JP2006094625A - Motor driving mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラのレンズ等を駆動するのに適したモータ駆動機構に関するものである。 The present invention relates to a motor drive mechanism suitable for driving a lens or the like of a camera.
図9は、従来のモータ駆動機構の一例を示す図である。
従来のモータ駆動機構20は、モータ21と、被駆動部の一部であるギヤ28が設けられた構造体22と、構造体22に一体的に取り付けられ、モータ21が取り付けられるギヤボックス23と、ギヤボックス23に収容され、モータ21の駆動力をギヤ28に伝えるギヤ列27等とを備えている。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a conventional motor drive mechanism.
A conventional
このように、モータを筐体に組み込んで、被駆動部をモータによって駆動する機器では、モータの駆動音や、動力伝達機構(例えば、ギヤ列)の駆動音などが筐体で増幅されて大きくなり、機器の騒音として問題となる。
この問題を解決するために、モータ付きのギヤボックスを、構造体に対して低剛性に取り付けることが提案されている(例えば、特許文献1)。しかし、低弾性材料は、強度が低く破損する可能性と耐久性に問題が残るため、使用条件に制約を受けると共に、一般材料に比べてコスト高である。
In order to solve this problem, it has been proposed to attach a gear box with a motor to the structure with low rigidity (for example, Patent Document 1). However, since the low elastic material has a low strength and has a problem of possibility of breakage and durability, it is restricted in use conditions and is more expensive than a general material.
本発明の課題は、破損の可能性や耐久性に問題がなく、使用条件に制約を受けずに、しかも、コストを上げることなく静音化を実現するモータ駆動機構を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a motor drive mechanism that achieves noise reduction without any problem in the possibility of breakage and durability, without being restricted by use conditions, and without increasing costs.
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項1の発明は、モータ(11)と、被駆動部の少なくとも一部を構成する構造体(12)と、前記構造体に一体的に取り付けられる、もしくは一体成形されるギヤボックス(13)と、前記モータを前記ギヤボックスに取り付ける取付部材(14)と、前記ギヤボックスに収容され、前記モータの駆動力を前記被駆動部に伝えるギヤ列と、を備えるモータ駆動機構であって、前記モータ及び/又は前記取付部材に取り付けられ、前記モータと前記取付部材とからなる振動系の1次固有振動数の値を低下させる固有値低下手段(16)を備えること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項2の発明は、請求項1に記載のモータ駆動機構において、前記取付部材は、前記モータの出力軸の軸受け部(143)とは反対側の軸先端部を回転可能に支持する支持部(144)を有すること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載のモータ駆動機構において、前記固有値低下手段は、前記モータ及び/又前記取付部材に貼付される重量成分のみが影響する重り部材であること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のモータ駆動機構において、前記固有値低下手段は、前記モータ及び/又前記取付部材に貼付される低弾性高比重材の重り部材であること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のモータ駆動機構において、前記重り部材は、弾性を有して取り付けられること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項6の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のモータ駆動機構において、前記重り部材は、その重量が前記モータと前記取付部材の合計重量に対して、10〜20%となること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項7の発明は、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のモータ駆動機構において、前記重り部材は、その密度が4〜11を有する成型材であること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項8の発明は、請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載のモータ駆動機構において、前記重り部材は、その弾性率が数百MPa程度の柔軟性を有する成型材であること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項9の発明は、請求項1又は請求項2に記載のモータ駆動機構において、前記固有値低下手段は、前記取付部材の曲げ部に形成された曲げ剛性を低下させる切欠き部(145a)であること、を特徴とするモータ駆動機構である。
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
The invention of
According to a second aspect of the present invention, in the motor drive mechanism according to the first aspect, the mounting member is a support portion that rotatably supports a shaft tip portion opposite to the bearing portion (143) of the output shaft of the motor. (144) It is a motor drive mechanism characterized by having.
According to a third aspect of the present invention, in the motor drive mechanism according to the first or second aspect, the eigenvalue lowering means is a weight member affected only by a weight component attached to the motor and / or the mounting member. This is a motor drive mechanism characterized by that.
According to a fourth aspect of the present invention, in the motor drive mechanism according to any one of the first to third aspects, the eigenvalue lowering means is a low elastic high specific gravity affixed to the motor and / or the mounting member. A motor drive mechanism characterized by being a weight member of a material.
The invention according to claim 5 is the motor drive mechanism according to any one of
According to a sixth aspect of the present invention, in the motor drive mechanism according to any one of the first to fifth aspects, the weight member has a weight of 10 with respect to a total weight of the motor and the mounting member. It is a motor drive mechanism characterized by -20%.
The invention of claim 7 is the motor drive mechanism according to any one of
The invention according to claim 8 is the motor drive mechanism according to any one of
According to a ninth aspect of the present invention, in the motor drive mechanism according to the first or second aspect, the eigenvalue lowering means is a notch (145a) that lowers the bending rigidity formed in the bent portion of the mounting member. There is a motor drive mechanism characterized by being.
以上説明したように、本発明によれば、以下のような効果がある。
(1)モータと取付部材とからなる振動系の1次固有振動数の値を低下させる固有値低下手段を備えるので、モータと取付部材の剛性を下げずに、1次固有値を下げることができ、振動伝達を少なくして、静音化を図ることができる。
例えば、固有値低下手段として、重量成分のみが影響する、低弾性高比重材の重り部材を、取付部材に貼り付けることにより、共振周波数の決定要素である密度を上げることができ、しかも、調整が重り部材の重量を変更することで可能となり、取付部材などの形状変更を必要としない。
(2)また、モータに低弾性高比重材の重り部材を貼り付けることで、振動源であるモータの振動を低減することが可能となり、1次固有値を下げることと、振動源の振動を減らすことが同時に可能となる。この場合も、モータの特性に合わせて、重り部材の重量を調整することで簡単に行える。
(3)さらに、取付部材の曲げ部に曲げ剛性を低下させる切欠き部を形成することで、共振周波数の決定要素である曲げ剛性を下げることができ、振動伝達を少なくして、静音化を図ることができる。
(4)取付部材として、モータの出力軸の軸受け部とは反対側の軸先端部を回転可能に支持する支持部を有するものにも、低弾性高比重材の重り部材を貼り付けることが、静音化のために有効である。
As described above, the present invention has the following effects.
(1) Since it has eigenvalue lowering means for lowering the value of the primary natural frequency of the vibration system composed of the motor and the mounting member, the primary eigenvalue can be lowered without lowering the rigidity of the motor and the mounting member, It is possible to reduce the vibration and reduce the noise.
For example, as the eigenvalue lowering means, by attaching a weight member of a low elastic and high specific gravity material, which is affected only by the weight component, to the mounting member, it is possible to increase the density, which is a determinant of the resonance frequency, and to adjust it. It becomes possible by changing the weight of the weight member, and it is not necessary to change the shape of the mounting member or the like.
(2) Further, by attaching a weight member of a low elastic high specific gravity material to the motor, it is possible to reduce the vibration of the motor that is the vibration source, and to lower the primary eigenvalue and reduce the vibration of the vibration source. It becomes possible at the same time. Also in this case, it can be easily performed by adjusting the weight of the weight member in accordance with the characteristics of the motor.
(3) Furthermore, by forming a notch portion that lowers the bending rigidity in the bending portion of the mounting member, the bending rigidity that is the determining factor of the resonance frequency can be lowered, vibration transmission is reduced, and noise reduction is achieved. Can be planned.
(4) Attaching a weight member of a low elastic high specific gravity material to an attachment member having a support portion that rotatably supports a shaft tip portion opposite to the bearing portion of the output shaft of the motor; Effective for noise reduction.
本発明は、破損の可能性や耐久性に問題がなく、使用条件に制約を受けずに、しかも、コストを上げることなく静音化を実現するという目的を、取付部材の自由部やモータのケースに、低弾性高比重材の重り部材を貼り付けることによって実現する。 The object of the present invention is to provide a free part of a mounting member and a motor case without any problem in the possibility of breakage and durability, and without being restricted by use conditions and at the same time realizing a low noise without increasing the cost. Further, it is realized by attaching a weight member of a low elastic high specific gravity material.
以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図1は、本発明によるモータ駆動機構の実施例1を示す斜視図、図2は、実施例1に係るモータ駆動機構のモータ及び取付部材を示す斜視図である。
実施例1のモータ駆動機構10は、モータ11と、被駆動部の少なくとも一部を構成する構造体12と、構造体12に一体的に取り付けられる、もしくは一体成形されるギヤボックス13と、モータ11をギヤボックス13に取り付ける取付部材14と、ギヤボックス13に収容され、モータ11の駆動力を被駆動部に伝えるギヤ列(不図示)等とを備えている。取付部材14は、3本の固定ねじ15でギヤボックス13に固定されている。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings and the like.
1 is a perspective view showing a first embodiment of a motor drive mechanism according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a motor and an attachment member of the motor drive mechanism according to the first embodiment.
The
図3、図4は、実施例1に係るモータ駆動機構のモータ及び取付部材を説明する図である。
図3に示すように、モータ取付部(モータ11と取付部材14)を1つの構造物とすると、その剛性値を最適化するためには、(1)シミュレーションによる形状の決定作業、(2)実物での確認作業、の繰り返しを必要とする。
特に、ギヤボックス13と一体的に、前記モータ取付部を構成すると、形状の複雑さから計算値と実際がなかなか合致せず、また、共振点の数が多くなり、振動の伝達を減少させることによる静音化は難しくなる。
実施例1のモータ駆動機構10は、モータ11を取付部材14に固定し、その取付部材14をギヤボックス13に3本の固定ねじ15で固定するので、比較的簡単で剛性の最適化を図るのに適した構造である。
この場合に、取付部材14のボックス取付部141の幅b、長さL1、厚さt、モータ取付部142の長さL2、そして、ボックス取付部141の固定部141aの長さL1a、自由部141bの長さL1bにより剛性値が計算される。
3 and 4 are diagrams illustrating the motor and the attachment member of the motor drive mechanism according to the first embodiment.
As shown in FIG. 3, when the motor mounting portion (the
In particular, if the motor mounting part is configured integrally with the
In the
In this case, the width b, length L1, and thickness t of the
ここで、計算される前記モータ取付部の振動系の1次固有振動数の値(1次固有値)がモータ11の回転周波数よりも小さくなるように、各部寸法を決定する。
1次固有値を小さくするために、取付部材14の厚さtを小さくするか、又は、取付部材14の自由部140bの長さL1bを長くすることで、モータ11の位置が振動の方向に振れやすくなり、モータ11の出力軸(モータシャフト)に付けられた第1ギヤと、ギヤ列の第2ギヤとの噛み合わせが大きく変化してしまい、逆に、振動又は音の発生を招いてしまうことになる。
また、モータ11の位置の変化を小さくするためには、厚さtを大きくして剛性をあげなくてはならず、1次固有値を小さくすることに反してしまう。
一方、モータ11の回転数を低くして駆動する場合には、1次固有値を下げなくてはならず、なおさら難しくなる。
Here, the dimensions of each part are determined so that the calculated value of the primary natural frequency (primary natural value) of the vibration system of the motor mounting part is smaller than the rotational frequency of the
In order to reduce the primary eigenvalue, the thickness t of the
In order to reduce the change in the position of the
On the other hand, when the
図4に示すように、取付部材14の自由部141aの先端にモータ11が集中荷重としてかかった「片持ちはり」のモデルを考えると、共振周波数fは、次式で与えられる。なお、図4中、矢印Aは、モータ11の位置変化を示している。
f∝t√(E/ρ) ・・・(1)
ただし、E:曲げ剛性、ρ:密度である。
As shown in FIG. 4, considering a “cantilever” model in which the
f∝t√ (E / ρ) (1)
However, E: bending rigidity, ρ: density.
図5は、実施例1に係るモータ駆動機構のモータ及び取付部材の周波数特性を示す図である。
共振周波数fを、モータ11の回転周波数fnより下げることが振動伝達を少なくし音の発生を小さくするのに有効である。
しかし、(1)回転周波数fnは、駆動負荷により変動する、(2)固定条件や形状により計算で求めた剛性と実際の剛性がうまく一致しない、(3)モータ11により高周波の出方が異なる、などの理由で固定位置の変更、材質の変更、構造の変更、モータの変更などを行い、周波数を合わせる必要があり、開発期間の長期化と開発費の増加をまねいていた。
FIG. 5 is a diagram illustrating frequency characteristics of the motor and the mounting member of the motor drive mechanism according to the first embodiment.
Lowering the resonance frequency f below the rotation frequency fn of the
However, (1) the rotational frequency fn varies depending on the driving load, (2) the rigidity obtained by calculation according to the fixed conditions and shape does not match the actual rigidity well, and (3) how the high frequency is output varies depending on the
そこで、実施例1では、図2に示すように、実施例1のモータ駆動機構10は、取付部材14の自由部141aに、モータ11と取付部材14とからなる振動系の1次固有振動数の値を低下させる重り部材(固有値低下手段)16が設けられている。つまり、実施例1では、式(1)のρ(密度)を大きくして、f(1次固有値)を低下させるようにしたものである。
この重り部材16は、取付部材14に低弾性高比重材を貼り付けるので、取付部材14に弾性成分の影響がなく、重量成分のみが影響する。重り部材16の形状は、成型できれば、任意の形状のものが使用可能である。また、この高比重材の比重は、4〜11程度の間で調整可能である。
さらに、重り部材16は、取付部材14に弾性のある接着剤などで、弾性を有して取り付けられている。
Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the
Since the
Further, the
重り部材16は、その重量がモータ11と取付部材14の合計重量に対して、10〜20%となることが好ましい。これは、振動体に付加して振動エネルギーを吸収する動吸振器のモデルを考えると、通常、付加体の重量の最適値が、0.1から0.2であるからである。
The
また、重り部材16は、その密度が4〜11を有する成型材であることが好ましい。例えば、モータ11を5gf前後とし、重り部材16を板状の重りとすると、形状は、5mm×10mm×1mmであり、0.5×1×0.1=0.05cm3となる。5gfのモータ11の10〜20%とすると、0.5〜1g程度であり、比重が10とすると、重り部材16の重さは、0.05×10=0.5gfである。
The
重り部材16は、その剛性が硬質ゴム以下で調整可能であり、その弾性率が数百MPa程度の柔軟性を有する成型材であることが好ましい。例えば、軟質エラストマーの弾性は、数10MPa以下であり、硬質ゴムは、それ以下である。通常、プラスチック材の曲げ弾性率は、2000MPa以上であり、その10%で200MPaとなり、これ以下であれば、全体の曲げ剛性に影響が少ないからである。
The
実施例1によれば、以下のような種々の効果がある。
(1)取付部材14の自由部141aに、低弾性高比重材の重り部材16を貼り付ける構造としたので、取付部材14の剛性を下げずに、1次固有値を下げることができ、振動伝達を少なくして、静音化を図ることができる。
(2)低弾性高比重材の重り部材16を貼り付けるので、取付部材14には重量成分のみが影響し、共振周波数の決定要素である密度を上げることができ、しかも、重り部材16の重量を変更することで調整が可能となり、取付部材14の形状変更を必要としない。
(3)ギヤボックスのモータ取付部、あるいは、取付部材14の形状を変更することなく、これらの1次固有値を、モータ11の回転周波数より小さく設定することが容易にでき、しかも、低コストで実現可能となる。
The first embodiment has the following various effects.
(1) Since the
(2) Since the
(3) These primary eigenvalues can be easily set smaller than the rotation frequency of the
図6は、本発明によるモータ駆動機構の実施例2を示す図である。
なお、以下に示す各実施例では、前述した実施例1と同様な機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に統一した符号を付して、重複する説明や図面を適宜省略する。
実施例2のモータ駆動機構10Bでは、取付部材14Bは、モータ11の出力軸(モータシャフト)11aの軸受け部143とは反対側の軸先端部を回転可能に支持する支持部144を備えている。
この取付部材14Bの場合にも、低弾性高比重材の重り部材16を貼り付ける構造としたので、取付部材14Bの剛性を下げずに、1次固有値を下げることができる。モータシャフト11aの先端受けとなる支持部144があることで、モータシャフトのあばれ(振りまわり)をおさえることが可能であるが、取付部材14Bがモータシャフトの回転により発生する振動等で加振されてしまう。従って、重り部材16で、この部分の共振点を下げている。
FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the motor drive mechanism according to the present invention.
In the following embodiments, the same functions as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals or the same reference numerals at the end, and repeated descriptions and drawings are appropriately omitted.
In the
Also in the case of this
図7は、本発明によるモータ駆動機構の実施例3を示す図である。
実施例3のモータ駆動機構10Bは、低弾性高比重材の重り部材16C(16C−1,16C−2)を、モータ11C(11C−1,11C−2)のケースに貼り付けたものである。
実施例3では、モータ11Cのケースに、低弾性高比重材の重り部材16Cを貼り付けることで、振動源であるモータの振動を低減することが可能となり、1次固有値を下げることと、振動源の振動を減らすことが同時に可能となる。この場合も、モータの特性に合わせて、重り部材16Cの重量を変えて、比重を調整することが簡単に行える。
また、重り部材16Cは、剛性が硬質ゴム以下であるので、図7(b)に示すように、モータ11C−2に平坦部がある場合はもとより、図7(a)に示すように、モータ11C−1が円筒状でも、貼り付けることが可能である。
さらに、貼り付け場所については、モータの磁石が内側部分にあるのに対して、モータの外側に貼り付けることで効果が得られる。この理由は、モータのケースの振動が大きい部位が磁石の貼り付けられていない部分であるからである。
FIG. 7 is a diagram showing a third embodiment of the motor drive mechanism according to the present invention.
In the
In Example 3, it is possible to reduce the vibration of the motor, which is the vibration source, by attaching the
Since the
Furthermore, with respect to the affixing location, the effect is obtained by affixing to the outside of the motor, whereas the magnet of the motor is in the inner part. This is because the part where the vibration of the motor case is large is the part where the magnet is not attached.
図8は、本発明によるモータ駆動機構の実施例4を示す図である。
実施例4のモータ駆動機構10Dは、取付部材14Dの直角曲げ部145に曲げ剛性を低下させる切欠き部(固有値低下手段)145aが形成されている。つまり、実施例4では、上述した式(1)のE(曲げ剛性)を、小さくするようにしたものである。
実施例4では、剛性値の調整は、切欠き部145aの切り込みの幅eと、切り込み深さdで行うことができる。
取付部材14Dにおいても、自由部142の剛性は、モータ11の位置変化が許容値内となるように、板厚tを決めることが可能となる。
FIG. 8 is a diagram showing a fourth embodiment of the motor drive mechanism according to the present invention.
In the
In the fourth embodiment, the rigidity value can be adjusted by the cut width e and the cut depth d of the
Also in the
(変形例)
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
(1)重り部材は、取付部材又はモータのケースに貼り付けた例で説明したが、両方に貼り付けてもよい。
(2)重り部材を貼り付けると共に、実施例4の切欠き部を設けるようにしてもよい。
(Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the equivalent scope of the present invention.
(1) Although the weight member has been described as an example of being attached to the attachment member or the motor case, it may be attached to both.
(2) While attaching a weight member, you may make it provide the notch part of Example 4. FIG.
10 モータ駆動機構
11 モータ
12 構造体
13 ギヤボックス
14 取付部材
145a 切欠き部
15 固定ねじ
16 重り部材
DESCRIPTION OF
Claims (9)
被駆動部の少なくとも一部を構成する構造体と、
前記構造体に一体的に取り付けられる、もしくは一体成形されるギヤボックスと、
前記モータを前記ギヤボックスに取り付ける取付部材と、
前記ギヤボックスに収容され、前記モータの駆動力を前記被駆動部に伝えるギヤ列と、
を備えるモータ駆動機構であって、
前記モータ及び/又は前記取付部材に取り付けられ、前記モータと前記取付部材とからなる振動系の1次固有振動数の値を低下させる固有値低下手段を備えること、
を特徴とするモータ駆動機構。 A motor,
A structure constituting at least a part of the driven part;
A gear box that is integrally attached to or integrally molded with the structure;
An attachment member for attaching the motor to the gear box;
A gear train housed in the gear box and transmitting the driving force of the motor to the driven part;
A motor drive mechanism comprising:
An eigenvalue lowering unit that is attached to the motor and / or the attachment member and lowers a value of a primary natural frequency of a vibration system including the motor and the attachment member;
The motor drive mechanism characterized by this.
前記取付部材は、前記モータの出力軸の軸受け部とは反対側の軸先端部を回転可能に支持する支持部を有すること、
を特徴とするモータ駆動機構。 The motor drive mechanism according to claim 1,
The mounting member has a support portion that rotatably supports a shaft tip portion opposite to a bearing portion of the output shaft of the motor;
The motor drive mechanism characterized by this.
前記固有値低下手段は、前記モータ及び/又前記取付部材に貼付される重量成分のみが影響する重り部材であること、
を特徴とするモータ駆動機構。 In the motor drive mechanism according to claim 1 or 2,
The eigenvalue lowering means is a weight member affected only by a weight component attached to the motor and / or the mounting member;
The motor drive mechanism characterized by this.
前記固有値低下手段は、前記モータ及び/又前記取付部材に貼付される低弾性高比重材の重り部材であること、
を特徴とするモータ駆動機構。 In the motor drive mechanism according to any one of claims 1 to 3,
The eigenvalue lowering means is a weight member of a low elastic high specific gravity material affixed to the motor and / or the mounting member;
The motor drive mechanism characterized by this.
前記重り部材は、弾性を有して取り付けられること、
を特徴とするモータ駆動機構。 In the motor drive mechanism according to any one of claims 1 to 4,
The weight member is attached with elasticity;
The motor drive mechanism characterized by this.
前記重り部材は、その重量が前記モータと前記取付部材の合計重量に対して、10〜20%となること、
を特徴とするモータ駆動機構。 In the motor drive mechanism according to any one of claims 1 to 5,
The weight member has a weight of 10 to 20% with respect to the total weight of the motor and the mounting member;
The motor drive mechanism characterized by this.
前記重り部材は、その密度が4〜11を有する成型材であること、
を特徴とするモータ駆動機構。 In the motor drive mechanism according to any one of claims 1 to 6,
The weight member is a molding material having a density of 4 to 11;
The motor drive mechanism characterized by this.
前記重り部材は、その弾性率が数百MPa程度の柔軟性を有する成型材であること、
を特徴とするモータ駆動機構。 In the motor drive mechanism according to any one of claims 1 to 7,
The weight member is a molding material whose flexibility is about several hundred MPa,
The motor drive mechanism characterized by this.
前記固有値低下手段は、前記取付部材の曲げ部に形成された曲げ剛性を低下させる切欠き部であること、
を特徴とするモータ駆動機構。
In the motor drive mechanism according to claim 1 or 2,
The eigenvalue lowering means is a notch for lowering the bending rigidity formed in the bent portion of the mounting member;
The motor drive mechanism characterized by this.
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