JPH06105523A

JPH06105523A - モータ

Info

Publication number: JPH06105523A
Application number: JP27937992A
Authority: JP
Inventors: Hidekuni Aizawa; 秀邦相澤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1994-04-15

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、コイルの有効線長部を磁石の最大磁
力付近に位置させ、高出力トルクの得られる安価なモー
タを提供すること。【構成】軸受１２には、ヨーク１３がかしめ固定されて
おり、ヨーク１３には２個のコイル１５ａ、１５ｂが９
０度の開き角度でマウトされている。軸受１２は軸１１
を回転可能に支持し、軸１１の先端にはロータボス１６
が固定されている。ロータボス１６にはロータヨーク１
７が連結固定され、ロータヨーク１７のコイル１５ａ、
１５ｂ側の面には、リング状の永久磁石１８が固設され
ている。永久磁石１８は９０度ずつ４極着磁されてお
り、永久磁石１８とコイル１５ａ、１５ｂとは、相対向
している。そして、軸１１を９０度の範囲内でのみ回転
させると、コイル１５ａ、１５ｂの有効線長部は永久磁
石１８の最大磁力付近に位置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータに関し、詳細に
は、所定の角度範囲でのみ回転し、カメラのシャッタ用
等に適用されるモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、所定回転角度範囲内でのみ回転す
るモータ、例えば、カメラのシャッタ用モータは、所定
の有効線長部を有した２個のコイルと、このコイルと作
用する円盤状の永久磁石と、を備えており、図６に示す
ように、永久磁石１は、Ｎ極とＳ極の２極に着磁されて
いる。そして、永久磁石１に軸が連結されている。ま
た、コイルは、軸を中心として扇型に巻回されており、
その扇型の開き角度が、９０度になるように巻回されて
いる。

【０００３】このような従来のモータは、コイルに電流
を流し、コイルに流れる電流と永久磁石１の磁界との間
で発生するトルクにより、永久磁石１に回転力を付与
し、軸を所定回転角度、例えば、４５度未満の範囲で回
転させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のモータにあっては、２個のコイルに対して永
久磁石の磁極が２極であったため、発生トルクが比較的
小さく、改良の余地があった。

【０００５】すなわち、２個のコイルに対して永久磁石
１の磁極が２極であると、図６に示した永久磁石１の角
度範囲に対応させて、その永久磁石１の磁力分布を図示
すると、図７に示すように表わされ、永久磁石１の最大
磁力は、９０度と２７０度の位置にくる。ところが、こ
の永久磁石１の磁力分布に対して、２個のコイルの有効
線長部は、図７中４５度、１３５度、２２５度及び３１
５度方向にあり、永久磁石１の磁力分布の最大位置と一
致しないだけでなく、図７に４５度の場合について斜線
で示すように、軸をその基準位置を中心に４５度の範囲
内で回転させる際に、上記コイルの有効線長部を中心と
して、回転範囲である２２．５度の範囲に、永久磁石１
の磁力の最大位置が位置せず、充分なトルクを得ること
ができない。

【０００６】この場合、出力トルクを上げるために、軸
を中心として扇型に巻回されたコイルの有効線長部の開
き角を９０度よりも大きくすると、永久磁石の最大磁力
位置付近にコイルの有効線長部を近づけることはできる
が、コイルの全長が長くなり、コイルの抵抗値が増え
る。その結果、コイルに流れる電流値が小さくなり、モ
ータとしての効率が悪くなるという新たな問題が発生す
る。

【０００７】また、永久磁石を大きな磁力を発生できる
材質で形成し、出力トルクを上げるようにすると、永久
磁石が高価なものとなり、モータのコストが高くなると
いう問題がある。

【０００８】本発明は、以上の点に鑑み、高出力トルク
の得られる安価なモータを提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、所定の有効線長部を有した複数のコイルが所定極
数の磁石による磁界内に位置し、この磁界とコイルを流
れる電流との間に作用するトルクにより軸を所定回転角
度のみ回転するモータにおいて、前記コイルの数をＮと
したとき、前記磁石に２Ｎ個の極数だけ着磁させ、この
磁石の最大磁力付近を前記コイルの有効線長部に位置さ
せることにより、達成される。

【００１０】また、前記コイルが、前記軸を中心として
対称の位置に２個巻回され、各コイルの前記軸を中心と
した開き角度が９０度以内であることにより、達成され
る。

【００１１】これらの場合、望ましくは、前記軸が４５
度以内の角度範囲内で回転することである。

【００１２】さらに、前記コイルが、前記軸を中心とし
て２個巻回されるとともに、各コイルの前記軸を中心と
した開き角度が９０度以内であり、前記磁石が、それぞ
れ９０度ずつ４極に着磁され、前記軸が４５度以内の角
度範囲内で回転することにより、達成される。

【００１３】また、前記コイルが、前記軸を中心として
２個巻回されるとともに、各コイルの前記軸を中心とし
た開き角度が６０度であり、前記磁石が、それぞれ６０
度ずつ６極に着磁され、前記軸が３０度以内の角度範囲
内で回転することにより、達成される。

【００１４】

【作用】上記構成によれば、所定の有効線長部を有した
複数のコイルが、磁石による磁界内に位置しており、こ
のコイルの数をＮ個としたとき、この磁石に、２Ｎ個の
極数だけ着磁されている。

【００１５】したがって、コイルの有効線長部を磁石の
最大磁力付近に位置させることができ、コイルの全長を
長くしたり、磁石に高価な材料を使用することなく、大
きな出力トルクを発生させることができる。その結果、
高出力でかつ安価なモータを得ることができる。

【００１６】また、コイルを軸を中心として対称の位置
に２個巻回するとともに、各コイルの軸を中心とした開
き角度を９０度以内とすることにより、充分な駆動開始
トルクを得ることができるとともに、回転に従って回転
トルクを増加させ、また減少させることができる。

【００１７】さらに、軸を４５度以内の角度範囲内で回
転させることにより、より一層充分な駆動開始トルクを
得ることができるとともに、回転に従って回転トルクを
増加させ、また減少させることができる。

【００１８】また、コイルを、軸を中心として２個巻回
するとともに、各コイルの軸を中心とした開き角度を９
０度以内とし、磁石を、それぞれ９０度ずつ４極に着磁
させ、軸を４５度以内の角度範囲内で回転させることに
より、モータとして、より一層適切な駆動開始トルクを
得ることができる。

【００１９】さらに、コイルを、軸を中心として２個巻
回するとともに、各コイルの前記軸を中心とした開き角
度を６０度とし、磁石に、それぞれ６０度ずつ６極に着
磁させ、軸を３０度以内の角度範囲内で回転させること
により、小さな回転角度範囲においても、大きな出力ト
ルクを得ることができる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を添付図面に
基づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。

【００２１】図１〜図５は、本発明によるモータの一実
施例を示す図であり、図１はそのモータの正面断面図、
図２はそのモータの側面部分断面図、図３はその永久磁
石の磁極分布を示す図、図４はその永久磁石の磁力分布
曲線図、図５はそのモータを適用したカメラのシャッタ
装置の分解斜視図である。

【００２２】図１において、モータ１０は、その軸１１
が、軸受１２に回転可能に軸支されており、軸受１２
は、円盤状のヨーク１３にかしめ固定されている。ヨー
ク１３には、図１中左側の面にフレキシブル基板１４が
接着されており、このフレキシブル基板１４を介してヨ
ーク１３に２個のコイル１５ａ、１５ｂがマウントされ
ている。

【００２３】各コイル１５ａ、１５ｂは、円盤状のヨー
ク１３の形状に合わせて、図２に示すように、それぞれ
扇型に巻回されており、その軸１１を中心とした開き角
度は、９０度に設定されている。また、各コイル１５
ａ、１５ｂの有効線長部δは、従来のモータと同様の通
常の長さを有している。

【００２４】前記軸１１は、その基端部がキャップ状の
ロータボス１６に圧入されており、ロータボス１６に
は、円盤状のロータヨーク１７が圧入されている。そし
て、このロータヨーク１７の前記コイル１５ａ、１５ｂ
側の面には、リング状の永久磁石１８が接着されてお
り、永久磁石１８は、図３に示すように、９０度ずつ分
割されて２つのＮ極と２つのＳ極の合計４極に着磁され
ている。したがって、コイル１５ａ、１５ｂと永久磁石
１８とは、相対抗する位置に配設されている。

【００２５】前記ロータボス１６と軸受１２との間に
は、ワッシャー１９が３枚設けられており、永久磁石１
８の吸引力によるスラスト方向の力を吸収している。そ
して、モータ１０は、その軸１１が、所定の角度範囲、
例えば、９０度の範囲で、のみ回転される。

【００２６】本実施例は以上のように構成されており、
次に、その作用を説明する。モータ１０は、その永久磁
石１８が９０度ずつの４極に着磁されており、永久磁石
１８の角度範囲に対応させた磁力分布は、図４のように
示すことができる。したがって、永久磁石１８の最大磁
力は、４５度、１３５度、２２５度及び３１５度の位置
となる。

【００２７】そして、コイル１５ａ、１５ｂと永久磁石
１８とが相対抗する位置に配設されており、モータ１０
には、２個のコイル１５ａ、１５ｂが軸１１を中心とし
てその開き角度が９０度に巻回されている。

【００２８】したがって、コイル１５ａ、１５ｂの一
方、例えば、コイル１５ａの扇型の開き角の中心を、図
３に示す永久磁石１８の０度、９０度、１８０度あるい
は２７０度の位置に、重ね合わせるように位置させる
（以下、このような位置を重ね合わせ位置という。）
と、コイル１５ａ、１５ｂの有効線長部δは、永久磁石
１８の最大磁力位置と一致する。

【００２９】このようなモータ１０は、所定の角度範囲
でのみ軸１１が回転するように使用される。この場合、
上記重ね合わせ位置を基準点として、２２．５度の角度
範囲で軸１１を適宜回転するようにすると、コイル１５
ａ、１５ｂの有効線長部δは、図４に斜線で示すよう
に、永久磁石１８の磁力の最大付近で移動する。したが
って、コイル１５ａ、１５ｂと永久磁石１８との間に発
生するトルクを平均的に大きくすることができ、モータ
１０の出力トルクを平均的に大きくすることができる。

【００３０】例えば、始動トルクを大きくするときに
は、始動時に、コイル１５ａ、１５ｂを、その有効線長
部δが、永久磁石１８の上記最大磁力位置に位置するよ
うに設定する。このように設定すると、コイル１５ａ、
１５ｂと永久磁石１８との間に発生する出力トルクが、
始動時に、最大となり、始動トルクを最大にすることが
できる。なお、この場合、コイル１５ａ、１５ｂの扇型
の開き角度が９０度であると、上記永久磁石１８の最大
磁力位置から左右に２２．５度の範囲で回転する場合に
のみ、平均的に大きな出力トルクを得ることができ、２
２．５度以上に回転させると、平均出力トルクは小さく
なる。

【００３１】また、始動トルクとしてはそれほど大きな
トルクを必要としないが、回転するに従って大きなトル
クを得たい場合には、コイル１５ａ、１５ｂを、その有
効線長部δが、永久磁石１８の上記最大磁力位置から回
転方向と反対方向に２２．５度の範囲で好適な角度だけ
ずれた位置に位置するように設定する。このように設定
すると、始動時においてもコイル１５ａ、１５ｂの有効
線長部δが永久磁石１８の最大磁力位置から２２．５度
の範囲にあり、相当大きな出力トルクを得ることができ
るとともに、回転するに伴って、コイル１５ａ、１５ｂ
の有効線長部δが永久磁石１８の最大磁力位置に近づ
き、回転するに従って出力トルクが大きくなる。

【００３２】このように、有効線長部δを有した２個の
コイル１５ａ、１５ｂが、永久磁石１８による磁界内に
位置しており、この永久磁石１８に、４極着磁させてい
るので、コイル１５ａ、１５ｂの有効線長部δを永久磁
石１８の最大磁力付近に位置させることができ、コイル
１５ａ、１５ｂの全長を長くしたり、永久磁石１８に高
価な材料を使用することなく、大きな出力トルクを発生
させることができる。その結果、高出力でかつ安価なモ
ータ１０を得ることができる。

【００３３】また、各コイル１５ａ、１５ｂの軸１１を
中心とした開き角度を９０度以内としているので、充分
な駆動開始トルクを得ることができるとともに、回転に
従って回転トルクを増加させ、また減少させることがで
きる。

【００３４】さらに、軸１１の回転角度を４５度以内と
しているので、コイル１５ａ、１５ｂを常に永久磁石１
８の最大磁力付近に位置させることができ、より一層充
分な駆動開始トルクや大きな平均出力トルクを得ること
ができるとともに、回転に従って回転トルクを増加さ
せ、また減少させることができる。

【００３５】なお、上記実施例においては、２個のコイ
ル１５ａ、１５ｂを設けて、各コイル１５ａ、１５ｂの
扇型の開き角度を９０度とし、永久磁石１８の極数を４
極としているが、これに限るものではなく、コイルの数
をＮ個としたとき、磁石に、２Ｎ個の極数だけ着磁させ
るという条件の下に、要求される回転角やその他の電気
的な条件により、好適なコイル数とその扇型の開き角
度、及び永久磁石の極数を設定することができる。そし
て、上記条件を満たす限り、磁石の最大磁力付近にコイ
ルの有効線長部を位置させることができ、大きな平均出
力トルクを得ることができる。例えば、上記実施例の場
合、２個のコイル１５ａ、１５ｂの扇型の開き角度を６
０度に設定し、永久磁石１８の着磁極数を６極とする
と、３０度未満の回転角度範囲で、大きな出力トルクを
得ることができる。

【００３６】そして、このようなモータ１０は、図５に
示すようなカメラのシャッタ装置３０に適用される。図
５において、上記モータ１０は、シャッタ装置３０のシ
ャッタベース３１に設けられた穴をその軸１１が貫通す
るように取り付けられ、このシャッタベース３１に設け
られた固定穴であるアパーチャ３２に対して、二枚のブ
レード３３、３４が、モータ１０の軸１１を中心として
逆方向に回転可能に支持されている。

【００３７】各ブレード３３、３４は、絞り開口３３
ａ、３４ａを備えており、この絞り開口３３ａ、３４ａ
が、ブレード３３、３４の回動により、互いに重なっ
て、上記アパーチャ３２の中心に整合した開口を画成す
る。この際、この開口は、ブレード３３、３４の回転角
度により、その面積が決定され、撮影の際の絞り値が決
まる。また、この開口の開き始めから閉じるまでの開口
時間により、シャッタ速度が決定され得るようになって
いる。

【００３８】モータ１０の軸１１には、ブレード３３を
回動させるためのレバー３６が圧入等により固着されて
おり、ブレード３４を回動させるためのレバー３７は、
シャッタベース３１に回転可能に支持されている。

【００３９】レバー３６、３７の軸１１の周りには、そ
れぞれ歯車部３６ａ、３７ａが形成されており、互いに
噛合されている。また、レバー３６、３７の先端には、
それぞれピン３６ｂ、３７ｂが植設されており、ピン３
６ｂ、３７ｂが、ブレード３３、３４の係合穴３３ｂ及
びカム形状の係合スリット３４ｂにそれぞれ係合してい
る。なお、図５中、３８は、にげ穴である。

【００４０】この場合、この歯車部３６ａ、３７ａの歯
車比が１：１であると、レバー３６、３７の回転角度は
等しくなるが、レバー３７により回動されるブレード３
４の軸１１に対する回転角度は、ブレード３３の回転角
度より小さくなるので、上記スリット３４ｂの形状を適
宜に選定することにより、ブレード３３、３４の回転角
度が等しくなるように調整されている。なお、ブレード
３３、３４の回転角度の調整は、上記歯車部３６ａ、３
７ａの歯車比を適宜に選定することによっても、行なわ
れ得る。

【００４１】ここで、レバー３６、３７の動作に負荷を
かけるため、レバー３７の歯車部３７ａに対して、負荷
歯車３９が噛合されている。これにより、ブレード３
３、３４の回動が円滑に行なわれ、安定したシャッタ動
作が得られるようになっている。また、負荷歯車３９に
は、バックラッシュを低減させるために、ブレード３
３、３４を閉じる側に作用するバネ４０が設けられてい
る。

【００４２】なお、バネ４０は、直接にレバー３６また
は３７に作用するようにしてもよく、また直接にブレー
ド３３、３４に作用するようにしてもよい。さらに、ブ
レード３３、３４の外周縁には、それぞれエンコーダ用
スリット３３ｃ、３４ｃが形成されており、センサー４
１と共にロータリエンコーダを構成している。

【００４３】なお、図５においては、ブレード３３が、
ブレード３３とブレード３５の二枚構成（なお、説明
上、二枚構成のブレード３３とブレード３５をブレード
３３とする。）になっており、ブレード３４は、二枚構
成のブレード３３の間を摺動するようになっている。こ
れにより、シャッタ閉鎖時に、外光が、ブレード３３、
３４の間を通って、フィルム面に達することがより完全
に阻止され得るようになっている。

【００４４】このようなカメラのシャッタ装置３０にモ
ータ１０を適用すると、上述のように、モータ１０が、
大きな平均出力トルクを持っているので、ブレード３３
及びブレード３４を、確実に、かつ速やかに、必要な回
転角度だけ回転駆動することができ、正確で、かつ高速
にシャッタ動作を行なわせることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、所
定の有効線長部を有した複数のコイルが、磁石による磁
界内に位置しており、このコイルの数をＮ個としたと
き、この磁石に、２Ｎ個の極数だけ着磁しているので、
コイルの有効線長部を磁石の最大磁力付近に位置させる
ことができ、コイルの全長を長くしたり、磁石に高価な
材料を使用することなく、大きな出力トルクが発生する
ことができる。その結果、高出力でかつ安価なモータを
得ることができる。また、コイルを軸を中心として対称
の位置に２個巻回するとともに、各コイルの軸を中心と
した開き角度を９０度以内とすると、充分な駆動開始ト
ルクを得ることができるとともに、回転に従って回転ト
ルクを増加させ、また減少させることができる。さら
に、軸を４５度以内の角度範囲内で回転させると、より
一層充分な駆動開始トルクを得ることができるととも
に、回転に従って回転トルクを増加させ、また減少させ
ることができる。また、コイルを、軸を中心として２個
巻回するとともに、各コイルの軸を中心とした開き角度
を９０度以内とし、磁石とに、それぞれ９０度ずつ４極
に着磁させ、軸を４５度以内の角度範囲内で回転させる
と、モータとして、より一層適切な駆動開始トルクを得
ることができる。さらに、コイルを、軸を中心として２
個巻回するとともに、各コイルの前記軸を中心とした開
き角度を６０度とし、磁石に、それぞれ６０度ずつ６極
に着磁させ、軸を３０度以内の角度範囲内で回転させる
と、小さな回転角度範囲においても、大きな出力トルク
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るモータの正面断面図。

【図２】図１のモータのＡ−Ａ矢視断面図。

【図３】図１の永久磁石の正面図。

【図４】永久磁石の磁力分布曲線図。

【図５】図１のモータを適用したシャッタ装置の分解斜
視図。

【図６】従来のモータの永久磁石の正面図。

【図７】図６の従来のモータの永久磁石の磁力分布曲線
図。

【符号の説明】

１０モータ１１軸１２軸受１３ヨーク１４フレキシブル基板１５ａ、１５ｂコイル１６ロータボス１７ロータヨーク１８永久磁石１９ワッシャー２０センサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の有効線長部を有した複数のコイル
が所定極数の磁石による磁界内に位置し、この磁界とコ
イルを流れる電流との間に作用するトルクにより軸を所
定の角度の範囲内でのみ回転するモータにおいて、前記コイルの数をＮ個としたとき、前記磁石に２Ｎ個の
極数だけ着磁させ、この磁石の最大磁力付近を前記コイ
ルの有効線長部に位置させたことを特徴とする、モー
タ。
【請求項２】前記コイルが、前記軸を中心として対称
の位置に２個巻回され、各コイルの前記軸を中心とした
開き角度が９０度以内であることを特徴とする、請求項
１記載のモータ。
【請求項３】前記軸が４５度以内の角度範囲内で回転
することを特徴とする、請求項１または請求項２記載の
モータ。
【請求項４】前記コイルが、前記軸を中心として２個
巻回されるとともに、各コイルの前記軸を中心とした開
き角度が９０度以内であり、前記磁石が、それぞれ９０
度ずつ４極に着磁され、前記軸が４５度以内の角度範囲
内で回転することを特徴とする、請求項１記載のモー
タ。
【請求項５】前記コイルが、前記軸を中心として２個
巻回されるとともに、各コイルの前記軸を中心とした開
き角度が６０度であり、前記磁石が、それぞれ６０度ず
つ６極に着磁され、前記軸が３０度以内の角度範囲内で
回転することを特徴とする、請求項１記載のモータ。