JP2005106987A - カメラ用羽根駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転子を独特な形状にし、非通電時における静止状態が好適に得られるようにしたカメラ用羽根駆動装置を提供すること。
【解決手段】回転子５が往復回転すると、一体の駆動ピン５ｃが、シャッタ羽根９，１０を開閉作動させるようになっている。回転子５は、径方向に２極に着磁されていて、一方の磁極には一対の突部５ａ，５ｂが形成されている。また、固定子は、Ｕ字形をしたヨーク３とコイル４とで構成されていて、ヨーク３の二つの脚部の先端を磁極部３ａ，３ｂとしている。この構成により、コイル４に通電されていないときでも、回転子５は、突部５ａ，５ｂの一方が磁極部３ａ，３ｂの一方に対し、回転子５の磁力によって吸着され、静止状態が好適に維持されるようになっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シャッタ羽根や絞り羽根などの、露光量を制御するための羽根を、モータで駆動するようにしたカメラ用羽根駆動装置に関する。

カメラに採用されるシャッタ装置，絞り装置，フィルタ装置は、各々１枚又は複数枚の羽根を有している。そして、シャッタ装置の場合は、最近では、シャッタ羽根を２枚としたものが多いが、中には１枚としたり３枚以上としたものもある。また、絞り装置の場合は、複数枚の絞り羽根によって絞り口径の大きさを変化させ得るようにしたものもあるが、最近では、デジタルカメラの出現に伴い、小さい円形の開口部を有した１枚の絞り羽根を、必要に応じて撮影光路に進退させるものが多くなっている。

また、フィルタ装置の場合には、フィルタ羽根が、上記の円形の開口部を有する絞り羽根と類似の形状（但し、その開口部は、地板に形成された撮影光路用の開口部と略同じ大きさの場合もある）をしていて、その開口部の近傍位置でその開口部を覆うようにしてＮＤフィルタ板を取り付けたものが多いが、上記のようなフィルタ羽根を２枚用意すると共に、それらの間に、それらと略同じ外形をしたＮＤフィルタ板を挟み合わせ、三者を同時に同じ方向へ往復回転させるようにしたものも考えられている。

また、上記の各羽根は、いずれも往復作動するように構成されているが、その往復作動を、回転運動で行なうようにしたものもあるし、直線又は略直線運動で行なうようにしたものもある。更に、複数枚の羽根で構成した場合には、それらを同時に同じ方向へ作動させるようにしたものもあるが、２枚で構成した場合には相反する方向へ作動させるようにするのが普通である。そして、２枚のシャッタ羽根を同時に相反する方向へ回転させ、円形をした撮影光路用開口を、その略中央部から開き且つその略中央部に向けて閉じるように構成したものの中には、シャッタ羽根を所定の途中位置に停止させておき、撮影終了に際して閉じ作動を行わせることにより、絞り羽根の役目もさせるようにしたものがある。

更に、最近では、カメラの電動化が進み、上記のような各羽根は、モータを駆動源として作動するのが普通になっているが、その場合のモータとしては、低コストで小型化し易いことから、ムービングマグネット型モータなどと称されている電流制御式のモータを採用することが多くなっている。

この種のモータの回転子は、回転中心で支承される本体部が、径方向に２極（又は４極）に着磁された円筒形又は円柱形の永久磁石を有しており、回転軸の径方向の位置には、本体部と一体化された一つ又は二つの出力ピンを有している。また、その出力ピンは、合成樹脂製の場合が多いが、磁性体の粒子を混入した合成樹脂材料で成形し、本体部と共に永久磁石製とする場合もある。そして、このような構成の回転子は、固定子コイルに対する通電方向に対応した方向へ所定の回転角度範囲でだけ回転し、出力ピンによって、直接又は間接に上記の各羽根を作動させるようにしている。

他方、この種のモータの固定子としては、種々の構成のものが知られているが、それらの中の一つに、略Ｕ字形をしていて、その二つの脚部の先端を磁極部とし、それらを上記の回転子の周面に対向させて配置したヨークと、そのヨークに巻回されたコイルとで構成されたものが、特許文献１〜３などで知られている。本発明は、固定子をこのようなＵ字状のヨークとコイルとで構成したムービングマグネット型モータで、上記のような各種の羽根を駆動するようにしたカメラ用羽根駆動装置に関するものである。

特開平８−２８６２３１号公報 特開平９−１５２６４５号公報 実用新案登録第２５９９９５７号公報

ところで、ムービングマグネット型モータは、固定子のコイルに対する通電を断つと、回転子の停止位置が極めて不安定なものとなり、カメラに伝わる振動やカメラの姿勢によっては回転子の位置が定まらず、羽根を作動させてしまうことがある。そのため、この種のモータを使用する場合には、回転子の永久磁石と固定子に設けた磁性体部材との間に働く吸引力を利用し、回転子の静止状態を維持させるようにしているが、その場合、回転子の静止状態を、地板などの固定されてた部材に接触させて維持する方が安定度を増すため、通常は、回転子の出力ピンをストッパに接触させたり、出力ピンに連結された羽根をストッパに接触させて、その静止状態を維持させている。

そのため、特許文献２に記載の構成の場合にも、ヨークを上記の固定子に設けた磁性体部材とし、シャッタ地板の孔の縁をストッパとして、出力ピンをシャッタ地板の孔の縁に接触させて、回転子の静止状態を維持するようにしているが、このような静止状態の維持力は、シャッタ地板が金属製であって、出力ピンも永久磁石製であれば一層向上することになる。しかしながら、最近では、各種構成部材の合成樹脂化が進んでいて、シャッタ地板や絞り地板なども殆どが合成樹脂製になっているし、出力ピンも殆どが合成樹脂製であるため、回転子の静止状態をこれまで以上に確実に維持できるようにするためには、別の方法を講じなければならない。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、コイルを巻回したＵ字形のヨークを固定子とした構成のムービングマグネット型モータを、羽根の駆動源として用いている羽根駆動装置において、コイルへの非通電時においては、回転子の永久磁石をヨークの磁極部に接触させるようにすることにより、部品点数を増やすことなく回転子の静止状態をこれまで以上に確実に維持できるようにしたカメラ用羽根駆動装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明のカメラ用羽根駆動装置は、回転軸を中心にして回転する本体部と該回転軸の径方向の位置にあって該本体部と一体化された出力ピンとを有しており少なくとも該本体部は径方向に２極に着磁された永久磁石製であって略相反する径方向に突き出た一対の突部を有している回転子と、前記回転子の往復回転によって前記出力ピンを介して往復作動させられる少なくとも１枚の羽根と、二つの屈曲部を有した略Ｕ字形をしており二つの脚部の先端を固定子の磁極部にしていると共に各々の磁極部が対応している前記突部の一方と接触し前記回転子を静止させるヨークと、前記ヨークに巻回されており通電される電流方向に対応した方向へ前記回転子を回転させるコイルと、を備えているようにする。

その場合、前記突部が、前記本体部の磁極の一方側であって且つ２極の境界の近傍位置から略相反する径方向に突き出たようにして設けられているようにしてもよい。また、前記コイルが、前記二つの屈曲部間において、前記ヨークに巻回されているようにすると、ボビンが不要になって、モータの小型化と低コスト化が可能になる。

本発明は、コイルを巻回した略Ｕ字形のヨークを固定子とした構成のムービングマグネット型モータを、羽根の駆動源として用いている羽根駆動装置において、コイルへの非通電時においては、独特の形状をした回転子の永久磁石がヨークの磁極部に吸着するようにしたから、回転子の静止状態をこれまで以上に確実に維持することができるほか、回転子の停止時におけるバウンドも抑制されるという効果がある。

本発明の実施の形態を、図示した実施例によって説明する。尚、実施例は、本発明を、カメラ用シャッタに適用したものであり、銀塩カメラにもデジタルスチルカメラにも採用することのできるものである。また、図１は、シャッタ羽根が全開の状態を示した平面図であり、図２は、図１の要部を説明するための断面図であり、図３は、シャッタ羽根が閉鎖した状態を示す平面図である。

先ず、本実施例の構成を説明する。地板１は、図１においては一部を破断して示しているが、中央部に、円形をした撮影光路用の開口部１ａを有している。カバー板２は、平面形状が地板１と同じであって、中央部に、開口部１ａと同じ直径の開口部２ａを有しており、図示していない手段によって地板１に取り付けられ、両者の間に羽根室を構成している。

地板１は、合成樹脂製であって、羽根室外の面に二つの取付台部１ｂ，１ｃを設けており、それらの各々には、位置決めピン１ｄ，１ｅとねじ孔１ｆ，１ｇとを形成している。また、地板１は、それらの二つの取付台部１ｂ，１ｃの間に、円柱状をした二つの台部１ｈ，１ｉと、壁状をした二つの台部１ｊ，１ｋと、軸１ｍとを設けており、それらのうちの台部１ｊ，１ｋには、更に位置決めピン１ｎ，１ｐを形成している。更に、地板１には、羽根室内に貫通した長孔１ｑも形成されていおり、羽根室側の面には、軸１ｒ，１ｓが設けられている。そして、カバー板２には、上記の長孔１ｑに対応するところに長孔２ｂが形成されており、符号を付けていないが、上記の軸１ｒ，１ｓを嵌合させる孔も形成されている。尚、図２においては、説明の都合上、上記の台部１ｈの位置を故意にずらして示してある。

ヨーク３は、二つの略直角の屈曲部を有し、全体として略Ｕ字形に形成されていて、上記の四つの台部１ｈ，１ｉ，１ｊ，１ｋに載置され、上記の位置決めピン１ｎ，１ｐによって、図２の水平方向へは移動できないようになっている。このヨーク３は、二つの脚部の先端を磁極部３ａ，３ｂとしており、各々の磁極部には、後述の回転子５の円周面に対向させる磁極面と、回転子５の突部５ａ，５ｂに当接される被当接面とが形成されている。そして、ヨーク３の二つの屈曲部の間には、コイル４がボビンを介さずに巻回されている。

ここで、本実施例の固定子について、その特徴を説明しておく。従来の固定子の構成は、特許文献１〜３にも記載されているように、コイルを巻回したボビンを、ヨークの一方の脚部に巻装していた。何故なら、ヨークの脚部には、他方の脚部が邪魔になり、コイルを直接巻回することができないからである。ところが、本実施例の場合には、二つの屈曲部の間にコイル４を巻回するので、ボビンが不要となり、直接巻回することが可能になる。場合によっては、保護シートを巻きつけた上に、コイル４を巻回することも可能である。そのため、いずれにしても、ボビンを介在させるより、コスト的に有利となっている。また、二つの脚部の長さも短くすることが可能になるので、占有スペースが小さくなり、装置を小型化するのに有利となっている。尚、ヨークの形状は、上記したように、全体として略Ｕ字形をしてさえいれば、二つの屈曲部は略直角である必要はない。

地板１に設けられた軸１ｍには、回転子５が回転可能に取り付けられている。この回転子５は、本体部が基本的には円筒形をしており、その本体部から相反する径方向へ突き出た一対の突部５ａ，５ｂを有しており、また、本体部から上記とは別の径方向へ張り出した腕部の先端には、出力ピン５ｃを有している。そして、その出力ピン５ｃは、地板１の長孔１ｑを貫通し、その先端をカバー板２の長孔２ｂに挿入させている。この回転子５は、粒子状の磁性体材料と合成樹脂材料を混合させ、成形した後、２極に着磁して製作したものである。そのため、本体部のみならず、上記の突部５ａ，５ｂと出力ピン５ｃも、永久磁石ということになるが、その着磁方向は、本体部の径方向となっており、図１においては、その２極の境界を一点鎖線で示してある。従って、突部５ａ，５ｂと出力ピン５ｃは、いずれもＳ極であって、突部５ａ，５ｂは、２極の境界の近傍位置で略径方向に突き出た形状をしていることになる。

モータ枠６は、上記の位置決めピン１ｄ，１ｅに嵌合させた孔６ａ，６ｂと、上記の軸１ｍに嵌合させた孔６ｃと、上記のコイル４を逃げるための四角い大きな孔６ｄを有していて、二つのねじ７，８によって、上記の取付台部１ｂ，１ｃに取り付けられている。また、このモータ枠６には、押さえ部６ｅ，６ｆが設けられていて、上記の台部１ｈ，１ｉとの間に、ヨーク３を挟み付けるようになっている。尚、図２においては、上記したように、台部１ｈの位置をずらして示してあるため、押さえ部６ｅの位置もずらして示してある。また、ヨーク３を、それらに挟み付けられた状態にするため、ヨーク３の形状も故意に変形させて示してある。しかしながら、それらの本来の形状と配置構成は、図１に示されたとおりである。

最後に、羽根室内に配置されているが、図２においては図示を省略されている２枚のシャッタ羽根９，１０について説明する。シャッタ羽根９，１０は、シャッタ羽根９を地板１側にして配置され、シャッタ羽根９は、上記の軸１ｒに回転可能に取り付けられ、シャッタ羽根１０は、上記の軸１ｓに回転可能に取り付けられている。そして、それらに形成されている長孔９ａ，１０ａの両方に、上記の出力ピン５ｃが嵌合している。

次に、図１及び図３を用いて本実施例の作動を説明する。上記のように、本実施例は、銀塩カメラにもデジタルスチルカメラにも採用できるものである。しかしながら、それらの両方の場合について説明するまでもないので、デジタルスチルカメラに採用された場合であって、ノーマルオープン方式で作動させられる場合について説明する。図１は、カメラの電源がオン状態になっているが、撮影が行われていない状態を示したものである。従って、この状態では、液晶モニターによって、被写体像を観察することもできるし、撮影済みの画像を観察することもできるようになっている。

このとき、コイル４は非通電状態であるが、回転子５の突部５ａがヨーク３の磁極部３ａに接触しているので、両者は、回転子５の磁力によって吸着されており、回転子５の静止状態、ひいてはシャッタ羽根９，１０の静止状態が、好適に維持されている。このような図１の状態において、撮影者が、被写体像を観察しながらレリーズボタンを押すと、固体撮像素子はそれまでの電荷を放出した後、撮影のための電荷の蓄積を開始（撮影のための露光開始）する。そして、被写体の輝度に対応した所定の時間が経過すると、露光制御回路からの信号によって、コイル４に、正方向の通電が行われ、磁極部３ａにＳ極が現れ、磁極部３ｂにＮ極が現れる。

そのため、磁極部３ａと突部５ａの間には反発力が生じ、磁極部３ａと回転子５の本体部のＮ極との間には吸引力が生じ、磁極部３ｂと回転子５の本体部のＮ極との間には反発力が生じ、磁極部３ｂと突部５ｂとの間には吸引力が生じる。その結果、回転子５は、図１において反時計方向へ回転させられ、出力ピン５ｃによって、シャッタ羽根９を反時計方向へ回転させ、シャッタ羽根１０を時計方向へ回転させて、開口部１ａを閉じさせていく。

その後、シャッタ羽根９，１０が、開口部１ａを完全に閉鎖すると、突部５ｂが磁極部３ｂに当接して吸着される。そして、当接した後も通電し続けるため、回転子５は、当接時に殆どバウンドせず、好適に静止する。図３は、その静止状態を示したものである。そして、この状態で、固体撮像素子に蓄積された撮像情報が記憶装置に転送される。尚、その間、コイル４に通電し続けていてもよいが、仮に通電を断ったとしても、突部５ｂが磁極部３ｂと接触していて、両者は回転子５の磁力によって吸着され続けるので、この状態は好適に維持される。

記憶装置に対する撮像情報の転送が終了すると、コイル４に対して、先ほどとは逆方向の通電が行われる。それによって、磁極部３ａにＮ極が現れ、磁極部３ｂにＳ極が現れるので、磁極部３ａと突部５ａの間には吸引力が生じ、磁極部３ａと回転子５の本体部のＮ極との間には反発力が生じ、磁極部３ｂと回転子５の本体部のＮ極との間には吸引力が生じ、磁極部３ｂと突部５ｂとの間には反発力が生じる。その結果、回転子５は、図３において時計方向へ回転させられ、出力ピン５ｃによって、シャッタ羽根９を時計方向へ回転させ、シャッタ羽根１０を反時計方向へ回転させて、開口部１ａを開いていく。

その後、シャッタ羽根９，１０が、開口部１ａを全開にすると、突部５ａが磁極部３ａに当接して吸着される。そのため、回転子５は、当接時に殆どバウンドせず、好適に静止する。そして、コイル４への通電を断つと、図１に示した状態になり、この状態は、回転子５の磁力によって、次の撮影が行なわれるまで好適に維持される。

尚、上記の作動説明は、ノーマルオープン方式を採用したデジタルスチルカメラの場合であるが、ノーマルクローズ方式を採用したデジタルスチルカメラや銀塩カメラの場合には、回転子５とシャッタ羽根９，１０の作動シーケンスだけでいえば、レリーズボタンを押すと、図３の状態から図１の状態になり、図３の状態に復帰することになる。そのため、シャッタ羽根９，１０の全開状態と閉鎖状態とは、コイル４に通電していなくても、好適に維持されるという点では同じである。また、本実施例は、本発明をシャッタ装置に適用したものであるが、既に説明したように、絞り装置やフィルタ装置にも適用することができることは言うまでもない。

また、本実施例の場合には、回転子５に一つの出力ピン５ｃを設けているが、周知のように二つの出力ピンを設け、２枚の羽根を相反する方向へ直線的に作動させる構成とすることも可能である。また、本実施例の回転子５は、地板１の軸１ｍに回転可能に取り付けられているが、本発明は、そのような軸受け構成に限定されず、回転子の本体部を略円柱形にし、その回転中心に設けた二つの軸部を、地板１に設けた孔と上記の孔６ｃとで軸受けされる構成にしても差し支えない。従って、請求項に記載の回転軸は、回転子に設けられたものである場合もあるし、回転子を支承する部材に設けられたものである場合もある。また、本実施例の場合には、出力ピンも永久磁石になっているが、周知のような回転子にアウトサート成形した合成樹脂製としても差し支えない。

更に、本実施例の場合には、一対の突部５ａ，５ｂを、同一の一つの磁極（Ｓ）に着磁しているが、それらの突部を、本体部の磁極の境界線を跨ぐように形成し、各々の突部が２極に着磁されているようにしても差し支えない。また、本実施例の場合には、一対の突部５ａ，５ｂに形成された当接面（磁極部３ａ，３ｂに対する当接面）が、回転子５の回転軸を中心にして１８０°（直線状）となるように形成されているが、本発明は、そのように形成されていることには限定されず、１８０°±αとなるように形成されていても差し支えない。また、突部５ａ，５ｂの二つの当接面が、回転子５の回転軸を通らない直線状に形成されていても差し支えない。

シャッタ羽根が全開の状態を示した実施例の平面図である。 図１の要部を説明するための断面図である。 シャッタ羽根が閉鎖した状態を示す実施例の平面図である。

符号の説明

１ 地板
１ａ，２ａ 開口部
１ｂ，１ｃ 取付台部
１ｄ，１ｅ，１ｎ，１ｐ 位置決めピン
１ｆ，１ｇ ねじ孔
１ｈ，１ｉ，１ｊ，１ｋ 台部
１ｍ，１ｒ，１ｓ 軸
１ｑ，２ｂ，９ａ，１０ａ 長孔
２ カバー板
３ ヨーク
３ａ，３ｂ 磁極部
４ コイル
５ 回転子
５ａ，５ｂ 突部
５ｃ 出力ピン
６ モータ枠
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 孔
６ｅ，６ｆ 押さえ部
７，８ ねじ
９，１０ シャッタ羽根

Claims (3)

1. 回転軸を中心にして回転する本体部と該回転軸の径方向の位置にあって該本体部と一体化された出力ピンとを有しており少なくとも該本体部は径方向に２極に着磁された永久磁石製であって略相反する径方向に突き出た一対の突部を有している回転子と、前記回転子の往復回転によって前記出力ピンを介して往復作動させられる少なくとも１枚の羽根と、二つの屈曲部を有した略Ｕ字形をしており二つの脚部の先端を固定子の磁極部にしていると共に各々の磁極部が対応している前記突部の一方と接触し前記回転子を静止させるヨークと、前記ヨークに巻回されており通電される電流方向に対応した方向へ前記回転子を回転させるコイルと、を備えていることを特徴とするカメラ用羽根駆動装置。
2. 前記突部が、前記本体部の磁極の一方側であって且つ２極の境界の近傍位置から略相反する径方向に突き出たようにして設けられていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ用羽根駆動装置。
3. 前記コイルが、前記二つの屈曲部間において、前記ヨークに巻回されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラ用羽根駆動装置。