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公開番号2023043027
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-28
出願番号2021150502
出願日2021-09-15
発明の名称回転往復駆動アクチュエーター
出願人ミツミ電機株式会社
代理人弁理士法人鷲田国際特許事務所
主分類H02K 33/16 20060101AFI20230320BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】簡易な構成で、より安定した状態で、高振幅で可動体の往復回転を駆動すること。
【解決手段】可動対象物が接続される軸部に固定されたマグネットを有し、軸部を中心に往復回転可能に配置される可動体と、複数のコイルを有する複数の磁極と、可動体の往復回転の回転中心位置を規定する第1磁気吸引力をマグネットとの間で発生する第1磁気吸引部材と、第1磁気吸引力により可動体に作用する軸径方向荷重を相殺する第2磁気吸引力をマグネットとの間で発生する第2磁気吸引部材と、をマグネットの外周に夫々対向させて配置した固定体と、を有し、複数のコイルへの通電により、複数の磁極を通過する磁束を発生させて、磁束とマグネットとの電磁相互作用により可動体を、回転中心位置を基準に軸部の軸回りに往復回転させる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
可動対象物が接続される軸部に固定されたマグネットを有し、前記軸部を中心に往復回転可能に配置される可動体と、
複数のコイルを有する複数の磁極と、前記可動体の往復回転の回転中心位置を規定する第１磁気吸引力を前記マグネットとの間で発生する第１磁気吸引部材と、前記第１磁気吸引力により前記可動体に作用する軸径方向荷重を相殺する第２磁気吸引力を前記マグネットとの間で発生する第２磁気吸引部材と、を前記マグネットの外周に夫々対向させて配置した固定体と、
を有し、
前記複数のコイルへの通電により、前記複数の磁極を通過する磁束を発生させて、前記磁束と前記マグネットとの電磁相互作用により前記可動体を、前記回転中心位置を基準に前記軸部の軸回りに往復回転させる、
回転往復駆動アクチュエーター。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第２磁気吸引部材は、前記複数の磁極を有するコア体に一体で設けられた磁性体である、
請求項１記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項３】
前記複数の磁極を有するコア体は、
先端部に前記複数の磁極をそれぞれ有し、基端部から前記先端部まで互いに並行して延在し、中間部に前記複数のコイルがそれぞれ外装される、複数の棒状体と、
前記複数の棒状体の前記基端部のそれぞれに接合され、且つ、前記複数の棒状体の並行方向に沿って延在する一対の脚部と、
前記一対の脚部の先端部間に架設される橋架部と、
を有し、
前記第１磁気吸引部材は、前記橋架部に設けられ、
前記第２磁気吸引部材は、前記磁極の中間に配置されている、
請求項１または２記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項４】
前記コア体は、
前記複数の棒状体と、前記棒状体の前記基端部に接合され、前記複数の棒状体の並行方向と交差する方向に延在する接続体と含む一体構造の磁極コアと、
前記一対の脚部及び前記橋架部を含み、前記磁極コアとともに前記磁束の磁路を構成する磁路コアと、
を有し、
前記第２磁気吸引部材は、前記接続体に、前記棒状体の並行方向に沿って延在して一体に設けられている、
請求項３記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項５】
前記複数のコイルは、前記一対の脚部、前記橋架部、前記複数の棒状体の基端部及び前記接続体に包囲されている、
請求項４記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項６】
前記複数の磁極及び前記第２磁気吸引部材は、積層部材で構成される、
請求項１から５のいずれか一項に記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項７】
前記複数の磁極は２極であり、これに対応して前記マグネットは異なる２磁極を有し、前記マグネットの磁極切替部は、前記マグネットが前記第１磁気吸引部材により前記回転中心位置で保持されたとき、前記複数の磁極の各々に対して対称で対向する位置に配置されるように設けられている、
請求項１～６のいずれか一項に記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項８】
前記第１磁気吸引部材は、マグネットである、
請求項１から７のいずれか一項に記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項９】
前記第１磁気吸引部材は、磁性体である、
請求項１から７のいずれか一項に記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項１０】
前記複数の磁極を前記軸部の延在方向で挟持するように配置され、前記複数の磁極の両側で夫々軸受を介して前記軸部を回転自在に支持する一対の軸支持体を有する、
請求項１から９のいずれか一項に記載の回転往復駆動アクチュエーター。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転往復駆動アクチュエーターに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、複合機、レーザービームプリンタ等のスキャナーに使用されるアクチュエーターとして、回転駆動アクチュエーターが使用されている。具体的には、回転往復駆動アクチュエーターは、スキャナーのミラーを往復回転させることで、レーザー光の反射角度を変更して対象物に対する光走査を実現する。
【０００３】
この種の回転往復駆動アクチュエーターとしてガルバノモーターを用いたものが、特許文献１に開示されている。ガルバノモーターとしては、特許文献１に開示された構造のタイプのものや、コイルをミラーに取り付けたコイル可動タイプの他、様々なタイプのものが知られている。
【０００４】
特許文献１には、４つの永久磁石が、ミラーが取り付けられる回転軸に、回転軸径方向に着磁するように設けられ、コイルが巻回された磁極を有するコアが、回転軸を挟むように配置されたビームスキャナが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第４７２７５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、コイル可動タイプの回転往復駆動アクチュエーターにおいては、駆動時のコイルの発熱により、ミラーの表面状態、回転軸へのミラーの接合状態、反りを含むミラーの形状等に悪影響を与えるおそれがある。また、コイル可動タイプの回転往復駆動アクチュエーターにおいては、通電時のコイルの発熱を考慮するとコイルへの入力電流も大きくしにくく、可動体であるミラーの大型化や高振幅化が困難であるという問題がある。さらに、可動体であるミラーに対して、コイルへの配線を固定体側に引き出す必要があり組み立て性が悪いという問題がある。
【０００７】
この点、特許文献１では、マグネットは可動体側に配置されているので、上述したコイル可動タイプでの問題を解消できる。一方、この構成では、マグネットをコアに対して往復回転中心位置に好適に静止させるために、つまり、マグネットの磁極の切り替わり部位を、コアのセンターに位置させるために、コア１極に対して２極のマグネットが設けられている。このように引用文献１では、マグネットを軸部まわりに、合計で、４極の所定間隔を空けて位置させている。
【０００８】
よって、例えば、２極のマグネットを用いて特許文献１と同様の回転往復駆動アクチュエーターを構成する場合と比較して、可動体の振幅が小さくなる、つまり、揺動範囲が減少するという問題がある。また、可動体側に少なくとも４つのマグネットを用いるので、部品点数が多く複雑な構成であり組立が難しい。
【０００９】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、簡易な構成で、より安定した状態で好適に、高振幅で、可動体の往復回転を駆動できる回転往復駆動アクチュエーターを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の回転往復駆動アクチュエーターの一つの態様は、
可動対象物が接続される軸部に固定されたマグネットを有し、前記軸部を中心に往復回転可能に配置される可動体と、
複数のコイルを有する複数の磁極と、前記可動体の往復回転の回転中心位置を規定する第１磁気吸引力を前記マグネットとの間で発生する第１磁気吸引部材と、前記第１磁気吸引力により前記可動体に作用する軸径方向荷重を相殺する第２磁気吸引力を前記マグネットとの間で発生する第２磁気吸引部材と、を前記マグネットの外周に夫々対向させて配置した固定体と、
を有し、
前記複数のコイルへの通電により、前記複数の磁極を通過する磁束を発生させて、前記磁束と前記マグネットとの電磁相互作用により前記可動体を、前記回転中心位置を基準に前記軸部の軸回りに往復回転させる構成を採る。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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