JP2011257721A - スキャナモーター - Google Patents

Abstract

【課題】モーターの回転の際に安定的な駆動特性を得ることができ、形状成形性に優れるうえ、部品の製造コストを節減して価格競争力を確保することができるスキャナモーターを提供する。
【解決手段】モーターを回転可能に支持する回転軸１５０と、回転軸１５０の外径を取り囲み、多孔質の焼結金属材料に樹脂を含浸させて構成される、内部に溝を有するハウジング１９０とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、スキャナモーターに係り、より詳しくは、光学技術を利用する出力装置、例えば、レーザービームプリンターやスキャナなどに使用されて多面鏡を回転させるスキャナモーターに関する。

光学技術を利用した出力装置の市場が段々小型化、高速化していくにつれて、多面鏡のような核心部品である光学反射装置を駆動するためのアクチュエータに要求される性能は、一層高くなっている。

近年、最も要求される性能は、駆動の際、回転軸の回転中心と多面鏡などの光学反射ユニットの水平度である。また、このような性能とともに製作費用の減少も重要な考慮事項である。

スキャナモーターは、レーザービームプリンターなどに設置され、光源からの光ビームを偏向させて走査するように多面鏡を高速で回転させるための装置であり、高速で回転する多面鏡がスキャナモーターに固定結合されなければならない。このような従来のスキャナモーターが、図５に概略的に示されている。

図５に示すように、従来技術によるスキャナモーター１０は、スキャナモーター１０の上部に設置される多面鏡１１、及び多面鏡１１をハウジングシャフト１３に固定するためのスプリング１２で構成され、このような従来技術は、特許文献１にも記載されている。

スキャナモーター１０は、ベアリングホルダー（図示せず）の外周面に設置されて、外部電源が印加されるステータ（図示せず）とローターケース１４の内周面に設置されるローターマグネット１５との間で生じる力でハウジングシャフト１３を回転させる。

ハウジングシャフト１３は、多面鏡１１を搭載するためのものであり、ハウジングシャフト１３の下部には、ローターケース１４が装着される。

ハウジングシャフト１３は、全体的に円盤状のもので、その上に多面鏡１１が搭載され、中央部位に回転軸１６が固定挿設される。ハウジングシャフト１３の上部には、スプリング１２が押し付けられて多面鏡１１の上部を固定させる。

ローターケース１４は、ハウジングシャフト１３の下側面にコーキング工程によって固定結合され、その内周壁には、ステータ（図示せず）と向かい合うように、ローターマグネット１５が設置される。

多面鏡１１は、スキャナモーター１０のハウジングシャフト１３に固定設置されて回転し、レーザービームプリンターなどの装置においてレーザービームを反射させる。ここで、多面鏡１１は、ハウジングシャフト１３に設置されるスプリング１２によって、上面の少なくとも一部が圧迫されてハウジングシャフト１３に固定される。

しかし、前述したような構成を持つスキャナモーター１０は、回転軸１６と多面鏡１１の水平状態を確保するために、多面鏡１１の支持部であるハウジングシャフト１３を機械加工して使用しており、スプリング１２と多面鏡１１との締結力が弱いため、外部から印加される強い衝撃によって、スプリング１２及び多面鏡１１が離脱することもあった。

また、スキャナモーター１０の高速回転の際に、多面鏡１１の浮上力によって、スプリングが変形することがあり、これにより、スキャナモーター１０の全バランスが崩れるなど、スキャナモーター１０の安定した駆動特性を得ることができなかった。

したがって、モーターの回転の際に安定的な駆動特性を得ることができ、形状成形性に優れるうえ、部品の製造コストを節減して価格競争力を確保することができるスキャナモーターに対する研究が切実に求められる。

大韓民国特許公開第２００３−８４１４８号明細書

そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、モーターの回転の際に安定的な駆動特性を得ることができ、形状成形性に優れるうえ、部品の製造コストを節減して価格競争力を確保することができるスキャナモーターを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、モーターを回転可能に支持する回転軸と、前記回転軸の外径を取り囲み、多孔質の焼結金属材料に樹脂を含浸させて構成される、内部に溝を有するハウジングとを含むことを特徴とするスキャナモーターを提供する。

このとき、前記ハウジングは、鉄または銅を５０ｗｔ％含有する金属粒子からなることが好ましい。

また、前記ハウジングは、焼結成形された後、エポキシ樹脂が含浸されたことが好ましい。

前記ハウジングの前記溝は、傾くように設けられてオイルの外部漏出を防止することが好ましい。

更に、前記ハウジングは、内部にスパイラル状の溝が設けられてオイルの外部漏出を防止することが好ましい。

更にまた、前記ハウジングは、中心から円周方向に延長されてオイルの外部漏出を防止することが好ましい。

そして更に、前記ハウジングは、内部に一つまたは２つの段部が設けられてオイルの外部漏出を防止することが好ましい。

本発明に係るスキャナモーターのハウジングは、鉄または銅材質を５０ｗｔ％以上含有した金属粒子からなる多孔質の焼結金属材料で構成され、この金属粒子を加圧することにより、焼結成形の後に生じる気孔に樹脂が含浸される。このようなハウジングは、形状成形性に優れた金属粒子を用いて多孔質の焼結金属材料で形成されたとき、加工工程数の増加または工程の複雑化を抑制して製造費用の節減を成し遂げることができる。

一方、多孔質の焼結金属材料からなるハウジングは、金属粒子を加圧成形して焼結成形するため、金属粒子同士は、完全な合金結合がなされなくて気孔が生じるので、金属材料の強度が低下する。よって、本発明に係るハウジングは、このような問題点を解決するために、焼結金属材料から構成されると同時に気孔に樹脂が含浸される。

これにより、金属材料の強度が低下する問題点を防止することができるため、ハウジングと回転軸との締結力の低下を防ぐことができ、多面鏡をハウジングに高精度および高強度で固定するスプリング力によって、歪んだり撓んだりする現象を防ぐことができる。

また、モーターの落下衝撃などの外部応力によってもハウジングに亀裂が発生せず、製造コストが低く、高速回転および高精度に適したスキャナモーターを提供することができる。

なお、ハウジングは、内部に設けられた溝を含むことにより、焼結金属に含浸されたオイルの外部漏出を防止することができる。

本発明の好適な実施例に係るスキャナモーターの全体的な断面図である。 本発明のスキャナモーターの多様な実施例に係るハウジングを示す上面図（１）である。 本発明のスキャナモーターの多様な実施例に係るハウジングを示す上面図（２）である。 本発明のスキャナモーターの多様な実施例に係るハウジングを示す上面図（３）である。 従来の技術に係るスキャナモーターの断面図である。

本発明の目的、特定の利点および新規の特徴は、添付図面に連関する以下の詳細な説明と好適な実施例からさらに明白になるであろう。

これに先立ち、本明細書および請求の範囲に使用された用語または単語は、通常的で辞典的な意味で解釈されてはならず、発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に基づき、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。

本発明において、各図面の構成要素に参照番号を付加するにおいて、同一の構成要素については、他の図面上に表示されても、出来る限り同一の番号を付することに留意すべきであろう。なお、本発明を説明するにおいて、関連した公知の技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を無駄に乱すおそれがあると判断される場合、その詳細な説明は省略する。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例によるスキャナモーターについて詳細に説明する。

図１は、本発明の好適な実施例に係るスキャナモーター１００の全体的な断面図、図２〜図４は、本発明のスキャナモーター１００の多様な実施例に係るハウジングを示す上面図である。

図１に示すように、本発明のスキャナモーター１００は、ベースプレート１１０、ベアリングホルダー１２０、ベアリング１３０、ステータ１４０、回転軸１５０、多面鏡１６０、ローターケース１７０、固定部材１８０、およびハウジング１９０を含むものである。

ベースプレート１１０は、スキャナモーター１００を全体的に支持するためのもので、上面には、ステータ１４０を電気的に制御するための回路基板（図示せず）が設置され、中央部には、ベアリングホルダー１２０が固定結合される。

ベアリングホルダー１２０は、その内部に収容されるベアリング１３０を固定支持するためのもので、全体として中空円筒状をなしてベースプレート１１０に固定結合され、外周面には、ステータ１４０が取り付けられる。

ベアリング１３０は、その内径部に挿入される回転軸１５０を回転可能に支持するためのもので、中空円筒状をし、その外周面がベアリングホルダー１２０の内周面に密着して設置される。

また、ベアリング１３０は、回転軸１５０との間に、円滑な回転のための潤滑剤を内包している。

ステータ１４０は、外部電源を印加されて電場を形成するためのもので、コア（図示せず）及びコアに巻線されるコイル（図示せず）からなる。

コアは、ベアリングホルダー１２０の外周面に固定設置され、スキャナモーター１００の薄型化のために、コアは、ベースプレート１１０に近接して設置されることが好ましい。

コイルは、外部電源で電場を形成することにより、ローターケース１７０のローターマグネット１７１と向かい合うように配置され、ローターマグネット１７１との間で形成される力で、ローターケース１７０を回転させる。

回転軸１５０は、モーターの回転部全体を軸支するためのもので、ベアリング１３０の内径部に挿入されて、ベアリング１３０によって回転可能に支持される。

多面鏡１６０は、光源（図示せず）からの光ビームを偏向させて走査するためのもので、回転軸１５０の外径部を支持するハウジング１９０の上部に取り付けられる。

ローターケース１７０は、回転軸１５０の外径部を支持するハウジング１９０に挿着され、上方に多面鏡１６０が配置され、内周壁には、環状のローターマグネット１７１が設置されてステータ１４０と向かい合う。

固定部材１８０は、多面鏡１６０をハウジング１９０に固定させるためのもので、多面鏡１６０をハウジング１９０の上部側に圧迫して、回転の際にも多面鏡１６０の離脱を防止する。固定部材１８０としては、弾性部材が使用されるが、一般的に、スプリングが使用される。

ハウジング１９０は、回転軸１５０の外径に外嵌され、多面鏡１６０を下部から支持し、ローターケース１７０と結合して回転軸１５０を支持する。

また、ハウジング１９０は、多面鏡１６０を回転軸１５０に高精度で結合させるために、低廉且つ形状自由度が高い高強度の焼結金属を使用する。

すなわち、ハウジング１９０は、鉄または銅材質を５０ｗｔ％以上含有した金属粒子からなる多孔質の焼結金属材料で構成され、この金属粒子を加圧することにより、焼結成形の後に生ずる気孔に樹脂を含浸させる。

このようなハウジング１９０は、形状成形性に優れた金属粒子を用いて、多孔質の焼結金属材料で形成されたとき、加工工程数の増加または工程の複雑化を抑制して、製造費用の節減を図ることができる。

一方、多孔質の焼結金属材料からなるハウジング１９０は、金属粒子を加圧成形して焼結成形するため、金属粒子同士は、完全な合金結合がなされなくて気孔が生ずるので、金属材料強度が低下する。

したがって、本発明に係るハウジング１９０は、焼結金属材料からなると同時に、気孔に樹脂が含浸されるので、強度が低下する問題を解決する。ここで、樹脂としては、エポキシ樹脂を使用することもできる。

これにより、上述した金属材料の強度が低下する問題を防止することができるため、ハウジング１９０と回転軸１５０との締結力の低下を防ぐことができ、多面鏡１６０をハウジング１９０に高精度および高強度で固定するスプリング力によって、歪みまたは撓みを防ぐことができる。

また、モーターの落下衝撃などの外部応力によって、ハウジング１９０に亀裂がなく、製造コストが低く、高速回転および高精度に適したスキャナモーターを提供することができる。

ハウジング１９０は、内部に設けられた溝を含むことにより、焼結金属に含浸されたオイルの外部漏出を防止する。

ハウジング１９０に設けられた溝の多様な形状は、図２〜図４を参照して、より詳細に説明する。

図２は、本発明の好適な第１実施例に係るハウジング１９０ａの上面図を示すもので、ハウジング１９０ａに設けられた溝１９１ａを詳細に示す。

ハウジング１９０ａに設けられた溝１９１ａは、スパイラル状に等間隔で４つが設けられ、ハウジング１９０ａを上方からみたときに４部分に分離させる。

モーターが反時計方向に回転するときにオイルが内部に凝集するよう、ハウジングのａ−ａ’の断面図に示すように、溝１９１ａに接する部分の深さが最も深く、反時計方向に行くほど斜め上方に傾斜している。

溝１９１ａの位置、個数および形状に対する限定はないが、モーターの回転の際、オイルが外部に漏出することを防止するために、中心部の深さが外径部よりさらに深く斜めに傾斜するように設けられることが好ましい。

図３に示すように、本発明の好適な第２実施例に係るハウジング１９０ｂに設けられる溝１９１ｂは、直線状にしてもよい。モーターが反時計方向に回転するとき、溝１９１ｂは、内部から反時計方向を向かうように設けられる。

溝１９１ｂの位置、個数および形状に対する限定はないが、モーターの回転の際、オイルが外部に漏出することを防止するために、中心部の深さが外径部よりさらに深く斜めに傾斜するように設けられることが好ましい。

図４に示すように、本発明の好適な第３実施例に係るハウジング１９０ｃは、ｂ−ｂ’の断面図に示すように、２段に傾斜するように設けられてもよい。

上述した構成を持つ本発明に係るスキャナモーター１００は、多孔質の焼結金属材料で構成され、焼結成形の後に生じる気孔に樹脂を含浸させることにより、多面鏡をハウジングに固定するときに生ずる応力変形または外部衝撃によるハウジングの***および減退を防止する。よって、モーターの小型化および薄型化を実現するうえ、コストが低いため、競争力のあるハウジングを得ることができる。

以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これらの実施例は本発明を具体的に説明するためのものに過ぎない。本発明によるスキャナモーターは、これに限定されず、本発明の技術的思想内において、当該分野における通常の知識を持つ者によって、多様な変形及び改良が可能であろう。本発明の単純な変形ないし変更は、いずれも本発明の範疇内に属するもので、本発明の具体的な保護範囲は、特許請求範囲によって明らかに定められるであろう。

本発明は、モーターの回転の際に安定的な駆動特性を得ることができ、形状成形性に優れるうえ、部品の製造コストを節減して価格競争力を確保することができるスキャナモーターに適用可能である。

１００ スキャナモーター
１１０ ベースプレート
１２０ ベアリングホルダー
１３０ ベアリング
１４０ ステータ
１５０ 回転軸
１６０ 多面鏡
１７０ ローターケース
１８０ 固定部材
１９０ ハウジング
１９１ 溝

Claims (7)

1. モーターを回転可能に支持する回転軸と、
   前記回転軸の外径を取り囲み、多孔質の焼結金属材料に樹脂を含浸させて構成される、内部に溝を有するハウジングと、を含むことを特徴とするスキャナモーター。
2. 前記ハウジングが、鉄または銅を５０ｗｔ％含有した金属粒子からなることを特徴とする請求項１に記載のスキャナモーター。
3. 前記ハウジングが、焼結成形された後、エポキシ樹脂が含浸されたことを特徴とする請求項１に記載のスキャナモーター。
4. 前記ハウジングの前記溝が、傾斜するように設けられてオイルの外部漏出を防止することを特徴とする請求項１に記載のスキャナモーター。
5. 前記ハウジングが、内部にスパイラル状の溝が設けられてオイルの外部漏出を防止することを特徴とする請求項１に記載のスキャナモーター。
6. 前記ハウジングが、中心から円周方向に延長されてオイルの外部漏出を防止することを特徴とする請求項１に記載のスキャナモーター。
7. 前記ハウジングが、内部に一つまたは２つの段部が設けられてオイルの外部漏出を防止することを特徴とする請求項１に記載のスキャナモーター。

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