(57)【要約】【課題】  制御対象が、軸回り方向に回転することを防止することが可能なアクチュエータを提供する。【解決手段】  可動部側の磁石ｍ２ａ，ｍ２ｂを、固定部側の磁石ｍ１ａと磁石ｍ１ｂとの間、および前記磁石ｍ１ｃと磁石ｍ１ｄとの間にそれぞれ設ける。前記磁石ｍ２ａと磁石ｍ１ａの間、磁石ｍ２ａと磁石ｍ１ｂの間、磁石ｍ２ｂと磁石ｍ１ｃの間、および磁石ｍ２ｂと磁石ｍ１ｄの間に作用する磁気反発力ｆは互いに相殺し合って軸回り方向の回転モーメントを０にする。このため、制御対象を有する可動軸５０の軸回り方向の回転を抑制することが可能となる。【選択図】図６
2008017640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象と、前記制御対象を支持する可動軸とを備えた可動部と、前記可動軸を軸回り方向に回転自在に支持すると共に、前記可動軸の軸中心が所定の基準軸に一致する中立位置から前記基準軸に対して傾く揺動方向へ揺動自在に支持する支持機構を備えた固定部と、前記可動軸を揺動方向へ駆動する磁気駆動機構と、を有し、
前記可動部に、前記可動軸とともに前記軸回り方向に回転可能に設けられた第１の磁石と、前記固定部に、前記第１の磁石と所定の距離を隔てて対向して設けられた第２の磁石とにより、前記可動軸の軸回り方向の回転を規制する回転抑制機構が設けられていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記第２の磁石が、前記第１の磁石の両側に設けられている請求項１記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記第１の磁石および前記第２の磁石が、前記可動軸に対し対称となる位置に設けられている請求項１または２記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記支持機構の中心を支持中心点としたときに、前記第１の磁石および第２の磁石が、前記支持中心点を通り且つ前記基準軸に対して垂直な平面上に設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記支持機構は、前記可動軸の外周に固定された内輪部材と、固定部側に設けられ且つ前記内輪部材の外周側に対向配置された外輪部材と、前記内輪部材と前記外輪部材とが対向するスペース内に転動自在に設けられ且つ前記外輪部材に対し前記内輪部材を前記軸回り方向に相対的に回転可能に保持する複数の小球と、を備えている請求項１ないし４のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記可動軸には、前記支持機構を挟みその両側に一対のプレートが設けられており、前記第１の磁石は一方のプレートと他方のプレートとの間に設けられ、且つ前記第２の磁石は前記固定部側で且つ前記第１の磁石と対向する位置に設けられる請求項１ないし５のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記磁気駆動機構が、コイルに流れる電流とマグネットの磁界とによって発生する電磁力で駆動される請求項１ないし６のいずれか記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記制御対象が、ミラーの傾き角度の調整を行うものである請求項１ないし７のいずれか記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御対象を可動軸で揺動可能に支持するアクチュエータに係わり、特に制御対象が可動軸回りに回転することを防止する機能を備えたアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィー記録媒体に対して２次元的なデジタル信号を多重に記録しまたは再生する方法としては、前記記録媒体に入射する参照光の入射角度又は波長を変えて行う方法が一般的である。そして、光ビーム（参照光）の入射角度を調整する従来のアクチュエータとしては、ガルバノミラーが代表的である（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１は、半導体製造技術を利用した形成される２軸プレーナ型のガルバノミラーである。このガルバノミラーでは、支持体に対し外枠が一方の軸を形成する第１のトーションバーで支持され、また前記外枠に対してミラーを備えた内枠が他方の軸を形成する第２のトーションバーで支持されている。磁気駆動部に電磁力が発生すると、互いに直交配置された前記第１のトーションバーと前記第２のトーションバーを中心とする捩れ変形が発生するため、前記外枠と内枠とがそれぞれシーソー状に傾斜させられることにより、前記ミラーの角度を自在に変更することが可能とされている。
【特許文献１】特開２００４−２７１８２１号公報（第６頁、図８−図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載されているガルバノミラーの支持手段は、いわゆるジンバル機構であるため、以下に示すような問題がある。
【０００５】
（１）ジンバル機構は、第１，第２のトーションバーの捩れ変形により、内枠及び外枠が独立して回動する構成であるが、制御対象であるミラーの支持中心点は、前記第１のトーションバーの中心と前記第２のトーションバーの中心とが一致する点となる。前記２つの中心が一致する点（支持中心点）は、個々のジンバル機構の精度に大きく依存するが、捩れ変形を利用する構成であることから、ジンバル機構ごとに支持中心点がばらつきやすく、機構上一点に定めることが困難であった。ミラーの角度を変更しながら参照光を振ってホログラム記録媒体をスキャンするときには、前記支持中心点は角度スキャンの中心部となるが、前記のように支持中心点が未確定であると、スキャン時に読み出しエラーが発生するという問題がある。
【０００６】
（２）前記第１のトーションバーを中心とする捩れと前記第２のトーションバーの中心とする捩れが同時に発生すると、前記第１のトーションバーを中心とする軸と前記第２のトーションバーを中心とする軸の双方に直交する基準軸（Ｚ軸）回りにわずかな回転する成分が発生することがある。
【０００７】
特に、ミラーの反射面の傾斜角度が、前記基準軸に対し予め傾斜した姿勢で固定される構成のものでは、わずかな回転が生じるだけで反射面の向きが大きく変わってしまう。このため、前記光ビーム（参照光）の向きを正確に定めることが困難になるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、駆動時の制御対象の中心（支持中心点）を事実上一点と見なせる狭い領域に制限することができ、この支持中心点を中心に前記制御対象の傾き角度を調整できるようにしたアクチュエータを提供することを目的としている。
【０００９】
また本発明は、制御対象が基準軸回りに回転することを防止できるようにしたアクチュエータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、制御対象と、前記制御対象を支持する可動軸とを備えた可動部と、前記可動軸を軸回り方向に回転自在に支持すると共に、前記可動軸の軸中心が所定の基準軸に一致する中立位置から前記基準軸に対して傾く揺動方向へ揺動自在に支持する支持機構を備えた固定部と、前記可動軸を揺動方向へ駆動する磁気駆動機構と、を有し、
前記可動部に、前記可動軸とともに前記軸回り方向に回転可能に設けられた第１の磁石と、前記固定部に、前記第１の磁石と所定の距離を隔てて対向して設けられた第２の磁石とにより、前記可動軸の軸回り方向の回転を規制する回転抑制機構が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明のアクチュエータでは、制御対象が、可動軸の軸回り方向に回転させられることを防止することができる。
【００１２】
上記において、前記第２の磁石が、前記第１の磁石の両側に設けられているものが好ましい。
【００１３】
上記手段では、可動部側の前記第１の磁石に対して両側方向から磁気反発力を作用させることにより、両磁気反発力を相殺させることが可能となるため、可動軸の回転を抑制できる。
【００１４】
さらには、前記第１の磁石および前記第２の磁石が、前記可動軸に対し対称となる位置に設けられているものが好ましい。
【００１５】
上記手段では、可動軸の軸回り方向において、前記磁気反発力を相殺させることが可能となる。すなわち、より可動軸の軸回りのモーメントを効果的に０に近づけることができる。
【００１６】
また前記支持機構の中心を支持中心点としたときに、前記第１の磁石および第２の磁石が、前記支持中心点を通り且つ前記基準軸に対して垂直な平面上に設けられているものが好ましい。
【００１７】
上記手段では、磁石間に作用する磁気反発力を垂直な平面に沿う方向とすることができる。このため、可動軸の制御対象が設けられる一端側と、磁気発生部材が設けられる他端側との間のバランスに与える影響を小さくできる。
【００１８】
例えば、前記支持機構は、前記可動軸の外周に固定された内輪部材と、固定部側に設けられ且つ前記内輪部材の外周側に対向配置された外輪部材と、前記内輪部材と前記外輪部材とが対向するスペース内に転動自在に設けられ且つ前記外輪部材に対し前記内輪部材を前記軸回り方向に相対的に回転可能に保持する複数の小球と、を備えているものが好ましい。
【００１９】
上記手段では、駆動時の制御対象の中心部（支持中心点）を一点に定めることができる。このため、例えばミラーの角度を変更しながら参照光を振ってホログラム記録媒体をスキャンするときにおけるスキャン時に読み出しエラーを少なくすることが可能となる。
【００２０】
例えば、前記可動軸には、前記支持機構を挟みその両側に一対のプレートが設けられており、前記第１の磁石は一方のプレートと他方のプレートとの間に設けられ、且つ前記第２の磁石は前記固定部側で且つ前記第１の磁石と対向する位置に設けられるものとして構成できる。
【００２１】
また前記磁気駆動機構が、コイルに流れる電流とマグネットの磁界とによって発生する電磁力で駆動されるものとして構成できる。
【００２２】
また前記制御対象が、ミラーの傾き角度の調整を行うものである。
特に、可動軸に対するミラーの取り付け角度が、予め直角ではない場合には、可動軸が軸回りに回転すると、前記ミラーで反射した光の方向が大きくずれてしまうことになるが、本発明ではこのような回転の発生を効果的に防止することができるため、ミラーで反射した光の方向を所望の方向に向けることが容易になる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のアクチュエータは、制御対象が基準軸回りに回転することを効果的に防止することができる。このため、例えばミラーで反射した光の方向が、所望の方向から大きくずれてしまうことを防止することができる。
【００２４】
また駆動時における制御対象の中心を、支持中心点に定めることができる。このため、例えば制御対象の向き（ミラーの向き）を高精度に制御することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明の実施の形態として反射ミラーを備えたアクチュエータを示す断面図、図２は駆動機構を構成するコイル部を示し、Ａはボビンの平面図、ＢはＡのＢ１−Ｂ１線における断面図、図３は駆動機構を構成する磁界発生部を示す斜視図、図４は回転抑制機構の第１の実施の形態を示す斜視図、図５は支持機構を示す断面図、図６は図４の回転抑制機構の平面図である。なお、図３では支持機構を図示することを省略して示している。
【００２６】
図１に示すアクチュエータ１０は、制御対象として反射ミラーを備えたミラーアクチュエータである。このような、ミラーアクチュエータは、レーザーの光路を反射により変更するガルバノミラーとして使用され、例えば光ディスク装置、ホログラム装置などに搭載される。
【００２７】
図１に示すように、アクチュエータ１０は、制御対象を構成するミラー部材２０と、ミラー部材２０を駆動する駆動機構（磁気駆動機構）４０、両端に前記ミラー部材２０と駆動機構４０とを備えた可動軸５０、および前記可動軸５０を揺動自在に支持する支持機構３０とで構成されている。
【００２８】
またアクチュエータ１０は、可動部と固定部とに大別することもできる。前記可動部には前記ミラー部材２０、前記駆動機構４０の一部である磁気発生部４５および前記可動軸５０が含まれ、前記固定部には前記駆動機構４０のうち前記可動部に含まれない一部であるコイル部（ボビン４３）と、前記支持機構３０が含まれる。
【００２９】
なお、この実施の形態で示すアクチュエータは、いわゆるムービングマグネット方式であるため、前記駆動機構４０のうち可動部側に含まれるのが磁石Ｍとヨーク（４６，４７）であり、固定部側に含まれるのがコイル部（ボビン４３）である。ただし、前記アクチュエータはいわゆるムービングコイル方式であってもよく、前記ムービングコイル方式を採用する場合には、前記可動部側にコイル部が含まれ、前記固定部側にマグネットとヨークが含まれる構成となる。
【００３０】
図１に示すように、ミラー部材２０はミラー２１と保持部材２２とを有している。ミラー２１は、反射面２１ａを略Ｚ１方向に向けた状態で、前記保持部材２２に固定されている。
【００３１】
前記保持部材２２の背面（Ｘ２側の面）の中心には、前記可動軸５０の一端（Ｚ１側の端部）が固定されている。前記可動軸５０は、図示Ｚ方向に直線的に延びる軸状の部材であり、その軸中心は基準となる基準軸Ｏ１−Ｏ１上にある。
【００３２】
前記可動軸５０の他端（Ｚ２側の端部）側には駆動機構４０が設けられている。前記駆動機構４０は、固定部材４１と、コイル部を形成するコイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３およびＣ４、さらには磁気発生部４５とから構成されている。
【００３３】
図１に示すように、固定部材４１は、底面４１Ａと、その両端は折り曲げられて図示Ｚ１方向に延びる側壁部４１Ｂ，４１Ｂとを有している。そして、側壁部４１Ｂ，４１Ｂの先端には、長穴４１ｃ，４１ｃが形成されている。この長穴４１ｃ，４１ｃには、後述する支持プレート３６に形成された段差部３６Ｂ，３６Ｂが嵌合された状態で固定されている。
【００３４】
図１および図２のＡ，Ｂに示すように、磁気駆動機構４０は、樹脂材料などの絶縁材料で十字形状に形成されたボビン４３を有している。前記ボビン４３は、中心部に設けられた正方形状の基部４３Ａと、この基部４３Ａの外周面からそれぞれ四方に突出する筒状の巻回支持部４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃおよび４４Ｄとを有している。前記基部４３Ａの内部には空間が形成され、前記巻回支持部４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃおよび４４Ｄの内部には、基部４３Ａ内の空間と連続し且つＺ１方向へ開口する連通部４３ａ，４３ａ，４３ａ，４３ａがそれぞれ形成されている。また前記巻回支持部４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃおよび４４Ｄの先端には、各巻回支持部が延びる方向に対して垂直方向に広がるフランジ部４４ａ，４４ａ，４４ａ，４４ａがそれぞれ一体に形成されている。そして、各巻回支持部４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃおよび４４Ｄの外周で且つ前記基部４３Ａの外周面とフランジ部４４ａとの間に、それぞれコイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が巻回形成されることにより、コイル部が形成されている。あるいは、例えば前記基部４３Ａと、予めコイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が巻かれた前記巻回支持部４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃおよび４４Ｄとが別体で構成されて、基部４３Ａに、巻回支持部４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃおよび４４Ｄが固定されたものであってもよい。
【００３５】
そして、このように四方に４ヶのコイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を備えたボビン４３は、前記固定部材４１の底面４１Ａに固定されている。
【００３６】
図１および図３に示すように、磁気発生部４５は、下ヨーク（第１のヨーク）４６と、磁石Ｍと、上ヨーク（第２のヨーク）４７とで構成されている。前記下ヨーク４６は例えば亜鉛メッキ鋼板（ＳＰＣＣ）など軟磁性体素材からなり、磁石Ｍの底面積よりも広い八角形状の金属板である。
【００３７】
前記磁石Ｍは、例えば立方体形状であり、前記下ヨーク４６の図示Ｚ２側の面上の中心部に固定されている。図１に示すように、前記磁石Ｍは、Ｚ１側がＳ極、Ｚ２側がＮ極となるように着磁されている。前記下ヨーク４６および前記磁石Ｍの中心には、Ｚ方向に貫通する貫通孔がそれぞれ形成されている。あるいは、前記磁石Ｍの形状はリング状であってもよい。前記可動軸５０の他端は、前記下ヨーク４６の貫通孔および前記磁石Ｍの貫通孔に挿入され、その端面は前記上ヨーク４７のＺ１側の面に固定されている。
【００３８】
図１に示すように、上ヨーク４７は、下ヨーク４６と同様に軟磁性体素材の金属板で形成されている。前記上ヨーク４７は、前記磁石Ｍの面とほぼ同じ面積の正方形状の本体部４７Ａと、前記本体部４７Ａの４つの縁部から連続して四方に向かって延びる４つの板状の腕部４７ａ，４７ａ，４７ａ，４７ａを有している。４つの腕部４７ａ，４７ａ，４７ａ，４７ａの中腹部は、下ヨーク４６に近接する方向（Ｚ１方向）に折り曲げられ、さらに先端部は、下ヨーク４６の面と平行に対向するように曲げ形成されている。このため、前記下ヨーク４６と、各腕部４７ａ，４７ａ，４７ａ，４７ａの先端部との対向距離（ギャップ長）が短くなっており、前記下ヨーク４６と各腕部４７ａ，４７ａ，４７ａ，４７ａの先端部との対向部に、それぞれギャップＧが形成されている。
【００３９】
なお、上ヨーク４７は、前記本体部４７Ａの下面（Ｚ１側の面）と前記磁石Ｍの上面（Ｚ２側の面）との間に設けられた接着剤を介して固着することができる。
【００４０】
図１に示すように、前記上ヨーク４７はボビン４３内に配置される。すなわち、前記上ヨーク４７の本体部４７Ａが前記ボビン４３の基部４３Ａの内部空間内に設けられ、各腕部４７ａは、前記各巻回支持部４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄの前記各連通部４３ａ内に配置される。
【００４１】
図１および図４に示すように、前記可動軸５０には、一対のプレートを形成する第１のプレート５１と第２のプレート５２とが固定されている。
【００４２】
前記第１のプレート５１と第２のプレート５２とは、前記可動軸５０に対し垂直に取り付けられている。したがって、前記第１のプレート５１と前記第２のプレート５２とは所定の対向距離を隔てて平行な状態にある。なお、一方の第１のプレート５１は可動軸５０に一体に形成され、他方の第２のプレート５２は前記可動軸５０とは別体で形成されている。別体で形成された他方の第２のプレート５２の両面の中心部には、隆起形成された固定部５２Ａが設けられており、この固定部５２Ａの中心には図示Ｚ方向に抜ける貫通孔５２Ｂが形成されている。前記可動軸５０は、この貫通孔５２Ｂに挿通される。そして、前記第２のプレート５２は、前記第１のプレート５１と所定の対向距離を隔てた位置にて前記可動軸５０に対して接着剤などで固定されている。
【００４３】
図１に示すように、前記可動軸５０は、前記第１のプレート５１と前記第２のプレート５２との間の中間部分が、支持機構３０により支持される。
【００４４】
図１に示すように、支持機構３０は外側に外輪部材３１が設けられ、内側に内輪部材３２が設けられている。前記外輪部材３１の内径寸法は前記内輪部材３２の外形寸法よりも大きく、前記内輪部材３２は前記外輪部材３１の内側に設けられている。前記内輪部材３２と前記外輪部材３１とが対向する部分には、環形状からなるスペースＳ１が設けられている。
【００４５】
前記外輪部材３１の内面のＺ２側の縁部には第１の段差部３１ａが形成されている。また前記内輪部材３２の外面のＺ１側に縁部には、前記第１の段差部３１ａに対し図示Ｚ方向において対向する第２の段差部３２ａが形成されている。そして、外輪部材３１の内面と前記内輪部材３２の外面とが半径方向において対向する環状のスペースＳ１内には、軸回り方向（円周方向）に並ぶ複数の小球３３が配置されている。
【００４６】
前記複数の小球３３は転動自在に設けられている、したがって、前記外輪部材３１と前記内輪部材３２とは相対的に軸回り方向に回転自在な状態にある。すなわち、本実施の形態に示す支持機構３０はいわゆるアンギュラ玉軸受けである。ただし、前記支持機構３０は、このようなアンギュラ玉軸受けに限られるものではなく、例えば上記従来のジンバル機構などであってもよい。
【００４７】
前記スペースＳ１の軸方向（Ｚ方向）の幅寸法、すなわち前記第１の段差部３１ａと前記第２の段差部３２ａとが軸方向（Ｚ方向）において対向する間隔は、前記小球３３の直径よりもわずかに大きい。このため、前記スペースＳ１内では、各小球３３は軸（Ｚ）方向へわずかに移動することが許容されている。
【００４８】
なお、前記可動軸５０は前記内輪部材３２の内側の中心に圧入などの手段を用いて固定されており、前記可動軸５０と前記内輪部材３２とは一体的に可動する。
【００４９】
ここで、図５に実線で示すように、前記可動軸５０が前記基準軸Ｏ１−Ｏ１と一致する場合において、前記基準軸Ｏ１−Ｏ１に対し対称となる位置に設けられた小球３３ａと小球３３ｂの中心点どうし結ぶ直線をＬとする。すると、前記直線Ｌと前記基準軸Ｏ１−Ｏ１とが垂直に交わる点が、前記支持機構３０の支持中心点Ｏである。
【００５０】
前記可動軸５０が、前記支持中心点Ｏを支点として、前記基準軸Ｏ１−Ｏ１と一致する姿勢から異なる姿勢Ｙとなる軸倒れが発生すると、各小球３３は前記スペースＳ１内を軸方向にわずかに移動する。そして、図５に示すように、例えば、前記可動軸５０がα１（軸倒れ方向）に傾倒したとすると、軸倒れα１方向に位置する一方の小球３３ｂが前記スペースＳ１内をＺ２方向に移動する。同時に、軸対称に位置する他方の小球３３ａは前記スペースＳ１内をＺ１方向に移動する。すなわち、前記スペースＳ１内の軸対称の位置に設けられた一方の小球３３ｂと他方の小球３３ａは、前記可動軸５０に軸倒れα１方向に応じて、互いに逆向きとなる方向にわずかに移動する。このため、前記内輪部材３２は前記外輪部材３１の中で傾倒することが可能となっており、前記可動軸５０と前記内輪部材３２とは前記支持中心点Ｏを中心に一体的に傾倒（揺動）することが許容されている。すなわち、駆動時の制御対象の中心を、前記支持中心点Ｏの一点に定めることが可能とされている。
【００５１】
図１および図４に示すように、前記外輪部材３１は、固定部側を形成する支持プレート３６に固定されている。前記支持プレート３６は平板状の部材であり、その中心には板厚方向（Ｚ方向）に貫通する中心穴３６Ａが開口している。
【００５２】
また前記中心穴３６ＡのＸ方向の両側には２つの貫通孔３６ａ，３６ｂが穿設されている。前記中心穴３６Ａの直径は、前記外輪部材３１の外形寸法よりもわずかに小さく、前記可動軸５０の直径よりも大きい。前記外輪部材３１は、前記中心穴３６Ａの縁部に位置決めされた状態で固定されている。
【００５３】
図４に示すように、前記貫通孔３６ａと前記貫通孔３６ｂのＹ方向の両側には、直方体形状をした４つの磁石（第１の磁石）ｍ１ａ，ｍ１ｂ，ｍ１ｃ，ｍ１ｄが固定されている。
【００５４】
前記磁石ｍ１ａは一方の貫通孔３６ａのＹ２側に固定され、前記磁石ｍ１ｂは一方の貫通孔３６ａのＹ１側に固定されている。同様に、前記磁石ｍ１ｃは他方の貫通孔３６ｂのＹ１側に固定され、前記磁石ｍ１ｄは他方の貫通孔３６ｂのＹ２側に固定されている。
【００５５】
なお、４つの磁石（第１の磁石）ｍ１ａ，ｍ１ｂ，ｍ１ｃ，ｍ１ｄは、基準軸Ｏ１−Ｏ１の軸回り方向に沿って対向配置される構成が好ましいが、各磁石間の対向距離は数ｍｍ程度であることから、本実施の形態に示すように前記軸回り方向に近似する一方向（図４ではＹ方向）に沿って一列に並べた構成であってもよい。
【００５６】
前記４つの磁石（第１の磁石）ｍ１ａ，ｍ１ｂ，ｍ１ｃ，ｍ１ｄは、着磁された面をＹ方向に向けて固定されている。磁石ｍ１ａと磁石ｍ１ｂ、および磁石ｍ１ｃと磁石ｍ１ｄとは、対向面どうしが異なる極性となるように固定されている。例えば、図４に示す実施の形態では、前記磁石ｍ１ａがＮ極をＹ１方向に向けた状態で固定されるときには、前記磁石ｍ１ｂはＳ極をＹ２方向に向けた状態で固定されている。同様に、前記磁石ｍ１ｃがＳ極をＹ２方向に向けた状態で固定されるときには、前記磁石ｍ１ｄはＮ極をＹ１方向に向けた状態で固定されている。
【００５７】
図４に示すように、前記貫通孔３６ａ，３６ｂ内には、磁石（第２の磁石）ｍ２ａ，ｍ２ｂが挿入されている。前記貫通孔３６ａ，３６ｂの内径寸法は、前記磁石ｍ２ａ，ｍ２ｂの外形よりも十分に大きく、両者の間には前記移動余裕が形成されている。そして、前記磁石（第２の磁石）ｍ２ａ，ｍ２ｂは、前記貫通孔３６ａ，３６ｂ内において半径方向に移動することが可能とされている。
【００５８】
本実施の形態に示す前記磁石ｍ２ａ，ｍ２ｂは長手方向をＺ方向とする直方体として形成されており、その両端面にはＺ１およびＺ２方向に突出する芯部材６１，６１が設けられている。例えば、前記磁石ｍ２ａ，ｍ２ｂの中心部に長手方向を穿設方向とする穴を形成し、芯部材６１を前記穴内に挿通させた状態で、前記芯部材６１の周囲に前記磁石ｍ２ａ，ｍ２ｂを固定することにより構成することができる。
【００５９】
図１に示すように、前記芯部材６１，６１の一端は、前記第１のプレート５１の一方の面（Ｚ２側の面）に固定されている。また各芯部材６１，６１の他端は、前記貫通孔３６ａ，３６ｂ内に挿入され、これらの先端は前記第２のプレート５２に形成されている５２ａ，５２ｂ内に挿入されて固定されている。
【００６０】
図４に示すように、前記磁石ｍ２ａは前記磁石ｍ１ａと磁石ｍ１ｂとの間に配置され、前記磁石ｍ２ｂは前記磁石ｍ１ｃと磁石ｍ１ｄとの間に配置されている。前記磁石ｍ２ａは、対向する磁石ｍ１ａと磁石ｍ１ｂとの間で同時に磁気反発力が発生するように着磁されている。同様に、前記磁石ｍ２ｂは、対向する磁石ｍ１ｃと磁石ｍ１ｄとの間で同時に磁気反発力が発生するように着磁されている。すなわち、上記図４および図６に示すように、磁石ｍ２ａおよび磁石ｍ２ｂは、共にＹ２側の面がＮ極（したがって、Ｙ１側の面はＳ極）に着磁されている。
【００６１】
なお、前記支持プレート３６と第２のプレート５２とが対向する部分には、コイルスプリング７０が圧縮された状態で設けられている。前記コイルスプリング７０は、傾倒後の可動軸５０を基準軸Ｏ１−Ｏ１に戻す復帰部材として機能する。
【００６２】
上記アクチュエータの動作について説明する。
前記磁気駆動機構４０を形成するＸ１側のコイルＣ１に、図１における矢印Ａ１で示す外方向から見て時計回り方向の電流が与えられると、前記コイルＣ１に、Ｘ１方向への電磁力が発生し、その結果、磁気発生部４５に、Ｘ２方向へ向かう力Ｆ１が与えられている。同時に、前記磁気駆動機構４０を形成するＸ２側のコイルＣ２に、図１における矢印Ａ２で示す外方向から見て反時計回り方向の電流が流れると、磁気発生部４５にＸ２方向に向かう力Ｆ２が与えられる。前記力Ｆ１と前記力Ｆ２は大きさならびに向きが等しく、共に支持中心点Ｏから等しい位置に発生する。
【００６３】
前記力Ｆ１と前記力Ｆ２は、それぞれ支持中心点Ｏを回転中心とする所定の円の半径方向の成分と接線方向の成分Ｆ１ｔ，Ｆ２ｔとに分けることができる。このうち、前記接線方向の成分Ｆ１ｔ，Ｆ２ｔが、図１において反時計回り方向の回転を生じさせる力として寄与する。よって、前記磁気発生部４５を図１にて時計回り方向（β１方向）に揺動させることができる。このため、前記磁気発生部４５が設けられた可動軸５０を基準軸Ｏ１−Ｏ１と一致する姿勢から前記β１方向に傾倒させることができる。よって、可動軸５０の先端に設けられたミラー部材（制御対象）２０の反射面２１ａの傾き角度θを変更することができる。
【００６４】
またコイルＣ１及びコイルＣ２に流す電流の向きをそれぞれ逆向きに変えると、前記磁気発生部４５は時計回り方向（β２方向）に揺動させられ、可動軸５０その先端に設けられた反射面２１ａを傾けることができる。
【００６５】
上記の関係は、Ｙ１側のコイルＣ３とＹ２側のコイルＣ４との間でも同様である。すなわち、前記コイルＣ３及びコイルＣ４に流す電流の向きを変えることにより、可動軸５０の軸中心を、基準軸Ｏ１−Ｏ１に一致する中立位置から、前記Ｙ１−Ｙ２線に沿ってＹ１又はＹ２方向に傾倒させることができる。
【００６６】
そして、前記第１の磁気駆動部を形成するコイルＣ１，Ｃ２及び第２の磁気駆動部を形成するＣ３，Ｃ４に流れる電流の向きを所定の方向に設定することにより、可動軸５０を基準軸Ｏ１−Ｏ１に一致する中立位置から、基準軸Ｏ１−Ｏ１方向を除く全ての方向に自在に傾倒させることができる。よって、この可動軸５０の他端に設けられたミラー部材（制御対象）２０を２軸方向ならびに各方向へ自在に傾倒させることが可能である。
【００６７】
そして、各コイルＣ１ないしＣ４に与えた電流を遮断すると、前記可動軸５０は前記コイルスプリング７０の復元力により、前記基準軸Ｏ１−Ｏ１に一致する中立位置に戻される。
【００６８】
なお、上記２軸型のアクチュエータ１０の磁気駆動機構４０では、コイルＣ１、および前記コイルＣ１内に挿入された上ヨーク４７の腕部４７ａ、ならびに磁石Ｍと下ヨーク４６で構成される磁気駆動部と、コイルＣ２、および前記コイルＣ２内に挿入された上ヨーク４７の腕部４７ａ、ならびに磁石Ｍと下ヨーク４６で構成される磁気駆動部とで、磁気発生部４５をβ１およびβ２方向に回転させる第１の磁気駆動部が構成されている。
【００６９】
同様に、コイルＣ３、および前記コイルＣ３内に挿入された上ヨーク４７の腕部４７ａ、ならびに磁石Ｍと下ヨーク４６で構成される磁気駆動部と、コイルＣ４、および前記コイルＣ４内に挿入された上ヨーク４７の腕部４７ａ、ならびに磁石Ｍと下ヨーク４６で構成される磁気駆動部によって、磁気発生部４５をα１およびα２方向に回転させる第２の磁気駆動部が構成されている。
【００７０】
図６に示すように、前記磁石ｍ２ａと磁石ｍ１ａとの間、前記磁石ｍ２ａと磁石ｍ１ｂとの間、前記磁石ｍ２ｂと磁石ｍ１ｃとの間および前記磁石ｍ２ｂと磁石ｍ１ｄとの間に、それぞれ作用する各磁気反発力ｆは同じ大きさに設定されている。
【００７１】
このため、前記磁石ｍ２ａと前記磁石ｍ１ａとの間、および前記磁石ｍ２ａと磁石ｍ１ｂとの間に作用する磁気反発力ｆはＹ方向において互いに相殺し合う。同様に、前記磁石ｍ２ｂと前記磁石ｍ１ｃとの間、および前記磁石ｍ２ｂと前記磁石ｍ１ｄとの間に作用する磁気反発力ｆはＹ方向において互いに相殺し合う。
【００７２】
このため、前記支持機構３０に支持された前記可動軸５０は、基準軸Ｏ１−Ｏ１回りの回転モーメントの和を０に設定することができる。よって、可動軸５０が前記基準軸Ｏ１−Ｏ１回りに回転することを防止することができる。
【００７３】
あるいは、何らかの外力が作用し、前記可動軸５０に前記基準軸Ｏ１−Ｏ１回り方向の回転が発生したとしても、その回転を停止させ回転前の元の状態に戻すことが可能である。
【００７４】
すなわち、前記可動軸５０に設けられた第１のプレート５１、第２のプレート５２、磁石（第１の磁石）ｍ１ａ，ｍ１ｂ，ｍ１ｃ，ｍ１ｄ、および芯部材６１，６１に設けられた磁石（第２の磁石）ｍ２ａ，ｍ２ｂは、前記可動軸５０の軸回り方向の回転を防止する回転抑制機構として機能している。
【００７５】
ここで、図１に示すように、前記支持中心点Ｏを通り前記基準軸Ｏ１−Ｏ１に対して垂直となる仮想的な平面（前記直線Ｌを含む）をＬ１−Ｌ１とする。すると、この実施の形態では、磁石（第１の磁石）ｍ１ａ，ｍ１ｂ，ｍ１ｃ，ｍ１ｄ、および磁石（第２の磁石）ｍ２ａ，ｍ２ｂは、揺動の中心となる支持中心点Ｏの周囲に、すなわち前記仮想平面Ｌ１−Ｌ１上に配置される構成である。このため、可動軸５０の揺動動作を妨げることなく、可動軸５０の回転を防止することができる。
【００７６】
また回転抑制機構は、以下に示すような構成であってもよい。
図７は回転抑制機構の第２の実施の形態を示し、Ａは回転抑制機構の平面図、ＢはＡのＢ２−Ｂ２線における断面図である。
【００７７】
図７に示す回転抑制機構では、固定部側を形成する支持プレート３６の図示Ｚ２側の面上で、且つ前記中心穴３６Ａの縁部に磁石（第１の磁石）ｍ１ａ，ｍ１ｂ，ｍ１ｃ，ｍ１ｄが固定されている。すなわち、磁石ｍ１ａと磁石ｍ１ｂとは、前記中心穴３６Ａに対して図示Ｘ１側となる位置にＹ方向に所定の間隔を置いて固定されている。同様に、磁石ｍ１ｃと磁石ｍ１ｄとは、前記中心穴３６Ａに対して図示Ｘ２側となる位置にＹ方向に所定の間隔を置いて固定されている。
【００７８】
一方、可動部側を形成する前記第２のプレート５２のＺ１の面上で、且つ基準軸Ｏ１−Ｏ１に対し対称となる位置には、磁石（第２の磁石）ｍ２ａ，ｍ２ｂがそれぞれ固定されている。
【００７９】
前記磁石ｍ２ａは前記磁石ｍ１ａと磁石ｍ１ｂとの間に配置され、前記磁石ｍ２ｂは前記磁石ｍ１ｃと磁石ｍ１ｄとの間に配置されている。そして、前記磁石ｍ２ａと前記磁石ｍ１ａとの間、および前記磁石ｍ２ａと磁石ｍ１ｂとの間では、これらの間に作用する磁気反発力ｆがＹ方向において互いに相殺し合っている。同様に、前記磁石ｍ２ｂと前記磁石ｍ１ｃとの間、および前記磁石ｍ２ｂと前記磁石ｍ１ｄとの間では、これらの間に作用する磁気反発力ｆがＹ方向において互いに相殺し合っている。
【００８０】
このため、この実施の形態に示す回転抑制機構においても、基準軸Ｏ１−Ｏ１回りの回転モーメントの和が０に設定されている。よって、上記同様に可動軸５０が前記基準軸Ｏ１−Ｏ１回りに回転することを防止することが可能である。
【００８１】
なお、固定部側を形成する支持プレート３６に磁石（第２の磁石）ｍ２ａ，ｍ２ｂが固定され、可動部側を形成する前記第２のプレート５２に磁石（第１の磁石）ｍ１ａ，ｍ１ｂ，ｍ１ｃ，ｍ１ｄが固定される構成であってもよい。
【００８２】
なお、第２の実施の形態では、前記支持中心点Ｏの一方（Ｘ２側）にのみ回転抑制機構が設けられ、他方（Ｘ１側）には有しない構成として説明したが、本発明はこれに限られるものはない。すなわち、前記支持中心点Ｏの他方（Ｘ１側）にのみ回転抑制機構を設けた構成としたものであってもよいし、前記支持中心点Ｏの両側に回転抑制機構を設けた構成とするものであってもよい。
【００８３】
前記両側に回転抑制機構を設けた構成では、磁石間に作用する磁気反発力ｆを前記仮想的な平面（前記直線Ｌを含む）をＬ１−Ｌ１に沿う方向とすることができる。このため、可動軸５０の制御対象が設けられる一端側と、磁気発生部材が設けられる他端側との間のバランスに与える影響を小さくできる。このため、第１の実施の形態に示す回転抑制機構同様に、可動軸５０の揺動動作を妨げることなく、可動軸５０の回転を防止することが可能である。
【００８４】
また上記実施の形態では、磁石（第１の磁石）ｍ１ａ，ｍ１ｂ，ｍ１ｃ，ｍ１ｄおよび磁石（第２の磁石）ｍ２ａ，ｍ２ｂ共に直方体形状のものとして説明した本発明はこれに限られるものではない。
【００８５】
また上記実施の形態では、回転抑制機構が４つの磁石（第１の磁石）ｍ１ａ，ｍ１ｂ，ｍ１ｃ，ｍ１ｄと２つの磁石（第２の磁石）ｍ２ａ，ｍ２ｂとにより構成されている場合について説明したが、本発明はこれよりも少ない構成であってもよい。
【００８６】
例えば、図７に示す磁石ｍ１ａ、磁石ｍ２ａ、磁石ｍ１ｄ、磁石ｍ２ｂの４つの磁石により構成することもできる。この場合、前記磁石ｍ１ａと前記磁石ｍ２ａとの間に作用する磁気反発力ｆは、前記可動軸５０をγ１方向の回転させる。同時に、前記磁石ｍ１ｄと磁石ｍ２ｂとの間に作用する磁気反発力ｆは、前記可動軸５０をγ２方向に回転させる。このため、上記同様に、基準軸Ｏ１−Ｏ１回りの回転モーメントの和を０に設定することが可能である。
【００８７】
また前記磁石ｍ１ａと前記磁石ｍ１ｂとこれらの間に設けられる前記磁石ｍ２ａだけからなる構成、または磁石ｍ１ｃと前記磁石ｍ１ｄとこれらの間に設けられる前記磁石ｍ２ｂだけからなる構成であっても、同じような作用効果を得ることが可能である。
【００８８】
また上記実施の形態では、同じ極性の磁石間に発生する磁気反発力を利用して回転を防止する構成について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく異なる極性の磁石間に発生する磁気吸着力を利用して回転を防止する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態として反射ミラーを備えたアクチュエータを示す断面図、
【図２】駆動機構を構成するコイル部を示し、Ａはボビンの平面図、ＢはＡのＢ１−Ｂ１線における断面図、
【図３】駆動機構を構成する磁界発生部を示す斜視図、
【図４】回転抑制機構の第１の実施の形態を示す斜視図、
【図５】支持機構を示す断面図、
【図６】図４に示す回転抑制機構の平面図、
【図７】回転抑制機構の第２の実施の形態を示し、Ａは回転抑制機構の平面図、ＢはＡのＢ２−Ｂ２線における断面図、
【符号の説明】
【００９０】
１０  アクチュエータ
２０  ミラー部材（制御対象）
３０  支持機構
３１  外輪部材
３２  内輪部材
３３，３３ａ，３３ｂ  小球
３６  支持プレート
３６Ａ  中心穴
３６ａ，３６ｂ  貫通孔
４０  駆動機構（磁気駆動機構）
４１  固定部材
４３  ボビン（コイル部）
４５  磁界発生部
４６  下ヨーク（第１のヨーク）
４７  上ヨーク（第２のヨーク）
５０  可動軸
５１  第１のプレート
５２  第２のプレート
７０  コイルスプリング
ｆ  磁気反発力
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  コイル
Ｏ  支持中心点
Ｏ１−Ｏ１  基準軸
Ｍ  磁石
ｍ１ａ，ｍ１ｂ，ｍ１ｃ，ｍ１ｄ  磁石（第１の磁石）
ｍ２ａ，ｍ２ｂ  磁石（第２の磁石）
Ｓ１  スペース
【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】
2008017640.tif 000007
【図６】
2008017640.tif 000008
【図７】
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