JP2004007122A

JP2004007122A - Electromagnetic actuator for driving radar

Info

Publication number: JP2004007122A
Application number: JP2002158689A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Tominaga; 富永　努; Satoru Tokiya; 鴇矢　悟; Tetsuya Nakagawa; 中川　哲哉
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-05-31
Also published as: JP3710764B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnetic actuator for driving a radar which improves ruggedness of the apparatus by suppressing falling down of a fulcrum shaft and making loss torque of the bearing part small. <P>SOLUTION: A reflective mirror 1 and a fulcrum shaft 2 are composed from respective different components, the fulcrum shaft 2 and the bearing part are placed in both sides of the reflective mirror 1, and at the same time, a convex part 1a of the reflective mirror 1 is inserted into a recess 2a of the fulcrum shaft 2, and bearing parts of the both sides are composed of ball bearing 3 of a set of two-pieces. By this means, degree of colinearity of a shaft supporting the reflective mirror 1 is improved, torque driving the reflective mirror 1 becomes small, a current flowing in coils 15a and 15b of the electromagnetic driving mechanism 8A and 8B and hysteresis by the current can be reduced, and the ruggedness of the apparatus can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車に搭載されるレーダの反射ミラーを駆動するのに使用される比較的小型のレーダ駆動用電磁アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来のレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す断面図、図９は反射ミラー部分を示す断面図であり、図において、３１は例えば自動車に搭載されるレーダの反射ミラーである。
このレーダは、自動車の周辺を監視するのに使用されるレーダであり、電波を自動車の周辺に発射して、その反射波から自動車の周辺の障害物などを検知する。
【０００３】
又、反射ミラー３１は、低誘電損失を有する合成樹脂で成型され、重力や外乱振動などに影響されないように、その中央部の重心近傍の両側に支点軸３１ａが一体で成型されている。
この支点軸３１ａは、単列の玉軸受３２で揺動可能に支持され、玉軸受３２は支持台３３に固定されており、支持台３３はプレート３４上に載置されている。
そして反射ミラー３１は、一対の電磁駆動機構（図示せず）に流れる電流を変化させることより揺動駆動される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレーダ駆動用電磁アクチュエータは以上のように構成されていて、反射ミラー３１が、支点軸３１ａと一体で成型されているので、構造が簡単であるが、成型時に支持軸３１ａが倒れ、両側の支持軸３１ａの同軸度が悪化することがあるので、玉軸受３２に過大な調心力が作用し、電磁駆動要素（図示せず）に流れる電流が大きくなるという問題点があった。
また、この玉軸受３２に作用する過大な調心力により、装置の耐久性が著しく低下するという問題点があった。
さらに、反射ミラー３１が支持軸３１ａを中心に時計方向揺動時に揺動される場合と、反時計方向に揺動される場合との間で電流にヒステリシスを生じ、揺動角の制御が困難になるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、玉軸受に作用する調心力を低減させることにより、電磁駆動機構に流れる電流を低減でき、また、装置の耐久性を向上し、しかも時計方向揺動時に揺動される場合と、反時計方向に揺動される場合との間の電流のヒステリシスを低減して、制御性を向上することができるレーダ駆動用電磁アクチュエータ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】
この発明の請求項１に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、支持台に設置された支点軸と、この支点軸を揺動可能に支持する軸受部と、支点軸に固定された被駆動部材と、この被駆動部材の両側に設置され、被駆動部材を駆動する電磁駆動機構と、この電磁駆動機構に設置された可動部材と、この可動部材に対向して設置された固定部材とを備え、可動部材には可動方向に着磁された永久磁石を設けるとともに、固定部材には可動方向に着磁された永久磁石及びコア内に磁束を発生させるコイルを設けたものである。
【０００７】
この発明の請求項２に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、被駆動部材は合成樹脂で構成されるものである。
【０００８】
この発明の請求項３に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、軸受部は少なくとも２個の玉軸受で構成されているものである。
【０００９】
この発明の請求項４に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、軸受部は複列の玉軸受で構成されているものである。
【００１０】
この発明の請求項５に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、被駆動部材には凸部が形成されるとともに、支点軸には凹部が形成され、凸部を凹部に嵌合させたものである。
【００１１】
この発明の請求項６に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、凸部と凹部を接着剤で固定したものである。
【００１２】
この発明の請求項７に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、内面に接着剤の層が設けられた熱収縮チューブにより、凸部と凹部を固着したものである。
【００１３】
この発明の請求項８に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、被駆動部材には断面矩形状の凸部が形成されるとともに、支点軸には下側に開放された断面矩形状の凹部が形成され、凸部を凹部に嵌合させたものである。
【００１４】
この発明の請求項９に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、支点軸の底部に円弧部を形成するとともに、被駆動部材に設けられた凸部の上部に円弧部を形成し、円弧部両者を嵌め合わせたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１によるレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は電磁アクチュエータの励磁回路図、図４は電磁アクチュエータの特性図である。
図において、１は低誘電損失特性を有する合成樹脂、例えばシンジオタクチックポリスチレンのザレック（出光石油化学（株）の商品名）からなり、曲面状に成形された被駆動部材である反射ミラーである。反射ミラー１は、曲面の内側に細い線状のパターンがニッケルメッキされ、曲面の外側には全面にニッケルメッキが施されている。
【００１６】
また、反射ミラー１は、重力や外乱振動などに影響されないように、その中央部である重心近傍の両側に凸部１ａが一体成形されている。
２は反射ミラー１の両側に配置された支点軸であり、金属、例えばステンレス鋼で作られている。
また支点軸２は、２個の軸受からなる玉軸受３で回転可能に支持され、これらの玉軸受３はプレート４上の支持台５に固定されている。ここで、２個の玉軸受３の代わりに、１個の複列からなる玉軸受を支持台５に固定してもよい。
【００１７】
また、支点軸２には反射ミラー１側に開放するように凹部２ａが形成されており、反射ミラー１に設けられた凸部１ａが凹部２ａに挿入されるとともに、接着剤６で両者は接着されている。反対に、反射ミラー１側に凹部、支点軸２側に凸部を設けてもよい。
片方の支持台３上には、反射ミラー１の位置を検出するための位置センサ７が設置されている。この位置センサ７は、例えば磁気を利用した磁気センサや、あるいは光を利用した光センサで構成されている。
【００１８】
反射ミラー１の左右両側には、第１，第２の一対の電磁駆動機構８Ａ，８Ｂが設けられている。
第１の電磁駆動機構８Ａは、支点軸２の右側に配置され、その右端部を駆動し、また第２の電磁駆動機構８Ｂは、支点軸２の左側に配置され、その左端部を駆動する。
これらの電磁駆動機構８Ａ，８Ｂは同じ構成を有しており、それぞれ可動部材９ａ，９ｂ及び固定部材１０ａ，１０ｂを有している。
【００１９】
各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各可動部材９ａ，９ｂは、被駆動部材である反射ミラー１に取り付けられた可動側の第１の永久磁石１１ａ，１１ｂを有する。
この第１の永久磁石１１ａ，１１ｂは円柱状に作られた磁石であり、可動方向に着磁されており、即ち上側がＳ極、下側がＮ極に着磁され、Ｓ極側を反射ミラー１に接合して取り付けられている。又、Ｎ極側を反射ミラー１に接合するようにしてもよい。
【００２０】
電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各固定部材１０ａ，１０ｂは、各可動部材９ａ，９ｂに対向して配置される。この各固定部材１０ａ，１０ｂは、支持台５を載せたプレート４の左右両側上に固定される。
そして、各固定部材１０ａ，１０ｂは、固定側の第２の永久磁石１２ａ，１２ｂを有する。この第２の永久磁石１２ａ，１２ｂは、円柱状に作られた磁石であり、永久磁石１１ａ，１１ｂと同様、可動方向に着磁されており、即ち上側がＮ極、下側がＳ極に着磁されている。
各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの固定部材１０ａ，１０ｂは、さらに樹脂で作られたボビン１３ａ，１３ｂ、磁性体で作られたコア１４ａ，１４ｂ、およびコイル１５ａ，１５ｂを有する。
【００２１】
このコア１４ａ，１４ｂは、円形断面を有する棒状鉄心からなり、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂのＮ極と、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂのＮ極の間に配置され、コア１４ａ，１４ｂの外側にはボビン１３ａ，１３ｂが配置されている。
又、ボビン１３ａ，１３ｂは、巻枠１６ａ，１６ｂを有し、この巻枠１６ａ，１６ｂにコイル１５ａ，１５ｂが巻回されている。
なお、１７ａ，１７ｂは、コイル１５ａ，１５ｂに対する接続リード線であり、コイル１５ａ，１５ｂはこれらの接続リード線１７ａ，１７ｂを経て、励磁回路に接続される。
図２に示したものとは反対に、可動側の第１の永久磁石１１ａ，１１ｂのＮ極が、反射ミラー１側に設置される場合には、固定側の第２の永久磁石１２ａ，１２ｂもそれに合わせて、上側がＳ極、下側がＮ極に着磁される。
【００２２】
各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各固定部材１０ａ，１０ｂは、それぞれの可動部材９ａ，９ｂに対して、第１の磁気力Ｆ１及び第２の磁気力Ｆ２を加えた合計の磁気力Ｆ０を与える。
第１の磁気力Ｆ１は、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂのＮ極と、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂのＮ極が、コア１４ａ，１４ｂを介して向き合っているために、可動部材９ａ，９ｂを固定部材１０ａ，１０ｂから引き離す方向に発生する反発磁気力である。この反発磁気力Ｆ１は第１の永久磁石１１ａ，１１ｂ、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂがそれぞれ永久磁石であるために、常時一定の磁気力として作用する。
【００２３】
各固定部材１０ａ，１０ｂから、対応する各可動部材９ａ，９ｂに対して与えられる第２の磁気力Ｆ２は、コイル１５ａ，１５ｂによって発生する電磁力である。コイル１５ａ，１５ｂは、コア１４ａ，１４ｂの中心軸に沿って磁束を発生し、この磁束に基づいて可動部材９ａ，９ｂに与えられる磁気力Ｆ２は、コイル１５ａ，１５ｂに流れる励磁電流の方向と大きさに依拠して、その電磁力の方向と大きさが制御される。
コイル１５ａ，１５ｂにある方向の励磁電流を流せば、このコイル１５ａ，１５ｂによる磁気力Ｆ２は、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂと同方向に、すなわち可動部材１１ａ，１１ｂを固定部材１０ａ，１０ｂから引き離す方向に、可動部材１１ａ，１１ｂに与えられ、その強さは励磁電流の大きさに比例する。
コイル１５ａ，１５ｂの励磁電流の方向を逆にすれば、コイル１５ａ，１５ｂによる磁気力Ｆ２は、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂによる反発力とは逆方向、即ち可動部材１１ａ，１１ｂを固定部材１０ａ，１０ｂに吸引する方向の電磁力となり、その大きさは励磁電流に比例する。
【００２４】
第２の永久磁石１２ａ，１２ｂによる反発方向の磁気力Ｆ１の方向を正方向とすると、加算された磁気力Ｆ０はＦ０＝Ｆ１±Ｆ２となり、コイル１５ａ，１５ｂの励磁電流の方向と大きさを変えることによって、加算磁気力Ｆ０を制御することができる。
反射ミラー１は、各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂからの加算磁気力Ｆ０のバランスによって、その向きまたは角度が制御される。
【００２５】
本実施形態においては、反射ミラー１と支点軸２が別々の部品で構成され、また反射ミラー１が両側の支点軸２で回転可能に支持され、さらにこの支点軸２が２個の玉軸受３で揺動可能に支持されているので、支点軸２の倒れが抑制され、軸受部の損失トルクが小さくなる。
また、支点軸２に設けられた凹部２ａに、反射ミラー１の凸部１ａが挿入され、両者は接着剤６で接着されているので、反射ミラー１と支点軸２を固定する時に、玉軸受３に損傷を与えることがない。
【００２６】
次に図３によって、電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各コイル１５ａ，１５ｂに対する励磁方法について説明する。
この励磁回路は、一対のスイッチング回路１８ａ，１８ｂを有し、これらの各スイッチング回路１８ａ，１８ｂは直流電源の正極端子Ｅ１と負極端子Ｅ２の間にそれぞれ接続されている。
負極端子Ｅ２はアース電位とされている。又、スイッチング回路１８ａは、一対のスイッチ素子Ｔｒ_１，Ｔｒ_２を有し、これらのスイッチ素子Ｔｒ_１，Ｔｒ_２は例えばＮＰＮ形のパワートランジスタで構成される。
スイッチ素子Ｔｒ_１のコレクタは正極端子Ｅ１に接続され、そのエミッタはスイッチング回路１８ａの出力端子１９ａに接続されている。スイッチ素子Ｔｒ_２のコレクタは、出力端子１９ａに接続されるとともに、またそのエミッタは負極端子Ｅ２にそれぞれ接続される。
【００２７】
スイッチング回路１８ｂは一対のスイッチ素子Ｔｒ_３，Ｔｒ_４を含み、これらはＮＰＮ形パワートランジスタで構成される。
スイッチ素子Ｔｒ_３のコレクタは正極端子Ｅ１に、そのエミッタはスイッチング回路１８ｂの出力端子１９ｂにそれぞれ接続される。
スイッチング素子Ｔｒ_４のコレクタは出力端子１９ｂに、またそのエミッタは負極端子Ｅ２にそれぞれ接続される。スイッチ素子Ｔｒ_１，Ｔｒ_２，Ｔｒ_３，Ｔｒ_４として、パワーＦＥＴとよばれる電界効果トランジスタを使用することができる。
【００２８】
電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各コイル１５ａ，１５ｂは、スイッチング回路１８ａの出力端子１９ａと、スイッチング回路１８ｂの出力端子１９ｂとの間に、互いに直列に接続されており、互いに関連して制御される。スイッチ素子Ｔｒ_２，Ｔｒ_３がオフとなり、スイッチ素子Ｔｒ_１，Ｔｒ_４がオンとなる第１の状態では、各コイル１５ａ，１５ｂに、出力端子１９ａから出力端子１９ｂに向かって、各コイル１５ａ，１５ｂに直列に電流が流れ、逆にスイッチ素子Ｔｒ_１、Ｔｒ_４がオフとなり、スイッチ素子Ｔｒ_２、Ｔｒ_３がオンとなる第２の状態では、出力端子１９ｂから出力端子１９ａに向かって、各コイル１５ａ，１５ｂに電流が流れる。
各コイル１５ａ，１５ｂの励磁特性は、各コイル１５ａ，１５ｂにおいてＰで示した部分が正極を示し、各コイル１５ａ，１５ｂは互いに逆方向にコイルが巻回されている。
【００２９】
このため、直列接続された各コイル１５ａ，１５ｂに流れる電流によって、電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの一方側、例えば電磁駆動機構８Ａのコイル１５ａが、その第２の永久磁石１２ａと同極性となり、その可動部材９ａに反発力（＋Ｆ２）を与えるときには、他方の電磁駆動機構８Ｂのコイル１５ｂは、その第２の永久磁石１２ｂとは逆極性となり、その可動部材９ｂに吸引力（−Ｆ２）を与える。
この場合、電磁駆動機構８Ａの加算磁気力はＦ０＝Ｆ１＋Ｆ２、電磁駆動機構８Ｂの加算磁気力はＦ０＝Ｆ１−Ｆ２となる。
【００３０】
第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコア１４ａ，１４ｂとを過度に接近させると、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコア１４ａ，１４ｂとが吸着してしまうので、コイル１５ａ，１５ｂによる電磁力Ｆ２の大きさは、磁気力Ｆ１の大きさより小さい範囲で調整される。
したがって、各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂはともに、可動部材９ａ，９ｂに反発力を与える範囲で調整される。
例えばスイッチ素子Ｔｒ_１，Ｔｒ_４がオンとなる第１の状態において、一方の電磁駆動機構８Ａの加算磁気力Ｆ０＝Ｆ１＋Ｆ２が、第２の永久磁石１２ａによる反発力Ｆ１を増大させるときには、他方の電磁駆動機構８Ｂの加算磁気力Ｆ０＝Ｆ１−Ｆ２は、その第２の永久磁石１２ｂからの可動部材９ｂへの反発力Ｆ１を減少させるように調整される。
【００３１】
図２の電磁アクチュエータにおいて、第１の電磁駆動機構８Ａによる反発力が増大し、第２の電磁駆動機構８Ｂによる反発力が減少すると、反射ミラー１は、支点軸２を中心にして、反時計方向に回動される。このとき、第１の電磁駆動機構８Ａの第１の永久磁石１１ａとコア１４ａの間隔が大きくなるので、磁気力Ｆ１、Ｆ２による各反発力の絶対値は小さくなる。
反対に、第２の電磁駆動機構８Ｂの第１の永久磁石１１ｂとコア１４ｂの間隔が小さくなるので、Ｆ１の反発力とＦ２の吸引力の各絶対値は大きくなる。
【００３２】
これによって、電磁駆動機構８Ａの加算磁気力Ｆ０＝Ｆ１＋Ｆ２と、電磁駆動機構８Ｂの加算磁気力Ｆ０＝Ｆ１−Ｆ２が釣合うようになる角度まで反射ミラー１は回動する。この回動角度は、コイル１５ａ，１５ｂに流れる励磁電流により一次的に決定されるので、コイル１５ａ，１５ｂに流れる励磁電流を制御することにより、反射ミラー１の揺動角度を制御できる。
【００３３】
このときの特性を図４に示す。図４に示すように、コイル１５ａ，１５ｂに流れる励磁電流の増加に伴って、反射ミラー１の揺動角がリニアに増加している。
スイッチ素子Ｔｒ_２，Ｔｒ_３がオンとなる第２の状態では、逆方向の調整が行われ、反射ミラー１は時計方向に回動される。このように、反射ミラー１は、２つの電磁駆動機構８Ａ，８Ｂのコイル１５ａ，１５ｂに流れる励磁電流で、その向きまたは角度が調整される。
【００３４】
各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂのコイル１５ａ，１５ｂの励磁電流の大きさは、例えば各スイッチ素子Ｔｒ_１〜Ｔｒ_４のオン時間比率を変化させることによって調整される。
例えばスイッチ素子Ｔｒ_１，Ｔｒ_４がオンする第１の状態において、その単位時間にこれらのスイッチ素子Ｔｒ_１，Ｔｒ_４がオンする比率を変化させると、そのオン時間比率に応じた大きさの励磁電流が各コイル１５ａ，１５ｂに供給される。
同様に、スイッチ素子Ｔｒ_２，Ｔｒ_３がオンとなる第２の状態において、これらのスイッチ素子Ｔｒ_２，Ｔｒ_３の単位時間当りのオン時間比率を調整することにより、励磁電流の大きさが変えられる。
これらのオン時間比率の調整は、各スイッチ素子Ｔｒ_１〜Ｔｒ_４のベースへの駆動パルスの幅を変えることによって行われる。
【００３５】
本実施形態による電磁アクチュエータは、一対の電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各コイル１５ａ，１５ｂの励磁電流により、反射ミラー１の揺動角度を制御するものであり、オープン制御で制御可能であるが、電磁アクチュエータを高速で駆動する場合には、位置センサ７からの信号によって、コイル１５ａ，１５ｂに流れる励磁電流をフィードバック制御することができる。
このフィードバック制御は、各スイッチ素子Ｔｒ_１〜Ｔｒ_４のベース駆動電流を制御することによって行われる。
【００３６】
電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各コイル１５ａ，１５ｂは、スイッチング回路１８ａの出力端子１９ａと、スイッチング回路１８ｂの出力端子１９ｂとの間に、互いに直列に接続した場合について説明したが、電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各コイル１５ａ，１５ｂは、スイッチング回路１８ａの出力端子１９ａと、スイッチング回路１８ｂの出力端子１９ｂとの間に、互いに並列に接続してもよい。
また、電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各コイル１５ａ，１５ｂは、互いに独立して励磁される場合であってもよい。
また、本実施形態による電磁アクチュエータでは、反射ミラー１を、２つの電磁駆動機構８Ａ，８Ｂで駆動するものとしたが、駆動機構の数を変更してもよい。例えば、支点軸２の両側に合計４つの電磁駆動機構を配置してもよい。
【００３７】
この発明は、以上のように支点軸２の一方側に配置され、被駆動部材を駆動する第１の電磁駆動機構８Ａと、支点軸２の他方側に配置され、被駆動部材を駆動する第２の電磁駆動機構８Ｂを備え、第１、第２の電磁駆動機構８Ａ，８Ｂは、それぞれ被駆動部材に取り付けられた可動部材９ａ，９ｂと、この可動部材９ａ，９ｂに対向する固定部材１０ａ，１０ｂとを有し、各可動部材９ａ，９ｂは可動方向に着磁された第１の永久磁石１１ａ，１１ｂを含み、又、各固定部材１０ａ，１０ｂは磁性体からなるコア１４ａ，１４ｂと、このコア１４ａ，１４ｂの周りに巻回されたコイル１５ａ，１５ｂと、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂと可動部材９ａ，９ｂの可動方向で反発するように着磁された第２の永久磁石１２ａ，１２ｂとを有し、支点軸２および被駆動部材が各々別の部品で構成され、支点軸２および軸受が被駆動部材の両側に配置されているので、支点軸２の倒れが抑制され、軸受部の損失トルクが小さくなる。
【００３８】
したがって、電磁駆動機構８Ａ，８Ｂに流れる電流を低減でき、また装置の耐久性を向上でき、しかも時計方向揺動時に揺動される場合と、反時計方向に揺動される場合との電流のヒステリシスが低減でき、制御性の向上が図られる。
【００３９】
また、軸受は、各側にそれぞれ少なくとも２個の玉軸受３が配置されているので、支点軸２の倒れが抑制され、軸受部の損失トルクが小さくなる。
したがって、電磁駆動機構８Ａ，８Ｂに流れる電流が低減でき、また装置の耐久性を向上でき、しかも時計方向揺動時に揺動される場合と、反時計方向に揺動される場合との電流のヒステリシスが低減でき、制御性の向上が図られる。
【００４０】
更に軸受は、各側にそれぞれ複列の玉軸受が配置されているので、支点軸２の倒れが抑制され、軸受部の損失トルクが小さくなる。
したがって、電磁駆動機構８Ａ，８Ｂに流れる電流が低減でき、また装置の耐久性を向上でき、しかも時計方向揺動時に揺動される場合と、反時計方向に揺動される場合との電流のヒステリシスが低減でき、制御性の向上が図られる。
【００４１】
また、支点軸２は、被駆動部材の凸部１ａと接着剤６により固定されているので、被駆動部材と支点軸２を固定する時に、軸受に損傷を与えることがない。したがって、装置の耐久性の向上が図られる。
【００４２】
更に支点軸２は、軸直角断面方向に凹部２ａが形成されるとともに、被駆動部材は両側に凸部１ａが形成され、被駆動部材の凸部１ａが、支点軸２の凹部２ａに嵌合されているので、被駆動部材を支点軸２に取り付けるのが容易になり、工作性の向上が図られる。
【００４３】
実施の形態２．
図５（ａ），（ｂ）はこの発明の実施の形態２による電磁アクチュエータの軸受部を示す拡大断面図である。
図において、２１は熱収縮チューブで、内面にホットメルト接着剤の層が設けられており、例えば、スミチューブＳＡ２Ｆ（住友電気工業（株）の商品名）等を使用することが考えられる。
図５（ａ）に示すように、支点軸２の円柱部２ｂに、熱収縮チューブ２１が挿入され、次に支点軸２の凹部２ａに反射ミラー１の凸部１ａが挿入される。
【００４４】
その後、図５（ｂ）に示すように、熱収縮チューブ２１が支点軸２の凹部２ａに移動され、ヒートガン等の加熱器具により熱収縮チューブ２１が加熱されると、熱収縮チューブ２１の径が収縮すると共に、内面のホットメルト接着剤が溶けて、反射ミラー１の凸部１ａと支点軸２とが接着される。
このとき、支点軸２の凹部２ａに、反射ミラー１の凸部１ａが挿入され、加熱により接着されるので、反射ミラー１と支点軸２を固定する時に、玉軸受３に損傷を与えることがない。
【００４５】
以上のように、支点軸２は、内面に接着剤の層が設けられた熱収縮チューブ２１により、被駆動部材の凸部１ａと固定されているので、被駆動部材と支点軸２を固定する時に、軸受部に損傷を与えることがなく、したがって、装置の耐久性の向上が図られる。
【００４６】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による電磁アクチュエータの軸受部を示す側面断面図であり、図において、反射ミラー１の凸部１ａはその断面が矩形状に形成され、この凸部１ａと嵌合する支点軸２の凹部２ａの断面も矩形状に形成されている。
また、電磁駆動機構８Ａ，８Ｂのコイル１５ａ，１５ｂに電流を流さない無通電状態において、支点軸２の凹部２ａの開口部は常に固定部材１０ａ，１０ｂ側、すなわち図１，図２において下側に向くように配置されている。
そして、支点軸２の凹部２ａに、反射ミラー１の凸部１ａが挿入されている。
【００４７】
本発明においては、第１の永久磁石１２ａ，１２ｂのＮ極と、第２の永久磁石１１ａ，１１ｂのＮ極が、コア１４ａ，１４ｂを介して向き合っているために、可動部材９ａ，９ｂを固定部材１０ａ，１０ｂから引き離す方向に常に反発磁気力が発生し、またコイル１５ａ，１５ｂによる電磁力の大きさは、永久磁石による反発磁気力より小さい範囲で調整されるので、各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂはともに、可動部材９ａ，９ｂに反発力を与える範囲で調整される。
したがって、この反発力により、反射ミラー１の凸部１ａは、支点軸２の凹部２ａの底部２ｃに常時押圧されており、別途固定手段を施さなくとも、支点軸２を中心に、反射ミラー１を駆動することができる。
【００４８】
また、反射ミラー１の凸部１ａ、並びに支点軸２の凹部２ａの断面は矩形状に形成されているので、回り止めの形状になっており、電磁駆動機構８Ａ，８Ｂのコイル１５ａ，１５ｂに電流を流さない無通電状態において、支点軸２の凹部２ａの開口部が、可動部材９ａ，９ｂ側、すなわち図１，２において上側に位置することがなく、上記の反発力により、反射ミラー１の凸部１ａが、支点軸２の凹部２ａから脱落することはない。反対に反射ミラー１側に凹部、支点軸２側に凸部を設けてもよい。
【００４９】
以上のように本実施形態によれば、支点軸の凹部２ａは、常に固定部材１０ａ，１０ｂ側に開口されるとともに、上記被駆動部材の凸部１ａが支点軸２の凹部２ａに挿入され、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂと第２の永久磁石１２ａ，１２ｂの反発力が被駆動部材の凸部１ａを介して支点軸２の凹部２ａの底面２ｃで受けるようにしているので、第１および第２の電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの反発力により、被駆動部材の凸部１ａは、支点軸２の凹部２ａの底部２ｃに常時押圧されており、別途固定手段を施さなくとも支点軸２を中心に、被駆動部材を駆動することができる。
したがって、装置の組立性の向上が図られるとともに、装置の低コスト化が図られる。
【００５０】
また、被駆動部材は、合成樹脂で成型されるとともに、被駆動部材の凸部１ａおよび支点軸２の凹部２ａは、回り止めの形状に形成されているので、第１および第２の電磁駆動機構８Ａ，８Ｂのコイル１５ａ，１５ｂに電流を流さない無通電状態において、支点軸２の凹部２ａの開口部が、可動部材９ａ，９ｂ側に位置することがなく、第１および第２の電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの反発力により、被駆動部材の凸部１ａが、支点軸２の凹部２ａから脱落することはない。
したがって、装置の組立性の向上が図られるとともに、装置の低コスト化が図られ、さらに装置の信頼性の向上が図られる。
【００５１】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４による電磁アクチュエータの軸受部を示す拡大断面図である。
図において、反射ミラー１の凸部１ａは、凸部１ａの軸方向に亘って、その上部が円弧状に形成され、円弧部１ｂを有し、支点軸２は、この凸部１ａに設けられた円弧部１ｂに嵌合するように、支点軸２の軸方向に亘って円弧状に形成された円弧部２ｄを有している。
そして、反射ミラー１の凸部１ａに設けられた円弧部１ｂと、支点軸２に設けられた円弧部２ｄが沿うように配置されている。
【００５２】
反射ミラー１の成型時に、凸部１ａに倒れが発生した場合は、倒れ量に応じて両側の支持台５の間隔が調整される。
したがって、本実施形態においては、反射ミラー１の成型時に、凸部１ａに倒れが発生しても、反射ミラー１の凸部１ａの上部に設けられた円弧部１ｂと、支点軸２に設けられた円弧部２ｄが沿うように配置されているので、反射ミラー１の凸部１ａと、支点軸２が面で接触することにより、倒れ量に応じて両側の支持台５の間隔が調整されても、接触圧が低減され、耐振性が向上する。
【００５３】
以上のように、支点軸２の底部は、軸方向に亘って円弧状に形成されるとともに、被駆動部材の凸部１ａも軸方向に亘って、円弧状に形成され、支点軸２の円弧部２ｄと、被駆動部材の凸部１ａの円弧部１ｂが沿うように配置されているので、被駆動部材の成型時に、被駆動部材の凸部１ａに倒れが発生しても、被駆動部材の凸部１ａと、支点軸２が面で接触することにより、接触圧が低減され、したがって、装置の耐振性が向上する。
【００５４】
【発明の効果】
この発明の請求項１又は請求項２に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、支持台に設置された支点軸と、この支点軸を揺動可能に支持する軸受部と、支点軸に固定された合成樹脂で構成される被駆動部材と、この被駆動部材の両側に設置され、被駆動部材を駆動する電磁駆動機構と、この電磁駆動機構に設置された可動部材と、この可動部材に対向して設置された固定部材とを備え、可動部材には可動方向に着磁された永久磁石を設けるとともに、固定部材には可動方向に着磁された永久磁石及びコア内に磁束を発生させるコイルを設けたので、支点軸の倒れが抑制され、軸受部の損失トルクが小さくなる。したがって、電磁駆動機構に流れる電流を低減でき、また、装置の耐久性を向上でき、しかも時計方向揺動時に揺動される場合と、反時計方向に揺動される場合との電流のヒステリシスが低減でき、制御性の向上が図られる。
【００５５】
この発明の請求項３に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、軸受部は少なくとも２個の玉軸受で構成されているので、支点軸の倒れが抑制され、軸受部の損失トルクが小さくなる。したがって、電磁駆動機構に流れる電流を低減でき、また、装置の耐久性を向上でき、しかも時計方向揺動時に揺動される場合と、反時計方向に揺動される場合との電流のヒステリシスが低減でき、制御性の向上が図られる。
【００５６】
この発明の請求項４に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、軸受部は複列の玉軸受で構成されているので、支点軸の倒れが抑制され、軸受部の損失トルクが小さくなる。したがって、電磁駆動機構に流れる電流を低減でき、また、装置の耐久性を向上でき、しかも時計方向揺動時に揺動される場合と、反時計方向に揺動される場合との電流のヒステリシスが低減でき、制御性の向上が図られる。
【００５７】
この発明の請求項５に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、被駆動部材には凸部が形成されるとともに、支点軸には凹部が形成され、凸部を凹部に嵌合させたので、被駆動部材を支点軸に取付けるのが容易になり、工作性の向上が図られる。
【００５８】
この発明の請求項６に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、凸部と凹部を接着剤で固定したので、被駆動部材と支点軸を固定するときに、軸受部に損傷を与えることがなくなる。
【００５９】
この発明の請求項７に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、内面に接着剤の層が設けられた熱収縮チューブにより、凸部と凹部を固着したので、被駆動部材と支点軸を固定するときに、軸受部に損傷を与えることがなくなる。
【００６０】
この発明の請求項８に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、被駆動部材には断面矩形状の凸部が形成されるとともに、支点軸には下側に開放された断面矩形状の凹部が形成され、凸部を凹部に嵌合させたので、電磁駆動機構の反発力により、被駆動部材の凸部は、支点軸の凹部の底部に常時押圧されており、別途固定手段を施さなくとも支点軸を中心に、被駆動部材を駆動することができる。したがって、装置の組立性の向上が図られるとともに、装置の低コスト化が図られる。
【００６１】
この発明の請求項９に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、支点軸の底部に円弧部を形成するとともに、被駆動部材に設けられた凸部の上部に円弧部を形成し、円弧部両者を嵌め合わせたので、被駆動部材の成型時に、被駆動部材の凸部に倒れが発生しても、被駆動部材の凸部の円弧部と、支点軸の凹部の円弧部が沿うように配置されており、被駆動部材の凸部と、支点軸の凹部が面で接触することにより、接触圧が低減される。したがって、装置の耐振性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】電磁アクチュエータの励磁回路図である。
【図４】電磁アクチュエータの特性図である。
【図５】この発明の実施の形態２による電磁アクチュエータの軸受部を示す拡大断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係る電磁アクチュエータの軸受部を示す拡大側面断面図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係る電磁アクチュエータの軸受部を示す拡大断面図である。
【図８】従来のレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す断面図である。
【図９】従来の反射ミラーを示す断面図である。
【符号の説明】
１ａ　凸部、１ｂ，２ｄ　円弧部、２　支点軸、２ａ　凹部、３　玉軸受、５支持台、６　接着剤、８Ａ，８Ｂ　電磁駆動機構、９ａ，９ｂ　可動部材、１０ａ，１０ｂ　固定部材、１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ　永久磁石、１４ａ，１４ｂ　コア、２１　熱収縮チューブ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a relatively small electromagnetic actuator for driving a radar used for driving a reflection mirror of a radar mounted on an automobile, for example.
[0002]
[Prior art]
8 is a cross-sectional view showing a conventional electromagnetic actuator for driving a radar, and FIG. 9 is a cross-sectional view showing a reflection mirror portion. In the drawing, reference numeral 31 denotes a reflection mirror of a radar mounted on, for example, an automobile.
This radar is used to monitor the periphery of a vehicle, emits radio waves to the periphery of the vehicle, and detects obstacles and the like around the vehicle from the reflected waves.
[0003]
The reflection mirror 31 is formed of a synthetic resin having a low dielectric loss, and has a fulcrum shaft 31a integrally formed on both sides near the center of gravity at the center thereof so as not to be affected by gravity or disturbance vibration.
The fulcrum shaft 31a is swingably supported by a single row of ball bearings 32. The ball bearings 32 are fixed to a support 33, and the support 33 is mounted on a plate 34.
The reflection mirror 31 is driven to swing by changing a current flowing through a pair of electromagnetic drive mechanisms (not shown).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional radar driving electromagnetic actuator is configured as described above. Since the reflection mirror 31 is formed integrally with the fulcrum shaft 31a, the structure is simple. Since the coaxiality of the support shaft 31a may deteriorate, an excessive centering force acts on the ball bearing 32, and there is a problem that a current flowing through an electromagnetic drive element (not shown) increases.
In addition, there is a problem that the durability of the device is remarkably reduced due to the excessive centering force acting on the ball bearing 32.
Further, hysteresis occurs in the current between the case where the reflection mirror 31 is swung clockwise about the support shaft 31a and the case where the reflection mirror 31 is swung counterclockwise, making it difficult to control the swing angle. There was a problem of becoming.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and by reducing the aligning force acting on a ball bearing, it is possible to reduce a current flowing through an electromagnetic drive mechanism, and to improve the durability of the device. In addition, the present invention provides a radar driving electromagnetic actuator capable of improving the controllability by reducing the hysteresis of the current between the case of swinging clockwise and the case of swinging counterclockwise. The purpose is to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An electromagnetic actuator for driving a radar according to claim 1 of the present invention includes a fulcrum shaft installed on a support base, a bearing portion for swingably supporting the fulcrum shaft, a driven member fixed to the fulcrum shaft, An electromagnetic drive mechanism installed on both sides of the driven member to drive the driven member, a movable member installed in the electromagnetic drive mechanism, and a fixed member installed facing the movable member; The member is provided with a permanent magnet magnetized in the movable direction, and the fixed member is provided with a permanent magnet magnetized in the movable direction and a coil for generating a magnetic flux in the core.
[0007]
In the electromagnetic actuator for driving a radar according to a second aspect of the present invention, the driven member is made of a synthetic resin.
[0008]
In the electromagnetic actuator for driving a radar according to a third aspect of the present invention, the bearing portion includes at least two ball bearings.
[0009]
In the electromagnetic actuator for driving a radar according to a fourth aspect of the present invention, the bearing portion is constituted by a double-row ball bearing.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an electromagnetic actuator for driving a radar, wherein a convex portion is formed on a driven member, a concave portion is formed on a fulcrum shaft, and the convex portion is fitted into the concave portion.
[0011]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an electromagnetic actuator for driving a radar, wherein a convex portion and a concave portion are fixed with an adhesive.
[0012]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an electromagnetic actuator for driving a radar, wherein a convex portion and a concave portion are fixed by a heat-shrinkable tube having an inner surface provided with an adhesive layer.
[0013]
In the electromagnetic actuator for driving a radar according to claim 8 of the present invention, the driven member has a convex portion having a rectangular cross section, and the fulcrum shaft has a concave portion having a rectangular cross section opened downward. , And the projections are fitted into the depressions.
[0014]
In a radar driving electromagnetic actuator according to a ninth aspect of the present invention, an arc portion is formed on the bottom of the fulcrum shaft, and an arc portion is formed on a convex portion provided on the driven member. It is a combination.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a sectional view showing a radar driving electromagnetic actuator according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, FIG. 3 is an excitation circuit diagram of the electromagnetic actuator, and FIG. It is a characteristic diagram.
In the drawing, reference numeral 1 denotes a reflecting mirror which is a driven member formed of a synthetic resin having a low dielectric loss characteristic, for example, Zarek of Syndiotactic Polystyrene (trade name of Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) and formed into a curved surface. . The reflection mirror 1 has a thin linear pattern plated with nickel on the inside of the curved surface, and nickel plating on the entire surface on the outside of the curved surface.
[0016]
The reflection mirror 1 is integrally formed with convex portions 1a on both sides near the center of gravity, which is the center, so as not to be affected by gravity or disturbance vibration.
Numerals 2 are fulcrum shafts arranged on both sides of the reflection mirror 1, and are made of metal, for example, stainless steel.
The fulcrum shaft 2 is rotatably supported by ball bearings 3 composed of two bearings, and these ball bearings 3 are fixed to a support base 5 on a plate 4. Here, one double-row ball bearing may be fixed to the support base 5 instead of the two ball bearings 3.
[0017]
A concave portion 2a is formed on the fulcrum shaft 2 so as to be open to the reflection mirror 1 side. The convex portion 1a provided on the reflection mirror 1 is inserted into the concave portion 2a, and the two are bonded with an adhesive 6. Have been. Conversely, a concave portion may be provided on the reflection mirror 1 side, and a convex portion may be provided on the fulcrum shaft 2 side.
On one of the supports 3, a position sensor 7 for detecting the position of the reflection mirror 1 is provided. The position sensor 7 is constituted by, for example, a magnetic sensor using magnetism or an optical sensor using light.
[0018]
A pair of first and second electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B are provided on both left and right sides of the reflection mirror 1.
The first electromagnetic drive mechanism 8A is disposed on the right side of the fulcrum shaft 2 and drives its right end, and the second electromagnetic drive mechanism 8B is disposed on the left side of the fulcrum shaft 2 and drives its left end. .
These electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B have the same configuration, and have movable members 9a and 9b and fixed members 10a and 10b, respectively.
[0019]
Each of the movable members 9a and 9b of each of the electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B has movable-side first permanent magnets 11a and 11b attached to the reflection mirror 1, which is a driven member.
The first permanent magnets 11a and 11b are columnar magnets and are magnetized in the movable direction, that is, the upper side is magnetized to the S pole, the lower side is magnetized to the N pole, and the S pole side is a reflection mirror. 1 and attached. Further, the N pole side may be joined to the reflection mirror 1.
[0020]
The fixed members 10a and 10b of the electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B are arranged to face the movable members 9a and 9b. The fixing members 10a and 10b are fixed on both left and right sides of the plate 4 on which the support 5 is mounted.
Each of the fixing members 10a and 10b has second permanent magnets 12a and 12b on the fixed side. The second permanent magnets 12a and 12b are columnar magnets and are magnetized in the movable direction like the permanent magnets 11a and 11b, that is, the upper side is an N pole and the lower side is an S pole. Magnetized.
The fixing members 10a and 10b of each of the electromagnetic driving mechanisms 8A and 8B further include bobbins 13a and 13b made of resin, cores 14a and 14b made of magnetic material, and coils 15a and 15b.
[0021]
The cores 14a, 14b are made of a rod-shaped core having a circular cross section, and are disposed between the N poles of the first permanent magnets 11a, 11b and the N poles of the second permanent magnets 12a, 12b. The bobbins 13a and 13b are arranged outside.
The bobbins 13a and 13b have winding frames 16a and 16b, and the coils 15a and 15b are wound around the winding frames 16a and 16b.
17a and 17b are connection leads for the coils 15a and 15b, and the coils 15a and 15b are connected to the excitation circuit via these connection leads 17a and 17b.
2, when the N poles of the movable first permanent magnets 11a and 11b are installed on the reflection mirror 1, the fixed second permanent magnets 12a and 12b are provided. Accordingly, the upper side is magnetized to the S pole and the lower side is magnetized to the N pole.
[0022]
Each fixed member 10a, 10b of each electromagnetic drive mechanism 8A, 8B gives a total magnetic force F0 obtained by adding the first magnetic force F1 and the second magnetic force F2 to each movable member 9a, 9b. .
The first magnetic force F1 is generated by the movable member 9a because the north poles of the first permanent magnets 11a and 11b and the north poles of the second permanent magnets 12a and 12b face each other via the cores 14a and 14b. , 9b from the fixing members 10a, 10b. Since the first permanent magnets 11a and 11b and the second permanent magnets 12a and 12b are permanent magnets, the repulsive magnetic force F1 always acts as a constant magnetic force.
[0023]
The second magnetic force F2 applied from the fixed members 10a, 10b to the corresponding movable members 9a, 9b is an electromagnetic force generated by the coils 15a, 15b. The coils 15a and 15b generate a magnetic flux along the central axis of the cores 14a and 14b, and the magnetic force F2 applied to the movable members 9a and 9b based on the magnetic flux changes the direction of the exciting current flowing through the coils 15a and 15b. Depending on the magnitude, the direction and magnitude of the electromagnetic force are controlled.
If an exciting current is applied to the coils 15a and 15b in a certain direction, the magnetic force F2 generated by the coils 15a and 15b is applied in the same direction as the second permanent magnets 12a and 12b, that is, the movable members 11a and 11b are fixed to the fixed members 10a and 10b. Is applied to the movable members 11a and 11b in a direction in which the movable members 11a and 11b are separated from each other, and the strength thereof is proportional to the magnitude of the exciting current.
If the directions of the exciting currents of the coils 15a and 15b are reversed, the magnetic force F2 generated by the coils 15a and 15b is in the opposite direction to the repulsive force generated by the second permanent magnets 12a and 12b, that is, the movable members 11a and 11b are fixed. Electromagnetic force in the direction of attraction to 10a, 10b is obtained, and its magnitude is proportional to the exciting current.
[0024]
Assuming that the direction of the magnetic force F1 in the repulsion direction by the second permanent magnets 12a and 12b is the positive direction, the added magnetic force F0 becomes F0 = F1 ± F2, and the direction and magnitude of the exciting current of the coils 15a and 15b are changed. By changing, the added magnetic force F0 can be controlled.
The direction or angle of the reflection mirror 1 is controlled by the balance of the added magnetic force F0 from each of the electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B.
[0025]
In this embodiment, the reflection mirror 1 and the fulcrum shaft 2 are composed of separate components, the reflection mirror 1 is rotatably supported by the fulcrum shafts 2 on both sides, and the fulcrum shaft 2 is composed of two ball bearings 3. As a result, the fulcrum shaft 2 is prevented from falling down, and the torque loss of the bearing portion is reduced.
Further, the convex portion 1a of the reflection mirror 1 is inserted into the concave portion 2a provided on the fulcrum shaft 2, and both are adhered by the adhesive 6, so that when the reflection mirror 1 and the fulcrum shaft 2 are fixed, the ball bearing is used. 3 is not damaged.
[0026]
Next, an excitation method for the coils 15a and 15b of the electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B will be described with reference to FIG.
This excitation circuit has a pair of switching circuits 18a and 18b, and these switching circuits 18a and 18b are respectively connected between the positive terminal E1 and the negative terminal E2 of the DC power supply.
The negative terminal E2 is at the ground potential. The switching circuit 18a includes a pair of switching elements Tr ₁ , Tr ₂ And these switch elements Tr ₁ , Tr ₂ Is composed of, for example, an NPN-type power transistor.
Switch element Tr ₁ Is connected to the positive terminal E1, and the emitter is connected to the output terminal 19a of the switching circuit 18a. Switch element Tr ₂ Is connected to the output terminal 19a, and its emitter is connected to the negative terminal E2.
[0027]
The switching circuit 18b includes a pair of switch elements Tr. ₃ , Tr ₄ And these are composed of NPN type power transistors.
Switch element Tr ₃ Is connected to the positive terminal E1, and its emitter is connected to the output terminal 19b of the switching circuit 18b.
Switching element Tr ₄ Is connected to the output terminal 19b, and its emitter is connected to the negative terminal E2. Switch element Tr ₁ , Tr ₂ , Tr ₃ , Tr ₄ For example, a field effect transistor called a power FET can be used.
[0028]
The coils 15a and 15b of the electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B are connected in series between an output terminal 19a of the switching circuit 18a and an output terminal 19b of the switching circuit 18b, and are controlled in relation to each other. . Switch element Tr ₂ , Tr ₃ Turns off and the switching element Tr ₁ , Tr ₄ Is turned on, a current flows in series through each of the coils 15a and 15b from the output terminal 19a to the output terminal 19b in the respective coils 15a and 15b. ₁ , Tr ₄ Turns off and the switching element Tr ₂ , Tr ₃ Is turned on, current flows through the coils 15a and 15b from the output terminal 19b toward the output terminal 19a.
Regarding the excitation characteristics of the coils 15a and 15b, the portion indicated by P in each of the coils 15a and 15b indicates a positive electrode, and the coils 15a and 15b are wound in opposite directions.
[0029]
Therefore, one side of the electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B, for example, the coil 15a of the electromagnetic drive mechanism 8A has the same polarity as the second permanent magnet 12a due to the current flowing through the series-connected coils 15a and 15b. When applying a repulsive force (+ F2) to the movable member 9a, the coil 15b of the other electromagnetic drive mechanism 8B has a polarity opposite to that of the second permanent magnet 12b, and applies an attractive force (-F2) to the movable member 9b. .
In this case, the added magnetic force of the electromagnetic drive mechanism 8A is F0 = F1 + F2, and the added magnetic force of the electromagnetic drive mechanism 8B is F0 = F1-F2.
[0030]
If the first permanent magnets 11a, 11b and the cores 14a, 14b are brought too close to each other, the first permanent magnets 11a, 11b and the cores 14a, 14b will be attracted, and the electromagnetic force F2 generated by the coils 15a, 15b. Is adjusted in a range smaller than the magnitude of the magnetic force F1.
Therefore, each of the electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B is adjusted within a range that gives a repulsive force to the movable members 9a and 9b.
For example, switch element Tr ₁ , Tr ₄ Is turned on, when the added magnetic force F0 = F1 + F2 of one electromagnetic drive mechanism 8A increases the repulsion force F1 of the second permanent magnet 12a, the added magnetic force of the other electromagnetic drive mechanism 8B F0 = F1-F2 is adjusted so as to reduce the repulsive force F1 from the second permanent magnet 12b to the movable member 9b.
[0031]
In the electromagnetic actuator of FIG. 2, when the repulsive force of the first electromagnetic drive mechanism 8A increases and the repulsive force of the second electromagnetic drive mechanism 8B decreases, the reflection mirror 1 moves counterclockwise around the fulcrum shaft 2. Pivoted in the direction. At this time, since the distance between the first permanent magnet 11a and the core 14a of the first electromagnetic drive mechanism 8A increases, the absolute value of each repulsive force due to the magnetic forces F1 and F2 decreases.
Conversely, since the distance between the first permanent magnet 11b and the core 14b of the second electromagnetic drive mechanism 8B is reduced, the absolute values of the repulsive force of F1 and the attractive force of F2 are increased.
[0032]
Thus, the reflection mirror 1 rotates until the added magnetic force F0 = F1 + F2 of the electromagnetic drive mechanism 8A and the added magnetic force F0 = F1-F2 of the electromagnetic drive mechanism 8B are balanced. Since the rotation angle is primarily determined by the excitation current flowing through the coils 15a and 15b, the swing angle of the reflection mirror 1 can be controlled by controlling the excitation current flowing through the coils 15a and 15b.
[0033]
The characteristics at this time are shown in FIG. As shown in FIG. 4, as the exciting current flowing through the coils 15a and 15b increases, the swing angle of the reflection mirror 1 increases linearly.
Switch element Tr ₂ , Tr ₃ Is turned on, the adjustment in the reverse direction is performed, and the reflection mirror 1 is rotated clockwise. Thus, the direction or angle of the reflection mirror 1 is adjusted by the exciting current flowing through the coils 15a and 15b of the two electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B.
[0034]
The magnitude of the exciting current of the coils 15a and 15b of each of the electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B is, for example, ₁ ~ Tr ₄ Is adjusted by changing the on-time ratio.
For example, switch element Tr ₁ , Tr ₄ In the first state in which the switching elements Tr are turned on, the switching elements Tr ₁ , Tr ₄ Is changed, an exciting current having a magnitude corresponding to the ON time ratio is supplied to each of the coils 15a and 15b.
Similarly, the switching element Tr ₂ , Tr ₃ In the second state in which the switch elements Tr are turned on, these switch elements Tr ₂ , Tr ₃ By adjusting the ON time ratio per unit time, the magnitude of the exciting current can be changed.
The adjustment of the on-time ratio is performed by adjusting each switch element Tr. ₁ ~ Tr ₄ This is done by changing the width of the drive pulse to the base.
[0035]
The electromagnetic actuator according to the present embodiment controls the swing angle of the reflection mirror 1 by the excitation current of each coil 15a, 15b of the pair of electromagnetic drive mechanisms 8A, 8B, and can be controlled by open control. When the electromagnetic actuator is driven at a high speed, the excitation current flowing through the coils 15a and 15b can be feedback-controlled by a signal from the position sensor 7.
This feedback control is performed for each switch element Tr. ₁ ~ Tr ₄ By controlling the base drive current.
[0036]
Each coil 15a, 15b of the electromagnetic drive mechanisms 8A, 8B has been described as being connected in series between the output terminal 19a of the switching circuit 18a and the output terminal 19b of the switching circuit 18b. , 8B may be connected in parallel with each other between an output terminal 19a of the switching circuit 18a and an output terminal 19b of the switching circuit 18b.
The coils 15a and 15b of the electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B may be excited independently of each other.
Further, in the electromagnetic actuator according to the present embodiment, the reflection mirror 1 is driven by the two electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B, but the number of drive mechanisms may be changed. For example, a total of four electromagnetic drive mechanisms may be arranged on both sides of the fulcrum shaft 2.
[0037]
The present invention has a first electromagnetic drive mechanism 8A disposed on one side of the fulcrum shaft 2 for driving a driven member as described above, and a first electromagnetic drive mechanism 8A disposed on the other side of the fulcrum shaft 2 for driving a driven member. The first and second electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B include movable members 9a and 9b attached to driven members, and a fixed member 10a facing the movable members 9a and 9b, respectively. , 10b, each movable member 9a, 9b includes a first permanent magnet 11a, 11b magnetized in a movable direction, and each fixed member 10a, 10b has a core 14a, 14b made of a magnetic material. The coils 15a and 15b wound around the cores 14a and 14b, and the second permanent magnets magnetized so as to repel in the movable directions of the first permanent magnets 11a and 11b and the movable members 9a and 9b. 12a and 12b, Since the shaft 2 and the driven member are formed of different parts, and the fulcrum shaft 2 and the bearing are disposed on both sides of the driven member, the fulcrum shaft 2 is prevented from falling down, and the torque loss of the bearing portion is reduced. .
[0038]
Therefore, the current flowing through the electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B can be reduced, and the durability of the device can be improved. In addition, the current flowing between the case of swinging clockwise and the case of swinging counterclockwise can be reduced. Hysteresis can be reduced and controllability is improved.
[0039]
Further, since at least two ball bearings 3 are arranged on each side of the bearing, the tilting of the fulcrum shaft 2 is suppressed, and the torque loss of the bearing portion is reduced.
Therefore, the current flowing through the electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B can be reduced, and the durability of the device can be improved. In addition, the current flowing between the case of swinging clockwise and the case of swinging counterclockwise can be reduced. Hysteresis can be reduced and controllability is improved.
[0040]
Further, since the bearing has double-row ball bearings on each side, the fulcrum shaft 2 is prevented from falling down, and the torque loss of the bearing portion is reduced.
Therefore, the current flowing through the electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B can be reduced, and the durability of the device can be improved. In addition, the current flowing between the case of swinging clockwise and the case of swinging counterclockwise can be reduced. Hysteresis can be reduced and controllability is improved.
[0041]
In addition, since the fulcrum shaft 2 is fixed to the convex portion 1a of the driven member by the adhesive 6, the bearing is not damaged when the driven member and the fulcrum shaft 2 are fixed. Therefore, the durability of the device is improved.
[0042]
Further, the fulcrum shaft 2 has a concave portion 2a formed in a cross-section direction perpendicular to the axis, and the driven member has convex portions 1a formed on both sides, and the convex portion 1a of the driven member fits into the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2. Therefore, it is easy to attach the driven member to the fulcrum shaft 2, and the workability is improved.
[0043]
Embodiment 2 FIG.
5 (a) and 5 (b) are enlarged sectional views showing a bearing portion of an electromagnetic actuator according to Embodiment 2 of the present invention.
In the figure, reference numeral 21 denotes a heat-shrinkable tube, which is provided with a hot-melt adhesive layer on its inner surface. For example, it is conceivable to use Sumitube SA2F (trade name of Sumitomo Electric Industries, Ltd.) or the like.
As shown in FIG. 5A, the heat-shrinkable tube 21 is inserted into the cylindrical portion 2b of the fulcrum shaft 2, and then the convex portion 1a of the reflection mirror 1 is inserted into the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2.
[0044]
Thereafter, as shown in FIG. 5B, when the heat-shrinkable tube 21 is moved to the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2 and heated by a heating device such as a heat gun, the diameter of the heat-shrinkable tube 21 is reduced. While contracting, the hot melt adhesive on the inner surface is melted, and the convex portion 1a of the reflection mirror 1 and the fulcrum shaft 2 are bonded.
At this time, the convex portion 1a of the reflecting mirror 1 is inserted into the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2 and is adhered by heating. Therefore, when the reflecting mirror 1 and the fulcrum shaft 2 are fixed, the ball bearing 3 may be damaged. Absent.
[0045]
As described above, since the fulcrum shaft 2 is fixed to the convex portion 1a of the driven member by the heat-shrinkable tube 21 having the adhesive layer provided on the inner surface, the driven member and the fulcrum shaft 2 are fixed. Occasionally, the bearing portion is not damaged, so that the durability of the device is improved.
[0046]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a side sectional view showing a bearing portion of an electromagnetic actuator according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, a convex portion 1a of a reflection mirror 1 is formed in a rectangular cross section, and is fitted with the convex portion 1a. The cross section of the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2 is also formed in a rectangular shape.
In a non-energized state in which no current flows through the coils 15a and 15b of the electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B, the opening of the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2 is always on the fixing members 10a and 10b side, that is, the lower side in FIGS. It is arranged to face.
The convex portion 1a of the reflection mirror 1 is inserted into the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2.
[0047]
In the present invention, since the north poles of the first permanent magnets 12a and 12b and the north poles of the second permanent magnets 11a and 11b face each other via the cores 14a and 14b, the movable members 9a and 9b are Since a repulsive magnetic force is always generated in the direction in which the magnetic members are separated from the fixing members 10a and 10b, and the magnitude of the electromagnetic force by the coils 15a and 15b is adjusted within a range smaller than the repulsive magnetic force by the permanent magnet, each electromagnetic drive mechanism 8A , 8B are adjusted within a range in which a repulsive force is applied to the movable members 9a, 9b.
Therefore, the convex portion 1a of the reflecting mirror 1 is constantly pressed against the bottom 2c of the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2 by this repulsive force. Can be driven.
[0048]
Also, since the cross section of the convex portion 1a of the reflecting mirror 1 and the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2 is formed in a rectangular shape, it has a detent shape, and is formed in the coils 15a and 15b of the electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B. In the non-energized state where no current flows, the opening of the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2 is not located on the movable member 9a, 9b side, that is, on the upper side in FIGS. Does not fall off from the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2. Conversely, a concave portion may be provided on the reflection mirror 1 side and a convex portion may be provided on the fulcrum shaft 2 side.
[0049]
As described above, according to the present embodiment, the concave portion 2a of the fulcrum shaft is always opened toward the fixing members 10a and 10b, and the convex portion 1a of the driven member is inserted into the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2. Since the repulsive force of the first permanent magnets 11a and 11b and the second permanent magnets 12a and 12b is received by the bottom surface 2c of the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2 via the convex portion 1a of the driven member, the first The convex portion 1a of the driven member is constantly pressed against the bottom portion 2c of the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2 by the repulsive force of the second electromagnetic drive mechanisms 8A and 8B, so that the fulcrum shaft 2 can be provided without separate fixing means. , The driven member can be driven.
Therefore, the assemblability of the device is improved, and the cost of the device is reduced.
[0050]
The driven member is molded of a synthetic resin, and the convex portion 1a of the driven member and the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2 are formed in a detent shape. In a non-energized state in which no current flows through the coils 15a, 15b of the mechanisms 8A, 8B, the opening of the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2 is not located on the movable member 9a, 9b side, and the first and second electromagnetic members are not located. Due to the repulsive force of the driving mechanisms 8A and 8B, the convex portion 1a of the driven member does not fall out of the concave portion 2a of the fulcrum shaft 2.
Therefore, the assemblability of the device is improved, the cost of the device is reduced, and the reliability of the device is improved.
[0051]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 7 is an enlarged sectional view showing a bearing portion of an electromagnetic actuator according to Embodiment 4 of the present invention.
In the figure, a convex portion 1a of a reflection mirror 1 has an upper portion formed in an arc shape over the axial direction of the convex portion 1a and has an arc portion 1b, and a fulcrum shaft 2 is provided on the convex portion 1a. The fulcrum shaft 2 has an arc portion 2d formed in an arc shape over the axial direction of the fulcrum shaft 2 so as to be fitted to the arc portion 1b.
The arc portion 1b provided on the convex portion 1a of the reflection mirror 1 and the arc portion 2d provided on the fulcrum shaft 2 are arranged along.
[0052]
If the projection 1a falls down during molding of the reflection mirror 1, the interval between the support bases 5 on both sides is adjusted according to the amount of fall.
Therefore, in the present embodiment, even if the convex portion 1a falls down during the molding of the reflective mirror 1, even if the convex portion 1a of the reflective mirror 1 is provided, the circular arc portion 1b provided above the convex portion 1a and the fulcrum shaft 2 are provided. Since the circular arc portion 2d is arranged along the convex portion 1a of the reflection mirror 1 and the fulcrum shaft 2 in contact with each other, the interval between the support bases 5 on both sides is adjusted according to the amount of tilt. Also, the contact pressure is reduced, and the vibration resistance is improved.
[0053]
As described above, the bottom of the fulcrum shaft 2 is formed in an arc shape in the axial direction, and the convex portion 1a of the driven member is also formed in the arc shape in the axial direction. Since the portion 2d and the arc portion 1b of the convex portion 1a of the driven member are disposed along the same, even if the convex portion 1a of the driven member falls down during molding of the driven member, the driven member The contact pressure is reduced by contact of the fulcrum shaft 2 with the convex portion 1a of the surface, thereby improving the vibration resistance of the device.
[0054]
【The invention's effect】
According to the electromagnetic actuator for driving a radar according to claim 1 or 2 of the present invention, a fulcrum shaft installed on the support base, a bearing portion for swingably supporting the fulcrum shaft, and fixed to the fulcrum shaft. A driven member formed of synthetic resin, an electromagnetic drive mechanism installed on both sides of the driven member to drive the driven member, a movable member installed on the electromagnetic drive mechanism, and a movable member opposed to the movable member. A permanent member magnetized in the movable direction is provided on the movable member, and a permanent magnet magnetized in the movable direction on the movable member and a coil for generating magnetic flux in the core. Is provided, the inclination of the fulcrum shaft is suppressed, and the torque loss of the bearing portion is reduced. Therefore, the current flowing through the electromagnetic drive mechanism can be reduced, and the durability of the device can be improved. In addition, the hysteresis of the current when swinging clockwise and the current when swinging counterclockwise can be reduced. It can be reduced and controllability is improved.
[0055]
According to the electromagnetic actuator for driving a radar according to claim 3 of the present invention, since the bearing portion is constituted by at least two ball bearings, the tilting of the fulcrum shaft is suppressed, and the torque loss of the bearing portion is reduced. Therefore, the current flowing through the electromagnetic drive mechanism can be reduced, and the durability of the device can be improved. In addition, the hysteresis of the current when swinging clockwise and the current when swinging counterclockwise can be reduced. It can be reduced and controllability is improved.
[0056]
According to the electromagnetic actuator for driving a radar according to claim 4 of the present invention, since the bearing portion is constituted by double-row ball bearings, the tilting of the fulcrum shaft is suppressed, and the torque loss of the bearing portion is reduced. Therefore, the current flowing through the electromagnetic drive mechanism can be reduced, and the durability of the device can be improved. In addition, the hysteresis of the current when swinging clockwise and the current when swinging counterclockwise can be reduced. It can be reduced and controllability is improved.
[0057]
According to the electromagnetic actuator for driving a radar according to claim 5 of the present invention, a convex portion is formed on the driven member, a concave portion is formed on the fulcrum shaft, and the convex portion is fitted into the concave portion. It is easy to attach the driven member to the fulcrum shaft, and the workability is improved.
[0058]
According to the electromagnetic actuator for driving a radar according to the sixth aspect of the present invention, the convex portion and the concave portion are fixed by the adhesive, so that the bearing portion is not damaged when the driven member and the fulcrum shaft are fixed. .
[0059]
According to the electromagnetic actuator for driving a radar according to claim 7 of the present invention, since the convex portion and the concave portion are fixed by the heat-shrinkable tube having the adhesive layer provided on the inner surface, the driven member and the fulcrum shaft are fixed. Sometimes, the bearing is not damaged.
[0060]
According to the electromagnetic actuator for driving a radar according to claim 8 of the present invention, the driven member is formed with a convex portion having a rectangular cross section, and the fulcrum shaft is provided with a concave portion having a rectangular cross section opened downward. Since the projections are formed and the projections are fitted in the depressions, the projections of the driven member are constantly pressed against the bottom of the depressions of the fulcrum shaft by the repulsive force of the electromagnetic drive mechanism, so that there is no need to separately provide fixing means. The driven member can be driven around the fulcrum shaft. Therefore, the assemblability of the device is improved, and the cost of the device is reduced.
[0061]
According to the electromagnetic actuator for driving a radar according to the ninth aspect of the present invention, an arc portion is formed on the bottom of the fulcrum shaft, and an arc portion is formed on a convex portion provided on the driven member. When the driven member is molded, even if the convex portion of the driven member falls down, the arc portion of the convex portion of the driven member and the arc portion of the concave portion of the fulcrum shaft are arranged so as to be along. The contact pressure is reduced because the convex portion of the driven member and the concave portion of the fulcrum shaft come into contact with each other on the surface. Therefore, the vibration resistance of the device is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a radar driving electromagnetic actuator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is an excitation circuit diagram of the electromagnetic actuator.
FIG. 4 is a characteristic diagram of the electromagnetic actuator.
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a bearing of an electromagnetic actuator according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged side sectional view showing a bearing of an electromagnetic actuator according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged sectional view showing a bearing of an electromagnetic actuator according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view showing a conventional radar driving electromagnetic actuator.
FIG. 9 is a sectional view showing a conventional reflecting mirror.
[Explanation of symbols]
1a convex portion, 1b, 2d arc portion, 2 fulcrum shaft, 2a concave portion, 3 ball bearing, 5 support base, 6 adhesive, 8A, 8B electromagnetic drive mechanism, 9a, 9b movable member, 10a, 10b fixed member, 11a, 11b, 12a, 12b permanent magnet, 14a, 14b core, 21 heat shrinkable tube.

Claims

A fulcrum shaft installed on a support base, a bearing portion for swingably supporting the fulcrum shaft, a driven member fixed to the fulcrum shaft, and the driven member installed on both sides of the driven member, , A movable member installed in the electromagnetic drive mechanism, and a fixed member installed opposite to the movable member, wherein the movable member has a permanent magnet magnetized in a movable direction. And a permanent magnet magnetized in a movable direction and a coil for generating a magnetic flux in a core are provided on the fixed member.

2. The electromagnetic actuator for driving a radar according to claim 1, wherein the driven member is made of a synthetic resin.

3. The electromagnetic actuator for driving a radar according to claim 1, wherein the bearing portion is constituted by at least two ball bearings.

3. The electromagnetic actuator for driving a radar according to claim 1, wherein said bearing portion is constituted by a double row ball bearing.

The convex part is formed in the driven member, a concave part is formed in the fulcrum shaft, and the convex part is fitted in the concave part. 2. The electromagnetic actuator for driving a radar according to claim 1.

6. The electromagnetic actuator for driving a radar according to claim 5, wherein said convex portion and said concave portion are fixed with an adhesive.

6. The electromagnetic actuator for driving a radar according to claim 5, wherein the convex portion and the concave portion are fixed by a heat-shrinkable tube provided with an adhesive layer on an inner surface.

The driven member is formed with a convex portion having a rectangular cross section, and the fulcrum shaft is formed with a concave portion having a rectangular cross section opened downward, and the convex portion is fitted into the concave portion. The radar driving electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:

An arc portion is formed at a bottom portion of the fulcrum shaft, and an arc portion is formed above a convex portion provided on the driven member, and the arc portions are fitted together. Item 5. The radar driving electromagnetic actuator according to any one of items 4.