JPH07123680A - 揺動ブラシレスアクチュエ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 別個にエンンコ−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−タの回転方向，回転角，位置決め
などを制御する。 【構成】 マグネットのＮ極とＳ極の磁極境界部を検出
することができる位置にＮ極，Ｓ極の磁束の強さに応じ
た電気信号を出力する磁気センサを配設し、該磁気セン
サからの出力電気信号を基に上記ステ−タ電機子の通電
を切り換えて上記マグネット回転子の揺動方向，揺動角
を切り換える。

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。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。

【０００３】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。

【０００４】

【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。

【０００５】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。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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】

【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、単
相通電配置の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。

【０００９】

【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、隣接する磁極が異極とな
るようにＮ極，Ｓ極の磁極を１以上備えたマグネット回
転子の揺動角内において当該マグネット回転子のＮ極と
Ｓ極の磁極境界部を検出することができる位置に当該マ
グネット回転子のＮ極，Ｓ極の磁束の強さに応じた電気
信号を出力する磁気センサを配設し、該磁気センサの出
力電気信号を基に、該回転子と相対的揺動するように固
定側に配設した単相通電配置のステ−タ電機子への通電
を切り換えて上記マグネット回転子の揺動方向，揺動角
の切り換え，位置決めを行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よって達成できる。

【００１０】

【発明の第１実施例】図１乃至図１２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−タについて説明する。

【００１１】図１は本発明の第一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’線縦断面図で、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
縦断面図で、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及び図８は上記ネット回転子
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は揺動角検出用磁気センサ
２０の出力電気信号３１の波形図で、図１２は一例とし
ての制御回路図である。

【００１２】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。

【００１３】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
転軸１０を中心部に有するマグネット回転子１１を持つ
揺動子１６を回動自在に装着する。

【００１４】回転軸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。

【００１５】該反射鏡面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転軸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。

【００１６】図２及び図６に示すように回転軸１０の外
周には、磁性体リング１５を介して２極のマグネット回
転子１１が固設されて、適宜角揺動する揺動子１６を形
成する。

【００１７】この実施例では、マグネット回転子１１
は、隣接するＮ極とＳ極の磁極がそれぞれ周方向におい
て機械角で１８０度の幅に着磁された２極のものを用い
ている。尚、マグネット回転子１１は、径方向２極のも
のを用いるが、単にこのようなマグネット回転子１１を
形成した場合には、後記する揺動角検出用磁気センサ２
０の電気出力波形が台形波に近いものとなって表れるの
で、揺動角検出用磁気センサ２０の電気出力信号波形３
１が図１１に示図すようなＳＩＮ波に近いものとなって
表れるようにするためには、ラジアル異方性のものか、
等方性のマグネットを用いるのが望ましい。

【００１８】上記したように揺動角検出用磁気センサ２
０からのＳＩＮ波に近い電気出力信号３１の波形が得ら
れるので、図１１の比較的リニアリティのある斜線で示
すＴの範囲の部分の電気出力信号波形３１を利用して、
本発明の揺動ブラシレスモ−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。

【００１９】尚、マグネット回転子１１は、回転軸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、回転軸１０
に接着することで、安価に揺動子１６を形成できる。ま
た、回転軸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回転子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、上記マグネット回転子１１の回転軸
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。

【００２０】図１及び図２に示すように、上記マグネッ
ト回転子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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】上記マグネット回転子１１の揺動角内にお
いて当該マグネット回転子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、マグネット回転子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、
マグネット回転子１１のＮ極，Ｓ極の磁束の強さに応じ
た電気信号波形３１を得、この電気信号波形３１を基に
上記ステ−タ電機子１７の通電を切り換え行い、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。

【００２５】尚，揺動角検出用磁気センサ２０は、上記
マグネット回転子１１の揺動角内において当該マグネッ
ト回転子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。例えば、後記する基
板３０の上に揺動各検出用磁気センサ２０を配設し，マ
グネット回転子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。

【００２６】尚，揺動角検出用磁気センサ２０は、マグ
ネット回転子１１のＮ極，Ｓ極の磁束の強さに応じた電
気信号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。

【００２７】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、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。

【００２８】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。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２
１で示す位置、図７の符号２２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。勿論、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。何れにしても、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出来、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。

【００２９】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。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。

【００３０】これらのはんだ付け部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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】回転軸１０の端部には、上記Ｄカット部１
２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。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転
軸１０の揺動角を規制する。

【００３４】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
のマグネット回転子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。然
し、図１１の出力信号波形３１の斜線で示すＴの範囲の
部分のように出力信号波形３１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
る必要があり、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。

【００３５】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。

【００３６】図９に示すように、回転軸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。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
転軸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）の状態から回転軸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。

【００３７】図１２は、制御回路２８の一例を示す。

【００３８】図１２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Ｖ_CC，ア−ス側に接続し、出力端子を
増幅回路３５に接続している。増幅回路３５の出力端子
３６には、図１１で示したような出力信号波形３１が得
れれる。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。符号４０は、位相補償用ＣＲで、抵抗４
１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。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、Ｖ_CC側に接続し、トランジ
スタ４４のコレクタは、−Ｖ_CC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。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。

【００３９】このように形成した制御回路２８によれ
ば、分圧回路４５のＶ_CCの最大指令電圧，−Ｖ_CC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１１において符号４６で示す部分）及び下端（図
１１において符号４７で示す部分）を限定できる。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に入力することで、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。

【００４０】

【発明の第２実施例】第１実施例の揺動ブラシレスモ−
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１３を用いて説明すると、この第２実施例の揺動ブラ
シレスアクチュエ−タ１Ａは、マグネット回転子１１の
中心の回転軸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’を上記回転軸１０Ａの外周方向に
スキャニングするように構成している。

【００３８】尚，回転軸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。

【発明の第３実施例】

【００３９】この第３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モ−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。

【００４０】図１４及び図１５を参照して、この第３実
施例の揺動ブラシレスアクチュエ−タ１Ｂは、マグネッ
ト回転子１１の中心の回転軸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と上記回転軸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
反射面５４を向けて板状反射ミラ−５１を挿入して上記
回転軸１０Ｂの外周方向に反射面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。

【００４１】回転軸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を回転軸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。

【発明の第４実施例】

【００４２】この第３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モ−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。

【００４４】図１６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１Ｃは、マグネット回転子１
１の中心の回転軸として中空回転軸１０Ｃを用い、該中
空回転軸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、上記中空回転軸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’を上記回転軸１０Ｃの外周方向にス
キャニングするように構成している。尚、このような中
空回転軸１０Ｃを用いた場合、中空回転軸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
空回転軸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。

【００４５】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
転軸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切欠６３（図
１７参照）を形成し、該切欠６３に周方向から螺子６４
の端部を望ませるようにしている。螺子６４は、図１７
に示すように、螺子６５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。

【００４６】

【発明の第５実施例】上記した揺動ブラシレスアクチュ
エ−タ１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃでは、マグネット回転子１
１と経方向の空隙を介して対向するステ−タ電機子１７
に磁気センサ２０を配設してマグネット回転子１１のＮ
極，Ｓ極の磁極を周面にて検出するようにしているが、
かかる位置に磁気センサ２０を配設するのがやっかいに
なる。そこで、本発明の第５実施例の揺動ブラシレスア
クチュエ−タ１Ｄは、マグネット回転子１１のＮ極，Ｓ
極の磁極を検出するための、磁気センサ２０を基板３０
に配設して構成を簡略化している。

【００４７】この場合、上記したようにマグネット回転
子１１の漏洩磁束を磁気センサ２０で検出してもよい
が、磁気センサ２０からの精度良い出力信号波形３１を
得る為には、漏洩磁束を検出する方式でないほうが良
い。

【００４８】そこで、この揺動ブラシレスアクチュエ−
タ１Ｄでは、図１８及び図１９に示すように上記マグネ
ット回転子１１のＮ極とＳ極と磁極位置と同一位置にＮ
極，Ｓ極の磁極を隣接して形成した２極の円環状の揺動
角検出センサ用マグネット６７をマグネット回転子１１
の下端に固定し、該揺動角検出センサ用マグネット６７
と対向する基板３０位置に磁気センサ２０を配設する。
揺動角検出センサ用マグネット６７のＮ極，Ｓ極の磁極
を磁気センサ２０で検出することにより、揺動角検出セ
ンサ用マグネット６７のＮ極，Ｓ極の磁極の磁束の強さ
に応じた電気信号を磁気センサ２０から出力させ、この
出力電気信号を基に上記ステ−タ電機子１７の通電を切
り換えて上記揺動子１６の揺動方向，揺動角の切り換
え，位置制御を行えるようにしている。

【００４９】

【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極のマグネット回転子１１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。また上記実施例の揺動ブラシレスアクチュエ
−タは、径方向空隙型構造に構成した例を示したが、軸
方向空隙型構造に構成しても良く、更にはコアレス（無
鉄心）構造の揺動ブラシレスアクチュエ−タに係わら
ず、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。

【００５０】

【作用】本発明の揺動ブラシレスモ−タ１，１Ａ，１
Ｂ，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が所定方向に揺動する構造になっている。磁気セン
サ２０は、マグネット回転子１１またはセンサ用マグネ
ット６７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１１で示し
たような出力信号波形３１が得られる。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１１において符号４６
で示す部分）及び下端（図１１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。
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。揺動子１６の揺動により、反射鏡面１３，５０，５
９，反射面５４にて反射されたレ−ザ−光１４’がスキ
ャニングされる。

【００５１】

【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−タの揺動方向，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１のＸ−Ｘ’線縦断面図である。

【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１のＹ−Ｙ’線縦断面図である。

【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１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１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１の主要部の分解斜視図である。

【図７及び図８】 上記マグネット回転子とステ−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】 揺動角検出用磁気センサの出力電気信号波
形図である。

【図１２】 制御回路図である。

【図１３】 本発明第２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１４】 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１５】 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１６】 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１７】 同揺動ブラシレスアクチュエ−タの部分説
明図である。

【図１８】 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。

【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，１０Ｄ 回転軸 １１ マグネット回転子 １２ Ｄカット部 １３ 反射鏡面 １４，１４’ レ−ザ−光 １５ 磁性体リング １６ 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 ２８ 制御回路 ３０ プリント配線基板 ３１ 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 ３８ 電流帰還形駆動回路 ４０ 位相補償用ＣＲ 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮尾 修美 神奈川県大和市中央林間４丁目９番４号 株式会社シコ−技研内 (72)発明者 逢坂 政行 神奈川県大和市中央林間４丁目９番４号 株式会社シコ−技研内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隣接する磁極が異極となるようにＮ極，
   Ｓ極の磁極を１以上備えたマグネット回転子と、該回転
   子と相対的揺動するように固定側に単相通電配置のステ
   −タ電機子を備えた揺動ブラシレスアクチュエ−タにお
   いて、上記マグネット回転子の揺動角内において当該マ
   グネット回転子のＮ極とＳ極の磁極境界部または当該マ
   グネット回転子のＮ極とＳ極の磁極位置と同一位置にＮ
   極，Ｓ極の磁極を隣接して形成した揺動角検出センサ用
   マグネットのＮ極とＳ極の磁極境界部を検出することが
   できる位置に当該マグネット回転子のＮ極，Ｓ極または
   揺動角検出センサ用マグネットのＮ極，Ｓ極の磁束の強
   さに応じた電気信号を出力する磁気センサを配設し、該
   磁気センサからの出力電気信号を基に上記ステ−タ電機
   子の通電を切り換えて上記マグネット回転子の揺動方
   向，揺動角を切り換えることを特徴とする揺動ブラシレ
   スアクチュエ−タ。
2. 【請求項２】 上記揺動ブラシレスアクチュエ−タは、
   マグネット回転子の中心に回転軸を備え、該回転軸の一
   端部に軸方向に延びたＤカット部を形成し、該Ｄカット
   部の軸方向と直交する面を反射鏡面に形成して上記回転
   軸の外周方向にレ−ザ−光をスキャニングするようにし
   た単相通電構造のレ−ザ−スキャニング揺動ブラシレス
   アクチュエ−タであることを特徴とする請求項１に記載
   の揺動ブラシレスアクチュエ−タ。
3. 【請求項３】 上記揺動ブラシレスアクチュエ−タは、
   マグネット回転子の中心に回転軸を備え、該回転軸の一
   端部に傾斜面を形成し、該傾斜面を反射鏡面に形成し、
   該反射鏡面に投射されたレ−ザ−光を上記回転軸の外周
   方向にスキャニングするようにした単相通電構造のレ−
   ザ−スキャニング揺動ブラシレスアクチュエ−タである
   ことを特徴とする請求項１に記載の揺動ブラシレスアク
   チュエ−タ。
4. 【請求項４】 上記揺動ブラシレスアクチュエ−タは、
   マグネット回転子の中心に回転軸を備え、該回転軸の一
   端部に軸方向に延びた板状反射ミラ−の挿入溝を形成
   し、該ミラ−挿入溝と上記回転軸の外周と連通する透孔
   を形成し、上記ミラ−挿入溝に上記透孔面側に反射面を
   向けて板状反射ミラ−を挿入して上記回転軸の外周方向
   にレ−ザ−光をスキャニングするようにした単相通電構
   造のレ−ザ−スキャニング揺動ブラシレスアクチュエ−
   タであることを特徴とする請求項１に記載の揺動ブラシ
   レスアクチュエ−タ。
5. 【請求項５】 上記揺動ブラシレスアクチュエ−タは、
   マグネット回転子の中心に中空回転軸を備え、該中空回
   転軸の一端に該一端面に反射鏡面を向けて板状反射ミラ
   −を傾設し、上記中空回転軸の他端からその中空内部を
   通して上記板状反射ミラ−の反射鏡面に投射されたレ−
   ザ−光を上記回転軸の外周方向にスキャニングするよう
   にした単通電構造のレ−ザ−スキャニング揺動ブラシレ
   スアクチュエ−タであることを特徴とする請求項１に記
   載の揺動ブラシレスアクチュエ−タ。
6. 【請求項６】 上記回転軸の一方の端部に軸方向に延び
   てマグネット回転子の揺動角規制溝を形成し、該規制溝
   に望ましてストッパを形成したことを特徴とする請求項
   １乃至請求項４いずれかに記載の揺動ブラシレスアクチ
   ュエ−タ。