JP4676338B2 - セクタ駆動装置及びその組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、カメラ等の光学機器に用いられるセクタ駆動装置及びその組立方法に関する。

カメラ等の光学機器に用いられるセクタ駆動装置としては、電磁アクチュエータとしてステッピングモータを備えたものが知られているが、この一例として、例えば特許文献１に示すように、位置決め部材を備えたステッピングモータをレンズ開口が形成されたシャッタ基板に組み込むセクタ駆動装置がある。

このセクタ駆動装置は、シャッタ基板の一方の側から位置決め部材を用いてステッピングモータを取り付け、シャッタ基板を裏返して、シャッタ基板の他方の側からセクタ等を取り付ける構成となっていた。
特開２００５−１７３３５５号公報(第５図)

しかしながら、上述した特許文献１のセクタ駆動装置においては、シャッタ基板を裏返して組み立て作業を行わなければならず、組み立て作業が効率的ではなく、また組立コストもかさんでしまうという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、組立作業を効率よく容易に行うことができるとともに組立コストを抑えることができるセクタ駆動装置及びその組立方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点にかかるセクタ駆動装置は、
レンズ開口を有する基板と、
前記レンズ開口を少なくとも開閉し、または、前記レンズ開口を覆い通過光量を調整し、支軸を中心にして回転可能なセクタと、
前記セクタを駆動する電磁アクチュエータとを備えたセクタ駆動装置であって、
前記電磁アクチュエータは、前記基板に取り付けるための取付部を備える単体の部品であり、
前記取付部の前記基板と対向する面には、前記基板に取り付けるための位置決め部材が一体的に形成され、前記取付部の他方の面には、前記支軸が一体的に形成され、
前記基板に対して、前記電磁アクチュエータが前記位置決め部材により位置決めされて前記基板に組み込まれる方向と、前記セクタが前記支軸を中心に回転可能に取り付けられる方向が同一であることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点にかかるセクタ駆動装置は、
レンズ開口を有する基板と、
前記レンズ開口を少なくとも開閉し、または、前記レンズ開口を覆い通過光量を調整し、支軸を中心にして回転可能なセクタと、
前記セクタを駆動する電磁アクチュエータとを備えたセクタ駆動装置であって、
前記電磁アクチュエータは、前記基板に取り付けるための取付部を備える単体の部品であり、
前記取付部には、前記基板と対向する面に、前記基板に取り付けるための位置決め部材が一体的に形成され、
前記支軸は、前記取付部が前記基板に取り付けられる方向と逆方向に突出して前記基板に形成され、
前記基板に対して、前記電磁アクチュエータが前記位置決め部材により位置決めされて前記基板に組み込まれる方向と、前記セクタが前記支軸を中心に回転可能に取り付けられる方向が同一であることを特徴とする。

前記セクタは、少なくともシャッタ羽根、絞り羽根のうちいずれか一つであるようにしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点にかかるセクタ駆動装置の組立方法は、
レンズ開口を有する基板と、
前記レンズ開口を少なくとも開閉し、または、前記レンズ開口を覆い通過光量を調整し、支軸を中心にして回転可能なセクタと、
前記基板に取り付けるための位置決め部材及び前記支軸を備えて単体の部品で構成され、前記セクタを駆動する電磁アクチュエータと、を備えたセクタ駆動装置の組立方法であって、
前記基板の一方の面側から前記位置決め部材により前記電磁アクチュエータを取り付ける工程と、
前記基板の一方の面側から前記支軸に前記セクタを軸支させる工程とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、低コストのセクタ駆動装置を提供でき、セクタ駆動装置の組立作業を効率よく容易に行うことができるとともに組立コストを抑えることができる。

本発明の実施の形態に係るセクタ駆動装置について、以下図面を参照して説明する。本実施の形態のセクタ駆動装置１は、ステッピングモータである電磁アクチュエータ１０を備えており、この電磁アクチュエータ１０によりセクタ２０を駆動して回転運動させるものである。このセクタ駆動装置１では、セクタ２０を構成する一対のシャッタ羽根２０ａ，２０ｂ及び絞り羽根２０ｃによりレンズ開口５を開閉したり、絞り羽根２０ｃによってレンズ開口５を通過する光量を調整する。

セクタ駆動装置１は、図１〜図３に示すように、シャッタ基板２と、シャッタ基板２に固定される電磁アクチュエータ１０と、電磁アクチュエータ１０に回転駆動されるとともに、一対のシャッタ羽根２０ａ，２０ｂ及び絞り羽根２０ｃから構成されるセクタ２０と、絞り板３と、羽根押さえ板４とを備えている。なお、図２においては、セクタ駆動装置１の構成をわかりやすくするために、シャッタ羽根２０ａ，２０ｂについては省略して図示している。また、図２及び図３においては、羽根押さえ板４を省略して図示している。

電磁アクチュエータ１０は、ロータ１１を回転運動させることにより、ロータ１１に駆動レバー１３を介して取り付けた駆動対象であるセクタ２０を回転運動させる。電磁アクチュエータ１０は、図４および図１に示すように、ロータ１１と、ロータ軸１２と、駆動レバー１３と、ステータ１４と、コイル１５と、第１のカバー１６と、第２のカバー１７とを備えており、モータブロックを構成する。

ロータ１１は、ステータ１４との間の磁力により発生する回転トルクによって、ロータ軸１２に軸支されて回転運動をするものである。ロータ１１は、例えば希土類・鉄系等の磁石材料により形成され、小径の円筒状または円板状に形成されている。また、ロータ１１の中央孔１１ａにはロータ軸１２が挿入されて固定されている。なお、ロータ軸１２はロータ１１と一体的に形成するようにしてもよい。

ロータ１１は、回転方向に交互に極性が異なる複数の磁極を有している。これらの磁極は、ロータ１１の回転方向に等間隔に設けられている。

駆動レバー１３は、ロータ１１の回転運動をロータ軸１２を介して駆動対象であるセクタ２０に伝達するものである。駆動レバー１３は、ロータ軸１２が嵌合される嵌合孔１３１ａが形成された基部１３ａと、基部１３ａの一端から立設された駆動ピン１３ｂとを備えている。

ステータ１４は、励磁されたコイル１５の磁束をロータ１１の着磁された磁極へと導くためのものである。ステータ１４は、例えば軟磁性材料から形成されている。ステータ１４には、コイル１５が通電されることにより磁化される図示しない極歯が形成されており、極歯はロータ１１に設けられた磁極に対向するように配置される。

コイル１５は、正極性または負極性の電流が印加されて励磁されることによりステータ１４を磁化するものである。コイル１５は、ステータ１４に巻回される一対のコイル１５ａ，１５ｂにより構成される。コイル１５ａ，１５ｂは、コイルボビンを用いることなく、ステータ１４に直接巻回されている。なお、コイル１５ａ，１５ｂはすでに巻回されたものをステータ１４に挿入して取り付けるようにしてもよい。なお、コイル１５は、図示しない端子板に結線されている。

第１のカバー１６は、図１において下側(セクタ２０側)に位置する電磁アクチュエータ１０を取り付けるための取付部である。第１のカバー１６は、ロータ１１、コイル１５、ステータ１４等を保護するとともに、シャッタ基板２に電磁アクチュエータ１０を位置決めするための位置決め部材を備えている。

第１のカバー１６の基部１６１の裏面には、シャッタ羽根２０ａの支軸１６ａ，シャッタ羽根２０ｂの支軸１６ｂ及び絞り羽根２０ｃの支軸１６ｃが形成されている。また、基部１６１には、駆動レバー１３が回転する範囲を含んだ切欠部１６１ａが形成されている。

また、第１のカバー１６の表側(上側)には、ロータ軸１２の軸受孔１６ｄと、一対の位置決めピン１６ｅ，１６ｅと、コイル１５の下側部分が保持される一対の逃げ孔１６ｆ、１６ｆと、第２のカバー１７を取付板１６２に固定するための第２のカバー取付部１６ｇ、１６ｈとが形成されている。ロータ軸１２の軸受孔１６ｄは、一対の逃げ孔１６ｆ，１６ｆの間に位置している。第２のカバー取付部１６ｇは、ステータ１４の取付部も兼ねている。

ロータ軸１２が挿入されるロータ軸１２を支持する支持孔である軸受孔１６ｄは、支軸１６ａ，１６ｂ及び１６ｃと単一の部材である第１のカバー１６に一体的に形成されており、電磁アクチュエータ１０をシャッタ基板２に固定しても、ロータ軸１２の軸受孔１６ｄと支軸１６ａ，１６ｂ及び１６ｃとの位置関係は一定である。

一対の位置決めピン１６ｅ，１６ｅは第１のカバー１６の両端にそれぞれ形成され、電磁アクチュエータ１０の位置決め部材を構成している。位置決めピン１６ｅ，１６ｅをシャッタ基板２に形成された位置決め穴２ａに嵌合させることにより、電磁アクチュエータ１０はシャッタ基板２に位置決めされて組み込まれ固定される。

第２のカバー１７は、図１において上側に位置する上カバーである。第２のカバー１７の中央にはロータ軸１２を回転可能に支持するロータ軸１２の軸受孔１７ａが形成されている。

第２のカバー１７が、第１のカバー１６に立設された第２のカバー取付部１６ｇ，１６ｈに固定され結合されることにより、第１のカバー１６及び第２のカバー１７は互いに組み合わされ、ロータ軸１２を回転可能に支持し、コイル１５が巻回されたステータ１４を保持するとともに、ロータ１１を保護する。

この電磁アクチュエータ１０は、コイル１５ａ及びコイル１５ｂに正極性の電流または負極性の電流を加えて励磁することにより、磁化されたステータ１４の極歯と、ロータ１１の各磁極との間に、吸引力または反発力を生じさせて、ロータ１１に回転トルクを発生させ、ロータ１１を回転させる。

セクタ２０は、図６に示すように、一対のシャッタ羽根２０ａ，２０ｂ及び絞り羽根２０ｃから構成される。シャッタ羽根２０ａ，２０ｂにはそれぞれカム溝２１ａ，２１ｂが形成され、絞り羽根２０ｃにはカム溝２１ｃが形成されている。カム溝２１ａ，２１ｂ及び２１ｃには、駆動ピン１３ｂが摺動自在に係合される。

シャッタ羽根２０ａ，２０ｂには、それぞれ支軸１６ａ，１６ｂに回転可能に挿入される回転軸用孔２２ａ，２２ｂが形成され、絞り羽根２０ｃには、支軸１６ｃに回転可能に挿入される回転軸用孔２２ｃが形成されている。また、絞り羽根２０ｃには、絞り孔２３ｃが形成されている。

電磁アクチュエータ１０のロータ１１の回転にともなって駆動ピン１３ｂがカム溝２１ａ，２１ｂ及び２１ｃを摺動しながら係合することにより、支軸１６ａ，１６ｂ及び１６ｃを中心にして一対のシャッタ羽根２０ａ，２０ｂおよび絞り羽根２０ｃは回転する。一対のシャッタ羽根２０ａ，２０ｂ及び絞り羽根２０ｃが回転することによりレンズ開口５は開閉され、絞り羽根２０ｃによりレンズ開口５を遮蔽して絞り孔２３ｃの口径に調整することにより、レンズ開口５を通過する光量を調整することができる。すなわち、カム溝２１ａ，２１ｂ及び２１ｃは、摺動自在な駆動ピン１３ｂが係合することにより、一対のシャッタ羽根２０ａ，２０ｂ及び絞り羽根２０ｃによりレンズ開口５が開閉され、絞り羽根２０ｃによりレンズ開口５が遮蔽されるように形成されている。なお、絞り羽根２０ｃによりレンズ開口５を遮蔽する際には、一対のシャッタ羽根２０ａ，２０ｂは図示しない度決め部材により回転が規制され、レンズ開口５から退避した位置に留まる。図３に示した状態は、図示しない度決め部材により一対のシャッタ羽根２０ａ，２０ｂ及び絞り羽根２０ｃの回転が規制された、レンズ開口５が全開の状態を表している。

絞り板３は、レンズ開口５の口径を調整するものである。絞り板３には、絞り孔３ａと、絞り羽根２０ｃの支軸１６ｃに嵌合するための嵌合孔３ｂとが形成されている。絞り孔３ａにより、レンズ開口５の開口径が調整されている。絞り板３は、図１に示すように、ロータ軸１２の軸方向においては、絞り羽根２０ｃとシャッタ羽根２０ｂとの間に配置される。

羽根押さえ板４(図１)は、セクタ２０のロータ軸１２の軸方向の位置を規制している。

ここで、セクタ駆動装置１を制御するための制御回路について図７を用いて説明する。制御部５０は、図７に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１とメモリ５２とドライバ５３とを備えている。ＣＰＵ５１は、セクタ駆動装置１全体の制御や演算処理を行うものである。メモリ５２には、セクタ駆動装置１０を制御するためのプログラムや制御情報が格納されている。ドライバ５３は、ＣＰＵ５１からの制御信号に応じて、コイル１５ａ，１５ｂに、正極性又は負極性の駆動電流をパルス状に通電し、励磁する。ＣＰＵ５１には、操作ボタン５４が接続されている。

操作ボタン５４が押されると、ＣＰＵ５１は、電磁アクチュエータ１０を駆動するために正極性の電流又は負極性の電流の出力をドライバ５３に指示する。ドライバ５３は、指示に従って、電磁アクチュエータ１０のコイル１５ａ，１５ｂに正極性の電流または負極性の電流を通電する。このように電磁アクチュエータ１０のコイル１５ａ，１５ｂに通電制御して、電磁アクチュエータ１０のロータ１１を時計回り方向または反時計回り方向に回動させることによって、セクタ２０を構成するシャッタ羽根２０ａ，２０ｂ及び絞り羽根２０ｃが回転駆動され、レンズ開口５の開閉やレンズ開口５を通過する光量の調整が行われる。

次に、セクタ駆動装置１の組立方法について説明する。

まず、セクタ駆動装置１を構成する電磁アクチュエータ１０の組立方法について説明する。電磁アクチュエータ１０を組み立てるには、ロータ１１の中央孔１１ａにロータ軸１２を挿入して固定して、このロータ軸１２の一端を第１のカバー１６の軸受孔１６ｄに挿入してロータ軸１２を軸受孔１６ｄに軸支させる。また、コイル１５が巻回されたステータ１４を第１のカバー１６の第２のカバー取付部１６ｇに固定してコイル１５の下側を逃げ孔１６ｆ，１６ｆに入れる。

次に、第２のカバー１７の軸受孔１７ａにロータ軸１２の他端を挿入してロータ軸１２の他端を軸受孔１７ａに軸支させるとともに、第２のカバー１７を第１のカバー１６の第２のカバー取付部１６ｇ，１６ｈに固定する。そして、ロータ軸１２の一端に駆動レバー１３の嵌合孔１３１ａを嵌合させ固定すると、電磁アクチュエータ１０が組み立てられる。電磁アクチュエータ１０はモータブロックとなっており単体の部品として扱うことができる。

このように組み立てられた電磁アクチュエータ１０の一対の位置決めピン１６ｅ，１６ｅを、シャッタ基板２の表側(図１の矢印Ａの方向)から、シャッタ基板２の位置決め穴２ａ，２ａに嵌合させることにより、電磁アクチュエータ１０をシャッタ基板２に対して位置決めして、固定する。

次に、シャッタ基板２の表側から、シャッタ羽根２０ａ，２０ｂ及び絞り羽根２０ｃの回転軸用孔２２ａ，２２ｂ及び２２ｃを、シャッタ基板２に取り付けられた第１のカバー１６に形成された支軸１６ａ，１６ｂ及び１６ｃにそれぞれ入れ込むとともに、カム溝２１ａ，２１ｂ及び２１ｃを駆動ピン１３ｂに入れ込んで駆動ピン１３ｂを摺動自在にすることにより、シャッタ羽根２０ａ，２０ｂおよび絞り羽根２０ｃを第１のカバー１６に回転自在に取り付ける。なお、図１に示すように、ロータ軸１２の軸方向にはシャッタ羽根２０ｂ，絞り羽根２０ｃ、シャッタ羽根２０ａの順に配置される。

また、このセクタ２０の取付の際には、絞り板３が、絞り羽根２０ｃ及びシャッタ羽根２０ｂの間に位置するように、シャッタ基板２の表側から、嵌合孔３ｂを絞り羽根２０ｃの支軸１６ｃに嵌合させることにより取り付けられる。

そして、羽根押さえ板４をシャッタ基板２の表面側(セクタ２０側)から、セクタ２０を押さえるように、シャッタ基板２に取り付けられる。これによりセクタ駆動装置１は組み立てられる。

このように本実施の形態のセクタ駆動装置は、シャッタ基板２の表側からのみ、電磁アクチュエータ１０、セクタ２０、絞り板３、羽根押さえ板４を組み立てればよい構成にしたので、組み立て作業においてシャッタ基板２を裏返す工程がなくなるので、セクタ駆動装置１の組立作業が効率よく容易にできるようになり、組立コストを抑えることができる。

また、電磁アクチュエータ１０はモータブロックを構成し、単体の部品として取り付けられている構成であるため、セクタ２０等の入れ替えも、羽根押さえ板４をはずして行えばよく容易に行うことができる。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、本実施形態では、セクタ２０の回転中心である支軸１６ａ，１６ｂ及び１６ｃを第１のカバー１６に形成する例について説明したが、支軸１６ａ，１６ｂ及び１６ｃを設ける位置はこれに限られず、シャッタ基板２に形成してもよく、また第１のカバー１６とシャッタ基板２に成形してもよい。

また、本実施形態では、組み立てるセクタ駆動装置１がセクタ２０として一対のシャッタ羽根２０ａ，２０ｂおよび絞り羽根２０ｃを備える例について説明したが、セクタ２０の構成はこれに限られず、セクタ２０の数は単数でも４枚以上でもよく、例えばシャッタ羽根だけを備えた装置、絞り羽根だけを備えた装置、絞り羽根としてＮＤ(Neutral Density)フィルタ羽根を備える絞り羽根装置等にも適用できる。

また、本実施形態では、絞り板３を取り付ける例について説明したが、絞り板３は必ずしも取り付ける必要はない。

また、本実施形態では、シャッタ基板２の位置決め穴２ａ，２ａに電磁アクチュエータ１０の一対の位置決めピン１６ｅ，１６ｅを嵌合させる例について説明したが、逆にシャッタ基板２に位置決めピンを形成して、電磁アクチュエータ１０に位置決め穴を形成するようにしてもよい。

また、本実施形態では、電磁アクチュエータ１０がステッピングモータで、度決め部材を設けてロータ１１の回転をある範囲内に限定した揺動モータとして使用した例について説明したが、これに限らず、駆動レバー１３のかわりにギアを用い、減速ギアを介してセクタ２０を駆動するように、ロータ１１の回転をある範囲内に限定しないステッピングモータとして使用してもよい。

本発明の実施形態に係るセクタ駆動装置の構成を表す一部断面図である。 図１に示したセクタ駆動装置の全体構成を表す一対のシャッタ羽根を省略した概略図である。 図１に示したセクタ駆動装置の全体構成を表す概略図である。 図１に示したセクタ駆動装置が備える電磁アクチュエータの構成を表す斜視図である。 図４に示した電磁アクチュエータが備える第１のカバーの構成を表す斜視図である。 図１に示したセクタ駆動装置が備えるセクタの構成を表す正面図である。 本発明の実施形態に係るセクタ駆動装置を制御するための制御回路のブロック図である。

符号の説明

１ セクタ駆動装置
２ シャッタ基板
２ａ 位置決め穴
５ レンズ開口
１０ 電磁アクチュエータ
１１ ロータ
１２ ロータ軸
１３ 駆動レバー
１３ｂ 駆動ピン
１４ ステータ
１６ 第１のカバー
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 支軸
１６ｄ 軸受孔
１６ｅ 位置決めピン
１７ 第２のカバー

Claims (4)

1. レンズ開口を有する基板と、
   前記レンズ開口を少なくとも開閉し、または、前記レンズ開口を覆い通過光量を調整し、支軸を中心にして回転可能なセクタと、
   前記セクタを駆動する電磁アクチュエータと、
   を備えたセクタ駆動装置であって、
   前記電磁アクチュエータは、前記基板に取り付けるための取付部を備える単体の部品であり、
   前記取付部の前記基板と対向する面には、前記基板に取り付けるための位置決め部材が一体的に形成され、前記取付部の他方の面には、前記支軸が一体的に形成され、
   前記基板に対して、前記電磁アクチュエータが前記位置決め部材により位置決めされて前記基板に組み込まれる方向と、前記セクタが前記支軸を中心に回転可能に取り付けられる方向が同一である、ことを特徴とするセクタ駆動装置。
2. レンズ開口を有する基板と、
   前記レンズ開口を少なくとも開閉し、または、前記レンズ開口を覆い通過光量を調整し、支軸を中心にして回転可能なセクタと、
   前記セクタを駆動する電磁アクチュエータと、
   を備えたセクタ駆動装置であって、
   前記電磁アクチュエータは、前記基板に取り付けるための取付部を備える単体の部品であり、
   前記取付部には、前記基板と対向する面に、前記基板に取り付けるための位置決め部材が一体的に形成され、
   前記支軸は、前記取付部が前記基板に取り付けられる方向と逆方向に突出して前記基板に形成され、
   前記基板に対して、前記電磁アクチュエータが前記位置決め部材により位置決めされて前記基板に組み込まれる方向と、前記セクタが前記支軸を中心に回転可能に取り付けられる方向が同一である、ことを特徴とするセクタ駆動装置。
3. 前記セクタは、少なくともシャッタ羽根、絞り羽根のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１または２に記載のセクタ駆動装置。
4. レンズ開口を有する基板と、
   前記レンズ開口を少なくとも開閉し、または、前記レンズ開口を覆い通過光量を調整し、支軸を中心にして回転可能なセクタと、
   前記基板に取り付けるための位置決め部材及び前記支軸を備えて単体の部品で構成され、前記セクタを駆動する電磁アクチュエータと、を備えたセクタ駆動装置の組立方法であって、
   前記基板の一方の面側から前記位置決め部材により前記電磁アクチュエータを取り付ける工程と、
   前記基板の一方の面側から前記支軸に前記セクタを軸支させる工程とを備えたことを特徴とするセクタ駆動装置の組立方法。

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