JPH0965639A - ステップモータ及びステップモータ駆動シャッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 レンズを保持する地板３及びこれを支持する
台板（図示略）の中央部にレンズ開口Ｏが設けてある。
レンズ開口Ｏにはセクタ駆動レバー５を介して動作する
１対のセクタ４が開閉自在に設けてある。セクタ４は、
ステップモータＭによって駆動されるものであり、ロー
タ軸１ａと一体回転するロータカナ２から順次回転力を
セクタに伝達可能である。モータの近傍には、ねじれコ
イルばねからなる付勢手段１５が設けてあり、ロータ軸
１ａに径方向の側圧を及ぼしている。付勢手段の付勢方
向はステータ（図示略）とロータ１との間の磁気吸引力
が働く方向と実質的に等しくしてある。 【効果】 付勢手段によって径方向に付勢力が働くため
に、ロータ軸の軸受内での暴れが押さえられ、モータの
振動や騒音が防止され、これを用いるシャッタの性能が
向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、ステップモータ及びステ
ップモータ駆動シャッタに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、小型カメラのシャッタを駆動さ
せるためのステップモータは、回転自在に軸受部に支持
された永久磁石からなるロータと、このロータと磁気的
に結合するステータと、このステータを励磁させるコイ
ルとによって構成されている（例えば実開昭６０−１４
１６８３号）。ロータの円滑な回転を許容させるために
は、ロータ軸と軸受部との間に多少の隙間を設けること
が必須になっている。ところが、このような隙間はロー
タの回転時にロータ自身の慣性モーメントや被駆動部材
から受ける力によってロータがその軸方向及び径方向に
暴れて振動を生じさせる原因になっている。このため、
ロータ停止時のハンチングが大きくなったり、ロータの
脱調が発生したり、ロータの回転力及び回転速度が不均
衡になるなどの問題がある。したがってこれによって駆
動されるシャッタは、ハンチングを生じ易く、シャッタ
の開閉動作にむらを生じるおそれが問題視されていた。
また、これらの振動等はシャッタの作動音を増大させる
原因にもなっている。

【０００３】この問題に対しては、本出願人は先に１対
のステータを同一水平面上にハの字状に配置し、両ステ
ータの脚部の先端部間に永久磁石を有するロータを回転
自在に設け、ロータの磁気的中心面と両ステータの磁極
部の磁気的中心面とをずらして配置するようにしたもの
を提案している（実公平６−２４８１４号）。これは、
両者の磁気的中心面をずらして、ロータの軸方向に対し
て磁気的付勢力を与え、ロータの一端がロータ支持部材
に押圧されるようにしたもので、これより両者間に摩擦
抵抗を生じさせ、ロータの回転時の振動を吸収し均一で
安定したロータの回転を得ることを可能にしたものであ
る。この結果、ロータの停止位置精度やステップ角精度
が向上し、このモータを採用したシャッタは、安定した
シャッタ開閉動作も得られるようになった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、ロータの軸方向への付勢力の作用及び摩擦抵抗によ
る振動防止の面からは有効なものであるが、径方向に対
する振動についての対策が講じられてないので、依然と
してロータの回転中に、ロータ軸が軸受内で暴れて振動
や騒音の発生を招き、モータの性能や耐久性等に悪影響
を及ぼす問題がある。やはり、このモータをシャッタ駆
動用モータとして使用する場合には、ハンチング発生や
作動音増大の原因となることから、シャッタの性能向上
に支障を生じている問題がある。

【０００５】そこで本発明の目的は、ロータ軸の径方向
に付勢力を働かせることにより、軸受内におけるロータ
軸の暴れを防止し、よってステップモータならびにステ
ップモータ駆動シャッタの性能向上及び騒音の防止を図
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のステップモータは、回転自在に支持さ
れ、永久磁石を有するロータと、このロータと磁気的に
結合するステータと、ステータを励磁させるコイルと、
ロータ軸に側圧を負与可能に設けてある付勢手段とを有
しているところに特徴がある。ロータ軸は付勢手段によ
ってロータの回転平面内と実質的に平行な平面内であっ
てステータとロータとの間の磁気吸引力の合力が働く方
向と実質的に等しい方向に付勢されるようにした。

【０００７】ステップモータのステータは１対を互いに
所定角度だけ傾けた状態で磁極部が対向するように設
け、付勢手段の付勢方向はそれぞれのステータとロータ
との間の磁気吸引力の合力と実質的に等しい方向にする
ことが望ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面を参照
して説明する。図１，２に示すように、永久磁石を有す
るロータ１がロータ軸１ａに一体的に固着してあり、ロ
ータ軸１ａの先端には、モータの回転をシャッタ機構に
伝達するためのロータカナ２が固着してある。

【０００９】レンズを保持する地板３の下面側に台板
（図示略）がネジにより取付けられており、地板３およ
び台板の中心には、レンズ開口のための開口Ｏが形成さ
れているとともに、上記両者間には、１対のセクタ４，
４を格納するセクタ室が形成されている。１対のセクタ
４，４の支持部近傍には、セクタ駆動レバー５が地板に
突設された支軸３ａに揺動自在に取り付けてある。セク
タ駆動レバー５は、ステップモータＭの下面部によって
抜け出さないように支持されている。

【００１０】１対のセクタ４，４は、地板３に設けられ
たピン３ｂ，３ｂにより揺動可能に支持してあり、対称
位置に配置された２枚のセクタ４，４で開口Ｏの大きさ
を決定するように構成してある。

【００１１】セクタ駆動レバー５には、セクタ駆動車６
が回転可能に取付けられており、このセクタ駆動レバー
に設けられた溝部５ｂとセクタ駆動車６に固定された調
整ピン７とが係合してあることにより両者の回転が規制
されている。さらにセクタ駆動レバー５には、地板３を
貫通し、セクタ４の溝部（図示略）と係合するセクタピ
ン５ａを有している。

【００１２】セクタ駆動車６は、セクタ駆動レバー５に
取付けてあり、後述するアイドラー車８と噛合する歯部
６ａと地板３に設けられたピン３ｃと関係して回転を規
制する度決め部６ｂと、バネ（図示略）と係合するピン
（図示略）を有しており、このバネにより反時計方向に
付勢されている。セクタ駆動車６に固定された調整ピン
７は、セクタ駆動車６に係合している径部とセクタ駆動
レバー５の溝部５ｂに係合している径部が偏心している
とともに、セクタ駆動車６にカシメ加工等により所定の
摩擦スリップトルクで回転可能に固定されている。従っ
て調整ピン７の溝部をドライバー等で回すことにより、
セクタ駆動車６の歯部６ａとセクタ駆動レバー５のセク
タピン５ａの位相関係を調整することができる。

【００１３】アイドラー車８は、セクタ駆動車６の歯部
６ａと噛合するピニオン８ａとロータカナ２と噛合する
歯車８ｂとを有し、地板３に設けられた回転軸３ｂに回
転可能に支持され、ステップモータＭの下面部により抜
け出さないように支持されている。また、地板３にはス
テップモータＭを取付けるための柱３ｅ，３ｅが設けて
あり、ステップモータが止めねじで柱３ｅに固定される
ことにより、ロータカナ２とアイドラー車８が噛合し、
両者間にて回転伝達が可能となるようにしてある。

【００１４】続いてステップモータＭの構成について詳
細に説明する。図２に示すように、ステップモータＭは
永久磁石を有するロータ１と、このロータを挾むように
設けてある１対のステータ１２，１２と各ステータを励
磁させるコイル１３，１３とによって構成してある。図
３に示すように、ロータ１と一体のロータ軸１ａの一端
は上板１１の貫通孔１１ａにより回転自在に支持されて
おり、他端は下板１０に設けられた貫通孔１０ａを貫通
しており、その先端にロータ１の回転を伝達するための
ロータカナ２が固着してある。図２に示すステータ１２
はＵ字形状をしており、下板１０に設けられたガイドピ
ン１０ｂによって位置決めされている。このため各磁極
部１２ａ…は、内側（図２下方）に偏って配置されてお
り、後述するようにステータとロータとの磁気吸引力の
合力が内方向き（図２下向き）に作用するようにしてあ
る。さらに、各ステータの磁極部１２ａに磁界を発生さ
せる２つのコイル１３，１３がそれぞれコイル枠１４に
巻線され、ステータ１２の脚部に挿入されている。

【００１５】一方、下板１０と後述の上板１１とはプラ
スチック成形加工で形成されており、下板１０には、上
板１１を取付固定するための係止爪１０ｃ，１０ｃが設
けてある。また、上板１１には図３に示すように、下板
１０のガイドピン１０ｂと嵌合するガイド穴と、係止爪
と係合する引掛部（いずれも図示略）とを有している。
そしてコイル１３，１３が挿入された２つのステータ１
２，１２とロータ１が下板１０に取付けられた後に、上
板１１を上から乗せて係止爪１０ｃと引掛部（図示略）
とを係合させることにより下板１０と上板１１およびス
テータ１２が固定され、ロータ軸１ａが貫通孔１０ａ，
１１ａに軸支されてロータ１が回動自在に支持してある
（図３参照）。

【００１６】図３に示すように、ロータ軸１ａは、下板
１０に設けてある支持突起１０ｄに支持された付勢手段
１５によって側圧を負荷されている。付勢手段１５はピ
アノ線材を加工してなるねじりコイルばねであり、一方
のアーム部１５ａは下板１０に突起された突起１０ｅに
支持され、他方のアーム１５ｂはロータ軸１ａに側圧を
負荷可能に弾接している。

【００１７】図４に示すように、ロータ軸１ａは、貫通
孔１１ａ内で１点鎖線で示してあるように、回転しなが
ら変位していたものが、付勢手段の不勢力によって実線
で示す定位置に位置して回転可能になる。付勢手段１５
によるロータ軸１ａに対する負荷の方向は、ロータ１の
回転平面と実質的に平行な平面内であって、上記したス
テータとロータとの間の磁気吸引力の合力が働く方向と
実質的に等しい方向になるようにしてある。（図４参
照）。この結果、ロータ軸１ａには付勢手段１５による
付勢力と、これと同方向に作用する磁気吸引力との合力
が側圧として作用し、付勢手段１５による付勢力を大き
くしなくてもよいようにしてある。

【００１８】図５は、ステータ１２の各脚部の先端に位
置する４つの磁極部１２ａ…の極性の変化と、この変化
に対応して回転するロータ１の永久磁石の磁極の位置と
の関係を示している。ステータの磁極部１２ａの極性が
図中（ａ），（ｃ）の状態のときには、上向きの磁気吸
引力はほとんど生じないので、下向きの磁気吸引力Ｂだ
けが働く状態になっている。これに対し付勢手段１５に
よるロータ軸１ａに対する側圧の作用方向は図では下向
きであるので、磁気吸引力Ｂの方向と一致している。図
５の（ｂ），（ｄ）の状態のときには、上向きの磁気吸
引力も多少は生じているが、下向きのそれと相殺する
と、なお下向きの磁気吸引力Ｃが大きく作用しているこ
とがわかる。

【００１９】図４において、１点鎖線は、貫通孔１０ａ
内に位置するロータ軸１ａが回転中に暴れている状態を
表している。図４と図５は上下方向が同じになる様に描
かれている。ここに表示してあるように、ロータ軸１ａ
には、付勢手段１５によって生じる付勢力と、磁気吸引
力の合力が実質的に等しい方向に作用しており、これら
の力を合成した合力がロータ軸１ａに働いている。ロー
タ軸１ａは貫通孔１１ａ（１０ａ）内では、従来技術に
おいては、１点鎖線で示すようにその位置を変転する
が、本発明では付勢手段１５によって図面下方に押圧さ
れた状態となっているため、常に同じ位置で回転可能に
なる（図４参照）。

【００２０】図６は他の実施例を示すもので、付勢手段
として永久磁石１６をロータ軸の近傍に設けて、この永
久磁石によってロータ軸を吸引することによって、ロー
タ軸１ａに側圧を作用させようとするものである。永久
磁石１６は、ステータとロータとの磁気吸引力の働く方
向と、ロータ軸と永久磁石との磁気吸引力とが実質的に
等しくなる位置に設置してある。なお、ロータ軸におけ
るこの永久磁石と対向する位置に強磁性材からなるカラ
ーを固着させればより大きな側圧が得られる。

【００２１】この他付勢手段としては、板ばねやコイル
ばねなど他の付勢手段を採用してもよい。上記したよう
に、ロータ軸１ａは付勢手段による付勢力と、ステータ
とロータとの間に生じる磁気吸引力とによって、ロータ
軸の暴れを小さくしているが、さらにこれに加えて本出
願人が既に提案している軸方向への付勢力を付与するこ
と（実公平６−２４８１４号）によって振動を吸引する
ようにすれば、一層防振及び防音の効果が顕著となる。

【００２２】ロータとロータ軸は別部材で説明したが一
体構成でもかまわない。なお、本発明のステップモータ
はカメラのシャッタ駆動用として説明してあるが，これ
に限定されるものではなく、ロータ軸を安定的に回転さ
せるモータ全般に適用可能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明のステップモータは、付勢手段に
よってロータ軸を付勢しているため、ロータの回転中に
暴れることがなく、しかもステータとロータとの間の磁
気吸引力が働く方向と実質的に等しい方向に付勢力が働
くようにしてあるので、小さな付勢力で付勢するだけで
ロータ軸の暴れを小さくすることが可能になる。

【００２４】したがって、本発明のステップモータをカ
メラのシャッタ駆動モータとして用いれば、シャッタの
ハンチングを少なくし、防振，消音効果の高いカメラが
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のステップモータが取り付けられるカメ
ラのシャッタ開閉機構を示す平面図である。

【図２】本発明のステップモータの要部の平面図であ
る。

【図３】ロータとその周囲の部材の状態を示す拡大断面
図である。

【図４】ロータ軸が軸孔内で変位しているのを付勢手段
によって抑えている状態を示す説明図である。

【図５】ステータの磁極部の極性の変化とロータの磁極
の位置及び磁気吸引力との関係を示す説明図である。

【図６】他の実施例におけるロータとその周辺の状態を
示す拡大断面図である。

【符号の説明】

Ｍ ステップモータ １ ロータ １ａ ロータ軸 ４ シャッタ羽根（セクタ） １２ ステータ １３ コイル １５，１６ 付勢手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に支持され、永久磁石を有する
   ロータと、 前記ロータに磁界を与えて回転させるステータと、 前記ステータを励磁させるコイルと、 前記ロータと一体的に設けられたロータ軸と、 前記ロータ軸に対して、前記ロータの回転平面と実質的
   に平行な方向に付勢する付勢手段とを有することを特徴
   とするステップモータ。
2. 【請求項２】 前記付勢手段の付勢方向は、前記ステー
   タと前記ロータとの間の磁気吸引力の合力と実質的に等
   しい方向であることを特徴とする請求項１に記載のステ
   ップモータ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のステップモー
   タと、上記ロータの回転により駆動されるシャッタ羽根
   とを有することを特徴とするステップモータ駆動シャッ
   タ。