(57)【要約】【課題】可動部への配線を省略することにより耐久性を向上し、装置全体の軽量化を図るとともに、低コストで工作することができるレーダ駆動用電磁アクチュエータを提供する。【解決手段】可動部材９ａ，９ｂに設置された第１の永久磁石１１ａ，１１ｂが、固定部材１０ａ，１０ｂに設置された第２の永久磁石１２ａ，１２ｂの反発力と、コイル１５ａ，１５ｂとコア１４ａ，１４ｂによる電磁石の反発力、または吸引力によって駆動されるように構成することによって、反射ミラー１を揺動し、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂに対向して第２の永久磁石１２ａ，１２ｂおよびコア１４ａ，１４ｂが配置されていることにより、可動部への配線が無いので耐久性が向上でき、質量の大きい可動コイルや可動コアが無いので可動部材９ａ，９ｂを軽量化でき、しかも低コストで工作性が向上できるレーダ駆動用電磁アクチュエータを得ることができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持台に回転可能に支持された被駆動部材と、この被駆動部材を駆動する電磁駆動機構を備えたレーダ駆動用電磁アクチュエータにおいて、上記電磁駆動機構には可動部材と、この可動部材に対向して設置された固定部材とを備え、上記可動部材には可動方向に着磁された第１の永久磁石を設けるとともに、上記固定部材には可動方向に着磁された第２の永久磁石及びコア内に磁束を発生させるコイルを設けたことを特徴とするレーダ駆動用電磁アクチュエータ。
【請求項２】
上記第２の永久磁石は上記第１の永久磁石に対して可動方向で反発するように着磁されたことを特徴とする請求項１記載のレーダ駆動用電磁アクチュエータ。
【請求項３】
上記第２の永久磁石は、上記第１の永久磁石と上記コイルとの間に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーダ駆動用電磁アクチュエータ。
【請求項４】
上記第２の永久磁石は、上記コアと同心状に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーダ駆動用電磁アクチュエータ。
【請求項５】
上記第２の永久磁石は、上記コアの外周側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレーダ駆動用電磁アクチュエータ。
【請求項６】
上記第２の永久磁石は、リング状に形成されるとともに、上記コアの上端部に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のレーダ駆動用電磁アクチュエータ。
【請求項７】
上記コアはその断面をＴ字状に形成するとともに、上記コアの頂部に凹部を設け、この凹部に第２の永久磁石を配置したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレーダ駆動用電磁アクチュエータ。
【請求項８】
上記コアはその断面をＴ字状に形成するとともに、上記コアの頂部にリング状の凹部を設け、この凹部に第２の永久磁石を配置したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレーダ駆動用電磁アクチュエータ。
【請求項９】
上記電磁駆動機構における上記コア同士を磁性体の接続部材で磁気的に接続したことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のレーダ駆動用電磁アクチュエータ。
【請求項１０】
上記コアをＵ字状に形成したことを特徴とする請求項９記載のレーダ駆動用電磁アクチュエータ。
【請求項１１】
上記コイルは、上記Ｕ字状コアの中央部付近に１個配置したことを特徴とする請求項１０記載のレーダ駆動用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】
この発明は、例えば自動車に搭載されるレーダの反射ミラーを駆動するのに使用される比較的小型のレーダ駆動用電磁アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７，図８は従来のレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す正面図であり、図７はボイスコイル形と呼ばれる一対の電磁駆動機構を用いた電磁アクチュエータである。
このボイスコイル形の各電磁駆動機構は、固定された筒状コア６１の底面上に永久磁石６２を配置し、この永久磁石６２の上に棒状コア６３を載置し、この棒状コア６３と筒状コア６１との間の環状の空隙に筒状の可動コイル６４を設け、可動部に配置される可動コイル６４への配線６４ａを設けるとともに、この可動コイル６４を被駆動部材６５に連結したものである。
【０００３】
被駆動部材６５は、ベアリング６６によって支持された回転軸６７を中心に揺動可能とされている。
このボイスコイル形アクチュエータは、永久磁石６２により、棒状コア６３と筒状コア６１との間の環状の空隙に磁界が形成され、この磁界中の可動コイル６４に電流を流すことにより、可動コイル６４に上下方向の力が発生する。
可動コイル６４に連結された被駆動部材６５は、左右の可動コイル６４に流れる電流の方向および電流値を変化させることにより、揺動駆動される。
【０００４】
又、図８に示された従来の電磁アクチュエータは、ソレノイド形と呼ばれる一対の電磁駆動機構を用いたもので、各電磁駆動機構は、固定された筒状コア６１内に筒状の固定コイル６８を設け、被駆動部材６５に可動コア６９を取り付けたものである。
このソレノイド形電磁アクチュエータは、固定コイル６８に電流を流すことにより、可動コア６９が筒状コア６１内に吸引される。可動コア６９に連結された被駆動部材６５は、左右に配置された固定コイル６８に流れる電流値を変化させることにより、揺動駆動される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレーダ駆動用電磁アクチュエータは以上のように構成されているので、図７に示したボイスコイル形のアクチュエータでは、可動コイル６４を使用するために、可動部に配置される可動コイル６４への配線６４ａが必要であり、耐久性が低下するという問題点があった。
また、可動部を高速で動かすためには、可動部を構成する可動コイル６４を軽量にする必要があるので、可動コイル６４の巻回数を増やすのに制約があり、また可動コイル６４の線径を太くするにも制約がある。
このため、電磁駆動機構による電磁駆動力を大きくするには、永久磁石６２の磁力を強くする必要があり、コストが高くつくという問題点があった。
また、筒状コア６１の磁気抵抗を小さくするために、可動コイル６４と筒状コア６１との隙間を小さくする必要があり、その組立に高い精度が要求され、工作性が低下するという問題点もあった。
【０００６】
更に、図８に示した従来のソレノイド形の電磁アクチュエータは構造が簡単であるが、可動コア６９を固定コイル６８によって吸引する方向にしか駆動できず、その揺動角には制約があり、また可動コア６９のために可動部の質量が大きくなり、被駆動部材６５を高速で制御するのが困難であるという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、可動部への配線を省略することにより耐久性を向上でき、又質量の大きい可動コイルや可動コアが無いので可動部材を軽量化でき、しかも低コストで工作することができるレーダ駆動用電磁アクチュエータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、支持台に回転可能に支持された被駆動部材と、この被駆動部材を駆動する電磁駆動機構を備えたものであって、電磁駆動機構には可動部材と、この可動部材に対向して設置された固定部材とを備え、可動部材には可動方向に着磁された第１の永久磁石を設けるとともに、固定部材には可動方向に着磁された第２の永久磁石及びコア内に磁束を発生させるコイルを設けたものである。
【０００９】
この発明の請求項２に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、第２の永久磁石は第１の永久磁石に対して可動方向で反発するように着磁されたものである。
【００１０】
この発明の請求項３に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、第２の永久磁石は、第１の永久磁石とコイルとの間に配置されているものである。
【００１１】
この発明の請求項４に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、第２の永久磁石は、コアと同心状に配置されているものである。
【００１２】
この発明の請求項５に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、第２の永久磁石は、コアの外周側に配置されているものである。
【００１３】
この発明の請求項６に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、第２の永久磁石は、リング状に形成されるとともに、コアの上端部に配置されているものである。
【００１４】
この発明の請求項７に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、コアはその断面をＴ字状に形成するとともに、コアの頂部に凹部を設け、この凹部に第２の永久磁石を配置したものである。
【００１５】
この発明の請求項８に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、コアはその断面をＴ字状に形成するとともに、コアの頂部にリング状の凹部を設け、この凹部に第２の永久磁石を配置したものである。
【００１６】
この発明の請求項９に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、電磁駆動機構におけるコア同士を磁性体の接続部材で磁気的に接続したものである。
【００１７】
この発明の請求項１０に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、コアをＵ字状に形成したものである。
【００１８】
この発明の請求項１１に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータは、コイルは、Ｕ字状コアの中央部付近に１個配置したものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１によるレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す断面図、図２は電磁アクチュエータの励磁回路図、図３は電磁アクチュエータの特性図である。
図において、この電磁アクチュエータは、被駆動部材１を駆動するものであり、被駆動部材１は、例えば自動車に搭載されるレーダの反射ミラーである。
【００２０】
このレーダは、自動車の周辺を監視するのに使用されるレーダであり、電波を自動車の周辺に発射して、その反射波から自動車の周辺の障害物などを検知する。
また、このレーダは、光を自動車の周辺に照射し、その反射光によって自動車の周辺を監視するように構成することもできる。
何れにせよ、反射ミラー１は電波または光を自動車の周辺に向けて発射し、また、その反射波を受信するために使用され、電波、または光の照射方向を変更するために、その向きまたは角度が変化される。
【００２１】
反射ミラー１は、重力や外乱振動などに影響されないように、その中央部の重心近傍に支点２を設け、この支点２を中心に揺動可能に支持されている。
支点２はベアリング３で回転可能に支持された回転軸４で構成されており、この回転軸４を中心にして、反射ミラー１が回転可能に支持される。ベアリング３はプレート５上に載置された支持台６に固定されている。支持台６上には、反射ミラー１の位置を検出するための位置センサ７が付設されている。この位置センサ７は、例えば磁気を利用した磁気センサ、または光を利用した光センサで構成されている。
【００２２】
図１の電磁アクチュエータにおいては、反射ミラー１の左右両側に一対の電磁駆動機構８Ａ，８Ｂが設けられている。
第１の電磁駆動機構８Ａは、反射ミラー１の支点２の右側に配置され、その右端部を駆動し、また第２の電磁駆動機構８Ｂは反射ミラー１の支点２の左側に配置され、その左端部を駆動する。
これらの電磁駆動機構８Ａ，８Ｂは互いに同じ構成を有し、それぞれ可動部材９ａ，９ｂと固定部材１０ａ，１０ｂを有している。
【００２３】
各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各可動部材９ａ，９ｂは、被駆動部材である反射ミラー１に取り付けられた可動側の第１の永久磁石１１ａ，１１ｂを有する。この第１の永久磁石１１ａ，１１ｂは円柱状に作られた磁石であり、可動方向に着磁されており、上側がＳ極、下側がＮ極に着磁され、Ｓ極側を反射ミラー１に接合して取り付けられている。
これに対して、Ｎ極側を反射ミラー１に接合するように構成してもよい。
【００２４】
電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各固定部材１０ａ，１０ｂは、各可動部材９ａ，９ｂに対向して配置される。この各固定部材１０ａ，１０ｂは、支持台６を載せたプレート５の左右両側上に固定される。このプレート５は磁性材料、例えば鉄板で作られている。
各固定部材１０ａ，１０ｂは、固定側の第２の永久磁石１２ａ，１２ｂを有する。この第２の永久磁石１２ａ，１２ｂは、リング状に作られた磁石であり、可動方向に着磁されており、上側がＮ極、下側がＳ極に着磁されている。
【００２５】
この各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの第２の永久磁石１２ａ，１２ｂは、各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの可動側の各第１の永久磁石１１ａ，１１ｂと対向する位置に配置されている。
そして可動側の第１の永久磁石１１ａ，１１ｂのＮ極が反射ミラー１に接合されるように構成される場合には、固定側の第２の永久磁石１２ａ，１２ｂもそれに合わせて、上側がＳ極、下側がＮ極に着磁される。
【００２６】
各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの固定部材１０ａ，１０ｂは、さらに樹脂で作られたボビン１３ａ，１３ｂ、磁性体で作られたコア１４ａ，１４ｂ、およびコイル１５ａ，１５ｂを有する。
ボビン１３ａ，１３ｂは、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂとプレート５の間に設けられ、内側にコア１４ａ，１４ｂを保持する。
このコア１４ａ，１４ｂは、上端に段部１６ａ，１６ｂを有する円形断面の棒状鉄心であり、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂのＮ極とプレート５の間に配置され、コア１４ａ，１４ｂの上端の段部１６ａ，１６ｂには、リング状の第２の永久磁石１２ａ，１２ｂが挿入され、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂとコア１４ａ，１４ｂが同心状に固定されている。
ボビン１３ａ，１３ｂはコア１４ａ，１４ｂの外周に巻枠１７ａ，１７ｂを有し、この巻枠１７ａ，１７ｂにコイル１５ａ，１５ｂが巻回されている。
なお１８ａ，１８ｂは、コイル１５ａ，１５ｂに対する接続リード線であり、コイル１５ａ，１５ｂはこれらの接続リード線１８ａ，１８ｂを経て、励磁回路に接続される。
【００２７】
各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各固定部材１０ａ，１０ｂは、それぞれの可動部材９ａ，９ｂに対して第１，第２の２つの磁気力Ｆ１，Ｆ２を加えた磁気力Ｆ０を与える。
第１の磁気力Ｆ１は、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂのＮ極と第２の永久磁石１２ａ，１２ｂのＮ極が向き合っているために、可動部材９ａ，９ｂを固定部材１０ａ，１０ｂから引き離す方向に発生する反発磁気力である。
この反発磁気力は、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂ、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂが永久磁石であるために、常時一定の磁気力である。
【００２８】
各固定部材１０ａ，１０ｂから対応する各可動部材９ａ，９ｂに対して与えられる第２の磁気力Ｆ２は、コイル１５ａ，１５ｂによって発生される電磁力である。コイル１５ａ，１５ｂは、コア１４ａ，１４ｂの中心軸に沿って磁束を発生し、この磁束に基づいて可動部材９ａ，９ｂに与えられる磁気力Ｆ２は、コイル１５ａ，１５ｂに流れる励磁電流の方向と大きさに対応して、その電磁力の方向と大きさが制御される。
コイル１５ａ，１５ｂにある方向の励磁電流を流せば、このコイル１５ａ，１５ｂによる磁気力Ｆ２は、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂと同方向に、すなわち可動部材９ａ，９ｂを固定部材１０ａ，１０ｂから引き離す方向に可動部材９ａ，９ｂに与えられ、その強さはその励磁電流の大きさに比例する。
【００２９】
コイル１５ａ，１５ｂの励磁電流の方向を上記と逆にすれば、コイル１５ａ，１５ｂによる磁気力Ｆ２は、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂによる反発力とは逆に、可動部材９ａ，９ｂを固定部材１０ａ，１０ｂに吸引する方向の電磁力となり、その大きさは励磁電流に比例する。
第２の永久磁石１２ａ，１２ｂによる反発方向の磁気力Ｆ１の方向を正方向とすると、加算された磁気力Ｆ０はＦ０＝Ｆ１±Ｆ２となり、コイル１５ａ，１５ｂの励磁電流の方向と大きさを変えることによって、加算磁気力Ｆ０を幅広く制御することができる。
反射ミラー１は、各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂからの加算磁気力Ｆ０のバランスで、その向きまたは角度が制御される。
【００３０】
本実施形態においては、コイル１５ａ，１５ｂは固定部材１０ａ，１０ｂ側に設けられているので、その巻回数を大きくして、コイル１５ａ，１５ｂによる磁束を大きくする上で特別制限は無い。
また、コイル１５ａ，１５ｂの線径を大きくして、充分な励磁電流を流し、その磁束を大きくするにも、特別な制約は無い。
このためコイル１５ａ，１５ｂの巻回数と線径を大きくし、コイル１５ａ，１５ｂによる磁気力Ｆ２を充分に大きくできる。
また、コア１４ａ，１４ｂは、コイル１５ａ，１５ｂによる電磁力をより大きくするのに有効であるが、コア１４ａ，１４ｂも固定部材１０ａ，１０ｂ側に設けられているので、可動部材９ａ，９ｂの質量を増やすことがなく、可動部材９ａ，９ｂを可能な限り軽量化することにより、より高速で駆動することが可能となる。
【００３１】
さらに、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂに対向して、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂおよびコア１４ａ，１４ｂが配置されていることも重要である。
即ち、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂによる磁束と、コイル１５ａ，１５ｂによる電磁石の磁束をより有効に第１の永久磁石１１ａ，１１ｂに与えて、励磁電流による制御性能を向上させることができる。
また、揺動角を大きくした場合、可動部材９ａ，９ｂと固定部材１０ａ，１０ｂの距離が小さくなる側のコイル１５ａ，１５ｂによる磁気力Ｆ２は、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂによる反発力とは逆の吸引する方向の電磁力が大きくなるが、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂの反発力により、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコア１４ａ，１４ｂが吸着することがなく、揺動角を大きくしても、被駆動部材１を正確に駆動できる。
また、磁性板からなるプレート５は、コア１４ａ，１４ｂが接合されているので、このプレート５は、コア１４ａ，１４ｂを介して第２の永久磁石１２ａ，１２ｂの磁気回路、およびコイル１５ａ，１５ｂによる電磁石の磁気回路を効率的に構成して、可動部材９ａ，９ｂに影響する磁気力をより大きくすることができる。
【００３２】
図２は電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各コイル１５ａ，１５ｂに対する励磁回路を示す。
この励磁回路は、一対のスイッチング回路１９，２０を有し、これらの各スイッチング回路１９，２０は直流電源の正極端子Ｅ１と負極端子Ｅ２の間にそれぞれ接続されている。
負極端子Ｅ２はアース電位とされている。スイッチング回路１９は、一対のスイッチ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２を含み、これらのスイッチ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２は例えばＮＰＮ形のパワートランジスタで構成される。
【００３３】
スイッチ素子Ｔｒ１のコレクタは正極端子Ｅ１に接続され、そのエミッタはスイッチング回路１９の出力端子２１に接続されている。
スイッチ素子Ｔｒ２のコレクタは、出力端子２１に、またそのエミッタは負極端子Ｅ２にそれぞれ接続されている。スイッチング回路２０は一対のスイッチ素子Ｔｒ３，Ｔｒ４を含み、これらはＮＰＮ形パワートランジスタで構成される。
【００３４】
スイッチ素子Ｔｒ３のコレクタは正極端子Ｅ１に、そのエミッタはスイッチング回路２０の出力端子２２にそれぞれ接続されている。
又、スイッチング素子Ｔｒ４のコレクタは出力端子２２に、またそのエミッタは負極端子Ｅ２にそれぞれ接続されている。
更に、スイッチ素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４として、パワーＦＥＴとよばれる電界効果トランジスタを使用することもできる。
【００３５】
電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各コイル１５ａ，１５ｂは、スイッチング回路１９の出力端子２１と、スイッチング回路２０の出力端子２２との間に、互いに直列に接続されており、互いに関連して制御される。
スイッチ素子Ｔｒ２，Ｔｒ３がオフとなり、スイッチ素子Ｔｒ１，Ｔｒ４がオンとなった第１の状態では、各コイル１５ａ，１５ｂに、出力端子２１から出力端子２２に向かって、各コイル１５ａ，１５ｂに直列に電流が流れ、逆にスイッチ素子Ｔｒ１，Ｔｒ４がオフとなり、スイッチ素子Ｔｒ２，Ｔｒ３がオンとなった第２の状態では、出力端子２２から出力端子２１に向かって、各コイル１５ａ，１５ｂに電流が流れる。
各コイル１５ａ，１５ｂの励磁特性は、各コイル１５ａ，１５ｂにおいてＰで示した部分が正極を示しており、各コイル１５ａ，１５ｂは互いに逆方向にコイルが巻回されている。
【００３６】
このため、直列接続された各コイル１５ａ，１５ｂに流れる電流によって、電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの一方側、例えば電磁駆動機構８Ａのコイル１５ａが、その第２の永久磁石１２ａと同極性となり、その可動部材９ａに反発力（＋Ｆ２）を与えるときには、他方の電磁駆動機構８Ｂのコイル１５ｂは、その第２の永久磁石１２ｂとは逆極性となり、その可動部材９ｂに吸引力（−Ｆ２）を与える。この場合、電磁駆動機構８Ａの加算磁気力はＦ０＝Ｆ１＋Ｆ２、電磁駆動機構８Ｂの加算磁気力はＦ０＝Ｆ１−Ｆ２となる。
【００３７】
第１の永久磁石１１ａ，１１ｂと第２の永久磁石１２ａ，１２ｂとを接近させると、過大な反発力がえられるので、コイル１５ａ，１５ｂによる電磁力Ｆ２の大きさは、磁気力Ｆ１の大きさより小さい範囲で調整される。
したがって、各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂはともに、可動部材９ａ，９ｂに反発力を与える範囲で調整される。例えばスイッチ素子Ｔｒ１，Ｔｒ４がオンとなる第１の状態において、一方の電磁駆動機構８Ａの加算磁気力Ｆ０＝Ｆ１＋Ｆ２が、第２の永久磁石１２ａによる反発力Ｆ１を増大させるときには、他方の電磁駆動機構８Ｂの加算磁気力Ｆ０＝Ｆ１−Ｆ２は、その第２の永久磁石１２ｂから発生する可動部材９ｂへの反発力Ｆ１を減少させるように調整される。
【００３８】
図１に示した電磁アクチュエータにおいて、第１の電磁駆動機構８Ａによる反発力が増大し、第２の電磁駆動機構８Ｂによる反発力が減少すると、反射ミラー１は回転軸４を中心に、反時計方向に回動される。
このとき、第１の電磁駆動機構８Ａの第１の永久磁石１１ａと第２の永久磁石１２ａおよびコア１４ａの間隔が大きくなるので、磁気力Ｆ１，Ｆ２の各反発力の絶対値は小さくなる。
反対に第２の電磁駆動機構８Ｂの、第１の永久磁石１１ｂと第２の永久磁石１２ｂおよびコア１４ｂの間隔が小さくなるので、Ｆ１の反発力，Ｆ２の吸引力の各絶対値は大きくなる。
これによって、電磁駆動機構８Ａの加算磁気力Ｆ０＝Ｆ１＋Ｆ２と、電磁駆動機構８Ｂの加算磁気力Ｆ０＝Ｆ１−Ｆ２が釣合うようになる角度まで反射ミラー１は回動する。
【００３９】
この回動角度は、コイル１５ａ，１５ｂに流れる励磁電流により一次的に決定されるので、コイル１５ａ，１５ｂに流れる励磁電流を制御することにより、反射ミラー１の揺動角度を制御できる。
このときの特性を図３に示す。図３に示すように、コイル１５ａ，１５ｂに流れる励磁電流の増加に伴って、反射ミラー１の揺動角がリニアに増加している。スイッチ素子Ｔｒ２，Ｔｒ３がオンとなる第２の状態では、逆方向の調整が行われ、反射ミラー１は時計方向に回動される。いずれにせよ、反射ミラー１は、２つの電磁駆動機構８Ａ，８Ｂのコイル１５ａ，１５ｂに流れる励磁電流によって、その向きまたは角度が調整される。
【００４０】
各電磁駆動機構８Ａ，８Ｂのコイル１５ａ，１５ｂの励磁電流の大きさは、例えば各スイッチ素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のオン時間比率を変化させることによって調整される。
例えばスイッチ素子Ｔｒ１，Ｔｒ４がオンする第１の状態において、その単位時間にこれらのスイッチ素子Ｔｒ１，Ｔｒ４がオンする比率を変化すると、そのオン時間比率に応じた大きさの励磁電流が各コイル１５ａ，１５ｂに供給される。同様に、スイッチ素子Ｔｒ２，Ｔｒ３がオンとなる第２の状態において、これらのスイッチ素子Ｔｒ２，Ｔｒ３の単位時間当りのオン時間比率を調整することにより、励磁電流の大きさが変えられる。
これらのオン時間比率の調整は、各スイッチ素子各Ｔｒ１〜Ｔｒ４のベースへの駆動パルスの幅を変えることによって行われる。
【００４１】
本実施形態による電磁アクチュエータは、一対の電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各コイル１５ａ，１５ｂの励磁電流により、反射ミラー１の揺動角度を制御するものであり、オープン制御で制御可能であるが、電磁アクチュエータを高速で駆動する場合には、位置センサ７からの信号によってコイル１５ａ，１５ｂに流れる励磁電流をフィードバック制御することもできる。このフィードバック制御は、各スイッチ素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のベース駆動電流を制御することによって行われる。
【００４２】
又、電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各コイル１５ａ，１５ｂは、スイッチング回路１９の出力端子２１と、スイッチング回路２０の出力端子２２との間に、互いに直列に接続された場合について説明したが、電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各コイル１５ａ，１５ｂは、スイッチング回路１９の出力端子２１と、スイッチング回路２０の出力端子２２との間に、互いに並列に接続してもよい。
【００４３】
更に、電磁駆動機構８Ａ，８Ｂの各コイル１５ａ，１５ｂは、互いに独立して励磁される場合であってもよい。また、上記の電磁アクチュエータでは、１つの被駆動部材１を、一対の電磁駆動機構８Ａ，８Ｂで駆動するものについて説明したが、駆動機構の数を変更してもよい。
例えば、被駆動部材１がベアリング３で揺動可能に支持されたものを、球面軸受を用いることによって、あらゆる方向に揺動可能に構成し、その支点２を通る２軸上に、支点２の両側に合計４つの電磁駆動機構を配置するようにしてもよい。
【００４４】
以上のように本実施形態によれば、被駆動部材１を駆動する少なくとも１つの電磁駆動機構を備え、電磁駆動機構８Ａ，８Ｂは、被駆動部材に取り付けられた可動部材９ａ，９ｂと、この可動部材９ａ，９ｂに対向する固定部材１０ａ，１０ｂとを有し、可動部材９ａ，９ｂは可動方向に着磁された第１の永久磁石１１ａ，１１ｂを含み、また固定部材１０ａ，１０ｂには磁性体からなるコア１４ａ，１４ｂと、このコア１４ａ，１４ｂの周りに巻回されたコイル１５ａ，１５ｂと、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂと可動部材９ａ，９ｂの可動方向で反発するように着磁された第２の永久磁石１２ａ，１２ｂとが設置され、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂに対向して第２の永久磁石１２ａ，１２ｂおよびコア１４ａ，１４ｂが配置されているので、コイル１５ａ，１５ｂの巻回数、および線径を必要に応じて大きくして、充分な駆動力を得ることができる。
【００４５】
しかも可動部材９ａ，９ｂを軽量化でき、高い組み立て精度も必要とせず、また、コイル１５ａ，１５ｂによる電磁力を大きくするために、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコア１４ａ，１４ｂの空隙を狭くした場合にも、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコア１４ａ，１４ｂが吸着することがなく正確に駆動でき、装置の性能の向上が図られる。
【００４６】
また、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂは、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコイル１５ａ，１５ｂの間に配置されているので、揺動角を大きくした場合でも、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコア１４ａ，１４ｂが吸着することがなく正確に駆動でき、装置の性能の向上が図られる。
また、コイル１５ａ，１５ｂによる電磁力を大きくするために、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコア１４ａ，１４ｂの空隙を狭くした場合にも、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコア１４ａ，１４ｂが吸着することがなく正確に駆動でき、装置の性能の向上が図られる。
【００４７】
更に、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂは、コア１４ａ，１４ｂと同心状に配置されているので、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂおよびコイル１５ａ，１５ｂによる磁気力をバランスよく第１の永久磁石１１ａ，１１ｂに与えることができ、装置の性能の向上が図られる。
また、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂは、コア１４ａ，１４ｂの外周側に配置されているので、コア１４ａ，１４ｂの加工が容易となり、工作性の向上が図られる。
【００４８】
更に、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂは、リング状に形成され、コア１４ａ，１４ｂの上端部に配置されているので、第２の永久磁石１２ａ，１２ｂおよびコイル１５ａ，１５ｂによる磁気力をバランスよく第１の永久磁石１１ａ，１１ｂに与えることができ、揺動角を大きくした場合でも第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコア１４ａ，１４ｂが吸着することがなく正確に駆動でき、装置の性能の向上が図られる。
また、コイル１５ａ，１５ｂによる電磁力を大きくするために、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコア１４ａ，１４ｂの空隙を狭くした場合にも、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコア１４ａ，１４ｂが吸着することがなく正確に駆動でき、装置の性能の向上が図られる。
【００４９】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２によるレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す断面図である。
図において、固定部材１０ａ，１０ｂの第２の永久磁石３１ａ，３１ｂは、円柱状に作られた磁石であり、可動方向に着磁されており、可動側の第１の永久磁石１１ａ，１１ｂのＳ極が反射ミラー１に取り付けられている場合には、上側がＮ極、下側がＳ極に着磁されている。そして、コア１４ａ，１４ｂは、フランジ３２ａ，３２ｂを有し、その断面がＴ字状に形成されている。
【００５０】
フランジ３２ａ，３２ｂ部の頂部には凹部３３ａ，３３ｂが形成され、この凹部３３ａ，３３ｂに第２の永久磁石３１ａ，３１ｂが挿入され、コア１４ａ，１４ｂと同心状に固定されている。
コア１４ａ，１４ｂのフランジ３２ａ，３２ｂおよび第２の永久磁石３１ａ，３１ｂは、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂと、ボビン１３ａ，１３ｂの間に配置されている。
以上のように、コア１４ａ，１４ｂの凹部３３ａ，３３ｂに第２の永久磁石３１ａ，３１ｂが配置されているので、第２の永久磁石３１ａ，３１ｂを安定して保持できる。
【００５１】
本実施形態によれば、コア１４ａ，１４ｂは、その頂部に凹部３３ａ，３３ｂが形成され、この凹部３３ａ，３３ｂに第２の永久磁石３１ａ，３１ｂが配置されているので、第２の永久磁石３１ａ，３１ｂおよびコイル１５ａ，１５ｂによる磁気力をバランスよく第１の永久磁石１１ａ，１１ｂに与えることができ、また、第２の永久磁石３１ａ，３１ｂを安定して保持でき、装置の性能向上が図られる。
【００５２】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３によるレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す断面図である。固定部材１０ａ，１０ｂの第２の永久磁石４１ａ，４１ｂは、リング状に作られた磁石であり、可動方向に着磁されており、可動側の第１の永久磁石１１ａ，１１ｂのＳ極が反射ミラー１に取り付けられている場合には、上側がＮ極、下側がＳ極に着磁されている。
そして、コア１４ａ，１４ｂは、実施の形態２と同様フランジ４２ａ，４２ｂを有し、その断面がＴ字状に形成されている。フランジ４２ａ，４２ｂの頂部にはリング状の溝４３ａ，４３ｂが形成され、この溝４３ａ，４３ｂに第２の永久磁石４１ａ，４１ｂが挿入され、コア１４ａ，１４ｂと同心状に固定されている。
【００５３】
このように、コア１４ａ，１４ｂのフランジ４２ａ，４２ｂおよび第２の永久磁石４１ａ，４１ｂは、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂと、ボビン１３ａ，１３ｂの間に配置されている。
本実施の形態では、コア１４ａ，１４ｂの頂部に設けられた溝４３ａ，４３ｂにリング状の第２の永久磁石４１ａ，４１ｂが配置されているので、コイル１５ａ，１５ｂによる電磁力を３ヶ所に分散することができ、固定部材１０ａ，１０ｂからの磁気力を可動部材９ａ，９ｂにより効率的に与えて、被駆動部材１を駆動できる。
【００５４】
以上のように、コア１４ａ，１４ｂにおいて、フランジ部４２ａ，４２ｂの頂部にリング状の凹部４３ａ，４３ｂが形成され、そこにリング状に形成された第２の永久磁石４１ａ，４１ｂが配置されているので、コイル１５ａ，１５ｂによる電磁力を分散することができ、固定部材１０ａ，１０ｂからの磁気力を可動部材９ａ，９ｂに効率的に与えて、被駆動部材１を駆動でき、装置の性能向上が図られる。
【００５５】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４によるレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す断面図である。図６に示した電磁アクチュエータは電磁駆動機構５１を有し、この電磁駆動機構５１は可動部材９ａ，９ｂと固定部材５２からなる。
可動部材９ａ，９ｂは、被駆動部材である反射ミラー１の左右両側に、可動側の第１の永久磁石１１ａ，１１ｂを有する。
【００５６】
この第１の永久磁石１１ａ，１１ｂは、実施の形態１の場合と同様に円柱状に作られた磁石であり、可動方向に着磁されており、上側がＳ極、下側がＮ極に着磁され、Ｓ極を反射ミラー１に接合して取り付けられている。
固定部材５２には、実施の形態１で示した左右の各コア１４ａ，１４ｂとプレート５をＵ字状に一体的に形成されたＵ字状のコア５３が設けられ、このＵ字状のコア５３は磁性体、例えば鉄製で構成されている。
そして、このＵ字状のコア５３の両端の段部５３ａには、リング状の第２の永久磁石５４ａ，５４ｂが設けられ、又、Ｕ字状のコア５３の中央付近には樹脂製のボビン５５が配置され、更にこのボビン５５には、コイル５６が巻回されている。
【００５７】
第２の永久磁石５４ａ，５４ｂは、実施の形態１の場合と同様に可動方向に着磁されており、上側がＮ極、下側がＳ極に着磁されている。電磁駆動機構５１の第２の永久磁石５４ａ，５４ｂは、可動側の各第１の永久磁石１１ａ，１１ｂと対向する位置に配置されている。また、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂは、Ｎ極側を反射ミラー１に接合するようにすることもでき、その場合は固定側の第２の永久磁石５４ａ，５４ｂもそれに合わせて、上側がＳ極、下側がＮ極に着磁される。
【００５８】
コイル５６にある方向の励磁電流を流せば、コア５３の右側の磁気力Ｆ２は、第２の永久磁石５４ａと同方向に、すなわち可動部材９ａを固定部材５２から引き離す方向の電磁力が可動部材９ａに与えられる。これに対して、コア５３の左側の磁気力Ｆ２は、第２の永久磁石５４ｂと逆方向に、すなわち可動部材９ｂを固定部材５２に吸引する方向の電磁力が可動部材９ｂに与えられ、その強さはその励磁電流の大きさに比例する。コイル５６に、上記と逆方向の励磁電流を流せば、コア５３の右側の磁気力Ｆ２は、第２の永久磁石５４ａと逆方向に、すなわち可動部材９ａを固定部材５２に吸引する方向の電磁力が可動部材９ａに与えられ、コア５３の左側の磁気力Ｆ２は、第２の永久磁石５４ｂと同方向に、すなわち可動部材９ｂを固定部材５２から引き離す方向の電磁力が可動部材９ｂに与えられる。
【００５９】
励磁回路は、図２に示したものおいて、コイル１５ａ，１５ｂを１個に統一したものとなる。動作については、実施の形態１の場合と同様、例えばスイッチ素子Ｔｒ１，Ｔｒ４がオンとなる第１の状態において、右側の加算磁気力Ｆ０＝Ｆ１＋Ｆ２が、第２の永久磁石５４ａによる反発力Ｆ１を増大させるときには、左側の加算磁気力Ｆ０＝Ｆ１−Ｆ２は、その第２の永久磁石５４ｂから可動部材９ｂへの反発力Ｆ１を減少させるように調整される。
【００６０】
図６に示した電磁アクチュエータにおいて、右側の反発力が増大し、左側の反発力が減少すると、反射ミラー１は回転軸４を中心に反時計方向に回動される。このとき、右側の第１の永久磁石１１ａと第２の永久磁石５４ａおよびコア５３との間隔が大きくなるので、Ｆ１，Ｆ２の各反発力の絶対値は小さくなる。
反対に、左側の第１の永久磁石１１ｂと第２の永久磁石５４ｂおよびコア５３の間隔が小さくなるので、Ｆ１の反発力、Ｆ２の吸引力の各絶対値は大きくなる。
【００６１】
これによって、右側の加算磁気力Ｆ０＝Ｆ１＋Ｆ２と、左側の加算磁気力Ｆ０＝Ｆ１−Ｆ２が釣合うようになる角度まで反射ミラー１は回動する。この回動角度は、コイル５６に流れる励磁電流により一次的に決定されるので、コイル５６に流れる励磁電流を制御することにより、反射ミラー１の揺動角度を制御できる。スイッチ素子Ｔｒ２，Ｔｒ３がオンとなる第２の状態では、逆方向の調整が行われ、反射ミラー１は時計方向に回動される。
いずれにせよ、反射ミラー１は、コイル５６に流れる励磁電流によって、その向きまたは角度が調整される。
【００６２】
本実施形態における電磁アクチュエータは、電磁駆動機構５１の固定部材５２のボビン５５およびコイル５６は１個で構成されており、実施の形態１で示したように、ボビンおよびコイルが左右２個有る場合に比べて部品点数が削減でき、また左右の電磁力にアンバランスを生じることもない。また、左右のコイルを結線する必要がなく、その場合の接続ミスを生じることもない。
【００６３】
以上のように構成することにより、コイル５６の巻回数および線径を必要に応じて大きくして、充分な駆動力を得ることができ、しかも可動部材９ａ，９ｂを軽量化でき、高い組み立て精度も必要としなくなる。
また、揺動角を大きくした場合でも、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコア５３が吸着することがなく、正確に駆動でき、装置の性能の向上が図られる。
更に、コイル５６による電磁力を大きくするために、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコア５３の空隙を狭くした場合にも、第１の永久磁石１１ａ，１１ｂとコア５３が吸着することがなく、正確に駆動でき、装置の性能の向上が図られる。
【００６４】
また、電磁駆動機構５１のコア５３は、第２の永久磁石５４ａ，５４ｂとは反対側において、磁性体の接続部材で磁気的に接続されているので、コア５３を介して第２の永久磁石５４ａ，５４ｂの磁気回路、およびコイル５６による電磁石の磁気回路を効率的に構成して、可動部材１１ａ，１１ｂへの磁気力をより大きくすることができ、装置の性能の向上が図られる。
更に、コア５３は、接続部材と一体化し、Ｕ字状に形成しているので、部品点数が削減でき、装置のコスト低減が図られる。
【００６５】
また、コイル５６は、Ｕ字状のコア５３の中央付近に１個配置されているので、部品点数が削減でき、実施の形態１で示したように、左右コイルを結線する必要がないので、装置のコスト低減と組立性の向上が図られる。
また、左右の電磁力にアンバランスが生じることがなく、装置の性能向上が図られる。さらに、左右コイルを結線する必要がないので、その場合の接続ミスを生じることもなく、装置の信頼性向上が図られる。
【００６６】
【発明の効果】
この発明の請求項１又は請求項２に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、支持台に回転可能に支持された被駆動部材と、この被駆動部材を駆動する電磁駆動機構を備えたものであって、電磁駆動機構には可動部材と、この可動部材に対向して設置された固定部材とを備え、可動部材には可動方向に着磁された第１の永久磁石を設けるとともに、固定部材には可動方向に着磁された第２の永久磁石及びコア内に磁束を発生させるコイルを設け、第２の永久磁石は第１の永久磁石に対し反発するように着磁したので、コイルの巻回数および線径を必要に応じて大きくして、充分な駆動力を得ることができ、しかも可動部材を軽量化でき、高い組み立て精度も必要としない。
また、コイルによる電磁力を大きくするために、第１の永久磁石とコアの空隙を狭くした場合にも、第１の永久磁石とコアが吸着することがなく正確に駆動でき、装置の性能の向上が図られる。
【００６７】
この発明の請求項３に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、第２の永久磁石は、第１の永久磁石とコイルとの間に配置されているので、揺動角を大きくした場合でも第１の永久磁石とコアが吸着することがなく正確に駆動でき、装置の性能の向上が図られる。
また、コイルによる電磁力を大きくするために、第１の永久磁石とコアの空隙を狭くした場合にも、第１の永久磁石とコアが吸着することがなく正確に駆動でき、装置の性能の向上が図られる。
【００６８】
この発明の請求項４に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、第２の永久磁石は、コアと同心状に配置されているので、第２の永久磁石およびコイルによる磁気力をバランスよく第１の永久磁石に与えることができ、装置の性能の向上が図られる。
【００６９】
この発明の請求項５に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、第２の永久磁石は、コアの外周側に配置されているので、コアの加工が容易となり、工作性の向上が図られる。
【００７０】
この発明の請求項６に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、第２の永久磁石は、リング状に形成されるとともに、コアの上端部に配置されているので、第２の永久磁石およびコイルによる磁気力をバランスよく第１の永久磁石に与えることができ、揺動角を大きくした場合でも、第１の永久磁石とコアが吸着することがなく正確に駆動でき、装置の性能の向上が図られる。
また、コイルによる電磁力を大きくするために、第１の永久磁石とコアの空隙を狭くした場合にも、第１の永久磁石とコアが吸着することがなく正確に駆動でき、装置の性能の向上が図られる。
【００７１】
この発明の請求項７に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、コアはその断面をＴ字状に形成するとともに、コアの頂部に凹部を設け、この凹部に第２の永久磁石を配置したので、第２の永久磁石およびコイルによる磁気力をバランスよく第１の永久磁石に与えることができ、また第２の永久磁石を安定して保持でき、装置の性能向上が図られる。
【００７２】
この発明の請求項８に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータらよれば、コアはその断面をＴ字状に形成するとともに、コアの頂部にリング状の凹部を設け、この凹部に第２の永久磁石を配置したので、コイルによる電磁力を分散することができ、固定部材からの磁気力を可動部材に効率的に与えて被駆動部材を駆動でき、装置の性能向上が図られる。
【００７３】
この発明の請求項９に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、電磁駆動機構におけるコア同士を磁性体の接続部材で磁気的に接続したので、コアを介して第２の永久磁石の磁気回路、およびコイルによる電磁石の磁気回路を効率的に構成して、可動部材への磁気力をより大きくし、装置の性能の向上が図られる。
【００７４】
この発明の請求項１０に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、コアをＵ字状に形成したので、部品点数が削減でき、装置のコスト低減を図ることができる。
【００７５】
この発明の請求項１１に係るレーダ駆動用電磁アクチュエータによれば、コイルは、Ｕ字状コアの中央部付近に１個配置したので、部品点数が削減でき、左右コイルを結線する必要がないので、装置のコスト低減と組立性の向上が図られる。
また、左右の電磁力にアンバランスが生じることがなく、装置の性能向上が図られる。
さらに、左右コイルを結線する必要がなく、その場合の接続ミスを生じることもないので、装置の信頼性向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す断面図である。
【図２】電磁アクチュエータの励磁回路図である。
【図３】電磁アクチュエータの特性図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態３によるレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態４によるレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す断面図である。
【図７】従来のレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す正面図である。
【図８】従来のレーダ駆動用電磁アクチュエータを示す正面図である。
【符号の説明】
６　支持台、８Ａ，８Ｂ　電磁駆動機構、９ａ，９ｂ　可動部材、１０ａ，１０ｂ　固定部材、１１ａ，１１ｂ　第１の永久磁石、１２ａ，１２ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ　第２の永久磁石、１４ａ，１４ｂ，５３　コア、１５ａ，１５ｂ，５６　コイル、３３ａ，３３ｂ　凹部、４３ａ，４３ｂリング状の凹部。
【図１】
2004007882.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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