JP2005328641A - Driver and light quantity regulator - Google Patents

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JP2005328641A JP2004144653A JP2004144653A JP2005328641A JP 2005328641 A JP2005328641 A JP 2005328641A JP 2004144653 A JP2004144653 A JP 2004144653A JP 2004144653 A JP2004144653 A JP 2004144653A JP 2005328641 A JP2005328641 A JP 2005328641A
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Inventor
Kaori Horiike
香織 堀池
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Canon Inc
キヤノン株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driver having an outside pole which can smoothly rotate with a high output and even at small power. <P>SOLUTION: The driver includes a coil arranged in the axial direction of rotor magnets 1a-1h, and a stator having a plurality of tooth shape outside poles 4a and inside poles 4e arranged oppositely to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the rotor magnet and energized by the coil. The tooth shape outside poles opposed to the outer peripheral surface of the rotor magnet include first teeth 4a, 4c opposed to the outer peripheral surface of the rotor magnet in a range of predetermined angle θ1, and second teeth 4b, 4d opposed to the outer peripheral surface of the rotor magnet in the range of a predetermined angle θ2. The predetermined angles θ1 and θ2 are formed in relation to satisfy a condition of θ1<θ2. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、円筒形状の駆動装置及び該駆動装置を有する光量調節装置の改良に関するものである。   The present invention relates to an improvement in a cylindrical drive device and a light amount adjustment device having the drive device.
回転軸を中心とする直径を小さくし、かつ出力を高めた駆動装置として、特許文献1において以下のような光量調節装置に具備される駆動装置が提案されている。図12に特許文献1に開示された駆動装置の分解斜視図を、図13にその駆動装置の回転軸方向の断面図を、それぞれ示す。   As a driving device having a reduced diameter around the rotation axis and an increased output, Patent Document 1 proposes a driving device provided in the following light amount adjusting device. FIG. 12 is an exploded perspective view of the drive device disclosed in Patent Document 1, and FIG. 13 is a sectional view of the drive device in the direction of the rotation axis.
これらの図において、101は外周面が周方向に4分割して交互にS極とN極に着磁され、回転中心を軸として回転可能な円筒形状のロータマグネットであり、102はロータマグネット101の軸方向に配置されたコイルであり、103はコイル102により励磁され、先端部に歯形状の外側磁極部103aをもつ外筒と円筒形状の内筒103bからなり、前記マグネット101の外周面および内周面に対向したステータであり、104はステータ103の内筒103bに固着され、ステータ103の内筒103bとともに内側磁極部をなしている補助ステータであり、以上によって光量調節装置における駆動装置を構成している。   In these drawings, reference numeral 101 denotes a cylindrical rotor magnet whose outer peripheral surface is divided into four in the circumferential direction and is alternately magnetized to S and N poles, and is rotatable about a rotation center. The coil 103 is excited by the coil 102 and comprises an outer cylinder having a tooth-shaped outer magnetic pole portion 103a at the tip and a cylindrical inner cylinder 103b. A stator facing the inner peripheral surface, 104 is an auxiliary stator that is fixed to the inner cylinder 103b of the stator 103 and forms an inner magnetic pole part together with the inner cylinder 103b of the stator 103. It is composed.
ロータマグネット101は回転可能に保持されるように軸部101e,101fを備え、これらが一体的に成形されたものである。ステータ103の外側磁極部103aはロータマグネット101の外周面に隙間をあけて対向しており、またステータ103の内筒103bはロータマグネット101の内周面に隙間をあけて対向している。   The rotor magnet 101 includes shaft portions 101e and 101f so as to be rotatably held, and these are integrally formed. The outer magnetic pole portion 103 a of the stator 103 faces the outer peripheral surface of the rotor magnet 101 with a gap, and the inner cylinder 103 b of the stator 103 faces the inner peripheral surface of the rotor magnet 101 with a gap.
上記構成の駆動装置は、コイル102への通電方向を切り換えて、外側磁極部103a、内筒103bおよび補助ステータ104の極性を切り換えることによって、ロータマグネット101を往復回転させるものである。また、往復回転するロータマグネット101の回転規制を、地板105に設けられた案内溝105a内で駆動ピン101dが当接することによって行っている。   The drive device having the above configuration is configured to reciprocately rotate the rotor magnet 101 by switching the energization direction to the coil 102 and switching the polarities of the outer magnetic pole portion 103a, the inner cylinder 103b, and the auxiliary stator 104. Further, the rotation restriction of the rotor magnet 101 that reciprocates is performed by the drive pin 101 d abutting in a guide groove 105 a provided in the base plate 105.
この駆動装置は、コイル102へ通電することで発生した磁束が外側磁極部103aから対向する内側磁極部(内筒103b及び補助ステータ104より成る)へ、あるいは内側磁極部から対向する外側磁極部103aへと流れ、外側磁極部103aと内側磁極部の間に位置するロータマグネット101に効果的に作用する。また、外側磁極部103aと内側磁極部との距離を、円筒形状のロータマグネット101の厚さと、ロータマグネット01と外側磁極部103aとの隙間およびロータマグネット101と内側磁極部との隙間分の距離にすることで、外側磁極部103aと内側磁極部とで構成される磁気回路の抵抗をできるだけ小さくしている。磁気回路の抵抗が小さいほど、少ない電流で多くの磁束を発生させることができ、出力が向上する。
特開2002−49076号公開
In this driving device, the magnetic flux generated by energizing the coil 102 is transferred from the outer magnetic pole portion 103a to the opposing inner magnetic pole portion (consisting of the inner cylinder 103b and the auxiliary stator 104) or from the inner magnetic pole portion to the outer magnetic pole portion 103a. And acts effectively on the rotor magnet 101 located between the outer magnetic pole part 103a and the inner magnetic pole part. Further, the distance between the outer magnetic pole part 103a and the inner magnetic pole part is determined by the distance corresponding to the thickness of the cylindrical rotor magnet 101, the gap between the rotor magnet 01 and the outer magnetic pole part 103a, and the gap between the rotor magnet 101 and the inner magnetic pole part. As a result, the resistance of the magnetic circuit composed of the outer magnetic pole part 103a and the inner magnetic pole part is made as small as possible. The smaller the resistance of the magnetic circuit, the more magnetic flux can be generated with less current, and the output is improved.
Published JP 2002-49076
上記特許文献1にて開示された駆動装置においては、歯形状からなる外側磁極部の歯幅をさまざまに設定することによって、コイルへの無通電時にマグネットが外側磁極部に吸引される力(コギング力)の向きや力の大きさが変化することがわかった。このコギング力が大きな駆動装置は、外側磁極部が励磁されることにより発生するエネルギー(通電により発生する駆動トルク)がコギング力の影響を受け、滑らかな回転が得られなかったり、回転のために使われるトルクが小さくなったりするといった問題があった。   In the drive device disclosed in Patent Document 1, the force (cogging) that the magnet is attracted to the outer magnetic pole portion when the coil is not energized by setting the tooth width of the outer magnetic pole portion having a tooth shape in various ways. It was found that the direction of the force) and the magnitude of the force changed. In this driving device with a large cogging force, the energy generated by exciting the outer magnetic pole part (driving torque generated by energization) is affected by the cogging force, and smooth rotation cannot be obtained. There was a problem that the torque used was reduced.
また、無通電時における駆動装置の回転停止位置はコギング力によって安定する位置になるため、外側磁極部の歯幅によっては通電を絶つと回転の中心位置(本来停止すべきところではない位置)で停止するなどの問題もあった。   In addition, since the rotation stop position of the drive device when no power is supplied becomes a stable position due to the cogging force, depending on the tooth width of the outer magnetic pole part, if the power supply is cut off, the rotation center position (a position that should not be stopped originally) There were also problems such as stopping.
(発明の目的)
本発明の第1の目的は、高出力で、小電力でも滑らかな回転を可能にする外側磁極部を具備する駆動装置を提供しようとするものである。
(Object of invention)
A first object of the present invention is to provide a driving device including an outer magnetic pole portion that enables high-output and smooth rotation even with a small electric power.
本発明の第2の目的は、ロータマグネットもしくはマグネットと外側磁極部との間の吸引力の発生を最小限に抑え、外側磁極部が励磁されることにより発生するエネルギーの多くを回転する力とすることができるようにし、高出力で、小電力でも滑らかな回転を行うことのできる駆動装置及び光量調節装置を提供しようとするものである。   The second object of the present invention is to minimize the generation of the attractive force between the rotor magnet or the magnet and the outer magnetic pole part, and to rotate much of the energy generated by exciting the outer magnetic pole part. It is an object of the present invention to provide a driving device and a light amount adjusting device that can perform smooth rotation with high output and small electric power.
上記第1の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、外周面が周方向に複数分割されて異なる極に交互に着磁された着磁部をもち、回転中心を軸として回転可能な円筒形状のロータマグネットと、前記ロータマグネットの前記軸方向に配置されたコイルと、複数個の歯形状の外側磁極部と内側磁極部が前記ロータマグネットの外周面と内周面に対向して配置され、前記コイルにより励磁されるステータとを有する駆動装置において、前記ロータマグネットの外周面に対向する前記歯形状の外側磁極部を、前記ロータマグネットの外周面に所定の角度θ1の範囲で対向する第1の歯と、前記ロータマグネットの外周面に所定の角度θ2の範囲で対向する第2の歯とで構成し、前記所定の角度θ1およびθ2を
θ1<θ2
の条件を満たす関係にした駆動装置とするものである。
In order to achieve the first object, the invention according to claim 1 has a magnetized portion in which the outer peripheral surface is divided into a plurality of portions in the circumferential direction and is alternately magnetized to different poles, with the rotation center as an axis. A rotatable cylindrical rotor magnet, a coil arranged in the axial direction of the rotor magnet, and a plurality of tooth-shaped outer magnetic pole portions and inner magnetic pole portions are opposed to the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the rotor magnet. The tooth-shaped outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the rotor magnet is disposed within a range of a predetermined angle θ1 on the outer peripheral surface of the rotor magnet. And the second teeth facing the outer peripheral surface of the rotor magnet in a range of a predetermined angle θ2, and the predetermined angles θ1 and θ2 are θ1 <θ2
Therefore, the driving device is in a relationship satisfying the above condition.
また、上記第2の目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、前記所定の対向角度θ1と前記ロータマグネットの1極あたりの角度の比率をY1、前記所定の対向角度θ2と前記ロータマグネットの1極あたりの角度の比率をY2、前記ロータマグネットの半径方向の厚みと該ロータマグネットの着磁された1極あたりの外周の長さの比率をXとすると
Y1<−0.3X+0.63 および −0.3X+0.72<Y2
の条件を満たすように、歯形状を決定された外側磁極部を有する請求項1に記載の駆動装置とするものである。
In order to achieve the second object, the invention according to claim 2 is characterized in that the ratio of the predetermined facing angle θ1 to the angle per pole of the rotor magnet is Y1, and the predetermined facing angle θ2 If the ratio of the angle per pole of the rotor magnet is Y2, and the ratio of the thickness in the radial direction of the rotor magnet and the length of the outer circumference per poled magnet of the rotor magnet is X1, Y1 <-0. 3X + 0.63 and -0.3X + 0.72 <Y2
The drive device according to claim 1, further comprising an outer magnetic pole portion whose tooth shape is determined so as to satisfy the above condition.
また、上記第1の目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、外周面が周方向に複数分割されて異なる極に交互に着磁された円筒形状のマグネットと、前記マグネットと同心でかつ該マグネットの軸方向に配置されたコイルと、複数の歯形状の外側磁極部が前記マグネットの外周面に対向して配置され、前記コイルにより励磁されるステータと、前記コイルの内径部に挿入され、かつ前記マグネットの内径部に固定された軟磁性材料からなる回転可能なロータとを有する駆動装置において、前記マグネットの外周面に対向する前記歯形状の外側磁極部を、前記マグネットの外周面に所定の角度θ1の範囲で対向する第1の歯と、前記マグネットの外周面に所定の角度θ2の範囲で対向する第2の歯とで構成し、前記所定の角度θ1およびθ2を
θ1<θ2
の条件を満たす関係にした駆動装置とするものである。
In order to achieve the first object, the invention according to claim 3 includes a cylindrical magnet whose outer peripheral surface is divided into a plurality of portions in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles, and the magnet. A concentric coil arranged in the axial direction of the magnet, a plurality of tooth-shaped outer magnetic pole portions arranged to face the outer peripheral surface of the magnet, excited by the coil, and an inner diameter portion of the coil And a rotatable rotor made of a soft magnetic material fixed to the inner diameter portion of the magnet, and the tooth-shaped outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the magnet is connected to the magnet. A first tooth facing the outer peripheral surface in a range of a predetermined angle θ1 and a second tooth facing the outer peripheral surface of the magnet in a range of a predetermined angle θ2, and the predetermined angle θ1 and 2 θ1 <θ2
Therefore, the driving device is in a relationship satisfying the above condition.
また、上記第2の目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、前記所定の対向角度θ1と前記マグネットの1極あたりの角度の比率をY1、前記所定の対向角度θ2と前記マグネットの1極あたりの角度の比率をY2、前記マグネットの半径方向の厚みと該マグネットの着磁された1極あたりの外周の長さの比率をXとすると
Y1<−0.3X+0.63 および −0.3X+0.72<Y2
の条件を満たすように、歯形状を決定された外側磁極部を有する請求項3に記載の駆動装置とするものである。
In order to achieve the second object, the invention according to claim 4 is characterized in that the ratio of the predetermined facing angle θ1 and the angle per one pole of the magnet is Y1, the predetermined facing angle θ2 and the If the ratio of the angle per one pole of the magnet is Y2, and the ratio of the thickness in the radial direction of the magnet and the length of the outer circumference per magnetized pole is X, then Y1 <−0.3X + 0.63 and -0.3X + 0.72 <Y2
The drive device according to claim 3, comprising an outer magnetic pole portion whose tooth shape is determined so as to satisfy the above condition.
同じく上記第2の目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、請求項2又は4に記載の駆動装置と、該駆動装置により駆動されて光量調節を行う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。   Similarly, in order to achieve the second object, the invention according to claim 5 includes the drive device according to claim 2 or 4 and a light amount adjusting member that is driven by the drive device to adjust the light amount. This is a light quantity adjusting device.
本発明によれば、高出力で、小電力でも滑らかな回転を可能にする外側磁極部を具備する駆動装置を提供できるものである。   According to the present invention, it is possible to provide a drive device including an outer magnetic pole portion that enables high-output and smooth rotation even with low power.
また、本発明によれば、ロータマグネットもしくはマグネットと外側磁極部との間の吸引力の発生を最小限に抑え、外側磁極部が励磁されることにより発生するエネルギーの多くを回転する力とすることができるようにし、高出力で、小電力でも滑らかな回転を行うことができる駆動装置又は光量調節装置を提供できるものである。   Further, according to the present invention, the generation of the attractive force between the rotor magnet or the magnet and the outer magnetic pole part is minimized, and much of the energy generated by exciting the outer magnetic pole part is used as the rotating force. Therefore, it is possible to provide a driving device or a light amount adjusting device that can perform high-output and smooth rotation even with low power.
以下の実施例1及び実施例2に示す通りである。   As shown in Example 1 and Example 2 below.
図1〜図8は本発明の実施例1に係る図であり、そのうち、図1は駆動装置の分解斜視図、図2は図1の駆動装置の断面図である。また、図3及び図4は駆動装置が往復回転駆動する際の様子を示す図であり、詳しくは、図3はロータマグネットに設けられた突起部がカバーの案内溝の一端に接触した第1の状態での図2におけるA−A断面図、図4はロータマグネットに設けられた突起部がカバーの案内溝の他端に接触した第2の状態での図2におけるA−A断面図である。   1 to 8 are views according to Embodiment 1 of the present invention, in which FIG. 1 is an exploded perspective view of the drive device, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the drive device of FIG. 3 and 4 are views showing a state where the drive device is driven to reciprocate and rotate. In detail, FIG. 3 shows a first example in which the protrusion provided on the rotor magnet contacts one end of the guide groove of the cover. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2 in a second state in which the protrusion provided on the rotor magnet is in contact with the other end of the guide groove of the cover. is there.
これらの図において、1は円筒形状をしたマグネット部を有するロータマグネットであり、外周面を周方向にN分割(本実施例1では8分割)して交互にS極、N極に着磁された着磁部1a〜1hを有する。詳しくは図3に示すように、着磁部1a,1c,1e,1gは外周面がN極に、着磁部1b,1d,1f,1hは外周面がS極に、それぞれ着磁されている。ロータマグネット1は回転可能に保持されるように設けられた軸部1iおよび1jが一体に成形されているが、これらは別体で設けらていても構わない。前記ロータマグネット1には軸方向に延出する突起部1kが一体で形成されている。この突起部1kは後述の案内溝5aの溝内で回転可能であり、これらでロータマグネット1の回転範囲を規制している。   In these drawings, reference numeral 1 denotes a rotor magnet having a cylindrical magnet portion. The outer peripheral surface is divided into N parts in the circumferential direction (eight parts in this embodiment) and alternately magnetized to S and N poles. Magnetized portions 1a to 1h. Specifically, as shown in FIG. 3, the magnetized portions 1a, 1c, 1e, and 1g are magnetized with the outer peripheral surface being an N pole, and the magnetized portions 1b, 1d, 1f, and 1h are magnetized with the outer peripheral surface being an S pole. Yes. The rotor magnet 1 is integrally formed with shaft portions 1i and 1j provided so as to be rotatably held, but these may be provided separately. The rotor magnet 1 is integrally formed with a protrusion 1k extending in the axial direction. The protrusion 1k can rotate in a groove of a guide groove 5a, which will be described later, and restricts the rotation range of the rotor magnet 1.
2は円筒形状のコイルであり、絶縁体からなるボビン3に巻き付けられている。該コイル2はロータマグネット1と同心でかつ、該ロータマグネット1の回転軸方向に重なる位置に配置され、コイル2はその外径がロータマグネット1の外径とほぼ同じになっている。   A cylindrical coil 2 is wound around a bobbin 3 made of an insulator. The coil 2 is arranged concentrically with the rotor magnet 1 and overlaps the rotor magnet 1 in the direction of the rotation axis. The outer diameter of the coil 2 is substantially the same as the outer diameter of the rotor magnet 1.
4は軟磁性材料からなるステータであり、先端部に歯形状の外側磁極部4a,4b,4c,4dが形成された外筒および円筒形状の内側磁極部を成す内筒4eからなる。外側磁極部4a〜4dはロータマグネット1の外周面に所定の隙間をもってθ1度およびθ2度対向するように構成されている。詳しくは、図3及び図4に示すように、外側磁極部4a,4cがロータマグネット1の外周面にθ1度の範囲で対向し、外側磁極部4b,4dがロータマグネット1の外周面にθ2度の範囲で対向するように、その歯幅が決定されている。この実施例1における対向角度θ1,θ2度に関しては後述する。また、内筒(以下、内側磁極部)4eもロータマグネット1の内周面に所定の隙間をもって対向している。また、ステータ4は後述のカバー5に固定される。   Reference numeral 4 denotes a stator made of a soft magnetic material. The stator 4 includes an outer cylinder having tooth-shaped outer magnetic pole parts 4a, 4b, 4c, and 4d formed at the tip and an inner cylinder 4e forming a cylindrical inner magnetic pole part. The outer magnetic pole portions 4 a to 4 d are configured to face the outer peripheral surface of the rotor magnet 1 with θ1 degrees and θ2 degrees with a predetermined gap. Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the outer magnetic pole portions 4 a and 4 c face the outer peripheral surface of the rotor magnet 1 within a range of θ1 degrees, and the outer magnetic pole portions 4 b and 4 d have θ2 on the outer peripheral surface of the rotor magnet 1. The tooth width is determined so as to face each other in the range of degrees. The facing angles θ1 and θ2 degrees in the first embodiment will be described later. The inner cylinder (hereinafter referred to as the inner magnetic pole portion) 4e is also opposed to the inner peripheral surface of the rotor magnet 1 with a predetermined gap. The stator 4 is fixed to a cover 5 described later.
5はステータ4を保持するカバーであり、ロータマグネット1の突起部1kが挿入される案内溝5aを有し、ロータマグネット1の回転に伴って突起部1kが案内溝5a内で回転し、該案内溝5aの一端もしくは他端に当接することによってロータマグネット1の回転規制を行う。また、カバー5はロータマグネット1の軸部1iを回転可能に嵌合する嵌合部5bをもつ。   5 is a cover for holding the stator 4, and has a guide groove 5a into which the protrusion 1k of the rotor magnet 1 is inserted. As the rotor magnet 1 rotates, the protrusion 1k rotates in the guide groove 5a. The rotation of the rotor magnet 1 is restricted by contacting one end or the other end of the guide groove 5a. The cover 5 has a fitting portion 5b for fitting the shaft portion 1i of the rotor magnet 1 in a rotatable manner.
次に、駆動のしくみについて詳細に説明する。   Next, the driving mechanism will be described in detail.
図3の状態(ロータマグネット1の突起部1kがカバー5の案内溝5aの一端に当接した第1の状態)からコイル2に通電を行い、ステータ4の外側磁極部4a〜4dをS極に、内側磁極部4eをN極に、それぞれ励磁すると、ロータマグネット1は時計回りに回転し、突起部1kがカバー5の案内溝5aの他端に当接することによってその回転が止められ、図4に示す状態になる。   The coil 2 is energized from the state shown in FIG. 3 (the first state in which the protruding portion 1k of the rotor magnet 1 is in contact with one end of the guide groove 5a of the cover 5), and the outer magnetic pole portions 4a to 4d of the stator 4 are connected to the S pole. In addition, when the inner magnetic pole portion 4e is excited to the north pole, the rotor magnet 1 rotates clockwise, and the protrusion 1k contacts the other end of the guide groove 5a of the cover 5 to stop the rotation. The state shown in FIG.
図4の状態(ロータマグネット1の突起部1kがカバー5の案内溝5aの他端に当接した第2の状態)からコイル2に逆方向の通電を行い、ステータ4の外側磁極部4a〜4dをN極に、内側磁極部4eをS極に、それぞれ励磁すると、ロータマグネット1は反時計回りに回転し、突起部1kがカバー5の案内溝5aの一端に当接することによってその回転が止められ、図3に示す状態に戻る。   The coil 2 is energized in the reverse direction from the state shown in FIG. 4 (the second state in which the protrusion 1k of the rotor magnet 1 is in contact with the other end of the guide groove 5a of the cover 5). When the magnet 4d is excited to the N pole and the inner magnetic pole portion 4e is excited to the S pole, the rotor magnet 1 rotates counterclockwise, and the protrusion 1k contacts the one end of the guide groove 5a of the cover 5 to rotate the rotor magnet 1. It stops and returns to the state shown in FIG.
以上のことにより、コイル2への通電方向を切り換えることによって所定角度(後述のA度)内で往復回転可能となり、例えばカメラのシャッタ装置の光量調節部材等を駆動するのに好適な駆動装置となる。   As described above, by switching the energization direction to the coil 2, it can be reciprocally rotated within a predetermined angle (A degree described later), and for example, a driving device suitable for driving a light amount adjusting member of a shutter device of a camera, etc. Become.
次に、外側磁極部4a〜4dの形状について詳細に説明する。   Next, the shape of the outer magnetic pole portions 4a to 4d will be described in detail.
本実施例1における歯形状の外側磁極部4a〜4dは、ロータマグネット1に対向する角度が異なる2種類の歯幅をもつものによって構成されている。このことを図5から図8を用いて説明する。   The tooth-shaped outer magnetic pole portions 4 a to 4 d according to the first embodiment are configured by two types of tooth widths with different angles facing the rotor magnet 1. This will be described with reference to FIGS.
本実施例1における構造において、ロータマグネット1の1極あたりの角度(中心角)と、外側磁極部4a〜4dがロータマグネット1の外周面に対向する角度(外側磁極部とロータマグネットの回転中心位置とで構成される扇型を成す中心角)との比率により、コイル2への通電がなされていない状態での外側磁極部4a〜4dとロータマグネット1との吸引の様子が変化することが実験により明らかになった。外側磁極部4a〜4dとロータマグネット1の外周面に対向する角度が所定範囲以下の場合には、該ロータマグネット1の極の中心が外側磁極部4a〜4dの中心に対向する位置で安定的に停止するトルク曲線となる。一方、外側磁極部4a〜4dとロータマグネット1の外周面に対向する角度が所定範囲を超える場合には、該ロータマグネット1の極と極の境界が外側磁極部の中心に安定的に停止するトルク曲線となることがわかった。   In the structure according to the first embodiment, the angle (center angle) per pole of the rotor magnet 1 and the angle at which the outer magnetic pole portions 4a to 4d face the outer peripheral surface of the rotor magnet 1 (the rotation center of the outer magnetic pole portion and the rotor magnet). The state of attraction between the outer magnetic pole portions 4a to 4d and the rotor magnet 1 when the coil 2 is not energized changes depending on the ratio to the center angle of the sector formed by the position). It became clear by experiment. When the angle between the outer magnetic pole portions 4a to 4d and the outer peripheral surface of the rotor magnet 1 is not more than a predetermined range, the center of the pole of the rotor magnet 1 is stable at a position facing the center of the outer magnetic pole portions 4a to 4d. The torque curve stops at a short time. On the other hand, when the angle between the outer magnetic pole portions 4a to 4d and the outer peripheral surface of the rotor magnet 1 exceeds a predetermined range, the pole-pole boundary of the rotor magnet 1 stably stops at the center of the outer magnetic pole portion. It turns out that it becomes a torque curve.
図5は、外側磁極部のロータマグネット(詳しくは、着磁されたマグネット部)の外周面に対向する角度がすべてθ1になるように構成した場合において、ロータマグネットが外側磁極部に吸引されるコギングトルクの様子を示す図である。図5において、縦軸はロータマグネットに作用するコイルへの無通電時におけるコギングトルクとコイルへ通電を行ったときに発生するトルク(通電によって着磁部に生じるトルク)を示し、横軸はロータマグネットの1極分の回転位相を示す図である。この駆動装置はロータマグネットの回転を規制されることにより、360/NのうちのCで示される範囲でのみ往復回転可能となっている。   FIG. 5 shows that the rotor magnet is attracted to the outer magnetic pole portion when the angles facing the outer peripheral surface of the rotor magnet of the outer magnetic pole portion (specifically, the magnetized magnet portion) are all θ1. It is a figure which shows the mode of a cogging torque. In FIG. 5, the vertical axis indicates the cogging torque when no current is applied to the coil acting on the rotor magnet and the torque generated when the current is supplied to the coil (torque generated in the magnetized portion by the current supply), and the horizontal axis is the rotor. It is a figure which shows the rotational phase for 1 pole of a magnet. By restricting the rotation of the rotor magnet, this drive device can reciprocate only within the range indicated by C of 360 / N.
図6は、外側磁極部のロータマグネットの外周面に対向する角度がすべてθ2になるように構成した場合において、ロータマグネットが外側磁極部に吸引されるコギングトルクの様子を示す図である。図6において、縦軸はロータマグネットに作用するコイルへの無通電時におけるコギングトルクとコイルへ通電を行ったときに発生するトルクを示し、横軸はマグネットの1極分の回転位相を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing a state of cogging torque that attracts the rotor magnet to the outer magnetic pole when all the angles of the outer magnetic pole facing the outer peripheral surface of the rotor magnet are θ2. In FIG. 6, the vertical axis shows the cogging torque when no current is applied to the coil acting on the rotor magnet and the torque generated when the current is supplied to the coil, and the horizontal axis shows the rotational phase of one pole of the magnet. It is.
図5及び図6において、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の位置に戻ろうとする。即ち、ロータマグネットと外側磁極部との間の磁力によってロータマグネットが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点およびF2点で示されるところは、ロータ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不安定停止位置である。   5 and 6, the points indicated by points E1 and E2 indicate that a negative force acts to return to the original position when attempting to rotate forward, and a positive force acts when attempting to reversely rotate. Try to return to position. That is, this is a cogging position where the rotor magnet is to be stably positioned at the E1 point or the E2 point by the magnetic force between the rotor magnet and the outer magnetic pole part. The points indicated by points F1 and F2 are unstable stop positions that are in an unstable equilibrium state in which a rotating force is applied to the positions of the front and rear E1 points or E2 points when the rotor magnet is slightly out of phase.
図5及び図6を見て明らかなように、外側磁極部のロータマグネットに対向する角度範囲の違いによって、トルク曲線は変化している。有限要素法による数値シミュレーションの結果、ロータマグネットと外側磁極部がある所定の角度範囲を境に図5のようなトルク曲線および図6のようなトルク曲線となり、その中間の対向角度の場合には図7のようなトルク曲線になることがわかった。それによると、Y=「外側磁極部の1つあたりのロータマグネットの外周面に対向する対向角度/ロータマグネット1極あたりの角度」とし、X=「ロータマグネットの半径方向の厚み/ロータマグネット1極あたりの外周の長さ」とすると、「Y<−0.3X+0.63」の範囲となるように外側磁極部を決定された駆動装置は図5で示されるようなロータマグネットの極の中心が外側磁極部の中心に対向する位置で安定的に停止するトルク曲線となり、「Y>−0.3X+0.72」の範囲となるように外側磁極部を決定された駆動装置は図6で示されるようなロータマグネットの極と極の境界が外側磁極部の中心に停止するトルク曲線となる。また、その中間範囲である「−0.3X+0.63≦Y≦−0.3X+0.72」の範囲となるように外側磁極部を決定された駆動装置は、図7で示されるようにコギングトルクが小さい曲線となり、単純な構成であってコギングトルクが小さく、駆動特性のよいアクチュエータとなる。   As is apparent from FIGS. 5 and 6, the torque curve changes due to the difference in the angle range of the outer magnetic pole portion facing the rotor magnet. As a result of the numerical simulation by the finite element method, the torque curve as shown in FIG. 5 and the torque curve as shown in FIG. 6 are obtained with a predetermined angle range between the rotor magnet and the outer magnetic pole as a boundary. It turned out that it became a torque curve like FIG. According to this, Y = “opposite angle facing the outer peripheral surface of the rotor magnet per one outer magnetic pole portion / angle per rotor magnet pole”, and X = “thickness in the radial direction of the rotor magnet / rotor magnet 1”. Assuming that the outer peripheral length per pole is “Y <−0.3X + 0.63”, the driving device whose outer magnetic pole portion is determined to be in the range of “Y <−0.3X + 0.63” is the center of the pole of the rotor magnet as shown in FIG. FIG. 6 shows a driving apparatus in which the outer magnetic pole portion is determined so that the torque curve stably stops at a position facing the center of the outer magnetic pole portion and the range of “Y> −0.3X + 0.72” is satisfied. Thus, a torque curve in which the boundary between the poles of the rotor magnet stops at the center of the outer magnetic pole part. Further, the driving device whose outer magnetic pole portion is determined to be in the range of “−0.3X + 0.63 ≦ Y ≦ −0.3X + 0.72”, which is an intermediate range thereof, has a cogging torque as shown in FIG. Becomes a small curve, and the actuator has a simple configuration, a small cogging torque, and good driving characteristics.
本実施例1はロータマグネット1の外周面との対向角度がθ1なる第1の外側磁極部と、対向角度がθ2なる第2の外側磁極部とを持つものであり、図5のトルク曲線を持つような対向角度θ1の外側磁極部と図6のトルク曲線を持つような対向角度θ2の外側磁極を組み合わせることにより、図7のコギングトルク特性よりさらに良いコギングトルク特性を得ようとするものである。実際には外側磁極部4aおよび4cが対向角度θ1であり、外側磁極部4bおよび4dが対向角度θ2となるように設定されている。また、この対向角度θ1は、θ1/ロータマグネット1極あたりの角度(本実施例1では45°)<−0.3X(ロータマグネットの半径方向の厚み/ロータマグネット1極あたりの外周の長さ)+0.63を満たすように設定されており、また対向角θ2は、θ2/ロータマグネットの1極あたりの角度<−0.3X(ロータマグネットの半径方向の厚み/ロータマグネット1極あたりの外周の長さ)+0.72を満たすように設定されたものである。   The first embodiment has a first outer magnetic pole portion having an opposing angle θ1 with the outer peripheral surface of the rotor magnet 1 and a second outer magnetic pole portion having an opposing angle θ2 and the torque curve of FIG. By combining the outer magnetic pole portion having the opposing angle θ1 as shown in FIG. 6 and the outer magnetic pole having the torque angle in FIG. 6 as shown in FIG. 6, the cogging torque characteristics better than those in FIG. is there. Actually, the outer magnetic pole portions 4a and 4c are set to have an opposing angle θ1, and the outer magnetic pole portions 4b and 4d are set to have an opposing angle θ2. The opposing angle θ1 is θ1 / angle per rotor magnet pole (45 ° in the first embodiment) <− 0.3X (the thickness of the rotor magnet in the radial direction / the length of the outer circumference per rotor magnet pole). ) +0.63 is satisfied, and the opposing angle θ2 is θ2 / angle per pole of the rotor magnet <−0.3X (the thickness of the rotor magnet in the radial direction / the outer circumference per pole of the rotor magnet). Length) is set to satisfy +0.72.
以上のようにして決定された外側磁極部をもつ本実施例1における駆動装置におけるトルクの様子を図8に示す。縦軸は、ロータマグネット1に作用するコイル2への無通電時におけるコギングトルクと、コイル2へ通電を行ったときに発生するトルクを示し、横軸はロータマグネット1の1極分の回転位相を示すものである。   FIG. 8 shows the state of torque in the drive device according to the first embodiment having the outer magnetic pole portion determined as described above. The vertical axis shows the cogging torque when the coil 2 acting on the rotor magnet 1 is not energized and the torque generated when the coil 2 is energized, and the horizontal axis is the rotational phase of one pole of the rotor magnet 1. Is shown.
図8によると、コギングトルクはほぼ0になるような曲線となり、図7に示された全ての外側磁極部のロータマグネット1との対向角が均一に構成された場合のコギングトルクよりも小さいものになる。これにより、コイル2に通電した際に発生するトルクはコギングトルクに影響されることのない安定した駆動特性をもつ駆動装置となる。   According to FIG. 8, the cogging torque becomes a curve that becomes almost zero, and is smaller than the cogging torque when the opposing angles of all the outer magnetic pole portions shown in FIG. 7 with the rotor magnet 1 are uniformly configured. become. As a result, the torque generated when the coil 2 is energized becomes a drive device having a stable drive characteristic that is not affected by the cogging torque.
以上のように、本実施例1における駆動装置は、コイル2への通電方向を切り換えることによって、図3から図4の状態、あるいは、図4から図3の状態にロータマグネット1が回転可能となる。また、コギングトルクはほぼ0になるように設定されているので、コイル2への通電時に回転力となるトルクは安定し、高出力な駆動装置とすることができる。   As described above, in the drive device according to the first embodiment, the rotor magnet 1 can be rotated to the state shown in FIGS. 3 to 4 or the state shown in FIGS. 4 to 3 by switching the energization direction to the coil 2. Become. Further, since the cogging torque is set to be almost zero, the torque that becomes the rotational force when the coil 2 is energized is stable, and a high-output drive device can be obtained.
また、ロータマグネットを所定の方向に付勢する付勢手段を設ければ、コイルへの無通電状態でも図3の状態あるいは図4の状態で確実に保持する駆動装置となるが、コイルへの通電時にはこの付勢力に打ち勝って駆動される必要がある。そのため、付勢力はできるだけ小さく設定したいが、コギングトルクの大きな駆動装置の場合にはコギングトルクに負けないだけの付勢力が必要になり、その分付勢力が大きくなる。つまり、駆動装置の通電トルクはさらに大きくなければ駆動することができないという欠点がある。これに対し、本実施例1における駆動装置は、コギング力がほぼ0となるので付勢手段の付勢力が小さくても確実に位置保持を行うことができ、この付勢力に打ち勝つコイル2への通電時のトルクが小さくても駆動可能であり、省電力となる。また、大きなトルクが必要でないことは駆動装置をさらに小型化するのに貢献するものである。   Further, if a biasing means for biasing the rotor magnet in a predetermined direction is provided, the drive device that reliably holds the coil in the state of FIG. 3 or FIG. 4 even when the coil is not energized, When energized, it is necessary to overcome this urging force and drive. For this reason, the urging force is desired to be set as small as possible. However, in the case of a drive device having a large cogging torque, an urging force sufficient to withstand the cogging torque is required, and the urging force increases accordingly. That is, there is a drawback that the drive device cannot be driven unless the energizing torque is further increased. On the other hand, since the driving device according to the first embodiment has a cogging force of almost 0, the driving device can reliably hold the position even when the urging force of the urging means is small. Even if the torque during energization is small, it can be driven and power is saved. Further, the fact that a large torque is not necessary contributes to further downsizing of the drive device.
上記のように本実施例1の駆動装置に付勢手段を用いることにより、銀塩カメラのシャッタ羽根の駆動などに好適なものとなる。すなわち、シャッタ羽根を光量が通過する開口部の閉鎖する方向に付勢することで、無通電時にも確実に開口部を閉鎖するシャッタ装置となる。コイルへの通電時にはこの力に打ち勝って駆動を行い、出力の大きな駆動装置であるのでシャッタ速度の速いものになる。なお、本実施例1の駆動装置は、シャッタ羽根の駆動以外に、絞り羽根やNDフィルタなどの光量調節部材の駆動にも用いることができるものである。   As described above, the use of the biasing means in the driving apparatus of the first embodiment makes it suitable for driving the shutter blades of the silver halide camera. That is, by urging the shutter blade in the direction in which the opening through which the amount of light passes is closed, a shutter device that reliably closes the opening even when no power is supplied. When the coil is energized, this force is overcome and the drive is performed. Since the drive device has a large output, the shutter speed is high. The driving device of the first embodiment can be used not only for driving the shutter blades but also for driving a light amount adjusting member such as a diaphragm blade or an ND filter.
本実施例1における駆動装置は以下の特徴もある。   The drive device according to the first embodiment also has the following characteristics.
コイル2への通電により発生する磁束は、外側磁極部4a〜4dと内側磁極部4eとの間にあるロータマグネット1を横切るので効果的に作用する。また、外側磁極部4a〜4dと内側磁極部4eは一体で成形可能であり、部品点数が少なく、単純な構成なのでコストの安い駆動装置となる。さらに、外側磁極部4a〜4dは円筒形状のロータマグネット1の軸方向と平行方向に延出する歯形状、もしくは櫛歯形状により構成されるため、軸の中心に向かうような半径方向への凹凸により構成されるものに比べて直径方向に関する寸法は小さく構成できる。これにより、非常に小径の円筒状の駆動装置とすることができる。   The magnetic flux generated by energizing the coil 2 works effectively because it crosses the rotor magnet 1 between the outer magnetic pole portions 4a to 4d and the inner magnetic pole portion 4e. Further, the outer magnetic pole portions 4a to 4d and the inner magnetic pole portion 4e can be integrally formed, and the number of parts is small, and the configuration is simple, so that the drive device is low in cost. Further, since the outer magnetic pole portions 4a to 4d are formed in a tooth shape extending in a direction parallel to the axial direction of the cylindrical rotor magnet 1 or a comb tooth shape, the concave and convex portions in the radial direction are directed toward the center of the shaft. The dimension in the diameter direction can be made smaller than that constituted by Thereby, it can be set as a very small diameter cylindrical drive device.
また、コイル2は1つで構成されるので通電の制御回路も単純になり、コストも安く構成できる。さらにコイル2はロータマグネット1と軸方向に並べて配置されるので、小径の円筒状の駆動装置となる。   Further, since the coil 2 is constituted by one, the energization control circuit is simplified and the cost can be reduced. Furthermore, since the coil 2 is arranged side by side with the rotor magnet 1 in the axial direction, it becomes a small-diameter cylindrical drive device.
以上の実施例1によれば、ロータマグネット1と外側磁極部4a〜4dとの間の無通電時の吸引力の発生をほぼ0に抑え、外側磁極部4a〜4dが励磁されることにより発生するエネルギーの多くを回転する力とすることができ、高出力で省電力でも滑らかで安定した駆動を行う駆動装置を提供可能となる。   According to the first embodiment described above, the generation of the attractive force between the rotor magnet 1 and the outer magnetic pole portions 4a to 4d during non-energization is suppressed to almost zero, and the outer magnetic pole portions 4a to 4d are excited. Therefore, it is possible to provide a driving device that can perform a smooth and stable drive even with high output and power saving.
図9ないし図11は本発明の実施例2に係る図であり、詳しくは、図9は駆動装置の分解斜視図、図10は図9の駆動装置の断面図、図11は図10におけるB−B断面図である。   9 to 11 are diagrams according to Embodiment 2 of the present invention. Specifically, FIG. 9 is an exploded perspective view of the drive device, FIG. 10 is a cross-sectional view of the drive device of FIG. 9, and FIG. It is -B sectional drawing.
これらの図において、11は円筒形状のマグネットであり、その外周面を円周方向にN分割(本実施例2では8分割)して交互にS極とN極に着磁されている。12は円筒状のコイルであり、絶縁体からなるボビン13に巻き付けられている。該コイル12はマグネット11と同心でかつ、該マグネット11の回転軸方向に重なる位置に配置され、コイル12はその外径が前記マグネット11の外径とほぼ同じ寸法である。   In these figures, 11 is a cylindrical magnet, and its outer peripheral surface is divided into N parts (eight parts in this embodiment) in the circumferential direction and alternately magnetized to S and N poles. A cylindrical coil 12 is wound around a bobbin 13 made of an insulator. The coil 12 is concentric with the magnet 11 and is disposed at a position overlapping the rotation axis direction of the magnet 11, and the outer diameter of the coil 12 is substantially the same as the outer diameter of the magnet 11.
14は軟磁性材料からなるステータであり、先端部にN/2個の歯形状の外側磁極部14a,14b,14c,14dが形成された外筒からなる。該外側磁極部14a〜14dはマグネット11の外周面に所定の隙間を持って対向するように構成されている。また、外側磁極部14a〜14dは、マグネット11の外周面への対向角度がθ1なる外側磁極部14a,14cと対向角度がθ2なる外側磁極部14b,14dとで構成されるものである。また、外側磁極部14a〜14dは上記実施例1におけるステータ4の外側磁極部4a〜4dと同様に、対向角θ1は、θ1/マグネット1極あたりの角度(本実施例2では45°)<−0.3X(マグネットの半径方向の厚み/マグネット1極あたりの外周の長さ)+0.63を満たすように設定されており、また対向角θ2は、θ2/マグネットの1極あたりの角度<−0.3X(マグネットの半径方向の厚み/マグネット1極あたりの外周の長さ)+0.72を満たすように設定されたものである。   Reference numeral 14 denotes a stator made of a soft magnetic material, which is composed of an outer cylinder having N / 2 tooth-shaped outer magnetic pole portions 14a, 14b, 14c, and 14d formed at the tip. The outer magnetic pole portions 14 a to 14 d are configured to face the outer peripheral surface of the magnet 11 with a predetermined gap. The outer magnetic pole portions 14a to 14d are composed of outer magnetic pole portions 14a and 14c whose opposing angle to the outer peripheral surface of the magnet 11 is θ1, and outer magnetic pole portions 14b and 14d whose opposing angle is θ2. Further, as with the outer magnetic pole portions 4a to 4d of the stator 4 in the first embodiment, the outer magnetic pole portions 14a to 14d have an opposing angle θ1 of θ1 / angle per one magnet pole (45 ° in the second embodiment) < −0.3X (magnet radial thickness / perimeter length per magnet) +0.63, and the opposing angle θ2 is θ2 / magnet angle per magnet < It is set so as to satisfy −0.3X (the thickness of the magnet in the radial direction / the length of the outer circumference per pole of the magnet) +0.72.
15はステータ14に固定され、後述のロータ16を回転可能に保持する軟磁性材料からなる軸受けである。軸受け15の円筒部15aの外径はボビン13の内径とほぼ同じとすることにより、コイル12により発生する磁力が効果的に軸受け15に流れる。16は駆動装置の出力軸となる軟磁性材料からなるロータであり、該ロータはコイル12の内径部に挿入され、またマグネット11の内径部に固定されている。ロータ16の軸部16aが軸受け15と接続されることにより、軸受け15に作用した磁束がロータ16にも流れるようになっている。ロータ16および軸受け15によって、ステータ14の外側磁極部と対向してマグネット11を挟むように内側磁極部を形成している。17は駆動装置を覆うカバーである。カバー7には案内溝17aが設けられ、ロータ16の突起部16cがこの案内溝17a内で一端あるいは他端に当接することにより、ロータ16の回転を規制する。またロータ16の軸部16bが回転可能に嵌合する嵌合部17bをもつ。   Reference numeral 15 denotes a bearing made of a soft magnetic material fixed to the stator 14 and rotatably holding a rotor 16 described later. By making the outer diameter of the cylindrical portion 15 a of the bearing 15 substantially the same as the inner diameter of the bobbin 13, the magnetic force generated by the coil 12 effectively flows to the bearing 15. Reference numeral 16 denotes a rotor made of a soft magnetic material serving as an output shaft of the driving device. The rotor is inserted into the inner diameter portion of the coil 12 and is fixed to the inner diameter portion of the magnet 11. Since the shaft portion 16 a of the rotor 16 is connected to the bearing 15, the magnetic flux that has acted on the bearing 15 also flows to the rotor 16. The rotor 16 and the bearing 15 form an inner magnetic pole portion so as to face the outer magnetic pole portion of the stator 14 and sandwich the magnet 11. Reference numeral 17 denotes a cover that covers the driving device. The cover 7 is provided with a guide groove 17a, and the protrusion 16c of the rotor 16 abuts one end or the other end in the guide groove 17a, thereby restricting the rotation of the rotor 16. Moreover, it has the fitting part 17b which the shaft part 16b of the rotor 16 fits rotatably.
本実施例2における駆動装置も、上記実施例1における駆動装置と同様に、コイル12への通電方向を切り換えることによって往復回転可能な駆動装置である。実施例1とは軸受け15およびロータ16からなる内側磁極部の構成の違いのみであり、内側磁極部と外側磁極部の間にあるマグネット11に磁力が作用することにより駆動されるという原理については実施例1と同様であるので説明は省略する。   Similarly to the drive device in the first embodiment, the drive device in the second embodiment is a drive device that can be reciprocally rotated by switching the energization direction to the coil 12. The first embodiment is only the difference in the configuration of the inner magnetic pole part composed of the bearing 15 and the rotor 16, and the principle that it is driven by the magnetic force acting on the magnet 11 between the inner magnetic pole part and the outer magnetic pole part. Since it is the same as that of Example 1, description is abbreviate | omitted.
上記のような構成にすることによって、マグネット11の内径部がロータ16によって埋められているので機械的強度が大きく、またバックメタルとしてロータ16は作用するので、マグネット11の磁気的劣化も少ない。また、マグネット11の機械的強度が大きく、磁気的劣化も少ないことによって、マグネット11の半径方向の厚みを薄く構成でき、径寸法に関して非常にコンパクトな駆動装置となる。さらに、マグネット11の外周面と内周面に対向する外側磁極部と内側磁極部とでマグネット11を挟む磁路となるので、磁気抵抗が少ない。更に、外側磁極部と内側磁極部との距離はマグネット11の厚みと、マグネット11と外側磁極部とのギャップのみと短くなるので、コイル12により発生する磁力が効果的にマグネット11に作用する。以上により、出力が高く、コンパクトで、安定した動作特性を有する駆動装置とすることができる。   With the above configuration, the inner diameter portion of the magnet 11 is filled with the rotor 16 so that the mechanical strength is high, and the rotor 16 acts as a back metal, so that the magnetic deterioration of the magnet 11 is small. Further, since the mechanical strength of the magnet 11 is large and the magnetic deterioration is small, the thickness of the magnet 11 in the radial direction can be reduced, and the driving device is very compact with respect to the diameter. Furthermore, since the magnetic path is sandwiched between the outer magnetic pole portion and the inner magnetic pole portion facing the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the magnet 11, the magnetic resistance is small. Furthermore, since the distance between the outer magnetic pole part and the inner magnetic pole part is shortened only by the thickness of the magnet 11 and the gap between the magnet 11 and the outer magnetic pole part, the magnetic force generated by the coil 12 effectively acts on the magnet 11. As described above, a drive device having high output, compact size, and stable operating characteristics can be obtained.
以上の実施例2によれば、マグネット11と外側磁極部14a〜14dとの間の無通電時の吸引力をほぼ0に抑えることができ、高出力で安定した駆動を行うのに加えて、部品点数は増えるが、さらに高出力で小型な駆動装置を提供可能となる。   According to the second embodiment described above, the attractive force between the magnet 11 and the outer magnetic pole portions 14a to 14d can be suppressed to almost zero, and in addition to performing stable driving with high output, Although the number of parts increases, it becomes possible to provide a smaller drive device with higher output.
本発明の実施例1に係る駆動装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the drive device concerning Example 1 of the present invention. 図1の駆動装置の断面図である。It is sectional drawing of the drive device of FIG. 本発明の実施例1において第1の状態である時の図2のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 2 in the case of being a 1st state in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1において第2の状態である時の図2のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 2 when it is a 2nd state in Example 1 of this invention. 外側磁極部のロータマグネットへの対向角θ1なる歯のみで構成された駆動装置のトルク曲線を示す図である。It is a figure which shows the torque curve of the drive device comprised only by the tooth | gear with the opposing angle (theta) 1 with respect to the rotor magnet of an outer side magnetic pole part. 外側磁極部のロータマグネットへの対向角θ2なる歯のみで構成された駆動装置のトルク曲線を示す図である。It is a figure which shows the torque curve of the drive device comprised only by the tooth | gear with the opposing angle (theta) 2 with respect to the rotor magnet of an outer side magnetic pole part. 外側磁極部のロータマグネットへの対向角がθ1とθ2との間の角度である歯のみで構成された駆動装置のトルク曲線を示す図である。It is a figure which shows the torque curve of the drive device comprised only by the tooth | gear whose angle of opposition with respect to a rotor magnet of an outer side magnetic pole part is an angle between (theta) 1 and (theta) 2. 本発明の実施例1における駆動装置のトルク曲線を示す図である。It is a figure which shows the torque curve of the drive device in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る駆動装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the drive device which concerns on Example 2 of this invention. 図9の駆動装置の断面図である。It is sectional drawing of the drive device of FIG. 図10のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 特許文献1に記載の駆動装置の分解斜視図である。10 is an exploded perspective view of a drive device described in Patent Document 1. FIG. 図12の駆動装置の断面図である。It is sectional drawing of the drive device of FIG.
符号の説明Explanation of symbols
1 ロータマグネット
1a〜1h 着磁部
2 コイル
4 ステータ
4a〜4d 外側磁極部
5 カバー
11 ロータ
11a〜11h 着磁部
12 コイル
14 ステータ
14a〜14d 外側磁極部
15 軸受け
16 ロータ
17 カバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotor magnet 1a-1h Magnetized part 2 Coil 4 Stator 4a-4d Outer magnetic pole part 5 Cover 11 Rotor 11a-11h Magnetized part 12 Coil 14 Stator 14a-14d Outer magnetic pole part 15 Bearing 16 Rotor 17 Cover

Claims (5)

  1. 外周面が周方向に複数分割されて異なる極に交互に着磁された着磁部をもち、回転中心を軸として回転可能な円筒形状のロータマグネットと、
    前記ロータマグネットの前記軸方向に配置されたコイルと、
    複数個の歯形状の外側磁極部と内側磁極部が前記ロータマグネットの外周面と内周面に対向して配置され、前記コイルにより励磁されるステータと、
    を有する駆動装置において、
    前記ロータマグネットの外周面に対向する前記歯形状の外側磁極部は、前記ロータマグネットの外周面に所定の角度θ1の範囲で対向する第1の歯と、前記ロータマグネットの外周面に所定の角度θ2の範囲で対向する第2の歯とで構成されており、前記所定の角度θ1およびθ2は
    θ1<θ2
    の条件を満たす関係となっていることを特徴とする駆動装置。
    A cylindrical rotor magnet having a magnetized portion in which the outer peripheral surface is divided into a plurality of portions in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles, and is rotatable about the rotation center;
    A coil disposed in the axial direction of the rotor magnet;
    A plurality of tooth-shaped outer magnetic pole portions and inner magnetic pole portions arranged opposite to the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the rotor magnet, and a stator excited by the coil;
    In a drive device having
    The tooth-shaped outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the rotor magnet has a first tooth facing the outer peripheral surface of the rotor magnet within a predetermined angle θ1 and a predetermined angle with the outer peripheral surface of the rotor magnet. The second teeth are opposed to each other in the range of θ2, and the predetermined angles θ1 and θ2 are θ1 <θ2
    A drive device characterized by satisfying the following condition.
  2. 前記所定の対向角度θ1と前記ロータマグネットの1極あたりの角度の比率をY1、前記所定の対向角度θ2と前記ロータマグネットの1極あたりの角度の比率をY2、前記ロータマグネットの半径方向の厚みと該ロータマグネットの着磁された1極あたりの外周の長さの比率をXとすると
    Y1<−0.3X+0.63 および −0.3X+0.72<Y2
    の条件を満たすように、歯形状を決定された外側磁極部を有することを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
    The ratio of the predetermined facing angle θ1 and the angle per one pole of the rotor magnet is Y1, the ratio of the predetermined facing angle θ2 and the angle per one pole of the rotor magnet is Y2, and the thickness of the rotor magnet in the radial direction And the ratio of the length of the outer circumference per magnetized pole of the rotor magnet to X, Y1 <−0.3X + 0.63 and −0.3X + 0.72 <Y2
    The drive device according to claim 1, further comprising an outer magnetic pole portion whose tooth shape is determined so as to satisfy the following condition.
  3. 外周面が周方向に複数分割されて異なる極に交互に着磁された円筒形状のマグネットと、
    前記マグネットと同心でかつ該マグネットの軸方向に配置されたコイルと、
    複数の歯形状の外側磁極部が前記マグネットの外周面に対向して配置され、前記コイルにより励磁されるステータと、
    前記コイルの内径部に挿入され、かつ前記マグネットの内径部に固定された軟磁性材料からなる回転可能なロータと、
    を有する駆動装置において、
    前記マグネットの外周面に対向する前記歯形状の外側磁極部は、前記マグネットの外周面に所定の角度θ1の範囲で対向する第1の歯と、前記マグネットの外周面に所定の角度θ2の範囲で対向する第2の歯とで構成されており、前記所定の角度θ1およびθ2は
    θ1<θ2
    の条件を満たす関係となっていることを特徴とする駆動装置。
    A cylindrical magnet whose outer peripheral surface is divided into a plurality of parts in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles;
    A coil concentric with the magnet and disposed in the axial direction of the magnet;
    A plurality of tooth-shaped outer magnetic pole portions arranged to face the outer peripheral surface of the magnet, and a stator excited by the coil;
    A rotatable rotor made of a soft magnetic material inserted into the inner diameter portion of the coil and fixed to the inner diameter portion of the magnet;
    In a drive device having
    The tooth-shaped outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the magnet has a first tooth facing the outer peripheral surface of the magnet within a range of a predetermined angle θ1, and a range of a predetermined angle θ2 with the outer peripheral surface of the magnet. And the predetermined angles θ1 and θ2 are θ1 <θ2
    A drive device characterized by satisfying the following condition.
  4. 前記所定の対向角度θ1と前記マグネットの1極あたりの角度の比率をY1、前記所定の対向角度θ2と前記マグネットの1極あたりの角度の比率をY2、前記マグネットの半径方向の厚みと該マグネットの着磁された1極あたりの外周の長さの比率をXとすると
    Y1<−0.3X+0.63 および −0.3X+0.72<Y2
    の条件を満たすように、歯形状を決定された外側磁極部を有することを特徴とする請求項3に記載の駆動装置。
    The ratio of the predetermined facing angle θ1 and the angle per one pole of the magnet is Y1, the ratio of the predetermined facing angle θ2 and the angle per one pole of the magnet is Y2, the thickness of the magnet in the radial direction and the magnet If the ratio of the length of the outer circumference per magnetized pole is X, Y1 <−0.3X + 0.63 and −0.3X + 0.72 <Y2
    The drive device according to claim 3, further comprising an outer magnetic pole portion whose tooth shape is determined so as to satisfy the above condition.
  5. 請求項2又は4に記載の駆動装置と、該駆動装置により駆動されて光量調節を行う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. A light amount adjusting device comprising: the driving device according to claim 2; and a light amount adjusting member that is driven by the driving device to adjust the light amount.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20090052A1 (en) * 2009-01-20 2010-07-21 Eti Spa Stator for asynchronous motors particularly of household appliances

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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