JPH0993901A

JPH0993901A - 共振型揺動モーター

Info

Publication number: JPH0993901A
Application number: JP24120495A
Authority: JP
Inventors: Teruo Umehara; 輝雄梅原
Original assignee: KUMAGAI DENSHI KK; Hitachi Metals Ltd
Current assignee: KUMAGAI DENSHI KK; Proterial Ltd
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 1997-04-04
Anticipated expiration: 2015-09-20
Also published as: JP3659519B2

Abstract

(57)【要約】【課題】防振型で高精度の位置決めや光学走査に適す
るとともに、小型化が可能でかつ安価な共振型の揺動モ
ーターを提供する。【解決手段】磁気空隙を形成する永久磁石およびヨー
クが配設されたバランサーと、前記磁気空隙内に設けら
れかつ動作物に固着された磁界発生用のコイルと、サポ
ートベースとを具備するとともに、前記の動作物とサポ
ートベースとの間およびバランサーとサポートベースと
の間を各々バネで接続し、動作物とバランサーとを共振
させることを特徴とする共振型揺動モーター。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ファクシ
ミリ、複写機、プリンター等の記録媒体への書き込みや
ペンスキャナー、バーコード等の読み取りに用いる走査
光学装置、光を一定間隔でさえぎる機械式シャッター、
電動ひげそり等に有用な防振性に優れた高精度の位置決
め機能を有する共振型の揺動モーターに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図９に従来の走査光学装置の例（特開昭
６１−９７６２１号公報参照）を示す。図９では、発生
する振動が光学定盤１３１に伝達するのを防止するため
に板バネ１３０を使用し、光学定盤１３１に固定された
基板１３２に板バネ１３０ａを介して補助板１３３が取
り付けられるとともに、補助板１３３と架台１３４とを
板バネ１３０ｂを介して取り付け、さらに架台１３４に
保持部材１３５が立設されている。また、保持部材１３
５に回転多面鏡７０を回転自在に支持するための支持軸
１３６が設けられている。この構成により、回転多面鏡
７０の振動が光学定盤１３１を介して図示されない光学
系に伝達するのが防止される。

【０００３】図１０に従来の走査光学装置の他の例（実
開平３−１１４８５４号公報参照）を示す。図１０にお
いて、ポリゴンスキャナモータ１４０を駆動することに
よりポリゴンミラー１１３が回転し、図示されないレー
ザーユニットから発せられるレーザー光がポリゴンミラ
ー１１３、フォーカスレンズ１５０，１６０、折返しミ
ラー１７０，１８０を通って感光体９０上を走査してデ
ータの書き込みが行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９で
は、固有振動数（共振周波数ともいう。）を考慮した板
バネの選択が煩雑になることや装置が大型化する等の問
題がある。さらに、図１０では、ポリゴンスキャナモー
タ１４０の回転時に同モータのロータの不釣合により振
動が発生し、この振動がフランジ部１１４ａを通して光
学ハウジング１１０に伝達されてしまい、折返しミラー
１７０，１８０に悪影響を与え、記録画像に乱れを発生
する、といった問題がある。このため、前記の光学ハウ
ジングとポリゴンスキャナモータのフランジ部との間に
ゴム等の防振部材を介装したり、前記スキャナモータを
前記ハウジングに取付ける取付け部材に段差を設ける等
の防振対策が必要となり、装置構成の複雑化、大型化の
問題を併有する。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点を解決し、優
れた防振性を有することによって高精度の位置決めに適
するとともに、少消費電力型であり、さらに小型化が可
能でかつ安価な共振型の揺動モーターを提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における第１の発明においては、磁気空隙を
形成する永久磁石およびヨークが配設されたバランサー
と、前記磁気空隙内に配置される磁界発生用のコイルが
固着された動作物と、サポートベースとを具備するとと
もに、前記の動作物とバランサーとが共振可能にサポー
トベースに接続される、という技術的手段を採用した。
次に、本発明の第２の発明では、磁気空隙を形成する永
久磁石およびヨークが配設された動作物と、前記磁気空
隙内に配置される磁界発生用のコイルが固着されたバラ
ンサーと、サポートベースとを具備するとともに、前記
の動作物とバランサーとが共振可能にサポートベースに
接続される、という技術的手段を採用した。

【０００７】本発明では、前記の動作物とサポートベー
スとの間およびバランサーとサポートベースとの間が各
々バネで接続されることが好ましい。また、バネが板バ
ネであることが好ましい。また、ヨークが強磁性のＥ字
形ヨークからなるとともに、永久磁石がＥ字形ヨークの
両端部の突起の内側面に固着され、かつ前記の永久磁石
とＥ字形ヨークの中央部の突起とを対向させて磁気空隙
を形成させることが好ましい。また、バネが板バネであ
って、ヨークが強磁性のＥ字形ヨークからなるととも
に、永久磁石がＥ字形ヨークの両端部の突起の内側面に
固着され、かつ前記の永久磁石とＥ字形ヨークの中央部
の突起とを対向させて磁気空隙を形成させることが好ま
しい。また、本発明の共振型揺動モーターは振動開始か
ら共振到達までの遷移時間が１．０（ｓｅｃ．）以下で
あることを特徴としている。

【０００８】本発明は、いわゆる揺動型アクチュエータ
の駆動系にバネ（好ましくは板バネ）を組み合わせた独
特の振動系からなる揺動モーターにおいて、共振振動を
採用する事によって、振動の振幅および周波数を制御す
るとともにサポートベースへの振動伝達を抑制し、高精
度の位置決め機能を付与することができる。本発明の共
振型揺動モーターの特徴は共振振動系のため、高精度
の位置決め機能が付与される動作物および／またはバラ
ンサーの振動の振幅量を、動作物およびバランサーの各
々の質量と両者に接続されるバネのバネ定数とによって
調整できるとともに、サポートベースへの振動伝達が非
常に小さく抑制される。したがって、サポートベースお
よびサポートベースに接続される部材（動作物とバラン
サーとを除く。）が優れた防振性を示し、高精度の位置
決めが可能となる。振動開始から共振に至る遷移時間
を１．０（ｓｅｃ．）以下とすることができ、立上がり
性が飛躍的に向上する。このために、キッカー電流を入
力する。共振振動の減衰分のエネルギー供給方式とし
て減衰補充電流を周期的に供給する、という少消費電力
型のエネルギー供給方式を採用している。なお、前記の
キッカー電流と減衰補充電流とは少消費電力とするため
に、片波電流でｄｕｔｙｔｉｍｅの短縮された形で
入力される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の共振型
揺動モーターを説明する。同１（ａ）は本発明の共振型
揺動モーターを走査光学装置に用いた一実施例を示す要
部断面図である。同図において、動作物１は図示されな
い光源から出射される光ビームを偏向走査するミラー７
（例えば、公知のガラス体の表面にＡｌが蒸着され、反
射率９２％、吸収波長６５０ｎｍに設定されている。寸
法は３０ｍｍ×２０ｍｍ×１．０ｍｍの板状に形成され
ている。）と、ミラー７に固着された略環状形のコイル
８とを具備して構成される。２はバランサーであり、Ｅ
字形の強磁性ヨーク１２（例えば、ＳＳ４００製。）と
永久磁石１０，１０（例えば、日立金属（株）製Ｎｄ−
Ｆｅ−Ｂ系異方性焼結磁石：ＨＳ３７ＢＨであり、表面
にＮｉメッキ等の耐酸化皮膜を有する。）とウェイト１
４（例えば、Ａ５０５２Ｐ製。）とを具備する。ここ
で、Ｅ字形の強磁性ヨーク１２の両端部に形成された突
起１２ａおよび１２ｃの各々の内側面には図示の磁極
Ｎ，Ｓが付与された永久磁石１０，１０がエポキシ系接
着剤（例えば、アラルダイトＡＶ１３８等。）を用いて
固着され、この固着された永久磁石１０，１０とＥ字形
の強磁性ヨーク１２の中央の突起１２ｂとが対向して磁
気空隙６，６を形成するように配置されている。さら
に、強磁性ヨーク１２の突起のない側にはバランサー２
全体の質量すなわち重量を調整するためのウェイト１４
が配設されている。３はサポートベース（例えば、ポリ
カーボネート製。）である。サポートベース３と動作物
１とは板バネ４を介して接続されている。また、サポー
トベース３とバランサー２とは板バネ５を介して接続さ
れている。ここで、サポートベース３は板バネ４，５を
介して各々動作物１とバランサー２とを支持する固定部
分であるとともに、例えば、図示されない光学走査装置
の光学ハウジングの一部を構成する部分であって非常に
厳しい防振性が付与されている。板バネ４，５は断面形
状が矩型状であり、かつ長さ方向の形状が略直線状に形
成されている。そして、板バネ４，５の作用効果は渦巻
きバネ（らせんバネ）とほぼ同一であり、本発明の共振
型揺動モーターの共振を円滑に維持することを可能とす
る。上記の構成によって、動作物１とバランサー２とサ
ポートベース３と板バネ４，５とを具備する本発明の共
振型揺動モーター５０が構成される。そして、この共振
型揺動モーター５０の静止時には、動作物１とサポート
ベース３とが板バネ４との支点４ａ、４ｂによって支持
されるとともに、バランサー２とサポートベース３とが
板バネ５との支点５ａ、５ｂによって支持される結果、
動作物１とバランサー２とが間隔１３をあけて静止する
ように構成される。なお、図１（ａ）は動作物１側を光
ビームの偏向部材として利用した例である。また、図１
（ａ）において、サポートベース３を図示されない光学
ハウジング等の非常に厳しい防振性を要求される部分に
公知のネジ留め等の固定手段を用いて締結することもで
きる。

【００１０】次に、図１（ｂ）に、動作物１とバランサ
ー２の静止および共振状態における各々の相対位置の一
例を概念的に示す。図１（ｂ）において、図１（ａ）と
同一参照符号のものは図１（ａ）と同一の構成部分を表
わす。図１（ｂ）において、コイル８に後述の共振のた
めの駆動電流が供給されると、コイル８の磁界と永久磁
石１０，１０の磁界との相互作用によって、動作物１と
バランサー２との間に大きさが等しく反対方向の駆動力
（Ｆ）を発生させる。この駆動力Ｆによって、動作物１
とバランサー２とが４ａ，４ｂおよび５ａ，５ｂを支点
として各々振動を開始し、極めて短時間（１ｓｅｃ以
下）の間に、動作物１とバランサー２とはある時点では
動作物１’とバランサー２’に位置し、また別の時点で
は動作物１''とバランサー２''に位置するというよう
に、各々の振幅を有する共振状態に到達し、以後、後述
する共振減衰分のエネルギーが供給されながら、この共
振状態に保持されるのである。ここで、動作物１および
バランサー２からサポートベース３に伝達される振動は
非常に小さく、したがって、動作物１およびバランサー
２以外のサポートベース３に接続される部材を介して、
またはサポートベース３に直接接続される光ビームの書
き込みや読み取りに関係する部分への振動伝達が防止さ
れて、光ビームの偏向を高精度に行うことができる。

【００１１】本発明の共振型揺動モーター５０は、図１
に示すように、２個のバネ４，５で接続された共振振動
系であるので、動作物１側およびバランサー２側の共振
周波数（ｆ_O）は、ｆ_O＝（１／２π）×（√Ｋ_d／√
ｍ_d）＝（１／２π）×（√Ｋ_b／√ｍ_b）で表わされ
る。ここで、（Ｋ_d）は板バネ４のバネ定数、（ｍ_d）は
動作物１の質量、（Ｋ_d）は板バネ５のバネ定数、
（ｍ_b）はバランサー２の質量である。したがって、動
作物１とバランサー２とが振動周波数ｆ_Oで共振する場
合、Ｋ_d／ｍ_d＝Ｋ_b／ｍ_bが成立する。さらに、共振状態
において、動作物１の振幅（ｗ_d）はｗ_d＝（Ｆ／ｍ_d）
×（１／２πｆ_O）²で与えられ、バランサー２の振幅
（ｗ_b）はｗ_b＝（Ｆ／ｍ_b）×（１／２πｆ_O）²で与え
られる。ここで、前述した通り、駆動力Ｆの大きさは動
作物１とバランサー２との間で等しい（なお、Ｆの向き
は両者間で反対に作用する）ので、（ｗ_d／ｗ_b）＝（１
／ｍ_d）／（１／ｍ_b）＝（ｍ_b／ｍ_d）となる。このよう
に、本発明の共振型揺動モーター５０においては、共振
周波数ｆ_Oおよび共振の振幅比（ｗ_d／ｗ_b）を、板バネ
４，５のばね定数と、動作物１およびバランサー２にお
ける質量（すなわち重量）とで調整できるという優れた
特徴を有する。そして、Ｋ_d／Ｋ_b＝ｍ_d／ｍ_b＜１となる
ように構成すると、（ｗ_d／ｗ_b）＝（ｍ_b／ｍ_d）＞１と
なり、動作物１がバランサー２に対して軟振動系とな
り、動作物１の振幅をバランサー２に対して大に構成す
ることができる。実用性の点から、Ｋ_d／Ｋ_b＝ｍ_d／ｍ_b
＝０．０１〜０．８０とすると特に好ましい。また、Ｋ
_d／Ｋ_b＝ｍ_d／ｍ_b＞１となるように構成すると、（ｗ_d
／ｗ_b）＝（ｍ_b／ｍ_d）＜１となり、動作物１に対して
バランサー２が軟振動系となり、バランサー２の振幅を
動作物１に対して大に構成することができる。実用性の
点から、Ｋ_d／Ｋ_b＝ｍ_d／ｍ_b＝１．２５〜１００とする
と特に好ましい。また、Ｋ_d／Ｋ_b＝ｍ_d／ｍ_b＝１となる
ように構成することも自在である。

【００１２】次に、図１（ｂ）において、入射された光
ビーム９が共振状態の動作物１のミラー７ａ部分で偏向
され（同図において、入射角θ１’（θ１''）＝反射角
θ２’（θ２''）である。）、偏向ビーム１１’（１
１''）となる。

【００１３】次に、本発明の共振型揺動モーター５０に
おいて、共振周波数を５０．０±０．１（Ｈｚ）とした
場合の板バネ４の寸法、重量の一例を表１に、板バネ５
の寸法、重量の一例を表２に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】本発明の共振型揺動モーター５０の共振周
波数を５０．０±０．１（Ｈｚ）に調整するために、室
温におけるヤング率が１０，０００〜２５，０００ｋｇ
ｆ／ｍｍ²の範囲にある素材（例えば、ＳＵＳ３０４Ｃ
Ｐ等。）を用いて表１および表２の仕様の板バネ４，５
を製作し、本発明の共振型揺動モーター５０に用いた。

【００１７】本発明の共振型揺動モーターに用いるバネ
としては公知のバネを使用できる。、具体例としては、
例えば、円筒型圧縮コイルバネ、非円筒型圧縮コイルバ
ネ、円筒型引張コイルバネ、ネジリコイルバネ、偏平波
形コイルバネ、ガータスプリング、ヨリ線バネ等のコイ
ルバネ；接触形渦巻きバネ、非接触形渦巻きバネ等の渦
巻きバネ；等ピッチ角形、不等ピッチ角形等の竹ノ子バ
ネ；単一板バネ、重ね板バネ等の板バネ、円すいサラバ
ネ、円板サラバネ等のサラバネ；輪バネ；トーションバ
ー等の金属バネが挙げられる。また、圧縮形、せん断
形、圧縮せん断形、ねじり形等のゴムバネ等が挙げられ
る。また、圧縮空気等を利用する空気バネ等が挙げられ
る。これらの打ち、バネ定数の設定の容易な金属バネが
好ましく、バネ定数の設定の非常に容易な板バネが特に
好ましい。この板バネの断面形状は正方形、矩形、円
形、台形、平行四辺形、Ｈ型、不定形状の何れでもよ
い。そして、上記金属バネ歯、炭素鋼、Ｍｎ鋼、Ｓｉ−
Ｍｎ鋼、Ｍｎ−Ｃｒ鋼、Ｍｎ−Ｃｒ−Ｂ鋼、ＳｉーＣｒ
鋼、Ｃｒ−Ｖ鋼、ステンレス鋼等のバネ鋼、およびりん
青銅等のＣｕ−Ｓｎ−Ｐ合金、および洋白等のＣｕ−Ｎ
ｉ−Ｚｎ合金、およびベリリウム銅等のＣｕ−Ｂｅ、Ｃ
ｕ−Ｂｅ−Ｃｏ合金等の公知素材から適宜選択して形成
できる。また、上記バネの断面形状は正方形、矩形、円
形、台形、平行四辺形、Ｈ型、不定形状の何れでもよ
い。

【００１８】本発明の共振型揺動モーターに用いるヨー
クは、公知の強磁性および／または非磁性素材から形成
できるが、永久磁石から発生した磁束の磁路となりかつ
磁気空隙形成に有効に寄与する公知の強磁性材料を用い
ることが好ましい。具体例を挙げれば、純鉄、軟鉄、炭
素鋼、フェライト系やマルテンサイト系の磁性ステンレ
ス鋼等、および鋳鉄や鋳鋼等の鉄系鋳物、およびＭｎ−
Ｚｎフェライト等の公知のソフトフェライト、およびパ
ーマロイ等のＦｅ−Ｎｉ合金、コバールなどのＦｅ−Ｎ
ｉ−Ｃｏ合金、およびこれら強磁性材料の微粉末と高分
子化合物とを主体として構成されるいわゆる樹脂接着型
の軟質磁性材料等を使用できる。これらのうち、安価で
高透磁率の炭素鋼が特に好ましい。さらに、ラミネート
構造のヨークを用いてもよい。

【００１９】本発明の共振型揺動モーターに用いる永久
磁石としては、公知の製造方法（例えば焼結法、鋳造
法、熱間圧延法、超急冷法、ボンド磁石法等）によるも
のを使用できる。そして、永久磁石としてその基本組成
を表す一般式がＲ−Ｆｅ−Ｂ系およびＳｍ−Ｃｏ₅系、
Ｓｍ₂ーＣｏ₁₇系、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系（ＲはＹを含むＮ
ｄ，Ｄｙ等の希土類元素のうちの１種または２種以上で
あり、必要に応じてＣｏ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｃ
ｕ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｓｉ等の磁気特性に有効
な公知の添加元素の１種または２種以上およびＯ、Ｃ、
Ｈ、Ｎ等の不可避不純物元素を含有できる。）等で表さ
れる希土類磁石およびフェライト磁石、アルニコ磁石、
Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系磁石等の公
知の永久磁石材料を用いて製作できる。

【００２０】図２は本発明の共振型揺動モーター５０に
おける動作物１の振幅、振動周波数等の測定手段の一実
施例を概念的に説明する図である。図２において、図１
（ｂ）と同一参照符号のものは図１（ｂ）と同一の構成
部分である。動作物１は４ａ、４ｂを支点として、所定
の共振角度θ（例えば、θ＝２０°）間すなわち振幅１
９間を５０．０±０．１（Ｈｚ）の共振周波数で往復運
動する。この往復運動は、振幅１９の中立点１７に対し
て略対称形（θ／２）になっている。そして、動作物１
のミラー７ａ側における支点４ａ側から２０ｍｍの位置
Ａにレーザービーム１６を照射して、反射されたレーザ
ービーム１６を図示されない公知のレーザービーム測長
器により検出して振幅、振動周波数等の測定を行う。こ
こで、共振角度θ＝０．１〜１７９゜を形成できるが、
実用性の点からθ＝７〜２０゜とするのが好ましい。ま
た、振幅１９は設計条件等を考慮して適宜決定できる
が、上記図１および図２においては、動作物１の振幅を
バランサー２の振幅の４〜５倍になるように板バネ４，
５のバネ定数および動作物１とバランサー２の各質量
（すなわち各重量）を設定している。すなわち、動作物
１側がバランサー２側に対して軟振動系となり、動作物
１の（振幅／入力電力）比がバランサー２の（振幅／入
力電力）比に対して４〜５倍という大きさに設定されて
いる。なお、図１の実施例では共振周波数を５０．０±
０．１（Ｈｚ）に設定したが、本発明の共振型揺動モー
ターにおける固有振動数を考慮すると、共振周波数を１
（Ｈｚ）〜５０（ＫＨｚ）に設定するのが好ましく、実
用性の点から１０〜１０００（Ｈｚ）にするのが特に好
ましい。

【００２１】図３は、本発明の共振型揺動モーターにお
いて、磁界発生用のコイル（例えば、図１ではコイル８
に相当する。）に供給する駆動電流の波形パターンの一
実施例を概念的に説明する図である。図３において、キ
ッカー電流２０は１２０（ｍＡ），１０（ｍｓｅｃ．）
の１パルスの略矩形波電流であり、共振型揺動モーター
の振動開始時に印加される。減衰補充電流２１は６０
（ｍＡ），１〜２（ｍｓｅｃ．）の多パルスの略矩形波
電流であって印加周期２２で繰り返し印加される。この
印加周期２２は共振周波数に等しく設定され、例えば図
１では２０（ｍｓｅｃ．）すなわち共振周波数の５０
（Ｈｚ）に設定されている。また、キッカー電流２０と
第１番目の減衰補充電流２１との間の休止時間は１５
（ｍｓｅｃ．）に設定されている。キッカー電流２０
は、１〜１０，０００（ｍＡ），０．１〜２５０（ｍｓ
ｅｃ．）が実用性の点から好ましいが、１０〜５００
（ｍＡ），５〜５０（ｍｓｅｃ．）とすると共振の立上
がり性および低消費電力の点から特に好ましい。また、
減衰補充電流２１は１〜１０，０００（ｍＡ），０．０
２〜１０００（ｍｓｅｃ）が実用性の点から好ましい
が、共振型揺動モーターの固有振動数との整合性および
共振の減衰分の供給エネルギーを低消費電力とする点か
ら１０〜５００（ｍＡ），１〜２００（ｍｓｅｃ．）が
特に好ましい。

【００２２】図４は本発明の共振型揺動モーター５０に
おいて、コイル８に通電する駆動電流の制御回路の一実
施例を示す図である。図４では、標準電源として直流電
源５（Ｖ）を用いている。そして、ポート１に、例え
ば、１２０（ｍＡ）,１０（ｍｓｅｃ．）のキッカー電
流２０に相当する電圧信号が入力されて、トランジスタ
Ｑ１がオンされる。１５ｍｓｅｃ経過後、次に、ポート
２に、例えば、６０（ｍＡ）,２（ｍｓｅｃ．）の減衰
補充電流２１に相当する電圧信号が入力されて、トラン
ジスタＱ２がオンされる。そして、同時にコイル８から
発生する逆起電圧Ｖ_M（逆起電流Ｉ_M）はダイオード３０
により抑制される。このようにして、コイル８に流れる
駆動電流が制御されるのである。なお、Ｒ₁は抵抗を示
し、トランジスタＱ₁およびＱ₂の一端は接地されてい
る。

【００２３】図５は本発明の共振型揺動モーター５０に
おける動作物１の振動開始から共振に至る振動遷移領域
を説明する図であり、縦軸にコイル８の駆動電流（ｍ
Ａ）および動作物１の振幅（ｍｍ）をとり、横軸に時間
（ｍｓｅｃ．）をとっている。図５の振幅曲線１９にお
いて、点Ｏは動作物１の振動開始点を、点Ｐは振幅の第
１周期の第１ピークを、点Ｑは振幅の第１周期の第２ピ
ークを、点Ｒ、Ｓ、Ｔは各々振幅の第２周期〜第４周期
の開始点を示す。このように、図３で説明したキッカー
電流２０および減衰補充電流２１が印加されて、動作物
１が振幅曲線１９の振幅挙動を示し、所定の振幅と振動
周波数とを有する共振に至るのである。ここで、キッカ
ー電流２０の印加は振幅曲線１９の第１周期の第１ピー
ク点Ｐまでに完了させることが極めて重要である。仮
に、キッカー電流２０の印加が第１ピーク点Ｐを越えて
行なわれた場合、キッカー電流２０により共振型揺動モ
ーター５０に供給されるエネルギーが振幅曲線１９の位
相に対して不整合となるため、共振の立上がり性を悪化
させる。すなわち、振動開始から共振に至る所用時間が
長くなり好ましくない。また、上述した通り、振幅の第
１周期における第２ピーク点Ｑ以降の時期に第１番目の
減衰補充電流２１を印加するとともに、振幅の第２周期
以降は第１番目の減衰補充電流２１に対して共振周期２
２（例えば５０（Ｈｚ））の間隔で第２番目以降の減衰
補充電流２１を供給することによって極めて短時間（１
ｓｅｃ以下）のうちに共振に至ることができる。そし
て、上述のキッカー電流２０および減衰補充電流２１の
供給によって、本発明の共振型揺動モーター５０の平均
消費電力を３（ｍＷ）以下にでき、少消費電力化が達成
された。

【００２４】図６は本発明の共振型揺動モーター５０に
おける動作物１の良好な共振の立上がり性の一実施例を
示す図であり、縦軸に動作物１の振幅（ｍｍ）、横軸に
時間（ｍｓｅｃ．）を各々とっている。図６において、
２３が振動開始から共振に至る遷移領域、２４が共振領
域である。図６より、遷移領域２３の所要時間が約０．
５（ｓｅｃ．）に設定されていることがわかる。なお、
上述のキッカー電流２０を印加しない場合は、図６にお
ける遷移領域２３が約５（ｓｅｃ．）に悪化し、共振の
立上がり性が著しく阻害されることが確認された。

【００２５】図７に、ミラー７と強磁性ヨーク１２と永
久磁石１０，１０とを具備する動作物１と、ウェイト１
４とコイル８とを具備するバランサー２と、サポートベ
ース３と、板バネ４，５とで構成される揺動モーター６
０の一例を示す。図７において、図１（ａ）と同一参照
符号のものは図１（ａ）と同一の構成部分を表す。図７
の揺動モーター６０の共振周波数を５０．０±０．１
（Ｈｚ）とし、さらに、図１の揺動モーター５０の場合
と同様に動作物１の振幅をバランサー２の振幅の４〜５
倍になるように設定することによって、、動作物１側が
バランサー２側に対して軟振動系となり、したがって動
作物１の（振幅／入力電力）比をバランサー２に対して
大に構成することができ、図１（ａ）の揺動モーター５
０と同様の作用効果を奏することが確認された。

【００２６】図８に、本発明の共振型揺動モーターを電
動ひげそりに用いた一実施例を示す。図８において、図
１（ａ）と同一参照符号のものは図１（ａ）と同一の構
成部分を表す。図８において、動作物１とバランサー２
とは共振周波数２００（Ｈｚ）に設定され、かつ動作物
１およびバランサー２の振幅が等しくすなわち共振角度
θが等しく、例えばθ＝１５゜に設定されている。ま
た、サポートベース３は板バネ４，５を介して各々動作
物１およびバランサー２を支持する防振性の固定部分で
あるとともに、例えば、図８の電動ひげそりにおける図
示されない把持部分の一部を構成する。そして、サポー
トベース３の両端部に立設されたフレーム２６，２６
（例えば、ガラス入りポリカボネート製。）の先端部に
安全カバー２７（例えば、ＳＵＳ３０４製。）が設けら
れ、この安全カバー２７には例えばひげ等の毛が侵入す
るための微小孔が多数形成されるとともに、顔面等に安
全カバー２７の２７ａ側を押圧すると前記微小孔から侵
入したひげが動作物１およびバランサー２の先端部に各
々設けられた刃２５，２５によって切断されるのであ
る。このように本発明の共振型揺動モーターの構成を電
動ひげそり等に使用することができる。なお、図８で
は、より強力な磁気空隙６，６を形成するために、永久
磁石１０，１０の異なる磁極同志を対向配置させてい
る。

【００２７】上記実施例においては、板バネ２個と、１
個のコイルと、２個または４個の永久磁石と、１個のウ
ェイトとからなる共振振動系を記載したが、これらの数
は限定されるものではなく、これらのより多数を用いて
本発明の共振型揺動モーターを構成することができる。
さらに、動作物、バランサー、サポートベース等の形状
および個数も本発明の範囲内において、限定されるもの
ではない。また、バネ（好ましくは板バネ）の寸法、形
状等を適宜選択することによって、小型から大型までの
共振型揺動モーターをフレキシブルに製作できる。ま
た、上記実施例では、バランサー側を単独で位置決めに
利用することを記載していないが、バランサー側を単独
で利用でき得ることは本発明の記載から明らかである。

【００２８】

【発明の効果】本発明の共振型揺動モーターは共振を利
用しているため、動作物とバランサーとの共振によって
振動をバランスでき、したがって、サポートベースへの
振動伝達を抑制できるという優れた防振機能を有する。
このため、光ビーム偏向装置や電動ひげそり等の高精度
の位置決め機能を要する装置に極めて有用のものであ
る。また、動作物をバランサーに対して軟振動系に設定
できるので、動作物の（振幅量／入力電力）の比率を大
きくとれるという効果を奏する。また、バランサーを動
作物に対して軟振動系に設定することも可能で、バラン
サーの（振幅量／入力電力）の比率を大きくとれるとい
う効果を奏することもできる。また、動作物とバランサ
ーの振幅を等しく設定して、両者を共振させて利用する
ことも自在である。また、本発明のエネルギー供給方式
とすれば、共振の立上がり性が大幅に改善されるととも
に、共振の減衰分のエネルギーを補うだけの少消費電力
方式とすることができる。さらに、寸法対応性に富み、
かつ簡略な構成であるため、低価格化が図れるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の共振型揺動モーターの一実施例におけ
る要部断面図（ａ）および共振状態を説明する図（ｂ）
である。

【図２】本発明の共振型揺動モーターにおける動作物の
振幅、振動周波数等の測定手段の一実施例を説明する図
である。

【図３】本発明の共振型揺動モーターにおいて、印加す
るキッカー電流および減衰補充電流の波形パターンの一
実施例を示す図である。

【図４】本発明の共振型揺動モーターにおける制御回路
の一実施例を示す図である。

【図５】本発明の共振型揺動モーターにおける振動開始
から共振に至る遷移領域の一実施例を示す図である。

【図６】本発明の共振型揺動モーターにおける共振の立
上がり性の一実施例を示す図である。

【図７】本発明の共振型揺動モーターの他の実施例を示
す要部断面図である。

【図８】本発明の共振型揺動モーターのさらに他の実施
例を示す要部断面図である。

【図９】従来の位置決め装置を説明する図である。

【図１０】従来の位置決め装置を説明する図である。

【符号の説明】

１動作物、２バランサー、３サポートベー
ス、４，５バネ４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ支点、６磁気空隙、７
ミラー、７ａ偏向部分、８コイル、９入射
ビーム、１０永久磁石、１１’，１１'' 反射ビー
ム、１２ヨーク、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ突起、
１３間隔、１４ウェイト、１７中立点、１
９振幅、２０キッカー電流、２１減衰補充電
流２２周期、２３遷移領域、２４共振領域、
２５刃、２６フレーム、２７安全カバー、３
０ダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気空隙を形成する永久磁石およびヨー
クが配設されたバランサーと、前記磁気空隙内に配置さ
れる磁界発生用のコイルが固着された動作物と、サポー
トベースとを具備するとともに、前記の動作物とバランサーとが共振可能にサポートベー
スに接続されることを、特徴とする共振型揺動モータ
ー。
【請求項２】磁気空隙を形成する永久磁石およびヨー
クが配設された動作物と、前記磁気空隙内に配置される
磁界発生用のコイルが固着されたバランサーと、サポー
トベースとを具備するとともに、前記の動作物とバランサーとガ共振可能にサポートベー
スに接続されることを、特徴とする共振型揺動モータ
ー。
【請求項３】前記の動作物とサポートベースとの間お
よびバランサーとサポートベースとの間が各々バネで接
続されることを特徴とする請求項１または請求項２記載
の共振型揺動モーター。
【請求項４】バネが板バネであることを特徴とする請
求項３記載の共振型揺動モーター。
【請求項５】ヨークが強磁性のＥ字形ヨークからなる
とともに、永久磁石がＥ字形ヨークの両端部の突起の内
側面に固着され、かつ前記の永久磁石とＥ字形ヨークの
中央部の突起とを対向させて磁気空隙を形成させること
を特徴とする請求項１または２記載の共振型揺動モータ
ー。
【請求項６】バネが板バネであって、ヨークが強磁性
のＥ字形ヨークからなるとともに、永久磁石がＥ字形ヨ
ークの両端部の突起の内側面に固着され、かつ前記の永
久磁石とＥ字形ヨークの中央部の突起とを対向させて磁
気空隙を形成させることを特徴とする請求項３記載の共
振型揺動モーター。
【請求項７】振動開始から共振到達までの遷移時間を
１．０（ｓｅｃ．）以下としたことを特徴とする請求項
１ないし請求項６のいずれかに記載の共振型揺動モータ
ー。