JPH02168240A - 電磁駆動絞り装置 - 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、電磁駆動絞り装置に関するもので、例えば、
−眼レフ用交換レンズに用いられ、かつ、ステッピング
モータを用いて絞り口径の設定を変化させる電磁駆動絞
り装置として利用されるものである。

［従来の技術］ 従来のこの種のステッピングモータ部と絞り部とからな
る電磁駆動絞り装置は、たとえば、第５図に示すような
構成からなっている。

すなわち、ステッピングモータ部は、回転子２１と、第
１の固定子２２と、第１の電機子コイル２３と、第２の
固定子２４と、第２の電機子コイル２５と、第３の固定
子２６と、第４の固定子２フと、地板２８と、該回転子
２１の回転軸に固定されたビニオンギア２９とからなっ
ており、また絞り部は、前記ビニオンギア２９に噛合し
て回転駆動されるラック３１を有する回転部材３２と、
該回転部材３２によって駆動される遮光羽根３３と、こ
れらを支持する支持部材３４とからなっている。そして
、前記固定子２２．２４，２６．２７は、３次元的形状
からなっている。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の従来の技術においては、固定子２２゜２４．２６
．２７が３次元的な複雑な形状で配貨となるため、高い
絞り口径精度を得るためには、固定子に高精度が要求さ
れることになり、そのため、組立工程に固定子修正工程
を設ける必要が生じたり、コスト高になるという問題点
があり、かつ、組立上では固定子が上下に２体化されて
いるので、上下の複雑な形状の位置決めが困難で、しか
も、固定子を固着する個所が多いために、組立時間が多
くかかるという問題点があった。また固定子が３次元的
な形状であるために、固定子に積Ｆｉ！板を使用するこ
とができず、通電の立上り時に固定子中に大きな渦電流
が流れて電流の立上りがなまるために自起動周波数と最
大応答周波数を十分に上げられないという問題点があっ
た。

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするもの
である。すなわち、本発明は、ステッピングモータの固
定子を２次元的な形状にして配置することにより、該固
定子を下地板に設けられている位置決め手段で容易に固
定することができて、高精度な位置決めおよび低コスト
での組立てが可能となり、また該固定子を積層鋼板で作
ることができて、高性能を発揮することができる電磁駆
動絞り装置を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、ステッピングモ
ータによって駆動される回転部材と、この回転部材によ
って駆動される遮光羽根と、これらを支持している支持
部材とからなる絞り部を有する電磁駆動絞り装置におい
て、前記ステッピングモータが、レンズ鏡筒内で回転す
る回転軸に固着されて回転軸方向にＮ　ＪｉとＳ極が交
互に着磁された永久磁石からなる回転子と、この回転子
の外周に配置されて周期的に凹凸を有する第１と第２と
第３と第４の回転子対向部および第１と第２と第３と第
４の伸長部ならびに該第１と第２の伸長部に電機子コイ
ルが巻装された磁性体からなる２次元的形状の第１と第
２と第３と第４の固定子と、前記各固定子の位置決め手
段を有する下地板と、前記回転軸の軸受部を有する軸受
部材とからなるものとした。

［作　用］ 本発明によれば、ステッピングモータの各固定子が２次
元的な形状にして配置さされており、下地板には該固定
子の位置決め手段を有するので、該固定子をその位置決
め手段によって容易に固定することができて、高精度な
位置決めおよび低コストでの組立てが可能である。また
該固定子を積層鋼板で作ることができるので、渦電流損
失の影舌を受けにくいものとすることができる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示した分解斜視図である。

第１図において、１は回転子、２は第１の固定子、３は
第１の電機子コイル、　　４は第２の固定子、５は第２
の電機子コイル、６は第３の固定子、７は第４の固定子
、８は前記回転子１の回転軸１ａの一端を軸支する軸受
部と後述する支柱を有する下地板、９は軸受部材、１０
は前記回転軸１ａに圧入されるビニオンギア、１１は遮
光羽根、１２は回転部材、１３は支持部材、１４と１５
はビスなどのねじである。

まず、モータ部について説明する。

回転子１は、第２図に拡大して示すように、永久磁石１
ｂに圧入貫通された回転軸１ａを有し、また永久磁石１
ｂは、たとえば、フェライト系プラスチックマグネット
からなり、軸方向に沿って外周面に設けられた複数の磁
極Ｎおよび磁極Ｓが交互に着磁されたものからなってい
る。

第１の固定子２は、例えば、硅素鋼板を積層して作られ
、下地板８に設けた位置決め用の支柱８ｅ、８ｆと嵌合
し、第１の固定子２を位置決めするための所定の径の第
１の穴２ａと第２の穴２ｂが設けられ、下地板８の支柱
により位置決めされた状態において、前記回転子１の外
周面と所定の空隙を介して対向する第１の回転子対向部
２ｄが設けられ、周期的凹凸を有する。さらに、第１の
伸長部２ｃには、電機子コイル３が巻装されている。

第２の固定子４は、例えば、珪素鋼板を積層して作られ
、下地板８に設けた位置決め用の支柱８ｃ、８ｄと嵌合
し、第２の固定子４を位置決め決めするための所定の径
の第３の穴４ａと第４の穴４ｂが設けられ、下地板８の
支柱により位置決めされた状態において、前記回転子１
の外周面と所定の空隙を介して対向する第２の回転子対
向部４ｄか設けられ、周期的凹凸を有する。さらに、第
２の伸長部４ｃには、電機子コイル５が巻装されている
。

第３の固定子６は、たとえば、硅素鋼板を積層して作ら
れ、下地板８に設けた位置決め用の支柱ａｇ、ａｈと嵌
合し、第３の固定子６を位置決めするための所定の径の
第５の穴６ａと第６の穴６ｂが設けられ、下地板８の支
柱により位置決めされた状態において、前記回転子１の
外周部と所定の空隙を介して対向する第３の回転子対向
部６ｄが設けられ、周期的凹凸を有する。また第３の固
定子６には、第３の伸長部６Ｃを有している。

第４の固定子７は、たとえば、硅素鋼板を積層して作ら
れ、下地板８に設けた位置決め用の支柱８ａ、８ｂと嵌
合し、第４の固定子７を位置決めするための所定の径の
第７の穴７ａおよび第８の穴７ｂが設けられ、下地板８
の支柱により位置決めされた状態において、前記回転子
１の外周部と所定の空隙を介して対向する第４の回転子
対向部７ｄが設けられ、周期的凹凸を有する。また第４
の固定子７には、第４の伸長部７Ｃを有している。

第１の固定子２と第３の固定子６は、ベアとなし、その
第１の回転子対向部２ｄの周期的凹凸と第３の回転子対
向部６ｄの周期的凹凸は互いに電気角１８０°の位相差
を有する。第２の固定子４と第４の固定子７は、ベアと
なし、その第２の回転子対向部４ｄの周期的凹凸と第４
の回転子対向部７ｄの周期的凹凸は互いに電気角１８０
°の位相差を有し、該回転子対向部４ｄ、７ｄに設けら
れた周期的凹凸は前記第１の固定子２と第３の固定子６
の第１の回転子対向部２ｄおよび第３の回転子対向部６
ｄに設けられた周期的凹凸と電気角で９０°の位相差を
有する。

下地板８は、たとえば、モールドで作られ、前記支柱８
ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ。

８ｆ、８ｇ、８ｈと、下地板８を支持部材１３に位置決
めするための穴８ｊ、８にと、軸受部８１を有する。

前記支柱８ｆと８０は、第１の固定子２に設けられた第
１の穴２ａと第２の穴２ｂと嵌合し、第１の固定子２を
該固定子２の回転子対向部２ｄが所定の位相に位置し、
回転子１と所定の空隙を介して対向する回転軸１ａに垂
直な方向の位置に位置決めする。

前記支柱８ｃと８ｄは第２の固定子４に設けられた第３
の穴４ａと第４の穴４ｂと嵌合し、第２の固定子４を該
固定子４の回転子対向部４ｄが所定の位相に位置し、回
転子１と所定の空隙を介して対向する回転軸１ａに垂直
な方向の位置決めをする。

前記支柱８ｇと８ｈは、第３の固定子６に設けられた第
５の六６ａと第６の穴６ｂと嵌合し、第３の固定子６を
該固定子６の回転子対向部６ｄに設けられた周期的凹凸
と前記第１の固定子２の回転子対向部２ｄに設けられた
周期的凹凸は互いに電気角１８０°の位相差をなし、回
転子対向部２ｄと６ｄが前記回転子１と所定の空隙部を
介して対向する所定の回転軸１ａと垂直な位置に位置決
めすることにより、第１の固定子２と第３の固定子６は
、ベアとなす。

前記支柱８ａと８ｂは、第４の固定子７に設けられた第
７の穴７ａと第８の穴７ｂと嵌合し、第４の固定子７を
該固定子７の回転子対向部７ｄに設けられた周期的凹凸
は互いに電気角１８０°の位相差をなし、回転子対向部
４と７ｄが前記回転子１と所定の空隙を介して対向する
所定の回転軸！ａと垂直な位置に位置決めすることによ
り、第２固定子４と第４の固定子７は、ベアとなす。

下地板８の軸受部８１は回転子１の回転軸１ａを回動自
在に軸支する。

軸受部材９に設けられた軸受部９１は回転子１の回転軸
１ａを回動自在に軸支する。また軸受部材９に段状られ
た位置決め穴９ａ、９ｂ。

９ｃ、９ｄは、下地板８の支柱８ｂ、８ｄ。

８ｅ、８ｈとそれぞれ嵌合し、軸受部材９の軸受部９１
は下地板８の軸受部８１と同軸となる回転＠ｌａと垂直
な位置に位置決めされる。

軸受部材９は前記固定子２，４，６．７と当接により、
該固定子２，４，６．７を介して下地板８に対して回転
軸方向に位置決めする。

前記固定子２，４，６．７および軸受部材９は、下地板
の前記支柱８ａ、８ｂ、８ｃ。

８ｄ、８ｅ、ａｆ、ａｇ、ａｈの先端部を熱かしめする
等の手段により、下地板８に固定される。また、回転子
１の回転軸１ａにビニオンギア１０を圧入する。

つぎに、絞り部を説明する。

遮光羽根１１は、ダボｌｌａとｌｌｂがそれぞれ表裏に
固定されており、ダボｌｌａは回転部材１２に設けられ
た穴１２ａと嵌合し、ダボｌｌｂは支持部材１３に設け
られたカム溝１３ａに嵌入し、遮光羽根１！の作動範囲
を制限する。

回転部材１２は、たとえばモールドで作られており、穴
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅと、外周の一
部に設けられたラック１２ｆと、突出部１２８，１２ｈ
。

１２ｉ、１２Ｊとを有している。そして、前記穴１２ａ
。

１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅは、前記遮光羽根１１
に設けられたダボｌｌａと嵌合する。またラック１２ｆ
は前記回転子１の回転軸１ａに圧入されたビニオンギア
１０とギア連結される。さらに、前記突出部１２ｇ、１
２ｈ、１２ｉ、１２Ｊは、前記支持部材１３にバヨネッ
ト方式により組込まれる。

該突出部１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２Ｊは、前記支持
部材１３設けられた爪１３ｂ、、１３ｃ、１３ｄ、１３
ｅによりスラストがたが規制され、また該突出部１２ｇ
、１２ｈ。

１２ｉ、１２Ｊの外周部は、前記支持部材１３の内径に
嵌合し、ラジアルかたが規制される。

そして、支持部材１３に設けられた穴１３ｆ。

１３ｇとモータ部を位置決めする下地板８の穴８ｊ、８
ｋに、ビスなどのねじ１４．１５によって固定されるこ
とにより、回転部材１２に設けられたストッパ１１が反
時計方向の回転時に、下地板８の一端面に当たり、回転
が制限され、また一方、ストッパ１２ｋが時計方向の回
転時に、下地板８の他端面に当り、回転が制限される。

第３図は第２図に示した回転子１を有するステッピング
モータにおける動作を示している。

すなわち、この実施例のステッピングモータにおいては
、第３図（イ）−第３図（ロ）−第３図（八）　−第３
図（ニ）→第３図（イ）の、４つの段階において、　１
７４　Ｐ　（Ｐはピッチ）ずつ、該回転子１が回転する
ものである。

第３図（イ）は、第１の電機子コイル３と第２の電機子
コイル５にともに通電されていない該モータの状態を示
し、この場合、回転子１に設けた磁極が、前記固定子２
，４，６．７を介して磁路を形成しているので、同図で
左側の第１の固定子２の回転子対向部２ｄに設けられた
凸部には回転子１の磁極Ｎ１また回転子対向部２ｄに設
けられた凹部には回転子１の磁極Ｓ、および左側の第３
の固定子６の回転子対向部６ｄに設けられた凸部には回
転子１の磁極Ｓ５また回転子対向部６ｄに設けられた凹
部には回転子１の磁極Ｎと、それぞれ対向して停止して
いる。

右側の第２の固定子４の回転子対向部４ｄに設けられた
凸部にはその凸部から回転子１を見て該回転子１の反時
計方向に該回転子１の磁極Ｓ、また時計方向に磁極Ｎに
なり、該回転子１の磁極とは対向せず、半極になる０回
転子対向部４ｄに設けられた凹部には、その凹部から回
転子１を見て反時計方向に回転子１のＥ３１１Ｍ　Ｎ、
また時計方向に回転子１の磁極Ｓになり、回転子１の磁
極とは対向せず、半極になる。第４の固定子７の回転子
対向部７ｄに設けられた凸部には、その凸部から回転子
１を見て反時計方向に回転子１の磁極Ｎ、時計方向に回
転子１の１ｉｆ１極Ｓなり、回転子１の＆ｕ　４６とは
対向せず、半極になる。また回転子対向部７ｄに設けら
れた凹部には、その凹部から回転子１を見て反時計方向
に回転子１の６ｎ４ＭＳ、時計方向に回転子１の磁極Ｎ
になり、回転子１の磁極とは対向せず、半極となり、前
記回転子対向部４ｄと７ｄに設けられた凸部と凹部は１
７２　Ｐずれた状態にあり、このように、右側の固定予
相と左側の固定予相とでは、　１／２　Ｐずれるように
設定しである。

すなわち、ピッチＰは回転子１における着磁磁極ピッチ
で、ｎ、はθ、の間におけるピッチＰの数、ｎ２はθ２
の間におけるピッチＰの数であり、したがって、この場
合、第３図（イ）に示す角度θ１と０２は、θ＋＝ｎ＋
Ｐ”ｙ２Ｐ　と０２＝ｎ２Ｐ”ＡＰ　　（但し図はｎｌ
−１，ｎ、−０の場合を示す）で示されることになり、
またそれぞれの回転子対向部２ｄと６ｄと４ｄと７ｄに
設けられた凸部と凹部間のピッチは、上述したピッチＰ
に一致している。

つづいて、第３図（イ）　の状態から第３図（ロ）に示
すように、第１の電機子コイル３には逆方向に通？ｉ！
（この状態をＢで示す）し、第２の電機子コイル５には
正方向に通電（この状態をＡで示す）すると、回転子対
向部６ｄにはＮ極が発生し、回転子対向部２ｄにはＳ極
が発生し、さらにまた回転子対向部７ｄにはＳ極が発生
し、回転子対向部４ｄにはＮ　４Ｍが発生する。このよ
うに、回転子１における極と個々の回転子対向部に発生
した極との間の相互間の反発と吸引により、回転子１を
時計方向に回動させることができる。すなわち、このと
き、回転子対向部２ｄと４ｄ、回転子対向部７ｄと６ｄ
はＳＡｐずれているので、回転子１における極と回転子
対向部側の極とはバランスを保とうとして第３図（イ）
の状態から時計回りの方向にｌ／４　Ｐだけ８動したの
ちに安定する。

そして、第３図（０）の状態において、第１の電機子コ
イル３の通電を停止し、第２の’Ｑｌｌ子コイル５にの
み通電を継続して、第３図（八）の状態とすると、回転
子対向部７ｄはＳ極、回転子対向部４ｄはＮ極に保たれ
ることから、その対向する回転子１は、さらにｌ／４　
Ｐだけ時計回り方向に回動する。

つづいて、第３図（八）の状態において、第１の電機子
コイル３に第３図（ニ）に示すように、正方向の通電Ｂ
を行なうことにより、同様な原理で回転子１をさらに１
／４Ｐだけ時計回りの方向に回動させることができる。

以上説明した一連の動作手順を、さらに第４図によって
述べる。

第４図には、横方向にステップのシーケンスを示し、さ
らにステップ別に前記電機子コイル３と５への通電状態
を示している。すなわち、第１ステツプから篤８ステッ
プを通じて通電の８通りのステップを１パルスとして、
シーケンス制御するもので、そのくりかえしによって、
回転子ｌを任意所望の角度まで回転させることができる
。また上述した通電の組合せが、逆に進行するように通
電を制御することにより、回転子１を反時計回りの方向
に回動させることができるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ステッピングモ
ータの各固定子が２次元的な形状にして配室されており
、下地板には該固定子の位置決め手段を有するので、該
固定子をその位置決め手段によって容易に固定すること
ができ、高精度な位置決めおよび低コストでの組立てが
可能である。したがって、従来のような、位置決め調整
工程の必要がなくなり、また固着個所が半分に減り、組
立て作業時間が著しく短縮される。また、該固定子を積
層鋼板で作ることかでざるので、渦電流損失の影響を受
けにくく、高い最大自起動周波数と高い最大応答周波数
を得ることができるものとすることがで舘る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した分解斜視図、第２図
は第１図の回転子の拡大斜視図、第３図（イ）、第３図
（ロ）、第３図（八）、第３図（ニ）は第１図の回転子
を有するステッピングモータの動作原理を項に示した説
明図、第４図は同じくステッピングモータの励磁シーケ
ンスのタイミングの説明図、第５図は従来の技衛の一例
を示した分解斜視図である。 １・・・回転子、　　　　　　１ａ・・・回転軸、１ｂ
・・・永久磁石、　　　　２・・・第１の固定子、２ｃ
・・・伸長部、　　　　２ｄ・・・回転子対向部、３・
・・第１の電機子コイル、 ４・・・第２の固定子、　　４ ４ｄ・・・回転子対向部、 ５・・・第２の電機子コイル、 ６・・・第３の固定子、 ６ｄ・・・回転子対向部、 ７ｃ・・・伸長部、 ８・・・下地板、 １０・・・ビニオンギア、 １２・・・回転部材、 Ｃ・・・伸長部、 ６Ｃ・・・伸長部、 ７・・・第４の固定子、 ７ｄ・・・回転子対向部、 ９・・・軸受部材、 １１・・・遮光羽根、 １３・・・支持部材。 第３図（ニ） ／ 第３図（イ） 第３図（ロ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ステッピングモータによって駆動される回転部材と
   、この回転部材によって駆動される遮光羽根と、これら
   を支持している支持部材とからなる絞り部を有する電磁
   駆動絞り装置において、前記ステッピングモータが、レ
   ンズ鏡筒内で回転する回転軸に固着されて回転軸方向に
   Ｎ極とＳ極が交互に着磁された永久磁石からなる回転子
   と、この回転子の外周に配置されて周期的に凹凸を有す
   る第１と第２と第３と第４の回転子対向部および第１と
   第２と第３と第４の伸長部ならびに該第１と第２の伸長
   部に電機子コイルが巻装された磁性体からなる２次元的
   形状の第１と第２と第３と第４の固定子と、前記各固定
   子の位置決め手段を有する下地板と、前記回転軸の軸受
   部を有する軸受部材とからなることを特徴とする電磁駆
   動絞り装置。 ２　各固定子が珪素鋼板を積層したものからなる請求項
   １記載の電磁駆動絞り装置。 ３　下地板の位置決め手段が、各固定子を貫通する支柱
   からなる請求項１記載の電磁駆動絞り装置。