JPH0937512A - 動圧軸受モータ及びその製作方法 - Google Patents

動圧軸受モータ及びその製作方法

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JPH0937512A
JPH0937512A JP17976495A JP17976495A JPH0937512A JP H0937512 A JPH0937512 A JP H0937512A JP 17976495 A JP17976495 A JP 17976495A JP 17976495 A JP17976495 A JP 17976495A JP H0937512 A JPH0937512 A JP H0937512A
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JP
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coil
body housing
magnet
fixed shaft
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Mitsuo Suzuki
光夫 鈴木
Yukio Itami
幸男 伊丹
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 動圧軸受の固定軸を焼嵌めする本体ハウジン
グにコイルやホール素子を装着しても、焼嵌めの熱がコ
イルなどに影響しないようにする。 【解決手段】 固定軸7を本体ハウジング32の開口孔
6に焼嵌めしてから、この本体ハウジング32にコイル
13やホール素子15〜17を組み付けるようにした。
焼嵌めの熱がコイル13などに作用しないので、コイル
13の巻枠34を樹脂により形成してコアレスモータを
実現することが可能であり、コイル13などと固定軸7
とを一個の本体ハウジング32に装着して生産性と組立
精度とを向上させることも可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、動圧軸受が固定さ
れた本体ハウジングにホール素子などを組み付けた動圧
軸受モータ及びその製作方法に関する。
【0002】
【従来の技術】動圧軸受モータは、ローターを動圧軸受
により回転自在に軸支するので、ローターを正確かつ高
速に回転駆動することができ、レーザスキャナのポリゴ
ンミラーの回転駆動などに利用されている。
【0003】このような動圧軸受モータの一従来例を、
図3及び図4に基づいて以下に説明する。まず、ここで
例示する動圧軸受モータ1は、レーザスキャナ(図示せ
ず)のスキャナユニットとして形成されており、図3に
示すように、その本体ハウジング2は、底部ベース3、
下部ハウジング4、上部ハウジング5、により形成され
ている。
【0004】前記底部ベース3には開口孔6が形成され
ており、この開口孔6には固定軸7が焼嵌めにより固定
されている。この固定軸7は、動圧軸受8を形成するた
め、その外周面にヘリングボーン形状の凹溝9が形成さ
れている。前記固定軸7上には、動圧軸受8の軸孔10
が中心部に形成されたローター11が回転自在に位置し
ており、このローター11の外周部には四極に着磁され
たマグネット12が装着されている。前記ローター11
のマグネット12を駆動するコイル13は、巻枠14に
巻回されて前記下部ハウジング4に装着されており、前
記ローター11のマグネット12を検出する三個のホー
ル素子15〜17は、リード線18と回路基板19とを
介して前記下部ハウジング4に装着されている。
【0005】より詳細には、図4に示すように、前記回
路基板19は、前記ローター11を包囲する円環形に形
成されて前記下部ハウジング4の上端に装着されてお
り、前記ホール素子15〜17は、前記回路基板19に
前記リード線18により前記マグネット12の外側に懸
架されている。三個の前記ホール素子15〜17は、前
記ローター11の回転中心に対して 120°の角度を介し
て均等に配列されており、その感磁面は前記マグネット
12の外周面に対向している。
【0006】このローター11の上端には、ポリゴンミ
ラー20が一体に固定されており、その中心にはマグネ
ット21が装着されている。このマグネット21には、
前記上部ハウジング5の中央下面に装着されたマグネッ
ト22と、前記固定軸7の上端に装着されたマグネット
23とが、上下から対向しているので、ここに磁気軸受
24が形成されている。
【0007】上述のような構造の動圧軸受モータ1で
は、ホール素子15〜17によりローター11のマグネ
ット12の極性が検出されるので、これに対応してコイ
ル13がマグネット12を駆動することによりローター
11が回転する。このように回転するローター11は、
動圧軸受8によりラジアル方向に支持されると同時に磁
気軸受24によりスラスト方向に支持されるので、固定
軸7や本体ハウジング2に非接触な状態で高速かつ正確
に回転する。このようなローター11と共にポリゴンミ
ラー20が回転するので、このポリゴンミラー20によ
り光線を偏向走査することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述のような動圧軸受
モータ1では、ローター11が動圧軸受8と磁気軸受2
4とによりローター11が非接触に軸支されるので、こ
のローター11を高速かつ正確に回転駆動することがで
きる。
【0009】このようにローター11を動圧軸受8によ
り軸支する固定軸7は、本体ハウジング2に正確かつ強
固に固定する必要がある。そこで、固定軸7は本体ハウ
ジング2の開口孔6に焼嵌めされているが、この本体ハ
ウジング2に装着されるコイル13やホール素子15〜
17は耐熱性が低い。具体的には、焼嵌めの温度は200
(℃)ほどであるが、コイル13の耐熱性は135(℃)程
度で、ホール素子15〜17の耐熱性は120(℃)程度で
ある。
【0010】このため、上述した動圧軸受モータ1で
は、固定軸7が焼嵌めされる底部ベース3と、コイル1
3やホール素子15〜17が装着される下部ハウジング
4とを別体に形成し、これらを別個に組み立ててから一
体に接合して本体ハウジング2を形成している。しか
し、これでは部品数と工程数とが増加することになり、
動圧軸受モータ1の生産性と組立精度とが低下すること
になる。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の動圧軸受
モータでは、従来の動圧軸受モータと同様に、動圧軸受
の固定軸は、本体ハウジングの底部の開口孔に固定さ
れ、マグネットを検出するホール素子やマグネットを駆
動するコイルなどは、本体ハウジングに設けられてい
る。しかし、本体ハウジングの底部の開口孔に固定軸が
焼嵌めされてから、コイルやホール素子が本体ハウジン
グに組み付けられているので、固定軸を本体ハウジング
に強固に固定することができ、焼嵌めの熱がコイルやホ
ール素子に作用することもない。
【0012】請求項2記載の動圧軸受モータでは、コイ
ルが巻回される巻枠が樹脂により形成されているので、
動圧軸受モータがコアレスモータとして機能することが
でき、本体ハウジングに固定軸が焼嵌めされてからコイ
ルやホール素子が本体ハウジングに組み付けられるの
で、巻枠が樹脂により形成されていても焼嵌めの熱が影
響しない。
【0013】請求項3記載の動圧軸受モータでは、本体
ハウジングは、コイルやホール素子が組み付けられる部
分と固定軸が焼嵌めされる部分とが一体に形成されてい
るので、部品数が削減されると共に各部の位置精度も向
上し、本体ハウジングに固定軸が焼嵌めされてからコイ
ルやホール素子が本体ハウジングに組み付けられるの
で、これらの部分が一体でも焼嵌めの熱がコイルやホー
ル素子に作用することがない。
【0014】請求項4記載の動圧軸受モータの製作方法
では、本体ハウジングの底部の開口孔に固定軸を焼嵌め
してからコイルやホール素子を本体ハウジングに組み付
けるようにしたので、固定軸を本体ハウジングに強固に
固定することができ、焼嵌めの熱がコイルやホール素子
に作用することもない。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1及び図
2に基づいて以下に説明する。なお、この実施の形態に
関し、前述した従来例と同一の部分は、同一の名称及び
符号を利用して詳細な説明は省略する。
【0016】まず、図1に示すように、ここで例示する
動圧軸受モータ31も、前述した動圧軸受モータ1と同
様に、本体ハウジング32を有しているが、この本体ハ
ウジング32は、下部ハウジング33と上部ハウジング
5とにより形成されている。そこで、前記下部ハウジン
グ33の底部に開口孔6が形成されており、この開口孔
6に固定軸7が焼嵌めされている。
【0017】ローター11の四極のマグネット12を駆
動する六個のコイル13は、巻枠34に巻回されて前記
下部ハウジング33に装着されているが、この巻枠34
は、樹脂により形成されているので磁性と導電性との両
方を有していない。このような樹脂は、例えば、PC(P
olycarbonate)、PET(Polyethylene Terephthalat
e)、PA(Polyamide)、などがある。前記巻枠34は、
図2に示すように、ローター11を包囲する円環状に形
成されており、その外周部には板厚 0.2(mm)以下の珪素
鋼板からなるステータヨーク35が装着されている。
【0018】ローター11のマグネット12を検出する
三個のホール素子15〜17は、回路基板36の表面に
直接に実装されており、この回路基板36は、前記下部
ハウジング33の底部に装着されている。このため、前
記ホール素子15〜17は、マグネット12の斜め下方
に位置しており、その感磁面は上方を向いているのでマ
グネット12の界磁方向に直交している。
【0019】また、三個の前記ホール素子15〜17
は、その角度をα°、マグネット12の極数をn、適当
な自然数をmとすると、 α=120m/n α<120 を満足するよう配置されているので、ローター11の回
転中心に対して均等に配列されることなく片側に集中し
て配置されている。なお、ここではマグネット12の極
数n=4であるので、自然数m=2として、ホール素子
15〜17は、角度α=60°に配列されている。このた
め、前記回路基板36は、角度 130°程度の円弧形に形
成されており、前記巻枠34と共に前記下部ハウジング
33の底部に固定されている。
【0020】このような構成において、本発明の実施の
形態の動圧軸受モータ31も、一従来例として前述した
動圧軸受モータ1と同様に、ホール素子15〜17によ
りローター11のマグネット12の極性を検出し、これ
に対応してコイル13によりマグネット12を駆動して
ローター11を正確かつ高速に回転させる。
【0021】このようにローター11を動圧軸受8によ
り軸支する固定軸7は、本体ハウジング32の開口孔6
に焼嵌めされているので、正確かつ強固に固定されてい
る。この本体ハウジング32には、耐熱性が低いコイル
13やホール素子15〜17も組み付けられており、こ
のようにコイル13やホール素子15〜17が組み付け
られる部分と、固定軸7が焼嵌めされる部分とは、下部
ハウジング33として一体に形成されている。
【0022】しかし、本発明の実施の形態の動圧軸受モ
ータ31では、その製作方法において、下部ハウジング
33の底部の開口孔6に固定軸7が焼嵌めされてから、
コイル13やホール素子15〜17が下部ハウジング3
3に組み付けられるので、固定軸7の焼嵌めの熱がコイ
ル13やホール素子15〜17に作用することがない。
このため、固定軸7が焼嵌めされる部分と、コイル13
やホール素子15〜17が組み付けられる部分とを、別
体に形成する必要がないので、部品数と工程数とを削減
することができ、生産性と組立精度とが向上している。
【0023】また、上述のように固定軸7の焼嵌めの熱
がコイル13などに作用しないので、このコイル13を
支持して本体ハウジング32に組み付ける巻枠34は耐
熱性が要求されない。そこで、この巻枠34は、樹脂に
より形成されて磁性と導電性とを有しないので、上述し
た動圧軸受モータ31は、コアレスモータとして機能す
ることができる。
【0024】また、上述した動圧軸受モータ31は、マ
グネット12が四極でコイル13が六個の三相モータで
あるが、前述のように三個のホール素子15〜17は回
転中心に対して片側に集中して配列されているので、そ
の回路基板36が小型化されている。このように三個の
ホール素子15〜17をマグネット12の片側に配列し
ても、この配列の角度α°が、マグネット12の極数n
と、適当な自然数mとに対し、 α=120m/n α<120 を満足しているので、ホール素子15〜17によりマグ
ネット12の回転位置を良好に検出することができる。
【0025】このことを前述した図4を利用して以下に
詳述する。まず、図示するような状態の場合、マグネッ
ト12が時計方向に回転するならば、第一のホール素子
15は、マグネット12の“N→S”を検出するので、
図中の15′のように、これは回転中心に対して 180°
の位置に配置されても、同様に“N→S”を検出するこ
とができる。この場合、図中の15″のように、回転中
心に対して90°の位置に配置されると“S→N”を検出
することになるが、この二値の検出結果は反転すれば
“N→S”の検出結果と同一である。このような検出結
果の反転は、ホール素子15″の電極を反対に接続する
ことや、インバータを利用することで簡易に実現され
る。
【0026】つまり、第一のホール素子15は、回転中
心から90°の位置に第一のホール素子15″として配置
しても良く、この場合は第三のホール素子17に隣接す
ることになる。このような原理により、第二のホール素
子16を回転中心から 180°の位置に配置すると、この
第二のホール素子16′は第一のホール素子15″に隣
接するので、三個のホール素子15〜17が集中して近
接配置されることになる。
【0027】つまり、ホール素子15〜17は、マグネ
ット12の磁極に対して相対的に等価に配置されれば良
く、その出力を反転するならば磁極の反転も許容され
る。そこで、上述した動圧軸受モータ31では、ホール
素子15〜17の角度α°、マグネット12の極数n、
適当な自然数mが、 α=120m/n α<120 を満足することにより、ホール素子15〜17をマグネ
ット12の位置を良好に検出できる状態で集中的に配置
している。
【0028】また、上述した動圧軸受モータ31では、
ホール素子15〜17が回路基板36に直接に実装され
ており、リード線で懸架するような構造でないので、位
置精度が良好で信頼性も向上している。マグネット12
の外周面にはコイル13が対向しているので、回路基板
36に実装したホール素子15〜17をマグネット12
の外周面に対向させることは困難である。
【0029】そこで、上述した動圧軸受モータ31で
は、ホール素子15〜17がマグネット12の斜め下に
位置するが、ホール素子15〜17は、感磁面が上方に
向いているので、マグネット12の外周面から下方に向
かう漏れ磁束を良好に検出することができる。特に、ホ
ール素子15〜17がフラットパッケージならば、これ
を回路基板36の上面に実装して外周面を上方に向ける
ことも容易である。
【0030】
【発明の効果】請求項1記載の動圧軸受モータでは、本
体ハウジングの底部の開口孔に固定軸が焼嵌めされてか
らコイルやホール素子が本体ハウジングに組み付けられ
ていることにより、固定軸を本体ハウジングに強固に固
定する焼嵌めの熱がコイルやホール素子に作用しないの
で、コイルの巻枠を磁性や導電性を有しない樹脂により
形成してコアレスモータを実現することが可能であり、
コイルやホール素子などと固定軸とを一個の本体ハウジ
ングに装着して生産性と組立精度とを向上させることも
可能である。
【0031】請求項2記載の動圧軸受モータでは、コイ
ルが巻回される巻枠が樹脂により形成されていることに
より、磁性や導電性を有しない巻枠を実現することがで
きるので、動圧軸受モータがコアレスモータとして機能
することができ、このように巻枠が樹脂により形成され
ていても、これは固定軸が焼嵌めされてから本体ハウジ
ングに組み付けられるので、焼嵌めの熱が影響すること
がない。
【0032】請求項3記載の動圧軸受モータでは、本体
ハウジングは、コイルやホール素子が組み付けられる部
分と固定軸が焼嵌めされる部分とが一体に形成されてい
ることにより、部品数が削減されると共に各部の位置精
度も向上し、これらの部分が一体でも、固定軸が焼嵌め
されてからコイルやホール素子が本体ハウジングに組み
付けられるので、焼嵌めの熱がコイルやホール素子に作
用することがない。
【0033】請求項4記載の動圧軸受モータの製作方法
では、本体ハウジングの底部の開口孔に固定軸を焼嵌め
してからコイルやホール素子を本体ハウジングに組み付
けるようにしたことにより、固定軸を本体ハウジングに
強固に固定する焼嵌めの熱がコイルやホール素子に作用
しないので、コイルの巻枠を磁性や導電性を有しない樹
脂により形成してコアレスモータを実現することが可能
であり、コイルやホール素子などと固定軸とを一個の本
体ハウジングに装着して生産性と組立精度とを向上させ
ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の動圧軸受モータを示す縦
断側面図である。
【図2】一部を破断した底面図である。
【図3】一従来例の動圧軸受モータを示す縦断側面図で
ある。
【図4】一部を破断した平面図である。
【符号の説明】
6 開口孔 8 動圧軸受 7 固定軸 10 軸孔 11 ローター 12 マグネット 13 コイル 15〜17 ホール素子 31 動圧軸受モータ 32 本体ハウジング 34 巻枠
───────────────────────────────────────────────────── 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 29/00 H02K 29/00 Z

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本体ハウジングの底部の開口孔に固定さ
    れた動圧軸受の固定軸上に、外周部にマグネットが設け
    られたローターを回転自在に位置させ、前記マグネット
    を駆動するコイルや前記マグネットを検出するホール素
    子などを前記本体ハウジングに設けた動圧軸受モータに
    おいて、前記本体ハウジングの底部の開口孔に前記固定
    軸が焼嵌めされてから前記コイルや前記ホール素子が前
    記本体ハウジングに組み付けられていることを特徴とす
    る動圧軸受モータ。
  2. 【請求項2】 コイルが巻回される巻枠が樹脂により形
    成されていることを特徴とする請求項1記載の動圧軸受
    モータ。
  3. 【請求項3】 本体ハウジングは、コイルやホール素子
    が組み付けられる部分と固定軸が焼嵌めされる部分とが
    一体に形成されていることを特徴とする請求項1記載の
    動圧軸受モータ。
  4. 【請求項4】 本体ハウジングの底部の開口孔に固定さ
    れた動圧軸受の固定軸上に、外周部にマグネットが設け
    られたローターを回転自在に位置させ、前記マグネット
    を駆動するコイルや前記マグネットを検出するホール素
    子などを前記本体ハウジングに設けた動圧軸受モータに
    おいて、前記本体ハウジングの底部の開口孔に前記固定
    軸を焼嵌めしてから前記コイルや前記ホール素子を前記
    本体ハウジングに組み付けるようにしたことを特徴とす
    る動圧軸受モータの製作方法。
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Cited By (4)

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