駆動装置及び撮像装置
【課題】 部品点数の削減、安定した駆動、小型化、安価を実現可能とした駆動装置を提供する。
【解決手段】 駆動装置は、着磁部１ａ〜１ｈを有するマグネット１、コイル２、ボビン３、マグネット１の外周面に対向配置される櫛歯形状の外側磁極部４ａ〜４ｄを有するステータ４、コイル２により励磁されるロータ５、出力部材６、コイル２に給電するＦＰＣ７を備える。ロータ５の小径部５ｂを、ラジアル方向の保持手段としてステータ４の回転保持部４ｅに嵌合させ、スラスト方向の保持手段としてボビン３の受け部３ｅに当接させる。ＦＰＣ７の回転保持部７ｅにより、ロータ５の小径部５ｃを回転可能に保持すると共にロータ５の軸方向の位置規制を行う。出力部材６の駆動ピン６ａは、マグネット１の回転に伴いボビン３の案内溝３ｄ内で回動する。
【解決手段】 駆動装置は、着磁部１ａ〜１ｈを有するマグネット１、コイル２、ボビン３、マグネット１の外周面に対向配置される櫛歯形状の外側磁極部４ａ〜４ｄを有するステータ４、コイル２により励磁されるロータ５、出力部材６、コイル２に給電するＦＰＣ７を備える。ロータ５の小径部５ｂを、ラジアル方向の保持手段としてステータ４の回転保持部４ｅに嵌合させ、スラスト方向の保持手段としてボビン３の受け部３ｅに当接させる。ＦＰＣ７の回転保持部７ｅにより、ロータ５の小径部５ｃを回転可能に保持すると共にロータ５の軸方向の位置規制を行う。出力部材６の駆動ピン６ａは、マグネット１の回転に伴いボビン３の案内溝３ｄ内で回動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型化等を可能とした円筒形状の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズの一部に組み込んだ絞り機構を開閉させることでシャッタ機能を作動させる構造のレンズシャッタカメラがある。従来のレンズシャッタカメラのシャッタ装置としては図８に示すものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、従来例に係るレンズシャッタカメラのシャッタ装置の構成を示す分解斜視図である。
【０００４】
図８において、シャッタ装置は、マグネット１０１、駆動レバー１０２、コイル１０３、ステータ１０４、１０５、シャッタ羽根１０６、１０７、地板１０８、前地板１０９、後地板１１０を備えている。
【０００５】
駆動レバー１０２は、駆動ピン１０２ａを備えており、永久磁石であるマグネット１０１に固着され、マグネット１０１と一体的に回転する。ステータ１０４、１０５は、軟磁性材料から形成され、コイル１０３により励磁される。ステータ１０４とステータ１０５は、各々の接合部１０４ａと接合部１０５ａにおいて接合されており、磁気回路上一体となっている。コイル１０３への通電を行うことにより、ステータ１０４、１０５が励磁され、マグネット１０１は所定の角度内を回転駆動する。
【０００６】
シャッタ羽根１０６、１０７は、各々、穴部１０６ａ、１０７ａを介して地板１０８のピン１０８ｃ、１０８ｂへ回転可能に取り付けられる。駆動レバー１０２の駆動ピン１０２ａがシャッタ羽根１０６、１０７の各々の長穴１０６ｂ、１０７ｂに摺動可能に嵌合し、マグネット１０１と共に駆動レバー１０２が回転することで、シャッタ羽根１０６、１０７は穴部１０６ａ、１０７ａを中心として回転駆動される。これにより、地板１０８の開口部１０８ａを開閉する。前地板１０９は、シャッタ羽根１０６、１０７を地板１０８との間で移動可能に保持する。後地板１１０は、ステータ１０４、１０５を保持し、マグネット１０１を回転可能に保持する。
【０００７】
上記シャッタ装置は、その厚みを薄くすることはできるが、コイル１０３やステータ１０４、１０５が地板１０８上において多くの範囲を占めてしまう。この点に鑑み、本出願人により図９に示す駆動装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
図９は、従来例に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。
【０００９】
図９において、マグネット２０１、コイル２０２、ボビン２０３、ステータ２０４、ロータ２０５、軸受２０６、カバー２０７を備えている。
【００１０】
マグネット２０１は、円筒形状に形成され、外周面がＮ極とＳ極が交互に４極に着磁されている（２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ）。コイル２０２は、ボビン２０３に巻き付けられており、マグネット２０１と同軸で軸方向に重なる位置に配置される。ステータ２０４は、マグネット２０１の外周面に対向し、歯形状の外側磁極部２０４ａ、２０４ｂが形成されている。
【００１１】
ロータ２０５は、軟磁性材料から形成され、小径部２０５ａがコイル２０２の内径部に挿入され、大径部２０５ｄがマグネット２０１の内径部に固定される。コイル２０２に通電すると、マグネット２０１の内径部に固定された大径部２０５ｄが内側磁極部として作用する。ロータ２０５の先端部２０５ｂは軸受２０６に支持される。カバー２０７は、駆動装置の各部を覆う部材である。
【００１２】
上記駆動装置は、コイル２０２への通電方向を切り換えることで、ステータ２０４の外側磁極部２０４ａ、２０４ｂ及びロータ２０５の内側磁極部２０５ｂの極性を切り換え、マグネット２０１を所定の位置まで往復回転するものである。往復回転するマグネット２０１の回転規制を、カバー２０７に設けられた案内溝２０７ａにロータ２０５の駆動ピン２０５ｃが当接することで行っている。
【００１３】
また、上記駆動装置は、コイル２０２に通電することで発生した磁束が外側磁極部から対向する内側磁極部へ、或いは内側磁極部から対向する外側磁極部へと流れ、それらの間に位置するマグネット２０１に効果的に作用する。また、外側磁極部と内側磁極部との間の距離は、マグネット２０１の厚さと、マグネット２０１と外側磁極部の隙間分のみでよいので、磁気回路の抵抗をできるだけ小さくしている。磁気回路の抵抗が小さいほど、少ない電流で多くの磁束を発生させることができ、出力が向上する。
【特許文献１】特開平１０−０１０６０４号公報
【特許文献２】特開２００４−３２０８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記特許文献２に開示された駆動装置においては、ロータ２０５の回転規制を行う案内溝２０７ａとマグネット２０１の回転保持部とを設けたカバー２０７が必要である。このため、例えばシャッタ装置などにこの駆動装置を用いた場合、シャッタ地板の上にカバー部品が重なることになり、軸方向高さが高いものになる。
【００１５】
また、軸方向高さを低くするために、直接、シャッタ地板にロータの回転規制用の案内溝やマグネットの回転保持部を設け、該シャッタ地板でロータの回転保持を行うようにすることも可能である。しかし、その場合、シャッタ地板に組み付けた後でしか、駆動装置の組み立て不良を検知することができず、生産性が悪いものになる。
【００１６】
また、コイル２０２への給電を行うために、フレキシブルプリント基板などを用いるのが一般的であるが、フレキシブルプリント基板の構造上、該基板が円筒形状の駆動装置の外側に張り出すため、駆動装置の小型化の妨げとなる。
【００１７】
更に、カバー２０７はステータ２０４と所定の回転位相で固定される必要があるが、カバー２０７を樹脂などで形成した場合には、接着などの工程が必要になる。他方、カバー２０７を金属で形成した場合には、レーザ溶接など工程が容易な固定方法も考えられる。しかし、その場合、金属性のカバー２０７と、軟磁性材料から形成されているロータ２０５、軸受（回転保持部）２０６において金属同士の接触となるので、摩擦が大きくなり、駆動装置の出力を下げてしまう可能性がある。
【００１８】
本発明の目的は、部品点数の削減、安定した駆動、小型化、コスト低減を実現可能とした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】
【００１９】
上述の目的を達成するために、本発明の駆動装置は、外周面が周方向に異なる極に交互に着磁された円筒状のマグネットと、前記マグネットと同軸で且つ前記マグネットの軸方向の側に配置されるコイルと、前記コイルにより励磁され、前記マグネットの外周面に対向して配置される櫛歯形状の外側磁極部と、前記コイルにより励磁され、軸方向一方の部分が前記コイルの内側に挿入されると共に、軸方向他方の部分が前記マグネットの内径部に固定されるロータと、前記コイルに給電を行うと共に、前記ロータを回転可能に保持するプリント基板とを備えることを特徴とする。
【００２０】
上述の目的を達成するために、本発明の駆動装置は、外周面が異なる極に着磁されたマグネット部を有する円筒状のマグネットロータと、前記マグネットロータの外周面に対向して配置されるステータと、前記ステータに固定され、前記ステータを励磁するコイルと、前記コイルに給電を行うと共に、前記マグネットロータを回転可能に保持するプリント基板とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、プリント基板により、ロータを回転可能に保持しロータの軸方向の位置規制を行うため、部品点数及びコストを増加させずに、安定した駆動を実現することが可能となる。また、プリント基板により、マグネットロータを回転可能に保持しマグネットロータの軸方向の位置規制を行うため、部品点数を増加させず安価に、安定した駆動を実現することが可能となる。これにより、部品点数の削減、安定した駆動、小型化、コスト低減を実現した駆動装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。図２は、駆動装置を組み立てた状態における軸方向の構成を示す断面図である。図３は、駆動装置が後述の第１の状態である場合の図２の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図であり、図４は、駆動装置が後述の第２の状態である場合の図２の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２４】
図１乃至図４において、駆動装置は、マグネット１、コイル２、ボビン３、ステータ４、ロータ５、出力部材６、フレキシブルプリント基板（以下ＦＰＣと略称）７を備えている。
【００２５】
マグネット１は、円筒形状に形成されており、その外周面を周方向にｎ分割（本実施の形態では８分割）して交互にＳ極とＮ極に着磁された着磁部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈを備えている。図３に示すように、着磁部１ａ、１ｃ、１ｅ、１ｇは、外周面がＮ極に着磁され、着磁部１ｂ、１ｄ、１ｆ、１ｈは、外周面がＳ極に着磁されている。本実施の形態では、マグネット１の着磁極数を８極とした場合を例に挙げているが、２極以上であれば何極でも構わない。マグネット１は、その内径部にロータ５が固着されるものであり、ロータ５の回転に伴い回転する。尚、図１に示すマグネット表面の細い実線は着磁部１ａ〜１ｈの境界を示している。
【００２６】
コイル２は、円筒形状に形成されており、ボビン３に巻き付けられている。コイル２は、マグネット１と同軸で且つマグネット１の軸方向に間隙をおいて隣り合う位置に配置される。また、コイル２は、その外径がマグネット１の着磁部１ａ〜１ｈの外径と略同じ寸法に形成されている。
【００２７】
ボビン３は、絶縁体から形成されており、コイル２が巻回された鍔部に、端子台３ａ、３ｂ、外壁３ｃ、案内溝３ｄ、受け部３ｅ、嵌合溝３ｆが付設されている。端子台３ａ、３ｂには、コイル２の端末がからげられる。外壁３ｃは、上記鍔部の周方向に間隔をおいて且つ軸方向に延出されると共に、組み立てた際にマグネット１と軸方向の範囲で重なる位置に４箇所設けられている。また、外壁３ｃの内径は、マグネット１の外径よりも大きく形成されている。これにより、組み立て後にマグネット１が露出することがないように構成される。
【００２８】
更に、外壁３ｃは、組み立てた際に後述のステータ４の外側磁極部の間に位置する形状を有すると共に、案内溝３ｄが設けられている。案内溝３ｄは、後述の出力部材６の駆動ピン６ａと当接することで、駆動ピン６ａが所定角度範囲内でしか往復回転できないように規制する。受け部３ｅは、組み立てた際にロータ５の小径部５ｂに当接することでスラスト方向保持部としての機能を果たす。嵌合溝３ｆは、上記４箇所の外壁３ｃの間に位置するものであり、後述のステータ４の外側磁極部が嵌合される。
【００２９】
ステータ４は、軟磁性材料から形成されており、お碗形状の外筒の軸方向に延出されたｎ／２個（本実施の形態では４個）の櫛歯形状の外側磁極部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、回転保持部４ｅを備えている。外側磁極部４ａ〜４ｄは、７２０／ｎ度（本実施の形態では９０度）ずつずれた位置に配設されており、組み立てた際にマグネット１の外周面に所定の隙間を持って対向するように構成されている。回転保持部４ｅは、組み立てた際にロータ５の小径部５ｂに嵌合することでラジアル方向保持部としての機能を果たす。
【００３０】
ステータ４は、外側磁極部４ａ〜４ｄがボビン３の外壁３ｃの間に設けられた嵌合溝３ｆに嵌合するように組み立てられる。このようにすることで、ボビン３に対しステータ４の回転方向の位相が決まり、これに伴い、ボビン３に設けられた案内溝３ｄとステータ４との位相も決まることになる。この位相関係は駆動装置の性能に大きく関わるので、位置決め精度は重要である。この位置決めはボビン３のみ（１部品）で行っているので、位置決め精度のよいものになる。
【００３１】
ロータ５は、軟磁性材料から形成されており、内側磁極部５ａ、小径部５ｂ、小径部５ｃを備えている。内側磁極部５ａは、マグネット１の内径部に挿入され固定される。小径部５ｂは、コイル２が巻回されたボビン３の内側の空間部に挿入されると共に、ステータ４の回転保持部４ｅに回転可能に保持される。小径部５ｃは、出力部材６の穴部６ｂに挿入されると共に、ＦＰＣ７の回転保持部７ｅに摺動可能に保持される。
【００３２】
ロータ５がステータ４の回転保持部４ｅを介してステータ４と接触することで、コイル２へ通電した際、ロータ５とステータ４が磁気的に接続されることになり、磁気抵抗の小さい構成とすることができる。また、ロータ５が内側磁極部５ａにおいてマグネット１の内径部に固定されることで、ステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄと対向する内側磁極部５ａとしてマグネット１に作用する。コイル２への通電方向を切り換えることにより、内側磁極部５ａは、ステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄとは反対の極に励磁される。
【００３３】
出力部材６は、非磁性体から形成されており、駆動ピン６ａ、穴部６ｂを備えている。出力部材６は、マグネット１の端面に固着されると共に、マグネット１の回転に伴い往復回動する。駆動ピン６ａと不図示の被駆動部材を係合させることで、駆動装置の出力を取り出すことができる。駆動ピン６ａは、ボビン３の案内溝３ｄ内でのみ回動可能に構成されている。駆動ピン６ａは、例えば樹脂モールドなどで形成された部材であるが、駆動ピン６ａをマグネット１と一体で成形する構成としても構わないし、また、駆動ピン６ａをロータ５と一体で成形する構成としても構わない。穴部６ｂには、ロータ５の小径部５ｃが挿入される。
【００３４】
尚、出力部材６の駆動ピン６ａがボビン３の案内溝３ｄの径方向一方の端部に当接している状態を「第１の状態」と定義し、出力部材６の駆動ピン６ａがボビン３の案内溝３ｄの径方向他方の端部に当接している状態を「第２の状態」と定義する。
【００３５】
ＦＰＣ７は、コイル２に給電を行うものであり、給電用のパターン部（不図示）、係合部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、回転保持部７ｅを備えている。パターン部とボビン３の端子部３ａ、３ｂとを当接させ半田付けすることで、ＦＰＣ７とコイル２が電気的に接続される。また、ＦＰＣ７は、ボビン３の外壁３ｃを覆う大きさを有すると共に外壁３ｃの上端部に重ねた状態で配置されるので、組み立て後にマグネット１の上面が外部に露出しないよう構成される。係合部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄには、それぞれ、ステータ４の外側磁極部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの先端部が係合される。
【００３６】
また、係合部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの周辺には、ＦＰＣ７とステータ４とを半田付けにより固定するためのパターンが設けられており、ＦＰＣ７とステータ４は半田付けにより固定される。回転保持部７ｅは、ＦＰＣ７の円板部の中央に設けられており、ロータ５の小径部５ｃを摺動（回転）可能に保持すると共に、ロータ５の軸方向の位置規制部としても作用する。尚、本実施の形態では、駆動装置の軸方向長さを短くするために、比較的厚みの薄いフレキシブルプリント基板を用いているが、ハードプリント基板を用いても構わない。
【００３７】
駆動装置においてロータ５を回転可能に保持するために、ロータ５の小径部５ｂを、ラジアル方向の保持手段としてステータ４の回転保持部４ｅに嵌合させ、スラスト方向の保持手段としてボビン３の受け部３ｅに当接させる構成としている。ロータ５とステータ４は、上述したように両者共に軟磁性材料から形成され磁路として利用しているので、ロータ５とステータ４が接触していると磁気吸着を引き起こす。
【００３８】
ロータ５とステータ４は、磁気吸着の観点からはできるだけ接触していない方がよいが、磁気回路の磁気抵抗を下げるためには接触している必要があり、磁気吸着分のトルクダウンより、磁気抵抗が下がることによるトルクアップの方が勝るようにすることが望ましい。そこで、ラジアル方向においては、ロータ５とステータ４とが接触することで、ロータ５の内側磁極部５ａとステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄとの磁気的接続を行う。同時に、スラスト方向においては、ロータ５とステータ４とは接触せず、ロータ５を非磁性体であるボビン３の受け部３ｅに当接させることでトルクアップに貢献している。
【００３９】
また、ＦＰＣ７の回転保持部７ｅの周辺部は、パターンなどが露出せず例えばポリイミド材などで覆われている状態にしている。これにより、ＦＰＣ７の回転保持部７ｅでロータ５の小径部５ｃを保持する際においても、磁気吸着などの影響を受けず、摺動摩擦の少ないものとなっている。
【００４０】
駆動装置を以上のような構成にしたことにより、ステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄとロータ５の内側磁極部５ａとによりマグネット１を挟む磁路を形成するので、磁気抵抗が少なく、高出力な駆動装置を実現している。また、上記特許文献２で開示された駆動装置と比較し、軸方向長さが短く且つ部品点数も削減した安価な駆動装置を実現している。
【００４１】
次に、本実施の形態の駆動装置の駆動の仕組みについて図３及び図４を参照しながら詳細に説明する。
【００４２】
図３に示す状態（出力部材６の駆動ピン６ａがボビン３の案内溝３ｄの一端に当接している第１の状態）からコイル２に通電を行い、ステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄをＳ極に、ロータ５の内側磁極部５ａをＮ極にそれぞれ励磁する。これに伴い、マグネット１は時計周りに回転し、出力部材６の駆動ピン６ａがボビン３の案内溝３ｄの他端に当接することで回転を止められ、図４に示す状態（出力部材６の駆動ピン６ａがボビン３の案内溝３ｄの他端に当接した第２の状態）となる。
【００４３】
次に、図４に示す状態からコイル２に逆方向の通電を行い（通電を反転）、ステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄをＮ極に、ロータ５の内側磁極部５ａをＳ極にそれぞれ励磁する。これに伴い、マグネット１は反時計周りに回転し、出力部材６の駆動ピン６ａがボビン３の案内溝３ｄの一端に当接することで回転を止められ、再び図３に示す状態に戻る。
【００４４】
本実施の形態の駆動装置は、上記のようにコイル２への通電方向を切り換えることにより、所定角度内で往復回転させる駆動、例えば撮像装置の光量調節部材の駆動などに好適な駆動装置となる。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ＦＰＣ７の回転保持部７ｅにより、ロータ５の小径部５ｃを回転可能に保持すると共にロータ５の軸方向の位置規制を行うため、部品点数及びコストを増加させずに、安定した駆動を実現することが可能となる。また、ステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄとロータ５の内側磁極部５ａによりマグネット１を挟む磁路を形成するため、軸方向長さを短く形成でき、磁気抵抗が少なく高出力を実現することが可能となる。即ち、部品点数の削減、安定した駆動、小型化、コスト低減を実現した駆動装置を提供することが可能となる。
【００４６】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。図６は、駆動装置が第１の状態である場合の断面図であり、図７は、駆動装置が第２の状態である場合の断面図である。
【００４７】
図５乃至図７において、駆動装置は、マグネットロータ１１、コイル１２、ボビン１３、ステータ１４、ＦＰＣ１５を備えている。尚、図６及び図７に１６ａで示すものはシャッタ地板の案内溝である。
【００４８】
マグネットロータ１１は、マグネットとロータを一体化したものであり、外周面を周方向に２分割してＳ極とＮ極にそれぞれ着磁されたマグネット部１１ａ、１１ｂ（図６、図７参照）、軸部１１ｃ、１１ｄ、駆動ピン１１ｅを備えている。マグネットロータ１１は、軸部１１ｃ、１１ｄにより回転可能に支持される。尚、図５では、軸部１１ｃはマグネットロータ１１の上部に配設され、軸部１１ｄはマグネットロータ１１の下部に配設されている。駆動ピン１１ｅは、マグネット部１１ａ、１１ｂに対し一体的に配設されており、マグネットロータ１１の回転に伴い往復動作する。これにより、マグネットロータ１１の回転駆動力を不図示の被駆動部材に伝達し、被駆動部材を駆動する。
【００４９】
コイル１２は、ボビン１３に巻き付けられており、後述のステータ１４の腕部１４ｂにボビン１３を介して差し込まれることで固定される（図６、図７参照）。
【００５０】
ボビン１３は、絶縁体から形成されており、コイル１２が巻回される巻回部の長手方向両側に、端子台１３ａ、１３ｂが付設されている。ボビン１３の巻回部は、後述のステータ１４の腕部１４ｂが嵌合可能な空間部を有する。端子台１３ａ、１３ｂには、コイル１２の端末がからげられる。
【００５１】
ステータ１４は、軟磁性材料から形成されると共にコの字形状に形成されており、腕部１４ａ、１４ｂを備えている。腕部１４ｂには、コイル１２が巻回されたボビン１３が嵌合される。ステータ１４は、腕部１４ａ、１４ｂの端部がマグネットロータ１１の外周面と若干の間隙をおいて配置される。コイル１２に通電を行うと、腕部１４ａ、１４ｂが、それぞれ反対の極（図６の状態ではＮ極とＳ極、図７の状態ではＳ極とＮ極）に励磁される。腕部１４ａ、１４ｂの端部がマグネットロータ１１の外周面に対向しているので、マグネットロータ１１に磁束が作用し、マグネットロータ１１が往復回転動作する。
【００５２】
ＦＰＣ１５は、コイル１２に給電を行うものであり、給電用のパターン部（不図示）、係合部１５ａ、１５ｂ、回転支持部１５ｃを備えている。ＦＰＣ１５は、マグネットロータ１１の外周を覆う大きさに形成されている。これにより、組み立て後にマグネットロータ１１の上面が外部に露出しないように構成される。パターン部とボビン１３の端子台１３ａ、１３ｂとを半田付けすることで、ＦＰＣ１５とコイル１２が電気的に接続されると共に、ＦＰＣ１５がボビン１３に固定される。
【００５３】
回転支持部１５ｃは、マグネットロータ１１の軸部１１ｃを摺動（回転）可能に保持すると共に、マグネットロータ１１の軸方向の位置規制部としても作用する。尚、本実施の形態では、駆動装置の軸方向長さを短くするために、比較的厚みの薄いフレキシブルプリント基板を用いているが、ハードプリント基板を用いても構わない。
【００５４】
ＦＰＣ１５は、マグネットロータ１１の軸受の役割を果たすと共に、マグネットロータ１１の上面を覆う形状になっているので、マグネットロータ１１の上面が露出することがなく、駆動装置を保護し、軸受部を設けたカバー部材が不要となる。更に、ＦＰＣ１５は、薄く成形することが可能であるので、駆動装置の薄型化に貢献する。更に、ＦＰＣ１５は、例えばポリイミド材などで成形すれば摺動摩擦を非常に小さくすることができるので、マグネットロータ１１の駆動性能が良いものとなる。
【００５５】
駆動装置を以上のような構成にしたことにより、駆動装置の回転軸方向高さは、マグネットロータ１１の軸方向長さとＦＰＣ１５の厚み分で済むので、上記特許文献１で開示されたシャッタ装置と比較し、回転軸方向高さが低い駆動装置を実現している。
【００５６】
次に、本実施の形態の駆動装置の往復駆動の仕組みについて図６及び図７を参照しながら詳細に説明する。
【００５７】
図６に示す状態（マグネットロータ１１の駆動ピン１１ｅが案内溝１６ａの一端に当接している第１の状態）からコイル１２に通電を行い、ステータ１４の腕部１４ａをＳ極に、腕部１４ｂをＮ極にそれぞれ励磁する。これに伴い、マグネットロータ１１は時計方向に回転し、その途中で駆動ピン１１ｅがシャッタ地板の案内溝１６ａの他端に当接することで回転を止められ、図７に示す状態（マグネットロータ１１の駆動ピン１１ｅが案内溝１６ａの他端に当接した第２の状態）となる。
【００５８】
次に、図７に示す状態からコイル１２に逆方向の通電を行い（通電を反転）、ステータ１４の腕部１４ａをＳ極に、腕部１４ｂをＮ極にそれぞれ励磁する。これに伴い、マグネットロータ１１は反時計方向に回転し、その途中で駆動ピン１１ｅがシャッタ地板の案内溝１６ａの一端に当接することで回転を止められ、再び図６に示す状態に戻る。
【００５９】
本実施の形態の駆動装置は、上記のようにコイル１２への通電方向を切り換えることにより、マグネットロータ１１が正逆方向への回転を行い、マグネットロータ１１の回転動作に追従する駆動ピン１１ｅも往復動作する。これにより、上記特許文献１で開示されたシャッタ装置のようにシャッタ羽根の駆動などを行うことができる。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ＦＰＣ１５の回転支持部１５ｃにより、マグネットロータ１１の軸部１１ｃを回転可能に保持すると共にマグネットロータ１１の軸方向の位置規制を行うため、部品点数及びコストを増加させずに、安定した駆動を実現することが可能となる。また、駆動装置の回転軸方向高さは、マグネットロータ１１の軸方向長さとＦＰＣ１５の厚み分で済むため、回転軸方向高さが低い駆動装置を実現することが可能となる。即ち、部品点数の削減、安定した駆動、小型化、コスト低減を実現した駆動装置を提供することが可能となる。
【００６１】
［他の実施の形態］
上記第１及び第２の実施の形態では、駆動装置単体について説明したが、本発明は、駆動装置を搭載した撮像装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１の駆動装置を組み立てた状態における軸方向の構成を示す断面図である。
【図３】図１の駆動装置が第１の状態である場合の図２の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図１の駆動装置が第２の状態である場合の図２の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。
【図６】図５の駆動装置が第１の状態である場合の断面図である
【図７】図５の駆動装置が第２の状態である場合の断面図である。
【図８】従来例に係るレンズシャッタカメラのシャッタ装置の構成を示す分解斜視図である。
【図９】従来例に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ マグネット
２ コイル
３ ボビン
３ｄ 案内溝
４ ステータ
４ａ〜４ｄ 外側磁極部
５ ロータ
５ａ 内側磁極部
６ 出力部材
６ａ 駆動ピン（駆動部材）
７ ＦＰＣ（プリント基板）
１１ マグネットロータ
１１ｅ 駆動ピン（駆動部材）
１２ コイル
１３ ボビン
１４ ステータ
１４ａ、１４ｂ 腕部
１５ ＦＰＣ（プリント基板）
１６ａ シャッタ地板の案内溝（非駆動部材の案内溝）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型化等を可能とした円筒形状の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズの一部に組み込んだ絞り機構を開閉させることでシャッタ機能を作動させる構造のレンズシャッタカメラがある。従来のレンズシャッタカメラのシャッタ装置としては図８に示すものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、従来例に係るレンズシャッタカメラのシャッタ装置の構成を示す分解斜視図である。
【０００４】
図８において、シャッタ装置は、マグネット１０１、駆動レバー１０２、コイル１０３、ステータ１０４、１０５、シャッタ羽根１０６、１０７、地板１０８、前地板１０９、後地板１１０を備えている。
【０００５】
駆動レバー１０２は、駆動ピン１０２ａを備えており、永久磁石であるマグネット１０１に固着され、マグネット１０１と一体的に回転する。ステータ１０４、１０５は、軟磁性材料から形成され、コイル１０３により励磁される。ステータ１０４とステータ１０５は、各々の接合部１０４ａと接合部１０５ａにおいて接合されており、磁気回路上一体となっている。コイル１０３への通電を行うことにより、ステータ１０４、１０５が励磁され、マグネット１０１は所定の角度内を回転駆動する。
【０００６】
シャッタ羽根１０６、１０７は、各々、穴部１０６ａ、１０７ａを介して地板１０８のピン１０８ｃ、１０８ｂへ回転可能に取り付けられる。駆動レバー１０２の駆動ピン１０２ａがシャッタ羽根１０６、１０７の各々の長穴１０６ｂ、１０７ｂに摺動可能に嵌合し、マグネット１０１と共に駆動レバー１０２が回転することで、シャッタ羽根１０６、１０７は穴部１０６ａ、１０７ａを中心として回転駆動される。これにより、地板１０８の開口部１０８ａを開閉する。前地板１０９は、シャッタ羽根１０６、１０７を地板１０８との間で移動可能に保持する。後地板１１０は、ステータ１０４、１０５を保持し、マグネット１０１を回転可能に保持する。
【０００７】
上記シャッタ装置は、その厚みを薄くすることはできるが、コイル１０３やステータ１０４、１０５が地板１０８上において多くの範囲を占めてしまう。この点に鑑み、本出願人により図９に示す駆動装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
図９は、従来例に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。
【０００９】
図９において、マグネット２０１、コイル２０２、ボビン２０３、ステータ２０４、ロータ２０５、軸受２０６、カバー２０７を備えている。
【００１０】
マグネット２０１は、円筒形状に形成され、外周面がＮ極とＳ極が交互に４極に着磁されている（２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ）。コイル２０２は、ボビン２０３に巻き付けられており、マグネット２０１と同軸で軸方向に重なる位置に配置される。ステータ２０４は、マグネット２０１の外周面に対向し、歯形状の外側磁極部２０４ａ、２０４ｂが形成されている。
【００１１】
ロータ２０５は、軟磁性材料から形成され、小径部２０５ａがコイル２０２の内径部に挿入され、大径部２０５ｄがマグネット２０１の内径部に固定される。コイル２０２に通電すると、マグネット２０１の内径部に固定された大径部２０５ｄが内側磁極部として作用する。ロータ２０５の先端部２０５ｂは軸受２０６に支持される。カバー２０７は、駆動装置の各部を覆う部材である。
【００１２】
上記駆動装置は、コイル２０２への通電方向を切り換えることで、ステータ２０４の外側磁極部２０４ａ、２０４ｂ及びロータ２０５の内側磁極部２０５ｂの極性を切り換え、マグネット２０１を所定の位置まで往復回転するものである。往復回転するマグネット２０１の回転規制を、カバー２０７に設けられた案内溝２０７ａにロータ２０５の駆動ピン２０５ｃが当接することで行っている。
【００１３】
また、上記駆動装置は、コイル２０２に通電することで発生した磁束が外側磁極部から対向する内側磁極部へ、或いは内側磁極部から対向する外側磁極部へと流れ、それらの間に位置するマグネット２０１に効果的に作用する。また、外側磁極部と内側磁極部との間の距離は、マグネット２０１の厚さと、マグネット２０１と外側磁極部の隙間分のみでよいので、磁気回路の抵抗をできるだけ小さくしている。磁気回路の抵抗が小さいほど、少ない電流で多くの磁束を発生させることができ、出力が向上する。
【特許文献１】特開平１０−０１０６０４号公報
【特許文献２】特開２００４−３２０８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記特許文献２に開示された駆動装置においては、ロータ２０５の回転規制を行う案内溝２０７ａとマグネット２０１の回転保持部とを設けたカバー２０７が必要である。このため、例えばシャッタ装置などにこの駆動装置を用いた場合、シャッタ地板の上にカバー部品が重なることになり、軸方向高さが高いものになる。
【００１５】
また、軸方向高さを低くするために、直接、シャッタ地板にロータの回転規制用の案内溝やマグネットの回転保持部を設け、該シャッタ地板でロータの回転保持を行うようにすることも可能である。しかし、その場合、シャッタ地板に組み付けた後でしか、駆動装置の組み立て不良を検知することができず、生産性が悪いものになる。
【００１６】
また、コイル２０２への給電を行うために、フレキシブルプリント基板などを用いるのが一般的であるが、フレキシブルプリント基板の構造上、該基板が円筒形状の駆動装置の外側に張り出すため、駆動装置の小型化の妨げとなる。
【００１７】
更に、カバー２０７はステータ２０４と所定の回転位相で固定される必要があるが、カバー２０７を樹脂などで形成した場合には、接着などの工程が必要になる。他方、カバー２０７を金属で形成した場合には、レーザ溶接など工程が容易な固定方法も考えられる。しかし、その場合、金属性のカバー２０７と、軟磁性材料から形成されているロータ２０５、軸受（回転保持部）２０６において金属同士の接触となるので、摩擦が大きくなり、駆動装置の出力を下げてしまう可能性がある。
【００１８】
本発明の目的は、部品点数の削減、安定した駆動、小型化、コスト低減を実現可能とした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】
【００１９】
上述の目的を達成するために、本発明の駆動装置は、外周面が周方向に異なる極に交互に着磁された円筒状のマグネットと、前記マグネットと同軸で且つ前記マグネットの軸方向の側に配置されるコイルと、前記コイルにより励磁され、前記マグネットの外周面に対向して配置される櫛歯形状の外側磁極部と、前記コイルにより励磁され、軸方向一方の部分が前記コイルの内側に挿入されると共に、軸方向他方の部分が前記マグネットの内径部に固定されるロータと、前記コイルに給電を行うと共に、前記ロータを回転可能に保持するプリント基板とを備えることを特徴とする。
【００２０】
上述の目的を達成するために、本発明の駆動装置は、外周面が異なる極に着磁されたマグネット部を有する円筒状のマグネットロータと、前記マグネットロータの外周面に対向して配置されるステータと、前記ステータに固定され、前記ステータを励磁するコイルと、前記コイルに給電を行うと共に、前記マグネットロータを回転可能に保持するプリント基板とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、プリント基板により、ロータを回転可能に保持しロータの軸方向の位置規制を行うため、部品点数及びコストを増加させずに、安定した駆動を実現することが可能となる。また、プリント基板により、マグネットロータを回転可能に保持しマグネットロータの軸方向の位置規制を行うため、部品点数を増加させず安価に、安定した駆動を実現することが可能となる。これにより、部品点数の削減、安定した駆動、小型化、コスト低減を実現した駆動装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。図２は、駆動装置を組み立てた状態における軸方向の構成を示す断面図である。図３は、駆動装置が後述の第１の状態である場合の図２の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図であり、図４は、駆動装置が後述の第２の状態である場合の図２の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２４】
図１乃至図４において、駆動装置は、マグネット１、コイル２、ボビン３、ステータ４、ロータ５、出力部材６、フレキシブルプリント基板（以下ＦＰＣと略称）７を備えている。
【００２５】
マグネット１は、円筒形状に形成されており、その外周面を周方向にｎ分割（本実施の形態では８分割）して交互にＳ極とＮ極に着磁された着磁部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈを備えている。図３に示すように、着磁部１ａ、１ｃ、１ｅ、１ｇは、外周面がＮ極に着磁され、着磁部１ｂ、１ｄ、１ｆ、１ｈは、外周面がＳ極に着磁されている。本実施の形態では、マグネット１の着磁極数を８極とした場合を例に挙げているが、２極以上であれば何極でも構わない。マグネット１は、その内径部にロータ５が固着されるものであり、ロータ５の回転に伴い回転する。尚、図１に示すマグネット表面の細い実線は着磁部１ａ〜１ｈの境界を示している。
【００２６】
コイル２は、円筒形状に形成されており、ボビン３に巻き付けられている。コイル２は、マグネット１と同軸で且つマグネット１の軸方向に間隙をおいて隣り合う位置に配置される。また、コイル２は、その外径がマグネット１の着磁部１ａ〜１ｈの外径と略同じ寸法に形成されている。
【００２７】
ボビン３は、絶縁体から形成されており、コイル２が巻回された鍔部に、端子台３ａ、３ｂ、外壁３ｃ、案内溝３ｄ、受け部３ｅ、嵌合溝３ｆが付設されている。端子台３ａ、３ｂには、コイル２の端末がからげられる。外壁３ｃは、上記鍔部の周方向に間隔をおいて且つ軸方向に延出されると共に、組み立てた際にマグネット１と軸方向の範囲で重なる位置に４箇所設けられている。また、外壁３ｃの内径は、マグネット１の外径よりも大きく形成されている。これにより、組み立て後にマグネット１が露出することがないように構成される。
【００２８】
更に、外壁３ｃは、組み立てた際に後述のステータ４の外側磁極部の間に位置する形状を有すると共に、案内溝３ｄが設けられている。案内溝３ｄは、後述の出力部材６の駆動ピン６ａと当接することで、駆動ピン６ａが所定角度範囲内でしか往復回転できないように規制する。受け部３ｅは、組み立てた際にロータ５の小径部５ｂに当接することでスラスト方向保持部としての機能を果たす。嵌合溝３ｆは、上記４箇所の外壁３ｃの間に位置するものであり、後述のステータ４の外側磁極部が嵌合される。
【００２９】
ステータ４は、軟磁性材料から形成されており、お碗形状の外筒の軸方向に延出されたｎ／２個（本実施の形態では４個）の櫛歯形状の外側磁極部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、回転保持部４ｅを備えている。外側磁極部４ａ〜４ｄは、７２０／ｎ度（本実施の形態では９０度）ずつずれた位置に配設されており、組み立てた際にマグネット１の外周面に所定の隙間を持って対向するように構成されている。回転保持部４ｅは、組み立てた際にロータ５の小径部５ｂに嵌合することでラジアル方向保持部としての機能を果たす。
【００３０】
ステータ４は、外側磁極部４ａ〜４ｄがボビン３の外壁３ｃの間に設けられた嵌合溝３ｆに嵌合するように組み立てられる。このようにすることで、ボビン３に対しステータ４の回転方向の位相が決まり、これに伴い、ボビン３に設けられた案内溝３ｄとステータ４との位相も決まることになる。この位相関係は駆動装置の性能に大きく関わるので、位置決め精度は重要である。この位置決めはボビン３のみ（１部品）で行っているので、位置決め精度のよいものになる。
【００３１】
ロータ５は、軟磁性材料から形成されており、内側磁極部５ａ、小径部５ｂ、小径部５ｃを備えている。内側磁極部５ａは、マグネット１の内径部に挿入され固定される。小径部５ｂは、コイル２が巻回されたボビン３の内側の空間部に挿入されると共に、ステータ４の回転保持部４ｅに回転可能に保持される。小径部５ｃは、出力部材６の穴部６ｂに挿入されると共に、ＦＰＣ７の回転保持部７ｅに摺動可能に保持される。
【００３２】
ロータ５がステータ４の回転保持部４ｅを介してステータ４と接触することで、コイル２へ通電した際、ロータ５とステータ４が磁気的に接続されることになり、磁気抵抗の小さい構成とすることができる。また、ロータ５が内側磁極部５ａにおいてマグネット１の内径部に固定されることで、ステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄと対向する内側磁極部５ａとしてマグネット１に作用する。コイル２への通電方向を切り換えることにより、内側磁極部５ａは、ステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄとは反対の極に励磁される。
【００３３】
出力部材６は、非磁性体から形成されており、駆動ピン６ａ、穴部６ｂを備えている。出力部材６は、マグネット１の端面に固着されると共に、マグネット１の回転に伴い往復回動する。駆動ピン６ａと不図示の被駆動部材を係合させることで、駆動装置の出力を取り出すことができる。駆動ピン６ａは、ボビン３の案内溝３ｄ内でのみ回動可能に構成されている。駆動ピン６ａは、例えば樹脂モールドなどで形成された部材であるが、駆動ピン６ａをマグネット１と一体で成形する構成としても構わないし、また、駆動ピン６ａをロータ５と一体で成形する構成としても構わない。穴部６ｂには、ロータ５の小径部５ｃが挿入される。
【００３４】
尚、出力部材６の駆動ピン６ａがボビン３の案内溝３ｄの径方向一方の端部に当接している状態を「第１の状態」と定義し、出力部材６の駆動ピン６ａがボビン３の案内溝３ｄの径方向他方の端部に当接している状態を「第２の状態」と定義する。
【００３５】
ＦＰＣ７は、コイル２に給電を行うものであり、給電用のパターン部（不図示）、係合部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、回転保持部７ｅを備えている。パターン部とボビン３の端子部３ａ、３ｂとを当接させ半田付けすることで、ＦＰＣ７とコイル２が電気的に接続される。また、ＦＰＣ７は、ボビン３の外壁３ｃを覆う大きさを有すると共に外壁３ｃの上端部に重ねた状態で配置されるので、組み立て後にマグネット１の上面が外部に露出しないよう構成される。係合部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄには、それぞれ、ステータ４の外側磁極部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの先端部が係合される。
【００３６】
また、係合部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの周辺には、ＦＰＣ７とステータ４とを半田付けにより固定するためのパターンが設けられており、ＦＰＣ７とステータ４は半田付けにより固定される。回転保持部７ｅは、ＦＰＣ７の円板部の中央に設けられており、ロータ５の小径部５ｃを摺動（回転）可能に保持すると共に、ロータ５の軸方向の位置規制部としても作用する。尚、本実施の形態では、駆動装置の軸方向長さを短くするために、比較的厚みの薄いフレキシブルプリント基板を用いているが、ハードプリント基板を用いても構わない。
【００３７】
駆動装置においてロータ５を回転可能に保持するために、ロータ５の小径部５ｂを、ラジアル方向の保持手段としてステータ４の回転保持部４ｅに嵌合させ、スラスト方向の保持手段としてボビン３の受け部３ｅに当接させる構成としている。ロータ５とステータ４は、上述したように両者共に軟磁性材料から形成され磁路として利用しているので、ロータ５とステータ４が接触していると磁気吸着を引き起こす。
【００３８】
ロータ５とステータ４は、磁気吸着の観点からはできるだけ接触していない方がよいが、磁気回路の磁気抵抗を下げるためには接触している必要があり、磁気吸着分のトルクダウンより、磁気抵抗が下がることによるトルクアップの方が勝るようにすることが望ましい。そこで、ラジアル方向においては、ロータ５とステータ４とが接触することで、ロータ５の内側磁極部５ａとステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄとの磁気的接続を行う。同時に、スラスト方向においては、ロータ５とステータ４とは接触せず、ロータ５を非磁性体であるボビン３の受け部３ｅに当接させることでトルクアップに貢献している。
【００３９】
また、ＦＰＣ７の回転保持部７ｅの周辺部は、パターンなどが露出せず例えばポリイミド材などで覆われている状態にしている。これにより、ＦＰＣ７の回転保持部７ｅでロータ５の小径部５ｃを保持する際においても、磁気吸着などの影響を受けず、摺動摩擦の少ないものとなっている。
【００４０】
駆動装置を以上のような構成にしたことにより、ステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄとロータ５の内側磁極部５ａとによりマグネット１を挟む磁路を形成するので、磁気抵抗が少なく、高出力な駆動装置を実現している。また、上記特許文献２で開示された駆動装置と比較し、軸方向長さが短く且つ部品点数も削減した安価な駆動装置を実現している。
【００４１】
次に、本実施の形態の駆動装置の駆動の仕組みについて図３及び図４を参照しながら詳細に説明する。
【００４２】
図３に示す状態（出力部材６の駆動ピン６ａがボビン３の案内溝３ｄの一端に当接している第１の状態）からコイル２に通電を行い、ステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄをＳ極に、ロータ５の内側磁極部５ａをＮ極にそれぞれ励磁する。これに伴い、マグネット１は時計周りに回転し、出力部材６の駆動ピン６ａがボビン３の案内溝３ｄの他端に当接することで回転を止められ、図４に示す状態（出力部材６の駆動ピン６ａがボビン３の案内溝３ｄの他端に当接した第２の状態）となる。
【００４３】
次に、図４に示す状態からコイル２に逆方向の通電を行い（通電を反転）、ステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄをＮ極に、ロータ５の内側磁極部５ａをＳ極にそれぞれ励磁する。これに伴い、マグネット１は反時計周りに回転し、出力部材６の駆動ピン６ａがボビン３の案内溝３ｄの一端に当接することで回転を止められ、再び図３に示す状態に戻る。
【００４４】
本実施の形態の駆動装置は、上記のようにコイル２への通電方向を切り換えることにより、所定角度内で往復回転させる駆動、例えば撮像装置の光量調節部材の駆動などに好適な駆動装置となる。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ＦＰＣ７の回転保持部７ｅにより、ロータ５の小径部５ｃを回転可能に保持すると共にロータ５の軸方向の位置規制を行うため、部品点数及びコストを増加させずに、安定した駆動を実現することが可能となる。また、ステータ４の外側磁極部４ａ〜４ｄとロータ５の内側磁極部５ａによりマグネット１を挟む磁路を形成するため、軸方向長さを短く形成でき、磁気抵抗が少なく高出力を実現することが可能となる。即ち、部品点数の削減、安定した駆動、小型化、コスト低減を実現した駆動装置を提供することが可能となる。
【００４６】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。図６は、駆動装置が第１の状態である場合の断面図であり、図７は、駆動装置が第２の状態である場合の断面図である。
【００４７】
図５乃至図７において、駆動装置は、マグネットロータ１１、コイル１２、ボビン１３、ステータ１４、ＦＰＣ１５を備えている。尚、図６及び図７に１６ａで示すものはシャッタ地板の案内溝である。
【００４８】
マグネットロータ１１は、マグネットとロータを一体化したものであり、外周面を周方向に２分割してＳ極とＮ極にそれぞれ着磁されたマグネット部１１ａ、１１ｂ（図６、図７参照）、軸部１１ｃ、１１ｄ、駆動ピン１１ｅを備えている。マグネットロータ１１は、軸部１１ｃ、１１ｄにより回転可能に支持される。尚、図５では、軸部１１ｃはマグネットロータ１１の上部に配設され、軸部１１ｄはマグネットロータ１１の下部に配設されている。駆動ピン１１ｅは、マグネット部１１ａ、１１ｂに対し一体的に配設されており、マグネットロータ１１の回転に伴い往復動作する。これにより、マグネットロータ１１の回転駆動力を不図示の被駆動部材に伝達し、被駆動部材を駆動する。
【００４９】
コイル１２は、ボビン１３に巻き付けられており、後述のステータ１４の腕部１４ｂにボビン１３を介して差し込まれることで固定される（図６、図７参照）。
【００５０】
ボビン１３は、絶縁体から形成されており、コイル１２が巻回される巻回部の長手方向両側に、端子台１３ａ、１３ｂが付設されている。ボビン１３の巻回部は、後述のステータ１４の腕部１４ｂが嵌合可能な空間部を有する。端子台１３ａ、１３ｂには、コイル１２の端末がからげられる。
【００５１】
ステータ１４は、軟磁性材料から形成されると共にコの字形状に形成されており、腕部１４ａ、１４ｂを備えている。腕部１４ｂには、コイル１２が巻回されたボビン１３が嵌合される。ステータ１４は、腕部１４ａ、１４ｂの端部がマグネットロータ１１の外周面と若干の間隙をおいて配置される。コイル１２に通電を行うと、腕部１４ａ、１４ｂが、それぞれ反対の極（図６の状態ではＮ極とＳ極、図７の状態ではＳ極とＮ極）に励磁される。腕部１４ａ、１４ｂの端部がマグネットロータ１１の外周面に対向しているので、マグネットロータ１１に磁束が作用し、マグネットロータ１１が往復回転動作する。
【００５２】
ＦＰＣ１５は、コイル１２に給電を行うものであり、給電用のパターン部（不図示）、係合部１５ａ、１５ｂ、回転支持部１５ｃを備えている。ＦＰＣ１５は、マグネットロータ１１の外周を覆う大きさに形成されている。これにより、組み立て後にマグネットロータ１１の上面が外部に露出しないように構成される。パターン部とボビン１３の端子台１３ａ、１３ｂとを半田付けすることで、ＦＰＣ１５とコイル１２が電気的に接続されると共に、ＦＰＣ１５がボビン１３に固定される。
【００５３】
回転支持部１５ｃは、マグネットロータ１１の軸部１１ｃを摺動（回転）可能に保持すると共に、マグネットロータ１１の軸方向の位置規制部としても作用する。尚、本実施の形態では、駆動装置の軸方向長さを短くするために、比較的厚みの薄いフレキシブルプリント基板を用いているが、ハードプリント基板を用いても構わない。
【００５４】
ＦＰＣ１５は、マグネットロータ１１の軸受の役割を果たすと共に、マグネットロータ１１の上面を覆う形状になっているので、マグネットロータ１１の上面が露出することがなく、駆動装置を保護し、軸受部を設けたカバー部材が不要となる。更に、ＦＰＣ１５は、薄く成形することが可能であるので、駆動装置の薄型化に貢献する。更に、ＦＰＣ１５は、例えばポリイミド材などで成形すれば摺動摩擦を非常に小さくすることができるので、マグネットロータ１１の駆動性能が良いものとなる。
【００５５】
駆動装置を以上のような構成にしたことにより、駆動装置の回転軸方向高さは、マグネットロータ１１の軸方向長さとＦＰＣ１５の厚み分で済むので、上記特許文献１で開示されたシャッタ装置と比較し、回転軸方向高さが低い駆動装置を実現している。
【００５６】
次に、本実施の形態の駆動装置の往復駆動の仕組みについて図６及び図７を参照しながら詳細に説明する。
【００５７】
図６に示す状態（マグネットロータ１１の駆動ピン１１ｅが案内溝１６ａの一端に当接している第１の状態）からコイル１２に通電を行い、ステータ１４の腕部１４ａをＳ極に、腕部１４ｂをＮ極にそれぞれ励磁する。これに伴い、マグネットロータ１１は時計方向に回転し、その途中で駆動ピン１１ｅがシャッタ地板の案内溝１６ａの他端に当接することで回転を止められ、図７に示す状態（マグネットロータ１１の駆動ピン１１ｅが案内溝１６ａの他端に当接した第２の状態）となる。
【００５８】
次に、図７に示す状態からコイル１２に逆方向の通電を行い（通電を反転）、ステータ１４の腕部１４ａをＳ極に、腕部１４ｂをＮ極にそれぞれ励磁する。これに伴い、マグネットロータ１１は反時計方向に回転し、その途中で駆動ピン１１ｅがシャッタ地板の案内溝１６ａの一端に当接することで回転を止められ、再び図６に示す状態に戻る。
【００５９】
本実施の形態の駆動装置は、上記のようにコイル１２への通電方向を切り換えることにより、マグネットロータ１１が正逆方向への回転を行い、マグネットロータ１１の回転動作に追従する駆動ピン１１ｅも往復動作する。これにより、上記特許文献１で開示されたシャッタ装置のようにシャッタ羽根の駆動などを行うことができる。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ＦＰＣ１５の回転支持部１５ｃにより、マグネットロータ１１の軸部１１ｃを回転可能に保持すると共にマグネットロータ１１の軸方向の位置規制を行うため、部品点数及びコストを増加させずに、安定した駆動を実現することが可能となる。また、駆動装置の回転軸方向高さは、マグネットロータ１１の軸方向長さとＦＰＣ１５の厚み分で済むため、回転軸方向高さが低い駆動装置を実現することが可能となる。即ち、部品点数の削減、安定した駆動、小型化、コスト低減を実現した駆動装置を提供することが可能となる。
【００６１】
［他の実施の形態］
上記第１及び第２の実施の形態では、駆動装置単体について説明したが、本発明は、駆動装置を搭載した撮像装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１の駆動装置を組み立てた状態における軸方向の構成を示す断面図である。
【図３】図１の駆動装置が第１の状態である場合の図２の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図１の駆動装置が第２の状態である場合の図２の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。
【図６】図５の駆動装置が第１の状態である場合の断面図である
【図７】図５の駆動装置が第２の状態である場合の断面図である。
【図８】従来例に係るレンズシャッタカメラのシャッタ装置の構成を示す分解斜視図である。
【図９】従来例に係る駆動装置の構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ マグネット
２ コイル
３ ボビン
３ｄ 案内溝
４ ステータ
４ａ〜４ｄ 外側磁極部
５ ロータ
５ａ 内側磁極部
６ 出力部材
６ａ 駆動ピン（駆動部材）
７ ＦＰＣ（プリント基板）
１１ マグネットロータ
１１ｅ 駆動ピン（駆動部材）
１２ コイル
１３ ボビン
１４ ステータ
１４ａ、１４ｂ 腕部
１５ ＦＰＣ（プリント基板）
１６ａ シャッタ地板の案内溝（非駆動部材の案内溝）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面が周方向に異なる極に交互に着磁された円筒状のマグネットと、
前記マグネットと同軸で且つ前記マグネットの軸方向の側に配置されるコイルと、
前記コイルにより励磁され、前記マグネットの外周面に対向して配置される櫛歯形状の外側磁極部と、
前記コイルにより励磁され、軸方向一方の部分が前記コイルの内側に挿入されると共に、軸方向他方の部分が前記マグネットの内径部に固定されるロータと、
前記コイルに給電を行うと共に、前記ロータを回転可能に保持するプリント基板とを備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記プリント基板は、
前記マグネットに対して前記コイルの配置側とは反対側に配置され、
前記ロータを回転可能に保持すると共に前記ロータの軸方向の位置規制を行う回転保持部と、前記外側磁極部の先端部に係合する係合部とを備えることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記マグネットの回転に伴い、前記コイルが巻回されるボビンの径方向に沿って配設された案内溝内で往復動作する駆動部材を更に備えることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項４】
外周面が異なる極に着磁されたマグネット部を有する円筒状のマグネットロータと、
前記マグネットロータの外周面に対向して配置されるステータと、
前記ステータに固定され、前記ステータを励磁するコイルと、
前記コイルに給電を行うと共に、前記マグネットロータを回転可能に保持するプリント基板とを備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
前記プリント基板は、
前記マグネットロータを回転可能に保持すると共に前記マグネットロータの軸方向の位置規制を行う回転保持部と、前記コイルが巻回されるボビンに係合する係合部とを備えることを特徴とする請求項４記載の駆動装置。
【請求項６】
前記マグネットロータの回転に伴い、非駆動部材に配設された案内溝内で往復動作する駆動部材を更に備えることを特徴とする請求項４記載の駆動装置。
【請求項７】
前記プリント基板は、フレキシブルプリント基板、ハードプリント基板を含む群から選択されることを特徴とする請求項１又は４記載の駆動装置。
【請求項８】
前記請求項１乃至７の何れかに記載の駆動装置が搭載されることを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
外周面が周方向に異なる極に交互に着磁された円筒状のマグネットと、
前記マグネットと同軸で且つ前記マグネットの軸方向の側に配置されるコイルと、
前記コイルにより励磁され、前記マグネットの外周面に対向して配置される櫛歯形状の外側磁極部と、
前記コイルにより励磁され、軸方向一方の部分が前記コイルの内側に挿入されると共に、軸方向他方の部分が前記マグネットの内径部に固定されるロータと、
前記コイルに給電を行うと共に、前記ロータを回転可能に保持するプリント基板とを備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記プリント基板は、
前記マグネットに対して前記コイルの配置側とは反対側に配置され、
前記ロータを回転可能に保持すると共に前記ロータの軸方向の位置規制を行う回転保持部と、前記外側磁極部の先端部に係合する係合部とを備えることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記マグネットの回転に伴い、前記コイルが巻回されるボビンの径方向に沿って配設された案内溝内で往復動作する駆動部材を更に備えることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項４】
外周面が異なる極に着磁されたマグネット部を有する円筒状のマグネットロータと、
前記マグネットロータの外周面に対向して配置されるステータと、
前記ステータに固定され、前記ステータを励磁するコイルと、
前記コイルに給電を行うと共に、前記マグネットロータを回転可能に保持するプリント基板とを備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
前記プリント基板は、
前記マグネットロータを回転可能に保持すると共に前記マグネットロータの軸方向の位置規制を行う回転保持部と、前記コイルが巻回されるボビンに係合する係合部とを備えることを特徴とする請求項４記載の駆動装置。
【請求項６】
前記マグネットロータの回転に伴い、非駆動部材に配設された案内溝内で往復動作する駆動部材を更に備えることを特徴とする請求項４記載の駆動装置。
【請求項７】
前記プリント基板は、フレキシブルプリント基板、ハードプリント基板を含む群から選択されることを特徴とする請求項１又は４記載の駆動装置。
【請求項８】
前記請求項１乃至７の何れかに記載の駆動装置が搭載されることを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３３３６１０（Ｐ２００６−３３３６１０Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５２５８５（Ｐ２００５−１５２５８５）
【出願日】平成１７年５月２５日（２００５．５．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２５日（２００５．５．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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