JPH0833266A - 動圧軸受形モータ及びポリゴンミラー駆動用スキャナモータ - Google Patents

動圧軸受形モータ及びポリゴンミラー駆動用スキャナモータ

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JPH0833266A
JPH0833266A JP6163797A JP16379794A JPH0833266A JP H0833266 A JPH0833266 A JP H0833266A JP 6163797 A JP6163797 A JP 6163797A JP 16379794 A JP16379794 A JP 16379794A JP H0833266 A JPH0833266 A JP H0833266A
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JP
Japan
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bearing
air
motor
dynamic pressure
air flow
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JP6163797A
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Kunio Hayashi
邦夫 林
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10—Construction relative to lubrication
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    • F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
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    • H02K5/1675—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings radially supporting the rotary shaft at only one end of the rotor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • 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
    • F16C2380/00—Electrical apparatus
    • F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動圧軸受形モータにおいて、軸受筒と回転軸
との間の軸受隙間の空気を流動させ、そこに結露が生じ
たり、塵埃が付着堆積したりすることを防止する。 【構成】 回転軸３６の外周面に形成したヘリングボー
ン状の溝部３８，３９のうち、最も下側の溝部３９ｂの
軸方向の長さ寸法を、他の溝部の長さ寸法よりも大きく
設定し、ロータ組立３７の回転時に軸受隙間４０に上向
きの空気の流れを発生させるようにする。また、ハウジ
ング２２の筒部２６に空気通路５２を形成する。ロータ
組立３７が回転駆動されると、矢印ａ〜ｄに示すよう
に、軸受隙間４０及び空気通路５２を通してモータケー
ス２１内の空気を循環させる空気循環路５９が形成され
るから、軸受隙間４０の空気は流動するようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、動圧空気軸受を有する
動圧軸受形モータ、及びこの動圧軸受形モータをポリゴ
ンミラー駆動用のスキャナモータに適用したポリゴンミ
ラー駆動用スキャナモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】動圧空気軸受を有する動圧軸受形モータ
を、レーザービームプリンターのレーザースキャニング
に使用されるポリゴンミラー駆動用スキャナモータに適
用した従来構成について、図８を参照して説明する。
【０００３】ハウジング１は、上面側に複数段の凹部を
有すると共に、中央部の底部に筒部２を有していて、そ
の筒部２に円筒状をなす軸受筒３が挿入されて接着固定
され、また、筒部２の底部に底蓋４がねじ止めされてい
る。このハウジング１の上面には軸受筒３を覆う状態で
カバー５がねじ止めされており、これらハウジング１と
カバー５とにより、密閉状態のモータケース６を構成し
ている。このモータケース６内において、ハウジング１
の上部には配線基板７がねじ止めされていて、この配線
基板７の上面に複数個のステータコイル８が接着固定さ
れている。
【０００４】そして、モータケース６の内部には、回転
軸９を備えたロータ組立１０が配設されている。回転軸
９は、外周面に動圧空気軸受手段の一部を構成するヘリ
ングボーン状の溝部１１を上下に２組形成していて、上
記軸受筒３内に回転自在に挿通支持されている。これら
回転軸９と軸受筒３とにより動圧軸受手段を構成してい
る。
【０００５】回転軸９の上部にはフランジ１２が取付固
定されており、このフランジ１２にロータヨーク１３が
接着固定されている。このロータヨーク１３の下面には
環状をなすロータマグネット１４が接着固定されてい
て、このロータマグネット１４が、上記ステータコイル
８に対して軸方向に所定の空隙を存する状態で上方から
対向配置されている。また、フランジ１２の上部には、
ポリゴンミラー１５が装着されている。
【０００６】フランジ１２の下部には、取付部材１６が
回転軸９と一体回転するように取付固定されている。こ
の取付部材１６は軸受筒３を上方から包囲する状態で配
線基板７を貫通していて、下部に回転ヨーク１６ａが配
線基板７の下方に位置して取り付けられていると共に、
環状をなすロータ側磁気浮上用マグネット１７が取り付
けられている。
【０００７】回転ヨーク１６ａは磁気収束用のヨークで
あり、ロータマグネット１４の磁気吸引力は常にこの回
転ヨーク１６ａに作用して引き付けようとするが、ロー
タマグネット１４及び回転ヨーク１６ａは、共に回転軸
９にフランジ１２或いは取付部材１６を介して固定され
ているので、これらの距離は変ることなく常に一定に維
持される。従って、ロータマグネット１４の磁気吸引力
をロータ組立１０内で相殺することができ、結果として
スラスト荷重をロータ組立１０の自重のみに低減するこ
とができる。
【０００８】ハウジング１側には、ロータ側磁気浮上用
マグネット１７を包囲するように環状のステータ側磁気
浮上用マグネット１８が固定されていて、ロータ組立１
０のスラスト荷重を、これらロータ側磁気浮上用マグネ
ット１７とステータ側磁気浮上用マグネット１８の磁気
反発力を利用して受ける構成となっている。
【０００９】しかして、上記構成において、ロータ組立
１０が回転駆動されると、ヘリングボーン状の溝部１１
の作用で、軸受筒３の内周面と回転軸９の外周面との間
の数μｍの軸受隙間１９に空気が引き込まれて高圧の動
圧を発生し、この動圧空気軸受作用により、回転軸９は
軸受筒３に対して非接触状態で回転される。このような
動圧空気軸受を用いたモータは、高速回転に適してい
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな動圧軸受形モータにおいては、次のような問題点が
ある。この種のモータは高速回転（例えば１００００r.
p.m 以上）で使用されることが多く、その高速回転時に
おいて、動圧を発生する空気は、軸受筒３と回転軸９と
の間の軸受隙間１９に高圧で閉じ込められる状態にな
り、その空気に含まれていた水分が高圧化されることに
より凝縮して軸受隙間１９に結露が生じ、この結露によ
り、動圧空気軸受による正常な回転駆動を阻害するとい
う問題があると共に、回転軸９に錆を発生させる結果に
もなる。
【００１１】また、モータケース６内に発生する微量の
塵埃が空気と共に狭い軸受隙間１９に一旦持ち込まれる
と、そこに止まり、軸受筒３の内周面や回転軸９の外周
面に付着して堆積し、これによっても動圧空気軸受によ
る正常な回転駆動を阻害することになる。
【００１２】さらに、軸受隙間１９で高圧になった空気
は発熱し、軸受部に温度上昇をもたらす。このことは、
回転軸９と軸受筒３の材質の違い（例えば回転軸９はス
テンレス鋼、軸受筒３はセラミック）による熱膨脹係数
の差で、温度上昇に伴い軸受隙間１９が変化し、これに
よっても動圧空気軸受による正常な回転駆動を阻害する
ことになる。
【００１３】また、特にポリゴンミラー駆動用モータに
おいては、モータケース６内での微量の塵埃の発生も、
時間の経過と共にその量を増やし、これが回転中のポリ
ゴンミラー１５のミラー面に衝突してそのミラー面を傷
付け、ミラーの反射率を低下させるおそれもある。
【００１４】そこで、本発明の目的は、軸受筒と回転軸
との間の軸受隙間に結露が生じたり、塵埃が付着堆積し
たりすることを防止できて、動圧空気軸受による正常な
回転駆動を確保することができる動圧軸受形モータを提
供することと、ポリゴンミラーの反射率の低下を防止で
きると共に、高精度で高性能なスキャンニングを長期間
にわたって行うことが可能なポリゴンミラー駆動用スキ
ャナモータを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１の動圧軸受形モ
ータは、軸受筒を備えたハウジングとこのハウジングに
前記軸受筒を覆う状態で装着されたカバーを有して構成
されたモータケースと、このモータケースの内部に配設
され、前記軸受筒内に回転自在に挿通支持された回転軸
を備えたロータ組立と、前記回転軸と前記軸受筒との間
に設けられた動圧空気軸受手段と、前記ロータ組立の回
転時に前記回転軸と軸受筒との間の軸受隙間に軸方向の
一方側から他方側への空気の流れを発生させる空気流発
生手段と、前記ハウジングに設けられた空気通路とを具
備し、前記ロータ組立の回転に基づき、モータケース内
に、前記軸受隙間及び空気通路を通してモータケース内
の空気を循環させる空気循環路を形成することを特徴と
するものである。
【００１６】この場合、空気循環路中に、塵埃除去用の
エアーフィルタを設けることが好ましい（請求項３）。
【００１７】請求項２の動圧軸受形モータは、軸受筒を
備えたハウジングとこのハウジングに前記軸受筒を覆う
状態で装着されたカバーを有して構成されたモータケー
スと、このモータケースの内部に配設され、前記軸受筒
内に回転自在に挿通支持された回転軸を備えたロータ組
立と、前記回転軸と前記軸受筒との間に設けられた動圧
空気軸受手段と、前記ロータ組立の回転時に前記回転軸
と軸受筒との間の軸受隙間に軸方向の一方側から他方側
への空気の流れを発生させる空気流発生手段と、前記ハ
ウジングに前記軸受隙間の一方側と外部とを連通するよ
うに設けられた空気流入口と、前記ハウジングの外周部
にモータケースの内部と外部とを連通するように設けら
れた空気流出口とを具備し、前記ロータ組立の回転に基
づき、モータケース内に、前記空気流入口から外部の空
気を軸受隙間に流入させると共に、その空気をモータケ
ースの内部を通して前記空気流出口から外部へ流出させ
る空気流通路を形成することを特徴とするものである。
【００１８】この場合、空気流入口及び空気流出口に、
塵埃除去用のエアーフィルタを設けることが好ましい
（請求項４）。また、空気流通路中に、磁性体性の粉塵
を除去するための磁石を設けると良い（請求項５）。さ
らに、塵埃除去用のエアーフィルタ及び磁性体性の粉塵
を除去するための磁石を有するカセットケースを備え、
このカセットケースを、空気流出口にモータケースの外
部から着脱可能に装着する構成とすることが好ましい
（請求項６）。
【００１９】また、動圧空気軸受手段として回転軸の外
周面にヘリングボーン状の溝部を形成した動圧軸受形モ
ータにおいて、軸受隙間に空気流を発生させる空気流発
生手段としては、上記溝部の軸方向の長さ寸法を軸方向
の一方側のものが他方側のものより長くなるように設定
することによって構成したり（請求項７）、溝部の流入
角度を軸方向の一方側のものと他方側のものとで異なら
せることによって構成したり（請求項８）、溝部の深さ
を軸方向の一方側のものと他方側のものとで異ならせる
ことによって構成したり（請求項９）、或いは、回転軸
と軸受筒との間の軸受隙間の寸法を軸方向の一方側が他
方側より小さくなるように設定することによって構成し
たりすることができる（請求項１０）。
【００２０】請求項１の動圧軸受形モータの回転軸の一
端部に該回転軸と一体に回転するポリゴンミラーを備え
たポリゴンミラー駆動用スキャナモータにおいて、空気
循環路は、ポリゴンミラーの外周部部分を避ける形態で
設けることが好ましい（請求項１１）。
【００２１】また、請求項２の動圧軸受形モータの回転
軸の一端部に該回転軸と一体に回転するポリゴンミラー
を備えたポリゴンミラー駆動用スキャナモータにおい
て、空気流通路は、ポリゴンミラーの外周部部分を避け
る形態で設けることが好ましい（請求項１２）。
【００２２】そして、上記した動圧軸受形モータを、ポ
リゴンミラー駆動用スキャナモータに適用することが好
ましい（請求項１３）。
【００２３】
【作用】請求項１の動圧軸受形モータによれば、ロータ
組立の回転に基づき軸受隙間において高圧になった空気
は、軸受隙間に止まらず、空気循環路を通して常に流動
することになる。このため、軸受隙間において結露が生
ずることを防止できると共に、モータケース内に発生す
る塵埃が軸受筒の内周面や回転軸の外周面に付着堆積す
ることを極力防止することができる。さらに、軸受隙間
の空気は流動しているので、軸受部における温度上昇も
抑えることができる。
【００２４】請求項３の動圧軸受形モータによれば、空
気循環路中に塵埃除去用のエアーフィルタを設けている
ので、モータケース内で発生した塵埃をエアーフィルタ
により除去することができ、これにより塵埃が軸受筒や
回転軸に付着堆積することを一層確実に防止することが
できる。
【００２５】請求項２の動圧軸受形モータによれば、請
求項１の場合と同様に、ロータ組立の回転に基づき軸受
隙間において高圧になった空気は、軸受隙間に止まら
ず、空気流通路を通して常に流動することになる。この
ため、軸受隙間において結露が生ずることを防止できる
と共に、モータケース内に発生する塵埃が軸受筒や回転
軸に付着堆積することを極力防止することができる。
【００２６】さらに、空気流通路はモータケースの外部
に連通していて、空気流通路を流れる空気は外部の空気
と入れ替えられることになるため、空気流通路を流れる
空気によって軸受部分及びモータケース内部が冷却され
るようになり、よって軸受部分やモータ全体の温度上昇
を一層抑えることができる。
【００２７】請求項４の動圧軸受形モータによれば、空
気流通路の空気流入口及び空気流出口に塵埃除去用のエ
アーフィルタを設けているので、モータケース内で発生
する塵埃が軸受筒や回転軸に付着堆積することを極力防
止することができると共に、塵埃がモータケースの内部
から外部へ流出すること、及び外部から内部へ流入する
ことも防止できる。
【００２８】請求項５の動圧軸受形モータによれば、空
気流通路中に磁性体性の粉塵を除去するための磁石を設
けているので、塵埃のうちの磁性体性の粉塵を一層確実
に除去することができる。
【００２９】請求項６の動圧軸受形モータによれば、塵
埃除去用のエアーフィルタ及び磁性体性の粉塵除去用の
磁石を有するカセットケースをモータケースの外部から
着脱可能に装着しているので、それらエアーフィルタ及
び磁石の着脱を簡単に行うことができる。
【００３０】請求項７〜１０の動圧軸受形モータによれ
ば、軸受隙間に空気の流れを良好に発生させることがで
きる。
【００３１】請求項１１のポリゴンミラー駆動用スキャ
ナモータによれば、空気循環路はポリゴンミラーを避け
て設けられているので、その空気循環路を流通する空気
中に塵埃が含まれていても、その塵埃がポリゴンミラー
に衝突することを防止することができる。
【００３２】請求項１２のポリゴンミラー駆動用スキャ
ナモータによれば、請求項１１の場合と同様に、空気流
通路はポリゴンミラーを避けて設けられているので、そ
の空気流通路を流通する空気中に塵埃が含まれていて
も、その塵埃がポリゴンミラーに衝突することを防止す
ることができる。
【００３３】請求項１３のポリゴンミラー駆動用スキャ
ナモータによれば、高精度でクリーンな動圧軸受形モー
タを用いたことにより、高精度で高性能なスキャンニン
グを長期間にわたって行うことが可能となる。
【００３４】
【実施例】以下、本発明の動圧軸受形モータをレーザー
ビームプリンターのレーザースキャニングに使用される
ポリゴンミラー駆動用スキャナモータに適用した第１実
施例について図１ないし図３を参照して説明する。
【００３５】まず全体構成を示す図２において、モータ
ケース２１は、ハウジング２２と、これの上部にねじ２
３により装着されたカバー２４とから密閉状態となるよ
うに構成されている。
【００３６】このうち、ハウジング２２は、上面側に３
段の凹部２５ａ〜２５ｃを有すると共に、中央部の底部
に筒部２６を有していて、その筒部２６に円筒状をなす
軸受筒２７が挿入されて接着固定され、また、筒部２６
の底部に底蓋２８がねじ２９により取り付けられてい
る。筒部２６の下面はこの底蓋２８により閉塞されてい
る。軸受筒２７の下面と底蓋２８の上面との間には、図
１にも示すように隙間３０が形成されている。
【００３７】ハウジング２２の上段の凹部２５ａには、
配線基板３１がねじ３２により取付固定されていて、こ
の配線基板３１の上面に複数個のステータコイル３３が
接着固定されている。また、ハウジング２２の下段の凹
部２５ｃには、環状をなすステータ側磁気浮上用マグネ
ット３４が固定されていて、これの上面に環状をなすヨ
ーク３５が固定されている。
【００３８】そして、モータケース２１の内部には、回
転軸３６を備えたロータ組立３７が回転可能に配設され
ている。回転軸３６の外周面には、動圧空気軸受手段の
一部を構成するヘリングボーン状の溝部３８，３９を上
下に２組形成していて、上記軸受筒２７内に回転自在に
挿通支持されている。これら回転軸３６と軸受筒２７と
により動圧空気軸受手段４０ａを構成している。軸受筒
２７の内周面と回転軸３６の外周面との間には、数μｍ
の軸受隙間４０（図１参照）が形成されている。各溝部
３８，３９は、上側の第１の溝部３８ａ，３９ａと下側
の第２の溝部３８ｂ，３９ｂとを有していて、これら第
１の溝部３８ａ，３９ａと第２の溝部３８ｂ，３９ｂと
は傾斜方向が逆向きとなっている。
【００３９】回転軸３６の上部にはフランジ４１が取付
固定されており、このフランジ４１にロータヨーク４２
が接着固定されている。このロータヨーク４２の下面に
は環状をなすロータマグネット４３が接着固定されてい
て、このロータマグネット４３が、上記ステータコイル
３３に対して軸方向に所定の空隙を存する状態で上方か
ら対向配置されている。また、フランジ４１の上部に
は、ポリゴンミラー４４がミラー押え４５及びねじ４６
によって装着されており、このポリゴンミラー４４はロ
ータ組立３７と一体回転する構成となっている。
【００４０】フランジ４１の下部には、取付部材４７が
回転軸３６と一体回転するように取付固定されている。
この取付部材４７は、図１に示すように軸受筒２７を上
方から覆う状態で配線基板３１の孔３１ａを貫通してい
て、その下部に回転ヨーク４８が配線基板３１の下方に
位置して該配線基板３１と平行となるように取り付けら
れていると共に、環状をなすロータ側磁気浮上用マグネ
ット４９が取り付けられている。
【００４１】回転ヨーク４８は磁気収束用のヨークであ
り、ロータマグネット４３の磁気吸引力は常にこの回転
ヨーク４８に作用して引き付けようとするが、ロータマ
グネット４３及び回転ヨーク４８は、共に回転軸３６に
フランジ４１或いは取付部材４７を介して固定されてい
るので、これらの距離は変ることなく常に一定に維持さ
れる。従って、ロータマグネット４３の磁気吸引力をロ
ータ組立３７内で相殺することができ、結果としてスラ
スト荷重をロータ組立３７の自重のみに低減することが
できる。
【００４２】取付部材４７の内面と軸受筒２７の外面と
の間には隙間５０が形成されている。また、ロータ側磁
気浮上用マグネット４９は、上記ステータ側磁気浮上用
マグネット３４内に挿入された状態となっており、これ
らロータ側磁気浮上用マグネット４９の外周面とステー
タ側磁気浮上用マグネット３４の内周面との間にも隙間
５１が形成されている。
【００４３】ロータ側磁気浮上用マグネット４９とステ
ータ側磁気浮上用マグネット３４は、それぞれ上部がＮ
極で、下部がＳ極となるように着磁されており、ロータ
組立３７のスラスト荷重を、これらロータ側磁気浮上用
マグネット４９とステータ側磁気浮上用マグネット３４
の磁気反発力を利用して受ける構成となっている。
【００４４】ハウジング２２における筒部２６部分に
は、上下方向に延びる孔からなる空気通路５２が例えば
左右の２箇所に形成されている。この空気通路５２は、
上端が下側の凹部２５ｃにおいて開口し、下端が軸受筒
２７の下端部において開口して隙間３０と連通してい
る。空気通路５２の上端開口部分には、塵埃除去用のエ
アーフィルタ５３が設けられている。
【００４５】ここで、図３に示すように、回転軸３６の
外周面に形成された２組の溝部３８，３９のうち、上側
の溝部３８における第１及び第２の溝部３８ａ，３８
ｂ、並びに下側の溝部３９における上側の第１の溝部３
９ａの軸方向の長さ寸法Ａ１は同一に設定していて、下
側の溝部３９における下側の第２の溝部３９ｂの軸方向
の長さ寸法Ａ２を、上記長さ寸法Ａ１よりも大きくなる
ように設定している（Ａ２＞Ａ１）。
【００４６】このように、下側の溝部３９における下側
の第２の溝部３９ｂの軸方向の長さ寸法Ａ２を、他の溝
部３８ａ，３８ｂ，３９ａの長さ寸法Ａ１よりも大きく
設定することによって、ロータ組立３７の回転時に回転
軸３６の外周面と軸受筒２７の内周面との間の軸受隙間
４０に下側から上側への空気の流れを発生させる空気流
発生手段を構成している。
【００４７】なお、ハウジング２２の下方には、駆動回
路（図示せず）を備えた基板５４が配置されている。こ
の基板５４は、ハウジング２２にスペーサ５５を介して
ねじ５６により取付固定されている。この基板５４の回
路とモータケース２１内の配線基板３１の回路とはコネ
クタ５７を介して電気的に接続されている。また、カバ
ー２４において、ポリゴンミラー４４の外周部と対応す
る部位の１箇所には窓部５８が設けられていて、この窓
部５８を通してレーザー光が出入りするようになってい
る。
【００４８】さて、上記構成において、ロータ組立３７
が回転駆動されると、ヘリングボーン状の溝部３８，３
９の作用で、軸受筒２７と回転軸３６との間の軸受隙間
４０に空気が引き込まれて高圧の動圧を発生し、この動
圧空気軸受作用により、回転軸３６は軸受筒２７に対し
て非接触状態で回転される。
【００４９】ここで、溝部３８，３９のうち、下側の溝
部３９における下側の第２の溝部３９ｂの軸方向の長さ
寸法Ａ２を、他の溝部３８ａ，３８ｂ，３９ａの長さ寸
法Ａ１よりも大きく設定しているので、ロータ組立３７
の回転に基づき軸受隙間４０に発生する動圧の圧力は下
側が上側よりも大きくなる。このため、軸受隙間４０に
は、下側の空気を上方へ押し上げる流れが発生し、図１
に矢印ａで示すように、下から上へ向く空気の流れが発
生する。
【００５０】軸受隙間４０を上向きに流れた空気は、軸
受筒２７の上端に出た後、隙間５０を通り軸受筒２７の
外面に沿って下降する（矢印ｂ参照）。そして、その空
気は、エアフィルタ５３を通過して空気通路５２を下向
きに流れ（矢印ｃ参照）、軸受筒２７下端の隙間３０を
通って（矢印ｄ参照）、再び軸受隙間４０に戻されると
いうように循環する。
【００５１】従って、この場合、ロータ組立３７の回転
に基づき、モータケース２１内に、軸受隙間４０と、隙
間５０と、空気通路５２と、隙間３０とによって、モー
タケース２１内の空気を循環させる空気循環路５９を形
成している。
【００５２】このような第１実施例によれば、ロータ組
立３７の回転に基づき軸受隙間４０において高圧になっ
た空気は、軸受隙間４０に止まらず、空気循環路５９を
通して常に流動することになる。このため、軸受隙間４
０において結露が生ずることを防止でき、また、モータ
ケース２１内に塵埃が発生したとしても、その塵埃が軸
受筒２７の内周面や回転軸３６の外周面に付着堆積する
ことを極力防止することができる。さらに、軸受隙間４
０の空気は流動しているので、軸受部における温度上昇
も抑えることができ、総じて動圧空気軸受による正常な
回転駆動を確保することができる。
【００５３】また、空気循環路５９中に塵埃除去用のエ
アーフィルタ５３を設けているので、モータケース２１
内で発生した塵埃をそのエアーフィルタ５３により除去
することができ、これにより塵埃が軸受筒２７や回転軸
３６に付着堆積することを一層確実に防止することがで
きる。
【００５４】さらに、空気循環路５９はポリゴンミラー
４４の外周部を避けて設けられているので、その空気循
環路５９を流通する空気中に塵埃が含まれていたとして
も、その塵埃がポリゴンミラー４４に衝突することを防
止することができる。よって、ポリゴンミラー４４のミ
ラー面を傷付けることを防止できるので、ミラーの反射
率を低下させることを防止できる。
【００５５】この第１実施例において、空気流発生手段
を構成する溝部３８，３９は、軸方向の長さ寸法が、最
も下側の溝部３９ｂから上側の溝部３８ａへ向かうに従
って、徐々に短くなるように構成してもよい。
【００５６】次に本発明の第２実施例について、図４及
び図５を参照して説明する。ただし、第１実施例と同一
の部分には同一の符号を付して説明は省略し、異なる部
分について説明する。
【００５７】ハウジング２２における筒部２６には、第
１実施例における空気通路５２は形成されていない。こ
れに代わり、ハウジング２２の底蓋２８に、軸受隙間４
０とモータケース２１の外部とを連通する空気流入口６
０を設けると共に、ハウジング２２の外周部に、モータ
ケース２１の内部と外部とを連通する空気流出口６１を
設け、これら空気流入口６０及び空気流出口６１に塵埃
除去用のエアーフィルタ６２，６３を設けている。
【００５８】しかして、この第２実施例において、ロー
タ組立３７が回転駆動されると、ヘリングボーン状の溝
部３８，３９の作用で、軸受筒２７と回転軸３６との間
の軸受隙間４０に空気が引き込まれて高圧の動圧を発生
することになる。このとき軸受隙間４０に引き込まれる
空気は、空気流入口６０からエアーフィルタ６２を介し
て引き込まれることになる（図４の矢印ｅ参照）。従っ
て、軸受隙間４０には、モータケース２１の外部の空気
が流入することになる。
【００５９】軸受隙間４０に引き込まれた空気は、この
軸受隙間４０内を上方へと押し上げられ（矢印ｆ参
照）、軸受筒２７の上端に出た後、隙間５０を通り、軸
受筒２７の外面に沿って下降する（矢印ｇ参照）。そし
て、その空気は、ロータ側磁気浮上用マグネット４９の
下方を通り、ロータ側磁気浮上用マグネット４９とステ
ータ側磁気浮上用マグネット３４との間の隙間５１を上
に向かって流れ（矢印ｈ参照）、さらに、回転ヨーク４
８の下面とハウジング２２の第２の凹部２５ｂの上面と
の間（矢印ｉ参照）、回転ヨーク４８の上面と配線基板
３１の下面との間（矢印ｊ参照）を通った後、配線基板
３１の孔３１ａと取付部材４７の外面との間（矢印ｋ参
照）、ロータマグネット４３の下面とステータコイル３
３の上面との間を通って（矢印ｌ参照）、空気流出口６
１へ至り（矢印ｍ参照）、エアーフィルタ６３を通過し
てモータケース２１の外部へ排出されることになる（矢
印ｎ参照）。
【００６０】従って、この場合、ロータ組立３７の回転
に基づき、モータケース２１内に、空気流入口６０から
外部の空気を軸受隙間４０に流入させると共に、その空
気をモータケース２１内部のステータコイル３３部分を
通して空気流出口６１から外部へ流出させる空気流通路
６４を形成している。
【００６１】このような第２実施例によれば、第１実施
例の場合と同様に、ロータ組立３７の回転に基づき軸受
隙間４０において高圧になった空気は、軸受隙間４０に
止まらず、空気流通路６４を通して常に流動することに
なる。このため、軸受隙間４０において結露が生ずるこ
とを防止でき、また、モータケース２１内に塵埃が発生
したとしても、その塵埃が軸受筒２７の内周面や回転軸
３６の外周面に付着堆積することを極力防止することが
できる。
【００６２】さらに、空気流通路６４はモータケース２
１の外部に連通していて、空気流通路６４を流れる空気
は外部の空気と入れ替えられることになるため、空気流
通路６４を流れる空気によって軸受部分、及びモータケ
ース２１内のステータコイル３３部分が冷却されるよう
になり、よって軸受部分及びモータ全体の温度上昇を一
層抑えることができ、総じて動圧空気軸受による正常な
回転駆動を確保することができる。
【００６３】また、空気流通路６４の空気流入口６０及
び空気流出口６１に塵埃除去用のエアーフィルタ６２，
６３を設けているので、微量の塵埃もそれらエアーフィ
ルタ６２，６３で除去することができる。よって、塵埃
が軸受筒２７や回転軸３６に付着堆積することを極力防
止することができると共に、塵埃がモータケース２１の
内部から外部へ流出すること、及び外部から内部へ流入
することも防止でき、いわゆるセルフクリーニング効果
がある。
【００６４】さらに、空気流通路６４はポリゴンミラー
４４の外周部を避けて設けられているので、その空気流
通路６４を流通する空気中に塵埃が含まれていたとして
も、その塵埃がポリゴンミラー４４に衝突することを防
止することができる。よって、ポリゴンミラー４４のミ
ラー面を傷付けることを防止できるので、ミラーの反射
率を低下させることを防止できる。
【００６５】次に本発明の第３実施例について、図６を
参照して説明する。この第３実施例は、上記した第２実
施例とは次の点が異なっている。すなわち、エアーフィ
ルタ６３とこのエアーフイルタ６３の上部に設けられた
環状をなす磁石６５とをカセットケース６６に収納して
ユニット化し、このカセットケース６６を、ハウジング
２２における空気流出口６１にモータケース２１の外部
から着脱可能に装着している。
【００６６】このような第３実施例によれば、第２実施
例で得られる効果に加えて、次のような利点がある。す
なわち、空気流出口６１に磁石６５を設けているので、
その磁石６５により鉄や磁気材料等の磁性体性の粉塵を
除去することができ、粉塵を一層確実に除去することが
できる。また、エアーフィルタ６３と磁石６５とを収納
したカセットケース６６を、モータケース２１の外部か
ら着脱可能に装着した構成としているので、それらエア
ーフィルタ６３及び磁石６５の着脱作業を容易に行うこ
とができる。
【００６７】図７は本発明の第４実施例を示したもので
ある。この第４実施例は、上記した第１〜第３実施例と
は、軸受隙間４０に空気の流れを発生させるための空気
流発生手段の構成が異なっている。
【００６８】すなわち、回転軸３６の外周面に形成され
た２組のヘリングボーン状の溝部６７，６８は、上側の
第１の溝部６７ａ，６８ａと下側の第２の溝部６７ｂ，
６８ｂとを有している。このうち、下側の溝部６８にお
ける下側の第２の溝部６８ｂの流入角度θ１を例えば２
５度に設定し、他の溝部６７ａ，６７ｂ，６８ａの流入
角度θ２をそのθ１よりも大きくなるように設定してい
る（θ１＜θ２）。
【００６９】このように、下側の溝部６８における下側
の第２の溝部６８ｂの流入角度θ１を、他の溝部６７
ａ，６７ｂ，６８ａの流入角度θ２よりも小さく設定す
ることによって、回転軸３６と軸受筒２７との間の軸受
隙間４０に下側から上側への空気の流れを発生させる空
気流発生手段を構成している。
【００７０】このような構成とした場合でも、ロータ組
立３７の回転に基づき軸受隙間４０に発生する動圧の圧
力は下側が上側よりも大きくなり、軸受隙間４０に下側
から上側への空気の流れを発生させることができる。
【００７１】本発明、上記した各実施例にのみ限定され
るものではなく、次のように変形または拡張することが
できる。空気流発生手段としては、例えば第１実施例に
おけるヘリングボーン状の溝部３８，３９の溝の深さ
を、流入側と流出側で変えることによっても達成でき
る。具体的には、溝部の深さを、軸受隙間４０と同等と
したときに最も大きな圧力が得られるので、軸受隙間４
０において上向きの空気の流れを発生させるためには、
下側の溝部３９における下側の第２の溝部３９ｂの深さ
を軸受隙間４０と同等となるように設定し、他の溝部３
８ａ，３８ｂ，３９ａの深さはそれよりも浅く設定して
もよいし、深く設定しても良い。
【００７２】また、空気流発生手段としては、上記した
手段に代えて、軸受隙間４０の寸法を流入側と流出側で
変えることによっても達成できる。具体的には、軸受隙
間４０の寸法が小さい程大きな圧力が得られるので、軸
受隙間４０において上向きの空気の流れを発生させるた
めには、軸受隙間４０の寸法を下側が上側よりも小さく
なるように設定する。
【００７３】さらに、空気流発生手段は、上記した手段
を２つ、或いはそれ以上組み合わせることもできる。ま
た、溝部３８，３９は、２組に限られず、１組でも良
い。
【００７４】
【発明の効果】請求項１の動圧軸受形モータによれば、
ロータ組立の回転に基づき軸受隙間において高圧になっ
た空気は、軸受隙間に止まらず、空気循環路を通して常
に流動することになる。このため、軸受隙間において結
露が生ずることを防止できると共に、モータケース内に
発生する塵埃が軸受筒の内周面や回転軸の外周面に付着
堆積することを極力防止することができる。さらに、軸
受隙間の空気は流動しているので、軸受部における温度
上昇も抑えることができ、総じて動圧空気軸受による正
常な回転駆動を確保することができる。
【００７５】請求項３の動圧軸受形モータによれば、空
気循環路中に塵埃除去用のエアーフィルタを設けている
ので、モータケース内で発生した塵埃をエアーフィルタ
により除去することができ、これにより塵埃が軸受筒や
回転軸に付着堆積することを一層確実に防止することが
できる。
【００７６】請求項２の動圧軸受形モータによれば、請
求項１の場合と同様に、ロータ組立の回転に基づき軸受
隙間において高圧になった空気は、軸受隙間に止まら
ず、空気流通路を通して常に流動することになる。この
ため、軸受隙間において結露が生ずることを防止できる
と共に、モータケース内に発生する塵埃が軸受筒や回転
軸に付着堆積することを極力防止することができる。
【００７７】さらに、空気流通路はモータケースの外部
に連通していて、空気流通路を流れる空気は外部の空気
と入れ替えられることになるため、空気流通路を流れる
空気によって軸受部分及びモータケース内部が冷却され
るようになり、よって軸受部分やモータ全体の温度上昇
を一層抑えることができ、総じて動圧空気軸受による正
常な回転駆動を確保することができる。
【００７８】請求項４の動圧軸受形モータによれば、空
気流通路の空気流入口及び空気流出口に塵埃除去用のエ
アーフィルタを設けているので、モータケース内で発生
する塵埃が軸受筒や回転軸に付着堆積することを極力防
止することができると共に、塵埃がモータケースの内部
から外部へ流出すること、及び外部から内部へ流入する
ことも防止できる。
【００７９】請求項５の動圧軸受形モータによれば、空
気流通路中に磁性体性の粉塵を除去するための磁石を設
けているので、塵埃のうちの磁性体性の粉塵を一層確実
に除去することができる。
【００８０】請求項６の動圧軸受形モータによれば、塵
埃除去用のエアーフィルタ及び磁性体性の粉塵除去用の
磁石を有するカセットケースをモータケースの外部から
着脱可能に装着しているので、それらエアーフィルタ及
び磁石の着脱を簡単に行うことができる。
【００８１】請求項７〜１０の動圧軸受形モータによれ
ば、軸受隙間に空気の流れを良好に発生させることがで
きる。
【００８２】請求項１１のポリゴンミラー駆動用スキャ
ナモータによれば、空気循環路はポリゴンミラーを避け
て設けられているので、その空気循環路を流通する空気
中に塵埃が含まれていても、その塵埃がポリゴンミラー
に衝突することを防止でき、ひいてはミラーの反射率の
低下を防止することができる。
【００８３】請求項１２のポリゴンミラー駆動用スキャ
ナモータによれば、請求項１１の場合と同様に、空気流
通路はポリゴンミラーを避けて設けられているので、そ
の空気流通路を流通する空気中に塵埃が含まれていて
も、その塵埃がポリゴンミラーに衝突することを防止で
き、ひいてはミラーの反射率の低下を防止することがで
きる。
【００８４】請求項１３のポリゴンミラー駆動用スキャ
ナモータによれば、高精度でクリーンな動圧軸受形モー
タを用いたことにより、高精度で高性能なスキャンニン
グを長期間にわたって行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す要部の拡大縦断面図
【図２】全体の縦断面図
【図３】回転軸の部分拡大正面図
【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図５】図２相当図
【図６】本発明の第３実施例を示す図２相当図
【図７】本発明の第４実施例を示す図３相当図
【図８】従来構成を示す図２相当図
【符号の説明】
２１はモータケース、２２はハウジング、２４はカバ
ー、２７は軸受筒、３３はステータコイル、３６は回転
軸、３７はロータ組立、３８，３９は溝部（空気流発生
手段）、４０は軸受隙間、４０ａは動圧空気軸受手段、
４４はポリゴンミラー、５２は空気通路、５３はエアー
フィルタ、５９は空気循環路、６０は空気流入口、６１
は空気流出口、６２，６３はエアーフィルタ、６４は空
気流通路、６５は磁石、６６はカセットケース、６７，
６８は溝部（空気流発生手段）である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｋ 17/02 Ａ 21/24 Ｍ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸受筒を備えたハウジングとこのハウジ
    ングに前記軸受筒を覆う状態で装着されたカバーを有し
    て構成されたモータケースと、 このモータケースの内部に配設され、前記軸受筒内に回
    転自在に挿通支持された回転軸を備えたロータ組立と、 前記回転軸と前記軸受筒との間に設けられた動圧空気軸
    受手段と、 前記ロータ組立の回転時に前記回転軸と軸受筒との間の
    軸受隙間に軸方向の一方側から他方側への空気の流れを
    発生させる空気流発生手段と、 前記ハウジングに設けられた空気通路とを具備し、 前記ロータ組立の回転に基づき、モータケース内に、前
    記軸受隙間及び空気通路を通してモータケース内の空気
    を循環させる空気循環路を形成することを特徴とする動
    圧軸受形モータ。
  2. 【請求項２】 軸受筒を備えたハウジングとこのハウジ
    ングに前記軸受筒を覆う状態で装着されたカバーを有し
    て構成されたモータケースと、 このモータケースの内部に配設され、前記軸受筒内に回
    転自在に挿通支持された回転軸を備えたロータ組立と、 前記回転軸と前記軸受筒との間に設けられた動圧空気軸
    受手段と、 前記ロータ組立の回転時に前記回転軸と軸受筒との間の
    軸受隙間に軸方向の一方側から他方側への空気の流れを
    発生させる空気流発生手段と、 前記ハウジングに前記軸受隙間の一方側と外部とを連通
    するように設けられた空気流入口と、 前記ハウジングの外周部にモータケースの内部と外部と
    を連通するように設けられた空気流出口とを具備し、 前記ロータ組立の回転に基づき、モータケース内に、前
    記空気流入口から外部の空気を軸受隙間に流入させると
    共に、その空気をモータケースの内部を通して前記空気
    流出口から外部へ流出させる空気流通路を形成すること
    を特徴とする動圧軸受形モータ。
  3. 【請求項３】 空気循環路中に、塵埃除去用のエアーフ
    ィルタを設けたことを特徴とする請求項１記載の動圧軸
    受形モータ。
  4. 【請求項４】 空気流入口及び空気流出口に、塵埃除去
    用のエアーフィルタを設けたことを特徴とする請求項２
    記載の動圧軸受形モータ。
  5. 【請求項５】 空気流通路中に、磁性体性の粉塵を除去
    するための磁石を設けたことを特徴とする請求項２また
    は４記載の動圧軸受形モータ。
  6. 【請求項６】 塵埃除去用のエアーフィルタ及び磁性体
    性の粉塵を除去するための磁石を有するカセットケース
    を備え、このカセットケースを、空気流出口にモータケ
    ースの外部から着脱可能に装着したことを特徴とする請
    求項２記載の動圧軸受形モータ。
  7. 【請求項７】 動圧空気軸受手段は回転軸の外周面に形
    成されたヘリングボーン状の溝部を有し、空気流発生手
    段は、その溝部の軸方向の長さ寸法を軸方向の一方側の
    ものが他方側のものより長くなるように設定することに
    よって構成されていることを特徴とする請求項１または
    ２記載の動圧軸受形モータ。
  8. 【請求項８】 動圧空気軸受手段は回転軸の外周面に形
    成されたヘリングボーン状の溝部を有し、空気流発生手
    段は、その溝部の流入角度を軸方向の一方側のものと他
    方側のものとで異ならせることによって構成されている
    ことを特徴とする請求項１または２記載の動圧軸受形モ
    ータ。
  9. 【請求項９】 動圧空気軸受手段は回転軸の外周面に形
    成されたヘリングボーン状の溝部を有し、空気流発生手
    段は、その溝部の深さを軸方向の一方側のものと他方側
    のものとで異ならせることによって構成されていること
    を特徴とする請求項１または２記載の動圧軸受形モー
    タ。
  10. 【請求項１０】 空気流発生手段は、回転軸と軸受筒と
    の間の軸受隙間の寸法を軸方向の一方側が他方側より小
    さくなるように設定することによって構成されているこ
    とを特徴とする請求項１または２記載の動圧軸受形モー
    タ。
  11. 【請求項１１】 請求項１記載の動圧軸受形モータにお
    いて、回転軸の一端部に該回転軸と一体に回転するポリ
    ゴンミラーを備え、空気循環路は、前記ポリゴンミラー
    の外周部部分を避ける形態で設けられていることを特徴
    とするポリゴンミラー駆動用スキャナモータ。
  12. 【請求項１２】 請求項２記載の動圧軸受形モータにお
    いて、回転軸の一端部に該回転軸と一体に回転するポリ
    ゴンミラーを備え、空気流通路は、前記ポリゴンミラー
    の外周部部分を避ける形態で設けられていることを特徴
    とするポリゴンミラー駆動用スキャナモータ。
  13. 【請求項１３】 請求項１ないし１０のいずれかに記載
    の動圧軸受形モータにおいて、回転軸の一端部に該回転
    軸と一体に回転するポリゴンミラーを備えたことを特徴
    とするポリゴンミラー駆動用スキャナモータ。
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