JP7221728B2 - gear unit and electronics - Google Patents
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Description
本発明の一態様は、ギアユニット、及びギアユニットを備える電子機器に関する。 One aspect of the present invention relates to a gear unit and an electronic device including the gear unit.
近年、小型の電子機器に搭載される駆動装置において、リードスクリューを搭載して対象物をリードスクリューの軸方向に往復移動させる構成のものがある。このような駆動装置の一例として、特許文献1にはレンズ駆動機構が開示されている。
2. Description of the Related Art In recent years, among drive devices mounted on small electronic devices, there are some that have a configuration in which a lead screw is mounted and an object is reciprocated in the axial direction of the lead screw. As an example of such a driving device,
上記特許文献1に記載の構成では、ベース10、補助部材16、レンズ枠30、リードスクリュー41、及びモータ40を備え、ネジBによってベースと補助部材とを連結する構成となっている。しかしながら、このような従来の構成では、ネジBを用いて固定することを前提とした構成としているため、さらなる省スペース化が困難となる場合があった。
In the configuration described in
本発明は、上記の課題などを解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。 The present invention employs the following means to solve the above problems. In the following description, reference numerals and the like in the drawings are added in parentheses to facilitate understanding of the invention, but each component of the present invention is not limited to these added descriptions. It should be interpreted broadly to the extent that a trader can technically understand.
本発明の一の手段は、
軸方向に延びるモータ出力軸(31)を有するモータ(30)と、
前記モータ出力軸(31)から伝達された動力により回転するリードスクリュー(70)と、
前記リードスクリューをガイドするガイドシャフト(90)と、
前記モータを支持するギアケース(20)と、
前記リードスクリュー(70)、前記ガイドシャフト(90)、及び前記ギアケース(20)を支持するフレーム(10)と、
前記フレーム及び前記ギアケースの一方側を固定して連結する連結具(11)と、を備え、
前記フレーム及び前記ギアケースの他方側は、前記ガイドシャフト(90a)により固定して連結される、
ギアユニットである。
One means of the present invention is
a motor (30) having an axially extending motor output shaft (31);
a lead screw (70) rotated by power transmitted from the motor output shaft (31);
a guide shaft (90) for guiding the lead screw;
a gear case (20) supporting the motor;
a frame (10) supporting the lead screw (70), the guide shaft (90) and the gear case (20);
a connector (11) that fixedly connects one side of the frame and the gear case;
the other side of the frame and the gear case are fixedly connected by the guide shaft (90a);
gear unit.
上記構成のギアユニットによれば、フレームとギアケースとの他方側の連結部分を、ガイドシャフトによって固定して連結する構成としている。そのため、当該他方側を、ネジなどの連結具を用いて連結する必要がなくなるため、連結具を挿入するスペースが不要となり、全体として省スペースの構成にすることができる。 According to the gear unit having the above configuration, the connecting portion on the other side of the frame and the gear case is fixed and connected by the guide shaft. Therefore, since it is not necessary to connect the other side using a connecting tool such as a screw, a space for inserting the connecting tool is not necessary, and the overall space-saving configuration can be achieved.
上記ギアユニットにおいて、好ましくは、
前記他方側には前記フレームと前記ギアケースとを連結する連結具が配置されない。
In the above gear unit, preferably
A connector for connecting the frame and the gear case is not arranged on the other side.
上記ギアユニットにおいて、好ましくは、
前記モータ出力軸と前記リードスクリューとの間に配置されたギア(50、60)をさらに有し、
前記ギアケースは、前記ギアをさらに支持する。
In the above gear unit, preferably
further comprising a gear (50, 60) positioned between the motor output shaft and the lead screw;
The gear case further supports the gear.
上記構成のギアユニットによれば、ギアによって所望の加減速を行いつつも、省スペースにギアユニットを構成することができる。 According to the gear unit having the above configuration, it is possible to configure the gear unit in a space-saving manner while performing desired acceleration and deceleration using the gears.
上記ギアユニットにおいて、好ましくは、
前記ガイドシャフトは、前記軸方向と略平行な方向に延びる。
In the above gear unit, preferably
The guide shaft extends in a direction substantially parallel to the axial direction.
上記構成のギアユニットによれば、ガイドシャフト、リードスクリュー、及びモータ出力軸が同じ軸方向に延びた構成としているため、薄型かつ小型の構成にすることができる。 According to the gear unit having the above configuration, since the guide shaft, the lead screw, and the motor output shaft are configured to extend in the same axial direction, the configuration can be made thin and compact.
上記ギアユニットにおいて、好ましくは、
前記ガイドシャフトの両端は、それぞれ前記フレームに形成された孔に圧入されている。
In the above gear unit, preferably
Both ends of the guide shaft are press-fitted into holes formed in the frame.
上記構成のギアユニットによれば、ガイドシャフトをフレームに圧入することで、フレームに対してガイドシャフトを固定する構成とすることができるため、溶接や接着剤を用いることなく、簡易かつ安価な構成とすることができる。 According to the gear unit having the above configuration, the guide shaft can be fixed to the frame by pressing the guide shaft into the frame. Therefore, the configuration is simple and inexpensive without using welding or adhesive. can be
本発明は、上記いずれかのギアユニットを備える電子機器を含む。 The present invention includes an electronic device including any one of the gear units described above.
このような電子機器によれば、小型のギアユニットにより、例えば、カメラユニットなどを駆動可能な構成にすることができる。そのため、カメラユニットなどを駆動可能な構成にしつつ、電子機器を小型化することが可能となる。 According to such an electronic device, it is possible to configure, for example, a camera unit to be driven by a compact gear unit. Therefore, it is possible to reduce the size of the electronic device while configuring the camera unit and the like to be drivable.
本発明のギアユニットは、ガイドシャフトを、リードスクリューの軸方向をガイドしながらフレームとギアケースとを連結する構成とし、従来構成と比較してフレームとギアケースとを連結固定するネジを減らすことにより小型化可能な構成としている点を特徴のひとつとする。 In the gear unit of the present invention, the guide shaft is configured to connect the frame and the gear case while guiding the lead screw in the axial direction. One of the features is that it has a configuration that can be miniaturized.
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
1.実施形態
2.本発明の特徴
3.補足事項
An embodiment according to the present invention will be described according to the following configuration. However, the embodiment described below is merely an example of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. In addition, in each drawing, the same code|symbol is attached|subjected to the same component, and the description may be abbreviate|omitted.
1. Embodiment 2. Features of the present invention 3 . Supplementary matter
<1.実施形態>
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。以下の説明で異なる図における同一符号は同一機能の部位を示している。また、以下の説明では、モータの出力軸の延びる方向を軸方向と呼び、当該軸方向を基準に方向を説明することがある。
<1. embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals in different drawings denote portions having the same function. Further, in the following description, the direction in which the output shaft of the motor extends is referred to as the axial direction, and the direction may be described with reference to the axial direction.
図1~図5は、本実施形態のギアユニット1を示す図である。図1及び図2は、それぞれ異なる方向から見たギアユニットの外観斜視図である。図3は、ギアユニットの側面図である。図4は、図3のA-Aの位置における断面図である。図5は、ギアユニットの分解斜視図である。
1 to 5 are diagrams showing a
図示されるように、本実施形態のギアユニット1は、フレーム10、ギアケース20、モータ30、遊星歯車機構40、第1ギア50、第2ギア60、リードスクリュー70、軸受81及び82、ワッシャー83a及び83b、固定具84、ガイドシャフト90、並びに連結具11を含んで構成される。
As illustrated, the
<モータ30>
モータ30は、例えばDCモータであり、複数の端子32、及びモータ出力軸31を含んで構成される。モータ30は、周知のとおり、ロータ及びステータ等を含んで構成される。モータ30は、端子32から供給される電力により回転し、これによってモータ出力軸31が回転する。モータ出力軸31は、遊星歯車機構40のサンギア41に連結される。モータ出力軸31は、軸方向に延びており、当該軸方向と平行に、後述のリードスクリュー70及びガイドシャフト90が配置される。
<
The
<遊星歯車機構40>
遊星歯車機構40は、サンギア41、3つのプラネタリギア42、プラネタリキャリア43、及び出力ギア44を含んで構成される。
<
The
サンギア41は、モータ出力軸31と同軸であって、上記のとおりモータ出力軸31に連結される。サンギア41の外周には、歯車が形成されている。サンギア41の歯車には、サンギア41の外周に3つ配置されたプラネタリギア42が、それぞれ噛み合う。3つのプラネタリギア42は、それぞれ外周に歯車を設け、中心部に円筒状の貫通孔を有する。プラネタリギア42の歯車には、内歯車(図示省略)の内周の歯車が噛み合う。3つのプラネタリギア42の中心部の貫通孔には、それぞれプラネタリキャリア43の円筒状の突部43aが挿入される。プラネタリキャリア43の、プラネタリギア42とは逆側には、プラネタリキャリア43と同軸に形成された出力ギア44が配置される。出力ギア44は、外周に歯車が形成され、後述の第1ギア50の第1大ギア52に噛み合う。
The
上記遊星歯車機構40は、従来から知られる機構であって、サンギア41が回転すると、所定の変速比で加減速されて、出力ギア44が回転する。
The
<第1ギア50>
第1ギア50は、第1小ギア51及び第1大ギア52を含んで構成される。第1小ギア51と第1大ギア52とは同軸であり、外周に歯車を有しており、一方が回転すると他方も回転する。第1大ギア52は、出力ギア44と噛み合う。つまり、出力ギア44が回転すると第1大ギア52が回転し、これに伴って第1小ギア51が回転する。
<
The
<第2ギア60>
第2ギア60は、外周に歯車を有し、第1小ギア51と噛み合う。第2ギア60は、リードスクリュー70の端部から延びる軸71に連結される。第2ギア60と、リードスクリュー70、軸71及び72とは同軸である。第2ギア60が回転すると軸71が回転し、これに伴ってリードスクリュー70及び軸72が回転する。
<
The
<リードスクリュー70>
リードスクリュー70は、軸方向に平行な方向に延びる略円筒状に形成され、その外周面に、例えば台形ネジ等からなる送りねじが形成されている。リードスクリュー70には、駆動対象物が送りねじに噛み合うよう配置されており、リードスクリュー70が回転すると駆動対象物が軸方向に移動する。リードスクリューが一方向に回転すると駆動対象物は軸方向の一方に移動し、リードスクリューが逆方向に回転すると駆動対象物は軸方向の他方に移動する。
<Lead
The
<軸受81、82>
軸受81及び82は、それぞれリードスクリュー70の一方側と他方側とに配置され、リードスクリュー70及び第2ギア60を回転自在に支持する。軸受81は、大径部及び小径部を有する。軸受81の小径部はフレーム10の貫通孔10dに挿入される。軸受81の大径部は、軸受81が貫通孔10dから抜け落ちないようフレーム10に当接する。軸受82は、大径部及び小径部を有する。軸受82の大径部はフレーム10の貫通孔10eに挿入される。軸受82の小径部の周方向外側には、ワッシャー83a及び83bが配置される。軸受82の小径部は、ワッシャー83a及び83bを介在させて固定具84に当接する。
<
The
<ワッシャー83a、83b>
ワッシャー83a及び83bは、軸受82と固定具84との間に配置され、固定具84に対して軸受82をがたつきなく安定的に支持する。
<
The
<ガイドシャフト90>
ガイドシャフト90は、軸方向に平行な方向に延びる略円筒状に形成され、リードスクリュー70に対して、モータ30とは逆側に配置される。ガイドシャフト90は、フレーム10において、連結具11が配置される一方側とは逆側の他方側に配置される。ガイドシャフト90の両端部90a及び90bは、それぞれフレーム10に形成された貫通孔10b及び10cに挿入される。ガイドシャフト90の両端部90a及び90bは、貫通孔10b及び10cと略同じ大きさに形成されており、ガイドシャフト90の両端部90a及び90bは、貫通孔10b及び10cに圧入される。これによって、フレーム10に対してガイドシャフト90が固定され連結されている。ガイドシャフト90の一方の端部90aは、ギアケース20の孔部20bに挿入される。当該端部90aは、孔部20bに対して嵌合しているが、圧入されてはいない。よって、端部90aの外周部分は、孔部20bの内周部分に対して余裕を有する構成となっている場合がある。
<
The
<フレーム10>
フレーム10は、ギアユニット1の筐体となる構成である。フレーム10は金属で形成される。フレーム10は、リードスクリュー70、ガイドシャフト90、及びギアケース20を支持する。なお、後述のように、ギアケース20は、モータ30等の構成を支持しているため、フレーム10はギアユニット1の全体を支持する筐体として機能している。
<
The
フレーム10は、貫通孔10a、10b、10c、10d、及び10eを有する。これらの貫通孔10a、10b、10c、10d、及び10eは、いずれも円状に延びている。貫通孔10bと10cとは同軸に形成される。貫通孔10dと10eとは同軸に形成される。
The
貫通孔10aには、ネジなどの連結具11が挿入される。貫通孔10aは、ギアケース20の孔部20aと同軸となっている。貫通孔10aの内周には、連結具11のねじ山と嵌合するねじ山が形成される。貫通孔10b及び10cには、上記のように、それぞれガイドシャフト90の両端部90a及び90bが挿入され固定されている。貫通孔10dには、軸受81が挿入される。貫通孔10eには、軸受82が挿入される。
A
<ギアケース20>
ギアケース20は、樹脂で形成される。ギアケース20は、モータ30、遊星歯車機構40、第1ギア50、及び第2ギア60を支持する。ギアケース20は、フレーム10に支持される。
<
The
ギアケース20は、孔部20a及び20bを有する。孔部20aは、底部を有する溝状の孔であって、連結具11が挿入される。孔部20aの内周には、ねじ山が形成されており、連結具11のねじ山と嵌合する。孔部20bは、外周の一部が除かれたガイドシャフト90の軸に沿って延びる孔である。孔部20bは、ガイドシャフト90の端部90aに嵌合し、端部90aを支持する。
The
なお、ギアケース20の端部近傍の20cの箇所を、フレーム10の10fの箇所と、所謂スナップフィット構造で連結させる構成としてもよい。
Note that the
<連結具11>
連結具11は、フレーム10の貫通孔10aに挿通され、ギアケース20の孔部20aに挿入され、フレーム10及びギアケース20とねじ嵌合される。連結具11は、このねじ嵌合によって、フレーム10とギアケース20との一方側の端部近傍を連結固定する。
<
The
<フレーム10とギアケース20との固定構造>
フレーム10とギアケース20とは、上記のように、一方側の端部が連結具11によってねじ固定される。一方で、フレーム10とギアケース20の他方側は、上記のように、ガイドシャフト90によって固定されている。
<Fixation structure between
As described above, the
また、上記のような、ギアケース20の20cの箇所と、フレーム10の10fの箇所とをスナップフィット構造で連結させる構成にすると、フレーム10とギアケース20とをさらに強固かつがたつきなく連結可能となるため好ましい。
In addition, if the 20c portion of the
<2.本発明の特徴>
以上、一実施形態を例示して説明した本発明は、以下のような特徴を有する。
<2. Features of the present invention>
The present invention, which has been described by exemplifying one embodiment, has the following features.
上記実施形態のギアユニット1は、フレーム10とギアケース20とを、一方側では連結具11によって連結固定し、他方側ではガイドシャフト90によって連結固定する構成としている。このように、ガイドシャフト90に、フレーム10とギアケース20とを連結させる機能を持たせているため、従来構成のように両側をネジによって連結する必要がなくなっている。そのため、他方側に連結具を配置するスペースが不要となり、全体として省スペースのギアユニットが構成可能になっている。
The
上記実施形態のギアユニット1は、モータ出力軸31とリードスクリュー70との間に第1ギア50及び第2ギア60を配置し、ギアケース20がこれらの第1ギア50及び第2ギア60を支持する構成としている。当該構成により、ギアによって所望の加減速を行いつつも、省スペースにギアユニットを構成可能になっている。
In the
上記実施形態のギアユニット1では、ガイドシャフト90がモータ30のモータ出力軸31の軸方向と平行な方向に延びる構成としている。この構成によって、ガイドシャフト90、リードスクリュー70、及びモータ出力軸31が同じ軸方向に延びた構成としているため、薄型かつ小型のギアユニットを構成可能になっている。
In the
上記実施形態のギアユニット1では、ガイドシャフト90の両端部90a及び90bが、それぞれフレーム10の貫通孔10b及び10cに圧入された構成としている。この構成により、フレーム10に対してガイドシャフト90を固定する構成とすることができるため、溶接や接着剤を用いることなく、簡易かつ安価なギアユニットを構成可能になっている。
In the
なお、ガイドシャフト90の両端部90a及び90bをそれぞれフレーム10の貫通孔10b及び10cに挿入し、接着または溶接により、フレーム10に対してガイドシャフト90を固定する構成としてもよい。
Alternatively, both ends 90a and 90b of the
上記実施形態のギアユニット1は、スマートフォン、タブレット機器、またはノートPCなどの携帯型電子機器に搭載されたカメラユニットなどを駆動するために、これらの携帯型電子機器などに搭載される。このような電子機器によれば、カメラユニットなどを駆動可能な構成にしつつ、電子機器を小型化することが可能となる。
The
<3.補足事項>
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
<3. Supplementary matter>
The specific description of the embodiment of the present invention has been given above. The above description is merely one embodiment, and the scope of the present invention is not limited to this one embodiment, but is interpreted broadly to the extent that a person skilled in the art can comprehend.
上記実施形態では、フレーム10が金属で、ギアケース20が樹脂で形成された構成例について説明したが、このような構成に限定されるものではなく、フレーム10は樹脂であっても、ギアケース20は金属であってもよい。ただし、ガイドシャフト90を圧入固定するフレーム10は、金属で形成されることが好ましい。
In the above embodiment, a configuration example in which the
上記実施形態では、遊星歯車機構40を含む構成を例示して説明したが、遊星歯車機構を含まない構成としてもよい。また、遊星歯車機構以外の周知の加減速機構を備える構成としてもよい。
In the above embodiment, the configuration including the
上記実施形態では、第1ギア50及び第2ギア60を含む構成を例示して説明したが、このようなギアの種類及び数は任意に変更可能である。
In the above embodiment, the configuration including the
上記実施形態では、DCモータをモータ30の例として説明したが、モータ30はDCモータ以外のモータを採用可能である。
In the above embodiment, the DC motor was described as an example of the
上記実施形態では、連結具11をネジとして説明したが、リベットなどを連結具として用いた構成としてもよい。
In the above embodiment, the
本発明は、スマートフォンに搭載されるカメラを駆動するためのリードスクリューを備えるギアユニットなどとして好適に利用される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitably used as a gear unit having a lead screw for driving a camera mounted on a smart phone.
1…ギアユニット
10…フレーム
10a、10b、10c、10d、10e…貫通孔
11…連結具
20…ギアケース
20a、20b…孔部
30…モータ
31…モータ出力軸
32…端子
40…遊星歯車機構
41…サンギア
42…プラネタリギア
43…プラネタリキャリア
43a…突部
44…出力ギア
70…リードスクリュー
71、72…軸
81、82…軸受
83a、83b…ワッシャー
84…固定具
90…ガイドシャフト
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記回転軸から伝達された動力により回転するリードスクリューと、
前記リードスクリューをガイドするガイドシャフトと、
前記モータを支持するギアケースと、
前記リードスクリュー、前記ガイドシャフト、及び前記ギアケースを支持するフレームと、
前記フレーム及び前記ギアケースの一方側を固定して連結する連結具と、を備え、
前記フレーム及び前記ギアケースの他方側は、前記ガイドシャフトにより固定して連結される、
ギアユニット。 a motor having an axially extending rotating shaft;
a lead screw rotated by power transmitted from the rotating shaft;
a guide shaft that guides the lead screw;
a gear case supporting the motor;
a frame that supports the lead screw, the guide shaft, and the gear case;
a connector that fixedly connects one side of the frame and the gear case;
the other side of the frame and the gear case are fixedly connected by the guide shaft;
gear unit.
請求項1に記載のギアユニット。 A connector for connecting the frame and the gear case is not disposed on the other side,
A gear unit according to claim 1.
前記ギアケースは、前記ギアをさらに支持する、
請求項1または請求項2に記載のギアユニット。 further comprising a gear disposed between the rotating shaft and the lead screw;
the gear case further supports the gear;
A gear unit according to claim 1 or claim 2.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のギアユニット。 The guide shaft extends in a direction substantially parallel to the axial direction,
A gear unit according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のギアユニット。 Both ends of the guide shaft are press-fitted into holes formed in the frame, respectively.
A gear unit according to any one of claims 1 to 4.
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