TWI338430B - Driving device and light amount controller - Google Patents

Description

1338430 ⑴ 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種驅動裝置，其係組構來旋轉轉子軛， 以及一種光量控制器’其係結合該驅動裝置來做爲其驅動 源。 【先前技術】 習知地，已提出有種類型之小尺寸及細長的驅動裝置 (例如請參閱日本公開專利公告（公開）第2002-2*7208 2 號及第2002-04 9076號）。第8及9圖正顯示日本公開專利 公告第2002-272082號中所揭示之習知驅動裝置。 第8圖係習知驅動裝置之分解透視圖，第9圖則係該驅 動裝置在其組合狀態中之軸向方向中的橫剖面視圖。 如第8及9圖中所示，該驅動裝置係由磁鐵101、線圈 102、定子104、底座板105、磁鐵壓制器106、快門葉片 1 〇7、及覆蓋1 09所構成。 該磁鐵1 0 1係中空圓柱體形式|係組構來旋軸地移動 ，且具有外周邊表面周長地畫分爲η個磁化部，該等磁化 部具有交替之不同的磁極。該磁鐵101形成有角往復限制 銷101a及輸出銷iCMb，該線圈102係與磁鐵101同軸地配置 。定子104係由軟磁性材料所形成，用以藉由線圈102來予 以磁化，且包含梳齒狀之外磁極部分104 a及中空圓柱狀之 內磁極部分104b。定子104之外磁極部分l〇4a係相對於磁 鐵101之外周邊表面•而定子】(M之內磁極部分1 〇4b則相對 (2) 1338430 於磁鐵101之內周邊表面。 在該驅動裝置中，外磁極部分104a的極性和內磁極部 分104b的極性係藉由改變供電該線圈102的方向來予以切 換：另一方面，磁鐵101係角往復於一限制範圍內。 在如上述所組構之驅動裝置中，由供電該線圈102所 產生之磁通將從各個外磁極部分1 〇4a流至相對之內磁極部 分10 4b，或反向地從內磁極部分10 4b流至各個外磁極部分 φ l〇4a，以有效地作用於位在外磁極部分104a與內磁極部分 104b間的磁鐵101上。外磁極部分104a與內磁極部分104b ' 間的距離可設定爲磁鐵101之厚度、磁鐵101與各個外磁極 ' 部分1 04a間的間隙、及磁鐵1 0 1與內磁極部分1 04b間的間 隙之總和，其可減低由各個外磁極部分104a及內磁極部分 l〇4b所形成之磁路的磁阻。因而，大量的磁通可由小量的 電流所產生，而可增強驅動裝置的效率。 存在有使用上述習知驅動裝置來做爲諸如在照相機中 φ 之快門機構或光圈機構的光量控制器驅動源之漸增需求， "以供達成該快門機構或光圈機構之高速驅動用。然而，因 、爲習知驅動裝置採用中空圓柱形磁鐵來做爲轉子，所以存 在有慣性力矩降低之限制，使得難以增加上述機構的驅動 速度。 另一問題在於，雖然驅動裝置之轉矩可藉由增加磁鐵 的厚度來予以增強，且藉此取得更強的磁力，但增加磁鐵 的厚度將導致轉子慣性力矩上之增加，使得無法達成上述 機構的高速驅動。 -5- (3) 1338430 進一步地，在習知驅動裝置中，組件部分之數目係藉 由形成可塑性磁性材料外之磁鐵1 0 1的角往復限制銷1 〇 1 a 及輸出銷l〇lb而減少，但可塑性磁性材料比金屬或樹脂更 易碎，使得該等銷常受到實體撞擊而破裂。爲防止此問題 ，必須使用除了可塑性磁性材料之外的材料來形成該等銷 。然而，當使用另一材料時，組件部分數目的減少及輸出 銷剛性的增強變成無法相容。 【發明內容】 本發明之目的在於提供一種驅動裝置，可降低轉子之 ， 慣性力矩及增加轉矩，以及一種光量控制器，係結合該驅 動裝置做爲其驅動源。 爲達成上述目的，在本發明之第一觀點中，提供有一 種驅動裝置，包含磁鐵、線圈、定子、轉子、及旋轉限制 部件。磁鐵係形成爲具有中空之圓柱形狀，且具有磁化部 φ ，該等磁化部係磁化爲於其周邊方向上具有交替之不同磁 ' 極。線圈係與該磁鐵同軸地繞線，且係與該磁鐵以軸向並 排之關係來設置。定子係藉由軟磁性材料所形成，且具有 該磁鐵及該線圈固定於其上。轉子係藉由軟磁性材料所形 成’且具有磁極部分，該等磁極部分係以相對於該等磁化 部之關係所形成，用以藉由該線圈來加以磁化，該轉子係 以可相對於該定子而旋轉之方式來予以支撐。旋轉限制部 件係將該轉子之旋轉範圍限制於預定的角度內。 依照根據本發明第一觀點之驅動裝置的設置，轉子將 -6- 1338430 ⑷ 使用做爲旋轉構件，而與其中使用磁鐵做爲旋轉構件之習 知情況所不同的是，可降低慣性力矩。進一步地，即使增 加磁鐵的厚度以便增強驅動裝置之轉矩時，轉子的慣性力 矩並不會受到不利的影響，使得高轉矩之達成和慣性力矩 之降低變成可相容。 較佳地，該預定的角度係不大於藉由將3 60度除以該 磁鐵之該等磁化部的磁極數目所獲得的角度。 較佳地，該轉子之磁極部分各具有藉由切除該轉子之 側面部分所形成的梳齒形狀。 較佳地，該磁鐵使該等磁化部配置於該磁鐵之內周邊 表面上，以及設置於該轉子之外周邊側之上。 較佳地，該磁鐵使該等磁化部配置於該磁鐵之外周邊 表面上，以及設置於該轉子之內周邊側之上。 較佳地，該轉子之旋轉驅動方法係選擇自藉由以下方 法所構成之群組：將該轉子之角位置切換到該預定角度內 所設定之轉子旋轉範圍的相對端之個別位置的方法；將該 轉子之角位置切換到該轉子之旋轉範圍的相對端之個別位 置，及切換到該等相對端間之一位置的方法；以及連續在 該轉子之旋轉範圍內切換該轉子之角位置的方法。 爲達成上述目的，在本發明之第二觀點中，提供有一 種光量控制器，包含：根據本發明第一觀點之驅動裝置； 固定構件，具有開口且具有該驅動裝置之定子固定於其上 :以及光量控制構件，係藉由該驅動裝置之轉子來予以驅 動，及控制該固定構件之開口的開口量。 (5) (5)!33843〇 依照根據本發明第二觀點之光量控制器的設置，因爲 使用根據本發明第一觀點之驅動裝置做爲其驅動源，所以 可達成該光量控制器之高速驅動。 本發明之上述及其他目的、特性、及優點將呈更明顯 於結合附圖之下文詳細說明中。 【實施方式】 現將參照顯示本發明較佳實施例之圖式來詳細地敘述 本發明。 首先，將說明本發明之第一實施例。 第1圖係根據第一實施例之光量控制器的分解透視圖 ，第2圖係第1圖中之光量控制器以其組合之狀態在軸向方 向中的橫剖視圖，第3 Α圖係光量控制器具有其快門葉片閉 合時的正視圖，第3B圖係光量控制器具有其快門葉片開啓 時的正視圖。 如第1至3圖中所示，光量控制器係由光量調整機構及 驅動裝置所構成，該光量調整機構包含底座板4及快門葉 片7，該驅動裝置包含磁鐵1、線圈2、定子軛3、及轉子輕 5 ° 磁鐵〗係中空圓柱體之形式，且使其內周邊表面周長 地畫分爲η個部來做爲磁化部（在本實施例中爲個部） ，該等磁化部被磁化使其具有交替不同的S及N極（內周邊 磁化）。當組合光量控制器時’磁鐵1係設置於轉子轭5的 外周邊側之上（參閱第2圖）。 -8 - (6) (6)1338430 線圈2係藉由以大致中空圓柱形狀所繞線之許多引線 來予以形成，且當組合光量控制器時，係與該磁鐵以軸向 並排的關係來與磁鐵1同軸地設置於該處。如第2圖中所示 ，線圈2係組構以使外徑約等於磁鐵1之外徑，以及使內徑 約等於磁鐵1之內徑。 定子軛3係藉由軟磁性材料所形成，使其具有大致中 空圓柱形狀。該定子軛3包含中空圓柱部件31及頂板部件 32，該頂板部件32係沿著中空圓柱部件3 1之內周邊所形成 ，使其向內徑向地延伸。該中空圓柱部件3 1係組構以使內 徑約等於磁鐵1的外徑，頂板部件3 2係組構以使內徑稍爲 小於磁鐵1的內徑。磁鐵1及線圈2係剛性地裝配於定子軛3 的內部中。 底座板4大致地爲碟片形狀，且包含開口 41、轉子軸 承部件42、及定子軛固定部件43。開口 41係形成於底座板 4之中心，轉子軸承部件42係徑向地形成於開口 41外面以 界定該開口 41，以及定子軛固定部件43徑向地形成於該轉 子軸承部件42之外面。定子軛固定部件43使定子軛3固定 於其上。進一步地，定子軛固定部件43係配置有角往復限 制部件44，其係藉由切除一部分之定子軛固定部件43而形 成，如第3A圖中所示，因此，該定子軛固定部件43扮演角 往復限制部之角色。更特定地，轉子軛5之旋轉止動銷54 的移動係藉由界定該角往復限制部件44 (截止器）之定子 軛固定部件43之兩相對端面所限制。進一步地，在定子軛 固定部件43之相對側（快門葉片安裝側）上之底座板4的 -9- (7) (7)1338430 表面具有例如三個合釘（小的突出物）45，以突出自該處 而形成於其上（參閱第2圖）。 轉子軛5係由軟磁性材料所形成，且具有大致中空之 圓柱形狀。該轉子軛5包含複數個磁極部分51，該等磁極 部分S〗係藉由軸向地切除該轉子軛5的側面部分所形成， 使得各個磁極部分具有梳齒形狀。各個磁極部分51具有比 磁鐵1之軸向長度更大的軸向長度，以及比磁鐵1之各個磁 化部的弧狀長度更小的弧狀長度（齒寬）。磁極部分51可 設定爲1至n/2(n代表磁鐵1之磁極的數目），且在本實施 例中，設定爲8 » 進一步地，轉子軛5包含例如三個底座部件53，以及 例如三個快門驅動銷5 2。該等底座部件5 3係從磁極部分5 1 之軸向相對側上之其外周邊向外徑向地延伸，以及該等快 門驅動銷52係以離開磁極部分51之方向而軸向地突出自個 別的底座部件5 3。例如在本實施例中，該三個底座部件5 3 之一具有與其成一體地形成爲單一件的旋轉止動銷54，使 其向外徑向地突出自該處。在本實施例中，快門驅動銷52 及旋轉止動銷54係藉由諸如純鐵或矽鋼之含鐵材料來用作 軟磁性材料而予以形成。 快門葉片7係由具有光阻斷性質之光材料所形成，且 係配置成爲三個構件。快門葉片7作用爲光量調整構件， 用以調整底座板4之開口 4 1的開口量，亦即，用以調整通 過開口 41之光量'各個快門葉片7形成有其中裝配底座板4 之合釘45的對應合釘之圓孔71 ’及其中裝配轉子軛5之快 -10 - (8) (8)1338430 門驅動銷5 2的對應快門驅動銷之槽7 2。在本實施例中，雖 然光量控制構件係由三個快門葉片7所形成，但快門葉片7 的數目並未受限於三個。 該等快門葉片7係藉由使底座板4之合釘45裝配於葉片 7之個別圓孔71中而可旋轉地支撐於底座板4之上。進一步 地，轉子軛5之快門驅動銷52可滑動地裝配於個別槽72之 中，藉此可使各個快門葉片7根據轉子軛5之旋轉而圍繞著 相關聯的圓孔71來旋轉。穿過開口 41的光量可由個別之快 門葉片7的旋轉所調整，各個快門葉片7的軸向位置則由底 座板4上所安裝之後蓋（未顯示）所限制。 在根據本發明之光量控制器中，驅動裝置之定子係藉 由剛性地裝配定子軛3於底座板4，及剛性地裝配線圈2及 磁鐵1沿著定子軛3的內周邊所形成。另一方面，驅動裝置 之轉子或旋轉構件則藉由可旋轉地裝配轉子軛5於定子， 亦即定子軛3中所形成。在此情況中，驅動裝置係組構來 使得轉子軛5的磁極部分5 1係與磁鐵1之磁化部以相對的關 係來定位。 在本實施例中，轉子軛5之內周邊係藉由底座板4之轉 子軸承部件42來予以徑向地支撐，且轉子軛5之底座部件 53則夾置於底座板4與定子軛3的頂板部件32之間，藉以取 得軸向定位（參閱第2圖）。然而，此並非限制的，而是 可採用任何方法，只要轉子軛5可相對於定子軛3來予以可 旋轉地支撐即可。 驅動裝置之轉子（轉子軛5)可在預定的角度範圍之 -11 - (9) (9)1338430 內來執行相對於定子（定子範3)之角往復，該預定的角 度範圍不大於3 60/n度，針對此之理由將敘述於下文中。 在本實施例中，如第3A圖中所示，使轉子軛5的旋轉止動 銷54與底座板4之角往復限制部件44的端面相接觸，藉以 限制轉子（轉子軛5)可移動的範圍（轉動的角範圍）。 接著，將參照第4及第5圖來敘述如上述所建構之光量 控制器之用於使轉子（轉子軛5)藉由切換驅動裝置的線 圈2之供電方向而角往復的操作。 藉由供電該線圈2所產生之磁通係穿過定子軛3之中空 圓柱部件31、其頂板部件32、轉子軛5之各個磁極部分51 、及磁鐵1而圍繞地延伸以形成迴圈。因而，轉子軛5之磁 極部分51會磁化，且因此，轉子轭5將接收由於磁極部分 51與磁鐵1間之磁動作所產生之轉矩。因爲磁鐵1之磁化部 與轉子軛5之磁極部分5 1係以稍許間隙來彼此相對，所以 可增加作用於其間之磁力。 第4圖係顯示當光量控制器採用兩位置切換法時之作 用於光量控制器之轉子軛5上的轉矩之圖式。 參閱第4圖，作用於轉子軛5上之轉矩係藉由磁鐵1與 轉子軛5之磁極部分5 1間所產生之磁力來予以產生。在第4 圖中之縱軸表示作用於轉子軛5上之轉矩，以及橫軸表示 轉子軛5之角位置。由兩點鏈線所示之特性曲線表示當以 正常方向來供電線圈2時之作用於轉子軛5上的轉矩，以及 由點線所不之特性曲線表示當以相反方向來供電線圈2時 之作用於轉子軛5上的轉矩。進一步地，由實線所示之特 -12- (10) (10)1338430 性曲線表示在其中解供電該線圈2之狀態中的轉矩。在第4 圖中’爲便利說明起見，亦顯示作用在底座板4之角往復 限制部件44所限制之轉子可移動範圍之外面的轉矩。 當假定轉矩爲正値時，則如第3A及3B圖中所示，轉子 軛5將順時鐘旋轉：另一方面，當假定轉矩爲負値時，則 轉子軛5將如第3A及3B圖中所示地逆時鐘旋轉。在其中磁 鐵1之各個磁化部的磁極中心與轉子軛5之各個磁極部分51 彼此相對之點（在第4圖中顯示爲點〇），作用於轉子軛5 上之轉矩値會在其中正常地供電線圈2、反向地供電線圈2 、及解供電該線圈2之所有情況中相等於零。 若其中上述該等中心彼此相對之點（位置）係在轉子 可移動範圍之內時，當使得轉子軛5來到此位置且停止時 ，則轉子軛5變成無法操作。因爲磁鐵1之內周邊長面係周 長地畫分爲η個部，且該等部各予以磁化，所以其中該等 中心彼此相對之點出現於3 60/η度之角間距處（η代表磁極 數目，且在本實施例中相等於22.5度）。因此，爲了要避 免該轉子軛5停止於其中該等中心相對之點，需設定轉子 可移動範圍於360/η度之內。 在本實施例中•轉子可移動範圍係設定於第4圖中所 示之範圍，因此，在線圈2之正常供電的期間，作用於正 常旋轉方向中之轉矩可一直施加於轉子軛5，以及在線圈2 之反向供電的期間，作用於相反旋轉方向中之轉矩可一直 施加於轉子軛5 » 當正常地供電線圈2時，轉子軛5接收順時鐘作用之轉 -13- (11) (11)1338430 矩，且旋轉直到轉子軛5之旋轉止動銷54變成與底座板4之 角往復限制部件44的端面之一（如第3A及3B圖中所示之右 邊者）鄰接爲止，此狀態顯示於第3B圖中’且此時之轉子 軛5的角位置係藉由第4圖中之符號（b )所示。例如從第4 圖中所呈明顯的是，即使當在此角位置中解供電該線圈2 ，正的轉矩仍將作用於轉子軛5之上。因此，轉子軛5會抵 頂著底座板4的角往復限制部件44，藉此可維持該位置， 即使是在解供電的狀態中。根據上述過程，快門葉片7將 由轉子軛5之個別相關聯的快門驅動銷52來予以驅動成爲 從開口 4 1退縮之狀態（亦即，開啓狀態）。 接著，當反向地供電該線圈2時，轉子軛5接收逆時鐘 作用之轉矩，且旋轉直到旋轉止動銷54變成與底座板4之 角往復限制部件44的另一端面（如第3A及3B圖中所示之左 邊者）鄰接爲止，此狀態顯示於第3 A圖中，且此時之轉子 軛5的角位置係藉由第4圖中之符號（a)所示。與上述例 子相似地，即使當在此角位置中來解供電該線圈2，轉子 軛5會抵頂著底座板4的角往復限制部件44，藉此可維持該 位置，即使是在解供電的狀態中。根據上述過程，快門葉 片7將由轉子軛5之個別相關聯的快門驅動銷52來予以驅動 成爲覆蓋該開口 4 1之狀態（亦即，閉合狀態）。 上述說明敘述根據兩位置切換方法的操作，其中正常 地供電線圈2而藉以驅動轉子軛5至第4圖中之符號（b)所 示的位置’以及反向地供電線圈2而藉以驅動轉子軛5至第 4圖中之符號（a )所示的位置，且在上述兩情況中，即使 -14- (12) 1338430 在解供電該線圈2之後，將維持符號（a )或（b )所示的 位置。然而’轉子軛5可執行之操作並未受限於藉由該兩 位置切換法之操作。藉由適當地組構轉子軛5之各個磁極 部分51的齒寬或形狀以及適當地設定即將供應至線圈2的 電壓，則作用於轉子軛5上的轉矩波形可以第5圖中所示地 予以改變。 第5圖係顯示當光量控制器採用三位置切換法時之作 用於光量控制器之轉子軛5上的轉矩之圖式。 參閱第5圖，當正常地供電線圈2時，正的轉矩作用於 轉子軛5上’藉以使轉子軛5旋轉至第s圖中之符號（b)所 示的位置。當反向地供電線圈2時，負的轉矩作用於轉子 軛5上，藉以使轉子軛5旋轉至第5圖中之符號（a)所示的 位置。進一步地，當解供電線圈2時，轉子軛5旋轉至第5 圖中之符號（c )所示的位置，該位置爲當線圈2係在解供 電狀態之中時，設置該轉子軛5的穩定位置。因此，可使 轉子軛5同樣地根據三位置切換法來執行操作。 進一步地，亦可使用不同於兩位置切換法及三位置切 換法之方法，其中藉由彈簧來推進轉子，亦即轉子軛5於 旋轉方向中，且增加或降低供應至線圈2的電壓，藉以連 續地切換轉子軛5的旋轉角度（連續切換法）。 的 法 換 切 續 4all 連 在 圖 5 第 至 轉 旋 會 5 軛 子 轉 圈 線 至 壓 電 大} 最 b 應 C 供號 當符 ’ 之 中中 況 情 置 位 的 示 所 時且 時 低 降 地 進 累 壓 S f力 當磁 tflrrrrl pr 著之 接1«ί 則 與 力 進 .…1 推 之 簧 I 彈 中 其 靳 逐 將 置 位 的 衡 平 互 相 此 彼 變 第 向 朝 且 鐵圖 磁·’ -15- (13) (13)1338430 中之符號（a)所示的位置移動。然後，當解供電該線圈2 時’轉子軛5將操作移動至第5圖中之符號（a)所示的位 置。此操作可使用來連續地控制穿過底座板4之開口 41的 光量。 接著，將敘述結合根據本實施例之驅動裝置的光量控 制器的有利效應。在光量控制器中所結合的驅動裝置之中 ，轉子或旋轉構件係由轉子軛5所實施，該轉子軛5具有藉 由軸向地切除部分之中空圓柱體所形成的磁極部分51，此 結構可使轉子之慣性力矩小於日本公開專利公告第2002-272082號中所揭示之驅動裝置的轉子慣性力矩。理由將敘 述於下文中。 作用於細長中空圓柱狀物體之中心軸周圍的慣性力矩 可表示爲（數目π) x(密度）x(厚度）χ(高度）x(平 均半徑）3，中空圓柱狀磁鐵1與具有磁極部分51之轉子軛 5的慣性力矩將透過該兩中空圓柱體之間的密度、厚度、 高度、及形狀之比較來予以相互比較。 首先，關於密度，使用於磁鐵1之材料具有在鈸所燒 結之磁鐵的例子中爲7.4g/cm3的密度、在釤鈷磁鐵的例子 中爲8.3 g/cm3的密度、以及在鈸鍵結磁鐵的例子中爲 6.Og/cm3的密度。相對比，使用於轉子軛5之純鐵具有 7 .Og/cm3的密度，其約等於磁鐵1比重的80%至120%。 接著，關於厚度，磁鐵1的最小厚度約爲0.3至0.6毫米 (mm )，若磁鐵1的厚度小於此，則會產生磁鐵1之減低 剛性及不足磁化的問題。相對地，轉子軛5的最小厚度爲 -16- (14) (14)1338430 0.15至0.3毫米，此約爲磁鐵1之最小厚度的—半。 關於高度，轉子軛5具有約等於磁鐵1與線圈2之高度 總和的高度。因此，轉子軛5的高度約爲磁鐵1高度的兩倍 〇 至於形狀，磁鐵1具有完美的中空圓柱形狀，然而轉 子軛5卻具有藉由軸向地切除部分之中空圓柱體所形成的 磁極部分51。各個磁極部分51的齒寬係小於磁鐵1之各個 磁化部的弧長，以及磁極部分51的數目最多爲磁鐵1之磁 化部數目的一半。因此，轉子軛5形成有不小於轉子軛5周 長50%之總弧長的截止器。 總結上述諸點，例如在本實施例中，當磁鐵1之平均 半徑相等於轉子軛5之平均半徑時，藉由使用形成有截止 器之轉子軛5來做爲轉子，則可降低超過5 0 %的慣性力矩， 此使驅動裝置能以增加之速度來開啓及閉合快門葉片7， 因此，可達成高速的快門驅動。 進一步地，假定根據本實施例之驅動裝置與日本公開 專利公告第2 00 2-2 7 2 0 8 2號中所揭示之習知中空圓柱狀驅 動裝置具有相同的大小時，在具有轉子軛5配置於其最內 周邊上之前者中的慣性力矩會極小於具有磁鐵做爲轉子而 配置靠近其徑向中央部分之後者中的慣性力矩。 如上述地，因爲習知驅動裝置使用磁鐵做爲轉子，所 以當磁鐵的厚度增加以便增加磁力且藉此而增強轉矩時， 慣性力矩亦將增加而無法增加快門速度。 相對地，根據本實施例之驅動裝置，轉子係由轉子妮 -17- (15) (15)1338430 5所形成，使得即使增加磁鐵1之厚度時，並不會增加慣性 力矩，此可使用厚度增加之磁鐵1來取得增加的磁力。換 言之’藉由改變形成磁鐵1之磁鐵材料的厚度，可增加作 用在轉子軛5上的磁力而不會增加轉子軛5的慣性力矩。因 而，可實現具有高的轉矩及降低之慣性力矩的驅動裝置， 亦即，可達成高速快門驅動。 進一步地’在本實施例之驅動裝置中，使用諸如純鐵 或或鋼之含鐵材料來做爲軟磁性材料，以形成轉子軛5快 門驅動銷52及旋轉止動銷54，此不僅可形成具有比習知可 塑性磁性的銷之剛性更高剛性的銷，而且可輕易地降低各 個銷的大小。更特定地，可無需增加組件部分的數目而實 現配置有各具備足夠剛性之快門驅動銷52及旋轉止動銷54 的轉子軛5。 在本實施例之驅動裝置中，藉由供電線圈2所產生之 磁通將從定子軛3之中空圓柱部件3 1流到轉子軛5的磁極部 分51，或者反向地流動，而有效率地作用在轉子軛5之磁 極部分51與定子軛3之中空圓柱部件31間所定位之磁鐵1上 〇 在此情況中，定子軛3之中空圓柱部件31與轉子軛5之 磁極部分51間的距離可設定爲磁鐵1之厚度及磁鐵1與轉子 軛5之各個磁極部分5 1間之間隙的總和’此可使定子與轉 子間之距離比日本公開專利公告第2002_27208 2號中所揭 示之習知驅動裝置中更短，而藉此降低磁阻。因此，可以 以更少的電流來產生更多的磁通，藉此增強驅動裝置之效 -18 - (16) (16)1338430 率 〇 進一步地，因爲本實施例之驅動裝置係以細長中空圓 柱體之形式所形成’故可使用大直徑的磁鐵而可增加驅動 裝置的轉矩。此外，因爲可使用驅動裝置的開口來做爲光 學路徑，所以可降低結合驅動裝置之光量控制器的大小。 '如上述，根據本實施例，因爲使用爲轉子之轉子軛5 形成有截止器，所以可提供驅動裝置具有降低慣性力矩的 轉子軛5。 進一步地，因爲轉子係藉由轉子軛5來加以實施，所 以即使增加形成磁鐵1之磁鐵材料的厚度•該轉子軛5之慣 性力矩並不會受到不利的影響，以致可提供以可相容方式 來取得在轉矩上增加及在慣性力矩上減少的驅動裝置。 此外，根據本實施例，可提供配置有小尺寸及足夠剛 性之轉子軛5的驅動裝置，而無需增加組件部分的數目。 再者，可提供能以使用該驅動裝置做爲驅動源來增加 光量調整機構之驅動速度的光量控制器。 接著，將敘述本發明之第二實施例。 第6圖係根據第二實施例之驅動裝置的分解透視圖。 第7圖係第6圖中之驅動裝置在其組合狀態中之軸向方向的 横剖面視圖。 如第6及7圖中所示，該驅動裝置係由磁鐵11、線圈I2 、定子轭13、轉子轭15、及轉子銷16所構成。 磁鐵11係以中空圓柱體之形式所形成，且具有其外周 邊表面周長地畫分η個磁化部（在本實施例中，4部），使 -19- (17) (17)1338430 得該等磁化部交替地具有不同的S及N極（外周邊磁化）° 當組合該驅動裝置時，該磁鐵11係配置於轉子軛15之內周 邊側上。 線圈1 2係由繞線爲大致中空圓柱狀形式之許多引線所 形成，且當組合驅動裝置時，該線圈】2係與該磁鐵1 1以軸 向並排之關係來同軸地設置於該處》線圈12係組構以使外 徑約等於磁鐵11之外徑，以及使內徑約等於磁鐵11之內徑 〇 定子軛1 3係由軟磁性材料所形成，且包含軸部件1 3 1 及磁通傳送部件]32。該軸部件131具有大致圓柱體形狀’ 且沿著磁鐵11之軸來延伸；該磁通傳送部件132具有碟片 形狀，且支撐該軸部件1 3 1。該軸部件1 3 1係組構以使外徑 約等於磁鐵11之內徑，該磁通傳送部件132係組構以使外 徑稍大等於磁鐵I 1之外徑。 轉子軛1 5係由軟磁性材料所形成，且具有藉由軸向切 除轉子軛1 5之側面部分所形成的磁極部分1 5 1 ’使得該等 磁極部分151各成形爲梳齒狀。該等磁極部分151係各組構 以使軸向長度大於磁鐵11的軸向長度，且使弧長（齒寬） 小於磁鐵1 1之各個磁化部的弧長。磁極部分1 5 1之數目可 設定爲1至n/2(n代表磁鐵11之磁極的數目）’且在本實 施例中，設定爲兩個。 轉子銷1 6係由塑膠材料所形成，其具有小的比重’且 在可滑動性上係優異的，以致其大致地爲碟形。該轉子銷 1 6配置有例如一個快門驅動銷I 6 1，該快門驅動銷1 6 1係以 -20- (18) 1338430 軸向突出之方式所形成。 在本實施例中，定子係藉由剛性地配裝磁鐵11及線圈 12於定子軛13的軸部件131上所形成。另一方面，轉子係 藉由彼此同軸地固定轉子銷16及轉子軛15所形成，該轉子 可以以藉由角往復限制機構（未顯示）所限制之方式來執 行相對於定子之角往復於3 6 0/n度或更小的範圍內。在此 例子中，轉子軛15的磁極部分151係組構成爲相對於磁鐵 φ 1 1的磁化部。 藉由供電線圈12所產生之磁通係穿過定子軛13之軸部 件131，其磁通傳送部件132、轉子軛15之磁極部分151、 及磁鐵11而圍繞地延伸以形成迴圈。因而，轉子軛15之磁 極部分151會磁化，且因此，轉子軛15將接收由於磁極部 分1 5 1與磁鐵1 1間之磁動作所產生之轉矩。 因此，在根據本實施例之驅動裝置中，如上述第一實 施例一樣地，可切換線圈12的供電方向，藉以使轉子軛15 φ 執行角往復於藉由上述角往復限制機構所限制之範圍內。 ' 相似於根據第一實施例之驅動裝置，不僅可使用此驅動裝 • 置於光量控制器，而且可使用於透鏡驅動裝置以及各式各 樣種類的開關。 因爲根據本實施例之驅動裝置係以實心形式所形成， 所以可達成其直徑之減少。在其中光量控制器係藉由驅動 裝置及光量調整機構（快門葉片及底座板）所形成的情況 中，具有減少直徑之本驅動裝置會比根據第一實施例之上 述中空圓柱狀驅動裝置更難以造成與其他組件部分（透鏡 -21 - (19) (19)1338430 支撐桿、聚焦馬達等）之干擾，且進一步地，更易於使用 本驅動裝置來供大小上不同之另一光量調整機構用。 根據本實施例之驅動裝置係外周邊磁化類型，其中使 磁鐵的外周邊表面磁化。爲了要降低轉子的慣性力矩，採 用內周邊磁化型會更有效，其中使磁鐵的內周邊表面磁化 ，且沿著驅動裝置的最內周邊來配置轉子軛，如第一實施 例中一樣地。然而，當進一步減少磁鐵的直徑時，將更難 以使磁鐵的內周邊表面磁化，且因此，充分的磁化變成不 可行。因而，必須提供兩個磁鐵來做爲對策，此將造成製 造成本上的增加。 相對地，在其中如本實施例中一樣地採用外周邊磁化 型磁鐵的情況中，即使當減少驅動裝置之大小時，亦可使 用強力磁鐵，而使需用於磁鐵之成本降低呈可行。 如上述地，根據本實施例，因爲使用爲轉子之轉子軛 】5係形成有截止器，所以可提供具有降低慣性力矩之轉子 軛15的驅動裝置。 進一步地，因爲轉子係藉由轉子軛15來加以實施•所 以即使增加形成磁鐵11之磁鐵材料的厚度，該轉子轭15之 慣性力矩並不會受到不利的影響，以致可提供以可相容方 式來取得在轉矩上可增加以及在慣性力矩上可減少的驅動 裝置。 此外，根據本實施例，可提供配置有小尺寸及足夠剛 性之轉子軛15的驅動裝置，而無需增加組件部分的數目。 應注意的是，本發明並未受限於上述實施例，例如從 -22- (20) (20)1338430 其中驅動裝置係中空形式之第一實施例以及其中驅動裝置 係實心形式之第二實施例呈明顯的是，本發明並未受限於 特定形式之驅動裝置，而是可爲實心或中空形式。 例如從其中磁化部係設置於磁鐵之內周邊表面上（內 周邊磁化）的第一實施例，以及其中磁化部係設置於磁鐵 之外周邊表面上（外周邊磁化）的第二實施例呈明顯的是 ，本發明並未受限於採用特定磁化類型之磁鐵的驅動裝置 ，而是該磁鐵可爲內周邊磁化類型或外周邊磁化類型。 雖然在第一實施例中，例如轉子軛5係形成有八個磁 極部分5 1，但此並非限制性，而是磁極部分5 1的數目僅需 設定於1至n/2的範圍內即可（η代表磁鐵之磁化部的數目 )0 雖然在第二實施例中，例如轉子軛1 5係形成有兩個磁 極部分1 5 1，但此並非限制性，而是磁極部分1 5 1的數目僅 需設定於1至n/2的範圍內即可（η代表磁鐵之磁化部的數 目）。 本申請案主張2005年7月20日所申請之日本專利申請 案第200 5-2 1 6 060號之權利，該申請安係整個地結合於本 文中以供參考。 【圖式簡單說明】 第1圖係根據本發明第一實施例之光量控制器的分解 透視圖， 第2圖係第1圖中之光量控制器以其所組合之狀態在軸 -23- (21) (21)1338430 向方向中的橫剖視圖 第3A圖係第2圖中之光量控制器具有其快門葉片閉合 時的正視圖： 第3B圖係第2圖中之光量控制器具有其快門葉片開啓 時的正視圖； 第4圖係當光量控制器採用兩位置切換法時’作用於 光量控制器之轉子軛上之轉矩的圖式； 第5圖係當光量控制器採用三位置切換法時，作用於 光量控制器之轉子軛上之轉矩的圖式； 第6圖係根據本發明第二實施例之驅動裝置的分解透 視圖： 第7圖係第6圖中之驅動裝置以其所組合之狀態在軸向 方向中的橫剖視圖： 第8圖係習知驅動裝置之分解透視圖；以及 第9圖係第8圖中之驅動裝置以其所組合之狀態在軸向 方向中的橫剖視圖。 【主要元件符號說明】 1 (H、1、1 1 :磁鐵 102 ' 2 、 12 :線圈 1 0 4 :定子 1 05、4 :底座扳 106 :磁鐵壓制器 107 ' 7 :快門葉片 • 24 - (22) (22)1338430 1 09 :覆蓋 1 〇 1 a :角往復限制銷 1 〇 1 b :輸出銷 l〇4a :外磁極部分 l〇4b :內磁極部分 3、13 :定子軛 5、15 :轉子軛 3 1 :中空圓柱部件 3 2 :頂板部件 41 :開口 42 :轉子軸承部件 43 :定子軛固定部件 44 :角往復限制部件 5 4 :旋轉止動銷 45 :合釘 5 1、1 5 1 :磁極部分 52 :快門驅動銷 5 3 :底座部件 72 :槽 71 :圓孔 16 :轉子軛 1 3 1 :軸部件 1 3 2 :磁通傳送部件

Claims (1)

1^3&430 ____ 年月曰修(更)正替换頁 98. 9. -- 十、申請專利範圍 第9 5 1 2 6 7 5 5號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國98年9月2日修正 ' 1. 一種驅動裝置，包含： 一磁鐵，其係形成爲具有一中空之圓柱形狀，且具有 磁化部，該等磁化部係磁化爲於其一周邊方向上具有交替 ^ 之不同磁極； 一線圈，其係與該磁鐵同軸地繞線，且係與該磁鐵以 軸向並排之關係來設置： ' 一定子軛’其係藉由一軟磁性材料所形成，且具有該 磁鐵及該線圈固定於其上； 一轉子軛，其係藉由一軟磁性材料所形成，且具有磁 極部分’該等磁極部分係以相對於該等磁化部之關係所形 成，用以藉由該線圈來加以磁化，該轉子軛係以可相對於 φ 該磁鐵、該線圈及該定子軛而旋轉之方式來予以支撐，其 ' 中該轉子軛進一步包含一互鎖部件以便與一待旋轉物體互 鎖；以及 一旋轉限制部件’其將該轉子軛之旋轉範圍限制於一 預定的角度內。 2. 如申請專利範圍第1項之驅動裝置，其中該預定的 角度係不大於藉由將360度除以該磁鐵之該等磁化部的磁 極數目所獲得的角度。 3. 如申請專利範圍第1項之驅動裝置，其中該轉子軛 1338430__________ Γ§8λ. 之該等磁極部分各具有藉由切除該轉子軛之側面部分所形 成之梳齒形狀。 4.如申請專利範圍第1項之驅動裝置，其中該磁鐵使 該等磁化部配置於該磁鐵之一內周邊表面上，以及設置於 該轉子軛之一外周邊側之上。 5 .如申請專利範圍第1項之驅動裝置，其中該磁鐵使 該等磁化部配置於該磁鐵之一外周邊表面上，以及設置於 該轉子軛之一內周邊側之上。 6. 如申請專利範圍第1項之驅動裝置，其中該轉子軛 之旋轉驅動方法係選擇自藉由以下方法所構成之群組：將 該轉子軛之角位置切換到該預定角度內所設定之該轉子軛 旋轉範圍的相對端之個別位置的方法；將該轉子軛之角位 置切換到該轉子軛之旋轉範圍的相對端之個別位置，及切 換到該等相對端間之一位置的方法；以及連續於該轉子軛 之旋轉範圍內切換該轉子軛之角位置的方法。 7. —種光量控制器，包含： —固定構件，具有一開口； 一光量控制構件，其控制該固定構件之該開口的開口 里 ♦ 里 ， 一磁鐵，其係形成爲具有一中空之圓柱形狀，且具有 磁化部，該等磁化部係磁化爲於其一周邊方向上具有交替 之不同磁極； 一線圈，其係與該磁鐵同軸地繞線，且係與該磁鐵以 軸向並排之關係來設置； -2- I33§430 年月El修(吏)正替换貝 98. 9,._,ϋ2.---.一 | ~ 一定子軛，其係藉由一軟磁性材料所形成，且具有該 磁鐵及該線圈固定於其上；以及 一轉子軛，其係藉由一軟磁性材料所形成，且具有磁 極部分，該等磁極部分係以相對於該等磁化部之關係所形 成，用以藉由該線圈來加以磁化，該轉子軛係以可相對於 該磁鐵、該線圈及該定子軛而旋轉之方式來予以支撐，其 中該轉子軛進一步包含一互鎖部件以便與該光量控制構件 φ 互鎖； 其中該固定構件進一步包含一旋轉限制部件，其將該 轉子軛之旋轉範圍限制於一預定的角度內，並將該轉子軛 • 固定於其上。 8.如申請專利範圍第7項之光量控制器，其中該預定 的角度係不大於藉由將3 6 0度除以該磁鐵之該等磁化部的 磁極數目所獲得的角度。 9 ·如申請專利範圍第7項之光量控制器，其中該轉子 φ 軛之該等磁極部分各具有藉由切除該轉子軛之側面部分所 ' 形成之梳齒形狀。 - 1 〇·如申請專利範圍第7項之光量控制器’其中該磁鐵 使該等磁化部配置於該磁鐵之一內周邊表面上，以及設置 於該轉子軛之一外周邊側之上。 ]1 .如申請專利範圍第7項之光量控制器’其中該磁鐵 使該等磁化部配置於該磁鐵之一外周邊表面上，以及設置 於該轉子軛之一內周邊側之上。 1 2 ·如申請專利範圍第7項之光量控制器’其中該轉子 -3- 1338430 ^日修(更)正替換頁 軛之旋轉驅動方法係選擇自藉由以下方法所構成之群組： 將該轉子軛之角位置切換到該預定角度內所設定之該轉子 軛旋轉範圍的相對端之個別位置的方法：將該轉子軛之角 位置切換到該轉子軛之旋轉範圍的相對端之個別位置，及 切換到該等相對端間之一位置的方法；以及連續於該轉子 軛之旋轉範圍內切換該轉子軛之角位置的方法。 -4-