JPH064730U - 結合部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周囲の温度変化が起こっても、線膨張係数の
異なる２以上の部材の結合関係・固着関係がずれないよ
うにする。 【構成】 線膨張係数の異なる２以上の部材、例えばポ
リゴンミラーモータのアルミ製ロータと鉄製ヨークなど
を結合固着手段例えばビスとねじ孔２０などによって部
分的に結合固着する場合に、少なくとも一つの部材の上
記結合固着手段２０の近傍に空間２１を設けてその空間
内において相手側部材の変形を可能とし、周囲の温度変
化によって結合された部材間に応力が発生しても、空間
２１内における変形によって変位を吸収して応力を緩和
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、線膨張係数の異なる２以上の部材を結合固着手段で結合する結合部 材に関する。更に詳述すると、本考案は底部を有する円筒体を２重に嵌め合せて 底部で結合・固着する場合に用いて好適な結合部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】

線膨張係数の異なる２部材を結合する例としては、例えば図５に示すようなポ リゴンミラーモータにおけるアルミ製のロータ１０１と鉄製のヨーク１０２との 固定等が挙げられる。

【０００３】 ポリゴンミラーモータは、従来から例えばレーザー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もので、動圧空気軸受１０３によっ て支持された円筒状のロータ１０１の端部に小径のボス部１０４を設けてポリゴ ンミラー１０５を搭載し、これを高速回転させるものである。ロータ１０１には 切削加工が容易なアルミニウム合金が採用され、その内部にステータコイル１０ ６やロータマグネット１０７などが配置されて動圧軸受１０３と同軸上にモータ １０８が構成されている。動圧軸受１０３は、通常ロータ１０１の外周面にスパ イラル状の動圧発生用溝１０９を形成し、軸受部材１１０との間で極めて狭い一 定の軸受隙間（通常、数μｍ〜十数μｍ）が形成されている。したがって、ロー タ１０１と軸受部材１１０との間に所定の軸受隙間が正確に確保できない場合に は、これらが接触して摩擦熱を発生し接触部分の溶融により軸と軸受が凝着する いわゆる焼付現象を惹き起こす危険がある。そこでロータ１０１および軸受部材 １１０の製作には十分な真円度及び直角度の精度が要求されている。

【０００４】 このようなポリゴンモータにおいて、ロータ１０１に対する鉄製のヨーク１０ ２の固定は、従来、ロータ１０１の内周面１１１の全面に接着剤を塗布して接着 されていた。しかしながら、ロータ１０１をアルミニウム合金で形成する場合、 軟いために外力の付加によって比較的容易に変形し、軸受隙間を維持できなくな る問題がある。即ち、接着剤の硬化時の収縮力がロータ１０１の全域において作 用し、ロータ１０１の比較的強度の弱い開口端部付近を変形させ、その精度（真 円度・直角度）に影響を与えることから製品の歩留りを悪くしている。

【０００５】 そこで、図５に示すように、ヨーク１０２をロータ１０１と同様の有底円筒状 に形成し、その底部部分１１２をロータ１０１のボス部１０４にビス１１３によ ってあるいは接着剤を点在させてスポット的に固定することを考えた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、鉄製のヨーク１０２をビス１１３によってアルミ製のロータ１ ０１に取付ける場合、図４の（Ａ）に示すようにヨーク１０２が一方に片偏って しまうのが一般的である。つまり、ロータ１０１に対し僅かに小径のヨーク１０ ２は少なくとも１点においてロータ内周面１１１と接触し、その状態で固定され ている。そして、その状態においてポリゴンミラー１０５等を含む回転系全体の 回転バランスが調整され、釣合いがとられる。したがって、冬季における輸送中 などに環境温度がバランス調整時よりもかなり低温になると、収縮量の大きなロ ータ１０１と収縮量の小さなヨーク１０２との間で相対的位置ずれを引き起こす 。即ち、図４の（Ｂ）に示すように、環境温度の変化によって線膨張係数の違い に起因する応力が結合箇所Ｊに発生し、これが結合箇所Ｊの締付け摩擦抵抗より も大きくなったときに、２部材１０１，１０２の結合関係がずれてしまう問題が ある。そして、その後、製品使用時などのように、使用環境温度がある一定状態 におかれると、図４の（Ｃ）に示すように、再びロータ１０１が膨らみ、ヨーク １０２の位置がずれた状態のままその位置にとり残される。したがって、鉄製の ヨーク１０２がアルミ製のロータ１０１に対しラジアル方向にずれてロータ１０ １の回転軸Ｏからヨーク１０２の重心が外れ回転バランスを失ってしまう。この ことは、接着剤などによってスポット的に固定している場合も同様で、接着力を 上回る応力が発生した結合箇所Ｊの接着剤が破壊されて結合関係を狂わせてしま う。

【０００７】 本考案は、ある程度環境温度に変化が起こっても結合関係・固着関係がずれな いような、線膨張係数の異なる２以上の部材からなる結合部材を提供することを 目的とする。

【０００８】

【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、線膨張係数の異なる２以上の部材を結 合固着手段により部分的に結合固着した結合部材において、２以上の部材間の結 合固着手段の近傍には空間が介在されている。

【０００９】

【作用】

したがって、周囲の温度変化によって線膨張が起きスポット的に結合・固定さ れた線膨張係数の異なる部材間に応力が発生しても、この応力は、結合固着手段 の近傍の空間部分で相手側部材の膨張変形を吸収する。

【００１０】 例えば、ポリゴンミラーモータのロータとヨークとの結合構造を例に挙げると 図３に示すようになる。製品組立時には、図３の（Ａ）に示すようなロータ２と ヨーク１９との間に変形がない状態で結合固着されているが、環境温度の変化が 生ずると、例えばバランス調整時よりもかなり低温になると、ロータ２が相対的 に縮んでヨーク１９を締めつけることとなる。しかし、ロータ２とヨーク１９の 結合固着手段１８の近傍には空間２１があるため、この部分ではロータ２がヨー ク１９に直接接触しないため応力が発生しない。ヨーク１９とロータ２との接触 は結合固着手段１８よりも軸方向にかなり離れた空間２１の終端Ａ即ちロータ２ とヨーク１９との結合関係をずらす位置及び／または方向からかなり離れた位置 で起こるので、ヨーク１９のこのＡ部分が歪んで応力を吸収するか、または空間 ２１が設けられたロータ２側のＢ部分が歪んで応力を吸収し、結合箇所Ｊの締付 け摩擦抵抗よりも大きな応力を結合箇所に作用させること、即ち２部材の結合関 係をずらすことがない。その後、製品使用時など、使用環境温度が元に戻ったと きにはロータ２が膨らみ、図３の（Ａ）に示すバランス調整と同じ状態に復元す る［図３の（Ｃ）参照］。

【００１１】

【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等の光学走査装置に使用されているポリゴンミラーモータ のロータとヨークの結合構造に適用したものである。

【００１２】 図１に本考案を適用したポリゴンミラーモータの一実施例を示す。このポリゴ ンミラーモータは、ポリゴンミラー１と、該ポリゴンミラー１を支持して回転さ せるモータ部３とから構成されている。モータ部３は、ポリゴンミラー１を支持 する円筒状のロータ２と、該ロータ２との間で動圧軸受４を形成して回転自在に 支持するほぼ円筒状の軸受部材５と、ロータ２の内側のセンターポール８に固定 されたステータコイル９及びロータ２の内周面に固着されたロータマグネット１ ０とで構成されており、例えばブラシレス制御方式によって駆動される。また、 ロータ２は、センターポール８と当該ロータ２との間に配置された一対のマグネ ット１１，１２の吸引力を利用した磁気スラスト軸受によってスラスト方向に浮 上させられる一方、動圧軸受４に発生する動圧によりラジアル方向に支持されて いる。

【００１３】 ロータ２は、一端にポリゴンミラー１を貫通する小径のボス部１３を設けた有 底円筒状を成し、ボス部１３の周りの底部にポリゴンミラー１を載置するように している。ポリゴンミラー１は、ロータ２のボス部１３にビス１８で止め付けら れるバランスプレート１６との間に配置される波形のばね１７の弾性力でロータ ２に押付けられて固定されている。ロータ２の外周面１４には動圧発生用のスパ イラル状の溝１５がエッチング等によって形成され、ＳｉＣ複合メッキなどの硬 質皮膜が施されている。尚、バランスプレート１６は、加工誤差やポリゴンミラ ー１をロータ２に取付ける際の取付誤差等によってポリゴンミラー１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。

【００１４】 また、軸受部材３もロータ２と同様にアルミニウム合金を用いて製作され、動 圧軸受面を構成する内周面に潤滑アルマイトによる潤滑性被膜が形成されている 。勿論、この軸受部材側に硬質被膜を施し、ロータ２側に潤滑性被膜を施すよう にしてもよい。

【００１５】 ロータ２の内側にはヨーク１９を介在させて円筒状のロータマグネット１０が 固定されている。ヨーク１９は有底円筒体であり、その底部に形成された結合固 着領域に結合固着手段としてのビス１８を螺合するねじ孔２０を設けている。尚 、ロータマグネットヨーク１９はロータ２に対し結合固着領域においてのみ固着 され、それ以外の非結合固着領域では固着されていない。このビス１８で結合さ れた箇所の近傍のヨーク１９とロータ２との間には空間２１が設けられている。 空間２１は、環境温度の変化が起きたときにヨーク１９とロータ２とのビス１８ による固定関係をずらす方向及び／または位置に設けられている。例えば、ビス １８の周辺のロータ内周面側に空間２１が設けられ、径方向にヨーク１９が変形 し得る構造とされている。この空間２１の形状は特に限定されるものではないが 、例えばロータ２の内周面を一周りする凹部が好ましい。この凹部の端部は図示 の如き段部であっても、緩やかに肉厚を変化させるテーパ形状であっても良い。 この空間２１の位置も特に限定されるものではないが、好ましくは結合固着手段 １８寄りの部位でかつ連結される２部材２，１９のうちの径方向において内側と なる部材の径方向部位であることが好ましい。

【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、本実施例では主にビス１８による固定について説明したが、接着剤による スポット的固着あるいはスポット溶接などによる固着構造にも適用できるもので ある。また、空間２１を形成するのは特にロータ２側に限定されず、必要あれば ヨーク１９側に形成しても良い。

【００１７】 以上のように構成されているので、次のようにしてロータとヨークとの結合関 係はずれることなく維持される。まず、製品組立時には、図３の（Ａ）に示すよ うなロータ２とヨーク１９との間に変形がない状態で結合固着されている。しか し、環境温度の変化が生ずると、例えばバランス調整時よりもかなり低温になる と、ロータ２が相対的に縮んでヨーク１９を締めつける。しかし、ロータ２とヨ ーク１９の結合固着手段１８の近傍には空間２１があるため、この部分ではロー タ２がヨーク１９に直接接触しないため応力が発生しない。ヨーク１９とロータ ２との接触は結合固着手段１８よりも軸方向にかなり離れた空間２１の終端Ａ即 ちロータ２とヨーク１９との結合関係をずらす位置及び／または方向からかなり 離れた位置で起こる。したがって、ロータ２とヨーク１９との強度関係で歪み方 が異なるが、ヨーク１９のＡ部分が歪んで応力を吸収するか、または空間２１が 設けられたロータ２側のＢ部分が歪んで応力を吸収し、結合箇所Ｊの締付け摩擦 抵抗よりも大きな応力を結合箇所に作用させること、即ち２部材の結合関係をず らすことがない［図３の（Ｂ）参照］。したがって、その後、製品使用時など、 使用環境温度が元に戻ったときにはロータ２が膨らみ、図３の（Ａ）に示すバラ ンス調整と同じ状態に復元する［図３の（Ｃ）参照］。

【００１８】

【考案の効果】

以上の説明より明らかなように、本考案は、線膨張係数の異なる２以上の部材 を結合固着手段により部分的に結合固着した結合部材において、結合固着手段近 傍に空間を形成するようにしているので、周囲の温度変化によって２部材間に異 なる線膨張が起きても、結合固着手段の近傍の空間においては他方の部材に対し て相対的に喰込むように変形して線膨張係数の差に相当する分の変位を吸収し、 スポット的に結合・固定された線膨張係数の異なる部材間に応力が発生すること を回避する。依って、部材間の結合固着関係にずれが生ずることはなく、回転バ ランスなどを狂わせることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を適用したポリゴンミラーモータの一実
施例を示す中央半截縦断面図である。

【図２】図１のポリゴンミラーモータに使用されたロー
タの空間部分の横断面図である。

【図３】本考案の結合部材の熱膨張・熱収縮時の結合関
係の変化を誇張して示す説明図で、（Ａ）は製品組立時
のバランス調整完了状態、（Ｂ）は環境温度が低下した
時の２部材の変形状態、（Ｃ）は環境温度が元に戻った
時の結合関係をそれぞれ示す。

【図４】従来の結合構造における熱膨張・熱収縮時の結
合関係の変化を示す説明図で、（Ａ）は製品組立時のバ
ランス調整完了状態、（Ｂ）は環境温度が低下した時の
アンバランス発生状態、（Ｃ）は環境温度が元に戻った
時のアンバランス残留状態をそれぞれ示す。

【図５】従来の結合構造を実施したポリゴンミラーモー
タの一例を示す中央半截縦断面図である。

【符号の説明】

２ 結合部材の一方であるロータ １８ 結合固着手段たるビス １９ 結合部材の一方であるヨーク ２１ 空間

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 線膨張係数の異なる２以上の部材を結合
   固着手段により部分的に結合固着した結合部材におい
   て、上記２以上の部材間の上記結合固着手段の近傍に
   は、空間が介在されたことを特徴とする結合部材。