JPH05308565A - 電磁駆動装置および絞り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来、ビデオカメラに搭載されている絞り装
置の駆動源である電磁駆動装置は一個の駆動用コイルと
一個の検出用コイルとを有しているが、この形式の構造
の電磁駆動装置は駆動力を大にすると装置体積も大とな
ってしまうので、駆動力の増大を図るには不適であっ
た。本発明の目的は、従来品よりも大きな駆動力を発生
でき、しかも小型の電磁駆動装置を提供することであ
る。 【構成】 本発明の電磁駆動装置では、従来の検出コイ
ルの配置場所に第二の駆動コイルを配置するとともに該
コイルを第一の駆動コイルと直列に接続し、該両コイル
の直列体を一辺に持つブリッジ回路を構成し、該ブリッ
ジ回路で該コイルへの通電電流の変化を検出するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はモータ等の電磁駆動装置
もしくは動力発生装置に関し、特に、駆動用電流回路に
制御用検出手段が一体になっている構造を有し、光学機
器や、精密機器に搭載する駆動源として好適な電磁駆動
装置および絞り装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のビデオカメラには、図３にブロッ
ク図で示す様な電磁駆動装置を有した図４に示す絞り装
置が用いられていた。図４の絞り装置は、絞り羽根１１
４と１１５と、レバー１１３と、開口部１１２ｂ及び第
２の軸受部１１２ａを有するケース１１２と、２極に着
磁された永久磁石１００ａおよび軸１００ｂを有するロ
ーター１００と、第１のコイル１０２と、第２のコイル
１０３と、ヨーク１１０と、第１の軸受部１１１ａを有
する軸受部材１１１とから構成されている。

【０００３】一方、図３に示す電磁駆動装置は、増幅回
路１０４と、ドライブ回路１０５と、Ｄ／Ａコンバータ
ー１０６と、マイクロコンピューター１０７と、を有
し、該マイクロコンピューター１０７が開閉指命信号を
出力すると該信号はＤ／Ａコンバーター１０６によって
アナログ信号に変換された後、ドライブ回路１０５に入
力され、該ドライブ回路１０５は前記信号に応じた電流
を第１のコイル１０２に流し、この電流と、ローター１
００の永久磁石の磁束とが鎖交することによりローター
１００にトルクが作用し、ローター１００は回転し、そ
の回転はレバー１１３を介して羽根１１４、１１５を開
閉する。

【０００４】ローター１００が回転する際に第２のコイ
ル１０３の両端には、ローター１００の回転速度に応じ
た電圧が誘起され、該誘起電圧は、増幅回路１０４を介
してドライブ回路１０５に速度フィードバックがかけら
れている。ドライブ回路１０５は増幅回路１０４からの
速度フィードバック信号が大きくなると、出力電圧を下
げる特性を有しており、これらによって第１のコイル１
０２に流す電流を減らす様に動作する。この様な構成に
する事で、従来の絞り装置は発振することなく、ゆっく
りと（加速し過ぎずに適度なスピードで）、羽根１１
４、１１５を開閉することができるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、ビデオカメラの携行性を高めるため
にビデオカメラの小形化を図ろうとして絞り装置の駆動
動力源であるメーター部を小形にすると、２つのコイル
の一方は逆起電力を検出するために用いられるために絞
り羽根を駆動するためのトルクが不足し、絞り装置の発
振を引き起したり、不作動状態に陥ってしまうという問
題があった。

【０００６】また、速度フィードバック系を用いて絞り
羽根の動きをコントロールしているため、速度信号の源
となる逆起電力の大きさがローターの永久磁石の特性の
バラツキに左右されたり、フィードバック系の電子回路
部品のバラツキにより、正確で安定した動作を確保する
ことが困難であった。

【０００７】本発明の目的は、前述の従来装置よりも大
形化することなく、単位駆動力当りの体積が小形であ
り、且つ大きな駆動力を発生できる、改良された電磁駆
動装置及び絞り装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による電磁駆動装
置は、前述の従来装置において検出用コイルが配置され
ていた場所に第２の駆動コイルを配置するとともに該第
２の駆動コイルを第１の駆動コイルと直列接続する一
方、該両コイルの直列体を一辺に配置したブリッジ回路
を構成し、該ブリッジ回路によって該両コイルへの通電
電流を電圧として検出し、該検出値の変動を該ドライブ
回路にフィードバックすることにより該コイルへの通電
電流を制御するようにしたことを特徴とする。

【０００９】本発明による電磁駆動装置では、駆動コイ
ルと制御用検出器たるブリッジ回路とが一体となって構
成されており、また、従来装置では検出用コイルが配置
されていた場所に第２の駆動コイルが配置されているの
で、従来装置よりも大きな駆動力を発生することができ
るとともに従来装置よりも単位発生駆動力当りの装置体
積を小形化することができ、従って、本発明によれば、
小形で大駆動力を発生できる電磁駆動装置を提供でき
る。

【００１０】本発明の絞り装置は複数極に着磁された永
久磁石を有するローターと、電気角で互いに９０度離間
された位置に設けられた第１のステーター及び第２のス
テーターと、該第１のステーター及び該第２のステータ
ーに夫々巻回された第１の電気子コイル及び第２の電気
子コイルと、該第１の電気子コイル及び第２の電気子コ
イルの電磁比を変化させる手段を有することを特徴とす
る。

【００１１】本発明の絞り装置では、第１及び第２のス
テーターとローターが吸引し合い、ローターが安定に停
止する位置を変化させることで、制動コイルによる速度
フィードバック系を用いずに、必要な速度で必要な開口
をなす位置に絞り羽根を動作させることができる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明による電磁駆動装置を適用した
絞り装置の駆動部の実施例を示した概略図である。

【００１３】１は２極に着磁された永久磁石を有するロ
ーター、２ａは第１のコイル、２ｂは第２のコイル、３
は第１の抵抗、４は第２の抵抗、５は第３の抵抗、６は
差動増幅器、７は周知のドライブ回路、８はＤ／Ａコン
バーター、９はマイクロプロセッサー、である。

【００１４】第１のコイル２ａと第２のコイル２ｂは互
いに電気角で１８０°離間した位置に設けられ、第１の
コイル２ａの第１の端子はドライブ回路７に接続され、
第１のコイル２ａの第２の端子は第２のコイル２ｂの第
１の端子に接続されている。ドライブ回路７によりたと
えば、第１のコイル２ａがローター１側にＮ極を発生す
る様な通電がなされた場合、第２のコイル２ｂのロータ
ー１の表面にはＳ極が励起される。第２のコイル２ｂの
第２の端子には第１の抵抗３の第１の端子が接続され、
第１の抵抗３の第２の端子は接地されている。第２の抵
抗４の第１の端子は前記第１のコイルの第１の端子とと
もにドライブ回路７の出力端子に接続される。第３の抵
抗５の第１の端子は前記第２の抵抗の第２の端子に接続
される。第３の抵抗５の第２の端子は接地されている。
第１及び第２のコイル２ａ及び２ｂの合成抵抗Ｒ₁ と第
１の抵抗３（抵抗値Ｒ₂ ）と第２の抵抗４（抵抗値Ｒ
₃ ）と第３の抵抗５（抵抗値Ｒ₄ ）は図に示すようにブ
リッジ回路の各辺を構成し、このブリッジ回路の平衡状
態では

【００１５】

【数１】

【００１６】が成立するようになっている。なお、ｅは
コイル２ａ及び２ｂによって生じる逆起電力であり、Ｅ
はドライブ回路７から印加されている電圧である。

【００１７】前記第２のコイルの第２の端子と第１の抵
抗の第１の端子は互いに接続されるとともに差動増幅器
６の第１の入力端子に接続されている。また、前記第２
の抵抗の第２の端子と第３の抵抗の第１の端子は互いに
接続されるとともに前記差動増幅器６の第２の入力端子
に接続されている。差動増幅器６の出力端子は前記ドラ
イブ回路７の第２の入力端子に接続されている。ドライ
ブ回路７の第１の入力端子はＤ／Ａコンバーター８の出
力端子と接続され、Ｄ／Ａコンバーター８の入力端子は
マイクロコンピューター９の出力ポートに接続されてい
る。ドライブ回路７は第１の入力端子の電位が上昇する
と、それに伴い出力端子の電位を上昇させ、また、第２
の端子の電位が上昇するとそれに伴い出力端子の電位を
下降させる機能を有している。

【００１８】次に、本実施例の電磁駆動装置の動作につ
いて説明する。マイクロコンピューター９から出力ポー
トを介してＤ／Ａコンバーター８に絞り駆動指命信号が
出力されると、Ｄ／Ａコンバーター８の出力端子は所定
の電位となり、その電位はドライブ回路７の第１の入力
端子に伝えられ、ドライブ回路７も所定の電圧を出力端
子に発生し、第１及び第２のコイル２ａ及び２ｂへの通
電が開始される。

【００１９】第１及び第２のコイル２ａ及び２ｂへの通
電によりローター１が回転すると、第１及び第２のコイ
ル２ａ及び２ｂと、第１の抵抗３と、第２の抵抗４と、
第３の抵抗５とからなるブリッジ回路は、図２に等価回
路で示す状態となる。

【００２０】Ｖ₁ は差動増幅器６の第１の入力端子６ａ
に加わる電圧であり、Ｖ₂ は差動増幅器６の第２の入力
端子６ｂに加わる電圧である。

【００２１】この様な状態において、差動増幅器６の第
１の入力端子６ａに加わる電圧Ｖ₁は

【００２２】

【数２】

【００２３】で表され、また、同様に、差動増幅器６の
第２の入力端子６ｂに加わる電圧Ｖ₂は

【００２４】

【数３】

【００２５】で表される。さらに差動増幅器６の出力端
子には

【００２６】

【数４】

【００２７】という出力が得られる。（なお、Ａは増幅
器６における増幅率である。）ここで、Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ
₃ ，Ｒ₄ は

【００２８】

【数５】

【００２９】という関係が成り立つ様に、第１及び第２
のコイル２ａ及び２ｂと第１及び第２並びに第３の抵抗
３及び４並びに５の抵抗値が設定されているため差動増
幅器６の出力は

【００３０】

【数６】

【００３１】となる。この出力において、ｅは既に説明
したように第１及び第２のコイル２ａ及び２ｂに発生す
る逆起電圧であってローター１の回転速度に比例するの
で、差動増幅器６の出力には、ローター１の回転速度に
比例した出力が得られることになる。

【００３２】ローター１の回転速度が上昇すると差動増
幅器６の出力電圧も上昇し、ドライブ回路７はコイル２
ａ及び２ｂに対する印加電圧を減じ、ローター１の回転
速度を減じる様に動作する。一方、ローター１の回転速
度が下降すると差動増幅器６の出力電圧も下降し、ドラ
イブ回路７はコイル２ａ及び２ｂへの印加電圧を増加さ
せ、ローター１を加速させる様に動作する。なお、この
動作は従来の装置と同じである。

【００３３】図５は、本発明による絞り装置の一実施例
を示す概略斜視図である。

【００３４】図において、２１はローター、２２は第１
のステーター、２３は第２のステーター、２４は第３の
ステーター、２５は第１のコイル、２６は第２のコイ
ル、２７は軸受部材、２８はケース、２９はレバー、３
０は第１の絞り羽根である。

【００３５】ローター２１は、２極に着磁された永久磁
石２１ａと回転軸２１ｂよりなり、回転軸２１ｂの一端
部はプラスチック製の軸受部材２７に設けられた軸受部
に回転自在に軸支される。回転軸２１ｂの他端部はケー
ス２８に設けられた第２の軸受部２８ａにより軸支さ
れ、その先端部にはプラスチック製のレバー２９が圧入
等の手段により固定されている。

【００３６】磁性材製の第１のステーター２２は電気角
で略９０度の角度を有する第１の磁極部を有し、該磁極
部と一体に設けられた伸長部には第１のコイル２５が巻
回されている。一方、磁性材製の第２のステーター２３
は、電気角で略９０度の角度を有する第２の磁極部を有
し、該第２の磁極部は前記第１の磁極部と電気角で９０
度離間した位置に設けられている。

【００３７】また、磁性材製の第３のステーター２４
は、第３の磁極部を有し、該第３の磁極部は前記第１の
磁極部と電気角で１８０度離間した面と、前記第２の磁
極部と電気角で１８０度離間した面とを含んでいる。そ
して、第１、第２、第３のステーターは互いに磁気的に
結合されている。

【００３８】プラスチック製のケース２８には、第２の
軸受部２８ａと、開口部２８ｂが設けられ、ビス止め等
の周知の手段により第１、第２、第３のステーターが固
定されている。

【００３９】プラスチック製のレバー２９は、両端部に
第１の、第２のピン９ａ，９ｂが設けられている。プラ
スチック製の第１の絞り羽根３０には、穴３０ａが形成
され、レバー２９の第１のピン２９ａが嵌合している。
またプラスチック製の第２の絞り羽根３１には穴３１ａ
が形成され、レバー２９の第２のピン２９ｂが嵌合して
いる。これら絞り羽根の動作は従来例と同様であるた
め、説明は省略する。

【００４０】図６は図５に示した絞り装置を駆動する回
路のブロック図で、ドライブ回路３２は、マイクロコン
ピューター３３からの指令により、第１のコイル２５
と、第２のコイル２６に流す電流比を連続的に変化させ
る。例えばドライブ回路３２が第１のコイル２５のみ通
電を行い、ローターと対向する第１の磁極にＳ極を励起
している状態においては、ローター１はＮ極が第１のス
テーターの磁極と正体する方向を向く。

【００４１】この状態からマイクロコンピューター１３
の指令に従いドライブ回路３２が第１のコイル２５に流
す電流を減らし、同時に第２のコイル６に流す電流を減
らし、同時に第２のコイル２６に流す電流を第２のステ
ーター２３の磁極部にＳ極を発生する向きに増やして行
くと、ローターは、図６におて、時計回り方向に回転
し、絞りは閉じる（開く）ことができる。

【００４２】ローターの回転位置は略９０度の範囲で、
ドライブ回路３２により設定される第１のコイル２５と
第２のコイル２６に流す電流比によって決定される。

【００４３】なお図５に示す実施例においては、２極の
永久磁石を有するローターを有するメーターを駆動源と
したが、本発明による絞り装置はローターに用いる永久
磁石の着磁極性に制約を受けるものではない。

【００４４】図７に４極に着磁したロータ４１を用いた
例を示す。

【００４５】この実施例では、第１及び第２のステータ
ー４２、４３が独立した部材となり、形状を単純化で
き、安定した性能のものを大量に生産できる。

【００４６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明による電
磁駆動装置は、前述の従来装置において検出用コイルが
配置されていた場所に第２の駆動コイルを配置するとと
もに該第２の駆動コイルを第１の駆動コイルと直列接続
する一方、該両コイルの直列体を一辺に配置したブリッ
ジ回路を構成し、該ブリッジ回路によって該両コイルへ
の通電電流を電圧として検出し、該検出値の変動を該ド
ライブ回路にフィードバックすることにより該コイルへ
の通電電流を制御するようにしたことを特徴とする。本
発明による電磁駆動装置では、駆動コイルと制御用検出
器たるブリッジ回路とが一体となって構成されており、
また、従来装置では検出用コイルが配置されていた場所
に第２の駆動コイルが配置されているので、従来装置よ
りも大きな駆動力を発生することができるとともに従来
装置よりも単位発生駆動力当りの装置体積を小形化する
ことができ、従って本発明によれば、小形で大駆動力を
発生できる電磁駆動装置を提供できる。

【００４７】なお、前述の実施例では本発明の電磁駆動
装置をカメラの絞り装置用の回転駆動装置として説明し
たが、本発明の装置は回転形でなくてもよいのは勿論、
絞り装置用駆動源に限定されるものではない。

【００４８】また本発明による絞り装置では、オープン
ループで動作するため、フィードバック系のバラツキの
影響を受けることなく、安定した性能を得られるという
効果を有する。

【００４９】また、マイクロコンピューターの指令に対
し、一対一の動作をするため、例えばカメラ、特にビデ
オカメラに装備した場合、カメラの露光量検出回路との
間で従来発生しやすかった発振現象に対して制御ソフト
上での対策を施せるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による改良された電磁駆動装置を有する
絞り装置の駆動部の電気的構成を示した図。

【図２】図１に示された絞り装置駆動部（電磁駆動装
置）の等価回路図。

【図３】従来のビデオカメラ用絞り装置に用いられてい
る従来の電磁駆動装置の構成を示した図。

【図４】従来の絞り装置の分解斜視図。

【図５】本発明による絞り装置の一実施例を有する分解
斜視図。

【図６】図５の絞り装置の駆動回路のブロック図。

【図７】本発明の絞り装置の他の実施例を示す図。

【符号の説明】

１…ローター ２ａ，２ｂ，…コイル ３，４，５…抵抗 ６…差動アンプ ７…ドライブ回路 ８…Ｄ／Ａコンバータ
ー ９…マイクロコンピューター １００…ローター １０２，１０３…コイル １０４…増幅器 １０５…ドライブ回路 １０６…Ｄ／Ａコンバ
ーター １０７…マイクロコンピューター

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にＮ磁極とＳ磁極とが交互に少なく
   とも一対が着磁されている被動部材と、該被動部材に電
   磁力を作用させるために該被動部材の表面に近接して配
   置されるとともに互いに直列接続された第一及び第二の
   コイルと、該第一及び第二のコイルに電流を流すための
   ドライブ回路と、該第一及び第二のコイルの直列体を一
   辺として構成されたブリッジ回路と、該ブリッジ回路の
   対向二点間の電圧を検出することにより該コイルの電圧
   を検出するとともに該検出値を該ドライブ回路にフィー
   ドバックする増幅手段と、を有して成り、該ブリッジ回
   路は、該第一コイル及び該第二コイルの直列体に対して
   並列に接続された第一抵抗と、該第二コイルと直列に接
   続されるとともに一端を接地された第二抵抗と、該第一
   抵抗に一端を直列接続されるとともに他端を接地された
   第三抵抗と、から構成されており、該第二コイルと該第
   二抵抗との接続点の電圧と、該第一抵抗と該第三抵抗と
   の接続点の電圧と、の差電圧が該増幅手段により増幅さ
   れるようになっている電磁駆動装置。
2. 【請求項２】 複数極に着磁された永久磁石を有するロ
   ーターと、電気角で互いに９０度離間された位置に設け
   られた第１のステーター及び第２のステーターと、該第
   １のステーター及び該第２のステーターに夫々巻回され
   た第１の電気子コイル及び第２の電気子コイルと、該第
   １の電気子コイル及び第２の電気子コイルの電磁比を変
   化させる手段を有することを特徴とする絞り装置。