WO1996037943A1 - Actionneur electromagnetique plat - Google Patents

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WO1996037943A1
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static magnetic
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Norihiro Asada
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The Nippon Signal Co., Ltd.
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/18—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with coil systems moving upon intermittent or reversed energisation thereof by interaction with a fixed field system, e.g. permanent magnets

Definitions

  • the present invention relates to a planar electromagnetic actuator that has been downsized using semiconductor manufacturing technology, and more particularly to a technique for reducing the cost of a planar electromagnetic actuator.
  • the inventors of the present invention have previously proposed ultra-small Brahna-type electromagnetic actuators utilizing semiconductor manufacturing technology.
  • planar-type galvano mirrors Japanese Patent Application No. 5-32050
  • Japanese Patent Application No. 6-9882 Japanese Patent Application No. 6-9882
  • This electromagnetic actuator is composed of a silicon substrate with a plate-shaped movable portion and a tone-ymber structure that pivotally supports the movable portion at the center position of the movable portion so that the movable portion can swing up and down with respect to the silicon substrate.
  • the shaft support is integrally formed.
  • a flat coil made of a copper thin film that generates a magnetic field when energized is provided on a peripheral portion of an upper surface of the movable portion.
  • a permanent magnet as a pair of static magnetic field generating means is provided around the movable portion so that a static magnetic field acts on a flat coil portion on the opposite side of the movable portion parallel to the axial direction of the shaft support portion.
  • a pair of permanent magnets is arranged above and below each of the opposite sides of the movable portion, and the static magnetic field generated between the pair of permanent magnets is configured to cross the drive coil in a predetermined direction.
  • Such an electromagnetic actuator operates by passing a current through a planar coil. That is, on both sides of the movable part, a static magnetic field is formed by the permanent magnet in a direction crossing the plane coil along the plane of the movable part, and when a current flows through the plane coil in the static magnetic field, the plane coil In accordance with the current and magnetic flux densities, the following equation (1) is applied to both ends of the movable part in the direction according to the left-hand rule of framing of current, magnetic flux, and force. The magnetic force acts to rotate the movable part.
  • F i X B ⁇ ⁇ ⁇ (1)
  • F the magnetic force
  • i the current flowing through the drive coil
  • B the magnetic flux density
  • the rotation angle of the movable part is proportional to the current flowing through the plane coil, the rotation angle of the movable part can be controlled by controlling the current flowing through the plane coil.
  • the reflection direction of the laser beam incident on the mirror in a plane perpendicular to the axis of the shaft support can be freely controlled, and the displacement angle of the mirror Can be used as a galvanomirror that scans laser light by continuously and repeatedly operating.
  • the movable portion integrally formed on the silicon substrate is composed of a frame-shaped outer movable plate and a flat inner movable plate disposed in the frame of the outer movable plate.
  • the shaft support portion includes a first torsion bar that supports the outer movable plate and a second torsion bar that is orthogonal to the first torsion bar and axially orthogonally supports the inner movable plate with respect to the outer movable plate. .
  • drive coils are arranged on the upper surfaces of the outer and inner movable plates, respectively.
  • a permanent magnet for driving the outer movable plate and a permanent magnet for driving the inner movable plate are separately provided.
  • a pair of permanent magnets are arranged above and below each of the four sides of the movable part as in the above-mentioned prior application, or Permanent magnets are arranged on each of the four sides, and permanent magnets facing each other are paired to generate magnetic fields orthogonal to the movable part. That is, the conventional structure required at least four permanent magnets, in other words, two pairs of static magnetic field generating means.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has a simple structure and an inexpensive manufacturing cost by generating static magnetic fields that are orthogonal to each other with respect to a movable portion using only a pair of static magnetic field generating means.
  • the purpose is to provide an electromagnetic actuator.
  • a movable portion including a frame-shaped outer movable plate and an inner movable plate disposed inside the outer movable plate, and the outer movable plate are pivotally supported on the semiconductor substrate.
  • the first torsion bar and a shaft support portion formed of a second torsion bar having an axial direction orthogonal to the first torsion bar and rotatably supporting the inner movable plate are formed integrally with the first torsion bar.
  • a driving coil provided on each peripheral portion of the moving plate and the inner movable plate; and a magnetic field generating means for applying a static magnetic field to the driving coil, wherein the movable portion is driven by a magnetic force generated by flowing a current through the driving coil.
  • a pair of the static magnetic field generating means are arranged in a diagonal direction of one of the movable parts so as to sandwich the movable part. From one of the magnetic field generating means Static magnetic field directed towards traverses the movable portion obliquely. When the vector component of the static magnetic field is decomposed, two static magnetic field components orthogonal to each side of the movable part are obtained. Therefore, it is possible to apply a magnetic force to the outer movable plate and the inner movable plate by the two static magnetic field components, respectively.
  • the pair of static magnetic field generating means be fixed to a yoke made of a magnetic material disposed so as to surround the movable portion.
  • the pair of static magnetic field generating means is a permanent magnet in which an N pole and an S pole are arranged to face each other.
  • the structure can be simplified as compared with the case where an electromagnet or the like is used.
  • the permanent magnet may be a rare earth magnet.
  • a reflecting mirror was provided on the center surface of the inner movable plate of the movable portion to form a galvano mirror.
  • a movable portion provided with the reflection mirror, a scanner main body including a shaft support portion and a drive coil, a yoke made of a frame-shaped magnetic material surrounding the scanner main body, A permanent magnet fixed to the yoke with the scanner main body interposed therebetween in one diagonal direction of the scanner main body is disposed on an insulating substrate, and the insulating substrate is electrically connected to the drive coil. Electrical terminal pins.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an electromagnetic factory according to the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the scanner main body of the embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the present embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory view of the effect of the yoke
  • (A) is a state diagram of the magnetic field without the yoke
  • (B) is a state diagram of the magnetic field with the yoke.
  • FIG. 1 shows a configuration of an embodiment in which the electromagnetic actuator according to the present invention is applied to a galvanomirror.
  • a galvano mirror 1 which is an electromagnetic actuator of the present embodiment is a scanner in which a movable portion and a shaft support portion are integrally formed on a semiconductor substrate, for example, a silicon substrate, in the center of an insulating substrate 2.
  • the main body 10 is arranged on the insulating substrate 2 at an angle of about 45 ° with respect to the insulating substrate 2 as shown in FIG.
  • a frame-shaped yoke 3 made of, for example, pure iron which is a magnetic material is provided around the upper surface of the insulating substrate 2. Inside the two sides of the yoke 3 facing each other, a pair of permanent magnets 4 and 5 are provided as static magnetic field generating means.
  • the S and N poles of the permanent magnets 4 and 5 face each other, and a static magnetic field is generated across the scanner body 10 from one permanent magnet 4 (or 5) toward the other permanent magnet 5 (or 4). And so on. In this embodiment, a static magnetic field is generated from the permanent magnet 4 toward the permanent magnet 5.
  • the plane coils 15A and 15B of the scanner main body 10 described later in detail are connected to the respective bonding rods and heads 7a to 7d via conductors 8a to 8d.
  • the outer movable plate 1 to be described later is connected via the connector pins 6a and 6b, with the connector pins 6a, 6b and 6c, 6d as pairs, one of which is a positive pole and the other is a negative pole.
  • the 2A flat coil 15A is configured to be energized, and to the inner movable plate 12B, which will be described later, a flat coil 15B via connector pins 6c and 6d.
  • the scanner main body 10 includes a silicon substrate 11 having a frame-shaped outer movable plate 12 ⁇ and a flat inner movable plate 12B.
  • Moving part consisting of The first torsion bars 13A and 13A which are formed orthogonally and support the outer movable plate 12A and the second torsion bars 13B and 13B which support the inner movable plate 12B with respect to the outer movable plate 12A.
  • the thickness of the movable portion is made thinner than the thickness of the silicon substrate 11 so that the movable portion can swing around the shaft support portion.
  • a planar coil 15A as a drive coil of a copper thin film (schematically indicated by one line in the figure) is formed by using an electrode coil method or the like, and the first torsion bars 13A, 13A Are electrically connected to a pair of outer electrode terminals 14A, 14A on the silicon substrate 11 via one of the terminals.
  • a planar coil 15B (shown schematically by a single line in the figure) as a drive coil is formed on the peripheral edge of the upper surface of the inner movable plate 12B in the same manner as the planar coil 15A.
  • a total reflection mirror 16 is formed at the center of the upper surface of the inner movable plate 12B by, for example, aluminum evaporation.
  • the pair of outer electrode terminals 14A, 14A and the inner electrode terminals 14B, 14B are formed by an electrode coil method or the like as in the case of the planar coils 15A, 15B.
  • the magnetic field generated by the permanent magnet 4 crosses the scanner body 10 on the insulating substrate 2 and travels to the permanent magnet 5.
  • the magnetic field H, the transverse component magnetic field H, and the vertical component field H 2 is present perpendicular to each other in the plane of the scanner main body 10.
  • the transverse component magnetic field H is in a direction perpendicular to the axial direction of the first torsion bars 13A, 13A that supports the outer movable plate 12A
  • the longitudinal component magnetic field H2 is the inner movable plate 12B.
  • the direction is orthogonal to the axial direction of the second tone chambers 13B, 13B that are supported.
  • the connector pin is attached to the flat coil 15A of the outer movable plate 12A.
  • a magnetic force F is generated based on the expression (1) by the action of the current and the lateral component magnetic field H, and the outer movable plate 12A is driven.
  • the flat surface coil 15 B of the inner movable plate 12 B when a current flows through the connector pin 6 c, 6 d, by the action of this current and the longitudinal component magnetic field H 2, the ( Based on the equation (1), a magnetic force F is generated to drive the inner movable plate 12B.
  • the outer movable plate 12A and the inner movable plate 12B can be driven only by the pair of permanent magnets 4 and 5, and as in the conventional case, the outer movable plate 12A and the inner movable plate are driven separately. There is no need to provide a magnet. For this reason, the number of parts in the electromagnetic actuator can be reduced and the structure can be simplified, and the manufacturing cost of the electromagnetic actuator can be reduced.
  • an electromagnet may be used as the static magnetic field generating means.
  • wiring for energization is required.
  • a rare-earth magnet by using a rare-earth magnet, a large magnetic field H can be obtained, and the magnetic force can be increased.
  • the electromagnetic actuator is applied to a planar galvano mirror is described, but the present invention is not limited to this.
  • a pair of static magnetic field generating means is arranged in a diagonal direction of a movable portion having two movable plates which are supported at right angles to each other.
  • the two movable plates can be driven only by the generating means, reducing the number of parts in the electromagnetic actuator and simplifying the structure, and significantly reducing the manufacturing cost of the electromagnetic actuator. it can. Further, since the yoke is provided, the efficiency of the static magnetic field generating means can be increased, and the driving force of the movable portion can be increased.
  • the present invention can achieve simplification, low cost, and the like of equipment for applying this kind of ultra-small planar electromagnetic actuator, and has great industrial applicability.

Description

明 糸田 書
プ レ ーナ型電磁ァ ク チ ユ エ一 夕
〔技術分野〕
本発明は、 半導体製造技術を利用して小型化を実現したプレーナ 型電磁ァクチユエ一夕に関し、 特に、 プレーナ型電磁ァクチユエ一 夕の低コス ト化を図る技術に関する。
〔背景技術〕
従来、 半導体製造技術を利用した超小型のブレーナ型電磁ァクチ ユエ一夕として、 本発明者等により先に提案された、 例えばプレー ナ型ガルバノ ミ ラー （特願平 5 — 3 2 0 5 2 4号及び特願平 6 ― 9 8 2 4号） 等に適用したものがある。
かかるプレーナ型電磁ァクチユエ一夕について以下に説明する。 この電磁ァクチユエ一夕は、 シリ コン基板に、 平板状の可動部と 該可動部の中心位置でシリ コン基板に対して基板上下方向に揺動可 能に可動部を軸支する トーンヨ ンバー構造の軸支部とを一体形成す る。 前記可動部の上面周縁部には、 通電により磁界を発生する銅薄 膜の平面コイルを設ける。 また、 互いに対をなす静磁界発生手段と しての永久磁石を、 前記軸支部の軸方向と平行な可動部の対辺の平 面コィル部分に静磁界が作用するよう可動部周囲に設ける。 前述の 先願例では、 可動部の対辺部分それぞれの上下に一対の永久磁石を 配置し、 対をなす永久磁石間に発生する静磁界が駆動コイルを所定 方向に横切るように構成してある。
かかる電磁ァクチユエ一夕は、 平面コイルに電流を流すこ とによ り動作する。 即ち、 可動部の両側では、 永久磁石によって可動部 の平面に沿って平面コイルを横切るような方向に静磁界が形成され ており、 この静磁界中の平面コイルに電流が流れると、 平面コイル の電流密度と磁束密度に応じて可動部の両端に、 電流 · 磁束密度 · 力のフレ ミ ングの左手の法則に従った方向に、 下記 （ 1 ) 式に示す 磁気力が作用して可動部が回動する。
F = i X B · · · ( 1 ) ここで、 Fは磁気力、 i は駆動コイルに流れる電流、 Bは磁束密 度である。
—方、 可動部が回動するこ とにより軸支部が捩じられてばね反力 が発生し、 前記磁気力とばね反力が釣り合う位置まで可動部が回動 する。 可動部の回動角は平面コィルに流れる電流に比例するので、 平面コィルに流す電流を制御することで可動部の回動角を制御する ことができる。
従って、 例えば可動部の中央表面にミ ラーを設ければ、 軸支部の 軸に対して垂直な面内においてミ ラーに入射するレーザ光の反射方 向を自由に制御でき、 ミ ラーの変位角を連続的に反復動作させてレ —ザ光のスキャニングを行うガルバノ ミ ラーとして使用できる。
ところで、 かかる電磁ァクチユエ一夕として、 互いに直交する 2 つの軸支部を有する 2軸構造のものがある。
即ち、 シリ コン基板に一体形成する可動部を、 枠状の外側可動板 とこの外側可動板の枠内に配置した平板状の内側可動板とで構成す る。 また、 軸支部を、 外側可動板を軸支する第 1 トーシヨ ンバーと この第 1 トーシヨ ンバーと軸方向が直交し外側可動板に対して内側 可動板を軸支する第 2 トーシヨ ンバーとで構成する。 そして、 外側 及び内側可動板の上面にそれぞれ駆動コイルを配置する。
この場合、 外側可動板上面の駆動コイルと内側可動板上面の駆動 コイルに対して、 それぞれ互いに直交した静磁界を作用させる必要 がある。
このため、 従来の 2軸構造の電磁ァクチユエ一夕の場合では、 外 側可動板の駆動用の永久磁石と内側可動板の駆動用の永久磁石を別 々 に設ける構造であった。 例えば、 前述の先願例のように可動部の 4つの各辺の上下にそれぞれ一対の永久磁石を配置したり、 或いは 4つの各辺に永久磁石を配置し互いに対面する永久磁石を対として 可動部に対して互いに直交する磁界を発生させる。 即ち、 従来構造 では少なく とも 4つの永久磁石、 言い換えれば 2対の静磁界発生手 段が必要であつた。
本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、 一対の静磁界発生手 段だけで可動部に対して互いに直交する静磁界を発生させるこ とに より、 構造が簡単且つ製造コス トの安価な電磁ァクチユエ一タを提 供するこ とを目的とする。
〔発明の開示〕
このため本発明では、 半導体基板に、 枠状の外側可動板と該外側 可動板の内側に配置される内側可動板とからなる可動部と、 前記外 側可動板を揺動可能に軸支する第 1 ト一シヨ ンバーと該第 1 トーシ ョ ンバーと軸方向が直交し前記内側可動板を揺動可能に軸支する第 2 トーシヨ ンバーとからなる軸支部とを一体に形成し、 前記外側可 動板と内側可動板の各周縁部に設けた駆動コイルと、 該駆動コイル に静磁界を与える磁界発生手段とを備え、 前記駆動コイルに電流を 流すこ とにより発生する磁気力により前記可動部を駆動する構成の 電磁ァクチユエ一夕において、 一対の前記静磁界発生手段を、 前記 可動部の 1 つの対角線方向に当該可動部を挟んで配置する構成と し かかる構成によれば、 対をなす静磁界発生手段の一方から他方に 向かう静磁界は、 可動部を斜めに横切る。 この静磁界のべク トル成 分を分解すると、 可動部の各辺に対して互いに直交する 2つの静磁 界成分が得られる。 従って、 この 2つの静磁界成分によってそれぞ れ外側可動板と内側可動板に対して磁気力を作用するこ とが可能と る。
また、 前記一対の静磁界発生手段を、 可動部を囲んで配置した磁 性体からなるヨークに固定する構成とするとよい。 かかる構成により、 可動板を横切ることなく静磁界発生手段の周 囲に漏れる静磁界の無効成分を低減でき、 静磁界発生手段の効率を 高めることができる。
また、 前記一対の静磁界発生手段は、 N極と S極を互いに対面さ せて配置した永久磁石とした。
かかる構成により、 電磁石等を用いる場合に比べて構造が簡素化 できる。
前記永久磁石は、 希土類磁石とするとよい。
かかる構成によれば、 より大きい磁界を作用させることができ、 磁気力を大き くできる。
前記可動部の内側可動板中央表面に反射ミ ラーを備えてガルバノ ミ ラーとした。
前記ガルバノ ミ ラーの具体的構成としては、 前記反射ミ ラ一を設 けた可動部と、 軸支部及び駆動コイルを備えたスキャナ本体と、 該 スキヤナ本体を囲む枠状の磁性体からなるヨーク と、 該スキャナ本 体の 1 つの対角線方向に当該スキヤナ本体を挟んで前記ョークに固 定された永久磁石とを、 絶縁基板上に配置し、 該絶縁基板に、 前記 駆動コイルと電気的に接続する複数の電気端子ピンを取り付ける構 成とした。
〔図面の簡単な説明〕
第 1 図は、 本発明に係る電磁ァクチユエ一夕の一実施例を示す構 成図である。
第 2図は、 同上実施例のスキャナ本体の拡大図である。
第 3図は、 本実施例の動作の説明図である。
第 4図は、 ヨークの効果の説明図で、 （A ) はヨークがない場合 の磁界の状態図、 （ B ) はヨークが有る場合の磁界の状態図である 〔発明を実施するための最良の形態〕
以下、 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 第 1 図に本発明に係る電磁ァクチユエ一夕をガルバノ ミ ラーに適 用した一実施例の構成を示す。
第 1 図において、 本実施例の電磁ァクチユエ一タであるガルバノ ミ ラー 1 は、 絶縁基板 2の中央部に、 半導体基板、 例えばシ リ コ ン 基板に可動部と軸支部とを一体形成したスキャナ本体 1 0が、 図示の ように絶縁基板 2上に当該基板 2に対して略 45 ° の角度を持って斜 めに配置されている。 絶縁基板 2の上面周囲に、 例えば磁性体であ る純鉄からなる枠状のヨーク 3が設けられている。 ヨーク 3の互い に対面する 2辺の内側には、 静磁界発生手段として一対の永久磁石 4 , 5が設けられている。 永久磁石 4 , 5は、 S極と N極が対面し、 —方の永久磁石 4 (又は 5 ) から他方の永久磁石 5 (又は 4 ) に向 かって前記スキャナー本体 10を横切る静磁界が発生するようになつ ている。 この実施例では、 永久磁石 4から永久磁石 5に向かって静 磁界が発生する。
絶縁基板 2には、 電気端子ピンとしての 4本のコネクタピン 6 a 〜 6 dが取付けられ、 各コネクタピン 6 a〜 6 dは、 絶縁基板 2上 に形成された 4つのボンディ ングパッ ド 7 a〜 7 d と電気的に接続 している。 各ボンディ ングノ、°ッ ド 7 a〜 7 dには、 導線 8 a〜 8 d を介して後で詳述するスキヤナ本体 1 0の各平面コィル 1 5 A , 1 5 Bが 接続されている。 例えばコネグ夕ピン 6 a， 6 b と 6 c , 6 dをそ れぞれ対とし、 一方を +極、 他方を—極としてコネク夕ピン 6 a , 6 bを介して後述する外側可動板 1 2 Aの平面コィル 15 Aに通電し、 コネクタピン 6 c， 6 dを介して後述する内側可動板 1 2 Bの平面コ ィル 15 Bに通電するよう ίこ構成される。
次に前記スキャナ本体 1 0の構成について第 2図に基づいて説明す このスキャナー本体 1 0は、 シリ コン基板 1 1に、 枠状の外側可動板 12 Αと平板状の内側可動板 12 Bとからなる可動部と、 互いに軸方向 が直交形成され外側可動板 12 Aを軸支する第 1 ト一シヨ ンバー 13A, 13 Aと外側可動板 12 Aに対して内側可動板 12Bを軸支する第 2 トー シヨ ンバー 13B, 13Bとからなる軸支部を、 異方エッチングによつ て一体形成する。 尚、 シリ コ ン基板 11の厚さに比べて可動部の厚さ を、 可動部が軸支部回りに揺動できるよう薄く形成してある。
前記外側可動板 12A上面には、 例えば銅薄膜の駆動コイルとして の平面コイル 15A (図では模式的に 1本線で示す） が電铸コイル法 等を用いて形成され、 第 1 トーシヨ ンバー 13A, 13Aの一方を介し てシリ コン基板 11上の一対の外側電極端子 14 A， 14 Aに電気的に接 続している。 また、 内側可動板 12B上面周縁部には、 駆動コイルと しての平面コイル 15B (図では模式的に 1 本線で示す） が平面コィ ル 15Aと同様の方法で形成され、 第 2 ト一シヨ ンバー 13 B, 13 Bの 一方から外側可動板 12A部分を通り第 1 トーシヨ ンバー 13A, 13A の他方側を介してシリ コン基板 11上の内側電極端子 14B , 14Bに電 気的に接続している。 また、 内側可動板 12B上面中央部には、 例え ばアルミ ニウム蒸着により全反射ミ ラー 16が形成されている。 前記 一対の外側電極端子 14A， 14Aと内側電極端子 14B , 14Bは、 平面 コイル 15 A, 15 Bと同様に電铸コイル法等で形成される。
次にかかる構成の電磁ァクチユエ一夕の動作について説明する。 永久磁石 4で発生した磁界は、 絶縁基板 2上のスキャナー本体 10 を横切って永久磁石 5に向かう。 この磁界のベク トル成分を分解す ると、 第 3図に示すように、 磁界 Hには、 スキャナ本体 10の平面内 で互いに直交する横成分磁界 H , と縦成分磁界 H2 が存在する。 本 実施例の場合、 横成分磁界 H , は、 外側可動板 12Aを軸支する第 1 トーシヨ ンバー 13A, 13Aの軸方向と直角方向であり、 縦成分磁界 H 2 は、 内側可動板 12 Bを軸支する第 2 トーンヨ ンバー 13 B , 13B の軸方向と直角方向となる。
これにより、 外側可動板 12Aの平面コイル 15Aに、 コネクタ ピン 6 a , 6 bを介して電流を流すと、 この電流と前記横成分磁界 H , との作用により、 前記 （ 1 ) 式に基づいて磁気力 Fが発生して外側 可動板 12 Aが駆動される。 また、 同様にして、 内側可動板 12 Bの平 面コイル 15 Bに、 コネクタ ピン 6 c， 6 dを介して電流を流すと、 この電流と前記縦成分磁界 H 2 との作用により、 前記 （ 1 ) 式に基 づいて磁気力 Fが発生して内側可動板 12 Bが駆動される。
従って、 外側可動板 12 Aと内側可動板 12 Bを一対の永久磁石 4 , 5のみで駆動することができ、 従来のように、 外側可動板駆動用と 内側可動板駆動用としてそれぞれ別個に永久磁石を設ける必要がな い。 このため、 電磁ァクチユエ一夕の部品点数が削減できると共に 構造も簡素化でき、 電磁ァクチユエ一夕の製造コス トを安価にでき o
また、 ヨーク 3を設けたので、 永久磁石 4 , 5により発生させる 磁界の効率を高めるこ とができ、 大きな磁気力を得るこ とができる c 即ち、 第 4図 （A ) で示すように、 永久磁石 4 , 5の周囲に、 ス キヤナ本体 10を横切らず可動部の駆動に関係しない点線で示す無効 磁界が存在するが、 ヨーク 3を設けることにより、 第 4図 （ B ) に 図示の如く この無効磁界を有効磁界 Hとして他方の永久磁石側に導 く こ とができ、 無効磁界の量を減らしスキャナ本体 10を横切って可 動部の駆動に関与する図中実線で示す有効磁界を増加するこ とがで きる。 従って、 同一特性の永久磁石を用いた場合、 ヨーク 3を設け ることで、 ヨークを設けない場合に比べて永久磁石の効率を高める こ とができ、 大きな磁気力を得ることが可能となる。
また、 静磁界発生手段として電磁石を用いてもよいが、 電磁石の 場合には通電用の配線が必要となるので、 本実施例のように永久磁 石を用いる方が構造が簡単となるので望ま しい。 そして、 特に、 希 土類磁石を用いるこ とにより大きな磁界 Hを得ることができ磁気力 を増大することができる。 尚、 本実施例では、 電磁ァクチユエ一夕としてプレーナ型ガルバ ノ ミ ラーに適用した例を示したが、 これに限定するものではない。 以上のように本発明によれば、 互いに直交して軸支された 2つの 可動板を有する可動部の対角線方向に、 一対の静磁界発生手段を配 置する構成としたので、 一対の静磁界発生手段だけで 2つの可動板 を駆動させることができ、 電磁ァクチユエ一夕の部品点数を削減で きると共に構造の簡素化を図ることができ、 電磁ァクチユエ一夕の 製造コス トを大幅に安価にできる。 また、 ヨークを設けたので、 静 磁界発生手段の効率を高めることができ、 可動部の駆動力を増大で きる。
〔産業上の利用可能性〕
本発明は、 この種の超小型のプレーナ型電磁ァクチユエ一夕を応 用する機器の簡素化及び低コス ト等を図るこ とができ、 産業上の利 用可能性が大である。

Claims

言青求 の 範 囲
( 1 ) 半導体基板に、 枠状の外側可動板と該外側可動板の内側に配 置される内側可動板とからなる可動部と、 前記外側可動板を揺動可 能に軸支する第 1 トーシヨ ンバーと該第 1 トーンヨ ンバーと軸方向 が直交し前記内側可動板を揺動可能に軸支する第 2 トーンヨ ンバー とからなる軸支部とを一体に形成し、 前記外側可動板と内側可動板 の各周縁部に設けた駆動コイルと、 該駆動コィルに静磁界を与える 磁界発生手段とを備え、 前記駆動コイルに電流を流すことにより発 生する磁気力により前記可動部を駆動する構成の電磁ァクチユエ一 夕において、 一対の前記静磁界発生手段を、 前記可動部の 1 つの対 角線方向に当該可動部を挟んで配置する構成としたことを特徴とす るプレーナ型電磁ァクチユエ一夕。
( 2 ) 前記一対の静磁界発生手段は、 可動部を囲んで配置した磁性 体からなるヨークに固定される請求項 1 記載のプレーナ型電磁ァク チュエー夕。
( 3 ) 前記一対の静磁界発生手段は、 N極と S極を互いに対面させ て配置した永久磁石である請求項 1 記載のプレーナ型電磁ァクチュ ェ—夕。
( 4 ) 前記永久磁石が、 希土類磁石である請求項 3記載の電磁ァク チユエ一夕。
( 5 ) 前記可動部の内側可動板中央表面に反射ミ ラーを備えたガル バノ ミ ラーである請求項 1 記載の電磁ァクチユエ一夕。
( 6 ) 前記ガルバノ ミ ラーは、 前記反射ミ ラーを設けた可動部と、 軸支部及び駆動コイルを備えたスキャナ本体と、 該スキャナ本体を 囲む枠状の磁性体からなるヨーク と、 該スキャナ本体の 1 つの対角 線方向に当該スキャナ本体を挟んで前記ョ一クに固定された永久磁 石とを、 絶縁基板上に配置し、 該絶縁基板に、 前記駆動コイルと電 気的に接続する複数の電気端子ピンを取り付けた構成である請求項 37943
1 0 記載の電磁ァクチユエ一夕
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