JPH0811042Y2

JPH0811042Y2 - モータ

Info

Publication number: JPH0811042Y2
Application number: JP6637489U
Authority: JP
Inventors: 正弘高橋
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1989-06-07
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2004-06-07
Also published as: JPH037640U

Description

【考案の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本考案は、ラジアル軸受として動圧空気軸受を用いる
と共に、マグネットとステータコアとの磁気吸引力を利
用してスラスト軸受作用を行わせているモータに関する
ものである。

【従来の技術】

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ズレないようにす
るための軸受である。モータには、このラジアル軸受として動圧空気軸受を
使用したものがある。第２図に、従来のモータを示す。これは、光偏何器の
多面鏡の回転駆動用として用いた場合を示している。第２図において、１は軸、１−１は動圧発生用溝、２
はハウジング、３は回転スリーブ、４はバランス調整用
部材付着溝、５はヨーク、６はマグネット、７はステー
タコア、８はスタッド、９は基板、10は磁気検出素子、
11は多面鏡、12はフランジ、13はネジ、15は軸１と回転
スリーブ３との隙間である。モータのロータ部は、軸１に隙間15を隔てて嵌挿した
部分であり、次のものから構成されている。即ち、回転
スリーブ３、それに圧入あるいは接着等により固着され
たヨーク５およびマグネット６、フランジ12を当て、ネ
ジ13によって回転スリーブ３に取り付けられた多面鏡11
である。一方、モータのステータ部は、次のものから構成され
ている。即ち、ハウジング２、ハウジング２に一端が圧
入等によって固着された軸１、同じくハウジング２に固
着されたステータコア７（なお、図示されていないが、
ステータコア７にはトロイダルコイルが巻回されてい
る）、ステータコア７に取り付けられたスタッド８によ
って吊り下げられている基板９、基板９上に植立設置さ
れた磁気検出素子10等から構成される。マグネット６は永久磁石であり、対向するステータコ
ア７との間には磁気吸引力が働く。この吸引力は、マグ
ネット６とステータコア７との対向位置を、モータの軸
方向（スラスト方向）に見て所定位置に保つ作用をす
る。つまり、第２図において、マグネット６が上に移動し
た時には、前記吸引力に下方に引き下げる成分が現れて
引き下げられ、下に移動した時には、上方に引き上げる
成分が現れて引き上げられる。かくして、マグネット６
とステータコア７とは、前記磁気吸引力により、軸方向
の所定位置にて対向せしめられる。即ち、マグネット６
とステータコア７により、磁気的スラスト軸受が構成さ
れている。磁気検出素子10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６の漏れ磁束を検出して、
マグネット６が回転する場合、Ｎ極が通過したかＳ極が
通過したかを検出する。検出信号は、基板９に印刷された配線を通して、図示
しない制御部へ送られる。制御部では、この検出信号を
基に、ステータコア７の各個所に巻回されているトロイ
ダルコイルに流す電流の向きを決める。その結果、マグ
ネット６との相互作用により回転を持続する極性の磁界
が発生させられる。動圧発生用溝１−１を設けることにより、回転スリー
ブ３が回転した場合、軸１の周囲（隙間15の部分）に高
い圧力の空気層が生ぜしめられる。この圧力により、回
転スリーブ３は軸１より浮いた状態で支持されることに
なる。即ち、動圧空気軸受が構成される。なお、上例では、動圧発生用溝を軸１の外周に設けて
いるが、回転スリーブ３の内壁に設けるようにしてもよ
い。そして、前記空気層が、ロータ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３が第２図の右
方にズレたとすると、右方の隙間は大となり、その部分
の隙間の圧力はズレる前より小となる。他方、左方の隙
間は小となるから、その部分の隙間の圧力はズレる前よ
り大となる。圧力の大小関係が上記のようになると、回
転スリーブ３は左方に押され、最終的には元の位置へ戻
されることになる。多面鏡11は、軸方向の上方から見た場合、多角形を成
しており、その周側面には多数の鏡面を有している。そ
の鏡面には、例えば、レーザー等の光ビームが照射され
る。第１の鏡面に光ビームが照射されていて、多面鏡11
が回転すると、該光ビームの反射光ビームは徐々に向き
を変えさせられる。つまり、偏向される。回転が進んで、前記した第１の鏡面には照射出来なく
なると、次の第２の鏡面が回転して来て、これが照射さ
れる。今度はこの第２の鏡面により、先と同じような偏
向が行われる。従って、反射光ビームは、一定の角度範
囲内を走査する形となる。走査速度は、多面鏡11の回転
速度に依存する。

【考案が解決しようとする課題】

（問題点）しかしながら、前記した従来のモータでは、マグネッ
トの軸方向の長さをステータコアの軸方向の長さより長
くしなければならないため、モータの軸長が長くなると
いう問題点があった。（問題点の説明）第３図は、従来のモータにおけるマグネット６とステ
ータコア７の部分の拡大図である。第３図において、符
号は第２図に対応する。そして、Ｆはロータ部の自重、
O₆はマグネット６の中心線、O₇はステータコアの中心
線、Ｌは中心線間のずれ、Ｈは軸方向の長さの差、Φは
磁束である。従来、マグネット６とステータコア７の対向面の断面
は、平行な直線となっている。マグネット６からステー
タコア７へ入る磁束Φが磁気吸引力の源となっており、
この磁束Φがスラスト軸受作用を行なう。もし、マグネット６とステータコア７が、それらの中
心線O₆，O₇とが一致するように位置したとすると、磁束
Φの分布はその中心線を境にして上下で対称となる。し
かし、そのような位置関係には、維持されない。なぜなら、マグネット６を含むロータ部は浮動してい
て、その自重Ｆが下方に働いているが、前記のような位
置関係であれば、この自重Ｆとつり合う上方への力は発
生されないからである。つり合う力を発生するためには、マグネット６が下降
して、マグネット６の下端部からステータコア７の下端
部へ入る斜め上向きの磁束Φの密度が、マグネット６の
上端部からステータコア７の上端部へ入る斜め下向きの
磁束Φの密度より大になるようにする必要がある。磁束Φの密度の差が大になるにつれ、磁気吸引力の上
方への成分は大になる。そして、その成分の大きさが自
重Ｆとつり合う大きさになる位置で、下降は停止する。
第３図は、上記のように下降した状態を示している。下
降した結果、中心線O₆と中心線O₇との間には、ずれＬを
生じる。しかし、マグネット６が下降した結果、そのマグネッ
ト６の上端がステータコア７の上端より下方になってし
まったのでは、ステータコア７に巻回されているトロイ
ダルコイルのマグネット６に対向している部分の上部付
近に到達する磁束Φが少なくなり、発生する回転力が小
となる。そこで、マグネット６が下降したとき、その上端が少
なくともステータコア７の上端より下方にならないよ
う、マグネット６の軸方向の長さはステータコア７のそ
れより長くされている。図中のＨは、それによって生じ
た軸方向の長さの差である。このように、マグネット６の軸方向の長さをステータ
コア７のそれより長くしなければならないので、モータ
の軸長もそれだけ長くせざるを得ない。また、軸方向の
長さの差Ｈの分だけ、無駄な内部空間を生じてしまう。本考案は、以上のような問題点を解決することを課題
とするものである。

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、本考案では、一端がハウジ
ングに固着され他端が自由端とされた軸と、該軸の周囲
に隙間を隔てて嵌挿され、前記軸と共に動圧空気軸受を
構成している回転スリーブと、該回転スリーブに固着さ
れたマグネットと、該マグネットに対向して前記ハウジ
ングに固着されたステータコアとを少なくとも具え、該
マグネットと該ステータコアの磁気吸引力を利用してス
ラスト軸受作用を行わせているモータにおいて、前記ス
テータコアの前記マグネットとの対向面の中央より上部
にステータコア突部を設けることとした。

【作用】

ステータコア突部を対向面の中央より上部に設けるこ
とにより、マグネットとステータコアとを正対させた状
態で、ステータコア突部の上下で磁束Φの分布を非対称
とすることができ、磁気吸引力の上方へ向かう成分をロ
ータ部の自重につり合う大きさとすることが出来る。そのため、マグネットの軸長をステータコアの軸長よ
り長くする必要はない。その結果、モータの軸長を従来
より短くすることが出来ると共に、無駄な内部空間を生
ずることもなくなる。

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。第１図は、本考案の実施例にかかわるモータである。
第２図の場合と同様、光偏向器の多面鏡を回転するのに
使用した例を示している。符号は、第２図のものに対応している。そして、７−
１はステータコア突部である。構成上、従来のものと異なる点は、ステータコア７の
マグネット６との対向面の中央より上部に、ステータコ
ア突部７−１を設けた点である。第４図は、本考案におけるマグネットとステータコア
の部分の拡大図である。符号は、第３図のものに対応し
ている。ステータコア突部７−１が、ステータコア７の中央よ
り上部に設けてあるので、マグネット６の中心線O₆とス
テータコア７の中心線O₇が一致するように正対（正面に
対向）させた時、ステータコア突部７−１の上下で、磁
束Φの分布状態が非対称になる。即ち、マグネット６からステータコア突部７−１の下
端部に向かう磁束Φの密度は、上端部に向かう磁束Φの
密度より大となる。その結果、磁気吸引力に上方へ向か
う成分を生ずる。ステータコア突部７−１の位置を上部にすればするほ
ど、磁束Φの密度の差は大となり、磁気吸引力の上方へ
向かう成分の大きさも大にすることが出来る。そこで、
該成分がロータ部の自重Ｆにつり合う大きさとなるよ
う、ステータコア突部７−１の位置を選定する。以上のようにステータコア突部７−１を設けることに
より、マグネット６とステータコア７とをモータの軸方
向の中心線を一致させた状態で正対させることが出来る
ので、マグネット６の軸長をステータコア７のそれより
長くする必要はなくなる。そのため、モータの軸長を従
来より短くすることが出来、モータ内部に無駄な空間を
生ずることもなくなる。なお、ステータコア突部７−１はロータの周囲を取り
巻く周状の凸条を成すことになるが、その凸条は必ずし
も完全に連続したものでなくともよい。マグネット６を
ステータコア７に正対する位置に保つ力を発生し得る限
り、途中でところどころ途切れたものとしてもよい。なお、第４図に示すような断面を有するステータコア
であると、トロイダルコイルを巻回するに当たり、トロ
イダルコイルの一部は宙に浮いてしまい、機械的堅固さ
の観点からは好ましくない。そこで、宙に浮くことがないようにするため、断面が
長方形になるようにステータコア突部７−１の両側に絶
縁部材を充填してもよい。そうすると、トロイダルコイ
ルは、絶縁部材で整形されたステータコア７に密着して
巻回でき、一部が宙に浮くことを避けることが出来る。

【考案の効果】

以上述べた如く、本考案では、ステータコアのマグネ
ットとの対向面の上部にステータコア突部を設けて、浮
動しているマグネットとステータコアに正対する位置に
維持する磁気吸引力を生ぜしめるようにした。その結果、マグネットの軸長をステータコアのそれよ
り大にしなくとも良くなり、モータの軸長が従来より小
に出来ると共に、モータ内に無駄な空間を生ずることも
なくなった。

【図面の簡単な説明】

第１図…本考案の実施例にかかわるモータ第２図…従来のモータ第３図…従来のモータにおけるマグネットとステータコ
アの部分の拡大図第４図…本考案のモータにおけるマグネッットとステー
タコアの部分の拡大図図において、１は軸、１−１は動圧発生用溝、２はハウ
ジング、３は回転スリーブ、４はバランス調整用部材付
着溝、５はヨーク、６はマグネット、７はステータコ
ア、７−１はステータコア突部、８はスタッド、９は基
板、10は磁気検出素子、11は多面鏡、12はフランジ、13
はネジ、15は隙間、Ｆはロータ部の自重、Ｌは中心線間
のずれ、Ｈは軸方向の長さの差、O₆はマグネット６の中
心線、O₇はステータコアの中心線、Φは磁束である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一端がハウジングに固着され他端が自由端
とされた軸と、該軸の周囲に隙間を隔てて嵌挿され、前
記軸と共に動圧空気軸受を構成している回転スリーブ
と、該回転スリーブに固着されたマグネットと、該マグ
ネットに対向して前記ハウジングに固着されたステータ
コアとを少なくとも具え、該マグネットと該ステータコ
アの磁気吸引力を利用してスラスト軸受作用を行わせて
いるモータにおいて、前記ステータコアの前記マグネッ
トとの対向面の中央より上部にステータコア突部を設け
たことを特徴とするモータ。