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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingmotor mit einem Rotor,
der eine Schwingbewegung ausführt.
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Herkömmlicherweise
ist ein Motor bekannt, in dem einer Spule Energie zugeführt wird,
so daß sie als
Elektromagnet dient und eine magnetische Kraft auf einen Rotor mit
einem Magneten ausübt,
um den Rotor in Schwingung zu versetzen. In einem solchen Motor
wird ein Permanentmagnet, der mit zwei oder vier Polen magnetisiert
ist, verwendet. Eine 180°-Magnetisierung,
in der zwei Pole bei Positionen entlang der Mittellinie des Rotors
lokalisiert sind, ist in dem Fall der Magnetisierung mit zwei Polen,
und eine 90°-Magnetisierung
in dem Fall der Magnetisierung mit vier Polen normalerweise durchgeführt worden.
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Eines
der Probleme, das dem oben genannten bekannten Motor inhärent ist,
ist es, eine hohe Ausgangsleistung effizient zu erhalten, während der Leistungsverbrauch
so gering wie möglich
ist. Beispielsweise offenbart die ungeprüfte japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung
JP 93-70168 U eine Anordnung, in der eine magnetische Kraft, die
durch eine Spule und einen in den Windungen der Spule lokalisierten
Rotor hervorgerufen wird, effektiv verwendet wird, um eine hohe
Ausgangsleistung zu erhalten. Allerdings kann diese Anordnung, da
sie die Lager in einem Spulenkörper
anbringen muß,
den Rotor nicht genau halten, und demgemäß ist es schwierig, diesen
Motor in der Praxis zu verwenden. Somit hat das Bedürfnis bestanden,
einen Motor zu entwickeln, der effizient eine hohe Ausgangsleistung
mit einem einfachen Aufbau erzeugen kann.
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Ein
anderes Problem ist es, daß der
Motor weiter durch ein magnetisches Feld außerhalb des Motors, wenn es
vorhanden ist, beeinflußt
wird, und demgemäß die Bewegung
des Motors unstabil wird. Dies ist insbesondere in dem Fall beachtlich,
in dem ein Motor verwendet wird, der einen Rotor hat, der mit mehr
als vier Polen magnetisiert ist. Andererseits ergibt sich ein Problem
dahingehend, dass der Motor andere Elemente im Außenraum
desselben während des
Betriebs des Motors magnetisch beeinflusst. In diesem Fall ist der
Ort, an dem der Motor installiert werden kann, beschränkt.
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Die
US 5 334 893 A offenbart
einen Schwingmotor, bei dem der Rotor einen zylindrischen Permanentmagneten
aufweist, der auf seinem Umfang mit zwei Polen magnetisiert ist,
deren Zentren einen Magnetisierungswinkel größer als 90° und kleiner als 180° einschließen. Jedoch
differiert die sonstige Gestaltung des magnetischen Kreises erheblich
von dem hier gezeigten.
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Demgemäß ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schwingmotor zu schaffen, der
einen relativ einfachen Aufbau hat, der effizient eine hohe Ausgangsleistung
erzeugen kann und der kaum durch externe magnetische Kräfte beeinflusst wird,
während
er selbst kaum Elemente außerhalb des
Motors magnetisch beeinflusst.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch einen Schwingmotor gemäß Anspruch
1 oder 2.
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Durch
diese Anordnung kann eine große Ausgangsleistung
effizient durch eine Antriebsspannung, die geringer als die herkömmlich erforderliche ist,
erhalten werden. Weiter beeinflusst der Schwingmotor durch diese
Anordnung kaum den Außenraum des
Motors magnetisch und wird kaum durch ein externes magnetisches
Feld beeinflusst.
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Weiter
liegen in dem Fall, in dem ein Rotor mit einem Permanentmagneten,
der mit vier magnetischen Polen magnetisiert ist, verwendet wird,
zwei dieser vier Pole von der Mitte des Rotors entfernt und in der
Nähe der
oben genannten Spule und haben einen Magnetisierungswinkel, der
größer als
90°, aber kleiner
als 180° ist,
die verbleibenden zwei der vier Pole haben eine magnetische Leistungsfähigkeit,
die schwächer
als die der zwei Pole ist, die in der Nähe der Spule liegen.
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Durch
diesen Aufbau kann die Herstellung des Permanentmagneten erleichtert
werden.
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Weiterhin
kann ein aus magnetischem Material bestehendes Joch an dem Spulenkörper befestigt werden.
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In
diesem Fall kann eine höhere
Ausgangsleistung effizient erhalten werden.
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Außerdem kann
der Schwingmotor in einer Fokussiereinrichtung einer Kamera verwendet
werden, so daß ein
Objektiveinstellelement durch den Schwingmotor durch eine Sperrklinke
zum Einstellen des Brennpunkts verschoben wird. Die Einrichtung, die
mit kleinen Schritten genau fokussieren kann, kann mit niedrigem
Energieverbrauch betrieben werden, und eine Beeinflussung von magnetischen
Feldern kann kaum durch andere Elemente, wie beispielsweise einen
Sektoröffnungsmotor,
bewirkt werden.
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Im
folgenden wird die Erfindung näher
anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsformen
erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Draufsicht in Schnittform, die einen Schwingmotor in einer ersten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 eine
Draufsicht, die die erste Ausführungsform
darstellt;
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3 eine
Seitenansicht in Schnittform, die die erste Ausführungsform, an der ein Gehäuse angebracht
ist, darstellt;
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4 eine
erklärende
Ansicht, um das Magnetfeld eines bekannten Schwingmotors zu zeigen;
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5 eine
erklärende
Ansicht, um das Magnetfeld des Schwingmotors gemäß der vorliegenden Erfindung
zu zeigen;
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6 eine
Draufsicht in Schnittform, die eine zweite Ausführungsform darstellt;
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7 eine
Draufsicht, die die zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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8 eine
Seitenansicht in Schnittform, die die zweite Ausführungsform,
an der ein Gehäuse
angebracht ist, darstellt;
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9 eine
erklärende
Ansicht, die die Äquipotentiallinien
an der Position eines Rotors in einem Zustand darstellt, in dem
der Permanentmagnet entfernt ist;
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10 eine
erklärende
Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein Joch an der in 9 gezeigten
Anordnung angebracht ist;
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11 eine
Draufsicht in Schnittform, die eine dritte Ausführungsform darstellt; und
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12 eine
Vorderansicht, die eine Kamera darstellt, in der die zweite Ausführungsform
integriert ist.
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Eine
erste Ausführungsform
eines Schwingmotors gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in den 1 bis 3 gezeigt.
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Bezugnehmend
auf 1, die eine Querschnittsansicht ist, die die wesentlichen
Teile dieses Schwingmotor darstellt, ist eine Vertiefung 1a in
der äußeren Peripherie
eines aus Plastik bestehenden Spulenkörpers 1 gebildet und
eine Spule (Windungen) sind in dieser Vertiefung aufgewickelt. Wie
in 2 gezeigt, ist ein Paar Anschlußbauteile 1b an einem
Endabschnitt des Spulenkörpers 1 vorgesehen
und an elektrisch leitenden, aus Metall oder dgl. bestehenden Stiften 3 entsprechend
an demselben befestigt, und weiterhin sind zwei Enden der Spule 2 entsprechend
an die Stifte 3 angeschlossen. Diese Stifte 3 sind
mit einer Stromversorgungseinrichtung, die nicht gezeigt ist, verbunden,
um die Spule 2 durch die Stifte 3 mit Energie
zu versorgen. Ein Rotor 4 ist drehbar an einer Position
in der Nähe
des einen Endabschnittes des Spulenkörpers 1 vorgesehen.
Dieser Rotor 4 umfaßt
eine Mittelwelle 4a aus Metall und einen Permanentmagneten 4b,
wie beispielsweise einen gesinterten Samariumkobalt-(Sm-Co) oder
einen Plastikmagneten (Pla-Mag). Ein Rotor 4, der mit zwei
Polen magnetisiert ist, wird als Rotor 4 gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet und die magnetisierten Positionen A, B desselben
liegen von der Mitte des Rotors entfernt in Richtung zu der Seite
der Spule 2, wobei ein Magnetisierungswinkel größer als 90°, aber kleiner
als 180° ist.
Insbesondere sind, wie in 1 gezeigt,
die Positionen A, B beider Pole in Richtung der Spule verschoben,
so daß sie
in den hohlen Abschnitt des Spulenkörpers 1 treten, und
der Magnetisierungswinkel beträgt
in dieser Ausführungsform
ungefähr
120°. Es
wird angemerkt, daß in dem
Fall einer Schwierigkeit in der Magnetisierung bei einem Magnetisierungswinkel
von 120° für einen tatsächlich kreisförmigen Rotor
ein nichtmagnetischer Teil (der nicht als Magnet dient) auf der
der Spule gegenüberliegenden
Position, von der Spule entfernt, vorgesehen ist, um so eine Magnetisierung bei
einem Magnetisierungswinkel von 120° zu liefern. Im Fall des Schwingmotors
tritt keine Beeinträchtigung
des Betriebes auf, sogar wenn der Rotor auf der von der Spule entfernten
Seite keine Magnetisierung aufweist. Bezugnehmend auf 3 (Längsschnittansicht)
ist ein solcher Zustand gezeigt, in dem der Spulenkörper 1 und
die Spule 2, die in den 1 und 2 gezeigt
sind, in einem Gehäuse
vorgesehen sind. Das heißt,
daß der
Spulenkörper 1 vertikal
zwischen einem oberen und unteren Gehäuseteil 5, 6 eingeklemmt
ist, und die Mittenwelle 4a des Rotors 4 in Lagern 5a, 6a eingepaßt ist,
so daß der
Rotor drehbar gehaltert ist.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform dient
die Spule 2, wenn sie durch die in den Figuren nicht gezeigte
Energieversorgungseinrichtung durch die Stifte 3 mit Energie
versorgt wird, als Elektromagnet. Die Wirkungspunkte zwischen dem
Rotor 4 und der Spule 2 befinden sich in der Nähe der Punkte
X, Y, wo die Positionen A, B der Pole des Permanentmagneten 4b und
der Spule 2 einander benachbart sind. Demgemäß empfängt der
Permanentmagnet 4b, wenn ein Strom in einer bestimmten
Richtung der Spule 2 zugeführt wird, an der Polposition
A eine Anziehungskraft von dem Wirkungspunkt X und an der Polposition
B eine abstoßende
Kraft von dem Wirkungspunkt Y, so daß der Rotor 4 zur
Drehung neigt. Weiter empfängt
der Permanentmagnet 4b, wenn ein Strom in die entgegengesetzte
Richtung zugeführt wird,
an der Position A von dem Wirkungspunkt X eine abstoßende Kraft
und an der Polposition B von dem Wirkungspunkt Y eine anziehende
Kraft, so daß sich
der Rotor 4 in umgekehrter Richtung dreht. Demgemäß wiederholt
der Rotor 4, wenn die Richtung, in der der Strom der Spule 2 zugeführt wird,
alternierend geändert
wird, eine Schwingungsbewegung. In dieser Ausführungsform liegt die Schwingungsbewegung
in einem Bereich von ± 5°.
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Wie
oben beschrieben, ist in dem Schwingmotor gemäß der vorliegenden Erfindung
der Permanentmagnet 4b des Rotors 4 mit zwei Polen
an den Positionen A, B magnetisiert, welche von der Mitte des Rotors 4 entfernt
in der Nähe
der Spule 2 liegen, die Polpositionen A, B sind benachbart
zu der Spule 2, so daß ein
Drehmoment zum Rotieren des Rotors 4 effektiv durch eine
magnetische Kraft, die durch die Spule 2 erzeugt wird,
bewirkt werden kann, und demgemäß eine höhere Ausgangsleistung
erhalten werden kann, sogar wenn die zugeführte Energie geringer ist.
Der Grund dieser Tatsache wird im folgenden unter Bezugnahme auf
die 4 und 5 erklärt.
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4 zeigt
ein Magnetfeldmuster in dem Fall eines herkömmlichen Motors, der in dem
Gehäuse vorgesehen
ist, d.h. in dem Fall, in dem ein Permanentmagnet 103 mit
zwei Polen 101, 102 bei einem Winkel von 180° magnetisiert
ist, wobei die Pole auf einer Mittellinie des Rotors 100 (Linie
durch das Zentrum des Rotors 100) angeordnet sind. Bezugnehmend
auf 4(a) sind Äquipotentiallinien (von denen
jede durch Verbinden von Positionen, bei denen das magnetische Feld
gleiche Intensität
hat, mit Intervallen von 100 Oe erhalten wird), um den Rotor 100 und
den Spulenkörper 104 gezeigt.
Demgemäß kann man
sehen, daß die
Intensität
des Magnetfeldes umso schwacher wird, je größer die Entfernung von dem
Rotor 100 und dem Spulenkörper 104 ist, aber die
Intensität
umso stärker
wird, je kürzer
die Entfernung von denselben ist.
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Weiter
ist die Richtung und die Intensität des Magnetfeldes innerhalb
des Rotors 100 durch die Pfeile dargestellt. Ein magnetisches
Feld, das von einem Pol 101 zu dem anderem Pol 102 gerichtet
ist, liegt in dem Permanentmagneten 103 vor. Da die Magnetisierung
bei einem Winkel von 180° in
dieser Ausführungsform
verwendet wird, wird ein Magnetfeld, das von der linken zur rechten
Seite dieser Figur gerichtet ist, parallel zur Spule erzeugt. Andererseits wird
ein Magnetfeld außerhalb
des Spulenkörpers 104 entlang
der Kontur desselben erzeugt, wenn eine Spule 105 mit Energie
versorgt wird. Bezugnehmend auf 4(b),
die eine vergrößerte Ansicht
ist, kann in dieser Ausführungsform,
da die Richtung des in dem Permanentmagneten 103 erzeugten
Magnetfeldes und die des Magnetfeldes außerhalb des Spulenkörpers 104 einen
Winkel bilden, bei dem sie im wesentlichen parallel zueinander sind,
kein Drehmoment in der Umgebung der Wirkungspunkte X, Y effektiv
von der magnetischen Kraft erhalten werden. Das heißt, der
Grund, warum der Motor ein Drehmoment empfängt, ist wie folgt: Falls kein
Permanentmagnet anwesend ist, wird ein magnetisches Feld entlang
des Spulenkörpers
erzeugt, wenn die Spule mit Energie versorgt wird. Wenn der Permanentmagnet
allerdings vorhanden ist, interferiert das magnetische Feld mit
einem magnetischen Feld des Permanentma gneten, um so eine Magnetostriktion
in dem Magnetfeld zu erzeugen, und demgemäß ein Prozeß, mit der die Magnetostriktion
auszugleichen ist, bewirkt wird. Eine derartige Kraft zum Ausgleichen
der Magnetostriktion dient als Rotationsdrehmoment. Im übrigen wird,
wie 4(b) zeigt, falls die Richtung
des Magnetfeldes (das so dargestellt ist, als ob kein Permanentmagnet
vorhanden wäre),
das durch Energieversorgung der Spule 105 im wesentlichen
parallel mit der Richtung des spezifischen Magnetfeldes des Permanentmagneten
erzeugt wird, eine geringere Magnetostriktion in Richtung des magnetischen
Feldes bewirkt. Demgemäß ist eine
Kraft zum Ausgleichen dieser Magnetostriktion klein und als Ergebnis ist
das Rotationsdrehmoment klein.
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Unterdessen
zeigt 5 einen Zustand eines magnetischen Feldes des
Schwingmotors gemäß der vorliegenden
Erfindung. Durch Vergleichen der in 5(a) gezeigten Äquipotentiallinien,
mit denen, die in 4(a) gezeigt sind,
sieht man, daß die in 5(a) gezeigten Äquipotentiallinien in der Umgebung
des Spulenkörpers
dichter sind, aber bei einer Position, die von dem Spulenkörper entfernt
liegt, geringer sind. Durch Vergleichen der Äquipotentiallinien, die eine
magnetische Feldstärke
von 500 Oe anzeigen, sieht man, daß die Äquipotentiallinie in dieser
Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung (5) merklich näher an dem
Spulenkörper als
in dem bekannten Beispiel (4) liegt.
Das heißt,
daß das
Magnetfeld, wenn der bekannte Motor angetrieben wird, sogar bis
zu einer Position, die in relativ großer Entfernung zu dem Motor
liegt, erzeugt wird. Unterdessen ist zu sehen, daß das Magnetfeld gemäß der vorliegenden
Erfindung nur in der Umgebung des Motors während des Betriebes desselben erzeugt
wird. Demgemäß ist der
magnetische Einfluß auf
Elemente außerhalb
des Motors während
des Betriebes des Motors in der vorliegenden Erfindung geringer
als in dem bekannten Aufbau. Weiter beeinflußt, in dem Fall, in dem ein
externes Magnetfeld außerhalb
des Motors vorhanden ist, das externe magnetische Feld den Betrieb
eines Motors. Der bekannte Motor erzeugt ein magnetisches Feld in
einem weiten Bereich um den Motor während seines Betriebes. Andererseits überlagert sich,
da der Motor gemäß der vorliegenden
Erfindung konzentrisch ein Magnetfeld in einem engen Bereich um
den Motor während des
Betriebs desselben erzeugt, das externe Magnetfeld kaum damit und
beeinflußt
den Betrieb des Motors kaum, es sei denn, es ist zu nahe an dem
Motor angebracht. Somit beeinflußt der Motor gemäß der vorliegenden
Erfindung das Äußere des
Motors nicht magnetisch und ist kaum einer magnetischen Beeinflussung
von außen
ausgesetzt, wodurch es möglich
ist, einen stabilen Betrieb durchzuführen.
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Weiter
erstreckt sich, angesichts des magnetischen Feldes in dem in 5 gezeigten
Rotor, da er mit einem Winkel von 120° magnetisiert ist, ein magnetisches
Bogenfeld von einem Pol A zu einem anderen Pol B (es ersteckt sich
nicht durch die Mittelachse). Das heißt, daß, wie in 5(b) gezeigt,
das magnetische Feld in Gebieten um die Polpositionen A, B im wesentlichen
radial davon erzeugt wird. Demgemäß kann, da die Richtung des
Magnetfeldes, das entlang der Kontur des Spulenkörpers bei Energieversorgung
der Spule erzeugt wird, und die Richtung des magnetischen Feldes
in dem Permanentmagneten an den Wirkungspunkten X, Y des Rotors
und der Spule einen Winkel bildet, der in der Nähe eines rechten Winkels zwischen
diesen liegt, ein Rotationsdrehmoment für den Rotor effizient aus der
magnetischen Kraft, die durch die Spule erzeugt wird, erhalten werden.
Das heißt,
daß, wie
in 5(b) gezeigt, die Magnetostriktion
größer wird,
da die Richtung des magnetischen Feldes (so dargestellt ist, als
ob kein Permanentmagnet vorhanden wäre), das durch Energieversorgung
der Spule erzeugt wird, und die Richtung des magnetischen Feldes,
das der Permanentmagnet erzeugt, einen Winkel, der in der Nähe eines
rechten Winkels liegt, bilden. Demgemäß wird die Kraft zum Ausgleichen
dieser Magnetostriktion so groß,
daß ein
großes
Rotationsdrehmoment erhalten werden kann. Übrigens werden, wie durch die
Zweipunkt-Strich-Linie
in 5(b) gezeigt, die Entfernungen
zwischen den Wirkungspunkten X, Y und den Polpositionen C, D größer und
die Richtung des magnetischen Feldes der Spule ist nahezu pa rallel
mit der des Permanentmagnetens, und demgemäß wird die Ausgangsleistung
niedriger.
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Insbesondere
ist, entsprechend den von dem Anmelder durchgeführten Versuchen, die niedrigste
Betriebsspannung (diejenige Spannung, die zumindestens erforderlich
ist, um die Bewegung des Rotors zu bewirken, da der Rotor nicht
bei einer Spannung betrieben wird, die geringer als diese niedrigste
Betriebsspannung ist) für
den Motor gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einem Magnetisierungswinkel von 120° um ungefähr 40% niedriger
als bei einem herkömmlichen
Motor mit der Magnetisierung bei einem Winkel von 180°. Das heißt, daß der Schwingmotor
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einer Spannung, die um ungefähr 40% niedriger als für einen
bekannten Motor ist, getrieben werden kann.
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Die 6 bis 8 zeigen
eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der einzige Unterschied der zweiten
Ausführungsform
zur ersten Ausführungsform,
die in den 1 bis 3 gezeigt
ist, ist ein Joch 7; alle anderen Komponenten der zweiten
Ausführungsform
sind dieselben wie die der ersten Ausführungsform. Demgemäß wird die
Erklärung
derselben, abgesehen von dem Joch 7, abgekürzt.
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Das
Joch 7 besteht aus einem Basisteil 7a, der an
dem Bodenteil 1c des Spulenkörpers 1 befestigt
ist, Verlängerungsteilen 7b,
die sich von dem Basisteil 7a erstrecken und einem Kernteil 7c,
das in den hohlen Abschnitt 1d des Spulenkörpers 1 eingesetzt
ist.
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Bei
dieser mit dem Joch 7 versehenen Anordnung wird verhindert,
daß eine
magnetische Kraft, die von der Spule 2 erzeugt wird, in
den Außenraum des
Motors entweicht, und der Rotor kann effizient betrieben werden.
Insbesondere zeigt 9 die Äquipotentiallinien (die durch
Verbinden von Punkten bei Intervallen von 50 Oe erhalten werden)
an der Position des Rotors in der ersten Ausführungsform ohne Joch 7,
und 10 zeigt Äquipo tentiallinien
an der Position des Rotors und das Muster des magnetischen Feldes
innerhalb des Jochs in der zweiten Ausführungsform, die das Joch 7 aufweist.
Es ist offensichtlich aus dem Vergleich der Äquipotentiallinien bei 300
Oe, daß die
Intensität
des Magnetfeldes in der zweiten Ausführungsform höher ist.
In der Umgebung des Zentrums der Spule ist die Intensität des Magnetfeldes
in der ersten Ausführungsform
ungefähr
350 Oe, wohingegen sie in der zweiten Ausführungsform ungefähr 450 Oe
ist. Somit kann eine größere magnetische
Kraft in der zweiten Ausführungsform
erhalten werden, und demgemäß kann das
Rotationsdrehmoment um ungefähr
30% erhöht
werden. Es wird angemerkt, daß die 9 und 10 die Äquipotentiallinien
in dem Fall zeigen, in dem der Rotor nicht vorhanden ist, und es
demgemäß möglich ist,
den Fall, in dem kein Joch vorgesehen ist, mit dem Fall, in dem
ein Joch vorgesehen ist, zu vergleichen.
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Weiter
hat dieser Schwingmotor keine statisch stabile Position, so daß die Position
während der
Aberregung nicht gleichbleibend, sondern unbehindert ist. Das heißt, daß, da die
Entfernung zwischen den Polpositionen und dem Jochverlängerungsteil
groß ist
und da ein Magnet mit einer geringeren magnetischen Kraft verwendet
werden kann, während
die Ausgabeleistungseffizienz so hoch, wie oben beschrieben, ist,
die Kraft zum Halten des Rotors bei einer vorbestimmten Position
während
der Aberregung niedrig im Vergleich zu bekannten Motoren ist. Demgemäß wird kein
Widerstand in dem Fall erzeugt, in dem die mit dem Motor im Eingriff
stehenden Zahnräder
schnell zum Zurücksetzen
beim Anhalten des Motors gedreht werden.
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11 zeigt
eine dritte Ausführungsform.
In dieser Ausführungsform
wird ein Rotor 8 mit einem Permanentmagneten 8a,
der mit vier Polen magnetisiert ist, verwendet. Außerdem ist
der Aufbau mit Ausnahme des Rotors 8 derselbe, wie in der
ersten Ausführungsform,
und demgemäß wird die
Erklärung derselben
abgekürzt.
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In
der ersten und zweiten Ausführungsform wird
ein Rotor, der mit zwei Polen magnetisiert ist, verwendet. Die Herstellung
eines Magneten, der mit zwei Polen magnetisiert ist, wobei die Positionen
einseitig sind, ist sehr schwierig. Demgemäß, um die Herstellung zu erleichtern,
verwendet die dritte Ausführungsform
einen Permanentmagneten 8a, der, wie in 11 gezeigt,
mit vier Polen magnetisiert ist. Damit derselbe Effekt, wie in der
ersten und zweiten Ausführungsform
erhalten werden kann, liegen von den vier Polen die Positionen E,
F von zwei Polen von der Mitte des Rotors entfernt und in der Nähe der Spule
und haben Magnetisierungswinkel, die größer als 90°, aber kleiner als 180° sind, d.h.,
daß diese Polpositionen
im wesentlichen dieselben sind, wie die Polpositionen A, B in der
ersten und zweiten Ausführungsform.
Weiter befinden sich die verbleibenden zwei Polpositionen G, H entfernt
von der Mitte des Rotors und entfernt von der Spule und sind symmetrisch
zu den Polpositionen E, F. Weiter ist vorgesehen, daß diese
zwei Pole G, H magnetische Kräfte bewirken,
die erheblich schwächer
als die der Pole E, F sind. Demgemäß kann in der dritten Ausführungsform
durch das Vorsehen der Pole G, H die Herstellung des Permanentmagneten 8a erheblich
erleichtert werden. Weiter beeinträchtigen die Pole G, H, da sie
im Vergleich zu den Polen E, F schwache magnetische Kräfte hervorrufen,
die Bewegung des Rotors nicht, und weder werden Elemente außerhalb
des Motors magnetisch beeinflußt,
noch werden sie durch ein Magnetfeld außerhalb des Motors beeinflußt. Dadurch
können
dieselben Wirkungen, wie sie in der ersten und zweiten Ausführungsform
erhalten wurden, erhalten werden.
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12 zeigt
die wesentlichen Teile einer Verschlußeinrichtung in einer Kamera,
in der die zweite Ausführungsform
integriert ist.
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Bezugnehmend
auf 12 hat eine Verschlußbodenplatte 11 einen
feststehenden Linsen- bzw. Objektivfassungsteil 11a zur
Halterung einer Linsen- bzw. Objektivfassung. Innenschraubengewinde
sind in die innere Peripherie des feststehenden Fassungsteils 11a geschnitten,
der im Eingriff mit einem Außenschraubengewinde,
das auf der Objektivfassung gebildet ist, steht. Somit wird die
Objektivfassung in Richtung der optischen Achse in Verbindung mit
einer Drehung, die im folgenden erklärt wird, bewegt, um so die
fokale Position zu ändern.
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Um
die Objektivfassung zu drehen, ist ein Objektiveinstellring 12 drehbar
auf der äußeren Peripherie
des feststehenden Objektivfassungsteils 11a vorgesehen.
Der Objektiveinstellring 12 hat einen Vorsprung, der nicht
gezeigt ist, und der mit einem Eingriffsteil der Objektivfassung
in Eingriff steht, und demgemäß wird die
Objektivfassung zusammen mit dem Objektiveinstellring 12 gedreht.
Der Objektiveinstellring 12 wird im Uhrzeigersinn durch
eine Feder 13 getrieben.
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Weiter
ist der Objektiveinstellring 12 an seinem äußeren peripheren
Teil mit einer Zahnstange 12a ausgebildet, die mit einem
Zahnrad 15a einer Sperrklinke 15 durch ein Zwischenzahnrad 14 in
Eingriff steht. Die Sperrklinke 15 kann auf der Verschlußbodenplatte 11 gedreht
werden. Eine Mehrzahl von Klauen 15b sind auf der äußeren Peripherie
der Sperrklinke 15 mit gleicher Teilung gebildet. Ein Anker 16 wird
integral mit dem Rotor eines Schwingmotors M der vorliegenden Erfindung,
wie er oben genannt ist, hin- und herbewegt bzw. schwingungsförmig bewegt
und ist auf demselben mit einem Paar von Sperrklauen 16a, 16b gebildet,
die so angepaßt sind,
daß sie
alternierend mit den Klauen 15b der Sperrklinke 15 ineinandergreifen.
Positionen, bei denen die Sperrklauen 16a, 16b mit
den Sperrklauen 15b der Sperrklinke 15 in Eingriff
stehen, werden voneinander durch die Hälfte der Teilung der Klauen 15b verschoben.
Das heißt,
daß, wenn
der Anker 16 von der Positionen, in der die Schließklaue 16a mit den
Klauen 15b im Eingriff steht, in die Position, in der die
Schließklaue 16b mit
den Klauen 15b im Eingriff steht, gedreht wird, die Sperrklinke 15 durch
das Zwischenzahnrad 14 um einen Winkel, der der Hälfte der
Teilung der Klauen 15b entspricht, aufgrund des Antriebs
der Feder 13 gedreht wird.
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Die
Sperrklinke 15 steht mit einem Schließelement, das nicht gezeigt
ist, in einem anfänglichen Objektivzustand
im Eingriff. Wenn ein Antriebsring 17 im Uhrzeigersinn
gedreht wird, werden die Eingriffe gelöst. Der Antriebsring 17 ist
drehbar auf der äußeren Peripherie
des feststehenden Fassungsteils 11a der Verschlußbodenplatte 11 vorgesehen.
Der Antriebsring 17 hat eine Zahnstange 17a, die
in ein Zahnrad eines Rotors 18a eines Antriebsmotors 18 eingreift,
so daß sie
normal und in entgegengesetzter Richtung drehbar ist. Ein Stift 17b auf
dem Antriebsring 17 steht mit einem Eingriffsteil 12b des
Objektiveinstellrings 12 im Eingriff, und demgemäß ist der Objektiveinstellring 12 so
ausgebildet, daß er
entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden kann, wobei er die Zwangskraft
der Feder 13 überwindet.
Wenn der Antriebsring 17 im Uhrzeigersinn gedreht wird, steht
er mit einem Sektorring, der nicht gezeigt ist, im Eingriff, so
daß er
integral mit dem Sektorring gedreht wird. Der Antriebsmotor 18 ist
so angeordnet, daß der
Rotor 18a drehbar in einem Spalt, der zwischen einem Paar
von Statoren 18b definiert ist, lokalisiert ist, und demgemäß wird der
Rotor 18a gedreht, wenn Energie von einer nicht gezeigten
Energiequelle zugeführt
wird.
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Als
nächstes
wird die oben beschriebene Ausführungsform
erklärt.
Wenn ein Verschlußknopf in
den anfänglichen
Zustand gedrückt
wird, wird dem Schwingmotor M zuerst Energie zugeführt, und
demgemäß greifen
die Verschlußklauen 16b des
Ankers 16 in eine der Klauen 15b der Sperrklinke 15 ein,
die deshalb gesperrt wird. Dann wird dem Motor 18 Energie
zugeführt,
so daß der
Antriebsring 17 im Uhrzeigersinn gedreht wird, und dann
plötzlich
gestoppt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Objektiveinstellring 12 eingeklinkt,
wobei er die Feder 13 überwindet, da
der Anker 16 die Sperrklinke 15 sperrt. Danach wird,
wenn dem Schwingmotor M Energie zugeführt wird, der Anker 16 gegen
den Uhrzeigersinn gedreht, so daß die Schließklaue 16b des
Ankers 16 von der Klaue 15b der Sperrklinke 15 gelöst wird,
und die Energieversorgung wird so durchgeführt, daß die Hin- und Herbewegung alternierend in einer
Richtung durchgeführt
wird, in der die Schließklaue 16a und die
nächste
Klaue 15b miteinander im Eingriff stehen. Bei diesem Betrieb
wird der Objektiveinstellring 12 und die Sperrklinke 15 aufgrund
der Zwangskraft der Feder 13 um einen Winkel gedreht, der
der Hälfte
der Teilung der Klauen 15b entspricht. Nachfolgend werden,
wenn dem Schwingmotor M in ähnlicher
Weise Energie zugeführt
wird, so daß der
Anker 16 in entgegengesetzter Richtung gedreht wird, der
Objektiveinstellring 12 und die Sperrklinke 15 ähnlich zu
dem oben beschriebenen Betrieb gedreht. Um den Objektiveinstellring 12 in
eine vorbestimmte fokale Position zu drehen, wird der Anker 16 um
eine derselben entsprechende Zyklusanzahl geschwenkt. Wenn der Objektiveinstellring 12 eine
vorbestimmte Fokalposition erreicht, wird dem Schwingmotor M Energie
zugeführt,
um so das Einrasten oder Sperren der Schließklauen 16a oder 16b und
der Klauen 15b beizubehalten. Es wird angemerkt, daß eine Spannung zur
Energiezuführung
niedriger als die zum Schwenken des Ankers 16 ist, d.h.,
daß nur
eine Spannung angelegt wird, die erforderlich ist, um zu verhindern, daß die Schließklauen 16a oder 16b sich
von den Klauen 15b lösen.
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Nachdem
der Objektiveinstellring bei der vorbestimmten fokalen Position
lokalisiert ist, wird der Antriebsring 17 weiter im Uhrzeigersinn
gedreht, und demgemäß wird der
nicht gezeigte Sektorring integral mit dem Antriebsring 17 gedreht.
Wenn der Sektorring gedreht wird, wird ein Sektor 19 so
gedreht, daß ein
Objektivöffnungsteil 11b zur
Belichtung geöffnet
wird. Wenn ein vorbestimmter Belichtungswert erhalten worden ist,
wird der Antriebsring 17 gegen den Uhrzeigersinn gedreht,
und demgemäß wird der
Sektorring und der Sektor 19 in entgegengesetzter Richtung
gedreht, um den Objektivöffnungsteil 11b abzuschirmen.
Somit ist der Belichtungsbetrieb abgeschlossen. Sogar zu diesem
Zeitpunkt wird dem Schwingmotor M noch Energie in Form einer Spannung
zugeführt,
die hinreichend ist, um zu verhindern, daß sich die Sperrklauen 16a oder 16b und
die Klauen 15b voneinander lösen.
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Der
Antriebsring 17 wird kontinuierlich weitergedreht, und
wenn der Antriebsring 17 mit dem Eingriffsteil 12b des
Linsenein stellrings 12 im Eingriff steht, wird der Schwingmotor
M aberregt, so daß sich die
Sperrklinke 15 von dem Anker 16 löst. Weiter dreht
dann, nachdem der Antriebsring 17 mit dem Eingriffsteil 12b des
Linseneinstellrings 12 in Eingriff steht, der Antriebsring 17 den
Objektiveinstellring 12 gegen den Uhrzeigersinn, wobei
die Zwangskraft der Feder 13 überwunden wird. Der Objektiveinstellring 12 wird
durch den Antriebsring 17 bis zu einer Position gedreht,
die seinen ursprünglichen
Zustand übersteigt,
und danach wird, wenn ein Schließteil der Sperrklinke 15 durch
ein Schließelement
gesperrt wird, der Objektiveinstellring 12 durch das Schließelement
gesperrt, wobei die Zwangskraft der Feder 13 überwunden
wird. Dann wird der Objektivantriebsring 17 wiederholt
im Uhrzeigersinn gedreht und an seiner ursprünglichen Position angehalten.
Somit wird eine Serie von Betriebsschritten abgeschlossen.