JPS63146416A - 電磁駆動装置の駆動方法 - 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、電磁エネルギーを可動部材の運動エネルギー
に変換する電磁駆動装置の駆動方法に関する。

Ｎ磁駆ｖＪ装置には、通常のリレーのように可動部材が
確実に動いてくれればよいものと、正確なタイミングで
動くことを要求されるものとがある。

本発明に係る電磁部！１ＪＶｔＷ１は後者に属するもの
であり、例えば電磁駆動シャッタとして製品化されるも
のである。

以下の説明ではこの電磁駆動シャッタを例にとって説明
する。

構成が単純で組立が容易なことから、シャッタとして電
磁駆動シャッタが多く用いられるようになってきている
。この電磁駆動シャッタにおいては、シャッタ羽根の開
き方にバラツキがあると、露出精度が落ちるので、開き
方特に開き開始のタイミングにバラツキが生じないよう
に製作する必要がある。

シャッタ羽根の開き方にバラツキを生じさせる原因の最
大なものは、可動部材としてのシャッタ羽根及びこれに
運動を伝達するまでの部材の静止Ｉｆ擦である。電磁部
Ｖ）装置がこの静止摩擦に打ち勝つ電磁力を生じない限
り、シャッタ羽根は運動を開始しない。一方、電磁力は
Ｎ磁駆動装置内のコイルの巻数とそこに流れる電流とに
よって決まるため、コイルに所定電圧を印加した瞬間か
ら一定のＴｉ磁力が得られるのではなく、この電磁力は
成る時定数を持って増加し一定値に到達する。そして、
この＠磁力が静止＊ｍを超えた時点からシャッタ羽根が
動き始める。従って、静止摩擦にバラツキがあると、こ
の時間換言すればシャッタ羽根の開き開始のタイミング
にもバラツキが生じる。

第７図はシャッタ羽根の開き開始のタイミングのずれを
説明するための図であり、縦軸は電磁力Ｆを示し、横軸
は時間ｔを示している。図中の一方の特性的１ｉ１１Ｆ
ｍｌは他方の特性曲線Ｆｍ２よりコイルへの印加電圧が
高い場合である。静止ｆｌｔｌにｌ”ｓ１〜Ｆｓ２のバ
ラツキがあるとすると、Ｆｍ１の場合で前記タイミング
のバラツキとしてΔｔ＝Δｔ１が生じ、Ｆｍ２の場合で
Δｔ＝Δｔ２（Δｔ　〉Δ１１）が生じることを示して
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 第７図かられかるように、シャッタ羽根の開き開始のタ
イミングのずれを小さくするには、コイルへの印加電圧
を高くすればよいことがわかる。

しかし、この印加電圧を高くすることにも問題がある。

即ち、シャッタ羽根の間口径と開口時間とを所定の比率
で変化させることによって露出量を決定する所謂プログ
ラム式シャッタｒｓ＠を採用する場合、絞り兼用シャッ
タ羽根に所定の開口特性（これは、例えば、シャッタ羽
根が聞き始めてから開放絞りに到達するまでの時間（開
口時間）や開口量の変化（開口曲線）等で規定される）
を与える必要があるがその駆動に高電圧を用いると、静
止摩擦を振り切った後のシャッタ羽根の動きが速く開口
時間が短くなると共に、通電時間によって露出制御を行
う場合、通電時間を短くする必要が生じ、シャッタ羽根
の開き開始のタイミングのバラツキΔｔを小さくしたに
もかかわらず、このΔｔの通電時間に占める割合が小さ
くならず、露出精度が向上しないという問題が生じる。

この問題の解決には、可動部材にガバナ機構を連結し負
荷を増大させてシャッタ羽根の動きを遅くするという方
法が考えられるが、この場合、構成が複雑になり、部品
の配置や占有スペース等に新たな問題が生じる。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、可動部材の作！ｌＪ￥＃性に悪影響を与えることな
く、静止摩擦に起因する可動部材の作動開始タイミング
のバラツキを縮小できる電磁駆動装置の駆動方法を提供
することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決する本発明は、電磁エネルギーを可動
部材の運動エネルギーに変換する電磁駆動装置の駆動方
法において、電磁駆動装置に給電する電圧の波形が３段
以上の階段状であって、第１段の電圧が第２段の電圧よ
りも高く、且つ、第１段の電圧から第２段の電圧への切
換が前記可動部材の移動開始後に行われるようにしたこ
とを特徴とするものである。

（作用） 本発明の電磁駆動装置の駆動方法では、電磁駆動装置に
給電する電圧の波形が３段以上の階段状であり、第１段
の電圧が高いので、駆動初期に大きな電磁力が発生し、
この電磁力によって可動部材は静止摩擦に打ち勝って動
き出す。そして、可動部材の移動開始後に、第２段の電
圧その次に第３段の電圧というように切り換えるので、
可動部材に所望の作動特性を持たせることができる。こ
の移動開始後の摩擦は運ｖＪ摩原であるので、静止ＩＩ
擦より極めて小さく、第２段、第３段の電圧による電磁
力が仮に小さくても可動部材を確実に移動できる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明方法の一実施例（電磁
駆動シャッタの場合）を説明する。

まず、本発明の駆動方法によって駆動される電磁シャッ
タの握構部の構成の一例を第４図を用いて説明する。こ
の第４図において、１はｎ桶部仝体を指している。別構
部１の第１１！鉄２と第２継鉄３との間には、４１Ｉｇ
の永久磁石５の対を円周に沿って等配した保持枠４が設
けられており、更に第２継鉄３と永久磁石５との間のギ
ャップ内にはコイルパターン６ａをもち一例として撮影
レンズを駆動するに用いられる第１可動コイル部材６と
、コイルパターン７ａをもつシャッタ駆動用コイル板と
しての第２可動コイル部材７とがスペーサ７ｂによって
僅かな間隙を隔てて積層状に配設されている。

又、前記ｍ２Ｍ鉄３地板８とのＦｊＪＲには、３枚のシ
ャッタ羽根９が等間隔に配置されている。

前記シャッタ羽根９は、それぞれ前記第２継鉄３に突設
された軸９ａに回動可能に軸支され、又、それぞれに設
けた円弧状の溝９ｂには、第２継鉄３の穴３ａを貝通し
て作動する、前記第２可動コイル部材７に突設した３本
の駆動ビン１０がそれぞれ嵌合している。

更に、前記第２可初コイル部材７に植設した作動ビン１
１と地板８との間には、図示しないが、第２可動コイル
部材７を反時計方向に付勢するスプリングが張設されて
いる。このスプリングはシャッタ羽根９が閉位置に復帰
させるためのものである。

第４図はシャッタ羽根９がレンズの開口部２０を閉じて
いる状態であって、前記第２可動コイル部材７に対して
駆動＃ＪＩｌ１部から通電が行われると該第２可動コイ
ル部材７が時計方向に回転して前記シャッタ羽根９を開
放し、その後の通電停止によって初期の閉位置に復帰す
るようになっている。

第２図は本発明の駆動方法を実現する駆動制御部及びそ
の周辺回路の一実施例を示す構成図である。図中、１は
前述の機構部であり、詳しくはシャッタ駆動用コイル板
７のコイルパターン７ａに相当する部分である。この機
構部１と電源３０とは、￥電圧回ｆｆ３１ａ　、３１ｂ
　、３１Ｃとスイッチング用トランジスタ３２ａ　、３
２ｂ　、３２Ｃとをそれぞれ直列に接続しこれを並列接
続した回路を介して接続されている。この実施例では３
種の電圧レベル■　、Ｖ２．■３が用意されている。

４０はＣＰＵ　（Ｃｅｎｔｒａｌ　　Ｐｒｏｓｅｓｓｉ
ｎｏ　Ｕｎｉｔ　）４１　、　　Ｉ　１０　（Ｉ　ｎｐ
ｕｔｌｏｕｔｐｕｔ　）ポート４２゜ＲＯＭ　（Ｒｅａ
ｄ　０ｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ　）　４３等からｌｌ成さ
れた駆動制御部で、Ｉ１０ボート４２からの第１、第２
．第３の出力はトランジスタ３２８．３２１）、３２Ｃ
のベースに与えられ、１１０ボート４２への入力はスイ
ッチ５０から与えられている。

前記ＲＯＭ４３には、基本的には、３段以上の階段状で
あって第１段の電圧が第２段の電圧よりも高く、且つ、
第１段の電圧から第２段の電圧への切換が移動部材であ
るシャッタ羽根９の移動開始後に行われるような電圧パ
ターンを機構部１に印加するためのデータ、例えば前記
電圧レベル■１゜Ｖ、Ｖ３からなる第１図に示すような
電圧パタ−ンを機構部１に印加するためのデータが格納
されている。即ち、トランジスタ３２ａ、３２ｂ。

３２Ｃをオン／オフするタイミング（時間ｔ１゜ｔ２．
ｔ３）を定めるデータが格納されている。

第３図はＣＰＵ４１が一例としてどのような手順で本発
明方法を実施するかを示すフローチャートである。この
フローチャートから明らかなように、ＣＰＬＩ４１はレ
リーズボタンと運動するスイッチ５０がオンされると（
ステップ■）　、ＲＯＭ４３から電圧パターンデータ即
ちトランジスタ３２ａ　、３２ｂ　、３２Ｃのオン／オ
フ制御データを読み出しくステップ■）、このデータの
示す１ＩｉｌＪｉｌｌ動作を開始する（ステップ■）。

そして、上記動作中に、露出を終了すべき時間に達する
と（ステップ■）、ＣＰＵ４１はＩ１０ボート４２の２
つの出力をＨ（Ｈｉｇｈ）にしトランジスタ３２ａ。

３２ｂ、３２Ｃをオフにして、シャッタ羽根９を閉じさ
せる（ステップ■）。

この駆動方法によれば、第１段の電圧（ｖｌ）でもって
駆動初期に大きな電磁力が発生し、この電磁力によって
シャッタ羽根９は静止１１！擦に速やかに打ち勝って動
き出すことになる。又、移動開始後に第２段の電圧く■
２）に切り換わり、第２段以降の電圧でもって略決まる
開口特性でシャッタ羽根９が開くことになる。尚、シャ
ッタ羽根９の移動開始後は運動ＩＩｊｌａとなるので、
第２段以降の電圧が仮に小さくともシャッタ羽根９は円
滑に運動する。従って、実験的若しくは理論的くシュミ
レーション）な方法によって、電磁駆動シャツタに最適
な電圧パターンを予め求めておけば、所定の開口曲線を
描くように電磁駆動シャッタを駆動できる。

第５図は上記の機械的及び電気的構成と同様な’ＲＷＩ
シャッタにおける開口特性の説明図で、（イ）はシャッ
タ羽根の開口量、（ロ）は給電により生じる電磁力、（
ハ）はコイルに印加する電圧パターンをそれぞれ示して
いる。この例では、駆ｖＪ電圧は４段の階段状電圧であ
って、第１段と第４段の電圧レベルは等しく選んである
。従って、３種の電圧レベルを用いることになる。コイ
ルに（ハ）に示すようなパターンの電圧を印加しても、
電流波形はインダクタンスにより鈍り、（ロ）に示すよ
うに変化する電磁力が生じる。従って、静止摩擦が（ロ
）中のＦｌの場合には、（イ）の開口量Ｉｆ、のような
変化でもってシャッタ羽根が開口し、静止摩擦が（ロ）
中Ｆ２の場合には、（イ）の開口量＠ｆ２のような変化
でもってシャッタ羽根が開口する。この開口曲線ｆ　　
、ｆ　　を比べてみると明らかなように、両者は開口を
始めた当初からかなり近接した特性を示している。これ
は、実質的にシャッタ羽根に加わった力即ち駆動力が似
ていることによるが、この駆動力とは給電によって発生
した電磁力そのものではない。電磁力から静止摩擦力を
除いた力が駆動力であり、その１こめ給電直後の駆動力
は零で、電磁力が静止摩擦を上まわった１ｌＩｉＩ間か
ら駆動力がシャッタ羽根に作用することになる。

この駆動力の作用するタイミングがズレないように工夫
したのが第５図（ハ）の給電方法である。

一方、給電電圧の第１段目を高くしない場合を説明した
のが第６図である。この場合には、電磁力が静止摩擦を
上まわるタイミングが、静止摩擦力がＦｌとＦ２である
ときで比較すると大きく異なり、その結果開口曲線もｆ
、ｆ２のように大きく相違する。即ち、第６図（ハ）の
給電方法では静止Ｉ！Ｊ擦の影響が極めて大きくなる。

この第６図と第５図の比較から明らかなように、第１段
目に静止摩擦を振り切るための電圧を用意することは、
静止ｒＥＪｍのバラツキに対して極めて有効である。前
述の如く、第２段目以降の電圧は所定の開口特性を得る
ように設定するものであるから、その段数やレベル等は
各電磁シャッタに要求される特性に合致するように選べ
ばよい。

尚、本発明は上記の如き構成の電磁駆動シャッタのみに
適用できるだけでなく、種々の電磁駆動シャッタにも適
用できる。例えば実開昭５７−６６５０５号公報や実開
昭６１−２７３１５号公報に開示されているようなＴ字
形可動片を用いた電磁駆動手段でもってシャッタ羽根を
駆動するものにも本発明を適用できる。又、本発明は電
磁駆動シャッタに限るものではなく、電圧パターンに対
応した電磁力が得られる電磁駆ｖＪ装置であれば、適用
可能であることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、第１段の電圧に
より静止摩擦を速やかに振り切り、第２段以降の電圧で
もって所定の開口特性を得るようにしているので、可動
部材の作！１ＪｆＦ性に悪影響を与えることなく、静止
摩擦に起因する可動部材の作動開始タイミングのバラツ
キを縮小できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で用いる駆動電圧パターンの一例を
示す図、第２図は本光明方法を実施する電磁駆動シ１１
ツタの一例の電気的構成図、第３図は第１図に示した電
磁駆動シャッタの動作即ち本発明方法の一実施例を示す
フローチャート、第４図は本発明方法を実施する電磁駆
動シャッタの一例の機械的構成図、第５図は本発明方法
での間口特性の一例を示す図、第６図は初期に大きな電
磁力を与えない場合の開口特性の説明図、第７図はシャ
ッタ羽根の開き開始のタイミングのずれを説明するため
の図である。 １・・・ＲＩｌｉ１部　　　　　　３０・・・電源３１
ａ　、３１ｂ　、３１Ｃ・・・定電圧回路３２ａ　、３
２ｂ　、３２Ｃ・・・スイッチングトランジスタ ４０・・・駆動制御部　　　４１・・・ＣＰＵ４２・・
・Ｉ１０ポート　　４３・・・ＲＯＭ５０・・・スイッ
チ 第１　図 第２　図 第３　図 筒５図 時間→ 叩　→ 争零６　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁エネルギーを可動部材の運動エネルギーに変
   換する電磁駆動装置の駆動方法において、電磁駆動装置
   に給電する電圧の波形が３段以上の階段状であって、第
   １段の電圧が第２段の電圧よりも高く、且つ、第１段の
   電圧から第２段の電圧への切換が前記可動部材の移動開
   始後に行われるようにしたことを特徴とする電磁駆動装
   置の駆動方法。
2. （２）前記電磁駆動装置に給電する電圧の波形が３段で
   あつて、第１段の電圧と第３段の電圧が等しいことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電磁駆動装置の駆
   動方法。