JP2010085442A - 電磁アクチュエータ及びカメラ用羽根駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁アクチュエータに含まれるロータの起動性及び保持力等を高める。
【解決手段】円筒状の外周面１０２ａを画定する着磁ロータ部１０２及び駆動ピン１０３を有し所定の軸線Ｌ回りに回動し得るロータ１００、励磁用のコイル１２０、着磁ロータ部の外周面に対向する円弧面１１１ａ，１１２ａを画定し通電時に互いに異なる磁極を生じる平板状の第１磁極部１１１及び第２磁極部１１２を有するヨーク１１０を備えた電磁アクチュエータにおいて、ロータ１００は、軸線方向において第１磁極部及び第２磁極部とそれぞれ対向し得るべく外周面から径方向に所定幅にて突出すると共に軸線を中心として点対称に形成された第１突出着磁部１０４及び第２突出着磁部１０５を含む。これによれば、小型化を達成しつつ、所望の駆動トルク、磁気的付勢力等を確保でき、ロータを回転端に保持する保持力の強化、ロータの高速化等を達成することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、電磁力により回転駆動力を発生する電磁アクチュエータに関し、特に、着磁されたロータの外周面に対向する磁極部を形成するヨーク等を備え、カメラのシャッタ羽根、絞り羽根、ＮＤフィルタ羽根等の羽根部材を駆動する際に適用される電磁アクチュエータ及びこれを用いたカメラ用羽根駆動装置に関する。

従来の電磁アクチュエータとしては、Ｎ極及びＳ極に二分して着磁された円筒状の外周面を有し所定の角度範囲を回動し得るロータ、励磁用のコイル、ロータの外周面に対向する円弧面を有しかつコイルへの通電によりお互いに異なる磁極を発生する第１磁極部及び第２磁極部を有する略Ｕ字状のヨーク等を備えた構成において、ロータに対して、一体的に形成されると共に外部に回転駆動力を出力する駆動ピン、ロータの軸線方向においてヨーク（の磁極部の上面又は下面）と対向するようにロータの外周面から円板状（鍔状）に延出して形成された着磁部（スラスト着磁部）を設け、駆動力及び保持力を大きくしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この電磁アクチュエータにおいては、ロータの全周に亘って鍔状（円板）状に張り出した着磁部が設けられているため、ロータの質量が増加して慣性モーメントが大きくなり、又、ヨークの第１磁極部と第２磁極部との間に生じる磁気的保持力が強くなり過ぎて、ロータの動き出しが遅くなり、一方、素早く動かすにはコイルへの通電を大きくする必要があった。
特開２００７−１５９３７７号公報

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、小型化、慣性モーメントの低減、消費電力の低減等を図りつつ、ロータとヨークの間において効率の良い磁気回路を形成して、所望の駆動トルク、磁気的吸引力（磁気的保持力）、磁気的反発力等を確保し、ロータの起動性を向上させ、カメラのシャッタ羽根、絞り羽根、ＮＤフィルタ羽根等の羽根部材を駆動する駆動源として適用する際に素早く駆動することができ、又、安定した回転駆動力及び保持力を発生し得る電磁アクチュエータ及びこれを用いたカメラ用羽根駆動を提供することにある。

本発明の電磁アクチュエータは、円筒状の外周面を画定する着磁ロータ部及び着磁ロータ部から突出して外部に駆動力を及ぼす駆動ピンを有し所定の軸線回りに回動し得るロータと、励磁用のコイルと、着磁ロータ部の外周面に対向する円弧面をそれぞれ画定すると共にコイルへの通電によりお互いに異なる磁極を生じる平板状の第１磁極部及び第２磁極部を有するヨークと、を備えた電磁アクチュエータであって、上記ロータは、軸線方向において第１磁極部及び第２磁極部とそれぞれ対向し得るべく，外周面から径方向に所定幅にて突出すると共に軸線を中心として点対称に形成された第１突出着磁部及び第２突出着磁部を含む、ことを特徴としている。
この構成によれば、第１磁極部及び第２磁極部の円弧面と対向する着磁ロータ部の他に、ロータの軸線方向において平板状の第１磁極部と対向する第１突出着磁部と平板状の第２磁極部と対向する第２突出着磁部を設け、第１突出着磁部と第２突出着磁部を（軸線を中心として）点対称に形成したことにより、全周に亘って着磁突出部を設ける場合に比べて、質量を軽減、すなわち慣性モーメントを小さくすることができ、所望の磁気的保持力、磁気的吸引力及び反発力を確保しつつも、応答性（起動性）を高めて、ロータを素早く回転させることができる。すなわち、コイルへの非通電時には、第１突出着磁部と第１磁極部との間でかつ第２突出着磁部と第２磁極部との間で磁気的吸引力を生じて安定した保持力（ディテントトルク）が得られ、コイルへの通電時には、第１突出着磁部と第１磁極部との間でかつ第２突出着磁部と第２磁極部との間で強力な磁気的反発力を生じて強力な起動トルク（駆動トルク）が得られ、ロータを素早く起動（回転）させることができる。
このように、ロータとヨークの間において効率の良い磁気回路を形成したことにより、小型化を達成しつつ、所望の駆動トルク、磁気的付勢力（磁気的吸引力、磁気的反発力）等を確保することができ、ロータを回転端に保持する保持力の強化、ロータの高速化等を達成することができる。

上記構成の電磁アクチュエータにおいて、着磁ロータ部は、軸線を通る境界面により二分して着磁され、第１突出着磁部及び第２突出着磁部は、それぞれ境界面により二分して着磁されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１突出着磁部及び第２突出着磁部が、着磁ロータの着磁と同様に境界面を境に二分されるようにＮ極とＳ極に着磁されているため、第１磁極部及び第２磁極部との間で、磁気的吸引力と磁気的反発力を得ることができ、停止時の磁気的保持力を高めることができると共に、起動時の回転トルクを高めることができる。

上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１突出着磁部は、ロータの回転角度範囲の少なくとも一方の回転端において、第１磁極部の円弧面の領域からはみ出さない外輪郭をなすように形成され、第２突出着磁部は、ロータの回転角度範囲の少なくとも一方の回転端において、第２磁極部の円弧面の領域からはみ出さない外輪郭をなすように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータの慣性モーメント（慣性質量）を抑えつつ、所望の磁気的付勢力（吸引力、反発力）を確保することができる。

上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１突出着磁部及び第２突出着磁部は、ロータの回転方向において、第１磁極部及び第２磁極部の円弧面の範囲よりも幅狭の外輪郭をなすように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータの慣性モーメント（慣性質量）を抑えつつ、所望の磁気的付勢力（吸引力、反発力）を確保することができる。

上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１突出着磁部は、軸線方向において、第１磁極部の両面に対向するように形成され、第２突出着磁部は、軸線方向において、第２磁極部の両面に対向するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１突出着磁部が第１磁極部の両面に対向するように二つ形成され、第２突出着磁部が第２磁極部の両面に対向するように二つ形成されているため、磁気的付勢力（吸引力、反発力）をより大きくすることができる。

本発明のカメラ用羽根駆動装置は、被写体光を通す開口部を有する基板と、開口部に臨む位置と開口部から退避した退避位置との間を移動自在に設けられた羽根部材と、羽根部材を駆動する駆動源とを備え、この駆動源は、上述の電磁アクチュエータのいずれか一つの電磁アクチュエータである、ことを特徴としている。
この構成によれば、駆動源として上述の電磁アクチュエータを採用するが故に、装置の小型化を達成しつつも、十分な駆動力がロータから出力されて、羽根部材は所望のタイミングで素早く駆動され、又、所定の位置（例えば、開口部に臨む位置あるいは開口部から退避した位置）に確実に保持される。

上記構成をなす電磁アクチュエータによれば、小型化、慣性モーメントの低減、消費電力の低減等を達成しつつ、ロータとヨークの間において効率の良い磁気回路を形成して、所望の駆動トルク、磁気的吸引力（磁気的保持力）、磁気的反発力等を確保し、ロータの起動性が向上した電磁アクチュエータを得ることができる。
また、上記構成をなすカメラ用羽根駆動装置によれば、駆動源として上述の電磁アクチュエータを採用するが故に、装置の小型化を達成しつつも、ロータにより得られる十分な駆動トルクにより、羽根部材（例えば、シャッタ羽根、絞り羽根、ＮＤフィルタ羽根等）を、所望のタイミングで素早く駆動させることができ、又、開口部に臨む位置又は開口部から退避した位置に確実に保持することができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図１１は、本発明に係る電磁アクチュエータを駆動源として適用したカメラ用羽根駆動装置の一実施形態を示すものであり、図１は装置が携帯電話機に搭載された状態を示す斜視図、図２は装置の分解斜視図、図３は装置の平面図、図４は装置の背面図、図５は装置の断面図、図６は電磁アクチュエータの一部をなすロータ及びヨークの平面図及び側面図並びにロータの斜視図、図７はロータとヨークの関係を説明する平面図、図８及び図９は電磁アクチュエータの動作を説明するための平面図、図１０及び図１１は羽根部材が開口部から退避した位置と開口部に臨む位置にある状態を示す平面図である。

カメラ用羽根駆動装置Ｍは、図１に示すように、操作ボタン等が配置された本体ＰＨ０、種々の情報を表示する表示パネル等が配置され本体ＰＨ０に対して開閉自在に連結された蓋体ＰＨ１等を備える携帯電話機ＰＨにおいて、本体ＰＨ０に設けられた撮影窓ＰＨｗの背後に収容して配置されている。そして、カメラ用羽根駆動装置Ｍの後方には、レンズ光学系及び撮像素子を含むカメラユニット（不図示）が収容されている。尚、カメラ用羽根駆動装置Ｍは、本体ＰＨ０に限らず、蓋体ＰＨ１に設けられてもよい。

カメラ用羽根駆動装置Ｍは、図２ないし図５に示すように、被写体光を通す開口部１０ａ，２０ａを有する基板としての地板１０及び裏板２０、開口部１０ａ，２０ａに臨む位置と開口部１０ａ，２０ａから退避した退避位置との間を移動自在に地板１０に支持された羽根部材３０、羽根部材３０を駆動する駆動源としての電磁アクチュエータＡＣ等を備えている。
電磁アクチュエータＡＣは、図２に示すように、ロータ１００、略Ｕ字状のヨーク１１０、励磁用のコイル１２０、コイル１２０を巻回すると共にヨーク１１０を固定する保持部材１３０等を備えている。

地板１０は、図２ないし図５に示すように、被写体光を通すための円形をなす開口部１０ａ、ロータ１００を回動自在に支持する支軸１１、ロータ１００の駆動ピン１０３を通す略円弧状の貫通孔１２、ヨーク１１０を位置決めする凹部１３、ネジＢを螺合するネジ穴１４、羽根部材３０を回動自在に支持する支軸１５、羽根部材３０を開口部１０ａ，２０ａから退避した退避位置に停止させるストッパ１６、羽根部材３０を開口部１０ａ，２０ａに臨む位置に停止させるストッパ１７等を備えている。
裏板２０は、図２、図４、図５に示すように、被写体光を通すための円形の開口部２０ａ、ロータ１００の駆動ピン１０３を移動自在に受け入れる円弧状の長孔２１、ネジＢを通す円孔２２、支軸１５を通す円孔２３等を備えている。そして、裏板２０は、地板１０の背面と所定の間隔をおいてネジＢにより連結され、地板１０と協働して羽根部材３０を回動自在に収容する羽根室Ｃを画定している。尚、裏板２０は、地板１０に柱を形成し、この柱に対して溶着することにより、地板１０に連結されてもよい。

羽根部材３０は、図２、図４、図５に示すように、支軸１５が挿入される円孔３１、ロータ１００の駆動ピン１０３が挿入される長孔３２を備えている。
そして、駆動ピン１０３が往復動することにより、羽根部材３０は、図１０に示すように開口部１０ａ，２０ａから退避した退避位置と、図１１に示すように開口部１０ａ，２０ａに臨む位置との間を往復動するようになっている。
尚、羽根部材３０としては、遮光性の板材により形成されたシャッタ羽根、通過する光量を減少させる絞り羽根やＮＤフィルタ羽根、あるいは、赤外光をカットするフィルタ羽根等各種の羽根部材が適用される。

ロータ１００は、図２、図５、図６に示すように、地板１０の支軸１１が通される貫通孔１０１、円筒状の外周面１０２ａを画定する着磁ロータ部１０２、着磁ロータ部１０２から突出して非着磁に（着磁しないで）形成された駆動ピン１０３、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａから径方向外側に向かって所定幅Ｗにて突出して形成された第１突出着磁部１０４及び第２突出着磁部１０５を備えている。
そして、ロータ１００は、軸線Ｌを中心として、図７に示すように、所定の回転角度範囲（作動角θ；ここでは、略３０度〜３５度の範囲）を回動し得るように地板１０に支持されている。

着磁ロータ部１０２は、円筒状の外周面１０２ａを画定するように形成され、その外周面１０２ａは軸線Ｌを通る境界面ＢＰにより周方向に二分（ここでは、１８０度ごとに二等分）されて、Ｎ極とＳ極とに着磁されている。
駆動ピン１０３は、図５及び図６に示すように、着磁ロータ部１０２と一体的にかつ樹脂材料等により非着磁に形成されており、ロータ１００の径方向に延出する腕部１０３ａ、腕部１０３ａの先端から直角に屈曲するピン部１０３ｂ、ピン部１０３ｂの先端から直角に張出して形成された抜け止め片１０３ｃを備えている。
そして、駆動ピン１０３は、図４、図５、図１０、図１１に示すように、羽根部材３０の長孔３２に挿入されて、ロータ１００の回転駆動力を外部としての羽根部材３０に及ぼすようになっている。

第１突出着磁部１０４は、図６及び図７に示すように、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａから径方向に所定幅Ｗにて突出すると共に軸線Ｌ方向においてヨーク１１０の第１磁極部１１１と所定隙間をあけて対向し得るように形成され、又、軸線Ｌを中心として第２突出着磁部１０５と点対称に形成されている。
また、第１突出着磁部１０４は、図６及び図７に示すように、境界面ＢＰにより二分されてＮ極とＳ極に着磁されている。
このように、第１突出着磁部１０４が、着磁ロータ１０２の着磁と同様に境界面ＢＰを境に二分されてＮ極とＳ極に着磁されているため、コイル１２０への非通電時において第１磁極部１１１との間で効率の良い磁気回路（第１突出着磁部１０４のＮ極→第１磁極部１１１→第１突出着磁部１０４のＳ極）が形成されて強力な磁気的保持力を得ることができ、又、コイル１２０への通電時において第１磁極部１１１との間で磁気的吸引力及び磁気的反発力を得ることができる。すなわち、停止時の磁気的保持力を高めることができると共に起動時の回転トルクを高めることができる。
さらに、第１突出着磁部１０４は、図７中の実線で示すように、ロータ１００の回転角度範囲（作動角θ）の一方側の回転端（ここでは、回転端Ｐ２）において、その外輪郭１０４ｂが、回転方向において第１磁極部１１１の円弧面１１１ａの領域からはみ出さないように形成され、かつ、図７中の二点鎖線で示すように、ロータ１００の回転角度範囲（作動角θ）の他方側の回転端（ここでは、回転端Ｐ１）において、その外輪郭１０４ａ及び外輪郭１０４ｂが、回転方向において第１磁極部１１１の円弧面１１１ａの領域からはみ出さないように形成されている。
すなわち、第１突出着磁部１０４は、ロータ１００の回転角度範囲（作動角θ）の少なくとも一方の回転端Ｐ１において、第１磁極部１１１の円弧面１１１ａの領域からはみ出さない外輪郭１０４ａをなすように形成されている。また、第１突出着磁部１０４は、ロータ１００の回転方向において、第１磁極部１１１の円弧面１１１ａの範囲よりも幅狭の（幅Ｗをなす）外輪郭１０４ａ，１０４ｂをなすように形成されている。これにより、ロータ１００の慣性モーメント（慣性質量）を抑えつつ、所望の磁気的付勢力（吸引力、反発力）を確保することができる。

第２突出着磁部１０５は、図６及び図７に示すように、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａから径方向に所定幅Ｗにて突出すると共に軸線Ｌ方向においてヨーク１１０の第２磁極部１１２と所定隙間をあけて対向し得るように形成され、又、軸線Ｌを中心として第１突出着磁部１０４と点対称に形成されている。
また、第２突出着磁部１０５は、図６及び図７に示すように、境界面ＢＰにより二分されてＮ極とＳ極に着磁されている。
このように、第２突出着磁部１０５が、着磁ロータ１０２の着磁と同様に境界面ＢＰを境に二分されてＮ極とＳ極に着磁されているため、コイル１２０への非通電時において第２磁極部１１２との間で効率の良い磁気回路（第２突出着磁部１０５のＮ極→第２磁極部１１２→第２突出着磁部１０５のＳ極）が形成されて強力な磁気的保持力を得ることができ、又、コイル１２０への通電時において第２磁極部１１２との間で磁気的吸引力と磁気的反発力を得ることができる。すなわち、停止時の磁気的保持力を高めることができると共に起動時の回転トルクを高めることができる。
さらに、第２突出着磁部１０５は、図７中の実線で示すように、ロータ１００の回転角度範囲（作動角θ）の一方側の回転端（ここでは、回転端Ｐ２）において、その外輪郭１０５ｂが、回転方向において第２磁極部１１２の円弧面１１２ａの領域からはみ出さないように形成され、かつ、図７中の二点鎖線で示すように、ロータ１００の回転角度範囲（作動角θ）の他方側の回転端（ここでは、回転端Ｐ１）において、その外輪郭１０５ａ及び外輪郭１０５ｂが、回転方向において第２磁極部１１２の円弧面１１２ａの領域からはみ出さないように形成されている。
すなわち、第２突出着磁部１０５は、ロータ１００の回転角度範囲（作動角θ）の少なくとも一方の回転端Ｐ１において、第２磁極部１１２の円弧面１１２ａの領域からはみ出さない外輪郭１０５ａをなすように形成されている。また、第２突出着磁部１０５は、ロータ１００の回転方向において、第２磁極部１１２の円弧面１１２ａの範囲よりも幅狭の（幅Ｗをなす）外輪郭１０５ａ，１０５ｂをなすように形成されている。これにより、ロータ１００の慣性モーメント（慣性質量）を抑えつつ、所望の磁気的付勢力（吸引力、反発力）を確保することができる。

ヨーク１１０は、図２、図５ないし図７に示すように、磁力線を通す磁性材料により軸線Ｌ方向に扁平（板状）でかつ略Ｕ字状に屈曲して形成され、その一端側において中心角α（ここでは、略９０度）をなす円弧面１１１ａを画定する第１磁極部１１１、その他端側において中心角α（ここでは、略９０度）をなす円弧面１１２ａを画定する第２磁極部１１２、その屈曲領域においてネジＢが通される位置決め円孔１１３を備えている。
第１磁極部１１１の円弧面１１１ａと第２磁極部１１２の円弧面１１２ａは、図７に示すように、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａと所定隙間をおいて対向すると共に軸線Ｌを中心として点対称に形成されている。

コイル１２０は、図２、図３、図５に示すように、保持部材１３０のボビン部１３１に巻回されている。
そして、コイル１２０は、通電されることにより、ヨーク１１０内に電磁力による磁力線を発生させ、又、その通電方向を切り替えることにより、ヨーク１１０の第１磁極部１１１にＮ極及び第２磁極部１１２にＳ極又は第１磁極部１１１にＳ極及び第２磁極部１１２にＮ極を発生させるものである。

保持部材１３０は、樹脂材料を用いて成型されており、図２、図３、図５に示すように、コイル１２０を巻回するボビン部１３１、ボビン部１３１の両側から延出した平板部１３２、ボビン部１３１に形成されてヨーク１１０を嵌合して固定する嵌合孔１３３、ネジＢを通す円孔１３４を備えている。
そして、保持部材１３０は、コイル１２０をボビン部１３１の周りに巻回して保持すると共に、嵌合孔１３３にヨーク１１０を嵌合して保持するようになっている。また、保持部材１３０は、ヨーク１１０及びコイル１２０を保持した状態で、ネジＢを用いて、地板１０に固定されるようになっている。尚、保持部材１３０は、円孔１３４を貫通する柱を地板１０に形成し、この柱の突出部分を平板部１３２の上面と溶着することにより、地板１０に固定されてもよい。

上記構成をなす電磁アクチュエータＡＣの動作及びカメラ用羽根駆動装置Ｍの動作について、図８ないし図１１を参照しつつ説明する。
先ず、コイル１２０に非通電の状態で、図８（ａ）に示すように、ロータ１００が時計回り（回転角度範囲の一方側）の回転端Ｐ１に位置するとき、着磁ロータ部１０２の磁極の境界線ＢＰが円弧面１１１ａ，１１２ａの範囲内にあり、第１突出着磁部１０４が第１磁極部１１１（の平面）と軸線Ｌ方向において対向し、又、第２突出着磁部１０５が第２磁極部１１２（の平面）と軸線Ｌ方向において対向している。
すなわち、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａ（Ｎ極）と第２磁極部１１２の円弧面１１２ａの間、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａ（Ｓ極）と第１磁極部１１１の円弧面１１１ａの間、第１突出着磁部１０４と第１磁極部１１１との間、第２突出着磁部１０５と第２磁極部１１２との間に、それぞれ磁気的吸引力（保持力）が生じており、ロータ１００は時計回りの回転端Ｐ１に（羽根部材３０がストッパ１６に当接して位置決めされることで）位置決めされて確実に保持される。
この状態は、カメラ用羽根駆動装置において、羽根部材３０が、図１０に示すように、ストッパ１６に当接して、開口部１０ａ，２０ａから退避した退避位置（開放位置）に位置決めされた状態に対応する。

この状態において、コイル１２０に所定向きの通電が行われると、図８（ｂ）に示すように、第１磁極部１１１にＳ極が発生し、第２磁極部１１２にＮ極が発生する。
これにより、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａ（Ｎ極）と第２磁極部１１２の円弧面１１２ａの間、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａ（Ｓ極）と第１磁極部１１１の円弧面１１１ａの間、第１突出着磁部１０４（主としてＳ極）と第１磁極部１１１との間、第２突出着磁部１０５（主としてＮ極）と第２磁極部１１２との間に、それぞれ電磁力による反発力が生じて、ロータ１００は反時計回りに素早く起動して回転し始める。

そして、ロータ１００は、反時計回りに回転して、図８（ｃ）に示すように、（回転角度範囲の他方側）の回転端Ｐ２に（羽根部材３０がストッパ１０７に当接して位置決めされることで）位置決めされて停止する。
この状態において、コイル１２０の通電が断たれると、図８（ｄ）に示すように、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａ（Ｎ極）と第１磁極部１１１の円弧面１１１ａの間、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａ（Ｓ極）と第２磁極部１１２の円弧面１１２ａの間、第１突出着磁部１０４と第１磁極部１１１との間、第２突出着磁部１０５と第２磁極部１１２との間に、それぞれ磁気的吸引力（保持力）が生じて、ロータ１００は反時計回りの回転端Ｐ２に確実に保持される。
この状態は、カメラ用羽根駆動装置において、羽根部材３０が、図１１に示すように、ストッパ１７に当接して、開口部１０ａ，２０ａに臨む位置（閉鎖位置）に位置決めされた状態に対応する。

一方、図９（ａ）に示す反時計回りの回転端Ｐ２に位置する状態において、コイル１２０に逆向きの通電が行われると、図９（ｂ）に示すように第１磁極部１１１及び第２磁極部１１２にそれぞれ逆の磁極が発生し、ロータ１００は、素早く時計回りに回転して、図９（ｃ）に示す時計回りの回転端Ｐ１に至り、コイル１２０への通電が断たれるとその回転端Ｐ１に位置決めされて保持される。
このとき、カメラ用羽根駆動装置においては、羽根部材３０は、図１１に示すように開口部１０ａ，２０ａに臨む位置（閉鎖位置）から図１０に示すように開口部１０ａ，２０ａから退避した位置（開放位置）に移動して位置決めされる。

このように、第１磁極部１１１及び第２磁極部１１２の円弧面１１１ａ，１１２ａと対向する着磁ロータ部１０２の他に、ロータ１００の軸線Ｌ方向において平板状の第１磁極部１１１（の平面）と対向する第１突出着磁部１０４と平板状の第２磁極部１１２（の平面）と対向する第２突出着磁部１０５を設けたことにより、全周に亘って着磁突出部を設ける場合に比べて、質量を軽減、すなわち慣性モーメントを小さくすることができ、所望の磁気的保持力、磁気的吸引力及び反発力を確保しつつも、応答性（起動性）を高めて、ロータ１００を素早く回転させることができる。

すなわち、コイル１２０への非通電時には、第１突出着磁部１０４と第１磁極部１１１との間でかつ第２突出着磁部１０５と第２磁極部１１２との間で磁気的吸引力を生じて安定した保持力（ディテントトルク）が得られ、コイル１２０への通電時には、第１突出着磁部１０４と第１磁極部１１１との間でかつ第２突出着磁部１０５と第２磁極部１１２との間で強力な磁気的反発力を生じて強力な起動トルク（駆動トルク）を得て、ロータ１００を素早く起動（回転）させることができる。
このように、ロータ１００とヨーク１１０の間において効率の良い磁気回路を形成したことにより、小型化を達成しつつ、所望の駆動トルク、磁気的付勢力（磁気的吸引力、磁気的反発力）等を確保することができ、ロータ１００を回転端に保持する保持力の強化、ロータ１００の高速化等を達成することができる。

図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明に係る電磁アクチュエータの他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態に対してロータの形状（第１突出着磁部及び第２突出着磁部の個数）を変更したものである。
この実施形態において、ロータ１００´は、図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、貫通孔１０１、円筒状の外周面１０２ａを画定する着磁ロータ部１０２、着磁ロータ部１０２から突出して非着磁に（着磁しないで）形成された駆動ピン１０３、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａから径方向外側に向かって所定幅Ｗにて突出して形成された２つの第１突出着磁部１０４及び２つの第２突出着磁部１０５を備えている。

すなわち、ロータ１００´において、第１突出着磁部１０４は、軸線Ｌ方向において、第１磁極部１１１の両面に対向するように形成され、第２突出着磁部１０５は、軸線Ｌ方向において、第２磁極部１１２の両面に対向するように形成されている。
これによれば、第１突出着磁部１０４が第１磁極部１１１の両面に対向するように二つ形成され、第２突出着磁部１０５が第２磁極部１１２の両面に対向するように二つ形成されているため、磁気的付勢力（吸引力、反発力）をより大きくすることができる。

図１３ないし図１６は、本発明に係る電磁アクチュエータのさらに他の実施形態を示すものであり、前述の図６に示す実施形態に対してロータの形状（第１突出着磁部及び第２突出着磁部の形状）を変更したものである。
この実施形態において、ロータ１００´´は、図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、貫通孔１０１、円筒状の外周面１０２ａを画定する着磁ロータ部１０２、着磁ロータ部１０２から突出して非着磁に（着磁しないで）形成された駆動ピン１０３、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａから径方向外側に向かって所定幅Ｗ´にて突出して形成された第１突出着磁部１０４´及び２つの第２突出着磁部１０５´を備えている。

第１突出着磁部１０４´は、図１３及び図１４に示すように、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａから径方向に所定幅Ｗ´（Ｗ´＜Ｗ）にて突出すると共に軸線Ｌ方向においてヨーク１１０の第１磁極部１１１と所定隙間をあけて対向し得るように形成され、又、軸線Ｌを中心として第２突出着磁部１０５´と点対称に形成されている。
また、第１突出着磁部１０４´は、図１３及び図１４に示すように、境界面ＢＰにより二分（ここでは、二等分）されてＮ極とＳ極に着磁されている。
このように、第１突出着磁部１０４´が、着磁ロータ１０２の着磁と同様に境界面ＢＰを境に二分されてＮ極とＳ極に着磁されているため、コイル１２０への非通電時において第１磁極部１１１との間で効率の良い磁気回路（第１突出着磁部１０４´のＮ極→第１磁極部１１１→第１突出着磁部１０４´のＳ極）が形成されて強力な磁気的保持力を得ることができ、又、コイル１２０への通電時において第１磁極部１１１との間で磁気的吸引力及び磁気的反発力を得ることができる。すなわち、停止時の磁気的保持力を高めることができると共に起動時の回転トルクを高めることができる。
さらに、第１突出着磁部１０４´は、図１４中の実線で示すように、ロータ１００´´の回転角度範囲（作動角θ）の一方側の回転端（ここでは、回転端Ｐ２）において、その外輪郭１０４ａ´及び外輪郭１０４ｂ´が、回転方向において第１磁極部１１１の円弧面１１１ａの領域からはみ出さないように形成され、かつ、図１４中の二点鎖線で示すように、ロータ１００´´の回転角度範囲（作動角θ）の他方側の回転端（ここでは、回転端Ｐ１）において、その外輪郭１０４ａ´及び外輪郭１０４ｂ´が、回転方向において第１磁極部１１１の円弧面１１１ａの領域からはみ出さないように形成されている。
すなわち、第１突出着磁部１０４´は、ロータ１００´´の回転角度範囲（作動角θ）の両方の回転端Ｐ１，Ｐ２において、第１磁極部１１１の円弧面１１１ａの領域からはみ出さない外輪郭１０４ａ´，１０４ｂ´をなすように形成されている。また、第１突出着磁部１０４´は、ロータ１００´´の回転方向において、第１磁極部１１１の円弧面１１１ａの範囲よりも幅狭の（幅Ｗ´をなす）外輪郭１０４ａ´，１０４ｂ´をなすように形成されている。これにより、ロータ１００´´の慣性モーメント（慣性質量）を抑えつつ、所望の磁気的付勢力（吸引力、反発力）を確保することができる。

第２突出着磁部１０５´は、図１３及び図１４に示すように、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａから径方向に所定幅Ｗ´（Ｗ´＜Ｗ）にて突出すると共に軸線Ｌ方向においてヨーク１１０の第２磁極部１１２と所定隙間をあけて対向し得るように形成され、又、軸線Ｌを中心として第１突出着磁部１０４´と点対称に形成されている。
また、第２突出着磁部１０５´は、図１３及び図１４に示すように、境界面ＢＰにより二分（ここでは、二等分）されてＮ極とＳ極に着磁されている。
このように、第２突出着磁部１０５´が、着磁ロータ１０２の着磁と同様に境界面ＢＰを境に二分されてＮ極とＳ極に着磁されているため、コイル１２０への非通電時において第２磁極部１１２との間で効率の良い磁気回路（第２突出着磁部１０５´のＮ極→第２磁極部１１２→第２突出着磁部１０５´のＳ極）が形成されて強力な磁気的保持力を得ることができ、又、コイル１２０への通電時において第２磁極部１１２との間で磁気的吸引力と磁気的反発力を得ることができる。すなわち、停止時の磁気的保持力を高めることができると共に起動時の回転トルクを高めることができる。
さらに、第２突出着磁部１０５´は、図１４中の実線で示すように、ロータ１００´´の回転角度範囲（作動角θ）の一方側の回転端（ここでは、回転端Ｐ２）において、その外輪郭１０５ａ´及び外輪郭１０５ｂ´が、回転方向において第２磁極部１１２の円弧面１１２ａの領域からはみ出さないように形成され、かつ、図１４中の二点鎖線で示すように、ロータ１００´´の回転角度範囲（作動角θ）の他方側の回転端（ここでは、回転端Ｐ１）において、その外輪郭１０５ａ´及び外輪郭１０５ｂ´が、回転方向において第２磁極部１１２の円弧面１１２ａの領域からはみ出さないように形成されている。
すなわち、第２突出着磁部１０５´は、ロータ１００´´の回転角度範囲（作動角θ）の両方の回転端Ｐ１，Ｐ２において、第２磁極部１１２の円弧面１１２ａの領域からはみ出さない外輪郭１０５ａ´，１０５ｂ´をなすように形成されている。また、第２突出着磁部１０５´は、ロータ１００´´の回転方向において、第２磁極部１１２の円弧面１１２ａの範囲よりも幅狭の（幅Ｗ´をなす）外輪郭１０５ａ´，１０５ｂ´をなすように形成されている。これにより、ロータ１００´´の慣性モーメント（慣性質量）を抑えつつ、所望の磁気的付勢力（吸引力、反発力）を確保することができる。

上記構成をなす電磁アクチュエータＡＣの動作及びカメラ用羽根駆動装置Ｍの動作について、図１５及び図１６、図１０及び図１１を参照しつつ説明する。
先ず、コイル１２０に非通電の状態で、図１５（ａ）に示すように、ロータ１００´´が時計回り（回転角度範囲の一方側）の回転端Ｐ１に位置するとき、着磁ロータ部１０２の磁極の境界線ＢＰが円弧面１１１ａ，１１２ａの範囲内にあり、第１突出着磁部１０４´が第１磁極部１１１（の平面）と軸線Ｌ方向において対向し、又、第２突出着磁部１０５´が第２磁極部１１２（の平面）と軸線Ｌ方向において対向している。
すなわち、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａ（Ｎ極）と第２磁極部１１２の円弧面１１２ａの間、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａ（Ｓ極）と第１磁極部１１１の円弧面１１１ａの間、第１突出着磁部１０４´と第１磁極部１１１との間、第２突出着磁部１０５´と第２磁極部１１２との間に、それぞれ磁気的吸引力（保持力）が生じており、ロータ１００´´は時計回りの回転端Ｐ１に（羽根部材３０がストッパ１０６に当接して位置決めされることで）位置決めされて確実に保持される。
この状態は、カメラ用羽根駆動装置において、羽根部材３０が、前述の図１０に示すように、ストッパ１６に当接して、開口部１０ａ，２０ａから退避した退避位置（開放位置）に位置決めされた状態に対応する。

この状態において、コイル１２０に所定向きの通電が行われると、図１５（ｂ）に示すように、第１磁極部１１１にＳ極が発生し、第２磁極部１１２にＮ極が発生する。
これにより、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａ（Ｎ極）と第２磁極部１１２の円弧面１１２ａの間、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａ（Ｓ極）と第１磁極部１１１の円弧面１１１ａの間に、それぞれ電磁力による反発力が生じて、ロータ１００´´は反時計回りに素早く起動して回転し始める。

そして、ロータ１００´´は、反時計回りに回転して、図１５（ｃ）に示すように、（回転角度範囲の他方側）の回転端Ｐ２に（羽根部材３０がストッパ１０７に当接して位置決めされることで）位置決めされて停止する。
この状態において、コイル１２０の通電が断たれると、図１５（ｄ）に示すように、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａ（Ｎ極）と第１磁極部１１１の円弧面１１１ａの間、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａ（Ｓ極）と第２磁極部１１２の円弧面１１２ａの間、第１突出着磁部１０４´と第１磁極部１１１との間、第２突出着磁部１０５´と第２磁極部１１２との間に、それぞれ磁気的吸引力（保持力）が生じて、ロータ１００´´は反時計回りの回転端Ｐ２に確実に保持される。
この状態は、カメラ用羽根駆動装置において、羽根部材３０が、前述の図１１に示すように、ストッパ１７に当接して、開口部１０ａ，２０ａに臨む位置（閉鎖位置）に位置決めされた状態に対応する。

一方、図１６（ａ）に示す反時計回りの回転端Ｐ２に位置する状態において、コイル１２０に逆向きの通電が行われると、図１６（ｂ）に示すように第１磁極部１１１及び第２磁極部１１２にそれぞれ逆の磁極が発生し、ロータ１００´´は、素早く時計回りに回転して、図１６（ｃ）に示す時計回りの回転端Ｐ１に至り、コイル１２０への通電が断たれるとその回転端Ｐ１に位置決めされて保持される。
このとき、カメラ用羽根駆動装置においては、羽根部材３０は、前述の図１１に示すように開口部１０ａ，２０ａに臨む位置（閉鎖位置）から前述の図１０に示すように開口部１０ａ，２０ａから退避した位置（開放位置）に移動して位置決めされる。

このように、第１磁極部１１１及び第２磁極部１１２の円弧面１１１ａ，１１２ａと対向する着磁ロータ部１０２の他に、ロータ１００の軸線Ｌ方向において平板状の第１磁極部１１１（の平面）と対向する第１突出着磁部１０４´と平板状の第２磁極部１１２（の平面）と対向する第２突出着磁部１０５´を設けたことにより、全周に亘って着磁突出部を設ける場合に比べて、質量を軽減、すなわち慣性モーメントを小さくすることができ、所望の磁気的保持力、磁気的吸引力及び反発力を確保しつつも、応答性（起動性）を高めて、ロータ１００を素早く回転させることができる。

すなわち、コイル１２０への非通電時には、第１突出着磁部１０４´と第１磁極部１１１との間でかつ第２突出着磁部１０５´と第２磁極部１１２との間で磁気的吸引力を生じて安定した保持力（ディテントトルク）が得られ、コイル１２０への通電時には、主として着磁ロータ部１０２と第１磁極部１１１及び第２磁極部１１２との間で強力な磁気的反発力を生じて強力な起動トルク（駆動トルク）を得ることで、ロータ１００´´を素早く起動（回転）させることができる。
このように、ロータ１００´´とヨーク１１０の間において効率の良い磁気回路を形成したことにより、小型化を達成しつつ、所望の駆動トルク、磁気的付勢力（磁気的吸引力、磁気的反発力）等を確保することができ、ロータ１００´´を回転端に保持する保持力の強化、慣性モーメント（慣性質量）のさらなる低減によるロータ１００´´の高速化等を達成することができる。

図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明に係る電磁アクチュエータのさらに他の実施形態を示すものであり、前述の図１３に示す実施形態に対してロータの形状（第１突出着磁部及び第２突出着磁部の個数）を変更したものである。
この実施形態において、ロータ１００´´´は、図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、貫通孔１０１、円筒状の外周面１０２ａを画定する着磁ロータ部１０２、着磁ロータ部１０２から突出して非着磁に（着磁しないで）形成された駆動ピン１０３、着磁ロータ部１０２の外周面１０２ａから径方向外側に向かって所定幅Ｗ´にて突出して形成された２つの第１突出着磁部１０４´及び２つの第２突出着磁部１０５´を備えている。

すなわち、ロータ１００´´´において、第１突出着磁部１０４´は、軸線Ｌ方向において、第１磁極部１１１の両面に対向するように形成され、第２突出着磁部１０５´は、軸線Ｌ方向において、第２磁極部１１２の両面に対向するように形成されている。
これによれば、第１突出着磁部１０４´が第１磁極部１１１の両面に対向するように二つ形成され、第２突出着磁部１０５´が第２磁極部１１２の両面に対向するように二つ形成されているため、磁気的付勢力（吸引力、反発力）をより大きくすることができる。

上記実施形態においては、一つの羽根部材３０を駆動する駆動源として本発明に係る電磁アクチュエータＡＣを採用したカメラ用羽根駆動装置Ｍを示したが、これに限定されるものではなく、複数の羽根部材を駆動する駆動源として本発明に係る電磁アクチュエータＡＣを採用してもよい。

以上述べたように、本発明の電磁アクチュエータは、小型化を達成しつつも、所望の保持力及び駆動トルク（起動トルク）を発生することができるため、カメラ用羽根駆動装置の駆動源として適用できるのは勿論のこと、被動部材を往復動させる必要のあるその他の光学機器あるいは電子機器等の駆動源として有用である。

本発明に係る電磁アクチュエータを駆動源として適用したカメラ用羽根駆動装置を搭載した携帯電話機を示す斜視図である。 本発明に係る電磁アクチュエータを備えたカメラ用羽根駆動装置を示す分解斜視図である。 図２に示すカメラ用羽根駆動装置の平面図である。 図２に示すカメラ用羽根駆動装置の背面図である。 図２に示すカメラ用羽根駆動装置の断面図である。 図２に示すカメラ用羽根駆動装置に含まれる電磁アクチュエータの一部をなすものであり、（ａ）はロータ及びヨークを示す平面図、（ｂ）はロータ及びヨークを示す側面図、（ｃ）はロータを示す斜視図である。 図２に示すカメラ用羽根駆動装置に含まれる電磁アクチュエータの一部をなすロータ及びヨークの関係を示す平面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、図２に示す装置に含まれる電磁アクチュエータの動作を説明するためのそれぞれの状態を示す平面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、図２に示す装置に含まれる電磁アクチュエータの動作を説明するためのそれぞれの状態を示す平面図である。 カメラ用羽根駆動装置の動作を説明するためのものであり、羽根部材が開口部から退避した退避位置にある状態を示す平面図である。 カメラ用羽根駆動装置の動作を説明するためのものであり、羽根部材が開口部に臨む位置にある状態を示す平面図である。 本発明に係る電磁アクチュエータの他の実施形態を示すものであり、（ａ）はロータ及びヨークを示す平面図、（ｂ）ロータ及びヨークを示す側面図、（ｃ）はロータを示す斜視図である。 本発明に係る電磁アクチュエータのさらに他の実施形態を示すものであり、（ａ）はロータ及びヨークを示す平面図、（ｂ）ロータ及びヨークを示す側面図、（ｃ）はロータを示す斜視図である。 図１３に示す電磁アクチュエータの一部をなすロータ及びヨークの関係を示す平面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、図１３に示す電磁アクチュエータの動作を説明するためのそれぞれの状態を示す平面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、図１３に示す電磁アクチュエータの動作を説明するためのそれぞれの状態を示す平面図である。 本発明に係る電磁アクチュエータのさらに他の実施形態を示すものであり、（ａ）はロータ及びヨークを示す平面図、（ｂ）ロータ及びヨークを示す側面図、（ｃ）はロータを示す斜視図である。

符号の説明

ＰＨ 携帯電話機
ＰＨ０ 本体
ＰＨ１ 蓋体
ＰＨｗ 撮影窓
ＡＣ 電磁アクチュエータ
Ｍ カメラ用羽根駆動装置
１０ 地板（基板）
１０ａ 開口部
１１ 支軸
１２ 貫通孔
１３ 凹部
１４ ネジ穴
１５ 支軸
１６，１７ ストッパ
２０ 裏板（基板）
２０ａ 開口部
２１ 長孔
２２，２３ 円孔
３０ 羽根部材
３１ 円孔
３２ 長孔
１００，１００´，１００´´，１００´´´ ロータ
Ｌ 軸線
１０１ 貫通孔
１０２ 着磁ロータ部
１０２ａ 外周面
１０３ 駆動ピン
１０３ａ 腕部
１０３ｂ ピン部
１０３ｃ 抜け止め片
１０４，１０４´ 第１突出着磁部
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ａ´，１０５ａ，１０５ｂ 外輪郭
１０５，１０５´ 第２突出着磁部
１１０ ヨーク
１１１ 第１磁極部
１１１ａ 円弧面
１１２ 第２磁極部
１１２ａ 円弧面
１１３ 位置決め円孔
１２０ 励磁用のコイル
１３０ 保持部材
１３１ ボビン部
１３２ 平板部
１３３ 嵌合孔
１３４ 円孔
Ｃ 羽根室
Ｂ ネジ
Ｗ 所定幅
ＢＰ 境界面
Ｐ１ 回転端
Ｐ２ 回転端
α 中心角

Claims (6)

1. 円筒状の外周面を画定する着磁ロータ部及び前記着磁ロータ部から突出して外部に駆動力を及ぼす駆動ピンを有し所定の軸線回りに回動し得るロータと、励磁用のコイルと、前記着磁ロータ部の外周面に対向する円弧面をそれぞれ画定すると共に前記コイルへの通電によりお互いに異なる磁極を生じる平板状の第１磁極部及び第２磁極部を有するヨークと、を備えた電磁アクチュエータであって、
   前記ロータは、前記軸線方向において前記第１磁極部及び第２磁極部とそれぞれ対向し得るべく，前記外周面から径方向に所定幅にて突出すると共に前記軸線を中心として点対称に形成された第１突出着磁部及び第２突出着磁部を含む、
   ことを特徴とする電磁アクチュエータ。
2. 前記着磁ロータ部は、前記軸線を通る境界面により二分して着磁され、
   前記第１突出着磁部及び第２突出着磁部は、それぞれ前記境界面により二分して着磁されている、
   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. 前記第１突出着磁部は、前記ロータの回転角度範囲の少なくとも一方の回転端において、前記第１磁極部の円弧面の領域からはみ出さない外輪郭をなすように形成され、
   前記第２突出着磁部は、前記ロータの回転角度範囲の少なくとも一方の回転端において、前記第２磁極部の円弧面の領域からはみ出さない外輪郭をなすように形成されている、
   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. 前記第１突出着磁部及び第２突出着磁部は、前記ロータの回転方向において、前記第１磁極部及び第２磁極部の円弧面の範囲よりも幅狭の外輪郭をなすように形成されている、
   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。
5. 前記第１突出着磁部は、前記軸線方向において、前記第１磁極部の両面に対向するように形成され、
   前記第２突出着磁部は、前記軸線方向において、前記第２磁極部の両面に対向するように形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一つに記載の電磁アクチュエータ。
6. 被写体光を通す開口部を有する基板と、前記開口部に臨む位置と前記開口部から退避した退避位置との間を移動自在に設けられた羽根部材と、前記羽根部材を駆動する駆動源とを備え、
   前記駆動源は、請求項１ないし５いずれか一つ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。
   

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