JPH06165466A - Rotary actuator - Google Patents
Rotary actuatorInfo
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- JPH06165466A JPH06165466A JP31463392A JP31463392A JPH06165466A JP H06165466 A JPH06165466 A JP H06165466A JP 31463392 A JP31463392 A JP 31463392A JP 31463392 A JP31463392 A JP 31463392A JP H06165466 A JPH06165466 A JP H06165466A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、主としてレーザ光を物
体の表面上で走査する場合などに光の光路上に配設され
た回転走査鏡を往復回転させる際に用いられる回転型ア
クチュエータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary actuator mainly used for reciprocating rotation of a rotary scanning mirror disposed on the optical path of light when scanning the surface of an object with laser light. Is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、光切断法などによる物体の形
状計測などの際には、レーザ光の光路上に往復回転する
平面鏡である回転走査鏡を配置することによってレーザ
光を物体の表面上で走査することが行われている。この
種の目的で用いる回転走査鏡を往復回転させるための駆
動装置としては、図９に示すような形状の回転型アクチ
ュエータＡが知られている。回転型アクチュエータＡ
は、図１０に示すように、略コ形に形成されたヨーク１
１と、ヨーク１１の両脚片の間に配設された円筒形のセ
ンターヨーク１６と、ヨーク１１の各脚片に固定されて
センターヨーク１６との間にギャップを形成する２個の
永久磁石１２と、永久磁石１２とセンターヨーク１６と
の間のギャップに挿入されたムービングコイル２１とを
備える。永久磁石１２は、ヨーク１１−永久磁石１２−
ギャップ−センターヨーク１６−ギャップ−永久磁石１
２という経路の閉磁路を形成するように着磁されてい
る。ムービングコイル２１の巻線は、ギャップ内で図１
０の紙面に直交する方向に走り、ギャップ外で紙面の前
方および紙面の後方を通るように巻回されている。ま
た、ムービングコイル２１は、センターヨーク１６に挿
通された回転軸２２に固着されている。2. Description of the Related Art Conventionally, when measuring the shape of an object by a light-section method or the like, a laser beam is placed on the surface of the object by arranging a rotary scanning mirror which is a plane mirror that reciprocally rotates in the optical path of the laser beam. Is being scanned in. As a drive device for reciprocally rotating a rotary scanning mirror used for this kind of purpose, a rotary actuator A having a shape as shown in FIG. 9 is known. Rotary actuator A
Is a yoke 1 formed in a substantially U-shape as shown in FIG.
1 and a cylindrical center yoke 16 arranged between both leg pieces of the yoke 11, and two permanent magnets 12 fixed to each leg piece of the yoke 11 to form a gap between the center yoke 16 and the center magnet 16. And a moving coil 21 inserted in the gap between the permanent magnet 12 and the center yoke 16. The permanent magnet 12 includes a yoke 11-a permanent magnet 12-
Gap-Center yoke 16-Gap-Permanent magnet 1
It is magnetized so as to form a closed magnetic circuit having a path of 2. The winding of the moving coil 21 is shown in FIG.
It runs in a direction orthogonal to the paper surface of 0 and is wound so as to pass through the front of the paper and the back of the paper outside the gap. Further, the moving coil 21 is fixed to the rotating shaft 22 inserted through the center yoke 16.
【０００３】したがって、ムービングコイル２１への通
電方向に応じた電磁力がムービングコイル２１に作用す
る。そこで、交互に方向が切り換わる電流をムービング
コイル２１に通電すれば、回転軸２２が左右に回動する
ことになる。この回転軸２２に回転走査鏡Ｍを固着して
おくことによって回転走査鏡Ｍは往復回転することにな
り、この回転走査鏡Ｍを光路上に配置しておけば光を走
査することができるのである。Therefore, an electromagnetic force corresponding to the energizing direction of the moving coil 21 acts on the moving coil 21. Therefore, when the moving coil 21 is energized with a current whose direction is alternately switched, the rotary shaft 22 rotates left and right. By fixing the rotary scanning mirror M to the rotary shaft 22, the rotary scanning mirror M is reciprocally rotated. If the rotary scanning mirror M is arranged on the optical path, light can be scanned. is there.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記構成では、ムービ
ングコイル２１は円筒形のセンターヨーク１６の周囲で
回動可能な形状に形成することが必要であって、精度よ
く巻回するのが難しいという問題がある。したがって、
永久磁石１２とムービングコイル２１との間に形成され
るギャップを狭くしギャップ内での磁束密度を高めるこ
とによってムービングコイル２１の駆動力を向上させる
のが難しく、比較的小型の回転走査鏡Ｍを低速で回転さ
せることしかできないという問題がある。また、永久磁
石１２の間にセンターヨーク１６が介在しているもので
あるから、漏れ磁束が大きくなって結局はギャップの中
での磁束密度が小さくなるという問題がある。In the above structure, the moving coil 21 needs to be formed in a shape rotatable around the cylindrical center yoke 16, and it is difficult to wind it accurately. There's a problem. Therefore,
It is difficult to improve the driving force of the moving coil 21 by narrowing the gap formed between the permanent magnet 12 and the moving coil 21 and increasing the magnetic flux density in the gap. There is a problem that it can only rotate at low speed. Further, since the center yoke 16 is interposed between the permanent magnets 12, there is a problem that the leakage magnetic flux becomes large and eventually the magnetic flux density in the gap becomes small.
【０００５】要するに、ムービングコイル２１の駆動力
Ｆは、ギャップ内の磁束密度をＢ、ムービングコイル２
１に流れる電流をｉ、ムービングコイル２１の有効長さ
をＬとすれば、Ｆ＝ＢｉＬとなるから、ギャップの中で
の磁束密度を大きくとれないとムービングコイル２１の
駆動力が小さくなって、大型の回転走査鏡Ｍを駆動する
ことができないという問題が生じるのである。In short, the driving force F of the moving coil 21 is the magnetic flux density in the gap B, and the moving coil 2
If the current flowing through 1 is i and the effective length of the moving coil 21 is L, then F = BiL, and therefore the driving force of the moving coil 21 becomes smaller unless the magnetic flux density in the gap is increased. This causes a problem that the large rotary scanning mirror M cannot be driven.
【０００６】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、回転軸の駆動力が大きく高速な往復回転駆動
が可能な回転型アクチュエータを提供しようとするもの
である。An object of the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a rotary actuator having a large driving force of a rotary shaft and capable of high-speed reciprocating rotary drive.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、互いに離間して対向する２つの
平面上にそれぞれ２個の磁極面を各平面内で互いに離間
するように設け各平面にそれぞれ設定した同軸かつ同径
の仮想円周上に各平面内の磁極面の中心を配列した固定
子と、上記仮想円周の中心を回転中心とする回転軸を備
え回転軸に直交する面内で回転軸とは別の中心を有する
ループを形成して回転軸に固着されたムービングコイル
を備える回転子とを備え、固定子の一平面上の各磁極面
は他平面上の各磁極面とそれぞれ対向し、固定子は各平
面内の磁極面を互いに異極に励磁する励磁手段を備えて
いて互いに対向する磁極面は異極に励磁され、回転子の
ムービングコイルは、固定子における互いに対向する平
面の間に挿入されるとともに、回転子の回転の許容範囲
内では１つの平面上に配列された両磁極面に跨がるよう
に径寸法が設定されているのである。In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is such that two magnetic pole surfaces are respectively separated from each other on each of two planes facing each other while being spaced apart from each other. The rotary shaft is provided with a stator in which the centers of the magnetic pole surfaces in each plane are arranged on the virtual circumferences of the same diameter that are coaxial with each other, and the rotary shaft whose center of rotation is the center of the virtual circumference. A rotor having a moving coil fixed to the rotating shaft by forming a loop having a center different from the rotating shaft in a plane orthogonal to the magnetic pole surface on one plane of the stator Of the rotor, the stator is provided with exciting means for exciting the magnetic pole surfaces in the respective planes to different polarities, and the magnetic pole surfaces facing each other are excited to different polarities, and the moving coil of the rotor is Inserted between opposite planes in the stator Together, is the diameter so as to extend over both pole faces arranged in one plane within the allowable range of rotation of the rotor is set.
【０００８】請求項２の発明は、互いに離間して対向す
る２つの平面上にそれぞれ２個の磁極面を各平面内で互
いに離間するように設け各平面にそれぞれ設定した同軸
かつ同径の仮想円周上に各平面内の磁極面の中心を配列
した固定子と、上記仮想円周の中心を回転中心とする回
転軸を備え回転軸に直交する面内で回転軸とは別の中心
を有するループを形成して回転軸に固着されたムービン
グコイルを備える回転子とを備え、固定子の一平面上の
各磁極面は他平面上の各磁極面とそれぞれ対向し、固定
子は互いに他平面の磁極面を異極に励磁する励磁手段を
備えていて各平面内の磁極面は異極に励磁され、回転子
のムービングコイルは、固定子における互いに対向する
平面の間に挿入されるとともに、回転子の回転の許容範
囲内では１つの平面上に配列された両磁極面に跨がるよ
うに径寸法が設定されているのである。According to a second aspect of the present invention, two magnetic pole surfaces are provided on two flat surfaces facing each other while being spaced apart from each other. A stator in which the centers of the magnetic pole surfaces in each plane are arranged on the circumference and a rotation axis having the center of rotation of the virtual circumference as the center of rotation are provided, and a center different from the rotation axis is set in a plane orthogonal to the rotation axis. A rotor having a moving coil fixed to a rotary shaft to form a loop having a magnetic pole surface on one plane of the stator and a magnetic pole surface on the other plane, and the stator is different from each other. The magnetic pole surface in each plane is excited to a different pole by providing exciting means for exciting the plane magnetic pole surface to a different pole, and the moving coil of the rotor is inserted between the mutually opposed planes of the stator. , Within the allowable range of rotation of the rotor, It is the diameter so as to extend over both pole faces arranged above is set.
【０００９】請求項３の発明は、請求項２の構成におい
て、各平面内に配列された両磁極面の間に、各磁極面と
の近接部位がその磁極面と同極となるように着磁された
補助永久磁石を配置しているのである。According to a third aspect of the invention, in the structure of the second aspect, between the two magnetic pole surfaces arranged in each plane, a portion close to each magnetic pole surface is attached so as to have the same pole as the magnetic pole surface. The magnetized auxiliary permanent magnet is arranged.
【００１０】[0010]
【作用】請求項１の構成によれば、ムービングコイルを
挟む２つの平面上にそれぞれ回転軸の回転方向に離間し
た磁極面を設け、一平面上の各磁極面を他平面上の各磁
極面にそれぞれ対向させ、１つの平面上の両磁極面を励
磁手段によって互いに異極に励磁するとともに、互いに
対向する磁極面を異極に設定しているのであって、ムー
ビングコイルへの通電方向に応じて１つの平面上に配置
された磁極面の一方側にムービングコイルが変位するよ
うに電磁力が作用するから、ムービングコイルが固着さ
れている回転軸を回転させることができるのである。こ
こにおいて、ムービングコイルは、回転軸に直交する面
内でループを形成するように巻回するから、従来構成の
ムービングコイルに比較すれば格段に容易に形成するこ
とができるのである。しかも、両磁極面の間にはムービ
ングコイルが介在するだけであって、他の部材が存在し
ないから漏れ磁束が少なくなり、結果的にムービングコ
イルに鎖交する磁束の磁束密度を大きくとることができ
て、ムービングコイルに作用する電磁力が大きくなるの
である。また、電磁力が大きくなるから、回転軸の回転
駆動力が大きくなり高速な往復回転駆動が可能になる。According to the structure of claim 1, magnetic pole surfaces spaced apart in the rotation direction of the rotary shaft are provided on two planes sandwiching the moving coil, and the magnetic pole surfaces on one plane are arranged on the other planes. The magnetic pole surfaces on one plane are excited to different polarities by the exciting means and the magnetic pole surfaces facing each other are set to different polarities, depending on the energizing direction to the moving coil. Since the electromagnetic force acts so that the moving coil is displaced on one side of the magnetic pole surface arranged on one plane, the rotating shaft to which the moving coil is fixed can be rotated. Here, since the moving coil is wound so as to form a loop in the plane orthogonal to the rotation axis, it can be formed much more easily than the moving coil having the conventional configuration. Moreover, since only the moving coil is interposed between the two magnetic pole surfaces and no other member is present, the leakage magnetic flux is reduced, and as a result, the magnetic flux density of the magnetic flux interlinking with the moving coil can be increased. As a result, the electromagnetic force acting on the moving coil is increased. Further, since the electromagnetic force becomes large, the rotational driving force of the rotary shaft becomes large, and high-speed reciprocating rotary driving becomes possible.
【００１１】請求項２の構成では、互いに他平面の磁極
面を励磁手段によって異極に励磁するとともに、各平面
内の磁極面を異極に設定している点が請求項１の構成と
は相違しているが、他の構成は同様であって、ムービン
グコイルに対する磁気の作用は請求項１の構成と同様に
なる。ただし、請求項１の構成では、磁極面の間に形成
される２つのギャップを含む１つの磁路を形成するのに
対して、請求項２の構成では各ギャップごとに１つの磁
路が形成される点で相違がある。In the structure of claim 2, the magnetic pole surfaces of the other planes are excited to different polarities by the exciting means, and the magnetic pole surfaces in each plane are set to different polarities. Although different, the other configurations are the same, and the magnetic action on the moving coil is the same as that of the first aspect. However, in the structure of claim 1, one magnetic path including two gaps formed between the magnetic pole faces is formed, whereas in the structure of claim 2, one magnetic path is formed for each gap. There is a difference in what is done.
【００１２】請求項３の構成では、請求項２の構成にお
いて形成される２つの磁路の間での磁気的結合を補助永
久磁石を設けて禁止することによって、漏れ磁束を一層
低減することができ、各ギャップ内での磁束密度をさら
に大きくとれるようになっている。According to the third aspect of the invention, the magnetic flux leakage between the two magnetic paths formed in the second aspect of the invention can be further reduced by providing an auxiliary permanent magnet to prohibit the magnetic coupling. Therefore, the magnetic flux density in each gap can be further increased.
【００１３】[0013]
【実施例】（実施例１）本実施例では、図１ないし図４
に示すように、固定子１は互いに離間した平行な磁性体
板よりなる２枚のヨーク１１ａ，１１ｂを備え、各ヨー
ク１１ａ，１１ｂの対向面に励磁手段としての平板状の
永久磁石１２をそれぞれ２個ずつ固着し、互いに他のヨ
ーク１１ａ，１１ｂに固着した永久磁石１２の間に形成
されるギャップの間に回転子２のムービングコイル２１
を挿入した構成を有している。永久磁石１２には希土類
磁石のような磁束密度の大きいものが用いられる。(Embodiment 1) In this embodiment, FIGS.
As shown in FIG. 3, the stator 1 is provided with two yokes 11a and 11b made of parallel magnetic plates separated from each other, and a flat permanent magnet 12 as an exciting means is provided on the opposing surfaces of the respective yokes 11a and 11b. The moving coil 21 of the rotor 2 is provided between the permanent magnets 12 that are fixed to each other two yokes 11a and 11b.
Is inserted. As the permanent magnet 12, a magnet having a high magnetic flux density such as a rare earth magnet is used.
【００１４】両ヨーク１１ａ，１１ｂは、非磁性体のス
ペーサ１３によって互いに離間するように保持されてい
る。各永久磁石１２は、一方の磁極面をヨーク１１ａ，
１１ｂに当接させ、他方の磁極面１２ａをギャップ側に
臨ませるようにして各ヨーク１１ａ，１１ｂにそれぞれ
固着され、各ヨーク１１ａ，１１ｂに固着されている２
個の永久磁石１２の磁極面１２ａは略同一平面上に位置
する。また、互いに他のヨーク１１ａ，１１ｂに固着さ
れている各永久磁石１２は、磁極面１２ａを対向させて
いる。さらに、各ヨーク１１ａ，１１ｂに固着されてい
る２個の永久磁石１２の磁極面１２ａは互いに異極であ
り、かつ互いに他のヨーク１１ａ，１１ｂに固着されて
対向している磁極面１２ａは互いに異極になるように永
久磁石１２が配置されている（図３参照）。ここにおい
て、各ヨーク１１ａ，１１ｂに固着された永久磁石１２
の中心位置は磁極面１２ａに平行な平面上で設定した仮
想円周上に配列され、各永久磁石１２の中心と仮想円周
の中心とを結ぶ２本の線分がなす角度は一般には鋭角に
設定されている。さらに、永久磁石１２の磁極面１２ａ
はヨーク１１ａ，１１ｂの対向面に直交する方向から見
て仮想円周の中心付近を扇の頂点とする扇面状ないし台
形状に形成されている。また、各ヨーク１１ａ，１１ｂ
に対応する仮想円周は同軸かつ同径となるように設定さ
れている。The two yokes 11a and 11b are held by a non-magnetic spacer 13 so as to be separated from each other. Each of the permanent magnets 12 has one pole surface of the yoke 11a,
2 is fixed to each of the yokes 11a and 11b so that the other magnetic pole surface 12a faces the gap side, and is fixed to each of the yokes 11a and 11b.
The magnetic pole surfaces 12a of the individual permanent magnets 12 are located on substantially the same plane. Further, the magnetic pole surfaces 12a of the permanent magnets 12 fixed to the other yokes 11a and 11b are opposed to each other. Further, the magnetic pole surfaces 12a of the two permanent magnets 12 fixed to the respective yokes 11a and 11b have different polarities, and the magnetic pole surfaces 12a fixed to and facing the other yokes 11a and 11b are opposite to each other. The permanent magnets 12 are arranged so as to have different polarities (see FIG. 3). Here, the permanent magnet 12 fixed to each of the yokes 11a and 11b
Are arranged on a virtual circumference set on a plane parallel to the magnetic pole surface 12a, and the angle formed by two line segments connecting the center of each permanent magnet 12 and the center of the virtual circumference is generally an acute angle. Is set to. Further, the magnetic pole surface 12a of the permanent magnet 12
Is formed in a fan-like shape or a trapezoidal shape having the apex of the fan at the vicinity of the center of the virtual circumference when viewed from the direction orthogonal to the facing surfaces of the yokes 11a and 11b. In addition, each yoke 11a, 11b
The virtual circumference corresponding to is set to be coaxial and have the same diameter.
【００１５】上記構成によって、固定子１には各永久磁
石１２の間に２個のギャップが形成されることになり、
図３に一点鎖線で示すように、永久磁石１２−ギャップ
−永久磁石１２−ヨーク１１ａ−永久磁石１２−ギャッ
プ−永久磁石１２−ヨーク１１ｂ−永久磁石１２という
経路で、２つのギャップを含む１つの磁路が形成される
ことになる。With the above structure, two gaps are formed between the permanent magnets 12 in the stator 1,
As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 3, one path including two gaps is formed by a path of permanent magnet 12-gap-permanent magnet 12-yoke 11a-permanent magnet 12-gap-permanent magnet 12-yoke 11b-permanent magnet 12. A magnetic path will be formed.
【００１６】一方、回転子２は、上述した仮想円周の中
心付近を通る回転軸２２を有し、回転軸２２に固着され
たコイルボビン２３にムービングコイル２１が固着され
ている。コイルボビン２３と回転軸２２、コイルボビン
２３とムービングコイル２１は、それぞれエポキシ系接
着剤のような剛性の大きい接着剤により固着されてい
る。ムービングコイル２１は、回転軸２２とは異なる中
心の回りに巻装されているのであって、永久磁石１２の
磁極面１２ａと同様に、回転軸２２の中心付近を扇の頂
点とする扇面状ないし台形状に形成されている。また、
回転軸２２の回転方向におけるムービングコイル２１の
幅寸法（径寸法）は、回転軸２２の回転が許容される範
囲内において１つのヨーク１１ａ，１１ｂに設けた両永
久磁石１２の磁極面１２ａに跨がるように設定されてい
る。回転軸２２の回転範囲はムービングコイル２１がス
ペーサ１３に当接することによって規制される。結局、
ムービングコイル２１の幅寸法は、両永久磁石１２の中
心間の距離程度に設定されることになる。また、当然の
ことながら、ムービングコイル２１の厚み寸法は、対向
する永久磁石１２の間のギャップ間の距離よりも小さい
寸法に設定され、薄型に形成されている。回転軸２２の
各端部は、一方のヨーク１１ａと支持板２４とにそれぞ
れ設けたボールベアリングのような軸受（図示せず）に
よって支承され、回転軸２２は固定子１に対して回動自
在になっている。On the other hand, the rotor 2 has a rotating shaft 22 passing near the center of the above-mentioned virtual circumference, and a moving coil 21 is fixed to a coil bobbin 23 fixed to the rotating shaft 22. The coil bobbin 23 and the rotating shaft 22, and the coil bobbin 23 and the moving coil 21 are fixed to each other by a highly rigid adhesive such as an epoxy adhesive. The moving coil 21 is wound around a center different from that of the rotating shaft 22, and like the magnetic pole surface 12a of the permanent magnet 12, the moving coil 21 has a fan-like shape having a fan apex near the center of the rotating shaft 22. It has a trapezoidal shape. Also,
The width dimension (diameter dimension) of the moving coil 21 in the rotation direction of the rotating shaft 22 extends over the magnetic pole surfaces 12a of both permanent magnets 12 provided on one yoke 11a, 11b within a range in which the rotating shaft 22 is allowed to rotate. It is set so that The rotation range of the rotary shaft 22 is restricted by the moving coil 21 coming into contact with the spacer 13. After all,
The width dimension of the moving coil 21 is set to about the distance between the centers of the permanent magnets 12. Further, as a matter of course, the thickness dimension of the moving coil 21 is set to a dimension smaller than the distance between the gaps between the facing permanent magnets 12, and the moving coil 21 is formed thin. Each end of the rotary shaft 22 is supported by bearings (not shown) such as ball bearings provided on the one yoke 11a and the support plate 24, respectively, and the rotary shaft 22 is rotatable with respect to the stator 1. It has become.
【００１７】上記構成では、図１（ｂ）に示すように、
１つのヨーク１１ａ，１１ｂに固着した両永久磁石１２
の間の中央位置にムービングコイル２１の中心が位置し
ている状態で、ムービングコイル２１に通電すると、通
電方向に応じた電磁力がムービングコイル２１に作用し
て一方の永久磁石１２に偏った位置に移動することにな
る。通電方向を逆にすれば、他方の永久磁石１２に偏っ
た位置に移動するから、ムービングコイル１２が両永久
磁石１２に跨がっている範囲では、通電方向を切り換え
ることによって回転軸２２を往復回転させることができ
るのである。In the above structure, as shown in FIG.
Both permanent magnets 12 fixed to one yoke 11a, 11b
When the moving coil 21 is energized in a state where the center of the moving coil 21 is located at the center position between the two positions, an electromagnetic force according to the energizing direction acts on the moving coil 21 and is biased to one of the permanent magnets 12. Will be moved to. If the energization direction is reversed, the magnet moves to a position biased to the other permanent magnet 12. Therefore, in the range where the moving coil 12 straddles both permanent magnets 12, the rotating shaft 22 reciprocates by switching the energization direction. It can be rotated.
【００１８】ところで、上記構成の回転型アクチュエー
タＡを回転走査鏡Ｍの駆動に用いる際に、図９に示した
従来構成では回転軸２２の先端部に回転走査鏡Ｍを固着
するようにしていたものであるから、回転走査鏡Ｍを回
転軸２２との接合面積が小さく、回転走査鏡Ｍと回転軸
２２との結合強度を大きくとるのが難しいという問題が
あった。すなわち、大型の回転走査鏡Ｍを用いる場合
に、回転軸２２の軸方向において回転走査鏡Ｍが変形し
たり、回転走査鏡Ｍが回転軸２２から脱落したりしやす
いという問題があり、結果的に往復回転駆動を高速で行
うことができないものであった。By the way, when the rotary actuator A having the above-mentioned structure is used to drive the rotary scanning mirror M, the rotary scanning mirror M is fixed to the tip of the rotary shaft 22 in the conventional structure shown in FIG. Therefore, there is a problem that the joint area of the rotary scanning mirror M and the rotary shaft 22 is small and it is difficult to increase the bonding strength between the rotary scanning mirror M and the rotary shaft 22. That is, when the large rotary scanning mirror M is used, there is a problem that the rotary scanning mirror M is easily deformed in the axial direction of the rotary shaft 22 or the rotary scanning mirror M is easily dropped from the rotary shaft 22. Moreover, the reciprocating rotary drive cannot be performed at high speed.
【００１９】そこで、本実施例では、回転走査鏡Ｍの背
面を全長に亙って回転軸２２の側周面にエポキシ系接着
剤のような剛性の大きな接着剤を用いて固着しているの
である。この構成を採用したことによって、回転軸２２
と回転走査鏡Ｍとの結合強度が大きくなるとともに、回
転走査鏡Ｍが回転軸２２によって裏打ちされることにな
って回転走査鏡Ｍが変形しにくくなるのである。すなわ
ち、往復回転駆動を従来より高速で行っても回転走査鏡
Ｍが回転軸２２から脱落したり、回転走査鏡Ｍが変形し
たりすることがないのである。Therefore, in this embodiment, the back surface of the rotary scanning mirror M is fixed to the side circumferential surface of the rotary shaft 22 over the entire length by using a highly rigid adhesive such as an epoxy adhesive. is there. By adopting this configuration, the rotary shaft 22
The coupling strength between the rotary scanning mirror M and the rotary scanning mirror M is increased, and the rotary scanning mirror M is lined by the rotary shaft 22, so that the rotary scanning mirror M is less likely to be deformed. That is, even when the reciprocating rotary drive is performed at a higher speed than in the conventional case, the rotary scanning mirror M does not fall off the rotary shaft 22 or the rotary scanning mirror M is deformed.
【００２０】（実施例２）本実施例は、図５ないし図７
に示すように、回転軸２２を含む面を挟んで対向する断
面台形の一対のヨーク１１ａ、１１ｂを設け、各ヨーク
１１ａ，１１ｂにおいて互いに他方に面している一面に
励磁手段としての２個の永久磁石１２を固着し、さら
に、両永久磁石１２に磁極板１４を固着し、さらに磁極
板１４の間に補助永久磁石１５を挟装して固定子１を構
成している。回転軸２２の軸方向から見た磁極板１４の
形状は回転軸２２の中心付近を扇の頂点とした扇面状な
いし台形状に形成され、この面を磁極面１４ａとして１
つのヨーク１１ａ，１１ｂに設けた２個の磁極板１４の
磁極面１４ａがギャップを介して対向するようになって
いる。したがって、各ヨーク１１ａ，１１ｂごとに１つ
のギャップを介して磁路が形成されるであって、図８に
一点鎖線で示すように、永久磁石１２−磁極板１４−ギ
ャップ−磁極板−永久磁石１２−ヨーク１１ａ（または
１１ｂ）−永久磁石１２という経路の磁路になる。１つ
のヨーク１１ａ，１１ｂに固着された２つの永久磁石１
２について各ヨーク１１ａ，１１ｂに固着された面は互
いに異極になり、互いに他のヨーク１１ａ，１１ｂに固
着された対応する永久磁石１２は互いに異極に着磁され
ている。さらに、互いに他のヨーク１１ａ，１１ｂにお
いて対応している磁極面１４ａは、略同一平面上に配列
されている。(Embodiment 2) This embodiment will be described with reference to FIGS.
, A pair of yokes 11a and 11b having trapezoidal cross sections are provided so as to face each other with the surface including the rotating shaft 22 interposed therebetween, and one of the yokes 11a and 11b facing the other is provided with two magnets as exciting means. The permanent magnets 12 are fixed, the magnetic pole plates 14 are fixed to both permanent magnets 12, and the auxiliary permanent magnet 15 is sandwiched between the magnetic pole plates 14 to form the stator 1. The shape of the magnetic pole plate 14 as viewed from the axial direction of the rotary shaft 22 is formed into a fan surface shape or a trapezoidal shape having a fan apex near the center of the rotary shaft 22, and this surface is referred to as a magnetic pole surface 14a.
The magnetic pole surfaces 14a of the two magnetic pole plates 14 provided on the two yokes 11a and 11b are opposed to each other with a gap. Therefore, a magnetic path is formed through one gap for each of the yokes 11a and 11b, and as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 8, the permanent magnet 12-the magnetic pole plate 14-the gap-the magnetic pole plate-the permanent magnet. 12-yoke 11a (or 11b) -permanent magnet 12 serves as a magnetic path. Two permanent magnets 1 fixed to one yoke 11a, 11b
With respect to No. 2, the surfaces fixed to the yokes 11a and 11b have different polarities, and the corresponding permanent magnets 12 fixed to the other yokes 11a and 11b are polarized to different polarities. Further, the magnetic pole surfaces 14a corresponding to each other in the other yokes 11a and 11b are arranged on substantially the same plane.
【００２１】上述した磁極面１４ａの間のギャップに
は、回転軸２２に固着されたムービングコイル２１が挿
入され、磁気的には実施例１と同様に機能する。また、
回転軸２２の各端部は支持板２４，２５に設けたボール
ベアリングのような軸受（図示せず）によって支承さ
れ、回転軸２２が回動自在になっている。したがって、
ムービングコイル２１への通電方向に応じて回転軸２２
の回転向きが変化するのであって、通電方向の切換によ
って回転軸２２を往復回転駆動することができるのであ
る。The moving coil 21 fixed to the rotating shaft 22 is inserted into the gap between the magnetic pole surfaces 14a described above, and magnetically functions as in the first embodiment. Also,
Each end of the rotary shaft 22 is supported by bearings (not shown) such as ball bearings provided on the support plates 24 and 25, and the rotary shaft 22 is rotatable. Therefore,
Depending on the direction of energization to the moving coil 21, the rotary shaft 22
The rotation direction of the rotating shaft 22 changes, and the rotating shaft 22 can be reciprocally driven by switching the energizing direction.
【００２２】ところで、本実施例では、磁極面１４ａの
面積は永久磁石１２の磁極面の面積よりも小さくなるよ
うに設定してあり、このことによって永久磁石１２の磁
束を収束させて磁極面１４ａの間のギャップにおける磁
束密度を高めるようにしている。したがって、ムービン
グコイル２１には大きな電磁力が作用して回転軸２２の
回転駆動力を大きくとることができるのである。さら
に、回転軸２２を含む面を挟んで隣合う磁極板１４の間
には補助永久磁石１５を介在させ、補助永久磁石１５は
当接している磁極板１４の磁極と同極に着磁してある。
したがって、隣合う磁極板１４の間を通って両ヨーク１
１ａ，１１ｂを通るように磁路を形成するような漏れ磁
束が生じようとしても、補助永久磁石１５により形成さ
れる磁束によって漏れ磁束の発生が阻止されることにな
り、結果的に磁極面１４ａでの磁束密度をさらに増加さ
せることになる。他の構成および動作は実施例１と同様
であるから説明を省略する。By the way, in this embodiment, the area of the magnetic pole surface 14a is set to be smaller than the area of the magnetic pole surface of the permanent magnet 12, whereby the magnetic flux of the permanent magnet 12 is converged and the magnetic pole surface 14a is converged. The magnetic flux density is increased in the gap between them. Therefore, a large electromagnetic force acts on the moving coil 21 and a large rotational driving force for the rotating shaft 22 can be obtained. Further, an auxiliary permanent magnet 15 is interposed between the magnetic pole plates 14 adjacent to each other with the surface including the rotating shaft 22 interposed therebetween, and the auxiliary permanent magnet 15 is magnetized to the same pole as the magnetic pole of the abutting magnetic pole plate 14. is there.
Therefore, both yokes 1 pass through between the adjacent magnetic pole plates 14.
Even if a leak magnetic flux that forms a magnetic path passing through 1a and 11b is generated, the magnetic flux formed by the auxiliary permanent magnet 15 prevents the leak magnetic flux from being generated, and as a result, the magnetic pole surface 14a. Will further increase the magnetic flux density at. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明は上述のように、ムービングコイ
ルを挟む２つの平面上にそれぞれ回転軸の回転方向に離
間した磁極面を設け、一平面上の各磁極面を他平面上の
各磁極面にそれぞれ対向させているのであって、１つの
平面上の両磁極面を励磁手段によって互いに異極に励磁
するとともに互いに対向する磁極面を異極に設定した
り、あるいは互いに他平面の磁極面を励磁手段によって
異極に励磁するとともに各平面内の磁極面を異極に設定
したりするので、ムービングコイルへの通電方向に応じ
て１つの平面上に配置された磁極面の一方側にムービン
グコイルが変位するように電磁力が作用し、ムービング
コイルが固着されている回転軸を回転させることができ
る。また、ムービングコイルは、回転軸に直交する面内
でループを形成するように巻回するから、従来構成のム
ービングコイルに比較すれば格段に容易に形成すること
ができるという利点がある。しかも、両磁極面の間には
ムービングコイルが介在するだけであって、他の部材が
存在しないから漏れ磁束が少なくなり、結果的にムービ
ングコイルに鎖交する磁束の磁束密度を大きくとること
ができて、ムービングコイルに作用する電磁力が大きく
なるという利点がある。また、電磁力が大きくなるか
ら、回転軸の回転駆動力が大きくなり高速な往復回転駆
動が可能になるという効果を奏するのである。As described above, according to the present invention, the magnetic pole surfaces separated from each other in the rotation direction of the rotary shaft are provided on the two planes sandwiching the moving coil, and the magnetic pole surfaces on one plane are arranged on the other planes. The magnetic pole surfaces on one plane are excited to different polarities by exciting means and the magnetic pole surfaces facing each other are set to different polarities, or the magnetic pole surfaces on other planes are mutually opposed. Are excited to different poles by the exciting means and the pole faces in each plane are set to different poles, so that the moving faces are moved to one side of the pole faces arranged on one plane according to the energizing direction to the moving coil. Electromagnetic force acts so that the coil is displaced, and the rotating shaft to which the moving coil is fixed can be rotated. Further, since the moving coil is wound so as to form a loop in a plane orthogonal to the rotation axis, there is an advantage that it can be formed much more easily than a moving coil having a conventional configuration. Moreover, since only the moving coil is interposed between the two magnetic pole surfaces and no other member is present, the leakage magnetic flux is reduced, and as a result, the magnetic flux density of the magnetic flux interlinking with the moving coil can be increased. There is an advantage that the electromagnetic force acting on the moving coil can be increased. Further, since the electromagnetic force is increased, the rotational driving force of the rotary shaft is increased, and high-speed reciprocating rotational driving is possible.
【００２４】請求項２の構成に加えて補助永久磁石を設
けた請求項３の発明では、２つの磁路の間での磁気的結
合を補助永久磁石を設けて禁止することができるから、
漏れ磁束を一層低減することができ、各ギャップ内での
磁束密度をさらに大きくとれるのであって、回転軸の回
転駆動力を大きくとることができるという効果を奏する
のである。In the invention of claim 3 which is provided with an auxiliary permanent magnet in addition to the structure of claim 2, magnetic coupling between two magnetic paths can be prohibited by providing the auxiliary permanent magnet.
The leakage flux can be further reduced, the magnetic flux density in each gap can be further increased, and the rotational driving force of the rotary shaft can be increased.
【図１】実施例１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断
面図である。1A and 1B show a first embodiment, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a sectional view.
【図２】実施例１の側面図である。FIG. 2 is a side view of the first embodiment.
【図３】実施例１の下面図である。FIG. 3 is a bottom view of the first embodiment.
【図４】実施例１の一部破断した斜視図である。FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of the first embodiment.
【図５】実施例２の平面図である。FIG. 5 is a plan view of the second embodiment.
【図６】実施例２の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a second embodiment.
【図７】実施例２の側面図である。FIG. 7 is a side view of the second embodiment.
【図８】実施例２における磁路を示す動作説明図であ
る。FIG. 8 is an operation explanatory view showing a magnetic path in the second embodiment.
【図９】従来例を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a conventional example.
【図１０】従来例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a conventional example.
１ 固定子 ２ 回転子 １１ａ，１１ｂ ヨーク １２ 永久磁石 １２ａ 磁極面 １４ 磁極板 １４ａ 磁極面 １５ 補助永久磁石 ２１ ムービングコイル ２２ 回転軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 stator 2 rotor 11a, 11b yoke 12 permanent magnet 12a magnetic pole surface 14 magnetic pole plate 14a magnetic pole surface 15 auxiliary permanent magnet 21 moving coil 22 rotating shaft
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 広海 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hiromi Nishimura Inventor Hiromi Nishimura 1048, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd.
Claims (3)
それぞれ２個の磁極面を各平面内で互いに離間するよう
に設け各平面にそれぞれ設定した同軸かつ同径の仮想円
周上に各平面内の磁極面の中心を配列した固定子と、上
記仮想円周の中心を回転中心とする回転軸を備え回転軸
に直交する面内で回転軸とは別の中心を有するループを
形成して回転軸に固着されたムービングコイルを備える
回転子とを備え、固定子の一平面上の各磁極面は他平面
上の各磁極面とそれぞれ対向し、固定子は各平面内の磁
極面を互いに異極に励磁する励磁手段を備えていて互い
に対向する磁極面は異極に励磁され、回転子のムービン
グコイルは、固定子における互いに対向する平面の間に
挿入されるとともに、回転子の回転の許容範囲内では１
つの平面上に配列された両磁極面に跨がるように径寸法
が設定されて成ることを特徴とする回転型アクチュエー
タ。1. Two magnetic pole surfaces are respectively provided on two flat surfaces facing each other while being spaced apart from each other. A stator in which the centers of the magnetic pole surfaces in a plane are arranged and a rotation axis whose rotation center is the center of the virtual circumference is formed to form a loop having a center different from the rotation axis in a plane orthogonal to the rotation axis. And a rotor having a moving coil fixed to the rotating shaft, each magnetic pole surface on one plane of the stator faces each magnetic pole surface on the other plane, and the stator defines the magnetic pole surface in each plane. Equipped with exciting means for exciting different poles, magnetic pole surfaces facing each other are excited to different poles, and the moving coil of the rotor is inserted between the flat surfaces facing each other of the stator, and the rotor rotates. Within the allowable range of 1
A rotary actuator characterized in that a diameter dimension is set so as to straddle both magnetic pole surfaces arranged on one plane.
それぞれ２個の磁極面を各平面内で互いに離間するよう
に設け各平面にそれぞれ設定した同軸かつ同径の仮想円
周上に各平面内の磁極面の中心を配列した固定子と、上
記仮想円周の中心を回転中心とする回転軸を備え回転軸
に直交する面内で回転軸とは別の中心を有するループを
形成して回転軸に固着されたムービングコイルを備える
回転子とを備え、固定子の一平面上の各磁極面は他平面
上の各磁極面とそれぞれ対向し、固定子は互いに他平面
の磁極面を異極に励磁する励磁手段を備えていて各平面
内の磁極面は異極に励磁され、回転子のムービングコイ
ルは、固定子における互いに対向する平面の間に挿入さ
れるとともに、回転子の回転の許容範囲内では１つの平
面上に配列された両磁極面に跨がるように径寸法が設定
されて成ることを特徴とする回転型アクチュエータ。2. Two magnetic pole surfaces are respectively provided on two flat surfaces facing each other while being spaced apart from each other so as to be spaced apart from each other in each flat surface, and each magnetic pole surface is provided on each virtual circumference of the coaxial and the same diameter set on each flat surface. A stator in which the centers of the magnetic pole surfaces in a plane are arranged and a rotation axis whose rotation center is the center of the virtual circumference is formed to form a loop having a center different from the rotation axis in a plane orthogonal to the rotation axis. And a rotor having a moving coil fixed to the rotating shaft, each magnetic pole surface on one plane of the stator faces each magnetic pole surface on the other plane, and the stator has magnetic pole surfaces on the other plane. Equipped with exciting means to excite different poles, the pole faces in each plane are excited to different poles, and the moving coil of the rotor is inserted between the mutually opposing planes of the stator, and the rotor rotates. Both are arranged on one plane within the allowable range of A rotary actuator characterized in that a diameter dimension is set so as to straddle a magnetic pole surface.
各磁極面との近接部位がその磁極面と同極となるように
着磁された補助永久磁石を配置したことを特徴とする請
求項２記載の回転型アクチュエータ。3. Between the two magnetic pole faces arranged in each plane,
3. The rotary actuator according to claim 2, further comprising an auxiliary permanent magnet that is magnetized so that a portion near each magnetic pole surface has the same pole as the magnetic pole surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31463392A JPH06165466A (en) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | Rotary actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31463392A JPH06165466A (en) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | Rotary actuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06165466A true JPH06165466A (en) | 1994-06-10 |
Family
ID=18055671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31463392A Withdrawn JPH06165466A (en) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | Rotary actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06165466A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008149796A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Nhk Spring Co., Ltd. | Optical scanning actuator |
| JP2011242644A (en) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Mitsubishi Electric Corp | Galvano scanner and laser processing apparatus |
| FR3045239A1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-16 | Moving Magnet Tech | IMPROVED MOBILE FRAME ACTUATOR AND IMPROVED DYNAMIC |
-
1992
- 1992-11-25 JP JP31463392A patent/JPH06165466A/en not_active Withdrawn
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| JPWO2008149796A1 (en) * | 2007-05-31 | 2010-08-26 | 日本発條株式会社 | Optical scanning actuator |
| US8164811B2 (en) | 2007-05-31 | 2012-04-24 | Nhk Spring Co., Ltd. | Optical scanning actuator |
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| WO2017103424A1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | Moving Magnet Technologies | Actuator with moving coil frame and enhanced dynamics |
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