JP2004180358A - 電磁回転機 - Google Patents

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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