JP2013243793A - 慣性駆動アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の方向と、第1の方向とは逆の第2の方向に微小変位を発生する変位手段と、変位手段と異なる方向に磁束を発生するコイルと、コイルの少なくとも一つの面に対向する面を有し、コイルが発生する磁束を所定の位置に集中させる第1のヨークを有する移動子と、移動子とコイルとの位置関係に基づくコイル近傍の磁束変化を反映するコイルの電気信号を検出する検出手段と、検出手段の出力に基づき、移動子の位置を判定する判定手段と、を有し、コイルから発生する磁束を制御することによって、移動子に対して働く摩擦力を制御して、移動子を駆動し、コイルは、磁束の発生と磁束の検出とを行う。
【選択図】図1
Description
図1(a)、(b)、(c)に基づいて、第1実施形態に係る慣性駆動アクチュエータについて説明する。
圧電素子103(変位手段)は、第1の方向と、第1の方向とは逆の第2の方向に微小変位を発生する。
コイル102は、圧電素子103と異なる方向に磁束を発生する。
移動体101(移動子)は、コイル102の少なくとも一つの面に対向する面を有し、コイル102が発生する磁束を所定の位置に集中させる第1のヨークを構成する。
検出手段104は、移動体101とコイル102との位置関係に基づくコイル近傍の磁束変化を反映するコイル102の電気信号を検出する。
判定手段105は、検出手段104の出力に基づき、移動体101の位置を判定する。位置判定の詳細に関しては後述する。
そして、コイル102から発生する磁束を制御することによって、移動体101とコイル102の間に働く摩擦力を制御して、移動体101を駆動する。
コイル102は、磁束の発生と磁束の検出とを行う。
・コイル102と移動体101との位置関係によりコイル102近傍の磁束量が変化する。
・コイル102近傍の磁束量が変化することによりコイル102の電気信号(インピーダンス)が変化する。
・コイル102の電気信号により移動体の位置が検出可能となる。
まず、本実施形態の構成においては、コイル102と移動体101との相対的な位置関係に応じてコイル102近傍の磁束量が変化する。また、コイル102近傍の磁束量が変化することによりコイル102の電気信号(インピーダンス)が変化する。
図2(a)、(b)、(c)は、それぞれ、移動体101の異なる位置での磁束の変化を示す図である。図中において、移動体101は、点線で示し、移動体101に流れるコイル102の内側を通る磁束は太い点線で示している。
図2(a)、(b)、(c)において説明した移動体101がコイル102の中央に位置するに状態に応じて、移動体101を通る磁束が増加する傾向にある。図3は、移動体101の位置と移動体101を通る磁束量との関係を示している。
・インピーダンスの実部(抵抗)を検出することで位置検出できる。
・インピーダンスの虚部(インダクタンス)を検出することで位置検出できる・
・インピーダンスの大きさを検出することで位置検出できる。
・インダクタンスは温度依存性が小さいので、温度影響の観点からインダクタンス検出は効果がある。
また、電磁コイルが移動体101の摩擦力を制御するために発生する磁束が、移動体101を介して閉じる構成としている。摩擦力を制御する磁束の経路を、駆動磁束経路とすると、移動体101の位置によって駆動磁束経路の磁束量が変化する。
次に、図4(a)、(b)、(c)に基づいて、第2実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ200について説明する。
つまり、コイル102の内側に少なくとも一部が挿入された第2のヨークを配置している。
・コイル102のコア201が存在することにより位置による磁束変化が増加する。
・検出感度が上がる。
・コイル102の変形を抑制できる。
次に、図5(a)、(b)、(c)に基づいて、第3実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ300について説明する。
本実施形態は、コア201の下側、もしくはコイル102の下側に、磁石301を追加した構成である。
ここで、コイル102が発生する磁束の方向と同方向に磁束が発生するように磁石301を配置している。
・移動体101を常時保持できる。
・移動体101の位置による磁束変化が磁石の磁束分増加する。
・検出感度が上がる。
次に、図6(a)、(b)、(c)に基づいて、第4実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ400について説明する。
本実施形態は、磁石301の下側に磁性体である第3のヨーク401を追加した構成である。
つまり、移動体101がコイル102と対向した向きと反対側に第3のヨーク401を有している。
・主磁束(駆動、及び検出に関わる磁束)の量が増加する。
・検出感度が増加する。
・磁石の磁束を誘導できる。
次に、図7(a)、(b)、(c)に基づいて、第5実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ500について説明する。
本実施形態は、移動体101とコイル102の間に、振動平板501を追加した構成である。
つまり、本実施形態では、移動体101とコイル102の間に振動平板501を有し、振動平板501は圧電素子103(変位手段)の変位にともなって変位する。
・振動部が小さくなる。
・圧電素子103の小型化による発熱を抑制できる。
・コイル102を保護できる。
102 コイル
103 圧電素子
104 検出手段
105 判定手段
106 磁石
107 ヨーク
201 コア
301 磁石
401 ヨーク
501 振動平板
Claims (6)
- 第1の方向と、前記第1の方向とは逆の第2の方向に微小変位を発生する変位手段と、
前記変位手段と異なる方向に磁束を発生するコイルと、
前記コイルの少なくとも一つの面に対向する面を有し、前記コイルが発生する磁束を所定の位置に集中させる第1のヨークを有する移動子と、
前記移動子と前記コイルとの位置関係に基づくコイル近傍の磁束変化を反映する前記コイルの電気信号を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力に基づき、前記移動子の位置を判定する判定手段と、を有し、
前記コイルから発生する磁束を制御することによって、前記移動子に対して働く摩擦力を制御して、前記移動子を駆動し、
前記コイルは、磁束の発生と磁束の検出とを行うことを特徴とする慣性駆動アクチュエータ。 - 前記検出手段は、インピーダンス検出回路であることを特徴とする請求項1に記載の慣性駆動アクチュエータ。
- 前記コイルの内側に少なくとも一部が挿入された第2のヨークを配置していることを特徴とする請求項1または2に記載の慣性駆動アクチュエータ。
- 前記コイルが発生する磁束の方向と同方向に磁束が発生するように磁石を配置していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の慣性駆動アクチュエータ。
- 前記移動子が前記コイルと対向した向きと反対側に第3のヨークを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の慣性駆動アクチュエータ。
- 前記移動子と前記コイルの間に振動平板を有し、
前記振動平板は前記変位手段の変位にともなって変位することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の慣性駆動アクチュエータ。
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