JP2005151637A - ステッピングモータ及び光量調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力低下を防止しつつ、小径化を達成するステッピングを提供する。
【解決手段】少なくとも一方の面が、異なる極に交互に厚み方向に着磁された着磁面である円環状のマグネット１と、円筒状をし、外径がマグネットの外径以下であり、マグネットの回転中心である仮想軸方向に重ねて配置されるコイル２と、マグネットの他方の面の一部および該他方の面の前記仮想軸方向に重ねて配置されるコイルの前記仮想軸に垂直な面それぞれに対向して配置され、コイルにより励磁される第１のステータ４と、マグネットの一方の着磁面に対向して配置され、コイルにより励磁される第２のステータ５とを有する構成のステッピングモータとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、カメラ等に搭載されるステッピングモータや光量調節装置に関する。

図１０に、特許文献１に開示された従来のシャッタ装置の斜視図を示す。同図において、１０１はロータであるマグネットであり、円環状に形成されている。１０２は円筒形状に巻かれたコイルであり、絶縁材料からなるボビン１０３に巻き付けられている。コイル１０２はマグネット１０１の外側に同心状に配置され、コイル１０２の内周面がマグネット１０１の外周面と対向するようになっている。詳しくは、マグネット１０１とコイル１０２とは、回転中心となる軸に垂直な同一平面状に配置され、かつ軸方向においては同一位置となるように構成されている。１０４は軟磁性材料より成るステータであり、コイル１０２への通電により励磁される第１の磁極部を有している。１０５は軟磁性材料より成る補助ステータを兼ねる羽根押え板であり、マグネット１０１を挟んで第１の磁極部に対向する位置に第２の磁極部を有し、コイル１０２への通電により第１の磁極部とは逆の極性に励磁される。上記のマグネット１０１から補助ステータを兼ねる羽根押え板１０５により、モータを構成している。

１０６は中央に開口部が形成された地板である。１０７及び１０８はシャッタ羽根、１０９は連動レバー、１１０は出力ギヤ、１１１は出力部材である。１１２はＮＤフィルター板である。

上記構成において、コイル１０２への通電を制御することにより、マグネット１０１とステータ１０４、羽根押え板１０５との磁気的作用によりマグネット１０１が回転し、シャッタ羽根１０７，１０８がマグネット１０１の回転に伴って作動し、地板１０６に形成された開口部を開閉してその通過光量を調節する。また、マグネット１０１の回転が連動レバー１０９、出力ギヤ１１０、出力部材１１１を介してＮＤフィルター板１１２へ伝達されると、地板１０６に形成された開口部に対して該ＮＤフィルター板１１２が進退して光量調節を行うことになる。
特開２００３−１１１３７６号公報

上記の特許文献１に開示されたモータは、マグネット１０１とコイル１０２が回転中心となる軸に垂直な同一平面状に、つまり径方向に重なるように配置されているため、薄型化することができ、例えばカメラの鏡筒に組み込まれるシャッタ装置等のアクチュエータとして好適なものとなる。

ところが、近年のカメラはより小型化される傾向にあり、それに伴って鏡筒の径も小さくなり、アクチュエータとしてのモータの径もより小さいものが望まれていた。この要望に対しては図１０に示すモータの径をそのまま小さくした構造にすることが考えられる。しかしながら、単純にモータの径を小さくするとマグネットや磁極部も小さいものとなり、モータ出力が低下してしまうことになる。従って、径方向の寸法を小さくするとともに出力の低下を抑える構造のモータの開発が課題となっていた。

上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも一方の面が、異なる極に交互に厚み方向に着磁された着磁面である円環状のマグネットと、円筒状をし、外径が前記マグネットの外径以下であり、前記マグネットの回転中心である仮想軸方向に重ねて配置されるコイルと、前記マグネットの他方の面の一部および該他方の面の前記仮想軸方向に重ねて配置される前記コイルの前記仮想軸に垂直な面それぞれに対向して配置され、前記コイルにより励磁される第１のステータと、前記マグネットの一方の着磁面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第２のステータとを有するステッピングモータとするものである。

上記構成においては、コイルをマグネットの回転中心である仮想軸方向に重ねて配置し、マグネットの径を小さくしてステッピングモータを小径化するとともに、マグネットの径方向の寸法を、ステッピングモータの径寸法と略同一、つまり最大限に大きくすることでモータ出力の低下を防ぐ構成にしている。

また、本発明は、請求項１または２に記載のステッピングモータと、該ステッピングモータの構成要素であるマグネットの回転に連動し、開口部を通過する光量を調節する光量調節部材とを有する光量調節装置とするものである。

また、請求項３に記載のステッピングモータと、該ステッピングモータの構成要素であるマグネットの回転に連動し、開口部を通過する光量を調節する光量調節部材とを有し、前記光量調節部材を、前記ステッピングモータの構成要素であるコイルの内径側に配置するようにした光量調節装置とするものである。

上記構成によれば、小径化のステッピングモータを駆動源とし、光量調節装置を小型化した構成にしている。

本発明によれば、出力低下を防止しつつ、小径化を達成することのできるステッピングモータを提供できるものである。

また、小型化した光量調節装置を提供できるものである。

以下の実施例１ないし実施例３に示す通りである。

図１ないし図５は本発明の実施例１に係わる光量調節装置を示す斜視図であり、そのうち、図１は光量調節装置の分解斜視図、図２は光量調節装置の組み立て完成状態の軸方向断面図である。

図１及び図２において、１は円環状のマグネットであり、その中心を回転軸（仮想の軸を意味する）として回転可能に保持されるとともに少なくとも回転軸に対して垂直の円環状の面である着磁面１ａをもつ。この着磁面１ａは、図３に示すように、回転軸を中心とする角度方向、換言すると周方向かつ厚み方向にｎ分割（実施例１ではｎ＝１６分割）して、Ｓ極、Ｎ極が交互に着磁されている。マグネット１の着磁面１ａに対して裏側の着磁面１ｂは着磁面１ａとは逆の極性に分割着磁されていても良いし、全く着磁されていない面でもよい。マグネット１は射出成形により形成されるプラスチックマグネット材料により円環状に形成され、その内周面１ｃで後述のリング６の嵌合部６ａに固定され、リング６が回転するのに伴って該マグネット１が回転可能に支持されるとともに、後述の第１のステータおよび第２のステータと所定の隙間をもって支持される。また、マグネット１には回転軸と平行な方向に突出する駆動ピン１ｄおよび１ｅを有し、後述のシャッタ羽根８および９の長穴８ｂ，９ｂが摺動可能に嵌合することによってこれらシャッタ羽根８，９を駆動するものである。本実施例１ではマグネット１をプラスチックマグネットで射出成形により成形したために比較的複雑な形状でも製造が容易であるが、複雑な形状が困難な場合には、駆動ピン１ｄおよび１ｅは別体で設け、マグネット１と一体的に回転するように接着などによって設けても構わない。

２は円筒状のコイルであり、絶縁形状からなるボビン３に巻き付けられている。該コイル２はマグネット１の着磁面１ｂ側に回転軸方向に沿って重ねて配置されている。また、コイル２の外径Ｒ４はマグネット１の外径Ｒ３よりもかなり小さくなっている。なお、それぞれの内径は略同一である。

４は軟磁性材料からなる第１のステータであり、コイル２への通電により励磁される磁極部４ａをもつ。第１のステータ４は後述の第２のステータ５とによって、マグネット１とコイル２を挟みこむ第１の部分Ａと、マグネット１のみを挟みこむ第２の部分Ｂとをもつ。また、第１のステータ４の磁極部４ａはその先端部が円環状のマグネット１の半径方向外側に延出する櫛歯形状の歯により構成されている。この延出する歯の数はマグネット１の着磁分割数ｎの１／２（実施例１ではｎを１６としているので歯は８つ）にて形成されている。コイル２への通電により着磁部４ａはすべて互いに同極になるように励磁される。磁極部４ａは円周方向に７２０／ｎ度（実施例１では４５度）ずつ等分配置されて形成される。この構成により、アクチュエータの厚さを最小限にしつつ磁極の形成が可能となる。すなわち、磁極部を軸方向と平行に延びる凹凸で形成すると、その分アクチュエータが厚くなってしまうが、本実施例１では半径方向に延出する櫛歯形状により磁極部を形成しているので、アクチュエータの軸と平行方向の寸法、すなわち厚みを最小限に抑えることができる。また、第１のステータ４は上記のように第１の部分Ａと第２の部分Ｂを有し、後述の第２のステータとの距離が第１の部分ではＤ１であり、第２の部分ではＤ２となるようにしている。よって、磁極部４ａがコイル２によって励磁されるとともに、第１のステータの第２の部分Ｂでは該第１のステータ４と第２のステータ５との距離が短くなり、マグネット１に効果的に磁束が働き、トルクを大きくすることができる。また、特許文献１のようにマグネットとコイルを回転軸と垂直な同一平面に配置するものに比べ、コイル２を軸方向に配置しているので径方向の寸法を小さくすることができ、又マグネット１の径方向の寸法をモータ径とほぼ同一の寸法まで大きくできるのでトルクが低下することも無くなる。但し、軸方向にはコイル２の厚み分長くなるが、軸方向の長さの短い部分（第２の部分Ｂ）に他の構成部品を配置できるスペースとして有効利用できるので、モータ自体が大型化してしまうことはない。

５は軟磁性材料からなる第２のステータであり、マグネット１の着磁面１ａに回転軸方向の所定の隙間をもって対向し、コイル２への通電により励磁される磁極部５ａをもつ。磁極部５ａは第１のステータ４の磁極部４ａに対向しこれらとは逆の極性に励磁され、また磁極部５ａの先端部がマグネット１の半径方向外側に延出する櫛歯形状の歯により構成されている。この延出する歯の形状は第１のステータ４と同様であり、延出する歯の位相は第１のステータ４と第２のステータ５で合わせてある。一方、歯が延出するのと反対側の内側部分は軸方向と平行に延びる円筒部５ｃを持つ。円筒部５ｃによって第１のステータ４と磁気的に接続され、コイル２、第１のステータ４、第２のステータ５で磁気回路を構成している。

第１のステータ４と第２のステータ５の間で第１のステータ４の第１の部分Ａである段差部にコイル２及びボビン３が接着等により固定配置され、コイル２に通電されることにより第１のステータ４及び第２のステータ５が励磁される。

６はマグネット１の回転軸と同心で該マグネット１を回転可能に保持するリングである。リング６は第１のステータ４と第２のステータ５の間に挟まれ、マグネット１の内側部分に配置される。また、リング６は嵌合部６ｂが第２のステータ５の円筒部分５ｂの外周面５ｃと回転可能に嵌合しており、マグネット１の内周面１ｃがリング６の嵌合部６ａと接着等によって固定されることによってリング６はマグネット１の回転に伴い一体的に回転する。また、軸方向に延びたリング６の円筒部分６ｃが前記ボビン３と第２のステータ５に回転可能に当接することによって、マグネット１が第１のステータ４、第２のステータ５と軸方向に所定の隙間を保ちながら回転できるようになっている。本実施例１ではリング６を軸方向から見てボビンと重なる部分（第１のステータ４の第１の部分Ａ）に配置することによって、磁束がより効果的に作用する。第１のステータ４の第２の部分Ｂには上記したようにマグネット１を最大限に配置することができ、モータ径を小さくしながらトルクの低下を防ぐことができるものとなる。

以上、マグネット１、コイル２、ボビン３、第１のステータ４、第２のステータ５、リング６により、本実施例１の光量調節装置の駆動源としてのステッピングモータ（駆動装置）が構成される。

７は中央に最大露出開口部７ａが形成された地板であり、光軸と平行方向に突出する突起部７ｄおよび７ｅが一体で形成されるとともに、マグネット１の駆動ピン１ｄ，１ｅが当接することによってマグネット１の回転を規制する長穴７ｂ，７ｃが形成されている。すなわち、マグネット１は駆動ピン１ｄ，１ｅが長穴７ｂ，７ｃで規制される位置の間で回転可能となる。この回転角度をθ度とする。

８および９はシャッタ羽根であり、シャッタ羽根８の丸穴８ａが地板７の突起部７ｄに回転可能に嵌合し、シャッタ羽根８の長穴８ｂがマグネット１の駆動ピン１ｄに摺動可能に嵌合しており、シャッタ羽根９の丸穴９ａが地板７の突起部７ｅに回転可能に嵌合し、シャッタ羽根９の長穴９ｂがマグネット１の駆動ピン１ｅに摺動可能に嵌合している。マグネット１の回転にともなってシャッタ羽根８および９が駆動され、地板７の最大露出開口部７ａから退避する位置と、最大露出開口部７ａを覆う位置とに移動する。１０は中央に開口部１０ａが形成されたシャッタカバーである。シャッタ羽根８および９の軸方向のぬけ止めをなすとともに、前記１から９の光量調節装置をなす部品全体を覆うカバーである。

以上、マグネット１、コイル２、ボビン３、第１のステータ４、第２のステータ５、リング６、地板７、シャッタ羽根８および９、シャッタカバー１０により本実施例１の光量調節装置が構成される。

図３（ａ），（ｂ）は光量調節装置のマグネットの回転動作説明図である。詳しくは、図３（ａ）はマグネット１の駆動ピン１ｄ，１ｅが地板７の長穴７ｂ，７ｃの端面に当接して反時計方向の回転を規制されている状態であり、図３（ｂ）はマグネット１の駆動ピン１ｄ，１ｅが地板７の長穴７ｂ，７ｃの先ほどとは反対の端面に当接して時計方向の回転を規制されている状態を示している。図３（ａ）のマグネット１の回転位置と図３（ｂ）のマグネット１の回転位置とではθ度だけ異なる。

マグネット１はコイル２への無通電時にそれぞれの状態で回転位置が保持される。この様子を図４及び図５を用いて説明する。

図４はコギングトルクの様子を示す図であり、コイル２への通電がない状態でマグネット１の回転位置と該マグネット１が第２のステータ５の磁極部５ａにより吸引される様子を示している。

図４において、縦軸はマグネット１に作用する第２のステータ５との間で発生する磁力を示し、横軸はマグネット１の回転位相を示す。Ｅ１点、Ｅ２点で示されるところは正回転しようとするとマイナスの力が働いて元の位置に戻ろうとし、逆回転しようとするとプラスの力が働いて元に戻ろうとする。すなわち、マグネット１と磁極部５ａの間の磁力によってマグネットがＥ１点あるいはＥ２点に安定的に位置決めされようとするコギングの位置である。Ｆ１点、Ｆ２点、Ｆ３点はマグネットの位相が少しでもずれると前後のＥ１点あるいはＥ２点の位置に回転する力が働く不安定な均衡状態にある停止位置である。コイル２への通電がなされない状態では、振動や姿勢の変化によってＦ１点、Ｆ２点、Ｆ３点に停止していることはなく、Ｅ１点或いはＥ２点で停止する。

Ｅ１点、Ｅ２点のようなコギング安定点はマグネット１の着磁極数をｎとすると３６０／ｎ度の周期で存在し、その中間位置がＦ１点、Ｆ２点、Ｆ３点のような不安定点になる。

本実施例１では、コイル２への通電がない状態では、上記Ｅ１点およびＥ２点がマグネット１の極の中心が第２のステータ５の磁極部５ａの中心に対向する位置で安定的に停止するように第２のステータ５の磁極部５ａの大きさを設定してある。しかし、この状態からコイル２へ通電をして磁極部５ａを励磁しても、マグネット１に回転力が生じない。そこで、本実施例１では、図３（ａ）のようになるように、地板７の長穴７ｂ，７ｃとマグネット１の駆動ピン１ｄ，１ｅの関係が構成されている。即ち、長穴７ｂ，７ｃの端面に当接して反時計方向のマグネット１の回転位置が、マグネット１の極の中心と第２のステータ５の磁極部５ａの中心とのなす角度がα度になるように設定してある。これにより、図３（ａ）の状態からコイル２へ通電して磁極部５ａを励磁すると、マグネット１に回転力が生じて、安定して起動が行われる。また、図３（ａ）の状態を図４に当てはめると、Ｇ点の位置となる。この位置でのコギングトルク（マグネット１に作用する第２のステータ５との間で発生する吸引力）はＴ２であり、これはＥ１点に戻ろうとする回転方向にマイナスの力（図３において反時計方向の力）が働くことになる。すなわち、マグネット１の駆動ピン１ｄ，１ｅが地板７の長穴７ｂ，７ｃに当接するように設定してある。この場合のマグネット１の位置は、マグネット１の極の中心と第２のステータ５の磁極部５ａの中心とのなす角度がβ度になるように設定してある。

これにより、図３（ｂ）の状態からコイル２へ通電して第２のステータ５の第１の磁極部５ａを励磁すると、マグネット１に回転力が生じて、安定して起動が行われる。また、図３の（ｂ）の状態を図４にあてはめると、Ｈ点の位置となる。この位置でのコギングトルク（マグネット１に作用する第２のステータ５との間で発生する吸引力）はＴ１であり、これは、Ｅ２点に進もうとする回転方向にプラスの力（図３において時計方向の力）が働くことになる。すなわち、地板７の長穴７ｂ，７ｃの端面がマグネット１の駆動ピン１ｄ，１ｅに当接する位置の保持力がＴ１となる。よって、コイル２への無通電時にはマグネット１は安定的にこの位置（図３（ｂ）の位置）に停止する。図３（ａ）の状態と図３（ｂ）の状態とではマグネット１はθ度回転できるように設定してある。

次に、光量調節装置におけるマグネット１の回転動作の様子を、図３、図５を用いて説明する。

上記のごとく、まずコイル２への無通電時にはマグネット１は図３（ａ）の位置で安定的に停止しているとする。この状態では図５（ａ）のようにシャッタ羽根８，９は地板７の最大露出開口部７ａから退避した位置にある。

図３（ａ）の状態からコイル２に通電して、第２のステータ５の磁極部５ａをＮ極に励磁すると、マグネット１は回転方向の電磁力を受け、ロータであるマグネット１は反時計方向にスムーズに回転し始める。そして回転角度がθ度となる図３（ｂ）に示す状態になるタイミングでコイル２への通電を絶つ。図３（ｂ）に示す状態は図４におけるＨ点であるから上記のごとくコギング力Ｔ１によりマグネット１は安定的にこの位置を保持する。

マグネット１の時計方向の回転に伴い、駆動ピン１ｄ，１ｅも時計方向に回転をする。シャッタ羽根８，９は丸穴８ａ，９ａが地板７の突起部７ｂ，７ｃに回転可能に嵌合し、シャッタ羽根８，９の長穴８ｂ，９ｂがマグネット１の駆動ピン１ｄ，１ｅに摺動可能に嵌合している。よって、駆動ピン１ｄ，１ｅが反時計方向に回転すると、シャッタ羽根８，９の長穴８ｂ，９ｂと摺動することによって地板７の突起部７ｄ，７ｃの軸を中心に回転することができる。つまり、図３（ａ）の状態から図３（ｂ）の状態へマグネット１が回転すると、該マグネット１の駆動ピン１ｄ，１ｅも回転して図３（ｂ）の状態では上記のごとくシャッタ羽根８，９が回転することによって、該シャッタ羽根８，９は図５（ｂ）のように地板７の最大露出開口部７ａを覆う位置になる。

コイル２への通電方向を変えることによって、シャッタ羽根８，９は図５（ａ）と図５（ｂ）の状態とに切り換わることができ、地板７の最大露出開口部７ａを制御する光量調節装置となり、アクチュエータの中央部を光が通過する構成とすることができる。すなわち、アクチュエータの形状を円環状とすることによってその内側にレンズを配置したり、光路として利用できる。

また、アクチュエータの光軸と平行方向に関する寸法、即ち厚さ方向に関する寸法は厚みの薄い円環状のマグネット１の厚さ、第１のステータ４の磁極部４ａ、第２のステータ５の磁極部５ａの厚さで決まるものであり、非常に薄型に構成できるから、光量調節装置の近くまで他の部品を配置することが可能となる。

上記の実施例１によれば、マグネット１とコイル２との関係につき、コイル２はマグネット１の着磁面１ｂ側に回転軸方向に沿って重ねて配置している。よって、特許文献１のようにマグネットとコイルを回転軸と垂直な同一平面に配置するものに比べ、モータ出力を低下させることなく（マグネットの外径をモータ径の最大限にできるので）、該モータの径方向の寸法を小さなものにすることができ、近年の小型、小径化の鏡筒内の駆動源等として最適なものとなる。

図６及び図７は本発明の実施例２に係わる光量調節装置を示す斜視図であり、図６は光量調節装置の分解斜視図、図７は光量調節装置の組み立て完成状態の軸方向断面図である。

これらの図において、１１は、上記の実施例１で用いたマグネット１と同様の円環状に形成され、その中心を回転軸として回転可能に保持されるとともに少なくとも回転中心の回転軸に対して垂直の面であり、該回転軸を中心とする角度方向に分割して異なる極に交互に着磁された着磁面１ａをもつマグネットである。実施例１のマグネット１と同様にして、マグネット１１は着磁面１１ａが回転軸を中心とする角度方向にｎ分割（実施例２では１６分割）して、Ｓ極、Ｎ極が交互に着磁されている。マグネット１１はその内周面１１ｃが後述のリング１７の嵌合部１７ａ部に固定され、リング１７が回転できることによってマグネット１１が回転可能に支持される。また、マグネット１１には軸方向と平行方向に突出する駆動ピン１１ｄおよび１１ｅがあり、後述のシャッタ羽根１９，２０の長穴１９ｂ，２０ｂと摺動可能に嵌合することによってシャッタ羽根１９，２０を駆動するものである。

１２は円筒形状のコイルであり、絶縁形状からなるボビン１３に巻き付けられている。コイル１２は前記マグネット１１の磁極面１１ｂの回転中心の仮想軸方向に沿って重ねて配置されている。また、コイル１２の内径は前記円盤形状のマグネット１１の内径よりも大きくしてある。なお、外径は略同一である。

１４は軟磁性材料からなる第１のステータであり、コイル１２への通電により励磁される磁極部１４ａをもつ。第１のステータ１４は後述の第２のステータ１５とによって、マグネット１１とコイル１２を挟み込む第１の部分Ａと、マグネット１１のみを挟み込む第２の部分Ｂとをもち、第１の部分Ａでは第２のステータ１５との距離がＴ１であり、第２の部分Ｂでは第２のステータ１５との距離がＴ２となるようになっている。ここで、２つのステータ間距離Ｔ１＞Ｔ２である。また、第１のステータ１４の磁極部１４ａはその先端がマグネット１１の半径方向内側に延出する櫛歯形状の歯により構成されている。実施例１における第１のステータ４の磁極部は半径方向外側に向かって延出していたのに対して、実施例２における第１のステータ１４の磁極部１４ａは半径方向内側に向かって延出している。この延出する歯の数はマグネット１の着磁分割数ｎの１／２（実施例２では８つ）にて形成されている。コイル２への通電により着磁部１４ａはすべて互いに同極になるように励磁される。着磁部１４ａは円周方向に７２０／ｎ度（実施例２では４５度）ずつ当分配配置されて形成される。この構成により、アクチュエータの厚さを最小限にしつつ磁極の形成が可能となる。また、第１のステータ１４は第１の部分Ａをもつことによって磁極部１４ａがコイル１２によって励磁されるとともに、第２のステータ１６との距離が短い第２の部分Ｂをもつことによって、マグネット１１の着磁面１１ｂとの隙間が小さい部分を持つことができるのでマグネット１１に効果的に磁束が働きトルクを大きくすることができる。また、特許文献１のようにマグネットとコイルを回転軸と垂直な同一平面に配置するものに比べ、コイル１２を軸方向に配置しているので径方向の寸法を小さくすることができ、又マグネット１１の径方向の寸法をモータ径とほぼ同一の寸法まで大きくできるのでトルクが低下することもなくなる。但し、軸方向にはコイル１２の厚み分長くなるが、軸方向の長さの短い部分（第２の部分Ｂ）に他の構成部品を配置できるスペースとして有効利用できるので、モータ自体が大型化してしまうことはない。

１５は軟磁性材料からなる第２のステータであり、実施例１の第２のステータ５と同様にマグネット１１の着磁面１１ａに軸方向の所定の隙間をもって対向し、コイル１２によって励磁される櫛歯状の着磁部１５ａをもつものである。実施例１の第２のステータ５と異なるのは、櫛歯状の磁極部１５ａが実施例１では半径方向外側に向かって延出していたのに対して、実施例２では半径方向内側に向かって延出しており、軸方向と平行に延びる円筒部１５ｂを第２のステータ１５の外径部分に持っていることである。円筒部１５ｂによって第１のステータ１４と磁気的に接続され、コイル１２、第１のステータ１４、第２のステータ１５で磁気回路を構成している。

第１のステータ１４と第２のステータ１５に挟まれ、第１のステータ１４の第１の部分にコイル１２及びボビン１３が接着等により固定配置され、コイル１２に通電されることにより第１のステータ１４及び第２のステータ１５が励磁される。

１６は第１のステータ１４の磁極部１４ａおよび第２のステータ１５の着磁部１５ａのｎ個の歯の先端を保持するとともに、後述のリング１７が回転可能に嵌合する軸受けリングである。軸受けリング１６の鍔部１６ａに第２のステータ１５の磁極部１５ａの櫛歯の先端が固定され、また軸方向に延びる円筒部１６ｂが第１のステータ１４の磁極部１４ａの櫛歯の先端と当接し固定される。

１７はマグネット１１と同心でマグネット１１を回転可能に保持するリングである。リング１７はマグネット１１の内周部で、第１のステータ１４と第２のステータ１５の間に挟まれるように配置されている。嵌合部１７ａでマグネット１１の内周面１１ｃと接着などにより固定され、嵌合部１７ｂが軸受けリング１６の嵌合部１６ｂと回転可能に嵌合している。リング１７は軸方向で円筒部１７ｃが第１のステータ１４と第２のステータ１５と回転可能に当接しており、これによって、リング１７に固定されたマグネット１１は第１のステータ１４、第２のステータ１５と軸方向に所定の隙間を保ちながら回転できるようになっている。

本実施例２では、嵌合摩擦を減らすためにリング１７をマグネット１１の内周部に配置したが、マグネット１１の外周部に配置、固定し第２のステータ１５の円筒部１５ｂの内側で回転可能に嵌合していてもよい。このように軸受けとして機能するリング１７を第１のステータの第１の部分Ａに重なる位置に配置すれば、第１のステータ１４と第２のステータ１５との距離が短い第１の部分Ａにマグネットを最大限に配置することができるので、上記のようにモータのトルクの低減を防ぐことができる。

以上、マグネット１１、コイル１２、ボビン１３、第１のステータ１４、第２のステータ１５、軸受けリング１６、リング１７により、本実施例２の光量調節装置の駆動装置が構成される。

１８は実施例１の地板７と同様の地板であり、１９および２０は実施例１のシャッタ羽根８および９と同様のシャッタ羽根であり、２１は実施例１のシャッタカバー１０と同様のシャッタカバーである。１８〜２１の部品に関しては実施例１で同様の部品と同じなので説明は省略する。

実施例１との違いは、光軸方向から見てコイル１２の配置した場所を外周部に配置したことによって内周部の厚みを非常に薄くすることができ、比較的内径の小さなものの部品を光量調節装置のすぐ近くに配置することができる。また、特に凸レンズなどを第１のステータ１４に重ねるようにして配置する必要がある場合には、光軸方向から見て内周側の厚みが薄いことを有効的に利用して、光量調節装置のすぐ近くに配置することができるものである。

上記の実施例２によれば、マグネット１１とコイル１２との関係につき、コイル１２はマグネット１１の着磁面１１ｂ側に回転軸方向に沿って重ねて配置しているので、上記実施例１と同様、モータ出力を低下させることなく、該モータの径方向の寸法を小さなものにすることができ、近年の小型、小径化の鏡筒内の駆動源等として最適なものとなる。

図８及び図９は本発明の実施例３に係わる光量調節装置を示す斜視図であり、図８は光量調節装置の分解斜視図、図９は光量調節装置の組み立て完成状態の軸方向断面図である。なお、１２から１７の部品は前記実施例２の部品と同様なものである。

これらの図において、２２は実施例１のマグネット１と同様に円盤状で軸を中心とする角度方向に分割して異なる極に着磁された着磁面２２ａをもつマグネットである。マグネット２２には回転軸方向でかつ第１のステータ１４の方向に延びる駆動ピン２２ｄ，２２ｅを持ち、後術のシャッタ羽根２４および２５の長穴２４ｂ，２５ｂと摺動可能に嵌合してシャッタ羽根２４および２５動かす。また、マグネット２２の内周面２２ｃがリング１７の嵌合部１７ａと接着などにより固定される。リング１７が回転可能であることにより、マグネット２２も回転可能に保持される。

以上によって、光量調節装置のモータが構成される。

２３は第１のステータ１４の軸方向に重ねて配置され、中央に最大開口部２３ａをもつ地板である。地板２３は第１のステータ１４の第２の部分に重なるように配置され、窪みに収まるようになっている。また、地板２３には光軸方向で第１のステータ１４が配置されたのと逆側に延びる突起部２３ｂ，２３ｃが一体で形成されるとともに、マグネット２２の駆動ピン２２ｄ，２２ｅが当接することによってマグネット２２の回転を規制する長穴２３ｄ，２３ｅが形成されている。すなわち、マグネット２２は駆動ピン２２ｄ，２２ｅが長穴２３ｄ，２３ｅで規制される位置の間で回転可能となる。この角度をθ度とする。

２４および２５はシャッタ羽根であり、シャッタ羽根２４の丸穴２４ａが地板２３の突起部２３ｄに回転可能に嵌合し、シャッタ羽根２４の長穴２４ｂがマグネット２２の駆動ピン２２ｄに摺動可能に嵌合しており、また同様にして、シャッタ羽根２５の丸穴２５ａが地板２３の突起部２３ｅに回転可能に嵌合し、シャッタ羽根２５の長穴２５ｂがマグネット２２の駆動ピン２２ｅに摺動可能に嵌合している。マグネット２２の回転にともなってマグネット２２に設けられた駆動ピン２２ｄ，２２ｅも回転するから、これによってシャッタ羽根２４および２５は前記地板２３の最大露出開口部２３ａから退避する位置と、最大露出開口部２３ａを覆う位置とに移動する。また、シャッタ羽根２４および２５はマグネット２２の回転にともなって移動し、地板２３の最大露出開口部２３ａから退避した状態で、第１のステータ１４の第２の部分の窪み内でおさまるように形状を設定してある。

２６は中央に開口部２６ａが形成されたシャッタカバーである。シャッタ羽根２４および２５の軸方向の抜け止めをなす。

以上によって本実施例３の光量調節装置が構成される。モータ以外の地板２３、シャッタ羽根２４および２５、シャッタカバー２６は前記第１のステータ１４の第２の部分である窪みに収まるように配置されている。

実施例１および２との違いは、光量調節装置の駆動装置に対して、地板２３の最大露出開口部２３ａの規制を行うシャッタ羽根２４および２５を光軸に対して第１のステータ１４に重なるように配置し、かつ第１のステータのコイルと重ならない段差を設けた部分に納めたことにより、スペースを有効的に利用したものである。これにより、光量調節装置の光軸方向の長さは、光量調節装置の駆動装置の光軸方向の長さ、つまり軸方向のコイル厚、マグネット厚、２つのステータ厚で決まり、非常に薄型に構成できるものである。

上記の実施例３によれば、上記実施例２と同様、マグネット１１とコイル１２との関係につき、コイル１２はマグネット１１の着磁面１１ｂ側に回転中心の仮想軸方向に沿って重ねて配置しているので、モータ出力を低下させることなく、該モータの径方向の寸法を小さなものにすることができ、近年の小型、小径化の鏡筒内の駆動源等として最適なものとなる。

最後に、上記各実施例の効果についてまとめて説明する。

円盤形状のマグネットに対し、コイルを該マグネットの軸方向に重ねて配置したことにより、モータの径は円盤状のマグネットの径によって決められ、小径化することができる。また、コイルにより発生する磁束は、第１の磁極部と第２の磁極部との間にあるマグネットを横切るので効果的に作用する。

以上より、マグネットの外径寸法を最大限に大きくすることができるので、モータの小径化を達成しつつ、該モータのトルクの低減化を防ぐことができる。

また、モータをリング状のものとすることで、その内側にレンズを配置したり、光路として利用でき、また軸方向の長さに関する寸法を小さく構成できるので、その近くまで他の部品を配置することができる。また、マグネットの回転規制をステータの磁極部で兼ねることによってスペースの有効利用と、部品点数を減らすことができる。

本発明は、出力低下を防止しつつ、小径化することができるといった効果を有し、携帯電話やカメラ等の駆動源としてのステッピングモータとして、または露出開口部を通過する光量を調節するシャッタや絞りなどの光量調節部材を有する光量調節装置として有用である。

本発明の実施例1に係わる光量調節装置を示す分解斜視図である。 本発明の実施例1に係わる光量調節装置の組み立て完成状態の軸方向を示す断面図である。 本発明の実施例1に係わる光量調節装置のマグネットの回転動作説明図である。 本発明の実施例1に係わるコギングトルクの様子を示す図である。 本発明の実施例1に係わる光量調節装置のシャッタ羽根の移動説明図である。 本発明の実施例２に係わる光量調節装置を示す分解斜視図である。 図６に示す光量調節装置の組み立て完成状態の軸方向断面図である。 本発明の実施例3に係わる光量調節装置を示す分解斜視図である。 図８に示す光量調節装置の組み立て完成状態の軸方向断面図である。 従来のステップモータを示す断面図である。

符号の説明

１，１１，２２ マグネット
１ａ，１１ａ，２２ａ 着磁部
２，１２ コイル
３，１３ ボビン
４，１４ 第１のステータ
４ａ，１４ａ 第１の磁極部
５，１５ 第２のステータ
５ａ，１５ａ 第２の磁極部
６，１７ リング
７，１８，２３ 地板
８，９，１９，２０，２４，２５ シャッタ羽根
１０，２１，２６ カバー
１６ 軸受けリング
Ａ 第１の部分
Ｂ 第２の部分

Claims (5)

1. 少なくとも一方の面が、異なる極に交互に厚み方向に着磁された着磁面である円環状のマグネットと、
   円筒状をし、外径が前記マグネットの外径以下であり、前記マグネットの回転中心である仮想軸方向に重ねて配置されるコイルと、
   前記マグネットの他方の面の一部および該他方の面の前記仮想軸方向に重ねて配置される前記コイルの前記仮想軸に垂直な面それぞれに対向して配置され、前記コイルにより励磁される第１のステータと、
   前記マグネットの一方の着磁面に対向して配置され、前記コイルにより励磁される第２のステータとを有するステッピングモータ。
2. 前記コイルは、外径が前記マグネットの外径よりも小さく、内径が前記マグネットの内径と略同一であることを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ。
3. 前記コイルは、外径が前記マグネットの外径と略同一であり、内径が前記マグネットの内径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のステッピングモータ。
4. 請求項１または２に記載のステッピングモータと、該ステッピングモータの構成要素であるマグネットの回転に連動し、開口部を通過する光量を調節する光量調節部材とを有することを特徴とする光量調節装置。
5. 請求項３に記載のステッピングモータと、該ステッピングモータの構成要素であるマグネットの回転に連動し、開口部を通過する光量を調節する光量調節部材とを有し、
   前記光量調節部材は、前記ステッピングモータの構成要素であるコイルの内径側に配置されることを特徴とする光量調節装置。

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