JP2004095703A - 電磁アクチュエータ及びカメラ用シャッタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータ、ヨークを備える電磁アクチュエータにおいて、ヨークのガタツキを防止し、ロータの作動特性の安定化を図る。
【解決手段】Ｎ極及びＳ極に着磁され基板１０に回動自在に支持されるロータ４１、ロータ４１の外周面４１ｂ，４１ｃに対向するように形成され異なる磁極を発生する二つの磁極部４２ａ，４２ｂ、４３ａ，４３ｂを有するヨーク４２，４３、ヨーク４２，４３の周りに巻回される励磁用のコイル４４を備え、ヨーク４２，４３は、第１腕部４２ａ，４３ａと第２腕部４２ｂ，４３ｂとの間隔を広げる方向に弾性変形させた状態で位置決め突起１３を挟み込ませて保持され、基板１０に組み付けられる。これにより、ヨークは、弾性復帰力により堅固に固定されて、ガタツキ等が防止される。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁力により駆動力を発生する電磁アクチュエータに関し、特に、着磁された円柱状のロータ、ロータの外周面に対向する磁極部を形成するヨーク等を備え、カメラのシャッタ羽根等を駆動する際に適用される電磁アクチュエータ及びこれを用いたカメラ用シャッタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ用シャッタ装置等に搭載される従来の電磁アクチュエータとしては、露光用の開口部を有する基板に対して回動自在に支持されるロータ、ロータの外周面に対向するように配置される磁極部を有する複数のヨーク、ヨークの周りに巻回された励磁用のコイル等を備えたものが知られている（特開２００２−１５６６８４号公報）。
【０００３】
この電磁アクチュエータにおいて、基板へのヨークの取り付けは、先ず、基板に位置決め用のピン及び突起を設け、組付け状態において磁極部がロータの外周面と所定の間隔をあけて対向するようにヨークを高精度に形成する。
そして、ヨークに形成された位置決め孔に基板の位置決めピンを挿入し、又、ヨークの縁部を基板の位置決め突起等に当接させることにより、ヨークを所定の位置（磁極部がロータと所定の間隔をおいて対向する位置）に固定するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の電磁アクチュエータにおいては、組付け性を確保するために、位置決め孔と位置決めピンとの間あるいはヨークの縁部と位置決め突起との間には、若干の隙間が必要であり、又、この隙間は製造上のバラツキにより必要以上に大きくなる場合がある。
その結果、ヨークのガタツキを生じ、あるいは、ヨークが所定の位置からずれた位置に組み付けられる場合がある。これらヨークのガタツキあるいは位置ずれにより、ヨークの磁極部とロータの外周面との間隔が変化し、ロータの作動特性が変化しあるいは所望の特性が得られなくなる。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、部品点数を削減、構造の簡略化、組み付け作業の簡略化、低コスト化等を図りつつ、ヨークのガタツキあるいは位置ずれ等を防止でき、安定した作動特性が得られる電磁アクチュエータ及びこれを用いたカメラ用シャッタ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁アクチュエータは、基板と、Ｎ極及びＳ極に着磁され基板に回動自在に支持されるロータと、ロータの外周面に対向するように形成され異なる磁極を発生する二つの磁極部を有し基板に固定されるヨークと、ヨークの周りに巻回される励磁用のコイルとを備え、上記ヨークは、弾性変形させた状態で基板に組み付けられている、ことを特徴としている。
この構成によれば、ヨークを弾性変形させた状態で基板に組付けているため、組付け状態においてヨークには常に弾性復帰力が生じている。したがって、この弾性復帰力により、ヨークは堅固に固定されて、ガタツキ等が防止される。
【０００７】
上記構成において、ヨークは、磁極部をそれぞれ端部にもつ第１腕部及び第２腕部を画定するように略Ｕ字状に形成され、かつ、第１腕部と第２腕部との間隔を弾性変形により変化させた状態で基板に組み付けられている、構成を採用できる。
この構成によれば、ヨークを組付ける際に、第１腕部と第２腕部との間隔を変化させる（広げあるいは狭める）ように弾性変形させた状態で組み付けられる。したがって、組付け状態で発生する弾性復帰力（付勢力）により、ヨークは確実に所定の位置に固定される。
【０００８】
上記構成において、ヨークは、第１腕部及び第２腕部の結合領域に位置決め孔を有し、基板は、位置決め孔に挿入される位置決めピンと、磁極部を所定の位置に位置付けるべく第１腕部と第２腕部との間隔を弾性変形により広げた状態で保持する位置決め突起と、を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、位置決めピンが位置決め孔に嵌合され、位置決め突起が第１腕部及び第２腕部を弾性変形させた状態で保持するため、ヨークは基板の所定位置に高精度に位置決めされて固定される。
【０００９】
上記構成において、位置決め突起は、第１腕部と第２腕部との間に介在して両者を押し広げるように形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、第１腕部と第２腕部とは、位置決め突起により押し広げられた状態で所定の位置に保持される。このように、位置決め突起を介在させるだけで、ヨークを容易に弾性変形させることができ、かつ、そのまま保持することができる。
【００１０】
上記構成において、基板は、位置決めピン及び位置決め突起の近傍において、ヨークをロータの回転軸方向に位置決めする受け面部を有する、構成を採用できる。
この構成によれば、ヨークの組付けに際し、位置決めピン及び位置決め突起により、磁極部とロータの外周面とを対向方向において高精度に位置決めできると同時に、ヨークを受け面部に当接させるだけで、磁極部とロータの外周面とをロータの回転軸方向において高精度に位置決めできる。
【００１１】
本発明のカメラ用シャッタ装置は、露光用の開口部を有する基板と、開口部を開閉するべく基板に回動自在に支持されたシャッタ羽根と、シャッタ羽根を駆動する駆動源とを備え、この駆動源は、上述の電磁アクチュエータのいずれか一つの電磁アクチュエータである、ことを特徴としている。
この構成によれば、駆動源として上述の電磁アクチュエータを採用するが故に、ヨークのガタツキ等が防止される。その結果、ロータの作動特性が安定し、シャッタ羽根は所望のタイミングで安定して駆動される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図６は、本発明に係る電磁アクチュエータをカメラ用シャッタ装置に適用した一実施形態を示すものである。ここで、図１は電磁アクチュエータを示す分解斜視図、図２はカメラ用シャッタ装置を示す平面図、図３は装置の一部を示す展開断面図、図４は基板を示す平面図、図５及び図６はヨークを示す平面図である。
【００１３】
この装置は、図１ないし図３に示すように、露光用の開口部１０ａ，２０ａを有する基板としての地板１０及び裏板２０、開口部１０ａ，２０ａを開閉するべく地板１０に回動自在に支持されたシャッタ羽根３０、シャッタ羽根３０を駆動する駆動源としての電磁アクチュエータ４０等を備えている。
【００１４】
地板１０は、図１ないし図４に示すように、円形をなす露光用の開口部１０ａ、後述するロータ４１を回動自在に支持する支軸１１、略扇状の貫通孔１０ｂ、後述するヨーク４２，４３を位置決めする位置決めピン１２、位置決め突起１３，１４、受け面部１５，１６，１７、ネジ４６を螺合するネジ穴１８ａが形成された連結部１８、シャッタ羽根３０を回動自在に支持する支軸１９ａ，１９ｂ等を有する。
裏板２０は、図３に示すように、地板１０の裏側端面と所定の間隔をおいてネジ等により連結され、シャッタ羽根３０を回動自在に収容する羽根室Ｗを画定している。
【００１５】
シャッタ羽根３０は、図２及び図３に示すように、一対のシャッタ羽根３１，３２により形成されている。一対のシャッタ羽根３１，３２は、それぞれ支軸１９ａ，１９ｂが挿入される円孔３１ａ，３２ａ、後述する駆動ピン４１ｄが挿入される長孔３１ｂ，３２ｂを有する。
そして、駆動ピン４１ｄが往復動することにより、一対のシャッタ羽根３１，３２は、お互いに近づいて開口部１０ａを閉鎖し、一方、お互いに遠ざかって開口部１０ａを開放するように、開閉動作を行なう。
【００１６】
電磁アクチュエータ４０は、図１ないし図３に示すように、地板１０に回動自在に支持されるロータ４１、下側ヨーク４２、上側ヨーク４３、ボビン４４ａに巻回された励磁用のコイル４４、押え板４５、押え板４５を地板１０に締結するネジ４６等により形成されている。
【００１７】
ロータ４１は、図１ないし図３に示すように、円柱状に形成され、支軸１１が通される貫通孔４１ａ、回転軸Ｌを通る境界面を境にＮ極及びＳ極に着磁されこの境界面を境に二分されるＮ極側の外周面４１ｂ及びＳ極側の外周面４１ｃ、径方向外側に向かって突出しさらに下方に伸長すると共にＳ極に着磁された駆動ピン４１ｄを有する。駆動ピン４１ｄは、ロータ４１の回転駆動力を外部に伝達すると共に、後述する補助磁極片４３ｄと協働して磁気的吸引力及び反発力を生じる。
【００１８】
下側ヨーク４２は、図１及び図５に示すように、湾曲して形成されその端部に磁極部４２ａ´をもつ第１腕部４２ａ、直線に形成されその端部に磁極部４２ｂ´をもつ第２腕部４２ｂを画定するように略Ｕ字状でかつ板状に形成され、又、第１腕部４２ａ及び第２腕部４２ｂの結合領域に位置決め孔４２ｃが形成されている。
【００１９】
下側ヨーク４２は、地板１０に組み付けられる前の状態で、第１腕部４２ａと第２腕部４２ｂとが予め近づいた状態に形成され、弾性変形させて地板１０に組み付けられた後の状態で、二つの磁極部４２ａ´，４２ｂ´がロータ４１の外周面４１ｂ，４１ｃと所定の間隔をあけて対向するように形成されている。
【００２０】
上側ヨーク４３は、図１及び図６に示すように、湾曲して形成されその端部に磁極部４３ａ´をもつ第１腕部４３ａ、直線に形成されその端部に磁極部４３ｂ´をもつ第２腕部４３ｂを画定するように略Ｕ字状でかつ板状に形成され、又、第１腕部４３ａ及び第２腕部４３ｂの結合領域に位置決め孔４３ｃが形成されている。
また、磁極部４３ａ´の近傍には、図１に示すように、略垂直に屈曲した補助磁極片４３ｄが形成されている。補助磁極片４３ｄは、駆動ピン４１ｄとの間において磁気的吸引力及び反発力を発生させるためのものである。
【００２１】
上側ヨーク４３は、地板１０に組み付けられる前の状態で、第１腕部４３ａと第２腕部４３ｂとが予め近づいた状態に形成され、弾性変形させて地板１０に組み付けられた後の状態で、二つの磁極部４３ａ´，４３ｂ´がロータ４１の外周面４１ｂ，４１ｃと所定の間隔をあけて対向するように形成されている。
【００２２】
コイル４４が巻回されたボビン４４ａは、図２に示すように、下側ヨーク４２と上側ヨーク４３とが重ね合わせられた状態で、第２腕部４２ｂ，４３ｂに外嵌されている。
【００２３】
押え板４５は、図１に示すように、扁平な板状に形成され、ボビン４４ａの収容スペースを画定する切欠き４５ａ、切欠き４５ａの両側に位置し地板１０の支軸１１及び位置決めピン１２を通す嵌合孔４５ｂ，４５ｃ、両端に位置しネジ４６を通す孔４５ｄを有する。
【００２４】
上記構成をなす電磁アクチュエータ４０の組み付け手順について説明する。
先ず、ロータ４１が支軸１１に回動自在に取り付けられる。続いて、下側ヨーク４２と上側ヨーク４３とが重ねられた状態で、第２腕部４２ｂ，４３ｂにコイル４４を巻回したボビン４４ａが外嵌される。これにより、下側ヨーク４２及び上側ヨーク４３は、ボビン４４ａに対して堅固に保持される。
尚、コイル４４は、ボビン４４ａを下側ヨーク４２及び上側ヨーク４３に外嵌させた後に、巻回されてもよい。
【００２５】
次に、下側ヨーク４２及び上側ヨーク４３が、地板１０の位置決めされて固定される。先ず、図５及び図６に示すように、地板１０の位置決めピン１２が位置決め孔４２ｃ，４３ｃに挿入され、第２腕部４２ｂ，４３ｂが位置決め突起１３，１４の間に通され、図５（ａ）及び図６（ａ）に示す状態から図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示す状態となるように、変形力Ｆにより、第１腕部３２ａ，４３ａと第２腕部４２ｂ，４３ｂとが、お互いの間隔を広げる方向に弾性変形させられて、その間に位置決め突起１３を介在させる。
【００２６】
その後、変形力Ｆを解放すると、第１腕部４２ａ，４３ａと第２腕部４２ｂ，４３ｂとが、お互いに元の位置に近づこうとする弾性復帰力により、位置決め突起１３を挟み込む。したがって、第１腕部４２ａ，４３ａと第２腕部４２ｂ，４３ｂとは、位置決め突起１３により、弾性変形した（押し広げられた）状態で堅固に保持されることになる。
【００２７】
これにより、下側ヨーク４２及び上側ヨーク４３は、位置決めピン１２、位置決め突起１３，１４により、地板１０上の所定の位置に高精度に位置決めされると同時に、磁極部４２ａ´，４３ａ´，４２ｂ´，４３ｂ´は、所定の位置に（ロータ４１の外周面４１ｂ，４１ｃと所定の間隔をおいて対向するように）位置付けられる。
【００２８】
また、下側ヨーク４２及び上側ヨーク４３の組付けに際して、下側ヨーク４２の下面が、地板１０の受け面１５，１６，１７に当接するように組み付けられる。これら受け面部１５，１６，１７により、下側ヨーク４２及び上側ヨーク４３は、ロータ４１の回転軸Ｌ方向において、高精度に位置決めされる。
【００２９】
その後、押え板４５が、組み付けられた上側ヨーク４３及び下側ヨーク４２の上方から押し付けられて、ネジ４６を用いて地板１０の連結部１８に締結される。これにより、電磁アクチュエータ４０の組み付けが完了する。
【００３０】
このように、組み付けに際しては、地板１０に対して、下側ヨーク４２及び上側ヨーク４３が弾性変形された状態で位置決め固定されるため、組付け作業が容易に行なえると共に、組付け後において常に弾性復帰力が作用しているため、下側ヨーク４２及び上側ヨーク４３は常に堅固に固定されることになり、ガタツキ等が防止される。
【００３１】
次に、カメラ用シャッタ装置の動作について簡単に説明すると、図２に示す状態において、コイル４４が一方向に通電されると、磁極部４２ａ，４３ａ及び補助磁極片４３ｄにＮ極が発生し、又、磁極部４２ｂ，４３ｂにＳ極が発生する。これにより、ロータ４１（駆動ピン４１ｄ）は反時計回りに回転し、シャッタ羽根３０（３１，３２）は、支軸１９ａ，１９ｂを支点としてお互いに近づく方向に回転して、開口部１０ａを閉鎖する閉じ動作を行ない、閉鎖位置に至る。
【００３２】
この閉じ動作において、下側ヨーク４２及び上側ヨーク４３は、ガタツキを生じないように堅固に固定されているため、磁極部４２ａ，４３ａ，４２ｂ，４３ｂと外周面４１ｂ，４１ｃとの離隔距離は一定に保持され、ロータ４１は、安定して回転し、その結果、シャッタ羽根３０も安定した閉じ動作を行なう。
閉じ動作が完了した後に、通電が断たれると、補助磁極片４３ｄと駆動ピン４１ｄとの間に磁気的吸引力が作用して、ロータ４１及びシャッタ羽根３０は、閉鎖位置に確実に保持される。
【００３３】
一方、コイル４４が逆向きに通電されると、磁極部４２ａ，４３ａ及び補助磁極片４３ｄにＳ極が発生し、又、磁極部４２ｂ，４３ｂにＮ極が発生する。このとき、補助磁極片４３ｄと駆動ピン４１ｄとの間には、強力な磁気的反発力が発生する。
これにより、ロータ４１（駆動ピン４１ｄ）は時計回りに回転し、シャッタ羽根３０（３１，３２）は、支軸１９ａ，１９ｂを支点としてお互いに遠ざかる方向に回転して、開口部１０ａを開放する開き動作を行ない、開放位置に至る。
【００３４】
この開き動作において、下側ヨーク４２及び上側ヨーク４３は、ガタツキを生じないように堅固に固定されているため、磁極部４２ａ，４３ａ，４２ｂ，４３ｂと外周面４１ｂ，４１ｃとの離隔距離は一定に保持され、ロータ４１は、安定して回転し、その結果、シャッタ羽根３０も安定した開き動作を行なう。
開き動作が完了した後に、通電が断たれると、ロータ４１及びシャッタ羽根３０は、開放位置に確実に保持される。
【００３５】
上記実施形態においては、下側ヨーク４２及び上側ヨーク４３を外側に押し広げるように弾性変形させる場合を示したが、これに限定されるものではなく、予め第１腕部４２ａ，４３ａと第２腕部４２ｂ，４３ｂとが組付け時より離れた状態に形成され、組付け時に両者をお互いに近づけるように弾性変形させて組付け、それに対応する位置決め突起に保持させる構成を採用してもよい。
【００３６】
また、上記実施形態においては、ヨークを、下側ヨーク４２と上側ヨーク４３とにより構成した場合を示したが、これに限定されるものではなく、一つのヨークあるいは三つ以上のヨークを採用する構成において、本発明の組付け手法を採用してもよい。
【００３７】
さらに、上記実施形態においては、一対のシャッタ羽根３０を駆動する駆動源として本発明に係る電磁アクチュエータ４０を採用したカメラ用シャッタ装置を示したが、これに限定されるものではなく、単一のシャッタ羽根を駆動する駆動源として、あるいは、絞り羽根を駆動する駆動源として本発明に係る電磁アクチュエータ４０を採用してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る電磁アクチュエータによれば、ロータの外周面に対向するように形成され異なる磁極を発生する二つの磁極部を有するヨークを、弾性変形させた状態で基板に組み付けることにより、組付け状態においてヨークには常に弾性復帰力が生じるため、この弾性復帰力により、ヨークは堅固に固定されて、ガタツキ等が防止される。
また、本発明のカメラ用シャッタ装置によれば、駆動源として上述の電磁アクチュエータを採用するが故に、ヨークのガタツキ等が防止され、ロータの作動特性が安定し、シャッタ羽根は安定した開閉動作を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電磁アクチュエータの一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係る電磁アクチュエータを用いたカメラ用シャッタ装置の一実施形態を示す平面図である。
【図３】図２に示すカメラ用シャッタ装置の一部を示す展開断面図である。
【図４】電磁アクチュエータが固定される基板を示す平面図である。
【図５】下側ヨークの組付けを説明するための図であり、（ａ）は下側ヨークを基板に組付ける前の状態を示す平面図、（ｂ）は下側ヨークを弾性変形させて基板に組付けた状態を示す平面図である。
【図６】上側ヨークの組付けを説明するための図であり、（ａ）は上側ヨークを基板に組付ける前の状態を示す平面図、（ｂ）は上側ヨークを弾性変形させて基板に組付けた状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１０　地板（基板）
２０　裏板（基板）
１０ａ，２０ａ　露光用の開口部
１０ｂ　貫通孔
１１　支軸
１２　位置決めピン
１３，１４　位置決め突起
１５，１６，１７　受け面部
１８　連結部
１８ａ　ネジ穴
１９ａ，１９ｂ　支軸
３０（３１，３２）　シャッタ羽根
４０　電磁アクチュエータ
４１　ロータ
４１ａ　貫通孔
４１ｂ，４１ｃ　外周面
４１ｄ　駆動ピン
４２　下側ヨーク
４２ａ　第１腕部
４２ｂ　第２腕部
４２ｃ　位置決め孔
４２ａ´，４２ｂ´　二つの磁極部
４３　上側ヨーク
４３ａ　第１腕部
４３ｂ　第２腕部
４３ａ´，４３ｂ´　二つの磁極部
４３ｃ　位置決め孔
４３ｄ　補助磁極片
４４　励磁用のコイル
４４ａ　ボビン
４５　押え板
４６　ネジ
Ｌ　ロータの回転軸

Claims (6)

1. 基板と、Ｎ極及びＳ極に着磁され前記基板に回動自在に支持されるロータと、前記ロータの外周面に対向するように形成され異なる磁極を発生する二つの磁極部を有し前記基板に固定されるヨークと、前記ヨークの周りに巻回される励磁用のコイルとを備え、
   前記ヨークは、弾性変形させた状態で、前記基板に組み付けられている、
   ことを特徴とする電磁アクチュエータ。
2. 前記ヨークは、前記磁極部をそれぞれ端部にもつ第１腕部及び第２腕部を画定するように略Ｕ字状に形成され、かつ、前記第１腕部と前記第２腕部との間隔を弾性変形により変化させた状態で、前記基板に組み付けられている、
   ことを特徴とする請求項１記載の電磁アクチュエータ。
3. 前記ヨークは、前記第１腕部及び第２腕部の結合領域に位置決め孔を有し、
   前記基板は、前記位置決め孔に挿入される位置決めピンと、前記二つの磁極部を所定の位置に位置付けるべく前記第１腕部と前記第２腕部との間隔を弾性変形により広げた状態で保持する位置決め突起と、を有する、
   ことを特徴とする請求項２記載の電磁アクチュエータ。
4. 前記位置決め突起は、前記第１腕部と前記第２腕部との間に介在して両者を押し広げるように形成されている、
   ことを特徴とする請求項３記載の電磁アクチュエータ。
5. 前記基板は、前記位置決めピン及び位置決め突起の近傍において、前記ヨークを前記ロータの回転軸方向に位置決めする受け面部を有する、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の電磁アクチュエータ。
6. 露光用の開口部を有する基板と、前記開口部を開閉するべく前記基板に回動自在に支持されたシャッタ羽根と、前記シャッタ羽根を駆動する駆動源とを備え、
   前記駆動源は、請求項１ないし５いずれか一つに記載の電磁アクチュエータである、
   ことを特徴とするカメラ用シャッタ装置。

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