(57)【要約】【課題】プレーナー型電磁アクチュエータの小型化及び低価格化を実現する。【解決手段】基板に、平板状の可動板と該可動板を基板に対して揺動可能に軸支するトーションバーとを設け、前記可動板の少なくとも一方の面にそれぞれ平面コイルと反射ミラーを設け、該基板を磁性材のベース基板に固定し、該基板を固定した磁性材のベース基板と同一面に前記基板の可動板に設けた平面コイルに磁界を作用させるための対をなす永久磁石を基板に対して揺動可能に軸支するトーションバーを挟んだ位置に配置固定したプレーナー型電磁アクチュエータとする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に、平板状の可動板と該可動板を基板に対して揺動可能に軸支するトーションバーとを設け、前記可動板の少なくとも一方の面にそれぞれ平面コイルと反射ミラーを設け、該基板を磁性材のベース基板に固定し、前記基板の可動板に設けた平面コイルに磁界を作用させるための対をなす永久磁石を前記磁性材のベース基板に配置固定し、前記磁性材のベース基板は対をなす永久磁石の磁路を閉じる構成としたことを特徴とするプレーナー型電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記磁性材のベース基板にレーザーの入反射用の窓を設けたことを特徴とする請求項１記載のプレーナー型電磁アクチュエータ。
【請求項３】
前記磁性材のベース基板に、基板配置面に対して少なくとも２カ所の垂直部を設け、該垂直部に対をなす永久磁石を配置固定したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプレーナー型電磁アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレーザー光を偏向走査するレーザースキャナまたは光スイッチ等に利用する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】
プレーナー型電磁アクチュエータは、レーザー光を偏向走査するレーザースキャナ等に利用されるもので、その原理は、磁界中に配置した可動コイルに電流を流すと電流と磁束とに関連して電磁力が発生して電流に比例した回転トルクが生じる。この回転力と可動コイル保持部材のバネ力とが平衡する角度まで可動コイルが回転し、この可動コイルを介して指針を振らせて電流の有無や大小を検出するというガルバノメータを利用したもので、可動コイルと一体に回転する軸（可動コイル保持部材）に、前記指針の代わりにミラー（反射鏡）を設けて構成されるものである。小型のプレーナー型電磁アクチュエータチップとして、半導体シリコンを使用したものが提案されている。（例えば、特許文献１）
【０００３】
図１は従来のプレーナー型電磁アクチュエータを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図であり、図２は磁界の作用を示す図で（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図である。シリコン基板１に、平板状の可動板２と該可動板２をシリコン基板１に対して揺動可能に支持するトーションバー３とを中抜き状態で一体形成している。前記可動板２の上面には平面コイル４を設け、該可動板２の下面には反射ミラー（不図示）を設けてあり、さらにシリコン基板１上にはパターン１ａを形成してある（以下、プレーナー型電磁アクチュエータチップというがシリコン基板である必要はない）。シリコン基板１を非磁性材のベース基板５に接着剤６で接着固定し、非磁性材のベース基板５上に形成してある配線パターン５ａとパターン１ａをワイヤー７により接続し、配線パターン５ａは外部入力されるコネクター８と接続している。
【０００４】
非磁性材のベース基板５にはレーザーの入反射用の窓９と、プレーナー型電磁アクチュエータの位置出し固定用ネジ穴１１、位置出し穴１０を各２箇所ずつ設けている。
【０００５】
可動板２の平面コイル４に破線の矢印のような磁界を作用させるための対をなす永久磁石１２を、角状に中抜き形成された磁性材のヨーク１３の内壁に前記永久磁石１２をそれぞれ接着剤６で接着固定し、該永久磁石１２をシリコン基板１に対して揺動可能に軸支するトーションバー３を挟んだ位置に配置するようにヨーク１３をベース基板５の上面に接着剤６で接着固定した物がプレーナー型電磁アクチュエータである。磁性材のヨーク１３は、対をなす永久磁石１２から発生した磁界を実線の矢印のように透磁させ、対をなす永久磁石１２間の磁路を閉じている。これは可動板２の平面コイル４に作用させる有効磁界を増加させるために設けられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１７５００５号公報（第３−４頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプレーナー型電磁アクチュエータはシリコン基板、非磁性材のベース基板、コネクター、永久磁石、磁性材のヨークの構成部品を非磁性材のベース基板に接着固定していたが、これらの構成部品はそれぞれの役割を担っているため不要な部品は無く、最小の部品数となっていた。そのため、プレーナー型電磁アクチュエータの小型化及び低価格化を実施しようとした場合、削除できるものがなく小型化及び低価格化が困難な状態であった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
基板に、平板状の可動板と該可動板を基板に対して揺動可能に軸支するトーションバーとを設け、前記可動板の少なくとも一方の面にそれぞれ平面コイルと反射ミラーを設け、該基板を磁性材のベース基板に固定し、該基板を固定した磁性材のベース基板と同一面に前記基板の可動板に設けた平面コイルに磁界を作用させるための対をなす永久磁石を基板に対して揺動可能に軸支するトーションバーを挟んだ位置に配置固定する。前記磁性材のベース基板に設けたパターンは、前記基板に設けたパターンとワイヤーにより電気的に接続し、外部入力されるコネクターとは半田等の導電性接着剤により接続する。前記磁性材のベース基板にはレーザーの入反射用の窓と、プレーナー型電磁アクチュエータの位置出し固定用ネジ穴、位置出し穴を各２箇所ずつ設けたプレーナー型電磁アクチュエータとする。
【０００９】
前記磁性材のベース基板に、レーザーの入反射用の窓と基板を固定した面に対して少なくとも２カ所の垂直部を設け、該垂直部に前記基板の可動板に設けた平面コイルに磁界を作用させるための対をなす永久磁石を配置固定する。磁性材のベース基板は前記対をなす永久磁石の磁路を閉じる導体とし、該磁性材のベース基板に設けたパターンと前記基板に設けたパターンとを電気的に接続したプレーナー型電磁アクチュエータとする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図３は本発明の第一の実施形態を示すプレーナー型電磁アクチュエータで、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図であり、図４は磁界の作用を示す図で（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図である。プレーナー型電磁アクチュエータは、少なくとも、可動板２２とトーションバー２３及び平面コイル２４を設けた基板２１、磁性材で形成したベース基板（以下、単にベース基板という）２５、対をなす永久磁石３２で構成されており、基板２１、ベース基板２５には必要に応じてパターン２１ａ、２５ａが形成されている。また、外部との接続に必要があれば、コネクター２８を設けている。
【００１１】
基板２１には、平板状の可動板２２と該可動板２２を基板２１に対して揺動可能に軸支するトーションバー２３とを設けている。従来技術で説明したように、半導体基板に可動板２２とトーションバー２３を一体で中抜きしても形成しても良いが、基板２１、可動板２２、トーションバー２３は半導体である必要はなく、それぞれの機能を果せれば、金属でも樹脂でもかまわない。また、一体である必要もなくそれぞれを組み合わせた構造でよい。
【００１２】
本実施形態では、前記可動板２２の上面には平面コイル２４、下面には反射ミラー（不図示）を設けている。前記平面コイル２４と反射ミラーの形成は、可動板２２の片面又は両面に平面コイル２４を設け反対面又は両面に反射ミラーを設けることでプレーナー型電磁アクチュエータの使用形態を多様化することができる。
【００１３】
前記基板２１を、ベース基板２５に固定し、さらに、または同時に基板２１を固定した（する）ベース基板２５と同一面に、永久磁石３２を固定する。永久磁石３２は、前記基板２１の可動板２２に設けた平面コイル２４に破線の矢印のような磁界を作用させる様に基板２１に対して揺動可能に軸支するトーションバー２３を挟んだ位置に配置固定する。基板２１とベース基板２５との固定、永久磁石３２とベース基板２５との固定手段は特に限定しないが、作業性や固定後の特性を考慮すると接着が好ましく、硬化後弾性を有する接着剤２６がより好ましい。
【００１４】
ベース基板２５は前記対をなす永久磁石３２の磁路を閉じる導体とし、磁性材のベース基板２５内を永久磁石３２から発生した磁界を実線の矢印のように透磁させ、対をなす永久磁石３２間の磁路を閉じている。これは従来の技術でのヨークと同様の効果を得られる状態となっている。前記ベース基板２５の上面に設けたパターン２５ａは、前記基板２１に設けたパターン２１ａとワイヤー２７により電気的に接続し、外部入力されるコネクター２８とは半田等の導電性接着剤により接続している。ベース基板２５にはレーザーの入反射用の窓２９と、プレーナー型電磁アクチュエータの位置出し固定用ネジ穴３０、位置出し穴３１を各２箇所ずつ設けている。
【００１５】
本実施形態によると、ヨークが不要になるため、ベース基板の縦横がヨークの幅の分小型化が可能となると共に、軽量化と低価格化が可能となった。
【００１６】
図５は本発明の他の実施形態を示すプレーナー型電磁アクチュエータで、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図であり、図６は磁界の作用を示す図で（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図である。第一の実施形態で説明した可動板２２とトーションバー２３を一体形成した基板２１を、レーザーの入反射用の窓２９と該窓周囲に対向する２カ所の垂直部４０ａを設けた磁性材のベース基板４０に固定する。ベース基板４０に対する基板２１の配置方向は、対向する２カ所の垂直部４０ａと揺動可能に軸支するトーションバー２３とが平行となる方向で配置する。前記ベース基板４０の対向する２カ所の垂直部４０ａに前記基板２１の可動板２２に設けた平面コイル２４に破線の矢印のような磁界を作用させるための対をなす永久磁石３２を配置固定する。ベース基板４０は前記対をなす永久磁石３２の磁路を閉じる導体とし、前記第一の実施形態のように、ベース基板４０内を永久磁石３２から発生した磁界を実線の矢印のように透磁させ、対をなす永久磁石３２間の磁路を閉じている。第二の実施形態では、永久磁石３２の磁界発生方向であるＮＳ極方向を基板２１方向としているので、第一実施形態よりさらに永久磁石３２からの可動板２２の平面コイル２４に作用する有効磁界を増加させることが可能となる。該ベース基板４０に設けたパターン２５ａと前記基板２１に設けたパターン２１ａとが電気的に接続される。
【００１７】
【発明の効果】
ベース基板を磁性材にすることによって、ベース基板にヨークの役割も担わせられるため、ヨークを廃止することが可能となる。これにより、プレーナー型電磁アクチュエータの構成部品費用及び組立製造費用を抑えられることにより低価格化が可能となる。又、ヨークのサイズ分は容易に小型化、軽量化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプレーナー型電磁アクチュエータを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図
【図２】磁界の作用を示す図で（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図
【図３】本発明の第一の実施形態を示すプレーナー型電磁アクチュエータで、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図
【図４】磁界の作用を示す図で（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図
【図５】本発明の第二の実施形態を示すプレーナー型電磁アクチュエータであり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図
【図６】磁界の作用を示す図で（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図
【符号の説明】
１    シリコン基板
１ａ  パターン
２    可動板
３    トーションバー
４    平面コイル
５    ベース基板
５ａ  配線パターン
６    接着剤
７    ワイヤー
８    コネクター
９    窓
１０    ネジ穴
１１    位置出し穴
１２    永久磁石
１３    ヨーク
２１    基板
２１ａ  パターン
２２    可動板
２３    トーションバー
２４    平面コイル
２５    ベース基板
２５ａ  パターン
２６    接着剤
２７    ワイヤー
２８    コネクター
２９    窓
３０    位置出し固定用ネジ穴
３１    位置出し穴
３２    永久磁石
４０    ベース基板
４０ａ  垂直部
【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】
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【図６】
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