(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-14
(45)【発行日】2024-08-22
(54)【発明の名称】回転往復駆動アクチュエーター
(51)【国際特許分類】
H02K 33/04 20060101AFI20240815BHJP
H02K 33/06 20060101ALI20240815BHJP
H02K 33/12 20060101ALI20240815BHJP
G02B 26/10 20060101ALN20240815BHJP
G02B 26/08 20060101ALN20240815BHJP
【ＦＩ】
H02K33/04 B
H02K33/06
H02K33/12
G02B26/10 104Z
G02B26/08 E
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2020135232
(22)【出願日】2020-08-07
(65)【公開番号】P2022030904
(43)【公開日】2022-02-18
【審査請求日】2023-07-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000006220
【氏名又は名称】ミツミ電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】北村 泰隆
(72)【発明者】
【氏名】高橋 勇樹
(72)【発明者】
【氏名】加賀美 雅春
(72)【発明者】
【氏名】大塚 裕樹
【審査官】谿花 正由輝
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２０／００４５１４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０８－３２２２２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２８７１３９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｋ ３３／０４
Ｈ０２Ｋ ３３／０６
Ｈ０２Ｋ ３３／１２
Ｇ０２Ｂ ２６／１０
Ｇ０２Ｂ ２６／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベース部と、可動対象物が接続される軸部に固定された可動マグネットと、
コア体、及び前記コア体の一部に外装され、通電時に前記コア体に磁束を発生させるコイル体を有し、前記コア体から発生する磁束と前記可動マグネットとの電磁相互作用により、前記可動マグネットを往復回転駆動する駆動ユニットと、
を備える回転往復駆動アクチュエーターであって、
前記可動マグネットは、リング形状を成し、前記軸部の外周で、Ｓ極及びＮ極を成す偶数の磁極が交互に着磁されて構成され、
前記コア体の磁極であるコア磁極の数は、前記可動マグネットの磁極数と等しく、
前記コア磁極は、前記可動マグネットと、前記軸部と直交する方向で、前記可動マグネットの外周側でエアギャップを開けて、対向して配置され、
前記駆動ユニットには、前記可動マグネットに対向して設けられた磁性体であり、前記可動マグネットを動作の基準位置に磁気吸引するマグネット位置保持部が設けられ、
前記コア体は全体として、前記偶数のコア磁極の周囲を囲むように形成され、且つ、前記コア磁極を連続する形状を有し、
前記コイル体は、前記偶数のコア磁極のそれぞれに隣接して前記コア体に配置されている、
回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項2】
前記マグネット位置保持部が前記可動マグネットを磁気吸引する前記基準位置は、前記可動マグネットの往復回転の回転中心位置である、請求項１記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項3】
前記コア磁極は、前記コア体において前記コア磁極の周囲を囲む部位であるコア外周部に近接して配置され、且つ、前記コア外周部に対して、スペーサ部を介して固定されている、請求項１または２記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項4】
前記コア磁極は、前記コア体において前記コア磁極の周囲を囲む部位であるコア外周部と隙間を開けて配置され、前記コア磁極と前記コア外周部との間の前記隙間には、スペーサ部が配置されている、
請求項１または２記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項5】
前記スペーサ部は、前記コア磁極と前記コア外周部との間に挟まれて双方に固定されている、請求項４記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項6】
前記スペーサ部は、前記コイル体のボビンと一体構造であることを特徴とする、請求項３または４記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項7】
前記スペーサ部は、非磁性体である、請求項３から６のいずれか一項に記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項8】
前記コア体は、それぞれの先端部に前記コア磁極を有し、かつ、前記コイル体がそれぞれに外装され、前記コア磁極が対向するように並行に配置された棒状の第１コア体及び第２コア体と、前記第１コア体及び第２コア体を囲むように形成されたＵ字状をなし、両端部が前記第１コア体及び第２コア体のそれぞれの基端部に接合された磁性体である中継コアと、
を有する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項9】
前記軸部の回転角度を検出する角度センサー部を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項10】
可動対象物は、軸受に挟まれる位置に配置され、片側、ないし両側にアクチュエーターが配置されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【請求項11】
可動対象物は、走査光を反射するミラーであることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の回転往復駆動アクチュエーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転往復駆動アクチュエーターに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、複合機、レーザービームプリンタ等のスキャナーに回転駆動アクチュエーターが使用されている。具体的には、回転往復駆動アクチュエーターは、スキャナーのミラーを往復回転させることで、レーザー光の反射角度を変更して対象物に対する光走査を実現する。
【0003】
従来、この種の回転往復駆動アクチュエーターとしてガルバノモーターを用いたものが、特許文献１等に開示されている。ガルバノモーターとしては、コイルをミラーに取り付けたコイル可動タイプの他、特許文献１に開示された構造等の様々なタイプのものが知られている。
【0004】
特許文献１には、４つの永久磁石が、ミラーが取り付けられる回転軸に、回転軸径方向に着磁するように設けられ、コイルが巻回された磁極を有するコアが、回転軸を挟むように配置されたビームスキャナが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第４７２７５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、コイル可動タイプの回転往復駆動アクチュエーターにおいては、駆動時のコイルの発熱により、ミラーの表面状態、回転軸へのミラーの接合状態、反りを含むミラーの形状等に悪影響を与えるおそれがある。また、コイル可動タイプの回転往復駆動アクチュエーターにおいては、通電時のコイルの発熱を考慮するとコイルへの入力電流も大きくしにくく、可動体であるミラーの大型化や高振幅化が困難であるという問題がある。さらに、可動体であるミラーに対して、コイルへの配線を固定体側に引き出す必要があり組み立て性が悪いという問題がある。
【0007】
また、特許文献１では、マグネットを可動体側に配置しているので、上述したコイル可動タイプでの問題を解消できるものの、マグネットをコアに対して中立位置に静止させる、つまり、マグネットの磁極の切り替わり部をコアのセンターに位置させるために、コア１極あたりに２極のマグネット、合計で、４極のマグネットが必要である。
【0008】
これにより、例えば、２極のマグネットを用いて同様の回転往復駆動アクチュエーターを構成する場合と比較して、可動体の振幅が小さくなる、つまり、揺動範囲が減少するという問題がある。また、少なくとも４つのマグネットを用いるので、部品点数が多く複雑な構成であり組立が難しい。
【0009】
さらに、近年、スキャナーに用いられる回転往復駆動アクチュエーターとして、可動体であるミラーの大型化等が想定される。この場合、特許文献１に示す回転往復駆動アクチュエーターを用いて片持ちで可動体を回転自在に支持する構造では、剛性が不足し、耐衝撃性及び耐振動性を確保することが難しい。
【0010】
また、回転往復駆動アクチュエーターにおいて電磁変換効率が低い場合、出力が低下し、所定の回転角度を得ることが困難となり、また、高速での駆動が困難となるという問題がある。
【0011】
これらを踏まえて、剛性を備え、耐衝撃性、耐振動性を有するとともに、組み立て性の向上が図られ、高振幅化を実現可能な回転往復駆動アクチュエーターが望まれている。
【0012】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、組み立てが容易で、電磁変換効率を高くして出力の向上を図ることにより、可動対象を高振幅で駆動できる回転往復駆動アクチュエーターを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の回転往復駆動アクチュエーターの一つの態様は、ベース部と、可動対象物が接続される軸部に固定された可動マグネットと、
コア体、及び前記コア体の一部に外装され、通電時に前記コア体に磁束を発生させるコイル体を有し、前記コア体から発生する磁束と前記可動マグネットとの電磁相互作用により、前記可動マグネットを往復回転駆動する駆動ユニットと、
を備える回転往復駆動アクチュエーターであって、
前記可動マグネットは、リング形状を成し、前記軸部の外周で、Ｓ極及びＮ極を成す偶数の磁極が交互に着磁されて構成され、
前記コア体の磁極であるコア磁極の数は、前記可動マグネットの磁極数と等しく、
前記コア磁極は、前記可動マグネットと、前記軸部と直交する方向で、前記可動マグネットの外周側でエアギャップを開けて、対向して配置され、
前記駆動ユニットには、前記可動マグネットに対向して設けられた磁性体であり、前記可動マグネットを動作の基準位置に磁気吸引するマグネット位置保持部が設けられ、
前記コア体は全体として、前記偶数のコア磁極の周囲を囲むように形成され、且つ、前記コア磁極を連続する形状を有し、
前記コイル体は、前記偶数のコア磁極のそれぞれに隣接して前記コア体に配置されている構成を採る。
コア体、及び前記コア体の一部に外装され、通電時に前記コア体に磁束を発生させるコイル体を有し、前記コア体から発生する磁束と前記可動マグネットとの電磁相互作用により、前記可動マグネットを往復回転駆動する駆動ユニットと、
を備える回転往復駆動アクチュエーターであって、
前記可動マグネットは、リング形状を成し、前記軸部の外周で、Ｓ極及びＮ極を成す偶数の磁極が交互に着磁されて構成され、
前記コア体の磁極であるコア磁極の数は、前記可動マグネットの磁極数と等しく、
前記コア磁極は、前記可動マグネットと、前記軸部と直交する方向で、前記可動マグネットの外周側でエアギャップを開けて、対向して配置され、
前記駆動ユニットには、前記可動マグネットに対向して設けられた磁性体であり、前記可動マグネットを動作の基準位置に磁気吸引するマグネット位置保持部が設けられ、
前記コア体は全体として、前記偶数のコア磁極の周囲を囲むように形成され、且つ、前記コア磁極を連続する形状を有し、
前記コイル体は、前記偶数のコア磁極のそれぞれに隣接して前記コア体に配置されている構成を採る。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、組み立てが容易で、電磁変換効率を高くして出力の向上を図ることにより、可動対象を高振幅で駆動できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】実施の形態の回転往復駆動アクチュエーターの外観斜視図である。
【図2】回転往復駆動アクチュエーターの分解斜視図である。
【図4】駆動ユニットの構成を示す斜視図である。
【図5】駆動ユニットの変形例の説明に供する図である。
【図6】駆動ユニットの変形例の分解斜視図である。
【図7】回転往復駆動アクチュエーターの磁気回路の動作の説明に供する図である。
【図8】回転往復駆動アクチュエーターの磁気回路の動作の説明に供する図である。
【図9】実施の形態の回転往復駆動アクチュエーターの変形例１の外観斜視図である。
【図10】変形例１の回転往復駆動アクチュエーターの要部構成を示す縦断面図である。
【図11】変形例１の回転往復駆動アクチュエーターの角度センサー部を示す分解斜視図である。
【図12】変形例１の回転往復駆動アクチュエーターを用いた一例としての光走査装置の要部構成を示すブロック図である。
【図13】回転往復駆動アクチュエーターの他の構成例を示す外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【0017】
【0018】
回転往復駆動アクチュエーター１００は、例えばライダー（ＬＩＤＡＲ：Laser Imaging Detection and Ranging）装置に用いられる。なお、回転往復駆動アクチュエーター１００は、複合機、レーザービームプリンタ等の光走査装置にも適用可能である。
【0019】
回転往復駆動アクチュエーター１００は、大きく分けて、ベース部１１０と、ベース部１１０に回転自在に支持されるミラー部１２０と、ミラー部１２０を往復回転駆動する駆動ユニット２００と、を有する。
【0020】
ミラー部１２０は、回転往復駆動アクチュエーター１００における可動対象物の一部であり、軸部１４１とともに可動体を構成する。ミラー部１２０は、図１及び図２に示すように、ミラーホルダー１２２の一面にミラー１２４を貼り付けることで形成されている。ミラーホルダー１２２は、挿通孔１２２ａを有し、挿通孔１２２ａには軸部１４１が挿通され、ミラーホルダー１２２と軸部１４１は固着される。
【0021】
ベース部１１０は、一対の壁部１１１ａ、１１１ｂを有する断面が略コの字状（Ｕ字状といってもよい）の部材で構成される。一対の壁部１１１ａ、１１１ｂにはそれぞれ軸部１４１が挿通される挿通孔１１２が形成されている。さらに、一対の壁部１１１ａ、１１１ｂにはそれぞれ挿通孔１１２と壁部１１１ａ、１１１ｂの外縁とを連通する切欠穴１１３が形成されている。
【0022】
これにより、軸部１４１にミラー部１２０を固着させた状態で、軸部１４１を、切欠穴１１３を介して挿通孔１１２の位置に配置させることができる。切欠穴１１３が無い場合には、一対の壁部１１１ａ、１１１ｂの間にミラー部１２０を配置させた状態で、軸部１４１を壁部１１１ａ、１１１ｂの挿通孔１１２及びミラーホルダー１２２の挿通孔１２２ａの両方に挿通し、さらに軸部１４１とミラーホルダー１２２を固着させるといった煩雑な組立て作業が必要となる。これに対して、本実施の形態においては、切欠穴１１３を形成したので、予めミラー部１２０を固着させた軸部１４１を、簡単に挿通孔１１２に挿通させることができるようになる。
【0023】
軸部１４１の両端にはボールベアリング（軸受）１５１が取り付けられる。ボールベアリング１５１は、一対の壁部１１１ａ、１１１ｂの挿通孔１１２の位置に形成されたベアリング取付部１１４に取り付けられる。これにより、軸部１４１は、ボールベアリング１５１を介して回転自在にベース部１１０に取り付けられ、一対の壁部１１１ａ、１１１ｂの間には、ミラー部１２０が配置される。
【0024】
さらに、軸部１４１の一端には可動マグネット１６１が固着される。可動マグネット１６１は、駆動ユニット２００内に配置され、駆動ユニット２００により発生される磁束によって往復回転駆動される。具体的には、可動マグネット１６１は、コイル体２２０との協働により、可動体の軸部１４１を、ベース部１１０に対して動作基準位置から軸回りの一方向と他方向とに往復回転する。
【0025】
軸部１４１を含む可動体が動作基準位置に位置することは、本実施の形態では、可動マグネット１６１がコイル体２２０の励磁するコア体２１０の磁極２１１ａ、２１２ａに対して中立な位置に位置することを意味する。この中立な位置は、軸回りの一方向と他方向（軸部１４１側から見て正転及び逆転）の双方のいずれの方向にも同様に回転が可能な位置である。
【0026】
可動マグネット１６１は、リング形状をなしており、軸部１４１の外周で、軸部１４１の回転軸方向と直交する方向に、Ｓ極及びＮ極が交互に着磁された偶数の磁極１６１ａ、１６１ｂを有する（図３参照）。可動マグネット１６１は、本実施の形態では、２極に着磁されているが、可動時の振幅に応じて２極以上着磁されていてもよい。
【0027】
偶数の磁極１６１ａ、１６１ｂは、軸部１４１を挟み互いに反対側に向く異なる極性の着磁面を有する。本実施の形態では、磁極１６１ａ、１６１ｂは、軸部１４１の軸方向に沿う平面を境界として異なる極性である。
【0028】
また、偶数の磁極１６１ａ、１６１ｂは、軸部１４１の外周で、等間隔に着磁されて構成されている。
【0029】
このように可動マグネット１６１では、軸部１４１の外周に、Ｓ極及びＮ極をなす偶数の磁極１６１ａ、１６１ｂが交互に配置され、かつ、それぞれの磁極１６１ａ、１６１ｂは等間隔に配置されている。
【0030】
より具体的には、可動マグネット１６１は、それぞれの半円状の部位が異なる磁極１６１ａ、１６１ｂを構成している。半円状の部位の円弧状の湾曲面が、異なる磁極１６１ａ、１６１ｂの着磁面であり、この異なる磁極１６１ａ、１６１ｂの着磁面が軸回りに周方向に延在するように構成されている。
【0031】
言い換えれば、磁極１６１ａ、１６１ｂの着磁面は、軸部１４１の軸方向と直交する方向に並び、且つ、回転してそれぞれ第１コア体２１１、第２コア体２１２の磁極２１１ａ、２１２ａに対向可能に配置される。
【0032】
可動マグネット１６１の磁極数は、コア体２１０の磁極数と等しい。
【0033】
可動マグネット１６１の磁極１６１ａ、１６１ｂの磁極切り替わり部１６１ｃは、コイル体２２０への非通電時において、第１コア体２１１、第２コア体２１２の磁極２１１ａ、２１２ａの幅方向の中心位置と対向する位置に位置する。可動マグネット１６１は、本実施の形態では、磁極１６１ａ、１６１ｂという２極を有する。磁極切り替わり部１６１ｃは、可動マグネット１６１が、後述するマグネット位置保持部２４０により回転角度位置で保持されたとき、磁極２１１ａ、２１２ａの各々に対して、軸部１４１を中心とした線で、対称となる位置に配置される。これにより、磁極２１１ａ、２１２ａに、磁極切り替わり部１６１ｃの端部を向けて、その向きに対応して可動対象物を配置することにより、コイル２２７への励磁に対して回転方向が決まり、また、そのトルクも最大化できる。
【0034】
可動対象物であるミラー部１２０が取り付けられる軸部１４１は、ベース部１１０の一対の壁部１１１ａ、１１１ｂによって、ミラー部１２０を両側から支持するように軸支されている。これにより、軸部１４１を片持ちで軸支するよりもミラー部１２０の支持が強固となり、耐衝撃性や耐振動性を高めることができる。
【0035】
駆動ユニット２００は、図２及び図３に示すように、コア体２１０と、コイル体２２０と、を有する。図４は、駆動ユニットの構成を示す斜視図である。駆動ユニット２００は、本実施の形態では、矩形板状に形成されている。
【0036】
図２から図４に示すように、コイル体２２０は、コア体２１０に装着されるボビン２２５と、ボビン２２５に巻回されるコイル２２７とを有する。ボビン２２５にコイル２２７が巻回されることによって、矩形筒状のコイル体２２０が形成され、コア体２１０の一部を囲むように配設される。本実施の形態では、コイル体２２０は、ボビン２２５にコイル２２７を巻回して構成される第１コイル２２１及び第２コイル２２２を有する。
【0037】
コア体２１０では、コイル体２２０により励磁されて磁極２１１ａ、２１２ａとなる一端部と他端部が、可動マグネット１６１を挟み、且つ、互いに対向するように配置されている。コア体２１０では、磁極２１１ａ、２１２ａとなる一端部と他端部との間で連続する部位は、一端部の磁極２１１ａと他端部の磁極２１２ａとを囲むように構成されている。コア体２１０は、偶数のコア磁極である磁極２１１ａ、２１２ａの周囲を囲むように形成されて、且つ、磁極２１１ａ、２１２ａを連続する形状を有している。
【0038】
コア体２１０は、第１コア体２１１、第２コア体２１２及び中継コア２１３とからなる。コイル体２２０は、本実施の形態では、コア体２１０の第１コア体２１１及び第２コア体２１２のそれぞれに差し込むようにして取り付けられる。第１コア体２１１及び第２コア体２１２は、中継コア２１３により一体的に接続されている。コイル体２２０のコイルが通電されると、コア体２１０が励磁される。
【0039】
コア体２１０及びコイル体２２０は、止着材２５１を介してベース部１１０の壁部１１１ａに固定される。
【0040】
コア体２１０において、第１コア体２１１、第２コア体２１２及び中継コア２１３は、それぞれ積層コアであり、例えば、ケイ素鋼板を積層して構成されている。
【0041】
第１コア体２１１及び第２コア体２１２は、可動マグネット１６１を挟むように形成された磁極２１１ａ、２１２ａと、磁極２１１ａ、２１２ａがそれぞれの一端部であり、且つ、互いに平行に配置される棒状の芯部２１１ｂ、２１２ｂと、を有する。
【0042】
芯部２１１ｂ、２１２ｂの他端部２１１ｃ、２１２ｃは、中継コア２１３に接続されている。第１コア体２１１及び第２コア体２１２は、中継コア２１３とともに、コア体２１０を一体的な構造体として形成している。
【0043】
磁極２１１ａ、２１２ａは、可動マグネット１６１に対して、可動マグネット１６１の軸と直交する方向で挟むように、互いに対向して配置されている。磁極２１１ａ、２１２ａは、可動マグネット１６１の回転方向に沿う方向に湾曲する湾曲面を有する。
【0044】
第１コア体２１１及び第２コア体２１２の芯部２１１ｂ、２１２ｂは、それぞれの磁極２１１ａ、２１２ａから、磁極２１１ａ、２１２ａの対向方向及び軸部１４１の延在方向の双方に直交する方向に延在するように配置される。
【0045】
芯部２１１ｂ、２１２ｂには、それぞれ、コイル体２２０が外挿されている。具体的には、芯部２１１ｂ、２１２ｂには、第１コイル２２１、第２コイル２２２が外装されている。これら第１コイル２２１及び第２コイル２２２におけるコイル線の巻回方向は、電流が供給された際に、磁極２１１ａ、２１２ａの一方から他方に好適に磁束を流すように設定されている。
【0046】
第１コア体２１１の他端部は、第１コア体２１１と平行に配置される中継コア２１３における第１辺部２１３２の一端部に接続される。
第２コア体２１２の他端部は、第２コア体２１２と平行に配置される中継コア２１３における第２辺部２１３４の一端部に接続される。
中継コア２１３は、可動マグネット１６１及び磁極２１１ａ、２１２ａを囲むように形成されている。
第２コア体２１２の他端部は、第２コア体２１２と平行に配置される中継コア２１３における第２辺部２１３４の一端部に接続される。
中継コア２１３は、可動マグネット１６１及び磁極２１１ａ、２１２ａを囲むように形成されている。
【0047】
中継コア２１３は、本実施の形態では、内部に第１コア体２１１及び第２コア体２１２が配置されるＵ字状に形成されている。中継コア２１３は、磁極２１１ａ、２１２ａ間を連絡するものである。
【0048】
具体的には、中継コア２１３は、互いに対向する第１コア体２１１の磁極２１１ａと第２コア体２１２の磁極２１２ａに加えて、第１コイル２２１と第２コイル２２２とを、軸部１４１と直交する３方から囲むように配置されている。中継コア２１３は、磁極２１１ａ、磁極２１１ａ、第１コイル２２１及び第２コイル２２２を、第１及び第２コア体２１１、２１２の他端部２１１ｃ、２１２ｃとともに、軸部１４１と直交する残り一方から覆っている。
【0049】
中継コア２１３は、第１辺部２１３２及び第２辺部２１３４と、第１辺部２１３２及び第２辺部２１３４同士を接続する第３辺部２１３６と、を有する。中継コア２１３は、第１辺部２１３２、第２辺部２１３４及び第３辺部２１３６を一体に備える。中継コア２１３は、第１コア体２１１及び第２コア体２１２と同様に磁性体を積層して形成されている。中継コア２１３は、第１コア体２１１及び第２コア体２１２よりも厚みがある積層体である。中継コア２１３は、コア体２１０において磁極２１１ａ、２１２ａの周囲を囲む部位であるコア外周部に相当する。
【0050】
第３辺部２１３６は、第１辺部２１３２の他端部及び第２辺部２１３４の他端部を連絡するものであり、双方を最短距離で接続する。中継コア２１３全体としては、第３辺部２１３６の両端部と、第１辺部２１３２及び第２辺部２１３４とが接合してなる角部分から、第３辺部２１３６の延在方向に突出した固定用の突出部を有するものの、Ｕ字状に形成されている。
【0051】
第３辺部２１３６は、直方形状体である。第３辺部２１３６は、第１コア体２１１と第２コア体２１２の対向方向、つまり、磁極２１１ａ、２１２ａの対向方向で、且つ、可動マグネット１６１の軸と直交する方向に延在するように配置されている。
【0052】
図１から図４に示すように、本実施の形態の例では、駆動ユニット２００は、マグネット位置保持部２４０を有する。
このように、駆動ユニット２００は、第１コイル２２１、第２コイル２２２が組付けられる第１コア体２１１、第２コア体２１２と、第１～第３辺部２１３２～２１３６を有するＵ字状の中継コア２１３とにより構成されている。具体的には、コア体２１０は、それぞれの先端部にコア磁極２１１ａ、２１２ａを有し、かつ、コイル体２２０がそれぞれに外装された棒状の第１コア体２１１及び第２コア体２１２と、第１コア体２１１及び第２コア体２１２とを接続する中継コア２１３とを有する。第１コア体２１１及び第２コア体２１２は、コア磁極２１１ａ、２１２ａが対向するように並行に配置されている。中継コア２１３は、第１コア体２１１及び第２コア体２１２を囲むようにＵ字状に形成されている。中継コア２１３は、第１コア体２１１及び第２コア体２１２を囲むように配置され、両端部が、第１コア体２１１及び第２コア体２１２のそれぞれの基端部に接合されている。これにより、コアの部品点数が最小構成となり、低コスト化、組み立て性の向上を図ることができる。
このように、駆動ユニット２００は、第１コイル２２１、第２コイル２２２が組付けられる第１コア体２１１、第２コア体２１２と、第１～第３辺部２１３２～２１３６を有するＵ字状の中継コア２１３とにより構成されている。具体的には、コア体２１０は、それぞれの先端部にコア磁極２１１ａ、２１２ａを有し、かつ、コイル体２２０がそれぞれに外装された棒状の第１コア体２１１及び第２コア体２１２と、第１コア体２１１及び第２コア体２１２とを接続する中継コア２１３とを有する。第１コア体２１１及び第２コア体２１２は、コア磁極２１１ａ、２１２ａが対向するように並行に配置されている。中継コア２１３は、第１コア体２１１及び第２コア体２１２を囲むようにＵ字状に形成されている。中継コア２１３は、第１コア体２１１及び第２コア体２１２を囲むように配置され、両端部が、第１コア体２１１及び第２コア体２１２のそれぞれの基端部に接合されている。これにより、コアの部品点数が最小構成となり、低コスト化、組み立て性の向上を図ることができる。
【0053】
マグネット位置保持部２４０は、マグネットにより構成されている。マグネット位置保持部２４０は、可動マグネット１６１との間に発生する磁気吸引力により、可動マグネット１６１とともに磁気バネとして機能する。磁気バネは、常態時では、可動マグネット１６１や軸部１４１等を含む可動体を、動作基準位置に位置するように、回転自在に保持する。ここで、常態時は、コイル体２２０に通電されていない状態である。また、磁気バネにより、マグネット位置保持部２４０は、可動マグネット１６１に対して、回動する可動マグネット１６１の位置が動作基準位置に位置するように、磁気吸引される。
【0054】
マグネット位置保持部２４０が可動マグネット１６１を磁気吸引する動作基準位置は、可動マグネット１６１の往復回転の回転中心位置である。可動体が動作基準位置に位置するとき、可動マグネット１６１の磁極の切り替わり部１６１ｃが、コイル体２２０側の磁極と対向する位置に位置する。
【0055】
マグネット位置保持部２４０は、第３辺部２１３６に可動マグネット１６１側に凸状に突出して取り付けられ、可動マグネット１６１に対してエアギャップＧを空けて対向するように配置される。
【0056】
マグネット位置保持部２４０は、例えば、対向面をＮ極（図６参照）に着磁されたマグネットである。マグネット位置保持部２４０は、第３辺部２１３６と一体的に形成されていてもよい。マグネット位置保持部２４０は、可動マグネット１６１の位置を動作基準位置に位置させて保持する。
【0057】
マグネット位置保持部２４０は、可動マグネット１６１側に向けて着磁されたマグネットである。マグネット位置保持部２４０は、動作基準位置（中立な位置）において、可動マグネット１６１の磁極切り替わり部１６１ｃを、磁極２１１ａ、２１２ａと対向する位置に位置させる。すなわち、磁極２１１ａ、２１２ａの軸周り方向の長さの中心に対して、偶数の磁極１６１、１６１ｂの磁極の切り替わり位置である磁極切り替わり部１６１ｃが、軸部１４１を中心とする軸の同一半径上に位置する。これにより、偶数の磁極１６１、１６１ｂは、磁極２１１ａ、２１２ａに対して、軸回りの一方向と他方向の双方方向に同じく移動可能な位置にした状態となる。
【0058】
このように、マグネット位置保持部２４０は、可動マグネット１６１と互いに吸引し合い、可動マグネット１６１を動作基準位置に位置させることができる。これにより、可動マグネット１６１の磁極切り替わり部１６１ｃが、第１コア体２１１、第２コア体２１２の磁極２１１ａ、２１２ａと対向する。この位置で、駆動ユニット２００は最大トルクを発生して可動体を安定して駆動する。なお、可動マグネット１６１は、２極着磁されているので、コア体２１０との協働により、可動対象物を高振幅で駆動しやすくなるとともに、振動性能の向上を図ることができる。
【0059】
また、駆動ユニット２００は、本実施の形態では、図２から図４に示すように、スペーサ部２３０を有する。スペーサ部２３０は、磁極２１１ａ、２１２ａを、それぞれが近接する第１辺部２１３２、第２辺部２１３４に固定する。また、スペーサ部２３０は、コア体２１０において、磁極２１１ａと磁極２１２ａとの間のコア体２１０部分を通して、磁極２１１ａ、２１２ａ間に好適に磁束を流す機能を有する。
【0060】
スペーサ部２３０は、互いに隣り合うように並んで配置される第１コア体２１１と第１辺部２１３２との間と、第２コア体２１２と第２辺部２１３４との間のそれぞれの間で挟まれる双方に固定して設けられている。スペーサ部２３０は、磁極２１１ａ、２１２ａに、第１辺部２１３２、第２辺部２１３４がスペーサ部２３０を介して固定することにより、コア体２１０自体の剛性を高めることができる。これにより、磁極２１１ａ、２１２ａにおける可動マグネット１６１との磁気吸引力や衝撃による変形或いは破損を抑制することができる。
【0061】
スペーサ部２３０は、第１コア体２１１において自由端である磁極２１１ａを、中継コア２１３の第１辺部２１３２に固定し、第２コア体２１２において自由端である磁極２１２ａを、中継コア２１３の第２辺部２１３４に固定する。
また、スペーサ部２３０は、第１コア体２１１と第１辺部２１３２とが対向する方向、つまり、コア体２１０による磁気経路とは異なる方向に磁束が流れることを規制する。また、スペーサ部２３０は、第２コア体２１２と第２辺部２１３４とが対向する方向、つまり、コア体２１０の磁気経路として、第２コア体２１２と第２辺部２１３４の互いが連続する方向（磁束が流れる方向）とは、異なる方向に磁束が流れることを規制する。
また、スペーサ部２３０は、第１コア体２１１と第１辺部２１３２とが対向する方向、つまり、コア体２１０による磁気経路とは異なる方向に磁束が流れることを規制する。また、スペーサ部２３０は、第２コア体２１２と第２辺部２１３４とが対向する方向、つまり、コア体２１０の磁気経路として、第２コア体２１２と第２辺部２１３４の互いが連続する方向（磁束が流れる方向）とは、異なる方向に磁束が流れることを規制する。
【0062】
スペーサ部２３０は、磁石に吸着しない非磁性体であることが好ましく、スペーサ部２３０は、例えば、真鍮もしくはアルミ等の素材により形成されることが好ましい。
スペーサ部２３０は、互いに隣り合うように並ぶ第１コア体２１１と第１辺部２１３２に挟まれるように配置され、第１コア体２１１と第１辺部２１３２の双方に接着、溶接等により固定される。これにより、スペーサ部２３０は、素材を真鍮もしくはアルミ等のような非磁性かつ溶接可能な部材にすることで、より強固にコア体２１０に固定できる。
スペーサ部２３０は、互いに隣り合うように並ぶ第１コア体２１１と第１辺部２１３２に挟まれるように配置され、第１コア体２１１と第１辺部２１３２の双方に接着、溶接等により固定される。これにより、スペーサ部２３０は、素材を真鍮もしくはアルミ等のような非磁性かつ溶接可能な部材にすることで、より強固にコア体２１０に固定できる。
【0063】
なお、このスペーサ部２３０は、互いに隣り合う第１コア体２１１と第１辺部２１３２のうちの少なくとも一方、または、第２コア体２１２と第２辺部２１３４のうちの少なくとも一方に接着により固定される構成要素としてもよい。また、例えば、スペーサ部２３０は、駆動ユニット２００においてコイル体２２０を構成する第１コイル２２１及び第２コイル２２２に一体的に設けてもよい。さらに、スペーサ部２３０は、互いに隣り合うように並ぶ第１コア体２１１と第１辺部２１３２の隙間に挟まれるように配置されるだけでもよく固定されてもよい。
【0064】
【0065】
スペーサ部２３０Ａは、第１コイル２２１Ａ及び第２コイル２２２Ａをそれぞれ第１コア体２１１及び第２コア体２１２に組み付けたときに、磁極２１１ａ、２１２ａの裏面側に重なるように位置するように設けられている。スペーサ部２３０Ａは、例えば、樹脂等によりボビン体２２５Ａとして、ボビン２２５ａと一体に成形されてなる。なお、駆動ユニット２００Ａは、駆動ユニット２００と比較して、スペーサ部２３０Ａ、第１コイル２２１Ａ及び第２コイル２２２Ａの構成のみ異なり、その他の構成は同様である。よって、駆動ユニット２００と比較して、異なる構成要素のみ説明し、同様の構成要素については説明を省略する。
【0066】
これにより、スペーサ部２３０Ａは、コイル体２２０Ａとしての第１コイル２２１Ａ及び第２コイル２２２Ａをコア体２１０にそれぞれ組み付けるだけで、第１コア体２１１Ａと第１辺部２１３２との間と、第２コア体２１２Ａと第２辺部２１３４との間にそれぞれ配置される。このように、スペーサ部２３０Ａと、ボビン２２５とを一体とすることで、部品点数の削減を図ることができ、同時に、磁極２１１ａ、２１２ａの固定強度を高めることができる。
【0067】
＜回転往復駆動アクチュエーター１００の動作＞
次に、回転往復駆動アクチュエーター１００の動作について、図３に加えて、図７及び図８を用いて説明する。図７及び図８は、回転往復駆動アクチュエーター１００の磁気回路の動作の説明に供する図である。
次に、回転往復駆動アクチュエーター１００の動作について、図３に加えて、図７及び図８を用いて説明する。図７及び図８は、回転往復駆動アクチュエーター１００の磁気回路の動作の説明に供する図である。
【0068】
２つの磁極２１１ａ、２１２ａは、可動マグネット１６１の外周とエアギャップＧを空けて可動マグネット１６１を挟むように対向して配置される。
【0069】
図３に示すように、コイル体２２０（２２１、２２２）への非通電時において、可動マグネット１６１は、マグネット位置保持部２４０と可動マグネット１６１との磁気吸引力、つまり、磁気ばねにより動作基準位置に位置する。
【0070】
この動作基準位置（本実施の形態では、動作基準位置を常態時と呼ぶこともある）では、可動マグネット１６１の磁極１６１ａ、１６１ｂの一方がマグネット位置保持部２４０に吸引されて、磁極切り替わり部１６１ｃが、第１コア体２１１、第２コア体２１２の磁極２１１ａ、２１２ａの中心位置と対向する位置に位置する。
【0071】
コイル体２２０に通電が行われると、コイル体２２０（２２１、２２２）は、第１コア体２１１、第２コア体２１２を励磁する。
【0072】
図７に示す方向でコイル体２２０が通電されると、磁極２１１ａはＮ極に磁化され、磁極２１２ａはＳ極に磁化される。
【0073】
この結果、第１コア体２１１では、Ｎ極に磁化された磁極２１１ａから可動マグネット１６１に出射して、可動マグネット１６１、マグネット位置保持部２４０、中継コア２１３（第３辺部２１３６）を順に流れ、芯部２１１ｂに入射する磁束が形成される。
【0074】
また、第２コア２１２では、磁束は、芯部２１２ｂから中継コア２１３（第２辺部２１３４）側に出射して、中継コア２１３、マグネット位置保持部２４０、可動マグネット１６１を順に流れ、磁極２１２ａに入射する。
【0075】
これにより、Ｎ極に磁化された磁極２１１ａは、可動マグネット１６１のＳ極と引き合い、Ｓ極に磁化された磁極２１２ａは、可動マグネット１６１のＮ極と引き合い、可動マグネット１６１には軸部１４１の軸回りにＦ方向のトルクが発生し、可動マグネット１６１はＦ方向に回転する。これに伴い、軸部１４１も回転し、軸部１４１に固定されるミラー部１２０も回転する。
【0076】
次に、図８に示したように、コイル体２２０の通電方向が逆方向に切り替わると、磁極２１１ａはＳ極に磁化され、磁極２１２ａはＮ極に磁化され、磁束の流れも逆になる。
【0077】
これにより、Ｓ極に磁化された磁極２１１ａは、可動マグネット１６１のＮ極と引き合い、Ｎ極に磁化された磁極２１２ａは、可動マグネット１６１のＳ極と引き合い、可動マグネット１６１には軸部１４１の軸回りにＦ方向とは逆回りの方向のトルクが発生し、可動マグネット１６１はＦ方向とは逆の方向に回転する。これに伴い、軸部１４１も逆方向に回転し、軸部１４１に固定されるミラー部１２０も先の回転方向とは逆方向に回転する。回転往復駆動アクチュエーター１００は、これを繰り返すことで、ミラー部１２０を往復回転駆動する。
【0078】
実際上、回転往復駆動アクチュエーター１００は、電源供給部（例えば図１２の駆動信号供給部３０３に相当）からコイル体２２０に入力される交流波によって駆動される。つまり、コイル体２２０の通電方向は周期的に切り替わり、可動体には、軸回りのＦ方向のトルクと、Ｆ方向とは逆の方向（－Ｆ方向）のトルクが交互に作用する。これにより、可動体は、往復回転駆動される。
【0079】
因みに、通電方向の切り替わり時には、マグネット位置保持部２４０と可動マグネット１６１との間の磁気吸引力、つまり磁気バネにより、磁気バネトルクＦＭ（図７）又は－ＦＭ（図８）が発生し可動マグネット１６１は動作基準位置に付勢される。
【0080】
以下に、回転往復駆動アクチュエーター１００の駆動原理について簡単に説明する。本実施の形態の回転往復駆動アクチュエーター１００では、可動体の慣性モーメントをＪ［ｋｇ・ｍ２］、磁気バネ（磁極２１１ａ、２１２ａ、マグネット位置保持部２４０及び可動マグネット１６１）のねじり方向のバネ定数をＫｓｐとした場合、可動体は、ベース部１１０に対して、式（１）によって算出される共振周波数Ｆｒ［Ｈｚ］で振動（往復回転）する。
【0081】
【数1】
【0082】
可動体は、バネ－マス系の振動モデルにおけるマス部を構成するので、コイル体２２０に可動体の共振周波数Ｆｒに等しい周波数の交流波が入力されると、可動体は共振状態となる。すなわち、電源供給部からコイル体２２０に対して、可動体の共振周波数Ｆｒと略等しい周波数の交流波を入力することにより、可動体を効率良く振動させることができる。
【0083】
回転往復駆動アクチュエーター１００の駆動原理を示す運動方程式及び回路方程式を以下に示す。回転往復駆動アクチュエーター１００は、式（２）で示す運動方程式及び式（３）で示す回路方程式に基づいて駆動する。
【0084】
【数2】
【0085】
【数3】
【0086】
すなわち、回転往復駆動アクチュエーター１００における可動体の慣性モーメントＪ［ｋｇ・ｍ２］、回転角度θ（ｔ）［ｒａｄ］、トルク定数Ｋｔ［Ｎ・ｍ／Ａ］、電流ｉ（ｔ）［Ａ］、バネ定数Ｋｓｐ［Ｎ・ｍ／ｒａｄ］、減衰係数Ｄ［Ｎ・ｍ／（ｒａｄ／ｓ）］、負荷トルクＴＬｏｓｓ［Ｎ・ｍ］等は、式（２）を満たす範囲内で適宜変更できる。また、電圧ｅ（ｔ）［Ｖ］、抵抗Ｒ［Ω］、インダクタンスＬ［Ｈ］、逆起電力定数Ｋｅ［Ｖ／（ｒａｄ／ｓ）］は、式（３）を満たす範囲内で適宜変更できる。
【0087】
このように、回転往復駆動アクチュエーター１００は、可動体の慣性モーメントＪと磁気ばねのバネ定数Ｋｓｐにより決まる共振周波数Ｆｒに対応する交流波によりコイルへの通電を行った場合に、効率良い大きな振動出力を得ることができる。
【0088】
本実施の形態の回転往復駆動アクチュエーター１００によれば、トルクの発生効率が高いので、可動対象であるミラー１２４に熱が伝達しにくく、この結果、ミラー１２４の反射面の平面度の精度を確保できる。また、製造性が高く、組立精度がよく、可動対象が大型ミラーであっても高振幅で駆動できる。
【0089】
また、回転往復駆動アクチュエーター１００によれば、ベース部１１０の一対の壁部１１１ａ、１１１ｂ間で、軸部１４１を介して配置されるミラー部１２０を、軸部１４１の一方側で駆動ユニット２００により回転往復移動可能に支持している。
【0090】
これにより、可動対象であるミラー部１２０の大きさに応じて、回転往復駆動アクチュエーター１００自体を小さくでき、狭い配置スペースであっても効率良く用いることができる。また、駆動ユニット２００は、ミラー部１２０を挟む一対の壁部１１１ａ、１１１ｂの一方側にのみ配置されているので、コイル２２７の配線などの部品の簡略化できる。
【0091】
＜変形例１＞
図９～図１１は、回転往復駆動アクチュエーターの変形例１としての回転往復駆動アクチュエーター１００Ａの説明に供する図であり、図９は、変形例１である回転往復駆動アクチュエーター１００Ａの外観斜視図であり、図１０は、回転往復駆動アクチュエーター１００Ａの要部構成を示す縦断面図である。また、図１１は、回転往復駆動アクチュエーター１００Ａの角度センサー部１３０を示す分解斜視図である。
図９～図１１は、回転往復駆動アクチュエーターの変形例１としての回転往復駆動アクチュエーター１００Ａの説明に供する図であり、図９は、変形例１である回転往復駆動アクチュエーター１００Ａの外観斜視図であり、図１０は、回転往復駆動アクチュエーター１００Ａの要部構成を示す縦断面図である。また、図１１は、回転往復駆動アクチュエーター１００Ａの角度センサー部１３０を示す分解斜視図である。
【0092】
回転往復駆動アクチュエーター１００Ａは、回転往復駆動アクチュエーター１００の構成において、角度センサー部１３０を備える。
【0093】
角度センサー部１３０は、軸部１４１の回転角度を検出するものであり、ベース部１１０の一対の壁部１１１ａ、１１１ｂのうち、駆動ユニット２００が取り付けられていない壁部１１１ｂ側に取り付けられている。
【0094】
なお、回転往復駆動アクチュエーター１００Ａにおいて、角度センサー部１３０を有する点以外の構成は、回転往復駆動アクチュエーター１００の構成要素と略同様である。よって、以下の回転往復駆動アクチュエーター１００Ａの説明に際し、主に、角度センサー部１３０の説明を行い、その他の構成要素、つまり回転往復駆動アクチュエーター１００の構成要素と同様の構成要素についての説明は省略する。
【0095】
角度センサー部１３０は、回路基板１３１と、回路基板１３１に実装された光センサー１３２及びコネクター１３３と、エンコーダーディスク１３４と、ケース１３５と、を有する。回路基板１３１は止着材１３６によりケース１３５に固定される。ケース１３５は止着材１３７により壁部１１１ｂに固定される。
【0096】
エンコーダーディスク１３４は、取付材１３８を介して軸部１４１に固着して取り付けられ、可動マグネット１６１及びミラー部１２０と一体に回転する。つまり、取付材１３８は、軸部１４１が挿通されて固着される挿通孔と、エンコーダーディスク１３４が当接されて固着されるフランジ部とを有し、軸部１４１とエンコーダーディスク１３４との両方に固定される。この結果、エンコーダーディスク１３４の回転位置が軸部１４１の回転位置と同一となる。光センサー１３２は、エンコーダーディスク１３４に光を出射しその反射光に基づいてエンコーダーディスク１３４の回転位置（角度）を検出する。これにより、光センサー１３２によって可動マグネット１６１及びミラー部１２０の回転位置を検出できる。このように、可動マグネット１６１及び軸部１４１を含む可動体の回転角度を検知可能となり、駆動時の可動体、具体的には、可動対象物であるミラー部１２０の角度位置、速度制御を行うことができる。
【0097】
回転往復駆動アクチュエーター１００Ａにおいては、可動体の可動マグネット１６１、コイル体２２０及びコア体２１０などを有する駆動ユニット２００は、ベース部１１０の一対の壁部１１１ａ、１１１ｂのうちの一方の壁部１１１ａの外面側に取り付けられる。これに対して、軸部１４１の回転角度を検知する角度センサー部１３０は、ベース部１１０の一対の壁部１１１ａ、１１１ｂのうちの他方の壁部１１１ｂの外面側に取り付けられている。これにより、角度センサー部１３０の取り外しや組み付け位置の調整が容易となる。角度センサー部１３０の取り外しが容易となることにより、角度センサー部１３０に不具合が生じた場合に容易に交換できるようになる。
【0098】
また、角度センサー部１３０の組み付けを組み立ての最終段階で行うことが可能となる。この結果、他の部品の組み立てが正常であることを確認してから高価な角度センサー部１３０を組み付けることができるので、高価な角度センサー部１３０を他の部品の組み立て不良が原因で無駄にするといったリスクを抑制することができる。なお、本実施の形態の回転往復駆動アクチュエーター１００、１００Ａは、光走査可能なスキャナーに用いられ、共振駆動が可能であるが、非共振駆動も可能である。
【0099】
図１２は、変形例１の回転往復駆動アクチュエーター１００Ａを用いたスキャナーシステムの要部構成を示すブロック図である。
【0100】
光走査装置の一例としてのスキャナーシステム３００は、回転往復駆動アクチュエーター１００Ａに加えて、レーザー発光部３０１、レーザー制御部３０２、駆動信号供給部３０３及び位置制御信号計算部３０４を有する。
【0101】
レーザー発光部３０１は、例えば、光源となるＬＤ（レーザーダイオード）と、この光源から出力されるレーザー光を収束するためのレンズ系などで構成される。レーザー制御部３０２は、レーザー発光部３０１を制御する。レーザー発光部３０１で得られたレーザー光は、回転往復駆動アクチュエーター１００のミラー１２４に入射される。
【0102】
位置制御信号計算部３０４は、角度センサー部１３０により取得された軸部１４１（ミラー１２４）の角度位置と、目標角度位置とを参照して、軸部１４１（ミラー１２４）を目標角度位置となるように制御する駆動信号を生成して出力する。例えば、位置制御信号計算部３０４は、取得した軸部１４１（ミラー１２４）の角度位置と、図示しない波形メモリに格納されているのこぎり波形データ等を用いて変換された目標角度位置を示す信号とに基づいて位置制御信号を生成して、この位置制御信号を駆動信号供給部３０３に出力する。
【0103】
駆動信号供給部３０３は、位置制御信号に基づいて、回転往復駆動アクチュエーター１００のコイル体２２０に、軸部１４１（ミラー１２４）の角度位置が所望の角度位置となるような駆動信号を供給する。これにより、スキャナーシステム３００は、回転往復駆動アクチュエーター１００Ａから所定の走査領域に走査光を出射することができる。
【0104】
＜変形例２＞
図１３は、本実施の形態に係る回転往復駆動アクチュエーターの変形例２を示す斜視図である。
図１３は、本実施の形態に係る回転往復駆動アクチュエーターの変形例２を示す斜視図である。
【0105】
変形例２の回転往復駆動アクチュエーター１００Ｂは、回転往復駆動アクチュエーター１００の構成に加えて、駆動ユニット２００と同様に構成される他の駆動ユニット２００Ｂを備える。
【0106】
すなわち、回転往復駆動アクチュエーター１００Ｂは、ベース部１１０と、ベース部１１０に軸部１４１を介して回転自在に支持されるミラー部１２０と、軸部１４１の両端部側に配置され、ミラー部１２０を往復回転駆動する駆動ユニット２００、２００Ｂと、を有する。
【0107】
軸部１４１の他端部には、一端部と同様に可動マグネット１６１が取り付けられ、軸部１４１の一端側の駆動ユニット２００と同様に、可動マグネット１６１に対応して駆動ユニット２００Ｂが設けられている。なお、駆動ユニット２００Ｂは、駆動ユニット２００に電流を供給した際に、駆動ユニット２００による可動マグネット１６１への往復回転と同じ往復回転になるように駆動する。
【0108】
回転往復駆動アクチュエーター１００Ｂでは、可動対象物としてのミラー部１２０は、ボールベアリング１５１を介して一対の壁部１１１ａ、１１１ｂ間に配置されている。ミラー部１２０は、ボールベアリング１５１に挟まれる位置に配置されて、ボールベアリング１５１を介して一対の壁部１１１ａ、１１１ｂで保持されているといえる。
【0109】
このように、可動対象物であるミラー部１２０をボールベアリング１５１で挟むため、ミラー部１２０を大きくした場合でも、安定して保持でき、耐衝撃性、耐振動性に優れ、駆動の信頼性の向上を図ることができる。
【0110】
加えて、ミラー部１２０は、ミラー部１２０を支持する軸部１４１の両側で駆動ユニット２００、２００Ｂにより往復回転移動自在に支持されているので、片側に駆動ユニット２００、２００Ａを設けた構成よりも、より大きな駆動力を発生させることができる。
【0111】
＜まとめ＞
以上説明したように、本実施の形態の回転往復駆動アクチュエーター１００は、ベース部１１０と、可動対象物（実施の形態の例ではミラー部１２０）が接続される軸部１４１に固定された可動マグネット１６１と、コア体２１０、及び、通電時にコア体２１０に磁束を発生させるコイル体２２０を有し、コア体２１０から発生する磁束と可動マグネット１６１との電磁相互作用により、可動マグネット１６１を往復回転駆動する駆動ユニット２００と、を有する。
以上説明したように、本実施の形態の回転往復駆動アクチュエーター１００は、ベース部１１０と、可動対象物（実施の形態の例ではミラー部１２０）が接続される軸部１４１に固定された可動マグネット１６１と、コア体２１０、及び、通電時にコア体２１０に磁束を発生させるコイル体２２０を有し、コア体２１０から発生する磁束と可動マグネット１６１との電磁相互作用により、可動マグネット１６１を往復回転駆動する駆動ユニット２００と、を有する。
【0112】
さらに、回転往復駆動アクチュエーター１００は、可動マグネット１６１が、リング形状を成し、軸部１４１の外周で、Ｓ極及びＮ極を成す偶数の磁極が交互に着磁されて、構成されている。コア体２１０の磁極数と可動マグネット１６１の磁極数は、等しく、コア体２１０の偶数の磁極は、可動マグネット１６１と、軸部１４１の外周側でエアギャップを挟み各々対向して配置されている。駆動ユニット２００には、可動マグネット１６１に対向して設けられた磁性体であり、可動マグネット１６１を基準位置に磁気吸引するマグネット位置保持部２４０が設けられている。
【0113】
これにより、可動マグネット１６１がマグネット位置保持部２４０によって、通電方向の切り替わる度に中立位置（動作基準位置）に磁気吸引されるので、エネルギー効率が良く、応答性が良く、かつ高振幅の往復回転駆動が実現される。また、コイル可動タイプの回転往復駆動アクチュエーターと比較して、コイル体２２０での発熱が可動対象物に伝わりにくく、可動対象物がミラーである場合に、ミラーに熱による悪影響（接合劣化、反りなど）が及ぶことを回避できる。
【0114】
駆動ユニット２００のコア体２１０では、磁極２１１ａ、２１２ａのそれぞれが、可動マグネット１６１を挟み対向して配置され、磁極２１１ａ、２１２ａのそれぞれに隣接して第１コイル２２１、第２コイル２２２が前記コア体２１０に配置されて外装されている。また、第１コイル２２１、第２コイル２２２が取り付けられる第１コア体２１１、第２コア体２１２の他端部２１１ｃ、２１２ｃは、中継コア２１３に接続されている。中継コア２１３は、第１コイル２２１、第２コイル２２２、磁極２１１ａ、２１２ａ、及び可動マグネット１６１を、軸部１４１と直交する方向で囲むように配置されている。コア体２１０は、偶数のコア磁極である磁極２１１ａ、２１２ａの周囲を囲むように形成されており、且つ、磁極２１１ａ、２１２ａを連続する形状を有している。
【0115】
例えば、コア体２１０では、磁極２１１ａ、２１２ｂが、可動マグネット１６１を軸部１４１と直交する方向で挟む。また、これら磁極２１１ａ、２１２ｂに隣接して、軸部１４１と直交し且つ磁極２１１ａ、２１２ｂの対向方向と直交する方向に延在して第１コイル体２２１及び第２コイル体２２２が配置されている。そして、中継コア２１３における第１～３辺部２１３２、２１３４、２１３６及び他端部２１１ｃ、２１２ｃと接続する部位と、他端部２１１ｃ、２１２ｃとにより、磁極２１１ａ、２１２ｂ及び第１コイル体２２１及び第２コイル体２２２を軸部１４１と直交する方向で囲っている。
【0116】
コア体２１０において、磁極２１１ａ、２１２ａに隣接或いは近接してコイル体２２０（第１コイル２２１及び第２コイル２２２）が配置され、これらを囲むように磁極２１１ａと磁極２１２ａとを連絡する磁気回路が最短距離に形成されている。
これにより、磁気回路において磁気変換効率の向上を図ることができ、出力の向上を図ることができる。
これにより、磁気回路において磁気変換効率の向上を図ることができ、出力の向上を図ることができる。
【0117】
加えて、本実施の形態の回転往復駆動アクチュエーター１００は、ベース部１１０には、軸受１５１を介して軸部１４１を回転自在に支持する一対の壁部１１１ａ、１１１ｂが立設されている。一対の壁部１１１ａ、１１１ｂの間には、可動対象物（実施の形態の例ではミラー部１２０）が配置されている。
【0118】
これにより、可動対象物（ミラー部１２０）は、可動対象物の両側で、ボールベアリング１５１で挟むように配置され、安定して保持することができ、回転往復駆動アクチュエーター１００としての耐久性に関して信頼性の向上を図ることができる。
【0119】
また、軸部１４１の回転角度を検知する角度センサー部１３０は、一対の壁部１１１ａ、１１１ｂのうちの他方の壁部１１１ｂの外面側に取り付けられている。これにより、角度センサー部１３０の取り外しや組み付け位置の調整が容易となる。角度センサー部１３０の取り外しが容易となることにより、角度センサー部１３０に不具合が生じた場合に容易に交換できるようになる。また、角度センサー部１３０の組み付けを組み立ての最終段階で行うことが可能となる。この結果、他の部品の組み立てが正常であることを確認してから高価な角度センサー部１３０を組み付けることができるので、高価な角度センサー部１３０を他の部品の組み立て不良が原因で無駄にするといったリスクを抑制することができる。
【0120】
本発明の一つの態様においては、マグネット位置保持部２４０が可動マグネット１６１を磁気吸引して、常態時において可動マグネット１６１を位置させる動作基準位置は、可動マグネット１６１の軸部１４１回りの往復回転の回転中心位置である。
【0121】
本発明の一つの態様においては、可動マグネット１６１は、軸部１４１の外周で、偶数の磁極が等間隔に着磁されている。本発明の一つの態様においては、マグネット位置保持部２４０は、コア体２１０の偶数の磁極の間の位置であり、かつ、可動マグネット１６１の径方向に対向した位置に、配置されている。これらの構成によって、可動マグネット１６１、つまり、軸部１４１を含む可動体が、軸回りの一方と他方とに、中立の位置から同じ角度範囲で回転往復移動することとなり、駆動トルクを最大化でき、かつ、駆動トルクの向きを安定化できる。
【0122】
上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。
【0123】
上述の実施の形態では、角度センサー部１３０を取り付ける壁部１１１ｂがベース部１１０と一体に形成された壁部１１１ｂである場合について述べたが、角度センサー部１３０を取り付ける壁部はベース部１１０に一体に形成されたものではなく、後からベース部に取り付けられたものであってもよい。
【0124】
上述の実施の形態では、駆動ユニット２００、２００Ａ、２００Ｂが壁部１１１ａ、１１１ｂの外面側に取り付けられている場合について述べたが、駆動ユニット２００、２００Ａ、２００Ｂの位置はこれに限らない。駆動ユニット２００は、例えば壁部１１１ａの内面側に取り付けられてもよい。
【0125】
上述の実施の形態では、回転往復駆動アクチュエーター１００が駆動する可動対象物、つまり軸部１４１に取り付けられる可動対象物がミラー部１２０である場合について述べたが、可動対象物はこれに限らない。例えば、カメラなどが可動対象物であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0126】
本発明は、例えば光走査装置等に好適である。
【符号の説明】
【0127】
１００、１００Ａ 回転往復駆動アクチュエーター
１１０ ベース部
１１１ａ、１１１ｂ 壁部
１１２ 挿通孔
１１３ 切欠穴
１１４ ベアリング取付部
１２０ ミラー部
１２２ ミラーホルダー
１２４ ミラー
１２２ａ 挿通孔
１３０ 角度センサー部
１３１ 回路基板
１３２ 光センサー
１３３ コネクター
１３４ エンコーダーディスク
１３５ ケース
１３６、１３７、２５１ 止着材
１３８ 取付材
１４１ 軸部
１５１ ボールベアリング
１６１ 可動マグネット
１６１ａ、１６１ｂ 磁極
１６１ｃ 磁極切り替わり部
２００、２００Ａ、２００Ｂ 駆動ユニット
２１０ コア体
２１１ 第１コア体
２１１ａ、２１２ａ 磁極（コア磁極）
２１１ｂ、２１２ｂ 芯部
２１１ｃ、２１２ｃ 他端部
２１２ 第２コア体
２１３ 中継コア
２１３２ 第１辺部
２１３４ 第２辺部
２１３６ 第３辺部
２２０、２２０Ａ コイル体
２２１、２２１Ａ 第１コイル
２２２、２２２Ａ 第２コイル
２２５、２２５ａ ボビン
２２５A ボビン体
２２７ コイル
２３０、２３０Ａ スペーサ部
２４０ マグネット位置保持部
３００ スキャナーシステム
３０１ レーザー発光部
３０２ レーザー制御部
３０３ 駆動信号供給部
３０４ 位置制御信号計算部
１１０ ベース部
１１１ａ、１１１ｂ 壁部
１１２ 挿通孔
１１３ 切欠穴
１１４ ベアリング取付部
１２０ ミラー部
１２２ ミラーホルダー
１２４ ミラー
１２２ａ 挿通孔
１３０ 角度センサー部
１３１ 回路基板
１３２ 光センサー
１３３ コネクター
１３４ エンコーダーディスク
１３５ ケース
１３６、１３７、２５１ 止着材
１３８ 取付材
１４１ 軸部
１５１ ボールベアリング
１６１ 可動マグネット
１６１ａ、１６１ｂ 磁極
１６１ｃ 磁極切り替わり部
２００、２００Ａ、２００Ｂ 駆動ユニット
２１０ コア体
２１１ 第１コア体
２１１ａ、２１２ａ 磁極（コア磁極）
２１１ｂ、２１２ｂ 芯部
２１１ｃ、２１２ｃ 他端部
２１２ 第２コア体
２１３ 中継コア
２１３２ 第１辺部
２１３４ 第２辺部
２１３６ 第３辺部
２２０、２２０Ａ コイル体
２２１、２２１Ａ 第１コイル
２２２、２２２Ａ 第２コイル
２２５、２２５ａ ボビン
２２５A ボビン体
２２７ コイル
２３０、２３０Ａ スペーサ部
２４０ マグネット位置保持部
３００ スキャナーシステム
３０１ レーザー発光部
３０２ レーザー制御部
３０３ 駆動信号供給部
３０４ 位置制御信号計算部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】