電磁アクチュエータおよびレンズ駆動ユニット
【課題】構造が簡単で、可動範囲を大きく取ることができ、しかも停止精度の高い電磁アクチュエータを実現する。
【解決手段】コイル３ａ〜３ｄ、ヨーク４ａ〜４ｄからなる複数の電磁石を設けた可動子１を、所定の間隔で対向する一対の固定子５ａ、５ｂ間に挟み込むように配置し、コイル３ａ〜３ｄに対する通電タイミングを制御することにより、可動子１を揺動させる。これによって、可動子１を固定子５ａ、５ｂの一方から他方へと交互に接触させることにより、ガイド部材６に沿って移動させる。磁性体からなる固定子５ａ、５ｂの長さを延ばすだけで、可動子１の可動範囲を大きく取ることができる。
【解決手段】コイル３ａ〜３ｄ、ヨーク４ａ〜４ｄからなる複数の電磁石を設けた可動子１を、所定の間隔で対向する一対の固定子５ａ、５ｂ間に挟み込むように配置し、コイル３ａ〜３ｄに対する通電タイミングを制御することにより、可動子１を揺動させる。これによって、可動子１を固定子５ａ、５ｂの一方から他方へと交互に接触させることにより、ガイド部材６に沿って移動させる。磁性体からなる固定子５ａ、５ｂの長さを延ばすだけで、可動子１の可動範囲を大きく取ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造が容易で、可動範囲（可動域）が大きく、停止精度の高いリニア駆動型の電磁アクチュエータおよびレンズ駆動ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のリニア駆動型の電磁アクチュエータ（リニアアクチュエータ）は、例えば、平面状コイルをアレイ状に平面配置した固定子と、リング状永久磁石の可動子とを有し、可動子の移動経路に沿って平面状コイルを励磁して駆動する（特許文献１参照）。
【０００３】
また、電磁石からなる固定子と、永久磁石を備えた可動子と、固定子を固定し、可動子を板バネ状の連結体により往復自在に支持するフレームと、を有し、電磁石に供給する電流の向きを交互に変えることで可動子を往復駆動させるものもある（特許文献２参照）。
【０００４】
以下、図４０ないし図４３を用いて従来のリニアアクチュエータについて説明する。
【０００５】
図４０および図４１は一従来例によるコアレスリニアモータを示す。図４０の（ａ）は可動子の進行方向から見た正断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う電機子部の側断面図、図４１は電機子固定板を取り外した状態のコアレスリニアモータを示す平面図である。図４０および図４１において、１０１はコアレスリニアモータ、１０２は固定子、１０３は界磁ヨーク、１０４は永久磁石、１０５は可動子、１０６は電機子、１０７は電機子コイル、１０８は樹脂モールド、１０９は電機子固定板、１１０は界磁ヨーク固定板である。また、１７１は順方向巻きのＵ相コイル、１７２は逆方向巻きのＵ相コイル、１７４は順方向巻きのＶ相コイル、１７５は逆方向巻きのＶ相コイル、１７７は順方向巻きのＷ相コイル、１７８は逆方向巻きのＷ相コイルである。
【０００６】
固定子１０２は、その長手方向に対向して界磁ヨーク固定板１１０を介して固定された２つの界磁ヨーク１０３と、界磁ヨークの内側に沿って交互に極性が異なるように配置された複数個の永久磁石１０４から構成されている。この永久磁石１０４は隣り合う磁石同士がＰｍピッチごとに配置され、電機子１０６を挟んで対向する磁石の極性が異極になるように配置されている。また、可動子１０５は、永久磁石１０４の列と磁気的空隙を介して挟み込むように対向配置されたコアレス型の電機子１０６で構成される。電機子１０６は、集中巻にした複数個のコイル群を樹脂モールド１０８により固定し、平板状に成形して成る電機子コイル１０７を有している。なお、電機子部１０６の上端には、図示しない負荷を載置するためのテーブルを固定する電機子固定板１０９が設けてある。電機子コイル１０７は、図４０の（ｂ）に示すように、左からＵ相の集中巻のコイル２個１７１、１７２を隣接して１個のコイル群とする。さらに、Ｖ相の集中巻のコイル２個１７４、１７５を隣接して１個のコイル群とし、Ｗ相の集中巻のコイル２個１７７、１７８を隣接して１個のコイル群としている。具体的には、順方向巻のＵ相コイル１７１、逆方向巻のＵ相コイル１７２、順方向巻のＶ相コイル１７４、逆方向巻のＶ相コイル１７５、順方向巻のＷ相コイル１７７、逆方向巻のＷ相コイル１７８の順に並んで６つのコイルが配置されている。また、磁石のピッチＰｍとした場合、コイル群は、（８／３×Ｐｍ）ピッチごとに可動子進行方向に並べて配置している。この集中巻のコイルの形状は、永久磁石と対向した主に推力を発生する２つのコイル辺が平行した形状となっている。このようなコアレスリニアモータは、集中巻にしたコイル群を重ねずに配置した電機子コイルに通電すると、電機子コイルと永久磁石との電磁作用により、可動子が直線移動する。
【０００７】
図４２および図４３は別の従来例による振動型のリニアアクチュエータを示し、これは、往復式電気かみそり用のもので、固定子２０１と可動子２０２（図示例では２つの可動子２０２ａ、２０２ｂ）、およびフレーム２０３から構成されている。固定子２０１は、磁性材料の燒結体や磁性材料の鉄板を積層したＥ字形のヨーク２０４と、このヨーク２０４の中央片に巻回されたコイル２０５からなる電磁石となっており、断面略Ｕ字状のフレーム２０３に溶接またはねじにより固定されている。
【０００８】
２つの可動子２０２ａ，２０２ｂはいずれも合成樹脂よりなる骨組部材２０６にて主体が構成されており、一方の可動子２０２ａの骨組部材２０６には磁性材料のバックヨーク２０７を介して永久磁石２０８が設けられている。他方の可動子２０２ｂにはバックヨーク２０７や永久磁石２０８は設けられていない。なお、可動子２０２ｂにバックヨーク２０７や永久磁石２０８を設け、可動子２０２ａにこれらを設けなくてもよい。一方の可動子２０２ａの骨組部材２０６は平面形状が略ロ字形の箱状に形成されており、他方の可動子２０２ｂが一方の可動子２ａの両側片間に配設されている。可動子２０２ａ、２０２ｂには電気かみそりの可動刃に連結するための駆動子２０９が上方に突設されている。
【０００９】
２つの可動子２０２ａ、２０２ｂは、その両端が前記フレーム２０３に板ばね状の連結体２１０を介して連結されている。連結体２１０は可動子２０２ｂに連結される中央の板ばね部２１０ｂと、可動子２０２ａに下端が連結される左右一対の板ばね部２１０ａとからなり、連結体２１０の上端が支持板２１１を介してフレーム２０３に溶接、ねじ等で固定されている。つまり、２つの可動子２０２ａ，２０２ｂが板ばね状の連結体２１０にてフレーム２０３から吊り下げられた形態となっている。支持板２１１は振動型リニアアクチュエータと他部品とを固定する基台となっている。可動子２０２ａの内面のばね受け部２１２と可動子２０２ｂの駆動子２０９のばね受け部２１３との間には、可動子２０２ａ，２０２ｂの往復動方向において、圧縮コイルばねからなるばね２１４が配設されている。
【００１０】
可動子２０２ａに設けられた永久磁石２０８は、固定子２０１にギャップを介して上下方向に対向し、可動子２０２ａの往復動方向に着磁されていることから、固定子２０１のコイル２０５に流す電流の方向に応じて連結体２１０を撓ませつつ左右に移動する。コイル２０５に流す電流の方向を適宜なタイミングで切り換えることよって可動子２０２ａを往復運動させることができる。
【特許文献１】特開２００１−０８６７２６号公報
【特許文献２】特開２００１−３０９６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来のリニアアクチュエータにおいて、コアレスリニアモータの場合は可動子の可動範囲を大きく取るためには、界磁ヨークを長くするだけでなく磁界発生用の永久磁石をその可動範囲にあわせて設置しなければならない。このため、製作上の難易度は増し、価格も高価になってしまう。また、振動型のリニアアクチュエータの場合には、Ｅ字形のヨーク等の大きさによって決まるために、可動範囲を大きくするのは非常に困難なことである。
【００１２】
本発明は、上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、可動範囲を任意に大きく設定することができ、しかも安価で停止精度の高い電磁アクチュエータを実現することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の電磁アクチュエータは、互いに間隔をおいて対向する一対の固定子と、前記一対の固定子の間に配置され、少なくとも一方の固定子に対してそれぞれ磁気吸着力を発生する複数の電磁石を備えた可動子と、前記可動子に係合し、前記一対の固定子の対向方向と垂直な一軸方向に前記可動子と共に移動可能である駆動部材と、を有し、前記複数の電磁石から発生する磁気吸着力によって前記可動子を揺動させ、前記一対の固定子の一方から他方へと交互に接触させることにより、前記可動子を前記一軸方向に移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成によれば、構造を複雑化させることなく電磁アクチュエータの可動範囲を大きくとることが可能であり、また、最小位置決め精度も自由に設定できる。また、固定子との間の磁力（磁気吸着力）による吸着・解放により揺動する可動子と、一軸方向に移動する駆動部材を、互いに係合する別体とすることで、駆動部材を直線的に移動させることが可能となる。さらに、複数の電磁石のオンオフのタイミングで制御できるため、比較的簡易な駆動回路で駆動することができる。そして、駆動部材を中空構造とすることにより、内部にレンズを配設したレンズ駆動ユニットやカメラを提供できる。すなわち、駆動部材が中空構造で、内部に１枚以上のレンズを備えることより、高精度のレンズ駆動を可能し、レンズ駆動の位置決め精度（停止精度）の高いカメラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は一実施形態による電磁アクチュエータの構成を示す。可動子１は、可動子本体２と、可動子本体２に付設された複数のコイル３と、各コイル３で発生した磁束を通すヨーク４と、を有する。可動子１を挟み込むように、互いに間隔をおいて対向する一対の固定子５ａ、５ｂが配置され、案内手段であるガイド部材６は、ガイド溝７を有する。可動子本体２には駆動溝８が設けられ、駆動溝８に係合する駆動ピン９を有する中子（駆動部材）１０は、ガイド部材６のガイド溝７に係合するガイドピン１１を備える。各コイル３への電気信号を切り替えるスイッチング回路（駆動回路）１２は、電源１３に接続され、各コイル３は、各ヨーク４と共に電磁石を構成する。
【００１７】
ここで、固定子５ａ、５ｂは、それぞれ磁性体からなり、図１に示す４個のコイル３は、一方の固定子５ａに対向する２つのコイルを第１コイル３ａ、第２コイル３ｂ、他方の固定子５ｂに対向する２つのコイルを第３コイル３ｃ、第４コイル３ｄとする。そしてヨーク４は、それぞれ、第１コイル３ａ、第２コイル３ｂ、第３コイル３ｃ、第４コイル３ｄに隣接して設けられたものを第１ヨーク４ａ、第２ヨーク４ｂ、第３ヨーク４ｃ、第４ヨーク４ｄとする。
【００１８】
図２のタイミングチャートに示すように、通電タイミングを制御するスイッチ回路１２から、順次第１コイル３ａ、第２コイル３ｂ、第３コイル３ｃ、第４コイル３ｄに電気信号（パルス）が送信される。そして、図３に示すように、第１ヨーク４ａ、第２ヨーク４ｂ、第３ヨーク４ｃ、第４ヨーク４ｄの順に磁力（磁気吸着力）を発生し、逐次解除することで、それぞれ対向する固定子５ａ、５ｂに吸着・解放される。これによって可動子１は揺動し、対向する固定子５ａ、５ｂに交互に接触しながら、駆動ピン９を介して可動子１に係合する駆動部材である中子１０と共に、固定子５ａ、５ｂの対向方向に対して垂直な一軸方向へ移動する。
【００１９】
なお、上記のコイルおよびヨークからなる電磁石の数は限定されず、また、少なくとも一方の固定子を磁性体として、それに対向するヨークを磁力によって吸着する構成であればよい。
【実施例１】
【００２０】
図１ないし図７は、実施例１による電磁アクチュエータを説明するための図である。本実施例の電磁アクチュエータは、４個のコイル３（３ａ〜３ｄ）および同数のヨーク４（４ａ〜４ｄ）を付設した可動子本体２を有する可動子１と、可動子１と所定の間隔を持ち、可動子１を挟み込むように配置された一対の固定子５ａ、５ｂと、を有する。また、可動子１の移動に伴って、固定子５ａ、５ｂの対向方向に対して垂直な一軸方向へ移動可能に設けられた中子１０と、中子１０の前記一軸方向以外の移動を制限し、前記一軸方向への移動を案内するガイド溝７を備えたガイド部材６を有する。さらに、各コイル３を励磁するための電気信号を、可動子１の駆動のために図２に示すタイミングで各コイル３に振り分けるスイッチング回路１２を備えている。
【００２１】
図３を用いて実施例１の駆動原理を説明する。まず、図３の（ａ）は可動子１のコイル３ａ〜３ｄのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により下側の固定子５ｂに接触し、停止している。
【００２２】
図２のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図３の（ｂ）〜（ｅ）に示すように動作する。
【００２３】
（１）第１コイル３ａと第４コイル３ｄへの電気信号がほぼ同時にＯＮされると、第１、第４ヨーク４ａ、４ｄが磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに、第４ヨーク４ｄは固定子５ｂに、それぞれ吸着される（図３の（ｂ）参照）。
【００２４】
（２）第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第４コイル３ｄをＯＦＦ、第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第４ヨーク４ｄは固定子５ｂから離れ、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着する。
【００２５】
（３）次に、第２コイル３ｂの電気信号をＯＮのまま、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦ、第３コイル３ｃの電気信号をＯＮする。これにより、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着したまま第１ヨーク４ａが固定子５ａから離れ、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着する（図３の（ｄ）参照）。
【００２６】
（４）次に、第３コイル３ｃの電気信号がＯＮのまま第２コイル３ｂをＯＦＦ、第４コイル３ｄをＯＮすると、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着したまま第２ヨーク４ｂは固定子５ａから離れ、第４ヨーク４ｄが固定子５ｂに吸着する（図３の（ｅ）参照）。
【００２７】
以上（１）〜（４）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返す。これによって、固定子５ａ、５ｂの対向方向に垂直で、第１コイル３ａと第２コイル３ｂの配列方向、または、第３コイル３ｃと第４コイル３ｄの配列方向に平行な一軸方向（図３の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００２８】
上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｄに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図３の左方向）に可動子１を駆動することができる。
【００２９】
ここで、可動子１と中子１０は、固定子５ａ、５ｂの対向方向に対しては拘束することなく、また、固定子５ａ、５ｂの対向方向に略垂直な方向に対しては連動するように、駆動ピン９と駆動溝８で連結されている。このため、可動子１の移動に伴って、ガイド部材６のガイド溝７に沿って中子１０が直線移動する。
【００３０】
図４および図５は、本実施例の第１および第２の変形例によるタイミングチャートを示す。また、図６および図７は、それぞれ、第１および第２の変形例による動作を示す。
【００３１】
まず、図４のタイミングチャートによる第１の変形例を説明する。図６の（ａ）は、可動子１のコイル３ａ〜３ｄのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【００３２】
図４のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図６の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【００３３】
（１）第１コイル３ａと第２コイル３ｂへの電気信号がほぼ同時にＯＮされると、第１、第２ヨーク４ａ、４ｂが磁石となり、第１ヨーク４ａ、第２ヨーク４ｂはともに、固定子５ａに吸着される（図６の（ｂ）参照）。
【００３４】
（２）次に、第２コイル３ｂの電気信号がＯＮのまま第１コイル３ａをＯＦＦ、第３コイル３ｃをＯＮすると、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着したまま第１ヨーク４ａは固定子５ａから離れ、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着する（図６の（ｃ）参照）。
【００３５】
（３）次に、第３コイル３ｃの電気信号をＯＮのまま、第２コイル３ｂの電気信号をＯＦＦ、第４コイル３ｄの電気信号をＯＮすると、第２ヨーク４ｂが固定子５ａから離れ、第４ヨーク４ｄが固定子５ｂに吸着する（図６の（ｄ）参照）。
【００３６】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図６の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００３７】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｄに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図６の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【００３８】
次に、図５のタイミングチャートによる第２の変形例を説明する。図７の（ａ）は可動子１のコイル３ａ〜３ｄのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【００３９】
図５のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図７の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【００４０】
（１）第１コイル３ａと第４コイル３ｄへの電気信号がほぼ同時にＯＮされると、第１、第４ヨーク４ａ、４ｄが電磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに、第４ヨーク４ｄは固定子５ｂに吸着される（図７の（ｂ）参照）。
【００４１】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第４コイル３ｄをＯＦＦ、第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第４ヨーク４ｄは固定子５ｂから離れ、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着する（図７の（ｃ）参照）。
【００４２】
（３）次に、第１コイル３ａと第２コイル３ｂの電気信号をＯＦＦし、同時に第３コイル３ｃ、第４コイル３ｄの電気信号をＯＮする。これにより、第１ヨーク４ａと第２ヨーク４ｂが固定子５ａから離れ、第３ヨーク４ｃと第４ヨーク４ｄが固定子５ｂに吸着する（図７の（ｄ）参照）。
【００４３】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図７の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００４４】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｄに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図７の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【実施例２】
【００４５】
図８は、実施例２による電磁アクチュエータを示す。本実施例では、実施例１と同じ構成の可動子１、可動子本体２、コイル３およびヨーク４を有する。さらに、一端が可動子１に設けられた駆動ピン９を中心として回動自由に設けられた連結部材１４を有し、可動子１の移動に伴って直線移動する中子１０は、連結ピン１５によって連結部材１４に連結される。中子１０の一軸方向への移動を案内するガイド溝７を有するガイド部材６、各コイル３を励磁するための電気信号を供給する電源１３、電源１３から供給された電気信号を各コイル３に振り分けるスイッチング回路１２は、実施例１と同様である。そして、図２ないし図７に示した駆動方法により駆動することができる。
【実施例３】
【００４６】
図９ないし図１５は実施例３を示す。
【００４７】
本実施例の電磁アクチュエータの可動子１は、図９に示すように、３個のコイル３（３ａ〜３ｃ）および同数のヨーク４（４ａ〜４ｃ）を有する。第１コイル３ａおよび第１ヨーク４ａは上方の固定子５ａに対向して磁力を発生する電磁石となる。また、第２、第３コイル３ｂ、３ｃおよび第２、第３ヨーク４ｂ、４ｃはそれぞれ下方の固定子５ｂに対向して磁力を発生する電磁石となる。その他の構成は実施例１と同様であるから説明は省略する。スイッチング回路１２は、各コイル３を励磁するための電気信号を、図１０に示すタイミングで各コイル３に振り分ける。
【００４８】
図１１を用いて実施例３の駆動原理を説明する。まず、図１１の（ａ）は可動子１のコイル３ａ〜３ｃのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により下側の固定子５ｂに接触し、停止している。
【００４９】
図１０のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図１１の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【００５０】
（１）第１コイル３ａへの電気信号がＯＮされると、第１ヨーク４ａが磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに吸着される（図１１の（ｂ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【００５１】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第２ヨーク４ｂが固定子５ｂに吸着される（図１１の（ｃ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【００５２】
（３）次に、第２コイル３ｂの電気信号をＯＮのまま、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦする。これにより、第２ヨーク４ｂが固定子５ｂに吸着したまま第１ヨーク４ａが固定子５ａから離れ、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着し、可動子１は固定子５ｂ側に移動する（図１１の（ｄ）参照）。
【００５３】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返す。これによって、固定子５ａ、５ｂの対向方向に垂直で、第２コイル３ｂと第３コイル３ｃの配列方向に平行な一軸方向（図１１の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００５４】
上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｃに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図１１の左方向）に可動子１を駆動することができる。
【００５５】
ここで、可動子１と中子１０は、固定子５ａ、５ｂの対向方向に対しては拘束することなく、また、固定子５ａ、５ｂの対向方向に略垂直な方向に対しては連動するように、駆動ピン９と駆動溝８で連結されている。このため、可動子１の移動に伴って、ガイド部材６のガイド溝７に沿って中子１０が直線移動する。
【００５６】
図１２および図１３は、本実施例の第１および第２の変形例によるタイミングチャートを示す。また、図１４および図１５は、それぞれ、第１および第２の変形例による動作を示す。
【００５７】
まず、図１２のタイミングチャートによる第１の変形例を説明する。図１４の（ａ）は、可動子１のコイル３ａ〜３ｃのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【００５８】
図１２のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図１４の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【００５９】
（１）第１コイル３ａと第３コイル３ｃへの電気信号が同時にＯＮされると、第１、第３ヨーク４ａ、４ｃが磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに、第３ヨーク４ｃは固定子５ｂに吸着される（図１４の（ｂ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【００６０】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第３コイル３ｃをＯＦＦし、第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第３ヨーク４ｃは固定子５ｂから離れ、第２ヨーク４ｂが固定子５ｂに吸着する（図１４の（ｃ）参照）。
【００６１】
（３）次に、第２コイル３ｂの電気信号をＯＮのまま、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦし、第３コイル３ｃの電気信号をＯＮする。これにより、第２ヨーク４ｂが固定子５ｂに吸着したまま第１ヨーク４ａが固定子５ａから離れ、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着する（図１４の（ｄ）参照）。これによって、可動子１は固定子５ｂ側に移動する。
【００６２】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図１４の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００６３】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｃに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図１４の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【００６４】
次に、図１３のタイミングチャートによる第２の変形例を説明する。図１５の（ａ）は可動子１のコイル３ａ〜３ｃのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【００６５】
図１３のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図１５の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【００６６】
（１）第１コイル３ａと第３コイル３ｃへの電気信号が同時にＯＮされると、第１、第３ヨーク４ａ、４ｃが磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに、第３ヨーク４ｃは固定子５ｂに吸着される（図１５の（ｂ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【００６７】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第３コイル３ｃをＯＦＦすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第３ヨーク４ｃは固定子５ｂから離れる（図１５の（ｃ）参照）。
【００６８】
（３）次に、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦし、第２コイル３ｂと第３コイル３ｃの電気信号をＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａから離れ、第２ヨーク４ｂと第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着する（図１５の（ｄ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【００６９】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図１５の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００７０】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｃに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図１５の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【実施例４】
【００７１】
図１６は、実施例４による電磁アクチュエータを示す。本実施例では、実施例３と同じ構成の可動子１、可動子本体２、コイル３およびヨーク４を有する。さらに、一端が可動子１に設けられた駆動ピン９を中心として回動自由に設けられた連結部材１４を有し、可動子１の移動に伴って直線移動する中子１０は、連結ピン１５によって連結部材１４に連結される。中子１０の一軸方向への移動を案内するガイド溝７を有するガイド部材６、各コイル３を励磁するための電気信号を供給する電源１３、電源１３から供給された電気信号を各コイル３に振り分けるスイッチング回路１２は、実施例３と同様である。そして、図１０ないし図１５に示した駆動方法により駆動することができる。
【実施例５】
【００７２】
図１７ないし図２３は実施例５を示す。本実施例の電磁アクチュエータの可動子１は、図１７に示すように、３個のコイル３（３ａ〜３ｃ）および同数のヨーク４（４ａ〜４ｃ）を有する。第１、第２コイル３ａ、３ｂおよび第１、第２ヨーク４ａ、４ｂはそれぞれ上方の固定子５ａに対向して磁力を発生する電磁石となる。また、第３コイル３ｃおよび第３ヨーク４ｃは下方の固定子５ｂに対向して磁力を発生する電磁石となる。その他の構成は実施例１と同様であるから説明は省略する。スイッチング回路１２は、各コイル３を励磁するための電気信号を、図１８に示すタイミングで各コイル３に振り分ける。
【００７３】
図１９を用いて実施例５の駆動原理を説明する。まず、図１９の（ａ）は可動子１のコイル３ａ〜３ｃのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により下側の固定子５ｂに接触し、停止している。
【００７４】
図１８のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図１９の（ｂ）〜（ｅ）に示すように動作する。
【００７５】
（１）第１コイル３ａと第３コイル３ｃへの電気信号がＯＮされると、第１、第３ヨーク４ａ、４ｃが磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに、第３ヨーク４ｃは固定子５ｂに、それぞれ吸着される（図１９の（ｂ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【００７６】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第４コイル３ｃをＯＦＦし、第２コイル３ｂをＯＮすると、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂから離れ、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着する（図１９の（ｃ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【００７７】
（３）次に、第２コイル３ｂの電気信号をＯＮのまま、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦ、第３コイル３ｃの電気信号をＯＮする。これにより、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着したまま第１ヨーク４ａが固定子５ａから離れ、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着する（図１９の（ｄ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【００７８】
（４）次に、第３コイル３ｃの電気信号がＯＮのまま第２コイル３ｂをＯＦＦすると、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着したまま第２ヨーク４ｂは固定子５ａから離れる（図１９の（ｅ）参照）。これによって可動子１は固定子５ｂ側に移動する。
【００７９】
以上（１）〜（４）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返す。これによって、固定子５ａ、５ｂの対向方向に垂直で、第１コイル３ａと第２コイル３ｂの配列方向に平行な一軸方向（図１９の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００８０】
上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｃに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図１９の左方向）に可動子１を駆動することができる。
【００８１】
ここで、可動子１と中子１０は、固定子５ａ、５ｂの対向方向に対しては拘束することなく、また、固定子５ａ、５ｂの対向方向に略垂直な方向に対しては連動するように、駆動ピン９と駆動溝８で連結されている。このため、可動子１の移動に伴って、ガイド部材６のガイド溝７に沿って中子１０が直線移動する。
【００８２】
図２０および図２１は、本実施例の第１および第２の変形例によるタイミングチャートを示す。また、図２２および図２３は、それぞれ、第１および第２の変形例による動作を示す。
【００８３】
まず、図２０のタイミングチャートによる第１の変形例を説明する。図２２の（ａ）は、可動子１のコイル３ａ〜３ｃのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【００８４】
図２０のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図２２の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【００８５】
（１）第２コイル３ｂの電気信号がＯＦＦのまま、第１、第３コイル３ａ、３ｃをＯＮすると、第１ヨーク４ａは固定子５ａに、第３ヨーク４ｃは固定子５ｂに吸着される（図２２の（ｂ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【００８６】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第３コイル３ｃをＯＦＦ、第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第３ヨーク４ｃは固定子５ｂから離れ、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着する（図２２の（ｃ）参照）。
【００８７】
（３）次に、第１コイル３ａと第２コイル３ｂへの電気信号を共にＯＦＦ、第３コイル３ｃへの電気信号をＯＮすると、第１ヨーク４ａと第２ヨーク４ｂが固定子５ａから離れ、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着する（図２２の（ｄ）参照）。これによって可動子１は固定子５ｂ側へ移動する。
【００８８】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図２２の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００８９】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｃに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図２２の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【００９０】
次に、図２１のタイミングチャートによる第２の変形例を説明する。図２３の（ａ）は可動子１のコイル３ａ〜３ｃのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【００９１】
図２１のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図２３の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【００９２】
（１）第３コイル３ｃへの電気信号はＯＮせずに、第１コイル３ａと第２コイル３ｂへの電気信号がＯＮされると、第１、第２ヨーク４ａ、４ｂが磁石となり、第１ヨーク４ａと第２ヨーク４ｂは固定子５ａに吸着される（図２３の（ｂ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【００９３】
（２）次に第２コイル３ｂの電気信号がＯＮのまま第１コイル３ａをＯＦＦ、第３コイル３ｃをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａから離れ、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着したまま第３ヨーク４ｃは固定子５ｂに吸着する（図２３の（ｃ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【００９４】
（３）次に、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦのまま、第３コイル３ｃの電気信号をＯＮのままとし、第２コイル３ｂへの電気信号をＯＦＦすると、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着したまま第２ヨーク４ｂが固定子５ａから離れる（図２３の（ｄ）参照）。これによって、第３ヨーク４ｃの固定子５ｂとの接触面が固定子５ｂの接触面に倣うように、可動子１は姿勢変化する。
【００９５】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図２３の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００９６】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｃに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図２３の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【実施例６】
【００９７】
図２４は、実施例６による電磁アクチュエータを示す。本実施例では、実施例５と同じ構成の可動子１、可動子本体２、コイル３およびヨーク４を有する。さらに、一端が可動子１に設けられた駆動ピン９を中心として回動自由に設けられた連結部材１４を有し、可動子１の移動に伴って直線移動する中子１０は、連結ピン１５によって連結部材１４に連結される。中子１０の一軸方向への移動を案内するガイド溝７を有するガイド部材６、各コイル３を励磁するための電気信号を供給する電源１３、電源１３から供給された電気信号を各コイル３に振り分けるスイッチング回路１２は、実施例５と同様である。そして、図１８ないし図２３に示した駆動方法により駆動することができる。
【実施例７】
【００９８】
図２５ないし図２７は、実施例７を示す。本実施例の電磁アクチュエータの可動子１は、図２５に示すように、２個のコイル３（３ａ、３ｂ）および同数のヨーク４（４ａ、４ｂ）を有する。第１コイル３ａおよび第１ヨーク４ａは上方の固定子５ａに対向して磁力を発生する電磁石となる。また、第２コイル３ｂおよび第２ヨーク４ｂは下方の固定子５ｂに対向して磁力を発生する電磁石となる。可動子本体２の一部は、重力によって下方の固定子５ｂに接触する。その他の構成は実施例１と同様であるから説明は省略する。スイッチング回路１２は、各コイル３を励磁するための電気信号を、図２６に示すタイミングで各コイル３に振り分ける。
【００９９】
図２７を用いて実施例７の駆動原理を説明する。本実施例は、図示下側方向が重力の作用する方向またはそれに近い方向である場合にのみ、図示左右方向に可動子１を駆動することが可能である。まず、図２７の（ａ）は可動子１のコイル３ａ、３ｂのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により下側の固定子５ｂに接触し、停止している。
【０１００】
図２６のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図２７の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【０１０１】
（１）第２コイル３ｂに電気信号がＯＮされずに、第１コイル３ａへの電気信号がＯＮされると、第１ヨーク４ａが磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに吸着される（図２７の（ｂ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【０１０２】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第２ヨーク４ｂは固定子５ｂに吸着される（図２７の（ｃ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【０１０３】
（３）次に、第２コイル３ｂの電気信号をＯＮのまま、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａから離れ、重力により可動子１は固定子５ｂ側に移動する（図２７の（ｄ）参照）。
【０１０４】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返す。これによって、固定子５ａ、５ｂの対向方向に垂直な一軸方向（図２７の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【０１０５】
上記と逆の手順でコイル３ａ、３ｂに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図２７の左方向）に可動子１を駆動することができる。
【０１０６】
ここで、可動子１と中子１０は、固定子５ａ、５ｂの対向方向に対しては拘束することなく、また、固定子５ａ、５ｂの対向方向に略垂直な方向に対しては連動するように、駆動ピン９と駆動溝８で連結されている。このため、可動子１の移動に伴って、ガイド部材６のガイド溝７に沿って中子１０が直線移動する。
【実施例８】
【０１０７】
図２８は、実施例８による電磁アクチュエータを示す。本実施例では、実施例７と同じ構成の可動子１、可動子本体２、コイル３およびヨーク４を有する。さらに、一端が可動子１に設けられた駆動ピン９を中心として回動自由に設けられた連結部材１４を有し、可動子１の移動に伴って直線移動する中子１０は、連結ピン１５によって連結部材１４に連結される。中子１０の一軸方向への移動を案内するガイド溝７を有するガイド部材６、各コイル３を励磁するための電気信号を供給する電源１３、電源１３から供給された電気信号を各コイル３に振り分けるスイッチング回路１２は、実施例７と同様である。そして、図２６および図２７に示した駆動方法により駆動することができる。
【実施例９】
【０１０８】
図２９ないし図３５は、実施例９を示す。本実施例の電磁アクチュエータの可動子１は、図２９に示すように、２個のコイル３（３ａ、３ｂ）および同数のヨーク４（４ａ、４ｂ）を有する。第１、第２コイル３ａ、３ｂおよび第１、第２ヨーク４ａ、４ｂはそれぞれ上方の固定子５ａに対向して磁力を発生する電磁石となる。また、可動子本体２は、重力によって下方の固定子５ｂに接触する。その他の構成は実施例１と同様であるから説明は省略する。スイッチング回路１２は、各コイル３を励磁するための電気信号を、図３０に示すタイミングで各コイル３に振り分ける。
【０１０９】
図３１を用いて実施例９の駆動原理を説明する。本実施例は、図示下側方向が重力の作用する方向またはそれに近い方向である場合についてのみ、図示左右方向に可動子１を駆動することが可能である。まず、図３１の（ａ）は可動子１のコイル３ａ、３ｂのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により下側の固定子５ｂに接触し、停止している。
【０１１０】
図３０のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図３１の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【０１１１】
（１）第１コイル３ａ、第２コイル３ｂへの電気信号がＯＮされると、第１、第２ヨーク４ａ、４ｂは磁力により固定子５ａに吸着される（図３１の（ｂ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【０１１２】
（２）次に、第２コイル３ｂの電気信号がＯＮのまま第１コイル３ａをＯＦＦすると、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着したまま第１ヨーク４ａは固定子５ａから離れる（図３１の（ｃ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【０１１３】
（３）次に、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦしたまま、第２コイル３ｂの電気信号をＯＦＦすると、第１ヨーク４ａおよび第２ヨーク４ｂは固定子５ａへの吸着力を失い、重力により可動子１は固定子５ｂ側に移動する（図３１の（ｄ）参照）。
【０１１４】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返す。これによって、固定子５ａ、５ｂの対向方向に垂直で、第１コイル３ａと第２コイル３ｂの配列方向に平行な一軸方向（図３１の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【０１１５】
上記と逆の手順でコイル３ａ、３ｂに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図３１の左方向）に可動子１を駆動することができる。
【０１１６】
ここで、可動子１と中子１０が固定子５ａ、５ｂの対向方向に対しては拘束することなく、また、固定子５ａ、５ｂの対向方向に略垂直な方向に対しては連動するように、駆動ピン９と駆動溝８で連結されている。このため、可動子１の移動に伴って、ガイド部材６のガイド溝７に沿って中子１０が直線移動する。
【０１１７】
図３２および図３３は、本実施例の第１および第２の変形例によるタイミングチャートを示す。また、図３４および図３５は、それぞれ、第１および第２の変形例による動作を示す。
【０１１８】
まず、図３２のタイミングチャートによる第１の変形例を説明する。図３４の（ａ）は、可動子１のコイル３ａ、３ｂのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【０１１９】
図３２のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図３４の（ｂ）〜（ｅ）に示すように動作する。
【０１２０】
（１）第２コイル３ｂに電気信号がＯＮされずに、第１コイル３ａへの電気信号がＯＮされると、第１ヨーク４ａが磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに吸着される。可動子１は第２ヨーク４ｂ側が重力により固定子５ｂに接触したままとなる（図３４の（ｂ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【０１２１】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第２ヨーク４ｂは固定子５ａに吸着される（図３４の（ｃ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【０１２２】
（３）次に、第２コイル３ｂへの電気信号をＯＮのまま、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦする。これにより、第２ヨーク４ｂは固定子５ａに吸着したまま、可動子１の第１ヨーク４ａ側が固定子５ａへの吸着力を失い、重力により固定子５ｂ側に落ちる（図３４の（ｄ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【０１２３】
（４）次に、第１コイル３ａへの電気信号をＯＦＦしたまま第２コイル３ｂへの電気信号をＯＦＦすると、可動子１は重力により落下し、固定子５ｂに接触する（図３４の（ｅ）参照）。
【０１２４】
以上（１）〜（４）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図３４の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【０１２５】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ、３ｂに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図３４の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【０１２６】
次に、図３３のタイミングチャートによる第２の変形例を説明する。図３５の（ａ）は可動子１のコイル３ａ、３ｂのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【０１２７】
次に図３３のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図３５の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【０１２８】
（１）第２コイル３ｂへの電気信号がＯＮされずに、第１コイル３ａへの電気信号がＯＮされると、第１ヨーク４ａが磁石となり、固定子５ａに吸着され、可動子１は第２ヨーク４ｂ側が重力により固定子５ｂに接触したままとなる（図３５の（ｂ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【０１２９】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第２ヨーク４ｂも固定子５ａに吸着する（図３５の（ｃ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【０１３０】
（３）次に、第１コイル３ａと第２コイル３ｂへの電気信号を共にＯＦＦすると、第１ヨーク４ａと第２ヨーク４ｂの吸着力は失われ、可動子１は重力により落下し、固定子５ｂに接触する（図３５の（ｄ）参照）。
【０１３１】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図３５の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【０１３２】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ、３ｂに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図３５の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【実施例１０】
【０１３３】
図３６は、実施例１０による電磁アクチュエータを示す。本実施例では、実施例９と同じ構成の可動子１、可動子本体２、コイル３およびヨーク４を有する。さらに、一端が可動子１に設けられた駆動ピン９を中心として回動自由に設けられた連結部材１４を有し、可動子１の移動に伴って直線移動する中子１０は、連結ピン１５によって連結部材１４に連結される。中子１０の一軸方向への移動を案内するガイド溝７を有するガイド部材６、各コイル３を励磁するための電気信号を供給する電源１３、電源１３から供給された電気信号を各コイル３に振り分けるスイッチング回路１２は、実施例９と同様である。そして、図３０ないし図３５に示した駆動方法により駆動することができる。
【０１３４】
ここで、ヨーク４の先端断面形状は、実施例１〜１０では半円形状としているが、可動子１を駆動する際に接触する固定子５ａ、５ｂの対向面との角度変化を妨げることなく、良好な透磁性を示すものであれば、半円形状に限るものではない。
【０１３５】
例えば、図３７の（ａ）〜（ｃ）に示すような楕円形状４１ａ、円柱状４１ｂ、角柱状４１ｃ、あるいは、（ｄ）〜（ｆ）に示すような異形柱状４１ｄ、４１ｅ、４１ｆを使用できる。また、必要な磁気吸着力が得られるならば、ヨークを省略することもできる。
【０１３６】
また、図３８の（ａ）〜（ｆ）に示すように、ヨークとコイルで形成される電磁石により発生する磁力が効率よく働く形状であれば、様々なヨーク形状４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆを用いることができる。さらに、２個以上のコイルとヨークを、可動子の駆動方向と直角で、磁力を作用させる固定子に対して平行に並べて、一つの電磁石として用いても構わない。
【０１３７】
図３９は、実施例１による電磁アクチュエータを用いたレンズ駆動ユニットを有するカメラモジュール（カメラ）１６を示す図である。同図の左右方向が光軸方向（一軸方向）で、中子１０は光軸方向に貫通した中空部を有する中空構造をしており、その内部にレンズ２０が配設されている。中子１０は前述の連結機構により可動子１と連結され、光軸方向にのみ移動できるようになっている。可動子１は、複数のコイル３と同数のヨーク４と可動子本体２とから構成される。また、可動子１と所定の間隔を持ち、可動子１を挟み込むように配置された一対の固定子５ａ、５ｂを鏡筒１７の内部に設けてある。鏡筒１７の全面は前カバー１８によって不必要な光が鏡筒１７内に入らないように遮蔽されている。カメラケース２３は、内部に撮像素子２２を備え、鏡筒１７と接続されており、レンズ２０を通過した光が、カメラケース２３の鏡筒１７側内部に設けられたＩＲカットフィルター２１を通って、撮像素子２２上に到達する。
【０１３８】
このカメラモジュール１６においては、図２ないし図７に基づいて説明した駆動方法を用いて中子１０を駆動することにより、レンズ２０を通過した光の像が、撮像素子２２上で結像するように、レンズ２０の位置を光軸方向に移動させることができる。この移動は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動の繰り返しによって生じるので、高精度の位置決めを可能とする。
【０１３９】
なお、このカメラのレンズ駆動ユニットとして、実施例１ないし実施例１０の電磁アクチュエータのいずれかを任意に選択して搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】実施例１による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図２】実施例１のコイルに印加する電気信号を示すタイミングチャートである。
【図３】図２のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図４】実施例１の第１の変形例によるタイミングチャートである。
【図５】実施例１の第２の変形例によるタイミングチャートである。
【図６】図４のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図７】図５のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図８】実施例２による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図９】実施例３による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図１０】実施例３のコイルに印加する電気信号を示すタイミングチャートである。
【図１１】図１０のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図１２】実施例３の第１の変形例によるタイミングチャートである。
【図１３】実施例３の第２の変形例によるタイミングチャートである。
【図１４】図１２のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図１５】図１３のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図１６】実施例４による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図１７】実施例５による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図１８】実施例５のコイルに印加する電気信号を示すタイミングチャートである。
【図１９】図１８のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図２０】実施例５の第１の変形例によるタイミングチャートである。
【図２１】実施例５の第２の変形例によるタイミングチャートである。
【図２２】図２０のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図２３】図２１のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図２４】実施例６による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図２５】実施例７による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図２６】実施例７のコイルに印加する電気信号を示すタイミングチャートである。
【図２７】図２６のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図２８】実施例８による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図２９】実施例９による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図３０】実施例９のコイルに印加する電気信号を示すタイミングチャートである。
【図３１】図３０のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図３２】実施例９の第１の変形例によるタイミングチャートである。
【図３３】実施例９の第２の変形例によるタイミングチャートである。
【図３４】図３２のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図３５】図３３のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図３６】実施例１０による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図３７】ヨーク形状例を示す図である。
【図３８】ヨーク形状例を示す図である。
【図３９】実施例１による電磁アクチュエータをレンズ駆動に用いたカメラを示す模式図である。
【図４０】従来例１によるコアレスリニアモータを示す断面図である。
【図４１】図４０のコアレスリニアモータを電機子固定板を取り外した状態で示す平面図である。
【図４２】従来例２による振動型アクチュエータを示す斜視図である。
【図４３】図４２の振動型アクチュエータを分解して示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１ 可動子
２ 可動子本体
３ コイル
３ａ 第１コイル
３ｂ 第２コイル
３ｃ 第３コイル
３ｄ 第４コイル
４ ヨーク
４ａ 第１ヨーク
４ｂ 第２ヨーク
４ｃ 第３ヨーク
４ｄ 第４ヨーク
５ａ、５ｂ 固定子
６ ガイド部材
７ ガイド溝
９ 駆動ピン
１０ 中子
１２ スイッチング回路
１３ 電源
１４ 連結部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造が容易で、可動範囲（可動域）が大きく、停止精度の高いリニア駆動型の電磁アクチュエータおよびレンズ駆動ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のリニア駆動型の電磁アクチュエータ（リニアアクチュエータ）は、例えば、平面状コイルをアレイ状に平面配置した固定子と、リング状永久磁石の可動子とを有し、可動子の移動経路に沿って平面状コイルを励磁して駆動する（特許文献１参照）。
【０００３】
また、電磁石からなる固定子と、永久磁石を備えた可動子と、固定子を固定し、可動子を板バネ状の連結体により往復自在に支持するフレームと、を有し、電磁石に供給する電流の向きを交互に変えることで可動子を往復駆動させるものもある（特許文献２参照）。
【０００４】
以下、図４０ないし図４３を用いて従来のリニアアクチュエータについて説明する。
【０００５】
図４０および図４１は一従来例によるコアレスリニアモータを示す。図４０の（ａ）は可動子の進行方向から見た正断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う電機子部の側断面図、図４１は電機子固定板を取り外した状態のコアレスリニアモータを示す平面図である。図４０および図４１において、１０１はコアレスリニアモータ、１０２は固定子、１０３は界磁ヨーク、１０４は永久磁石、１０５は可動子、１０６は電機子、１０７は電機子コイル、１０８は樹脂モールド、１０９は電機子固定板、１１０は界磁ヨーク固定板である。また、１７１は順方向巻きのＵ相コイル、１７２は逆方向巻きのＵ相コイル、１７４は順方向巻きのＶ相コイル、１７５は逆方向巻きのＶ相コイル、１７７は順方向巻きのＷ相コイル、１７８は逆方向巻きのＷ相コイルである。
【０００６】
固定子１０２は、その長手方向に対向して界磁ヨーク固定板１１０を介して固定された２つの界磁ヨーク１０３と、界磁ヨークの内側に沿って交互に極性が異なるように配置された複数個の永久磁石１０４から構成されている。この永久磁石１０４は隣り合う磁石同士がＰｍピッチごとに配置され、電機子１０６を挟んで対向する磁石の極性が異極になるように配置されている。また、可動子１０５は、永久磁石１０４の列と磁気的空隙を介して挟み込むように対向配置されたコアレス型の電機子１０６で構成される。電機子１０６は、集中巻にした複数個のコイル群を樹脂モールド１０８により固定し、平板状に成形して成る電機子コイル１０７を有している。なお、電機子部１０６の上端には、図示しない負荷を載置するためのテーブルを固定する電機子固定板１０９が設けてある。電機子コイル１０７は、図４０の（ｂ）に示すように、左からＵ相の集中巻のコイル２個１７１、１７２を隣接して１個のコイル群とする。さらに、Ｖ相の集中巻のコイル２個１７４、１７５を隣接して１個のコイル群とし、Ｗ相の集中巻のコイル２個１７７、１７８を隣接して１個のコイル群としている。具体的には、順方向巻のＵ相コイル１７１、逆方向巻のＵ相コイル１７２、順方向巻のＶ相コイル１７４、逆方向巻のＶ相コイル１７５、順方向巻のＷ相コイル１７７、逆方向巻のＷ相コイル１７８の順に並んで６つのコイルが配置されている。また、磁石のピッチＰｍとした場合、コイル群は、（８／３×Ｐｍ）ピッチごとに可動子進行方向に並べて配置している。この集中巻のコイルの形状は、永久磁石と対向した主に推力を発生する２つのコイル辺が平行した形状となっている。このようなコアレスリニアモータは、集中巻にしたコイル群を重ねずに配置した電機子コイルに通電すると、電機子コイルと永久磁石との電磁作用により、可動子が直線移動する。
【０００７】
図４２および図４３は別の従来例による振動型のリニアアクチュエータを示し、これは、往復式電気かみそり用のもので、固定子２０１と可動子２０２（図示例では２つの可動子２０２ａ、２０２ｂ）、およびフレーム２０３から構成されている。固定子２０１は、磁性材料の燒結体や磁性材料の鉄板を積層したＥ字形のヨーク２０４と、このヨーク２０４の中央片に巻回されたコイル２０５からなる電磁石となっており、断面略Ｕ字状のフレーム２０３に溶接またはねじにより固定されている。
【０００８】
２つの可動子２０２ａ，２０２ｂはいずれも合成樹脂よりなる骨組部材２０６にて主体が構成されており、一方の可動子２０２ａの骨組部材２０６には磁性材料のバックヨーク２０７を介して永久磁石２０８が設けられている。他方の可動子２０２ｂにはバックヨーク２０７や永久磁石２０８は設けられていない。なお、可動子２０２ｂにバックヨーク２０７や永久磁石２０８を設け、可動子２０２ａにこれらを設けなくてもよい。一方の可動子２０２ａの骨組部材２０６は平面形状が略ロ字形の箱状に形成されており、他方の可動子２０２ｂが一方の可動子２ａの両側片間に配設されている。可動子２０２ａ、２０２ｂには電気かみそりの可動刃に連結するための駆動子２０９が上方に突設されている。
【０００９】
２つの可動子２０２ａ、２０２ｂは、その両端が前記フレーム２０３に板ばね状の連結体２１０を介して連結されている。連結体２１０は可動子２０２ｂに連結される中央の板ばね部２１０ｂと、可動子２０２ａに下端が連結される左右一対の板ばね部２１０ａとからなり、連結体２１０の上端が支持板２１１を介してフレーム２０３に溶接、ねじ等で固定されている。つまり、２つの可動子２０２ａ，２０２ｂが板ばね状の連結体２１０にてフレーム２０３から吊り下げられた形態となっている。支持板２１１は振動型リニアアクチュエータと他部品とを固定する基台となっている。可動子２０２ａの内面のばね受け部２１２と可動子２０２ｂの駆動子２０９のばね受け部２１３との間には、可動子２０２ａ，２０２ｂの往復動方向において、圧縮コイルばねからなるばね２１４が配設されている。
【００１０】
可動子２０２ａに設けられた永久磁石２０８は、固定子２０１にギャップを介して上下方向に対向し、可動子２０２ａの往復動方向に着磁されていることから、固定子２０１のコイル２０５に流す電流の方向に応じて連結体２１０を撓ませつつ左右に移動する。コイル２０５に流す電流の方向を適宜なタイミングで切り換えることよって可動子２０２ａを往復運動させることができる。
【特許文献１】特開２００１−０８６７２６号公報
【特許文献２】特開２００１−３０９６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来のリニアアクチュエータにおいて、コアレスリニアモータの場合は可動子の可動範囲を大きく取るためには、界磁ヨークを長くするだけでなく磁界発生用の永久磁石をその可動範囲にあわせて設置しなければならない。このため、製作上の難易度は増し、価格も高価になってしまう。また、振動型のリニアアクチュエータの場合には、Ｅ字形のヨーク等の大きさによって決まるために、可動範囲を大きくするのは非常に困難なことである。
【００１２】
本発明は、上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、可動範囲を任意に大きく設定することができ、しかも安価で停止精度の高い電磁アクチュエータを実現することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の電磁アクチュエータは、互いに間隔をおいて対向する一対の固定子と、前記一対の固定子の間に配置され、少なくとも一方の固定子に対してそれぞれ磁気吸着力を発生する複数の電磁石を備えた可動子と、前記可動子に係合し、前記一対の固定子の対向方向と垂直な一軸方向に前記可動子と共に移動可能である駆動部材と、を有し、前記複数の電磁石から発生する磁気吸着力によって前記可動子を揺動させ、前記一対の固定子の一方から他方へと交互に接触させることにより、前記可動子を前記一軸方向に移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成によれば、構造を複雑化させることなく電磁アクチュエータの可動範囲を大きくとることが可能であり、また、最小位置決め精度も自由に設定できる。また、固定子との間の磁力（磁気吸着力）による吸着・解放により揺動する可動子と、一軸方向に移動する駆動部材を、互いに係合する別体とすることで、駆動部材を直線的に移動させることが可能となる。さらに、複数の電磁石のオンオフのタイミングで制御できるため、比較的簡易な駆動回路で駆動することができる。そして、駆動部材を中空構造とすることにより、内部にレンズを配設したレンズ駆動ユニットやカメラを提供できる。すなわち、駆動部材が中空構造で、内部に１枚以上のレンズを備えることより、高精度のレンズ駆動を可能し、レンズ駆動の位置決め精度（停止精度）の高いカメラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は一実施形態による電磁アクチュエータの構成を示す。可動子１は、可動子本体２と、可動子本体２に付設された複数のコイル３と、各コイル３で発生した磁束を通すヨーク４と、を有する。可動子１を挟み込むように、互いに間隔をおいて対向する一対の固定子５ａ、５ｂが配置され、案内手段であるガイド部材６は、ガイド溝７を有する。可動子本体２には駆動溝８が設けられ、駆動溝８に係合する駆動ピン９を有する中子（駆動部材）１０は、ガイド部材６のガイド溝７に係合するガイドピン１１を備える。各コイル３への電気信号を切り替えるスイッチング回路（駆動回路）１２は、電源１３に接続され、各コイル３は、各ヨーク４と共に電磁石を構成する。
【００１７】
ここで、固定子５ａ、５ｂは、それぞれ磁性体からなり、図１に示す４個のコイル３は、一方の固定子５ａに対向する２つのコイルを第１コイル３ａ、第２コイル３ｂ、他方の固定子５ｂに対向する２つのコイルを第３コイル３ｃ、第４コイル３ｄとする。そしてヨーク４は、それぞれ、第１コイル３ａ、第２コイル３ｂ、第３コイル３ｃ、第４コイル３ｄに隣接して設けられたものを第１ヨーク４ａ、第２ヨーク４ｂ、第３ヨーク４ｃ、第４ヨーク４ｄとする。
【００１８】
図２のタイミングチャートに示すように、通電タイミングを制御するスイッチ回路１２から、順次第１コイル３ａ、第２コイル３ｂ、第３コイル３ｃ、第４コイル３ｄに電気信号（パルス）が送信される。そして、図３に示すように、第１ヨーク４ａ、第２ヨーク４ｂ、第３ヨーク４ｃ、第４ヨーク４ｄの順に磁力（磁気吸着力）を発生し、逐次解除することで、それぞれ対向する固定子５ａ、５ｂに吸着・解放される。これによって可動子１は揺動し、対向する固定子５ａ、５ｂに交互に接触しながら、駆動ピン９を介して可動子１に係合する駆動部材である中子１０と共に、固定子５ａ、５ｂの対向方向に対して垂直な一軸方向へ移動する。
【００１９】
なお、上記のコイルおよびヨークからなる電磁石の数は限定されず、また、少なくとも一方の固定子を磁性体として、それに対向するヨークを磁力によって吸着する構成であればよい。
【実施例１】
【００２０】
図１ないし図７は、実施例１による電磁アクチュエータを説明するための図である。本実施例の電磁アクチュエータは、４個のコイル３（３ａ〜３ｄ）および同数のヨーク４（４ａ〜４ｄ）を付設した可動子本体２を有する可動子１と、可動子１と所定の間隔を持ち、可動子１を挟み込むように配置された一対の固定子５ａ、５ｂと、を有する。また、可動子１の移動に伴って、固定子５ａ、５ｂの対向方向に対して垂直な一軸方向へ移動可能に設けられた中子１０と、中子１０の前記一軸方向以外の移動を制限し、前記一軸方向への移動を案内するガイド溝７を備えたガイド部材６を有する。さらに、各コイル３を励磁するための電気信号を、可動子１の駆動のために図２に示すタイミングで各コイル３に振り分けるスイッチング回路１２を備えている。
【００２１】
図３を用いて実施例１の駆動原理を説明する。まず、図３の（ａ）は可動子１のコイル３ａ〜３ｄのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により下側の固定子５ｂに接触し、停止している。
【００２２】
図２のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図３の（ｂ）〜（ｅ）に示すように動作する。
【００２３】
（１）第１コイル３ａと第４コイル３ｄへの電気信号がほぼ同時にＯＮされると、第１、第４ヨーク４ａ、４ｄが磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに、第４ヨーク４ｄは固定子５ｂに、それぞれ吸着される（図３の（ｂ）参照）。
【００２４】
（２）第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第４コイル３ｄをＯＦＦ、第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第４ヨーク４ｄは固定子５ｂから離れ、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着する。
【００２５】
（３）次に、第２コイル３ｂの電気信号をＯＮのまま、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦ、第３コイル３ｃの電気信号をＯＮする。これにより、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着したまま第１ヨーク４ａが固定子５ａから離れ、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着する（図３の（ｄ）参照）。
【００２６】
（４）次に、第３コイル３ｃの電気信号がＯＮのまま第２コイル３ｂをＯＦＦ、第４コイル３ｄをＯＮすると、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着したまま第２ヨーク４ｂは固定子５ａから離れ、第４ヨーク４ｄが固定子５ｂに吸着する（図３の（ｅ）参照）。
【００２７】
以上（１）〜（４）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返す。これによって、固定子５ａ、５ｂの対向方向に垂直で、第１コイル３ａと第２コイル３ｂの配列方向、または、第３コイル３ｃと第４コイル３ｄの配列方向に平行な一軸方向（図３の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００２８】
上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｄに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図３の左方向）に可動子１を駆動することができる。
【００２９】
ここで、可動子１と中子１０は、固定子５ａ、５ｂの対向方向に対しては拘束することなく、また、固定子５ａ、５ｂの対向方向に略垂直な方向に対しては連動するように、駆動ピン９と駆動溝８で連結されている。このため、可動子１の移動に伴って、ガイド部材６のガイド溝７に沿って中子１０が直線移動する。
【００３０】
図４および図５は、本実施例の第１および第２の変形例によるタイミングチャートを示す。また、図６および図７は、それぞれ、第１および第２の変形例による動作を示す。
【００３１】
まず、図４のタイミングチャートによる第１の変形例を説明する。図６の（ａ）は、可動子１のコイル３ａ〜３ｄのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【００３２】
図４のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図６の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【００３３】
（１）第１コイル３ａと第２コイル３ｂへの電気信号がほぼ同時にＯＮされると、第１、第２ヨーク４ａ、４ｂが磁石となり、第１ヨーク４ａ、第２ヨーク４ｂはともに、固定子５ａに吸着される（図６の（ｂ）参照）。
【００３４】
（２）次に、第２コイル３ｂの電気信号がＯＮのまま第１コイル３ａをＯＦＦ、第３コイル３ｃをＯＮすると、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着したまま第１ヨーク４ａは固定子５ａから離れ、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着する（図６の（ｃ）参照）。
【００３５】
（３）次に、第３コイル３ｃの電気信号をＯＮのまま、第２コイル３ｂの電気信号をＯＦＦ、第４コイル３ｄの電気信号をＯＮすると、第２ヨーク４ｂが固定子５ａから離れ、第４ヨーク４ｄが固定子５ｂに吸着する（図６の（ｄ）参照）。
【００３６】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図６の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００３７】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｄに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図６の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【００３８】
次に、図５のタイミングチャートによる第２の変形例を説明する。図７の（ａ）は可動子１のコイル３ａ〜３ｄのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【００３９】
図５のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図７の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【００４０】
（１）第１コイル３ａと第４コイル３ｄへの電気信号がほぼ同時にＯＮされると、第１、第４ヨーク４ａ、４ｄが電磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに、第４ヨーク４ｄは固定子５ｂに吸着される（図７の（ｂ）参照）。
【００４１】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第４コイル３ｄをＯＦＦ、第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第４ヨーク４ｄは固定子５ｂから離れ、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着する（図７の（ｃ）参照）。
【００４２】
（３）次に、第１コイル３ａと第２コイル３ｂの電気信号をＯＦＦし、同時に第３コイル３ｃ、第４コイル３ｄの電気信号をＯＮする。これにより、第１ヨーク４ａと第２ヨーク４ｂが固定子５ａから離れ、第３ヨーク４ｃと第４ヨーク４ｄが固定子５ｂに吸着する（図７の（ｄ）参照）。
【００４３】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図７の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００４４】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｄに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図７の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【実施例２】
【００４５】
図８は、実施例２による電磁アクチュエータを示す。本実施例では、実施例１と同じ構成の可動子１、可動子本体２、コイル３およびヨーク４を有する。さらに、一端が可動子１に設けられた駆動ピン９を中心として回動自由に設けられた連結部材１４を有し、可動子１の移動に伴って直線移動する中子１０は、連結ピン１５によって連結部材１４に連結される。中子１０の一軸方向への移動を案内するガイド溝７を有するガイド部材６、各コイル３を励磁するための電気信号を供給する電源１３、電源１３から供給された電気信号を各コイル３に振り分けるスイッチング回路１２は、実施例１と同様である。そして、図２ないし図７に示した駆動方法により駆動することができる。
【実施例３】
【００４６】
図９ないし図１５は実施例３を示す。
【００４７】
本実施例の電磁アクチュエータの可動子１は、図９に示すように、３個のコイル３（３ａ〜３ｃ）および同数のヨーク４（４ａ〜４ｃ）を有する。第１コイル３ａおよび第１ヨーク４ａは上方の固定子５ａに対向して磁力を発生する電磁石となる。また、第２、第３コイル３ｂ、３ｃおよび第２、第３ヨーク４ｂ、４ｃはそれぞれ下方の固定子５ｂに対向して磁力を発生する電磁石となる。その他の構成は実施例１と同様であるから説明は省略する。スイッチング回路１２は、各コイル３を励磁するための電気信号を、図１０に示すタイミングで各コイル３に振り分ける。
【００４８】
図１１を用いて実施例３の駆動原理を説明する。まず、図１１の（ａ）は可動子１のコイル３ａ〜３ｃのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により下側の固定子５ｂに接触し、停止している。
【００４９】
図１０のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図１１の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【００５０】
（１）第１コイル３ａへの電気信号がＯＮされると、第１ヨーク４ａが磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに吸着される（図１１の（ｂ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【００５１】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第２ヨーク４ｂが固定子５ｂに吸着される（図１１の（ｃ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【００５２】
（３）次に、第２コイル３ｂの電気信号をＯＮのまま、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦする。これにより、第２ヨーク４ｂが固定子５ｂに吸着したまま第１ヨーク４ａが固定子５ａから離れ、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着し、可動子１は固定子５ｂ側に移動する（図１１の（ｄ）参照）。
【００５３】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返す。これによって、固定子５ａ、５ｂの対向方向に垂直で、第２コイル３ｂと第３コイル３ｃの配列方向に平行な一軸方向（図１１の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００５４】
上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｃに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図１１の左方向）に可動子１を駆動することができる。
【００５５】
ここで、可動子１と中子１０は、固定子５ａ、５ｂの対向方向に対しては拘束することなく、また、固定子５ａ、５ｂの対向方向に略垂直な方向に対しては連動するように、駆動ピン９と駆動溝８で連結されている。このため、可動子１の移動に伴って、ガイド部材６のガイド溝７に沿って中子１０が直線移動する。
【００５６】
図１２および図１３は、本実施例の第１および第２の変形例によるタイミングチャートを示す。また、図１４および図１５は、それぞれ、第１および第２の変形例による動作を示す。
【００５７】
まず、図１２のタイミングチャートによる第１の変形例を説明する。図１４の（ａ）は、可動子１のコイル３ａ〜３ｃのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【００５８】
図１２のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図１４の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【００５９】
（１）第１コイル３ａと第３コイル３ｃへの電気信号が同時にＯＮされると、第１、第３ヨーク４ａ、４ｃが磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに、第３ヨーク４ｃは固定子５ｂに吸着される（図１４の（ｂ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【００６０】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第３コイル３ｃをＯＦＦし、第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第３ヨーク４ｃは固定子５ｂから離れ、第２ヨーク４ｂが固定子５ｂに吸着する（図１４の（ｃ）参照）。
【００６１】
（３）次に、第２コイル３ｂの電気信号をＯＮのまま、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦし、第３コイル３ｃの電気信号をＯＮする。これにより、第２ヨーク４ｂが固定子５ｂに吸着したまま第１ヨーク４ａが固定子５ａから離れ、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着する（図１４の（ｄ）参照）。これによって、可動子１は固定子５ｂ側に移動する。
【００６２】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図１４の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００６３】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｃに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図１４の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【００６４】
次に、図１３のタイミングチャートによる第２の変形例を説明する。図１５の（ａ）は可動子１のコイル３ａ〜３ｃのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【００６５】
図１３のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図１５の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【００６６】
（１）第１コイル３ａと第３コイル３ｃへの電気信号が同時にＯＮされると、第１、第３ヨーク４ａ、４ｃが磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに、第３ヨーク４ｃは固定子５ｂに吸着される（図１５の（ｂ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【００６７】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第３コイル３ｃをＯＦＦすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第３ヨーク４ｃは固定子５ｂから離れる（図１５の（ｃ）参照）。
【００６８】
（３）次に、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦし、第２コイル３ｂと第３コイル３ｃの電気信号をＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａから離れ、第２ヨーク４ｂと第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着する（図１５の（ｄ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【００６９】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図１５の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００７０】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｃに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図１５の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【実施例４】
【００７１】
図１６は、実施例４による電磁アクチュエータを示す。本実施例では、実施例３と同じ構成の可動子１、可動子本体２、コイル３およびヨーク４を有する。さらに、一端が可動子１に設けられた駆動ピン９を中心として回動自由に設けられた連結部材１４を有し、可動子１の移動に伴って直線移動する中子１０は、連結ピン１５によって連結部材１４に連結される。中子１０の一軸方向への移動を案内するガイド溝７を有するガイド部材６、各コイル３を励磁するための電気信号を供給する電源１３、電源１３から供給された電気信号を各コイル３に振り分けるスイッチング回路１２は、実施例３と同様である。そして、図１０ないし図１５に示した駆動方法により駆動することができる。
【実施例５】
【００７２】
図１７ないし図２３は実施例５を示す。本実施例の電磁アクチュエータの可動子１は、図１７に示すように、３個のコイル３（３ａ〜３ｃ）および同数のヨーク４（４ａ〜４ｃ）を有する。第１、第２コイル３ａ、３ｂおよび第１、第２ヨーク４ａ、４ｂはそれぞれ上方の固定子５ａに対向して磁力を発生する電磁石となる。また、第３コイル３ｃおよび第３ヨーク４ｃは下方の固定子５ｂに対向して磁力を発生する電磁石となる。その他の構成は実施例１と同様であるから説明は省略する。スイッチング回路１２は、各コイル３を励磁するための電気信号を、図１８に示すタイミングで各コイル３に振り分ける。
【００７３】
図１９を用いて実施例５の駆動原理を説明する。まず、図１９の（ａ）は可動子１のコイル３ａ〜３ｃのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により下側の固定子５ｂに接触し、停止している。
【００７４】
図１８のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図１９の（ｂ）〜（ｅ）に示すように動作する。
【００７５】
（１）第１コイル３ａと第３コイル３ｃへの電気信号がＯＮされると、第１、第３ヨーク４ａ、４ｃが磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに、第３ヨーク４ｃは固定子５ｂに、それぞれ吸着される（図１９の（ｂ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【００７６】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第４コイル３ｃをＯＦＦし、第２コイル３ｂをＯＮすると、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂから離れ、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着する（図１９の（ｃ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【００７７】
（３）次に、第２コイル３ｂの電気信号をＯＮのまま、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦ、第３コイル３ｃの電気信号をＯＮする。これにより、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着したまま第１ヨーク４ａが固定子５ａから離れ、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着する（図１９の（ｄ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【００７８】
（４）次に、第３コイル３ｃの電気信号がＯＮのまま第２コイル３ｂをＯＦＦすると、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着したまま第２ヨーク４ｂは固定子５ａから離れる（図１９の（ｅ）参照）。これによって可動子１は固定子５ｂ側に移動する。
【００７９】
以上（１）〜（４）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返す。これによって、固定子５ａ、５ｂの対向方向に垂直で、第１コイル３ａと第２コイル３ｂの配列方向に平行な一軸方向（図１９の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００８０】
上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｃに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図１９の左方向）に可動子１を駆動することができる。
【００８１】
ここで、可動子１と中子１０は、固定子５ａ、５ｂの対向方向に対しては拘束することなく、また、固定子５ａ、５ｂの対向方向に略垂直な方向に対しては連動するように、駆動ピン９と駆動溝８で連結されている。このため、可動子１の移動に伴って、ガイド部材６のガイド溝７に沿って中子１０が直線移動する。
【００８２】
図２０および図２１は、本実施例の第１および第２の変形例によるタイミングチャートを示す。また、図２２および図２３は、それぞれ、第１および第２の変形例による動作を示す。
【００８３】
まず、図２０のタイミングチャートによる第１の変形例を説明する。図２２の（ａ）は、可動子１のコイル３ａ〜３ｃのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【００８４】
図２０のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図２２の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【００８５】
（１）第２コイル３ｂの電気信号がＯＦＦのまま、第１、第３コイル３ａ、３ｃをＯＮすると、第１ヨーク４ａは固定子５ａに、第３ヨーク４ｃは固定子５ｂに吸着される（図２２の（ｂ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【００８６】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第３コイル３ｃをＯＦＦ、第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第３ヨーク４ｃは固定子５ｂから離れ、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着する（図２２の（ｃ）参照）。
【００８７】
（３）次に、第１コイル３ａと第２コイル３ｂへの電気信号を共にＯＦＦ、第３コイル３ｃへの電気信号をＯＮすると、第１ヨーク４ａと第２ヨーク４ｂが固定子５ａから離れ、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着する（図２２の（ｄ）参照）。これによって可動子１は固定子５ｂ側へ移動する。
【００８８】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図２２の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００８９】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｃに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図２２の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【００９０】
次に、図２１のタイミングチャートによる第２の変形例を説明する。図２３の（ａ）は可動子１のコイル３ａ〜３ｃのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【００９１】
図２１のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図２３の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【００９２】
（１）第３コイル３ｃへの電気信号はＯＮせずに、第１コイル３ａと第２コイル３ｂへの電気信号がＯＮされると、第１、第２ヨーク４ａ、４ｂが磁石となり、第１ヨーク４ａと第２ヨーク４ｂは固定子５ａに吸着される（図２３の（ｂ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【００９３】
（２）次に第２コイル３ｂの電気信号がＯＮのまま第１コイル３ａをＯＦＦ、第３コイル３ｃをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａから離れ、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着したまま第３ヨーク４ｃは固定子５ｂに吸着する（図２３の（ｃ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【００９４】
（３）次に、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦのまま、第３コイル３ｃの電気信号をＯＮのままとし、第２コイル３ｂへの電気信号をＯＦＦすると、第３ヨーク４ｃが固定子５ｂに吸着したまま第２ヨーク４ｂが固定子５ａから離れる（図２３の（ｄ）参照）。これによって、第３ヨーク４ｃの固定子５ｂとの接触面が固定子５ｂの接触面に倣うように、可動子１は姿勢変化する。
【００９５】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図２３の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【００９６】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ〜３ｃに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図２３の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【実施例６】
【００９７】
図２４は、実施例６による電磁アクチュエータを示す。本実施例では、実施例５と同じ構成の可動子１、可動子本体２、コイル３およびヨーク４を有する。さらに、一端が可動子１に設けられた駆動ピン９を中心として回動自由に設けられた連結部材１４を有し、可動子１の移動に伴って直線移動する中子１０は、連結ピン１５によって連結部材１４に連結される。中子１０の一軸方向への移動を案内するガイド溝７を有するガイド部材６、各コイル３を励磁するための電気信号を供給する電源１３、電源１３から供給された電気信号を各コイル３に振り分けるスイッチング回路１２は、実施例５と同様である。そして、図１８ないし図２３に示した駆動方法により駆動することができる。
【実施例７】
【００９８】
図２５ないし図２７は、実施例７を示す。本実施例の電磁アクチュエータの可動子１は、図２５に示すように、２個のコイル３（３ａ、３ｂ）および同数のヨーク４（４ａ、４ｂ）を有する。第１コイル３ａおよび第１ヨーク４ａは上方の固定子５ａに対向して磁力を発生する電磁石となる。また、第２コイル３ｂおよび第２ヨーク４ｂは下方の固定子５ｂに対向して磁力を発生する電磁石となる。可動子本体２の一部は、重力によって下方の固定子５ｂに接触する。その他の構成は実施例１と同様であるから説明は省略する。スイッチング回路１２は、各コイル３を励磁するための電気信号を、図２６に示すタイミングで各コイル３に振り分ける。
【００９９】
図２７を用いて実施例７の駆動原理を説明する。本実施例は、図示下側方向が重力の作用する方向またはそれに近い方向である場合にのみ、図示左右方向に可動子１を駆動することが可能である。まず、図２７の（ａ）は可動子１のコイル３ａ、３ｂのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により下側の固定子５ｂに接触し、停止している。
【０１００】
図２６のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図２７の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【０１０１】
（１）第２コイル３ｂに電気信号がＯＮされずに、第１コイル３ａへの電気信号がＯＮされると、第１ヨーク４ａが磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに吸着される（図２７の（ｂ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【０１０２】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第２ヨーク４ｂは固定子５ｂに吸着される（図２７の（ｃ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【０１０３】
（３）次に、第２コイル３ｂの電気信号をＯＮのまま、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａから離れ、重力により可動子１は固定子５ｂ側に移動する（図２７の（ｄ）参照）。
【０１０４】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返す。これによって、固定子５ａ、５ｂの対向方向に垂直な一軸方向（図２７の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【０１０５】
上記と逆の手順でコイル３ａ、３ｂに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図２７の左方向）に可動子１を駆動することができる。
【０１０６】
ここで、可動子１と中子１０は、固定子５ａ、５ｂの対向方向に対しては拘束することなく、また、固定子５ａ、５ｂの対向方向に略垂直な方向に対しては連動するように、駆動ピン９と駆動溝８で連結されている。このため、可動子１の移動に伴って、ガイド部材６のガイド溝７に沿って中子１０が直線移動する。
【実施例８】
【０１０７】
図２８は、実施例８による電磁アクチュエータを示す。本実施例では、実施例７と同じ構成の可動子１、可動子本体２、コイル３およびヨーク４を有する。さらに、一端が可動子１に設けられた駆動ピン９を中心として回動自由に設けられた連結部材１４を有し、可動子１の移動に伴って直線移動する中子１０は、連結ピン１５によって連結部材１４に連結される。中子１０の一軸方向への移動を案内するガイド溝７を有するガイド部材６、各コイル３を励磁するための電気信号を供給する電源１３、電源１３から供給された電気信号を各コイル３に振り分けるスイッチング回路１２は、実施例７と同様である。そして、図２６および図２７に示した駆動方法により駆動することができる。
【実施例９】
【０１０８】
図２９ないし図３５は、実施例９を示す。本実施例の電磁アクチュエータの可動子１は、図２９に示すように、２個のコイル３（３ａ、３ｂ）および同数のヨーク４（４ａ、４ｂ）を有する。第１、第２コイル３ａ、３ｂおよび第１、第２ヨーク４ａ、４ｂはそれぞれ上方の固定子５ａに対向して磁力を発生する電磁石となる。また、可動子本体２は、重力によって下方の固定子５ｂに接触する。その他の構成は実施例１と同様であるから説明は省略する。スイッチング回路１２は、各コイル３を励磁するための電気信号を、図３０に示すタイミングで各コイル３に振り分ける。
【０１０９】
図３１を用いて実施例９の駆動原理を説明する。本実施例は、図示下側方向が重力の作用する方向またはそれに近い方向である場合についてのみ、図示左右方向に可動子１を駆動することが可能である。まず、図３１の（ａ）は可動子１のコイル３ａ、３ｂのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により下側の固定子５ｂに接触し、停止している。
【０１１０】
図３０のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図３１の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【０１１１】
（１）第１コイル３ａ、第２コイル３ｂへの電気信号がＯＮされると、第１、第２ヨーク４ａ、４ｂは磁力により固定子５ａに吸着される（図３１の（ｂ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【０１１２】
（２）次に、第２コイル３ｂの電気信号がＯＮのまま第１コイル３ａをＯＦＦすると、第２ヨーク４ｂが固定子５ａに吸着したまま第１ヨーク４ａは固定子５ａから離れる（図３１の（ｃ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【０１１３】
（３）次に、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦしたまま、第２コイル３ｂの電気信号をＯＦＦすると、第１ヨーク４ａおよび第２ヨーク４ｂは固定子５ａへの吸着力を失い、重力により可動子１は固定子５ｂ側に移動する（図３１の（ｄ）参照）。
【０１１４】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返す。これによって、固定子５ａ、５ｂの対向方向に垂直で、第１コイル３ａと第２コイル３ｂの配列方向に平行な一軸方向（図３１の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【０１１５】
上記と逆の手順でコイル３ａ、３ｂに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図３１の左方向）に可動子１を駆動することができる。
【０１１６】
ここで、可動子１と中子１０が固定子５ａ、５ｂの対向方向に対しては拘束することなく、また、固定子５ａ、５ｂの対向方向に略垂直な方向に対しては連動するように、駆動ピン９と駆動溝８で連結されている。このため、可動子１の移動に伴って、ガイド部材６のガイド溝７に沿って中子１０が直線移動する。
【０１１７】
図３２および図３３は、本実施例の第１および第２の変形例によるタイミングチャートを示す。また、図３４および図３５は、それぞれ、第１および第２の変形例による動作を示す。
【０１１８】
まず、図３２のタイミングチャートによる第１の変形例を説明する。図３４の（ａ）は、可動子１のコイル３ａ、３ｂのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【０１１９】
図３２のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図３４の（ｂ）〜（ｅ）に示すように動作する。
【０１２０】
（１）第２コイル３ｂに電気信号がＯＮされずに、第１コイル３ａへの電気信号がＯＮされると、第１ヨーク４ａが磁石となり、第１ヨーク４ａは固定子５ａに吸着される。可動子１は第２ヨーク４ｂ側が重力により固定子５ｂに接触したままとなる（図３４の（ｂ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【０１２１】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第２ヨーク４ｂは固定子５ａに吸着される（図３４の（ｃ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【０１２２】
（３）次に、第２コイル３ｂへの電気信号をＯＮのまま、第１コイル３ａの電気信号をＯＦＦする。これにより、第２ヨーク４ｂは固定子５ａに吸着したまま、可動子１の第１ヨーク４ａ側が固定子５ａへの吸着力を失い、重力により固定子５ｂ側に落ちる（図３４の（ｄ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【０１２３】
（４）次に、第１コイル３ａへの電気信号をＯＦＦしたまま第２コイル３ｂへの電気信号をＯＦＦすると、可動子１は重力により落下し、固定子５ｂに接触する（図３４の（ｅ）参照）。
【０１２４】
以上（１）〜（４）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図３４の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【０１２５】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ、３ｂに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図３４の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【０１２６】
次に、図３３のタイミングチャートによる第２の変形例を説明する。図３５の（ａ）は可動子１のコイル３ａ、３ｂのいずれにも電気信号が印加されない非駆動時の状態を示す。一対の固定子５ａ、５ｂの間に設けられた可動子１は重力により固定子５ｂに接触し、停止している。
【０１２７】
次に図３３のタイミングチャートに示すとおりに電気信号を送信すると、図３５の（ｂ）〜（ｄ）に示すように動作する。
【０１２８】
（１）第２コイル３ｂへの電気信号がＯＮされずに、第１コイル３ａへの電気信号がＯＮされると、第１ヨーク４ａが磁石となり、固定子５ａに吸着され、可動子１は第２ヨーク４ｂ側が重力により固定子５ｂに接触したままとなる（図３５の（ｂ）参照）。これによって可動子１は、固定子５ａ、５ｂ間の距離と可動子１の隙間に応じて生じる傾きを持つ。
【０１２９】
（２）次に、第１コイル３ａの電気信号がＯＮのまま第２コイル３ｂをＯＮすると、第１ヨーク４ａが固定子５ａに吸着したまま第２ヨーク４ｂも固定子５ａに吸着する（図３５の（ｃ）参照）。これによって可動子１は固定子５ａ側に移動する。
【０１３０】
（３）次に、第１コイル３ａと第２コイル３ｂへの電気信号を共にＯＦＦすると、第１ヨーク４ａと第２ヨーク４ｂの吸着力は失われ、可動子１は重力により落下し、固定子５ｂに接触する（図３５の（ｄ）参照）。
【０１３１】
以上（１）〜（３）の動作を繰り返すことにより、可動子１は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動を繰り返し、前記一軸方向（図３５の右方向）に可動子１を駆動することができる。
【０１３２】
また、上記と逆の手順でコイル３ａ、３ｂに電気信号を印加すれば、上記とは逆方向（図３５の左方向）に可動子１を駆動することができる。そして、中子１０は可動子１の移動に伴って直線移動する。
【実施例１０】
【０１３３】
図３６は、実施例１０による電磁アクチュエータを示す。本実施例では、実施例９と同じ構成の可動子１、可動子本体２、コイル３およびヨーク４を有する。さらに、一端が可動子１に設けられた駆動ピン９を中心として回動自由に設けられた連結部材１４を有し、可動子１の移動に伴って直線移動する中子１０は、連結ピン１５によって連結部材１４に連結される。中子１０の一軸方向への移動を案内するガイド溝７を有するガイド部材６、各コイル３を励磁するための電気信号を供給する電源１３、電源１３から供給された電気信号を各コイル３に振り分けるスイッチング回路１２は、実施例９と同様である。そして、図３０ないし図３５に示した駆動方法により駆動することができる。
【０１３４】
ここで、ヨーク４の先端断面形状は、実施例１〜１０では半円形状としているが、可動子１を駆動する際に接触する固定子５ａ、５ｂの対向面との角度変化を妨げることなく、良好な透磁性を示すものであれば、半円形状に限るものではない。
【０１３５】
例えば、図３７の（ａ）〜（ｃ）に示すような楕円形状４１ａ、円柱状４１ｂ、角柱状４１ｃ、あるいは、（ｄ）〜（ｆ）に示すような異形柱状４１ｄ、４１ｅ、４１ｆを使用できる。また、必要な磁気吸着力が得られるならば、ヨークを省略することもできる。
【０１３６】
また、図３８の（ａ）〜（ｆ）に示すように、ヨークとコイルで形成される電磁石により発生する磁力が効率よく働く形状であれば、様々なヨーク形状４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆを用いることができる。さらに、２個以上のコイルとヨークを、可動子の駆動方向と直角で、磁力を作用させる固定子に対して平行に並べて、一つの電磁石として用いても構わない。
【０１３７】
図３９は、実施例１による電磁アクチュエータを用いたレンズ駆動ユニットを有するカメラモジュール（カメラ）１６を示す図である。同図の左右方向が光軸方向（一軸方向）で、中子１０は光軸方向に貫通した中空部を有する中空構造をしており、その内部にレンズ２０が配設されている。中子１０は前述の連結機構により可動子１と連結され、光軸方向にのみ移動できるようになっている。可動子１は、複数のコイル３と同数のヨーク４と可動子本体２とから構成される。また、可動子１と所定の間隔を持ち、可動子１を挟み込むように配置された一対の固定子５ａ、５ｂを鏡筒１７の内部に設けてある。鏡筒１７の全面は前カバー１８によって不必要な光が鏡筒１７内に入らないように遮蔽されている。カメラケース２３は、内部に撮像素子２２を備え、鏡筒１７と接続されており、レンズ２０を通過した光が、カメラケース２３の鏡筒１７側内部に設けられたＩＲカットフィルター２１を通って、撮像素子２２上に到達する。
【０１３８】
このカメラモジュール１６においては、図２ないし図７に基づいて説明した駆動方法を用いて中子１０を駆動することにより、レンズ２０を通過した光の像が、撮像素子２２上で結像するように、レンズ２０の位置を光軸方向に移動させることができる。この移動は、可動子１と固定子５ａ、５ｂ間の隙間に応じた微少な移動の繰り返しによって生じるので、高精度の位置決めを可能とする。
【０１３９】
なお、このカメラのレンズ駆動ユニットとして、実施例１ないし実施例１０の電磁アクチュエータのいずれかを任意に選択して搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】実施例１による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図２】実施例１のコイルに印加する電気信号を示すタイミングチャートである。
【図３】図２のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図４】実施例１の第１の変形例によるタイミングチャートである。
【図５】実施例１の第２の変形例によるタイミングチャートである。
【図６】図４のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図７】図５のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図８】実施例２による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図９】実施例３による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図１０】実施例３のコイルに印加する電気信号を示すタイミングチャートである。
【図１１】図１０のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図１２】実施例３の第１の変形例によるタイミングチャートである。
【図１３】実施例３の第２の変形例によるタイミングチャートである。
【図１４】図１２のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図１５】図１３のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図１６】実施例４による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図１７】実施例５による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図１８】実施例５のコイルに印加する電気信号を示すタイミングチャートである。
【図１９】図１８のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図２０】実施例５の第１の変形例によるタイミングチャートである。
【図２１】実施例５の第２の変形例によるタイミングチャートである。
【図２２】図２０のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図２３】図２１のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図２４】実施例６による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図２５】実施例７による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図２６】実施例７のコイルに印加する電気信号を示すタイミングチャートである。
【図２７】図２６のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図２８】実施例８による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図２９】実施例９による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図３０】実施例９のコイルに印加する電気信号を示すタイミングチャートである。
【図３１】図３０のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図３２】実施例９の第１の変形例によるタイミングチャートである。
【図３３】実施例９の第２の変形例によるタイミングチャートである。
【図３４】図３２のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図３５】図３３のタイミングチャートによる動作を説明する図である。
【図３６】実施例１０による電磁アクチュエータを示す模式図である。
【図３７】ヨーク形状例を示す図である。
【図３８】ヨーク形状例を示す図である。
【図３９】実施例１による電磁アクチュエータをレンズ駆動に用いたカメラを示す模式図である。
【図４０】従来例１によるコアレスリニアモータを示す断面図である。
【図４１】図４０のコアレスリニアモータを電機子固定板を取り外した状態で示す平面図である。
【図４２】従来例２による振動型アクチュエータを示す斜視図である。
【図４３】図４２の振動型アクチュエータを分解して示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１４１】
１ 可動子
２ 可動子本体
３ コイル
３ａ 第１コイル
３ｂ 第２コイル
３ｃ 第３コイル
３ｄ 第４コイル
４ ヨーク
４ａ 第１ヨーク
４ｂ 第２ヨーク
４ｃ 第３ヨーク
４ｄ 第４ヨーク
５ａ、５ｂ 固定子
６ ガイド部材
７ ガイド溝
９ 駆動ピン
１０ 中子
１２ スイッチング回路
１３ 電源
１４ 連結部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をおいて対向する一対の固定子と、前記一対の固定子の間に配置され、少なくとも一方の固定子に対してそれぞれ磁気吸着力を発生する複数の電磁石を備えた可動子と、前記可動子に係合し、前記一対の固定子の対向方向と垂直な一軸方向に前記可動子と共に移動可能である駆動部材と、を有し、前記複数の電磁石から発生する磁気吸着力によって前記可動子を揺動させ、前記一対の固定子の一方から他方へと交互に接触させることにより、前記可動子を前記一軸方向に移動させることを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記駆動部材を前記一軸方向に案内する案内手段を有することを特徴とする請求項１記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３】
前記複数の電磁石のうちの一つが磁気吸着力によって一方の固定子に吸着された状態で、他の電磁石の磁気吸着力が解除されることで前記可動子が揺動し、他方の固定子に接触するように、各電磁石の通電タイミングを制御することを特徴とする請求項１または２記載の電磁アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項記載の電磁アクチュエータと、前記電磁アクチュエータによって光軸方向に移動するレンズを有することを特徴とするレンズ駆動ユニット。
【請求項５】
前記電磁アクチュエータの前記駆動部材は中空部を有し、前記中空部の内部に前記レンズを配設したことを特徴とする請求項４記載のレンズ駆動ユニット。
【請求項６】
請求項４または５記載のレンズ駆動ユニットを用いたことを特徴とするカメラ。
【請求項１】
互いに間隔をおいて対向する一対の固定子と、前記一対の固定子の間に配置され、少なくとも一方の固定子に対してそれぞれ磁気吸着力を発生する複数の電磁石を備えた可動子と、前記可動子に係合し、前記一対の固定子の対向方向と垂直な一軸方向に前記可動子と共に移動可能である駆動部材と、を有し、前記複数の電磁石から発生する磁気吸着力によって前記可動子を揺動させ、前記一対の固定子の一方から他方へと交互に接触させることにより、前記可動子を前記一軸方向に移動させることを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記駆動部材を前記一軸方向に案内する案内手段を有することを特徴とする請求項１記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３】
前記複数の電磁石のうちの一つが磁気吸着力によって一方の固定子に吸着された状態で、他の電磁石の磁気吸着力が解除されることで前記可動子が揺動し、他方の固定子に接触するように、各電磁石の通電タイミングを制御することを特徴とする請求項１または２記載の電磁アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項記載の電磁アクチュエータと、前記電磁アクチュエータによって光軸方向に移動するレンズを有することを特徴とするレンズ駆動ユニット。
【請求項５】
前記電磁アクチュエータの前記駆動部材は中空部を有し、前記中空部の内部に前記レンズを配設したことを特徴とする請求項４記載のレンズ駆動ユニット。
【請求項６】
請求項４または５記載のレンズ駆動ユニットを用いたことを特徴とするカメラ。
【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】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【公開番号】特開２００８−２５９２５７（Ｐ２００８−２５９２５７Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９５９８８（Ｐ２００７−９５９８８）
【出願日】平成１９年４月２日（２００７．４．２）
【出願人】（０００１０４６５２）キヤノン電子株式会社 (876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２日（２００７．４．２）
【出願人】（０００１０４６５２）キヤノン電子株式会社 (876)
【Ｆターム（参考）】
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