556406 A7 __B7_ 五、發明説明（1 ) 發明背景 發明部份 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關具有極小巧體積之驅動裝置，及使用該 驅動裝置之光量控制器及快門。 有關技藝之說明 可設計小巧體積之馬達普通包含無電刷馬達。具有簡 單之驅動電路之無電刷馬達包含以下所述之步進馬達。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印紫 圖9顯示小型空心圓筒形步進馬達之一例。該步進 馬達包含二定子102，各由一線軸101構成，具有定子線 圈105同心纏繞於其上，二定子軛106成包夾方式沿 軸向上固定保持線軸 101， 定子軛106各具有定子齒 106a及106b沿線軸101之內周表面之圓周交替安排， 及一外殼103， 與各別定子齒106a及106b —體成形之 定子軛106固定於其中。二外殼103之一具有一凸緣 115及一軸承108固定於其上，同時另一外殼103具有 另一軸承108固定於其上。一轉子109由一轉子磁鐵 1 1 1構成，固定裝配於轉子軸110上。轉子磁鐵1 1 1界 定徑向空隙於本身及定子102之定子軛106之間。轉 ?軸1 1 0由其相對端上之二軸承108以可轉動之方式支 持。 日本專利公報（kokoku)53-2774號提出一種光控制 器，使用以上構造之步進馬達之一改變。該光控制器由以 步進之方式打開及關閉連接於步進馬達之快門葉片控制通 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐) -4- 556406 A7 B7 五、發明説明（2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 過之光量。另一改變爲一空心馬達，在日本專利公報 (k〇kai)57- 1 66847中提出。該空心馬達爲環形步進馬達， 此容許光通過在其中心部份中所構製之空腔。 然而，在圖9所示之以上普通小型步進馬達中，外殻 103，線軸101，定子線圈105，及定子軛106同心安排 於轉子1 09周圍，此不可避免地增加馬達之外幅度。而 且，由定子線圈105之激勵所產生之磁通主要流於定子齒 106a之端面106al及定子齒106b之端面l〇6bl之 間，如顯示於圖1 8，且故此，磁通並不有效作用於轉子 磁鐵 1 1 1上。 同樣，日本專利公報 （kokoku)53-2774 號所提之 光控制器及日本專利公報（kokai)57- 1 66847 所提之空心馬 達各具有定子線圈及定子軛安排於轉子磁鐵周圍，故馬達 之外幅度增加，及由定子線圈之激勵所產生之磁通並不有 效作用於轉子磁鐵上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¾ 而且，例如日本專利公報（kokai)7-2 1 3041號及 2000-50601 號提出圖11所不之硬幣形之無電刷馬達。該 無電刷馬達由多個線圈301，302，303，及一碟形磁鐵 304構成。如顯示於圖19，線圈各具有薄硬幣形狀，且設 置使其軸線延伸平行於磁鐵。碟形磁鐵沿其軸向上磁化， 且設置使磁鐵之磁性表面（內周表面）面對垂直於線圈之 軸線之方向。 在此馬達中，如圖i 2之箭頭所示，由線圈所產生之 磁通不能完全有效作用於磁鐵上。而且，由磁鐵所產生之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐） -5- 556406 A 7 B7 五、發明説明（3 ) 轉動力或轉矩之中心偏離馬達之外周邊一距離L，故由馬 幸所產生之轉矩對馬達之體積而言嫌小。而且，馬達之中 心部份由線圈及磁鐵佔據，難以利用此部份於其他用途。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 發明槪要 本發明之一第一目的在提供一種小型及細長之驅動裝 置，此容易製造，且能產生高輸出。 本發明之一第二目的在提供一種光量控制器，使用一 小型及細長之驅動裝置，此容易製造，且能產生高輸出。 經濟部智慧財1局員工消費合作社印製 爲達成第一目的，在本發明之一第一方面，提供一種 驅動裝界，包含·磁鐵，具有空心圓筒形狀，並具有一外 周表面及一內周表面，至少外周表面沿圓周上分爲磁化之 η節段，俾具有交替不同之磁極，磁鐵可繞其空心圓筒形 狀之轉動軸線轉動；一線圈沿磁鐵之軸向安排並與其平行； 一外磁極部份設置由線圈磁化，外磁極部份具有多個髮梳 齒形部份與磁鐵相對，並安排圍繞磁鐵，俾與磁鐵相對 之每一髮梳齒形部份繞磁鐵之空心圓筒形之轉動軸線之圓 固寬度相當之·角度等於一預定角度Α;及一內磁極部份 設置由線圈磁化，內磁極部份具有一空心圓筒形狀與磁鐵 之內周表面相對；其中’預定角度 Α設定於一値，俾一 轉動力作用於磁鐵上，以轉回至一位置，在此，當具有交 替不同之磁極之η磁化節段之相鄰節段間之界線自該位置 轉移時，該界線與外磁極部份之髮梳齒形部份之對應一個 之圓周中心相對。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 556406 A7 B7 五、發明説明（4 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲達成第二目的，在本發明之一第二方面，提供一種 光量控制器，包含一磁鐵具有空心圓筒形狀，並具有一外 周表面及一內周表面，至少外周表面沿圓周上分爲磁化之 n節段，俾具有交替不同之磁極，磁鐵可繞其空心圓筒形 狀之轉動軸線轉動；一線圈沿磁鐵之軸向安排並與其平行； 一外磁極部份設置由線圈磁化，外磁極部份具有多個髮梳 齒形部份與磁鐵相對，並安排圍繞磁鐵，俾與磁鐵相對 之每一髮梳齒形部份繞磁鐵之空心圓筒形之轉動軸線之圓 周寬度相對應之一角度等於一預定角度 Α;及一內磁極部 份設置由線圈磁化，內磁極部份具有一空心圓筒形狀與磁 鐵之內周表面相對；及一光量控制構件設置與磁鐵成互鎖 方式轉動；其中，預定角度 Α設定於一値，俾一轉動力 作用於磁鐵上，以轉回至一位置，在此，當具有交替不同 之磁極之η磁化節段之相鄰節段間之界線自該位置轉移 時，該界線與外磁極部份之髮梳齒形部份之對應一個之圓 周中心相對。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^ 爲達成第二目的，在本發明之一第三方面，提供一種 光量控制器，包含一磁鐵具有空心圓筒形狀，並具有一外 周表面及一內周表面，至少外周表面沿圓周上分爲磁化之 η節段，俾具有交替不同之磁極，磁鐵可繞其空心圓筒形 狀之轉動軸線轉動；一線圈沿磁鐵之軸向安排並與其平行； 一外磁極部份設置由線圈磁化，外磁極部份具有多個髮梳 齒形部份與磁鐵相對，並安排圍繞磁鐵，俾與磁鐵相對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -7- 556406 A7 B7 五、發明説明（5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之每一髮梳齒形部份繞磁鐵之空心圓筒形之轉動軸線之圓 周寬度相對應之一角度等於一預定角度A;及一內磁極部 份設置由線圏磁化，內磁極部份具有一空心圓筒形狀與磁 鐵之內周表面相對；一光量控制構件可與磁鐵成互鎖方式 打開及關閉，從而控制通過內磁極部份之光量；及控制裝 置用以由選擇切換於一第一狀態及一第二狀態及第三狀態 之間，控制光量控制構件，在第一狀態，當線圈不受激勵 時，磁鐵由磁鐵及外磁極部份之吸力保持於一預定轉動位 置，在第二狀態，磁鐵由線圈之正常激勵，自第一狀態沿 正常方向轉動一第一預定角度，及左第三狀態，磁鐵由線 圈之反向激勵，自第一狀態沿與正常方向相反之方向動一 第二預定角度；其中，預定角度A設定於一値，俾一轉 動力作用於磁鐵上，以轉回至一位置，在此，當具有交替 不同之磁極之η磁化節段之相鄰節段間之界線自該位置 轉移時，該界線與外磁極部份之髮梳齒形部份之對應一個 之圓罔中心相對。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在本發明之第一至第三方面，假設磁鐵具有外直徑 D1及內直徑D2，宜設定該預定角度 A，以滿足由以下表 示式所界定之條件： A>(248.4/n)-5 8.86x(Dl-D2)/(Dlx π )。 在本發明之第一至第三方面，外磁極部份之每一髮梳 齒形部份宜具有軸向長度大於磁鐵之外周表面之高度。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -8- 556406 A7 B7 五、發明説明（6 ) 在本發明之第二及第三方面，光量控制構件宜可與磁 鐵成互鎖之方式打開及關閉，從而控制通過內磁極部份之 光量。 依據第一至第三方面，驅動裝置之外直徑由與磁鐵之 外周表面相對之外磁極部份決定。驅動裝置之內直徑由與 磁鐵之內周表面相對之內磁極部份決定，及驅動裝置之軸 向高度由線圈及磁鐵之軸向排列決定。結果，可大爲減小 驅動裝置之體積。而且，由線圈之激勵所磁化之外磁極件 及內磁極部份間所產生之磁通交越磁磁極件及構件間所安 排之磁鐵，且因而有效作用於磁鐵上。 而且，假定與磁鐵相對之外磁極部份之每一髮梳形部 份之繞磁鐵之空心圓筒形狀之轉動軸線之圓周寬度相對應 之角度等於預定角度 A， 及磁鐵具有η磁化磁極，外 直徑 D1， 及內直徑 D2， 則設定該預定角度 Α， 以滿足由表示式 A>(248.4/n)-58.86x(DbD2)/(Dlx 7Γ )所 界定之條件。故此，當線圈不受激勵時，磁鐵之每一磁化 磁極之中心可穩定保持於與外磁極部份之對應髮梳齒形部 份之中心相對之一位置。 而且，由於外磁極部份之每一髮梳齒形部份構造具有 一軸向長度大於磁鐵之外周表面之高度，故由外磁極部份 及內磁極部份沿軸向施加於磁鐵上之力減小。結果，磁鐵 及保持磁鐵於軸向上之構件間之摩擦力減小，此使磁鐵可 順利轉動。 而且，本發明之第二及第三方面之光量控制器包含以 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，裝. 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9- 556406 A7 ____B7_ 五、發明説明（7 ) i：驅動裝置，及連接於驅動裝置之磁鐵之光量控制構件， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 用以轉動控制通過空心圓筒形內磁極部份內之光量，使光 可通過驅動裝置之中心部份。 而且’依據本發明之第三方面，可由改變線圈之激勵 狀態及方向，切換光量控制狀態於三不同光量控制狀態之 間。 自以下詳細說明並參考附圖，可更明暸本發明之以上 及其他目的，特色，及優點。 附圖簡述 圖1爲裝有本發明之第一實施例之驅動裝置之光量控 制器之分解透視圖； 圖2爲軸向斷面圖，顯示圖1之光量控制器之組合 狀態； 圖3A爲橫斷面圖，顯示一狀態，其中，當線圈2 不激勵時，圖1所示之磁鐵1由於拘制力而在停止中； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3B爲橫斷面圖，顯示一狀態，其中，當線圈2 正常激勵時，圖 Γ所示之磁鐵1之突出物lb與基板 5之一停止部份5f靠接； 圖3C爲橫斷面圖，顯示一狀態，其中，當線圏2 反向激勵時，圖1所示之磁鐵1之突出物lb與基板 5之一停止部份5g靠接； 圖4爲曲線圖，顯示拘制轉矩之變化； 圖5爲曲線圖，顯示圖1所示之每一外磁極件之寬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -10- 556406 A7 B7 五、發明説明（8 ) 度’拘制轉轉矩，及磁鐵之幅度間之關係； 圖6爲裝有第二實施例之驅動裝置之光量控制器之分 解透視圖； 圖7爲軸向斷面圖，顯示裝有圖6所示之驅動裝置 之光量控制器之組合狀態； 圖8A爲橫斷面圖，顯示一狀態，在此，當線圈不 激勵時，圖6所示之磁鐵1由於拘制力而在停止中； 圖8B爲橫斷面圖，顯示一狀態，在此，當線圈正 常激勵時，圖6所示之磁鐵1之突出物lb與基板5 之一停止部份 5 f靠接； 圖8C爲橫斷面圖，顯示一狀態，在此，當線圈反 向激勵時，圖6所示之磁鐵1之突出物lb與基板5 之一停止部份5g靠接； 圖9爲普通步進馬達之斷面圖； 圖10爲普通步進馬達之定子之斷面圖； ’圖1丨爲普通無電刷馬達之透視圖；及 圖1 2爲普通無電刷馬達之斷面圖。 主要元件對照表 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 空心圓筒形磁鐵 la 磁化部份 lb 突出物 lc 合釘 1 e 接合部份 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -11 - 556406 A7 B7 五、發明説明（9) 2 線圈 3 線軸 4 定子 4a 外磁極件 4b 內磁極部份 4c 連接部份 5 基板 5f 停止部份 6 磁鐵停止件 7 葉片 7a 圓孔 7b 長孔 9 葉片保持件 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印紫 較佳實施例之詳細說明 現參考附圖，詳細說明本發明，附圖顯示其實施例。 圖1至3 C顯不本發明之第一實施例之光量控制 器。圖1爲光量控制器之分解透視圖，裝有第一實施例之 驅動裝置。圖2爲圖1所不之裝有驅動裝置之光量控制 器之組合狀態之軸向斷面圖，而圖3A至3C則爲在圖 2之線 A - A上所取之斷面圖，此等用以說明驅動裝置之 磁鐵之轉動操作。 在圖1至3C中，參考編號1標示一空心圓筒形 磁鐵，形成一轉子。如顯示於圖3A， 磁鐵1具有磁化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12- 556406 A7 B7 五、發明説明（1〇) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 部份 1 a，此由沿圓周上分磁鐵1爲 η節段（在本 實施例中爲16節段）所構成，並永久磁化該η節段， 俾此等沿其外周面上交替具有 S磁極及 Ν磁極。雖在圖 3Α及3Β中，磁化部份la由外周面部份表示，實則， 磁化部份la具有一內周面部份，具有各別節段與以上η 節段相對應，並具有與外周面部份之η節段之各別磁極相 反之磁極。磁鐵1由注入模鑄塑膠磁鐵材料製成，此使 空心圓筒（尤其是，磁化部份la)可具有非常小之徑向厚 度。而且，磁鐵1與用以限制磁鐵1之轉動之一突出 物1 b，沿徑向突出之合釘1 c及1 d，及稍爲向磁鐵1 之中心開口突出之一接合部份le —體成形。磁鐵1由 一基板5(以後說明）以可轉動之方式支持，俾接合部份 le以可滑動之方式接合基板5之接合部份5e。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^ 由於磁鐵1由塑膠磁鐵材料注入模鑄製成，如以上所 述，故可容易製造，而不管其具有突出物lb，合釘lc 及Id，以及接合部份le等複雜之形狀。而且，由於磁 鐵1具有接合部份le與其一體成形，故接合部份le 及磁鐵主體與其轉動軸線之同心性之精確度提高，如此可 降低轉子之掁動，並減小磁化部份la及此後所指之定子 4間之空隙，從而確保充分之輸出轉矩。而且，磁鐵之注 入模鑄法提供一樹脂薄膜形成於磁鐵之表面上，俾在注入 模鑄之磁鐵上所產生之鐵銹遠小於壓鑄之磁鐵所產生者， 如此可省去防銹處理，諸如塗覆。而且，注入模鑄之磁鐵 無磁性粉附著，或表面膨脹，此在防銹處理之期間中易於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 556406 A7 B7 五、發明説明（11) 發生，此爲壓鑄之磁鐵所固有，導致產品品質提高。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 用作磁鐵1之塑膠磁鐵由 Nd-Fe-B基礎之稀土磁性 粉及熱塑性樹脂黏合劑，諸如聚醯胺之混合物注入模鑄製 成。雖由壓鑄所製之磁鐵具有彎曲強度約爲500Kgf/cm2， 但例如聚醯胺樹脂之用作黏合材料可獲得彎曲強度不低於 800Kgf/cm2 ’ 且結果，磁鐵 1可製成薄壁空心圓筒形 狀，此不能由壓鑄達成。如此所製之磁鐵1之薄壁空心圓 筒形狀可減小外磁極及定子4之內磁極間之空隙或距離， 如以下所述，從而可形成其間具有小磁阻之磁路。故此， 當激勵一線圈 2(以後述之）時，可由小磁動力產生更大 量之磁通，此提高致動器之性能。 空心圓筒形之線圈2纏繞於絕緣材料所製之一線軸 3上。線圈2安排與磁鐵1同心，且與其軸向平行。 線圈2之外直徑約等於磁鐵1者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 定子4爲軟磁材料所製，並由一外空心圓筒（外磁 極），一內空心圓筒（內磁極），及一連接部份4c連 接二空心圓筒所構成。定子4之外空心圓筒在其一端構 製有多個齒，各沿軸向延伸，即呈現一髮梳形狀。沿軸向 延伸之齒數爲磁鐵1之磁化部份la之節段數η之一半 (即本實施例中爲8)。 此等齒形成外磁極件4a。外磁極 件4a沿圓周上安排於720/n度（在本實施例中爲 45 度）之等間隔上。另一方面，定子4之內空心圓筒形成內 磁極部份4 b。如外磁極件4 a由軸向延伸之齒構成，則致 動器之直徑增加磁極件4a之徑向長度。然而，在本實 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -14- 556406 A 7 B7 五、發明説明（12) 施例中，軸向延伸之梳齒形部份形成外磁極件4 a，此有 助於減小致動器之直徑至最小。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 雖在本實施例中，定子之外磁極件4a之數（齒數） 設定爲磁鐵1之磁化部份1 a之節段數η之一半’但 此僅爲一理想數’且故此’如齒數減少例如1 ’對致動器 之操作亦無問題’唯其輸出可能稍爲降低。然而’即使在 此情形，其餘之齒需要沿圓周上安排於720/η度之間隔 上。由減少齒數所形成之空間可由另一構件使用。 而且，雖在本實施例中，定子4之內磁極部份4b 爲簡單之空心圓筒形狀，但此亦可製成具有與外磁極件4a 相似之髮梳形狀。 線圈2及線軸3例如由黏合固定裝配於定子 4 之外磁極件4a及內磁極部份4b之間。當線圈4受激 勵時，定子 4受磁化。 經濟部智慧財1局員工消費合作社印製 定子4之外磁極件4a及內磁極部份4b設計包夾 磁鐵1之磁化部份，具有預定之空隙，俾此等與磁化部份 la之各別外及內周邊表面相對。故此，由線圈2磁化之 外磁極件4a及內磁極構件4b所產生之磁通交越在外磁 極件4a及內磁極部份4b間之位置處之磁鐵1，有效作 用於作爲轉子之磁鐵1上，從而提高致動器之輸出。 如上述，磁鐵1，線圈 2， 線軸 3，及定子 4構成 本實施例之光量控制器之致動器。 參考編號5標示基板，具有其中心部份構製一開口 5b於其中。磁鐵 1以可轉動之方式安裝於基板 5上， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） -15- 556406 A7 B7 五、發明説明（13) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 磁鐵1之接合部份le及基板5之接合部份 之間接合，及一磁鐵停止件 6經由磁鐵1之接合部份 1 e例如由黏合固定於基板5，從而防止磁鐵1沿軸向掉 下。應注意雖在本實施例中，使用磁鐵停止件6來防止 磁鐵沿軸向掉落，但亦可一體成形一停止部份於基板5 上。 基板5具有另一接合部份5a，定子4之外磁極件 4a與之接合，並例如由黏合固定於此。在此情形，定子 4固定於基板，俾與磁鐵〗同軸，具有預定之空隙沿軸 向維持於磁鐵 1之磁化部份la之頂端（如顯示於圖1) 及固定裝配於定子4中之線軸3之間。雖在本實施例 中，定子4由外磁極件4a及基板5之接合部份 5a間 之接合（外直徑接合）安裝於基板5上，但內磁極構 件4b可接合基板5(內直徑接合）。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印^ 而且，基板5與在磁鐵1之合釘lc及Id之同 方向上伸出之合釘 5c及5d —體成形。基板5另構製 有停止部份5f及5g，用以限制磁鐵1之轉動，俾磁鐵 1之突出物ib與停止部份5f及5g靠接。即是，磁鐵 1可轉動於突出物lb與停止部份5f靠接之一位置及突 出物lb與停止部 5g靠接之一位置之間。 參考編號7及8標示葉片。葉片7中構製有一 圓孔7a，供葉片7以可轉動之方式接合基板5之合釘 5c之用，及一長孔7b， 供葉片7以可滑動之方式接合 磁鐵1之合釘lc，同時葉片8中構製有一圓孔8a， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 556406 A 7 B7 五、發明説明（14) 供葉片8以可轉動之方式接合基板5之合釘5d之用， 及一長孔8b，供葉片8以可滑動之方式接合磁鐵1之 合釘1 d之用。 參考編號9標示一葉片保持件，具有一中心部份，其 中構製有一開口 9 a。葉片保持件9固定於基板5上， 葉片7及8經由預定之空隙置於其間。葉片保持件9 用以支持葉片7及8於軸向上。 磁鐵1之轉動導致葉片7由磁鐵1之合釘lc推 動’繞圓孔7a轉動經過長孔7b， 並導致葉片8由 磁鐵1之合釘1 d推動，繞圓孔8a轉動經過長孔 8b，從而控制通過基板5之開口 5b之光量。 如上述，磁鐵1，線圈2，線軸3，定子4，基板 5，磁鐵停止件6，葉片7及8，及葉片保持件9構成 本實施例之光量控制器。 圖3A至3C爲在圖2之線 A-A上所取之圖，可 用以說明本發明之驅動裝置之磁鐵之轉動操作。圖3A顯 示一狀態，在此，當線圈2不激勵時，圖1所示之磁鐵 1由於拘制力而在停止中·，圖3B顯示一狀態，在此，當 線圈2正常激勵時，圖1所示之磁鐵1之突出物lb 與基板5之一停止部份5f靠接；及圖3C顯示一狀 態，在此，當線圈2反向激勵時，圖1所示之磁鐵1 之突出物lb與基板5之一停止部份5g靠接。參考圖 3A至3C以及圖4及5，說明磁鐵1之轉動操作。 圖4爲曲線圖，顯示拘制轉矩（磁鐵1及定子4 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS) Α4規格（210Χ297公釐） 裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產局8工消費合作社印災 -17- 556406 A7 ___B7__ 五、發明説明（15) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 間所產生並作用於磁鐵1上之吸力）之變化。該圖顯示 當線圈2不激勵時，外磁極件4a如何依據磁鐵1之轉 動位置吸引磁鐵1。 在圖4中，縱坐標表不磁鐵1及定子4間所產生 及作用於磁鐵1上之磁力強度，而橫坐標則表示磁鐵1 之轉動相位。在由點 E1，E2，及E3所標示之每一位 置，當磁鐵要正常轉動時，一反向轉動力作用於磁鐵1 上，以轉回其至原位置，而當磁鐵1要反向轉動時’一正 常轉動力作用於磁鐵1上，以轉回其至原位置。簡言 之，點E1，E2， 及E3表示拘制位置，在此，磁鐵1 及定子4間所產生之磁力作用於磁鐵1上，以穩定固定 磁鐵。另一方面，點F1及F 2代表停止位置，在此，磁 鐵1在不穩定平衡狀態，在此，磁鐵1之甚至一最小之 相位移動亦產生一力作用於磁鐵1上，使其向點E1 ’ E2，或E3轉動。當線圈2不激勵時，由於光量控制器 之掁動或姿態之改變，磁鐵1恆保持停止於點E 1，E2 ’ 或E3，而不停留於點 F1或F2。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 假定磁鐵1具有η磁化磁極（磁化部份la之η 節段），穩定之拘制點，諸如點Ε1，Ε2，及Ε3存在於 360/η度之間隔上，及在各相鄰穩定拘制點間之位置爲不 穩定點，諸如點F1或F 2。 由有限元件法所作之數値模擬証明，在線圈不激勵之 期間中，外磁極件4a及磁鐵1間之吸引狀態依據與磁 鐵1之每一磁化磁極之繞其轉動軸線之圓周寬度相對應之 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α·4規格（210X297公釐） 556406 A7 B7 五、發明説明（16) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 角度，及與磁鐵1相對之每一外磁極件4a之繞磁鐵1 之轉動軸線之圓固寬度相對應之角度間之關係變化。依據 該數値模擬，磁鐵1之拘制位置依據與磁鐵1相對之外 磁極件4a之繞磁鐵1之轉動軸線之圓周寬度相對應之 角度（此後稱爲π外磁極件4a之相對角度 Ί變化。 更明確言之，在與繞轉動角度之磁鐵1之每一磁化磁極之 圓周寬度相對應之角度（此後稱爲"磁鐵磁極角度"）固 定之情形，當外磁極件4a之相對角度小於一預定値時， 磁鐵1穩定保持於一位置，在此，磁鐵1之磁化磁極 中心與外磁極件4a之中心相對。在此情形，以上參考圖 4所述之點 E1，E2，或E3相當於一位置，在此，磁鐵 1之磁化磁極之中心與外磁極件4a之中心相對。另一方 面，當外磁極件4a之相對角度等於或大於該預定値時’ 磁鐵1穩定保持於一位置，在此，磁鐵1之二磁極間之 界線與外磁磁極件4a之中心相對。在此情形，點E1， E2，或 E3相當於一位置，在此，磁鐵1之二磁極間之 界線與外磁極件4a之中心相對。參考圖5，更詳細說明 如何如此穩定保持磁鐵。 圖5爲曲線圖，顯示每一外磁極件4a之寬度，拘 制轉矩，及磁鐵1之幅度如何相互關係。 在圖5中，橫坐標表示磁鐵1之厚度與磁鐵1 之每一磁化磁極之外圓周長度之比率，同時縱坐標表示外 磁極件4a之相對角度與該磁鐵磁極角度之比率。 例如，假定磁鐵1具有外直徑l〇mm ’內直徑 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） 556406 A7 B7 五、發明説明（⑺ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 9mm，及 16磁極，由於磁鐵1之厚度爲（10-9)/2mm， 且每一磁極之外圓周長度爲10χ 7Γ /16mm， 故磁鐵1 之厚度與磁鐵1之每一磁化磁極之外圓周長度之比率爲 0.255， 顯示於橫坐標上。而且，假定外磁極件4a之相 對角度爲15度，由於磁極角度爲22.5，故外磁磁極件 4a之相對角度與磁鐵磁極角度之比率爲0.667,顯示於縱 坐標上。 圖5中所繪之各點表示外磁極件4a之相對角度與 與磁鐵磁極角之比率，及磁鐵1之厚度與磁鐵1之每 一磁化磁極之圓周長度之比率間之關係値，此等値由具有 拘制轉矩接近零之各別模式所採用。當縱坐標上之値由 Y指示，及橫坐標上之値由X指示時，該等點可由代表 直線之以下等式近似：Υ = ·〇.327Χ + 0.69。如 Y<-0.327X + 0.69 ，則磁鐵i之磁化磁極之中心穩定保持於與對應之外磁極 件4a之中心相對之位置，而如 Y>-0.327X + 0.69，則磁鐵 1之磁化磁極間之界線穩定保持於與對應之外磁極件4a 之中心相對之位置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 更明確言之，Υ<·0.327Χ + 0.69可變換如下：假定外 磁極件4a之相對角度爲A 度，及磁鐵 1 具有 η 磁化磁極，外直徑 D1， 及內直徑 D2， 則 YC-0.3 27X + 0.69 可變換爲 A>(248.4/n)-58.86x(Dl-D2)/(Dlx 7Γ )。此意爲就 A>(248.4/n)-58.86x(D 卜 D2)/(Dlx 7Γ )而 言，磁鐵1之磁化磁極之中心穩定保持於與對應之外磁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -20- 556406 A7 B7 五、發明説明（18) 極件4a之中心相對之位置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在本實施例中，由於假定磁鐵1之磁化磁極之數η 爲 16，磁鐵 1之外直徑D1爲 10mm， 及其內直徑 D2 爲 9mm，故（248.4/n)-58.86x(Dl-D2)/(Dlx π )=13.65( 度）。故此，如外磁極件4a之相對角度 A(度）在 13.65度以下，則滿足 Y>-0.327X + 0.69之條件。在本實施 例中，由於外磁極件4a之相對角度 Α(度）設定於15 度，故磁鐵1之磁化磁極間之界線可穩定保持於與對應 之外磁極件4a之中心相對之位置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印髮 外磁極件4a之相對角度 A(度）之設定應考慮到 機件幅度容差，接合鬆度等。在以上情形，例如，如外 磁極件4a之相對角度 A(度）設定於13.7度，則 與對應之外磁極件4a相對之磁鐵1之磁化磁極間之界 線理論上可穩定保持於與對應之外磁極件4a之中心相對 之位置。然而，如考慮到可能之機件幅度容差，接合鬆度 等，則甚難保証磁鐵1之磁化磁極間之界線恆可穩定保持 於與對應之外磁極件4a之中心相對之位置上。爲消除此 不方便，需設定該相對角度A(度）於稍小於所需之値， 但如相對角度 A(度）減小太多，則拘制力可能過度增 加，從而導致轉矩減小。故此，需基於拘制力及所需轉矩 間之平衡點，設定相對角度 A(度）。 當激勵線圈，以磁化外磁極件4a於一狀態中，在 此，磁鐵1之各相鄰磁化磁極間之界線與對應之外磁極件 4a之中心相對，在磁鐵i中恆產生一轉動力，以開動 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - 556406 A7 B7 五、發明説明（19) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 致動器。另一方面，當激勵線圈，以磁化外磁極件4a於 一狀態中，在此，磁鐵 1之每一磁化磁極之中心與對應 之外磁極件 4a之中心相對，則磁鐵1不產生轉動力。 其次，參考圖3A至3C及圖4，說明磁鐵1之轉 動操作。 在本實施例中，假定外磁極件4a之相對角度由 A(度）代表，磁鐵1之外直徑幅度由 D1代表，及磁 鐡1之內直徑幅度由D2代表，則設定此等値，俾滿足 A>(248.4/n)-58.86x(Dl-D2)/(Dlx π )之條件。在此情 形，値 A之範圍相當於圖5所繪之直線之右上方之區 域。當線圈2不激勵時，圖4中之點El， E2，及E3 各相當於一位置，在此，磁鐵1之所屬磁化磁極間之界線 與對應之外磁磁極件4 a之中心相對，且故此，磁鐵1 由於拘制轉矩穩定保持於該位置中。如線圈在此狀態中激 勵，以磁化外磁極件4 a，m b r在磁鐵1中產生一轉動 力，以順利開動致動器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 故此，當線圈2不激勵時，如圖3A，磁鐵穩定保持 於一位置，在此，磁鐵1之磁化磁極間之界線與外磁極件 4a之中心相對。此狀態相當於圖4中之點E2。 當線圈2在圖3A狀態中激勵，以磁化定子4之 外磁極件 4a及內磁極部份4b分別爲 N磁極及 S磁極 時，外磁極件4a及內磁極部份4b之磁化產生一磁 力，在正常轉動之方向上作用於作爲轉子之磁鐵1上，作 爲轉子之磁鐵1由此開始反時針之方向順利轉動。然後， 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -22- 556406 A7 ____B7 五、發明説明（2〇) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 當磁鐵1之突出物lb與基板5之停止部份5f靠接 時，此製磁鐵1之轉動，如顯示於圖3 B，磁鐵停止轉 動。設定在此位置，繞磁鐵1之轉動軸線在磁鐵1之所 屬磁化磁極間之界線及對應之外磁極件4a之中心間所形 成之角度採取α度。換言之，磁鐵1已自圖3Α狀態轉 動α度。此狀態相當於圖4之點G。作用於在此位置中 之磁鐵1上之拘制轉矩爲Τ1。 拘制轉矩作用如正常轉 動力（順時針方向作用之方，如圖3Β所見），以向點 Ε 2正常轉動磁鐵。如此，當線圈2在圖3 Β狀態中不 激勵時，磁鐵1順時針方向轉動α度而進入圖3 Α狀態， 此相當於點E2，及然後停止。 另一方面，當線圈2在圖3A狀態中反向激勵， 以磁化定？* 4之外磁極件4a及內磁極部份4b分別爲 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 S磁極及N磁極時，外磁極件4a及內磁極部份4b之 磁化產生一磁力，在反向轉動之方向上作用於磁鐵1上， 作爲定子之磁鐵1由此開始順時針方向順利轉動。然 後，當磁鐵1之突出物1B靠接於基板5之停止部份 5g，此限制磁鐵1之轉動時，如顯示於圖3C，磁鐵1 停止轉動。設定在此位置，繞磁鐵1之轉動軸線if在 磁鐵1之所屬磁化磁極間之界線及對應之外磁極件4a 之中心間所形成之角度採取/3度。換言之，磁鐵1已自 圖3A狀態轉動/3度。此狀態相當於圖4之點 Η。作用 於此位置中之磁鐵1上之拘制轉矩爲Τ2。 拘制轉矩作 用如反向轉動力（反時針方向作用之力，如圖3Α所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -23- 556406 A7 B7 五、發明説明（21) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 見），以向點E2反向轉動磁鐵1 ° 如此’當線圈2 在圖3C狀態中不激勵時，磁鐵1反時針方向轉動卢度 而進入圖3A狀態，此相當於點E2 ’及然後停止。 如上述，由切換激勵線圏2之方向’作爲轉子之磁 鐵1之狀態交換於圖3B所示及圖3C所示者之間。在 任一狀中線圈2之不激勵導致磁鐵 1移動至圖3A狀 態，在此，由於拘制力，磁鐵1穩定保持於該位置上。 只要磁鐵1之轉動範圍^及沒各設定於不到達點E 1及 Ε2之任一之範圍內，則磁鐵1可轉動’但在設定磁鐵 1之轉動範圍中，仍需考慮到拘制力及所需之轉矩間之平 衡點以及所需之轉動量。點F1及F2爲相當於磁鐵1 之相鄰 S磁極及Ν磁極之各別中心之位置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上述，葉片 7及 8以與磁鐵1之轉動互鎖之 方式轉動。當磁鐵1在圖3 Α狀態中時，葉片7及 8 各保持於減小基板5之開口 5b之面積一預定量之位 置。另一方面，當磁鐵1在圖3B之狀態中時，基板5 之開口 5b由葉片 7及 8關閉。故此，由切換線圈 2 之激勵狀態及方向，可移動葉片7及8之位置於關閉位 置，中間位置，及打開位置之間，由此控制通過基板5 之開口 5b之光量。而且，當線圈2不激勵時，葉片7 及 8由磁鐵1及外磁極件4a間之吸力保持於與中間位 置相當之各別位置上。 如此，光量控制器可作用如快門裝置，此能切換於打 開狀態，中間孔徑狀態，及關閉狀態之間。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -24- 556406 A7 B7 五、發明説明（22) 其次，參考圖6至8C，詳細說明本發明之第二實施 例之光量控制器。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 圖6至8C顯示第二實施例之光量控制器。圖6 爲光量控制器之分解透視圖，裝有第二實施例之驅動裝 置。圖7爲圖6所示之裝有驅動裝置之光量控制器 之組合狀態之軸向斷面圖，而圖8A至 8C可用以說明驅 動裝置之磁鐵之轉動操作。在此等圖中，與第一實施例相 當之組成元件及機件由相同之參考編號標示。 第二實施例之光量控制器與第一實施例之光量控制器 在構造上相同，唯其定子4之構造不同，說明於下。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¾ 定子4構造爲，定子4之內磁極部份4b具有軸向 長度設定使該部份4b之頂端在磁鐵1之磁化部份la 之內周表面之頂端下方，因爲接合部份le及磁鐵保持 件 6a置於磁鐵 1內。故此，內磁極部份 4b產生一 力，此沿軸向拉磁鐵1 (向下，如圖7所見）。由於沿 軸向拉磁鐵1之力之產生，故每一外磁極件4a(髮梳形 之每一齒）宜具有一軸向長度大致大於磁鐵 1之磁化 部份la之外周表面者（閱圖7)。此構造導致外磁極件 4a產生沿軸向向上拉磁鐵1之吸力，如圖7所見，此 減小沿軸向作用於磁鐵1上之內磁極部份4b之力（即 向下作用之吸力，如見之於圖7)。 結果，磁鐵1及在 軸向上保持磁鐵1固定之磁鐵停止件6間之滑動摩擦力 減小，此確保磁鐵 1轉動順利。 爲避免干擾外磁極件4a， 本實施例中之突出物lb 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- 556406 A7 B7 五、發明説明（23) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 安排偏離上實施例之突出物1 b之位置，且與此相對應， 本實施例中之停止件5 f及5 g亦安排偏離上實施例之停 止件5f及5g之位置。磁鐵1之轉動操作與上實施例 中所述相同。 雖在以上第一及第二實施例中，光量控制器具有可打 開及關閉之二葉片，但該控制器可設有一單個葉片或三或 更多葉片。 而且，雖光量控制器應用於快門裝置上，能切換葉片 之狀態於打開狀態，中間孔徑狀態，及關閉狀態之間，但 光量控制器可應用於可變光圈裝置，例如，用以切換葉片 之狀態於打開狀態，中間孔徑狀態，及一小孔徑狀態之 間。而且，光量控制器可應用於ND過濾器等之一過濾器 更換裝置，或一密度切換裝置上。 而且，雖在以上實施例中，磁鐵分爲1 6磁化節段， 但磁化節段之數並不限於1 6，且可使用位何偶數作爲磁化 節段之數。 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 如上述，依據以上實施例，驅動裝置之外直徑由與磁 鐵之外周邊表面相對之外磁極件決定，驅動裝置之內直徑 由與磁鐵之內周表面相對之內磁極部份決定，及驅動裝置 之軸向大小或高度由線圏及磁鐵之軸向安排決定。結果， 由使用直徑及高度減小之磁鐵及線圈，可設計更爲小巧之 驅動裝置。 而且，由激勵線所磁化之外磁極件及內磁極部份間所 產生之磁通交越安排於磁極件及構件間之磁鐵，且因而有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -26- 556406 A 7 B7 五、發明説明（24) 效作用於磁鐵上。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 而且，由於外磁極件爲軸向伸出之髮梳之齒形，故可 減小驅動裝置之徑向幅度。 而且，由於使用單個線圈，其激勵之控制電路可簡 單，此有助於降低製造成本。 而a，假定與磁鐵之外周表面相對之外磁極件之髮梳 形狀之每一齒繞其轉動軸線沿圓周延伸通過之角度相對應 之角度爲 A度，且磁鐵具有η磁化磁極，一外直徑 D1，及一內直徑D2，則設定此等値，俾滿足Α>(248.4/η)· 58.86x(Dl-D2)/(Dlx π )之條件。故此，當線圈不激勵 時，磁鐵之磁化磁極間之界線可穩定保持於與髮梳齒形狀 外磁極件之對應一個之中心相對之位置。 由於每一髮梳齒形磁極件構造具有一軸向長度大於磁 鐵之外周表面之高度，故由外磁極件及內磁極部份施加於 磁鐵上之軸向力減小。結果，磁鐵及保持磁鐵於軸向上之 構件間之滑動摩擦力減小，此使磁鐵可順利轉動。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且，由於光量控制器包含以上驅動裝置及光量控制 構件，此在與驅動裝置之磁鐵相聯之狀態中轉動，從而控 制通過空心圓筒形內磁極部份之內部之光量，故容許光通 過驅動裝置之中心部份。而且，亦可構製一快門，具有快 門葉片與磁鐵之轉動成互鎖之方式操作。 而且，可由改變線圈之激勵之狀態及方向，切換光量 控制狀態於三不同之光量控制狀態之間。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -27-