JPH11356030A - 揺動モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】往復変位する可動子の位置検出における直線性
を維持すると共に、検出誤差に対する信頼性を高めるこ
とができる揺動モータを提供する。 【解決手段】 モータ本体８のロータ６を構成するシャ
フト１の一端に外周端面９ａが着磁された円盤９を結合
して、シャフト１の回転に伴う外周端面９ａの磁性抵抗
の変化をＭＲ素子１０により検出するエンコーダ１２を
構成すると共に、その円盤９の中心と同心をなす円弧状
に一対の磁極を有する磁石１３を埋め込み、その磁石１
３の磁極性をホール素子１４で検出して磁極判別信号を
出力する。そして、磁石１３の磁極性Ｎ，Ｓの境界を変
位位置の原点とし、通電切換え部１６は、磁極判別信号
を参照して、磁石１３の磁極性が切り換わるタイミング
でモータ本体８のコイル５に印加する電圧の極性を交互
に切り換えてロータ６を往復回動変位させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可動子が一定範囲
内で往復変位するように制御される揺動モータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の揺動モータにおいて可動子たるロ
ータの変位位置を検出する場合には、図７に示すよう
に、ロータの変位位置に応じて互いに９０度の位相差を
有するパルス信号を、Ａ相及びＢ相信号として出力する
エンコーダを設け、何れの信号が進み位相となって出力
されているかによって変位方向を判定し、その変位方向
に応じて出力パルス数をアップまたはダウンカウントす
ることで変位位置を検出するようにしている。

【０００３】斯様な方式は、検出される変位位置の直線
性が良く、信号処理も容易でディジタル制御に適してお
りよく用いられているが、モータの回転速度が速くなっ
たり、外来ノイズやモータ電圧の切り換え時に発生する
チャタリングなどによってＡ相，Ｂ相信号間の位相関係
の検出を誤ると、変位位置の検出誤差が大きくなるとい
う問題がある。

【０００４】何故なら、Ａ相，Ｂ相信号間の位相関係に
応じて変位方向、即ち、カウントのアップダウンを決定
しているため、例えば、アップカウント動作を行ってい
る場合に誤ってダウンカウントすると、カウント値“＋
１”から本来“＋２”となるべきものが“０”となり、
誤差が“２”になってしまう。

【０００５】例えば、光学センサにおいて、レンズやミ
ラーの角度を変位させることで光信号の光路を補正して
受信部に導くような構成のものに上記従来の揺動モータ
を適用した場合にあっては、光路の補正を正確に行うこ
とができなくなり受信精度が低下するという問題が生ず
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】斯様な問題を解決する
従来技術として、米国特許第４８６４２９５号において
提案されているものがある。この従来技術は、ロータの
変位位置に応じてコンデンサのキャパシタンスが変化す
る構成となっており、そのキャパシタンスを変位位置の
絶対値として検出するようになっている。

【０００７】この方式によれば、検出誤差に対する信頼
性を高めることができるが、コンデンサのキャパシタン
スを変化させる構成であることから、検出部の機械的容
積をより多く必要とすることが避けられず、全体を小形
に構成したいという要求があるものに適用することは現
実的に難しい。また、位置検出の直線性が悪いという問
題もある。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、往復変位する可動子の位置検出にお
ける直線性を維持すると共に、検出誤差に対する信頼性
を高めることができる揺動モータを提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の揺動モータは、固定子と、その固定
子に対して相対的に変位する可動子とで構成され、前記
可動子を一定範囲内で往復変位させるように制御手段に
より制御されるものにおいて、前記可動子の変位に伴っ
てパルス信号を出力するエンコーダと、少なくとも一対
の磁極を有し、前記可動子の変位方向に沿うようにして
配置される磁石と、この磁石が有する磁極の極性を判別
する極性判別手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】斯様に構成すれば、磁石が有する磁極の極
性を極性判別手段が判別することで可動子の変位方向を
判定することが可能となり、その極性と共にエンコーダ
が出力するパルス信号を参照することで、ある点を基準
とした可動子の絶対変位位置を判定することができる。

【００１１】この場合、請求項２に記載したように、磁
石を、磁極の境界が可動子が変位する範囲の中心位置に
一致するように配置するのが好適であり、斯様に構成す
れば、極性判別手段によって判別される磁極の境界を以
て可動子の変位位置の基準（原点）とすることができ
る。

【００１２】また、請求項３に記載したように、可動子
を回動変位するロータとして構成し、磁石を、前記ロー
タの回動と同心の円弧状に形成配置すると良い。斯様に
構成すれば、回動変位するロータの位置検出を容易に行
うことができる。

【００１３】請求項４に記載したように、予め定められ
た一定範囲を超えて可動子が変位することを抑止する抑
止手段を備えると良い。斯様に構成すれば、制御手段に
よる駆動制御がある程度の冗長性を有する場合でも、可
動子が一定範囲を超えて変位することを抑止手段により
抑止することができる。

【００１４】以上の場合において、請求項５に記載した
ように、極性判別手段によって判別される極性が一方の
場合はエンコーダによって出力されるパルス信号に基づ
いてアップカウント動作を行うと共に、前記極性が他方
の場合には前記パルス信号に基づいてダウンカウント動
作を行うカウンタと、このカウンタのカウント値に基づ
いて可動子の変位位置を検出する位置検出手段とを備え
ても良い。

【００１５】斯様に構成すれば、カウンタが、極性判別
手段によって判別される磁石の極性に応じてエンコーダ
より出力されるパルス信号に基づいてアップ若しくはダ
ウンカウント動作を行うことで、可動子の変位位置検出
を良好な直線性を以て行うことができる。しかも、カウ
ンタによるカウント動作のアップダウンの切換えは、従
来のエンコーダが出力する２相信号の位相関係に依存し
ないので、エンコーダ信号にノイズが乗った場合でも、
カウンタはアップダウンの判定を誤ることがない。従っ
て、誤差量を増加させることがないので信頼性をより高
めることができる。

【００１６】請求項６に記載したように、極性判別手段
によって判別される極性が切り換わる毎にカウンタよっ
て示されるカウント値が所定値と一致しない場合は、固
定子と可動子との位置関係が異常であると判定する異常
判定手段を備えても良い。

【００１７】斯様に構成すれば、カウンタのカウンタ値
を磁石の極性が切り換わる毎にまたは一定周期毎に参照
することによって、制御手段によるロータ制御が正常に
行われているか否かを容易に判定することができる。

【００１８】請求項７に記載したように、制御手段を、
極性判別手段によって判別される極性が切り換わる毎に
印加電圧の極性を切り換えると共に、異常判定手段が異
常と判定した場合は、その時点から所定期間は、カウン
ト値と所定値との差分値に応じて前記印加電圧のレベル
を変化させる構成とするのが好ましい。

【００１９】斯様に構成すれば、制御手段による駆動制
御の誤差量をカウンタのカウント値と所定値との差分に
より検出し、その誤差量に応じて印加電圧のレベルを変
化させることで、可動子の変位振幅（範囲）が一定とな
るように調整することができる。

【００２０】この場合、請求項８に記載したように、所
定期間を、印加電圧の極性切り換え周期の略１／２の期
間とすると良く、斯様に構成すれば、所定期間として妥
当な値を容易に設定することができる。

【００２１】請求項９記載の揺動モータは、固定子と、
その固定子に対して相対的に変位する可動子とで構成さ
れ、前記可動子を一定範囲内で往復変位させるように制
御手段により制御されるものにおいて、前記可動子の変
位に伴ってパルス信号を出力するエンコーダと、このエ
ンコーダによって出力されるパルス信号に基づき前記可
動子の変位方向に応じてカウント動作を行うカウンタ
と、このカウンタのカウント値に基づいて可動子の変位
位置を検出する位置検出手段と、クロック信号を出力す
るクロック信号出力手段とを備え、前記制御手段は、前
記クロック信号出力手段が出力するクロック信号に基づ
いて印加電圧の極性を切り換えると共に、極性を切り換
える毎に前記カウンタによって示されるカウント値が所
定値と一致しない場合は、その時点から前記クロック信
号周期の略１／２の期間は、前記カウント値と前記所定
値との差分値に応じて前記印加電圧のレベルを変化させ
ることを特徴とする。

【００２２】斯様に構成すれば、制御手段は、クロック
信号に同期して印加電圧の極性を切り換えるように駆動
制御を行い、その場合に生じる誤差量を、請求項７と同
様にカウンタのカウント値に基づき検出し印加電圧のレ
ベルを変化させることで、可動子の変位振幅が一定とな
るように調整することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、揺動モ
ータの構造を示す図である。縦断面構造を示す図１
（ｂ）において、可動コイル形モータで構成される揺動
モータのシャフト１は、直方体状に形成されたハウンジ
ング２の長手方向を貫通するように配置されており、ハ
ウンジング２の図１（ｂ）中左端部と右端部とに配置さ
れた軸受け３，３によって支承されている。

【００２４】ハウジング２の内部には、図１中上下に円
弧状のマグネット４，４がステータ（固定子）として配
置されている。そのマグネット４，４に対向するシャフ
ト１側には、コイル５，５が配置されており、ロータ
（可動子）６を構成している。また、図１（ｃ）に横断
面を示すように、シャフト１には、その外周方向に突出
するように構成されたストッパ（抑止手段）７が設けら
れている。このストッパ７は、ロータ６が回動範囲の限
界を超えて変位しようとするとマグネット４，４に当接
するようになっており、それ以上変位することを防止す
るようになっている。以上がモータ本体８を構成してい
る。

【００２５】シャフト１の図１（ｂ）中右端側には、例
えば、図示しない光学センサのレンズ（補正手段）など
が結合され光信号の光路を補正するるようになってお
り、同左端側には、例えばフェライトなどの磁性体で構
成される円盤９の中心部が結合されている。円盤９の外
周端面９ａには、ロータ６の回動範囲に合わせて所定回
転角（例えば１度）毎にＮ極，Ｓ極が交互に着磁されて
いる。

【００２６】ＭＲ素子１０は、円盤９の外周端面９ａに
対抗するように、ハウジング２の左端面２ａより垂直に
立上がるホルダ１１に取り付けられており、ロータ６が
回動することによって変化する外周端面９ａの磁極を検
出するようになっている。ＭＲ素子１０により検出され
た磁極は電圧信号に変換されて、図示しない信号出力回
路において基準電位と比較される。

【００２７】そして、例えば、図３に示すように、Ｎ極
が検出されると基準電位よりも高い電位、Ｓ極が検出さ
れると基準電位よりも低い電位となることで、Ｎ極検出
時にハイレベルとなるパルス信号が出力される。即ち、
円盤９及びＭＲ素子１０は、エンコーダ１２を構成して
いる。

【００２８】また、図１（ａ）に示すように、円盤９に
は、その中心と同心をなす円弧状に一対の磁極を有する
磁石１３が埋め込まれている。磁石１３の円弧長は、ロ
ータ６の回動範囲に略一致しており、そのＮ極とＳ極と
の境界は、ロータ６の回動範囲の中心位置（原点）に一
致するようになっている。

【００２９】そして、磁石１３の磁極は、ハウジング２
の左端面２ａ上に固定配置されるホール素子（極性判別
手段）１４によって検出されるようになっている。例え
ば、図１（ａ）中に破線矢印で示すように、図１中右端
側から見て原点より右側に回動している場合はホール素
子１４によってＮ極が検出され、原点より左側に回動し
ている場合はＳ極が検出される。以上が揺動モータ１５
を構成している。

【００３０】図２は、電気的構成を示す機能ブロック図
である。エンコーダ１２より出力されるパルス状のエン
コーダ信号は、カウンタ１６に与えられるようになって
いる。また、ホール素子１４より出力される磁極判別信
号は、カウンタ１６に与えられていると共に、通電切換
え部（制御手段）１７にも与えられるようになってい
る。カウンタ１６は、磁極判別信号がＮ極を示すハイレ
ベルである期間はエンコーダ信号が入力される毎に（例
えば、立上がりエッジのタイミングで）アップカウント
動作を行い、磁極判別信号がＳ極を示すロウレベルであ
る期間はエンコーダ信号が入力される毎にダウンカウン
ト動作を行うようになっている。

【００３１】カウンタ１６のカウントデータが出力され
るデータバスは、モータ位置検出部（位置検出手段，異
常判定手段）１８に接続されており、モータ位置検出部
１８は、カウンタ１６のカウント値を参照し、ロータ６
の回動範囲として予め設定されているデータと比較する
ことによってロータ６の回転位置を検出するようになっ
ている。そして、その検出の結果位置ずれが生じている
場合は、駆動電圧決定部（制御手段）１９に位置ずれ量
を出力するようになっている。

【００３２】通電切換え部１７は、磁極判別信号に応じ
てモータ本体８のコイル５に通電する電流の方向を切り
換えるようになっており、その切換え信号は、駆動電圧
決定部１９を介してドライブ回路２０に出力するように
なっている。

【００３３】駆動電圧決定部１９は、その切換え信号と
共に、モータ位置検出部１８より与えられる位置ずれ量
に応じてモータ本体８の駆動電圧を調整するための電圧
指令信号を、ドライブ回路２０に出力するようになって
いる。そして、ドライブ回路２０は、切換え信号及び電
圧指令信号に応じて、モータ本体８のコイル５に通電を
行うようになっている。

【００３４】次に、第１実施例の作用について図４をも
参照して説明する。例えば、初期状態として、ロータ６
の回転位置が原点から見て右方向の最大変位量Ｒmax
（図４（ｂ）中参照）にあり、カウンタ１６のカウン
ト値は、原点に対応するカウント値Ｃ0 （例えば、
“０”）に、最大変位量Ｒmax に対応するカウント値Ａ
が加算された値（Ｃ0 ＋Ａ）が初期値としてセットされ
ているものとする。この場合、ホール素子１４は、図４
（ａ）に示すように磁石１３のＮ極を検出している。

【００３５】尚、実際の制御の開始時には、通電切換え
部１７は、ロータ６の回転位置が何れにあるかにかかわ
らず適当な周期で通電方向を切換えてロータ６を取り敢
えず変位させ、ホール素子１４より出力される磁極判別
信号が示す極性が切換わったタイミングを捕らえてカウ
ンタ１６のカウント値を原点値Ｃ0 にセットし、それか
ら所期の駆動制御を開始する。

【００３６】通電切換え部１７は、モータ本体８のコイ
ル５に正の電圧＋Ｖを印加する。すると、ロータ６は左
方向に加速しながら変位し、シャフト１の回転に伴って
円盤９が回転する。円盤９の回転に応じて、その外周端
面９ａにおける磁性抵抗の変化をＭＲ素子１０が検出
し、エンコーダ１２よりパルス状のエンコーダ信号が出
力される。

【００３７】そして、ロータ６の回転位置が原点に達し
た時点において、ホール素子１４が検出する磁石１３
の磁極はＮ→Ｓに切り換わる。通電切換え部１７は、そ
の極性の切り換わりを認識するとコイル５に印加する電
圧を正（＋Ｖ）から負（−Ｖ）へ切り換える（図４
（ｃ）参照）。

【００３８】時点→の間に、右方向から左方向に加
速（アクセル）されたロータ６の変位速度は、原点に達
した時点で最大となるが、時点で印加電圧の極性が切
り換わると、そこから減速（ブレーキ）しながら更に左
方向に変位する。また、この間にホール素子１４が磁石
１３のＮ極を検出しているので、カウンタ１６はエンコ
ーダ１２から出力されるエンコーダ信号の数をカウント
アップしており、カウント値は、駆動制御が正確に行わ
れている場合は（Ｃ0 ＋２Ａ）に達している。

【００３９】原点から左方向に減速しながら変位するロ
ータ６は、時点において速度がゼロとなり、最大変位
量Ｌmax （Ｒmax に略等しい）に達する。この時点で、
ロータ６が最大変位量Ｌmax を超えて変位しようとする
と、シャフト１に設けられたストッパ７がステータのマ
グネット４に当接するので、それ以上変位することはな
い。

【００４０】そして、最大変位量Ｌmax に達すると、ロ
ータ６はそこから反転して、今度は原点方向、即ち右方
向に加速しながら変位する。そして、時点において、
ホール素子１４が検出する磁石１３の磁極がＳ→Ｎに切
り換わり、ロータ６の変位位置が再び原点に達すると、
通電切換え部１７は、コイル５に印加する電圧を再び正
に切り換える。

【００４１】即ち、原点→→→→までが変位動
作の１周期をなし、以上のプロセスを繰り返すことによ
って、モータ本体８のロータ６は、原点を中心として変
位量Ｒmax −Ｌmax の間で単振動して、例えば周波数６
０Ｈｚで往復変位する。

【００４２】また、時点→→の期間は、ホール素
子１４が磁石１３のＳ極を検出しているので、カウンタ
１６は、エンコーダ１２から出力されるエンコーダ信号
の数をカウントダウンしており、時点でのカウント値
は（Ｃ0 ＋Ａ）であり、時点でのカウント値はＣ0 に
戻る。

【００４３】ところで、通電切換え部１７によってコイ
ル５に印加される電圧が一定であったとしても、例え
ば、モータ本体８の機構部であるシャフト１と軸受け３
との間の摩擦係数が変位動作毎に微妙に相違することな
どによって、ロータ６の変位量が必ずしも所期の値に一
致しない場合がある。そこで、モータ位置検出部１８
は、カウンタ１６のカウント値を参照し、例えば１周期
（１／６０秒）が終了した時点におけるカウント値を
ラッチして、そのカウント値が所定値Ｃ0 に一致してい
るか否かを判定する。

【００４４】例えば、ホール素子１４が検出する磁石１
３の磁極がＳ→Ｎに切り換わった時点におけるカウンタ
１６のカウント値が（Ｃ0 ＋α）であれば、コイル５に
対する印加電圧に応じたロータ６の変位量が所期の値よ
りも大であり、原点よりも右方向に行き過ぎていること
を示している。

【００４５】この場合、モータ位置検出部１８は、異常
と判定して、カウント値の所定値Ｃ0 からのずれ量（＋
α）を駆動電圧決定部１９に出力する。駆動電圧決定部
１９は、このずれ量（＋α）に所定の係数を乗じて電圧
Ｖαを算出し、時点から時点まで、即ち、通電切換
え部１７による通電方向の切換え周期（１／１２０秒）
をカウンタなどによりカウントして、その１／２の期間
（１／２４０秒）の所定期間は、コイル５に印加する電
圧をＶαだけ加算して（Ｖ＋Ｖα）ドライブ回路２０に
与えるようにする。

【００４６】すると、ロータ６の右方向変位には、より
強い制動がかかることになるので、時点における変位
量が原点よりも右方向に行き過ぎていても、そこから時
点にかけての変位量がより小さくなり、時点での変
位量がＲmax に一致するように調整することができる。

【００４７】逆に、磁石１３の磁極がＳ→Ｎに切り換わ
った時点におけるカウンタ１６のカウント値が（Ｃ0 −
β）であれば、コイル５に対する印加電圧に応じたロー
タ６の変位量が所期の値よりも小であり、原点に達して
いないことを示している。

【００４８】この場合、モータ位置検出部１８は、ずれ
量（−β）を駆動電圧決定部１９に出力し、駆動電圧決
定部１９は、ずれ量（−β）に所定の係数を乗じて電圧
Ｖβを算出して、時点からコイル５に印加する電圧を
Ｖβだけ減算する（Ｖ−Ｖβ）。すると、ロータ６の右
方向変位にかかる制動は弱くなるので、時点における
変位量が原点に達していなくても、そこから時点にか
けての変位量がより大きくなり、時点での変位量がＲ
max に一致するように調整することができる。

【００４９】以上のように本実施例によれば、モータ本
体８のロータ６を構成するシャフト１の一端に外周端面
９ａが着磁された円盤９を結合して、シャフト１の回転
に伴う外周端面９ａの磁性抵抗の変化をＭＲ素子１０に
より検出するエンコーダ１２を構成すると共に、その円
盤９の中心と同心をなす円弧状に一対の磁極を有する磁
石１３を埋め込み、その磁石１３の磁極性をホール素子
１４で検出して磁極判別信号を出力すると共に、磁石１
３の磁極性Ｎ，Ｓの境界を変位位置の原点とし、通電切
換え部１７は、磁極判別信号を参照して、磁石１３の磁
極性が切り換わるタイミングでモータ本体８のコイル５
に印加する電圧の極性を交互に切り換えてロータ６を往
復回動変位させるようにした。

【００５０】従って、エンコーダ１２が出力するエンコ
ーダ信号と、ホール素子１４が出力する磁極判別信号と
に基づいて、ロータ６の基準位置からの絶対変位量を検
出することができ、ロータ６を往復変位させるための駆
動制御を容易に行うことができる。

【００５１】また、カウンタ１６によって、磁極判別信
号がＮ極を示す期間はエンコーダ信号が入力される毎に
アップカウント動作を行い、Ｓ極を示す期間はダウンカ
ウント動作を行うようにしたので、ロータ６の変位位置
の検出を直線的に行うことができる。しかも、カウンタ
１６によるカウント動作のアップダウンの切換えは、従
来のエンコーダが出力する２相信号の位相関係に依存し
ないので、エンコーダ１２が出力するエンコーダ信号に
ノイズが乗った場合でも、カウンタ１６はアップダウン
の判定を誤ることがない。

【００５２】従って、従来のようにキャパシタンスの変
化量に基づいて検出を行うものとは異なり、検出部の機
械的容量を多く必要とせずとも誤差量を増加させること
がなく、信頼性をより高めることができる。そして、光
学センサにおいて光信号の光路を補正するレンズを変位
させるために適用することにより、その補正を正確に行
うことができ、受信部における光信号の受信精度を向上
させることができる。

【００５３】また、本実施例によれば、モータ位置検出
部１８は、ロータ６の原点位置におけるカウンタ１６の
カウント値と所定カウント値Ｃ0 とのずれ量を算出して
駆動電圧決定部１９に出力し、駆動電圧決定部１９は、
そのずれ量に応じて所定期間だけコイル５に印加する電
圧を変化させるようにした。従って、所定の印加電圧Ｖ
に応じたロータ６の変位量が所期の値と一致しない場合
には、印加電圧を変化させてロータ６の変位量を調整す
ることができるので、高精度の駆動制御を行うことがで
きる。

【００５４】加えて、本実施例によれば、ロータ６が回
動範囲の限界であるＲmax ，Ｌmaxを超えて変位しよう
とすると、シャフト１に設けたストッパ７がステータの
マグネット４，４に当接するようにしたので、それ以上
変位することを機械的にも抑止することができる。

【００５５】図５及び図６は本発明の第２実施例を示す
ものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明す
る。第１実施例の構成におけるエンコーダ１２は、エン
コーダ２１に置き換わっている。エンコーダ２１は、具
体的には図示しないが、円盤９の外周端面９ａに着磁さ
れた磁極の極性を、異なる位置に配置された２つのＭＲ
素子で検出することによって、互いに９０度の位相差を
有するＡ，Ｂの２相のエンコーダ信号を出力するように
なっている。尚、モータ本体８のシャフト１に設けられ
た円盤９からは、磁石１３が取り除かれている。

【００５６】そして、エンコーダ２１が出力するエンコ
ーダ信号は、カウンタ１６に代わるカウンタ１６ａに与
えられるようになっている。カウンタ１６ａは、エンコ
ーダ２１が出力するＡ相信号とＢ相信号の位相関係に基
づいて、例えばＡ相進みであれば入力されるエンコーダ
信号のパルス数をカウントアップし、Ｂ相進みであれば
入力されるパルス数をカウントダウンするようになって
いる。

【００５７】これらは、例えば、カウンタ１６ａ内に設
けられたシフトレジスタ（図示せず）によりＡ相及びＢ
相信号の現在及び１パルス前の状態を常時保持しておく
ことによって、両者の位相関係が変化したか否かを検出
する。また、通電切換え部１７及び駆動電圧決定部１９
は、通電切換え部（制御手段）２２及び駆動電圧決定部
（制御手段）２３に夫々置き換わっている。

【００５８】そして、駆動電圧決定部２３には、発振回
路（クロック信号出力手段）２４から出力される周波数
ｆのクロック信号が与えられるようになっており、通電
切換え部２２には、ホール素子１４から与えられる磁極
判別信号に代えて、前記クロック信号が分周回路２５を
介して与えられるようになっている。クロック信号ｆの
周波数は、例えば１２０Ｈｚである。その他の構成は、
第１実施例と同様である。

【００５９】次に、第２実施例の作用について図６をも
参照して説明する。第１実施例では、通電切換え部１７
は、ホール素子１４が出力する磁極判別信号を参照し、
磁極性がＮ→Ｓ，Ｓ→Ｎに切り換わるタイミングに基づ
いて、モータ本体８のコイル５に印加する電圧の極性を
切り換えたが、第２実施例では、通電切換え部２２は、
分周回路２５が出力する６０Ｈｚのクロック信号（図６
（ｄ）参照）に同期して印加電圧の極性を切り換える。

【００６０】駆動制御の開始時には、第１実施例と同様
に、通電切換え部２２は、ロータ６の回転位置が何れに
あるかにかかわらず取り敢えず６０Ｈｚのクロック信号
に同期して通電切換えを行う。そして、所定の時間が経
過するとロータ６は６０Ｈｚのクロック信号に同期して
揺動するようになるので、その変位位置が原点にあるタ
イミング（例えば、図６では、６０Ｈｚのクロック信号
の立下がりエッジ）に合わせてカウンタ１６ａのカウン
ト値を原点値Ｃ0 にセットし、それから所期の駆動制御
を開始する。

【００６１】そして、駆動電圧決定部２３は、発振回路
２４から出力される１２０Ｈｚのクロック信号（図６
（ｅ）参照）の立上がりエッジに同期して、モータ位置
検出部１８よりカウント値の所定値Ｃ0 からのずれ量
（＋α，−β）が出力された場合は、そのずれ量に応じ
て電圧Ｖα，Ｖβを算出し、（１／２４０秒）の所定期
間だけコイル５に印加する電圧を調整し、ドライブ回路
２０に与えるようにする。

【００６２】以上のように第２実施例によれば、通電切
換え部２１は、分周回路２５が出力する６０Ｈｚのクロ
ック信号に同期して印加電圧の極性を切り換えると共
に、駆動電圧決定部２２は、発振回路２４から出力され
る１２０Ｈｚのクロック信号の立上がりエッジに同期し
て、モータ位置検出部１８よりカウンタ１６ａのカウン
ト値の所定値Ｃ0 に対するずれ量が出力された場合は、
そのずれ量に応じてコイル５に印加する電圧を調整し、
ドライブ回路２０に与えるようにした。従って、第１実
施例と同様の効果を得ることができる。

【００６３】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。揺動モータは、回動変位するものに
限らず、可動子が直線変位するスライダとして構成され
るリニアモータであっても良い。この場合は、磁石の形
状も直線にすれば良い。第１実施例における印加電圧を
調整するための所定期間は、極性切り換え周期の１／２
に限らず、それよりも短い期間に設定して良い。制御手
段の電圧調整機能は、必要に応じて設ければ良い。ま
た、異常判定手段及びストッパ７についても、同様であ
る。

【００６４】第２実施例において、分周回路２５を設け
ずに構成し、通電切換え部２２には発振回路が出力する
６０Ｈｚのクロック信号を与える。そして、駆動電圧決
定部２３は、第１実施例と同様に、通電切換え部２２が
出力する通電切換え信号のタイミングから、印加電圧の
調整タイミングを決定するようにしても良い。カウンタ
は、エンコーダが出力するパルス信号の立上がりエッジ
の入力タイミングでカウント動作を行うものに限らず、
立下がりエッジの入力タイミングでカウント動作を行っ
ても良い。また、立上がり，立下がりの両エッジの入力
タイミングでカウント動作を行っても良く、斯様な場合
には、カウンタの分解能を倍にすることができる。揺動
モータの揺動周期は６０Ｈｚに限ることなく、適宜変更
しても良い。

【００６５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、可動子が
往復変位する場合に、磁石が有する磁極の極性を極性判
別手段が判別することで可動子の変位方向を判定するこ
とが可能となり、その極性と共にエンコーダが出力する
パルス信号を参照することで、ある点を基準とした可動
子の絶対変位位置を判定することができる。

【００６６】そして、カウンタは、極性判別手段によっ
て判別される極性に応じてエンコーダにより出力される
パルス信号に基づいてカウント動作を行い、位置検出手
段は、カウンタのカウント値に基づいて可動子の変位位
置を検出するので、変位位置検出を良好な直線性を以て
行うことができる。しかも、カウンタによるカウント動
作のアップダウンの切換えは、従来のエンコーダが出力
する２相信号の位相関係に依存しないので、エンコーダ
信号にノイズが乗った場合でも、カウンタはアップダウ
ンの判定を誤ることがない。従って、誤差量を増加させ
ることがないので、信頼性をより高めることができる。

【００６７】更に、制御手段は、極性判別手段によって
判別される極性が切り換わる毎に印加電圧の極性を切り
換えると共に、異常判定手段が異常と判定した場合は、
その時点から所定期間は、カウント値と所定値との差分
値に応じて前記印加電圧のレベルを変化させるので、駆
動制御の誤差量をカウンタのカウント値と所定値との差
分により検出し、その誤差量に応じて印加電圧のレベル
を変化させることで、可動子の変位振幅が一定となるよ
うに調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す揺動モータ本体の構
成を示すものであり、（ａ）は左側面図，（ｂ）は縦断
面図，（ｃ）は横断面図

【図２】電気的構成を示す機能ブロック図

【図３】ロータの変位に伴うＭＲ素子及びホール素子の
出力信号波形を示す図

【図４】ロータが揺動する場合の変位量と印加電圧との
関係を示すタイミングチャート

【図５】本発明の第２実施例を示す図２相当図

【図６】図４相当図

【図７】従来技術を示すエンコーダの信号波形図

【符号の説明】

４はマグネット（固定子）、６はロータ（可動子）、７
はストッパ（抑止手段）、８はモータ本体、１３は磁
石、１４はホール素子（極性判別手段）、１５は揺動モ
ータ、１６及び１６ａはカウンタ、１７は通電切換え部
（制御手段）、１８はモータ位置検出部（位置検出手
段，異常判定手段）、１９は駆動電圧決定部（制御手
段）、２１はエンコーダ、２２は通電切換え部（制御手
段）、２３は駆動電圧決定部（制御手段）、２４は発振
回路（クロック信号出力手段）を示す。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子と、その固定子に対して相対的に
   変位する可動子とで構成され、前記可動子を一定範囲内
   で往復変位させるように制御手段により制御される揺動
   モータにおいて、 前記可動子の変位に伴ってパルス信号を出力するエンコ
   ーダと、 少なくとも一対の磁極を有し、前記可動子の変位方向に
   沿うようにして配置される磁石と、 この磁石が有する前記磁極の極性を判別する極性判別手
   段とを備えたことを特徴とする揺動モータ。
2. 【請求項２】 磁石は、磁極の境界が可動子の変位範囲
   の中心位置に一致するように配置されていることを特徴
   とする請求項１記載の揺動モータ。
3. 【請求項３】 可動子は、回動変位するロータとして構
   成されており、 磁石は、前記ロータの回動と同心の円弧状に形成配置さ
   れていることを特徴とする請求項１または２記載の揺動
   モータ。
4. 【請求項４】 予め定められた一定範囲を超えて可動子
   が変位することを抑止する抑止手段を備えたことを特徴
   とする請求項１乃至３の何れかに記載の揺動モータ。
5. 【請求項５】 極性判別手段によって判別される極性が
   一方の場合はエンコーダにより出力されるパルス信号に
   基づいてアップカウント動作を行うと共に、前記極性が
   他方の場合には前記パルス信号に基づいてダウンカウン
   ト動作を行うカウンタと、 このカウンタのカウント値に基づいて可動子の変位位置
   を検出する位置検出手段とを備えたことを特徴とする請
   求項１乃至４の何れかに記載の揺動モータ。
6. 【請求項６】 極性判別手段によって判別される極性が
   切り換わる毎にカウンタによって示されるカウント値が
   所定値と一致しない場合は、固定子と可動子との位置関
   係が異常であると判定する異常判定手段を備えたことを
   特徴とする請求項５記載の揺動モータ。
7. 【請求項７】 制御手段は、極性判別手段によって判別
   される極性が切り換わる毎に印加電圧の極性を切り換え
   ると共に、異常判定手段が異常と判定した場合は、その
   時点から所定期間は、カウント値と所定値との差分値に
   応じて前記印加電圧のレベルを変化させることを特徴と
   する請求項６記載の揺動モータ。
8. 【請求項８】 所定期間は、印加電圧の極性切り換え周
   期の略１／２の期間であることを特徴とする請求項７記
   載の揺動モータ。
9. 【請求項９】 固定子と、その固定子に対して相対的に
   変位する可動子とで構成され、前記可動子を一定範囲内
   で往復変位させるように制御手段により制御される揺動
   モータにおいて、 前記可動子の変位に伴ってパルス信号を出力するエンコ
   ーダと、 このエンコーダによって出力されるパルス信号に基づき
   前記ロータの変位方向に応じてカウント動作を行うカウ
   ンタと、 このカウンタのカウント値に基づいてロータの変位位置
   を検出する位置検出手段と、 クロック信号を出力するクロック信号出力手段とを備
   え、 前記制御手段は、前記クロック信号出力手段が出力する
   クロック信号に基づいて印加電圧の極性を切り換えると
   共に、極性を切り換える毎に前記カウンタによって示さ
   れるカウント値が所定値と一致しない場合は、その時点
   から前記クロック信号周期の略１／２の期間は、前記カ
   ウント値と前記所定値との差分値に応じて前記印加電圧
   のレベルを変化させることを特徴とする揺動モータ。