JP2023021532A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることができ、かつ耐衝撃性を向上させることが可能なアクチュエータを提供する。【解決手段】回転軸５２の回転により回転されるコイルばね６３と、コイルばね６３の径方向外側から当該コイルばね６３の素線間Ｓに入り込む平歯２２ａを有し、フォーカシングレンズにコイルばね６３の回転力を伝達する出力ギヤ２２と、を備えているので、仮に、出力ギヤ２２が無理に回転されるような衝撃が加わった場合でも、当該衝撃をコイルばね６３が伸び縮みすることで吸収する。したがって、出力ギヤ２２の平歯２２ａの歯欠け等の損傷が抑えられ、ひいては当該アクチュエータ１０が搭載される製品（デジタルカメラ等）の信頼性を向上させることが可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、駆動対象物を駆動するアクチュエータに関する。

従来、デジタルカメラ等の撮像装置に搭載されるオートフォーカス機構には、フォーカシングレンズを駆動して焦点距離を調整する小型のアクチュエータが採用されている。このような焦点距離の調整に用いられるアクチュエータが、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたアクチュエータは、ウォームギヤと、当該ウォームギヤを回転させるモータと、を有しており、ウォームギヤは、固定軸を中心に扇型ギヤを揺動させる。そして、扇型ギヤの揺動運動に伴い、フォーカシングレンズがガイドシャフトに沿って移動し、これにより焦点距離が調整される。

特開２０１２－００３２５３号公報

ところで、デジタルカメラ等の撮像装置の小型化が進むに連れて、アクチュエータにおいてもさらなる小型化が求められる。この場合、上述のようにアクチュエータはギヤ駆動を採用するため、ウォームギヤや扇型ギヤにおいてもさらなる小型化が必要となる。仮に、アクチュエータの小型化を達成できたとしても、駆動対象物がデジタルカメラ等の撮像装置である場合に、例えば、当該撮像装置を落下させる等して撮像装置に比較的大きな衝撃が加わると、小型化されたギヤの歯部が簡単に折損（損傷）するといった問題を生じる。よって、アクチュエータの構造を根本から見直す必要が生じていた。

本発明の目的は、小型化を図ることができ、かつ耐衝撃性を向上させることが可能なアクチュエータを提供することにある。

本発明の一態様では、駆動対象物を駆動するアクチュエータであって、回転軸を有する電動モータと、前記回転軸の回転により回転されるコイルばねと、前記コイルばねの径方向外側から前記コイルばねの素線の間に入り込む歯部を有し、前記駆動対象物に前記コイルばねの回転力を伝達する出力部材と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、回転軸の回転により回転されるコイルばねと、コイルばねの径方向外側から当該コイルばねの素線の間に入り込む歯部を有し、駆動対象物にコイルばねの回転力を伝達する出力部材と、を備えているので、仮に、出力部材が無理に回転されるような衝撃が加わった場合でも、当該衝撃をコイルばねが伸び縮みすることで吸収する。したがって、出力部材の歯部の歯欠け等の損傷が抑えられ、ひいては当該アクチュエータが搭載される製品の信頼性を向上させることが可能となる。

実施の形態１のアクチュエータを示す平面図である。 図１のアクチュエータの分解斜視図である。 図２のハウジングを示す斜視図である。 図２の遊星歯車機構の分解斜視図である。 図２のリードスクリュー機構を示す斜視図である。 出力ギヤに実線矢印Ｒ１方向に負荷が掛かった時の動作説明図である。 出力ギヤに実線矢印Ｒ２方向に負荷が掛かった時の動作説明図である。 実施の形態２のアクチュエータを示す平面図である。 実施の形態３のアクチュエータを示す平面図である。 実施の形態４のアクチュエータを示す平面図である。 図９のスライド機構を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態１について図面を用いて詳細に説明する。

図１は実施の形態１のアクチュエータを示す平面図を、図２は図１のアクチュエータの分解斜視図を、図３は図２のハウジングを示す斜視図を、図４は図２の遊星歯車機構の分解斜視図を、図５は図２のリードスクリュー機構を示す斜視図を、図６Ａは出力ギヤに実線矢印Ｒ１方向に負荷が掛かった時の動作説明図を、図６Ｂは出力ギヤに実線矢印Ｒ２方向に負荷が掛かった時の動作説明図をそれぞれ示している。

図１に示されるアクチュエータ１０は、例えば、デジタルカメラ（図示せず）の筐体内に収容され、かつ当該デジタルカメラを形成するフォーカシングレンズ（駆動対象物）を駆動する駆動源に用いられる。具体的には、アクチュエータ１０は、ギヤ部２０と駆動部３０とを備えている。そして、ギヤ部２０は、出力軸２１を回転させる出力ギヤ２２を有しており、当該出力ギヤ２２の回転に伴って、出力軸２１に動力伝達可能に連結された可動部（図示せず）が駆動され、ひいてはフォーカシングレンズが移動して焦点距離が調整される。

図１および図２に示されるアクチュエータ１０は、デジタルカメラの筐体内の所定箇所、具体的には、フォーカシングレンズの近傍に搭載される。ギヤ部２０は、丸鋼棒からなる出力軸２１と、当該出力軸２１が回転中心に固定された出力ギヤ２２とを備えている。ここで、出力ギヤ２２は、本発明における出力部材に相当し、プラスチック等の樹脂材料により略円板状に形成され、当該出力ギヤ２２の外周には、その周方向に等間隔となるように複数の平歯（歯部）２２ａが一体に設けられている。このように、出力ギヤ２２は、複数の平歯２２ａを備えた平歯車となっている。

ここで、出力ギヤ２２の平歯２２ａは、リードスクリュー機構６０（図５参照）を形成するコイルばね６３に対して、その径方向外側からコイルばね６３の素線間（素線の間）Ｓに入り込んで噛み合わされている。これにより、出力ギヤ２２は、コイルばね６３の回転に伴って回転され、コイルばね６３の回転力を、出力軸２１を介してフォーカシングレンズに伝達する。なお、出力ギヤ２２およびコイルばね６３は、所謂「ウォーム減速機構」を形成している。よって、出力ギヤ２２はコイルばね６３よりも低速かつ高トルクで回転される。

駆動部３０は、プラスチック等の樹脂材料により細長い略角棒形状に形成されたハウジング３１を備えている。ハウジング３１は、図３に示されるように、略直方体形状となっており、モータ固定部３２と、減速機構収容部３３と、コイルばね収容部３４と、を備えている。これらのモータ固定部３２，減速機構収容部３３およびコイルばね収容部３４は、それぞれハウジング３１の長手方向に並んで配置されている。具体的には、ハウジング３１の長手方向における略中央部に減速機構収容部３３が配置され、ハウジング３１の長手方向一側（図３の右側）にモータ固定部３２が配置され、ハウジング３１の長手方向他側（図３の左側）にコイルばね収容部３４が配置されている。

モータ固定部３２には、ハウジング３１の長手方向一側に向けて開口された開口部３２ａが設けられている。そして、駆動部３０の組み立て時に、モータ固定部３２の開口部３２ａを介して、減速機構収容部３３の内部に遊星歯車機構４０（図２および図４参照）が収容される。また、モータ固定部３２には、開口部３２ａからモータユニット５０（図２参照）が組み付けられる。ここで、ハウジング３１に対する遊星歯車機構４０およびモータユニット５０の組み付け方向は、図２に示されるように、ハウジング３１の軸線Ｃ１に沿う方向となっている。すなわち、遊星歯車機構４０およびモータユニット５０は、軸線Ｃ１に沿わせるようにしてハウジング３１にそれぞれ組み付けられる。

減速機構収容部３３は、略箱形状に形成されており、その内部には、遊星歯車機構（減速機構）４０が回転自在に収容されている。そして、減速機構収容部３３の内壁（図示せず）には、遊星歯車機構４０を形成する複数の第１遊星ギヤ４１ｃおよび第２遊星ギヤ４２ｂ(図４参照)が噛み合わされる内歯車（図示せず）が形成されている。また、減速機構収容部３３のコイルばね収容部３４側には、底壁部３３ａが設けられ、当該底壁部３３ａには、減速機構収容部３３の内外を連通する挿通孔３３ｂが形成されている。挿通孔３３ｂには、リードスクリュー機構６０を形成する第１ばね受け部材６１の第１回転軸６１ｂ（図２および図５参照）が、回転自在に挿通される。なお、第１回転軸６１ｂは、減速機構収容部３３の内部において、遊星歯車機構４０を形成する第２キャリア４２ｃの出力部４２ｅ（図４参照）に対して、動力伝達可能に連結される。

また、ハウジング３１の長手方向中央部に配置された減速機構収容部３３の外部には、一対の固定部３３ｃが一体に設けられている。これらの固定部３３ｃは、ハウジング３１の長手方向と交差する短手方向に互いに対向配置され、かつ減速機構収容部３３の外側に向けてそれぞれ突出されている。そして、一対の固定部３３ｃには、それぞれねじ孔３３ｄが形成され、これらのねじ孔３３ｄには、駆動部３０を、デジタルカメラの筐体内の所定箇所に固定するための固定ねじ（図示せず）が挿通される。このように、ハウジング３１の長手方向中央部がデジタルカメラの筐体内の所定箇所に固定されるため、駆動部３０の駆動時において、細長い略角棒形状に形成されたハウジング３１が撓んだりすることが効果的に抑えられる。

コイルばね収容部３４は、ハウジング３１の長手方向に延びる第１側壁部３４ａおよび第２側壁部３４ｂを備えている。これらの第１，第２側壁部３４ａ，３４ｂの長手方向一側は、減速機構収容部３３の底壁部３３ａに一体に固定されている。これに対し、第１，第２側壁部３４ａ，３４ｂの長手方向他側には、略直方体形状に形成された軸受装着部３４ｃが一体に設けられている。ここで、図２に示されるように、軸受装着部３４ｃには、リードスクリュー機構６０を形成する第２ばね受け部材６２の第２回転軸６２ｂを回転自在に支持するボールベアリング３４ｄと、当該ボールベアリング３４ｄの軸方向端部を覆うベアリングカバー３４ｅと、同じくボールベアリング３４ｄの軸方向端部を覆うダストカバー３４ｆと、が装着される。これにより、ボールベアリング３４ｄが埃等の付着により作動不能となることが抑制され、長期に亘って第２回転軸６２ｂがスムーズに回転可能となっている。

具体的には、ボールベアリング３４ｄおよびダストカバー３４ｆは、軸線Ｃ１に沿わせるようにして軸受装着部３４ｃの第１装着凹部３４ｇに装着され、ベアリングカバー３４ｅは、軸線Ｃ１と直交する軸線Ｃ２に沿わせるようにして軸受装着部３４ｃの第２装着凹部３４ｈに装着される。

また、図３に示されるように、ハウジング３１の長手方向と交差する短手方向において、コイルばね収容部３４の側方は大きく開口されており、この大きく開口された部分は、コイルばね露出部３４ｋとなっている。すなわち、当該コイルばね露出部３４ｋは、第１，第２側壁部３４ａ，３４ｂが無い部分（図３の手前側）に設けられている。そして、コイルばね露出部３４ｋからは、コイルばね収容部３４の内部に回転自在に収容されたリードスクリュー機構６０のコイルばね６３が、外部に露出される。具体的には、コイルばね６３の長手方向における全域が、コイルばね露出部３４ｋから外部に露出されている。これにより、図１に示されるように、コイルばね６３に対して、出力ギヤ２２の平歯２２ａが、噛み合わせ可能となっている。

図１および図２に示されるように、モータユニット５０は、第１ステッピングモータＭ１と第２ステッピングモータＭ２とを、ハウジング３１の長手方向に並べてなる二層構造のステッピングモータとなっている。モータユニット５０は、本発明における電動モータに相当し、略筒状に形成されたモータケース５１を備えている。そして、モータケース５１の内部には、１本の回転軸５２が回転自在に収容され、当該回転軸５２の軸方向先端部（図１の上部）には、遊星歯車機構４０を形成する第１太陽ギヤ４１ａの入力部４１ｂ（図４参照）が、動力伝達可能に連結される。これにより、遊星歯車機構４０は、回転軸５２の回転に伴って回転される。このように、第１，第２ステッピングモータＭ１，Ｍ２をハウジング３１の長手方向に並べて二層構造とすることで、モータユニット５０を小径化しつつ十分な出力トルクが得られるようにしている。

ここで、モータケース５１の側方には、複数の接続端子５３が一体に設けられている。これらの接続端子５３は、第１，第２ステッピングモータＭ１，Ｍ２のそれぞれに対して駆動電流を供給するものであって、それぞれの接続端子５３には、フレキシブル基板（ＦＰＣ）５４の長手方向一側（図１の右側）が、半田付け等の接続手段により電気的に接続されている。これに対し、フレキシブル基板５４の長手方向他側は、デジタルカメラの筐体内に収容されたモジュール基板等の駆動電流を供給する供給源（図示せず）に対して、同じく半田付け等の接続手段により電気的に接続されている。

図１，図２および図４に示されるように、遊星歯車機構４０は、モータユニット５０の回転軸５２とリードスクリュー機構６０のコイルばね６３との間に配置され、第１減速機構４１と第２減速機構４２とを備えている。これらの第１，第２減速機構４１，４２は、それぞれハウジング３１の長手方向（軸線Ｃ１の延在方向）に並べられている。つまり、遊星歯車機構４０においても、モータユニット５０と同様に二層構造となっている。これにより、遊星歯車機構４０の小径化を図りつつ、大きな減速比が得られるようにしている（減速効率の向上）。

第１減速機構４１は、モータユニット５０側（入力側）に配置され、第２減速機構４２は、リードスクリュー機構６０側（出力側）に配置されている。すなわち、遊星歯車機構４０は、モータユニット５０を形成する回転軸５２（図１参照）と、リードスクリュー機構６０を形成する第１ばね受け部材６１の第１回転軸６１ｂとの間に動力伝達可能に設けられている。このように、遊星歯車機構４０は、回転軸５２の回転速度を所定の回転速度にまで減速し、減速されて高トルク化された回転力をコイルばね６３に伝達する。

第１減速機構４１は、回転軸５２の軸方向先端部に固定される第１太陽ギヤ４１ａを備えている。具体的には、第１太陽ギヤ４１ａには、略筒状に形成された入力部４１ｂが一体に設けられ、当該入力部４１ｂが、回転軸５２の軸方向先端部に相対回転不能に固定される。よって、第１太陽ギヤ４１ａは、回転軸５２と同じ回転速度で回転される。また、遊星歯車機構４０を減速機構収容部３３に組み付けた状態において、第１太陽ギヤ４１ａと減速機構収容部３３の内歯車（図示せず）との間には、合計３つの第１遊星ギヤ４１ｃが設けられている。これらの第１遊星ギヤ４１ｃは、それぞれ第１太陽ギヤ４１ａおよび内歯車の双方に噛み合わされている。これらの第１遊星ギヤ４１ｃは、第１太陽ギヤ４１ａの周囲に等間隔（１２０度間隔）で配置され、第１太陽ギヤ４１ａの回転に伴って、第１太陽ギヤ４１ａの周囲を転動する。

さらに、第１遊星ギヤ４１ｃの第１太陽ギヤ４１ａ側とは反対側には、略円板状に形成された第１キャリア４１ｄが回転自在に設けられている。第１キャリア４１ｄには、合計３つの第１支持軸４１ｅの長手方向基端部が固定されている。これらの第１支持軸４１ｅは丸鋼棒からなり、その長手方向先端側が、第１遊星ギヤ４１ｃの回転中心に差し込まれている。それぞれの第１支持軸４１ｅは、第１キャリア４１ｄの周方向に等間隔（１２０度間隔）で配置され、第１遊星ギヤ４１ｃを回転自在に支持している。これにより、それぞれの第１遊星ギヤ４１ｃの転動に伴って、第１キャリア４１ｄは、第１太陽ギヤ４１ａよりも低速で回転される。

第２減速機構４２は、第１キャリア４１ｄの軸心に固定された第２太陽ギヤ４２ａを備えている。つまり、第２太陽ギヤ４２ａは、第１キャリア４１ｄと同じ回転速度で回転される。また、遊星歯車機構４０を減速機構収容部３３に組み付けた状態において、第２太陽ギヤ４２ａと減速機構収容部３３の内歯車との間には、合計３つの第２遊星ギヤ４２ｂが設けられている。これらの第２遊星ギヤ４２ｂは、それぞれ第２太陽ギヤ４２ａおよび内歯車の双方に噛み合わされている。これらの第２遊星ギヤ４２ｂは、第２太陽ギヤ４２ａの周囲に等間隔（１２０度間隔）で配置され、第２太陽ギヤ４２ａの回転に伴って、第２太陽ギヤ４２ａの周囲を転動する。

さらに、第２遊星ギヤ４２ｂの第２太陽ギヤ４２ａ側とは反対側には、略円板状に形成された第２キャリア４２ｃが回転自在に設けられている。第２キャリア４２ｃには、合計３つの第２支持軸４２ｄの長手方向基端部が固定されている。これらの第２支持軸４２ｄは丸鋼棒からなり、その長手方向先端側が、第２遊星ギヤ４２ｂの回転中心に差し込まれている。それぞれの第２支持軸４２ｄは、第２キャリア４２ｃの周方向に等間隔（１２０度間隔）で配置され、第２遊星ギヤ４２ｂを回転自在に支持している。これにより、それぞれの第２遊星ギヤ４２ｂの転動に伴って、第２キャリア４２ｃは、第２太陽ギヤ４２ａよりも低速で回転される。

また、第２キャリア４２ｃの第２支持軸４２ｄ側とは反対側には、略筒状に形成された出力部４２ｅが一体に設けられている。この出力部４２ｅは、リードスクリュー機構６０を形成する第１ばね受け部材６１の第１回転軸６１ｂが、相対回転不能に固定される。よって、第１回転軸６１ｂは、第２キャリア４２ｃと同じ回転速度で回転される。具体的には、第１回転軸６１ｂ（リードスクリュー機構６０）は、回転軸５２（モータユニット５０）の回転に対して、第１，第２減速機構４１，４２を介して、二段減速された状態で回転駆動される。

図２および図５に示されるように、リードスクリュー機構６０は、ウォームギヤとしての機能を有し、ギヤ部２０を形成する出力ギヤ２２（図１参照）を回転させるものである。リードスクリュー機構６０は、第１ばね受け部材６１と、第２ばね受け部材６２と、これらの第１，第２ばね受け部材６１，６２間に配置されるコイルばね６３と、を備えている。すなわち、リードスクリュー機構６０を形成するコイルばね６３は、回転軸５２の回転により軸線Ｃ１（図２参照）を中心に回転するようになっている。

第１ばね受け部材６１は、ハウジング３１の長手方向一側（減速機構収容部３３側）に配置されており、略円板状に形成された第１大径支持部６１ａを備えている。第１大径支持部６１ａは、コイルばね６３の長手方向一端部（減速機構収容部３３側）を、軸線Ｃ１の延在方向から支持している。また、第１大径支持部６１ａの軸方向一側（減速機構収容部３３側）には、第１回転軸６１ｂが一体に設けられ、この第１回転軸６１ｂは、減速機構収容部３３の底壁部３３ａに形成された挿通孔３３ｂに回転自在に支持されている。

さらに、第１大径支持部６１ａの軸方向他側（コイルばね６３側）には、コイルばね６３の長手方向一端部を、当該コイルばね６３の軸心と第１ばね受け部材６１の軸心とが互いにずれないように保持する第１小径支持部６１ｃが一体に設けられている。具体的には、リードスクリュー機構６０を組み立てた状態（図５の状態）において、第１小径支持部６１ｃは、コイルばね６３の長手方向一端部の径方向内側に嵌合される。そして、コイルばね６３の長手方向一端部は、第１ばね受け部材６１に対して、樹脂材料等からなる接着剤（図示せず）により強固に（相対回転不能に）固定されている。

第２ばね受け部材６２は、ハウジング３１の長手方向他側（軸受装着部３４ｃ側）に配置されており、略円板状に形成された第２大径支持部６２ａを備えている。第２大径支持部６２ａは、コイルばね６３の長手方向他端部（軸受装着部３４ｃ側）を、軸線Ｃ１の延在方向から支持している。また、第２大径支持部６２ａの軸方向他側（軸受装着部３４ｃ側）には、第２回転軸６２ｂが一体に設けられ、この第２回転軸６２ｂは、軸受装着部３４ｃに装着されたボールベアリング３４ｄに回転自在に支持されている。

さらに、第２大径支持部６２ａの軸方向一側（コイルばね６３側）には、コイルばね６３の長手方向他端部を、当該コイルばね６３の軸心と第２ばね受け部材６２の軸心とが互いにずれないように保持する第２小径支持部６２ｃが一体に設けられている。具体的には、リードスクリュー機構６０を組み立てた状態（図５の状態）において、第２小径支持部６２ｃは、コイルばね６３の長手方向他端部の径方向内側に嵌合される。そして、コイルばね６３の長手方向他端部は、第２ばね受け部材６２に対して、樹脂材料等からなる接着剤（図示せず）により強固に（相対回転不能に）固定されている。

第１，第２ばね受け部材６１，６２の間に保持されるコイルばね６３は、図１の破線円（拡大部分）に示されるように、その素線の断面形状が円形となっている。そして、コイルばね６３は、ある程度押し縮められた状態（初期荷重が与えられた状態）で、コイルばね収容部３４に収容されている。これにより、コイルばね６３がコイルばね収容部３４の内部で暴れるようなことが防止され、かつコイルばね６３の回転力を出力ギヤ２２（図１参照）に効率良く伝達可能となっている。ここで、コイルばね６３に加えられる初期荷重は、素線間Ｓに出力ギヤ２２の平歯２２ａ（図１参照）が十分に入り込める程度（噛み合わせ可能な程度）に設定される。これにより、コイルばね６３と出力ギヤ２２とが、互いにがたつくこと無くスムーズに動力伝達可能に噛み合わされる。

次に、以上のように形成されたアクチュエータ１０の動作について、図６Ａおよび図６Ｂを用いて詳細に説明する。

［アクチュエータ１０の駆動時］
例えば、デジタルカメラのフォーカシングレンズを移動させるために、アクチュエータ１０を駆動すると、モータユニット５０が「正方向」または「逆方向」に回転駆動される。これにより、回転軸５２が所定の回転速度で回転され、さらには遊星歯車機構４０により減速される。これにより、リードスクリュー機構６０が、高トルク化された状態で「正方向」または「逆方向」に回転され、リードスクリュー機構６０を形成するコイルばね６３の回転に伴って、出力ギヤ２２および出力軸２１が、さらに減速された状態で回転される。よって、フォーカシングレンズが移動されて焦点距離が調整される。

［出力ギヤ２２への外力の付加時（１）］
図６Ａに示されるように、デジタルカメラを落下させる等してアクチュエータ１０に衝撃が加わると、例えば、出力ギヤ２２が実線矢印Ｒ１方向に強制的に回転される。すると、この状態においてモータユニット５０は停止状態であるため、コイルばね６３は回転されない。特に、出力ギヤ２２およびコイルばね６３は、ウォーム減速機構を形成するため、出力ギヤ２２側からの入力（外力の付加）に対して、コイルばね６３（ウォームギヤに相当）は容易には回転されない。

したがって、コイルばね６３の軸方向における軸受装着部３４ｃ側（図中上側）の半分が、出力ギヤ２２の実線矢印Ｒ１方向への回転に伴って、軸受装着部３４ｃに向けて押し縮められる（図中破線矢印「縮み」参照）。これにより、出力ギヤ２２の平歯２２ａに大きな負荷が掛かることが抑えられて、平歯２２ａが欠損すること等が効果的に防止される。よって、アクチュエータ１０の耐衝撃性が向上する。なお、コイルばね６３の軸方向における減速機構収容部３３側（図中下側）の半分は、出力ギヤ２２の実線矢印Ｒ１方向への回転に伴って、伸びた状態となる（図中破線矢印「伸び」参照）。

［出力ギヤ２２への外力の付加時（２）］
図６Ｂに示されるように、同様にデジタルカメラを落下させる等してアクチュエータ１０に衝撃が加わると、上述とは逆に、出力ギヤ２２が実線矢印Ｒ２方向に強制的に回転されることもある。すると今度は、コイルばね６３の軸方向における減速機構収容部３３側（図中下側）の半分が、減速機構収容部３３に向けて押し縮められる（図中破線矢印「縮み」参照）。これにより、出力ギヤ２２の平歯２２ａに大きな負荷が掛かることが抑えられて、平歯２２ａが欠損すること等が効果的に防止される。よって、この場合においても、アクチュエータ１０の耐衝撃性が向上する。なお、コイルばね６３の軸方向における軸受装着部３４ｃ側（図中上側）の半分は、出力ギヤ２２の実線矢印Ｒ２方向への回転に伴って、伸びた状態となる（図中破線矢印「伸び」参照）。

以上詳述したように、実施の形態１によれば、回転軸５２の回転により回転されるコイルばね６３と、コイルばね６３の径方向外側から当該コイルばね６３の素線間Ｓに入り込む平歯２２ａを有し、フォーカシングレンズにコイルばね６３の回転力を伝達する出力ギヤ２２と、を備えているので、仮に、出力ギヤ２２が無理に回転されるような衝撃が加わった場合でも、当該衝撃をコイルばね６３が伸び縮みすることで吸収する。したがって、出力ギヤ２２の平歯２２ａの歯欠け等の損傷が抑えられ、ひいては当該アクチュエータ１０が搭載される製品（デジタルカメラ等）の信頼性を向上させることが可能となる。

また、実施の形態１によれば、アクチュエータ１０の動力伝達経路に柔軟性を有するコイルばね６３が設けられているので、例えば、コイルばね６３の軸線Ｃ１の位置と出力ギヤ２２の回転中心である出力軸２１の位置とを、それほど高精度で管理せずに済む。具体的には、コイルばね６３の軸線Ｃ１の位置と出力ギヤ２２の回転中心である出力軸２１の位置との離間距離が多少狭くなっても、コイルばね６３が湾曲してその誤差を吸収することができる。このとき、コイルばね６３に対する出力ギヤ２２の噛み合い強度は十分に確保される。

さらに、実施の形態１によれば、回転軸５２とコイルばね６３との間に遊星歯車機構４０が設けられ、当該遊星歯車機構４０は、回転軸５２の回転を減速して高トルク化された回転力をコイルばね６３に伝達するので、駆動源であるモータユニット５０のさらなる小型化を実現することが可能となる。

また、実施の形態１によれば、コイルばね６３の素線の断面形状が円形となっているので、リードスクリュー機構６０を形成する主要部品であるコイルばね６３を、汎用のコイルばねにより形成することができる。よって、アクチュエータ１０の製造コストを低減することができ、ひいては種々のデジタルカメラ（スマートフォン等）にも容易に適用可能となる。

次に、本発明の実施の形態２について図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図７は実施の形態２のアクチュエータを示す平面図を示している。

図７に示されるように、実施の形態２のアクチュエータ７０では、実施の形態１のアクチュエータ１０（図１参照）に対して、コイルばね７１の形状のみが異なっている。具体的には、実施の形態２のコイルばね７１は、図７の破線円（拡大部分）に示されるように、その素線の断面形状が矩形となっている。その他のコイルばね７１の素線間Ｓの寸法等は、実施の形態１のコイルばね６３（図１参照）と同じである。

以上のように形成された実施の形態２のアクチュエータ７０においても、上述した実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態２では、コイルばね７１の素線の断面形状を矩形としたので、コイルばね７１を曲げようとする外力に対して、素線の断面形状が円形のコイルばね６３（図１参照）よりも座屈し難くすることができる。

したがって、コイルばね７１の回転時等において、コイルばね７１が歪むことが抑えられ、ひいてはコイルばね７１がコイルばね収容部３４の第１，第２側壁部３４ａ，３４ｂに接触すること等を確実に抑えることができる。よって、アクチュエータ７０の作動音の静粛性向上を図ることができる。

次に、本発明の実施の形態３について図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図８は実施の形態３のアクチュエータを示す平面図を示している。

図８に示されるように、実施の形態３のアクチュエータ８０では、実施の形態１のアクチュエータ１０（図１参照）に対して、ハウジング３１のコイルばね収容部８１の形状が異なっている。また、実施の形態３のアクチュエータ８０では、実施の形態１の出力ギヤ２２（図１参照）よりも大径の出力ギヤ８２を採用している。

具体的には、コイルばね収容部８１は、中心ＣＴを中心として所定の曲率で湾曲されている。より具体的には、コイルばね収容部８１は、当該コイルばね収容部８１の長手方向における軸受装着部３４ｃ側が、フレキシブル基板５４側とは反対側に倒れるようにして湾曲されている。これにより、コイルばね収容部８１のコイルばね露出部３４ｋは、実施の形態１のコイルばね露出部３４ｋに対して大きく開口されている。

そして、コイルばね収容部８１に回転自在に収容されたコイルばね６３においても、コイルばね収容部８１の湾曲形状に倣って湾曲された状態となっている。ここで、コイルばね６３は、その素線の断面形状が円形（図１参照）となっているので、容易に湾曲可能であり、かつ湾曲状態において軸線Ｃ１を中心としてスムーズに回転可能となっている。ただし、素線間Ｓが比較的大きなコイルばねを用いる場合には、素線の断面形状が矩形のコイルばね（図７参照）を用いることも可能である。

このように、実施の形態３のアクチュエータ８０では、コイルばね露出部３４ｋを大きく開口させており、これに伴って大径の出力ギヤ８２を採用している。具体的には、出力ギヤ８２の平歯２２ａが、中心ＣＴを中心として湾曲状態となったコイルばね６３の径方向外側、すなわち、図８に示されるように、コイルばね６３のフレキシブル基板５４側（図中左側）から、コイルばね６３の素線間Ｓに入り込んで噛み合わされている。

以上のように形成された実施の形態３のアクチュエータ８０においても、上述した実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態３では、湾曲されたコイルばね収容部８１に湾曲された状態でコイルばね６３を回転自在に収容したので、コイルばね露出部３４ｋを大きく開口させることができる。これにより、限られた省スペースにおいて、大径の出力ギヤ８２を採用することが可能となり、大きな減速比を得ることが可能となる。よって、より大きな駆動トルクが必要な駆動対象物を駆動することができる。なお、ここで言う「減速比」は、出力ギヤ８２およびコイルばね６３からなるウォーム減速機構の「減速比」である。

次に、本発明の実施の形態４について図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態１と同様の機能を有する部分については同一の記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図９は実施の形態４のアクチュエータを示す平面図を、図１０は図９のスライド機構を示す斜視図を示している。

図９および図１０に示されるように、実施の形態４のアクチュエータ９０では、実施の形態１のアクチュエータ１０（図１参照）に対して、ギヤ部２０に替えてスライド機構９１を設けた点が異なっている。具体的には、スライド機構９１は、アクチュエータ９０の軸方向に往復移動されるスライダー９２と、スライダー９２の移動を案内するガイドシャフト９３と、デジタルカメラのフォーカシングレンズを駆動するレンズ駆動部９４と、を備えている。ここで、スライダー９２およびレンズ駆動部９４は、本発明における駆動部材に相当する。

スライダー９２は、ガイドシャフト９３に摺動自在に装着されるスライド本体９２ａと、当該スライド本体９２ａからガイドシャフト９３の軸方向と交差する方向に突出されたナット保持部９２ｂと、を有している。スライド本体９２ａの長手方向両側には、プラスチック等の樹脂材料からなる軸受部材９２ｃがそれぞれ固定されている。これらの軸受部材９２ｃは、ガイドシャフト９３に対してスムーズに移動可能に装着されている。これにより、スライダー９２は、ガイドシャフト９３に対して、振れることなく真っ直ぐにかつスムーズに移動自在となっている。

スライド本体９２ａに一体に設けられたナット保持部９２ｂは、ナット９２ｄを保持している。具体的には、ナット９２ｄは、ナット保持部９２ｂの内側に相対回転不能に固定されている。ここで、ナット９２ｄの径方向内側には、図１０に示されるように、雌ねじ部９２ｅが形成されており、当該雌ねじ部９２ｅのねじ山９２ｆが、リードスクリュー機構６０を形成するコイルばね６３の素線間Ｓに入り込んで噛み合わされている。つまり、ナット９２ｄは、コイルばね６３に対してねじ結合されている。

なお、ナット９２ｄは、本発明における出力部材に相当し、ねじ山９２ｆは、本発明における歯部に相当する。そして、ナット９２ｄは、コイルばね６３の回転に伴って、当該コイルばね６３の軸線方向に移動自在となっている。

レンズ駆動部９４は、スライド本体９２ａの長手方向におけるナット保持部９２ｂ寄りに配置され、ガイドシャフト９３の軸方向と交差する方向に延びている。そして、レンズ駆動部９４の基端部９４ａが、スライド本体９２ａに固定されている。また、レンズ駆動部９４の先端側には、フォーカシングレンズを操作する操作部９４ｂが設けられている。

ここで、ガイドシャフト９３の軸方向一側（図９の下側）は、モータ固定部３２に一体に設けられた第１支持突起９５ａに固定され、ガイドシャフト９３の軸方向他側（図９の上側）は、軸受装着部３４ｃに一体に設けられた第２支持突起９５ｂに固定されている。これにより、ガイドシャフト９３は、コイルばね６３に対して平行となるように配置されている。

また、実施の形態４のアクチュエータ９０においては、軸受装着部３４ｃおよび第２支持突起９５ｂの部分に、固定部３３ｃおよびねじ孔３３ｄが追加して設けられている。これにより、アクチュエータ９０を三点支持構造として、よりがたつくことなくデジタルカメラの筐体内に固定可能となっている。

そして、実施の形態４のアクチュエータ９０においても、レンズ駆動部９４が矢印Ｍ１，Ｍ２の方向に強制的に移動されると、コイルばね６３が伸縮してその衝撃を吸収する。したがって、ナット９２ｄのねじ山９２ｆに大きな負荷が掛かることが抑えられて、ねじ山９２ｆが欠損すること等が効果的に防止される。よって、アクチュエータ９０の耐衝撃性が向上する。

以上のように形成された実施の形態４のアクチュエータ９０においても、上述した実施の形態１と同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、実施の形態４では、リードスクリュー機構６０の回転運動を、スライド機構９１（出力側）の直線運動に変換できるので、別途特別な機構を設けることなく、往復移動される駆動対象物を駆動することができる。

本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上述の各実施の形態では、アクチュエータ１０，７０，８０，９０の駆動対象が、デジタルカメラのフォーカシングレンズであるものを示したが、本発明はこれに限らず、その他のカメラ（例えば、スマートフォンやタブレット端末等に搭載されたカメラ）のフォーカシングレンズを駆動するものにも適用することができる。

また、上述の各実施の形態では、アクチュエータ１０，７０，８０，９０の駆動対象が、デジタルカメラのフォーカシングレンズであるものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、電子機器であるノートパソコンに搭載されたＷｅｂカメラを開閉するシャッタ機構（プライバシーシャッタ）を駆動するアクチュエータとしても適用することができる。

その他、上述した各実施の形態における各構成要素の材質，形状，寸法，数，設置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、上述した各実施の形態に限定されない。

１０…アクチュエータ、２０…ギヤ部、２１…出力軸、２２…出力ギヤ（出力部材）、２２ａ…平歯（歯部）、３０…駆動部、３１…ハウジング、３２…モータ固定部、３２ａ…開口部、３３…減速機構収容部、３３ａ…底壁部、３３ｂ…挿通孔、３３ｃ…固定部、３３ｄ…ねじ孔、３４…コイルばね収容部、３４ａ…第１側壁部、３４ｂ…第２側壁部、３４ｃ…軸受装着部、３４ｄ…ボールベアリング、３４ｅ…ベアリングカバー、３４ｆ…ダストカバー、３４ｇ…第１装着凹部、３４ｈ…第２装着凹部、３４ｋ…コイルばね露出部、４０…遊星歯車機構（減速機構）、４１…第１減速機構、４１ａ…第１太陽ギヤ、４１ｂ…入力部、４１ｃ…第１遊星ギヤ、４１ｄ…第１キャリア、４１ｅ…第１支持軸、４２…第２減速機構、４２ａ…第２太陽ギヤ、４２ｂ…第２遊星ギヤ、４２ｃ…第２キャリア、４２ｄ…第２支持軸、４２ｅ…出力部、５０…モータユニット（電動モータ）、５１…モータケース、５２…回転軸、５３…接続端子、５４…フレキシブル基板、６０…リードスクリュー機構、６１…第１ばね受け部材、６１ａ…第１大径支持部、６１ｂ…第１回転軸、６１ｃ…第１小径支持部、６２…第２ばね受け部材、６２ａ…第２大径支持部、６２ｂ…第２回転軸、６２ｃ…第２小径支持部、６３…コイルばね、７０…アクチュエータ、７１…コイルばね、８０…アクチュエータ、８１…コイルばね収容部、８２…出力ギヤ、９０…アクチュエータ、９１…スライド機構、９２…スライダー（駆動部材）、９２ａ…スライド本体、９２ｂ…ナット保持部、９２ｃ…軸受部材、９２ｄ…ナット（出力部材）、９２ｅ…雌ねじ部、９２ｆ…ねじ山、９３…ガイドシャフト、９４…レンズ駆動部（駆動部材）、９４ａ…基端部、９４ｂ…操作部、９５ａ…第１支持突起、９５ｂ…第２支持突起、Ｍ１…第１ステッピングモータ、Ｍ２…第２ステッピングモータ、Ｓ…素線間（素線の間）

Claims (7)

1. 駆動対象物を駆動するアクチュエータであって、
   回転軸を有する電動モータと、
   前記回転軸の回転により回転されるコイルばねと、
   前記コイルばねの径方向外側から前記コイルばねの素線の間に入り込む歯部を有し、前記駆動対象物に前記コイルばねの回転力を伝達する出力部材と、
   を備えていることを特徴とする、
   アクチュエータ。
2. 請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
   前記回転軸と前記コイルばねとの間に減速機構が設けられ、前記減速機構は、前記回転軸の回転を減速して高トルク化された回転力を前記コイルばねに伝達することを特徴とする、
   アクチュエータ。
3. 請求項１または請求項２に記載のアクチュエータにおいて、
   前記コイルばねの前記素線の断面形状が円形となっていることを特徴とする、
   アクチュエータ。
4. 請求項１または請求項２に記載のアクチュエータにおいて、
   前記コイルばねの前記素線の断面形状が矩形となっていることを特徴とする、
   アクチュエータ。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
   前記コイルばねは、ハウジングに設けられかつ湾曲されたコイルばね収容部に対し、湾曲された状態で回転自在に収容されていることを特徴とする、
   アクチュエータ。
6. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアクチュエータにおいて、
   前記出力部材が、前記コイルばねにねじ結合されるナットであって、前記ナットは、前記コイルばねの回転に伴って前記コイルばねの軸線方向に移動自在となっていることを特徴とする、
   アクチュエータ。
7. 請求項６に記載のアクチュエータにおいて、
   前記ナットが、前記駆動対象物を駆動する駆動部材に固定されていることを特徴とする、
   アクチュエータ。

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