JPH0548568U - 動圧軸受モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動コイルの放熱特性を改善して冷却効果を
高める。また駆動コイルの磁気回路の体積を十分確保し
て効率を高め、かつ駆動コイルの配置の自由度を高め
る。 【構成】 ポリゴンミラー３を支持するロータ１とそれ
を回転自在に支持する軸受部材２の相対向する軸受面１
ａ，２ａの間で回転時に軸受隙間の流体圧をスパイラル
状の溝２７の働きで高めて軸受荷重を支承する動圧軸受
４を組込んだモータにおいて、モータ６を構成するロー
タマグネット８をロータ１の外周面でかつ軸受部材２の
外に配置する一方、更にその外側にステータコイル７を
配置して軸受部材２側に固定し、ポリゴンミラー３の下
にステータコイル７が配置されるようにしている。これ
によって、コイルが発熱しても、開放されている周囲空
間への放熱によって自然冷却されるし、かつコイル７周
辺でのマグネット８及びポリゴンミラー３の高速回転に
伴なう空気の撹拌によって冷却効果が高まる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は動圧軸受モータに関する。更に詳述すると、本考案は、例えばレーザ 走査用モータや高速スピンドルモータ等のような、動圧軸受を組込んで高速で回 転するモータのコイル及びマグネットの配置構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

レーザ走査用モータ、磁気ドラム用モータ、ジャイロモータあるいは高速スピ ンドルモータのような高速で回転するモータ等には、高速回転を可能とするため 、回転に伴って発生する動圧空気でロータ部（回転体）を支持する動圧空気軸受 が採用されている。

【０００３】 例えば、レーザビームプリンタやファクシミリ等の光学走査装置として利用さ れているポリゴンミラー１１３は、図２に示すように、動圧空気軸受１０９によ って支持されているロータ１０１に取付けられて高速回転可能に設けられている 。ロータは円筒状を成し、その内部にモータを構成している。モータ１１０は円 筒状のロータ１０１の内周面に固着されたマグネット１０３と、その内側に配置 されたセンターポール１０６に支持されているステータコイル１０４とで構成さ れている。ステータコイル１０４はコア１０５に巻回されてセンターポール１０ ６に取付けられ、軸受部材１０２側に固定されている。一方、ロータ１０１の外 周面１０７と円筒状の軸受部材１０２の内周面１０８との間には動圧軸受１０９ が形成され径方向の支持が図られている。また、ロータ１０１と軸受部材１０２ との間には磁石１１１，１１２の吸引力を利用したスラスト磁気軸受が形成され 軸方向の支持が図られている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

したがって、ステータコイル１０４はロータ１０１の内部に実質的に密封され 、コイルから放熱される熱がロータ１０１内にこもってしまう。このため、コイ ルの特性が低下する問題がある。更に、ロータ１０１の内部の中心寄りにコイル が設置されるため、磁気回路の体積が限られてしまい、モータ効率が落ちる問題 がある。また、コイルの巻数を増やそうとすればロータそのものを大型化せざる を得ず、動圧軸受の構造も設計し直さなければならなくなる問題がある。

【０００５】 本考案は、駆動コイルの放熱特性を改善して冷却効果を高めると共に駆動コイ ルの磁気回路の体積を十分確保して効率を高めることができる動圧軸受モータを 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、本考案は、ポリゴンミラーを支持するロータとそ れを回転自在に支持する軸受部材の相対向する軸受面のいずれか若しくは双方に スパイラル状の溝を設け、回転時に前記スパイラル状溝の作用で軸受隙間の流体 圧を高めて軸受荷重を支承する動圧軸受を組込んだモータにおいて、、ロータマ グネットを前記ロータの外周面でかつ前記軸受部材の外に配置する一方、更にそ の外側にステータコイルを配置して前記軸受部材側に固定し、前記ポリゴンミラ ーの下に前記ステータコイルが配置されている。

【０００７】

【作用】

したがって、コイルが発熱しても開放されている周囲空間に放熱され自然冷却 される。そして、コイル周辺で高速回転するマグネット及びポリゴンミラーによ ってコイル周辺の空気が撹拌され冷却効果を高める。しかも、モータは動圧軸受 の外に構成されているので動圧軸受の構造を変化させることなくモータ側の駆動 コイルを大型化できる。

【０００８】

【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。

【０００９】 図１に本考案の動圧軸受モータの一例としてポリゴンミラー用動圧軸受モータ を示す。このポリゴンミラー用動圧軸受モータは、ポリゴンミラー３を支持して 回転する円筒状のロータ１と、このロータ１を収容して該ロータ１との間に動圧 空気軸受４を構成する円筒状の軸受部材２と、この軸受部材２の底部を塞いでア キシャル磁気軸受５を構成する一方のマグネット１１を支持するベース部材１３ と、アキシャル磁気軸受５の他方のマグネット１２を保持して前記ロータ１に固 定するマグネットホルダ１０と、モータ６を構成するロータマグネット８及びス テータコイル７とから主に成る。

【００１０】 ロータ１には、ロータ１の加工誤差やポリゴンミラー３をロータ１に取付ける 際の取付誤差等によってポリゴンミラー３を含む回転系全体の重心位置がロータ 中心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１４が取 付けられている。バランスプレート１４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 （図示省略）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。このバ ランスプレート１４には、回転中心寄りの位置に空気孔１５が形成され、軸受部 材２との間で実質的に密閉されるロータ１内の空間１６と外部空間１７とを連通 させエアダンパとして機能するものである。この空気孔１５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。

【００１１】 軸受部材２は、アルミニウムないしアルミニウム合金で形成され、耐摩耗性を 向上させるための表面処理、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が軸受面を構成する周面２ａに施されている。 また、この軸受部材２の内周面２ａの中央部分にはロータ１との間で構成する動 圧空気軸受４に空気を供給するための環状の周溝１８が設けられ、軸受部材２の 外例えば上端面に開口した空気孔１９から空気を軸受面２ａに導入するように設 けられている。尚、軸受部材２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等に取付けるためのフランジ２０が形成されて いる。

【００１２】 ロータ１の小円筒部１ｂにポリゴンミラー３を取付け、肩部分１ｃでポリゴン ミラー３を支持するように設けられている。軸受部材２内に収容される大円筒の 軸受面１ａには動圧発生用のグルーブ２７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。このロータ１の軸受面１ａにも耐摩耗性を 向上させるための表面処理、例えば特開昭63-235719 号公報に開示された表面処 理がなされている。ポリゴンミラー３は、ロータ１の小円筒部１ｂに嵌められ、 その上に波状のばね２１を載せてロータ１に締付けねじ２２によって固定される バランスプレート１４で押しつけることによってロータ１に固定されている。こ のロータ１にはカップ状のブラケット２３がねじ２４で止め付けられ、それに駆 動用のマグネット８が取付けられている。マグネット８は軸受部材２の外方に配 置されている。

【００１３】 また、軸受部材２のフランジ部分２０にはモータ制御回路を搭載したプリント 基板９が設置され、その上にステータコイル７が設置されている。ステータコイ ル７はプリント基板９上に起立するホルダ２５に固定されている積層板から成る コア２６に巻き掛けられている。このコイル７はポリゴンミラー３の真下に配置 され、ポリゴンミラー３によって撹拌される空気で冷却可能に設けられている。 プリント基板９にはコイル７に通電してロータ１を回転駆動するための制御回路 が形成されている。

【００１４】 また、図示していないが必要に応じてベース部材１３に取付けられたアキシャ ル磁気軸受５の近傍あるいはその他の位置には周波数発電機用の回路基板が設置 されると共に、これと対向するようにロータ１側に周波数発電用のマグネットが 固着されている。この回路基板にはコイルパターンが形成されていて、ロータ１ と共にマグネットが回転することにより回転速度信号を発生する。なお、周波数 発電機は回路基板９に形成してもよい。

【００１５】 スラスト磁気軸受５を構成する一対のリング状のマグネット１１，１２は互い に対向するように設置され、これらのマグネット１１，１２の対向する面が互い に吸引し合う極となるように、軸方向に着磁されている。

【００１６】 尚、上述の実施例は本考案の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるも のではなく本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例 えば、ポリゴンミラー３の下面に放射方向に溝あるいは突起を形成しても良い。 これによって、回転するポリゴンミラー３で空気をより強制的に撹拌しコイルの 冷却効果を高めることができる。

【００１７】

【考案の効果】

以上の説明より明らかなように、本考案の動圧軸受モータは、ロータマグネッ トを前記ロータの外周面でかつ前記軸受部材の外に配置する一方、更にその外側 にステータコイルを配置して前記軸受部材側に固定し、前記ポリゴンミラーの下 に前記ステータコイルが配置するようにしたので、コイルが発熱しても開放され ている周囲空間に放熱され自然冷却される。更に、コイル周辺で高速回転するマ グネット及びポリゴンミラーによってコイル周辺の空気が撹拌され冷却効果を高 める。

【００１８】 また、本考案の動圧軸受モータは、動圧軸受の外にステータコイルとロータマ グネットを配置して構成されているので、動圧軸受の構造を変化させることなく モータ側の駆動コイルを大型化でき、磁気回路の体積を十分確保することができ る。このため、モータ効率が高くなり、コイルの配置位置の自由度が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の動圧軸受モータの一例を中央から半分
だけ示す概略断面図である。

【図２】従来の動圧軸受モータを示す中央半截縦断面図
である。

【符号の説明】

１ ロータ ２ 軸受部材 ３ ポリゴンミラー ４ 動圧軸受 ６ モータ ７ コイル ８ マグネット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリゴンミラーを支持するロータとそれ
   を回転自在に支持する軸受部材の相対向する軸受面のい
   ずれか若しくは双方にスパイラル状の溝を設け、回転時
   に前記スパイラル状溝の作用で軸受隙間の流体圧を高め
   て軸受荷重を支承する動圧軸受を組込んだモータにおい
   て、ロータマグネットを前記ロータの外周面でかつ前記
   軸受部材の外に配置する一方、更にその外側にステータ
   コイルを配置して前記軸受部材側に固定し、前記ポリゴ
   ンミラーの下に前記ステータコイルが配置されているこ
   とを特徴とする動圧軸受モータ。