(57)【要約】【課題】モータの回転時に軸のスラスト方向及びラジアル方向の暴れによるたたき音がない静音なモータを提供することである。【解決手段】周方向に交互に配設された複数の櫛歯と、その櫛歯間に切欠き部を有する複数のヨークと、これらのヨーク間に装着される励磁コイルからなるステータを軸方向に複数個設け、前記櫛歯と所定のギャップを介して前記ステータ内に同軸関係に配設されるとともに周面に異なる極に交互に着磁されたロータマグネットと、前記ロータマグネットを回転自在に支持する軸受と、モータ取り付け部材と、前記ロータマグネットと前記軸受の間に少なくとも２枚のワッシャによって挟まれているコイルバネを備えたステッピングモータにおいて、前記軸受の内径部と前記ロータマグネットを構成するシャフトのラジアルガタが無くなるように、前記コイルバネの内径部がシャフト外径部とラジアル方向に当接していることを特徴とする。【選択図】図１
2017055517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が通過する開口部を形成する開口形成部材と、
前記開口部に出入りする複数の羽根と、
前記複数の羽根が係合して前記開口部の周囲を回動して前記複数の羽根を駆動する回動部材と、
前記開口形成部材に設けられた貫通孔を通じて前記回動部材の端部に設けられたギア部に接続されて前記回動部材を回動させる回転電機装置と、を備え、
前記回転電機装置は、
回転軸が突出するロータマグネットと、
前記回転軸の一端部を受ける軸受と、
前記回転軸の一端部側が挿通される偏心コイルバネと、を備え、
前記偏心コイルバネは、少なくとも一部が前記回転軸の軸方向と直交する径方向に偏心し、且つ前記軸受と前記ロータマグネットとの間で挟まれて前記回転軸の軸方向に圧縮状態で配置され、前記偏心コイルバネの一部が前記回転軸の外周面に当接した
ことを特徴とする絞り装置。
【請求項２】
回転軸が突出するロータマグネットと、
前記回転軸の一端部を受ける軸受と、
前記回転軸の一端部側が挿通される偏心コイルバネと、を備え、
前記偏心コイルバネは、少なくとも一部が前記回転軸の軸方向と直交する径方向に偏心し、且つ前記軸受と前記ロータマグネットとの間で挟まれて前記回転軸の軸方向に圧縮状態で配置され、前記偏心コイルバネの一部が前記回転軸の外周面に当接したことを特徴とする回転電機装置。
【請求項３】
周方向に交互に配設された複数の櫛歯と、
前記櫛歯間に切欠き部を有する複数のヨークと、
前記複数のヨーク間に装着される励磁コイルを有するステータを軸方向に複数個設け、前記櫛歯と所定のギャップを介して前記ステータ内に同軸関係に配設されるとともに周面に異なる極に交互に着磁されたロータマグネットと、
前記ロータマグネットを回転自在に支持する軸受と、
モータ取り付け部材と、
前記ロータマグネットと前記軸受の間に少なくとも２枚のワッシャによって挟まれているコイルバネと、を備え、
前記軸受の内径部と前記ロータマグネットを構成するシャフトのラジアルガタが無くなるように、前記コイルバネの内径部がシャフト外径部とラジアル方向に当接したことを特徴とする回転電機装置。
【請求項４】
前記軸受の内径部と前記ロータマグネットを構成するシャフトのラジアルガタが無くなるように、前記コイルバネの内径部がシャフト外径部をラジアル方向に付勢することを特徴とする請求項１に記載の回転電機装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の回転電機装置を備えたことを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータ等の回転電機装置、この回転電機装置を備えた絞り装置又は光学機器に関し、例えば、ステータ内で回転するシャフトとマグネットからなるロータと、そのロータに予圧を与える機構を備えたステッピングモータ等のモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータは、例えば、円錐形状のコイルバネをスクリュウと先端軸受の間に設置することで、スクリュウ(ロータ)をスラスト方向に付勢し、モータの回転時において、コイルバネの内周にあるシャフトとコイルバネの擦れ合う面積を小さくでき、結果的に出力トルクに有利にはたらくように構成されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のモータは、モータシャフトと軸受の内周部でラジアル方向のたたき音が発生してしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、回転軸がスラスト方向及びラジアル方向に暴れることで発生するたたき音を抑えつつ安定した駆動伝達を行える技術を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、光が通過する開口部を形成する開口形成部材と、前記開口部に出入りする複数の羽根と、前記複数の羽根が係合して前記開口部の周囲を回動して前記複数の羽根を駆動する回動部材と、前記開口形成部材に設けられた貫通孔を通じて前記回動部材の端部に設けられたギア部に接続されて前記回動部材を回動させる回転電機装置と、を備え、前記回転電機装置は、回転軸が突出するロータマグネットと、前記回転軸の一端部を受ける軸受と、前記回転軸の一端部側が挿通される偏心コイルバネと、を備え、前記偏心コイルバネは、少なくとも一部が前記回転軸の軸方向と直交する径方向に偏心し、且つ前記軸受と前記ロータマグネットとの間で挟まれて前記回転軸の軸方向に圧縮状態で配置され、前記偏心コイルバネの一部が前記回転軸の外周面に当接したことを特徴とする。
【０００７】
また、他の本発明は、回転軸が突出するロータマグネットと、前記回転軸の一端部を受ける軸受と、前記回転軸の一端部側が挿通される偏心コイルバネと、を備え、前記偏心コイルバネは、少なくとも一部が前記回転軸の軸方向と直交する径方向に偏心し、且つ前記軸受と前記ロータマグネットとの間で挟まれて前記回転軸の軸方向に圧縮状態で配置され、前記偏心コイルバネの一部が前記回転軸の外周面に当接したことを特徴とする回転電機装置にある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回転軸がスラスト方向及びラジアル方向に暴れることで発生するたたき音を抑えつつ安定した駆動伝達を行える回転電機装置、この回転電機装置を備えた絞り装置又は光学機器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係るモータの断面図。
【図２】本発明の実施形態１に係るモータの詳細図。
【図３】本発明の実施形態１に係るコイルバネの概要図。
【図４】本発明の実施形態１に係るコイルバネの概要図。
【図５】本発明の実施形態１に係るモータの分解斜視図。
【図６】本発明の実施形態２に係るコイルバネの概要図。
【図７】本発明の実施形態２に係るコイルバネの概要図。
【図８】本発明の実施形態２に係るコイルバネの概要図。
【図９】本発明の実施形態３に係るコイルバネの概要図。
【図１０】本発明の実施形態３に係るコイルバネの概要図。
【図１１】本発明の実施形態４に係るリードスクリュウタイプの構造図。
【図１２】本発明の実施形態５に係る絞り装置の概略を示す分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態１＞
図１〜図５は本発明が適用される実施形態１に係る回転電機装置の一例としてのＰＭ型ステッピングモータの構造を示す説明図である。
【００１１】
１０は回転自在に支持されているステンレス等の非磁性材料のシャフトであり、ロータ１７はシャフト１０と周方向に交互に着磁されたマグネット９から構成される。７，８は周方向に交互に配設された複数の櫛歯を有して例えば軟磁性材からなるインヨークである。
【００１２】
３，４は周方向に交互に配設された複数の櫛歯を有して例えば軟磁性材からなるアウトヨークである。励磁コイル５，６はインヨーク７，８とアウトヨーク３，４の間に装着されてヨークを励磁させる。ステータ１６はインヨーク７，８と励磁コイル５，６とアウトヨーク３，４から構成される。
【００１３】
２はマグネットであり、外周面が２極（Ｎ極、Ｓ極）に着磁されている。３は駆動ギアであり、マグネット２と一体となって構成されている。一体とする方法は、接着剤による固着や、樹脂であればインサート射出成形などが挙げられる。一体となって構成されたマグネット２と駆動ギア３は、地板１に設けられている駆動ギア回転軸１ｄで支持され、回転運動することができる。
【００１４】
２は中空円筒部外径とアウトヨーク３，４の内径とで同軸位置決めされた後端のモールド軸受けである。ロータ１７は櫛歯と所定のギャップを介してステータ１６内に同軸関係に配設される。軸受け１４は取付板であるフランジ１５にカシメ固定され、そのカシメ接合箇所Ａを前記ヨークの複数の櫛歯間の切欠き部Ｂに設けながらアウトヨーク４の内径と軸受け１４外径の嵌合にて位置決めされる。
【００１５】
軸受け１４のマグネット対向面にはコイルバネ設置用の凹１９が設けられており、この凹内に設けたワッシャ１３とマグネット端面上のワッシャ１１に挟まれるように偏芯コイルバネ１２を設け、偏芯コイルバネ１２の径大部が上記凹部内径と嵌合固定され、偏心コイルバネ１２の径大部の中心とシャフトの中心の同軸が一致するよう設置する。
【００１６】
偏心コイルバネ１２の径小部の中心は径大部の中心に対し、Ｄ１だけずれているため、シャフトと嵌合または圧入となっているコイルの径小部は、シャフト及びコイル径大部の中心にならって、ラジアル方向に矯正的に中心がずれるように位置決めされる。
【００１７】
その結果ラジアル方向においては、コイルの径小部が、もとの位置に戻ろうとする力が発生するため、シャフトが常に軸受内径部側に付勢される状態となっている。
【００１８】
また、スラスト方向においては、マグネットがモータの後端側に付勢され、押さえ板１とシャフト１０が常に点接触した状態となっている。
【００１９】
すなわち、ラジアル方向のガタが無くなっている。上記構成において、励磁コイル５、６が通電されるとインヨーク７，８とアウトヨーク３，４が励磁されて各櫛歯に誘磁され、マグネット１の着磁極と反発・吸引してトルクが発生して、ロータ１６が励磁コイル５、６の通電に従って回転移動するように駆動され、シャフト１０から外部に駆動力を伝達する。
【００２０】
その際、シャフト１０は偏心コイルバネ１２の付勢によって常に押さえ板１０に点接触しているため、シャフトと押さえ板もしくはマグネット、ワッシャと先端軸受間でのたたき音の発生はなく、さらにラジアル方向においても軸受とシャフトが常にラジアル方向に付勢されているためたたき音のない静かな回転が可能となる。また、シャフトとコイルバネが当接または付勢されているため、通電ＯＦＦ時の余計な回転がしにくくなる。
【００２１】
＜実施形態２＞
図６、７、８で示す偏心コイルバネ１２Ａは、実施形態１で使用する偏心コイルバネ１２の形状を変えた場合である。偏心コイルバネ１２Ａの端部ａの中心と端部ｂの中心がＤ１だけずれており、Ｄ２はシャフトの外径以下の設定である。
【００２２】
この偏心コイルバネ１２Ａは、同径で２巻以上のコイルバネが少なくとも２つ以上中心をずらして重なっている形状である。
【００２３】
この条件において、実施形態１と同様に端部ａの偏心コイルバネ１２Ａの外周と先端軸受凹部の内周部を嵌合固定し、端部ａとシャフトの中心軸を合わせることで、コイルバネの端部ｂの内周部は常にシャフト外周部に対し、ラジアル方向に当接または付勢している状態となる。その結果ラジアル方向においては、コイルの端部ｂが、もとの中心位置に戻ろうとする力が発生するため、シャフトが常に軸受内径部側に付勢される状態となっている。
【００２４】
すなわち、ラジアル方向のガタが無くなっている。スラスト方向においては、マグネットがモータの後端側に付勢され、押さえ板１とシャフト１０が常に点接触した状態となっている。
【００２５】
上記構成において、励磁コイル５，６が通電されるとインヨーク７，８とアウトヨーク３，４が励磁されて各櫛歯に誘磁され、マグネット１の着磁極と反発・吸引してトルクが発生して、ロータ１６が励磁コイル５，６の通電に従って回転移動するように駆動され、シャフト１０から外部に駆動力を伝達する。
【００２６】
その際、シャフト１０は偏心コイルバネ１２Ａの付勢によって常に押さえ板１０に点接触しているため、シャフトと押さえ板もしくはマグネット、ワッシャと先端軸受間でのたたき音の発生はなく、さらにラジアル方向においても軸受とシャフトが常にラジアル方向に付勢されているためたたき音のない静かな回転が可能となる。
【００２７】
また、シャフトと偏心コイルバネ１２Ａが当接または付勢されているため、通電ＯＦＦ時の余計な回転がしにくくなる。
【００２８】
＜実施形態３＞
図９、１０で示す偏心コイルバネ１２Ｂは、実施形態１で使用する偏心コイルバネ１２の形状を変えた場合である。偏心コイルバネ１２Ｂの端部ａの中心と端部ｂの中心がＤ１だけずれており、Ｄ２はシャフトの外径以下の設定である。
【００２９】
中心軸ずれＤ１は、スラスト方向に対して段階的に均等に中心がずれるような形状である。この条件において、実施形態１と同様に端部ａの偏心コイルバネ１２Ｂの外周と先端軸受凹部の内周部を嵌合固定し、端部ａとシャフトの中心軸を合わせることで、偏心コイルバネ１２Ｂの端部ｂの内周部は常にシャフト外周部に対し、ラジアル方向に当接または付勢している状態となる。
【００３０】
その結果ラジアル方向においては、コイルの端部ｂが、もとの中心位置に戻ろうとする力が発生するため、シャフトが常に軸受内径部側に付勢される状態となっている。すなわち、ラジアル方向のガタが無くなっている。
【００３１】
スラスト方向においては、マグネットがモータの後端側に付勢され、押さえ板１とシャフト１０が常に点接触した状態となっている。
【００３２】
上記構成において、励磁コイル５，６が通電されるとインヨーク７，８とアウトヨーク３，４が励磁されて各櫛歯に誘磁され、マグネット１の着磁極と反発・吸引してトルクが発生して、ロータ１６が励磁コイル５、６の通電に従って回転移動するように駆動され、シャフト１０から外部に駆動力を伝達する。
【００３３】
その際、シャフト１０は偏心コイルバネ１２Ｂの付勢によって常に押さえ板１に点接触しているため、シャフトと押さえ板もしくはマグネット、ワッシャと先端軸受間でのたたき音の発生はなく、さらにラジアル方向においても軸受とシャフトが常にラジアル方向に付勢されているためたたき音のない静かな回転が可能となる。
【００３４】
また、シャフトと偏心コイルバネ１２Ｂが当接または付勢されているため、通電ＯＦＦ時の余計な回転がしにくくなる。
【００３５】
＜実施形態４＞
図１１には、本発明の回転電機装置の他の例として、リードスクリュー方式の駆動モータを示す。本実施形態のように、シャフト１０Ａを含めてリードスクリュー方式とした以外は、基本的には上述した実施形態１等と同様の構成を有する。本実施形態においても、ラジアル方向のガタを抑えることができるため、上述した実施形態１等と同様の作用効果を奏する。
【００３６】
以上、本発明を回転電機装置の構造例を挙げて詳細に説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではない。上述した実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本実施形態の構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものである。
【００３７】
＜実施形態５＞
図１２には、本発明の回転電機装置を適用した絞り装置の分解斜視図を示す。
図１２に示す本実施形態の絞り装置は、複数枚の絞り羽根を、いわゆる編み込み方式で組み付け、モータを駆動源として、駆動部材を回動させることにより、レンズ開口の大きさを変化させるように構成されている。
【００３８】
この絞り装置は、カメラのレンズ開口１１０を中心として複数の部品を重ねて組み立てられている。複数の部品には、上方から順番に、カバー５０、複数枚（本例では６枚）の絞り羽根３０、駆動リング２０、地板１００、駆動源４０が含まれる。
【００３９】
絞り羽根３０は地板１００のレンズ開口１１０の周囲に配置され且つ駆動リング２０の駆動力を受けてレンズ開口１１０を開閉するように動作する。各絞り羽根３０には支持孔３２０と作動カム溝３１０が形成されている。各絞り羽根３０は地板１００の各羽根支持軸１３０に軸支される支持孔３２０を中心として回動可能である。各絞り羽根３０が図示の位置から時計方向に回動するとレンズ開口１１０が閉じられる。この閉状態から反時計方向に回動するとレンズ開口１１０が開成される。
【００４０】
駆動源４０はシャッターレリーズ操作に応じてピニオンギア４１０を回転駆動する。本実施形態では駆動源４０としてステッピングモータが用いられる。駆動リング２０は地板１００のレンズ開口１１０の周囲に設けられたリング支持軸１２０により回動可能に保持され、複数（本例では３つ）の突起部２４０と地板１００のレール部１４０およびカバー５０のレール部５１０との間で摺動する。駆動源４０から出力される駆動力はギア２１０および作動ピン２３０を介して各絞り羽根３０に伝達される。駆動リング２０および絞り羽根３０は、カバー５０により光軸方向の位置が規制されている。
【００４１】
そして、本実施形態における駆動源４０は、上述した実施形態１〜４の回転電機装置を用いることが可能であり、これにより、ピニオンギア４１０と駆動リング２０のギア２１０とのラジアル方向（光軸方向と直交する方向）における噛み合いが安定化する。これにより、駆動リング２０の安定駆動を実現できるため、光量調整のための絞り羽根３０の走行も安定する。したがって、カメラ等の撮像装置、光学機器に本実施形態の絞り装置を適用すれば、安定した光学特性が得られる。
【符号の説明】
【００４２】
１    押え板
２    後端軸受け
３    外ヨーク
４    外ヨーク
４―Ａ    外ヨーク切り欠き部
５    コイル
６    コイル
７    内ヨーク
８    内ヨーク
９    ロータマグネット      
１０    回転軸
１１    ワッシャ１
１２    偏芯コイルバネ
１３    ワッシャ２
１４    先端軸受け
１４−Ａ      軸受かしめ部
１５    フランジ
１６    ステータ
１７    ロータ
Ｄ１      コイルバネの中心位置ずれ
Ｄ２      シャフト径の最小設定
【図１】
2017055517.tif 000003
【図２】
2017055517.tif 000004
【図３】
2017055517.tif 000005
【図４】
2017055517.tif 000006
【図５】
2017055517.tif 000007
【図６】
2017055517.tif 000008
【図７】
2017055517.tif 000009
【図８】
2017055517.tif 000010
【図９】
2017055517.tif 000011
【図１０】
2017055517.tif 000012
【図１１】
2017055517.tif 000013
【図１２】
2017055517.tif 000014