JP2551784B2 - ステップモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、ステップモータの調整装置、特に正転およ
び逆転可能なステップモータの円滑な起動特性を得るた
めの調整装置に関する。

［従来技術］ 正転および逆転するロータを制御することにより駆動
力を得るステップモータは、極めて応答性が良いため微
細な制御を行うことが可能であるが、カメラ用シャッタ
の如く、ある程度以上の駆動力を要する場合にはロータ
磁極を４極にし、２組のステータにより駆動するため、
各部品の製作誤差に起因する起動初期の不安定状態が発
生する。

即ち、ロータ支持軸のハメアイ隙間、各ステータの取
付位置誤差等により、ロータの磁極とステータの各極と
の空隙が均一ではなく、またロータの着磁強度および角
度誤差、コイル諸元のバラツキ、回路諸元のバラツキに
よる電流誤差等々、いずれもステータにより駆動される
ロータの起動特性に直接的な影響を及ぼす。

このような要因を前提として、起動特性を向上するた
め、本出願人はステータコイルに通電するパルスの周期
内の通電時間を可変にした方法を提案した。（特願昭62
−81641号） しかしながら係る方法では、特定のタイプのステップ
モータについて実験的にデータをとり、それに基づいて
最適な通電時間を求め電子回路の定数を設定していた。
そのタイプのモータでは一度その定数を設定すると、そ
の定数で生産を継続することになり、容易に変更するこ
とができない。従って個々のモータについて各要因が変
動した場合の対応がむずかしく、起動特性を必ずしも最
良の状態に維持することができないという問題がある。

カメラ用シャッタは、急速に作動し且つ滑らかに起動
することが必要であるが、上述の方法によると個々のモ
ータにおける起動を円滑に行なうように調整することが
難しいため、経過時間に対する開口径の変化量が安定せ
ず、露出量のバラツキを生じ正確な露出量制御が困難に
なる。

［目的］ 本発明は上述した欠点に鑑み、個々のステップモータ
について各要素が変動した場合にも、その都度起動特性
を最良の状態に調整することを目的とする。

［目的達成のための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の特徴は、支持軸の
まわりに回動可能で且つ径方向に着磁されたロータと、
このロータの外周に対向する複数の磁極を形成された複
数のステータと、各ステータを励磁するコイルと、この
コイルへの通電を制御する電子回路とを備え、コイルへ
の通電時に一方のステータに生じる磁力によるロータの
駆動力を他方のステータに生じるロータの駆動に対して
調整する調整手段を設けたところにある。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明すると、
第１図においてステップモータＭは回動可能に軸１で支
持され、径方向に多極（この例では４極）着磁された永
久磁石から成るロータＲと、上記ロータの磁極に対向す
る極を形成した２つのステータSA,SBと、上記各ステー
タに嵌挿されたコイルLA,LBとから成り、コイルLA,LBは
公知の制御回路Ｑに接続されている。

ステータSAは、偏心軸SA1,SA2によってモータＭの基
板に支持されており、偏心軸SA1,SA2を回転調整するこ
とによって、ステータSAの極とロータＲの磁極との空隙
が調整される。

同様にステータSBは偏心軸SB1,SB2によってモータＭ
の基板に支持されており、偏心軸SB1,SB2によりステー
タSBの極とロータＲの磁極との空隙が調整される。

第２図および第３図においてステップモータＭの出力
軸１の先端部にはモータＭの回転を伝達するためのピニ
オン２が固着されている。３はレンズを保持する地板で
下面側に台板４がネジにより取付けられている。地板３
および台板４の中心にはレンズ開口のための開口０が形
成されると共に、両者の間には後述するセクタ５を格納
するセクタ室Ｒが形成されている。６はセクタ駆動レバ
ーで地板３に設けられた回転軸3aにより回転可能に支持
されておりステップモータＭの基板の下面部により抜け
出さない様に支持されている。セクタ駆動レバー６に
は、後述するセクタ駆動車７が回転可能に取付けられて
おり、セクタ駆動レバー６に設けられた溝部6bと該セク
タ駆動車７に固定された後述する調整ピン８とが係合し
て、セクタ駆動レバー６とセクタ駆動車７との相対的回
転が規制されている。更にセクタ駆動レバー６には地板
３を貫通しセクタ５の溝部と係合するセクタピン6aが突
出してある。またセクタ5,5は、それぞれ地板３に設け
られたピン3b,3bにより回転可能に支持され、対称位置
に配置された２枚のセクタ5,5で絞り開口を決定する様
に構成されている。セクタ駆動レバー６に取付けられた
セクタ駆動車７は、後述するアイドラー車９と噛合う歯
部7aと、地板３に設けられたピン3cに当接して回転を規
制する度決部7bと、バネ10と係合するピン7cとを有して
おり、バネ10により反時計方向に付勢されている。セク
タ駆動車７に固定された調整ピン８は、セクタ駆動車７
に係合している径部とセクタ駆動レバーの溝部6bに係合
している径部が偏心していると共にセクタ駆動車７にカ
シメ加工等により所定の摩擦スリップトルクで回転可能
に固定されている。従って調整ピン８の溝部をドライバ
ー等で回すことによりセクタ駆動車７の歯部7aとセクタ
駆動レバー６のセクタピン6aの位相関係を調整すること
が出来る。アイドラー車９は、セクタ駆動車７の歯部7a
と噛合うピニオン9aとピニオン２と噛合う歯車9bとを有
し地板３に設けられた回転軸3dに回転可能に支持されス
テップモータＭの基板の下面部により抜け出さない様に
支持されている。また、地板３にはステップモータＭを
取付けるための柱3eが突出してあり、ステップモータＭ
が止めネジ11により柱3eに固定されることによりピニオ
ン２とアイドラー車９が噛合い回転伝達が可能となる。

次にその作動方法を説明すると、公知の制御回路Ｑが
作動することにより、２つのコイルLA,LBにバイポーラ
駆動の２相励磁方式の駆動信号が出力されて、ステータ
SA,SBが励磁され、ロータＲが右旋回しピニオン２によ
り図示する伝達系を介してセクタ５を回動し、開口０を
開く。以下公知の方法によりロータＲが左旋回してセク
タ５が開口０を閉じるが周知の方法であるから詳細な説
明を省略する。

ここで、注目すべきことは、ステータSA,SBが偏心軸S
A1,SA2,SB1,SB2を回転調整することによって、ロータＲ
の磁極とそれにに対向する各ステータ磁極との空隙を調
整することが可能であるので、前述の諸要因に起因する
ロータＲの特に回転初期の作動を円滑にするべく、偏心
軸SA1,SA2,SB1,SB2を回転せしめることにより、スタッ
プモータＭを最良の状態に調整することができる。

即ち、ロータＲとステータSAまたはSBとの空隙は、ロ
ータ軸１に大きな負荷が加わる際にロータ磁極の最も近
い側のステータ極がロータＲを強く駆動するように調整
される。

つまり、前述の諸要因のうち、各伝達系に生じるバッ
クラッシュを吸収する間は、比較的軽負荷でロータＲが
作動するが、各要素を駆動するにつれて負荷が増大す
る。

そして、どのステータ極をロータＲのどの磁極に対応
させるのが最適であるかは、一義的には決められず、個
々のステップモータＭの完成状態でないと決定できな
い。

なお偏心軸SA1,SA2,SB1,SB2は全てを設けることなく
必要に応じて設け、１つであってもよい。

第４図は第２の実施例を示し、ステップモータＭの上
板P1にはロータ軸１を支持する偏心ピンＥが結合され、
下面側の円錘部に軸１が圧接されている。また、下板P2
には板ばねP3が固定されており、板ばねP3の先端部の穴
に軸１の円錘部が嵌入し、ロータ軸１は板ばねP3によ
り、偏心ピンＥ側へ圧接されている。

ロータＲの作動方法は上記実施例と同様であるから省
略するが、ロータＲとステータSA,SBとの空隙の調整
は、偏心ピンＥを回転することにより偏心ピンＥの円錘
部が上板P1に対して位置調整されて、ロータが変位す
る。

第５図は第３の実施例を示し、ロータR,ステータSA,S
Bには調整部を有しないが、コイルLBの電流を調整する
調整器Ｖが接続されており、コイルLBの電流を調整する
ことにより、ステータSBとステータSAとのロータＲに対
する均衡を保ち、以てロータＲの起動を円滑にする。

なお、調整器ＶはコイルLBの電流を調整するが、コイ
ル端子の電圧を調整するものであってもよい。

また、調整器ＶはコイルLAに対して設けても同等の効
果が得られる。

以上述べた如く、ロータＲの磁極とステータSA,SBと
の空隙を調整し、駆動力のバランスをとることによって
ロータＲの起動を円滑にするものであって、上記主旨に
沿う他の実施例も存在することは明らかである。

［効果］ 上記説明から明らかな如く、ステータ側の磁力を調整
する等の手段によって起動特性の円滑なステップモータ
が得られる。

従って各部のハメアイ隙間、ステータの取付位置誤
差、ステータの形状誤差、ロータの着磁強度および角度
誤差等によって生じるロータの回転ムラの影響を軽減す
るべく調整可能であるため、上記各部品が加工精度を従
来程に厳しく管理することなく使用可能であり、安価な
ステップモータが得られる。また、組立中はもとより、
組立が終了した後にステータの磁力を調整でき、しかも
電気的に調整するため、機械的に調整するよりも手間が
かからず、振動や衝撃に対しても強いステップモータが
得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はステップ
モータ本体の平面図、第２図はステップモータによって
駆動されるカメラ用シャッタの平面図、第３図は第２図
の部分断面図、第４図は第２の実施例を示す要部断面
図、第５図は第３の実施例を示す平面図である。 Ｍ……ステップモータ、 Ｒ……ロータ、 SA,SB……ステータ、 LA,LB……コイル、 Ｑ……制御回路、 Ｖ……調整器、 １……ロータ軸、 ２……ピニオン、 ５……セクタ、 ６……セクタ駆動レバー、 ７……セクタ駆動車。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持軸の回りに回動可能で且つ径方向に着
   磁されたロータと、前記ロータの外周に対向する複数の
   磁極を形成された複数のステータと、前記各ステータを
   励磁するコイルと、前記コイルへの通電を制御する電子
   回路と、前記電子回路により制御され前記複数のステー
   タの少なくとも１つのコイルの磁束を電気的に調整する
   調整回路とを備え、前記コイルへの通電時に前記少なく
   とも１つのステータに生じる磁力によるロータの駆動力
   を前記他方のステータに生じるロータの駆動に対して電
   気的に調整することを特徴とするステップモータ。