JPS5980134A - 円筒状軸承を植立した平板状の固定電機子を備えた軸方向空隙型電動機 - 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】 される軸方向空隙型（ディスク型）半導体電動機の固定
電機子に関するものである。

上記したデイスメ型半導体電動機は、偏平に、しかも軽
量に構成することができて、フロンピデスフ、ファンモ
ータ、レーザ走査用のポリゴンミラーの駆動源、その他
の用途に使用されつつある。

特に電機子を本体に固定し、これに対向する円板状のマ
グネット回転子が回転する形式で、ダイレクトドライブ
型のものが、その構成の簡素さから上記した目的に使用
されている。しかしこれには次に述べるいくつかの欠点
がある。

第１に、軸承部材としてボールベアリングを使用すると
高価となり、長時間の使用により、機械ノイ所費の値（
１〜２ミクロン）とすることが困難となる。

８２に、マグネット回転子の回転軸の上、下端部におい
て、軸承によシ回動自在に支持する１般的な構成では、
上下に２分割できる筐体の中央部のそれぞれに２個の軸
承が必要となるので、この種の電動機が偏平に構成でき
る特徴を減殺して、厚みを増加してしまう欠点がある。

更に又下端に、推力承を兼ねる為にピボントポール軸承
を設け、上端を含油軸承とすると、上下の軸承の回転中
心を１直状におく為に、２分割された外筺の寸法精度、
含油軸承の軸承孔の傾斜の精度を保持することが困難と
なり、量産性を阻害する欠点がある。

第３に、フロンピテスク、ポリコンミラーのダイレクト
ドライブ型の駆動源として使用する場合のように、回転
軸の振れまわシの精度を１〜２ミクロンのオーダ以下と
する必要のある場合には、周知の含油軸承、テフロンを
主体とする無潤滑摺動軸承を使用することができない。

従って予圧を加えたボール軸承の精度の高い高価々もの
を使用せざるを得ない現状にあり、従って構成が錯雑と
々シ著しく高価となり量産を阻害する欠点がある。

第４に、上述した欠点を除去する為に、動圧型のエアベ
アリングを使用する場合もあるが、工作精度が高い必要
があシ、従って量産性が失なわれ、高価となる欠点があ
るので実用化は困難な現状にある。

本発明装置は、上述した欠点が除去される特徴を有する
もので、更に又軸承部が外気よシ遮断されているので、
潤滑油の変質を防止し、又油を保有する空間が大きいの
で、長時間の使用時にも油切れを引起すことのない特徴
がある。

更に父上下の軸承が、１個の円筒状の支持体となる筐体
に支持され、該筐体が、固定電機子の中央空孔に、圧入
して固着されるか、若しくは、プラスチックのインジェ
クション工程中に、電機子にインサートされて保持され
ているので、構成が簡素化され、しかも安定な軸承を得
ることができる特徴がある。

次に第１図以下の実施例について、上述した諸特徴を有
する本発明装置の詳細を説明する。

第１図においで、円板状の磁性体２は、マグネいる。電
機子コイル６は、１般に扇型で、３〜６個のものが、放
射状に配設されている。磁性体３は、ソフトフェライト
が使用されている。又強度を増加し、後述する軸承部と
なる円筒筐体８を圧入し易くする為に、打点部３ａに示
されるように、磁性体３、電機子コイル６をインジェク
ション成型によシ、プラスチック材に埋設して固定電機
子を構成することもできる。ヨークとなる磁性体３は、
他に例えば、鉄の細粉を混入し、これ等をフ。

ラスチンク成型して作ることもできる。

上記した固定電機子の詳細は、同一出願人による昭和５
７年特許願第４９２０４号の明細書に示されている。

記号５は、界磁となるべきマグネット回転子である。こ
の詳細が第２図に示されている。即ち円板状のフェライ
トマグネットには、９０度の開角で、Ｎ、Ｓ極５ａ、５
ｂ、５ｃ、５ｄが交互に磁化して配列されている。

マグネット回転子５は、その回転中心が、第１図の回転
軸１となるように、円板状の磁性体２に貼着されている
。又磁性体２の中央部は、回転軸１の上部に固定されて
いる。回転軸１の上部より、電動機の出力をとり出すこ
とができる。磁性体板２は、鉄の粉末焼結材で作ること
が有効である。

回転軸１の上端には、支持台１ａが固定され、負荷とな
るべき、磁気テづスフ、ポリコンミラー等が載置される
ものであるが、これ等が記号Ａとして示されている。

を様子コイルに、慣用されているホール素子を利用する
位置検知素子の出力により付勢される通電制御回路によ
り通電することにより半導体電動機として、回転軸１は
回転する。

特に、第１図の実施例のような電動機の場合における電
機子コイルの通電制御手段は、同一出願人による昭和５
７年特許願第３５１９８号の明細書に記載されている電
機子コイルの通電制御手段が適している。かかる手段に
よると、ホール素子が除去されるので、電動機は、固定
電機子と、マグネント回転子５とその回転軸１及び軸承
のみとなるので、高温で、しかも環境の悪い場所で使用
できる特徴がある。又構成が簡素化され、故障なく、廉
価に半導体電動機を供給できる利点がある。

更に又後述するように、軸承部材が特別な構成となって
いるので、回転軸１の振れまゎシの精度が良好となる特
徴がある。

第１図において、記号８は、金属（鋼製）円筒で、磁性
体３の中央空孔に圧入されている。又同図（ａ）、（ｂ
）、（Ｃ）、（ｄ）、（ｅ）について次に説明する。

第３図（ｂ）において、第１図と同一記号のものは同一
部材である。円筒状筺体８の下端には、円筒状の底板８
ｂが圧入若しくは螺着され、回転軸１の下端のスチール
ボール１ｂは、推力承と々っている。更に気密が必要の
ときには、ゴムリング２２ヲハンキングとして締着する
ことがよい。記号８ａはつば部で、円筒状筐体８を、第
１図に示すように、電機子を構成する磁性体３及び基板
１３に圧入したときの案内リング板となっている。

上部の第１の摺動軸承部レコ下部の第２の摺動軸承部材
１５　ｅは、全く同じ構成のものである。

含油軸承若しくはテフロンを含むプラスチンク軸承によ
シ、第１、第２の摺動軸承部材１５ａ、１５ｅが構成さ
れ、円筒状筺体８の内面に、上方、及び下方より圧入さ
れている。かかる手段を有効とする為に、摺動軸承部材
１５　ａ、１５ｅは、半周以上に亘る開角の外周とする
必要がある。上述した詳細を摺動軸承部材１５　ａにつ
き、第３図（ａ）について説明する。摺動軸承部材１５
　ａの内面の突出した摺接部１５ｂ、１５Ｃと回転軸１
は、２個所において摺接している。摺接部１５ｂ、１５
ｃの開角は、はぼ１２０度とすることがよい。摺動軸承
部材１５　ａの左側が開口部となっているが、点線１５
ｄで示すように、同一物質で閉じていても差支えない。

摺動軸承部材１５　ａ、１５　ｅは、周知の含油軸承材
若しくは、テフロンを主体とした軸承部材のいづれを使
用してもよい。

第３図（ｂ）に戻９、第１、第２の摺動軸承部材１５ａ
１５ｅの中間の位置で、周知のリング状の軸承１８が、
回転軸１に遊嵌されている。軸承１８は、板ばね１９ａ
によシ右力に押圧されている。その詳細の断面が、第３
図（Ｃ）に示されている。即ち軸承１８の左側は、板ば
ねｔｃ＋　ａが拡圧スプリングとして挿入されている。

板ばね１９　ａにより、軸承１８は右方に押圧されてい
るので、回転軸１も同方向に押圧され、従って第３図（
ａ）に示すように、回転軸１は、摺動軸承部材１５　ａ
の２個所の摺接部１５ｂ、１５Ｃに圧接されて保持され
ている。下側の摺動軸承部材１５　ｅについても事情は
全く同じである。板はね１９ａの１端は、円筒状筐体８
の内面の凹部２０に嵌入して、その移動が防止されてい
る。

同じ目的の為の他の手段が、第３図（ｄ）に示されてい
る。（ｄ）図のものは、板ばね１９ｂの形状の異なるも
の、又（ｅ）図のものは、板ばね１９　Ｃの両端が、円
筒状筐体８の内面の凹部２１ａ、２１ｂに嵌入して、そ
の移動が防止されているものである。

第３図（ｂ）の打点部２３の空間には、グリースのよう
な潤滑油が満されている。下方が含油軸承、下方が円筒
８の底面によシ密封された潤滑油は、外部に洩れること
なく、又その量も多くできるので、長い耐用時間を保証
できる効果がある。円筒状筺体８は、下方に突出せしめ
ることが自由なので、上下の軸承間の距離を大きくでき
、回転軸１の振れまわりを小さくでき、又耐久性を増す
ことができる効果がある。又回転軸１の回転速度に対応
して、空間部２３に密制される潤滑油の粘度を調整する
必要がある。又第３図（ａ）の摺接部１５　ｂ、１５　
ｃを、回転軸１の曲率に合せた凹面とすることにより、
より長い耐用時間が得られる。

第３図（ｂ）の円筒状筐体８の上面に、ゴムシールキャ
ンプ１６を被冠すると、電動機を傾けたときにも、内部
の潤滑油が流出し力いので有効である。

上述したように、回転軸１は、上下の第１、第２の摺動
軸承部材の摺接部（上側の２個所と下側の２個所）に圧
接されて回転するので、軸承が原因と々る回転軸１の振
れまわシの精度を簡素な構成によ逆向上できる特徴があ
る。１般の含油軸承の場合には、回転軸と軸承間の空隙
が６〜１０ミクロンあることに基因する大きい振、ｂｔ
わりに比較すると、本発明装置の効果は大きいものであ
る。

従ってフロンビディスク、ポリゴンミラー用の駆動源と
して最適のものが得られるものである。

第３図（ｂ）のように、回転軸１を円筒状筺体８に挿入
するには、次のようにするとよい。即ち円筒状筐体８に
摺動軸承部材１５　ａを上刃よシ圧入し、次に第１図の
電機子（１３，３，６）に圧入し、次に回転軸１を上方
より挿入し、次に回転軸１に軸承１８、板ばね１９　ａ
を嵌合し、次に摺動軸承部材１５ｅを下方より圧入し、
次に底板８ｂを螺着するものである。

負荷がポリゴンミラーのように、油滴が付着すると困る
場合には、第１図のポリゴンミラーＡと円筒状筐体８と
の存在する空間を分離する必贋力；ある。その手段につ
いて説明する。

マグネット回転子５の下面には、第２図に示すように長
溝４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設けられているので、その
回転とともに、第１図において、電機子コイル６とマグ
イ・ント回転子５との空隙間を、外力に空気流が発生す
る。この空気は、磁性体ヨーク２の空孔１７ａ、１７ｂ
　　、日ＩＥ日日より流入せしめられている。又磁性体
３の外周には突出部３ｂ、３Ｃが設けられているので、
磁性体２の外側との空隙Ｂより、ジェット気流と彦って
、下方に吹き出すことになる。従って、本体の１音すの
平板１２　ａと磁性体２との間の空隙Ｃよシ空気力；吸
入され、矢印り方向に外力に流出する。記号１１ａ、１
１ｂは支柱である。点線Ｅ、Ｆで示す上側の空気は、空
孔１７ａ、１７ｂならびに空隙Ｃを介して、常に点線Ｅ
１Ｆの下側の空間に流入することになるので、円筒状ｚ
体８の内部の油は、ボリコ゛ンミラ−Ａを含む空間に流
れることのない効果がある。

以上の実施例による説明よシ判るように、冒頭において
述べた本発明の目的が達成されて効果著しきものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の説明図、第２図は、マグネット
回転子の平面図、第３図は、本発明装置に使用される軸
承装置の説明図をそれぞれ示す。 １・回転軸、　　１ｂ・・・スチールボール、　　Ａ・
・・負荷、　　２・・・磁性体、　　３・・磁性体円板
、　　４ａ。 ４ｂ、４ｃ、４ｄ・・長溝、　　５・・・マグネット回
転子、　　６・・・電機子コイル、　　３ｂ、３Ｃ・・
突出部、Ｂ、Ｃ・空隙部、　１７　ａ、１７　ｂ　−空
孔、　１６−＝　コ゛ムシールキャップ、　　８・・・
円筒状＆体、　　ｓｂ・・底板、　　８ａ・・・案内リ
ング板、　　３ａ・・・プラスチック部、　１１２Ｌ、
１１　ｂ　−・支柱、　１３−・・基板、　５ａ、５　
ｂ、５　ｃ、５　ｄ・＝ａ極、　１５ａ％１５ｅ−・摺
動軸承部材、　１５　ｂ、１５　Ｃ・・摺接部、　１８
・・・軸承、１９　ａ　、　１９　ｂ　、　１９　ｃ・
・・板ばね、　　２２・・・コ゛ムシールＩノング、　
　１ａ・・支持台（負荷Ａの載置台）、　２０．２１ａ
１２１ｂ・・・凹部。 特許出願人 第　ｌ　図 第２図 ”４ｃ 第３　唄 手続補正書（自発） 昭和５８年３り／日 特許庁長官　　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示　　昭和５７年特許願第１８８１４６号
２、発明の名称　　円筒状軸承を植立した平板状の固定
電機子を備えた軸方向空隙 型電動機 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 ＆補正の内容 明細書の第１頁〜第２頁に記載する特許請求の範囲の全
文を下記のように補正する。 記 びこれと対向して回転する円板状のマグネント回転子を
備えた軸方向空隙型半導体電動機において、前記した固
定電機子の中央部の空孔に嵌着されるとともに、−軸承
となる円筒状筐体と、該筐体の上端の空孔円周の手間以
上に亘って外周部が嵌着されるとともに、１端に開口部
を有する第１の摺動軸承部材と、前記した円筒状筐体の
下端に嵌着されるとともに、第１の摺動軸承部材と全く
同じ構成で開口部の方向が１致する第２の摺動軸承部材
と、前記したマダイ・ント回転子の中央部に嵌着された
回転軸と、該回転軸が、第１、第２の摺動軸承部材を介
して回転するときに、第１、第２の摺動軸承部材のそれ
ぞれの内周面において、回転軸に２個所で摺接するよう
に、所定の開角だけ離間して設けられた突出部と、第１
、第２の哲動軸承部材の中間の位置において、回転軸に
遊嵌する中間軸承部材と、前記した円筒状筐体の内周面
と材を弾撥する弾撥部材と、第１、第２の摺動軸承部材
及び中間軸承部材を含む円筒状筐体の［空間内の全。若
しくは１音に封入された潤滑油とより栴成されたことを
特徴とする円筒状軸承を植立した平板状の固定電機子を
備えた軸方向空隙型電動機。 以　上。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電機子コイルを埋設した平板状の固定電機子及びこれと
   対向して回転する円板状のマグネット回転子を備えた軸
   方向空隙型半導体電動機において、前記した固定電機子
   の中央部の空孔に嵌着されるとともに、下方に突出して
   、下端部が密閉されている軸承となる円筒状筐体と、該
   筐体の上端の空孔円周の半周以上に亘って外周部が嵌着
   されるとともに、ｌ端に開口部を有する第１の摺動軸承
   部材と、前記した円筒状筐体の下端に嵌着されるととも
   に、第１の摺動軸承部材と全く同じ構成で開口部の方向
   が１致する第２の摺動軸承部材と、前記したマグネット
   回転子の中央部に嵌着された回転軸と、該回転軸が、第
   １、第２の摺動軸承部材を介して回転するときに、第１
   、第２の摺動軸承部材のそれぞれの内周面において、回
   転軸に２個所で摺接するように、所定の開角だけ離間し
   て設けられた突出部と、第１、第２の摺動軸承部材の中
   間の位置において、回転軸に遊嵌する中間軸承部材と、
   前記した円筒状筐体の内周面と中間軸承部材との間に設
   けられるとともに、回転軸を前記した突出部に圧接する
   ように、中間軸承部材を弾撥する弾撥部材と、第１、第
   ２の摺動軸承部材及び中間軸承部材を含む円筒状筐体の
   密閉空間内に封入された潤滑油とよシ構成されたことを
   特徴とする円筒状軸承を植立した平板状の固定電機子を
   備えた軸方向空隙型電動機。