DE2501629C3

DE2501629C3 - Elektromagnetische Auslösevorrichtung

Info

Publication number: DE2501629C3
Application number: DE2501629A
Authority: DE
Inventors: Yukio Tokio Mashimo; Hideaki Inagi Tokio Miyakawa; Tetsuya Kawasaki Kanagawa Taguchi; Masanori Kawasaki Kanagawa Uchidoi; Satoshi Inagi Tokio Watanabe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1974-01-18
Filing date: 1975-01-16
Publication date: 1980-10-02
Also published as: DE2501629B2; JPS5740522B2; JPS50101784A; US4020433A; DE2501629A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Auslösevorrichtung nach dem Oberbegriff des Patenttnspruchs 1.

Eine solche Auslösevorrichtung ist aus der DE-OS 39 088 bekannt. Der magnetische Nebenschluß wird t,*, fcei dieser bekannten Auslösevorrichtung von einem feststehenden, dem Anker ähnlichen Eisenteil gebildet, <as den zugeordneten Polflächen der Joche unter Bildung eines Luftspalt gegenüberliegt. Gegenüber tlteren elektromagnetischen Auslösevorrichtungen hat dieser magnetische Nebenschluß den Vorteil, daß die tür Auslösung erforderliche elektrische Leistung relativ fering sein kann, da der von der Spule hervorgerufene Magnetfluß durch den magnetischen Nebenschluß Hießen kann, dessen magnetischer Widerstand im γ, Vergleich zu dem des Permanentmagneten klein ist.

Aus der DE-PS 8 90 992 ist eine elektromagnetische Auslösevorrichtung mit einem Anker bekannt, der normalerweise gegen die Kraft einer Feder an einem Haltemagnsten gehalten wird. Der Haltemagnet weist twei Joche auf, die auf einer Seite zwischen sich einen ..Permanentmagneten einschließen und auf der anderen ■ Seite in dem Anker gegenüberliegenden Polflächen ^}~~ enden. Auf den Jochen ist ferner eine Spule angeordnet, bei deren Erregung der Anker vom Haltemagneten b5 gelöst wird. Bei dieser bekannten Auslösevorrichtung verbinden die beiden Joche den Permanentmagneten und den Anker zu einem geschlossenen magnetischen Kreis, so daß der Anker so lange an die Polflächen der Joche angezogen wird, solange die Spule nicht mit einem bestimmten Strom erregt wird und in dem magnetischen Kreis einen Fluß hervorruft, der den vom Permanentmagneten herrührenden Fluß kompensiert. Sobald diese Auslösestromstärke erreicht ist, wird der Anker mit Hilfe einer Feder von den Polflächen der Joche abgezogen. Um den Wert der Auslösestromstärke ändern zu können, sieht die bekannte Auslösevorrichtung einen veränderlichen Streu- oder tvebenschlußpfad parallel zum Anker vor. Dieser magnetische Nebenschluß liegt zwischen dem Permanentmagneten einerseits und dem Anker andererseits und schwächt den Anteil des vom Permanentmagneten herrührenden Flusses, der eine Anziehung des Ankers verursacht, zunehmend mit ldeiner werdendem Luftspalt im Bereich des Nebenschlusses.

Aus der DE-PS 9 37 422 ist eine grundsätzlich ähnliche Auslösevorrichtung bekannt, bei der der Wert der Auslösestromstärke allerdings nicht veränderbar ist

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektromagnetische Auslösevorrichtung der eingangs bezeichneten Art so weiterzubilden, daß sie bei Beibehaltung eines einfachen Aufbaus zur unabhängigen Steuerung mehrerer Elemente verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit Hilfe ein und desselben Permanentmagneten und denselben Jochen praktisch zwei Auslösvorrichtungen in einem geschaffen werden, wobei der Anker einer Auslösevorrichtung jeweils den magnetischen Nebenschluß für die andere Auslösevorrichtung darstellt

Eine solche Anordnung eignet sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besonders für die Verwendung zur Steuerung des vorderen und hinteren Verschlußvorhangs des Schlitzverschlusses einer Kamera, wobei einer der Anker zur Auslö-yng des vorderen und der andere zur Auslösung des hinteren Verschlußvorhangs dienen und die jeweilige Spule zur Auslösung des zugehörigen Verschlußvorhangs kurz7eitig erregbar ist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 3 und 4 der Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. la eine Draufsicht auf eine elektromagnetische Auslösevorrichtung einer im Prinzip bekannten Art

Fig. Ib eine Seitenansicht der in Fig. la gezeigten bekannten Auslösevorrichtung,

Fig. 2a und 2b Ersatzschaltbilder für die in Fig. la gezeigte, bekannte Auslösevorrichtung,

Fig. 3a eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung,

Fig.3b eine Seitenansicht der in Fig.3a gezeigten Auslösevorrichtung und

Fig.4 die Belichtungssteuerschaltung einer Spiegelreflexkamera zur Erläuterung einer bevorzugten Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung.

■>„ Die Fig. la und Ib zeigen die wichtigsten Teile einer im Prinzip bekannten elektromagnetischen Auslösevorrichtung, Die Vorrichtung besteht aus einem Anker 1, zwei Jochen 2,2', einem zwischen den Jochen liegenden Permanentmagneten 4, Spulen 5, 6und einer Feder 3. ;Der Permanentmagnet 4 erzeugt einen magnetischen Fluß Φ\, aufgrunddessen der Anker 1 an die Joche 2> 2'

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angezogen wird. Bei Erregung der Spulen 5,6 mit einer geeigneten Stromstärke wird ein Magnetfluß Φ2 erzeugt, der im Bereich des Ankers 1 dem Magnetfluß Φι entgegengesetzt ist, so daß der Anker 1 aufgrund der Wirkung der Feder 3 von den Jochen 2, 2' abgehoben wird.

Im einzelnen ist der Anker J mit seitlichen Flächen 1 a, ta'gezeigt, die den magnetischen Polflächen 2a, 2a'der Joche 2 bzw. 2' gegenüberliegen. Die Joche bestehen aus magnetischem Material, beispielsweise aus Permalloy, elektromagnetisch weichem Eisen und so weiter. Sie besitzen eine kleinere Reluktanz als der Permanentmagnet 4. Die Feder 3 übt auf den Anker 1 eine von den Polflächen 2a, 2a' weggerichtete Vorspannung aus. Vorstehende Teile 26, 2b', die unterhalb des Permanentmagneten 4 einander zugewandt sind (Fig. la) sind an dem Joch 2 bzw. dem Joch 2' ausgebildet. Ein geschlossener Magnetkreis für den Magnetfluß, der durch den durch die Spulen 5, 6 fließenden Strom erzeugt wird, wird durch die vorstehenden Teile 2b, 2b' der Joche 2,2' und den Anker 1 gebildet Die Endflächen der vorsiehenden Teile 2b, 2b' bilden den Luftspalt 2c und sind ferner voneinander getrennt, um die P sluktanz des geschlossenen Magnetkreises einzustellen.

Im folgenden wird die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die F i g. 2a und 2b beschrieben. F i g. 2a ist ein Ersatzschaltbild der Vorrichtung in dem Zustand, bei dem kein Strom durch die Spulen 5, 6 fließt, und der Anker 1 durch den Magnetfluß Φι des Permanentmagneten 4 gegen die so Kraft der Feder 3 auf die Joche 2, 2' gezogen wird. F i g. 2b ist ein Ersatzschaltbild der Vorrichtung in einem solchen Zustand, bei dem der Strom durch die Spulen 5, 6 fließt, um den Magnetfluß Φ₂ zu erzeugen, der die entgegengesetzte Richtung zu dem Magnetfluß Φι des Permanentmagneten 4 hat. In Fig. 2a ist Ra die Reluktanz des Ankers 1, R_g\ die Reluktanz des Luftspalts zwischen dem Anker 1 und den Jochen 2, 2', Rn die Reluktanz der Joche 2,2'und Ay₂ die Reluktanz der vorstehenden Teile 2b. 2b'. R_g2 ist die Reluktanz des Luftspaltes 7 ; und Um zeigt die magnetomotorische Kraft des Permanentmagneten 4, während Rm die Reluktanz des Permanentmagneten darstellt In F i g. 2b ist ferner R'a, die Reluktanz des Ankers 1, R'_m die Reluktanz des Permanentmagneten 4, R\ 1 die Reluktanz der Joche 2, 2', RW₂ die Reluktanz der vorstehenden Teile 2b, 2b', U\ die m^gnetomotorische Kraft, die von dem durch die Spule 5 fließenden Strom erzeugt wird, und U₂ die magnetomotorische Kraft, die von dem durch die Spule 6 fließenden Strom erzeugt wird. Auch wird die Reluktanz, die denselben Wert wie die Reluktanz in F i g. 2a hat, durch dieselben Bezugszeichen wie 'n F i g. 2a bezeichnet, so daß weitere Erläuterungen überflüssig sind.

Wenn kein Strom an die Spulen 5, 6 zugeführt wird, verläuft der Magnetfluß Φι des Permanentmagneten 4 durch das Joch 2, den Anker 1 und das Joch 2'. Daher wird der Anker 1 gegen die Kraft der Feder 3 auf die Joche 2, 2' gezogen. Das zu diesem Zeitpunkt geltende Ersatzschaltbild ist in Fig.2a gezeigt. Wenn als eo nächstes ein Strom durch die Spulen 5,6 geschickt wird, so daß ein Magnetfluß Φ2 mit der entgegengesetzten Richtung zu der Richtung des Magnetflusses Φι von dem ~ Permanentmagneten 4 erzeugt wird und durch den Anker 1 hindurchtritt, verläuft der Magnetfluß Φ₂ durch cinen geschlossenen, Magnetkreis, der aus dem Joch 2', welches aus einem magnetischen Körper besteht, dem Anker 1, dem Joch 2,, das ebenfalls aus einem magnetischen Körper besteht, dem vorstehenden Teil 2b des Joches 2, dem Luftspalt 2c, in dem Luft als nichtmagnetisches Medium vorhanden ist, und dem vorstehenden Teil 2£>'des Joches 2' besteht Daher wiro der Magnetfluß Φι durch den Magnetfluß Φ2 abgeschwächt, und der Anker 1 wird durch die Feder 3 nach oben bewegt

Zur weiteren Erläuterung wird die Anziehungskraft Fi (siehe F i g. 2b) zwischen dem Anker 1 und den Jochen 2,2' durch die folgende Gleichung ausgedrückt:

Iu₀ ■ S

In dieser Gleichung bedeutet F die Zugkraft der Feder 3, μ₀ die Permeabilität, Φι den von dem Permanentmagneten erzeugten Magnetfluß, Φ2 den von den Spulen 5, 6 erzeugten Magnetfluß, und S die Kontaktfläche zwischen dem Anker 1 und den Jochen 2, 2'.

Daher wird der Anker 1 freigegeben, wenn die Anziehungskraft F₂ den Wert F₇ <. 0 annimmt, das heißt wenn der Magnetfluß einen bestimmten, vorgegebenen Wert erreicht

Wie bereits erläutert wurde, verläuft der Magnetfluß Φ2 durch den Magnetkreis aus den Teilen 2b, 2b' und dem Spmt 2c, die eine kleinere Reluktanz als die Reluktanz des Permanentmagneten 4 haben, so daß der Anker 1 durch eine relativ kleine magnetomotorische Kraft von den Jochen 2, 2' weggehalten werden kann. Mit anderen Worten wird ein geschlossener Magnetkreis mit kleiner Reluktanz für den Magnetfluß der Spulen 5, 6 durch den Anker 1, die Joche 2, 2' und die vorstehenden Teile 2b, 2b' der Joche 2, 2' gebildet, so daß der Strom, der durch die Spulen 5, 6 geschickt werden muß, um den Anker 1 auf Abstand zu halten, klein gemacht werden kann.

Als nächstes wird ein Ausführungsbeispiel der elektromagnetischen Auslösevorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben. Die gleichen Teile wie die in der Vorrichtung nach Fi g. la sind mit denselben Bezugszeicher versehen, so daß eine erneute Erläuterung überflüssig ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei bewegliche Eisenstücke oder Anker 1, 9 an den beiden Enden der Joche 2,2' vorgesehen, wobei der e:ne Anker 1 von den Spulen 5, 6 gesteuert wird, während der andere Anker 9 von den Spulen 7, 8 gesteuert wird. Auch hier verläuft der von den Spulen 5, 6 erzeugte Magnetfluß durch den geschlossenen Magnetkreis mit einer kleinen Reluktanz, der durch das Joch 2', den Anker 1, das Joch 2, den Anker 9 und das Joch 2' gebildet wird. Daher kann der Anker 1 von den Jochen 2, 2' abgehoben gehalten werden.

Als nächstes wird die Arbeitsweise der in Fig.3a gezeigten Vorrichtung erläutert.

Wenn kein Strom an die Spulen 5, 6 geliefert wird, sind die Anker I₁ 9 zuerst an die Joche 2, 2' durch den Magnetfluß Φι des Permanentmagneten 4 angezogen. Wenn als nächstes Strom an die Spulen 5, 6 geliefert wird, wird der Magnetfluß Φ₂ erzeugt, der die entgegengesetzte Richtung zu dem Magnetfluß Φι hat, der von dem Permanentmagneten erzeugt wird. Dies ist in der Zeichnung-durch den Flüßyerlnuf gezeigt. Dadurch wird die Anziehungskraft zwischen dem Anker 1 und den magnetischen Polflächen 2a, 2a' abgeschwächt, Und der Aiiksr 1 wird durch die Feder 3 nach oben bewegt und auf Abstand zu den Jochen 2, 2' gehalten. Da der Magnetfluß Φ2 eine solche Richtung

hat, daß der Anker 9 angezogen wird, wird zu diesem Zeitpunkt der Anker 9 in einem Zustand gelassen, bei dem er an die anderen Enden der Joche 2,2' angezogen wird* Wenn als nächstes Strom an die Spülen 7, 8 geliefert wird, wird ein Magnetfluß Φ₃ (F i g. 3ä) efzeugt. Da der Magnetfluß Φ3 die entgegengesetzte Richtung zu dem Magnetfluß Φι hat, wird die Anziehungskraft zwischen dem Anker 9 und den Jochen 2,2' verkleinert, und schließlich wird der Anker 9 durch die Feder 10 von den Jochen 2,2' getrennt.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig.4 die Verwendung der Vorrichtung nach F i g. 3a bei einer einäugigen Reflexkamera erläutert.

Fig.4 zeigt die Belichtungssteuerschaltung einer solchen Kamera, durch die der vordere und der hintere Verschlüßvorharig des Schlitzverschlusses der Kamera so gesteuert werden, daß sich die gewünschte, an einem veränderbaren Widerstand /?6 einstellbare Belichtungs-

£.dl d glLTl. lyiu ujyuifeir xj uiiu r in ui,i uviiuuuiig τνιι Fig.4 sind die Spulen 5 und 7 der Vorrichtung der F i g. 3a und 3b. Hinsichtlich der Schaltungseinzelheiten wird auf die Darstellung Bezug genommen. Im folgenden wird nur die grundsätzliche Funktion zur Steuerung der Erregung der Spulen 5 und 7 erläutert.

Wenn bei der Auslösung der Kamera der Umschalter S₂ von dem festen Kontakt K₁ auf den festen Kontakt K₂ umgeschaltet wird, wird infolge der Tatsache, daß nun durch Widerstände FU und R₅ Strom fließt, das Basispotential eines Transistors Tr₂ kleiner als sein Emitterpotential. Dadurch kommt der Transistor Tr₂ in den eingeschalteten Zustand. Daraufhin wird ein Kondensator C₂ über einen Widerstand R₂ aufgeladen. Zugleich wird ein Transistor 77ϊ eingeschaltet und bleibt während einer Zeitdauer eingeschaltet, die von der

durch den Kondensator C₂ und den Widerstand R₂ gebildeten Zeitkonstante abhängt. Wenn der Transistor Τη eingeschaltet wird, entlädt sich ein Kondensator Q₁ der vorher über einen Widerstand R\ über den Hauptschalter S\ aus der Stromquelle E aufgeladen wurde, in Impulsform durch die Spule 5. Wie zuvor erläutert, führt diese Erregung der Spule 5 dazu, daß sich der Anker I von den Jochen 2,2' löst, woraufhin infolge einer nicht dargestellten Kopplung des Ankers 1 mit dem ebenfalls nicht dargestellten vorderen Verschlußvorhang letzterer ausgelöst wird und die Belichtung eingeleitet wird. Das Umschalten des Schalters S₂ auf den Kontakt K₂ ist zugleich der Startpunkt für die Aufladung eines Kondensators Q, der mit dem bereits erwähnten veränderbaren Widerstand /?e eine Zeitkonstantenschaltung für die Einstellung der Belichtungszeit bildet. Nach Ablauf der von dieser Zeitkonstantenschaltung vorgegebenen Belichtungszeit wird ein Schaltkreis

4 * C L

ein Transistor Tn über einen Kondensator G eingeschaltet, der mit den Widerständen Ri und Ra Verbunden ist. Wenn der Transistor Tn eingeschaltet ist, entlädt sich ein Kondensator Ck, der vorher über einen Widerstand Λ9 aufgeladen wurde, in Impulsform durch

die Spule 7 der Auslösevorrichtung. Aufgrund dieses Impulses löst sich nun der Anker 9 und gibt den hinteren Verschlußvorhang frei, der nun die Belichtung beendet. Wenn die ϊ ifindungsgemäße elektromagnetische Auslösevorrichtung zur Belichtungssteuerung einer Kamera verwendet wird, wirkt sich vorteilhaft aus, daß der an die Spulen 5,7 gelieferte Strom sehr !dein sein kann und daß jeweils eine kurzzeitige Stromzufuhr genügt, so daß insgesamt der Verbrauch der Stromquelle sehr gering ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

25 Ol Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Auslösevorrichtung für einen Anker, der im stromlosen Zustand der ι Auslösevorrichtung gegen die Kraft einer Feder an einem Haltemagneten gehalten ist, bei der der Haltemagnet zwei Joche aufweist, die zwischen sich einen Permanentmagneten einschließen und an einem Ende in dem Anker gegenüberliegenden Polflächen enden, bei der auf den Jochen je eine erste Spule angeordnet ist, bei deren Erregung der Anker vom Haltemagneten lösbar ist, und bei der die Joche in einem auf der dem Anker abgewandten Seite des Permanentmagneten liegenden Bereich einen magnetischen Nebenschluß zum Permanentmagneten bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Nebenschluß einen am anderen Ende der Joche (2,4) angeordneten anderen Anker (9) aufweist, daß auf den Jochen (2, 4) je eine andere Spule \7,8) angeordnet ist, die zur Steuerung des anderen Ankers (9) einen denjenigen {Φ₂) asr ersten Spule (5, 6) entgegengerichteten Magnetfluß (Φ3) erzeugen, und daß der andere Anker (9) im stromlosen Zustand der anderen Spule (7, 8) gegen die Kraft einer anderen Feder (10) an dem Haltemagneten gehalten ist

2. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Steuerung von vorderem und hinterem Verschlußvorhang des Schlitzverschlusses einer Kamera, wobei einer der Anker (1) zv Auslösung des vorderen und der andere Anker (9) zur Auslösung des hinteren Verschlußvorhangs dienen una die jeweilige Spule (5, 6; 7, 8) zur Auslösung des zugehörigen Verschlußvorhangs kurzzeitig erregbar ist.