JP5805996B2 - Drive unit, lens barrel, and imaging device using ultrasonic motor - Google Patents
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Description
本発明は、超音波モータを用いた駆動ユニット、レンズ鏡筒、および撮像装置に関する。 The present invention relates to a drive unit using an ultrasonic motor, a lens barrel, and an imaging apparatus.
近年、レンズ鏡筒および撮像装置におけるフォーカシング動作の高速化・静音化が求められている。これに伴い、フォーカシングレンズを動かすためのアクチュエータに超音波モータを用いるものが増えている。 In recent years, there has been a demand for faster and quieter focusing operations in lens barrels and imaging devices. Along with this, an actuator using an ultrasonic motor as an actuator for moving a focusing lens is increasing.
レンズ鏡筒および撮像装置に用いられる超音波モータには大きく分けてリング型とペンシル型とがあり、適用される製品、用途に応じて使い分けられている。ここで述べる超音波モータ駆動ユニットは、ペンシル型の超音波モータを用いており、複数の減速ギヤを組み込んだギヤユニットとともに超音波モータ駆動ユニットを構成する。このユニットは、主に一眼レフカメラのレンズ鏡筒において、フォーカシングレンズの駆動を行うために用いられる。 Ultrasonic motors used in lens barrels and imaging devices are roughly classified into ring types and pencil types, and are used properly according to the products and applications to which they are applied. The ultrasonic motor drive unit described here uses a pencil-type ultrasonic motor, and constitutes an ultrasonic motor drive unit together with a gear unit incorporating a plurality of reduction gears. This unit is mainly used to drive a focusing lens in a lens barrel of a single-lens reflex camera.
このような駆動ユニットは従来から存在していたもので、現在もアクチュエータにDCモータを用いた駆動ユニットが実装されている。すなわち、この駆動ユニットは、アクチュエータを入れ替えることで、様々な用途に適用することができる汎用性の高い機構であるといえる。 Such a drive unit has existed in the past, and a drive unit using a DC motor as an actuator is still mounted. That is, it can be said that this drive unit is a highly versatile mechanism that can be applied to various uses by replacing the actuator.
ここで、従来例における超音波モータ駆動ユニット100について述べ、超音波モータ駆動ユニットの基本構造を説明する。図1は、従来例における超音波モータ駆動ユニット100を示す図である。図2は、従来例における超音波モータ駆動ユニット100の分解斜視図である。図3は、従来例における超音波モータ駆動ユニット100の断面図である。 Here, the ultrasonic motor driving unit 100 in the conventional example will be described, and the basic structure of the ultrasonic motor driving unit will be described. FIG. 1 is a diagram showing an ultrasonic motor driving unit 100 in a conventional example. FIG. 2 is an exploded perspective view of the ultrasonic motor drive unit 100 in the conventional example. FIG. 3 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor driving unit 100 in the conventional example.
従来例における超音波モータ駆動ユニット100及び後述する本発明の実施例1における超音波モータ駆動ユニット200は、一例として不図示のカメラまたは不図示のレンズ鏡筒に設けられ、不図示のカメラまたは不図示のレンズ鏡筒のフォーカシング動作においてフォーカシングレンズを駆動する駆動ユニットとして用いられている。 The ultrasonic motor driving unit 100 in the conventional example and the ultrasonic motor driving unit 200 in Example 1 of the present invention to be described later are provided in a camera (not shown) or a lens barrel (not shown) as an example. It is used as a drive unit for driving the focusing lens in the focusing operation of the illustrated lens barrel.
ここで、図1に示す従来例における超音波モータ駆動ユニット100の構成を図2及び図3を用いて説明する。 Here, the configuration of the ultrasonic motor driving unit 100 in the conventional example shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
図2において、従来例における超音波モータ駆動ユニット100は、ベース部材101、カバー部材103、連結ピニオン105、連結軸107、連結ギヤ109、クラッチギヤ111、クラッチスプリング113、アイドルギヤ115、2本のモータビス117、3本のカバービス119、超音波モータユニット121によって構成されている。
In FIG. 2, the ultrasonic motor drive unit 100 in the conventional example includes a
また、図3において、超音波モータユニット121は、モータベース123、モータシャフト125、ステータ127、ロータ129、出力ギヤ131、ベアリング133、加圧スプリング135、加圧ビス137によって構成されている。なお、本従来例においてギヤユニットは、ベース部材101、カバー部材103、連結ピニオン105、連結軸107、連結ギヤ109、クラッチギヤ111、クラッチスプリング113、アイドルギヤ115、3本のカバービス119で構成される。
3, the
図2及び図3において、ベース部材101は、超音波モータユニット121を2本のモータビス117によって固定している。また、ベース部材101は、超音波モータユニット121の出力ギヤ131と噛合するアイドルギヤ115を軸支している。アイドルギヤ115は軸方向に重畳された一方のギヤを出力ギヤ131と噛合し、他方をクラッチギヤ111と噛合している。ベース部材101は、クラッチスプリング113によって片寄せされたクラッチギヤ111を軸支している。クラッチギヤ111は不図示のスイッチレバーによって軸方向に移動可能に構成され、アイドルギヤ115と連結ギヤ109との間で駆動力を伝達または切断する。
2 and 3, the
図3において、カバー部材103は、アイドルギヤ115、クラッチギヤ111、連結ピニオン105及び連結ギヤ109を軸支している。連結ギヤ109はクラッチギヤ111と噛合し、カバー部材103を貫通して設けられた連結軸107によって連結ピニオン105と共に軸支されている。連結ギヤ109と同軸に設けられた連結ピニオン105は、伝達された超音波モータユニット121の駆動力を出力し、スケールリングやフォーカシングレンズを駆動する。
In FIG. 3, the
次に、超音波モータユニット121の構成について述べる。
Next, the configuration of the
図3において、超音波モータユニット121は、ベース部材101とモータベース123とがモータビス117によって締着されている。モータベース123にはモータシャフト125が挿入されている。モータシャフト125の一端には抜け止めのための返しが形成されており、インサート成形等によって成形されたモータベース123が抜けないように挿入されている。
In FIG. 3, in the
ステータ127は、略円環形状の弾性体で、表面は複数の溝を切って形成された櫛歯状であり、裏面にはフレキシブルプリント基板と共に圧電素子が貼り付けられている。ステータ127は、共振先鋭度が大きな金属によって形成され、櫛歯部の先端面と後述するロータ129の摺動部とが加圧接触し、ロータ129を回転駆動する。
The
また、ステータ127の中心には、モータベース123の形状に対応した孔が形成されており、モータベース123と嵌合させることにより、ステータ127が、後述のロータ129の回転に付随して回転しないように、その位置を規制している。
In addition, a hole corresponding to the shape of the
ロータ129は、アルミニウム等の軽金属によって形成された略円環形状の部材である。ロータ129は、ステータ127との摺動面には、耐摩耗性向上のために表面処理やエンジニアリングプラスチック等のスライダ材が貼り付けられている。
The
出力ギヤ131は、ロータ129の内周部に回転不能に係合し、ベアリング133を介してモータシャフト125に回転可能に支持されており、ロータ129と一体となって回転する。従って、出力ギヤ131は、ロータ129を介してステータ127によって駆動され、超音波モータの駆動力を出力する出力部材である。
The
加圧スプリング135及び加圧ビス137は、ロータ129及び出力ギヤ131を、ベアリング133を介してステータ127に対して付勢し、超音波モータユニットの構造上必要な加圧を行っている。
The
特許文献1には、上述した従来の超音波モータ駆動ユニットに類似して、超音波モータユニットをギヤユニットに設けたモータ固定部にビス止めすることにより、超音波モータ駆動ユニットとした例が示されている。
しかしながら、上述した従来例の超音波モータ駆動ユニットにおいては、超音波モータユニットを予め組み立てておき、そのモータシャフトを保持するモータベースをギヤユニットのベース部材にビスで固定する構造であるため、ベース部材に対してモータシャフトを傾くことなく垂直に設けることが難しいといった課題があった。 However, in the above-described conventional ultrasonic motor drive unit, the ultrasonic motor unit is assembled in advance, and the motor base that holds the motor shaft is fixed to the base member of the gear unit with screws. There has been a problem that it is difficult to provide the motor shaft perpendicular to the member without inclining.
また、特許文献1に示されているようなギヤユニットにおいても、別部材として組み立てられた超音波モータユニットを、ギヤユニットに取り付けている形態であるため、モータ固定部に傾くことなく超音波モータユニットを取り付ける作業が困難であるという問題があった。従って、超音波モータからの駆動力を出力するギヤと、そのギヤと噛合うことで出力を伝達するギヤとの間の軸間精度が悪く、また、超音波モータの出力ギヤが傾きやすいという特性があった。そのため、超音波モータを駆動する度に騒音等が生じるという問題があった。 Also, in the gear unit as shown in Patent Document 1, since the ultrasonic motor unit assembled as a separate member is attached to the gear unit, the ultrasonic motor is not inclined to the motor fixing portion. There was a problem that it was difficult to install the unit. Accordingly, the accuracy of the shaft between the gear that outputs the driving force from the ultrasonic motor and the gear that transmits the output by meshing with the gear is poor, and the output gear of the ultrasonic motor is easily tilted. was there. Therefore, there has been a problem that noise and the like are generated every time the ultrasonic motor is driven.
これは、レンズ鏡筒および撮像装置の品位を損ねるだけでなく、近年注目されている動画撮影に対応したレンズ鏡筒における課題となっている。 This not only impairs the quality of the lens barrel and the image pickup apparatus, but is also a problem in the lens barrel corresponding to movie shooting that has been attracting attention in recent years.
静止画を撮影するために作られたレンズ鏡筒で動画撮影を行うと、絞り駆動、ズーム駆動、フォーカス駆動等に伴う騒音がレンズ鏡筒と撮像装置を伝わって音声として記録されてしまう。そのため、静止画の撮影では求められなかった高い静音性の実現や、騒音を記録しないための特別な制御を組み入れなければならない。 When moving image shooting is performed with a lens barrel made to shoot a still image, noise associated with aperture drive, zoom drive, focus drive, and the like is recorded as sound through the lens barrel and the imaging device. For this reason, it is necessary to incorporate a high level of quietness that is not required for taking a still image and special control not to record noise.
そこで、静音化を目的として、フォーカシングレンズの駆動にリニアモータを用いたものや、絞り駆動にステッピングモータを用いてマイクロステップ駆動させるものや、ズームリングの端部に緩衝材を配置したものなどがある。 Therefore, for the purpose of noise reduction, there are those that use a linear motor to drive the focusing lens, those that use a stepping motor to drive the aperture, and those that have a shock absorber disposed at the end of the zoom ring. is there.
また、近年の撮像装置では、高速且つ高精度なオートフォーカスが求められており、フォーカス駆動を行う超音波モータ駆動ユニットにも高速且つ高精度な駆動を可能とする構造が求められている。また一眼レフカメラにおけるライブビュー撮影では、通常用いる位相差検出方式のオートフォーカスではなく、コントラスト検出方式のオートフォーカスを用いられるのが一般的となっている。コントラスト検出方式のオートフォーカスにおいてはフォーカシングレンズを駆動するアクチュエータに高い精度が要求される。その一方で、上述した従来の超音波モータ駆動ユニットや特許文献1に示されているような超音波モータ駆動ユニットでは、軸間精度が低いため高速且つ高精度な駆動に堪えないという問題があった。 In recent imaging apparatuses, high-speed and high-precision autofocus is required, and an ultrasonic motor driving unit that performs focus driving is also required to have a structure that enables high-speed and high-precision driving. Also, in live view shooting with a single-lens reflex camera, it is common to use contrast detection autofocus instead of the usual phase difference detection autofocus. In contrast detection type autofocus, high accuracy is required for an actuator that drives a focusing lens. On the other hand, the conventional ultrasonic motor driving unit described above and the ultrasonic motor driving unit as shown in Patent Document 1 have a problem that they cannot withstand high-speed and high-accuracy driving due to low inter-axis accuracy. It was.
さらに近年、撮像装置の小型化に伴って、機構の小型化が求められている。しかしながら、上述した従来例の超音波モータ駆動ユニットにおいては、別部材として組み立てた超音波モータユニットを、ギヤユニットのベース部材に取り付ける形態であり、また、特許文献1に示されているような超音波モータ駆動ユニットにおいても同様の形態であるため、ギヤユニットにビス止めするためのビスの頭や、ビス止め用の穴等のスペースが必要となり省スペース化が図れないという問題があった。 Further, in recent years, with the downsizing of the imaging apparatus, the downsizing of the mechanism is required. However, in the above-described conventional ultrasonic motor drive unit, the ultrasonic motor unit assembled as a separate member is attached to the base member of the gear unit. Since the sonic motor drive unit has the same form, there is a problem that space cannot be saved because a screw head for screwing the gear unit and a space for screwing are required.
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、本発明の一実施例を示す図面に対応する符号を付して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In order to facilitate understanding, description will be made with reference numerals corresponding to the drawings showing an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this.
請求項1に示す発明は、ステータと、前記ステータに圧接するロータとを備えた超音波モータと、前記ステータを回転不能に着座させるベース部材と、前記ロータと同心状に配置され、前記ロータと一体に回動する第1の駆動力伝達部材と、前記ロータと前記第1の駆動力伝達部材との少なくとも一方を回転自在に支持する第1の支持部材と、前記第1の駆動力伝達部材の駆動力を伝達する第2の駆動力伝達部材と、前記第2の駆動力伝達部材を軸支する第2の支持部材と、前記第1の支持部材を支持する第1の支持部と前記第2の支持部材を支持する第2の支持部とを有するカバー部材とを備え、前記ベース部材は、前記第1の支持部材を支持する第1の支持部と前記第2の支持部材を支持する第2の支持部とを有し、前記第1の支持部材は、前記ベース部材の前記第1の支持部に挿入して保持されていることを特徴とする超音波モータを用いた駆動ユニットである。
The invention shown in claim 1 is an ultrasonic motor including a stator, a rotor that is pressed against the stator, a base member that seats the stator in a non-rotatable manner, a concentric arrangement with the rotor, and the rotor. A first driving force transmission member that rotates integrally; a first support member that rotatably supports at least one of the rotor and the first driving force transmission member; and the first driving force transmission member. A second driving force transmitting member that transmits the driving force of the second driving member, a second supporting member that pivotally supports the second driving force transmitting member, a first supporting portion that supports the first supporting member, and the And a cover member having a second support part for supporting the second support member, wherein the base member supports the first support part for supporting the first support member and the second support member. second and a support portion possess, the first support member A driving unit using an ultrasonic motor, characterized in that it is held by inserting into the first support portion of the base member.
請求項2に示す発明は、ステータと、前記ステータに圧接するロータとを備えた超音波モータと、前記ステータを回転不能に着座させるベース部材と、前記ロータと同心状に配置され、前記ロータと一体に回動する第1の駆動力伝達部材と、前記ロータと前記第1の駆動力伝達部材との少なくとも一方を回転自在に支持する第1の支持部材と、前記第1の駆動力伝達部材の駆動力を伝達する第2の駆動力伝達部材と、前記第2の駆動力伝達部材を軸支する第2の支持部材と、前記第1の支持部材を支持する第1の支持部と前記第2の支持部材を支持する第2の支持部とを有するカバー部材とを備え、前記ベース部材は、前記第1の支持部材を支持する第1の支持部と前記第2の支持部材を支持する第2の支持部とを有し、前記ベース部材の前記第1の支持部は、前記第1の支持部材の位置決めのための凹形状または凸形状を有することを特徴とする超音波モータを用いた駆動ユニットである。
The invention shown in claim 2 is an ultrasonic motor including a stator and a rotor that is in pressure contact with the stator, a base member that seats the stator in a non-rotatable manner, a concentric arrangement with the rotor, A first driving force transmission member that rotates integrally; a first support member that rotatably supports at least one of the rotor and the first driving force transmission member; and the first driving force transmission member. A second driving force transmitting member that transmits the driving force of the second driving member, a second supporting member that pivotally supports the second driving force transmitting member, a first supporting portion that supports the first supporting member, and the And a cover member having a second support part for supporting the second support member, wherein the base member supports the first support part for supporting the first support member and the second support member. A second support portion that is in front of the base member The first support portion is a drive unit using the ultrasonic motor and having a concave or convex for positioning said first support member.
請求項3に示す発明は、ステータと、前記ステータに圧接するロータとを備えた超音波モータと、前記ステータを回転不能に着座させるベース部材と、前記ロータと同心状に配置され、前記ロータと一体に回動する第1の駆動力伝達部材と、前記ロータと前記第1の駆動力伝達部材との少なくとも一方を回転自在に支持する第1の支持部材と、前記第1の駆動力伝達部材の駆動力を伝達する第2の駆動力伝達部材と、前記第2の駆動力伝達部材を軸支する第2の支持部材と、前記第1の支持部材を支持する第1の支持部と前記第2の支持部材を支持する第2の支持部とを有するカバー部材とを備え、前記ベース部材は、前記第1の支持部材を支持する第1の支持部と前記第2の支持部材を支持する第2の支持部とを有し、前記第1の支持部材は、前記ベース部材の前記第1の支持部を介して前記ベース部材と一体成形されていることを特徴とする超音波モータを用いた駆動ユニットである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic motor including a stator, a rotor that is in pressure contact with the stator, a base member that seats the stator in a non-rotatable manner, and is disposed concentrically with the rotor. A first driving force transmission member that rotates integrally; a first support member that rotatably supports at least one of the rotor and the first driving force transmission member; and the first driving force transmission member. A second driving force transmitting member that transmits the driving force of the second driving member, a second supporting member that pivotally supports the second driving force transmitting member, a first supporting portion that supports the first supporting member, and the And a cover member having a second support part for supporting the second support member, wherein the base member supports the first support part for supporting the first support member and the second support member. A first support member, A driving unit using an ultrasonic motor, characterized in that via said first support portion of said base member is integrally molded with said base member.
請求項4に示す発明は、前記カバー部材の前記第1の支持部は、前記第1の支持部材の位置決めのための凹形状または凸形状を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の超音波モータを用いた駆動ユニットである。
The invention shown in claim 4 is characterized in that the first support portion of the cover member has a concave shape or a convex shape for positioning the first support member. A drive unit using the ultrasonic motor according to any one of the above.
請求項5に示す発明は、前記カバー部材の前記第1の支持部を介して前記カバー部材と前記第1の支持部材とが一体成形されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の超音波モータを用いた駆動ユニットである。
According to a fifth aspect of the present invention, the cover member and the first support member are integrally formed through the first support portion of the cover member. A drive unit using the ultrasonic motor according to any one of the above.
請求項6に示す発明は、前記カバー部材の前記第2の支持部は、前記第2の支持部材の位置決めのための凹形状または凸形状を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一に記載の超音波モータを用いた駆動ユニットである。
According to a sixth aspect of the present invention, the second support portion of the cover member has a concave shape or a convex shape for positioning the second support member. A drive unit using the ultrasonic motor according to any one of the above.
請求項7に示す発明は、前記カバー部材の前記第2の支持部を介して前記カバー部材と前記第2の支持部材とが一体成形されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一に記載の超音波モータを用いた駆動ユニットである。
Invention claims 1 to 5, characterized in that said cover member through the second support portion of said cover member and said second support member are integrally molded as shown in claim 7 A drive unit using the ultrasonic motor according to any one of the above.
請求項8に示す発明は、前記ベース部材の前記第2の支持部は、前記第2の支持部材の位置決めのための凹形状または凸形状を有することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一に記載の超音波モータを用いた駆動ユニットである。 The invention shown in claim 8 is characterized in that the second support portion of the base member has a concave shape or a convex shape for positioning the second support member. A drive unit using the ultrasonic motor according to any one of the above.
請求項9に示す発明は、前記ベース部材の前記第2の支持部を介して前記ベース部材と前記第2の支持部材とが一体成形されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一に記載の超音波モータを用いた駆動ユニットである。 The invention shown in claim 9 is characterized in that the base member and the second support member are integrally formed through the second support portion of the base member. A drive unit using the ultrasonic motor according to any one of the above.
請求項10に示す発明は、前記ロータと前記第1の駆動力伝達部材とは一体成形されていることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一に記載の超音波モータを用いた駆動ユニットである。 The invention shown in claim 10 uses the ultrasonic motor according to any one of claims 1 to 9, wherein the rotor and the first driving force transmission member are integrally formed. It was a drive unit.
請求項11に示す発明は、前記ロータは、その内周側に前記ロータを前記第1の支持部材に支持するベアリングを備え、その外周側に前記第2の駆動力伝達部材と機械的に結合する第1の駆動力伝達部材を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか一に記載の超音波モータを用いた駆動ユニットである。 According to an eleventh aspect of the present invention, the rotor includes a bearing that supports the rotor on the first support member on an inner peripheral side thereof, and is mechanically coupled to the second driving force transmission member on an outer peripheral side thereof. The drive unit using the ultrasonic motor according to any one of claims 1 to 10, further comprising a first drive force transmission member that performs the above operation.
請求項12に示す発明は、前記第1の支持部材と前記ステータとは一体成形されていることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか一に記載の超音波モータを用いた駆動ユニットである。 According to a twelfth aspect of the present invention, the drive using the ultrasonic motor according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the first support member and the stator are integrally formed. Is a unit.
請求項13に示す発明は、前記第2の支持部材と前記第2の駆動力伝達部材とは一体成形されていることを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか一に記載の超音波モータを用いた駆動ユニットである。 According to a thirteenth aspect of the present invention, the second support member and the second driving force transmission member are integrally formed. The super structure according to any one of the first to twelfth aspects, A drive unit using a sonic motor.
請求項14に示す発明は、前記第1の駆動力伝達部材と前記第2の駆動力伝達部材が相互に噛合するギヤであることを特徴とする請求項1乃至請求項13のいずれか一に記載の超音波モータを用いた駆動ユニットである。 The invention shown in claim 14 is a gear in which the first driving force transmission member and the second driving force transmission member mesh with each other. It is a drive unit using the described ultrasonic motor.
請求項15に示す発明は、請求項1乃至請求項14のいずれか一に記載の超音波モータを用いた駆動ユニットを有するレンズ鏡筒である。 A fifteenth aspect of the present invention is a lens barrel having a drive unit using the ultrasonic motor according to any one of the first to fourteenth aspects.
請求項16に示す発明は、請求項1乃至請求項14のいずれか一に記載の超音波モータを用いた駆動ユニットを有する撮像装置である。 A sixteenth aspect of the present invention is an imaging apparatus having a drive unit using the ultrasonic motor according to any one of the first to fourteenth aspects.
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。 Note that the configuration described with reference numerals may be modified as appropriate, and at least a part of the configuration may be replaced with another component.
本発明によれば、静音性に優れ、高速且つ高精度な駆動を可能としながら薄型である超音波モータ駆動ユニットを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an ultrasonic motor driving unit that is excellent in silence and that is thin while enabling high-speed and high-precision driving.
以下、本発明の実施例を図4乃至図10に基づいて説明する。なお、図4乃至図10において、図2及び図3に示す部材と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 4 to 10, the same members as those shown in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
ここでは、まず、実施例1における超音波モータ駆動ユニット200について述べる。図4は、実施例1における超音波モータ駆動ユニット200の断面図である。 Here, first, the ultrasonic motor drive unit 200 according to the first embodiment will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor driving unit 200 according to the first embodiment.
本実施例における超音波モータ駆動ユニット200は、従来例における超音波モータ駆動ユニット100と同様に、不図示のカメラまたは不図示のレンズ鏡筒に設けられ、不図示のカメラまたは不図示のレンズ鏡筒のフォーカシング動作においてフォーカシングレンズを駆動する駆動ユニットとして用いられている。 The ultrasonic motor drive unit 200 in the present embodiment is provided in a camera (not shown) or a lens barrel (not shown) as in the conventional ultrasonic motor drive unit 100, and a camera (not shown) or a lens mirror (not shown). It is used as a drive unit for driving a focusing lens in a tube focusing operation.
ここで、図4を用いて本実施例における超音波モータ駆動ユニット200について説明する。図4において、本実施例における超音波モータ駆動ユニット200は、予め組み立てた別体の超音波モータユニットをギヤユニットに取り付ける構成ではなく、ギヤユニットと超音波モータユニットとが一体的に構成されており、ベース部材201、カバー部材203、連結ピニオン105、連結軸107、連結ギヤ109、クラッチギヤ111、クラッチスプリング113、クラッチシャフト214、アイドルギヤ115、アイドルシャフト216、3本のカバービス119、モータシャフト125、ステータ127、ロータ129、出力ギヤ131、ベアリング133、加圧スプリング135、加圧ビス137によって構成されている。
Here, the ultrasonic motor drive unit 200 in the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the ultrasonic motor drive unit 200 in this embodiment is not configured to attach a separate ultrasonic motor unit assembled in advance to the gear unit, but the gear unit and the ultrasonic motor unit are integrally configured.
図4において、ベース部材201は、従来例で示したモータベース(図3中の符号123)の機能も兼備しており、ステータ127の孔に対応した形状が形成されており、後述のロータ129の回転に付随してステータ127が回転しないように、その位置を規制している。ベース部材201にはモータシャフト125が挿入されている。モータベース123と同様に、モータシャフト125の一端には抜け止めのための返し(不図示)が形成されており、インサート成形等によって成形されベース部材201が抜けないように挿入されている。
In FIG. 4, the
また、図4において、ベース部材201及びカバー部材203は、アイドルギヤ115を軸支するアイドルシャフト216、クラッチギヤ111を軸支するクラッチシャフト214を位置決めしている。この位置決めはベース部材201に形成した孔部に、アイドルシャフト216及びクラッチシャフト214が挿入されることにより成される。
In FIG. 4, the
また、図4において、カバー部材203は、従来必要とされたモータベースを介さずにベース部材201に直接取り付けた超音波モータユニットを覆う形状と成っている。さらに、一端がベース部材201に挿入されているモータシャフト125の他端を、カバー部材203に形成した孔部に挿入し、加圧ビス137によって締結されている。
In FIG. 4, the
そして、カバー部材203は、3本のカバービス119によってベース部材201に固定されており、このベース部材201とカバー部材203とが、モータシャフト125、アイドルシャフト216及びクラッチシャフト214の両端を支える構造であるため、これが傾くことなく垂直に所定の位置で保持されるように構成されている。
The
さらに、図4において、カバー部材203は、従来例で示したカバー部材(図3中の符号103)と同様に、連結ピニオン105及び連結ギヤ109を軸支している。連結ギヤ109はクラッチギヤ111と噛合し、カバー部材203を貫通して設けられた連結軸107によって連結ピニオン105と共に軸支されている。連結ギヤ109と同軸に設けられた連結ピニオン105は、伝達された超音波モータの駆動力を出力し、スケールリングやフォーカシングレンズを駆動する。
Further, in FIG. 4, the
以上説明したように、本実施の形態1に係る超音波モータ駆動ユニット200によれば、予め組み立てた別体の超音波モータユニットをギヤユニットに取り付ける従来の構成と異なり、モータシャフト125の基端部をベース部材201の孔部に挿入して保持する構成としたため、ベース部材201に対してモータシャフト125を傾くことなく垂直に設けることが容易となる。
As described above, according to the ultrasonic motor drive unit 200 according to the first embodiment, unlike the conventional configuration in which a separate ultrasonic motor unit assembled in advance is attached to the gear unit, the base end of the
このため、モータシャフト125にベアリング133を介して支持される出力ギヤ131と、この出力ギヤ131と噛合するアイドルギヤ115との間の軸間精度が高まり、超音波モータ駆動時の騒音を大幅に低減することができ、この結果、静音性を高めることができる。
For this reason, the accuracy between the shafts between the
また、モータシャフト125の先端部をカバー部材203に形成した孔部に挿入して保持し、モータシャフト125の両端部が所定の位置に保持される構成としたため、モータシャフト125の垂直度をより高めることができるとともに、超音波モータ駆動時のモータシャフト125の軸ブレを防止することもできる。
In addition, since the front end portion of the
さらに、超音波モータを構成するステータ127をベース部材201の突起部に固定する構成としたため、従来必要とされたモータマウント(図3中の符号123)やモータビス(図3中の符号117)が不要になり、部品点数の削減による低コスト化や小型化も可能となる。
Further, since the
続いて、図5を用いて本実施例における超音波モータ駆動ユニット300ついて説明する。図5において、本実施例における超音波モータ駆動ユニット300は、超音波モータ駆動ユニット200と同様に、超音波モータユニットが超音波モータ駆動ユニットに内蔵され、ベース部材301、カバー部材303、連結ピニオン105、連結軸107、連結ギヤ109、クラッチギヤ111、クラッチスプリング113、クラッチシャフト314、アイドルギヤ115、アイドルシャフト316、3本のカバービス119、モータシャフト325、ステータ127、ロータ129、出力ギヤ131、ベアリング133、加圧スプリング135によって構成されている。一方、超音波モータ駆動ユニット300は、加圧ビス137を廃し、ベース部材301およびカバー303に形成された突起がモータシャフト325に挿入されることにより位置決めされる点で異なる。また、アイドルギヤ115を軸支するアイドルシャフト316、クラッチギヤ111を軸支するクラッチシャフト314は、ベース部材301およびカバー部材303に形成された突起が、アイドルシャフト316及びクラッチシャフト314のそれぞれ両端に形成された凹部に挿入されることにより位置決めされる。
Next, the ultrasonic motor drive unit 300 in this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the ultrasonic motor driving unit 300 in this embodiment is similar to the ultrasonic motor driving unit 200 in that the ultrasonic motor unit is built in the ultrasonic motor driving unit, and includes a
続いて、図6を用いて本実施例における超音波モータ駆動ユニット400について説明する。図6において、本実施例における超音波モータ駆動ユニット400は、超音波モータ駆動ユニット200と同様に超音波モータユニットが超音波モータ駆動ユニットに内蔵され、ベース部材201、カバー部材403、連結ピニオン105、連結軸107、連結ギヤ109、クラッチギヤ111、クラッチスプリング113、アイドルギヤ115、3本のカバービス119、モータシャフト125、ステータ127、ロータギヤ430、ベアリング133、加圧スプリング135によって構成されている。
Next, the ultrasonic motor drive unit 400 in this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the ultrasonic motor driving unit 400 in this embodiment includes an ultrasonic motor unit built in the ultrasonic motor driving unit, like the ultrasonic motor driving unit 200, and includes a
超音波モータ駆動ユニット400は、超音波モータ駆動ユニット200と異なり、ロータ129と出力ギヤ131とが一体に構成されたロータギヤ430が用いられている。ロータギヤ430の素材は、通常ロータ129に用いられるアルミニウムに表面処理を施したものや、従来ロータ129の表面に貼り付けられスライダ材として用いられるエンジニアリングプラスチックが用いられる。
Unlike the ultrasonic motor drive unit 200, the ultrasonic motor drive unit 400 uses a
また、図6に示す超音波モータ駆動ユニット400において、カバー部材403にはアイドルシャフト416が一体成形によって設けられている。アイドルシャフト416の端部はベース部材201に形成した孔部に挿入されることにより位置決めされる。なお、クラッチギヤ111を軸支するクラッチシャフト414も同様にカバー部材403と一体的に設けられている。クラッチシャフト416の端部はベース部材201に形成した孔部に挿入されることにより位置決めされる。
In the ultrasonic motor drive unit 400 shown in FIG. 6, the
続いて、図7を用いて本実施例における超音波モータ駆動ユニット500について説明する。図7において、本実施例における超音波モータ駆動ユニット500は、超音波モータ駆動ユニット200と同様に超音波モータユニットが超音波モータ駆動ユニットに内蔵され、ベース部材501、カバー部材203、連結ピニオン105、連結軸107、連結ギヤ109、クラッチギヤ111、クラッチスプリング113、アイドルギヤ115、3本のカバービス119、ステータ127、ロータギヤ430、ベアリング133、加圧スプリング135孔部によって構成されている。
Next, the ultrasonic motor drive unit 500 in this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the ultrasonic motor drive unit 500 in the present embodiment includes an ultrasonic motor unit built in the ultrasonic motor drive unit in the same manner as the ultrasonic motor drive unit 200, and includes a
超音波モータ駆動ユニット500は、超音波モータ駆動ユニット200と異なり、ベース部材101とモータシャフト125とが一体に構成されたカバー部材501が用いられている。
Unlike the ultrasonic motor drive unit 200, the ultrasonic motor drive unit 500 uses a
また、図7に示す超音波モータ駆動ユニット500において、ベース部材501はアイドルシャフト516が一体成形によって設けられている。このアイドルシャフト516の端部はカバー部材203に形成した孔部に挿入されることにより位置決めされる。なお、クラッチギヤ111を軸支するクラッチシャフト514も同様にベース部材501に一体成形によって設けられている。クラッチシャフト514の端部はカバー部材203に形成した孔部に挿入されることにより位置決めされる。
In the ultrasonic motor drive unit 500 shown in FIG. 7, the
続いて、図8を用いて本実施例における超音波モータ駆動ユニット600について説明する。図8において、本実施例における超音波モータ駆動ユニット600は、超音波モータ駆動ユニット200と同様に超音波モータユニットが超音波モータ駆動ユニットに内蔵され、ベース部材601、カバー部材603、連結ピニオン105、連結軸107、連結ギヤ109、クラッチギヤ111、クラッチスプリング113、アイドルギヤ616、3本のカバービス119、ステータ626、ロータ129、出力ギヤ131、ベアリング133、加圧スプリング135、加圧ビス137によって構成されている。
Next, the ultrasonic motor driving unit 600 in this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the ultrasonic motor drive unit 600 in this embodiment includes an ultrasonic motor unit built in the ultrasonic motor drive unit in the same manner as the ultrasonic motor drive unit 200, and includes a
超音波モータ駆動ユニット500は、超音波モータ駆動ユニット200と異なり、ステータ127とモータシャフト125とが一体に構成されたステータ626が用いられている。
Unlike the ultrasonic motor drive unit 200, the ultrasonic motor drive unit 500 uses a
なお、ステータ626の回転防止のために、ベース部材601にはDカット形状の突起が形成されており、ステータ626の中央部の底面に形成した孔部と嵌合する形状となっている。
In order to prevent rotation of the
また、図8に示す超音波モータ駆動ユニット600において、アイドルギヤ616はアイドルシャフトを一体的に構成している。アイドルギヤの両端部はベース部材601とカバー部材603とに形成した突起が、アイドルギヤ616に形成した孔部に挿入されることにより位置決めされる。
Further, in the ultrasonic motor drive unit 600 shown in FIG. 8, the
なお、クラッチギヤ111を軸支するクラッチシャフト214も同様にベース部材601に一体的に設けられており、クラッチシャフト214の端部はカバー部材603から突設した突起が、カバー603に形成した孔部に挿入されることにより位置決めされる。
Similarly, the clutch shaft 214 that pivotally supports the
続いて、図9を用いて本実施例における超音波モータ駆動ユニット700について説明する。図9において、本実施例における超音波モータ駆動ユニット700は、超音波モータ駆動ユニット200と同様に超音波モータユニットが超音波モータ駆動ユニットに内蔵され、ベース部材701、カバー部材703、連結ピニオン105、連結軸107、連結ギヤ109、クラッチギヤ111、クラッチスプリング113、アイドルギヤ115、3本のカバービス119、ステータ127、ロータギヤ430、ベアリング133、加圧スプリング135、加圧ビス738によって構成されている。
Next, the ultrasonic motor drive unit 700 in this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the ultrasonic motor drive unit 700 in the present embodiment is built in the ultrasonic motor drive unit in the same manner as the ultrasonic motor drive unit 200, and includes a
ギヤとロータ一体の件
超音波モータ駆動ユニット700は、超音波モータ駆動ユニット200と異なり、カバー部材703にモータシャフト125が一体成形によって設けられている。
Gear and Rotor Integral Unlike the ultrasonic motor drive unit 200, the ultrasonic motor drive unit 700 is provided with a
また、図9に示す超音波モータ駆動ユニット700において、カバー部材703にはアイドルシャフト216が一体成形によって設けられている。アイドルシャフト216の端部はベース部材701に形成した突起に支持されることにより位置決めされる。なお、クラッチギヤ111を軸支するクラッチシャフト214も同様にカバー部材703に一体成形によって設けられており、クラッチシャフト214の端部はベース部材701に形成した突起に支持されることにより位置決めされる。
Further, in the ultrasonic motor drive unit 700 shown in FIG. 9, the
続いて、図10を用いて実施例における超音波モータ駆動ユニット800について説明する。図10において、本実施例における超音波モータ駆動ユニット800は、超音波モータ駆動ユニット200と同様に超音波モータユニットが超音波モータ駆動ユニットに内蔵され、ベース部材201、カバー部材203、連結ピニオン105、連結軸107、連結ギヤ109、クラッチギヤ111、クラッチスプリング113、クラッチシャフト214、アイドルギヤ816、3本のカバービス119、モータシャフト125、ステータ127、ロータ129、出力ギヤ131、ベアリング133、加圧スプリング135、加圧ビス137によって構成されている。
Next, the ultrasonic motor driving unit 800 in the embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 10, the ultrasonic motor drive unit 800 in the present embodiment is built in the ultrasonic motor drive unit in the same manner as the ultrasonic motor drive unit 200, and includes a
超音波モータ駆動ユニット800は、超音波モータ駆動ユニット200と異なり、アイドルギヤ115とアイドルシャフト216とが一体に構成されたアイドルギヤ816が用いられている。アイドルギヤ816の両端部には突起が形成されており、ベース部材101及びカバー部材103に形成された支持穴に挿入されることにより位置決めされる。
Unlike the ultrasonic motor drive unit 200, the ultrasonic motor drive unit 800 uses an
本発明は、静音性に優れ、高速且つ高精度な駆動を可能としながら薄型である超音波モータ駆動ユニットを提供するという目的を、超音波モータユニット(121)をギヤユニットに内蔵する構成、モータベース(123)を省略してベース部材(101)の一部にモータベース(123)の機能を持たせる構成、及びモータシャフト(125)の両端をベース部材(101)とカバー部材(103)とで保持する構成により実現した。 An object of the present invention is to provide an ultrasonic motor drive unit that is excellent in silence and that is thin while allowing high-speed and high-accuracy driving, a configuration in which an ultrasonic motor unit (121) is built in a gear unit, and a motor A configuration in which the base (123) is omitted and a part of the base member (101) has the function of the motor base (123), and both ends of the motor shaft (125) are connected to the base member (101) and the cover member (103). Realized by the configuration held in
また、本発明の副次効果として、薄型化した超音波モータ駆動ユニットを提供したことにより、機構設計的に余裕が生まれ、レンズ鏡筒における光学設計の自由度が増したこと、ユニットの共通化が進みコストダウンを可能としたことが挙げられる。 In addition, as a secondary effect of the present invention, provision of a thin ultrasonic motor drive unit provides a margin in mechanism design, increases the degree of freedom in optical design in the lens barrel, and makes the unit common It is possible that the cost has been reduced.
さらに、本発明の副次効果として、超音波モータユニットとギヤユニットとを一体とする構成による部品点数の削減および組立工数の削減が挙げられる。 Further, as a secondary effect of the present invention, reduction in the number of parts and reduction in the number of assembling steps due to the configuration in which the ultrasonic motor unit and the gear unit are integrated.
なお、本発明にかかる超音波モータ駆動ユニットの減速比は、本発明が適用されるレンズ鏡筒または撮像装置における被駆動体(フォーカシングレンズ、カム等)の重量に応じて適宜決定される。また、必要に応じて、ギヤの外径の変更によるギヤユニットの外観の変化、ギヤ数の増減など、種々の変形や変更が可能であるが、いずれも本発明の範囲内である。 The reduction ratio of the ultrasonic motor drive unit according to the present invention is appropriately determined according to the weight of the driven body (focusing lens, cam, etc.) in the lens barrel or imaging apparatus to which the present invention is applied. In addition, various modifications and changes such as a change in the appearance of the gear unit and an increase / decrease in the number of gears can be made as required by changing the outer diameter of the gear, all of which are within the scope of the present invention.
また、本発明を構成する部品のうち特に素材を限定していないものについては、基本的にポリカーボネート等のエンジニアリングプラスチックを用いることができる。しかしながら、必要に応じてガラス繊維、炭素繊維等を樹脂に混合した繊維強化樹脂を用いることができる他、ダイキャスト法や射出成形による金属成形品としてもよい。
In addition, engineering plastics such as polycarbonate can be basically used for parts constituting the present invention whose materials are not particularly limited. However, a fiber reinforced resin in which glass fiber, carbon fiber, or the like is mixed with the resin can be used as necessary, and a metal molded product by die casting or injection molding may be used.
100 超音波モータ駆動ユニット
101 ベース部材
103 カバー部材
105 連結ピニオン
107 連結軸
109 連結ギヤ
111 クラッチギヤ
113 クラッチスプリング
115 アイドルギヤ
117 モータビス
119 カバービス
121 超音波モータユニット
123 モータベース
125 モータシャフト
127 ステータ
129 ロータ
131 出力ギヤ
133 ベアリング
135 加圧スプリング
137 加圧ビス
200 超音波モータ駆動ユニット
201 ベース部材
203 カバー部材
214 クラッチシャフト
216 アイドルシャフト
300 超音波モータ駆動ユニット
301 ベース部材
303 カバー部材
314 クラッチシャフト
316 アイドルシャフト
325 モータシャフト
400 超音波モータ駆動ユニット
403 カバー部材
430 ロータギヤ
500 超音波モータ駆動ユニット
501 ベース部材
600 超音波モータ駆動ユニット
601 ベース部材
603 カバー部材
616 アイドルギヤ
626 ステータ
700 超音波モータ駆動ユニット
701 ベース部材
703 カバー部材
738 加圧ビス
800 超音波モータ駆動ユニット
816 アイドルギヤ
100 Ultrasonic
Claims (16)
前記ステータを回転不能に着座させるベース部材と、
前記ロータと同心状に配置され、前記ロータと一体に回動する第1の駆動力伝達部材と、
前記ロータと前記第1の駆動力伝達部材との少なくとも一方を回転自在に支持する第1の支持部材と、
前記第1の駆動力伝達部材の駆動力を伝達する第2の駆動力伝達部材と、
前記第2の駆動力伝達部材を軸支する第2の支持部材と、
前記第1の支持部材を支持する第1の支持部と前記第2の支持部材を支持する第2の支持部とを有するカバー部材とを備え、
前記ベース部材は、前記第1の支持部材を支持する第1の支持部と前記第2の支持部材を支持する第2の支持部とを有し、
前記第1の支持部材は、前記ベース部材の前記第1の支持部に挿入して保持されていることを特徴とする超音波モータを用いた駆動ユニット。 An ultrasonic motor comprising a stator and a rotor pressed against the stator ;
A base member for non-rotatably seating the stator;
A first driving force transmission member disposed concentrically with the rotor and rotating integrally with the rotor;
A first support member that rotatably supports at least one of the rotor and the first driving force transmission member;
A second driving force transmission member for transmitting the driving force of the first driving force transmission member;
A second support member that pivotally supports the second driving force transmission member;
A cover member having a first support part for supporting the first support member and a second support part for supporting the second support member;
The base member may have a second support portion supporting the first support portion and the second supporting member supporting the first support member,
The drive unit using an ultrasonic motor, wherein the first support member is inserted and held in the first support portion of the base member .
前記ステータを回転不能に着座させるベース部材と、
前記ロータと同心状に配置され、前記ロータと一体に回動する第1の駆動力伝達部材と、
前記ロータと前記第1の駆動力伝達部材との少なくとも一方を回転自在に支持する第1の支持部材と、
前記第1の駆動力伝達部材の駆動力を伝達する第2の駆動力伝達部材と、
前記第2の駆動力伝達部材を軸支する第2の支持部材と、
前記第1の支持部材を支持する第1の支持部と前記第2の支持部材を支持する第2の支持部とを有するカバー部材とを備え、
前記ベース部材は、前記第1の支持部材を支持する第1の支持部と前記第2の支持部材を支持する第2の支持部とを有し、
前記ベース部材の前記第1の支持部は、前記第1の支持部材の位置決めのための凹形状または凸形状を有することを特徴とする超音波モータを用いた駆動ユニット。 An ultrasonic motor comprising a stator and a rotor pressed against the stator;
A base member for non-rotatably seating the stator;
A first driving force transmission member disposed concentrically with the rotor and rotating integrally with the rotor;
A first support member that rotatably supports at least one of the rotor and the first driving force transmission member;
A second driving force transmission member for transmitting the driving force of the first driving force transmission member;
A second support member that pivotally supports the second driving force transmission member;
A cover member having a first support part for supporting the first support member and a second support part for supporting the second support member;
The base member has a first support part that supports the first support member and a second support part that supports the second support member;
The drive unit using an ultrasonic motor , wherein the first support portion of the base member has a concave shape or a convex shape for positioning the first support member .
前記ステータを回転不能に着座させるベース部材と、
前記ロータと同心状に配置され、前記ロータと一体に回動する第1の駆動力伝達部材と、
前記ロータと前記第1の駆動力伝達部材との少なくとも一方を回転自在に支持する第1の支持部材と、
前記第1の駆動力伝達部材の駆動力を伝達する第2の駆動力伝達部材と、
前記第2の駆動力伝達部材を軸支する第2の支持部材と、
前記第1の支持部材を支持する第1の支持部と前記第2の支持部材を支持する第2の支持部とを有するカバー部材とを備え、
前記ベース部材は、前記第1の支持部材を支持する第1の支持部と前記第2の支持部材を支持する第2の支持部とを有し、
前記第1の支持部材は、前記ベース部材の前記第1の支持部を介して前記ベース部材と一体成形されていることを特徴とする超音波モータを用いた駆動ユニット。 An ultrasonic motor comprising a stator and a rotor pressed against the stator;
A base member for non-rotatably seating the stator;
A first driving force transmission member disposed concentrically with the rotor and rotating integrally with the rotor;
A first support member that rotatably supports at least one of the rotor and the first driving force transmission member;
A second driving force transmission member for transmitting the driving force of the first driving force transmission member;
A second support member that pivotally supports the second driving force transmission member;
A cover member having a first support part for supporting the first support member and a second support part for supporting the second support member;
The base member has a first support part that supports the first support member and a second support part that supports the second support member;
The drive unit using an ultrasonic motor, wherein the first support member is integrally formed with the base member via the first support portion of the base member .
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