(57)【要約】【課題】ロータ部およびステータ部等の中央を貫通する軸を必要としない電磁アクチュエータを提供する。【解決手段】中空軸となる固定鏡筒４１と、該固定鏡筒４１の外周に軸方向移動は制限されて回動自在に支持した環状のロータ部３０と、該固定鏡筒４１の外周に嵌合固定され、該ロータ部３０を軸方向から挟み込んだ、第１ステータ部１０及び第２ステータ部２０からなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空軸と、
該中空軸の外周に軸方向移動が制限されて回動自在に支持されたマグネットからなる環状のロータ部と、
該中空軸の外周に嵌合固定され、前記ロータの環状端面と対向する環状端面に複数の極歯を配置し、該極歯を励磁するコイルとからなるステータ部とを備えたことを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
前記ロータ部は前記環状端面が複数磁極に着磁されていて、前記ステータ部は、軟磁性材で形成された、前記ロータ部の環状端面と対向する環状端面に沿って所定間隔で配置された複数の極歯を備えている請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３】
前記中空軸の外周に固定された、前記ロータ部の磁極に対向する極歯とコイルとからなるステータ部とを備え、該ステータ部にステップ通電されたときに前記ロータ部が前記中空軸の軸心を回動中心としてステップ回転する、請求項１または２に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項４】
前記ロータ部の永久磁石部の環状磁極端面は前記軸心に対して直交する平面内に位置し、前記ステータ部の極歯は、前記環状磁極端面と対向する面が前記平面と平行な平面内に位置する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項５】
前記ステータ部は、前記コイルが嵌合された円筒体と、該円筒体の環状端面において、軸心側から外周方向に延びた第１の極歯と、前記円筒体の外周側から軸心方向に延びた第２の極歯とが円周方向に交互に設けられ、これらの円筒体が前記中空軸に嵌入された請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項６】
前記中空軸には、該周方向に該中空軸を貫通した１本または複数本の周方向溝が形成され、前記ロータ部の内周面には前記周方向溝を貫通した連動部材が固定され、該連動部材が前記ロータ部と一体に前記周方向溝に沿って回動する請求項１乃至５のいずれか一項記載の電磁アクチュエータ。
【請求項７】
前記中空軸内には、回動が規制されて軸方向には移動自在の内筒が嵌合され、該内筒に形成されたカム溝に前記連動部材が連係されていて、前記ロータ部が回動すると前記連動部材と前記カム溝とのカム作用により前記内筒が軸方向に進退動する請求項６記載の電磁アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空の回転軸を有する電磁アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＭ型のステッピングモータが種々知られている。一般的なＰＭ型のステッピングモータは、中央に回動軸を備えた、永久磁石からなるロータと、該ロータの周囲に配置された櫛歯状の外側、内側ヨークと、該ヨークを囲むコイルとからなるステータとを備え、ステータにシーケンシャルに流されるパルス電流によってロータが所定方向にステップ回転する構成である（特許文献）。
【特許文献１】特許第3360460号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のステッピングモータは、ロータを回転自在に支持する回動軸がロータおよびステータの中央を縦貫している。しかも、ロータには直径方向に永久磁石が着磁され、回動軸がロータの中央を貫通してステータコイルの両端面中央において軸支されているので、ロータの回転は、ステータの両端面から突出した回動軸からしか外部に伝達できなかった。
【０００４】
本発明は、ロータおよびステータ等の中央を貫通する軸を必要としない電磁アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成する本発明は、中空軸と、該中空軸の外周に軸方向移動は制限されて回動自在に支持されたマグネットとからなる環状のロータ部と、該中空軸の外周に嵌合固定され、前記ロータ部の環状端面と対向する環状端面にある複数の極歯とコイルとからなるステータ部とを備えたことに特徴を有する。
【０００６】
より実際的には、前記ロータ部は前記環状端面が複数磁極に着磁されていて、前記ステータ部は、軟磁性材で形成された、前記ロータ部の環状端面と対向する環状端面に沿って所定間隔で配置された複数の極歯を備える。そうして、前記内枠の外周に固定された、前記ロータ部の磁極に対向する極歯とコイルとからなるを有するステータ部とを備え、該ステータ部のコイルに通電されたときに前記ロータ部が前記中空軸の軸心を回動中心として回動する。
【０００７】
ロータ部の永久磁石部の環状磁極端面は前記軸心に対して直交する平面内に位置し、前記ステータ部の極歯は、前記環状磁極端面と対向する面が前記平面と平行な平面内に位置させることが好ましい。
【０００８】
ステータ部は、前記コイルが嵌合された円筒体と、該円筒体の環状端面において、軸心側から外周方向に延びた第１の極歯と、前記円筒体の外周側から軸心方向に延びた第２の極歯とが円周方向に交互に設けられ、これらの円筒体が前記中空軸に嵌入される。
【０００９】
より実際的には、前記中空軸には、該周方向に該中空軸を貫通した１本または複数本の周方向溝が形成され、前記ロータ部の内周面には前記周方向溝を貫通した連動部材が固定され、該連動部材が前記ロータ部と一体に前記周方向溝に沿って回動するように形成する。
【００１０】
さらに前記中空軸内には、回動が規制されて軸方向には移動自在の内筒を嵌合し、該内筒に形成されたカム溝に前記連動部材を連係させて、前記ロータ部が回動すると前記連動部材と前記カム溝とのカム作用により前記内筒が軸方向に進退動するように前記カム溝を形成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、円筒形状の内枠が軸として作用するので、回転中心を貫通する軸が不要の電磁アクチュエータを提供できる。
【００１２】
また、本発明の電磁アクチュエータは、中空軸であり、ロータ部がこの中空軸周りを回転するので、中空部にレンズ群などを配置することが可能になり、さらに、例えば中空部にカム溝を配置し、カム溝をロータ部で固定した連結部材でダイレクト駆動してレンズ群を移動させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明について、添附図を参照して説明する。図１は、撮影レンズのレンズ駆動装置に適用した実施形態に係る本発明の電磁アクチュエータを分解した斜視図である。この撮影レンズの焦点調節装置として組み込まれた電磁アクチュエータは、焦点調節レンズ群を光軸方向に移動させる。
【００１４】
この電磁アクチュエータは、第１ステータ部（第１の固定子）１０、第２ステータ部（第２の固定子）２０およびこれら第１ステータ部１０、第２ステータ部２０間に配置された、可動子としてのロータ部３０を備えている。第１ステータ部１０、第２ステータ部２０およびロータ部３０を中空形状として、これらの中空部を円筒状の固定鏡筒４１の中空軸に嵌合してある。撮影レンズは、固定鏡筒４１の一方の端部（先端部）に固定された第１レンズ群Ｌ１と、この固定鏡筒４１内に挿入される可動鏡筒５１内に固定された第２レンズ群Ｌ２とを備え、可動鏡筒５１を移動することにより焦点調節する構成である。
【００１５】
第１ステータ部１０は、ボビンを兼ねた円筒部１１ａを有する第１ステータ１１と、該円筒部１１ａに巻かれたコイル１３と、前記第１ステータ１１に嵌合される円筒形の筒状部１５ｂおよびその一方の環状端部から中心方向に延びた１２枚の極歯１５ａを備えた第２ステータ１５と、前記円筒部１１ａの一方の端部に嵌合された、内周側から外周方向に延びた１２枚の極歯１７ａを有する第３ステータ１７とを備えている。
【００１６】
第１ステータ１１は、円筒部１１ａの一方の端部から外周に沿って外方に突出したフランジ部１１ｂと、円筒部１１ａの他方の端部近傍に嵌合されたフランジ部１１ｃを備えている。コイル１３は、フランジ部１１ｂとフランジ部１１ｃとの間の円筒部１１ａに捲回されている。
【００１７】
第２ステータ１５の１２枚の極歯１５ａは、中空の筒状部１５ｂの端部から周方向に等間隔、かつ中心方向に延びている。各極歯１５ａの中心と軸心を結ぶ中心角は１周を１２分割した３０゜であり、極歯１５ａの両径方向の辺を挟む中心角は１５゜よりも狭く櫛歯状に形成されている。
【００１８】
第３ステータ１７の１２枚の極歯１７ａは、環状部の外周に沿って等分割された位置から放射方向に延びている。第３ステータ１７は、極歯１７ａがフランジ部１１ｃに密着した状態で、第３ステータ１７の内周端面が第１ステータ１１の円筒部１１ａに嵌合されている。極歯１７ａの中心と軸心を結ぶ中心角は１周を１２分割した３０゜であり、極歯１７ａの両径方向の辺を挟む中心角は１５゜よりも狭く櫛歯状に形成されている。
【００１９】
第２ステータ１５は、その極歯１５ａが、第３ステータ１７の極歯１７ａの間に位置するように、第１ステータ１１に対して嵌合固定される。つまり第１ステータ部１０は、円周方向に１２枚の極歯１５ａおよび１２枚の極歯１７ａが、軸線と直交する環状端面に沿って交互に計２４枚並び、各極歯１５ａ、１７ａ間には所定幅の間隙が形成されている。極歯１５ａ、１７ａの中心の間隔（ピッチ）は１５゜になる（図２参照）。
【００２０】
第２ステータ部２０は、本実施形態では第１ステータ部１０と同一形状、同一構造である。つまり、第２ステータ部２０は、ボビンを兼ねた一方の端部にフランジ部２１ｂが一体に形成された円筒部２１ａを有する第１ステータ２１と、該円筒部２１ａに巻かれたコイル２３と、コイル２３をフランジ部２１ｂとで挟持するように前記円筒部２１ａの他方の端部近傍に嵌合されたフランジ部２１ｃと、フランジ部２１ｃ側からコイル２３に嵌合された、外周側から中心方向に延びた１２枚の極歯２５ａを有する第２ステータ２５と、円筒部２１ａのフランジ部２１ｃよりも端部側に嵌合された、円筒部２１ａの外周面から外方の放射状に延びた１２枚の極歯２７ａを有する第３ステータ２７とを備えている。第２ステータ部２０は、軸線と直交する環状端面に沿って第２ステータ２５の極歯２５ａおよび第３ステータ２７の極歯２７ａが交互に等間隔で計２４枚並ぶ。
【００２１】
なお、第１、第２ステータ部１０、２０の各極歯１５ａ、１７ａ、各極歯２５ａ、２７ａは、ロータ部３０と対向する面が軸心と直交する平面内に位置するように形成されている。また、第１ステータ部１０の第１ステータ１１、第２ステータ部２０の第１ステータ２１の各フランジ部１１ｃ、２１ｃは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等のプラスチックフィルム材料から形成されている。なお、第１ステータ１１、第１ステータ２１の各円筒部１１ａ、２１ａと各フランジ部１１ｂ、２１ｂ、かつ第１ステータ部１０における第２ステータ１５、第３ステータ１７、及び第２ステータ部２０における第２ステータ２５、第３ステータ２７はケイ素綱、鉄綱、パーマロイ、ステンレス等の軟質磁性体材料で形成されている。
【００２２】
第１ステータ部１０のコイル１３に電流が流れると、各極歯１５ａは同一極に励磁され、各極歯１７ａは逆極に励磁される。同様に第２ステータ部２０のコイル２３に電流が流されると、第２ステータ２５の各極歯２５ａは同一極に励磁され、第３ステータ２７の各極歯２７ａは逆極に励磁される。なお、第１ステータ部１０のコイル１３と、第２ステータ部２０のコイル２３の巻方向は同一である。
【００２３】
この第２ステータ部２０は、固定鏡筒４１に嵌合する際に、ロータ部３０を挟んで、第１ステータ部１０と対向させて、円周方向に所定ピッチずらせて対向固定する。この実施例では、各極歯の間隔（３０゜）を１ピッチとすると、１／４ピッチ分（７．５゜）ずらして対向させる。
【００２４】
ロータ部３０は、固定鏡筒４１の外周に嵌合され、かつ、第１ステータ部１０と第２ステータ部２０との間に配置されており、ロータ環３１と、該ロータ環３１の外周に嵌合された環状（円筒状）のマグネット３３を備えている。ロータ環３１の内周面には、後述するカムピン５５を挿入固定するためのピン孔３１ａが形成されている。なお、ロータ環３１は非磁性材で形成される。
【００２５】
マグネット３３は、環状端面が複数磁極に着磁されている。図示実施形態では２４個の互いに極性の異なる磁石に着磁されていて、軸心と平行に延びた永久磁石部３３ａ、３３ｂが交互に並んでいる（図３）。環状端面には、円周方向にＳ／Ｎ極が交互に出現している。さらにマグネット３３の両側の環状着磁端面はそれぞれ、軸心に対して直交する平面とされている。
【００２６】
この実施形態では、マグネット３３の外周に、トルク測定用のプーリー３５が装着されている。ロータ部３０の回転トルクを測定するときに、このプーリー３５と図示しないトルク測定機のプーリーとに、図示しない無端ベルトが掛けられて、トルク測定がなされる。このプーリー３５は、通常使用においては装着しなくてもよい。
【００２７】
固定鏡筒４１は、ロータ部３０の回軸となっている。一方の端部に第１レンズ群Ｌ１が固定され、他方の端部寄り外周面にフランジ４２が形成され、スペーサとして機能する。固定鏡筒４１には、フランジ４２よりも一方の端部側に、固定鏡筒４１を貫通して軸心（光軸Ｏ）に垂直に延びる周方向溝４３が形成されている。さらに固定鏡筒４１の内周面には、軸心と平行に延びる有底のガイド溝４４が形成されている。なお周方向溝４３は、ロータ部３０の回動を可動鏡筒５１に伝達する連動部材としてのカムピン５５の周方向移動を許容するための溝であって、固定鏡筒４１を分断しない範囲内（３６０゜未満）に形成されている。
【００２８】
固定鏡筒４１の外周には、フランジ４２を挟んで、Ａ方向の端部側から第１ステータ部１０が嵌合され、フランジ４２に当接した状態で固定される。さらに固定鏡筒４１には、Ｂ方向の端部側から、ロータ部３０が嵌合される。その後、環状スペーサ３７が嵌合された後に第２ステータ部２０が嵌入される。環状スペーサ３７は、ロータ部３０と第２ステータ部２０との間に所定の間隙を保持するとともに摩擦抵抗を減少させる潤滑部材としての機能も果たす。
【００２９】
第２ステータ部２０は、各極歯２５ａ、２７ａが第１ステータ部１０の極歯１５ａ、１７ａと１／４ピッチずれた状態で対向するように回転方向の位置調整される。また軸方向には、ロータ部３０が固定鏡筒４１に対して軸方向に移動しないで自由に回転できるように位置決め調整がされてから、第２ステータ部２０は、固定鏡筒４１に対して固定される。
【００３０】
固定鏡筒４１内に挿入される可動鏡筒５１には、軸心（光軸Ｏ）に対して所定の傾きを成すカム溝５３が形成されている。さらに可動鏡筒５１の外周面には、光軸Ｏと平行に延びる凸状のガイド突起５４が形成されている。このガイド突起５４は、固定鏡筒４１のガイド溝４４に摺動自在に嵌合されるので、固定鏡筒４１と可動鏡筒５１とが相対回動しないで中心軸に沿って移動する。
【００３１】
なお、図４には１組のガイド溝４４およびガイド突起５４を示したが、複数組設けてもよく、固定鏡筒４１にガイド突起を、可動鏡筒５１にガイド溝を設けてもよい。また、ガイド溝およびガイド突起を光軸Ｏを中心として１２０°の等間隔で３組設ければ、可動鏡筒５１の軸ブレが減少し、安定性が増す。また、固定鏡筒４１および可動鏡筒５１は、例えばプラスチックの射出成形によって形成される。
【００３２】
可動鏡筒５１は固定鏡筒４１内に、ガイド突起５４とガイド溝４４を嵌合させて挿入される。その後、可動鏡筒５１内からカムピン５５が、可動鏡筒５１のカム溝５３、固定鏡筒４１の周方向溝４３を貫通して、ロータ環３１に形成されたピン孔３１ａに挿入固定される（図４）。カムピン５５は、先端部が面取りされて先細の円錐または円錐台形状とされ、円錐部の斜面がカム溝５３の縁部に摺接するように形成されている。カムピン５５は、ロータ部３０を貫通させて装着する構造としてもよい。
【００３３】
第２レンズ群Ｌ２は、固定鏡筒４１に可動鏡筒５１を装着し、カムピン５５を装着してから固定するが、カムピン５５をロータ部３０を貫通させて装着するように形成すれば、第１レンズ群Ｌ１を固定鏡筒４１に、第２レンズ群Ｌ２を可動鏡筒５１に、予め固定しておける。
【００３４】
ロータ部３０が回動すると、カムピン５５は、周方向溝４３に沿って円周方向にカム溝５３と摺接しながら移動するので、カムピン５５とカム溝５３のカム作用により、可動鏡筒５１が回動しないで光軸Ｏに沿って直進移動する。例えば、ロータ部３０がＢ方向から見て右回転すると可動鏡筒５１は第２レンズ群Ｌ２が第１レンズ群Ｌ１から離反する方向に移動し、ロータ部３０がＢ方向から見て左回転すると可動鏡筒５１は第２レンズ群Ｌ２が第１レンズ群Ｌ１に接近する方向に移動する。
【００３５】
以上のように組み立てられた電磁アクチュエータ付き撮影レンズは、装着される携帯端末など搭載機器のフレーム等に第１ステータ部１０、第２ステータ部２０または固定鏡筒４１を介して固定される。
【００３６】
第１ステータ部１０のコイル１３、第２ステータ部２０のコイル２３は、図示しない給電制御部に直列接続または並列接続され、同一のタイミングで駆動電流が供給され、ロータ部３０が磁極単位でステップ回転する。すると、ロータ部３０にカムピン５５を介して連結されている可動鏡筒５１が、カムピン５５とカム溝５３のカム作用により光軸Ｏ方向に、固定鏡筒４１に対して回動することなく、可動鏡筒５１の第２レンズ群Ｌ２が、固定鏡筒４１の第１レンズ群Ｌ１に対して接離移動する。
【００３７】
このように本発明の実施形態の電磁アクチュエータは筒状の固定鏡筒４１の周囲をロータ部３０が回動し、可動鏡筒５１を直接駆動する機構が簡単な焦点調節装置を備えた撮影レンズ鏡筒を構成できる。
【００３８】
次に、この実施形態の駆動動作について説明する。図５は、第１ステータ部１０のコイル１３と、第２ステータ部のコイル２３の通電タイミングチャートを示し、図６の（０）乃至（４）は、ロータ部３０と第１ステータ部１０の極歯１５ａ、１７ａ、第２ステータ部２０の極歯２５ａ、２７ａを直線状に展開してこれらの位相関係および動作タイミングチャートを示す図である。なお、図６において、極歯１５ａ、１７ａは符号Ａ、Ａ′を付し、極歯２５ａ、２７ａは符号Ｂ、Ｂ′を付して、それぞれ４極分を表し、図１には第１ステータ部１０のコイル１３の通電方向α、β、第２ステータ部２０のコイル２３の通電方向α′、β′を示してある。
【００３９】
「ステップ（０）」
図６の（０）に示した無通電状態においてロータ部３０は、上面の磁極Ｎ、Ｓ、Ｎ、Ｓがそれぞれ磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′を吸引し、下面の対極Ｓ、Ｎ、Ｓ、Ｎがそれぞれ磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′を吸引し、これらの吸引力が平衡した状態で停止している。このとき磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′はそれぞれＳ、Ｎ、Ｓ、Ｎ極に磁化され、第２のステータの磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′はそれぞれＮ、Ｓ、Ｎ、Ｓに磁化されている。この状態を第１の平衡状態とする。
【００４０】
「ステップ（１）」
この第１の平衡状態において、第１ステータ部１０のコイル１３をα方向に、第２ステータ部２０のコイル２３をα′方向にそれぞれ通電すると、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′は励磁されている磁極と同じ磁極に励磁されるが、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′は励磁されている磁極とは逆の磁極に励磁される。そのため、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′は、それぞれロータ部３０の左隣の磁極を吸引するので、ロータ部３０は右方向に移動（回転）する。そうして、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′による吸引力が平衡した状態、すなわち初期位置から７．５゜回転した状態で停止する（図６（１））。この平衡状態においてロータ部３０は、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′からは左回転方向の吸引力を受け、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′からは右回転方向の吸引力を受けている。この状態で通電を遮断しても、この平衡状態が維持され、ロータ部３０は回動しない。この平衡状態を第２の平衡状態とする。
【００４１】
「ステップ（２）」
第２の平衡状態において、第１ステータ部１０のコイル１３をβ方向に通電し、第２ステータ部２０のコイル２３をα′方向に通電する。すると、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′は励磁されている磁極とは逆の磁極に励磁され、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′は励磁されている磁極と同じ磁極に励磁される。そのため、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′は、それぞれ左隣の磁極を吸引、つまり、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′は共にロータ部３０を右回転方向に吸引するので、ロータ部３０は右方向に回転する。そうして、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′による吸引力が平衡する、初期位置から１５゜回転した状態で停止する（図６（２））。この平衡状態においてロータ部３０は、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′からは右回転方向の吸引力を受け、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′からは左回転方向の吸引力を受けている。この状態で通電を遮断しても、この平衡状態が維持され、ロータ部３０は回動しない。この平衡状態を第３の平衡状態とする。
【００４２】
「ステップ（３）」
第３の平衡状態において、第１ステータ部１０のコイル１３をβ方向に通電し、第２ステータ部２０のコイル２３をβ′方向に通電する。すると、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′は励磁されている磁極と同じ磁極に励磁され、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′は励磁されている磁極とは逆の磁極に励磁される。そのため、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′は、それぞれ左隣の磁極を吸引、つまり、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′は共にロータ部３０を右回転方向に吸引することになるので、ロータ部３０は右方向に回転する。そうして、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′による吸引力が平衡する、初期位置から２２．５゜回転した状態で停止する（図６（３））。この平衡状態においてロータ部３０は、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′からは左回転方向の吸引力を受け、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′からは右回転方向の吸引力を受けている。この状態で通電を遮断しても、この平衡状態が維持され、ロータ部３０は回動しない。この状態を第４の平衡状態とする。
【００４３】
「ステップ（４）」
この第４の平衡状態において、第１ステータ部１０のコイル１３をα方向に通電し、第２ステータ部２０のコイル２３をβ′方向に通電する。すると、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′は励磁されている磁極とは逆の磁極に励磁され、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′は励磁されている磁極と同じ磁極に励磁される。そのため、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′は、それぞれ左隣の磁極を吸引、つまり、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′は共にロータ部３０を右回転方向に吸引するので、ロータ部３０は右回転する。そうして、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′による吸引力が平衡する、初期位置から３０゜回転した状態で停止する（図６（４））。この平衡状態においてロータ部３０は、磁極Ａ、Ａ′、Ａ、Ａ′からは右回転方向の吸引力を受け、磁極Ｂ、Ｂ′、Ｂ、Ｂ′からは左回転方向の吸引力を受けている。この状態で通電を遮断しても、この平衡状態が維持され、ロータ部３０は回動しない。この平衡状態は、第１の平衡状態と同一である。
【００４４】
以上の通り、ステップ（４）の平衡状態はステップ（０）の第１の平衡状態と同一である。したがって、上記ステップ（１）、（２）、（３）、（４）の通電処理を繰り返すことで、ロータ部３０を右方向に７．５゜ステップ角でステップ回動させることができる。
【００４５】
なお、ロータ部３０がどの平衡状態で停止しているかは、磁気センサにより検出することができる。検出した平衡状態に対応するステップ、通電パターンから、回転方向に基づいた通電パターン順で通電を開始すれば、左右いずれの方向にも回転させることができる。
【００４６】
本発明の実施形態によれば、第１ステータ部１０、第２ステータ部２０の中間に位置するロータ部３０から回転力を取り出すことができるので、軸ぶれを生じ難い。さらに第１ステータ部１０、第２ステータ部２０の極歯がロータ部３０と軸方向に対向するので、電磁アクチュエータ全体の径を細くすることが可能になる。
【００４７】
このように本発明の実施形態によれば、回転軸が中空なので、この中空部に、実施形態に示したようなカム機構およびレンズ群や、その他所望の部材を配置することや、中空部に配置した部材を、環状のロータ部により直接駆動することも可能になる。
【００４８】
本発明の電磁アクチュエータを適用したレンズ鏡筒の第２の実施形態について、図７、図８を参照して説明する。この第２の実施形態は、カムピンおよびカム溝を、光軸を挟んで対称に二組設けたことに特徴を有する。第１の実施形態と同一の構造、機能を有する部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
第２の実施形態では、固定鏡筒４１に軸心を挟んで対称に二本の周方向溝４３ａ、４３ｂを形成してある。各周方向溝４３ａ、４３ｂの周方向長はそれぞれ１８０゜未満、つまり周方向溝４３ａ、４３ｂが繋がって固定鏡筒４１を分断しない長さに形成されている。
【００５０】
一方可動鏡筒５１には、軸心を挟んで回転対称となる二本のカム溝５３ａ、５３ｂが形成されている。各カム溝５３ａ、５３ｂは、周方向溝４３ａ、４３ｂの回転範囲に合わせて形成されている。
【００５１】
さらに固定鏡筒４１の内周面には、軸心を挟んで直径方向の対称位置に、軸心と平行に延びる２本のガイド突起４４ａ、４４ｂが一体に突設されている。この実施形態では、ガイド突起４４ａ、４４ｂは、周方向溝４３ａ、４３ｂの端部間を通っている。このガイド突起４４ａ、４４ｂにより、周方向溝４３ａ、４３ｂの端部間の接続部分が厚くなり、端部間の連結強度が増す。
【００５２】
可動鏡筒５１の外周面には、軸心を挟んで直径方向の対称位置に、中心軸に沿って平行に延びる２本のガイド溝５４ａ、５４ｂが形成されている。２本のガイド溝５４ａ、５４ｂは、カム溝５３ａ、５３ｂの端部間を通っている。可動鏡筒５１は固定鏡筒４１内に、ガイド溝５４ａがガイド突起４４ａに、ガイド溝５４ｂがガイド突起４４ｂに嵌合するように挿入され、ガイド溝５４ａ、５４ｂとガイド突起４４ａ、４４ｂに沿って光軸Ｏと平行に、回動しないで進退自在にガイドされる。
【００５３】
固定鏡筒４１内に可動鏡筒５１を挿入した後に、２本のカムピン５５ａ、５５ｂが、可動鏡筒５１内から対応するカム溝５３ａ、５３ｂ、周方向溝４３ａ、４３ｂを貫通してロータ環３１の内周面のピン孔３１ａに嵌入固定される。２本のカムピン５５ａ、５５ｂは、先端部が面取りされて先細の円錐または円錐台形状とされ、円錐部の斜面がカム溝５３ａ、５３ｂの縁部に摺接するように形成されている。
【００５４】
この第２の実施形態によれば、ロータ部３０が回動すると、２本のカムピン５５ａ、５５ｂは、周方向溝４３ａ、４３ａに沿って円周方向にカム溝５３ａ、５３ｂと摺接しながら移動するので、カムピン５５ａ、５５ｂとカム溝５３ａ、５３ｂによるカム作用により、可動鏡筒５１が回動しないで光軸Ｏに沿って直進移動する。例えば、ロータ部３０がＢ方向から見て右回転すると可動鏡筒５１は第２レンズ群Ｌ２が第１レンズ群Ｌ１から離反する方向に移動し、ロータ部３０が左回転すると可動鏡筒５１は第２レンズ群Ｌ２が第１レンズ群Ｌ１に接近する方向に移動する。
【００５５】
この第２の実施形態では、周方向溝４３ａ、４３ｂを同一円周上に形成したが、光軸Ｏに沿って位置をずらし、連結しないように形成すれば、それぞれ３６０゜近くまで周方向長を延長することが可能になり、ロータ部３０の回動角範囲を３６０゜近くまで広げることができる。
【００５６】
以上の図示実施形態では、ロータ部３０の回動を、固定鏡筒に形成した円周方向溝を貫通するカムピンによりカム環を駆動する構成であるが、本発明はこの実施形態に限定されない。可動鏡筒を直進ガイドする部材は、可動鏡筒と固定鏡筒の一方に植設したガイドピンを、他方に形成したガイド長孔に嵌合させる機構でもよい。
【００５７】
本発明のさらに別の実施形態では、中空軸（固定鏡筒４１）を軸心と直交する面で二分割し、二分割した中空軸の両端面でロータマグネットを回動自在に挟持して、ロータ部の内周面が中空軸内に露出する構造にしてもよい。この構造によれば、ロータ部を３６０゜以上自由に回動させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の電磁アクチュエータをレンズ鏡筒に適用した実施形態を分解して示す斜視図である。
【図２】同実施形態の一方のステータ部（第１ステータ部１０）を図１のＢ方向から見た上面図である。
【図３】同実施形態のロータ部の斜視図である。
【図４】本発明の電磁アクチュエータをレンズ鏡筒に適用した、実施形態を光軸を通る面で縦断した断面図である。
【図５】同電磁アクチュエータのステータ部への通電タイミングチャートを示す図である。
【図６】同電磁アクチュエータのロータ部と、第１、第２ステータ部の極歯とを直線状に展開し、これらの位相関係および動作タイミングを（０）乃至（４）に示す図である。
【図７】本発明の電磁アクチュエータを適用したレンズ鏡筒の第２の実施形態の要部を分解して示す斜視図である。
【図８】同第２の実施形態を組み立てた状態で光軸およびカムピンを通る面で縦断した断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  第１ステータ部（第１の固定子）
１１  第１ステータ
１１ａ  円筒部
１１ｂ  １１ｃ  フランジ部
１３  コイル
１５  第２ステータ
１５ａ  極歯
１７  第３ステータ
１７ａ  極歯
２０  第２ステータ部（第２の固定子）
２１  第１ステータ
２１ａ  円筒部
２３  コイル
２５  第２ステータ
２５ａ  極歯
２７  第３ステータ
２７ａ  極歯
３０  ロータ部
３１  ロータ環
３１ａ  ピン孔
３３  マグネット
３３ａ  ３３ｂ  永久磁石部
３５  プーリー
３７  環状スペーサ
４１  固定鏡筒
４２  フランジ
４３  周方向溝
４３ａ  ４３ｂ  周方向溝
４４  ガイド溝
４４ａ  ４４ｂ  ガイド突起
５１  可動鏡筒
５２  ピン穴
５３  カム溝
５３ａ  ５３ｂ  カム溝
５４  ガイド突起
５４ａ  ５４ｂ  ガイド溝
５５  カムピン
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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