JPH0777717A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型化を図ることができ、軸ロスを低減でき、
信頼性を向上できるアクチュエータを提供すること。 【構成】ロータＲとステータＳ間の磁気吸引力をキャン
セルさせる磁気回路を備え、上記ロータＲもしくは上記
ステータＳの一部を切り欠いて、コイルの給電部６２を
取り出して、上記ロータＲを所定角度において正逆転可
能な構成としたことを特徴とするアクチュエータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばビデオカメラ
の手振れを補正するための駆動源として適用することが
できるアクチュエータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アクチュエータを用いる対象物として、
たとえばビデオカメラに適用する場合の従来例を説明す
る。撮影中のビデオカメラの手振れを補正する方式のビ
デオカメラを、図９により説明する。

【０００３】ビデオカメラの手振れを補正する方式とし
ては、いわゆるジンバル機構が用いられる。このジンバ
ル機構は、手振れを補正する際に、解像度の低下など画
質への影響がなく、しかも本体の動きに合わせてレンズ
の向きを変えることができるので他の方式に比べて補正
範囲が広い。

【０００４】図９において、撮像ユニット（鏡筒）１０
０は、ほぼ重心点において、ジンバル機構により、ピッ
チング方向ＰＤとヨーイング方向ＹＤにそれぞれ回転自
在に支持されている。このピッチング方向ＰＤとヨーイ
ング方向ＹＤについて撮像ユニット１００を回転させる
のは、２つのアクチュエータ１０１，１０１である。

【０００５】このような手振れ補正方式は、一方のアク
チュエータ１０１をＨ−Ｈ軸に関して設定し、他方のア
クチュエータ１０１をＶ−Ｖ軸に関して設定して、撮像
ユニット１００をピッチング方向ＰＤとヨーイング方向
ＹＤの方向に駆動させて、撮像ユニット１００を絶対空
間上に姿勢制御する。

【０００６】このようにして、撮像ユニット１００を姿
勢制御するためのアクチュエータ１０１の構造につい
て、図９と図１０を参照して説明する。アクチュエータ
１０１は、図９と図１０に示すように偏平のアクチュエ
ータである。このアクチュエータ１０１は、図１０に示
すように、マグネット１０８と、鉄製のプリント板１１
０を備えた平面対向型のものが用いられる。

【０００７】マグネット１０８には、Ｎ極とＳ極が多極
着磁されている。コイル１１２は、鉄製のプリント基板
１１０に形成されている。さらに、回転角検出用のホー
ル素子１１３がプリント基板１１０に設けられている。
マグネット１０８はロータを構成し、プリント基板１１
０とコイル１１２はステータを構成している。

【０００８】図９を参照すると、ピッチング方向ＰＤ用
のアクチュエータ１０１は、そのプリント基板１１０が
内フレーム１０３に対して固定されている。一方、その
アクチュエータ１０１のマグネット１０８側は、レンズ
鏡筒１００に対してピン１０８ａを介して取り付けられ
ている。レンズ鏡筒１００は、モータ１０１のベアリン
グ１１１と、他方のベアリング１１３とにより、内フレ
ーム１０３に対してＨ−Ｈ軸を中心としてピッチング方
向ＰＤにそって回転自在に取り付けられている。

【０００９】内フレーム１０３は、外フレーム１０２の
中に配置されていて、Ｖ−Ｖ軸を中心に回転可能に設け
られている。すなわち、内フレーム１０３が、もう１つ
のアクチュエータ１０１のベアリング１１４と、他方の
ベアリング１０４とにより、ヨーイング方向ＹＤにそっ
て回転できるように支持されている。ヨーイング方向Ｙ
Ｄ用のアクチュエータ１０１のマグネット１０８は、内
フレーム１０３に固定されている。

【００１０】これにより、一方のアクチュエータ１０１
を駆動することにより、Ｈ−Ｈ軸を中心として、レンズ
鏡筒１００をピッチング方向ＰＤに関して回転できるよ
うになっている。また、他方のアクチュエータ１０１を
駆動することにより、Ｖ−Ｖ軸を中心に、レンズ鏡筒１
００をヨーイング方向ＹＤに回転できるようになってい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このようなアクチュエ
ータ１０１の構造においては、ロータであるマグネット
１０８と、ステータであるプリント基板１１０の間に磁
気吸引力が発生する。

【００１２】ところが、この種のアクチュエータ１０１
を採用する場合には、ビデオカメラの小型化に伴ない、
アクチュエータ１０１を小型化するために、小型のベア
リング１１１，１１４を使用する必要がある。

【００１３】この小型のベアリングを用いた場合に、先
程のロータとステータ間に生じる磁気吸引力がこの小型
のベアリング１１１，１１４の許容荷重を越えてしま
う。このためにベアリングにおける軸ロスが生じるばか
りでなく、組立て時の吸引力による衝撃により、ベアリ
ングの球を傷つける等、信頼性の点で問題が発生する。

【００１４】さらに、従来の図９に示すビデオカメラの
手振れ防止機構では、内フレーム１０３をコ字状に囲ん
で形成する必要があり、そしてレンズ鏡筒１００の両側
にベアリングを配置しなければならず、このような支持
機構では、Ｈ−Ｈ軸方向に、そしてＶ−Ｖ軸方向にそれ
ぞれ大きくなってしまうという欠点を有している。

【００１５】本発明は上記課題を解消するためになされ
たものであり、小型化を図ることができ、軸ロスを低減
でき、信頼性を向上できるアクチュエータを提供するこ
とを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、ロータとステータ間の磁気吸引力をキャンセル
させる磁気回路を備え、上記ロータもしくは上記ステー
タの一部を切り欠いて、コイルの給電部を取り出して、
上記ロータを所定角度において正逆転可能な構成とした
アクチュエータにより、達成される。

【００１７】本発明にあっては、好ましくは前記ロータ
もしくは前記ステータの一部は、外周部である。また、
本発明にあっては、好ましくは前記磁気回路は、マグネ
ットと、前記コイルのバックヨークとを備え、上記バッ
クヨークをマグネットに対して支持させることにより、
前記ロータと前記ステータ間の磁気吸引力をキャンセル
させるようになっている。

【００１８】さらに、本発明にあっては、好ましくはビ
デオカメラにおける手振れを補正するのに用いられる。

【００１９】

【作用】上記構成によれば、ロータとステータ間の磁気
吸引力をキャンセルさせるので、軸ロスが発生しない。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、本
発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々
の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明
において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、こ
れらの態様に限られるものではない。

【００２１】図１は、本発明のアクチュエータの好まし
い実施例を示す断面図である。図１のアクチュエータ８
０は、偏平アクチュエータであり、ロータマグネット１
は、ロータケース２に保持もしくは固定されている。こ
のロータケース２は、鉄板３とプラスチックマグネット
４を一体に形成したものである。

【００２２】バックヨーク６は、ステータコイル５を挟
むような位置関係で、プラスッチクマグネット４のフラ
ンジ部４ａに対して、ロータマグネット１の吸引力にの
みで固定されている。

【００２３】ロータマグネット１は、図２に示すよう
に、Ｎ極とＳ極が交互に着磁された多極着磁マグネット
である。そして、プラスチックマグネット４の外周部に
は、細ピッチで着磁が施されている。このプラスチック
マグネット４の外周部に着磁された磁極は、フレーム７
に取り付けられたＭＲセンサ８によって、角度位置の検
出用に用いられる。

【００２４】ステータコイル５は、図１と図２に示すよ
うに、プリントコイルが用いられている。図２に示すよ
うに、ロータマグネット１、ロータケース２、およびバ
ックヨーク６は、ロータＲを構成している。

【００２５】図２に示すように、プラスチックマグネッ
ト４の外周部は、一定の角度範囲において切り欠かれて
おり、これにより切欠部４ｂが形成されている。この切
欠部４ｂからは、プリントコイル５の給電部６２が取り
出されており、しかも、プリントコイル５の給電部６２
が、中心軸Ｃを中心として一定角度、たとえば１５°回
転駆動できるようになっている。

【００２６】図１に示すように、ロータＲは、２個のベ
アリング１０を介してハウジング９によって保持されて
いる。ベアリング１０，１０の中間には、ベアリング１
０，１０の外輪を受けるためのスリーブ１１を挟んでい
る。ベアリング１０，１０は、このスリーブ１１を挟ん
だ状態で、ハウジング９に固定されている。ロータＲ
は、ベアリング１０，１０の内輪に接触し、組立て時に
内側に向かって予圧がかけられ、ベアリング１０，１０
に対して接着して固定されている。

【００２７】プリントコイル５は、ステータコイルＳと
して使用され、ハウジング９のフランジ部に対してねじ
１２により固定されている。

【００２８】図１と図２に示すアクチュエータの磁気回
路について、図３により説明する。図３の磁気回路は、
図４と図５に示すレンズ鏡筒１５を、ピッチング方向Ｐ
Ｄとヨーイング方向ＹＤにそってプラス／マイナス１５
度振るためのものである。

【００２９】図３のプリントコイル５は、８つのコイル
部５ａを有している。この８つのコイル５ａのうちの、
７つのコイル１５ａは、範囲を示す矢印１７で示すよう
に、直列に結線されている。このために、各コイル５ａ
に対して、矢印１９（通電時電流方向）で示す方向に電
流を流すと、すべてのコイルに同一の方向の推力が発生
するようになっている。また残りの１つのコイル５ａ
（図３においては１番下のコイル）は、ロータＲの位置
変化に伴ない逆起電圧を発生させる制動コイルとして使
用している。

【００３０】図１と図２において、このアクチュエータ
８０を駆動する場合に、ロータ部Ｒにおいて、バックヨ
ーク６を持たせている。つまりロータＲのプラスチック
マグネット４のフランジ部４ａに対してロータマグネッ
ト１の磁力のみで固定している。このような形態で磁気
回路を構成しており、ロータＲとステータＳ（プリント
コイル５）の間には磁気吸引力をキャンセルすることが
でき、このためにベアリング１０，１０に負荷をかける
ことがなくなる。したがってベアリングにおける軸ロス
を低減させ信頼性を向上している。

【００３１】次に、上述したアクチュエータ８０を、ビ
デオカメラのジンバル機構へ取り付けた例を説明する。

【００３２】図４ないし図６を参照する。このビデオカ
メラのジンバル機構においては、２つのアクチュエータ
８０，８０が設けられている。１つのアクチュエータ
（図６において上側）８０は、レンズ鏡筒１５をＶ−Ｖ
軸を中心として、ヨーイング方向ＹＤにそって回転する
ためのものである。またもう１つのアクチュエータ８０
（図６において右側のアクチュエータ）は、レンズ鏡筒
１５をＨ−Ｈ軸を中心として、ピッチング方向ＰＤに回
転するためのものである。これらのアクチュエータ８
０，８０は、レンズ鏡筒１５をそれぞれプラス／マイナ
ス１５度振ることができるようになっている。

【００３３】ビデオカメラのジンバル機構は、図４ない
し図６に示すように、固定アセンブリ５０、可動板アセ
ンブリ５２、および鏡筒アセンブリ５４を有している。
図５の分解斜視図を特に参照すると、固定アセンブリ５
０は、固定板金５１とヨーイング用のアクチュエータ８
０のマグネットアセンブリともいうロータＲより構成さ
れている。

【００３４】図６に示すように、固定板金５１は断面Ｌ
字型のものであり、その内面にはアクチュエータ８０の
ロータＲを固定している。

【００３５】図５の分解斜視図を特に参照すると、可動
板アセンブリ５２は、可動板金７０と、アクチュエータ
８０のヨーイング用アクチュエータコイルアセンブリと
もいうステータＳもしくはプリントコイル５と、そして
もう１つのアクチュエータ８０のピッチング用のアクチ
ュエータコイルアセンブリともいうステータＳもしくは
プリントコイル５と、を有している。

【００３６】図５と図６に示すように、可動板金７０に
は段差部分６０が設けられている。可動板金７０は、断
面Ｌ字型のものである。ピッチング用のアクチュエータ
コイルアセンブリ５は、段差部分６０に対して埋め込ま
れるようにして設定されている。図５に示すように、可
動板金７０は、上面７０ａと側面７０ｂを有している。
側面７０ｂにはその段差部分６０が形成されており、こ
の段差部分６０にピッチング用のアクチュエータコイル
アセンブリ５が埋め込まれるようにして設定されてい
る。

【００３７】さらに、図５に示すように、側面７０ｂに
は、斜め対向する位置に溝７０ｃ，７０ｃが形成されて
いる。この溝７０ｃ，７０ｃには、ねじ１５ｂ，１５ｂ
を通すようになっている。このねじ１５ｂ，１５ｂは、
ピッチング用のアクチュエータ８０のマグネットアセン
ブリ４ともいうロータＲを、レンズ鏡筒１５のボス１５
ａ，１５ａに対して固定するものである。したがって溝
７０ｃ，７０ｃの長さは、レンズ鏡筒１５がＨ−Ｈ軸を
中心として、プラスマイナス１５度で回転できるような
曲がった長溝となっている。

【００３８】図６において、固定板５１は、ビデオカメ
ラの固定部分（図示せず）に固定されている。ヨーイン
グ用のアクチュエータ８０では、固定板５１に対してロ
ータ部Ｒが固定されており、ステータ部Ｓ（プリントコ
イル５）が相対的にＶ−Ｖ軸を中心として、ヨーイング
方向ＹＤ方向に回転できるようになっている。つまり図
７に示すように、アクチュエータ８０のロータＲ（斜線
部分）が相対的に固定部であり、そうでないステータＳ
（斜線がない部分）が相対的に可動部となっている。

【００３９】これに対して、図６において、ピッチング
用のアクチュエータ８０においては、コイルアセンブリ
５（ステータＳ）が可動板金７０に固定されており、相
対的にロータ部Ｒがレンズ鏡筒１５と一体に固定されて
いる。したがって図８に示すように、アクチュエータ８
０のロータＲが相対的にレンズ鏡筒１５といっしょに動
く可動部となり、コイルアセンブリ５（ステータＳ）が
相対的に固定部となる。

【００４０】図６において、ヨーイング用のアクチュエ
ータ８０に通電して駆動することにより、ビデオカメラ
の本体に対して固定されている固定板５１に対して、可
動板アセンブリ５２が、Ｖ−Ｖ軸を中心として、ヨーイ
ング方向ＹＤにレンズ鏡筒１５と共に回転できる。

【００４１】また、もう１つのピッチング用のアクチュ
エータ８０に通電して駆動することにより、可動板アセ
ンブリ５２の可動板金７０に対して、レンズ鏡筒１５を
所定角度（プラス／マイナス１５度の範囲）だけ、Ｈ−
Ｈ軸を中心としてピッチング方向ＰＤに沿ってピッチン
グすることができる。

【００４２】このように、本発明の実施例のアクチュー
タでは、プラスチックマグネット４のフランジ部４ａに
対してバックヨーク６を支持することにより、ロータＲ
とステータＳ間における磁気吸引力を、キャンセルもし
くは無くすことができるコアレス構造となっている。

【００４３】このために、軸受け１０，１０を磁気吸引
力による力の負担がかからず、軸受け１０を小形化する
ことができる。したがって、アウチュエータ８０の軸方
向に関する薄型化を実現することができる。

【００４４】しかも、各アクチュエータ８０の駆動力を
取り出すための給電部６２は、アクチュエータ８０の半
径方向に出して各アクチュエータ８０の駆動力を取り出
すことができる。この駆動力の取り出し方式を、上述し
たジンバル機構に適用することにより、ジンバル機構の
設計の自由度を上げることができる。

【００４５】ところで、本発明は上記実施例に限定され
るものではない。たとえば、本発明のアクチュエータ
は、ビデオカメラの手振れ防止機構のアクチュエータと
して用いるだけでなく、他の分野のアクチュエータとし
て使用することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
クチュエータの小型化を図ることができ、いわゆる軸ロ
スを低減もしくは無くすことができ、アクチュエータの
信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアクチュエータの好ましい実施例を示
す断面図。

【図２】図１のアクチュエータの分解斜視図。

【図３】図１のアクチュエータにおける好ましい磁気回
路を説明する図。

【図４】図１の本発明のアクチュエータの好ましい実施
例が適用されているビデオカメラの手振れ防止機構を示
す斜視図。

【図５】図４のビデオカメラの手振れ防止機構の分解斜
視図。

【図６】図４のビデオカメラの手振れ防止機構の構成を
示す断面図。

【図７】マグネット側が固定であり、かつコイル側が可
動となっているヨーイング駆動用のアクチュエータを示
す断面図。

【図８】マグネット側が可動であり、かつコイル側が固
定となっているピッチング用のアクチュエータを示す断
面図。

【図９】従来のビデオカメラの手振れ防止機構を示す断
面図。

【図１０】従来のビデオカメラの手振れ防止機構に用い
られているアクチュエータを示す分解斜視図。

【符号の説明】

１ ロータマグネット ２ ロータケース ３ 鉄板 ４ プラスチックマグネット ４ａ プラスチックマグネットのフランジ部 ５ ステータコイル ６ バックヨーク ７ フレーム ９ ハウジング １０ ベアリング ５０ 固定アセンブリ ５２ 可動板アセンブリ ５４ 鏡筒アセンブリ ６０ 段差 ８０ アクチュエータ Ｒ ロータ Ｓ ステータ ＹＤ ヨーイング方向 ＰＤ ピッチング方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 織茂 進一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータとステータ間の磁気吸引力をキャ
   ンセルさせる磁気回路を備え、上記ロータもしくは上記
   ステータの一部を切り欠いて、コイルの給電部を取り出
   して、上記ロータを所定角度において正逆転可能な構成
   としたことを特徴とするアクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記ロータもしくは前記ステータの一部
   は、外周部である、請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記磁気回路は、マグネットと、前記コ
   イルのバックヨークとを備え、上記バックヨークをマグ
   ネットに対して支持させることにより、前記ロータと前
   記ステータ間の磁気吸引力をキャンセルさせる、請求項
   １に記載のアクチュエータ。
4. 【請求項４】 ビデオカメラにおける手振れを補正する
   のに用いられる、請求項１に記載のアクチュエータ。