JPH06208070A - Biaxial driving device and rotational driving device - Google Patents
Biaxial driving device and rotational driving deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は２軸駆動装置及び回転駆
動装置に関し、例えばレーザービームプリンタ・物体読
み取り装置・レーザーマーキング・レーザートリミング
・画像解析・各種計測分野等に好適な２軸駆動装置、そ
して角度決め制御を行なうような回動中心軸の振れを抑
制する揺動駆動装置や、ハードディスク装置のサーボト
ラック書き込み装置のヘッドアーム駆動用のアクチュエ
ータ等に好適な回転駆動装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a biaxial drive device and a rotary drive device, for example, a biaxial drive device suitable for laser beam printers, object reading devices, laser marking, laser trimming, image analysis, and various measurement fields. Further, the present invention relates to a swing drive device that suppresses swing of a rotation center axis for performing angle determination control, a rotary drive device suitable for an actuator for driving a head arm of a servo track writing device of a hard disk device, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、例えば光ビームで走査面上を
２次元的に走査する駆動手段として２軸駆動装置があ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, there is a biaxial drive device as a drive means for two-dimensionally scanning a scanning surface with a light beam.
【０００３】図７は従来の２軸駆動装置の要部概略図で
ある。FIG. 7 is a schematic view of a main part of a conventional biaxial drive device.
【０００４】同図において、４０１は駆動対象物として
の第１の反射ミラーであり、主軸４０６に設けられてお
り、１軸のみ駆動可能な駆動装置４０３により回動駆動
されている。４０２は駆動対象物としての第２の反射ミ
ラーであり、主軸４０５に設けられており、１軸のみ駆
動可能な駆動装置４０４により回動駆動される。これら
の１組の駆動装置４０３，４０４を所定の面内で互いに
直交するように配設している。In the figure, reference numeral 401 denotes a first reflecting mirror as a driving object, which is provided on a main shaft 406 and is rotationally driven by a driving device 403 capable of driving only one axis. Reference numeral 402 denotes a second reflection mirror as a drive target, which is provided on the main shaft 405 and is rotationally driven by a drive device 404 capable of driving only one axis. These one set of driving devices 403 and 404 are arranged so as to be orthogonal to each other within a predetermined plane.
【０００５】そして各々の、駆動装置４０３，４０４を
回動させることにより、光源（不図示）からの光束４０
７を第１の反射ミラー４０１と第２の反射ミラー４０２
で、順次反射させて走査面４０８上に導光し、その面４
０８上をＸＹ方向に２次元的に走査している。By rotating each of the driving devices 403 and 404, a light beam 40 from a light source (not shown)
7 is a first reflection mirror 401 and a second reflection mirror 402.
Then, the light is sequentially reflected and guided onto the scanning surface 408.
08 is two-dimensionally scanned in the XY directions.
【０００６】又、図２３，図２４，図２５は従来の回転
駆動装置の要部概略図である。23, 24, and 25 are schematic views of the main part of a conventional rotary drive device.
【０００７】図２３の回転駆動装置では、回転駆動部１
０１に摺動軸受け１０４及び１０５が同軸上に固定され
ており、各摺動軸受け１０４，１０５の内径に微少な隙
間をもって中心軸１０３が支持されている。中心軸１０
３にはコイル１０９が一体的に取り付けられている。１
０６，１０７は強磁性体から成るヨーク、１０８は磁石
である。In the rotary drive unit of FIG. 23, the rotary drive unit 1
01, the sliding bearings 104 and 105 are coaxially fixed, and the central shaft 103 is supported in the inner diameter of each sliding bearing 104, 105 with a minute gap. Central axis 10
A coil 109 is integrally attached to the unit 3. 1
Reference numerals 06 and 107 are yokes made of a ferromagnetic material, and 108 is a magnet.
【０００８】図２４の回転駆動装置では、回転駆動部２
０１に玉軸受け２０２の外輪２０２−１が接着固定され
ており、玉軸受け２０２の内輪２０２−２は中心軸２０
４に接着固定されている。外輪２０２−１と内輪２０２
−２の間には、転がり用のボール２０２−３が複数個保
持されており、これにより玉軸受け２０２が軸受けの役
割を果たしている。In the rotary drive unit of FIG. 24, the rotary drive unit 2
01, the outer ring 202-1 of the ball bearing 202 is adhered and fixed, and the inner ring 202-2 of the ball bearing 202 is fixed to the central shaft 20.
It is adhesively fixed to 4. Outer ring 202-1 and inner ring 202
Between -2, a plurality of rolling balls 202-3 are held, whereby the ball bearing 202 serves as a bearing.
【０００９】中心軸２０４の他端には、玉軸受け２０３
が内輪２０３−２を中心軸２０４に接着固定することに
よって保持されており、ボール２０３−３を介して外輪
２０３−１を回転可能に保持している。外輪２０３−１
は回転駆動部２０１と微少な隙間を持っている。At the other end of the central shaft 204, a ball bearing 203
Are held by adhesively fixing the inner ring 203-2 to the central shaft 204, and the outer ring 203-1 is rotatably held via balls 203-3. Outer ring 203-1
Has a minute gap with the rotation drive unit 201.
【００１０】回転駆動部２０１の内側に設けられた台座
２０８にバネ２０７を配設し、前記玉軸受け２０３の外
輪２０３−３を軸方向に押圧する。中心軸２０４と玉軸
受け２０３の内輪２０３−２及び玉軸受け２０２の内輪
２０２−２は一体に構成されており、結果的に玉軸受け
２０２，２０３の軸方向の遊びを除去している。２０５
はコイル、２１０は磁石である。A spring 207 is arranged on a pedestal 208 provided inside the rotary drive unit 201 to axially press the outer ring 203-3 of the ball bearing 203. The central shaft 204, the inner ring 203-2 of the ball bearing 203, and the inner ring 202-2 of the ball bearing 202 are integrally configured, and as a result, the axial play of the ball bearings 202, 203 is eliminated. 205
Is a coil and 210 is a magnet.
【００１１】図２５の回転駆動装置では、回転駆動部３
０１（内部詳細構成は省略する）に任意の軸受けを介し
て支持された中心軸３０２に、前記中心軸３０２に直交
する方向に押圧するリング状のベルト３０３が巻つけら
れ、ベルト３０３の他端に円筒状のプリー３０６が当接
している。In the rotary drive unit of FIG. 25, the rotary drive unit 3
A ring-shaped belt 303 that presses in a direction perpendicular to the central axis 302 is wound around a central axis 302 supported by an arbitrary bearing 01 (internal detailed configuration is omitted), and the other end of the belt 303 A cylindrical pulley 306 is in contact with.
【００１２】プリー３０６の中心には貫通穴（不図示）
が設けられ、軸３０５が挿入されている。軸３０５は回
転駆動部３０１の中心軸３０２側の面に設けられた保持
部材３０４に固定されている。ベルト３０３は張力がか
けられている。これにより、中心軸３０２の振れ周りを
抑制している。A through hole (not shown) is formed in the center of the pulley 306.
Is provided and the shaft 305 is inserted. The shaft 305 is fixed to a holding member 304 provided on the surface of the rotation driving unit 301 on the side of the central shaft 302. The belt 303 is tensioned. This suppresses the swinging of the central shaft 302.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】従来の２軸駆動装置
は、それぞれ独立した軸周りの運動を２個の駆動装置に
より駆動していた。このため、それぞれのアクチュエー
タの配置によるスペースが大きく取られてしまい、装置
全体のシステムが大がかりなものとなってしまうという
問題点を有していた。又、２個の駆動装置間の位置調整
が困難であるという問題点もあった。In the conventional two-axis drive device, the independent movement about the axis is driven by the two drive devices. For this reason, there is a problem in that a large space is taken due to the arrangement of each actuator, and the system of the entire device becomes large-scale. There is also a problem that it is difficult to adjust the position between the two driving devices.
【００１４】本発明の第１の目的は、装置全体が小型軽
量であり、駆動装置間の位置調整が不要の１組のユニッ
トで同時に２軸方向の駆動が可能な２軸駆動装置の提供
にある。A first object of the present invention is to provide a two-axis drive device in which the entire device is small and lightweight, and a set of units which does not require position adjustment between the drive devices can simultaneously drive in two axial directions. is there.
【００１５】従来の回転駆動装置のうち、図２３に示す
回転駆動装置では、摺動軸受けにより回転中心軸を支持
する方法を用いているが、この方法は軸受け内輪と中心
軸との隙間によりガタを生じ、中心軸の振れ周りが大き
くなり正確な回転位置決めが難しいという問題点があっ
た。Of the conventional rotary drive devices, the rotary drive device shown in FIG. 23 uses a method of supporting the rotation center shaft by a sliding bearing, but this method uses a gap between the inner ring of the bearing and the center shaft to cause backlash. However, there is a problem in that the swing around the central axis becomes large and accurate rotational positioning is difficult.
【００１６】又、図２４に示す回転駆動装置では、２個
の玉軸受けの一方を回転駆動部と隙間を持って支持して
いるが、この方法は前記隙間分の振れ周りが生じる。こ
れに対して前記隙間を除去し、接着等の方法で軸受けを
筐体に固定する方法もあるが、この方法でも玉軸受けの
内輪・ボール・外輪によるガタにより微少な軸の振れ周
りが生じるという問題点があった。Further, in the rotary drive device shown in FIG. 24, one of the two ball bearings is supported with a gap with the rotary drive part, but in this method, a swing around the gap occurs. On the other hand, there is also a method of removing the gap and fixing the bearing to the housing by a method such as adhesion, but in this method as well, it is said that a slight shaft whirling occurs due to backlash caused by the inner ring, balls, and outer ring of the ball bearing There was a problem.
【００１７】又、図２５に示す回転駆動装置では、中心
軸の振れ周りをベルト等により接触式で強制的に抑制す
る場合には、軸の振れ周りは充分に抑制可能であるが、
ベルト等の接触部の形状により中心軸が振れてしまう。
更に装置が大型化してくるという問題点があった。Further, in the rotary drive device shown in FIG. 25, when the swing around the central axis is forcibly restrained by a contact type with a belt or the like, the swing around the axis can be sufficiently restrained.
The center axis is swung due to the shape of the contact portion such as the belt.
Further, there is a problem that the device becomes larger.
【００１８】以上のように従来の回転駆動装置では、超
高精度な回転角度決めを行なうのが大変困難であった。As described above, in the conventional rotary drive device, it has been very difficult to determine the rotation angle with extremely high accuracy.
【００１９】本発明の第２の目的は、軸受けの回転時の
クリアランスを除去し、軸振れのない高精度な回転駆動
が可能な回転駆動装置の提供にある。A second object of the present invention is to provide a rotary drive device capable of removing a clearance at the time of rotation of a bearing and performing a highly accurate rotary drive without shaft shake.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明の２軸駆動装置
は、（１−１）駆動対象物に対して電磁駆動用のコイル
群と、定状的に磁束を発生せしめる磁石と、前記駆動対
象物を弾性的に支持する弾性支持部材と、前記駆動対象
物の所定の１軸方向の動きを規制するための支持部とを
用いて該駆動対象物を２軸方向に駆動させ、かつ前記電
磁駆動用のコイル群は４方にそれぞれ配された４個又は
４の整数倍のコイルを有することを特徴としている。A biaxial drive device of the present invention comprises: (1-1) a group of coils for electromagnetic drive with respect to an object to be driven, a magnet for generating a magnetic flux in a regular manner, and the drive. An elastic support member that elastically supports the target object and a support portion for restricting the movement of the target object in the predetermined uniaxial direction are used to drive the target object in the two axial directions, and The electromagnetic drive coil group is characterized by having four or four multiples of coils arranged in four directions.
【００２１】特に、（１−１−１）前記固定磁石の発生
する磁束を集約し外部への漏洩を遮断するための強磁性
体から成る可動ヨークと、前記固定磁石の発生する磁束
を集約し外部への漏洩を遮断するための強磁性体から成
る固定ヨークとを有し、前記磁石は固定磁石で所定の方
向に磁化されており、それぞれのコイルは略直交する所
定の２平面上に連続して巻き線せられており、このとき
各コイルは所定の１つの平面を共通にしており、前記固
定ヨークにより１面を除いた全ての面を包み込むように
配設されており、該固定磁石及び固定ヨークの本体中央
部に貫通穴を有し、前記貫通穴に強磁性体から成る前記
支持部としての支持ピンが挿入され、前記駆動対象物を
点支持していること。In particular, (1-1-1) a movable yoke made of a ferromagnetic material for concentrating the magnetic flux generated by the fixed magnet to block leakage to the outside, and concentrating the magnetic flux generated by the fixed magnet. A fixed yoke made of a ferromagnetic material for blocking leakage to the outside, the magnet is magnetized in a predetermined direction by the fixed magnet, and each coil is continuous on two substantially orthogonal predetermined planes. And each coil has a predetermined plane in common, and is arranged so as to wrap all surfaces except one surface by the fixed yoke. And a through hole formed in the center of the main body of the fixed yoke, and a support pin made of a ferromagnetic material serving as the support portion is inserted into the through hole to point-support the driven object.
【００２２】（１−１−２）前記駆動対象物を保持する
保持部には強磁性体から成る可動ヨークが配設され、前
記磁石の吸引力により前記支持部に押圧されていること
等を特徴としている。(1-1-2) A movable yoke made of a ferromagnetic material is arranged in the holding portion for holding the driven object, and the movable yoke is pressed against the supporting portion by the attractive force of the magnet. It has a feature.
【００２３】（１−２）駆動対象物に対して電磁駆動用
のコイル群と、定状的に磁束を発生せしめる固定磁石
と、前記固定磁石の発生する磁束を集約し外部への漏洩
を遮断するための強磁性体から成る固定ヨークと、前記
駆動対象物を弾性的に支持する弾性支持部材と、前記駆
動対象物の所定の１軸方向の動きを規制するための支持
ピンとを用いて該駆動対象物を２軸方向に駆動させる２
軸駆動装置において、前記電磁駆動用のコイル群は４個
又は４の整数倍のコイルから構成されており、それぞれ
のコイルは略直交する所定の２平面上に連続して巻き線
せられており、このとき各コイルは所定の１つの平面を
共通にしており、かつ各コイルは９０度ずつ位相を持つ
よう配設されたことを特徴としている。(1-2) A group of coils for electromagnetic driving with respect to the object to be driven, a fixed magnet for generating a magnetic flux in a regular manner, and a magnetic flux generated by the fixed magnet are integrated to block leakage to the outside. A fixed yoke made of a ferromagnetic material, an elastic support member for elastically supporting the driven object, and a support pin for restricting a predetermined one-axis movement of the driven object. Drive the driven object in two axial directions 2
In the shaft drive device, the electromagnetic drive coil group is composed of four or a multiple of four coils, and each coil is continuously wound on two predetermined orthogonal planes. At this time, each coil has one predetermined plane in common, and each coil is arranged so as to have a phase of 90 degrees.
【００２４】特に、（１−２−１）前記磁束を発生せし
める固定磁石はドーナツ状に形成されており、かつ前記
電磁駆動用のコイル群と対向する面を４分割するように
Ｎ，Ｓ極が交互に配設された４極の磁石より成り、前記
電磁駆動用のコイル群と対向する面の反対側の面に強磁
性体から成る固定ヨークが配設されており、該固定磁石
及び該固定ヨークは本体中央部に貫通穴を有し、前記貫
通穴に前記支持ピンが挿入されていること。In particular, (1-2-1) the fixed magnet for generating the magnetic flux is formed in a donut shape, and the surface facing the coil group for electromagnetic driving is divided into four parts, that is, N and S poles. Are arranged alternately, and a fixed yoke made of a ferromagnetic material is arranged on the surface opposite to the surface facing the coil group for electromagnetic drive. The fixed yoke has a through hole at the center of the main body, and the support pin is inserted into the through hole.
【００２５】（１−２−２）前記駆動対象物を保持する
保持部に角度計測用の反射ミラーを設け、前記固定ヨー
ク側に光源と光位置検出素子を設けて、前記保持部の２
軸周りの回転角度を検出すること等を特徴としている。(1-2-2) An angle-measuring reflection mirror is provided in a holding portion for holding the driven object, and a light source and an optical position detecting element are provided on the fixed yoke side.
It is characterized by detecting the rotation angle around the axis.
【００２６】（１−３）第１反射ミラー及び第２の反射
ミラーを上下両面に保持する略矩型のボビンと、前記ボ
ビンの反射ミラーを保持する面とは直交する４面に一体
的に配設された４個のコイルとから成る可動部と、前記
可動部を前記第１反射ミラーの反射面内の２軸周りに回
動可能に支持する支持部と、前記４個のコイルに対向す
る位置に２極に磁化された磁石を配した磁界発生部と、
前記磁界発生部を保持する固定部とを有し、前記可動部
を前記支持部を介して包含するように前記固定部を配設
し、前記固定部に光源と２次元受光素子とを有する検出
手段を設け、該光源からの光束を前記第２反射ミラーに
投光し、該第２反射ミラーからの反射光束を２次元受光
素子で受光し、該２次元受光素子からの信号を用いて該
可動部の２軸周りに関する回転角度を検出していること
を特徴としている。(1-3) A substantially rectangular bobbin for holding the first reflecting mirror and the second reflecting mirror on both upper and lower surfaces and four surfaces orthogonal to the surface of the bobbin holding the reflecting mirror are integrally formed. A movable part composed of four coils arranged, a support part for rotatably supporting the movable part around two axes in the reflection surface of the first reflection mirror, and a part facing the four coils. A magnetic field generator having a magnet magnetized in two poles at a position
A fixed part for holding the magnetic field generation part, the fixed part is arranged so as to include the movable part via the support part, and the fixed part has a light source and a two-dimensional light receiving element. Means is provided, the luminous flux from the light source is projected onto the second reflecting mirror, the reflected luminous flux from the second reflecting mirror is received by a two-dimensional light receiving element, and the signal from the two-dimensional light receiving element is used to It is characterized in that the rotation angle about the two axes of the movable part is detected.
【００２７】特に、（１−３−１）前記コイルは略円形
状に巻き線されていることを特徴としている。In particular, (1-3-1) the coil is characterized by being wound into a substantially circular shape.
【００２８】本発明の回動駆動装置は、（１−４）回転
軸と、該回転軸を回動支持する軸受けと、前記軸受けを
保持する筐体と、磁石と、コイルを有する構成により電
磁駆動する回転駆動装置において、前記回転軸に円筒状
の略放射状に磁化された第１の磁石を有し、前記筐体に
円筒状の略放射状に磁化された第２の磁石を有し、前記
回転軸に取り付けられた第１の磁石と、前記筐体に取り
付けられた第２の磁石とが互いに対向して配設されたこ
とを特徴としている。The rotary drive device of the present invention has (1-4) a rotating shaft, a bearing for rotatingly supporting the rotating shaft, a housing for holding the bearing, a magnet, and a coil. In the rotation drive device for driving, the rotating shaft has a cylindrical first magnet magnetized substantially radially, and the housing has a cylindrical second magnet magnetized substantially radially, The first magnet attached to the rotating shaft and the second magnet attached to the casing are arranged to face each other.
【００２９】特に、（１−４−１）前記回転軸に円筒状
の強磁性体を有し、前記筐体に円筒状の略放射状に磁化
された磁石を有し、前記回転軸に取り付けられた強磁性
体と、前記筐体に取り付けられた磁石が対向して配設さ
れたこと。In particular, (1-4-1) the rotating shaft has a cylindrical ferromagnetic body, and the housing has a cylindrical magnet magnetized substantially radially, and is attached to the rotating shaft. The ferromagnetic material and the magnet attached to the casing are arranged so as to face each other.
【００３０】（１−４−２）前記回転軸に円筒状の略放
射状に磁化された磁石を有し、前記筐体に円筒状の強磁
性体を有し、前記回転軸に取り付けられた磁石と、前記
筐体に取り付けられた強磁性体が対向して配設されたこ
と。(1-4-2) A magnet attached to the rotating shaft, the rotating shaft having a cylindrical magnet magnetized substantially radially, and the housing having a cylindrical ferromagnetic material. And the ferromagnetic material attached to the casing is disposed so as to face each other.
【００３１】（１−４−３）前記回転軸に設けられた略
円筒状の磁石又は強磁性体の外周長が、前記筐体に設け
られた略円筒状の磁石又は強磁性体の内周より長いこ
と。(1-4-3) The outer peripheral length of the substantially cylindrical magnet or ferromagnetic body provided on the rotating shaft is the inner circumference of the substantially cylindrical magnet or ferromagnetic body provided on the casing. Longer.
【００３２】（１−４−４）前記回転軸に設けられた略
円筒状の磁石又は強磁性体の外周長が、前記筐体に設け
られた略円筒状の磁石又は強磁性体の内周より短いこと
等を特徴としている。(1-4-4) The outer circumferential length of the substantially cylindrical magnet or ferromagnetic material provided on the rotating shaft is the inner circumference of the substantially cylindrical magnet or ferromagnetic material provided on the casing. It is characterized by being shorter.
【００３３】[0033]
【実施例】図１（Ａ）は本発明の２軸駆動装置の実施例
１の要部正面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ断面
図、図２は図１の分解斜視図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1A is a front view of a main portion of a first embodiment of a biaxial drive device according to the present invention, FIG. 1B is a sectional view taken along line AA of FIG. 1A, and FIG. FIG.
【００３４】図中、１は駆動対象物としての反射ミラ
ー、２は反射ミラー１を支持する弾性支持部材としての
ジンバルバネであり、図１（Ａ）中で平面内のズレを規
制している。４（４ａ，４ｂ）及び１０（１０ａ，１０
ｂ）は、低抵抗値の線材を略矩形状に複数回巻き線した
電磁駆動用のコイルであり、その一辺が略直角に折り曲
げられており、互いに向き合って組とし２組以上配設さ
れている。コイル４，１０の総数は４の整数倍より成っ
ている。In the figure, reference numeral 1 is a reflecting mirror as an object to be driven, and 2 is a gimbal spring as an elastic supporting member for supporting the reflecting mirror 1, which regulates a displacement in a plane in FIG. 1 (A). 4 (4a, 4b) and 10 (10a, 10
b) is a coil for electromagnetic drive in which a wire having a low resistance value is wound a plurality of times in a substantially rectangular shape, one side of which is bent at a substantially right angle, and two or more sets are provided as a set facing each other. There is. The total number of coils 4, 10 is an integral multiple of four.
【００３５】又、コイルは直交する２平面（ＸＺ面とＸ
Ｙ面）に連続して巻き線せられており、各コイルはＸＹ
面を共通に、かつ各コイルは９０度ずつ位相を持つよう
に配設している。The coils are two planes orthogonal to each other (XZ plane and X plane).
(Y plane) is continuously wound, and each coil is XY
The surfaces are arranged in common and each coil is arranged so as to have a phase of 90 degrees.
【００３６】５は固定磁石である。１５は強磁性体から
なるムービングヨーク（可動ヨーク）であり、固定磁石
５の発生する磁束を集約し、外部への漏洩を遮断してい
る。Reference numeral 5 is a fixed magnet. Reference numeral 15 denotes a moving yoke (movable yoke) made of a ferromagnetic material, which concentrates the magnetic flux generated by the fixed magnet 5 and blocks leakage to the outside.
【００３７】３はボビンであり、中心に貫通穴３ａを有
しており、反射ミラー１・ジンバルバネ２・コイル４，
１０・ムービングヨーク１５等を保持している。６は強
磁性体から成る固定ヨークであり、固定磁石５の発生す
る磁束の漏洩を防ぎ、所定の方向の磁束密度を強めてい
る。Reference numeral 3 is a bobbin, which has a through hole 3a in the center thereof, and includes a reflection mirror 1, a gimbal spring 2, a coil 4,
10. Holds the moving yoke 15 and the like. A fixed yoke 6 made of a ferromagnetic material prevents leakage of the magnetic flux generated by the fixed magnet 5 and strengthens the magnetic flux density in a predetermined direction.
【００３８】固定磁石５と固定ヨーク６には貫通穴が設
けられている。７は筐体であり、底部の中央に穴が設け
られている。１１は中心部に反射ミラー１より大きな径
の穴を有する蓋である。８は支持ピンであり、各部品の
貫通穴に挿入し、反射ミラー１の背面に当接している。
ジンバルバネ２は、反射ミラー１を弾性的に支持してい
る。Through holes are provided in the fixed magnet 5 and the fixed yoke 6. Reference numeral 7 denotes a housing, which has a hole at the center of the bottom. Reference numeral 11 is a lid having a hole with a diameter larger than that of the reflection mirror 1 in the central portion. Reference numeral 8 denotes a support pin, which is inserted into the through hole of each component and is in contact with the back surface of the reflection mirror 1.
The gimbal spring 2 elastically supports the reflection mirror 1.
【００３９】尚、ジンバルバネ２はバネ性の材料で成型
されており、図中のＸ軸及びＹ軸周りの回動を支持し、
Ｘ方向，Ｙ方向の変位が抑制されている。又、Ｚ軸方向
の変位は支持ピン８と、ボビン３に保持されたムービン
グヨーク１５と固定磁石５による吸引力によって規制さ
れている。Ｚ軸周りの規制は、前記ジンバルバネ２の形
状から抑制されている。The gimbal spring 2 is made of a spring material and supports the rotation around the X axis and the Y axis in the figure.
Displacement in the X and Y directions is suppressed. Further, the displacement in the Z-axis direction is restricted by the support pin 8, the moving yoke 15 held by the bobbin 3, and the attraction force by the fixed magnet 5. The regulation around the Z axis is suppressed by the shape of the gimbal spring 2.
【００４０】図３は、図１の固定磁石５・固定ヨーク６
・ムービングヨーク１５による磁束の説明図である。FIG. 3 shows the fixed magnet 5 and the fixed yoke 6 of FIG.
FIG. 6 is an explanatory diagram of magnetic flux generated by the moving yoke 15.
【００４１】図３において、固定磁石５は外形が円筒状
で端面が球状にえぐられている。図中、Ｚ方向に磁化さ
れている。固定磁石５の上面を除いた全ての面を包むよ
うに電磁軟鉄・パーメンジュール等の強磁性体から成る
固定ヨーク６が形成されており、固定磁石５の外部への
漏洩磁界を保持している。In FIG. 3, the fixed magnet 5 has a cylindrical outer shape and a spherical end surface. In the figure, it is magnetized in the Z direction. A fixed yoke 6 made of a ferromagnetic material such as electromagnetic soft iron or permendur is formed so as to cover all surfaces of the fixed magnet 5 except the upper surface, and holds the leakage magnetic field to the outside of the fixed magnet 5. .
【００４２】又、ボビン（不図示）に配設されたムービ
ングヨーク１５が前記固定磁石５の開口部に対向するよ
うに配設されている。ムービングヨーク１５は固定磁石
５の発生する磁束を集中させる役割と外部への漏洩磁界
を遮断している。A moving yoke 15 arranged on a bobbin (not shown) is arranged so as to face the opening of the fixed magnet 5. The moving yoke 15 has a role of concentrating the magnetic flux generated by the fixed magnet 5 and a leakage magnetic field to the outside.
【００４３】本実施例では以上の構成により、固定磁石
５から発生する総磁束が略Ｚ方向に平行な方向に形成さ
れるようにしている。In the present embodiment, with the above configuration, the total magnetic flux generated from the fixed magnet 5 is formed in the direction substantially parallel to the Z direction.
【００４４】図４は図１の一方のコイル４ａの要部概略
図である。FIG. 4 is a schematic view of a main part of one coil 4a of FIG.
【００４５】同図において、４ｃはリード線の引き出し
線である。扁平なロの字型に巻き線されたコイル４ａを
成形固着後、同図右側に示すように略直角に折り曲げ
る。これを略正方形の底面を持つボビン（図示せず）の
各辺に沿うように固定し、前記固定磁石５等の発生する
所定の方向の磁束に交差させることによってＸ，Ｙ各方
向にボビンを駆動している。In the figure, reference numeral 4c is a lead wire. After the coil 4a wound in a flat square shape is fixed by molding, it is bent at a substantially right angle as shown in the right side of the figure. The bobbin is fixed along each side of a bobbin (not shown) having a substantially square bottom surface, and intersects the magnetic flux in a predetermined direction generated by the fixed magnet 5 or the like to move the bobbin in each of the X and Y directions. It is driving.
【００４６】図５は本実施例において、反射ミラー１を
Ｙ方向に駆動させたときの要部断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part when the reflecting mirror 1 is driven in the Y direction in this embodiment.
【００４７】本実施例では以上のように各要素を設定す
ることにより、駆動対象物としての反射ミラー１を１組
の磁気回路系により２軸方向に同時に高精度に駆動制御
している。In the present embodiment, by setting each element as described above, the reflection mirror 1 as a driving object is simultaneously driven with high precision in two axial directions by one set of magnetic circuit system.
【００４８】図６は本発明の２軸駆動装置の実施例２の
分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view of Embodiment 2 of the biaxial drive device of the present invention.
【００４９】同図において、２１は駆動対象物としての
反射ミラー、２２は弾性支持部材としてのジンバルバ
ネ、３１はムービングヨーク（可動ヨーク）、２３はボ
ビン、２４ａはＸ軸方向駆動用コイル、２４ｂはＹ軸方
向駆動用コイル、２５は固定磁石、２６は固定ヨーク、
２８は支持ピンである。尚、筐体・蓋は図示していな
い。In the figure, 21 is a reflecting mirror as a drive target, 22 is a gimbal spring as an elastic support member, 31 is a moving yoke (movable yoke), 23 is a bobbin, 24a is an X-axis direction driving coil, and 24b is 24b. Y-axis direction driving coil, 25 is a fixed magnet, 26 is a fixed yoke,
28 is a support pin. The case and lid are not shown.
【００５０】本実施例の駆動方法及び効果は、図１の実
施例１と同様である。The driving method and effects of this embodiment are similar to those of the first embodiment shown in FIG.
【００５１】図８は本発明の２軸駆動装置の実施例３の
分解斜視図、図９は図８の一部分の説明図である。FIG. 8 is an exploded perspective view of a third embodiment of the biaxial drive device of the present invention, and FIG. 9 is an explanatory view of a part of FIG.
【００５２】図中、３１は駆動対象物としての反射ミラ
ー、３２は反射ミラー１を支持する弾性支持部材として
のジンバルバネであり、図中で平面内のズレを規制して
いる。３３（３３ａ，３３ｂ）と３９（３９ａ，３９
ｂ）は、低抵抗値の線材を略矩形状に複数回巻き線した
電磁駆動用のコイルであり、その一辺が略直角に折り曲
げられており、互いに向き合って組とし２組以上配設さ
れている。コイル３３，３９の総数は４の整数倍より成
っている。In the figure, 31 is a reflecting mirror as an object to be driven, and 32 is a gimbal spring as an elastic supporting member for supporting the reflecting mirror 1, which regulates the deviation in the plane. 33 (33a, 33b) and 39 (39a, 39)
b) is a coil for electromagnetic drive in which a wire having a low resistance value is wound a plurality of times in a substantially rectangular shape, one side of which is bent at a substantially right angle, and two or more sets are provided as a set facing each other. There is. The total number of coils 33, 39 is an integral multiple of four.
【００５３】又、コイル３３，３９は直交する２平面
（ＸＺ面とＸＹ面）に連続して巻き線せられており、各
コイルはＸＹ面を共通に、かつ各コイルは９０度ずつ位
相を持つように配設している。The coils 33 and 39 are continuously wound on two orthogonal planes (XZ plane and XY plane), each coil has a common XY plane, and each coil has a phase of 90 degrees. It is arranged to have.
【００５４】３４は固定磁石である。３８はボビンであ
り、中心に貫通穴３８ａを有しており、反射ミラー３１
・ジンバルバネ３２・コイル３３，３９等を保持してい
る。３５は強磁性体から成る固定ヨークであり、固定磁
石３４の発生する磁束の漏洩を防ぎ、所定の方向の磁束
密度を強めている。Reference numeral 34 is a fixed magnet. Reference numeral 38 denotes a bobbin, which has a through hole 38a at the center thereof,
-Holds gimbal spring 32, coils 33, 39, etc. A fixed yoke 35 made of a ferromagnetic material prevents leakage of the magnetic flux generated by the fixed magnet 34 and strengthens the magnetic flux density in a predetermined direction.
【００５５】固定磁石３４と固定ヨーク３５には貫通穴
が設けられている。３６は筐体であり、底部の中央に穴
が設けられている。３７は支持ピンであり、各部品の貫
通穴に挿入し、反射ミラー３１の背面に当接している。
ジンバルバネ３２は、反射ミラー３１を弾性的に支持し
ている。Through holes are provided in the fixed magnet 34 and the fixed yoke 35. Reference numeral 36 denotes a housing, which has a hole at the center of the bottom. Reference numeral 37 is a support pin, which is inserted into the through hole of each component and is in contact with the back surface of the reflection mirror 31.
The gimbal spring 32 elastically supports the reflection mirror 31.
【００５６】固定磁石３４は略円筒状に成形されてお
り、磁界は４分割されてＮ，Ｓ極が交互に配置されてい
る。強磁性体から成る固定ヨーク３５を１面に配してい
る。これにより、発生する磁束は図９に示すように各極
同士を結ぶように磁気回路を形成している。The fixed magnet 34 is formed into a substantially cylindrical shape, and the magnetic field is divided into four and the N and S poles are alternately arranged. A fixed yoke 35 made of a ferromagnetic material is arranged on one surface. As a result, the generated magnetic flux forms a magnetic circuit so that the poles are connected to each other as shown in FIG.
【００５７】このように本実施例の固定磁石３４は、ド
ーナツ状に形成されており、電磁駆動用のコイル群（３
３，３９）と対向する面を４分割するようにＮ，Ｓ極が
交互に配設された４極の磁石より成っている。As described above, the fixed magnet 34 of the present embodiment is formed in a donut shape, and the electromagnetic drive coil group (3
(3, 39) is composed of a four-pole magnet in which N and S poles are alternately arranged so as to divide the surface facing the other side into four.
【００５８】そして電磁駆動用のコイル群（３３，３
９）の面の反対側の面に強磁性体から成る固定ヨーク３
５が配設している。固定磁石３４及び固定ヨーク３５の
本体中央部には貫通穴が設けられている。そしてこの貫
通穴に強磁性体から成る支持ピン３７が挿入され、反射
ミラー３１を点支持している。Then, a coil group for electromagnetic drive (33, 3
A fixed yoke 3 made of a ferromagnetic material on the surface opposite to the surface of 9).
5 are arranged. A through hole is provided in the central portion of the main body of the fixed magnet 34 and the fixed yoke 35. A support pin 37 made of a ferromagnetic material is inserted into the through hole to point-support the reflection mirror 31.
【００５９】本実施例では以上のように各要素を設定す
ることにより、駆動対象物としての反射ミラー３１を１
組の磁気回路系により２軸方向に同時に高精度に駆動制
御している。In the present embodiment, by setting each element as described above, the reflection mirror 31 as the driving object is set to 1
A pair of magnetic circuit systems drive and control the motor in two axes simultaneously with high precision.
【００６０】図１０は本発明の２軸駆動装置の実施例４
の要部断面図、図１１は図１０の要部平面図である。FIG. 10 shows a biaxial drive device according to a fourth embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view of the main part of FIG. 11, and FIG. 11 is a plan view of the main part of FIG.
【００６１】図中、４１は駆動用のコイルである。コイ
ル４１は図１２に示すように、略円形状に巻き線されて
いる。In the figure, reference numeral 41 is a driving coil. As shown in FIG. 12, the coil 41 is wound in a substantially circular shape.
【００６２】本実施例では、このコイル４１が（中心軸
を対称に）４個（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ）使
用されている。In this embodiment, four coils 41 (41a, 41b, 41c, 41d) are used (symmetrically about the central axis).
【００６３】４２は磁石ユニット（磁界発生部）であ
り、コイル４１に磁束を供給している。磁石ユニット４
２は図１３に示すように、２個の磁石４３，４４を極性
を逆にして配置している。この際、磁石４３，４４は一
体に成形されていても良い。Reference numeral 42 is a magnet unit (magnetic field generator), which supplies magnetic flux to the coil 41. Magnet unit 4
No. 2, as shown in FIG. 13, two magnets 43 and 44 are arranged with their polarities reversed. At this time, the magnets 43 and 44 may be integrally formed.
【００６４】磁石４３，４４は電磁軟鉄等の強磁性体か
ら成るヨーク４５に貼り付けられている。これにより、
磁束は図示するように半閉回路を形成する。磁石４３，
４４・ヨーク４５は磁石ユニット４２の一要素を構成し
ている。The magnets 43 and 44 are attached to a yoke 45 made of a ferromagnetic material such as electromagnetic soft iron. This allows
The magnetic flux forms a semi-closed circuit as shown. Magnet 43,
44 and the yoke 45 form one element of the magnet unit 42.
【００６５】４６はボビンであり、２軸周りに回動可能
な支持部５６を介して磁石ユニット４２に支持されてい
る。５２は固定部であり、磁石ユニット４２を保持して
いる。Reference numeral 46 denotes a bobbin, which is supported by the magnet unit 42 via a support portion 56 which is rotatable about two axes. Reference numeral 52 is a fixed portion, which holds the magnet unit 42.
【００６６】図１４は４つのコイル４１と４つの磁石ユ
ニット４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ）そして
ボビン４６の配置を示す概略図である。FIG. 14 is a schematic view showing the arrangement of the four coils 41, the four magnet units 42 (42a, 42b, 42c, 42d) and the bobbin 46.
【００６７】ボビン４６は略直方体形状をなしており、
上面には第１の反射ミラー４７を、下面には測角用の第
２の反射ミラー５２を配設している。ボビン４６には他
に４つのコイル４１を４つの側面に各々配設している。
ボビン４６・コイル４１・第１の反射ミラー４７そして
第２の反射ミラー５２は、可動部の一要素を構成してい
る。The bobbin 46 has a substantially rectangular parallelepiped shape,
A first reflection mirror 47 is arranged on the upper surface, and a second reflection mirror 52 for angle measurement is arranged on the lower surface. The bobbin 46 also has four coils 41 arranged on four side surfaces.
The bobbin 46, the coil 41, the first reflection mirror 47, and the second reflection mirror 52 constitute one element of the movable part.
【００６８】４６は第１の反射ミラー４７の反射面をＸ
Ｙ平面としたときのＸ，Ｙ軸周りに回動可能に支持され
ている（図示せず）。磁石ユニット４２は前記ボビン４
６に配設されたコイル４１に対向する位置に所定の間隔
をもって図示するように配設されている。Reference numeral 46 designates the reflecting surface of the first reflecting mirror 47 as X.
It is rotatably supported around the X and Y axes when it is a Y plane (not shown). The magnet unit 42 is the bobbin 4
6 are arranged at a position facing the coil 41 arranged in FIG.
【００６９】ボビン４６が２方向に同時に駆動される場
合に、前記コイル形状が略円形状であるため、１方向に
回動しても、もう一方のコイルはコイル中心周りに回動
しているため、安定的な駆動トルクを発生する。When the bobbin 46 is simultaneously driven in two directions, the coil shape is substantially circular, but even if the bobbin 46 rotates in one direction, the other coil rotates around the coil center. Therefore, stable drive torque is generated.
【００７０】ＰＬは反射ミラー４７の測角用の光源部で
ある。光源部ＰＬは図１５に示すように、半導体レーザ
・ＬＥＤ等の光源４８と光源４８からの光を制限するピ
ンホール板５３とピンホール板５３を通過した拡散光を
略平行光に成形するコリメータレンズ５５とを有してい
る。PL is a light source section for measuring the angle of the reflection mirror 47. As shown in FIG. 15, the light source unit PL includes a light source 48 such as a semiconductor laser and an LED, a pinhole plate 53 that limits light from the light source 48, and a collimator that shapes diffused light that has passed through the pinhole plate 53 into substantially parallel light. And a lens 55.
【００７１】ＰＤは第１の反射ミラー４７の測角用の受
光部である。受光部ＰＤは図１６に示すように、エリア
センサ５１とエリアセンサ５１に任意の角度をもって入
射する光束をエリアセンサ５１面に対して垂直に入射す
るよう成形するレンズ５５とを有している。エリアセン
サ５１は照射される光の重心位置に応じてＸＹ座標の値
を出力する。PD is a light receiving portion for the angle measurement of the first reflecting mirror 47. As shown in FIG. 16, the light receiving portion PD has an area sensor 51 and a lens 55 that molds a light beam that is incident on the area sensor 51 at an arbitrary angle so as to be incident perpendicularly to the surface of the area sensor 51. The area sensor 51 outputs XY coordinate values according to the position of the center of gravity of the emitted light.
【００７２】光源部ＰＬと受光部ＰＤより検出手段を構
成している。The light source portion PL and the light receiving portion PD constitute a detecting means.
【００７３】５６は支持部である。支持部５６は軸と可
動部と固定ガイド５７より構成している。支持部５６の
中心と４つのコイル４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの
中心とを略一致させている。Reference numeral 56 is a supporting portion. The support portion 56 includes a shaft, a movable portion, and a fixed guide 57. The center of the support portion 56 and the centers of the four coils 41a, 41b, 41c, 41d are substantially aligned.
【００７４】本実施例では、反射ミラー４７に２軸方向
に偏向せしめる光束４９を照射し、反射光５０を得る。
ボビン４６が前記した駆動手段によって回動すると反射
光５０は反射光５０ａと反射偏向される。これにより、
光束５０で対象面を２次元的に走査している。In the present embodiment, the reflection mirror 47 is irradiated with the light beam 49 which is deflected in the biaxial directions, and the reflected light 50 is obtained.
When the bobbin 46 is rotated by the driving means described above, the reflected light 50 is reflected and deflected by the reflected light 50a. This allows
The target surface is two-dimensionally scanned by the light flux 50.
【００７５】このとき、光源４８からの光束をピンホー
ル５３を通過させ、コリメータレンズ５４により略平行
光束とし、反射ミラー５２に入射させる。そして反射ミ
ラー５２で反射してきた光束をレンズ５５によりエリア
センサ５１面上に導光している。そしてエリアセンサ５
１面上への光束の入射点よりボビン４６即ち反射ミラー
４７の２軸方向の回動角度を検出している。At this time, the light beam from the light source 48 passes through the pinhole 53, is made into a substantially parallel light beam by the collimator lens 54, and is incident on the reflection mirror 52. The light flux reflected by the reflection mirror 52 is guided by the lens 55 onto the surface of the area sensor 51. And area sensor 5
The rotation angle of the bobbin 46, that is, the reflection mirror 47 in the biaxial direction is detected from the incident point of the light beam on one surface.
【００７６】図１７は本実施例の２軸駆動装置のフロー
チャートである。FIG. 17 is a flowchart of the biaxial drive device of this embodiment.
【００７７】はじめに目的となるＸＹ座標の値を入力す
る。これを２軸駆動装置系のボビン４６の振れ角度に換
算し、ボビン４６に設けられた各コイル４１に供給する
電流を算出する。この値によって２軸駆動装置の駆動回
路から電流が供給され、ボビン４６が所定の角度に移動
する。ボビン４６の移動に伴って、測角用の反射ミラー
５２が傾斜し、測角用の光源４８からの光束は偏向さ
れ、受光部ＰＤに照射される。受光部ＰＤからはその時
点のエリアセンサ５１内のＸＹ座標が出力され、これを
ボビン４６の角度に換算した後に前記角度入力へとフィ
ードバックしている。First, a target XY coordinate value is input. This is converted into the deflection angle of the bobbin 46 of the biaxial drive system, and the current supplied to each coil 41 provided on the bobbin 46 is calculated. With this value, current is supplied from the drive circuit of the biaxial drive device, and the bobbin 46 moves to a predetermined angle. With the movement of the bobbin 46, the angle-measuring reflection mirror 52 is tilted, the light flux from the angle-measuring light source 48 is deflected, and the light-receiving section PD is irradiated with the light. The light-receiving section PD outputs the XY coordinates in the area sensor 51 at that time, which is converted into the angle of the bobbin 46 and then fed back to the angle input.
【００７８】尚、本実施例のボビン４６の回動角度を検
出する為の光源部ＰＬと受光部ＰＤは、前述した実施例
１〜３にも同様に適用することができる。The light source unit PL and the light receiving unit PD for detecting the rotation angle of the bobbin 46 of this embodiment can be similarly applied to the above-described first to third embodiments.
【００７９】本実施例では以上のように各要素を設定す
ることにより、駆動対象物としての第１の反射ミラー４
７を２軸方向に高精度に駆動制御している。In the present embodiment, by setting the respective elements as described above, the first reflecting mirror 4 as the object to be driven is driven.
7 is controlled with high precision in the biaxial directions.
【００８０】特に、検出手段を設けることにより駆動対
象物の２方向の変位角度も同様に測定することができる
といった特長がある。In particular, by providing the detecting means, it is possible to similarly measure the displacement angles of the driven object in the two directions.
【００８１】図１８は本発明の回転駆動装置の実施例１
の要部断面図、図１９（Ａ），（Ｂ）・図２０は各々図
１８の一部分の説明図である。FIG. 18 is a first embodiment of the rotary drive device of the present invention.
19 (A), (B) and FIG. 20 are partial explanatory views of FIG. 18, respectively.
【００８２】筐体８１には玉軸受け８７の外輪８７ａが
接着固定されており、玉軸受け８７の内輪８７ｂは中心
軸（回転軸）８２に接着固定されている。外輪８７ａと
内輪８７ｂとの間には、転がり用のボール８７ｃが複数
個保持されており、これにより玉軸受け８７が軸受けの
役割を果たしている。An outer ring 87a of a ball bearing 87 is adhesively fixed to the housing 81, and an inner ring 87b of the ball bearing 87 is adhesively fixed to a central shaft (rotating shaft) 82. A plurality of rolling balls 87c are held between the outer ring 87a and the inner ring 87b, whereby the ball bearing 87 serves as a bearing.
【００８３】中心軸８２の他端には、玉軸受け８６が内
輪８６ｂを中心軸８２に接着固定することによって保持
されており、ボール８６ｃを介して外輪８６ａを回転可
能に保持している。外輪８６ａは筐体８１と微少な隙間
を持ち、摺動可能に支持されている。筐体８１の内側に
設けられた台座９１にバネ８８を配設し、前記玉軸受け
８６の外輪８６ａを軸方向に押圧する。At the other end of the central shaft 82, a ball bearing 86 is held by adhesively fixing the inner ring 86b to the central shaft 82, and rotatably holds the outer ring 86a via balls 86c. The outer ring 86a has a small gap with the housing 81 and is slidably supported. A spring 88 is arranged on a pedestal 91 provided inside the housing 81 to press the outer ring 86a of the ball bearing 86 in the axial direction.
【００８４】中心軸８２と玉軸受け８６の内輪８６ｂ及
び玉軸受け８７の内輪８７ｂは一体に構成されており、
結果的に玉軸受け８６，８７の軸方向の遊びを除去して
いる。８３は中心軸８２に固定された強磁性体より成る
可動弾性部材である。８４は磁石、８５は前記磁石８４
の漏れ磁束を遮断し、前記磁石８４の効率をあげるため
の強磁性体より成るヨークである。磁石８４は強磁性体
８５を介して筐体８１に配設されている。９０はコイ
ル、８９は磁石を示す。The central shaft 82, the inner ring 86b of the ball bearing 86 and the inner ring 87b of the ball bearing 87 are integrally formed,
As a result, the axial play of the ball bearings 86, 87 is eliminated. Reference numeral 83 is a movable elastic member fixed to the central axis 82 and made of a ferromagnetic material. 84 is a magnet, 85 is the magnet 84
Is a yoke made of a ferromagnetic material for blocking the leakage magnetic flux and increasing the efficiency of the magnet 84. The magnet 84 is arranged in the housing 81 via a ferromagnetic material 85. 90 is a coil and 89 is a magnet.
【００８５】図１９（Ａ），（Ｂ）は図１８の実施例１
の中心軸８２の押圧機構部を示す要部正面図と要部側面
図である。FIGS. 19A and 19B are the first embodiment of FIG.
FIG. 3 is a front view of a main part and a side view of the main part showing a pressing mechanism part of a central shaft 82 of FIG.
【００８６】同図においては、中心軸８２の側面に円筒
状の電磁軟鉄等の強磁性体で成形された可動磁性部材８
４が一体的に接着固定されている。可動磁性部材８３は
約数十度の範囲に形成されている。筐体（不図示）８１
には円筒状の所定の方向に磁化された磁石８４と磁石８
４に固定された強磁性体から成るヨーク８５とを可動磁
性部材８３の外周に対向する位置に保持・固定してい
る。In the figure, the movable magnetic member 8 formed on the side surface of the central shaft 82 by a ferromagnetic material such as a cylindrical electromagnetic soft iron.
4 are integrally bonded and fixed. The movable magnetic member 83 is formed within a range of about several tens of degrees. Case (not shown) 81
The magnet 84 and the magnet 8 magnetized in a predetermined direction are cylindrical.
The yoke 85 made of a ferromagnetic material and fixed to 4 is held and fixed at a position facing the outer circumference of the movable magnetic member 83.
【００８７】本実施例では中心軸８２に設けた円筒状の
磁性部材８３の外周長が筐体２１に設けた円筒状の磁石
８４の内周長よりも長く又は短くなるように設定してい
る。In this embodiment, the outer peripheral length of the cylindrical magnetic member 83 provided on the central shaft 82 is set to be longer or shorter than the inner peripheral length of the cylindrical magnet 84 provided on the housing 21. .
【００８８】本実施例では、磁性部材８３の外周長が磁
石８４の内周長よりも長くなるようにしている。In this embodiment, the outer peripheral length of the magnetic member 83 is longer than the inner peripheral length of the magnet 84.
【００８９】図２０は図１９（Ａ）の可動磁性部材８３
と磁石８４そしてヨーク８５の近傍の説明図である。FIG. 20 shows the movable magnetic member 83 of FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram of the vicinity of a magnet 84 and a yoke 85.
【００９０】磁石８４は図中矢印の方向に磁化されてお
り、磁石８４の背面にヨーク８５が配設されている。磁
石８４・ヨーク８５により発生される磁束は可動磁性部
材８３を吸引し、中心軸８２はＦ方向に押圧されてい
る。The magnet 84 is magnetized in the direction of the arrow in the figure, and the yoke 85 is arranged on the back surface of the magnet 84. The magnetic flux generated by the magnet 84 and the yoke 85 attracts the movable magnetic member 83, and the central shaft 82 is pressed in the F direction.
【００９１】本実施例は以上のように、中心軸の回転振
れを除去するために磁石・強磁性体を用いて中心軸を非
接触で押圧又は吸引することにより、軸受けの回転時の
クリアランスを除去し、軸振れのない高精度な回転駆動
装置を達成している。As described above, in this embodiment, in order to remove the rotational runout of the central axis, the central axis is pressed or sucked in a non-contact manner by using a magnet / ferromagnetic material, so that the clearance during rotation of the bearing is reduced. Achieving a highly accurate rotary drive device that eliminates shaft runout.
【００９２】図２１（Ａ），（Ｂ）は本発明の回転駆動
装置の実施例２の要部正面図と要部側面図である。同図
では主として中心軸８２の押圧機構部の近傍を示してい
る。21 (A) and 21 (B) are a front view and a side view of a main part of a second embodiment of the rotary drive device of the present invention. The figure mainly shows the vicinity of the pressing mechanism portion of the central shaft 82.
【００９３】同図においては中心軸８２の側面に放射状
に磁化された円筒状の２つの可動磁石７２個が所定の角
度をもって一体的に接着固定されている。ここで中心軸
８２は前記図１９中のヨーク８５、可動磁性部材８３と
同様に強磁性体で成形されている。可動磁石７２は約数
十度の範囲に形成されている。筐体（不図示）には所定
の方向に磁化された磁石７３と磁石７３に固定された強
磁性体から成るヨーク７４と可動磁石７２の外周に対向
する位置にそれぞれ保持・固定されている。In the same figure, two 72 radially magnetized cylindrical movable magnets are integrally bonded and fixed to the side surface of the central shaft 82 at a predetermined angle. Here, the central shaft 82 is formed of a ferromagnetic material like the yoke 85 and the movable magnetic member 83 in FIG. The movable magnet 72 is formed within a range of about several tens of degrees. A housing (not shown) holds and fixes a magnet 73 magnetized in a predetermined direction, a yoke 74 made of a ferromagnetic material fixed to the magnet 73, and a position facing the outer circumference of the movable magnet 72.
【００９４】図２２は図２１（Ａ）の可動磁石７２・磁
石７３そしてヨーク７４近傍の説明図である。FIG. 22 is an explanatory diagram of the vicinity of the movable magnet 72, the magnet 73 and the yoke 74 of FIG. 21 (A).
【００９５】本実施例では、中心軸８２に設けた円筒状
の可動磁石７２の外周長が筐体（不図示）に設けた円筒
状の磁石７３の内周長よりも長くなるようにしている。In this embodiment, the outer peripheral length of the cylindrical movable magnet 72 provided on the central shaft 82 is longer than the inner peripheral length of the cylindrical magnet 73 provided on the housing (not shown). .
【００９６】本実施例では同図に示すように、可動磁石
７２・磁石７３はそれぞれ図中矢印の方向に反発するよ
うに磁化されており、磁石７３の背面にヨーク７４が配
設されている。磁石７３・ヨーク７４により発生される
磁束と可動磁石７２により発生される磁束はそれぞれａ
の方向に反発力を発生し、両者の合力により中心軸８２
はｂの方向に反発し、中心軸８２を吸引し、中心軸８２
はＦ方向に押圧されている。In this embodiment, as shown in the figure, the movable magnet 72 and the magnet 73 are magnetized so as to repel each other in the direction of the arrow in the figure, and the yoke 74 is arranged on the back surface of the magnet 73. . The magnetic flux generated by the magnet 73 / yoke 74 and the magnetic flux generated by the movable magnet 72 are a
A repulsive force is generated in the direction of
Repels in the direction of b, attracts the central shaft 82,
Is pressed in the F direction.
【００９７】本実施例では以上のような構成により、図
２１の実施例１と同様の効果を得ている。In this embodiment, with the above structure, the same effect as that of the first embodiment shown in FIG. 21 is obtained.
【００９８】[0098]
【発明の効果】本発明によれば以上のように、一つのユ
ニットにより同時に２軸方向の駆動を可能とし、又その
装置外形は従来に比べて格段に小型軽量化を達成するこ
とが可能で、又従来の２個の２軸を用いた２軸駆動装置
のように各２軸の駆動装置間の位置調整が不要となり、
より簡易的な２軸駆動装置を達成することができる。As described above, according to the present invention, one unit can simultaneously drive in two axial directions, and the external shape of the device can be remarkably reduced in size and weight compared with the conventional one. Also, unlike the conventional two-axis drive device using two two-axis, position adjustment between the two-axis drive devices is unnecessary,
A simpler two-axis drive device can be achieved.
【００９９】又、２軸駆動と共に更に測角用の光源、セ
ンサを配すれば、これによって２方向の変位角度も同時
に測定可能な２軸駆動装置を達成することができる。Further, if a light source and a sensor for angle measurement are further provided in addition to the biaxial drive, a biaxial drive device capable of simultaneously measuring displacement angles in two directions can be achieved.
【０１００】又、本発明によれば以上のように、回転中
心軸に円筒状の略放射状に磁化された第１の磁石を配設
し、軸受けを保持する筐体に円筒状の略放射状に磁化さ
れた第２の磁石を配設し、前記回転中心軸に取り付けら
れた第１磁石と前記筐体に取り付けられた第２の磁石が
対向して配設させ非接触にて回転中心軸を押圧し、強制
的に中心軸の振れ周りを抑制することにより高精度な回
転駆動が可能な回転駆動装置を達成することができる。According to the present invention, as described above, the cylindrical first magnet magnetized in a substantially radial shape is arranged on the central axis of rotation, and the housing holding the bearing has a substantially cylindrical radial shape. A magnetized second magnet is arranged, and the first magnet attached to the rotation center axis and the second magnet attached to the housing are arranged so as to face each other, and the rotation center axis is not contacted. By pressing and forcibly suppressing the whirling of the central axis, it is possible to achieve a rotary drive device capable of highly accurate rotary drive.
【図１】 本発明の２軸駆動装置の実施例１の要部概
略図FIG. 1 is a schematic view of a main part of a biaxial drive device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の２軸駆動装置の実施例１の分解斜
視図FIG. 2 is an exploded perspective view of a biaxial drive device according to a first embodiment of the present invention.
【図３】 図１の一部分の説明図FIG. 3 is an explanatory view of a part of FIG.
【図４】 図１の一部分の説明図FIG. 4 is an explanatory view of a part of FIG.
【図５】 図１の２軸駆動装置を駆動したときの要部
概略図5 is a schematic view of a main part when the biaxial drive device of FIG. 1 is driven.
【図６】 本発明の２軸駆動装置の実施例２の要部概
略図FIG. 6 is a schematic view of a main part of a second embodiment of a biaxial drive device according to the present invention.
【図７】 従来の２軸駆動装置の要部概略図FIG. 7 is a schematic view of a main part of a conventional biaxial drive device.
【図８】 本発明の２軸駆動装置の実施例３の分解斜
視図FIG. 8 is an exploded perspective view of a biaxial drive device according to a third embodiment of the present invention.
【図９】 図８の一部分の説明図9 is an explanatory view of a part of FIG.
【図１０】 本発明の２軸駆動装置の実施例４の要部断
面図FIG. 10 is a cross-sectional view of the essential parts of Embodiment 2 of the biaxial drive device of the present invention.
【図１１】 本発明の２軸駆動装置の実施例４の要部平
面図FIG. 11 is a plan view of the essential portions of Embodiment 4 of the biaxial drive device of the present invention.
【図１２】 図１０の一部分の説明図12 is an explanatory diagram of a part of FIG.
【図１３】 図１０の一部分の説明図13 is an explanatory diagram of a part of FIG.
【図１４】 図１０の一部分の説明図14 is an explanatory diagram of a part of FIG.
【図１５】 図１０の一部分の説明図15 is an explanatory diagram of a part of FIG.
【図１６】 図１０の一部分の説明図16 is an explanatory diagram of a part of FIG.
【図１７】 本発明の２軸駆動装置の実施例４のフロー
チャートFIG. 17 is a flowchart of Embodiment 4 of the biaxial drive device of the present invention.
【図１８】 本発明の回転駆動装置の実施例１の要部断
面図FIG. 18 is a cross-sectional view of the essential parts of Embodiment 1 of the rotation drive device of the present invention.
【図１９】 図１８の一部分の説明図FIG. 19 is an explanatory diagram of a part of FIG.
【図２０】 図１８の一部分の説明図FIG. 20 is an explanatory diagram of a part of FIG.
【図２１】 本発明の回転駆動装置の実施例２の要部概
略図FIG. 21 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 2 of the rotation drive device of the present invention.
【図２２】 本発明の回転駆動装置の実施例２の要部平
面図FIG. 22 is a plan view of the essential portions of Embodiment 2 of the rotation drive device of the present invention.
【図２３】 従来の回転駆動装置の要部断面図FIG. 23 is a sectional view of a main part of a conventional rotary drive device.
【図２４】 従来の回転駆動装置の要部断面図FIG. 24 is a sectional view of a main part of a conventional rotary drive device.
【図２５】 従来の回転駆動装置の要部断面図FIG. 25 is a sectional view of a main part of a conventional rotary drive device.
１，３１ 反射ミラー ２，３２ ジンバルバネ ３，３８，４６ ボビン ４，３３，３９，４１ コイル ５，３４ 磁石 ６，３５ 固定ヨーク ７，３６ 筐体 ８，３７ 支持ピン ４２ 磁石ユニット ４７ 第１の反射ミラー ５２ 第２の反射ミラー ＰＬ 光源部 ＰＤ 受光部 ４８ 光源 ５３ ピンホール ５４ コリメータレンズ ５５ レンズ ５１ エリアセンサ ８２ 中心軸 ８３ 強磁性体部材 ８４ 磁界 ８５ ヨーク ８６，８７ 軸受け 1,31 Reflection mirror 2,32 Gimbal spring 3,38,46 Bobbin 4,33,39,41 Coil 5,34 Magnet 6,35 Fixed yoke 7,36 Housing 8,37 Support pin 42 Magnet unit 47 First reflection Mirror 52 Second reflection mirror PL Light source section PD Light receiving section 48 Light source 53 Pinhole 54 Collimator lens 55 Lens 51 Area sensor 82 Center axis 83 Ferromagnetic material member 84 Magnetic field 85 Yoke 86,87 Bearing
Claims (13)
群と、定状的に磁束を発生せしめる磁石と、前記駆動対
象物を弾性的に支持する弾性支持部材と、前記駆動対象
物の所定の１軸方向の動きを規制するための支持部とを
用いて該駆動対象物を２軸方向に駆動させ、かつ前記電
磁駆動用のコイル群は４方にそれぞれ配された４個又は
４の整数倍のコイルを有することを特徴とする２軸駆動
装置。1. A coil group for electromagnetically driving a driven object, a magnet for generating a magnetic flux in a regular manner, an elastic support member for elastically supporting the driven object, and the driven object. The target to be driven is driven in two axial directions by using a predetermined supporting portion for restricting the movement in one axial direction, and the electromagnetic driving coil groups are four or four respectively arranged in four directions. A biaxial drive device having a coil of an integral multiple of.
の漏洩を遮断するための強磁性体から成る可動ヨーク
と、前記磁石の発生する磁束を集約し外部への漏洩を遮
断するための強磁性体から成る固定ヨークとを有し、前
記磁石は固定磁石で所定の方向に磁化されており、それ
ぞれのコイルは略直交する所定の２平面上に連続して巻
き線せられており、このとき各コイルは所定の１つの平
面を共通にしており、前記固定ヨークにより１面を除い
た全ての面を包み込むように配設されており、該固定磁
石及び固定ヨークの本体中央部に貫通穴を有し、前記貫
通穴に強磁性体から成る前記支持部としての支持ピンが
挿入され、前記駆動対象物を点支持していることを特徴
とする請求項１の２軸駆動装置。2. A movable yoke made of a ferromagnetic material for concentrating the magnetic flux generated by the magnet and blocking leakage to the outside, and a movable yoke for concentrating the magnetic flux generated by the magnet and blocking leakage to the outside. A fixed yoke made of a ferromagnetic material, the magnet is magnetized in a predetermined direction by the fixed magnet, and each coil is continuously wound on two substantially orthogonal predetermined planes. At this time, each coil has one predetermined plane in common, and is arranged so as to wrap all surfaces except one surface by the fixed yoke, and penetrates the fixed magnet and the fixed yoke at the center of the main body. 2. The biaxial drive device according to claim 1, wherein the biaxial drive device has a hole, and a support pin made of a ferromagnetic material as the support part is inserted into the through hole to point-support the drive target.
磁性体から成る可動ヨークが配設され、前記磁石の吸引
力により前記支持部に押圧されていることを特徴とする
請求項１の２軸駆動装置。3. A movable yoke made of a ferromagnetic material is arranged in a holding portion for holding the driven object, and the movable yoke is pressed against the supporting portion by the attraction force of the magnet. 2-axis drive device.
群と、定状的に磁束を発生せしめる固定磁石と、前記固
定磁石の発生する磁束を集約し外部への漏洩を遮断する
ための強磁性体から成る固定ヨークと、前記駆動対象物
を弾性的に支持する弾性支持部材と、前記駆動対象物の
所定の１軸方向の動きを規制するための支持ピンとを用
いて該駆動対象物を２軸方向に駆動させる２軸駆動装置
において、前記電磁駆動用のコイル群は４個又は４の整
数倍のコイルから構成されており、それぞれのコイルは
略直交する所定の２平面上に連続して巻き線せられてお
り、このとき各コイルは所定の１つの平面を共通にして
おり、かつ各コイルは９０度ずつ位相を持つよう配設さ
れたことを特徴とする２軸駆動装置。4. A coil group for electromagnetically driving an object to be driven, a fixed magnet for generating a magnetic flux in a fixed manner, and a magnetic flux generated by the fixed magnet are integrated to shut off leakage to the outside. An object to be driven using a fixed yoke made of a ferromagnetic material, an elastic support member that elastically supports the object to be driven, and a support pin for restricting a predetermined one-axis movement of the object to be driven. In a biaxial drive device for driving the biaxial direction, the electromagnetic drive coil group is composed of four or an integral multiple of four coils, and each coil is continuous on two predetermined planes that are substantially orthogonal to each other. The two-axis driving device is characterized in that each coil has one predetermined plane in common, and each coil is arranged so as to have a phase of 90 degrees.
ナツ状に形成されており、かつ前記電磁駆動用のコイル
群と対向する面を４分割するようにＮ，Ｓ極が交互に配
設された４極の磁石より成り、前記電磁駆動用のコイル
群と対向する面の反対側の面に強磁性体から成る固定ヨ
ークが配設されており、該固定磁石及び該固定ヨークは
本体中央部に貫通穴を有し、前記貫通穴に前記支持ピン
が挿入されていることを特徴とする請求項４の２軸駆動
装置。5. The fixed magnet for generating the magnetic flux is formed in a donut shape, and N and S poles are alternately arranged so as to divide a surface facing the electromagnetic drive coil group into four. A fixed yoke made of a ferromagnetic material is provided on the surface opposite to the surface facing the electromagnetically driven coil group, and the fixed magnet and the fixed yoke are provided at the center of the main body. The biaxial drive device according to claim 4, further comprising a through hole, wherein the support pin is inserted into the through hole.
計測用の反射ミラーを設け、前記固定ヨーク側に光源と
光位置検出素子を設けて、前記保持部の２軸周りの回転
角度を検出することを特徴とする請求項１又は４の２軸
駆動装置。6. A holding mirror for holding the driven object is provided with a reflection mirror for angle measurement, a light source and an optical position detecting element are provided on the fixed yoke side, and a rotation angle of the holding unit around two axes is set. The two-axis drive device according to claim 1 or 4, wherein the two-axis drive device is detected.
上下両面に保持する略矩型のボビンと、前記ボビンの反
射ミラーを保持する面とは直交する４面に一体的に配設
された４個のコイルとから成る可動部と、前記可動部を
前記第１反射ミラーの反射面内の２軸周りに回動可能に
支持する支持部と、前記４個のコイルに対向する位置に
２極に磁化された磁石を配した磁界発生部と、前記磁界
発生部を保持する固定部とを有し、前記可動部を前記支
持部を介して包含するように前記固定部を配設し、前記
固定部に光源と２次元受光素子とを有する検出手段を設
け、該光源からの光束を前記第２反射ミラーに投光し、
該第２反射ミラーからの反射光束を２次元受光素子で受
光し、該２次元受光素子からの信号を用いて該可動部の
２軸周りに関する回転角度を検出していることを特徴と
する２軸駆動装置。7. A substantially rectangular bobbin for holding the first reflection mirror and the second reflection mirror on both upper and lower surfaces and four surfaces orthogonal to the surface of the bobbin holding the reflection mirror are integrally formed. A movable part composed of four coils, a support part for rotatably supporting the movable part around two axes in the reflecting surface of the first reflecting mirror, and a position facing the four coils. A magnetic field generation unit having a magnet magnetized in two poles and a fixed unit for holding the magnetic field generation unit are provided, and the fixed unit is arranged so as to include the movable unit via the support unit. , A detecting means having a light source and a two-dimensional light receiving element is provided in the fixed part, and a light flux from the light source is projected onto the second reflecting mirror,
A reflected light beam from the second reflecting mirror is received by a two-dimensional light receiving element, and a rotation angle about two axes of the movable part is detected by using a signal from the two-dimensional light receiving element. Axle drive.
ることを特徴とする請求項７の２軸駆動装置。8. The biaxial drive device according to claim 7, wherein the coil is wound in a substantially circular shape.
けと、前記軸受けを保持する筐体と、磁石と、コイルを
有する構成により電磁駆動する回転駆動装置において、
前記回転軸に円筒状の略放射状に磁化された第１の磁石
を有し、前記筐体に円筒状の略放射状に磁化された第２
の磁石を有し、前記回転軸に取り付けられた第１の磁石
と、前記筐体に取り付けられた第２の磁石とが互いに対
向して配設されたことを特徴とする回転駆動装置。9. A rotary drive device for electromagnetically driving a rotary shaft, a bearing for rotatably supporting the rotary shaft, a housing for holding the bearing, a magnet and a coil.
The rotating shaft has a first magnet magnetized in a substantially cylindrical shape and a second magnet magnetized in a substantially cylindrical shape in the casing.
And a second magnet attached to the rotation shaft and a second magnet attached to the housing are arranged so as to face each other.
し、前記筐体に円筒状の略放射状に磁化された磁石を有
し、前記回転軸に取り付けられた強磁性体と、前記筐体
に取り付けられた磁石が対向して配設されたことを特徴
とする請求項９の回転駆動装置。10. A ferromagnetic material attached to the rotating shaft, the rotating shaft having a cylindrical ferromagnetic material, and the housing having a cylindrical magnet magnetized substantially radially. 10. The rotary drive device according to claim 9, wherein magnets attached to the housing are arranged so as to face each other.
された磁石を有し、前記筐体に円筒状の強磁性体を有
し、前記回転軸に取り付けられた磁石と、前記筐体に取
り付けられた強磁性体が対向して配設されたことを特徴
とする請求項９の回転駆動装置。11. A magnet attached to the rotating shaft, the rotating shaft having a cylindrical magnet magnetized substantially radially, the housing having a cylindrical ferromagnetic material, and the housing. 10. The rotation drive device according to claim 9, wherein the ferromagnetic materials attached to the are arranged so as to face each other.
石又は強磁性体の外周長が、前記筐体に設けられた略円
筒状の磁石又は強磁性体の内周より長いことを特徴とす
る請求項９の回転駆動装置。12. The outer circumferential length of a substantially cylindrical magnet or ferromagnetic body provided on the rotating shaft is longer than the inner circumferential length of a substantially cylindrical magnet or ferromagnetic body provided on the housing. The rotation drive device according to claim 9.
石又は強磁性体の外周長が、前記筐体に設けられた略円
筒状の磁石又は強磁性体の内周より短いことを特徴とす
る請求項９の回転駆動装置。13. The outer peripheral length of a substantially cylindrical magnet or ferromagnetic material provided on the rotating shaft is shorter than the inner circumference of a substantially cylindrical magnet or ferromagnetic material provided on the housing. The rotation drive device according to claim 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1800893A JPH06208070A (en) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | Biaxial driving device and rotational driving device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1800893A JPH06208070A (en) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | Biaxial driving device and rotational driving device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06208070A true JPH06208070A (en) | 1994-07-26 |
Family
ID=11959656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1800893A Pending JPH06208070A (en) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | Biaxial driving device and rotational driving device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06208070A (en) |
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-
1993
- 1993-01-08 JP JP1800893A patent/JPH06208070A/en active Pending
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