JP2004191749A - 電磁駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁駆動装置の小型化および低コスト化を図る。
【解決手段】外周に２極着磁されたマグネットを有し、回転可能なロータ２と、ロータ２の外周に配置されたヨーク５とを備え、ヨーク５およびロータ２が、ロータ２の磁気作用により回転軸方向において所定の位置に保持されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学機器に搭載される光量調節装置等の駆動源として用いられる電磁駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁駆動装置では、ヨークを装置本体に固定するために、装置本体（支持部材）に支柱を設け、この支柱にヨーク本体を直接固定したり、ヨークを押さえるための押さえ部材をビスを介して支柱に固定することでヨークを固定したりしている。また、押さえ部材をフック機構を介して装置本体に固定することでヨークを装置本体に固定したり、ヨークを装置本体に接着させて固定したりしているものもある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
上述したヨークの固定構造のうちビスを用いてヨークを装置本体に固定する構造について図６を用いて説明する。図６は、ビスを用いたヨークの固定構造を有する電磁駆動装置の分解斜視図である。
【０００４】
支持部材１１０に形成された軸受穴部１１０ａには、ロータマグネット１０９の軸が挿入され、ロータマグネット１０９は、コイルユニット１０７、１０８で挟み込まれる。ヨーク１０６は、コイルユニット１０７、１０８の外周を囲うように配置される。
【０００５】
ヨーク１０６の上部には、軸受板１０５および押さえ板１０３が重なって配置される。そして、２本のビス１１１は、押さえ板１０３に形成された穴部１０３ａを貫通して、支持部材１１０の支柱１１０ｂの先端に形成されたビス穴部１１０ｃにねじ込まれる。これにより、ロータマグネット１０９およびヨーク１０６等が支持部材１１０に固定される。
【０００６】
ここで、押さえ板１０３には、プリント配線板１０２およびコネクタ１０４が取り付けられている。また、プリント配線板１０２には、ロータマグネット１０９の回転位置を検出するためのホール素子１０１が設けられている。
【０００７】
次に、フック機構を用いてヨークを装置本体（支持部材）に固定する構造について図７を用いて説明する。図７は、フック機構を用いたヨークの固定構造を有する電磁駆動装置の分解斜視図である。
【０００８】
ロータマグネット２０９は、コイルユニット２０７、２０８で挟み込まれ、コイルユニット２０７、２０８の外周にはテープ２１２が巻かれている。ヨーク２０６は、コイルユニット２０７、２０８の外周を囲うように配置され、この状態で支持部材２１０にはめ込まれる。
【０００９】
支持部材２１０には、図６で説明した構造と異なり、ヨーク２０６を挟み込むように突部２１０ａ、２１０ｂが形成されている。この突部２１０ａ、２１０ｂの間にヨーク２０６からなるユニットが配置された状態で、図中上方から軸受板２０５が配置される。ここで、軸受板２０５には引掛部２０５ａ、２０５ｂが形成されており、この引掛部２０５ａ、２０５ｂは突部２１０ａの先端に形成された切欠部２１０ｃ、２１０ｄに係合する。引掛部２０５ａ、２０５ｂおよび切欠部２１０ｃ、２１０ｄの係合作用により、ヨーク２０６が支持部材２１０に固定される。
【００１０】
なお、ロータマグネット２０９の軸には、駆動レバー２１３が取り付けられており、駆動レバー２１３が回転することで、絞り部材２１４、２１５がスライド移動して光通過口の開口面積を変化させる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平４−４６３２８号公報
【特許文献２】
特開平７−２８１２５２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術では、ヨークを支持部材（装置本体）に固定するための構造を有しており、電磁駆動装置の小型化が困難となっている。また、従来技術では、ヨークの固定構造が複雑であり、装置の低コスト化を図るのも困難となっている。
【００１３】
本発明の目的は、装置の小型化および低コスト化を図りつつ、ヨークを安定して固定することができる電磁駆動装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁駆動装置は、外周に２極着磁されたマグネットを有し、回転可能なロータと、このロータの回転軸周りに配置されたヨークとを備え、ロータおよびヨークが、ロータの磁気作用により回転軸方向において所定の位置に保持されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本実施形態である電磁駆動装置の分解斜視図である。同図において、駆動レバー１の軸部１ａには、ロータマグネット２が接着、圧入などにより固定される。このロータマグネット２および駆動レバー１は、ボビン３、４で挟み込まれる。ボビン３、４には軸受け部が形成されており、この軸受け部はロータマグネット２の軸部１ａと嵌合して、ロータマグネット２を回転可能に支持する。
【００１６】
ボビン３、４には、銅線等のコイル線が巻き付けられ、ボビン３、４が一体となる。このときの外観斜視図を図２に示す。図２に示すユニットの外周にはヨーク５が配置され、これらが一体となって支持部材６に取り付けられる。
【００１７】
上述した構成の電磁駆動装置において、コイル線に電流を流すとコイル線の周りには磁界が発生する。この磁界とロータマグネット２の磁界との作用により、ロータマグネット２が回転する。すなわち、ロータマグネット２の外周は２極（Ｓ極、Ｎ極）に着磁されており、コイル線への通電によりロータマグネット２の外周面と対向する位置に逆極性の磁界が発生し、この磁力の反発力でロータマグネット２が回転する。
【００１８】
ロータマグネット２の軸部１ａには駆動レバー１が固定されているため、ロータマグネット２の回転により駆動レバー１も回転する。
【００１９】
駆動レバー１の両端に形成された突部は、後述する遮光羽根（被駆動部材）と係合しており、駆動レバー１の回転に応じて遮光羽根が駆動するようになっている。ここで、コイル線に流す電流の向きを切り替えることで、駆動レバー１の回転方向を切り替えることができる。
【００２０】
また、ヨーク５に所定幅のスリットを設けることにより、このスリットの部分を磁気的編曲点とし、ロータマグネット２の磁極との位置関係において、駆動レバー１（ロータマグネット２）を一方向に付勢させておくことができる。この状態において、コイル線に通電を行い、駆動レバー１の付勢方向と反対方向に付勢力より大きな力を発生させれば、駆動レバー１（ロータマグネット２）を作動させることができる。そして、コイル線に通電する電流量を調整することで、任意の位置に駆動レバー１を停止させることができる。
【００２１】
図３は、ロータマグネット２とヨーク５との関係を示している。ヨーク５の長手方向（回転軸方向）における中心を通る線（中心線Ａ）と、ロータマグネット２の長手方向（回転軸方向）における中心を通る線（中心線Ｃ）とが、回転軸方向において一致している場合には、磁力によりヨーク５の径方向（回転軸直交方向）に力が働くが、長手方向に働く力は０となる。
【００２２】
ここで、ロータマグネット２の中心線Ｃおよびヨーク５の中心線Ａが、外的要因（例えば、振動、衝撃、重力）により、回転軸方向においてずれている場合には、ヨーク５およびロータマグネット２に対して、中心線Ａおよび中心線Ｃを一致させるような力が働く。すなわち、ローターマグネット２とヨーク５の間には互いに引き付け合う力が働き、この安定した位置はローターマグネット２とヨーク５の対向面積が等しくなる位置となるため、中心線が一致する方向に働く。なお、中心線Ａおよび中心線Ｃが一致した場合には、上述した力は発生しない。
【００２３】
すなわち、中心線Ａおよび中心線Ｃに回転軸方向でのずれが生じると、ヨーク５およびロータマグネット２にはそれぞれ、図３に示すように矢印Ｆ１、Ｆ２方向の力が発生して、ヨーク５およびロータマグネット２は、中心線Ａおよび中心線Ｃが一致するように互いに引き合う。
【００２４】
図３に示す状態では、中心線Ａおよび中心線Ｃが回転軸方向にずれているため、ロータマグネット２およびヨーク５には、互いの中心線Ａ、Ｃが一致する方向に常に力（Ｆ１、Ｆ２）が働いている。
【００２５】
ここで、より効果的な力を得るためのヨーク５およびロータマグネット２の位置関係について説明する。ヨーク５およびロータマグネット２の最適な位置関係としては、中心線Ｃおよび基準線Ｂが、中心線Ａに対して、回転軸方向で同じ側に位置していることが好ましい。この基準線Ｂは、図３に示すように、ロータマグネット２の端から全長１／４の位置にある線、すなわち、ロータマグネット２の一端と中心線Ｃとの間の中央に位置する線である。ロータマグネット２およびヨーク５を、上述した位置関係で配置することにより、ロータマグネット２およびヨーク５を最も効果的に引き合わせることができる。
【００２６】
このように、中心線Ａおよび中心線Ｃの間隔が所定の距離だけ離れた状態を維持させることにより、ロータマグネット２およびヨーク５は絶えず引き合った状態となる。ここで、ヨーク５を回転軸方向において位置決めした状態で、駆動レバー１の軸部１ａの端部を、ロータマグネット２の回転軸直交面を有する軸受け部に当接させるようにすれば、ロータマグネット２およびヨーク５の引き合い作用により、軸部１ａの端部が軸受け部に付勢された状態となる。これにより、ロータマグネット２の回転軸方向におけるガタを防止することができる。
【００２７】
また、軸部１ａの端部のうち軸受け部と接触する面積が小さくなるように軸部１ａの形状を決定すれば、接触面積の減少により装置駆動時の摩擦力を軽減することができ、駆動レバー１をスムーズに回転させることができる。
【００２８】
図４に本実施形態の電磁駆動装置を備えた光量調節装置の分解斜視図を示す。この光量調節装置では、本実施形態の電磁駆動装置が２つ備え付けられている。以下、この光量調節装置について説明する。
【００２９】
駆動レバー１の両端に形成された突部１ｂ、１ｃは、支持部材６に形成された長穴部６ａ、６ｂを貫通して、遮光羽根７、８に形成された長穴部７ａ、８ａに係合する。
【００３０】
遮光羽根７、８は、この長手方向に延びる長穴部７ｂ、８ｂに、地板９に形成された突部９ａが係合しているため、長穴部７ｂ、８ｂに沿って移動可能となっている。すなわち、遮光羽根７、８は、駆動レバー１３の回転力を受けることにより、矢印Ｘ方向に移動可能となっている。そして、遮光羽根７、８に対して図中上方には、押さえ板１５が配置されており、遮光羽根７、８が地板９から外れるのを防止している。
【００３１】
これにより、遮光羽根７、８は、仕切板１０に形成された光通過口となる開口部１０ａに対して進退することにより、光通過口の開口面積を変化させる。ここで、仕切板１０は、遮光羽根８および遮光羽根１２の走行スペースを確保するための部材である。一方、遮光羽根７には、ＮＤ（Neutral Density）フィルタ１１が貼り付けられており、このＮＤフィルタ１１が光通過口内に進入することで、小絞りによる画質劣化を防止している。
【００３２】
仕切板１０に対して遮光羽根７、８が配置されている側と反対側には、遮光羽根１２が配置されている。この遮光羽根１２には、長手方向に延びる長穴部１２ｂが形成されており、この長穴部１２ｂには地板９の突部９ａが係合している。これにより、遮光羽根１２は、長穴部１２ａに沿って移動可能となっている。
【００３３】
ここで、遮光羽根１２に形成された長穴部１２ａには、上述した電磁駆動装置とは別の電磁駆動装置における駆動レバー１３の突部が、地板９に形成された曲線溝部９ｂを貫通して係合している。この駆動レバー１３は、上述した電磁駆動装置と同じ構成となっている。
【００３４】
ロータマグネット９’の回転により駆動レバー１３が回転すると、駆動レバー１３の突部および遮光羽根１２の穴部１２ａとの係合作用により、遮光羽根１２が長穴部１２ｂに沿ってスライド移動する。ここで、遮光羽根１２には、濃度が異なる２つの領域を有するＮＤフィルタ１４が貼り付けられている。遮光羽根１２のスライド移動により、ＮＤフィルタ１４は光通過口に対して進退可能であり、光通過口内に進入することで光量を制限する。
【００３５】
上述したように、本実施形態の電磁駆動装置を光量調節装置に搭載することにより、光量調節装置の光軸方向（図４中上下方向）における長さを短く（小型化）することができるとともに、コストを軽減することができる。
【００３６】
次に、上述した光量調節装置を備えたカメラ（撮影装置）について図５を用いて説明する。図５は、カメラの内部構成を説明するための概略図である。
【００３７】
同図において、３１はカメラ本体であり、この内部には後述する部材が配置される。３２は撮影レンズであり、光軸方向に移動可能となっている。３３は光量調節装置であり、撮影レンズ３２を通過した被写体光の光量を調節する。３４は撮像媒体であり、フィルムやＣＣＤ等の撮像素子からなる。撮像媒体３４には、撮影レンズ３２を通過した被写体光束が受光（露光）される。
【００３８】
以上説明した実施形態は、以下に示す各発明を実施した場合の一例でもあり、下記の各発明は上記実施形態に様々な変更や改良が加えられて実施されるものである。
【００３９】
〔発明１〕 外周に２極着磁されたマグネットを有し、回転可能なロータと、
このロータの回転軸周りに配置されたヨークとを備え、
前記ロータおよび前記ヨークが、前記ロータの磁気作用により回転軸方向において所定の位置に保持されていることを特徴とする電磁駆動装置。
【００４０】
本発明では、ヨークおよびロータを、ロータの磁気作用により保持させており、従来技術のようにヨークを固定するための部材が不要となるため、部品点数が少なくなり、電磁駆動装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００４１】
〔発明２〕 外周に２極着磁されたマグネットを有し、回転可能なロータと、
このロータの回転軸周りに配置されたヨークとを備え、
前記ロータおよび前記ヨークは、これらの長手方向での中心位置が回転軸方向において互いに異なる位置となるように配置されていることを特徴とする電磁駆動装置。
【００４２】
すなわち、ロータおよびヨークを回転軸方向にずらして配置することで、ロータおよびヨーク間には互いに引き合う力（磁気作用）が働くことになり、従来技術のようにヨークを固定するための部材を用いなくてもヨーク（ロータ）を所定の位置に保持させることができる。これにより、部品点数を少なくでき、電磁駆動装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００４３】
〔発明３〕 前記ロータの回転軸が、この一端において回転軸直交方向に延びる軸受け面に当接しており、前記回転軸の一端が、球面状に形成されていることを特徴とする前記発明１又は２に記載の電磁駆動装置。
【００４４】
ロータおよびヨークが引き合う際に、回転軸の一端を軸受け面に当接させることにより、ロータの回転軸方向における片寄せを行うことができる。しかも、軸受け面と接する回転軸の一端を球面状に形成することで、軸受け面および回転軸間の摩擦抵抗を軽減させることができる。
【００４５】
〔発明４〕 前記ロータの回転軸に、被駆動部材を駆動する駆動レバーが一体的に取り付けられていることを特徴とする前記発明１から３のいずれかに記載の電磁駆動装置。
【００４６】
〔発明５〕 前記駆動レバーが、所定範囲内で移動可能であることを特徴とする前記発明４に記載の電磁駆動装置。
【００４７】
〔発明６〕 前記ヨークを励磁するためのコイルユニットと、
このコイルユニットに電流を供給するための電気接続部材とを有しており、
前記電気接続部材が、前記ヨークに固定されていることを特徴とする前記発明１又は２に記載の電磁駆動装置。
【００４８】
上述したように、ヨークは、ロータの磁気作用を受けて所定位置に保持されるため、このヨークに電気接続部材を固定すれば、電気接続部材も所定位置に保持させることができる。
【００４９】
〔発明７〕 前記コイルユニットが、装置本体に固定されていることを特徴とする前記発明６に記載の電磁駆動装置。
【００５０】
〔発明８〕 前記発明１から７のいずれかに記載の電磁駆動装置と、
撮影光束が通過する開口部と、
前記電磁駆動装置からの駆動力を受けることにより、前記開口部を通過する撮影光束の光量を調節するための遮光部材とを有することを特徴とする光量調節装置。
【００５１】
前記発明１から７における電磁駆動装置を光量調節装置の駆動源として用いれば、光量調節装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００５２】
〔発明９〕 前記発明８に記載の光量調節装置を有することを特徴とする撮影装置。
【００５３】
前記発明８の光量調節装置を撮影装置に搭載すれば、光量調節装置の小型化および低コスト化に応じて撮影装置も小型化および低コスト化することができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、電磁駆動装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における電磁駆動装置の分解斜視図である。
【図２】本実施形態の電磁駆動装置における駆動部の外観斜視図である。
【図３】本実施形態の電磁駆動装置におけるロータマグネットおよびヨークの位置関係を示した図である。
【図４】本実施形態の電磁駆動装置を備えた光量調節装置の分解斜視図である。
【図５】本実施形態における光量調節装置を備えたカメラの概略図である。
【図６】従来技術における電磁駆動装置の分解斜視図である。
【図７】従来技術における光量調節装置の分解斜視図である。
【符号の説明】
１・・・駆動レバー １ａ・・・軸部
２・・・ロータマグネット ３・・・ボビン
４・・・ボビン ５・・・ヨーク
６・・・支持部材 ７・・・遮光羽根
８・・・遮光羽根 ９・・・地板
１０・・・仕切板 １１・・・ＮＤフィルタ
１２・・・遮光羽根 １３・・・駆動レバー
１４・・・ＮＤフィルタ

Claims (1)

1. 外周に２極着磁されたマグネットを有し、回転可能なロータと、
   このロータの回転軸周りに配置されたヨークとを備え、
   前記ロータおよび前記ヨークが、前記ロータの磁気作用により回転軸方向において所定の位置に保持されていることを特徴とする電磁駆動装置。

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