JP2006288089A

JP2006288089A - モータおよびこのモータを備えた光学モジュール

Info

Publication number: JP2006288089A
Application number: JP2005105454A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Kawamoto; 尚志川本; Kazuya Shioda; 和哉塩田
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP4447504B2

Abstract

【課題】簡易な構造により、効率よく、回転軸の回転により騒音や振動が生じるのを防ぐことができるモータおよびこのモータを備えた光学モジュールを提供する。
【解決手段】付勢部材５０が、モータの回転軸の下端の円錐部を弾性的に付勢力をもって支持する。スリット部５０ａは、回転軸の円錐部の先端が挿入される中央挿入部５０１ａと、中央挿入部５０１ａと連通し、放射状に等角度間隔で形成された３つのスリット状部５０２ａ，５０３ａ，５０４ａとから構成されている。付勢部材５０は、回転軸の円錐部をラジアル方向およびスラスト方向に押圧することにより、がたつきを低減、消滅させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転軸が弾性的に支持されたモータおよびこのモータを備えた光学モジュールに関する。

従来のモータにおいて、回転軸等のラジアル方向のガタやスラスト方向のガタが原因で、回転軸の回転により衝撃が生じ、騒音や振動が発生するのを防ぐために、様々な工夫がされている。このようなモータとして、例えば特許文献１に示すように、滑り軸受とは別に回転軸の球面状の両端をそれぞれ支持するスラスト軸受と弾性体とを備えたものがある。
特開２０００−２９７７８７号公報

しかしながら、上述した特許文献１のモータにおいては、ラジアル方向およびスラスト方向のガタを抑制するために回転軸の両端にそれぞれスラスト軸受と弾性体との２部品を組み合わせて備えさせる必要があり、組み込みに作業工数がかかるとともに、製造コストがかかるという問題があった。

また、回転軸のスラスト方向のガタが大きい場合には、回転軸、スラスト軸受、弾性体のそれぞれの軸方向における隙間があると、隙間においてぶつかりが起き、騒音、振動が生じかねないという問題があった。これを防ぐためには、各部品の寸法精度や組み込み精度を向上させるか、軸方向の寸法調整機構を別個に設けなければならなくなってしまう。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、簡易な構造により、効率よく、回転軸の回転により騒音や振動が生じるのを防ぐことができるモータおよびこのモータを備えた光学モジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のモータは、
軸受孔により支持された回転軸と、当該回転軸を中心として回転するロータとを備えたモータであって、前記回転軸の一端が挿入されるとともに前記回転軸をスラスト方向およびラジアル方向に付勢するスリットを有する付勢部材を備えたことを特徴とする。

また、前記回転軸の一端が挿入される挿入部に連通した複数のスリット状部から前記スリットが構成されるようにしてもよい。

また、前記複数のスリット状部を放射状に等角度間隔で形成するようにしてもよい。

また、前記付勢部材を線形バネにより形成してもよい。

上記目的を達成するため、本発明の光学モジュールは、前記モータにより駆動されることを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構造により、効率よく、回転軸の回転により騒音や振動が生じるのを防ぐことができるモータおよびこのモータを備えた光学モジュールを提供することができる。

本発明の実施の形態に係るモータについて、以下図面を参照して説明する。モータ１は、永久磁石型(ＰＭ(Permanent Magnet)型)のステッピングモータであり、ロータが回転運動することにより駆動対象を回転運動させるものである。

モータ１は、図１に示すように、収納体１０内に収納されている。モータ１は、回転軸２０と、回転軸２０と一体に回転するロータ３０およびギア４０とを備え、また、回転軸２０の一端を支持する付勢部材５０とを備えている。なお、モータ１は、図示しないステータ及びステータを磁化するコイル等を備えている。

収納体１０は、図２に示すように、モータ１および後述する光学系ユニット６０を収納する。収納体１０は、上蓋１０ａおよび下蓋１０ｂにより構成されている。上蓋１０ａと下蓋１０ｂとの間に形成される空間にモータ１および光学系ユニット６０は収納される。上蓋１０ａの内面には、図１に示すように、回転軸２０の後述する上端部２０ａを支持する軸受穴１０１ａが形成されている。軸受穴１０１ａは、底面１０２ａと側面１０３ａとを有している。下蓋１０ｂ内には、回転軸２０の後述する大径部２０ｂを支持する貫通孔である軸受孔１０１ｂが形成されている。

回転軸２０は、ロータ３０の回転運動の中心を支持する軸である。回転軸２０には、上端部２０ａと、中間部に大径部２０ｂと、上端部２０ａ及び大径部２０ｂの間にロータ固定部２０ｃと、大径部２０ｂの下方にギア取付部２０ｄと、下端に円錐部２０ｅとが形成されている。

上端部２０ａは、収納体１０の軸受穴１０１ａにスラスト方向とラジアル方向に支持される。すなわち、上端部２０ａは、軸受穴１０１ａの底面１０２ａによりラジアル方向に支持され、軸受穴１０１ａの側面１０３ａによりスラスト方向に支持
される。上端部２０ａは、その下方に形成されたロータ固定部２０ｃより径が大きく形成されている。上端部２０ａには、先端側にテーパ状部２０１ａが形成されている。

大径部２０ｂは、収納体１０の軸受孔１０１ｂにスラスト方向に支持される。大径部２０ｂは、回転軸２０の軸方向の中間部分に形成されており、径が最大に形成されている。

ロータ固定部２０ｃは、ロータ３０の中央に形成された嵌合孔３０ａに挿入される。これにより、ロータ３０が回転軸２０に嵌合され固定される。また、ロータ固定部２０ｃの両端には、つば部２０１ｃ，２０２ｃがそれぞれ形成されており、ロータ３０を軸方向に挟持して固定している。ギア取付部２０ｄには、ギア４０が嵌合されて取り付けられている。

円錐部２０ｅは、先端が付勢部材５０により、図１に矢印でしめすように、スラスト方向およびラジアル方向の両方向に弾性力で押圧される。

ロータ３０は、図示しないステータとの間の磁力により発生する回転トルクによって、回転軸２０を中心軸として回転運動する。ロータ３０は着磁された複数の磁極を有している。ギア４０は、モータ１の回転駆動力を駆動対象に伝達する。ギア４０は、図示しない複数のギアを介して図２に示す光学系ユニット６０が備えた円筒カム６１のラック部(図示せず)に噛合する。

図３（ａ）に示すように、付勢部材５０は、モータ１の回転軸２０の下端の円錐部２０ｅを弾性的に付勢力をもって支持する。付勢部材５０は、例えばフィルム等の材料から形成される。付勢部材５０には、スリット部５０ａが形成されている。スリット部５０ａは、回転軸２０の円錐部２０ｅの先端が挿入される中央挿入部５０１ａと、中央挿入部５０１ａと連通し、放射状に等角度間隔で形成された３つのスリット状部５０２ａ，５０３ａ，５０４ａとから構成されている。付勢部材５０は、下蓋１０ｂの底面に接着剤等で固定されている。付勢部材５０は、回転軸２０の円錐部２０ｅをラジアル方向に押圧することにより、回転軸２０の上端部２０ａと軸受穴１０１ａの底面１０２ａとの間でラジアル方向にがたつきが生じた場合に、そのがたつきを低減、消滅させる。また、付勢部材５０は、回転軸２０の円錐部２０ｅをスラスト方向に押圧することにより、回転軸２０の上端部２０ａと軸受穴１０１ａの側面１０３ａとの間でがたつきが生じた場合、および、回転軸２０の大径部２０ｂと軸受孔１０１ｂとの間でがたつきが生じた場合に、それらのがたつきを低減、消滅させる。付勢部材５０のスリット部５０は、図３（ｂ）に示すように、直線状であっても、十字状であってもよい、また、スリット状部は幅広のスリット状部となっていてもよい。

モータ１と、モータ１により駆動される光学系ユニット６０とを備えた光学モジュールについて図２を用いて説明する。光学系ユニット６０は、円筒カム６１と、レンズ６２ａを保持する第１のレンズホルダ６２と、第２のレンズホルダ６３と、コイルスプリング６４とを備えている。第１のレンズホルダ６２は第２のレンズホルダ６３に螺合して取り付けられている。組立時のピント調整を第１のレンズホルダ６２と第２のレンズホルダ６３との螺合量を調整して行うためである。第２のレンズホルダ６３にはカムフォロワ６３ａが形成されており、このカムフォロワ６３ａは、円筒カム６１のカム面と当接している。コイルスプリング６４は、第２のレンズホルダ６３を円筒カム６１側に付勢することによって、第２のレンズホルダ６３を光軸方向に安定して移動させる。円筒カム６１は、ギア４０の駆動力が伝えられて回動可能になっている。円筒カム６１がモータ１により回転されることで撮影時のピント調整が行われる。

ここで、光学モジュールを制御するための制御回路について図４を用いて説明する。制御部７０は、図４に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１とメモリ７２とドライバ７３と図示しない撮像素子とを備えている。ＣＰＵ７１は、光学モジュール全体の制御や演算処理を行うものである。メモリ７２には、光学モジュールを制御するためのプログラムや制御情報が格納されている。ドライバ７３は、ＣＰＵ７１からの制御信号に応じて、モータ１が備えた図示しないコイルに、正極性又は負極性の駆動電流をパルス状に通電し、励磁する。ＣＰＵ７１には、操作ボタン７４が接続されている。

操作ボタン７４が押されると、ＣＰＵ７１は、モータ１を駆動するために正極性の電流又は負極性の電流の出力をドライバ７３に指示する。ドライバ７３は、指示に従って、モータ１のコイルに正極性の電流または負極性の電流を通電する。このようにモータ１のコイルに通電制御して、モータ１のロータ３０を時計回り方向または反時計回り方向に回転させる。ロータ３０の回転に伴って、付勢部材５０の弾性力によりスラスト方向およびラジアル方向に押圧されながら回転軸２０が回転し、回転軸２０に固定されたギア４０も回転する。ギア４０は、他の複数のギアを介して、円筒カム６１のラック部(図示せず)と噛合しているので、円筒カム６１が回転する。円筒カム６１の回転に伴い、円筒カム６１のカム面上をカムフォロア６３ａが摺動することにより、第２のレンズホルダ６３が光軸方向に移動する。これにより、第２のレンズホルダ６３に第１のレンズホルダ６２を介して取り付けられたレンズ６２ａは移動する。すなわち、レンズ６２ａと撮像素子(図示せず)との間の距離を変化させることができる。これによりピント調整が行われる。

このように本実施の形態のモータでは、付勢部材５０により、回転軸２０の円錐部２０ｅをスラスト方向およびラジアル方向に弾性的に押圧できるようにしたので、簡易な構造により、回転軸２０と軸受穴１０１ａおよび軸受孔１０１ｂとの間で生じるがたつきを低減、消滅させることができる。これにより、回転軸２０の回転により騒音や振動が生じることを防止できる。

また、本実施の形態の光学モジュールでは、騒音や振動が生じることのないモータを用いるようにしたので、動作時にも騒音や振動を生じることが防止できる。

また、このような光学モジュールを、携帯電話、ノート型のパーソナルコンピュータ、携帯型テレビ電話等のカメラを有する携帯用電子機器等に用いることにより、例えば、動画撮影時のモータの駆動騒音を減らすことができ、携帯用電子機器のカメラ性能を向上させることができる。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、本実施形態では、モータ１の回転軸２０の上端部２０ａが収納体１０の軸受穴１０１ａに支持され、大径部２０ｂが収納体１０軸受孔１０１ｂに支持される例について説明したが、回転軸２０が軸受によって支持されるモータについても本発明を適用することはできる。この場合には、例えば軸受と軸受の取付孔(軸受孔)との間のがたつき等を低減、消滅させることができる。

また、本実施形態では、付勢部材５０としてスリット部５０ａが形成されたフィルム等を用いる例について説明したが、図５および図６に示すように、線形バネを折曲させた付勢部材８０としてもいい。付勢部材８０は、回転軸２０の円錐部２０ｅの先端が挿入される中央挿入部８０１ａを中心として放射状に等角度間隔になるように放射状に折り曲げられて形成された３つのスリット状部８０２ａ，８０３ａ，８０４ａとから構成されている。付勢部材８０は、下蓋１０ｂに設けられた凹部１０ｂ１に設けられる。スリット状部８０２ａ，８０３ａ，８０４ａは、凹部１０ｂ１に設けられた位置決め部１０ｂ２，１０ｂ３，１０ｂ４で位置決めされる。なお、下蓋１０ｂには、回転軸２０のための軸孔１０ｂ５が形成されている。また、スリット部は中央挿入部を中心にして放射状に形成されればその数は限定されない。また、付勢部材５０の材料には、シリコンゴム、熱収縮性フィルム、弾性金属等の弾性部材を用いてもよい。また、付勢部材５０をワッシャにより構成することも可能である。

本発明の実施形態に係るモータの構成を表す断面図である。図１に示したモータを備えた光学モジュールを表す断面図である。（ａ）は図１に示したモータが備えた付勢部材の平面図であり、（ｂ）は付勢部材のその他の実施例である。本発明の実施形態に係る電磁アクチュエータを制御するための制御回路のブロック図である。線形バネからなる付勢部材を備えたモータの一部断面図である。図５に示した線形バネからなる付勢部材の平面図である。

符号の説明

１モータ
１０１ａ軸受穴
１０１ｂ軸受孔
２０回転軸
２０ａ上端部
２０ｂ大径部
２０ｅ円錐部
５０，８０付勢部材
５０ａスリット部
５０１ａ中央挿入部
５０２ａ〜５０４ａスリット状部
６０光学系ユニット

Claims

軸受孔により支持された回転軸と、当該回転軸を中心として回転するロータとを備えたモータであって、
前記回転軸の一端が挿入されるとともに前記回転軸をスラスト方向およびラジアル方向に付勢するスリットを有する付勢部材を備えたことを特徴とするモータ。
請求項１において、前記回転軸の一端が挿入される挿入部に連通した複数のスリット状部から前記スリットが構成されたことを特徴とするモータ。
請求項２において、前記複数のスリット状部を放射状に等角度間隔で形成したことを特徴とするモータ。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、前記付勢部材を線形バネにより形成したことを特徴とするモータ。
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のモータを備え、前記モータにより駆動されることを特徴とする光学モジュール。