magnetic material forming the rotating main body portion 88 and the ease of processing. Is done.
[0108]
For example, as shown in FIG. 25, the joint portion when the rotary main body 88 is integrally formed on the rotary shaft 86 provided with two grooves 228 as shown in FIG. The groove 228 and the resin magnetic material are separated by a radial peeling force F1 of the rotary shaft 86 generated when the resin magnetic material is thermally expanded and an expansion force F2 of the resin magnetic material in the axial direction of the rotary shaft 86. The joining force is generated. For this reason, compared with the case where there is no groove 228, the rotating shaft 86 and the resin magnetic material of the rotating main body 88 are firmly bonded, the bonding strength in the radial direction with respect to both the rotating shaft cores is improved, and particularly at high temperatures. In this case, the reliability of the rotor 64 portion placed under the use condition of rotating at high speed can be improved.
[0109]
Further, as shown in FIG. 23 and FIG. 24, when the key portions 230 as projecting reinforcing portions are provided in a part of each groove 228, for example, at two locations in the diametrical direction, The bonding strength with the rotating main body 88 in the rotation direction can be strengthened, and the reliability of the rotor 64 can be further improved.
[0110]
Since the configuration, operation, and effects of the seventh embodiment other than those described above are the same as those of the first to sixth embodiments described above, detailed description thereof is omitted.
[0111]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The eighth embodiment relates to a method of manufacturing the rotary main body 88 on the rotary shaft 86 of the rotor 64 by insert molding by a magnetic field injection molding method. For this reason, ring-shaped permanent magnet portions 232 and 234 are disposed on the upper mold 218 and the lower mold 220 for insert molding so as to sandwich the rotary body 88 in parallel with each other.
[0112]
These permanent magnet portions 232 and 234 are formed of a permanent magnet having a high magnetic force (for example, a permanent magnet such as neodymium) so that a magnetic force line parallel to the axis of the rotary shaft 86 as shown in FIG. It is configured.
[0113]
In the case of injection molding in a magnetic field using the upper mold 218 and the lower mold 220 provided with the permanent magnets 232 and 234 as described above, the rotating shaft 86 is set in the cavities 224 and 226, and the resin magnetic material is used. (For example, a material in which a ferrite magnetic material is mixed with nylon 12 or the like) is filled in a melted state at about 290 ° C. Then, it cools, controlling filling pressure, and the insert molded product which integrated the rotary main-body part 88 with the rotating shaft 86 is obtained. At the time of this injection molding, the magnetic bodies in the resin magnetic material are aligned in a certain direction as shown in FIG. 27 before the resin is solidified by magnetic lines passing through the cavities 224 and 226 of the upper mold 218 and the lower mold 220. Is done. Here, the magnetic lines of force passing through the cavities 224 and 226 are straight lines parallel to the axis of the rotation shaft 86 throughout the cavities 224 and 226, so that the magnetic body in the resin magnetic material can efficiently perform magnetization later. Uniformly oriented and aligned in a well-behaved direction. By solidifying the resin in this state, a material of the rotating main body portion oriented so as to satisfactorily magnetize the magnetic material as shown in FIG. 27 is configured.
[0114]
The rotating body portion 88 is completed by magnetizing the material of the rotating body portion configured as described above with a predetermined magnetic force in the pattern shown in FIG.
[0115]
Further, as described above, when the permanent magnet is arranged in the upper mold 218 and the lower mold 220 which are injection molds and the injection molding is performed in the magnetic field, the magnetic material in the resin magnetic material is anisotropic. On the other hand, since no electric power is required, it can be manufactured at low cost. Further, since the permanent magnet does not generate heat during the anisotropic work, the molding die is not heated. Therefore, as shown in FIG. 27, the resin magnetic material constituting the rotating main body 88 is anisotropic, It is possible to easily construct a rotating main body portion having a complicated magnetic force pattern by efficiently magnetizing in a later processing step.
[0116]
Next, the case where the magnetic field injection molding method is performed by winding a coil around a molding die will be described. In this case, as shown in FIG. 28, a coil 236 is wound extensively around the outer periphery of the upper mold 218 and the lower mold 220, and the entire inside of the cavities 224 and 226 of the upper mold 218 and the lower mold 220. The magnetic field lines generated by the coil 236 pass in a straight line parallel to the axis of the rotary shaft 86, and injection molding in a magnetic field is performed in the same manner as shown in FIGS. 26 and 27 described above.
[0117]
In addition, when performing injection molding in a magnetic field using this coil, depending on the winding state of the coil, for example, as shown in FIG. 29, the magnetic field lines generated by this coil 238 are not parallel to the axis of the rotating shaft 86, In addition, when a curve is formed, the magnetic body 240 in the resin magnetic material has different orientation directions (relative to the easy magnetization axis 242) depending on the position of the rotary body 88 as shown in the models in FIGS. In a tilted orientation state).
[0118]
In the orientation state of the magnetic body 240 shown in FIG. 30, the main magnet portion 92 and the FG magnet portion 96 of the rotary main body 88 are aligned in a predetermined direction by the linear magnetic field lines, but in the vicinity of the thrust magnet portion 94. In this case, since the magnetic lines of force are bent, the orientation of the magnetic material is not arranged in a predetermined direction and may not be completely anisotropic.
[0119]
If magnetization is performed with the pattern shown in FIG. 3 described later in a subsequent processing step while not being integrally molded so as to have complete polar anisotropy, the performance of the resin magnetic material will be sufficient. In particular, the magnetic force of the thrust magnet portion 94 may be weakened. In such a case, the rotor 64 may not sufficiently float or rotation irregularity of the rotor 64 may occur.
[0120]
Therefore, in order to prevent the magnetic force of the magnetized portion from becoming weaker than a predetermined value in this way, the coil 236 is arranged so that the magnetic lines of force that pass through the cavities 224 and 226 are parallel to the axis of the rotation shaft 86 and are straight. The resin magnetic material is integrally formed so as to have polar anisotropy.
[0121]
Since the configuration, operation, and effects of the eighth embodiment other than those described above are the same as those of the first to seventh embodiments described above, detailed description thereof is omitted.
[0122]
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0123]
When magnetizing the integrally formed rotary body 88 with a pattern as shown in FIG. 3, first, the main magnet 92 and the FG magnet 96 are magnetized in the first step. In the next second step, the thrust magnet portion 94 is magnetized, and the proper magnetization of the rotary body 88 is completed.
[0124]
This is done for the following reason. First, since the motor is configured in a small size, the distance between the main magnet portion 92 and the thrust magnet portion 94 in the rotating main body portion 88 approaches, so the main magnet portion 92 and the thrust magnet portion 94 are connected to the rotating main body portion 88. Are magnetized simultaneously, the magnetic force of the main magnet portion 92 causes the thrust magnet portion 94 to be polarized, and the magnetic force for levitation of the thrust magnet portion 94 is reduced, so that the rotor cannot be sufficiently lifted. In addition, the pole pattern of the main magnet portion 92 may be poorly formed due to the influence of the magnetic force of the thrust magnet portion 94. Therefore, in order to prevent this, the main magnet unit 92 and the thrust magnet unit 94 are magnetized in order.
[0125]
Further, the main magnet portion 92 is larger than the thrust magnet portion 94, and the influence of magnetization of the main magnet portion 92 is likely to occur in the thrust magnet portion 94. Therefore, the thrust magnet portion 94 is magnetized first, and later When the main magnet portion 92 is magnetized, the thrust magnet portion 94 is greatly polarized due to the influence of the magnetic force of the main magnet portion 92. Therefore, in order to prevent this, after magnetizing the main magnet portion 92, the thrust magnet portion 94 is magnetized in this order, thereby suppressing magnetic interference, and the main magnet portion 92 and the thrust magnet portion 94. The main magnet portion 92 and the thrust magnet portion 94 can be arranged at close positions in the integrally formed rotating main body portion 88, and can be magnetized. Thus, the rotating main body 88 having a high magnetic force characteristic can be created.
[0126]
The configuration, operation, and effects of the ninth embodiment other than those described above are the same as those of the first to eighth embodiments described above, and thus detailed description thereof is omitted.
[0127]
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0128]
As shown in FIG. 32, the magnetizing jig 244 for magnetizing the main magnet portion 92 and the FG magnet portion 96 of the rotating main body portion 88 is one side of the rotating main body portion 88, in this embodiment, the polygon mirror 106. It is arranged only at the bottom bottom position (the lower position of the rotary body 88 in FIG. 32) on the opposite side.
[0129]
As shown in FIG. 33, the entire magnetizing jig 244 is formed in a ring shape, and its central angle is divided into eight equal parts to form eight magnetizing yokes 246 for each pole. A magnetizing yoke coil 248 is wound around the magnetizing yoke 246.
[0130]
The magnetized yoke coil wound around the magnetized yoke 246 of each pole is constructed by drawing one coil wire over all the poles so as to eliminate the deviation of the magnetizing timing, and the magnetic force level of each pole. Is configured to be uniform.
[0131]
When a magnetizing current flows to the magnetizing yoke coil 248 of the magnetizing jig 244 configured as described above, a magnetic field is generated from the magnetizing yoke 246 as shown in FIGS. And the FG magnet portion 96 are magnetized in the pattern shown in FIG. During this magnetization, the magnetic field generated by each magnetizing yoke 246 is generated across the magnetizing yokes 246 of the adjacent poles, and the leakage magnetic flux leaks to the thrust magnet unit 94 to cause magnetic interference. We suppress that as much as possible. For example, as shown in FIG. 36, when the magnetized yoke 250 is arranged so as to be sandwiched from both sides of the rotary body 88, the magnetic field generated between the pair of magnetized yokes 250 is Since the amount of leakage to the thrust magnet unit 94 increases due to the structure, the thrust magnet unit is affected by the magnetic interference that has left the influence of magnetizing the main magnet unit 92 before the work of magnetizing the thrust magnet unit 94. Since 94 cannot be magnetized in a sufficiently good state, it is effective to magnetize it using a magnetizing jig 244 as shown in FIGS.
[0132]
As shown in FIG. 32, the magnetizing jig 252 for magnetizing the thrust magnet unit 94 of the rotary main body unit 88 includes a magnetizing yoke 254 and a magnetizing yoke coil 256.
[0133]
When the magnetizing jig 252 is used to magnetize the thrust magnet portion 94, the magnetizing yoke 252 is set on the rotating body 88 as shown in FIG. This is performed by applying a magnetizing voltage about one-tenth of the magnetizing voltage of the main magnet unit 92 to the coil 256. Thus, the magnetic field generated by the magnetizing coil 256 passes through the magnetizing yoke 254 and is concentrated on the thrust magnet portion 94. Therefore, the leakage magnetic flux toward the main magnet unit 92 side can be suppressed, magnetic interference can be suppressed as much as possible, and the magnet can be efficiently magnetized, and the thrust magnet unit 94 can sufficiently obtain the necessary magnetic force. For this reason, since the main magnet part 92 and the thrust magnet part 94 can be configured to be close to each other, it is possible to configure a motor rotor having a small size and excellent magnetic characteristics.
[0134]
In the above-described first to tenth embodiments of the present invention, the main magnet portion 92 and the thrust magnet portion 94 of the rotary main body portion 88 of the rotor have been described as separate bodies, but the present invention is limited to this. Instead, the main magnet unit 92 may be integrated so that the thrust magnet unit 94 is included.
[0135]
Further, in the present invention, as shown in the first to tenth embodiments described above, by combining these manufacturing methods and selectively using them, the rotating main body portion of the rotor and the rotating main magnet portion 92 are combined. Rotational speed detection signal generating FG magnet section 96 and rotating side thrust magnet section 94 for thrust magnetic bearing as a dynamic pressure bearing are integrally formed with mounting surface 104 serving as a base for mounting polygon mirror 106, and attached. A method of manufacturing by magnetizing can be taken. Therefore, it is possible to eliminate all parts that have been manufactured by bonding or shrink-fitting each magnet member, shaft member, and the like. This eliminates the possibility of magnet peeling and improves the reliability of the motor. Furthermore, since the number of parts and assembly man-hours of the rotor portion can be reduced, and vibration during rotation of the rotor can be reduced, the work for correcting the balance of the rotor, which requires a great number of man-hours, can be reduced. Even at a rotational speed of 000 rpm to 30,000 rpm or more, there is no adverse effect due to vibrations of the rotor portion, and a motor that realizes a stable rotational operation and a manufacturing method thereof can be provided.
[0136]
【The invention's effect】
As described above, according to the motor manufactured by the method for manufacturing a motor of the present invention, the rotation failure of the rotor due to the separation of the bonded portion of each magnet is eliminated, the reliability of the motor operation is improved, and the structure is simplified. This reduces the number of parts, reduces the man-hours for assembly, reduces the balance adjustment of the rotor which requires a lot of trouble, or prevents the rotor from being distorted even if the rotor is rotated at a high speed from 10,000 rpm to 30,000 rpm. And having an excellent effect of enabling a stable rotation operation.
[0137]
In addition, the main magnet portion and the thrust magnet portion can be easily and appropriately magnetized on the rotating main body portion of the rotor.
[0138]
Furthermore, since the main magnet and the thrust magnet can be formed close to each other, there is an effect that the motor can be miniaturized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a motor-integrated optical deflector according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded longitudinal sectional view showing a stator side and a rotor side of the motor-integrated optical deflector according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a bottom view showing portions of a rotor-side main magnet and an FG magnet in the motor-integrated optical deflector according to the first embodiment and the ninth embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a motor-integrated optical deflector according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exploded longitudinal sectional view showing a stator side and a rotor side of an optical deflector integrated with a motor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a bottom view showing a main and FG magnet portion on the rotor side in a motor-integrated optical deflector according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a motor-integrated optical deflector according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an exploded longitudinal sectional view showing a stator side and a rotor side of a motor-integrated optical deflector according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a motor-integrated optical deflector according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an exploded longitudinal sectional view showing a stator side and a rotor side of a motor-integrated optical deflector according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a motor-integrated optical deflector in which the configuration of the rotor according to the first embodiment of the present invention and the configuration of the stator according to the third embodiment are combined.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a motor-integrated optical deflector in which the configuration of the rotor according to the first embodiment of the present invention and the configuration of the stator according to the fourth embodiment are combined.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a motor-integrated optical deflector in which the configuration of the rotor according to the second embodiment of the present invention and the configuration of the stator according to the third embodiment are combined.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a motor-integrated optical deflector in which the configuration of the rotor according to the second embodiment of the present invention and the configuration of the stator according to the fourth embodiment are combined.
FIG. 15 is a plan view showing a usage state in which the motor-integrated optical deflector of the present invention is mounted on an optical scanning device;
FIG. 16 is an exploded sectional view showing a rotor portion of a motor-integrated optical deflector according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a bottom view of a rotor portion of a motor-integrated optical deflector according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a longitudinal sectional view illustrating a method for manufacturing a rotating main body portion of a rotor portion of an optical deflector integrated with a motor according to a seventh embodiment of the present invention by an insert injection molding method;
FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing a rotor portion of an optical deflector integrated with a motor according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a longitudinal sectional view illustrating the configuration of grooves formed in a joint portion of a rotor portion of a rotor portion of a motor-integrated optical deflector according to a seventh embodiment of the present invention with a rotary body portion; .
FIG. 21 is a longitudinal sectional view illustrating another configuration of a groove formed in a joint portion of a rotor portion of a rotor portion of a motor-integrated optical deflector according to a seventh embodiment of the present invention with a rotation main body portion; It is.
FIG. 22 is a longitudinal sectional view illustrating another configuration of the groove formed in the joint portion of the rotor shaft of the rotor portion of the motor-integrated optical deflector according to the seventh embodiment of the present invention with the rotating main body portion; It is.
FIG. 23 shows a protrusion-like shape provided in a part of a groove formed in a joint portion of a rotary shaft of a rotor portion of a rotor portion of a motor-integrated optical deflector according to a seventh embodiment of the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view which illustrates the structure of a key part.
FIG. 24 shows a protrusion-like shape provided in a part of a groove formed in a joint portion of a rotating shaft of a rotor portion of a rotor portion of a motor-integrated optical deflector according to a seventh embodiment of the present invention. It is sectional drawing by the XXIV-XXIV line | wire of FIG. 23 which illustrates the structure of a key part.
FIG. 25 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part for explaining a bonding force between a groove and a resin magnetic material in a rotating shaft of a rotor portion of a motor-integrated optical deflector according to a seventh embodiment of the present invention. .
FIG. 26 is a longitudinal cross-sectional view illustrating a method for insert-molding a rotating shaft rotating main body portion of a rotor portion of a motor-integrated optical deflector according to an eighth embodiment of the present invention by a magnetic field injection molding method; FIG.
FIG. 27 shows a main magnet portion, a thrust magnet portion, and an FG magnet portion on the rotating main body portion of the rotor portion of the motor-integrated optical deflector according to the eighth embodiment and the ninth embodiment of the present invention. It is longitudinal cross-sectional explanatory drawing which illustrates the manufacturing method for magnetizing.
FIG. 28 shows injection in a magnetic field performed by winding a coil around a molding die to make the rotating main body anisotropic in the rotor portion of the rotor portion of the motor-integrated optical deflector according to the eighth embodiment of the present invention. It is longitudinal cross-sectional explanatory drawing which illustrates the manufacturing method by a shaping | molding method.
FIG. 29 shows an injection in a magnetic field performed by winding a coil around a molding die in order to make the rotating main body anisotropic in the rotor portion of the rotor portion of the motor-integrated optical deflector according to the eighth embodiment of the present invention. It is longitudinal cross-sectional explanatory drawing which illustrates the manufacturing method which produces the trouble by a shaping | molding method.
30 shows inconvenience when magnetizing the main magnet portion, the thrust magnet portion, and the FG magnet portion on the rotating main body portion in the rotor portion of the motor-integrated optical deflector according to the eighth embodiment of the present invention. FIG. It is a longitudinal cross-sectional explanatory drawing which illustrates the structure of the rotation main-body part which may be.
FIG. 31 is a schematic perspective view illustrating a state in which the magnetic body of the rotating main body in the rotor portion of the motor-integrated optical deflector according to the eighth embodiment of the present invention is not properly anisotropically modeled. FIG.
FIG. 32 is a longitudinal sectional view showing a state in which a rotating main body portion in a rotor portion of a motor-integrated optical deflector according to a tenth embodiment of the present invention is magnetized using a magnetizing jig;
FIG. 33 is a front view of a magnetizing jig that magnetizes a rotating main body portion in a rotor portion of a motor-integrated optical deflector according to a tenth embodiment of the present invention;
FIG. 34 is a schematic front explanatory view illustrating the state of generation of magnetic lines of force by a magnetizing jig that magnetizes a rotating main body portion in a rotor portion of a motor-integrated optical deflector according to a tenth embodiment of the invention; .
FIG. 35 is a schematic longitudinal cross-sectional explanatory view illustrating the generation of magnetic lines of force by a magnetizing jig that magnetizes the rotating main body portion in the rotor portion of the motor-integrated optical deflector according to the tenth embodiment of the invention; is there.
FIG. 36 illustrates a state in which leakage magnetic flux increases to explain a magnetizing jig that magnetizes the rotating main body portion of the rotor portion of the motor-integrated optical deflector according to the tenth embodiment of the present invention. It is a schematic longitudinal cross-section explanatory drawing.
FIG. 37 is a longitudinal sectional view illustrating the configuration of a conventional motor-integrated optical deflector.
FIG. 38 is an exploded vertical cross-sectional view illustrating a configuration of a stator portion of a conventional motor-integrated optical deflector.
FIG. 39 is a plan view illustrating the configuration of a stator holder and a stator side thrust magnet of a conventional motor-integrated optical deflector.
FIG. 40 is a longitudinal sectional view illustrating a structure of a rotor portion of a conventional motor-integrated optical deflector in an exploded manner.
FIG. 41 is a plan view illustrating an example of an inner thrust magnet taken out of a conventional motor-integrated optical deflector.
FIG. 42 is a bottom view illustrating an example of an FG magnet of a conventional motor-integrated optical deflector.
FIG. 43 is a bottom view illustrating a main magnet of a conventional motor-integrated optical deflector taken out.
[Explanation of symbols]
60 stator
61 base
62 Fixed shaft
64 rotor
76 holder
84 Stator-side thrust magnet
86 Rotating shaft
88 Rotating body
92 Main magnet
94 Rotor side thrust magnet
96 FG magnet
118 Rotating body
120 Main and FG magnet
122 Base part
124 Base stand
126 Holder part
128 Stator side thrust magnet
200 Flange
202 Rotating body
204 Shaft fixing part
206 Flange body
208 recess
210 Projection
212 recess
214 hole
216 narrow groove
218 Upper mold
220 Lower mold
222 core
224 cavity
226 cavity
228 groove
230 Key part (Strengthening part)
232 Permanent magnet part
234 Permanent magnet part
236 Coil
238 coil
244 Magnetizing jig
252 Magnetizing jig
254 Magnetized yoke
256 Magnetized yoke coil
258 recess
260 Yoke tip

Claims (2)

The rotor is supported in the radial direction of the rotating shaft via a rotating shaft inserted to form a dynamic pressure bearing on a fixed shaft provided on the stator side of the motor,
The rotor is levitated in the thrust direction of the rotating shaft by the magnetic force between the rotor-side thrust magnet provided on the rotor and the stator-side thrust magnet provided on the stator, and coupled with the dynamic pressure bearing, the rotor Can be rotated while floating in the air,
Attach a rotating body part formed by integrally molding a resin magnetic material to the rotating shaft of the rotor, and an FG magnet part on a cylindrical body part fitted to the outer peripheral part of the rotating shaft. Magnetized, a slit portion is formed in the vicinity of the FG magnet portion, and the main magnet portion is magnetized at a portion extending from the cylindrical body portion into a flange shape, and stepped from the outer peripheral side of the main magnet portion. Magnetizing the rotor-side thrust magnet portion in an annular portion that is spaced apart and extends outward, and manufacturing the motor,
In the cavity of the molding die for integrally molding the rotating main body portion, a linear magnetic line of force is passed in parallel to the axis of the rotating shaft, and a resin magnetic material is applied to the rotating shaft by a molding method in a magnetic field. Anisotropy process for anisotropically forming the magnetic bodies in the resin magnetic material constituting at least the main magnet portion and the thrust magnet portion to be uniformly aligned in a predetermined direction by molding integrally;
A magnetizing step of magnetizing at least the main magnet portion and the thrust magnet portion after the anisotropic step;
A method for manufacturing a motor, comprising: In the anisotropic process, by setting a permanent magnet at a position sandwiching the cavity in the molding die, a magnetic field passing through a linear magnetic field line parallel to the axis of the rotating shaft is set in the cavity. The method of manufacturing a motor according to claim 1.

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