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自らの制動トルクにより停止させるようにする。
【解決手段】着磁ロータ部及び駆動ピンを有し所定の中心軸線Ｓ回りに回動するロータ５０、励磁用のコイル８０、着磁ロータ部の外周面に対向する円弧面及び円弧面の端部に形成されるエッジ部を画定しかつコイルへの通電によりお互いに異なる磁極が発生する第１磁極部及び第２磁極部を有するヨーク６０を備え、着磁ロータ部は、第１着磁境界面５２ａを境に外周面をＳ極及びＮ極に二分して着磁した第１マグネット５２、中心軸線の方向において第１マグネットに積層されると共に第１着磁境界面に対して中心軸線回りに所定の捩れ角度αだけずれた第２着磁境界面５３ａを境に外周面をＮ極及びＳ極に二分して着磁した第２マグネット５３とにより形成されている。これにより、ロータは作動角の両端位置において自らの制動トルクにより停止して保持される。
【解決手段】着磁ロータ部及び駆動ピンを有し所定の中心軸線Ｓ回りに回動するロータ５０、励磁用のコイル８０、着磁ロータ部の外周面に対向する円弧面及び円弧面の端部に形成されるエッジ部を画定しかつコイルへの通電によりお互いに異なる磁極が発生する第１磁極部及び第２磁極部を有するヨーク６０を備え、着磁ロータ部は、第１着磁境界面５２ａを境に外周面をＳ極及びＮ極に二分して着磁した第１マグネット５２、中心軸線の方向において第１マグネットに積層されると共に第１着磁境界面に対して中心軸線回りに所定の捩れ角度αだけずれた第２着磁境界面５３ａを境に外周面をＮ極及びＳ極に二分して着磁した第２マグネット５３とにより形成されている。これにより、ロータは作動角の両端位置において自らの制動トルクにより停止して保持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁力により回転駆動力を発生する電磁アクチュエータに関し、特に、着磁された外周面をもつロータ、ロータの外周面に対向する磁極部を形成するヨーク等を備え、カメラのシャッタ羽根、絞り羽根、ＮＤフィルタ羽根等の羽根部材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】
従来の電磁アクチュエータとしては、Ｎ極及びＳ極に二分して着磁された円筒状の外周面を有し所定の作動角を回動し得ると共に一体的に形成された出力ピンを有するロータ、励磁用のコイル、ロータの外周面に対向する円弧面を有しかつコイルへの通電によりお互いに異なる磁極を発生する第１磁極部及び第２磁極部を有する略Ｕ字状のヨーク（ステータ）等を備え、コイルへの通電方向を切り替えることにより、作動角を規定する第１停止位置と第２停止位置との間でロータ（及び出力ピン）を回動させ、第１停止位置及び第２停止位置においては、ディテントトルクによりロータをその位置に停止させ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）。
【０００３】
また、カメラ用羽根駆動装置としては、撮影用の開口を画定する基板、基板に対して回動自在に支持されて開口部に臨む位置と開口部から後退した位置との間を移動する羽根部材（シャッタ羽根）、羽根部材を駆動するべく上記構成をなす電磁アクチュエータを備え、電磁アクチュエータの通電を制御して、ロータを第１停止位置から第２停止位置まで回転させて羽根部材を開口部に臨む位置（閉鎖位置）まで移動させると共に出力ピンを基板の一部（逃げ孔の一端）に当接させて位置決めし、一方、ロータを第２停止位置から第１停止位置まで回転させて羽根部材を開口部から後退した位置（開放位置）まで移動させると共に出力ピンを基板の一部（逃げ孔の他端）に当接させて位置決めするようにしたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
ところで、上記従来の構成においては、ロータの出力ピンを基板の一部に当接させることにより、羽根部材（シャッタ羽根）を閉鎖位置及び開放位置に停止させて位置決めするようにしているため、出力ピンが基板の一部に当接する際に衝突音が発生する。
このことは、出力ピンの当接に限らず、例えば、羽根部材（シャッタ羽根）を基板の一部に当接させて直接位置決めする場合も同様である。
このような衝突音は、不快であり、製品の品質の点からは好ましくなく、特に、羽根部材として絞り羽根を用いて、動画撮影時に絞り動作を行うような場合には、その衝突音が雑音として動画と共に録音されてしまい好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９２７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【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、構造の簡素化、小型化等を図りつつ、所望の回転駆動力及び保持力等を発生でき、衝突音等の発生を防止できる電磁アクチュエータ及びこの電磁アクチュエータ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、円筒状の着磁ロータ部及び駆動ピンを有し所定の中心軸線回りに回動し得るロータと、励磁用のコイルと、着磁ロータ部の外周面に対向する円弧面及び円弧面の端部に形成されるエッジ部を画定しかつコイルへの通電によりお互いに異なる磁極が発生する第１磁極部及び第２磁極部を有するヨークとを備えた電磁アクチュエータであって、上記着磁ロータ部は、第１着磁境界面を境に外周面をＳ極及びＮ極に二分して着磁された第１マグネットと、中心軸線の方向において第１マグネットに積層されると共に第１着磁境界面に対して中心軸線回りに所定の捩れ角度だけずれた第２着磁境界面を境に外周面をＮ極及びＳ極に二分して着磁された第２マグネットとにより形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、ロータの着磁ロータ部が第１マグネット及び第１マグネットに対して所定の捩れ角度だけずれて積層された第２マグネットからなる二段構成をなしているため、ロータが所定の角度範囲（作動角）を回転する際に、第１マグネットとヨーク（第１磁極部及び第２磁極部）との間の磁気的作用力と、第２マグネットとヨーク（第１磁極部及び第２磁極部）との間の磁気的作用力との合成力により、ロータを一方向に回転させて磁気的作用力（自らの制動トルク）のみで一方の回転端に停止させることができ、又、ロータを他方向に回転させて磁気的作用力（自らの制動トルク）のみで他方の回転端に停止させることができる。したがって、従来のように駆動ピンを基板の一部に当接させて停止させる必要がなく、衝突音等の発生を防止することができる。
【０００８】
上記構成をなす電磁アクチュエータにおいて、ヨークの円弧面は、第１磁極部に形成された第１円弧面と、第２磁極部に形成された第２円弧面を含み、ヨークのエッジ部は、第１円弧面の端部に形成された第１エッジ部と、第２円弧面の端部に形成された第２エッジ部を含み、第１エッジ部及び第２エッジ部は、ロータの中心軸線に直交する直線上に位置するように形成され、ロータは、第１回転端位置と第２回転端位置とにより画定される所定の作動角の範囲を回転するように形成され、第１回転端位置において、第１マグネットのＳ極の外周面の中央は第１エッジ部と径方向において対向し、第１マグネットのＮ極の外周面の中央は第２エッジ部と径方向において対向し、第２回転端位置において、第２マグネットのＮ極の外周面の中央は第１エッジ部と径方向において対向し、第２マグネットのＳ極の外周面の中央は第２エッジ部と径方向において対向す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、ロータの着磁ロータ部（第１マグネット及び第２マグネット）は、ヨークの第１磁極部における第１円弧面及び第１エッジ部と第２磁極部における第２円弧面及び第２エッジ部との間で、磁気的作用力（磁気的吸引力、磁気的反発力）を生じ、特に、第１円弧面及び第２円弧面よりも第１エッジ部及び第２エッジ部との間において強い磁気的作用力を生じ、ロータが一方向又は他方向に回転し始める際に大きな起動トルクを得ることができ、又、ロータが一方の回転端位置又は他方の回転端位置に停止する際に大きな制動トルクを得ることができる。
すなわち、ロータが第１回転端位置に位置するとき、第１マグネットのＳ極外周面（の中央）と第１磁極部の第１エッジ部との間に強力な磁気的吸引力が作用しかつ第１マグネットのＮ極外周面（の中央）と第２磁極部の第２エッジ部との間に強力な磁気的吸引力が作用して、ロータは第１回転端位置に安定して保持され又第２回転端位置から回転して第１回転端位置に停止する際に強力な制動トルクが生じて、ロータは第１回転端位置に確実に停止させられ、一方、ロータが第２回転端位置に位置するとき、第２マグネットのＮ極外周面（の中央）と第１磁極部の第１エッジ部との間に強力な磁気的吸引力が作用しかつ第２マグネットのＳ極外周面（の中央）と第２磁極部の第２エッジ部との間に強力な磁気的吸引力が作用して、ロータは第２回転端位置に安定して保持され又第１回転端位置から回転して第２回転端位置に停止する際に強力な制動トルクが生じて、ロータは第２回転端位置に確実に停止させられる。
【０００９】
上記構成をなす電磁アクチュエータにおいて、第１マグネットに対する第２マグネットの捩れ角度は、ロータの作動角と同一に設定されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１マグネットに対する第２マグネットの捩れ角度を適宜調整することにより、ロータの作動角を直接的に調整することができる。
【００１０】
本発明のカメラ用羽根駆動装置は、被写体光を通す開口部を有する基板と、開口部に臨む位置と開口部から退避した退避位置との間を回動自在に基板に支持された羽根部材と、羽根部材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を含み、羽根部材にはロータの駆動ピンが直接連結されている、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、装置の小型化等を達成しつつも、十分な回転駆動力が駆動ピンから出力されて、羽根部材を所望のタイミングで確実に安定して駆動でき、又、ロータは作動角の両端位置において自らの制動トルクにより停止するため、駆動ピン等をストッパあるいは基板の一部に当接させる際に生じる衝突音等を解消することができ、羽根部材を所定の位置（例えば、開口部に臨む位置あるいは開口部から退避した位置）に高精度に停止させて保持することができる。
特に、ロータの駆動ピンが羽根部材に直接連結されているため、ロータ（駆動ピン）の作動角に対応させて羽根部材を直接的に往復動させることができ、リンク部材等を介して連動させる場合に比べて、ロータが停止する際の自らの制動トルクに抵抗するような慣性トルクを小さくすることができ、それ故に、羽根部材を所望の停止位置により高精度に停止させて保持することができる。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成をなす電磁アクチュエータによれば、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、所望の回転駆動力及び保持力等を発生することができ、又、衝突音等の発生を防止できる電磁アクチュエータを得ることができ、又、上記構成をなす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、装置の小型化等を達成しつつも、ロータにより得られる十分な回転駆動力により、羽根部材（例えば、シャッタ羽根、絞り羽根、ＮＤフィルタ羽根等）を、衝突音等を生じることなく、所望のタイミングで確実に安定して駆動させることができ、又、開口部に臨む位置又は開口部から退避した位置に確実に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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羽根駆動装置を示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示すカメラ用羽根駆動装置の平面図であり、（ｂ）は図１に示すカメラ用羽根駆動装置の一部をなす本発明に係る電磁アクチュエータの側面図である。
【図３】本発明に係る電磁アクチュエータの一部をなすロータを示すものであり、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図４】本発明に係る電磁アクチュエータを示す平面図である。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、電磁アクチュエータの動作を説明するためのそれぞれの状態を示す平面図である。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、電磁アクチュエータの動作を説明するためのそれぞれの状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
このカメラ用羽根駆動装置は、図１及び図２に示すように、被写体光を通す開口部１０ａ，２０ａを有する基板としての地板１０及び裏板２０、地板１０の上方を覆うように配置されると共に被写体光を通す開口部３０ａを有するカバー板３０、開口部１０ａ，２０ａ，３０ａに臨む位置と開口部１０ａ，２０ａ、３０ａから退避した退避位置との間を回動自在に地板１０に支持された羽根部材としての絞り羽根４０、絞り羽根４０を駆動する駆動源としての電磁アクチュエータＭ（ロータ５０、ヨーク６０、ボビン７０、励磁用のコイル８０）等を備えている。
【００１４】
地板１０は、図１及び図２（ａ）に示すように、被写体光を通すための円形をなす開口部１０ａ、ロータ５０を中心軸線Ｓ回りに回動自在に支持する支軸１１、ロータ５０の駆動ピン５４を通す略円弧状の貫通孔１２、ヨーク６０を位置決めする凹部１３、絞り羽根４０を回動自在に支持する支軸１４、裏板２０を連結する連結部（不図示）及びカバー板３０を連結する連結部（不図示）等を備えている。
【００１５】
裏板２０は、図１に示すように、被写体光を通すための円形の開口部２０ａ、ロータ５０の駆動ピン５４を移動自在に受け入れる円弧状の長孔２１、地板１０の支軸１４を通す円孔２２、地板１０に連結される連結部（不図示）等を備えている。
そして、裏板２０は、絞り羽根４０が取り付けられた状態で、地板１０の背面と所定の間隔をおいてネジ等により連結され、地板１０と協働して絞り羽根４０を回動自在に収容する羽根室を画定している。
【００１６】
カバー板３０は、図１に示すように、被写体光を通すための円形の開口部３０ａ、ボビン７０に巻回されたコイル８０を露出させる切り欠き部３１、地板１０と協働してヨーク６０を押さえ込む押圧部３２、地板１０に連結される連結部（不図示）等を備えている。
そして、カバー板３０は、電磁アクチュエータＭが取り付けられた状態で、その押圧部３２によりヨーク６０を押さえ込むようにして、地板１０の前面にネジ等により連結されている。
【００１７】
絞り羽根４０は、図１及び図２（ａ）に示すように、支軸１４が挿入される円孔４１、ロータ５０の駆動ピン５４が挿入される長孔４２、所定の絞り口径をなす絞り開口４３等を備えている。
そして、駆動ピン５４が往復動することにより、絞り羽根４０は、図２（ａ）に示すように開口部１０ａ，２０ａ、３０ａから退避した退避位置と、開口部１０ａ，２０ａ，３０ａに臨む位置（絞り位置）との間を往復動するようになっている。
尚、絞り羽根４０としては、通過する光量を減少させるＮＤフィルタ羽根、あるいは、赤外光をカットするフィルタ羽根等各種の絞り羽根を適用することができる。
【００１８】
電磁アクチュエータＭは、図２ないし図４に示すように、円筒状の着磁ロータ部及び駆動ピンを有し所定の中心軸線Ｓ回りに回動し得るロータ５０、略Ｕ字状のヨーク６０、ヨーク６０に嵌合されたボビン７０、ボビン７０に巻回された励磁用のコイル８０により構成されている。
【００１９】
ロータ５０は、図２ないし図４に示すように、支軸１１が通される中心孔５１ａ´を画定する筒部５１ａ及び筒部５１ａの下端部から径方向に突出する腕部５１ｂを画定するホルダ５１、ホルダ５１（の筒部５１ａ）に結合された円筒状の着磁ロータ部としての第１マグネット５２及び第２マグネット５３、ホルダ５１（の腕部５１ｂ）から中心軸線Ｓと平行に伸長する駆動ピン５４等を備えている。
ここで、ホルダ５１（筒部５１ａ、腕部５１ｂ）及び駆動ピン５４は、樹脂材料（非磁性材料）により一体的に形成されている。
駆動ピン５４は、円柱状に形成されて、絞り羽根４０の長孔４２に摺動自在に挿入されるようになっている。
【００２０】
第１マグネット５２は、中心軸線Ｓを通る第１着磁境界面５２ａを境に二分してＳ極に着磁されたＳ極外周面５２ｂ及びＮ極に着磁されたＮ極外周面５２ｃを有し、ホルダ５１の筒部５１ａに外嵌されて結合されている。
第２マグネット５３は、中心軸線Ｓを通る第２着磁境界面５３ａを境に二分してＮ極に着磁されたＮ極外周面５３ｂ及びＳ極に着磁されたＳ極外周面５３ｃを有し、第２着磁境界面５３ａを第１着磁境界面５２ａに対して中心軸線Ｓ回りに所定の捩れ角度αだけずらした状態で中心軸線Ｓの方向において第１マグネット５２に積層され、ホルダ５１の筒部５１ａに外嵌されて結合されている。
【００２１】
そして、ロータ５０は、中心軸線Ｓを中心として、図４に示すように、第１回転端位置Ｐ１と第２回転端位置Ｐ２とにより画定される所定の作動角θの範囲を回動し得るように、中心孔５１ａ´に地板１０の支軸１１が通されて回動自在に支持されている。
ここで、第１マグネット５２に対する第２マグネット５３の捩れ角度αは、ロータ５０の作動角θと同一に設定されている。
したがって、第１マグネット５２に対する第２マグネット５３の捩れ角度αを適宜調整することにより、ロータ５０の作動角θを直接的に調整することができる。
【００２２】
ヨーク６０は、図４に示すように、磁力線を通す磁性材料により扁平（板状）でかつ略Ｕ字状に屈曲して形成され、その一端側において第１円弧面６１ａ及び第１エッジ部６１ｂを画定する第１磁極部６１、その他端側において第２円弧面６２ａ及び第２エッジ部６２ｂを画定する第２磁極部６２を備えている。
第１円弧面６１ａは、図４に示すように、主として、ロータ５０のＳ極外周面５２ｂ及びＮ極外周面５３ｂと所定隙間をおいて対向するように形成されている。
第２円弧面６２ａは、図４に示すように、主として、ロータ５０のＮ極外周面５２ｃ及びＳ極外周面５３ｃと所定隙間をおいて対向するように形成されている。
第１エッジ部６１ｂは第１円弧面６１ａの端部に形成され、第２エッジ部６２ｂは第２円弧面６２ａの端部に形成されて、第１エッジ部６１ｂと第２エッジ部６２ｂとは、図４に示すように、中心軸線Ｓに直交する直線Ｌ上に位置するように形成されている。
【００２３】
そして、第１エッジ部６１ｂは、ロータ５０が第１回転端位置Ｐ１に位置するとき、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂの中央と径方向において対向し、ロータ５０が第２回転端位置Ｐ２に位置するとき、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂの中央と径方向において対向するように形成され、第２エッジ部６２ｂは、ロータ５０が第１回転端位置Ｐ１に位置するとき、第１マグネット５２のＮ極外周面５２ｃの中央と径方向において対向し、ロータ５０が第２回転端位置Ｐ２に位置するとき、第２マグネット５３のＳ極外周面５３ｃの中央と径方向において対向するように形成されている。
【００２４】
すなわち、ロータ５０とヨーク６０との間の磁気的作用については、ロータ５０が第１回転端位置Ｐ１に位置するとき、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂ（の中央）が第１磁極部６１の第１エッジ部６１ｂと径方向において対向して強力な磁気的吸引力を生じかつ第１マグネット５２のＮ極外周面５２ｃ（の中央）が第２磁極部６２の第２エッジ部６２ｂと径方向において対向して強力な磁気的吸引力を生じ、ロータ５０は、第１回転端位置Ｐ１に安定して保持され、又、第２回転端位置Ｐ２から回転して第１回転端位置Ｐ１に停止する際に強力な制動トルク（すなわち、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂの中央が第１エッジ部６１ｂを通過しようとするときに第１エッジ部６１ｂに引き戻す力、及び第１マグネット５２のＮ極外周面５２ｃの中央が第２エッジ部６２ｂを通過しようとするとき第２エッジ部６２ｂに引き戻す力）が生じて、ロータ５０は第１回転端位置Ｐ１に確実に停止させられる。
【００２５】
一方、ロータ５０が第２回転端位置Ｐ２に位置するとき、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂ（の中央）が第１磁極部６１の第１エッジ部６１ｂと径方向において対向して強力な磁気的吸引力を生じかつ第２マグネット５３のＳ極外周面５３ｃ（の中央）が第２磁極部６２の第２エッジ部６２ｂと径方向において対向して強力な磁気的吸引力を生じ、ロータ５０は、第２回転端位置Ｐ２に安定して保持され、又、第１回転端位置Ｐ１から回転して第２回転端位置Ｐ２に停止する際に強力な制動トルク（すなわち、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂの中央が第１エッジ部６１ｂを通過しようとするときに第１エッジ部６１ｂに引き戻す力、及び第２マグネット５３のＳ極外周面５３ｃの中央が第２エッジ部６２ｂを通過しようとするとき第２エッジ部６２ｂに引き戻す力）が生じて、ロータ５０は第２回転端位置Ｐ２に確実に停止させられる。
【００２６】
ボビン７０は、図４に示すように、コイル８０を巻回する筒部７１、筒部７１の両側に形成された鍔部７２、ヨーク６０の第２磁極部６２側の腕部が嵌合される嵌合孔７３を備えている。
コイル８０は、図４に示すように、ボビン７０の筒部７１に巻回されている。
そして、コイル８０を巻回したボビン７０は、ヨーク６０の第２磁極部６２側の腕部に外嵌されて保持されるようになっている。
【００２７】
上記構成をなす電磁アクチュエータＭが駆動源としてカメラ用羽根駆動装置に適用された状態において、ロータ５０が第１回転端位置Ｐ１に位置するとき、絞り羽根４０が開口部１０ａ，２０ａ，３０ａから退避した退避位置（開き位置）に位置し、ロータ５０が第２回転端位置Ｐ２に位置するとき、絞り羽根４０が開口部１０ａ，２０ａ，３０ａに臨む位置（絞り位置／閉じ位置）に位置するようになっている。また、コイル８０への閉じ通電（絞り通電）により、ロータ５０が第１回転端位置Ｐ１から第２回転端位置Ｐ２まで回転すると共に絞り羽根４０が退避位置（開き位置）から絞り位置（閉じ位置）まで回転し、コイル８０への開き通電により、ロータ５０が第２回転端位置Ｐ２から第１回転端位置Ｐ１まで回転すると共に絞り羽根４０が臨む位置（絞り位置／閉じ位置）から退避位置（開き位置）まで回転するようになっている。
【００２８】
ここで、絞り羽根４０には、ロータ５０の駆動ピン５４が直接連結されているため、ロータ５０（駆動ピン５４）の作動角θに対応させて絞り羽根４０を直接的に往復動させることができ、リンク部材等を介して連動させる場合に比べて、ロータ５０が停止する際の自らの制動トルクに抵抗するような慣性トルクを小さくすることができ、それ故に、絞り羽根４０を退避位置（開き位置）及び絞り位置（閉じ位置）に高精度に停止させて保持することができる。
【００２９】
上記構成をなす電磁アクチュエータＭの動作及びカメラ用羽根駆動装置の動作について、図５及び図６を参照しつつ説明する。
先ず、図５（ａ）に示すように、コイル８０が非通電の状態で、ロータ５０が反時計回りの第１回転端位置Ｐ１に位置するとき、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂの中央は第１磁極部６１の第１エッジ部６１ｂと径方向において対向しかつ第１マグネット５２のＮ極外周面５２ｃの中央は第２磁極部６２の第２エッジ部６２ｂと径方向において対向して強力な磁気的吸引力（保持力）を生じ、又、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂの中央は第１磁極部６１の第１円弧面６１ａと径方向において対向しかつ第２マグネット５３のＳ極外周面５３ｃの中央は第２磁極部６２の第２円弧面６２ａと径方向において対向して磁気的吸引力（保持力）を生じる。これにより、ロータ５０は、第１回転端位置Ｐ１に保持され、絞り羽根４０は退避位置（開き位置）に保持されることになる。
【００３０】
この状態において、図５（ｂ）に示すように、コイル８０に閉じ通電が行われると、第１磁極部６１にＳ極が発生しかつ第２磁極部６２にＮ極が発生する。これにより、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂと第１円弧面６１ａとの間及びＳ極外周面５３ｃと第２円弧面６２ａとの間に磁気的吸引力が生じるものの、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂと第１円弧面６１ａ及び第１エッジ部６１ｂとの間に強力な磁気的反発力が生じかつＮ極外周面５２ｃと第２円弧面６２ａ及び第２エッジ部６２ｂとの間に強力な磁気的反発力が生じ、これらの合成力により時計回りの大きな起動トルクが得られて、ロータ５０は第２回転端位置Ｐ２に向けて回転し始め、絞り羽根４０は開口部１０ａ，２０ａ，３０ａに臨む位置（絞り位置／閉じ位置）に向けて回転し始める。
【００３１】
そして、図５（ｃ）に示すように、ロータ５０が時計回りに回転して第２回転端位置Ｐ２に至ると共に絞り羽根４０が絞り位置（閉じ位置）に至る際に、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂの中央は第１磁極部６１の第１円弧面６１ａ及び第１エッジ部６１ｂから逸脱した位置にありかつ第１マグネット５２のＮ極外周面５２ｃの中央は第２磁極部６２の第２円弧面６２ａ及び第２エッジ部６２ｂから逸脱した位置にあり、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂの中央は第１磁極部６１の第１エッジ部６１ｂと径方向において対向しかつ第２マグネット５３のＳ極外周面５３ｃの中央は第２磁極部６２の第２エッジ部６２ｂと径方向において対向して強力な磁気的吸引力（制動トルク）を生じる。これにより、ロータ５０は、第２回転端位置Ｐ２に停止させられ、絞り羽根４０は絞り位置（閉じ位置）に停止させられることになる。
そして、図５（ｄ）に示すように、コイル８０への通電が断たれると（非通電とされると）、ロータ５０は第２回転端位置Ｐ２に保持され、絞り羽根４０は絞り位置（閉じ位置）に保持されることになる。
【００３２】
一方、図６（ａ）に示すように、コイル８０が非通電のとき、ロータ５０が第２回転端位置Ｐ２に保持され、絞り羽根４０が絞り位置（閉じ位置）に保持された状態から、図６（ｂ）に示すように、コイル８０に開き通電が行われると、第１磁極部６１にＮ極が発生しかつ第２磁極部６２にＳ極が発生する。これにより、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂと第１円弧面６１ａとの間及びＳ極外周面５３ｃと第２円弧面６２ａとの間に磁気的反発力が生じるものの、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂと第１円弧面６１ａ及び第１エッジ部６１ｂとの間に強力な磁気的吸引力が生じかつＮ極外周面５２ｃと第２円弧面６２ａ及び第２エッジ部６２ｂとの間に強力な磁気的吸引力が生じ、これらの合成力により反時計回りの大きな起動トルクが得られて、ロータ５０は第１回転端位置Ｐ１に向けて回転し始め、絞り羽根４０は開口部１０ａ，２０ａ，３０ａから退避する退避位置（開き位置）に向けて回転し始める。
【００３３】
そして、図６（ｃ）に示すように、ロータ５０が反時計回りに回転して第１回転端位置Ｐ１に至ると共に絞り羽根４０が退避位置（開き位置）に至る際に、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂの中央は第１磁極部６１の第１円弧面６１ａに対向しかつ第２マグネット５３のＳ極外周面５３ｃの中央は第２磁極部６２の第２円弧面６２ａに対向した位置にあり、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂの中央は第１磁極部６１の第１エッジ部６１ｂと径方向において対向しかつ第１マグネット５２のＮ極外周面５２ｃの中央は第２磁極部６２の第２エッジ部６２ｂと径方向において対向して強力な磁気的吸引力（制動トルク）を生じる。これにより、ロータ５０は、第１回転端位置Ｐ１に停止させられ、絞り羽根４０は退避位置（開き位置）に停止させられることになる。
そして、図６（ｄ）に示すように、コイル８０への通電が断たれると（非通電とされると）、ロータ５０は第１回転端位置Ｐ１に保持され、絞り羽根４０は退避位置（開き位置）に保持されることになる。
【００３４】
上記のように、上記構成をなす電磁アクチュエータＭによれば、ロータ５０が作動角θの両端位置（第１回転端位置Ｐ１及び第２回転端位置Ｐ２）に停止するとき、従来のように駆動ピンをストッパあるいは基板の一部に当接させて停止させるのではく、自らの制動トルクにより停止するため、衝突音等が生じるのを防止でき、それ故に、このカメラ用羽根駆動装置を搭載したカメラにおいて、動画撮影時に絞り動作を行うような場合であっても、衝突音等の雑音が録音されるのを防止することができる。
尚、上記実施形態において、第１マグネット５２のＳ極とＮ極を入れ替えかつ第２マグネット５３のＮ極とＳ極を入れ替えて、コイル８０への通電方向を逆にすれば、前述同様に動作するのは言うまでもない。
【００３５】
上記実施形態においては、絞り羽根４０を停止させるストッパを設けていないが、絞り羽根４０が退避位置（開き位置）からさらに外側に移動したときに当接するストッパを設け、又、絞り羽根４０が開口部１０ａ，２０ａ，３０ａに臨む位置（絞り位置）からさらに移動したときに当接するストッパを設けることにより、本来の停止位置（退避位置、絞り位置）においては衝突音等を生じることなく、絞り羽根４０が誤って過移動（オーバーラン）するのを防止することができる。
上記実施形態においては、羽根部材として絞り羽根４０を示したが、これに限定されるものではなく、シャッタ羽根、その他の羽根部材を適用することができる。
上記実施形態においては、一つの羽根部材（絞り羽根４０）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Ｍを採用したカメラ用羽根駆動装置を示したが、これに限定されるものではなく、複数の羽根部材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を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上述べたように、本発明の電磁アクチュエータは、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、所望の回転駆動力及び保持力等を発生でき、又、衝突音等の発生を防止できるため、カメラ用羽根駆動装置の駆動源として適用できるのは勿論のこと、被動部材を往復動させる必要のあるその他の光学機器あるいは電子機器等の駆動源としても有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 地板（基板）
１０ａ 開口部
１１ 支軸
１２ 貫通孔
１３ 凹部
１４ 支軸
２０ 裏板（基板）
２０ａ 開口部
２１ 長孔
２２ 円孔
３０ カバー板
３０ａ 開口部
３１ 切り欠き部
３２ 押圧部
４０ 絞り羽根（羽根部材）
４１ 円孔
４２ 長孔
４３ 絞り開口
Ｍ 電磁アクチュエータ（駆動源）
５０ ロータ
５１ ホルダ
５１ａ 筒部
５１ａ´ 中心孔
５１ｂ 腕部
５２ 第１マグネット（着磁ロータ部）
５２ａ 第１着磁境界面
５２ｂ Ｓ極外周面
５２ｃ Ｎ極外周面
５３ 第２マグネット（着磁ロータ部）
５３ａ 第２着磁境界面
５３ｂ Ｎ極外周面
５３ｃ Ｓ極外周面
５４ 駆動ピン
６０ ヨーク
６１ 第１磁極部
６１ａ 第１円弧面
６１ｂ 第１エッジ部
６２ 第２磁極部
６２ａ 第２円弧面
６２ｂ 第２エッジ部
７０ ボビン
７１ 筒部
７２ 鍔部
７３ 嵌合孔
８０ 励磁用のコイル
Ｐ１ 第１回転端位置
Ｐ２ 第２回転端位置
Ｓ 中心軸線
Ｌ 中心軸線に直交する直線
α 捩れ角度
θ 作動角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁力により回転駆動力を発生する電磁アクチュエータに関し、特に、着磁された外周面をもつロータ、ロータの外周面に対向する磁極部を形成するヨーク等を備え、カメラのシャッタ羽根、絞り羽根、ＮＤフィルタ羽根等の羽根部材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】
従来の電磁アクチュエータとしては、Ｎ極及びＳ極に二分して着磁された円筒状の外周面を有し所定の作動角を回動し得ると共に一体的に形成された出力ピンを有するロータ、励磁用のコイル、ロータの外周面に対向する円弧面を有しかつコイルへの通電によりお互いに異なる磁極を発生する第１磁極部及び第２磁極部を有する略Ｕ字状のヨーク（ステータ）等を備え、コイルへの通電方向を切り替えることにより、作動角を規定する第１停止位置と第２停止位置との間でロータ（及び出力ピン）を回動させ、第１停止位置及び第２停止位置においては、ディテントトルクによりロータをその位置に停止させ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）。
【０００３】
また、カメラ用羽根駆動装置としては、撮影用の開口を画定する基板、基板に対して回動自在に支持されて開口部に臨む位置と開口部から後退した位置との間を移動する羽根部材（シャッタ羽根）、羽根部材を駆動するべく上記構成をなす電磁アクチュエータを備え、電磁アクチュエータの通電を制御して、ロータを第１停止位置から第２停止位置まで回転させて羽根部材を開口部に臨む位置（閉鎖位置）まで移動させると共に出力ピンを基板の一部（逃げ孔の一端）に当接させて位置決めし、一方、ロータを第２停止位置から第１停止位置まで回転させて羽根部材を開口部から後退した位置（開放位置）まで移動させると共に出力ピンを基板の一部（逃げ孔の他端）に当接させて位置決めするようにしたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
ところで、上記従来の構成においては、ロータの出力ピンを基板の一部に当接させることにより、羽根部材（シャッタ羽根）を閉鎖位置及び開放位置に停止させて位置決めするようにしているため、出力ピンが基板の一部に当接する際に衝突音が発生する。
このことは、出力ピンの当接に限らず、例えば、羽根部材（シャッタ羽根）を基板の一部に当接させて直接位置決めする場合も同様である。
このような衝突音は、不快であり、製品の品質の点からは好ましくなく、特に、羽根部材として絞り羽根を用いて、動画撮影時に絞り動作を行うような場合には、その衝突音が雑音として動画と共に録音されてしまい好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９２７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【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、構造の簡素化、小型化等を図りつつ、所望の回転駆動力及び保持力等を発生でき、衝突音等の発生を防止できる電磁アクチュエータ及びこの電磁アクチュエータ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、円筒状の着磁ロータ部及び駆動ピンを有し所定の中心軸線回りに回動し得るロータと、励磁用のコイルと、着磁ロータ部の外周面に対向する円弧面及び円弧面の端部に形成されるエッジ部を画定しかつコイルへの通電によりお互いに異なる磁極が発生する第１磁極部及び第２磁極部を有するヨークとを備えた電磁アクチュエータであって、上記着磁ロータ部は、第１着磁境界面を境に外周面をＳ極及びＮ極に二分して着磁された第１マグネットと、中心軸線の方向において第１マグネットに積層されると共に第１着磁境界面に対して中心軸線回りに所定の捩れ角度だけずれた第２着磁境界面を境に外周面をＮ極及びＳ極に二分して着磁された第２マグネットとにより形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、ロータの着磁ロータ部が第１マグネット及び第１マグネットに対して所定の捩れ角度だけずれて積層された第２マグネットからなる二段構成をなしているため、ロータが所定の角度範囲（作動角）を回転する際に、第１マグネットとヨーク（第１磁極部及び第２磁極部）との間の磁気的作用力と、第２マグネットとヨーク（第１磁極部及び第２磁極部）との間の磁気的作用力との合成力により、ロータを一方向に回転させて磁気的作用力（自らの制動トルク）のみで一方の回転端に停止させることができ、又、ロータを他方向に回転させて磁気的作用力（自らの制動トルク）のみで他方の回転端に停止させることができる。したがって、従来のように駆動ピンを基板の一部に当接させて停止させる必要がなく、衝突音等の発生を防止することができる。
【０００８】
上記構成をなす電磁アクチュエータにおいて、ヨークの円弧面は、第１磁極部に形成された第１円弧面と、第２磁極部に形成された第２円弧面を含み、ヨークのエッジ部は、第１円弧面の端部に形成された第１エッジ部と、第２円弧面の端部に形成された第２エッジ部を含み、第１エッジ部及び第２エッジ部は、ロータの中心軸線に直交する直線上に位置するように形成され、ロータは、第１回転端位置と第２回転端位置とにより画定される所定の作動角の範囲を回転するように形成され、第１回転端位置において、第１マグネットのＳ極の外周面の中央は第１エッジ部と径方向において対向し、第１マグネットのＮ極の外周面の中央は第２エッジ部と径方向において対向し、第２回転端位置において、第２マグネットのＮ極の外周面の中央は第１エッジ部と径方向において対向し、第２マグネットのＳ極の外周面の中央は第２エッジ部と径方向において対向す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、ロータの着磁ロータ部（第１マグネット及び第２マグネット）は、ヨークの第１磁極部における第１円弧面及び第１エッジ部と第２磁極部における第２円弧面及び第２エッジ部との間で、磁気的作用力（磁気的吸引力、磁気的反発力）を生じ、特に、第１円弧面及び第２円弧面よりも第１エッジ部及び第２エッジ部との間において強い磁気的作用力を生じ、ロータが一方向又は他方向に回転し始める際に大きな起動トルクを得ることができ、又、ロータが一方の回転端位置又は他方の回転端位置に停止する際に大きな制動トルクを得ることができる。
すなわち、ロータが第１回転端位置に位置するとき、第１マグネットのＳ極外周面（の中央）と第１磁極部の第１エッジ部との間に強力な磁気的吸引力が作用しかつ第１マグネットのＮ極外周面（の中央）と第２磁極部の第２エッジ部との間に強力な磁気的吸引力が作用して、ロータは第１回転端位置に安定して保持され又第２回転端位置から回転して第１回転端位置に停止する際に強力な制動トルクが生じて、ロータは第１回転端位置に確実に停止させられ、一方、ロータが第２回転端位置に位置するとき、第２マグネットのＮ極外周面（の中央）と第１磁極部の第１エッジ部との間に強力な磁気的吸引力が作用しかつ第２マグネットのＳ極外周面（の中央）と第２磁極部の第２エッジ部との間に強力な磁気的吸引力が作用して、ロータは第２回転端位置に安定して保持され又第１回転端位置から回転して第２回転端位置に停止する際に強力な制動トルクが生じて、ロータは第２回転端位置に確実に停止させられる。
【０００９】
上記構成をなす電磁アクチュエータにおいて、第１マグネットに対する第２マグネットの捩れ角度は、ロータの作動角と同一に設定されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１マグネットに対する第２マグネットの捩れ角度を適宜調整することにより、ロータの作動角を直接的に調整することができる。
【００１０】
本発明のカメラ用羽根駆動装置は、被写体光を通す開口部を有する基板と、開口部に臨む位置と開口部から退避した退避位置との間を回動自在に基板に支持された羽根部材と、羽根部材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を含み、羽根部材にはロータの駆動ピンが直接連結されている、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、装置の小型化等を達成しつつも、十分な回転駆動力が駆動ピンから出力されて、羽根部材を所望のタイミングで確実に安定して駆動でき、又、ロータは作動角の両端位置において自らの制動トルクにより停止するため、駆動ピン等をストッパあるいは基板の一部に当接させる際に生じる衝突音等を解消することができ、羽根部材を所定の位置（例えば、開口部に臨む位置あるいは開口部から退避した位置）に高精度に停止させて保持することができる。
特に、ロータの駆動ピンが羽根部材に直接連結されているため、ロータ（駆動ピン）の作動角に対応させて羽根部材を直接的に往復動させることができ、リンク部材等を介して連動させる場合に比べて、ロータが停止する際の自らの制動トルクに抵抗するような慣性トルクを小さくすることができ、それ故に、羽根部材を所望の停止位置により高精度に停止させて保持することができる。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成をなす電磁アクチュエータによれば、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、所望の回転駆動力及び保持力等を発生することができ、又、衝突音等の発生を防止できる電磁アクチュエータを得ることができ、又、上記構成をなす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、装置の小型化等を達成しつつも、ロータにより得られる十分な回転駆動力により、羽根部材（例えば、シャッタ羽根、絞り羽根、ＮＤフィルタ羽根等）を、衝突音等を生じることなく、所望のタイミングで確実に安定して駆動させることができ、又、開口部に臨む位置又は開口部から退避した位置に確実に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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羽根駆動装置を示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示すカメラ用羽根駆動装置の平面図であり、（ｂ）は図１に示すカメラ用羽根駆動装置の一部をなす本発明に係る電磁アクチュエータの側面図である。
【図３】本発明に係る電磁アクチュエータの一部をなすロータを示すものであり、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図４】本発明に係る電磁アクチュエータを示す平面図である。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、電磁アクチュエータの動作を説明するためのそれぞれの状態を示す平面図である。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、電磁アクチュエータの動作を説明するためのそれぞれの状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
このカメラ用羽根駆動装置は、図１及び図２に示すように、被写体光を通す開口部１０ａ，２０ａを有する基板としての地板１０及び裏板２０、地板１０の上方を覆うように配置されると共に被写体光を通す開口部３０ａを有するカバー板３０、開口部１０ａ，２０ａ，３０ａに臨む位置と開口部１０ａ，２０ａ、３０ａから退避した退避位置との間を回動自在に地板１０に支持された羽根部材としての絞り羽根４０、絞り羽根４０を駆動する駆動源としての電磁アクチュエータＭ（ロータ５０、ヨーク６０、ボビン７０、励磁用のコイル８０）等を備えている。
【００１４】
地板１０は、図１及び図２（ａ）に示すように、被写体光を通すための円形をなす開口部１０ａ、ロータ５０を中心軸線Ｓ回りに回動自在に支持する支軸１１、ロータ５０の駆動ピン５４を通す略円弧状の貫通孔１２、ヨーク６０を位置決めする凹部１３、絞り羽根４０を回動自在に支持する支軸１４、裏板２０を連結する連結部（不図示）及びカバー板３０を連結する連結部（不図示）等を備えている。
【００１５】
裏板２０は、図１に示すように、被写体光を通すための円形の開口部２０ａ、ロータ５０の駆動ピン５４を移動自在に受け入れる円弧状の長孔２１、地板１０の支軸１４を通す円孔２２、地板１０に連結される連結部（不図示）等を備えている。
そして、裏板２０は、絞り羽根４０が取り付けられた状態で、地板１０の背面と所定の間隔をおいてネジ等により連結され、地板１０と協働して絞り羽根４０を回動自在に収容する羽根室を画定している。
【００１６】
カバー板３０は、図１に示すように、被写体光を通すための円形の開口部３０ａ、ボビン７０に巻回されたコイル８０を露出させる切り欠き部３１、地板１０と協働してヨーク６０を押さえ込む押圧部３２、地板１０に連結される連結部（不図示）等を備えている。
そして、カバー板３０は、電磁アクチュエータＭが取り付けられた状態で、その押圧部３２によりヨーク６０を押さえ込むようにして、地板１０の前面にネジ等により連結されている。
【００１７】
絞り羽根４０は、図１及び図２（ａ）に示すように、支軸１４が挿入される円孔４１、ロータ５０の駆動ピン５４が挿入される長孔４２、所定の絞り口径をなす絞り開口４３等を備えている。
そして、駆動ピン５４が往復動することにより、絞り羽根４０は、図２（ａ）に示すように開口部１０ａ，２０ａ、３０ａから退避した退避位置と、開口部１０ａ，２０ａ，３０ａに臨む位置（絞り位置）との間を往復動するようになっている。
尚、絞り羽根４０としては、通過する光量を減少させるＮＤフィルタ羽根、あるいは、赤外光をカットするフィルタ羽根等各種の絞り羽根を適用することができる。
【００１８】
電磁アクチュエータＭは、図２ないし図４に示すように、円筒状の着磁ロータ部及び駆動ピンを有し所定の中心軸線Ｓ回りに回動し得るロータ５０、略Ｕ字状のヨーク６０、ヨーク６０に嵌合されたボビン７０、ボビン７０に巻回された励磁用のコイル８０により構成されている。
【００１９】
ロータ５０は、図２ないし図４に示すように、支軸１１が通される中心孔５１ａ´を画定する筒部５１ａ及び筒部５１ａの下端部から径方向に突出する腕部５１ｂを画定するホルダ５１、ホルダ５１（の筒部５１ａ）に結合された円筒状の着磁ロータ部としての第１マグネット５２及び第２マグネット５３、ホルダ５１（の腕部５１ｂ）から中心軸線Ｓと平行に伸長する駆動ピン５４等を備えている。
ここで、ホルダ５１（筒部５１ａ、腕部５１ｂ）及び駆動ピン５４は、樹脂材料（非磁性材料）により一体的に形成されている。
駆動ピン５４は、円柱状に形成されて、絞り羽根４０の長孔４２に摺動自在に挿入されるようになっている。
【００２０】
第１マグネット５２は、中心軸線Ｓを通る第１着磁境界面５２ａを境に二分してＳ極に着磁されたＳ極外周面５２ｂ及びＮ極に着磁されたＮ極外周面５２ｃを有し、ホルダ５１の筒部５１ａに外嵌されて結合されている。
第２マグネット５３は、中心軸線Ｓを通る第２着磁境界面５３ａを境に二分してＮ極に着磁されたＮ極外周面５３ｂ及びＳ極に着磁されたＳ極外周面５３ｃを有し、第２着磁境界面５３ａを第１着磁境界面５２ａに対して中心軸線Ｓ回りに所定の捩れ角度αだけずらした状態で中心軸線Ｓの方向において第１マグネット５２に積層され、ホルダ５１の筒部５１ａに外嵌されて結合されている。
【００２１】
そして、ロータ５０は、中心軸線Ｓを中心として、図４に示すように、第１回転端位置Ｐ１と第２回転端位置Ｐ２とにより画定される所定の作動角θの範囲を回動し得るように、中心孔５１ａ´に地板１０の支軸１１が通されて回動自在に支持されている。
ここで、第１マグネット５２に対する第２マグネット５３の捩れ角度αは、ロータ５０の作動角θと同一に設定されている。
したがって、第１マグネット５２に対する第２マグネット５３の捩れ角度αを適宜調整することにより、ロータ５０の作動角θを直接的に調整することができる。
【００２２】
ヨーク６０は、図４に示すように、磁力線を通す磁性材料により扁平（板状）でかつ略Ｕ字状に屈曲して形成され、その一端側において第１円弧面６１ａ及び第１エッジ部６１ｂを画定する第１磁極部６１、その他端側において第２円弧面６２ａ及び第２エッジ部６２ｂを画定する第２磁極部６２を備えている。
第１円弧面６１ａは、図４に示すように、主として、ロータ５０のＳ極外周面５２ｂ及びＮ極外周面５３ｂと所定隙間をおいて対向するように形成されている。
第２円弧面６２ａは、図４に示すように、主として、ロータ５０のＮ極外周面５２ｃ及びＳ極外周面５３ｃと所定隙間をおいて対向するように形成されている。
第１エッジ部６１ｂは第１円弧面６１ａの端部に形成され、第２エッジ部６２ｂは第２円弧面６２ａの端部に形成されて、第１エッジ部６１ｂと第２エッジ部６２ｂとは、図４に示すように、中心軸線Ｓに直交する直線Ｌ上に位置するように形成されている。
【００２３】
そして、第１エッジ部６１ｂは、ロータ５０が第１回転端位置Ｐ１に位置するとき、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂの中央と径方向において対向し、ロータ５０が第２回転端位置Ｐ２に位置するとき、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂの中央と径方向において対向するように形成され、第２エッジ部６２ｂは、ロータ５０が第１回転端位置Ｐ１に位置するとき、第１マグネット５２のＮ極外周面５２ｃの中央と径方向において対向し、ロータ５０が第２回転端位置Ｐ２に位置するとき、第２マグネット５３のＳ極外周面５３ｃの中央と径方向において対向するように形成されている。
【００２４】
すなわち、ロータ５０とヨーク６０との間の磁気的作用については、ロータ５０が第１回転端位置Ｐ１に位置するとき、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂ（の中央）が第１磁極部６１の第１エッジ部６１ｂと径方向において対向して強力な磁気的吸引力を生じかつ第１マグネット５２のＮ極外周面５２ｃ（の中央）が第２磁極部６２の第２エッジ部６２ｂと径方向において対向して強力な磁気的吸引力を生じ、ロータ５０は、第１回転端位置Ｐ１に安定して保持され、又、第２回転端位置Ｐ２から回転して第１回転端位置Ｐ１に停止する際に強力な制動トルク（すなわち、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂの中央が第１エッジ部６１ｂを通過しようとするときに第１エッジ部６１ｂに引き戻す力、及び第１マグネット５２のＮ極外周面５２ｃの中央が第２エッジ部６２ｂを通過しようとするとき第２エッジ部６２ｂに引き戻す力）が生じて、ロータ５０は第１回転端位置Ｐ１に確実に停止させられる。
【００２５】
一方、ロータ５０が第２回転端位置Ｐ２に位置するとき、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂ（の中央）が第１磁極部６１の第１エッジ部６１ｂと径方向において対向して強力な磁気的吸引力を生じかつ第２マグネット５３のＳ極外周面５３ｃ（の中央）が第２磁極部６２の第２エッジ部６２ｂと径方向において対向して強力な磁気的吸引力を生じ、ロータ５０は、第２回転端位置Ｐ２に安定して保持され、又、第１回転端位置Ｐ１から回転して第２回転端位置Ｐ２に停止する際に強力な制動トルク（すなわち、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂの中央が第１エッジ部６１ｂを通過しようとするときに第１エッジ部６１ｂに引き戻す力、及び第２マグネット５３のＳ極外周面５３ｃの中央が第２エッジ部６２ｂを通過しようとするとき第２エッジ部６２ｂに引き戻す力）が生じて、ロータ５０は第２回転端位置Ｐ２に確実に停止させられる。
【００２６】
ボビン７０は、図４に示すように、コイル８０を巻回する筒部７１、筒部７１の両側に形成された鍔部７２、ヨーク６０の第２磁極部６２側の腕部が嵌合される嵌合孔７３を備えている。
コイル８０は、図４に示すように、ボビン７０の筒部７１に巻回されている。
そして、コイル８０を巻回したボビン７０は、ヨーク６０の第２磁極部６２側の腕部に外嵌されて保持されるようになっている。
【００２７】
上記構成をなす電磁アクチュエータＭが駆動源としてカメラ用羽根駆動装置に適用された状態において、ロータ５０が第１回転端位置Ｐ１に位置するとき、絞り羽根４０が開口部１０ａ，２０ａ，３０ａから退避した退避位置（開き位置）に位置し、ロータ５０が第２回転端位置Ｐ２に位置するとき、絞り羽根４０が開口部１０ａ，２０ａ，３０ａに臨む位置（絞り位置／閉じ位置）に位置するようになっている。また、コイル８０への閉じ通電（絞り通電）により、ロータ５０が第１回転端位置Ｐ１から第２回転端位置Ｐ２まで回転すると共に絞り羽根４０が退避位置（開き位置）から絞り位置（閉じ位置）まで回転し、コイル８０への開き通電により、ロータ５０が第２回転端位置Ｐ２から第１回転端位置Ｐ１まで回転すると共に絞り羽根４０が臨む位置（絞り位置／閉じ位置）から退避位置（開き位置）まで回転するようになっている。
【００２８】
ここで、絞り羽根４０には、ロータ５０の駆動ピン５４が直接連結されているため、ロータ５０（駆動ピン５４）の作動角θに対応させて絞り羽根４０を直接的に往復動させることができ、リンク部材等を介して連動させる場合に比べて、ロータ５０が停止する際の自らの制動トルクに抵抗するような慣性トルクを小さくすることができ、それ故に、絞り羽根４０を退避位置（開き位置）及び絞り位置（閉じ位置）に高精度に停止させて保持することができる。
【００２９】
上記構成をなす電磁アクチュエータＭの動作及びカメラ用羽根駆動装置の動作について、図５及び図６を参照しつつ説明する。
先ず、図５（ａ）に示すように、コイル８０が非通電の状態で、ロータ５０が反時計回りの第１回転端位置Ｐ１に位置するとき、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂの中央は第１磁極部６１の第１エッジ部６１ｂと径方向において対向しかつ第１マグネット５２のＮ極外周面５２ｃの中央は第２磁極部６２の第２エッジ部６２ｂと径方向において対向して強力な磁気的吸引力（保持力）を生じ、又、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂの中央は第１磁極部６１の第１円弧面６１ａと径方向において対向しかつ第２マグネット５３のＳ極外周面５３ｃの中央は第２磁極部６２の第２円弧面６２ａと径方向において対向して磁気的吸引力（保持力）を生じる。これにより、ロータ５０は、第１回転端位置Ｐ１に保持され、絞り羽根４０は退避位置（開き位置）に保持されることになる。
【００３０】
この状態において、図５（ｂ）に示すように、コイル８０に閉じ通電が行われると、第１磁極部６１にＳ極が発生しかつ第２磁極部６２にＮ極が発生する。これにより、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂと第１円弧面６１ａとの間及びＳ極外周面５３ｃと第２円弧面６２ａとの間に磁気的吸引力が生じるものの、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂと第１円弧面６１ａ及び第１エッジ部６１ｂとの間に強力な磁気的反発力が生じかつＮ極外周面５２ｃと第２円弧面６２ａ及び第２エッジ部６２ｂとの間に強力な磁気的反発力が生じ、これらの合成力により時計回りの大きな起動トルクが得られて、ロータ５０は第２回転端位置Ｐ２に向けて回転し始め、絞り羽根４０は開口部１０ａ，２０ａ，３０ａに臨む位置（絞り位置／閉じ位置）に向けて回転し始める。
【００３１】
そして、図５（ｃ）に示すように、ロータ５０が時計回りに回転して第２回転端位置Ｐ２に至ると共に絞り羽根４０が絞り位置（閉じ位置）に至る際に、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂの中央は第１磁極部６１の第１円弧面６１ａ及び第１エッジ部６１ｂから逸脱した位置にありかつ第１マグネット５２のＮ極外周面５２ｃの中央は第２磁極部６２の第２円弧面６２ａ及び第２エッジ部６２ｂから逸脱した位置にあり、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂの中央は第１磁極部６１の第１エッジ部６１ｂと径方向において対向しかつ第２マグネット５３のＳ極外周面５３ｃの中央は第２磁極部６２の第２エッジ部６２ｂと径方向において対向して強力な磁気的吸引力（制動トルク）を生じる。これにより、ロータ５０は、第２回転端位置Ｐ２に停止させられ、絞り羽根４０は絞り位置（閉じ位置）に停止させられることになる。
そして、図５（ｄ）に示すように、コイル８０への通電が断たれると（非通電とされると）、ロータ５０は第２回転端位置Ｐ２に保持され、絞り羽根４０は絞り位置（閉じ位置）に保持されることになる。
【００３２】
一方、図６（ａ）に示すように、コイル８０が非通電のとき、ロータ５０が第２回転端位置Ｐ２に保持され、絞り羽根４０が絞り位置（閉じ位置）に保持された状態から、図６（ｂ）に示すように、コイル８０に開き通電が行われると、第１磁極部６１にＮ極が発生しかつ第２磁極部６２にＳ極が発生する。これにより、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂと第１円弧面６１ａとの間及びＳ極外周面５３ｃと第２円弧面６２ａとの間に磁気的反発力が生じるものの、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂと第１円弧面６１ａ及び第１エッジ部６１ｂとの間に強力な磁気的吸引力が生じかつＮ極外周面５２ｃと第２円弧面６２ａ及び第２エッジ部６２ｂとの間に強力な磁気的吸引力が生じ、これらの合成力により反時計回りの大きな起動トルクが得られて、ロータ５０は第１回転端位置Ｐ１に向けて回転し始め、絞り羽根４０は開口部１０ａ，２０ａ，３０ａから退避する退避位置（開き位置）に向けて回転し始める。
【００３３】
そして、図６（ｃ）に示すように、ロータ５０が反時計回りに回転して第１回転端位置Ｐ１に至ると共に絞り羽根４０が退避位置（開き位置）に至る際に、第２マグネット５３のＮ極外周面５３ｂの中央は第１磁極部６１の第１円弧面６１ａに対向しかつ第２マグネット５３のＳ極外周面５３ｃの中央は第２磁極部６２の第２円弧面６２ａに対向した位置にあり、第１マグネット５２のＳ極外周面５２ｂの中央は第１磁極部６１の第１エッジ部６１ｂと径方向において対向しかつ第１マグネット５２のＮ極外周面５２ｃの中央は第２磁極部６２の第２エッジ部６２ｂと径方向において対向して強力な磁気的吸引力（制動トルク）を生じる。これにより、ロータ５０は、第１回転端位置Ｐ１に停止させられ、絞り羽根４０は退避位置（開き位置）に停止させられることになる。
そして、図６（ｄ）に示すように、コイル８０への通電が断たれると（非通電とされると）、ロータ５０は第１回転端位置Ｐ１に保持され、絞り羽根４０は退避位置（開き位置）に保持されることになる。
【００３４】
上記のように、上記構成をなす電磁アクチュエータＭによれば、ロータ５０が作動角θの両端位置（第１回転端位置Ｐ１及び第２回転端位置Ｐ２）に停止するとき、従来のように駆動ピンをストッパあるいは基板の一部に当接させて停止させるのではく、自らの制動トルクにより停止するため、衝突音等が生じるのを防止でき、それ故に、このカメラ用羽根駆動装置を搭載したカメラにおいて、動画撮影時に絞り動作を行うような場合であっても、衝突音等の雑音が録音されるのを防止することができる。
尚、上記実施形態において、第１マグネット５２のＳ極とＮ極を入れ替えかつ第２マグネット５３のＮ極とＳ極を入れ替えて、コイル８０への通電方向を逆にすれば、前述同様に動作するのは言うまでもない。
【００３５】
上記実施形態においては、絞り羽根４０を停止させるストッパを設けていないが、絞り羽根４０が退避位置（開き位置）からさらに外側に移動したときに当接するストッパを設け、又、絞り羽根４０が開口部１０ａ，２０ａ，３０ａに臨む位置（絞り位置）からさらに移動したときに当接するストッパを設けることにより、本来の停止位置（退避位置、絞り位置）においては衝突音等を生じることなく、絞り羽根４０が誤って過移動（オーバーラン）するのを防止することができる。
上記実施形態においては、羽根部材として絞り羽根４０を示したが、これに限定されるものではなく、シャッタ羽根、その他の羽根部材を適用することができる。
上記実施形態においては、一つの羽根部材（絞り羽根４０）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Ｍを採用したカメラ用羽根駆動装置を示したが、これに限定されるものではなく、複数の羽根部材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を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上述べたように、本発明の電磁アクチュエータは、構造の簡素化、小型化等を達成しつつ、所望の回転駆動力及び保持力等を発生でき、又、衝突音等の発生を防止できるため、カメラ用羽根駆動装置の駆動源として適用できるのは勿論のこと、被動部材を往復動させる必要のあるその他の光学機器あるいは電子機器等の駆動源としても有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 地板（基板）
１０ａ 開口部
１１ 支軸
１２ 貫通孔
１３ 凹部
１４ 支軸
２０ 裏板（基板）
２０ａ 開口部
２１ 長孔
２２ 円孔
３０ カバー板
３０ａ 開口部
３１ 切り欠き部
３２ 押圧部
４０ 絞り羽根（羽根部材）
４１ 円孔
４２ 長孔
４３ 絞り開口
Ｍ 電磁アクチュエータ（駆動源）
５０ ロータ
５１ ホルダ
５１ａ 筒部
５１ａ´ 中心孔
５１ｂ 腕部
５２ 第１マグネット（着磁ロータ部）
５２ａ 第１着磁境界面
５２ｂ Ｓ極外周面
５２ｃ Ｎ極外周面
５３ 第２マグネット（着磁ロータ部）
５３ａ 第２着磁境界面
５３ｂ Ｎ極外周面
５３ｃ Ｓ極外周面
５４ 駆動ピン
６０ ヨーク
６１ 第１磁極部
６１ａ 第１円弧面
６１ｂ 第１エッジ部
６２ 第２磁極部
６２ａ 第２円弧面
６２ｂ 第２エッジ部
７０ ボビン
７１ 筒部
７２ 鍔部
７３ 嵌合孔
８０ 励磁用のコイル
Ｐ１ 第１回転端位置
Ｐ２ 第２回転端位置
Ｓ 中心軸線
Ｌ 中心軸線に直交する直線
α 捩れ角度
θ 作動角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の着磁ロータ部及び駆動ピンを有し所定の中心軸線回りに回動し得るロータと、励磁用のコイルと、前記着磁ロータ部の外周面に対向する円弧面及び前記円弧面の端部に形成されるエッジ部を画定しかつ前記コイルへの通電によりお互いに異なる磁極が発生する第１磁極部及び第２磁極部を有するヨークと、を備えた電磁アクチュエータであって、
前記着磁ロータ部は、第１着磁境界面を境に外周面をＳ極及びＮ極に二分して着磁した第１マグネットと、前記中心軸線の方向において前記第１マグネットに積層されると共に前記第１着磁境界面に対して前記中心軸線回りに所定の捩れ角度だけずれた第２着磁境界面を境に外周面をＮ極及びＳ極に二分して着磁した第２マグネットとにより形成されている、
ことを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記ヨークの円弧面は、前記第１磁極部に形成された第１円弧面と、前記第２磁極部に形成された第２円弧面を含み、
前記ヨークのエッジ部は、前記第１円弧面の端部に形成された第１エッジ部と、前記第２円弧面の端部に形成された第２エッジ部を含み、
前記第１エッジ部及び第２エッジ部は、前記中心軸線に直交する直線上に位置するように形成され、
前記ロータは、第１回転端位置と第２回転端位置とにより画定される所定の作動角の範囲を回転するように形成され、
前記第１回転端位置において、前記第１マグネットのＳ極の外周面の中央は前記第１エッジ部と径方向において対向し、第１マグネットのＮ極の外周面の中央は前記第２エッジ部と径方向において対向し、
前記第２回転端位置において、前記第２マグネットのＮ極の外周面の中央は前記第１エッジ部と径方向において対向し、第２マグネットのＳ極の外周面の中央は前記第２エッジ部と径方向において対向するように形成されている、
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。
【請求項３】
前記捩れ角度は、前記作動角と同一に設定されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項４】
被写体光を通す開口部を有する基板と、前記開口部に臨む位置と前記開口部から退避した退避位置との間を回動自在に前記基板に支持された羽根部材と、前記羽根部材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３いずれか一つに記載の電磁アクチュエータであり、
前記羽根部材には、前記ロータの駆動ピンが直接連結されている、
ことを特徴とするカメラ用羽根駆動装置。
【請求項１】
円筒状の着磁ロータ部及び駆動ピンを有し所定の中心軸線回りに回動し得るロータと、励磁用のコイルと、前記着磁ロータ部の外周面に対向する円弧面及び前記円弧面の端部に形成されるエッジ部を画定しかつ前記コイルへの通電によりお互いに異なる磁極が発生する第１磁極部及び第２磁極部を有するヨークと、を備えた電磁アクチュエータであって、
前記着磁ロータ部は、第１着磁境界面を境に外周面をＳ極及びＮ極に二分して着磁した第１マグネットと、前記中心軸線の方向において前記第１マグネットに積層されると共に前記第１着磁境界面に対して前記中心軸線回りに所定の捩れ角度だけずれた第２着磁境界面を境に外周面をＮ極及びＳ極に二分して着磁した第２マグネットとにより形成されている、
ことを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記ヨークの円弧面は、前記第１磁極部に形成された第１円弧面と、前記第２磁極部に形成された第２円弧面を含み、
前記ヨークのエッジ部は、前記第１円弧面の端部に形成された第１エッジ部と、前記第２円弧面の端部に形成された第２エッジ部を含み、
前記第１エッジ部及び第２エッジ部は、前記中心軸線に直交する直線上に位置するように形成され、
前記ロータは、第１回転端位置と第２回転端位置とにより画定される所定の作動角の範囲を回転するように形成され、
前記第１回転端位置において、前記第１マグネットのＳ極の外周面の中央は前記第１エッジ部と径方向において対向し、第１マグネットのＮ極の外周面の中央は前記第２エッジ部と径方向において対向し、
前記第２回転端位置において、前記第２マグネットのＮ極の外周面の中央は前記第１エッジ部と径方向において対向し、第２マグネットのＳ極の外周面の中央は前記第２エッジ部と径方向において対向するように形成されている、
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。
【請求項３】
前記捩れ角度は、前記作動角と同一に設定されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項４】
被写体光を通す開口部を有する基板と、前記開口部に臨む位置と前記開口部から退避した退避位置との間を回動自在に前記基板に支持された羽根部材と、前記羽根部材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３いずれか一つに記載の電磁アクチュエータであり、
前記羽根部材には、前記ロータの駆動ピンが直接連結されている、
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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−２９７３０（Ｐ２０１３−２９７３０Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６７１５（Ｐ２０１１−１６６７１５）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【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２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【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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