JP5252872B2 - プレーナ型電磁アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、可動板がトーションバーの軸回りに回動するプレーナ型電磁アクチュエータに関し、特に、可動板の回動の安定性を確保可能にしたプレーナ型電磁アクチュエータに関する。

従来のプレーナ型電磁アクチュエータは、図１２に示すように、固定部６に外側トーションバー７で回動可能に軸支された枠状の外側可動板１と、該外側可動板１に外側トーションバー７の軸線と直交する内側トーションバー８で回動可能に軸支された内側可動板２と、これら外側可動板１及び内側可動板２の面にその周縁部に沿ってそれぞれ外側駆動コイル３及び内側駆動コイル４を敷設し、上記外側トーションバー７の軸方向に平行な外側可動板１の対辺及び内側トーションバー８の軸方向に平行な内側可動板２の対辺に対応する固定部６の外側にそれぞれ静磁界発生手段５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを備えたものがある（例えば特許文献１参照）。

また、他のプレーナ型電磁アクチュエータには、図１３に示すように、上記外側可動板１と内側可動板２とからなる可動部の１つの対角線方向に当該可動部を挟んで配置され上記各可動板に設けられた各駆動コイルに静磁界を作用する一対の静磁界発生手段５Ａ，５Ｂとを備えて構成したものがある（例えば特許文献２参照）。
特開２００４−２６４６８４号公報 特許第２９８７７５０号公報

しかし、このような従来のプレーナ型電磁アクチュエータにおいて、上記特許文献１及び２に記載のいずれのプレーナ型電磁アクチュエータも、図１２及び図１３に示すように各駆動コイルが各可動板の縁部に沿って周回して設けられ、上記可動板の面に平行な静磁界Ｂが破線で示すように各駆動コイルに外から内に向かって交差した後、さらに内から外に向かって交差しているため、図１２（ａ）及び図１３（ａ）に示すように矢印方向に電流が流れている場合に、外側可動板１の辺１ａ，１ｂ，１ｆにはフレミングの左手の法則に従って図１２（ａ）及び図１３（ａ）の手前側に向かう＋Ｚ軸方向のローレンツ力が発生し、辺１ｃ，１ｄ，１ｅには奥側に向かう−Ｚ軸方向のローレンツ力が発生する。同様に、内側可動板２の辺２ａ，２ｅ，２ｆには−Ｚ軸方向のローレンツ力が発生し、辺２ｂ，２ｃ，２ｄには＋Ｚ軸方向のローレンツ力が発生する。

したがって、外側可動板１は外側トーションバー７の軸回りに回動するものの、図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）に示すように、外側トーションバー７で支持された対辺１ｆ（１ａ），１ｄ（１ｃ）がＺ軸方向にて互いに反対方向に変位する。同様に、内側可動板２は内側トーションバー８の軸回りに回動するものの、図１２（ｃ）及び図１３（ｃ）に示すように、内側トーションバー８で支持された対辺２ｆ（２ａ），２ｄ（２ｃ）がＺ軸方向にて互いに反対方向に変位する。これにより、外側トーションバー７及び内側トーションバー８には、捩りモードの他にＺ軸方向の振動モードが発生し、外側可動板１及び内側可動板２の回動が不安定となることがあった。なお、図１２及び図１３においては、各駆動コイルは簡略化して示されている。

そこで、本発明は上記問題点に着目してなされたもので、可動板の回動の安定性を確保可能にしたプレーナ型電磁アクチュエータを提供することを目的とする。

このために、請求項１の発明は、固定部にトーションバーで回動可能に軸支された可動板と、前記可動板の縁部に沿って前記トーションバーの軸線に対して対称に設けられ互いに同相の駆動電流が通電される一対の駆動コイルと、前記可動板の上下面のどちらか一方側に離隔して設けられ、磁性材料から成り底面の周辺部に側壁を立設したヨーク部材と、該ヨーク部材の側壁に対して所定の空隙を設けてヨーク部材の中央部に設けられ、前記可動板側の端面及びその反対側の端面を磁極とする永久磁石とを備え、前記駆動コイルに対して前記可動板の内から外、又は外から内のいずれか一方向に交差する静磁界を発生する静磁界発生手段と、を備えて構成し、前記静磁界発生手段の前記空隙が、前記可動板の縁部に沿った駆動コイルの部分に位置するようにした。

このような構成により、可動板にその縁部に沿ってトーションバーの軸線に対して略対称に設けられた一対の駆動コイルに互いに同相の駆動電流を通電し、可動板の上下面のどちらか一方側に離隔して設けられ、磁性材料から成り底面の周辺部に側壁を立設したヨーク部材と、該ヨーク部材の側壁に対して所定の空隙を設けてヨーク部材の中央部に設けられ、前記可動板側の端面及びその反対側の端面を磁極とする永久磁石とを備えた静磁界発生手段で駆動コイルに可動板の内から外、又は外から内のいずれか一方向に交差するように静磁界を発生し、駆動コイルを流れる電流と静磁界との相互作用により、可動板をトーションバーの軸回りに回動させる。

請求項２の発明は、固定部に外側トーションバーで回動可能に軸支された枠状の外側可動板と、前記外側可動板に外側トーションバーの軸線と直交する内側トーションバーで回動可能に軸支された内側可動板と、前記外側可動板にその縁部に沿って前記外側トーションバーの軸線に対して略対称に設けられ互いに同相の駆動電流が通電される一対の外側駆動コイルと、前記内側可動板にその縁部に沿って前記内側トーションバーの軸線に対して略対称に設けられ互いに同相の駆動電流が通電される一対の内側駆動コイルと、前記内側可動板の上下面のどちらか一方側に離隔して設けられ、磁性材料から成り底面の周辺部に側壁を立設し中央部に凸部を形成したヨーク部材と、該ヨーク部材の側壁に対して所定幅の外側空隙を設け、前記凸部に対して所定幅の内側空隙を設けて前記ヨーク部材の側壁と凸部との間に配設され、前記内側可動板側の端面及びその反対側の端面を磁極とする筒状の永久磁石とを備え、前記外側駆動コイルに対して前記外側可動板の内から外、又は外から内のいずれか一方向に交差し、前記内側駆動コイルに対しては前記方向とは反対方向で前記内側可動板の外から内、又は内から外のいずれか一方向に交差する静磁界を発生する静磁界発生手段と、を備えて構成し、前記枠状の外側可動板は、前記内側トーションバー及び前記内側可動板の各縁部との間に一定の距離を保って前記各縁部に沿った形状を成している。

また、前記静磁界発生手段は、具体的には請求項３のように、前記外側空隙が前記外側トーションバーの軸線に平行な前記外側駆動コイルの部分に位置し、前記内側空隙が前記内側トーションバーの軸線に平行な前記内側駆動コイルの部分に位置する構成とするとよい。又は、前記静磁界発生手段は、請求項４のように前記外側空隙が前記外側駆動コイルの前記外側可動板の縁部に沿った部分に位置し、前記内側空隙が前記内側駆動コイルの前記内側可動板の縁部に沿った部分に位置する構成としてもよい。

さらにまた、請求項５の構成においては、前記永久磁石の前記可動板側の端面に該永久磁石の横断面よりも大きい形状の磁性材料からなる枠状の別のヨーク部材を取着し、該別のヨーク部材の縁部と前記ヨーク部材の側壁との間に前記空隙を設けた。

そして、請求項６の構成においては、前記永久磁石の前記可動板側の縁部を面取り形成した。

本発明のプレーナ型電磁アクチュエータによれば、可動板の面に垂直方向の振動の発生を防止して可動板をトーションバーの軸回りに回動させることができる。したがって、可動板の一軸回り、又は直交二軸回りの回動の安定性を確保することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの実施形態を示す平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＣ−Ｃ線断面図である。このプレーナ型電磁アクチュエータは、可動板を直交二軸回りに回動するもので、外側可動板１と、内側可動板２と、一対の外側駆動コイル３と、一対の内側駆動コイル４と、静磁界発生手段５とを備えて構成している。

上記外側可動板１は、枠状を成し、固定部６に外側トーションバー７で回動可能に軸支されている。また、上記内側可動板２は、枠状の外側可動板１の内側に配設され、外側可動板１に外側トーションバー７の軸線と直交する内側トーションバー８で回動可能に軸支されている。そして、上記外側可動板１、内側可動板２、外側トーションバー７、内側トーションバー８及び固定部６は、半導体基板をその面に垂直方向に異方性エッチングして一体的に形成される。

上記一対の外側駆動コイル３は、外側可動板１の少なくとも一面にその縁部に沿って外側トーションバー７の軸線に対して略対称に設けられ互いに同方向に同相の駆動電流が通電されるようになっており、その両端は外側トーションバー７を介して固定部６側に引き出され、図示省略の電極パッドに接続されている。また、上記一対の内側駆動コイル４は、内側可動板２の少なくとも一面にその縁部に沿って内側トーションバー８の軸線に対して対称に設けられ互いに同方向に同相の駆動電流が通電されるようになっている。この場合、図示省略されているが、上記一対の内側駆動コイル４の両端は、外側可動板１の面を引き回されて外側トーションバー７を介して固定部６側に引き出され、電極パッドに接続されている。

上記静磁界発生手段５は、内側可動板２の上下面のいずれか一方側（図１においては下面側）に所定距離離隔して設けられている。この静磁界発生手段５は、外側駆動コイル３及び内側駆動コイル４に静磁界を作用させるものであり、各可動板の面に平行な静磁界成分として外側駆動コイル３及び内側駆動コイル４に各可動板の内から外の一方向に交差する静磁界Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３，Ｂ_４が発生する構成としている。

具体的には、図２及び図３に示すように、静磁界発生手段５は、磁性材料から成り底面９ａの周辺部に側壁９ｂを立設して升状に形成されたヨーク部材９と、ヨーク部材９の側壁９ｂに対して所定幅の空隙１１を設けてヨーク部材９の中央部に配設され、内側可動板２側の端面をＮ極としその反対側の端面をＳ極とする柱状の永久磁石１０と、を備えて構成し、外側トーションバー７の軸線に平行な空隙１１の部分が外側駆動コイル３の外側トーションバー７の軸線に平行な部分（辺３ｂ，３ｅ）に位置し、内側トーションバー８の軸線に平行な空隙１１の部分が内側駆動コイル４の内側トーションバー８の軸線に平行な部分（辺４ｂ，４ｅ）に位置するように構成されている。

次に、このように構成されたプレーナ型電磁アクチュエータの回動動作について図４を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、静磁界発生手段５が外側トーションバー７の軸線に平行な空隙１１の部分を外側駆動コイル３の外側トーションバー７の軸線に平行な部分（辺３ｂ，３ｅ）に対向させ、内側トーションバー８の軸線に平行な空隙１１の部分を内側駆動コイル４の内側トーションバー８の軸線に平行な部分（辺４ｂ，４ｅ）に対向させて配設されているので、外側可動板１の縁部に沿った外側駆動コイル３の辺３ｂ，３ｅに交差する静磁界（外側可動板１の面に平行な静磁界成分）は、内から外に向かう静磁界Ｂ_１，Ｂ_２である。また、外側駆動コイル３の辺３ａ，３ｃ，３ｄ，３ｆは、静磁界発生手段５の外側に位置する（図１参照）ため、これらの辺に交差する静磁界は略ゼロである。

また、内側可動板２の縁部に沿った内側駆動コイル４の辺４ｂ，４ｅに交差する静磁界（内側可動板２の面に平行な静磁界成分）は、内から外に向かう静磁界Ｂ_３，Ｂ_４である。そして、内側トーションバー８の軸線に直交する辺４ａ，４ｃ，４ｄ，４ｆは、図１に示すように永久磁石１０の磁極面上に位置するので、これらと交差する静磁界は同図の手前側に向かう＋Ｚ方向成分、＋Ｘ方向（辺４ａ，４ｃ）及び−Ｘ方向（辺４ｄ，４ｆ）で、Ｙ方向成分は略ゼロである。このような状態で、一対の外側駆動コイル３及び内側駆動コイル４に夫々同方向に同相の駆動電流が通電される。

ここでは、先ず、外側可動板１の回動動作について説明する。
図４に矢印で示す方向に駆動電流が流れているときには、外側駆動コイル３の辺３ｂを流れる電流と静磁界Ｂ_１との相互作用により、外側トーションバー７の軸線に平行な外側可動板１の辺１ｂに同図の手前側に向かう＋Ｚ方向のローレンツ力が発生する。また、外側トーションバー７の軸線に平行な外側可動板１の辺１ｅには、外側駆動コイル３の辺３ｅを流れる電流と静磁界Ｂ_２との相互作用により同図の奥側に向かう−Ｚ方向のローレンツ力が発生する。

一方、外側駆動コイル３の辺３ａ，３ｃ，３ｄ，３ｆは、上述したように静磁界発生手段５の外側に位置するため、これらの辺に交差する静磁界は略ゼロである。したがって、外側トーションバー７の軸線に直交する外側可動板１の辺１ａ，１ｃ，１ｄ，１ｆには、ローレンツ力が発生しない。

これにより、外側可動板１に作用するローレンツ力は、外側可動板１の辺１ｂ，１ｅに作用する互いに反対向きのＺ方向のローレンツ力のみとなり、外側可動板１は外側トーションバー７を軸として回動する。このとき、外側トーションバー７には、捩りモードのみが発生し、従来技術におけるようなＺ方向の振動モードは発生しない。

次に、内側可動板２の回動動作について説明する。
図４に矢印で示す方向に駆動電流が流れているときには、内側駆動コイル４の辺４ｂを流れる電流と静磁界Ｂ_３との相互作用により、内側トーションバー８の軸線に平行な内側可動板２の辺２ｂに同図の奥側に向かう−Ｚ方向のローレンツ力が発生する。また、内側トーションバー８の軸線に平行な内側可動板２の辺２ｅには、内側駆動コイル４の辺４ｅを流れる電流と静磁界Ｂ_４との相互作用により同図の手前側に向かう＋Ｚ方向のローレンツ力が発生する。

また、内側駆動コイル４の辺４ａ，４ｃ，４ｄ，４ｆに交差する静磁界のうち＋Ｚ方向の磁界の影響を考える。内側トーションバー８の軸線に直交する内側可動板２の辺２ａ，２ｆには、内側駆動コイル４の辺４ａ，４ｆを流れる電流と＋Ｚ方向の静磁界との相互作用により、図４に矢印Ｏ，Ｐで示す同図において下向き（−Ｙ方向）のローレンツ力が発生する。さらに、内側トーションバー８の軸線に直交する内側可動板２の辺２ｃ，２ｄには、内側駆動コイル４の辺４ｃ，４ｄを流れる電流と＋Ｚ方向の静磁界との相互作用により、同図に矢印Ｑ，Ｒで示す同図において上向き（＋Ｙ方向）のローレンツ力が発生する。
更に内側駆動コイル４の辺４ａ，４ｃ，４ｄ，４ｆに交差する静磁界のうち±Ｘ方向の磁界の影響を考えると、これらの磁界は電流と平行であるためローレンツ力は発生しない。

これにより、内側可動板２に作用するローレンツ力は、Ｙ方向のローレンツ力が相殺されてゼロとなり、内側可動板２の辺２ｂ，２ｅに作用する互いに反対向きのＺ方向のローレンツ力のみとなる。したがって、内側可動板２は、内側トーションバー８を軸として回動する。このとき、内側トーションバー８には、捩りモードのみが発生し、従来技術におけるようなＺ方向の振動モードは発生しない。

以上説明したように、本発明によれば、各可動板には、各トーションバーの捩りモードに伴う回動力のみが発生し、その他の回動力及び振動は発生しないので可動板の直交二軸回りの回動の安定性を確保することができる。

なお、上記実施形態においては、静磁界発生手段５を各可動板の面に平行な静磁界成分として、各駆動コイルに各可動板の内から外の一方向に交差する静磁界のみが発生する構成とした場合について説明したが、本発明はこれに限られず、永久磁石１０の着磁を逆にして各駆動コイルに外から内の一方向に交差する静磁界のみが発生するものとしてもよい。

図５は外側可動板１の形状の変形例である。この外側可動板１は、内側トーションバー８及び内側可動板２の各縁部に沿って形成され、外形が略クロス十字状を成している。そして、静磁界発生手段５の外側トーションバー７に平行な空隙１１の部分を外側可動板１の外側トーションバー７に平行な外側駆動コイル３の辺３ｂ（３ｂ_１，３ｂ_２，３ｂ_３），３ｅ（３ｅ_１，３ｅ_２，３ｅ_３）にて辺３ｂ_１，３ｂ_３及び辺３ｅ_１，３ｅ_３に対応させている。これにより、静磁界発生手段５の外側トーションバー７の軸線と直交する方向の長さを短くすることができ、静磁界発生手段５の製造コストを低減することができる。

図６〜図９は静磁界発生手段５の変形例を示す図である。
図６に示す静磁界発生手段５は、永久磁石１０の内側可動板２側の端面に該永久磁石１０の横断面よりも大きい形状の磁性材料から成る別のヨーク部材１２を取着し、該別のヨーク部材１２の縁部とヨーク部材９の側壁９ｂとの間に空隙１１を設けたものである。これにより、永久磁石１０の形状を小さくすることができ、静磁界発生手段５の製造コストを低減することができる。

図７に示す静磁界発生手段５は、円形又は楕円形の可動板に対応させたものであり、横断面楕円形のヨーク部材９の中央に横断面楕円形の永久磁石１０をその長軸がヨーク部材９の長軸に一致するように配設し、空隙１１の楕円の長軸上の部分１１ａが外側駆動コイル３の外側トーションバー７の軸線に平行する対辺に位置し、空隙１１の楕円の短軸上の部分１１ｂが内側駆動コイル４の内側トーションバー８の軸線に平行する対辺に位置する構成としている。

図８に示す静磁界発生手段５は、磁性材料から成り底面９ａの周辺部に側壁９ｂを立設し中央部に凸部９ｃを形成したヨーク部材９と、ヨーク部材９の側壁９ｂに対して所定幅の外側空隙１３を設け、凸部９ｃに対して所定幅の内側空隙１４を設けてヨーク部材９の側壁９ｂと凸部９ｃとの間に配設され、内側可動板２側の端面をＮ極とし、その反対側の端面をＳ極とする筒状の永久磁石１０と、を備え、外側空隙１３が外側駆動コイル３の外側可動板１の縁部に沿った部分に位置し、内側空隙１４が内側駆動コイル４の内側可動板２の縁部に沿った部分に位置する構成としている。

静磁界発生手段５をこのように構成することにより、図８に示すように、永久磁石１０の静磁界のうち外側可動板１の面に平行な静磁界成分は、外側駆動コイル３の各辺に外側可動板１の内から外に向けて交差する静磁界Ｂ_５のみとなる。この場合、外側駆動コイル３に同図（ａ）に矢印で示すように電流が流れているときには、外側可動板１の辺１ａ，１ｂ，１ｃに同図の手前側に向かう＋Ｚ方向のローレンツ力が発生し、外側可動板１の辺１ｄ，１ｅ，１ｆに同図の奥側に向かう−Ｚ方向のローレンツ力が発生する。したがって、外側可動板１には、外側トーションバー７の捩りによる回動力のみが発生することになる。

また、永久磁石１０の静磁界のうち内側可動板２の面に平行な静磁界成分は、内側駆動コイル４の各辺に内側可動板２の外から内に向けて交差する静磁界Ｂ_６のみとなる。この場合、内側駆動コイル４に図８（ａ）に矢印で示すように電流が流れているときには、内側可動板２の辺２ａ，２ｂ，２ｃに同図の手前側に向かう＋Ｚ方向のローレンツ力が発生し、内側可動板２の辺２ｄ，２ｅ，２ｆに同図の奥側に向かう−Ｚ方向のローレンツ力が発生する。したがって、内側可動板２には、内側トーションバー８の捩りによる回動力のみが発生することになる。これにより、可動板の直交二軸方向の回動の安定化を図ることができる。しかも、各駆動コイルの各可動板の縁部に沿った全ての辺に各トーションバーを軸とする回動力が発生するので駆動効率を向上することができる。

なお、図６と同様に、永久磁石１０の内側可動板２側の端面に該永久磁石１０の横断面よりも大きい形状の磁性材料からなる枠状の別のヨーク部材１２を取着し、該別のヨーク部材１２の外側縁部とヨーク部材９の側壁９ｂとの間に外側空隙１３を設け、別のヨーク部材１２の内側縁部と凸部９ｃとの間に内側空隙１４を設けてもよい。

図９に示す静磁界発生手段５は、永久磁石１０の内側可動板２側の端面の縁部を丸く又はテーパ状に面取りしたものであり、内側可動板２の回動範囲を大きくできるようにしている。

以上の説明においては、二次元駆動のプレーナ型電磁アクチュエータについて述べたが、本発明の概念は、一次元駆動のプレーナ型電磁アクチュエータにも適用することができる。図１０は、上記静磁界発生手段５を一次元駆動のプレーナ型電磁アクチュエータに適用した場合を示したものである。即ち、同図（ａ）に示すように、可動板１５にトーションバー１６の軸線に対して略対称に設けられ互いに同方向に同相の駆動電流が通電される一対の駆動コイル１７を設け、同図（ｂ），（ｃ）に示すように磁性材料から成り底面９ａの周辺部に側壁９ｂを立設して升状に形成されたヨーク部材９と、ヨーク部材９の側壁９ｂに対して所定幅の空隙１１を設けてヨーク部材９の中央部に配設され、可動板１５側の端面をＮ極とし、その反対側の端面をＳ極とする柱状の永久磁石１０と、を備えて静磁界発生手段５を構成し、該静磁界発生手段５を可動板１５の一方の面側に所定距離離隔して配設したものである。そして、上記静磁界発生手段５の空隙１１が可動板１５の縁部に沿った駆動コイル１７の部分に位置するようにしている。

このように構成することにより、図１０（ａ）に示すように、永久磁石１０の静磁界のうち可動板１５の面に平行な静磁界成分は、駆動コイル１７の各辺に可動板１５の内から外に向けて交差する静磁界Ｂのみとなる。この場合、駆動コイル１７に同図に矢印で示すように電流が流れているときには、可動板１５の辺１５ａ，１５ｂ，１５ｃに同図の奥側に向かう−Ｚ方向のローレンツ力が発生し、可動板１５の辺１５ｄ，１５ｅ，１５ｆに同図の手前側に向かう＋Ｚ方向のローレンツ力が発生する。したがって、可動板１５には、トーションバー１６を軸とする回動力のみが発生することになる。しかも、駆動コイル１７の可動板１５の縁部に沿った全ての辺にトーションバー１６を軸とする回動力が発生するので駆動効率を向上することができる。

図１１は、一対の駆動コイル１７の様々な配線例を一次元のプレーナ型電磁アクチュエータの場合について示したものである。具体的には、同図（ａ）は、可動板１５上に一対の駆動コイル１７を可動板１５の縁部に沿ってトーションバー１６の軸線に対して互いに略対称に設け、各駆動コイル１７の両端部間に夫々電源１８を接続するようになっている。

図１１（ｂ）は、可動板１５上に一対の駆動コイル１７を可動板１５の縁部に沿ってトーションバー１６の軸線に対して互いに略対称に設け、各駆動コイル１７の一方端１７ａを互いに接続し一本の引出線１９でトーションバー１６を介して固定部６側に引き出し、同様に各駆動コイル１７の他方端１７ｂを互いに接続し一本の引出線１９でトーションバー１６を介して固定部６側に引き出し、上記各引出線１９の各端部間に一つの電源１８を接続するようになっている。

図１１（ｃ）は、トーションバー１６の軸線によって分割された可動板１５の一方の領域に一方の駆動コイル１７を可動板１５の縁部に沿って螺旋状に形成し、可動板１５の他方の領域にトーションバー１６の軸線に対して上記一方の駆動コイル１７と略対称に他方の駆動コイル１７を形成し、各駆動コイル１７の両端部間に夫々電源１８を接続するようになっている。

図１１（ｄ）は、図１１（ｃ）と同様にトーションバー１６の軸線によって分割された可動板１５の二つの領域に可動板１５の縁部に沿った一対の螺旋状の駆動コイル１７をトーションバー１６の軸線に対して略対称に形成し、各駆動コイル１７の一方端１７ａを互いに接続し一本の引出線１９でトーションバー１６を介して固定部６側に引き出し、同様に各駆動コイル１７の他方端１７ｂを互いに接続し一本の引出線１９でトーションバー１６を介して固定部６側に引き出し、上記各引出線１９の各端部間に一つの電源１８を接続するようになっている。

図１１（ｅ）は、可動板１５、トーションバー１６及び固定部６のトーションバー１６の軸線によって分割された一方の領域に、固定部６から一方のトーションバー１６を通って可動板１５の一方の領域に達した後該可動板１５の縁部に沿って形成され、さらに他方のトーションバー１６を通って固定部６側に引き出された後固定部６の一方の領域を回って再び一方のトーションバー１６を通って可動板１５の一方の領域に達するようにし、以後上述と同様にして螺旋状の一方の駆動コイル１７を形成し、トーションバー１６の軸線によって分割された可動板１５、トーションバー１６及び固定部６の他方の領域にトーションバー１６の軸線に対して上記一方の駆動コイル１７と略対称に他方の螺旋状の駆動コイル１７を形成し、各駆動コイル１７の両端部間に夫々電源１８を接続するようになっている。この場合、同図（ｂ），（ｄ）と同様に、各駆動コイル１７の一方端を接続して一本の引出線で固定部６上を引き回し、各駆動コイル１７の他方端を接続して一本の別の引出線で固定部６上を引き回し、各引出線の端部間に一つの電源を接続するようにしてもよい。

なお、図１１は、一次元駆動型プレーナ型電磁アクチュエータの駆動コイル１７の配線例について説明したものであるが、この駆動コイル１７の配線は、二次元駆動型プレーナ型電磁アクチュエータにも適用することができる。

また、以上の説明においては、永久磁石１０を内側可動板２側の端面がＮ極で、その反対側の端面がＳ極となるように着磁した場合について説明したが、永久磁石１０の着磁は内側可動板２側の端面がＳ極で、その反対側の端面がＮ極となるようにしてもよい。

本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの実施形態を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＣ−Ｃ線断面図である。 上記プレーナ型電磁アクチュエータの回動について説明する平面図である。 上記プレーナ型電磁アクチュエータの外側可動板の形状の変形例を示す平面図である。 上記プレーナ型電磁アクチュエータの静磁界発生手段の第１の変形例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は中心線断面図である。 上記静磁界発生手段の第２の変形例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は中心線断面図である。 上記静磁界発生手段の第３の変形例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。 上記静磁界発生手段の第４の変形例を示す縦断面図である。 本発明の一次元駆動型プレーナ型電磁アクチュエータへの適用例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＧ−Ｇ線断面図である。 上記一次元駆動型プレーナ型電磁アクチュエータにおける、駆動コイルの配線例を示した平面図である。 従来の二次元駆動型プレーナ型電磁アクチュエータの第１の構成例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は外側可動板のＺ方向への振動の発生を説明する（ａ）のＨ矢視図、（ｃ）は内側可動板のＺ方向への振動の発生を説明する（ａ）のＩ矢視図である。 従来の二次元駆動型プレーナ型電磁アクチュエータの第２の構成例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は外側可動板のＺ方向への振動の発生を説明する（ａ）のＪ矢視図、（ｃ）は内側可動板のＺ方向への振動の発生を説明する（ａ）のＫ矢視図である。

符号の説明

１…外側可動板
２…内側可動板
３…外側駆動コイル
４…内側駆動コイル
５…静磁界発生手段
６…固定部
７…外側トーションバー
８…内側トーションバー
９…ヨーク部材
９ａ…底面
９ｂ…側壁
９ｃ…凸部
１０…永久磁石
１１…空隙
１２…別のヨーク部材
１３…外側空隙
１４…内側空隙
１５…可動板
１６…トーションバー
１７…駆動コイル
Ｂ，Ｂ_１〜Ｂ_６…静磁界

Claims (6)

1. 固定部にトーションバーで回動可能に軸支された可動板と、
   前記可動板の縁部に沿って前記トーションバーの軸線に対して対称に設けられ互いに同相の駆動電流が通電される一対の駆動コイルと、
   前記可動板の上下面のどちらか一方側に離隔して設けられ、磁性材料から成り底面の周辺部に側壁を立設したヨーク部材と、該ヨーク部材の側壁に対して所定の空隙を設けてヨーク部材の中央部に設けられ、前記可動板側の端面及びその反対側の端面を磁極とする永久磁石とを備え、前記駆動コイルに対して前記可動板の内から外、又は外から内のいずれか一方向に交差する静磁界を発生する静磁界発生手段と、
   を備えて構成し、
   前記静磁界発生手段の前記空隙が、前記可動板の縁部に沿った駆動コイルの部分に位置するようにしたことを特徴とするプレーナ型電磁アクチュエータ。
2. 固定部に外側トーションバーで回動可能に軸支された枠状の外側可動板と、
   前記外側可動板に外側トーションバーの軸線と直交する内側トーションバーで回動可能に軸支された内側可動板と、
   前記外側可動板にその縁部に沿って前記外側トーションバーの軸線に対して略対称に設けられ互いに同相の駆動電流が通電される一対の外側駆動コイルと、
   前記内側可動板にその縁部に沿って前記内側トーションバーの軸線に対して略対称に設けられ互いに同相の駆動電流が通電される一対の内側駆動コイルと、
   前記内側可動板の上下面のどちらか一方側に離隔して設けられ、磁性材料から成り底面の周辺部に側壁を立設し中央部に凸部を形成したヨーク部材と、該ヨーク部材の側壁に対して所定幅の外側空隙を設け、前記凸部に対して所定幅の内側空隙を設けて前記ヨーク部材の側壁と凸部との間に配設され、前記内側可動板側の端面及びその反対側の端面を磁極とする筒状の永久磁石とを備え、前記外側駆動コイルに対して前記外側可動板の内から外、又は外から内のいずれか一方向に交差し、前記内側駆動コイルに対しては前記方向とは反対方向で前記内側可動板の外から内、又は内から外のいずれか一方向に交差する静磁界を発生する静磁界発生手段と、
   を備えて構成し、
   前記枠状の外側可動板は、前記内側トーションバー及び前記内側可動板の各縁部との間に一定の距離を保って前記各縁部に沿った形状を成していることを特徴とするプレーナ型電磁アクチュエータ。
3. 前記静磁界発生手段は、前記外側空隙が前記外側トーションバーの軸線に平行な前記外側駆動コイルの部分に位置し、前記内側空隙が前記内側トーションバーの軸線に平行な前記内側駆動コイルの部分に位置する構成としたことを特徴とする請求項２に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
4. 前記静磁界発生手段は、前記外側空隙が前記外側駆動コイルの前記外側可動板の縁部に沿った部分に位置し、前記内側空隙が前記内側駆動コイルの前記内側可動板の縁部に沿った部分に位置する構成としたことを特徴とする請求項２に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
5. 前記永久磁石の前記可動板側の端面に該永久磁石の横断面よりも大きい形状の磁性部材からなる別のヨーク部材を取着し、該別のヨーク部材の縁部と前記ヨーク部材の側壁との間に前記空隙を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
6. 前記永久磁石の前記可動板側の縁部を面取り形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。