JP3573537B2

JP3573537B2 - カメラの駆動装置用パルスモータ

Info

Publication number: JP3573537B2
Application number: JP21171095A
Authority: JP
Inventors: 清當摩
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 1995-08-21
Filing date: 1995-08-21
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2015-08-21
Also published as: JPH0961886A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、カメラに内蔵され、シャッタの開閉作動や、絞りの開口調整作動や、距離調整時，変倍時におけるレンズの移動等を電動で行うのに適したカメラの駆動装置用パルスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近のカメラは、小型化，低コスト化が要求されている一方で、上記のような各作動を電動で行えるようにすることが要求されている。そのため、一般には駆動源としてパルスモータが多く用いられているが、このモータの構成については、基板に対する取り付け面積を如何に小さくするか、部品点数を如何に少なくするか、基板面に対して嵩高にならず如何に薄くするか等がポイントとなり、これまでにも種々の工夫がなされ、多くの提案がなされてきた。
【０００３】
その中にあって、パルスモータを光軸の側方近傍位置で光軸に対し直交する面に取り付けようとする場合、光軸方向の薄型化を図り且つ光軸に対する径方向への寸法を出来るだけ小さくするために、モータ全体の構成を、光軸を中心にして円弧状に配置するのに適したものが実開昭６３−９２３０９号公報，実開昭６３−１１３４７７号公報等で知られている。これらのものは、回転子を挟むようにして配置される二つの鉄芯部材（ステータ）を各々直線状とし、そこにコイルを巻装するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来例の構成は、回転子に作用する二つの磁極部を個別の鉄芯部材に形成している点で製作上大いに問題がある。即ち、鉄芯部材を個別に製作しなければならないため、部品の製作コストが高くなる。また、各鉄芯部材を、外径が４０ｍｍ前後であって内径が１０ｍｍ前後の基板に組み付けることが多いため、組立工数が思ったより大きくなりコスト高になる。更に、各鉄芯部材と回転子の位置調整、特に鉄芯部材の磁極部と回転子との対向間隔（通常、エアーギャップと称し、これに偏りがあるとトルクムラや回転のバラツキが生じる）の調整が面倒である。そのため、別部品を設けるなど構成上の工夫も必要となりコスト高の大きな原因となっている。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、部品点数が少なく且つ組立が極めて容易なカメラの駆動装置用パルスモータを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記の目的を達成するために、本発明におけるカメラの駆動装置用パルスモータは、周面に所定の角度範囲で複数の着磁領域を形成した永久磁石を有する回転子と、前記回転子の回転中心軸と略直交するようにして前記回転子の周面から離れて配置されている一つの長い部材からなりその中央部近傍において該中央部を挟む二つの位置から前記回転子を挟んで該回転子の周面に所定の角度範囲で所定の対向間隔を有するように張り出した二つの磁極部を形成している鉄芯部材と、前記二つの位置の各外側において前記鉄芯部材に巻装された二つのコイルとで構成する。
この構成によって、従来より部品点数が少なくなり、組立が容易となり、しかも組立調整が簡単に行え、低コスト化が可能となる。
【０００７】
また、本発明におけるカメラの駆動装置用パルスモータは、好ましくは、前記磁極部と前記回転子との対向間隔が、前記鉄芯部材の他の部分と該回転子との間隔の３分の１以下であるように構成する。
この構成によって、磁気効率を高め且つ回転子の回転をスムーズにすることができる。
更に、本発明におけるカメラの駆動装置用パルスモータは、好ましくは、前記鉄芯部材が、前記中央部近傍において前記回転子の周面に沿って湾曲しているように構成する。
この構成によって、光軸の側方近傍位置で光軸に対し直交する面に取り付けようとする場合、光軸に対する径方向へのスペース効率がよくなる。
【０００８】
更にまた、本発明におけるカメラの駆動装置用パルスモータは、好ましくは、前記回転子の周面に対向している前記磁極部の角度範囲と該回転子の個々の着磁領域の角度範囲が異なり、且つ該回転子の静止状態において該回転子は前記両角度範囲の中間位置がずれた状態で平衡しているように構成する。
この構成によって、静止状態における回転子の位置の安定化を図ることができ、しかも回転子の正方向への回転及び逆方向への回転を確実且つ正確に制御することが可能となる。
【０００９】
【実施例】
本発明の実施例を図１乃至図７を用いて説明する。本実施例は、本発明を一眼レフカメラの自動絞り装置に適用した例であって、図１は絞り全開状態を示す平面図であり、図２は図１の要部を一部展開状態にして断面した説明図である。図３は本実施例に用いられているパルスモータの構成を示す平面図であり、図４は図３を下方から視た図である。図５（ａ）乃至（ｈ）、及び図６（ａ）乃至（ｈ）はパルスモータの作動を示す平面図であり、図７はパルスモータを制御する駆動パルスのシーケンスを示す図である。
【００１０】
先ず、図１乃至図４を用いて本実施例の構成を説明する。外形が円形をしている基板１は合成樹脂製であって、その中央部には光軸を中心に円形状の開口部１ａが形成されている。この基板１の背面側には略同一の外形形状をしたカバー板２が取り付けられており、カバー板２の中央部には、図示していないが開口部１ａと略同一形状の開口部が形成され、それらの開口部によって被写体光をカメラ内部に導入するようになっている。そして、基板１とカバー板２との間には羽根室が形成され、３枚の絞り羽根３が収容されている。
【００１１】
駆動リング４は、３箇所に形成された切欠部４ａを基板１に形成された抜止部１ｃに位置合わせして嵌め込み、光軸を中心に回転可能とされている。この駆動リング４に設けられた三つのピン４ｂは、夫々基板１に光軸中心に円弧状に形成された孔１ｂと、各絞り羽根３に形成された長孔３ａとを貫通し、その先端はカバー板２に円弧状に形成された溝２ａ内に嵌入している。また、絞り羽根３のピン３ｂは基板１に形成された円孔に嵌合している。上地板５は合成樹脂製であって、２箇所で孔５ａをピン１ｄに嵌合させ、同じく２箇所においてビス６によって基板１に取り付けられている。
【００１２】
図２においてその一部を示しているように、鉄芯部材７は、基板１に載置され、その二つの磁極部７ａが上地板５に設けられた二つのピン５ｂによって押さえ込まれている。この鉄芯部材７は図３及び図４から良く分かるように長い１枚の板材で形成され、その平面形状は中央部で湾曲している。そして、上記の二つの磁極部７ａは、その中央部を挟んだ二つの位置から折り曲げて形成されている。また、磁極部７ａを折り曲げて張り出している二つの位置の外側には、夫々ボビンに巻回されたコイル８が巻装されている。
【００１３】
４極構成の永久磁石９ａを有する回転子９が、基板１と上地板５に軸受けされており、その周面が鉄芯部材７の二つの磁極部７ａに挟まれ、各磁極部７ａの端面に所定の間隔で対向するようにして配置されている。また、回転子９には一体的に出力歯車１０が形成されている。基板１の軸１ｅ（図２）に回転可能に取り付けられている減速歯車１１は大径歯部１１ａと小径歯部１１ｂとを有しており、大径歯部１１ａは出力歯車１０に噛合し、小径歯部１１ｂは駆動リング４の歯部４ｃに噛合している。従って、図１において回転子９が時計方向へ回転すると駆動リング４も時計方向へ回転するようになっている。
【００１４】
上記の説明から明白なように、本実施例のパルスモータは鉄芯部材７，コイル８，回転子９によって構成されている。このパルスモータにおいて磁極部７ａと回転子９との関係を、図３を用いて更に詳しく説明する。図３は、コイル８に通電をしていない静止状態を示している。先ず、磁極部７ａの端面と回転子９の周面との対向間隔は、鉄芯部材７の他の部分、例えば湾曲している中央部と回転子９の周面との間隔の３分の１以下となっている。その理由は、磁極部７ａのほかに回転子９の近傍に他の磁性体が配置されていると、磁界に影響を及ぼし回転子９の回転がスムーズでなくなる（通常、ディテントトルクという）が、その磁性体が、回転子９と磁極部７ａとの間隔の３倍以上離れると、その影響は殆ど無視し得るようになるからである。
【００１５】
次に、回転子９は、回転軸に対して９０度の角度範囲で、周面に四つの着磁領域を形成している。他方、磁極部７ａの端面は、回転子９の周面との対向間隔を所定の間隔に保つように、円弧面に形成されているが、その円弧面は、回転子９の回転軸に対して９０度より小さい角度範囲で形成されている。しかも、Ｓ極の角度範囲の中間位置と、該円弧面の角度範囲の中間位置とが一致せず、該円弧面の角度範囲の中間位置が、湾曲している鉄芯部材７の中央部方向にずれるように形成されている。従って、両Ｓ極には、共に該中央部方向への吸引力が作用し、回転子９を安定的に静止状態に保っている。
【００１６】
そこで、図１及び図２に示した本実施例の作動を説明する前に、上記のパルスモータの作動を図５乃至図７を用いて説明する。尚、図５と図７（ａ）は回転子９が時計方向へ回転する場合を説明するためのものであり、図６と図７（ｂ）は回転子９が反時計方向へ回転する場合を説明するためのものである。また、図５及び図６においては左側のコイルをＡで示し、右側のコイルをＢで示すと共に、図７においてはそれらの符号を用い、コイルＡ，Ｂに供給される正・逆方向の通電パルスを示してある。
【００１７】
先ず、図５（ａ）には、図３に示した回転子９の静止状態が示されている。この状態で上記したようにカメラの電源スイッチを閉じると、図７（ａ）にイで示すようにコイルＡ，Ｂに正方向のパルスが供給され、図５（ｂ）に示すように二つの磁極部７ａにはＮ極が均等に現れ、回転子９を磁気的にしっかりと保持する。次に、図７（ａ）にロで示すようにコイルＡのみに逆方向のパルスが供給され、図５（ｃ）に示すように特に左側の磁極部７ａにＳ極が強く現れると、上記したように磁極部７ａの円弧面が９０度以下であり、且つ回転子９のＳ極の角度範囲の中間位置と、該円弧面の角度範囲の中間位置とがずれているため、回転子９は時計方向へ反発され、回転される。そして、９０度回転する直前の状態が図５（ｄ）示されている。
【００１８】
図５（ｄ）の位置まで回転したとき、図７（ａ）にハで示すようにコイルＢにも逆方向のパルスを供給すると、図５（ｅ）に示すように二つの磁極部７ａにはＳ極が均等に現れ、回転子９は停止する。その後、図７（ａ）にニで示すようにコイルＡのみに正方向のパルスを供給すると、図５（ｆ）に示すように左側の磁極部７ａにＮ極が強く現れ、回転子９は更に時計方向へ反発され、回転される。そして、図５（ｇ）に示すように図５（ｆ）の位置から９０度回転される直前の状態になると、図７（ａ）のイと同様にコイルＡ，Ｂに正方向のパルスが供給され、回転子９は図５（ｈ）に示すように磁気的に停止される。この状態は図５（ｂ）の状態と全く同じであるから、以後はこのサイクルで回転を制御される。
【００１９】
次に、図６及び図７（ｂ）を用いて、回転子９を反時計方向へ回転させる場合を説明するが、この場合には上記した時計方向へ回転させる場合と対称的に制御するだけなので簡単に説明する。図６（ａ），図６（ｂ）については図７（ｂ）のホからも分かるように上記の場合と同じである。次に、図７（ｂ）にヘで示すようにコイルＢのみに逆方向のパルスを供給し、図６（ｃ）に示すように右側の磁極部７ａにＳ極が強く現れると、回転子９は反時計方向へ回転される。
【００２０】
図６（ｄ）の位置で、図７（ｂ）にトで示すようにコイルＡにも逆方向のパルスを供給すると、図６（ｅ）に示すように二つの磁極部７ａにはＳ極が均等に現れ、回転子９は停止する。その後、図７（ｂ）にチで示すようにコイルＢのみに正方向のパルスを供給すると、図６（ｆ）に示すように右側の磁極部７ａにＮ極が強く現れ、回転子９は更に反時計方向へ回転される。そして、図６（ｇ）の状態になると、図７（ｂ）のホと同様にコイルＡ，Ｂに正方向のパルスが供給され、回転子９は図６（ｈ）に示すように磁気的に停止される。この状態は図６（ｂ）の状態と同じであり、以後はこのようなサイクルで回転を制御される。
【００２１】
次に、上記のようなパルスモータを有する本実施例の作動を説明する。既に述べたように、本実施例は一眼レフカメラの自動絞り装置である。このような絞り装置の場合、カメラの不使用時には、フォーカルプレーンシャッタからの漏光防止対策として、絞り羽根３を絞り込むようにしておくのが普通である。図１には図面を分かり易くするため、１枚の絞り羽根３についてだけ、開口部１ａを完全に閉じている状態が、一点鎖線で示されている。この閉鎖状態から、撮影に先立って電源スイッチを閉じると、二つのコイル８に通電され、回転子９が反時計方向へ回転する。その回転は出力歯車１０から減速歯車１１を介して駆動リング４に伝えられる。そのため、駆動リング４が反時計方向へ回転し、絞り羽根３が開口部１ａを全開させ停止した状態が図１に示されている。
【００２２】
図１に示すように全開状態になると、ミラーによってファインダに導かれる被写体光が最大となるので、被写体像が見やすくなる。被写体像を捕らえシャッタをレリーズすると、シャッタの開閉作動が行われる前に、ミラーのはね上げと相前後して二つのコイル８に通電され、回転子９が時計方向へ回転する。その回転は出力歯車１０から減速歯車１１を介して駆動リング４に伝えられ、駆動リング４を時計方向へ回転させる。そのため、３枚の絞り羽根３はピン４ｂによって徐々に開口部１ａの開口面積を絞り込み、所定の絞り開口位置で停止する。
【００２３】
このときの絞り開口の大きさは、予め撮影者が選択する場合もあるし、自動的に決定される場合もある。その後、シャッタが開閉されるが、その作動が終了すると、ミラーが原位置へ復帰すると共にコイル８に通電され、回転子９は反時計方向へ回転される。そのため、絞り羽根は駆動リング４によって開口作動を行わされ、図１の全開状態に達して停止する。従って、次の撮影が可能となる。このような撮影待機状態を解除する場合には、カメラの電源スイッチを開くと回転子９が時計方向へ回転し、絞り羽根３が開口部１ａを完全に閉じた位置（一点鎖線で示した位置）で停止する。
【００２４】
上記の実施例においては、パルスモータを光軸の周りに略円弧状に配置させるために、鉄芯部材７を中央部で湾曲させている。しかし、カメラによってはシャッタ羽根や絞り羽根を２枚構成にし、駆動時にその２枚の羽根を直線的に相反する方向へ作動させるようにしたものがある。そのようなタイプのものに適用させる場合には、鉄芯部材７の中央部を湾曲させず、直線状にした方が機能的にも、スペース的にも好都合な場合がある。そのような場合に実施される一例が図８に示されている。構成的には図３に示したものと大きく異なるわけではないので、図３の場合と同じ符号を付け詳細な説明は省略するが、この場合にも磁極部７ａの端面と回転子９の周面との対向間隔は、鉄芯部材７の中央部と回転子９の周面との間隔の３分の１以下となっている。
【００２５】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、一つの鉄芯部材に、回転子を挟むようにして配置される二つの磁極部を形成し、それらの外側に各々コイルを巻装させるようにしたものであるから、従来のように鉄芯部材を二つ必要とするものよりも部品点数が少なく且つ組立作業が容易となり、特に各鉄芯部材と回転子の位置調整、特に鉄芯部材の磁極部と回転子との対向間隔の調整が容易となり、精密機械に適した低コストの駆動装置用パルスモータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】絞り全開状態を示す実施例の平面図である。
【図２】図１の要部を一部展開状態にして断面した説明図である。
【図３】実施例に用いられているパルスモータの構成を示す平面図である。
【図４】図３の下面図である。
【図５】図（ａ）乃至（ｈ）はパルスモータの時計方向の回転作動を説明するための平面図である。
【図６】図（ａ）乃至（ｈ）はパルスモータの反時計方向の回転作動を説明するための平面図である。
【図７】パルスモータを制御する駆動パルスのシーケンスを示す図であり、図（ａ）は時計方向へ回転させる場合、図（ｂ）は反時計方向へ回転させる場合を示している。
【図８】パルスモータの他の構成例を示す平面図である。
【符号の説明】
１基板
２カバー板
３絞り羽根
４駆動リング
５上地板
６ビス
７鉄芯部材
７ａ磁極部
８コイル
９回転子
９ａ永久磁石
１０出力歯車
１１減速歯車

Claims

周面に所定の角度範囲で複数の着磁領域を形成した永久磁石を有する回転子と、前記回転子の回転中心軸と略直交するようにして前記回転子の周面から離れて配置されている一つの長い部材からなりその中央部近傍において該中央部を挟む二つの位置から前記回転子を挟んで該回転子の周面に所定の角度範囲で所定の対向間隔を有するように張り出した二つの磁極部を形成している鉄芯部材と、前記二つの位置の各外側において前記鉄芯部材に巻装された二つのコイルとを備えていることを特徴とするカメラの駆動装置用パルスモータ。
前記磁極部と前記回転子との対向間隔が、前記鉄芯部材の他の部分と該回転子との間隔の３分の１以下であるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のカメラの駆動装置用パルスモータ。
前記鉄芯部材が、前記中央部近傍において前記回転子の周面に沿って湾曲していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカメラの駆動装置用パルスモータ。
前記回転子の周面に対向している前記磁極部の角度範囲と該回転子の個々の着磁領域の角度範囲が異なり、且つ該回転子の静止状態において該回転子は前記両角度範囲の中間位置がずれた状態で平衡しているように構成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のカメラの駆動装置用パルスモータ。