JPS647362B2 - - Google Patents

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を具えた筒状
の回転軸に対し動圧空気流による空気軸受を行な
う様にした光偏向用モータに関する。

〔発明の技術的背景〕

従来より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を立設し、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を形成せしめて此拠で回転軸
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を形成せしめ
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。

〔背景技術の問題点〕

ところで、通常、動圧空気流を形成せしめる場
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を形成せしめる構成
であるため、高い加工精度を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
た。尚スラスト負荷を動圧空気軸受でなく磁気軸
受にて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た。

〔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
り、その目的は、回転子及び光偏向鏡体を具えた
回転軸を動圧空気軸受により支承するものにおい
て、動圧空気流を形成する箇所を減少し得、よつ
て製作の容易化及び製作工数の減少を図り得るこ
とを主として、他にも高い回転精度を得ることが
できると共に光偏向性能の向上も図り得る光偏向
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を形
成し、この固定軸に回転軸を嵌合せしめて、回転
軸のラジアル負荷及びスラスト負荷を該固定軸部
分の一箇所にて受け得る構成とした点、さらには
光偏向鏡体を前記ラジアル負荷用空気溝及び前記
スラスト負荷用空気溝のうちの下方に位置するも
のの最大空気圧発生部位の近傍に位置させ、前記
回転子を前記両空気溝のうちの上方に位置するも
のの最大空気圧発生部位の近傍に位置させ、以て
回転軸の重心を下げると共に両空気溝の最大空気
圧発生部位の近傍にて前記光偏向鏡体及び回転子
を支承する構成とした点に特徴を有する。

〔発明の実施例〕

以下本発明の第一実施例につき第１図及び第２
図を参照して説明する。１はモータ基体で、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り、本体１ａの底壁部
中央には取付ボス部２が形成されており、この取
付ボス部２には回転軸３が嵌着固定されて立設さ
れている。この回転軸３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
ラジアル負荷用空気溝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をなす。さらにこの
固定軸３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
ラル溝からなる。６はモータ基体１の蓋体１ｂに
おける周壁部内面に装着された固定子で、これは
固定子鉄心７及び固定子巻線８並びに巻線保持ボ
ビン９とから構成されており、そして巻線保持ボ
ビン９の上端部はねじ１０を介してモータ基体１
の蓋体１ｂにおける上壁部に固定されている。１
１は筒状をなす回転軸で、これは回転軸３に極く
微小の隙間を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１２を有する
栓体１３が嵌着されている。

ここでこの回転軸１１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１１が
回転されると、これと固定軸３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によ
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３の基端側か
ら回転軸１１及び固定軸３間に流入して栓体１３
の空気孔１２から流出する様になる。又このとき
動圧空気流により固定軸３と回転軸１１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した
空気圧が発生し、スラスト負荷用空気溝５部分に
はスラ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に示すに、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
空気圧特性を線Prで示し、又グラフｂにおいて
は固定軸３の径方向におけるスラスト成分の空気
圧特性を線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Ａにて発生し、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。

さて、１４は光偏向鏡体で、これは銅により形
成されたものであり、その外周は多面状をなす。
そしてこの光偏向鏡体１４は回転軸１１の外周面
に下ホルダ１５及び上ホルダ１６によつて上下か
ら挟持された状態にてねじ環１７により取付けら
れており、その取付位置は、ラジアル負荷用空気
溝４とスラスト負荷用空気溝５とのうちの下方に
位置するものこの場合ラジアル負荷用空気溝４部
分における最大空気圧発生部位即ち上記部位Ａの
近傍に、特には該部位Ａの上方近傍となる様に定
められている。１８は回転子で、これはホルダ１
９に回転子鉄心２０及びマグネツト２１を取付け
て構成されており、そしてこの回転子１８は、回
転軸１１の外周面に、前記両空気溝４及び５のう
ちの上方に位置するもの従つてスラスト負荷用空
気溝５における最大空気圧発生部位即ち上記部位
Ｂの近傍に、特には該部位Ｂの下方近傍に位置す
る様に嵌合固定されている。従つて上記光偏向鏡
体１４及び回転子１８は上記部位Ａと上記部位Ｂ
との間に位置するものである。又上記回転軸１１
において、その下端部（一端部）は光偏向鏡体１
４より下方に突出し、又上端部（他端部）は回転
子１８より上方へ突出しており、そしてこれら両
突出部１１ａ，１１ｂは夫々の外径が同一寸法と
なる様に形成されている。２２は駆動制御用回路
基板であり、これには周知の位置検出素子及びパ
ワートランジスタ（いずれも図示せず）が配設さ
れており、而して該駆動制御用回路基板２２は回
転軸１１の空気流出側の端部即ち栓体１３の上方
近傍に位置すべく前記巻線保持ボビン９にピン２
３を介して取付けられている。

上記構成において、回転子１８が回転軸１１を
伴つて回転すると、既述した如く、固定軸３と回
転軸１１との間に動圧空気流が形成され、これに
より固定軸３と回転軸１１との間が空気潤滑され
ると共に、既述の空気圧により回転軸１１がラジ
アル方向及びスラスト方向において非接触状態で
支承される。

以上の様な本実施例によれば、次の効果を得る
ことができる。即ち、固定軸３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を
形成して、該固定軸３の周囲部分のみにおいて回
転軸１１をラジアル方向のみならずスラスト方向
に対しても支承し得る様にしたので、動圧空気流
を得るための加工は、固定軸３周面及び回転軸１
１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た従来に比
し、製作の容易化を図り得ると共に製作工数の減
少を図り得、コストの低廉化を図り得る。しかも
回転軸１１において質量の大きい光偏向鏡体１４
及び回転子１８を、夫々ラジアル負荷用空気溝４
部分における最大空気圧発生部位及びスラスト負
荷用空気溝５部分におけるラジアル方向の最大空
気圧発生部位の近傍に位置させたので、回転軸１
１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。さらに光偏向鏡
体１４を銅により形成したので、アルミニユーム
により光偏向鏡体を形成していた従来に比し反射
率を大幅に高め得、又、該光偏向鏡体１４自体の
質量も増加せしめ得、しかも、この質量大なる光
偏向鏡体１４を、特に、上記両空気溝４及び５の
うちの下方に位置するラジアル負荷用空気溝４に
おける最大空気圧発生部位の近傍に位置させたの
で、回転軸１１全体についての重心位置を下げる
ことができ、よつて回転軸１１の回転の安定化を
さらに高め得、総じて極めて高い回転精度を得る
ことができ、しかもこの回転精度の向上と光偏向
鏡体１４の反射率向上との相乗効果により光偏向
性能を飛躍的に向上させ得る。さらにこの場合、
これら光偏向鏡体１４及び回転子１８を特に上記
二つの最大空気圧発生部位間に位置させたので、
回転軸１１の支承状態がさらに安定し、一層高い
回転精度を得ることができる。又、駆動制御用回
路基板２２を回転軸１１の空気流出側に設けたの
で、該流出空気により駆動制御用回路基板２２
を、格別の空冷手段を要さずに冷却し得、又、該
駆動制御用回路基板２２により回転軸１１の過度
な浮上を防止し得、よつて回転軸１１の上方への
移動についてのストツパを別途設ける必要もな
い。さらに、回転軸１１の両端部を光偏向鏡体１
４及び回転子１８より夫々突出させ且つこの両突
出部１１ａ，１１ｂの外径を同一寸法に形成した
ので、組立前において回転軸１１及び光偏向鏡体
１４並びに回転子１８からなる一体物をバランシ
ングマシンにてバランス調整する場合に、回転軸
１１をその両突出部１１ａ，１１ｂで支持するこ
とができ、特に該回転軸１１の上端部を突出させ
たので、該突出部１１ｂに栓体１３を圧入嵌着で
き、よつて該圧入嵌着の影響による回転軸１１の
寸法変化等が該回転軸１１の回転子１８部分の部
位に及ぶことを防止でき、よつて回転軸１１の回
転精度を当初の設定精度に保持し得る。

次に第３図は本発明の第二実施例を示してお
り、該実施例においては、スラスト負荷用空気溝
２４の構成が上記第一実施例のスラスト負荷用空
気溝５と若干異なる。即ち、前記スラスト負荷用
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、該スラスト負荷用空
気溝２４は上端部側の一部分が右上り状のスパイ
ラル溝にて構成され、いわば上端部をヘリングボ
ーン形状としている。該第二実施例によれば、ス
ラスト負荷に対する受け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を防止し得るといつ
た利点がある。

尚上記実施例では、ラジアル負荷用空気溝をヘ
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、又上記実施例では回
転軸１１の回転子１８を固定子６の内側に配置し
た所謂インナーロータ形のモータを例示したが、
これは回転子１８を固定子６の外側に配置するア
ウターロータ形のモータに適用してもよい。さら
に上記実施例では無刷子モータを例示したが、本
発明はこれに限定されるものではない。

その他本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、モータ基体に立設
された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、前記固定軸の周面にラジア
ル負荷用空気溝及びスラスト負荷用空気溝を形成
すると共に、前記光偏向鏡体を前記ラジアル負荷
用空気溝及び前記スラスト負荷用空気溝のうちの
下方に位置するものの最大空気圧発生部位の近傍
に位置させ、前記回転子を前記両空気溝のうちの
上方に位置するものの最大空気圧発生部位の近傍
に位置させたことを特徴とするものであり、これ
にて、固定軸周面においてのみ固定軸を支承し得
るので、固定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、よつて製作を容易ならしめ得ると共に製
作工数の減少を図り得、しかも、動圧空気流の最
大空気圧発生部位の近傍にて光偏向鏡体及び回転
子を支承するので、回転精度の向上を図り得、さ
らにこの質量大なる鏡体を下方側の最大空気圧発
生部位の近傍にて支承するので、回転子の重心を
下げることができ、総じて極めて高い回転精度を
得ることができ、軸振れも確実に防止し得、そし
て回転精度の向上と反射率の向上との相乗効果に
より光偏向性能の大幅な向上を図り得る等、種々
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図は本発明の第一実施例を示
し、第１図は縦断側面図、第２図は空気圧分布特
性を固定軸と関連して説明するための空気圧特性
図であり、そして第３図は本発明の第二実施例を
示す第１図相当図である。 図中、１はモータ基体、３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は固定子、１１は回転軸、１３は栓体、１４は
光偏向鏡体、１８は回転子、２２は駆動制御用回
路基板、２４はスラスト負荷用空気溝である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ モータ基体に立設された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
   を行なう様にしたものにおいて、前記固定軸の周
   面にラジアル負荷用空気溝及びスラスト負荷用空
   気溝を形成すると共に、前記光偏向鏡体を前記ラ
   ジアル負荷用空気溝及び前記スラスト負荷用空気
   溝のうちの下方に位置するものの最大空気圧発生
   部位の近傍に位置させ、前記回転子を前記両空気
   溝のうちの上方に位置するものの最大空気圧発生
   部位の近傍に位置させたことを特徴とする光偏向
   用モータ。 ２ 回転軸は、一端部が回転子より突出すると共
   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ているこ
   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。 ３ 回転軸の空気流出側の端部近傍には駆動制御
   用回路基板が設けられてい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。