JP2019009944A - Actuator - Google Patents

Abstract

To provide an actuator capable of performing a correct three-axial driving in a small-sized and simple structure having a small number of components and easy to be manufactured.SOLUTION: An actuator 20 comprises: a disk-shaped lower yoke 1; three circular pole yokes 2 provided on one surface of the lower yoke 1; a ring-shaped magnet 3 which includes three hole parts 3a to which the pole yoke 2 is penetrated and mounted and which are integrally formed; an upper yoke 4 having three hole parts 4a to which the pole yoke 2 is penetrated and mounted in the same position in a peripheral direction with the hole part 3a of the ring-shaped magnet 3; three cylindrical coils 7 to which each pole yoke 2 is penetrated and mounted; a coil support 8 that supports the coil 7; a hinge connecting the coil 7 and the coil support 8; and an elastic body supporting the coil support 8. The ring-shaped magnet 3 is structured by integrally combining both of parts of an outer peripheral surface of the three ring magnets equivalently distributed in the peripheral direction.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、被駆動物の直動及び傾斜が可能なアクチュエータに関する。   The present invention relates to an actuator capable of linearly moving and tilting a driven object.

ミラー、レンズ、カメラなどの光学部材を微細に移動させるための機構が知られており、監視カメラ、携帯用カメラなどの撮像装置の撮像方向の駆動を制御する制御機構が種々提案されている。例えば、特許文献１には、複数の電磁石と永久磁石とを組み合わせて、カメラのＸ軸、Ｙ軸の角度調整を行うカメラ作動装置が開示されている。また、特許文献２には、複数の電磁ソレノイドを用いて、カメラのパン・チルト動作を制御するカメラ駆動装置が開示されている。   A mechanism for finely moving optical members such as a mirror, a lens, and a camera is known, and various control mechanisms for controlling driving in an imaging direction of an imaging apparatus such as a surveillance camera and a portable camera have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a camera operating device that adjusts the angles of the X axis and Y axis of a camera by combining a plurality of electromagnets and permanent magnets. Patent Document 2 discloses a camera drive device that controls a pan / tilt operation of a camera using a plurality of electromagnetic solenoids.

特開２００５−２８４２１２号公報JP 2005-284212 A 特開２００５−２１０４１７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-210417

特許文献１または特許文献２に開示されている装置では、複数の電磁石または複数の電磁ソレノイドを準備して、それらを所定の決められた位置に配置しておく必要があるため、構成が複雑であり、コストが高くなるという問題がある。   In the apparatus disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2, it is necessary to prepare a plurality of electromagnets or a plurality of electromagnetic solenoids and arrange them at predetermined positions. There is a problem that the cost becomes high.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、部品点数が少ない簡素な構造であって、その製造も容易でありながら、小型の構成にて正確な三軸駆動を行えるアクチュエータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an actuator capable of accurate three-axis driving with a small configuration while having a simple structure with a small number of parts and being easy to manufacture. For the purpose.

本発明に係るアクチュエータは、円盤状の第１ヨークと、該第１ヨークの一面に設けられた複数の円柱状の第２ヨークと、該第２ヨークが貫装される複数の孔部を有する一体成形されたリング状磁石と、前記第２ヨークが貫装される複数の孔部を前記リング状磁石の前記孔部と周方向で同じ位置に有する第３ヨークと、前記第２ヨークのそれぞれが貫装される複数の円筒状のコイルと、該コイルを支持する支持体と、前記コイルと前記支持体をつなぐ傾斜部材と、前記支持体を支持する支持部材とを備えることを特徴とする。   The actuator according to the present invention includes a disk-shaped first yoke, a plurality of columnar second yokes provided on one surface of the first yoke, and a plurality of holes through which the second yoke penetrates. Each of a ring-shaped magnet integrally formed, a third yoke having a plurality of holes through which the second yoke is inserted, at the same position in the circumferential direction as the holes of the ring-shaped magnet, and the second yoke A plurality of cylindrical coils, a support member that supports the coils, an inclined member that connects the coil and the support member, and a support member that supports the support member. .

本発明のアクチュエータにあっては、複数の円柱状の第２ヨークが一面に設けられた円盤状の第１ヨーク、第２ヨークが貫装された一体成形型のリング状磁石、及び、第２ヨークが貫装された第３ヨークを積層させた構成を有する固定子と、それぞれに１つの第２ヨークが貫装された複数のコイル、コイルを支持する支持体、コイルと支持体とをつなぐ傾斜部材、及び、支持体を支持する支持部材を有する可動子とを組み合わせて、並列に配置された３連の磁気回路を構成している。そして、各連の磁気回路（コイル）を独立的に駆動させることにより、小型で簡単な構造であっても可動子の直動及び傾斜駆動が可能である。また、一体成形型のリング状磁石を固定子に使用している構成であるため、従来のように複数の電磁石、電磁ソレノイドを設置する必要がなく、製造の簡素化及び低コスト化も図れる。   In the actuator of the present invention, a disk-shaped first yoke having a plurality of cylindrical second yokes provided on one surface, an integrally molded ring-shaped magnet having a second yoke penetrated, and a second A stator having a configuration in which a third yoke having a yoke penetrated is stacked, a plurality of coils each having a second yoke penetrated, a support supporting the coil, and the coil and the support are connected to each other. A triple magnetic circuit arranged in parallel is configured by combining an inclined member and a mover having a support member that supports a support. Further, by independently driving each series of magnetic circuits (coils), the movable element can be linearly driven and tilted even with a small and simple structure. In addition, since an integrally molded ring magnet is used for the stator, there is no need to install a plurality of electromagnets and electromagnetic solenoids as in the prior art, and manufacturing can be simplified and costs can be reduced.

本発明に係るアクチュエータは、前記リング状磁石の外周面側に設けられたカバーを更に備えることを特徴とする。   The actuator according to the present invention further includes a cover provided on the outer peripheral surface side of the ring-shaped magnet.

本発明のアクチュエータにあっては、一体成形型のリング状磁石の外周面側にカバーを設けている。よって、リング状磁石の保護を図れる。   In the actuator of the present invention, a cover is provided on the outer peripheral surface side of the integrally molded ring-shaped magnet. Therefore, the ring-shaped magnet can be protected.

本発明に係るアクチュエータは、前記第１ヨークと前記第３ヨークとを締結する締結部材を更に備えることを特徴とする。   The actuator according to the present invention further includes a fastening member for fastening the first yoke and the third yoke.

本発明のアクチュエータにあっては、第１ヨークと第３ヨークとを締結部材にて締結している。よって、第１ヨーク及び第３ヨークに挟まれた一体成形型のリング状磁石の確実な固定を図れる。   In the actuator of the present invention, the first yoke and the third yoke are fastened by the fastening member. Therefore, it is possible to reliably fix the integrally formed ring-shaped magnet sandwiched between the first yoke and the third yoke.

本発明に係るアクチュエータは、前記リング状磁石は、少なくとも３つのリング磁石の外周面の一部同士が一体接合されて構成してあることを特徴とする。   The actuator according to the present invention is characterized in that the ring-shaped magnet is formed by integrally joining a part of outer peripheral surfaces of at least three ring magnets.

本発明にあっては、少なくとも３つのリング磁石の外周面の一部同士が接合されている一体成形型のリング状磁石を、アクチュエータの固定子に用いる。よって、従来のように複数の電磁石、電磁ソレノイドを設置することなく簡単な構成にて三軸駆動を行える。   In the present invention, an integrally molded ring-shaped magnet in which a part of the outer peripheral surfaces of at least three ring magnets are joined together is used for the stator of the actuator. Therefore, triaxial driving can be performed with a simple configuration without installing a plurality of electromagnets and electromagnetic solenoids as in the prior art.

本発明に係るアクチュエータは、前記リング状磁石は、周方向に等配された３つのリング磁石の外周面の一部同士が一体接合されて構成してあることを特徴とする。   The actuator according to the present invention is characterized in that the ring-shaped magnet is configured such that a part of the outer peripheral surfaces of three ring magnets equally arranged in the circumferential direction are integrally joined.

本発明にあっては、周方向に等配された３つのリング磁石の外周面の一部同士が接合されている一体成形型のリング状磁石を、アクチュエータの固定子に用いる。よって、従来のように複数の電磁石、電磁ソレノイドを設置することなく簡単な構成にて三軸駆動を行える。   In the present invention, an integrally formed ring-shaped magnet in which a part of the outer peripheral surfaces of three ring magnets equally distributed in the circumferential direction are joined is used as a stator of the actuator. Therefore, triaxial driving can be performed with a simple configuration without installing a plurality of electromagnets and electromagnetic solenoids as in the prior art.

本発明に係るアクチュエータは、前記リング状磁石は樹脂結合型磁石であることを特徴とする。   The actuator according to the present invention is characterized in that the ring-shaped magnet is a resin-bonded magnet.

本発明にあっては、一体成形型のリング状磁石が樹脂結合型磁石である。よって、所望の形状に容易に作製可能である。   In the present invention, the integrally molded ring-shaped magnet is a resin-bonded magnet. Therefore, it can be easily manufactured in a desired shape.

本発明に係るアクチュエータは、前記リング状磁石は、３Ｄプリンタ、圧縮成形、または射出成形にて作製されていることを特徴とする。   The actuator according to the present invention is characterized in that the ring-shaped magnet is manufactured by a 3D printer, compression molding, or injection molding.

本発明にあっては、一体成形型のリング状磁石が、３Ｄプリンタ、圧縮成形、または射出成形にて作製されている。よって、所望の形状を有する一体成形型のリング状磁石を容易に作製できる。   In the present invention, the integrally molded ring-shaped magnet is manufactured by a 3D printer, compression molding, or injection molding. Therefore, an integrally molded ring-shaped magnet having a desired shape can be easily produced.

本発明では、少なくとも３つのリング磁石の外周面の一部同士が接合されている一体成形型のリング状磁石を、アクチュエータの固定子に用いて、磁気回路を構成しているので、小型で簡単な構造にて独立的な三軸駆動が可能であるアクチュエータを提供できる。言い換えると、３つのリング磁石の外周面の一部が接合された一体成形のリング状磁石を元にした、一つの磁気回路に３つのコイルを配置しそれぞれのコイルを独立駆動することで、簡単な構成のアクチュエータを構成できる。また、従来のように複数の電磁石、電磁ソレノイドを設置することがないので、アクチュエータの製造を容易に行うことができる。この結果、製造工程の短縮化、製造コストの低減化を実現することが可能である。   In the present invention, since the magnetic circuit is configured by using the integrally formed ring-shaped magnet in which a part of the outer peripheral surfaces of at least three ring magnets are joined to the stator of the actuator, it is small and simple. An actuator capable of independent three-axis drive with a simple structure can be provided. In other words, it is easy to place three coils in one magnetic circuit based on an integrally formed ring-shaped magnet in which a part of the outer peripheral surface of three ring magnets is joined, and to drive each coil independently. An actuator having a simple configuration can be configured. Moreover, since a plurality of electromagnets and electromagnetic solenoids are not provided as in the prior art, the actuator can be manufactured easily. As a result, it is possible to shorten the manufacturing process and reduce the manufacturing cost.

本発明に係るアクチュエータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the actuator which concerns on this invention. 本発明に係るアクチュエータを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the actuator which concerns on this invention. 本発明に係るアクチュエータの固定子及び可動子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the stator and movable part of the actuator which concern on this invention. 本発明に係るアクチュエータの固定子に使用する一体成形型のリング状磁石を示す斜視図及び平面図である。It is the perspective view and top view which show the integrally molded ring-shaped magnet used for the stator of the actuator which concerns on this invention. 本発明に係るアクチュエータにおける制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system in the actuator which concerns on this invention. 一体成形型のリング状磁石の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the integrally formed ring magnet. 一体成形型のリング状磁石の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the integrally formed ring magnet. 一体成形型のリング状磁石の他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the integrally formed ring magnet.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１及び図２は、本発明に係るアクチュエータを示す斜視図及び分解斜視図である。図３Ａ，Ｂは、本発明に係るアクチュエータの固定子及び可動子を示す斜視図である。図４Ａ，Ｂは、本発明に係るアクチュエータの固定子に使用する一体成形型のリング状磁石を示す斜視図，平面図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
1 and 2 are a perspective view and an exploded perspective view showing an actuator according to the present invention. 3A and 3B are perspective views showing the stator and the mover of the actuator according to the present invention. 4A and 4B are a perspective view and a plan view showing an integrally molded ring-shaped magnet used for the stator of the actuator according to the present invention.

本発明のアクチュエータ２０は、固定子１１と可動子１２とを組み合わせて構成されている。   The actuator 20 of the present invention is configured by combining the stator 11 and the mover 12.

固定子１１は、第１ヨークとしての下ヨーク１と、第２ヨークとしての３個のポールヨーク２と、一体成形型のリング状磁石３と、第３ヨークとしての上ヨーク４と、カバー５と、締結部材としての３本のボルト６とを有している。   The stator 11 includes a lower yoke 1 as a first yoke, three pole yokes 2 as second yokes, an integrally formed ring-shaped magnet 3, an upper yoke 4 as a third yoke, and a cover 5. And three bolts 6 as fastening members.

下ヨーク１は、円盤状をなしている。下ヨーク１の内側の一面には、３個の円柱状のポールヨーク２が、下ヨーク１の周方向に等配して立設されている。これらの下ヨーク１及びポールヨーク２は、例えば珪素鋼板などの軟質磁性体で形成されている。下ヨーク１の周方向に等配した位置であって、隣り合うポールヨーク２，２の中間位置には、３個のボルト孔１ａが形成されている。これらのボルト孔１ａそれぞれには、ボルト６が嵌め込まれる。   The lower yoke 1 has a disk shape. On one inner surface of the lower yoke 1, three columnar pole yokes 2 are erected so as to be equally distributed in the circumferential direction of the lower yoke 1. The lower yoke 1 and the pole yoke 2 are made of a soft magnetic material such as a silicon steel plate. Three bolt holes 1a are formed at positions equally distributed in the circumferential direction of the lower yoke 1 and at intermediate positions between the adjacent pole yokes 2 and 2. Bolts 6 are fitted into the respective bolt holes 1a.

一体成形型のリング状磁石３は、図４にも示すように、周方向に等配された３つのリング磁石の外周面の一部同士が一体接合されて構成してあり、平面視でクローバ形状を呈する。リング状磁石３は、周方向に等配して３個の孔部３ａを有することになる。これらの孔部３ａそれぞれには、１個のポールヨーク２が貫装される。   As shown in FIG. 4, the integrally formed ring-shaped magnet 3 is formed by integrally joining part of the outer peripheral surfaces of three ring magnets equally arranged in the circumferential direction. Presents a shape. The ring-shaped magnet 3 is equally distributed in the circumferential direction and has three holes 3a. One pole yoke 2 is inserted through each of the holes 3a.

リング状磁石３は、例えば、ＳｍＦｅＮ系合金の磁性粉と樹脂とを混合させた混合物を材料として、３Ｄプリンタにて作製された樹脂結合型磁石である。３Ｄプリンタでは、磁性粉と樹脂との混合物をノズルから積層台に、所望の形状を得るべくノズル及び積層台を相対的に三次元で移動させながら、押出し積層させて、リング状磁石３を作製する。   The ring-shaped magnet 3 is, for example, a resin-bonded magnet manufactured by a 3D printer using a mixture of magnetic powder of SmFeN-based alloy and resin as a material. In the 3D printer, a ring-shaped magnet 3 is manufactured by extruding and laminating a mixture of magnetic powder and resin from the nozzle to the stacking table, and moving the nozzle and the stacking table relatively in three dimensions to obtain a desired shape. To do.

上ヨーク４は、円盤状をなしている。上ヨーク４には、周方向に等配して３個の孔部４ａが形成されている。これらの孔部４ａの周方向の位置は、リング状磁石３の孔部３ａの周方向の位置と同じであり、これらの孔部４ａそれぞれには、１個のポールヨーク２が貫装される。上ヨーク４の周方向に等配した位置であって、隣り合う孔部４ａ，４ａの中間位置には、３個のボルト孔４ｂが形成されている。これらのボルト孔４ｂそれぞれには、ボルト６が嵌め込まれる。上ヨーク４の中心には円形の中心溝４ｃが形成されている。中心溝４ｃの形状は後述の弾性体９（支持部材）の位置決めに適した形状となっている。上ヨーク４は、例えば珪素鋼板などの軟質磁性体で形成されている。   The upper yoke 4 has a disk shape. The upper yoke 4 is formed with three holes 4a equally distributed in the circumferential direction. The positions in the circumferential direction of these holes 4a are the same as the positions in the circumferential direction of the holes 3a of the ring-shaped magnet 3, and one pole yoke 2 is inserted into each of these holes 4a. . Three bolt holes 4b are formed at positions equally distributed in the circumferential direction of the upper yoke 4 and at an intermediate position between the adjacent holes 4a, 4a. Bolts 6 are fitted into the respective bolt holes 4b. A circular center groove 4 c is formed at the center of the upper yoke 4. The shape of the center groove 4c is a shape suitable for positioning of an elastic body 9 (support member) described later. The upper yoke 4 is made of a soft magnetic material such as a silicon steel plate.

カバー５は、薄肉の円筒状をなしており、リング状磁石３の外周面を覆うように配置されている。カバー５は、例えばアルミニウムなどの非磁性の金属から形成されている。このカバー５は、リング状磁石３の保護の機能を果たす。   The cover 5 has a thin cylindrical shape and is disposed so as to cover the outer peripheral surface of the ring-shaped magnet 3. The cover 5 is made of a nonmagnetic metal such as aluminum. This cover 5 fulfills the function of protecting the ring-shaped magnet 3.

可動子１２は、３個の円筒状のコイル７（第１コイル７ａ，第２コイル７ｂ，第３コイル７ｃ）と、支持体としてのコイルサポート８と、支持部材としての弾性体９（コイル状バネ）とを有している。   The mover 12 includes three cylindrical coils 7 (first coil 7a, second coil 7b, and third coil 7c), a coil support 8 as a support body, and an elastic body 9 (coil shape) as a support member. Spring).

コイル７は、例えば銅線を円筒状に巻回して構成されている。各コイル７には、上ヨーク４の孔部４ａ及びリング状磁石３の孔部３ａを介して１個のポールヨーク２が貫装される。ここで、孔部４ａ及び孔部３ａ内を移動できるように、コイル７は配置されている。   The coil 7 is configured by, for example, winding a copper wire in a cylindrical shape. Each coil 7 is provided with a single pole yoke 2 through the hole 4 a of the upper yoke 4 and the hole 3 a of the ring-shaped magnet 3. Here, the coil 7 is arranged so that it can move in the hole 4a and the hole 3a.

コイルサポート８は、円盤状の本体部８ａと、本体部８ａの裏面に周方向に等配して設けられた３個の傾斜部材としての蝶番８ｂとを有している。各蝶番８ｂは、中途でリベット８ｃにて軸支されており、その先端部で各コイル７を支持している。なお蝶番８ｂに変えて球面すべり軸受けをコイルサポート８側に設けても良い。   The coil support 8 has a disc-shaped main body 8a and three hinges 8b as inclined members provided on the back surface of the main body 8a in the circumferential direction. Each hinge 8b is pivotally supported by a rivet 8c in the middle, and supports each coil 7 at its tip. Instead of the hinge 8b, a spherical sliding bearing may be provided on the coil support 8 side.

また、本体部８ａの裏面の中心から、コイルサポート８を支持する弾性体(支持部材)９が延在している。弾性体９は例えばコイル状バネによって構成されている。弾性体９の他端側は、上ヨーク４の中心に設けられた中心溝４ｃにて位置決めされるとともに公知の方法にて固定されている。このような構成により、支持体としてのコイルサポート８は、支持部材としての弾性体９が傾斜する（折れ曲がる）ことで傾斜可能となっている。さらに弾性体９の伸縮によりコイルサポート８はアクチュエータ２０の軸方向に直動可能となっている。本体部８ａの表面にはミラー１０が取り付けられている。   An elastic body (support member) 9 that supports the coil support 8 extends from the center of the back surface of the main body 8a. The elastic body 9 is constituted by, for example, a coil spring. The other end of the elastic body 9 is positioned by a central groove 4c provided at the center of the upper yoke 4 and fixed by a known method. With such a configuration, the coil support 8 as the support body can be tilted by the inclination (bending) of the elastic body 9 as the support member. Furthermore, the coil support 8 can move in the axial direction of the actuator 20 by the expansion and contraction of the elastic body 9. A mirror 10 is attached to the surface of the main body 8a.

以下、本発明に係るアクチュエータ２０の製造方法について説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing the actuator 20 according to the present invention will be described.

上述したような構成を有する下ヨーク１、カバー５で外周面を覆われたリング状磁石３、及び、上ヨーク４をこの順に積層し、上ヨーク４のボルト孔４ｂ及び下ヨーク１のボルト孔１ａにボルト６を嵌め込んで、固定子１１は構成される（図３Ａ，Ｂ参照）。この際、リング状磁石３の孔部３ａ及び上ヨーク４の孔部４ａ内に、ポールヨーク２が貫装される。ボルト６の締め付けにより、リング状磁石３は確実に固定される。   The lower yoke 1 having the above-described configuration, the ring-shaped magnet 3 whose outer peripheral surface is covered with the cover 5, and the upper yoke 4 are laminated in this order, and the bolt hole 4b of the upper yoke 4 and the bolt hole of the lower yoke 1 are laminated. The stator 11 is constructed by fitting the bolt 6 into 1a (see FIGS. 3A and 3B). At this time, the pole yoke 2 is inserted into the hole 3 a of the ring-shaped magnet 3 and the hole 4 a of the upper yoke 4. By tightening the bolt 6, the ring-shaped magnet 3 is securely fixed.

一方、３個のコイル７をコイルサポート８で支持して、可動子１２は構成される（図３Ａ，Ｂ参照）。   On the other hand, the mover 12 is configured by supporting the three coils 7 by the coil support 8 (see FIGS. 3A and 3B).

そして、コイルサポート８から延在する弾性体９を上ヨーク４の中心溝４ｃに固定し、アクチュエータ２０を組み立てる（図１参照）。この際、可動子１２はアクチュエータ２０が直動及び傾斜駆動可能な態様にて、上ヨーク４の孔部４ａ及びリング状磁石３の孔部３ａ内でコイル７にポールヨーク２が貫装される。   And the elastic body 9 extended from the coil support 8 is fixed to the center groove | channel 4c of the upper yoke 4, and the actuator 20 is assembled (refer FIG. 1). At this time, the pole 12 is inserted into the coil 7 in the hole 4 a of the upper yoke 4 and the hole 3 a of the ring-shaped magnet 3 in such a manner that the actuator 20 can be driven linearly and tilted. .

上述したアクチュエータ２０にあっては、３つの磁石を一つの磁気回路として並列に配置した構成であるため、これらの３つの磁石に対して３つのコイル（第１コイル７ａ，第２コイル７ｂ，第３コイル７ｃ）を独立的に駆動制御させることにより、弾性体９に支持された態様で、コイルサポート８を直動及び傾斜することができる。この結果、ミラー１０を、直動及び傾斜することが可能となる。   In the actuator 20 described above, since three magnets are arranged in parallel as one magnetic circuit, three coils (first coil 7a, second coil 7b, second coil) By independently driving and controlling the three coils 7c), the coil support 8 can be linearly moved and inclined while being supported by the elastic body 9. As a result, the mirror 10 can be moved linearly and tilted.

以下、３つのコイル（第１コイル７ａ，第２コイル７ｂ，第３コイル７ｃ）の駆動制御について説明する。図５は、本発明に係るアクチュエータ２０における制御系を示すブロック図である。   Hereinafter, drive control of the three coils (first coil 7a, second coil 7b, and third coil 7c) will be described. FIG. 5 is a block diagram showing a control system in the actuator 20 according to the present invention.

図５に示す制御系は、第１コイル７ａに駆動電流を印加する第１駆動回路２１ａと、第２コイル７ｂに駆動電流を印加する第２駆動回路２１ｂと、第３コイル７ｃに駆動電流を印加する第３駆動回路２１ｃと、第１駆動回路２１ａ、第２駆動回路２１ｂ及び第３駆動回路２１ｃそれぞれに独立的に制御信号を供与する制御部２２とを有している。   The control system shown in FIG. 5 has a first drive circuit 21a that applies a drive current to the first coil 7a, a second drive circuit 21b that applies a drive current to the second coil 7b, and a drive current to the third coil 7c. A third drive circuit 21c to be applied, and a control unit 22 that independently supplies a control signal to each of the first drive circuit 21a, the second drive circuit 21b, and the third drive circuit 21c are provided.

制御部２２からそれぞれの駆動回路（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）に制御信号が出力されることで、第１コイル７ａ、第２コイル７ｂ、第３コイル７ｃが駆動される。例えば第１コイル７ａ、第２コイル７ｂ、第３コイル７ｃが同方向に、同速度で、同じ距離動くような制御を行った場合には、コイルサポート８（支持体）は直動する。第１コイル７ａ、第２コイル７ｂ、第３コイル７ｃの駆動方向（向き）を変えたり、速度や距離を変えた場合には、コイルサポート８（支持体）は傾斜して直動したり、傾斜の向きを変えることが可能となる。   When the control signal is output from the control unit 22 to each of the drive circuits (21a, 21b, 21c), the first coil 7a, the second coil 7b, and the third coil 7c are driven. For example, when control is performed such that the first coil 7a, the second coil 7b, and the third coil 7c move in the same direction at the same speed and the same distance, the coil support 8 (support) moves linearly. When the driving direction (orientation) of the first coil 7a, the second coil 7b, and the third coil 7c is changed, or when the speed or distance is changed, the coil support 8 (support) is inclined and linearly moved, It becomes possible to change the direction of the inclination.

このような三軸を独立的に行える駆動制御により、ミラー１０を、直動及び傾斜駆動することが可能となる。   By such drive control that can independently perform the three axes, the mirror 10 can be linearly moved and tilted.

本発明のアクチュエータ２０では、一体成形したリング状磁石３を使用するので、１個のリング状磁石３を作製しておけば良い。したがって、複数の電磁石、電磁ソレノイドを設置しておく従来の構成に比べて、本発明では構成が簡単であり、製造工程での大幅な簡素化を実現することができる、この結果、本発明では、製造時間の短縮と、製造コストの低減とを達成することが可能となる。   In the actuator 20 of the present invention, the ring-shaped magnet 3 that is integrally formed is used. Therefore, one ring-shaped magnet 3 may be prepared. Therefore, compared with the conventional configuration in which a plurality of electromagnets and electromagnetic solenoids are installed, the configuration of the present invention is simple, and a significant simplification in the manufacturing process can be realized. It is possible to achieve a reduction in manufacturing time and a reduction in manufacturing cost.

上述したアクチュエータ２０の固定子１１に使用する一体成形型のリング状磁石３は、周方向に等配された３つのリング磁石の外周面の一部同士が一体接合されたクローバ形状としたが、使用される一体成形型のリング状磁石３はこれに限定されない。図６〜図８は、一体成形型のリング状磁石３の他の例を示す平面図である。   The integrally formed ring-shaped magnet 3 used for the stator 11 of the actuator 20 described above has a clover shape in which part of the outer peripheral surfaces of three ring magnets equally distributed in the circumferential direction are integrally joined. The integrally molded ring-shaped magnet 3 used is not limited to this. 6 to 8 are plan views showing other examples of the integrally formed ring-shaped magnet 3.

図６に示す一体成形型のリング状磁石３は、周方向に等配された３つのリング磁石の外周面の一部同士が一体接合された略三角形状を呈している。この例では、上記クローバ形状の例に比べて、周縁部の断面積が大きくなって体積を大きくできるため、更なる推力の増加を期待できる。   The integrally molded ring-shaped magnet 3 shown in FIG. 6 has a substantially triangular shape in which part of the outer peripheral surfaces of three ring magnets equally distributed in the circumferential direction are integrally joined. In this example, since the cross-sectional area of the peripheral portion is increased and the volume can be increased as compared with the clover-shaped example, further increase in thrust can be expected.

図７に示す一体成形型のリング状磁石３は、近接した３つのリング磁石の外周面の一部同士が一体接合されたＬ字形状を呈している。また、図８に示す一体成形型のリング状磁石３は、近接した３つのリング磁石の外周面の一部同士が一体接合された円弧形状を呈している。図７または図８に示すような異形のリング状磁石３は、アクチュエータ２０の設置空間に制約があって、特定形状の空間内にアクチュエータ２０を設置しなければならない場合に、好適である。なお、図７及び図８の磁石を使用する場合には、コイルサポート８（支持体）の直動及び傾斜を可能とするが、傾斜する方向は図４、図６の磁石を用いる場合に比べて狭い範囲に限定される。   The integrally molded ring-shaped magnet 3 shown in FIG. 7 has an L-shape in which part of the outer peripheral surfaces of three adjacent ring magnets are integrally joined. Further, the integrally molded ring-shaped magnet 3 shown in FIG. 8 has an arc shape in which part of the outer peripheral surfaces of three adjacent ring magnets are integrally joined. The deformed ring-shaped magnet 3 as shown in FIG. 7 or FIG. 8 is suitable when the installation space of the actuator 20 is limited and the actuator 20 must be installed in a space having a specific shape. In addition, when using the magnet of FIG.7 and FIG.8, although the linear motion and inclination of the coil support 8 (support body) are enabled, the inclination direction is compared with the case where the magnet of FIG.4, FIG.6 is used. Limited to a narrow range.

なお、上述した実施の形態では、ミラー１０の直動及び傾斜駆動を行う場合について説明したが、これとは異なり、カメラをコイルサポート８の表面に取り付けた構成では、このカメラを、直動及び傾斜駆動することが可能である。   In the embodiment described above, the case where the mirror 10 is linearly moved and tilted has been described. However, in the configuration in which the camera is attached to the surface of the coil support 8, the camera is moved linearly and Tilt drive is possible.

弾性体９（コイル状バネ）については、アクチュエータ２０の中心軸上ではなく、３個のコイル７の外周側に設けても良い。また、支持部材として弾性体９（コイル状バネ）を使用したが、これとは異なり、上ヨーク４の中心に貫通孔を設けて、この貫通孔に直動軸受を設置し、さらに直動軸受とコイルサポート８との間に球面すべり軸受を設けてコイルサポート８を支持するように構成しても良い。   The elastic body 9 (coiled spring) may be provided not on the central axis of the actuator 20 but on the outer peripheral side of the three coils 7. Further, the elastic body 9 (coiled spring) is used as the support member, but unlike this, a through hole is provided in the center of the upper yoke 4 and a linear motion bearing is installed in the through hole. A spherical plain bearing may be provided between the coil support 8 and the coil support 8 so as to support the coil support 8.

また、上述した実施の形態では、固定子１１に１個の一体成形型のリング状磁石３を使用することとしたが、これとは異なり、上ヨーク４と下ヨーク１との間に複数個の一体成形型のリング状磁石３を直列に挟み込んで固定子１１を構成するようにしても良い。このように、リング状磁石３を複数段重ねることにより、より大きな推力が得られる。   Further, in the above-described embodiment, a single integrally-molded ring-shaped magnet 3 is used for the stator 11, but unlike this, a plurality of pieces are provided between the upper yoke 4 and the lower yoke 1. Alternatively, the stator 11 may be configured by sandwiching the ring-shaped magnet 3 of the integrally formed type in series. Thus, a larger thrust can be obtained by stacking the ring-shaped magnets 3 in a plurality of stages.

また、上述した実施の形態では、一体成形型のリング状磁石３を、３つのリング磁石を一体接合させた構成としたが、これとは異なり、４つ以上のリング磁石の外周面の一部同士が一体接合させて構成した一体成形型のリング状磁石３を使用しても良い。   Further, in the embodiment described above, the integrally molded ring-shaped magnet 3 has a configuration in which three ring magnets are integrally joined, but unlike this, a part of the outer peripheral surface of four or more ring magnets. You may use the ring-shaped magnet 3 of the integral molding type | mold comprised by mutually joining.

また、上述した実施の形態では、ＳｍＦｅＮ系合金の磁性粉と樹脂とを混合させた混合物を用いて一体成形型のリング状磁石３を作製したが、これとは異なり、フェライト系の磁性粉またはＮｄＦｅＢ系合金の磁性粉を使用しても良い。   Further, in the above-described embodiment, the integrally formed ring-shaped magnet 3 is produced using a mixture obtained by mixing magnetic powder of SmFeN alloy and resin, but unlike this, ferrite magnetic powder or You may use the magnetic powder of a NdFeB type alloy.

また、上述した実施の形態では、３Ｄプリンタにて一体成形型のリング状磁石３を作製することとしたが、これとは異なり、圧縮成形または射出成形にて一体成形型のリング状磁石３を作製するようにしても良い。   In the above-described embodiment, the integrally molded ring-shaped magnet 3 is manufactured by a 3D printer. However, unlike this, the integrally molded ring-shaped magnet 3 is formed by compression molding or injection molding. You may make it produce.

なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   The disclosed embodiments should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１ 下ヨーク（第１ヨーク）
２ ポールヨーク（第２ヨーク）
３ リング状磁石
３ａ 孔部
４ 上ヨーク（第３ヨーク）
４ａ 孔部
５ カバー
６ ボルト（締結部材）
７ コイル
７ａ 第１コイル
７ｂ 第２コイル
７ｃ 第３コイル
８ コイルサポート（支持体）
８ｂ 蝶番（傾斜部材）
９ 弾性体（支持部材）
１０ ミラー
１１ 固定子
１２ 可動子
２０ アクチュエータ 1 Lower yoke (first yoke)
2 Pole yoke (second yoke)
3 Ring-shaped magnet 3a Hole 4 Upper yoke (third yoke)
4a Hole 5 Cover 6 Bolt (fastening member)
7 Coil 7a 1st coil 7b 2nd coil 7c 3rd coil 8 Coil support (support)
8b Hinge (inclined member)
9 Elastic body (support member)
10 Mirror 11 Stator 12 Movable Element 20 Actuator

Claims (7)

円盤状の第１ヨークと、該第１ヨークの一面に設けられた複数の円柱状の第２ヨークと、該第２ヨークが貫装される複数の孔部を有する一体成形されたリング状磁石と、前記第２ヨークが貫装される複数の孔部を前記リング状磁石の前記孔部と周方向で同じ位置に有する第３ヨークと、前記第２ヨークのそれぞれが貫装される複数の円筒状のコイルと、該コイルを支持する支持体と、前記コイルと前記支持体をつなぐ傾斜部材と、前記支持体を支持する支持部材とを備えることを特徴とするアクチュエータ。   A disk-shaped first yoke, a plurality of columnar second yokes provided on one surface of the first yoke, and an integrally formed ring-shaped magnet having a plurality of holes through which the second yoke penetrates A third yoke having a plurality of holes through which the second yoke penetrates at the same position in the circumferential direction as the holes of the ring magnet, and a plurality of holes through which each of the second yokes is inserted. An actuator comprising: a cylindrical coil; a support member that supports the coil; an inclined member that connects the coil and the support member; and a support member that supports the support member. 前記リング状磁石の外周面側に設けられたカバーを更に備えることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。   The actuator according to claim 1, further comprising a cover provided on an outer peripheral surface side of the ring-shaped magnet. 前記第１ヨークと前記第３ヨークとを締結する締結部材を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載のアクチュエータ。   The actuator according to claim 1, further comprising a fastening member that fastens the first yoke and the third yoke. 前記リング状磁石は、少なくとも３つのリング磁石の外周面の一部同士が一体接合されて構成してあることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のアクチュエータ。   The actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein the ring-shaped magnet is configured by integrally joining a part of outer peripheral surfaces of at least three ring magnets. 前記リング状磁石は、周方向に等配された３つのリング磁石の外周面の一部同士が一体接合されて構成してあることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のアクチュエータ。   4. The ring magnet according to claim 1, wherein a part of outer peripheral surfaces of three ring magnets equally arranged in a circumferential direction are integrally joined to each other. 5. Actuator. 前記リング状磁石は樹脂結合型磁石であることを特徴とする請求項４または５記載のアクチュエータ。   6. The actuator according to claim 4, wherein the ring magnet is a resin-bonded magnet. 前記リング状磁石は、３Ｄプリンタ、圧縮成形、または射出成形にて作製されていることを特徴とする請求項４から６のいずれか一つに記載のアクチュエータ。   The actuator according to any one of claims 4 to 6, wherein the ring-shaped magnet is manufactured by a 3D printer, compression molding, or injection molding.

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