JP4376513B2

JP4376513B2 - Planar type electromagnetic actuator

Info

Publication number: JP4376513B2
Application number: JP2002365657A
Authority: JP
Inventors: 真河村; 譲上田; 和宏鳥海
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd; Citizen Finetech Miyota Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd; Citizen Finetech Miyota Co Ltd
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2022-12-17
Also published as: JP2004198647A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローレンツ力を利用するプレーナー型電磁アクチュエータに関し、特に、静磁界発生手段による静磁界が駆動コイルに効率よく作用するようにしたプレーナー型電磁アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプレーナー型電磁アクチュエータには、例えば、図９に示すように、可動部１が一対のトーションバー２，２により回動可能に軸支され、該可動部１の周縁部に沿って設けられた駆動コイル３に静磁界を作用させてローレンツ力により上記可動部１を回動させるようにした一次元のプレーナー型電磁アクチュエータがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、図１０に示すように、トーションバー２，２により回動可能に軸支された可動部１と、トーションバー２，２に対して直交方向に形成された外側トーションバー５，５により回動可能に軸支されると共に、上記トーションバー２，２を保持する枠部６と、により構成されており、上記可動部１の周縁部に沿って設けられた駆動コイル３及び上記枠部６に沿って設けられた外側駆動コイル８にそれぞれ静磁界を作用させてローレンツ力により上記可動部１及び枠部６を回動させるようにした二次元のプレーナー型電磁アクチュエータがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１３１６８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のプレーナー型電磁アクチュエータにおいては、いずれも、静磁界は、一次元の場合は静磁界発生手段９により枠部６の外方から駆動コイル３に、また二次元の場合は静磁界発生手段９，１０により外側枠部１１の四方の外方から駆動コイル３及び外側駆動コイル８に対して付与されている。したがって、駆動コイル３及び外側駆動コイル８と静磁界発生手段９，１０との距離が離れることになる。一般に、磁場の強度は距離の２乗に反比例することから、駆動コイル３及び外側駆動コイル８と静磁界発生手段９，１０との距離が離れることにより駆動コイル３及び外側駆動コイル８における磁場が弱くなり、効率が悪い。そのため、従来のプレーナー型電磁アクチュエータでは、十分な駆動トルクを得ようとすれば、静磁界発生手段９，１０を大きくして磁力を増す必要があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に着目してなされたもので、静磁界発生手段による静磁界が駆動コイルに効率よく作用するようにしたプレーナー型電磁アクチュエータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このために、請求項１の発明は、枠部と、該枠部に対してトーションバーにより回動可能に軸支された可動部と、該可動部の周縁部に敷設されて通電により磁界を発生する駆動コイルと、前記トーションバーの軸方向に平行な前記可動部の対辺部の駆動コイルに静磁界を与える静磁界発生手段とを備えて構成したプレーナー型電磁アクチュエータにおいて、前記トーションバーの軸方向に平行な前記可動部の対辺部に位置する駆動コイルを間にして、前記枠部と前記可動部との間に形成された開口部、及び前記可動部内に形成された別の開口部に前記静磁界発生手段を互いに反対磁極を対向させて配置する構成としものである。
【０００８】
このような構成では、トーションバーの軸方向に平行な前記可動部の対辺部に位置する駆動コイルを間にして、枠部と可動部との間に形成された開口部、及び可動部内に形成された別の開口部に反対磁極を対向させて配置された静磁界発生手段により、トーションバーの軸方向に平行な可動部の対辺部の駆動コイルに静磁界を与える。これにより、駆動コイルに近接させた位置で静磁界発生手段から駆動コイルに、可動部の面に平行であり、上記対辺部の駆動コイルに直交する磁界成分を作用させ、静磁界の利用効率が向上する。
【０００９】
具体的には、上記静磁界発生手段は、請求項２のように前記トーションバーの軸方向に平行な前記可動部の一方の対辺部に位置する前記駆動コイルを間にして配置されるとよい。または、請求項３のように、前記トーションバーの軸方向に平行な前記可動部の両対辺部に位置する前記駆動コイルを間にして、各対辺部に互いに反対向きのローレンツ力が発生するように配置されてもよい。
【００１０】
上記静磁界発生手段は、請求項４のように、一対の永久磁石であり、この場合、請求項５のように、互いにヨーク部で接続するとよい。または、請求項６のように、断面が略Ｕ字形状若しくは略コ字形状の永久磁石で形成してもよい。上記永久磁石は、請求項７のように、互いに対向する側面部が上記可動部の回動軌跡に沿った曲面形状に形成するとよい。
【００１１】
プレーナー型電磁アクチュエータは、請求項８のように、前記枠部の外側に前記トーションバーに対して直交方向に設けられ、前記枠部を回動可能に軸支する他のトーションバーと、前記枠部の周縁部に敷設されて通電により磁界を発生する別の駆動コイルと、前記他のトーションバーの軸方向に平行な前記枠部の対辺部に位置する前記別の駆動コイルを間にして、前記枠部の外側、及び該枠部と前記可動部との間に形成された開口部に別の静磁界発生手段を互いに反対磁極を対向させて配置する構成としてもよい。
【００１２】
より具体的には、上記別に静磁界発生手段は、請求項９のように、前記他のトーションバーの軸方向に平行な前記枠部の一方の対辺部に位置する前記別の駆動コイルを間にして配置されてもよく、請求項１０のように、前記他のトーションバーの軸方向に平行な前記枠部の両対辺部に位置する前記別の駆動コイルを間にして、各対辺部に互いに反対向きのローレンツ力が発生するように配置されてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１に、本発明に係るプレーナー型電磁アクチュエータの第１実施形態の平面図を示す。
図１において、本第１実施形態のプレーナー型電磁アクチュエータは、一対のトーションバーに軸支された可動部に対し静磁界の作用によりローレンツ力を付与して回動させ、例えば光偏向を行うものであり、可動部１と、トーションバー２と、駆動コイル３と、静磁界発生手段９とを備えている。
【００１４】
上記可動部１は、回動して光の偏向をさせるものであり、図１に示すように、矩形状を成し、その中央部に光を反射する円形の反射部１２を設けている。該反射部１２は、可動部１に対して対角線状に設けられた４本の梁部１３によって、反射部１２の外方に枠状に設けられた可動部１の周縁部１４に対して保持されている。そして、可動部１は、上記反射部１２、梁部１３及び周縁部１４に囲まれた部位に貫通する開口部１５を形成している。なお、反射部１２は、円形状に限られず、四角形状、三角形状またはひし形等どのような形状であってもよい。
【００１５】
上記可動部１の図１中上下に位置する両側部には、一対のトーションバー２，２が設けられている。このトーションバー２，２は可動部１を回動可能に軸支するものであり、該可動部１の外方を周回して設けられた枠部６に可動部１とは反対側の端部を接続して保持されている。そして、上記トーションバー２，２の軸方向に平行な可動部１の各対辺部と枠部６とに囲まれた部位に貫通する開口部１６を形成している。なお、上記可動部１とトーションバー２，２と枠部６とは、シリコン基板を異方性エッチングして一体的に形成される。
【００１６】
上記可動部１の周縁部１４に沿って、駆動コイル３が敷設されている。この駆動コイル３は、該駆動コイル３を流れる電流に後述の静磁界発生手段９，９が発生する静磁界を作用させてローレンツ力を得、可動部１を回動させるものである。そして、駆動コイル３の両端部はトーションバー２，２の上面を経由して枠部６の上面に設けられた電極部１７に接続されて図示省略の駆動回路に接続できるようになっている。
【００１７】
また、上記枠部６の内側の上記開口部１５及び１６には、静磁界発生手段９，９が配置されている。この静磁界発生手段９，９は、トーションバー２，２の軸方向に平行な可動部１の対辺部に位置する駆動コイル３の二つの辺部３ａ，３ｂを横切るように静磁界を作用させて該辺部３ａ，３ｂにローレンツ力を発生させるものであり、一対の永久磁石９ａ、９ｂからなる。そして、永久磁石９ａは開口部１６に、また永久磁石９ｂは開口部１５に配置されており、例えば、図１中矢印Ａ，Ｂ方向の磁界が発生するようにそれぞれ着磁され、駆動コイル３の上記辺部３ａ，３ｂにのみ静磁界が作用するように、駆動コイル３を間にして互いに反対磁極を対向させて駆動コイル３に近づけて配設されている。
【００１８】
なお、上記静磁界発生手段９は、ブロック状の永久磁石９ａ、９ｂをそれぞれ独立に固定して対向配置したものであってもよいが、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、永久磁石９ａ、９ｂの後端部をヨーク部２０で接続した構成とするとよい。これにより、駆動コイル３に静磁界を効率よく作用させることができる。さらに、同図（ｂ）に示すように、永久磁石９ａ、９ｂの互いに対向する側面部を可動部１の回動軌跡に沿った曲面形状に形成してもよい。これにより、可動部１の回動中に駆動コイル３を横切る静磁界を一定にすることができ、プレーナー型電磁アクチュエータの動作を安定にすることができる。
【００１９】
次に、本発明の第１実施形態によるプレーナー型電磁アクチュエータの動作について説明する。
図示省略の駆動回路から電極部１７を経て駆動コイル３に交番電流が供給されると、トーションバー２，２の軸方向に平行な駆動コイル３の辺部３ａ，３ｂには、そこを流れる電流に対して静磁界発生手段９，９の静磁界が作用し、フレミングの左手の法則に従ってローレンツ力が発生する。そして、可動部１がトーションバー２，２を中心として回動する。
【００２０】
より具体的には、上記静磁界発生手段９，９の永久磁石９ａ、９ｂが、駆動コイル３を間にして対向して配置されており、図１中矢印Ａ，Ｂ方向の磁界が発生するようにそれぞれ着磁されている場合、駆動コイル３に同図中右回りの電流が流れたときは、駆動コイル３の辺部３ａには同図の裏面方向のローレンツ力が発生し、駆動コイル３の辺部３ｂには表面方向のローレンツ力が発生することとなり、可動部１はトーションバー２，２を中心として同図中下方から見て反時計方向に回動する。
【００２１】
また、駆動コイル３に図１中左回りの電流が供給されたときは、上述とは逆のローレンツ力が発生し、可動部１はトーションバー２，２を中心として同図中下方から見て時計方向に回動する。このようにして、駆動コイル３を流れる交番電流に応じて可動部１は揺動し、可動部１の中央部に設けられた反射部１２により光ビームを偏向させる。
【００２２】
上記第１実施形態によれば、永久磁石９ａ、９ｂをトーションバー２，２の軸方向に平行な駆動コイル３の辺部３ａ，３ｂの両側方に形成された開口部１５，１６に配置することにより静磁界発生手段９，９を駆動コイル３に近づけて配設したので、トーションバー２，２の軸方向に平行な駆動コイル３の辺部３ａ，３ｂだけに、可動部１の面に平行で、該辺部３ａ，３ｂに直交する磁界成分を作用させることができる。これにより、静磁界の利用効率を向上することができる。また、永久磁石９ａ、９ｂと駆動コイル３とを接近させることができるため、駆動コイル３に作用する静磁界強度を増すことができる。これにより、従来と同等以上の静磁界強度を小さな磁石で得ることができ、プレーナー型電磁アクチュエータの小型化及び軽量化を図ることができる。
【００２３】
なお、静磁界の利用効率が向上することから、静磁界発生手段９は、トーションバー２，２の軸方向に平行な駆動コイル３の辺部３ａ，３ｂのいずれか一方の側に一つだけ設けてもよい。これにより、プレーナー型電磁アクチュエータの製造コストを低減することができる。また、枠部６を備えているため、ハンドリングが容易となり、プレーナー型電磁アクチュエータが半導体プロセスにより作製できた時点の、永久磁石９ａ，９ｂを実装する前の状態で動作試験装置に搭載して動作確認を行うことができる。
【００２４】
図３は、本発明に係るプレーナー型電磁アクチュエータの第２実施形態を示す平面図である。ここでは、図１の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を用いて示し、異なる部分について説明する。
このプレーナー型電磁アクチュエータは、可動部１の中央部に設けられた円形状の反射部１２を支持する４本の梁部１３が、トーションバー２，２の軸方向及びこれと直交する方向の双方に設けられており、トーションバー２，２の軸方向に平行な可動部１の対辺部で周縁部１４の内側の開口部１５及び外側の開口部１６に静磁界発生手段９，９を駆動コイル３に近づけて配置している。
【００２５】
この静磁界発生手段９，９は、開口部１６に配置された永久磁石９ａと開口部１５に配置された永久磁石９ｂで構成されている。そして、永久磁石９ａは１本の長い磁石であり、その長辺を駆動コイル３の辺部３ａに沿わせて配置されており、一方、永久磁石９ｂは、梁部１３を間にして２つに分離されて永久磁石９ａと対向して配置されている。そして、図３中矢印Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ方向の静磁界が発生するようにそれぞれ着磁されている。これにより、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。
【００２６】
なお、上記静磁界発生手段９は、ブロック状の永久磁石９ａ、９ｂをそれぞれ独立に固定して対向配置したものであってもよいが、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、永久磁石９ａ、９ｂの後端部をヨーク部２０で接続した構成とするとよい。さらに、同図（ｂ）に示すように、永久磁石９ａ、９ｂの互いに対向する側面部を可動部１の回動軌跡に沿った曲面形状に形成してもよい。
【００２７】
図５は、本発明に係るプレーナー型電磁アクチュエータの第３実施形態を示す平面図である。ここでは、図１の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を用いて示し、異なる部分について説明する。
このプレーナー型電磁アクチュエータは、可動部１が、略全面を反射部１２とされ、該可動部１の周縁部に沿って駆動コイル３を敷設している。また、トーションバー２，２の軸方向に平行する可動部１の対辺部と枠部６に囲まれて設けられた開口部１６に、静磁界発生手段９，９を配置して駆動コイル３に近づけて配設している。この静磁界発生手段９は、永久磁石９ａ、９ｂからなり、永久磁石９ａを図５中左側の開口部１６に、永久磁石９ｂを右側の開口部１６に、可動部１を間にして互いに反対磁極を対向させて配置したものであり、同図中矢印Ｇ方向の静磁界が発生するようにそれぞれ着磁されている。これにより、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。なお、永久磁石９ａ，９ｂは、図２と同様にして、ヨーク部２０で接続するとよく、また、対向する側面を可動部１の回動軌跡に沿った曲面形状に形成してもよい。
【００２８】
図６は、本発明に係るプレーナー型電磁アクチュエータの第４実施形態を示す平面図である。ここでは、図１の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を用いて示し、異なる部分について説明する。
このプレーナー型電磁アクチュエータは、枠部６の外側にトーションバー２，２に対して直交方向に設けられ、枠部６を回動可能に軸支する他のトーションバーとしての外側トーションバー５，５と、枠部６の周縁部に敷設されており通電により磁界を発生する別の駆動コイルとしての外側駆動コイル８と、外側トーションバー５，５の軸方向に平行な枠部６の対辺部に位置する外側駆動コイル８を間にして、枠部６の外側、及び該枠部６と可動部１との間に形成された開口部１６に別の静磁界発生手段としての静磁界発生手段１０，１０を互いに反対磁極を対向させて配置したものである。そして、枠部６の外方には、外側トーションバー５，５を保持する外側枠部１１が設けられている。ここで、より具体的には、静磁界発生手段１０は、外側トーションバー５，５の軸方向に平行する枠部６の対辺部と外側枠部１１とに囲まれて設けられた開口部１９及び上記開口部１６に外側駆動コイル８に近づけて配置されている。
【００２９】
この静磁界発生手段１０は、永久磁石１０ａ，１０ｂを対向させて構成されており、永久磁石１０ａを開口部１９に、永久磁石１０ｂをトーションバー２を間にして二つに分離して開口部１６に配置したものであり、図６中矢印Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ方向の静磁界が発生するようにそれぞれ着磁されている。
【００３０】
このように構成された第４実施形態のプレーナー型電磁アクチュエータの駆動コイル３及び外側駆動コイル８にそれぞれ交番電流を供給すると、可動部１及び枠部６が交番電流に応じて互いに干渉されることなく独立して揺動し、可動部１に形成された反射部１２で光ビームを二次元方向に偏向する。
【００３１】
このように、第４実施形態によれば、駆動コイル３及び外側駆動コイル８には、強い静磁界が作用し、トーションバー２，２の軸方向に平行な駆動コイル３の辺部３ａ，３ｂ及び外側トーションバー５，５の軸方向に平行な外側駆動コイル８の辺部８ａ，８ｂだけに、可動部１の面に平行で、各駆動コイルの辺部３ａ，３ｂ及び辺部８ａ，８ｂに直交する磁界成分を作用させることができる。したがって、静磁界発生手段９，１０の静磁界が互いに干渉することがなく、二次元のプレーナー型電磁アクチュエータを安定に駆動することができる。
【００３２】
なお、第４実施形態においても、静磁界発生手段９または１０を駆動コイル３の辺部３ａ，３ｂまたは外側駆動コイル８の辺部８ａ，８ｂのいずれか一方の側に一つだけ設けてもよい。これにより、プレーナー型電磁アクチュエータの製造コストを低減することができる。また、外側枠部１１を備えているため、ハンドリングが容易となり、プレーナー型電磁アクチュエータが半導体プロセスにより作製できた時点の、永久磁石９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂを実装する前の状態で動作試験装置に搭載して動作確認を行うことができる。また、図２または図４と同様にして、永久磁石９ａ，９ｂまたは永久磁石１０ａ，１０ｂは、ヨーク部２０で接続するとよく、さらに、対向する側面を可動部１の回動軌跡に沿った曲面形状に形成してもよい。
【００３３】
図７は、本発明に係るプレーナー型電磁アクチュエータの第５実施形態を示す平面図である。ここでは、図６の第４実施形態と同一の要素には同一の符号を用いて示し、異なる部分について説明する。
このプレーナー型電磁アクチュエータは、可動部１の中央部に設けられた円形状の反射部１２を支持する４本の梁部１３が、トーションバー２，２の軸方向及びこれと直交する方向の双方に設けられており、トーションバー２，２の軸方向に平行な可動部１の対辺部で周縁部１４の内側の開口部１５及び外側の開口部１６に静磁界発生手段９，９を駆動コイル３に近づけて配置している。
【００３４】
また、静磁界発生手段９，９について、トーションバー２，２に平行な駆動コイル３の辺部３ａ，３ｂの外側に形成された開口部１６内に永久磁石９ａが、該辺部３ａ，３ｂの内側で可動部１に形成された開口部１５内に永久磁石９ｂが梁部１３を間にして二つに分割されて駆動コイル３に近づけて配設されている。そして、静磁界発生手段９は図７中矢印Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｏ方向の静磁界が発生するように着磁して形成されている。
【００３５】
これにより、第４実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。なお、第５実施形態においても、静磁界発生手段９または１０を駆動コイル３の辺部３ａ，３ｂまたは外側駆動コイル８の辺部８ａ，８ｂのいずれか一方の側に一つだけ設けてもよい。また、図４と同様にして、永久磁石９ａ，９ｂまたは永久磁石１０ａ，１０ｂは、ヨーク部２０で接続するとよく、さらに、対向する側面を可動部１の回動軌跡に沿った曲面形状に形成してもよい。
【００３６】
図８は、本発明に係るプレーナー型電磁アクチュエータの第６実施形態を示す平面図である。ここでは、図６の第４実施形態と同一の要素には同一の符号を用いて示し、異なる部分について説明する。
このプレーナー型電磁アクチュエータは、可動部１が略全面を反射部１２とし、該可動部１の周縁部に沿って駆動コイル３を敷設しており、外側トーションバー５，５を第４実施形態のような外側枠部１１ではなく、固定部２１に保持させている。
【００３７】
また、静磁界発生手段９は、トーションバー２，２の軸方向に平行な可動部１の対辺部の外側で可動部１と枠部６との間に形成された開口部１６に配置されて駆動コイル３に近づけて配設されており、永久磁石９ａ、９ｂを、可動部１を間にして互いに反対磁極を対向させて配置して構成したものである。さらに、静磁界発生手段１０は、外側トーションバー５，５の軸方向に平行な枠部６の対辺部の外側に外側駆動コイル８に近づけて配置されており、永久磁石１０ａ，１０ｂを、枠部６を間にして互いに反対磁極を対向させて配置して構成したものである。そして、上記静磁界発生手段９，１０は、それぞれ図８中矢印Ｐ，Ｑ方向の静磁界が発生するように着磁して形成されている。
【００３８】
これにより、静磁界発生手段９，１０を駆動コイル３及び外側駆動コイル８に近づけて配置することができるので、駆動コイル３及び外側駆動コイル８の必要部分に作用する静磁界強度を増すことができる。なお、永久磁石９ａ，９ｂまたは１０ａ、１０ｂは、図２と同様にして、ヨーク部２０で接続するとよく、また、対向する側面を可動部１または枠部６の回動軌跡に沿った曲面形状に形成してもよい。
【００３９】
なお、上記第１〜６実施形態のいずれにおいても、静磁界発生手段９または１０は、断面が略Ｕ字形状若しくは略コ字形状に形成した一つの永久磁石で構成してもよい。また、本発明のプレーナー型電磁アクチュエータは、上述の光偏向を行うガルバノミラーに限られず、ローレンツ力を利用して可動部を駆動する構造のものであればいかなるものにも適用できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のプレーナー型電磁アクチュエータによれば、トーションバーの軸方向に平行な可動部の対辺部に位置する駆動コイルを間にして、枠部と可動部との間に形成された開口部、及び可動部内に形成された別の開口部に反対磁極を対向させて配置した静磁界発生手段により、可動部の面に平行で且つ駆動コイルに直交する磁界成分を上記対辺部に位置する駆動コイルに効率よく作用させることができる。したがって、静磁界の利用効率を向上することができる。また、駆動コイルに作用する静磁界強度を増すことができるので、静磁界発生手段を小さくすることができ、プレーナー型電磁アクチュエータの小型化及び軽量化を図ることができる。
【００４１】
また、駆動コイルに作用する静磁界強度を増すことができるので、静磁界発生手段を駆動コイルのトーションバーの軸方向に平行な二つの辺部のいずれか一方の側に該駆動コイルの辺部を間にして一つだけ設けても十分な駆動力を得ることができ、静磁界発生手段の部品数を減らしてプレーナー型電磁アクチュエータの製造コストを低減することができる。
【００４２】
また、トーションバーの軸方向に平行な可動部の対辺部及び他のトーションバーの軸方向に平行な枠部の対辺部に位置する別の駆動コイルを間にして、枠部の外側、及び該枠部と可動部との間に形成された開口部に別の静磁界発生手段を互いに反対磁極を対向させて配置する構成としたことにより、二次元のプレーナー型電磁アクチュエータの各駆動コイルの回動に必要な部分のみに静磁界を作用させることができる。したがって、二次元のプレーナー型電磁アクチュエータを安定に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプレーナー型電磁アクチュエータの第１の実施形態を示す平面図である。
【図２】上記プレーナー型電磁アクチュエータに用いられる静磁界発生手段の構成例を示す説明図である。
【図３】本発明によるプレーナー型電磁アクチュエータの第２の実施形態を示す平面図である。
【図４】上記プレーナー型電磁アクチュエータに用いられる静磁界発生手段の構成例を示す説明図である。
【図５】本発明によるプレーナー型電磁アクチュエータの第３の実施形態を示す平面図である。
【図６】本発明によるプレーナー型電磁アクチュエータの第４の実施形態を示す平面図である。
【図７】本発明によるプレーナー型電磁アクチュエータの第５の実施形態を示す平面図である。
【図８】本発明によるプレーナー型電磁アクチュエータの第６の実施形態を示す平面図である。
【図９】従来の一次元のプレーナー型電磁アクチュエータの構成を示す平面図である。
【図１０】従来の二次元のプレーナー型電磁アクチュエータの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１…可動部
２…トーションバー
３…駆動コイル
３ａ，３ｂ，８ａ，８ｂ…辺部
５…外側トーションバー（他のトーションバー）
８…外側駆動コイル（別の駆動コイル）
９，１０…静磁界発生手段
９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ…永久磁石
１５…開口部（別の開口部）
１６…開口部
２０…ヨーク部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a planar electromagnetic actuator using Lorentz force, and more particularly to a planar electromagnetic actuator in which a static magnetic field generated by a static magnetic field generating means acts on a drive coil efficiently.
[0002]
[Prior art]
In a conventional planar type electromagnetic actuator, for example, as shown in FIG. 9, a movable part 1 is pivotally supported by a pair of torsion bars 2, 2 and is provided along a peripheral part of the movable part 1. There is a one-dimensional planar electromagnetic actuator in which the movable part 1 is rotated by Lorentz force by applying a static magnetic field to the drive coil 3 (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
Further, as shown in FIG. 10, the movable part 1 is pivotally supported by the torsion bars 2 and 2 and the outer torsion bars 5 and 5 formed in a direction orthogonal to the torsion bars 2 and 2 are rotated. The drive coil 3 and the frame portion 6 provided along the peripheral edge of the movable portion 1 are configured by a frame portion 6 that is rotatably supported and holds the torsion bars 2 and 2. There are two-dimensional planar type electromagnetic actuators in which the movable part 1 and the frame part 6 are rotated by a Lorentz force by applying a static magnetic field to each of the outer drive coils 8 provided along the line.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-131585
[Problems to be solved by the invention]
However, in any of these conventional planar type electromagnetic actuators, the static magnetic field is generated from the outside of the frame 6 to the drive coil 3 by the static magnetic field generating means 9 in the one-dimensional case, and in the two-dimensional case. The static magnetic field generating means 9 and 10 apply the drive coil 3 and the outer drive coil 8 from the four outer sides of the outer frame portion 11. Therefore, the distances between the drive coil 3 and the outer drive coil 8 and the static magnetic field generating means 9 and 10 are increased. In general, since the strength of the magnetic field is inversely proportional to the square of the distance, the magnetic fields in the drive coil 3 and the outer drive coil 8 are increased by increasing the distance between the drive coil 3 and the outer drive coil 8 and the static magnetic field generating means 9 and 10. Weak and inefficient. Therefore, in the conventional planar type electromagnetic actuator, it is necessary to increase the magnetic force by increasing the static magnetic field generating means 9 and 10 in order to obtain a sufficient driving torque.
[0006]
Accordingly, the present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a planar electromagnetic actuator in which the static magnetic field generated by the static magnetic field generating means acts efficiently on the drive coil.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, the invention of claim 1 is directed to a frame portion, a movable portion pivotally supported by the torsion bar with respect to the frame portion, and a magnetic field laid on the peripheral portion of the movable portion and energized. A planar electromagnetic actuator comprising: a drive coil that generates and a static magnetic field generating means that applies a static magnetic field to a drive coil on the opposite side of the movable part parallel to the axial direction of the torsion bar. An opening formed between the frame portion and the movable portion and another opening formed in the movable portion with a drive coil positioned on the opposite side of the movable portion parallel to the direction in between. The static magnetic field generating means is arranged with opposing magnetic poles facing each other .
[0008]
In such a configuration, the drive coil located on the opposite side of the movable part parallel to the axial direction of the torsion bar is interposed, and the opening formed between the frame part and the movable part is formed in the movable part. is a separate static magnetic field generating means arranged so as to face the opposite pole to the opening and to provide a static magnetic field to the drive coil of the opposite side portions of the parallel movable portion in the axial direction of the bets Shonba. As a result, a magnetic field component that is parallel to the surface of the movable part and is perpendicular to the drive coil on the opposite side acts on the drive coil from the static magnetic field generating means to the drive coil at a position close to the drive coil. improves.
[0009]
Specifically, the static magnetic field generating means may be arranged with the drive coil positioned on one opposite side of the movable part parallel to the axial direction of the torsion bar as in the second aspect. . Or, as in claim 3, wherein in between the driving coils positioned on both opposite sides of said parallel movable portion in an axial direction of said torsion bar, so that the Lorentz force of the mutually opposite to each opposite side portion is generated May be arranged .
[0010]
The static magnetic field generating means is a pair of permanent magnets as in the fourth aspect , and in this case, the yokes may be connected to each other as in the fifth aspect . Alternatively, as in claim 6 , the cross section may be formed of a permanent magnet having a substantially U shape or a substantially U shape. As for the said permanent magnet, the side part which mutually opposes is good to form in the curved surface shape along the rotation locus | trajectory of the said movable part like Claim 7 .
[0011]
Planar type electromagnetic actuator, as claimed in claim 8, provided in a direction perpendicular to the torsion bars on the outside of the frame portion, and the other torsion bar for axially supporting said frame portion rotatably, said frame Between another drive coil that is laid on the periphery of the part and generates a magnetic field by energization, and the other drive coil that is located on the opposite side of the frame part parallel to the axial direction of the other torsion bar , Another static magnetic field generating means may be arranged with the opposite magnetic poles facing each other on the outside of the frame portion and in the opening formed between the frame portion and the movable portion .
[0012]
More specifically, as described in claim 9 , the static magnetic field generating means additionally includes the another drive coil located on one side of the frame portion parallel to the axial direction of the other torsion bar. may be disposed in the, as in claim 10, and between the further coil positioned on both opposite sides of said parallel frame portions in the axial direction of the other torsion bar, each opposite side portion You may arrange | position so that the Lorentz force of mutually opposite direction may generate | occur | produce .
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a plan view of a first embodiment of a planar electromagnetic actuator according to the present invention.
In FIG. 1, the planar electromagnetic actuator of the first embodiment applies a Lorentz force to a movable part pivotally supported by a pair of torsion bars by the action of a static magnetic field, and rotates, for example, to deflect light. The movable part 1, the torsion bar 2, the drive coil 3, and the static magnetic field generating means 9 are provided.
[0014]
The movable portion 1 is rotated to deflect light, and has a rectangular shape as shown in FIG. 1, and a circular reflecting portion 12 that reflects light is provided at the center thereof. The reflecting portion 12 is held against the peripheral portion 14 of the movable portion 1 provided in a frame shape outside the reflecting portion 12 by four beam portions 13 provided diagonally to the movable portion 1. Has been. The movable part 1 forms an opening 15 penetrating through a part surrounded by the reflection part 12, the beam part 13 and the peripheral part 14. The reflecting portion 12 is not limited to a circular shape, and may have any shape such as a square shape, a triangular shape, or a rhombus.
[0015]
A pair of torsion bars 2 and 2 are provided on both side portions of the movable portion 1 located above and below in FIG. The torsion bars 2 and 2 pivotally support the movable part 1, and an end part on the opposite side of the movable part 1 to a frame part 6 provided around the outside of the movable part 1. Is held connected. And the opening part 16 penetrated in the site | part enclosed by each opposite side part and the frame part 6 of the movable part 1 parallel to the axial direction of the said torsion bars 2 and 2 is formed. The movable part 1, the torsion bars 2, 2 and the frame part 6 are integrally formed by anisotropic etching of a silicon substrate.
[0016]
A drive coil 3 is laid along the peripheral edge 14 of the movable part 1. The drive coil 3 causes the Lorentz force to act by applying a static magnetic field generated by static magnetic field generating means 9, described later, to the current flowing through the drive coil 3, and rotates the movable part 1. Then, both end portions of the drive coil 3 are connected to electrode portions 17 provided on the upper surface of the frame portion 6 via the upper surfaces of the torsion bars 2 and 2 so that they can be connected to a drive circuit (not shown).
[0017]
In addition, static magnetic field generating means 9 and 9 are disposed in the openings 15 and 16 inside the frame portion 6. The static magnetic field generating means 9 and 9 apply a static magnetic field across the two sides 3a and 3b of the drive coil 3 positioned on the opposite side of the movable part 1 parallel to the axial direction of the torsion bars 2 and 2. Thus, a Lorentz force is generated in the side portions 3a and 3b, and is composed of a pair of permanent magnets 9a and 9b. The permanent magnet 9a is disposed in the opening 16 and the permanent magnet 9b is disposed in the opening 15. For example, the permanent magnet 9a is magnetized so as to generate magnetic fields in the directions of arrows A and B in FIG. In order for the static magnetic field to act only on the side portions 3a, 3b, the opposite magnetic poles are opposed to each other with the drive coil 3 therebetween, and are arranged close to the drive coil 3.
[0018]
The static magnetic field generating means 9 may be one in which block-like permanent magnets 9a and 9b are fixed independently and opposed to each other, but as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), The rear end portions of the permanent magnets 9a and 9b are preferably connected by the yoke portion 20. Thereby, a static magnetic field can be made to act on the drive coil 3 efficiently. Further, as shown in FIG. 5B, the side surfaces of the permanent magnets 9a and 9b facing each other may be formed in a curved surface shape along the turning locus of the movable portion 1. Thereby, the static magnetic field which crosses the drive coil 3 can be made constant during rotation of the movable part 1, and operation | movement of a planar type | mold electromagnetic actuator can be stabilized.
[0019]
Next, the operation of the planar electromagnetic actuator according to the first embodiment of the present invention will be described.
When an alternating current is supplied to the drive coil 3 from the drive circuit (not shown) via the electrode portion 17, currents flowing through the side portions 3a and 3b of the drive coil 3 parallel to the axial direction of the torsion bars 2 and 2 are supplied. On the other hand, the static magnetic field of the static magnetic field generating means 9, 9 acts, and Lorentz force is generated according to Fleming's left-hand rule. Then, the movable portion 1 rotates around the torsion bars 2 and 2.
[0020]
More specifically, the permanent magnets 9a and 9b of the static magnetic field generating means 9 and 9 are arranged to face each other with the drive coil 3 therebetween, and generate magnetic fields in the directions of arrows A and B in FIG. In the case where each is magnetized in this way, when a clockwise current in the figure flows through the drive coil 3, a Lorentz force in the back surface direction of the figure is generated in the side 3a of the drive coil 3, and the drive coil 3 As a result, a Lorentz force in the surface direction is generated at the side portion 3b of the No. 3, and the movable portion 1 rotates about the torsion bars 2 and 2 in the counterclockwise direction when viewed from below in FIG.
[0021]
Further, when a counterclockwise current in FIG. 1 is supplied to the drive coil 3, a Lorentz force opposite to that described above is generated, and the movable part 1 is viewed from below in the figure with the torsion bars 2 and 2 as the center. Rotate clockwise. In this way, the movable part 1 swings according to the alternating current flowing through the drive coil 3, and the light beam is deflected by the reflecting part 12 provided at the central part of the movable part 1.
[0022]
According to the first embodiment, the permanent magnets 9a and 9b are disposed in the openings 15 and 16 formed on both sides of the side portions 3a and 3b of the drive coil 3 parallel to the axial direction of the torsion bars 2 and 2, respectively. Thus, since the static magnetic field generating means 9, 9 are arranged close to the drive coil 3, only the side portions 3a, 3b of the drive coil 3 parallel to the axial direction of the torsion bars 2, 2 are placed on the surface of the movable portion 1. Magnetic field components that are parallel and orthogonal to the side portions 3a and 3b can be applied. Thereby, the utilization efficiency of a static magnetic field can be improved. Further, since the permanent magnets 9a, 9b and the drive coil 3 can be brought close to each other, the strength of the static magnetic field acting on the drive coil 3 can be increased. As a result, a static magnetic field strength equal to or higher than that of the conventional one can be obtained with a small magnet, and the planar electromagnetic actuator can be reduced in size and weight.
[0023]
Since the utilization efficiency of the static magnetic field is improved, only one static magnetic field generating means 9 is provided on either side of the side portions 3a, 3b of the drive coil 3 parallel to the axial direction of the torsion bars 2, 2. It may be provided. Thereby, the manufacturing cost of a planar type electromagnetic actuator can be reduced. In addition, since the frame portion 6 is provided, handling is facilitated, and the planar electromagnetic actuator is mounted on the operation test apparatus in a state before the permanent magnets 9a and 9b are mounted when the planar type electromagnetic actuator can be manufactured by a semiconductor process. Confirmation can be made.
[0024]
FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention. Here, the same elements as those in the first embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and different portions will be described.
In this planar type electromagnetic actuator, four beam portions 13 that support a circular reflecting portion 12 provided in the central portion of the movable portion 1 are both in the axial direction of the torsion bars 2 and 2 and in a direction orthogonal thereto. The static magnetic field generating means 9 and 9 are arranged in the drive coil in the opening 15 on the inner side of the peripheral part 14 and the opening 16 on the outer side of the movable part 1 parallel to the axial direction of the torsion bars 2 and 2. It is arranged close to 3.
[0025]
The static magnetic field generating means 9, 9 is composed of a permanent magnet 9 a disposed in the opening 16 and a permanent magnet 9 b disposed in the opening 15. Then, the permanent magnet 9a is one long magnet, the are arranged long sides Te along Align the side portion 3a of the driving coil 3, while the permanent magnet 9b is two and between the beam portions 13 And is arranged to face the permanent magnet 9a. The magnets are magnetized so that static magnetic fields in the directions of arrows C, D, E, and F in FIG. 3 are generated. Thereby, the effect | action and effect similar to 1st Embodiment can be show | played.
[0026]
The static magnetic field generating means 9 may be one in which the block-shaped permanent magnets 9a and 9b are fixed independently and opposed to each other, but as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), The rear end portions of the permanent magnets 9a and 9b are preferably connected by the yoke portion 20. Further, as shown in FIG. 5B, the side surfaces of the permanent magnets 9a and 9b facing each other may be formed in a curved surface shape along the turning locus of the movable portion 1.
[0027]
FIG. 5 is a plan view showing a third embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention. Here, the same elements as those in the first embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and different portions will be described.
In this planar type electromagnetic actuator, the movable portion 1 has a substantially entire surface as a reflection portion 12, and a drive coil 3 is laid along the peripheral portion of the movable portion 1. In addition, static magnetic field generating means 9 and 9 are arranged in the drive coil 3 in the opening 16 surrounded by the opposite side portion of the movable portion 1 parallel to the axial direction of the torsion bars 2 and 2 and the frame portion 6. Closely arranged. The static magnetic field generating means 9 is composed of permanent magnets 9a and 9b. The permanent magnet 9a is opposite to the opening 16 on the left side in FIG. 5, the permanent magnet 9b is on the opening 16 on the right side, and the movable part 1 is interposed therebetween. The magnetic poles are arranged so as to face each other and are magnetized so as to generate a static magnetic field in the direction of arrow G in FIG. Thereby, the effect | action and effect similar to 1st Embodiment can be show | played. The permanent magnets 9 a and 9 b may be connected by the yoke portion 20 in the same manner as in FIG. 2, and the opposite side surfaces may be formed in a curved shape along the rotation locus of the movable portion 1.
[0028]
FIG. 6 is a plan view showing a fourth embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention. Here, the same elements as those in the first embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and different portions will be described.
This planar electromagnetic actuator is provided outside the frame 6 in a direction orthogonal to the torsion bars 2, 2, and the outer torsion bars 5, 5 as other torsion bars that pivotally support the frame 6. When an outer driving coil 8 of a further drive coil for generating a magnetic field when energized are laid on the periphery of the frame portion 6, the opposite side portions of the parallel frame portions 6 in the axial direction of the outer torsion bars 5,5 A static magnetic field generating means 10 as another static magnetic field generating means is formed in the opening 16 formed outside the frame portion 6 and between the frame portion 6 and the movable portion 1 with the outer drive coil 8 positioned therebetween. , 10 are arranged with opposite magnetic poles facing each other . An outer frame portion 11 that holds the outer torsion bars 5 and 5 is provided outside the frame portion 6. More specifically, the static magnetic field generating means 10 includes an opening 19 provided surrounded by the opposite side of the frame 6 parallel to the axial direction of the outer torsion bars 5, 5 and the outer frame 11. In addition, the opening 16 is disposed close to the outer drive coil 8.
[0029]
This static magnetic field generating means 10 is constituted by facing the permanent magnets 10a and 10b, and the permanent magnet 10a is separated into two with the opening 19 and the permanent magnet 10b with the torsion bar 2 in between. 16 are magnetized so as to generate static magnetic fields in the directions of arrows H, I, J, and K in FIG.
[0030]
When an alternating current is supplied to the driving coil 3 and the outer driving coil 8 of the planar type electromagnetic actuator of the fourth embodiment configured as described above, the movable portion 1 and the frame portion 6 interfere with each other according to the alternating current. Instead, the light beam is deflected in a two-dimensional direction by the reflecting portion 12 formed on the movable portion 1.
[0031]
Thus, according to the fourth embodiment, a strong static magnetic field acts on the drive coil 3 and the outer drive coil 8, and the sides 3 a and 3 b of the drive coil 3 parallel to the axial direction of the torsion bars 2 and 2. And only the side portions 8a and 8b of the outer drive coil 8 parallel to the axial direction of the outer torsion bars 5 and 5, parallel to the surface of the movable portion 1, and the side portions 3a and 3b and the side portions 8a and 8b of each drive coil. A magnetic field component orthogonal to can be applied. Therefore, the static magnetic fields of the static magnetic field generating means 9 and 10 do not interfere with each other, and the two-dimensional planar electromagnetic actuator can be driven stably.
[0032]
Also in the fourth embodiment, only one static magnetic field generating means 9 or 10 may be provided on either one of the side portions 3a and 3b of the drive coil 3 or the side portions 8a and 8b of the outer drive coil 8. Good. Thereby, the manufacturing cost of a planar type electromagnetic actuator can be reduced. Further, since the outer frame portion 11 is provided, handling is facilitated, and the operation test apparatus in a state before the permanent magnets 9a, 9b, 10a, and 10b are mounted when the planar electromagnetic actuator can be manufactured by a semiconductor process. It can be installed and checked for operation. Similarly to FIG. 2 or 4, the permanent magnets 9 a and 9 b or the permanent magnets 10 a and 10 b may be connected by the yoke portion 20, and the opposing side surfaces are curved surfaces along the rotation locus of the movable portion 1. You may form in a shape.
[0033]
FIG. 7 is a plan view showing a fifth embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention. Here, the same elements as those in the fourth embodiment in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and different portions will be described.
In this planar type electromagnetic actuator, four beam portions 13 that support a circular reflecting portion 12 provided in the central portion of the movable portion 1 are both in the axial direction of the torsion bars 2 and 2 and in a direction orthogonal thereto. The static magnetic field generating means 9 and 9 are arranged in the drive coil in the opening 15 on the inner side of the peripheral part 14 and the opening 16 on the outer side of the movable part 1 parallel to the axial direction of the torsion bars 2 and 2. It is arranged close to 3.
[0034]
Further, with respect to the static magnetic field generating means 9 and 9, the permanent magnet 9a is provided in the opening 16 formed outside the side portions 3a and 3b of the drive coil 3 parallel to the torsion bars 2 and 2, and the side portions 3a and 3b. The permanent magnet 9b is divided into two with the beam portion 13 in between, and is disposed close to the drive coil 3 in the opening portion 15 formed in the movable portion 1 inside. The static magnetic field generating means 9 is magnetized so as to generate a static magnetic field in the directions of arrows L, M, N, and O in FIG.
[0035]
Thereby, there can exist an effect | action and effect similar to 4th Embodiment. Also in the fifth embodiment, only one static magnetic field generating means 9 or 10 may be provided on either side of the side portions 3a and 3b of the drive coil 3 or the side portions 8a and 8b of the outer drive coil 8. Good. Similarly to FIG. 4, the permanent magnets 9 a and 9 b or the permanent magnets 10 a and 10 b may be connected by the yoke portion 20, and the opposite side surfaces are formed in a curved shape along the rotation locus of the movable portion 1. May be.
[0036]
FIG. 8 is a plan view showing a sixth embodiment of the planar electromagnetic actuator according to the present invention. Here, the same elements as those in the fourth embodiment in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and different portions will be described.
In this planar type electromagnetic actuator, the movable portion 1 has a substantially entire reflecting portion 12 and a drive coil 3 is laid along the peripheral portion of the movable portion 1, and the outer torsion bars 5, 5 are connected to those of the fourth embodiment. It is held not by the outer frame portion 11 but by the fixed portion 21.
[0037]
The static magnetic field generating means 9 is disposed in an opening 16 formed between the movable portion 1 and the frame portion 6 outside the opposite side portion of the movable portion 1 parallel to the axial direction of the torsion bars 2 and 2. The permanent magnets 9a and 9b are arranged close to the drive coil 3 and are configured with the opposite magnetic poles facing each other with the movable part 1 therebetween. Further, the static magnetic field generating means 10 is disposed on the outer side of the opposite side portion of the frame portion 6 parallel to the axial direction of the outer torsion bars 5 and 5 so as to be close to the outer drive coil 8, and the permanent magnets 10a and 10b are attached to the frame. In this configuration, the magnetic poles opposite to each other are arranged with the portion 6 therebetween. The static magnetic field generating means 9 and 10 are magnetized so as to generate static magnetic fields in the directions of arrows P and Q in FIG. 8, respectively.
[0038]
As a result, the static magnetic field generating means 9 and 10 can be disposed close to the drive coil 3 and the outer drive coil 8, so that the strength of the static magnetic field acting on the necessary portions of the drive coil 3 and the outer drive coil 8 can be increased. it can. The permanent magnets 9a, 9b or 10a, 10b may be connected by the yoke part 20 in the same manner as in FIG. 2, and the opposing side surfaces are curved shapes along the rotation trajectory of the movable part 1 or the frame part 6. You may form in.
[0039]
In any of the first to sixth embodiments, the static magnetic field generating means 9 or 10 may be composed of a single permanent magnet having a substantially U-shaped or substantially U-shaped cross section. Further, the planar electromagnetic actuator of the present invention is not limited to the galvanometer mirror that performs the above-described light deflection, and can be applied to any one that has a structure for driving the movable portion using Lorentz force.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the planar electromagnetic actuator of the present invention, it is formed between the frame portion and the movable portion with the drive coil positioned on the opposite side of the movable portion parallel to the axial direction of the torsion bar. openings, and by the static magnetic field generating means disposed to face the opposite pole to another opening formed in the movable portion, the upper Symbol opposite sides of the magnetic field component perpendicular to and drive coil parallel to the plane of the moving parts can act better efficiency in the drive coil is located in part. Therefore, the utilization efficiency of the static magnetic field can be improved. Further, since it is possible to increase the static magnetic field intensity acting on the driving coil, it is possible to reduce the static magnetic field generating means, it is possible to reduce the size and weight of the planar type electromagnetic actuator.
[0041]
In addition, since the static magnetic field strength acting on the drive coil can be increased, the static magnetic field generating means is arranged on either side of the two sides parallel to the axial direction of the torsion bar of the drive coil. Even if only one is provided in between, sufficient driving force can be obtained, and the number of parts of the static magnetic field generating means can be reduced to reduce the manufacturing cost of the planar electromagnetic actuator.
[0042]
In addition, the other side of the movable part parallel to the axial direction of the torsion bar and another drive coil located on the opposite side of the frame part parallel to the axial direction of the other torsion bar, the outside of the frame part, and the Another static magnetic field generating means is arranged in the opening formed between the frame portion and the movable portion with the opposite magnetic poles facing each other, so that each drive coil of the two-dimensional planar electromagnetic actuator is rotated. A static magnetic field can be applied only to a portion necessary for movement. Therefore, the two-dimensional planar electromagnetic actuator can be operated stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a planar electromagnetic actuator according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration example of a static magnetic field generating means used in the planar electromagnetic actuator.
FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment of a planar electromagnetic actuator according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration example of a static magnetic field generating means used in the planar electromagnetic actuator.
FIG. 5 is a plan view showing a third embodiment of a planar electromagnetic actuator according to the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a fourth embodiment of a planar electromagnetic actuator according to the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing a fifth embodiment of a planar electromagnetic actuator according to the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing a sixth embodiment of a planar electromagnetic actuator according to the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing a configuration of a conventional one-dimensional planar electromagnetic actuator.
FIG. 10 is a plan view showing a configuration of a conventional two-dimensional planar electromagnetic actuator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Movable part 2 ... Torsion bar 3 ... Drive coil 3a, 3b, 8a, 8b ... Side part 5 ... Outer torsion bar (other torsion bars)
8 ... Outer drive coil (another drive coil)
9, 10 ... Static magnetic field generating means 9a, 9b, 10a, 10b ... Permanent magnet
15 ... Opening (another opening)
16 ... opening 20 ... yoke part

Claims

A frame part, a movable part pivotally supported by a torsion bar with respect to the frame part, a drive coil that is laid on a peripheral part of the movable part and generates a magnetic field by energization, and a shaft of the torsion bar In a planar electromagnetic actuator comprising a static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to a drive coil on the opposite side of the movable part parallel to the direction,
An opening formed between the frame portion and the movable portion and a drive coil located on the opposite side of the movable portion parallel to the axial direction of the torsion bar, and formed in the movable portion A planar electromagnetic actuator characterized in that the static magnetic field generating means is arranged in another opening with opposite magnetic poles facing each other .

2. The planar type according to claim 1, wherein the static magnetic field generating means is disposed with the drive coil positioned on one side of the movable portion parallel to the axial direction of the torsion bar. Electromagnetic actuator.

The static magnetic field generating means, arranged said by between the driving coils positioned on both opposite sides of said parallel movable portion in the axial direction of the torsion bar, as the Lorentz force of mutually opposite to each opposite side portion is generated The planar electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the planar electromagnetic actuator is provided.

The planar electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 3 , wherein the static magnetic field generating means is a pair of permanent magnets.

The planar electromagnetic actuator according to claim 4 , wherein the pair of permanent magnets are connected to each other by a yoke portion.

The planar electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 3 , wherein the static magnetic field generating means is formed of a permanent magnet having a substantially U-shaped or substantially U-shaped cross section.

The planar electromagnetic actuator according to any one of claims 4 to 6 , wherein the permanent magnets have side surfaces facing each other formed in a curved shape along a rotation locus of the movable part.

Other torsion bars that are provided outside the frame portion in a direction orthogonal to the torsion bar and pivotally support the frame portion, and are laid on the periphery of the frame portion to generate a magnetic field by energization. Between the other drive coil and the other drive coil located on the opposite side of the frame parallel to the axial direction of the other torsion bar. The planar electromagnetic actuator according to any one of claims 1 to 7 , wherein another static magnetic field generating means is disposed in an opening formed between the first and second portions with opposite magnetic poles facing each other .

Said further static magnetic field generating means, claims, characterized in that disposed between the further coil is located on one of opposite sides of said parallel frame portions in the axial direction of the other torsion bar 9. A planar electromagnetic actuator according to 8 .

Said further static magnetic field generating means, and between the further coil positioned on both opposite sides of said parallel frame portions in the axial direction of the other torsion bar, the Lorentz force of the mutually opposite to each opposite side portions The planar electromagnetic actuator according to claim 8 , wherein the planar electromagnetic actuator is disposed so as to generate .