揺動アクチュエータ
【課題】高い振動数で振動させることができる揺動アクチュエータを提供する。
【解決手段】揺動アクチュエータ４は、ベース５と、ベース５に対して揺動する揺動部材８と、揺動部材８を揺動可能に支持する支持部９ａ，９ｂと、揺動部材８を揺動させる一対の推力発生部１０ａ，１０ｂと、を備える。各推力発生部１０ａ又は１０ｂは、揺動部材８側に設けられるマグネット７ａ又は７ｂ、及びベース５側に設けられるコイル６ａ又は６ｂを備える。一対の推力発生部１０ａ，１０ｂのうちのいずれか一方１０ａが、揺動部材８の一方の端部にベース５から離間する推力を与えるとき、一対の推力発生部１０ａ，１０ｂのうちの他方１０ｂが、揺動部材８の他方の端部にベース５に接近する推力を与える。
【解決手段】揺動アクチュエータ４は、ベース５と、ベース５に対して揺動する揺動部材８と、揺動部材８を揺動可能に支持する支持部９ａ，９ｂと、揺動部材８を揺動させる一対の推力発生部１０ａ，１０ｂと、を備える。各推力発生部１０ａ又は１０ｂは、揺動部材８側に設けられるマグネット７ａ又は７ｂ、及びベース５側に設けられるコイル６ａ又は６ｂを備える。一対の推力発生部１０ａ，１０ｂのうちのいずれか一方１０ａが、揺動部材８の一方の端部にベース５から離間する推力を与えるとき、一対の推力発生部１０ａ，１０ｂのうちの他方１０ｂが、揺動部材８の他方の端部にベース５に接近する推力を与える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揺動部材を揺動させる揺動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
揺動部材を揺動させる揺動アクチュエータが知られている。揺動とは、図６に示すように揺動部材１を円弧２に沿って往復運動させたり、シーソのように中央部の支点を中心に回転運動させたりすること（図示せず）をいう。例えば、航空機や自動車の内燃機関において、揺動する揺動部材にオイルを噴射するノズルを取り付ければ、ノズルの首を振りながらオイルを噴射することができる。内燃機関のギヤ部分に広範囲に亘って一様にオイルを散布することが可能になるので、特に内燃機関のオイル散布用として揺動アクチュエータが要請されている。この揺動は、カムやクランクを用いて機械的に作られるのが一般的であった。しかし、カムやクランクを用いたのでは、機構が複雑になったり、コストがかかったりするという問題が発生する。
【０００３】
他方、マグネット及びコイルを用いて電気的に振動を発生させる振動アクチュエータも知られている。一般的な振動アクチュエータは、振動対象を直線的に往復運動させるものが多く、振動対象を揺動させるものは少ない。振動対象を揺動させる振動アクチュエータとして、特許文献１には、基部が固定されて片持ち状態で支持された板ばねの先端に所定質量の錘を取り付け、錘をマグネット及びコイルを用いて振動させる振動アクチュエータが開示されている。錘にコイルを取り付け、固定側のベースにマグネットを取り付けている。コイルに交流を流すと、コイルとマグネットとの間に働く磁気的な吸引力によって錘が振動する。錘は板ばねの先端に取り付けられているので、板ばねの固定端を中心とした円弧に沿って往復運動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９５７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載に振動アクチュエータには、錘を板ばねの固有振動数以上の高い振動数で振動させることができないという問題がある。板ばねの復元力を利用して錘を振動させていることが原因の一つである。例えば内燃機関のオイルの散布に用いられる揺動アクチュエータには、高い振動数で振動することが要請されている。特許文献１の振動アクチュエータは高い振動数で揺動部材を揺動させるのに適していない。
【０００６】
そこで本発明は、高い振動数で振動させることができる揺動アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、ベースと、前記ベースに対して揺動する揺動部材と、前記揺動部材の一方の端部が前記ベースに接近するとき、前記揺動部材の他方の端部がベースから離間し、前記揺動部材の前記一方の端部がベースから離間するとき、前記揺動部材の前記他方の端部がベースに接近するように、前記揺動部材を揺動可能に支持する支持部と、前記揺動部材を揺動させる一対の推力発生部と、を備え、各推力発生部は、前記揺動部材及び前記ベースのいずれか一方に設けられるマグネット、及び前記揺動部材及び前記ベースの他方に設けられるコイルを含み、前記一対の推力発生部のうちのいずれか一方が、前記揺動部材の前記一方の端部に前記ベースから離間する推力を与えるとき、前記一対の推力発生部のうちの他方が、前記揺動部材の前記他方の端部に前記ベースに接近する推力を与え、前記一対の推力発生部のうちの前記一方が、前記揺動部材の前記一方の端部に前記ベースに接近する推力を与えるとき、前記一対の推力発生部のうちの前記他方が、前記揺動部材の前記他方の端部に前記ベースから離間する推力を与える揺動アクチュエータである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、揺動部材を揺動させる一対の推力発生部を設け、一対の推力発生部から揺動部材の両端部に時計方向及び反時計方向のモーメントを与え、これにより揺動部材を振動させるので、板ばね等の固有振動数によらず、揺動部材を低い振動数から高い振動数まで振動させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一の実施形態の揺動アクチュエータの正面側から見た断面図
【図２】上記揺動アクチュエータの側面側から見た断面図
【図３】コイルの結線図
【図４】揺動アクチュエータの動作図（図中（ａ）及び（ｃ）はテーブルがベースと平行になった状態を示し、図中（ｂ）及び（ｄ）はベースに対してテーブルが傾いた状態を示す）
【図５】本発明の第二の実施形態の揺動アクチュエータの概念図
【図６】揺動部材の軌跡の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態の揺動アクチュエータを示す。図１は揺動アクチュエータの正面側から見た断面図を示し、図２は揺動アクチュエータの側面側から見た断面図を示す。揺動アクチュエータ４は、ベース５、一対のコイル６ａ，６ｂ、一対のコイル６ａ，６ｂ内に挿入される一対のマグネットとしてのマグネット軸７ａ，７ｂ、一対のマグネット軸７ａ，７ｂが結合される揺動部材としてのテーブル８、テーブル８を揺動可能に支持する支持部としての板ばね９ａ，９ｂ、一対のマグネット軸７ａ，７ｂと反発する一対の予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂを備える。
【００１１】
ベース５は磁性材料からなり、一方向（図１の左右方向）に長い長方形の板状に形成される。ベース５の一方向の中央部には、ベース５から垂直方向に立ちあがる板ばね９ａ，９ｂが取り付けられる。板ばね９ａ，９ｂは、ベース５の長辺側の一対の側面に取り付けられる。図２に示すように、ベース５の側面に固定された板ばね９ａ，９ｂは、Ｕ字状に折れ曲がった後、ベース５よりも上方に伸びる。板ばね９ａ，９ｂの上端には、テーブル８が取り付けられる。
【００１２】
図１及び図２に示すように、テーブル８は一方向（図１の左右方向、以下左右方向という）に長い長方形の板状に形成される。テーブル８は磁性材料からなる。テーブル８の左右方向の中央部には、板ばね９ａ，９ｂの先端部が取り付けられる。板ばね９ａ，９ｂの先端部は、テーブル８の長辺側の一対の側面に取り付けられる。テーブル８が揺動ストロークの中心にあるとき（図４（ａ），（ｃ）参照）、板ばね９ａ，９ｂは撓んでおらず、ベース５とテーブル８とは平行な状態にある。テーブル８が左右方向に揺動すると、板ばね９ａ，９ｂはベース５に固定された固定端を中心にして、左右方向に撓む（図４（ｂ），（ｄ）参照）。板ばね９ａ，９ｂは、テーブル８の左側の端部がベース５に接近するとき、テーブル８の右側の端部がベース５から離間し（図４（ｂ）参照）、テーブル８の右側の端部がベース５に接近するとき、テーブル８の左側の端部がベース５から離間するように、テーブル８を揺動可能に支持する。
【００１３】
図１に示すように、揺動アクチュエータ４の、板ばね９ａを挟んだ両側には、一対の推力発生部１０ａ，１０ｂが設けられる。各推力発生部１０ａ又は１０ｂは、テーブル８側に取り付けられるマグネット軸７ａ又は７ｂ、及びベース５側に取り付けられるコイル６ａ又は６ｂを備える。
【００１４】
一対のマグネット軸７ａ，７ｂのうち、一方のマグネット軸７ａはテーブル８の左右方向の一方の端部（以降、左側の端部という）に取り付けられ、他方のマグネット軸７ｂはテーブル８の左右方向の他方の端部（以降、右側の端部という）に取り付けられる。マグネット軸７ａ，７ｂはテーブル８から左右方向と直交する方向にベース５に向かって伸びる。マグネット軸７ａ，７ｂは互いに平行であり、軸線方向の長さも互いに等しい。マグネット軸７ａ，７ｂは軸線方向に着磁され、軸線方向の一方の端部にＮ極が、軸線方向の他方の端部にＳ極が形成される。左右一対のマグネット軸７ａ，７ｂは、互いに反対方向に着磁されていて、この実施形態では、左側のマグネット軸７ａの上端部がＮ極に下端部がＳ極に着磁され、右側のマグネット軸７ｂの上端部がＳ極に下端部がＮ極に着磁されている。
【００１５】
ベース５側に取り付けられるコイル６ａ，６ｂは、マグネット軸７ａ，７ｂの先端部を囲む。二つのコイル６ａ，６ｂの中心線は互いに平行であり、その中心線方向の全長も互いに等しい。コイル６ａ，６ｂは非磁性材料のボビン１１ａ，１１ｂに巻かれる。ボビン１１ａ，１１ｂは管状の本体部の両端にフランジを備える。コイル６ａ，６ｂはベース５側に取り付けられる。
【００１６】
ベース５とテーブル８が平行な状態において、マグネット軸７ａ，７ｂの軸線Ａ１とコイル６ａ，６ｂの軸線Ａ２とは共通する。テーブル８の揺動に伴って、マグネット軸７ａ，７ｂの軸線も傾くので（図４（ｂ），（ｄ）参照）、テーブル８が左右に揺動したとき、マグネット軸７ａ，７ｂの軸線がコイル６ａ，６ｂの中心線に対して僅かに傾く。本実施形態では、このような場合も含めてマグネット軸７ａ，７ｂの軸線とコイル６ａ，６ｂの中心線とが実質的に共通する、という。
【００１７】
推力発生部１０ａ，１０ｂを、軸線方向に着磁されたマグネット軸７ａ，７ｂ、及びマグネット軸７ａ，７ｂの軸線と共通する軸線を持つコイル６ａ，６ｂから構成することで、マグネット軸７ａ，７ｂの軸線方向に沿った、相反する方向の推力を簡単な構造で容易に発生させることができる。
【００１８】
図１に示すように、ベース５とテーブル８が平行な状態において、マグネット軸７ａ，７ｂがコイル６ａ，６ｂの中に入っている深さＤ１は、コイル６ａ，６ｂの中心線方向の全長Ｌ１の１／２よりも大きい。深さＤ１は振動数や揺動ストロークに影響を与える。深さＤ１が小さければ、揺動ストロークが大きくなり、振動数が小さくなる傾向がある。Ｄ１が深くなると、マグネット軸７ａ，７ｂと与圧付与用マグネットとの反発力が大きくなることが、振動数が大きくなる理由の一つであると考えられる。高い振動数で振動させるために、深さＤ１をコイル６ａ，６ｂの全長Ｌ１の１／２よりも大きくすることが望ましい。より望ましくは、深さＤ１はコイル６ａ，６ｂの全長の３／４倍程度に設定される。
【００１９】
コイル６ａ，６ｂとベース５との間には、円板状の一対の予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂが設けられる。予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂは、図１の上下方向（マグネット軸７ａ，７ｂの軸線方向に等しく、左右方向に直交する方向）に着磁され、上面側がＮ極及びＳ極の一方に形成され、下面側がＮ極及びＳ極の他方に形成される。この実施形態では、左側の予圧付与用マグネット１２ａの上面側がＳ極に形成され、左側の予圧付与用マグネット１２ａは左側のマグネット軸７ａに反発する。また、右側の予圧付与用マグネット１２ｂの上面側がＮ極に形成され、右側の予圧付与用マグネット１２ｂは右側のマグネット軸７ｂに反発する。右側のマグネット軸７ｂと右側の予圧付与用マグネット１２ｂとの反発力は、左側のマグネット軸７ａと左側の予圧付与用マグネット１２ａとの反発力とバランスがとれている。このため、コイル６ａ，６ｂに電流を流していないとき、テーブル８はその揺動ストロークの中心に位置する。予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂの中心線は、マグネット軸７ａ，７ｂ及びコイル６ａ，６ｂの中心線Ａ１，Ａ２と一致する。予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂの直径は、マグネット軸７ａ，７ｂの直径よりも大きく、コイル６ａ，６ｂの直径と略等しい。予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂはベース５の裏側に設けてもよい。
【００２０】
図３は、一対のコイル６ａ，６ｂの結線図の一例を示す。一対のコイル６ａ，６ｂは、交流電源１３に直列又は並列に接続される。交流電源１３が一対のコイル６ａ，６ｂに正弦波、三角波、矩形波等の交流電圧を印加すると、一対のコイル６ａ，６ｂには同一位相の交流が流れる。これにより、一つのコイル６ａ，６ｂの両端部には、同一の磁極が形成される。すなわち、例えば左側のコイル６ａの上端部にＳ極、下端部にＮ極が形成され、右側のコイル６ｂの上端部にＳ極、下端部にＮ極が形成される。
【００２１】
図４は、揺動アクチュエータ４の動作図を示す。図４（ａ）はコイル６ａ，６ｂに電流を流していない初期状態を示す。コイル６ａ，６ｂに交流を流すと、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）の順番にテーブル８の姿勢が変化する。（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）までがテーブル８の揺動ストロークの一周期になり、以降この（ａ）から（ｄ）までの動作を繰り返す。
【００２２】
揺動ストロークの一周期の間に、テーブル８は板ばね９ａ，９ｂの固定端を中心にして左右に揺動する。テーブル８の揺動は、板ばね９ａ，９ｂの固定端を中心にする円弧に沿った曲線運動と、テーブル８の回転運動とを組み合わせた運動になる。
【００２３】
図４（ａ）又は（ｃ）に示すように、テーブル８が揺動ストロークの中心に位置するとき、テーブル８とベース５とが平行になる。図中（ｂ）に示すように、テーブル８の揺動ストロークの一端に位置するとき、テーブル８が最も反時計方向に傾いた状態になる。図中（ｄ）に示すように、テーブル８の揺動ストロークの他端に位置するとき、テーブル８が最も時計方向に傾いた状態になる。
【００２４】
図４（ａ）に示すテーブル８とベース５とが平行な状態において、一対のコイル６ａ，６ｂの上端部がＳ極に下端部がＮ極になるような交流を流すと、図４（ｂ）に示すように、左側のマグネット軸７ａの下端部のＳ極が左側のコイル６ａの下端部のＮ極に吸引され、右側のマグネット軸７ｂの下端部のＮ極が右側のコイル６ｂの下端部のＮ極と反発するようになる（言い換えれば、左側の推力発生部１０ａがテーブル８の左端部にベース５に接近する推力を与え、右側の推力発生部１０ｂがテーブル８の右端部にベース５から離間する推力を与える）。これにより、テーブル８に反時計方向のモーメントが働き、テーブル８が反時計方向に回転する。図４（ｃ）に示すように、一対のコイル６ａ，６ｂに流す電流が零になると、テーブル８とベース５とが平行な状態に戻る。その後、図４（ｄ）に示すように、一対のコイル６ａ，６ｂの上端部がＮ極に下端部がＳ極になるような交流を流すと、左側のマグネット軸７ａの下端部のＳ極が左側のコイル６ａの下端部のＳ極と反発し、右側のマグネット軸７ｂの下端部のＮ極が右側のコイル６ｂの下端部のＳ極に吸引されるようになる（言い換えれば、左側の推力発生部１０ａが、テーブル８の左端部にベース５から離間する推力を与え、右側の推力発生部１０ｂがテーブル８の右端部にベース５に接近する推力を与える。これにより、テーブル８に時計方向のモーメントが働き、テーブル８が時計方向に回転する。図４（ａ）に示すように、一対のコイル６ａ，６ｂに流す電流が零になると、テーブル８とベース５とが平行な状態に戻る。
【００２５】
なお、一対のコイル６ａ，６ｂに流れる電流が零にならなくても、図４（ａ）や（ｃ）に示すように、テーブル８とベース５とが平行な状態に戻る場合もある。例えば、一対のコイル６ａ，６ｂに矩形波の交流を流した場合、瞬間的に逆の位相の交流が流れるので、図４（ａ）や（ｃ）に示すように、瞬間的にテーブル８とベース５とが平行な状態に戻る。また、厳密にいえば、一対のコイル６ａ，６ｂに流す交流に対して僅かな時間的な遅れを持ってテーブル８が揺動しているので、一対のコイル６ａ，６ｂに流れる電流が零になる瞬間に遅れて、テーブル８とベース５とが平行な状態になる瞬間が起きる。
【００２６】
本実施形態によれば、板ばね９ａ，９ｂを挟んだ両側に設けた一対の推力発生部１０ａ，１０ｂによって、テーブル８の両端部に時計方向及び反時計方向のモーメントを与え、これによりテーブル８を振動させるので、板ばね９ａ，９ｂの固有振動数によらず、テーブル８を低い振動数から高い振動数まで振動させることが可能になる。テーブル８の振動数はコイル６ａ，６ｂに流れる交流の周波数と一致する。振動源として一対のマグネット軸７ａ，７ｂ及びコイル６ａ，６ｂを用いているので、揺動アクチュエータ４の長寿命も実現できる。揺動アクチュエータ４の構造も簡単になるので、組み立て工数も少なくなる。
【００２７】
一対の予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂを設けることによって、テーブル８を高い振動数で振動させることが可能になる。図４（ｂ）に示すように、テーブル８が反時計方向に回転したとき、左側のマグネット軸７ａと左側の予圧付与用マグネット１２ａとの間に働く反発力は、右側のマグネット軸７ｂと右側の予圧付与用マグネット１２ｂとの間に働く反発力よりも大きくなる。この反発力によって、揺動ストロークの一端まで回転したテーブル８に、揺動ストロークの中心に戻す復元力が付加される。一方、図４（ｄ）に示すように、テーブル８が時計方向に回転したときも、右側のマグネット軸７ｂと右側の予圧付与用マグネット１２ｂとの間に働く反発力によって、テーブル８に揺動ストロークの中心に戻す復元力が付加される。この復元力は、テーブル８を高い振動数で振動させても、テーブル８の振動がコイル６ａ，６ｂに流れる交流に追従することを可能にする。
【００２８】
さらに、左右一対の推力発生部１０ａ，１０ｂに発生する推力の大きさをずらすことによって、テーブル８を高い振動数で振動させることが可能になると考えられる。図４（ｂ）に示すように、テーブル８が反時計方向に回転したとき、左側のマグネット軸７ａが左側のコイル６ａの中に入っている深さが大きくなり、右側のマグネット軸７ｂが右側のコイル６ｂの中に入っている深さが小さくなる。これに伴い、左側の推力発生部１０ａに発生する推力の大きさと右側の推力発生部１０ｂに発生する推力の大きさとにずれが発生する。推力の大きさのずれが発生することによって、反時計方向に回転するテーブル８に早めにブレーキがかかると考えられる。同様に、図４（ｄ）に示すように、テーブル８が時計方向に回転したき、時計方向に回転するテーブル８に早めにブレーキがかかると考えられる。このことも、テーブル８を高い振動数で振動させることができる理由の一つであると考えられる。ただし、テーブル８の揺動角度が±１度以下の場合には、一対の推力発生部１０ａ，１０ｂに発生する推力のずれは小さくなる。この場合、一対の推力発生部１０ａ，１０ｂに発生する推力のずれが大きくなるように、一対のコイル６ａ，６ｂに流す交流の位相をずらしてもよい。
【００２９】
さらに、マグネット軸７ａ，７ｂがコイル６ａ，６ｂの中に入っている深さＤ１をコイル６ａ，６ｂの中心線方向の全長Ｌ１の１／２よりも大きくすることによって、一方のコイル６ａに発生する逆記電力が他方のコイル６ｂに発生する逆記電力で相殺される。二つのコイル６ａ，６ｂに発生する逆記電力は完全に相殺されて零になる訳ではないが、小さくなる。
【００３０】
図５は、本発明の第二の実施形態の揺動アクチュエータ１４を示す。この実施形態の揺動アクチュエータ１４も、第一の実施形態の揺動アクチュエータ４と同様に、ベース５、一対のコイル６ａ，６ｂ、一対のコイル６ａ，６ｂ内に挿入される一対のマグネット軸７ａ，７ｂ、一対のマグネット軸７ａ，７ｂと反発する一対の予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂを備える。これらの構造は、上記第一の実施形態の揺動アクチュエータ４と略同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。
【００３１】
第二の実施形態の揺動アクチュエータ１４では、第一の実施形態の揺動アクチュエータと異なり、ベース５に対して揺動する揺動部材として、一対のマグネット軸７ａ，７ｂにその両端部が回転可能に連結される一対の平行リンク２１ａ，２１ｂが用いられる。そして、一対の平行リンク２１ａ，２１ｂを揺動可能に支持する支持部として、ベース５に立設した支柱２２が用いられる。支柱２２の上端部には、一対の平行リンク２１ａ，２１ｂの下側のリンク２１ｂが回転可能に支持されている。
【００３２】
一対の平行リンク２１ａ，２１ｂの長さは互いに等しく、一対のマグネット軸７ａ，７ｂの長さも互いに等しい。このため、一対の平行リンク２１ａ，２１ｂ及び一対のマグネット軸７ａ，７ｂによって、平行運動機構が構成される。一対の平行リンク２１ａ，２１ｂは、互いに平行を保ったまま時計方向及び反時計方向に回転する。そして、一対のマグネット軸７ａ，７ｂは、互いに平行を保ったまま、上下運動する。
【００３３】
一対のコイル６ａ，６ｂに交流を流すことによって、一方のマグネット軸７ａに下降する推力が与えられ、他方のマグネット軸７ｂに上昇する推力が与えられる。一対のマグネット軸７ａ，７ｂの相反する方向への上下運動に伴って、一対の平行リンク２１ａ，２１ｂが反時計方向に回転する。一方のマグネット軸７ａに上昇する推力を与え、他方のマグネット軸７ｂに下降する推力を与えると、一対の平行リンク２１ａ，２１ｂは時計方向に回転する。
【００３４】
なお、上記実施形態は、本発明の揺動アクチュエータの基本概念を具現化するものであり、具体的な構造は具体的な用途等に応じて、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。
【００３５】
例えば、テーブルが揺動ストロークの端に移動したとき、コイルとマグネット軸とが衝突するのを防止するストッパを設けてもよい。
【００３６】
テーブルが揺動ストロークの端に移動しても、マグネット軸とコイルとの間のすきまが小さくならないように、コイル内径の長さ方向の中央部を窪ませ、コイル内径の長さ方向の上端部を拡大させてもよい。
【００３７】
支持部として、板ばねの替わりに又は板ばねに付加してテーブルの揺動を案内するガイドを設けてもよい。また、支持部は、マグネットの反発力によってテーブルがベースから離れるのを防止するようにテーブルを拘束できればよく、支持部として、板ばねの替わりに紐状の部材や糸状の部材を用いることもできる。
【００３８】
円柱状のマグネット軸の周囲を円筒状のコイルで囲む替わりに、円筒状のコイルの周囲を中空の円筒状のマグネット軸で囲んでもよい。
【００３９】
揺動部材を振動させる替わりに、コイルに流す電流を制御することによって、揺動部材の位置を制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の揺動アクチュエータは、自動車や航空機の内燃機関、ロボット、医療機器、計測機器、産業機械、民生機器等の分野で利用できる。特に、内燃機関のオイル散布用のアクチュエータとして、２００〜４００Ｈｚの高い振動数で振動するのに適している。
【符号の説明】
【００４１】
４，１４…揺動アクチュエータ，５…ベース，６ａ，６ｂ…コイル，７ａ，７ｂ…マグネット軸（マグネット），８…テーブル（揺動部材），９ａ，９ｂ…板ばね（支持部），１０ａ，１０ｂ…推力発生部，１２ａ，１２ｂ…予圧付与用マグネット，２１ａ，２１ｂ…平行リンク（揺動部材），２２…支柱（支持部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揺動部材を揺動させる揺動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
揺動部材を揺動させる揺動アクチュエータが知られている。揺動とは、図６に示すように揺動部材１を円弧２に沿って往復運動させたり、シーソのように中央部の支点を中心に回転運動させたりすること（図示せず）をいう。例えば、航空機や自動車の内燃機関において、揺動する揺動部材にオイルを噴射するノズルを取り付ければ、ノズルの首を振りながらオイルを噴射することができる。内燃機関のギヤ部分に広範囲に亘って一様にオイルを散布することが可能になるので、特に内燃機関のオイル散布用として揺動アクチュエータが要請されている。この揺動は、カムやクランクを用いて機械的に作られるのが一般的であった。しかし、カムやクランクを用いたのでは、機構が複雑になったり、コストがかかったりするという問題が発生する。
【０００３】
他方、マグネット及びコイルを用いて電気的に振動を発生させる振動アクチュエータも知られている。一般的な振動アクチュエータは、振動対象を直線的に往復運動させるものが多く、振動対象を揺動させるものは少ない。振動対象を揺動させる振動アクチュエータとして、特許文献１には、基部が固定されて片持ち状態で支持された板ばねの先端に所定質量の錘を取り付け、錘をマグネット及びコイルを用いて振動させる振動アクチュエータが開示されている。錘にコイルを取り付け、固定側のベースにマグネットを取り付けている。コイルに交流を流すと、コイルとマグネットとの間に働く磁気的な吸引力によって錘が振動する。錘は板ばねの先端に取り付けられているので、板ばねの固定端を中心とした円弧に沿って往復運動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９５７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載に振動アクチュエータには、錘を板ばねの固有振動数以上の高い振動数で振動させることができないという問題がある。板ばねの復元力を利用して錘を振動させていることが原因の一つである。例えば内燃機関のオイルの散布に用いられる揺動アクチュエータには、高い振動数で振動することが要請されている。特許文献１の振動アクチュエータは高い振動数で揺動部材を揺動させるのに適していない。
【０００６】
そこで本発明は、高い振動数で振動させることができる揺動アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、ベースと、前記ベースに対して揺動する揺動部材と、前記揺動部材の一方の端部が前記ベースに接近するとき、前記揺動部材の他方の端部がベースから離間し、前記揺動部材の前記一方の端部がベースから離間するとき、前記揺動部材の前記他方の端部がベースに接近するように、前記揺動部材を揺動可能に支持する支持部と、前記揺動部材を揺動させる一対の推力発生部と、を備え、各推力発生部は、前記揺動部材及び前記ベースのいずれか一方に設けられるマグネット、及び前記揺動部材及び前記ベースの他方に設けられるコイルを含み、前記一対の推力発生部のうちのいずれか一方が、前記揺動部材の前記一方の端部に前記ベースから離間する推力を与えるとき、前記一対の推力発生部のうちの他方が、前記揺動部材の前記他方の端部に前記ベースに接近する推力を与え、前記一対の推力発生部のうちの前記一方が、前記揺動部材の前記一方の端部に前記ベースに接近する推力を与えるとき、前記一対の推力発生部のうちの前記他方が、前記揺動部材の前記他方の端部に前記ベースから離間する推力を与える揺動アクチュエータである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、揺動部材を揺動させる一対の推力発生部を設け、一対の推力発生部から揺動部材の両端部に時計方向及び反時計方向のモーメントを与え、これにより揺動部材を振動させるので、板ばね等の固有振動数によらず、揺動部材を低い振動数から高い振動数まで振動させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一の実施形態の揺動アクチュエータの正面側から見た断面図
【図２】上記揺動アクチュエータの側面側から見た断面図
【図３】コイルの結線図
【図４】揺動アクチュエータの動作図（図中（ａ）及び（ｃ）はテーブルがベースと平行になった状態を示し、図中（ｂ）及び（ｄ）はベースに対してテーブルが傾いた状態を示す）
【図５】本発明の第二の実施形態の揺動アクチュエータの概念図
【図６】揺動部材の軌跡の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態の揺動アクチュエータを示す。図１は揺動アクチュエータの正面側から見た断面図を示し、図２は揺動アクチュエータの側面側から見た断面図を示す。揺動アクチュエータ４は、ベース５、一対のコイル６ａ，６ｂ、一対のコイル６ａ，６ｂ内に挿入される一対のマグネットとしてのマグネット軸７ａ，７ｂ、一対のマグネット軸７ａ，７ｂが結合される揺動部材としてのテーブル８、テーブル８を揺動可能に支持する支持部としての板ばね９ａ，９ｂ、一対のマグネット軸７ａ，７ｂと反発する一対の予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂを備える。
【００１１】
ベース５は磁性材料からなり、一方向（図１の左右方向）に長い長方形の板状に形成される。ベース５の一方向の中央部には、ベース５から垂直方向に立ちあがる板ばね９ａ，９ｂが取り付けられる。板ばね９ａ，９ｂは、ベース５の長辺側の一対の側面に取り付けられる。図２に示すように、ベース５の側面に固定された板ばね９ａ，９ｂは、Ｕ字状に折れ曲がった後、ベース５よりも上方に伸びる。板ばね９ａ，９ｂの上端には、テーブル８が取り付けられる。
【００１２】
図１及び図２に示すように、テーブル８は一方向（図１の左右方向、以下左右方向という）に長い長方形の板状に形成される。テーブル８は磁性材料からなる。テーブル８の左右方向の中央部には、板ばね９ａ，９ｂの先端部が取り付けられる。板ばね９ａ，９ｂの先端部は、テーブル８の長辺側の一対の側面に取り付けられる。テーブル８が揺動ストロークの中心にあるとき（図４（ａ），（ｃ）参照）、板ばね９ａ，９ｂは撓んでおらず、ベース５とテーブル８とは平行な状態にある。テーブル８が左右方向に揺動すると、板ばね９ａ，９ｂはベース５に固定された固定端を中心にして、左右方向に撓む（図４（ｂ），（ｄ）参照）。板ばね９ａ，９ｂは、テーブル８の左側の端部がベース５に接近するとき、テーブル８の右側の端部がベース５から離間し（図４（ｂ）参照）、テーブル８の右側の端部がベース５に接近するとき、テーブル８の左側の端部がベース５から離間するように、テーブル８を揺動可能に支持する。
【００１３】
図１に示すように、揺動アクチュエータ４の、板ばね９ａを挟んだ両側には、一対の推力発生部１０ａ，１０ｂが設けられる。各推力発生部１０ａ又は１０ｂは、テーブル８側に取り付けられるマグネット軸７ａ又は７ｂ、及びベース５側に取り付けられるコイル６ａ又は６ｂを備える。
【００１４】
一対のマグネット軸７ａ，７ｂのうち、一方のマグネット軸７ａはテーブル８の左右方向の一方の端部（以降、左側の端部という）に取り付けられ、他方のマグネット軸７ｂはテーブル８の左右方向の他方の端部（以降、右側の端部という）に取り付けられる。マグネット軸７ａ，７ｂはテーブル８から左右方向と直交する方向にベース５に向かって伸びる。マグネット軸７ａ，７ｂは互いに平行であり、軸線方向の長さも互いに等しい。マグネット軸７ａ，７ｂは軸線方向に着磁され、軸線方向の一方の端部にＮ極が、軸線方向の他方の端部にＳ極が形成される。左右一対のマグネット軸７ａ，７ｂは、互いに反対方向に着磁されていて、この実施形態では、左側のマグネット軸７ａの上端部がＮ極に下端部がＳ極に着磁され、右側のマグネット軸７ｂの上端部がＳ極に下端部がＮ極に着磁されている。
【００１５】
ベース５側に取り付けられるコイル６ａ，６ｂは、マグネット軸７ａ，７ｂの先端部を囲む。二つのコイル６ａ，６ｂの中心線は互いに平行であり、その中心線方向の全長も互いに等しい。コイル６ａ，６ｂは非磁性材料のボビン１１ａ，１１ｂに巻かれる。ボビン１１ａ，１１ｂは管状の本体部の両端にフランジを備える。コイル６ａ，６ｂはベース５側に取り付けられる。
【００１６】
ベース５とテーブル８が平行な状態において、マグネット軸７ａ，７ｂの軸線Ａ１とコイル６ａ，６ｂの軸線Ａ２とは共通する。テーブル８の揺動に伴って、マグネット軸７ａ，７ｂの軸線も傾くので（図４（ｂ），（ｄ）参照）、テーブル８が左右に揺動したとき、マグネット軸７ａ，７ｂの軸線がコイル６ａ，６ｂの中心線に対して僅かに傾く。本実施形態では、このような場合も含めてマグネット軸７ａ，７ｂの軸線とコイル６ａ，６ｂの中心線とが実質的に共通する、という。
【００１７】
推力発生部１０ａ，１０ｂを、軸線方向に着磁されたマグネット軸７ａ，７ｂ、及びマグネット軸７ａ，７ｂの軸線と共通する軸線を持つコイル６ａ，６ｂから構成することで、マグネット軸７ａ，７ｂの軸線方向に沿った、相反する方向の推力を簡単な構造で容易に発生させることができる。
【００１８】
図１に示すように、ベース５とテーブル８が平行な状態において、マグネット軸７ａ，７ｂがコイル６ａ，６ｂの中に入っている深さＤ１は、コイル６ａ，６ｂの中心線方向の全長Ｌ１の１／２よりも大きい。深さＤ１は振動数や揺動ストロークに影響を与える。深さＤ１が小さければ、揺動ストロークが大きくなり、振動数が小さくなる傾向がある。Ｄ１が深くなると、マグネット軸７ａ，７ｂと与圧付与用マグネットとの反発力が大きくなることが、振動数が大きくなる理由の一つであると考えられる。高い振動数で振動させるために、深さＤ１をコイル６ａ，６ｂの全長Ｌ１の１／２よりも大きくすることが望ましい。より望ましくは、深さＤ１はコイル６ａ，６ｂの全長の３／４倍程度に設定される。
【００１９】
コイル６ａ，６ｂとベース５との間には、円板状の一対の予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂが設けられる。予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂは、図１の上下方向（マグネット軸７ａ，７ｂの軸線方向に等しく、左右方向に直交する方向）に着磁され、上面側がＮ極及びＳ極の一方に形成され、下面側がＮ極及びＳ極の他方に形成される。この実施形態では、左側の予圧付与用マグネット１２ａの上面側がＳ極に形成され、左側の予圧付与用マグネット１２ａは左側のマグネット軸７ａに反発する。また、右側の予圧付与用マグネット１２ｂの上面側がＮ極に形成され、右側の予圧付与用マグネット１２ｂは右側のマグネット軸７ｂに反発する。右側のマグネット軸７ｂと右側の予圧付与用マグネット１２ｂとの反発力は、左側のマグネット軸７ａと左側の予圧付与用マグネット１２ａとの反発力とバランスがとれている。このため、コイル６ａ，６ｂに電流を流していないとき、テーブル８はその揺動ストロークの中心に位置する。予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂの中心線は、マグネット軸７ａ，７ｂ及びコイル６ａ，６ｂの中心線Ａ１，Ａ２と一致する。予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂの直径は、マグネット軸７ａ，７ｂの直径よりも大きく、コイル６ａ，６ｂの直径と略等しい。予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂはベース５の裏側に設けてもよい。
【００２０】
図３は、一対のコイル６ａ，６ｂの結線図の一例を示す。一対のコイル６ａ，６ｂは、交流電源１３に直列又は並列に接続される。交流電源１３が一対のコイル６ａ，６ｂに正弦波、三角波、矩形波等の交流電圧を印加すると、一対のコイル６ａ，６ｂには同一位相の交流が流れる。これにより、一つのコイル６ａ，６ｂの両端部には、同一の磁極が形成される。すなわち、例えば左側のコイル６ａの上端部にＳ極、下端部にＮ極が形成され、右側のコイル６ｂの上端部にＳ極、下端部にＮ極が形成される。
【００２１】
図４は、揺動アクチュエータ４の動作図を示す。図４（ａ）はコイル６ａ，６ｂに電流を流していない初期状態を示す。コイル６ａ，６ｂに交流を流すと、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）の順番にテーブル８の姿勢が変化する。（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）までがテーブル８の揺動ストロークの一周期になり、以降この（ａ）から（ｄ）までの動作を繰り返す。
【００２２】
揺動ストロークの一周期の間に、テーブル８は板ばね９ａ，９ｂの固定端を中心にして左右に揺動する。テーブル８の揺動は、板ばね９ａ，９ｂの固定端を中心にする円弧に沿った曲線運動と、テーブル８の回転運動とを組み合わせた運動になる。
【００２３】
図４（ａ）又は（ｃ）に示すように、テーブル８が揺動ストロークの中心に位置するとき、テーブル８とベース５とが平行になる。図中（ｂ）に示すように、テーブル８の揺動ストロークの一端に位置するとき、テーブル８が最も反時計方向に傾いた状態になる。図中（ｄ）に示すように、テーブル８の揺動ストロークの他端に位置するとき、テーブル８が最も時計方向に傾いた状態になる。
【００２４】
図４（ａ）に示すテーブル８とベース５とが平行な状態において、一対のコイル６ａ，６ｂの上端部がＳ極に下端部がＮ極になるような交流を流すと、図４（ｂ）に示すように、左側のマグネット軸７ａの下端部のＳ極が左側のコイル６ａの下端部のＮ極に吸引され、右側のマグネット軸７ｂの下端部のＮ極が右側のコイル６ｂの下端部のＮ極と反発するようになる（言い換えれば、左側の推力発生部１０ａがテーブル８の左端部にベース５に接近する推力を与え、右側の推力発生部１０ｂがテーブル８の右端部にベース５から離間する推力を与える）。これにより、テーブル８に反時計方向のモーメントが働き、テーブル８が反時計方向に回転する。図４（ｃ）に示すように、一対のコイル６ａ，６ｂに流す電流が零になると、テーブル８とベース５とが平行な状態に戻る。その後、図４（ｄ）に示すように、一対のコイル６ａ，６ｂの上端部がＮ極に下端部がＳ極になるような交流を流すと、左側のマグネット軸７ａの下端部のＳ極が左側のコイル６ａの下端部のＳ極と反発し、右側のマグネット軸７ｂの下端部のＮ極が右側のコイル６ｂの下端部のＳ極に吸引されるようになる（言い換えれば、左側の推力発生部１０ａが、テーブル８の左端部にベース５から離間する推力を与え、右側の推力発生部１０ｂがテーブル８の右端部にベース５に接近する推力を与える。これにより、テーブル８に時計方向のモーメントが働き、テーブル８が時計方向に回転する。図４（ａ）に示すように、一対のコイル６ａ，６ｂに流す電流が零になると、テーブル８とベース５とが平行な状態に戻る。
【００２５】
なお、一対のコイル６ａ，６ｂに流れる電流が零にならなくても、図４（ａ）や（ｃ）に示すように、テーブル８とベース５とが平行な状態に戻る場合もある。例えば、一対のコイル６ａ，６ｂに矩形波の交流を流した場合、瞬間的に逆の位相の交流が流れるので、図４（ａ）や（ｃ）に示すように、瞬間的にテーブル８とベース５とが平行な状態に戻る。また、厳密にいえば、一対のコイル６ａ，６ｂに流す交流に対して僅かな時間的な遅れを持ってテーブル８が揺動しているので、一対のコイル６ａ，６ｂに流れる電流が零になる瞬間に遅れて、テーブル８とベース５とが平行な状態になる瞬間が起きる。
【００２６】
本実施形態によれば、板ばね９ａ，９ｂを挟んだ両側に設けた一対の推力発生部１０ａ，１０ｂによって、テーブル８の両端部に時計方向及び反時計方向のモーメントを与え、これによりテーブル８を振動させるので、板ばね９ａ，９ｂの固有振動数によらず、テーブル８を低い振動数から高い振動数まで振動させることが可能になる。テーブル８の振動数はコイル６ａ，６ｂに流れる交流の周波数と一致する。振動源として一対のマグネット軸７ａ，７ｂ及びコイル６ａ，６ｂを用いているので、揺動アクチュエータ４の長寿命も実現できる。揺動アクチュエータ４の構造も簡単になるので、組み立て工数も少なくなる。
【００２７】
一対の予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂを設けることによって、テーブル８を高い振動数で振動させることが可能になる。図４（ｂ）に示すように、テーブル８が反時計方向に回転したとき、左側のマグネット軸７ａと左側の予圧付与用マグネット１２ａとの間に働く反発力は、右側のマグネット軸７ｂと右側の予圧付与用マグネット１２ｂとの間に働く反発力よりも大きくなる。この反発力によって、揺動ストロークの一端まで回転したテーブル８に、揺動ストロークの中心に戻す復元力が付加される。一方、図４（ｄ）に示すように、テーブル８が時計方向に回転したときも、右側のマグネット軸７ｂと右側の予圧付与用マグネット１２ｂとの間に働く反発力によって、テーブル８に揺動ストロークの中心に戻す復元力が付加される。この復元力は、テーブル８を高い振動数で振動させても、テーブル８の振動がコイル６ａ，６ｂに流れる交流に追従することを可能にする。
【００２８】
さらに、左右一対の推力発生部１０ａ，１０ｂに発生する推力の大きさをずらすことによって、テーブル８を高い振動数で振動させることが可能になると考えられる。図４（ｂ）に示すように、テーブル８が反時計方向に回転したとき、左側のマグネット軸７ａが左側のコイル６ａの中に入っている深さが大きくなり、右側のマグネット軸７ｂが右側のコイル６ｂの中に入っている深さが小さくなる。これに伴い、左側の推力発生部１０ａに発生する推力の大きさと右側の推力発生部１０ｂに発生する推力の大きさとにずれが発生する。推力の大きさのずれが発生することによって、反時計方向に回転するテーブル８に早めにブレーキがかかると考えられる。同様に、図４（ｄ）に示すように、テーブル８が時計方向に回転したき、時計方向に回転するテーブル８に早めにブレーキがかかると考えられる。このことも、テーブル８を高い振動数で振動させることができる理由の一つであると考えられる。ただし、テーブル８の揺動角度が±１度以下の場合には、一対の推力発生部１０ａ，１０ｂに発生する推力のずれは小さくなる。この場合、一対の推力発生部１０ａ，１０ｂに発生する推力のずれが大きくなるように、一対のコイル６ａ，６ｂに流す交流の位相をずらしてもよい。
【００２９】
さらに、マグネット軸７ａ，７ｂがコイル６ａ，６ｂの中に入っている深さＤ１をコイル６ａ，６ｂの中心線方向の全長Ｌ１の１／２よりも大きくすることによって、一方のコイル６ａに発生する逆記電力が他方のコイル６ｂに発生する逆記電力で相殺される。二つのコイル６ａ，６ｂに発生する逆記電力は完全に相殺されて零になる訳ではないが、小さくなる。
【００３０】
図５は、本発明の第二の実施形態の揺動アクチュエータ１４を示す。この実施形態の揺動アクチュエータ１４も、第一の実施形態の揺動アクチュエータ４と同様に、ベース５、一対のコイル６ａ，６ｂ、一対のコイル６ａ，６ｂ内に挿入される一対のマグネット軸７ａ，７ｂ、一対のマグネット軸７ａ，７ｂと反発する一対の予圧付与用マグネット１２ａ，１２ｂを備える。これらの構造は、上記第一の実施形態の揺動アクチュエータ４と略同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。
【００３１】
第二の実施形態の揺動アクチュエータ１４では、第一の実施形態の揺動アクチュエータと異なり、ベース５に対して揺動する揺動部材として、一対のマグネット軸７ａ，７ｂにその両端部が回転可能に連結される一対の平行リンク２１ａ，２１ｂが用いられる。そして、一対の平行リンク２１ａ，２１ｂを揺動可能に支持する支持部として、ベース５に立設した支柱２２が用いられる。支柱２２の上端部には、一対の平行リンク２１ａ，２１ｂの下側のリンク２１ｂが回転可能に支持されている。
【００３２】
一対の平行リンク２１ａ，２１ｂの長さは互いに等しく、一対のマグネット軸７ａ，７ｂの長さも互いに等しい。このため、一対の平行リンク２１ａ，２１ｂ及び一対のマグネット軸７ａ，７ｂによって、平行運動機構が構成される。一対の平行リンク２１ａ，２１ｂは、互いに平行を保ったまま時計方向及び反時計方向に回転する。そして、一対のマグネット軸７ａ，７ｂは、互いに平行を保ったまま、上下運動する。
【００３３】
一対のコイル６ａ，６ｂに交流を流すことによって、一方のマグネット軸７ａに下降する推力が与えられ、他方のマグネット軸７ｂに上昇する推力が与えられる。一対のマグネット軸７ａ，７ｂの相反する方向への上下運動に伴って、一対の平行リンク２１ａ，２１ｂが反時計方向に回転する。一方のマグネット軸７ａに上昇する推力を与え、他方のマグネット軸７ｂに下降する推力を与えると、一対の平行リンク２１ａ，２１ｂは時計方向に回転する。
【００３４】
なお、上記実施形態は、本発明の揺動アクチュエータの基本概念を具現化するものであり、具体的な構造は具体的な用途等に応じて、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。
【００３５】
例えば、テーブルが揺動ストロークの端に移動したとき、コイルとマグネット軸とが衝突するのを防止するストッパを設けてもよい。
【００３６】
テーブルが揺動ストロークの端に移動しても、マグネット軸とコイルとの間のすきまが小さくならないように、コイル内径の長さ方向の中央部を窪ませ、コイル内径の長さ方向の上端部を拡大させてもよい。
【００３７】
支持部として、板ばねの替わりに又は板ばねに付加してテーブルの揺動を案内するガイドを設けてもよい。また、支持部は、マグネットの反発力によってテーブルがベースから離れるのを防止するようにテーブルを拘束できればよく、支持部として、板ばねの替わりに紐状の部材や糸状の部材を用いることもできる。
【００３８】
円柱状のマグネット軸の周囲を円筒状のコイルで囲む替わりに、円筒状のコイルの周囲を中空の円筒状のマグネット軸で囲んでもよい。
【００３９】
揺動部材を振動させる替わりに、コイルに流す電流を制御することによって、揺動部材の位置を制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の揺動アクチュエータは、自動車や航空機の内燃機関、ロボット、医療機器、計測機器、産業機械、民生機器等の分野で利用できる。特に、内燃機関のオイル散布用のアクチュエータとして、２００〜４００Ｈｚの高い振動数で振動するのに適している。
【符号の説明】
【００４１】
４，１４…揺動アクチュエータ，５…ベース，６ａ，６ｂ…コイル，７ａ，７ｂ…マグネット軸（マグネット），８…テーブル（揺動部材），９ａ，９ｂ…板ばね（支持部），１０ａ，１０ｂ…推力発生部，１２ａ，１２ｂ…予圧付与用マグネット，２１ａ，２１ｂ…平行リンク（揺動部材），２２…支柱（支持部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
前記ベースに対して揺動する揺動部材と、
前記揺動部材の一方の端部が前記ベースに接近するとき、前記揺動部材の他方の端部がベースから離間し、前記揺動部材の前記一方の端部がベースから離間するとき、前記揺動部材の前記他方の端部がベースに接近するように、前記揺動部材を揺動可能に支持する支持部と、
前記揺動部材を揺動させる一対の推力発生部と、を備え、
各推力発生部は、前記揺動部材及び前記ベースのいずれか一方に設けられるマグネット、及び前記揺動部材及び前記ベースの他方に設けられるコイルを含み、
前記一対の推力発生部のうちのいずれか一方が、前記揺動部材の前記一方の端部に前記ベースから離間する推力を与えるとき、前記一対の推力発生部のうちの他方が、前記揺動部材の前記他方の端部に前記ベースに接近する推力を与え、
前記一対の推力発生部のうちの前記一方が、前記揺動部材の前記一方の端部に前記ベースに接近する推力を与えるとき、前記一対の推力発生部のうちの前記他方が、前記揺動部材の前記他方の端部に前記ベースから離間する推力を与える揺動アクチュエータ。
【請求項２】
前記各推力発生部の前記マグネットは、軸線方向の一方の端部にＮ極が軸線方向の他方の端部にＳ極が着磁されるマグネット軸からなり、
前記マグネット軸の軸線と前記コイルの中心線とが実質的に共通することを特徴とする請求項１に記載の揺動アクチュエータ
【請求項３】
前記揺動部材及び前記ベースの他方には、前記一対の推力発生部の前記コイルに電流を流していないとき、前記揺動部材がその揺動ストロークの中心に位置するように、前記一対の推力発生部の前記マグネットに反発する一対の予圧付与用マグネットが設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の揺動アクチュエータ。
【請求項４】
前記マグネット軸が前記コイルに囲まれ、
前記揺動部材がその揺動ストロークの中心に位置するとき、
前記マグネット軸が前記コイルの中に入っている深さが、前記コイルの中心線方向の全長の１／２よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の揺動アクチュエータ。
【請求項５】
前記揺動部材は、一方向に長く形成され、
前記支持部は、基部が前記ベースに固定され、先端部が前記揺動部材の前記一方向の中央部に固定される板ばねであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の揺動アクチュエータ。
【請求項６】
前記一対の推力発生部の前記コイルに同一位相の交流を流すことによって、前記揺動部材を揺動させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の揺動アクチュエータ。
【請求項１】
ベースと、
前記ベースに対して揺動する揺動部材と、
前記揺動部材の一方の端部が前記ベースに接近するとき、前記揺動部材の他方の端部がベースから離間し、前記揺動部材の前記一方の端部がベースから離間するとき、前記揺動部材の前記他方の端部がベースに接近するように、前記揺動部材を揺動可能に支持する支持部と、
前記揺動部材を揺動させる一対の推力発生部と、を備え、
各推力発生部は、前記揺動部材及び前記ベースのいずれか一方に設けられるマグネット、及び前記揺動部材及び前記ベースの他方に設けられるコイルを含み、
前記一対の推力発生部のうちのいずれか一方が、前記揺動部材の前記一方の端部に前記ベースから離間する推力を与えるとき、前記一対の推力発生部のうちの他方が、前記揺動部材の前記他方の端部に前記ベースに接近する推力を与え、
前記一対の推力発生部のうちの前記一方が、前記揺動部材の前記一方の端部に前記ベースに接近する推力を与えるとき、前記一対の推力発生部のうちの前記他方が、前記揺動部材の前記他方の端部に前記ベースから離間する推力を与える揺動アクチュエータ。
【請求項２】
前記各推力発生部の前記マグネットは、軸線方向の一方の端部にＮ極が軸線方向の他方の端部にＳ極が着磁されるマグネット軸からなり、
前記マグネット軸の軸線と前記コイルの中心線とが実質的に共通することを特徴とする請求項１に記載の揺動アクチュエータ
【請求項３】
前記揺動部材及び前記ベースの他方には、前記一対の推力発生部の前記コイルに電流を流していないとき、前記揺動部材がその揺動ストロークの中心に位置するように、前記一対の推力発生部の前記マグネットに反発する一対の予圧付与用マグネットが設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の揺動アクチュエータ。
【請求項４】
前記マグネット軸が前記コイルに囲まれ、
前記揺動部材がその揺動ストロークの中心に位置するとき、
前記マグネット軸が前記コイルの中に入っている深さが、前記コイルの中心線方向の全長の１／２よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の揺動アクチュエータ。
【請求項５】
前記揺動部材は、一方向に長く形成され、
前記支持部は、基部が前記ベースに固定され、先端部が前記揺動部材の前記一方向の中央部に固定される板ばねであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の揺動アクチュエータ。
【請求項６】
前記一対の推力発生部の前記コイルに同一位相の交流を流すことによって、前記揺動部材を揺動させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の揺動アクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−８６１１０（Ｐ２０１２−８６１１０Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３２６８０（Ｐ２０１０−２３２６８０）
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（３９００２９８０５）ＴＨＫ株式会社 (420)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（３９００２９８０５）ＴＨＫ株式会社 (420)
【Ｆターム（参考）】
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