JPS62131736A - Motor spindle - Google Patents

Motor spindle

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Publication number
JPS62131736A
JPS62131736A JP60272914A JP27291485A JPS62131736A JP S62131736 A JPS62131736 A JP S62131736A JP 60272914 A JP60272914 A JP 60272914A JP 27291485 A JP27291485 A JP 27291485A JP S62131736 A JPS62131736 A JP S62131736A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
magnet
stator
fixed
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60272914A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masami Sekizawa
関沢 昌美
Yukihiro Matsubara
松原 幸博
Yoshito Urata
浦田 嘉人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Toyo Bearing Co Ltd, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority to JP60272914A priority Critical patent/JPS62131736A/en
Publication of JPS62131736A publication Critical patent/JPS62131736A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/0408Passive magnetic bearings
    • F16C32/0423Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other
    • F16C32/0427Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other for axial load mainly

Abstract

PURPOSE:To increase the axial rigidity of a rotor by arranging the rotor driving magnet axially shifted relative to the stator core and energizing the rotor in the shifted direction of the driving magnet by a permanent magnet. CONSTITUTION:A fixed shaft 10 is rotatably supported by a boss 11a of an anchor block 11 and on its outside circumference two dynamic pressure grooves 10a are formed at a predetermined interval. Rotor 20 is composed of a rotating sleeve 21 rotatably fitted into the outside circumference of the shaft 10 and a driving magnet 30 provided on the upper part of the sleeve 21 which are sealed with a housing 50 fixed to the anchor block 11. A stator 60 of the motor is fixed to the housing 50 so as to surround the magnet 30, which is arranged in a little downwardly shifted position from a stator 60. A ring magnet 70 is embedded to the upper end flange 10b of the shaft 10 and a ring magnet 80 to the upper end of the sleeve 21 with polar surfaces facing each other. the permanent magnets 70 and 80 repulse each other and the rotor 20 is energized on the anchor block side to increase the axial rigidity.

Description

【発明の詳細な説明】 −の1 この発明は、回転中におけるロータの軸方向の剛性が増
すように改良したモータスピンドルに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION -1 This invention relates to a motor spindle that is improved so that the axial rigidity of the rotor during rotation is increased.

従米坐及血 一般にモータスピンドルは種々な装置の駆動源として用
いられるが、ここでは、特公昭53−6854号の回転
鏡光偏向器に用いたモータスピンドルについて、第3図
を参照して説明する。
Motor spindles are generally used as drive sources for various devices, but here we will explain the motor spindle used in the rotating mirror optical deflector of Japanese Patent Publication No. 53-6854 with reference to Fig. 3. .

第3図において、回転鏡1aは回転軸1の上端部に取付
られていて、回転軸1の中央部分にはモータのロータ2
が外嵌されている。回転軸1の下端部にはアルミ合金や
チタン合金等からなる補強材3が取付られている。この
補強材3には、回転軸1の軸方向に着磁された反発磁気
スラスト軸受の回転磁石4が埋設されている0回転磁石
4とは逆方向に着磁された反発磁気スラスト軸受の静止
磁石5と回転磁石4との反発力によって回転軸1は軸方
向に支持される。静止磁石骨5aとケーシング6との間
には、軟らかいゴム等のバネ作用と振動吸引作用をもつ
ダンパー7があり、回転体(回転4it 1、ロータ2
および回転in 1 aを含む)の軸方向の振動がダン
ri−7によって減衰される。そして、前記ロータ2と
対向するように、モータのステータ8がケーシング6に
取付られていて、当該ステータ8の発生する回転磁界に
よりロータ2が目標の回転数で回転するようになってい
る。
In FIG. 3, the rotating mirror 1a is attached to the upper end of the rotating shaft 1, and the rotary mirror 1a of the motor is mounted at the center of the rotating shaft 1.
is fitted externally. A reinforcing member 3 made of aluminum alloy, titanium alloy, or the like is attached to the lower end of the rotating shaft 1. A rotating magnet 4 of a repulsive magnetic thrust bearing magnetized in the axial direction of the rotating shaft 1 is embedded in this reinforcing material 3. The rotating shaft 1 is supported in the axial direction by the repulsive force between the magnet 5 and the rotating magnet 4. Between the stationary magnet bone 5a and the casing 6, there is a damper 7 made of soft rubber or the like that has a spring action and a vibration suction action.
and rotation in 1 a) are damped by the Dan ri-7. A stator 8 of the motor is attached to the casing 6 so as to face the rotor 2, and the rotating magnetic field generated by the stator 8 causes the rotor 2 to rotate at a target rotation speed.

ケーシング6からつき出たビボ・ソト9は、動圧空気ジ
ャーナル軸受のバッド9aを支える腕で、モータの両側
乙こ半jYブj向に3本ずつでている。パッド9aはピ
ボット9の数と同じ故だけあって、ピボット9の先端ま
わりに自由に回転できる。
Vivo-sotos 9 protruding from the casing 6 are arms that support the pads 9a of the hydrodynamic air journal bearing, and three of them protrude on both sides of the motor. Since the pads 9a have the same number of pivots 9, they can freely rotate around the tips of the pivots 9.

発刊−泳解決−レよ一矢↓−1(別」点ところで、上述
したような回転鏡光偏向器においては、回転体の自重が
回転磁石4.!:静1F磁石5の反発力によって支持さ
れているため、回転中VこおけるiiI記回転回転体方
向の剛性は充分ではなかった7、−のため、特に数万回
転単位の高速回転時j1.:おいで、回転体全体が軸方
向上下乙こ周期約6こ変位17、回転鏡1aの回転むら
が発71ニー 1.、た。
Published - Swimming Solution - Leyo Kazuya ↓ - 1 (Separate) Point By the way, in the above-mentioned rotating mirror optical deflector, the weight of the rotating body is supported by the repulsive force of the rotating magnet 4.!: static 1F magnet 5. Because of this, the rigidity in the direction of the rotating rotating body during rotation was not sufficient. This period caused about 6 displacements 17, which caused uneven rotation of the rotating mirror 1a.

このような点に着目してこの発明は創案され、その目的
どする処は、回転中におけるロータの軸方向の剛性が充
分であるモータスピンドルを堤供することにある。
The present invention was devised in view of these points, and its purpose is to provide a motor spindle whose rotor has sufficient rigidity in the axial direction during rotation.

■1鴻り片Uぶ一汝辺王−艮 上記目的を達成するため、この発明にがかるモータスピ
ンドルは、ロータの駆動用マグネットがステータのコア
に対して軸方向にずれて配置されると共に、前記ロータ
が永久磁石により前記駆動用マグネットのずれ方向にイ
」勢されたことを特徴としている。
1. In order to achieve the above object, the motor spindle according to the present invention has a rotor drive magnet disposed axially offset from the stator core, and The rotor is characterized in that the rotor is urged by a permanent magnet in the direction of displacement of the drive magnet.

4部皿 縦型モータに適用したとすれば、通電しなくとも、駆動
用マグネットが永久磁石であるため、ロータの自重はモ
ータステ〜りと駆動用マグネットとの間に働く軸方向磁
力により支えられる。通電後乙こおいては、回転数の増
加につれて電流値が増加し1、モータステータと駆動用
マグネットとの間の軸方向の磁力も堀加Vるから、前記
駆動用マグネットが浮上する。また、永久磁石?、こよ
りロータを駆動用マグネットのずれ方向に(’r勢する
ので、前記ロータの浮上刃に対抗してロータは均衡状態
となる。
If applied to a four-part dish vertical motor, the rotor's own weight will be supported by the axial magnetic force acting between the motor steering wheel and the drive magnet, even if no current is applied, since the drive magnet is a permanent magnet. . After energization, the current value increases as the number of rotations increases, and the magnetic force in the axial direction between the motor stator and the driving magnet increases, so that the driving magnet floats. Also, a permanent magnet? This forces the rotor in the direction of displacement of the drive magnet, so that the rotor is in a balanced state in opposition to the floating blade of the rotor.

141例− [実施例■1 第1図はこの発明の第1実施例をレーザビームブIIン
タに適用した例を示す縦断面し1である。
Example 141 - [Example 1] Fig. 1 is a vertical cross-section 1 showing an example in which the first embodiment of the present invention is applied to a laser beam scanner II.

同図において、符号10は固定台11のボスIla部分
に・袖支された固定軸で、その外周部には、所定間隔を
もって2箇所へリング、lε−ン溝と称され5S勤王溝
10aが形成されている。
In the same figure, reference numeral 10 denotes a fixed shaft supported by the boss Ila of the fixed base 11, and on its outer periphery there are two rings at predetermined intervals, and 5S grooves 10a called lε-n grooves. It is formed.

ロータ20は、固定軸10の外周に回転自在に嵌合され
たl転スリーブ21と、この回転スリーブ21の上部に
設けられた環状の1動用マグネソh30とから構成され
でいる。回転スリーブ21の下方には、多面鏡40が取
付られている。これらは、前記固定台11に固定し)ζ
ハウジング50で密封されているが、前記多面鏡40の
一一部に対してり1部からレーザ光を照射し、つるよう
に、当該ハウジ〉・グ50には開口窓51が開設されて
いる。
The rotor 20 is composed of an l-rolling sleeve 21 rotatably fitted around the outer periphery of the fixed shaft 10, and an annular one-acting magneto h30 provided above the rotary sleeve 21. A polygon mirror 40 is attached below the rotating sleeve 21. These are fixed to the fixed base 11)ζ
Although it is sealed with a housing 50, an opening window 51 is opened in the housing 50 so that a part of the polygon mirror 40 can be irradiated with a laser beam from one part. .

そして、前記駆動用7グネソト30の周囲を囲むように
・モータのステーク60が前記ハウジング50の内面上
側に固定されている。し7かも前記駆動用マグネット3
0はモータのステータ60に対してやや下にずれて(ず
れの量をΔ11で示す)配置されている。さらに、固定
軸10の上端に設げられた鍔部10bには、リング状の
第1の永久磁石70をその一方の磁極面が下側に露出す
るように埋設していると共に、前記回転スリーブ21の
上端部にはリング状の第2の永久磁石80が、前記第1
の永久磁石70の前記露出した磁極面に対して反発する
磁極面を対向させるように埋設されている。つまり、こ
の第1の永久磁石70と第2の永久磁石80は互いに反
発1、ていて、ロータ20が固定台11側叩ら下方に付
勢さネ1.るようになっている。
A motor stake 60 is fixed to the upper inner surface of the housing 50 so as to surround the driving 7-gun rod 30. Or 7, the driving magnet 3
0 is disposed with a slight downward shift (the amount of shift is indicated by Δ11) with respect to the stator 60 of the motor. Furthermore, a ring-shaped first permanent magnet 70 is embedded in the flange 10b provided at the upper end of the fixed shaft 10 so that one magnetic pole surface thereof is exposed downward, and the rotating sleeve A ring-shaped second permanent magnet 80 is attached to the upper end of the first magnet 21.
The permanent magnet 70 is buried so that the repelling magnetic pole surface faces the exposed magnetic pole surface. In other words, the first permanent magnet 70 and the second permanent magnet 80 repel each other, and the rotor 20 hits the fixed base 11 side and is urged downward. It has become so.

なお、図において符号Bは、モータの回転むらを制御す
るためのホール素fである。
In addition, in the figure, the symbol B is a Hall element f for controlling rotational unevenness of the motor.

次に動作を説明する。Next, the operation will be explained.

駆動用マグネソ1−30の磁気的な浮上刃によりロータ
20の自重が支えられる。ロータ20の回転に伴って動
圧溝10aにより半径方向の圧力が発生する結果、回転
スリーブ21の固定軸10に対する接触が防止される。
The weight of the rotor 20 is supported by the magnetic floating blade of the drive magneto 1-30. As the rotor 20 rotates, pressure in the radial direction is generated by the dynamic pressure grooves 10a, thereby preventing the rotating sleeve 21 from coming into contact with the fixed shaft 10.

同時に、第1および第2の永久磁石70.80は、ロー
タ20が回転することに伴ってロータ20を軸方向上方
に浮上させようとする力に対抗してロータ20を軸方向
下方に付勢するので、ロータ20は軸方向に均衡状態に
なり、ロータ20の軸方向の剛性が増す。
At the same time, the first and second permanent magnets 70.80 urge the rotor 20 downward in the axial direction against the force that tends to levitate the rotor 20 upward in the axial direction as the rotor 20 rotates. Therefore, the rotor 20 becomes axially balanced, and the axial rigidity of the rotor 20 increases.

[実施例■] 第2図はこの発明の第2実施例を第1図と同様レーザビ
ームプリンタに適用した例を示す縦断面図である。
[Embodiment 2] FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view showing an example in which a second embodiment of the present invention is applied to a laser beam printer similar to FIG. 1.

この第2実施例では、ロータ20の回転スリーブ21の
下端部または全体を磁性体にしている。さらに、固定台
11のボスlla上面には、リング状の永久磁石90が
、その一方の磁極面が露出するように埋設されていて、
前記露出した磁極面をロータ20の回転スリーブ21の
下端面に対向させている。つまり、永久磁石90により
ロータ20全体が下方に吸引付勢されるようになってい
る。
In this second embodiment, the lower end portion or the entire rotating sleeve 21 of the rotor 20 is made of a magnetic material. Further, a ring-shaped permanent magnet 90 is buried in the upper surface of the boss lla of the fixed base 11 so that one magnetic pole surface thereof is exposed.
The exposed magnetic pole surface is opposed to the lower end surface of the rotating sleeve 21 of the rotor 20. In other words, the entire rotor 20 is attracted and biased downward by the permanent magnet 90.

動作としては、駆動用マグネット30の磁力によりロー
タ20の自重が支えられる。一方、永久磁石90は、ロ
ータ20を軸方向上方に浮上させようとする力に対抗し
てロータ20を軸方向下方に吸引付勢するので、結果的
にロータ20は軸方向に均衡状態になり、ロータ20の
軸方向の剛性が増す。
In operation, the weight of the rotor 20 is supported by the magnetic force of the drive magnet 30. On the other hand, the permanent magnet 90 attracts and urges the rotor 20 downward in the axial direction against the force that tends to levitate the rotor 20 upward in the axial direction, so that as a result, the rotor 20 becomes in an axially balanced state. , the axial rigidity of the rotor 20 increases.

なお、上記第2実施例とは逆のように、永久磁石90を
ロータ20の下端部に配設すると共に固定台11を磁性
体としてもかまわない。さらに、以上は縦型モータにつ
いて説明しているが、本発明は横型モータにも通用しう
ろことは言うまでもない。
Note that, contrary to the second embodiment, the permanent magnet 90 may be disposed at the lower end of the rotor 20 and the fixed base 11 may be made of a magnetic material. Further, although the above description has been made regarding a vertical motor, it goes without saying that the present invention can also be applied to a horizontal motor.

登肌q洟栗 この発明によれば、ステータと駆動用マグネットとの間
に働く軸方向磁力によりロータが支えられると共に、永
久磁石により前記軸方向磁力にそれと反対に付勢させる
力を対抗させることで、ロータに加わる力が軸方向に均
衡状態となる結果、当該ロータの軸方向の剛性が増し、
ロータが安定的に回転することとなる。
According to this invention, the rotor is supported by the axial magnetic force acting between the stator and the driving magnet, and the permanent magnet counteracts the force that biases the axial magnetic force in the opposite direction. As a result of the force applied to the rotor becoming balanced in the axial direction, the axial rigidity of the rotor increases,
The rotor will rotate stably.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の第1実施例をレーザビームプリンタ
に適用した例を示す縦断面図、第2図はこの発明の第2
実施例を第1図同様レーザビームプリンタに通用した例
を示す縦断面図、第3図は特公昭53−6854号に示
す回転鏡光偏向器の縦断面図である。 10・・・固定軸、11・・・固定台、20・・・ロー
タ、30・・・駆動用マグネット、60・・・ステータ
、70・・・第1の永久磁石、80・・・第2の永久磁
石、90・・・永久磁石。 特許出願人  エヌ・チー・エヌ東洋ベアリング株式会
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an example in which the first embodiment of the present invention is applied to a laser beam printer, and FIG.
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing an example in which the embodiment is applied to a laser beam printer similar to FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Fixed shaft, 11... Fixed base, 20... Rotor, 30... Drive magnet, 60... Stator, 70... First permanent magnet, 80... Second Permanent magnet, 90...Permanent magnet. Patent applicant: NCH N Toyo Bearing Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ロータの駆動用マグネットがステータのコアに対
して軸方向にずれて配置されると共に、前記ロータが永
久磁石により前記駆動用マグネットのずれ方向に付勢さ
れたことを特徴とするモータスピンドル。
(1) A motor spindle characterized in that a driving magnet for the rotor is disposed offset in the axial direction with respect to the core of the stator, and the rotor is biased by a permanent magnet in the direction of the offset of the driving magnet. .
(2)前記永久磁石は、前記ロータが回転自在に外嵌さ
れる固定軸の端部と、前記ロータの端部とに、互いに反
発付勢するように2個設けたことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のモータスピンドル。
(2) A patent characterized in that two permanent magnets are provided at the end of the fixed shaft on which the rotor is rotatably fitted and at the end of the rotor so as to repel each other. A motor spindle according to claim 1.
(3)前記永久磁石は、前記ロータの端部を支持する固
定台のボスに、前記ロータの端部を吸引付勢するように
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のモ
ータスピンドル。
(3) The permanent magnet is provided on a boss of a fixed base that supports the end of the rotor so as to attract and bias the end of the rotor. motor spindle.
JP60272914A 1985-12-03 1985-12-03 Motor spindle Pending JPS62131736A (en)

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