JP2012244901A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】改善されたアクチュエータを提供する。
【解決手段】アクチュエータが、固定子と、この固定子内に移動可能に取り付けられた可動部品とを含む。固定子は、ヨークと、このヨークの一方の軸端に配置されたプリント回路基板と、ヨーク内部に取り付けられたボビンと、ボビンの周囲に巻かれた巻線と、ボビンに取り付けられて巻線の端部をプリント回路基板に電気的に接続する複数の端子とを含む。ボビンは、プリント回路基板の方へ延びる複数の間隔を空けた延長部分を含む。端子は、プリント回路基板に面するボビンの延長部分のそれぞれの端部に取り付けられる。端子は、ヨークから間隔を空ける。ボビンとプリント回路基板の間の端子の自由長は、端子とヨークを短絡させる恐れのある屈曲を避けるのに十分な短さである。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクチュエータに関し、具体的には、カメラアイリス、シャッタ、又はフィルタを駆動するためのアクチュエータに関する。

図７及び図８に典型的なカメラアクチュエータを示しており、このアクチュエータは、環状ヨーク（図示せず）、ヨーク内部に取り付けられたボビン２２’、ボビン２２’上に巻かれたコイル２４’、ボビン２２’内部に備わる可動部品、ボビン２２’の一端に取り付けられた取付座２８’、及び取付座２８’に接続されヨークの一端に配置されたＰＣＢ３１’を含む。可動部品には一対のアーム３８’が取り付けられ、これらがボビンから延びて、シャッタなどの、アクチュエータによる駆動対象を駆動する。ボビン２２’の一方の軸端には、端子２６’が固定される。コイル２４’は、端子２６’の周囲にコイル線の端部２５’を巻くことにより、端子２６’に電気的に接続される。端子２６’は、ＰＣＢ３１’にも接続されて、巻線２４’をＰＣＢ３１’の回路に電気的に接続する。端子２６’は、軸方向に延びて取付座２８’の周囲に配置される。

このボビン２２とＰＣＢ３１’の間に露出する端子２６’の自由長が長すぎ、端子２６’は細いので容易に曲がってしまう。さらに、端子２６’とヨークが短絡するリスクを避けるために、ヨーク又はその少なくとも内面を絶縁すべきであり、この結果、この絶縁処理に起因してアクチュエータのコストが高くなってしまう。

解決すべきその他の問題点には、コイル線の断線がある。これらのアクチュエータでは、絶縁コイル線が非常に細く、リセット磁石２９’の取り付け中などの組み立て中に切断又は損傷のリスクにさらされる。ワイヤの口径が小さいため、熱又は機械の影響による応力により、特に損傷を受けた箇所でワイヤが断線することがある。端子が固定されリセット磁石２６受け入れ穴が形成されるボビンの軸端が平らであるため、リセット磁石受け入れ穴の近くに位置するコイル線の端部２５’が、組み立て中にリセット磁石２９’によって切断又は損傷されやすい。

従って、上述した問題点を解決できる改善されたアクチュエータを開発することが望まれている。

従って、本発明は、固定子と、該固定子内に移動可能に取り付けられた可動部品とを備えたアクチュエータであって、固定子が、ヨークと、このヨークの一方の軸端に配置されたプリント回路基板と、ヨークの内部に取り付けられて、プリント回路基板の方へ延びる複数の間隔を空けた延長部分を有するボビンと、このボビンの周囲に巻かれた、コイル端部を有する少なくとも１つの巻線と、プリント回路基板に面するボビンの延長部分のそれぞれの端部に取り付けられた複数の端子とを含み、これらの端子がヨークから間隔を空けるとともに、コイル端部をプリント回路基板に電気的に接続し、ボビンとプリント回路基板の間の端子の自由長が、端子とヨークを短絡させる恐れのある屈曲を避けるのに十分な短さであることを特徴とするアクチュエータを提供する。

端子の自由長は、端子の最大外径の３倍以下であることが好ましい。

端子の自由長は、端子の最大外径の２倍以下であることが好ましい。

延長部分はプリント回路基板に接し、延長部分の各々は、プリント回路基板に面する端部に切り欠きを有し、この延長部分の切り欠きから端子が延び、切り欠きが、端子とそれぞれのコイル端部の間の接続部を収容することが好ましい。

リセット磁石が備えられ、ボビンが、リセット磁石を受け入れるための溝を含み、この溝の開放端が、延長部分の軸端からボビンの軸方向に所定の距離だけ間隔を空けることが好ましい。

固定子は、ボビンの一端に取り付けられた取付座を含み、この取付座にプリント回路基板が固定されることが好ましい。

取付座は、ボビンの延長部分間に圧入される伸長部を含むことが好ましい。

ボビンは、可動部品を受け入れるための凹部を有する本体と、この本体の開放端に取り付けられるカバーとを含むことが好ましい。

可動部品は、シャフトと、このシャフトに固定された磁石本体と、ボビンの本体とカバーの間に定められる溝から延びる少なくとも１つのアームとを含むことが好ましい。

磁石本体は、コアに固定された環状の永久磁石を含むことが好ましい。

少なくとも１つの巻線は、駆動巻線及び感知巻線を含み、ボビンは、これらの２つの巻線を収容するための２つのチャネルを有することが好ましい。

以下、添付図面の図を参照しながら本発明の好ましい実施形態をほんの一例として説明する。図中、複数の図に示す同じ構造、要素、又は部品には、これらを示す全ての図において同じ参照番号を付けている。図示する構成部品及び特徴部の寸法は、表示の都合及び明瞭性を考慮して一般的に選択したものであり、必ずしも縮尺どおりには示していない。図は以下の通りである。

本発明の１つの実施形態による組み立てたアクチュエータを示す図である。 図１と同様の図であるが、アクチュエータの内部構造を示すためにヨークを取り除いた図である。 コイルを省いた図１のアクチュエータの分解図である。 リセット磁石をいかにしてボビンに固定するかを示す、図１のボビンを下から見た図である。 可動部品の初期位置を示す図である。 可動部品の作動位置を示す図である。 ヨークを省いた従来技術のアクチュエータを示す図である。 リセット磁石をいかにしてボビンに固定するかを示す、図７のアクチュエータのボビンを下から見た図である。

図１〜図６を参照してわかるように、カメラアイリス、シャッタ、又はフィルタなどの対象を駆動するためのアクチュエータが固定子を有する。この固定子は、環状ヨーク２１、ヨーク２１内に取り付けられたボビン２２、ボビン２２上に巻かれた巻線２４、及びヨーク２１の一端に配置されたＰＣＢ３１を含む。ＰＣＢ３１は、回路（図示せず）と、外部電源に接続するためのコネクタ３３とを含む。

ＰＣＢ３１は、ボビン２２の一端に配置されてボビン２２に固定された取付座２８によってヨーク２１に固定される。ＰＣＢ３１は、ネジなどの留め具３２によって取付座２８に固定される。留め具３２は、ＰＣＢ３１を貫通して延び、取付座２８と係合して、これによりＰＣＢ３１を取付座２８に固定する。

ボビン２２は、複数の、本実施形態では４つの、一体形成された間隔を空けた延長部分２２ｃを含み、これらの各々は軸方向に延びてＰＣＢ３１に達する。取付座２８は、好ましくは延長部分２２ｃ間に軽く圧入することにより延長部分２２ｃに係合して取付座２８をボビン２２に固定する伸長部を有する。

各延長部分２２は、ＰＣＢ３１に接する端部に形成された小さな切り欠き２２ｄを含む。固定子は４つの端子２６を含み、これらの各々は、延長部分２２ｃの内部に埋設又は挿入されて延長部分２２ｃの切り欠き２２ｄから延びる。巻線２４のコイル端部２５（図４を参照）は、切り欠き２２ｄまで軸方向に延び、端子２６の周囲に巻かれる。具体的には、コイル端部は、切り欠きによって露出された端子部分の周囲に巻かれる。コイル端部２５は、対応する端子２６に電気的に接続される。半田付け又は溶接を使用して、コイル端部２５を対応する端子２６に固定することができる。

端子２６は、ＰＣＢ３１内に形成された開口部を通過する。端子２６とＰＣＢ３１内の回路との間の接続は、端子２６をＰＣＢ３１上に半田付け又は溶接することによって行うことができる。切り欠き２２ｄによって、ＰＣＢ３１の固定中にコイル端部２５を損傷又は切断するリスクが無くなり、従ってアクチュエータの信頼性が向上する。

この実施形態では、端子２６が、ヨーク２１の内面から所定の距離だけ間隔を空けている。延長部分とＰＣＢの間の端子２６の自由長は、屈曲を避けるのに十分な短さである。従って、端子２６とヨーク２１の間の短絡のリスクが無くなる。従って、ヨーク２１を導電性材料で作成することができ、絶縁処理が不要となる。従って、ヨークを処理及び製造するコストが大幅に削減される。

自由長は、端子２６がヨーク２１に電気的に接触するのを防ぐのに十分な短さである限り、端子の最大外径の２倍又は３倍以下であることが好ましい。上述したように、自由長は、基本的に切り欠き２２ｄの深さとなる。

このアクチュエータは、ボビン２２の内部に回転自在に取り付けられた可動部品３０も有する。可動部品３０は、シャフト３５、このシャフト３５上に固定された磁石本体３６、及び少なくとも１つのアーム３８を含む。この実施形態では、可動部品３０が、対称的に構成された一対のアーム３８を含む。磁石本体３６は、シャフト上に圧入されたコアに固定された環状の又はリング型の永久磁石を含む。巻線２４は、可動部品３０を駆動するための駆動巻線２４ａ、及びアクチュエータのいずれかの動きを感知するための感知巻線２４ｂを含む。或いは、アクチュエータの要件に応じて、駆動巻線２４ａのみを有する構成も可能である。なお、図３の分解図では、巻線２４を省いている。ボビン内には、駆動巻線２４ａ及び感知巻線２４ｂをそれぞれ受け入れるためのチャネル２３ａ及び２３ｂが設けられる。

ボビン２２は、本体２２ｂ及びカバー２２ａを含む。本体２２ｂは、可動部品３０を受け入れるための凹部を含む。カバー２２ａは、本体２２ｂに可動部品３０を取り付けた後に、凹部の開放端（図３に示す上端部）に取り付けられる。組み立てた状態では、可動部品３０のシャフト３５が、本体２２ｂ及びカバー２２ａによって回転自在に支持される。ボビン２２からは、本体２２ｂとカバー２２ａの間に定められる一対のスロットを通じて２つのアーム３８が延びる。

ボビン２２内には複数の軸方向溝２７が形成され、これらの溝２７の１つに、溝２７の開放端からリセット磁石２９が挿入される。溝２７の開放端は、リセット磁石２９の挿入中に隣接する端子２６又はコイル端部２５に磁石が接触しないように、延長部分２２ｃの軸端からボビンの軸方向に所定の距離だけ間隔を空ける。図４に示すように、まずリセット磁石２９を、下側の角を溝２７に入れた状態でわずかに回転させて配置する。次に、この磁石を、側端が延長部分２２ｃの側面にぴったり接するように、矢印Ａで示すように垂直方向に回転させる。この位置では、磁石が端子及びコイル端部に近くなるが、下側の角がすでに溝内に位置するので、コイル端部又は端子に触れることはない。その後、矢印Ｂで示すように磁石を溝内に押し込んで、溝２７の底部に固定する。

この実施形態では、各延長部分２２ｃが、端子２６を挿入するための軸方向の穴を含む。この穴を円形とし、端子２６の断面を矩形として、端子２６を穴に軽く圧入することが好ましい。ボビンの外面にはリブが設けられ、ヨークとの緊密な接続部を形成するように固定される。ボビンカバー２２ａ上には、スナップ式の戻り止めが設けられ、取付板内に形成されたスロットを通じてこの戻り止めを押すことなどにより、アクチュエータの取り付けを容易にする。

駆動巻線２４ａを励起しないと、可動部品３０は、リセット磁石２９からの引力によって図５に示す初期位置に留まる。駆動巻線２４ａを励起すると、可動部品３０が回転し、駆動巻線２４ａにより発生した磁束によって最終的に図６に示す作動位置に留まる。電流を遮断すると、可動部品３０は、リセット磁石２９からの引力によって図５に示す初期位置に戻る。

本出願の明細書及び特許請求の範囲では、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎ）」及び「有する（ｈａｖｅ）」という動詞の各々、及びこれらの変化形を包括的な意味で使用して、記述する項目の存在を明示しているが、追加項目の存在を排除するものではない。

１又はそれ以上の好ましい実施形態を参照しながら本発明を説明したが、当業者であれば、様々な修正が可能であると理解すべきである。従って、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲を参照することにより決定すべきである。

２１ ヨーク
２２ ボビン
２４ 巻線
３１ ＰＣＢ
３３ コネクタ
３８ アーム

Claims (11)

1. 固定子と、該固定子内に移動可能に取り付けられた可動部品とを備えたアクチュエータであって、前記固定子が、
   ヨークと、
   前記ヨークの一方の軸端に配置されたプリント回路基板と、
   前記ヨークの内部に取り付けられて、前記プリント回路基板の方へ延びる複数の間隔を空けた延長部分を有するボビンと、
   前記ボビンの周囲に巻かれた、コイル端部を有する少なくとも１つの巻線と、
   前記プリント回路基板に面する前記ボビンの前記延長部分のそれぞれの端部に取り付けられた複数の端子と、
   を含み、前記端子が、前記ヨークから間隔を空けるとともに、前記コイル端部をプリント回路基板に電気的に接続し、前記ボビンと前記プリント回路基板の間の前記端子の自由長が、前記端子と前記ヨークを短絡させる恐れのある屈曲を避けるのに十分な短さである、
   ことを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記端子の前記自由長が、前記端子の最大外径の３倍以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記端子の前記自由長が、前記端子の最大外径の２倍以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
4. 前記延長部分が前記プリント回路基板に接し、前記延長部分の各々が、前記プリント回路基板に面する端部に切り欠きを有し、前記延長部分の前記切り欠きから前記端子が延び、前記切り欠きが、前記端子と前記それぞれのコイル端部の間の接続部を収容する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
5. リセット磁石をさらに備え、前記ボビンが、前記リセット磁石を受け入れるための溝を含み、前記溝の開放端が、前記延長部分の前記軸端から前記ボビンの軸方向に所定の距離だけ間隔を空ける、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
6. 前記固定子が、前記ボビンの一端に取り付けられた取付座を含み、前記プリント回路基板が、前記取付座に固定される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
7. 前記取付座が、前記ボビンの延長部分間に圧入される伸長部を含む、
   ことを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
8. 前記ボビンが、前記可動部品を受け入れるための凹部を有する本体と、前記本体の開放端に取り付けられるカバーとを含む、
   ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
9. 前記可動部品が、シャフトと、該シャフトに固定された磁石本体と、前記ボビンの前記本体と前記カバーの間に定められる溝から延びる少なくとも１つのアームとを含む、
   ことを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータ。
10. 前記磁石本体が、コアに固定された環状の永久磁石を含む、
    ことを特徴とする請求項９に記載のアクチュエータ。
11. 前記少なくとも１つの巻線が、駆動巻線及び感知巻線を含み、前記ボビンが、前記２つの巻線を収容するための２つのチャネルを有する、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のアクチュエータ。

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