JPH06197509A - 揺動型アクチュエータ - Google Patents

揺動型アクチュエータ

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JPH06197509A
JPH06197509A JP35824292A JP35824292A JPH06197509A JP H06197509 A JPH06197509 A JP H06197509A JP 35824292 A JP35824292 A JP 35824292A JP 35824292 A JP35824292 A JP 35824292A JP H06197509 A JPH06197509 A JP H06197509A
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yoke
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fixed shaft
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Ryoji Minegishi
亮二 峯岸
Toshiya Uchida
俊哉 内田
Teruuchi Terachi
照内 寺地
Iwao Sugizaki
巌 杉崎
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 中心軸扁平構造で同一平面内に複数の電磁力
発生部を具え、入力電流に対応した回動トルクが大きく
円滑な回動をする扁平揺動アクチュエータを提供する。 【構成】 基板(4)の円周上に適宜配設固着した複数
のコイル(5)が固定軸(1)方向に対し直交する面内
に位置するように基板(4)と固定軸(1)とを固着す
る。空隙内に複数のコイル(5)が位置するように複数
極の永久磁石(6)を内部に固着した回動ヨーク(3)
とバックヨーク(8)を嵌着一体化し、軸受(7)を介
して回動自在に固定軸(1)に軸支する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は所定角度範囲内で回動
するトルク変動の少ない扁平状の揺動型アクチュエータ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、トルク変動の少ない揺動型アクチ
ュエータには図3、図4に示す可動線輪型アクチュエー
タや、図5、図6に示す可動磁石型アクチュエータがあ
った。以下それらの概要について説明する。
【0003】第1に図3、図4を参照して、可動線輪型
アクチュエータについて説明する。バックヨーク22と
一体に形成した固定ヨーク23が軸受21を介して回動
軸20に軸支される。基板26は回動軸20に嵌挿固着
されており、回動軸20と共に、矢印方向へ回動自在で
ある。基板26の一側面にコイル24を配設し、このコ
イル24に対面するように、固定ヨーク23内側に永久
磁石25を固着する。符号27はリード線である。リー
ド線27に通電すると、図4に示す永久磁石25による
磁束φにより発生した磁界内で、コイル24との間に電
磁力が発生し、回動部であるコイル24、基板26等は
磁界内で回動する。これにより可動線輪型アクチュエー
タが作動する。
【0004】つぎに、図5、図6を参照して、可動磁石
型アクチュエータについて説明する固定軸30には、軸
受31を介して、回動ヨーク34が回動自在に軸支され
る。バックヨーク33は、固定軸30へ嵌挿固着され、
前記バックヨーク33一側にコイル基板35を固着す
る。このコイル基板35の上面にはコイル36を装着
し、このコイル36と対面するように、回動ヨーク34
の内側面に永久磁石37を配設する。符号38はコイル
のリード線であり、32は固定軸押えである。リード線
38へ通電することにより、図6に図示のような永久磁
石37による磁束φにより発生した磁界内で、コイル3
6との間に電磁力が発生し、回動ヨーク34、永久磁石
37等からなる回動部が磁界内で、所定方向へ回動する
ことにより可動磁石型アクチュエータが作動する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記従来例のアクチュ
エータには以下説明するような問題点があった。第1に
図3、図4に示す可動線輪型の揺動アクチュエータで
は、高出力トルクを得ようとすると大型になり、可動
部、電磁力発生部が軸対称に配設してないので、姿勢に
より負荷が変動し、捩じれ力による軸受荷重の変化や損
失によって、出力トルクが変動する可能性があり、高出
力トルクを有する扁平形状の構成がとりにくく、又可動
部にコイルのリード線が取り付けてあるので、アクチュ
エータの寿命に悪影響を及ぼしたり、機械的損失を伴う
等の欠点があった。次に図5、図6に示す可動磁石型ア
クチュエータの場合には、永久磁石による空隙磁束が、
コイル導体と同時にバックヨークとも鎖交するので、バ
ックヨーク内の磁束移動による渦電流損やヒステリシス
損等の鉄損が発生して、これ等の損失を伴うと共に残留
磁気や磁路の微小なパーミアンスの変化によるコギング
トルクの発生となり、スムースな回動を損なうことにな
る。又トルクを大きくするため永久磁石を強力なものと
した場合には、軸受に高推力荷重がかかり、関係部材の
損失と損傷を伴う恐れがあり、組立作業時等にも作業性
が悪く、更に固定ヨークとバックヨークが別体として形
成してあるので、図5に示すように、外部への漏洩磁束
φlが大きい等の問題点があった。本発明はこれらの問
題点を解決するためになされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するためになされたもので、実施例の図面に附した符号
を用いて、以下説明する扁平揺動型アクチュエータを開
示するものである。固定軸(1)に回動自在に支承され
たバックヨーク(8)と回動ヨーク(3)とよりなるヨ
ークの空隙内に基板(4)を設け、前記基板(4)の円
周上のバックヨーク(8)側の適宜の位置に、複数のコ
イル(5)を配設し、前記コイル(5)が固定軸(1)
方向に対し直交する面内に位置するように基板(4)と
固定軸(1)とを固着し、前記コイル(5)を設けた基
板(4)に対面するように、回動ヨーク(3)内側面に
永久磁石(6)を配設した揺動型アクチュエータであ
り、基板(4)上のバックヨーク(8)側に永久磁石
(6)を又この永久磁石(6)を設けた基板(4)と対
面するように回動ヨーク(3)内側にコイル(5)を設
けることも可能であり、固定軸(1)の中心に形成した
空洞部(18)の一端外側に光源(16)を、他端外側
に回動ヨーク(3)に固着したミラー取付具(15)を
配設し、光源(16)よりの光(17)が前記ミラー取
付具(15)に設けたミラー(14)へ反射して、ミラ
ー取付具(15)の孔部(h)を通過して外部へ照射す
ることを可能とする光路を具えた揺動型アクチュエータ
を構成すると共に、基板(4)上又は回動ヨーク(3)
内側に設けたコイル(5)のリード線(13)を固定軸
の中心空洞部(18)より引き出してなる揺動型アクチ
ュエータである。
【0007】
【作用】複数のコイル5に電流を流すと、各半径方向導
体部イ,ロの相対した永久磁石6による磁束φにより発
生した空隙磁界の中で複数のコイル5の電流との間に電
磁力が発生し、回動ヨーク3、バックヨーク8等からな
る回動部が所定方法へ回動する。又流入電流の方向を逆
にすれば、回動方向が逆転する。
【0008】
【実施例】以下本発明の実施例を添付図を参照して説明
する。図1は本発明の実施例を示す断面図で図2をB−
B´の線に沿って見た断面図、、図2は図1のA−A´
の線に沿って見た断面図である。固定軸ベース2に取り
付けた固定軸1の外周に設けた軸受7を介して、バック
ヨーク8と回動ヨーク3とよりなる断面ほぼコ字状のヨ
ーク部を回動自在に固定軸1に軸支する。前記ヨーク部
の空隙内には、基板固定ねじ10により固定軸1へ連結
固着した基板4を収容する。締結ねじ12は後述するミ
ラー取付具15の回動ヨーク3への取付を兼ねている。
基板4の上面バックヨーク8の側にコイル5を配設し、
更に回動ヨーク3の基板4とコイル5とに対面する回動
ヨーク3の内側面に永久磁石6を取り付ける。符号13
はコイル5のリード線で、固定軸ベース2の中心空洞部
18より外部へ引き出される。符号9は固定軸押えであ
る。前記基板4に配設したコイル5は基板4の円周上に
適宜配設固着した複数のコイルであり、固定軸1方向に
対して直交する平面内に位置するように、固定軸に連結
した基板4に固着する。複数のコイル5の半径方向導体
部イ、ロのそれぞれに対して回動ヨーク3に配設した複
数極の永久磁石6の異極が相対し、これらの複数のコイ
ル5は、発生する電磁力が同一方向になるように接続さ
れた状態でバックヨーク8、回動ヨーク3で形成したヨ
ーク部の空隙内に位置する。この様にして複数極の永久
磁石6を内部に固着した回動ヨーク3とコイル5を配設
したバックヨーク8とは嵌着一体化してあり、軸受7を
介して回動自在に、固定軸1に軸支されるものである。
前記構成においては、固定軸1と直交する同一平面内に
複数のコイル5と複数極の永久磁石6によりなる複数の
電磁力発生部を持っているので、中心軸扁平形状で高ト
ルクを発生可能とすることができる。複数の永久磁石6
を固着した回動ヨーク3とバックヨーク8とを結合する
ために、前記両部材3,6をバックヨーク固定ねじ11
で締結して一体化と所定寸法の空隙を保持可能としてい
るので永久磁石6のバックヨーク8に対する吸引力は直
接軸受7に及ぶことがなく、漏洩磁束が外部に漏洩する
ことを防止している。本発明に係る揺動アクチュエータ
は、永久磁石6による磁束φは、導磁性体よりなる回動
ヨーク3、バックヨーク8が一体化された図示のような
磁路を通るので、磁束φと回動ヨーク3、バックヨーク
8の相対速度は零であるから、渦電流損、ヒステリシス
損等の鉄損の発生がなく、パーミアンスの変化も発生し
ないので、コギングトルクもなく、電流に比例した電磁
力により円滑に回動する。既に説明したように、実施例
では複数極の永久磁石6や複数のコイル5の平面隙間を
利用して、バックヨーク固定ねじ11を用いて回動ヨー
ク3とバックヨーク8を締結して一体化している。又同
様に締結ねじ12を用いてヨーク部と共に回動するミラ
ー取付具15等を固定する。尚本実施例では、基板4の
円周上のバックヨーク8側とコイル5群を、又前記コイ
ル5群を設けた基板4に対面するように回動ヨーク3側
に永久磁石6を配設しているが、前記コイル5、永久磁
石6の位置を交替して基板4上のバックヨーク8側に永
久磁石6を、又この永久磁石6を設けた基板4と対面す
るように回動ヨーク3内側にコイル5を設けることも可
能である。又固定軸1の中心に形成した空洞部18の一
端外側に光源16を、他端外側に回動ヨーク3にねじ止
め12したミラー取付具15を装着し、反射ミラー14
をミラー取付具15に設け、光源よりの光17が揺動す
る前記ミラー14に反射して、ミラー取付具15の孔部
hより外部へ照射する構成とすることもできる。
【0009】
【発明の効果】本発明の揺動型アクチュエータは、固定
軸1に直交する平面内に複数のコイル5を適宜配設、固
着したコイル基板4と複数の永久磁石6を固着した回動
ヨーク3とバックヨーク8からなる回動部を軸受7を介
して固定軸1に回動自在に軸支させた構成であるので、
中心軸で扁平形状にすることができ、複数のコイル5と
複数の永久磁石6を用いることによりトルクの増大を計
ることができる。永久磁石(6)による磁束φは、導磁
性体よりなる内部に空隙を持った閉磁路を形成してお
り、鉄損がなく、磁束の外部漏洩がなく且つ回動の際に
も、パーミアンスの変動がないのでコギングトルクの発
生の恐れもない。複数のコイル(5)に流れる電流と空
隙磁束による電磁力のみが回動トルクとなり、微小な電
流変化にも円滑なトルク変化で対応し、精密な制御を可
能にするものである。回動トルクを増加させるため、強
力な永久磁石(6)を使用しても、複数極の永久磁石
(6)とバックヨーク(8)は嵌着締結して一体化して
いるので、軸受(7)には吸引力による無理な荷重はか
からないから、耐久寿命、並びに円滑回動に役立つ。又
コイル(5)に給電するためのリード線(13)は空洞
(18)内へ引き出されているから、複数のコイル5と
同様回動しないので、機械的損失がなく、寿命の耐久性
に役立つ。複数のコイル5、複数極の永久磁石6を配設
した隙間にバックヨーク固定ねじ11、締結ねじ12を
設けることにより、空間を有効に利用できる。固定軸ベ
ース2を設け固定軸1と嵌合配設し、内部に空隙部18
を設けることにより、リード線13を通過するために使
用したりレーザー光等の光伝送の光路として利用するこ
とができる。固定軸1に対して、関係部材が対称に構成
されているので、姿勢により偏荷重の発生することがな
く、無理な応力の発生する恐れはない等の特徴を具えて
いる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の揺動型アクチュエータの実施例の図2
のB−B´の線に沿った断面図。
【図2】図1のA−A´の線に沿った断面図。
【図3】従来例の可動線輪型揺動アクチュエータの図4
のE−E´の線に沿った断面図。
【図4】図3のC−C´の線に沿った断面図。
【図5】従来例の可動磁石型揺動アクチュエータの図6
のF−F´の線に沿った断面図。
【図6】図5のD−D´の線に沿った断面図。
【符号の説明】
1 固定軸 2 固定軸ベース 3 回動ヨーク 4 基板 5 コイル 6 永久磁石 7 軸受 8 バックヨーク 9 固定軸押え 10 基板固定ねじ 11 バックヨーク固定ねじ 12 締結ねじ 13 リード線 14 ミラー 15 ミラー取付具 16 光源 17 光 18 空洞 h 孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉崎 巌 埼玉県入間市新久下新田110−1 コパル 電子株式会社入間事業所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定軸に回動自在に支承されたバックヨ
    ークと回動ヨークとよりなるヨークの空隙内に基板を設
    け、前記基板の円周上のバックヨーク側の適宜の位置
    に、複数のコイルを配設し、前記コイルが固定軸方向に
    対し直交する面内に位置するように基板と固定軸とを固
    着し、前記コイルを設けた基板に対面するように、回動
    ヨーク内側面に永久磁石を配設した揺動型アクチュエー
    タ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、基板上のバックヨー
    ク側に永久磁石を又この永久磁石を設けた基板と対面す
    るように回動ヨーク内側にコイルを設けた揺動型アクチ
    ュエータ。
  3. 【請求項3】 請求項1において、固定軸の中心に形成
    した空洞部の一端外側に光源を、他端外側に回動ヨーク
    に固着したミラー取付具を配設し、光源よりの光が前記
    ミラー取付具に設けたミラーへ反射して、ミラー取付具
    の孔部を通過して外部へ照射することを特徴とする光路
    を具えた揺動型アクチュエータ。
  4. 【請求項4】 請求項1、2又は3において、基板上又
    は回動ヨーク内側に設けたコイルのリード線を固定軸の
    中心空洞部より引き出してなる揺動型アクチュエータ。
JP35824292A 1992-12-25 1992-12-25 揺動型アクチュエータ Expired - Lifetime JPH078125B2 (ja)

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JPH06197509A true JPH06197509A (ja) 1994-07-15
JPH078125B2 JPH078125B2 (ja) 1995-01-30

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002300766A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Hitachi Metals Ltd 揺動モータおよびステージ装置
WO2016153029A1 (ja) * 2015-03-26 2016-09-29 日本電産コパル株式会社 振動アクチュエータ
CN109689226A (zh) * 2016-09-13 2019-04-26 阿尔卑斯阿尔派株式会社 振动致动器以及电子设备

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002300766A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Hitachi Metals Ltd 揺動モータおよびステージ装置
WO2016153029A1 (ja) * 2015-03-26 2016-09-29 日本電産コパル株式会社 振動アクチュエータ
CN109689226A (zh) * 2016-09-13 2019-04-26 阿尔卑斯阿尔派株式会社 振动致动器以及电子设备

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