JPH02269459A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はモータに関し、特に、カメラのレンズ鏡筒な
どに搭載するに適した構造のモータに関する。

［従来の技術］ 従来公知のモータは一般に円柱形の形状を有しているも
のが多い。このような円柱形モータを内蔵させた機器を
企画する際に該機器内にモータ格納用の円柱形の空間を
確保できる場合は該機器の大型化や外観の悪化などを招
来する恐れはないが、該機器内に円柱形の空間を確保す
ることができない場合は該機器の外側にモータ格納室を
突出させたり或いは該機器を大型化させたりしなければ
ならないので該機器の外観が悪くなったり、或いは該機
器の使い勝手が悪くなって商品価値が低下する等の問題
が生じてくる。

カメラ及びカメラ用交換レンズは前記の如き問題が発生
する機器の一つであり、円柱形モータを内蔵させること
によって大型化や外観の悪化及び使い勝手の悪化を招く
恐れのある機器である。

よく知られているように、カメラ用交換レンズやカメラ
鏡筒部においてはその内部空間の殆どが撮影光学系とそ
の関連構造によって占有されてしまうため、モータを設
置すべき空間は保護外筒と内筒との間の厚みの薄い環状
空間にしか残されていない。従って、該環状空間に格納
できるモータは直径の小さな低出力のものに限られるた
め、絞り装置を駆動するための比較的高出力のモータや
高速フォーカシングを可能にする高出力のフォーカシン
グ用モータなどを搭載する場合には該モータの格納室を
鏡筒部保護外筒の外側に大きく突出させなければならな
かった。

しかしながら鏡筒部の保護外筒の外側に大きな突出部が
あると、交換レンズやカメラの外観が悪くなるとともに
使い勝手が悪くなり、また、カメラや交換レンズが大型
化するという問題が生じてくるため、従来はカメラ鏡筒
部や交換レンズにモータを搭載することに対しては多く
のカメラメーカーが消極的であり、従って、−眼レフレ
ックスカメラ用の直接駆動型電動絞り装置を搭載してい
る交換レンズも殆どなかった。

しかしながら交換レンズ内に直接駆動型電動絞り装置や
ＡＦ用モータを搭載すことはカメラ機能の高度化やカメ
ラの電子化技術の展開に有利であるため、本出願人は鏡
筒部に搭載するに適した絞り装置用モータ及び電動絞り
装置を開発し、該モータ及び電動絞り装置とＡＦ用モー
タ及びＡＦ機構とを搭載した一眼レフレックス用交換レ
ンズを既に製造且つ販売している。

本出願人によって開発された絞り装置用モータは、既に
知られているように、ロータ及びステータ並びにコイル
を円弧状に配置した、いわゆる、アーク形モータであり
、該モータはカメラのレンズ鏡筒部の保護外筒と内筒と
の間の環状空間内に格納できるように湾曲偏平形に構成
されているため、該モータを搭載することによってレン
ズ鏡筒部の外形形状の異形化や外観の悪化を招く恐れが
全くない。また、該モータにより、従来品よりも軽量且
つ小型の一眼レフレックス用電動絞り装置が実現した。

［発明が解決しようとする課題］ 本出願人によって開発された前記の絞り装置用アーク形
モータは一眼レフレックスカメラの絞り装置を駆動する
に充分なトルクを発生することがてぎるが、更に高トル
クを発生するように改善されることが望ましかった。ま
た、該モータではコイルとして円筒形のコイルが使用さ
れるとともにコイル軸線がロータ軸線と平行になってい
るのでステータにおける磁束密度を現在以上に大きくす
ることが困難であフな。

本発明の目的は、前述した従来のモータよりも更に高ト
ルクを発生できる、改善されたモータを提供することで
ある。

［課題を解決するための手段コ 本発明のモータは、ロータの軸線に対して直交する方向
に延在する３本の極歯を有した偏平形のステータを該ロ
ータの両側に配置し、該極歯の中の中央の極歯に偏平な
コイルを巻装した構造となっており、前述した従来のモ
ータよりも高トルクを発生することができる。

［作　　　用］ 第４図■はコイル及び８に対する通電が行われず、マグ
ネットロータ６が停止している時の状態であり、ステー
タ４及び５は磁化されていない。コイル７゛及び８に第
４図■に示すように矢印方向の通電が行われるとステー
タ４の極歯４ａ〜４ｃの先端がそれぞれＮ、　Ｓ、　Ｎ
に磁化される一方、ステータ５の極歯５ａ〜５ｃの先端
がＮ、　Ｓ、　Ｎに磁化されるので、マグネットロータ
６の表面の磁極とステータの極歯との間の電磁作用によ
って該ロータ６はロータ６の磁極の周長の属ピッチだけ
反時計方向に回転される。

以後、第４図■乃至第４図■に示すようにコイル７及び
８に対する通電及び無通電並びに逆通電を行うことによ
って該ロータ６は属ピッチずつ回転されてゆく。

［実　施　例］ 以下に図面を参照して本発明の実施例について説明する
。なお、図示実施例は本発明のモータと一体に構成され
た一眼レフレックスカメラ用電動絞り装置に関するもの
である。

第１図は本発明による第１実施例のモータＭと、絞り機
構りとによって構成された電動絞り装置の分解斜視図で
あり、第２図は無通電状態におけるロータとステータと
の相対的位置関係と磁束分布を示した図、である。

絞り機構りは、環状の第１端板１と、環状の第２ｆＪ板
１５と、第１端板１と第２端板１５との間に配置される
とともに第１端板１に回転可能に支持された回転リング
２と、該回転リング２に揺動可能に枢着された５枚の絞
り羽根３と、によって構成されている。

第１端板１には絞り羽根３に突設されているピン（図示
せず）が挿入される５本のカム溝１ａが形成されており
、また、第２端板１５と対向する端面には４個の同じ高
さの突出部１ｂが形成されている。突出部１ｂの内周面
は回転リング２の外周面の支持面となっており、回転リ
ング２はこの突出部１ｂの内周面において軸線Ｘを中心
として回転可能に支持されている。

また、突出部１ｂにはねじ孔ＩＣが形成され、ねじ孔１
ｃには第２端板１５のバカ孔１５ｂに挿通されるねじ１
６がねじ込まれるようになっている。突出部１ｂの高さ
（すなわち軸方向厚さ）は回転リングの軸方向厚さより
もわずかに大きいのでねじ１６によって第２端板１５が
第１端板１に締結された状態において、回転リング２は
第１端板１と第２端板１５との間で締めつけられること
なく回転可能に保持される。

回転リング２の外周面にはギヤ２ａが取付けられており
、このギヤ２ａは後に説明するモータピニオン６ｃと噛
み合わされている。回転リング２には絞り羽根３に突設
されたピン３ａを挿入するための５個の孔２ｂが円周方
向に沿って等間隔で貫設されており、絞り羽根３は孔２
ｂを中心として揺動可能に回転リング２に担持されてい
る。

第２端板１５には、第１端板１の突出部１ｂのねじ孔１
ｃに整列する４個のバカ孔１５ｂと、後に説明するモー
タフレーム１１との締結用の２個のねじ孔１５ａが形成
されている。

絞り機構りの回転リング２を回転させるためのモータＭ
は、絞り機構りの第２端板１５にねじ１７によって締結
される第１のモータフレーム１１と、モータフレーム１
１に対向して配置される第２のモータフレーム１２と、
両モータフレーム１１及び１２の間に配置されるととも
に両フレームに回転可能に支持された円柱形のマグネッ
トロータ６と、該マグネットロータ６の両側に配置され
て該ロータの軸線に対して直交方向に延在する極歯を有
するステータ４及び５と、各ステータ４及び５の中央の
極歯に嵌装されて該口、−夕の軸線と平行な方向に偏平
なコイル７及び８と、によって構成されている。

第１のモータフレーム１１には、マグネットロータ６の
一端側の軸６ａを回転可能に支持するための軸孔ｌｉｅ
、ステータ４及び５を支持するためのステータ支持棒１
１ａ及びｌｉｄ、コイル７及び８のそれぞれの一側を外
側へ突出させる開口１１ｆ及び１１ｇ１ねじ１７を挿通
させるためのバカ孔１１ｈ及び１１１１コイル７及び８
のそれぞれの一端に係合して各コイル７及び８の移動を
阻止するためのピンｌｌｂ及び１１Ｃ１などが形成され
ている。

一方、第２のモータフレーム１２には、マグネットロー
タ６の他端側の軸６ｂを回転可能に支持する軸孔１２Ｃ
１コイル７及び８のそれぞれの他側をモータフレーム１
２の外側へ突出させる開口！２ｄ及び１２ｅ１ステータ
支持棒１１ａ及びｌｉｄが挿入されるステータ支持棒挿
入孔１２ａ及び１２ｂ１が形成されている。

ステータ支持棒１１ａ及びｌｉｄは先細のテーパー棒と
して構成されており、ステータ４及び５に貫設された孔
４ｅ及び５ｅに挿入されるとともに第２のモータフレー
ム１２のステータ支持棒挿入孔１２ａ及び１２ｂに挿入
されるようになっている。ステータ支持棒１１ａ及びｌ
ｉｄがテーパー棒として構成されているのは、該棒の軸
線方向におけるステータ４及び５の位置決めを正確に行
うと組立てを容易にするためである。

ピンｌｌｂ及びｌｌｃも先細のテーパーピンとして構成
されており、該ピンｌｌｂ及びｌｉｅはその軸線方向の
特定位置でコイル７及び８のボビン９及び１０の端面に
係合している。ピンｌｌｂ及びｌｌｃがテーパーピンと
して構成されているのもステータ支持棒の場合と同じく
、コイル７及び８の軸線方向の位置決め（ロータ６の軸
線に対して直交する方向において位置決め）を正確に行
うことができるようにすることと組立てを容易にするた
めである。

コイル７及び８は長方形断面の偏平なボビン９及び１０
にコイル巻線を巻いて構成されている。ボビン９及び１
０のそれぞれの端面にはコイル巻線の端部が半田付けさ
れる端子ピン９ａ、　９ｂ、　ｌｅａ、　１０ｂが突設
されており、該端子ビン９ａ〜１０ｂは第２のモータフ
レーム１２の開口１２ｄ及び１２ａを通って該フレーム
の前方に突出して、プリント配線板１４の端子１４ａ、
　１４ｂ。

１４ｃ、　１４ｄに半田付けされている。プリント配線
板１４に形成されている配線は不図示の制御回路及び電
源に接続されており、該制御回路によりコイル７及び８
への電流が制御される。

前記のモータ構成部品が組立てられた状態では、マグネ
ットロータ６の軸６ａ及び６ｂがモータフレーム１１及
び１２の軸孔ｌｉｅ及び１２ｃにおいて回転可能に支持
される一方、ステータ４及び５は該ロータ６の両側に配
置されてステータ支持棒１１ａ及びｌｉｄに嵌合固定さ
れるとともにそれぞれの極歯の先端が該ロータ６の局面
に向けられ、コイル７＆び８はステータ４及び５の中央
極歯４ｂ及び５ｂに嵌装されている。

なお、第２のモータフレーム１２の孔１２ａ及び１２ｂ
から突出したステータ支持棒１１ａ及びｌｉｄの先端に
は抜は止め用のブツシュナツト１３が嵌着され、該ナツ
ト１３によってモーターフレーム１２とステータ４及び
５とがステータ支持棒に固定されている。

ステータ４及び５の孔４ｅ及び５ｅにはそれぞれステー
タ支持棒ｌｉｅ及びｌｉｄが挿入され、ステータ４及び
５は、ステータ支持棒１１ａ及びｌｉｄに嵌合固定され
ている。

′Ｍ２図は、ステータとロータとの相対的位置関係と、
無通電時におけるロータとステータとにおける磁束分布
を示した図である。

ステータ４及び５はマグネットロータ６の周方向に沿っ
て互いに所定間隔をおいて配置された３個の極歯４ａ〜
４ｃ及び５ａ〜５ｃを有している。中央の極歯４ｂ及び
５ｂはその厚み方向の中心線がマグネットロータ６の中
心を通るように該ロータ６の放射方向と平行になってお
り、また、極歯４ｂ及び５ｂの歯厚は他の極歯４ａ、　
４ｃ、　５ａ、　５ｃの歯厚ｔの２倍になっている。

マグネットロータ６には同図に示すように４つのＮ極領
域６Ａ〜６Ｄと４つのＳ極領域６Ｅ〜６Ｈとが交互に形
成されるとともに各領域の周方向の中央位置にはロータ
軸線と平行な溝６ｄが刻設されている。

コイル７及び８に通電されない時には、ステータ４の中
央の極歯４ｂの先端面４ｂｌはマグネットロータ６のＮ
極領域６Ｂの中央部に対向し、ステータ５の中央の極歯
５ｂはその厚み方向の中心線がＮ極領域６ＤとＳ極領域
６Ｆとの境界線に整列している。この状態ではステータ
５の極歯５ａ、５ｂ、　５ｃの中には磁束が流れないた
め、ステータ５とマグネットロータ６との間にはコギン
グトルクが殆ど生じない。一方、ステータ４の中央の極
歯４ｂはマグネットロータ６のＮ極領域６Ｂの中央に対
向し、他の極歯４ａ′ＥＬび４Ｃのそれぞれの先端面４
ａ、及び４ｃ。

はマグネットロータ６のＳ極領域６Ｈ及び６Ｇの周面に
対向しているので図示の如きｍ束の流れがステータ４内
に生じる。この位置がロータに対して回転トルクの発生
しない安定静止点である。該ロータ６には８個の磁極が
形成されているので前記の理由から無通電状態では１６
ケ所の静的安定点が存在し、また同時にロータを回転さ
せる１６ケ所コギングが発生する。

なお、本実施例では各磁極領域の中央部に溝６ｄを形成
しみかけの表面磁束分布がサイン形状でないようにする
ことにより溝のない場合よりも更にロータを安定して停
止状態に保持することができる。

また、極歯４ａ及び４ｃのそれぞれの外面４ａ、及び４
ｃ３から出た磁束は極歯４ａ及び４ｃのそれぞれの先端
面４ａ、及び４ｃｌに対向するＳ極領域６Ｈ及び６Ｇと
、その隣りのＮ極領域６Ａ及び６Ｃとの間に閉磁路を形
成し、静的安定点が更に安定しやすくなっている。

なお、極歯４ａ及び４ｃはマグネットロータ６の中心に
対して放射方向に向いていないので極歯４ａ及び４ｃ内
を流れる磁束のうち少量が極歯４ａ及び４ｃの内面４ａ
２及び４ｃ２から出てＳ極領域６Ｈ及び６Ｇに流入して
しまう、そこで本発明では極歯４ａの先端面４ａ１の中
心をＳ極領域６Ｈの中心よりも少しＮ極領域６Ａの方向
に近づけるように極歯４ａを構成する一方、極歯４ｃの
先端面４ｃ、の中心をＳ極領域６Ｇの中心よりも少しＮ
極領域６Ｂに近づけるように極歯４ｃを構成しである。

このように構成することにより、極歯４ａにおいては先
端面４ａ、と内面４ａ、から出た磁束の中心がマグネッ
トロータ６の中心に対して放射方向となり、極歯４Ｃに
おいても先端面４ｃ、と内面４ｃ２から出た磁束の中心
がマグネットロータ６の中心に対して放射方向となる。

また、本発明のモータでは各ステータの中央の極歯４ｂ
及び５ｂの歯厚が他の極歯４ａ。

４Ｃ及び５ａ、５ｃの歯厚ｔの２倍になっているので他
の二つの極歯を流れる磁束の和に等しい磁束が中央の極
歯を流れることになる。従って、コイルを嵌装する極歯
４ｂ及び５ｂの磁束が大きいので極歯４ｂ及び５ｂとロ
ータ６との間に作用する電磁力を大きくすることができ
る。また、極歯４ｂ及び５ｂと他の極歯との間の間隔を
広くとることができるためコイル巻線数を大きくするこ
とができモータのトルクを大きくすることができる。

なお、第３図に示すようにマグネットロータ６が外周面
に溝を有していない形状のものであってもよい。

第４図はコイル７及び８に対する通電状態とマグネット
ロータ６の動作を示したものである。

第４図■は無通電状態の時のステータ４及び５とマグネ
ットロータ６との相対的位置関係を示しており、マグネ
ットロータ６の停止状態を示す。

第４図■の状態で第４図■のようにコイル７及び８に通
電を行うと、ステータ４の中央の極４ｂの先端がＳ極に
、ステータ５の中央の極歯５ｂの先端がＳ極にそれぞれ
磁化されるのでマグネットロータ６はその種領域の周方
向長さの属（属ピッチ）だけ反時計方向に回転される。

次にコイル７への通電を断ってコイル８に第４図■のよ
うに通電を継続すると、ステータ５の各極歯５ａ〜５ｃ
とマグネットロータ６の各磁極領域との間に生ずる電磁
力によって該ロータ６は更に属ピッチだけ反時計方向に
回転される。そして、第４図■のように、コイル７に対
する通電方向を第４図■の場合とは逆向きにするとマグ
ネッロータ６は更に属ピッチだけ反時計方向に回転する
。

以下、第４図■のようにコイル８に対する通電を停止し
、コイル７のみに矢印方向の通電を行うと更に属ピッチ
だけ該ロータ６が反時計方向に回転し、第４図■に至る
まで図示の如くコイル７及び８に対する通電を行うと、
該ロータ６が属ピッチずつ回転して第４図■において一
回転が終了する。

マグネットロータ６が回転されると、モータピニオン６
Ｃと噛み合っているギヤ２ａを介して回転リング２が回
転されるため該リング２に担持されている絞り羽根３も
軸線Ｘを中心として回動され、絞り羽根３に突設されて
いるビン（図示せず）が第１端板１のカム溝１ａ内を摺
動し、絞り羽根３はビン３ａを中心として回動されて絞
りが開かれる。

［発明の効果］ 本発明にるモータは、ロータの軸線に対して直交す方向
に延在する３本の極歯を有した偏平なステータと、該ス
テータの中央の極歯に嵌装された偏平なコイルと、を有
しているので既に本出願人によって市販されている電動
絞り装置のモータよりも高トルクを発生することができ
、従って、本発明のモータによれば前記の電動絞り装置
よりも更に高速動作が可能な電動絞り装置を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のモータと一体に構成された電動絞り装
置の分解斜視図、第２図は第１図に示したモータの無通
電時におけるステータとロータの相対的位置関係及び磁
束分布を示した図、第３図はロータの周面に溝が設けら
れていないモータの無通電時におけるステータとロータ
との相対的位置関係及び磁束分布を示した図、第４図は
第３図に示したモータの動作を説明するための図、であ
る。 １・・・（絞り機構りの）第１端板 ２・・・回転リング　　　　３・・・絞り羽根１５・・
・（絞り機構りの）第２ｉ４板１１及び１２・・・（モ
ータＭの）モータフレーム６・・・マグネットロータ ４及び５・・・ステータ ４ａ〜４ｃ及び５ａ〜５ｃ…極歯 ７及び８・・・コイル　　９及び１０・・・ボビン１１
ａ及びｌｉｄ・・・ステータ支持棒他４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　円柱形もしくは円筒形のロータと、該ロータの両側
   に配置された２個のステータ及びコイルと、該ロータ及
   び該ステータを支持するモータフレームと、を具備して
   いるモータにおいて、 該ロータは外周面にＮ極領域とＳ極領域とが円周方向に
   沿って交互に形成されている円柱形もしくは円筒形のマ
   グネットロータとして構成されており、 該ステータは、該ロータの周方向に沿って所定の間隔を
   おいて配置されるとともに該ロータの軸線に対して直交
   する方向に延在する３本の極歯を有しており、 該コイルは、３本の極歯の中の中央の極歯に嵌装される
   偏平なボビンと、該ボビン上に該ロータの軸線と平行に
   巻かれたコイル巻線と、を有し、 全体がほぼ偏平な形状に構成されていることを特徴とす
   るモータ。 ２　該ロータ及び該ステータが一つの円弧にほぼ沿うよ
   うに配置されており、全体がほぼ偏平で且つ湾曲した形
   状に構成されていることを特徴とする請求項１記載のモ
   ータ。 ３　該Ｎ極領域及び該Ｓ極領域のそれぞれの表面には該
   ロータの軸線に沿って延在する溝が形成されていること
   を特徴とする請求項１記載のモータ。 ４　該ステータの中央の極歯の歯厚が他の２本の極歯の
   歯厚の和に等しいか、もしくはそれより大きいことを特
   徴とする請求項１記載のモータ。 ５　該モータフレームは該ステータを支持するためのテ
   ーパー付き支持棒を有するとともに該コイルを固定する
   ためのテーパー付きピンを有していることを特徴とする
   請求項１記載のモータ。