JPS5972956A - 光偏向用モ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、回転子及び光偏向鏡体金具えた筒状の回転軸
に対し動圧空気流による空気軸受全行なう様にした光偏
向用モータに関する。

〔発明の技術的背景及びその問題点〕

従来、【す光偏向用モータにおいては、モータ基体に水
平面を形成して其処に固定軸全立設し、この固定軸の基
端部及び先端部に夫々ラジアル負荷用空気溝を形成する
と共に上記モータ基体の水平面にスラスト負荷用空気溝
を形成し、外周に回転子及びレーザー偏向用の光偏向鏡
体を具えた筒状の回転軸を上記固定軸に嵌合し、以て回
転軸の回転時に、該回転軸の下端面とモータ基体の水平
面との間に動圧空気流全形成せしめて此処で回転軸のス
ラスト負荷を受けると共に、回転軸内周面と固定軸外周
面との間にも動圧空気流全形成せしめて此処で回転軸の
ラジアル負荷を受ける構成としたものが供されている。

ところで、通常、動圧空気流全形成せしめる場合高い加
工精度が要求されるものであるが、上記従来のものにお
いては、固定軸外周面と回転軸内周面との間の他に、回
転軸下端面とモータ基体の水平面との間にも動圧空気流
全形成せしめる構成であるため、高い加工精度全必要と
する箇所が多く、加工に時間がかかり、しかも、回転軸
の下端面及びモータ基体の水平面は鉛直な固定軸に対し
極めて高い精度の水平度が要求されるため、その加工に
も充分な配慮を払う必要があり、総じて製作に手間を要
しコスト高を招来する欠点があつ几。

また、上記従来のものにおいては、回転軸の低速回転時
に回転軸下端面とモータ基体の水平面とは接触しており
、勤王空気流によるスラスト圧が回転軸と回転子と光偏
向鏡体とを合わせた負荷以上となる高速回転になっては
じめて回転軸下端面とモータ基体の水平面とは非接触状
態となるものであった。そのために、起動停止の回数が
多くなると回転軸下端面とモータ基体の水平面の摩耗が
激しくなり、寿命が短いという欠点もあつ友。さらに、
従来では、動圧空気流による空気軸受に加えてスラスト
負荷軽減用のマグネット？設け、該マグネットの反発力
によってスラスト負荷全軽減させる構成とし之ものもあ
るが、これでは別途マグネットヲ要するため、部品数が
多いと共に組立工数も増加し、これ又コスト高全招来す
る欠点があった。尚、スラスト負荷を磁気軸受のみで受
ける構成としたものもあるが、これは回転軸の支持につ
いての安定性の点で動圧空気軸受より劣るものであつ念
。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであゃ、その目
的は、回転子及び光偏向鏡体を具え次回転軸全動圧空気
軸受により支承するものにおいて、動圧空気流全形成す
る箇所を減少し得、よって製作の容易化及び製作工数の
減少を図り得ること金主として、他にも高い回転精度を
得ることができ、さらには、回転起動後直ちＶｃ回転軸
を浮上させることができ、回転軸下端部の摩耗を極力防
止し得、又全体の小形化も図り得る光偏向用モータを提
供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、モータ基体に立設した固定軸にラジアル負荷
用空気溝及びスラスト負荷用空気溝全形成し、この固定
軸ＶＣ回転ｍを歌合せしめて、回転軸のフジアル負荷及
びスラスト負荷上載固定軸部分の一箇所にて受は得る構
成とした点、さらには回転子を平板環状のマグネットか
ら構成し、電機子全有して成る固定子上前記回転子の軸
方向上方部に配置し、以て回転起動後直ちに回転軸全浮
上させる構成とした点に特徴全有する。

〔発明の実施例〕

以下本発明の第−突施例につき第１図及び第２図１＆：
参照して貌１明する。１Ｖ′ｆ、モータ基体で、これは
有底短円筒状の本体１ａとこれに被着された蓋体１ｂと
から構成されておυ、本体１ａの底壁部中央［ｉ取付ボ
ッ部２が形成されており、この取付ボス部２には固定軸
５が嵌着固定されて泣設されて因る。この固定軸６の基
端部（下端部）にはラジアル負荷用空気溝４が形成され
ており、このラジア）Ｖ負荷用空気溝４は図示の如く、
下半部において左上り状をなすスパイラル溝と上半部に
おいて右上り状をなすスパイラル溝とからなるもので、
所謂ヘリングボーン形状上なす。さらにこの固定軸６の
中間部から先端部（上端部）にかけては、スラスト負荷
用空気溝５が形成されており、このスラスト負荷用空気
溝５は左上り状のスパイラル溝／溝からなる。６は筒状
をなす回転軸で、これは固定軸３に極く微小の隙間上介
在させて回転可能に嵌合されており、その上端開口部に
は空気抜き孔７を有する栓体８が圧入されて嵌着されて
いる。この栓体８Ｕフツ素樹脂等の合成樹脂にて形成さ
れている。

ここでこの回転軸６が回転された場合における動圧空気
流特性を予め述べるに、回転軸６が回転されると、これ
と固定軸６との間にラジアル負荷用空気溝４及びスラス
ト負荷用空気溝５に、Ｃり動圧空気流が形成されるもの
であり、このとき空気は第１図矢印で示す如く固定軸６
の基端側から回転軸６及び固定軸３間に流入して栓体８
の空気孔７から流出する様になる。又このとき動圧空気
流に、Ｃり固定軸３と回転軸６との間に空気圧が発生す
るものであり、特にラジアル負荷用空気溝４部分にはラ
ジアル方向を主成分とじた空気圧が発生し、スフスト負
荷用空気溝５部分にはスフスト方向を主としてラジアル
方向へも作用する空気圧が発生する。而して斯かる空気
圧特性を第２図のグラフ（ａ）　、　（ｂ）　Ｉｃ示す
に、グラフ（ａ）においては固定軸３の軸方向における
ラジアル成分の空気圧特性全線Ｐｒで示し、又グラフ（
ｂ）　ＶＣおいては固定軸６の径方向におけるスフスト
成分の空気圧特性全線Ｐｓで示している。而してグラフ
（ａ）から判る様に、ラジアル負荷用空気溝４部分にお
ける最大空気圧は、該ラジアル負荷用空気溝４の形成領
域の上下中間の部位Ａ１Ｃて発生し、又、スラスト負荷
用空気溝５部分における最大空気圧は、該スラスト負荷
用空気溝５の形成領域の上端近傍の部位Ｂにて発生する
ものである。

一方、９１−１．外周が多面状全なす光偏向鏡体で、こ
れは回転軸６の外周面にホルダ環１０と該回転軸６に設
けられたホルダ部１１と［、Ｃつで上下がら挾持された
状態にてねじ壌１２により取付けられており、その取付
位置は、＠１転軸６ｖｃおけるラジアｌし負荷用空気溝
４における最大空気圧発生部位即ち部位Ａとスラスト負
荷用空気溝５における最大空気圧発生部位即ち部位Ｂと
の間となる様に定められている。１３は回転子で、これ
は平板環状のマグネット１４全ロータヨーク１５に取付
けて構成されており、そしてこの回転子１３に回転軸乙
の外周面に、前記スラスト負荷用空気溝５における最大
空気圧発生部位即ち部位Ｂに位置する様にロータヨーク
１５を介して取付けられている。

従って該回転子１６及び前記光偏向鏡体９は回転軸乙に
軸方向上下に配設されている。１６は固定子で、これは
プリント基板１７と、これに接着等によって取付けられ
た電機子コイ／ｌ／１８と、電機子ヨーり１９とから構
成されており、こ）固定子１６はモータ基体１の蓋体１
ｂ下面部に前記回転子１６と回転軸６の軸方向上方部と
なる様にねじ２０″ｌｒ：介して取付けられている。又
上記回転＠６において、その上端部（一端部）は回転子
１６エク上方に突出し、又下端部（他端部）は光偏向鏡
体９よジ下方へ突出しており、そしてこれら両突出部６
ａ、６ｂｕ夫々の外径が同一寸法となる様に形成されて
いる。

上記構成において、回転子１３が回転軸６を伴って回転
すると、既述した如く、固定軸３と回転軸６との間Ｖｃ
動圧空気流が形成され、これにより固定軸３と回転軸６
との間が空気潤滑されると共に、既述の空気圧に、Ｃり
回転軸６がラジアル方向及びスフスト方向において非接
触状態で支承される。

以上の様な本実１憫によれば次の効果？得ることがで起
る。

（ｉ）固定軸６の周面にラジアル負荷用空気溝４の他に
スラスト負荷用空気溝５全形成して、該固定軸３の局面
部分のみにおいて回転軸６全ラジアル方向のみならずス
フスト方向に対しても支承し得る様にしたので、動圧空
気流全書るための加工は、固定軸６周面及び回転軸６内
周面だけで済み、回転軸下端面及びモータ基体について
も上記の加工を必要とし几従来に比し、製作の容易化を
図り得ると共に製作工数の減少全図り得、コストの低廉
化全図υ得る。

（Ｉｉ）すらに、回転子１３のロータマグネット１４は
、平面部に着磁された平板項状形である之め、外周面部
ＶｃＭ磁された筒形の従来とは異なり、回転子１５を軸
方向に長くせずとも済み、従って固定軸３も軸方向に長
くする必要はなく、二って固定軸６及び回転軸６の軸方
向の長さを短くでき、この結果、動圧空気流を得るため
の固定軸６の外局面及び回転軸乙の内周面の加工領域を
短くできて、製作の容易化ヲ肉り得ると共にコストの低
廉化に寄与し得、又、全体の小形化も図り得る。

（ｉｉ）　　しかも加工領域を短くできたことＶｒ：、
より固定軸３の外周面と回転軸乙の内周面との軸方向に
おける平行度？高い精度で得ることができ、よって回転
精度の向上も図り得る。

（→　また、ロータマグネット１４は平面部に着磁され
た所謂アキシャル・エア・ギャップ構造をとっておジ、
モータ基体１の蓋体１ｂに固定された固定子１６に対し
て回転軸６の回転後直ちに磁気吸引力が作用するため、
回転子１６と光偏向鏡体９と回転軸６とを合わせた質量
がかなジ相殺され、スラスト負荷が軽くなり、よって従
来、！：りも低い回転数でもって回転軸６が固定軸６に
対し浮上し非接触状態になる。このために、栓体８は固
定軸５の上端面から直ちに離間し、よって栓体８の摩耗
は減少し寿命が長くなるとともに、スラスト負荷低減用
のマグネットヲ別途必要としないので、部品点数及び組
立工数が減りコストの低廉化ともなる。特にこの場合、
固定子１６に電機子ヨーク１９を有する構成であるので
、ロータマグネット１４の磁気吸引力が回転軸６の静止
時にも該固定子１６に対して作用するので、スラスト負
荷の軽減につき一層の効果を得ることができる。

（Ｖ）　　さらに、回転軸６０両端部全回転子１６及び
光偏向鏡体９．Ｊ：り夫々突出させ且つこの両突出部６
ａ、６ｂの外径全同一寸法に形成したので、組立前にお
いて回転軸６及び回転子１５並びに光偏向鏡体９からな
る一体物？バヲンシングマシンにてバランス調整する場
合に、回転軸６をその両突出部６６．６ｔ）で支持する
ことができる。

０リ　さらに、栓体８全合成樹脂にて形成し、この栓体
８を回転軸６１Ｃ区着する様にしたので、栓体８七交換
する場合には、ハンマープレヌ等によって回転軸６？傷
付けることなく該回転軸６から抜脱させることができ、
又、新たな栓体８を嵌着するにも回転１［［１］　６　
’ｅ傷付けることがなく、よって栓体８の交換が容易で
且つ回転軸乙の傷付きを防止１〜得る。

←）また、電機子コイル１８を空気流の流通領域に位置
させているｔめ、格別の空冷手段金髪せずに構成簡単に
して電機子コイ７し１８の冷却全図ジ得る。

（４）又、質量の大きい光偏向鏡体９全スヲスト負荷用
空気溝５部分におけるラジアル方向の最大空気圧発生部
位とラジア）ｖ負荷用溝４部分における最大空気圧発生
部位との間に位置させたので、回転軸６の回転が安定し
、高い回転精度を得ることができ、所謂軸振れ等の発生
もない。この場合、回転子１６ケ特に剛性が１％くなる
最大空気圧発生部位即ち部位Ｂに位＠させたので、回転
軸６０支承状態がさらに安定し、総じて極めて高い回転
精度を得ることができる。

第６図及び第４図は本発明の第二実施例を示しており、
この第二実施例において次の点が第−実施例と異なる。

即ち、固定軸２１はモータ基体１の蓋体１ｂに垂設され
ており、この固定軸２１において、その上部にラジアル
負荷用空気溝２２が形成され、該ヲジアノＶ負荷用空気
溝２２の下方部にスフスト負荷用空気溝２３が形成され
、又、回転軸６の下端部に栓体８が嵌着されている。そ
してこの第二実施例における動圧空気流特性に第４図に
示す如くであり、ラジアル成分の最大空圧発生部位は夫
々Ｃ９Ｄで示す地点となっている。

又、回転子１３及び光偏向鏡体９μ、両液大空気圧発生
部位即ち部位Ｃと部位りとの間で且つ夫々該部位Ｃ及び
部位りの近傍となる様に位置している。

この第二実施例によれば、第一実施例の（ｉ）乃至←）
と同様の効果を奏するのに加え、回転子１６及び光偏向
鏡体９を特に上記二つの最大空気圧発生部位間で且つ該
両部位の近傍に位置させたので、回転軸乙の支承状態が
さらに安定し、総じて極めて高い回転精度全書ることが
でき、しがも回転軸乙の下端部（他端部）を光偏向鏡体
９がら突出させ、その突出部６ｂに栓体８を嵌着し友の
で、栓体８の圧入嵌着の影響による回転軸６の寸法変化
等が該回転軸６のう゛Ｃ偏向鏡体９部分の部位Ｖこ及ぶ
こと全防止でき、よって非常に高い精度の真円度及び同
心度を要求される光偏向鏡体９を当初の設定精度に保持
し得る等の効果金臭する。

次に＠５図は本発明の第三実施例全示し、該第三実施例
においては、スフスト負荷用空気溝２４の構成が前記第
一実施例のスフスト負荷用、空気溝５と若干異なる。即
ち、前記スフスト負荷用空気溝５はその全域が左上り状
のスパイラル溝にて構成されていたのに対し、該スフス
ト負荷用空気溝２４は上端部側の一部分が右上ジ状のス
パイラル溝にて構成され、いわば上端部をへリングボー
ン形状としている。該第三実施例ＩＣよれば、スラスト
負荷に対する受は容量が若干減少するも、ラジアル方向
の最大空気圧が増加するので、中・低速回転時における
軸振れの発生を抑えることができ、高速回転時の焼き付
き全防止し得るといった利点がある。

第６図に本発明の第四実施例を示すものであり、第三実
施例のスフスト負荷用空気溝２２について第三実施例と
同様の配慮を施したものである。即ち、該第四実施例の
スラスト負荷用空気溝２５はその下部全へリンボーン形
状としている。この第四実施例１’？−よれば、第二実
施例と同様の効果を奏するのに加え、中・低速回転時に
おける軸振れの発生全抑えることができ、高速回転時の
焼き付きを防止し得るといった効果を奏する。

尚上記各実施例では、ラジアル負荷用空気溝をへリング
ボーン形状に形成したが、その形状はこれに限定される
ものではなく、父上記各実施例で１、扛無刷子モータを
例示したが、他の貫流モータでもよく、交流モーダでも
よく本発明はこれに限定されるものではない。

七の池水発明は上記し且つ図面に示す実施例にのみ限定
されず、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施し
得る。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明した様に、モータ基体に鉛直状に配設
された固定軸に対し外周面に回転子及び光偏向鏡体？具
えた筒状の回転軸を嵌合し、この回転軸の回転時に該回
転軸と前記固定軸との間に動圧空気流全形成せしめて空
気軸受を行なう様にした光偏向用モータにおいて、前記
固定軸の局面にラジアル負荷用空気溝及びスフスト負荷
用空気溝を形成すると共に、前記回転子を平板環状のマ
グネットから構成し、電機子コイルを有して成る固定子
を前記回転子の軸方向上方部に配置したことを特徴とす
るものであり、これにて、次の効果を得ることができる
。即ち、固定軸局面においてのみ回転軸全支承し得るの
で、回転軸下端面及びモータ基体については動圧空気流
形成のための高精度の加工を不要ならしめ得、さらに、
固定軸及び回転軸の軸方向における動圧空気流形成のた
めの高精度の加工領域を短くでき、よって製作全容易な
らしめ得ると共に製作工数の減少を図９得てコストの低
廉化に寄与し得、又、回転起動後直ちに回転＠を浮上さ
せ得て回転軸下端部の摩耗全極力防止し得、しかもスラ
スト負荷軽減用のマグネット等を別途設けず回転子の吸
引力全利用し、てスラスト負荷軽減を図るので、構成の
簡単化も図９得、さらに、固定軸及び回転軸を短くし得
るので、全体の小形化も図り得、また、固定軸及び回転
軸の軸方向における動圧空気流形成のための高精度の加
工領域も短くできて固定軸の外周面と回転軸の内周面と
の軸方向における平行度を高い精度で得ることができ、
よって回転精度の向上も図り得る等の優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第−実施例を示し、第１図
に縦断側面図、第２図は空気圧分布特性全固定軸と関連
して貌１明するための空気圧特性図であり、第６図及び
第４図は本発明の第二実施例を示す夫々第１図相当図及
び第２図相当図、第５図及び第６図は夫々本発明の第三
実施例及び第四実施例を示す第１図相当図である。 図中、１はモータ基体、６は固定軸、４はラジアル負荷
用空気溝、５はスラスト負荷用空気溝、６は回転軸、８
１−１１．栓体、９は光偏向鏡体、１３に回転子、１４
はマグネット、１６は固定子、１８は電機子コイル、２
１は固定軸、２２はラジアル負荷用空気溝、２３はスラ
スト負荷用空気溝、２４はスラスト負荷用空気溝、２５
はスヲスト負荷用空気溝である。 ｊ ｖ、２図 ｔｂ） 第３図 第　４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　モータ基体に鉛直状に配設され几固定軸に対し外周
   面に回転子及び光偏向鏡体を具えた筒状の回転軸を嵌合
   し、この回転軸の回転時に該回転軸と前記固定軸との間
   に動圧空気流を形成せしめて空気軸受？行なう様にした
   ものにおいて、前記固定軸の局面にラジアル負荷用空気
   溝及びスラスト負荷用空気溝全形成すると共に、前記ｕ
   転子全平板環状のマグネットから構成し、電機子コイル
   を有して成る固定子を前記回転子の軸方向上方部に配置
   したことを特徴とする光偏向用モータ。 ２、　回転′：ｆ−は最大空気圧発生部位に位置するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光偏向用
   モータ。 ８、　回転子及び光偏向鏡体は、ラジアル負荷用空気溝
   部分における最大空気圧発生部位とスラスト負荷用空気
   溝部分における最大空気発生部位との間に位置すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光偏向用モ
   ータ。 ４、　回転軸は、一端部が回転子、ｌ：り突出すると共
   に他端部が光偏向鏡体より突出し且つその両突出部の外
   径が同一寸法となる様に構成され、該回転軸の他端部に
   は空気孔を有する栓体が嵌着されていること全特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の光偏向用モータ。 ６、栓体は合成樹指導で形成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項に記載の光偏向用モータ。