【手続補正書】
【提出日】平成17年4月8日(2005.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部にトーションバーで揺動可能に軸支した可動板と、該可動板を駆動するための駆動コイルと、該駆動コイルに静磁界を作用させる静磁界発生手段とを備え、前記駆動コイルに電流を流して前記トーションバーの軸方向と平行な可動板対辺部に互いに反対方向の電磁力を作用させて前記可動板を駆動する構成のプレーナ型電磁アクチュエータにおいて、可動板の回動に伴って発生する前記トーションバーの弾性復元力と反対方向の抗力を前記可動板対辺部に作用させる抗力手段を備えたことを特徴とするプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記駆動コイルを可動板側に設けると共に、前記静磁界発生手段を、前記固定部側の前記トーションバー軸方向と平行な部位に前記可動板を挟んで互いに対向して配置される一対の磁石で構成した請求項１に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項３】
前記抗力手段は、前記一対の磁石と互いに反発するように前記可動板に配置した反発用磁石を備える構成である請求項２に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項４】
前記反発用磁石は、前記可動板の略全面に形成した薄膜磁石である請求項３に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項５】
前記反発磁石は、前記可動板のトーションバー軸方向と平行な対辺部にそれぞれ形成した一対の薄膜磁石である請求項３に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項６】
前記駆動コイル部を前記固定部側に設けると共に、前記静磁界発生手段を前記可動板の略全面に薄膜磁石を形成して構成し、前記抗力手段が、前記固定部のトーションバー軸方向と平行な部位に前記薄膜磁石と互いに反発し合うように配置される一対の反発用磁石を備える構成である請求項１に記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項７】
前記可動板の回動に伴って発生する前記トーションバーの弾性復元力と、前記抗力手段の抗力による前記可動板の回動力との釣り合いにより可動板が静止する安定位置、又は、当該安定位置より手前の回動位置で前記可動板対辺部が当接する当接部を、前記固定部側に設ける構成とした請求項１〜６のいずれか１つに記載のプレーナ型電磁アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載のプレーナ型電磁アクチュエータの制御方法であって、前記抗力手段の抗力による前記可動板の回動力と、前記トーションバーの弾性復元力との釣り合いにより可動板が停止する二つの安定状態の一方から他方に可動板を移行させるときにのみ前記駆動コイルに電流を流し、前記抗力に抗した駆動力を前記可動板に与え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の制御方法。
【請求項９】
前記可動板の前記抗力に抗した回動力は、該可動板に設けた駆動コイルを流れる電流に対して、前記静磁界発生手段の静磁界が作用するローレンツ力であることを特徴とする請求項８に記載のプレーナ型電磁アクチュエータの制御方法。
【請求項１０】
前記可動板の前記抗力に抗した回動力は、前記固定部側に設けた駆動コイルによる電磁界と、前記可動板に設けた静磁界発生手段による静磁界とが互いに作用して、前記可動板の前記トーションバー軸方向と平行な対辺部に発生させる吸引及び反発力であることを特徴とする請求項８に記載のプレーナ型電磁アクチュエータの制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、請求項７のように、上記可動板の回動に伴って発生する上記トーションバーの弾性復元力と、上記抗力手段の抗力による上記可動板の回動力との釣り合いにより可動板が静止する安定位置、又は、当該安定位置より手前の回動位置で前記可動板対辺部が当接する当接部を、上記固定部側に設ける構成とするとよい。
また、請求項８のプレーナ型電磁アクチュエータの制御方法は、請求項１〜７のいずれか一つに記載のプレーナ型電磁アクチュエータにおいて、上記静磁界発生手段と上記抗力手段との抗力による上記可動板の回動力と、上記トーションバーの弾性復元力との釣り合いにより可動板が停止する二つの安定状態の一方から他方に可動板を移行させるときにのみ上記駆動コイルに電流を流し、上記抗力に抗した駆動力を上記可動板に与えるようにしたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
この場合、請求項９のように上記可動板の上記抗力に抗した回動力は、該可動板に設けた駆動コイルを流れる電流に対して、上記静磁界発生手段の静磁界が作用するローレンツ力としてもよく、請求項１０のように上記固定部側に設けた駆動コイルによる電磁界と、上記可動板に設けた静磁界発生手段による静磁界とが作用して、上記可動板の上記トーションバー軸方向と平行な対辺部に発生させる吸引及び反発力としてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
さらに、出射側の光ファイバーを光ファイバー１３から光ファイバー１２に切換えるためには、図２（ｄ）に示すように可動板４上に敷設した駆動コイル５に通電する。ここで、永久磁石７Ａ，７Ｂによって図中右から左方向の静磁界が形成されているので、該静磁界中に置かれた駆動コイル５に対して図１において時計回りの電流を流すと、可動板４の図２（ｄ）中右側端部の駆動コイル部５ａに紙面の裏面から表面に向かう電流が、また左側端部の駆動コイル部分５ｂに紙面の表面から裏面に向かう電流が流れ、フレミングの左手の法則に従って駆動コイル５に反時計方向のローレンツ力が発生する。この場合、駆動電流を調節して薄膜磁石８と永久磁石７Ａ，７Ｂとの反発力に抗して可動板４が回動するのに十分なローレンツ力を発生させると、可動板４は図２（ｄ）中反時計方向に回動する。そして、水平位置を過ぎると今度は薄膜磁石８と永久磁石７Ａ，７Ｂの反発力によりローレンツ力の力を借りることなく可動板４は回動して、前述したように薄膜磁石８と永久磁石７Ａ，７Ｂの反発力とトーションバー３，３の弾性復元力の釣り合う図２（ａ）の第１の安定状態で静止する。こうして、反射ミラー９で反射される光ビームは光ファイバー１２に入射することになる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
次に、本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータの第２の実施形態を図３及び図４を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一要素については同一の符号を付し説明を省略する。
図３は本発明によるプレーナ型電磁アクチュエータ２０の第２の実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
先ず、図４（ａ）に示すように、可動板４が磁石の反発力により反時計方向に回動して右上がりに傾斜した第１の安定状態にある場合を考える。この場合、可動板４は上述したように可動板４の上面に設けた薄膜磁石２１と永久磁石２４Ａ，２４Ｂとの反発力とトーションバー３，３の弾性復元力が釣り合う位置で安定しているので、この安定状態を保持するためには駆動コイル５に電流を流す必要がない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
次に、光ビームの反射方向を切換える場合には、図４（ｂ）に示すように、平板状の固定部２２に敷設した駆動コイル５に通電がされる。この場合、図３において時計方向の電流を駆動コイル５に流して、図４（ｂ）のように下向きの磁界を発生させると、可動板４の薄膜磁石２１の図中右端２１ａはＮ極であるため駆動コイル５に引き寄せられ、左端２１ｂはＳ極であるため駆動コイル５から反発される。その結果、可動板４は、図３に示すトーションバー３，３を軸として図４（ｂ）中時計方向に回動する。この場合、薄膜磁石２１と永久磁石２４Ａ，２４Ｂとの反発力に抗して可動板４が回動するのに十分な電流を駆動コイル５に供給すると、可動板４は図４（ａ）の状態から時計方向に回動し、前述したように薄膜磁石２１と永久磁石２４Ａ，２４Ｂとの反発力とトーションバー３，３の弾性復元力の釣り合う他方の安定位置（第２の安定状態）で静止し、図４（ｃ）に示すように右下がりに傾斜する。また、薄膜磁石２１と永久磁石２４Ａ，２４Ｂとの反発力とトーションバー３，３の弾性復元力の釣り合う安定位置又はそれより手前の回動位置で固定部２２の当接部としての窓部２３周縁部に可動板４が当接するよう前記窓部２３周縁部を配置すれば、図４（ｃ）に示すように可動板４は固定部２２の駆動コイル５の敷設された窓部２３周縁部に当接して静止する。これにより、可動板４の下面に備えた反射ミラー９で反射される光ビームの方向を偏向することができる。ここで、図４（ｃ）の第２の安定状態は、上述したように薄膜磁石２１と永久磁石２４Ａ，２４Ｂの反発力とトーションバー３，３の捩れの弾性復元力の釣り合っている状態であり、当接状態は薄膜磁石２１と永久磁石２４Ａ，２４Ｂの反発力がトーションバー３，３の捩れの弾性復元力以上の状態であるので、この状態を維持するためには駆動コイル５に電流を流す必要がない。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
さらに、可動板４の位置を図４（ａ）の第１の安定状態に戻すためには、図４（ｄ）に示すように駆動コイル５に通電がされる。ここで、図３において反時計回りの電流を駆動コイル５に流すと、図４（ｄ）に示すように駆動コイル５には上方に向かう磁界が発生する。可動板４の上面の薄膜磁石２１の図中右端２１ａはＮ極であるため駆動コイル５から反発され、左端２１ｂはＳ極であるため駆動コイル５に引き寄せられる。その結果、可動板４は、図３に示すトーションバー３，３を軸として図４（ｄ）中反時計方向に回動する。この場合、薄膜磁石２１と永久磁石２４Ａ，２４Ｂとの反発力に抗して可動板４が回動するのに十分な電流を駆動コイル５に流すと、可動板４は図４（ｄ）の状態から反時計方向に回動し、前述したように薄膜磁石２１と永久磁石２４Ａ，２４Ｂの反発力とトーションバー３，３の弾性復元力の釣り合う位置で、又は、固定部２２の駆動コイル５の敷設された窓部２３周縁部に当接して静止し、図４（ａ）に示す右上がりに傾斜した第１の安定状態に戻る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
このように、第２の実施形態は、可動板４の上面に設けた薄膜磁石２１と対向して備えた永久磁石２４Ａ，２４Ｂとの反発力により可動板４を回動させ、該反発力と可動板４を軸支するトーションバー３，３の捩れの弾性復元力とが釣り合う第１の安定状態に静止させるものである。そして、上記可動板４の下部に備えた固定部２２の駆動コイル５に通電することによって、可動板４を薄膜磁石２１と永久磁石２４Ａ，２４Ｂの反発力に抗して回動させ得るだけの電磁力を発生させて、反対側の第２の安定状態に移行させるものである。従って、駆動コイル５には光ビームの反射方向を切換えるときにのみ電流を流すので消費電力が少ない。また、第１の実施形態と同様に、上記第１及び第２の安定状態は薄膜磁石２１と永久磁石２４Ａ，２４Ｂの反発力とトーションバー３，３の捩れの弾性復元力とが釣り合う位置であるので、この安定状態を維持するために特別な制御を必要とせず簡易な構成とすることができる。また、可動板４が固定部２２の周縁部に当接して静止する構成とすれば、固定部４によって可動板４がそれ以上に回動するのを規制でき、可動板４を安定して静止させることができる。このような可動板４の回動を規制する固定部４を設ける構成は、第１実施形態にも適用できることは言うまでもない。