JP3886408B2 - マグネット駆動装置、光学装置およびカメラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータマグネット、コイルが巻回されたコイルボビン、第１及び第２のステータヨークより構成されるマグネット駆動装置や、該マグネット駆動装置を具備した光学装置や、該光学装置を具備したカメラの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コイルが取り付けられるステータヨークを有する光量調節用のマグネット駆動装置は、実開平７−１４４４３号公報にて提案されているように、ロータマグネットと、該ロータマグネットを軸支する軸受け部を覆うように配置されたコイルボビンと、前記ロータマグネットと対向するように配置されたステータヨークとを有した構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、ロータマグネットの外側にある軸受け部を覆うようにコイルを巻回しており、又ステータヨークはコイルと干渉しない位置に配置する必要があるため、以下のような欠点を有していた。
【０００４】
つまり、ロータマグネットが軸受け部を覆うようにコイルによって囲まれているため、ロータマグネットの回転軸方向から見てコイルの投影面積が大きく、更に高さ（回転軸方向の）も高くなるため、マグネット駆動装置全体の外径が大きくなっていた。
【０００５】
また、上記のようにロータマグネットの外側にある軸受け部を覆うようにコイルを巻回しているため、組立性が悪いものであった。
【０００８】
（発明の目的）
本発明の目的は、小型でありながらコイル巻回スペースの増加を図り、出力トルクを向上させることのできるマグネット駆動装置、光学装置およびカメラを提供しようとするものである。
【０００９】
【問題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、動力伝達部を有する回転軸部材の外周に２極着磁されたマグネットが組み付けられて一体となったロータマグネットと、前記ロータマグネットの回転軸方向に平行に延びるコイル巻回中心軸を有し、該コイル巻回中心軸に対してコイルが巻回されたコイルボビンと、柱状の一端部が前記コイルボビンに巻回されたコイルの内周面に対向して配置され、円弧形状の他端部が前記コイルの外周面及び前記ロータマグネットの外周面に対して隙間をもって対向して配置される第１のステータヨークと、柱状の一端部が前記コイルボビンに巻回されたコイルの内周面に対向して、かつ磁路を形成する為に前記第１のステータヨークの一端部と接触して配置され、円弧形状の他端部が前記ロータマグネットの外周面に対して隙間をもって対向して、かつ前記ロータマグネットを挟んで前記第１のステータヨークの円弧形状の他端部とも対向して配置される第２のステータヨークとを有し、前記コイルボビンのコイル巻回中心軸が、前記ロータマグネットの回転軸の中心から平行にかつ前記第２のステータヨークの円弧形状の他端部の方向に離れた位置にあるマグネット駆動装置とするものである。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明は、動力伝達部を有する回転軸部材の外周に２極着磁されたマグネットが組み付けられて一体となったロータマグネットと、前記ロータマグネットの回転軸方向に平行に延びる貫通穴部を有するとともに、該貫通穴部の中心がコイル巻回中心軸となり、該コイル巻回中心軸に対してコイルが巻回されたコイルボビンと、前記コイルボビンに設けられた前記貫通穴部に嵌合される、前記回転軸方向に平行に延び、前記コイルの内周面に対向した位置にある第１の柱部を有するとともに、該第１の柱部が前記貫通穴部に嵌合された状態で、前記コイルの外周面及び前記ロータマグネットの外周面に対して隙間をもって対向した位置にある第１の円弧部を有する第１のステータヨークと、前記第１のステータヨークの前記第１の柱部が前記コイルボビンの貫通穴部に嵌合された状態において、前記第１の柱部と接触して磁路を形成するように前記貫通穴部に対して嵌合される、前記回転軸方向に平行に延び、前記コイルの内周面に対向した位置にある第２の柱部を有するとともに、該第２の柱部が前記貫通穴部に嵌合された状態で、前記ロータマグネットの外周面に対して隙間をもって対向した位置にあり、かつ前記ロータマグネットを挟んで前記第１の円弧部とも対向した位置にある第２の円弧部を有する第２のステータヨークとを有し、前記コイルボビンのコイル巻回中心軸が、前記ロータマグネットの回転軸の中心から平行にかつ前記第２のステータヨークの第２の円弧部の方向に離れた位置にあるマグネット駆動装置とするものである。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記マグネット駆動装置を駆動源として具備した光学装置とするものである。
【００１４】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記光学装置を具備したカメラとするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
（実施の第１の形態）
図１〜図５は本発明の実施の第１の形態に係る図であり、図１は本発明の実施の第１の形態に係るマグネット駆動装置を示す縦断面図、図２は図１に示すマグネット駆動装置の上面図、図３は図１に示すマグネット駆動装置の分解斜視図、図４はボビンコイルの六面図、図５は図１に示すマグネット駆動装置の作動図である。
【００１７】
図１〜図４において、２はＮ極とＳ極の２極に着磁されたマグネット（永久磁石）であり、軸心部に貫通穴２ａ（図３参照）が形成されている。４はコイル（銅線）４ａ（図１参照）が巻回されたコイルボビンであり、中央に角穴４ｃが形成されており、又一方のフランジ部に突起部４ｂが形成されている。
【００１８】
このコイルボビン４の六面図を、図４（ａ）〜（ｆ）に示している。図４に示すように、コイルボビン４は円筒形状をしており、両側にフランジ部が形成されている。一方のフランジ部４ｄはコイル巻回中心軸４ｅを挟んで厚さが異なり、厚肉部に突起４ｂが形成されている。この突起４ｂはロータマグネットを回転可能に支持するものであり、コイルボビンのコイル巻回中心軸４ｅと平行でかつ離れた位置に配置されている。
【００１９】
１は駆動アームであり、回転軸１ｃ（図３参照）はマグネット２の貫通孔２ａ（図３参照）に挿入固定され、この状態でロータマグネットが構成される。前記回転軸１ｃの端部には軸穴１ｄ（図３参照）が形成され、該軸穴１ｄに前記コイルボビン４の突起４ｂ（図１及び３参照）が挿入され、ロータマグネットは回転可能に軸支された状態となる。
【００２０】
５は第１のステータヨークであり、円弧部５ａ（図３参照）とロータマグネットの回転軸方向に平行に延びるストレートな角柱形状の差込部５ｂ（図１〜図３参照）が形成されており、該差込部５ｂはコイルボビン４の角穴４ｃに対して一方から挿入される。３は第２のステータヨークであり、円弧部３ａ（図３参照）とロータマグネットの回転軸方向に平行に延びるストレートな角柱形状の差込部３ｂ（図１〜図３参照）が形成されており、該差込部３ｂはコイルボビン４の角穴４ｃに対して他方から挿入される。
【００２１】
前記第１、第２のステータヨーク５，３のストレートな角柱形状の差込部５ｂと３ｂは、図１に示すように重なり合った状態（磁路形成の為）でコイルボビン４の角穴４ｃに圧入嵌合され、その際ステータヨーク３の円弧部３ａとステータヨーク５の円弧部５ａはギャップを形成してロータマグネットを挟んで対向して配置（図１及び図２参照）される。
【００２２】
次に、上記構成におけるマグネット駆動装置の作動について、図５を用いて説明する。
【００２３】
コイル巻回中心軸４ｅの方向（ロータマグネットの回転軸方向）とは直交する方向にコイルボビン４に巻回されたコイル４ａに正通電が行われると、磁気的に安定な方向（図５では反時計方向）に前記ロータマグネットは回転し、駆動アーム１の動力伝達部である腕部１ｂはストッパー６ｂに当接して付勢される。この時コイル４ａへの通電を止めても、ロータマグネットとステータヨーク間に発生するディテントトルクによって付勢された状態が保たれる（図５の二点鎖線の状態）。
【００２４】
次に、逆通電を行うと、前記ロータマグネットは時計方向に回転し、駆動アーム１の腕部１ｂは図５に示すようにストッパー６ｃに当接して付勢される。この時も正通電と同様にコイル４ａへの通電を止めても、ロータマグネットとステータヨーク間に発生するディテントトルクによって付勢状態は保たれる。
【００２５】
これは上記のような作動を行うようにマグネット磁極の位置に対する駆動アーム１の腕部１ｂの位置（位相角）を決めているからであり、ステータヨークの形状によって位相角は変化する。
【００２６】
以上は２ヶ所で停止付勢される場合について述べたが、これに限定されるものではない。
【００２７】
上記の実施の第１の形態によれば、マグネット駆動装置を以下のような構成としている。
【００２８】
つまり、腕部１ｂ（動力伝達部）を有する駆動アーム１（回転軸部材）の外周に２極着磁されたマグネット２が組み付けられて一体となったロータマグネットと、このロータマグネットの回転軸１ｃの方向に平行に延びるコイル巻回中心軸４ｅを有し、該コイル巻回中心軸４ｅに対してコイル４ａが巻回されたコイルボビン４と、角柱状の差込部５ｂ（柱状の一端部）が前記コイルボビン４に巻回されたコイル４ａの内周面に対向して配置され、円弧部５ａ（円弧形状の他端部）が前記コイル４ａの外周面及び前記ロータマグネットの外周面に対して隙間（ギャップ）をもって対向して配置される第１のステータヨーク５と、角柱状の差込部３ｂ（柱状の一端部）が前記コイルボビン４に巻回されたコイル４ａの内周面に対向して、かつ磁路を形成する為に前記第１のステータヨーク５の差込部５ｂと接触して配置され、円弧部３ａ（円弧形状の他端部）が前記ロータマグネットに対して隙間をもって対向して、かつ前記ロータマグネットを挟んで前記第１のステータヨーク５の円弧部５ａとも対向して配置される第２のステータヨーク３とを有する構成にしている。
【００２９】
さらに、マグネット駆動装置の外径を、前記ロータマグネットの外径と前記第１、第２のステータヨーク５，３の各円弧部５ａ，３ａの厚みと、前記ロータマグネットと前記第１、第２のステータヨーク５，３間の隙間との和の大きさで済む構造にしている。
【００３０】
よって、上記実開平７−１４４４３号公報に開示されたマグネット駆動装置が有する欠点（ロータマグネットが軸受け部を覆うようにコイルによって囲まれているために該ロータマグネットの回転軸方向から見てコイルの投影面積が大きく、更に高さも高くなるためにマグネット駆動装置全体の外径が大きくなる）を克服した、新たなマグネット駆動装置を提供可能となる。
【００３１】
つまり、マグネット駆動装置の小型化を図ることが可能となる。
【００３２】
更に詳しくは、腕部１ｂ（動力伝達部）を有する駆動アーム１（回転軸部材）の外周に２極着磁されたマグネット２が組み付けられて一体となったロータマグネットと、このロータマグネットの回転軸１ｃ方向に平行に延びる角穴４ｃ（貫通穴部）を有するとともに、該角穴４ｃの中心がコイル巻回中心軸４ｅとなり、該コイル巻回中心軸４ｅに対してコイル４ａが巻回されたコイルボビン４と、このコイルボビン４に設けられた前記角穴４ｃに嵌合される、前記回転軸方向に平行に延び、前記コイル４ａの内周面に対向した位置となる差込部５ｂ（第１の柱部）を有するとともに、該差込部５ｂが前記角穴４ｃに嵌合された状態で、前記コイル４ａの外周面及び前記ロータマグネットの外周面に対して隙間をもって対向した位置となる円弧部５ａ（第１の円弧部）を有する第１のステータヨーク５と、この第１のステータヨーク５の差込部５ｂがコイルボビン４の角穴４ｃに嵌合された状態において、前記差込部５ｂと接触して磁路を形成するように前記角穴４ｃに対して嵌合される、前記回転軸方向に平行に延び、前記コイル４ａの内周面に対向した位置となる差込部３ｂ（第２の柱部）を有するとともに、該差込部３ｂが前記角穴４ｃに嵌合された状態で、前記ロータマグネットの外周面に対して隙間をもって対向した位置となり、かつ前記ロータマグネットを挟んで前記円弧部５ａとも対向した位置となる円弧部３ａ（第２の円弧部）を有する第２のステータヨーク３とを有するマグネット駆動装置としている。
【００３３】
よって、上記の様にマグネット駆動装置を小型化することができるのは勿論、上記の構成から明らかなように、第１のステータスヨーク５に対して、コイルボビン４、第２のステータスヨーク３、更にはロータマグネットを同一方向（回転軸方向）より組み付けることが可能となる（図３参照）ので、従来に較べて組み付けが容易となる。特に自動組立を容易に行えることになることから、作業能率の向上及びコストの低減化を図ることが可能となる。
【００３４】
さらに、前記コイルボビン４の前記コイル巻回中心軸４ｅと前記ロータマグネットの回転軸１ｃの中心とは平行かつ離れた位置となるようにし、前記コイルボビン４の外周径を、第１と第２のステータヨーク５，３の磁極部となる各円弧部５ａ，３ａの内周径よりも大きく（前記コイル巻回中心軸４ｅと前記回転軸１ｃの中心が離した分だけ）しているので、小型でありながらコイル巻線スペースの増加を図ることができ、結果として、出力トルクの向上を図ることが可能となる。
【００３５】
（実施の第２の形態）
図６及び図７は本発明の実施の第２の形態に係る図であり、ここでは図１〜図５に示したマグネット駆動装置を２個搭載した光量調節装置を例にしている。
【００３６】
これらの図において、６は地板であり、光開口部６ａが設けられている。７は開口穴７ａが設けられた絞り口径板であり、マグネット駆動装置Ａ（構成要素の一つである駆動アームは図１等と同じ符号を用いる）によって駆動される。８はシャッター羽根であり、マグネット駆動装置Ｂ（構成要素の一つである駆動アームは図１等の符号に’を付して用いる）によって駆動される。
【００３７】
前記絞り口径板７の穴７ｂは駆動アーム１の軸部１ａと回転可能に嵌合し、該絞り口径板７に設けられた長穴７ｃは駆動アーム１の腕部１ｂと係合している。
【００３８】
光量調節装置の初期状態では、図６に示すように、絞り径は絞り口径板７の開口穴７ａの状態である。
【００３９】
図６の状態からマグネット駆動装置Ａ（コイル４ａ）に正方向通電を行うと、駆動アーム１の腕部１ｂは反時計方向に回転して地板６のストッパー６ｂに当接して止まるとともに、絞り口径板７は地板６の光開口部６ａから退避し、絞り径は地板６の光開口部６ａとなる。この時通電を止めても、ロータマグネットとステータヨーク間に発生するディテントトルクによって付勢された状態が保たれる（図７の状態）。
【００４０】
次に逆通電を行うと、駆動アーム１の腕部１ｂは時計方向に回転し、地板６のストッパー６ｃに当接して止まり、絞り口径板７も図６に示す初期状態に戻る。この時も正通電と同様に、通電を止めても付勢状態は保たれる。
【００４１】
一方、シャッター羽根８の穴８ｂは駆動アーム１’の軸１ａ’と回転可能に嵌合し、シャッター羽根８に設けられた長穴８ｃは駆動アーム１’の腕部１ｂ’と係合している。
【００４２】
図６の初期状態時には、シャッター羽根８は地板６の光開口部６ａに掛からない状態にある。この状態でマグネット駆動装置Ｂに正方向通電を行うと、駆動アーム１’の腕部１ｂ’は反時計方向に回転し、地板６はストッパー６ｄに当接して止まるとともに、シャッター羽根８は光開口部６ａを完全に遮光する。この時通電を止めても、マグネット駆動装置Ａの場合と同様、付勢された状態が保たれる（図７の状態）。
【００４３】
次に逆通電を行うと、駆動アーム１’の腕部１ｂ’は時計方向に回転し、地板６のストッパー６ｅに当接して止まり、図６に示す初期状態、つまり開放状態に戻る。この時も前記と同様、付勢された状態が保たれる。
【００４４】
以上のように、２種類の口径を選択し、シャッター動作を行うことができる。尚、絞り口径板７には口径穴７ａを覆うように、ＮＤフィルター取り付けてもよい。
【００４５】
上記した実施の第２の形態に示す光量調節装置は、不図示のビデオカメラ、スチルカメラ、デジタルカメラ等の、小型化が要求される光学機器に好適なものである。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型でありながらコイル巻回スペースの増加を図り、出力トルクを向上させることができるマグネット駆動装置、光学装置又はカメラを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係るマグネット駆動装置を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すマグネット駆動装置の上面図である。
【図３】図１に示すマグネット駆動装置の分解斜視図である。
【図４】本発明の実施の第１の形態に係るボビンコイルの六面図である。
【図５】図１に示すマグネット駆動装置の作動図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る光量調節装置の初期状態を示す平面図である。
【図７】図６の光量調節装置が初期状態から作動した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 駆動アーム
２ マグネット
３ ステータヨーク
４ コイルボビン
５ ステータヨーク
６ 地板
７ 絞り口径板
８ シャッタ羽根

Claims (6)

1. 動力伝達部を有する回転軸部材の外周に２極着磁されたマグネットが組み付けられて一体となったロータマグネットと、
   前記ロータマグネットの回転軸方向に平行に延びるコイル巻回中心軸を有し、該コイル巻回中心軸に対してコイルが巻回されたコイルボビンと、
   柱状の一端部が前記コイルボビンに巻回されたコイルの内周面に対向して配置され、円弧形状の他端部が前記コイルの外周面及び前記ロータマグネットの外周面に対して隙間をもって対向して配置される第１のステータヨークと、
   柱状の一端部が前記コイルボビンに巻回されたコイルの内周面に対向して、かつ磁路を形成する為に前記第１のステータヨークの一端部と接触して配置され、円弧形状の他端部が前記ロータマグネットの外周面に対して隙間をもって対向して、かつ前記ロータマグネットを挟んで前記第１のステータヨークの円弧形状の他端部とも対向して配置される第２のステータヨークとを有し、
   前記コイルボビンのコイル巻回中心軸は、前記ロータマグネットの回転軸の中心から平行にかつ前記第２のステータヨークの円弧形状の他端部の方向に離れた位置にあることを特徴とするマグネット駆動装置。
2. 動力伝達部を有する回転軸部材の外周に２極着磁されたマグネットが組み付けられて一体となったロータマグネットと、
   前記ロータマグネットの回転軸方向に平行に延びる貫通穴部を有するとともに、該貫通穴部の中心がコイル巻回中心軸となり、該コイル巻回中心軸に対してコイルが巻回されたコイルボビンと、
   前記コイルボビンに設けられた前記貫通穴部に嵌合される、前記回転軸方向に平行に延び、前記コイルの内周面に対向した位置にある第１の柱部を有するとともに、該第１の柱部が前記貫通穴部に嵌合された状態で、前記コイルの外周面及び前記ロータマグネットの外周面に対して隙間をもって対向した位置にある第１の円弧部を有する第１のステータヨークと、
   前記第１のステータヨークの前記第１の柱部が前記コイルボビンの貫通穴部に嵌合された状態において、前記第１の柱部と接触して磁路を形成するように前記貫通穴部に対して嵌合される、前記回転軸方向に平行に延び、前記コイルの内周面に対向した位置にある第２の柱部を有するとともに、該第２の柱部が前記貫通穴部に嵌合された状態で、前記ロータマグネットの外周面に対して隙間をもって対向した位置にあり、かつ前記ロータマグネットを挟んで前記第１の円弧部とも対向した位置にある第２の円弧部を有する第２のステータヨークとを有し、
   前記コイルボビンのコイル巻回中心軸は、前記ロータマグネットの回転軸の中心から平行にかつ前記第２のステータヨークの第２の円弧部の方向に離れた位置にあることを特徴とするマグネット駆動装置。
3. 前記コイルボビンにはフランジ部が形成されており、該フランジ部の前記コイル巻回中心軸を外れた位置に、前記ロータマグネットを回転可能に軸支する突起を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のマグネット駆動装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のマグネット駆動装置を駆動源として具備したことを特徴とする光学装置。
5. 請求項１〜３の何れかに記載のマグネット駆動装置と、該マグネット駆動装置により駆動されている光通過用開口の面積を変化させる遮光部材とを有し、光量調節を行うことを特徴とする光学装置。
6. 請求項４又は５に記載の光学装置を具備したことを特徴とするカメラ。

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