JPH0648901B2 - ステップモータのロータ軸とピニオンとの結合方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、パーマネント・マグネット形（以下ＰＭ形と
いう）のステップモータ、特にカメラ用シャッタのセク
タ開閉装置等に有効なステップモータの製造方法に関す
る。

（従来の技術） 一般的にパルス信号に同期してステップ回転をするＰＭ
形のステップモータは、円周上に多極着磁されたロータ
と少なく共２組のステータおよびコイル等で構成されて
おり、パルス信号に対応したロータの停止位置が得られ
る。また、ＰＭ形のステップモータは小型化が可能で比
較的安価であるため小型機器等によく用いられるもので
カメラ用シャッターの駆動源としても用いられる。この
ステップモータをカメラ用シャッターに用いた（例えば
実願昭５９−２６８０６のステップモータ駆動のセクタ
開閉装置）場合、ロータの回転量でセクタの開口量を決
定するためにロータとセクタ駆動部材間の位相関係を一
定にする必要性がある。よって、ピニオンの回転をセク
タに伝達する歯車列やセクタ駆動部材の位相合わせや、
モータの出力軸に取り付けられるピニオンの歯とロータ
の極との位相合わせが必要となる。しかし、前者の歯車
列やセクタ駆動部材の位相合わせは部品設計上の考慮で
容易に一定となるが、後者は一般的にピニオンとロータ
が別部品で構成されているため、結合時において、ピニ
オンの歯型に対するロータの磁極を概略合わせておき、
組立後に歯車列を介して、セクタの初期位置が、ロータ
位置に合うように調整機構を設けている。

しかしながら、かかる調整機構は、セクタ開閉装置等に
用いるステップモータの場合、ロータとピニオンとの結
合位置ずれが大きいため、これを補正する粗い調整と、
パルス信号と各部品の動作遅れ等を補正する微細な調整
とを行わねばならない。そのため、二つの調整機構を設
けるか、または組立工程において、基準位置に最も近い
ロータの位置を、治具によって、ロータを回転して作動
させながら見い出して組込む等の方法を行わねばならな
い。

（発明が解決しようとする課題） 従って、従来のものは、二つの調整機構を設けたり、ピ
ニオンを取り付ける組立工程において、ピニオンを所定
の位相に取り付けるための特殊治具が不可欠なため、作
業性が悪く、量産には不向きであるだけでなく、カメラ
の様な普及製品においてはアフターサービス面でも問題
となるものである。尚、治具を使用しないでピニオンを
取り付けた場合は、ロータの極とピニオンの位相ズレに
より、パルス信号に同期したロータの回転量に対して所
定のセクタ開口量が得られず露出性能不良となってしま
う。

そこで、本発明は、上記の如き問題を改良したステップ
モータのロータ軸とピニオンとの結合方法を提供しよう
とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、ＰＭ形のステップモータのロータとピ
ニオンとを結合する際に、コイルに通電し、使用状態に
励磁されたステータの磁界内にロータを配置した後、ロ
ータまたはステータに対して治具を介して規定位置に歯
型をガイドされたピニオンとを接着または圧入等により
固定し、ロータの極とピニオンの歯型の相互位相を一定
にすることにより上記課題を解決するものである。

（実施例） 以下、図面に従って本発明の一実施例について説明す
る。

先ず、第１図から第５図は本発明の実施例を示すもの
で、ロータ（１）は、円筒状で円周上に４極着磁され、
軸２に結合されており、前記ロータ（１）の回転を後段
輪列へ出力するピニオン（１ｂ）が、前記ロータ軸２に
結合されている。しかも、上記ロータ（１ａ）の極と上
記ピニオン（１ｂ）の歯とが所定の位相角（θ）となる
様に結合されている。上記ロータ軸（２）の一端は下板
（３）の穴により、また他の一端は上板（４）の穴によ
り回転自在に支持されている。（５）はステータでＵ字
形状を成す様に１対の脚部を有し、その脚部の各端部に
は上記ロータ部（１ａ）の円周上の極と対向する磁極部
（５ａ）を有しており、同一形状のものを同一平面上で
対向させるよう配置され、上記下板（３）および上板
（４）により支持されている。また、上記ステータの各
磁極部（５ａ）に磁界を発生させる２つのコイル（Ｌ
1、Ｌ2）は図示されない駆動回路に接続されていると共
に、上記コイル（Ｌ1、Ｌ2）は、それぞれの上記ステー
タ（５）の脚部に挿入されている。そして、上記ロータ
（１）、ロータ軸（２）、下板（３）、上板（４）、ス
テータ（５）、コイル（Ｌ1、Ｌ2） とにより公知のＰＭ形のステップモータ（Ｍ）を構成し
ている。（６）はレンズを保持する地板で下面側に台板
（７）がネジにより取り付けられている。上記地板
（６）および台板（７）の中心にはレンズ開口のための
開口（０）が形成されると共に、両者の間には後述する
セクタ（８）を格納するセクタ室（Ｒ）が形成されてい
る。（９）はセクタ駆動レバーで上記地板（６）に設け
られた回転軸（６ａ）により回転可能に支持されており
上記ステップモータ（Ｍ）の下面部により抜け出さない
様に支持されている。上記セクタ駆動レバー（９）に
は、後述するセクタ駆動車（１０）が回転可能に取り付
けられており、該セクタ駆動レバー（９）に設けられた
溝部（９ｂ）と該セクタ駆動車（１０）に固定された後
述する調整ピン（１１）とが係合されて、両者（９、１
０）の回転が規制されている。更に、上記セクタ駆動レ
バー（９）には上記地板（６）を貫通しセクタ（８）の
溝部と係合するセクタピン（９ａ）を有している。ま
た、該セクタ（８）は、上記地板（６）に設けられたピ
ン（６ｂ）により回転可能に支持され、対称位置に配置
された２枚のセクタ（８）で開口を決定する様に構成し
ている。上記セクタ駆動レバー（９）に取り付けられた
セクタ駆動車（１０）は、後述するアイドラー車（１
２）と噛み合う歯部（１０ａ）と上記地板（６）に設け
られたピン（６ｃ）と関係して回転を規制する度決部
（１０ｂ）とバネ（１３）と係合するピン（１０ｃ）を
有しており、バネ（１３）により反時計方向に不勢され
ている。上記セクタ駆動車（１０）に係合している径部
と上記セクタ駆動レバーの溝部（９ｂ）に係合している
径部が偏心していると共に、上記セクタ駆動車（１０）
にカシメ加工等により所定の摩擦スリップトルクで回転
可能に固定されている。従って、上記調整ピン（１１）
の溝部をドライバー等で廻すことにより上記セクタ駆動
車の歯部（１０ａ）とセクタ駆動レバーのセクタピン
（９ａ）の位相関係を微調整することが出来る。（１
２）はアイドラー車で、上記セクタ駆動車の歯部（１０
ａ）と噛み合うピニオン（１２ａ）と上記ピニオン（１
ｂ）と噛み合う歯車（１２ｂ）を有し、上記地板（６）
に設けられた回転軸（６ｄ）に回転可能に支持され上記
ステップモータ（Ｍ）の下面部により抜け出さない様に
支持されている。また、上記地板（６）には上記ステッ
プモータ（Ｍ）を取り付けるための柱（６ｅ）を有して
おり上記ステップモータ（Ｍ）は止めネジ（１４）によ
り柱（６ｅ）に固定されることにより上記ピニオン（１
ｂ）と上記アイドラー車（１２）が噛み合い回転伝達が
可能となる。尚、上記ピニオン（１ｂ）と上記アイドラ
ー車（１２）の噛み合い関係を後述する様に一定にする
ため、上記ステップモータ（Ｍ）のコイル（Ｌ1、Ｌ2）
に所定の通電を行い、上記ロータ（１）を定位置に停止
させると共に、上記セクタ駆動車（１０）の反時計方向
の度決部（１０ｂ）とピン（６ｃ）が関係する状態で、
上記ステップモータ（Ｍ）の取付が行われる。

一方、第４図（ａ）は上記ステップモータ（Ｍ）の２つ
のコイル（Ｌ1、Ｌ2）に所定の磁界を発生させるための
図示されない駆動回路の出力信号を示し、これはコイル
の励磁電流の方向が正（＋）および負（−）の方向で且
つ常時２つのコイルに励磁電流を流す公知のバイボーラ
駆動の２相励磁方式の駆動信号である。また、この駆動
信号は被写体の測光情報等に対応しており、例えば被写
体の明るさが暗い場合はコイルの励磁パルス数を多く
し、明るい場合は励磁パルス数を少なくするよう適宜決
定されるものである。そして更に第４図（ｂ）は、上記
第４図（ａ）のパルスで駆動された時のセクタ（８）の
作動線図である。

更に、上記セクタ駆動車（１０）の反時計方向の度決部
（１０ｂ）とピン（６ｃ）が関係する位置にある時、上
記ピニオン（１ｂ）、アイドラー車（１２）、セクタ駆
動車（１０）から成る歯車列の歯および上記ロータ
（１）の極等の位相関係は設計的に一定となる様に例え
ば第２図に示す様に形成されるものである。また、ロー
タの極数が本実施例の様に４極以上の場合は、コイルへ
所定の通電を行いステータの磁極部に一定の磁界を発生
させてもロータの停止する個所がロータ１回転当り複数
個所存在するため、上記ピニオン（１ｂ）の歯数は上記
ロータ（１）の極数の整数倍に形成することにより、上
記複数個所のいずれにおいても上記ピニオン（１ｂ）と
アイドラー車（１２）の噛み合い位相が一定となるもの
である。従って上記の理由により本実施例では極数４に
対して歯数を８枚とし、第５図において歯と極の位相角
（θ）を４５゜としている。尚、上記極数と歯数の比率
が整数倍でない場合は、ステップモータ（Ｍ）のコイル
（Ｌ1、Ｌ2）に所定の通電を行いながら組立作業を行っ
ても、ピニオン（１ｂ）とアイドラー車（１２）の噛み
合い位相は一定とならないため、ロータの回転量に対応
したセクタ開口量が得られない。

上記構成において、最も重要な部分は、本発明の主旨と
するロータ（１）の磁極と、ピニオン（ｂ）の歯型との
相互間の位相合わせである。

本発明は、上記位相合わせのため、コイル（Ｌ1、Ｌ2）
に通電し、二つのステータ（５）を第３図の如く使用状
態に配置し、励磁された磁界内にロータ（１）を配置
し、同時にピニオン（１ｂ）の歯型を、ロータ（１）ま
たは、ステータ（５）の位置に対して規定の位置に治具
等を用いて合わせた状態で、ロータ軸（２）とピニオン
（１ｂ）とを圧入または接着等により結合し、固定する
ものである。

このようにして、ロータ（１）の磁極に対して、ピニオ
ン（１ｂ）、アイドラー車（１２）およびセクタ駆動車
（１０）の相互間の位相が基準位置と一致する。

この状態において、図示されないカメラのレリーズ手段
や測光手段等が作動し、被写体の輝度情報等により駆動
回路の出力信号が例えば第４図（ａ）の様に決定され、
この出力信号は順次２つのコイル（Ｌ1、Ｌ2）に通電さ
れることにより第４図（ｂ）の如く、セクタの開閉動作
が行われる。

即ち、上記した基準位置に全ての位相が一致していない
と、第４図（ａ）の出力信号に正しく応答して作動する
ことができず、例えば、第１パルス信号に対して逆転し
たり、或は休止して第２パルス信号から起動したりする
ことになる。しかし、本発明の如く位相を合わせておけ
ば正しい作動が保証される。

一方、セクタ駆動車（１０）とセクタ駆動レバー（９）
とを連結している調整ピン（１１）は、組立工程におい
てドライバー等で回転させることにより両者（９、１
０）の位相関係が変化し、第４図（ｂ）においてセクタ
の作動が（イ）および（ロ）で示す様に平行移動する。
従って、作動前の２つのセクタ（８）の重なり量および
開放作動中の開口径が変化するので、露光量調整だけで
なく、ロータ（１）の極とピニオン（１ｂ）の歯の位相
角（θ）の結合誤差、歯車列のバックラッシュ、回転支
持部のクリアランス等による位相ズレが調整可能とな
る。

なお、上記実施例は、セクタ開閉装置におけるステップ
モータについて説明したが、ロータまたはステータの磁
極に対してピニオンの歯型が規定の位置に結合されねば
ならない精密部品にも適用できる。

（発明の効果） 上記説明から明らかなように、ロータと、ピニオンとが
規定の励磁状態に対して基準位置で歯型が合うように位
相の合った結合状態が保証されるので、駆動回路の出力
信号に応答して正確な作動を行う正逆回転自在なステッ
プモータが得られる。

また、煩雑な機械的調整機構を減少することが可能であ
るとともに、ロータの各極相互間の着磁誤差に対して
も、励磁駆動に際しては影響の少ないステップモータが
得られるもので極めて卓越した技術思想に基づく、有効
な結合方法である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】四極着磁された永久磁石からなる円筒状の
   ロータ、前記ロータの周面に沿って磁極を対向した二組
   のステータおよび前記ステータを励磁する二つのコイル
   からなる正逆回転自在なステップモータと、 前記ロータの回転を支持するロータ軸に結合され、該ロ
   ータの回転を後続の歯車列に伝達するピニオンとを有す
   るステップモータにおいて、 励磁された二組のステータの磁界内に前記ロータを配置
   した後、前記ロータまたはステータに対して治具を介し
   て規定位置に歯型をガイドされた前記ピニオンを前記ロ
   ータ軸に結合して成るステップモータのロータ軸とピニ
   オンとの結合方法。