JP4250312B2

JP4250312B2 - Drive transmission device

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Publication number: JP4250312B2
Application number: JP2000205097A
Authority: JP
Inventors: 雅夫水牧
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: JP2002027728A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超小型に構成したモータとそれを用いる光量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の小型円筒形状のステップモータとしては図１０に示すものがある。図１０において、ボビン１０１にステータコイル１０５が同心状に巻回され、ボビン１０１は２個のステータヨーク１０６で軸方向から挟持固定されており、かつステータヨーク１０６にはボビン１０１の内径面円周方向にステータ歯１０６ａと１０６ｂが交互に配置され、ケース１０３にはステータ歯１０６ａ又は１０６ｂと一体のステータヨーク１０６が固定されて、ステータ１０２が構成されている。
【０００３】
２組のケース１０３の一方にはフランジ１１５と軸受１０８が固定され、他方のケース１０３には他の軸受１０８が固定されている。ロータ１０９はロータ軸１１０に固定されたロータ磁石１１１から成り、ロータ磁石１１１はステータ１０２のステータヨーク１０６ａと放射状の空隙部を形成している。そして、ロータ軸１１０は２個の軸受１０８の間に回転可能に支持されている。また、１個のコイルで駆動するステップモータとしては、時計で多く用いられている図１２に示すものがある。図１２において、２０１は永久磁石から成るロータ、２０２、２０３はステータ、２０４はコイルである。
【０００４】
しかしながら、図１０に示す上記従来の小型のステップモータは、ロータ１０９の外周にケース１０３、ボビン１０１、ステータコイル１０５、ステータヨーク１０６が同心状に配置されているため、モータの外形寸法が大きくなってしまうという不都合がある。また、ステータコイル１０５への通電により発生する磁束は、図１１に示すように主としてステータ歯１０６ａの端面１０６ａ１とステータ歯１０６ｂの端面１０６ｂ１とを通過するため、ロータ磁石１１１に効果的に作用しないので、モータの出力が高くならないという不都合もある。図１２に示すものに関しても、ステータ２０３とステータ２０４のギャップが小さいところにコイルへの通電で発生する磁束が集中し、効果的にマグネットに作用しないという不都合がある。
【０００５】
このような問題を解決したモータが特開平０９−３３１６６６号公報にて提案されている。上記モータは、円周方向に等分割して異なる極に交互に着磁された永久磁石から成るロータを円筒形状に形成し、該ロータの軸方向に第１のコイル、ロータ及び第２のコイルを順に配置し、第１のコイルにより励磁される第１の外側磁極及び第１の内側磁極をそれぞれロータの外周面及び内周面に対向させ、第２のコイルにより励磁される第２の外側磁極及び第２の内側磁極をそれぞれロータの外周面及び内周面に対向させるように構成したものであり、ロータ軸である回転軸が円筒形状の永久磁石から取り出されている。
【０００６】
このような構成のモータは、出力が高くモータの外形寸法を小さいものとすることができるが、ロータ軸と永久磁石との接合の容易化が望まれる。さらに、上記構成では、マグネットを薄くすることにより第１の外側磁極と第１の内側磁極の間の距離及び第２の外側磁極と第２の内側磁極の間の距離を結果的に小さくでき、磁気回路の磁気抵抗を小さくすることができる。これによれば、第１のコイル及び第２のコイルに流す電流は、少ない電流で多くの磁束を発生させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開平０９−３３１６６６号等で記載されているタイプのモータは、軸方向の長さが長くなり、カメラや鏡筒内で光軸と平行となるように配置して、絞り羽根やシャッタ、レンズ等を駆動するために用いようとした場合、他のレンズの配置の邪魔になったり、他の構造物を切り欠かなければならなかったりするという不都合があった。
【０００８】
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、軸方向の長さ及び直径方向の寸法を小さくすることができ、かつ出力を向上させることができる小型の駆動伝達装置を提供することにある。また、他の本発明の目的は、絞り羽根を駆動するアクチュエータとして、光軸と平行方向の長さを小さくすることができ、他のレンズや構造物に対して邪魔にならず、安価でかつ出力を向上させることができる小型の駆動伝達装置を備えた絞り羽根駆動装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る駆動伝達装置は、上記目的を達成するため、少なくとも外周面が周方向にｎ分割して異なる極に交互に着磁されて回転可能な第１のマグネットと、前記第１のマグネットに一体的に設けられる第１の歯車と、前記第１のマグネットの軸方向に重ねて配置された第１のコイルと、前記第１のマグネットの外周面に対向し、前記第１のコイルにより励磁される外側磁極部が形成される第１のステータと、前記第１のマグネットの内周面に対向し、前記第１のコイルにより励磁され、前記第１のコイルの内径よりも大きな外径を有する内側磁極部が形成される第１の補助ステータと、からなる第１の駆動手段と、少なくとも外周面が周方向にｎ分割して異なる極に交互に着磁されて回転可能な第２のマグネットと、前記第２のマグネットに一体的に設けられ前記第１の歯車と噛み合う第２の歯車と、前記第２のマグネットの軸方向に重ねて配置された第２のコイルと、前記第２のマグネットの外周面に対向し、前記第２のコイルにより励磁される外側磁極部が形成される第２のステータと、前記第２のマグネットの内周面に対向し、前記第２のコイルにより励磁され、前記第２のコイルの内径よりも大きな外径を有する内側磁極部が形成される第２の補助ステータと、からなる第２の駆動手段と、前記第２の歯車に噛み合うことなく、前記第１の歯車と噛み合う第３の歯車と、を備え、前記第１の歯車及び前記第２の歯車の特定の歯の位相を噛み合わせることで、前記第１のマグネットの着磁位相と前記第１のステータの外側磁極部との関係は前記第２のマグネットの着磁位相と前記第２のステータの外側磁極部との関係に対して（１８０／ｎ）度ずれた位置となるように前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段が配置されることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を具体的に説明する。図１〜図９は本発明の実施例を示す図であり、図１は光量制御装置の分解斜視図であり、図２は第１の駆動手段の分解斜視図であり、図３は第２の駆動手段の分解斜視図であり、図４は第１の駆動手段及び第２の駆動手段の連結状態を示す断面図であり、図５は第１の駆動手段を含む光量制御装置の部分断面図であり、図６〜図９は第１の駆動手段と第２の駆動手段とから成るモータと駆動伝達手段（駆動伝達リング）との関係を各動作段階で示す断面図である。
【００１４】
図１〜図９において、１は第１の駆動手段の円筒形状のマグネットであり、図６〜図９に示すように、該マグネット１は、その外周表面及び内周表面を円周方向にｎ分割して（本実施例では１０分割して）Ｓ極及びＮ極が交互に着磁された着磁部を有する。該マグネット１は、例えば射出成形により形成されるプラスチックマグネット材料により形成することができる。これにより、円筒形状の半径方向の厚さを非常に薄くしたマグネットを構成することができる。また、該マグネット１には、軸心部に回転軸１ａ及び回転軸１ｂが設けられるとともに、ギア部１ｃが一体的に形成されている。前記回転軸１ａは補助ステータ５の内径部５ｆによって回転可能に支持され、前記回転軸１ｂは地板２１の軸穴２１ｂによって回転可能に支持されている。
【００１５】
前記マグネット１は、射出成形で成形されるプラスチックマグネットで構成することで、圧入による組み立てでも割れが発生することがなく、前記回転軸１ａ、１ｂや前記ギア部１ｃを有する複雑な形状でも容易に製造することが可能となる。２は円筒形状のコイルであり、該コイル２はボビン３に巻き付けられている。該コイル２及び該ボビン３はその外径が前記マグネット１の外径とほぼ同じ寸法となっている。４は軟磁性材料から成るステータであり、該ステータ４は外筒及び内軸で構成されている。該ステータ４の外筒はその先端部が外側磁極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅを形成している。５は補助ステータであり、該補助ステータ５の内径部５ｆが前記ステータ４の内軸４ｆに嵌合して固着されている。また、該補助ステータ５の外径部には、前記ステータ４の外側磁極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅに対向した位相で対向部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅが形成されている。
【００１６】
前記補助ステータ５の対向部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、それぞれ前記マグネット１の着磁に関して同位相になるように、円周方向に３６０／（ｎ／２）度、即ち７２度づつずれて形成されており、同じく前記ステータ４の外側磁極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅは、それぞれが前記マグネット１の着磁に関して同位相になるように、円周方向に３６０／（ｎ／２）度、即ち７２度づつずれて形成されている。前記コイル２及び前記ボビン３は、前記マグネット１と同心位置になるように、前記補助ステータ５との間で挟持される形で前記ステータ４に固定されている。該ステータ４の内軸４ｆと該補助ステータ５とで内側磁極を構成している。以上のようなマグネット１、コイル２、ボビン３、ステータ４、補助ステータ５により第１の駆動手段が構成されている。
【００１７】
同様に、図１〜図９において、１１は第２の駆動手段の円筒形状のマグネットであり、図６〜図９に示すように、該マグネット１１は、その外周表面及び内周表面を円周方向にｎ分割して（本実施例では１０分割して）Ｓ極及びＮ極が交互に着磁された着磁部を有する。該マグネット１１も、射出成形により形成されるプラスチックマグネット材料により形成することができ、これにより円筒形状の半径方向の厚さを非常に薄く形成することができる。また、前記マグネット１１には、軸心部に回転軸１１ａ及び回転軸１１ｂが設けられ、ギア部１１ｃが一体的に形成されている。前記回転軸１１ａは補助ステータ１５の内径部１５ｆに回転可能に支持され、前記回転軸１１ｂは地板２１の軸穴２１ｃに回転可能に支持されている。
【００１８】
前記マグネット１１は、射出成形により成形されるプラスチックマグネットとすることにより、圧入による組み立てでも割れが発生することがなく、前記回転軸１１ａ、１１ｂや前記ギア部１１ｃを有する複雑な形状でも容易に製造することが可能なものとすることができる。１２は第２の駆動手段の円筒形状のコイルであり、該コイル１２はボビン１３に巻き付けられている。該コイル１２及び該ボビン１３はその外径が前記マグネット１１の外径とほぼ同じ寸法となっている。１４は軟磁性材料から成るステータであり、該ステータ１４は外筒及び内軸で構成される。該ステータ１４の外筒の先端部は外側磁極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅを形成している。１５は補助ステータであり、該補助ステータ１５の内径部１５ｆが前記ステータ１４の内軸１４ｆに嵌合して固着されている。また、該補助ステータ１５の外径部には前記ステータ１４の外側磁極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅに対向した位相で対向部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅが形成されている。
【００１９】
前記対向部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅは、それぞれマグネット１１の着磁に関して同位相になるように、円周方向に３６０／（ｎ／２）度すなわち７２度づつずれて形成されている。また、前記ステータ１４の外側磁極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅは、それぞれが前記マグネット１１の着磁に関して同位相になるように、円周方向に３６０／（ｎ／２）度すなわち７２度づつずれて形成されている。前記コイル１２及び前記ボビン１３は、前記マグネット１１と同心位置になるように、前記補助ステータ１５との間で挟持される形でステータ１４に固定されている。該ステータ１４の内軸１４ｆと該補助ステータ１５とで内側磁極を構成している。以上のようなマグネット１１、コイル１２、ボビン１３、ステータ１４、補助ステータ１５により第２の駆動手段が構成されている。
【００２０】
２１は中央に開口部２１ａが形成されたドーナツ形状の地板であり、２２は該地板２１の開口部２１ａに嵌合部２２ｂが嵌合して回転可能に取り付けられる駆動伝達手段（駆動伝達リング）である。前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段は、それぞれ、前記ステータ４及び前記ステータ１４を公知の方法（例えば接着やビス止め等）により該地板２１に取り付けることにより固定される。その際、前記第１の駆動手段のマグネット１の回転軸１ｂを前記地板２１の軸穴２１ｂに嵌合し、前記第２の駆動手段のマグネット１１の回転軸１１ｂを該地板２１の軸穴２１ｃに嵌合することにより、両マグネット１、１１は回転可能に保持されている。
【００２１】
前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段はそれらの軸方向が平行の状態で前記地板２１の円周方向に並べて配置されており、該第１の駆動手段のマグネット１に一体的に形成されたギア部１ｃは該第２の駆動手段のマグネット１１に一体的に形成されたギア部１１ｃと噛み合っている。また、前記駆動伝達手段（駆動伝達リング）２２はギア部２２ａを有し、該ギア部２２ａは前記第１の駆動手段のマグネット１のギア部１ｃと噛み合っている。これにより、前記第１の駆動手段のマグネット１と前記第２の駆動手段のマグネット１１とはお互いに連動して駆動されるように連結されている。この時、前記マグネット１の着磁位相と前記ステータ４の外側磁極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅの関係は、前記マグネット１１の着磁位相と前記ステータ１４の外側磁極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅの関係に対して１８０／ｎ度すなわち１８度ずれて配置される。前記駆動伝達リング２２は、連動して駆動される該第１の駆動手段及び該第２の駆動手段とによって回転駆動される。その様子は後述する。
【００２２】
図１中の２３、２４、２５、２６、２７は絞り羽根であり、これらの羽根には図１中で下面側に突出するダボ２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、２７ａが形成されており、これらのダボはカム板２８に形成されたカム溝２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅにそれぞれ摺動可能に嵌合している。また、前記絞り羽根２３、２４、２５、２６、２７には図１中で上側に突出するダボ２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂが形成されており、これらのダボは前記駆動伝達リング２２に形成された穴２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇに回転可能に嵌合している。前記駆動伝達手段（駆動伝達リング）２２の回転により前記絞り羽根２３、２４、２５、２６、２７を光軸回りに回動させることにより、図１に示す光量制御装置における通過光量を変化させるように構成されている。
【００２３】
前記ステータ４の外側磁極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ及び前記ステータ１４の外側磁極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅは軸と平行方向に延出する歯により構成されている。これによりモータの直径を最小限にし得る磁極の構成が可能となる。つまり、外側磁極を半径方向に延びる凹凸で形成するとその分モータの直径が大きくなってしまうが、本実施例では、軸と平行方向に延出する歯により外側磁極を構成しているので、前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段の直径Ｄ（図５参照）を最小限に抑えることができる。また、前記開口部２１ａを遮らぬように第１の駆動手段及び第２の駆動手段が配置されているが、それらの直径Ｄを最小限に抑えることで、該開口部２１ａを除いた部分の幅Ｗ（図５参照）を小さく抑えることができ、それによって光量制御装置そのものの直径も小さく抑えることが可能となる。
【００２４】
前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段とも、軸方向の長さはマグネットの長さとコイルの長さを加えただけの長さでほぼ決まるため、軸方向の高さＨ（図５参照）が非常に低いアクチエータとして構成することができる。また、前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段は軸方向に平行に並べて配置してあるので、絞り羽根２３を駆動するアクチエータとして光軸と平行方向の寸法を短く構成することができ、従って、図１のように光量制御装置のアクチュエータとして用いる場合に、他のレンズや構造物に対して邪魔にならない構成を実現することができる。
【００２５】
前記ステータ４の外側磁極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ及び内側磁極の一部を構成する前記補助ステータ５の外径部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、前記マグネット１の一端側の外周面及び内周面に対向して該マグネット１の一端側を挟み込むように設けられる。同様に前記ステータ１４の外側磁極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ及び内側磁極の一部を構成する前記補助ステータ１５の外径部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅは、前記マグネット１１の一端側の外周面及び内周面に対向して該マグネット１１の一端側を挟み込むように設けられる。
【００２６】
前記ステータ４の外側磁極及び前記補助ステータ５の間にコイル２及びボビン３が設けられ、該コイル２に通電されることにより該ステータ４及び該補助ステータ５が励磁される。同様に前記ステータ１４の外側磁極及び前記補助ステータ１５の間にコイル１２及びボビン１３が設けられ、該コイル１２に通電されることにより該ステータ１４及び該補助ステータ１５が励磁される。したがって、前記コイル２により発生する磁束は前記外側磁極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ及び内側磁極の一部を構成する前記対向部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅとの間に配置されるマグネット１を横切るので、該マグネット１に効果的に作用する。また、前記コイル１２により発生する磁束は前記外側磁極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ及び内側磁極の一部を構成する前記対向部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅとの間に配置されるマグネット１１を横切るので、該マグネット１１に効果的に作用する。こうして、第１駆動手段及び第２の駆動手段から成るモータ（アクチュエータ）の出力を高めることができる。
【００２７】
前記第１の駆動手段の内側磁極は前記コイル２の内径よりも大きな外径を有し、前記第２の駆動手段の内側磁極は前記コイル１２の内径よりも大きな外径を有していることで、コイルの内径を小さくしてコイルの占有する体積を大きくしても、該第１の駆動手段の外側磁極と内側磁極との距離及び該第２の駆動手段の外側磁極と内側磁極との距離を小さく構成することが可能になる。これによりコイル側から見た磁気抵抗が小さくなるので、小さな電力によっても多くの磁束を発生させることが可能となり、モータの出力を向上させることができる。
【００２８】
図６〜図９は前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段から成るモータと前記駆動伝達手段（駆動伝達リング）２２との関係を示す断面図である。図６〜図９において、第１の駆動手段のマグネット１の着磁位相とステータ４の外側磁極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅとの関係は、第２の駆動手段のマグネット１１の着磁位相とステータ１４の外側磁極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅとの関係に対して、１８０／ｎ度すなわち１８度ずれて配置されている。これはマグネット１のギア部１ｃ及びマグネット１１のギア部１１ｃの特定の歯の位相を合わせることで１８０／ｎ度ずれて配置される構成となっている。
【００２９】
次に前記駆動伝達リング２２が前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段によって駆動される様子を説明する。図６の状態は、第２の駆動手段のコイル１２のみに通電することにより、第２の駆動手段のステータ１４の外側磁極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅをＮ極とし、内側磁極の一部を構成する補助ステータ１５の対向部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅをＳ極とした場合を示す。前記マグネット１１の外周表面のＳ極に着磁された着磁部が前記ステータ１４の外側磁極の中心に位置出しされ、該マグネット１１の内周表面のＮ極に着磁された着磁部が前記補助ステータ１５の対向部の中心に位置出しされる。
【００３０】
図６の状態から前記コイル１２の通電を切り、第１の駆動手段のコイル２に通電することにより、前記ステータ４の外側磁極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅをＳ極とし、内側磁極の一部を構成する前記補助ステータ５の対向部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅをＮ極に励磁すると、該第１の駆動手段のマグネット１の外周表面のＮ極に着磁された着磁部がステータ４の外側磁極の中心に位置出しされ、該マグネット１の内周表面のＳ極に着磁された着磁部が該補助ステータ５の対向部の中心に位置出しされる。この時、前記ギア部１ｃと前記ギア部１１ｃとによって連結されているマグネット１及びマグネット１１はそれぞれ反時計方向及び時計方向に１８度回転し、該マグネット１のギア部１ｃと噛み合っている駆動伝達リング２２は時計方向に回転して、図７に示す状態となる。
【００３１】
次に前記コイル２への通電を切り、前記コイル１２への通電を図６に示す状態に対し反転させ、ステータ１４の外側磁極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅをＳ極とし、内側磁極の一部を構成する補助ステータ１５の対向部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅをＮ極に励磁すると、マグネット１１の外周表面のＮ極に着磁された着磁部が前記ステータ１４の外側磁極の中心に位置出しされ、該マグネット１１の内周表面のＳ極に着磁された着磁部が該補助ステータ１５の対向部の中心に位置出しされる。この時、前記ギア部１ｃと前記ギア部１１ｃとによって連結されているマグネット１及びマグネット１１はそれぞれ反時計方向及び時計方向に１８度回転し、該マグネット１のギア部１ｃと噛み合っている該駆動伝達リング２２は時計方向に回転して、図８に示す状態となる。
【００３２】
次に上記コイル１２への通電を切り、コイル２への通電を図７に示す状態に対し反転させ、ステータ４の外側磁極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅをＮ極とし、内側磁極の一部を構成する補助ステータ５の対向部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅをＳ極に励磁すると、マグネット１の外周表面のＳ極に着磁された着磁部が該ステータ４の外側磁極の中心に位置出しされ、該マグネット１の内周表面のＮ極に着磁された着磁部が該補助ステータ５の対向部の中心に位置出しされる。この時、前記ギア部１ｃと前記ギア部１１ｃとによって連結されているマグネット１及びマグネット１１はそれぞれ反時計方向及び時計方向に１８度回転し、該マグネット１のギア部１ｃと噛み合っている該駆動伝達リング２２は時計方向に回転して、図９に示す状態となる。以降、上記のようにコイル２及びコイル１２への通電方向を順次切り換えていくことにより、マグネット１、マグネット１１、及び駆動伝達リング２２も同時に回転し、通電位相に応じた位置へと順次回転することになる。
【００３３】
ここで、このような構成のアクチュエータが超小型化になる上で最適な構成であることにいて説明する。本実施例のアクチュエータの基本構成について述べると、第１に、第１の駆動手段及び第２の駆動手段のマグネットを中空の円筒形状に形成していること、第２に、第１の駆動手段及び第２の駆動手段のマグネットの外周面及び内周面を周方向にｎ分割して異なる極に交互に着磁していること、第３に、第１の駆動手段及び第２の駆動手段ともに軸方向にコイルとマグネットを順に配置していること、第４に、第１の駆動手段及び第２の駆動手段ともにコイルにより励磁されるステータの外側磁極及び内側磁極をそれぞれマグネットの外周面及び内周面に対向させていること、第５に、第１の駆動手段及び第２の駆動手段の外側磁極を軸と平行方向に延出する歯により構成していること、第６に、第１の駆動手段及び第２の駆動手段を平行に並べて配置していること、第７に、第１の駆動手段のマグネットと第２の駆動手段のマグネットを直接連結していることである。
【００３４】
この第１の駆動手段及び第２の駆動手段の径はマグネットの径にステータの磁極を対向させるだけの大きさがあればよく、また、第１の駆動手段及び第２の駆動手段の長さはマグネットの長さにコイルの長さを加えた程度の長さがあれば良いことになる。このため第１の駆動手段及び第２の駆動手段の大きさは、マグネット及びコイルの径と長さによって決まるもので、マグネット及びコイルの径と長さをそれぞれ非常に小さくすれば第１の駆動手段及び第２の駆動手段を超小型にすることができるものである。この時、マグネット及びコイルの径と長さをそれぞれ非常に小さくすると、第１の駆動手段及び第２の駆動手段としての精度を維持することが難しくなるが、これはマグネットを中空の円筒形状に形成し、この中空の円筒形状に形成されたマグネットの外周面及び内周面にステータの外側磁極及び内側磁極を対向させるという単純な構造により、第１の駆動手段及び第２の駆動手段の精度の問題を解決している。
【００３５】
また、前記開口部２１ａを遮らぬように第１の駆動手段及び第２の駆動手段を配置してあるが、それらの直径を最小限に抑えることができることで、光量制御装置そのものの直径も小さく抑えることができる。さらに、第１の駆動手段及び第２の駆動手段を平行に並べて配置していることで、絞り羽根を駆動するアクチュエータとして光軸と平行方向に関して短く、他のレンズや構造物に対して邪魔にならないように構成できる。また、第１の駆動手段のマグネットと第２の駆動手段のマグネットを直接連結していることで、双方向の回転が可能なモータとしてユニット化が可能となる。
【００３６】
前述したように、マグネット１の着磁位相とステータ４の外側磁極４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅとの関係は、マグネット１１の着磁位相とステータ１４の外側磁極１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅとの関係に対して１８０／ｎ度、すなわち１８度ずれて配置する必要がある。そこで、前記マグネット１のギア部１ｃと前記マグネット１１のギア部１１ｃとの特定の歯の位相を合わせるだけで、１８０／ｎ度ずれて配置されるように構成した。これによりマグネットの着磁位相をギアの歯の位置を見ることで目視可能になるので、組み立て時に該第１の駆動手段のマグネット１と該第２の駆動手段のマグネット１１との相対的回転位置を所定の位置で組み立てやすくなり、組み立て作業効率が高まる。
【００３７】
次に発明と実施の形態との対応について説明する。上記実施の形態において、図１、図２及び図４乃至図９のマグネット１が本発明の第１の駆動手段のマグネットに相当し、図１、図２、図４、図５のコイル２が本発明の第１の駆動手段のコイルに相当し、図１、図２及び図４乃至図９のステータ４及び補助ステータ５が本発明の第１の駆動手段のステータに相当し、図１、図３、図４及び図６乃至図９のマグネット１１が本発明の第２の駆動手段のマグネットに相当し、図１、図３、図４のコイル１２が本発明の第２の駆動手段のコイルに相当し、図１、図３、図４及び図６乃至図９のステータ１４及び補助ステータ１５が本発明の第２の駆動手段のステータに相当し、図１及び図５乃至図９の駆動伝達リング２２が本発明の駆動伝達手段に相当し、図１の絞り羽根２３、２４、２５、２６、２７及び図５の絞り羽根２３が本発明の絞り羽根に相当する。以上が実施の形態の各構成と本発明の各構成の対応関係であるが、本発明はこれら実施の形態に限定されるものではなく、請求項で示した機能、又は実施の形態がもつ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても良いことは言うまでもない。
【００３８】
次に本発明の実施の形態の変形例について説明する。上記の実施の形態においては、マグネット１とマグネット１１との連結をギア部１ｃとギア部１１ｃとで行ったが、その他の連結方法でもよい。例えばマグネット１にピンを設け、マグネット１１にそれに嵌合する溝を設ける。マグネット１、マグネット１１の回転量が少ない場合はこのような構成に置き換えることも可能である。また、マグネットには回転軸を一体的に形成しているが、回転軸を別体にしてマグネットに固定してもよい。また、マグネットにギア部を一体的に形成しているが、ギア部を別体としてマグネットに固定してもよい。
【００３９】
また、第１の駆動手段と第２の駆動手段とを絞り羽根が回動する地板に直接組み付け固定しているが、第１の駆動手段及び第２の駆動手段が噛み合った状態で所定のケースに固定してユニット化し、これを地板に組み付けてもよい。また、第１の駆動手段及び第２の駆動手段によって構成するモータは絞り羽根を駆動するためのアクチュエータとして用いたが、他の用途、例えばレンズ駆動のためのカム筒等を回転させる等にも使用可能であり、高出力で直径が小さく且つ軸方向の長さも短いという利点を持ったモータとして有用なものとなる。
【００４０】
以上説明した実施例によれば、第１の駆動手段及び第２の駆動手段の径はマグネットの外周面に対向する外側磁極で決めることができ、また、第１の駆動手段及び第２の駆動手段の軸方向の長さはマグネットの長さにコイルの長さを加えた程度の長さがあればよいことになり、第１の駆動手段及び第２の駆動手段の直径方向及び軸方向の寸法を小さくすることでモータの非常な小型化を実現することができる。
また、コイルにより発生する磁束は外側磁極と内側磁極との間にあるマグネットを横切るので効果的に作用し、小さな直径寸法でも出力の高い駆動装置とすることができる。
さらに、第１の駆動手段のマグネットと第２の駆動手段のマグネットとが直接連結することでユニット化が可能となり、第１の駆動手段と第２の駆動手段を軸方向が平行になるよう配置してあるので、軸方向の長さが短いモータとして構成することができる。
【００４１】
さらに、第１の駆動手段及び第２の駆動手段から成るモータを絞り羽根を駆動するアクチュエータとして使用する場合には、装置の光軸と平行方向の寸法及び装置の直径方向の寸法を小さくすることができ、他のレンズや構造物に対して邪魔にならず、小型でありながら高出力を発揮することができ、かつ安価に製造することができる小型のモータを備えた光量制御装置が得られる。
つまり、地板の開口部を遮らぬように第１の駆動手段及び第２の駆動手段を配置する場合にその直径を最小限に抑えることができ、光量制御装置そのものの直径も小さく抑えることが可能となる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなごとく、本発明に係る駆動伝達装置によれば、平行に配置される各駆動手段の軸方向長さはマグネットの長さにコイルの長さを加えた程度にできることから、軸方向の長さを小さくすることができ、各駆動手段の径はマグネットの径にステータの磁極を対向させるだけの大きさがあればよいことから、直径方向の寸法を小さくすることができ、さらに、コイルにより発生する磁束は外側磁極と内側磁極との間にあるマグネットを横切って効果的に作用することから、小さな直径でも高い出力が得られるように出力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光量制御装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る第１の駆動手段の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る第２の駆動手段の分解斜視図である。
【図４】本発明の第１の駆動手段及び第２の駆動手段の断面図である。
【図５】本発明の第１の駆動手段を含む光量制御装置の断面図である。
【図６】本発明の第１の駆動手段と第２の駆動手段とから成るモータと駆動伝達リングの関係を示す断面図である。
【図７】図６の状態からコイル通電を切り換えて各マグネットを１８度回転させた状態を示す断面図である。
【図８】図７の状態からコイル通電を切り換えて各マグネットをさらに１８度回転させた状態を示す断面図である。
【図９】図８の状態からコイル通電を切り換えて各マグネットをさらに１８度回転させた状態を示す断面図である。
【図１０】従来のステップモータの一例を示す縦断面図である。
【図１１】図１０のステップモータのステータを通過する磁束の状態を示す断面図である。
【図１２】従来のステップモータの別の例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１、１１マグネット
１ｃ、１１ｃギア部
２、１２コイル
３、１３ボビン
４、１４ステータ
５、１５補助ステータ
２１地板
２１ａ開口部（地板）
２２駆動伝達手段（駆動伝達リング）
２２ａギア部
２３〜２７絞り羽根
２８カム板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultra-compact motor and a light amount control apparatus using the motor.
[0002]
[Prior art]
A conventional small cylindrical step motor is shown in FIG. In FIG. 10, a stator coil 105 is concentrically wound around a bobbin 101, the bobbin 101 is sandwiched and fixed in the axial direction by two stator yokes 106, and the stator yoke 106 has a circumference on the inner surface of the bobbin 101. Stator teeth 106 a and 106 b are alternately arranged in the direction, and a stator yoke 106 is formed by fixing a stator yoke 106 integral with the stator teeth 106 a or 106 b to the case 103.
[0003]
A flange 115 and a bearing 108 are fixed to one of the two sets of cases 103, and another bearing 108 is fixed to the other case 103. The rotor 109 is composed of a rotor magnet 111 fixed to the rotor shaft 110, and the rotor magnet 111 forms a radial gap with the stator yoke 106 a of the stator 102. The rotor shaft 110 is rotatably supported between the two bearings 108. As a step motor driven by one coil, there is one shown in FIG. In FIG. 12, 201 is a rotor made of a permanent magnet, 202 and 203 are stators, and 204 is a coil.
[0004]
However, since the case 103, the bobbin 101, the stator coil 105, and the stator yoke 106 are concentrically disposed on the outer periphery of the rotor 109, the conventional small step motor shown in FIG. There is an inconvenience. Further, as shown in FIG. 11, the magnetic flux generated by energizing the stator coil 105 mainly passes through the end face 106a1 of the stator tooth 106a and the end face 106b1 of the stator tooth 106b, and therefore does not effectively act on the rotor magnet 111. There is also a disadvantage that the output of the motor does not increase. 12 also has a disadvantage that the magnetic flux generated by energizing the coil concentrates where the gap between the stator 203 and the stator 204 is small and does not effectively act on the magnet.
[0005]
A motor that solves these problems Is special This is proposed in Japanese Laid-Open Patent Application No. 09-331666. In the motor, a rotor composed of permanent magnets equally divided in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles is formed in a cylindrical shape, and a first coil, a rotor, and a second coil are formed in the axial direction of the rotor. Are arranged in order, and the first outer magnetic pole and the first inner magnetic pole excited by the first coil are opposed to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the rotor, respectively, and the second outer magnetic pole excited by the second coil The magnetic pole and the second inner magnetic pole are configured to face the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the rotor, respectively, and the rotating shaft that is the rotor shaft is taken out from the cylindrical permanent magnet.
[0006]
Although the motor having such a configuration has a high output and can have a small external dimension, it is desired to facilitate the joining of the rotor shaft and the permanent magnet. Further, in the above configuration, by reducing the thickness of the magnet, the distance between the first outer magnetic pole and the first inner magnetic pole and the distance between the second outer magnetic pole and the second inner magnetic pole can be reduced as a result. The magnetic resistance of the magnetic circuit can be reduced. According to this, the current flowing through the first coil and the second coil can generate a large amount of magnetic flux with a small current.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, a motor of the type described in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-331666 has a longer axial length and is arranged so as to be parallel to the optical axis in a camera or a lens barrel. When used for driving a shutter, a lens, or the like, there is an inconvenience that the arrangement of other lenses is obstructed or other structures must be cut out.
[0008]
The present invention has been made in view of such technical problems, and an object of the present invention is a small size capable of reducing the length in the axial direction and the dimension in the diameter direction and improving the output. of Drive transmission device Is to provide. Another object of the present invention is to reduce the length in the direction parallel to the optical axis as an actuator for driving the diaphragm blades, so that it does not interfere with other lenses and structures, and is inexpensive. Small size that can improve output Drive transmission device With Aperture blade drive To provide an apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention The drive transmission device To achieve the above objective, At least an outer peripheral surface divided into n in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles and rotatable, a first gear integrally provided on the first magnet, and the first gear A first coil arranged in an axial direction of the magnet, a first stator facing the outer peripheral surface of the first magnet and having an outer magnetic pole portion excited by the first coil; A first auxiliary stator facing the inner peripheral surface of the first magnet and excited by the first coil to form an inner magnetic pole portion having an outer diameter larger than the inner diameter of the first coil; A first driving means comprising: at least an outer peripheral surface divided into n in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles and rotatable; and provided integrally with the second magnet, Second tooth meshing with first gear And a second coil arranged in an axial direction of the second magnet, and an outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the second magnet and excited by the second coil. A second stator is opposed to the inner peripheral surface of the second magnet and is excited by the second coil to form an inner magnetic pole portion having an outer diameter larger than the inner diameter of the second coil. A second driving means comprising: a second auxiliary stator; and a third gear that meshes with the first gear without meshing with the second gear, the first gear and the second gear. By meshing the phases of specific teeth of the gear, the relationship between the magnetization phase of the first magnet and the outer magnetic pole portion of the first stator is the same as the magnetization phase of the second magnet and the second phase. For the relationship with the outer magnetic pole part of the stator ( It said first drive means and said second driving means are arranged such that the 80 / n) degrees shifted position It is characterized by that.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. 1 to 9 are views showing an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an exploded perspective view of a light quantity control device, FIG. 2 is an exploded perspective view of a first driving means, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the first driving means, FIG. 4 is a sectional view showing a connection state of the first driving means and the second driving means, and FIG. 5 is a partial sectional view of the light quantity control device including the first driving means. FIGS. 6 to 9 are cross-sectional views showing the relationship between the motor composed of the first drive means and the second drive means and the drive transmission means (drive transmission ring) in each operation stage.
[0014]
1 to 9, reference numeral 1 denotes a cylindrical magnet of the first driving means. As shown in FIGS. 6 to 9, the magnet 1 has an outer peripheral surface and an inner peripheral surface arranged in the circumferential direction. It has a magnetized portion that is divided (divided into 10 in this embodiment) and the S poles and N poles are alternately magnetized. The magnet 1 can be formed of, for example, a plastic magnet material formed by injection molding. Thereby, the magnet which made the thickness of the cylindrical radial direction very thin can be comprised. Further, the magnet 1 is provided with a rotating shaft 1a and a rotating shaft 1b at an axial center portion, and a gear portion 1c is integrally formed. The rotating shaft 1 a is rotatably supported by the inner diameter portion 5 f of the auxiliary stator 5, and the rotating shaft 1 b is rotatably supported by the shaft hole 21 b of the main plate 21.
[0015]
The magnet 1 is composed of a plastic magnet formed by injection molding, so that cracks do not occur even in assembly by press-fitting, and even a complicated shape having the rotary shafts 1a and 1b and the gear portion 1c can be easily obtained. It can be manufactured. Reference numeral 2 denotes a cylindrical coil, and the coil 2 is wound around a bobbin 3. The outer diameters of the coil 2 and the bobbin 3 are substantially the same as the outer diameter of the magnet 1. Reference numeral 4 denotes a stator made of a soft magnetic material. The stator 4 includes an outer cylinder and an inner shaft. The outer cylinder of the stator 4 has outer magnetic poles 4a, 4b, 4c, 4d, and 4e formed at the tip. Reference numeral 5 denotes an auxiliary stator, and an inner diameter portion 5 f of the auxiliary stator 5 is fitted and fixed to the inner shaft 4 f of the stator 4. Further, opposed portions 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e are formed on the outer diameter portion of the auxiliary stator 5 in a phase facing the outer magnetic poles 4a, 4b, 4c, 4d, and 4e of the stator 4.
[0016]
The auxiliary Stator The opposing portions 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e are formed so as to be shifted by 360 / (n / 2) degrees, that is, 72 degrees in the circumferential direction so as to be in phase with respect to the magnetization of the magnet 1. Similarly, the outer magnetic poles 4a, 4b, 4c, 4d, and 4e of the stator 4 are 360 / (n / 2) degrees in the circumferential direction so that they are in phase with respect to the magnetization of the magnet 1. That is, they are formed with a shift of 72 degrees. The coil 2 and the bobbin 3 are fixed to the stator 4 so as to be sandwiched between the auxiliary stator 5 so as to be concentric with the magnet 1. The inner shaft 4f of the stator 4 and the auxiliary stator 5 constitute an inner magnetic pole. The magnet 1, the coil 2, the bobbin 3, the stator 4 and the auxiliary stator 5 as described above constitute a first driving means.
[0017]
Similarly, in FIGS. 1 to 9, reference numeral 11 denotes a cylindrical magnet of the second driving means. As shown in FIGS. 6 to 9, the magnet 11 has a circumferential surface around its outer circumferential surface and inner circumferential surface. It has a magnetized portion in which S poles and N poles are alternately magnetized by dividing into n directions (10 divisions in this embodiment). The magnet 11 can also be formed of a plastic magnet material formed by injection molding, whereby the thickness of the cylindrical shape in the radial direction can be made very thin. Further, the magnet 11 is provided with a rotating shaft 11a and a rotating shaft 11b at an axial center portion, and a gear portion 11c is integrally formed. The rotating shaft 11 a is rotatably supported by the inner diameter portion 15 f of the auxiliary stator 15, and the rotating shaft 11 b is rotatably supported by the shaft hole 21 c of the main plate 21.
[0018]
Since the magnet 11 is a plastic magnet formed by injection molding, cracks do not occur even in assembly by press-fitting, and even a complicated shape having the rotary shafts 11a and 11b and the gear portion 11c is easily manufactured. It can be made possible. Reference numeral 12 denotes a cylindrical coil of the second driving means, and the coil 12 is wound around a bobbin 13. The outer diameters of the coil 12 and the bobbin 13 are substantially the same as the outer diameter of the magnet 11. Reference numeral 14 denotes a stator made of a soft magnetic material, and the stator 14 includes an outer cylinder and an inner shaft. The tip of the outer cylinder of the stator 14 forms outer magnetic poles 14a, 14b, 14c, 14d, and 14e. Reference numeral 15 denotes an auxiliary stator, and an inner diameter portion 15 f of the auxiliary stator 15 is fitted and fixed to the inner shaft 14 f of the stator 14. Further, opposed portions 15a, 15b, 15c, 15d, and 15e are formed on the outer diameter portion of the auxiliary stator 15 at a phase facing the outer magnetic poles 14a, 14b, 14c, 14d, and 14e of the stator 14.
[0019]
The facing portions 15a, 15b, 15c, 15d, and 15e are formed so as to be shifted by 360 / (n / 2) degrees, that is, 72 degrees in the circumferential direction so as to be in phase with respect to the magnetization of the magnet 11. . In addition, the outer magnetic poles 14a, 14b, 14c, 14d, and 14e of the stator 14 are 360 / (n / 2) degrees or 72 degrees in the circumferential direction so that they are in phase with respect to the magnetization of the magnet 11. They are staggered. The coil 12 and the bobbin 13 are fixed to the stator 14 so as to be sandwiched between the auxiliary stator 15 so as to be concentric with the magnet 11. The inner shaft 14f of the stator 14 and the auxiliary stator 15 constitute an inner magnetic pole. The magnet 11, the coil 12, the bobbin 13, the stator 14, and the auxiliary stator 15 as described above constitute a second driving unit.
[0020]
21 is a donut-shaped ground plate having an opening 21a formed in the center, and 22 is a drive transmission means (drive transmission ring) that is rotatably mounted with a fitting portion 22b fitted into the opening 21a of the ground plate 21. It is. The first driving means and the second driving means are fixed by attaching the stator 4 and the stator 14 to the base plate 21 by a known method (for example, adhesion or screwing). At that time, the rotating shaft 1b of the magnet 1 of the first driving means is fitted into the shaft hole 21b of the ground plate 21, and the rotating shaft 11b of the magnet 11 of the second driving means is fitted to the shaft hole 21c of the ground plate 21. The two magnets 1 and 11 are held rotatably by being fitted to each other.
[0021]
The first driving means and the second driving means are arranged side by side in the circumferential direction of the main plate 21 with their axial directions parallel to each other, and are integrated with the magnet 1 of the first driving means. The formed gear portion 1c meshes with the gear portion 11c formed integrally with the magnet 11 of the second driving means. The drive transmission means (drive transmission ring) 22 has a gear portion 22a, and the gear portion 22a meshes with the gear portion 1c of the magnet 1 of the first drive means. Thereby, the magnet 1 of the first driving means and the magnet 11 of the second driving means are coupled so as to be driven in conjunction with each other. At this time, the relationship between the magnetized phase of the magnet 1 and the outer magnetic poles 4a, 4b, 4c, 4d, and 4e of the stator 4 is as follows: the magnetized phase of the magnet 11 and the outer magnetic poles 14a, 14b, 14c of the stator 14; They are arranged with a deviation of 180 / n degrees, that is, 18 degrees with respect to the relationship of 14d and 14e. The drive transmission ring 22 is rotationally driven by the first driving means and the second driving means that are driven in conjunction with each other. This will be described later.
[0022]
In FIG. 1, reference numerals 23, 24, 25, 26, and 27 denote diaphragm blades, and these blades are formed with dowels 23a, 24a, 25a, 26a, and 27a protruding in the lower surface in FIG. The dowels are slidably fitted in cam grooves 28a, 28b, 28c, 28d, and 28e formed in the cam plate 28, respectively. The aperture blades 23, 24, 25, 26 and 27 are formed with dowels 23b, 24b, 25b, 26b and 27b protruding upward in FIG. 1, and these dowels are formed on the drive transmission ring 22. The formed holes 22c, 22d, 22e, 22f and 22g are rotatably fitted. The passage light quantity in the light quantity control device shown in FIG. 1 is changed by rotating the diaphragm blades 23, 24, 25, 26, and 27 around the optical axis by the rotation of the drive transmission means (drive transmission ring) 22. It is configured.
[0023]
The outer magnetic poles 4a, 4b, 4c, 4d and 4e of the stator 4 and the outer magnetic poles 14a, 14b, 14c, 14d and 14e of the stator 14 are constituted by teeth extending in a direction parallel to the axis. This allows the construction of magnetic poles that can minimize the diameter of the motor. That is, if the outer magnetic pole is formed with unevenness extending in the radial direction, the motor diameter is increased accordingly, but in this embodiment, the outer magnetic pole is constituted by teeth extending in a direction parallel to the axis. The diameter D (see FIG. 5) of the first driving means and the second driving means can be minimized. Further, the first driving means and the second driving means are arranged so as not to block the opening 21a. By minimizing the diameter D of the first driving means and the second driving means, the portion excluding the opening 21a The width W (see FIG. 5) can be kept small, whereby the diameter of the light quantity control device itself can be kept small.
[0024]
Since the length in the axial direction of both the first driving means and the second driving means is substantially determined by the length of the magnet and the length of the coil, the height H in the axial direction (FIG. 5). Can be configured as a very low actuator. In addition, since the first driving means and the second driving means are arranged in parallel in the axial direction, the dimension in the direction parallel to the optical axis can be shortened as an actuator for driving the aperture blade 23. Therefore, when used as an actuator of the light quantity control device as shown in FIG. 1, it is possible to realize a configuration that does not interfere with other lenses and structures.
[0025]
The outer magnetic poles 4a, 4b, 4c, 4d, and 4e of the stator 4 and the outer diameter portions 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e that constitute a part of the inner magnetic pole are on one end side of the magnet 1. It is provided so as to sandwich one end side of the magnet 1 facing the outer peripheral surface and the inner peripheral surface. Similarly, the outer magnetic poles 14a, 14b, 14c, 14d, 14e of the stator 14 and the outer diameter portions 15a, 15b, 15c, 15d, 15e of the auxiliary stator 15 constituting a part of the inner magnetic pole are one end of the magnet 11. The one end side of the magnet 11 is sandwiched so as to face the outer peripheral surface and the inner peripheral surface.
[0026]
A coil 2 and a bobbin 3 are provided between the outer magnetic pole of the stator 4 and the auxiliary stator 5. When the coil 2 is energized, the stator 4 and the auxiliary stator 5 are excited. Similarly, a coil 12 and a bobbin 13 are provided between the outer magnetic pole of the stator 14 and the auxiliary stator 15, and the stator 14 and the auxiliary stator 15 are excited by energizing the coil 12. Therefore, the magnetic flux generated by the coil 2 is disposed between the outer magnetic poles 4a, 4b, 4c, 4d, and 4e and the facing portions 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e constituting a part of the inner magnetic pole. Since the magnet 1 is traversed, it acts on the magnet 1 effectively. Further, the magnetic flux generated by the coil 12 is disposed between the outer magnetic poles 14a, 14b, 14c, 14d, 14e and the facing portions 15a, 15b, 15c, 15d, 15e constituting a part of the inner magnetic poles. Since the magnet 11 is traversed, it acts on the magnet 11 effectively. Thus, the output of the motor (actuator) composed of the first drive means and the second drive means can be increased.
[0027]
The inner magnetic pole of the first driving means has an outer diameter larger than the inner diameter of the coil 2, and the inner magnetic pole of the second driving means has an outer diameter larger than the inner diameter of the coil 12. Even if the inner diameter of the coil is reduced and the volume occupied by the coil is increased, the distance between the outer magnetic pole and the inner magnetic pole of the first driving means and the outer magnetic pole and the inner magnetic pole of the second driving means. It becomes possible to make the distance small. As a result, the magnetic resistance viewed from the coil side is reduced, so that a large amount of magnetic flux can be generated even with a small electric power, and the output of the motor can be improved.
[0028]
6 to 9 are sectional views showing the relationship between the motor composed of the first drive means and the second drive means and the drive transmission means (drive transmission ring) 22. 6 to 9, the relationship between the magnetization phase of the magnet 1 of the first drive means and the outer magnetic poles 4a, 4b, 4c, 4d, and 4e of the stator 4 is the magnetization of the magnet 11 of the second drive means. With respect to the relationship between the phase and the outer magnetic poles 14a, 14b, 14c, 14d, and 14e of the stator 14, they are shifted by 180 / n degrees, that is, 18 degrees. This is configured to be shifted by 180 / n degrees by matching the phases of specific teeth of the gear portion 1c of the magnet 1 and the gear portion 11c of the magnet 11.
[0029]
Next, how the drive transmission ring 22 is driven by the first drive means and the second drive means will be described. In the state shown in FIG. 6, by energizing only the coil 12 of the second driving means, the outer magnetic poles 14a, 14b, 14c, 14d and 14e of the stator 14 of the second driving means are set to the N pole, The case where the opposing portions 15a, 15b, 15c, 15d, and 15e of the auxiliary stator 15 constituting the portion are S poles is shown. A magnetized portion magnetized on the S pole on the outer peripheral surface of the magnet 11 is positioned at the center of the outer magnetic pole of the stator 14, and a magnetized portion magnetized on the N pole on the inner peripheral surface of the magnet 11 It is positioned at the center of the opposing portion of the auxiliary stator 15.
[0030]
When the coil 12 is turned off from the state shown in FIG. 6 and the coil 2 of the first driving means is turned on, the outer magnetic poles 4a, 4b, 4c, 4d, and 4e of the stator 4 are made S poles, and the inner magnetic poles When the opposing portions 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e of the auxiliary stator 5 constituting a part are excited to the N pole, the magnetization is magnetized to the N pole on the outer peripheral surface of the magnet 1 of the first driving means. Is positioned at the center of the outer magnetic pole of the stator 4, and the magnetized portion magnetized at the S pole on the inner peripheral surface of the magnet 1 is positioned at the center of the opposing portion of the auxiliary stator 5. At this time, the magnet 1 and the magnet 11 connected by the gear portion 1c and the gear portion 11c rotate 18 degrees counterclockwise and clockwise, respectively, and drive transmission is engaged with the gear portion 1c of the magnet 1. The ring 22 rotates clockwise and enters the state shown in FIG.
[0031]
Next, the coil 2 is deenergized, the coil 12 is de-energized with respect to the state shown in FIG. 6, and the outer magnetic poles 14a, 14b, 14c, 14d, and 14e of the stator 14 are set to the S pole, and the inner magnetic pole When the opposing portions 15 a, 15 b, 15 c, 15 d and 15 e of the auxiliary stator 15 constituting a part are excited to the N pole, the magnetized portion magnetized to the N pole on the outer peripheral surface of the magnet 11 becomes the outer magnetic pole of the stator 14. The magnetized portion magnetized at the south pole of the inner peripheral surface of the magnet 11 is positioned at the center of the opposing portion of the auxiliary stator 15. At this time, the magnet 1 and the magnet 11 connected by the gear portion 1c and the gear portion 11c rotate 18 degrees counterclockwise and clockwise, respectively, and the drive engaged with the gear portion 1c of the magnet 1 is engaged. The transmission ring 22 rotates clockwise and enters the state shown in FIG.
[0032]
Next, the coil 12 is deenergized, the coil 2 is de-energized with respect to the state shown in FIG. 7, and the outer magnetic poles 4a, 4b, 4c, 4d, and 4e of the stator 4 are set to the N poles. When the opposing portions 5 a, 5 b, 5 c, 5 d, and 5 e of the auxiliary stator 5 constituting the portion are excited to the S pole, the magnetized portion magnetized to the S pole on the outer peripheral surface of the magnet 1 becomes the outer magnetic pole of the stator 4. A magnetized portion positioned at the center and magnetized at the N pole on the inner peripheral surface of the magnet 1 is positioned at the center of the opposing portion of the auxiliary stator 5. At this time, the magnet 1 and the magnet 11 connected by the gear portion 1c and the gear portion 11c rotate 18 degrees counterclockwise and clockwise, respectively, and the drive engaged with the gear portion 1c of the magnet 1 is engaged. The transmission ring 22 rotates clockwise and enters the state shown in FIG. Thereafter, by sequentially switching the energization directions to the coil 2 and the coil 12 as described above, the magnet 1, the magnet 11, and the drive transmission ring 22 are also rotated at the same time and sequentially rotated to a position corresponding to the energization phase. It will be.
[0033]
Here, it will be described that the actuator having such a configuration is the optimum configuration for miniaturization. The basic configuration of the actuator of this embodiment will be described. First, the magnets of the first driving means and the second driving means are formed in a hollow cylindrical shape, and secondly, the first driving means. And the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the magnet of the second driving means are divided into n in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles, and thirdly, the first driving means and the second driving means Both the coil and the magnet are sequentially arranged in the axial direction. Fourth, the outer magnetic pole and the inner magnetic pole of the stator excited by the coil in both the first driving means and the second driving means are the outer peripheral surface of the magnet and It is opposed to the inner peripheral surface, fifth, the outer magnetic poles of the first driving means and the second driving means are constituted by teeth extending in a direction parallel to the axis, and sixth, 1 drive means and 2nd drive means in parallel That are arranged in base, the seventh, is that connecting the magnets of the magnet and the second driving means of the first driving means directly.
[0034]
The diameters of the first drive means and the second drive means need only be large enough to make the magnetic poles of the stator face the diameter of the magnet, and the lengths of the first drive means and the second drive means. It is sufficient if the length is about the length of the magnet plus the length of the coil. For this reason, the size of the first driving means and the second driving means is determined by the diameter and length of the magnet and the coil. If the diameter and length of the magnet and the coil are made extremely small, the first driving means will be described. The means and the second driving means can be miniaturized. At this time, if the diameter and length of the magnet and the coil are made very small, it becomes difficult to maintain the accuracy as the first driving means and the second driving means, but this is because the magnet has a hollow cylindrical shape. The accuracy of the first driving means and the second driving means is achieved by a simple structure in which the outer magnetic pole and the inner magnetic pole of the stator are opposed to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the magnet formed in the hollow cylindrical shape. The problem is solved.
[0035]
In addition, the first driving means and the second driving means are arranged so as not to block the opening 21a, but the diameter of the light quantity control device itself can be reduced by minimizing the diameters thereof. Can be suppressed. Furthermore, since the first driving means and the second driving means are arranged in parallel, the actuator is short in the direction parallel to the optical axis as an actuator for driving the diaphragm blades, and is obstructive to other lenses and structures. It can be configured not to be. Further, since the magnet of the first driving means and the magnet of the second driving means are directly connected, a unit can be formed as a motor capable of bidirectional rotation.
[0036]
As described above, the relationship between the magnetization phase of the magnet 1 and the outer magnetic poles 4a, 4b, 4c, 4d, and 4e of the stator 4 is the same as the magnetization phase of the magnet 11 and the outer magnetic poles 14a, 14b, 14c, and 14d of the stator 14. , 14e with respect to the relationship with 14e, that is, must be shifted by 18 degrees. Therefore, the gears 1c of the magnet 1 and the gears 11c of the magnet 11 are arranged so as to be shifted by 180 / n degrees only by matching the phases of specific teeth. As a result, the magnetization phase of the magnet can be visually observed by looking at the position of the gear teeth. Therefore, the relative rotational position of the magnet 1 of the first driving means and the magnet 11 of the second driving means during assembly. Can be easily assembled at a predetermined position, and the assembly work efficiency is increased.
[0037]
Next, correspondence between the invention and the embodiment will be described. In the above embodiment, the magnet 1 in FIGS. 1, 2 and 4 to 9 corresponds to the magnet of the first driving means of the present invention, and the coil 2 in FIGS. 1, 2, 4 and 5 is used. The stator 4 and the auxiliary stator 5 of FIGS. 1, 2 and 4 to 9 correspond to the stator of the first driving means of the present invention. The magnet 11 in FIGS. 3, 4 and 6 to 9 corresponds to the magnet of the second driving means of the present invention, and the coil 12 in FIGS. 1, 3, and 4 is the second driving means of the present invention. 1, 3, 4, and 6 to 9, the stator 14 and the auxiliary stator 15 correspond to the stator of the second driving means of the present invention, and are shown in FIGS. 1, 5 to 9. The drive transmission ring 22 corresponds to the drive transmission means of the present invention, and the diaphragm blades 23, 24, 25, 26 of FIG. Aperture blade 23 in 27 and Figure 5 corresponds to the diaphragm blades of the present invention. The above is the correspondence between each configuration of the embodiment and each configuration of the present invention. However, the present invention is not limited to these embodiments, and the functions shown in the claims or the functions of the embodiments It goes without saying that any configuration can be used as long as it can be achieved.
[0038]
Next, a modification of the embodiment of the present invention will be described. In the above embodiment, the magnet 1 and the magnet 11 are connected by the gear portion 1c and the gear portion 11c, but other connection methods may be used. For example, a pin is provided on the magnet 1 and a groove fitted to the magnet 11 is provided. When the rotation amount of the magnet 1 and the magnet 11 is small, it can be replaced with such a configuration. Moreover, although the rotating shaft is formed integrally with the magnet, the rotating shaft may be separated and fixed to the magnet. Moreover, although the gear part is integrally formed in the magnet, you may fix to a magnet by making a gear part into another body.
[0039]
Further, the first driving means and the second driving means are directly assembled and fixed to the ground plate on which the diaphragm blades rotate, but the predetermined case is in a state where the first driving means and the second driving means are engaged with each other. It may be fixed to the unit and unitized, and this may be assembled to the main plate. The motor constituted by the first driving means and the second driving means is used as an actuator for driving the diaphragm blades, but for other purposes such as rotating a cam cylinder for driving a lens, etc. It can be used, and is useful as a motor having the advantages of high output, small diameter, and short axial length.
[0040]
According to the embodiment described above, the diameters of the first driving means and the second driving means can be determined by the outer magnetic poles facing the outer peripheral surface of the magnet, and the first driving means and the second driving means. The length of the means in the axial direction is sufficient if the length of the magnet is added to the length of the coil, and the diameter and axial directions of the first drive means and the second drive means are sufficient. By reducing the dimensions, the motor can be made very compact.
Further, since the magnetic flux generated by the coil crosses the magnet between the outer magnetic pole and the inner magnetic pole, it works effectively, and a drive device with high output can be obtained even with a small diameter.
Further, the magnet of the first drive means and the magnet of the second drive means can be directly connected to form a unit, and the first drive means and the second drive means are arranged so that the axial directions are parallel to each other. Therefore, it can be configured as a motor having a short axial length.
[0041]
Furthermore, when the motor comprising the first drive means and the second drive means is used as an actuator for driving the diaphragm blades, the dimension in the direction parallel to the optical axis of the apparatus and the dimension in the diameter direction of the apparatus should be reduced. It is possible to obtain a light quantity control device including a small motor that can be manufactured at low cost while being small and capable of exhibiting high output without interfering with other lenses and structures. .
In other words, when the first driving means and the second driving means are arranged so as not to block the opening of the ground plane, the diameter can be minimized, and the diameter of the light quantity control device itself can be kept small. It becomes.
[0042]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the present invention Drive transmission device according to According to ,flat Since the axial length of each driving means arranged in a row can be made the same as the length of the magnet plus the length of the coil, the axial length can be reduced, and the diameter of each driving means is the magnet. The diameter of the stator needs to be large enough to make the magnetic poles of the stator face each other, so the dimension in the diameter direction can be reduced, and the magnetic flux generated by the coil is between the outer magnetic pole and the inner magnetic pole. Can effectively improve the output so that a high output can be obtained even with a small diameter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a light quantity control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of first driving means according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a second driving unit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the first driving means and the second driving means of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a light amount control apparatus including a first driving unit of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the relationship between a motor comprising the first drive means and the second drive means of the present invention and a drive transmission ring.
7 is a cross-sectional view showing a state in which each magnet is rotated by 18 degrees by switching the coil energization from the state of FIG. 6;
8 is a cross-sectional view showing a state where each magnet is further rotated by 18 degrees by switching the coil energization from the state of FIG. 7. FIG.
9 is a cross-sectional view showing a state where each magnet is further rotated by 18 degrees by switching the coil energization from the state of FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional step motor.
11 is a cross-sectional view showing a state of magnetic flux passing through the stator of the step motor of FIG.
FIG. 12 is an exploded perspective view showing another example of a conventional step motor.
[Explanation of symbols]
1,11 Magnet
1c, 11c Gear part
2, 12 coils
3, 13 Bobbins
4, 14 Stator
5, 15 Auxiliary stator
21 Ground plane
21a Opening (base plate)
22 Drive transmission means (drive transmission ring)
22a Gear part
23-27 Aperture blade
28 Cam plate

Claims

At least an outer peripheral surface divided into n in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles and rotatable, a first gear integrally provided on the first magnet, and the first gear A first coil arranged in an axial direction of the magnet, a first stator facing the outer peripheral surface of the first magnet and having an outer magnetic pole portion excited by the first coil; A first auxiliary stator facing the inner peripheral surface of the first magnet and excited by the first coil to form an inner magnetic pole portion having an outer diameter larger than the inner diameter of the first coil; First driving means comprising:
A second magnet that is rotatable by being magnetized alternately with different poles by dividing the outer peripheral surface into n parts in the circumferential direction, and a second magnet that is integrally provided with the second magnet and meshes with the first gear. A gear, a second coil arranged in an axial direction of the second magnet, and an outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the second magnet and excited by the second coil are formed. A second stator and an inner magnetic pole portion facing the inner peripheral surface of the second magnet and excited by the second coil to have an outer diameter larger than the inner diameter of the second coil. Second driving means comprising: a second auxiliary stator;
A third gear meshing with the first gear without meshing with the second gear;
With
By engaging the phases of specific teeth of the first gear and the second gear, the relationship between the magnetization phase of the first magnet and the outer magnetic pole portion of the first stator is the second The first driving means and the second driving means are arranged so as to be shifted by (180 / n) degrees with respect to the relationship between the magnetized phase of the magnet and the outer magnetic pole portion of the second stator. A drive transmission device characterized by that.

2. The drive transmission device according to claim 1, further comprising a stop blade that is connected to the third gear and that opens and closes by rotation of the third gear.