JPH02184251A

JPH02184251A - モータ

Info

Publication number: JPH02184251A
Application number: JP358889A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kimura; 哲也木村; Hiroshi Makino; 弘牧野; Tomoharu Nonaka; 野中　友晴; Masahiro Takahashi; 正弘高橋; Sadaji Sada; 佐田　貞二
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1989-01-10
Filing date: 1989-01-10
Publication date: 1990-07-18

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】【産業上の利用分野】

本発明は、対向配置されるロータ部のマグネットとステ
ータコアとの間の磁気的吸引力を利用してスラスト軸受
作用を行わせているモータに関するものである。

【従来の技術】

ラジアル軸受は、回転軸に対して直角の方向に力が働い
ても、回転の中心が所定の位置よりズレないようにする
ための軸受である。モータには、このラジアル軸受として、動圧型。や静圧型の流体軸受を用いたものや、滑り軸受を用いた
ものがある。流体軸受や滑り軸受を用いた場合、ロータ
部はスラスト方向（軸方向）に動き得ることになるから
、それを阻止するためのスラスト軸受が必要となる。ところが、対向して配置されているマグネットとステー
タコアとの間には磁気的吸引力が働いており、この力が
スラスト方向への移動を阻止する作用（スラスト軸受作
用）をしている。そこで、わざわざスラスト軸受を設け
ることはしないようにしたモータがある。第２図に、そのような従来のモータを示す。この例では
、ラジアル軸受としては、流体軸受の一種である動圧空
気軸受を用いている。そして、モータを、光偏向器の多
面鏡の回転駆動用として用いた場合を示している。第２図において、１は軸、１−１は動圧発生用溝、２は
ハウジング、３は回転スリーブ、４はバランス調整用部
材付着溝、５はヨーク、６はマグネット、７ばステータ
コア、８はスタッド、９は基板、ｌＯは磁気検出素子、
１１は多面鏡、１２はフランジ、１３はネジである。モータのロータ部は、軸１に隙間１５を隔てて嵌挿した
部分であり、次のものから構成されている。即ち、回転
スリーブ３、それに圧入あるいは接着等により固着され
たヨーク５およびマグネット６、フランジ１２を当てネ
ジ１３によって回転スリーブ３に取り付けられた多面鏡
１１である。一方、モータのステータ部は、次のものから構成されて
いる。即ち、ハウジング２、ハウジング２に一端が圧入
等によって固着された軸１５同じくハウジング２に固着
されたステータコア７（なお、図示されていないが、ス
テークコア７にはトロイダルコイルが巻回されている）
、ステータコア７に取り付けられたスタッド８によって
支持される基板９、基板９上に植立設置された磁気検出
素子１０等から構成される。マグネット６は永久磁石であり、対向するステータコア
７との間には磁気的吸引力が働く。この吸引力は、回転
力の源を成していると共に、マグネット６とステータコ
ア７との対向位置が、モータの軸方向にズレないように
する作用もする。つまり、第２図において、マグネット６が上に移動した
時には、前記吸引力に下方に引き下げる成分が現れて引
き下げられるし、下に移動した時には、上方に引き上げ
る成分が現れて引き上げられる。かくして、マグネット
６とステータコア７とは、前記磁気的吸引力により、軸
方向の所定位置にて対向せしめられるようにされる。即
ち、マグネット６とステータコア７により、磁気的スラ
スト軸受が構成されている。磁気検出素子ＩＯとしては、例えば、ホール素子が用い
られる。これは、マグネット６の漏れ磁束を検出して、
マグネット６が回転する場合、Ｎ極が通過したかＳ極が
通過したかを検出する。検出信号は、基板９に印刷された配線を通して、図示し
ない制御部へ送られる。制御部では、この検出信号を基
に、ステータコア７の各個所に巻回されているトロイダ
ルコイルに流す電流の向きを決める。その゛結果、マグ
ネット６との相互作用により回転を持続する極性の磁界
が発生させられる。動圧発生用溝１−１を設けることにより、回転スリーブ
３が回転した場合、軸１の周囲（隙間１５の部分）に高
い圧力の空気層が生ぜしめられる。この圧力により、回転スリーブ３は軸１より浮いた状態
で支持されることになる。即ち、動圧空気軸受が構成さ
れる。なお、上側では、動圧発生用溝を軸１の周面に設けたも
のを示したが、回転スリーブ３の内壁に設けられる場合
もある。そして、前記空気層が、ロータ部の回転中心を一定に保
つ作用をする。例えば、回転スリーブ３が第２図の右方
にズしたとすると、右方の隙間は大となり、その部分の
隙間の圧力はズレる前より小となる。他方、左方の隙間
は小となるから、その部分の隙間の圧力はズレる前より
大となる。圧力の大小関係が上記のようになると、回転
スリーブ３は左方に押され、最終的には元の位置へ戻さ
れることになる。多面鏡１１は、軸方向の上方から見た場合、多角形を成
しており、その周側面には多数の鏡面を有している。そ
の鏡面には、例えば、レーザー等の光ビームが照射され
る。第１の鏡面に光ビームが照射されていて、多面鏡１
１が回転すると、該光ビームの反射光ビームは徐々に向
きを変えさせられる。つまり゛、偏向される。回転が進んで、前記した第１の鏡面には照射出来なくな
ると、次の第２の鏡面が回転して来て、これが照射され
る。今度はこの第２の鏡面により、先と同じような偏向
が行われる。従って、反射光ビームは、一定の角度範囲
内を走査する形となる。走査速度は、多面鏡１１の回転速度に依存する。

【発明が解決しようとする課題】

（問題点）しかしながら、前記した従来の技術には、ロータ部が軸
方向（スラスト方向）に揺動（ダンピング）し易いとい
う問題点があった。（問題点の説明）前記した従−来のモータでは、スラスト軸受の作用を、
マグネット６とステータコア７との間の磁気的吸引力に
より行わせている。この磁気的吸引力が大であればある
程、スラスト方向への揺動は強力に阻止される。しかし、従来は、対向するマグネット６とステータコア
７との軸方向長さは路間−にされ′Ｃおり、マグネット
６、ステータコア７のサイズや特性等が決まれば磁気的
吸引力も決まっていた。第６図に、従来のモータにおけるマグネットからステー
タコアに入る磁束の分布を模式的に表した図を示す。マグネットの軸方向長さＨｍは、ステータコアの軸方向
長さＨｃと略等しくされている。ｆｆｆ気的吸引力は、
磁束の入る面積と、その磁束密度に関係している。ロータ部が高速で回転している際に、ロータ部にスラス
ト方向への外力が働き、ロータ部がスラスト方向へ移動
しようとすると、その力が小であれば、前記磁気的吸引
力による復元力により、直ちに移動が抑制される。しか
し、前記力が大であると、直ちには抑制できず、スラス
ト方向への移動が生ずることは、どうしても避けられな
かった。この揺動を出来るだけ減少させるためには、マグネット
６とステータコア７間の磁気的吸引力を、出来るだけ強
力にすることが要請される。本発明は、以上のような問題点を解決することを課題と
するものである。

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、本発明では、対向配置される
ロータ部のマグネットとステータコアとの間の磁気的吸
引力を利用してスラスト軸受作用を行わせているモータ
において、前記マグネットの軸方向長さＨｌに対する前
記ステータコアの軸方向長さＨｃの比を０．７〜０．９
にすることとした。

【作　　用】

同じ材質のマグネット、ステータコアを用いた場合でも
、マグネットの軸方向長さＨｌに対するステータコア゛
の軸方向長さＨｃＯ比を０，７〜０．９にすることによ
り、Ｈｍ＝Ｈｃとした場合に比し、より強力な磁気的吸
引力を得ることが出来ることが判明した。それゆえ、Ｈｃ／Ｈｍを上記のような範囲の値に選ぶこ
とにより、スラスト方向への揺動をより一層抑制するこ
とが可能となる。

【実　施　例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。第１図は、本発明の実施例にかかわるモータである。第
２図の場合と同様、ラジアル軸受としては流体軸受の一
種である動圧空気軸受を用いたものを示し、用途として
は光偏向器の多面鏡を回転するのに使用した例を示して
いる。符号は、第２図のものに対応している。構成上、従来の
ものと異なる点は、マグネット６のマグネットの軸方向
長さに対して、ステータコアの軸方向長さを小にした点
である。第３図は、マグネットとステータコアの部分のみを取り
出した図である。第３図において、Ｈ。はマグネットの軸方向長さ、Ｈｃはステータコアの軸方
向長さ、Ｒ，はマグネット外周面半径Ｒ１、Ｒｃはステ
ータコア内周面半径、０は回転軸中心である。第１図、第２図では、図が混み入ったものとなるのを避
けるため、マグネット６とステータコア７との対向間隙
を広く描いである。しかし、実際には第３図で示すよう
に狭く、回転軸中心０からの半径の長さに比べれば、両
者の差は極めて小である。従って、Ｒ，−Ｒｃと考えて
も差し支えない。マグネット６の外周面から出る磁束の総量は、単位面積
から出る磁束をΦ、外周面の面積をＳ。とすれば、Ｓ、×Φ冨２πＲ，ＨｍΦ である。一方、その磁束を受けるステータコア７の内周面の面積
をＳｅとすれば、５ｃ＝２π’ＲｃＨｃである。前述したようにＲ，＝Ｒｃと考えてよいから、Ｈｍ＞Ｈ
ｃとすれば、Ｓ、＞Ｓｃとなる。従って、ステータコア
７の表面の磁束密度は従来のものより大となる。磁束密
度が大になれば、それは、磁気的吸引力を大にする１要
囚となる。但し、マグネット６の表面から発した磁束が、全てステ
ータコア７０表面に入るわけではないから（漏れ磁束も
ある）、Ｓ、が小になった分だけ比例的に磁束密度が大
になるわけではない。第５図は、本発明のモータにおけるマグネットからステ
ークコアに入る磁束の分布を模式的に表した図である。磁束密度が大になれば、磁気的吸引力も大になることが
予想されるが、ステータコア７の内周面の面積の減少と
の兼ね合いもあり、実験の結果、Ｈｍ／Ｈｍの値をどん
どん小にして行っても、それにつれて磁気的吸引力が大
になるとは限らないことが判明した０次にそれを示す。第４図は、マグネットの軸方向長さＨｍに対するステー
タコアの軸方向長さＨｃの比と、ロータ部が所定位置へ
復元する力との関係の１例を表した図である。横軸は、Ｈｃ／Ｈｍを表す。縦軸は、マグネット６とス
テータコア７が所定位置よりスラスト方向にズラされた
時、磁気的吸引力により該所定位置に復元する力を、Ｈ
０／Ｈｍ＝１．０の時の力を基準（１，０）として表し
ている。本発明者等は、Ｈｃ／Ｈｍの値が１より小になるにつれ
、復元力は徐々に強力になってゆくが、０．７より若干
大な値付近で最大となった後は、急速に弱くなってゆく
という性質があることを見出した。本発明は、この性質に着目し、Ｈｃ／Ｈｍの値を、強力
な復元力を得ることが出来る（１．７〜０．９の範囲の
値としたものである。このようにすることによって、従来と同じ材質のマグネ
ット　ステータコアを用いても、Ｈｃ／Ｈｍの値を略１
とした従来の場合に比べ、より強力な復元力を一得るこ
とが出来、ロータ部の揺動を従来より抑制することが出
来るようになった。【発明の効果］以上述べた如く、本発明では、マグネットとステータコ
アとの磁気的吸引力でスラスト軸受の作用をさせている
モータにおいて、マグネットの軸方向長さＨｍに対する
ステータコアの軸方向長さＨｃの比と、スラスト方向の
復元力との関係を究明し、Ｈｍ／Ｈｍの値を、より強力
な復元力が得られる０、７〜０，９の範囲の値とした。その結果、ロータ部のスラスト方向への揺動を従来のも
のより減少させることが出来るようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明の実施例にかかわるモータ第２図・
・・従来のモータ第３図・・・マグネットとステータコアの部分のみを取
り出した図第４図は・・・マグネットの軸方向長さＨ７に対するス
テータコアの軸方向長さＨｃＯ比と、ロータ部が所定位
置へ復元する力との関係を表した図第５図・・・本発明のモータにおけるマグネットからス
テータコアに入る磁束の分布を模式的に表した図第６図・・・従来のモータにおけるマグネットからステ
ータコアに入る磁束の分布を模式的に表した図である。図において、１は軸、１−１は動圧発生用溝、２はハウ
ジング、３は回転スリーブ、４はバランス調整用部材付
着溝、５はヨーク、６はマグネット、７はステータコア
、８はスタッド、９は基板、１０は磁気検出素子、１１
は多面鏡、１２はフランジ、１３はネジ、１５は隙間で
ある。第図第り図第図ＨＣ／？ｂＮ第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

対向配置されるロータ部のマグネットとステータコアと
の間の磁気的吸引力を利用してスラスト軸受作用を行わ
せているモータにおいて、前記マグネットの軸方向長さ
Ｈ＿ｍに対する前記ステータコアの軸方向長さＨ＿ｃの
比を０．７〜０．９にしたことを特徴とするモータ。