(57)【要約】 【課題】   冷却能力を高めた揺動アクチュエータ装置及びそれを使用するレーザ加工装置を提供する。【解決手段】   ロータ側に、ミラー１０が一端に取付けられた回転軸２０と、当該回転軸１０の外周側に取付けられた永久磁石３０とを含み、ステータ側に、前記永久磁石３０の対面側に配置されるコイル６０と、当該コイル６０が取付けられヨーク６１であって当該コイル６０で発生する磁束を通過させるものと、前記ヨーク６１が内側に取付けられるハウジング６２と、当該ハウジング６２を冷却する手段２００とを含む揺動アクチュエータ装置において、前記冷却手段２００によって間接的に冷却される流路７１が前記ハウジング６２の部材内に設けられ、前記永久磁石３０によって流体が熱せられる空間と前記流路７１との間で流体が循環するように構成されていることを特徴とする揺動アクチュエータ装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ側に、ミラーが一端に取付けられた回転軸と、当該回転軸の外周側に取付けられた永久磁石とを含み、ステータ側に、前記永久磁石の対面側に配置されるコイルと、当該コイルが取付けられヨークであって当該コイルで発生する磁束を通過させるものと、前記ヨークが内側に取付けられるハウジングと、当該ハウジングを冷却する手段とを含む揺動アクチュエータ装置において、前記冷却手段によって間接的に冷却される流路が内部に設けられ、前記永久磁石によって流体が熱せられる空間と前記流路との間で流体が循環するように構成されていることを特徴とする揺動アクチュエータ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の揺動アクチュエータ装置において、前記流路は前記ハウジングの部材内部に設けられていることを特徴とする揺動アクチュエータ装置。
【請求項３】
請求項１あるいは２項に記載の揺動アクチュエータ装置において、前記熱空間は前記永久磁石の磁極間であって当該永久磁石の軸方向に設けられた溝を含むことを特徴とする揺動アクチュエータ装置。
【請求項４】
請求項１あるいは２のうちのいずれか１項に記載の揺動アクチュエータ装置において、前記熱空間は前記永久磁石の軸方向に貫通させた穴を含むことを特徴とする揺動アクチュエータ装置。
【請求項５】
請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の揺動アクチュエータ装置において、前記永久磁石によって流体が熱せられる空間と前記流路との間で流体が自然対流を利用して循環することを特徴とする揺動アクチュエータ装置。  
【請求項６】
請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の揺動アクチュエータ装置において、前記回転軸に取付けられ当該回転軸と一緒に回転する回転板と、前記ステータ側に取付けられた静止板とを備え、前記回転軸の揺動で前記回転板と前記静止板の間に発生する圧力変動により、前記流体を前記流路に出入りさせるように構成したことを特徴とする揺動アクチュエータ装置。
【請求項７】
請求項１から４のうちのいずれか１項に揺動アクチュエータ装置において、前記ステータ側に取付けられた静止板を備え、前記回転軸の揺動で前記磁極と前記静止板の間に発生する圧力変動により、前記流体を前記流路に出入りさせるように構成したことを特徴とする揺動アクチュエータ装置。
【請求項８】
請求項５に記載の揺動アクチュエータ装置において、前記回転軸が地面に対して垂直方向に向くよう設置されていることを特徴とする揺動アクチュエータ装置。
【請求項９】
請求項１から８のうちのいずれか１項に記載の揺動アクチュエータ装置によりレーザ光を偏向させるガルバノミラーを駆動させることを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ発振器から出力されたレーザ光を偏光させるガルバノミラーを駆動させるための揺動アクチュエータ装置を及びそれを使用するレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工装置において、ロータ側に永久磁石を配し、ステータ側にコイルとヨークを配した揺動アクチュエータ装置が使用されるものがある。レーザ加工装置において、信頼性の高い加工を高速かつ連続に行うためには、揺動アクチュエータ装置の温度上昇を抑制する必要がある。
【０００３】
従来、このような課題を解決する技術として、例えば、特許文献１に開示されるように、揺動アクチュエータ装置のハウジングの外側に当該ハウジングを冷却する手段を取付けるものがある。この技術においては、ハウジングの主に外周が冷却され、揺動アクチュエータ装置の内部まで冷却されず、特に永久磁石が充分冷却されない欠点がある。
【０００４】
また、特許文献２に開示されるように、揺動アクチュエータ装置のハウジングの外部から冷媒を揺動アクチュエータ装置の内部に供給するものがある。この技術においては、ハウジング内部の永久磁石やコイルが冷却されるものの、ヨークの冷却については考慮されておらず、ヨークが充分冷却されない欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４３１３３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７５００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、冷却能力を高めた揺動アクチュエータ装置及びそれを使用するレーザ加工装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の揺動アクチュエータ装置においては、ロータ側に、ミラーが一端に取付けられた回転軸と、当該回転軸の外周側に取付けられた永久磁石とを含み、ステータ側に、前記永久磁石の対面側に配置されるコイルと、当該コイルが取付けられヨークであって当該コイルで発生する磁束を通過させるものと、前記ヨークが内側に取付けられるハウジングと、当該ハウジングを冷却する手段とを含む揺動アクチュエータ装置において、前記冷却手段によって間接的に冷却される流路が内部に設けられ、前記永久磁石によって流体が熱せられる空間と前記流路との間で流体が循環するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また請求項２に記載の揺動アクチュエータ装置においては、請求項１に記載の揺動アクチュエータ装置において、前記流路は前記ハウジングの部材内部に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また請求項３に記載の揺動アクチュエータ装置においては、請求項１あるいは２項に記載の揺動アクチュエータ装置において、前記熱空間は前記永久磁石の磁極間であって当該永久磁石の軸方向に設けられた溝を含むことを特徴とする。
【００１０】
また請求項４に記載の揺動アクチュエータ装置においては、請求項１あるいは２のうちのいずれか１項に記載の揺動アクチュエータ装置において、前記熱空間は前記永久磁石の軸方向に貫通させた穴を含むことを特徴とする。
【００１１】
また請求項５に記載の揺動アクチュエータ装置においては、請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の揺動アクチュエータ装置において、前記永久磁石によって流体が熱せられる空間と前記流路との間で流体が自然対流を利用して循環することを特徴とする。
【００１２】
また請求項６に記載の揺動アクチュエータ装置においては、請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の揺動アクチュエータ装置において、前記回転軸に取付けられ当該回転軸と一緒に回転する回転板と、前記ステータ側に取付けられた静止板とを備え、前記回転軸の揺動で前記回転板と前記静止板の間に発生する圧力変動により、前記流体を前記流路に出入りさせるように構成したことを特徴とする。
【００１３】
また請求項７に記載の揺動アクチュエータ装置においては、請求項１から４のうちのいずれか１項に揺動アクチュエータ装置において、前記ステータ側に取付けられた静止板を備え、前記回転軸の揺動で前記磁極と前記静止板の間に発生する圧力変動により、前記流体を前記流路に出入りさせるように構成したことを特徴とする。
【００１４】
また請求項８に記載の揺動アクチュエータ装置においては、請求項５に記載の揺動アクチュエータ装置において、前記回転軸が地面に対して垂直方向に向くよう設置されていることを特徴とする。
【００１５】
また請求項９に記載のレーザ加工装置においては、請求項１から８のうちのいずれか１項に記載の揺動アクチュエータ装置によりレーザ光を偏向させるガルバノミラーを駆動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、冷却能力を高めた揺動アクチュエータ装置及びそれを使用するレーザ加工装置が得られる。      
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１となる揺動アクチュエータ装置の軸方向断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１におけるコイルの形状を示す図である。
【図４】図1における永久磁石の形状を示す図である。
【図５】本発明の実施例２となる揺動アクチュエータ装置の軸方向断面図である。
【図６】本発明の実施例３となる揺動アクチュエータ装置の軸方向断面図である。
【図７】図６における径方向断面図である。
【図８】本発明の実施例４となる揺動アクチュエータ装置の軸方向断面図である。
【図９】図８におけるＡ−Ａ断面図である。
【図１０】本発明の実施例５となる揺動アクチュエータ装置の軸方向断面図である。
【図１１】図１０におけるＡ−Ａ断面図である。
【図１２】本発明の実施例６となる揺動アクチュエータ装置の軸方向断面図である。
【図１３】図１２のＡ−Ａ断面図である。
【図１４】図１３のＡ−Ａ断面図である。
【図１５】本発明の実施例７となる揺動アクチュエータ装置の軸方向断面図である。
【図１６】図１５のＡ−Ａ断面図である。
【図１７】図1６における永久磁石の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１９】
実施例１  
図1は本発明の実施例１となる揺動アクチュエータ装置の軸方向断面図である。
【００２０】
図1において、２０はロータ側の回転軸であり、玉軸受２１と２２に保持されて滑らかな揺動運動を行うことができる。玉軸受２１は軸受ハウジング２３に、玉軸受２２は軸受ハウジング２４に保持されている。玉軸受２１の外輪は、波座金２５により、図面右側に予圧が与えられている。軸受ハウジング２３、２４は、熱伝導率の高い材料、例えば、アルミニウム系で形成されている。
【００２１】
ロータ側に取付けられる永久磁石３０は、接着剤等により、回転軸２０と同軸に、所定の位置に固定されている。永久磁石３０には、後で説明する溝が設けられている。  玉軸受２１と永久磁石３０との間にはカラー２６、また、玉軸受２２と永久磁石３０の間には、カラー２７が配置されている。
【００２２】
回転軸２０の一端には、ミラー１０がマウント１１を介して固定されている。回転軸２０の他端には、表面にスリット（図示省略）などの位置信号を有するエンコーダ板４０がハブ４１を介して取付けられている。また、スリットに対向する位置にセンサー４２が配置されている。
【００２３】
センサ４２はセンサベース４３に保持され、センサベース４３は軸受ハウジング２４に取付けられている。エンコーダ板４０とセンサ４２は、ミラー１０の角度変位を検出して、フィードバック制御するための、エンコーダの機能をしている。
【００２４】
ステータ側となるハウジング６２の内部には、コイル６０とヨーク６１が、永久磁石３０と対向する位置に、エアギャップ５を介して、回転軸２０の軸線１００と同軸に配置されるよう、収容されている。
【００２５】
ヨーク６１は、渦電流を抑えるために、高透磁率で軟磁性の鉄系の薄板を軸線１００の方向に積層したものである。ヨーク６１は、ハウジング６２の内径部に設けられたフランジに一端が接触し、また他端がフランジ６３に接触保持されている。ここで、ハウジング６２とフランジ６３は、熱伝導性の良いアルミニウム等で作られている。
【００２６】
ハウジング６２の外周には、ハウジング６２を冷却するための冷却ジャケット２００が設けられている。冷却ジャケット２００は、ここでは、流入口２０１から矢印方向に冷却水を流入させ、流入直後に軸方向に２分岐させた後、２つの配管２０３と２０４を通して、ハウジング６２の外周を回って、排出口２０２から排出される。これによりハウジング６２は、ほぼ冷却水と同じ温度に冷却される。
【００２７】
冷却ジャケット２００については、例えば上記特許文献１（特開２００８−４３１３３号公報）などに開示されているので、ここでは説明を省略する。
【００２８】
７１は冷媒となる空気を通すためにハウジング６２の部材内に設けられた管状の流路であり、径方向の部分と軸方向の部分から成る。７２は冷媒となる空気を通すためにフランジ６３の内部に設けられた管状の流路である。７４は冷媒となる空気を循環させるためにフランジ６３の内部に設けられたファンで、流路７１の軸方向部分の一端と流路７２の一端を結合させてある。
【００２９】
流路７１と７２及びファン７４は、永久磁石３０の４つの溝に対応する位置、すなわち９０度間隔でハウジング６２の円周方向に合計４個形成され、いずれも同じ動作・機能を持つ。  
【００３０】
以上の構造により、ファン７４により、冷媒流体となる空気が矢印７５の方向（時計方向）に循環する内部循環流路７０が、ハウジング６２の円周方向に等間隔で合計４個形成される。
【００３１】
すなわち、永久磁石３０の左端に設置された流路７１の流入口７１aから永久磁石３０とコイル６０により加熱された空気を吸い込み、吸い込まれた空気はハウジング６２の部材内を通って冷却され、ファン７４に到達する。そして、ファン７４から流路７２を通して、永久磁石３０とコイル６０の右端近傍に流出し、その後、永久磁石３０の溝で形成された流路７３を通る際に永久磁石３０とコイル６０を冷却し、流路７１に戻る。
【００３２】
このように、永久磁石３０とコイル６０により暖められた空気を、冷却ジャケット２００により充分に冷却されているハウジング６２の部材内に設けた流路７１を通して冷却し、永久磁石３０とコイル６０側に再び戻すようになっているので、この流路７１の空気をファン７４で循環させれば、永久磁石３０とコイル６０を冷却することができる。  
【００３３】
図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図４は永久磁石の形状を示す図で、(a)は径方向断面図、(b)が軸方向断面図である。
【００３４】
ロータ側の永久磁石３０は、図２に示すように、中心角９０度の４極の磁石片を組み合わせたもので、各磁石片は半径方向に着磁されている。永久磁石３０のＮ極からエアギャップ５に出た磁束３１〜３４は、コイル６０と交差して、ヨーク６１を通ってＳ極に戻る閉ループを描く。
【００３５】
この永久磁石３０には、Ｎ極とＳ極との中間、すなわちコイル６０の内周部（コイルの有効部が無い箇所）に対応する位置に、直角の切込みによる溝３００が設けられている。このため、この溝３００によるトルクの低下は小さい。また、この溝３００による質量の軽減により、消費電力の低減の効果も期待できる。この溝３００は上述の流路７３を形成するものであり、各々の流路７３はハウジング６２の部材内を通る流路７１に連接されている。
【００３６】
図３は図１におけるコイル６０の形状を示す図であり、（a）は平面図、(b)は側面断面図である。  
【００３７】
素材としてのコイル６０は、図３に示すように、銅などの素線を扁平な方形枠状に巻いたものである。このようなコイル素材がヨークの内径に合わせて円弧状に曲げられ、４個を電気的に接続するとともに有効長が回転軸と平行になるようにして、ヨークの内周面に熱伝導率の高い接着剤により接着されている。コイル６０の内側も、熱伝導率の高い接着剤で埋められている。
【００３８】
ここで、隣同士のコイル６０は、隣同志の電流の向きが同じになるように電気的に結線される。これにより、磁束とコイル６０の有効長に流れる電流は直交するので、コイル６０に電流を供給すると、ロータ側の永久磁石には接線方向の電磁力が作用する（フレミングの左手の法則に沿った方向）。この電磁力により回転軸が回転し、ミラーを角度変位させる。
【００３９】
以上の実施例においては、冷却ジャケット２００によりハウジング６２が冷却されることにより、ヨーク６１が冷却される。またハウジング６２の部材内に設けられた流路７１が冷却されるので、流路７３で永久磁石３０とコイル６０により温められた空気は、ここを通過することにより冷却されて再び流路７３に戻り、永久磁石３０とコイル６０が冷却されるようになる。
【００４０】
これにより、揺動アクチュエータ装置の主な発熱部分の冷却が可能となり、冷却能力を高めることができる。従って、従来技術と比較して、高速・高精度・高信頼性の揺動アクチュエータ装置およびこれを使用するレーザ加工装置を得ることができる。
【００４１】
また、以上の実施例においては、永久磁石３０に設けられた溝３００により、永久磁石３０とコイル６０の間には、エアーギャップ５よりもはるかに広い流路７３が確保されるので、冷媒となる空気の速度と量を上げることができ、また、永久磁石３０の冷却面積も増加させることができる。
【００４２】
なお、本実施例では、流路７１と７２を管状にしたのは、加工する場合の容易さを考慮してであり、ハウジング６２の形態も含め、他の形式であっても良い。
【００４３】
例えば、ハウジング６２の部材を２層にし、内周側の部材の外周面側に軸方向に角型の溝を設け、外周側の部材を覆うことにより溝部分を流路とすれば、流路７１の軸方向部分は、略四角形なものとなる。
【００４４】
また、溝３００は直角の切込みにより形成したが、溝３００の形状は流路を形成できるものであればよい。例えば、回転軸２０と平行に、永久磁石３０の一端から他端へ貫通する貫通穴を設け、これを流路としてもよい。
【００４５】
また、流路７１の流入口７１aは、ハウジング６２から径方向に延伸しているが、ハウジング６２のこの部分に、流路７１の開口部を露出させても良い。
【００４６】
実施例２
図５は本発明の実施例２となる揺動アクチュエータ装置の軸方向断面図である。実施例１の説明のための図１〜４と同じ番号の物は、同一の物あるいは同一機能を意味し、以下の図でも同様とする。
【００４７】
実施例１と異なる点は、冷媒となる空気を循環させるためのファン７４をフランジ６３の内部に設けずに外側に設け、ハウジング６２の部材内に設けた流路７１とフランジ６３の内部に設けた流路７２をファン７４に結合させたことである。
【００４８】
ファン７４がフランジ６３の内部にあると、ファン７４を組込みにくい場合、このようにフランジ６３の外側にあると好都合である。
【００４９】
実施例３
図６は本発明の実施例３となる揺動アクチュエータ装置の軸方向断面図、図７は図６のＡ−Ａ断面図であり、図７のＡ−Ａ断面図が図６になっている。
【００５０】
実施例１との違いは、実施例１では、ハウジング６２を冷却するための冷却ジャケット２００をハウジング６２の外周に設けていたが、実施例２では、ハウジング６２を冷却するための機構をハウジング６２の部材内を中心に設けた点にある。
【００５１】
本実施例では、冷却手段２１０が、永久磁石３０のＮ極、Ｓ極に対応する位置に、すなわち９０度間隔でハウジング６２の円周方向に合計４個形成されている。いずれの冷却手段２１０も同じ動作・機能を持つ。
【００５２】
この冷却手段２１０は、冷却水の流入口２１１とハウジング６２の部材内を通る配管２１３と流出口２１２から構成されている。ハウジング６２は、熱伝導性の良いアルミニウム等で製作されているので、配管２１３を介してハウジング６２全体が均等に冷却されるようになっている。    
【００５３】
以上の実施例においては、冷却のための配管２１３をハウジング６２の部材内に直接設けることにより、内部循環流路７０との距離が近くなるので、冷却性能を向上できる。また、このような冷却手段２１０を内蔵することにより、装置全体の小型化が可能となる。
【００５４】
実施例４
図８は本発明の実施例４となる揺動アクチュエータ装置の軸方向断面図、図９は図８におけるＡ−Ａ断面図である。
【００５５】
本実施例においては、実施例１のような冷却ジャケット２００、あるいは実施例３のような冷却手段２１０を備えているものとするが、図示と説明は省略する。
【００５６】
本実施例の実施例１との違いは、内部循環流路を変更したこと、また実施例１では内部循環流路での空気の循環手段としてファンを用いていたが、その替わりに回転軸２０の動きを利用した送風（ポンプ）機能を設けた点である。
【００５７】
ハウジング６２の部材内には、ハウジング６２の軸受ハウジング２３側であって、永久磁石３０の隣り合う２つの溝３００に対応する位置に、ハウジング６２の内周部から略径方向に延伸している管状の流路８１と８３が、さらには、ハウジング６２の接線方向に延伸して流路８１と８３とを結ぶ管状の流路８２が形成されている。  
【００５８】
内部循環流路８０は、流路８１〜８３と、永久磁石３０の溝３００による流路とから形成される。この内部循環流路８０は、ハウジング６２の円周方向に合計４個設けられ、いずれの内部循環流路８０も動作・機能は同じである。
【００５９】
それぞれの内部循環流路８０には、内部循環流路８０内の空気を循環させるための送風手段８５が設けられている。この送風手段８５は、回転軸２０に取付けられて回転軸２０と一緒に回転する回転板８６と、ハウジング６２の内周に取付けられた静止板８７とを含む。
【００６０】
回転板８６は、回転軸２０からハウジング６２に向かって、ハウジング６２の壁近傍に延伸しており、この幅は、軸受ハウジング２３及びコイル６０と永久磁石３０との間の間隔よりも狭く、回転によりどの部材にも接触しない大きさである。全体で４枚、それぞれ永久磁石３０のＮ極、Ｓ極のちょうど中間位置に対応して、回転軸２０に取付けられている。
【００６１】
静止板８７は、ハウジング６２から回転軸２０に向かって延伸しており、先端は回転軸２０に接触しない。この静止板８７の幅は、回転板８６とほぼ同じ大きさに製作されている。全体で４枚、それぞれ回転板８６と４５度の角度をもって、９０度間隔で取付けられている。静止板８７の付根部の両側は、ちょうど流路８１と８３の端部となっていて、内部循環流路８０が、回転板８６を跨ぐような位置関係になっている。  
【００６２】
４つの送風手段８５は、いずれも同じ機構と原理なので、図中最上部の送風手段８５を用いて機能を説明する。
【００６３】
回転軸２０が時計方向に回転すると、回転板８６の進行方向の対向面、すなわち、右側の静止板８７がハウジング６２に固定されているので、両者にはさまれた空気は、回転板８６により圧縮されて（押されて）、静止板８７の根本に取付けられた流路８１に流入し、流路８２に導かれる。
【００６４】
また、回転軸２０が時計方向に回転すると、回転板８６は左側の静止板８７からは遠ざかるので、この空間の体積は膨張して気圧が下がり、流路８３から空気を吸い出す作用が発生する。これにより、流路８２からの空気が流路８３を介して送風手段８５内に導かれる。
【００６５】
以上により、回転軸２０が時計方向に回転すると、内部循環流路８０には矢印８４のような反時計方向の流れができる。これにより、永久磁石３０の発熱で暖められた空気は、内部循環流路８０を経由することにより冷却され、再び永久磁石３０に導くことが可能となる。  
【００６６】
一方、回転軸２０が反時計方向に回転すると、回転板８６の進行方向の対向面、すなわち、左側の静止板８７との関係で流路８３から時計方向の空気流が形成され、右側の静止板８７との関係で流路８１から空気を吸い出そうとする。従って、回転軸２０が時計方向に回転した場合と同様に、永久磁石３０の発熱で暖められた空気を、内部循環流路８０を経由することにより冷却し、再び永久磁石３０に導くことが可能となる。
【００６７】
このように、揺動アクチュエータ装置の機能として、回転軸２０が時計方向、反時計方向に回転すると、それとともに、回転板８６が左右に回転し、静止板８７との空間の空気が内部循環流路８０に送られ、冷却空気を永久磁石３０に導くことが可能となる。
【００６８】
なお、本実施例では、流路８１〜８３がハウジング６２の略径方向や接線方向に形成されているが、これは、ハウジング６２の部材内での流路長を長くして、冷却能力を高めるためである。  
【００６９】
また流路８１〜８３は、作りやすくするため、直線状になっているが、この形状に捕らわれることなく、どのような流路であっても良い。例えば、流路抵抗による圧力損失を小さくするために、流路長を最短にする経路であっても良い。また、実際の製作では、貫通穴を開けてから、不要な部分を塞いで流路を形成しても良い。
【００７０】
また、本実施例では、ハウジング６２の部材内に内部循環流路８０を設けたが、図８の右側に示すように、フランジ６３の内部に内部循環流路８０及び回転板８６と静止板８７を含む送風手段を設けても良い。フランジ６３はアルミニウム材で形成されており、ハウジング６２と接触しているため、ハウジング６２と同様に冷却されるので、内部循環流路８０がハウジング６２の部材内に設置されている場合と同様の冷却効果を期待できる。
【００７１】
実施例５
図１０は本発明の実施例５となる揺動アクチュエータ装置の軸方向断面図、図１１は図１０におけるＡ−Ａ断面図であり、図１１のＡ−Ａ断面図が図１０になっている。
【００７２】
本実施例においては、実施例１のような冷却ジャケット２００、あるいは実施例３のような冷却手段２１０を備えているものとするが、図示と説明は省略する。
【００７３】
実施例４との違いは、実施例４では内部循環流路８０をハウジング６２の軸受ハウジング２３側に設けていたのに対し、本実施例では、内部循環流路を永久磁石３０の軸方向に３個所設けている点である。
【００７４】
ハウジング６２の部材内には、永久磁石３０の隣り合う２つの溝３００に対応する位置に、コイル６０の内周部から略径方向にヨーク６１を貫通してハウジング６２まで延伸している管状の流路９１と９３が、またヨーク６１の接線方向に延伸して端部が流路９１、９３と結合されている管状の流路９２が形成されている。
【００７５】
内部循環流路９０は、流路９１〜９３と、永久磁石３０の溝３００による流路９４とから形成される。この内部循環流路９０は、実施例３と同じように、ハウジング６２の円周方向に合計４個、永久磁石３０の軸方向の合計３個所設けられ、いずれの内部循環流路９０も動作・機能は同じである。  
【００７６】
それぞれの内部循環流路９０には、内部循環流路９０内の空気を循環させるための送風手段９５が設けられている。
【００７７】
実施例４では、この送風手段は、回転軸２０に取付けられて回転軸２０と一緒に回転する回転板８６と、ハウジング６２の内周に取付けられた静止板８７とを含んでいたが、本実施例の送風手段９５では、永久磁石３０を回転板として利用し、コイル６０の内周部に静止板９７が取付けられている。
【００７８】
静止板９７は、永久磁石３０の溝３００に対応する位置に、９０度間隔でヨーク６１から回転軸２０に向かって延伸している。この静止板９７は、永久磁石３０の近傍まで延伸しているが、永久磁石３０と接触していない。どこまで延伸できるかは、永久磁石３０の最大回転時にも、永久磁石３０と接触しない位置までである。
【００７９】
静止板９７は、軸方向にも延伸しており、３組の内部循環流路９０に共通となっている。すなわち、３組の内部循環流路９０に対して静止板９７は１枚だけであり、全体で４枚取付けられている。静止板９７の付根部の両側は、ちょうど流路９１と９３の端部となっていて、内部循環流路９０が、永久磁石３０のＮ極あるいはＳ極を跨ぐような位置関係になっている。  
【００８０】
４つの送風手段９５は、いずれも同じ機構と原理なので、図中最上部の送風手段９５を用いて機能を説明する。
【００８１】
回転軸２０が時計方向に回転すると、永久磁石３０とその右側の静止板９７とにはさまれた空気は、永久磁石３０により圧縮されて、静止板９７の根本に取付けられた流路９１に流入し、流路９２に導かれる。
【００８２】
また、回転軸２０が時計方向に回転すると、永久磁石３０が左側の静止板９７からは遠ざかるので、この空間の体積は膨張して気圧が下がり、流路９３から空気を吸い出す作用が発生する。これにより、流路９２からの空気が流路９３を介して送風手段９５内に導かれる。
【００８３】
以上により、回転軸２０が時計方向に回転すると、内部循環流路９０には矢印９６のような反時計方向の流れができる。これにより、永久磁石３０の発熱で暖められた空気は、内部循環流路９０を経由することにより冷却され、再び永久磁石３０に導くことが可能となる。
【００８４】
一方、回転軸２０が反時計方向に回転すると、永久磁石３０の進行方向の対向面、すなわち、左側の静止板９７との関係で流路９３から時計方向の空気流が形成され、右側の静止板９７との関係で流路９１から空気を吸い出そうとする。従って、回転軸２０が時計方向に回転した場合と同様に、永久磁石３０の発熱で暖められた空気を、内部循環流路９０を経由することにより冷却し、再び永久磁石３０に導くことが可能となる。
【００８５】
このように、揺動アクチュエータ装置の機能として、回転軸２０が時計方向、反時計方向に回転すると、それとともに、永久磁石３０が左右に回転し、静止板９７との空間の空気が内部循環流路９０に送られ、冷却空気を永久磁石３０に導くことが可能となる。
【００８６】
以上のように、本実施例においては、永久磁石３０を回転板として利用するので、回転板を取付けなくても、永久磁石３０で加熱された空気は、ハウジング６２の部材内で冷却されて永久磁石３０に戻るようになる。
【００８７】
ここで、ミラーをわずかな角度で連続移動させる動作では、静止板９７との体積変化が小さくて、内部循環流路９０に送風できる（循環させる）空気流が少ない。更なる冷却性能を向上させるためには、回転軸を左右にできるだけ大きい角度で回転させ、内部循環流路９０の流量を増やせば良い。  
【００８８】
これは、加工と加工の空き時間（待機時間）等において、回転軸が最大角度で揺動する動作を行なわせる加工プログラムを組込むこと等により実現できる。
【００８９】
また、永久磁石３０に回転板の機能を持たせると、永久磁石３０と静止板９７との間の空気圧の変化が、回転軸を回転させるうえでのトルク変動（外乱）となって発生する可能性がある。
【００９０】
このような場合には、予め、永久磁石３０の回転位置、回転速度による空気圧の反力（外力）を測定し、補正テーブルとして装置内に記憶させておき、実際の加工時に、コイルに流す電流を補正すればよい。
【００９１】
本実施例では、内部循環流路９０を、永久磁石３０の軸方向に３組設けているが、この組数は３つに限らず、必要に応じて変更しても良い。
【００９２】
実施例６
図１２は本発明の実施例６となる揺動アクチュエータ装置の軸方向断面図、図１３は図１２のＡ−Ａ断面図、図１４は図１３のＡ−Ａ断面図である。
【００９３】
実施例１との違いは、実施例１では、内部循環流路での空気の循環手段としてファンを用いていたが、本実施例では、ファンの替りに自然対流を利用している点である。
本実施例では、回転軸が地面に対して垂直方向に向くよう、揺動アクチュエータ装置が設置されることを前提としている。
【００９４】
ハウジング６２の部材内には、永久磁石３０に形成された溝３００に対応する位置に、フランジ６３内でハウジング６２の内周部付近から径方向に延伸している管状の流路５１と、軸受ハウジング２３側でハウジング６２の内周部付近から径方向に延伸している管状の流路５３と、ヨーク６１の外周側で軸方向に延伸して流路５１と５３とを結ぶ管状の流路５２とが形成されている。  
【００９５】
内部循環流路５０は、流路５１〜５３と、永久磁石３０の溝３００による流路５４とから形成される。この内部循環流路５０は、ハウジング６２の円周方向に合計４個設けられ、いずれの内部循環流路８０も動作・機能は同じである。
【００９６】
すなわち、永久磁石３０が駆動時に発熱すると、回転軸２０の上側に、永久磁石３０の発熱により暖められた空気が上昇する（紙面の上方向に移動してくる）。これは、暖められた空気は比重が軽くなるためである。暖められて上昇した空気は、内部循環流路５０の流路５１に導かれる（ガイドされる）。
【００９７】
流路５１の入り口は、空気を補足しやすいように円管が斜めに切断された形状になっている。この部分は、空気を補足しやすい形状で有れば、コの字でも、どのような形状でも、また流路５１に角度を付与しても構わない。  
【００９８】
流路５１から流路５２に導かれた空気は、ハウジング６２の部材内で冷却されて、その比重が重くなり、回転軸２０の下側に移動してくる（紙面の下方向に移動してくる）。そして、流路５３を通して、永久磁石３０の下部に戻され、再び永久磁石３０を冷却することが可能となる。
【００９９】
以上により、ファンを無くしても、内部循環流路５０を循環する空気流が形成され、永久磁石３０を冷却することが可能となる。
【０１００】
本実施例においても、ハウジング６２を冷却する冷却手段２１０は、実施例３のように、流入口２１１とハウジング６２の部材内に設けられた流路２１３と流出口２１２とで構成されており、ハウジング６２の部材内を中心に形成されている。すなわち、ハウジング６２の部材内で隣接する内部循環流路５０の間に、９０度の間隔で、円周方向に合計４個形成されている。冷却手段２１０については、実施例３で説明しているので、詳細な説明は省略する。  
【０１０１】
以上のように、本実施例においては、ファンの替りに自然対流を利用しているので、構造が単純となり（部品点数が減少し）、組立て性能が向上する。また、ファン駆動電力が不要となり、消費電力を減少させることができる。
【０１０２】
実施例７
図１５は本発明の実施例７となる揺動アクチュエータ装置の軸方向断面図、図１６は図１５のＡ−Ａ断面図である。図１７は永久磁石の形状を示す図で、(a)は径方向断面図、(b)は(a)
のＡ−Ａ断面図である。
【０１０３】
本実施例においては、実施例１のような冷却ジャケット２００、あるいは実施例３のような冷却手段２１０を備えているものとするが、図示と説明は省略する。
【０１０４】
本実施例では、実施例６と同様、内部循環流路での空気の循環手段として、ファンの替りに自然対流を利用している。
【０１０５】
実施例６との違いは、実施例６では、回転軸が地面に対して垂直方向に向くよう、揺動アクチュエータ装置が設置されることを前提としていたのに対し、本実施例では、回転軸が地面に対して水平方向に向くよう、揺動アクチュエータ装置が設置されることを前提としている点である。
【０１０６】
ハウジング６２の部材内には、永久磁石３０の隣り合う２つの溝３００に対応する位置に、ヨーク６１の内周部付近からヨーク６１を貫通して径方向に延伸している管状の流路５６と５９が、さらには、ヨーク６１の接線方向に延伸して流路５６と５９とを結ぶ二つの管状の流路５７と５８が形成されている。  
【０１０７】
永久磁石３０には、流路５６と５９の一端が接する溝３００同士を結ぶ貫通穴３１が設けられている。本実施例では、内部循環流路５５は、流路５６〜５９と、永久磁石３０の溝３００による流路５４と、永久磁石３０の貫通穴３１による流路３５とから形成される。この内部循環流路５５は、ハウジング６２の円周方向に合計２個、回転軸２０の軸方向に３組設けられ、いずれの内部循環流路５５も動作・機能は同じである。  
【０１０８】
すなわち、永久磁石３０により暖められた空気は、コイル６０の内周部の位置に設けられた流路５６を通り流路５７、５８に導かれる。流路５７、５８は冷却手段（冷却ジャケット等）により冷却されているので、ここを通過する空気流は冷却され、比重が重くなって紙面の下方に移動する。そして、冷却された空気は流路５９により永久磁石３０の溝３００に戻される。これにより、永久磁石３０を冷却できる。
【０１０９】
永久磁石３０を冷却した後、再度、暖められた空気は、比重が軽くなるために、永久磁石３０に設けた貫通穴３１を通って上昇する。そして、再び、流路５６に導かれる。
【０１１０】
以上のように、ファンを無くしても、矢印３４の方向に循環する空気流が形成され、永久磁石３０を冷却することが可能となる。
【０１１１】
本実施例においては、永久磁石３０に形成する貫通穴３１は、流路５６と５９の一端が接する溝３００同士を結ぶ磁極部分だけとしているが、全ての極に設けても良い。
本実施例では、内部循環流路５５を、永久磁石３０の軸方向に３組設けているが、この組数は３つに限らず、必要に応じて変更しても良い。  
【符号の説明】
【０１１２】
１０：ミラー
２０：回転軸
３０：永久磁石
６０：コイル
６１：ヨーク
６２：ハウジング
７１〜７３、５１〜５３、５４〜５９、８１〜８３、９１〜９３：流路
７４：ファン
５０、５５、７０、８０、９０：内部循環流路
２００：冷却ジャケット
２１０：冷却手段
３００：溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2014165933.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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