JPH09285094A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータ組立の回転駆動時に振動や衝撃が生じ
ても、ロータ組立が振れ回ることなく安定して回転する
ようにする。 【解決手段】 カバー２４の上部内周面の一部に、ロー
タヨーク３７の軸方向端面と隙間を存して対向する突部
３９を一体成形する。ロータ組立３２の回転に伴い、遠
心力によりロータヨーク３７の軸方向端面を中心から径
方向外側に向かって流れる空気の一部が、突部３９とロ
ータヨーク３７の軸方向端面との間の隙間に流入する
と、速度を速め、空気流のロータヨーク３７に対する圧
力を減少させる。その結果、ロータ組立３２には、常に
一定方向の力が作用することになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に高速回転時の
回転軸の径方向の振れ動きを防止したモータに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】モータ例えばアキシャ
ルギャップ形モータを、レーザープリンタのレーザース
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、上下中央部にそれぞれ突
部２，３が形成された円板状をなし、これら突部２，３
を貫通する貫通孔４が形成されている。また、貫通孔４
の底部には底蓋５が取り付けられている。ハウジング１
の上面には前記突部２の外周に位置してプリント配線基
板６が配設され、この配線基板６の上面に複数個のステ
ータコイル７が環状に配置されている。前記貫通孔４内
には上下に離れて、２個の例えばすべり軸受からなるラ
ジアル軸受８ａ，８ｂが配設されており、これらのラジ
アル軸受８ａ，８ｂに、ロータ組立９の回転軸１０が回
転可能に支持されている。回転軸１０の上部にはミラー
取付部材１１が取付けられており、このミラー取付部材
１１の下面にはロータヨーク１２が接着固定されてい
る。このロータヨーク１２の下面には、前記ステータコ
イル７と軸方向に対向するロータマグネット１３が接着
固定されている。また、ミラー取付部材１１の上面には
ポリゴンミラー１４が取付けられており、前記ロータマ
グネット１３と一体に回転するようになっている。

【０００４】上記構成において、ロータ組立９が回転す
ると、ラジアル軸受８ａ，８ｂと回転軸１０との間に潤
滑剤が介在し、回転軸１０は軸受８ａ，８ｂに対して非
接触状態で回転される。

【０００５】ところで、ポリゴンミラー駆動用モータに
おいては、レーザー光を感光ドラム上にスキャンして、
画像を形成する機能を有している。そこで、画像の乱れ
を低減するために、回転するポリゴンミラー１４を、振
れ回りなく精度良く回転支持して駆動する必要がある。

【０００６】しかしながら、上記構成のモータによれ
ば、ロータ組立９の回転駆動時、プリンタ本体に振動や
衝撃が生じると、回転軸１０と軸受８ａ，８ｂとの隙間
の分だけ回転軸１０が径方向に動き、その結果、ポリゴ
ンミラー１４が振れ回るという問題点があった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、ロータ組立の回
転駆動時に振動や衝撃が生じても、ロータ組立が径方向
に振れ動くことを極力防止できるモータを提供するにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、ロータ組立の回転中心から径方
向に離れた位置に、該ロータ組立の回転に伴ってその回
転中心側から径方向外側に向かって流れる気流により回
転子近傍の一部に圧力さを生じさせる圧力変換部を設け
たことを特徴とするものである。これにより、流速が変
化した一部の空気流によりロータ組立が受ける圧力が相
対的に変化し、ロータ組立が一方向の力を受けた状態で
回転するようになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のモータを、レーザ
ービームプリンタ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のアキシャルギャップ形ブラシレ
スモータに適用した第１実施例について図１及び図２を
参照して説明する。

【００１０】まず全体構成を示す図１において、ステー
タ組立２１におけるケース２２は、ハウジング２３と、
これの上部に図示しないねじ等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。この
うちハウジング２３は、中央の上下に突出部２５及び２
６が形成されて、これら突出部２５，２６を貫通する貫
通孔２７が形成されている。この貫通孔２７内には、上
下に離れて２個の例えばすべり軸受からなるラジアル軸
受２８ａ及び２８ｂが嵌合固定されている。また、下側
の突出部２６には貫通孔２７の底部に位置して底蓋２９
が取付けられている。

【００１１】ハウジング２３の上面には、突出部２５の
外側に位置してプリント配線基板３０が取付け固定され
ていて、この配線基板３０の上面に、複数個のステータ
コイル３１が環状に等間隔になるように配設されてい
る。そして、前記貫通孔２７内には、ロータ組立３２の
回転軸３３が挿通されてラジアル軸受２８ａ，２８ｂを
介して回転可能に支持されている。また、回転軸３３の
下端部は、底蓋２９に支持されており、ロータ組立３２
のスラスト荷重は回転軸３３を介してその底蓋２９によ
って受けられる構成となっている。

【００１２】ロータ組立３２は、回転子たるロータ３４
及びポリゴンミラー３５を備えて構成されており、これ
らは、以下のように回転軸３３に取り付けられている。
まず、回転軸３３の上部には、ミラー取付部材３６が取
付け固定されており、このミラー取付部材３６の下面に
ロータ３４が取り付けられている。ロータ３４はミラー
取付部材３６の下面に接着固定されたロータヨーク３７
及びこのロータヨーク３７の下面に接着固定された永久
磁石からなるロータマグネット３８から構成されてい
る。ロータヨーク３７は、外周縁部が前記ステータコイ
ル３１に向かって折り曲げ成形されていると共に、軸方
向端面が円形状で且つ平坦になるように形成されてい
る。ロータマグネット３８は上記ステータコイル３１の
上面に対して軸方向に所定の間隙を存する状態で対向配
置されている。また、ミラー取付部材３６の上部には、
例えば平面形状が六角形状をなすポリゴンミラー３５が
装着されている。

【００１３】そして、上記カバー２４の上部内面の一部
に、ロータヨーク３７の軸方向端面、この場合ロータヨ
ーク３７の外周部付近の軸方向端面と隙間を存して対向
する圧力変換部としての突部３９が一体形成されてい
る。この突部３９は、四角柱状をなし、下端部の角部の
うちロータヨーク３７の回転中心側に位置する角部が曲
面状に形成されている。尚、図示はしないが、配線基板
３０にはホール素子などの位置検出手段が設けられてロ
ータ組立３２の回転位置が検出されるようになってお
り、また、カバー２４にはポリゴンミラー３５の外周面
と対向する部位の一か所に窓部が設けられて、この窓部
を通してレーザー光が出入りするようになっており、前
記突部３９は、この窓部と異なる位置に設けられてい
る。

【００１４】さて、上記構成においてロータ組立３２の
回転位置に応じてステータコイル３１が順次通電される
ことによりロータ組立３２が回転すると、ロータ３４及
びポリゴンミラー３５が一体となって回転する。この場
合のロータヨーク３７周辺の空気の流れについて図２の
模式図を用いて説明する。

【００１５】ロータヨーク３７が回転すると、その遠心
力によりロータヨーク３７の軸方向端面（上面）に沿っ
て、空気は中心側から径方向外側に向かって流れるよう
になる。その結果、ロータヨーク３７の中心部分が負圧
となり、その負圧となった中心部分に向かって上方から
空気が流れ込む。したがって、ロータヨーク３７周辺の
空気は矢印Ａで示すように流通するようになる。このと
き、ロータヨーク３７の軸方向端面或いはその近傍に空
気の流通に障害となるものがなければ、空気はロータヨ
ーク３７の軸方向端面を全周に均等に流れる。

【００１６】これに対して、ロータヨーク３７の軸方向
端面の一部と隙間を存して対向する位置に突部（圧力変
換部）３９が配置されていると、ロータヨーク３７の回
転に伴ってその中心から径方向外側に向かって流れる空
気の一部が、ロータヨーク３７の軸方向端面と突部３９
との間の隙間を通過する際に速度を速め、軸方向端面の
空気圧力（静圧Ｐ１）を減少させる。この結果、ロータ
ヨーク３７の軸方向端面のうち、突部３９と対向する部
分と回転軸３３に対して対称に位置する部分に空気流が
与える静圧Ｐ０が相対的に高くなるので、この部分を下
向きに押す力が作用する。

【００１７】以上のことから、ロータ組立３２の回転時
に、ロータ組立３２（ロータヨーク３７）には常時一定
方向のモーメントが作用することになり、このモーメン
トにより回転軸３３は一対のラジアル軸受け２８ａ，２
８ｂに対して１８０°異なる方向に押圧された状態で回
転するようになる。このため、モータに振動や衝撃が加
わっても、その影響を受け難く、ロータ組立３２すなわ
ちポリゴンミラー３５の径方向の振れ動きを低減するこ
とができる。

【００１８】また、空気が流入する部分が曲面状になる
ように突部３９を形成しているので、突部３９とロータ
ヨーク３７との間に空気が流入する際、滑らかに入り込
むことができ、流速増大ひいては圧力差増大に役立つ。

【００１９】図３は本発明の第２実施例を示したもので
あり、第１実施例とは異なり、本実施例では、ケース４
１を、単にハウジング４２の周縁部に壁部４３を突設し
た容器状とし、その壁部４３の上端面の一部に内方へ向
かって延びる板状部材４４を取付固定して構成してい
る。このとき、板状部材４４は、ロータ３４とポリゴン
ミラー３５との間に位置し、その先端がポリゴンミラー
３５の外周面付近まで延びると共に、ロータヨーク３７
の軸方向端面と隙間を存して対向するように構成されて
いる。

【００２０】このような第２実施例においても、板状部
材４４は圧力変換部として機能し、ロータ組立３２の回
転駆動時に、ロータヨーク３７の上面を中心から径方向
外側に向かって流れる空気の一部が、板状部材４４とロ
ータヨーク３５との隙間に入り込んでその速度を速める
ために、板状部材と対向するロータヨーク３２の軸方向
端面に空気流が及ぼす圧力（静圧）が小さくなる。した
がって、上記第１実施例と同様の作用効果を得ることが
できる。

【００２１】尚、上記した実施例では、ロータ組立３２
等を上方から覆うカバーは設けられていないが、壁部４
３の上部にカバーを設けても良い。

【００２２】図４は本発明の第３実施例を示したもので
あり、この第３実施例は上記した第１実施例とは次の点
が異なっている。すなわち、カバー５１は、その上部内
周面の一部にポリゴンミラー３５の軸方向端面と隙間を
存して対向する突部５２が一体成形されていることであ
る。なお、突部５２は径方向両端面を傾斜面５２ａ，５
２ｂとする断面台形状をなしている。

【００２３】このような第３実施例においては、ロータ
組立３２の回転駆動時に、ポリゴンミラー３５の回転に
伴い、その遠心力によりポリゴンミラー３５の上面を中
心から径方向外側に向かって流れる空気の一部が、突部
５２とポリゴンミラー３５との間の隙間に入り込んでそ
の速度を速めるため、突部５２と対向するポリゴンミラ
ー３５に空気が及ぼす圧力が小さくなる。この結果、ポ
リゴンミラー３５の軸方向端面のうち、回転軸３３に対
して突部５２と対向する部分と対称に位置する軸方向端
面に空気流が及ぼす圧力（静圧）が相対的に大きくなる
ので、この部分を下向きに押す力が作用する。従って、
本実施例においても、ロータ組立３２の回転時に、ロー
タ組立に常時一定方向の力が作用することになり、モー
タに振動や衝撃が加わっても、その影響を受け難く、ポ
リゴンミラー３５が振れ回ることを極力防止して精度良
く支持することができる。

【００２４】また、突部５２の径方向内側端面が傾斜面
５２ａとなっているので、空気が突部５２とポリゴンミ
ラー３５との隙間に入り込む際に滑らかに入り込むこと
ができる。

【００２５】図５及び図６は本発明の第４実施例を示し
たものであり、前述した第２実施例とは次の点が異なっ
ている。すなわち、図５に示すように、ハウジング６１
は、壁部６２の上部内周面の一部にロータ組立３２、こ
の場合ロータヨーク３７の外周面と隙間を存して対向す
る圧力変換部たる遮風用突部６３を一体成形して構成さ
れていることである。

【００２６】このように遮風用突部６３がロータヨーク
３７の外周面と対向して設けられている場合の、ロータ
組立３２の回転時におけるロータヨーク３７周辺の空気
の流れについて図６の模式図を用いて説明する。すなわ
ち、図２でも説明したように、ロータヨーク３７の回転
に伴い、その遠心力によりロータヨーク３７の軸方向端
面に沿って、空気は矢印Ａで示すように中心から径方向
外側に向かって全周に均等に流れる。そして、ロータヨ
ーク３７の軸方向端面を流れる空気の一部は、遮風用突
部６３に衝突してその流速を減少させる。その結果、ロ
ータヨーク３７の外周面と遮風用突部６３との間の空気
圧力（静圧）が高まり、ロータヨーク３７の外周面に側
圧が与えられる。

【００２７】従って、ロータ組立３２の回転時に、ロー
タヨーク３７の外周面のうち遮風用突部６３と対向する
部分を、遮風用突部６３から回転中心側に向く押圧力が
常時作用するようになる。そのため、ロータ組立３２の
回転駆動時に、モータに振動や衝撃が加わっても、その
影響を受け難くなりポリゴンミラー３５の振れ回りを低
減することができる。

【００２８】図中、遮風用突部６３のロータ組立３２と
対向する面は平面形状をしているが、ロータヨーク３７
の軸方向中心付近と対向する部分を頂点とする円弧状の
溝形状に形成すれば、ロータ組立３２に力を集中させる
ことができる。

【００２９】図７は本発明の第５実施例を示したもので
あり、この第５実施例は上記した第４実施例とは次の点
が異なっている。すなわち、ハウジング７１の上面に取
り付けられたプリント配線基板７２には、モータ制御回
路および駆動回路を構成する電子部品が搭載されてお
り、その電子部品のうちパワートランジスタ７３がロー
タヨーク３７の外周面と隙間を存して対向するように配
置されている。このパワートランジスタ７３は放熱板７
４を有しており、前記第４実施例で示した遮風用突部６
３と同様の機能を有する。

【００３０】従って、ロータ組立３２の回転駆動時に、
ロータヨーク３７の中心から径方向外側に向かって流れ
る空気の一部がパワートランジスタ７３の放熱板７４に
衝突してロータヨーク３７の外周面に側圧を与えるの
で、上記した第４実施例と同様の効果を得ることができ
る。しかも、放熱板７４を備えたパワートランジスタ７
３が遮風用突部として機能するので、別に遮風用突部を
設けずとも済み、また、パワートランジスタ７３で発生
する熱をより効率良く放熱することができる。

【００３１】尚、本発明は上記し且つ図面に記載した実
施例にのみ限定されるものではなく、例えば次のような
拡張或いは変更も可能である。すなわち、第１実施例に
おいて、カバー２４に設けられた突部３９を、空気流が
突部３９とロータヨーク３７との間の隙間を流通するこ
とによる効果を保持しつつ、ポリゴンミラー３５の外周
面との距離を適度に定めると、この突部３９は、ロータ
ヨーク３７の軸方向端面を流れる空気の一部の速度を速
めるだけでなく、ポリゴンミラー３５の軸方向上端面を
中心から軸方向外周に向かって流れる空気を衝突させて
その速度を減少させるものとなる。そして、これによ
り、ロータ組立３２を径方向の一方向に向けて押す力が
より大きくなるため、より一層確実に、振動や衝撃によ
る影響を抑えることができる。

【００３２】また、突部３９，５２、板状部材４４、遮
風用突部６３はロータヨーク３７、ポリゴンミラー３５
の半周に対応するものであっても良い。圧力変換部はカ
バー２４、壁部６２にロータヨーク３７、ポリゴンミラ
ー３５の全周に対応して設けた凹凸部であって、半周と
残る半周とで凹部と凸部との面積を異ならせたものから
構成しても良く、要は総合した空気圧によってロータ組
立３２に一方向の力を与え得るものであれば良い。軸受
はすべり軸受に限らず、ころがり軸受や動圧軸受等であ
ってもよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、ロータ組立の回転に伴
い、ロータ組立の回転中心から径方向外側に向かって流
れる空気の一部の速度が変化し、その結果、空気流がロ
ータ組立に及ぼす圧力が部分的に変化するので、ロータ
組立に対して常に一定方向の力が作用する。したがっ
て、モータに振動や衝撃などが加わってもロータ組立が
径方向に振れ動き難く、安定して回転させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す縦断正面図

【図２】ロータヨーク周辺の空気の流れを模式的に示す
図

【図３】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図４】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図５】本発明の第４実施例を示す図１相当図

【図６】図２相当図

【図７】本発明の第５実施例を示す図１相当図

【図８】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

図中、２８ａ，２８ｂはラジアル軸受（軸受）、３２は
ロータ組立、３３は回転軸、３４はロータ（回転子）、
３５はポリゴンミラー、３９，５２は突部（圧力変換
部）、４４は板状部材（圧力変換部）、６３は遮風用突
部（圧力変換部）、７３はパワートランジスタ（電子部
品）を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受によって回転自在に支持された回転
   軸を有するロータ組立と、 このロータ組立の回転中心から径方向に離れた位置に設
   けられ、該ロータ組立の回転に伴ってその回転中心側か
   ら径方向外側に向かって流れる気流により該回転子近傍
   の一部に圧力差を生じさせる圧力変換部とを具備するこ
   とを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 圧力変換部は回転子の外周面と隙間を存
   して対向して設けられ、該回転子の回転に伴ってその回
   転中心側から径方向外側に向かって流れる気流の一部を
   圧力変換部に衝突させることにより圧力差を生じさせる
   ことを特徴とする請求項１記載のモータ。
3. 【請求項３】 圧力変換部は、回転子の軸方向端面と隙
   間を存して対向し、該回転子の回転に伴ってその回転中
   心側から径方向外側に向かって流れる気流の一部を回転
   子の軸方向端面と圧力変換部との間に流すことで圧力差
   を生じさせることを特徴とする請求項１記載のモータ。
4. 【請求項４】 ロータ組立は、回転子の他にポリゴンミ
   ラーを備え、圧力変換部は前記ポリゴンミラーの軸方向
   端面と隙間を存して対向し、該ポリゴンミラーの回転に
   伴ってその回転中心側から径方向外側に向かって流れる
   気流の一部を前記ポリゴンミラーの軸方向端面と圧力変
   換部との隙間に流すことで圧力差を生じさせることを特
   徴とする請求項１記載のモータ。
5. 【請求項５】 電子部品を搭載し、その電子部品のいず
   れかを圧力変換部として機能させるように配置したこと
   を特徴とする請求項１記載のモータ。