JP5020649B2 - Stepping motor and camera diaphragm device - Google Patents
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Description
本発明は、電磁力により回転駆動力を生じるステッピングモータ及びそれを用いたカメラ用絞り装置に関する。 The present invention relates to a stepping motor that generates a rotational driving force by an electromagnetic force and a camera diaphragm device using the stepping motor.
従来のステッピングモータとしては、4極に着磁されたロータ、略U字状に形成されその両端においてロータに対向する一対の磁極部をもつ第1ステータ、第1ステータに巻回された励磁用の第1コイル、略U字状に形成されその両端においてロータに対向する一対の磁極部をもつ第2ステータ、第2ステータに巻回された励磁用の第2コイル、あるいは、さらにロータに対向する一対の補極を備えたものが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
これらのステッピングモータでは、非通電状態での安定性の向上、組立作業の容易化、組立精度の向上等を達成するものである。
しかしながら、ロータは4極に着磁されたものであるため、高分解能を実現し、高精度で円滑な動作を得るのは困難であった。特に、高精度でかつきめ細かな駆動制御が要求されるカメラの絞り装置等の駆動源として適用するには限界があった。
As a conventional stepping motor, a rotor magnetized with four poles, a first stator having a pair of magnetic pole portions formed in a substantially U shape and opposed to the rotor at both ends thereof, and for excitation wound around the first stator A first stator having a pair of magnetic poles opposed to the rotor at both ends thereof, a second coil for excitation wound around the second stator, or further facing the rotor A device having a pair of complementary electrodes is known (for example, see
In these stepping motors, stability in a non-energized state, ease of assembly work, improvement of assembly accuracy, and the like are achieved.
However, since the rotor is magnetized with four poles, it has been difficult to achieve high resolution and to obtain high-precision and smooth operation. In particular, there has been a limit to application as a drive source for a camera diaphragm device or the like that requires high-precision and fine drive control.
また、従来のステッピングモータとしては、8極に着磁されたロータ、略E字状に形成されそれぞれの先端においてロータに対向する3つの磁極部をもつ第1ステータ、第1ステータの中央部に巻回された励磁用の第1コイル、略E字状に形成されそれぞれの先端においてロータに対向する3つの磁極部をもつ第2ステータ、第2ステータの中央部に巻回された励磁用の第2コイル等備えたものが知られている(例えば、特許文献3参照)。
このステッピングモータでは、8極に着磁されたロータ及び3つの磁極部をもつ2つのステータを採用して、高トルク化を図るものである。
しかしながら、このステッピングモータにおいては、略E字状をなすステータの中央部(中央の極歯)にコイルが巻回されているため、所定以上の巻数を確保しようとするとステータの大型化を招き、一方、ステータの小型化を図ろうとするとその両側の部分(両側の極歯)との間隔上の制約によりコイルの巻数が減り、駆動トルクが低下するという問題がある。
In addition, as a conventional stepping motor, a rotor magnetized to 8 poles, a first stator having three magnetic pole portions formed in a substantially E shape and facing the rotor at each tip, and a central portion of the first stator A wound first coil for excitation, a second stator formed in a substantially E shape and having three magnetic pole portions facing the rotor at the respective tips, and an excitation coil wound around the central portion of the second stator What is equipped with the 2nd coil etc. is known (for example, refer to patent documents 3).
This stepping motor employs a rotor magnetized to eight poles and two stators having three magnetic pole portions to increase torque.
However, in this stepping motor, since the coil is wound around the central portion (central pole teeth) of the stator having a substantially E shape, an attempt to secure a predetermined number of turns or more leads to an increase in the size of the stator. On the other hand, when trying to reduce the size of the stator, there is a problem that the number of turns of the coil is reduced due to the restriction on the distance between the both side portions (pole teeth on both sides), and the driving torque is reduced.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、簡略な構造にて、小型化、低コスト化を図りつつ、高分解能を実現でき、高精度でかつ円滑に作動することができ、騒音等の発生を防止できるステッピングモータ及びそれを用いたカメラ用絞り装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The object of the present invention is to realize a high resolution while achieving a reduction in size and cost with a simple structure, and a high resolution. An object of the present invention is to provide a stepping motor that can operate accurately and smoothly and that can prevent noise and the like, and a camera diaphragm using the stepping motor.
本発明のステッピングモータは、周方向に等間隔にて8極に着磁されたマグネットにより外周面を画定する円筒状のロータと、ロータの外周面と対向する磁極部をもつと共に励磁用のコイルが巻回された第1ステータと、ロータの外周面と対向する磁極部をもつと共に励磁用のコイルが巻回された第2ステータとを備え、第1ステータの磁極部と第2ステータの磁極部はロータの回転中心から径方向に伸長する直線に対して線対称に配置されたステッピングモータであって、上記第1ステータの磁極部は、互いに異なる磁極を生じ得る第1磁極部及び第2磁極部を有し、上記第2ステータの磁極部は、直線に対して第1ステータの第1磁極部及び第2磁極部とそれぞれ線対称に配置されると共に互いに異なる磁極を生じ得る第1磁極部及び第2磁極部を有し、第1磁極部は、回転中心に対して上記直線から離隔する角度をθ1とするとき、2°≦θ1≦5°を満たすように形成され、第2磁極部は、回転中心に対して上記直線から離隔する角度をθ2とするとき、137°≦θ2≦140°を満たすように形成され、かつ、第1磁極部及び第2磁極部の中心角をθpとするとき、18.5°≧θp≧12.5°を満たすように形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、第1ステータ及び第2ステータのコイルが(例えば、2相励磁又は1−2相励磁等により)適宜通電されることにより、ロータの8つの磁極(4つのN極及び4つのS極)と第1ステータ及び第2ステータのそれぞれの第1磁極部及び第2磁極部に生じる磁極との磁気的吸引力及び反発力により、高精度にかつ円滑に回転駆動力を発生する。このように、簡略な構造にて、小型化、低コスト化を達成しつつ、高分解能を実現でき、高精度でかつ円滑に作動することができ、騒音等の発生を防止できる。
また、第1磁極部が、回転中心に対して直線から離隔する角度をθ1とするとき、2°≦θ1≦5°を満たすように形成され、第2磁極部が、回転中心に対して直線から離隔する角度をθ2とするとき、137°≦θ2≦140°を満たすように形成され、かつ、第1磁極部及び第2磁極部の中心角をθpとするとき、18.5°≧θp≧12.5°を満たすように形成されているため、第1ステータ及び第2ステータの磁極部とロータの一つの磁極(N極又はS極)との間において、より確実な磁気的吸引力及び反発力を得ることができ、ロータを円滑に回転させることができる。
The stepping motor of the present invention has a cylindrical rotor that defines an outer peripheral surface by a magnet magnetized with eight poles at equal intervals in the circumferential direction, a magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the rotor, and an exciting coil And a second stator having a magnetic pole portion facing the outer peripheral surface of the rotor and having an exciting coil wound thereon, the magnetic pole portion of the first stator and the magnetic pole of the second stator parts is a stepping motor which is arranged in line symmetry with respect to a straight line extending from the center of rotation of the rotor in the radial direction, the magnetic pole portion of the upper Symbol first stator, the first magnetic pole portion and the second may result in different magnetic poles from each other A first magnetic pole portion having two magnetic pole portions, the magnetic pole portion of the second stator being arranged in line symmetry with the first magnetic pole portion and the second magnetic pole portion of the first stator with respect to a straight line, and generating different magnetic poles. Magnetic pole part and second Have a magnetic pole portion, the first magnetic pole portion, when the angle .theta.1 away from the said straight line relative to the center of rotation, it is formed so as to satisfy 2 ° ≦ θ1 ≦ 5 °, the second magnetic pole portion, the rotation When the angle away from the straight line with respect to the center is θ2, it is formed so as to satisfy 137 ° ≦ θ2 ≦ 140 °, and the central angle of the first magnetic pole part and the second magnetic pole part is θp, It is characterized by being formed so as to satisfy 18.5 ° ≧ θp ≧ 12.5 ° .
According to this configuration, when the coils of the first stator and the second stator are energized as appropriate (for example, by two-phase excitation or 1-2 phase excitation), the eight magnetic poles of the rotor (four N poles and four Two S poles) and the magnetic attraction and repulsion between the first and second magnetic poles of the first and second stators to generate a rotational driving force with high accuracy and smoothness. . In this way, with a simple structure, high resolution can be realized while achieving miniaturization and cost reduction, and high precision and smooth operation can be achieved, and generation of noise and the like can be prevented.
Further, when the angle at which the first magnetic pole portion is separated from the straight line with respect to the rotation center is θ1, the first magnetic pole portion is formed so as to satisfy 2 ° ≦ θ1 ≦ 5 °, and the second magnetic pole portion is linear with respect to the rotation center. 1θ ° ≧ θp, where θ2 is an angle that is spaced apart from the first magnetic pole portion and θp is the center angle of the first magnetic pole portion and the second magnetic pole portion, and θ1 Since it is formed so as to satisfy ≧ 12.5 °, a more reliable magnetic attraction force between the magnetic pole portions of the first stator and the second stator and one magnetic pole (N pole or S pole) of the rotor. And a repulsive force can be obtained, and a rotor can be rotated smoothly.
上記構成のステッピングモータにおいて、ロータの外径をφD、第1ステータの第1磁極部と第2ステータの第1磁極部のギャップをG1とするとき、0.04×φD≦G1≦0.06×φDを満たすように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第1ステータの第1磁極部と第2ステータの第1磁極部のギャップG1が上述の条件式を満たすように形成されることで、強力で確実な回転駆動力を得ることができる。
In the stepping motor having the above configuration, when the outer diameter of the rotor is φD and the gap between the first magnetic pole portion of the first stator and the first magnetic pole portion of the second stator is G1, 0.04 × φD ≦ G1 ≦ 0.06 A configuration formed so as to satisfy × φD can be employed.
According to this configuration, the gap G1 between the first magnetic pole portion of the first stator and the first magnetic pole portion of the second stator is formed so as to satisfy the above-described conditional expression, thereby obtaining a strong and reliable rotational driving force. be able to.
上記構成のステッピングモータにおいて、ロータの外径をφD、前記第1磁極部及び第2磁極部とロータの外周面とのギャップをG2とするとき、0.06×φD≦G2≦0.10×φDを満たすように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、第1ステータ及び第2ステータの第1磁極部及び第2磁極部とロータの外周面とのギャップG2が上述の条件式を満たすように形成されることで、発生する磁力線を有効に利用することができ、強力で確実な回転駆動力を得ることができる。
In the stepping motor having the above configuration, when the outer diameter of the rotor is φD and the gap between the first magnetic pole portion and the second magnetic pole portion and the outer peripheral surface of the rotor is G2, 0.06 × φD ≦ G2 ≦ 0.10 × A configuration formed so as to satisfy φD can be adopted.
According to this configuration, the magnetic field lines generated by forming the gap G2 between the first magnetic pole portion and the second magnetic pole portion of the first stator and the second stator and the outer peripheral surface of the rotor so as to satisfy the above-described conditional expression. Can be used effectively, and a strong and reliable rotational driving force can be obtained.
また、本発明のカメラ用絞り装置は、所定口径の開口部を有する基板と、基板に対して回動自在にかつ開口部の周囲に配列されて各々の協働により開口部の絞り動作を行なう複数の絞り羽根と、複数の絞り羽根を駆動するべく基板に対して回動自在に設けられた駆動リングと、駆動リングに駆動力を及ぼす駆動源とを備え、この駆動源は、上述の構成をなすステッピングモータのいずれかのステッピングモータである、ことを特徴としている。
この構成によれば、ステッピングモータのコイルが通電されると、ロータは、騒音及び振動等を招くことなく、高精度にかつ円滑に回転駆動力を発生する。これにより、駆動リングが高精度に駆動され、複数の絞り羽根は、安定して確実に開口部の絞り動作及び非絞り(開放)動作を行なう。
In addition, the diaphragm device for a camera of the present invention performs a diaphragm operation of the opening by cooperating with a substrate having an opening of a predetermined aperture and a substrate that is rotatable around the opening and around the opening. A plurality of aperture blades, a drive ring provided to be rotatable with respect to the substrate to drive the plurality of aperture blades, and a drive source that exerts a drive force on the drive ring, the drive source having the above-described configuration The stepping motor is any one of the stepping motors.
According to this configuration, when the coil of the stepping motor is energized, the rotor generates a rotational driving force with high accuracy and smoothly without causing noise and vibration. As a result, the drive ring is driven with high accuracy, and the plurality of diaphragm blades stably perform the diaphragm operation and the non-diaphragm (open) operation of the opening.
以上述べたように、本発明のステッピングモータによれば、簡略な構造にて、小型化、低コスト化等を達成しつつ、高分解能を実現でき、騒音等の発生を招くことなく、高精度でかつ円滑な回転駆動力を発生することができる。また、本発明のカメラ用絞り装置によれば、駆動源として上記のステッピングモータが用いられることで、ロータは安定して回転し、複数の絞り羽根は、きめ細かで安定した絞り動作及び非絞り動作を行なうことができる。 As described above, according to the stepping motor of the present invention, high resolution can be realized with a simple structure while achieving downsizing, cost reduction, etc., and high accuracy without causing noise or the like. And a smooth rotational driving force can be generated. Further, according to the camera diaphragm device of the present invention, the above stepping motor is used as a drive source, so that the rotor rotates stably, and the plurality of diaphragm blades are fine and stable diaphragm operation and non-diaphragm operation. Can be performed.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1ないし図7は、本発明に係るステッピングモータの一実施形態を示すものであり、図1はその概略構成を示す平面図、図2はその一部を拡大した平面図、図3はその断面図、図4及び図5は動作図、図6及び図7は動作を説明するためのタイムシーケンス図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 7 show an embodiment of a stepping motor according to the present invention. FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration thereof, FIG. 2 is an enlarged plan view thereof, and FIG. 3 is a plan view thereof. FIG. 4 and FIG. 5 are operation diagrams, and FIG. 6 and FIG. 7 are time sequence diagrams for explaining the operation.
このステッピングモータは、図1なし図3に示すように、ベース10、ベース10に回動自在に支持されたロータ20、略U字状に形成されてベース10に固定された第1ステータ30、第1ステータ30に巻回された励磁用の第1コイル40、略U字状に形成されてベース10に固定された第2ステータ50、第2ステータ50に巻回された励磁用の第2コイル60等を備えている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the stepping motor includes a
ベース10は、図3に示すように、ロータ20を回動自在に支持する支軸11、第1ステータ30を固定する固定部12、第2ステータ50を固定する固定部13等を一体的に備えている。
ここで、支軸11は、後述するロータ20の回転中心(線)Cを画定している。
As shown in FIG. 3, the
Here, the
ロータ20は、図1ないし図3に示すように、周方向に等間隔にて8つの磁極(すなわち、中心角がそれぞれ45度をなす4つのN極と4つのS極が交互に配列された状態)に着磁されると共に所定の外径φDをなす外周面21aを画定する円筒状のマグネット21、マグネット21を外嵌して固着すると共にベース10の支軸11に回動自在に外嵌される貫通孔をもつ軸部材22、軸部材22の先端側に形成され外部に回転駆動力を出力する歯車23等を備えている。
そして、ロータ20は、軸部材22の貫通孔に支軸11が挿入されて、回転中心(線)C回りに回動自在に支持されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
The
第1ステータ30は、図1ないし図3に示すように、2つの腕部31,32を画定するように略U字状に形成されて、ベース10の固定部12に固定されている。
腕部31の先端は、ロータ20の外周面21aと対向する第1磁極部31aを画定するように形成され、腕部32の先端は、ロータ20の外周面21aと対向する第2磁極部32aを画定するように形成されている。
第1磁極部31aは、ロータ21の外周面21aと所定のギャップG2を画定する円弧面31a´を形成している。
第2磁極部32aは、ロータ21の外周面21aと所定のギャップG2を画定する円弧面32a´を形成している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
The tip of the
The first
The second
第1コイル40は、ボビン40aを介して第1ステータ30の腕部32に巻回されている。したがって、第1コイル40に流す通電方向を切替えることにより、第1磁極部31aにN極(又はS極)を生じさせ、第2磁極部32aにS極(又はN極)を生じさせることができる。
The
第2ステータ50は、図1ないし図3に示すように、2つの腕部51,52を画定するように略U字状に形成されて、ベース10の固定部13に固定されている。
腕部51の先端は、ロータ20の外周面21aと対向する第1磁極部51aを画定するように形成され、腕部52の先端は、ロータ20の外周面21aと対向する第2磁極部52aを画定するように形成されている。
第1磁極部51aは、ロータ21の外周面21aと所定のギャップG2を画定する円弧面51a´を形成している。
第2磁極部52aは、ロータ21の外周面21aと所定のギャップG2を画定する円弧面52a´を形成している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
The tip of the
The first
The second
第2コイル60は、ボビン60aを介して第2ステータ50の腕部52に巻回されている。したがって、第2コイル60に流す通電方向を切替えることにより、第1磁極部51aにN極(又はS極)を生じさせ、第2磁極部52aにS極(又はN極)を生じさせることができる。
The
ここで、第1ステータ30及び第2ステータ50は、磁力線を通す磁性材料により同一の形状に形成されており、図1及び図2に示すように、ロータ20の回転中心(線)Cから径方向に伸長する直線Lに対して線対称となる状態で、ロータ20を挟むように配置されている。
さらに詳述すると、図2に示すように、第1ステータ30の第1磁極部31aは、ロータ20の回転中心Cを中心として、直線Lから時計回りに角度θ1だけ離隔した位置を起点として形成されており、第2ステータ50の第1磁極部51aは、ロータ20の回転中心Cを中心として、直線Lから反時計回りに同一の角度θ1だけ離隔した位置を起点として形成されている。
Here, the
More specifically, as shown in FIG. 2, the first
また、第1ステータ30の第1磁極部31aと第2ステータ50の第1磁極部51aは、図2に示すように、直線Lに垂直な方向においてギャップG1をなすように配置されている。
ここで、ギャップG1の値としては、ロータ20の外径φDの4パーセントから6パーセントの範囲の寸法(0.04×φD≦G1≦0.06×φD)に設定されるのが好ましい。これによれば、第1ステータ30の第1磁極部31aと第2ステータ50の第1磁極部51aのギャップG1が上述の条件式を満たすように形成されることで、強力で確実な回転駆動力を得ることができる。
Further, the first
Here, the value of the gap G1 is preferably set to a dimension (0.04 × φD ≦ G1 ≦ 0.06 × φD) in the range of 4% to 6% of the outer diameter φD of the
また、図2に示すように、第1ステータ30の第2磁極部32aは、ロータ20の回転中心Cを中心として、直線Lから時計回りに角度θ2だけ離隔した位置を起点として形成されており、第2ステータ50の第2磁極部52aは、ロータ20の回転中心Cを中心として、直線Lから反時計回りに同一の角度θ2だけ離隔した位置を起点として形成されている。
As shown in FIG. 2, the second
ここで、第1ステータ30の第1磁極部31a及び第2ステータ50の第1磁極部51aに関する角度θ1の値としては、2°から5°の範囲(2°≦θ1≦5°)に設定されるのが好ましく、又、第1ステータ30の第2磁極部32a及び第2ステータ50の第2磁極部52aに関する角度θ2の値としては、137°から140°の範囲(137°≦θ2≦140°)に設定されるのが好ましい。
これによれば、第1ステータ30及び第2ステータ50の第1磁極部31a,51aと第2磁極部32a,52aが上述の条件式を満たすように形成されることで、各々の磁極部31a,32a,51a,52aとロータ20の一つの磁極(N極又はS極)との間において、より確実な磁気的吸引力及び反発力を得ることができる。
Here, the value of the angle θ1 regarding the first
According to this, the first
さらに、第1ステータ30の第1磁極部31a及び第2磁極部32aと第2ステータ50の第1磁極部51a及び第2磁極部52aの中心角(すなわち、ロータ20の外周面21aと対向する円弧面31a´,32a´,51a´,52a´の幅を画定する角度)θpは一つの磁極(N極又はS極)の円弧面の半分よりも小さい幅で対向し得るように形成されている。
ここで、中心角θpの値としては、12.5°から18.5°の範囲(12.5°≦θp≦18.5°)に設定されるのが好ましい。尚、角度θ1が2°のとき中心角θpは18.5°に対応し、角度θ1が5°のとき中心角θpは12.5°に対応するように形成される。
これによれば、第1ステータ30及び第2ステータ50の第1磁極部31a,51aと第2磁極部32a,52aの中心角θpが上述の条件式を満たすように形成されることで、各々の磁極部31a,32a,51a,52aとロータ20の一つの磁極(N極又はS極)との間において、より確実な磁気的吸引力及び反発力を得ることができる。
Further, the first
Here, the value of the central angle θp is preferably set in the range of 12.5 ° to 18.5 ° (12.5 ° ≦ θp ≦ 18.5 °). When the angle θ1 is 2 °, the central angle θp corresponds to 18.5 °, and when the angle θ1 is 5 °, the central angle θp corresponds to 12.5 °.
According to this, by forming the central angle θp of the first
さらに、第1ステータ30及び第2ステータ50の第1磁極部31a,51a及び第2磁極部32a,52aとロータ20の外周面21aとのギャップG2の値としては、ロータの外径φDの6パーセントから10パーセントの範囲の寸法(0.06×φD≦G2≦0.10×φD)に設定されるのが好ましい。
これによれば、第1ステータ30及び第2ステータ50の第1磁極部31a,51a及び第2磁極部32a,52aとロータ20の外周面21aとのギャップG2が上述の条件式を満たすように形成されることで、発生する磁力線を有効に利用することができ、強力で確実な回転駆動力を得ることができる。
Furthermore, the value of the gap G2 between the first
According to this, the gap G2 between the first
次に、このステッピングモータの動作を、図4ないし図6を参照しつつ説明する。ここでは、図6に示すように、第1コイル40及び第2コイル60を2相励磁により通電駆動する場合について説明する。
先ず、初期位置(第1コイル40及び第2コイル60がそれぞれ所定方向に通電された状態)において、図4中のS1に示すように、第1磁極部31aにS極、第2磁極部32aにN極、第1磁極部51aにN極、第2磁極部52aにS極がそれぞれ生じて、磁気的吸引力により、ロータ20は所定の角度位置に停止している。
Next, the operation of this stepping motor will be described with reference to FIGS. Here, as shown in FIG. 6, the case where the
First, at an initial position (a state in which the
続いて、第1コイル40の通電方向を逆向きに切替えると、図4中のS2に示すように、第1磁極部31aにN極、第2磁極部32aにS極が生じる。そして、ロータ20は、図4中のS3に示すように、時計回りに所定角度Δθ(22.5度((360度/8)/2)だけ回転する。
Subsequently, when the energization direction of the
続いて、第2コイル60の通電方向を逆向きに切替えると、図4中のS4に示すように、第1磁極部51aにS極、第2磁極部52aにN極が生じる。そして、ロータ20は、図4中のS5に示すように、時計回りに所定角度Δθ(22.5度((360度/8)/2)だけ回転する。
Subsequently, when the energization direction of the
続いて、第1コイル40の通電方向を逆向きに切替えると、図5中のS6に示すように、第1磁極部31aにS極、第2磁極部32aにN極が生じる。そして、ロータ20は、図5中のS7に示すように、時計回りに所定角度Δθ(22.5度((360度/8)/2)だけ回転する。
Subsequently, when the energization direction of the
続いて、第2コイル60の通電方向を逆向きに切替えると、図5中のS8に示すように、第1磁極部51aにN極、第2磁極部52aにS極が生じる。そして、ロータ20は、図5中のS9に示すように、時計回りに所定角度Δθ(22.5度((360度/8)/2)だけ回転する。
その後、図4中のS2から図5中のS9の動作が繰り返される。
Subsequently, when the energization direction of the
Thereafter, the operation from S2 in FIG. 4 to S9 in FIG. 5 is repeated.
すなわち、このステッピングモータによれば、ロータ20は、第1コイル40及び第2コイル60に印加される電力パルスに対応して歩進あるいは連続的に回転するものであり、入力パルス数に比例して回転角度が変化し、入力周波数に比例して回転速度が変化するものである。
したがって、上述した図6に示すような2相励磁、又は、図7に示すような1−2相励磁を行って、電力パルス及び回転磁界の方向を適宜制御することにより、ステップ角度の小さい高分解能のステッピングモータを実現することができ、又、このステッピングモータにより、高精度でかつ円滑な回転駆動力を得ることができ、円滑であるが故に騒音等の発生を防止することもできる。
That is, according to this stepping motor, the
Therefore, by performing the two-phase excitation as shown in FIG. 6 or the 1-2 phase excitation as shown in FIG. 7 and appropriately controlling the direction of the power pulse and the rotating magnetic field, the high step angle is small. A stepping motor with resolution can be realized, and with this stepping motor, a high-precision and smooth rotational driving force can be obtained, and since it is smooth, generation of noise and the like can be prevented.
図8ないし図10は、上述のステッピングモータを駆動源として備えたカメラ用絞り装置の一実施形態を示すものであり、図8は装置の平面図、図9は装置の内部を示す平面図、図10は装置の断面図である。 8 to 10 show an embodiment of a camera diaphragm device provided with the above-described stepping motor as a drive source. FIG. 8 is a plan view of the device, and FIG. 9 is a plan view showing the inside of the device. FIG. 10 is a sectional view of the apparatus.
この装置は、図8ないし図10に示すように、所定口径の開口部110a,120aを有する基板としての地板110及び裏板120、地板110に対して回動自在に設けられた複数(ここでは、6枚)の絞り羽根130、複数の絞り羽根130を駆動するための駆動リング140、大歯車151及び小歯車152を一体的に備える二段歯車150、二段歯車150を介して駆動リング140に駆動力を及ぼす駆動源としてのステッピングモータM等を備えている。
As shown in FIGS. 8 to 10, this apparatus is provided with a plurality of (here, a plurality of)
ステッピングモータMは、前述同様の構成をなし、図8及び図10に示すように、ロータ20、第1ステータ30、第1コイル40、第2ステータ50、第2コイル60を備えている。
ロータ20は、前述同様に、マグネット21、軸部材22、歯車23等を一体的に備えている。
第1ステータ30及び第2ステータ50は、前述同様に、第1磁極部31a,51a及び第2磁極部32a,52aをそれぞれ備えている。
The stepping motor M has the same configuration as described above, and includes a
As described above, the
As described above, the
地板110は、図8ないし図10に示すように、円板状に形成され、その中央部に所定口径の開口部110a、ロータ20を回動自在に支持する支軸111、第1ステータ30を固定する固定軸112、第2ステータ50を固定する固定軸113、歯車150を回動自在に支持する支軸114、6枚の絞り羽根130を揺動自在に支持する6つの支持穴115を備えている。
裏板120は、所定口径の開口部120aを画定するように形成され、図10に示すように、地板110に対して所定の間隔をおいて連結されて、複数の絞り羽根130及び駆動リング140等を収容する羽根室Wを画定している。
As shown in FIGS. 8 to 10, the
The
各々の絞り羽根130は、全て同一の輪郭に形成されており、図9及び図10に示すように、支持穴115に挿入されるべく一端部に形成された支持ピン131、支持ピン131から所定の距離だけ離れた位置において駆動リング140の後述するカム溝141に係合する係合ピン132を備えている。
そして、6枚の絞り羽根130は、図9及び図10に示すように、それぞれの支持ピン131が地板110の支持穴115に挿入されて、地板110に対して回動自在に支持され、又、それぞれの係合ピン132が駆動リング40のカム溝141に挿入されて、カム溝141に沿って案内されるようになっている。
すなわち、6枚の絞り羽根130は、図9に示すように、非絞り状態でそれぞれの一部が重なり合って開口部110a,120aから後退した非絞り位置に位置し、絞り状態では開口部110a,120a内に臨んで、お互いに協働して(重なり合って)開口部110a,120aを所定の口径に絞るようになっている。
Each of the
As shown in FIGS. 9 and 10, the six
That is, as shown in FIG. 9, the six
駆動リング140は、その回動動作により、6枚の絞り羽根130に絞り動作又は非絞り動作を行なわせるものであり、図8及び図9に示すように、環状に形成されて、その中央部において地板110の開口部110aよりも若干径が大きい開口部140a、その周方向において略等間隔に配列された複数(ここでは、6個)のカム溝141、外周縁の一部において二段歯車150の小歯車152と噛合する歯列142を備えている。
The
ここで、駆動リング140の作用を説明すると、6枚の絞り羽根130が協働して、開口部110a,120aを所定の口径に絞る絞り状態から、駆動リング140が一方向に回転すると、係合ピン132はカム溝141に沿って径方向の外側に移動し、駆動リング140がその回転端に至ったとき、図9に示すように、6枚の絞り羽根130は開口部110a,120aを全開する非絞り状態に位置付けられる。
一方、非絞り状態から駆動リング140が逆向きに回転すると、係合ピン132はカム溝141に沿って径方向の内側に移動し、6枚の絞り羽根130は開口部110a,120aを絞る絞り状態に位置付けられる。
すなわち、この絞り装置がカメラに適用された場合、ステッピングモータMにより円滑にかつ高精度に駆動されるため、所望の光量が得られると共に、騒音等を防止でき、特に録音機能を備えたカメラにおいて好ましい。
Here, the operation of the driving
On the other hand, when the
That is, when this diaphragm device is applied to a camera, it is driven smoothly and with high precision by the stepping motor M, so that a desired amount of light can be obtained and noise can be prevented, especially in a camera having a recording function. preferable.
上記実施形態においては、ステッピングモータのロータ20が、回転駆動力を出力する歯車23をもつ場合を示したが、これに限定されるものではなく、出力部として回転中心から偏倚した位置に設けられた駆動ピン等を備えるものでもよい。
上記実施形態においては、ロータ20を支軸11,111で回動自在に支持する構成を示したが、これに限定されるものではなく、ロータに一体的に回転する軸を設け、この軸をベースあるいは基板の軸穴に挿入して回動自在に支持してもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
In the above-described embodiment, the configuration in which the
以上述べたように、本発明のステッピングモータは、簡略な構造にて、低コスト化等を達成しつつ、高分解能を実現でき、騒音等の発生を招くことなく、高精度でかつ円滑な回転駆動力を発生することができるため、カメラ用絞り装置の駆動源として適用できるのは勿論のこと、その他の光学系の駆動源として、あるいは、他の分野の駆動源としても有用である。 As described above, the stepping motor of the present invention can achieve high resolution while achieving low cost, etc. with a simple structure, and can rotate smoothly with high accuracy without causing noise or the like. Since a driving force can be generated, it can be applied as a driving source for a camera diaphragm device, and is also useful as a driving source for other optical systems or as a driving source in other fields.
L 直線
C ロータの回転中心
10 ベース
11 支軸
12,13 固定部
20 ロータ
21 マグネット
22 軸部材
23 歯車
30 第1ステータ
31,32 腕部
31a 第1磁極部
31a´ 円弧面
32a 第2磁極部
32a´ 円弧面
40 第1コイル
50 第2ステータ
51,52 腕部
51a 第1磁極部
51a´ 円弧面
52a 第2磁極部
52a´ 円弧面
60 第2コイル
110 地板(基板)
110a 開口部
111 支軸
112,113 固定軸
114 支軸
115 支持穴
120 裏板(基板)
120a 開口部
130 複数の絞り羽根
131 支持ピン
132 係合ピン
140 駆動リング
141 カム溝
142 歯列
150 二段歯車
M ステッピングモータ(駆動源)
L straight line C rotor center of
Claims (4)
前記第1ステータの磁極部は、互いに異なる磁極を生じる得る第1磁極部及び第2磁極部を有し、
前記第2ステータの磁極部は、前記直線に対して前記第1ステータの第1磁極部及び第2磁極部とそれぞれ線対称に配置されると共に互いに異なる磁極を生じ得る第1磁極部及び第2磁極部を有し、
前記第1磁極部は、前記回転中心に対して前記直線から離隔する角度をθ1とするとき、2°≦θ1≦5°を満たすように形成され、
前記第2磁極部は、前記回転中心に対して前記直線から離隔する角度をθ2とするとき、137°≦θ2≦140°を満たすように形成され、かつ、
前記第1磁極部及び第2磁極部の中心角をθpとするとき、18.5°≧θp≧12.5°を満たすように形成されている、
ことを特徴とするステッピングモータ。 A cylindrical rotor that delimits an outer peripheral surface by a magnet magnetized with eight poles at equal intervals in the circumferential direction, a magnetic pole portion that faces the outer peripheral surface of the rotor, and an excitation coil is wound around 1 stator and a second stator having a magnetic pole portion opposed to the outer peripheral surface of the rotor and wound with an exciting coil, and the magnetic pole portion of the first stator and the magnetic pole portion of the second stator are A stepping motor arranged symmetrically with respect to a straight line extending in the radial direction from the rotation center of the rotor ,
Pole portion before Symbol first stator has a first magnetic pole portion and the second magnetic pole portion obtained produce different magnetic poles,
The magnetic pole portions of the second stator are arranged in line symmetry with the first magnetic pole portion and the second magnetic pole portion of the first stator with respect to the straight line, respectively, and can generate different magnetic poles. have a magnetic pole portion,
The first magnetic pole portion is formed so as to satisfy 2 ° ≦ θ1 ≦ 5 °, where θ1 is an angle away from the straight line with respect to the rotation center,
The second magnetic pole portion is formed to satisfy 137 ° ≦ θ2 ≦ 140 °, where θ2 is an angle away from the straight line with respect to the rotation center, and
When the central angle of the first magnetic pole part and the second magnetic pole part is θp, it is formed so as to satisfy 18.5 ° ≧ θp ≧ 12.5 °.
Stepping motor characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載のステッピングモータ。 When the outer diameter of the rotor is φD and the gap between the first magnetic pole portion of the first stator and the first magnetic pole portion of the second stator is G1, 0.04 × φD ≦ G1 ≦ 0.06 × φD is satisfied. Is formed as
The stepping motor according to claim 1 .
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のステッピングモータ。 When the outer diameter of the rotor is φD and the gap between the first and second magnetic pole portions and the outer peripheral surface of the rotor is G2, 0.06 × φD ≦ G2 ≦ 0.10 × φD is satisfied. Formed,
The stepping motor according to claim 1 , wherein the stepping motor is provided.
前記駆動源は、請求項1ないし3いずれか一つに記載のステッピングモータである、
ことを特徴とするカメラ用絞り装置。 A substrate having an opening with a predetermined aperture, a plurality of aperture blades arranged to be rotatable with respect to the substrate and arranged around the opening to cooperate with each other to perform the aperture operation of the opening, and the plurality A drive ring that is rotatably provided with respect to the substrate to drive the diaphragm blades, and a drive source that exerts a drive force on the drive ring,
The drive source is a stepping motor according to any one of claims 1 to 3 .
An aperture device for a camera.
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