電磁アクチュエータ
【課題】ロータの吸引力を均一にして動作電圧等安定させることができるとともに、アクチュエータの構造の簡素化を図ることを可能にする。さらに、動作電圧等選択的に設定できるようにするとともに、ロータの回転方向を任意に設定できるようにする。
【解決手段】ロータ１２がコイル１４への入力で所定回転角内を回転する電磁アクチュエータ１０であって、ヨーク１５に、ロータ１２とヨーク１５と間に吸引力の差を発生させる窓状の孔６３，６４を備え、コイル１４に通電したときには、ロータ１２の円筒面２１ｂに現れるＮ極とＳ極との境界面３３を、窓状の孔６３，６４の端部６３ａ，６４ａ若しくは端部６３ｂ，６４ｂに臨ませ、コイル１４を非通電にしたときは境界面３３を窓状の孔６３，６４の内側に食い込ませた位置に設定することで、ロータ１２を所定回転角内の一方に保持した。
【解決手段】ロータ１２がコイル１４への入力で所定回転角内を回転する電磁アクチュエータ１０であって、ヨーク１５に、ロータ１２とヨーク１５と間に吸引力の差を発生させる窓状の孔６３，６４を備え、コイル１４に通電したときには、ロータ１２の円筒面２１ｂに現れるＮ極とＳ極との境界面３３を、窓状の孔６３，６４の端部６３ａ，６４ａ若しくは端部６３ｂ，６４ｂに臨ませ、コイル１４を非通電にしたときは境界面３３を窓状の孔６３，６４の内側に食い込ませた位置に設定することで、ロータ１２を所定回転角内の一方に保持した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラのシャッターやレンズカバーなどの駆動源として用いられる電磁アクチュエータであり、所定回転角内を回転するロータを備えた電磁アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁アクチュエータの中には、２極着磁された永久磁石からなる回転可能に配されたロータと、このロータの外周を囲むように配置され、磁性部材で形成したリング状のヨークと、このヨークの内側でロータを間にして互いに対向する位置に配置されたコイルとを有するものが知られている。
【０００３】
この種の電磁アクチュエータは、ヨークとロータと間に働く吸引力を用いて保持力を発生させて双方向に保持するものであり、動作に関しては、一方側に保持された状態のロータをコイルに通電することで他方側に回転させる。この状態から電気極性を反対方向にした電気をコイルに通電することで、磁界の方向を換え、元の位置に復帰させるものである。
このような電磁アクチュエータとして、各種のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１１６４７８号公報（第１１頁、図１）
【０００４】
特許文献１の技術の概要を、図１０に基づいて説明する。
図１０は従来の電磁アクチュエータを説明する図であり、電磁アクチュエータ２００は、２極着磁された永久磁石からなる回転可能に配されたロータ２０１と、このロータ２０１の外周を囲むように配置され、磁性部材で形成したリング状のヨーク２０２と、このヨーク２０２の内側でロータ２０１を間にして互いに対向する位置に配置され、ロータ２０１を駆動するコイル２０３と、ヨーク２０２の内側でコイル２０３の対向方向に直交させて配置され、ロータ２０１の位置決めのための磁性ピン２０４，２０４とからなる。
【０００５】
このように、従来の電磁アクチュエータ２００は、ロータ２０１を所定回転角θ１内で回転させ、所定回転角θ１の両端で自己保持できる双安定型のアクチュエータであり、磁性ピン２０４，２０４を用いることで、ロータ２０１の所定回転角内の両端で非通電時にロータ２０１とヨーク２０２との磁気作用により自己保持するものであった。
【０００６】
しかし、このような電磁アクチュエータ２００では、磁性ピン２０４，２０４の配置される位置および磁性ピン２０４，２０４自体のばらつき等により、磁気吸引力（若しくは磁気反発力）のばらつきが生じる。これに伴いコイル２０３による動作電圧が大きく左右されるため、アクチュエータの電気特性的にばらつきが大きく発生していた。従って、実用には動作電圧等に大きなマージンを必要としていた。
【０００７】
その上、この磁気吸引力（若しくは磁気反発力）を得るための磁性ピン２０４は必須のものとして、少なくとも一本は配置するものであり、磁性ピン２０４を保持するための構造が複雑なものとなった。
【０００８】
例えば、コイルに通電することで、一方側に保持されたロータを他方側に回転させ、通電を解除すると一方側に自己復帰する片安定型（単安定型）の電磁アクチュエータを開発する場合にも上記課題がある。
【０００９】
この場合に、ロータの吸引力（若しくは磁気反発力）を可変できるようにして動作電圧等選択的に設定できるようにすることも好ましいことである。
また、コイルに通電するときにロータの回転方向を時計回りに回転させたり、反時計回りに回転させたりするアクチュエータを共通の部品を用いて設定できるようにすることも、アクチュエータの用途を拡げる上で好ましいことである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、ロータの吸引力を均一にして動作電圧等安定させることができるとともに、アクチュエータの構造の簡素化を図ることができる片安定型の電磁アクチュエータを提供することを課題とする。さらに、動作電圧等選択的に設定できるようにするとともに、ロータの回転方向を任意に設定できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、円筒状の磁性体に径方向に２極に着磁したロータと、このロータを所定回転角内に回転可能に支持する支持体と、ロータの両端面の直径外方を通るように支持体の廻りにループ状に巻回され、ロータを駆動するコイルと、これらのロータ、支持体及びコイルの一部を一括して覆うことで、ロータの磁極方向と直行する位置に配置した略円筒状のヨークとからなり、ロータがコイルへの入力で所定回転角内を回転する電磁アクチュエータであって、ヨークに、ロータとヨークと間に吸引力の差を発生させる窓状の孔を備え、コイルに通電したときには、ロータの円筒面に現れるＮ極とＳ極との境界面を、窓状の孔の端部の近傍に臨ませ、コイルを非通電にしたときは境界面を窓状の孔の内側に食い込ませた位置に設定することで、ロータを所定回転角内の一方に保持することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、ロータに、支持体に回転可能に嵌合する軸と、所定回転角内で支持体に当接するストッパ片と、被動作体を動作させる作動片とを備え、これらの軸、ストッパ片及び作動片を一体的に形成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、支持体に、ヨークに嵌合する凸部を備え、ヨークに、凸部に嵌合させる複数の凹部を備え、これらの複数の凹部に凸部を選択的に嵌合することで、ロータを保持する保持力を調整することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、ヨークに、複数の凹部の組合せを２通り備えることで、コイルに通電したときに、反時計方向及び時計方向のどちら方向でもロータの回転を許容したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明では、ヨークに、ロータとヨークと間に吸引力の差を発生させる窓状の孔を備え、コイルに通電したときには、ロータの円筒面に現れるＮ極とＳ極との境界面を、窓状の孔の端部の近傍に臨ませ、コイルを非通電にしたときは境界面を窓状の孔の内側に食い込ませた位置に設定することで、ロータを所定回転角内の一方に保持するようにした。
【００１６】
このように、吸引力の差を作り出すのはヨークに設けられた窓状の孔なので、例えば、磁性ピンなどの磁性部材をヨーク内側に配置する場合に比べ設定位置のばらつきが少ない。この結果、ロータの吸引力を均一にすることができ、コイルに加える動作電圧等を安定させることができる。
さらに、吸引力の差を作り出すのはヨークに設けられた窓状の孔なので、アクチュエータの構造を簡素にすることができる。これにより、アクチュエータの部品点数の低減を図ることができる。この結果、アクチュエータの生産性の向上を図ることができる。
【００１７】
請求項２に係る発明では、ロータに、支持体に回転可能に嵌合する軸と、所定回転角内で支持体に当接するストッパ片と、被動作体を動作させる作動片とを一体的に形成することで、ロータに軸、ストッパ片及び作動片などの付帯部品を同時に取付けることができる。これにより、ロータの生産性の向上を図ることができる。この結果、アクチュエータのコストの低減を図ることができる。
【００１８】
請求項３に係る発明では、支持体に、ヨークに嵌合する凸部を備え、ヨークに、凸部に嵌合させる複数の凹部を備え、これらの複数の凹部に凸部を選択的に嵌合することで、ロータを保持する自己保持力（吸引力）を調整することができる。このように、ロータの自己保持力を調整することで、コイルに加える動作電圧等の特性を変えることができる。これにより、用途に応じて保持力若しくは動作電圧等の特性を変えたアクチュエータを選ぶことができる。
【００１９】
請求項４に係る発明では、ヨークに、複数の凹部の組合せを２通り備えることで、コイルに通電したときに、反時計方向及び時計方向のどちら方向でもロータの回転が可能となる。この結果、アクチュエータの用途の拡大を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る電磁アクチュエータの斜視図であり、図２は図１に示された電磁アクチュエータの分解斜視図であり、図３は図１に示された電磁アクチュエータの平面図であり、図４は図１の４−４線断面図であり、図５は図１の５−５線断面図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、電磁アクチュエータ１０は、円筒状の磁性体を主要構成とするロータ１２と、このロータ１２を回転可能に支持する支持体１３と、この支持体１３に巻回したコイル１４と、これらのロータ１２、支持体１３及びコイル１４の一部を一括して覆いつつ、ロータ１２の円筒面の廻りに配置するヨーク１５とからなり、非通電のときには支持体１３の一方側にロータ１２が保持され、コイル１４に通電することでロータ１２が他方側に回転し、通電を解除すると一方側にロータ１２が自己復帰する片安定型（単安定型）のアクチュエータである。
【００２２】
ロータ１２は、円筒状の磁性体の矢印Ａ１で示す径方向にＳ極とＮ極の２極に着磁された永久磁石（磁性体）２１と、この永久磁石２１の両端面２１ａ，２１ａの中心に設けられた軸２２と、この軸２２の下部に形成された円形フランジ２３と、この軸２２の上部から径外方に扇状に延出された扇状フランジ２４と、この扇状フランジ２４の上面から上方且つ径外方に延出された作動片２５と、扇状フランジ２４の外周から下方に垂下して永久磁石２１の円筒面２１ｂに沿わせて延ばされたストッパ片２６とからなる。
【００２３】
なお、永久磁石２１の両端面２１ａ，２１ａはロータ１２の両端面でもある。また、永久磁石２１の円筒面２１ｂはロータ１２の円筒面でもある。
【００２４】
軸２２は、円筒状の永久磁石（磁性体）２１の中心に設けられた貫通孔２８に形成され、永久磁石２１に固着される。また、支持体１３に嵌合して回転可能に支持される。
円形フランジ２３及び扇状フランジ２４は、軸２２の抜け防止機能を有する。
【００２５】
作動片２５は、扇状フランジ２４の上面から上方且つ外方に延出されるステー部３１と、このステー部３１の先端部分に上方に延ばされた作動ポール３２とからなり、作動ポール３２は、デジタルカメラのシャッタやレンズカバーなどの被動作体（不図示）を動作させる部分である。さらに、作動片２５は、永久磁石２１の円筒面２１ｂに現れるＮ極とＳ極との境界面３３を中心として径外方の一方に延出される。
【００２６】
ストッパ片２６は、支持体１３内にてロータ１２を所定回転角内で双方向に回転したときに、支持体１３の所定の部位に当てる部分であり、永久磁石２１の円筒面２１ｂに現れるＮ極とＳ極との境界面３３を中心として、垂下させたものである。
【００２７】
これらの軸２２、円形フランジ２３、扇状フランジ２４、作動片２５及びストッパ片２６は、永久磁石２１にインサート成形などで一体的に形成される。これにより、ロータ１２の生産性の向上を図ることができる。この結果、アクチュエータのコストの低減を図ることができる。
【００２８】
支持体１３は、好ましくは樹脂などの非磁性体にて形成される部材であり、ロータ１２の軸２２の上端を回転可能に支持する上部支持体３４と、ロータ１２の軸２２の下端を回転可能に支持する下部支持体３５とからなる。
【００２９】
上部支持体３４は、ロータ１２の軸２２の上端を支持する上支持部（上支持孔）３６と、コイル１４を巻回する上部溝３７と、ロータ１２のストッパ片２６が当接する一方の位置決め部３８及び他方の位置決め部３９と、下部支持体３５と所定位置にて合わせるために、孔４１ａ，４１ａを有する嵌合面４１，４１と、ヨーク１５に嵌合され、ヨーク１５との位相を合致させる凸部（突起）４２と、ロータ１２を受ける受け面４３（図４参照）とを有する。
【００３０】
上支持部（上支持孔）３６は、図４に示すように、ロータ１２を受ける受け面４３を有することで、ロータ１２の回転時の摩擦力を小さくすることができる。
上部溝３７は、上部支持体３４の上面に形成される天井溝４４と、この天井溝４４から垂下させ上部支持体３４の側面に形成される側溝４５，４５とを有する。
位置決め部３８，３９は、ロータ１２の回転角を規制する部分である。
【００３１】
下部支持体３５は、ロータ１２の軸２２の下端を支持する下支持部（下支持孔）４６と、コイル１４を巻回する下部溝４７と、上部支持体３４と所定位置にて合わせるために、嵌合面４１，４１の孔４１ａ，４１ａに挿入するボス５１，５１と、ロータ１２を受ける受け面５３（図４参照）とを有する。
【００３２】
下支持部（下支持孔）４６は、図４に示すように、ロータ１２を受ける受け面５３を有する。これにより、ロータ１２の回転時の摩擦力を小さくすることができる。
下部溝４７は、下部支持体３５の下面に形成される底溝５４と、この底溝５４から上方に形成されるとともに、下部支持体３５の側面に形成される側溝５５，５５とを有する。
【００３３】
上述のように、支持体１３の凹部５６は、上部溝３７の天井溝４４及び側溝４５，４５と、下部溝４７の底溝５４及び側溝５５，５５とで構成されたループ状の部分である。
【００３４】
すなわち、支持体１３は、ロータ１２の軸２２方向に２分割構成とすることで、上部支持体３４と下部支持体３５とから構成される。これにより、上部支持体３４にロータ１２の軸２２の上端を挿入し、この状態で下部支持体３５にロータ１２の軸２２の下端を挿入し、上部支持体３４に下部支持体３５を合わせることで、支持体１３にロータ１２を組立ることができる。この結果、支持体１３にロータ１２を容易に組立てることができる。
【００３５】
加えて、上部支持体３４に孔４１ａ，４１ａを有する嵌合面４１，４１を設け、下部支持体３５に上部支持体３４と所定位置にて合わせるためボス５１，５１を設けたので、上部支持体３４に下部支持体３５を精度よく合わせることができる。
【００３６】
支持部１３は、図５に示すように、上部溝３７及び下部溝４７を組み合わせることで、コイル１４を巻回する凹部５６が形成され、この凹部５６は巻回されたコイル１４が支持体１３外形内に収納される深さを有する。これにより、支持体１３内にコイル１４を形成することができ、支持体１３側方の廻りに円筒状のヨーク１５を被せることができる。
さらに、上部支持体３４と下部支持体３５は、コイル１４を巻回することで一体的に固定される。
【００３７】
コイル１４は、図５に示すように、ロータ１２の両端面２１ａ，２１ａの直径外方を通るように支持体１３の廻りにループ状に巻回されるものであり、通電することでロータ１２を駆動するものである。
【００３８】
ヨーク１５は、略円筒状の磁性体で形成された部材であり、略円筒状の上端に形成され、支持体１３の凸部（突起）４２が嵌合され、コイル１４に通電したときにロータ１２を反時計回りに設定する反時計回り設定用の位置合わせ部５７と、支持体１３の凸部４２が嵌合され、コイル１４に通電したときにロータ１２を時計回りに設定する時計回り設定用の位置合わせ部５８と、略円筒状の側面に形成され、ロータ１２とヨーク１５と間に吸引力の差を発生させる窓状の孔６３，６４とを有する。
【００３９】
位置合わせ部５７は、略円筒状のヨーク１５上端に設けられたものであり、ロータ１２の保持力を小さく設定する第１の凹部（位置合わせ溝）７１と、ロータ１２の保持力を中程度に設定する第２の凹部（位置合わせ溝）７２と、ロータ１２の保持力を大きく設定する第３の凹部（位置合わせ溝）７３とを有する。
【００４０】
位置合わせ部５８は、略円筒状のヨーク１５上端に設けられたものであり、ロータ１２の保持力を小さく設定する第１の凹部（位置合わせ溝）７４と、ロータ１２の保持力を中程度に設定する第２の凹部（位置合わせ溝）７５と、ロータ１２の保持力を大きく設定する第３の凹部（位置合わせ溝）７６とを有する。
【００４１】
図２に示すように、窓状の孔６３，６４の関係は、ロータ１２を挟んで対向して設けられる。窓状の孔６４と位置合わせ部５７，５８との関係は、窓状の孔６４の上方且つ窓状の孔６４を挟んで位置合わせ部５７，５８が設けられる。
【００４２】
電磁アクチュエータ１０では、ヨーク１５に、ロータ１２とヨーク１５と間に吸引力の差を発生させる窓状の孔６３，６４を備え、コイル１４に通電したときには、ロータ１２の円筒面２１ｂに現れるＮ極とＳ極との境界面３３を、窓状の孔６３，６４の端部６３ａ，６４ａ若しくは端部６３ｂ，６４ｂの近傍に臨ませ、コイル１４を非通電にしたときは境界面３３を窓状の孔６３，６４の内側に食い込ませた位置に設定することで、ロータ１２を所定回転角内の一方に保持する。
【００４３】
このように、吸引力の差を作り出すのはヨーク１５に設けられた窓状の孔６３，６４なので、例えば、磁性ピンなどの磁性部材をヨーク１５内側に配置する場合に比べて設定位置のばらつきが少ない。この結果、ロータ１２の吸引力を均一にすることができ、コイル１４に加える動作電圧等を安定させることができる。
【００４４】
さらに、吸引力の差を作り出すのはヨーク１５に設けられた窓状の孔６３，６４なので、アクチュエータの構造を簡素にすることができる。これにより、アクチュエータの部品点数の低減を図ることができ、アクチュエータの生産性の向上を図ることができる。
【００４５】
図６は本発明に係る電磁アクチュエータの反時計回り設定の説明図である。
なお、図１〜図５に示した電磁アクチュエータ１０も、反時計回りに設定したアクチュエータであり、図６及び図７では電磁アクチュエータ１０を反時計回りの電磁アクチュエータ１０Ａと記載する。また、支持体１３の一方側とは支持体１３の一方の位置決め部３８の側、支持体１３の他方側とは支持体１３の他方の位置決め部３９の側を言う。
【００４６】
反時計回りの電磁アクチュエータ１０Ａは、位置合わせ部５７に支持体１３の凸部（突起）４２を嵌合するようにしたことで、通電したときにロータ１２が反時計回りに回転し、非通電にしたときに元の位置に自己復帰するアクチュエータである。
【００４７】
詳細には、コイル１４に通電したときにロータ１２は支持体１３の他方側へ矢印ａ１の如く反時計回りに回転し、ロータ１２の円筒面２１に現れるＮ極とＳ極との境界面３３が、窓状の孔６３，６４の端部６３ａ，６４ａの近傍に臨む。また、コイル１４を非通電にしたときに、ロータ１２とヨーク１５の磁気作用でロータは支持体１３の一方側に矢印ａ２の如く自己復帰し、境界面３３を窓状の孔６３，６４の内側に食い込ませた位置に戻る。
【００４８】
以上説明したように、電磁アクチュエータ１０Ａは、非通電のときには支持体１３の一方側にロータ１２が保持され、コイル１４に通電することでロータ１２が他方側に回転し、通電を解除すると一方側にロータ１２が自己復帰する片安定型（単安定型）のアクチュエータである。
次に、反時計回りに設定するときに、電磁アクチュエータ１０Ａの保持力を変化させる場合を説明する。
【００４９】
図７（ａ）〜（ｃ）は図６に示された電磁アクチュエータの保持力を変化させたときの比較説明図である。
（ａ）において、反時計回りの電磁アクチュエータ１０Ａの第１の実施例を示し、反時計回り設定用の位置合わせ部５７の第１の凹部（位置合わせ溝）７１に支持体１３の凸部（突起）４２を嵌合した場合を示し、このときのロータ１２の所定回転角をα１、窓状の孔６３，６４の中心線Ｌ１と、ロータ１２の中心と支持体１３の凸部４２との延長線Ｌ２との角度を、保持力を決める設定角度β１とする。なお、所定回転角α１は一定の角度である。
【００５０】
（ｂ）において、反時計回りの電磁アクチュエータ１０Ａの第２の実施例を示し、位置合わせ部５７の第２の凹部（位置合わせ溝）７２に支持体１３の凸部４２を嵌合した場合を示し、このときの窓状の孔６３，６４の中心線Ｌ１と、ロータ１２の中心と支持体１３の凸部４２との延長線Ｌ２との角度を、保持力を決める設定角度β２とする。
【００５１】
（ｃ）において、反時計回りの電磁アクチュエータ１０Ａの第３の実施例を示し、位置合わせ部５７の第３の凹部（位置合わせ溝）７３に支持体１３の凸部４２を嵌合した場合を示し、このときの窓状の孔６３，６４の中心線Ｌ１と、ロータ１２の中心と支持体１３の凸部４２との延長線Ｌ２との角度を、保持力を決める設定角度β３とする。
【００５２】
（ａ）〜（ｃ）の設定状態を比較すると、β１＞β２＞β３の関係にあり、設定角度β１から設定角度β３に小さくなるに連れて、コイル１４を非通電にしたときの自己保持位置おける境界面３３が窓状の孔６３，６４の端部６３ａ，６４ａのほうに近づく。確認の結果では、設定角度β３ではロータ１２の保持力が最も大きく、設定角度β２では保持力が中程度であり、設定角度β１では保持力が最も小さい。
【００５３】
なお、上記関係は、窓状の孔６３，６４と位置合わせ部５７との関係で磁界の強さが変化し、設定角度β３から設定角度β１に増加するに連れて保持力が増大しない場合も有り得るが、自己保持力を可変することは可能である。
【００５４】
すなわち、支持体１３は、ヨーク１５に嵌合する凸部（突起）４２を備え、ヨーク１５は、凸部４２に嵌合させる複数の凹部（位置合わせ溝）７１〜７３を備え、これらの複数の凹部７１〜７３に凸部４２を選択的に嵌合することで、ロータ１２を保持する自己保持力（吸引力）を調整することができる。このように、ロータ１２の自己保持力を調整することで、コイル１４に加える動作電圧等の特性を変えることができる。これにより、用途に応じて自己保持力若しくは動作電圧等の特性を変えたアクチュエータを供給することができる。
【００５５】
図８は本発明に係る電磁アクチュエータの時計回り設定の説明図である。図８及び図９では電磁アクチュエータ１０を時計回りの電磁アクチュエータ１０Ｂと記載する。また、支持体１３の一方側とは支持体１３の一方の位置決め部３８の側、支持体１３の他方側とは支持体１３の他方の位置決め部３９の側を言う。
【００５６】
時計回りの電磁アクチュエータ１０Ｂは、位置合わせ部５８に支持体１３の凸部（突起）４２を嵌合することで、通電したときにロータ１２が時計回りに回転し、非通電にしたときに元の位置に自己復帰するようにしたアクチュエータである。
【００５７】
詳細には、コイル１４に通電したときにロータ１２は支持体１３の一方側へ矢印ｂ１の如く時計回りに回転し、ロータ１２の円筒面２１に現れるＮ極とＳ極との境界面３３が、窓状の孔６３，６４の端部６３ｂ，６４ｂの近傍に臨む。また、コイル１４を非通電にしたときに、ロータ１２とヨーク１５の磁気作用でロータは支持体１３の他方側に矢印ｂ２の如く自己復帰し、境界面３３を窓状の孔６３，６４の内側に食い込ませた位置に戻る。
【００５８】
以上説明したように、電磁アクチュエータ１０Ｂは、非通電のときには支持体１３の他方側にロータ１２が保持され、コイル１４に通電することでロータ１２が一方側に回転し、通電を解除すると他方側にロータ１２が自己復帰する片安定型（単安定型）のアクチュエータである。
【００５９】
図６及び図８に示すように、電磁アクチュエータ１０Ａ，１０Ｂでは、ヨーク１５に、複数の凹部７１〜７３及び複数の凹部７４〜７６のように、複数の凹部の組合せを２通り備えることで、コイル１４に通電したときに、反時計方向及び時計方向のどちら方向でもロータ１２の回転が可能となる。この結果、アクチュエータの用途の拡大を図ることができる。
次に、時計回り設定するときに、電磁アクチュエータ１０Ｂの保持力を変化させる場合を説明する。
【００６０】
図９（ａ）〜（ｃ）は図８に示された電磁アクチュエータの保持力を変化させたときの比較説明図である。
（ａ）において、時計回りの電磁アクチュエータ１０Ｂの第１の実施例を示し、時計回り設定用の位置合わせ部５８の第１の凹部（位置合わせ溝）７４に支持体１３の凸部（突起）４２を嵌合した場合を示し、このときのロータ１２の所定回転角をα１、窓状の孔６３，６４の中心線Ｌ１と、ロータ１２の中心と支持体１３の凸部４２との延長線Ｌ２との角度を、保持力を決める設定角度β１とする。なお、所定回転角α１は一定の角度である。
【００６１】
（ｂ）において、時計回りの電磁アクチュエータ１０Ｂの第２の実施例を示し、位置合わせ部５８の第２の凹部（位置合わせ溝）７５に支持体１３の凸部４２を嵌合した場合を示し、このときの窓状の孔６３，６４の中心線Ｌ１と、ロータ１２の中心と支持体１３の凸部４２との延長線Ｌ２との角度を、保持力を決める設定角度β２とする。
【００６２】
（ｃ）において、時計回りの電磁アクチュエータ１０Ｂの第３の実施例を示し、位置合わせ部５８の第３の凹部（位置合わせ溝）７６に支持体１３の凸部４２を嵌合した場合を示し、このときの窓状の孔６３，６４の中心線Ｌ１と、ロータ１２の中心と支持体１３の凸部４２との延長線Ｌ２との角度を、保持力を決める設定角度β３とする。
【００６３】
（ａ）〜（ｃ）の設定状態を比較すると、β１＞β２＞β３の関係にあり、設定角度β１から設定角度β３に小さくなるに連れて、コイル１４を非通電にしたときの自己保持位置における境界面３３が窓状の孔６３，６４の端部６３ｂ，６４ｂのほうに近づく。確認の結果では、設定角度β３ではロータ１２の保持力が最も大きく、設定角度β２では保持力が中程度であり、設定角度β１では保持力が最も小さい。
【００６４】
なお、上記関係は、窓状の孔６３，６４と位置合わせ部５８との関係で磁界の強さが変化し、設定角度β３から設定角度β１に増加するに連れて保持力が増大しない場合も有り得るが、自己保持力を可変することは可能である。
すなわち、図７及び図９に示すように、反時計回りの電磁アクチュエータ１０Ａでも時計回りの電磁アクチュエータ１０Ｂでも、ロータ１２を保持する自己保持力（吸引力）を調整することができる。
【００６５】
尚、本発明に係る電磁アクチュエータは、窓状の孔６３，６４をパンチングメタルのような多数の孔や複数のスリットにて構成するものであってもよい。
また、窓状の孔６３，６４は、矩形の孔であったが、丸孔や矩形の孔にコーナを曲線にしたものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る電磁アクチュエータは、デジタルカメラのシャッターやレンズカバーなどの小型電子機器に採用するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る電磁アクチュエータの斜視図である。
【図２】図１に示された電磁アクチュエータの分解斜視図である。
【図３】図１に示された電磁アクチュエータの平面図である。
【図４】図１の４−４線断面図である。
【図５】図１の５−５線断面図である。
【図６】本発明に係る電磁アクチュエータの反時計回り設定の説明図である。
【図７】図６に示された電磁アクチュエータの保持力を変化させたときの比較説明図である。
【図８】本発明に係る電磁アクチュエータの時計回り設定の説明図である。
【図９】図８に示された電磁アクチュエータの保持力を変化させたときの比較説明図である。
【図１０】従来の電磁アクチュエータを説明する図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０…電磁アクチュエータ、１２…ロータ、１３…支持体、１４…コイル、１５…ヨーク、２１ａ，２１ａ…両端面、２１ｂ…円筒面、２２…軸、２５…作動片、２６…ストッパ片、３３…Ｎ極とＳ極との境界面、４２…凸部（突起）、６３，６４…窓状の孔、６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ…端部、７１〜７３…複数の凹部（位置合わせ溝）、７４〜７６…複数の凹部（位置合わせ溝）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラのシャッターやレンズカバーなどの駆動源として用いられる電磁アクチュエータであり、所定回転角内を回転するロータを備えた電磁アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁アクチュエータの中には、２極着磁された永久磁石からなる回転可能に配されたロータと、このロータの外周を囲むように配置され、磁性部材で形成したリング状のヨークと、このヨークの内側でロータを間にして互いに対向する位置に配置されたコイルとを有するものが知られている。
【０００３】
この種の電磁アクチュエータは、ヨークとロータと間に働く吸引力を用いて保持力を発生させて双方向に保持するものであり、動作に関しては、一方側に保持された状態のロータをコイルに通電することで他方側に回転させる。この状態から電気極性を反対方向にした電気をコイルに通電することで、磁界の方向を換え、元の位置に復帰させるものである。
このような電磁アクチュエータとして、各種のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１１６４７８号公報（第１１頁、図１）
【０００４】
特許文献１の技術の概要を、図１０に基づいて説明する。
図１０は従来の電磁アクチュエータを説明する図であり、電磁アクチュエータ２００は、２極着磁された永久磁石からなる回転可能に配されたロータ２０１と、このロータ２０１の外周を囲むように配置され、磁性部材で形成したリング状のヨーク２０２と、このヨーク２０２の内側でロータ２０１を間にして互いに対向する位置に配置され、ロータ２０１を駆動するコイル２０３と、ヨーク２０２の内側でコイル２０３の対向方向に直交させて配置され、ロータ２０１の位置決めのための磁性ピン２０４，２０４とからなる。
【０００５】
このように、従来の電磁アクチュエータ２００は、ロータ２０１を所定回転角θ１内で回転させ、所定回転角θ１の両端で自己保持できる双安定型のアクチュエータであり、磁性ピン２０４，２０４を用いることで、ロータ２０１の所定回転角内の両端で非通電時にロータ２０１とヨーク２０２との磁気作用により自己保持するものであった。
【０００６】
しかし、このような電磁アクチュエータ２００では、磁性ピン２０４，２０４の配置される位置および磁性ピン２０４，２０４自体のばらつき等により、磁気吸引力（若しくは磁気反発力）のばらつきが生じる。これに伴いコイル２０３による動作電圧が大きく左右されるため、アクチュエータの電気特性的にばらつきが大きく発生していた。従って、実用には動作電圧等に大きなマージンを必要としていた。
【０００７】
その上、この磁気吸引力（若しくは磁気反発力）を得るための磁性ピン２０４は必須のものとして、少なくとも一本は配置するものであり、磁性ピン２０４を保持するための構造が複雑なものとなった。
【０００８】
例えば、コイルに通電することで、一方側に保持されたロータを他方側に回転させ、通電を解除すると一方側に自己復帰する片安定型（単安定型）の電磁アクチュエータを開発する場合にも上記課題がある。
【０００９】
この場合に、ロータの吸引力（若しくは磁気反発力）を可変できるようにして動作電圧等選択的に設定できるようにすることも好ましいことである。
また、コイルに通電するときにロータの回転方向を時計回りに回転させたり、反時計回りに回転させたりするアクチュエータを共通の部品を用いて設定できるようにすることも、アクチュエータの用途を拡げる上で好ましいことである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、ロータの吸引力を均一にして動作電圧等安定させることができるとともに、アクチュエータの構造の簡素化を図ることができる片安定型の電磁アクチュエータを提供することを課題とする。さらに、動作電圧等選択的に設定できるようにするとともに、ロータの回転方向を任意に設定できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、円筒状の磁性体に径方向に２極に着磁したロータと、このロータを所定回転角内に回転可能に支持する支持体と、ロータの両端面の直径外方を通るように支持体の廻りにループ状に巻回され、ロータを駆動するコイルと、これらのロータ、支持体及びコイルの一部を一括して覆うことで、ロータの磁極方向と直行する位置に配置した略円筒状のヨークとからなり、ロータがコイルへの入力で所定回転角内を回転する電磁アクチュエータであって、ヨークに、ロータとヨークと間に吸引力の差を発生させる窓状の孔を備え、コイルに通電したときには、ロータの円筒面に現れるＮ極とＳ極との境界面を、窓状の孔の端部の近傍に臨ませ、コイルを非通電にしたときは境界面を窓状の孔の内側に食い込ませた位置に設定することで、ロータを所定回転角内の一方に保持することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、ロータに、支持体に回転可能に嵌合する軸と、所定回転角内で支持体に当接するストッパ片と、被動作体を動作させる作動片とを備え、これらの軸、ストッパ片及び作動片を一体的に形成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、支持体に、ヨークに嵌合する凸部を備え、ヨークに、凸部に嵌合させる複数の凹部を備え、これらの複数の凹部に凸部を選択的に嵌合することで、ロータを保持する保持力を調整することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、ヨークに、複数の凹部の組合せを２通り備えることで、コイルに通電したときに、反時計方向及び時計方向のどちら方向でもロータの回転を許容したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明では、ヨークに、ロータとヨークと間に吸引力の差を発生させる窓状の孔を備え、コイルに通電したときには、ロータの円筒面に現れるＮ極とＳ極との境界面を、窓状の孔の端部の近傍に臨ませ、コイルを非通電にしたときは境界面を窓状の孔の内側に食い込ませた位置に設定することで、ロータを所定回転角内の一方に保持するようにした。
【００１６】
このように、吸引力の差を作り出すのはヨークに設けられた窓状の孔なので、例えば、磁性ピンなどの磁性部材をヨーク内側に配置する場合に比べ設定位置のばらつきが少ない。この結果、ロータの吸引力を均一にすることができ、コイルに加える動作電圧等を安定させることができる。
さらに、吸引力の差を作り出すのはヨークに設けられた窓状の孔なので、アクチュエータの構造を簡素にすることができる。これにより、アクチュエータの部品点数の低減を図ることができる。この結果、アクチュエータの生産性の向上を図ることができる。
【００１７】
請求項２に係る発明では、ロータに、支持体に回転可能に嵌合する軸と、所定回転角内で支持体に当接するストッパ片と、被動作体を動作させる作動片とを一体的に形成することで、ロータに軸、ストッパ片及び作動片などの付帯部品を同時に取付けることができる。これにより、ロータの生産性の向上を図ることができる。この結果、アクチュエータのコストの低減を図ることができる。
【００１８】
請求項３に係る発明では、支持体に、ヨークに嵌合する凸部を備え、ヨークに、凸部に嵌合させる複数の凹部を備え、これらの複数の凹部に凸部を選択的に嵌合することで、ロータを保持する自己保持力（吸引力）を調整することができる。このように、ロータの自己保持力を調整することで、コイルに加える動作電圧等の特性を変えることができる。これにより、用途に応じて保持力若しくは動作電圧等の特性を変えたアクチュエータを選ぶことができる。
【００１９】
請求項４に係る発明では、ヨークに、複数の凹部の組合せを２通り備えることで、コイルに通電したときに、反時計方向及び時計方向のどちら方向でもロータの回転が可能となる。この結果、アクチュエータの用途の拡大を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る電磁アクチュエータの斜視図であり、図２は図１に示された電磁アクチュエータの分解斜視図であり、図３は図１に示された電磁アクチュエータの平面図であり、図４は図１の４−４線断面図であり、図５は図１の５−５線断面図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、電磁アクチュエータ１０は、円筒状の磁性体を主要構成とするロータ１２と、このロータ１２を回転可能に支持する支持体１３と、この支持体１３に巻回したコイル１４と、これらのロータ１２、支持体１３及びコイル１４の一部を一括して覆いつつ、ロータ１２の円筒面の廻りに配置するヨーク１５とからなり、非通電のときには支持体１３の一方側にロータ１２が保持され、コイル１４に通電することでロータ１２が他方側に回転し、通電を解除すると一方側にロータ１２が自己復帰する片安定型（単安定型）のアクチュエータである。
【００２２】
ロータ１２は、円筒状の磁性体の矢印Ａ１で示す径方向にＳ極とＮ極の２極に着磁された永久磁石（磁性体）２１と、この永久磁石２１の両端面２１ａ，２１ａの中心に設けられた軸２２と、この軸２２の下部に形成された円形フランジ２３と、この軸２２の上部から径外方に扇状に延出された扇状フランジ２４と、この扇状フランジ２４の上面から上方且つ径外方に延出された作動片２５と、扇状フランジ２４の外周から下方に垂下して永久磁石２１の円筒面２１ｂに沿わせて延ばされたストッパ片２６とからなる。
【００２３】
なお、永久磁石２１の両端面２１ａ，２１ａはロータ１２の両端面でもある。また、永久磁石２１の円筒面２１ｂはロータ１２の円筒面でもある。
【００２４】
軸２２は、円筒状の永久磁石（磁性体）２１の中心に設けられた貫通孔２８に形成され、永久磁石２１に固着される。また、支持体１３に嵌合して回転可能に支持される。
円形フランジ２３及び扇状フランジ２４は、軸２２の抜け防止機能を有する。
【００２５】
作動片２５は、扇状フランジ２４の上面から上方且つ外方に延出されるステー部３１と、このステー部３１の先端部分に上方に延ばされた作動ポール３２とからなり、作動ポール３２は、デジタルカメラのシャッタやレンズカバーなどの被動作体（不図示）を動作させる部分である。さらに、作動片２５は、永久磁石２１の円筒面２１ｂに現れるＮ極とＳ極との境界面３３を中心として径外方の一方に延出される。
【００２６】
ストッパ片２６は、支持体１３内にてロータ１２を所定回転角内で双方向に回転したときに、支持体１３の所定の部位に当てる部分であり、永久磁石２１の円筒面２１ｂに現れるＮ極とＳ極との境界面３３を中心として、垂下させたものである。
【００２７】
これらの軸２２、円形フランジ２３、扇状フランジ２４、作動片２５及びストッパ片２６は、永久磁石２１にインサート成形などで一体的に形成される。これにより、ロータ１２の生産性の向上を図ることができる。この結果、アクチュエータのコストの低減を図ることができる。
【００２８】
支持体１３は、好ましくは樹脂などの非磁性体にて形成される部材であり、ロータ１２の軸２２の上端を回転可能に支持する上部支持体３４と、ロータ１２の軸２２の下端を回転可能に支持する下部支持体３５とからなる。
【００２９】
上部支持体３４は、ロータ１２の軸２２の上端を支持する上支持部（上支持孔）３６と、コイル１４を巻回する上部溝３７と、ロータ１２のストッパ片２６が当接する一方の位置決め部３８及び他方の位置決め部３９と、下部支持体３５と所定位置にて合わせるために、孔４１ａ，４１ａを有する嵌合面４１，４１と、ヨーク１５に嵌合され、ヨーク１５との位相を合致させる凸部（突起）４２と、ロータ１２を受ける受け面４３（図４参照）とを有する。
【００３０】
上支持部（上支持孔）３６は、図４に示すように、ロータ１２を受ける受け面４３を有することで、ロータ１２の回転時の摩擦力を小さくすることができる。
上部溝３７は、上部支持体３４の上面に形成される天井溝４４と、この天井溝４４から垂下させ上部支持体３４の側面に形成される側溝４５，４５とを有する。
位置決め部３８，３９は、ロータ１２の回転角を規制する部分である。
【００３１】
下部支持体３５は、ロータ１２の軸２２の下端を支持する下支持部（下支持孔）４６と、コイル１４を巻回する下部溝４７と、上部支持体３４と所定位置にて合わせるために、嵌合面４１，４１の孔４１ａ，４１ａに挿入するボス５１，５１と、ロータ１２を受ける受け面５３（図４参照）とを有する。
【００３２】
下支持部（下支持孔）４６は、図４に示すように、ロータ１２を受ける受け面５３を有する。これにより、ロータ１２の回転時の摩擦力を小さくすることができる。
下部溝４７は、下部支持体３５の下面に形成される底溝５４と、この底溝５４から上方に形成されるとともに、下部支持体３５の側面に形成される側溝５５，５５とを有する。
【００３３】
上述のように、支持体１３の凹部５６は、上部溝３７の天井溝４４及び側溝４５，４５と、下部溝４７の底溝５４及び側溝５５，５５とで構成されたループ状の部分である。
【００３４】
すなわち、支持体１３は、ロータ１２の軸２２方向に２分割構成とすることで、上部支持体３４と下部支持体３５とから構成される。これにより、上部支持体３４にロータ１２の軸２２の上端を挿入し、この状態で下部支持体３５にロータ１２の軸２２の下端を挿入し、上部支持体３４に下部支持体３５を合わせることで、支持体１３にロータ１２を組立ることができる。この結果、支持体１３にロータ１２を容易に組立てることができる。
【００３５】
加えて、上部支持体３４に孔４１ａ，４１ａを有する嵌合面４１，４１を設け、下部支持体３５に上部支持体３４と所定位置にて合わせるためボス５１，５１を設けたので、上部支持体３４に下部支持体３５を精度よく合わせることができる。
【００３６】
支持部１３は、図５に示すように、上部溝３７及び下部溝４７を組み合わせることで、コイル１４を巻回する凹部５６が形成され、この凹部５６は巻回されたコイル１４が支持体１３外形内に収納される深さを有する。これにより、支持体１３内にコイル１４を形成することができ、支持体１３側方の廻りに円筒状のヨーク１５を被せることができる。
さらに、上部支持体３４と下部支持体３５は、コイル１４を巻回することで一体的に固定される。
【００３７】
コイル１４は、図５に示すように、ロータ１２の両端面２１ａ，２１ａの直径外方を通るように支持体１３の廻りにループ状に巻回されるものであり、通電することでロータ１２を駆動するものである。
【００３８】
ヨーク１５は、略円筒状の磁性体で形成された部材であり、略円筒状の上端に形成され、支持体１３の凸部（突起）４２が嵌合され、コイル１４に通電したときにロータ１２を反時計回りに設定する反時計回り設定用の位置合わせ部５７と、支持体１３の凸部４２が嵌合され、コイル１４に通電したときにロータ１２を時計回りに設定する時計回り設定用の位置合わせ部５８と、略円筒状の側面に形成され、ロータ１２とヨーク１５と間に吸引力の差を発生させる窓状の孔６３，６４とを有する。
【００３９】
位置合わせ部５７は、略円筒状のヨーク１５上端に設けられたものであり、ロータ１２の保持力を小さく設定する第１の凹部（位置合わせ溝）７１と、ロータ１２の保持力を中程度に設定する第２の凹部（位置合わせ溝）７２と、ロータ１２の保持力を大きく設定する第３の凹部（位置合わせ溝）７３とを有する。
【００４０】
位置合わせ部５８は、略円筒状のヨーク１５上端に設けられたものであり、ロータ１２の保持力を小さく設定する第１の凹部（位置合わせ溝）７４と、ロータ１２の保持力を中程度に設定する第２の凹部（位置合わせ溝）７５と、ロータ１２の保持力を大きく設定する第３の凹部（位置合わせ溝）７６とを有する。
【００４１】
図２に示すように、窓状の孔６３，６４の関係は、ロータ１２を挟んで対向して設けられる。窓状の孔６４と位置合わせ部５７，５８との関係は、窓状の孔６４の上方且つ窓状の孔６４を挟んで位置合わせ部５７，５８が設けられる。
【００４２】
電磁アクチュエータ１０では、ヨーク１５に、ロータ１２とヨーク１５と間に吸引力の差を発生させる窓状の孔６３，６４を備え、コイル１４に通電したときには、ロータ１２の円筒面２１ｂに現れるＮ極とＳ極との境界面３３を、窓状の孔６３，６４の端部６３ａ，６４ａ若しくは端部６３ｂ，６４ｂの近傍に臨ませ、コイル１４を非通電にしたときは境界面３３を窓状の孔６３，６４の内側に食い込ませた位置に設定することで、ロータ１２を所定回転角内の一方に保持する。
【００４３】
このように、吸引力の差を作り出すのはヨーク１５に設けられた窓状の孔６３，６４なので、例えば、磁性ピンなどの磁性部材をヨーク１５内側に配置する場合に比べて設定位置のばらつきが少ない。この結果、ロータ１２の吸引力を均一にすることができ、コイル１４に加える動作電圧等を安定させることができる。
【００４４】
さらに、吸引力の差を作り出すのはヨーク１５に設けられた窓状の孔６３，６４なので、アクチュエータの構造を簡素にすることができる。これにより、アクチュエータの部品点数の低減を図ることができ、アクチュエータの生産性の向上を図ることができる。
【００４５】
図６は本発明に係る電磁アクチュエータの反時計回り設定の説明図である。
なお、図１〜図５に示した電磁アクチュエータ１０も、反時計回りに設定したアクチュエータであり、図６及び図７では電磁アクチュエータ１０を反時計回りの電磁アクチュエータ１０Ａと記載する。また、支持体１３の一方側とは支持体１３の一方の位置決め部３８の側、支持体１３の他方側とは支持体１３の他方の位置決め部３９の側を言う。
【００４６】
反時計回りの電磁アクチュエータ１０Ａは、位置合わせ部５７に支持体１３の凸部（突起）４２を嵌合するようにしたことで、通電したときにロータ１２が反時計回りに回転し、非通電にしたときに元の位置に自己復帰するアクチュエータである。
【００４７】
詳細には、コイル１４に通電したときにロータ１２は支持体１３の他方側へ矢印ａ１の如く反時計回りに回転し、ロータ１２の円筒面２１に現れるＮ極とＳ極との境界面３３が、窓状の孔６３，６４の端部６３ａ，６４ａの近傍に臨む。また、コイル１４を非通電にしたときに、ロータ１２とヨーク１５の磁気作用でロータは支持体１３の一方側に矢印ａ２の如く自己復帰し、境界面３３を窓状の孔６３，６４の内側に食い込ませた位置に戻る。
【００４８】
以上説明したように、電磁アクチュエータ１０Ａは、非通電のときには支持体１３の一方側にロータ１２が保持され、コイル１４に通電することでロータ１２が他方側に回転し、通電を解除すると一方側にロータ１２が自己復帰する片安定型（単安定型）のアクチュエータである。
次に、反時計回りに設定するときに、電磁アクチュエータ１０Ａの保持力を変化させる場合を説明する。
【００４９】
図７（ａ）〜（ｃ）は図６に示された電磁アクチュエータの保持力を変化させたときの比較説明図である。
（ａ）において、反時計回りの電磁アクチュエータ１０Ａの第１の実施例を示し、反時計回り設定用の位置合わせ部５７の第１の凹部（位置合わせ溝）７１に支持体１３の凸部（突起）４２を嵌合した場合を示し、このときのロータ１２の所定回転角をα１、窓状の孔６３，６４の中心線Ｌ１と、ロータ１２の中心と支持体１３の凸部４２との延長線Ｌ２との角度を、保持力を決める設定角度β１とする。なお、所定回転角α１は一定の角度である。
【００５０】
（ｂ）において、反時計回りの電磁アクチュエータ１０Ａの第２の実施例を示し、位置合わせ部５７の第２の凹部（位置合わせ溝）７２に支持体１３の凸部４２を嵌合した場合を示し、このときの窓状の孔６３，６４の中心線Ｌ１と、ロータ１２の中心と支持体１３の凸部４２との延長線Ｌ２との角度を、保持力を決める設定角度β２とする。
【００５１】
（ｃ）において、反時計回りの電磁アクチュエータ１０Ａの第３の実施例を示し、位置合わせ部５７の第３の凹部（位置合わせ溝）７３に支持体１３の凸部４２を嵌合した場合を示し、このときの窓状の孔６３，６４の中心線Ｌ１と、ロータ１２の中心と支持体１３の凸部４２との延長線Ｌ２との角度を、保持力を決める設定角度β３とする。
【００５２】
（ａ）〜（ｃ）の設定状態を比較すると、β１＞β２＞β３の関係にあり、設定角度β１から設定角度β３に小さくなるに連れて、コイル１４を非通電にしたときの自己保持位置おける境界面３３が窓状の孔６３，６４の端部６３ａ，６４ａのほうに近づく。確認の結果では、設定角度β３ではロータ１２の保持力が最も大きく、設定角度β２では保持力が中程度であり、設定角度β１では保持力が最も小さい。
【００５３】
なお、上記関係は、窓状の孔６３，６４と位置合わせ部５７との関係で磁界の強さが変化し、設定角度β３から設定角度β１に増加するに連れて保持力が増大しない場合も有り得るが、自己保持力を可変することは可能である。
【００５４】
すなわち、支持体１３は、ヨーク１５に嵌合する凸部（突起）４２を備え、ヨーク１５は、凸部４２に嵌合させる複数の凹部（位置合わせ溝）７１〜７３を備え、これらの複数の凹部７１〜７３に凸部４２を選択的に嵌合することで、ロータ１２を保持する自己保持力（吸引力）を調整することができる。このように、ロータ１２の自己保持力を調整することで、コイル１４に加える動作電圧等の特性を変えることができる。これにより、用途に応じて自己保持力若しくは動作電圧等の特性を変えたアクチュエータを供給することができる。
【００５５】
図８は本発明に係る電磁アクチュエータの時計回り設定の説明図である。図８及び図９では電磁アクチュエータ１０を時計回りの電磁アクチュエータ１０Ｂと記載する。また、支持体１３の一方側とは支持体１３の一方の位置決め部３８の側、支持体１３の他方側とは支持体１３の他方の位置決め部３９の側を言う。
【００５６】
時計回りの電磁アクチュエータ１０Ｂは、位置合わせ部５８に支持体１３の凸部（突起）４２を嵌合することで、通電したときにロータ１２が時計回りに回転し、非通電にしたときに元の位置に自己復帰するようにしたアクチュエータである。
【００５７】
詳細には、コイル１４に通電したときにロータ１２は支持体１３の一方側へ矢印ｂ１の如く時計回りに回転し、ロータ１２の円筒面２１に現れるＮ極とＳ極との境界面３３が、窓状の孔６３，６４の端部６３ｂ，６４ｂの近傍に臨む。また、コイル１４を非通電にしたときに、ロータ１２とヨーク１５の磁気作用でロータは支持体１３の他方側に矢印ｂ２の如く自己復帰し、境界面３３を窓状の孔６３，６４の内側に食い込ませた位置に戻る。
【００５８】
以上説明したように、電磁アクチュエータ１０Ｂは、非通電のときには支持体１３の他方側にロータ１２が保持され、コイル１４に通電することでロータ１２が一方側に回転し、通電を解除すると他方側にロータ１２が自己復帰する片安定型（単安定型）のアクチュエータである。
【００５９】
図６及び図８に示すように、電磁アクチュエータ１０Ａ，１０Ｂでは、ヨーク１５に、複数の凹部７１〜７３及び複数の凹部７４〜７６のように、複数の凹部の組合せを２通り備えることで、コイル１４に通電したときに、反時計方向及び時計方向のどちら方向でもロータ１２の回転が可能となる。この結果、アクチュエータの用途の拡大を図ることができる。
次に、時計回り設定するときに、電磁アクチュエータ１０Ｂの保持力を変化させる場合を説明する。
【００６０】
図９（ａ）〜（ｃ）は図８に示された電磁アクチュエータの保持力を変化させたときの比較説明図である。
（ａ）において、時計回りの電磁アクチュエータ１０Ｂの第１の実施例を示し、時計回り設定用の位置合わせ部５８の第１の凹部（位置合わせ溝）７４に支持体１３の凸部（突起）４２を嵌合した場合を示し、このときのロータ１２の所定回転角をα１、窓状の孔６３，６４の中心線Ｌ１と、ロータ１２の中心と支持体１３の凸部４２との延長線Ｌ２との角度を、保持力を決める設定角度β１とする。なお、所定回転角α１は一定の角度である。
【００６１】
（ｂ）において、時計回りの電磁アクチュエータ１０Ｂの第２の実施例を示し、位置合わせ部５８の第２の凹部（位置合わせ溝）７５に支持体１３の凸部４２を嵌合した場合を示し、このときの窓状の孔６３，６４の中心線Ｌ１と、ロータ１２の中心と支持体１３の凸部４２との延長線Ｌ２との角度を、保持力を決める設定角度β２とする。
【００６２】
（ｃ）において、時計回りの電磁アクチュエータ１０Ｂの第３の実施例を示し、位置合わせ部５８の第３の凹部（位置合わせ溝）７６に支持体１３の凸部４２を嵌合した場合を示し、このときの窓状の孔６３，６４の中心線Ｌ１と、ロータ１２の中心と支持体１３の凸部４２との延長線Ｌ２との角度を、保持力を決める設定角度β３とする。
【００６３】
（ａ）〜（ｃ）の設定状態を比較すると、β１＞β２＞β３の関係にあり、設定角度β１から設定角度β３に小さくなるに連れて、コイル１４を非通電にしたときの自己保持位置における境界面３３が窓状の孔６３，６４の端部６３ｂ，６４ｂのほうに近づく。確認の結果では、設定角度β３ではロータ１２の保持力が最も大きく、設定角度β２では保持力が中程度であり、設定角度β１では保持力が最も小さい。
【００６４】
なお、上記関係は、窓状の孔６３，６４と位置合わせ部５８との関係で磁界の強さが変化し、設定角度β３から設定角度β１に増加するに連れて保持力が増大しない場合も有り得るが、自己保持力を可変することは可能である。
すなわち、図７及び図９に示すように、反時計回りの電磁アクチュエータ１０Ａでも時計回りの電磁アクチュエータ１０Ｂでも、ロータ１２を保持する自己保持力（吸引力）を調整することができる。
【００６５】
尚、本発明に係る電磁アクチュエータは、窓状の孔６３，６４をパンチングメタルのような多数の孔や複数のスリットにて構成するものであってもよい。
また、窓状の孔６３，６４は、矩形の孔であったが、丸孔や矩形の孔にコーナを曲線にしたものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る電磁アクチュエータは、デジタルカメラのシャッターやレンズカバーなどの小型電子機器に採用するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る電磁アクチュエータの斜視図である。
【図２】図１に示された電磁アクチュエータの分解斜視図である。
【図３】図１に示された電磁アクチュエータの平面図である。
【図４】図１の４−４線断面図である。
【図５】図１の５−５線断面図である。
【図６】本発明に係る電磁アクチュエータの反時計回り設定の説明図である。
【図７】図６に示された電磁アクチュエータの保持力を変化させたときの比較説明図である。
【図８】本発明に係る電磁アクチュエータの時計回り設定の説明図である。
【図９】図８に示された電磁アクチュエータの保持力を変化させたときの比較説明図である。
【図１０】従来の電磁アクチュエータを説明する図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０…電磁アクチュエータ、１２…ロータ、１３…支持体、１４…コイル、１５…ヨーク、２１ａ，２１ａ…両端面、２１ｂ…円筒面、２２…軸、２５…作動片、２６…ストッパ片、３３…Ｎ極とＳ極との境界面、４２…凸部（突起）、６３，６４…窓状の孔、６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ…端部、７１〜７３…複数の凹部（位置合わせ溝）、７４〜７６…複数の凹部（位置合わせ溝）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の磁性体に径方向に２極に着磁したロータと、このロータを所定回転角内に回転可能に支持する支持体と、前記ロータの両端面の直径外方を通るように前記支持体の廻りにループ状に巻回され、前記ロータを駆動するコイルと、これらのロータ、支持体及びコイルの一部を一括して覆うことで、前記ロータの磁極方向と直行する位置に配置した略円筒状のヨークとからなり、前記ロータが前記コイルへの入力で所定回転角内を回転する電磁アクチュエータであって、
前記ヨークは、前記ロータと前記ヨークと間に吸引力の差を発生させる窓状の孔を備え、前記コイルに通電したときには、前記ロータの円筒面に現れるＮ極とＳ極との境界面を、前記窓状の孔の端部の近傍に臨ませ、前記コイルを非通電にしたときは前記境界面を前記窓状の孔の内側に食い込ませた位置に設定することで、前記ロータを前記所定回転角内の一方に保持することを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記ロータは、前記支持体に回転可能に嵌合する軸と、前記所定回転角内で前記支持体に当接するストッパ片と、被動作体を動作させる作動片とを備え、これらの軸、ストッパ片及び作動片を一体的に形成した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】
前記支持体は、前記ヨークに嵌合する凸部を備え、前記ヨークは、前記凸部に嵌合させる複数の凹部を備え、これらの複数の凹部に前記凸部を選択的に嵌合することで、前記ロータを保持する保持力を調整す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４】
前記ヨークは、前記複数の凹部の組合せを２通り備えることで、前記コイルに通電したときに、反時計方向及び時計方向のどちら方向でも前記ロータの回転を許容したことを特徴とする請求項３記載の電磁アクチュエータ。
【請求項１】
円筒状の磁性体に径方向に２極に着磁したロータと、このロータを所定回転角内に回転可能に支持する支持体と、前記ロータの両端面の直径外方を通るように前記支持体の廻りにループ状に巻回され、前記ロータを駆動するコイルと、これらのロータ、支持体及びコイルの一部を一括して覆うことで、前記ロータの磁極方向と直行する位置に配置した略円筒状のヨークとからなり、前記ロータが前記コイルへの入力で所定回転角内を回転する電磁アクチュエータであって、
前記ヨークは、前記ロータと前記ヨークと間に吸引力の差を発生させる窓状の孔を備え、前記コイルに通電したときには、前記ロータの円筒面に現れるＮ極とＳ極との境界面を、前記窓状の孔の端部の近傍に臨ませ、前記コイルを非通電にしたときは前記境界面を前記窓状の孔の内側に食い込ませた位置に設定することで、前記ロータを前記所定回転角内の一方に保持することを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記ロータは、前記支持体に回転可能に嵌合する軸と、前記所定回転角内で前記支持体に当接するストッパ片と、被動作体を動作させる作動片とを備え、これらの軸、ストッパ片及び作動片を一体的に形成した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】
前記支持体は、前記ヨークに嵌合する凸部を備え、前記ヨークは、前記凸部に嵌合させる複数の凹部を備え、これらの複数の凹部に前記凸部を選択的に嵌合することで、前記ロータを保持する保持力を調整す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４】
前記ヨークは、前記複数の凹部の組合せを２通り備えることで、前記コイルに通電したときに、反時計方向及び時計方向のどちら方向でも前記ロータの回転を許容したことを特徴とする請求項３記載の電磁アクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１６０８９４（Ｐ２００８−１６０８９４Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４３０８８（Ｐ２００６−３４３０８８）
【出願日】平成１８年１２月２０日（２００６．１２．２０）
【出願人】（０００１９２９４７）神明電機株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２０日（２００６．１２．２０）
【出願人】（０００１９２９４７）神明電機株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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