(57)【要約】      （修正有）【課題】ネジのねじ込み力によって固定軸とスリーブの隙間を調節するという簡単な構成にしたブラシレスモータ及び光偏向器を提供する。【解決手段】基板１７が固定されたベース２と、ベースに固定された金属製の固定軸３と、固定軸に隙間を有して挿入されたスリーブ５と、スリーブに固定されたフランジ８と、フランジまたはスリーブに固定された駆動マグネット１２と、駆動マグネットと対向し、基板に固定されたコイル１６とを有するブラシレスモータにおいて、固定軸の中心には、長手方向に貫通穴１０があけられ、貫通穴には、固定軸とスリーブが対向している対向部分の中央部から固定軸の長手方向に等しい長さのネジ孔１８が形成され、ネジ孔にネジ１９が挿入され、ネジをねじ込むことにより、固定軸の対向部分の直径を調整した。【選択図】図２
2009175383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が固定されたベースと、
該ベースに固定された金属製の固定軸と、
該固定軸に隙間を有して挿入されたスリーブと、
該スリーブに固定されたフランジと、
該フランジに固定された駆動マグネットと、
該駆動マグネットと対向し、前記基板に固定されたコイルとを有するブラシレスモータにおいて、
前記固定軸の中心には、長手方向に貫通穴があけられ、
該貫通穴には、前記固定軸と前記スリーブが対向している対向部分の中央部から前記固定軸の上下に等しい長さのネジ孔が形成され、
該ネジ孔の一端にネジの頭部が当たるまで、該ネジ孔に該ネジがねじ込まれ、
該ネジのねじ込み力を変えることにより、前記固定軸の前記対向部分の直径が調整されたブラシレスモータ
【請求項２】
前記ネジは金属からなり、
前記固定軸を構成する金属の線膨張係数と、前記ネジを構成する金属の線膨張係数が略同一である請求項１に記載のブラシレスモータ 
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のブラシレスモータの前記フランジに、ポリゴンミラーが固定された光偏光器
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置、医療機器の露光装置等に用いられるブラシレスモータおよび光偏向器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられるブラシレスモータおよび光偏向器としては、図５に示されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この光偏向器は、ハウジング１００に固定配設される円柱状の固定軸１０１と、この固定軸１０１に回転自在に支持される回転体１１０とを有している。
この回転体１１０は、固定軸１０１との間にわずかの隙間をもって配設されるスリーブ１１１と、このスリーブ１１１の上部内側に固定配設されるリング状のマグネット１１２と、スリーブ１１１の中央部外側に固定配設されるポリゴンミラー１１３と、スリーブ１１１の下部外側にフランジ１１４を介して固定配設されるリング状の駆動マグネット１１５とを備えている。
尚、符号１１６は、回転体１１０の重量の偏心を修正するためのバランスウェイト（図示せず）が取り付けられる溝である。
【０００４】
また、固定軸１０１の上部外側には、回転体１１０に設けられたリング状マグネット１１２と対向するようにリング状マグネット１０２が固定配設されており、これらリング状マグネット１０２及び１１２によって回転体１１０をスラスト方向に軸受けするスラスト磁気軸受Ｓが構成されている。
【０００５】
更に、ハウジング１００には、回転体１１０に設けられたリング状の駆動マグネット１１５と対向するように鉄心コイル１０３が固定配設されており、これら駆動マグネット１１５及び鉄心コイル１０３によって回転体１１０を回転させるブラシレスモータＭが構成されている。
【０００６】
また、回転体１１０のスリーブ１１１のうち、固定軸１０１と対向する内周面１１１ａは、軸受面仕上げが施される一方、このスリーブ１１１の内周面１１１ａと対向する固定軸１０１の外周面１０１ａには図中破線で示すようにヘリングボーン状の溝１０４が形成されており、これらスリーブ１１１の内周面１１１ａ及び固定軸１０１の外周面１０１ａに設けられた溝１０４によって、回転体１１０をラジアル方向に支持するラジアル動圧軸受Ｒが構成されている。
【０００７】
この光偏向器では、ブラシレスモータＭにより回転体１１０を回転させると、回転体１１０が、ラジアル動圧軸受Ｒにより固定軸１０１に対して一定距離（隙間）をもって非接触に支持されると共に、スラスト磁気軸受Ｓにより固定軸１０１に対して一定高さに支持されることとなる。これにより、スラスト方向の軸受として動圧軸受を用いるタイプのものより、光偏向器の高さを低くできるという利点がある。
また、回転体１１０の重心の位置を回転体１１０の軸方向の略中心の位置にすることができるので、回転体１１０を安定して回転させることができる。
【０００８】
前記したブラシレスモータおよび光偏向器は、固定軸１０１とスリーブ１１１の隙間を数ミクロンに確保するために、固定軸１０１の外周面およびスリーブ１１１の内周面を精密加工する必要があった。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−７１５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、かかる精密加工は、現状の工作機械の加工精度では限界に近いため、固定軸１０１およびスリーブ１１１は、全数検査・測定、測定値に基づくランク分け、選別、組み合わせ等の管理が必要であり、コストアップの原因になっていた。
【００１１】
本発明は、固定軸の中心に長手方向にあけられた貫通穴の所定部分にネジ孔を設け、このネジ孔にねじ込んだネジのねじ込み力（締め付け力）によって固定軸とスリーブの隙間を調節するという簡単な構成により、前記した問題を解決したブラシレスモータおよび光偏向器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】
【００１２】
（第１発明）
第１発明に係るブラシレスモータは、基板が固定されたベースと、ベースに固定された金属製の固定軸と、固定軸に隙間を有して挿入されたスリーブと、スリーブに固定されたフランジと、フランジまたはスリーブに固定された駆動マグネットと、駆動マグネットと対向し、基板に固定されたコイルとを有するものである。
【００１３】
そして、かかるブラシレスモータにおいて、固定軸の中心には、長手方向に貫通穴があけられ、この貫通穴には、固定軸とスリーブが対向している対向部分の中心から長手方向（上下）に等しい長さのネジ孔が形成され、このネジ孔の一端にネジの頭部が当たるまで、ネジがネジ孔にねじ込まれ、このネジのねじ込み力を変えることにより、固定軸の対向部分の直径を調整したものである。
【００１４】
ここで、貫通穴とは、固定軸の中心軸に沿ってあけられた穴である。
また、対向部分とは固定軸の外周面とスリーブの内周面が対向する固定軸における部分をいい、対向部分の中央部とは固定軸の長手方向における対向部分の中央の位置をいう。
【００１５】
ネジ孔は、貫通穴の一部に形成されており、その位置は、固定軸の長手方向における前記した対向部分の中央の位置（対向部分の中央部）から上下に等しい長さＬである。したがって、ネジ孔全体の長さは２Ｌとなるが、この長さ（２Ｌ）は、固定軸の長手方向の対向部分の長さ（Ｋ）と同一（Ｋ＝２Ｌ）または短い（Ｋ＞２Ｌ）ことが望ましい。
【００１６】
また、ネジ孔に取り付けたネジの長さは、ネジ孔の長さ（２Ｌ）以上であることが望ましい。言い換えれば、ネジ孔の一端がネジの頭部に当接し、ネジ孔の他端からネジの先端が突出していることが望ましい。
なぜならば、ネジ孔に挿入した（ねじ込んだ）ネジのねじ込み力を変えることにより、固定軸の長手方向における前記した対向部分における固定軸の直径を、この対向部分の中央部を中心としてネジ孔全体で変化させることができるからである。
すなわち、ネジのねじ込み力を上げると、対向部分の中央部を中心として固定軸の直径が増加し、さらにねじ込み力を上げると、対向部分の中央部を中心として固定軸の直径がさらに増加する。この状態でネジのねじ込み力を下げる（ネジを逆回転させる）と対向部分の中央部を中心として固定軸の直径が減少する。
【００１７】
そうすると、固定軸の外周面とスリーブの内周面の微小な隙間を、ネジのねじ込み力を変えることにより調整する（増減させる）ことができる。そして、ネジのねじ込み力を上げることにより対向部分の中央部を中心として固定軸の直径が増加するので、動圧が立ち易くなる（動圧空気軸受としての機能が向上する）という効果を得ることができる。
【００１８】
（第２発明）
第２発明に係るブラシレスモータは、前記した第１発明において、ネジは金属からなり（ネジの材質は金属であり）、固定軸を構成する金属の線膨張係数と、ネジを構成する金属の線膨張係数を略同一としたものである。
【００１９】
かかる構成により、固定軸内に形成した貫通孔内部におけるネジのねじ込み力を一定に保持することができるので、前記した第１発明に記載した効果を長期に亘り安定して維持できるという効果を奏する。
【００２０】
より詳細に説明すると、固定軸とネジの線膨張係数が大きく異なると、以下の弊害が考えられる。つまり、ブラシレスモータは回転により熱を発するため、固定軸およびネジはこの熱の影響を受け加熱される。逆に、ブラシレスモータの回転が停止したときは、固定軸およびネジが冷却される。すなわち、ブラシレスモータの固定軸およびネジは、ブラシレスモータの使用により、加熱（膨張）と冷却（縮小）を繰り返すことになるため、固定軸中に形成されたネジ孔に挿入しねじ込んでいるネジのねじ込み力が変化していく可能性がある。
【００２１】
このため、前記した第２発明に記載した構成を採用することが望ましい。
より望ましくは、固定軸を構成する金属材料と、ネジを構成する金属材料を同一にすることである。金属材料としては、例えば、アルミ合金、ステンレス合金、炭素鋼等が挙げられる。
【００２２】
（第３発明）
第３発明にかかる光偏向器は、前記した第１発明または第２発明のブラシレスモータのフランジに、周面に複数の鏡面を有するポリゴンミラーを固定したものである。
かかる構成により、この光偏向器は、前記した第１発明および第２発明の効果を得ることができ、光偏向器の製造コストを安価にすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明により、固定軸の外周面およびスリーブの内周面の加工精度を高精度にすることなく、固定軸とスリーブの隙間を簡単に調節することができるので、ブラシレスモータおよび光偏向器のコストを安価にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
本発明に係るブラシレスモータおよび光偏向器を図１乃至図３を用いて説明する。
図１および図２は、本実施例１に係るブラシレスモータおよび光偏向器の側部断面図である。説明を分かりやすくするため、図１は固定軸のみを断面にしていない。また、図３は、図２において回転体４を取り除いた固定軸等の断面図である。
【００２６】
光偏向器１は、ベース２にあけられた穴へ圧入等することにより固定され、外周面にヘリングボーン溝２２が形成されたアルミニウム合金からなる円柱状の固定軸３と、この固定軸３に回転自在に支持された回転体４とを有している。
【００２７】
この回転体４は、固定軸３との間に僅かの隙間をもって挿入された円筒状のスリーブ５と、スリーブ５の下方において圧入又は焼嵌めにて固定されたフランジ８と、フランジ８の上に載せられ外周面に多数の鏡面が形成されたポリゴンミラー７と、ポリゴンミラー７の上に載せられた弾性部材９と、弾性部材９を上方から下方に向かって押し付けることによりポリゴンミラー７をフランジ８に押圧固定しつつスリーブ５の上方において圧入又は焼嵌めにて固定された押圧部材６と、フランジ８に接着剤等で固定された駆動マグネット１２とから構成されている。
【００２８】
ポリゴンミラー７は、例えば、アルミニウム合金にて構成され、外周に複数の鏡面を有している。
本実施例１においては、ポリゴンミラー７の中心に形成された穴の内径と、スリーブ５の外径との間に、クリアランス（例えば、１０〜２０μｍ）が設けられているため、ポリゴンミラー７が加熱または冷却されて、膨張又は収縮してもスリーブ５の影響を受けず、鏡面の変形がない構成になっている。
【００２９】
さらに、ポリゴンミラー７は、フランジ８の上面に形成した凸部１８に、弾性部材９により押し付けられることにより固定されているので、上記した半径方向だけではなく、軸方向に対してもポリゴンミラー７の膨張又は収縮による影響を受けにくい構成になっている。
【００３０】
すなわち、ポリゴンミラー７は、その固定に際し、他の部品に接触している面積が少ないため、温度変化によるポリゴンミラー７自身の膨張又は収縮に対して鏡面が塑性変形しにくい構成になっている。このことは、温度変化によるスリーブ５及びフランジ８の膨張又は収縮の影響を受けにくいことも意味している。
【００３１】
ところで、前記したように、フランジ８および押圧部材６は、共に圧入又は焼嵌めによりスリーブ５に固定されている。ポリゴンミラー７の上下に位置するフランジ８および押圧部材６を共に圧入又は焼嵌めした理由は、温度変化があっても位置ズレがないようにするためである。
【００３２】
一方、ベース２には、図示しない駆動回路が形成された基板１７が接着固定されており、基板１７にはコイル１６が固定されている。
このコイル１６と回転体４の駆動マグネット１２が対向するように、固定軸３に回転体４のスリーブ５が挿入されており、コイル１６と駆動マグネット１２によって、回転体４を回転させるブラシレスモータが構成されている。
より詳細にブラシレスモータの構成を説明すると、基板１７が固定されたベース２と、このベース２にあけられた穴へ圧入等することにより固定され、外周面にヘリングボーン溝２２が形成されたアルミニウム合金からなる円柱状の固定軸３と、この固定軸３との間に僅かの隙間をもって挿入された円筒状のスリーブ５と、このスリーブ５の下方において圧入又は焼嵌めにて固定されたフランジ８と、このフランジ８に接着剤等で固定された駆動マグネット１２と、この駆動マグネット１２と対向し、基板１７に固定されたコイル１６とを有するものがブラシレスモータである。
【００３３】
また、コイル１６は鉄心を有するため、この鉄心と駆動マグネット１２の磁気吸引力により回転体をスラスト方向に軸受けするスラスト磁気軸受が構成されている。このため、回転体４は、常に浮いた状態を維持することができる。
【００３４】
尚、押圧部材６および駆動マグネット１２にはそれぞれ溝１４および溝１５が形成されており、この溝１４、１５に回転体４の偏心を修正するための接着剤等の図示しないバランスウエイトを取り付けることができる。
【００３５】
前記した光偏向器１およびブラシレスモータは、図２および図３に示す様に、固定軸３の中心において、その長手方向Ｙに貫通孔１０があけられている。
そして、固定軸３の貫通孔１０には、固定軸３の外周面とスリーブ５の内周面が対向している対向部分１１（図１におけるハッチング部分）の中央部１３から上下に等しい長さＬのネジ孔１８が形成されている。つまり、ネジ孔１８の長さは２Ｌである。
本実施例においては、中央部１３は、固定軸３の表面における上部および下部に形成された少なくとも上下２つのヘリングボーン溝２２間の中央の位置ということもできる。
【００３６】
この長さ２Ｌのネジ孔１８には、２Ｌの長さを超える長さのアルミニウム合金からなるネジ１９がねじ込まれており、ネジ１９の頭部２０が、ネジ孔１８のネジ部の一端２１に当接している。つまり、ネジ１９の頭部２０がネジ孔１８の一端２１に当たって接しており、ネジ１９がネジ孔１８の他端から突出するまで、ネジ１９がネジ孔１８に深くねじ込まれている。
【００３７】
ネジ１９の頭部２０がネジ孔１８の一端に位置した時点においては、固定軸３はネジ１９によりねじ込み力（締め付け力）があまり及んでいないため固定軸３の直径（外径）は一定である。しかし、この状態からさらにネジ１９をねじ込むと、金属からなる固定軸３には、ネジ孔１８の部分において縮む力が働くので、固定軸３の中央部１３の直径が増加する。
【００３８】
そして、さらにネジ１９をねじ込む力を増加させ、ネジ１９をネジ孔１８に強くねじ込むと、中央部１３の直径がさらに増加する。逆に、ネジ１９をネジ孔１８に強くねじ込んだ状態からネジ１９を逆回転させると、固定軸は金属からなるため、中央部１３の直径を減らすことができる。
ただし、ネジ１９のねじ込み力を弱め続けても、ネジ１９の頭部２０がネジ孔１８の一端に位置した時点における固定軸３の直径（固定軸３の最初の直径）以下にすることができないのは言うまでもない。
【００３９】
また、固定軸３は、ネジ１９をねじ込むと固定軸３の中央部１３のみの直径が増加するのではなく、中央部１３の直径の増加に伴って、中央部１３の近傍の直径も増加する。すなわち、固定軸３は、中央部１３の直径の増加が最大であり、この点を頂点（中心）として、その近傍の直径も徐々に増加している形となる。
【００４０】
前記したような構成により、ブラシレスモータまたは光偏向器１において最も重要な対向部分１１における中央部１３の隙間をネジ１９のねじ込み力によって自由に設定することができる。
すなわち、固定軸３の外径およびスリーブ５の内径を従来のように高精度に加工する必要が無くなり、ネジ１９のねじ込み力を調整することにより、寸法誤差の範囲で個々に異なる固定軸３の外径とスリーブ５の内径の無数の組み合わせに対応することができる。
【実施例２】
【００４１】
本発明の他の実施例を図４に示し、以下に詳細に説明する。
尚、実施例１に係る光偏向器およびブラシレスモータと同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
図４は、本発明が適用された実施例２に係る光偏向器およびブラシレスモータの側部断面図を示したものである。
本実施例２に係る光偏向器およびブラシレスモータの実施例１との主な相違点は、ネジ孔１８が対向部分１１の長さと同一になっている点である。
【００４３】
かかる構成によっても、ネジ１９をねじ込み力を変えることにより対向部分１１の中央部１３を中心として、固定軸３の直径を調整することができるので、前記した実施例１で示した効果と同様な効果を得ることができる。
【００４４】
前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明はそれに限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書及び図面の記載から当事者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更、削除および付加が可能である。
【００４５】
例えば、前記した実施例においては、スリーブ５とフランジ８を別部品としたものを示したが、スリーブ５とフランジ８が一体となっていても良い。
【００４６】
また、前記した光偏向器１においては、ポリゴンミラー７がフランジ８に固定されたものを示したが、ポリゴンミラー７がスリーブ５およびフランジ８に接着材、ネジ等を用いて固定されていても良い。
【００４７】
さらに、前記した実施例においては、固定軸３とネジ１９の材質を共にアルミニウム合金としたものを示したが、固定軸３とネジ１９の線膨張係数が同一または略同一であれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ハードディスク、画像形成装置等に使用されるブラシレスモータおよび光偏向器に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るブラシレスモータおよび光偏向器の側部断面図である（実施例１）
【図２】本発明に係るブラシレスモータおよび光偏向器の側部断面図である（実施例１）
【図３】本発明に係る固定軸等の側部断面図である（実施例１）
【図４】本発明に係る光偏向器の側部断面図である（実施例２）
【図５】従来の光偏向器を説明する側部断面図である
【符号の説明】
【００５０】
１  光偏向器
２  ベース
３  固定軸
５  スリーブ
７  ポリゴンミラー
８  フランジ
１１  対向部分
１２  駆動マグネット
１３  中央部
１６  コイル
１７  基板
１８  ネジ孔
１９  ネジ
【図１】
2009175383.tif 000003
【図２】
2009175383.tif 000004
【図３】
2009175383.tif 000005
【図４】
2009175383.tif 000006
【図５】
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