スキャナモーター
【課題】多面鏡を安定に支持し、内部応力を吸収して変形量を最小化し、高強度の締結が可能で製作単価を減らすスキャナモーターを提供する。
【解決手段】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、前記スキャナモーターを回転可能に垂直方向に軸支する回転軸、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、前記ベアリングを保持するベアリングホルダー、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、多面鏡を搭載するために、前記回転軸の外周面に嵌合されて回転するローターケース、前記多面鏡を安定に支持するために、前記ローターケースの上部に等間隔で形成された三つの半円形突起部、及び前記突起部の間に凹設されて外部応力を吸収する凹部を含む。
【解決手段】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、前記スキャナモーターを回転可能に垂直方向に軸支する回転軸、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、前記ベアリングを保持するベアリングホルダー、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、多面鏡を搭載するために、前記回転軸の外周面に嵌合されて回転するローターケース、前記多面鏡を安定に支持するために、前記ローターケースの上部に等間隔で形成された三つの半円形突起部、及び前記突起部の間に凹設されて外部応力を吸収する凹部を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はスキャナモーターに係り、より詳しくはレーザービームプリンターまたはスキャナのような光学技術を利用する出力装置に使用されて多面鏡を回転させるスキャナモーターに関するものである。
【背景技術】
【0002】
光学技術を利用した出力装置の市場が段々小型化、高速化していくにつれて、多面鏡のような核心部品である光学反射装置を駆動するためのアクチュエータに要求される性能は一層高くなっている。
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。
【0003】
スキャナモーターはレーザービームプリンターなどに設置され、光源からの光ビームを偏向させて走査するように多面鏡を高速で回転させるための装置であり、高速で回転する多面鏡がスキャナモーターに固定結合されなければならない。このような従来のスキャナモーターが図7に概略的に示されている。
【0004】
図7に示すように、従来技術によるスキャナモーター10は、スキャナモーター10の上部に設置される多面鏡11、及び多面鏡11をハウジングシャフト13に固定するためのスプリング12で構成され、このような従来技術は特許文献1にも記載されている。
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。
【0005】
しかし、前述したような構成を持つスキャナモーター10は、回転軸16と多面鏡11の水平状態を確保するために、多面鏡11の支持部であるハウジングシャフト13を機械加工して使用しており、スプリング12と多面鏡11の間の締結力が低いため、外部から印加される強い衝撃によってスプリング12及び多面鏡11が離脱することがあった。
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】大韓民国特許公開第2003−84148号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
したがって、本発明は前述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、多面鏡を安定に支持することができ、内部応力を吸収して回転体の変形量を最小化することができ、高強度の締結が可能で製作単価を減らすことができるスキャナモーターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前述した本発明の目的を達成するために、本発明は、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;前記スキャナモーターを回転可能に垂直方向に軸支する回転軸;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;前記ベアリングを保持するベアリングホルダー;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;多面鏡を搭載するために、前記回転軸の外周面に嵌合されて回転するローターケース;前記多面鏡を安定に支持するために、前記ローターケースの上部に等間隔で形成された三つの半円形突起部;及び前記突起部の間に凹設されて外部応力を吸収する凹部;を含む、スキャナモーターを提供する。
【0009】
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ることができる。
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。
【0010】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は通常的で辞書的な意味に解釈されてはいけなく、発明者がその自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されなければならない。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、ローターケースの上部に等間隔で形成された突起部と、突起部の突起方向と反対方向に凹設された凹部と、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含むローターケースを備えて、回転の際にも多面鏡を安定に支持し平面度を維持することができる。
【0012】
また、凹部は、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して圧縮荷重及び遠心力によるローターケースの変化量を減らすことができ、静荷重と周速による3点突起部の変位量(変形量)も減らすことができる。
【0013】
また、鉄磁性材料でなるローターケースを短時間に締結加工することができ、機械加工で製作されるハウジングシャフトが不要なので、製作単価を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明によるスキャナモーターを示す断面図である。
【図2】本発明によるスキャナモーターのローターケースの拡大図である。
【図3】本発明によるスキャナモーターの側面拡大図である。
【図4】本発明によるスキャナモーターとジグの側面図である。
【図5】本発明によるスキャナーモーターの静荷重による3点突起部の変位量を示すグラフである。
【図6】本発明によるスキャナーモーターのローターケースの外径の周速と3点突起部の変位量を示すグラフである。
【図7】従来技術によるスキャナモーターの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の目的、利点及び特徴は添付図面を参照する以下の詳細な説明及び好適な実施例からもっと明らかになろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際して、同じ構成要素には、たとえ異なる図面に表示されていても、できるだけ同一符号を付けることにする。また、本発明の説明において、関連の公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにすることができると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。
【0016】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例によるスキャナモーターについて詳細に説明する。
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。
【0017】
ベアリングホルダー120はその内部に収容されるベアリング130を固定支持するためのもので、全体的に中空円筒状に形成されてベースプレート110に固定結合され、外周面にはステータ121が取り付けられる。
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。
【0018】
ステータ121は外部電源を印加されて電場を形成するためのもので、コア及びコアに巻線されるコイルでなる。
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。
【0019】
多面鏡160は光源(図示せず)からの光ビームを偏向させて走査するためのもので、ローターケースの上部171に装着され、回転軸140と多面鏡160の間には、多面鏡160の設置位置を決める多面鏡ガイド150が装着される。
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。
【0020】
ローターケースの上部171の中央部には、多面鏡160の方向に半円形の突起部174が形成され、突起部174の上部に多面鏡160が装着される。
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。
【0021】
ローターケースの側部172は多面鏡160を支持するローターケースの上部171の上端から下方に延びる支持部で、ローターケースの上部171とローターケースの側部172は、スキャナモーター100の高速回転の際、多面鏡170に印加される浮上力によって撓むか変形しないほどの厚さを持つことが好ましい。
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。
【0022】
固定部材180は多面鏡160をローターケースの上部171に固定させるためのもので、多面鏡160をローターケースの上部171側に圧迫して、回転の際、多面鏡160の離脱を防止する。固定部材180としては弾性部材が使用され、一般的にスプリングが使用される。
【0023】
図2及び図3に示すように、ローターケース170は鉄系磁性材料からプレス加工されたカップ状のものであり、ローターケースの上部171は、多面鏡160が安定に装着されるように、円周上に等間隔で半円形の突起部174が形成される。
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。
【0024】
本実施例において、突起部174はすべて三つが形成されているが、突起部174の数は本実施例に限定されなく、多面鏡160の締結力を調節するために数を調節することができる。
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。
【0025】
段部176は、ローターケース170を回転軸140にレーザー溶接で締結するとき、溶接部の応力によって突起部174が変形されることを防止するために形成されたもので、突起部174の円周直径より内径部に下側方向に形成された環状段である。
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。
【0026】
図4に示すように、ローターケース170は、上部が直角平面をなすジグ141の中央孔に回転軸140が逆に挿入されることにより、突起部174と回転軸140が互いに直角をなすことになる。
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。
【0027】
このように、本発明によるスキャナモーター100は、ローターケースの上部171に等間隔で形成された突起部174と、突起部174の間に突起部174の突起方向と反対方向に凹設された凹部175と、突起部174の円周直径より内径部に下側方向に形成された段部176を含むローターケース170を備えることで、多面鏡160を安定に支持し、回転の際にも平面度を維持することができる。
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。
【0028】
図5は3点突起部174の直径がΦ18〜20の場合、静荷重による3点突起部174の変位量を示すグラフである。
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。
【0029】
一方、回転によって発生する遠心力の影響も顧慮する必要があるので、図6は、ローターケース170の外径がΦ25、3点突起部174の直径がΦ18〜0である場合、ローターケース170の外径の周速と3点突起部174の変位量を示すグラフである。
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。
【0030】
図5及び図6に示すように、ローターケースの上部171に等間隔で形成された突起部174と、突起部174の間で突起部174の突起方向と反対方向に凹設された凹部175と、突起部174の円周直径より内径部に下側方向に形成された段部176とを含む本発明のローターケース170は、従来技術によるローターケースに比べ、静荷重とローターケースの周速による3点突起部174の変位量がめっきり減少したことを確認することができる。
【0031】
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのもので、本発明によるスキャナモーターはこれに限定されなく、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を持った者によって多様な変形及び改良が可能であろう。本発明の単純な変形ないし変更はいずれも本発明の範疇内に属するもので、本発明の具体的な保護範囲は特許請求範囲によって明らかに決まるであろう。
【産業上の利用可能性】
【0032】
本発明は、レーザービームプリンターまたはスキャナのような光学技術を利用する出力装置に使用されて多面鏡を回転させるのに適用可能である。
【符号の説明】
【0033】
100 スキャナモーター
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
【技術分野】
【0001】
本発明はスキャナモーターに係り、より詳しくはレーザービームプリンターまたはスキャナのような光学技術を利用する出力装置に使用されて多面鏡を回転させるスキャナモーターに関するものである。
【背景技術】
【0002】
光学技術を利用した出力装置の市場が段々小型化、高速化していくにつれて、多面鏡のような核心部品である光学反射装置を駆動するためのアクチュエータに要求される性能は一層高くなっている。
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。
【0003】
スキャナモーターはレーザービームプリンターなどに設置され、光源からの光ビームを偏向させて走査するように多面鏡を高速で回転させるための装置であり、高速で回転する多面鏡がスキャナモーターに固定結合されなければならない。このような従来のスキャナモーターが図7に概略的に示されている。
【0004】
図7に示すように、従来技術によるスキャナモーター10は、スキャナモーター10の上部に設置される多面鏡11、及び多面鏡11をハウジングシャフト13に固定するためのスプリング12で構成され、このような従来技術は特許文献1にも記載されている。
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。
【0005】
しかし、前述したような構成を持つスキャナモーター10は、回転軸16と多面鏡11の水平状態を確保するために、多面鏡11の支持部であるハウジングシャフト13を機械加工して使用しており、スプリング12と多面鏡11の間の締結力が低いため、外部から印加される強い衝撃によってスプリング12及び多面鏡11が離脱することがあった。
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】大韓民国特許公開第2003−84148号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
したがって、本発明は前述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、多面鏡を安定に支持することができ、内部応力を吸収して回転体の変形量を最小化することができ、高強度の締結が可能で製作単価を減らすことができるスキャナモーターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前述した本発明の目的を達成するために、本発明は、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;前記スキャナモーターを回転可能に垂直方向に軸支する回転軸;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;前記ベアリングを保持するベアリングホルダー;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;多面鏡を搭載するために、前記回転軸の外周面に嵌合されて回転するローターケース;前記多面鏡を安定に支持するために、前記ローターケースの上部に等間隔で形成された三つの半円形突起部;及び前記突起部の間に凹設されて外部応力を吸収する凹部;を含む、スキャナモーターを提供する。
【0009】
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ることができる。
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。
【0010】
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は通常的で辞書的な意味に解釈されてはいけなく、発明者がその自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されなければならない。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、ローターケースの上部に等間隔で形成された突起部と、突起部の突起方向と反対方向に凹設された凹部と、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含むローターケースを備えて、回転の際にも多面鏡を安定に支持し平面度を維持することができる。
【0012】
また、凹部は、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して圧縮荷重及び遠心力によるローターケースの変化量を減らすことができ、静荷重と周速による3点突起部の変位量(変形量)も減らすことができる。
【0013】
また、鉄磁性材料でなるローターケースを短時間に締結加工することができ、機械加工で製作されるハウジングシャフトが不要なので、製作単価を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明によるスキャナモーターを示す断面図である。
【図2】本発明によるスキャナモーターのローターケースの拡大図である。
【図3】本発明によるスキャナモーターの側面拡大図である。
【図4】本発明によるスキャナモーターとジグの側面図である。
【図5】本発明によるスキャナーモーターの静荷重による3点突起部の変位量を示すグラフである。
【図6】本発明によるスキャナーモーターのローターケースの外径の周速と3点突起部の変位量を示すグラフである。
【図7】従来技術によるスキャナモーターの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の目的、利点及び特徴は添付図面を参照する以下の詳細な説明及び好適な実施例からもっと明らかになろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際して、同じ構成要素には、たとえ異なる図面に表示されていても、できるだけ同一符号を付けることにする。また、本発明の説明において、関連の公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにすることができると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。
【0016】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例によるスキャナモーターについて詳細に説明する。
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。
【0017】
ベアリングホルダー120はその内部に収容されるベアリング130を固定支持するためのもので、全体的に中空円筒状に形成されてベースプレート110に固定結合され、外周面にはステータ121が取り付けられる。
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。
【0018】
ステータ121は外部電源を印加されて電場を形成するためのもので、コア及びコアに巻線されるコイルでなる。
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。
【0019】
多面鏡160は光源(図示せず)からの光ビームを偏向させて走査するためのもので、ローターケースの上部171に装着され、回転軸140と多面鏡160の間には、多面鏡160の設置位置を決める多面鏡ガイド150が装着される。
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。
【0020】
ローターケースの上部171の中央部には、多面鏡160の方向に半円形の突起部174が形成され、突起部174の上部に多面鏡160が装着される。
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。
【0021】
ローターケースの側部172は多面鏡160を支持するローターケースの上部171の上端から下方に延びる支持部で、ローターケースの上部171とローターケースの側部172は、スキャナモーター100の高速回転の際、多面鏡170に印加される浮上力によって撓むか変形しないほどの厚さを持つことが好ましい。
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。
【0022】
固定部材180は多面鏡160をローターケースの上部171に固定させるためのもので、多面鏡160をローターケースの上部171側に圧迫して、回転の際、多面鏡160の離脱を防止する。固定部材180としては弾性部材が使用され、一般的にスプリングが使用される。
【0023】
図2及び図3に示すように、ローターケース170は鉄系磁性材料からプレス加工されたカップ状のものであり、ローターケースの上部171は、多面鏡160が安定に装着されるように、円周上に等間隔で半円形の突起部174が形成される。
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。
【0024】
本実施例において、突起部174はすべて三つが形成されているが、突起部174の数は本実施例に限定されなく、多面鏡160の締結力を調節するために数を調節することができる。
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。
【0025】
段部176は、ローターケース170を回転軸140にレーザー溶接で締結するとき、溶接部の応力によって突起部174が変形されることを防止するために形成されたもので、突起部174の円周直径より内径部に下側方向に形成された環状段である。
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。
【0026】
図4に示すように、ローターケース170は、上部が直角平面をなすジグ141の中央孔に回転軸140が逆に挿入されることにより、突起部174と回転軸140が互いに直角をなすことになる。
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。
【0027】
このように、本発明によるスキャナモーター100は、ローターケースの上部171に等間隔で形成された突起部174と、突起部174の間に突起部174の突起方向と反対方向に凹設された凹部175と、突起部174の円周直径より内径部に下側方向に形成された段部176を含むローターケース170を備えることで、多面鏡160を安定に支持し、回転の際にも平面度を維持することができる。
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。
【0028】
図5は3点突起部174の直径がΦ18〜20の場合、静荷重による3点突起部174の変位量を示すグラフである。
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。
【0029】
一方、回転によって発生する遠心力の影響も顧慮する必要があるので、図6は、ローターケース170の外径がΦ25、3点突起部174の直径がΦ18〜0である場合、ローターケース170の外径の周速と3点突起部174の変位量を示すグラフである。
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。
【0030】
図5及び図6に示すように、ローターケースの上部171に等間隔で形成された突起部174と、突起部174の間で突起部174の突起方向と反対方向に凹設された凹部175と、突起部174の円周直径より内径部に下側方向に形成された段部176とを含む本発明のローターケース170は、従来技術によるローターケースに比べ、静荷重とローターケースの周速による3点突起部174の変位量がめっきり減少したことを確認することができる。
【0031】
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのもので、本発明によるスキャナモーターはこれに限定されなく、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を持った者によって多様な変形及び改良が可能であろう。本発明の単純な変形ないし変更はいずれも本発明の範疇内に属するもので、本発明の具体的な保護範囲は特許請求範囲によって明らかに決まるであろう。
【産業上の利用可能性】
【0032】
本発明は、レーザービームプリンターまたはスキャナのような光学技術を利用する出力装置に使用されて多面鏡を回転させるのに適用可能である。
【符号の説明】
【0033】
100 スキャナモーター
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
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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;
前記スキャナモーターを回転可能に垂直方向に軸支する回転軸;
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;
前記ベアリングを保持するベアリングホルダー;
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;
多面鏡を搭載するために、前記回転軸の外周面に嵌合されて回転するローターケース;
前記多面鏡を安定に支持するために、前記ローターケースの上部に等間隔で形成された三つの突起部;及び
前記突起部の間に凹設されて外部応力を吸収する凹部;を含むことを特徴とする、スキャナモーター。
【請求項2】
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。
【請求項3】
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。
【請求項4】
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。
【請求項5】
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。
【請求項1】
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;
前記スキャナモーターを回転可能に垂直方向に軸支する回転軸;
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;
前記ベアリングを保持するベアリングホルダー;
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;
多面鏡を搭載するために、前記回転軸の外周面に嵌合されて回転するローターケース;
前記多面鏡を安定に支持するために、前記ローターケースの上部に等間隔で形成された三つの突起部;及び
前記突起部の間に凹設されて外部応力を吸収する凹部;を含むことを特徴とする、スキャナモーター。
【請求項2】
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。
【請求項3】
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。
【請求項4】
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。
【請求項5】
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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【公開番号】特開2011−28203(P2011−28203A)
【公開日】平成23年2月10日(2011.2.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−245444(P2009−245444)
【出願日】平成21年10月26日(2009.10.26)
【出願人】(594023722)サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. (1,585)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年2月10日(2011.2.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年10月26日(2009.10.26)
【出願人】(594023722)サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. (1,585)
【Fターム(参考)】
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