JP2016182011A - 電磁アクチュエータ、羽根駆動装置、及びカメラ - Google Patents
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Abstract
Description
周方向に分割され異なる磁極に着磁された外周面を有し、かつ該外周面から突出して形成された駆動ピン(52)を有するロータ(5)と、
励磁用のコイル(7)と、
前記ロータの第1の外周面に対向する第1の円弧面を有する第1磁極部であって、前記コイルへの通電により第1の磁極が発生する第1の磁極部を含む第1ヨーク(61a、及び62a)と、
前記ロータの第2の外周面に対向する第2の円弧面を有する第2磁極部であって、前記コイルへの通電により第2の磁極が発生する第2の磁極部を含む第2ヨーク(61b、及び62b)と、
前記ロータに対して、前記コイルへの通電時の回動方向に対して逆方向の力を加える加力部(ねじりバネ46)と、を備え、
前記ロータは、該ロータの回動により前記駆動ピンから駆動力が出力されるよう構成されている
ことを特徴とする電磁アクチュエータである。
前記加力部がねじりバネ(46)で構成される。
被写体光路用の開口部を有する地板と、
前記開口部を開閉するべく前記地板に回動自在に支持された羽根と、
前記羽根を駆動する駆動源と、を備え、
前記駆動源は、上記いずれかの電磁アクチュエータである
ことを特徴とする羽根駆動装置である。
上記いずれかの電磁アクチュエータを備えるカメラである。
1.実施形態
(1)羽根駆動装置の構成例
(2)動作例
2.補足事項
3.本発明の特徴
本実施形態の電磁アクチュエータの特徴のひとつは、一定の位置に戻るような力(ディテントトルクと呼ばれる)が常に発生するよう(片吸引ともよばれる)構成された所謂扁平モーターにおいて、ロータの回動方向とは逆方向に力を加えるねじりバネを追加することにより、ロータの回転が滑らかになるよう構成されている点である。言い換えれば、上記ねじりバネは、ディテントトルクの方向と同じ方向に力を加える。これによって、本実施形態の電磁アクチュエータでは、ロータを安定的に回転させることを可能にする。以下、具体的に説明する。
図1は、電磁アクチュエータを含む羽根駆動装置の分解斜視図である。
図2(a)は、電磁アクチュエータを含む羽根駆動装置をフレキシブル基板側から見た平面図である。図2(b)は、同平面図をA−Aの位置で側方から見た断面図である。
図3(a)〜図3(c)は、ロータの回転動作を示す平面図である。
図4(a)及び図4(b)は、羽根の開閉動作を示す平面図である。
図1に示されるように、本実施形態の羽根駆動装置は、補助地板1、絞り羽根2及び3、ねじりバネ46、駆動アーム45、地板4、ロータ5、ヨーク61a〜62b、ボビン(コイル)7、カバー8、並びにフレキシブル基板9を含んで構成される。本実施形態では、ロータ5、ヨーク61a〜62b、及びコイル(ボビン)7を含む構成を電磁アクチュエータと呼ぶ。
補助地板1は、図1及び図2に示されるように、円形をなす露光用の開口部11を備える。なお、本実施形態では、開口部11は露光用の光路の口径を画定する構成となっているが、露光用の光路に開口部11より径が小さい開口部が存在する場合には、露光用の光路の口径は、この径が小さい開口部により画定される。また、補助地板1は、単に地板と呼ばれることもある。
絞り羽根2は、絞り羽根3と組み合わされることによって一対の絞り羽根対を構成する。図1に示されるように、絞り羽根2は、NDフィルタ21を備えており、長孔23、24、及び25、並びにピン孔22が形成されている。絞り羽根3は、NDフィルタ31を備えており、長孔33、34、及び35、並びにピン孔32が形成されている。電磁アクチュエータの組み立て時には、ピン孔22には駆動ピン451aが挿入され、ピン孔32には駆動ピン451bが挿入される(図4参照)。また、電磁アクチュエータの組み立て時には、長孔23及び長孔33にはピン44aが移動可能に挿入され、長孔25にはピン44bが移動可能に挿入され、長孔24及び長孔34にはピン44cが移動可能に挿入され、長孔35にはピン44dが移動可能に挿入される(図4参照)。これらのピン44a〜44dは、それぞれが挿入されている長孔の範囲で移動し、長孔の端部でその移動が制限される。絞り羽根2及び3は、駆動ピン451a及び451bの移動に伴って移動し、開口部11を開閉する。この動作については後述する。
ねじりバネ46は、中心のコイル部と、その両端にそれぞれ形成された腕部461a及び461bを含んで構成される。ねじりバネ46の腕部461aと腕部461bとの間には、コイル部の円弧の短い位置関係において、互いに遠ざかる方向に応力が発生する(付勢される)よう形成される。この応力は、コイル部のねじり応力により発生する。ねじりバネ46のコイル部には、駆動アーム45の中心部452が挿入されるよう組み立てられる。腕部461aは駆動アーム45の駆動ピン451aに対応し、腕部461bは駆動ピン451bに対応するよう組み立てられる。
駆動アーム45は、駆動ピン451a及び駆動ピン451b、中心部452、及びピン孔453を含んで構成され、ロータ5の駆動ピン52から出力される動力を絞り羽根2及び3に伝達するよう構成される。駆動アーム45の中心部452は、上記のとおりねじりバネ46のコイル部に挿入されるよう組み立てられる。駆動アーム45のピン孔453には、ロータ5の駆動ピン52が挿入されるよう組み立てられる。駆動アーム45は、ロータ5の駆動ピン52の動作に同期して動作する。駆動アーム45は、地板4に形成されたストッパ43a及び43bによりその動作が制限される。
地板4は、図1及び図2に示されるように、開口部41、及び軸42を含んで構成される。さらに、地板4は、図4に示されるように、ピン44a〜44dを含んで構成される。開口部41は、図1に示されるように、2つの円形を重ね合わせたような形状で形成されている。軸42は、電磁アクチュエータの組み立て時にロータ5の中心部に挿入される。地板4には、図3に示されるように、駆動アーム45の動作を制限するためのストッパ43a及び43bが形成される。
ロータ5は、図1〜図4に示されるように、円筒状に形成され、軸42が挿入される貫通孔、モールド部51、及び駆動ピン52を含んで構成される。モールド部51は、ロータ5の地板4に対向する部分に形成される(図1及び図2参照)。モールド部51には、その外周面から径方向外側に突出してさらに地板4の側に伸長される駆動ピン52が形成される。ロータ5は、図1〜図4に示されるように、所定の境界面を境に二分されて互いに異なる磁極(S極及びN極)に着磁される。コイル7に電圧が印加されていない無通電状態では、ロータ5に着磁された磁極と、この部分に対向するヨークの部分の磁極とは、互いに異なる極性になるよう構成される。これにより、無通電状態ではロータ5とこれに対向するヨークとの間に磁気的吸引力が発生する。モールド部51、及び駆動ピン52は、合成樹脂により形成される。ただし、このモールド部51及び駆動ピン52は、ロータ5と一体的に形成されてもよいし、他の材料により形成されてもよい。また、ロータ5が回転すると、その回転動作に合わせて駆動ピン52が動作する。
駆動ピン52は、それぞれロータ5の回転駆動力を他の構成に伝達するよう構成される。本実施形態では、駆動ピン52は、与えられた回転駆動力を、絞り羽根2及び3に対して、駆動アーム45を介して伝達するよう構成される。駆動ピン52の動作は、駆動アーム45の動作停止により制限される。
本実施形態の電磁アクチュエータは、図1に示されるように、ヨーク61a、61b、62a、及び62bを含んで構成される。これらのヨークは、61aと61bとが対になり、62aと62bとが対になってそれぞれヨークの層を形成する。すなわち、本実施形態ではヨークは2層で形成されている。これらのヨークの層の数は任意に決定可能である。ヨーク61aとヨーク62aとは同じ形状であり、ヨーク61bとヨーク62bとは同じ形状である。ヨーク61a、61b、62a、及び62bは、一の端部の近傍が円弧状に形成され、平面視でロータ5を囲む(覆う)ような形状となっている。また、ヨーク61a、61b、62a、及び62bの他の端部は直線状に形成され、コイル(ボビン)7に挿入可能に構成される。ヨーク61a、61b、62a、及び62bは、コイル7への通電により着磁されるよう構成される。
ボビン7は、図1に示されるようにヨークの直線状に形成された側の端部が挿入されるよう形成されており、電気線を巻くことでコイル7となる(図2及び図3参照)。すなわち、電磁アクチュエータの組み立て時には、コイル7はヨーク61a、61b、62a、及び62bを覆うように配置される。コイル7に対しては、駆動回路(図示せず)からの電圧の印加により通電することができる。コイル7は、通電されることで励磁され、これによってヨーク61a、61b、62a、及び62bを電磁的に着磁することができる。
カバー8は、図1及び図2に示されるように、地板4とともに、組み立て時においてヨーク61a、61b、62a、及び62b、コイル7、並びにロータ5を覆うよう構成される。
フレキシブル基板(FPC)9は、可撓性を有する基板であり、カバー8を覆うよう配置される。
本実施形態の電磁アクチュエータは、ロータ5、ヨーク61a、61b、62a、及び62b、ねじりバネ46、並びにコイル7を含む。
次に、上記構成の羽根駆動装置、及びその一部である電磁アクチュエータの動作について、図3〜図5を参照しながら具体的に説明する。以下の説明では、ヨーク61a及び61bの動きを例に挙げて説明するが、これらのヨーク61a及び61bと重なるよう配置されたヨーク62a及び62bもヨーク61a及び61bと同じ動きをする。
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
以上、説明したような構成の電磁アクチュエータは、加力部として機能するねじりバネ46がロータ5の回動方向とは逆方向に力を加える構成としているため、コイル7が通電状態から無通電状態になったときにロータ5を移動させやすくすることが可能となる。すなわち、コイルが通電状態から無通電状態に変化したときに、ロータ5とヨーク61a〜62bとの間のヒステリシスによりロータ5が回動しづらくなる場合であっても、ねじりバネ46の作用によってロータ5を滑らかに回動させることが可能となる。これにより、ロータ5を安定的に回転させることが可能となる。
11…開口部
2、3…絞り羽根
21…NDフィルタ
22…ピン孔
23〜25…長孔
31…NDフィルタ
32…ピン孔
33〜35…長孔
4…地板
41…開口部
42…軸
43a、43b…ストッパ
44a〜44d…ピン
45…駆動アーム
451a、451b…駆動ピン
452…中心部
453…ピン孔
461a、461b…腕部
46…ねじりバネ
5…ロータ
51…モールド部
52…駆動ピン
61a、61b、62a、62b…ヨーク
7…ボビン、コイル
8…カバー
9…フレキシブル基板
Claims (4)
- 周方向に分割され異なる磁極に着磁された外周面を有し、かつ該外周面から突出して形成された駆動ピンを有するロータと、
励磁用のコイルと、
前記ロータの第1の外周面に対向する第1の円弧面を有する第1磁極部であって、前記コイルへの通電により第1の磁極が発生する第1の磁極部を含む第1ヨークと、
前記ロータの第2の外周面に対向する第2の円弧面を有する第2磁極部であって、前記コイルへの通電により第2の磁極が発生する第2の磁極部を含む第2ヨークと、
前記ロータに対して、前記コイルへの通電時の回動方向に対して逆方向の力を加える加力部と、を備え、
前記ロータは、該ロータの回動により前記駆動ピンから駆動力が出力されるよう構成されている
ことを特徴とする電磁アクチュエータ。 - 前記加力部がねじりバネで構成される
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。 - 被写体光路用の開口部を有する地板と、
前記開口部を開閉するべく前記地板に回動自在に支持された羽根と、
前記羽根を駆動する駆動源と、を備え、
前記駆動源は、請求項1または請求項2に記載の電磁アクチュエータである
ことを特徴とする羽根駆動装置。 - 請求項1または請求項2に記載の電磁アクチュエータを備えたカメラ。
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JP2015061732A JP2016182011A (ja) | 2015-03-24 | 2015-03-24 | 電磁アクチュエータ、羽根駆動装置、及びカメラ |
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JP2019102830A (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-24 | 日本電産コパル株式会社 | 撮像装置、撮像方法、及びプログラム |
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