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KR102581631B1 - 회전 왕복 구동 액추에이터 - Google Patents

회전 왕복 구동 액추에이터 Download PDF

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KR102581631B1
KR102581631B1 KR1020207038096A KR20207038096A KR102581631B1 KR 102581631 B1 KR102581631 B1 KR 102581631B1 KR 1020207038096 A KR1020207038096 A KR 1020207038096A KR 20207038096 A KR20207038096 A KR 20207038096A KR 102581631 B1 KR102581631 B1 KR 102581631B1
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magnetic
rotary reciprocating
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rotation angle
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KR1020207038096A
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유키 타카하시
야스타카 키타무라
마사하루 카가미
시게노리 이나모토
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미쓰미덴기가부시기가이샤
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Publication date
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Abstract

축부 및 축부에 고정된 가동 마그넷을 가지는 가동체; 및 코일 및 코일이 감기고, 2개의 자극을 가지는 코어를 가지고, 축부를 회전이 자유롭게 지지하는 고정체;를 구비하고, 코일과 가동 마그넷과의 전자 상호작용에 의해 고정체에 대하여 축부를 중심으로 가동체를 왕복 회전 구동하는 회전 왕복 구동 액추에이터로서, 가동 마그넷은 축부의 직경 방향으로 착자되고, 2개의 자극은 가동 마그넷과 축부의 직경 방향에서 에어 갭을 사이에 끼우고 각각 대향하여 배치되고, 고정체에는 가동 마그넷과 에어 갭을 사이에 끼우고 대향하여 배치되어, 가동 마그넷과의 사이에서 발생하는 자기흡인력에 의해, 가동 마그넷의 회전 각도 위치를 유지하는 회전 각도 유지부를 가진다.

Description

회전 왕복 구동 액추에이터
본 발명은 회전 왕복 구동 액추에이터에 관한 것이다.
종래부터 회전 왕복 구동 액추에이터로서, 복합기, 레이저 빔 프린터 등에 있어서 레이저광을 반사하여 주사 대상에 조사하는 미러의 반사 각도를 변경하는 갈바노 모터가 알려져있다.
갈바노 모터로서는 코일을 미러에 부착하여 코일 가동 구조로 한 타입(「코일 가동 타입」이라고 부른다) 외에, 특허문헌 1에 개시된 구조 등의 다양한 타입의 것이 알려져 있다.
특허문헌 1에는 4개의 영구자석이 미러가 부착되는 회전축에 회전축 직경 방향으로 착자하도록 설치되고, 코일이 감긴 자극을 가지는 코어가 회전축을 사이에 끼우도록 배치된 비스스캐너가 개시되어 있다.
일본 특허 제4727509호 공보
그런데, 코일 가동 타입에서는 구동시의 코일의 발열에 의해, 미러의 표면 상태, 회전축에 대한 미러의 접합 상태, 또는 휨을 포함하는 미러의 형상 등에 악영향을 줄 우려가 있다. 또 코일 가동 타입에서는 통전시의 코일의 발열을 고려하면 코일로의 입력 전류도 크게 하기 어렵고, 가동체인 미러의 대형화나 고진폭화가 곤란하다는 문제가 있다. 또한 가동체인 미러에 대하여, 코일로의 배선을 고정체측으로 인출할 필요가 있어 조립성이 나쁘다는 문제가 있다.
또 특허문헌 1에서는 마그넷을 가동체측에 배치하고 있으므로, 상기 서술한 코일 가동 타입에서의 문제를 해소할 수 있지만, 마그넷을 코어에 대하여 중립 위치에 정지시키기 위해서, 즉, 마그넷의 자극의 전환부를 코어의 센터에 위치시키기 위해서, 코어 1극당 2극의 마그넷, 도합 4극의 마그넷이 필요하게 되어 있다.
이것에 의해 예를 들면 2극의 마그넷을 사용하여 마찬가지의 스캐너를 구성하는 경우와 비교하여, 가동체의 진폭이 작아지는, 즉 요동 범위가 감소한다는 문제가 있다. 또 적어도 4개의 마그넷을 사용하므로, 부품점수가 많고 복잡한 구성이며 조립이 어렵다.
이들을 근거로 하여, 최근, 스캐너에 사용되는 회전 왕복 구동 액추에이터로서, 가동체인 미러의 대형화 등을 상정하여, 강성을 갖추고, 내충격성, 내진동성을 가짐과 아울러, 조립성의 향상이 도모되며, 고진폭화를 실현 가능한 회전 왕복 구동 액추에이터가 요망되고 있다.
본 발명의 목적은 제조성이 높고, 조립 정밀도가 좋으며, 가동 대상이 대형 미러여도 고진폭으로 구동할 수 있는 회전 왕복 구동 액추에이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 회전 왕복 구동 액추에이터는
마그넷이 외주에 고정된 축부를 가지고, 축 둘레에 왕복 회전 가능한 가동체와,
상기 마그넷을 사이에 끼우도록 상기 마그넷의 외주에 대향하는 한 쌍의 자극을 가지는 코어와, 상기 코어에 감겨, 상기 마그넷과 상호작용하는 자속을 통전에 의해 발생시켜 상기 가동체를 왕복 회전시키는 코일과, 상기 한 쌍의 자극 사이에서 상기 마그넷의 외주에 대향하고, 상기 마그넷과의 사이에 자기흡인력을 발생시켜 상기 왕복 회전의 기준 위치를 규정하는 회전 각도 위치 유지부를 가지는 고정체를 가지고,
상기 코어는 상기 한 쌍의 자극 및 상기 회전 각도 위치 유지부의 외측을 둘러싸는 C자 형상의 자로(磁路)와, 상기 마그넷에 대하여 상기 회전 각도 위치 유지부의 반대측으로부터 상기 한 쌍의 자극 각각을 향하는 한 쌍의 L자 형상의 자로를 연속해서 형성하도록 구성되어 있다.
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본 발명에 의하면, 제조성이 높고, 조립 정밀도가 좋으며, 가동 대상이 대형 미러여도 고진폭으로 구동할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 외관 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 주요부 구성을 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 1에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 감쇠부를 나타내는 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 1에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 감쇠부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6의 도 6A는 감쇠부에 의한 기능에 의해 링잉이 없는 파형을 나타내는 도면이고, 도 6B는 링잉이 있는 파형을 나타내는 도면이다.
도 7은 감쇠부의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 1에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 자기회로에 의한 회전 왕복 구동 액추에이터의 동작을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시형태 1에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 자기회로에 의한 회전 왕복 구동 액추에이터의 동작을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시형태 2에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 외관 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태 2에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시형태 3에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 외관 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시형태 3에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 주요부 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시형태 4에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 외관 사시도이다.
도 15는 회전 왕복 구동 액추에이터를 가지는 스캐너 시스템의 제1예의 주요부 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 16은 회전 왕복 구동 액추에이터를 가지는 스캐너 시스템의 제2예의 주요부 구성을 나타내는 블럭도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
(실시형태 1)
이하, 본 실시형태의 회전 왕복 구동 액추에이터(1)를 구성하는 각 부에 대해서는, 회전 왕복 구동 액추에이터(1)가 구동하고 있지 않아, 비동작 상태인 통상 상태시를 기준으로 하여 설명한다. 또 본 실시형태의 회전 왕복 구동 액추에이터(1)의 구조를 설명함에 있어서, 직교좌표계(X, Y, Z)를 사용한다. 후술하는 도면에 있어서도 공통의 직교좌표계(X, Y, Z)로 나타내고 있다. 또한 축 방향은 Z방향과 함께 -Z방향도 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터(1)의 외관 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시형태 1에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터(1)의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터(1)의 주요부 구성을 나타내는 평면도이다.
회전 왕복 구동 액추에이터(1)는 가동 대상물이 접속되는 가동체(10)를 축부(13) 둘레에 왕복 회전 구동시킨다. 회전 왕복 구동 액추에이터(1)는 예를 들면 가동체(10)에 가동 대상물로서의 미러(16)를 갖추고, 라이다(「광검출과 측거」 LIDAR:Laser Imaging Detection and Ranging) 등에 있어서, 주사 대상에 미러(16)로 레이저광 등을 조사하고, 그 반사광을 취득하여 주사 대상의 정보를 취득하는 광 스캐너로서 사용된다. 또한 회전 왕복 구동 액추에이터(1)는 복합기, 레이저 빔 프린터 등의 주사 장치에 적용 가능하다. 특히, 회전 왕복 구동 액추에이터(1)는 외력을 받는 상황에 있어서도 적합하게 기능할 수 있어, 주행시에 충격을 받을 가능성이 있는 장치, 예를 들면 차재(車載) 가능한 스캐너 장치에 적용되는 것이 바람직하다.
회전 왕복 구동 액추에이터(1)는 가동 마그넷(30) 및 축부(13)를 가지는 가동체(10)와, 축부(13)를 회전이 자유롭게 지지하고, 코일(43) 및 가동 마그넷(30)의 회전 각도 위치 유지부(이하, 「마그넷 위치 유지부」라고 한다)(24)를 가지는 고정체(20)를 가진다.
회전 왕복 구동 액추에이터(1)에서는 마그넷 위치 유지부(24)와 가동 마그넷(30)의 자기흡인력 소위 자기 스프링에 의해, 통상 상태시에는 가동체(10)는 동작 기준 위치에 위치하도록 회동이 자유롭게 유지되어 있다. 여기서, 통상 상태시는 코일(43)에 통전되어 있지 않은 상태이다. 가동체(10)가 동작 기준 위치에 위치하는 것은 본 실시형태에서는 가동 마그넷(30)이 코일(43)의 여자하는 자극(412a, 412b)에 대하여 중립적인 위치에 위치하는 것을 의미하고, 축 둘레의 일방향과 타방향(축부(13)측에서 보아 정전 및 역전)의 쌍방의 어느 방향으로도 동일한 회전이 가능한 위치이다. 가동체(10)가 동작 기준 위치에 위치할 때, 가동 마그넷(30)에 있어서 자극이 전환되는 부위인 자극의 전환부(「자극 전환부」라고도 한다)(34)가 코일(43)측의 자극과 대향하는 위치에 위치한다. 자극 전환부(34)는 가동 마그넷(30)의 외주 부분에 2개소 설치되어 있다. 동작 기준 위치는 가동 마그넷(30)이 축부(13)를 중심으로 회전 왕복 구동할 때, 우회전 좌회전으로 동일한 토크로 회전 가능한 위치이다.
가동 마그넷(30)과 코일(43)의 협동에 의해, 가동체(10)의 축부(13)는 고정체(20)에 대하여 동작 기준 위치로부터 축 둘레의 일방향과 타방향으로 적절하게 이동, 본 실시형태에서는 왕복 회전 구동, 즉 요동 또는 진동한다.
[가동체(10)]
가동체(10)는 축부(13), 축부(13)에 고정된 가동 마그넷(30) 외에, 후술하는 회전 각도 위치 검출부(70)의 인코더 디스크(72)를 가지고, 축부(13)에는 미러 홀더(15)를 개재시켜 미러(16)가 고정되어 있다. 미러(16)는 입사되는 광인 레이저광을 반사하여 출사하여 주사한다. 또한 본 실시형태의 가동체(10)에서는 미러(16)가 부착되어, 미러를 가동 대상물로 하여, 축부(13) 둘레에 왕복 회전 진동 가능하게 하고 있지만, 가동 대상물은 미러(16)가 아니어도 되는 것은 물론이다.
축부(13)는 고정체(20)에 대하여 축 둘레로 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 축부(13)는 고정체(20)에 가동이 자유롭게 축지지되어 있으면, 어떻게 축지지되어도 되고, 본 실시형태에서는 베어링(23a, 23b)을 개재시켜 축지지되어 있다.
축부(13)는 내구성을 가지는 금속(예를 들면 SUS420J2) 등에 의해 형성되어, 가동 대상에 접속된다. 가동 대상이란 왕복 회전 구동 대상이 되는 부재이며, 가동체(10) 자체여도 된다.
축부(13)는 축 방향으로 떨어진 위치에서 베어링(23a, 23b)을 개재시켜 고정체(20)에 의해 축지지되어 있다. 베어링(23a, 23b) 사이의 부위(여기서는 중앙 부분)에는 가동 대상인 미러(16)가 미러 홀더(15)를 개재시켜 고정되어 있다. 또 베어링(23a)의 위치에 주목하면, 베어링(23a)은 축부(13)에 있어서 가동 마그넷(30)과 가동 대상물로서의 미러(16) 사이에 배치되어 있다.
또한 미러(16)는 반사면(16a)이 축부(13)의 접선 방향에 위치하도록 부착되어 있고, 축부(13)의 회전에 의해, 반사면(16a)의 각도가 변경이 자유롭게 되어 있다.
축부(13)에 부착되는 미러(16)는 축부(13)의 전체 길이에 있어서 양단부(13a, 13b) 중 일방측에 가까운 위치(변위한 위치)에 부착되어도 된다. 그 경우, 축부(13)의 타단부(13b)측에서 베어링(232, 234)(도 12 및 도 13의 회전 왕복 구동 액추에이터(1B) 참조)을 개재시켜 고정체(20B)에 축지지되는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는 축부(13)는 미러(16)를 사이에 끼우도록 양단부(13a, 13b)측에서 베어링(23a, 23b)을 개재시켜 베이스(22)에 축지지되어 있다. 이것에 의해 캔틸레버식으로 고정하는 것보다 미러(16)의 유지가 강고하게 되어, 내충격성이나 대진동이 높아지도록 구성되어 있다.
또 본 실시형태에서는 축부(13)의 일단부(13a)에는 가동 마그넷(30)이 고정되고, 타단부(13b)에는 감쇠부의 일례이며 고정체(20)에 부착된 감쇠기(60)가 접속되어 있다.
가동 마그넷(30)은 축부(13)의 외주에서 축부(13)의 회전축 방향과 직교하는 방향으로 S극 및 N극으로 교대로 착자된 짝수의 자극을 가진다. 가동 마그넷(30)은 본 실시형태에서는 2극에 착자되어 있지만, 가동시의 진폭에 따라 2극 이상 착자되어도 된다.
가동 마그넷(30)은 링 형상을 이루고 있다. 가동 마그넷(30)에서는 축부(13)의 외주에서 S극 및 N극을 이루는 짝수의 자극(31, 32)이 교대로 착자되어 있다.
본 실시형태에서는 가동 마그넷(30)은 축부(13)를 사이에 끼우고 서로 반대측을 향하는 상이한 극성의 착자면을 각각 가지는 짝수의 자극(31, 32)을 가진다. 자극(31, 32)은 본 실시형태에서는 축부(13)의 축 방향을 따른 평면을 경계로 하여 상이한 극성이다.
또 이들 짝수의 자극(31, 32)은 가동 마그넷(30)에 있어서 축부(13)의 외주에서 등간격으로 착자되어 구성되어 있다.
이와 같이 가동 마그넷(30)에서는 축부(13)의 외주에 S극 및 N극을 이루는 짝수의 자극(31, 32)이 교대로 배치되고, 또한 각각의 자극(31, 32)은 등간격으로 배치되어 있다.
가동 마그넷(30)은 도 3에 나타내는 바와 같이 평면시로 각각의 반원 형상의 부위가 상이한 자극(31, 32)을 구성하고 있다. 본 실시형태의 가동 마그넷(30)에서는 반원 형상의 부위의 원호 형상의 만곡면이 상이한 자극(31, 32)의 착자면이며, 축 둘레에 둘레 방향으로 연장되도록 구성되어 있다. 바꾸어 말하면, 자극(31, 32)의 착자면은 축부(13)의 축 방향과 직교하는 방향으로 늘어서고, 또한 회전하여 각각 제1 코어(41a), 제2 코어(41b)의 자극(412a, 412b)에 대향 가능하게 배치된다.
가동 마그넷(30)의 자극수는 코어의 자극수와 동일하다.
가동 마그넷(30)의 외주면에 있어서의 자극(31, 32)의 전환은 축부(13)의 연장 방향을 따른 자극 전환부(34)로 전환된다.
가동 마그넷(30)의 자극(31, 32)의 자극 전환부(34)는 코일(43)로의 비통전시에 있어서 제1 코어(41a), 제2 코어(41b)의 자극(412a, 412b)의 폭 방향의 중심 위치와 대향하는 위치에 위치한다. 자극 전환부(34)는 자극(412a, 412b)의 각각에 대하여 회전 방향의 영역이 대칭이 되는 위치에 배치되어 있다.
가동 마그넷(30)은 축부(13)의 회전에 의해, 축 둘레에 자극(31, 32) 및 자극 전환부(34)가 둘레 방향으로 이동이 자유롭다.
[고정체(20)]
고정체(20)는 축부(13)를 축지지하여 가동체(10)를 가동이 자유롭게 지지한다.
고정체(20)는 베이스(22), 베어링(23a, 23b), 마그넷 위치 유지부(24), 코어 고정 플레이트(27), 코일(43)을 가지는 코어 유닛(40)을 가진다.
베이스(22)는 회전 왕복 구동 액추에이터(1)에 있어서 가동체(10)의 축부(13)를 회동이 자유롭게 축지지한다. 베이스(22)는 본 실시형태에서는 축부(13)의 축 방향 즉 Z방향으로 이간되고, 또한 대향 배치된 일단면부(222) 및 타단면부(224)의 각각의 일변부(여기서는 -Y방향측의 일단부)측을, 축 방향으로 연장되는 본체면부(226)의 양단부에서 접합한 형상을 이루고 있다. 구체적으로는 베이스(22)는, 일단면부(222), 타단면부(224) 및 본체면부(226)는 각각 면 형상으로 형성되고, 본체면부(226)에 있어서 축부(13)의 축 방향으로 이간되는 양단부의 각각으로부터 일단면부(222) 및 타단면부(224)가 대향하도록 돌출설치된 형상을 가진다. 즉, 베이스(22)는 전체적으로 측면시 대략 U자 형상으로 형성되어 있다.
축 방향으로 이간하는 일단면부(222) 및 타단면부(224)에는 각각 대향하여 축 방향(Z방향)으로 관통하는 절결 구멍(222a, 224a)을 가진다. 이들 절결 구멍(222a, 224a)의 각각에는 베어링(23a, 23b)을 개재시켜 축부(13)가 삽입통과되어 있다.
일단면부(222)와 타단면부(224) 사이에는 미러(16)가 회동이 자유롭게 배치되어, 미러(16)는 베이스(22) 내에서 회동이 자유롭다.
베이스(22)의 일단면부(222)의 축 방향 바깥쪽의 외면(여기서는 좌면)측에는 가동 마그넷(30)에 에어 갭(G)을 두고 대향하는 코어 유닛(40)이 배치되어 있다.
코어 유닛(40)은 코어 고정 플레이트(27)에 고정되고, 코어 고정 플레이트(27)는 지착재(止着材)(28)를 개재시켜 일단면부(222)의 좌면측에 고정되어 있다.
타단면부(224)측에는 축부(13)의 회전 각도를 검출하는 회전 각도 위치 검출부(70)가 배치되어 있다. 본 실시형태에 있어서의 회전 각도 위치 검출부(70)는 소위 광 인코더 센서이며, 축부(13)에 부착되는 인코더 디스크(72)와 함께, 인코더 디스크(72)를 사용하여 축부(13)의 회전 각도를 검출하는 광학 센서(74)가 실장된 센서용 기판(76)을 가진다.
타단면부(224)에는 광학 센서(74)를 실장하는 센서용 기판(76)이 배치된다. 본 실시형태에서는 센서용 기판(76)은 비스 등의 지착재(28)에 의해 타단면부(224)에 고정되어 있다. 회전 각도 위치 검출부(70)는 광학 센서(74)로 인코더 디스크(72)로부터 반사되는 광을 수광함으로써 축부(13)의 회전 각도, 즉 미러(16)의 회전 각도를 검출한다. 이것에 의해 검출 결과를 사용하여, 축부(13) 및 미러(16)가 왕복 회전 구동(요동)할 때의 요동 범위를 예를 들면 고정체(20)측에 설치되는 제어부로 제어할 수 있다.
코어 유닛(40)은 코일(43)과, 코일(43)이 감기는 제1 코어(41a), 제2 코어(41b) 및 가설 코어(41c)를 포함하는 코어(41)를 가진다.
본 실시형태에서는 코어 유닛(40)의 가설 코어(41c)에 마그넷 위치 유지부(24)가 설치되어 있다.
코일(43)은 통전에 의해 코어를 여자한다. 코일(43)은 본 실시형태에서는 코일(43a, 43b)로 구성되어, 각각 보빈(44)에 감겨 있다. 보빈(44)은 제1 코어(41a)의 심부(411a), 제2 코어(41b)의 심부(411b)에 외부삽입된다.
이와 같이, 코일(43a, 43b)은 가동 마그넷(30)을 사이에 끼우는 위치에 배치된 코어의 쌍방에 각 1개 배치되어 있기 때문에, 코일(43) 치수를 소형화할 수 있고, 또 코일(43)에 의해 발생하는 자력 밸런스의 향상을 도모할 수 있다.
제1 코어(41a), 제2 코어(41b) 및 가설 코어(41c)는 각각 적층 코어이며, 예를 들면 페라이트계 자성 스테인리스 강판을 적층하여 이루어진다.
제1 코어(41a), 제2 코어(41b)는 코일(43)이 통전됨으로써 여자되는 짝수(여기서는 2개)의 상이한 자극(412a, 412b)을 가진다. 또한 코어(41)의 자극의 수는 짝수이며, 가동 마그넷(30)의 자극(31, 32)과 동일한 수이면 2개 이상 가지는 구성으로 해도 된다.
제1 코어(41a), 제2 코어(41b)는 본 실시형태에서는 가동 마그넷(30)을 회전축 방향과 직교하는 방향에서 사이에 끼우도록, 또한 회전축 방향과 직교하는 방향으로 평행하게 배치되는 심부(411a, 411b)를 가진다. 심부(411a, 411b)의 각각에는 코일(43)이 감긴 보빈(44)이 외부삽입되어 있다. 심부(411a, 411b)의 일방의 단부 사이에 가설 코어(41c)가 가설되고, 심부(411a, 411b)의 타방의 단부에 연속해서 자극(412a, 412b)이 형성되어 있다.
2개의 자극(412a, 412b)은 가동 마그넷(30)의 회전 방향으로 늘어서도록 배치된다.
2개의 자극(412a, 412b)은 본 실시형태에서는 가동 마그넷(30)의 외주(자극(31, 32)에 상당)로부터, 가동 마그넷(30)에 있어서의 회전축과 직교하는 방향에서, 에어 갭(G)을 두고 가동 마그넷(30)을 사이에 끼우도록 대향하여 배치된다.
자극(412a, 412b)의 각각에 있어서, 가동 마그넷(30)의 회전 방향을 따른 길이의 중심(이하, 각각 자극(412a, 412b)의 「중심 위치」라고 한다)끼리가 축부의 축을 사이에 끼우고 대향하고 있다.
자극(412a, 412b)의 중심 위치의 각각에 대해, 가동 마그넷(30)의 자극 전환부(34)가 대향하여 배치된다. 본 실시형태에서는 자극(412a, 412b)의 중심 위치와 축부(13)의 축은 평면시 동일 직선 상에 배치되어 있다.
자극(412a, 412b)은 본 실시형태에서는 가동 마그넷(30)의 외주면에 대응하여 원호 형상으로 형성되어, 가동 마그넷(30)을 X방향에서 둘러싸도록 배치되어 있다.
가설 코어(41c)는 제1 코어(41a), 제2 코어(41b)와 함께, 가동 마그넷(30)을 회전축과 직교하는 방향에서 둘러싸도록 배치된다.
가설 코어(41c)에는 가동 마그넷(30)에 에어 갭(G)을 두고 대향하여 배치되는 마그넷 위치 유지부(24)가 가동 마그넷(30)측으로 돌출되어 부착되어 있다.
마그넷 위치 유지부(24)는 가동 마그넷(30)과의 사이에 발생하는 자기흡인력에 의해, 가동 마그넷(30)과 함께 자기 스프링으로서 기능하고, 회전하는 가동 마그넷(30)의 위치를 동작 기준 위치(소정의 회전 각도 위치)에 위치시켜 유지한다.
마그넷 위치 유지부(24)는 마그넷 또는 자성체이다. 본 실시형태에서는 마그넷 위치 유지부(24)는 가동 마그넷(30)측을 향하여 착자된 마그넷이며, 자성체로 구성한 경우와 비교하여 가동 마그넷(30)과의 사이의 자기흡인력을 증가시키고 있다. 본 실시형태에서는 가동 마그넷(30)측을 착자 방향으로 한 마그넷을 적용하고 있다.
마그넷 위치 유지부(24)는 마그넷이며, 본 실시형태에서는 동작 기준 위치에 있어서, 가동 마그넷(30)의 자극 전환부(34)를 자극(412a, 412b)과 대향하는 위치에 위치시킨다. 이와 같이, 마그넷 위치 유지부(24)는 가동 마그넷(30)과 서로 흡인하여, 가동 마그넷(30)을 동작 기준 위치에 위치시킬 수 있다. 이것에 의해 가동 마그넷(30)의 자극 전환부(34)가 제1 코어(41a), 제2 코어(41b)의 자극(412a, 412b)의 중심 위치와 대향한다. 이것에 의해 가동 마그넷(30)은 동작 기준 위치에서 안정되고, 또한 그 위치에서 코일(43(43a, 43b))은 통전되어, 최대 토크를 발생하여 가동체(10)를 구동할 수 있다.
또 가동 마그넷(30)은 2극 착자되어 있으므로, 코일(43)과의 협동에 의해 고진폭하기 쉬워, 진동 성능의 향상을 도모할 수 있다.
마그넷 위치 유지부(24)는 가동 마그넷(30)의 외주면에 에어 갭(G)을 두고 대향하는 대향면을 가진다. 대향면은 가동 마그넷(30)의 외주면의 형상에 대응한 만곡면으로 하고 있다.
마그넷 위치 유지부(24)는 가설 코어(41c)로부터 가동 마그넷(30)을 향하여 돌출되는 볼록 형상으로 형성되고, 그 선단면을 대향면으로 하고 있다.
마그넷 위치 유지부(24)는 예를 들면 대향면을 N극(도 8 및 도 9 참조)으로 착자한 마그넷이다.
마그넷 위치 유지부(24)의 자극이 되는 대향면은 가동 마그넷(30)의 회전 방향을 따른 부위로서, 제1 코어(41a), 제2 코어(41b)의 자극(412a, 412b)이 대향하는 가동 마그넷(30)의 외주면의 부위의 사이의 부위에 대하여, 가동 마그넷(30)의 직경 방향 외측에서 대향한다.
마그넷 위치 유지부(24)를 자성체로 하는 경우, 가설 코어(41c)에 일체적으로 형성해도 된다. 이것에 의해 적은 부품점수로 자기 스프링으로서의 기능을 적합하게 실현할 수 있다.
동작 기준 위치에 있어서의 가동 마그넷(30)은 가동 마그넷(30)의 자극의 일방이 마그넷 위치 유지부(24)에 대향하고, 가동 마그넷(30)의 자극의 자극 전환부(34)가 제1 코어(41a), 제2 코어(41b)의 자극(412a, 412b)의 중심 위치와 대향한다.
본 실시형태에서는 코일(43)이 여자하는 코어(41)를, 자극(412a)을 가지는 제1 코어(41a), 자극(412b)을 가지는 제2 코어(41b) 및 제1 코어(41a) 및 제2 코어(41b)의 각 자극(412a, 412b)측과는 반대측의 단부 사이에 가설되는 가설 코어(41c)로 구성하고 있다. 즉, 코어(41)는 3개의 분할체에 의해 구성되어 있다. 이들 분할체 중 가설 코어(41c)에 마그넷 위치 유지부(24)가 설치되어 있다. 이와 같이, 코어(41)에 있어서, 마그넷 위치 유지부(24)를 배치하는 코어 부분을 별체로 하고 있으므로, 마그넷 위치 유지부(24)를 코일(43)이 감기는 부분을 포함하는 코어에 일체로 구성한 경우와 비교하여, 코일(43), 코어(41), 가동 마그넷(30)에 있어서의 상호의 조립을 행하기 쉬워, 조립성의 향상을 도모할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시형태 1에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 감쇠부를 나타내는 종단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시형태 1에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 감쇠기를 나타내는 분해 사시도이다.
감쇠부는 코일(43)이 통전됨으로써 가동체(10)가 왕복 회전 구동할 때 날카로운 공진이 발생하는 경우, 그 날카로운 공진을 감쇠한다. 본 실시형태에서는 감쇠부로서 감쇠기(60)는 축부(13)와 베이스(22) 사이에 설치되어, 축부(13)의 회전에 부하를 줌으로써 공진을 감쇠한다.
감쇠기(60)는 예를 들면 베이스(22)에 고정되는 케이스(62)와, 마그넷(63)과, 케이스(62) 내에서 회동이 자유롭게 배치되고, 축부(13)에 고정되는 회전체(64)와, 상측 덮개부(65)와, 하측 덮개부(66)를 가진다.
케이스(62)는 통형상체이며, 내주면에 링 형상의 마그넷(63)이 둘레 방향을 따라 부착되어 있다. 마그넷(63)의 내측에는 회전체(64)가 에어 갭(G2)을 두고 배치되어 있다.
회전체(64)는 원반부(641)와, 원반부(641)의 중앙으로부터 돌출되는 오목부(642)와, 원반부(641)의 외측 가장자리측으로부터 돌출되고, 오목부(642)의 외주측에 동심원 형상으로 배치되는 외통부(644)를 가지는 자성체이다. 회전체(64)의 오목부(642) 내에 축부(13)의 타단부(13b)가 삽입됨과 아울러 고정된다. 외통부(644)는 케이스(62) 내에 있어서 마그넷(63)과, 상측 덮개부(65)의 내통부(652) 사이에서 둘레 방향으로 이동이 자유롭게 배치된다.
케이스(62)의 하면측은 하측 덮개부(66)에 의해 폐색되고, 케이스(62)의 상면측은 회전체(64)가 케이스(62)로부터 빠져나가지 않도록, 또한 회전체(64)의 중앙에 설치된 오목부(642)의 개구단을 노출시킨 상태에서, 링 형상의 상측 덮개부(65)에 의해 폐색되어 있다. 감쇠기(60)는 케이스(62)의 상면측의 플랜지에서, 타단면부(224)에 나사 등의 지착재(29)(도 2 참조)를 개재시켜 고정되어 있다. 본 실시형태에서는 케이스(62)는 타단면부(224)에 있어서 외면측으로 돌출되는 도시하지 않는 보스부에 지착재(29)를 개재시켜 고정되고, 감쇠기(60)는 타단면부(224)와의 사이에서 회전 각도 위치 검출부(70)를 사이에 끼우도록 배치되어 있다.
케이스(62) 내에는 마그넷(63)과 회전체(64) 사이와, 상측 덮개부(65)의 내통부(652)와 회전체(64) 사이에는 자성 유체(R)가 충전되어 있다.
감쇠기(60)는 가동체(10)가 왕복 회전 구동할 때, 축부(13)의 타단부(13b)에 고정된 회전체(64)가 케이스(62) 내에서 자성 유체(R)에 접촉함으로써 마그넷(63)의 자기흡인력에 의해 자성 유체(R)에 의해 하중을 부여하면서 왕복 회전 구동하게 된다. 이것에 의해 가동체(10)의 가동시에, 공진이 날카로운 경우에 발생하는 도 6B에 나타내는 링잉을 억제하여, 도 6A와 같이 링잉이 없고 적합한 파형, 소위 톱니파로 구동하여 제어하기 쉬운 진동을 실현할 수 있다. 또 본 실시형태의 감쇠기(60)는 회전체(64)와 케이스(62)측 사이에 자성 유체(R)를 개재시킨 구성으로서, 자성 유체(R)가 마그넷(63)에 의해, 감쇠기(60)의 외부로 새지 않아, 감쇠기(60)로서의 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.
또한 본 실시형태의 회전 왕복 구동 액추에이터(1)에서는 감쇠부로서의 감쇠기(60)는 소위 회전체(64)와 고정체측인 케이스(62) 사이에 자성 유체(R)를 개재시킨 회전 댐퍼로 했지만, 자성 유체(R) 대신에, 케이스(62)에 대한 회전체(64)의 회전력을 감쇠시키는 유체여도 된다. 즉, 감쇠기(60)는 가동체(10)에 접속되는 회전체(64)의 회전을 감쇠하고, 가동체(10)가 왕복 회전 구동할 때 발생하는 날카로운 공진을 감쇠하는 것이면, 어떻게 구성되어도 된다.
예를 들면 감쇠기(60)의 구성에 있어서, 마그넷(63)을 떼고, 케이스(62), 상측 덮개부(65) 및 하측 덮개부(66)와의 밀폐성을 실링 등에 의해 높여, 자성 유체(R) 대신에 오일을 사용한 구성으로 해도 된다.
이 구성에 의하면, 감쇠기(60)에 있어서, 마그넷(63)이 불필요하게 되어, 감쇠기 자체의 소형화를 도모할 수 있음과 아울러, 조립성의 향상을 도모할 수 있다.
또 감쇠부를 자성 유체 자체로 하고, 가동 마그넷(30)과 자극(412a, 412b) 사이의 에어 갭(G)이나, 가동 마그넷(30)과 마그넷 위치 유지부(24) 사이의 에어 갭(G)에 배치해도 된다. 이 구성에 의하면, 본 실시형태의 감쇠기(60)와 같은 회전 댐퍼를 별개 부품으로서 사용할 필요가 없다. 또 자성 유체를 가동 마그넷(30)과 자극(412a, 412b)의 각각의 에어 갭(G)을 사이에 끼우는 부위나, 가동 마그넷(30)과 마그넷 위치 유지부(24)의 각각의 에어 갭(G)을 사이에 끼우는 부위에 도포함으로써, 이들 에어 갭(G) 사이에 자성 유체를 용이하게 배치하여, 공진을 감쇠하는 감쇠 기능을 저비용 또한 공간 절약으로 실현할 수 있다.
또 감쇠부로서 예를 들면 도 7에 나타내는 바와 같이 회전 왕복 구동 액추에이터(1)에 구동 신호를 공급하는 전원 공급부(구동 신호 공급부(77))와 회전 왕복 구동 액추에이터(1) 사이에, 로우 패스 필터, 대역 제거 필터, 또는 노치 필터 등의 전기적 필터(78)를 설치하여, 링잉이 발생하는 주파수 성분을 제거하도록 해도 된다. 또한 전기적 필터(78)는 코일(43)을 구동하는 도시하지 않는 구동 기판에 실장되고, 구동 기판은 고정체(20)에 설치된다.
전기적 필터(78)를 설치하여 공진을 감쇠함으로써, 기계적인 감쇠 구조와 비교하여, 온도의 영향을 받거나, 구성 부품의 개체차 등의 영향을 받지 않고, 적합하게 링잉을 억제할 수 있다.
[회전 왕복 구동 액추에이터(1)의 자기회로 구성]
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시형태 1에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 자기회로에 의한 회전 왕복 구동 액추에이터의 동작을 나타내는 도면이며, 도 9는 도 8에 있어서 코일로의 통전 방향을 역방향으로 한 경우의 회전 왕복 구동 액추에이터의 동작을 나타내고 있다.
회전 왕복 구동 액추에이터(1)에서는 코일(43)로의 비통전시에 있어서, 가동 마그넷(30)은 마그넷 위치 유지부(24)와 가동 마그넷(30)의 자기흡인력, 즉 자기 스프링에 의해, 가동 마그넷(30)은 동작 기준 위치(소정의 회전 각도 위치)에 위치한다.
통상 상태시, 즉 동작 기준 위치에서는 가동 마그넷(30)의 자극(31, 32)의 일방이 마그넷 위치 유지부(24)에 흡인되어, 자극 전환부(34)가 제1 코어(41a), 제2 코어(41b)의 자극(412a, 412b)의 중심 위치와 대향하는 위치에 위치한다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 마그넷 위치 유지부(24)가 가동 마그넷(30)에 대향하는 대향면이 N극으로 착자되어 있는 구성에서는, 가동 마그넷(30)의 S극으로 착자된 자극(32)과 서로 끌어당기도록, 가동 마그넷(30)을 회전하는 자기 스프링 토크(도 8에서는 화살표(FM)로 나타낸다)를 발생시킨다.
이와 같이 본 실시형태의 회전 왕복 구동 액추에이터(1)는 통상 상태시에 있어서, 즉 가동 마그넷(30)이 동작 기준 위치에 위치하는 경우에 있어서, 가동 마그넷(30)의 자극 전환부(34)(상세하게는 선 형상의 자극 전환부(34)의 양단부)가 제1 코어(41a), 제2 코어(41b)의 자극(412a, 412b)에 대하여 향하는 위치에 배치된다. 이것에 의해 코일(43)이 통전되었을 때, 코일(43)의 통전 방향에 따른 코일(43)의 여자에 의해, 가동체(10)를 소망하는 회전 방향으로 구동할 수 있고, 또 가동체(10)를 회전 구동하는 토크의 최대화를 실현할 수 있다.
코일(43)에서는 코일(43)에 통전이 행해지면, 코일(43(43a, 43b))은 제1 코어(41a), 제2 코어(41b)를 여자하여, 제1 코어(41a), 제2 코어(41b)의 자극(412a, 412b)이 각각 상이한 극성이 되도록 감겨 있다.
본 실시형태에서는 도 8에 나타내는 방향으로 코일(43(43a, 43b))이 통전되면, 코일(43(43a, 43b))은 제1 코어(41a), 제2 코어(41b)를 여자하여, 자극(412a)은 N극으로 자화되고, 자극(412b)은 S극으로 자화된다.
상세하게는 통전된 코일(43a, 43b)은 각각이 감는 심부(411a, 411b)를 자화한다. 제1 코어(41a)에서는 예를 들면 N극인 자극(412a)으로부터 가동 마그넷(30)에 출사하여, 가동 마그넷(30), 마그넷 회전 위치 유지부(24), 가설 코어(41c)를 순서대로 흘러, 심부(411a)에 입사하는 자속이 형성된다.
또 제2 코어(41b)에서는 심부(411b)로부터 가설 코어(41c)측으로 출사하여, 가설 코어(41c), 마그넷 회전 위치 유지부(24), 가동 마그넷(30)을 순서대로 흘러, 자극(412b)에 입사하는 자속이 형성된다.
이것에 의해 N극으로 자화된 자극(412a)은 가동 마그넷(30)의 S극과 끌어당기고, S극으로 자화된 자극(412b)은 가동 마그넷(30)의 N극과 끌어당기며, 가동 마그넷(30)에는 축부(13)의 축 둘레의 F방향의 토크가 발생하고, F방향으로 회전한다. 이것에 따라, 축부(13)도 회전하고, 축부(13)에 고정되는 미러(16)도 회전한다.
또 코일(43)의 통전 방향이 역방향으로 전환되면, 코일(43)에 의해, 여자되는 제1 코어(41a), 제2 코어(41b)에서는 자극(412a, 412b)은 앞선 코일(43)로의 통전 방향의 경우와 상이한 자극에서 착시된다. 구체적으로는 도 8에 나타내는 통전 방향과는 상이한 방향으로 통전하면(도 9 참조), 자극(412a)은 S극으로 자화되고, 자극(412b)은 N극으로 자화되며, 자속의 흐름도 반대가 된다. 통전 방향의 전환시에는 마그넷 회전 위치 유지부(24)와 가동 마그넷(30) 사이의 자기흡인력, 즉 자기 스프링에 의해, 자기 스프링 토크(FM)가 발생하고 가동 마그넷(30)은 동작 기준 위치로 이동한다.
이것에 의해 도 9에 나타내는 바와 같이, S극으로 자화된 자극(412a)은 가동 마그넷(30)의 N극과 끌어당기고, N극으로 자화된 자극(412b)은 가동 마그넷(30)의 S극과 끌어당기며, 가동 마그넷(30)에는 축부(13)의 축 둘레의 F방향과는 역회전의 방향의 토크가 발생하고, 가동 마그넷(30)은 F방향과는 반대의 방향(-F방향)으로 회전한다. 이것에 따라, 축부(13)도 역방향(-F방향)으로 회전 이동하고, 축부(13)에 고정되는 미러(16)도 앞선 이동 방향과는 반대의 방향(-F방향)으로 회전한다. 이것을 반복함으로써 미러(16)는 왕복 회전 구동한다.
이와 같이, 회전 왕복 구동 액추에이터(1)는 전원 공급부(예를 들면 도 7의 구동 신호 공급부(77)와 마찬가지의 기능을 가지는 전원 공급부)로부터 코일(43)에 입력되는 교류파에 의해 구동된다. 즉, 코일(43)의 통전 방향은 주기적으로 전환되며, 가동체(10)에는 축 둘레의 F방향의 토크에 의한 F방향의 추력과, F방향과는 반대의 방향(-F방향)의 토크에 의한 추력이 교대로 작용한다. 이것에 의해 가동체(10)는 축부(13)를 중심으로 왕복 회전 구동 즉 진동한다. 또한 가동체(10)에 F방향의 토크 및 -F방향의 토크에 의한 추력이 교대로 작용할 때의 전환시에는, 가동체(10)의 동작 기준 위치로의 이동은 자기 스프링 토크(FM, -FM)가 작용한다.
이하에, 회전 왕복 구동 액추에이터(1)의 구동 원리에 대해서 간단하게 설명한다. 본 실시형태의 회전 왕복 구동 액추에이터(1)에서는, 가동체(10)의 관성 모먼트를 J[kg·m2], 자기 스프링(자극(412a, 412b), 마그넷 위치 유지부(24) 및 가동 마그넷(30))의 비틀림 방향의 스프링 상수를 Ksp라고 한 경우, 가동체(10)는 고정체(20)에 대하여 수학식 1에 의해 산출되는 공진주파수 Fr[Hz]로 진동한다.
가동체(10)는 스프링-매스계의 진동 모델에 있어서의 매스부를 구성하므로, 코일(43)에 가동체(10)의 공진주파수(Fr)와 동일한 주파수의 교류파가 입력되면, 가동체(10)는 공진 상태가 된다. 즉, 전원 공급부로부터 코일(43)에 대하여, 가동체(10)의 공진주파수(Fr)와 대략 동일한 주파수의 교류파를 입력함으로써, 가동체(10)를 효율 좋게 진동시킬 수 있다.
회전 왕복 구동 액추에이터(1)의 구동 원리를 나타내는 운동방정식 및 회로방정식을 이하에 나타낸다. 회전 왕복 구동 액추에이터(1)는 수학식 2로 나타내는 운동방정식 및 수학식 3으로 나타내는 회로방정식에 기초하여 구동한다.
즉, 회전 왕복 구동 액추에이터(1)에 있어서의 가동체(10)의 관성 모먼트(J[kg·m2]), 회전 각도(θ(t)[rad]), 토크 상수(Kt[N·m/A]), 전류(i(t)[A]), 스프링 상수(Ksp[N·m/rad]), 감쇠 계수(D[N·m/(rad/s)]), 부하 토크(TLoss[N·m]) 등은 수학식 2를 만족하는 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다. 또 전압(e(t)[V]), 저항(R[Ω]), 인덕턴스(L[H]), 역기전력 상수(Ke[V/(rad/s)])는 수학식 3을 만족하는 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다.
이와 같이, 회전 왕복 구동 액추에이터(1)에서는 가동체(10)의 관성 모먼트(J)와 자기 스프링의 스프링 상수(Ksp)에 의해 정해지는 공진주파수(Fr)에 대응하는 교류파에 의해 코일(43)로의 통전을 행한 경우에 효율적으로 큰 진동 출력을 얻을 수 있다.
본 실시형태의 회전 왕복 구동 액추에이터에 의하면, 토크의 발생 효율이 높고, 가동 대상인 미러에 열이 전달되기 어려우며, 미러(16)의 반사면(16a)의 평면도의 정밀도를 확보할 수 있다. 또 제조성이 높고, 조립 정밀도가 좋으며, 가동 대상이 대형 미러여도 고진폭으로 구동할 수 있다.
또한 실시형태 1의 회전 왕복 구동 액추에이터(1) 및 후술하는 회전 왕복 구동 액추에이터(1A, 1B, 1C)는 공진 구동이 가능하지만, 비공진 구동도 가능하다. 또 감쇠부를 사용하여 감쇠 계수를 크게 함으로써, 링잉의 억제도 가능하다.
(실시형태 2)
도 10은 본 발명의 실시형태 2에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터(1A)의 외관 사시도이며, 도 11은 본 발명의 실시형태 2에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터(1A)의 분해 사시도이다.
도 10 및 도 11에 나타내는 회전 왕복 구동 액추에이터(1A)는 회전 왕복 구동 액추에이터(1)의 구성에 있어서 회전 각도 위치 검출부(70)인 광학 센서 대신에 자기 센서를 사용한 구성으로 하고 있으며, 그 밖의 구성은 회전 왕복 구동 액추에이터(1)와 마찬가지이다. 따라서, 회전 왕복 구동 액추에이터(1A)의 설명에 있어서 회전 왕복 구동 액추에이터(1)와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호를 붙이고 설명은 생략한다.
회전 왕복 구동 액추에이터(1A)는 가동 마그넷(30A) 및 축부(13A)를 가지는 가동체(10A)와, 축부(13A)를 회전이 자유롭게 지지하고, 코일(43) 및 마그넷 위치 유지부(24)를 가지는 고정체(20A)를 가진다. 회전 왕복 구동 액추에이터(1A)에서는, 가동체(10A)에 있어서의 가동 마그넷(30A)은 링 형상을 이루고, 축부(13A)의 외주에서, S극 및 N극을 이루는 짝수의 자극이 교대로 착자되어 구성되어 있다. 고정체(20A)에 있어서의 코어(41)의 2개 짝수의 자극(412a, 412b)은 가동 마그넷(30A)과, 축부(13A)의 외주측에서 에어 갭(G)을 사이에 끼우고 각각 대향하여 배치되어 있다. 또 코어(41)의 자극수와 가동 마그넷(30A)의 자극수는 동일하다.
회전 왕복 구동 액추에이터(1A)에서는 마그넷 위치 유지부(24)와 가동 마그넷(30A)과의 자기흡인력, 소위 자기 스프링에 의해, 통상 상태시에는 가동체(10A)는 동작 기준 위치에 위치하도록, 고정체(20A)에 회동이 자유롭게 유지되어 있다. 여기서, 통상 상태시는 코일(43)에 통전되어 있지 않은 상태이다. 가동체(10A)가 동작 기준 위치에 위치하는 상태란 가동 마그넷(30A)이 코일(43)의 여자하는 자극에 대하여 중립인 위치에 위치하는 상태이며, 가동 마그넷(30A)의 자극 전환부(34)가 코일(43)측의 자극과 대향하는 위치이다.
가동체(10A)는 축부(13A), 축부(13A)에 고정된 가동 마그넷(30A) 외에, 회전 각도 위치 검출부(70A)의 자기 센서(74A)에 센싱되는 자기 센서용 마그넷(72A)을 가진다.
축부(13A)에는 미러 홀더(15A)를 개재시켜 미러(16)가 고정되어 있다.
고정체(20A)는 베이스(22A), 베어링(23a, 23b), 마그넷 위치 유지부(24), 코어 고정 플레이트(27A), 코일(43)을 가지는 코어 유닛(40)을 가진다.
베이스(22A)는 축 방향(Z방향)으로 이간하여 대향하여 배치되는 일단면부(222A) 및 타단면부(224A)를 축 방향으로 뻗는 본체면부(226A)에서 접합한 형상을 가진다. 또한 베이스(22A)의 일단면부(222A)에는 코어 유닛(40)이 고정된 코어 고정 플레이트(27A)가 비스 등의 지착재(28A)를 개재시켜 고정되어 있다.
베이스(22A)에서는 일단면부(222A) 및 타단면부(224A)의 절결부에는 베어링(23a, 23b)이 끼워넣어져 있다. 베어링(23a, 23b)에 축부(13A)가 삽입통과되고, 축부(13A)는 베어링(23a, 23b)을 개재시켜 베이스(22A)에 회동이 자유롭게 축지지되어 있다.
타단면부(224A)는 축 방향 외측에 축부(13A)를 회동이 자유롭게 지지한다.
타단면부(224A)의 축 방향 외측에는 회전 각도 위치 검출부(70A)가 배치되어 있다.
회전 각도 위치 검출부(70A)는 자기 센서용 마그넷(72A), 자기 센서(74A), 자기 센서(74A)가 실장되는 센서용 기판(76A)을 가진다.
자기 센서용 마그넷(72A)은 타단면부(224A)로부터 축 방향 바깥쪽으로 돌출되는 축부(13A)의 타단부(13b)의 단면에 홀더(73A)를 개재시켜 일체적으로 고정되어 있다.
자기 센서(74A)는 구동함으로써 축부(13A)와 함께 회전하는 자기 센서용 마그넷(72A)을 센싱하여, 축부(13A) 나아가서는 미러(16)의 회전 각도를 검출한다. 센서용 기판(76A)은 비스 등의 지착재(28A)를 개재시켜 고정 부재(75A)에 고정되어 있다. 고정 부재(75A)는 비스 등의 지착재(29A)를 개재시켜 타단면부(224A)에 고정되어 있다. 이것에 의해 자기 센서(74A)는 타단면부(224A)에 있어서 자기 센서용 마그넷(72A)과 축 방향에서 대향하는 위치에 배치된다. 센서용 기판(76A)은 자기 센서(74A)를 구동하여, 자기 센서(74A)에 의해 취득한 축부(13A)의 회전 각도, 즉 회전 각도에 대응하는 위치를 전원 공급부(예를 들면 도 7의 구동 신호 공급부(77)와 마찬가지의 기능을 가지는 전원 공급부)에 피드백 가능하게 한다.
본 실시형태에서는 회전 왕복 구동 액추에이터(1)와 마찬가지의 기본적인 작용 효과를 이룰 수 있음과 아울러, 광학 센서를 사용한 경우와 비교하여 간이한 구조가 되고, 또 제품 비용의 삭감을 도모할 수 있다.
(실시형태 3)
도 12는 본 발명의 실시형태 3에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터(1B)의 외관 사시도이며, 도 13은 본 발명의 실시형태 3에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터(1B)의 주요부 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 12 및 도 13에 나타내는 회전 왕복 구동 액추에이터(1B)는 회전 왕복 구동 액추에이터(1)와 마찬가지의 자기회로 구성을 가지고, 미러(16B)를 축부(13B)의 일단부측에 고정하고, 축부(13B)의 타단부(13b)측에서 베이스(22B)에 의해 축지지되어 있다. 또한 회전 왕복 구동 액추에이터(1B)에 있어서도, 가동체(10B)에 있어서의 링 형상의 가동 마그넷(30)은 축부(13B)의 외주에서 S극 및 N극을 이루는 짝수의 자극이 교대로 착자되어 구성되고, 고정체(20B)에 있어서의 2개 짝수의 자극(412a, 412b)은 가동 마그넷(30)의 자극수와 동일하게, 가동 마그넷(30)과 축부(13B)의 외주측에서 에어 갭(G)을 사이에 끼우고 각각 대향하여 배치되어 있다.
회전 왕복 구동 액추에이터(1B)는 미러(16B)를 소위 피봇 구조로 왕복 회전 구동 가능하게 구성되어 있다.
구체적으로는 축부(13B)와, 축부(13B)에 고정되는 가동 마그넷(30)을 가지는 가동체(10B)에 있어서, 축부(13B)에는 인코더 디스크(72)와 주사용의 미러(16B)가 고정되어 있다. 주사용의 미러(16B)는 미러 홀더(15B)를 개재시켜 축부(13B)에 고정되어 있다.
코어 유닛(40)을 가지는 고정체(20B)에서는 베이스(22B)에 형성된 관통부에 베어링(232, 234)이 인접하여 끼워넣어지고, 이 베어링(232, 234)에 삽입통과되어 있다.
베이스(22B)는 XY 평면 상에 배치되는 판 형상의 베이스이며, 베이스(22B)의 일단면측(좌측면측)에는 코어 고정 플레이트(27)를 개재시켜 코어 유닛(40)이 고정되어 있다.
베이스(22B)의 타단면(우측면), 즉 베이스부(22B)에 있어서 코어 유닛(40)이 설치되는 면과는 반대측의 면에는 회전 각도 위치 검출부(70)가 배치되어 있다. 베이스(22B)의 타단면(우측면)측에 축부(13B)에 부착된 인코더 디스크(72)와 센서용 기판(76)이 배치되고, 인코더 디스크(72)와 대향하는 광학 센서(74)에 의해 축부(13B)의 회전 각도를 검출 가능하게 되어 있다. 또 베이스(22B)의 우측면측에는 회전 각도 위치 검출부(70)보다 우측에 위치하는 감쇠기(60)가 설치되어 있다.
실시형태 1과 마찬가지의 감쇠기(60)의 회전체(64)(도 6 및 도 7 참조)에는 베어링(232, 234)을 개재시켜 베이스(22B)를 삽입통과된 축부(13B)의 타단부(13b)가 접합되어 있다.
이와 같이 회전 왕복 구동 액추에이터(1B)에서는 축부(13B)는 일단부측에서 미러(16B)를 고정하고, 타단부측에서 베이스(22B)에 왕복 회전 가능하게 지지되어 있다. 베이스(22B)측에서는 축부(13B)에 있어서 베이스(22B)의 일단면측에 가동 마그넷(30)이 고정되고, 베어링(234, 232)을 개재시켜 베이스(22B)의 타단면측에 회전 각도 위치 검출부(70)의 인코더 디스크(72), 감쇠기(60)의 회전체가 고정되어 있다.
인코더 디스크(72)는 베어링(234)에 인접하여 배치되어 있고, 회전 왕복 구동 액추에이터(1B)는 미러(16B)에 고정되는 축부(13B)의 길이를 실시형태 1의 회전 왕복 구동 액추에이터(1)의 축부(13)보다 짧게하여, 미러(16B)를 왕복 회전 구동시킬 수 있다.
회전 왕복 구동 액추에이터(1B)는 축부(13B)의 일단부(13a)측에 미러(16B)를 고정하고, 축부(13B)의 타단부(13b)측에서 2개의 베어링(232, 234)에 의해 축지지하고 있다. 이것에 의해 축부(13B)를 따라 배치되는 미러(16B), 가동 마그넷(30), 베어링(232, 234)을 각각 순서대로 인접시켜 배치시킬 수 있고, 베어링(232, 234)을 이간하여 배치하는 구성과 비교하여, 회전 왕복 구동 액추에이터(1B) 자체를 소형화할 수 있다. 회전 왕복 구동 액추에이터(1B)는 회전 왕복 구동 액추에이터(1)와 마찬가지로, 토크의 발생 효율이 높고, 가동 대상인 미러에 열이 전달되기 어려우며, 미러(16B)의 반사면의 평면도의 정밀도를 확보할 수 있다. 또 제조성이 높고, 조립 정밀도가 좋아, 미러(16B)를 고진폭으로 구동시킬 수 있다.
(실시형태 4)
도 14는 본 발명의 실시형태 4에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터의 외관 사시도이다.
도 14에 나타내는 회전 왕복 구동 액추에이터(1C)는 회전 왕복 구동 액추에이터(1)와 마찬가지의 자기회로 구성을 가지며, 회전 왕복 구동 액추에이터(1)와 동일한 구성에 있어서, 1축 방향으로 구동하는 미러(16) 대신에 2축 방향으로 구동하는 미러(16C)를 적용한 것이다. 따라서, 회전 왕복 구동 액추에이터(1C)에 있어서, 회전 왕복 구동 액추에이터(1)와 마찬가지의 구성 요소에는 동일한 부호 동일한 명칭을 붙이고 설명은 생략한다.
회전 왕복 구동 액추에이터(1C)에서는 전자 상호작용을 사용한 코어 유닛(40) 및 가동 마그넷(30)을 포함하는 것에 의한 구동원에 의해, 2축으로 왕복 회전 구동하는 반사 미러부(162)를 가지는 미러(16C)가 축부(13)의 축 방향과 직교하는 방향으로 왕복 회전 구동 가능하게 설치되어 있다.
미러(16C)는 미러(16C)의 반사 미러부(162)를 축부(13)에 대하여 축부(13)의 회전 방향과 직교 방향으로 구동하는 별도 구동부를 포함한다.
별도 구동부를 가지는 미러(16C)는 예를 들면 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 미러이며, 예를 들면 수직 구동 신호 공급부(207)(도 16 참조)에 의해 공급되는 구동 신호에 기초하여 미러(16C)의 반사 미러부(162)를 축부(13)와 직교하는 1축을 중심으로 하여 고속에 회전 가능하게 구성된다. 이것에 의해 미러(16C)의 반사 미러부(162)는 코어 유닛(40)과 가동 마그넷(30)의 구동에 의해 축부(13)를 축으로 왕복 회전 구동됨과 아울러, 별도 구동부에 의해 축 방향과 직교하는 방향으로도 왕복 회전 구동된다.
회전 왕복 구동 액추에이터(1C)는 토크의 발생 효율이 높고, 가동 대상인 미러(16C)에 열이 전달되기 어려우며, 반사면인 반사 미러부(162)의 평면도의 정밀도를 확보할 수 있다. 또 제조성이 높고, 조립 정밀도가 좋아, 미러(16C)가 대형 미러여도 고진폭으로 구동할 수 있다.
[스캐너 시스템의 개략 구성]
도 15는 회전 왕복 구동 액추에이터를 가지는 스캐너 시스템(200A)의 제1예의 주요부 구성을 나타내는 블럭도이며, 도 16은 회전 왕복 구동 액추에이터를 가지는 스캐너 시스템(200B)의 제2예의 주요부 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 15에 나타내는 스캐너 시스템(200A)은 스캐너 시스템(200)은 레이저 발광부(201), 레이저 제어부(202), 액추에이터(203), 구동 신호 공급부(204), 위치 제어 신호 계산부(205)를 가진다.
스캐너 시스템(200A)에서는 미러를 1축으로 왕복 회전 구동 가능한 회전 왕복 구동 액추에이터(203)를 사용하여 대상물을 주사하는 것이며, 회전 왕복 구동 액추에이터(203)로서는 예를 들면 본 실시형태의 회전 왕복 구동 액추에이터(1~1B)를 적용할 수 있다.
레이저 제어부(202)는 레이저 발광부(201)를 구동시켜 조사하는 레이저를 제어한다. 레이저 발광부(201)는 예를 들면 광원이 되는 LD(레이저 다이오드) 및 출력되는 레이저 수렴을 위한 렌즈 등이다. 광원으로부터의 레이저광을 렌즈계를 통하여 액추에이터(203)의 미러(16)에 출사한다.
위치 제어 신호 계산부(205)는 회전 각도 위치 검출부(70)가 취득한 실제의 축부(13)(미러(16))의 각도 위치와 목표 각도 위치를 참조하여, 축부(13)(미러(16))를 목표 각도 위치가 되도록 제어하는 구동 신호를 생성하여 출력한다. 예를 들면 위치 제어 신호 계산부(205)는 취득한 실제의 축부(13)(미러(16))의 각도 위치와, 도시하지 않는 파형 메모리에 격납되는 톱니 파형(도 6A 참조) 데이터 등을 사용하여 변환된 목표 각도 위치를 나타내는 신호에 기초하여 위치 제어 신호를 생성하고, 구동 신호 공급부(204)에 출력한다.
구동 신호 공급부(204)는 액추에이터(203)의 코일(43)에 소망하는 구동 신호를 공급하여, 액추에이터(203)를 회전 왕복 구동시켜, 대상물을 주사한다.
도 16에 나타내는 스캐너 시스템(200B)은 스캐너 시스템(200A)과 마찬가지의 레이저 발광부(201) 및 레이저 제어부(202) 외에, 액추에이터(203A), 액추에이터(203A)가 갖추는 수평 주사 각도 위치 검출부(702), 수평 구동 신호 공급부(204A), 위치 제어 신호 계산부(205), 수직 주사 각도 위치 검출부(206), 수직 구동 신호 공급부(207), 위치 제어 신호 계산부(208)를 가진다.
스캐너 시스템(200B)에서는 미러(구체적으로는 반사 미러부(162))를 2축으로 왕복 회전 구동 가능한 액추에이터(203A)를 사용하여 대상물을 주사하는 것이며, 액추에이터(203A)로서는 본 실시형태의 회전 왕복 구동 액추에이터(1C)를 적용할 수 있다.
액추에이터(203A)로서의 회전 왕복 구동 액추에이터(1C)는 축부(13)를 중심으로 왕복 회전 구동함으로써, 미러(16C)의 반사 미러부(162)에 의해 반사하는 레이저광을 수평으로 출사시킨다. 또 회전 왕복 구동 액추에이터(1C)에서는 반사 미러부(162)를 축부(13)와 직교하는 방향으로 연장되는 축을 중심으로 왕복 회전 구동시킨다.
수평 주사 각도 위치 검출부(702)는 회전 각도 위치 검출부(70)와 마찬가지의 기능을 가지고, 축부(13) 나아가서는 반사 미러부(162)의 축부(13) 둘레에서의 회전 각도 위치를 검출하고, 위치 제어 신호 계산부(205)에 출력한다.
위치 제어 신호 계산부(205)는 수평 주사 각도 위치 검출부(702)가 취득한 실제의 축부(13)의 각도 위치(미러(16)의 수평 주사에 있어서의 각도 위치)와, 도시하지 않는 파형 메모리에 격납되는 톱니 파형(도 6A 참조) 데이터 등을 사용하여, 목표 각도 위치가 되도록 제어하는 위치 제어 신호를 생성하고, 수평 구동 신호 공급부(204A)에 출력한다. 수평 구동 신호 공급부(204A)는 구동 신호 공급부(204)와 마찬가지의 기능을 가지고, 액추에이터(203A)의 코일(43)에 구동 신호를 출력하여, 액추에이터(203)의 반사 미러부(162)를 수평 주사 방향으로 회전 왕복 구동시켜, 대상물을 수평 주사한다.
수직 주사 각도 위치 검출부(206)는 반사 미러부(162)에 있어서 축부(13)와 직교하는 축(여기서는 X축)을 중심으로 회전 이동하는 회전 각도 위치를 검출하여, 위치 제어 신호 계산부(208)에 출력한다.
위치 제어 신호 계산부(208)는 수직 주사 각도 위치 검출부(206)가 취득한 실제의 축부(13), 즉 미러(16)의 실제의 수직 주사에 있어서의 각도 위치와, 도시하지 않는 파형 메모리에 격납되는 수직 주사용의 톱니 파형 데이터 등을 사용하여 변환된 목표 각도 위치를 나타내는 정보에 기초하여, 목표 각도 위치가 되도록 제어하는 위치 제어 신호를 생성하여, 수직 구동 신호 공급부(207)에 출력한다. 수직 구동 신호 공급부(207)는 액추에이터(203A)에 구동 신호를 출력하고, 액추에이터(203A)의 반사 미러부(162)를 수직 주사 방향으로 회전 왕복 구동시켜, 대상물을 수직 주사한다.
또한 본 실시형태에 있어서 감쇠부로서 기능하는 구성은 실시형태의 회전 왕복 구동 액추에이터(1, 1A, 1B, 1C)에 있어서 적절히 변경하여 적용해도 되고, 또 적절히 조합하여 적용해도 된다. 예를 들면 자성 유체(R)를 사용한 회전 댐퍼인 감쇠기(60), 감쇠기(60)에 있어서 자성 유체 대신에 오일을 사용한 회전 댐퍼와, 로우 패스 필터, 대역 제거 필터, 또는 노치 필터 등의 전기적 필터(78)를 조합하여 갖추도록 해도 된다. 이것에 의해 공진에 대해 한층 큰 감쇠를 얻을 수 있고, 링잉을 억제하여 제어성이 높은 회전 왕복 구동 액추에이터(1, 1A, 1B, 1C)가 된다. 따라서, 회전 왕복 구동 액추에이터(1, 1A, 1B, 1C)로서의 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.
또 본 실시형태에서는 고정체(20, 20B)측의 코일(43)은 코어 유닛(40)에 설치된 구성으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 코어를 가지지 않고, 본 실시형태의 회전 왕복 구동 액추에이터(1, 1A, 1B, 1C)를 구성해도 된다. 예를 들면 진동 액추에이터(1)에 있어서, 코어(41)를 가지지 않고, 축부(13) 및 축부(13)에 고정된 가동 마그넷(30)을 가지는 가동체와, 코일(43)을 가지고 축부(13)를 회전이 자유롭게 지지하는 고정체를 가지고, 코일(43)과 가동 마그넷(30)의 전자 상호작용에 의해 고정체에 대하여 축부(13)를 중심으로 가동체(10)를 왕복 회전 구동하는 회전 왕복 구동 액추에이터로 해도 된다. 이 때, 가동 마그넷은 가동 마그넷(30)과 마찬가지로 링 형상을 이루고, 축부(13)의 외주에서 S극 및 N극을 이루는 짝수의 자극(31, 32)이 교대로 착자되어 형성된다. 또 코일은 코일(43)과 마찬가지로, 고정체에 있어서 가동 마그넷에 대하여 전자 상호작용에 의해 상기 가동 마그넷을 회전시키는 토크가 발생하는 위치에 배치되어 있다. 예를 들면 코일은 가동 마그넷과의 사이의 전자 상호작용에 의해 짝수의 자극의 각각에서 가동 마그넷을 왕복 회전시키는 토크를 발생시키는 위치에 배치되어 있다.
따라서, 코어(41)를 가지지 않고, 그 밖의 구성은 진동 액추에이터(1)와 마찬가지로 구성되는 진동 액추에이터에 있어서, 가동 마그넷은 가동 마그넷(30)과 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다. 또 이 진동 액추에이터에 있어서, 코일(43)에 의해 자화되는 자극수와 가동 마그넷의 자극수는 동일하다. 또 코일에 의해 자화되는 짝수의 자극은 가동 마그넷(30)과, 축부의 직경 방향에서 에어 갭(G)을 사이에 끼우고 각각 대향하여 배치된다. 덧붙여서, 고정체에는 가동 마그넷(30)과 에어 갭(G)을 사이에 끼우고 대향하여 배치되고, 가동 마그넷(30) 사이에서 발생하는 자기흡인력에 의해, 가동 마그넷(30)의 회전 각도 위치를 유지하는 회전 각도 위치 유지부(24)를 가지는 구성으로 한다. 이 구성에 의해, 제조성이 높고, 조립 정밀도가 좋아, 가동 대상을 고진폭으로 구동할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했다. 또한 이상의 설명은 본 발명의 적합한 실시형태의 예증이며, 본 발명의 범위는 이것에 한정되지 않는다. 즉, 상기 장치의 구성이나 각 부분의 형상에 대한 설명은 일례이며, 본 발명의 범위에 있어서 이들 예에 대한 다양한 변경이나 추가가 가능한 것은 명확하다.
2018년 6월 26일 출원의 일본 특원 2018-121167의 일본 출원에 포함되는 명세서, 도면 및 요약서의 개시 내용은 모두 본원에 원용된다.
본 발명에 따른 회전 왕복 구동 액추에이터는 제조성이 높고, 조립 정밀도가 좋으며, 가동 대상이 대형 미러여도 고진폭으로 구동할 수 있는 효과를 가지고, 특히, 내구성이 필요한, 미러를 회전시키는 스캐너에 사용하는 것으로서 유용하다.
1, 1A, 1B, 1C…회전 왕복 구동 액추에이터
10, 10A, 10B…가동체
13, 13A, 13B…축부
13a…일단부
13b…타단부
15, 15A, 15B…미러 홀더
16, 16B, 16C…미러
162…반사 미러부
16a…반사면
20, 20B…고정체
22, 22A, 22B…베이스
222, 222A…일단면부
222a, 224a…절결 구멍
224, 224A…타단면부
226, 226A…본체면부
23a, 23b, 232, 234…베어링
24…마그넷 위치 유지부
27, 27A…코어 고정 플레이트
28, 28A, 29, 29A…지착재
30…가동 마그넷
31, 32…자극
34…자극 전환부
40…코어 유닛
41…코어
41a…제1 코어
41b…제2 코어
41c…가설 코어
411a, 411b…심부
412a, 412b…자극
43, 43a, 43b…코일
44…보빈
60…감쇠기
62…케이스
63…마그넷
64…회전체
641…원반부
642…오목부
644…외통부
65…상측 덮개부
652…내통부
66…하측 덮개부
70, 70A…회전 각도 위치 검출부
702…수평 주사 각도 위치 검출부
72…인코더 디스크
72A…자기 센서용 마그넷
73A…홀더
74…광학 센서
74A…자기 센서
75A…고정 부재
76, 76A…센서용 기판
77…구동 신호 공급부
78…전기적 필터
200A, 200B…스캐너 시스템
201…레이저 발광부
202…레이저 제어부
203, 203A…액추에이터
204…구동 신호 공급부
204A…수평 구동 신호 공급부
205, 208…위치 제어 신호 계산부
206…수직 주사 각도 위치 검출부
207…수직 구동 신호 공급부

Claims (23)

  1. 마그넷이 외주에 고정된 축부를 가지고, 축 둘레에 왕복 회전 가능한 가동체와,
    상기 마그넷을 사이에 끼우도록 상기 마그넷의 외주에 대향하는 한 쌍의 자극을 가지는 코어와, 상기 코어에 감겨, 상기 마그넷과 상호작용하는 자속을 통전에 의해 발생시켜 상기 가동체를 왕복 회전시키는 코일과, 상기 한 쌍의 자극 사이에서 상기 마그넷의 외주에 대향하고, 상기 마그넷과의 사이에 자기흡인력을 발생시켜 상기 왕복 회전의 기준 위치를 규정하는 회전 각도 위치 유지부를 가지는 고정체를 가지고,
    상기 코어는 상기 한 쌍의 자극 및 상기 회전 각도 위치 유지부의 외측을 둘러싸는 C자 형상의 자로(磁路)와, 상기 마그넷에 대하여 상기 회전 각도 위치 유지부의 반대측으로부터 상기 한 쌍의 자극 각각을 향하는 한 쌍의 L자 형상의 자로를 연속해서 형성하도록 구성되고,
    상기 마그넷은 외주에 둘레 방향에서 상이한 자극이 착자되고, 상기 상이한 자극의 자극 전환부는, 상기 마그넷이 상기 회전 각도 위치 유지부에 의해 상기 기준 위치에서 유지되었을 때, 상기 한 쌍의 자극의 각각의 중심 위치와 대향하는 위치에 위치되는 것을 특징으로 하는 된 회전 왕복 구동 액추에이터.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 회전 각도 위치 유지부의 상기 마그넷과의 대향면은 상기 마그넷의 외주에 대응한 만곡면이며, 상기 마그넷의 외주에 에어 갭을 두고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  3. 삭제
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 회전 각도 위치 유지부는 유지부용 마그넷인 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 회전 각도 위치 유지부는 상기 코어에 설치되는 볼록 형상의 자극인 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 회전 각도 위치 유지부로서의 상기 유지부용 마그넷은, 상기 한 쌍의 자극의 사이에서 상기 마그넷의 직경 방향에서 상기 마그넷에 대향하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  7. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 코어는 상기 한 쌍의 자극의 외측을 둘러싸는 자로에 있어서 상기 한 쌍의 자극에 대하여 상기 마그넷을 사이에 끼우는 방향과 반대측에 배치된 평행한 한 쌍의 심부와,
    상기 한 쌍의 심부와 평행하게, 상기 한 쌍의 자극을 선단에 가지는 봉 형상의 평행 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 코어에 있어서, 상기 회전 각도 위치 유지부를 상기 마그넷의 반대측에서 둘러싸는 부위는 상기 회전 각도 위치 유지부와 수직인 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  9. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 축부는 가동 대상물에 접속됨과 아울러, 상기 고정체에 설치되는 베어링을 개재시켜 축지지되고,
    상기 베어링은 상기 축부에 있어서 상기 가동 대상물을 사이에 끼우는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  10. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 축부는 가동 대상물에 접속됨과 아울러, 상기 고정체에 설치되는 베어링을 개재시켜 축지지되고,
    상기 베어링은 상기 축부에 있어서 상기 마그넷과 상기 가동 대상물 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  11. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 가동체가 가동할 때의 공진을 감쇠하는 감쇠부를 가지는 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 감쇠부는 오일을 사용한 회전 댐퍼인 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 감쇠부는 자성 유체를 사용한 회전 댐퍼인 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  14. 제11 항에 있어서, 상기 감쇠부는, 상기 마그넷과 상기 한 쌍의 자극 사이, 및 상기 마그넷과 상기 회전 각도 위치 유지부 사이에 배치되는 자성 유체인 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  15. 제11 항에 있어서, 상기 감쇠부는, 상기 코일에 입력되는 구동 신호를 필터링하는 전기적 필터인 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  16. 제11 항에 있어서, 상기 감쇠부는, 상기 고정체와 상기 축부를 접속하는 회전 댐퍼와, 상기 코일에 입력되는 구동 신호를 필터링하는 전기적 필터를 가지는 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  17. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 축부의 회전 각도 위치를 검출하는 회전 각도 위치 검출부를 가지는 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 회전 각도 위치 검출부는 광학 센서를 가지는 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  19. 제17 항에 있어서, 상기 회전 각도 위치 검출부는 자기 센서를 가지는 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  20. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 축부는 주사하는 광을 반사하는 미러에 접속되는 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  21. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 축부는 가동 대상물에 접속되고, 상기 가동 대상물은, 상기 가동 대상물을 상기 축부에 대하여 상기 축부의 회전 방향과 직교 방향으로 구동하는 별도 구동부를 가지는 것을 특징으로 하는 회전 왕복 구동 액추에이터.
  22. 삭제
  23. 삭제
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