(57)【要約】【課題】消費電力が少なく、且つ、小型で省スペースな回転体ロック機構およびこれを備える回転板駆動装置を提案すること。【解決手段】ロータリシャッタ装置１（回転板駆動装置）は、第１、第２シャッタ板２０、３０を回転させる第１、第２モータ５０Ａ、６０Ａと、第１、第２シャッタ板２０、３０を所定の停止位置にロックするシャッタロック機構８０を有する。シャッタロック機構８０は、第１回転軸５３と一体に回転する環状プレート８３に形成された係合凹部８４と、第１モータハウジング１１の貫通部８２の外側に配置されたロック用モータ８１を備える。ロック用モータ８１を正回転させると、シャフト８１ａが前進して係合凹部８４に係合し、ロック状態が形成される。ロック用モータ８１を逆回転させると、シャフト８１ａが後退して係合凹部８４から離脱し、アンロック状態が形成される。【選択図】図２
2014130266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に形成された係合凹部と、
ロータおよび当該ロータの回転に基づいて軸線方向に移動するシャフトを備えるステッピングモータとを有し、
前記ステッピングモータは、
前記シャフトの先端を前記係合凹部内に進入させて、前記回転体が回転不能なロック状態を形成し、
前記シャフトの先端を前記係合凹部から離脱させて、前記回転体が回転可能なアンロック状態を形成することを特徴とする回転体ロック機構。
【請求項２】
前記係合凹部は、前記回転体の外周側端面に開口しており、
前記ステッピングモータは、前記シャフトの先端を前記外周側端面に向けて前記回転体の外周側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転体ロック機構。
【請求項３】
前記係合凹部内から先端が離脱したアンロック位置に前記シャフトが移動したことを検出する検出部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の回転体ロック機構。
【請求項４】
前記回転体における複数の角度位置に前記係合凹部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の回転体ロック機構。
【請求項５】
回転板と、
当該回転板を回転させる回転板駆動モータと、
当該回転板駆動モータの回転軸と一体に回転する回転体と、
当該回転体を予め設定した回転位置でロックする請求項１乃至４の何れかに記載の回転体ロック機構とを有することを特徴とする回転板駆動装置。
【請求項６】
前記回転体は、前記回転板駆動モータのモータハウジング内に配置されており、
前記回転体を周方向に囲む前記モータハウジングの部位に貫通部が設けられ、
前記回転体ロック機構は、前記モータハウジングにおける前記貫通部の外側に配置された前記ステッピングモータを備えることを特徴とする回転板駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体を予め設定した停止位置で保持するための回転体ロック機構、および、回転板駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転体の駆動装置としては、例えば、透光部を備えたシャッタ板（回転体）をモータ等の駆動源によって回転させる装置が提案されている。特許文献１には、この種の回転板駆動装置が開示されている。特許文献１の回転板駆動装置（ロータリシャッタ装置）は、２枚のシャッタ板と、各シャッタ板を回転駆動させる２つのモータと、波動歯車機構を備えている。両モータの回転速度を同一にすると、両シャッタ板は、シャッタ開口角度を一定に保ったまま、同一の回転速度で回転する。また、両モータの回転速度を変えることにより、両シャッタ板を異なる速度で回転させ、シャッタ開口角度を変えることができる。
【０００３】
かかる装置において、撮影時に撮像光路をシャッタ板で遮らないようにするため、外乱があってもシャッタ板が簡単に動かないように保持する必要がある。従来のロータリシャッタ装置では、モータのサーボ制御によってシャッタ板を停止位置に保持している。サーボ制御による位置保持では、モータのステータコイルに一定の電流を流し続けてロータを吸着することにより、モータの回転を阻止させる。また、シャッタ板の回転位置を監視して、外乱（装置を振り回すなど）によってシャッタ板に大きな慣性力が加わったときには、これに抗してシャッタ板を停止位置に保持するようにモータを制御する。また、シャッタ板を停止位置に保持するための他の手段としては、シャッタ板を取り付けた回転体あるいは回転軸の摺動部に電磁力によって駆動されるブレーキ部材を押し付けて制動力を発生させ、停止位置に保持する電磁ブレーキを用いることもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３３１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電磁ブレーキは設置スペースが大きいという問題点があった。特に、モータ軸線方向に設置スペースが必要なため、扁平形状の回転板駆動装置には不向きであった。また、電磁ブレーキは、ロック状態とアンロック状態のどちらかで電流を流し続ける構造のため、消費電力が大きいことが問題であった。一方、サーボ制御によってシャッタ板の位置保持を行う場合、装置の大型化の問題はないものの、停止中にコイルに電流を流し続ける必要があり、外乱（装置を振り回すなど）に逆らってシャッタ板を保持する制御を行うときには更に大きな電力を消費する。従って、電磁ブレーキを用いる場合と同様に、省電力化に不向きな構成であった。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、消費電力が少なく、且つ、小型で省スペースな回転体ロック機構およびこれを備える回転板駆動装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の回転体ロック機構は、
回転体に形成された係合凹部と、
ロータおよび当該ロータの回転に基づいて軸線方向に移動するシャフトを備えるステッピングモータとを有し、
前記ステッピングモータは、
前記シャフトの先端を前記係合凹部内に進入させて、前記回転体が回転不能なロック状態を形成し、
前記シャフトの先端を前記係合凹部から離脱させて、前記回転体が回転可能なアンロック状態を形成することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、このように、ステッピングモータのシャフトを回転体の係合凹部に進入させて係合させ、回転体をロックすることができる。また、シャフトを係合凹部から離脱した位置まで移動させることにより、ロック状態を解除（アンロック）することができる。従って、電力を消費するのはロック状態とアンロック状態の切り換えの時だけであり、消費電力が少ない。また、小型のステッピングモータを用いることができるため、小型で省スペースな構成にすることができる。
【０００９】
本発明において、前記回転体は環状プレートであり、前記係合凹部は、前記環状プレートの外周側端面に開口しており、前記ステッピングモータは、前記シャフトの先端を前記外周側端面に向けて前記回転体の外周側に配置されていることが望ましい。このようにすると、回転体の外周側にステッピングモータを配置できるため、回転体の軸線方向における設置スペースを小さくすることができる。
【００１０】
また、本発明において、前記係合凹部内から先端が離脱したアンロック位置に前記シャフトが移動したことを検出する検出部を備えることが望ましい。このようにすると、検出部の出力に基づき、アンロック状態を確実に形成できる。また、アンロック状態から規定量だけステッピングモータを駆動することにより、ロック状態を確実に形成できる。更に、シャフトの位置を精密に制御できるため、部材同士の衝突を回避でき、動作音を小さくできる。
【００１１】
ここで、本発明において、前記回転体における複数の角度位置に前記係合凹部を設けることもできる。このようにすると、複数の回転位置で回転体をロックできる。
【００１２】
次に、本発明の回転板駆動装置は、
回転板と、
当該回転板を回転させる回転板駆動モータと、
当該回転板駆動モータの回転軸と一体に回転する回転体と、
当該回転体を予め設定した回転位置でロックする上記の回転体ロック機構とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明は、このように、小型で省スペースな回転体ロック機構を備えるため、扁平な形状の回転板駆動装置を構成するのに適している。また、消費電力が少ないため、回転板駆動装置の省電力化に有利である。更に、ステッピングモータは動作音が小さいため、ロック動作およびアンロック動作時の動作音を小さくできる。
【００１４】
本発明において、前記回転体は、前記回転板駆動モータのモータハウジング内に配置されており、前記回転体を周方向に囲む前記モータハウジングの部位に貫通部が設けられ、前記回転体ロック機構は、前記モータハウジングにおける前記貫通部の外側に配置された前記ステッピングモータを備えることが望ましい。このように、ロータに取り付けた部材（回転体）に係合凹部を形成すると共に、モータハウジングの外周側にステッピングモータを設置するだけで良いため、既存の構成を大幅に変更する必要がなく、容易に回転体ロック機構を設置できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、回転体をロックおよびアンロックする回転体ロック機構の消費電力を少なくすることができる。また、小型のステッピングモータを用いることができるため、小型で省スペースな構成にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した回転体ロック機構を備える回転板駆動装置を前方および後方から見た斜視図である。
【図２】回転板駆動装置の縦断面図である。
【図３】回転板駆動装置を前方から見た正面図である。
【図４】ロータおよび環状プレートの平面図、断面図、斜視図である。
【図５】ロック用モータを備えるモータアセンブリの平面図、後面図、側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した回転体ロック機構の実施例としてのシャッタロック機構、および、シャッタロック機構を備える回転板駆動装置の実施例としてロータリシャッタ装置を説明する。
【００１８】
（全体構成）
図１（ａ）はシャッタロック機構を備えるロータリシャッタ装置を前方から見た斜視図であり、図１（ｂ）は後方から見た斜視図である。また、図２はロータリシャッタ装置の縦断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）、図３はロータリシャッタ装置を前方から見た正面図である。図１に示すように、ロータリシャッタ装置１（回転板駆動装置）は、前方から同軸にこの順番で配置された第１ハウジング１０、第１シャッタ板２０（回転板）、第２シャッタ板３０、および、第２ハウジング４０を備えている。第１ハウジング１０および第２ハウジング４０の間に位置する第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０は円形の輪郭形状を備える薄板である。第１ハウジング１０の内部には第１シャッタ板２０を回転駆動させる第１回転駆動機構５０が構成されており、第２ハウジング４０の内部には第２シャッタ板３０を回転駆動させる第２回転駆動機構６０が構成されている。なお、便宜上、第１、第２シャッタ板２０、３０の回転軸線Ｌに沿った方向をロータリシャッタ装置１の前後方向とし、図１において左端に位置する第１回転駆動機構５０の側を前方Ｌａ、左端に位置する第２回転駆動機構６０の側を後方Ｌｂとする。
【００１９】
図２に示すように、第１ハウジング１０は、有底筒状の第１モータハウジング１１と、第１モータハウジング１１の後端に接続され回転軸線Ｌに対して垂直な径方向に延びる第１シャッタハウジング１２を備えている。第１モータハウジング１１は、同軸に配置されたハウジング部材１１ａ、１１ｂによって構成されている。ハウジング部材１１ａは第１モータハウジング１１の前端部分を構成しており、その中心孔にボールベアリング１３が支持されている。また、ハウジング部材１１ａには通気孔１１ｃが設けられており、通気孔１１ｃにはフィルタ１１ｄが装着されている。ハウジング部材１１ｂは、ハウジング部材１１ａの後端に固定され、ハウジング部材１１ａと第１シャッタハウジング１２とを連結している。
【００２０】
ここで、第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０が回転すると負圧が発生するので、第１ハウジング１０内には回転する第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０の側に向かう空気の流れが発生する。このため、ボールベアリング１３に充填されている潤滑剤としてのグリスが第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０の側に向かって流れ出す可能性がある。これに対して、本例では、第１ハウジング１０に通気孔１１ｃが形成されているので、第１ハウジング１０内に空気の流れが発生したときに通気孔１１ｃを介して外から空気が入り込み、入り込んだ空気が回転する第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０の側に流れる。これにより、ボールベアリング１３に充填されたグリスが回
転する第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０に飛散することを防止或いは抑制できる。
【００２１】
第１シャッタハウジング１２は、第１シャッタ板２０の前方Ｌａに配置され、第１シャッタ板２０と回転軸線Ｌ方向に狭い隙間で対峙している。ロータリシャッタ装置１は、第１シャッタハウジング１２の外部に配置された第１基板２および第２基板３を備えている。また、第１シャッタハウジング１２の外周側には、シャッタロック機構８０（回転板ロック機構）を構成するロック用モータ８１（ステッピングモータ）が配置されている。ロック用モータ８１が取り付けられた第１モータハウジング１１の部位には、この部位を径方向に貫通する貫通部８２が形成されている。ロータリシャッタ装置１が撮影カメラに組み込まれる場合には、図２に想像線（二点鎖線）で示すように、第１シャッタハウジング１２の前方に外装ケースＣ１が配置される。第１基板２および第２基板３は、外装ケースＣ１と第１シャッタハウジング１２との隙間Ｓに平行に配置されている。第１シャッタハウジング１２と対峙している第１基板２には、第１、第２回転駆動機構５０、６０を制御する駆動制御部４が搭載されている。一方、第１基板２の前方Ｌａ側に配置された第２基板３には、インダクタ５が搭載されている。
【００２２】
第２ハウジング４０は、有底筒状の第２モータハウジング４１と、第２モータハウジング４１の前端に同軸に接続された筒状の中間ハウジング４２と、中間ハウジング４２の前端に接続され回転軸線Ｌに対して垂直な径方向に延びる第２シャッタハウジング４３を備えている。第２モータハウジング４１は、同軸に配置されたハウジング部材４１ａ、４１ｂによって構成されている。ハウジング部材４１ａは第２モータハウジング４１の前端部分を構成しており、ハウジング部材４１ｂはハウジング部材４１ａと中間ハウジング４２を接続している。第２シャッタハウジング４３は、第２シャッタ板３０の後方Ｌｂに配置され、第２シャッタ板３０と回転軸線Ｌ方向に狭い隙間で対峙している。なお、図１において、第１、第２シャッタハウジング１２、４３および第１、第２基板２、３は図示を省略している。
【００２３】
図１に示すように、第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０は、第１モータハウジング１１および第２モータハウジング４１よりも大径である。第１シャッタ板２０は半径方向の所定の位置に透光部として第１開口部２０ａを備えている。第１開口部２０ａは所定の角度範囲に渡って扇型に形成されている。第２シャッタ板３０は第１シャッタ板２０と同一形状をしている。すなわち、第２シャッタ板３０は半径方向の所定の位置に透光部として第２開口部３０ａを備えている。第２開口部３０ａは所定の角度範囲に渡って扇型に形成されている。第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０とは回転軸線Ｌ方向に狭い間隔で対峙している。
【００２４】
図１では、第１シャッタ板と第２シャッタ板の位相が９０°ずれている。すなわち、図１に示す状態では、第１開口部２０ａと第２開口部３０ａの角度位置が９０°ずれており、第１開口部２０ａと第２開口部３０ａの重なり部分によって９０°の角度範囲に渡る扇型のシャッタ開口２１が形成されている。シャッタ開口２１は、第１ハウジング１０および第２ハウジング４０の環状外周面よりも外周側に位置している。
【００２５】
ロータリシャッタ装置１が撮影カメラに組み込まれる場合には、図１に想像線（二点鎖線）で示すように、第１シャッタ板２０の前方Ｌａに撮影レンズＣ２が配置され、第２シャッタ板３０の後方ＬｂにＣＣＤなどの撮像部Ｃ３が配置される。第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０が第１回転駆動機構５０および第２回転駆動機構６０によって駆動されると、撮影レンズＣ２と撮像部Ｃ３の間をシャッタ開口２１が通過する。
【００２６】
図１に示す状態で第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０を同一の回転速度で一体に
回転させれば、シャッタ開口２１は９０°の開口角度を維持した状態で撮影レンズＣ２と撮像部Ｃ３の間を通過する。これにより所定の露光時間が得られる。露光時間を変更する場合には、第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０とを異なる回転速度で回転させて、第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０の位相を変えて、シャッタ開口２１の開口角度を所望の開口角度に変化させる。シャッタ開口２１の開口角度が所望の開口角度となった時点で、再び、第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０とを同一の回転速度で一体に回転させる。
【００２７】
（内部構造）
図２に示すように、第１回転駆動機構５０は、ロータ５１、ステータコイル５２、および第１回転軸５３等から構成される第１モータ５０Ａを備えている。一方、第２回転駆動機構６０は、ロータ６１、ステータコイル６２、および第２回転軸６３等から構成される第２モータ６０Ａと、波動歯車機構６９とを備えている。第１モータ５０Ａは第１モータハウジング１１内に構成されており、第２モータ６０Ａは第２モータハウジング４１内に構成されている。また、波動歯車機構６９は中間ハウジング４２内に構成されている。第１回転軸５３は前側部分が第１ハウジング１０内に位置しており、後端部分が中間ハウジング４２内に位置している。第１回転軸５３、第２回転軸６３、および波動歯車機構６９は、前後方向に延びる回転軸線Ｌ上で同軸に配置されている。
【００２８】
第１回転軸５３は、前方から後ろ側に向かって一定の外径寸法を備える第１軸部５３ａと、第１軸部５３ａよりも大径の円盤部５３ｂと、円盤部５３ｂよりも小径の第２軸部５３ｃを同軸に備えている。第１回転軸５３は、第１モータハウジング１１の前端部分に設置されたハウジング部材１１ａに装着されたボールベアリング１３により、その前端部分が回転可能に支持されている。ボールベアリング１３は外輪がハウジング部材１１ａの側に固定されている。ボールベアリング１３の内輪には、内周側に第１軸部５３ａの前端部分が挿入されて、固定されている。
【００２９】
第１モータ５０Ａのロータ５１は環状に構成されており、第１回転軸５３と一体に回転する。ロータ５１は円筒状の連結部材５１ａと連結部材５１ａの外周側に固定されたマグネット５１ｂを備えており、連結部材５１ａの中心孔に第１回転軸５３が挿入された状態で第１回転軸５３に固定されている。ロータ５１において、マグネット５１ｂの前方Ｌａにはバックヨーク５１ｃが設けられている。バックヨーク５１ｃはマグネット５１ｂよりも小径であり、連結部材５１ａの外周側に固定されている。バックヨーク５１ｃの前方Ｌａには環状プレート８３（回転体）が設けられている。ステータコイル５２は、マグネット５１ｂに対して後方から対向する位置に配置されている。ステータコイル５２は、シート状あるいは薄板状の基材の表面にコイルを環状に配置したシート状コイルであり、環状のステータ基板５４に搭載されている。なお、バックヨーク５１ｃの前方には、第１モータ５０Ａの回転を検出するためのエンコーダ（不図示）が設置されている。
【００３０】
ステータコイル５２の後方には第１環状ハブ５５が配置されている。第１環状ハブ５５は内周側が第１回転軸５３に固定されている。第１環状ハブ５５の外周側には回転軸線Ｌと直交する姿勢で第１シャッタ板２０が連結されている。従って、第１モータ５０Ａが駆動されると、第１回転軸５３が回転して、第１シャッタ板２０が回転する。
【００３１】
第２モータ６０Ａのロータ６１は環状に構成されており、第２回転軸６３と一体に回転する。ロータ６１は円筒状の連結部材６１ａと連結部材６１ａの外周側に固定されたマグネット６１ｂを備えており、連結部材６１ａの中心孔に第２回転軸６３が挿入された状態で第２回転軸６３に固定されている。ロータ６１においてマグネット６１ｂの後方Ｌｂにはバックヨーク６１ｃが設けられている。バックヨーク６１ｃは連結部材６１ａの外周側に固定されている。ステータコイル６２は、マグネット６１ｂに対して前方Ｌａで対向す
る位置に配置されている。ステータコイル６２は、シート状あるいは薄板状の基材の表面にコイルを環状に配置したシート状コイルであり、環状のステータ基板６４に搭載されている。ステータ基板６４は外周縁部分が第２モータハウジング４１のハウジング部材４１ｂに固定されている。さらに、第２モータ６０Ａは、連結部材６１ａの前方Ｌ１に配置された補助ヨーク６５を備えている。補助ヨーク６５は、筒部６５ａと、筒部６５ａの前端部分から半径方向の外側に広がる板状の大径部６５ｂとを備えた磁性部材であり、大径部６５ｂがステータコイル６２と対向している。補助ヨーク６５は筒部６５ａの中心孔に第２回転軸６３が挿入された状態で第２回転軸６３に固定されており、ロータ６１と一体に回転する。なお、バックヨーク６１ｃの後方には、第２モータ６０Ａの回転を検出するためのエンコーダ（不図示）が設置されている。
【００３２】
波動歯車機構６９は、撓み噛み合い式波動歯車機構であり、筒状の内歯歯車であるサーキュラスプライン７０と、サーキュラスプライン７０の内側に配置されたカップ状のフレックススプライン７１と、このフレックススプライン７１を撓ませて噛合位置を円周方向に移動させるウエーブジェネレータ７２を備えている。
【００３３】
フレックススプライン７１は開口を後方に向けて配置されている。サーキュラスプライン７０の内周側であってフレックススプライン７１の前方には、連結部材７４が配置されている。連結部材７４はサーキュラスプライン７０と当該連結部材７４の間に挿入されたボールベアリング７５によりサーキュラスプライン７０に対して相対回転可能な状態で支持されている。連結部材７４の前端面の中央には凹部７６が形成されている。連結部材７４の後端には、フレックススプライン７１のダイヤフラム部分の中央のボス部分が連結されており、これにより連結部材７４とサーキュラスプライン７０は軸線Ｌ回りを一体に回転可能となっている。また、連結部材７４の前端には、第１回転軸５３が第２軸部５３ｃを凹部７６に挿入させた状態で、円盤部５３ｂを貫通する締結ネジにより、固定されている。これにより、連結部材７４と第１回転軸５３は軸線Ｌ回りを一体に回転可能となっている。従って、第１モータ５０Ａが駆動されて第１回転軸５３が回転するとフレックススプライン７１が第１回転軸５３と一体に回転する。
【００３４】
ウエーブジェネレータ７２は、フレックススプライン７１の内周側で第２回転軸６３に連結されている。従って、第２回転軸６３が回転すると、ウエーブジェネレータ７２は第２回転軸６３と一体に回転する。ここで、第２回転軸６３は、その先端がフレックススプライン７１のボス部分に設けられたボールベアリング７７により回転可能に支持されている。
【００３５】
サーキュラスプライン７０の前端部分には、連結部材７４よりも前方に突出する環状の前側フランジ部７８が設けられている。前側フランジ部７８の内径寸法は、サーキュラスプライン７０において、連結部材７４およびフレックススプライン７１の外周側に位置している部分の内径寸法よりも大きい。前側フランジ部７８には、環状の第２環状ハブ６６がその中心孔に第１回転軸５３を貫通させた状態で前方から締結ネジにより固定されている。これにより、第２環状ハブ６６は、第１回転軸５３を貫通させた状態で波動歯車機構６９の前端部分を覆っている。また、第２環状ハブ６６の外周側には、回転軸線Ｌと直交する姿勢で第２シャッタ板３０が連結されている。第２モータ６０Ａが駆動されると、第２回転軸６３が回転し、この回転がウエーブジェネレータ７２からフレックススプライン７１を介してサーキュラスプライン７０に伝達され、第２シャッタ板３０が回転する。
【００３６】
サーキュラスプライン７０の後端部分には、フレックススプライン７１の後端よりも後方であって、内歯が形成されている歯部よりも後方に突出する後側フランジ部９０が設けられている。後側フランジ部９０の内径寸法は、サーキュラスプライン７０の歯部の内径寸法よりも大きい。後側フランジ部９０には、環状の封鎖部材９１が中心孔に第２回転軸
６３を貫通させた状態で後方から締結ネジにより固定されている。これにより、封鎖部材９１は、第２回転軸６３を貫通させた状態で波動歯車機構６９の後端部分を覆っている。
【００３７】
波動歯車機構６９と第２モータ６０Ａとの間には、サーキュラスプライン７０を回転可能に支持する支持機構９３が設けられている。支持機構９３は、封鎖部材９１、ボールベアリング９４、および、ボールベアリング９４を支持するための支持部材９５を備えている。支持部材９５は円環状をしており、外周縁部分が回転軸線Ｌ方向で中間ハウジング４２と第２モータハウジング４１（ハウジング部材４１ｂ）の間に挟まれて固定されている。ボールベアリング９４は、外輪が支持部材９５の内周部分により支持されている。ボールベアリング９４の内輪には、封鎖部材９１の内周部分が固定されている。ここで、支持機構９３によってサーキュラスプライン７０を回転可能に支持するとともに、フレックススプライン７１に連結部材７４を介して同軸に連結されている第１回転軸５３をボールベアリング１３で回転可能に支持することにより、波動歯車機構６９の全体が回転軸線Ｌ回りに回転可能に支持されている。
【００３８】
波動歯車機構６９は、第１モータ５０Ａと第２モータ６０Ａの回転速度が等しい場合、サーキュラスプライン７０、フレックススプライン７１、ウエーブジェネレータ７２が１体となって回転する。一方、第１モータ５０Ａと第２モータ６０Ａの回転速度を異なるものとすると、第２回転軸６３に接続されたウエーブジェネレータ７２と、第１回転軸５３と一体に回転しているフレックススプライン７１が相対回転するので、第２回転軸６３の回転に伴って第２回転軸６３に対するサーキュラスプライン７０の位相がずれる。この結果、第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０の位相がずれて、シャッタ開口２１の開口角度が変化する。
【００３９】
（シャッタロック機構）
図４（ａ）〜（ｃ）はロータ５１および環状プレート８３の平面図、断面図（図４（ａ）のＡ−Ａ断面図）、斜視図である。図２、図４に示すように、ロータ５１において、マグネット５１ｂおよびバックヨーク５１ｃの前方Ｌａ側には環状プレート８３（回転体）が取り付けられている。環状プレート８３はバックヨーク５１ｃよりも大径の円環状の板材である。環状プレート８３の中心には円形貫通部８３ａが形成され、円形貫通部８３ａと同軸に内側環状凹部８３ｂが形成されている。環状プレート８３は、内側環状凹部８３ｂを後方Ｌｂに向けて配置されている。内側環状凹部８３ｂにはバックヨーク５１ｃの外周部が嵌め込まれ、内側環状凹部８３ｂの外周側の部位がマグネット５１ｂに当接している。環状プレート８３は、バックヨーク５１ｃおよび連結部材５１ａを介して第１回転軸５３に固定されているため、第１回転軸５３およびロータ５１と一体に回転する。
【００４０】
環状プレート８３の外周部分には、複数の係合凹部８４が異なる角度位置に形成されている。本形態では、２つの係合凹部８４が径方向の反対側に設けられている。各係合凹部８４は、径方向に延びる溝状であり、環状プレート８３の外周側端面８３ｃに開口している。環状プレート８３の外周側端面８３ｃは第１モータハウジング１１によって囲まれており、その径方向外側にロック用モータ８１が配置されている。環状プレート８３が予め設定した第１回転位置（図２、図４（ａ）（ｂ）参照）にあるとき、第１モータハウジング１１に形成された貫通部８２を通って、一方の係合凹部８４（８４Ａ）とロック用モータ８１とが径方向に向き合う状態になる。また、環状プレート８３が第１回転位置から１８０度回転した第２回転位置にあるとき、もう一方の係合凹部８４（８４Ｂ）とロック用モータ８１とが径方向に向き合う状態になる。
【００４１】
図２に示すように、ロック用モータ８１は、モータ軸線方向に延びるシャフト８１ａと、シャフト８１ａと一体に回転するロータ８１ｂと、ロータ８１ｂと同軸に配置され、シャフト８１ａの前端側および後端側の部位を支持する前部軸受８１ｃおよび後部軸受８１
ｄと、ロータ８１ｂの外周側に配置されたステータコイル８１ｅと、前部軸受８１ｃ、後部軸受８１ｄ、およびステータコイル８１ｅを保持するモータハウジング８１ｆを備えている。前部軸受８１ｃとシャフト８１ａには、シャフト８１ａを軸線方向に移動させる送りネジ機構８５が設けられている。送りネジ機構８５は、前部軸受８１ｃの内周面に形成されたネジ溝８５ａと、シャフト８１ａの外周面に形成されたネジ山８５ｂから構成されている。シャフト８１ａは、ロック用モータ８１が正回転あるいは逆回転するとき、送りネジ機構８５によって前部軸受８１ｃから先端８６ａが突出する方向あるいはその逆方向に移動させられる。
【００４２】
ロック用モータ８１は、第１モータハウジング１１の外側において、シャフト８１ａの軸線方向を環状プレート８３の径方向に向けて配置されている。シャフト８１ａの先端８６ａは、貫通部８２に挿入され、環状プレート８３の外周側端面８３ｃに対向している。環状プレート８３が第１回転位置（あるいは第２回転位置）にあるとき、ロック用モータ８１を正回転させると、シャフト８１ａが突出方向Ｘ１（図２参照）に移動する。これにより、貫通部８２を通ってシャフト８１ａが係合凹部８４Ａ（あるいは係合凹部８４Ｂ）内に進入する。これが、シャッタロック機構８０のロック状態である。ロック状態では、シャフト８１ａが係合凹部８４（８４Ａ、８４Ｂ）に係合しているので、環状プレート８３の回転が阻止される。環状プレート８３は第１モータ５０Ａの第１回転軸５３に固定されているので、ロック状態では、第１回転軸５３の回転が阻止され、第１回転軸５３と一体に回転する第１シャッタ板２０の回転も阻止される。そして、波動歯車機構６９を介して第１回転軸５３に連結されている第２回転軸５３の回転も阻止され、第２シャッタ板３０の回転も阻止される。
【００４３】
一方、ロック用モータ８１を逆方向に回転させると、シャフト８１ａが後退方向Ｘ２（図２参照）に移動する。これにより、係合凹部８４Ａ（あるいは係合凹部８４Ｂ）内からシャフト８１ａの先端８６ａが離脱する。これが、シャッタロック機構８０のアンロック状態である。アンロック状態では、環状プレート８３の回転がシャフト８１ａによって妨げられないため、第１回転軸５３が回転可能であり、第１シャッタ板２０の回転も可能である。
【００４４】
ここで、ロック状態における第１シャッタ板２０および第２シャッタ板３０の停止位置は、環状プレート８３における係合凹部８４の形成位置によって規定される。本形態では、係合凹部８４Ａ、８４Ｂの一方は、撮影レンズＣ２と撮像部Ｃ３の間にシャッタ開口２１が位置決めされる回転位置で第１、第２シャッタ板２０、３０を停止させるように設定されている。従って、シャッタ開状態で第１、第２シャッタ板２０、３０をロックすることができる。また、係合凹部８４Ａ、８４Ｂの他方は、撮影レンズＣ２と撮像部Ｃ３の間を遮っている状態で第１、第２シャッタ板２０、３０を停止させるように設定されている。従って、シャッタ閉状態で第１、第２シャッタ板２０、３０をロックすることもできる。なお、本形態では、係合凹部８４をこのような２箇所に設けているが、係合凹部８４を１箇所のみあるいは３箇所以上に設けても良く、その配置も適宜変更が可能である。
【００４５】
図５（ａ）〜（ｃ）は、ロック用モータ８１を備えるモータアセンブリの平面図、後面図、側面図である。上述したように、シャッタロック機構８０は、環状プレート８３に形成された係合凹部８４およびロック用モータ８１を備えている。また、シャッタロック機構８０は、ロック用モータ８１から後方に突出しているシャフト８１ａの後端部分８６ｂを検出する検出部８７と、ロック用モータ８１を保持するホルダー８８と、ホルダー８８および検出部８７を支持する支持フレーム８９を備えている。ロック用モータ８１、検出部８７、ホルダー８８、および支持フレーム８９は、図５に示すモータアセンブリ８０Ａを構成している。図２に示すように、モータアセンブリ８０Ａは、第１モータハウジング１１に固定されている。
【００４６】
検出部８７は、ロック用モータ８１の後方に配置された発光部８７ａおよび受光部８７ｂを備えた光学センサである。シャッタロック機構８０のアンロック状態では、シャフト８１ａの後端部分８６ｂが発光部８７ａと受光部８７ｂの間に進入しており、発光部８７ａからの検査光が遮られる。一方、シャフト８１ａが係合凹部８４側に前進すると、発光部８７ａと受光部８７ｂの間からシャフト８１ａの後端部分８６ｂが離脱して、発光部８７ａからの検査光が遮られなくなる。
【００４７】
（シャッタロック機構８０の制御）
駆動制御部４は、ロータリシャッタ装置１のシャッタ動作に連動させてシャッタロック機構８０を制御するロック動作制御部４ｃ（図１（ａ）参照）を備えている。ロック動作制御部４ｃには、検出部８７からの出力信号が入力される。また、ロック動作制御部４ｃには、ロータリシャッタ装置１を統括制御している上位の制御部から、シャッタロック機構８０をロック状態あるいはアンロック状態に切り換えるための制御信号が入力される。ロック用モータ８１はステッピングモータである。ロック動作制御部４ｃは、シャッタロック機構８０をアンロック状態に切り換えるための制御信号が入力されると、ロック用モータ８１を逆回転させるための駆動信号（パルス信号）をロック用モータ８１に供給する。ロック動作制御部４ｃは、検出部８７からの出力信号を監視しながらロック用モータ８１を逆回転させる。検出部８７からの出力信号が、検査光が遮られていることを示す信号から、検査光が遮られていないことを示す信号に切り換わると、ロック動作制御部４ｃは、ロック用モータ８１を停止させる。これにより、係合凹部８４とシャフト８１ａとの係合が解除されたタイミングでロック用モータ８１が停止し、アンロック状態が形成される。
【００４８】
アンロック状態において、シャッタロック機構８０をロック状態に切り換えるための制御信号が入力されると、ロック動作制御部４ｃは、ロック用モータ８１を正回転させるための駆動信号（パルス信号）をロック用モータ８１に供給する。ロック動作制御部４ｃは、予め設定した規定の回転量だけロック用モータ８１を回転させた後に、ロック用モータ８１を停止させる。これにより、シャフト８１ａが規定寸法だけ前進して、シャフト８１ａの先端８６ａが係合凹部８４に係合し、且つ、環状プレート８３に衝突する前にシャフト８１ａが停止する。これにより、ロック状態が形成される。
【００４９】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のシャッタロック機構８０は、ロック用モータ８１のシャフト８１ａを環状プレート８３の係合凹部８４に進入させて係合させ、部材同士の機械的な係合により、環状プレート８３を回転不能な状態にロックすることができる。また、シャフト８１ａを係合凹部８４から離脱した位置まで移動させ、ロック状態を解除（アンロック）することができる。このような構成では、電力を消費するのはロック状態とアンロック状態の切り換え動作の時だけであるため、消費電力が少ない。また、切り換え動作時以外は無通電であるため、発振音などのノイズが少ないという利点もある。
【００５０】
また、本形態では、ロック用モータ８１として小型のステッピングモータを用いているため、小型で省スペースな構成にすることができる。従って、設置が容易であり、狭小スペースへの設置に適している。特に、環状プレート８３の外周側にステッピングモータを設置しているため、扁平なスペースに設置でき、軸線方向の装置寸法を大型化させることがない。
【００５１】
更に、本形態では、ロック用モータ８１としてステッピングモータを用いており、且つ、検出部８７を備えているため、シャフト８１ａの位置を精密に制御でき、アンロック状態を確実に形成できる。また、アンロック状態から規定量だけステッピングモータを駆動
することにより、ロック状態を確実に形成できる。更に、シャフト８１ａの位置を精密に制御できるため、部材同士の衝突を回避でき、動作音を小さくできる。更に、ステッピングモータ自体の動作音も小さいため、シャッタロック機構８０の動作音が小さい。なお、軸線方向に移動するシャフトを備える小型の駆動源としてはソレノイドがあるが、ソレノイドは動作音が大きく、ノイズ等による誤動作も多いという不利益があるため、シャッタロック機構８０に用いる駆動源としてはステッピングモータの方が適している。
【００５２】
そして、本形態のロータリシャッタ装置１は、第１、第２シャッタ板２０、３０を所定の停止位置にロックするためのシャッタロック機構８０を備えているため、装置を振り回すなどの外乱が加えられても、撮影中に撮像光路を遮らない状態に第１、第２シャッタ板２０、３０をロックできる。また、シャッタロック機構８０の消費電力および動作音が小さいため、ロータリシャッタ装置１の省電力化および静音化に適している。第１モータ５０Ａのサーボ制御によってシャッタロックを行った場合と、本形態のシャッタロック機構８０を用いてシャッタロックを行った場合とで、シャッタ停止時の消費電力を比較した結果、本形態のシャッタロック機構８０を用いた場合には、サーボ制御による場合と比較して、シャッタ停止時の消費電力を６０％以上削減できることが確認された。
【００５３】
また、本形態のロータリシャッタ装置１は、シャッタロック機構８０を設けるにあたって、ロータ５１に取り付けた部材（環状プレート８３）に係合凹部８４を形成すると共に、第１モータハウジング１１の外周側にロック用モータ８１を備えるモータアセンブリ８０Ａを設置するだけでよい。従って、既存の構成を大幅に変更することなく容易にシャッタロック機構８０を設置できる。また、軸線方向の装置寸法が大型化しないため、扁平な形状のロータリシャッタ装置１を形成できる。
【００５４】
なお、本形態では、第１回転軸５３と一体に回転する環状プレート８３に係合凹部８４を形成して、環状プレート８３を介して第１、第２シャッタ板２０、３０をロックしているが、環状プレート８３ではなく第１シャッタ板２０を保持する第１環状ハブ５５に係合凹部を形成してもよい。また、第２回転軸６３と一体に回転する部材、あるいは、第２シャッタ板３０を保持する第２環状ハブ６６等の部材に係合凹部８４を形成してもよい。また、本形態では、検出部８７として光学センサを用いているが、接触式のセンサや磁気センサなどの各種のセンサを用いることもできる。
【００５５】
（他の形態）
本形態は、２枚の回転板（シャッタ板）を備えるロータリシャッタ装置１にシャッタロック機構８０を適用したものであったが、１枚あるいは３枚以上の回転板（シャッタ板）を備えるロータリシャッタ装置への適用も可能である。また、１つあるいは複数の回転部材を備える各種の装置（ＡＶ装置、事務機器など）に適用が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１…ロータリシャッタ装置
２…基板
３…基板
４…駆動制御部
４ｃ…ロック動作制御部
５…インダクタ
１０…第１ハウジング
１１…第１モータハウジング
１１ａ…ハウジング部材
１１ｂ…ハウジング部材
１１ｃ…通気孔
１１ｄ…フィルタ
１２…第１シャッタハウジング
１３…ボールベアリング
２０…第１シャッタ板
２０ａ…第１開口部
２１…シャッタ開口
３０…第２シャッタ板
３０ａ…第２開口部
４０…第２ハウジング
４１…第２モータハウジング
４１ａ…ハウジング部材
４１ｂ…ハウジング部材
４２…中間ハウジング
４３…第２シャッタハウジング
５０…第１回転駆動機構
５０Ａ…第１モータ
５１…ロータ
５１ａ…連結部材
５１ｂ…マグネット
５１ｃ…バックヨーク
５２…ステータコイル
５３…回転軸
５３ａ…第１軸部
５３ｂ…円盤部
５３ｃ…第２軸部
５４…ステータ基板
５５…第１環状ハブ
６０…第２回転駆動機構
６０Ａ…第２モータ
６１…ロータ
６１ａ…連結部材
６１ｂ…マグネット
６１ｃ…バックヨーク
６２…ステータコイル
６３…第２回転軸
６４…ステータ基板
６５…補助ヨーク
６５ａ…筒部
６５ｂ…大径部
６６…第２環状ハブ
６９…波動歯車機構
７０…サーキュラスプライン
７１…フレックススプライン
７２…ウエーブジェネレータ
７４…連結部材
７５…ボールベアリング
７６…凹部
７７…ボールベアリング
７８…前側フランジ部
８０…シャッタロック機構
８０Ａ…モータアセンブリ
８１…ロック用モータ
８１ａ…シャフト
８１ｂ…ロータ
８１ｃ…前部軸受
８１ｄ…後部軸受
８１ｅ…ステータコイル
８１ｆ…モータハウジング
８２…貫通部
８３…環状プレート
８３ａ…円形貫通部
８３ｂ…内側環状凹部
８３ｃ…外周側端面
８４、８４Ａ、８４Ｂ…係合凹部
８５…送りネジ機構
８５ａ…ネジ溝
８５ｂ…ネジ山
８６ａ…先端
８６ｂ…後端部分
８７…検出部
８７ａ…発光部
８７ｂ…受光部
８８…ホルダー
８９…支持フレーム
９０…後側フランジ部
９１…封鎖部材
９３…支持機構
９４…ボールベアリング
９５…支持部材
Ｃ１…外装ケース
Ｃ２…撮影レンズ
Ｃ３…撮像部
Ｌ…回転軸線
Ｌａ…前方
Ｌｂ…後方
Ｓ…隙間
Ｘ１…突出方向
Ｘ２…後退方向
【図１】
2014130266.tif 000003
【図２】
2014130266.tif 000004
【図３】
2014130266.tif 000005
【図４】
2014130266.tif 000006
【図５】
2014130266.tif 000007