(57)【要約】【課題】必要な大きさのインダクタンスを容易に導入でき、ステータコイルに流れる電流の高周波成分に起因する振動および騒音を抑制すること。【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シャッタ板２０を回転させる第１モータ５０Ａと、第２シャッタ板３０を回転させる第２モータ６０Ａを備える。各モータのステータコイル５２、６２は、Ｕ相コイル７ａ、Ｖ相コイル７ｂ、Ｗ相コイル７ｃを備えるプリントコイルであり、各モータのＵ相コイル７ａ、Ｖ相コイル７ｂと駆動制御部４（第１、第２駆動制御部４ａ、４ｂ）とを接続する電気的接続経路８ａ、８ｂには、それぞれインダクタ５が挿入されている。インダクタ５は第２基板３に搭載されており、第１、第２モータハウジング１１、４１の外部に取り付けられている。【選択図】図２
2014131433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸線方向に対向しているマグネットおよびステータコイルと、
前記マグネットと一体に回転する回転軸と、
前記ステータコイルへの通電を制御する駆動制御部と、
前記ステータコイルと前記駆動制御部とを接続する電気的接続経路の途中位置に直列に挿入されたインダクタとを有することを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記インダクタは、前記ステータコイルを保持するモータハウジングの外部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記ステータコイルには、３相の駆動コイルが設けられ、
前記電気的接続経路は３系統設けられ、当該３系統の電気的接続経路は、前記３相の駆動コイルのそれぞれと前記駆動制御部とを接続しており、
前記インダクタは、前記３系統の電気的接続経路のうちの少なくとも２つの経路に挿入されていることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。
【請求項４】
前記駆動制御部は、ＰＷＭ制御信号に基づいて前記ステータコイルへの通電制御を行っており、
前記インダクタは、予め設定したカットオフ周波数よりも高い高周波成分のみを前記ステータコイルへの供給電流から除去可能な大きさのインダクタンスを備え、
前記カットオフ周波数は、前記ＰＷＭ制御信号におけるスイッチング周波数よりも高い周波数であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のモータ。
【請求項５】
前記カットオフ周波数は、１ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項４に記載のモータ。
【請求項６】
第１モータと、
当該第１モータの出力回転に基づいて回転する第１回転板と、
前記第１回転板と同一の軸線回りに回転する第２回転板と、
前記第２回転板を回転させる第２モータとを有し、
前記第１モータおよび前記第２モータの少なくとも一方は、上記のモータであり、
当該一方のモータが備える前記インダクタは、当該一方のモータにおけるステータコイルを保持するモータハウジングの外部に配置されていることを特徴とする回転板駆動装置。
【請求項７】
前記モータハウジングの外部に基板が保持されており、
当該基板上に前記インダクタが搭載されていることを特徴とする請求項６に記載の回転板駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリントコイルなどの薄型の駆動コイルを用いるモータ、ならびに、この種のモータを用いて回転板を駆動する回転板駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転板等を駆動する駆動装置としては、例えば、透光部を備えたシャッタ板（回転板）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。かかる装置において、モータハウジングに支持されたステータコイルと、マグネットを取り付けたロータとを回転軸線方向に対向させたいわゆる面対向型モータを駆動源として用いるものがある。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。
【０００３】
特許文献１の回転板駆動装置は、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。第１モータの出力軸には、波動歯車機構の第１入力用回転部材（サーキュラスプライン）が連結されており、第２モータの出力軸には、波動歯車機構の第２入力用回転部材（ウェーブジェネレータ）が連結されている。また、第１シャッタ板は第２モータのモータ軸と一体になって回転し、第２シャッタ板は波動歯車機構の出力用回転部材（フレックススプライン）と一体になって回転する。このような構成で、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。
【０００４】
特許文献１では、第１、第２モータとして面対向型モータを用いており、面対向型モータのステータコイルとして、シート状の基材の表面に駆動コイルを形成したシート状コイルを用いている。また、特許文献２には、フレキシブルプリント基板上に導電材による渦巻きパターンを周方向に並べて形成したプリントコイルを用いた面対向型モータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−３３１７８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５１８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、プリントコイルなどの薄型の駆動コイルは、モータの薄型化および軽量化に有利であるが、インダクタンスが小さいため、モータ駆動時に高周波成分を含む電流が流れる。駆動コイルに流れる電流が高周波成分を含んでいると、駆動コイルが構成された基板やシート材が振動し、高周波成分の周波数に応じた騒音が発生する。また、モータを収納しているケースにプリントコイルの振動が伝わる構造の場合、ケースの振動によって更に騒音が大きくなる。この騒音は、高周波成分の周波数によっては耳障りなものになるおそれがある。
【０００７】
駆動コイルに高周波成分を含む電流が流れることに起因する振動および騒音を抑制するためには、駆動コイルのインダクタンスを大きくすることが考えられる。例えば、駆動コイルに鉄心を設けたり、あるいは、駆動コイルの巻数を大きくする（導電材の薄巻きパターンでコイルを構成する場合、渦巻きパターンを基板内に複数層形成する）などの対策が考えられる。しかしながら、モータ内のスペースが限られている場合、鉄心の挿入や駆動コイルの大型化を行うことは困難であった。また、耳障りな周波数のノイズを除去しつつ、モータの駆動制御に不都合がないようにインダクタンスを調整することが望ましいが、モータ内に組み込まれる駆動コイルの構成を変えてインダクタンスを大きくする場合、インダクタンスの調整を行うのに不便である。
【０００８】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、必要な大きさのインダクタンスを容易に導入でき、駆動コイルに高周波成分を含む電流が流れることに起因する振動および騒音を抑制することが可能なモータおよび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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のモータは、
モータ軸線方向に対向しているマグネットおよびステータコイルと、
前記マグネットと一体に回転する回転軸と、
前記ステータコイルへの通電を制御する駆動制御部と、
前記ステータコイルと前記駆動制御部とを接続する電気的接続経路の途中位置に直列に挿入されたインダクタとを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明では、このように、ステータコイルと駆動制御部との間にインダクタを別途直列に挿入しているため、インダクタの設置場所およびその大きさの設定の自由度が高く、ステータコイルおよびその周辺のスペースに制限があっても大きなインダクタンスを導入できる。従って、ステータコイルに供給される電流の高周波成分を除去するのに必要なインダクタンスを容易に導入でき、ステータコイルの駆動電流に含まれる高周波成分に起因する振動および騒音を抑制できる。
【００１１】
本発明において、前記インダクタは、前記ステータコイルを保持するモータハウジングの外部に設けられていることが望ましい。このようにすると、ハウジングの内部にインダクタの設置スペースを設ける必要がないため、既存の構成を変えることなく大きなインダクタを設置できる。従って、高周波成分を除去するのに必要十分なインダクタンスを容易に導入できる。また、組立後にインダクタンスを調整することも容易である。更に、インダクタの発熱に起因するモータ内部の温度上昇を抑制できる。
【００１２】
また、本発明において、前記ステータコイルには、３相の駆動コイルが設けられ、前記電気的接続経路は３系統設けられ、当該３系統の電気的接続経路は、前記３相の駆動コイルのそれぞれと前記駆動制御部とを接続しており、前記インダクタは、前記３系統の電気的接続経路のうちの少なくとも２つの経路に挿入されていることが望ましい。３相交流モータにおいては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流が位相をずらして変化するため、少なくとも２つの相のコイルにインダクタを接続すれば、最低１つのインダクタに確実に電流が流れる。従って、モータ駆動中は常に高周波成分を除去できる。
【００１３】
ここで、本発明において、前記駆動制御部は、ＰＷＭ制御信号に基づいて前記ステータコイルへの通電制御を行っており、前記インダクタは、予め設定したカットオフ周波数よりも高い高周波成分のみを前記ステータコイルへの供給電流から除去可能な大きさのインダクタンスを備え、前記カットオフ周波数は、前記ＰＷＭ制御信号におけるスイッチング周波数よりも高い周波数であることが望ましい。このようにすると、インダクタンスの増大によって騒音を抑制しつつ、ＰＷＭ制御によるモータの駆動には不具合が生じないようにすることができる。
【００１４】
また、前記カットオフ周波数は、１ｋＨｚ以下であることが望ましい。１ｋＨｚより周波数の高い高周波成分を除去することにより、耳障りな騒音をほとんど生じさせなくすることができる。
【００１５】
次に、本発明の回転板駆動装置は、
第１モータと、
当該第１モータの出力回転に基づいて回転する第１回転板と、
前記第１回転板と同一の軸線回りに回転する第２回転板と、
前記第２回転板を回転させる第２モータとを有し、
前記第１モータおよび前記第２モータの少なくとも一方は、上記のモータであり、
当該一方のモータが備える前記インダクタは、当該一方のモータにおけるステータコイルを保持するモータハウジングの外部に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、このように、２枚の回転板を回転させる２つのモータの少なくとも１つのステータコイルにインダクタを接続しているため、回転板の駆動時にモータ駆動電流中の高周波成分に起因する騒音を抑制できる。すなわち、ステータコイルおよびこれを保持するモータハウジングの振動による騒音だけでなく、回転板を保持する装置ケースにモータの振動が伝播して装置ケースが振動することに起因する騒音についても抑制できる。また、回転板をＰＷＭ制御によって回転させるときのモータのスイッチング周波数よりも高い周波数成分のみ除去するようにインダクタンスを設定すれば、回転板の駆動に影響を与えることがない。従って、回転板を適正に回転させつつ、耳障りな騒音を抑制できる。
【００１７】
本発明において、前記ハウジングの外部に基板が保持されており、当該基板上に前記インダクタが搭載されていることが望ましい。このように、インダクタを基板に搭載することにより、インダクタを外付けで設置することが容易である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ステータコイルと駆動制御部との間にインダクタを別途直列に挿入しているため、インダクタの設置場所およびその大きさの設定の自由度が高く、ステータコイルおよびその周辺のスペースに制限があっても大きなインダクタンスを導入できる。従って、ステータコイルに供給される電流の高周波成分を除去するのに必要なインダクタンスを容易に導入でき、ステータコイルの駆動電流に含まれる高周波成分に起因する振動および騒音を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用した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】本発明を適用した回転板駆動装置の縦断面図である。
【図３】本発明を適用した回転板駆動装置を前方から見た正面図である。
【図４】ステータコイルの説明図およびステータコイル、インダクタ、駆動制御部の電気的接続経路を示す説明図である。
【図５】インダクタを実装した第２基板の正面図、側面図、および部分断面図である。
【図６】インダクタの平面図および断面図である。
【図７】インダクタ接続時および非接続時におけるステータコイルの電流波形である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した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。
【００２１】
（全体構成）
図１（ａ）は本発明を適用した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。図２は本発明を適用したロータリシャッタ装置の縦断面図である。また、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（第１回転板）２０、第２シャッタ板（第２回転板）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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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に支持された基板２、３を備えている。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１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と外装ケースＣ１との間に配置された第２基板３には、予め設定したインダクタンスを有するインダクタ５が搭載されている。
【００２５】
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と第１基板２および第２基板３は図示を省略している。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
（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。
【００３１】
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。
【００３２】
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は連結部材５１ａの外周側に固定されている。ステータコイル５２は、マグネット５１ｂに対して後方Ｌｂから対向する位置に配置されている。すなわち、第１モータ５０Ａは、ロータ５１とステータコイル５２がモータ軸線方向（回転軸線Ｌ方向）に対向する面対向型のモータである。
【００３３】
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。ステータ基板５４は、外周縁部分が第１モータハウジング１１のハウジング部材１１ｂに固定されている。つまり、ステータコイル５２は、ステータ基板５４を介して第１モータハウジング１１に保持されている。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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。すなわち、第２モータ６０Ａは、ロータ６１とステータコイル６２がモータ軸線方向（回転軸線Ｌ方向）に対向する面対向型のモータである。
【００３６】
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。つまり、ステータコイル６２は、ステータ基板６４を介して第２モータハウジング４１に保持されている。さらに、第２モータ６０Ａは、連結部材６１ａの前方Ｌａ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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。従って、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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４１ａ）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。
【００４３】
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。
【００４４】
（インダクタ）
図４（ａ）はステータコイル５２（６２）を模式的に示す説明図、図４（ｂ）はステータコイル５２、６２、インダクタ５、駆動制御部４の電気的接続経路を模式的に示す説明図である。本形態では、ステータコイル５２、６２をプリントコイルによって構成している。図４（ａ）に示すように、ステータコイル５２（６２）は、薄板状あるいは可撓性のシート状のプリント基板６と、その表面に形成された導体による渦巻きパターン７（コイル）から構成されている。ステータコイル５２（６２）は、Ｕ相コイル７ａ、Ｖ相コイル７ｂ、Ｗ相コイル７ｃを１組とする３相コイルを３組備えており、９つのコイル（導体による渦巻きパターン）がプリント基板６上に円環状に配置されている。
【００４５】
駆動制御部４は第１基板２に搭載されている。ここで、第１モータ５０Ａは、ＰＷＭ制御信号に基づいてステータコイル５２への通電制御を行う第１駆動制御部４ａを備えている。また、第２モータ６０Ａは、ＰＷＭ制御信号に基づいてステータコイル６２への通電制御を行う第２駆動制御部４ｂを備えている。そして、駆動制御部４は、第１駆動制御部４ａおよび第２駆動制御部４ｂを含んで構成されている。図４（ｂ）に示すように、各モータと駆動制御部４との間には、各相のコイル７ａ、７ｂ、７ｃと第１、第２駆動制御部４ａ、４ｂとを接続する３系統の電気的接続経路８ａ、８ｂ、８ｃが設けられている。そして、これらの３系統の経路のうち、２つの経路の途中位置にインダクタ５が直列に挿入されている。ステータコイル５２、６２のそれぞれに対して２つのインダクタ５を挿入しているため、第２基板３には、４つのインダクタ５が実装されている。ここで、インダクタ５は、Ｕ相コイル７ａおよびＶ相コイル７ｂとの電気的接続経路８ａ、８ｂに挿入されているが、インダクタ５を挿入する経路は３系統の経路のうちどれか２つ以上であれば良く、Ｕ相とＷ相、あるいは、Ｖ相とＷ相の各コイルへの通電経路に挿入してもよい。また、３相全ての通電経路にインダクタ５を挿入しても良い。３相交流モータでは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流を位相をずらして変化させるため、少なくとも２つの相のコイルにインダクタ５を接続すれば、どちらか一方のインダクタ５には確実に電流が流れる。従って、モータ駆動中には常に高周波成分を除去できる。
【００４６】
図５（ａ）（ｂ）はインダクタ５を実装した第２基板３の正面図および側面図である。また、図６（ａ）（ｂ）はインダクタ５の平面図および断面図である。第２基板３には、予め、各インダクタ５の取付位置に矩形の貫通部３ａ（図６（ｂ）参照）が形成されている。インダクタ５は、フェライト等の磁性材からなる直線状のコア５ａと、コア５ａに巻きつけられた銅線などの巻線からなるコイル５ｂと、コイル５ｂの外周を囲む枠部５ｃを備えている。枠部５ｃはフェライト等の磁性材からなり、一定幅の矩形枠状に形成されている。コイル５ｂから外部に向かう磁束は枠部５ｃを通るように誘導されるので、枠部５ｃは磁気シールドとして機能する。枠部５ｃおよびコア５ａを設けることにより、大きなインダクタンスを持つインダクタ５が得られる。枠部５ｃには、コイル５ｂと第２基板３上の配線（電気的接続経路８ａ／８ｂを構成している配線）とを接続するための配線接続部５ｄが設けられている。
【００４７】
コイル５ｂは、インダクタ５が実装される基板面に対して平行な軸線回りに巻線を巻いて形成されている。また、コイル５ｂは、平面形状が矩形であり、且つ、コイル５ｂの厚さＨ１（基板面に対して垂直な方向の寸法）が平面形状の各辺の長さよりもかなり小さい薄型の形状をしている。薄型形状のコイル５ｂを枠部５ｃ内に横向きに装着することにより、放熱面積を大きくすることができ、コイル５ｂからの発熱を効果的に逃がすことができる。ここで、コイル５ｂの厚さＨ１は枠部５ｃの厚さＨ２以下であり、枠部５ｃの厚さＨ２は第２基板３の厚さＨ３よりもわずかに大きい程度の寸法となっている。すなわち、本形態のインダクタ５は、全体として薄型の形状をしている。そして、このような薄型のインダクタ５を第２基板３に形成した貫通部３ａに装着しているため、狭いスペースへのインダクタ５の設置が可能となっている。本形態では、第１シャッタハウジング１２と外装ケースＣ１との間の隙間Ｓに既に第１基板２が搭載されているが、第１基板２と外装ケースＣ１との間の狭いスペースに、インダクタ５を搭載した第２基板３を重ねて設置することが可能となっている。
【００４８】
本形態では、インダクタンスがおおよそ１ｍＨとなるように構成したインダクタ５を用いている。一方、ステータコイル５２（６２）のインダクタンスは、おおよそ１μＨである。本発明者らは、インダクタ５の接続による高周波成分の除去効果を検討した結果、この程度の大きさのインダクタンスがあれば、耳障りな騒音を発生させる高周波成分を大幅に減らすことができることを確認している。図７（ａ）〜（ｆ）はステータコイル５２（６２）の電流波形であり、図７（ａ）〜（ｃ）はインダクタ接続時の波形（本発明を適用したモータにおける波形）、図７（ｄ）〜（ｆ）はインダクタ非接続時の波形（本発明を適用していないモータにおける波形）である。図７（ａ）（ｄ）は時間軸を５ｍｓ／ｄｉｖにした波形、図７（ｂ）（ｅ）は時間軸を０．２ｍｓ／ｄｉｖにした波形、図７（ｅ）（ｆ）は時間軸を５μｓ／ｄｉｖにした波形である。図７によると、インダクタ接続時の波形のラインは非接続時の波形のラインよりも明らかに細い。つまり、インダクタ接続時には非接続時よりも明らかに電流波形の振幅が小さく、高周波成分が除去された電流波形になっている。
【００４９】
このように、インダクタ５は、高周波成分を除去するローパスフィルタとして機能しており、そのカットオフ周波数は、インダクタ５の持つインダクタンスの大きさに応じた値となる。本発明者らは、ロータリシャッタ装置１において、耳障りな騒音を効果的に除去しつつ、第１、第２モータ５０Ａ、６０Ａの駆動に不具合を生じさせないようにするため、以下の（１）（２）の両条件を満たすようにインダクタ５を構成するのが望ましいと考えている。
（１）カットオフ周波数がＰＷＭ制御におけるスイッチング周波数よりも高いこと
（２）カットオフ周波数が１ｋＨｚよりも低いこと
【００５０】
ロータリシャッタ装置１において、ＰＷＭ制御のスイッチング周波数は数百Ｈｚ（例えば、シャッタ駆動周波数が２４Ｈｚのとき、２４０Ｈｚ）程度の値になる。スイッチング周波数以下の波形を除去してしまうと第１、第２モータ５０Ａ、６０Ａを駆動できないため、スイッチング周波よりも高いカットオフ周波数を持つように、インダクタ５の構成を決定する必要がある。一方、１ｋＨｚよりも低い周波数成分からは耳障りな騒音はほとんど発生しないため、これよりも低いカットオフ周波数を設定することは、無駄にインダクタンスを大きくすることとなってしまう。従って、（１）（２）の条件を満たすようにインダクタ５の構成を決定することにより、必要十分なインダクタンスを導入できる。
【００５１】
（ロータリシャッタ装置１の動作）
ロータリシャッタ装置１を動作させる場合には、例えば、図１に示すように、シャッタ開口２１の開口角度を９０°に設定した状態として、第１モータ５０Ａと第２モータ６０Ａとを同一の回転速度で駆動して、第１回転軸５３および第２回転軸６３の双方を第１速度で第１回転方向に回転させる。ここで、第１回転軸５３および第２回転軸６３を第１速度で第１方向に回転させると、波動歯車機構６９の全体が第１速度で第１方向に回転するので、サーキュラスプライン７０と一体に回転する第２シャッタ板３０は、第１回転軸５３と一体に回転する第１シャッタ板２０と同様に、第１速度で第１方向に回転する。従って、開口角度に応じた所定の露光時間が得られる。
【００５２】
露光時間を変更する場合には、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。例えば、第２モータ６０Ａの回転速度を第１速度とは異なる第２速度とする。これにより、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。
【００５３】
ここで、シャッタ開口２１の開口角度が所望の角度となった後には、再び、第１シャッタ板２０と第２シャッタ板３０とを所定の回転速度で一体に回転させる。すなわち、第１モータ５０Ａと第２モータ６０Ａとを第１速度で回転駆動することにより、波動歯車機構６９の全体を一体に回転させる。これにより、変更した開口角度に応じた所望の露光時間が得られる。
【００５４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のロータリシャッタ装置１は、第１シャッタ板２０を回転させる第１モータ５０Ａと、第２シャッタ板３０を回転させる第２モータ６０Ａを備えており、これらの両モータのステータコイル５２、６２と駆動制御部４とを接続する電気的接続経路８に、外付けのインダクタ５を直列に挿入している。インダクタ５のインダクタンスは１ｍＨであり、ステータコイル５２、６２のインダクタンス１μＨよりも格段に大きなインダクタンスを導入している。これにより、モータ駆動時にステータコイル５２、６２を流れる電流から高周波成分が除去され、ステータコイル５２、６２およびこれを保持するステータ基板６４、６４ならびに第１、第２モータハウジング１１、４１の振動が抑制され、振動に伴う騒音も抑制されている。つまり、各モータから発せられる騒音が抑制されている。さらに、第１、第２モータハウジング１１、４１から撮影カメラの外装ケースＣ１に伝播する振動に起因する騒音も抑制される。
【００５５】
このように、ステータコイル５２、６２と駆動制御部４との間にインダクタ５を別途直列に挿入している構成では、インダクタ５の設置場所およびその大きさの設定の自由度が高く、ステータコイル５２、６２およびその周辺のスペースに制限があっても大きなインダクタンスを導入できる。特に、第１、第２モータハウジング１１、４１の外部にインダクタ５を配置しているため、第１、第２モータハウジング１１、４１の内部にインダクタ５の設置スペースを確保する必要がなく、従来のモータ内部構成およびハウジング形状を変更する必要がない。よって、耳障りな騒音を発生させる高周波成分を除去するのに必要十分なインダクタンスを容易に導入できる。また、モータ組立後に異なるインダクタンスのインダクタに交換するなどの作業を容易に行うことができるため、後からインダクタンスを調整することが容易である。更に、インダクタ５からの発熱を外部に放熱しやすいため、インダクタ５の発熱に起因するモータ内部の温度上昇を抑制できる。
【００５６】
更に、本形態では、駆動制御部４を搭載した第１基板２とは、インダクタ５を組み込んだ第２基板３を作成しているため、インダクタ５の設置および配線接続が容易であり、モータに対して外付けで挿入する形態として便利である。
【００５７】
なお、本形態では、２つのモータにいずれもインダクタ５を挿入しているが、いずれか一方のモータのみにインダクタ５を挿入した構成であってもよい。また、本形態では、同一のインダクタンスのインダクタ５を各電気的接続経路に１つずつ挿入しているが、異なるインダクタンスのインダクタを組み合わせて挿入しても良い。
【００５８】
（他の形態）
本形態は、インダクタ５を外付けで挿入した第１モータ５０Ａおよび第２モータ６０Ａをロータリシャッタ装置１の駆動源として用いたものであったが、本形態のような外付けのインダクタ５を備えるモータは、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】
【００５９】
１…ロータリシャッタ装置
２…基板
３…基板
３ａ…貫通部
４…駆動制御部
４ａ…第１駆動制御部
４ｂ…第２駆動制御部
５…インダクタ
５ａ…コア
５ｂ…コイル
５ｃ…枠部
５ｄ…配線接続部
６…プリント基板
７…渦巻きパターン
７ａ…Ｕ相コイル
７ｂ…Ｖ相コイル
７ｃ…Ｗ相コイル
８ａ〜８ｃ…電気的接続経路
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
５２ａ…Ｕ相コイル
５２ｂ…Ｖ相コイル
５２ｃ…Ｗ相コイル
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
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
【図１】
2014131433.tif 000003
【図２】
2014131433.tif 000004
【図３】
2014131433.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014131433.tif 000007
【図６】
2014131433.tif 000008
【図７】
2014131433.tif 000009