JP2000152595A - 電磁駆動装置、電磁作動装置、電磁絞り装置および光学機器 - Google Patents

電磁駆動装置、電磁作動装置、電磁絞り装置および光学機器

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JP2000152595A
JP2000152595A JP32089598A JP32089598A JP2000152595A JP 2000152595 A JP2000152595 A JP 2000152595A JP 32089598 A JP32089598 A JP 32089598A JP 32089598 A JP32089598 A JP 32089598A JP 2000152595 A JP2000152595 A JP 2000152595A
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electromagnetic
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Takashi Suzuki
隆司 鈴木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 絞り装置部に対する電磁駆動モータ部(特
に、コイル)の出っ張りが大きくなって、電磁絞り装置
全体としてのスラスト方向長が長くなる。 【解決手段】 外周に着磁されたロータ105と、それ
ぞれこのロータの外周に対向し、ロータの周方向に離間
して配置された2つのステータ101,103と、これ
ら各ステータに巻回され、通電によりロータを回転させ
るための磁力を発生させるコイル2102,104と、
ロータの回転によりこのロータの軸と略平行な軸の回り
で回転駆動される回転出力部材14とを有する場合に、
上記2つのステータの回転出力部材の回転中心側の離間
角度θ2を、回転中心とは反対側の離間角度θ1よりも
大きくしてコイルを回転出力部材の外周よりも外側に配
置するとともに、コイルおよび回転出力部材のそれぞれ
の少なくとも一部をこの回転出力部材の軸方向にオーバ
ーラップ配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁駆動装置、特
にステッピングモータを使用した電磁駆動装置における
モータと該モータにより駆動される回転出力部材のレイ
アウト構成に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の電磁駆動装置、例えばステッピン
グモータを使用した電磁絞り装置の構成としては、絞り
羽根と該絞り羽根を駆動する回転部材等を内蔵した絞り
装置上に 電磁駆動モータ(ステッピングモータ)を配
置しているのが一般的である。また、絞り装置上のステ
ッピングモータの構成としては、特開平3―20725
4号公報等にて提案されているように、ステータヨーク
をロータの回転軸線方向に対してラジアル方向に配置し
たものが知られている。
【0003】ところで、上記従来の電磁絞り装置では、
絞り装置に対して電磁駆動モータ(ステッピングモー
タ)が絞り装置に対して光軸方向に出っ張る形で構成さ
れている。このため、カメラ等の小型化が要求されてい
る製品への対応に支障をきたしている。
【0004】これに対応するためには、少しでも電磁駆
動モータの出っ張りを少なくすることが必要となるが、
その方法のひとつとして、電磁駆動モータ自体を絞り装
置内に極力収納する構成が考えられる。そして、この構
成を達成するためには、電磁駆動モータ自体の小型化を
図ることが必須である。
【0005】そこで、電磁駆動モータに用いられるステ
ータの積層化を廃止(1枚のステータで構成)したり、
ロータマグネット部を薄型化したりする構成が考えられ
る。但し、電磁駆動モータを小型化すると、モータパワ
ー不足が生じる。この対策としては、ロータマグネット
の材質を変更する(ネオジウム、サマリウム等を用い
る)こと等が挙げられる。
【0006】ここで、従来の電磁絞り装置の構成を図3
を用いて説明する。図3において、符号Aで表示されて
いるのが電磁駆動モータ部(ステッピングモータ)であ
り、符号Bで表示されているのが絞り装置部である。な
お、絞り装置部Bに電磁駆動モータ部Aが装着されるこ
とで、電磁駆動モータ部Aの回転出力が絞り装置部Bに
伝達可能となる構成である。
【0007】なお、図3(a)は、電磁絞り装置を光軸
方向(ロータ5や回転部材14の軸方向)から見た図で
あり、図3(b)は光軸直交方向から見た断面図であ
る。なお、図3(a)においては、環状地板11および
カム板12等を省略している。まず、電磁駆動モータ部
Aの構成を説明する。図において、1は例えばケイ素鋼
板により略U字形状に作られた第1のステータであり、
この第1のステータ1には第1及び第2の伸長部1a,
1bが設けられている。これら伸長部1a,1bの先端
にはそれぞれ、後述するロータ5の外周面と所定の空隙
を介して対向する第1及び第2の磁極部1c,1dが設
けられている。
【0008】尚、第1のステータ1の磁極部1c,1d
はそれぞれ電気角で略90°の開角を有するとともに、
互いに電気角で略180°離間している。
【0009】2は第1のステータ1の伸長部1aに装着
される第1の電機子コイルである。この第1の電機子コ
イル2は、プラスチックで作られたボビン2aに銅線2
bを巻き回し、ボビン2aに圧入された端子2c,2d
に銅線2bの巻き始め端と巻き終り端を半田付け等の手
段により電気的に接続したものである。
【0010】3は第2のステータであり、この第2のス
テータ3も第1のステータ1と同様に例えばケイ素鋼板
により略U字形状に作られている。
【0011】また、第2のステータ3には第1及び第2
の伸長部3a,3bが設けられている。これら伸長部3
a,3bの先端には、ロータ5の外周面と所定の空隙を
介して対向する第1及び第2の磁極部3c,3dが設け
られている。
【0012】なお、第2のステータ3の磁極部3c,3
dはそれぞれ電気角で略90°の開角を有するととも
に、互いに電気角で180°離間されている。
【0013】4は第2のステータ3の伸長部3aに装着
される第2の電機子コイルである。この第2の電機子コ
イル4は、第1の電機子コイル2と同様にプラスチック
で作られたボビン4aに銅線4bを巻き回し、ボビン4
aに圧入された端子4c,4dに銅線4bの巻き始め端
と巻き終り端とを半田付け等の手段により電気的に接続
したものである。
【0014】そして、両ボビン2a,4aの端子2c,
2d,4c,4dには不図示のドライブ回路が接続され
ており、両コイル2,4にパルス通電されることで生じ
た磁力によるロータ5の回転駆動が可能である。
【0015】ロータ5には、回転軸5a,5bが一体成
形されており、外周面には6極の磁極ができる様に着磁
部が形成されている。また、回転軸5b上にはギア5c
が一体成形されている。ロータ5の回転軸5aは、例え
ばプラスチックにより一体成形されたモータ固定部材
(図示せず)に形成された穴に回転自在に嵌合する。こ
のモータ固定部材は、接着やビス止め等の方法により後
述する環状地板11に固定されるものである。また、こ
のモータ固定部材によって、接着や圧入等の方法によ
り、第1のステータ1および第2のステータ3が取り付
けられる。
【0016】一方、ロータ5の回転軸5bは、後述する
回転部材(回転出力部材)12の穴12bに回転自在に
嵌合させる。これにより、ロータ5を回転自在に支持す
ることができる。
【0017】次に絞り装置部Bについて説明する。11
は環状地板であり、中央には撮影光が通過する開口が形
成されている。この環状地板11には、前述したように
電磁駆動モータ部Aが接着、ビス止め等の方法で固定さ
れる。
【0018】12は環状のカム板である。このカム板1
2には複数本の絞りカム12aが切られている。
【0019】図3(b)に示す13は複数枚の絞り羽根
である。上記絞りカム12aに各絞り羽根13の裏面の
ダボ13aが嵌合している。
【0020】14は光軸を中心に回転する回転部材であ
り、中央には撮影光が通過する開口が形成されている。
回転部材14に設けられた複数の穴14aには、各絞り
羽根13の表面ダボ13bがそれぞれ嵌合している。ま
た、回転部材14には、フランジ部14bが形成されて
おり、このフランジ部14bは環状地板11の内径部1
1aに回転摺動可能に嵌合する。これにより、回転部材
14は環状地板11に回転自在に支持される。また、回
転部材14には、回転出力部としてのギア部14cが設
けられており、このギア部14cはロータ5のギア5c
と噛み合う。
【0021】さらに、回転部材14には、突起部14d
が設けられており、この突起部14dは環状地板11に
周方向に延びるように形成された長穴11bに対して移
動可能に挿入されている。一方、カム板12には、鉤部
12cが全部で3カ所設けられており、これら鉤部12
cが環状地板11の3カ所の切欠部11cにそれぞれ係
合することにより回転部材14を挟んでいる。これによ
り、環状地板11、カム板12、絞り羽根13及び回転
部材14がユニット化された絞り装置部Bが構成され
る。
【0022】以上のように構成された電磁絞り装置にお
いて、電磁駆動モータ部Aのロータ5が回転すると、そ
の回転はロータ5のギア5cによって回転部材14のギ
ア部14cに伝達され、回転部材14を所定角度回転さ
せる。この回転部材14の回転によって絞り羽根13の
表面ダボ13bは回転方向に駆動される。そして、絞り
羽根13の裏面ダボ13aがカム板12に設けられた絞
りカム12aによってカム駆動されることにより、絞り
羽根13は開方向もしくは閉方向に揺動する。こうし
て、この電磁絞り装置を備えるカメラの露出調節が行わ
れる。
【0023】ところで、上記従来の電磁絞り装置におけ
る第1のステータ1及び第2のステータ3は、ロータ5
の外周部の着磁部に対して電気角で(90+180×
m)°〈ここで、mは0または自然数である〉離間して
配置されている。具体的には、第1のステータ1及び第
2のステータ3間の回転部材14の回転中心側の離間角
度は、電気角で270°(θ2)であり、その反対側
(回転部材14の外周側)の離間角度は、電気角で45
0°(θ1)である。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、図3(a)から分かるように、第1のステー
タ1及び第2のステータ3のそれぞれの第1の伸長部1
a,3aに装着された電機子コイル2,4が、光軸方向
視において重なり合ってしまうため、図3(b)に示す
ように、回転部材14と電機子コイル2,4との間に軸
(スラスト)方向クリアランスを設けて配置する必要が
ある。したがって、絞り装置部Bに対する電磁駆動モー
タ部A(特に、電機子コイル2,4)の出っ張りを十分
小さくすることができず、電磁絞り装置全体としてのス
ラスト方向長が長くなり、製品小型化の要求を十分満足
させることができない。
【0025】そこで、本発明は、より軸方向長が短く、
製品小型化の要求に十分に対応できる電磁駆動装置や電
磁絞り装置を提供することを目的としている。
【0026】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、外周に着磁されたロータと、それぞれ
このロータの外周に対向し、ロータの周方向に離間して
配置された2つのステータと、これら各ステータに巻回
され、通電によりロータを回転させるための磁力を発生
させるコイルと、ロータの回転によりこのロータの軸と
略平行な軸回りで回転駆動される回転出力部材とを有す
る電磁駆動装置において、上記2つのステータの回転出
力部材の回転中心側の離間角度を、回転中心とは反対側
の離間角度よりも大きくしてコイルを回転出力部材の外
周よりも外側に配置するとともに、コイルおよび回転出
力部材のそれぞれの少なくとも一部をこの回転出力部材
の軸方向にオーバーラップ配置している。
【0027】これにより、軸方向におけるコイルの端部
から回転出力部材の端部までの長さが従来に比べて短く
なる。このため、これを電磁絞り装置等に適用した場合
には、電磁駆動モータ部(ロータ、ステータおよびコイ
ル)を絞り装置部に対して軸方向の出っ張りがほぼ無い
形で配置することが可能となる。
【0028】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)図1および図2
には、本発明の第1実施形態である電磁絞り装置を示し
ている。両図において、符号Aで表示されているのが電
磁駆動モータ部(ステッピングモータ)であり、符号B
で表示されているのが絞り装置部である。なお、絞り装
置部Bに電磁駆動モータ部Aが装着されることで、電磁
駆動モータ部Aの回転出力が絞り装置部Bに伝達可能と
なる構成である。
【0029】まず、電磁駆動モータ部Aの構成を説明す
る。図において、101は例えばケイ素鋼板により略U
字形状に作られた第1のステータであり、この第1のス
テータ101には第1及び第2の伸長部101a,10
1bが設けられている。これら伸長部101a,101
bの先端にはそれぞれ、後述するロータ5の外周面と所
定の空隙を介して対向する第1及び第2の磁極部101
c,101dが設けられている。
【0030】尚、第1のステータ1の磁極部101c,
101dはそれぞれ電気角で略90°の開角を有すると
ともに、互いに電気角で略180°離間している。
【0031】102は第1のステータ101の伸長部1
01aに装着される第1の電機子コイルである。この第
1の電機子コイル102は、プラスチックで作られたボ
ビン102aに銅線102bを巻き回し、ボビン102
aに圧入された端子102c,102dに銅線102b
の巻き始め端と巻き終り端を半田付け等の手段により電
気的に接続したものである。
【0032】103は第2のステータであり、この第2
のステータ103も第1のステータ101と同様に例え
ばケイ素鋼板により略U字形状に作られている。
【0033】また、第2のステータ103には第1及び
第2の伸長部103a,103bが設けられている。こ
れら伸長部103a,103bの先端には、ロータ10
5の外周面と所定の空隙を介して対向する第1及び第2
の磁極部103c,103dが設けられている。
【0034】なお、第2のステータ3の磁極部103
c,103dはそれぞれ電気角で略90°の開角を有す
るとともに、互いに電気角で180°離間されている。
【0035】104は第2のステータ103の伸長部1
03aに装着される第2の電機子コイルである。この第
2の電機子コイル104は、第1の電機子コイル102
と同様にプラスチックで作られたボビン104aに銅線
104bを巻き回し、ボビン104aに圧入された端子
104c,104dに銅線104bの巻き始め端と巻き
終り端とを半田付け等の手段により電気的に接続したも
のである。
【0036】そして、両ボビン102a,104aの端
子102c,102d,104c,104dには不図示
のドライブ回路が接続されており、両コイル102,1
04にパルス通電されることで生じた磁力によるロータ
105の回転駆動が可能である。
【0037】ロータ105には、回転軸105a,10
5bが一体成形されており、外周面には6極の磁極がで
きる様に着磁部が形成されている。また、回転軸105
b上にはギア105cが一体成形されている。106は
例えばプラスチックにより一体成形されたモータ固定部
材である。このモータ固定部材106には、ロータ10
5の回転軸5aが回転自在に嵌合する穴106aと、ボ
ビン102a,104aの端子102c,102d,1
04c,104dを貫通させる穴106b,106c,
106d,106eとが形成されている。
【0038】また、モータ固定部材106には、接着や
圧入等の方法により、第1のステータ101および第2
のステータ103が取り付けられていると共に、このモ
ータ固定部材106自体は接着やビス止め等の方法によ
り後述する環状地板111に固定されている。そして、
ロータ105の回転軸105aをモータ固定部材106
の穴106aに、また回転軸105bを後述する回転部
材(回転出力部材)112の穴112bに嵌合させるこ
とにより、ロータ105を回転自在に支持することがで
きる。
【0039】次に絞り装置部Bについて説明する。11
1は導電性の環状地板であり、中央には撮影光が通過す
る開口が形成されている。この環状地板111には、前
述したように電磁駆動モータ部Aが接着、ビス止め等の
方法で固定される。
【0040】112は絶縁部材である環状のカム板であ
る。このカム板112には複数本の絞りカム112aが
切られている。
【0041】113は複数枚の絞り羽根(作動部材)で
あり、上記絞りカム112aに各絞り羽根113の裏面
のダボ113aが嵌合している。114は光軸を中心に
回転する回転部材であり、中央には撮影光が通過する開
口が形成されている。回転部材114に設けられた複数
の穴114aには、各絞り羽根113の表面ダボ13b
がそれぞれ嵌合している。また、回転部材114には、
フランジ部114bが形成されており、このフランジ部
114bは環状地板111の内径部111aに回転摺動
可能に嵌合する。これにより、回転部材114は環状地
板111に回転自在に支持される。また、回転部材11
4には、回転出力部としてのギア部114cが設けられ
ており、このギア部114cはロータ105のギア10
5cと噛み合う。
【0042】さらに、回転部材114には、突起部11
4dが設けられており、この突起部114dは環状地板
111に設けられた長穴111bに対して移動可能に挿
入されている。一方、カム板112には鉤部112cが
全部で3カ所設けられており、これら鉤部112cが環
状地板111の3カ所の切欠部111cにそれぞれ係合
することにより回転部材114を挟んでいる。これによ
り、環状地板111、カム板112、絞り羽根113及
び回転部材114が1ユニット化された絞り装置部Bが
構成される。
【0043】この絞り装置部Bは絞り開放か否かを検出
するスイッチを備えている。115は上記スイッチの構
成要素の1つである導電部材の捻りコイルバネであり、
コイル部がカム板112に一体的に設けられたスイッチ
取付け部112dの外周に取り付けられている。バネ1
15の一方の腕部はカム板112の突起部112eに係
止され、他方の腕部の中間は後述するピン116に付勢
接触する。
【0044】116は上記スイッチの構成要素の1つで
ある導電部材のピンである。このピン116は、環状地
板111に加締められることで環状地板111と常時導
通され、環状地板111を電気的にグランドとしてい
る。回転部材114の回転により絞り開放になった時
に、突起部114dがバネ115の他方の腕部を押して
スイッチピン116との接触を断たせることによりスイ
ッチがオフする。これにより、ドライブ回路等は絞りが
開放になったことを検知することができる。
【0045】なお、上記電磁駆動モータ部Aと回転部材
114により、請求の範囲にいう電磁駆動装置が構成さ
れる。
【0046】以上のように構成された電磁絞り装置にお
いて、電磁駆動モータ部Aのロータ105が回転する
と、その回転はロータ105のギア105cによって回
転部材114のギア部114cに伝達され、回転部材1
14を所定角度回転させる。この回転部材114の回転
によって絞り羽根113の表面ダボ113bは回転方向
に駆動される。そして、絞り羽根113の裏面ダボ11
3aがカム板112に設けられた絞りカム112aによ
ってカム駆動されることにより、絞り羽根113は開方
向もしくは閉方向に揺動する。こうして、この電磁絞り
装置を備えるカメラの露出調節が行われる。
【0047】次に 図1を用いて上記電磁駆動モータ部
Aおよび回転部材114の配置(レイアウト)について
詳しく説明する。なお、図1(a)は電磁絞り装置を光
軸方向から見た図であり、図1(b)は電磁絞り装置を
光軸直交方向から見た断面図である。なお、図1(a)
では、環状地板111、カム板112、絞り羽根113
等を省略している。
【0048】第1のステータ101及び第2のステータ
103は、ロータ105の外周部の着磁部に対して電気
角で(90+180×m)° 〈ここで、mは0または
自然数である〉離間して配置されている。具体的には、
第1のステータ101及び第2のステータ103間の回
転部材114の回転中心側の離間角度は、電気角で45
0°(θ2)であり、その反対側(回転部材114の外
周側)の離間角度は、電気角で270°(θ1)であ
る。
【0049】即ち、回転部材114の回転中心側での第
1のステータ101及び第2のステータ103の離間角
度を、反対側の離間角度よりも広く設定している。この
ため、図1(a)から分かるように、実質的に第1のス
テータ101及び第2のステータ103のそれぞれの第
1の伸長部101a,103aに装着された電機子コイ
ル102,104を、光軸方向視において回転部材11
4の外周よりも外側(より詳しくは、回転部材114の
回転軌跡外)に配置することが可能となる。つまり、光
軸方向視においては、電機子コイル102,104と回
転部材14との干渉が無くなる。
【0050】したがって、図1(b)に示すように、光
軸方向(スラスト方向)について、回転部材114の一
部と電機子コイル102,104の一部とをオーバーラ
ップして配置することが可能となる。このため、絞り装
置部Bに対する電磁駆動モータ部A(特に、電機子コイ
ル2,4)の出っ張りをほとんど無くすることができ、
電磁絞り装置全体としてのスラスト方向長を短くするこ
とができる。
【0051】そして、この電磁絞り装置を、レンズ装置
やカメラ等の光学機器に備えれば、光学機器全体として
のさらなる小型化(特に、薄型化)を図ることができ
る。
【0052】なお、上記実施形態では、モータ駆動力を
回転部材114を介して絞り羽根に伝達し、これを駆動
する電磁絞り装置について説明したが、本発明は、絞り
羽根以外の作動部材を駆動する各種電磁作動装置にも適
用することができる。しかも、電磁作動装置を搭載する
機器、装置は光学機器に限られるものではない。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
2つのステータの回転出力部材の回転中心側の離間角度
を、回転中心とは反対側の離間角度よりも大きくしてコ
イルを回転出力部材の外周よりも外側に配置するととも
に、コイルおよび回転出力部材のそれぞれの少なくとも
一部をこの回転出力部材の軸方向にオーバーラップさせ
ているので、軸方向におけるコイルの端部から回転出力
部材の端部までの長さを従来に比べて短くすることがで
きる。
【0054】このため、これを電磁絞り装置や各種電磁
作動装置に適用した場合には、電磁駆動モータ部(ロー
タ、ステータおよびコイル)を絞り装置部や作動部に対
して軸方向の出っ張りがほぼ無い形で配置することがで
きる。
【0055】したがって、電磁絞り装置を搭載する光学
機器や電磁作動装置を搭載する機器、装置等のさらなる
小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態である電磁絞り装置のレ
イアウト関係を示した詳細図。
【図2】上記電磁絞り装置の分解斜視図。
【図3】従来の電磁絞り装置のレイアウト関係を示した
詳細図。
【符号の説明】
1、103 第1のステータ 2、102 第1の電機子コイル 3、103 第2のステータ 4、104 第2の電機子コイル 5、105 ロータ 106 モータ固定部材 11,111 環状地板 12,112 カム板 13,113 絞り羽根 14,114 回転部材 A 電磁駆動モータ部 B 絞り装置部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外周に着磁されたロータと、それぞれこ
    のロータの外周に対向し、前記ロータの周方向に離間し
    て配置された2つのステータと、これら各ステータに巻
    回され、通電により前記ロータを回転させるための磁力
    を発生させるコイルと、前記ロータの回転によりこのロ
    ータの軸と略平行な軸の回りで回転駆動される回転出力
    部材とを有する電磁駆動装置において、 前記2つのステータの前記回転出力部材の回転中心側の
    離間角度を、前記回転中心とは反対側の離間角度よりも
    大きくして前記コイルを前記回転出力部材の外周よりも
    外側に配置するとともに、 前記コイルおよび前記回転出力部材のそれぞれの少なく
    とも一部をこの回転出力部材の軸方向にオーバーラップ
    配置したことを特徴とする電磁駆動装置。
  2. 【請求項2】 前記2つのステータがそれぞれ、前記ロ
    ータの外周に対向する2つの磁極部を有しており、 前記各ステータにおける前記回転出力部材の回転中心側
    の磁極部間の離間角度を、前記反対側の磁極部間の離間
    角度よりも大きくしたことを特徴とする請求項1に記載
    の電磁駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記ロータは、外周に2n極〈nは2以
    上の自然数〉の着磁部を有し、 前記各磁極部が前記着磁部に対して略90°電気角の開
    角を有するとともに、前記各ステータにおける2つの磁
    極部同士が略180°電気角離間し、 前記2つのステータは前記ロータの周方向に対して(9
    0+180×m)°電気角〈mは0又は自然数〉離間し
    ていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電磁駆
    動装置。
  4. 【請求項4】 前記ステータおよび前記回転出力部材
    が、それぞれの軸に直交する方向に延びる板状に形成さ
    れていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに
    記載の電磁駆動装置。
  5. 【請求項5】 前記ロータ、前記ステータおよび前記コ
    イルによりステッピングモータが構成されていることを
    特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の電磁駆動
    装置。
  6. 【請求項6】 請求項1から5のいずれかに記載の電磁
    駆動装置と、 前記回転出力部材の回転により駆動される作動部材とを
    有することを特徴とする電磁作動装置。
  7. 【請求項7】 請求項1から5のいずれかに記載の電磁
    駆動装置と、 前記回転出力部材の回転により駆動される絞り部材とを
    有することを特徴とする電磁絞り装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の電磁絞り装置を備えた
    ことを特徴とする光学機器。
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