JP4991823B2 - スキャナモーター - Google Patents
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Description
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のような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され、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。
また、スキャナモーター10の高速回転の際、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、多面鏡11の離脱を防止することができ、多面鏡11を堅く固定させることで多面鏡11のバランスを安定に維持することができ、部品の製造コストも節減することができるスキャナモーターに対する研究が至急の実情である。
前記凹部は円形、扇形または棒状に形成されることができる。
前記ローターケースは、前記突起部の円周直径より内径部に下側方向に形成された環状の段部をさらに含むことができる。
前記回転軸と前記ローターケースの間には、溶接機で融着されて前記ローターケースの離脱を防止する結合部が形成されることができる。
本発明の特徴及び利点は添付図面に基づいた以降の詳細な説明からより明らかになるであろう。
図1〜図4に示すように、本発明のスキャナモーター100は、固定部、及び固定部によって回転可能に支持される回転部を含む。
固定部は、ベースプレート110、ベアリングホルダー120、ベアリング130及びステータ121を含む。
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、上面にステータ121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、上面に、ステータ121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、中央部位に、ベースプレート110の上面及び下面から挟支するようにベアリングホルダー120が固定結合される。
ベアリング130はその内径部に挿入される回転軸140を回転可能に支持するためのもので、中空円筒状に形成され、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140との間に、円滑な回転のための潤滑剤を内包している。
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121は外部電源で電場を形成することで、ローターケース170のローターマグネット177との間で形成される磁気力でローターケース170を回転させる。
一方、回転部は、回転軸140、多面鏡160、ローターケース170、及び固定部材180を含む。
回転軸140は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、ベアリング130によって回転可能に支持される。
ローターケース170は回転軸140の外周部に嵌合され、上部に多面鏡160が装着され、内部面には環状のローターマグネット177が設置されてステータ121と対面している。
ローターケース170は鉄系磁性材料からプレス方式で製作されたカップ状のもので、従来の機械加工方式で製作されたハウジングシャフトを使用しないので、ハウジングシャフトを使用する場合に比べ、コストを減らすことができる。
ローターケース170は、ローターケースの上部171、ローターケースの側部172、ローターケースの下部173が一体型に構成される。
突起部174は等間隔で三つ以上形成され、多面鏡160を安定的に支持する。
また、突起部174の間には、突起部174の突起方向と反対方向に凹設されて、外部応力を吸収する凹部175が形成される。
突起部174と凹部175の構成及び形状についての説明は後に図2及び図3に基づいて詳細に説明する。
ローターケースの下部173はローターケースの側部172の下端から水平方向に延び、ローターケースの下部173の端部は、回転軸140からの離脱を防止するために設置されたストッパ111と係合される係合部178を持つ。
突起部174はローターケースの上部171から多面鏡160に向かって半円形に形成され、少なくとも三つが互いに等間隔で放射状に形成される。
突起部174は、最小数で最大の平面度を維持するために、互いに120°の間隔を成して三つが配置されることが好ましい。
突起部174は、多面鏡160を固定する固定部材180の荷重によって多面鏡160がローターケース170の上部でつぶれることを防止し、多面鏡160の回転の際にもいつも平面を維持するようにする。
ローターケース170の上部には、突起部174のみならず、突起部174の間に突起部174と反対方向に凹部175が凹設される。
凹部175は等間隔で三つ以上形成され、その形状の限定はないが、円形、扇形または棒状に形成されることが好ましい。
ローターケース170が回転するとき、際遠心力によってローターマグネット177の外周部に応力が印加してローターケース170が外側に変形することになる。この際、凹部は応力を吸収して突起部174の変形を防止し、多面鏡160が平面度を維持しながら安定に回転するようにする。
段部176は、回転軸140とローターケース170の結合部10が突起部174の高さより低くなるように形成される。
ローターケース170の上部と回転軸140が合う部分は溶接機191で融着してローターケース170の離脱を防止するか、あるいは接着剤によって結合固定された結合部190が形成される。
溶接機191は高強度締結に有利なレーザー溶接機などを使用することができる。
結合部190はローターケース170が回転軸140から離脱しないで安定に回転するようにする。
また、凹部175は、レーザー溶接機のように高強度締結のための熔接を行うときに発生する応力を吸収することで、ローターケース170の変形と3点突起部174の変位量を減らすことができる。
多面鏡160は軸垂直方向の静荷重が加わる固定部材180によって固定され、固定部材180の静荷重は多面鏡160及び回転体の変形を引き起こす。したがって、本発明は、回転体の特性が変わらないように、2kgf以上の静荷重が加わる固定部材180で多面鏡160を固定する。
固定部材180の静荷重が高くなるほど多面鏡160の移動を防止することができるが、ローターケース170に加わる荷重も増加するので、多面鏡160を支持するローターケース170及び突起部174が下側方向に変形される可能性が高い。
このように、ローターケース170及び突起部174の変位量が高くなるにつれて多面鏡170の変形も高くなるので、究極スキャナーモーター100の全体的な駆動特性の変形が引き起こされる。
したがって、本発明は、突起部174の間に凹部175を形成することにより、図5のグラフに示すように、突起部174の変位量を格段に減らすことができる。
ローターケース170の外径寸法による遠心力は違うが、主に使用される小型多面鏡の外径寸法はΦ20程度であり、この場合、ローターケース170の外径はΦ25である。
図6に示すように、従来技術によるスキャナーモーターは、ローターケース170の外径の周速が20m/秒以上であるときから3点突起部174の変位量が増加し始め、周速が30m/秒以上であるときは、3点突起部174の変位量が2μmを超えてしまう。この場合、精密加工された多面鏡160が変形されてモーターの重要特性が変形される。
反面、本発明は、グラフに示すように、突起部174の間に凹部175を形成することにより、突起部174の変位量が格段に減少する。
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 回転軸
150 多面鏡ガイド
160 多面鏡
170 ローターケース
174 段部
175 凹部
176 突出部
180 固定部材
Claims (5)
- 回転軸;
前記回転軸の外周面に嵌合されるローターケース;
前記ローターケースの上部に装着され、光ビームを偏向させて走査する為の多面鏡;
前記多面鏡をローターケースの上部側に圧迫して、回転の際、多面鏡の離脱を防止する固定部材;
スキャナモーターを全体的に支持するためのもので、上面に回路基板が装着され、中央部位にベアリングホルダーが固定結合されるベースプレート;
前記回転軸の外周面に回転可能に嵌合されたベアリング及びベアリングホルダー;及び
前記ベアリングホルダーの外周面に装着されて電気力を発生させるステータとを含み、
前記ローターケースの上部には前記多面鏡を安定的に支持するように等間隔で半円状の突起部が形成され、
前記突起部は、多面鏡を固定する固定部材の荷重によって多面鏡がローターケースの上部でつぶれることを防止し、多面鏡が回転の際にもいつも平面を維持するようにし、
前記ローターケースの突出部の間には凹設されて外部応力を吸収する凹部が形成されていることを特徴とする、スキャナモーター。 - 前記ローターケースは鉄系磁性材料からプレス方式で製作され、前記ローターケースの上部、前記ローターケースの側部及び前記ローターケースの下部がカップ状に一体的に形成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。
- 前記凹部は円形、扇形または棒状に形成され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。
- 前記ローターケースは、前記突起部の円周直径より内径部に下側方向に形成された環状の段部をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のスキャナモーター。
- 前記回転軸と前記ローターケースの間には、溶接機で融着されて前記ローターケースの離脱を防止する結合部が形成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。
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