電磁アクチュエータ及びカメラ用羽根駆動装置
【課題】電磁アクチュエータのロータを休止位置に確実に保持できるようにする。
【解決手段】休止位置と最大回転位置の間を回動するロータ１１０、ロータの外周面との間で磁気的吸引力及び反発力を生じ得る第１ヨーク１２０、第１ヨークに巻回された励磁用の第１コイル１３０、ロータの外周面との間で磁気的吸引力及び反発力を生じ得る第２ヨーク１４０、第２ヨークに巻回された励磁用の第２コイル１５０を備え、第１ヨーク１２０は、第１コイル１３０の非通電時にロータを休止位置に保持する保持力を生じ、第１コイル１３０の通電時にロータを最大回転位置に回転させる駆動力を生じ、第２ヨーク１４０は、第２コイル１５０の非通電時にロータを休止位置に保持する保持力を生じ、第２コイル１５０の通電時に保持力を小さくする。これにより、ロータが衝撃等により休止位置から勝手に回転するのを防止でき、ロータの起動時は円滑に回転動作できる。
【解決手段】休止位置と最大回転位置の間を回動するロータ１１０、ロータの外周面との間で磁気的吸引力及び反発力を生じ得る第１ヨーク１２０、第１ヨークに巻回された励磁用の第１コイル１３０、ロータの外周面との間で磁気的吸引力及び反発力を生じ得る第２ヨーク１４０、第２ヨークに巻回された励磁用の第２コイル１５０を備え、第１ヨーク１２０は、第１コイル１３０の非通電時にロータを休止位置に保持する保持力を生じ、第１コイル１３０の通電時にロータを最大回転位置に回転させる駆動力を生じ、第２ヨーク１４０は、第２コイル１５０の非通電時にロータを休止位置に保持する保持力を生じ、第２コイル１５０の通電時に保持力を小さくする。これにより、ロータが衝撃等により休止位置から勝手に回転するのを防止でき、ロータの起動時は円滑に回転動作できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁力により駆動力を発生する電磁アクチュエータに関し、特に、カメラのシャッタ羽根あるいは絞り羽根等を駆動する際に適用される電磁アクチュエータ及びこれを用いたカメラ用羽根駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラのシャッタ装置あるいは絞り装置等に搭載される従来の電磁アクチュエータとしては、露光用の開口部を有する基板に対して回動自在に支持されると共に外周面が周方向に二分されてＮ極及びＳ極に着磁された円柱状のロータ、ロータの外周面に対向するように配置される２つの磁極部をそれぞれ有する略Ｕ字状の第１ヨーク及び第２ヨーク、第１ヨークの周りに巻回された励磁用の第１コイル、第２ヨークの周りに巻回された励磁用の第２コイル等を備え、第１ヨーク及び第１コイルと第２ヨーク及び第２コイルによりそれぞれ形成される２つの磁気回路を設け、２つの磁気回路にて生じる磁力によりロータを回転駆動し、又、非通電時においてロータの保持力を高めるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、この電磁アクチュエータでシャッタ羽根（すなわちロータ）を起動させる場合、保持力に打ち勝つために２つのコイルが同時に通電されるため、消費電力が増大する。すなわち、動作直前に保持力を軽減する手法がないため、ロータを起動させるにはその保持力に対応した電力消費を必要とする上に、大きな保持力から動き出すため、加速し難い。
また、この電磁アクチュエータにおいては、休止位置から通電により他方向にロータを回転させても、非通電にするとロータが元の休止位置に戻る（片側吸引である）ため、動作中において常に通電する必要があり、消費電力がさらに増大する。
【０００３】
また、他の電磁アクチュエータとしては、シャッタ羽根を駆動するために適用されるものとして、外周面が周方向に二分されてＮ極及びＳ極に着磁された円板状のロータ、ロータの外周面に対向する第１磁極部をもつ板状の第１ヨーク、ロータの外周面に対向する第２磁極部をもつ板状の第２ヨーク、これらのヨークの２つの接続領域に巻回された第１コイル及び第２コイル等を備え、第１ヨーク及び第２ヨークの半分及び第１コイルと第１ヨーク及び第２ヨークの残りの半分及び第２コイルによりそれぞれ形成される２つの磁気回路にて生じる磁力によりロータを回転駆動するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、この電磁アクチュエータにおいては、前述同様に、ロータを起動させる場合、２つのコイルが同時に通電されるため、消費電力が増大する。また、動作直前に保持力を軽減する手法がないため、ロータを起動させるにはその保持力に対応した電力消費を必要とする上に、大きな保持力から動き出すため、加速し難い。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３２７１４３号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００２／０４３２２７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、デジタルカメラ、携帯電話機、携帯情報端末等に搭載されるシャッタ装置あるいは絞り装置等のカメラ用羽根駆動装置を駆動する電磁アクチュエータは、従来の構成のままで単に小型化を図ると、特に、非通電時の磁気的保持力（ディテントトルク）が十分確保されなくなる。したがって、この電磁アクチュエータがシャッタ羽根あるいは絞り羽根等を所定の休止位置に安定して保持することが困難になり、特に外部から衝撃力等を受けるとシャッタ羽根あるいは絞り羽根が勝手に移動してしまう虞がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、小型化、軽量化、消費電力の低減等を図りつつ、例えば、カメラのシャッタ羽根あるいは絞り羽根等を駆動する駆動源として適用する場合に、外部から衝撃力等を受けても、これらの羽根が勝手に移動するのを防止して所定位置に保持することができ、又、本来の動作時には所望のシャッタ動作あるいは絞り動作を素早く行うように駆動力を発生し得る電磁アクチュエータ及びこれを用いたカメラ用羽根駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電磁アクチュエータは、Ｎ極及びＳ極に着磁された外周面を有し休止位置と最大回転位置の角度範囲を回動するロータと、ロータの外周面との間で磁気的吸引力及び反発力を生じ得る第１ヨークと、第１ヨークに巻回された励磁用の第１コイルと、ロータの外周面との間で磁気的吸引力及び反発力を生じ得る第２ヨークと、第２ヨークに巻回された励磁用の第２コイルを備えた電磁アクチュエータであって、上記第１ヨークは、第１コイルを非通電とするときロータを休止位置に保持する保持力を生じ、かつ、第１コイルを一方向に通電するときロータを最大回転位置に向けて回転駆動する駆動力を生じるように形成され、上記第２ヨークは、第２コイルを非通電とするときロータを休止位置に保持する保持力を生じ、かつ、第２コイルを一方向に通電するときその保持力を小さくするように形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、第１ヨーク及び第１コイルからなる磁気回路が、ロータを回転駆動するための駆動力を生じるために適用され、第２ヨーク及び第２コイルからなる磁気回路が、ロータを休止位置に保持する保持力を生じるために適用される。
このように、一方の磁気回路をロータの駆動用に、他方の磁気回路をロータの保持用に設けたことにより、ロータを休止位置に停止させる場合は、第１コイル及び第２コイルを非通電とした状態で強力な保持力（ディテントトルク）が得られ、一方、ロータを最大回転位置に向けて起動させる場合は、第１コイルを通電することで休止位置にてあるいは休止位置から僅かにずれた位置であっても回転駆動力が得られ、さらには、第２コイルを通電することで保持力が弱められてロータを素早く回転させることができる。
したがって、ロータが衝撃等により休止位置から勝手に回転するのを防止でき、又、ロータを起動させるときは円滑に回転動作を行わせることができる。また、保持力を小さくするために第２コイルに通電することによって消費する電力は少ないため、従来のように両方のコイルに駆動のための通電を行う場合に比べて消費電力を低減することができる。
【０００８】
上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１ヨークは、第１コイルを非通電とするとき、ロータを最大回転位置に保持する保持力を生じるように形成され、第２ヨークは、第２コイルを非通電とするとき、ロータを最大回転位置に保持する保持力を生じるように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１ヨーク及び第１コイルにより形成される磁気回路及び第２ヨーク及び第２コイルにより形成される磁気回路は共に、非通電の状態でロータを最大回転位置に保持する保持力を生じるため、通電により最大回転位置に保持する場合（片側吸引）に比べて、消費電力を低減することができる。
【０００９】
上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１コイル及び第２コイルへの通電を制御する制御手段を含み、制御手段は、第１ヨークがロータを休止位置に向けて回転付勢した後に最大回転位置に向けて起動させるべく第１コイルを通電制御すると共に、ロータを起動させる前に第２ヨークがロータを休止位置に保持する保持力を小さくするように第２コイルを通電制御する、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータを回転駆動する際に、先ず、第１ヨーク及び第１コイルからなる磁気回路が生じる付勢力によりロータを休止位置に位置決めした後に、第２ヨーク及び第２コイルからなる磁気回路が生じる保持力を小さくし、その後、第１ヨーク及び第１コイルからなる磁気回路で回転駆動力を生じるようにするため、ロータが仮に休止位置から僅かにずれていても、ロータは所定の休止位置に位置決めされた状態から素早く起動することができる。
【００１０】
また、上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１コイル及び第２コイルへの通電を制御する制御手段を含み、制御手段は、第２ヨークがロータを休止位置に保持する保持力を小さくするように第２コイルを通電制御した後に、第１ヨークがロータを最大回転位置に向けて起動させるべく第１コイルを通電制御する、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータを回転駆動する際に、先ず、第２ヨーク及び第２コイルからなる磁気回路が生じる保持力を小さくした後に、第１ヨーク及び第１コイルからなる磁気回路で回転駆動力を生じるようにするため、ロータは起動の指令に対して即座にかつ素早く起動して回転することができる。
【００１１】
上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１ヨーク及び第２ヨークは、互いに異なる形状に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１ヨーク及び第２ヨークを組付ける際に、誤組付けを防止することができる。
【００１２】
上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１ヨークは、第１コイルを巻回する略Ｕ字状の腕部と、腕部の両端領域に形成されてロータの外周面に対向すると共に第１コイルへの通電により互いに異なる磁極を生じる２つの磁極部を有し、第２ヨークは、第２コイルを巻回する略Ｕ字状の腕部と、腕部の両端領域に形成されてロータの外周面に対向すると共に第２コイルへの通電により互いに異なる磁極を生じる２つの磁極部を有し、第１ヨークの磁極部と第２ヨークの磁極部は、ロータの回転軸方向において重なるように配置されている、構成を採用することも可能である。
この構成によれば、第１ヨーク及び第２ヨークが共に略Ｕ字形状をなすように形成され、それらの端部領域に形成される磁極部同士が、ロータの外周面の重なる領域に対して磁気的吸引力及び反発力を生じるように配置されるため、第１ヨークが生じる磁力（非通電による磁気的保持力、通電による磁気的吸引力及び反発力）及び第２ヨークが生じる磁力（非通電による磁気的保持力、通電による磁気的吸引力及び反発力）を、それぞれ十分（所定レベル以上）に確保することができる。
【００１３】
上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１ヨーク及び第２ヨークは、第１コイルを巻回した腕部と第２コイルを巻回した腕部がロータを挟んで両側に配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１ヨーク及び第２ヨークがロータの径方向に並ぶように配置されるため、ロータの回転軸方向において電磁アクチュエータを薄型化することができる。
【００１４】
上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１ヨーク及び第２ヨークは、第１コイルを巻回した腕部と第２コイルを巻回した腕部がロータの回転軸方向において略同一の高さに位置するように、それらの一方が屈曲して形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１ヨーク及び第２ヨークがロータの径方向に並ぶように配置されると共に第１ヨークの腕部と第２ヨークの腕部をロータの回転軸方向において略同一の高さに配置するため、それぞれの腕部に巻回される第１コイル及び第２コイルの高さをロータの回転軸方向において共に低くすることができる。これにより、ロータの回転軸方向において電磁アクチュエータをさらに薄型化することができる。
【００１５】
上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１ヨーク及び第２ヨークは、第１コイルを巻回した腕部と第２コイルを巻回した腕部がロータの回転軸方向において重なるように配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１ヨーク及び第２ヨークを重なるように配置することで、ロータの近傍に部品を集約することができ、ロータの回転軸に垂直な面方向において電磁アクチュエータの占有面積を小さくすることができる。
【００１６】
本発明のカメラ用羽根駆動装置は、露光用の開口部を有する基板と、開口部を開閉又は所定の口径に絞って光量を調整するべく基板に回動自在に支持された羽根と、羽根を駆動する駆動源とを備え、駆動源として、上記構成をなす電磁アクチュエータのいずれか一つを採用する、ことを特徴としている。
この構成によれば、駆動源として上述の電磁アクチュエータを採用するが故に、装置の小型化を図りつつも、十分な保持力（ディテントトルク）がロータに作用するため、シャッタ動作あるいは絞り動作等を行う羽根を所定の休止位置（例えば、開口部を全開した開き位置）に確実に位置決めして保持することができ、又、シャッタ動作又は絞り動作を行う場合は、ロータを素早く駆動させて所望のタイミングでシャッタ動作又は絞り動作を円滑に行わせることができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成をなす本発明の電磁アクチュエータによれば、小型化、軽量化、消費電力の低減等を達成しつつ、例えば、カメラのシャッタ羽根あるいは絞り羽根等を駆動する駆動源として適用する場合に、外部から衝撃力等を受けても、これらの羽根が勝手に移動するのを防止して所定位置に保持することができ、又、本来の動作時には所望のシャッタ動作あるいは絞り動作を素早く行うように駆動力を発生し得る電磁アクチュエータを得ることができる。
また、本発明のカメラ用羽根駆動装置によれば、駆動源として上述の電磁アクチュエータを採用するが故に、装置の小型化を図りつつも、シャッタ動作あるいは絞り動作等を行う羽根を、確実に作動させつつ、所望の休止位置（例えば、全開位置あるいは非絞り位置）に確実に保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図８は、本発明に係る電磁アクチュエータをカメラ用羽根駆動装置（ここでは、カメラ用シャッタ装置）に適用した一実施形態を示すものである。尚、図１及び図２は説明の便宜上羽根室の構造についても実線で示した装置の平面図、図３は装置の一部を示す展開断面図、図４は装置に搭載される電磁アクチュエータの平面図、図５は電磁アクチュエータに含まれる第１ヨーク，第１コイル，及びロータを示す平面図、図６は電磁アクチュエータに含まれる第２ヨーク，第２コイル，及びロータを示す平面図、図７は装置の駆動制御を示すタイムチャート、図８は電磁アクチュエータの動作を説明するための動作図である。
【００１９】
このカメラ用シャッタ装置は、図１ないし図３に示すように、露光用の開口部１１，２１を有する基板としての地板１０及び裏板２０、開口部１１，２１を開閉するべく地板１０に回動自在に支持された羽根としての一対のシャッタ羽根３１，３２、シャッタ羽根３１，３２を駆動する駆動源としての電磁アクチュエータ１００等を備えている。
【００２０】
地板１０は、図１ないし図３に示すように、露光用の円形をなす開口部１１、ロータ１１０を回動自在に支持する支軸１２、略扇状の貫通孔１３、第１ヨーク１２０を位置決めする位置決め部１４、第２ヨーク１４０を位置決めする位置決め部１５、シャッタ羽根３１，３２を回動自在にそれぞれ支持する支軸１６，１７、シャッタ羽根３１，３２を全開位置に停止させる全開ストッパ１８、シャッタ羽根３１，３２を全閉位置に停止させる全閉ストッパ１９等を備えている。
裏板２０は、図３に示すように、露光用の円形をなす開口部２１、略扇状の貫通孔２２、支軸１６，１７を嵌合させる嵌合孔２３，２４等を備えるように形成されており、地板１０の裏側端面と所定の間隔をおいてネジ等により連結されてシャッタ羽根３１，３２を回動自在に収容する羽根室Ｗを画定するようになっている。
【００２１】
シャッタ羽根３１，３２は、図１及び図２に示すように、それぞれ、支軸１６，１７が挿入される円孔３１ａ，３２ａ、後述するロータ１１０の駆動ピン１１２が挿入される長孔３１ｂ，３２ｂを備えるように形成されている。そして、ロータ１１０が回動（駆動ピン１１２が往復動）することにより、シャッタ羽根３１，３２は、図２に示すようにお互いに近づいて開口部１１，２１を全閉する閉じ動作を行い、一方、図１に示すようにお互いに遠ざかって開口部１１，２１を全開する開き動作を行うようになっている。
【００２２】
電磁アクチュエータ１００は、図１ないし図４に示すように、地板１０に回動自在に支持されるロータ１１０、地板１０に固定される第１ヨーク１２０、第１ヨーク１２０に嵌合されたボビン１３０ａに巻回される励磁用の第１コイル１３０、地板１０に固定される第２ヨーク１４０、第２ヨーク１４０に嵌合されたボビン１５０ａに巻回される励磁用の第２コイル１５０等により形成されている。
【００２３】
ロータ１１０は、図３及び図４に示すように、円柱状に形成され、支軸１２が通される貫通孔１１１ａ、回転軸Ｌを通る磁極境界面を境に二分されて異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）に着磁されたＮ極外周面１１１ｂ及びＳ極外周面１１１ｃを画定するロータ部１１１、ロータ部１１１から径方向外側に向かって突出しさらに下方に伸長する駆動ピン１１２を備えている。
駆動ピン１１２は、ロータ１１０の回転駆動力を外部に伝達するものであり、シャッタ羽根３１，３２の長孔３１ｂ，３２ｂに挿入されるように形成されている。
【００２４】
第１ヨーク１２０は、図４及び図５に示すように、平板状でかつ略Ｕ字状に湾曲して形成された腕部１２１、その両端領域においてお互いに異なる磁極を生じ得る２つの磁極部１２２，１２３を備えている。
腕部１２１には、第１コイル１３０を巻回したボビン１３０ａが嵌合されている。
磁極部１２２は、ロータ１１０のＮ極外周面１１１ｂ及びＳ極外周面１１１ｃと対向する円弧面１２２ａを画定するように形成されている。
磁極部１２３は、ロータ１１０のＮ極外周面１１１ｂ及びＳ極外周面１１１ｃと対向する円弧面１２３ａを画定するように形成されている。
尚、円弧面１２２ａ，１２３ａは、ロータ１１０の外径よりも大きい内径をなす寸法に形成されて、ロータ１１０のＮ極外周面１１１ｂ及びＳ極外周面１１１ｃと所定の間隙をあけて対向している。
【００２５】
また、第１ヨーク１２０は、第１コイル１３０を非通電とするとき、図５（ａ）に示すように、磁極部１２２（円弧面１２２ａ）がＳ極外周面１１１ｃとの間で磁気的吸引力を及ぼしかつ磁極部１２３（円弧面１２３ａ）がＮ極外周面１１１ｂとの間で磁気的吸引力を及ぼして、ロータ１１０を時計回りに回転付勢して休止位置θｏ（ストッパＳｏに駆動ピン１１２が当接する位置）に保持する保持力を生じように形成され、又、第１コイル１３０を一方向に通電するとき、図５（ｂ）に示すように、磁極部１２２（円弧面１２２ａ）がＮ極外周面１１１ｂとの間で磁気的吸引力を及ぼしかつ磁極部１２３（円弧面１２３ａ）がＳ極外周面１１１ｃとの間で磁気的吸引力を及ぼして、ロータ１１０を反時計回りに回転付勢して最大回転位置θｍａｘ（ストッパＳｍに駆動ピン１１２が当接する位置）に向けて回転駆動する駆動力を生じるように形成されている。
さらに、第１ヨーク１２０は、ロータ１１０が最大回転位置θｍａｘに位置するとき、第１コイル１３０を非通電としても、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに保持する保持力を生じるように形成されている。
第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０からなる磁気回路は、主としてロータ１１０を回転駆動するための駆動力を生じるために適用されるものである。
【００２６】
第２ヨーク１４０は、図４及び図６に示すように、平板状でかつ略Ｕ字状に湾曲して形成された腕部１４１、その両端領域においてお互いに異なる磁極を生じ得る２つの磁極部１４２，１４３を備えている。
腕部１４１には、第２コイル１５０を巻回したボビン１５０ａが嵌合されている。
磁極部１４２は、ロータ１１０のＮ極外周面１１１ｂ及びＳ極外周面１１１ｃと対向する円弧面１４２ａを画定するように形成されている。
磁極部１４３は、ロータ１１０のＮ極外周面１１１ｂ及びＳ極外周面１１１ｃと対向する円弧面１４３ａを画定するように形成されている。
尚、円弧面１４２ａ，１４３ａは、ロータ１１０の外径よりも大きい円弧面をなす寸法に形成されて、ロータ１１０のＮ極外周面１１１ｂ及びＳ極外周面１１１ｃと所定の間隙をあけて対向している。ここで、円弧面１４２ａ，１４３ａの内径は、円弧面１２２ａ，１２３ａと同一でもよいが、第２コイル１５０のターン数や通電の際の電圧値又は電流値に応じて小さくしてもあるいは大きくしてもよい。
【００２７】
また、第２ヨーク１４０は、第２コイル１５０を非通電とするとき、図６（ａ）に示すように、磁極部１４２（円弧面１４２ａ）がＳ極外周面１１１ｃとの間で磁気的吸引力を及ぼしかつ磁極部１４３（円弧面１４３ａ）がＮ極外周面１１１ｂとの間で磁気的吸引力を及ぼして、ロータ１１０を時計回りに回転付勢して休止位置θｏ（ストッパＳｏに駆動ピン１１２が当接する位置）に保持する保持力を生じように形成され、又、第２コイル１５０を一方向に通電するとき、図６（ｂ）に示すように、磁極部１４２（円弧面１４２ａ）がＮ極外周面１１１ｂとの間で磁気的吸引力を及ぼしかつ磁極部１４３（円弧面１４３ａ）がＳ極外周面１１１ｃとの間で磁気的吸引力を及ぼしてその保持力を小さくするように形成されている。
さらに、第２ヨーク１４０は、ロータ１１０が最大回転位置θｍａｘに位置するとき、第２コイル１５０を非通電としても、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに保持する保持力を生じるように形成されているが、第２ヨーク１４０及び第２コイル１５０からなる磁気回路は、主としてロータ１１０を休止位置θｏに保持する保持力を生じるために適用されるものである。
【００２８】
ここで、第１ヨーク１２０及び第２ヨーク１４０は、互いに異なる形状に形成することも可能であり、第１ヨーク１２０及び第２ヨーク１４０を地板１０に組付ける際に、誤組付けを防止することができる。
そして、第１ヨーク１２０及び第２ヨーク１４０は、図３及び図４に示すように、第１ヨーク１２０の２つの磁極部１２２，１２３と第２ヨーク１４０の２つの磁極部１４２，１４３が、ロータ１１０の回転軸方向Ｌにおいて重なるように（接触しないように所定の隙間をおいて）配置されると共に、第１ヨーク１２０の腕部１２１と第２ヨーク１４０の腕部１４１が、ロータ１１０を両側から挟みこむように（向かい合うように）配置されている。
【００２９】
すなわち、第１ヨーク１２０及び第２ヨーク１４０が共に略Ｕ字形状をなすように形成され、それらの端部領域に形成される磁極部１２２，１２３及び磁極部１４２，１４３が、ロータ１１０の外周面１１１ｂ，１１１ｃの重なる領域に対して磁気的吸引力及び反発力を生じるように配置されるため、第１ヨーク１２０が生じる磁力（非通電による磁気的保持力、通電による磁気的吸引力及び反発力）及び第２ヨーク１４０が生じる磁力（非通電による磁気的保持力、通電による磁気的吸引力及び反発力）を、それぞれ十分（所定レベル以上）に確保することができる。
さらに、第１ヨーク１２０及び第２ヨーク１４０は、第１コイル１３０を巻回した腕部１２１と第２コイル１５０を巻回した腕部１４１がロータ１１０を挟んで両側に配置されているため、第１ヨーク１２０及び第２ヨーク１４０がロータ１１０の径方向に並ぶように配置されて、ロータ１１０の回転軸方向Ｌにおいて電磁アクチュエータを薄型化することができる。
【００３０】
上記のように、一方の磁気回路（第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０）をロータ１１０の駆動用に、他方の磁気回路（第２ヨーク１４０及び第２コイル１５０）をロータ１１０の保持用に設けたことにより、ロータ１１０を休止位置θｏに停止させる場合は、第１コイル１３０及び第２コイル１５０を非通電とした状態で強力な保持力（ディテントトルク）が得られ、一方、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに向けて起動させる場合は、第１コイル１３０を一方向に通電することで休止位置から起動する回転駆動力が得られ、さらには、第２コイル１５０を一方向に通電することでその保持力を弱めることができ、それ故にロータ１１０を素早く回転させることができる。
したがって、ロータ１１０が衝撃等により休止位置θｏから勝手に回転するのを防止でき、又、ロータ１１０を起動させるときは円滑に回転動作を行わせることができる。また、保持力を小さくするために第２コイル１５０に通電することによって消費する電力は少ないため、従来のように両方のコイルに駆動のための通電を行う場合に比べて消費電力を低減することができる。
【００３１】
次に、上記構成をなす電磁アクチュエータ１００を備えたカメラ用シャッタ装置の動作について、図１、図７及び図８を参照しつつ説明する。尚、装置の全体の駆動制御及び第１コイル１３０及び第２コイル１５０の通電制御は、装置に搭載された制御手段（コントロールユニット）が司る。
ここで、第１コイル１３０及び第２コイル１５０を通電制御する際に、シャッタ羽根３１，３２が開口部１１，２１を開く向きに（ロータ１１０を時計回りに回転させるように）通電を行う場合を「開き通電」とし、シャッタ羽根３１，３２が開口部１１，２１を閉じる向きに（ロータ１１０を反時計回りに回転させるように）通電を行う場合を「閉じ通電」とする。
【００３２】
先ず、第１コイル１３０及び第２コイル１５０を非通電とした状態（図７中のＡ点）において、図１に示すように、シャッタ羽根３１，３２は開口部１１，２１を全開にした状態にあり、ロータ１１０は休止位置θｏに停止している。
このとき、図８中の（Ａ）に示すように、磁極部１２２，１４２はＳ極外周面１１１ｃとの間で磁気的吸引力を生じ、かつ、磁極部１２３，１４３はＮ極外周面１１１ｂとの間で磁気的吸引力を生じて、ロータ１１０は時計回りの回転端である休止位置θｏに停止し、強力な保持力（ディテントトルク）により保持されている。
【００３３】
ここで、シャッタ羽根３１，３２に閉じ動作（シャッタ動作）を行わせる場合、先ず、第１コイル１３０に開き通電（図７中のＢ点）を行う。すると、図８中の（Ｂ）に示すように、第１ヨーク１２０には、磁極部１２２にＮ極及び磁極部１２３にＳ極がそれぞれ生じ、ロータ１１０は、休止位置θｏに向けてさらに大きな回転付勢力で時計回りに回転付勢されて、休止位置θｏに確実に位置決めされる。
【００３４】
続いて、第２コイル１５０に所定レベル（第１コイル１３０の閉じ通電よりも小さい電流又は電圧）の閉じ通電（図７中のＣ点）を行う。すると、図８中の（Ｃ）に示すように、第２ヨーク１４０には、磁極部１４２にＳ極及び磁極部１４３にＮ極がそれぞれ生じ、ロータ１１０を休止位置θｏに向けて付勢する保持力が小さくなる。
【００３５】
続いて、第１コイル１３０に閉じ通電（図７中のＤ点）を行う。すると、図８中の（Ｄ）に示すように、第１ヨーク１２０には、磁極部１２２にＳ極及び磁極部１２３にＮ極がそれぞれ生じ、ロータ１１０は、最大回転位置θｍａｘに向けて回転し始める。このとき、第２ヨーク１４０による保持力は既に弱められているので、ロータ１１０は円滑に素早く起動することができる。これにより、ロータ１１０は、図８中の（Ｅ）に示すように、最大回転位置θｍａｘまで移動し、シャッタ羽根３１，３２は、図２に示すように、全閉位置まで移動して開口部１１，２１を閉鎖する。
【００３６】
そして、シャッタ羽根３１，３２が開口部１１，２１を全閉した後に、第２コイル１５０を非通電とする（図７中のＥ点）。これにより、第２ヨーク１４０においては、図８中の（Ｅ）に示すように、磁極部１４２，１４３において電磁力により発生したＳ極，Ｎ極が消滅し、通常の静的な磁気的吸引力により、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに付勢する保持力が生じる。
その後、さらに第１コイル１３０を非通電とする（図７中のＦ点）。すると、第１ヨーク１２０においては、図８中の（Ｆ）に示すように、磁極部１２２，１２３において電磁力により発生したＳ極，Ｎ極が消滅し、通常の静的な磁気的吸引力により、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに付勢する保持力が生じる。尚、Ｅ点とＦ点を同一点とし、第１コイル１３０と第２コイル１５０を同時に非通電としてもよい。
このように、第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０により形成される磁気回路及び第２ヨーク１４０及び第２コイル１５０により形成される磁気回路は共に、非通電の状態でロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに保持する保持力を生じるため、通電により最大回転位置θｍａｘに保持する場合（片側吸引）に比べて、消費電力を低減できる。
【００３７】
そして、所定の時間に亘って全閉状態が維持された後、第１コイル１２０及び第２コイル１５０に他方向の開き通電を行う（図７中のＧ点）。すると、図８中の（Ｇ）に示すように、第１ヨーク１２０には、磁極部１２２にＮ極及び磁極部１２３にＳ極がそれぞれ生じ、又、第２ヨーク１４０には、磁極部１４２にＮ極及び磁極部１４３にＳ極がそれぞれ生じて、ロータ１１０は休止位置θｏに向けて回転し始める。そして、シャッタ羽根３１，３２は、図１に示すように、元の休止位置である全開位置に戻る。また、Ｇ点を２点に分け、第２コイル１５０に通電後、第１コイル１３０に通電してもよい。
【００３８】
上記のように、制御手段は、第１ヨーク１２０がロータ１１０を休止位置θｏに向けて回転付勢した後に最大回転位置θｍａｘに向けて起動させるべく第１コイル１３０を通電制御すると共に、ロータ１１０を起動させる前に第２ヨーク１４０がロータ１１０を休止位置θｏに保持する保持力を小さくするように第２コイル１５０を通電制御する。
すなわち、ロータ１１０を回転駆動する際に、先ず、第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０からなる磁気回路が生じる付勢力によりロータ１１０を休止位置θｏに位置決めした後に、第２ヨーク１４０及び第２コイル１５０からなる磁気回路が生じる保持力を小さくし、その後、第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０からなる磁気回路で回転駆動力を生じるようにするため、ロータ１１０が仮に休止位置θｏから僅かにずれていても、ロータ１１０は所定の休止位置θｏに位置決めされた状態から素早く起動させられる。
【００３９】
以上述べたように、一方の磁気回路（第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０）をロータ１１０の駆動用に、他方の磁気回路（第２ヨーク１４０及び第２コイル１５０）をロータ１１０の保持用に設けたことにより、ロータ１１０を休止位置θｏに停止させる場合は、第１コイル１３０及び第２コイル１５０を非通電とした状態で強力な保持力（ディテントトルク）が得られ、一方、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに向けて起動させる場合は、第１コイル１３０を一方向に通電することで休止位置から起動する回転駆動力が得られ、さらには、第２コイル１５０を一方向に通電することで保持力を小さくしてロータ１１０を素早く回転させることができる。
したがって、ロータ１１０が衝撃等により休止位置θｏから勝手に回転するのを防止でき、又、ロータ１１０を起動させるときは円滑に回転動作を行わせることができる。また、保持力を小さくするために第２コイル１５０に通電することによって消費する電力は少ないため、従来のように両方のコイルに駆動のための通電を行う場合に比べて消費電力を低減することができる。
【００４０】
図９及び図１０は、上記電磁アクチュエータ１００を備えたカメラ用シャッタ装置の駆動制御の他の実施形態を示すものである。尚、装置の全体の駆動制御及び第１コイル１３０及び第２コイル１５０の通電制御は、前述同様に、装置に搭載された制御手段（コントロールユニット）が司る。
【００４１】
すなわち、この実施形態においては、先ず、第１コイル１３０及び第２コイル１５０を非通電とした状態（図９中のＡ点）において、図１に示すように、シャッタ羽根３１，３２は開口部１１，２１を全開にした状態にあり、ロータ１１０は休止位置θｏに停止している。このとき、図１０中の（Ａ）に示すように、磁極部１２２，１４２はＳ極外周面１１１ｃとの間で磁気的吸引力を生じ、かつ、磁極部１２３，１４３はＮ極外周面１１１ｂとの間で磁気的吸引力を生じて、ロータ１１０は時計回りの回転端である休止位置θｏに停止し、強力な保持力（ディテントトルク）により保持されている。
【００４２】
ここで、シャッタ羽根３１，３２に閉じ動作（シャッタ動作）を行わせる場合、先ず、第２コイル１５０に所定レベル（第１コイル１３０の閉じ通電よりも小さい電流又は電圧）の閉じ通電（図９中のＢ点）を行う。すると、図１０中の（Ｂ）に示すように、第２ヨーク１４０には、磁極部１４２にＳ極及び磁極部１４３にＮ極がそれぞれ生じ、ロータ１１０を休止位置θｏに向けて付勢する保持力が小さくなる。
【００４３】
続いて、第１コイル１３０に閉じ通電（図９中のＣ点）を行う。すると、図１０中の（Ｃ）に示すように、第１ヨーク１２０には、磁極部１２２にＳ極及び磁極部１２３にＮ極がそれぞれ生じ、ロータ１１０は、最大回転位置θｍａｘに向けて回転し始める。このとき、第２ヨーク１４０による保持力は既に弱められているので、ロータ１１０は円滑に素早く起動することができる。
これにより、ロータ１１０は、図１０中の（Ｄ）に示すように、最大回転位置θｍａｘまで移動し、シャッタ羽根３１，３２は、図２に示すように、全閉位置まで移動して開口部１１，２１を閉鎖する。
【００４４】
そして、シャッタ羽根３１，３２が開口部１１，２１を全閉した後に、第２コイル１５０を非通電とする（図９中のＤ点）。これにより、第２ヨーク１４０においては、図１０中の（Ｄ）に示すように、磁極部１４２，１４３において電磁力により発生したＳ極，Ｎ極が消滅し、通常の静的な磁気的吸引力により、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに付勢する保持力が生じる。
その後、さらに第１コイル１３０を非通電とする（図９中のＥ点）。すると、第１ヨーク１２０においては、図１０中の（Ｅ）に示すように、磁極部１２２，１２３において電磁力により発生したＳ極，Ｎ極が消滅し、通常の静的な磁気的吸引力により、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに付勢する保持力が生じる。尚、図９中のＤ点とＥ点を同一点とし、第１コイル１３０と第２コイル１５０を同時に非通電としてもよい。
【００４５】
このように、第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０により形成される磁気回路及び第２ヨーク１４０及び第２コイル１５０により形成される磁気回路は共に、非通電の状態でロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに保持する保持力を生じるため、通電により最大回転位置θｍａｘに保持する場合（片側吸引）に比べて、消費電力を低減できる。
【００４６】
そして、所定の時間に亘って全閉状態が維持された後、第１コイル１３０及び第２コイル１５０に他方向の開き通電を行う（図９中のＦ点）。すると、図１０中の（Ｆ）に示すように、第１ヨーク１２０には、磁極部１２２にＮ極及び磁極部１２３にＳ極がそれぞれ生じ、又、第２ヨーク１４０には、磁極部１４２にＮ極及び磁極部１４３にＳ極がそれぞれ生じて、ロータ１１０は休止位置θｏに向けて回転し始める。そして、シャッタ羽根３１，３２は、図１に示すように、元の休止位置である全開位置に戻る。また、Ｇ点を２点に分け、第２コイル１５０に通電後、第１コイル１３０に通電してもよい。
【００４７】
上記のように、制御手段は、第２ヨーク１４０がロータ１１０を休止位置θｏに保持する保持力を小さくするように第２コイル１５０を通電制御した後に、第１ヨーク１２０がロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに向けて起動させるべく第１コイル１３０を通電制御する。
すなわち、ロータ１１０を回転駆動する際に、先ず、第２ヨーク１４０及び第２コイル１５０からなる磁気回路が生じる保持力を小さくした後に、第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０からなる磁気回路で回転駆動力を生じるようにするため、ロータ１１０は起動の指令に対して即座にかつ素早く起動することができる。
【００４８】
図１１は、本発明に係る電磁アクチュエータの他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、この実施形態において、電磁アクチュエータ１００は、図１１に示すように、ロータ１１０、第１ヨーク１２０´、第１コイル１３０、第２ヨーク１４０、第２コイル１５０等により形成されている。
【００４９】
第１ヨーク１２０´は、第１コイル１３０を巻回した腕部１２１´が屈曲して形成されており、この第１コイル１３０を巻回した腕部１２１´と第２コイル１５０を巻回した腕部１４１が、ロータ１１０の回転軸方向Ｌにおいて略同一の高さに位置するように形成されている。
したがって、第１ヨーク１２０´及び第２ヨーク１４０のそれぞれの腕部１２１´，１４１に巻回される第１コイル１３０及び第２コイル１５０の高さをロータ１１０の回転軸方向Ｌにおいて共に低くすることができる。これにより、ロータ１１０の回転軸方向Ｌにおいて電磁アクチュエータ１００をさらに薄型化することができる。
尚、図１１においては、第１ヨーク１２０´に屈曲部を設けたが、第２ヨークに屈曲部を設けてもよい。
【００５０】
図１２は、本発明に係る電磁アクチュエータのさらに他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、この実施形態において、電磁アクチュエータ１００は、図１２に示すように、ロータ１１０´´、第１ヨーク１２０´´、第１コイル１３０、第２ヨーク１４０´´、第２コイル１５０等により形成されている。
ロータ１１０´´は、図１２に示すように、ロータ部１１１´´が前述のロータ部１１１よりも回転軸方向Ｌに長めに形成されている。
第１ヨーク１２０´´及び第２ヨーク１４０´´は、第１コイル１３０を巻回した腕部１２１と第２コイル１５０を巻回した腕部１４１が、ロータ１１０の回転軸方向Ｌにおいて重なるように（所定の隙間をおいて）配置されている。
このように、第１ヨーク１２０´´及び第２ヨーク１４０´´を重なるように配置することで、ロータ１１０´´の近傍に部品を集約することができ、ロータ１１０´´の回転軸Ｌに垂直な面方向において電磁アクチュエータ１００の占有面積を小さくすることができる。
【００５１】
上記実施形態においては、本発明に係る電磁アクチュエータ１００を駆動源として採用するカメラ用羽根駆動装置として、デジタルカメラ、銀塩フィルム式カメラ等に適用されるシャッタ羽根３１，３２をもつカメラ用シャッタ装置を示したが、これに限定されるものではなく、デジタルカメラ、銀塩フィルム式カメラ等に適用され、露光用の開口部１１，２１を所定の口径に絞る絞り羽根を駆動する駆動源として本発明に係る電磁アクチュエータ１００を採用したカメラ用絞り装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上述べたように、本発明の電磁アクチュエータは、小型化、軽量化を達成しつつ、所望の回転駆動力が得られると共に、特に強力な磁気的保持力（ディテントトルク）が得られて、外部からの衝撃力等に対してもロータを所定の休止位置に安定して保持することができるため、通常の駆動源として適用できるのは勿論のこと、特に、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末機に搭載される機器あるいはデジタルカメラのシャッタ羽根あるいは絞り羽根等の駆動源として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る電磁アクチュエータを備えたカメラ用シャッタ装置を便宜上羽根室側の構造も実線で示した平面図である。
【図２】本発明に係る電磁アクチュエータを備えたカメラ用シャッタ装置を便宜上羽根室側の構造も実線で示した平面図である。
【図３】図１及び図２に示すカメラ用シャッタ装置の一部を示す展開断面図である。
【図４】本発明に係る電磁アクチュエータの一実施形態を示す平面図である。
【図５】図４に示す電磁アクチュエータの一部をなす第１ヨーク及び第１コイルとロータを示すものであり、（ａ）はロータが休止位置に停止した平面図、（ｂ）はロータが最大回転位置に停止した平面図である。
【図６】図４に示す電磁アクチュエータの一部をなす第２ヨーク及び第２コイルとロータを示すものであり、（ａ）はロータが休止位置に停止した平面図、（ｂ）はロータが最大回転位置に停止した平面図である。
【図７】カメラ用シャッタ装置（及び電磁アクチュエータ）の駆動制御を示すタイムチャートである。
【図８】図７に示すタイムチャートに基づいて駆動されるロータ及び第１ヨーク及び第２ヨークの状態を示す動作図である。
【図９】カメラ用シャッタ装置（及び電磁アクチュエータ）の他の駆動制御を示すタイムチャートである。
【図１０】図９に示すタイムチャートに基づいて駆動されるロータ及び第１ヨーク及び第２ヨークの状態を示す動作図である。
【図１１】本発明に係るカメラ用シャッタ装置及び電磁アクチュエータの他の実施形態を示す展開断面図である。
【図１２】本発明に係るカメラ用シャッタ装置及び電磁アクチュエータのさらに他の実施形態を示す展開断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 地板（基板）
２０ 裏板（基板）
１１，２１ 露光用の開口部
１２ 支軸
１３ 貫通孔
１４，１５ 位置決め部
１６，１７ 支軸
１８ 全開ストッパ
１９ 全閉ストッパ
２２ 貫通孔
２３ 嵌合孔
２４ 嵌合孔
３１，３２ シャッタ羽根
３１ａ 円孔
３１ｂ 長孔
３２ａ 円孔
３２ｂ 長孔
１００ 電磁アクチュエータ（駆動源）
１１０，１１０´´ ロータ
１１１，１１１´´ ロータ部
１１１ａ 貫通孔
１１１ｂ Ｎ極外周面
１１１ｃ Ｓ極外周面
１１２ 駆動ピン
１２０，１２０´，１２０´´ 第１ヨーク
１２１，１２１´ 腕部
１２２，１２３ ２つの磁極部
１２２ａ，１２３ａ 円弧面
１３０ 第１コイル
１３０ａ ボビン
１４０，１４０´´ 第２ヨーク
１４１ 腕部
１４２，１４３ ２つの磁極部
１４２ａ，１４３ａ 円弧面
１５０ 第２コイル
１５０ａ ボビン
θｏ 休止位置
θｍａｘ 最大回転位置
Ｌ ロータの回転軸方向
Ｓｏ ストッパ
Ｓｍ ストッパ
Ｗ 羽根室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁力により駆動力を発生する電磁アクチュエータに関し、特に、カメラのシャッタ羽根あるいは絞り羽根等を駆動する際に適用される電磁アクチュエータ及びこれを用いたカメラ用羽根駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラのシャッタ装置あるいは絞り装置等に搭載される従来の電磁アクチュエータとしては、露光用の開口部を有する基板に対して回動自在に支持されると共に外周面が周方向に二分されてＮ極及びＳ極に着磁された円柱状のロータ、ロータの外周面に対向するように配置される２つの磁極部をそれぞれ有する略Ｕ字状の第１ヨーク及び第２ヨーク、第１ヨークの周りに巻回された励磁用の第１コイル、第２ヨークの周りに巻回された励磁用の第２コイル等を備え、第１ヨーク及び第１コイルと第２ヨーク及び第２コイルによりそれぞれ形成される２つの磁気回路を設け、２つの磁気回路にて生じる磁力によりロータを回転駆動し、又、非通電時においてロータの保持力を高めるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、この電磁アクチュエータでシャッタ羽根（すなわちロータ）を起動させる場合、保持力に打ち勝つために２つのコイルが同時に通電されるため、消費電力が増大する。すなわち、動作直前に保持力を軽減する手法がないため、ロータを起動させるにはその保持力に対応した電力消費を必要とする上に、大きな保持力から動き出すため、加速し難い。
また、この電磁アクチュエータにおいては、休止位置から通電により他方向にロータを回転させても、非通電にするとロータが元の休止位置に戻る（片側吸引である）ため、動作中において常に通電する必要があり、消費電力がさらに増大する。
【０００３】
また、他の電磁アクチュエータとしては、シャッタ羽根を駆動するために適用されるものとして、外周面が周方向に二分されてＮ極及びＳ極に着磁された円板状のロータ、ロータの外周面に対向する第１磁極部をもつ板状の第１ヨーク、ロータの外周面に対向する第２磁極部をもつ板状の第２ヨーク、これらのヨークの２つの接続領域に巻回された第１コイル及び第２コイル等を備え、第１ヨーク及び第２ヨークの半分及び第１コイルと第１ヨーク及び第２ヨークの残りの半分及び第２コイルによりそれぞれ形成される２つの磁気回路にて生じる磁力によりロータを回転駆動するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、この電磁アクチュエータにおいては、前述同様に、ロータを起動させる場合、２つのコイルが同時に通電されるため、消費電力が増大する。また、動作直前に保持力を軽減する手法がないため、ロータを起動させるにはその保持力に対応した電力消費を必要とする上に、大きな保持力から動き出すため、加速し難い。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３２７１４３号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００２／０４３２２７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、デジタルカメラ、携帯電話機、携帯情報端末等に搭載されるシャッタ装置あるいは絞り装置等のカメラ用羽根駆動装置を駆動する電磁アクチュエータは、従来の構成のままで単に小型化を図ると、特に、非通電時の磁気的保持力（ディテントトルク）が十分確保されなくなる。したがって、この電磁アクチュエータがシャッタ羽根あるいは絞り羽根等を所定の休止位置に安定して保持することが困難になり、特に外部から衝撃力等を受けるとシャッタ羽根あるいは絞り羽根が勝手に移動してしまう虞がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、小型化、軽量化、消費電力の低減等を図りつつ、例えば、カメラのシャッタ羽根あるいは絞り羽根等を駆動する駆動源として適用する場合に、外部から衝撃力等を受けても、これらの羽根が勝手に移動するのを防止して所定位置に保持することができ、又、本来の動作時には所望のシャッタ動作あるいは絞り動作を素早く行うように駆動力を発生し得る電磁アクチュエータ及びこれを用いたカメラ用羽根駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電磁アクチュエータは、Ｎ極及びＳ極に着磁された外周面を有し休止位置と最大回転位置の角度範囲を回動するロータと、ロータの外周面との間で磁気的吸引力及び反発力を生じ得る第１ヨークと、第１ヨークに巻回された励磁用の第１コイルと、ロータの外周面との間で磁気的吸引力及び反発力を生じ得る第２ヨークと、第２ヨークに巻回された励磁用の第２コイルを備えた電磁アクチュエータであって、上記第１ヨークは、第１コイルを非通電とするときロータを休止位置に保持する保持力を生じ、かつ、第１コイルを一方向に通電するときロータを最大回転位置に向けて回転駆動する駆動力を生じるように形成され、上記第２ヨークは、第２コイルを非通電とするときロータを休止位置に保持する保持力を生じ、かつ、第２コイルを一方向に通電するときその保持力を小さくするように形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、第１ヨーク及び第１コイルからなる磁気回路が、ロータを回転駆動するための駆動力を生じるために適用され、第２ヨーク及び第２コイルからなる磁気回路が、ロータを休止位置に保持する保持力を生じるために適用される。
このように、一方の磁気回路をロータの駆動用に、他方の磁気回路をロータの保持用に設けたことにより、ロータを休止位置に停止させる場合は、第１コイル及び第２コイルを非通電とした状態で強力な保持力（ディテントトルク）が得られ、一方、ロータを最大回転位置に向けて起動させる場合は、第１コイルを通電することで休止位置にてあるいは休止位置から僅かにずれた位置であっても回転駆動力が得られ、さらには、第２コイルを通電することで保持力が弱められてロータを素早く回転させることができる。
したがって、ロータが衝撃等により休止位置から勝手に回転するのを防止でき、又、ロータを起動させるときは円滑に回転動作を行わせることができる。また、保持力を小さくするために第２コイルに通電することによって消費する電力は少ないため、従来のように両方のコイルに駆動のための通電を行う場合に比べて消費電力を低減することができる。
【０００８】
上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１ヨークは、第１コイルを非通電とするとき、ロータを最大回転位置に保持する保持力を生じるように形成され、第２ヨークは、第２コイルを非通電とするとき、ロータを最大回転位置に保持する保持力を生じるように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１ヨーク及び第１コイルにより形成される磁気回路及び第２ヨーク及び第２コイルにより形成される磁気回路は共に、非通電の状態でロータを最大回転位置に保持する保持力を生じるため、通電により最大回転位置に保持する場合（片側吸引）に比べて、消費電力を低減することができる。
【０００９】
上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１コイル及び第２コイルへの通電を制御する制御手段を含み、制御手段は、第１ヨークがロータを休止位置に向けて回転付勢した後に最大回転位置に向けて起動させるべく第１コイルを通電制御すると共に、ロータを起動させる前に第２ヨークがロータを休止位置に保持する保持力を小さくするように第２コイルを通電制御する、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータを回転駆動する際に、先ず、第１ヨーク及び第１コイルからなる磁気回路が生じる付勢力によりロータを休止位置に位置決めした後に、第２ヨーク及び第２コイルからなる磁気回路が生じる保持力を小さくし、その後、第１ヨーク及び第１コイルからなる磁気回路で回転駆動力を生じるようにするため、ロータが仮に休止位置から僅かにずれていても、ロータは所定の休止位置に位置決めされた状態から素早く起動することができる。
【００１０】
また、上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１コイル及び第２コイルへの通電を制御する制御手段を含み、制御手段は、第２ヨークがロータを休止位置に保持する保持力を小さくするように第２コイルを通電制御した後に、第１ヨークがロータを最大回転位置に向けて起動させるべく第１コイルを通電制御する、構成を採用することができる。
この構成によれば、ロータを回転駆動する際に、先ず、第２ヨーク及び第２コイルからなる磁気回路が生じる保持力を小さくした後に、第１ヨーク及び第１コイルからなる磁気回路で回転駆動力を生じるようにするため、ロータは起動の指令に対して即座にかつ素早く起動して回転することができる。
【００１１】
上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１ヨーク及び第２ヨークは、互いに異なる形状に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１ヨーク及び第２ヨークを組付ける際に、誤組付けを防止することができる。
【００１２】
上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１ヨークは、第１コイルを巻回する略Ｕ字状の腕部と、腕部の両端領域に形成されてロータの外周面に対向すると共に第１コイルへの通電により互いに異なる磁極を生じる２つの磁極部を有し、第２ヨークは、第２コイルを巻回する略Ｕ字状の腕部と、腕部の両端領域に形成されてロータの外周面に対向すると共に第２コイルへの通電により互いに異なる磁極を生じる２つの磁極部を有し、第１ヨークの磁極部と第２ヨークの磁極部は、ロータの回転軸方向において重なるように配置されている、構成を採用することも可能である。
この構成によれば、第１ヨーク及び第２ヨークが共に略Ｕ字形状をなすように形成され、それらの端部領域に形成される磁極部同士が、ロータの外周面の重なる領域に対して磁気的吸引力及び反発力を生じるように配置されるため、第１ヨークが生じる磁力（非通電による磁気的保持力、通電による磁気的吸引力及び反発力）及び第２ヨークが生じる磁力（非通電による磁気的保持力、通電による磁気的吸引力及び反発力）を、それぞれ十分（所定レベル以上）に確保することができる。
【００１３】
上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１ヨーク及び第２ヨークは、第１コイルを巻回した腕部と第２コイルを巻回した腕部がロータを挟んで両側に配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１ヨーク及び第２ヨークがロータの径方向に並ぶように配置されるため、ロータの回転軸方向において電磁アクチュエータを薄型化することができる。
【００１４】
上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１ヨーク及び第２ヨークは、第１コイルを巻回した腕部と第２コイルを巻回した腕部がロータの回転軸方向において略同一の高さに位置するように、それらの一方が屈曲して形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１ヨーク及び第２ヨークがロータの径方向に並ぶように配置されると共に第１ヨークの腕部と第２ヨークの腕部をロータの回転軸方向において略同一の高さに配置するため、それぞれの腕部に巻回される第１コイル及び第２コイルの高さをロータの回転軸方向において共に低くすることができる。これにより、ロータの回転軸方向において電磁アクチュエータをさらに薄型化することができる。
【００１５】
上記構成の電磁アクチュエータにおいて、第１ヨーク及び第２ヨークは、第１コイルを巻回した腕部と第２コイルを巻回した腕部がロータの回転軸方向において重なるように配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１ヨーク及び第２ヨークを重なるように配置することで、ロータの近傍に部品を集約することができ、ロータの回転軸に垂直な面方向において電磁アクチュエータの占有面積を小さくすることができる。
【００１６】
本発明のカメラ用羽根駆動装置は、露光用の開口部を有する基板と、開口部を開閉又は所定の口径に絞って光量を調整するべく基板に回動自在に支持された羽根と、羽根を駆動する駆動源とを備え、駆動源として、上記構成をなす電磁アクチュエータのいずれか一つを採用する、ことを特徴としている。
この構成によれば、駆動源として上述の電磁アクチュエータを採用するが故に、装置の小型化を図りつつも、十分な保持力（ディテントトルク）がロータに作用するため、シャッタ動作あるいは絞り動作等を行う羽根を所定の休止位置（例えば、開口部を全開した開き位置）に確実に位置決めして保持することができ、又、シャッタ動作又は絞り動作を行う場合は、ロータを素早く駆動させて所望のタイミングでシャッタ動作又は絞り動作を円滑に行わせることができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成をなす本発明の電磁アクチュエータによれば、小型化、軽量化、消費電力の低減等を達成しつつ、例えば、カメラのシャッタ羽根あるいは絞り羽根等を駆動する駆動源として適用する場合に、外部から衝撃力等を受けても、これらの羽根が勝手に移動するのを防止して所定位置に保持することができ、又、本来の動作時には所望のシャッタ動作あるいは絞り動作を素早く行うように駆動力を発生し得る電磁アクチュエータを得ることができる。
また、本発明のカメラ用羽根駆動装置によれば、駆動源として上述の電磁アクチュエータを採用するが故に、装置の小型化を図りつつも、シャッタ動作あるいは絞り動作等を行う羽根を、確実に作動させつつ、所望の休止位置（例えば、全開位置あるいは非絞り位置）に確実に保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図８は、本発明に係る電磁アクチュエータをカメラ用羽根駆動装置（ここでは、カメラ用シャッタ装置）に適用した一実施形態を示すものである。尚、図１及び図２は説明の便宜上羽根室の構造についても実線で示した装置の平面図、図３は装置の一部を示す展開断面図、図４は装置に搭載される電磁アクチュエータの平面図、図５は電磁アクチュエータに含まれる第１ヨーク，第１コイル，及びロータを示す平面図、図６は電磁アクチュエータに含まれる第２ヨーク，第２コイル，及びロータを示す平面図、図７は装置の駆動制御を示すタイムチャート、図８は電磁アクチュエータの動作を説明するための動作図である。
【００１９】
このカメラ用シャッタ装置は、図１ないし図３に示すように、露光用の開口部１１，２１を有する基板としての地板１０及び裏板２０、開口部１１，２１を開閉するべく地板１０に回動自在に支持された羽根としての一対のシャッタ羽根３１，３２、シャッタ羽根３１，３２を駆動する駆動源としての電磁アクチュエータ１００等を備えている。
【００２０】
地板１０は、図１ないし図３に示すように、露光用の円形をなす開口部１１、ロータ１１０を回動自在に支持する支軸１２、略扇状の貫通孔１３、第１ヨーク１２０を位置決めする位置決め部１４、第２ヨーク１４０を位置決めする位置決め部１５、シャッタ羽根３１，３２を回動自在にそれぞれ支持する支軸１６，１７、シャッタ羽根３１，３２を全開位置に停止させる全開ストッパ１８、シャッタ羽根３１，３２を全閉位置に停止させる全閉ストッパ１９等を備えている。
裏板２０は、図３に示すように、露光用の円形をなす開口部２１、略扇状の貫通孔２２、支軸１６，１７を嵌合させる嵌合孔２３，２４等を備えるように形成されており、地板１０の裏側端面と所定の間隔をおいてネジ等により連結されてシャッタ羽根３１，３２を回動自在に収容する羽根室Ｗを画定するようになっている。
【００２１】
シャッタ羽根３１，３２は、図１及び図２に示すように、それぞれ、支軸１６，１７が挿入される円孔３１ａ，３２ａ、後述するロータ１１０の駆動ピン１１２が挿入される長孔３１ｂ，３２ｂを備えるように形成されている。そして、ロータ１１０が回動（駆動ピン１１２が往復動）することにより、シャッタ羽根３１，３２は、図２に示すようにお互いに近づいて開口部１１，２１を全閉する閉じ動作を行い、一方、図１に示すようにお互いに遠ざかって開口部１１，２１を全開する開き動作を行うようになっている。
【００２２】
電磁アクチュエータ１００は、図１ないし図４に示すように、地板１０に回動自在に支持されるロータ１１０、地板１０に固定される第１ヨーク１２０、第１ヨーク１２０に嵌合されたボビン１３０ａに巻回される励磁用の第１コイル１３０、地板１０に固定される第２ヨーク１４０、第２ヨーク１４０に嵌合されたボビン１５０ａに巻回される励磁用の第２コイル１５０等により形成されている。
【００２３】
ロータ１１０は、図３及び図４に示すように、円柱状に形成され、支軸１２が通される貫通孔１１１ａ、回転軸Ｌを通る磁極境界面を境に二分されて異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）に着磁されたＮ極外周面１１１ｂ及びＳ極外周面１１１ｃを画定するロータ部１１１、ロータ部１１１から径方向外側に向かって突出しさらに下方に伸長する駆動ピン１１２を備えている。
駆動ピン１１２は、ロータ１１０の回転駆動力を外部に伝達するものであり、シャッタ羽根３１，３２の長孔３１ｂ，３２ｂに挿入されるように形成されている。
【００２４】
第１ヨーク１２０は、図４及び図５に示すように、平板状でかつ略Ｕ字状に湾曲して形成された腕部１２１、その両端領域においてお互いに異なる磁極を生じ得る２つの磁極部１２２，１２３を備えている。
腕部１２１には、第１コイル１３０を巻回したボビン１３０ａが嵌合されている。
磁極部１２２は、ロータ１１０のＮ極外周面１１１ｂ及びＳ極外周面１１１ｃと対向する円弧面１２２ａを画定するように形成されている。
磁極部１２３は、ロータ１１０のＮ極外周面１１１ｂ及びＳ極外周面１１１ｃと対向する円弧面１２３ａを画定するように形成されている。
尚、円弧面１２２ａ，１２３ａは、ロータ１１０の外径よりも大きい内径をなす寸法に形成されて、ロータ１１０のＮ極外周面１１１ｂ及びＳ極外周面１１１ｃと所定の間隙をあけて対向している。
【００２５】
また、第１ヨーク１２０は、第１コイル１３０を非通電とするとき、図５（ａ）に示すように、磁極部１２２（円弧面１２２ａ）がＳ極外周面１１１ｃとの間で磁気的吸引力を及ぼしかつ磁極部１２３（円弧面１２３ａ）がＮ極外周面１１１ｂとの間で磁気的吸引力を及ぼして、ロータ１１０を時計回りに回転付勢して休止位置θｏ（ストッパＳｏに駆動ピン１１２が当接する位置）に保持する保持力を生じように形成され、又、第１コイル１３０を一方向に通電するとき、図５（ｂ）に示すように、磁極部１２２（円弧面１２２ａ）がＮ極外周面１１１ｂとの間で磁気的吸引力を及ぼしかつ磁極部１２３（円弧面１２３ａ）がＳ極外周面１１１ｃとの間で磁気的吸引力を及ぼして、ロータ１１０を反時計回りに回転付勢して最大回転位置θｍａｘ（ストッパＳｍに駆動ピン１１２が当接する位置）に向けて回転駆動する駆動力を生じるように形成されている。
さらに、第１ヨーク１２０は、ロータ１１０が最大回転位置θｍａｘに位置するとき、第１コイル１３０を非通電としても、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに保持する保持力を生じるように形成されている。
第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０からなる磁気回路は、主としてロータ１１０を回転駆動するための駆動力を生じるために適用されるものである。
【００２６】
第２ヨーク１４０は、図４及び図６に示すように、平板状でかつ略Ｕ字状に湾曲して形成された腕部１４１、その両端領域においてお互いに異なる磁極を生じ得る２つの磁極部１４２，１４３を備えている。
腕部１４１には、第２コイル１５０を巻回したボビン１５０ａが嵌合されている。
磁極部１４２は、ロータ１１０のＮ極外周面１１１ｂ及びＳ極外周面１１１ｃと対向する円弧面１４２ａを画定するように形成されている。
磁極部１４３は、ロータ１１０のＮ極外周面１１１ｂ及びＳ極外周面１１１ｃと対向する円弧面１４３ａを画定するように形成されている。
尚、円弧面１４２ａ，１４３ａは、ロータ１１０の外径よりも大きい円弧面をなす寸法に形成されて、ロータ１１０のＮ極外周面１１１ｂ及びＳ極外周面１１１ｃと所定の間隙をあけて対向している。ここで、円弧面１４２ａ，１４３ａの内径は、円弧面１２２ａ，１２３ａと同一でもよいが、第２コイル１５０のターン数や通電の際の電圧値又は電流値に応じて小さくしてもあるいは大きくしてもよい。
【００２７】
また、第２ヨーク１４０は、第２コイル１５０を非通電とするとき、図６（ａ）に示すように、磁極部１４２（円弧面１４２ａ）がＳ極外周面１１１ｃとの間で磁気的吸引力を及ぼしかつ磁極部１４３（円弧面１４３ａ）がＮ極外周面１１１ｂとの間で磁気的吸引力を及ぼして、ロータ１１０を時計回りに回転付勢して休止位置θｏ（ストッパＳｏに駆動ピン１１２が当接する位置）に保持する保持力を生じように形成され、又、第２コイル１５０を一方向に通電するとき、図６（ｂ）に示すように、磁極部１４２（円弧面１４２ａ）がＮ極外周面１１１ｂとの間で磁気的吸引力を及ぼしかつ磁極部１４３（円弧面１４３ａ）がＳ極外周面１１１ｃとの間で磁気的吸引力を及ぼしてその保持力を小さくするように形成されている。
さらに、第２ヨーク１４０は、ロータ１１０が最大回転位置θｍａｘに位置するとき、第２コイル１５０を非通電としても、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに保持する保持力を生じるように形成されているが、第２ヨーク１４０及び第２コイル１５０からなる磁気回路は、主としてロータ１１０を休止位置θｏに保持する保持力を生じるために適用されるものである。
【００２８】
ここで、第１ヨーク１２０及び第２ヨーク１４０は、互いに異なる形状に形成することも可能であり、第１ヨーク１２０及び第２ヨーク１４０を地板１０に組付ける際に、誤組付けを防止することができる。
そして、第１ヨーク１２０及び第２ヨーク１４０は、図３及び図４に示すように、第１ヨーク１２０の２つの磁極部１２２，１２３と第２ヨーク１４０の２つの磁極部１４２，１４３が、ロータ１１０の回転軸方向Ｌにおいて重なるように（接触しないように所定の隙間をおいて）配置されると共に、第１ヨーク１２０の腕部１２１と第２ヨーク１４０の腕部１４１が、ロータ１１０を両側から挟みこむように（向かい合うように）配置されている。
【００２９】
すなわち、第１ヨーク１２０及び第２ヨーク１４０が共に略Ｕ字形状をなすように形成され、それらの端部領域に形成される磁極部１２２，１２３及び磁極部１４２，１４３が、ロータ１１０の外周面１１１ｂ，１１１ｃの重なる領域に対して磁気的吸引力及び反発力を生じるように配置されるため、第１ヨーク１２０が生じる磁力（非通電による磁気的保持力、通電による磁気的吸引力及び反発力）及び第２ヨーク１４０が生じる磁力（非通電による磁気的保持力、通電による磁気的吸引力及び反発力）を、それぞれ十分（所定レベル以上）に確保することができる。
さらに、第１ヨーク１２０及び第２ヨーク１４０は、第１コイル１３０を巻回した腕部１２１と第２コイル１５０を巻回した腕部１４１がロータ１１０を挟んで両側に配置されているため、第１ヨーク１２０及び第２ヨーク１４０がロータ１１０の径方向に並ぶように配置されて、ロータ１１０の回転軸方向Ｌにおいて電磁アクチュエータを薄型化することができる。
【００３０】
上記のように、一方の磁気回路（第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０）をロータ１１０の駆動用に、他方の磁気回路（第２ヨーク１４０及び第２コイル１５０）をロータ１１０の保持用に設けたことにより、ロータ１１０を休止位置θｏに停止させる場合は、第１コイル１３０及び第２コイル１５０を非通電とした状態で強力な保持力（ディテントトルク）が得られ、一方、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに向けて起動させる場合は、第１コイル１３０を一方向に通電することで休止位置から起動する回転駆動力が得られ、さらには、第２コイル１５０を一方向に通電することでその保持力を弱めることができ、それ故にロータ１１０を素早く回転させることができる。
したがって、ロータ１１０が衝撃等により休止位置θｏから勝手に回転するのを防止でき、又、ロータ１１０を起動させるときは円滑に回転動作を行わせることができる。また、保持力を小さくするために第２コイル１５０に通電することによって消費する電力は少ないため、従来のように両方のコイルに駆動のための通電を行う場合に比べて消費電力を低減することができる。
【００３１】
次に、上記構成をなす電磁アクチュエータ１００を備えたカメラ用シャッタ装置の動作について、図１、図７及び図８を参照しつつ説明する。尚、装置の全体の駆動制御及び第１コイル１３０及び第２コイル１５０の通電制御は、装置に搭載された制御手段（コントロールユニット）が司る。
ここで、第１コイル１３０及び第２コイル１５０を通電制御する際に、シャッタ羽根３１，３２が開口部１１，２１を開く向きに（ロータ１１０を時計回りに回転させるように）通電を行う場合を「開き通電」とし、シャッタ羽根３１，３２が開口部１１，２１を閉じる向きに（ロータ１１０を反時計回りに回転させるように）通電を行う場合を「閉じ通電」とする。
【００３２】
先ず、第１コイル１３０及び第２コイル１５０を非通電とした状態（図７中のＡ点）において、図１に示すように、シャッタ羽根３１，３２は開口部１１，２１を全開にした状態にあり、ロータ１１０は休止位置θｏに停止している。
このとき、図８中の（Ａ）に示すように、磁極部１２２，１４２はＳ極外周面１１１ｃとの間で磁気的吸引力を生じ、かつ、磁極部１２３，１４３はＮ極外周面１１１ｂとの間で磁気的吸引力を生じて、ロータ１１０は時計回りの回転端である休止位置θｏに停止し、強力な保持力（ディテントトルク）により保持されている。
【００３３】
ここで、シャッタ羽根３１，３２に閉じ動作（シャッタ動作）を行わせる場合、先ず、第１コイル１３０に開き通電（図７中のＢ点）を行う。すると、図８中の（Ｂ）に示すように、第１ヨーク１２０には、磁極部１２２にＮ極及び磁極部１２３にＳ極がそれぞれ生じ、ロータ１１０は、休止位置θｏに向けてさらに大きな回転付勢力で時計回りに回転付勢されて、休止位置θｏに確実に位置決めされる。
【００３４】
続いて、第２コイル１５０に所定レベル（第１コイル１３０の閉じ通電よりも小さい電流又は電圧）の閉じ通電（図７中のＣ点）を行う。すると、図８中の（Ｃ）に示すように、第２ヨーク１４０には、磁極部１４２にＳ極及び磁極部１４３にＮ極がそれぞれ生じ、ロータ１１０を休止位置θｏに向けて付勢する保持力が小さくなる。
【００３５】
続いて、第１コイル１３０に閉じ通電（図７中のＤ点）を行う。すると、図８中の（Ｄ）に示すように、第１ヨーク１２０には、磁極部１２２にＳ極及び磁極部１２３にＮ極がそれぞれ生じ、ロータ１１０は、最大回転位置θｍａｘに向けて回転し始める。このとき、第２ヨーク１４０による保持力は既に弱められているので、ロータ１１０は円滑に素早く起動することができる。これにより、ロータ１１０は、図８中の（Ｅ）に示すように、最大回転位置θｍａｘまで移動し、シャッタ羽根３１，３２は、図２に示すように、全閉位置まで移動して開口部１１，２１を閉鎖する。
【００３６】
そして、シャッタ羽根３１，３２が開口部１１，２１を全閉した後に、第２コイル１５０を非通電とする（図７中のＥ点）。これにより、第２ヨーク１４０においては、図８中の（Ｅ）に示すように、磁極部１４２，１４３において電磁力により発生したＳ極，Ｎ極が消滅し、通常の静的な磁気的吸引力により、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに付勢する保持力が生じる。
その後、さらに第１コイル１３０を非通電とする（図７中のＦ点）。すると、第１ヨーク１２０においては、図８中の（Ｆ）に示すように、磁極部１２２，１２３において電磁力により発生したＳ極，Ｎ極が消滅し、通常の静的な磁気的吸引力により、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに付勢する保持力が生じる。尚、Ｅ点とＦ点を同一点とし、第１コイル１３０と第２コイル１５０を同時に非通電としてもよい。
このように、第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０により形成される磁気回路及び第２ヨーク１４０及び第２コイル１５０により形成される磁気回路は共に、非通電の状態でロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに保持する保持力を生じるため、通電により最大回転位置θｍａｘに保持する場合（片側吸引）に比べて、消費電力を低減できる。
【００３７】
そして、所定の時間に亘って全閉状態が維持された後、第１コイル１２０及び第２コイル１５０に他方向の開き通電を行う（図７中のＧ点）。すると、図８中の（Ｇ）に示すように、第１ヨーク１２０には、磁極部１２２にＮ極及び磁極部１２３にＳ極がそれぞれ生じ、又、第２ヨーク１４０には、磁極部１４２にＮ極及び磁極部１４３にＳ極がそれぞれ生じて、ロータ１１０は休止位置θｏに向けて回転し始める。そして、シャッタ羽根３１，３２は、図１に示すように、元の休止位置である全開位置に戻る。また、Ｇ点を２点に分け、第２コイル１５０に通電後、第１コイル１３０に通電してもよい。
【００３８】
上記のように、制御手段は、第１ヨーク１２０がロータ１１０を休止位置θｏに向けて回転付勢した後に最大回転位置θｍａｘに向けて起動させるべく第１コイル１３０を通電制御すると共に、ロータ１１０を起動させる前に第２ヨーク１４０がロータ１１０を休止位置θｏに保持する保持力を小さくするように第２コイル１５０を通電制御する。
すなわち、ロータ１１０を回転駆動する際に、先ず、第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０からなる磁気回路が生じる付勢力によりロータ１１０を休止位置θｏに位置決めした後に、第２ヨーク１４０及び第２コイル１５０からなる磁気回路が生じる保持力を小さくし、その後、第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０からなる磁気回路で回転駆動力を生じるようにするため、ロータ１１０が仮に休止位置θｏから僅かにずれていても、ロータ１１０は所定の休止位置θｏに位置決めされた状態から素早く起動させられる。
【００３９】
以上述べたように、一方の磁気回路（第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０）をロータ１１０の駆動用に、他方の磁気回路（第２ヨーク１４０及び第２コイル１５０）をロータ１１０の保持用に設けたことにより、ロータ１１０を休止位置θｏに停止させる場合は、第１コイル１３０及び第２コイル１５０を非通電とした状態で強力な保持力（ディテントトルク）が得られ、一方、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに向けて起動させる場合は、第１コイル１３０を一方向に通電することで休止位置から起動する回転駆動力が得られ、さらには、第２コイル１５０を一方向に通電することで保持力を小さくしてロータ１１０を素早く回転させることができる。
したがって、ロータ１１０が衝撃等により休止位置θｏから勝手に回転するのを防止でき、又、ロータ１１０を起動させるときは円滑に回転動作を行わせることができる。また、保持力を小さくするために第２コイル１５０に通電することによって消費する電力は少ないため、従来のように両方のコイルに駆動のための通電を行う場合に比べて消費電力を低減することができる。
【００４０】
図９及び図１０は、上記電磁アクチュエータ１００を備えたカメラ用シャッタ装置の駆動制御の他の実施形態を示すものである。尚、装置の全体の駆動制御及び第１コイル１３０及び第２コイル１５０の通電制御は、前述同様に、装置に搭載された制御手段（コントロールユニット）が司る。
【００４１】
すなわち、この実施形態においては、先ず、第１コイル１３０及び第２コイル１５０を非通電とした状態（図９中のＡ点）において、図１に示すように、シャッタ羽根３１，３２は開口部１１，２１を全開にした状態にあり、ロータ１１０は休止位置θｏに停止している。このとき、図１０中の（Ａ）に示すように、磁極部１２２，１４２はＳ極外周面１１１ｃとの間で磁気的吸引力を生じ、かつ、磁極部１２３，１４３はＮ極外周面１１１ｂとの間で磁気的吸引力を生じて、ロータ１１０は時計回りの回転端である休止位置θｏに停止し、強力な保持力（ディテントトルク）により保持されている。
【００４２】
ここで、シャッタ羽根３１，３２に閉じ動作（シャッタ動作）を行わせる場合、先ず、第２コイル１５０に所定レベル（第１コイル１３０の閉じ通電よりも小さい電流又は電圧）の閉じ通電（図９中のＢ点）を行う。すると、図１０中の（Ｂ）に示すように、第２ヨーク１４０には、磁極部１４２にＳ極及び磁極部１４３にＮ極がそれぞれ生じ、ロータ１１０を休止位置θｏに向けて付勢する保持力が小さくなる。
【００４３】
続いて、第１コイル１３０に閉じ通電（図９中のＣ点）を行う。すると、図１０中の（Ｃ）に示すように、第１ヨーク１２０には、磁極部１２２にＳ極及び磁極部１２３にＮ極がそれぞれ生じ、ロータ１１０は、最大回転位置θｍａｘに向けて回転し始める。このとき、第２ヨーク１４０による保持力は既に弱められているので、ロータ１１０は円滑に素早く起動することができる。
これにより、ロータ１１０は、図１０中の（Ｄ）に示すように、最大回転位置θｍａｘまで移動し、シャッタ羽根３１，３２は、図２に示すように、全閉位置まで移動して開口部１１，２１を閉鎖する。
【００４４】
そして、シャッタ羽根３１，３２が開口部１１，２１を全閉した後に、第２コイル１５０を非通電とする（図９中のＤ点）。これにより、第２ヨーク１４０においては、図１０中の（Ｄ）に示すように、磁極部１４２，１４３において電磁力により発生したＳ極，Ｎ極が消滅し、通常の静的な磁気的吸引力により、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに付勢する保持力が生じる。
その後、さらに第１コイル１３０を非通電とする（図９中のＥ点）。すると、第１ヨーク１２０においては、図１０中の（Ｅ）に示すように、磁極部１２２，１２３において電磁力により発生したＳ極，Ｎ極が消滅し、通常の静的な磁気的吸引力により、ロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに付勢する保持力が生じる。尚、図９中のＤ点とＥ点を同一点とし、第１コイル１３０と第２コイル１５０を同時に非通電としてもよい。
【００４５】
このように、第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０により形成される磁気回路及び第２ヨーク１４０及び第２コイル１５０により形成される磁気回路は共に、非通電の状態でロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに保持する保持力を生じるため、通電により最大回転位置θｍａｘに保持する場合（片側吸引）に比べて、消費電力を低減できる。
【００４６】
そして、所定の時間に亘って全閉状態が維持された後、第１コイル１３０及び第２コイル１５０に他方向の開き通電を行う（図９中のＦ点）。すると、図１０中の（Ｆ）に示すように、第１ヨーク１２０には、磁極部１２２にＮ極及び磁極部１２３にＳ極がそれぞれ生じ、又、第２ヨーク１４０には、磁極部１４２にＮ極及び磁極部１４３にＳ極がそれぞれ生じて、ロータ１１０は休止位置θｏに向けて回転し始める。そして、シャッタ羽根３１，３２は、図１に示すように、元の休止位置である全開位置に戻る。また、Ｇ点を２点に分け、第２コイル１５０に通電後、第１コイル１３０に通電してもよい。
【００４７】
上記のように、制御手段は、第２ヨーク１４０がロータ１１０を休止位置θｏに保持する保持力を小さくするように第２コイル１５０を通電制御した後に、第１ヨーク１２０がロータ１１０を最大回転位置θｍａｘに向けて起動させるべく第１コイル１３０を通電制御する。
すなわち、ロータ１１０を回転駆動する際に、先ず、第２ヨーク１４０及び第２コイル１５０からなる磁気回路が生じる保持力を小さくした後に、第１ヨーク１２０及び第１コイル１３０からなる磁気回路で回転駆動力を生じるようにするため、ロータ１１０は起動の指令に対して即座にかつ素早く起動することができる。
【００４８】
図１１は、本発明に係る電磁アクチュエータの他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、この実施形態において、電磁アクチュエータ１００は、図１１に示すように、ロータ１１０、第１ヨーク１２０´、第１コイル１３０、第２ヨーク１４０、第２コイル１５０等により形成されている。
【００４９】
第１ヨーク１２０´は、第１コイル１３０を巻回した腕部１２１´が屈曲して形成されており、この第１コイル１３０を巻回した腕部１２１´と第２コイル１５０を巻回した腕部１４１が、ロータ１１０の回転軸方向Ｌにおいて略同一の高さに位置するように形成されている。
したがって、第１ヨーク１２０´及び第２ヨーク１４０のそれぞれの腕部１２１´，１４１に巻回される第１コイル１３０及び第２コイル１５０の高さをロータ１１０の回転軸方向Ｌにおいて共に低くすることができる。これにより、ロータ１１０の回転軸方向Ｌにおいて電磁アクチュエータ１００をさらに薄型化することができる。
尚、図１１においては、第１ヨーク１２０´に屈曲部を設けたが、第２ヨークに屈曲部を設けてもよい。
【００５０】
図１２は、本発明に係る電磁アクチュエータのさらに他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
すなわち、この実施形態において、電磁アクチュエータ１００は、図１２に示すように、ロータ１１０´´、第１ヨーク１２０´´、第１コイル１３０、第２ヨーク１４０´´、第２コイル１５０等により形成されている。
ロータ１１０´´は、図１２に示すように、ロータ部１１１´´が前述のロータ部１１１よりも回転軸方向Ｌに長めに形成されている。
第１ヨーク１２０´´及び第２ヨーク１４０´´は、第１コイル１３０を巻回した腕部１２１と第２コイル１５０を巻回した腕部１４１が、ロータ１１０の回転軸方向Ｌにおいて重なるように（所定の隙間をおいて）配置されている。
このように、第１ヨーク１２０´´及び第２ヨーク１４０´´を重なるように配置することで、ロータ１１０´´の近傍に部品を集約することができ、ロータ１１０´´の回転軸Ｌに垂直な面方向において電磁アクチュエータ１００の占有面積を小さくすることができる。
【００５１】
上記実施形態においては、本発明に係る電磁アクチュエータ１００を駆動源として採用するカメラ用羽根駆動装置として、デジタルカメラ、銀塩フィルム式カメラ等に適用されるシャッタ羽根３１，３２をもつカメラ用シャッタ装置を示したが、これに限定されるものではなく、デジタルカメラ、銀塩フィルム式カメラ等に適用され、露光用の開口部１１，２１を所定の口径に絞る絞り羽根を駆動する駆動源として本発明に係る電磁アクチュエータ１００を採用したカメラ用絞り装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上述べたように、本発明の電磁アクチュエータは、小型化、軽量化を達成しつつ、所望の回転駆動力が得られると共に、特に強力な磁気的保持力（ディテントトルク）が得られて、外部からの衝撃力等に対してもロータを所定の休止位置に安定して保持することができるため、通常の駆動源として適用できるのは勿論のこと、特に、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末機に搭載される機器あるいはデジタルカメラのシャッタ羽根あるいは絞り羽根等の駆動源として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る電磁アクチュエータを備えたカメラ用シャッタ装置を便宜上羽根室側の構造も実線で示した平面図である。
【図２】本発明に係る電磁アクチュエータを備えたカメラ用シャッタ装置を便宜上羽根室側の構造も実線で示した平面図である。
【図３】図１及び図２に示すカメラ用シャッタ装置の一部を示す展開断面図である。
【図４】本発明に係る電磁アクチュエータの一実施形態を示す平面図である。
【図５】図４に示す電磁アクチュエータの一部をなす第１ヨーク及び第１コイルとロータを示すものであり、（ａ）はロータが休止位置に停止した平面図、（ｂ）はロータが最大回転位置に停止した平面図である。
【図６】図４に示す電磁アクチュエータの一部をなす第２ヨーク及び第２コイルとロータを示すものであり、（ａ）はロータが休止位置に停止した平面図、（ｂ）はロータが最大回転位置に停止した平面図である。
【図７】カメラ用シャッタ装置（及び電磁アクチュエータ）の駆動制御を示すタイムチャートである。
【図８】図７に示すタイムチャートに基づいて駆動されるロータ及び第１ヨーク及び第２ヨークの状態を示す動作図である。
【図９】カメラ用シャッタ装置（及び電磁アクチュエータ）の他の駆動制御を示すタイムチャートである。
【図１０】図９に示すタイムチャートに基づいて駆動されるロータ及び第１ヨーク及び第２ヨークの状態を示す動作図である。
【図１１】本発明に係るカメラ用シャッタ装置及び電磁アクチュエータの他の実施形態を示す展開断面図である。
【図１２】本発明に係るカメラ用シャッタ装置及び電磁アクチュエータのさらに他の実施形態を示す展開断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 地板（基板）
２０ 裏板（基板）
１１，２１ 露光用の開口部
１２ 支軸
１３ 貫通孔
１４，１５ 位置決め部
１６，１７ 支軸
１８ 全開ストッパ
１９ 全閉ストッパ
２２ 貫通孔
２３ 嵌合孔
２４ 嵌合孔
３１，３２ シャッタ羽根
３１ａ 円孔
３１ｂ 長孔
３２ａ 円孔
３２ｂ 長孔
１００ 電磁アクチュエータ（駆動源）
１１０，１１０´´ ロータ
１１１，１１１´´ ロータ部
１１１ａ 貫通孔
１１１ｂ Ｎ極外周面
１１１ｃ Ｓ極外周面
１１２ 駆動ピン
１２０，１２０´，１２０´´ 第１ヨーク
１２１，１２１´ 腕部
１２２，１２３ ２つの磁極部
１２２ａ，１２３ａ 円弧面
１３０ 第１コイル
１３０ａ ボビン
１４０，１４０´´ 第２ヨーク
１４１ 腕部
１４２，１４３ ２つの磁極部
１４２ａ，１４３ａ 円弧面
１５０ 第２コイル
１５０ａ ボビン
θｏ 休止位置
θｍａｘ 最大回転位置
Ｌ ロータの回転軸方向
Ｓｏ ストッパ
Ｓｍ ストッパ
Ｗ 羽根室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ極及びＳ極に着磁された外周面を有し休止位置と最大回転位置の角度範囲を回動するロータと、前記ロータの外周面との間で磁気的吸引力及び反発力を生じ得る第１ヨークと、前記第１ヨークに巻回された励磁用の第１コイルと、前記ロータの外周面との間で磁気的吸引力及び反発力を生じ得る第２ヨークと、前記第２ヨークに巻回された励磁用の第２コイルを備えた電磁アクチュエータであって、
前記第１ヨークは、前記第１コイルを非通電とするとき前記ロータを休止位置に保持する保持力を生じ、かつ、前記第１コイルを一方向に通電するとき前記ロータを最大回転位置に向けて回転駆動する駆動力を生じるように形成され、
前記第２ヨークは、前記第２コイルを非通電とするとき前記ロータを休止位置に保持する保持力を生じ、かつ、前記第２コイルを一方向に通電するとき前記保持力を小さくするように形成されている、
ことを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１ヨークは、前記第１コイルを非通電とするとき、前記ロータを最大回転位置に保持する保持力を生じるように形成され、
前記第２ヨークは、前記第２コイルを非通電とするとき、前記ロータを最大回転位置に保持する保持力を生じるように形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３】
前記第１コイル及び第２コイルへの通電を制御する制御手段を含み、
前記制御手段は、前記第１ヨークが前記ロータを休止位置に向けて回転付勢した後に最大回転位置に向けて起動させるべく前記第１コイルを通電制御すると共に、前記ロータを起動させる前に前記第２ヨークが前記ロータを休止位置に保持する保持力を小さくするように前記第２コイルを通電制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項４】
前記第１コイル及び第２コイルへの通電を制御する制御手段を含み、
前記制御手段は、前記第２ヨークが前記ロータを休止位置に保持する保持力を小さくするように前記第２コイルを通電制御した後に、前記第１ヨークが前記ロータを最大回転位置に向けて起動させるべく前記第１コイルを通電制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項５】
前記第１ヨーク及び第２ヨークは、互いに異なる形状に形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電磁アクチュエータ。
【請求項６】
前記第１ヨークは、前記第１コイルを巻回する略Ｕ字状の腕部と、前記腕部の両端領域に形成されて前記ロータの外周面に対向すると共に前記第１コイルへの通電により互いに異なる磁極を生じる２つの磁極部を有し、
前記第２ヨークは、前記第２コイルを巻回する略Ｕ字状の腕部と、前記腕部の両端領域に形成されて前記ロータの外周面に対向すると共に前記第２コイルへの通電により互いに異なる磁極を生じる２つの磁極部を有し、
前記第１ヨークの磁極部と前記第２ヨークの磁極部は、前記ロータの回転軸方向において重なるように配置されている、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電磁アクチュエータ。
【請求項７】
前記第１ヨーク及び第２ヨークは、前記第１コイルを巻回した腕部と前記第２コイルを巻回した腕部が前記ロータを挟んで両側に配置されている、
ことを特徴とする請求項６記載の電磁アクチュエータ。
【請求項８】
前記第１ヨーク及び第２ヨークは、前記第１コイルを巻回した腕部と前記第２コイルを巻回した腕部が前記ロータの回転軸方向において略同一の高さに位置するように、それらの一方が屈曲して形成されている、
ことを特徴とする請求項７記載の電磁アクチュエータ。
【請求項９】
前記第１ヨーク及び第２ヨークは、前記第１コイルを巻回した腕部と前記第２コイルを巻回した腕部が前記ロータの回転軸方向において重なるように配置されている、
ことを特徴とする請求項６記載の電磁アクチュエータ。
【請求項１０】
露光用の開口部を有する基板と、前記開口部を開閉又は所定の口径に絞って光量を調整するべく前記基板に回動自在に支持された羽根と、前記羽根を駆動する駆動源とを備え、
前記駆動源は、請求項１ないし８いずれか一つに記載の電磁アクチュエータである、
ことを特徴とするカメラ用羽根駆動装置。
【請求項１】
Ｎ極及びＳ極に着磁された外周面を有し休止位置と最大回転位置の角度範囲を回動するロータと、前記ロータの外周面との間で磁気的吸引力及び反発力を生じ得る第１ヨークと、前記第１ヨークに巻回された励磁用の第１コイルと、前記ロータの外周面との間で磁気的吸引力及び反発力を生じ得る第２ヨークと、前記第２ヨークに巻回された励磁用の第２コイルを備えた電磁アクチュエータであって、
前記第１ヨークは、前記第１コイルを非通電とするとき前記ロータを休止位置に保持する保持力を生じ、かつ、前記第１コイルを一方向に通電するとき前記ロータを最大回転位置に向けて回転駆動する駆動力を生じるように形成され、
前記第２ヨークは、前記第２コイルを非通電とするとき前記ロータを休止位置に保持する保持力を生じ、かつ、前記第２コイルを一方向に通電するとき前記保持力を小さくするように形成されている、
ことを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１ヨークは、前記第１コイルを非通電とするとき、前記ロータを最大回転位置に保持する保持力を生じるように形成され、
前記第２ヨークは、前記第２コイルを非通電とするとき、前記ロータを最大回転位置に保持する保持力を生じるように形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３】
前記第１コイル及び第２コイルへの通電を制御する制御手段を含み、
前記制御手段は、前記第１ヨークが前記ロータを休止位置に向けて回転付勢した後に最大回転位置に向けて起動させるべく前記第１コイルを通電制御すると共に、前記ロータを起動させる前に前記第２ヨークが前記ロータを休止位置に保持する保持力を小さくするように前記第２コイルを通電制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項４】
前記第１コイル及び第２コイルへの通電を制御する制御手段を含み、
前記制御手段は、前記第２ヨークが前記ロータを休止位置に保持する保持力を小さくするように前記第２コイルを通電制御した後に、前記第１ヨークが前記ロータを最大回転位置に向けて起動させるべく前記第１コイルを通電制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項５】
前記第１ヨーク及び第２ヨークは、互いに異なる形状に形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電磁アクチュエータ。
【請求項６】
前記第１ヨークは、前記第１コイルを巻回する略Ｕ字状の腕部と、前記腕部の両端領域に形成されて前記ロータの外周面に対向すると共に前記第１コイルへの通電により互いに異なる磁極を生じる２つの磁極部を有し、
前記第２ヨークは、前記第２コイルを巻回する略Ｕ字状の腕部と、前記腕部の両端領域に形成されて前記ロータの外周面に対向すると共に前記第２コイルへの通電により互いに異なる磁極を生じる２つの磁極部を有し、
前記第１ヨークの磁極部と前記第２ヨークの磁極部は、前記ロータの回転軸方向において重なるように配置されている、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電磁アクチュエータ。
【請求項７】
前記第１ヨーク及び第２ヨークは、前記第１コイルを巻回した腕部と前記第２コイルを巻回した腕部が前記ロータを挟んで両側に配置されている、
ことを特徴とする請求項６記載の電磁アクチュエータ。
【請求項８】
前記第１ヨーク及び第２ヨークは、前記第１コイルを巻回した腕部と前記第２コイルを巻回した腕部が前記ロータの回転軸方向において略同一の高さに位置するように、それらの一方が屈曲して形成されている、
ことを特徴とする請求項７記載の電磁アクチュエータ。
【請求項９】
前記第１ヨーク及び第２ヨークは、前記第１コイルを巻回した腕部と前記第２コイルを巻回した腕部が前記ロータの回転軸方向において重なるように配置されている、
ことを特徴とする請求項６記載の電磁アクチュエータ。
【請求項１０】
露光用の開口部を有する基板と、前記開口部を開閉又は所定の口径に絞って光量を調整するべく前記基板に回動自在に支持された羽根と、前記羽根を駆動する駆動源とを備え、
前記駆動源は、請求項１ないし８いずれか一つに記載の電磁アクチュエータである、
ことを特徴とするカメラ用羽根駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２７８５６８（Ｐ２００８−２７８５６８Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１６３２０（Ｐ２００７−１１６３２０）
【出願日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【出願人】（０００００１２２５）日本電産コパル株式会社 (755)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【出願人】（０００００１２２５）日本電産コパル株式会社 (755)
【Ｆターム（参考）】
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