JP2012191769A - 駆動ユニットおよびそれを備える電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を維持しつつ、検出精度の高い減速機を有する電子機器を提供する。
【解決手段】駆動源から駆動力を受ける入力部と、前記駆動力を減速する減速部と、減速された前記駆動力を出力する出力部と、一端が前記入力部に取り付けられ、前記出力部の回転中心を貫通し、前記入力部と一体で回転する検出軸と、前記検出軸の他端に取り付けられた被検出部と、前記被検出部の回転を検出するための検出部と、を有し、前記駆動源側から前記入力部、前記被検出部の順に並んでいることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、遊星減速ギアやサイクロイド系減速ギアなどを用いた駆動ユニットおよびそれを備える電子機器に関する。

従来、駆動ユニットに用いられる減速機構は、モータ出力軸と一体となって回転する太陽ギア、その回りに自転しつつ公転する遊星ギア、遊星ギアと噛みあうことによって遊星ギアの公転及び自転を規定する内歯ギアを配置している。そして、遊星ギアを自転可能に保持する遊星ギア保持部材を配置し、遊星ギア保持部材の公転力を出力として取り出している。また、サイクロイド系ギアとサイクロイド系内歯を配置し、サイクロイド系ギアの自転力を出力として取り出すものも知られている。サイクロイド系ギアは、モータ出力軸と一体となって偏芯遥動する偏芯軸部に回転自在に軸支され、サイクロイド系内歯ギアは、サイクロイド系ギアと噛み合うことによってサイクロイド系ギアの自転及び公転運動を規定している。

特開２００６−１４１１０１号公報

特許文献１では、ロボット装置の関節駆動用アクチュエータは、モータと、モータ出力軸に連結された減速機と、減速機の出力軸に連結された出力部材によって構成されている。減速機出力軸は対向する１対の軸受けにより回転可能に支持されているが、デッドスペースであるこの２つの軸受けの隙間に出力軸原点角度位置を表す表示手段と、その原点位置を検出する検出手段を配設している。そして、モータのインクリメンタル・センサによるモータ回転軸角度情報と、出力軸原点角度位置の両情報を用いることで、小型で安価に高精度の出力角度管理が可能となる方法が開示されている。

上述の特許文献１に開示された従来技術では、１対の軸受けにより回転可能に軸支された出力軸の回転位相位置を、フォトインタラプタなどの検出手段で読み取ることにより、出力角度管理を可能としている。しかしながら、この検出方法では、モータ出力軸の回転そのものを検出することが出来ず、遊星減速機構により減速された最終出力軸上の回転位相を検出することになる。したがって、その検出精度は、モータ軸上の回転位置を検出して制御する方法に対して検出精度を上げることは出来ず、精度良く初期位置を検出することは不可能である。よって、出力軸の回転位相を高精度に検出することが必要な高精度制御機構には適用出来ないという問題が発生する。

そこで、本発明の目的は、入力軸回転検出が可能な遊星減速ギアやサイクロイド系減速ギアを用いた駆動ユニットおよびそれを備える電子機器を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての駆動ユニットは、駆動源から駆動力を受ける入力部と、前記駆動力を減速する減速部と、減速された前記駆動力を出力する出力部と、一端が前記入力部に取り付けられ、前記出力部の回転中心を貫通し、前記入力部と一体で回転する検出軸と、前記検出軸の他端に取り付けられた被検出部と、前記被検出部の回転を検出するための検出部と、を有し、前記駆動源側から前記入力部、前記被検出部の順に並んでいることを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての駆動ユニットは、駆動源から駆動力を受ける入力部と、前記駆動力を減速する減速部と、減速された前記駆動力を出力する出力部と、前記駆動源の出力軸に取り付けられた被検出部と、前記被検出部の回転を検出するための検出部と、を有し、前記減速部は、前記駆動源を固定するハウジングを有し、前記被検出部は、前記駆動源の前記出力軸上において前記ハウジングに対して前記駆動源と反対側に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、遊星減速ギアやサイクロイド系減速ギアを用いた減速機構を有する電子機器であっても、モータ出力軸の回転位相を検出することで、検出精度に優れた駆動ユニットおよびそれを備える電子機器を実現することが出来る。

図１は、駆動ユニットに用いられる減速機構の斜視図である。 図２は、図１に示す遊星減速機構の要部断面図である。 図３は、遊星減速機構の要部断面図の変形例である。 図４は、ズーム駆動部の要部斜視図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の駆動ユニットに用いられる減速機構の斜視図である。

１は、駆動源であるところのモータであり、その出力軸先端部１ａには入力部であるところのピニオンギア２が圧入される。このとき、ピニオンギア２は、モータ１からの駆動力を受けている。

３は、モータ１が公知の固定手段により取り付けられると共に、内周部に内歯ギア３ａが形成された減速部の一部を構成するハウジングである。

４は、減速部の一部を構成する遊星ギア、５は、減速部の一部を構成する遊星地板である。本実施例における遊星ギア４は一段あたり３個使用される。遊星ギア４は、遊星地板５の支軸５ａに回転可能に軸支されるとともに、ピニオンギア２及び内歯ギア３ａと噛みあって、ピニオンギア２のまわりを自転しつつ公転する。これに伴って、遊星地板５は遊星ギア４の公転スピードに一致して回転することとなる。この遊星地板５の回転が、一段目の減速出力となる。

遊星地板５には支軸５ａの反対側に第二ピニオンギア５ｂが形成されている。

６は、出力部であるところの出力ギアであり、３本の支軸６ａに前述と同じ遊星ギア４が回転自在に支持される。

遊星ギア４は、第二ピニオンギア５ｂと噛みあうと共に、同じく内歯ギア３ａとも噛みあい、第二ピニオンギア５ｂの回転に伴って自転しつつ公転を行う。このとき、出力ギア６の回転は遊星ギア４の公転スピードに一致して回転することとなり、この出力ギア６の回転が二段目の減速出力となる。

７は、出力ギア６を回転自在に支持するカバー部材で、ハウジング３の先端部に接着や溶着などにより固定される。

上記構成において、ピニオンギアの歯数をＺａ、内歯ギアの歯数をＺｃとすると、一段あたりの減速比は下記のようになることが知られている。

よって、本実施例に於ける減速機構の減速比は二段構成なので（１）式の値を二乗した値となる。

次に、本発明の骨子であるモータ軸回転検出に関して説明する。

８は、モータ１の回転を検出するために用いられる検出軸である。ピニオンギア２の先端部には、検出軸８が圧入される嵌合穴２ａが形成され、検出軸８の一端が圧入される。これにより、検出軸８は、ピニオンギア２と一体でモータ１の出力軸に同期して回転する。

出力ギア６、遊星地板５には回転中心にそれぞれ貫通穴６ｂ及び５ｃが設けられており、検出軸８が回転自在に貫通するので、検出軸８は遊星地板５、出力ギア６を貫通して減速機構の先端部分に露出する。

検出軸８の露出先端（他端）には回転を検出するための被検出部であるパルス板９が圧入固定されている。更にこの回転を公知のフォトインタラプタ１０により検出する。したがって、出力ギア６の先端部分で、モータの回転を精度良く検出することが出来る。

図２は、図１における減速機構の要部断面図である。図１中に記載した符号と名称は一致している。検出軸８上において、モータ１側（駆動源側）からピニオンギア２、パルス板９の順に並んでいることがわかる。また、モータ１の出力軸と同期して回転する検出軸８は、前述の通り遊星地板５及び出力ギア６の回転中心部を相対回転自在に貫通している。そして、その先端部分にパルス板９が圧入固定されていることにより、出力ギア６の先端部分に露出した検出軸８の回転をフォトインタラプタにより精度良く検出することが可能であることを明示している。

図３は、減速機構の要部断面図の変形例である。図２では、モータ１の出力軸先端部１ａをピニオンギア２に圧入し、モータ１の出力軸の回転位相位置は検出軸８を用いて検出していた。図３では、モータ１の出力軸は、ピニオンギア２、遊星地板５及び出力ギア６の回転中心部を相対回転自在に貫通し、出力軸先端部１ａをパルス板９が圧入固定している。つまり、パルス板９は、モータ１の出力軸上においてハウジング３に対してモータ１と反対側に配置されている。そして、モータ１の出力軸の回転をフォトインタラプタ１０により検出している。したがって、図３では、モータ１の出力軸を直接用いることでもモータ１の回転位相位置を検出することができることを明示している。

図４は、本発明の減速ユニットが、コンパクトデジタルカメラ１３のズーム駆動部に適用された状態を表す要部斜視図である。モータ１が取り付けられた遊星減速機構を内包するハウジング３はズーム地板１４に取り付けられ、出力ギア６がウォームギアで構成されている。出力ギア６は二つの減速ギア１１、１２を介して例えば鏡筒のズーム駆動筒に設けられたギア部に噛みあって焦点距離を可変するズーム駆動を行う。この時、前述の通り、検出軸８は出力ギアを貫通してその先端延長上に露出し、そこにパルス板９が圧入されその回転をフォトインタラプタ１０で検出し、駆動制御を行う。

１ モータ
２ ピニオンギア
３ ハウジング
４ 遊星ギア
５ 遊星地板
６ 出力ギア
８ 検出軸
９ パルス板
１０ フォトインタラプタ

Claims (3)

1. 駆動源から駆動力を受ける入力部と、
   前記駆動力を減速する減速部と、
   減速された前記駆動力を出力する出力部と、
   一端が前記入力部に取り付けられ、前記出力部の回転中心を貫通し、前記入力部と一体で回転する検出軸と、
   前記検出軸の他端に取り付けられた被検出部と、
   前記被検出部の回転を検出するための検出部と、を有し、
   前記駆動源側から前記入力部、前記被検出部の順に並んでいることを特徴とする駆動ユニット。
2. 駆動源から駆動力を受ける入力部と、
   前記駆動力を減速する減速部と、
   減速された前記駆動力を出力する出力部と、
   前記駆動源の出力軸に取り付けられた被検出部と、
   前記被検出部の回転を検出するための検出部と、を有し、
   前記減速部は、前記駆動源を固定するハウジングを有し、
   前記被検出部は、前記駆動源の前記出力軸上において前記ハウジングに対して前記駆動源と反対側に配置されていることを特徴とする駆動ユニット。
3. 請求項１または２に記載の駆動ユニットを備える電子機器。