(57)【要約】【課題】自動的にバランス調整を行うことができるモータを提供する。【解決手段】モータの回転軸２１を回転自在に支承し、回転軸２１に回転子ヨーク２２を固定してなるモータ１００において、流体を含浸させた多孔質部材３４を、バランス調整のために所定の箇所に配置した。また、多孔質部材３４は、外周に向かって密度が高くなるように形成されている。また、多孔質部材３４は、円環状に形成されている。また、多孔質部材３４内の流体が外部へ流出するのを防止する凸部３８を有する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転軸を回転自在に支承し、該回転軸に回転子ヨークを固定してなるモータにおいて、
流体を含浸させた多孔質部材を、バランス調整のために所定の箇所に配置したことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記多孔質部材は、外周に向かって密度が高くなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記多孔質部材は、円環状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のモータ。
【請求項４】
前記多孔質部材は、前記回転子ヨークの内側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項５】
前記多孔質部材は、前記回転子ヨークの外側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項６】
前記モータは更に、前記回転子ヨークの内側に配置されたマグネットを備え、
前記多孔質部材は、前記マグネットの上下に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項７】
前記モータは更に、前記多孔質部材内の流体が外部へ流出することを防止する凸部を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項８】
前記回転子ヨーク、前記マグネット、及び前記多孔質部材のうちの少なくともいずれか一つは、撥油処理がなされていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項９】
前記モータは更に、ポリゴンミラーを備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項１０】
回転駆動手段と、
前記回転駆動手段により回転する回転体とを備え、
前記回転体の所定の箇所に、流体を含浸させた多孔質部材をバランス調整のために配置したことを特徴とする回転体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ及び回転体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からロータの一部にロータ自体の回転バランスを調整するロータ用バランス調整部を設けたブラシレスモータが知られている。図１は、従来のブラシレスモ−タを説明するための図である。このブラシレスモータは、ポリゴンスキャナーモータであって、レーザープリンター等でポリゴンミラーを回転駆動するためのものである。
【０００３】
図１に示すように、ポリゴンモータ１６は、回転子軸１、回転子ヨーク２、バネ３、ポリゴンミラー４、バランスウエイト５、７、マグネット６、プリント基板８、軸受ハウジング９、スラスト受１０、軸受１１、巻線１２、鉄心１３を有している。
【０００４】
回転子軸１は、軸受ハウジング９、スラスト受１０、軸受１１を介してプリント基板８上に回転自在に支承されている。回転子ヨ−ク２は、回転子軸１に固着されている。この回転子ヨーク２の円筒部の内側には、マグネット６が固定されている。回転子ヨーク２と回転子軸１は、一体に回転するように構成されている。回転子ヨーク２の外周縁には、フランジ１４を介してバランスウエイト７を取り付けるための凹部１５が形成されている。この凹部１５は、回転子ヨーク２の外周縁に沿って環状に形成されている。
【０００５】
バネ３は、回転子ヨーク２に嵌着され、ポリゴンミラー４を押圧し、ポリゴンミラー４を回転子ヨーク２に固定するためのものである。ポリゴンミラー４は、軸直角断面が正六角形であって軸線方向に一様である正六角形であり、その側面が反射鏡とされて偏向反射面を構成している。ポリゴンミラー４の上面には、バランスウエイト５が取り付けられている。
【０００６】
マグネット６は、鉄心１３の外周面と僅かな隙間を隔てて対向している。軸受ハウジング９の所定箇所には、巻線１２と、鉄心１３とが固定されている。この従来のポリゴンモータ１６のバランス調整方法は、まずバランス調整装置によりアンバランス位置と量を測定し、回転体に取り付けるバランスウエイト５、７を調整し、再度バランス修正装置でアンバランス量を測定し、予め決めてある規格値に入るまでこの作業を繰り返すようにしていた。
【０００７】
また、動的にバランス調整を行う技術として次のようなものが提案されている。特許文献１では、モータにおいて、回転軸と同軸に円環状の部屋を設け、その内部にバランサーボールを入れた自動バランサーを用いることが提案されている。これにより、低回転から高速回転にわたる広い範囲で不要振動を解決することのできるというものである。
【０００８】
また、他の従来技術として特許文献２記載の洗濯機が提案されている。この特許文献２では、洗濯機において、洗濯機の回転体外周に円環状のチューブを取り付け、前記チューブに塩水を封入して置く自動バランサーを用いることが提案されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１９９６５３号公報
【特許文献２】
特開平７−３０８４８６号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１で示したポリゴンモータでは、まずバランス調整装置によりアンバランス位置と量を測定し、回転体に取り付けるバランスウエイトを調整し、再度バランス修正装置でアンバランス量を測定し、予め決めてある規格値に入るまでこの作業を繰り返すようにしていたため、バランス調整作業に多大な時間が掛かるという問題があった。特に、高速回転で使用するものは修正が難しく、バランス装置の設定も大変な作業であった。さらに、高速回転のモータは回転角速度の二乗に比例しアンバランス量による遠心力が（従来対比）大きくなるため、回転体のバランス取りに多大な時間を掛ける必要が有った。
【００１０】
また、特許文献１記載のモータのように、バランサーボールを使用する自動バランサーは構造が複雑であり、かつスペースとコストが高いという問題があった。
【００１１】
また、特許文献２記載の洗濯機ように、円環チューブに液体を封入した自動バランサーは封入されている液体が慣性モーメントにより移動する為、急激な回転変動に対しバランス調整に時間が掛かるという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は上記従来技術の問題点を解決し、簡単な構造で自動的にバランス調整を行うことができるモータ及び回転体装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載のモータは、モータの回転軸を回転自在に支承し、該回転軸に回転子ヨークを固定してなるモータにおいて、流体を含浸させた多孔質部材を、バランス調整のために所定の箇所に配置したことを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、流体を含浸させた多孔質部材をバランス調整のために所定の箇所に配置するようにしたので、簡単な構造で自動的にバランス調整を行うことができる。これにより、バランス調整作業が無くなるだけでなく、経時変化が無いモータを提供することができる。
【００１５】
また、本発明は、請求項２に記載のように、請求項１記載のモータにおいて、前記多孔質部材は、外周に向かって密度が高くなるように形成されていることを特徴とする。請求項２記載の発明によれば、多孔質部材は、外周に向かって密度が高くなるように形成されているので、毛細管現象を利用して多孔質部材内の液体が外部に漏れないようにすることができる。
【００１６】
また、本発明は、請求項３に記載のように、請求項１又は請求項２記載のモータにおいて、前記多孔質部材は、円環状に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、請求項４に記載のように、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモータにおいて、前記多孔質部材は、前記回転子ヨークの内側に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、請求項５に記載のように、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモータにおいて、前記多孔質部材は、前記回転子ヨークの外側に配置されていることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６記載のモータは、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモータにおいて、更に、前記回転子ヨークの内側に配置されたマグネットを備え、前記多孔質部材は、前記マグネットの上下に配置されていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項７記載のモータは、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のモータにおいて、更に、前記多孔質部材内の流体が外部へ流出することを防止する凸部を有することを特徴とする。請求項７記載の発明のよれば、モータは更に、回転子ヨークの所定の箇所に、多孔質部材内の流体が外部へ流出することを防止する凸部を有するので、多孔質部材内部の液体が外部へ流出するのを防止することができる。
【００２１】
また、本発明は、請求項８に記載のように、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のモータにおいて、前記回転子ヨーク、前記マグネット、及び前記多孔質部材のうちの少なくともいずれか一つは、撥油処理がなされていることを特徴とする。請求項８記載の発明によれば、回転子ヨーク、マグネット、多孔質部材は、撥油処理がなされているため、油をはじくので、液体が外部へ漏れないようにすることができる。
【００２２】
また、請求項９記載のモータは、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のモータにおいて、更に、ポリゴンミラーを備えることを特徴とする。請求項９記載の発明によれば、自動的にバランス調整を行うポリゴンモータを提供できる。
【００２３】
また、請求項１０記載の回転体装置は、回転駆動手段と、前記回転駆動手段により回転する回転体とを備え、前記回転体の所定の箇所に、流体を含浸させた多孔質部材をバランス調整のために配置したことを特徴とする。請求項１０記載の発明によれば、回転体の所定の箇所に、流体を含浸させた多孔質部材をバランス調整のために配置するようにしたので、自動的にバランス調整を行うことができる回転体装置を提供できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態に係るポリゴンモ−タの縦断面を示している。図２に示すように、ポリゴンモータ１００は、回転子軸２１、回転子ヨ−ク２２、バネ２３、ポリゴンミラー２４、バランスウエイト２５、マグネット２６、プリント基板２８、軸受ハウジング２９、スラスト受３０、軸受３１、巻線３２、鉄心３３、多孔質部材３４を有している。
【００２５】
ポリゴンモータ１００は、ブラシレスモータであって、レーザービームプリント等でポリゴンミラー２４を回転駆動させるものであって、ポリゴンスキャナに用いられる。このポリゴンスモータ１００は、軸受３１を介してモータの回転子軸２１を回転自在に支承し、回転子軸２１に、上部が閉口した円筒状の回転子ヨーク２２を固定している。
【００２６】
回転子軸２１は、軸受ハウジング２９、スラスト受３０、軸受３１を介してプリント基板２８上に回転自在に支承されている。回転子ヨ−ク２２は、回転子軸２１に固着されている。この回転子ヨーク２２の円筒部の内側には、マグネット２６が固定されている。回転子ヨーク２２の上部には、ポリゴンミラー２４が装着されている。回転子ヨーク２２と回転子軸２１は、一体に回転するように構成されている。
【００２７】
回転子ヨーク２２の外周縁には、バランスウエイト２５を取り付けるための凹部３５が形成されている。この凹部３５は、断面がコ字状に形成されており、回転子ヨーク２２の外周縁に半径方向に突出して設けられたフランジ３６と、このフランジ３６から上方に向けて突出した凸部３７とにより形成されている。本実施の形態では、凹部３５は、回転子ヨーク２２の外周縁に沿って一周に渡って形成されている。
【００２８】
バネ２３は、回転子ヨーク２２に嵌着され、ポリゴンミラー２４を押圧し、ポリゴンミラー２４を回転子ヨーク２２に固定するためのものである。ポリゴンミラー２４は、軸直角断面が正六角形であって軸線方向に一様である正六角形であり、その側面が反射鏡とされて偏向反射面を構成している。バランスウエイト２５は、モータのバランス調整を行いながら取り付けられる。
【００２９】
マグネット２６は、鉄心３３の外周面と僅かな隙間を隔てて対向している。軸受ハウジング２９の所定箇所には、巻線３２と、鉄心３３とが固定されている。
【００３０】
多孔質部材３４は、自動バランサーであって、内部に多数の空孔Ｈが形成されているとともに、内部に流体が含浸している。図３は、多孔質部材３４を拡大して示した図である。この多孔質部材３４をバランス調整のために所定の箇所に配置することにより、モータ１００のバランス調整を自動的に行うことができる。
【００３１】
多孔質部材３４には、例えば、焼結部材、スポンジ、多孔質プラスチック等を用いることができる。多孔質部材３４は、多孔質であれよくこれらに限定されない。多孔質部材３４には、ポリゴンモータ１００のバランスを取ることができる量の液体が含浸している。液体として、例えば軸受油等の油を用いることができる。多孔質部材３４は、圧入、接着、カシメ等により固定することができる。
【００３２】
多孔質部材３４は、一度取れたバランスが保持されるようにするために、空孔Ｈの大きさを小さくするとよい。また、多孔質部材３４内の液体に、粘度の高いものを用いることにより、一度取れたバランスを保持することができる。
【００３３】
また、多孔質部材３４内の液体が漏れないように、多孔質部材３４は、外周に向かって密度が高くなるように形成するとよい。すなわち、図３に示すように、多孔質部材３４は、空孔Ｈが内周Ｘ１から外周Ｘ２に向かって、次第に小さくなるように形成されている。
【００３４】
このように、多孔質部材３４は、外周に向かって密度が高くなるように形成されているので、気孔径の大きい方から気孔径の小さい方に流体が移行するといういわゆる毛細管現象の性質を利用して多孔質部材３４内部の液体が外部に漏れないようにしている。
【００３５】
また、多孔質部材３４の表面に、撥油材等の表面処理（撥油処理）を行うようにしてもよい。これにより、撥油処理された面は油をはじくため、内部の液体が外部に漏れないようにすることができる。本実施の形態では、多孔質部材３４は、円環状に形成されている。
【００３６】
図２の例では、多孔質部材３４がマグネット２６の上部に配置されている例を示している。また、多孔質部材３４が接する箇所、回転ヨーク２２、マグネット２６に撥油処理を行うようにすることにより、多孔質部材３４と接する面は油をはじくため、多孔質部材３４内部の油を外部へ漏れないようにすることができる。
【００３７】
また、多孔質部材３４の配置は、図２に示したものに限定されるものではない。例えば、多孔質部材３４を、図４及び図５に示すような箇所に配置してもよい。
【００３８】
図４は、マグネット２６の上下に多孔質部材３４Ａ、３４Ｂを配置した例を示した図である。すなわち、マグネット２６を挟み込むようにして、多孔質部材３４Ａ、３４Ｂを固定している。図４に示すように、マグネット２６の上部に配置された多孔質部材３４Ａは、図２で示したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３９】
マグネット２６の下部に配置された多孔質部材３４Ｂは、マグネット２６の下部と、回転子ヨーク２２の端部（所定の箇所）から回転中心に向けて突出する凸部３８との間に配置されている。この凸部３８は、多孔質部材３４Ｂ内の流体が外部へ流出するのを防止するためのものである。凸部３８にも上述した撥油処理を施すとよい。本実施の形態では、この凸部３８は、多孔質部材３４Ｂと同様に、円環状に形成されている。
【００４０】
なお、凸部３８の位置は、図２で示す箇所に限定されることなく、多孔質部材３４の配置に応じて、前記多孔質部材内の流体が外部へ流出するのを防止するために必要な箇所（所定の箇所）であれば、どのような箇所に設けるようにしてもよい。
【００４１】
図５は、マグネット２６の上部に多孔質部材３４Ｃを配置し、回転子ヨーク２２の外周縁に多孔質部材３４Ｄを配置した例を示している。図５に示すように、マグネット２６の上部に配置された多孔質部材３４Ｃは、図２で示したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４２】
回転子ヨーク２２の外周縁に配置された多孔質部材３４Ｄは、回転ヨーク２２の外周縁から半径方向に突出して設けられたフランジ３９と、このフランジ３９から上方に突出して設けられた凸部４０とにより形成される凹部４１内に配置されている。
【００４３】
図５において、上記図４で説明した多孔質部材３４内の流体が外部へ流出するのを防止するための凸部３８に相当するのが、フランジ３９と凸部４０である。
さらに、図５に示す例では、多孔質部材３４Ｄ内の流体が外部へ流出するのを防止するための凸部４２が凸部４０から回転中心に向けて形成されている。また、多孔質部材３４Ｄと接している回転子ヨーク２２本体の一部、フランジ３９、凸部４０、４２には、撥油処理が施されており、多硬質部材３４Ｄ内の油が外部に流出するのを防止する。
【００４４】
なお、図２、図４及び図５を用いて、多孔質部材３４の配置例について説明したが、多孔質部材３４の配置はこれらの箇所に限定されるものではなく、所定の箇所、すなわち、バランス調整に必要な箇所であればどのような箇所に配置してもよい。例えば、回転子ヨーク２２の円筒部の側面、回転子ヨーク２２の上面、ポリゴンミラー２４の上面、図示は省略するが回転ヨーク２２上部に設けられた他の部材の上面等に配置するようにしてもよい。
【００４５】
次に、本実施の形態に係るモータの動作について説明する。本実施の形態に係るポリゴンモータ１００は以下のようにして回転駆動する。所定の電流を巻線３２に通電し、鉄心３３の周囲に所定の磁界を発生させる。この所定の磁界は、回転子ヨーク２２の内壁面に設けられたマグネット２６と磁気的な相互作用を生じ、磁気マグネット２６と鉄心３３との間には所定の相互作用力が発生する。
【００４６】
この相互作用力は、マグネット３６を内壁面に有する回転子ヨーク２２を、回転させるための駆動力となる。回転子ヨーク２２が回転することにより、回転子ヨーク２２に設けられたポリゴンミラー２４も一緒に回転する。ポリゴンモータ１００が回転子し始めると、遠心力により多孔質部材３４内部の液体に力が働き、液体を回転子ヨーク２２の外側に移動させる。
【００４７】
ここで、回転子にアンバランス量が有ると重い側に力が働き、回転体はバランスを保つ為軽い側が早く回るように中心を移動させる。このため、軽い側の回転速度が早くなり（遠心力が大きくなり）、多孔質部材内の液体が軽い側に移動し、自動的にバランスが保たれる。
【００４８】
このように、本実施の形態によれば、多孔質部材３４を配置したので、急激な回転変動が有っても液体の流れが空孔により規制されることにより、流体の慣性力が弱められ、一度安定したバランスは崩れにくくなり、急激な回転変動に強いモータを実現することができる。また、本実施の形態に係るポリゴンモータ１００は、初めて回転させた時にはバランスが安定するまでに時間が掛かるものの、停止時にもバランスが崩れにくいため、２回目以降は安定すまでの時間が早くなる。
【００４９】
本実施の形態では、ポリゴンモータを例にとって説明したがこれに限定されることなく、上述した多孔質部材は、種々のモータに適用することができる。また、多孔質部材は、モータに限られず、回転駆動手段と、この回転駆動手段により回転する回転体とを備え、バランス調整が必要なものであれば種々の回転体装置に適用することができる。
【００５０】
以上、本発明の一実施の形態を説明した。本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、簡単な構造で自動的にバランス調整を行うことができるモータ、及び回転体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のブラシレスモ−タを説明するための図である。
【図２】本実施の形態に係るポリゴンモ−タの縦断面を示した図である。
【図３】多孔質部材３４を拡大して示した図である。
【図４】マグネット２６の上下に多孔質部材３４Ａ、３４Ｂを配置した例を示した図である。
【図５】マグネット２６の上部に多孔質部材３４Ｃを配置し、回転子ヨーク２２の外周縁に多孔質部材３４Ｄを配置した例を示し多図である。
【符号の説明】
２１  回転子軸                  ３３  鉄心
２２  回転子ヨーク              ３４  多孔質部材
２３  バネ                      ３５  凹部
２４  ポリゴンミラー            ３６  フランジ
２５  バランスウエイト          ３７  凸部
２６  マグネット                ３８  凸部
２８  プリント基板              ３９  フランジ
２９  軸受ハウジング            ４０、４２  凸部
３０  スラスト受                ４１  凹部
３１  軸受                      １００  ポリゴンモータ
３２  巻線
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004266896.tif 000005
【図４】
2004266896.tif 000006
【図５】
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