JP4342272B2 - セクタ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学機器のシャッタとして採用されるセクタ駆動装置に関する。より詳細には、製品の歩留りを向上させることができる構造を備えたセクタ駆動装置に関する。

近年、カメラ等の光学機器に内蔵されるセクタ駆動装置は、電磁アクチュエータ等によって駆動される形式のものが多くなっている。カメラは著しいスピードで小型化されており、例えば携帯電話に内蔵されるデジタルカメラは極めて小型化されている。よって、カメラに内蔵するシャッタ装置についてもより小型化することが望まれ、またその構成をより簡素化する必要がある。ところが、このように小型化された装置の場合には、各部品に高い寸法精度が要求される。僅かな寸法誤差を含んだ部品を使用したため、完成したセクタ駆動装置が所定基準を満たさず製品にならないという場合がある。このような装置を廃棄すると歩留りが低下してしまう。よって、生産性低下の問題にも対処できる構造を備えたセクタ駆動装置であることが望ましい。

例えば特許文献１では、小型化及び低コスト化を図ったカメラ用のシャッタ装置が開示されている。この特許文献１では単一の電磁駆動源を用いるようにした構成により小型化及び低コスト化を図っている。図６は、この従来のシャッタ装置で採用されている２枚のシャッタ羽根（セクタ）を拡大して示した図である。２枚のシャッタ羽根１１０、１２０はモータ（電磁駆動源）１３０により、シャッタ開口（図示せず）を開閉するように揺動される。これら各セクタを駆動する機構は同様であるので、セクタ１１０側について説明する。セクタ１１０はシャッタ基板から立ち上がる固定軸１１５に係合する円形の穴１１１を備え、この固定軸１１５回りに回動自在である。さらにセクタ１１０は長穴１１３を備えている。この長穴１１３には作動ピン１３５が係合している。この作動ピン１３５は、モータ１３０のロータ軸１３１にアーム部１３２を介して接続されている。なお、この図５では、セクタ１１０とモータ１３０との関係が確認し易いように、セクタ１１０の下にモータ１３０の側面図を示している。

このような構成で、ロータ軸１３１が所定範囲を回動すると、これに応じて作動ピン１３５が所定範囲を揺動する。よって、この作動ピン１３５が係合している長穴１１３を介してセクタ１１０が揺動される。右側のセクタ１２０も、セクタ１１０と同様に固定軸１２５に係合する円形の穴１２１を備え、この固定軸１２５回りに回動自在である。セクタ１２０も同様に長穴１２３を備え、この長穴１２３には作動ピン１３５が係合する。なお、図６では右側のセクタ１２０をずらして示しているが、長穴１２３が作動ピン１３５に係合するように、すなわちセクタ１１０に重なるようにセクタ１２０はセットされる。

ここで、作動ピン１３５が係合する長穴１１３、１２３の形状に着目すると、その長手方向がモータ１３０のロータ軸１３１と作動ピン１３５とを結ぶ直線ＰＬと一致するように形成されている。また、固定軸１１５とロータ軸１３１とが軸線ＣＬで一致するように配置されている。

作動ピン１３５に係合する長穴１１３、１２３は、作動ピン１３５の動きを効率良く受けるために、移動方向ＭＬでの幅を狭く設定しておく必要がある。また、作動ピン１３５は穴１１３、１２３の内部で前後に移動することになるので、これを許容する空間を確保する必要がある。そこで、従来においては、穴１１３、１２３は移動方向ＭＬと略直角な方向に延ばした長穴形成となっていた。すなわち、長穴１１３、１２３は、その長手方向がモータ１３０のロータ軸１３１と作動ピン１３５とを結ぶ直線ＰＬと一致するように形成されている。また、上記のようにセクタ１１０の固定軸１１５とモータ１３０のロータ軸１３１とは、軸線ＣＬ上となるように配置することで小型化が図られている。

特開２００１−３２４７３８号 公報

上記のように従来のセクタ駆動装置では、セクタに形成する長穴は、その長手方向がモータのロータ軸と作動ピンとを結んだ直線と一致するように形成されていた。そして、この長穴内の略中央に作動ピンが位置するようにしてセクタ駆動装置が製作される。しかしながら、小型化されたセクタ装置では寸法精度の高い部品と組付け精度が要求されるため、僅かでも誤差があると完成後のセクタ装置が所望する基準を満たさないという場合がある。例えば、所定のシャッタスピードが得られない、バウンドが許容範囲を超えて大きい等、の事態が発生する。このようなときに、セクタ装置全体を廃棄してしまうと歩留りが低下して、コストが上昇してしまう。

そこで、本発明の目的は、一部の部品を交換することで他の部分をそのまま使用できるような構造を備えたセクタ駆動装置を提供することである。

上記目的は、支軸を中心に回動自在なセクタと、前記セクタに形成した長穴に係合する係合部が設けられた作動部材と、前記作動部材を所定範囲で揺動させる回動手段とを備えたセクタ駆動装置であって、前記長穴は、その長手方向が前記支軸と前記係合部とを結ぶ直線に対して傾きをもって形成され、前記回動手段の回転軸は、前記セクタの回動領域での前記支軸と前記係合部とを結ぶ直線の変位領域内にあり、前記作動部材は、前記回転軸に着脱自在に装着されるセクタ駆動装置によって達成される。

本発明によると、回動手段の支軸と前記係合部とを結ぶ直線に対して、セクタに形成する長穴はその長手方向が傾きをもって形成され、さらにセクタを駆動する作動部材は回転軸に着脱自在に装着される。そのため、装置が完成した当初において所定基準を満たなかった装置であっても、作動部材を交換することで不備を解消して基準を満した装置に仕立て直す（再生する）ことが可能となる。よって、セクタ駆動装置の歩留りを向上させることができる。

そして、前記作動部材の係合部は、前記回転軸からの距離がシャッタ開口に対する前記セクタの初期位置に対応して決定されることが望ましい。小型のセクタ駆動装置では、僅かな誤差で、シャッタスピードやバウンドの状態が微妙に変化する場合があるので、予め複数長さの棒状部材を準備することで、より適切な調整が可能となる。なお、前記固定軸が、前記回転軸と同軸上に配置されていればセクタ駆動装置をより小型化することができるので好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、歩留りを向上させることができるセクタ駆動装置を提供できる。

以下図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、一実施形態に係るセクタ駆動装置１のセクタ部分を拡大して示した図であり、（Ａ）は作動部材の係合部である作動ピンが長穴の略中央に位置した標準状態、（Ｂ）は作動ピンが長穴の外側にずれて位置した状態、（Ｃ）は作動ピンが長穴の内側にずれて位置した状態を示している。また、図２（Ａ）は本セクタ駆動装置１の全体構成を確認できるように示した模式図であり、図２（Ｂ）は作動ピンの揺動範囲を拡大して示した図である。

まず、作動ピン位置が標準状態にある図１（Ａ）を参照して、本セクタ駆動装置１が備える特徴的な構成について説明する。本セクタ駆動装置１に含まれるセクタ１０は、ここでは図示しないシャッタ基板から立ち上がる固定軸３に係合する略円形の穴１１を備え、固定軸３回りに回動自在である。また、セクタ１０はほぼ直線的に延びる長穴１３を備えている。この長穴１３には作動ピン５が係合している。この作動ピン５は、回動手段として電磁アクチュエータ７（図２参照）のロータ軸７７に接続されており、所定範囲を揺動するように構成されている。なお、図１の各図では、シャッタ基板に形成されるシャッタ開口４の位置を仮想的に示している。また、セクタ１０の動きを確認し易いように、開位置にあるセクタ１０を太めの実線、閉位置にあるセクタ１０を細い実線で示している。

後述の図２（Ａ）で示すように、本セクタ駆動装置１ではシャッタ基板から立ち上げた支軸３と、電磁アクチュエータ７の回転軸であるロータ軸７７は同軸線上に在るように位置関係が設定されている。よって、支軸３と作動ピン５とを結ぶ直線は、ロータ軸と作動ピン５とを結ぶ直線ＰＬと一致する。そして、本セクタ駆動装置１では、この直線ＰＬに対して、セクタ１０の長穴１３が延びる方向（長手方向）ＨＬが傾いた状態にある。すなわち、本セクタ駆動装置１では、ロータ軸７７と作動ピン５とを結ぶ直線ＰＬに対して、延びる方向ＨＬが傾斜しているようにセクタ１０に長穴１３が形成されている。

上記のような位置関係で長穴１３を設定したことについて以下詳細に説明する。図１（Ａ）は、作動ピン５がセクタ１０の長穴１３の略中央に位置する標準的な位置にある場合を示している。この図１（Ａ）で示した状態が標準となるように、本セクタ駆動装置１は作製される。しかしながら、完成したセクタ駆動装置１を検査すると組付けた部品の微小な誤差で、所定のシャッタスピードが得られない場合、或いは、シャッタ開口４を閉じたときにセクタ１０が規制部材に強く当接して跳ね返される（バウンドする、と称される）場合がある。

所定のシャッタスピードが得られないセクタ駆動装置や、許容範囲を超えてバウンドするセクタ駆動装置は、従来においては不良品として廃棄の対象となっていた。これに対して、本セクタ駆動装置１ではロータ軸７７と作動ピン５との長さを適宜変更することで、上記不都合を解消する。すなわち、本セクタ駆動装置１の場合には、従来において廃棄対象となっていたセクタ駆動装置に使用された部品の一部を交換することで適正な装置に再生できる構造となっている。

部品交換について具体的に説明する、前述したようにセクタ駆動装置１も、従来の装置と同様に、図１（Ａ）に示した標準形態となるように作製される。しかし、完成後に検査を行なって所定のシャッタスピードが得られないような場合には、図１（Ｂ）に示すようにロータ軸７７と作動ピン５との距離Ｓを標準よりも長めなものに変更する。すなわち、図１（Ａ）に示す標準形態ではロータ軸７７と作動ピン５との距離は標準長さＳ１であるが、図１（Ｂ）ではこのＳ１よりも長いＳ２に変更する。このように変更することにより、長穴１３内での作動ピン５の位置がより外側へずれることになる。これによりセクタ１０がシャッタ開口４から遠ざかる位置となる。電磁アクチュエータのロータ７２は動き始めから加速度運動して駆動するため、セクタ１０がシャッタ開口４から遠ざかると、その分セクタ１０が加速した状態でシャッタ開口４に進入する。このためシャッタ開口４に進入するときにはセクタ１０が標準の位置から動き出してシャッタ開口４に進入したときより加速された状態となり、速い速度でシャッタ開口を閉じることができる。なお、図１ではロータ軸が図示していないが固定軸３の下部に同軸上に存在する。よって、固定軸３と作動ピン５間の距離Ｓ１からＳ３が、そのままロータ軸と作動ピン５間の距離となる。

ここで、本セクタ駆動装置１の場合には、長穴１３が従来とは異なり作動ピン５が延長される直線ＰＬの方向（図１（Ａ）参照）とは傾いた関係となっている。よって、作動ピン５の位置が外側へとずらされると、長穴１３の内壁を僅かであるが外側へ押し出す状態が形成される。図１（Ｂ）では標準状態（図１（Ａ））でのセクタ１０を破線で示すことにより、作動ピン５の位置が外側へずれた場合のセクタ１０を確認し易いように示している。なお、前述したように太い実線はセクタ１０が開位置にあるとき、細い実線はシャッタ開口４を閉じる位置にあるときである。

この図１（Ｂ）で示すように、セクタ１０は僅か上側（シャッタ開口４から遠くなる側）へずらされるのであるが、その分、シャッタ開口４に到達するときのセクタ１０の速度が速くなっており、シャッタ開口４を閉じる直前に至るときには従前よりもセクタ１０の速度をより速くすることができる。よって、完成当初の検査で所定のシャッタスピードが得られなかった装置は、この図１（Ｂ）で示すように、作動ピン５の位置を外側にずらすような変更を加えることで要求されるシャッタスピードが得られるセクタ駆動装置に仕立て直される。作動ピン５の回転半径の長さ調整は、作動ピン５と電磁アクチュエータ７のロータ軸１７を接続する棒状部材を変更するで簡単に行える。この点の詳細な構成については、後述する図２（Ａ）により説明する。

図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）の場合とは逆の調整を行った状態のセクタ１０を示している。すなわち、回転半径が図１（Ａ）に示す標準形態の長さＳ１よりも短いＳ３に変更されている。このように変更することにより、長穴１３内での作動ピン５の位置がより内側へずれることになる。これによりセクタ１０がシャッタ開口４に標準の位置よりも近づく位置となる。このため、セクタ１０がシャッタ開口４に侵入したときには電磁アクチュエータのロータ７２がまだ動き始めて十分に加速されていない。このため、シャッタ開口４に進入するときにはセクタ１０が標準の位置から動き出してシャッタ開口に進入したときより速度が出ておらず、遅い速度でシャッタ開口を閉じることとなる。

この図１（Ｃ）で示す場合には、セクタ１０はわずかに下側（シャッタ開口４へ近づく側）へずらされる。その分シャッタ開口４に進入する速度が遅くなっており、シャッタ開口４を閉じる直前では従前よりもセクタ１０の速度が抑制される。よって、完成後の検査でバウンドが大きかった装置は、この図１（Ｃ）で示すように作動ピン５の位置を内側にずらす変更を加えることバウンドを抑えた適正なセクタ駆動装置に再生される。以上の説明から明らかなように、本セクタ駆動装置１は作動ピン５の回転半径を変更することにより、必要なシャッタスピードを得るように調整し、また、大きなバウンドを抑制するように調整される。以下では、図１で確認できなかった構成を含めて、本セクタ駆動装置１の全体構成を説明する。

図２（Ａ）により、上記セクタ１０を含む本セクタ駆動装置１の全体構成を説明する。この図２（Ａ）では、図１に示したセクタ１０並びにシャッタ基板２、電磁アクチュエータ７に接続された上記作動ピン５等との位置関係が確認できる。電磁アクチュエータ７はロータ７２、この外周を囲むように配置したＵ字状のステータ７３を備えている。図２（Ａ）ではステータ７３の両端部が図示されている。このステータ７３には２個のコイル７４、７５が巻回されている。これらのコイル７４、７５は制御回路７６により駆動制御されている。

シャッタ基板２は、シャッタ開口４を備えているが、この図２（Ａ）では図示されていない。シャッタ基板２の前面側には、図１で詳細に説明したセクタ１０がシャッタ基板２に沿うように配置されている。シャッタ基板２の背面側には上記電磁アクチュエータ７が配置されている。セクタ１０は、シャッタ基板２から立ち上がる固定軸３に係合する穴１１、及び電磁アクチュエータ７のロータ軸７７に接続された作動ピン５に係合する長穴１３を備えている。セクタ１０は、前述したように作動ピン５の揺動動作に伴って所定範囲を移動する。

シャッタ基板２の背面側に配置している電磁アクチュエータ７のロータ軸７７には、半径方向に延出したアーム部８が接続されている。このアーム部８の端部からはシャッタ基板２側に設けた扇形状の開口９を通り反対側まで延在した作動ピン５が接続されている。アーム部８と作動ピン５とで作動部材を構成している。前面側に出たこの作動ピン５に、前述したようにセクタ１０に設けた長穴１３が係合している。よって、電磁アクチュエータ７のロータ軸７７が回動したときには、作動ピン５がこれに伴って回動し、さらに前記セクタ１０が所定の軌跡で揺動することになる。

本セクタ駆動装置１ではアーム部８と作動ピン５が一体に形成され、アーム部８がロータ軸７７と接続する端部には嵌合部８１が形成されている。この嵌合部８１はロータ軸７７に対して着脱自在となっている。よって、長さが異なるアーム部８を予め複数準備しておくことで、作動ピン５の位置をロータ軸７７へ近づけたり、離したりすることができる。すなわち、先に図１（Ｂ）、（Ｃ）に基づいて説明したようにセクタ１０とシャッタ開口４との距離を適宜変更することができる。

なお、本実施形態では図１（Ｂ）、（Ｃ）で作動ピン５の回転半径を延長する場合と、短縮する場合を各々１つずつ示したが、これに限定するもではない。すなわち、複数段階に回転半径を延長、短縮できるように色々な長さのアーム部８を準備しておくことが望ましい。このように複数の長さのアーム部８を準備しておけば、より最適な状態でセクタ１０を駆動できるセクタ駆動装置１に再生できる。また、図２（Ａ）ではアーム部８に作動ピン５を一体に形成したが、これらを別体で形成してもよい。

図２（Ｂ）は、上記作動ピン５の移動軌跡ＣＲについて示した図である。作動ピン５はロータ軸７７の回転に伴い３６０°の回転が可能であるが、基板２に形成した開口９は扇型であり、また、アーム部８の移動を規制する部材２９が配置されている。よって、本例では作動ピン５は所定範囲ＲＥ内を回動するように設定されている。セクタ１０がシャッタ開口４を閉じるときに、スピードが付き過ぎると上記規制部材２９に強く当接するので前述したバウンドが発生する。この場合に、本セクタ駆動装置１では前述したように作動ピン５の回転半径を短くして（図１（Ｃ）参照）、セクタ１０が規制部材２９に当接するときのスピードを抑制するように対処できるのである。

図３及び図４は、本セクタ駆動装置１のシャッタ基板２を正面から示した図である。これらの図では、シャッタ開口４と上記セクタ１０との関係がより明確に示される。図３はセクタ１０がシャッタ開口４から退避している開状態、図４はセクタ１０がシャッタ開口４を閉じた閉状態を示している。この両図では、実線によりセクタ１０の標準位置を示している。また、破線１０Ｈで示すのは図１（Ｂ）に相当する作動ピン５の回転半径を長くした場合、破線１０Ｌで示すのは図１（Ｃ）に相当する作動ピン５の回転半径を短くした場合である。図３及び図４からも確認できるように、本セクタ駆動装置１ではアーム部８を交換することでセクタ１０の移動状態を調節できるので、当初は基準から外れた装置でも使用できるようになる。

以上説明したように、本セクタ駆動装置１ではロータ軸７７と作動ピン５とを結ぶ直線に対してセクタ１０に形成する長穴１３を傾斜するように設け、アーム部８の長さを変更できるので、セクタ１０の位置及び移動速度を微調整し、従来にあっては廃棄対象となった装置を再生して使用できる。よって、本セクタ駆動装置１は歩留りの高い装置となる。

以上、本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。上記実施形態では、セクタの状態変化を確認し易いように、１枚のセクタ１０のみを例示した。しかし、本発明はこのように１枚のセクタを有するセクタ駆動装置に限定されるものではなく、複数枚セクタを含んだセクタ駆動装置にも同様に適用できることは明らかである。また、回動手段の回転軸７７はセクタ１０の支軸３と同軸線上に位置させたが、これに限らず、支軸３と係合部５とを直線で結んだ斜線部の領域Ａ内（図５（Ａ）参照）に位置させてもよい。符号Ｂは、係合部５の揺動範囲である。回転軸７７をこの領域Ａ外に位置させるとセクタ１０の長穴１３の長さを長くしなければいけなくなり、セクタを大型化させてしまう。例えば、図５（Ｂ）のように領域Ａ外の位置に回転軸７７を位置させた場合、回転軸７７と支軸３とが同軸線上にある場合と比べると、係合部５のスタート位置を同じ位置にしても、揺動させると、同軸線上のときの支軸３からの距離より距離Ｃだけ離れた位置５”に係合部５が位置する。この距離Ｃの移動分、長穴１３の長さを長くしなければならない。領域Ａ内に回転軸７７が位置しているときはこの距離Ｃがほとんど生じないですむので長穴１３の長さを長くする必要はない。また、領域Ａの２等分線ｄ上に回転軸７７を位置させると距離Ｃは全く生じないのでよりよい。また、回動手段としての電磁アクチュエータは、ステップモータ、揺動モータ等正逆回転できるものや、シャッタ開口４の閉鎖方向にばね等の付勢部材を用い、開放方向のみに駆動できるもの等、適宜なものを使用すればよい。また、長穴の傾きの向きは、本実施の形態に限らず、逆の向き（直線ＰＬに対して線対称な向き）に傾いてもよい。ただし、この場合は、セクタ１０をシャッタ開口４から遠ざけるときにロータ軸７７と作動ピン５との距離を短くし、近づけるときにロータ軸７７と作動ピン５との距離を長くすることになる。

一実施形態に係るセクタ駆動装置１のセクタ部分を拡大して示した図であり、（Ａ）作動ピンが長穴の略中央に位置した標準状態、（Ｂ）は作動ピンが長穴の外側にずれて位置した状態、（Ｃ）は作動ピンが長穴の内側にずれて位置した状態を示した図である。 （Ａ）は実施形態に係るセクタ駆動装置の全体構成を確認できるように示した模式図であり、（Ｂ）は作動ピンの揺動範囲を拡大して示した図である。 セクタがシャッタ開口から退避している開状態示した図である。 セクタがシャッタ開口を閉じた閉状態を示した図である。 係合部の揺動範囲を示す図である。 従来のシャッタ装置で採用されている２枚のセクタの関係を拡大して示した図である。

符号の説明

１ シャッタ装置
３ 固定軸
２ シャッタ基板
４ シャッタ開口
５ 作動ピン
７ 電磁アクチュエータ
８ アーム部
１０ セクタ
１３ 長穴
７７ ロータ軸
ＰＬ ロータ軸と作動ピンとを結ぶ直線
ＨＬ 長穴の長手方向

Claims (2)

1. 支軸を中心に回動自在なセクタと、前記セクタに形成した長穴に係合する係合部が設けられた作動部材と、前記作動部材を所定範囲で揺動させる回動手段とを備えたセクタ駆動装置であって、
   前記長穴は、その長手方向が前記支軸と前記係合部とを結ぶ直線に対して傾きをもって形成され、
   前記回動手段の回転軸は、前記セクタの回動領域での前記支軸と前記係合部とを結ぶ直線の変位領域内にあり、
   前記作動部材は、前記回転軸に装着され、
   前記支軸が、前記回転軸と同軸上に配置されていることを特徴とするセクタ駆動装置。
2. 前記作動部材の前記係合部は、前記回転軸からの距離がシャッタ開口に対する前記セクタの初期位置に対応して決定されていることを特徴とする請求項１に記載のセクタ駆動装置。

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