JPS6311053A - 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を用いる場合、モー
タの外径が１０　ｍ　ｍ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ｌ　Ｏｍ　ｍ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、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、ローター
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、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、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、
また鉄芯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
が提案がされているが、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事ができないため光線洩れが完全に
防止できにくい欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記実情に鑑みなされたもので永久磁石からな
る回転子と、該回転子に隣接して配置され、先端を中央
に較べて狭幅に形成される複数の固定磁極と、これらの
固定磁極を両端に設け、両端の固定磁極を上記回転子を
介在させるように対向させてなる複数の磁性材と、各磁
性材に巻装され、上記対向する固定磁極を異なる磁極と
する固定子巻線と、各磁性材にそれぞれ巻装される固定
子巻線を交互に通電制御する通電制御回路とを備えるこ
とにより、美観的にもすぐれ、かつコンパクトで、コス
ト的に安価なレンズ鏡胴のフォーカスリング駆動に用い
るモータ駆動装置を提供するものである。

〔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の固定子巻線、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７ａが貫通され、こ
の軸７ａ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７ａの他端部はギヤ９を貫通して固着し
ている。

１０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７ａの他端は第２の固定磁極部
材１０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９は第
２の固定磁極部材１０の軸受部１４を介してギヤ１５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とモータユニット基板１の取付ネジ穴１ａを合致
させ、また、第２の固定磁極部材ＩＯの取付穴１０ｂと
モータユニット基板ｌ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１０をモータユニット基板１に固定する。さ
らに、ギヤ軸１３ａはギヤ１５と固定し、また第２の固
定磁極部材１０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軸方向に移動じピント調整が行
なわれる。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１０の立下り部は回転子６に対する固
定子２ａ、　　４ａ。

１２ａ、　　１０ａの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１０ａｌｔＳ極とな
る。

そして、固定子４ａと１２ａ、　　１２ａと２ａ、　２
ａと１０ａ、１０ａと４ａのなす角は略９０°である。

また第１の固定磁極部材２には固定子巻線３、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ホール
素子２１．２２を９０°離間してそれぞれ固定子４ａと
同相にホール素子２１を固定子１２ａと同相にホール素
子２２を配置する。固定子２ａ、　４ａ。

１０ａ、１２ａは第１図（ｂ）に具体的に示すように中
央に較べて両端を狭幅として円弧状の如く形成している
。固定子巻線に電流を流すと固定子は磁化されマグネッ
ト内部及び空隙部を除いた部分の磁気抵抗をＲ１固定子
の透磁率をμ、固定子の断面積をＳとするとＲ■ｌ／μ
ｓと表わされる。即ち、磁気抵抗は固定子の断面積に反
比例する。従って固定子の厚み方向寸法が一定と仮定す
ると巾が第１図（ｂ）のように狭くなれば隣接するステ
ータ間の磁気抵抗は太き（なる。

例えば、固定子４ａがＮ極、固定子２ａがＳ極。

固定子１２ａがＮ極、固定子１０ａがＳ極のとき固定子
４ａのＮ極から固定子１０ａにＳ極に磁束が流れにく（
なり、磁力線の損失が少なくなる。

固定子４ａ、固定磁極部材２．固定子２ａ、マグネット
回転子６．固定子４ａを結ぶラインでの閉ループが磁気
エネルギーの損失を少なくする。従って固定子４ａのＮ
極が永久磁石から成る回転子６のＳ極を吸引するトルク
が、また固定子２ａのＳ極が回転子６のＮ極を吸引する
トルクが円弧状固定子の巾が一定で広い場合に比べて大
きくなる。

第２図（ａ）および第２図（ｂ）はモータの駆動装置を
レンズ鏡胴内に配置したレンズ鏡胴の断面図を示す。

即ち、２０はレンズ鏡胴のある一部の端面を示し端面２
０に第１図で説明したモータ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３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、
２１ａ、　２１ｂはホール素子２１の出力端子、２２ａ
、　２２ｂ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、１１ａ
、ｌｌｂは固定子巻線１１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。

２３ｒ１論理回路部２３ｃ、　２３ｇ、ドライブ回路部
２３ｄ。

２３ｈより構成される。この通電制御回路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→ｌｌｂ
の向きで通電を行う。また次にホール素子２１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く２１ｂとなり、通
電制御回路２３はコイル１１の通電を反転し、１１ｂ→
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時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。

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、停止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４図、第５図、第６図を
も参照して説明する。

第４図は回転子６の回転の状態を第４図（ａ）〜（ｈ）
で、また固定子巻線３、固定子巻線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１１ａ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６図
に示す。

前述の通電制御回路２３は、第４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極が励磁されるように固定子
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４図の（ａ）の状態から回転子６が反時計方向
に４５°回転し、第４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１１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ｌＯａ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４図（ａ）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４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巻線
１１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４図によ
り前述した反時計方向の逆向、すなわち時計方向にする
には、第５図に示す固定子巻線３および１１への印加電
圧を、各々の端子間（３ａ、３ｂおよびｌｌａ、　　１
ｌｂ）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〕

以上説明したように本発明よりなるモータ駆動装置を円
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
タに板厚分を加えた位の寸法で構成できるのでレンズ鏡
胴をモータのために出張ることな（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、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、円筒形状のレンズ鏡胴が実施できるので光線洩
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。

円弧状固定子の先端部を中挟に形成することにより磁気
抵抗が増加し隣接する固定子への磁力線の漏出、即ち損
失が少な（なる。回転子の駆動トルクが増加する。

従って本発明によるモータ駆動装置の駆動トルクの増加
と効率の向上が実現でき、これまで不可能であった負荷
の大きなレンズ鏡胴の駆動も可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）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１図（ｂ）は第１図の要部の模式図、
第２図（ａ）は第１図の装置をレンズ鏡筒に組み込んだ
図、第２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３図は第１図の装置の通電制御回路
図、第４図は第１図の装置の回転動作説明図、第５図は
第３図の回路で固定子巻線に印加される電圧の波形図、
第６図は第３図の回路のホール素子の出力電圧波形図で
ある。 ｌ・・・・・・・・・モータユニット基板２・・・・・
・・・・第１の固定磁極部材３．１１・・・・・・・・
・固定子巻線４・・・・・・・・・第１の磁芯部材 ６・・・・・・・・・回転子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 永久磁石からなる回転子と、該回転子に隣接して配置さ
   れ、先端を中央に較べて狭幅に形成される複数の固定磁
   極と、これらの固定磁極を両端に設け、両端の固定磁極
   を上記回転子を介在させるように対向させてなる複数の
   磁性材と、各磁性材に巻装され、上記対向する固定磁極
   を異なる磁極とする固定子巻線と、各磁性材にそれぞれ
   巻装される固定子巻線を交互に通電制御するようにした
   ことを特徴とするモータ駆動装置。