JP2016102992A - 羽根駆動装置、及びそれを備えたカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図った場合でも、円滑に羽根の切り替えを行うことのできる羽根駆動装置を提供する。【解決手段】ベース６に固定されたコイルボビン３１ａを保持枠４の回動半径を横切るように配置すると共に、ベース６の回動軸９で保持枠４を支持しながら円弧運動させることができる。これにより、装置の小型化を図るために、鉄心２７、永久磁石２８，２９、及び空芯コイル３１から構成されるトルクの小さいアクチェエータ７を適用しても、円滑に保持枠４を往復動させることができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、羽根駆動装置、及びそれを備えたカメラに関する。

従来、このような分野の技術として例えば以下のような特許文献１がある。この特許文献１に記載された羽根駆動装置では、羽根３０を駆動する駆動源であるアクチュエータとして、ロータ４０、鉄片５０、６０Ｌ、６０Ｒ、コイル７０Ｌ、７０Ｒが、一体となって上ケース１０及び下ケース２０の内周面に沿うように配置されていると共に、開口部１１，１２の周囲をロータ４０以外の略全周に亘り囲うように配置されている。

また、上ケース１０、下ケース２０の内には、半田ランド部８１Ｌ、８１Ｒ、８２Ｌ、８２Ｒを有するフレキシブルプリント基板（以下、「ＦＰＣ」と称する）８０が、鉄片５０、６０Ｌ、６０Ｒに包囲されるように配置されている。そして、ＦＰＣ８０は、下ケース２０と対向する面に、コイル７０Ｒ、７０Ｌを通電するための半田ランド部８１Ｌ、８１Ｒ、８２Ｌ、８２Ｒを形成していて、この半田ランド部にコイル７０Ｌ、７０Ｒの両端部が半田接合されるようになっている。

特開２００９−６３９３２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の羽根駆動装置においては、アクチュエータとしての、ロータ、鉄片、コイルが、上ケース及び下ケースの内周面に沿うように配置されていると共に、開口部の周囲をロータ以外の略全周に亘り囲うように配置されている。さらに、上ケース、下ケースの内には、半田ランド部を有するＦＰＣが、鉄片に包囲されるように配置されているため、装置全体が光軸に対して垂直方向の平面形状が大型化してしまう問題がある。

また、組立て時、上ケースの内側を上向きにした状態で、ロータ、ストッパ部材、羽根部材を一体化したものを、ロータ固定軸に嵌め込んだ後、鉄片を上ケースの内側に配置して、コイルの両端部をＦＰＣの半田ランド部に半田接合することになる。そのため、半田接合の際、半田ランド部と羽根が近接して配置されているので、溶融した半田やフラックスが飛散して、羽根３０に付着し、羽根にダメージを与える問題点がある。さらに羽根がフィルタの場合はそのような塵埃が光路上の障害物となり一層深刻な問題となってしまう。

本発明は、上記事情に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、装置の小型化を可能にし、また、組立て時にコイルの両端とＦＰＣのランド部を半田接合する際に羽根にダメージを与えることのない羽根駆動装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の羽根駆動装置は、被写体光路用の開口部を有するベースと、羽根を保持すると共に開口部に対して羽根を進退自在となるようにベースに回動可能に支持される保持枠と、移動部材を移動させるアクチュエータと、を備え、アクチュエータは、保持枠の回動半径を横切ってベースに固定されるコイルと、回動範囲の各々一端側でコイルと近接する一対の永久磁石と、を有することを特徴とする。

また、羽根は、保持枠の回動中心から径方向において、アクチュエータより外側に配置されていることを特徴とする。

また、コイルを巻回されたコイルボビンは、一方の鍔部から保持枠の回転中心方向に向かい延伸した延長部を有し、延長部にはコイルを接続する端子に向かい長溝が形成されていることを特徴とする。

さらに、本発明のカメラは、上記本発明の羽根駆動装置を備えていることを特徴とする。

本発明に係る羽根駆動装置によれば、小型化を可能にし、確実に羽根を駆動させることができる。また、組立て時にＦＰＣとコイルの半田接合による塵埃が羽根に付着することを確実に防止できる。

本発明の実施形態に係る羽根駆動装置を示す斜視図である。 図１に示す羽根駆動装置の分解斜視図である。 図１に示す羽根駆動装置の平面図である。 図３の要部断面図である。 空芯コイルが巻回されたコイルボビンの単品図である。

以下、図１〜５を参照して本発明に係る羽根駆動装置の実施形態について説明する。先ず、羽根駆動装置１は、例えば赤外線透過フィルタと透明ガラスやＮＤフィルタのように、互いにを減衰率の異なるフィルタ（羽根）２，３を切り替えることにより、撮影に際して被写体光を吸収、透過するものである。羽根駆動装置１は、フィルタ２，３が並設された状態で円弧状に往復回転することによりフィルタ２，３の切り替えを行う保持枠４と、保持枠４を往復回動可能に支持するベース６と、保持枠４を移動させるアクチュエータ７と、フィルタ２，３を切り替えた後の保持枠４の位置決めを行う位置決め機構８とを備える。尚、保持枠４に並設されているフィルタ２，３のうち、フィルタ２が往動側に配置され、フィルタ３が復動側に配置されているものと定め、以下、必要な場合に「往動」、「復動」を用いる。

ベース６は、保持枠４、アクチュエータ７及び位置決め機構８が実装される略長方形板状の底部６ａと、底部６ａの外縁部を取り囲む側壁部６ｂとから形成されている。底部６ａの上面には、長手方向の一端側から他端側に向かって、保持枠４の回動中心となる回動軸９と、位置決め機構８の一部を構成する螺着用ボス１１と、アクチュエータ７の一部を構成する空芯コイル３１を固定するためのコイル取付部１２と、被写体光を通過させる開口部１３とが形成されている。

ベース６内に実装される移動体４は、略菱形に形成されてベース６の底部６ａと対向するように配置された板状部材であり、一方の鋭角部分がベース６の回動軸９によって回動可能に支持されると共に、他方の鋭角部分がフィルタ２，３を保持することによって、回動軸９を中心としてフィルタ２，３を円弧運動させるものである。保持枠４の一方の鋭角部分には、ベース６の底部６ａに向かって突出するボス１４が設けられ、このボス１４に形成された軸孔１６に回動軸９が挿入される。一方、移動体４の他方の鋭角部分には、ベース６の開口部１３と対向する位置に、往復動方向に沿って延存する略長方形状のフィルタ取付用貫通孔１７が形成されており、このフィルタ取付用貫通孔１７にフィルタ２，３が嵌め込まれている。尚、開口部１３と対向することによって被写
体光の光路上に配置されるフィルタは、フィルタ２，３の何れか一方であり、保持枠４の往復回動によって切り替わる。

また、保持枠４は、鋭角部分に配置されるボス１４とフィルタ２，３との間で、ベース６の螺着用ボス１１が非接触で挿入される貫通孔１８と、ベース６のコイル取付部１２に固定される空芯コイル３１が非接触で挿入されるために保持枠４の略中心位置に形成された空芯コイル配置用貫通孔１９とを備え、更に、更に、保持枠４のフィルタ２，３側の端部には、ベース６の底部６ａへ向かって延在するエンドストッパ２１を備えている。

このエンドストッパ２１は、ベース６の底部６ａで往復動方向に沿って延在する長孔２２に挿入されており、長孔２２の長手方向の端面２２ａ、２２ｂと当接することによって、保持枠４の往復動方向の始端と終端を規制する規制手段として作用する。具体的には、保持枠４の往動側への回動に伴って、開口部１３と対向するフィルタがフィルタ２からフィルタ３へ切り替わった時に、エンドストッパ２１と長孔２２の往動側の端面２２ａとが当接することにより保持枠４の終端が規制される。一方、保持枠４の復動側への回動に伴って、開口部１３と対向するフィルタがフィルタ３からフィルタ２へ切り替わった時に、エンドストッパ２１と長孔２２の復動側の端面２２ｂとが当接することにより保持枠４の終端が規制される。

保持枠４の下面には、それぞれの鈍角部分からベース６の底部６ａへ向かって突出して、底部６ａに接触する突出部２３，２４が設けられている。また、保持枠４のボス１４の下面は、ベース６の回動軸９の下部に形成されている段差部２６と面接触する。これにより、移動体４は、突出部２３，２４及びボス１４の３箇所でベース６の底部６ａに支持される。このように、保持枠４を突出部２３，２４及びボス１４の３箇所で支持することによって、保持枠４の安定性を高めることができる。

保持枠４を移動させるためのアクチュエータ７は、両端が保持枠４に支持される直線的な棒状の鉄心２７と、鉄心２７の両端側に配置される一対の永久磁石２８，２９と、鉄心２７を取り囲むコイル空芯コイル３１とを備えて構成される。永久磁石２８，２９は、空芯コイル３１が挿入される空芯コイル配置用貫通孔１９を挟んで対向するように、保持枠４の往動側及び復動側の鈍角部分にそれぞれ形成された磁石保持部３２，３３で各々支持され、互いのＮ極同士が向かい合うように配置されている。鉄心２７は、保持枠４の空芯コイル配置用貫通孔１９内で、保持枠４の回動半径を横切って延在し、鉄心２７の両端部は保持枠４に設けられた磁石保持部３２，３３を貫通して永久磁石２８，２９に接触している。

空芯コイル３１は、保持枠４の回動半径を横切って延在し、鉄心２７の両端部は保持枠４に設けられた磁石保持部３２，３３を貫通して永久磁石２８，２９に接触している。空芯コイル３１は、保持枠４の空芯コイル配置用貫通孔１９内に配置されていると共にベース６のコイル取付部１２に固定されており、鉄心２７を取り囲む筒状のコイルボビン３１ａと、コイルボビン３１ａの両端の二つの鍔部３１ｄの間に巻かれたコイル３１ｂとを備えている。このコイルボビン３１ａの貫通孔３１ｃは、その内部で鉄心２７が保持枠４に伴って移動しても内壁面と接触しないように、断面が長円状または楕円状に形成されている。そしてコイルボビン３１ａは、二つのボス３１ｈがベース６に形成された二つの孔（図示せず）に嵌入されることにより、ベース６に固定される。

さらに、コイルボビン３１ａは、鍔部３１ｄの一方側に開口部１３から離れるようにして保持枠４の回転中心方向に延在する延長部３１ｅを有し、さらに、コイル３１ｂの両端を巻き付ける二つの端子３１ｆと、二つの端子３１ｆに各々向かう二つの長溝３１ｇが形成されている。そしてコイル３１ｂの両端は各々、長溝３１ｇ内を這わせて端子３１ｆに巻き回されるようになっている。延長部３１ｅの二つの端子３１ｆにはＦＰＣ（図示せず）のパターンとコイル３１ｂとを接続しなければならないが、その際には、コイル３１ｂの両端を巻き付けた状態にある端子３１ｆに、ＦＰＣの二つのランド部に設けられた孔を各々、嵌めることによって、コイル３１ｂの両端をランド部の上方へくぐらせておき、その上方から端子３１ｆも含めて半田によって接合させている。

従来の羽根駆動装置は、組立て時、ＦＰＣのランド部と羽根とが近接して配置されているため、半田接合する際に、半田やフラックスが飛び散ってフィルタに付着する虞がある。しかし、本実施形態に係る羽根駆動装置においては、前述したように、コイルボビン３１ａの一方の鍔部３１ｄに開口部１３から離れるようにして保持枠４の回転中心に向かうように形成されたコイルボビン３１ａの延長部３１ｅの先端側にコイル３１ｂの両端とＦＰＣを半田接合する端子３１ｆを形成しているため、半田接合時のフィルタへのダメージが防止できる。また、長溝３１ｇの溝内にコイル３１ｂを這わせるようにしたので羽根駆動装置の組立て時や持ち運び時にコイル３１ｂの断線などを防止できるので、ハンドリング性が向上する。

図４に示すように、保持枠４の位置決めを行うための位置決め機構８は、保持枠４から上方に向かって形成される山部４１と、山部４１に当接する係止突部５１を有する押圧板４３と、押圧板４３を移動体４に付勢する圧縮バネ４４と、圧縮バネ４４の上端側をワッシャ４６を介して支持する調整ネジ４７と、調整ネジ４７が螺着されると共にベース６の底部６ａから突出して圧縮バネ４４と押圧板４３とを支持する螺着用ボス１１とを備えている。

保持枠４に形成される山部４１は、螺着用ボス１１が挿通される貫通孔１８のフィルタ２，３側の上縁部に設けられると共に、一対の略台形状の溝部４８，４９の間に形成される。山部４１は、溝部４８側に形成された往動側斜面４１ａと、溝部４９側に形成された復動側斜面４１ｂとで構成されている。尚、この山部４１の頂部は鈍角に形成されていることが好ましい。

保持枠４の上方に配置される押圧板４３は、２つの貫通孔を有し、これらの貫通孔にベース６の螺着用ボス１１と回動軸９とがそれぞれ嵌入され、２箇所で支持されることによって回動軸９周りの回動が規制されている。尚、押圧板４３は、回動は規制されているが、上下方向には移動可能になっている。この押圧板４３は、下方へ向かって突出して保持枠４の山部４１に当接する断面Ｕ字状の係止突部５１を有する。この係止突部５１は、押圧板４３及び螺着用ボス１１を介してベース６に対して固定されており、山部４１の斜面４１ａ、４１ｂのいずれか一方に当接するものである。具体的には、係止突起５１は、移動体４の往動側への回動に伴って、開口部１３と対向するフィルタが往動側のフィルタ２から復動側のフィルタ３へ切り替わった時に、山部４１の復動側斜面４１ｂと当接し、保持枠４の復動側への回動に伴って、開口部１３と対向するフィルタが復動側のフィルタ３から往動側のフィルタ２へ切り替わった時に、山部４１の往動側斜面４１ａと当接する。

また、従来の羽根駆動装置では、アクチュエータとしての、ロータ、鉄片、コイルが、上ケース及び下ケースの内周面に沿うように配置されていると共に、開口部の周囲をロータ以外の略全周に亘り囲うように配置されている。さらに、上ケース、下ケースの内には、半田ランド部を有するＦＰＣが、鉄片に包囲されるように配置されるため、装置全体が光軸に対して垂直方向に大型化してしまう要因になっていた。しかし、本実施形態においては、アクチュエータよりも、フィルタ２，３を回動軸９から径方向において外側に配置することにより、アクチュエータ７を小さくして装置の小型化を図っても、フィルタ２，３の移動量をアクチュエータ７のストロークよりも大きくすることができる。

次に、羽根駆動装置１の動作について説明する。
先ず、アクチュエータ７を構成する永久磁石２８，２９は互いのＮ極同士が向かい合うように配置されているため、永久磁石２８，２９からのそれぞれの磁束同士が鉄心２７内で互いに反発し合い、これによって、鉄心２７の周囲には鉄心２７から外側へ向かう磁束が発生する。図３に示すように、ベース６の開口部１３と往動側のフィルタ２とが対向している状態で空芯コイル３１のコイル３１ｂに電流を流すと、鉄心２７の周囲の磁束とコイル３１ｂに流れる電流との間の相互作用により、往動側へ移動するような電磁力が鉄心２７に作用する。これによって、鉄心２７の移動に伴って保持枠４が往動側へ回動し、開口部１３と対向して被写体光路上に配置されるフィルタが、往動側のフィルタ２から復動側のフィルタ３へ切り替わる。切り替わった後、保持枠４の往動側への回動は、エンドストッパ２１とケース６の長孔２２の往動側の端面２２ａとが当接することによって規制される。

この時、押圧板４３の係止突部５１は、山部４１の往動側斜面４１ａと当接する状態から、移動体４の往動側への回動に伴い、山部４１の復動側斜面４１ｂと当接する状態となる。圧縮バネ４４の弾性力によって、山部４１の復動側斜面４１ｂに係止突起５１が付勢されながら当接するため、保持枠４には往動側へ向かう力が作用する。このように、保持枠４に往動側へ向かう力が作用することにより、エンドストッパ２１が長孔２２の端面２２ａに押し付けられ、これによって、保持枠４のがたつきが規制されると共に、正確な位置決めがなされる。

次に空芯コイル３１のコイル３１ｂに往動時とは逆方向の電流を流すと、復動側へ移動するような電磁力が鉄心２７に作用する。これによって、鉄心２７の移動に伴って保持枠４が復動側へ回動し、図３に示すように、開口部１３と対向して光路上に配置されるフィルタが、復動側のフィルタ３から往動側のフィルタ２へ切り替わる。切り替わった後、保持枠４の復動側への回動は、エンドストッパ２１とベース６の長孔２２の復動側の端面２２ｂとが当接することによって規制される。

この時、押圧板４３の係止突部５１は、保持枠４の復動側への回動に伴い、山部４１の往動側斜面４１ａと当接する状態となる。圧縮バネ４４の弾性力によって、山部４１の往動側斜面４１ａに係止突起５１が付勢されながら当接するため、保持枠４には復動側へ向かう力が作用する。このように、保持枠４に復動側へ向かう力が作用することにより、エンドストッパ２１が長孔２２の端面２２ｂに押し付けられ、これによって、保持枠４のがたつきが規制されると共に、正確な位置決めがなされる。

上記実施形態における羽根駆動装置は、羽根としてフィルタを用いたものであるが、本発明は、そのような構成に限定されるものではなく、フィルタの代わりに光路を遮光するシャッタ羽根や開口部の大きさを規制する絞り羽根を用いるようにしても差し支えない。

以上述べたように、本発明の羽根駆動装置は、カメラ全体をコンパクトにできるため、車載用カメラ、セキュリテイカメラ等の光学機器にも適用できる。

１ 羽根駆動装置
２，３ フィルタ
４ 保持枠
６ ベース
７ アクチュエータ
１３ 開口部
２７ 鉄心
２８，２９ 永久磁石
３１ 空芯コイル

Claims (4)

1. 被写体光路用の開口部を有するベースと、羽根を保持すると共に前記開口部に対して該羽根を進退自在となるようにベースに回動可能に支持される保持枠と、前記保持枠を移動させるアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータは、前記保持枠の回動半径を横切ってベースに固定されるコイルと、回動範囲の各々一端側でコイルと近接する一対の永久磁石と、を有することを特徴とする羽根駆動装置。
2. 前記羽根は、前記保持枠の回動中心から径方向において、前記アクチュエータより外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の羽根駆動装置。
3. 前記コイルを巻回されたコイルボビンは、一方の鍔部から前記保持枠の回動中心方向に向かい延伸した延長部を有し、前記延長部にはコイルを接続する端子に向かい長溝が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の羽根駆動装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の羽根駆動装置を備えていることを特徴とするカメラ。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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