JP2005027408A

JP2005027408A - ステップモータ

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Publication number: JP2005027408A
Application number: JP2003188981A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Kawamoto; 尚志川本; Seiichi Oishi; 誠一大石
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-06-30
Also published as: CN100495871C; KR100745729B1; WO2005002029A1; KR20060024430A; CN1816960A; JP4271514B2

Abstract

【課題】簡易な構造で必要なディテントトルクを得ることができるステップモータを提供する。
【解決手段】４磁極を有するロータと、第１のコイルにより励磁される第１磁極と、第２のコイルにより励磁される第２磁極と、前記第１及び第２のコイルにより励磁される第３磁極とを含み、前記ロータの磁極と前記第１磁極及び前記第２磁極との間で磁気的吸引力が発生するように、前記第１磁極及び前記第２磁極と前記ロータとのギャップｄを設定し、前記第３磁極と前記ロータとのギャップＤは前記ギャップｄより大きく形成したステップモータである。このステップモータをカメラのシャッタ駆動部等に適用すると、無通電時でもシャッタ状態を確実に保持できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、十分なディテントトルクを発生させることができる小型ステップモータに関する。また、このステップモータを採用したカメラ内部の駆動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カメラは電子化されており、シャッタの駆動等をステップモータによって行なわれるようになっている。この種カメラでは、バッテリの消費を抑制できること、また、シャッタ羽根や絞り羽根を無通電時でも保持できる構成を備えていることが望ましい。そこで、例えば特許文献１では、コイルの無通電時にロータが振れを生じることなく所定位置にくるようにロック力を与える磁性部材を設けたステップモータが提案されている。このようなステップモータであれば、モータ停止時にロータを正確な位置に停止させつつ電力消費を抑制できる。また、特許文献２ではデジタルカメラのシャッタに関する発明が開示され、無通電でもシャッタの開放或いは閉鎖状態を保持可能として消費電力を抑制したシャッタ構造が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−６１２６８号公報
【特許文献２】
特開２００３−２１８５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１で開示するステップモータは、ロータにロック力を与えるために新たに磁性部材を配置している。また、上記特許文献２で開示するシャッタに用いるモータは、マグネットの外周面に対向するように設けるステータの磁極が複雑な櫛歯形状に形成されている。よって、上記従来技術によるモータは、新たな部材を加えたり、複雑な加工を施したりするのでモータの構造が複雑化し、また製造コストが増加するという問題がある。
【０００５】
よって、本発明は、上記課題を解決し、簡易な構造で必要なディテントトルクを得ることができるステップモータを提供することを目的とする。また、このようなステップモータを含んでいるカメラの駆動機構を提供することも目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、４磁極を有するロータと、第１のコイルにより励磁される第１磁極と、第２のコイルにより励磁される第２磁極と、前記第１及び第２のコイルにより励磁される第３磁極とを含み、前記ロータの磁極と前記第１磁極及び前記第２磁極との間で磁気的吸引力が発生するように、前記第１磁極及び前記第２磁極と前記ロータとのギャップｄを設定し、前記第３磁極と前記ロータとのギャップＤは前記ギャップｄより大きく形成したステップモータにより達成される。
【０００７】
本発明によると、第１磁極及び第２磁極とロータとの間に強い磁気的吸引力（磁気的結合力）が発生するので、コイルの無通電時に十分なディテントトルクを得ることができる。このディテントトルクは、ステータ側の２つの磁極部分とロータ側の２磁極とが、２つセットなった磁気的吸引力に基づくので大きなトルクとなる。よって、本発明のステップモータをカメラのシャッタ駆動部等に適用すると、無通電時でもシャッタ状態を確実に保持できる。このようなステップモータは、構造が簡単で、確実に電力消費を抑制できるので、低コストかつ省エネ型のステップモータとして提供できる。
【０００８】
そして、前記ロータは円筒形状を有し、前記ロータの外周面に対向するように平面略コ字状のステータが配置され、該ステータの両端部の各々に前記第１磁極及び前記第２磁極が設定され、該ステータの中央部位置に前記第３磁極が設定されている構造を一例として採用することができる。また、前記ステータの前記第１磁極と第３磁極との間に前記第１のコイルが、前記第２磁極と第３磁極との間に前記第２のコイルがそれぞれ配置され、前記ステータは前記第１及び第２のコイルの位置ずれ防止用の突部を備えていることが望ましい。このような形態であれば、第１のコイル及び第２のコイルを所定位置に確実に位置決めできる。
【０００９】
そして、上記構成を備えたステップモータと、前記ステップモータのロータに接続され所定範囲内で回動動作を行う係合ピンと、前記係合ピンが係合する係合穴を備え、前記係合ピンの回動動作に伴って、基板に形成した撮影用開口を閉じる位置と該撮影用開口を開く位置との間を、移動するセクタとを含んでカメラの駆動機構を形成できる。この駆動機構は前述した強いディテントトルクを発生させることのできるステップモータを含むので、無通電状態のきにセクタを所望の状態で保持することができる。前記セクタには、シャッタ羽根と絞り羽根とを含むことができる。これらの羽根を適宜に組合せることにより、シャッタ基板に形成した撮影用開口に全開、全閉、小絞り等の状態を設定でき、しかもそのシャッタ状態を無通電にて保持できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る一実施形態を図面を参照して説明する。図１は実施形態に係るステップモータの主要部の構成を示した図である。本ステップモータ１は、中央に配置した両方向に回転可能なロータ２及びこのロータ２の外側に対向するように配置したステータ３を備えている。このロータ２は断面円形で円筒形状を成している。ステータ３は断面略コ字状で一体型に形成され、その内部空間にロータ２を収納する状態で配置されている。なお、図１ではステータ３のコ字の開放側が上向きとなる状態でステップモータ１を示している。
【００１１】
ロータ２は、Ｎ磁極及びＳ磁極をそれぞれ２個ずつ備えた４磁極構成である。このロータ２は、同一磁極が互いに対向する位置に着磁された永久磁石であり、軸２１回りに両方向へ回動自在に設定されている。上記コ字形状を有するステータ３の両端は、ロータ２の周面に対向するように形成されている。これらのそれぞれが第１磁極１１、第２磁極１２となる。そして、この第１磁極１１及び第２磁極１２の中間位置に第３磁極１３が配置されている。
【００１２】
上記第１磁極１１と第３磁極１３との間には第１のコイル４が、第２磁極１２と第３磁極１３との間には第２のコイル５が、それぞれ巻回されている。第１磁極１１は第１のコイル４が通電されたときに励磁され、第２磁極１２は第２のコイル５が通電されたときに励磁される。これに対して、第３磁極１３は第１のコイル４及び第２のコイル５の両方によって励磁される。よって、第３磁極１３の励磁状態は、第１のコイル４及び第２のコイル５への通電状態を組み合わせた状態が見た目の状態として現れる。
【００１３】
図１では、ステップモータ１の第１のコイル４及び第２のコイル５に接続される電流制御回路２５が点線で示されている。本実施形態では、この電流制御回路２５から第１のコイル４及び第２のコイル５を励磁する電流が供給される。この電流供給には、２つのパターンが設定されている。第１のパターンでは、電流制御回路２５から第１のコイル４及び第２のコイル５の両コイルを励磁する電流が供給され、その電流供給方向をコイル毎に切換えることによりロータ２の駆動状態が制御される。この第１パターンでは、第１磁極１１及び第２磁極１２が、共に同じ磁極に励磁される状態と、互いに異なる磁極に励磁される状態とが存在する。このとき第３磁極１３に結果として現れる磁界は、第１磁極１１及び第２磁極１２が共に同じ磁極に励磁された場合には、これらよりも強力なものとなる。その逆に、第１磁極１１及び第２磁極１２が互いに異なる磁極に励磁された場合には、第３磁極１３での磁化は相殺されて無磁化状態となる。
【００１４】
第２のパターンでは、電流制御回路２５から第１のコイル４又は第２のコイル５のいずれか一方を励磁する電流が供給され、その電流供給方向を切換えることによりロータ２の駆動状態が制御される。この第２のパターンの場合には、第１磁極１１側又は第２磁極１２側のみが励磁され、電流供給方向を変更することにより反対の磁極に切換えられる。この第２のパターンでの第３磁１３は、励磁された第１磁極１１又は第２磁極１２の対極を成す磁極に励磁される。
【００１５】
第１のパターンでは、第１のコイル４及び第２のコイル５を励磁する２相励磁の状態でロータ２の駆動が制御される。また、第２のパターンでは、第１のコイル４及び第２のコイル５の内でいずれか一方のみが励磁される１相励磁の状態でロータ２の駆動が制御される。これら第１のパターンは及び第２のパターンによるロータ２の回動状態については、後に図を参照してより詳細に説明する。
【００１６】
ところで、本ステップモータ１はロータ２が４磁極構成であり、特に上記第１のコイル４及び第２のコイル５への通電を行わない無通電状態で、十分なディテントトルクを得られる構造を備えている。この点について説明する。本ステップモータ１では、ロータ２の周表面と第１磁極１１及び第２磁極１２との間の間隔は、同じギャップｄとされている。このギャップｄは、ロータ２側の磁極との間で十分な磁気的吸引力が得られる狭い距離を持って設定されている。これに対し、ロータ２の周表面と第３磁極１３との間のギャップＤは、このギャップｄよりも大きく設定されている。このギャップＤは、第３磁極１３とロータ２との間で発生する磁気的吸引力が、第１磁極１１及び第２磁極１２とロータ２との間で発生する磁気的吸引力に影響を及ぼさない十分な距離を持って設定される。例えば、ギャップＤは、ギャップｄの１．３倍程度にされる。
【００１７】
上記構成では、第１磁極１１及び第２磁極１２と、ロータ２側の２磁極とがそれぞれ磁気的に強く吸引し、第３磁極１３がこの磁気的関係の障害とならない構造が実現される。よって、無通電状態では、図１でその状態を例示するように、ロータ２側の２極が第１磁極１１及び第２磁極１２のそれぞれにちょうど対向した位置で安定する。本ステップモータ１では、無通電時に互いに磁気的吸引する場所が２箇所（２セット）存在するので、強力なディテントトルクを得ることができる。よって、本ステップモータ１は無通電状態でロータを所定位置に安定保持できるので、例えばカメラのシャッタ駆動部等に好適に採用され、シャッタ等を所望の状態に安定保持できる。
【００１８】
以下、図２〜図４を参照して、本ステップモータ１のロータ２が回転する際の様子をより詳細に説明する。図２は、前述した第１の電流供給パターンの場合であり、第１のコイル４及び第２のコイル５を励磁する２相励磁によりロータ２を回転させた場合について示している。また、図３及び図４は、前述した第２のパターンであり、第１のコイル４及び第２のコイル５の内、一方のみを励磁する１相励磁でロータ２を回転させた場合について示している。そして、特に図３は第１のコイル４を励磁した場合、図４は第１のコイル５を励磁した場合について示している。図２〜図４に示す各コイル４、５への電流供給は、図１に示した電流制御回路２５により行なわれるが、これらの図では図示を省略している。また、図３及び図４では、理解を容易とするために通電されたコイルのみを図示している。
【００１９】
図２を参照して、本ステップモータ１のロータ２が回転する際の様子を説明する。この図２は、前述した第１のパターンについて示しており、第１のコイル４及び第２のコイル５を励磁して、ステップ角４５°でロータ２を時計方向（右回転方向）に回転する場合を示している。図２（ａ）はコイル４、５が無通電である状態を示している。図２（ｂ）から（ｅ）では、コイル４、５へ供給する電流を制御してロータ２を時計方向に回転させる場合を時系列で示している。図２（ａ）は、コイル４、５に通電されておらず第１磁極１１及び第２磁極１２は励磁されないが、前述したようにロータ２のＮ、Ｓ磁極のそれぞれは、強いディテントトルクで第１、第２磁極１１、１２の対向位置に保持される。
【００２０】
図２（ｂ）は、図２（ａ）の状態から第１及び第２のコイル４、５に通電され、第１磁極１１及び第２磁極１２が共にＳ極に励磁された場合を示している。このとき第３磁極１３ではＮ極が倍化して励磁される。つぎに示す、図２（ｃ）では、図２（ｂ）の状態から第１磁極１１の励磁状態がＳ極に維持され、第２磁極１２が逆のＮ極に励磁された場合を示している。このとき第３磁極１３にはＮ極とＳ極が励磁されるので相殺し合って無磁化状態となる。以下同様に、図２（ｄ）では、図２（ｃ）の状態から第１磁極１１及び第２磁極１２が共にＮ極に励磁された場合を示している。このとき第３磁極１３ではＳ極が倍化して励磁される。次に、図２（ｅ）では、図２（ｄ）の状態から第１磁極１１の励磁状態がＮ極に維持され、第２磁極１２が逆のＳ極に励磁された場合を示している。このとき第３磁極１３にはＮ極とＳ極が励磁されるので相殺し合って無磁化状態となる。
【００２１】
上記のように、ステータ３側の各磁極１１〜１３の磁化状態が順次変化するのに伴って、図示するようにロータ２が時計回転方向に４５°ずつ回転する。なお、図２の各図では第１、第２のコイル４、５に通電が行なわれ、４５°の回転が完了した位置にあるロータ２を示している。この図２において、特に注目すべき点は無通電状態を示した図２（ａ）である。本ステップモータ１では、第１磁極１１及び第２磁極１２とロータ２のギャップｄを狭く形成しているので、第１磁極１１及び第２磁極１２とロータ２側の２磁極との間で強い磁気吸引力が生じているので、無通電であってもディテントトルクにより図２（ａ）の状態は確実に保持される。
【００２２】
また、図２（ｃ）及び図２（ｅ）で示す状態は、第１磁極１１及び第２磁極１２が励磁されているが、ロータ２側の２磁界が第１磁極１１及び第２磁極１２のそれぞれにちょうど対向しているので、仮にコイル４、５への通電を遮断しても図２（ａ）の場合と同様にディテントトルクによりその時の状態が保持できる。なお、図２（ｅ）のロータ２の位置は図２（ａ）と同じであるから、図２（ｅ）の状態からコイル４、５への通電を遮断すると、図２（ａ）の状態となる。
【００２３】
図３は、前述した第２の電流供給パターンの場合であり、第１のコイル４のみを励磁する１相励磁でロータ２を時計方向にステップ角９０°回転させる場合を示している。図３（ａ）はコイル４、５が無通電である状態を示している。図３（ｂ）から（ｅ）では、コイル４に供給する電流を制御してロータ２を９０°ずつ時計方向に回転させる場合を時系列で示している。図３の場合には、第１のコイル４に供給する電流を逆向きに切換えることで第１磁極１１に発生させる磁極を反転させている。このとき第３磁極１３に発生する磁極は、第１磁極とは反対の磁極となる。また、第２磁極１２はコイルから励磁を受けないので、第３磁極１３と一体の磁極となる。
【００２４】
まず、図３（ａ）は、第１磁極１１及び第２磁極１２は励磁されおらず、図２（ａ）と同様であり、ロータ２のＮ、Ｓ磁極のそれぞれは、強いディテントトルクで第１、第２磁極１１、１２の対向位置に保持される。次の図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から第１のコイル４に通電がされ、第１磁極１１がＳ極に励磁された場合を示している。このとき第３磁極１３及び第２磁極はＮ極に励磁される。次に示す図３（ｃ）では、図３（ｂ）の状態から第１磁極１１の励磁状態がＮ極に切換えられ、第３磁極１３及び第２磁極１２が逆のＳ極に励磁された場合を示している。以下同様に、図３（ｄ）では、図３（ｃ）の状態から第１磁極１１が共にＳ極に励磁された場合を示している。このとき第３磁極１３及び第２磁極１２がＮ極に励磁される。次に、図３（ｅ）では、図３（ｄ）の状態から第１磁極１１がＮ極に切換えられ、第３磁極１３及び第２磁極１２が逆のＳ極に励磁される。
【００２５】
上記のように、ステータ３側の各磁極１１〜１３の磁化状態が順次変化するのに伴って、図示するようにロータ２が時計回転方向に９０°ずつ回転する。なお、図３の各図では第１のコイル４に通電が行なわれ、９０°の回転が完了した位置にあるロータ２を示している。この図３で示す１相励磁の場合は、図３（ａ）〜（ｅ）で示す全ての状態で、ロータ２側の２磁界が第１磁極１１及び第２磁極１２のそれぞれにちょうど対向している。よって、図３（ｂ）〜（ｅ）で仮にコイル４への通電を遮断しても図３（ａ）の場合と同様にディテントトルクによりその時の状態が保持される。なお、この図３で示す例では、第２のコイル５を休ませた状態でロータ２を時計方向に９０°ずつ回転させることができるという顕著なメリットもある。
【００２６】
さらに、図４は、前述した第２の電流供給パターンの場合であり、第２のコイル５のみを励磁する１相励磁でロータ２を反時計方向にステップ角９０°回転させる場合を示している。この図４は、図３の場合とはちょうど逆の動作を示している。この図４で示す場合も、ステータ３側の各磁極１１〜１３の磁化状態が順次変化するのに伴って、図示するようにロータ２が反時計回転方向に９０°ずつ回転する。そして、この図４で示す場合も、図４（ａ）〜（ｅ）の全ての状態で、ロータ２の２磁界が第１磁極１１及び第２磁極１２のそれぞれにちょうど対向している。よって、コイル５への通電を遮断してもディテントトルクによりその時の状態が保持できる。
【００２７】
上記のように本ステップモータ１は、第１磁極及び第２磁極とロータとの間に強い磁気的吸引力を発生させた構造に基づいて、コイル４、５への無通電時に強いディテントトルクが得られる構造を備えている。また、上記に記載したように、２相励磁でステップ角を４５°とした場合、１相励磁でステップ角を９０°とした場合のどちらでも同様にディテントトルクが得られる。
【００２８】
図５は、本ステップモータ１で用いるのに好ましい形状を備えたステータについて示した図である。この図５では、図１及び図２で示した部位と対応する部位に同一の符号を付している。ステータ３の第１磁極１１及び第２磁極１２は、図示を省略しているロータの周面に対向し、かつロータの長手方向での長さに対応するように縦長に形成されている。ステータ３は両側にアーム部３１、３２を備え、このアーム部３１、３２が基部３５に接続されている。基部３５の中央部には第３磁極１３が形成されている。この第３磁極１３も上記第１磁極１１及び第２磁極１２と同様の縦長形状に形成されている。
【００２９】
本ステータ３は、上記アーム部３１、３２に第１〜第３磁極を励磁するためのコイル４、５が巻回される。これらコイル４、５を位置決めするため、各アーム部の後端には突部３３、３４が形成されている。このように突部３３、３４を設けることにより、各アーム部３１、３２に巻回したコイル４、５を確実に位置決めできる構造が実現される。なお、各磁極１１〜１３の上部には凹部３７〜３９が形成されている。本実施形態で示すステップモータ１は、その上下にケースがセットされてモジュール化される。これら凹部３７〜３９はケースをセットする際の位置決めに用いられる。
【００３０】
図６は前述したステップモータ１の主要部構造を含みモジュール化した場合のステップモータの外観を示した斜視図である。なお、この図６でも図１及び図２で示した部位と対応する部位に同一の符号を付している。図６は主要部構成の上下それぞれに、上部ケース７及び下部ケース８をセットして一体化したモジュールを示している。このようにモジュール化したステップモータを例えばカメラのシャッタ駆動部に採用すると、無通電時に強いディテントトルクが作用するので、シャッタを所定状態に安定保持できる。よって、シャッタの状態を保持するためにコイルへの通電を維持する必要がないので、消費エネルギを図ったステップモータとして提供することができる。また、ロータとステータの磁極との配置間隔を変更した簡単な構造であるから、低コストで実現できる。
【００３１】
さらに、以下において図７から図１０を参照して、上記ステップモータ１をカメラのシャッタ駆動部に採用して駆動機構を構成した一例を説明する。図７（Ａ）は、シャッタ基板５０に対してステップモータ１を配置した様子を平面視で模式的に示した図である。シャッタ基板５０は、後述するように撮影用のレンズ開口５１を備えている。シャッタ基板５０の前面側には３枚のセクタ６０、６５、７０が基板面に沿うように配置されている。これらのセクタは、シャッタ基板５０側から第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５、絞り羽根７０である。シャッタ基板５０の背面側にはステップモータ１が配置されている。
【００３２】
この図７（Ａ）では穴の位置は確認できないが、第１シャッタ羽根６０は基板５０に設けた突起６１に係合する穴、及びロータ２から延びた係合ピン２７に係合する穴を備えている。同様に、第２シャッタ羽根６５は基板５０に設けた突起６６に嵌合する穴、及びロータ２から延びた係合ピン２７に係合する穴を備えている。また、絞り羽根７０は基板５０に設けた突起７１に係合する穴、及びロータ２から延びた係合ピン２７に係合する穴を備えている。これら第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５及び絞り羽根７０は、後述する係合ピン２７の回動動作に伴って、それぞれが独自の軌跡を描いて揺動する。これらの羽根６０、６５、７０に設けられた穴の位置や、これらの動作はこの後に示す図８から図１０で明らかにする。
【００３３】
基板５０背面側に配置しているステップモータ１のロータ２には、半径方向に延出したアーム部２６が接続されている。このアーム部２６の端部からはシャッタ基板５０側に設けた開口５５を通り反対側まで延在した係合ピン２７が接続されている。前面側に出たこの係合ピン２７に、前記第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５及び絞り羽根７０のそれぞれに設けた穴が係合している。よって、ステップモータ１のロータ２が回動したときには、係合ピン２７がこれに連動して回動し、さらに前記第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５及び絞り羽根７０が所定の軌跡で揺動する。
【００３４】
なお、図７（Ｂ）は、上記係合ピン２７の移動軌跡ＣＲについて示した図である。係合ピン２７はロータ２回転に伴い３６０°の回転が可能であるが、基板５０に形成された開口５５は扇型であり、また、アーム２６の移動を規制する部材２９が配置されている。よって、本例では係合ピン２７は所定範囲ＲＥ内を回動するように設定されている。この範囲ＲＥは例えば中心角約１２０°に設定される。
【００３５】
上記のような構成を有するシャッタ部の駆動機構を、動作させた場合を図８から図１０を参照して説明する。これらの各図では、シャッタ基板５０の前面側から見て、第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５及び絞り羽根７０の位置が変化する様子が示されている。なお、これら各図の上部には、ロータ２の回転状態が確認できるようにステップモータ１を示している。
【００３６】
図８は、基板５０に設けた撮影用のレンズ開口５１を全開とした状態が示されている。図８中の符号ＣＲは図７（Ｂ）と対応している。このときステップモータ１のロータ２は、回転角０°で、例えば図２（ａ）より若干図２（ｂ）寄りの位置に規制部材２９により停止している。ロータ２のＮ、Ｓ磁極のそれぞれは、ディテントトルクにより第１、第２磁極１１、１２に対向する位置に移動しようとして規制部材２９により規制された状態で保持される。よって、図８に示す状態でコイル４、５への通電を行なわなくとも、このシャッタの状態を保持できる。このディテントトルクに基づいた状態保持力は、十分に大きいのでカメラに少々の衝撃が加わった場合でもシャッタ状態を確実に保持できる。なお、この図８では、第１シャッタ羽根６０の突起６１に係合する穴６２、第２シャッタ羽根６５の突起６６に嵌合する穴６７、及び絞り羽根７０の突起７１に係合する穴７２が示されている。また、係合ピン２７に係合する係合穴は、手前側にある絞り羽根７０の係合穴７３が確認できる。
【００３７】
ところで、図８の上部に示すステップモータ１のロータ２の位置は、図２（ａ）で示した無通電状態のロータ２の位置より僅かに（本実施の形態では２５°程度）時計回転方向へずれた状態となっている。本駆動機構では、このように位置のずれが発生するように、係合ピン２７と前記規制部材２９（図７（Ｂ）参照）との位置関係が設定されている。このように設定すると、ロータ２の各磁極が常に第１、第２磁極１１、１２に対向する位置に移動しようとするので定常的にディテントトルクが発生した状態とすることができる。よって、ディテントトルクにより各羽根６０、６５、７０を所定位置に安定保持できる。
【００３８】
図９は、基板５０に設けた撮影用のレンズ開口５１を全閉とした状態が示されている。この図９は、図８の状態からロータ２が約６５°時計方向に回転した状態であり、係合ピン２７がこれに連動して回動する。この係合ピン２７の回動に伴って第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５、絞り羽根７０が所定の軌跡を描いて揺動し、第１シャッタ羽根６０及び第２シャッタ羽根６５によりレンズ開口５１が閉じられる。このときステップモータ１のロータ２は、時計方向に回転して、例えば図２（ｃ）の状態に相当している。この図９の場合は、ロータ２のＮ、Ｓ磁極それぞれが、ちょうど第１、第２磁極１１、１２に対向した位置でディテントトルクにより保持される。よって、図９で示した場合もこの状態でコイル４、５への通電が遮断されても、シャッタをこの閉状態にて保持できる。この状態保持力は十分大きいのでカメラに少々の衝撃が加わった場合でも確実に保持する。
【００３９】
図１０は、基板５０に設けた撮影用のレンズ開口５１に絞り羽根を位置させて小絞りとした状態を示した図である。この図１０は図９の状態からロータ２がさらに時計方向に回転した状態であり、図２（ｄ）の次に図２（ｅ）の２度の通電を行なっている。係合ピン２７がこれに連動して回動する。この係合ピン２７の回動に伴って第１シャッタ羽根６０、第２シャッタ羽根６５、絞り羽根７０が所定の軌跡を描いて揺動し、第１シャッタ羽根６０及び第２シャッタ羽根６５はレンズ開口５１を開く位置まで遠ざかり、その代わりに絞り羽根７０がレンズ開口５１を閉じる位置にくる。この絞り羽根７０は絞り開口７５を備えているので、レンズ開口５１を小絞りとした状態を実現する。このときステップモータ１のロータ２は、時計方向に回転して、例えば図２（ｅ）より若干図２（ｄ）寄りの位置に規制部材２９により停止している。この図１０の場合は、図８の場合と同様で無通電状態のロータ２の位置が僅かに反時計回転方向へずれた状態となっている。この図１０で示す場合もコイル４、５への通電を遮断しても、各羽根の位置が保持されるので小絞り状態を保持できる。図１０の状態から図９の状態に戻すには、図２（ｃ）の通電を１度行なえばよい。図８又は図１０の状態から図９の状態に移動させるのは図２（ｃ）の通電を１度行なえばいいが、図９の状態から図８の状態に移動する際には、図２（ｂ）の次に図２（ａ）の２度の通電を、図９の状態から図１０の状態に移動するには上述したように図２（ｄ）の次に図２（ｅ）の２度の通電を行なう。
【００４０】
以上説明したように、上記ステップモータ１を採用した本シャッタ駆動機構では、図８から図１０に示した全開、前閉及び小絞りの状態を無通電の状態でも保持できるので、省電力化を測った機構として提供できる。上記で示したシャッタ駆動機構の例では、２枚のシャッタ羽根と１枚の絞り羽根をステップモータで駆動する例を示したがこの態様に限定するものではなく、シャッタ羽根と絞り羽根の枚数は必要により適宜変更すればよい。
【００４１】
以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ステータ側の第１磁極及び第２磁極とロータとの間に強い磁気的吸引力が発生するので、コイルの無通電時にロータに十分なディテントトルクを発生させることができるステップモータを得ることができる。また、このようなステップモータは、構造が簡単で、確実に電力消費を抑制できるので低コストで省エネ型のステップモータとして提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るステップモータの主要部の構成を示した図である。
【図２】実施形態に係るステップモータのロータが２相励磁で回転される場合について示した図である。
【図３】実施形態に係るステップモータのロータが１相励磁で時計方向に回転される場合について示した図である。
【図４】実施形態に係るステップモータのロータが１相励磁で反時計方向に回転される場合について示した図である。
【図５】ステップモータで用いるのに好ましい形状を備えたステータについて示した図である。
【図６】ステップモータの構造を含みモジュール化した場合の外観を示した斜視図である。
【図７】（Ａ）はシャッタ基板に対して図１のステップモータを配置した様子を平面視で模式的に示した図、（Ｂ）は係合ピンの移動軌跡について示した図である。
【図８】基板に設けた撮影用のレンズ開口を全開とした状態について示した図である。
【図９】基板に設けた撮影用のレンズ開口を全閉とした状態について示した図である。
【図１０】基板に設けた撮影用のレンズ開口を小絞りとした状態について示した図である。
【符号の説明】
１ステップモータ
２ロータ
３ステータ
４第１のコイル
５第２のコイル
１１第１磁極
１２第２磁極
１３第３磁極
２５電流制御回路
２７係合ピン
３３、３４突部
６０第１シャッタ羽根
６５第２シャッタ羽根
７０絞り羽根
７３係合穴
ｄ第１磁極及び前記第２磁極とロータとのギャップ
Ｄ第３磁極とロータとのギャップ

Claims

４磁極を有するロータと、第１のコイルにより励磁される第１磁極と、第２のコイルにより励磁される第２磁極と、前記第１及び第２のコイルにより励磁される第３磁極とを含み、
前記ロータの磁極と前記第１磁極及び前記第２磁極との間で磁気的吸引力が発生するように、前記第１磁極及び前記第２磁極と前記ロータとのギャップｄを設定し、前記第３磁極と前記ロータとのギャップＤは前記ギャップｄより大きく形成したことを特徴とするステップモータ。
前記ロータは円筒形状を有し、前記ロータの外周面に対向するように平面略コ字状のステータが配置され、該ステータの両端部の各々に前記第１磁極及び前記第２磁極が設定され、該ステータの中央部位置に前記第３磁極が設定されていることを特徴とする請求項１記載のステップモータ。
前記ステータの前記第１磁極と第３磁極との間に前記第１のコイルが、前記第２磁極と第３磁極との間に前記第２のコイルがそれぞれ配置され、前記ステータは前記第１及び第２のコイルの位置ずれ防止用の突部を備えることを特徴とする請求項２に記載のステップモータ。
請求項１乃至３いずれか一項に記載のステップモータと、
前記ステップモータのロータに接続され所定範囲内で回動動作を行う係合ピンと、
前記係合ピンが係合する係合穴を備え、前記係合ピンの回動動作に伴って、基板に形成した撮影用開口を閉じる位置と該撮影用開口を開く位置との間を、移動するセクタとを含むことを特徴とするカメラの駆動機構。
前記セクタはシャッタ羽根と絞り羽根とを含むことを特徴とする請求項４に記載のカメラの駆動機構。