JP4378039B2

JP4378039B2 - Motor, light amount adjusting device, and lens barrel

Info

Publication number: JP4378039B2
Application number: JP2000228087A
Authority: JP
Inventors: 力青島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2020-07-28
Also published as: JP2002051524A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、超小型に構成したモータとそれを用いた光量調整装置とレンズ鏡筒に関する。
【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８に示すものがある。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または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と軸受け１０８が固定され、他方のケース１０３には他の軸受け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からなり、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個の軸受け１０８の間に回転可能に支持されている。
【０００４】
しかしながら、図８に示す上記従来の小型のステップモータはロータの外周にケース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欠点があった。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９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は高くならない欠点がある。
【０００５】
本出願人はこのような問題を解決したモータを特開平０９−３３１６６６に提案している。この提案された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な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の内側磁極をロータの外周面及び内周面に対向させる様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内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事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事ができる。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事ができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平０９−３３１６６６等で記載されているタイプのモータは中実の円筒形状であったため、カメラの鏡筒内で光軸と平行になるように配置し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鏡筒の半径寸法はレンズの半径や絞り開口の半径寸法にモータの直径を加えた値になりカメラの鏡筒の直径は十分小さいものにはならなかった。
【０００８】
図１０にその様子を示す。モータをＭ、鏡筒地板或いは光量調節装置を３００、開口部を３０１としモータＭの直径をＤ１、開口部３０１の直径をＤ２、鏡筒地板３００の直径をＤ３とすると鏡筒地板３００の直径Ｄ３は少なくとも（２×Ｄ１＋Ｄ２）以上になってしまう。このような用途に対して半径方向の厚さ寸法の薄いドーナツ型のモータが望まれていた。また鏡筒装置或いは光量調節装置に関してもコンパクト化が望まれている。
【０００９】
また、中空のドーナツ形状のモータにより絞り羽根を駆動するものは例えば特開昭５３−３７７４５や特開昭５７−１６６８４７等で提案されている。これらは中空状のマグネット外側にコイルを巻く形状になっている為コイルの厚みとマグネットの厚みとステータの厚みがすべて半径方向の厚みに加算されてしまい半径方向の厚さ寸法の薄いドーナツ型のモータとしては十分ではなかった。
【００１０】
さらに、レンズを駆動するものは実開昭５６−１７２８２７等で提案されている。これはコイルの中心軸が鏡筒の光軸中心に向かう方向に配置されている為コイル形状が複雑になったり組み立てが複雑になったりして部品点数が増えて装置自体がコンパクトにならなかったりコイルの個数が増してしまいコストも高くなってしまう問題点が有った。
【００１１】
本発明の目的は、第１に、出力が高く特に半径方向に関して薄い円筒状のモータを提供することにある。
【００１２】
本発明の目的は、第２に、コンパクト（小径）の光量調整装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の目的は、第３に、コンパクト（小径）のレンズ鏡筒を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のモータは、円筒形状に形成されるとともに少なくとも外周面が周方向に分割して異なる極に交互に着磁され、前記円筒形状の内周面に延出するリブ部が形成され、前記リブ部に出力部材と係合するピンが形成されるマグネットと、前記マグネットの一方端側の外周面に対向する第１の外側磁極部が外筒に形成され、前記マグネットの一方端側の内周面に対向する第１の内側磁極部が内筒に形成される二重円筒形状の第１のステータと、前記第１のステータの前記外筒と前記内筒との間に配置され、前記第１の外側磁極部および前記第１の内側磁極部を励磁する第１のコイルと、前記第１のステータの前記内筒に固定され、前記第１の内側磁極部の間から出っ張り前記マグネットの一方端側の内周面と摺動可能に嵌合する凸部が形成される第１の中空嵌合部材と、前記マグネットの他方端側の外周面に対向する第２の外側磁極部が外筒に形成され、前記マグネットの他方端側の内周面に対向する第２の内側磁極部が内筒に形成される二重円筒形状の第２のステータと、前記第２のステータの前記外筒と前記内筒との間に配置され、前記第２の外側磁極部および前記第２の内側磁極部を励磁する第２のコイルと、前記第２のステータの前記内筒に固定され、前記第２の内側磁極部の間から出っ張り前記マグネットの他方端側の内周面と摺動可能に嵌合する凸部が形成される第２の中空嵌合部材とを備え、前記第１の中空嵌合部材と前記第２の中空嵌合部材とで前記マグネットのリブ部を挟み込むことで、前記マグネットを軸方向に規制することを特徴とする。
【００１５】
上記構成において前記マグネットは前記第１或いは第２の内側磁極部に備えられた嵌合部材と摺動可能に嵌合する中空嵌合部を備えた事により中空円筒状のモータとする事ができ、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するので出力が高いモータとなり半径方向に関しての厚さ寸法はマグネットの厚さと内側磁極と外側磁極の３つの合計でほぼ決められるので通常のマグネットの外側にコイルを配置するタイプのものや上記特開平０９−３３１６６６等で記載されているタイプのモータに比較して半径方向の寸法が薄い円筒状のモータを提供する事ができる。特開平０９−３３１６６６等で記載されているタイプのモータの直径Ｄ１は少なくとも（マグネット厚さ＋内側磁極＋外側磁極）×２以上の寸法になる。
【００１６】
これを鏡筒地板に搭載する場合は上記説明した通り鏡筒地板３００の直径は、Ｄ３が（２×Ｄ１＋Ｄ２）となってしまうから（マグネット厚さ＋内側磁極＋外側磁極）×４＋Ｄ２以上の寸法になってしまう。本発明の構成のモータを使用する場合は概略（マグネット厚さ＋内側磁極＋外側磁極）×２＋Ｄ２の寸法の鏡筒地板で済む事になる。つまり上記構成にする事で中空部を別の機能に使えるドーナツ型の半径方向に関しての厚さ寸法薄い高出力のモータを達成できる。
【００２１】
【実施例】
（実施例１）
図１〜図６は本発明の実施例を示す図であり、そのうち、図１は光量調整装置の分解斜視図であり、図２は光量調整装置の断面図、図３〜図６はそのうちのモータの部分の部材の関係を示す断面図である。
【００２２】
図１から図６において、１はロータを構成する円筒形状のマグネットであり、このロータであるマグネット１は、その外周表面を円周方向にｎ分割して〈本実施例では１６分割して〉S極、N極が交互に着磁された着磁部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍ，１ｎ，１ｐ，１ｑ，１ｒとすると、この着磁部１ａ，１ｃ，１ｅ，１ｇ，１ｉ，１ｋ，１ｎ，１ｑがS極に着磁され、着磁部１ｂ，１ｄ，１ｆ，１ｈ，１ｊ，１ｍ，１ｐ，１ｒがN極に着磁されている。またマグネット１は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構成されている。これにより円筒形状の半径方向に関しての厚さは非常に薄く構成する事ができる。マグネット１はその内周面が外周面に比べ弱い着磁分布を持つかあるいはまったく着磁されていないかあるいは外周面と逆の極即ち外周面がＳ極の場合はその範囲の内周面はＮ極に着磁されているものである。
【００２３】
またマグネット１には軸方向中央部に内径が小なるリブ部１ｓを備えている。該リブ部１ｓにはピン１ｔが設けられている。
【００２４】
２は円筒形状のコイルであり、コイル２は前記マグネット１と同心でかつ、マグネット１を軸方向に重ねられた位置に配置され、コイル２はその外径が前記マグネット１の外径とほぼ同じ寸法である。
【００２５】
１８は軟磁性材料からなる第１のステータで、第１のステータは外筒および中空柱形状の内筒からなっている。第１のステータ１８の外筒はその先端部にマグネット１の外周面に対向する（Ｎ／２−１）個即ち８個の第１の外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈを形成している。また中空柱形状の内筒にはその先端部にマグネット１の内周面に対向する（Ｎ／２−１）個即ち８個の第１の内側磁極１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ，１８ｍ，１８ｎ，１８ｐ，１８ｑ，１８ｒを形成している。前記第１のステータの外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈと第１の内側磁極１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ，１８ｍ，１８ｎ，１８ｐ，１８ｑ，１８ｒとはマグネット１を挟んでそれぞれ同位相になるように形成されており更に各磁極部は対向するマグネット１の着磁位相に対して同位相になるように３６０／〈ｎ／２〉度の整数倍、即ち４５度の整数倍ずれて形成されている。
【００２６】
４は円筒形状のコイルであり、コイル４は前記マグネット１と同心でかつ、コイル２とによりマグネット１を軸方向に挟む位置に配置され、コイル４はその外径が前記マグネット１の外径とほぼ同じ寸法である。
【００２７】
１９は軟磁性材料からなる第２のステータで、第２のステータは外筒および中空柱形状の内筒からなっている。第２のステータ１９の外筒はその先端部にマグネット１の外周面に対向する（Ｎ／２−１）個即ち８個の第２の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈを形成している。また中空柱形状の内筒にはその先端部にマグネット１の内周面に対向する（Ｎ／２−１）個即ち８個の第２の内側磁極１９ｉ，１９ｊ，１９ｋ，１９ｍ，１９ｎ，１９ｐ，１９ｑ，１９ｒを形成している。前記第２のステータの外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈと第２の内側磁極１９ｉ，１９ｊ，１９ｋ，１９ｍ，１９ｎ，１９ｐ，１９ｑ，１９ｒとはマグネット１を挟んでそれぞれ同位相になるように形成されており更に各磁極部は対向するマグネット１の着磁位相に対して同位相になるように３６０／〈ｎ／２〉度の整数倍、即ち４５度の整数倍ずれて形成されている。
【００２８】
第１のステータ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈ及び第２のステータ１９の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈは切欠き穴と軸と平行方向に延出する歯により構成されている。この構成によりモータの直径を最小限にしつつ磁極の形成が可能となる。つまりもし、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は大きくなってしまうのであるが、本実施例では切欠き穴と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モータの直径を最小限に抑える事ができる。また第１のステータ１８と第２のステータ１９とでは、切欠き穴と軸と平行方向に延出する歯により構成されている外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈ及び第２のステータ１９の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈが向かい合って配置されているが第１のステータおよび第２のステータの位相は１８０／ｎ度、即ち１１．２５°ずれて配置されている。
【００２９】
第１のステータ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈおよび第１の内側磁極となる１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ，１８ｍ，１８ｎ，１８ｐ，１８ｑ，１８ｒはマグネット１の一端側の外周面および内周面に対向してマグネット１の一端側を挟み込むように形成されている。
【００３０】
第２のステータ１９の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈおよび第２の内側磁極となる１９ｉ，１９ｊ，１９ｋ，１９ｍ，１９ｎ，１９ｐ，１９ｑ，１９ｒはマグネット１の他端側の外周面および内周面に対向してマグネット１の他端側を挟み込むように形成されている。
【００３１】
第１のステータ１８の外筒および内筒の間にコイル２が設けられ、このコイル２に通電される事により第１のステータ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈ及び内側磁極１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ，１８ｍ，１８ｎ，１８ｐ，１８ｑ，１８ｒとが励磁される。
【００３２】
第２のステータ１９の外筒および内筒の間にコイル４が設けられ、このコイル４に通電される事により第２のステータ１９の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈ及び内側磁極１９ｉ，１９ｊ，１９ｋ，１９ｍ，１９ｎ，１９ｐ，１９ｑ，１９ｒとが励磁される。
【００３３】
したがって、コイル２により発生する磁束は外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈ及び内側磁極１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ，１８ｍ，１８ｎ，１８ｐ，１８ｑ，１８ｒとの間のロータであるマグネット１を横切るので、効果的にロータであるマグネットに作用し、コイル３により発生する磁束は外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈ及び内側磁極１９ｉ，１９ｊ，１９ｋ，１９ｍ，１９ｎ，１９ｐ，１９ｑ，１９ｒとの間のロータであるマグネット１を横切るので、効果的にロータであるマグネットに作用しモータの出力を高める。
【００３４】
また、マグネット１は前記したように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構成されており、これにより円筒形状の半径方向に関しての厚さは非常に薄く構成する事ができる。
【００３５】
そのため第１のステータ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈと内側磁極１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ，１８ｍ，１８ｎ，１８ｐ，１８ｑ，１８ｒとの距離を非常に小さくできコイル４と第１のステータにより形成される磁気回路の磁気抵抗は小さく構成できる。また同様に第２のステータ１９の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈと内側磁極１９ｉ，１９ｊ，１９ｋ，１９ｍ，１９ｎ，１９ｐ，１９ｑ，１９ｒとの距離を非常に小さくできコイル５と第２のステータにより形成される磁気回路の磁気抵抗は小さく構成できる。これにより少ない電流で多くの磁束を発生させる事ができモータの出力アップ、低消費電力化、コイルの小型化が達成される事になる。
【００３６】
２０は非磁性材料の材料たとえばプラスチック材料やばね用ステンレス鋼やばね用リン青銅等からなる連結リングである。
【００３７】
連結リング２０は、第１のステータ１８、第２のステータ１９を、それらの位相を１８０／ｎ度即ち１１．２５度ずらし且つ先端がある距離だけ間隔を隔てられた状態にて保持固定するためのものである。
【００３８】
即ち第１のステータ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈの先端と第２のステータ１９の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈの先端とが軸と並行方向にある距離離れ且つ回転方向の位置に関して位相を１８０／ｎ度即ち１１．２５度ずらして向き合うように配置されている。
【００３９】
連結リングは非磁性材料により構成した事により第１のステータ１８と第２のステータ１９とを磁気回路上分断でき、互いの影響が及ばないようにでき、モータの性能が安定する。
【００４０】
２１は第１の中空嵌合部材であり、第１のステータ１８の内筒に固定され凸部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈが内側磁極１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ，１８ｍ，１８ｎ，１８ｐ，１８ｑ，１８ｒの間から出っ張りマグネット１の内周部１ｕと摺動可能に嵌合する。また第１の中空嵌合部材２１は中空構造となっている。
【００４１】
２２は第２の中空嵌合部材であり、第２のステータ１９の内筒に固定され凸部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈが内側磁極１９ｉ，１９ｊ，１９ｋ，１９ｍ，１９ｎ，１９ｐ，１９ｑ，１９ｒの間から出っ張りマグネット１の内周部１ｖと摺動可能に嵌合する。また第２１の中空嵌合部材２２は中空構造となっている。
【００４２】
またマグネット１のリブ部１ｓはスラスト方向に関して該第１の嵌合部材２１と該第２の嵌合部材２２とで規制されている。このような構造によりマグネット１は回転可能に保持されている。
【００４３】
３０は地板で、３１は地板の嵌合部３０Ａと回転可能に取り付けられた出力リングである。地板には開口部３０Ｄがある。
【００４４】
出力リング３１は穴３１ａがマグネット１のピン１ｔに嵌合しマグネット１の回転とともに回転する。この様子は後述する。
【００４５】
３２、３３は絞り羽根であり、地板３０に形成されたカム溝３０Ａ、３０Ｂにダボ３２Ａ、３３Ａが摺動可能に嵌合し、且つ孔３２Ｂ、３３Ｂが出力リング３１のダボ３１Ｂ、３１Ｃに回転可能に嵌合している。出力リング３１の回転により絞り羽根３２、３３は光軸廻りに回転しつつ開口量を変化させるよう構成されている。３４は羽根押さえ板であり地板３０との間に絞り羽根３２、３３が移動可能な空間を保持し第１のステータ１８の内径部に取り付けられている。
【００４６】
上記構成において前記マグネットと前記第１或いは第２の内側磁極部に備えられた嵌合部材と摺動可能に嵌合する中空嵌合部を備えた事により中空円筒状のモータとする事ができ、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するので出力が高いモータとなり半径方向に関しての厚さ寸法はマグネットの厚さと内側磁極と外側磁極の３つの合計でほぼ決められるので通常のマグネットの外側にコイルを配置するタイプのものや上記特開平０９−３３１６６６等で記載されているタイプのモータに比較して半径方向の寸法が薄い円筒状のモータとなる。
【００４７】
特開平０９−３３１６６６等で記載されているタイプのモータの直径Ｄ１は少なくとも（マグネット厚さ＋内側磁極＋外側磁極）×２以上の寸法になる。これを光量調節装置に搭載する場合は上記説明した通り光量調節装置３００の直径をＤ３は（２×Ｄ１＋Ｄ２）となってしまうから（マグネット厚さ＋内側磁極＋外側磁極）×４＋Ｄ２以上の寸法になってしまう。本発明の構成のモータを光量調整装置に使用する場合は中空部を光路として配置できるので概略（マグネット厚さ＋内側磁極＋外側磁極）×２＋Ｄ２の寸法の光量調節装置で済む事になる。
【００４８】
図２はステップモータの断面図であり、図３(ａ)、(ｂ)、図４(ａ)、(ｂ)、図５(ａ)、(ｂ)、図６(ａ)、(ｂ)のうち図３(ａ)、図４(ａ)、図５(ａ)、図６(ａ)、は図２のＡ−Ａ線での断面図を示し図３(ｂ)、図４(ｂ)、図５(ｂ)、図６(ｂ)は図２のＢ−Ｂ線での断面図を示している。図３(ａ)と(ｂ)とが同時点の断面図であり、図４(ａ)と(ｂ)とが同時点の断面図であり、図５(ａ)と(ｂ)とが同時点の断面図であり、図６(ａ)と(ｂ)とが同時点の断面図である。図３、４、５、６ともに絞り羽根や出力リング等のモータの駆動動作の説明に不要なものは省略してある。
【００４９】
次にステップモータの動作を説明する。
図３(ａ)と(ｂ)の状態は第１のステータ１８の第１の外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈをＮ極、第１の内側磁極１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ，１８ｍ，１８ｎ，１８ｐ，１８ｑ，１８ｒをＳ極、第２のステータ１９の第２の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈをＳ極、第２の内側磁極１９ｉ，１９ｊ，１９ｋ，１９ｍ，１９ｎ，１９ｐ，１９ｑ，１９ｒをＮ極になるようにコイル２および４に通電した状態である。
【００５０】
図３(ａ)と(ｂ)の状態からコイル４への通電方向を切り替えて、第１のステータ１８の第１の外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈをＮ極とし、第１の内側磁極１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ，１８ｍ，１８ｎ，１８ｐ，１８ｑ，１８ｒをＳ極とし、第２のステータ１９の第２の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈをＮ極とし第２の内側磁極１９ｉ，１９ｊ，１９ｋ，１９ｍ，１９ｎ，１９ｐ，１９ｑ，１９ｒをＳ極に励磁すると、ロータであるマグネット１は反時計方向に１１．２５度回転し、図４(ａ)と(ｂ)に示す状態になる。
【００５１】
次に、コイル２への通電を反転させ、第１のステータ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈをＳ極とし、第１の補助ヨーク２１からなる第１の内側磁極１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ，１８ｍ，１８ｎ，１８ｐ，１８ｑ，１８ｒをＮ極とし、第２のステータ１９の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈをＮ極とし、第２の内側磁極１９ｉ，１９ｊ，１９ｋ，１９ｍ，１９ｎ，１９ｐ，１９ｑ，１９ｒをＳ極に励磁すると、ロータであるマグネット１は更に反時計方向に１１．２５度回転し、図5(ａ)と(ｂ)に示す状態になる。
【００５２】
次にコイル４への通電を反転させ、第１のステータ１８の外側磁極１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈをＳ極とし、第１の補助ヨーク２１からなる第１の内側磁極１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ，１８ｍ，１８ｎ，１８ｐ，１８ｑ，１８ｒをＮ極とし、第２のステータ１９の外側磁極１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈをＳ極とし、第２の内側磁極１９ｉ，１９ｊ，１９ｋ，１９ｍ，１９ｎ，１９ｐ，１９ｑ，１９ｒをＮ極に励磁すると、ロータであるマグネット１は更に反時計方向に１１．２５度回転し、図6(ａ)と(ｂ)に示す状態になる。
【００５３】
以後このようにコイル２およびコイル４への通電方向を順次切り換えていくことによりロータであるマグネット１は通電位相に応じた位置へと回転していくものである。
【００５４】
出力リング３１は穴３１ａがマグネット１のピン１ｔに嵌合しマグネット１の回転とともに回転する構造になっているのでコイル２およびコイル４への通電方向を順次切り換えていくことにより順次回転していきその回転位置に応じた量だけ絞り羽根３２、３３を変位させ開口量を調節していくものである。
【００５５】
ここで、このような構成のアクチエータが超小型化となる上で最適な構成である事について述べる。
【００５６】
上記構成において前記マグネットと前記第１或いは第２の内側磁極部に備えられた嵌合部材と摺動可能に嵌合する中空嵌合部を備えた事により中空円筒状のモータとする事ができ、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するので出力が高いモータとなる。さらに半径方向に関しての厚さ寸法はマグネットの厚さと内側磁極と外側磁極の３つの合計でほぼ決められるので通常のマグネットの外側にコイルを配置するタイプのものや上記特開平０９−３３１６６６等で記載されているタイプのモータに比較して半径方向の寸法が薄い円筒状のモータとなる。特に外側磁極を切欠き穴と軸と平行方向に延出する歯により構成しているのでモータの直径を最小限に抑える事ができる。つまりもし、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は大きくなってしまうのであるが、本実施例では切欠き穴と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モータの直径を最小限に抑える事ができる。
【００５７】
本発明の構成のモータを光量調整装置に使用する場合は中空部を光路として配置できるので概略（マグネット厚さ＋内側磁極＋外側磁極）×２＋Ｄ２の寸法の光量調節装置で済む事になる。しかも外側磁極は切欠き穴と軸と平行方向に延出する歯により構成しているので非常にコンパクトなものになる。
【００５８】
（実施例２）
図７は実施例２である。上記モータをレンズ鏡筒の駆動源として使用した例である。５０は第１のステータ１８に固定されたヘリコイド地板である。５１はレンズホルダーでありオスヘリコイド部５１ａを備え、該オスヘリコイド部５１ａはヘリコイド地板５０のメスヘリコイド部５０ａと摺動可能に嵌合しレンズホルダー５１は回転することで軸方向に移動する。
【００５９】
５２はレンズでレンズホルダー５１に固定され、レンズホルダー５１は回転することで光軸方向に関しての位置が変位する。レンズホルダー５１は溝５０ｂを備えこの溝５０ｂはマグネット１のピン１ｓと嵌合して回転方向に関してはマグネット１と一体的に回転し軸方向に関しての相対的な移動は可能になっている。つまりマグネット１が回転することでレンズは光軸方向の位置を変位する。レンズ１の光軸および光路は本中空形状のモータの中空部に配置してあるためコンパクトな鏡筒装置とすることができる。
【００６０】
即ち上記構成において前記マグネットは前記第１或いは第２の内側磁極部に備えられた嵌合部材と摺動可能に嵌合する中空嵌合部を備えた事により中空円筒状のモータとする事ができ、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するので出力が高いモータとなり半径方向に関しての厚さ寸法はマグネットの厚さと内側磁極と外側磁極の３つの合計でほぼ決められるので通常のマグネットの外側にコイルを配置するタイプのものや上記特開平０９−３３１６６６等で記載されているタイプのモータに比較して半径方向の寸法が薄い円筒状のモータとなる。
【００６１】
特開平０９−３３１６６６等で記載されているタイプのモータの直径Ｄ１は少なくとも（マグネット厚さ＋内側磁極＋外側磁極）×２以上の寸法になる。これを鏡筒装置に搭載する場合は上記説明した通り鏡筒装置３００の直径をＤ３は（２×Ｄ１＋Ｄ２）となってしまうから（マグネット厚さ＋内側磁極＋外側磁極）×４＋Ｄ２以上の寸法になってしまう。本発明の構成のモータを使用する場合は中空部を光路として使うことができ概略（マグネット厚さ＋内側磁極＋外側磁極）×２＋Ｄ２の寸法の鏡筒装置で済む事になる。
【００６２】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明によれば、円筒形状に形成されるとともに少なくとも外周面が周方向に分割して異なる極に交互に着磁されたマグネットと、コイルが巻回された第１のボビンと、コイルが巻回された第２のボビンと、前記第１のボビンに巻回されたコイルにより励磁され前記マグネットの一端側の外周面に対向する第１の外側磁極部と、前記マグネットの内周面に対向し中空概略円筒形状の第１の内側磁極部と、前記第２のボビンに巻回されたコイルにより励磁され前記マグネットのもう一端側の外周面に対向する第２の外側磁極部とマグネットの内周面に対向し中空概略円筒形状の第２の内側磁極部を備え、前記マグネットは前記第１或いは第２の内側磁極部に備えられた嵌合部材と摺動可能に嵌合する中空嵌合部を備えた構造のモータとしたことにより中空円筒状のモータとする事ができ、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するので出力が高いモータとなる。半径方向に関しての厚さ寸法はマグネットの厚さと内側磁極と外側磁極の３つの合計でほぼ決められるので通常のマグネットの外側にコイルを配置するタイプのものや上記特開平０９−３３１６６６等で記載されているタイプのモータに比較して半径方向の寸法が薄い円筒状のモータを提供する事ができる。
【００６３】
特開平０９−３３１６６６等で記載されているタイプのモータの直径Ｄ１は少なくとも（マグネット厚さ＋内側磁極＋外側磁極）×２以上の寸法になる。これを鏡筒地板に搭載する場合は上記説明した通り鏡筒地板３００の直径をＤ３は（２×Ｄ１＋Ｄ２）となってしまうから（マグネット厚さ＋内側磁極＋外側磁極）×４＋Ｄ２以上の寸法になってしまう。本発明の構成のモータを使用する場合は概略（マグネット厚さ＋内側磁極＋外側磁極）×２＋Ｄ２の寸法の鏡筒地板で済む事になる。つまり上記構成にする事で中空部を別の機能に使えるドーナツ型の半径方向に関しての厚さ寸法薄い高出力のモータを達成できる。
【００６４】
また、このようなモータを光量調整装置やレンズ駆動装置の駆動源として用いモータの中空部を開口やレンズの光路となるように配置することによりコンパクトな光量調整装置やレンズ鏡筒となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る光量調整装置の分解斜視図である。
【図２】図２は図１に示す光量調整装置の断面図である。
【図３】図３はモータの部分の部材の関係を示す断面図である。
【図４】図４はモータの部分の部材の関係を示す断面図である。
【図５】図５はモータの部分の部材の関係を示す断面図である。
【図６】図６はモータの部分の部材の関係を示す断面図である。
【図７】図７は鏡筒の断面図である。
【図８】図８は従来のステップモータの断面図である。
【図９】図９は従来のステップモータのステータの様子を示す断面図である。
【図１０】図１０は従来のステップモータを配置した場合の鏡筒地板或いは光量調節装置の平面図である。
【符号の説明】
１マグネット
２コイル
４コイル
１８第１のステータ
１９第２のステータ
２０連結リング
２１第１の中空嵌合部材
２２第２の中空嵌合部材
３０地板
３１出力リング
３２絞り羽根
３３絞り羽根
３４羽根押さえ板
５０ヘリコイド地板
５１レンズホルダー
５２レンズ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an ultra-compact motor, a light amount adjusting device using the motor, and a lens barrel.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 shows a conventional small cylindrical step motor. A stator coil 105 is concentrically wound around the bobbin 101, the bobbin 101 is sandwiched and fixed from two axial directions by two stator yokes 106, and the stator teeth are fixed to the stator yoke 106 in the circumferential direction of the inner surface of the bobbin 101. 106a and 106b are alternately arranged, and a stator yoke 106 is configured by fixing a stator yoke 106 integral with the stator teeth 106a or 106b 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.
[0004]
However, the conventional small step motor shown in FIG. 8 has the disadvantage that the outer dimensions of the motor become large because the case 103, the bobbin 101, the stator coil 105, and the stator yoke 106 are arranged concentrically on the outer periphery of the rotor. was there. Further, as shown in FIG. 9, 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 a drawback that the output does not increase.
[0005]
The present applicant has proposed a motor that solves such problems in Japanese Patent Laid-Open No. 09-331666. In this proposed motor, a rotor composed of permanent magnets that are equally divided in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles is formed in a cylindrical shape, and the first coil, rotor, and second are formed in the axial direction of the rotor. Are arranged in order, the first outer magnetic pole and the first inner magnetic pole excited by the first coil are opposed to the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the rotor, and the second coil excited by the second coil The outer magnetic pole and the second inner magnetic pole are configured to face the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the rotor, and the rotating shaft that is the rotor shaft is taken out from the cylindrical permanent magnet.
[0006]
The motor having such a configuration has a high output and can have a small external dimension, but it is desired to facilitate the joining of the rotor shaft and the permanent magnet. Furthermore, in the above configuration, by making the magnet thinner, 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. Magnetic resistance can be reduced. According to this, it is possible to generate a large amount of magnetic flux with a small amount of current flowing through the first coil and the second coil.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the motor of the type described in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-331666 has a solid cylindrical shape, it is arranged so as to be parallel to the optical axis in the camera barrel and is used as an aperture blade, shutter, lens, etc. When the lens is used to drive the lens, the radius of the lens barrel is a value obtained by adding the diameter of the motor to the radius of the lens or the aperture aperture, and the diameter of the camera barrel is not sufficiently small. .
[0008]
This is shown in FIG. If the motor is M, the lens barrel base plate or the light quantity adjusting device is 300, the opening is 301, the diameter of the motor M is D1, the diameter of the aperture 301 is D2, and the diameter of the lens barrel ground plate 300 is D3, the diameter of the lens barrel base plate 300 D3 is at least (2 × D1 + D2) or more. For such applications, a donut-shaped motor having a small radial thickness has been desired. Further, it is desired to make the lens barrel device or the light amount adjusting device compact.
[0009]
In addition, those in which the diaphragm blades are driven by a hollow donut-shaped motor are proposed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 53-37745 and 57-166847. Since these are coiled around the outside of the hollow magnet, the thickness of the coil, the thickness of the magnet, and the thickness of the stator are all added to the thickness in the radial direction, resulting in a thin donut shape with a radial thickness dimension. It was not enough as a motor.
[0010]
Further, a lens driving device is proposed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-172827. This is because the center axis of the coil is arranged in the direction toward the center of the optical axis of the lens barrel, the coil shape becomes complicated and the assembly becomes complicated, the number of parts increases, and the device itself does not become compact. There was a problem that the number of coils increased and the cost increased.
[0011]
An object of the present invention is firstly to provide a cylindrical motor having a high output and thin in the radial direction.
[0012]
A second object of the present invention is to provide a compact (small diameter) light amount adjusting device.
[0013]
A third object of the present invention is to provide a compact (small diameter) lens barrel.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The motor of the present invention is formed in a cylindrical shape, and at least the outer peripheral surface is divided in the circumferential direction and alternately magnetized to different poles.A rib portion extending on the inner peripheral surface of the cylindrical shape is formed, and a pin engaging with the output member is formed on the rib portion.Magnets,A first outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface on one end side of the magnet is formed on the outer cylinder, and a first inner magnetic pole portion facing the inner peripheral surface on the one end side of the magnet is formed on the inner cylinder. The first stator having a double cylindrical shape and the outer cylinder and the inner cylinder of the first stator to excite the first outer magnetic pole part and the first inner magnetic pole part. A first coil and a convex portion that is fixed to the inner cylinder of the first stator and protrudes from between the first inner magnetic pole portions and slidably fits with an inner peripheral surface on one end side of the magnet. And a second outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface on the other end side of the magnet is formed on the outer cylinder and faces the inner peripheral surface on the other end side of the magnet. A second cylindrical second stator having a second inner magnetic pole portion formed on the inner cylinder; A second coil that is disposed between the outer cylinder and the inner cylinder of the second stator and excites the second outer magnetic pole part and the second inner magnetic pole part, and the inner part of the second stator. A second hollow fitting member that is fixed to the cylinder and protrudes from between the second inner magnetic pole portions and has a convex portion that is slidably fitted to the inner peripheral surface of the other end side of the magnet. The magnet is regulated in the axial direction by sandwiching a rib portion of the magnet between the first hollow fitting member and the second hollow fitting member.
[0015]
In the above configuration, the magnet can be formed into a hollow cylindrical motor by including a hollow fitting portion that is slidably fitted to a fitting member provided in the first or second inner magnetic pole portion. Since the magnetic flux generated by the coil crosses the magnet between the outer magnetic pole and the inner magnetic pole, it works effectively, so the motor becomes a high output and the thickness dimension in the radial direction is the thickness of the magnet and the inner and outer magnetic poles. Since the total of the three is almost determined, a cylindrical shape whose radial dimension is thinner than that of a motor in which a coil is arranged outside a normal magnet or a motor of the type described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-331666 or the like. A motor can be provided. The diameter D1 of a motor of the type described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-331666 is at least (magnet thickness + inner magnetic pole + outer magnetic pole) × 2 or more.
[0016]
When this is mounted on the lens barrel base plate, as described above, the diameter of the lens barrel base plate 300 is (2 × D1 + D2) (magnet thickness + inner magnetic pole + outer magnetic pole) × 4 + D2 or more. Become. In the case of using the motor of the configuration of the present invention, a lens barrel base plate having dimensions of (magnet thickness + inner magnetic pole + outer magnetic pole) × 2 + D2 is sufficient. In other words, the above configuration can achieve a high-output motor with a thin thickness in the radial direction of a donut shape in which the hollow portion can be used for another function.
[0021]
【Example】
Example 1
1 to 6 are diagrams showing an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is an exploded perspective view of a light amount adjusting device, FIG. 2 is a sectional view of the light amount adjusting device, and FIGS. It is sectional drawing which shows the relationship of the member of the part of a motor.
[0022]
In FIG. 1 to FIG. 6, reference numeral 1 denotes a cylindrical magnet constituting the rotor. The magnet 1 as the rotor is divided into n in the circumferential direction on the outer peripheral surface (in this embodiment, divided into 16). When the magnetized portions 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h, 1i, 1j, 1k, 1m, 1n, 1p, 1q, and 1r are formed by alternately magnetizing the S pole and the N pole, The magnetized portions 1a, 1c, 1e, 1g, 1i, 1k, 1n, and 1q are magnetized to the S pole, and the magnetized portions 1b, 1d, 1f, 1h, 1j, 1m, 1p, and 1r are magnetized to the N pole. Has been. The magnet 1 is made of a plastic magnet material formed by injection molding. Thereby, the thickness of the cylindrical shape in the radial direction can be made very thin. If the inner surface of the magnet 1 has a weak magnetization distribution compared to the outer surface or is not magnetized at all, or if the pole opposite to the outer surface, that is, the outer surface is an S pole, the inner surface in that range is It is magnetized in the N pole.
[0023]
Further, the magnet 1 is provided with a rib portion 1s having a small inner diameter in the central portion in the axial direction. The rib portion 1s is provided with a pin 1t.
[0024]
Reference numeral 2 denotes a cylindrical coil. The coil 2 is concentric with the magnet 1 and is disposed at a position where the magnet 1 is overlapped in the axial direction, and the outer diameter of the coil 2 is substantially the same as the outer diameter of the magnet 1. Dimensions.
[0025]
Reference numeral 18 denotes a first stator made of a soft magnetic material. The first stator includes an outer cylinder and a hollow columnar inner cylinder. The outer cylinder of the first stator 18 has (N / 2-1), that is, eight first outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f, which face the outer peripheral surface of the magnet 1 at the tip. 18g and 18h are formed. Further, the hollow cylinder-shaped inner cylinder has (N / 2-1), that is, eight first inner magnetic poles 18i, 18j, 18k, 18m, 18n, and 18p facing the inner peripheral surface of the magnet 1 at the tip thereof. , 18q, 18r are formed. The outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f, 18g, and 18h of the first stator and the first inner magnetic poles 18i, 18j, 18k, 18m, 18n, 18p, 18q, and 18r sandwich the magnet 1. In addition, each magnetic pole portion is an integral multiple of 360 / <n / 2> degrees, that is, 45 degrees so that each magnetic pole portion has the same phase as the magnetization phase of the opposing magnet 1. They are offset by an integer multiple.
[0026]
Reference numeral 4 denotes a cylindrical coil. The coil 4 is concentric with the magnet 1 and disposed at a position sandwiching the magnet 1 in the axial direction by the coil 2. The coil 4 has an outer diameter equal to the outer diameter of the magnet 1. The dimensions are almost the same.
[0027]
Reference numeral 19 denotes a second stator made of a soft magnetic material. The second stator includes an outer cylinder and a hollow columnar inner cylinder. The outer cylinder of the second stator 19 has (N / 2-1) pieces, that is, eight second outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, which face the outer peripheral surface of the magnet 1 at the tip thereof. 19g and 19h are formed. Further, the hollow cylinder-shaped inner cylinder has (N / 2-1), that is, eight second inner magnetic poles 19i, 19j, 19k, 19m, 19n, and 19p facing the inner peripheral surface of the magnet 1 at the tip. , 19q, 19r are formed. The outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, and 19h of the second stator and the second inner magnetic poles 19i, 19j, 19k, 19m, 19n, 19p, 19q, and 19r sandwich the magnet 1. In addition, each magnetic pole portion is an integral multiple of 360 / <n / 2> degrees, that is, 45 degrees so that each magnetic pole portion has the same phase as the magnetization phase of the opposing magnet 1. They are offset by an integer multiple.
[0028]
The outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f, 18g, 18h of the first stator 18 and the outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h of the second stator 19 are notched. It is comprised by the tooth | gear extended in the direction parallel to a hole and an axis | shaft. With this configuration, the magnetic pole can be formed while minimizing the diameter of the motor. In other words, if the outer magnetic pole is formed with irregularities extending in the radial direction, the diameter of the motor increases accordingly, but in this embodiment, the outer magnetic pole is constituted by the notch hole and the tooth extending in the direction parallel to the axis. As a result, the motor diameter can be minimized. Further, the first stator 18 and the second stator 19 have outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f, 18g, and 18h that are configured by notches and teeth extending in a direction parallel to the shaft. And the outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, and 19h of the second stator 19 are arranged to face each other, but the phase of the first stator and the second stator is 180 / n degrees, that is, They are arranged with a shift of 11.25 °.
[0029]
The outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f, 18g, 18h of the first stator 18 and 18i, 18j, 18k, 18m, 18n, 18p, 18q, 18r, which are the first inner magnetic poles, The one end side of the magnet 1 is sandwiched so as to face the outer peripheral surface and the inner peripheral surface on one end side.
[0030]
The outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, and 19h of the second stator 19 and 19i, 19j, 19k, 19m, 19n, 19p, 19q, and 19r, which are the second inner magnetic poles, The other end side of the magnet 1 is formed so as to be opposed to the outer peripheral surface and the inner peripheral surface on the other end side.
[0031]
The coil 2 is provided between the outer cylinder and the inner cylinder of the first stator 18, and when the coil 2 is energized, the outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f, 18g of the first stator 18 are provided. , 18h and the inner magnetic poles 18i, 18j, 18k, 18m, 18n, 18p, 18q, and 18r.
[0032]
The coil 4 is provided between the outer cylinder and the inner cylinder of the second stator 19, and when the coil 4 is energized, the outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g of the second stator 19 are provided. , 19h and the inner magnetic poles 19i, 19j, 19k, 19m, 19n, 19p, 19q, 19r are excited.
[0033]
Therefore, the magnetic flux generated by the coil 2 is the rotor between the outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f, 18g, 18h and the inner magnetic poles 18i, 18j, 18k, 18m, 18n, 18p, 18q, 18r. Since the magnet 1 is traversed, it effectively acts on the rotor magnet, and the magnetic flux generated by the coil 3 is the outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h and the inner magnetic poles 19i, 19j, 19k. , 19m, 19n, 19p, 19q, and 19r, the magnet 1 that crosses the rotor is effectively traversed, so that it effectively acts on the magnet that is the rotor and increases the output of the motor.
[0034]
Moreover, the magnet 1 is comprised by the plastic magnet material formed by injection molding as mentioned above, By this, the thickness regarding the radial direction of a cylindrical shape can be comprised very thinly.
[0035]
Therefore, the distance between the outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f, 18g, 18h of the first stator 18 and the inner magnetic poles 18i, 18j, 18k, 18m, 18n, 18p, 18q, 18r can be made very small. The magnetic resistance of the magnetic circuit formed by the coil 4 and the first stator can be made small. Similarly, the distance between the outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, and 19h of the second stator 19 and the inner magnetic poles 19i, 19j, 19k, 19m, 19n, 19p, 19q, and 19r is very large. The magnetic resistance of the magnetic circuit formed by the coil 5 and the second stator can be reduced. As a result, a large amount of magnetic flux can be generated with a small current, and the motor output can be increased, the power consumption can be reduced, and the coil can be miniaturized.
[0036]
Reference numeral 20 denotes a connecting ring made of a non-magnetic material such as plastic material, spring stainless steel, spring phosphor bronze or the like.
[0037]
The connection ring 20 holds and fixes the first stator 18 and the second stator 19 with their phases shifted by 180 / n degrees, that is, 11.25 degrees, and with their tips spaced apart by a distance. belongs to.
[0038]
That is, the tips of the outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f, 18g, 18h of the first stator 18 and the outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h of the second stator 19 are used. Are arranged so as to face each other with a distance of a certain distance in a direction parallel to the axis and with a phase shifted by 180 / n degrees, that is, 11.25 degrees with respect to the position in the rotational direction.
[0039]
Since the connecting ring is made of a nonmagnetic material, the first stator 18 and the second stator 19 can be separated on the magnetic circuit, so that they do not influence each other, and the motor performance is stabilized.
[0040]
A first hollow fitting member 21 is fixed to the inner cylinder of the first stator 18, and the convex portions 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f, 21g, 21h are the inner magnetic poles 18i, 18j, 18k, 18m. , 18n, 18p, 18q, and 18r are slidably fitted to the inner peripheral portion 1u of the protruding magnet 1. The first hollow fitting member 21 has a hollow structure.
[0041]
Reference numeral 22 denotes a second hollow fitting member, which is fixed to the inner cylinder of the second stator 19, and the convex portions 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, and 22h are the inner magnetic poles 19i, 19j, 19k, and 19m. , 19n, 19p, 19q, and 19r are slidably fitted to the inner peripheral portion 1v of the protruding magnet 1. The twenty-first hollow fitting member 22 has a hollow structure.
[0042]
Further, the rib portion 1s of the magnet 1 is regulated by the first fitting member 21 and the second fitting member 22 in the thrust direction. With such a structure, the magnet 1 is rotatably held.
[0043]
Reference numeral 30 denotes a ground plate, and 31 denotes an output ring that is rotatably attached to the fitting portion 30A of the ground plate. The base plate has an opening 30D.
[0044]
The output ring 31 has a hole 31 a fitted into the pin 1 t of the magnet 1 and rotates with the rotation of the magnet 1. This will be described later.
[0045]
Reference numerals 32 and 33 denote diaphragm blades. Dowels 32A and 33A are slidably fitted in cam grooves 30A and 30B formed in the base plate 30, and holes 32B and 33B rotate to dowels 31B and 31C of the output ring 31. It is possible to fit. The aperture blades 32 and 33 are configured to change the aperture amount while rotating around the optical axis by the rotation of the output ring 31. Reference numeral 34 denotes a blade pressing plate, which holds a space in which the diaphragm blades 32 and 33 can move between the blade 30 and the base plate 30 and is attached to the inner diameter portion of the first stator 18.
[0046]
In the above configuration, a hollow cylindrical motor can be obtained by providing a hollow fitting portion that is slidably fitted to the magnet and the fitting member provided in the first or second inner magnetic pole portion. Also, since the magnetic flux generated by the coil crosses the magnet between the outer magnetic pole and the inner magnetic pole, it acts effectively, so that the motor becomes a high output and the thickness dimension in the radial direction is the thickness of the magnet, the inner magnetic pole and the outer magnetic pole. Therefore, the radial dimension is thinner than that of a motor in which a coil is arranged outside a normal magnet or a motor of the type described in JP-A 09-331666. It becomes a motor.
[0047]
The diameter D1 of a motor of the type described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-331666 is at least (magnet thickness + inner magnetic pole + outer magnetic pole) × 2 or more. When this is mounted on the light amount adjusting device, the diameter D3 of the light amount adjusting device 300 becomes (2 × D1 + D2) as described above, so that the dimension is (magnet thickness + inner magnetic pole + outer magnetic pole) × 4 + D2 or more. turn into. When the motor having the configuration of the present invention is used in the light amount adjusting device, the hollow portion can be arranged as an optical path, so that a light amount adjusting device having dimensions of (magnet thickness + inner magnetic pole + outer magnetic pole) × 2 + D2 is sufficient.
[0048]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the step motor. FIGS. 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B, 6A, 6B. 3 (a), FIG. 4 (a), FIG. 5 (a), and FIG. 6 (a) are sectional views taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. 3 (b) and FIG. 5 (b) and FIG. 6 (b) are sectional views taken along line BB in FIG. 3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views at the same point, FIGS. 4 (a) and 4 (b) are cross-sectional views at the same point, and FIGS. 5 (a) and 5 (b) are the same. It is sectional drawing of a point, FIG. 6 (a) and (b) are sectional drawings of a simultaneous point. In FIGS. 3, 4, 5, and 6, unnecessary parts for explanation of the driving operation of the motor such as the diaphragm blades and the output ring are omitted.
[0049]
Next, the operation of the step motor will be described.
3 (a) and 3 (b) show that the first outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f, 18g, and 18h of the first stator 18 are N poles and the first inner magnetic poles 18i and 18j. , 18k, 18m, 18n, 18p, 18q, 18r are S poles, the second outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h of the second stator 19 are S poles, and the second inner side. The coils 2 and 4 are energized so that the magnetic poles 19i, 19j, 19k, 19m, 19n, 19p, 19q, and 19r become N poles.
[0050]
3 (a) and 3 (b), the energization direction to the coil 4 is switched, and the first outer magnetic poles 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f, 18g, and 18h of the first stator 18 are changed to N. The first inner magnetic poles 18i, 18j, 18k, 18m, 18n, 18p, 18q, 18r are the S poles, and the second outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f of the second stator 19 are used. , 19g, 19h are N poles, and when the second inner magnetic poles 19i, 19j, 19k, 19m, 19n, 19p, 19q, 19r are excited to S poles, the rotor magnet 1 rotates 11.25 degrees counterclockwise. Then, the state shown in FIGS. 4A and 4B is obtained.
[0051]
Next, the energization of the coil 2 is reversed, and the outer magnetic poles 18 a, 18 b, 18 c, 18 d, 18 e, 18 f, 18 g, and 18 h of the first stator 18 are set as the S poles, and the first auxiliary yoke 21 is formed. The inner magnetic poles 18i, 18j, 18k, 18m, 18n, 18p, 18q and 18r of the second stator 19 have N poles, and the outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g and 19h of the second stator 19 have N poles. When the second inner magnetic poles 19i, 19j, 19k, 19m, 19n, 19p, 19q, and 19r are excited to the S pole, the magnet 1 that is the rotor further rotates 11.25 degrees counterclockwise, and FIG. ) And (b).
[0052]
Next, the energization of the coil 4 is reversed, and the outer magnetic poles 18 a, 18 b, 18 c, 18 d, 18 e, 18 f, 18 g, and 18 h of the first stator 18 are set as the S poles. The inner magnetic poles 18i, 18j, 18k, 18m, 18n, 18p, 18q, 18r are N poles, the outer magnetic poles 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h of the second stator 19 are S poles, When the second inner magnetic poles 19i, 19j, 19k, 19m, 19n, 19p, 19q, and 19r are excited to the N pole, the magnet 1 that is the rotor further rotates 11.25 degrees counterclockwise, and FIG. And the state shown in (b).
[0053]
Thereafter, by sequentially switching the energization directions to the coil 2 and the coil 4 in this way, the magnet 1 as the rotor rotates to a position corresponding to the energization phase.
[0054]
Since the output ring 31 has a structure in which the hole 31a is fitted to the pin 1t of the magnet 1 and rotates with the rotation of the magnet 1, the output ring 31 is sequentially rotated by sequentially switching the energizing directions to the coil 2 and the coil 4. The aperture blades 32 and 33 are displaced by an amount corresponding to the rotational position to adjust the opening amount.
[0055]
Here, it will be described that an actuator having such a configuration is optimal for miniaturization.
[0056]
In the above configuration, a hollow cylindrical motor can be obtained by providing a hollow fitting portion that is slidably fitted to the magnet and the fitting member provided in the first or second inner magnetic pole portion. Further, since the magnetic flux generated by the coil crosses the magnet between the outer magnetic pole and the inner magnetic pole, it acts effectively, so that the motor has a high output. Further, since the thickness dimension in the radial direction is substantially determined by the total thickness of the magnet and the inner and outer magnetic poles, a type in which a coil is arranged outside a normal magnet or the above-mentioned JP-A 09-331666 is described. A cylindrical motor having a smaller radial dimension than a motor of the type that is used. In particular, since the outer magnetic pole is constituted by a notch hole and a tooth extending in a direction parallel to the shaft, the diameter of the motor can be minimized. In other words, if the outer magnetic pole is formed with irregularities extending in the radial direction, the diameter of the motor increases accordingly, but in this embodiment, the outer magnetic pole is constituted by the notch hole and the tooth extending in the direction parallel to the axis. As a result, the motor diameter can be minimized.
[0057]
When the motor having the configuration of the present invention is used in the light amount adjusting device, the hollow portion can be arranged as an optical path, so that a light amount adjusting device having dimensions of (magnet thickness + inner magnetic pole + outer magnetic pole) × 2 + D2 is sufficient. Moreover, since the outer magnetic pole is constituted by a notch hole and a tooth extending in a direction parallel to the axis, the outer magnetic pole becomes very compact.
[0058]
(Example 2)
FIG. 7 shows a second embodiment. This is an example in which the motor is used as a driving source for a lens barrel. Reference numeral 50 denotes a helicoid ground plane fixed to the first stator 18. A lens holder 51 includes a male helicoid portion 51a. The male helicoid portion 51a is slidably fitted to the female helicoid portion 50a of the helicoid ground plane 50, and the lens holder 51 moves in the axial direction by rotating.
[0059]
A lens 52 is fixed to the lens holder 51, and the lens holder 51 is rotated to displace its position in the optical axis direction. The lens holder 51 is provided with a groove 50b. The groove 50b is fitted with the pin 1s of the magnet 1 and rotates integrally with the magnet 1 with respect to the rotational direction so that relative movement in the axial direction is possible. That is, when the magnet 1 rotates, the lens displaces the position in the optical axis direction. Since the optical axis and optical path of the lens 1 are arranged in the hollow portion of the hollow motor, a compact lens barrel device can be obtained.
[0060]
That is, in the above configuration, the magnet may be a hollow cylindrical motor by including a hollow fitting portion that slidably fits with a fitting member provided in the first or second inner magnetic pole portion. Since the magnetic flux generated by the coil crosses the magnet between the outer magnetic pole and the inner magnetic pole, it works effectively, so the motor becomes a high output and the thickness dimension in the radial direction is the thickness of the magnet, the inner magnetic pole and the outer magnetic pole. Therefore, the radial dimension is thinner than that of a motor in which a coil is arranged outside a normal magnet or a motor of the type described in JP-A 09-331666. It becomes a motor.
[0061]
The diameter D1 of a motor of the type described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-331666 is at least (magnet thickness + inner magnetic pole + outer magnetic pole) × 2 or more. When this is mounted on the lens barrel device, the diameter D3 of the lens barrel device 300 is (2 × D1 + D2) as described above, so that the magnet thickness + the inner magnetic pole + the outer magnetic pole × 4 + D2 or more. turn into. When the motor having the configuration of the present invention is used, the hollow portion can be used as an optical path, and a lens barrel device having dimensions of (magnet thickness + inner magnetic pole + outer magnetic pole) × 2 + D2 is sufficient.
[0062]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a magnet that is formed in a cylindrical shape and at least an outer peripheral surface is divided in the circumferential direction and is alternately magnetized to different poles, and a first coil wound with a coil. A second bobbin around which a coil is wound, a first outer magnetic pole portion that is excited by a coil wound around the first bobbin and faces an outer peripheral surface on one end side of the magnet, A second inner magnetic pole portion opposed to the inner peripheral surface of the magnet and excited by a coil wound around the second bobbin and having a hollow substantially cylindrical shape, is opposed to the outer peripheral surface on the other end side of the magnet. Opposed to the outer magnetic pole part and the inner peripheral surface of the magnet is provided with a hollow inner cylindrical second inner magnetic pole part, and the magnet is slidable with a fitting member provided in the first or second inner magnetic pole part. With a hollow fitting part The motor and then can be a hollow cylindrical motor by the magnetic flux generated by the coil is output because they act effectively traverses the magnet present between the outer magnetic pole and the inner magnetic pole is higher motor. Since the thickness dimension in the radial direction is almost determined by the total thickness of the magnet and the inner and outer magnetic poles, it is described in a type in which a coil is arranged outside a normal magnet or the above-mentioned JP-A 09-331666. It is possible to provide a cylindrical motor having a thin radial dimension compared to the type of motor.
[0063]
The diameter D1 of a motor of the type described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-331666 is at least (magnet thickness + inner magnetic pole + outer magnetic pole) × 2 or more. When this is mounted on the lens barrel base plate, the diameter of the lens barrel base plate 300 becomes (2 × D1 + D2) as described above, so that the magnet thickness + inner magnetic pole + outer magnetic pole) × 4 + D2 or more. turn into. In the case of using the motor of the configuration of the present invention, a lens barrel base plate having dimensions of (magnet thickness + inner magnetic pole + outer magnetic pole) × 2 + D2 is sufficient. In other words, the above configuration can achieve a high-output motor with a thin thickness in the radial direction of a donut shape in which the hollow portion can be used for another function.
[0064]
Further, by using such a motor as a drive source of the light amount adjusting device or the lens driving device and arranging the hollow portion of the motor so as to be an opening or an optical path of the lens, a compact light amount adjusting device or a lens barrel can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a light amount adjusting apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the light amount adjusting device shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the relationship of members of a motor portion.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a relationship of members of a motor portion.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a relationship of members of a motor portion.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a relationship of members of a motor portion.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a lens barrel.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional step motor.
FIG. 9 is a sectional view showing a state of a stator of a conventional step motor.
FIG. 10 is a plan view of a lens barrel base plate or a light amount adjusting device when a conventional step motor is arranged.
[Explanation of symbols]
1 Magnet
2 coils
4 Coils
18 First stator
19 Second stator
20 Connecting ring
21 First hollow fitting member
22 Second hollow fitting member
30 ground plane
31 Output ring
32 Aperture blade
33 Aperture blade
34 Blade holding plate
50 Helicoid ground plane
51 Lens holder
52 lenses

Claims

It is formed in a cylindrical shape, and at least the outer peripheral surface is divided in the circumferential direction and is alternately magnetized to different poles, and a rib portion extending to the inner peripheral surface of the cylindrical shape is formed. A magnet on which an engaging pin is formed ;
A first outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface on one end side of the magnet is formed on the outer cylinder, and a first inner magnetic pole portion facing the inner peripheral surface on the one end side of the magnet is formed on the inner cylinder. A double cylindrical first stator,
A first coil that is disposed between the outer cylinder and the inner cylinder of the first stator and that excites the first outer magnetic pole part and the first inner magnetic pole part;
A first protrusion is formed which is fixed to the inner cylinder of the first stator and protrudes from between the first inner magnetic pole portions and slidably fits with an inner peripheral surface on one end side of the magnet. A hollow fitting member of
A second outer magnetic pole portion facing the outer peripheral surface on the other end side of the magnet is formed on the outer cylinder, and a second inner magnetic pole portion facing the inner peripheral surface on the other end side of the magnet is formed on the inner cylinder. A double cylindrical second stator,
A second coil that is disposed between the outer cylinder and the inner cylinder of the second stator and that excites the second outer magnetic pole part and the second inner magnetic pole part;
A second protrusion is formed that is fixed to the inner cylinder of the second stator and protrudes from between the second inner magnetic pole portions and slidably fits with the inner peripheral surface of the other end side of the magnet. A hollow fitting member,
The motor is characterized in that the magnet is restricted in the axial direction by sandwiching a rib portion of the magnet between the first hollow fitting member and the second hollow fitting member.

A light amount adjusting device , wherein the diaphragm blades are driven by the motor according to claim 1 .

A lens barrel , wherein the lens is driven by the motor according to claim 1 .