JPS63167658A

JPS63167658A - コイル可動形駆動装置

Info

Publication number: JPS63167658A
Application number: JP61311885A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Takahara; 憲一高原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-12-27
Filing date: 1986-12-27
Publication date: 1988-07-11
Also published as: EP0278113B1; EP0278113A1; US4902996A; DE3784909D1; DE3784909T2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、コイル可動形駆動装置に関する。

（従来の技術）コイル可動形駆動装置は、一般のスピーカ、磁気ディス
クのヘッド駆動機構等に広く用いられており、また近年
ではりニアモータにも応用されるようになっている。こ
のリニアモータは一般に、フレミングの左手の法則を利
用するもので、磁界中におかれたコイルに電流を印加す
るときに発生する力を利用するものである。従って、磁
束供給源となる永久磁石を固定しておけば、コイルに電
流を印加することによってコイル自身が動き、逆にコイ
ルを固定しておけば、永久磁石側が動くことになる。前
者がコイル可動形駆動装置であり、後者が磁石可動形駆
動装置である。

そして磁石可動形駆動装置の場合には、その被駆動体と
しての永久磁石の重量が大きくなるため、高速で応答す
る機構には不向きである。他方、コイル可動形駆動装置
では、コイルと非磁性体のコイルボビンのみが可動部と
なるため、可動部の軽量化が可能であり、高速応答性を
要求される機器、例えばスピーカーや磁気ディスクのヘ
ッド駆動機構等に広く用いられるようになっている。

このような従来のコイル可動形駆動装置は、可動部のコ
イルに外部の固定部材側から電流を供給する必要がある
ため、可動部のコイルと固定部材との間をコイルの端部
を引き出して接続してコイルを宙づりの形で支持するよ
うにしている。

（発明が解決しようとしている問題点）ところが、この
ような従来のコイル可動形駆動装置では、コイル本体側
を宙づりにしている接続部がコイルの駆動時の抵抗とな
り、またコイルの可動範囲を妨げる問題がある。そこで
、このようなコイルの駆動時の抵抗を小さくするために
は、コイルの線径を細くする必要があるが、線径を小さ
くするならば、コイルの電気抵抗値を大きくし、消費電
力の増大化を招くことになる。また、コイルの駆動力を
大きくするために、コイルの巻数、長さを上げることも
、コイルの電気抵抗値を大きくし、消費電力の増大につ
ながる問題がある。

そこで、消費電力を小さく抑えるためにはコイルの線径
を大きくすればよいのであるが、コイルの線径を大きく
するならば、コイルの櫟械的な抵抗が大きくなり、応答
性を悪くする結果となる。

そのために、応答性が良くて８！Ｊ費電力も小さいコイ
ル可動形駆動装置の出現が望まれていた。　　・この発
明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであ
って、コイルの線径を大きくして、なおかつ応答特性も
向上させることができるコイル可動形駆動装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明のコイル可動形駆動装置は、導電材で形成され
た支持手段によって固定部材に支持された被駆動体と、
この被駆動体に固着されたコイルと、磁束供給源を具備
した駆動体とを備えたコイル可動形駆動装置にあって、前記支持手段に被駆動体に固着されたコイルの端部を引
き出して接続するとともに、前記支持手段を外部の電源
に接続したものである。

（作用）この発明のコイル可動形駆動装置では、被駆動体として
のコイルとその支持手段との間がコイルの端部で接続さ
れ、外部からの電源供給部はこの支持手段に対して接続
された構成にして、支持手段とコイル本体部との間の接
続部はコイルと共に動き、コイルの駆動抵抗とならない
ようにしである。

そこで、このコイルの線径を大きくすることが可能であ
り、応答性を向上させ、且つ消費電力を抑えることがで
きるのである。

（実施例）以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。第１
図および第２図はこの発明の一実施例として、ミラー駆
動機構に応用したコイル可動形駆動装置を示している。

このミラー駆動機構１は、ミラー２を駆動中心軸Ｃの回
りに微小角回転させるものであり、光学系のボインティ
ング機構として使用される。

そしてこのミラー駆動機構１は、ミラー２を含む被駆動
体３と、この被駆動体３を駆動するための駆動体４とか
ら構成されている。

被駆動体３は、前記ミラー２とこのミラー２を支持する
ミラー支持板５、ミラー支持板５と一体になったコイル
ボビン６、このコイルボビン６に巻かれたコイル７から
成る。そして駆動体４はベース８に４個の永久磁石９ａ
、９ｂ、９Ｃ，９ｄを固着した構成である。

さらにこの駆動体４の両側上部には弾性ピボット１０ａ
、１０ｂが固定されており、この弾性ピボット１０ａ、
１０ｂによって前記被駆動体３のミラー支持板５の両側
が中心軸Ｃの回りに回転自在に支持されている。

この弾性ピボット１０ａ、１０ｂの詳しい支持構造を説
明すると、ペース８の両側上部にある支持ｇＢ１１ａ、
１１ｂに対して絶縁材１２ａ、１２ｂを介して弾性ピボ
ット１０ａ、１０ｂが固定されている。そしてこの弾性
ピボット１０ａ、１０ｂそれぞれの内側回転部が、ミラ
ー支持板５の両側の突出部１３ａ、１３ｂに絶縁材１４
ａ、１４ｂを介して固定されているのである。

そして前記被駆動体３のコイル７に対し電流を印加する
ための電気的な接続関係について説明すると、外部の駆
動装置１５から両側の弾性ピボット１０ａ、１０ｂの外
側部に電１１６ａ、１６ｂによって電気的接続がなされ
ており、弾性ピボット１０ａ、１０ｂの内側回転部とコ
イル７との間がコイル端部１７ａ、１７ｂによって接続
されている。

上記構成のコイル可動形駆動装置を用いたミラー駆動機
構１の動作について、次に説明する。

駆動装置１５から電Ｍ１６ａ、１６ｂを通して電流を印
加すると、導電性の弾性ピボット１０ａ。

１０ｂによってこの電流はコイル端部１７ａ、１７ｂを
通り内部のコイル７に通電されることになる。従って、
コイル７を流れる電流によってフレミングの左手の法則
に則った駆動力がコイル７に働き、コイル７に対して第
１図に矢印で示すような力が働き、ミラー支持板５およ
びミラー２が弾性ピボット１０ａ、１０ｂの回りに微小
回転するのである。

ミラー２の傾き角度の制御は、駆動装置１５からコイル
７に流す電流の大きさによって制御され、傾きの向きは
、電流の向きによって決定することができる。

このようにして駆動体４に対して駆動される被駆動体３
では、コイル７と弾性ピボット１０ａ。

１０ｂの内側回転部とを接続するコイル端ＷＡ１７ａ、
１７ｂがコイル７の動きに伴なって回転運動をすること
になり、このコイル端部１７ａ、１７ｂがコイル７の動
きの機械的な抵抗力となることはない。またコイル７と
コイル端部１７ａ、１７ｂと弾性ピボット１０ａ、１０
ｂの内側回転部との相対的な位置関係はコイル７の動き
によっても変ることがなく、コイル端部１７ａ、１７ｂ
に局所的な曲げ力が働くことがなく、このコイル端部１
７ａ、１７ｂの疲労を起させることもない。

そして、このように被駆動体３の駆動に対する機械的な
抵抗力がない場合、コイル７の線径を大きくして電気的
な抵抗値を小さくすることができ、一定の駆動力を得る
ためにはそれだけ消費電力を減少させることができ、逆
に消費電力を一定のものとすると駆動力を上昇させるこ
とができ、応答性がよくて消費電力の小さいものとでき
るのである。

この発明は上記の実施例に限定されることはなく、第３
図に示すようなコイル可動形駆動装置にも応用できる。

この第３図に示すコイル可動形駆動装置では、固定部材
１８に対して導電性を有する弾性ばね１９ａ、１９ｂに
よって被駆動体２０を支持し、この被駆動体２０を駆動
体２１に対して可動としている。

前記被駆動体２０は、弾性ばね１９ａ、１９ｂによって
両端の支持されたコイルボビン２２とこのコイルボビン
に巻かれたコイル２３によって構成されている。また、
駆動体２１は、ヨーク２４とこのヨーク２４内に固着さ
れた永久磁石２５によって構成されている。

そしてコイル２３に対して電流印加するために、弾性ば
ね１９ａ、１９ｂに対してコイル２３の両端部２６ａ、
２６ｂを接続している。そしてこの弾性ばね１９ａ、１
９ｂの固定部材１８に対する固定部において電線２８ａ
　、２８ｂによって電源２７に接続し、弾性ばね１９ａ
、１９ｂを介して電源２７からコイル２３に電流が流れ
るようにしている。

このように構成したコイル可動形駆動装置では、永久磁
石２５から出る磁束が第３図において矢印２９ａ　、２
９ｂ　、２９ｃ　、２９ｄのようにコイル２３のある空
間を流れて元に戻る磁路を形成している。そこでこの磁
界中にあるコイル２３に電源２７から電線２８ａ　、２
８ｂ　、弾性ばね１９ａ。

１９　ｂ　ｓ　コイルｆｔ４部２６ａ　、２６ｂ　を介
シテ電流を印加すると、コイル２３が弾性ばね１９ａ、
１９ｂを図中の矢印３０で示すように撓ませ、ヨーク２
４内でリニアな動きを行なうのである。

このようにして構成した第２実施例のコイル可動形駆動
装置にあっても、上記のような被駆動体２０の動きの際
に支持手段としての弾性ばね１９ａ、１９ｂの下端部と
コイル２３とは同一の動きをし、両者間を接続している
コイル端部２６ａ。

２６ｂに揺動が起きることがなく、コイル２３の可動範
囲を狭めたり、コイル２３の動きの機械的な抵抗となる
ことがない。従って、この実施例にあっても、駆動力を
増大させるためにコイルの線径を大きくしても被駆動体
２０の動きに支承をきたすことがなく、高速応答性を保
ら、かつ消費電力の少ない駆動装置を構成することが可
能となる。

第４図は更に他の実施例を示している。この実施例は２
軸ジンバル機構を用いたコイル可動形駆動装置である。

この２軸ジンバル機構を用いたコイル可動形駆動装置は
、アンテナやミラー等の被駆動体（図示せず）に固着さ
れた外側リング３１、この外側リング３１を回転軸３２
に対して支える１組の外側弾性ピボット３３ａ　、３３
ｂ　、この外側弾性ピボット３３ａ、３３ｂのそれぞれ
の内側端部が固定された内側リング３４を備えている。

そしてこの内側リング３４を回転軸３５に対して支える
２組の内側弾性ピボット３６ａ　、３６ｂ　；３７ａ、
３７ｂ、さらにこの２組の内側弾性ピボットを駆動体と
しての永久磁石を支持するベース（支持せず）の２組の
支持部材３８ａ　、３８ｂ　：３９ａ　、３９ｂを備え
ている。

館記各外側弾性ピボット３３ａ　、３３ｂ　、２組の内
側弾性ピボット３６ａ　、３６ｂ　：３７ａ　、３７ｂ
の周囲にはそれぞれ絶縁材４０が設けられている。なお
、この絶縁材４０は、前記外側リング３１、内側リング
３４が絶縁材で構成されている場合には特に設ける必要
がないものである。

航記外側リング３１、内側リング３４それぞれにはコイ
ルが巻かれており、外側リング３１に巻かれたコイル（
図示せず）と外側弾性ピボット３３ａ　、３３ｂとの間
がコイル端部４１ａ　、４１ｂによって接続されている
。また内側リング３４に巻かれたコイル（図示せず）と
内側弾性ピボット３７ａ、３７ｂとの間もコイル端部４
２ａ、４２ｂによって接続されている。さらに前記外側
弾性ピボット３３ａ　、３３ｂと内側弾性ピボット３６
ａ、３５ｂとの問はリード１ｌＡ４３ａ　、４３ｂ　に
よって接続されている。

外側リング３１の駆動の′ために、外側リング駆動用コ
ントローラ４４と１組の内側弾性ピボット３６ａ　、３
６ｂとの間が電線４５ａ　、４５ｂによって接続され、
外側リング駆動用コントローラ４４−１１線４５ａ　、
４５ｂ−内側弾性ビボット３６ａ、３５ｂ−リード線４
３ａ　、４３ｂ−外側弾性ピボット３３ａ　、３３ｂ−
］］イル端部４１ａ、４１ｂ−外側リング用コイル図示
せず）となる電流通路が形成されている。

さらに内側リング３４の駆動のため、内側リング駆動用
コントローラ４６と１組の内側ピボット３７ａ、３７ｂ
との間が１ＪＪ１！４７ａ　、　４７ｂによって接続さ
れ、内側リング駆動用コントａ−ラ４６−電１１４７ａ
、４７ｂ−内側弾性ビボット３７８．３７ｂ　−：］イ
ル端部４２ａ　、４２ｂ−内側リング用コイル（図示せ
ず）となる電気通路が形成されている。

このように構成した２輪ジンバル型のコイル可動形駆ｅ
装置の動作について次に説明する。内側リング３４は、
固定部材（図示せず）の支持部材３８ａ　、３８ｂ　、
３９ａ　、３９ｂ　に対し２組の内側弾性ピボット３６
ａ　、３６ｂ　；３７ａ　、３７ｂによって支えられ、
回転軸３５に対して回転が自由になっている。

ここで内側リング駆動用コントローラ４６から電線４７
ａ、４７ｂを介して内側リング用コイルに電流を流すと
、内側リングはその電流伍に応じた角度で回転軸３５の
回りに回転駆動されることになる。またこの傾きの向き
は、内側リング駆動用コントローラ４６からの電流の通
電方向を変えることによって調整される。

また外側リング３１は、内側リング３４に固着された外
側弾性ピボット３３ａ　、３３ｂによって支えられ、回
転軸３２に対して回転が自由になっている。

ここで外側リング駆動用コントローラ４４から電線４５
ａ、４５ｂを介して外側リング用コイル（図示せず）に
電流を流すと、外側リング３１は回転軸３２の回りにそ
の電流量に応じた角度で回転することになる。またその
傾きの向きは電流の方向を変えることによって調整でき
る。

従って、この外側リング３１にアンテナやミラー等の被
駆動体（図示せず）が固定されているならば、外側リン
グ駆動用コントローラ４４と内側リング駆動用コントロ
ーラ４６による電流の方向および電流の大きさの制御に
より回転軸３２．３５の２軸の回りの回転を制御、駆動
することができ、所望の向きに被駆動体を傾けることが
可能となる。

そしてこの２輪ジンバル機構を用いたコイル可動形駆動
装置にあっても、外側リング３１、内側リング３４それ
ぞれに巻かれるコイル（図示せず）は、弾性ピボット３
３ａ　、３３ｂ　、３６ａ　、３６ｂ：３７ａ、３７ｂ
とコイル端部４１ａ、４１ｂ１４２ａ、４２ｂ１リード
線４３ａ　、４３ｂによって接続され、これらの各コイ
ル端部、およびリード線が外側リング３１、内側リング
３４と共に動き、単独で揺動することがないため、駆動
力の抵抗となることがない。従ってコイル可動形の特徴
である高速応答性を維持しつつ、コイル線径を大ぎくす
ることによって消費電力の低減化が図れるものとできる
。

なお、この発明は上記の各実施例に限定されることはな
く、例えば支持手段として導電性を備えた軸受けを用い
ることも可能である。従ってこの発明は特許請求の範囲
に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が
可能である。

［発明の効宋］この発明は上記のように被駆動体のコイルと支持手段と
の間をコイル端部で接続し、この支持手段に外部電源を
接続するため、被駆動体のコイルと支持手段との間を接
続づるコイル端部が単独で揺動することがなく、被駆動
体の動きの抵抗となることがない。従ってコイル可動形
の特徴である高速応答性を維持しながら、コイル線径を
大きくして消費電力の低減化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図は第１図
における■−■線断面図、第３図はこの発明の他の実施
例の断面図、第４図はこの発明のさらに他の実施例の断
面図である。１・・・ミラー駆動機構２・・・ミラー３・・・被駆動体４・・・駆動体５・・・ミラー支持板６・・・コイルボビン７・・・コイル８・・・ベース９ａ−９６・・・永久磁石ｌＱａ、ｉｏｂ・・・弾性ピボット１５・・・駆動装置１６ａ、１６ｂ−・・電線１７ａ、１７ｂ・・・コイル端部１８・・・固定部１９ａ、１９ｂ・・・弾性ばね２０・・・被駆動体２１−・・駆動体２２・・・コイルボビン２３・・・コイル２４・・・ヨーク２５・・・永久磁石２６ａ　、２６ｂ・・・コイル端部２７・・・電源２８ａ　、２８ｂ−［１！３１・・・外側リング３３ａ　、３３ｂ・・・外側弾性ピボット３４・・・内
側リング３６ａ　、３６ｂ・・・内側リング３７ａ、３７ｂ・・・内側弾性ピボット４１ａ、４１ｂ
・・・コイル端部４２ａ　、　４２ｂ−：ｌイル端部４３ａ、４３ｂ−・・リード線４４・・・外側リング駆動用コントローラ４５ａ、４５
ｂ−・・電線４６・・・内側リング４７ａ、４７ｂ−・・電線代理人ブ「理士三　、了　ｊ−男第１図１゛°′ミラ−ＩｌｌｌｌＩｍ構　　　１０ａ　、　１
０ｂ　９６弾性ヒ＄ｙ　ト２・・・ミラー　　　　　　
　　１５・・・ＭＩｌ＋装置３゛°°被駆動体　　　　
　　１６８．１６１・・電線４−１！動体　　　　　　
　　　１７ａ、１７ｂ　　０．ヨイル蝙部５・・・ミラ
ー支持板６・・・コイルポビン７・・コイル８・・・ベース９ａ−９ｄ・・・永久磁石第　２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電材で形成された支持手段によつて固定部材に
支持された被駆動体と、この被駆動体に固着されたコイ
ルと、磁束供給源を具備した駆動体とを備えたコイル可
動形駆動装置にあって、前記支持手段に被駆動体に固着されたコイルの端部を引
き出して接続するとともに、前記支持手段を外部の電源
に接続して成ることを特徴とするコイル可動形駆動装置
。
（２）前記支持手段が弾性ピボットであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載のコイル可動形駆動装
置。
（３）前記支持手段が弾性ばねであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載のコイル可動形駆動装置。
（４）前記支持手段が軸受けであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載のコイル可動形駆動装置。