JPH054744U - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シート状駆動マグネットの不均一密度を低減
させ、シート状駆動マグネットを組込む回転体の初期ア
ンバランスを小さくする。 【構成】 円筒形のマグネットヨーク３５に装着する際
に、丸めた状態のシート状駆動マグネット２の両端の突
合せ面間に生ずる間隙３７に、当該駆動マグネット２の
密度にほぼ等しい密度の接着剤２８を充填するようにし
ている。また、シート状駆動マグネット２の両端面を該
駆動マグネット２を丸める方向におけるマグネット２の
中心点Ｏについて点対称となり、かつ前記中心点Ｏを通
り当該マグネット２と直交する線Ｓについて非線対称と
なる形状に形成している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はモータに関する。更に詳述すると、本考案は、シリンダ状のマグネッ トヨーク内に例えばゴムマグネットのようなゴム状弾性を示すシート状の駆動マ グネットを装着して、マグネット側が回転するようにしたモータに関する。尚、 本明細書において、ゴム状弾性を有するマグネットとは、合成ゴムをベース材と してそれに粉体状のマグネット材を添加した所謂ゴムマグネットは勿論のこと、 天然ゴムあるいは弾性プラスチック材などをベース材としたものも含み、可撓性 のあるマグネット材全般を意味している。

【０００２】

【従来の技術】

レーザビームプリンタやファクシミリ等のポリゴンミラーの回転駆動源として 用いられる動圧気体軸受モータには、ロータマグネットとして、ゴム状弾性を有 するシート状駆動マグネット例えばゴムマグネットが採用されている。ゴムマグ ネット２は、図４の（Ａ）に示すような断面矩形のシート状を成し、無着磁の状 態で円筒形状に丸めてからポリゴンミラー等を取付けた円筒形のマグネットヨー ク内に挿入し、所定の位置に配置して接着剤にて固着されている。マグネットヨ ークの内周面にはあらかじめ接着剤が塗布されており、内側からゴムマグネット を押しつけてマグネットヨークに密着させることによってその位置に固着される 。尚、ゴムマグネットはその後加熱硬化されてから着磁される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の駆動マグネットでは、円筒状に形成した場合、図４の（ Ｂ）に示すように、両端を突き合せた接合面に外方へ向けてＶ字形に開いた扇形 の空間３７を生じてしまう。この空間３７はロータの密度の不均一分布を招きロ ータの回転バランスをアンバランスなものとするため、高速回転ともなるとその 影響が小さくなく振動を発生するに至る。ロータの振動は僅かでもポリゴンミラ ーを経由する光走査ラインの乱れを招いて画質を低下させる。

【０００４】 そこで、回転バランス測定装置によって回転バランスを測定しながらマグネッ トヨークにバランス調整用の穴をあけてバランス調整を行っているが、駆動マグ ネットの密度分布の不均一が大きいとバランスをとるのが難しく手間がかかる。 また、駆動マグネットをマグネットヨークに装着した状態でしごき、前述の空間 部分が埋まるように変形させて密度の不均一分布を小さくすることも考えられる が、バランス修正に手間がかかるし、応力が発生してしまう。

【０００５】 本考案は、シート状駆動マグネットの円筒形に丸めた状態での密度均一化を図 り、駆動マグネットの密度の不均一分布に起因する回転バランスの発生を低減し たモータを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するため、本考案のモータは、ゴム状弾性を有するシート状 駆動マグネットを丸めて円筒形状のマグネットヨーク内に装着したモータにおい て、丸めた状態の前記駆動マグネットの両端の突合せ面間に生ずる間隙に、当該 駆動マグネットの密度にほぼ等しい密度の接着剤を充填するようにしている。

【０００７】 また、本考案のモータは、ゴム状弾性を有するシート状駆動マグネットを丸め て円筒形状のマグネットヨーク内に装着したモータにおいて、前記駆動マグネッ トの両端面を該駆動マグネットを丸める方向におけるマグネットの中心点につい て点対称となり、かつ前記中心点を通り当該マグネットと直交する線について非 線対称となる形状に形成するようにしている。

【０００８】

【作用】

したがって、円筒形のマグネットヨーク内において丸められたシート状駆動マ グネットの両端の突合せ部分に生ずる空間はシート状駆動マグネットとほぼ同じ 密度の接着剤の充填によって塞がれ、回転方向に連続した均一密度分布が得られ る。

【０００９】 また、端面構造を点対称でかつ非線対称に形成する場合、シート状駆動マグネ ットを丸めて円筒形にしたときに、突合せられる両端面が嵌合して接合面間に隙 間が生ぜずに密着する。また、仮りに隙間が生じたとしても、シート状駆動マグ ネットと密度のほぼ同じ接着剤の充填によって塞がれるため、当初から円筒形に 一体成形されていたのとほぼ同じ回転バランスが得られる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。尚、本実 施例はレーザプリンタやファクシミリ等の光学走査装置に使用されているポリゴ ンミラーの回転駆動装置に適用した例である。

【００１１】 図３にポリゴンミラー回転駆動装置の一例を示す。このポリゴンミラー回転駆 動装置は、ポリゴンミラー１４を支持して回転する回転体（ロータ）１と、この 回転体１を収容して該回転体１との間に動圧空気軸受７を構成する円筒状の軸受 部材４と、この軸受部材４の中央に配置されてコイル５を支持するセンターポー ル１５と、該センターポール１５を支持し軸受部材４の底部を塞ぐベース部材１ ６と、軸受部材４側に固定された駆動コイル５と回転体１側にマグネットヨーク ３５を介して固定された駆動マグネット２とで構成される制御用小形モータ１７ とから主に成る。

【００１２】 回転体１には、回転体１の加工誤差やポリゴンミラー１４を回転体１に取付け る際の取付誤差等によってポリゴンミラー１４を含む回転系全体の重心位置が回 転軸上からずれるのを防ぐため、バランス調整用のバランスプレート１８が取付 けられている。ポリゴンミラー１４を有する回転体１全体の重心位置が回転軸上 からずれると、回転体１及びポリゴンミラー１４の回転バランスが崩れ、ポリゴ ンミラー１４の回転中に振動を発生し、光走査ラインが乱れて画質が低下する。 そこで、バランスプレート１８によって回転系の重心位置のずれを修整して回転 バランスを調整するようにしている。

【００１３】 バランスプレート１８は、例えばアルミニウム又は合成樹脂等によって円板状 に形成されており、その周縁に必要に応じてバランス調整用の穴２６を穿孔して 回転バランスを調整するように設けられている。バランスプレート１８は、特に その形状や大きさに限定を受けるものではないが、一般には円板形状とされてい る。また、バランスプレート１８の大きさは任意であるが、バランス調整用の穴 ２６を穿孔することから、なるべく径が大きいこと、例えば回転体１の小円筒部 １ａの径よりは大きいことが小さな穴でもより調整効果を得る上で望ましい。た だし、バランスプレート１８の径を無闇に大きくすると、ポリゴンミラー１４や 回転体１に対して邪魔になるので邪魔にならない範囲でなるべく大きくすること が望ましい。

【００１４】 また、回転体１の大円筒部１ｂの下端側にも必要に応じてバランス調整用の穴 ２７を穿孔してバランスを調整するように設けられている。この回転体１の下端 部におけるバランス調整は、主にシート状駆動マグネット２に起因するアンバラ ンスに対して機能するように行なわれる。

【００１５】 バランスプレート１８には、回転中心寄りの位置において空気孔１３が形成さ れている。空気穴１３は、前述の動圧軸受７部分からの空気を流通させるもので あり、かつ、エアダンパとして機能するものである。この空気孔１３の径及び長 さ（深さ）によって空気の出入りに対する抵抗が変化する。また、バランスプレ ート１８の上部外周にはフランジ１８ｆが形成されている。ポリゴンミラー１４ を支持する回転体１全体を持ち上げる場合、ポリゴンミラー１４の反射面や回転 体１の外周面３のグルーブを直接持つことができないので、フランジ１８ｆを持 つことによって回転体１全体を持ち易くしている。更に、バランスプレート１８ の下面側には、回転軸線を中心とする小さな円弧に沿って突堤１８ｅが形成され ている。回転体１の小円筒部１ａにバランスプレート１８を取付けたとき突堤１ ８ｅが小円筒部１ａの内周に嵌まり、バランスプレート１８が回転体１に対して 位置決めされる。また、上記突堤１８ｅが小円筒部１ａの内周側を塞ぎ、軸受部 材４と回転体１との間に形成される空間を密閉状の空間とする。ただし、この密 閉状の空間は孔１３によって外気に通じている。

【００１６】 前記軸受部材４は底面にベース部材１６をねじ止め等で固定することによって 有底円筒状に構成されている。軸受部材４の内周面６は軸受面を成し、耐摩耗性 を向上させるための表面処理が施されている。例えば特開昭63-235719 号に開示 されているような耐摩耗性被膜あるいは潤滑性被膜を施すように設けられている 。また、この軸受部材４の内周面６の中央部には回転体１との間で構成する動圧 空気軸受７に空気を供給するための環状の周溝３３が設けられ、軸受部材４の上 端面から空気孔３４を介して空気をモータ内部に導入するように設けられている 。空気の導入は取付機器のハウジング３１内に収容されるポリゴンミラー１４の 周辺から行なうことが塵埃の侵入を防ぐ上で好ましいが、特にこれに限定される ものではなく、空気孔３４を直接軸受部材４の周面に開口させるようにしても良 い。尚、軸受部材４の上端寄りの位置には当該モータをレーザープリンタ等の光 走査装置のハウジング３１等に取付けるためのフランジ３２が形成されている。

【００１７】 前記回転体１は軸受部材４の外に突出する上端部にポリゴンミラー１４を取付 けるための小円筒部１ａを形成し、動圧空気軸受７を軸受部材４との間で構成す る大円筒部１ｂとの境界の肩部分１ｃでポリゴンミラー１４を支持するように設 けられている。軸受部材４内に収容される大円筒部１ｂの外周面３には動圧発生 用のグルーブ（図示省略）が例えばエッチング等により約５μｍ〜２０μｍの深 さで形成されている。このグルーブの形状、配置等については特に限定されず、 軸受部材４の内周面６との同様にグルーブが形成される外周面３にも耐摩耗性を 向上させるための表面処理がなされている（特開昭63-235719 号）。回転体１の 大円筒部１ｂの内周面側には円筒状のヨーク３５が固定され、このヨーク３５の 更に内側には円筒状の駆動マグネット２が固定されている。

【００１８】 駆動マグネット２は、ゴム状弾性を有するシート状マグネット例えばゴムマグ ネットから成り、丸めて円筒形のマグネットヨーク３５内に装入し接着剤（図示 省略）によって固着されている。シート状駆動マグネット２は例えば断面矩形の 板材で、それを丸めて円筒形状にしてからマグネットヨーク３５内へ装入される 。したがって、丸められたシート状駆動マグネット２の突合せられた両端面間に は横断面扇形の隙間３７が発生する［図１及び図４の（Ｂ）参照］。この隙間３ ７にはシート状駆動マグネットとほぼ同じ密度の接着剤２８が充填される。

【００１９】 例えば、このシート状駆動マグネット２を回転体１に装着するには次の工程に 従って行う。なお、接着剤２８としては、例えばシート状マグネットと密度がほ ぼ等しいエポキシ系樹脂のものを使用する。

【００２０】 まず、駆動マグネットヨーク３５の内周面にあらかじめ接着剤（図示省略）を 塗布しておきシート状駆動マグネット２を丸めて挿入する。そして、所定位置に シート状駆動マグネット２を配置してから、シート状駆動マグネット２の隙間３ ７へ軸方向から接着剤２８を加圧注入して充填する。その後、シート状駆動マグ ネット２を内側から押して駆動マグネットヨーク３５へ密着させる。そして、シ ート状駆動マグネット２を加熱硬化してから着磁する。次いで、駆動マグネット ヨーク３５を回転体１の大円筒部１ｂ内へ挿入し固着することにより回転体１に 組み込む。

【００２１】 上記構成となっているので、この駆動マグネット２を装備した動圧気体軸受モ ータ１では、駆動マグネット２の接合部に生ずる空間の扇形溝も同等密度の接着 剤５で充填されているため、回転部分に不均一密度部分がなくなり、初期アンバ ランスが低減される。

【００２２】 次に、シート状駆動マグネット２の密度を均一化するためには上述の方法に特 に限定されず、図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、シート状駆動マグネット ２の両端の端面形状を、駆動マグネット２を丸める方向におけるマグネット２の 中心点Ｏについて点対称となり、かつ中心点Ｏを通りマグネット２と直交する線 Ｓについて非線対称となる形状に形成している。例えば、図２の（Ａ）に示すよ うに、両端面をハの字形に形成して円筒状に丸めて両端面を突き合わした場合、 その間に隙間を生ずることがない。したがって回転部分に不均一密度部分が無く 振動も発生しない。また、シート状駆動マグネット２の端面形状は図２の（Ｂ） のものに特に限定されるものではなく、丸めて円筒形にした際に突き合わされる 端面間に隙間を生じないように端面形状、例えば図２の（Ｂ）に示すような段部 ３８を形成させてもよく、更にはより細かい複数の段部や鋸歯部などを設けるこ とも可能である。

【００２３】 ポリゴンミラー１４は、回転体１の小円筒部１ａに嵌められ、その上に皿状の ミラー押え３０と皿ばね２９とを載せてバランスプレート１８、皿ばね２９、ミ ラー押え３０を貫通する取付ねじ３６によって回転体１の小円筒部１ａに固定さ れている。これによって、皿ばね２９及びミラー押さえ３０を介してバランスプ レート１８の底面がポリゴンミラー１８を回転体１の肩部１ｃに押しつけ、位置 決めと同時に固定する。

【００２４】 前記ベース５部材１６には軸受部材４の中央に配置されるセンターポール１５ が一体成形もしくはねじ止めなどによって固定されている。センターポール１５ の外周面にはステータコア２１が嵌められ、更にこのステータコア２１に嵌め込 まれた非磁性のコイル板１９の間にコイル５が巻回されている。コイル板１９に はコイル５が外れるのを防ぐ爪部２０がコア２１の外側でかつほぼ軸方向に向け て突出するように設けられており、該爪部２０を利用してコイル５を巻回した上 で合成樹脂によって固定されている。また、必要に応じてセンターポール１５の 上端寄りの位置には周波数発電機用の回路基板２４が設置されると共にこれと対 向するように回転体１側に周波数発電用のマグネット２３が固着されている。回 路基板２４にはコイルパターンが形成されていて、回転体１と共にマグネット２ ３が回転することにより回転速度信号を発生する。更に、ベース部材１６の下に は駆動用の回路基板２２がねじ止めされており、ベース部材１６と相俟ってモー タの内部１１と軸受部材４の外部１２との間での空気の流通が遮断されている。 回路基板２２にはコイル５に通電して回転体１を回転駆動するための回路パター ンが形成されている。尚、ベース部材１６には駆動コイル５や回路基板２２に接 続するリード線を外部に引き出するための引き出し孔が必要に応じて適宜形成さ れている。更に必要に応じて保護カバー２５が止めつけられている。

【００２５】 ステータ側のセンターポール１５と回転体１側にはスラスト磁気軸受１０を構 成する一対のリング状のマグネット８，９が互いに対向するように固着されてい る。これらのマグネット８，９は対向する面が互いに吸引し合う極となるように 、軸方向に着磁されている。そして、各マグネット８，９は軸方向の中心位置が 互いにずれるように配置されることによって軸方向の吸引力が発生し、これによ ってポリゴンミラー１４等を有する回転体１全体が浮上するようになっている。

【００２６】 以上のように構成されたポリゴンミラー回転駆動装置の駆動コイル５に通電す ると、駆動用マグネット２が回転付勢されて回転体１がポリゴンミラー１４と共 に回転駆動される。回転体１の回転に伴い空気孔３４と周溝３３を通じて動圧発 生用グルーブに空気が導入され、このグルーブと軸受部材４の内周面６とで形成 される動圧空気軸受７に動圧力が発生し、回転体１のラジアル方向の荷重が支持 される。上記空気孔３４と周溝３３の形成により、軸受部材４と回転体１との間 の動圧効果が大きくなり、動圧軸受の剛性が高くなる。一方、回転体１のスラス ト方向の荷重はスラストマグネット８，９から成るスラスト磁気軸受１０によっ て支持される。

【００２７】 そして、回転中の回転体１に外乱が加わると、回転体１がスラスト方向に振動 しようとする。そして、通気孔１３を通じて軸受部材４と回転体１との間に形成 された内部空間１１に空気の出入りが生じる。即ち、回転体１全体が軸受部材４ から浮き上がるときは通気孔１３から空気が入り、軸受部材４に対して沈むとき は通気孔１３から空気が出る。通気孔１３は空気の出入りに対して抵抗となるた め、回転体１の振動に対するダンパとして作用し回転体１の振動を抑制する。

【００２８】 ここで、ポリゴンミラー１４を含む回転体１全体の重心を通る線が回転体１の 回転中心線と一致しておれば、回転体１が回転中に首を振ることはなく、振動は 発生しない。これに対して回転体１全体の重心を通る線が回転体１の回転中心線 からずれていると、回転体１が首を振りながら回転し、これによって振動を生じ る。従って、回転体１全体の重心を通る線が回転体１の回転中心線と一致するよ うに、回転体１全体の回転バランスを調整する必要がある。この回転バランスを 調整するために、バランスプレート１８及び回転体１そのものの駆動マグネット ２の近傍の適宜箇所に適宜大きさ・深さのバランス調整用の穴２６，２７を穿孔 する。言うまでもなく、バランス調整用の穴２６，２７は、回転軸線を中心とし てウェートの重い方に穿孔される。

【００２９】

【考案の効果】

以上の説明より明らかなように、本考案のモータは、シート状のゴムマグネッ トを丸めてマグネットヨーク内に装着する際に、両端の突合せ部分に、ゴムマグ ネットとほぼ同じ密度の接着剤を充填するようにしたので、回転方向における密 度を連続的なほぼ均一なものとし、不均一密度分布を小さくして初期アンバラン スを低減させるため、バランス調整が容易になる。しかも、シート状駆動マグネ ットにしごきなどを加えないので、マグネットに応力が発生することがない。ま た、端面構造を点対称でかつ非線対称に形成する場合、シート状駆動マグネット を丸めて円筒形にしたときに突合せられる両端面が嵌合して接合面間に隙間が生 ぜずに密着する。また、借りに隙間が生じたとしても、シート状駆動マグネット と密度のほぼ同じ接着剤の充填によって塞がれるため、当初から円筒形に一体成 形されていたのとほぼ同じ回転バランスが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかるモータ構造の一実施例を要部の
み断面して示す斜視図である。

【図２】シート状駆動マグネットの説明図で、（Ａ）は
本考案のシート状駆動マグネットを丸めた状態の平面
図、（Ｂ）は更に他のシート状駆動マグネットモータを
丸めた状態の平面図である。

【図３】ポリゴンミラーの回転駆動装置の一例を示す中
央縦断面図である。

【図４】従来のシート状駆動マグネットを示す図で
（Ａ）は挿入前の平面図、（Ｂ）は挿入時の平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 回転体 ２ シート状駆動マグネット ２８ シート状駆動マグネットと密度がほぼ等しい接着
剤 ３５ マグネットヨーク ３７ シート状駆動マグネットの両端面間に生ずる間隙 Ｏ マグネットの点対称の中心点 Ｓ マグネットの線対称の中心線

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴム状弾性を有するシート状駆動マグネ
   ットを丸めて円筒形状のマグネットヨーク内に装着した
   モータにおいて、丸めた状態の前記駆動マグネットの両
   端の突合せ面間に生ずる間隙に、当該駆動マグネットの
   密度にほぼ等しい密度の接着剤を充填したことを特徴と
   するモータ。
2. 【請求項２】 ゴム状弾性を有するシート状駆動マグネ
   ットを丸めて円筒形状のマグネットヨーク内に装着した
   モータにおいて、前記駆動マグネットの両端面を該駆動
   マグネットを丸める方向におけるマグネットの中心点に
   ついて点対称となり、かつ前記中心点を通り当該マグネ
   ットと直交する線について非線対称となる形状に形成し
   たことを特徴とするモータ。
3. 【請求項３】 前記駆動マグネットを丸めた状態におい
   て生ずる両端の突合せ面間の隙間に当該駆動マグネット
   の密度にほぼ等しい密度の接着剤を充填したことを特徴
   とする請求項２記載のモータ。