JP2004032860A - 電磁アクチュエータ及び光路切替装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】より小型化が可能な電磁アクチュエータ及び光路切替装置を提供すること。
【解決手段】永久磁石材料からなる円柱形状の回転子１と、回転子１を回転させる磁界を発生するコイル２と、回転子１に接続され、回転子１の回転により回動する回動アーム３と、回転子１を回転自在に収容する収容空間４ａと回動アームが通過するスリット４ｂと、を有するボビン４と、を備え、回転子１から軸を不要とした。
【選択図】 図２
【解決手段】永久磁石材料からなる円柱形状の回転子１と、回転子１を回転させる磁界を発生するコイル２と、回転子１に接続され、回転子１の回転により回動する回動アーム３と、回転子１を回転自在に収容する収容空間４ａと回動アームが通過するスリット４ｂと、を有するボビン４と、を備え、回転子１から軸を不要とした。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型化に適した電磁アクチュエータ、及び、例えば、通信回線等における光ファイバーの光路を切り換える光路切替装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラのシャッターやアイリス絞り装置、或いは、光通信における光路切替装置において、ムービングマグネット型モータ等の電磁アクチュエータが用いられている。このような電磁アクチュエータは小型化が要求され、とりわけ光路切替装置においては光ファイバーの径が極めて小さいことから、これに対応する光路切替装置の電磁アクチュエータも極小化が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来の電磁アクチュエータの回転子は、円筒形状の永久磁石に軸を挿入して形成されている。しかしながら、永久磁石を円筒形状に加工する場合、そのサイズに限界があり、軸を挿入して極小化するのが困難であった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、より小型化が可能な電磁アクチュエータ及び光路切替装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、永久磁石材料からなる円柱形状の回転子と、前記回転子を回転させる磁界を発生するコイルと、前記回転子に接続され、前記回転子の回転により回動する回動アームと、前記回転子を回転自在に収容する収容空間と、前記回動アームが通過するスリットと、を有する支持部材と、を備え、前記収容空間は、前記回転子の上端面及び下端面の位置を規定する平坦な壁部と、前記回転子の周面の位置を規定する円弧形状の壁部と、により画定されていること特徴とする電磁アクチュエータが提供される。
【０００６】
また、本発明によれば、永久磁石材料からなる円柱形状の回転子と、前記回転子を回転させる磁界を発生するコイルと、前記回転子に接続され、前記回転子の回転により回動する回動アームと、前記回転子を回転自在に収容する収容空間と、前記回動アームが通過するスリットと、を有する支持部材と、を備え、前記収容空間は、前記回転子の上端面及び下端面の位置を規定する平坦な壁部と、前記回転子の周面の位置を規定する円弧形状の壁部と、により画定されており、前記回動アームは、光を反射する反射部を有することを特徴とする光路切替装置が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電磁アクチュエータを用いた光路切替装置Ａの正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図である。また、図２（ａ）は、図１（ｂ）の線ＸＸに沿う断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）の線ＹＹに沿う断面図である。
【０００８】
光路切替装置Ａは、回転子１と、コイル２と、回動アーム３と、ボビン４と、枠体５と、を備え、回転子１の回転により回動アーム３が回動するムービングマグネット型モータを構成している。
【０００９】
回転子１は、円柱形状をなしており、図２（ａ）に示すようにＮ極とＳ極との２極に着磁された永久磁石を構成している。また、回転子１の側周面には回動アーム３が一体に接続されている。
【００１０】
回転子１は、例えば、ボンド磁石等の永久磁石材料から構成される。ボンド磁石とは、永久磁石磁性粉にプラスチックまたは合成ゴムといったバインダー（結合剤）を混ぜ合わせて成形したものを挙げることができる。このようなボンド磁石から構成すれば、一般的なプラスチック製品のように自由な形状に成形でき、回転子１と回動アーム３とを同じ材料で一体成形することが容易化する。この場合、回動アーム３の部分には磁性粉を混ぜ合わせなくともよい。尤も、回転子１の材料はこれに限られず、また、回転子１と回動アーム３とを別部材として製造した後、両者を接着剤等で接続するようにしてもよい。
【００１１】
ボビン４は、回転子１を回転自在に収容する収容空間４ａと、回動アーム３が通過するスリット４ｂとを有し、回転子１を支持する支持部材を構成している。収容空間４ａは、回転子１が所定の位置で回転するように、回転子１の上端面及び下端面の位置を規定する平坦な内壁４ａ’、及び、回転子１の周面の位置を規定する円弧状の内壁４ａ”により画定されている。円弧状の内壁４ａ”は、回転子１の周面に沿った形状をなしている。
【００１２】
回転子１は、これらの内壁４ａ’及び４ａ”に僅かに摺接しつつ収容空間４ａ内で回転する。従って、回転子１は収容空間４ａ内の定位置で回転することができ、芯ぶれや軸方向の移動を最小限に抑えて精度よく回転することができる。なお、回転子１及び内壁４ａ’及び４ａ”の表面は、摩擦が低減されるようにそれぞれ平滑化されていることが望ましい。また、収容空間４ａは、必ずしも回転子１の全体を囲包する必要はなく、回転子１の芯ぶれや軸方向の移動を最小限に抑える範囲で囲包しておれば足りる。
【００１３】
スリット４ｂは、扇型をなし、収容空間４ａに連通するように設けられており、回動アーム３がボビン４の外部へ出るように構成されている。また、スリット４ｂを画定するボビン４の内壁４ｂ’により回動アーム３の回動範囲が規制されており、換言すれば、回動アーム３の回動範囲に応じてスリット４ｂの形状が設定されている。
【００１４】
ボビン４には、回転子１の軸方向にコイル２が巻き回されている。このコイル２に電流を流すと、コイル２の巻き方向と直交する方向にＮ極及びＳ極の磁界が発生し、これにより回転子１が回転する。また、電流の方向を逆転することにより発生する磁界の方向も逆転し、回転子１の回転方向も逆転する。これにより回動アーム３を往復動させることができる。図２（ａ）に示すようにボビン４には、自己保持用の鉄芯４ｃが埋め込まれている。この鉄芯４ｃを設けることにより、コイル２への通電を遮断した後にも回転子１が自己保持され、その位置を維持しつづけることとなる。鉄芯４ｃは鉄のみならず軟磁性材料であればなんでもよい。
【００１５】
また、本実施形態では、鉄芯４ｃを、コイル２の巻き方向と直交する位置から僅かに図の下方向にずらしておくことにより、コイル２に通電した時の回転子１の回動方向が図２（ａ）に示すように決まるようにしている。
【００１６】
回動アーム３の先端には、光を反射する反射部３ａが設けられている。この反射部３ａは、光を反射する材料を回動アーム３の先端に埋め込むか又は蒸着等により形成される。回動アーム３は、図１（ａ）に示すように、反射部３ａが光路に干渉する干渉位置（実線）と干渉しない非干渉位置（破線）との間で回動することとなる。
【００１７】
枠体５は、断面角型の筒状に形成されており、ボビン４を収容している。また、枠体５は、光路切替装置Ａを基板等に取り付けるための一対の脚５ａと、回動アーム３の移動空間を確保するスリット５ｂとが設けられている。
【００１８】
係る構成からなる光路切替装置Ａでは、図示しない電源からコイル２に電流を通電することにより回転子１が回転し、回動アーム３が回動する。また、コイル２への電流の向きを変えることにより、回動アーム３を光路に干渉する干渉位置と非干渉位置との間で往復動させることが可能となる。
【００１９】
ここで、回転子１は、回転軸により軸支される構成ではないので、従来のように円筒形状の永久磁石に軸を挿入して形成する必要がなく、その加工が不要であり、極めて小型化ができ、例えば、全長数ｍｍ程度で製造することができる。また、このように回転子１を構成しても、回転子１の位置をボビン４の内壁４ａ’及び４ａ”で規制しているので、軸受けを設けなくとも回転子１の芯ぶれや軸方向への移動を最小限に抑えることができ、精度のよい回転が実現される。
【００２０】
次に、光路切替装置Ａを用いた光路切替システムについて説明する。図３は、光路切替装置Ａを用いた光路切替システムの一例を示す平面図である。
【００２１】
図３のシステムは、出光側の光ファイバー１００群から出力される光信号を、入光側の光ファイバー１０１群へ選択的に切り替え、伝達するシステムであって、基板１０上に複数の光路切替装置Ａが取り付けられて構成されている。各光路切替装置Ａは、光ファイバー１００の延長線と光ファイバ−１０１との延長線とが交差する位置にマトリックス状に配置されている。
【００２２】
このような構成からなる光路切替システムでは、ある出光側の光ファイバー１００から出力される光信号を、ある入光側の光ファイバー１０１へ伝達する場合、両者の延長線の交点に位置する光路切替装置Ａの回動アーム３を干渉位置へ位置させる一方（例えば、光路切替装置Ａ−１）、その延長線上に位置する他の光路切替装置Ａの回動アーム３を非干渉位置に位置させる（例えば、光路切替装置Ａ−２）。
【００２３】
これにより、干渉位置にある回動アーム３の反射部３ａによって光信号が反射し、目的の光ファイバー１０１へ光信号を伝達することが可能となる。そして、光信号を伝達する組合せを切り替える場合には、同様にして各光路切替装置Ａの回動アーム３を適宜干渉位置か非干渉位置へ位置させればよい。
【００２４】
本実施形態では、光路切替装置Ａを小型化できるので、光路切替システムも、例えば、１ｃｍ角程度に小型化できるという利点がある。なお、上述した実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明は種々の形態が採用可能である。また、上記実施形態では、光路切替装置を例に挙げて本発明の電磁アクチュエータを説明したが、この電磁アクチュエータは、カメラのシャッタや絞りといった光学装置等、他の用途にも適用可能であることはいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、より小型化が可能な電磁アクチュエータ及び光路切替装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電磁アクチュエータを用いた光路切替装置Ａの正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図である。
【図２】（ａ）は、図１（ｂ）の線ＸＸに沿う断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）の線ＹＹに沿う断面図である。
【図３】光路切替装置Ａを用いた光路切替システムの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
Ａ 光路切替装置
１ 回転子
２ コイル
３ 回動アーム
３ａ 反射部
４ ボビン
４ａ 収容空間
４ｂ スリット
５ 枠体
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型化に適した電磁アクチュエータ、及び、例えば、通信回線等における光ファイバーの光路を切り換える光路切替装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラのシャッターやアイリス絞り装置、或いは、光通信における光路切替装置において、ムービングマグネット型モータ等の電磁アクチュエータが用いられている。このような電磁アクチュエータは小型化が要求され、とりわけ光路切替装置においては光ファイバーの径が極めて小さいことから、これに対応する光路切替装置の電磁アクチュエータも極小化が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来の電磁アクチュエータの回転子は、円筒形状の永久磁石に軸を挿入して形成されている。しかしながら、永久磁石を円筒形状に加工する場合、そのサイズに限界があり、軸を挿入して極小化するのが困難であった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、より小型化が可能な電磁アクチュエータ及び光路切替装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、永久磁石材料からなる円柱形状の回転子と、前記回転子を回転させる磁界を発生するコイルと、前記回転子に接続され、前記回転子の回転により回動する回動アームと、前記回転子を回転自在に収容する収容空間と、前記回動アームが通過するスリットと、を有する支持部材と、を備え、前記収容空間は、前記回転子の上端面及び下端面の位置を規定する平坦な壁部と、前記回転子の周面の位置を規定する円弧形状の壁部と、により画定されていること特徴とする電磁アクチュエータが提供される。
【０００６】
また、本発明によれば、永久磁石材料からなる円柱形状の回転子と、前記回転子を回転させる磁界を発生するコイルと、前記回転子に接続され、前記回転子の回転により回動する回動アームと、前記回転子を回転自在に収容する収容空間と、前記回動アームが通過するスリットと、を有する支持部材と、を備え、前記収容空間は、前記回転子の上端面及び下端面の位置を規定する平坦な壁部と、前記回転子の周面の位置を規定する円弧形状の壁部と、により画定されており、前記回動アームは、光を反射する反射部を有することを特徴とする光路切替装置が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電磁アクチュエータを用いた光路切替装置Ａの正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図である。また、図２（ａ）は、図１（ｂ）の線ＸＸに沿う断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）の線ＹＹに沿う断面図である。
【０００８】
光路切替装置Ａは、回転子１と、コイル２と、回動アーム３と、ボビン４と、枠体５と、を備え、回転子１の回転により回動アーム３が回動するムービングマグネット型モータを構成している。
【０００９】
回転子１は、円柱形状をなしており、図２（ａ）に示すようにＮ極とＳ極との２極に着磁された永久磁石を構成している。また、回転子１の側周面には回動アーム３が一体に接続されている。
【００１０】
回転子１は、例えば、ボンド磁石等の永久磁石材料から構成される。ボンド磁石とは、永久磁石磁性粉にプラスチックまたは合成ゴムといったバインダー（結合剤）を混ぜ合わせて成形したものを挙げることができる。このようなボンド磁石から構成すれば、一般的なプラスチック製品のように自由な形状に成形でき、回転子１と回動アーム３とを同じ材料で一体成形することが容易化する。この場合、回動アーム３の部分には磁性粉を混ぜ合わせなくともよい。尤も、回転子１の材料はこれに限られず、また、回転子１と回動アーム３とを別部材として製造した後、両者を接着剤等で接続するようにしてもよい。
【００１１】
ボビン４は、回転子１を回転自在に収容する収容空間４ａと、回動アーム３が通過するスリット４ｂとを有し、回転子１を支持する支持部材を構成している。収容空間４ａは、回転子１が所定の位置で回転するように、回転子１の上端面及び下端面の位置を規定する平坦な内壁４ａ’、及び、回転子１の周面の位置を規定する円弧状の内壁４ａ”により画定されている。円弧状の内壁４ａ”は、回転子１の周面に沿った形状をなしている。
【００１２】
回転子１は、これらの内壁４ａ’及び４ａ”に僅かに摺接しつつ収容空間４ａ内で回転する。従って、回転子１は収容空間４ａ内の定位置で回転することができ、芯ぶれや軸方向の移動を最小限に抑えて精度よく回転することができる。なお、回転子１及び内壁４ａ’及び４ａ”の表面は、摩擦が低減されるようにそれぞれ平滑化されていることが望ましい。また、収容空間４ａは、必ずしも回転子１の全体を囲包する必要はなく、回転子１の芯ぶれや軸方向の移動を最小限に抑える範囲で囲包しておれば足りる。
【００１３】
スリット４ｂは、扇型をなし、収容空間４ａに連通するように設けられており、回動アーム３がボビン４の外部へ出るように構成されている。また、スリット４ｂを画定するボビン４の内壁４ｂ’により回動アーム３の回動範囲が規制されており、換言すれば、回動アーム３の回動範囲に応じてスリット４ｂの形状が設定されている。
【００１４】
ボビン４には、回転子１の軸方向にコイル２が巻き回されている。このコイル２に電流を流すと、コイル２の巻き方向と直交する方向にＮ極及びＳ極の磁界が発生し、これにより回転子１が回転する。また、電流の方向を逆転することにより発生する磁界の方向も逆転し、回転子１の回転方向も逆転する。これにより回動アーム３を往復動させることができる。図２（ａ）に示すようにボビン４には、自己保持用の鉄芯４ｃが埋め込まれている。この鉄芯４ｃを設けることにより、コイル２への通電を遮断した後にも回転子１が自己保持され、その位置を維持しつづけることとなる。鉄芯４ｃは鉄のみならず軟磁性材料であればなんでもよい。
【００１５】
また、本実施形態では、鉄芯４ｃを、コイル２の巻き方向と直交する位置から僅かに図の下方向にずらしておくことにより、コイル２に通電した時の回転子１の回動方向が図２（ａ）に示すように決まるようにしている。
【００１６】
回動アーム３の先端には、光を反射する反射部３ａが設けられている。この反射部３ａは、光を反射する材料を回動アーム３の先端に埋め込むか又は蒸着等により形成される。回動アーム３は、図１（ａ）に示すように、反射部３ａが光路に干渉する干渉位置（実線）と干渉しない非干渉位置（破線）との間で回動することとなる。
【００１７】
枠体５は、断面角型の筒状に形成されており、ボビン４を収容している。また、枠体５は、光路切替装置Ａを基板等に取り付けるための一対の脚５ａと、回動アーム３の移動空間を確保するスリット５ｂとが設けられている。
【００１８】
係る構成からなる光路切替装置Ａでは、図示しない電源からコイル２に電流を通電することにより回転子１が回転し、回動アーム３が回動する。また、コイル２への電流の向きを変えることにより、回動アーム３を光路に干渉する干渉位置と非干渉位置との間で往復動させることが可能となる。
【００１９】
ここで、回転子１は、回転軸により軸支される構成ではないので、従来のように円筒形状の永久磁石に軸を挿入して形成する必要がなく、その加工が不要であり、極めて小型化ができ、例えば、全長数ｍｍ程度で製造することができる。また、このように回転子１を構成しても、回転子１の位置をボビン４の内壁４ａ’及び４ａ”で規制しているので、軸受けを設けなくとも回転子１の芯ぶれや軸方向への移動を最小限に抑えることができ、精度のよい回転が実現される。
【００２０】
次に、光路切替装置Ａを用いた光路切替システムについて説明する。図３は、光路切替装置Ａを用いた光路切替システムの一例を示す平面図である。
【００２１】
図３のシステムは、出光側の光ファイバー１００群から出力される光信号を、入光側の光ファイバー１０１群へ選択的に切り替え、伝達するシステムであって、基板１０上に複数の光路切替装置Ａが取り付けられて構成されている。各光路切替装置Ａは、光ファイバー１００の延長線と光ファイバ−１０１との延長線とが交差する位置にマトリックス状に配置されている。
【００２２】
このような構成からなる光路切替システムでは、ある出光側の光ファイバー１００から出力される光信号を、ある入光側の光ファイバー１０１へ伝達する場合、両者の延長線の交点に位置する光路切替装置Ａの回動アーム３を干渉位置へ位置させる一方（例えば、光路切替装置Ａ−１）、その延長線上に位置する他の光路切替装置Ａの回動アーム３を非干渉位置に位置させる（例えば、光路切替装置Ａ−２）。
【００２３】
これにより、干渉位置にある回動アーム３の反射部３ａによって光信号が反射し、目的の光ファイバー１０１へ光信号を伝達することが可能となる。そして、光信号を伝達する組合せを切り替える場合には、同様にして各光路切替装置Ａの回動アーム３を適宜干渉位置か非干渉位置へ位置させればよい。
【００２４】
本実施形態では、光路切替装置Ａを小型化できるので、光路切替システムも、例えば、１ｃｍ角程度に小型化できるという利点がある。なお、上述した実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明は種々の形態が採用可能である。また、上記実施形態では、光路切替装置を例に挙げて本発明の電磁アクチュエータを説明したが、この電磁アクチュエータは、カメラのシャッタや絞りといった光学装置等、他の用途にも適用可能であることはいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、より小型化が可能な電磁アクチュエータ及び光路切替装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電磁アクチュエータを用いた光路切替装置Ａの正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図である。
【図２】（ａ）は、図１（ｂ）の線ＸＸに沿う断面図、（ｂ）は、図１（ｂ）の線ＹＹに沿う断面図である。
【図３】光路切替装置Ａを用いた光路切替システムの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
Ａ 光路切替装置
１ 回転子
２ コイル
３ 回動アーム
３ａ 反射部
４ ボビン
４ａ 収容空間
４ｂ スリット
５ 枠体
Claims (4)
- 永久磁石材料からなる円柱形状の回転子と、
前記回転子を回転させる磁界を発生するコイルと、
前記回転子に接続され、前記回転子の回転により回動する回動アームと、
前記回転子を回転自在に収容する収容空間と、前記回動アームが通過するスリットと、を有する支持部材と、を備え、
前記収容空間は、
前記回転子の上端面及び下端面の位置を規定する平坦な壁部と、前記回転子の周面の位置を規定する円弧形状の壁部と、により画定されていること特徴とする電磁アクチュエータ。 - 前記回転子と前記回動アームとが、プラスチック材料又は合成ゴム材料からなり、一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
- 前記スリットの形状は、前記回動アームの回動範囲に応じて設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
- 永久磁石材料からなる円柱形状の回転子と、
前記回転子を回転させる磁界を発生するコイルと、
前記回転子に接続され、前記回転子の回転により回動する回動アームと、
前記回転子を回転自在に収容する収容空間と、前記回動アームが通過するスリットと、を有する支持部材と、を備え、
前記収容空間は、
前記回転子の上端面及び下端面の位置を規定する平坦な壁部と、前記回転子の周面の位置を規定する円弧形状の壁部と、により画定されており、
前記回動アームは、光を反射する反射部を有することを特徴とする光路切替装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002183239A JP2004032860A (ja) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | 電磁アクチュエータ及び光路切替装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002183239A JP2004032860A (ja) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | 電磁アクチュエータ及び光路切替装置 |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2004032860A true JP2004032860A (ja) | 2004-01-29 |
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ID=31179518
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002183239A Withdrawn JP2004032860A (ja) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | 電磁アクチュエータ及び光路切替装置 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2004032860A (ja) |
-
2002
- 2002-06-24 JP JP2002183239A patent/JP2004032860A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |