JP2004180358A - 電磁回転機 - Google Patents

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Fujin Tanaka
風人 田中
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Abstract

【課題】マグネットの軸方向の長さを短くして小型化にすると共に動力を安定的に取り出することができ、かつ低コスト化を達成する。
【解決手段】円筒状のマグネット1と、第1コイル3および第1ヨーク5より成る第1の駆動部と、第2コイル4および第2ヨーク6より成る第2の駆動部とを有し、前記第1の駆動部と前記第2の駆動部は前記マグネットの軸方向に順に配置されて成る電磁回転機において、前記マグネットの軸方向の前記第1の駆動部と前記第2の駆動部との間に、該マグネットに一体的に動力伝達部1aを形成し、該動力伝達部より外部の被動力伝達部材へ動力を取り出せるようにしている。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被動力伝達部材へ動力を伝達する電磁回転機の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ビデオカメラ、スチルカメラ、デジタルスチルカメラ等の光学機器に搭載される従来の、例えば特許文献1に開示される絞り装置の構成例について、図5を用いて説明する。なお、図6は図5に示すステッピングモータの断面図である。
【0003】
この絞り装置は、ステッピングモータ60を駆動源とし、該ステッピングモータ60の出力をレバー71のギア部71aに伝え、該レバー71を回動させて2枚の絞り羽根72を相対的に駆動して、不図示の基板に形成された開口部の開口状態を変化させて、通過光量(絞り量)を調節する構成になっている。
【0004】
前記ステッピングモータ60の構造を、図6に示している。図示のように、マグネット61の両端側に該マグネット61の回転軸62に挿入された状態で第1ヨーク64と第2ヨーク65が配置される。これら第1、第2ヨーク64,65の内側磁極と外側磁極には第1コイル66と第2コイル67が嵌合され、これら第1、第2コイル66,67は図示のように前記マグネット61の回転軸62の軸方向に順に並ぶように配置される。そして、前記第1ヨーク64と第2ヨーク65が結合用部品68に固定されて、該ステッピングモータ60が完成する。このステッピングモータ60の出力は前記回転軸62の一端に圧入もしくは固着された出力ギア(ピニオンギア)63と噛み合う、図5に示すレバー71のギア部71aに伝達され、上記のように絞り羽根72の駆動に用いられる。なお、図5に示す69は、第1コイル66と第2コイル67のボビン端子部である。
【0005】
前記絞り装置は、前記ステッピングモータ60、絞り羽根駆動用のレバー71、絞り羽根72、およびこれらを一体的に固定する固定基板73から構成されている。前記絞り羽根駆動用のレバー71は、絞り羽根の数が多枚となるとリング形状をとることが一般的である。
【0006】
上記構成において、絞り駆動源であるステッピングモータ60が不図示の制御回路によって制御されて所定のステップ数だけ回転動作を行うと、これに伴って出力ギア63が一定の角度回転し、該出力ギア63に噛み合っているギア部71aを介して絞り羽根駆動用のレバー71が所定の位置まで回動する。これにより、絞り羽根72が図5(b)において左右方向に相対移動し、絞り量が決定されることになる。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−107791号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来例においては、ステッピングモータ60の出力を絞り羽根駆動用のレバー71へ伝達するために、該ステッピングモータ60の回転軸62に動力伝達部である出力ギア63を設ける構成であったため、以下のような問題点を有していた。
【0009】
出力ギアはステッピングモータの出力軸線上に設置する必要があることから、該ステッピングモータの軸方向の長さが該出力ギアの長さを加えた分だけ長くなり、この結果、絞り装置全体の光軸方向の長さも、前記出力ギアを加えた長さ分だけ長くなってしまうといった欠点などがあった。つまり、ステッピングモータ、さらには絞り装置全体の小型化等に対して不利な構成であった。
【0010】
また、ステッピングモータの各励磁相が絞り位置に直接対応する制御を行える構成にしようとした場合、出力ギアを絞り装置に組み込む行程にてステッピングモータの励磁を行い、該出力ギア等の組み込み位置を決定する必要があった。
【0011】
(発明の目的)
本発明の目的は、マグネットの軸方向の長さを短くして小型化にすると共に動力を安定的に取り出することができ、かつ低コスト化を達成することのできる電磁回転機を提供しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、円筒状のマグネットと、第1コイルおよび第1ヨークより成る第1の駆動部と、第2コイルおよび第2ヨークより成る第2の駆動部とを有し、前記第1の駆動部と前記第2の駆動部は前記マグネットの軸方向に順に配置されて成る電磁回転機において、前記マグネットの軸方向の前記第1の駆動部と前記第2の駆動部との間に、該マグネットに一体的に動力伝達部を形成し、該動力伝達部より外部の被動力伝達部材へ動力を取り出せるようにした電磁回転機とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【0014】
(実施の第1の形態)
図1及び図2は本発明の実施の第1の形態に係る絞り装置に具備されるステッピングモータの構成を示す図であり、詳しくは、図1は動力伝達部を備えたステッピングモータの分解斜視図、図2はその組み立て完了時の断面図である。
【0015】
これらの図において、1は例えばプラスチック材料より成る円筒形状のマグネットであり、円周をn分割(本実施の形態では10分割)して着磁されている。このマグネット1の軸方向に関して、概略中間の位置の外周面には動力伝達部を成す歯車1aが一体的に形成されている。動力伝達部としては、歯車のほかに、摩擦によって動力を伝達するプーリー等でもよい。2は前記マグネット1に固着されて一体に回転する回転軸であり、該回転軸2とマグネット1とによりローターマグネットが構成される。
【0016】
3は第1コイルであり、後述のように前記マグネット1と同心で配置される。5は軟磁性材料からなる第1ヨークであり、前記マグネット1の軸方向に延在する内側磁極5aと外側磁極5b〜5fから成る。前記第1コイル3は、前記内側磁極5aと外側磁極5b〜5fに挟まれるようにして配置される。詳しくは、前記マグネット内径着磁部と対向する円筒形状の内側磁極5aと前記マグネット外径着磁部と対向する櫛歯形状の外側磁極5b〜5fとの間に挟まれるように、前記内側磁極5aにその内径部3aが嵌合され、前記マグネット1と同心で配置される。前記第1ヨーク5の外側磁極の歯数はマグネット1の円周着磁数n/2で、この実施の形態では5つであり、該5つの外側磁極5b〜5fはマグネット1の着磁相の極に対し同位相となるように形成される。この第1ヨーク5の穴5gと回転軸2の軸端部2aが回転可能に嵌合している。前記第1ヨーク5と第1コイル3で磁気回路を構成している。
【0017】
4は第2コイルであり、後述のように前記マグネット1と同心で配置される。6は軟磁性材料からなる第2ヨークであり、前記マグネット1の軸方向に延在する内側磁極6aと外側磁極6b〜6fから成る。前記第1コイル4は、前記内側磁極6aと外側磁極6b〜6fに挟まれるようにして配置される。詳しくは、前記マグネット内径着磁部と対向する円筒形状の内側磁極6aと前記マグネット外径着磁部と対向する櫛歯形状の外側磁極6b〜6fとの間に挟まれるように、前記内側磁極6aにその内径部4aが嵌合され、前記マグネット1と同心で配置される。前記第1ヨーク6の外側磁極の歯数はマグネット1の円周着磁数n/2で、この実施の形態では5つであり、該5つの外側磁極6b〜6fは、前記第1ヨーク5の外側磁極5b〜5fがマグネット1の着磁相の極に対して同位相となる状態のときに、着磁相の極に対して位相が通常は電気角で90度ずれて形成される。この例では着磁相の極がn=10極着磁を想定しているので、機械角で表すと(360/(n/2))/4=18度となる。この第2ヨーク6の穴6gと回転軸2の軸端部2bが回転可能に嵌合している。前記第2ヨーク6と第2コイル4で磁気回路を構成している。
【0018】
7は非磁性材料から成る円筒形状の結合用部品であり、その一部に動力伝達のためのスリット(もしくは切り欠き)7aが形成されている。前記第1ヨーク5と第2ヨーク6は、該結合用部品7に対して接着あるいは圧入などで結合される。
【0019】
上記のような構成の、動力伝達部である歯車1aを備えたステッピングモータより、その動力を外部へ取り出す際には、マグネット1に形成された歯車1aの回転駆動力を結合用部品7のスリット7aから、不図示の歯車等で取り出す。
【0020】
以上の実施の第1の形態によれば、マグネット1に一体的に歯車1aを形成しているので、回転軸2に新たに別の、ピニオン等の動力伝達部を取り付けて駆動力を取り出す必要が無くなり、従来よりも軸方向の長さを短くすることができ、しかもその部品の分だけコストを低く抑えられるとともに、歯車1aは回転軸2により両持ち支持された状態になるので駆動力を伝える際に振れが少なくなる。また、駆動力が発生する部分はマグネット1そのものの中間部分(軸方向の中央部分)にあたるため、マグネット1及び回転軸2に生じるねじりが少なく、安定的に動力を取り出せる。
【0021】
また、前記第1コイル3と第2コイル4の間に動力伝達部である歯車1aを配置することで、内側磁極及び外側磁極間の磁気的な干渉の影響を軽減するために必要な長さを、ステッピングモータの軸方向への長さへの影響を最小限に抑えて持つことが可能となる。
【0022】
そして、上記歯車1aを備えたステッピングモータの、前記歯車1aより不図示の絞り駆動部材を介して絞り羽根の駆動を行う絞り装置を構成した場合には、以下のような効果を有する絞り装置とすることができる。
【0023】
一般的に絞り装置はレンズ構成の中で前後のレンズ群の間に位置することが多く、よって、該絞り装置からのステッピングモータ等の駆動手段の飛び出し長さは可能な限り短いことが求められる。上記のようにマグネット1に一体的に動力伝達部(歯車1a)を備えたステッピングモータとしているので、絞り装置の光軸方向の長さを短くすることができ、つまり、駆動手段の絞り装置からの光軸方向の飛び出し長さを軽減することができ、レンズ設計における絞り装置の組み込みが容易となるし、小型化にも寄与する。
【0024】
また、前記動力伝達部がマグネット1の軸方向の中央部分の外周面に形成されているので、ピニオンギアに相当する部品を絞り装置に組み込む行程を不要とすることができ、組み立て時のばらつきの影響がなくなり、絞り精度が向上する。さらに、上記のように動力を取り出す動力伝達部がマグネット1の軸方向の中心に配置することで、振れが少なく、安定して出力を絞り羽根へ伝えることができ、この面からも絞り精度がさらに向上する。
【0025】
また、着磁位置と動力伝達部の形状の関係が決定されていることから、励磁を行い、組み込み位置を決定する行程を不要とすることができる。つまり、絞り装置の組み立て工程を簡素化することが出来る。更に、従来例でのピニオンギアに相当する部品が不要となることで,絞り装置の低コスト化を図ることもできる。
【0026】
(実施の第2の形態)
図3は本発明の実施の第2の形態に係る絞り装置に具備される、動力伝達部を備えたステッピングモータの構成を示す分解斜視図であり、図1及び図2と同一の構成部品は同一の符号を付し、その詳細は省略する。
【0027】
本発明の実施の第2の形態においては、図3に示すように、マグネット1に一体的に係合部1bを形成し、該係合部1bに、結合用部品7のスリット7aより別部材であるアーム8に設けられた係合部8bを進入させて係合させ、スリット7aの外部に位置するピン8bより不図示の絞り羽根駆動部材へ動力を取り出す、動力伝達部としている。
【0028】
このような構成にすることにより、マグネット1の直径以上の回転半径を持つ駆動力を直接別部材に伝達することが可能となる。
【0029】
その他の効果は上記実施の第1の形態と同様であるので、その説明は省略する。
【0030】
(実施の第3の形態)
図4は本発明の実施の第3の形態に係る絞り装置を示す構成図であり、従来の図5の絞り装置を一部変更したものである。図5と同じ部分は同一符号を付してある。
【0031】
図4において、41は動力伝達部を備えたステッピングモータであり、71は絞り駆動用のレバー、72は絞り羽根、74は固定基板である。
【0032】
前記ステッピングモータ41は、軸方向の概略中央部分の外周面に動力伝達部である歯車42aが一体的に形成された、例えばプラスチック材料より成る円筒形状のマグネット42と、不図示の第1コイルと第1ヨークより成る第1駆動部43aと、同じく不図示の第2コイルと第2ヨークより成る第2駆動部43bと、それぞれの駆動部の位置関係を決定するための前記固定基板46の一部である結合部74a、および、前記第1、第2コイルのボビン端子部44a,44bによって構成される。
【0033】
上記構成において、ステッピングモータ41(マグネット42)が回転すると、その動力が歯車42aを介してレバー71のギア部71aに伝わり、絞り羽根72が駆動して、光量(絞り量)が調節されることになる。
【0034】
上記のような構成にすることにより、前述した実施の第1の形態と同様の効果を有するステッピングモータおよび絞り装置とすることができる。
【0035】
以上の実施の第1乃至第3の形態によれば、円筒状のマグネットと、該マグネットの軸方向に順に配置される、第1駆動部(第1コイル、第1ヨークより成る)および第2駆動部(第2コイル、第2ヨークより成る)とにより成るステッピングモータにおいて、前記軸方向の前記第1の駆動部と前記第2の駆動部との間(軸方向の中央部分)に、該マグネットに一体的に動力伝達部(歯車1a、係合部1b,アーム8)を形成した構成にしているので、マグネットの回転軸に新たに別の、ピニオン等の動力伝達部を取り付けて駆動力を取り出す必要が無くなる。よって、従来よりもステッピングモータの軸方向の長さを短くして小型化を達成したり、その部品を不要とすることから低コスト化することができる。さらに、動力伝達部をマグネットの軸方向の中央部分に備えているので、駆動力を伝える際に振れが少なく、かつ、マグネット及びその回転軸に生じるねじりも少なく、安定的に動力を取り出すことができる。更に、前記第1の駆動部と第2の駆動部の間に動力伝達部を配置することで、内側磁極及び外側磁極間の磁気的な干渉の影響を軽減するために必要な長さを、ステッピングモータの軸方向への長さへの影響を最小限に抑えて持つことが可能となる。
【0036】
また、上記構成のステッピングモータを絞り装置の駆動源として搭載することにより、該絞り装置の光軸方向の長さを短くすることができ(駆動部の絞り装置からの光軸方向の飛び出し長さを軽減することができ)、レンズ設計における絞り装置の組み込みが容易であり、かつ、小型化、低コスト化に寄与したものとなる。さらに、前記動力伝達部がマグネットの軸方向の中央部分に備えられているので、ピニオンギアに相当する部品を絞り装置に組み込む行程を不要とすることができ、組み立て時のばらつきの影響がなくなり、絞り装置の絞り精度が向上する。更に、上記の位置に動力伝達部を備えることにより、回転時の振れが少なく、安定して動力を絞り羽根へ伝えることができ、より絞り装置の絞り精度を向上させることができる。更に又、着磁工程時に着磁位置を動力伝達部の形状により決定することが出来る場合、絞り装置の組み立て工程を簡素化することが出来る。
【0037】
以下、本発明の電磁回転機および絞り装置の実施態様を以下に列挙する。
【0038】
(実施態様1) 円筒状のマグネットと、第1コイルおよび第1ヨークより成る第1の駆動部と、第2コイルおよび第2ヨークより成る第2の駆動部とを有し、前記第1の駆動部と前記第2の駆動部は前記該マグネットの軸方向に順に配置されて成る電磁回転機において、前記マグネットの軸方向に関して、前記第1の駆動部と前記第2の駆動部の間に、前記マグネットに一体的に動力伝達部を形成し、該動力伝達部より外部の被動力伝達部材へ動力を取り出せるようにしたことを特徴とする電磁回転機。
【0039】
(実施態様2) 前記第1の駆動部と前記第2の駆動部はそれぞれ外側磁極と内側磁極を有し、それぞれが前記マグネットの外周面および内周面に対向するように構成されていることを特徴とする実施態様1の電磁回転機。
【0040】
(実施態様3) 前記動力伝達部は、前記マグネットの軸方向の中央部分の外周面に形成された歯車であることを特徴とする実施態様1または2の電磁回転機。
【0041】
(実施態様4) 前記動力伝達部は、前記マグネットの軸方向の中央部分に形成された係合部および該係合部に係合して回動自在なアーム部材より成ることを特徴とする実施態様1または2の電磁回転機。
【0042】
(実施態様5) 前記中央部分における前記動力伝達部の軸方向の長さは、前記第1の駆動部と前記第2の駆動部の相互の磁気的な干渉の影響を無くすことができる長さを有することを特徴とする実施態様1乃至4の何れかの電磁回転機。
【0043】
(実施態様6) 実施態様1乃至4の何れかの電磁回転機と、開口部を備えた基板と、前記開口部を開閉して通過光量を調節するための光量調節部材と、前記電磁回転機に具備された前記動力伝達部より動力を受け、前記光量調節部材の開閉駆動を行う動力連結部材とを有することを特徴とする光学装置。
【0044】
(実施態様7) 実施態様1乃至4の何れかの電磁回転機と、露光用の開口部を備えた基板と、前記開口部を開閉して絞り量を調節するための絞り羽根と、前記電磁回転機に具備された前記動力伝達部より動力を受け、前記絞り羽根の開閉駆動を行う動力連結部材とを有することを特徴とする絞り装置。
【0045】
(実施態様8) 実施態様1乃至5に記載の構成を有するステッピングモータ。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マグネットの軸方向の長さを短くして小型化にすると共に動力を安定的に取り出することができ、かつ低コスト化を達成することができる電磁回転機を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1の形態に係る絞り装置に具備される、動力伝達部を備えたステッピングモータの分解斜視図である。
【図2】図1のステッピングモータの組み立て完了時の断面図である。
【図3】本発明の実施の第2の形態に係る絞り装置に具備される、動力伝達部を備えたステッピングモータの分解斜視図である。
【図4】本発明の実施の第3の形態に係る絞り装置を示す構成図である。
【図5】従来のステッピングモータを具備した絞り装置を示す構成図である。
【図6】図5のステッピングモータの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 マグネット
1a 歯車(動力伝達部)
1b 係合部(動力伝達部)
2 回転軸
3 第1コイル
4 第2コイル
5 第1ヨーク
6 第2ヨーク
7 結合用部品
8 アーム(動力伝達部)

Claims (1)

  1. 円筒状のマグネットと、第1コイルおよび第1ヨークより成る第1の駆動部と、第2コイルおよび第2ヨークより成る第2の駆動部とを有し、前記第1の駆動部と前記第2の駆動部は前記マグネットの軸方向に順に配置されて成る電磁回転機において、
    前記マグネットの軸方向の前記第1の駆動部と前記第2の駆動部との間に、該マグネットに一体的に動力伝達部を形成し、該動力伝達部より外部の被動力伝達部材へ動力を取り出せるようにしたことを特徴とする電磁回転機。
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