JPS62244264A - モ−タ駆動装置 - 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） 本発明は例えばカメラのフォーカスリング駆動に最適な
モータ駆動装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の装置で実開昭５８−７７３１０のように
フォーカスリング駆動装置にモーターを用いる場合、モ
ーターの外径が１０ｍｍ以上もあり、レンズ鏡胴を円筒
状にするにはレンズ外径が大きくなってしまった。

このため、外径が１０ｍｍ以下のモータを作ろうとする
と、ムービングコイル型のモータの場合１巻線スペース
が小さくなるため、強力なトルクを得ることができず、
また、ムービングマグネット型のモータの場合も、従来
のモータにおいては、外径が小さいため有鉄芯モータの
場合巻線は集中巻きにしなければならない。そのため回
転子には、多極着磁をしなければならず、ロータ外径が
小さいため異方性マグネットを使用することができず１
強力なトルクを得られないという欠点がある。また無鉄
芯モータの場合１重ね巻きが可能なため２極着磁された
異方性マグネットを使用することは可能であり、また鉄
損がないため高効率である反面、コイルを製造するのが
困難であり、著しくコスト高となるという欠点があった
。

鏡胴外径全体を大きくしない代りに実開昭５９−１２８
６０９のように一部を突出させて鏡胴を形成させること
が提案されているが、この方法では美観を損ねるととも
に形状が円筒でないため旋盤加工等ができずまたカバー
を本体と合わせることができないため光線漏れが完全に
防止できにくい欠点があった。

そこで出願人はレンズ鏡筒の周囲に配置しやすい形状の
偏平な超小型モータを前に提案した。

（発明が解決しようとしている問題点）このような偏平
の超小型モータは永久磁石から成る回転子の磁束をホー
ル素子により検出して回転子の回転を制御するようにし
たものであるが、ホール素子と固定子巻線とが近接して
おり１．ホール素子の出力信号に固定子巻線による磁場
が影響を及ぼしてしまい、正確な切り換えを行なうこと
ができず、モータのトルク特性を悪くするものであった
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記実情に鑑みなされたもので、永久磁石から
成る回転子の磁束を位置検出素子により検出して回転子
の回転を制御するモータ駆動装置において、上記回転子
の端面に該回転子と同様に：ｌｊ　ｒａされた磁石を固
定するとともに、該磁石に対向するように上記位置検出
素子を配置したことにより、モータのトルク特性を向上
させるモータの駆動装置を提供しようとするものである
。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図はモータの駆動装置全体を示すもので、１はレン
ズ鏡胴内に設けられる非磁性材料から成るモーターユニ
ット基板、２は固定子２ａを有する第１の固定磁極部材
、３は第１の固定子′！！線、４は固定子４ａを有する
第１の磁芯部材、５ａは第１の磁性材を形成するため前
記第１の固定磁極部材２と前記第１の磁芯部材４を接続
するネジを示す。

６はＮ極、Ｓ極の２極に対称的に磁化された永久磁石か
ら成る回転子、この回転子６には軸７が貫通され、この
軸７の一端は第１の固定磁極部材２の軸受部８に嵌合さ
れ、また軸７の他端はギヤ９を貫通させ固着している。

ｌＯは固定子１０ａを有する第２の固定磁極部材、１１
は第２の固定子巻線、１２は固定子１２ａを有する第２
の磁芯部材、５ｂは第２の磁性材を形成するため前記第
２の固定磁極部材１０と前記第２の磁芯部材１２を接続
するネジを示す、前記軸７の他端は第２の固定磁極部材
ｌＯの軸受部１９に嵌合している。

１３は前記ギヤ９に噛合するギヤで、このギヤ軸１３ａ
は第２の固定磁極部材ｌＯの軸受部１４を介してギヤ１
５を固定している。このギヤ１５は２段ギヤ１７を介し
てギヤ１８に噛合される。また第１の固定磁極部材２の
取付穴２ｂとモーターユニット基板ｌの取付ネジ穴ｌａ
を合致させ、また、第２の固定磁極部材１０の取付穴１
０ｂとモーターユニット基板１の取付ネジ穴１ｂを合致
させそれぞれ不図示のネジで第１の固定磁極部材２及び
第２の固定磁極部材ｌＯをモーターユニット基板ｌに固
定すＸ−〜ちに、ｗＸ２の因宇ｍ縄組ＨＯに植立された
軸１６に嵌合された２段ギヤ１７はギヤ１５と２段ギヤ
１７の大ギヤ部１７ａに噛合し小ギヤ部１７ｂは不図示
のフォーカス部と結合したギヤ１８と噛合し、ローター
６の回転がギヤ９，１３，１５．１７を介してギヤ１８
に伝達され、不図示のフォーカス部に伝達される。

不図示のフォーカス部が回転すると公知のレンズのフォ
ーカス部と同じようにへりコイドネジ、またカムによっ
てフォーカスレンズが光Ｍ方向に移動しピント調整が行
われる。第１の固定磁極部材２の立上り部と第１の磁芯
部材４の先端部、第２の磁芯部材１２の先端部及び第２
の固定磁極部材ｌＯの立下り部は回転子６に対する固定
子２ａ　、４ａ、１２ａ、１Ｏａｃ７）役目を果してい
るが、固定子巻線３．固定子巻線１１に流れる電流の方
向によって、例えば固定子４ａがＮ極のとき固定子２ａ
はＳ極となり。

また固定子１２ａがＮ極のとき固定子１０ａはＳ極とな
る。

そして、固定子４ａと１２ａ、１２ａと２ａ。

２ａと１０ａ、１０ａと４ａのなす角は略９０″である
。

１９は第２図（ａ）にも示す如く回転子６の端面に該回
転子と同数の複数極に着磁されて固着された永久磁石で
ある。この永久磁石１９には対向してホール素子２１．
２２が配置され、このホール素子２１．２２は固定子巻
線１１に流す駆動電流のタイミングをとるために９０’
離間して設けられている。

ホール素子２１．２２は固定子４ａ、１２ａからの磁束
が直接伝わらず、永久磁石１９すなわち回転子６の磁束
の変化を正確に検出することができるものである。

第３図（ａ）および第３図（ｂ）はモーターの駆動装置
をレンズ鏡胴内に配置したレンズ鏡ＩＦの断面図を示す
。

即ち２０はレンズ鏡胴のある一部の端面を示し端面２０
に第１図で説明したモーターユニットを配置するもので
基板ｌを端面２０に固定する。

ここで第４図は第１図に示すモータ駆動装置の通電制御
回路を示すもので、２１．２２は前記したホール素子２
１ａ、２１ｂはホール素子２１の出力端子２２ａ　、２
２ｂはホール素子２２の出力端子である。２３は通電制
御回路、１１．３は前記した固定子巻線、ｌｌａ。

１１ｂは固定予巻ｍｌ　１の端子、３ａ、３ｂは固定子
巻線３の端子を示す。この通電制御回路２３は、差動ア
ンプ部２３ａ、２３ｅ、コンパレータ部２３ｂ、２３ｆ
、論理回路部２３ｃ。

２３ｇ、ドライブ回路部２３ｄ、２３ｈより構成される
にの通電制御回路２３はホール素子２１の出力により固
定子巻線１１の通電を制御し、ホール素子２２の出力に
より固定子巻線３の通電を制御する。ホール素子２１が
Ｓ極（Ｎ極）と対向すると、例えば２１ａと２１ｂの出
力電圧は２１ａ＞２１ｂとなり通電制御回路２３はコイ
ル１１に例えばＬｌａ　４１１ｂの向きで通電を行う、
また次にホール素子２工がＮ極（Ｓ極）と対向すると、
ホール素子２１の出力２１ａ、２１ｂの出力電圧は反転
して２１ａ＜２１ｂとなり、通電制御回路２３はコイル
ｌｌの通電を反転し、ｌｌｂ→ｌｌａの向きの通電を行
う、またホール素子がＮ極とＳ極の磁極の境界付近と対
向した蒔に発振することを防ぐために通電制御回路２３
の中のコンパレータ部２３ｂ　（２３ｆ）は、所定のヒ
ステリシス特性を有する。またホール素子２２と固定子
巻線３に対する通電制御回路の動作は、上述したホール
素子２１と固定子巻線１１に対する動作と全く同様であ
る。

ホール素子２１．２２は固定子４ａ、１２ａからの磁束
が直接伝わることなく永久磁石１９からの磁束が伝わる
ものである。

２４はコントロール回路であり、回転子６の回転方向及
び起動、停［ヒの指令信号を通電制御、回路２３に送る
機能を有する。

次に上記構成の動作について第５図、第６図、第７図を
も参照して説明する。

第５図は回転子６の回転の状態を填５図（＾）〜（ｈ）
で、また固定予巻ｖｊ３、固定子＠線１１に印加される
電圧を固定子巻線端子３ａ及び固定子巻線端子ＩＬａを
基準として第５図に、その時のホール素子２１及びホー
ル素子２２の出力電圧をホール素子出力端子２１ａ及び
ホール素子出力端子２２ａの出力電圧を基準として第７
図に示す。

前述の通電制御回路２３は、第５図の（ａ）の状態にお
いて、ホール素子２１及びホール素子２２の出力に従い
、固定子１２ａにＮ極、固定子１０ａにＳ極、固定子４
ａにＮ極、固定子２ａにＳ極が励磁される様に固定子巻
線３及び固定子巻線１１の通電を制御すると仮定する。

そのとき回転子６のＮ極は固定子４ａのＮ極に、また回
転子６のＳ極は固定子２ａのＳ極に離反される。固定子
１２ａがＮ極であるので回転子６のＳ極は固定子１２ａ
のＮ極に、また固定子１０ａがＳ極のため回転子６のＮ
極が吸引される方向、即ち、反時計方向に回転する。

次に、第５図の（ａ）の状態から回転子６が反時計方向
に４５６回転し、第５図（ｂ）に示す位置に来ると、ホ
ール素子２１の出力は反転し、通電制御回路２３は、固
定子巻線ｌｌの通電を反転する。それにより固定子１２
ａはＮ極からＳ極に、固定子１０ａはＳ極からＮ極に変
化する。そのとき回転子６のＳ極は固定子１２ａ及び固
定子２ａのＳ極に離反され、固定子４ａのＮ極に吸引さ
れる。同様に回転子６のＮ極は固定子４ａ及び固定子１
０ａのＮ極に離反され、固定子２ａのＳ極に吸引される
ように反時計方向回転を持続する。

以下同様に第５図（ｄ）の位置においては、ホール素子
２２の出力が反転して固定子巻線３の通電が反転し、反
時計方向に回転が持続し、さらに第５図（ｆ）の位置に
おいては、ホール素子２１の出力が反転して固定子＠ｔ
＆ｌｌの通電が反転し反時計方向に回転が持続する。

また、本発明によるモータユニットの回転を第５図によ
り前述した反時計方向の逆向、即ち時計方向にするには
、第６図に示す固定子巻線３及び１１への印加電圧を、
各々の端子間（３ａ、３ｂ及びｌｌａ、１ｌｂ）で逆転
させれば実現でき、そのための位相反転回路は通電制御
回路２３に含まれている。

（発明の効果） 以］二説明したように本発明よりなるモーター駆動装置
を円弧状に配置して、レンズ鏡胴に組込むとき円弧状の
ラジアル方向の寸法が永久磁石から成るローター径にス
テータニ板厚分を加えた位の寸法で構成できるのでレン
ズ鏡胴をモーターのために出張ることなくできる。従っ
てレンズ鏡胴製作上コスト面でも旋盤加工でできるので
コスト面でも安くでき、また外観にも出張らないので美
観をそこなうことのない利点を有する。また０回転子が
２極着磁であるため、小径の回転子であっても強力な異
方性永久磁石を使用できるため、強力なトルクを得るこ
とができるという優れた利点を有する。

さらに１円筒形状のレンズ鏡胴が実施できるので光線漏
れ対策がこれまでの円筒形状のレンズ鏡胴と同じように
できる効果を有する。また、ホール素子に前記回転子に
着磁された板を固定して対向させて配設したことにより
ホール素子が回転子の磁束のみを受信することが可能に
なり正確な回転子の位置検出することができ、Ｓ／Ｎ比
が向上し制御精度及び効率が向上する。また固定子を回
転子に対して十分な長さをとることができるので駆動ト
ルクも十分にアップする効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るモータ駆動装置の分解
斜視図、第２図（Ｌ）は第１図の要部の模式図、第２図
（ｂ）はホール素子の位置関係を示す図、第３図（＆）
は第１図の装置をレンズ鏡筒に組み込んだ図、第３図（
ｂ）は第１図の装置をレンズ鏡筒に組み込んだ際の詳細
図、第４図は第１図の装置の通電制御回路図。 第５図は第１図の装置の回転動作説明図、第６図は第４
図の回路で固定子巻線に印加される電圧の波形図、第７
図は第４図の回路のホール素子の出力電圧波形図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 永久磁石から成る回転子の磁束を位置検出素子により検
   出して回転子の回転を制御するモータ駆動装置において
   、上記回転子の端面に該回転子と同様に着磁された磁石
   を固定するとともに、該磁石に対向するように上記位置
   検出素子を配置したことを特徴とするモータ駆動装置。