JP2006324281A - Solenoid drive device - Google Patents

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彰博 荒井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the configuration of a solenoid drive device capable of switching operation by utilizing electromagnetic force, and to reduce power consumption. <P>SOLUTION: There are a pair of stationary magnets 110, 120 arranged oppositely, and a moving magnet 130 arranged between the stationary magnets. One of the stationary magnets and the moving magnet is composed of an electromagnet, and the other is composed of a permanent magnet. The moving magnet is attracted to one of the pair of stationary magnets 110, 120 by attraction magnetic force generated when current conducts to an electromagnet 130 for magnetization. The direction of current conducting to the electromagnet is changed, or current conducts to an electromagnet at an arbitrary side for attracting the moving magnet to the stationary magnet at the arbitrary side, thus switching and moving an armature 140 mounting the moving magnet 130, and hence retaining a switched state even if the conduction of the current is stopped for reducing the power consumption. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は磁力を利用して駆動力を発生する駆動装置に関し、特に電磁ソレノイドへの通電制御により駆動力を発生させる電磁駆動装置に関するものである。   The present invention relates to a driving device that generates a driving force by using a magnetic force, and more particularly to an electromagnetic driving device that generates a driving force by controlling energization of an electromagnetic solenoid.

カメラ等に内蔵される各種機構を駆動するためにモータやソレノイドが用いられている。例えば、詳細については後述する図1に示すカメラのレンズ光量を調整するための二枚羽根構成の絞り機構では、第1羽根板11と第2羽根板12のそれぞれに三角形の切り欠き11a,12aを設けておき、これら羽根板11,12を互いにP方向、Q方向の反対方向に移動して両者の重なり量、すなわち両羽根板の切り欠き11a,12aの重なり量を調整することで両切り欠き11a,12aにより形成される絞り開口を調整する。この絞り開口の調整を行うために、第2羽根板12の一部にラチェット歯15を設け、このラチェット歯15に噛合する掛止爪142を備えるロック機構10Aによって第1羽根板11及び第2羽根板12を係止する構成がとられている。このロック機構10Aとしては、図7に示すように、駆動装置として電磁石301と、中間部が支軸304により揺動可能に支持された揺動アーム302と、この揺動アーム302の一端部に設けられて当該電磁石301に吸着されるアマチュア303と、揺動アーム302を付勢するためのスプリング305と、揺動アーム302の他端部に設けたピン306に摺接して揺動アーム302を強制的に時計方向に揺動させるカム307とで構成される。電磁石301は磁性体のコア311と当該コア311に巻回されたソレノイド312とで構成され、ソレノイド312に通電されたときにコア311に電磁力を発生させる。揺動アーム302は一端部の一部に係止爪308が設けられ、第2羽根板12のラチェット歯15に噛合して第2羽根板12の移動をロックする。また、スプリング305は揺動アーム302のアマチュア303を電磁石301から離す方向に付勢するバネ力を生じさせるものである。   Motors and solenoids are used to drive various mechanisms built in cameras and the like. For example, in the diaphragm mechanism having a two-blade configuration for adjusting the lens light quantity of the camera shown in FIG. 1 to be described later in detail, triangular cutouts 11a and 12a are formed in the first blade plate 11 and the second blade plate 12, respectively. The blades 11 and 12 are moved in the directions opposite to each other in the P and Q directions to adjust the amount of overlap between them, that is, the amount of overlap between the notches 11a and 12a of both blade plates. The diaphragm aperture formed by 11a and 12a is adjusted. In order to adjust the aperture opening, ratchet teeth 15 are provided on a part of the second vane plate 12, and the first vane plate 11 and the second vane are provided by a lock mechanism 10 </ b> A having a latching claw 142 meshing with the ratchet teeth 15. The structure which latches the blade 12 is taken. As shown in FIG. 7, the lock mechanism 10 </ b> A includes an electromagnet 301 as a driving device, a swing arm 302 whose intermediate portion is swingably supported by a support shaft 304, and one end portion of the swing arm 302. An armature 303 provided and attracted to the electromagnet 301, a spring 305 for biasing the swing arm 302, and a pin 306 provided at the other end of the swing arm 302 are in sliding contact with the swing arm 302. The cam 307 is forcibly swung clockwise. The electromagnet 301 includes a magnetic core 311 and a solenoid 312 wound around the core 311, and generates electromagnetic force in the core 311 when the solenoid 312 is energized. The swing arm 302 is provided with a locking claw 308 at a part of one end thereof, and meshes with the ratchet teeth 15 of the second blade 12 to lock the movement of the second blade 12. The spring 305 generates a spring force that urges the armature 303 of the swing arm 302 in a direction away from the electromagnet 301.

このロック機構10Aでは、電磁石301のソレノイド312に通電しないときにはスプリング305力によって揺動アーム302のアマチュア303を電磁石301から離す方向に付勢し、係止爪308(142)をラチェット歯15に噛合して第1及び第2の羽根板11,12の移動をロックして絞り値を固定する。係止爪308によるロックを解除する際には、カム307を回転して揺動アーム302を時計方向に揺動すると同時にソレノイド312に通電し、コア311により発生する電磁力によりアマチュア302をスプリング305力に抗して吸着し、係止爪308をラチェット歯15との噛合から解除した状態を保持する。これにより、第1及び第2の羽根板11,12の移動を可能にして絞り開口の調整を可能とするものである。   In this locking mechanism 10A, when the solenoid 312 of the electromagnet 301 is not energized, the arm 303 of the swing arm 302 is urged away from the electromagnet 301 by the force of the spring 305, and the locking claw 308 (142) meshes with the ratchet teeth 15. Then, the aperture value is fixed by locking the movement of the first and second blades 11 and 12. When releasing the lock by the locking claw 308, the cam 307 is rotated to swing the swing arm 302 in the clockwise direction, and at the same time, the solenoid 312 is energized, and the armature 302 is moved by the electromagnetic force generated by the core 311. It is adsorbed against the force and maintains the state in which the locking claw 308 is released from meshing with the ratchet teeth 15. Accordingly, the first and second blades 11 and 12 can be moved to adjust the aperture opening.

このように電磁石を利用してアマチュアを第1の位置と第2の位置に切り替えて各種動作を行わせるための電磁駆動装置は、他の分野でも広く利用されており、例えば特許文献1ではポンプ本体からの吐出空気の流路を切り替えるための流路切替装置を電磁駆動装置で構成している。この流路切替装置は、第1の流路と第2の流路とを切り替えるための切替弁を強制的に第1の位置と第2の位置とに移動させるための切替弁強制移動装置を電磁石と永久磁石とで構成し、両者間に生じる吸引力もしくは反発力等の磁力を利用することで切替弁の移動位置を切り替える構成とされている。すなわち、切替弁を永久磁石で構成し、当該切替弁により開閉する第1の流路に臨んで電磁石を配設したものであり、電磁石に通電していないときには永久磁石による吸引力により切替弁を第1の流路を閉塞する第1の位置に移動する。また、電磁石に通電したときには電磁石と永久磁石の反発力により切替弁を第1の流路を開放して第2の流路を閉塞する第2の位置に移動する構成とされている。
特開2001−207970号公報
Thus, the electromagnetic drive device for performing various operations by switching the amateur between the first position and the second position using the electromagnet is widely used in other fields. The flow path switching device for switching the flow path of the discharge air from the main body is configured by an electromagnetic drive device. This flow path switching device includes a switching valve forced movement device for forcibly moving a switching valve for switching between a first flow path and a second flow path to a first position and a second position. An electromagnet and a permanent magnet are used, and the moving position of the switching valve is switched by using a magnetic force such as an attractive force or a repulsive force generated between them. That is, the switching valve is composed of a permanent magnet, and an electromagnet is arranged facing the first flow path opened and closed by the switching valve. It moves to a first position that closes the first flow path. Further, when the electromagnet is energized, the switching valve is moved to the second position where the first flow path is opened and the second flow path is closed by the repulsive force of the electromagnet and the permanent magnet.
JP 2001-207970 A

図7に示したロック機構10Aでは、第1及び第2の羽根板11,12を移動可能とするとき、すなわちラチェット歯15の移動を可能とするときにはカム307を駆動して揺動アーム302を揺動すると同時に電磁石301に通電してアマチュア302を吸着した状態を保持する必要がある。そのため、ラチェット歯15のロックを解除するために直接必要とされる揺動アーム302や電磁石301に加えて揺動アーム302を復帰させるためのカム307とこれを駆動するための機構が必要になり、構成が複雑なものになる。また、ロックを解除している間はスプリング305力によりも強い吸引力を発揮させた状態で電磁石301に対する通電を継続していなければならず、消費電力が増大するという問題がある。一方、ラチェット歯15をロックするためには揺動アーム302を付勢するために所要の付勢力を発揮させるためのスプリング305が必要であり、ロック機構10Aを構成する部品点数が多くなるという問題がある。   In the lock mechanism 10A shown in FIG. 7, when the first and second blades 11 and 12 are movable, that is, when the ratchet teeth 15 are movable, the cam 307 is driven to move the swing arm 302. At the same time as swinging, it is necessary to energize the electromagnet 301 to keep the armature 302 adsorbed. Therefore, in addition to the swing arm 302 and the electromagnet 301 that are directly required to unlock the ratchet teeth 15, a cam 307 for returning the swing arm 302 and a mechanism for driving the cam 307 are required. The structure becomes complicated. Further, while the lock is released, it is necessary to continue energization of the electromagnet 301 in a state where a strong attraction force is exerted by the spring 305 force, and there is a problem that power consumption increases. On the other hand, in order to lock the ratchet teeth 15, a spring 305 for exerting a required urging force is required to urge the swing arm 302, and the number of parts constituting the lock mechanism 10 </ b> A increases. There is.

一方、特許文献1の技術では、永久磁石の磁力を利用して切替弁を第1の流路を閉塞した状態を保持させているが、切替弁を一方向に付勢したり初期位置に復帰させるための機構が必要であり、特許文献1では自重を利用したりスプリングを用いた構成が必要とされている。また、切替弁で第1の流路を開放した状態のときには電磁石に通電して永久磁石、すなわち切替弁を吸引しておく必要があり、その間の消費電力が増大するという問題を解消することはできない。   On the other hand, in the technique of Patent Document 1, the switching valve is held in a state in which the first flow path is closed using the magnetic force of the permanent magnet, but the switching valve is urged in one direction or returned to the initial position. A mechanism for making it necessary is required, and in Patent Document 1, a configuration using a self-weight or a spring is required. Further, when the first flow path is opened by the switching valve, it is necessary to energize the electromagnet to attract the permanent magnet, that is, the switching valve, and to solve the problem of increasing power consumption during that time. Can not.

本発明の目的は、電磁力を利用して切替動作させることが可能な駆動装置において、付勢手段としてのスプリングや復帰手段としてのカム等の部品を不要にするとともに消費電力を低減することが可能な電磁駆動装置を提供するものである。   An object of the present invention is to eliminate the need for components such as a spring as a biasing means and a cam as a return means in a drive device that can be switched using electromagnetic force, and to reduce power consumption. A possible electromagnetic drive is provided.

本発明の電磁駆動装置は、対向配置された一対の固定磁石と、これら固定磁石間に配置された可動磁石とを備えており、固定磁石又は可動磁石のいずれか一方を電磁石で構成し、他方を永久磁石で構成し、電磁石に電流を通流して着磁したときに発生する吸引磁力により可動磁石を一対の固定磁石のいずれか一方に吸着させる構成としたことを特徴とする。   The electromagnetic drive device of the present invention includes a pair of fixed magnets arranged opposite to each other and a movable magnet arranged between the fixed magnets, and either the fixed magnet or the movable magnet is constituted by an electromagnet, and the other Is constituted by a permanent magnet, and the movable magnet is attracted to one of a pair of fixed magnets by an attractive magnetic force generated when current is passed through the electromagnet and magnetized.

本発明によれば、可動磁石を電磁石で構成したときには、当該電磁石に通流する電流の向きを変化させることにより、永久磁石で構成される一対の固定磁石の任意の側に可動磁石を吸着させることができる。また、可動磁石を永久磁石で構成したときには、電磁石で構成される一対の固定磁石の任意の側に電流を通流することで、電磁石で構成される固定磁石のいずれか一方に可動磁石を吸着させることができる。これにより、電磁石に瞬時的に電流を通流するだけで可動磁石を切替え移動することができ、いずれの場合でも可動磁石を固定磁石に吸着させた後は電流の通流を停止してもその状態を保持することができるので、消費電流を格段に低減することが可能になる。また、可動磁石を所定の作用を行うアマチュアに搭載した場合でも、アマチュアを一方向に付勢又は保持するためのスプリング等の手段やアマチュアを初期位置に復帰させるためのカム等の手段が不要になり、構成の簡略化が可能になる。   According to the present invention, when the movable magnet is composed of an electromagnet, the movable magnet is attracted to any side of a pair of fixed magnets composed of permanent magnets by changing the direction of the current flowing through the electromagnet. be able to. In addition, when the movable magnet is composed of permanent magnets, the movable magnet is attracted to either one of the fixed magnets composed of electromagnets by passing current through any side of the pair of fixed magnets composed of electromagnets. Can be made. As a result, the movable magnet can be switched and moved simply by passing an electric current instantaneously through the electromagnet. In any case, even if the electric current is stopped after the movable magnet is attracted to the fixed magnet, Since the state can be maintained, current consumption can be significantly reduced. Moreover, even when the movable magnet is mounted on an amateur that performs a predetermined action, means such as a spring for biasing or holding the armature in one direction and means such as a cam for returning the armature to the initial position are unnecessary. Thus, the configuration can be simplified.

ここで、本発明の第1の形態としては、一対の固定磁石は磁極が互いに反対に向けられた状態で対向配置された永久磁石で構成され、可動磁石は電流が通流されたときに着磁される電磁石で構成され、電磁石に通流する電流の向きによって当該電磁石を一対の永久磁石のいずれか一方に吸着させる構成とする。例えば、一対の永久磁石はそれぞれのS極とN極が互いに異なる磁極同士が対向配置され、電磁石が着磁されたときにS極又はN極となる両端部が一対の永久磁石の各磁極間に配設される。電磁石に通流する電流の向きを変化させるだけで可動磁石を任意の側の位置に切替え移動させることが可能になる。   Here, as a first aspect of the present invention, the pair of fixed magnets is composed of permanent magnets arranged opposite to each other with the magnetic poles facing opposite to each other, and the movable magnet is worn when a current is passed. The electromagnet is magnetized, and the electromagnet is attracted to one of a pair of permanent magnets depending on the direction of the current flowing through the electromagnet. For example, in a pair of permanent magnets, magnetic poles having different S poles and N poles are opposed to each other, and both ends that become S poles or N poles when the electromagnet is magnetized are between the magnetic poles of the pair of permanent magnets. It is arranged. The movable magnet can be switched and moved to a position on an arbitrary side only by changing the direction of the current flowing through the electromagnet.

本発明の第2の形態としては、一対の固定磁石はそれぞれ電流が通流されたときに着磁される一対の電磁石で構成され、可動磁石は永久磁石で構成され、一対の電磁石のいずれか一方の電磁石を着磁して永久磁石を吸着させる構成とする。例えば、一対の電磁石は通流する電流の向きを制御することで永久磁石の磁極に対向する磁極をS極又はN極に変化させることを可能とする。一対の電磁石の任意の側に電流を通流させることで可動磁石を任意の側の位置に切替え移動させることが可能になる。   As a second form of the present invention, each of the pair of fixed magnets is composed of a pair of electromagnets that are magnetized when an electric current is passed, and each of the movable magnets is composed of a permanent magnet. One of the electromagnets is magnetized to attract the permanent magnet. For example, the pair of electromagnets can change the magnetic pole facing the magnetic pole of the permanent magnet to the S pole or the N pole by controlling the direction of the flowing current. It is possible to switch and move the movable magnet to an arbitrary position by passing an electric current through an arbitrary side of the pair of electromagnets.

本発明において、可動磁石を所定の作用を行うためのアマチュアに一体的に搭載することで、可動磁石の位置の切替え移動に伴ってアマチュアにより行われる作用を切り替えることが可能になる。例えば、アマチュアをカメラの絞り機構をロックするためのロック機構の一部として構成することで、絞り開口を設定する際に簡易な構成でかつ低消費電力でのロック動作が実現できる。   In the present invention, by integrally mounting the movable magnet on the amateur for performing a predetermined action, it is possible to switch the action performed by the amateur as the position of the movable magnet is switched. For example, by configuring the amateur as a part of a lock mechanism for locking the aperture mechanism of the camera, a lock operation with a simple configuration and low power consumption can be realized when setting the aperture opening.

次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図2及び図3は本発明の電磁駆動装置を図1に示したカメラの絞り機構のロック機構10に適用した実施例を示している。すなわち、図1で説明したように、レンズ光量を調整するための二枚羽根構成の絞り機構として、第1羽根板11と第2羽根板12のそれぞれに三角形の切り欠き11a,12aを設けており、両羽根板11,12を互いに反対方向に移動して位置調整することで両切り欠き11a,12aにより形成される絞り開口を調整する。前記第1羽根板11はスプリング13によりカメラ固定部14に掛止され、Q方向に付勢される。前記第2羽根板12は下辺に鋸歯状をしたラチェット歯15が長さ方向に形成されており、このラチェット歯15に前記ロック機構10の後述する掛止爪142が係合可能とされている。また、前記第1羽根板11と第2羽根板12には回転動作されるチャージレバー16が連結されており、このチャージレバー16の回転軸は図には現れないチャージ機構に連結されている。前記ロック機構10は本発明の電磁駆動装置で構成される。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 2 and 3 show an embodiment in which the electromagnetic driving device of the present invention is applied to the lock mechanism 10 of the diaphragm mechanism of the camera shown in FIG. That is, as described with reference to FIG. 1, triangular notches 11 a and 12 a are provided in the first blade plate 11 and the second blade plate 12, respectively, as an aperture mechanism having a two-blade configuration for adjusting the lens light amount. The diaphragm apertures formed by the notches 11a and 12a are adjusted by moving the blades 11 and 12 in opposite directions and adjusting their positions. The first blade 11 is hooked to the camera fixing portion 14 by a spring 13 and is urged in the Q direction. The second vane plate 12 has a serrated ratchet tooth 15 formed in the length direction on the lower side, and a latching pawl 142 (to be described later) of the lock mechanism 10 can be engaged with the ratchet tooth 15. . A charge lever 16 that is rotated is connected to the first blade plate 11 and the second blade plate 12, and the rotation axis of the charge lever 16 is connected to a charge mechanism that does not appear in the drawing. The lock mechanism 10 is constituted by the electromagnetic drive device of the present invention.

図2は前記ロック機構の平面図、図3はそのA−A線断面図である。なお、図2では一部を破断図示している。カメラボディ等への固定穴102を有するベース部材101の表面に設けられた凹部103内に固定磁石としての一対の永久磁石110,120と、1つの可動磁石としての電磁石130と、当該電磁石130を搭載したアマチュア140が配設されている。前記一対の永久磁石110,120はそれぞれの両端部がほぼ平行な方向に向けられた概ねコ字状に形成された第1及び第2の永久磁石であり、両永久磁石110,120の各磁極端部はN極又はS極に着磁されている。そして、両永久磁石110,120は各磁極端部が互いに対向するように方向付けされて前記凹部103内に固定支持されている。このとき、両永久磁石110,120の各磁極端部は互いに異なる磁極が互いに対峙するように、すなわち、一方の永久磁石のN極端部が他方の永久磁石のS極端部に対峙するように、しかも両端部の対峙間に所要の間隙をもつように位置決めした状態で固定支持されている。これら永久磁石110,120を前記ベース部材101に位置決めするために、実施例では各永久磁石110,120の両端面に三角状の切欠111,121を設け、これらの切欠111,121をベース部材101に設けた三角状の突起104,105に嵌合させている。   FIG. 2 is a plan view of the locking mechanism, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA. In FIG. 2, a part is shown in a cutaway view. A pair of permanent magnets 110 and 120 as fixed magnets, an electromagnet 130 as one movable magnet, and the electromagnet 130 in a recess 103 provided on the surface of the base member 101 having a fixing hole 102 for a camera body or the like. A mounted amateur 140 is provided. The pair of permanent magnets 110 and 120 are first and second permanent magnets that are formed in a substantially U shape with both ends directed in a substantially parallel direction. The extreme part is magnetized to the N or S pole. Both permanent magnets 110 and 120 are fixedly supported in the recess 103 with their magnetic pole ends facing each other. At this time, the magnetic pole ends of the permanent magnets 110 and 120 are so that different magnetic poles face each other, that is, the N extreme part of one permanent magnet faces the S extreme part of the other permanent magnet. Moreover, it is fixedly supported in a state where it is positioned so as to have a required gap between the opposing ends of both ends. In order to position the permanent magnets 110 and 120 on the base member 101, in the embodiment, triangular cutouts 111 and 121 are provided on both end surfaces of the permanent magnets 110 and 120, and the cutouts 111 and 121 are formed on the base member 101. Are fitted into triangular protrusions 104 and 105 provided on the surface.

前記アマチュア140は前記一対の第1及び第2の永久磁石110,120間に配設されている。このアマチュア140は基端部において支軸141により前記ベース部材101に支持されており、当該支軸141を中心にして水平方向、すなわちベース部材101の凹部103の底面と平行な面方向に沿って揺動可能とされている。また、前記アマチュア140の先端は三角形をした係止爪142として構成されており、この係止爪142はアマチュア140の揺動に伴って前記ベース部材101の一側面から突出し、あるいは退避される。ここで、図1の絞り機構において、係止爪142は突出したときには前記ラチェット歯15に噛合でき、退避したときにはラチェット歯15との噛合から解除されるように第2羽根板12に対して位置決め固定されている。   The armature 140 is disposed between the pair of first and second permanent magnets 110 and 120. The armature 140 is supported on the base member 101 by a support shaft 141 at the base end, and is horizontal along the support shaft 141, that is, along a surface direction parallel to the bottom surface of the recess 103 of the base member 101. It can be swung. The front end of the armature 140 is configured as a triangular locking claw 142, and the locking claw 142 protrudes from or retracts from one side of the base member 101 as the armature 140 swings. 1, the locking claw 142 can be engaged with the ratchet teeth 15 when protruding, and positioned with respect to the second vane plate 12 so as to be released from the engagement with the ratchet teeth 15 when retracted. It is fixed.

前記電磁石130は、図2では一部を破断して示しているが、前記アマチュア140の基端部から先端部に向けて貫通支持された矩形棒状をした強磁性体のコア131を有しており、このコア131の長さ方向の両端部はそれぞれ前記一対の永久磁石110,120の各対峙されたN極、S極の各磁極端部の対向間隙内に位置されている。また、前記コア131の長さ方向の中間部には周囲を囲むように導線が巻回されてソレノイド132が形成され、このソレノイド132と前記コア131とで前記電磁石130が構成されている。   Although the electromagnet 130 is partially broken in FIG. 2, the electromagnet 130 includes a rectangular core-shaped ferromagnetic core 131 that is penetrated and supported from the proximal end portion to the distal end portion of the armature 140. The both ends of the core 131 in the length direction are positioned in the opposing gaps of the opposite N pole and S pole ends of the pair of permanent magnets 110 and 120, respectively. In addition, a solenoid 132 is formed by winding a conducting wire so as to surround the periphery of the core 131 in the longitudinal direction, and the electromagnet 130 is configured by the solenoid 132 and the core 131.

ここで、前記一対の永久磁石110,120の各磁極端部で構成される間隙は、前記アマチュア140の先端側に位置する間隙寸法が基端側に位置する間隙寸法よりも大きくされており、これによりアマチュア140が支軸141を中心に揺動したときに、電磁石130のコア131は両間隙内でアマチュア140と一体的に揺動することが可能とされ、またこの揺動に伴ってコア131の両端部は一対の永久磁石110,120の各磁極端部に近接ないし接触することが可能とされている。ここでは両端部は各永久磁石の各磁極端部に接触するものとする。   Here, the gap formed by the magnetic pole ends of the pair of permanent magnets 110 and 120 is such that the gap dimension located on the distal end side of the armature 140 is larger than the gap dimension located on the proximal end side, As a result, when the armature 140 swings around the support shaft 141, the core 131 of the electromagnet 130 can swing integrally with the armature 140 in both gaps. Both end portions of 131 can be brought close to or in contact with magnetic pole end portions of the pair of permanent magnets 110 and 120. Here, both end parts shall contact each magnetic pole end part of each permanent magnet.

以上のロック機構では、可動磁石としての電磁石130のソレノイド132に通電すると、ソレノイド132により発生する磁界により強磁性のコア131は着磁される。ここで、ソレノイド132に予め設定した向きに電流が流れるように通電が行われたとすると、図2に示したように、コア131は基端部がS極に着磁し、先端部がN極に着磁する。そのため、コア131の基端部は第2の永久磁石120のN極に吸引され、先端部は同じ第2の永久磁石120のS極に吸引されるため、コア131の両端部が第2の永久磁石120の各磁極端部に当接して吸着される位置までアマチュア140は支軸141を中心に図2の矢印で示す時計方向に揺動される。このときコア131の両端部と第1の永久磁石110の両磁極端部とは同極になるため、両者間での反発磁力が加えられることになり、コア131の揺動は迅速に行われる。これにより、アマチュア140の先端の係止爪142は後退してロック機構10内に退避される。この状態でソレノイド132への電流の通流を停止しても、第2の永久磁石120とコア131とで閉磁路が構成されるため、コア131は当該着磁状態が保持されることになり、電磁石130及びアマチュア140はその状態が保持される。   In the above lock mechanism, when the solenoid 132 of the electromagnet 130 as a movable magnet is energized, the ferromagnetic core 131 is magnetized by the magnetic field generated by the solenoid 132. Here, if energization is performed so that a current flows through the solenoid 132 in a preset direction, as shown in FIG. 2, the core 131 is magnetized at the S pole at the base end and the N pole at the tip end. Is magnetized. Therefore, the base end portion of the core 131 is attracted to the north pole of the second permanent magnet 120, and the tip portion is attracted to the south pole of the same second permanent magnet 120. The armature 140 is swung in the clockwise direction indicated by the arrow in FIG. 2 about the support shaft 141 until it is in contact with and attracted to each magnetic pole end of the permanent magnet 120. At this time, since both ends of the core 131 and the both magnetic pole ends of the first permanent magnet 110 have the same polarity, a repulsive magnetic force is applied between them, and the core 131 swings quickly. . As a result, the engaging claw 142 at the tip of the armature 140 is retracted and retracted into the lock mechanism 10. Even if the current flow to the solenoid 132 is stopped in this state, the second permanent magnet 120 and the core 131 form a closed magnetic circuit, so that the core 131 is maintained in the magnetized state. The electromagnet 130 and the amateur 140 are kept in that state.

この状態から、電磁石130のソレノイド132にこれまでとは反対方向に電流が流れるように通電を行なうと、図4に示すように、今度はコア131は基端部がN極に着磁し、先端部がS極に着磁する。そのため、コア131の基端部は第1の永久磁石110のS極に吸引され、先端部は同じ第1の永久磁石110のN極に吸引され、コア131の両端部が第1の永久磁石110の両磁極端部に当接して吸着される位置までアマチュア140は支軸141を中心に図示矢印で示す反時計方向に揺動される。このときコア131の両端部と第2の永久磁石120の両磁極端部との間の反発磁力が加えられるため、コア131の揺動が迅速に行われることは同じである。これにより、アマチュア140の先端の係止爪142はロック機構10から突出する。その後、ソレノイド132への電流の通流を停止しても、コア131は吸着された第1の永久磁石110とで閉磁路が構成されるため、コア131は直前の着磁状態が保持され、電磁石130はその状態が保持される。   From this state, when energization is performed so that a current flows in the opposite direction to the solenoid 132 of the electromagnet 130, the core 131 is magnetized to the N pole at this time, as shown in FIG. The tip is magnetized to the south pole. Therefore, the proximal end portion of the core 131 is attracted to the south pole of the first permanent magnet 110, the distal end portion is attracted to the north pole of the same first permanent magnet 110, and both end portions of the core 131 are attracted to the first permanent magnet. The armature 140 is swung in the counterclockwise direction indicated by the arrow in the figure about the support shaft 141 until it is in contact with and attracted to both magnetic pole ends of 110. At this time, since repulsive magnetic force is applied between both end portions of the core 131 and both magnetic pole end portions of the second permanent magnet 120, the core 131 is swung quickly. As a result, the locking claw 142 at the tip of the amateur 140 protrudes from the locking mechanism 10. After that, even if the current flow to the solenoid 132 is stopped, the core 131 is configured with the first permanent magnet 110 that is attracted to form a closed magnetic circuit, so that the core 131 maintains the previous magnetized state, The state of the electromagnet 130 is maintained.

したがって、このロック機構10を用いた図1の絞り機構では、チャージレバー16を図外のチャージ機構により時計方向に回動して第1羽根板11をスプリング13の付勢力に抗してP方向に移動させる。同時に第2羽根12はQ方向に移動される。このとき絞りは開口面積が最大となる。また、このとき、ロック機構10では図2に示したように電磁石130が揺動位置されており、係止爪142は後退してラチェット歯15との噛合から解除された状態に保持されている。しかる状態から、カメラ内部での絞り値を設定する信号によりチャージレバー16によるチャージ力が無くなると、第1羽根板11はQ方向に、第2羽根板12はP方向にそれぞれ移動され始め、絞り開口は閉じる方向に変化する。そして、所定の絞り開口にまで両羽根板11,12が移動した時点で図4に示したように、電磁石130のソレノイド132に反対方向の電流を流して掛止爪142を突出し、ラチェット歯15に噛合させる。これにより、第2羽根板12及び第1羽根板11の移動がロックされ、絞り開口が調整値に固定される。   Therefore, in the aperture mechanism of FIG. 1 using the lock mechanism 10, the charge lever 16 is rotated clockwise by the charge mechanism (not shown) to cause the first blade 11 to resist the biasing force of the spring 13 in the P direction. Move to. At the same time, the second blade 12 is moved in the Q direction. At this time, the aperture has the largest opening area. At this time, in the lock mechanism 10, the electromagnet 130 is oscillated as shown in FIG. 2, and the locking claw 142 is retracted and held in a state released from the meshing with the ratchet teeth 15. . From this state, when the charging force by the charge lever 16 is eliminated by a signal for setting the aperture value inside the camera, the first blade plate 11 starts to move in the Q direction and the second blade plate 12 starts to move in the P direction. The opening changes in the closing direction. Then, as shown in FIG. 4, when the blades 11 and 12 move to the predetermined aperture opening, a current in the opposite direction is passed through the solenoid 132 of the electromagnet 130 to project the latching pawl 142, and the ratchet teeth 15. To mesh. Thereby, the movements of the second blade plate 12 and the first blade plate 11 are locked, and the aperture opening is fixed to the adjustment value.

このように、実施例のロック機構では、一対の永久磁石110,120とアマチュア140との間の距離が微小寸法であるため、電磁石130に通流する電流の向きを変化させることにより、一対の永久磁石110,120の間で電磁石130をいずれか一方の永久磁石、または他方に対して選択的に吸着させることができ、その後は電流の通流を停止してもその状態を保持することができる。すなわち、アマチュア140の揺動方向、すなわち移動位置を切替て変更したいときには、電磁石130に対して当該揺動方向に対応した極性(方向)に瞬時的に電流を通流し、その後は電流の通流を停止すればよい。したがって、アマチュア140がいずれの永久磁石に吸着していても、すなわち係止爪142がラチェット歯15に噛合して絞り開口を固定している状態でも、あるいはラチェット歯15との噛合から開放されて第1及び第2の羽根板11,12の移動を可能にして絞り開口の調整が可能な状態のいずれの場合でも電磁石130に電流を継続して通流しておく必要がなく、消費電流を格段に低減することが可能になる。   As described above, in the lock mechanism of the embodiment, since the distance between the pair of permanent magnets 110 and 120 and the armature 140 is very small, by changing the direction of the current flowing through the electromagnet 130, The electromagnet 130 can be selectively attracted to either one of the permanent magnets 110 and 120, or the other can be maintained even after the current flow is stopped. it can. That is, when it is desired to change the swinging direction of the armature 140, that is, the moving position, the current is instantaneously passed through the electromagnet 130 in the polarity (direction) corresponding to the swinging direction. Can be stopped. Therefore, even if the armature 140 is attracted to any permanent magnet, that is, in a state where the locking claw 142 meshes with the ratchet teeth 15 to fix the aperture opening, or is released from meshing with the ratchet teeth 15. In any case where the first and second blades 11 and 12 can be moved and the aperture opening can be adjusted, it is not necessary to keep the current flowing through the electromagnet 130, and the current consumption is markedly reduced. Can be reduced.

また、このロック機構10では、電磁石130、すなわちアマチュア140が一対の永久磁石110,120の間で往復方向に揺動する際には、いずれの方向に揺動する場合でも磁力によって揺動されるため、図7に示した従来のようにアマチュア302を一方向に付勢するためのスプリング303は不要であり、ロック機構を構成する部品点数を削減する上で有利である。また、このロック機構10ではアマチュア140と一対の永久磁石110,120との距離が微小寸法であるために微弱な電磁力でアマチュア140を吸着することができ、アマチュア140を初期位置に復帰させるための機構、例えば図7の従来構成のカム機構が不要になり、部品点数を削減し、かつロック機構の構成の簡略化と小型化の上で有利になる。因みに磁力は距離の二乗に反比例するため、図7の従来構成ではアマチュアを復帰させるためにカム機構等の外力による復帰動作は必須である。また、この場合に、アマチュアをいずれかの方向に揺動する際には、一方の永久磁石による吸引力と他方の永久磁石による反発力が相乗的に作用するので、アマチュアを確実にかつ迅速に揺動してロックの係止、解除を切り替えることが可能になる。   Further, in the lock mechanism 10, when the electromagnet 130, that is, the armature 140 oscillates in the reciprocating direction between the pair of permanent magnets 110 and 120, it is oscillated by the magnetic force in any direction. Therefore, the spring 303 for urging the armature 302 in one direction as in the prior art shown in FIG. 7 is unnecessary, which is advantageous in reducing the number of parts constituting the lock mechanism. Further, in this lock mechanism 10, since the distance between the armature 140 and the pair of permanent magnets 110 and 120 is very small, the armature 140 can be attracted by a weak electromagnetic force, and the armature 140 is returned to the initial position. 7, for example, the conventional cam mechanism shown in FIG. 7 is not required, which is advantageous in reducing the number of parts and simplifying and downsizing the structure of the lock mechanism. Incidentally, since the magnetic force is inversely proportional to the square of the distance, in the conventional configuration of FIG. 7, a return operation by an external force such as a cam mechanism is indispensable for returning the amateur. In this case, when the armature is swung in either direction, the attractive force by one permanent magnet and the repulsive force by the other permanent magnet act synergistically. It is possible to switch between locking and releasing the lock by swinging.

図5は本発明を実施例1と同様なロック機構に適用した実施例2の構成図である。この実施例2では、第1及び第2の一対の電磁石210,220を固定磁石として互いに対向してベース部材201の凹部203内に固定配置するとともに、これら電磁石210,220の間にアマチュア240を配設し、その基端部をベース部材201に対して支軸241により揺動可能に支持するとともに、先端部に係止爪242を設けている。また、このアマチュア240に可動磁石として両端がN極、S極に着磁された矩形棒状の永久磁石230を一体的に搭載し、この永久磁石230の両磁極端部を前記両電磁石210,220の各磁極端部の対向間隙内に配置している。前記一対の電磁石210,220はそれぞれコ字状に形成した強磁性体からなるコア211,221を有し、このコア211,221にそれぞれソレノイド212,222を巻回したものである。   FIG. 5 is a configuration diagram of a second embodiment in which the present invention is applied to the same locking mechanism as the first embodiment. In the second embodiment, the first and second pair of electromagnets 210 and 220 are fixedly disposed in the recess 203 of the base member 201 as opposed to each other as a fixed magnet, and an armature 240 is provided between the electromagnets 210 and 220. The base end portion of the base member 201 is swingably supported by the support shaft 241, and a locking claw 242 is provided at the distal end portion. In addition, a rectangular rod-shaped permanent magnet 230 magnetized with N poles and S poles at both ends as a movable magnet is integrally mounted on the armature 240, and both magnetic pole ends of the permanent magnet 230 are connected to the electromagnets 210 and 220. Are disposed in the opposing gaps of the magnetic pole ends. The pair of electromagnets 210 and 220 has cores 211 and 221 made of a ferromagnetic material formed in a U-shape, and solenoids 212 and 222 are wound around the cores 211 and 221, respectively.

この実施例2では、一対の電磁石210,220のいずれか一方のソレノイド212,222に選択的に電流を通流してコア211,221を着磁状態とすることで、永久磁石230に対して吸引力、または反発力を発生し、永久磁石230を搭載しているアマチュア240を支軸241の回りに揺動する。例えば、第1の電磁石210に電流を通流して図5のようにS極、N極を着磁すると永久磁石230は同図矢印に示す反時計方向に揺動して両磁極端部において第1の電磁石210に吸着され、係止爪242がベース部材201から突出され、実施例1と同様に図1に示したラチェット歯15に噛合してロックする。この状態で第1の電磁石210への通電を停止しても、永久磁石230と第1の電磁石210のコア211とで構成される閉磁路によって永久磁石230の吸着状態が保持され、係止爪142によるラチェット歯15のロック状態が保持される。   In the second embodiment, current is selectively passed through one of the solenoids 212 and 222 of the pair of electromagnets 210 and 220 to magnetize the cores 211 and 221 to attract the permanent magnet 230. Force or repulsive force is generated, and the armature 240 on which the permanent magnet 230 is mounted is swung around the support shaft 241. For example, when a current is passed through the first electromagnet 210 and the S and N poles are magnetized as shown in FIG. 5, the permanent magnet 230 swings counterclockwise as indicated by the arrow in FIG. 1 is attracted to the electromagnet 210, and the locking claw 242 protrudes from the base member 201, and is engaged with the ratchet teeth 15 shown in FIG. Even if energization of the first electromagnet 210 is stopped in this state, the attracted state of the permanent magnet 230 is maintained by the closed magnetic path formed by the permanent magnet 230 and the core 211 of the first electromagnet 210, and the locking claw The locked state of the ratchet teeth 15 by 142 is maintained.

また、図5に示した状態から一対の電磁石のうち第1の電磁石210のソレノイド212に反対向きの電流を通流するとともに、第2の電磁石220のソレノイド222にこれは反対向きの電流を通流すると、図6に示すように、第1の電磁石210のコア211のS極、N極の極性が反転して永久磁石230に対する反発力が作用し、同時に第2の電磁石220により永久磁石230に吸引力が発生する。これにより永久磁石230は同図に矢印で示すように時計方向に揺動して両磁極端部において第2の電磁石220に吸着され、係止爪242がベース部材201から退避され、図1に示したラチェット歯15との噛合が解除される。この状態で第1及び第2の電磁石210,220への通電を停止しても、永久磁石230と第2の電磁石220のコア221とで構成される閉磁路によって永久磁石230の吸着状態が保持され、係止爪242によるラチェット歯15のロック解除状態が保持される。   Further, from the state shown in FIG. 5, a current in the opposite direction flows through the solenoid 212 of the first electromagnet 210 of the pair of electromagnets, and a current in the opposite direction flows through the solenoid 222 of the second electromagnet 220. As shown in FIG. 6, as shown in FIG. 6, the polarities of the S and N poles of the core 211 of the first electromagnet 210 are reversed and a repulsive force acts on the permanent magnet 230, and at the same time, the second electromagnet 220 causes the permanent magnet 230. A suction force is generated. As a result, the permanent magnet 230 swings clockwise as indicated by an arrow in the drawing and is attracted to the second electromagnet 220 at both ends of the magnetic pole, and the locking claw 242 is retracted from the base member 201, as shown in FIG. The meshing with the ratchet teeth 15 shown is released. Even if the current supply to the first and second electromagnets 210 and 220 is stopped in this state, the attracted state of the permanent magnet 230 is maintained by the closed magnetic path formed by the permanent magnet 230 and the core 221 of the second electromagnet 220. Thus, the unlocked state of the ratchet teeth 15 by the locking claws 242 is maintained.

このように、実施例2においても、第1及び第2の電磁石210,220に対して瞬時的に電流を通流することで永久磁石230の揺動位置を変更し、アマチュア240によるロック及びロック解除を切り替えることができ、その後は電流の通流を停止してもアマチュア240の揺動位置を保持することができるので消費電力を低減することが可能である。また、アマチュアを一方向に付勢するためのスプリング等が不要であり、かつアマチュアを初期位置に復帰させるためのカム機構が不要であることは実施例1と同じである。   As described above, also in the second embodiment, the swing position of the permanent magnet 230 is changed by instantaneously passing a current through the first and second electromagnets 210 and 220, and the armature 240 is locked and locked. The release can be switched, and after that, even if the current flow is stopped, the swing position of the amateur 240 can be maintained, so that the power consumption can be reduced. Further, as in the first embodiment, a spring or the like for urging the amateur in one direction is unnecessary, and a cam mechanism for returning the amateur to the initial position is unnecessary.

前記実施例1,2ではアマチュアを揺動する構成例について説明したが、本発明の電磁駆動装置では、一対の永久磁石や電磁石で挟まれた領域に電磁石や永久磁石を搭載したアマチュアを配設し、このアマチュアの移動位置を変更する構成であれば、アマチュアを揺動させるのみならず、一対の固定磁石が対向された方向に沿って直線方向に移動させる構成としても良いことは言うまでもない。   In the first and second embodiments, the example of the configuration for swinging the armature has been described. However, in the electromagnetic drive device of the present invention, an armature equipped with an electromagnet or a permanent magnet is disposed in a region sandwiched between a pair of permanent magnets or an electromagnet. Of course, as long as the moving position of the armature is changed, the armature can be moved in a linear direction along a direction in which the pair of fixed magnets face each other.

また、本発明の電磁駆動装置は、実施例1で示したカメラの絞り機構に適用するのみならず、各種の電子機器において機械的な切り替えを行う機構要素して適用できることも可能である。   Further, the electromagnetic drive device of the present invention can be applied not only to the diaphragm mechanism of the camera shown in Embodiment 1, but also as a mechanism element that performs mechanical switching in various electronic devices.

本発明の電磁駆動装置が適用されるカメラの絞り機構の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the aperture mechanism of the camera to which the electromagnetic drive device of this invention is applied. 本発明の実施例1のロック機構(電磁駆動装置)の一部を破断した平面構成図である。It is the plane block diagram which fractured | ruptured a part of locking mechanism (electromagnetic drive device) of Example 1 of this invention. 図2のA−A線に沿う箇所の断面図である。It is sectional drawing of the location which follows the AA line of FIG. 実施例1の作用を説明するための図2と同様な平面構成図である。FIG. 3 is a plan configuration diagram similar to FIG. 2 for explaining the operation of the first embodiment. 実施例2の平面構成図である。6 is a plan configuration diagram of Example 2. FIG. 実施例2の作用を説明するための図5と同様な平面構成図である。FIG. 6 is a plan configuration diagram similar to FIG. 5 for explaining the operation of the second embodiment. 従来のロック機構(電磁駆動装置)の一例の構成図である。It is a block diagram of an example of the conventional lock mechanism (electromagnetic drive device).

符号の説明Explanation of symbols

10 ロック機構(電磁駆動装置)
11 第1羽根板
12 第2羽根板
13 スプリング
14 絞り開口
15 ラチェット歯
16 チャージレバー
101 ベース部材
110 第1の永久磁石(第1の固定磁石)
120 第2の永久磁石(第2の固定磁石)
130 電磁石(可動磁石)
140 アマチュア
142 係止爪
210 第1の電磁石(第1の固定磁石)
220 第2の電磁石(第2の固定磁石)
230 永久磁石(可動磁石)
240 アマチュア
242 係止爪

10 Locking mechanism (electromagnetic drive device)
11 First blade 12 Second blade 13 Spring 14 Aperture opening 15 Ratchet teeth 16 Charge lever 101 Base member 110 First permanent magnet (first fixed magnet)
120 second permanent magnet (second fixed magnet)
130 Electromagnet (movable magnet)
140 Amateur 142 Locking Claw 210 First Electromagnet (First Fixed Magnet)
220 Second electromagnet (second fixed magnet)
230 Permanent magnet (movable magnet)
240 amateur 242 claw

Claims (9)

対向配置された一対の固定磁石と、前記固定磁石間に配置された可動磁石とを備え、前記固定磁石又は可動磁石のいずれか一方を電磁石で構成し、他方を永久磁石で構成し、前記電磁石に電流を通流して着磁したときに発生する吸引磁力により前記可動磁石を前記一対の固定磁石のいずれか一方に吸着させる構成としたことを特徴とする電磁駆動装置。   A pair of fixed magnets arranged opposite to each other, and a movable magnet arranged between the fixed magnets, wherein either the fixed magnet or the movable magnet is composed of an electromagnet, and the other is composed of a permanent magnet, the electromagnet An electromagnetic driving device characterized in that the movable magnet is attracted to either one of the pair of fixed magnets by an attractive magnetic force generated when the magnet is magnetized by passing a current through it. 前記一対の固定磁石は磁極が互いに反対に向けられた状態で対向配置された永久磁石で構成され、前記可動磁石は電流が通流されたときに着磁される電磁石で構成され、前記電磁石に通流する電流の向きによって当該電磁石を前記一対の永久磁石のいずれか一方に吸着させる構成としたことを特徴とする請求項1に記載の電磁駆動装置。   The pair of fixed magnets is composed of permanent magnets arranged opposite to each other with magnetic poles facing opposite to each other, and the movable magnet is composed of an electromagnet that is magnetized when a current is passed through the electromagnet. The electromagnetic drive device according to claim 1, wherein the electromagnet is attracted to either one of the pair of permanent magnets according to a direction of a flowing current. 前記一対の永久磁石はそれぞれのS極とN極が互いに異なる磁極同士が対向配置され、前記電磁石が着磁されたときにS極又はN極となる両端部が前記一対の永久磁石の各磁極間に配設されていることを特徴とする請求項2に記載の電磁駆動装置。   In the pair of permanent magnets, magnetic poles having different S poles and N poles are opposed to each other, and both end portions that become S poles or N poles when the electromagnet is magnetized are the magnetic poles of the pair of permanent magnets. The electromagnetic drive device according to claim 2, wherein the electromagnetic drive device is disposed between the electromagnetic drive devices. 前記一対の固定磁石はそれぞれ電流が通流されたときに着磁される一対の電磁石で構成され、前記可動磁石は永久磁石で構成され、前記一対の電磁石のいずれか一方の電磁石を着磁して前記永久磁石を吸着させる構成としたことを特徴とする請求項1に記載の電磁駆動装置。   Each of the pair of fixed magnets is composed of a pair of electromagnets that are magnetized when an electric current is passed, and the movable magnet is composed of a permanent magnet, and magnetizes one of the pair of electromagnets. The electromagnetic drive device according to claim 1, wherein the permanent magnet is attracted. 前記一対の電磁石は通流する電流の向きを制御することで前記永久磁石の磁極に対向する磁極をS極又はN極に変化させることが可能であることを特徴とする請求項4に記載の電磁駆動装置。     The pair of electromagnets can change a magnetic pole facing the magnetic pole of the permanent magnet to an S pole or an N pole by controlling a direction of a current flowing therethrough. Electromagnetic drive device. 前記可動磁石は所定の作用を行うためのアマチュアに一体的に搭載されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の電磁駆動装置。   6. The electromagnetic drive device according to claim 1, wherein the movable magnet is integrally mounted on an amateur for performing a predetermined action. 前記アマチュアは基端部を中心にして揺動可能に構成され、前記可動磁石は前記アマチュアの揺動に伴って一対の固定磁石のいずれか一方に吸着されることを特徴とする請求項6に記載の電磁駆動装置。   The armature is configured to be swingable about a base end portion, and the movable magnet is attracted to one of a pair of fixed magnets as the armature swings. The electromagnetic drive device described. 前記アマチュアは前記一対の固定磁石の対向方向に直線移動可能に構成され、前記可動磁石は前記アマチュアの移動に伴って一対の固定磁石のいずれか一方に吸着されることを特徴とする請求項6に記載の電磁駆動装置。   The armature is configured to be linearly movable in an opposing direction of the pair of fixed magnets, and the movable magnet is attracted to one of the pair of fixed magnets as the amateur moves. The electromagnetic drive device described in 1. 前記アマチュアはカメラの絞り機構をロックするためのロック機構の一部を構成していることを特徴とする請求項6ないし8のいずれかに記載の電磁駆動装置。

9. The electromagnetic driving device according to claim 6, wherein the amateur constitutes a part of a lock mechanism for locking a diaphragm mechanism of a camera.

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