電磁駆動装置及びこれを備えた光量調整装置
【課題】マグネットロータの回転軸とステータ側の軸受とを回転軸の中心軸が常に安定した状態で円滑に回転動作することが可能な電磁駆動装置とこれを用いた光量調整装置の提供。
【解決手段】中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、前記回転軸の両端を回動自在に支持する一対の軸受を有するコイル枠と、前記コイル枠の外周に巻廻された励磁コイルと、前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備える。そしてコイル枠に形成する前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、このテーパ面で支持する回転軸の軸端部に軸中心を中心とする球面を設ける。そこでこの軸端部の球面を円錐形状のテーパ面で支持すると共に、前記回転軸に前記球面を前記テーパ面側に付勢する付勢作用を付与する。
【解決手段】中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、前記回転軸の両端を回動自在に支持する一対の軸受を有するコイル枠と、前記コイル枠の外周に巻廻された励磁コイルと、前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備える。そしてコイル枠に形成する前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、このテーパ面で支持する回転軸の軸端部に軸中心を中心とする球面を設ける。そこでこの軸端部の球面を円錐形状のテーパ面で支持すると共に、前記回転軸に前記球面を前記テーパ面側に付勢する付勢作用を付与する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスチールカメラ、ビデオカメラ等の光学機器においてシャッタ羽根、絞り羽根など羽根部材を開閉駆動して撮影光量を調整する光量調整装置及びこれに用いる電磁駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の光量調整装置はカメラ等の撮影光軸に羽根部材を配置し、この羽根部材を電磁駆動装置で開閉することによってシャッタ、或いは絞りなどの光量を調整している。そしてこの電磁駆動装置は永久磁石の中心に回転軸を設けたマグネットロータと、コイル枠の外周に励磁コイルを巻廻したステータとで構成され、励磁コイルに通電することによってマグネットロータを所定角度回転させ、羽根部材を開閉するようになっている。
【０００３】
このような電磁駆動装置は例えば特許文献１（実用新案登録第２５６２９７８号）に開示されている。従来マグネットロータの回転軸をコイル枠に回動自在に支持する軸受構造としては、前記文献１に開示されているようにコイル枠に上下一対の軸孔を設けこの軸孔に回転軸の軸端をそれぞれ嵌合支持している。そして軸孔部とこれに嵌合する回転軸との間には少許な隙間が設けられ摩擦負荷が小さく円滑な運動が得られるように配慮されている。しかし近年電磁駆動装置の小型化が求められ、装置外径が５〜６ｍｍ直径の装置では軸孔部と軸外周との隙間を小さくしなければ回転軸が傾いて軸孔の開口縁に食い付いて作動が不能となることがあり、その結果軸孔及び回転軸の加工精度が要求され、また温度環境による部品の収縮或いは膨張によって軸孔と回転軸との嵌合条件が異なるなどの問題が生じている。
【０００４】
一方、回転軸と軸受とをピボット支持することも一般的に知られているが、軸先端を先鋭状に形成し、軸受部をこれと係合するＶ字溝に形成することは加工が困難であり、特にスラスト方向（回転軸方向）にガタつきが生ずると振動などの都度、軸端と軸受との接点が異なり、回転軸が偏る問題も知られている。
【特許文献１】実用新案登録第２５６２９７８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のようにマグネットロータの回転軸をコイル枠に嵌合支持する際に、従来装置のように回転軸の軸端をコイル枠に形成した軸孔に嵌合支持する方法では軸径の小型化に伴って軸孔との間のギャップも小さくしなければ回転軸が上下一対の軸孔の間で傾いて食い付き現象が起き、作動不能となることがあり、またギャップを小さくすると温度環境の変化によって膨張或いは収縮して作動不良を招く問題があった。
【０００６】
一方、回転軸先端を先鋭状に形成してピボット軸受で支持することも考えられるが、この場合には上下一対の軸受面と回転軸とのスラスト方向長さを厳格に一致させなければ回転軸が軸方向上下に揺れて踊ることとなり、この回転軸に設けられたマグネットは磁気的に不安定な状態となって大きな振動を引き起こす問題がある。そこで本発明はマグネットロータの回転軸とステータ側の軸受とを回転軸の中心軸がスラスト方向にもラジアル方向にも偏倚することがなく、常に安定した状態で円滑に回転動作することが可能な電磁駆動装置とこれを用いた光量調整装置の提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するために以下の構成を採用したものである。
まず本発明に係わる電磁駆動装置は、中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、前記回転軸の両端を回動自在に支持する一対の軸受を有するコイル枠と、前記コイル枠の外周に巻廻された励磁コイルと、前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備える。そしてコイル枠に形成する前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、このテーパ面で支持する回転軸の軸端部に軸中心を中心とする球面を設ける。そこでこの軸端部の球面を円錐形状のテーパ面で支持すると共に、前記回転軸に前記球面を前記テーパ面側に付勢する付勢作用を付与する。このマグネットロータの回転軸に及ぼす付勢作用は、回転軸にスプリングなどの付勢手段を設けるか、磁気吸引手段を設ける。
【０００８】
前記磁気吸引手段は例えば次のように構成する。前記軟磁性材で構成するヨークを前記コイル枠の外周を覆うように円筒形状に構成し、このヨークは軸方向長さの中央が前記永久磁石の軸方向長さの中央に対し軸方向に距離を隔てて偏倚する位置に前記コイル枠に取付ける。これによってマグネットロータからの磁界が外部に漏洩することが無くシールドされ、同時にマグネットロータの永久磁石はヨークの偏倚距離に応じた磁気吸引作用を受け前記球面形状の回転軸端部が前記テーパ面側に付勢される。
【０００９】
更に、前記コイル枠に形成される回転軸の他端を支持する軸受は、前記回転軸の外周面と嵌合する軸受孔で構成する。これによってマグネットロータの回転軸は一端を軸受孔で嵌合支持され、他端は軸端部の球面とコイル枠側の三角錐状のテーパ面で支持され、その上この回転軸には球面とテーパ面との係合を保持する付勢力しているので一対の軸受が加工精度、外部からの衝撃によって回転軸心が狂うことが少なく、加工が容易で外部衝撃にも強い軸受け構造が得られる。
【００１０】
また本発明の光量調整装置は、光軸開口を有する基板と、この基板に取付けられ前記光軸開口を規制する羽根部材と、この羽根部材を開閉駆動する電磁駆動装置とから構成する。そして上述と同様に、中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、前記回転軸の両端を回動自在に支持する一対の軸受を有するコイル枠と、前記コイル枠の外周に巻廻された励磁コイルと、前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備える。そこで前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、前記回転軸には軸中心を中心とする球面を設け、この回転軸に形成した球面を前記軸受のテーパ面に当接すると共に、前記回転軸には前記球面を前記テーパ面側に付勢する付勢作用を付与する。この付勢作用は上述と同様スプリング、磁気吸引手段で構成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明はコイル枠に形成する軸受をロータの回転中心軸を中心とする円錐形状に構成する一方、回転軸の軸端を中心軸に中心を有する球面形状に構成して両者を係合し、ロータの回転軸には係合圧接方向に付勢する磁気吸引力を付与したものであるから、装置の姿勢に拘わらず回転軸の球面は軸受のテーパ面に導かれて、磁気吸引力などの付勢力の作用で回転軸中心がズレることなく所定の位置に保持される。
【００１２】
従ってロータの回転軸が傾くことがなく、また球面と円錐状テーパ面とが食い付く恐れがなく安定した姿勢で円滑に軸受支持されることとなる。またその為の構造もマグネットロータを構成する円筒状磁石と外筺ヨークとの軸方向位置を磁気的に異ならせることによってマグネットロータに磁気吸引力を作用させることが可能であり、特別な付勢手段を設けることなく常にロータ軸を円錐状テーパ面側に付勢保持させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図示の好適な実施の形態に基づいて本発明を詳述する。図１は電磁駆動装置の要部を示し、本発明の原理の説明図であり、図２はカメラ装置のシャッタ開閉構造を示す光量調整装置の斜視図である。
【００１４】
まず図１に基づいて本発明の原理を説明すると、本発明に係わる電磁駆動装置４０は次のように構成される。マグネットロータ４１は円筒形状の永久磁石４２とこの磁石４２の中央に挿通され一体化形成された回転軸４３と、この回転軸４３に一体形成された駆動アーム４４とから構成される。その詳細は図７、図８に基づいて後述する。一方、ステータは上下一対のコイル枠４７、４８と、このコイル枠に巻廻した励磁コイル４９（以下コイルと云う）で構成される。このコイル枠４６は図示のように上下２つに区分された上コイル枠４７と下コイル枠４８で構成され、内部にマグネットロータ４１を収納する空胴部を形成する。このようにコイル枠４６を上下に分割したのはコイル枠内部の空洞部にマグネットロータ４１を収容するためであり、上下２分割の他回転軸を中心に左右に２分割することも可能である。
【００１５】
そこでマグネットロータ４１の回転軸４３にはその端部に上端軸承部４３ａと下端軸承部４３ｂを形成する。上端軸承部４３ａは軸外周を後述する軸孔で支持するよう所定の軸径で形成し、下端軸承部４３ｂは球面に形成する。図示Ｘ−Ｘは仮想回転軸中心であり、上端軸承部４３ａは軸外周がこの軸中心Ｘ−Ｘを中心に形成してあり、下端軸承部４３ｂは中心点Ｏが軸中心Ｘ−Ｘと一致する球面形状に形成してある。従って、上端軸承部４３ａの軸外周と下端軸承部４３ｂの球面外周とは軸中心Ｘ−Ｘを中心に対称形状にそれぞれ形成されている。
【００１６】
次に上コイル枠４７には上端軸承部４３ａと係合する軸受孔４７ａを設け、下コイル枠４８には下端軸承部４３ｂと係合する円錐形状のテーパ面４８ａを設ける。軸受孔４７ａは軸中心Ｘ−Ｘを中心とする円筒状内周面を有し、この内周面と上端軸承部４３ａが互いに嵌合し、両者には回転軸４３の回転を許容する少許の隙間（ギャップ）が形成されるようになっている。またテーパ面４８ａは中心Ｑが軸中心Ｘ−Ｘと一致する円錐形状の軸受凹溝で構成する。従って、テーパ面４８ａは軸中心Ｘ−Ｘを中心とする２等辺三角錐を形成することとなる。
【００１７】
そこで図１に示すようにマグネットロータ４１の永久磁石４２を下コイル枠４８の空胴部に収納し、回転軸４３の下端軸承部４３ｂを下コイル枠４８のテーパ面４８ａに係合支持する。そしてこの下コイル枠４８に上コイル枠４７を合体する際に回転軸４３の上端軸承部４３ａを軸受孔４７ａに嵌合し、次いで上コイル枠４７に形成したコイル巻廻溝に沿ってコイル４９を巻廻する。このように構成されたマグネットロータ４１は回転軸４３の一端（上端軸承部）を軸受孔４７ａに、他端（下端軸承部）を三角錐状のテーパ面４８ａにそれぞれ回動自在に支持されることとなる。このときマグネットロータ４１は図１Ｘ−Ｘ方向に少許な範囲で移動自在となるが、図示のものはマグネットロータ４１には常時下端軸承部４３ｂの球面がテーパ面４８ａと当接するように付勢力が作用している。
【００１８】
この付勢力はマグネットロータ４１にスプリング等の付勢手段を設けても良いが、次のような磁気的吸引力を作用させることが好ましい。図示のものはコイル枠（下コイル枠４８）の外周に円筒形状のヨーク５２が設けられ、このヨーク５２は軟磁性体で構成され永久磁石４２に生起される磁界をシールドして外部に漏洩しないように磁気回路を構成する。
【００１９】
そこでこの下コイル枠４８を次のように構成することによってマグネットロータ４１にスラスト方向の付勢力を作用することが可能である。つまり円筒形状の永久磁石４２の軸方向中央（図示Ｗ−Ｗ）に対し、同じく円筒形状のヨーク５２の軸方向中央（図示Ｚ−Ｚ）を下端軸承部４３ｂ側に距離Ｌだけ偏倚させる。つまり円筒形状の永久磁石の軸方向長さ（ｎ）の１／２ｎ位置と同じく円筒形状のヨークの軸方向長さ（ｍ）の１／２ｍ位置とを距離Ｌだけ異ならせる。これによって軟磁性材から成るヨーク５２にマグネットロータ４１が吸引され付勢力Ｆが発生する。この付勢力によって下端軸承部４３ｂの球面は下コイル枠４８に形成されたテーパ面４８ａに当接した状態で保持される。
【００２０】
このとき、カメラ装置などに外部からの衝撃が及んでマグネットロータ４１がスラスト方向（図示Ｘ−Ｘ方向）に移動しても付勢力Ｆの作用でテーパ面４８ａと当接する姿勢に復帰することとなる。従ってマグネットロータ４１はその回転軸中心に位置する円錐形状のテーパ面４８ａに沿って先端球面が移動し中心ブレを生ずることが無く、円滑な運動が保証される。
【００２１】
そこでかかる電磁駆動装置４０の詳細を図３乃至図８に基づき説明する。
その電磁駆動装置４０としては通常の電磁モータなど種々の駆動装置が採用可能であり、例えば次の構成にすれば良い。円筒形状の永久磁石４２に駆動アーム４４を一体形成した回転軸４３を設けてマグネットロータ４１を構成し、このロータ４１をコイル枠４６内に回動自在に軸受支持し、このコイル枠４６にコイル４９を巻回してステータを構成する。そしてマグネットロータ４１のＮ−Ｓ磁極に対しコイル４９に生起した磁界でマグネットロータ４１を所定角度内で回動させ、外周をヨーク５２で覆う。
【００２２】
また、この駆動アーム４４には図示するアーム部の両先端部に駆動ピン４４ａ、４４ｂが設けられている。つまり電磁駆動装置４０の回転軸４３には一対の駆動ピン４４ａ、４４ｂを有する駆動アーム４４が設けられ、回転軸４３の回転は距離を隔てた位置に配置されている一対の駆動ピン４４ａと４４ｂとに互いに反対方向の運動を伝達する。
【００２３】
従って、駆動アーム４４は電磁駆動装置４０の回転軸４３に一体に取付ける必要はなく、例えば基板３０にリング状の伝動部材を回動自在に取付け、この伝動部材を駆動装置の回転軸と連結して回転運動を生起し、この伝動部材に駆動ピンを設ける構成であっても良い。
【００２４】
このように構成した電磁駆動装置４０は前述の基板３０の羽根部材を配置した側の背面側にビスなどで固定され、図２で示す様にその基板３０には駆動ピン４４ａ、４４ｂの逃げ溝３５ａ、３５ｂが設けられ、また第１、第２の羽根部材にはこの駆動ピン４４ａ、４４ｂと係合するスリット孔１３、２３が設けられている。そしてその逃げ溝３５ａ、３５ｂに駆動ピン４４ａ、４４ｂが挿通され基板３０の羽根部材を配置した面側に突出する。そこで伝動アーム４４に設けた駆動ピン４４ａ、４４ｂが第１、第２の羽根部材１０、２０のスリット孔１３、２３に連結される。
【００２５】
次に、そのマグネットロータ４１を回転可能に支持するコイル枠４６について詳述すると、このコイル枠４６は図５の斜視図及び図９の側面断面図で示す通り紙面上下２体分割され上コイル枠４７と下コイル枠４８からなる。そして、その合せ面に上述の駆動アーム４４が両側に突出する開口を有し、また外周にコイル４９を巻廻する凹環溝が形成されている。更に下コイル枠４８はマグネットロータ４１の回転位置を永久磁石４２の磁束の変化を捕らえ検出するホール素子５０を半田付けしてなるプリント板５１が挿入される切欠け部が形成されている。また、その下コイル枠４８の底面には図４及び図６で示す様にコイル４９の口出し用にリン青銅の導電性の金属棒から成る口出し端子４８ｃ、４８ｄが圧入されていると共に、この口出し端子４８ｃ、４８ｄが貫通し半田付けされ外部の制御回路と電気的に接続する図示せぬプリント基板が下コイル枠４８の底面から浮き上がらないよう３箇所で保持するための補助端子４８ｅが設けられている。
【００２６】
また、そのコイル枠４６の外側に嵌合し磁気的にシールドするヨーク５２が設けられている。このヨーク５２の嵌合位置は予め図９の断面図で示す様に、コイル枠４６で回動可能に支持されたマグネットロータ４１を構成する永久磁石４２の長さ方向中央位置に対しヨーク５２の同方向中央位置が図示の様にズレ量Δだけ変位している。この変位により永久磁石４２は磁気バランスが均一に成るようヨーク５２の中央位置へ移動する磁気的な付勢力を常時受けることとなり、この付勢力Ｆによりマグネットロータ４１の回転軸４３の下端軸承部４３ｂが下コイル枠４８のテーパ面４８ａに姿勢差で多少付勢力に差異は生じるものの常に当接保持されることとなり、回転中心軸上に球の中心が来るように外形が球面となり、互いに圧接状態で軸受を構成している。つまり、一般に知られるＶブロックの原理同様にそのテーパ面４８ａに回転軸４３を押圧付勢すると自然にテーパ面４８ａの軸心と回転軸４３の軸心が一致することとなる。
【００２７】
この結果、このマグネットロータ４１の回転軸４３は電磁駆動装置４０の姿勢差に係らず常にテーパ面４８ａの中心軸を中心に回転することとなり、回転軸４３の回転時の振れが小さくなることから回転軸４３とテーパ面４８ａの取付け寸法を極力小さく抑えることが可能となり、取付け寸法を小さく抑えた分装置の小型化を図ることが出来る。
【００２８】
次に上述の電磁駆動装置４０を用いた光量調整装置Ｅについて説明する。図２に示すように光量調整装置Ｅは光路開口を有する基板３０と、この基板３０に組み込んだ一対の羽根部材１０、２０と、この羽根部材を開閉する駆動装置４０とから構成されている。
【００２９】
その基板３０は合成樹脂のモールド成形或いは金属板のプレス加工で後述する羽根部材を開閉自在に支持し、この羽根部材を開閉駆動する駆動装置を取付けられる形状でカメラ装置などの組込みスペースに応じた形状に形成されている。この基板３０にはカメラ装置などの撮影光軸Ｙ−Ｙを中心とする光路開口３１を形成する。この光路開口３１は撮影に要する光路の最大径より若干大きい口径に形成する。そして、この光路開口３１には複数の羽根部材１０、２０を配置する。図示のものは第１の羽根部材１０と第２の羽根部材２０の２枚で構成されている。
【００３０】
この第１、第２の羽根部材１０、２０の形状は光路開口３１を通過する光量を大小に調整する絞り羽根と、光路開口３１を遮閉するシャッタ羽根と、光路開口３１の光量（露光量）を調整した後、光路を遮閉する絞り兼用シャッタ羽根との何れかその働きに適した形状に構成される。図示のものは絞り兼用シャッタ羽根として図示の形状に構成してある。つまり第１の羽根部材１０は開口１１とこの開口１１の一部端縁を先鋭状に形成した絞り形成面１１ａと光路開口３１の一部を覆うシャッタ機能部１４を備えている。また第２の羽根部材２０は半円形状の開口２１と、この開口２１の一部端縁を先鋭状に形成した絞り形成面２１ａとを備えている。
【００３１】
この第１、第２の羽根部材１０、２０の形状は基板３０に摺動自在に支持するか回動自在に支持するか或いは２枚構成にするか３枚以上複数の構成にするかによってそれぞれ異なった形状を採用する。図示のものは２枚構成の羽根を同一直線上で反対方向に移動（摺動）するようにしている関係で、第１の羽根部材１０には右側の半円弧を形成する開口１１が、第２の羽根部材２０には左側の半円弧を形成する開口２１が必要となる。
【００３２】
従って、この左右の半円状の開口１１、開口２１が互いに接近或いは離反することによって光路開口３１を開閉することとなる。また、図示のものは撮影などの露光量を規制する為、開口１１には先鋭状の絞り形成面１１ａが第１の羽根部材１０に、同様の絞り形成面２１ａが第２の羽根部材２０にそれぞれ形成してある。これは略々菱型形状の絞り口径を第１、第２の羽根部材１０、２０で形成し、この絞り口径を大小に調整することによって近似した開口径で開口１１を通過する光量を調整する為である。
【００３３】
従って、この絞り口径をどのような形状に設定するかによって開口１１と開口２１の形状が決定される。そこで、前述の基板３０には第１の羽根部材１０と第２の羽根部材２０とを摺動自在に案内するガイドリブ３６ａ、３６ｂとガイドピン３４ａ、３４ｂ、３４ｃが形成され、第１の羽根部材１０にはガイド溝１２ａ、１２ｂが、第２の羽根部材２０にはガイド溝２２ａ、２２ｂとが形成されている。つまり、第１の羽根部材１０は前述の開口１１を備え、互いに平行するガイド溝１２ａ、１２ｂが形成され、このガイド溝１２ａには基板３０に植設したガイドピン３４ａが係合し、ガイド溝１２ｂにはガイドピン３４ｂが係合するようになっている。
【００３４】
またこの第１の羽根部材１０の側縁（図２上側）は基板３０に形成したガイドリブ３６ｂと係合する。従って、第１の羽根部材１０はガイドピン３４ａと３４ｂ及びガイドリブ３６ｂに沿って図２左右方向に摺動自在に案内されることとなる。同様に第２の羽根部材２０は前述の開口２１を備え、平行するガイド溝２２ａと２２ｂが形成され、ガイド溝２２ａにはガイドピン３４ｂが、ガイド溝２２ｂにはガイドピン３４ｃがそれぞれ嵌合され、またこの第２の羽根部材２０の側縁（図２下側）は基板３０に形成したガイドリブ３６ａと係合するようになっている。
【００３５】
以上説明した構成によって第１の羽根部材１０と第２の羽根部材２０とは基板３０に同一直線上（図２左右方向）で摺動自在に支持され、この第１、第２の羽根部材１０、２０はそれぞれ基板３０に形成した光路開口３１を過ぎる方向に移動自在となる。そこで、前述した駆動装置４０は基板３０の羽根部材を配置した側の背面側にビスなどで固定され、図２で示す様にその基板３０には駆動ピン４４ａ、４４ｂの逃げ溝３５ａ、３５ｂが設けられ、また第１、第２の羽根部材１０、２０にはこの駆動ピン４４ａ、４４ｂと係合するスリット孔１３、２３が設けられている。そしてその逃げ溝３５ａ、３５ｂに駆動ピン４４ａ、４４ｂが挿通され基板３０の羽根部材を配置した面側に突出する。そこで駆動アーム４４に設けた駆動ピン４４ａ、４４ｂが第１、第２の羽根部材１０、２０のスリット孔１３、２３に連結される。
【００３６】
尚、本発明にあって駆動アーム４４は電磁駆動装置４０の回転軸４３に一体に取付ける必要はなく、例えば基板３０にリング状の伝動部材を回動自在に取付け、この伝動部材を駆動装置の回転軸と連結して回転運動を生起し、この伝動部材に駆動ピンを設ける構成であっても良い。
【００３７】
次に上述の光量調整装置Ｅを用いた撮像装置について図１１に基づいて説明する。
スチールカメラ、ビデオカメラ等のレンズ鏡筒に前述の光量調整装置Ｅを組込む。図示Ａは撮影光路に配置した前レンズ、Ｂは後レンズであり、これ等のレンズで被写体像を結像しその結像面に撮像手段Ｓを配置する。撮像手段ＳとしてはＣＣＤなどの固体撮像素子或いは感光フィルムなどを用いる。そして制御はＣＰＵ制御回路、露出制御回路、及びシャッタ駆動回路で実行するように構成する。図示のＳＷ１はメイン電源スイッチであり、ＳＷ２はシャッタレリーズスイッチを示す。カメラ装置としての制御には、この他オートフォーカス回路などが用いられるが良く知られた構成であるので説明を省く。
【００３８】
そこでレンズ鏡筒に組込まれた前レンズＡと後レンズＢとの間に基板３０を組込む。この基板３０には前述の第１、第２の羽根部材１０、２０及び駆動装置４０が組込まれ光量調整装置がユニット化されている。そこで制御ＣＰＵは露出量、シャッタスピードなどの撮影条件を設定し、露出制御回路及びシャッタ駆動回路に指示信号を発する。まず露光量は露出制御回路が制御ＣＰＵからの指示信号で駆動装置４０のコイルに所定方向の電流を供給する。すると第１、第２の羽根部材１０、２０は駆動装置４０の回転を駆動アーム４４を介して駆動ピン４４ａ、４４ｂから伝達され最適露光量に光路開口３１を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係わる電磁駆動装置の要部の説明図であり、（ａ）は電磁駆動装置の断面図を示し、（ｂ）はテーパ面と下端軸承部との係合を示す断面図。
【図２】本発明に係る光量調整装置の分解斜視図。
【図３】本発明の光量調整装置の駆動源である電磁駆動装置の構成を説明するための斜視図。
【図４】本発明の光量調整装置の駆動源である電磁駆動装置の構成を説明するための斜視図。
【図５】本発明の光量調整装置の駆動源である電磁駆動装置の構成を説明するための斜視図。
【図６】本発明の光量調整装置の駆動源である電磁駆動装置の構成を説明するための斜視図。
【図７】本発明の光量調整装置の駆動源である電磁駆動装置の構成を説明するための斜視図。
【図８】本発明の光量調整装置の駆動源である電磁駆動装置の構成を説明するための斜視図。
【図９】本発明の電磁駆動装置の側断面図。
【図１０】本発明の電磁駆動装置の軸受構造を説明するための拡大断面図。
【図１１】本発明に係る光量調整装置を備えた撮像装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００４０】
１０ 第１の羽根
１１ 開口
２０ 第２の羽根
２１ 開口
３０ 基板
３１ 光路開口
４０ 電磁駆動装置
４１ マグネットロータ
４２ 永久磁石
４３ 回転軸
４３ａ 上端軸承部
４３ｂ 下端軸承部
４４ 駆動アーム
４６ コイル枠
４７ 上コイル枠
４８ 下コイル枠
４８ａ テーパ面
４９ 励磁コイル
５２ ヨーク
Ｅ 光量調整装置
【技術分野】
【０００１】
本発明はスチールカメラ、ビデオカメラ等の光学機器においてシャッタ羽根、絞り羽根など羽根部材を開閉駆動して撮影光量を調整する光量調整装置及びこれに用いる電磁駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の光量調整装置はカメラ等の撮影光軸に羽根部材を配置し、この羽根部材を電磁駆動装置で開閉することによってシャッタ、或いは絞りなどの光量を調整している。そしてこの電磁駆動装置は永久磁石の中心に回転軸を設けたマグネットロータと、コイル枠の外周に励磁コイルを巻廻したステータとで構成され、励磁コイルに通電することによってマグネットロータを所定角度回転させ、羽根部材を開閉するようになっている。
【０００３】
このような電磁駆動装置は例えば特許文献１（実用新案登録第２５６２９７８号）に開示されている。従来マグネットロータの回転軸をコイル枠に回動自在に支持する軸受構造としては、前記文献１に開示されているようにコイル枠に上下一対の軸孔を設けこの軸孔に回転軸の軸端をそれぞれ嵌合支持している。そして軸孔部とこれに嵌合する回転軸との間には少許な隙間が設けられ摩擦負荷が小さく円滑な運動が得られるように配慮されている。しかし近年電磁駆動装置の小型化が求められ、装置外径が５〜６ｍｍ直径の装置では軸孔部と軸外周との隙間を小さくしなければ回転軸が傾いて軸孔の開口縁に食い付いて作動が不能となることがあり、その結果軸孔及び回転軸の加工精度が要求され、また温度環境による部品の収縮或いは膨張によって軸孔と回転軸との嵌合条件が異なるなどの問題が生じている。
【０００４】
一方、回転軸と軸受とをピボット支持することも一般的に知られているが、軸先端を先鋭状に形成し、軸受部をこれと係合するＶ字溝に形成することは加工が困難であり、特にスラスト方向（回転軸方向）にガタつきが生ずると振動などの都度、軸端と軸受との接点が異なり、回転軸が偏る問題も知られている。
【特許文献１】実用新案登録第２５６２９７８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のようにマグネットロータの回転軸をコイル枠に嵌合支持する際に、従来装置のように回転軸の軸端をコイル枠に形成した軸孔に嵌合支持する方法では軸径の小型化に伴って軸孔との間のギャップも小さくしなければ回転軸が上下一対の軸孔の間で傾いて食い付き現象が起き、作動不能となることがあり、またギャップを小さくすると温度環境の変化によって膨張或いは収縮して作動不良を招く問題があった。
【０００６】
一方、回転軸先端を先鋭状に形成してピボット軸受で支持することも考えられるが、この場合には上下一対の軸受面と回転軸とのスラスト方向長さを厳格に一致させなければ回転軸が軸方向上下に揺れて踊ることとなり、この回転軸に設けられたマグネットは磁気的に不安定な状態となって大きな振動を引き起こす問題がある。そこで本発明はマグネットロータの回転軸とステータ側の軸受とを回転軸の中心軸がスラスト方向にもラジアル方向にも偏倚することがなく、常に安定した状態で円滑に回転動作することが可能な電磁駆動装置とこれを用いた光量調整装置の提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するために以下の構成を採用したものである。
まず本発明に係わる電磁駆動装置は、中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、前記回転軸の両端を回動自在に支持する一対の軸受を有するコイル枠と、前記コイル枠の外周に巻廻された励磁コイルと、前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備える。そしてコイル枠に形成する前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、このテーパ面で支持する回転軸の軸端部に軸中心を中心とする球面を設ける。そこでこの軸端部の球面を円錐形状のテーパ面で支持すると共に、前記回転軸に前記球面を前記テーパ面側に付勢する付勢作用を付与する。このマグネットロータの回転軸に及ぼす付勢作用は、回転軸にスプリングなどの付勢手段を設けるか、磁気吸引手段を設ける。
【０００８】
前記磁気吸引手段は例えば次のように構成する。前記軟磁性材で構成するヨークを前記コイル枠の外周を覆うように円筒形状に構成し、このヨークは軸方向長さの中央が前記永久磁石の軸方向長さの中央に対し軸方向に距離を隔てて偏倚する位置に前記コイル枠に取付ける。これによってマグネットロータからの磁界が外部に漏洩することが無くシールドされ、同時にマグネットロータの永久磁石はヨークの偏倚距離に応じた磁気吸引作用を受け前記球面形状の回転軸端部が前記テーパ面側に付勢される。
【０００９】
更に、前記コイル枠に形成される回転軸の他端を支持する軸受は、前記回転軸の外周面と嵌合する軸受孔で構成する。これによってマグネットロータの回転軸は一端を軸受孔で嵌合支持され、他端は軸端部の球面とコイル枠側の三角錐状のテーパ面で支持され、その上この回転軸には球面とテーパ面との係合を保持する付勢力しているので一対の軸受が加工精度、外部からの衝撃によって回転軸心が狂うことが少なく、加工が容易で外部衝撃にも強い軸受け構造が得られる。
【００１０】
また本発明の光量調整装置は、光軸開口を有する基板と、この基板に取付けられ前記光軸開口を規制する羽根部材と、この羽根部材を開閉駆動する電磁駆動装置とから構成する。そして上述と同様に、中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、前記回転軸の両端を回動自在に支持する一対の軸受を有するコイル枠と、前記コイル枠の外周に巻廻された励磁コイルと、前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備える。そこで前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、前記回転軸には軸中心を中心とする球面を設け、この回転軸に形成した球面を前記軸受のテーパ面に当接すると共に、前記回転軸には前記球面を前記テーパ面側に付勢する付勢作用を付与する。この付勢作用は上述と同様スプリング、磁気吸引手段で構成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明はコイル枠に形成する軸受をロータの回転中心軸を中心とする円錐形状に構成する一方、回転軸の軸端を中心軸に中心を有する球面形状に構成して両者を係合し、ロータの回転軸には係合圧接方向に付勢する磁気吸引力を付与したものであるから、装置の姿勢に拘わらず回転軸の球面は軸受のテーパ面に導かれて、磁気吸引力などの付勢力の作用で回転軸中心がズレることなく所定の位置に保持される。
【００１２】
従ってロータの回転軸が傾くことがなく、また球面と円錐状テーパ面とが食い付く恐れがなく安定した姿勢で円滑に軸受支持されることとなる。またその為の構造もマグネットロータを構成する円筒状磁石と外筺ヨークとの軸方向位置を磁気的に異ならせることによってマグネットロータに磁気吸引力を作用させることが可能であり、特別な付勢手段を設けることなく常にロータ軸を円錐状テーパ面側に付勢保持させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図示の好適な実施の形態に基づいて本発明を詳述する。図１は電磁駆動装置の要部を示し、本発明の原理の説明図であり、図２はカメラ装置のシャッタ開閉構造を示す光量調整装置の斜視図である。
【００１４】
まず図１に基づいて本発明の原理を説明すると、本発明に係わる電磁駆動装置４０は次のように構成される。マグネットロータ４１は円筒形状の永久磁石４２とこの磁石４２の中央に挿通され一体化形成された回転軸４３と、この回転軸４３に一体形成された駆動アーム４４とから構成される。その詳細は図７、図８に基づいて後述する。一方、ステータは上下一対のコイル枠４７、４８と、このコイル枠に巻廻した励磁コイル４９（以下コイルと云う）で構成される。このコイル枠４６は図示のように上下２つに区分された上コイル枠４７と下コイル枠４８で構成され、内部にマグネットロータ４１を収納する空胴部を形成する。このようにコイル枠４６を上下に分割したのはコイル枠内部の空洞部にマグネットロータ４１を収容するためであり、上下２分割の他回転軸を中心に左右に２分割することも可能である。
【００１５】
そこでマグネットロータ４１の回転軸４３にはその端部に上端軸承部４３ａと下端軸承部４３ｂを形成する。上端軸承部４３ａは軸外周を後述する軸孔で支持するよう所定の軸径で形成し、下端軸承部４３ｂは球面に形成する。図示Ｘ−Ｘは仮想回転軸中心であり、上端軸承部４３ａは軸外周がこの軸中心Ｘ−Ｘを中心に形成してあり、下端軸承部４３ｂは中心点Ｏが軸中心Ｘ−Ｘと一致する球面形状に形成してある。従って、上端軸承部４３ａの軸外周と下端軸承部４３ｂの球面外周とは軸中心Ｘ−Ｘを中心に対称形状にそれぞれ形成されている。
【００１６】
次に上コイル枠４７には上端軸承部４３ａと係合する軸受孔４７ａを設け、下コイル枠４８には下端軸承部４３ｂと係合する円錐形状のテーパ面４８ａを設ける。軸受孔４７ａは軸中心Ｘ−Ｘを中心とする円筒状内周面を有し、この内周面と上端軸承部４３ａが互いに嵌合し、両者には回転軸４３の回転を許容する少許の隙間（ギャップ）が形成されるようになっている。またテーパ面４８ａは中心Ｑが軸中心Ｘ−Ｘと一致する円錐形状の軸受凹溝で構成する。従って、テーパ面４８ａは軸中心Ｘ−Ｘを中心とする２等辺三角錐を形成することとなる。
【００１７】
そこで図１に示すようにマグネットロータ４１の永久磁石４２を下コイル枠４８の空胴部に収納し、回転軸４３の下端軸承部４３ｂを下コイル枠４８のテーパ面４８ａに係合支持する。そしてこの下コイル枠４８に上コイル枠４７を合体する際に回転軸４３の上端軸承部４３ａを軸受孔４７ａに嵌合し、次いで上コイル枠４７に形成したコイル巻廻溝に沿ってコイル４９を巻廻する。このように構成されたマグネットロータ４１は回転軸４３の一端（上端軸承部）を軸受孔４７ａに、他端（下端軸承部）を三角錐状のテーパ面４８ａにそれぞれ回動自在に支持されることとなる。このときマグネットロータ４１は図１Ｘ−Ｘ方向に少許な範囲で移動自在となるが、図示のものはマグネットロータ４１には常時下端軸承部４３ｂの球面がテーパ面４８ａと当接するように付勢力が作用している。
【００１８】
この付勢力はマグネットロータ４１にスプリング等の付勢手段を設けても良いが、次のような磁気的吸引力を作用させることが好ましい。図示のものはコイル枠（下コイル枠４８）の外周に円筒形状のヨーク５２が設けられ、このヨーク５２は軟磁性体で構成され永久磁石４２に生起される磁界をシールドして外部に漏洩しないように磁気回路を構成する。
【００１９】
そこでこの下コイル枠４８を次のように構成することによってマグネットロータ４１にスラスト方向の付勢力を作用することが可能である。つまり円筒形状の永久磁石４２の軸方向中央（図示Ｗ−Ｗ）に対し、同じく円筒形状のヨーク５２の軸方向中央（図示Ｚ−Ｚ）を下端軸承部４３ｂ側に距離Ｌだけ偏倚させる。つまり円筒形状の永久磁石の軸方向長さ（ｎ）の１／２ｎ位置と同じく円筒形状のヨークの軸方向長さ（ｍ）の１／２ｍ位置とを距離Ｌだけ異ならせる。これによって軟磁性材から成るヨーク５２にマグネットロータ４１が吸引され付勢力Ｆが発生する。この付勢力によって下端軸承部４３ｂの球面は下コイル枠４８に形成されたテーパ面４８ａに当接した状態で保持される。
【００２０】
このとき、カメラ装置などに外部からの衝撃が及んでマグネットロータ４１がスラスト方向（図示Ｘ−Ｘ方向）に移動しても付勢力Ｆの作用でテーパ面４８ａと当接する姿勢に復帰することとなる。従ってマグネットロータ４１はその回転軸中心に位置する円錐形状のテーパ面４８ａに沿って先端球面が移動し中心ブレを生ずることが無く、円滑な運動が保証される。
【００２１】
そこでかかる電磁駆動装置４０の詳細を図３乃至図８に基づき説明する。
その電磁駆動装置４０としては通常の電磁モータなど種々の駆動装置が採用可能であり、例えば次の構成にすれば良い。円筒形状の永久磁石４２に駆動アーム４４を一体形成した回転軸４３を設けてマグネットロータ４１を構成し、このロータ４１をコイル枠４６内に回動自在に軸受支持し、このコイル枠４６にコイル４９を巻回してステータを構成する。そしてマグネットロータ４１のＮ−Ｓ磁極に対しコイル４９に生起した磁界でマグネットロータ４１を所定角度内で回動させ、外周をヨーク５２で覆う。
【００２２】
また、この駆動アーム４４には図示するアーム部の両先端部に駆動ピン４４ａ、４４ｂが設けられている。つまり電磁駆動装置４０の回転軸４３には一対の駆動ピン４４ａ、４４ｂを有する駆動アーム４４が設けられ、回転軸４３の回転は距離を隔てた位置に配置されている一対の駆動ピン４４ａと４４ｂとに互いに反対方向の運動を伝達する。
【００２３】
従って、駆動アーム４４は電磁駆動装置４０の回転軸４３に一体に取付ける必要はなく、例えば基板３０にリング状の伝動部材を回動自在に取付け、この伝動部材を駆動装置の回転軸と連結して回転運動を生起し、この伝動部材に駆動ピンを設ける構成であっても良い。
【００２４】
このように構成した電磁駆動装置４０は前述の基板３０の羽根部材を配置した側の背面側にビスなどで固定され、図２で示す様にその基板３０には駆動ピン４４ａ、４４ｂの逃げ溝３５ａ、３５ｂが設けられ、また第１、第２の羽根部材にはこの駆動ピン４４ａ、４４ｂと係合するスリット孔１３、２３が設けられている。そしてその逃げ溝３５ａ、３５ｂに駆動ピン４４ａ、４４ｂが挿通され基板３０の羽根部材を配置した面側に突出する。そこで伝動アーム４４に設けた駆動ピン４４ａ、４４ｂが第１、第２の羽根部材１０、２０のスリット孔１３、２３に連結される。
【００２５】
次に、そのマグネットロータ４１を回転可能に支持するコイル枠４６について詳述すると、このコイル枠４６は図５の斜視図及び図９の側面断面図で示す通り紙面上下２体分割され上コイル枠４７と下コイル枠４８からなる。そして、その合せ面に上述の駆動アーム４４が両側に突出する開口を有し、また外周にコイル４９を巻廻する凹環溝が形成されている。更に下コイル枠４８はマグネットロータ４１の回転位置を永久磁石４２の磁束の変化を捕らえ検出するホール素子５０を半田付けしてなるプリント板５１が挿入される切欠け部が形成されている。また、その下コイル枠４８の底面には図４及び図６で示す様にコイル４９の口出し用にリン青銅の導電性の金属棒から成る口出し端子４８ｃ、４８ｄが圧入されていると共に、この口出し端子４８ｃ、４８ｄが貫通し半田付けされ外部の制御回路と電気的に接続する図示せぬプリント基板が下コイル枠４８の底面から浮き上がらないよう３箇所で保持するための補助端子４８ｅが設けられている。
【００２６】
また、そのコイル枠４６の外側に嵌合し磁気的にシールドするヨーク５２が設けられている。このヨーク５２の嵌合位置は予め図９の断面図で示す様に、コイル枠４６で回動可能に支持されたマグネットロータ４１を構成する永久磁石４２の長さ方向中央位置に対しヨーク５２の同方向中央位置が図示の様にズレ量Δだけ変位している。この変位により永久磁石４２は磁気バランスが均一に成るようヨーク５２の中央位置へ移動する磁気的な付勢力を常時受けることとなり、この付勢力Ｆによりマグネットロータ４１の回転軸４３の下端軸承部４３ｂが下コイル枠４８のテーパ面４８ａに姿勢差で多少付勢力に差異は生じるものの常に当接保持されることとなり、回転中心軸上に球の中心が来るように外形が球面となり、互いに圧接状態で軸受を構成している。つまり、一般に知られるＶブロックの原理同様にそのテーパ面４８ａに回転軸４３を押圧付勢すると自然にテーパ面４８ａの軸心と回転軸４３の軸心が一致することとなる。
【００２７】
この結果、このマグネットロータ４１の回転軸４３は電磁駆動装置４０の姿勢差に係らず常にテーパ面４８ａの中心軸を中心に回転することとなり、回転軸４３の回転時の振れが小さくなることから回転軸４３とテーパ面４８ａの取付け寸法を極力小さく抑えることが可能となり、取付け寸法を小さく抑えた分装置の小型化を図ることが出来る。
【００２８】
次に上述の電磁駆動装置４０を用いた光量調整装置Ｅについて説明する。図２に示すように光量調整装置Ｅは光路開口を有する基板３０と、この基板３０に組み込んだ一対の羽根部材１０、２０と、この羽根部材を開閉する駆動装置４０とから構成されている。
【００２９】
その基板３０は合成樹脂のモールド成形或いは金属板のプレス加工で後述する羽根部材を開閉自在に支持し、この羽根部材を開閉駆動する駆動装置を取付けられる形状でカメラ装置などの組込みスペースに応じた形状に形成されている。この基板３０にはカメラ装置などの撮影光軸Ｙ−Ｙを中心とする光路開口３１を形成する。この光路開口３１は撮影に要する光路の最大径より若干大きい口径に形成する。そして、この光路開口３１には複数の羽根部材１０、２０を配置する。図示のものは第１の羽根部材１０と第２の羽根部材２０の２枚で構成されている。
【００３０】
この第１、第２の羽根部材１０、２０の形状は光路開口３１を通過する光量を大小に調整する絞り羽根と、光路開口３１を遮閉するシャッタ羽根と、光路開口３１の光量（露光量）を調整した後、光路を遮閉する絞り兼用シャッタ羽根との何れかその働きに適した形状に構成される。図示のものは絞り兼用シャッタ羽根として図示の形状に構成してある。つまり第１の羽根部材１０は開口１１とこの開口１１の一部端縁を先鋭状に形成した絞り形成面１１ａと光路開口３１の一部を覆うシャッタ機能部１４を備えている。また第２の羽根部材２０は半円形状の開口２１と、この開口２１の一部端縁を先鋭状に形成した絞り形成面２１ａとを備えている。
【００３１】
この第１、第２の羽根部材１０、２０の形状は基板３０に摺動自在に支持するか回動自在に支持するか或いは２枚構成にするか３枚以上複数の構成にするかによってそれぞれ異なった形状を採用する。図示のものは２枚構成の羽根を同一直線上で反対方向に移動（摺動）するようにしている関係で、第１の羽根部材１０には右側の半円弧を形成する開口１１が、第２の羽根部材２０には左側の半円弧を形成する開口２１が必要となる。
【００３２】
従って、この左右の半円状の開口１１、開口２１が互いに接近或いは離反することによって光路開口３１を開閉することとなる。また、図示のものは撮影などの露光量を規制する為、開口１１には先鋭状の絞り形成面１１ａが第１の羽根部材１０に、同様の絞り形成面２１ａが第２の羽根部材２０にそれぞれ形成してある。これは略々菱型形状の絞り口径を第１、第２の羽根部材１０、２０で形成し、この絞り口径を大小に調整することによって近似した開口径で開口１１を通過する光量を調整する為である。
【００３３】
従って、この絞り口径をどのような形状に設定するかによって開口１１と開口２１の形状が決定される。そこで、前述の基板３０には第１の羽根部材１０と第２の羽根部材２０とを摺動自在に案内するガイドリブ３６ａ、３６ｂとガイドピン３４ａ、３４ｂ、３４ｃが形成され、第１の羽根部材１０にはガイド溝１２ａ、１２ｂが、第２の羽根部材２０にはガイド溝２２ａ、２２ｂとが形成されている。つまり、第１の羽根部材１０は前述の開口１１を備え、互いに平行するガイド溝１２ａ、１２ｂが形成され、このガイド溝１２ａには基板３０に植設したガイドピン３４ａが係合し、ガイド溝１２ｂにはガイドピン３４ｂが係合するようになっている。
【００３４】
またこの第１の羽根部材１０の側縁（図２上側）は基板３０に形成したガイドリブ３６ｂと係合する。従って、第１の羽根部材１０はガイドピン３４ａと３４ｂ及びガイドリブ３６ｂに沿って図２左右方向に摺動自在に案内されることとなる。同様に第２の羽根部材２０は前述の開口２１を備え、平行するガイド溝２２ａと２２ｂが形成され、ガイド溝２２ａにはガイドピン３４ｂが、ガイド溝２２ｂにはガイドピン３４ｃがそれぞれ嵌合され、またこの第２の羽根部材２０の側縁（図２下側）は基板３０に形成したガイドリブ３６ａと係合するようになっている。
【００３５】
以上説明した構成によって第１の羽根部材１０と第２の羽根部材２０とは基板３０に同一直線上（図２左右方向）で摺動自在に支持され、この第１、第２の羽根部材１０、２０はそれぞれ基板３０に形成した光路開口３１を過ぎる方向に移動自在となる。そこで、前述した駆動装置４０は基板３０の羽根部材を配置した側の背面側にビスなどで固定され、図２で示す様にその基板３０には駆動ピン４４ａ、４４ｂの逃げ溝３５ａ、３５ｂが設けられ、また第１、第２の羽根部材１０、２０にはこの駆動ピン４４ａ、４４ｂと係合するスリット孔１３、２３が設けられている。そしてその逃げ溝３５ａ、３５ｂに駆動ピン４４ａ、４４ｂが挿通され基板３０の羽根部材を配置した面側に突出する。そこで駆動アーム４４に設けた駆動ピン４４ａ、４４ｂが第１、第２の羽根部材１０、２０のスリット孔１３、２３に連結される。
【００３６】
尚、本発明にあって駆動アーム４４は電磁駆動装置４０の回転軸４３に一体に取付ける必要はなく、例えば基板３０にリング状の伝動部材を回動自在に取付け、この伝動部材を駆動装置の回転軸と連結して回転運動を生起し、この伝動部材に駆動ピンを設ける構成であっても良い。
【００３７】
次に上述の光量調整装置Ｅを用いた撮像装置について図１１に基づいて説明する。
スチールカメラ、ビデオカメラ等のレンズ鏡筒に前述の光量調整装置Ｅを組込む。図示Ａは撮影光路に配置した前レンズ、Ｂは後レンズであり、これ等のレンズで被写体像を結像しその結像面に撮像手段Ｓを配置する。撮像手段ＳとしてはＣＣＤなどの固体撮像素子或いは感光フィルムなどを用いる。そして制御はＣＰＵ制御回路、露出制御回路、及びシャッタ駆動回路で実行するように構成する。図示のＳＷ１はメイン電源スイッチであり、ＳＷ２はシャッタレリーズスイッチを示す。カメラ装置としての制御には、この他オートフォーカス回路などが用いられるが良く知られた構成であるので説明を省く。
【００３８】
そこでレンズ鏡筒に組込まれた前レンズＡと後レンズＢとの間に基板３０を組込む。この基板３０には前述の第１、第２の羽根部材１０、２０及び駆動装置４０が組込まれ光量調整装置がユニット化されている。そこで制御ＣＰＵは露出量、シャッタスピードなどの撮影条件を設定し、露出制御回路及びシャッタ駆動回路に指示信号を発する。まず露光量は露出制御回路が制御ＣＰＵからの指示信号で駆動装置４０のコイルに所定方向の電流を供給する。すると第１、第２の羽根部材１０、２０は駆動装置４０の回転を駆動アーム４４を介して駆動ピン４４ａ、４４ｂから伝達され最適露光量に光路開口３１を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係わる電磁駆動装置の要部の説明図であり、（ａ）は電磁駆動装置の断面図を示し、（ｂ）はテーパ面と下端軸承部との係合を示す断面図。
【図２】本発明に係る光量調整装置の分解斜視図。
【図３】本発明の光量調整装置の駆動源である電磁駆動装置の構成を説明するための斜視図。
【図４】本発明の光量調整装置の駆動源である電磁駆動装置の構成を説明するための斜視図。
【図５】本発明の光量調整装置の駆動源である電磁駆動装置の構成を説明するための斜視図。
【図６】本発明の光量調整装置の駆動源である電磁駆動装置の構成を説明するための斜視図。
【図７】本発明の光量調整装置の駆動源である電磁駆動装置の構成を説明するための斜視図。
【図８】本発明の光量調整装置の駆動源である電磁駆動装置の構成を説明するための斜視図。
【図９】本発明の電磁駆動装置の側断面図。
【図１０】本発明の電磁駆動装置の軸受構造を説明するための拡大断面図。
【図１１】本発明に係る光量調整装置を備えた撮像装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００４０】
１０ 第１の羽根
１１ 開口
２０ 第２の羽根
２１ 開口
３０ 基板
３１ 光路開口
４０ 電磁駆動装置
４１ マグネットロータ
４２ 永久磁石
４３ 回転軸
４３ａ 上端軸承部
４３ｂ 下端軸承部
４４ 駆動アーム
４６ コイル枠
４７ 上コイル枠
４８ 下コイル枠
４８ａ テーパ面
４９ 励磁コイル
５２ ヨーク
Ｅ 光量調整装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、
前記回転軸の両端を回動自在に支持する一対の軸受を有するコイル枠と、
前記コイル枠の外周に巻廻された励磁コイルと、
前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備え、
前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、
前記回転軸には軸中心を中心とする球面を設け、
この回転軸に形成した球面を前記軸受のテーパ面に当接すると共に、前記回転軸には前記球面を前記テーパ面側に付勢する付勢作用が付与されていることを特徴とする電磁駆動装置。
【請求項２】
中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、
外周に励磁コイルを巻廻したコイル枠から成るステータと、
前記コイル枠に設けられ前記回転軸の両端を回動可能に支持する一対の軸受と、
前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備え、
前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、
このテーパ面で支持する前記回転軸の端部を軸中心に中心を有する球面形状に構成し、
前記ヨークは前記マグネットロータに前記球面形状の回転軸端部が前記テーパ面側に偏倚するように磁気吸引力を付与することを特徴とする電磁駆動装置。
【請求項３】
前記ヨークは前記コイル枠の外周を覆うように円筒形状に構成され、
このヨークは軸方向長さの中央が前記永久磁石の軸方向長さの中央に対し軸方向に距離を隔てて偏倚する位置に前記コイル枠に取付けられ、前記マグネットロータに軸方向の磁気吸引力を作用するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の電磁駆動装置。
【請求項４】
中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、
前記回転軸の両端を回動自在に支持する一対の軸受を有するコイル枠と、
前記コイル枠の外周に巻廻された励磁コイルと、
前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備え、
前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、
前記回転軸には軸中心を中心とする球面を設け、
前記ヨークは前記マグネットロータに前記球面形状の回転軸端部が前記テーパ面側に偏倚するように磁気吸引力を付与され、
前記回転軸を支持する軸受の他方は前記コイル枠に形成され、前記回転軸の外周面と嵌合する軸受孔で構成されていることを特徴とする電磁駆動装置。
【請求項５】
前記コイル枠は前記マグネットロータの回転軸方向に上下２つに区割された上部コイル枠と下部コイル枠とで構成されている請求項１乃至４に記載の電磁駆動装置。
【請求項６】
光軸開口を有する基板と、
この基板に取付けられ前記光軸開口を規制する羽根部材と、
この羽根部材を開閉駆動する電磁駆動装置とからなる光量調整装置において、
前記電磁駆動装置は、
中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、
前記回転軸の両端を回動自在に支持する一対の軸受を有するコイル枠と、
前記コイル枠の外周に巻廻された励磁コイルと、
前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備え、
前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、
前記回転軸には軸中心を中心とする球面を設け、
この回転軸に形成した球面を前記軸受のテーパ面に当接すると共に、前記回転軸には前記球面を前記テーパ面側に付勢する付勢作用が付与されていることを特徴とする光量調整装置。
【請求項７】
光軸開口を有する基板と、
この基板に取付けられ前記光軸開口を規制する羽根部材と、
この羽根部材を開閉駆動する電磁駆動装置とからなる光量調整装置において、
前記電磁駆動装置は、
中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、
外周に励磁コイルを巻廻したコイル枠から成るステータと、
前記コイル枠に設けられ前記回転軸の両端を回動可能に支持する一対の軸受と、
前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備え、
前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、
このテーパ面で支持する前記回転軸の端部を軸中心に中心を有する球面形状に構成し、
前記ヨークは前記マグネットロータに前記球面形状の回転軸端部が前記テーパ面側に偏倚するように磁気吸引力を付与することを特徴とする光量調整装置。
【請求項１】
中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、
前記回転軸の両端を回動自在に支持する一対の軸受を有するコイル枠と、
前記コイル枠の外周に巻廻された励磁コイルと、
前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備え、
前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、
前記回転軸には軸中心を中心とする球面を設け、
この回転軸に形成した球面を前記軸受のテーパ面に当接すると共に、前記回転軸には前記球面を前記テーパ面側に付勢する付勢作用が付与されていることを特徴とする電磁駆動装置。
【請求項２】
中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、
外周に励磁コイルを巻廻したコイル枠から成るステータと、
前記コイル枠に設けられ前記回転軸の両端を回動可能に支持する一対の軸受と、
前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備え、
前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、
このテーパ面で支持する前記回転軸の端部を軸中心に中心を有する球面形状に構成し、
前記ヨークは前記マグネットロータに前記球面形状の回転軸端部が前記テーパ面側に偏倚するように磁気吸引力を付与することを特徴とする電磁駆動装置。
【請求項３】
前記ヨークは前記コイル枠の外周を覆うように円筒形状に構成され、
このヨークは軸方向長さの中央が前記永久磁石の軸方向長さの中央に対し軸方向に距離を隔てて偏倚する位置に前記コイル枠に取付けられ、前記マグネットロータに軸方向の磁気吸引力を作用するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の電磁駆動装置。
【請求項４】
中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、
前記回転軸の両端を回動自在に支持する一対の軸受を有するコイル枠と、
前記コイル枠の外周に巻廻された励磁コイルと、
前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備え、
前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、
前記回転軸には軸中心を中心とする球面を設け、
前記ヨークは前記マグネットロータに前記球面形状の回転軸端部が前記テーパ面側に偏倚するように磁気吸引力を付与され、
前記回転軸を支持する軸受の他方は前記コイル枠に形成され、前記回転軸の外周面と嵌合する軸受孔で構成されていることを特徴とする電磁駆動装置。
【請求項５】
前記コイル枠は前記マグネットロータの回転軸方向に上下２つに区割された上部コイル枠と下部コイル枠とで構成されている請求項１乃至４に記載の電磁駆動装置。
【請求項６】
光軸開口を有する基板と、
この基板に取付けられ前記光軸開口を規制する羽根部材と、
この羽根部材を開閉駆動する電磁駆動装置とからなる光量調整装置において、
前記電磁駆動装置は、
中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、
前記回転軸の両端を回動自在に支持する一対の軸受を有するコイル枠と、
前記コイル枠の外周に巻廻された励磁コイルと、
前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備え、
前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、
前記回転軸には軸中心を中心とする球面を設け、
この回転軸に形成した球面を前記軸受のテーパ面に当接すると共に、前記回転軸には前記球面を前記テーパ面側に付勢する付勢作用が付与されていることを特徴とする光量調整装置。
【請求項７】
光軸開口を有する基板と、
この基板に取付けられ前記光軸開口を規制する羽根部材と、
この羽根部材を開閉駆動する電磁駆動装置とからなる光量調整装置において、
前記電磁駆動装置は、
中心に回転軸を有する円筒形状の永久磁石から成るマグネットロータと、
外周に励磁コイルを巻廻したコイル枠から成るステータと、
前記コイル枠に設けられ前記回転軸の両端を回動可能に支持する一対の軸受と、
前記コイル枠の外周に配置された軟磁性材から成るヨークとを備え、
前記一対の軸受の一方を前記回転軸の軸中心を中心とする円錐形状のテーパ面で構成し、
このテーパ面で支持する前記回転軸の端部を軸中心に中心を有する球面形状に構成し、
前記ヨークは前記マグネットロータに前記球面形状の回転軸端部が前記テーパ面側に偏倚するように磁気吸引力を付与することを特徴とする光量調整装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−１５４２１１（Ｐ２００６−１５４２１１Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４３８５２（Ｐ２００４−３４３８５２）
【出願日】平成１６年１１月２９日（２００４．１１．２９）
【出願人】（０００２３１５８９）ニスカ株式会社 (568)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２９日（２００４．１１．２９）
【出願人】（０００２３１５８９）ニスカ株式会社 (568)
【Ｆターム（参考）】
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