JP2009533704A - アクチュエータ機構及びシャッター機構 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータ機構及びシャッター機構を提供する。
【解決手段】一例では、アクチュエータ機構は、磁界を確立するための１つ又はそれよりも多くのコイル（４）と、磁界に依存する少なくとも１つの限界位置を有する回転永久磁石（８）と、永久磁石（８）に連結され、かつアクチュエータ機構に連結された部材を駆動する駆動部材（１０）とを含む。別の例では、アクチュエータ機構は、加熱された時に収縮する形状記憶合金で作られた１つ又はそれよりも多くのワイヤ（１０４）と、ワイヤ（１０４）に連結され、かつアクチュエータ機構に接続された部材を駆動する駆動部材（１１３）とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクチュエータ機構に関し、これは、アクチュエータを含み、この手段により、機構自体の適切な動き又はアクチュエータ機構に結合された他の機構の適切な動きが達成される。本発明は、シャッター機構に関し、これは、アクチュエータ機構に適用され、かつ特定の例によれば、望ましい対象物を保護するために使用される。本発明はまた、光学器械又は何らかの他の対象物を保護するシャッター機構にも関する。本発明は、同じく光学器械を備えた電子装置、特に携帯電話のような移動端末のためのシャッター機構に関する。

カメラは、カメラの光学器械及びレンズが、例えば、環境条件又は機械的影響に対する保護を必要とする移動端末、例えば、携帯電話に置かれている。レンズの汚れ又は損傷により画像品質が低下しないように、これらの影響に対して保護することが必要である。端末は、多くの場合に、手動的に移動可能なカバー又はシールドを備えているが、それらのサイズは、多くの場合に過度に大きくて、端末の構成及び設計を制限する。

更に、従来のカメラにおいては、装置のスイッチが投入された時、又はそれが使用される時に作動する電気的又は機械的シャッター構成を使用することが公知である。カメラにおいては、シャッター構成の作動は、多くの場合にカメラのズーム装置の作動と連結され、その場合、光学器械の動きもシールドを開放する。
従来技術による装置は、使用法が面倒であるか、又はそれらのサイズが大き過ぎるので、通話特性とカメラ機能とを含む例えば携帯電話又は同様な携帯装置に使用するには適さない。装置の小さなサイズ、利用可能性、及び設計態様は、機能的なシャッター構成の構造を大いに制限する。従来のカメラに使用されている機構は、多くの場合に光学器械内に可動部がないので、携帯電話にも適さない。

本発明の目的は、例えば、移動端末の光学器械を保護する際に使用するのに十分なほど小さいシャッター機構に対する構成を定めることである。
本発明の構成は、薄く小型であり、装置に統合することができる。構成の一例によれば、それは、保護される開口の周りに、例えばリングの形状に構成され、この場合、保護すべき光学器械、つまり保護を必要とするレンズ又は他の対象物は、開口部に置かれる。この構成の様々な部品は、薄くて直径の小さな構造を可能にする方法で配置される。

更に、本発明の目的は、シャッター機構の構成に適用することができるアクチュエータ機構を定めることである。アクチュエータ機構の目的は、例えばシャッター機構のためのより安定な制御された位置の１つを達成することである。アクチュエータ機構が安定位置を提供する時、例えば手動的な手又は指による又は振動による、例えば偶発的又は意図的なシャッター機構の動きは、望ましい程度まで防止される。更に、目的は、例えば給電が停止した状況において、この構成が移動する先の安定位置を提供することである。それらの安定位置により、例えばシャッター機構の作動は、正確であり、シャッター機構は、光学器械の前で部分的に動かない。本発明の目的は、機構を望ましい位置に係止することである。

本発明の目的は、作動が正確であり、言い換えると、機構によって保護される手段が、すべて保護すべき対象物の上にあるか、又はそれから完全に離れているようなアクチュエータ機構及びシャッター機構を達成することである。更に、本発明の目的は、例えば手動的影響にも関わらず、正確に作動する機構である。更に、本発明の目的は、手動的な移動を許すが、必要に応じてその所定の限界位置にも留まる機構である。本発明の目的は、装置を制動することなく係止の手動的な使用及び開放を可能にすることであり、この場合、機構は、それが位置の変化に抵抗するが、有効な力が十分である場合はその変化を最終的に許すような方法で構成される。他方、本発明の目的は、例えばシャッターブレードの位置が手動的に変えられたとしても、その電気的作動が乱されず、かつ正常作動に復帰することができる構成である。

図１及び５は、アクチュエータ機構を示している。アクチュエータ機構は、電子装置、好ましくは、カメラのレンズを保護するために使用される。カメラのレンズは、例えば、セルラーシステムに基づく携帯電話ネットワーク内で作動する携帯電話つまり移動式電話に取り付けることができる。
図１を参照すると、参照符号８は、永久磁石を示している。永久磁石８は、薄い円板であり、静止磁界を形成し、円板の異なる端部に置かれた２つの磁極（Ｎ極、Ｓ極）を含むようなものとして公知である。参照符号９は、永久磁石８の中心にある中心ピンを示しており、参照符号１０は、永久磁石８内にある駆動ピンを示している。永久磁石８は、中心ピン９によって規定される回転軸の周りで回転する。駆動ピン１０は、永久磁石８に取り付けられて、永久磁石８と共に回転する。駆動ピン１０は、永久磁石８に取り付けられ、かつアクチュエータ機構に取り付けられた他の部品を移動させる駆動部材の一例である。駆動部材のより詳細な構成は、必要に応じて広範に変えることができる。

参照符号４は、コイルを示しており、参照符号６は、コイル４によって確立される固定子を示している。図１の例においては、固定子６は、２つの相反する端部を有するリング状の閉磁路を形成する。永久磁石８は、固定子６の相反する端部間に置かれ、固定子６の各端部と永久磁石８の間の間隙によって隔てられる。参照符号１５は、閉鎖されたつまり保護された開口を示しており、この開口は、固定子６の中心に置かれている。固定子６は、薄いプレートであり、その周りにコイル４が巻き付けられる。テーパ部分１６が、固定子６内に切り込まれ、その幅が固定子６の幅を超えないように、かつ必要に応じてサイズを最小にするために、この切込み内にコイル４が収まる。コイル４は、磁路の観点から最適などこか他の場所に置くことができる。代替的に、コイルは、固定子の断面が最大である区域つまり永久磁石８に近い区域内に置かれる。できるだけ小さな固定子を目的とすることにより、この機構の重量を最適化すること、及びこの構成を軽量化することができる。アクチュエータ機構は、一定の半径を有する実質的に円形で薄い構成を形成する。閉鎖可能な開口１５は、アクチュエータ機構の中心に置かれる。

端子２０及び２１によって電流が供給される時、固定子６が確立され、その結果、永久磁石８及び駆動ピン１０が所定の角度まで回転する。固定子６が確立された時、それは、固定子６の異なる端部に配置された２つの磁極（Ｎ極、Ｓ極）を含む磁界を形成する。磁界の方向とＳ及びＮ極の位置は、電流がコイル４に対して結合される方法、及び電流の方向に依存する。電流は、コイル４に対して２つの方式で接続することができ、この場合、２つの異なる方向の磁界が作り出され、かつ磁極の位置が変わる。固定子６と永久磁石８のＳ極（又はＮ極）が互いに隣接する場合には、それらは反撥し、従って、永久磁石８は、駆動ピン１０を回転させることにより固定子６のＳ極が永久磁石８のＮ極と互いに隣接するように、中心ピン９の周りで回転する傾向がある。固定子６のＳ極と永久磁石８のＮ極は、互いに吸引し合う。固定子６は、例えば、強磁性体で作られ、これは、永久磁石８の磁界の影響により磁化される。強磁性体固定子６と永久磁石８の磁気相互作用の結果、給電が終了した時、永久磁石は、１つ又はそれよりも多くの安定位置を有する。この例においては、固定子６の磁界が永久磁石８を望ましい位置に留めておくので、シャッターブレード２の位置は、給電が終了した時でも安定している。

参照符号２は、シャッターブレードを示しており、参照符号３は、シャッターブレード２内のピンを示している。シャッターブレード２は、ピン３によって規定される回転軸の周りで回転する。ピン３は、シャッターブレード２に取り付けられる。ピン３は、固定子６の開口内に収まり、開口内で回転可能である。ピン３の周りにはワッシャ１１があり、このワッシャは、シャッターブレード２と固定子６の間に置かれる。ピン３は、ロックワッシャ１２によってその定位置に係止され、このロックワッシャ１２は、ピン３を係止して固定子６に着座する。ワッシャ１１とロックワッシャ１２は、固定子６の相反する側面上に着座する。

参照符号７は、ベースプレートを示している。ベースプレート７は、固定子６の隣に置かれ、かつ開口１５を閉鎖しない。ベースプレート７は、位置決めピンを備えており、この位置決めピンは、固定子６の孔内に収まる。ベースプレート７内にはワッシャ１２の位置に開口があって、ロックワッシャ１２が固定子６に隣接してこの開口内に着座する。ベースプレート７は、コイル４が存在している固定子６の区域まで広がることはなく、かつそれは、コイル４に隣接して着座しないので、アクチュエータ機構の厚みが増大することはない。ベースプレート７は、永久磁石８に隣接するまで広がり、その中に空所が形成され、永久磁石８は、この空所内で回転することができる。中心ピン９は、ワッシャ１２内の開口まで延びている。

永久磁石８は、磁石ホルダ１によってその定位置に閉じ込められる。永久磁石８は、ベースプレート７と磁石ホルダ１の間に着座する。磁石ホルダ１は、固定子６に取り付けられる。磁石ホルダ１は、位置決めピンを備えており、これが固定子６の孔内に収まる。中心ピン９は、磁石ホルダ１内の開口まで延びている。磁石ホルダ１は、コイル４が存在している固定子６の区域までは広がらない。磁石ホルダ１と駆動ピン１０は、固定子６の同じ側面上に置かれ、磁石ホルダ１は、駆動ピン１０の円弧状の動きを可能にする。磁石ホルダ１は、駆動ピン１０の動きに対応する扇形開口を形成する。一例においては、扇形開口の縁部は、駆動ピン１０の許された動きの限界点を規定して、永久磁石８を停止させる。この例では、磁石ホルダ１は、扇形開口を形成し、その角度は、中心ピンを中点として１２０°である。

図４ａによれば、ピン３は、中心ピン９及び扇形開口の中心線を通る線１９上に置かれている。この中心線は、扇形開口を２つの等しい扇形（角度α１及びα２）に、つまりこの例では、２つの６０°扇形に分割する。これらの角度は、選択された幾何学形状に応じて異なってもよい。この例では、角度αｋは、１６．８度であり、かつ距離ｈは、８ｍｍである。駆動ピン１０は、上述の中心線を横切ることにより中心ピン９とピン３との間で動く。シャッターブレード２と長い開口１８は、中心ピン９とピン３との間で動く。シャッターブレード２内には、中心ピン９が滑り込む長い開口１８がある。永久磁石８が回転すると、駆動ピン１０は、長い開口１８に沿って摺り、シャッターブレード２をピン３の周りで回転させる。この例では、長い開口１８は、その一端で開いてフォークを形成しており、このフォークの幅は、駆動ピン１０の幅に対応している。長い開口１８の長さは、永久磁石８が１つの限界位置から別の限界位置まで動くことを可能にする。

ピン３つまりシャッターブレード２の回転中心は、この構成の小型化又はこの機構の作動の観点により、それぞれの場合に最も適する他の地点に置くことができる。シャッターブレード２のサイズ及び望ましい移動経路は、駆動ピン１０、開口１８、及びピン３がそこに置かれる幾何学形状を限定する。ピン３は、最適化の観点から必要である場合には、固定子６以外の部品、例えば、ベースプレート７に取り付けることができる。

図４ｂは、別の実施形態を示しており、これは、図４ａの例と同様に作動するが、駆動ピン１０が中心ピン９に対して永久磁石８の反対側で線１９を超えて移動する。従って、フォークが中心ピン９を横切る。シャッターブレード２の形態は、ピン３が固定される位置、並びに中心ピン９の位置に応じて変化する。好ましくは、シャッターブレード２は、ピン３においてある一定の角度を形成し、この場合、ピン３が永久磁石８と開口１５との間ではなく、永久磁石８の隣に置かれるので、構造は、より小さく作られる。図４ｂは、シャッターブレード２の代替的構造を示しており、開口１８は、図４ａにおけるように付加的分岐内ではなく、シャッターブレード２のフレーム内に置かれる。

図１においては、シャッターブレード２は、永久磁石８の１つの限界位置において開口１５を覆い、かつ永久磁石８の別の限界位置において開口１５から離れる方向へ移動される。シャッターブレード２は、固定子６の隣に置かれるが、固定子６及びシャッターブレード２間には、それに沿ってシャッターブレード２が容易に摺る滑り台５がある。滑り台５は、固定子６に取り付けられる。この例においては、滑り台５は、摩擦の小さなプラスチック材料から成る。マスキングテープ１３がベースプレート７及びコイル４上に取り付けられ、このテープは、リングのような形状に作られて開口１５を自由にしておく。

図２は、組み立てられた図１のアクチュエータ機構を示しており、そのシャッターブレード２は、その第１の限界位置にあって開口１５を覆っている。図３は、アクチュエータ機構を示しており、シャッターブレード２は、第２の限界位置にあって、開口１５を露出している。図２は、図１に示すリミットスイッチ１４を含まない例を示しており、図３は、コイル４がいくつかの部分に分割された固定子６を示している。リミットスイッチ１４は、固定子６に取り付けられる。リミットスイッチ１４は、シャッターブレード２がその限界位置にある時にシャッターブレード２が１つのリミットスイッチ１４を作動させ、かつ別のリミットスイッチを解放するように配置される。

図３によれば、アクチュエータ機構は、１つ又はそれよりも多くのコイル４で構成することができ、同様に固定子６は、１つ又はそれよりも多くの部分から形成することができる。固定子６の各部分は、異なるコイル４の内側において永久磁石８に対して適切な位置に置くことができる。２つの端部を含む図１に示す固定子６は、２つの別々の部分で形成することができ、図１によれば、これら２つの部分は、永久磁石８の異なる側に置かれる。固定子６は、その内側に永久磁石８が置かれる形状１７を有する。図１の固定子６は、２つ又はそれよりも多くの円弧状部分を互いに結合することによって作ることができる。形状１７は、固定子６の磁極片として働き、この磁極片の形状は、形状１７がその近くに置かれている永久磁石８の形状に対応している。この例では、固定子の断面は、磁極片において最大である。磁極片により、磁界は、固定子６の他の部分へと案内される。この例では、固定子６は、２つの磁極片、すなわち、固定子６の端部を含み、それらの間にいわゆるヨークと呼ばれる固定子６の残りの部分がある。固定子６の材料、サイズ、及び構造、永久磁石８と固定子６の間のエアスロット、磁極片の形状１７及びそのサイズは、磁界の機能性の観点から最適化される。固定子は、磁極片において、例えば、ヨークのような固定子の残りの部分よりも厚く及び／又は広くすることができる。従って、特に磁束の密度及び材料の飽和が考慮に入れられる。

図４を参照すると、中心ピン９、駆動ピン１０、及びピン３の相互の位置も、手動的又は機械的影響を受けた場合にシャッターブレード２が如何に良くその位置に留まるかということに関して影響を有する。シャッターブレード２が、例えば指により手動的に動かされた場合又は振動による影響を受けた場合ですら、機械的な力、摩擦力、又は磁界の力がシャッターブレード２を定位置に保つことが重要である。摩擦力は、駆動ピン１０と長い開口１８との間で作用し、これらの摩擦力は、シャッターブレード２の回転及び長い開口１８に沿った駆動ピン１０の動きに抵抗する。更に、形状寸法の影響により、角度αｋが小さければ小さいほど、シャッターブレード２を手動的に移動させるのに要する力は大きくなる。シャッターブレード２の限界位置の機械的係止は、中心ピン９、駆動ピン１０、及びピン３が直角三角形を形成する状態、つまり角度αｋが０°である状態で達成される。しかし、シャッターブレード２は、大きな力により構成が壊れることなく手動的に開放可能でなくてはならず、従って、角度αｋは、０°よりも大きく、この例では、１６−１７°、より正確には１６．８°である。角度αｋは、開放するための機械的力をどれほど大きく規制することが望ましいかに応じて、適切に決定される。開放力は、シャッターブレードが磁力又はアクチュエータ機構の他の構成によって同時に影響を受けるか否かによっても影響される。

唯１つ又は更に４つのコイルも磁界を確立するのに十分であり、これらのコイルは、永久磁石８がコイル４の磁界内にあるように、永久磁石８に対する適切な位置に置かれる。コイルを永久磁石８の近くに置くことが有利であり、かつ固定子６が使用され、固定子のサイズ及び構造が変化する場合にも、その直ぐ近くに置くことが有利である。固定子内の強磁性体材料の量は、コイルを永久磁石の近くに置くことによって最小にすることができる。コイル４に電流が供給される時、永久磁石８は、磁界の影響により望ましい位置へと回転し、これと同時にシャッターブレード２の位置を案内する。長い開口１８と駆動ピン１０の相互位置及び摩擦力は、電流がコイル４に供給されていない時及び磁界が存在していない時に、シャッターブレード２がどれほど良く異なる位置に留まるかを決める。これは、特に角度αｋによって影響を受ける。

永久磁石８は、機械的ブレーキ２２によっても影響を受け、図４ｂによれば、この機械的ブレーキ２２は、調節可能であり、永久磁石８の手動回転に抵抗する。ブレーキ２２及び永久磁石８間の摩擦は、永久磁石８を回転させるのに要する力を形成する。この力は、例えば、所望時に永久磁石８を回転させる磁界によって生じる力よりも小さい。永久磁石８は、ブレーキ２２により図２及び３に示すシャッター機構に抵抗する２つの安定位置を備えている。

代替的に又はブレーキ２２に加えて、駆動ピン１０が長い開口１８内で如何に容易に動くかに影響を及ぼすことができる。これは、駆動ピン１０の材料及びパターン、及び開口１８の表面によって影響を受けるが、開口１８に１つ又はそれよりも多くの可撓性拘束器２３を置くことも可能であり、これらの拘束器は、例えば、バネによって作られる。駆動ピン１０を移動させる力、例えば、磁界によって引き起こされる力が十分に大きい場合には、拘束器２３は、反対力を生じて撓む。他方、拘束器２３は、その位置へと戻ろうとし、かつ駆動ピン１０と同時に永久磁石８を望ましい位置、例えば、図２及び３の位置に維持する。拘束器２３により、永久磁石８に、２つの安定位置つまりシャッターブレードの開放及び閉鎖位置を提供する。

図４ｂは、一例としてバネ２４をも示しており、このバネ２４によって永久磁石８に１つの安定位置が提供され、永久磁石８は、コイル４に対する給電が停止した時この安定位置へと動く。バネ２４は、磁界の影響により永久磁石８がそこから移動される出発位置へと永久磁石８を引き戻す。これは、例えば、シャッターブレード２の閉鎖位置である。バネ２４又は拘束器２３が使用される場合には、磁界を常時維持しておくことは必須要件ではない。

シャッターブレード２は、好ましくは、カメラ内又は他の小型電子装置、特にカメラ機能を備えた電話機内にあるレンズのための可動保護として作動する。シャッターブレード２は、例えば、シャッターブレード２の背後で開口１５に置かれたレンズの表面に対して機械的対象物及び影響がそれらの影響を及ぼすことができないように、開口１５を遮蔽する。開口１５を閉じるためのシャッターブレードの第１の限界位置は、強く安定な位置として定めることができ、かつ開口１５を開放するためのシャッターブレードの第２の限界位置は、弱く安定な位置として定めることができる。シャッターブレードに影響する諸々の力は、シャッターブレードを開放するよりもそれを閉じる方が容易であるように構成される。これらの力は、この機構のブレーキ、バネ、拘束器、その他の機能に関連している。

図５は、形状記憶合金を利用したアクチュエータ機構を示している。ワイヤ１０４は、温まると収縮する形状記憶合金で作られる。ワイヤ１０４は、これに電流を流すことによって温まる。形状記憶合金は、それ自体公知であり、かつそれらは、ワイヤ１０４の形状に作ることができる。このワイヤは、リングの形に置かれ、かつフレーム１０１をほぼ２回取り囲むほどの長さである。リング状構造は、特に有用であるが、リングの曲げが不要に摩擦を増してワイヤ１０４の動きを阻害しないことが保証される限り、他の形状も使用することができる。また、長円及び楕円形状も可能である。ワイヤ１０４の両端は、適切な地点からバネ１０７及び１０８に取り付けられ、これらのバネは、フレーム１０１に取り付けられる。バネ１０７及び１０８は、ワイヤ１０４を緊張させ、かつリングの方向へのワイヤ１０４の両端の動きを可能にする。フレーム１０１は、２つの端部を含む開放リングのような形状に作られ、これらの端部間にシャッターブレード１０３が置かれる。フレーム１０１の両端内にはスロットがあって、バネ１０７及び１０８は、これらのスロットに置かれる。フレーム１０１内にはバネ１０７及び１０８のための空洞があって、バネ１０７及び１０８は、この空洞内でフレーム１０１と共に動くことができる。ワイヤ１０４の第１の部分１０４ａは、バネ１０８からワイヤホルダ１１３まで延びて、フレーム１０１内で開口１１６及びシャッターブレード１０３の周りのほぼ全体を取り囲む。ワイヤ１０４の第２の部分１０４ｂは、バネ１０７からワイヤホルダ１１３まで延びて、フレーム１０１内で開口１１６及びシャッターブレード１０３の周りのほぼ全体を取り囲む。ワイヤホルダ１１３は、ワイヤ１０４に取り付けられ、従って、ワイヤ１０４の動きは、ワイヤホルダ１１３をも移動し、ワイヤホルダ１１３は、その中央点が支持ピン１１０である円弧の形状に移動する。ワイヤホルダ１１３は、ワイヤに取り付けられ、かつアクチュエータ機構に取り付けられた他の部材を移動させる駆動部材の一例である。駆動部材のより詳細な構成は、必要に応じて更に広く変えることができる。

ワイヤホルダ１１３は、シャッターブレード１０３に取り付けられる。この例では、ピン１１４がこの取付けのために使用される。シャッターブレード１０３は、支持ピン１１０及び軸受１１１によってベースプレート１１５に対して回転可能に取り付けられる。シャッターブレード１０３は、１つの限界位置から別の限界位置まで円弧状に移動する。閉鎖可能な開口１１６が、アクチュエータ機構の中心に置かれる。アクチュエータ機構の厚みを低減するために、リミットスイッチ１０９が、フレーム１０１に接してベースプレート１１５に取り付けられる。シャッターブレード１０３は、ベースプレート１１５の隣に置かれるが、両者間には滑り台１０６があって、シャッターブレード１０３は、この滑り台１０６に沿って容易に滑る。滑り台１０６は、ベースプレート１１５に取り付けられる。この例では、滑り台１０６は、摩擦の小さなプラスチック材料で作られる。

シャッターブレード１０３は、双安定バネ１０５によって２つの限界位置において保持される。バネ１０５の双安定機能は、バネ１０５の第１の端部を止めピン１０２によってシャッターブレード１０３に取り付け、かつ他の端部を止めピン１１２によってベースプレート１０５及び／又はフレーム１０１に取り付けることによってもたらされる。バネ１０５の両端は、フォークを形成し、かつバネ１０５は、両端を連結するネジ部を含み、このネジ部は、両端を互いに引き離すこと及び両端を互いに近づけることの両方に抵抗する。

図６は、組み立てられた図５のアクチュエータ機構を示しており、そのシャッターブレード１０３は、第１の限界位置にあって、開口１１６を覆っている。図７は、アクチュエータ機構を示しており、シャッターブレード１０３は、第２の限界位置にあって、開口１１６を露出している。リミットスイッチ１０９は、シャッターブレード１０３が限界位置にある時、シャッターブレード１０３が１つのリミットスイッチ１０９を作動させ、かつ別のリミットスイッチ１０９を解放するように置かれる。バネ１０５は、シャッターブレード１０３をそれらの位置へと回転させ、そこでシャッターブレード１０３の位置を維持し、かつ別の限界位置に向うシャッターブレード１０３の動きに抵抗する。

形状記憶合金で作られたワイヤ１０４は、次のように作動する。電流は、端子１１７及び１１９間、又は端子１１８及び１１９間に供給される。この例では、端子１１９は、ワイヤホルダ１１３に結合される。図６の状態において、電流は、バネ１０７とワイヤホルダ１１３の間で流れ、ワイヤ部分１０４ｂを収縮させる。フレーム１０１は、ワイヤ１０４をリングの形状に保持して、リングの直径が減少するのを防止するので、ワイヤ部分１０４ｂがバネ１０７を引っ張る。フレーム１０１内にはいくつかの案内点があり、それらの案内点を通ってワイヤ１０４は曲がり、かつ案内点と案内点の間でワイヤ１０４は自由であるので、他の構成への熱伝導は殆どない。バネ１０７は、フレーム１０１に対して既に曲げられているので、それ以上曲がることはできず、従って、ワイヤ部分１０４ｂがワイヤホルダ１１３を引っ張る。ワイヤ部分１０４ｂの牽引力がバネ１０５の保持力に打ち勝って、シャッターブレード１０３の回転を達成する。この例では、シャッターブレード１０３は、図７によれば開口１１６から離れる方向へ動く。バネ１０５は、最終段階でシャッターブレード１０３の回転を助け、かつシャッターブレード１０３をその限界位置において保持する。給電が止むと、ワイヤ部分１０４ｂが冷えて、バネ１０７がワイヤを引っ張る時に長くなる。バネ１０７は、その力がワイヤ１０４に影響する時、ワイヤ１０４は今や長くなることができるので、もはやフレーム１０１に抗することなく動く。ワイヤ１０４がその最大長に到達する時、バネ１０７は、ワイヤ１０４を緊張した状態に保つ。ワイヤ１０４が伸張している間、ワイヤホルダ１１３の位置が動く。バネ１０７は、ワイヤ部分１０４ｂを緊張させて、フレーム１０１の周方向へワイヤ１０４を引っ張る。ワイヤ部分１０４ｂの長さは、ワイヤホルダ１１３の動きがバネ１０７をフレーム１０１に向けて引っ張るように選択され、かつワイヤ部分１０４ａの長さは、ワイヤホルダ１１３の逆平行移動がバネ１０８をフレーム１０１から離れる方向へ引っ張るように選択される。

図７の状況において、電流がバネ１０８とワイヤホルダ１１３との間で流れ、ワイヤ部分１０４ａを収縮させる。ワイヤ部分１０４ａは、バネ１０８を引っ張る。バネ１０８は、フレーム１０１に対して既に曲げられているので、それ以上曲がることはできず、従って、ワイヤ部分１０４ａがワイヤホルダ１１３を引っ張る。ワイヤ部分１０４ａの牽引力がバネ１０５の保持力に打ち勝って、シャッターブレード１０３の回転を達成する。この例では、シャッターブレード１０３が動いて、図６によれば開口１１６を覆う。バネ１０５は、最終段階でシャッターブレード１０３の回転を助け、かつシャッターブレード１０３をその限界位置において保持する。給電が止むと、ワイヤ部分１０４ａは、冷えて、バネ１０８がワイヤを引っ張るから長くなる。バネ１０８の力がワイヤ１０４に影響する時、ワイヤ１０４は今や長くなることができるので、バネ１０８は、もはやフレーム１０１に抗することなく動く。ワイヤ１０４がその最大長に到達する時、バネ１０８は、ワイヤ１０４を緊張した状態に保つ。ワイヤ１０４が伸張している間、ワイヤホルダ１１３の位置が動く。バネ１０８は、ワイヤ部分１０４ａを緊張させて、フレーム１０１の周方向へワイヤ１０４を引っ張る。

図８は、上述の諸例及び図５の実施形態に対する代替物を示している。ワイヤ１０４の両端に取り付けられたバネ１０７及び１０８は、温められた時に収縮する形状記憶合金を利用したバネ１２０及び１２２で置換されている。この例においても、給電は、例えば、フレーム１０１又は図５の例による他の適切な地点に取り付けられたバネ１２０の端部１２１又はバネ１２２の端部１２３に対して行われる。作動は、主として図５の例に対応する。ワイヤ１０４とバネ１２０及び１２２とは、別々の部品として作られ、又はバネ１２０及び１２２は、ワイヤ１０４と一体的なアセンブリを形成する。バネ１２０及び１２２は、給電がワイヤ部分１０４ａを通じて行われる場合にバネ１２０が緊張し、これと同時にバネ１２２がワイヤ１０４を緊張した状態に保ち、ワイヤホルダ１１３の位置が変わるような方法で作られ、かつ事前に緊張させられる。給電が終了する時、バネ１２２は、緊張した状態を保つ。これに対応して、給電がワイヤ部分１０４ｂを通じて行われる場合には、バネ１２２が緊張し、これと同時にバネ１２０がワイヤ１０４を緊張した状態に保ち、この場合もワイヤホルダ１１３の位置を変える。給電が終了する時、バネ１２０は、緊張した状態を保つ。シャッターブレード及び双安定バネの位置は、上述のように変化する。
バネ１２０及び１２２は、例えば、コイルバネであり、それらは、ワイヤ１０４を巻くか、又はワイヤ１０４に取り付けられた対応する材料を巻くことにより作られる。コイル以外のバネ１２０及び１２２の形状も可能である。

図９は、上述の諸例とは更に別の代替物を示している。図示の代替物は、適切なフレームに取り付けることができる。この例による構造は、非常に小型で小さくなる。図８のワイヤ１０４は使用されず、温められた時に収縮する形状記憶合金を利用した２つのバネ１２４及び１２５のみが使用される。バネ１２４及び１２５の作動は、図８に示すバネ１２０及び１２２に対応するが、バネ１２４及び１２５は、１つ又はそれよりも多くの適切な駆動部材１２６に直接結合され、この駆動部材１２６は、例えば、取付け部材であり、それによってバネ１２４及び１２５は、例えば、駆動すべきシャッターブレードに取り付けられる。給電は、この例においても、バネ１２７の端部１２４又はバネ１２８の端部１２５に対して行われ、これらのバネ端部１２７及び１２８は、例えば、フレームに取り付けられる。これらのバネの各端部間には、電気回路の一部分として結合された駆動部材１２６を通じて電気回路が延びている。電気が供給されるバネは、収縮して別のバネを引っ張り、従って、駆動部材１２６を望ましい方向へ移動させる。別のバネに電気を供給することにより、駆動部材１２６は、反対方向へ移動される。シャッターブレード及び双安定バネの位置は、上述のように変化する。バネ１２４及び１２５は、例えばコイルバネであるが、上述のように作動する他の形状も可能である。

アクチュエータ機構及びそれらの細部の以上の諸例は、シャッター機構の構造又は最適化及び機能性の観点により、必要に応じて組み合わせて実施することができる。従って、例えば図４ａ及び４ｂの構成は、図１の構成に適用可能であり、かつ例えば図８及び９の構成は、図５の構成に適用可能である。構成における異なる部品のより詳細な配置は、変えることができ、例えば、望ましい形状寸法又は小型サイズを達成するために最適化される。
本発明は、以上に示した諸例のみに限定されるわけではなく、特許請求の範囲内で変化させることができる。

本発明の第１の実施形態によるアクチュエータ機構及びこれを組み込んだシャッター機構を示す図である。 本発明の第２の実施形態によるシャッター機構を示す図である。 本発明の第３の実施形態によるシャッター機構を示す図である。 本発明の第２の実施形態によるアクチュエータ機構を示す図である。 本発明の第３の実施形態によるアクチュエータ機構を示す図である。 本発明の第４の実施形態によるアクチュエータ機構及びこれを組み込んだシャッター機構を示す図である。 アクチュエータ機構及びこれを組み込んだシャッター機構の第１の安定位置を示す図である。 アクチュエータ機構及びこれを組み込んだシャッター機構の第２の安定位置を示す図である。 本発明の第５の実施形態によるアクチュエータ機構を示す図である。 本発明の第６の実施形態によるアクチュエータ機構を示す図である。

符号の説明

４ コイル
８ 回転永久磁石
１０ 駆動部材

Claims (36)

1. 磁界を確立するための１つ又はそれよりも多くのコイルと、
   前記磁界に依存する少なくとも１つの限界位置を有する回転永久磁石と、
   前記永久磁石に連結され、かつアクチュエータ機構に連結された部材を駆動する駆動部材と、
   を含むことを特徴とするアクチュエータ機構。
2. 摩擦により前記永久磁石に影響を及ぼし、該永久磁石の回転防止を目的とする１つ又はそれよりも多くのブレーキを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ機構。
3. 前記永久磁石に連結され、かつ該永久磁石の所定位置への復帰を目的とする１つ又はそれよりも多くのバネを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ機構。
4. 前記永久磁石を所定位置に保持することを目的とする１つ又はそれよりも多くの可撓性拘束器を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ機構。
5. 前記１つ又はそれよりも多くのコイルが周りに置かれた１つ又はそれよりも多くの固定子を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ機構。
6. 固定子の磁界の２つの極性を定める２つの相反する端部を含む固定子と、
   磁界を確立するために前記固定子の周りに巻かれた１つ又はそれよりも多くのコイルと、
   前記２つの相反する端部の間に置かれ、かつ前記固定子の前記磁界に依存する少なくとも１つの限界位置を有する回転永久磁石と、
   シャッターブレードが開口を閉じる第１の限界位置と、シャッターブレードが開口を露出する第２の限界位置とを有する回動シャッターブレードと、
   前記回転永久磁石及び前記回動シャッターブレードを互いに連結させ、かつ該永久磁石による駆動によって該シャッターブレードを回動させる駆動部材と、
   を含むことを特徴とするシャッター機構。
7. 前記回動シャッターブレードは、前記開口を通じて作用する機械的影響を防止することを特徴とする請求項６に記載のシャッター機構。
8. 前記固定子は、中央部に前記開口を含む開放リングのような形状に作られることを特徴とする請求項６に記載のシャッター機構。
9. ベースプレート及び磁石ホルダが、前記固定子の相反する側に置かれ、前記永久磁石は、それらの間に回転可能に置かれていることを特徴とする請求項６に記載のシャッター機構。
10. 前記シャッターブレードは、前記固定子に対して回転可能に連結され、該固定子及び前記永久磁石は、同じレベルに置かれ、該シャッターブレードは、該固定子及び該永久磁石と共に移動し、該シャッターブレードと該磁石ホルダは、同じレベルに置かれていることを特徴とする請求項９に記載のシャッター機構。
11. 前記ベースプレート、前記シャッターブレード、又は前記磁石ホルダは、前記コイルが巻かれたシャッターの区域まで延びないことを特徴とする請求項９に記載のシャッター機構。
12. 前記駆動部材は、前記永久磁石に連結された駆動ピンと、該駆動ピンが滑り込んだ前記シャッターブレードの長い開口とを含むことを特徴とする請求項６に記載のシャッター機構。
13. 前記シャッターブレードの前記第１の限界位置は、強く安定であり、該シャッターブレードの前記第２の限界位置は、弱く安定であることを特徴とする請求項６に記載のシャッター機構。
14. 前記シャッターブレードの前記第１の限界位置及び前記第２の限界位置を検出するための２つのリミットスイッチを更に含むことを特徴とする請求項６に記載のシャッター機構。
15. 加熱された時に収縮する形状記憶合金で作られた１つ又はそれよりも多くのワイヤと、
    前記ワイヤに連結され、かつアクチュエータ機構に接続された部材を駆動する駆動部材と、
    を含むことを特徴とするアクチュエータ機構。
16. 前記ワイヤの相反する端部に置かれ、かつ該ワイヤを緊張させて該ワイヤを第１の限界位置から第２の限界位置まで回動させ、更に元へ戻す２つのバネを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載のアクチュエータ機構。
17. バネに構成された２つの前記ワイヤを更に含み、
    前記ワイヤの第１のものは、前記駆動部材を第１の方向へ移動し、該ワイヤの第２のものは、該駆動部材を第２の逆の方向へ移動させる、
    ことを特徴とする請求項１５に記載のアクチュエータ機構。
18. 前記２つのバネの少なくとも一方は、前記ワイヤと一体的に作られるか又は該ワイヤに取り付けられたバネを含むことを特徴とする請求項１６に記載のアクチュエータ機構。
19. 前記２つのバネの少なくとも一方は、自分の位置に復帰するコイルバネ又は曲げ可能なワイヤであることを特徴とする請求項１６に記載のアクチュエータ機構。
20. 前記ワイヤを支持するフレームを更に含み、該ワイヤは、該フレームにより案内されて、第１の限界位置から第２の限界位置まで回動し、更に前記収縮により案内されて元へ戻ることを特徴とする請求項１５に記載のアクチュエータ機構。
21. 前記部材に連結され、かつ該部材の第１の限界位置を維持する第１の位置と該部材の第２の限界位置を維持する第２の位置とを有する双安定バネを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載のアクチュエータ機構。
22. 前記駆動部材は、ワイヤホルダを含み、前記ワイヤは、該ワイヤが該ワイヤホルダに対して接線方向に入って出る時にその周りにループ状に巻かれることを特徴とする請求項１５に記載のアクチュエータ機構。
23. 加熱された時に収縮する形状記憶合金で作られたワイヤと、
    前記ワイヤを支持し、かつ該ワイヤを案内して該ワイヤが第１の限界位置から第２の限界位置まで回動し、更に該ワイヤが前記収縮により案内されて元の位置に戻るフレームと、
    前記ワイヤの相反する端部に置かれ、かつ該ワイヤを緊張させて該ワイヤを前記第１の限界位置から前記第２の限界位置まで回動させ、更に元に戻す２つのバネと、
    シャッターブレードが開口を閉じる第１の限界位置とシャッターブレードが開口を露出させる第２の限界位置とを有する回動シャッターブレードと、
    前記回動するワイヤ及び前記回動シャッターブレードを互いに連結させ、かつ該ワイヤによる駆動によって該シャッターブレードを回動させる駆動部材と、
    を含むことを特徴とするシャッター機構。
24. 前記シャッターブレードに連結され、かつ該シャッターブレードの前記第１の限界位置を維持する第１の位置と、該シャッターブレードの前記第２の限界位置を維持する第２の位置とを有する双安定バネを更に含むことを特徴とする請求項２３に記載のシャッター機構。
25. 前記フレームは、前記バネの取付及び移動のための溝及び空洞が形成されて２つの端部を含むリングのような形状に作られることを特徴とする請求項２３に記載のシャッター機構。
26. 前記駆動部材と前記シャッターブレードの前記回動する点とは、前記２つの端部の間に位置していることを特徴とする請求項２５に記載のシャッター機構。
27. 前記フレームは、いくつかの案内点を含み、該案内点は、リングの形状に置かれ、前記ワイヤは、これを通して曲がることによって延び、かつ該ワイヤは、これらの間で自由に延びることを特徴とする請求項２３に記載のシャッター機構。
28. 前記ワイヤは、リング状に巻かれ、かつほぼ２回の完全巻回を含み、前記駆動部材は、該ワイヤの中央部に連結されていることを特徴とする請求項２３に記載のシャッター機構。
29. 中央部に開口を含み、かつ前記フレームが取り付けられ、前記シャッターブレードが回転可能に連結されたベースプレートを更に含むことを特徴とする請求項２３に記載のシャッター機構。
30. 給電のための端子が、各バネ及び駆動部材に連結されていることを特徴とする請求項２３に記載のシャッター機構。
31. 前記駆動部材は、ワイヤホルダを含み、前記ワイヤは、該ワイヤが該ワイヤホルダに対して接線方向に入って出る時にその周りにループ状に巻かれることを特徴とする請求項２３に記載のシャッター機構。
32. アクチュエータ機構における方法であって、
    形状記憶合金で作られたワイヤを該ワイヤの長さを変化させることによって望ましい形状に支持する段階と、
    前記ワイヤの両端に置かれたバネによりワイヤ緊張力を維持する段階と、
    前記ワイヤの一端と該ワイヤの中央部の間に該ワイヤを収縮させる電流を通電する段階と、
    前記ワイヤの長さの前記短縮の結果として、かつ一端をその位置に維持することにより、該ワイヤの前記中央部に取り付けられた駆動部材を移動する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
33. 前記駆動部材を通じてシャッターブレードを回動させる段階を更に含み、
    前記駆動部材は、前記回動する点の周りに回転する前記シャッターブレードに連結されている、
    ことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
34. 形状記憶合金で作られたワイヤを該ワイヤの長さを変化させることによって望ましい形状に支持するための手段と、
    前記ワイヤの両端に置かれたバネによりワイヤ緊張力を維持するための手段と、
    前記ワイヤの一端と該ワイヤの中央部の間に該ワイヤを収縮させる電流を通電するための手段と、
    前記ワイヤの長さの前記短縮の結果として、かつ一端をその位置に維持することにより、該ワイヤの前記中央部に取り付けられた駆動部材を移動するための手段と、
    を含むことを特徴とする装置。
35. 前記駆動部材を通じてシャッターブレードを回動させるための手段を更に含み、
    前記駆動部材は、前記回動する点の周りに回転する前記シャッターブレードに連結されている、
    ことを特徴とする請求項３４に記載の装置。
36. 前記ベースプレート、前記シャッターブレード、又は前記磁石ホルダは、前記コイルが巻かれたシャッターの区域まで延びていないことを特徴とする請求項１０に記載のシャッター機構。

Images