JP2515945B2 - 揺動ブラシレスアクチュエ−タ - Google Patents

揺動ブラシレスアクチュエ−タ

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JP2515945B2
JP2515945B2 JP4103461A JP10346192A JP2515945B2 JP 2515945 B2 JP2515945 B2 JP 2515945B2 JP 4103461 A JP4103461 A JP 4103461A JP 10346192 A JP10346192 A JP 10346192A JP 2515945 B2 JP2515945 B2 JP 2515945B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、別個にエンコ−ダやポ
テンショメ−タ等の揺動角検出装置を用いる事無く、揺
動ブラシレスアクチュエ−タの揺動方向,揺動角,位置
決めなどを制御できる揺動ブラシレスアクチュエ−タに
関する。
【0002】
【従来技術】レ−ザ−ビ−ムプリンタ等に使用されてい
るポリゴンミラ−(多面鏡)を用いたレ−ザ−スキャナ
モ−タは、回転精度等の点で非常に精度が要求されるた
め、非常に高価なものとなっている。
【0003】ここに、ス−パ−マ−ケット等のレジ等で
使用されているPOSなどのバ−コ−ド読み取り装置に
使用されているレ−ザ−スキャニング装置は、バ−コ−
ドを読み取るためのレ−ザ−光のスキャニングさえ行え
ば良いため、レ−ザ−ビ−ムプリンタ等のポリゴンレ−
ザ−スキャナモ−タのように高価なレ−ザ−スキャニン
グ装置を用いる必要はない。
【0004】このため、ス−パ−マ−ケット等のレジ等
で使用されているPOSなどに使用されているレ−ザ−
スキャニング装置は、安価につく機械的なミラ−揺動形
のガルバノメ−タ方式のものを採用していた。
【0005】
【従来技術の問題点】しかるに、このガルバノメ−タ方
式のレ−ザ−スキャニング装置は、ミラ−をある一定の
揺動角範囲内を揺動させるのに機械的な駆動部分が多
く、応答性が悪く、故障及び価格の点でも改良を要する
ものであった。
【0006】ここに、ポリゴンレ−ザ−スキャナモ−タ
のように精度の良いブラシレスモ−タを用いたのでは価
格的な面で不利を伴うため、パソコン等において採用さ
れている冷却ファンを構成する安価な単相ブラシレスモ
−タ方式を用いることが考えられる。
【0007】しかしながら、かかる単相ブラシレスモ−
タは、コギングトルクを利用して一方向にのみ自起動回
転できるようにしているために、滑らかな回転を行うこ
とができない。
【0008】ここに発明者は、安価に形成するために、
及びコギングトルクを利用しないようにして滑らかな揺
動(回動)が可能な単相通電構造の揺動ブラシレスアク
チュエ−タをレ−ザ−スキャニング装置に利用すること
を考えた。
【0009】しかしながら、単相通電構造の揺動ブラシ
レスアクチュエ−タでは、揺動方向及び揺動角を変える
必要が生ずるので、このために、高価なエンコ−ダやポ
テンショメ−タ等の揺動角検出装置を用いねばならない
欠点がある。
【0010】
【発明の課題】本発明は、別個に高価なエンコ−ダやポ
テンショメ−タ等の回転角検出装置を用いる事無く、揺
動ブラシレスアクチュエ−タの揺動方向,揺動角,位置
決めなどを制御できる応答性が良好で且つ安価に形成で
きるバ−コ−ド読み取り用に用いて最適な揺動ブラシレ
スアクチュエ−タを得ることを課題になされたものであ
る。
【0011】尚、本発明は、単相通電構造の揺動ブラシ
レスアクチュエ−タにおいて特に有用であるが、モ−タ
の相数に限定されるものではない。
【0012】また特に本発明では、隣り配置の磁極が異
極となるようにN極,S極の磁極を2P(Pは1以上の
整数)個備えて備えたマグネット揺動子を用いるに当た
って、性能の良い揺動ブラシレスアクチュエ−タを得る
ために径方向異方性のマグネットを用いてマグネット揺
動子を用いた場合に、揺動角検出用磁気センサから得ら
れる出力電気信号波形が矩形波になり、揺動角の制御範
囲が狭くなるのを防止することを課題に成されたもので
ある。
【0013】
【本発明の課題を達成するための手段】かかる本発明の
課題を達成するための手段は、 径方向異方性のマグ
ネットによって隣り配置の磁極が異極となるようにN
極,S極の磁極を2P(Pは1以上の整数)個備えて形
成したマグネット揺動子を備え、 該マグネット揺動
子のトルク発生に寄与しないN極とS極の磁極境界部及
びその周辺近傍部を削る等の手段を用いて凹部等のマグ
ネット削設部を形成し、 上記マグネット揺動子と相
対的揺動するように固定側にステ−タ電機子を配置し、
上記マグネット揺動子の揺動角内において当該マグ
ネット揺動子の上記マグネット削設部の周方向における
中心部に上記マグネット揺動子のN極,S極の磁束の強
さに応じた電気信号波形を出力する揺動角検出センサを
配置し、 上記マグネット削設部はその軸方向の中心
線を境として上記揺動角検出用磁気センサから得られる
リニアリティのある出力電気波形部分が得られるような
幅,深さ及び形状に形成し、上記揺動角検出用磁気セ
ンサから得られるリニアリティのある出力電気波形部分
のみを磁気エンコ−ダ信号として利用して上記ステ−タ
電機子の通電を切り換えて上記マグネット揺動子の揺動
方向,揺動角を切り換えるようにした揺動ブラシレスア
クチュエ−タを提供することで達成できる。
【0014】
【発明の第1実施例】図1乃至図15を参照して、本発
明の第1実施例としての単相通電構造のバ−コ−ド用に
適するレ−ザ−スキャニング用揺動ブラシレスアクチュ
エ−タ1について説明する。
【0015】図1は本発明の第1実施例としての単相通
電構造のバ−コ−ド用に適するレ−ザ−スキャニング用
揺動ブラシレスアクチュエ−タ1の縦断面図で、図2は
同レ−ザ−スキャニング用揺動ブラシレスアクチュエ−
タ1のX−X’線横断面図で、図3は同レ−ザ−スキャ
ニング用揺動ブラシレスアクチュエ−タ1のY−Y’線
横断面図で、図4は同レ−ザ−スキャニング用揺動ブラ
シレスアクチュエ−タ1の底面図で、図5は同レ−ザ−
スキャニング用揺動ブラシレスアクチュエ−タ1による
レ−ザ−光のスキャニングの説明図で、図6は同レ−ザ
−スキャニング用揺動ブラシレスアクチュエ−タ1の主
要部の分解斜視図で、図7は及び図8は上記マグネット
揺動子11とステ−タ電機子17との展開図で、図9
(a)乃至(c)は揺動子16の揺動角の規制方法の説
明図、図10(a)及び(b)は揺動角検出用磁気セン
サ20の配設位置の説明図で、図11は通常の2極のマ
グネット揺動子11−1を有する揺動子16−1の底面
図で、図12は同マグネット揺動子11−1を用いた場
合に揺動角検出用磁気センサ20によって得られる出力
電気信号波形31−1の波形図で、図13は本発明の2
極のマグネット揺動子11の底面図で、図14は本発明
の2極のマグネット揺動子11を用いた場合に揺動角検
出用磁気センサ20によって得られる出力電気信号波形
31の波形図で、図15は一例としての制御回路図であ
る。
【0016】この単相通電構造のバ−コ−ド用に適する
レ−ザ−スキャニング用揺動ブラシレスアクチュエ−タ
1は、図1に示すように磁性体などの適宜な材質で形成
した円筒ハウジング2の上端開口部を、中心部に透孔3
を形成した円板状蓋体4で閉じ、その下端開口部を図4
に示すようなリ−ド線通し孔5を形成した円板状蓋体6
で閉じることでレ−ザ−スキャニング用揺動ブラシレス
アクチュエ−タ本体7を形成する。
【0017】上記蓋体4の透孔3の内周部及び上記蓋体
6の上面中央部に軸受8,9を装着して、揺動ブラシレ
スアクチュエ−タ本体7の上端から上端部が突出した回
動軸10を中心部に備えたマグネット揺動子11を持つ
揺動子16を回動自在に装着する。
【0018】回動軸10は、図1,図5及び図6に示す
ように、上記揺動ブラシレスアクチュエ−タ本体7の上
端から突出した上端部分に、軸方向に延びたDカット部
12を形成し、該Dカット部12の軸方向と直交する面
をメッキや蒸着等の適宜な手段を用いて反射鏡面13を
形成する。
【0019】あるいはDカット部12面に、外側に反射
鏡面を向けて板状の反射鏡を接着剤によって接着固定す
る。
【0020】上記反射鏡面13に図5に示すように半径
外側方向からレ−ザ−光源からのレ−ザ−光14が投射
されると、該反射鏡面13にて反射され上記回動軸10
の外周方向にレ−ザ−光14’を反射させてスキャニン
グする。
【0021】図2及び図6に示すように回動軸10の外
周には、磁性体リング15を介して2極のマグネット揺
動子(界磁マグネット)11が固設されて、適宜角揺動
する揺動子16を形成する。
【0022】いまマグネット揺動子11としては、隣り
配置の磁極が異極となるようにN極とS極の磁極を有す
る2極の径方向異方性のマグネット材で構成している。
【0023】このような2極のマグネット揺動子11
は、公知の図11に示すような円筒状のマグネット揺動
子11−1を用いて構成できる。
【0024】しかし、性能の良い揺動ブラシレスアクチ
ュエ−タを構成するために、マグネット揺動子11−1
として径方向異方性のマグネット、例えば径方向異方性
希土類マグネット材料を用いて形成すると、後記する揺
動角検出用磁気センサ20から得られる出力電気信号波
形31−1が、図12に示すように台形波に近いものと
なって表れるので、同図の出力電気信号波形31−1の
斜線で示すT’の範囲の部分のように出力電気信号波形
31−1のリニアリティのある部分が非常に小さくな
り、広い揺動角範囲に渡って制御できる制御性の良い揺
動ブラシレスアクチュエ−タ1を構成できない。
【0025】同じような理由で、マグネット揺動子11
を多極の着磁構成のものを用いてもよいが、1極あたり
の開角幅が小さくなり、制御性が悪くなることと、単相
揺動ブラシレスアクチュエ−タ1を安価に構成するため
に、2極構成のマグネット揺動子11を用いている。
【0026】制御性の良い揺動ブラシレスアクチュエ−
タ1を得るために、径方向異方性のマグネット材を用い
て2極のマグネット揺動子11を形成しているが、上述
したように、揺動角検出用磁気センサ20から得られる
出力電気信号波形31(図14参照)が、図12に示す
ように台形波に近いものとならないように、マグネット
揺動子11のトルク発生に寄与しないN極とS極の磁極
境界部(図13の中心線22参照)及びその周辺近傍部
を削る等の手段を用いて凹部等のマグネット削設部21
を形成している(図2,図6及び図13参照)。
【0027】該マグネット削設部21は、その軸方向に
延びた中心線22を境として後記する揺動角検出用磁気
センサ20から得られるリニアリティのある出力電気信
号波形31部分が得られるような幅,深さ及び形状に形
成する。
【0028】上記構成のマグネット揺動子11を用いる
と、揺動角検出用磁気センサ20からSIN波に近い図
14の出力電気信号波形31の斜線で示すTの範囲の部
分のように広い範囲に渡って出力電気信号波形31のリ
ニアリティのある部分が得られるので、この出力電気信
号波形31のリニアリティのある斜線で示すTの範囲の
部分のみを揺動子16の揺動角制御用のエンコ−ダ信号
として利用することで、精度良好に揺動ブラシレスアク
チュエ−タ1の揺動角,揺動方向の規制並びに位置制御
が容易に行える。
【0029】尚、マグネット揺動子11は、回動軸10
として磁性体のものを用いている場合には、上記磁性体
リング15を省略して接着剤を用いて直接、回動軸10
に接着することで、安価に揺動子16を形成できる。
【0030】また、回動軸10をプラスチックマグネッ
トにて形成すると共に、一体してマグネット揺動子11
をもプラスチックマグネットで形成すれば、上記磁性体
リング15が不要になるばかりか、上記マグネット揺動
子11の回動軸10への接着工程も不要になるので、揺
動子16を更に容易且つ安価に形成できて望ましい。
【0031】図1及び図2に示すように、上記マグネッ
ト揺動子11と径方向の空隙を介して単相通電配置のコ
アレスステ−タ電機子17を内筒ハウジング2の内面に
後記する基板19(図7参照。図1及び図2では図面の
都合上、描いていない)を介して固着している。
【0032】コアレスステ−タ電機子17は、単相通電
構造の揺動ブラシレスアクチュエ−タ1を形成するため
に、図1及び図2,図6乃至図8に示すように、2個の
空心形の電機子コイル18を周方向に隣接して配置して
構成したもので、配線と絶縁のために、例えば0.1m
m厚のフレキシブルプリント基板などの基板19(図7
参照。図1及び図2では省略)の内面(一方の面)に電
機子コイル18を配設して形成している。
【0033】電機子コイル18は、軸方向の導体部18
aがトルク発生に寄与する部分で、周方向の導体部18
bはトルク発生に寄与しない部分となっている。
【0034】また2つの電機子コイル18は、単相通電
構造の揺動ブラシレスアクチュエ−タ1を形成するため
に、図6乃至図8に示すように、それぞれ導体部18a
の外側と導体部18aの外側間の幅が機械角で180度
以下になるように巻回した空心形のものを2個隣接配置
して、通電した際に2つの電機子コイル18によって所
定方向のトルクが発生するように単相通電構造に上記ス
テ−タ電機子17を構成している。
【0035】上記マグネット揺動子11の揺動角内にお
いて当該マグネット揺動子11のN極とS極の磁極境界
部を検出することができるように、一の電機子コイル1
8の枠内空洞部内の基板19位置に、図10の(a),
(b)に示すように直接、マグネット揺動子11と径方
向の空隙を介して揺動角検出センサ20を対向配設し、
マグネット揺動子11のN極,S極の磁束の強さに応じ
た出力電気信号波形31を得、この出力電気信号波形3
1のリニアリティのある部分の信号を基に上記ステ−タ
電機子17の通電を切り換え、揺動子16の揺動角,及
び揺動方向検出,位置決め制御できるようにしている。
【0036】揺動角検出用磁気センサ20は、揺動ブラ
シレスアクチュエ−タ1の停止時に図1及び図13に示
すように、マグネット揺動子11のN極とS極の磁極境
界部の延長線上、すなわち中心線22上の、上記マグネ
ット揺動子11と対向する固定側に配置しておく。
【0037】尚、揺動角検出用磁気センサ20は、上記
マグネット揺動子11の揺動角内において当該マグネッ
ト揺動子11のN極とS極の磁極境界部を検出すること
ができる適宜な位置に配設すれば良く、上記のように電
機子コイル18の枠内空洞部位置の基板19位置に配設
しなければならないものではない。
【0038】例えば、後記するプリント配線基板30の
上に揺動各検出用磁気センサ20を配設し、マグネット
揺動子11の下端部に発生するN極,S極の漏洩磁束を
検出するように構成しても良い。
【0039】尚、揺動角検出用磁気センサ20は、マグ
ネット揺動子11のN極,S極の磁束の強さに応じた出
力電気信号波形31を出力するものであれば良く、ホ−
ル素子,ホ−ルIC,磁気抵抗素子など適宜なものを用
いれば良く、この実施例では安価且つ入手の容易なホ−
ル素子を用いている。
【0040】この揺動ブラシレスアクチュエ−タ1を他
の目的のために、回転形の単相ブラシレスモ−タ構造に
形成したい場合には、揺動角検出用磁気センサ20の位
置を変えるだけで、極めて容易に行えることを説明す
る。
【0041】回転形の単相ブラシレスモ−タとする場合
には、磁気センサ20は電機子コイル18のトルク発生
に寄与する導体部18aと対向する位置または該位置と
同相位置に配設する必要がある。
【0042】従って、図2及び図7に示すように、単相
ブラシレスモ−タを構成する場合には、上記したような
位置、すなわち、揺動角検出用磁気センサ20から少し
周方向に位置がずれた図2の符号20−1で示す位置、
図7の符号20−1で示す点線囲い部の位置に単相ブラ
シレスモ−タの位置検知用の揺動角検出用磁気センサを
配設するのみで単相ブラシレスモ−タを容易に構成でき
る。
【0043】もちろん、自起動可能な単相ブラシレスモ
−タとする場合には、死点位置を無くして自起動できる
ようにするための適宜な手段、例えば、自起動用のコギ
ングトルク発生手段を設ける必要がある。
【0044】いずれにしても、揺動ブラシレスアクチュ
エ−タ1の構成要素をほとんど変えることなく、単相ブ
ラシレスモ−タを構成できるので、部品の共通化を図る
ことができ、単相ブラシレスモ−タのみならず、揺動ブ
ラシレスアクチュエ−タ1をも同時に量産する場合に
は、いずれのものも安価に量産することが可能になる。
【0045】尚、図7において、基板19にはエッチン
グ等の手段により図示しない導電パタ−ンが適宜に形成
されている。
【0046】また図7において、符号23は電機子コイ
ル18の外側端子25をはんだ付けするためのはんだ付
け部を、符号24は電機子コイル18の内側端子26を
はんだ付けするためのはんだ付け部で、符号27は電機
子コイル18に通電するための駆動電源用リ−ド線と電
気的に接続するためのはんだ付け部,揺動角検出用磁気
センサ20の電源端子,及び出力端子と電気的に接続す
るためのはんだ付け部を示す。
【0047】上記はんだ付け部27に電気的に接続され
た図示しないリ−ド線は、図4に示すように蓋体6に形
成した透孔5を介して揺動ブラシレスアクチュエ−タ本
体7の外部に導き出される。
【0048】尚、図8において符号28で示すのは、制
御回路で、符号29−1,29−2は、それぞれ正側電
源端子,負側電源端子を示す。
【0049】図1において、揺動アクチュエ−タ本体7
内に上記制御回路28を内蔵するために、蓋体6の上面
に円環状プリント配線基板30を適宜な手段によって配
設し、該配線基板30に制御回路28を構成する図示し
ない電気部品をはんだ付けなどの手段を用いて塔載設置
しておく。
【0050】回動軸10の下端部には、上記Dカット部
12同様な形状に軸方向に延びて揺動角規制溝32を形
成している。
【0051】蓋体6に形成した螺子孔48を介して下面
方向から螺子33を螺着して当該螺子33を上記規制溝
32に臨ますことで、該規制溝32のDカット面によっ
て回動軸10の揺動角を規制する。
【0052】上記した構造の揺動ブラシレスアクチュエ
−タ1の場合、揺動角の規制を行わない場合には、2極
のマグネット揺動子11を用いていることから、約18
0度の揺動角に渡って、揺動子16が揺動できる。
【0053】しかし、図14の出力電気信号波形31の
斜線で示すTの範囲の部分のように出力電気信号波形3
1のリニアリティのある部分を揺動子16の揺動角制御
のための信号として利用する必要がある。
【0054】そこで、もしもその斜線で示すTの範囲か
ら逸脱して揺動子16が揺動してしまった場合には、出
力電気信号波形31のリニアリティのある斜線で示すT
の範囲の部分を揺動子16の揺動角制御用の信号として
利用できなくなり、精度良好な揺動ブラシレスアクチュ
エ−タ1を構成しえなくなるので、上記したように揺動
子16の揺動角規制手段を設けている。
【0055】揺動子16の揺動角を90度(±45度)
に設定する場合の方法を、図9(a)乃至(c)を用い
て説明する。
【0056】図9に示すように、回動軸10の中心点3
4から同図(a)乃至(c)に示すようにDカット面を
少しずらして上記規制溝32を形成する。
【0057】同図(a)の場合は、揺動子16が±0度
の状態に停止している場合を示し、同図(b)の場合
は、同図(a)の状態から回動軸10が−方向に45度
揺動して、規制溝32のDカット面に螺子33と当接し
て揺動子16が−45度の状態に停止規制されている場
合を示し、同図(c)の場合は、同図(b)の状態から
回動軸10が+方向に90度揺動して、規制溝32のD
カット面に螺子33と当接して揺動子16が−45度の
状態に停止規制されている場合を示す。以上のようにし
て、揺動子16を±45度の揺動角内の揺動に規制でき
る。
【0058】図15は、制御回路28の一例を示す。
【0059】図15を参照して制御回路28について説
明すると、ホ−ル素子を用いた磁気センサ22の両電源
端子は、それぞれVCC,ア−ス側に接続し、出力端子を
増幅回路35に接続している。
【0060】増幅回路35の出力端子36には、図11
で示したような出力電気信号波形31が得られる。
【0061】この出力端子36は、抵抗37を介して電
流帰還形駆動回路38のオペアンプ39の非反転入力端
子に接続している。
【0062】符号40は、位相補償用CRで、抵抗41
と並列接続し、その一方の端子をオペアンプ39の非反
転入力端子に接続し、他方の端子を電機子コイル18の
他端と抵抗42との接続点に接続している。
【0063】オペアンプ39の出力端子は、トランジス
タ43のベ−スとトランジスタ44のベ−スとの接続点
に接続している。トランジスタ43のコレクタは、VCC
側に接続し、トランジスタ44のコレクタは、−VCC側
に接続し、トランジスタ43と44のエミッタ同士を電
機子コイル18の一端に接続している。
【0064】符号45は、分圧回路で、オペアンプ39
の反転入力端子に指令電圧を与えるようにしている。
【0065】このように形成した制御回路28によれ
ば、分圧回路45のVCCの最大指令電圧,−VCCの最小
指令電圧を決定することにより、出力信号波形31の上
端(図14において符号46で示す部分)及び下端(図
14において符号47で示す部分)を限定できる。
【0066】従って、分圧回路45によって与えた指令
電圧をオペアンプ39に入力して、磁気センサ22の図
11で示す出力信号波形31の斜線で示す部分の任意の
位置の位置信号をトランジスタ43または44に与えて
ステ−タ電機子17(電機子コイル18)を通電制御す
ることで、揺動子16を任意の位置に位置決めできる。
すなわち、揺動子16の揺動角,揺動方向の決定,位置
決め制御を行える。
【0067】
【発明の第2実施例】図16は本発明の第2実施例を示
すマグネット揺動子11−2の底面図で、このマグネッ
ト揺動子11−2は、上記マグネット揺動子11の場合
マグネット削設部21を形成しているため、所定角度揺
動した場合、しかも高速で揺動した場合、大きな風圧を
受けるため、大きな揺動音が生ずる惧れがあること、大
きな風損を生ずるため、効率の劣化を来す惧れがあるこ
と、並びに大きな鉄損が生ずる惧れがあるので、これを
防止するために上記マグネット回転子11のマグネット
削設部21にアルミニウム,銅などの導体68を付設し
てを形状的には従来のマグネット回転子11−1[図1
1参照]のように円筒状に形成したものとなっている。
【0068】
【発明の第3実施例】第1実施例の揺動ブラシレスアク
チュエ−タ1と共通する箇所の説明は、省略し、共通す
る部分で異なる箇所においてはアルファベットの大文字
を符して図17を用いて説明すると、この第3実施例の
揺動ブラシレスアクチュエ−タ1Aは、マグネット揺動
子11の中心の回動軸10Aの上端部に傾斜面49を形
成し、該傾斜面49を反射鏡面50に形成し、該反射鏡
面50に投射されたレ−ザ−光14を上記反射鏡面50
で反射させ垂れ−ザ−光14’を上記回動軸10Aの外
周方向にスキャニングするように構成している。
【0069】尚、回動軸10Aとしてアルミニウム,ア
ルミ合金で形成した場合には、上記傾斜面49を研磨す
ることで、そのまま反射鏡面50に構成できるが、上記
傾斜面49にメッキや蒸着等の手段を施して反射鏡面5
0を構成しても良い。
【0070】
【発明の第4実施例】この第4実施例の揺動ブラシレス
アクチュエ−タ1Bも第1実施例の揺動ブラシレスアク
チュエ−タ1と共通する箇所の説明を省略し、共通する
部分で異なる箇所においてはアルファベットの大文字を
符して説明する。
【0071】図18及び図19を参照して、この第4実
施例の揺動ブラシレスアクチュエ−タ1Bは、マグネッ
ト揺動子11の中心の回動軸10Bの一端部に軸方向に
延びた板状反射ミラ−挿入溝52を形成し、該ミラ−挿
入溝52と上記回動軸10Bの外周と連通する透孔53
を形成し、上記ミラ−挿入溝52に上記透孔53面側に
反射鏡面54を向けて板状反射ミラ−51を挿入して上
記回動軸10Bの外周方向に反射鏡面54にて反射され
たレ−ザ−光14’をスキャニングするように構成して
いる。
【0072】回動軸10Bの上端部中心には、螺子孔5
5が形成してあり、上記ミラ−挿入溝52に板状反射ミ
ラ−51を挿入した後、中心部に透孔56を有する蓋体
57を回動軸10Bの上端に装着して透孔56,螺子孔
55に螺子58を螺着して板状反射ミラ−51の抜け止
めを行っている。
【0073】
【発明の第5実施例】この第5実施例の揺動ブラシレス
アクチュエ−タ1Cも第1実施例の揺動ブラシレスアク
チュエ−タ1と共通する箇所の説明を省略し、共通する
部分で異なる箇所においてはアルファベットの大文字を
符して説明する。
【0074】図20を参照して、この第5実施例の揺動
ブラシレスアクチュエ−タ1Cは、マグネット揺動子1
1の中心の回動軸として中空回動軸10Cを用い、該中
空回動軸10Cの上端に該上端面に反射鏡面59を向け
て板状反射ミラ−60を傾設し、上記中空回動軸10C
の下端からレ−ザ−光14を入れ、その中空内部61を
通して上記板状反射ミラ−60の反射鏡面59で反射し
たレ−ザ−光14’を上記回動軸10Cの外周方向にス
キャニングするように構成している。
【0075】尚、このような中空回動軸10Cを用いた
場合、中空回動軸10Cの下端からレ−ザ−光14を入
れ、その中空内部61を通し、上記板状反射ミラ−60
の反射鏡面59で反射させる必要があるので、揺動ブラ
シレスアクチュエ−タ1Cの中空回動軸10Cの下端を
開放した構造にしておく必要がある為、蓋体6Cの中心
部に透孔62を形成している。
【0076】尚、この揺動ブラシレスアクチュエ−タ1
Cでは、揺動子16の揺動角規制手段としては、中空回
動軸10Cの下端部外周に揺動子16の揺動角を規制す
る角度だけ周方向に切り欠いた揺動角規制用切欠63
(図21参照)を形成し、該切欠63に周方向から螺子
64の端部を臨ませるようにしている。
【0077】螺子64は、図21に示すように、螺子6
5にて蓋体6Cの上面に固定したL字形部材66の側面
に取り付けている。
【0078】
【発明の第6実施例】この第6実施例の揺動ブラシレス
アクチュエ−タ1Dも第1実施例及び第4実施例の揺動
ブラシレスアクチュエ−タ1,1Cと共通する箇所の説
明を省略し、共通する部分で異なる箇所においてはアル
ファベットの大文字を符して説明する。
【0079】図22を参照して、この第6実施例の揺動
ブラシレスアクチュエ−タ1Dは、上記板状反射ミラ−
60を設ける変わりに、マグネット揺動子11の中心の
中空回動軸10Cの上端に外側方向に向けた傾設反射鏡
面69を形成した三角プリズム60を付設し、上記中空
回動軸10Cの下端からレ−ザ−光14を入れ、その中
空内部61を通して上記三角プリズム70の下端面71
を介して投射されたレ−ザ−光14を傾設反射鏡面59
で反射させてできた反射レ−ザ−光14’を三角プリズ
ム70の側方端面72を介して上記回動軸10Cの外周
方向にスキャニングするように構成している。
【0080】
【その他の実施例】上記実施例では、電機子コイル18
を2個用いた例を示したが、仕様によっては1個でも良
く、また2極のマグネット揺動子11,11−2を用い
たが、2極のものに限らず、2P(Pは1以上の整数)
極に形成したものであれば良く、電機子コイル18の数
も単相通電構造に形成できさえすれば、1個以上の適宜
個数個用いても良い。
【0081】また単相通電構造に限らず、2相,3相の
揺動ブラシレスアクチュエ−タを得る場合には、それに
応じた適宜な数の電機子コイルを用いればよい。
【0082】上記実施例の揺動ブラシレスアクチュエ−
タは、コアレス(無鉄心)構造の揺動ブラシレスアクチ
ュエ−タをしめしたが、本発明はコア有り(有鉄心)構
造の揺動ブラシレスアクチュエ−タとしてもよいことは
言うまでもない。
【0083】
【作用】本発明の揺動ブラシレスアクチュエ−タ1,1
A,1B,1C,1Dによると、無通電時に電機子コイ
ル18に通電すれば所定方向のトルクが発生するので、
揺動子16,16−2が所定方向に揺動する構造になっ
ている。
【0084】磁気センサ20は、マグネット揺動子1
1,11−2のN極,S極,N極とS極の境界部を検出
しているので、制御回路28の出力端子36に図15で
示したような出力電気信号波形31が得られる。
【0085】分圧回路で、オペアンプ39の反転入力端
子に指令電圧を与えることで、出力信号波形31の上端
(図15において符号46で示す部分)及び下端(図1
5において符号47で示す部分)を限定できる他、その
中間の位置検出が行える。
【0086】分圧回路45によって与えた指令電圧をオ
ペアンプ39に入力することで、磁気センサ20の図1
4で示す出力電気信号波形31の斜線で示すTの揺動角
範囲部分の任意の位置の位置信号をトランジスタ43ま
たは44に与えてステ−タ電機子17(電機子コイル1
8)を通電制御することで、揺動子16を任意の位置に
位置決めできる。
【0087】すなわち、揺動子16,16−1の揺動
角,揺動方向の決定,位置決め制御を行える。揺動子1
6,16−1の揺動により、反射鏡面13,50,5
4,59,69にて反射されたレ−ザ−光14’がスキ
ャニングされる。
【0088】
【発明の効果】本発明の揺動ブラシレスアクチュエ−タ
は、別個に高価なエンコ−ダやポテンショメ−タ等の回
転角検出装置を用いる事無く、単相通電配置の揺動ブラ
シレスアクチュエ−タであっても揺動方向,揺動角,位
置決めなどを制御でき、応答性が良好で且つ安価に形成
できるバ−コ−ド読み取り用に最適なレ−ザ−スキャニ
ング用揺動ブラシレスアクチュエ−タを容易に構成でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例としての単相通電構造の
バ−コ−ド用に適するレ−ザ−スキャニング用揺動ブラ
シレスアクチュエ−タの縦断面図である。
【図2】 同レ−ザ−スキャニング用揺動ブラシレスア
クチュエ−タのX−X’線横断面図である。
【図3】 同レ−ザ−スキャニング用揺動ブラシレスア
クチュエ−タのY−Y’線横断面図である。
【図4】 同レ−ザ−スキャニング用揺動ブラシレスア
クチュエ−タの底面図である。
【図5】 同レ−ザ−スキャニング用揺動ブラシレスア
クチュエ−タによるレ−ザ−光のスキャニングの説明図
である。
【図6】 同レ−ザ−スキャニング用揺動ブラシレスア
クチュエ−タの主要部の分解斜視図である。
【図7及び図8】 上記マグネット揺動子とステ−タ電
機子との展開図である。
【図9】 揺動子の揺動角の規制方法の説明図である。
【図10】 揺動角検出用磁気センサの配設位置の説明
図である。
【図11】 通常の2極の径方向異方性のマグネット揺
動子を有する揺動子の底面図である。
【図12】 同マグネット揺動子を用いた場合に揺動角
検出用磁気センサによって得られる出力電気信号波形図
である。
【図13】 本発明の2極の径方向異方性のマグネット
揺動子の底面図である。
【図14】 本発明の2極の径方向異方性のマグネット
揺動子を用いた場合に揺動角検出用磁気センサによって
得られる出力電気信号波形図である。
【図15】 制御回路図である。
【図16】 本発明の第2実施例を示す2極の径方向異
方性のマグネット揺動子の底面図である。
【図17】 本発明第3実施例を示す単相通電構造のバ
−コ−ド用に適するレ−ザ−スキャニング用揺動ブラシ
レスアクチュエ−タの縦断面図である。
【図18】 本発明第4実施例を示す単相通電構造のバ
−コ−ド用に適するレ−ザ−スキャニング用揺動ブラシ
レスアクチュエ−タの縦断面図である。
【図19】 同揺動ブラシレスアクチュエ−タの部分分
解斜視図である。
【図20】 本発明第5実施例を示す単相通電構造のバ
−コ−ド用に適するレ−ザ−スキャニング用揺動ブラシ
レスアクチュエ−タの縦断面図である。
【図21】 同揺動ブラシレスアクチュエ−タの部分説
明図である。
【図22】 本発明第6実施例を示す単相通電構造のバ
−コ−ド用に適するレ−ザ−スキャニング用揺動ブラシ
レスアクチュエ−タの縦断面図である。
【符号の説明】
1,1A,1B,1C,1D 単相通電構造のバ−コ−
ド用に適するレ−ザ−スキャニング用揺動ブラシレスア
クチュエ−タ 2 円筒ハウジング 3 透孔 4 円板状蓋体 5 リ−ド線通し孔 6 円板状蓋体 7 レ−ザ−スキャニング用揺動ブラシレスアクチュエ
−タ本体 8,9 軸受 10,10A,10B,10C 回動軸 11,11−1,11−2 マグネット揺動子 12 Dカット部 13 反射鏡面 14,14’ レ−ザ−光 15 磁性体リング 16,16−1,16−2 揺動子 17 単相通電配置のコアレスステ−タ電機子 18 電機子コイル 18a トルク発生に寄与する導体部 18b トルク発生に寄与しない導体部 19 基板 20 揺動角検出用磁気センサ 21 マグネット削設部 22 中心線 23,24 はんだ付け部 25 外側端子 26 内側端子 27 半田付け部 28 制御回路 29−1 正側電源端子 29−2 負側電源端子 30 プリント配線基板 31,31−1 電気出力信号波形 32 揺動角規制溝 33 螺子 34 中心点 35 増幅回路 36 出力端子 37 抵抗 38 電流帰還形駆動回路 39 オペアンプ 40 位相補償用CR 41,42 抵抗 43,44 トランジスタ 45 分圧回路 48 螺子孔 49 傾斜面 50 反射鏡面 51 板状反射ミラ− 52 ミラ−挿入溝 53 透孔 54 反射鏡面 55 螺子孔 56 透孔 57 蓋体 58 螺子 59 反射鏡面 60 板状反射ミラ− 61 中空内部 62 透孔 63 揺動角規制用切欠 64,65 螺子 66 L字形部材 67 揺動角検出センサ用マグネット 68 導体 70 三角プリズム 71 下端面 72 側方端面

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記構成要素〜から構成されている
    ことを特徴とする揺動ブラシレスアクチュエ−タ。 径方向異方性のマグネットによって隣り配置の磁極
    が異極となるようにN極,S極の磁極を2P(Pは1以
    上の整数)個備えて形成したマグネット揺動子を回動自
    在に支持していること。 該マグネット揺動子のトルク発生に寄与しないN極
    とS極の磁極境界部及びその周辺近傍部を削る等の手段
    を用いて凹部等のマグネット削設部を形成しているこ
    と。 上記マグネット揺動子と相対的揺動するように固定
    側にステ−タ電機子を配置していること。 上記マグネット揺動子の揺動角内において当該マグ
    ネット揺動子の上記マグネット削設部の周方向における
    上記マグネット揺動子のN極とS極間の中心部に当該マ
    グネット揺動子のN極,S極の磁束の強さに応じた電気
    信号波形を出力する揺動角検出センサを配置しているこ
    と。 上記マグネット削設部は上記N極とS極の中心部を
    境として上記揺動角検出用磁気センサから得られるリニ
    アリティのある出力電気波形部分が得られるような幅,
    深さ及び形状に形成されていること。 上記揺動角検出用磁気センサから得られるリニアリ
    ティのある出力電気波形部分のみを磁気エンコ−ダ信号
    として利用して上記ステ−タ電機子の通電を切り換えて
    上記マグネット揺動子の揺動方向,揺動角を切り換える
    ようにしていること。
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