JP5021324B2 - マグネット駆動装置、シャッター装置及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、ビデオカメラ、銀塩フィルム用スチルカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮影装置に搭載されるシャッター装置（所謂レンズシャッター装置）に好適なマグネット駆動装置に関するものである。

従来、着磁されたローターマグネットの回転軸方向にコイルを搭載した円筒型回動アクチュエータとしては、特許文献１に記載のものが知られている。

これは、永久磁石から成るローターと、該ローターをその軸線を中心に所定の角度範囲で回動可能に支持して収納する非磁性体から成る本体ケースと、該本体ケースの軸線方向の一端外側に配され、ボビンに巻線が巻回されて形成されたコイルと、断面略コの字状に両端が曲げられた磁性体から成り、前記コイルの内部に中途部が挿通されると共に、一端が前記本体ケースの一方の外側面に配置され、他端が前記本体ケースの他方の外側面に配置されたヨークとを具備することを特徴とする回動アクチュエータである。

また特許文献２に開示されているように軸受けを２個使い、ヨークにフック形状を作成し、ヨークのフックとコイルボビンへの差込部で２個の軸受を固定してアクチュエータを形成する方法も提案されている。
特開平１０−２４８２３１号公報 特開２００３−０５２１６２号公報

しかしながら上記の特許文献１においては、駆動精度に重要な影響を与えるヨークの円弧形状に成形された磁極部の、ローターマグネットに対する位置決めは、本体ケースの外周を利用してローターマグネットに対向する面側にしかない。また、ローターマグネットの二箇所の軸受部との位置決め方法についての開示も無い。

特許文献２においては、軸受けとキャップはヨークのフック部で固定されるため、軸受部の位置決めは特許文献１よりも良く決まる。しかし、ヨークの円弧形状に形成された磁極部の位置決めは、特許文献１と同様にローターマグネットと対向する面側にしかないため、ローターマグネットから離れる方向へのヨークの変形などには対応していない。また、ヨークやキャップの形状が複雑なものとなる可能性があり、円弧形状に形成された磁極部のローターマグネットに対する位置が不安定となる場合がある。

従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数の増加、形状の複雑化を回避しつつ、ローターマグネットの同心円上の外形を小型化し、かつヨークのローターマグネットに対する位置決めを確実に行えるようにすることである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わるマグネット駆動装置は、コイルが巻き回されるコイルボビンであって、中央部に貫通穴を有するコイルボビンと、前記貫通穴に挿入されるヨークであって、前記貫通穴に挿入されるストレート部分と該ストレート部分の先端に接続された円弧状部分とを有するヨークと、中央部に位置し、前記コイルボビンが載置される平面部と、前記ヨークが前記コイルボビンの貫通穴に挿入されていることに伴って、前記ヨークの円弧状部分の上面を係止する顎部とを有する上地板と、前記上地板を係止する一対の係止部と、該一対の係止部が前記上地板を係止することに伴って、前記ヨークの円弧状部分の外周面を押さえる押さえ部とを有する下地板と、前記上地板と前記下地板の間の中心軸又は軸受により中心位置が決められて回転可能に支持され、円周方向に複数極に着磁されたローターマグネット部材と、を具備することを特徴とする。
また、本発明に係わるマグネット駆動装置は、コイルが巻き回されるコイルボビンであって、中央部に貫通穴を有するコイルボビンと、前記貫通穴に両側から挿入される一対のヨークであって、前記貫通穴に挿入されるストレート部分と該ストレート部分の先端に接続された円弧状部分とを有する一対のヨークと、中央部に位置し、前記コイルボビンが載置される平面部と、前記一対のヨークが前記コイルボビンの貫通穴に挿入されることに伴って、前記一対のヨークの円弧状部分の上面を係止する顎部と、前記平面部から立下り前記一対のヨークの円弧状部分の内周面に当接する壁部と、前記平面部のコイルボビンの反対側に設けられた中心軸又は軸受とを有する上地板と、前記上地板の前記中心軸又は軸受により回転可能に支持され、円周方向に複数極に着磁されたローターマグネット部材と、前記上地板を両側から挟み込んで係止する一対の係止部と、該一対の係止部が前記上地板を係止することに伴って、前記ヨークの円弧状部分の外周面を押さえる押さえ部とを有する下地板と、を具備することを特徴とする。

また、この発明に係わるマグネット駆動装置において、前記上地板は、前記ヨークの円弧形状部の前記中心軸回りの回転を規制する回転規制部を有することを特徴とする。

また、この発明に係わるマグネット駆動装置において、前記下地板の係止部は、前記上地板の前記中心軸回りの回転を規制することを特徴とする。

また、本発明に係わるシャッター装置は、開口部を有する支持板と、前記開口部を開閉するシャッター羽根と、前記シャッター羽根を駆動するための請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマグネット駆動装置と、を具備することを特徴とする。

また、この発明に係わるシャッター装置において、前記下地板は、前記支持板と一体的に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、部品点数の増加、形状の複雑化を回避しつつ、ローターマグネットの同心円上の外形を小型化し、かつヨークのローターマグネットに対する位置決めを確実に行うことが可能となる。

以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
本実施形態のマグネット駆動装置は、所謂コンパクトカメラなどのレンズ内に配置されるレンズシャッターに搭載され、そのシャッター羽根を駆動するための装置である。

図１は本発明の第１の実施形態に係わるマグネット駆動装置の分解斜視図、図２は図１に示すマグネット駆動装置のコイル及びヨークの部分を抜き出して示した分解側面図、図３はマグネット駆動装置を組み立てた状態を示す側面図、図４はマグネット駆動装置の上地板とヨークの部分を示した断面図、図５はマグネット駆動装置を下面から見た平面図、図６は本実施形態のマグネット駆動装置を用いたシャッターユニットの分解斜視図である。

図１において、１は銅線を巻いたコイルボビンで、中央にコイルボビン１を左右方向に貫通する角穴１ａが形成されている。このコイルボビン１を図２のように上地板４と組み合わせる。上地板４の両側部には凸片４ｌ，４ｍが形成されており、コイルボビン１は、上地板４のこれらの凸片４ｌ，４ｍの間に嵌合する。これによりコイルボビン１と上地板４は図２の紙面と垂直な方向に互いに固定される。また図１及び図２に示されるヨーク２，３は同一形状であり、ローターマグネット５の中心軸と直交し、互いに向き合うよう配置される。ヨーク２，３はストレートな直方体部分２ｂ，３ｂと円弧部分２ａ，３ａとからなり、ヨーク２とヨーク３が２つで一対として作用する。

ヨーク２，３のストレートな直方体部分２ｂ，３ｂをコイルボビン１の中央の角穴１ａに両側から挿入する。ヨーク２，３は、角穴１ａ内で直方体部分２ｂ，３ｂが並べられて側面同士が接するように配置される。本実施形態では、角穴１ａに不図示のレールが形成されており、ヨーク２，３は、角穴１ａ内のレールを潰しながら軽度な圧入状態で挿入される。これはヨーク２，３の直方体部分２ｂ，３ｂの間隔が開かないようにするためである。即ち、直方体部分２ｂ，３ｂが接触していないと、磁気回路の磁束密度が低下するからである。

また、上地板４には顎部４ｊ，４ｋが形成されており、ヨーク２，３の直方体部分２ｂ，３ｂをコイルボビン１の角穴１ａに左右から挿入すると、ヨークの円弧部分２ａ，３ａの上面２ａ１，２ａ２及び３ａ１，３ａ２がこの顎部４ｊ，４ｋの下側に係止される。この構成により、ヨーク２，３をコイルボビン１の角穴１ａに左右から挿入するだけで、コイルボビン１とヨーク２，３と上地板４とが一体的に結合される。

ヨーク２，３とローターマグネット５の位置関係はマグネット駆動装置の駆動特性に影響しやすい。その点、本実施形態では、ヨーク２，３の円弧部分２ａ，３ａの内周面が、図４に示すように上地板４の下部に形成された４箇所の壁部４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅの外面に突き当たるまで押し込まれることにより、ヨーク２，３の内径は中心から一定の距離となり、マグネット駆動装置の駆動特性を安定化させることができる。また上地板４は、その下部に形成された４本の足４ｆ，４ｇ，４ｈ，４ｉにより、ヨーク２，３の円弧部分２ａ，３ａの回転方向の位置決めを行う。これにより図３のように一対のヨーク２，３と上地板４とで円筒型の構造を構成する。

ローターマグネット５は円周方向に二極に着磁され、中心に貫通孔５ａが形成されている。駆動レバー６の回転軸がローターマグネット５の貫通穴５ａに挿入され、駆動レバー６がローターマグネット５に固定される。また駆動レバー６の回転軸には中心に貫通孔が形成されており、上地板４の軸４ａが駆動レバー６のこの貫通孔に挿入される。上地板４の軸４ａは、下地板７の中心孔７ｇによって受けられる。これによって駆動レバー６はローターマグネット５と共に回転可能となり、ローターマグネット５の中心位置は必ず駆動部の中心を通る。このように、上地板４により、ローターマグネット５と駆動レバー６の位置が決められる。ローターマグネット５とヨーク２，３の距離が一定でないとマグネット駆動装置の駆動特性が悪化するが、本実施形態では、ヨーク２，３とローターマグネット５が共に同じ部材、即ち上地板４により位置決めされるので、ヨーク２，３の円弧部分２ａ，３ａとローターマグネット５の間の間隔が一定となり、マグネット駆動装置の駆動特性が安定する。なお、駆動レバー６は、図６に示すシャッター羽根１１に係合し、このシャッター羽根１１を開閉するように駆動する。

また、ヨーク２，３はコイルボビン１に挿入する方向には上地板４の壁部４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅで位置決めされるが、コイルボビン１から抜ける方向への押さえがない。そのため、本実施形態では、図１に示すように下地板７に押さえフック７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ（７ｅ，７ｆは不図示）が形成されており、これらの押さえフック７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆにより、ヨーク２，３の円弧部分２ａ，３ａの外周面を押さえることにより、ヨーク２，３がコイルボビン１から抜けないように固定される。

また下地板７のフック７ａ，７ｂは図１及び図３に示すように上地板４の上面に係止され、下地板７が上地板４に固定される。また、同時にフック７ａ，７ｂの側面は、図１及び図３に示すように、上地板４の凸片４ｌ，４ｍの内面４ｌ１，４ｌ２及び４ｍ１，４ｍ２に当たり、上地板４の回転方向の動き、すなわちヨーク２，３の回転方向の動きが押さえられる。

すなわち、上地板４の軸４ａによってローターマグネット５の回転中心は決まり、ヨーク２，３の円弧部分２ａ，３ａの位置は上地板４の各位置規制部と、下地板７の各位置規制部により位置決めされる。さらに上地板４と下地板７は下地板７に設けられたフック７ａ，７ｂにより完全に固定される。これによりローターマグネット５とヨーク２，３の円弧部分２ａ，３ａの間のギャップは常に一定となり、高精度な駆動部となる。

次にこのように構成されたマグネット駆動装置の動作について説明する。

コイルボビン１に巻かれたコイルに正通電が行われると、ヨーク２，３の直方体部分２ｂ，３ｂがコイル内側にあるため、ヨーク２，３は電磁石となり円弧部分２ａ，３ａの先端は極となる。円弧部分２ａ，３ａの極により、ローターマグネット５は吸引と反発を起こし、磁気的に安定な方向に回転し、駆動レバー６が回動する。更にコイルボビン１に巻かれたコイルに逆通電が行われると、ヨーク２，３の極は反転し、吸引と反発力が逆転し、駆動レバー６は逆に回転する。これはローターマグネット５を２極に着磁した場合を表している。上記のようにコイルの通電方向により、円弧部分２ａ，３ａのＮ極、Ｓ極が変化することで、駆動レバー６は回動する。駆動レバー６は図５のように下地板７に形成された扇形状の貫通孔７ｈの角度Ａ°だけ回動する。

また正逆通電の時、通電を止めてもディテントトルクによって姿勢は保たれる。これは上記のような動作を行うためにローターマグネット５の磁極位置(位相角)を決めているからであり、ヨーク２，３の形状によって位相角は変化する。上記の実施形態では、ローターマグネット５は２箇所で停止する。

以上のようなマグネット駆動装置を利用したシャッターユニットは、例えば図６に示すように構成される。この例は後述の第２の実施形態によるものであるが、第１の実施形態のマグネット駆動装置を同様に組み込んでも同様の動作を行うことは言うまでもない。

（第２の実施形態）
第１の実施形態に対して、第２の実施形態では、図６に示すように下地板７の役割をシャッターユニットの地板８に持たせる。具体的にはフック７ａ，７ｂと押さえフック７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆをシャッター地板８に設けることで、下地板の役割を果たす。これにより下地板の高さを減らすことができる。また部品点数を減らすことができるので更なる小型化を図ることができる。レバー回動角度はシャッター地板の貫通孔によって規制される。

なお、図６において、１１はシャッター羽根、１０，１２はシャッター羽根を支持する支持板である。シャッター羽根１１は、駆動レバー６により、地板８の中央部の開口穴８ａと支持板１０，１２の中央部の開口穴１０ａ，１２ａを開閉するように駆動される。

以上のような構成とすることにより、一つの部材により駆動部を固定でき、さらに部品点数の増加、形状の複雑化を回避しつつ、ローターマグネットの同心円上の外形を小型化することができる。

また、上地板４及び下地板７の各支持部によりヨークの円弧部分のローターマグネット５に対する位置決めを、確実に、かつ組み込んで行くだけで容易に行うことができ、高精度で安定したマグネット駆動装置を得ることができる。

さらにこの駆動部を使用したシャッター装置は、小型であり、且つ高精度の露光制御が可能となる。

本発明の第１の実施形態に係わるマグネット駆動装置の分解斜視図である。 図１に示すマグネット駆動装置のコイル及びヨークの部分を抜き出して示した分解側面図である。 マグネット駆動装置を組み立てた状態を示す側面図である。 マグネット駆動装置の上地板とヨークの部分を示した断面図である。 マグネット駆動装置を下面から見た平面図である。 第１及び第２の実施形態のマグネット駆動装置を用いたシャッターユニットの分解斜視図である。

符号の説明

１ コイルボビン
２，３ ヨーク
４ 上地板
５ ローターマグネット
６ 駆動レバー
７ 下地板
８ シャッター地板

Claims (7)

1. コイルが巻き回されるコイルボビンであって、中央部に貫通穴を有するコイルボビンと、
   前記貫通穴に挿入されるヨークであって、前記貫通穴に挿入されるストレート部分と該ストレート部分の先端に接続された円弧状部分とを有するヨークと、
   中央部に位置し、前記コイルボビンが載置される平面部と、前記ヨークが前記コイルボビンの貫通穴に挿入されていることに伴って、前記ヨークの円弧状部分の上面を係止する顎部とを有する上地板と、
   前記上地板を係止する一対の係止部と、該一対の係止部が前記上地板を係止することに伴って、前記ヨークの円弧状部分の外周面を押さえる押さえ部とを有する下地板と、
   前記上地板と前記下地板の間の中心軸又は軸受により中心位置が決められて回転可能に支持され、円周方向に複数極に着磁されたローターマグネット部材と、
   を具備することを特徴とするマグネット駆動装置。
2. コイルが巻き回されるコイルボビンであって、中央部に貫通穴を有するコイルボビンと、
   前記貫通穴に両側から挿入される一対のヨークであって、前記貫通穴に挿入されるストレート部分と該ストレート部分の先端に接続された円弧状部分とを有する一対のヨークと、
   中央部に位置し、前記コイルボビンが載置される平面部と、前記一対のヨークが前記コイルボビンの貫通穴に挿入されることに伴って、前記一対のヨークの円弧状部分の上面を係止する顎部と、前記平面部から立下り前記一対のヨークの円弧状部分の内周面に当接する壁部と、前記平面部のコイルボビンの反対側に設けられた中心軸又は軸受とを有する上地板と、
   前記上地板の前記中心軸又は軸受により回転可能に支持され、円周方向に複数極に着磁されたローターマグネット部材と、
   前記上地板を両側から挟み込んで係止する一対の係止部と、該一対の係止部が前記上地板を係止することに伴って、前記ヨークの円弧状部分の外周面を押さえる押さえ部とを有する下地板と、
   を具備することを特徴とするマグネット駆動装置。
3. 前記上地板は、前記ヨークの円弧状部分の前記中心軸回りの回転を規制する回転規制部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のマグネット駆動装置。
4. 前記下地板の係止部は、前記上地板の前記中心軸回りの回転を規制することを特徴とする請求項１または２に記載のマグネット駆動装置。
5. 開口部を有する支持板と、
   前記開口部を開閉するシャッター羽根と、
   前記シャッター羽根を駆動するための請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマグネット駆動装置と、
   を具備することを特徴とするシャッター装置。
6. 前記下地板は、前記支持板と一体的に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のシャッター装置。
7. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマグネット駆動装置がシャッター羽根を駆動する装置として搭載されていることを特徴とする撮像装置。

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