JPH06159361A - 空気磁気軸受型モータ - Google Patents
空気磁気軸受型モータInfo
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- JPH06159361A JPH06159361A JP4320305A JP32030592A JPH06159361A JP H06159361 A JPH06159361 A JP H06159361A JP 4320305 A JP4320305 A JP 4320305A JP 32030592 A JP32030592 A JP 32030592A JP H06159361 A JPH06159361 A JP H06159361A
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- magnetic bearing
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
- F16C17/026—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
- F16C32/041—Passive magnetic bearings with permanent magnets on one part attracting the other part
- F16C32/0417—Passive magnetic bearings with permanent magnets on one part attracting the other part for axial load mainly
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/121—Mechanical drive devices for polygonal mirrors
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/086—Structural association with bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で、回転中の振動や、起動停止時
に軸受に与えるダメージを軽減する。 【構成】 固定軸２と、この固定軸２に回転可能に外
嵌された中空回転体４と、固定軸２の外周に形成された
動圧発生用溝５ａ、５ｂを有する２つのラジアル空気軸
受と、マグネット８、９からなり中空回転体４の軸方向
の支持を行うスラスト磁気軸受とを備えたモータであっ
て、２つのラジアル空気軸受が中空回転体４を支持する
ために固定軸２に垂直な方向に発生させている圧力のモ
ーメントが等しくなる平衡点Ｐとスラスト磁気軸受
（８、９）の中空回転体２の支持位置とを略一致させた
もの。
に軸受に与えるダメージを軽減する。 【構成】 固定軸２と、この固定軸２に回転可能に外
嵌された中空回転体４と、固定軸２の外周に形成された
動圧発生用溝５ａ、５ｂを有する２つのラジアル空気軸
受と、マグネット８、９からなり中空回転体４の軸方向
の支持を行うスラスト磁気軸受とを備えたモータであっ
て、２つのラジアル空気軸受が中空回転体４を支持する
ために固定軸２に垂直な方向に発生させている圧力のモ
ーメントが等しくなる平衡点Ｐとスラスト磁気軸受
（８、９）の中空回転体２の支持位置とを略一致させた
もの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ラジアル軸受を動圧空
気軸受とし、スラスト軸受を磁気軸受とした空気磁気軸
受型モータに関する。
気軸受とし、スラスト軸受を磁気軸受とした空気磁気軸
受型モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】空気磁気軸受を用いたモータは、ボール
ベアリングや滑り軸受を使用したモータと比較して、遙
かに高速回転領域に適用することができるため、レーザ
プリンタ等における光偏向器や、ビデオテープレコーダ
（ＶＴＲ）の磁気シリンダヘッド駆動用モータや、遠心
分離機の駆動モータ等の高速回転を必要とする分野で利
用されている。
ベアリングや滑り軸受を使用したモータと比較して、遙
かに高速回転領域に適用することができるため、レーザ
プリンタ等における光偏向器や、ビデオテープレコーダ
（ＶＴＲ）の磁気シリンダヘッド駆動用モータや、遠心
分離機の駆動モータ等の高速回転を必要とする分野で利
用されている。
【０００３】図３は従来の空気磁気軸受を使用したモー
タを利用したレーザプリンタ用光偏向器を示す断面図で
ある。この光偏向器は、固定軸１０１を有し、この固定
軸１０１の一端は台座１０３に焼き嵌めあるいは圧入に
より固着されており、台座１０３はねじ１２１により下
ケース１１７に固定されている。固定軸１０１の表面に
は、ラジアル軸受として働くヘリングボーン状の動圧発
生用溝１０２が設けられている。このラジアル軸受は、
回転軸に対して直角の方向に力が働いても、回転の中心
が所定の位置よりずれないようにするための軸受であ
る。
タを利用したレーザプリンタ用光偏向器を示す断面図で
ある。この光偏向器は、固定軸１０１を有し、この固定
軸１０１の一端は台座１０３に焼き嵌めあるいは圧入に
より固着されており、台座１０３はねじ１２１により下
ケース１１７に固定されている。固定軸１０１の表面に
は、ラジアル軸受として働くヘリングボーン状の動圧発
生用溝１０２が設けられている。このラジアル軸受は、
回転軸に対して直角の方向に力が働いても、回転の中心
が所定の位置よりずれないようにするための軸受であ
る。
【０００４】光偏向器を構成する駆動部としての電動機
の回転部は、固定軸１０１と僅少間隙を隔てて嵌挿した
部分であり、回転スリーブ１０４とこの回転スリーブ１
０４に圧入あるいは接着等により固着された回転マグネ
ット１０９およびバランスリング１１０で構成されてい
る。
の回転部は、固定軸１０１と僅少間隙を隔てて嵌挿した
部分であり、回転スリーブ１０４とこの回転スリーブ１
０４に圧入あるいは接着等により固着された回転マグネ
ット１０９およびバランスリング１１０で構成されてい
る。
【０００５】この回転部を構成する回転スリーブ１０４
には、軸方向と直角な方向の平面を持つフランジ１０６
が形成されており、このフランジ１０６の上記平面に多
面鏡１０５が載置され、この多面鏡１０５をキャップ１
０７のフランジ１０７ａで押さえるようにして、多面鏡
１０５およびフランジ１０７ａがねじ１０８によってフ
ランジ１０６上に固定されている。この固定は、多面鏡
１０５を貫通して形成した例えば３個の孔を上記フラン
ジ１０６に対応して形成した孔に合わせ、ねじ１０８を
挿通させて締めつけることによって行う。なお、固定軸
１０２と上端部とキャップ１０７と内壁との間には空気
溜まり１２２が形成されている。
には、軸方向と直角な方向の平面を持つフランジ１０６
が形成されており、このフランジ１０６の上記平面に多
面鏡１０５が載置され、この多面鏡１０５をキャップ１
０７のフランジ１０７ａで押さえるようにして、多面鏡
１０５およびフランジ１０７ａがねじ１０８によってフ
ランジ１０６上に固定されている。この固定は、多面鏡
１０５を貫通して形成した例えば３個の孔を上記フラン
ジ１０６に対応して形成した孔に合わせ、ねじ１０８を
挿通させて締めつけることによって行う。なお、固定軸
１０２と上端部とキャップ１０７と内壁との間には空気
溜まり１２２が形成されている。
【０００６】一方、電動機のステータ部は、下ケース１
１７にねじ１２１で固定された台座１０３に一端が固定
された固定軸１０１と、下ケース１１７にねじ１１６に
よって固定されたステータコア１１２と、このステータ
コア１１２に巻回されたステータコイル１１１とで構成
されている。
１７にねじ１２１で固定された台座１０３に一端が固定
された固定軸１０１と、下ケース１１７にねじ１１６に
よって固定されたステータコア１１２と、このステータ
コア１１２に巻回されたステータコイル１１１とで構成
されている。
【０００７】また、ステータコア１１２に対してねじ１
１５にて固定された基板１１３上には、ホール素子を好
適とする磁気検出素子１１４が搭載され、この磁気検出
素子１１４によって回転スリーブ１０４の回転に伴うマ
グネット１０９の磁束を検出するようになっている。
１５にて固定された基板１１３上には、ホール素子を好
適とする磁気検出素子１１４が搭載され、この磁気検出
素子１１４によって回転スリーブ１０４の回転に伴うマ
グネット１０９の磁束を検出するようになっている。
【０００８】マグネット１０９は永久磁石であり、対向
するステータコア１１２との間には磁気的吸引力が働い
ている。この吸引力は、マグネット１０９とステータコ
ア１１２との対向位置が電動機の軸方向（スラスト方
向）にずれないようにする作用をする。すなわち、図３
において、マグネット１０９が上に移動したときには前
記の吸引力に下方に下げる成分が生じて回転スリーブ１
０４は引き下げられ、下に移動したときには、上方に引
き上げる成分が生じて回転スリーブ１０４は引き上げら
れる。
するステータコア１１２との間には磁気的吸引力が働い
ている。この吸引力は、マグネット１０９とステータコ
ア１１２との対向位置が電動機の軸方向（スラスト方
向）にずれないようにする作用をする。すなわち、図３
において、マグネット１０９が上に移動したときには前
記の吸引力に下方に下げる成分が生じて回転スリーブ１
０４は引き下げられ、下に移動したときには、上方に引
き上げる成分が生じて回転スリーブ１０４は引き上げら
れる。
【０００９】このようにしてマグネット１０９とステー
タコア１１２とは、磁気的吸引力により軸方向の所定位
置にて対向させられるようにされる。すなわち、マグネ
ット１０９とステータコア１１２により磁気的スラスト
軸受が構成されている。
タコア１１２とは、磁気的吸引力により軸方向の所定位
置にて対向させられるようにされる。すなわち、マグネ
ット１０９とステータコア１１２により磁気的スラスト
軸受が構成されている。
【００１０】磁気検出素子１１４としては、例えばホー
ル素子が用いられる。これは、マグネット１０９の漏れ
磁束を検出して、マグネット１０９が回転する際にＮ極
が通過したかＳ極が通過したかを検出する。この磁気検
出素子１１４の検出信号は、基板１１３に印刷された配
線を通して、図示しない制御回路部へ送られる。制御回
路部では、この検出信号を基に、ステータコア１１２の
各箇所に巻回されているステータコイル１１１に流す電
流の向きを決める。その結果、マグネット１０９との相
互作用により回転を持続する方向の力が発生させられ
る。
ル素子が用いられる。これは、マグネット１０９の漏れ
磁束を検出して、マグネット１０９が回転する際にＮ極
が通過したかＳ極が通過したかを検出する。この磁気検
出素子１１４の検出信号は、基板１１３に印刷された配
線を通して、図示しない制御回路部へ送られる。制御回
路部では、この検出信号を基に、ステータコア１１２の
各箇所に巻回されているステータコイル１１１に流す電
流の向きを決める。その結果、マグネット１０９との相
互作用により回転を持続する方向の力が発生させられ
る。
【００１１】また、図３に示した構成において、回転ス
リーブ１０４が回転すると、動圧発生用溝１０２によ
り、固定軸１０１の周囲に高い圧力の空気層が発生す
る。この空気の圧力により、回転スリーブ１０４は固定
軸１０１から浮いた状態で非接触に支持される、いわゆ
る動圧空気軸受が構成される。なお、ここでは、動圧発
生用の溝１０２を固定軸１０１の外周に設けているが、
回転スリーブ１０４の内壁に設けるようにしても良い。
前記の空気層は回転部の回転中心を一定に保つ作用をす
る。例えば回転スリーブ１０４が図３の左方にずれたと
すると、右方の隙間は大となり、その部分の隙間の圧力
はずれる前より小となる。一方、左方の隙間は小となる
から、その部分の隙間の圧力はずれる前より大となる。
圧力の大小関係がこのようになると回転スリーブ１０４
は右方に押され、最終的には元の位置に戻されることに
なる。
リーブ１０４が回転すると、動圧発生用溝１０２によ
り、固定軸１０１の周囲に高い圧力の空気層が発生す
る。この空気の圧力により、回転スリーブ１０４は固定
軸１０１から浮いた状態で非接触に支持される、いわゆ
る動圧空気軸受が構成される。なお、ここでは、動圧発
生用の溝１０２を固定軸１０１の外周に設けているが、
回転スリーブ１０４の内壁に設けるようにしても良い。
前記の空気層は回転部の回転中心を一定に保つ作用をす
る。例えば回転スリーブ１０４が図３の左方にずれたと
すると、右方の隙間は大となり、その部分の隙間の圧力
はずれる前より小となる。一方、左方の隙間は小となる
から、その部分の隙間の圧力はずれる前より大となる。
圧力の大小関係がこのようになると回転スリーブ１０４
は右方に押され、最終的には元の位置に戻されることに
なる。
【００１２】また、下ケース１１７上には上ケース１１
８が設けられ、この上ケース１１８の側部には、多面鏡
１０５に対向する位置に開口１１９が設けられ、この開
口１１９にはウィンドウガラス１２０が装着されてい
る。
８が設けられ、この上ケース１１８の側部には、多面鏡
１０５に対向する位置に開口１１９が設けられ、この開
口１１９にはウィンドウガラス１２０が装着されてい
る。
【００１３】このように構成された光偏向器では、図し
ないレーザ等から出射された光ビームは、上ケース１１
８の開口１１９に装着されたウィンドウガラス１２０を
通して多面鏡１０５の鏡面１５１に入射し、鏡面１５１
で反射されて再びウィンドウガラス１２０から感光体方
向に出射する。鏡面１５１に入射した光ビームは、鏡面
１５１で反射されて出射する際に、多面鏡１０５が回転
することにより、出射方向が除々に変えられ、感光体上
で主走査方向の走査がなされる。そして、多面鏡１０５
がさらに回転すると、次の鏡面１５１により光ビームが
上記と同様に偏向される。このようにして、光ビーム
は、感光体上で一定の角度範囲を走査することとなる。
また、その走査速度は多面鏡１０５の回転速度に依存す
る。
ないレーザ等から出射された光ビームは、上ケース１１
８の開口１１９に装着されたウィンドウガラス１２０を
通して多面鏡１０５の鏡面１５１に入射し、鏡面１５１
で反射されて再びウィンドウガラス１２０から感光体方
向に出射する。鏡面１５１に入射した光ビームは、鏡面
１５１で反射されて出射する際に、多面鏡１０５が回転
することにより、出射方向が除々に変えられ、感光体上
で主走査方向の走査がなされる。そして、多面鏡１０５
がさらに回転すると、次の鏡面１５１により光ビームが
上記と同様に偏向される。このようにして、光ビーム
は、感光体上で一定の角度範囲を走査することとなる。
また、その走査速度は多面鏡１０５の回転速度に依存す
る。
【００１４】この種の光偏向器は例えば特開昭５９−１
７０２３号公報に示されている。
７０２３号公報に示されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】前記公報に示される回
転体支持装置は、シリンダ内側に設けられたジャーナル
空気軸受（ラジアル軸受）とシリンダ外側に設けられた
スラスト磁気軸受とが軸方向に少なくとも一部重なるよ
うに配置されたことを特徴としている。
転体支持装置は、シリンダ内側に設けられたジャーナル
空気軸受（ラジアル軸受）とシリンダ外側に設けられた
スラスト磁気軸受とが軸方向に少なくとも一部重なるよ
うに配置されたことを特徴としている。
【００１６】しかしながら、この構成では、スラスト磁
気軸受の部品精度や組立精度によるアンバランスがジャ
ーナル軸受の片側のみに影響することになり、回転時の
振動の要因となったり、起動停止時に軸受に与えるダメ
ージが大きくなり、軸受の寿命が著しく低下する等の問
題が発生する。
気軸受の部品精度や組立精度によるアンバランスがジャ
ーナル軸受の片側のみに影響することになり、回転時の
振動の要因となったり、起動停止時に軸受に与えるダメ
ージが大きくなり、軸受の寿命が著しく低下する等の問
題が発生する。
【００１７】この欠点を解消するものとして、実開昭６
３−７０５３２号公報には、中空回転軸の上下端部に磁
気軸受を設ける技術が示されている。
３−７０５３２号公報には、中空回転軸の上下端部に磁
気軸受を設ける技術が示されている。
【００１８】しかしながら、この技術においても以下の
ような問題点がある。 高価なマグネットを最低４個も必要とする。 上下の磁気軸受の性能を同一にするために物理的な位
置出しとして、マグネット、中空回転軸外形、そして固
定軸を高精度に加工する必要がある。 マグネットの着磁力、着磁パターンの均一化のために
磁束密度の全数検査や選別が不可欠となる。 高精度の部品が多数あるため、組み立てにも多大な工
数を必要とする。
ような問題点がある。 高価なマグネットを最低４個も必要とする。 上下の磁気軸受の性能を同一にするために物理的な位
置出しとして、マグネット、中空回転軸外形、そして固
定軸を高精度に加工する必要がある。 マグネットの着磁力、着磁パターンの均一化のために
磁束密度の全数検査や選別が不可欠となる。 高精度の部品が多数あるため、組み立てにも多大な工
数を必要とする。
【００１９】そこで本発明の目的は、簡単な構成で、回
転中の振動や、起動停止時に軸受に与えるダメージを軽
減できるようにした空気磁気軸受型モータを提供するこ
とにある。
転中の振動や、起動停止時に軸受に与えるダメージを軽
減できるようにした空気磁気軸受型モータを提供するこ
とにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の空
気磁気軸受型モータは、固定軸と、この固定軸に対して
回転可能に外嵌された中空回転体と、固定軸と中空回転
体の一方に形成された動圧発生用溝を有し動圧によって
中空回転体のラジアル方向の支持を行うラジアル空気軸
受と、中空回転体のスラスト方向の支持を行うスラスト
磁気軸受と、中空回転体を回転させる駆動手段とを備
え、ラジアル空気軸受が中空回転体を支持するために固
定軸に垂直な方向に発生させている圧力のモーメントが
等しくなる平衡点とスラスト磁気軸受の中空回転体の支
持位置とが略一致しているものである。
気磁気軸受型モータは、固定軸と、この固定軸に対して
回転可能に外嵌された中空回転体と、固定軸と中空回転
体の一方に形成された動圧発生用溝を有し動圧によって
中空回転体のラジアル方向の支持を行うラジアル空気軸
受と、中空回転体のスラスト方向の支持を行うスラスト
磁気軸受と、中空回転体を回転させる駆動手段とを備
え、ラジアル空気軸受が中空回転体を支持するために固
定軸に垂直な方向に発生させている圧力のモーメントが
等しくなる平衡点とスラスト磁気軸受の中空回転体の支
持位置とが略一致しているものである。
【００２１】この空気磁気軸受型モータでは、スラスト
磁気軸受のラジアル方向への影響は、ラジアル空気軸受
に対して均等に作用する。
磁気軸受のラジアル方向への影響は、ラジアル空気軸受
に対して均等に作用する。
【００２２】請求項２記載の発明の空気磁気軸受型モー
タは、請求項１記載の発明における駆動手段が、中空回
転体に固着されたマグネットと、このマグネットの周囲
に配設された環状のコアと、このコアに巻回されたトロ
イダルコイルとを有し、コアとマグネットがスラスト磁
気軸受を兼ねているものである。
タは、請求項１記載の発明における駆動手段が、中空回
転体に固着されたマグネットと、このマグネットの周囲
に配設された環状のコアと、このコアに巻回されたトロ
イダルコイルとを有し、コアとマグネットがスラスト磁
気軸受を兼ねているものである。
【００２３】請求項３記載の発明の空気磁気軸受型モー
タは、請求項１または２記載の発明におけるスラスト磁
気軸受の中空回転体の支持位置と中空回転体の重心位置
とを略一致させたものである。
タは、請求項１または２記載の発明におけるスラスト磁
気軸受の中空回転体の支持位置と中空回転体の重心位置
とを略一致させたものである。
【００２４】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明の第１実施例の空気磁気軸受
型モータを用いた光偏向器の断面図である。
て説明する。図１は本発明の第１実施例の空気磁気軸受
型モータを用いた光偏向器の断面図である。
【００２５】本実施例のモータは駆動機構部とスラスト
磁気軸受が別部材で構成されているタイプのモータの例
である。このモータは、フランジ１に圧入された固定軸
２を有している。フランジ１はハウジング３に固定され
ている。固定軸２には、僅少間隙を隔てて中空回転体４
が回転可能に外嵌されている。固定軸２の表面には、上
側と下側の２箇所に、ヘリングボーン状の動圧発生用溝
５ａ、５ｂが設けられており、それぞれ中空回転体４内
面とによりラジアル空気軸受が形成されている。
磁気軸受が別部材で構成されているタイプのモータの例
である。このモータは、フランジ１に圧入された固定軸
２を有している。フランジ１はハウジング３に固定され
ている。固定軸２には、僅少間隙を隔てて中空回転体４
が回転可能に外嵌されている。固定軸２の表面には、上
側と下側の２箇所に、ヘリングボーン状の動圧発生用溝
５ａ、５ｂが設けられており、それぞれ中空回転体４内
面とによりラジアル空気軸受が形成されている。
【００２６】モータの駆動機構は、中空回転体４に固着
された駆動用マグネット６と、この駆動用マグネット６
の周りに配置されハウジング３に固定された駆動用コイ
ル７と、その他、制御基板や磁気検出素子等によって構
成されている。図示しない磁気検出素子は、駆動用マグ
ネット６の漏れ磁束を検出し、検出信号を図示しない制
御回路部へ送出する。制御回路部では、この検出信号を
基に、駆動用コイル７に流す電流の向きを決める。その
結果、駆動用マグネット６との相互作用により回転を持
続する方向の力が発生させられる。
された駆動用マグネット６と、この駆動用マグネット６
の周りに配置されハウジング３に固定された駆動用コイ
ル７と、その他、制御基板や磁気検出素子等によって構
成されている。図示しない磁気検出素子は、駆動用マグ
ネット６の漏れ磁束を検出し、検出信号を図示しない制
御回路部へ送出する。制御回路部では、この検出信号を
基に、駆動用コイル７に流す電流の向きを決める。その
結果、駆動用マグネット６との相互作用により回転を持
続する方向の力が発生させられる。
【００２７】スラスト磁気軸受は、中空回転体４に固着
されたリング状の磁気軸受回転側マグネット８と、この
マグネット８の周りに配置されハウジング３に固定され
た磁気軸受固定側マグネット９とで構成されている。
されたリング状の磁気軸受回転側マグネット８と、この
マグネット８の周りに配置されハウジング３に固定され
た磁気軸受固定側マグネット９とで構成されている。
【００２８】また、中空回転体４には、光偏向器を構成
する回転多面鏡１１が取り付けられている。また、ハウ
ジング３上には、カバー１２が設けられ、このカバー１
２の側部には、回転多面鏡１１に対向する位置に図示し
ない開口が設けられ、この開口には図示しないウィンド
ウガラスが装着されている。なお、回転多面鏡１１の代
わりに、ホログラムディスク等、同等の効果を発揮する
走査体を設けても良い。
する回転多面鏡１１が取り付けられている。また、ハウ
ジング３上には、カバー１２が設けられ、このカバー１
２の側部には、回転多面鏡１１に対向する位置に図示し
ない開口が設けられ、この開口には図示しないウィンド
ウガラスが装着されている。なお、回転多面鏡１１の代
わりに、ホログラムディスク等、同等の効果を発揮する
走査体を設けても良い。
【００２９】本実施例では、スラスト磁気軸受（８、
９）による中空回転体４の支持位置は、ラジアル空気軸
受が中空回転体４を支持するために固定軸２に垂直な方
向に発生させている圧力のモーメントが等しくなる平衡
点Ｐと一致している。本実施例では、上側の動圧発生用
溝５ａによるラジアル軸受の剛性Ｋ1 を下側の動圧発生
用溝５ｂによるラジアル軸受の剛性Ｋ2 の２倍に設計し
ており、平衡点Ｐは上側のラジアル軸受の中心位置より
２つのラジアル軸受の中心間距離の１／３だけ下側に離
れた所に位置している。
９）による中空回転体４の支持位置は、ラジアル空気軸
受が中空回転体４を支持するために固定軸２に垂直な方
向に発生させている圧力のモーメントが等しくなる平衡
点Ｐと一致している。本実施例では、上側の動圧発生用
溝５ａによるラジアル軸受の剛性Ｋ1 を下側の動圧発生
用溝５ｂによるラジアル軸受の剛性Ｋ2 の２倍に設計し
ており、平衡点Ｐは上側のラジアル軸受の中心位置より
２つのラジアル軸受の中心間距離の１／３だけ下側に離
れた所に位置している。
【００３０】また、本実施例では、中空回転体４、回転
多面鏡１１、マグネット６、８を含むロータの重心位置
１５を平衡点Ｐに一致させてある。
多面鏡１１、マグネット６、８を含むロータの重心位置
１５を平衡点Ｐに一致させてある。
【００３１】このような構成により、本実施例によれ
ば、スラスト磁気軸受のラジアル方向への影響は２つの
ラジアル空気軸受に対して均等に作用する。従って、ス
ラスト磁気軸受のラジアル方向に対するアンバランスに
よる回転中の振動や、起動停止時に軸受に与えるダメー
ジを軽減でき、軸受の寿命を伸ばすことができる。
ば、スラスト磁気軸受のラジアル方向への影響は２つの
ラジアル空気軸受に対して均等に作用する。従って、ス
ラスト磁気軸受のラジアル方向に対するアンバランスに
よる回転中の振動や、起動停止時に軸受に与えるダメー
ジを軽減でき、軸受の寿命を伸ばすことができる。
【００３２】また、一対のマグネット８、９でスラスト
磁気軸受を構成できるので、磁気軸受を構成するのに必
要な部品点数が削減される。
磁気軸受を構成できるので、磁気軸受を構成するのに必
要な部品点数が削減される。
【００３３】また、ロータの重心位置１５を平衡点Ｐに
一致させているので、ロータのまわりのモーメントの中
心が軸受の中心と一致することによって、回転中の振動
や、起動停止時に軸受に与えるダメージをより一層軽減
することができる。なお、ロータのまわりのモーメント
の中心と軸受の中心とが一致していないと、軸受の中心
を中心として軸に直交する方向のモーメントが働いて、
回転中の振動や、起動停止時に軸受に与えるダメージの
原因となる。
一致させているので、ロータのまわりのモーメントの中
心が軸受の中心と一致することによって、回転中の振動
や、起動停止時に軸受に与えるダメージをより一層軽減
することができる。なお、ロータのまわりのモーメント
の中心と軸受の中心とが一致していないと、軸受の中心
を中心として軸に直交する方向のモーメントが働いて、
回転中の振動や、起動停止時に軸受に与えるダメージの
原因となる。
【００３４】図２は本発明の第２実施例の空気磁気軸受
型モータを用いた光偏向器の断面図である。
型モータを用いた光偏向器の断面図である。
【００３５】本実施例では、中空回転体４に、磁気軸受
回転側マグネットを兼ねた駆動用マグネット２１が固着
されている。このマグネット２１の周りには、ハウジン
グ３にねじ２２によって固定された駆動用コア２３が配
設され、このコア２３に駆動用のトロイダルコイルが巻
回されている。駆動用コア２３は磁気軸受固定側マグネ
ットを兼ねている。
回転側マグネットを兼ねた駆動用マグネット２１が固着
されている。このマグネット２１の周りには、ハウジン
グ３にねじ２２によって固定された駆動用コア２３が配
設され、このコア２３に駆動用のトロイダルコイルが巻
回されている。駆動用コア２３は磁気軸受固定側マグネ
ットを兼ねている。
【００３６】また、駆動用コア２３には、ねじ２４によ
って制御用基板２５が固定され、この制御用基板２５上
に磁気検出素子が搭載されている。
って制御用基板２５が固定され、この制御用基板２５上
に磁気検出素子が搭載されている。
【００３７】また、中空回転体４には、回転多面鏡１１
と、バランス修正用リング２６が固着されている。
と、バランス修正用リング２６が固着されている。
【００３８】本実施例では、ラジアル軸受として、動圧
発生用溝５ａ、５ｂによって上下に２つの空気軸受を設
け、これら２つの空気軸受の剛性が等しくなるように設
計されている。従って、このラジアル空気軸受が中空回
転体４を支持するために固定軸２に垂直な方向に発生さ
せている圧力のモーメントが等しくなる平衡点Ｐは、２
つのラジアル空気軸受のちょうど中央部になる。そし
て、この平衡点Ｐは、スラスト磁気軸受（２１、２３）
による中空回転体４の支持位置と一致し、さらに中空回
転体４、回転多面鏡１１、マグネット２１、バランス修
正用リング２６を含むロータの重心位置１５とも一致し
ている。
発生用溝５ａ、５ｂによって上下に２つの空気軸受を設
け、これら２つの空気軸受の剛性が等しくなるように設
計されている。従って、このラジアル空気軸受が中空回
転体４を支持するために固定軸２に垂直な方向に発生さ
せている圧力のモーメントが等しくなる平衡点Ｐは、２
つのラジアル空気軸受のちょうど中央部になる。そし
て、この平衡点Ｐは、スラスト磁気軸受（２１、２３）
による中空回転体４の支持位置と一致し、さらに中空回
転体４、回転多面鏡１１、マグネット２１、バランス修
正用リング２６を含むロータの重心位置１５とも一致し
ている。
【００３９】本実施例では、駆動用マグネット２１およ
び駆動用コア２３がスラスト磁気軸受を兼ねているの
で、磁気軸受を構成するのに必要な部品点数をより一層
削減することができる。
び駆動用コア２３がスラスト磁気軸受を兼ねているの
で、磁気軸受を構成するのに必要な部品点数をより一層
削減することができる。
【００４０】その他の構成、作用および効果は第１実施
例と同様である。
例と同様である。
【００４１】なお、本発明は上記各実施例に限定され
ず、例えば動圧発生用溝は中空回転体４の内面に形成し
ても良い。
ず、例えば動圧発生用溝は中空回転体４の内面に形成し
ても良い。
【００４２】また、本発明は光偏向器以外にも適用で
き、他の分野に利用する場合には回転多面鏡１１をＶＴ
Ｒのシリンダヘッド等に置き換えれば良い。
き、他の分野に利用する場合には回転多面鏡１１をＶＴ
Ｒのシリンダヘッド等に置き換えれば良い。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、簡単な構成で、スラスト磁気軸受のラジアル
方向に対するアンバランスによる回転中の振動や、起動
停止時に軸受に与えるダメージを軽減でき、軸受の寿命
を伸ばすことができるという効果がある。また、磁気軸
受を構成するのに必要な部品点数を削減することができ
るという効果がある。
によれば、簡単な構成で、スラスト磁気軸受のラジアル
方向に対するアンバランスによる回転中の振動や、起動
停止時に軸受に与えるダメージを軽減でき、軸受の寿命
を伸ばすことができるという効果がある。また、磁気軸
受を構成するのに必要な部品点数を削減することができ
るという効果がある。
【００４４】また、請求項２記載の発明によれば、駆動
用のコアとマグネットがスラスト磁気軸受を兼ねている
ので、上記効果に加え、磁気軸受を構成するのに必要な
部品点数をより一層削減することができるという効果が
ある。
用のコアとマグネットがスラスト磁気軸受を兼ねている
ので、上記効果に加え、磁気軸受を構成するのに必要な
部品点数をより一層削減することができるという効果が
ある。
【００４５】また、請求項３記載の発明によれば、スラ
スト磁気軸受の中空回転体の支持位置と中空回転体の重
心位置とを略一致させたので、上記各効果に加え、回転
中の振動や、起動停止時に軸受に与えるダメージをより
一層軽減することができるという効果がある。
スト磁気軸受の中空回転体の支持位置と中空回転体の重
心位置とを略一致させたので、上記各効果に加え、回転
中の振動や、起動停止時に軸受に与えるダメージをより
一層軽減することができるという効果がある。
【図１】 本発明の第１実施例の空気磁気軸受型モータ
を用いた光偏向器の断面図である。
を用いた光偏向器の断面図である。
【図２】 本発明の第２実施例の空気磁気軸受型モータ
を用いた光偏向器の断面図である。
を用いた光偏向器の断面図である。
【図３】 従来の空気磁気軸受を使用したモータを利用
したレーザプリンタ用光偏向器を示す断面図である。
したレーザプリンタ用光偏向器を示す断面図である。
２…固定軸、４…中空回転体、５ａ、５ｂ…動圧発生用
溝、６…駆動用マグネット、７…駆動用コイル、８…磁
気軸受回転側マグネット、９…磁気軸受固定側マグネッ
ト、１１…回転多面鏡、１５…ロータの重心位置、Ｐ…
平衡点
溝、６…駆動用マグネット、７…駆動用コイル、８…磁
気軸受回転側マグネット、９…磁気軸受固定側マグネッ
ト、１１…回転多面鏡、１５…ロータの重心位置、Ｐ…
平衡点
Claims (3)
- 【請求項１】 固定軸と、 この固定軸に対して回転可能に外嵌された中空回転体
と、 前記固定軸と中空回転体の一方に形成された動圧発生用
溝を有し、動圧によって中空回転体のラジアル方向の支
持を行うラジアル空気軸受と、 前記中空回転体のスラスト方向の支持を行うスラスト磁
気軸受と、 前記中空回転体を回転させる駆動手段とを具備し、前記
ラジアル空気軸受が中空回転体を支持するために固定軸
に垂直な方向に発生させている圧力のモーメントが等し
くなる平衡点と前記スラスト磁気軸受の中空回転体の支
持位置とが略一致していることを特徴とする空気磁気軸
受型モータ。 - 【請求項２】 前記駆動手段は、前記中空回転体に固着
されたマグネットと、このマグネットの周囲に配設され
た環状のコアと、このコアに巻回されたトロイダルコイ
ルとを有し、前記コアとマグネットが前記スラスト磁気
軸受を兼ねていることを特徴とする請求項１記載の空気
磁気軸受型モータ。 - 【請求項３】 前記スラスト磁気軸受の中空回転体の支
持位置と中空回転体の重心位置とが略一致していること
を特徴とする請求項１または２記載の空気磁気軸受型モ
ータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32030592A JP3306933B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 空気磁気軸受型モータ |
| US08/135,996 US5448121A (en) | 1992-11-30 | 1993-10-14 | Pneumatic and magnetic bearing type motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32030592A JP3306933B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 空気磁気軸受型モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06159361A true JPH06159361A (ja) | 1994-06-07 |
| JP3306933B2 JP3306933B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=18120015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32030592A Expired - Fee Related JP3306933B2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 空気磁気軸受型モータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5448121A (ja) |
| JP (1) | JP3306933B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0794344A1 (en) * | 1995-06-02 | 1997-09-10 | Fuji Xerox Co., Ltd. | High-speed rotary body |
| US6133667A (en) * | 1998-06-09 | 2000-10-17 | Fanuc Ltd. | Method for coiling a wire around a stator core |
| US6397123B1 (en) | 1998-06-02 | 2002-05-28 | Fanuc Ltd. | Numerical control apparatus |
| JP2007074839A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Fujitsu Ltd | 動圧軸受を有するモータ及びそれを有するディスク装置 |
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| US5961218A (en) * | 1996-02-20 | 1999-10-05 | Ebara Corporation | Water lubricated machine component having contacting sliding surfaces |
| GB2322915B (en) * | 1997-03-06 | 2001-06-06 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Hydrodynamic type porous oil-impregnated bearing |
| JP2000314421A (ja) * | 1999-04-30 | 2000-11-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ラジアル／アキシャル複合軸受構造、及び同構造を持つスピンドルモータ |
| JP2001188192A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Toshiba Corp | 光偏向用モータ |
| ITMI20060191A1 (it) * | 2006-02-03 | 2007-08-04 | Abb Service Srl | Macchina elettrica a provas di esplosione |
| DE102017103622A1 (de) * | 2017-02-22 | 2018-08-23 | Rieter Cz S.R.O. | Verfahren zur Lagerung eines Spinnrotors sowie Lagerung, Spinnrotor und Stützlager |
| CN108869540A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-11-23 | 至玥腾风科技投资集团有限公司 | 一种推力轴承、转子系统及推力轴承的控制方法 |
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| JPS5843421A (ja) * | 1981-09-09 | 1983-03-14 | Toshiba Corp | 回転鏡光偏向器 |
| US4523800A (en) * | 1982-07-20 | 1985-06-18 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Polygonal mirror optical deflector |
| JPS5917023A (ja) * | 1982-07-20 | 1984-01-28 | Toshiba Corp | 回転体支持装置 |
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| JPH02217610A (ja) * | 1989-02-17 | 1990-08-30 | Ntn Corp | 動圧軸受装置 |
| JPH03213712A (ja) * | 1990-01-19 | 1991-09-19 | Nippon Seiko Kk | 軸受装置 |
| JPH03256546A (ja) * | 1990-03-05 | 1991-11-15 | Ebara Corp | スピンドルモータ |
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| US5289067A (en) * | 1992-01-31 | 1994-02-22 | Nsk Ltd. | Bearing device |
-
1992
- 1992-11-30 JP JP32030592A patent/JP3306933B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-10-14 US US08/135,996 patent/US5448121A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3306933B2 (ja) | 2002-07-24 |
| US5448121A (en) | 1995-09-05 |
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