JPS5852428B2 - ミラ−回動制御素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はミラー回動制御素子（こ関するものである。

従来からコアレスモーフの如く可動コイル形の回転装置
はあり、この回転装置を回動制御素子として利用するこ
とは可能である。

この回転装置を回動制御素子として使用する場合、復帰
ばねによる一次共振における共振振幅が非常１こ大きく
でてしまい制御系としては安全性が非常に悪化する。

従って安定性を高めるために、ダンピングをきかせる方
法としてオイルダンピング等が考えられる。

しかしこの方法１こはオイル漏れとか温度特性等の欠点
がある。

又可動コイル部分の剛性が小さく実際Ｅこ使用した場合
、可動コイル部で低い周波数で共振が発生して制御素子
としての位相特性を悪化させてしまう。

本発明は斯かる問題に対処すべく為されたものであって
、ショートリングを使用している。

ショートリングは直線移動型の制御素子、例えばボイス
コイル等に利用されているが、この直線移動型では次の
問題点がある。

即ち回動型に使用するには直線移動から回動への変換の
ための機構であるので新たな負荷が発生し制御としての
不感帯を増大し、新たな振動の原因となる。

又安定性も悪化させる。

又別の問題点としてはボイスコイル等ではショートリン
グに発生するうず電流は円筒をまわる方向に流れるため
うず電流を流すには完全な円筒でなければならずコスト
アップ等を招いていた。

本発明は以上の如き欠点のない回動型の制御素子を提供
せんとするものであり、以下本発明を実施の一例を示す
図面に基づいて説明する。

第１図は本発明ミラー回動制御素子の断面図であり、１
は光反射ミラー、２は光反射ミラー１の支持体である。

３は光反射ミラー１の回動軸、４は該回動軸３の軸受で
ある。

５は該回動軸３の軸芯と直角方向に磁化された円筒形の
コアマグネット、６は該コアマグネット５と同心的に配
置され且つ閉磁路を形成するケース外筒である。

７はコアマグネット５とケース外筒６を一定位置に固定
するケース側板である。

８は、駆動コイルであり、回動軸３と平行の方向の成分
をもつ巻き方をされている。

９及び９′は駆動コイル８を回動軸３に結合するための
コイル支持部材である。

回動軸３と駆動コイル８及びコイル支持部材９，９′が
コイル回動子となる。

１０はコイル回動子を一定位置に復帰させる復帰バネで
ある。

本発明ではコイル回動子のコイル支持部材９及び９′に
おいて、コイル支持部材９′を導電性材料とする。

又はコイル支持部材９及び９′の両方を導電性材料とし
ている。

コイル支持部材９及び９′をともに導電性材料とするこ
とはコイル支持部材９及び９′を一体成形とすることが
できる。

コイル支持部材９及び９ｂ導電性材料としては導電性の
樹脂等があり、又電気抵抗の小さい銅、あるいは比重の
小さいアルミ、その他種々の金属材料があり、又、導電
性材料の内鉄等の磁性材料がある。

第２図は磁束中にある導電性材料が回転運動する場合ｌ
こその導電性材料内に発生し、流れる電流の状態を示し
ている。

ａは磁束の方向を示しており、本発明の場合は第１図に
おけるコアマグネット５ｔこより発生し、ケース外筒６
で閉磁路を形成している。

ｂはコイル支持部材９′の回転方向を示しており、Ｃは
磁束中をコイル支持部材９が回転運動をした時、導電性
材料で作られたコイル支持部材９／Ｊこ発生し流れる電
流を示している。

この電流Ｃと磁束ａにより、コイル支持部材９′には回
転運動すの速度と比例した反対方向の力が加わりコイル
支持部材９′の運動にダンピング作用が働く。

第３図は位相特性を示しており、横軸が周波数であり、
縦軸が位相遅れを示している。

この図では周波数ｆ１の２次系の共振周波数をもった振
動について図示しており、破線はダンピングがほとんど
きいていないもの、実線はダンピングが十分にきいてい
る場合のものである。

第４図は第３図（こおける場合の振幅特性を示している
。

横軸は周波数、縦軸は振幅を示しており、共振周波数が
ｆｌであり、破線はダンピングがあまりきいていない場
合、実線はダンピングが十分Ｅこきいている場合である
。

ダンピングがあまりきいていない場合、制御に用いると
き応答特性が悪く非常に不安定なものとなる。

第５図は振動装置に一次共振があり、更に二次共振があ
る場合の位相特性及び振幅特性である。

左側縦軸ｆこ振幅、右側縦軸（こ位相遅れを示し、横軸
は周波数を示している。

実線がダンピングのきいた場合の振幅特性であり、破線
はダンピングがきいた時で且つ二次共振のない場合の位
相特性であり、一点鎖線は低い周波数の二次共析がある
場合の位相特性の一部分を示し、二点鎖線は高い周波数
の一次共振がある場合の位相特性の一部分を示している
。

即ち一点鎖線の如く低い周波数で二次共振が発生してい
るものでは、位相が図の如く低い周波数で１８００以上
遅れてしまう。

そのため図で示す如く制御利得はＧ１だけしか得られな
い。

逆ｌこ二点鎖線の如く高い周波数Ｉこ二次共振がある場
合には図で示す如く０２の高い制御利得が得られ制御に
好ましい特性である。

そのため回動子等の剛性を高めることにより、より高い
制御利得を得ることができる。

次ｌこ第６図は動作原理を示す図である。

ｄは磁束を示しており、第１図におけるコアマグネット
５により発生するものである。

ｅは磁束ｄ中にある駆動コイル８に電流が流れた時の駆
動コイル８の動きを示している。

更に第７図はコイル支持部材９′を更Ｅこ磁性材料とし
た時の磁気回路を示している。

コイル支持部材９如磁性材料でない時、この磁気回路に
おけるギャップはｅ。

となり、逆にコイル支持部材９′が磁性材料であるとき
は、ギャップはｅ１＋ｅ２となりギャップはコイル支持
部材９′力Ｓ磁性材料でない場合に比べ非常Ｅこ小さく
できる。

ギャップが小さくできると駆動コイルに作用する磁束を
大きくできる。

そのため駆動コイルに流す電流を小さくできる。

又第２図の如く、うず電流は導電性材料の円筒を一周し
ないため、導電性材料を完全な円筒【こしなくてもよく
なる。

これに対してボイスコイル等ではうず電流は円筒を一周
するため円筒は完全な円筒でなければならず、ギャップ
を有することはできない。

本発明は以上述べたように実施し得るものであるため、
次に述べるような多大の効果が得られる。

ＩＡ コイル支持部材を導電性材料とすることにより回
動子の動きにダンピングを働かせることができる。

それにより回動装置の安定度を高めることができる。

２）、駆動コイル部分の剛性を高めることができる。

そのため、特性として二次共振の周波数を上げることが
でき、回動装置の制御利得を上げることができる。

３）、コイル支持部材を導電率の高い金属、例えば銅系
、あるいはアルミ系とすることｉこより、より高いダン
ピング作用が得られ、安定度を高めることができる。

又、アルミ系では重量の軽減ができ慣性モーメントを小
さくでき回動装置の効率を高めることができる。

４）、コイル支持部材Ｉこ金属を用いることにより回動
子全体としての剛性を高めることができる。

５）、コイル支持部材を磁性材料で形成することにより
、実質的に磁気回路ギャップを小さくでき、そのため磁
束を高くでき駆動コイルに流す電流を小さくできる。

即ち効率を上げることができる。

６）、磁気回路のギャップを小さくして磁束を高くする
ことｔこより、ダンピング作用を増大させることができ
、回動装置の安定度を高めることができる。

７）、コイル支持部材を導電性樹脂とすることによりダ
ンピングをきかせることができ、更に樹脂であるという
ことにより、回動子部分の一体成形が可能になる。

そのため回動子全体としての剛性を高めることができ、
又生産工程が容易ｔこなる。

８）、ショー） ＩＪタング直線移動タイプのものでは
完全な円筒Ｉこしなければならなかったが、本発明の回
動型Ｉこすることにより、必ずしも完全な円筒にする必
要がなく、板を丸くしたものでできるため安価に提供で
きる。

又、加工方法も自由（こできる。

９）、ねじり剛性を高くでき、ねじり振動周波数が高く
なり、位相遅れを少なくできるため制御に使用する場合
制御利得を高くとることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は縦断面図
、第２図〜第６図は作用説明図、第７図は応用例を示す
説明図である。 図中、１・・・・・・光反射ミラー ２・・・・・・支
持体、３・・・・・・回動軸、４・・・・・・軸受、５
・・・・・・コアマグネット、６・・・・・・ケース外
筒、１・・・・・・ケース側板、８・・・・・・駆動コ
イル、９，９’・・・・・・コイル支持部材、１０・・
・・・・連相ｆね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回動自在な光反射ミラーと、この光反射ミラーの回
   動の中心軸と直角方向ｔこ磁化され前記光反射ミラーの
   回動の中心軸と一致した軸を有する円筒形のコアマグネ
   ットと、このコアマグネットの外周部との間に空隙をも
   って同心状に配設されかつ閉磁路を形成するケース外筒
   と、前記空隙間に位置する円筒状部を有し一端が前記反
   射ミラーに結合されたコイル支持部材と、このコイル支
   持部材の前記円筒状部ｉこ配設されかつ前記コアマグネ
   ットの軸と平行方向成分のコイルを有する回転駆動コイ
   ルと、前記反射ミラーを一定位置に復帰させる復帰バネ
   とを設け、前記コイル支持部材の少なくとも前記円筒状
   部を導電性材料で形成したミラー回動制御素子。