JP4080232B2

JP4080232B2 - 回転軸の傾き補正方法

Info

Publication number: JP4080232B2
Application number: JP2002129208A
Authority: JP
Inventors: 博徳黒沢
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2022-04-30
Also published as: JP2003322169A; CN1455391A; CN1224003C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転基体の嵌挿孔に固定した回転軸を当該回転基体に対して鉛直方向に起立するように回転軸の傾きを補正する回転軸の傾き補正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転軸は、モータ等の各種装置において広く採用されている機械要素であるが、近年、当該回転軸の直角精度、つまり、回転面に対して回転軸が直角に延在していることに関する要請が強くなりつつある。例えば、モータにおいては、ポリゴンミラー、磁気ディスク、光ディスクなどの被回転体を高速で回転支持するための提案が各種行われており、それに伴って、回転軸の回転精度もより高精度化されつつある。この種のモータの一例としてポリゴンモータについて図５を参照して説明する。
【０００３】
図５において、ポリゴンモータはステータ部１０とロータ部２０とから概略構成されている。ステータ部１０は、円筒状の軸受ホルダー１１の内周側に保持されたラジアル軸受１２と、軸受ホルダー１１の一方の開口部に固定されたスラスト軸受１３と、軸受ホルダー１１の外周側に固定されたステータ基板１４、および電機子コイル１５が巻回されたステータコア１６とを備えている。
【０００４】
一方、ロータ部２０は、ラジアル軸受１２に挿通されると共に一端がスラスト軸受１３に支持された回転軸２１と、回転軸２１の他端側に嵌合固定されたハブ２２と、ハブ２２のミラー搭載部２３にバネ部材２４や固定ネジ２５によって不動状態に装着されたポリゴンミラー２６と、ハブ２２の下部に固定され複数の磁極を有する駆動マグネット２７が内周に装着されたロータヨーク２８とを備えている。駆動マグネット２７の内周面は前記ステータコア１６の外周面とギャップを介して対向していて、電機子コイル１５に所定の電流を通電すると、ステータコア１６と駆動マグネットの電磁作用２７により、ロータ部２０が回転する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる構成のポリゴンモータにおいて、ポリゴンミラー２６の傾き精度、即ち回転軸線方向に対するミラー面（反斜面）２６ａの平行度を高精度に確保するために、各構成部品の加工精度および組立て精度を厳密にする必要がある。なぜならば、ポリゴンミラー２６の傾きや振れが大きいモータをそのままプリンター装置に使用すると、ミラー面２６ａの傾きによりレーザー光のずれが感光ドラム上の潜像のムラに大きく影響して、出力画質が劣化するからである。したがって、被回転体としてのポリゴンミラー２６の傾きの防止は、ポリゴンモータの製作上重点管理項目となっている。
【０００６】
回転軸線方向に対するミラー面２６ａの平行度は、ポリゴンミラー２６を装着するハブ２２のミラー搭載部２３の搭載面２３ａに対して、回転軸２１が、予め設定された規定の方向、つまり直角の方向となるように如何に固定されているかに大きく依存している。この直角度などのような予め設定された規定の方向に対する誤差を所望の範囲内に維持するため、従来より、回転軸２１およびハブ２２の加工精度や両者の組立て精度の向上を図っている。しかしながら、これらの精度を確保するためには加工コストや組立てコストが高騰するといった問題がある。
【０００７】
また、回転軸２１とハブ２２とを一旦組み立てた後の検査工程において、ミラー面２６ａの平行度が悪く、いわゆる面倒れを生じていることが判明した場合、一般に、回転軸２１とハブ２２とを組んだ状態でハブ２２のミラー搭載面２３ａを加工し、回転軸２１とミラー搭載面２３ａとの直角度を確保しているが、このような組加工の追加によって組立てコストが高騰するといった問題もある。
【０００８】
なお、以上のような回転軸２１と回転基体（ハブ２２等）の直角度などの規定の方向に対する精度に関する問題は、ポリゴンモータに限ったことではなく、磁気ディスクや光ディスク等の被回転体を回転駆動させるための各種モータにおいても同様に生じている問題である。
【０００９】
本発明は、以上のような実状に鑑み、低コストで回転軸と回転基体との直角度を確保することのできる回転軸の傾き補正方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる回転軸の傾き補正方法は、回転基体の嵌挿孔に回転軸を固定した後、前記回転基体に対して前記回転軸を予め設定した規定の方向に起立又は傾倒させるように前記回転軸の傾きを補正するにあたり、上記回転基体の前記回転軸が突出する面における前記嵌挿孔の近傍であって、前記回転軸を傾けるべき方向とは反対側における部分を圧潰することにより前記回転軸の傾きを補正し、前記回転基体に対して前記回転軸を、上記予め設定した規定の方向に起立又は傾倒させて前記回転軸の固定による誤差を解消させるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
このような請求項１にかかる回転軸の傾き補正方法によれば、回転軸と回転基体の加工精度や組立て精度を必ずしも十分に管理する必要はなく、かつ回転軸と回転基体を固定した後に回転軸の傾きを容易に補正することができる。
【００１２】
また、請求項２にかかる回転軸の傾き補正方法は、請求項１に加え、前記回転基体の回転中心と前記回転軸の中心とが一致しない場合、前記回転基体の回転中心と前記回転軸の中心とを結ぶ延長線上の部分を圧潰することを特徴としている。
【００１３】
このような請求項２にかかる回転軸の傾き補正方法によれば、回転基体の回転中心と回転軸の中心とを結ぶ延長線上の部分を圧潰することにより、最も効果的に回転軸の傾きを補正することができる。
【００１４】
また、請求項３にかかる回転軸の傾き補正方法は、請求項１または２に加え、前記回転基体に被回転体を装着した状態で、前記回転基体を圧潰することを特徴としている。
【００１５】
このような請求項３にかかる回転軸の傾き補正方法によれば、被回転体と回転軸との直角度が直接的に補正されるため、被回転体を高精度に回転させることができる。
【００１６】
さらに、請求項４にかかる回転軸の傾き補正方法は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記回転基体の回転中心から圧潰点までの距離、または圧潰する深さを変えて前記回転軸の傾きを調整することを特徴とする。
【００１７】
このような請求項４にかかる回転軸の傾き補正方法によれば、回転基体の回転中心から圧潰点までの距離、または圧潰する深さを変えて回転軸の傾きを調整することにより、回転軸の傾きを微調整できることから、回転基体に対する回転軸の直角度を精度よく出すことができる。
【００１８】
また、請求項５にかかる回転軸の傾き補正方法では、請求項１における回転軸が、モータの軸からなり、特にモータの回転軸において良好な結果が得られるようになっている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４を参照しながら本発明にかかる回転軸の傾き補正方法の実施形態について説明するが、それに先立って、本発明を適用したポリゴンモータの構造例を説明しておく。
【００２０】
図１は、本発明を適用して回転軸２１の傾き補正を行ったポリゴンモータの実施形態を示す断面図であるが、図５に示したポリゴンモータと同等の機能を有する構成には同一の符号を付して説明する。図１において、ポリゴンモータはステータ部１０とロータ部２０とから概略構成されている。ステータ部１０は、円筒状の軸受ホルダー１１の内周側に保持された焼結含油合金等からなるラジアル軸受１２と、軸受ホルダー１１の一方の開口部に固定されたスラスト軸受と、軸受ホルダーの外周側に固定されたステータ基板１３、および電機子コイル１１が巻回されたステータコア１６とを備えている。なお、ステータ基板１３には、図示を省略した回路部品が実装されている。
【００２１】
一方、ロータ部２０は、ラジアル軸受１２に挿通されると共に一端がスラスト軸受１３に支持された回転軸２１と、当該回転軸２１の他端側に嵌合固定された回転基体としてのハブ２２と、当該ハブ２２のミラー搭載部２３にバネ部材２４や固定ネジ２５によって不動状態に装着されたポリゴンミラー２６と、ハブ２２の下部に固定され複数の磁極を有する駆動マグネット２７が内周に装着されたロータヨーク２８とを備えている。前記駆動マグネット２７の内周面は前記ステータコア１６の外周面とギャップを介して対向していて、電機子コイル１５に所定の電流を通電すると、ステータコア１６と駆動マグネット２７の電磁作用により、ロータ部が回転する。
【００２２】
このようなポリゴンモータにおいて、回転軸２１はハブ２２の中央部に設けられた嵌挿孔２２ａに嵌合固定され、ハブ２２のミラー搭載面２３ａに対して回転軸２１がほぼ垂直に起立している。回転軸２１を垂直に起立させるにあたっては、後述する補正方法が用いられるが、当該補正を施した結果、ハブ２２の嵌挿孔２２ａの近傍には圧潰痕２２ｂが形成されている。この圧潰痕２２ｂは、嵌挿孔２２ａから数ミリ離れた位置に数ミリの深さで円錐状に窪んだ凹部である。なお、圧潰痕２２ｂはハブ２２の裏側、すなわち当該モータの内部に施されているので概観上の問題は無い。
【００２３】
次に、上記実施形態にかかるポリゴンモータの製造過程、並びに本発明にかかる回転軸の傾き補正方法について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００２４】
先ず、駆動マグネット２７を内周面に固着したロータヨーク２８をハブ２２の下面側にカシメ等の手段で固定した後、ハブ２２の嵌挿孔２２ａに回転軸２１の一端側を圧入や焼き嵌め等の各種固定手段により固定する。次いで、ハブ２２のミラー搭載部２３にポリゴンミラー２６を搭載すると共に、バネ部材２４と固定ネジ２５によって当該ポリゴンミラー２６を不動状態に装着する。ここまでの工程で、ロータ部２０が一旦完成する。
【００２５】
次に、予め組み立てておいたステータ部２０（組立て手順は省略）を構成するラジアル軸受１２に前記回転軸２１の自由端側を挿入する。挿入し切ると回転軸２１の先端は、スラスト軸受１３に当接し、この段階でポリゴンモータが完成する。
【００２６】
しかる後、ポリゴンモータの性能特性をチェックするため各種の検査を行うことになるが、最も重要な検査項目の一つとしてポリゴンミラー２６の傾き精度、即ち回転軸線方向に対するミラー面２６ａの平行度の検査（面倒れ検査）が行われる。この検査は、ロータ部２０を回転させながら、レーザー光をポリゴンミラー２６のミラー面２６ａに照射し、反射光をモニターして適正数値内に有るか否かをチェックするものである。
【００２７】
このようなミラー面２６ａの平行度検査を含む各種検査に合格した製品は、図２に示すように、良品として梱包され出荷されることになるが、平行度検査に不合格となったものは、以下のような手順で回転軸２１の傾き補正作業が施される。
【００２８】
はじめに、前記平行度検査において反射光をモニターする際、ミラー面２６ａが軸線方向に対してどの方向にどの程度面倒れしているか測定し、それらのデータに基づいて回転軸芯Ｃ２がロータ部２０の回転中心Ｃ１、すなわち予め設定された規定の方向に対してどの程度ずれているかを導く。
【００２９】
次に、回転軸２２の補正が必要なモータのロータ部２０を、ステータ１０部から抜き取り、図３に示すように、ハブ２２の嵌挿孔２２ａの近傍であって、回転軸２１を傾けるべき方向（Ｄ方向）とは反対側の部分に、パンチ３０の先端を圧潰する。これにより、回転軸２１の傾きを所定の方向に補正することができ、ハブ２２のミラー搭載面２３ａに対して回転軸２１を、予め設定された規定の方向、つまり上記ミラー搭載面２３ａに対して直角となる方向に起立させることができる。
【００３０】
パンチ３０の先端を圧潰する箇所は、ハブ２２の回転中心Ｃ１すなわち嵌挿孔２２ａのセンターと、傾いた状態の回転軸２１の中心Ｃ２とを結ぶ線の延長線上であって、ハブ２２の回転中心Ｃ１から回転軸２１の中心Ｃ２がずれている側における上記回転軸２１より外側の部分を圧潰する。つまり、図４において矢印が示す左上方が回転軸２１を傾けるべき方向（Ｄ方向）である場合、固定誤差を解消したい回転軸２１が突出している上記ハブ２２の図示上面において回転中心Ｃ１よりも右下方側の直線上（破線）に位置する符号２２ｂで表した位置を圧潰する。
【００３１】
このように、ハブ２２の嵌挿孔２２ａの近傍を圧潰することにより、図３のとおりパンチ３０が打ち込まれた部分において、回転軸２１の根本部分が矢印で示したように折れ曲がるように塑性変形し、当該回転軸２１がハブ２２の図示上面から突出した部分が直線状を維持しながら起立するように移動する。すなわち、上記回転軸２１はパンチ３０を打ち込んだ側とは反対側に傾き、その結果、当該回転軸２１を傾けるべき方向（Ｄ方向）に傾斜させ、もってハブ２２に対して回転軸２１が鉛直方向に起立するように補正することができる。
【００３２】
この場合、上記回転軸２１がハブ２２の図示上面から突出している部分を、適宜の治具によりチャックして保持させながら補正すべき方向に折り曲げるようにすると、回転軸が湾曲状になってしまい、当該回転軸の直線性が阻害されるおそれがあるが、上述した本発明にかかる実施形態によれば、回転軸２１がハブ２２の図示上面から突出している部分における直線性が良好に維持されることとなる。
【００３３】
なお、パンチ３０を打ち込むにあたって、ハブ２２の回転中心Ｃ１から圧潰点までの距離、または圧潰する深さを適宜変更することによって、回転軸２１の傾きを微調整することができる。ただし、パンチ３０を打ち込む深さ、すなわち圧潰痕２６ｂの深さは、ミラー搭載面２３ａよりも深くならないようにすることが好ましい。これは、ミラー搭載面２３ａよりも深くパンチ３０を打ち込むと、ポリゴンミラー２６の内周面と密着しているハブ２２の外周面に応力歪みが及んで、ポリゴンミラー２６が半径方向に位置ずれを起こす可能性があるからである。
【００３４】
また、パンチ３０を打ち込む箇所は１ヶ所に限らず、複数箇所打ち込んで圧潰痕２２ｂを形成しても良いし、パンチ３０の先端部形状は、図３のような円錐形（断面が円形）に限らず、その断面形状が多角形、楕円形、円弧形など各種形状のパンチ３０を用いて圧潰しても、同様に回転軸２１の傾きを補正することができる。
【００３５】
さらに、パンチ３０を圧潰する箇所は必ずしもハブの回転中心Ｃ１と傾いた状態の回転軸２１の中心Ｃ２とを結ぶ延長線上の部分ではなくてもよく、回転軸２１の傾きを補正すべき方向（Ｄ方向）とは反対側の箇所であればよい。
【００３６】
さらに、本実施形態において、上記補正作業はステータ部１０からロータ部２０を抜いて、ハブ２２にポリゴンミラー２６を装着した状態で行った例を示したが、ハブ２２に回転軸２１を嵌挿した直後にハブ２２と回転軸２１の直角度検査を行い、回転軸芯Ｃ２と回転中心Ｃ１の位置ずれが許容範囲から外れているものに対して、上記補正作業を施しても良い。
【００３７】
以上のような、回転軸２１の傾き補正方法によれば、回転軸２１とハブ２２の加工精度や組立て精度を必ずしも十分に管理する必要はなく、かつ回転軸２１とハブ２２を固定した後に回転軸２１の傾きを容易に補正することができる。
【００３８】
以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言うまでもない。
【００３９】
例えば、上述した実施形態は、ポリゴンモータの製造過程において本発明にかかる回転軸の補正方法を適用したものであるが、本発明は、それに限定されるものではなく、ハードディスク、光ディスク、ＤＶＤなどのような各種回転体を駆動させるモータや、その他多種多様なモータの製造過程、更にはモータ以外の装置に用いられる回転軸に対しても、本発明は同様に適用することができるものである。
【００４０】
また、上記実施形態では、ラジアル軸受として焼結含油軸受を用いた構造例を示したが、焼結含油軸受に代えてボールベアリングや流体動圧軸受等を用いても良い。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１にかかる回転軸の傾き補正方法によれば、回転軸と回転基体の加工精度や組立て精度を必ずしも十分に管理する必要はなく、かつ回転軸と回転基体を固定した後に回転軸の傾きを容易に補正することができる。
【００４２】
また、請求項２にかかる回転軸の傾き補正方法によれば、回転基体の回転中心と回転軸の中心とを結ぶ延長線上の部分を圧潰することにより、最も効果的に回転軸の傾きを補正することができる。
【００４３】
さらに、請求項３にかかる回転軸の傾き補正方法によれば、被回転体と回転軸との直角度が直接的に補正されるため、被回転体を高精度に回転させることができる。
【００４４】
さらにまた、請求項４にかかる回転軸の傾き補正方法によれば、回転基体の回転中心から圧潰点までの距離、または圧潰する深さを変えて回転軸の傾きを調整することにより、回転軸の傾きを微調整できることから、回転基体に対する回転軸の直角度を精度よく出すことができる。
【００４５】
また、請求項５にかかる回転軸の傾き補正方法は、請求項１における回転軸をモータの軸から構成したものであるから、上述した各効果を、特にモータの回転軸において良好に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用して製造したポリゴンモータの実施形態を示す断面図である。
【図２】上記実施形態のポリゴンモータの製造過程を示した工程図である。
【図３】本発明に係る回転軸の傾き補正方法の途中過程を示す断面図である。
【図４】本発明に係る回転軸の傾き補正方法の途中過程を示す平面図である。
【図５】従来のポリゴンモータの構造例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０ステータ部
１２ラジアル軸受
２０ロータ部
２１回転軸
２２ハブ（回転基体）
２２ａ嵌挿孔
２２ｂ圧潰痕
２３ミラー搭載部
２６ポリゴンミラー
Ｃ１ロータ部の回転中心
Ｃ２回転軸の中心
Ｄ回転軸を傾けるべき方向

Claims

回転基体の嵌挿孔に回転軸を固定した後、前記回転基体に対して前記回転軸を予め設定した規定の方向に起立又は傾倒させるように前記回転軸の傾きを補正するにあたり、
上記回転基体の前記回転軸が突出する面における前記嵌挿孔の近傍であって、前記回転軸を傾けるべき方向とは反対側における部分を圧潰することにより前記回転軸の傾きを補正し、
前記回転基体に対して前記回転軸を、上記予め設定した規定の方向に起立又は傾倒させて前記回転軸の固定による誤差を解消させるようにしたことを特徴とする回転軸の傾き補正方法。
前記回転基体の回転中心と前記回転軸の中心とが一致しない場合、前記回転基体の回転中心と前記回転軸の中心とを結ぶ延長線上の部分を圧潰することを特徴とする請求項１に記載の回転軸の傾き補正方法。
前記回転基体に被回転体を装着した状態で、前記回転基体を圧潰することを特徴とする請求項１または２に記載の回転軸の傾き補正方法。
前記回転基体の回転中心から圧潰点までの距離、または圧潰する深さを変えて前記回転軸の傾きを調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転軸の傾き補正方法。
前記回転軸が、モータの軸であることを特徴とする請求項１記載の回転軸の傾き補正方法。