JP2888361B2 - 動圧空気軸受型ポリゴンスキヤナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、動圧空気軸受型ポリゴンスキヤナに係り、
特に固定軸の固定機構に特徴のあるポリゴンスキヤナに
関する。

〔従来の技術〕

第２図は従来例による動圧空気軸受型ポリゴンスキヤ
ナの構成図である。

図において、11は中空回転軸であり、フランジ部11a
が中空回転軸11の先端部（上端部）に形成されている。
そして、ポリゴンミラー15はこのフランジ部11aとマグ
ネツトホルダ兼用のミラー押さえ14により挟持されて固
定されている。16は中空回転軸11に外嵌されるロータ磁
石であり、これら全体で回転体を構成している。マグネ
ツトホルダ兼用のミラー押さえ14には磁石13が固定さ
れ、中空回転軸11が嵌合されている固定軸17も上端に磁
石19を固定している。また固定軸17の下端部は、台座20
の凹部に圧入固着あるいは焼きばめなどの方法で堅固に
固定されている。更に固定軸17の表面には動圧軸受を構
成するためのヘリングボーン溝18を上下２対有してい
る。

回転体が回転を開始すると、中空回転軸11と固定軸17
の隙間の圧力が高まり動圧軸受を形成し、非接触で回転
体を支持する。

一方、アキシヤル軸受は、回転体11上端部及び固定軸
17上端部及びモータハウジング21の上蓋部22における磁
石13,19,23と回転体上端に設けた振動減衰用微細穴28で
構成されるスラスト磁気軸受である。

磁石の磁極は互いに向かい合う面を同極とし、磁石13
は上下から反発させられ、回転体を浮上させ非接触で支
持している。

モータ部はその方式がインナーロータ型といわれるも
のであり、ロータ磁石16とステータ（スロツト鉄心）25
とホール素子26等で構成されている。

このような装置において、上述したように固定軸17は
その外径部で台座20に垂直、かつ台座外径と同軸に、焼
きばめ固定されている。さらに台座20の中央突起部20a
はモータハウジング21にモータ部ステータ25内径と同軸
になるようにネジ27で固定されている。以上のように固
定軸17はモータハウジング21に組み付けられ、最終的に
は、中空回転軸11に接着固定されるロータ磁石16外径と
ステータ25内径とが同軸になり、両者のギヤツプが全周
にわたつて均一になるようにしている。これは、ステー
タ側とロータ側のギヤツプが均一でないと回転体の回転
むらが大きく、より品質上問題となるからである。

なお、台座に固定軸を固定するものとしては、例え
ば、特公昭59−91413号公報が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来技術においては、固定軸を固定するために台座を
必要とし、この台座単品の寸法，形状を上述のギヤツプ
を均一にする上からも高精度にする必要があつた。その
ため従来の動圧空気軸受型のポリゴンスキヤナではどう
しても加工コスト高となる欠点があつた。

また、上記特公昭59−91413号公報にも示されるよう
に、台座の凹部に固定軸を嵌合して焼きばめ固定する場
合、台座の線膨張係数が固定軸より大きいと、焼きばめ
部が緩んでくるおそれがあるので、一般には固定軸と同
材質のステンレス鋼が台座に用いられている。そのた
め、材質コストも高く、さらにポリゴンスキヤナ重量に
占める台座重量の割合が高いという問題があつた。

本発明は上記従来技術の欠点を解消し、信頼性が高
く、低コスト化，軽量化を図ることができる動圧空気軸
受型ポリゴンスキヤナを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、固定軸と回転軸からなるラジアル動圧空
気軸受と、上下方向を支持するアキシヤル軸受と、回転
軸に係止されるポリゴンミラーと、ポリゴンミラーを回
転させるためのモータ部と、モータハウジングとからな
る動圧空気軸受型ポリゴンスキヤナにおいて、前記固定
軸側に凹部を、また前記モータハウジング側に凸部を互
いに嵌合するようにそれぞれ設けることによつて達成さ
れる。

また、上記手段においては、前記モータハウジングを
形成する材質の線膨張係数を前記固定軸を形成する材質
の線膨張係数よりも大きいものを選択することが望まし
い。

〔作用〕

上記手段によれば、固定軸は、モータハウジング（の
底部）に設けられた凸部にその凹部を嵌合させることに
より直接固定される。

またモータハウジング側の線膨張係数が固定軸側の線
膨張係数より大きいと、ポリゴンスキヤナの回転時に温
度が上昇した場合、モータハウジングの凸部が固定軸の
凹部より相対的に膨張するため、固定軸はより強固にモ
ータハウジングに固定される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
なお、従来例と同一もしくは同一とみなせる個所には同
一符号を付して重複する説明は省略した。

第１図は本発明の一実施例に係るポリゴンスキヤナの
構成図である。

本実施例においては、固定軸17には軸受面となる外径
と同軸の凹部（貫通穴も含む）17aが下端部に形成され
ている。一方、モータハウジング21は有底状となつてお
り、その底部中央に円筒状の凸部21aが一体に突設され
ている。そして、固定軸17の凹部17aをこの凸部21aに嵌
合させ、焼きばめ固定する。

モータハウジング21の凸部21aはモータハウジング21
に固定されるステータ25の内径と同軸になるように形成
され、最終的には、回転軸11に接着固定されるロータ磁
石16の外径とステータ25の内径が同軸になり、両者のギ
ヤツプが全周にわたつて均一となるように構成される。

ここで、固定軸17とモータハウジング21の固定は頑強
に行う必要があるため、上述のように焼きばめ固定とし
ている。これは接着固定等では固定力が小さく、回転体
の回転とともに固定軸17が傾き振れ回つてしまい、ポリ
ゴンスキヤナの性能を満足しない虞があるからである。

通常、焼きばめの固定をする場合、凹部を有する部材
を加熱し、凹部内径を凸部外径より大きくして嵌合す
る。

ポリゴンスキヤナの場合、組み立て順序として絶縁用
樹脂でコートされたステータ25のモータハウジング21へ
の組み付けが先になるために、モータハウジング21を加
熱するとステータ25の絶縁用樹脂のコート膜に不具合を
生じるおそれがあるので、モータハウジング21側に凹部
を設けることができない。従つて、固定軸17側に凹部17
aを設ける。

このように構成することにより、運転によるポリゴン
スキヤナの温度上昇に伴つて固定軸17とモータハウジン
グ21の固定力を増すことができる。これは、固定軸17と
モータハウジング21の材質が、機能，コストの両面から
限定されるためである。すなわち、具体的には、固定軸
17はステンレス鋼、モータハウジング21はアルミニウム
合金を使用するが、アルミニウム合金の線膨張係数がス
テンレスのそれより大きいため、温度が上昇する運転時
にモータハウジング21の凸部21aの外径の膨張量が固定
軸17の凹部17aの内径の拡大量より大きくなるので、固
定軸17の固定力を増すことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、
台座をなくすことにより低コスト化，軽量化が図られ
る。

また、請求項２記載の発明によれば、温度上昇時に固
定軸の固定力が増すようになつているので、実使用状態
で安定した回転を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るポリゴンスキヤナの構
成図、第２図は従来例に係るポリゴンスキヤナの構成図
である。 11…中空回転軸、13,19,23…磁石、15…ポリゴンミラ
ー、16…ロータ磁石、17…固定軸、17a…凹部、21…モ
ータハウジング、21a…凸部、25…ステータ、26…ホー
ル素子。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−17023（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−3813（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 26/10 F16C 17/02 F16C 35/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定軸と回転軸からなるラジアル動圧空気
   軸受と、上下方向を支持するアキシヤル軸受と、回転軸
   に係止されるポリゴンミラーと、ポリゴンミラーを回転
   させるためのモータ部と、モータハウジングとからなる
   動圧空気軸受型ポリゴンスキヤナにおいて、前記固定軸
   側に凹部を、また前記モータハウジング側に凸部を互い
   に嵌合するようにそれぞれ設けたことを特徴とする動圧
   空気軸受型ポリゴンスキヤナ。
2. 【請求項２】請求項１記載において、前記モータハウジ
   ングを形成する材質の線膨張係数が前記固定軸を形成す
   る材質の線膨張係数より大きいことを特徴とする動圧空
   気軸受型ポリゴンスキヤナ。