WO2007139136A1

WO2007139136A1 - アクチュエータ

Info

Publication number: WO2007139136A1
Application number: PCT/JP2007/060965
Authority: WO
Inventors: Yoshihiro Someno; Takuya Nagai; Akira Ohki; Ikutaro Inoue
Original assignee: Alps Electric Co., Ltd.
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2007-12-06
Also published as: US7876002B2; US20090079275A1; JPWO2007139136A1; JP4832517B2

Abstract

【課題】　支持軸の先端にミラーが搭載したミラーアクチュエータにおいて、常に一つの回動支点を中心に支持軸が倒れるようにすると共に支持軸回りの回転を防止する。【解決手段】　ミラー部（制御対象）２０を有する支持軸２３が、磁気駆動機構４０の電磁力Ｆ１を受けて傾倒すると、支持機構３０を形成する小球３３が外側基台３１と内輪部材３２との間に設けられたスペースＳ１内を軸方向に移動するため、前記支持軸２３とこれを保持する内輪部材３２とが揺動する。このとき、前記内輪部材３２は回動支点Ｏを中心に揺動するため、支持軸を常に一つの回動支点を中心に揺動させることができる。また回転抑制部材として、複数の架設部材５３を設けることにより、支持軸２３の軸回り方向の回転が防止される。

Description

明細書

ァクチユエータ

技術分野

[0001] 本発明は、例えば可動軸の先端にミラーが搭載されたァクチユエータに係わり、特に可動軸が倒れたときに可動軸の回動支点が倒れ中心点から位置ずれすることを防止すると共に可動軸回りの回転を防止できるようにしたァクチユエータに関する。背景技術

[0002] ホログラフィ記録媒体に対して 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ァクチユエータとしては、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 のトーシヨンバーで支持され、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のトーシヨ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のトーシヨンバーと前記第 2のトーシヨ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

発明が解決しょうとする課題

[0004] 上記特許文献 1に記載されて、るガルバノミラーの支持手段は、、わゆるジンバル機構であり、第 1,第 2のトーシヨ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。このため、制御対象であるミラーの支持中心点は、前記第 1のトーシヨンバーの中心と前記第 2のトーシヨンバーの中心とがー致する点となる。

[0005] しかし、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。しかも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ぐ機構上一点に定めることが困難である。

[0006] 例えば、ホログラフィ記録媒体の再生時には、ミラーの角度を角度ごとに調整しながら参照光を振ってホログラム記録媒体のスキャンを行う。このとき、前記支持中心点は角度スキャンの中心となるが、前記のように支持中心点が未確定であると、前記参照光のスポットが所望の位置力シフトしてしま、、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。

[0007] この点、本願出願時にお!、ては未だ出願公開されて、な、ため、先行技術文献として掲げて、な、が、本願出願人が先に出願した特願 2005 - 259060として、わゆる地球ゴマ方式のァクチユエータが存在する。このァクチユエータでは、ミラーを有する可動軸が可動リングに一対の小球 (第 1の小球)を介して回動自在に取り付けられている。また前記可動リングが一対の小球 (第 2の小球)を介して固定ベースに回動自在に取り付けられている。前記第 1の小球と前記第 2の小球とは直交する 2軸を形成しており、ミラーを前記 2軸回りに揺動させることが可能とされている。

[0008] しかし、前記特願 2005— 259060に記載されたァクチユエータは、機構的には優れているのであるがコスト的に高価である。このため、これに代わる安価で機能的にも見劣りしな、ァクチユエータの開発が望まれて、る。

[0009] 本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、角度スキャン時の中心部

(支持中心点)の位置ずれを低減することができるァクチユエータを提供することを目的としている。

[0010] しかも本発明はコストの低減を図ることのできるァクチユ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

[0011] 本発明は、可動部側に設けられた制御対象と、前記制御対象を支持する支持軸と

、固定部側に設けられ且つ前記支持軸を揺動自在に支持する支持機構と、前記支持軸を所定の基準軸と一致する中立位置から傾く姿勢に揺動させる駆動力を与える駆動機構とを有するァクチユエータにお、て、

前記支持機構は、開口部を有するとともに前記固定部側に固定された外側基台と、前記外側基台の前記開口部内に設けられた内輪部材と、前記開口部の内側と前記内輪部材の外側との間に配置された複数の小球とを有しており、前記支持軸が前記内輪部材に保持されていることを特徴とするものである。

[0012] 本発明のァクチユエータでは、支持軸がアンギユラ玉軸受けの内輪部材に保持されており、前記支持軸は前記内輪部材が傾くことができる範囲内で揺動 (傾倒)することが可能とされている。前記内輪部材は、その周囲が外側基台に形成された開口部の内面との間に転動可能な状態で配置された複数の小球により保持されている。このため、前記支持軸及び内輪部材は、アンギユラ玉軸受けの中心（回動支点（支持中心点) O)中心に揺動することができる（図 1等参照)。すなわち、このァクチユエ一タでは、常に一つの回動支点 oを中心にミラーの傾きを変えることができるため、安定した揺動動作を実現することが可能となる。このため、このようなァクチユエータを有するホログラム再生装置では、参照光のスポットが記録媒体上の所望の位置から位置ずれすることを防止することができる。

[0013] 上記において、前記内輪部材と前記外側基台との間には、前記小球を前記基準軸に沿う軸方向に移動させるクリアランスが設けられて、るものが好ま、。

[0014] 上記手段では、前記小球の軸方向への移動が許容されるため、前記内輪部材を傾倒させることが可能となる。

[0015] また前記内輪部材と前記外側基台の開口部とが共に楕円形状に形成されているものが好ましい。

[0016] 上記手段では、支持軸の回動時の中心を、さらに回動支点 Oに近づけることが可能となる。このため、揺動時の軸ずれを小さくできる。

[0017] また前記駆動機構では、前記可動部と前記固定部との一方に磁石およびヨークを有する磁界発生部が設けられ、他方にコイルが設けられ、前記コイルに流れる電流と前記磁石から発せられる磁界とで、前記可動部が駆動されるものである。

[0018] すなわち、駆動機構の構成は、いわゆるムービングマグネット型でもよいし、いわゆるムービングコイル型とするものであってもよ、。

[0019] さらに上記においては、前記可動部と固定部との間に、前記支持軸の軸回り方向の回転を規制する回転抑制部材が設けられて、るものが好ま、。

[0020] 上記手段では、外側基台に対して内輪部材が軸回り方向に回転することを抑制することができる。このため、特に支持軸に対し傾斜した姿勢で固定されているミラーの傾斜角度の変動を防止できる。

[0021] 例えば、前記回転抑制部材が、前記支持軸の周囲で且つ前記制御対象と前記固定部との間に架設された複数のワイヤで構成することができる。

[0022] または前記回転抑制部材は、最外周部に設けられた固定リングと、その内側に設けられた駆動リングと、最内周部に設けられた拘束リングと、前記固定リングと前記駆動リングを連結する第 1の連結部と、前記駆動リングと前記拘束リングを連結する第 2 の連結部とを有し、前記固定リングが前記固定部側に固定され、前記拘束リングの中心に前記支持軸がされるものとして構成できる。

[0023] この場合には、前記第 1の連結部と前記第 2の連結部は共に一対の蛇腹で形成されており、前記第 1の連結部を形成する一対の蛇腹と前記第 2の連結部を形成する一対の蛇腹とは互いに 90度異なる位置に設けられて、るものが好ま U、。

[0024] あるいは、前記回転抑制部材は、第 1の方向に変形可能な変形部を備えた一対の変形部材と、前記第 1の方向と直交する第 2の方向に変形可能であると共に前記一対の変形部材どうしを連結する連結部材と、前記連結部材に設けられた連結リングとを有し、前記一対の変形部材の両端が固定部側に固定され、連結リングの中心に前記支持軸が保持されるものとして構成できる。

[0025] 上記いずれの手段においても、一方では軸回り方向の回転動作を制限することができ、他方では支持軸の軸倒れ (揺動動作)を許容することができる。

例えば、前記制御対象はミラーである。

発明の効果

[0026] 本発明のァクチユエータでは、支持軸を所定の回動支点 (支持中心点）を中心として揺動させることができる。またミラーが支持軸回りに回転してしまうことを防止することがでさる。

[0027] このため、本発明のァクチユエータを用いたホログラフィ再生装置などにおいては、ミラーで反射された光のスポットが位置ずれすることを防止できるため、読み出しエラ一を少なくできる。

発明を実施するための最良の形態 [0028] 図 1は本発明のァクチユエータの実施の形態としてミラーァクチユエータを示す断面図、図 2はミラーァクチユエータの斜視図、図 3の Aはボビンの平面図、 Bは Aの B— B 線における断面図、図 4は磁界発生部を図 2とは異なる方向から示す斜視図、図 5はミラーァクチユエータの動作状態を示す支持機構の拡大断面図である。

[0029] 以下に説明するミラーァクチユエータは、近年著しい開発が遂げられているホロダラムを利用した光記録媒体の再生装置 (ホログラフィ再生装置）に搭載されるものである。すなわち、このミラーァクチユエータ 10は、光記録媒体の任意の記録位置 (ブック )に対し、光源力射出されたレーザー光で照光する際に、前記記録位置に対するレ一ザ一光の入射角度を調整する装置として用いられる。ホログラフィ再生装置では、ミラーァクチユエータを細か、角度ステップで駆動することにより、角度ごとに記録されて、るホログラム（ページ）が読み出される。

[0030] 本実施の形態に示すミラーァクチユエータ 10は、図 1及び図 2に示すように大きく分けて制御対象であるミラー部 20、支持機構 30および磁気駆動機構 40の 3つの部材カゝら構成されている。以下、各機構ごとに詳述する。

[0031] 前記ミラー部 (制御対象） 20は、全反射型のミラー本体 21と、前記ミラー本体 21が取り付けられるステージ 22とを有している。前記ステージ 22の背面 (Z2側の面）には Z2方向に延びる支持軸 23がー体に形成されて、る。

[0032] この実施の形態では、前記支持軸 23が、所定の基準軸 Ol— Olに一致するように図示して!/、る。また前記ステージ 22は前記支持軸 23に対し傾斜する姿勢で設けられている。このため、前記ミラー本体 21の反射面 21aは前記基準軸 Ol— Olに対して直角ではなぐ所定の傾斜姿勢 Θを有している。

[0033] 前記支持軸 23は支持機構 30に支持されている。前記支持機構 30はいわゆるアンギユラ軸玉受けである。すなわち、支持機構 30は外側に外側基台 31が設けられ、内側に内輪部材 32が設けられている。

[0034] 前記外側基台 31はその中心に図示 Z方向に貫通する開口部 31Aが形成されている。また外側基台 31の X方向の両端には、図示 XIおよび X2方向に突出する固定部 31b, 3 lbが設けられている。また内輪部材 32はリング状の部材である。

[0035] 図 1に示すように、前記外側基台 31は固定部材 41に固定されている。すなわち、前記固定部材 41は、略コの字形状からなる金属板又は合成樹脂板などで形成されており、底面 41Aと、その両端に図示 Z1方向に連続的に延びる側壁部 41B, 41Bを有している。そして、この側壁部 41B, 41Bの先端には、図示 X方向に貫通すると共に Y方向に延びる長穴 41a, 41aが形成されている。前記外側基台 31の固定部 31b , 31bは、この長穴 41a, 41aに嵌合されている。

[0036] 図 1に示す実施の形態では、前記外側基台 31に形成された前記開口部 31Aの図示 Z2側に内面には第 1の段差部 31aが形成されている。また前記内輪部材 32の Z1 側に外側には、前記第 1の段差部 31aに対向する第 2の段差部 32aが形成されている。そして、外側基台 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スペース内 S1には、軸回り方向（周方向）に並ぶ複数の小球 33が配置されている。

[0037] 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内には、前記小球 33の軸方向への移動を許容するわずかなクリアランスが設けられている。

[0038] なお、前記支持軸 23は前記内輪部材 32の内側に圧入されており、前記支持軸 23 と前記内輪部材 32とは一体ィ匕されている。

[0039] ここで、図 1に示すように、支持軸 23に何らの力も作用していない状態において、前記複数の小球 33の中心点を含む平面で前記基準軸 01— 01と直交する平面を仮想平面 Lと定義する。さらに前記仮想平面 Lと前記基準軸 Ol— Olとが交わる点を回動支点 (支持中心点) Oと定義する。

[0040] 例えば、前記内輪部材 32に、図 1において回動支点 Oを中心とする α 1または α 2 方向の回転力が発生すると、図 5に示すように前記複数の小球 33は前記スペースにおいて主として軸方向（Ζ方向）に転動させられる。このため、前記支持軸 23を回動支点 Οを中心として傾倒させることが可能とされている。

[0041] なお、図 5に傾倒後の支持軸 23、小球 33および仮想平面 Lの様子を点線で示す。

なお、この実施の形態に示す支持機構 30では、基準軸 Ol—Olを基準とする軸回り方向の回転が発生すると、前記複数の小球 33は前記スペースにお!/、て前記軸回り方向に転動する。このため、前記支持軸 23および前記内輪部材 32とを前記軸回り方向に一体的に回転させることが許容されて、る。

[0042] 磁気駆動機構 40は主としてコイル部 43及び磁界発生部 45を有して、る。

図 3の A, 3Bなどに示すように、前記コイル部 43は平面的には略十字形状力なり、榭脂材料などで形成されるボビン 44を有している。前記ボビン 44は中心部に設けられた正方形状の枠部 44Aと、この枠部 44Aの外周面力それぞれ四方向に突出する筒状の 4つの卷回部 44B, 44B, 44Bおよび 44Bを有している。前記枠部 44A の外周面には、枠部 44Aの内部から前記卷回部 44B, 44B, 44Bおよび 44Bの内部に抜ける連通部 44a, 44a, 44aおよび 44aがそれぞれ形成されている。また各卷回部 44Bの先端には、各卷回部 44Bが延びる前記四方向に対して垂直となる方向に広がるフランジ部 44b, 44b, 44b, 44bがそれぞれ一体に形成されている。そして、各卷回部 44Bの外周で、且つ前記枠部 44Aの外周面とフランジ部 44bとの間には線材を巻き付けて形成した 4ケのコイル CI, C2, C3, C4が形成されている。 4ケのコィル CI, C2, C3, C4を備えたボビン 44は、前記固定部材 41の底面 41Aに固定される。

[0043] 図 1に示すように、磁界発生部 45は第 1のヨーク 46と、永久磁石 Mと、第 2のヨーク 47とで構成されて、る。前記第 1のヨーク 46は例えば亜鉛メツキ鋼板（SPCC)など軟磁性体素材力なる金属板で形成されており、永久磁石 Mの底面積よりも広い八角形状の金属板として形成されて、る。この実施の形態に示す前記第 1のヨーク 46 は、その中心部に板厚方向に貫通する貫通孔 46bが形成されて、る。

[0044] 前記永久磁石 Mは、前記第 1のヨーク 46の図示 Z2側の面上の中心部に固定されている。前記永久磁石 Mは、例えば Z1側が S極、 Z2側が N極のように面方向に着磁されている。なお、本実施の形態に示す永久磁石 Mの中央部には、基準軸 Ol— Ol に沿って貫通する貫通孔 Mlが形成されている。前記永久磁石 Mは本実施の形態に示すような立方形状をして、てもよ、し、中央に孔を有するリング状のものであってちょい。

[0045] 図 4に示すように、第 2のヨーク 47も上記同様の軟磁性体素材力なる金属板で形成されており、前記永久磁石 Mとほぼ同じ面積力なる正方形状の本体部 47Aと、前記本体部 47Aの 4つの側面から四方向に延びる 4本の腕部 47a, 47a, 47a, 47a を有している。 4本の腕部 47a, 47a, 47a, 47aの先端は第 1のヨーク 46に近接する方向（Z1方向）に折り曲げられており、前記第 1のヨーク 46と各腕部 47a, 47a, 47a , 47aの先端部との間にはギャップ gが設けられている。

[0046] 第 2のヨーク 47は板金加工により形成される。例えば所定の型を用いて、前記金属板から正方形状の本体部 47Aと、その周囲に腕部 47a, 47a, 47a, 47aを有する第 2のヨーク 47とが一体ィ匕された状態で切断 (打抜加工)され、その後に前記腕部 47a , 47a, 47a, 47aの先端部のみを加圧プレスによって折り曲げることにより形成することがでさる。

[0047] なお、第 2のヨーク 47は、前記本体部 47Aの下面 (Z1側の面）と前記永久磁石 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されている。

[0048] 本実施の形態では、前記支持軸 23の他方の端部は、前記第 1のヨーク 46の貫通孔 46bおよび前記永久磁石 Mの貫通孔 Ml内に挿入されており、その端面が前記第 2のヨーク 47の Z1側の端面に固定されている。ただし、前記第 1のヨーク 46および前記永久磁石 Mに、前記貫通孔 46bおよび貫通孔 Mlを設けずに、前記支持軸 23の端面を前記第 1のヨーク 46の Z1側の端面に直接固定する構成であってもよい。

[0049] 本実施の形態では、前記第 2のヨーク 47が前記ボビン 44の内部に配置される。すなわち、前記第 2のヨーク 47の本体部 47A力ボビン 44の枠部 44Aの内側に配置されており、前記第 2のヨーク 47から延びる腕部 47a, 47a, 47a, 47aが前記各連通部 44aの内部に挿入されている。そして、前記腕部 47a, 47a, 47a, 47aの先端は、各コイル CI, C2, C3, C4内で移動余裕を有する状態で配置され、且つ前記第 1のヨーク 46に対向している。この状態では各コイル CI, C2, C3, C4は各対向ギャップ g内に配置されている。

[0050] なお、前記ボビン 44を構成する枠部 44Aと 4つの各卷回部 44B, 44B, 44Bおよび 44Bとは別体で構成されるものであってもよい。この場合には、あら力じめ 4つの各卷回部 44Bの周囲に線材を巻き付けて各コイル CI, C2, C3, C4を形成しておき、前記永久磁石 M及び第 2のヨーク 47を前記枠部 44A内に装着する。その後に、前記各連通部 44aを介して枠部 44Aの外部にそれぞれ突出する各腕部 47aに対してその周囲を取り囲むように前記各コイル CI, C2, C3, C4を備えた各卷回部 44B, 4 4B, 44B, 44Bを前記枠部 44Aの 4つの外周面にそれぞれ固定する。これにより、 4 つのコイル CI, C2, C3, C4を一体的に備えたボビン 44とすることができる。

[0051] また前記第 1のヨーク 46の Z1側の面と前記外側基台 31との間には、傾倒後の支持軸 23の姿勢を元の状態 (基準軸 01— 01と一致する状態）に戻す復元力を発生させる圧縮ばねなど力なる付勢部材 51が設けられている。

[0052] さらに、本発明では可動部と固定部との間に回転抑制部材が設けられている。

前記回転抑制部材は、前記基準軸 Ol— Olの周囲に、軸対称となる位置に設けられた複数の (本実施の形態では 4本)の架設部材 53で構成される。本実施の形態においては、前記複数の架設部材 53が、前記可動部側を形成するステージ 22の背面 (Z2側の面）と固定部側を形成する外側基台 31との間に所定の張力を与えられた状態で架設されている。

[0053] 上記ミラーァクチユエータの動作にっ、て説明する。

図 1に示すように、前記各腕部 47aの先端部と第 1のヨーク 46とはギャップ gを介して対向配置されおり、このギャップ g内に 4ケの各コイル CI, C2, C3, C4の一部がそれぞれ配置されている。なお、図 1ではコイル Cl、 C2 (第 1の磁気駆動部）のみを図示している。

[0054] 前記磁界発生部 45では、永久磁石 Mの N極から発生した磁束 φ力第 2のヨーク 4 7内の本体部 47Α内を中心力も離れる外周方向に進んで各腕部 47aに導かれる。そして、前記磁束 φは各腕部 47aの先端部の下面 (Z1側の面)から外部に抜け出ると共に、これに対向する位置に設けられた前記ギャップ gを通過して第 1のヨーク 46に入り込む。さらに磁束 φは前記第 1のヨーク 46内を中心方向に進んで前記永久磁石 Mの S極内に至るという磁気回路 (磁路）を形成する。そして、前記磁束 φが前記ギヤップ gを通過する際には、磁束 Φと前記各コイル CI, C2, C3, C4内を流れる電流とが垂直に鎖交する。

[0055] ここで、前記磁気駆動機構 40では、基準軸 Ol— Olを線対称とする位置に配置されたコイル C1とコイル C2とが第 1の磁気駆動部を形成し、同じくコイル C3とコイル C4 とが第 2の磁気駆動部を形成して、る。 [0056] 前記第 1の磁気駆動部を形成するコイル C 1とコイル C2に所定方向の電流を流すと、前記コイル C1にはフレミングの左手の法則に従う電磁力 Fl , F1が発生する。前記電磁力 Fl , F1は、前記磁界発生部 45を形成する第 1のヨーク 46の下面に垂直に設けられた支持軸 23に対し、所定の支持中心点（回動支点) Oを中心とする《1方向または ex 2方向の回転力として作用する。

[0057] このとき、図 5に示すように、前記支持機構 30内に設けられた一方の小球 33aは、前記スペース S 1内を一方の軸方向（例えば Z1方向）に移動する。同時に他方の小球 33bは、前記スペース S 1内を他方の軸方向（例えば Z2方向）に移動する。このとき、前記小球 33a及び小球 33bは互いに逆方向に同じ距離だけ移動する。そして、前記小球 33a及び小球 33bが移動する距離は、前記スペース S 1に設けられたわず力なクリアランスの範囲内である。このため、前記内輪部材 32は前記支持軸 23とともに回動支点 Oを中心として揺動することができる。すなわち、支持軸 23が揺動する時の中心を前記回動支点 Oの一点に定めることができ、ミラー部（制御対象） 20の傾斜角度 Θを安定的に変更することが可能となっている。

[0058] このため、ホログラム再生装置において、光源力発せられた光ビームを前記ミラーァクチユエータで反射することにより参照光を形成する場合に、前記参照光のスポット位置を所望の位置力シフトしてしまうことを防止できる。すなわち、常に前記参照光のスポット位置を所望の位置に設定することができる。このため、このようなホログラム再生装置では、スキャン時の読み出しエラーを低減することが可能となる。

[0059] 上記の関係は、第 2の磁気駆動部を形成するコイル C3とコイル 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、前記 α 1および《2と直交する方向において支持軸を自在に傾倒させることができる。

[0060] よって、前記第 1の磁気駆動部を形成するコイル C I , 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、支持軸 2 3を基準軸 01— 01に一致する姿勢から所望の方向に自在に傾倒させることが可能である。

[0061] なお、前記図 5は前記電磁力 Fl , F1 (回転力も同様）が発生した面の断面図であり、一方の小球 33aと前記他方の小球 33bとは、前記基準軸 01— Olに対し互いに軸対称となる位置に設けられた小球である。

[0062] 前記支持機構 30は図 6に示すような構成であってもよい。

図 6は支持部材の他の構成を示す断面図である。

[0063] 図 6では、外側基台 31の内面が凹状の曲面（凹面)で形成され、これに対向する内輪部材 32の外面が凸状の曲面（凸面)で形成されている点が異なっている。なお、外側基台 31の内面と内輪部材 32の外面とは、前記回動支点 Oを中心とする所定の曲率でそれぞれ形成されたものが好ま、。

[0064] この構成では、支持軸 23が揺動すると、小球 33aと小球 33bは前記凹面と前記凸面とが対向するスペース S2内を前記回動支点 Oを中心とする円弧の沿って互いに逆方向に移動する。このため、前記支持軸 23が揺動する時の中心を、さらに前記回動支点 Oに近づけることができる。

[0065] また同様の原理により、コイル C1及びコイル C2に流す電流の向きをそれぞれ変えると、前記磁界発生部 45を前記 oc 1方向とは逆方向となる ex 2方向に傾倒（揺動）させることができる。

[0066] 前記支持軸 23が傾倒するときには、前記第 1のヨーク 46と外側基台 31との間に設けられた前記付勢部材 51が変形させられる。前記付勢部材 51は、常に元の状態の復帰しょうとする復元力を発生させている。よって、前記各コイル CI , C2, C3, C4に与えた駆動電流を遮断し、前記電磁力 Fl , F1を消滅させることにより、前記支持軸 2 3を傾倒した姿勢力前記基準軸 O l— Olに一致する元の姿勢に戻すことができる

[0067] ところで、上記実施の形態に示す支持機構 30では、基準軸 Ol— O lを基準とする軸回り方向の回転が発生すると、前記複数の小球 33は前記スペースにお!/、て前記軸回り方向に転動する。このため、前記支持軸 23および前記内輪部材 32とを前記軸回り方向に一体的に回転させることが許容されて、る。

[0068] しかし、支持軸 23が軸回り方向に回転すると、その先端に傾斜姿勢で取り付けられているミラー本体 20の傾斜角度が変更されてしまう。このため、支持軸 23は、その軸回り方向の回転を抑えることが必要である。 [0069] そこで、本発明では、図 1に示すように固定部と可動部との間に複数 (本実施の形態では 4本)の架設部材 53を架設して、る。

[0070] ここで、図 7Aないし Cは、回転抑制部材の第 1の実施の形態としての動作を示す平面図であり、図 7Aは 4本の架設部材が静止した状態、図 7Bは 4本の架設部材が回転した状態、図 7Cは 4本の架設部材がー方向に揺動した状態を示している。なお、図 7Aないし Cでは、ノ、ツチングで示す部分が架設部材の上面を示し、ノ、ツチングを有さな、部分が架設部材の底面を示して、る。

[0071] 前記複数の架設部材 53は、例えば可撓性に優れた金属線 (ワイヤ)で形成されている。このように、前記可動部と前記固定部との間に複数の架設部材 53にテンションを与えた状態で架設しておくと、回転軸回りの回転動作を抑制することができる。

[0072] なお、前記複数の架設部材 53の断面形状は円形でも構わな、が、図 7Aな、し C に示すように四角形状である方がより好ましい。このように、断面が四角形状のワイヤは、周囲の各面に平行となる方向の縦弾性係数が、断面が円形のワイヤなどに比較して大きい。このため、上記構成では、捩れ変形に強い架設部材 53とすることができる。このため、図 7Bに示すように、支持軸 23に対し何らかの力が軸回り方向に作用しても、複数の架設部材 53がこれを妨げる抵抗として作用する。このため、前記支持軸 23に軸回り方向の外力が発生しても、実質的には支持軸 23の軸回りに回転することを阻止することができる。

[0073] また図 7Cに示すように、支持軸 23の回動支点 O力点線で示す基準軸 Ol— Olと一致する姿勢から、実線で示すような位置ずれした状態に揺動動作する時には、複数の架設部材 53が捩れることはない。このため、揺動時に前記複数の架設部材 53 から前記支持軸 23に作用する前記抵抗力は小さい。このため、支持軸 23および前記内輪部材 32は、容易に傾倒することが可能となっている。

[0074] すなわち、複数の架設部材 53は、軸回り方向の回転を抑制する回転抑制部材として機能する一方で、支持軸 23および前記内輪部材 32の揺動動作を許容する機能を有する。

[0075] 次に、回転抑制部材の第 2の実施形態について説明する。

図 8は回転抑制部材の第 2の実施の形態を示す平面図である。この実施の形態では支持部材が回転抑制機能を有して、る。

[0076] この実施の形態に示す支持機構 30Bは、内側に楕円形状の開口部 31Aを備えた外側基台 31Bと、外形が楕円形状力なる内輪部材 32Bとを有している。前記内輪部材 32Bは前記開口部 31Aの内側に配置されている。そして、複数の小球 33が、前記外側基台 31Bの内面（開口部 31Aの内面）と前記内輪部材 32Bの外面との間で且つ平面的に見たときに楕円帯状に形成されるスペース S3内に軸回り方向に沿つて配置されている。

[0077] 前記支持軸 23は、前記内輪部材 32Bの内部に挿通された状態で固定されている。なお、その他の構成は、上記支持機構 30と同様である。

[0078] この実施の形態では、軸回り（基準軸 Ol— Ol回り）の回転が前記支持軸 23に発生すると、その回転は内輪部材 32Bの長軸を開口部 31Aの短軸 (または内輪部材 3 2Bの短軸を開口部 31 Aの長軸）に一致させるものとして作用する。

[0079] しかし、内輪部材 32Bの長軸が開口部 31Aの短軸に一致しょうとすると、スペース S3内の対向距離が部分的に前記小球 33の直径よりも狭くなる。このため、小球 33の軸回り方向への自由な移動が制限されることになる。よって、この支持機構 30Bでは、前記内輪部材 32Bの自由な回転を制限することができる。すなわち、この支持機構 30Bは、支持軸 23の軸回り方向の回転を抑制する回転抑制機能を有している。

[0080] また支持軸 23が前記基準軸 Ol— Olを基準として傾倒する揺動動作については、上記同様特に制限されることなく自由に揺動することが可能である。

[0081] つまり、この支持機構 30Bは、軸回り方向の回転を抑制する回転抑制部材としての機能と、支持軸 23および前記内輪部材 32の揺動動作を許容する機能とを有している。

[0082] なお、この場合においても、外側基台 31Bの内面と内輪部材 32Bの外面とは、それぞれ回動支点 Oを中心とする所定の曲率とする構成（図 6の構成）が好ましいことは上記同様である。

[0083] 図 9は回転抑制部材の第 3の実施の形態を示す平面図と側面図であり、図 9Aは支持軸が中立位置にある状態、図 9Bは支持軸が揺動した後の状態を示している。また図 10は回転抑制部材を構成する連結部に回転による捩れが生じた状態を示す概略図である。

[0084] 第 3の実施の形態を示す回転抑制部材 60は、例えば固定部側を構成する支持機構 30に設けることができる（図 1の点線を参照)。図 9A,図 9Bに示すように、この実施の形態に示す回転抑制部材 60は、直径の異なる 3つの輪状部材と、前記 3つの輪状部材どうしを連結する 2種類の連結部とから構成されている。

[0085] 輪状部材は、最外周部に設けられた固定リング 61と、その内側に設けられた駆動リング 62と、最内周に設けられた拘束リング 63とからなる。図 9Aに示す状態では、前記固定リング 61、駆動リング 62および拘束リング 63は略同心円で形成されている。

[0086] 前記連結部は前記固定リング 61と前記駆動リング 62とを連結する一対の第 1の連結部 65, 65と、前記駆動リング 62と前記拘束リング 63とを連結する第 2の連結部 66 , 66とを有する。この実施の形態においては、前記第 1の連結部 65, 65と前記第 2 の連結部 66, 66はすべて蛇腹で形成されている。

[0087] 一方の第 1の連結部 65と他方の第 1の連結部 65とは、基準軸 Ol— Olを中心とする軸対称となる位置（180度の異なる位置）に形成されている。同様に一方の第 2の連結部 66と他方の第 2の連結部 66とは、基準軸 01— 01を中心とする軸対称となる位置（180度の異なる位置）に形成されている。そして、前記一対の第 1の連結部 65 , 65と前記一対の第 2の連結部 66, 66とは周方向に 90度ずれた位置に形成されている。

[0088] 最内周に設けられた拘束リング 63が第 2の連結部 66, 66を介して駆動リング 62に支持され、さらに前記駆動リング 62が第 1の連結部 65, 65を介して固定リング 61に支持されている。なお、前記回転抑制部材 60は、例えば合成樹脂などによって一体的に形成されている。

[0089] 前記回転抑制部材 60は、前記固定リング 61の一部が、固定部側を構成する前記支持機構 30の外側基台 31に形成された取付部 31c上に固定される（図 1参照)。

[0090] そして、前記拘束リング 63の中には前記支持軸 23が挿入されており、前記支持軸 23が接着剤などを介して前記拘束リング 63に保持されている。

[0091] 前記支持軸 23に対し軸回り方向の回転が発生すると、前記支持軸 23に固定されている拘束リング 63も一緒に回転する。このとき、拘束リング 63は、前記一対の第 2 の連結部 66, 66、駆動リング 62、前記一対の第 1の連結部 65, 65、さらには固定リング 61のそれぞれを軸回り方向に回転させる回転力を与える。

[0092] しかし、上記のように最外周部に設けられた前記固定リング 61は、固定部側の取付部 31cに固定されている。このため、軸回り方向の力が前記支持軸 23に発生すると、例えば図 10に示すように前記一対の第 1の連結部 65, 65や前記一対の第 2の連結部 66, 66に無理な捩れ変形などが発生する。そして、このときの変形に対する復元力が、前記軸回りの回転を阻止する抑制力として作用する。このため、軸回り方向の外力が発生しても、実質的に支持軸 23が軸回り方向に回転することを阻止することができる。

[0093] また前記一対の第 1の連結部 65, 65および前記一対の第 2の連結部 66, 66は、蛇腹で形成されてヽるためにある程度伸縮自在である。

[0094] このため、図 9Bに示すように、前記支持軸 23が傾倒した場合には、前記一対の第 1の連結部 65, 65のうち一方が収縮され、他方が伸張するように動作する。よって、この回転抑制部材 60は、前記拘束リング 63を前記支持軸 23とともに傾倒する方向に移動することができ、前記支持軸 23の揺動 (傾倒動作)を妨げることがな!、。

[0095] すなわち、第 3の実施の形態に示す回転抑制部材 60においても、支持軸 23の軸倒れについては許容するが、軸回り方向の回転についてはこれを抑制する機能を有している。

[0096] また前記回転抑制部材は、以下のような構成であってもよい。

図 11は回転抑制部材の第 4の実施の形態を示す平面図と側面図であり、図 11A は支持軸が中立位置にある状態、図 11Bは支持軸が揺動した状態を示している。

[0097] 図 11A,図 11Bに示す回転抑制部材 70は、平面的に見ると略 H形状をしており、平行に延びる一対の変形部材 71及び変形部材 72と、前記変形部材 71と変形部材

72とを繋ぐ連結部材 73を有して、る。

[0098] 前記変形部材 71及び変形部材 72の各両端には、蛇腹状の変形部 71a, 71b及び変形部 72a, 72bをそれぞれ有している。前記変形部 71aと変形部 71bとの間および前記変形部 72aと変形部 72bとの間には、略 T字形状力もなる非変形部 71A, 72A が設けられている。 [0099] 前記連結部材 73は、非変形部 71Aの中央と前記非変形部 72Aの中央との間に設けられている。前記連結部材 73の両端にも変形部 73a, 73bが設けられており、この変形部 73a, 73bの両端が前記非変形部 71A, 72Aに繋がっている。

[0100] そして、前記変形部材 71及び変形部材 72の各両端が、上記のように固定部側の取付部 31cなどに固定されている。また前記変形部 73aと前記変形部 73bとの間に連結リング 73Aが設けられており、この連結リング 73Aの中心に前記支持軸 23が保持されている。

[0101] 図 11Bに示すように、前記回転抑制部材 70では、外力が支持軸 23に対し前記変形部材 71及び変形部材 72に沿う第 1の方向に平行に作用した場合には、前記変形部 71a, 72aと前記変形部 71b, 72bとの一方が収縮し、他方が伸張する。また外力力前記第 1の方向と直交する第 2の方向に沿う方向に作用した場合 (連結部材 73 に平行に作用した場合）には、前記変形部 73aと前記変形部 73bの一方が収縮し、他方が伸張する。このため、前記回転抑制部材 70は前記支持軸 23の揺動 (傾倒動作)を妨げることがない。

[0102] また前記支持軸 23に対し、軸回り方向の力が作用した場合には、前記変形部材 7 1の変形部 71a, 71b、前記変形部材 72の変形部 72a, 72bおよび前記連結部材 73 の変形部 73a, 73bに無理な力が作用することになる。よって、このときの反力が回転を阻止する抑制力として作用する。このため、前記回転抑制部材 70おいても、実質的に支持軸 23が軸回り方向に回転することを阻止することができる。

[0103] このように、上記回転抑制部材 70を用いることによつても、支持軸 23の軸倒れを許容し、且つ軸回り方向の回転を抑制することが可能である。

[0104] 上記実施の形態では、可動側が永久磁石 Mを有する磁界発生部 45で構成され、固定部側がコイル部 43で形成されたいわゆるムービングマグネット型として示したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、前記磁界発生部 45が設けられた可動部側の位置にコイル部 43が設けられ、前記コイル部 43が設けられた固定部側の位置に磁界発生部 45が設けられるいわゆるムービングコイル型とするものであつてもよい。

[0105] また上記においては、ァクチユエータの実施の形態としてミラーァクチユエ一タを用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではなぐその他様々な分野に応用できることはもちろんである。例えば、平面型のアンテナを電界強度に合わせて様々な方向に向けるアンテナ用のァクチユエータとして用いることも可能である。

図面の簡単な説明

[0106] [図 1]本発明のァクチユエータの実施の形態としてミラーァクチユエータを示す断面図 [図 2]ミラーァクチユエータの斜視図、

[図 3]Aはボビンの平面図、 Bは Aの B—B線における断面図、

[図 4]磁界発生部を図 2とは異なる方向から示す斜視図、

[図 5]ミラーァクチユエータの動作状態を示す支持機構の拡大断面図、

[図 6]支持部材の他の構成を示す断面図、

[図 7A]回転抑制部材の第 1の実施の形態を示す平面図であり、 4本の架設部材が静止した状態、

[図 7B]4本の架設部材が回転した状態を示す平面図、

[図 7C]4本の架設部材がー方向に揺動した状態を示す平面図、

[図 8]回転抑制部材の第 2の実施の形態を示す平面図、

[図 9A]回転抑制部材の第 3の実施の形態を示す平面図と側面図であり、支持軸が中立位置にある状態、

[図 9B]支持軸が揺動した後の状態を示す回転抑制部材の平面図と側面図、

[図 10]回転抑制部材を構成する連結部に回転による捩れが生じた状態を示す概略図、

[図 11A]回転抑制部材の第 4の実施の形態を示す平面図と側面図であり、支持軸が中立位置にある状態、

[図 11B]支持軸が揺動した後の状態を示す回転抑制部材の平面図と側面図、符号の説明

[0107] 10 ミラーァクチユエータ

20 ミラー部 (制御対象）

21 ミラー本体ステージ

支持軸

支持機構

外側基台

内輪部材

, 33a, 33b 小球磁気駆動機構

固定部材

コイル部

ボビン

A 枠部

B 卷回部

磁界発生部

第 1のヨーク

第 2のヨーク

a 腕部

付勢部材

ワイヤ (架設部材）回転抑制部材

固定リング

駆動リング

拘束リング

第 1の連結部

第 2の連結部

回転抑制部材

, 72 変形部材

a, 71b, 72a, 72b 変形部連結部材 73a, 73b 変形部 73A 連結リング g ギャップ CI, C2, C3， C4 M 永久磁石 Ml 貫通孔 O 回動支点 Ol 基準軸 SI スペース

Claims

請求の範囲

[1] 可動部側に設けられた制御対象と、前記制御対象を支持する支持軸と、固定部側に設けられ且つ前記支持軸を揺動自在に支持する支持機構と、前記支持軸を所定の基準軸と一致する中立位置から傾く姿勢に揺動させる駆動力を与える駆動機構とを有するァクチユエータにお、て、

前記支持機構は、開口部を有するとともに前記固定部側に固定された外側基台と、前記外側基台の前記開口部内に設けられた内輪部材と、前記開口部の内側と前記内輪部材の外側との間に配置された複数の小球とを有しており、前記支持軸が前記内輪部材に保持されていることを特徴とするァクチユエータ。

[2] 前記内輪部材と前記外側基台との間には、前記小球を前記基準軸に沿う軸方向に移動させるクリアランスが設けられている請求項 1記載のァクチユエータ。

[3] 前記内輪部材と前記外側基台の開口部とが共に楕円形状に形成されている請求項 1または 2記載のァクチユエータ。

[4] 前記駆動機構では、前記可動部と前記固定部との一方に磁石およびヨークを有する磁界発生部が設けられ、他方にコイルが設けられ、前記コイルに流れる電流と前記磁石から発せられる磁界とで、前記可動部が駆動される請求項 1な！、し 3の、ずれか一項に記載のァクチユエータ。

[5] 前記可動部と固定部との間に、前記支持軸の軸回り方向の回転を規制する回転抑制部材が設けられて、る請求項 1な、し 4の、ずれか一項に記載のァクチユエータ。

[6] 前記回転抑制部材が、前記支持軸の周囲で且つ前記制御対象と前記固定部との間に架設された複数のワイヤである請求項 5記載のァクチユエータ。

[7] 前記回転抑制部材は、最外周部に設けられた固定リングと、その内側に設けられた駆動リングと、最内周部に設けられた拘束リングと、前記固定リングと前記駆動リングを連結する第 1の連結部と、前記駆動リングと前記拘束リングを連結する第 2の連結部とを有し、前記固定リングが前記固定部側に固定され、前記拘束リングの中心に前記支持軸が保持されている請求項 5記載のァクチユエータ。

[8] 前記第 1の連結部と前記第 2の連結部は共に一対の蛇腹で形成されており、前記第 1の連結部を形成する一対の蛇腹と前記第 2の連結部を形成する一対の蛇腹とは互いに 90度異なる位置に設けられている請求項 7記載のァクチユエータ。

[9] 前記回転抑制部材は、第 1の方向に変形可能な変形部を備えた一対の変形部材と、前記第 1の方向と直交する第 2の方向に変形可能であると共に前記一対の変形部材どうしを連結する連結部材と、前記連結部材に設けられた連結リングとを有し、前記一対の変形部材の両端が固定部側に固定され、連結リングの中心に前記支持軸が保持されて、る請求項 5記載のァクチユエータ。

[10] 前記制御対象はミラーである請求項 1な、し 9の、ずれかに記載のァクチユエータ