JP4439300B2 - Electromagnetic actuator - Google Patents

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JP4439300B2 JP2004061271A JP2004061271A JP4439300B2 JP 4439300 B2 JP4439300 B2 JP 4439300B2 JP 2004061271 A JP2004061271 A JP 2004061271A JP 2004061271 A JP2004061271 A JP 2004061271A JP 4439300 B2 JP4439300 B2 JP 4439300B2
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Description

本発明は、電磁アクチュエータに関する。   The present invention relates to an electromagnetic actuator.

電磁アクチュエータは、コイルに通電することにより回動動作を行うものであり、様々な用途に用いられている。   An electromagnetic actuator performs a turning operation by energizing a coil, and is used for various applications.

このような電磁アクチュエータの一例として、カメラの絞り装置やシャッタ装置に用いられ、ロータが往復回動運動することにより、駆動対象物であるシャッタ羽根等を揺動運動させるものがある（例えば、特許文献１参照。）   As an example of such an electromagnetic actuator, there is one that is used in a diaphragm device or a shutter device of a camera and causes a shutter blade or the like that is a driving target to swing by a reciprocating rotation of a rotor (for example, a patent) (See Reference 1.)

特許文献１に開示されている電磁アクチュエータは、中空のコイルボビンと、コイルボビンに巻回されているコイルと、コイルボビンの端部付近に回動自在に配設されているロータとを有する。そして、ロータの永久磁石の２極の極位置がコイル側に偏るように着磁されている。
特許第２７１８４４３号明細書 （第１図） The electromagnetic actuator disclosed in Patent Literature 1 includes a hollow coil bobbin, a coil wound around the coil bobbin, and a rotor that is rotatably disposed near the end of the coil bobbin. Then, the two pole positions of the permanent magnet of the rotor are magnetized so as to be biased toward the coil side.
Japanese Patent No. 2718443 (FIG. 1)

しかしながら、上述した従来の電磁アクチュエータでは、ロータの２極の着磁角度が１２０度になるように着磁したり、ロータを回動させるためのロータ軸を真円のロータの中心に固着するには、高度な加工技術を必要とする場合があった。   However, in the conventional electromagnetic actuator described above, the rotor is magnetized so that the magnetization angle of the two poles is 120 degrees, or the rotor shaft for rotating the rotor is fixed to the center of the perfect circle rotor. In some cases, advanced processing techniques were required.

また、比重の大きい材料を用いてロータを形成した場合には、応答性がやや遅れるような可能性があった。   Further, when the rotor is formed using a material having a large specific gravity, there is a possibility that the response is slightly delayed.

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、高度な加工技術を用いることなく組立工程が簡易化された電磁アクチュエータを提供することを目的とする。
また、本発明は、応答性の良い電磁アクチュエータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electromagnetic actuator in which an assembly process is simplified without using an advanced processing technique.
Another object of the present invention is to provide an electromagnetic actuator with good response.

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る電磁アクチュエータは、
回動軸を中心に回動するとともに、前記回動軸の一端側に取り付けられ前記回動軸の延伸方向と垂直な方向に延びた第１のヨーク部材と、前記回動軸の他端側に取り付けられ前記回動軸の延伸方向と垂直な方向に延びた第２のヨーク部材と、前記第１のヨーク部材および前記第２のヨーク部材とを連結する第３のヨーク部材とから構成される回動ヨークと、
前記回動軸の延伸方向に中心軸線の方向が一致するように巻回されるとともに、前記回動軸が貫通して挿入されるコイルと、
前記回動ヨークが停止状態にある場合には、前記第１のヨーク部材と一端面が対向し、前記第２のヨーク部材と他端面が対向するように配設されたマグネットと
を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electromagnetic actuator according to the first aspect of the present invention provides:
A first yoke member that rotates about the rotation shaft and that is attached to one end of the rotation shaft and extends in a direction perpendicular to the extending direction of the rotation shaft, and the other end of the rotation shaft And a third yoke member connecting the first yoke member and the second yoke member. The second yoke member is attached to the first yoke member and extends in a direction perpendicular to the extending direction of the rotation shaft. A rotating yoke,
The coil is wound so that the direction of the central axis coincides with the extending direction of the rotating shaft, and the coil through which the rotating shaft is inserted,
A magnet disposed such that when the rotating yoke is in a stopped state, the first yoke member faces one end surface and the second yoke member faces the other end surface. Features.

また、前記第３のヨーク部材を、前記第１のヨーク部材と連結し、前記回動軸と同心円周上に延びた第４のヨーク部材と、前記第２のヨーク部材と連結し、前記回動軸と同心円周上に延びた第５のヨーク部材と、前記第４のヨーク部材および前記第５のヨーク部材とを連結する第６のヨーク部材とから構成し、
前記マグネットを、前記回動ヨークが停止状態にある場合には、前記第１のヨーク部材と前記第４のヨーク部材との連結部分に一端面が対向し、前記第２のヨーク部材と前記第５のヨーク部材との連結部分に他端面が対向するように配設してもよい。 In addition, the third yoke member is connected to the first yoke member, connected to the fourth yoke member extending concentrically with the rotation shaft, and the second yoke member. A fifth yoke member extending concentrically with the moving shaft, and a sixth yoke member connecting the fourth yoke member and the fifth yoke member;
When the rotating yoke is in a stopped state, the magnet has one end face opposed to a connecting portion between the first yoke member and the fourth yoke member, and the second yoke member and the second yoke member. You may arrange | position so that an other end surface may oppose the connection part with 5 yoke members.

また、前記回動軸は磁性材料により形成されるようにしてもよい。   The pivot shaft may be made of a magnetic material.

また、前記マグネットにより、前記コイルの無通電時において、前記第１のヨーク部材の前記マグネットと対向する面から、前記回転軸、および、前記第２のヨーク部材の前記マグネットと対向する面までを含んで構成される磁気回路と、前記第１のヨーク部材の前記マグネットと対向する面から、前記第３のヨーク部材、および、前記第２のヨーク部材の前記マグネットと対向する面までを含んで構成される磁気回路とが形成されることを特徴とする。   Further, when the coil is not energized by the magnet, from the surface facing the magnet of the first yoke member to the surface facing the magnet of the rotating shaft and the second yoke member. Including a magnetic circuit configured to include a surface of the first yoke member facing the magnet to a surface of the third yoke member facing the magnet of the second yoke member. The magnetic circuit is formed.

また、前記マグネットにより、前記コイルの無通電時において、前記第１のヨーク部材、前記回転軸、および、前記第２のヨーク部材により構成される磁気回路と、前記第４のヨーク部材、前記第５のヨーク部材、および、前記第６のヨーク部材により構成される磁気回路とが形成されることを特徴とする。   In addition, the magnet causes the magnetic circuit constituted by the first yoke member, the rotating shaft, and the second yoke member, the fourth yoke member, And a magnetic circuit constituted by the sixth yoke member.

本発明によれば、組立工程が簡易化されるとともに、応答性が優れた電磁アクチュエータを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while an assembly process is simplified, the electromagnetic actuator excellent in responsiveness can be provided.

本発明の実施の形態に係る電磁アクチュエータについて、以下図面を参照して説明する。   An electromagnetic actuator according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（実施形態１）
本発明の実施形態１に係る電磁アクチュエータ１０は、図１〜図７に示すように、回動ヨーク１１と、回動軸１２と、マグネット１３と、コイル１４が巻回されたコイル枠１５と、Ｅリング１６とを備えている。この電磁アクチュエータ１０は、揺動モータであり、回動ヨーク１１が往復回動運動をすることにより、駆動対象であるカメラの絞りを開閉運動させるものである。 (Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 to 7, the electromagnetic actuator 10 according to the first embodiment of the present invention includes a rotating yoke 11, a rotating shaft 12, a magnet 13, and a coil frame 15 around which a coil 14 is wound. The E-ring 16 is provided. The electromagnetic actuator 10 is a swing motor, and is configured to open and close a diaphragm of a camera to be driven by a reciprocating rotational movement of the rotational yoke 11.

回動ヨーク１１は、回動軸１２を中心にして往復回動運動をするものである。回動ヨーク１１は、上側ヨーク１１ａと、下側ヨーク１１ｂと、上側ヨーク１１ａと下側ヨーク１１ｂとを連結する連結（継ぎ手）ヨーク１１ｃとから構成されている。なお、ここで上側とは、回動軸１２においてＥリング１６がはめられている側とし、その逆側を下側とする。回動ヨーク１１の上側ヨーク１１ａ、下側ヨーク１１ｂおよび連結ヨーク１１ｃは、薄板状の形状からなり、一体に形成されている。回動ヨーク１１は、例えば軟質磁性材料であるケイ素鋼、軟鉄、パーマロイ、ステンレス等により形成されている。   The rotating yoke 11 reciprocates around the rotating shaft 12. The rotating yoke 11 includes an upper yoke 11a, a lower yoke 11b, and a connecting (joint) yoke 11c that connects the upper yoke 11a and the lower yoke 11b. Here, the upper side is the side where the E-ring 16 is fitted on the rotating shaft 12, and the opposite side is the lower side. The upper yoke 11a, the lower yoke 11b, and the connecting yoke 11c of the rotating yoke 11 have a thin plate shape and are integrally formed. The rotating yoke 11 is made of, for example, silicon steel, soft iron, permalloy, stainless steel or the like that is a soft magnetic material.

上側ヨーク１１ａおよび下側ヨーク１１ｂには、一端に回動軸１２が嵌合される回動軸用孔１１１ａ、１１１ｂがそれぞれ形成されている。上側ヨーク１１ａおよび下側ヨーク１１ｂの他端は連結ヨーク１１ｃと連結されている。上側ヨーク１１ａおよび下側ヨーク１１ｂは、回動軸１２の延伸方向と垂直な方向に延びるように形成され、それぞれが平行になるように位置している。   The upper yoke 11a and the lower yoke 11b are formed with rotation shaft holes 111a and 111b, respectively, into which the rotation shaft 12 is fitted. The other ends of the upper yoke 11a and the lower yoke 11b are connected to the connecting yoke 11c. The upper yoke 11a and the lower yoke 11b are formed so as to extend in a direction perpendicular to the extending direction of the rotating shaft 12, and are positioned so as to be parallel to each other.

連結ヨーク１１ｃはコ字状（Ｃ字状）の形状を有し、回動軸１２の延伸方向と平行な方向に延びる連結部１１１ｃと、連結部１１１ｃの上端から回動軸１２と同心円周方向に延びる上連結部１１２ｃと、連結部１１１ｃの下端から回動軸１２と同心円周方向に延びる下連結部１１３ｃとから構成されている。   The connecting yoke 11c has a U-shape (C-shape), a connecting portion 111c extending in a direction parallel to the extending direction of the rotating shaft 12, and a circumferential direction concentric with the rotating shaft 12 from the upper end of the connecting portion 111c. The upper connecting portion 112c extends in the direction from the lower end of the connecting portion 111c and the lower connecting portion 113c extends in the circumferential direction concentrically with the rotating shaft 12.

上連結部１１２ｃと上側ヨーク１１ａの他端とが連結され、この連結される部分である上コーナー部１１１ｄは、コイル１４の無通電時においては、コイル枠１５の後述するフランジ部１５ｂを介して、マグネット１３の上端面（Ｎ極側）と対向する位置にある。また、下連結部１１３ｃと下側ヨーク１１ｂの他端とが連結され、この連結される部分である下コーナー部１１２ｄは、コイル１４の無通電時においては、コイル枠１５の後述するフランジ部１５ｃを介して、マグネット１３の下端面（Ｓ極側）と対向する位置にある。   The upper connecting portion 112c is connected to the other end of the upper yoke 11a, and the upper corner portion 111d, which is the connected portion, is connected via a flange portion 15b described later of the coil frame 15 when the coil 14 is not energized. The magnet 13 is at a position facing the upper end surface (N pole side) of the magnet 13. Further, the lower connecting portion 113c and the other end of the lower yoke 11b are connected, and the lower corner portion 112d, which is the connected portion, is a flange portion 15c described later of the coil frame 15 when the coil 14 is not energized. Is located at a position facing the lower end surface (S pole side) of the magnet 13.

回動軸１２は、回動ヨーク１１を回動自在に支持するものである。回動軸１２は、磁性材料により形成され、例えば、軟質磁性材料であるケイ素鋼、軟鉄、パーマロイ、ステンレス等により形成されている。回動軸１２には、上側にＥリング１６を嵌める溝１２ａが形成され、下側に回動ヨーク１１の下側ヨーク１１ｂが載置されるフランジ部１２ｂが形成されている。   The rotating shaft 12 supports the rotating yoke 11 so as to be rotatable. The rotating shaft 12 is made of a magnetic material, for example, soft steel, silicon steel, soft iron, permalloy, stainless steel, or the like. On the rotating shaft 12, a groove 12a for fitting the E ring 16 is formed on the upper side, and a flange portion 12b on which the lower yoke 11b of the rotating yoke 11 is placed is formed on the lower side.

マグネット１３は、上側ヨーク１１ａ、下側ヨーク１１ｂ、連結ヨーク１１ｃおよび回動軸１２に磁気回路を構成するものである。マグネット１３は、永久磁石からなる棒磁石である。   The magnet 13 constitutes a magnetic circuit in the upper yoke 11a, the lower yoke 11b, the connecting yoke 11c, and the rotating shaft 12. The magnet 13 is a bar magnet made of a permanent magnet.

コイル枠１５には、円筒状の本体１５ａの外周にコイル１４を構成する導電線が巻回されている。コイル枠１５は、非磁性材料により形成され、例えば、プラスチック材料である非硬化性エポキシ樹脂、非硬化性フェノール樹脂、ナイロン樹脂等により形成されている。本体１５ａの中央には、回動軸１２が挿入される回動軸用孔１５１ａが形成されている。円筒状の本体１５ａの上下端にはフランジ部１５ｂおよび１５ｃが形成されている。フランジ部１５ｂおよび１５ｃには、マグネット１３を挟持して固定するためのマグネット挟持部１５１ｂおよび１５１ｃがそれぞれ突設されている。また、コイル１４には、コイル枠１５を介して回動軸１２が貫通して挿入されている。コイル１４は、回動軸１２の延伸方向に中心軸線の方向が一致するように巻回されている。   In the coil frame 15, a conductive wire constituting the coil 14 is wound around the outer periphery of a cylindrical main body 15a. The coil frame 15 is formed of a non-magnetic material, and is formed of, for example, a non-curable epoxy resin, a non-curable phenol resin, a nylon resin, or the like that is a plastic material. A rotation shaft hole 151a into which the rotation shaft 12 is inserted is formed at the center of the main body 15a. Flange portions 15b and 15c are formed on the upper and lower ends of the cylindrical main body 15a. Magnet holding parts 151b and 151c for holding and fixing the magnet 13 project from the flange parts 15b and 15c, respectively. Further, the rotating shaft 12 is inserted into the coil 14 through the coil frame 15. The coil 14 is wound so that the direction of the central axis coincides with the extending direction of the rotating shaft 12.

Ｅリング１６は、回動軸１２が抜け落ちないように回動軸１２の上側の溝１２ａに嵌められるリング状の止め輪である。   The E-ring 16 is a ring-shaped retaining ring that is fitted in the groove 12a on the upper side of the rotating shaft 12 so that the rotating shaft 12 does not fall off.

次に、電磁アクチュエータ１０を組み立てる方法について説明する。コイル１４が巻回されたコイル枠１５のマグネット挟持部１５１ｂおよび１５１ｃにマグネット１３を固定する。   Next, a method for assembling the electromagnetic actuator 10 will be described. The magnet 13 is fixed to the magnet clamping portions 151b and 151c of the coil frame 15 around which the coil 14 is wound.

回動ヨーク１１およびコイル枠１５について、回動ヨーク１１の回動軸用孔１１１ａ、コイル枠１５の回動軸用孔１５１ａ、および、回動ヨーク１１の回動軸用孔１１１ｂの中心が重なり、かつ、回動ヨーク１１の上コーナー部１１１ｄとマグネット１３の上端面とが対向し、回動ヨーク１１の下コーナー部１１２ｄとマグネット１３の下端面とが対向する位置になるように、位置合わせをする。そして、回動ヨーク１１の回動軸用孔１１１ｂ、コイル枠１５の回動軸用孔１５１ａおよび回動ヨーク１１の回動軸用孔１１１ａに回動軸１２を順次挿入する。回動ヨーク１１の回動軸用孔１１１ａおよび１１１ｂに回動軸１２は嵌合される。最後に、Ｅリング１６を回動軸１２の溝１２ａに嵌めて、電磁アクチュエータ１０は完成する。   With respect to the rotating yoke 11 and the coil frame 15, the centers of the rotating shaft hole 111 a of the rotating yoke 11, the rotating shaft hole 151 a of the coil frame 15, and the rotating shaft hole 111 b of the rotating yoke 11 overlap. In addition, the upper corner portion 111d of the rotating yoke 11 and the upper end surface of the magnet 13 face each other, and the lower corner portion 112d of the rotating yoke 11 and the lower end surface of the magnet 13 face each other. do. Then, the rotation shaft 12 is sequentially inserted into the rotation shaft hole 111 b of the rotation yoke 11, the rotation shaft hole 151 a of the coil frame 15, and the rotation shaft hole 111 a of the rotation yoke 11. The rotation shaft 12 is fitted into the rotation shaft holes 111 a and 111 b of the rotation yoke 11. Finally, the E-ring 16 is fitted into the groove 12a of the rotating shaft 12, and the electromagnetic actuator 10 is completed.

カメラの絞り装置に用いる電磁アクチュエータ１０を制御するための制御回路について図８を用いて説明する。制御部３０は、図８に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１とメモリ３２とモータドライバ３３とを備えている。ＣＰＵ３１は、電磁アクチュエータ１０全体の制御や演算処理を行うものである。メモリ３２には、電磁アクチュエータ１０を制御するためのプログラムや制御情報が格納されている。モータドライバ３３は、ＣＰＵ３１からの制御信号に応じて、コイル１４に通電し励磁するか、コイル１４への通電を切って無励磁にする。ＣＰＵ３１には、光量検出部４１およびシャッターボタン４２が接続されている。   A control circuit for controlling the electromagnetic actuator 10 used in the camera aperture device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the control unit 30 includes a CPU (Central Processing Unit) 31, a memory 32, and a motor driver 33. The CPU 31 performs control and arithmetic processing of the entire electromagnetic actuator 10. The memory 32 stores a program and control information for controlling the electromagnetic actuator 10. The motor driver 33 energizes and energizes the coil 14 in accordance with a control signal from the CPU 31 or turns off the energization of the coil 14 to make it non-excited. The CPU 31 is connected to a light amount detector 41 and a shutter button 42.

シャッターボタン４２が押されると、ＣＰＵ３１は、光量検出部４１により検出された被写体の輝度情報を読み取り、電磁アクチュエータ１０の駆動（絞りによる露光量の制限）が必要か否かを判別する。ＣＰＵ３１は、判別結果に従って、絞り動作が必要な場合には、電磁アクチュエータ１０を駆動するためにコイル１４に通電するか、無通電とするかをモータドライバ３３に指示する。モータドライバ３３は、指示に従って、電磁アクチュエータ１０のコイル１４に通電したり、通電を切ったりする。   When the shutter button 42 is pressed, the CPU 31 reads the luminance information of the subject detected by the light amount detection unit 41 and determines whether or not the electromagnetic actuator 10 needs to be driven (exposure amount limitation by the diaphragm). In accordance with the determination result, the CPU 31 instructs the motor driver 33 to energize the coil 14 to drive the electromagnetic actuator 10 or to de-energize it when the diaphragm operation is necessary. The motor driver 33 energizes the coil 14 of the electromagnetic actuator 10 or turns off the energization according to the instruction.

このように、電磁アクチュエータ１０のコイル１４に通電制御することによって、回動ヨーク１１は往復回動運動をする。次に、電磁アクチュエータ１０の回動ヨーク１１の回動動作について、図９を用いて説明する。   In this way, by controlling energization of the coil 14 of the electromagnetic actuator 10, the rotating yoke 11 reciprocates and rotates. Next, the turning operation of the turning yoke 11 of the electromagnetic actuator 10 will be described with reference to FIG.

回動ヨーク１１が停止位置にある場合は、コイル１４が無通電状態であり、無励磁状態であり、この場合には、図９（ａ）に示すように、マグネット１３の磁界は、上側ヨーク１１ａ、回動軸１２および下側ヨーク１１ｂにより構成される磁気回路を形成するとともに、連結ヨーク１１ｃにより構成される磁気回路を形成し、２つの磁気回路を形成する。これにより、マグネット１３の上端面側であるＮ極と回動ヨーク１１の上コーナー部１１１ｄとの間、および、マグネット１３の下端面側であるＳ極と回動ヨーク１１の下コーナー部１１２ｄとの間に吸引力が生じ、回動ヨーク１１の安定した静止状態が保たれる。   When the rotating yoke 11 is at the stop position, the coil 14 is in a non-energized state and in a non-excited state. In this case, as shown in FIG. A magnetic circuit constituted by 11a, the rotating shaft 12 and the lower yoke 11b is formed, and a magnetic circuit constituted by the connecting yoke 11c is formed to form two magnetic circuits. Thereby, between the N pole on the upper end surface side of the magnet 13 and the upper corner portion 111d of the rotating yoke 11, and the S pole on the lower end surface side of the magnet 13 and the lower corner portion 112d of the rotating yoke 11 During this time, a suction force is generated, and a stable stationary state of the rotating yoke 11 is maintained.

図９（ａ）の状態において、コイル１４に電流を加えて、図９（ｂ）に示すように、回動軸１２に発生していた磁束を打ち消す方向に、すなわち、回動軸１２の上側がＮ極になるように、コイル１４を励磁すると、連結ヨーク１１ｃにおいて、マグネット１３からの磁束と、コイル１４からの磁束とが合わさり飽和する。このように連結ヨーク１１ｃにおいて磁束が飽和すると、上コーナー部１１１ｄおよび下コーナー部１１２ｄからマグネット１３へと磁束が漏洩し、マグネット１３の磁極と反発して、回動ヨーク１１が図９（ｃ）に示す位置まで反時計回り方向に回転する。   In the state of FIG. 9A, a current is applied to the coil 14 to cancel the magnetic flux generated on the rotating shaft 12, as shown in FIG. 9B, that is, on the rotating shaft 12. When the coil 14 is excited so that the side becomes the N pole, the magnetic flux from the magnet 13 and the magnetic flux from the coil 14 are combined and saturated in the connecting yoke 11c. When the magnetic flux is saturated in the connecting yoke 11c in this way, the magnetic flux leaks from the upper corner portion 111d and the lower corner portion 112d to the magnet 13 and repels the magnetic pole of the magnet 13, so that the rotating yoke 11 is shown in FIG. Rotate counterclockwise to the position shown in.

図９（ｃ）の状態において、コイル１４を無通電状態にして、図９（ｄ）に示すように、コイル１４を無励磁にすると、マグネット１３の磁束が回動ヨーク１１内に流れて吸引されることにより、回動ヨーク１１は、図９（ａ）に示す位置まで時計回り方向に回転して初期状態に復帰する。   In the state of FIG. 9 (c), when the coil 14 is turned off and the coil 14 is turned off as shown in FIG. 9 (d), the magnetic flux of the magnet 13 flows into the rotating yoke 11 and is attracted. As a result, the turning yoke 11 rotates clockwise to the position shown in FIG. 9A and returns to the initial state.

本実施形態においては、電磁アクチュエータ１０は連結ヨーク１１ｃを備えるが、連結ヨーク１１ｃを備えない場合よりも、高出力が得られる。すなわち、連結ヨーク１１ｃを備えない場合には、マグネット１３の磁界により構成される磁気回路は、上側ヨーク１１ａ、回動軸１２および下側ヨーク１１ｂで構成される磁気回路１つのみであるが、本実施形態では、図９（ａ）に示すように、連結ヨーク１１ｃを備えることにより、連結ヨーク１１ｃでもさらに磁気回路が構成されることになる。このために連結ヨーク１１ｃを備えた電磁アクチュエータ１０では、連結ヨーク１１ｃを備えない場合に比べて、回動軸１２に発生する磁束が減少する。よって、連結ヨーク１１を備えた電磁アクチュエータ１０のほうが、回動軸１２に発生する磁束を打ち消す方向にコイル１４を励磁する場合には、打ち消すべき磁束量が少なくなる。その結果、コイル１４に加える電流量が連結ヨーク１１ｃを備えている電磁アクチュエータ１０と連結ヨーク１１ｃを備えていない電磁アクチュエータで同じ場合には、連結ヨーク１１ｃを備えた電磁アクチュエータ１０のほうが、上コーナー部１１１ｄおよび下コーナー部１１２ｄから漏洩する磁束量が多くなるので、高出力で回動ヨーク１１を回動させることが可能になる。   In the present embodiment, the electromagnetic actuator 10 includes the connection yoke 11c, but a higher output can be obtained than when the connection yoke 11c is not included. That is, when the connecting yoke 11c is not provided, the magnetic circuit constituted by the magnetic field of the magnet 13 is only one magnetic circuit constituted by the upper yoke 11a, the rotating shaft 12 and the lower yoke 11b. In the present embodiment, as shown in FIG. 9A, by providing the connecting yoke 11c, a magnetic circuit is further configured by the connecting yoke 11c. For this reason, in the electromagnetic actuator 10 provided with the connecting yoke 11c, the magnetic flux generated in the rotating shaft 12 is reduced as compared with the case where the connecting yoke 11c is not provided. Therefore, when the coil 14 is excited in the direction in which the electromagnetic actuator 10 including the connecting yoke 11 cancels out the magnetic flux generated in the rotating shaft 12, the amount of magnetic flux to be canceled out is reduced. As a result, when the amount of current applied to the coil 14 is the same in the electromagnetic actuator 10 having the connecting yoke 11c and the electromagnetic actuator not having the connecting yoke 11c, the electromagnetic actuator 10 having the connecting yoke 11c is better in the upper corner. Since the amount of magnetic flux leaking from the portion 111d and the lower corner portion 112d increases, the rotating yoke 11 can be rotated with high output.

電磁アクチュエータ１０を用いたカメラの絞り装置について、図１０を参照して説明する。この電磁アクチュエータ１０は、回動軸１２の下端が絞り装置の筐体内に軸支されるとともに、固定されている。また、この電磁アクチュエータ１０の連結ヨーク１１ｃは、駆動ピン１７ａが形成された駆動レバー１７を備えている。   A camera aperture device using the electromagnetic actuator 10 will be described with reference to FIG. The electromagnetic actuator 10 is fixed while the lower end of the rotating shaft 12 is pivotally supported in the casing of the diaphragm device. The connecting yoke 11c of the electromagnetic actuator 10 includes a drive lever 17 in which a drive pin 17a is formed.

このカメラの絞り装置は、図８における制御部３０、光量検出部４１およびシャッターボタン４２を備えている。この絞り装置は、絞り羽根２０を回動させて、レンズ開口５０とレンズ開口５０よりも小径の絞り開口２１とを重ね合わせることにより、レンズ開口５０を絞り込んで、光量を制限するものである。   The aperture device of this camera includes a control unit 30, a light amount detection unit 41, and a shutter button 42 in FIG. This diaphragm device rotates the diaphragm blade 20 to superimpose the lens opening 50 and the diaphragm opening 21 having a smaller diameter than the lens opening 50, thereby narrowing the lens opening 50 and limiting the amount of light.

絞り羽根２０には、レンズ開口５０よりも径の小さい絞り開口２１と、嵌合孔２２とが形成されている。絞り羽根２０の嵌合孔２２には、電磁アクチュエータ１０の駆動ピン１７ａが嵌合されており、絞り羽根２０は駆動ピン１７ａに固定される。これにより回動ヨーク１１の駆動レバー１７の回動に伴って、絞り羽根２０も回動軸１２を中心として回動する。また、絞り羽根２０は、ストッパ２４により時計回りの方向の回動を制限される。   The diaphragm blade 20 is formed with a diaphragm opening 21 having a diameter smaller than that of the lens opening 50 and a fitting hole 22. The drive pin 17a of the electromagnetic actuator 10 is fitted in the fitting hole 22 of the aperture blade 20, and the aperture blade 20 is fixed to the drive pin 17a. As a result, the diaphragm blade 20 also rotates about the rotation shaft 12 as the drive lever 17 of the rotation yoke 11 rotates. The stop blade 20 is restricted by the stopper 24 from rotating in the clockwise direction.

この絞り装置では、シャッターボタン４２が押されると、ＣＰＵ３１は、光量検出部４１により検出された被写体の輝度情報等を読み取って、電磁アクチュエータ１０の駆動（絞りによる露光量の制限）が必要か否かを判別する。この絞り羽根２０がレンズ開口５０と重なっておらずレンズ開口５０が全開となっている初期位置のときは、電磁アクチュエータ１０は図９（ａ）の状態となっている。ＣＰＵ３１は、判別結果に従って、絞りが必要だと判別すると、モータドライバ３３を介して、電磁アクチュエータ１０のコイル１４に電流を加えてコイル１４を励磁する。すると、図９（ａ）〜（ｃ）で説明したように回動ヨーク１１が反時計回り方向に回転する。これによって、駆動レバー１７が反時計回り方向に回転する。この駆動レバー１７の回転に伴って、絞り羽根２０が反時計回り方向に回転する。   In this diaphragm device, when the shutter button 42 is pressed, the CPU 31 reads the luminance information of the subject detected by the light amount detector 41 and determines whether the electromagnetic actuator 10 needs to be driven (exposure amount limitation by the diaphragm). Is determined. At the initial position where the aperture blade 20 does not overlap the lens opening 50 and the lens opening 50 is fully open, the electromagnetic actuator 10 is in the state shown in FIG. If the CPU 31 determines that the diaphragm is necessary according to the determination result, the CPU 31 applies current to the coil 14 of the electromagnetic actuator 10 via the motor driver 33 to excite the coil 14. Then, as described in FIGS. 9A to 9C, the rotating yoke 11 rotates in the counterclockwise direction. As a result, the drive lever 17 rotates counterclockwise. As the drive lever 17 rotates, the aperture blade 20 rotates counterclockwise.

絞り羽根２０が反時計回り方向に回転して、絞り開口２１とレンズ開口５０が重なり合う状態になり、開口が絞られた状態になる。   The aperture blade 20 rotates counterclockwise, and the aperture opening 21 and the lens aperture 50 are overlapped, and the aperture is reduced.

そして、最大開口に戻すときは、電磁アクチュエータ１０のコイル１４を無通電状態にする。すると、図９（ｄ）および（ａ）で説明したように回動ヨーク１１が時計回り方向に回転する。これによって、駆動レバー１７が時計回り方向に回転する。この駆動レバー１７の回転に伴って、絞り羽根２０が時計回り方向に回転する。絞り羽根２０が時計回り方向に回転して、ストッパ２４に当接する。   And when returning to a maximum opening, the coil 14 of the electromagnetic actuator 10 is made into a non-energized state. Then, as described in FIGS. 9D and 9A, the rotating yoke 11 rotates in the clockwise direction. As a result, the drive lever 17 rotates in the clockwise direction. As the drive lever 17 rotates, the aperture blade 20 rotates in the clockwise direction. The aperture blade 20 rotates clockwise and comes into contact with the stopper 24.

このように本実施形態の電磁アクチュエータでは、マグネット１３からの磁束とコイル１４で発生する磁界の変化により、薄板状の回動ヨーク１１単体が回動するようにしたので、回動体の自重が軽く、応答性がよい。   As described above, in the electromagnetic actuator according to the present embodiment, the thin plate-shaped rotating yoke 11 is rotated by the change in the magnetic flux generated from the magnet 13 and the magnetic field generated by the coil 14, and thus the weight of the rotating body is light. Good responsiveness.

また、本実施形態の電磁アクチュエータ１０では、回動体が回動ヨーク１１であり、永久磁石からなるロータを用いていないので、例えば、ロータに着磁部を形成したり、ロータ軸をロータの中心に固着するような高度な加工技術は必要としないので、電磁アクチュエータ１０の組立工程が容易になり、合理化される。   In the electromagnetic actuator 10 of this embodiment, the rotating body is the rotating yoke 11 and does not use a rotor made of a permanent magnet. For example, a magnetized portion is formed in the rotor, or the rotor shaft is the center of the rotor. Therefore, an assembling process of the electromagnetic actuator 10 is facilitated and streamlined.

（実施形態２）
本発明の実施形態２に係る電磁アクチュエータ６０の構成を図１１〜図１４に示す。この電磁アクチュエータ６０は、実施形態１の電磁アクチュエータ１０の回動ヨーク１１における連結ヨーク１１ｃが、連結部１１１ｃのみにより構成され、上連結部１１２ｃおよび下連結部１１３ｃが省略された構成となっており、また、回動ヨーク１１のストッパ１５２ｂ，１５３ｂが形成されている点で実施形態１と異なり、その他の構成は実施形態１と同様である。以下、実施形態１と異なる点についてのみ説明し、その他については同一の符号を付しその説明を省略する。 (Embodiment 2)
The structure of the electromagnetic actuator 60 which concerns on Embodiment 2 of this invention is shown in FIGS. In the electromagnetic actuator 60, the connecting yoke 11c in the rotating yoke 11 of the electromagnetic actuator 10 of the first embodiment is configured by only the connecting portion 111c, and the upper connecting portion 112c and the lower connecting portion 113c are omitted. Further, the second embodiment is the same as the first embodiment except that the stoppers 152b and 153b of the rotating yoke 11 are formed. Hereinafter, only different points from the first embodiment will be described, and the other parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

電磁アクチュエータ６０は、上側ヨーク１１ａと下側ヨーク１１ｂとを連結する連結ヨーク１１ｃが、回転軸１２の延伸方向と平行な方向に延びる連結部１１１ｃのみから構成されており、回動ヨーク１１全体でコ字状の形状をなしている。また、上側ヨーク１１ａの回動軸用孔１１１ａ側の端には突片部１１２ａが形成されている。   In the electromagnetic actuator 60, the connecting yoke 11 c that connects the upper yoke 11 a and the lower yoke 11 b includes only a connecting portion 111 c that extends in a direction parallel to the extending direction of the rotating shaft 12. It has a U shape. Further, a projecting piece 112a is formed at the end of the upper yoke 11a on the side of the rotation shaft hole 111a.

コイル枠１５の上側のフランジ部１５ｂには、第１のストッパ１５２ｂと第２のストッパ１５３ｂとが突設されている。第１のストッパ１５２ｂは、上側ヨーク１１ａの連結部１１１ｃとの連結部分付近と当接することにより、上側ヨーク１１ａの時計回り方向の回動を規制するものである。第２のストッパ１５３ｂは、上側ヨーク１１ａの突片部１１２ａと当接することにより、上側ヨーク１１ａの反時計回り方向の回動を規制するものである。   A first stopper 152b and a second stopper 153b project from the upper flange portion 15b of the coil frame 15. The first stopper 152b regulates the clockwise rotation of the upper yoke 11a by coming into contact with the vicinity of the connecting portion with the connecting portion 111c of the upper yoke 11a. The second stopper 153b regulates the counterclockwise rotation of the upper yoke 11a by contacting the protruding piece 112a of the upper yoke 11a.

回動ヨーク１１が停止位置にある場合には、図１１に示すように、マグネット１３の磁界は、上側ヨーク１１ａのマグネット１３の上端面との対向面から、回動軸１２および下側ヨーク１１ｂのマグネット１３との対向面までによって構成される磁気回路を形成するとともに、上側ヨーク１１ａのマグネット１３の上端面との対向面から、連結ヨーク１１ｃ、下側ヨーク１１ｂのマグネット１３の下端面との対向面までによって構成される磁気回路を形成し、２つの磁気回路を形成する。   When the rotating yoke 11 is in the stop position, as shown in FIG. 11, the magnetic field of the magnet 13 is generated from the surface of the upper yoke 11a facing the upper end surface of the magnet 13 from the rotating shaft 12 and the lower yoke 11b. A magnetic circuit constituted by the surface facing the magnet 13 is formed, and from the surface facing the upper end surface of the magnet 13 of the upper yoke 11a to the lower end surface of the magnet 13 of the connecting yoke 11c and the lower yoke 11b. A magnetic circuit constituted by the opposing surfaces is formed, and two magnetic circuits are formed.

回動軸１２の上側がＮ極になるように、図１３に示すように、コイル１４を励磁すると、上側ヨーク１１ａのマグネット１３の上端面との対向面から、連結ヨーク１１ｃ、下側ヨーク１１ｂのマグネット１３の下端面との対向面までにおいて、マグネット１３からの磁束と、コイル１４からの磁束とが合わさって飽和する。このように磁束が飽和すると、上側ヨーク１１ａのマグネット１３の上端面との対向面、および、下側ヨーク１１ｂのマグネット１３の下端面との対向面からマグネット１３へと磁束が漏洩し（図中、矢印破線で表す。）、マグネット１３の磁極と反発して、回動ヨーク１１が反時計回り方向に回転する。   As shown in FIG. 13, when the coil 14 is excited so that the upper side of the rotating shaft 12 becomes the N pole, the connecting yoke 11 c and the lower yoke 11 b are formed from the surface of the upper yoke 11 a facing the upper end surface of the magnet 13. Up to the surface facing the lower end surface of the magnet 13, the magnetic flux from the magnet 13 and the magnetic flux from the coil 14 are combined and saturated. When the magnetic flux is saturated in this way, the magnetic flux leaks from the surface facing the upper end surface of the magnet 13 of the upper yoke 11a and the surface facing the lower end surface of the magnet 13 of the lower yoke 11b to the magnet 13 (in the figure). The rotation yoke 11 rotates counterclockwise by repelling the magnetic pole of the magnet 13.

以上、各実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、本実施形態では、回動ヨーク１１を初期状態に戻すのに、コイル１４を無通電状態にしたが、コイル１４に逆励磁をかけることで初期位置に戻すようにしてもよい。   The present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made. For example, in this embodiment, the coil 14 is turned off to return the rotating yoke 11 to the initial state. However, the coil 14 may be returned to the initial position by applying reverse excitation.

また、本実施形態では、マグネット１３の上端側がＮ極、下端側がＳ極である例について説明したが、マグネット１３の上端側がＳ極、下端側がＮ極であってもよい。この場合には、回動軸１２の上側がＳ極になるようにコイル１４を励磁して、反時計回り方向に回動ヨーク１１を回転する。   In the present embodiment, the example in which the upper end side of the magnet 13 is the N pole and the lower end side is the S pole has been described, but the upper end side of the magnet 13 may be the S pole and the lower end side may be the N pole. In this case, the coil 14 is excited so that the upper side of the rotation shaft 12 becomes the S pole, and the rotation yoke 11 is rotated counterclockwise.

さらに、本実施形態では、回転軸１２を磁性材料により形成する例について説明したが、回転軸１２は必ずしも磁性材料により形成する必要はない。回転軸１２が磁性材料により形成されなくても、上述した２つの磁気回路は形成される。   Furthermore, in this embodiment, although the example which forms the rotating shaft 12 with a magnetic material was demonstrated, the rotating shaft 12 does not necessarily need to be formed with a magnetic material. Even if the rotating shaft 12 is not formed of a magnetic material, the two magnetic circuits described above are formed.

また、上記実施形態２では、第１，第２のストッパ１５２ｂ，１５３ｂをコイル枠１５の上側のフランジ部１５ｂに形成する例について説明したが、下側のフランジ部１５ｃに形成するようにしてもよい。また、実施形態１において、実施形態２のように第１，第２のストッパ１５２ｂ，１５３ｂを備えるようにしてもよい。   In the second embodiment, the example in which the first and second stoppers 152b and 153b are formed on the upper flange portion 15b of the coil frame 15 has been described. However, the first and second stoppers 152b and 153b may be formed on the lower flange portion 15c. Good. In the first embodiment, the first and second stoppers 152b and 153b may be provided as in the second embodiment.

さらに、本実施形態では、電磁アクチュエータを絞り装置に用いる例について説明したが、これに限らず、例えば、シャッタ装置やレンズ駆動装置等に用いることも可能である。   Furthermore, in the present embodiment, an example in which an electromagnetic actuator is used for a diaphragm device has been described.

本発明の実施形態１に係る電磁アクチュエータの斜視図である。It is a perspective view of the electromagnetic actuator which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１に係る電磁アクチュエータの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the electromagnetic actuator which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１に示した電磁アクチュエータを図１におけるＡ方向から見た場合の正面図である。It is a front view at the time of seeing the electromagnetic actuator shown in FIG. 1 from the A direction in FIG. 図１に示した電磁アクチュエータを図１におけるＢ方向から見た場合の正面図である。It is a front view at the time of seeing the electromagnetic actuator shown in FIG. 1 from the B direction in FIG. 本発明の実施形態１に係る電磁アクチュエータの平面図である。It is a top view of the electromagnetic actuator which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１に係る電磁アクチュエータの図４のＤ−Ｄ’線での矢視断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the electromagnetic actuator according to Embodiment 1 of the present invention taken along line D-D ′ in FIG. 4. 本発明の実施形態１に係る電磁アクチュエータの図３のＣ−Ｃ’線での矢視断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the electromagnetic actuator according to the first embodiment of the present invention taken along line C-C ′ in FIG. 3. 本発明の実施形態１に係る電磁アクチュエータを制御するための制御回路のブロック図である。It is a block diagram of the control circuit for controlling the electromagnetic actuator which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１に係る電磁アクチュエータの回動原理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the rotation principle of the electromagnetic actuator which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１に係る電磁アクチュエータを用いた絞り装置の平面図である。It is a top view of the aperture stop apparatus using the electromagnetic actuator which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態２に係る電磁アクチュエータの斜視図である。It is a perspective view of the electromagnetic actuator which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態２に係る電磁アクチュエータの平面図である。It is a top view of the electromagnetic actuator which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図１１に示した電磁アクチュエータの回動ヨークが開いた際の斜視図である。It is a perspective view when the rotation yoke of the electromagnetic actuator shown in FIG. 11 opens. 図１３に示した電磁アクチュエータの平面図である。It is a top view of the electromagnetic actuator shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 電磁アクチュエータ
１１ 回動ヨーク
１１ａ 上側ヨーク
１１ｂ 下側ヨーク
１１ｃ 連結ヨーク
１１１ｃ 連結部
１１２ｃ 上連結部
１１３ｃ 下連結部
１１１ｄ 上コーナー部
１１２ｄ 下コーナー部
１２ 回動軸
１３ マグネット
１４ コイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electromagnetic actuator 11 Rotating yoke 11a Upper yoke 11b Lower yoke 11c Connecting yoke 111c Connecting part 112c Upper connecting part 113c Lower connecting part 111d Upper corner part 112d Lower corner part 12 Rotating shaft 13 Magnet 14 Coil

Claims (5)

回動軸を中心に回動するとともに、前記回動軸の一端側に取り付けられ前記回動軸の延伸方向と垂直な方向に延びた第１のヨーク部材と、前記回動軸の他端側に取り付けられ前記回動軸の延伸方向と垂直な方向に延びた第２のヨーク部材と、前記第１のヨーク部材および前記第２のヨーク部材とを連結する第３のヨーク部材とから構成される回動ヨークと、
前記回動軸の延伸方向に中心軸線の方向が一致するように巻回されるとともに、前記回動軸が貫通して挿入されるコイルと、
前記回動ヨークが停止状態にある場合には、前記第１のヨーク部材と一端面が対向し、前記第２のヨーク部材と他端面が対向するように配設されたマグネットと
を備えることを特徴とする電磁アクチュエータ。 A first yoke member that rotates about the rotation shaft and that is attached to one end of the rotation shaft and extends in a direction perpendicular to the extending direction of the rotation shaft, and the other end of the rotation shaft And a third yoke member connecting the first yoke member and the second yoke member. The second yoke member is attached to the first yoke member and extends in a direction perpendicular to the extending direction of the rotation shaft. A rotating yoke,
The coil is wound so that the direction of the central axis coincides with the extending direction of the rotating shaft, and the coil through which the rotating shaft is inserted,
A magnet disposed such that when the rotating yoke is in a stopped state, the first yoke member faces one end surface and the second yoke member faces the other end surface. Features an electromagnetic actuator. 前記第３のヨーク部材は、前記第１のヨーク部材と連結し、前記回動軸と同心円周上に延びた第４のヨーク部材と、前記第２のヨーク部材と連結し、前記回動軸と同心円周上に延びた第５のヨーク部材と、前記第４のヨーク部材および前記第５のヨーク部材とを連結する第６のヨーク部材とから構成され、
前記マグネットは、前記回動ヨークが停止状態にある場合には、前記第１のヨーク部材と前記第４のヨーク部材との連結部分に一端面が対向し、前記第２のヨーク部材と前記第５のヨーク部材との連結部分に他端面が対向するように配設された
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。 The third yoke member is connected to the first yoke member, and is connected to the fourth yoke member extending concentrically with the rotation shaft, and the second yoke member, and the rotation shaft. A fifth yoke member extending concentrically with the fourth yoke member, and a fourth yoke member connecting the fourth yoke member and the fifth yoke member.
When the rotating yoke is in a stopped state, the magnet has one end face opposed to a connecting portion between the first yoke member and the fourth yoke member, and the second yoke member and the first yoke member are opposed to each other. 5. The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the other end surface is disposed so as to face the connecting portion of the yoke member of 5. 前記回動軸は磁性材料により形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の電磁アクチュエータ。   The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the rotation shaft is made of a magnetic material. 前記マグネットにより、前記コイルの無通電時において、前記第１のヨーク部材の前記マグネットと対向する面から、前記回転軸、および、前記第２のヨーク部材の前記マグネットと対向する面までを含んで構成される磁気回路と、前記第１のヨーク部材の前記マグネットと対向する面から、前記第３のヨーク部材、および、前記第２のヨーク部材の前記マグネットと対向する面までを含んで構成される磁気回路とが形成される
ことを特徴とする請求項１または３に記載の電磁アクチュエータ。 From the surface of the first yoke member facing the magnet to the surface of the second yoke member facing the magnet when the coil is not energized. A magnetic circuit configured from the surface of the first yoke member facing the magnet to the surface of the third yoke member and the surface of the second yoke member facing the magnet. The electromagnetic actuator according to claim 1, wherein a magnetic circuit is formed. 前記マグネットにより、前記コイルの無通電時において、前記第１のヨーク部材、前記回転軸、および、前記第２のヨーク部材により構成される磁気回路と、前記第４のヨーク部材、前記第６のヨーク部材、および、前記第５のヨーク部材により構成される磁気回路とが形成される
ことを特徴とする請求項２または３に記載の電磁アクチュエータ。
With the magnet, when the coil is not energized, the magnetic circuit constituted by the first yoke member, the rotating shaft, and the second yoke member, the fourth yoke member, and the sixth yoke 4. The electromagnetic actuator according to claim 2, wherein a yoke member and a magnetic circuit configured by the fifth yoke member are formed. 5.
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