JP3675557B2 - カメラの駆動装置用パルスモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラに内蔵され、シャッタの開閉作動や、絞りの開口調整作動や、距離調整，変倍等におけるレンズの移動を電動で行うのに適したカメラの駆動装置用パルスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近のカメラは、小型化，低コスト化が要求されている反面、上記のような各作動を電動で行えるようにすることが要求されている。そのため、それらの駆動装置も、カメラ内での取り付けスペースを極力小さくて済むようにすることは基より、部品点数を少なくし且つ組み立てをし易いように構成しなければならない。その場合において一番問題となるのがパルスモータをどのように構成するか、どのように配置するかということである。そこで、被写体光を通過させる円形状の開口部の側方位置において、光軸に対して径方向への寸法を出来るだけ小さく且つ全体を薄くコンパクトに配置できるようにするために、光軸を中心にして円弧状に配置することのできる正逆転可能なパルスモータが開発され、実開昭６０−１４１６８２号公報，実開平１−１１６５８３号公報等で提案されている。
【０００３】
このタイプのパルスモータは、複数の磁極部の一つにコイルを巻回している鉄芯（ヨーク）部材を二つ設けており、それらを回転子の回転中心に対して平面上で所定の位相関係を持たせ該回転子を挟むようにして配置し、径方向に４極に着磁された永久磁石を有する回転子の周面に、それらの磁極部を対向させるようにしたものである。そして、このような構成のモータは、パルス制御によって４５度ずつステップ的に回転されるが、静的安定点（コイルの無通電時において回転子が安定状態で停止できる点）は９０度毎の４箇所となっている。従って、このようなモータを、例えばレンズの繰り出し位置を８通りに規制できるようにしたレンズ駆動装置に適用する場合には、その繰り出し調整時間は、回転子を少なくとも２回転させる時間だけ必要になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
言うまでもなく、上記のような回転子による制御時間は、出来るだけ短時間であることが要求される。そして、その要求に応えるためには、先ず、回転子の回転速度を上げるようにすることが考えられる。しかしながら、この種のモータは極めて小型であることから、そのような制御を確実に行えるようにするには大幅にコストアップとなり、通常のカメラにはとても採用することができないことになってしまう。
【０００５】
そこで、上記のように回転子が４５度のステップで回転することから、回転速度を上げることなく、静的安定点が４５度置きに８箇所得られるようにすることが考えられる。そのためには、上記した４箇所の静的安定点が得られる位置の各中間位置であって回転子の周面に対向する位置に、各々磁性体部材を配置するようにすればよい。しかしながら、回転子の周面には上記したように鉄芯部材が配置されており、該磁性体部材を好適に配置することが困難であり、場合によっては、小型であるが故に該磁性体部材が上記鉄芯部材の磁極部間を磁気的に短絡させてしまう可能性がでてくる。
【０００６】
本発明は、このような点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、複数極を有する永久磁石回転子と、少なくとも一つの磁極部にコイルを巻回した二つの鉄芯部材とを備え、該回転子を該二つの鉄芯部材の磁極部によって挟むように配置した小型のパルスモータであるにもかかわらず、各ステップごとに安定点が確実に得られるようにし、しかも構成が極めて簡単で低コストで製作できるようにしたカメラの駆動装置用パルスモータを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によるカメラの駆動装置用パルスモータは、径方向に複数極に着磁された永久磁石を有する回転子と、各々複数の磁極部を有し少なくともその一つの磁極部にコイルを巻回し該複数の磁極部を前記回転子の周面に所定の間隔で対向させるようにして前記回転子の両側に配置された二つの鉄芯部材と、前記回転子と一体的に回転する出力歯車と、前記回転子の少なくとも一方の平面部に所定の間隔で対向させるようにして配置された磁性体部材とを備えており、前記磁性体部材は、前記回転子の静的安定位置において前記回転子の隣接する二つの磁極の中間位置に配置されているように構成する。
【０００８】
また、本発明におけるカメラの駆動装置用パルスモータは、好ましくは、前記磁性体部材が前記回転子の回転軸を中心とした環状又は円弧状をしており、前記中間位置において前記回転軸に向けて突起部が形成されているように構成する。また、本発明におけるカメラの駆動装置用パルスモータは、好ましくは、前記回転子が前記隣接する二つの磁極の中間位置において軸方向に凹部を形成しているように構成する。
【０００９】
また、本発明におけるカメラの駆動装置用パルスモータは、好ましくは、前記出力歯車が前記回転子と一体成形で製作されて着磁されており、前記磁性体部材は前記出力歯車の歯部に所定の間隔で対向するようにして配置されているように構成する。
更に、本発明におけるカメラの駆動装置用パルスモータは、好ましくは、前記回転子は合成樹脂製の枠部材に軸受けされており、前記磁性体部材は前記回転子とは反対側において前記枠部材に取り付けるように構成する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１乃至図７に示した三つの実施例で説明する。図１乃至図５は、本発明を一眼レフカメラの自動絞り装置に適用した場合の第１実施例を示したものであり、図１は最小の絞り開口状態を示している平面図であり、図２は図１の要部を一部展開状態で示した断面図であり、図３は図１における枠部材の形状を明示するための斜視図である。図４は絞りの全開状態を示す平面図である。図５は第１実施例のパルスモータの要部説明図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は側面図である。図６は第２実施例のパルスモータの要部説明図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は側面図である。図７は第３実施例のパルスモータの要部説明図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は側面図である。
【００１１】
第１実施例
最初に、図１乃至図５に示された実施例の構成を説明する。外形が略円形をしている合成樹脂製の基板１の中央部には光軸を中心に円形状の開口部１ａが形成されている。この基板１の背面側には略同一の外形形状をした合成樹脂製の補助基板２が取り付けられており、この補助基板２の中央部には図示していないが基板１の開口部１ａと略同一形状の開口部が形成され、それらの開口部によって被写体光をカメラ内部に導入するようになっている。また、基板１と補助基板２との間には羽根室が形成され、３枚の絞り羽根３が収容されている。
【００１２】
駆動リング４は基板１上で光軸を中心に回転可能に配置されており、三つのピン４ａは、夫々基板１に光軸を中心にして円弧状に形成された孔１ｂと、各絞り羽根３に形成された円孔とを貫通し、その先端は補助基板２に円弧状に形成された溝２ａ内に嵌入している。また、絞り羽根３のピン３ａはカバー板２に形成されたカム溝２ｂ内に嵌入している。枠部材５は合成樹脂製であって、２箇所において夫々可撓性を有するフック部５ａを基板１の係合部１ｃに係合させ、基板１に取り付けられている。尚、位置決めのために基板１のピン１ｄが枠部材５の孔５ｂに嵌合している。
【００１３】
枠部材５の上には二つの鉄芯部材６が載置されている。各鉄芯部材６は、孔６ａをピン５ｃに嵌合させ、フック部５ｄによって取り付けられている。各鉄芯部材６は、夫々その先端が磁極部となる二つの脚部６ｂ，６ｃを有し、各脚部６ｂには夫々ボビン６ｄが嵌装されている。また、夫々のボビン６ｄはコイル６ｅを巻回していると共に二つの端子ピン６ｆを植設している。枠部材５には円筒部５ｅが形成されており、各鉄芯部材６の脚部６ｂ，６ｃは、夫々それらの先端部を、円筒部５ｅに個別に設けられた孔５ｆに挿入している。
【００１４】
円筒部５ｅ内は隔壁５ｇによって上下に仕切られており、４極構成の永久磁石７ａを有する回転子７が、この隔壁５ｇと基板１とに軸受けされており、その周面が各鉄芯部材６の脚部６ｂ，６ｃの端面に対向するように配置されている。また、この回転子７には一体的に出力歯車８が形成されている。相互に噛合している減速歯車９，１０は、夫々基板１と枠部材５に軸受けされており、枠部材５に対する軸受け部は、一方の鉄芯部材６（図１において右側の鉄芯部材）を取り付けている位置の反対面となっている。そして、減速歯車９は出力歯車７に、また減速歯車１０は駆動リング４の歯部４ｂに噛合している。従って、この構成によって、回転子７の回転は減速されて駆動リング４に伝達され、回転子７が一方方向へ回転した場合には絞り開口を大きくし、逆方向へ回転した場合には小さくすることができるようになっている。
【００１５】
隔壁５ｇの上面にはピン５ｈが植設されており、また中央部には可撓性を有する二つのフック部５ｉ，５ｊが設けられている。磁性体部材１１は、略半円の円弧状をしており、また９０度間隔で三つの突起１１ａが形成され、孔１１ｂをピン５ｈに嵌合させて隔壁５ｇに固定されている。上記の各突起１１ａは、図５（ａ）に示されているように回転子７の回転軸に向けて形成されており、また、回転子７が鉄芯部材６との関係において安定的に停止している状態において、回転子７の隣接する磁極間の上部に位置するように配置されている。カバー部材１２は合成樹脂製であり、孔１２ａの縁がフック部５ｉ，５ｊに係止され、磁性体部材１１の収容部をカバーしている。尚、枠部材５が減速歯車１０を軸受けしている孔が図３に５ｋで示されている。
【００１６】
次に、本実施例の作動を説明する。既に述べたように、本実施例は一眼レフカメラの自動絞り装置である。このような絞り装置の場合には、カメラの不使用時には、フォーカルプレンシャッタからの漏光防止対策として、絞り羽根３を出来るだけ絞り込むようにしておくのが普通である。図１はこのような状態を示しており、３枚の絞り羽根３によって開口部１ａの殆どが閉鎖され、最小開口状態となされているが、この状態において開口部１ａが全閉となるように構成しても差し支えない。
【００１７】
そこで、撮影に先立って電源スイッチを閉じると、周知のように二つの鉄芯部材６の夫々のコイル６ｅにパルス電流が供給され、回転子７は時計方向へ４５度のステップで回転する。回転子７の時計方向への回転は、出力歯車８，減速歯車９，１０を介して駆動リング４に伝えられ、駆動リング４は反時計方向へ回転される。このとき、絞り羽根３は駆動リング４のピン４ａによって動かされるが、絞り羽根３のピン３ａがカム溝２ｂに案内されて、光軸から徐々に遠ざかっていくため、３枚の絞り羽根３によって形成されている開口の大きさが徐々に大きくなり、やがて開口部１ａを全開した状態で停止する。この状態が図３に示されている。従って、この状態では、ミラーによってファインダに導かれる被写体光が最大となるので、被写体像が見やすくなる。
【００１８】
このようにして被写体像を捕らえシャッタをレリーズすると、シャッタが開閉走行を行う前に、ミラーのはね上げと相前後して、二つのコイル６ｅに電流を供給し、上記とは逆のパルス制御を行う。従って、回転子７は反時計方向へ４５度のステップで回転し、出力歯車８，減速歯車９，１０を介して駆動リング４は時計方向へ回転する。そのため、３枚の絞り羽根３は徐々に開口面積を絞り込み、所定の絞り開口位置で停止する。このときの停止位置、即ち絞り開口の大きさは、予め撮影者が選択する場合もあるし、測光回路によって自動的に決定される場合もある。その後シャッタが開閉されるが、その作動が終了するとミラーが原位置へ復帰すると共にコイル６ｅに通電して回転子７を時計方向へ４５度のステップで回転させ、絞り羽根３を図１の状態に復帰させ、一連の作動が終了する。
【００１９】
本実施例の回転子７は、上記のようにして絞り羽根３を作動させるために、４５度のステップで回転するが、その各ステップごとに確実に停止させることが可能である。そのため、４極の回転子であるにもかかわらず、１回転の間に８箇所で停止させることが可能となる。即ち、本実施例のようにして磁性体部材１１が設けられていない場合には、静的安定位置は４箇所であり、もしそれらの安定位置間で回転子７を停止させた場合には極めて不安定な状態であって、いずれか一方の安定位置へ回転させられてしまう。しかし、本実施例によれば、回転子７の隣接する磁極には、それらの間に位置する突起１１ａとの間に共に吸引力が等しく働くため、その位置で安定して停止することができる。
【００２０】
このように、本実施例の場合には、４５度のステップごとに回転子７を確実に停止させることができるから、従来のように９０度ごとに停止させる場合より、理論的には絞り制御時間を約１／２にすることが可能となる。また、本実施例によれば、磁性体部材１１の突起１１ａを回転子７の上面に対向するようにしているので、磁性体部材１１を鉄芯部材６よりも回転子７に近い位置に確実に配置することができ、鉄芯部材６と回転子７との磁界には実質的な影響を及ぼさない。更に、上記のような磁性体部材１１の配置により、回転子７自体には上方向即ち軸方向への吸引力が働くから、所謂ガタ寄せが行われ、回転子７に対し常に一定の条件での回転を行わせることも可能となる。
【００２１】
尚、上記の実施例においては、磁性体部材１１と回転子７とを、枠部材５の隔壁５ｇを隔てて配置しているが、これは磁性体部材１１の組み立てを容易にし且つ調整のために他の磁性体部材１１との交換を可能にするためであって、磁性体部材１１を隔壁５ｇの回転子７側に配置するのを妨げるものではないし、回転子７の下面側に配置しても構わない。また、本実施例においては、回転子７が４極に着磁されているが、本発明は極数に限定されるものではなく６極であっても構わない。更に上記の実施例においては、磁性体部材１１が円弧状をしており、突起１１ａは９０度置きに３個形成されているが、理論的には１個でも構わない。しかしながら、所定の位置で確実に停止させるようにするためには、３個又は４個が好ましく、４個が最も好ましい。そして、４個の場合には、図５（ａ）に二点鎖線で示したように、磁性体部材１１を全体として環状に形成するのが現実的である。
【００２２】
第２実施例
次に、図６によって本発明の第２実施例を説明する。この図は第１実施例を示した図５に対応させて示したものであって、その他の構成については第１実施例の場合と同じであるので説明を省略する。また、このモータの作動についても第１実施例の場合と同じであるので、その説明を省略する。本実施例において、回転子２７は、第１実施例の場合と同じように４極に着磁されており、その上面には隣接する磁極間に凹部２７ａが形成され、逆に各磁極の中央部には所定の角度領域で扇形状に凸部２７ｂが形成されている。磁性体部材２１は全体として環状であって、９０度ごとに回転子２７の回転軸に向けて４個の突起２１ａを形成している。
【００２３】
本実施例は、このように回転子２７の上面に凹凸部が形成されたため、凸部２７ｂと突起２１ａとの間の磁束密度を大きくすることが可能となり、停止位置での安定度が一段と優れたものになる。尚、磁性体部材２１の全体形状、突起２１ａの個数、枠体５への取り付け方、そして回転子２７の極数等については、第１実施例の説明で述べたことが本実施例においても適用される。
【００２４】
第３実施例
更に、図７を用いて本発明の第３実施例を説明する。この図は図５及び図７と同じようにしてパルスモータの要部だけを示したものであって、その他の構成並びに作動については第１実施例の場合と同じであるからそれらの説明を省略する。本実施例における回転子３７は、第１実施例における回転子７と出力歯車８とを一体成形で製作したものである。従来より、プラスチック材に磁性粉を混入して成形し、それに着磁して回転子を製作することが知られているが、本実施例においては、そのような製法で製作したものであるため、円柱部３７ａと同様にして歯部３７ｂにも着磁が施されている。そして、この歯部３７ｂには８個の歯が形成されいるので、これらの歯は一つ置きに強い磁極を形成している。
【００２５】
磁性体部材３１は、第２実施例と同様に、全体として環状であって、９０度ごとに回転子３７の回転軸に向けて４個の突起３１ａを形成しているが、図７（ｂ）から分かるように、各突起３１ａは歯部３７ｂを囲むようにして配置されている。このような構成にすると、一般には、歯部３７ｂの直径が円柱部３７ａの直径より小さいことから、スペース効果が良く、図２において上下方向の全体寸法を小さくできるという利点がある。尚、磁性体部材３１の全体形状、突起３１ａの個数、そして回転子２７の極数等については、第１実施例の説明で述べたことが本実施例においても適用される。
【００２６】
上記の各実施例は、本発明を自動絞りの駆動装置に適用した場合で説明したが、前にも述べたように本発明はシャッタ開閉用の駆動装置としても、またレンズ繰り出し用の駆動装置としても適用することができるものである。また、被駆動部材（実施例においては駆動リング４）は往復回転するものに限定されず、直線的に往復作動するものも、また一方方向へのみ回転するものも含まれる。特に、レンズ繰り出し装置の場合には比較的一方方向へ回転させるようにすることが考えられる。
【００２７】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、複数極を有する永久磁石回転子と、少なくとも一つの磁極部にコイルを巻回した二つの鉄芯部材とを備え、該回転子を該二つの鉄芯部材の磁極部によって挟むように配置した小型のパルスモータであるにもかかわらず、各ステップごとに安定点が確実に得られるようにしたので、従来よりも制御時間を短くすることが可能となり、しかも構成が極めて簡単で低コストで製作できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動絞りの駆動装置に適用した場合の本発明の第１実施例の平面図であって、最小の絞り開口状態を示している。
【図２】図１の要部を一部展開状態で示した断面図である。
【図３】図１における枠部材の形状を明示するための斜視図である。
【図４】図１に示した自動絞り駆動装置の絞り全開状態を示す平面図である。
【図５】第１実施例のパルスモータの要部説明図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は側面図である。
【図６】本発明の第２実施例のパルスモータの要部説明図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は側面図である。
【図７】本発明の第３実施例のパルスモータの要部説明図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 補助基板
３ 絞り羽根
４ 駆動リング
５ 枠部材
５ｈ ピン
５ｉ，５ｊ フック部
５ｅ 円筒部
５ｇ 隔壁
６ 鉄芯部材
６ｂ，６ｃ 脚部
６ｄ ボビン
６ｅ コイル
７，２７，３７ 回転子
７ａ 永久磁石
８ 出力歯車
１１，２１，３１ 磁性体部材
１１ａ，２１ａ，３１ａ 突起
１１ｂ，１２ａ 孔
１２ カバー部材
２７ａ 凹部
２７ｂ 凸部
３７ａ 円柱部
３７ｂ 歯部

Claims (5)

1. 径方向に複数極に着磁された永久磁石を有する回転子と、各々複数の磁極部を有し少なくともその一つの磁極部にコイルを巻回し該複数の磁極部を前記回転子の周面に所定の間隔で対向させるようにして前記回転子の両側に配置された二つの鉄芯部材と、前記回転子と一体的に回転する出力歯車と、前記回転子の少なくとも一方の平面部に所定の間隔で対向させるようにして配置された磁性体部材とを備えており、前記磁性体部材は、前記回転子の静的安定位置において前記回転子の隣接する二つの磁極の中間位置に配置されていることを特徴とするカメラの駆動装置用パルスモータ。
2. 前記磁性体部材が前記回転子の回転軸を中心とした環状又は円弧状をしており、前記中間位置において前記回転軸に向けて突起部が形成されているようにしたことを特徴とする請求項１に記載のカメラの駆動装置用パルスモータ。
3. 前記回転子が前記隣接する二つの磁極の中間位置において軸方向に凹部を形成していることを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラの駆動装置用パルスモータ。
4. 前記出力歯車が前記回転子と一体成形で製作されて着磁されており、前記磁性体部材は前記出力歯車の歯部に所定の間隔で対向するようにして配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラの駆動装置用パルスモータ。
5. 前記回転子は合成樹脂製の枠部材に軸受けされており、前記磁性体部材は前記回転子とは反対側において前記枠部材に取り付けるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のカメラの駆動装置用パルスモータ。

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