JP2008048538A - 電磁アクチュエータ及びそれを用いたカメラ用羽根駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボビンの中空軸部の長さを確保しつつ、略Ｕ字形をしたヨークの長さを短くすることを可能にした電磁アクチュエータ、及びその電磁アクチュエータを駆動源として用いたカメラ用羽根駆動装置を提供すること。
【解決手段】固定子枠５のボビン部５ｃは、中空軸部５ｃ−１と、その両端に形成された二つのフランジ部５ｃ−２，５ｃ−３とを有していて、フランジ部５ｃ−３には、他の部位よりも薄くした座ぐり部５ｃ−５が形成されており、中空軸部５ｃ−１の外周にはコイル６を巻回している。ヨーク７は、基部７ａと、基部７ａから長く張り出した二つの脚部７ｂ，７ｃとで略Ｕ字形をしており、脚部７ｃを中空軸部５ｃ−１に挿入したとき、その基部７ａの一部が座ぐり部５ｃ−５に嵌まり込むようになっている。そのため、座ぐり部５ｃ−５に嵌まり込んだ分だけヨーク７の全長を短くすることが可能になっている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、略Ｕ字形をしたヨークに巻回されている固定子コイルへの通電によって、永久磁石を有する回転子を往復回転させるようにした電磁アクチュエータ、及びその電磁アクチュエータを用いて、少なくとも１枚の羽根を往復作動させるようにしたカメラ用羽根駆動装置に関する。

径方向に着磁された永久磁石を有している回転子と、基部と該基部から長く張り出した二つの脚部とで略Ｕ字形をしており該二つの脚部の先端を磁極部として前記回転子の周面に対向させている少なくとも一つのヨークと、中空軸部の軸方向の両端に所定の厚さのフランジ部を有していて該中空軸部の外側にコイルを巻回しており該中空軸部をヨークの脚部の一方に巻回したボビンと、を備えていて、コイルへの通電制御によって回転子を往復回転させるようにした電磁アクチュエータが知られているが、この種の電磁アクチュエータは、薄型化を要求される機器に用いるのに有利な構成をしていることから、主にカメラに用いられている各種の羽根やレンズの駆動源として最適なものであるとされている。

そして、下記の特許文献１には、一つのヨークに対してボビンを嵌装した電磁アクチュエータを備えていて、径方向に２極に着磁された回転子が、２枚のシャッタ羽根を相反する方向へ往復作動させるようにした構成と、１枚の絞り羽根を往復作動させるようにした構成とが記載されている。また、下記の特許文献２には、重ね合わせた二つのヨークに対して共通の一つのボビンを嵌装した電磁アクチュエータを備えていて、径方向に２極に着磁された回転子が、２枚のシャッタ羽根を相反する方向へ往復作動させるようにした構成が記載されている。更に、下記の特許文献３には、回転子を挟むようにして配置された二つのヨークに対して各々ボビンを嵌装した電磁アクチュエータを備えていて、径方向に４極に着磁された回転子が、６枚の絞り羽根を同じ方向へ往復作動させるようにした構成が記載されている。

特開２００５−２４１８６６号公報 特開２００４−９５７０３号公報 特開２００５−２８４１０２号公報

上記の電磁アクチュエータを採用しているカメラ等の機器は、最近では小型化が著しく進んでいる。そのため、電磁アクチュエータの構成に対しても、一層の小型化が要求されている。そして、この種の電磁アクチュエータを小型化する場合には、大きな配置スペースを必要としているヨークの脚部を少しでも短くすることが考えられる。ところが、脚部を短くするということは、ボビンの中空軸部を短くせざるを得なくなるため、その分だけコイルの巻き数が減少して、駆動力が低下してしまうという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、上記のような構成の電磁アクチュエータにおいて、ヨークの脚部を短くしようとするときに、ボビンの中空軸部の長さをその分だけ短くしないで済むようにした電磁アクチュエータ、及びその電磁アクチュエータを駆動源として用いたカメラ用羽根駆動装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は、径方向に着磁された永久磁石を有している回転子と、基部と該基部から長く張り出した二つの脚部とで略Ｕ字形をしており該二つの脚部の先端を磁極部として前記回転子の周面に対向させている少なくとも一つのヨークと、中空軸部と該中空軸部の両端に形成された二つのフランジ部とを有していて該中空軸部の外周にはコイルを巻回しており該中空軸部を前記ヨークの一方の脚部に嵌装したとき前記基部側となる方のフランジ部には該フランジ部の他の部位よりも薄くなっていて前記基部の一部が嵌まり込む座ぐり部が形成されている少なくとも一つのボビンと、を備えているようにする。

また、前記ボビンには、前記座ぐり部の形成箇所に、前記座ぐり部に代わり、前記基部が前記コイルに接し得るようにして切欠部が形成されているようにすると、一層効果的である。

また、前記回転子は、二つの板状部材の間に配置されていて、それらのうちの一方に設けられた軸に回転可能に取り付けられているようにすると、実用的であり、さらに、前記ボビンは、前記板状部材の一方と合成樹脂で一体成形されているようにすると、コスト上で有利になる。

更に、露光用開口部を有する地板と、前記露光用開口部に進退させるために前記地板に往復作動可能に取り付けられている少なくとも１枚の羽根と、前記羽根を往復作動させる駆動源とを備えていて、前記駆動源は、上記のいずれかの電磁アクチュエータであるようにすると、極めて好適なカメラ用羽根駆動装置が得られる。

本発明は、径方向に着磁された永久磁石を有している回転子と、基部と該基部から長く張り出した二つの脚部とで略Ｕ字形をしており該二つの脚部の先端を磁極部として前記回転子の周面に対向させている少なくとも一つのヨークと、中空軸部と該中空軸部の両端に形成された二つのフランジ部とを有していて該中空軸部の外周にはコイルを巻回しており該中空軸部を前記ヨークの一方の脚部に嵌装しているボビンと、を備えた電磁アクチュエータにおいて、前記二つのフランジ部のうち前記ヨークの基部側となる方のフランジ部に、該フランジ部の他の部位よりも薄くした座ぐり部を形成し、そこに前記基部の一部が嵌まり込むようにしたため、所望の中空軸部の長さを確保した上で、ヨークの脚部を短くすることが可能になる。また、座ぐり部の形成箇所に、座ぐり部の代わりに、切欠部を形成するようにすると、ヨークの脚部を一層短くすることが可能になる。

本発明の実施の形態を、二つの実施例によって説明する。尚、図１〜図３は、実施例１を説明するためのものであり、図４は、実施例２を説明するためのものである。また、図５は、実施例１と比較し易いようにして従来例を示したものである。

本実施例は、携帯に適した情報端末機器に内蔵するデジタルカメラ用のシャッタ装置として構成したものである。そして、図１は、そのシャッタ装置を被写体側から見た平面図であり、図２は、図１に示された部材の重なり関係を分かり易く示した断面図であり、図３は、固定子枠の形状を分かり易く示した斜視図である。尚、図１においては、地板１の一部を切除して、カバー板２が分かるように示してある。

そこで、先ず、本実施例の構成を説明する。地板１は、合成樹脂製であって、平面形状は略長方形をしているが、図２から分かるように、その両面は複雑な形状をしている。そして、この地板１には、図１に示されているように、円形をした撮影光路用の開口部１ａが形成されており、その左上方向位置には、円弧状の長孔１ｂが形成されている。また、地板１との間に羽根室を構成しているカバー板２は、上記の開口部１ａと対向するところに、開口部１ａよりも直径のやや大きな開口部２ａが形成されており、上記の長孔１ｂと対向するところには、略同じ形状をした長孔２ｂが形成されている。

地板１の羽根室側の面には、羽根軸１ｃと二つのストッパ軸１ｄ，１ｅのほか、複数の取付軸１ｆが立設されている。それらのうち、羽根軸１ｃと二つのストッパ軸１ｄ，１ｅの先端は、夫々、カバー板２に形成した孔に挿入されている。また、複数の取付軸１ｆは、それらのうちの二つだけが図２に示されているが、それらは、組立前には円柱形をしており、組立時においてそれらをカバー板２の孔に貫通させ、先端を熱溶解で鍔状に変形させられることによって、カバー板２を取り付けている。そして、そのように構成された羽根室において、長孔３ａを有するシャッタ羽根３が、上記の羽根軸１ｃに対して回転可能に取り付けられている。

地板１には、羽根室とは反対側になる面に、回転子軸１ｇと二つの取付軸１ｈ，１ｉが立設されていて、電磁アクチュエータの構成部材が、それらの取付軸に取り付けられている。本実施例の電磁アクチュエータは、永久磁石を有する回転子を、固定子コイルへの通電方向に対応した方向へ、所定の角度範囲内でだけ回転させる電流制御式のモータであって、特許文献１に記載されているように、略Ｕ字形をしているヨークを一つだけ備えるように構成されたモータである。

そこで先ず、本実施例の回転子４は、径方向に２極に着磁された円筒状の永久磁石４ａを有していて、上記の軸１ｇに回転可能に取り付けられているが、図１においては、その磁極の境界を一点鎖線で示してある。また、その永久磁石４ａと一体化されていて、径方向へ張り出した合成樹脂製のアーム４ｂには、その先端に駆動ピン４ｃが設けられている。そして、その駆動ピン４ｃは、長孔１ｂから羽根室内に挿入されてシャッタ羽根３の長孔３ａに嵌合しており、その先端を、カバー板２の長孔２ｂに挿入している。尚、本実施例の永久磁石４ａは、円筒状に形成されているが、略円柱状に形成して、その両端面の中心を、地板１と後述の固定子枠５で軸受けされるようにしてもよい。また、周知のように、回転子４全体を永久磁石製としても構わない。

本実施例の固定子枠５は、合成樹脂製であって、その長さ方向の両端近傍位置に、上記の取付軸１ｈ，１ｉを挿入させるための孔５ａ，５ｂを有しており、それらの間には、ボビン部５ｃを形成している。また、そのボビン部５ｃは、中空軸部５ｃ−１と、その両端に形成された二つのフランジ部５ｃ−２，５ｃ−３とからなっていて、中空軸部５ｃ−１の外側には、コイル６が巻回されている。図３は、そのようにして中空軸部５ｃ−１にコイル６を巻回している状態の固定子枠５を、図２の右下手前位置から見た斜視図であるが、この図３からも分かるように、本実施例のフランジ部５ｃ−３には、その一部を切除された切欠部５ｃ−４が設けられていて、その切欠部５ｃ−４からだけコイル６の重なり状態が見えるようになっている。

また、本実施例のヨーク７は、基部７ａと、その基部７ａから長く張り出した二つの脚部７ｂ，７ｃとで、略Ｕ字形に形成されている。そして、その基部７ａには、上記の軸１ｉを挿入させるための孔７ｄが形成されている。また、二つの脚部７ｂ，７ｃは、一方の脚部７ｃを上記の中空軸部５ｃ−１内に挿入し、両者の先端を磁極部として、上記の永久磁石４ａの周面に対向させている。

そして、このような固定子枠５とヨーク７は、次のようにして地板１に取り付けられている。先ず、ヨーク７の脚部７ｃを中空軸部５ｃ−１に挿入しておき、一方では固定子枠５の孔５ａを、組立前には円柱形をしている地板１の取付軸１ｈに嵌合させ、他方ではヨーク７の孔７ｄと固定子枠５の孔５ｂとを、組立前には円柱形をしている地板１の取付軸１ｉに嵌合させる。その状態になると、ヨーク７は、地板１に形成された窪み内において、その壁などの規制部位によって、取付軸１ｉでの回転を制約される。そして、その後、取付軸１ｈ，１ｉの先端が熱溶解され鍔状に変形させられることによって、図１及び図２に示された取付状態が得られている。

ところで、本実施例の場合には、上記のように、フランジ部５ｃ−３に切欠部５ｃ−４が設けられているため、ヨーク７は、その脚部７ｃを中空軸部５ｃ−１に挿入した状態において、基部７ａの一部が切欠部５ｃ−４に入り込み、コイル６に接し得るようになっている。そこで、このような本実施例の構成と比較できるようにするために、固定子枠５とコイル６以外の部材の形状寸法を図１の場合と全く同じにし、フランジ部５ｃ−３には、従来のように切欠部５ｃ−４を設けることなく、シャッタ装置として構成した場合を、図５に示してある。図１と図５を比較すれば分かるように、図１に示した本実施例の場合には、明らかに、中空軸部５ｃ−１の長さが長くなっていて、コイル６の巻き数が多くなっている。そのため、本実施例の場合には、従来の構成よりも駆動力のパワーアップを図れる構成であるともいえるし、言い換えれば、所定の駆動力を確保したうえでヨーク７の長さ方向の寸法を短くすることを可能にした構成であるともいえることになる。

尚、本実施例の上記の構成においては、固定子枠５にボビン部５ｃを設けているが、特許文献２に記載されているように、固定子枠５を板状の部材とし、ボビン部５ｃを独立したボビン部材として構成するようにしても構わない。また、本実施例においては、一つのヨーク７が備えられているだけであるが、それを、特許文献２に記載されているように、重ね合わせた二つのヨークで構成するようにしても構わない。

次に、本実施例の作動を説明する。図１は、撮影待機状態を示したものであって、開口部１ａは全開状態となっている。このとき、コイル６には通電されていない。しかしながら、周知のように、このとき、回転子４は、その永久磁石４ａの磁極とヨーク７の二つの磁極部との対向配置関係によって作用する磁気吸引力により、時計方向へ回転するように付勢されており、駆動ピン４ｃによってシャッタ羽根３を反時計方向へ回転させようとしているが、シャッタ羽根３がストッパ軸１ｄに接触しているので、この状態を維持されている。そのため、この状態において、撮影者は、液晶表示装置などを介して被写体像を観察することが可能になっている。

撮影に際してレリーズボタンを押すと、それまで、固体撮像素子に蓄積されていた電荷を放出することによって、撮影のための露光が開始される。そして、所定の時間が経過すると、露光時間制御回路からの信号によって、コイル６に、順方向の電流が供給される。そのため、回転子４は反時計方向へ回転し、駆動ピン４ｃによってシャッタ羽根３を時計方向へ回転させる。それによって、シャッタ羽根３は、閉じ作動を行い、開口部１ａを完全に閉じた直後に、ストッパ軸１ｅに当接して停止する。

このようにして、開口部１ａが閉鎖状態になると、撮像情報が画像記憶装置に転送され、その転送が終わると、今度は、コイル６に対して逆方向の電流が供給される。そのため、回転子４は時計方向へ回転させられ、駆動ピン４ｃによってシャッタ羽根３を反時計方向へ回転させる。それにより、シャッタ羽根３は、開口部１ａを開いてゆき、全開した直後にストッパ軸１ｄに当接して停止する。そして、コイル６に対する通電を断った状態が、図１に示された撮影待機状態である。

尚、本実施例は、１枚のシャッタ羽根を往復回転させるようにしたシャッタ装置として構成したものであるが、本発明は、周知のように、特許文献１，２に記載されているように、２枚のシャッタ羽根を相反する方向へ同時に往復回転させるようにしたシャッタ装置としても構成することが可能である。また、そのように構成されたシャッタ装置や本実施例のようなシャッタ装置は、殆ど同じ構成のまま、レンズバリア装置として採用することも可能である。また、本発明は、本実施例のシャッタ羽根３に、開口部１ａよりも小さな円形の開口部を形成することによって、絞り装置とすることも可能であるし、シャッタ羽根３に形成した開口部にＮＤフィルタ板を取り付けることによって、フィルタ装置とすることも可能である。更に、そのようなシャッタ装置，絞り装置，フィルタ装置の二つ以上を一つのユニットとして構成してもよく、そのように構成する場合には、共通の地板上に、本実施例のような電磁アクチュエータを二つ以上設けることになる。そして、これらのことは、下記の実施例２の場合にも言えることである。

次に、図４を用いて実施例２を説明する。本実施例は、実施例１で説明した固定子枠５のフランジ部５ｃ−３の形状が異なるだけである。そのため、実施例１の説明において、フランジ部５ｃ−３の形状に関連して説明したこと以外は、全て本実施例にも適用されるので、それらについての説明は重複を避けるために省略する。また、図４は、本実施例の固定子枠５を、図３と同様にして示したものであり、図３に示した固定子枠５の場合と実質的に同じ部位には、全く同じ符号を付けてある。

本実施例の固定子枠５は、合成樹脂製であって、実施例１の固定子枠５と同様に、その長さ方向の両端近傍位置に、地板１に立設された取付軸１ｈ，１ｉを挿入させるための孔５ａ，５ｂを有しており、それらの間には、ボビン部５ｃを形成している。また、ボビン部５ｃは、中空軸部５ｃ−１と、その両端に形成された二つのフランジ部５ｃ−２，５ｃ−３とからなっていて、中空軸部５ｃ−１の外側には、コイル６が巻回されている。しかしながら、本実施例のフランジ部５ｃ−３には、実施例１における切欠部５ｃ−４が設けられておらず、その代わり、同じ箇所に、フランジ部５ｃ−３の他の部位よりも厚さを薄くした座ぐり部５ｃ−５が形成されている。

本実施例の固定子枠５は、このような形状をしているから、ボビン部５ｃの中空軸部５ｃ−１にヨーク７の脚部７ｃを挿入したとき、ヨーク７の基部７ａは、その一部が座ぐり部５ｃ−５に嵌まり込むことになる。そのため、実施例１の場合ほどではないが、図５に示した従来の構成の場合よりは、中空軸部５ｃ−１の長さを長くすることができ、コイル６の巻き数を多くすることが可能になっている。

尚、上記の各実施例における電磁アクチュエータは、コイルを巻回したボビンを一つだけ備えたものとして構成されているが、本発明の電磁アクチュエータは、そのような構成に限定されず、特許文献３に記載されているように、回転子の永久磁石を４極とし、ボビンを嵌装したヨークを二つ備えている構成にしたものも含まれる。そして、そのように構成した電磁アクチュエータを、カメラ用の羽根駆動装置に用いる場合には、特許文献３に記載されているような構成の絞り装置に限定されず、周知のように、回転子自身、又は回転子によって回転させられる回転部材の偏心位置などに、実施例１で説明した駆動ピンを設けることによって、実施例１の説明に関連して説明した各種の構成をしたシャッタ装置，絞り装置,フィルタ装置の駆動源として用いることが可能である。

シャッタ装置を被写体側から見た実施例１の平面図である。 図１に示された部材の重なり関係を分かり易く示した断面図である。 実施例１の固定子枠の形状を分かり易く示した斜視図である。 実施例２の固定子枠の形状を分かり易く示した斜視図である。 従来例の平面図である。

符号の説明

１ 地板
１ａ，２ａ 開口部
１ｂ，２ｂ，３ａ 長孔
１ｃ 羽根軸
１ｄ，１ｅ ストッパ軸
１ｆ，１ｈ，１ｉ 取付軸
１ｇ 回転子軸
２ カバー板
５ａ，５ｂ，７ｄ 孔
３ シャッタ羽根
４ 回転子
４ａ 永久磁石
４ｂ アーム
４ｃ 駆動ピン
５ 固定子枠
５ｃ ボビン部
５ｃ−１ 中空軸部
５ｃ−２，５ｃ−３ フランジ部
５ｃ−４ 切欠部
５ｃ−５ 座ぐり部
６ コイル
７ ヨーク
７ａ 基部
７ｂ，７ｃ 脚部

Claims (5)

1. 径方向に着磁された永久磁石を有している回転子と、基部と該基部から長く張り出した二つの脚部とで略Ｕ字形をしており該二つの脚部の先端を磁極部として前記回転子の周面に対向させている少なくとも一つのヨークと、中空軸部と該中空軸部の両端に形成された二つのフランジ部とを有していて該中空軸部の外周にはコイルを巻回しており該中空軸部を前記ヨークの一方の脚部に嵌装したとき前記基部側となる方のフランジ部には該フランジ部の他の部位よりも薄くなっていて前記基部の一部が嵌まり込む座ぐり部が形成されている少なくとも一つのボビンと、を備えていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
2. 前記ボビンには、前記座ぐり部の形成箇所に、前記座ぐり部に代わり、前記基部が前記コイルに接し得るようにして切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
3. 前記回転子は、二つの板状部材の間に配置されていて、それらのうちの一方に設けられた軸に回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁アクチュエータ。
4. 前記ボビンは、前記板状部材の一方と合成樹脂で一体成形されていることを特徴とする請求項４に記載の電磁アクチュエータ。
5. 露光用開口部を有する地板と、前記露光用開口部に進退させるために前記地板に往復作動可能に取り付けられている少なくとも１枚の羽根と、前記羽根を往復作動させる駆動源とを備えていて、前記駆動源は、請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁アクチュエータであることを特徴とするカメラ用羽根駆動装置。

Images