JPH07199095A - 磁気軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、軸支する回転体の回転ムラを低減
できる磁気軸受装置を提供する。 【構成】 本発明は、回転体１１と軸受部とに各々対向
配置に磁石６，１４を配置し、各磁石６，１４間の磁力
により非接触で回転体１１を軸支する磁気軸受装置１で
あって、前記各磁石６，１４の対向部分の一方に凸部１
５を他方に前記凸部１５が非接触状態で没入する凹部１
４ａ設けたものである。この構成により、回転体１１の
軸受部に対する位置ずれを前記凸部１５，凹部１４ａ間
の非接触状態の磁気作用で防止でき、回転体の回転ムラ
を少なくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気軸受装置及び光走
査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスラスト磁気軸受装置において、
回転体のスラスト軸受には反発方式の磁気軸受がある。
これは、リング状永久磁石を２ヶ使用し、回転体の一端
に一方の永久磁石を結合し、また、回転体を保護してい
る箱体にもう一方の永久磁石を回転体に結合した磁石と
垂直方向に対向する位置に結合する。

【０００３】永久磁石自体は、その両端で磁極が異なっ
ているが、回転体側と箱側の各永久磁石では、その磁極
の向きが互いに同じになるように（反発するように）配
置する。

【０００４】この磁気軸受装置によれば、適当な振動及
び負荷が回転体に加わった場合、その位置が微少量上下
に変化しようとするが、それに伴い、回転体に取付けた
永久磁石と箱に取付けた永久磁石との間で反発作用が起
こり、回転体を一定の位置に保つことが可能となる。

【０００５】尚、回転体の両端及び箱体に１組ずつ合計
４ヶの永久磁石を配置することにより、負荷並びに振動
に対する位置決め精度をより向上することが可能であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の磁気軸
受装置の場合、永久磁石同士が常にラジアル方向に逃げ
ようとする力が作用する。

【０００７】このため、例えばレーザビームプリンタの
光走査装置等に上述した反発方式の磁気軸受装置を組み
込んだ場合、対向する永久磁石同士が常にラジアル方向
に逃げようとするため、回転体に回転ムラが生じたり、
さらには、回転体と固定軸との間にカジリ現象が発生し
て使用不能となる事態も多発する。

【０００８】また、位置決め精度を高精度化するために
は、回転体の両端及び箱体に１組ずつ合計４個の永久磁
石を配置する必要があり、部品点数が増加するという問
題もある。

【０００９】そこで、本発明は、軸支する回転体の回転
ムラを低減できるとともに部品点数の削減を図ることが
できる磁気軸受装置を提供することを目的とする。

【００１０】また、本発明は、前記磁気軸受装置を組み
込んだ回転ムラが少ない光走査装置を提供することを目
的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
回転体と軸受部とに各々対向配置に磁石を配置し、各磁
石間の磁力により非接触で回転体を軸支する磁気軸受装
置であって、前記各磁石の対向部分の一方に凸部を他方
に前記凸部が非接触状態で没入する凹部を設けたもので
ある。

【００１２】請求項２記載の発明は、前記回転体と軸受
部とに各々対向配置した各磁石により前記回転体のスラ
スト荷重を受けるとともに、前記各磁石の対向部分の凸
部，凹部間の磁気作用により前記回転体のラジアル方向
の移動を抑制するものである。

【００１３】請求項３記載の発明は、前記回転体と軸受
部とに各々対向配置した各磁石により前記回転体のラジ
アル荷重を受けるとともに、前記各磁石の対向部分の凸
部，凹部間の磁気作用により前記回転体のスラスト方向
の移動を抑制するものである。

【００１４】請求項４記載の発明は、前記回転体側の磁
石は、この回転体を駆動する駆動モータのロータを兼ね
る構成としたものである。

【００１５】

【作用】以下に本発明の作用を説明する。

【００１６】請求項１記載の磁気軸受装置によれば、回
転体と軸受部とに各々対向配置した各磁石の対向部分の
一方に凸部を他方に前記凸部が非接触状態で没入する凹
部を設けたので、回転体の軸受部に対する位置ずれを前
記凸部，凹部間の非接触状態の磁気作用で防止でき、こ
れにより、回転体の回転ムラを少なくすることができ
る。

【００１７】請求項２記載の磁気軸受装置によれば、前
記回転体と軸受部とに各々対向配置した各磁石により前
記回転体のスラスト荷重を受けるとともに、前記各磁石
の対向部分の凸部，凹部間の磁気作用により前記回転体
のラジアル方向の移動を抑制するようにしたので、この
磁気軸受装置をスラスト荷重用として機能させ、回転体
のラジアル方向への回転ムラを少なくすることができ
る。

【００１８】請求項３記載の磁気軸受装置によれば、前
記回転体と軸受部とに各々対向配置した各磁石により前
記回転体のラジアル荷重を受けるとともに、前記各磁石
の対向部分の凸部，凹部間の磁気作用により前記回転体
のスラスト方向の移動を抑制するようにしたので、この
磁気軸受装置をラジアル荷重用として機能させ、回転体
のスラスト方向への位置決め精度を向上せしめることが
可能となる。

【００１９】請求項４記載の磁気軸受装置によれば、前
記回転体側の磁石を、この回転体を駆動する駆動モータ
のロータを兼ねる構成としたので、軸受部に対向させる
独立の磁石を無くすことができ、これにより、部品点数
を削減できる。

【００２０】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。

【００２１】図１は、本実施例の磁気軸受装置１を組み
込んだ光走査装置５０を示すものである。

【００２２】この光走査装置５０は、側面にレーザ光が
入射する開口部２を備えた下部枠体３と、この下部枠体
３を施蓋する上部枠体４とからなる本体５を具備し、下
部枠体３の底部に磁気軸受装置１の軸受部を構成する円
盤状の第１の磁石（永久磁石）６を配置している。

【００２３】また、下部枠体３，上部枠体４が形成する
内部空間の略中央部には、ねじ７，８により垂直配置に
固定軸９が取り付けられている。

【００２４】この固定軸９に対してブッシュ１０を介し
て回転体１１が回転可能に装着され、この回転体１１に
外周面に反射面を有する反射体としてのポリゴンミラー
１２を取り付けている。このポリゴンミラー１２の反射
面は前記開口部２に臨ませている。

【００２５】また、回転体１１の下部には、磁石支持板
１３が配置され、この磁石支持板１３の下面側に前記第
１の磁石６と対向する状態に磁気軸受装置１を構成する
円盤状の第２の磁石（永久磁石）１４を配置している。

【００２６】前記第１の磁石６の上面には、図２に拡大
して示すように、鋭角な山形状を呈する凸部１５を円形
配置に設けている。

【００２７】また、前記第２の磁石１４の下面には、前
記凸部１５が非接触で没入可能な凹部１４ａを円形配置
に設けている。

【００２８】第２の磁石１４の凹部１４ａ側は例えばＳ
極に、第１の磁石６の凸部１５側も例えばＳ極に着磁し
ている。図３に示すように前記凸部１５側をＮ極に、凹
部１４ａ側もＮ極にすることもできる。

【００２９】このような凸部１５，凹部１４ａの着磁状
態の場合は、両者間に反発力が作用することになる。凸
部１５，凹部１４ａの着磁状態を互いに磁極の異なるも
のとすれば、凸部１５，凹部１４ａに吸引力が作用する
ことになる。

【００３０】また、上述した場合とは逆に第２の磁石１
４側に凸部を、第１の磁石６側に凹部を設ける構成とす
ることもできる。

【００３１】前記回転体１１の上部には円盤状の磁石か
らなるロータ１６が嵌着され、また、このロータ１６の
回りにステータ１７が固定配置されて、前記回転体１１
を駆動する駆動モータ１８を構成している。ここで、ス
テータ１７に電流が流れることにより、ロータ１６との
起動トルクが順次発生し、ロータ１６が嵌着されている
回転体１１全体が回転する。

【００３２】上述した磁気軸受装置１を組み込んだ光走
査装置５０によれば、外周面に光の反射面を備えたポリ
ゴンミラー１２を取り付けた回転体１１を前記駆動モー
タ１８により回転駆動する際に、第１の磁石６，第２の
磁石１４の間に反発力が作用し、回転体１１はラジアル
方向に逃げようとするが、前記凸部１５，凹部１４ａ間
にも反発作用が働くため、ラジアル方向への位置ズレ量
を、凸部１５，凹部１４ａのギャップ量で規制でき、こ
れにより、ポリゴンミラー１２，回転体１１のラジアル
方向に関する回転ムラを低減できる。

【００３３】図４，図５は、前記凸部１５，凹部１４ａ
の変形例を示すものであり、図４に示すように、第１の
磁石６側に角型状の凸部１５ａを、第２の磁石１４側に
前記凸部１５ａに対応する凹部１４ｂを設けても実施で
きる。

【００３４】この場合も、凸部１５ａ，凹部１４ｂの磁
極の着磁状態は、同極性又は異なる極性とすることがで
き、また、凸部１５ａ，凹部１４ｂの配置を上下逆とす
ることもできる。

【００３５】図５は、第１の磁石６側に半円状の凸部１
５ｂを、第２の磁石１４側に前記凸部１５ｂに対応する
凹部１４ｃを設けた場合を示すものである。

【００３６】この場合も、凸部１５ｂ，凹部１４ｃの磁
極の着磁状態は、同極性又は異なる極性とすることがで
き、また、凸部１５ｂ，凹部１４ｃの配置を上下逆とす
ることもできる。

【００３７】図６は、部品点数の削減を図った磁気軸受
装置２０を示すものであり、この磁気軸受装置２０は、
回転体１１のスラスト荷重を受ける前記磁気軸受装置１
の場合と同様な第１の磁石２１に上述した場合と同様な
凸部２１ａを設けるとともに、回転体１１の外周に装着
した駆動モータ３０を構成するロータ３１の中心部に、
下面側に上述した場合と同様な凹部３４を設けた第２の
磁石３３を同心的に配置し、前記ロータ３１の回りに駆
動モータ３０を構成するステータ３２を固定配置したも
のである。前記ロータ３１の外周は、図７に示すよう
に、Ｎ，Ｓ極に所定のピッチで着磁している。

【００３８】また、部品点数の削減を図った磁気軸受装
置６０として、さらに図９、図１０に示すものがある。
ここでは、第１の磁石２１の回りに駆動モータ３０を構
成するステータ３２を固定配置しており、ロータ３１の
図面上下端面には図１０に示すようにＮ，Ｓ極に所定ピ
ッチで着持している。

【００３９】このような磁気軸受装置２０，６０におい
て、前記第１の磁石２１の凸部２１ａ側と前記第２の磁
石３３の凹部３４とを同じ磁極に又は異なる磁極に着磁
しておくことにより、上述した場合と同様回転体１１の
ラジアル方向の回転ムラを少なくすることができる。

【００４０】また、前記磁気軸受装置２０によれば、回
転体１１側の第２の磁石３３を、この回転体１１を駆動
する駆動モータ３０のロータ３１を兼ねる一体構成とし
たので、前記第１の磁石２１に対向させる独立の磁石を
無くすことができ、これにより、部品点数を削減でき
る。

【００４１】図８は、ラジアル型の磁気軸受装置４０を
示すものであり、固定軸９の回りに嵌着した回転体４１
の外周に側方に突出する凸部４４ａを全周に亘って設け
た第２の磁石４４を配置するとともに、本体５側におけ
る前記第２の磁石４４の回りに前記凸部４４ａが非接触
状態で没入する凹部４２ａを内周に設けた環状の第１の
磁石４２を配置したものである。

【００４２】この磁気軸受装置４０によれば、前記凸部
４４ａ側と凹部４２ａ側とを同じ磁極に又は異なる磁極
に着磁しておくことにより、回転体１１のラジアル方向
の回転ムラを少なくすることができる。また、スラスト
方向の位置決め精度の向上も可能となる。

【００４３】本発明は、上述した実施例の他、その要旨
の範囲内で種々の変形が可能である。

【００４４】例えば、固定状態で配置される前記第１の
磁石６は、電磁石を用いることも可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、以下の効
果を奏する。

【００４６】請求項１記載の発明によれば、回転体の軸
受部に対する位置ずれを前記凸部，凹部間の非接触状態
の磁気作用で防止でき、これにより、回転体の回転ムラ
を少なくすることが可能な磁気軸受装置を提供すること
ができる。

【００４７】請求項２記載の記載の発明によれば、スラ
スト荷重用として機能させ、回転体のラジアル方向への
回転ムラを少なくすることができる磁気軸受装置を提供
することができる。

【００４８】請求項３記載の発明によれば、ラジアル荷
重用として機能させ、回転体のスラスト方向への位置決
め精度が向上する磁気軸受装置を提供することができ
る。

【００４９】請求項４記載の発明によれば、軸受部に対
向させる独立の磁石を無くすことができ、これにより、
部品点数を削減できる磁気軸受装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例装置を示す断面図

【図２】本発明の実施例装置における凸部及び凹部の拡
大断面図

【図３】本発明の実施例装置における凸部及び凹部の他
例の拡大断面図

【図４】本発明の実施例装置における凸部及び凹部のさ
らに他例の拡大断面図

【図５】本発明の実施例装置における凸部及び凹部のさ
らに別の例の拡大断面図

【図６】本発明の実施例装置の他例の部分断面図

【図７】本発明の実施例装置の他例における第２の磁石
を示す斜視図

【図８】本発明の実施例装置のさらに他例の部分断面図

【図９】本発明の実施例装置のさらに別例の部分断面図

【図１０】本発明の実施例装置のさらに別例の第２の磁
石を示す斜視図

【符号の説明】

１ 磁気軸受装置 ５ 本体 ６ 第１の磁石 １１ 回転体 １２ ポリゴンミラー １４ 第２の磁石 １４ａ 凹部 １５ 凸部 ５０ 光走査装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体と軸受部とに各々対向配置に磁石
   を配置し、各磁石間の磁力により非接触で回転体を軸支
   する磁気軸受装置であって、前記各磁石の対向部分の一
   方に凸部を他方に前記凸部が非接触状態で没入する凹部
   を設けたことを特徴とする磁気軸受装置。
2. 【請求項２】 前記回転体と軸受部とに各々対向配置し
   た各磁石により前記回転体のスラスト荷重を受けるとと
   もに、前記各磁石の対向部分の凸部，凹部間の磁気作用
   により前記回転体のラジアル方向の移動を抑制するもの
   である請求項１記載の磁気軸受装置。
3. 【請求項３】 前記回転体と軸受部とに各々対向配置し
   た各磁石により前記回転体のラジアル荷重を受けるとと
   もに、前記各磁石の対向部分の凸部，凹部間の磁気作用
   により前記回転体のスラスト方向の移動を抑制するもの
   である請求項１記載の磁気軸受装置。
4. 【請求項４】 前記回転体側の磁石は、この回転体を駆
   動する駆動モータのロータを兼ねるものである請求項１
   乃至３記載の磁気軸受装置。