JPH0293120A - スラスト磁気軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば光偏向用モータに使用されるスラス
ト磁気軸受装置の改良に関する。

（従来の技術） 従来、この種のスラスト磁気軸受装置として、特開昭５
８−４３４２１号公報および特開昭５９−１７０１９号
公報で知られるものがある。これは、第４図に示すよう
に１つの磁極を有する永久磁石からなる内側磁気リング
ａと外側磁気リングｂとを互いに異極が対向する状態、
かつスラスト方向にＮ極とＳ極とが交互になる状態でそ
れぞれ同数設ける構成となっている。そして、例えば、
図示のように内側磁気リングａ・・を回転部祠である回
転軸Ｃに取付け、また、外側磁気リングｂ・を固定部材
であるモータハウジングｄ側に取付け、前記回転軸Ｃを
内側磁気リングａ・・・と外側磁気リングｂ・・・とに
各１つずつ設けられたＮ極とＳ極との互いの吸引力によ
りスラスト荷重を支承する構造となっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の構成にあっては、内側
磁気リングａ・・と外側磁気リングｂ・・・に各１つず
つ設けられた磁極相互の吸引力のみ、すなわち、スラス
ト方向と直交する方向のみの少ない磁束により生じる磁
力でスラスト荷重を受けている。このため、スラスト荷
重の保持力が弱く、このため、十分な保持力を有するた
めには、内側磁気リングａおよび外側磁気リングｂの数
を多くする必要があり、大きな占有スペースを必要とす
るだけでなくコストが高いといった問題があった。

また、衝撃的なスラスト荷重が生じた場合には、スラス
ト荷重を十分に保持できず、たとえば光偏向用モータな
どにあっては、ラジアル動圧空気軸受部にカジリなどが
生じて回転不能を起こすことがあるといった問題があっ
た。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その第１
の目的とするところは、コンパクト、かつ安価な構成で
ありながら、大きなスラスト荷重の保持力が得られ、回
転部材の安定した支持状態が得られるスラスト磁気軸受
装置を提供しようとするものである。

また、第２の目的とするところは、第１の１」的に加え
、さらに、衝撃的なスラスト荷重が生じた場合において
、スラスト荷重を柔らかく保持して正常な位置に回転部
材を自動的に復帰させることができるようにしたスラス
ト磁気軸受装置を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、上記第１の目的を達成すべく、第１の手段と
して環状に配置された第］の磁気部材およびこの第１の
磁気部材の外周に非接触状態かつ環状に配置された第２
の磁気部材を備え、固定部材に対し回転可能に設けられ
た可動部拐を磁気的に支承するスラスト磁気軸受装置に
おいて、前記第１の磁気部材および第２の磁気部材がそ
れぞれ単体でスラスト方向に磁力を持つ構成としたもの
である。

また、本発明は、」二足第２の目的を達成すべく、第２
の手段として第１の磁気部材および第２の磁気部材がそ
れぞれ単体でスラスト方向に磁力を持つ構成とするとと
もに、環状に配置された第１の磁気部材およびこの第１
の磁気部材の外周に非接触状態かつ環状に配置された第
２の磁気部材を備え、固定部材に対し回転可能に設けら
れた可動部材を磁気的に支承するスラスト磁気軸受装置
において、前記第１の磁気部材および第２の磁気部材の
いずれか一方の数を他方よりも多くし、その増やした磁
気部材で一定以」二のスラストが働いた時に磁気的な反
発力で押し戻す構成としたものである。

（作用） すなわち、本発明は第１の手段とすることにより、第１
磁気部材と第２磁気部材との間に生じる磁束量が従来の
ものに比べて多くなり、強い磁力が得られる。このため
、十分なスラスト荷重保持力が得られ磁気部材の数を減
らすことができ、コンパクト化および低安価化が可能と
なる。

また、第２の手段とすることにより、第１の磁気部材お
よび第２の磁気部材のいずれか一方の数の多い磁気部材
で一定以」二のスラストが働いた時に磁気的な反発力で
押し戻すことができる。このため、衝撃的なスラスト荷
重が加わった場合にスラスト荷重を柔らかく保持できる
とともに回転部材を初期の位置に復帰させることが可能
となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

第１図は光偏向用モータである多面体鏡モタを示し、こ
の多面体鏡モータ１は、多面体鏡２と、この多面体鏡２
を所定方向に高速回転させる駆動機構部３からなり、っ
ぎのような構成となっている。

図中４は固定軸で、この固定軸４の下端取イ、ｊ部は、
固定部材としてのモータハウジング５の下部フレーム６
の取付孔に嵌合され、ねじ止め等により固定されている
。さらに、固定軸４の上端取付部はカバー７の取付孔に
嵌合されねじ止め等により固定されている。

また、この固定軸４の非嵌合部の周面上下両端部には、
ヘリングボーン溝８．８が形成されている。

また、この固定軸４には、固定軸４の外径部との間に４
ｐ〜８ｐの隙間が形成される内径寸法を有した中空円筒
上のシリンダ９が回転自在に外嵌されているとともに、
このシリンダ９にはモータロータ１０、多面体鏡２、後
述するスラスト磁気軸受１１の第１の磁気部材としての
永久磁石からなる内側磁気リング１２、バランスリング
１３が取付けられ回転部祠としての回転組立体１４を構
成している。

一方、前記カバー７には、」１記モータロータ１０を囲
繞する状態に駆動コイル１５を備えたモータステータ１
６が取付けられており、」二足回転組立体１４を駆動す
るようになっている。

また、上記内側磁気リング１２を囲繞する状態に、内側
磁気リング１２の数より１つ多い２つの第２の磁気部材
としての永久磁石からなる外側磁気リング１７ａ、１７
ｂがモータハウジング５に設けられていて、上記回転組
立体１４のスラスト方向の支持を行なうスラスト磁気軸
受装置１１を構成している。上記外側磁気リング１７ａ
。

１７ｂは、モータハウジング５に形成された段付き凹陥
部１８内に嵌合され接着されている。

なお、内側磁気リング１２および外側の磁気リング１７
ａ、１７ｂは、永久磁石以外でも構成可能であり、大形
のものに適用する場合には、磁性体で構成して電磁石を
利用する。なお、多面体鏡モータ１のように小型のもの
に適用する場合には、電磁石に比べ、値段が易く、構成
および制御が簡単かつ小型の永久磁石を使用することが
得策である。

また、カバー７には、駆動コイル１４と電気的に接続す
る環状のモータ駆動用回路基板１９が取付けられている
。そして、駆動コイル１４に通電することによりモータ
ステータ１６には、回路磁界が生じ、回転組立体１４が
駆動する。このとき、ヘリングボーン溝８，８の働きに
より固定軸４とシリンダ９との間の隙間に空気が流入し
てラジアル方向に空気圧が生じ、これらの部分に空気動
圧ジャーナル軸受が形成される。

一方、スラスト磁気軸受装置１１によって、回転組立体
１４のスラスト方向が支承されることになる。これによ
り、上記回転組立体１４は非接触状態で回転することが
できる。

つぎに、スラスト磁気軸受装置１１について詳細に説明
する。なお、この実施例では回転部材としての回転組立
体１４に１つの内側磁気リング１２を、固定部材として
のモータハウジング５に２つの外側磁気リング１７ａ、
１７ｂを設けた基本構成について説明するが、この逆で
あっても実施可能である。しかし、回転部材の自重が重
くなるという欠点がある。また、磁気リング１２゜１７
ａ、１７ｂの数は、これ以外の数であっても実施可能で
あるが、簡単かつ安価な構成で、しかも、初期位置に確
実に戻すためには１つだけ多くした方が得策である。

前記内側磁気リング１２および外側磁気リング１７ａ、
１７ｂは、それぞれ円周方向全体に亙って、かつスラス
ト方向に磁力が働くように２つの磁極すなわちＳ極とＮ
極を配置した構成となっている。この磁極の数は２つに
限るものでなく、スラスト方向に磁力が働けば２つ以上
であってもよいが、基本構成の２つのものについて説明
する。

また、第１図に詳図するように、外側磁気リング１７ａ
、１７ｂは互いに反発するように磁極を隣接、すなわち
、実施例ではＳ極が隣接するように接着された状態とな
っているとともに、」二部の外側磁気リング１７ａは、
内側磁気リング１２と互いに吸引しあう磁極状態となっ
ており、また、下部の磁気リング１７ｂは、内側磁気リ
ング１２と互いに反発し合う磁極状態となっている。

そして、通常は上部の外側磁気リング１７ａと内側磁気
リング１２との吸引作用によりスラスト荷重を支承する
ことになる。このとき、外側磁気リング１．７ａ、１７
ｂと内側磁気リング］２がそれぞれ単体でスラスト方向
に磁力を持つ構成としたから、これらの間に生じる磁束
量が従来のものに比べて多くなり、強い磁力か得られる
。このため、十分なスラスト荷重保持力か得られ、安定
した支持状態か得られることになる。

また、通常時には、内側磁気リング１２に対向しない状
態にある下部の外側磁気リング１７ｂにより、一定以上
のスラストか働いた時に磁気的な反発力で押し戻すこと
かできる。このため、衝撃的なスラスト荷重が加わった
場合に、スラスト荷重を柔らかく保持できるとともに回
転部材である回転組立体１４を初期の位置に復帰させる
ことが可能となる。また、これにより、ラジアル動圧空
気軸受部にカジリなどが生じて回転不能を起こすことが
ない。

第３図は、スラスト荷重に対する保持力を示すもので、
実線か本発明のスラスト磁気軸受装置］１の場合、また
、破線が従来のスラスト磁気軸］１ 受装置の場合を示す。この図からもわかるように、通常
の支持状態、すなわち、−１一部の外側磁気リング１７
ａと内側磁気リング］２との吸引作用によりスラスト荷
重を支承している状態においても、従来に比べ強い保持
力かあることかわかる。また、衝撃的なスラスト荷重か
生じて内側磁気リング１２か下部の外側磁気リンク゛］
−７ｂと対向する位置に到達、すなわち、沈みｍｏ、８
ｍｍに到達すると反発する磁力が働い、て浮」二カか急
激に増大することを示す。

なお、」二連の一実施例において、本発明のスラスト磁
気軸受装置を光偏向用モータに適用したものに付いて説
明したが、他の回転装置に適用してもよいことは勿論で
ある。

その他、本発明は要旨を変えない範囲で種々変形実施可
能なことは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、環状に配置された第１
の磁気部材およびこの第１の磁気部Ｈの外周に非接触状
態かつ環状に配置された第２の磁気部材を備え、固定部
拐に対し回転可能に設けられた可動部制を磁気的に支承
するスラスト磁気軸受装置において、前記第１の磁気部
材および第２の磁気部材がそれぞれ単体でスラスト方向
に磁力を持つ構成としたから、コンパクト、かつ安価な
構成でありながら、大きなスラスト荷重の保持力が得ら
れ、回転部材の安定した支持状態が得られるスラスＩ・
磁気軸受装置を提供できるといった効果を奏する。

また、環状に配置された第１の磁気部材およびこの第１
の磁気部材の外周に非接触状態かつ環状に配置された第
２の磁気部材を備え、固定部材に対し回転可能に設けら
れた可動部祠を磁気的に支承するスラスト磁気軸受装置
において、前記第１の磁気部材および第２の磁気部材が
それぞれ単体でスラスト方向に磁力を持つ構成とすると
ともに前記第１の磁気部材および第２の磁気部材のいず
れか一方の数を他方よりも多くし、その増やした磁気部
材で一定以−にのスラストが働いた時に磁気的な反発力
で押し戻す構成としたから、第１の効果に加え、さらに
、衝撃的なスラスト荷重が生じた場合において、スラス
ト荷重を柔らかく保持して正常な位置に回転部材を自動
的に復帰さけることができるスラスト磁気軸受装置を提
供できるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は本発明の要部の概略的構成図、第２図は本発明
を適用した光偏向用モータの概略的縦断側面図、第３図
はスラスト磁気軸受装置のスラスト荷重とスラスト沈み
量の関係を示す図、第４図は従来のスラスト磁気軸受装
置の概略的構成図である。 １１・・スラスト磁気軸受装置、１２・・・第１の磁気
部材（内側磁気リング）、１４・・・回転部材（回転組
立体）、１７ａ、］、７ｂ・・第２の磁気部材（外側磁
気リング）。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 コ４ 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）環状に配置された第１の磁気部材およびこの第１
   の磁気部材の外周に非接触状態かつ環状に配置された第
   ２の磁気部材を備え、固定部材に対し回転可能に設けら
   れた可動部材を磁気的に支承するスラスト磁気軸受装置
   において、前記第１の磁気部材および第２の磁気部材が
   それぞれ単体でスラスト方向に磁力を持つ構成であるこ
   とを特徴とするスラスト磁気軸受装置。
2. （２）環状に配置された第１の磁気部材およびこの第１
   の磁気部材の外周に非接触状態かつ環状に配置された第
   ２の磁気部材を備え、固定部材に対し回転可能に設けら
   れた可動部材を磁気的に支承するスラスト磁気軸受装置
   において、前記第１の磁気部材および第２の磁気部材が
   それぞれ単体でスラスト方向に磁力を持つ構成であると
   ともに、第１の磁気部材および第２の磁気部材のいずれ
   か一方の数を他方よりも多くし、その増やした磁気部材
   で一定以上のスラストが働いた時に磁気的な反発力で押
   し戻す構成としたことを特徴とするスラスト磁気軸受装
   置。