JPH06133490A

JPH06133490A - スラスト予圧バネ

Info

Publication number: JPH06133490A
Application number: JP30311992A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Murata; 好隆村田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-10-15
Filing date: 1992-10-15
Publication date: 1994-05-13

Abstract

(57)【要約】【目的】撓みを大きくとることができ、スラスト予圧
変化が極めて少なく、長寿命化を図ることができる、ス
ラスト予圧バネを提供する。【構成】一端が軸受１５に支承されたシャフト１４に
スラスト予圧をかけるべく、その他端に設けられ、スパ
イラル状スリット１９を有する板材１８にて形成された
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスラスト予圧バネに係
り、特に位置決め機構のシャフトにスラスト予圧を負荷
するのに適するスラスト予圧バネに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＯＡ機器やビデオカメラのズー
ムレンズ，フォーカスレンズの駆動手段には、ステッピ
ングモータ等の位置決め機構が採用されている。

【０００３】従来、この種の位置決め機構は図４に示す
ように構成されている。図示されているように、位置決
め機構１のフレーム２は、当該機構の軸方向に延出され
ており、その軸方向断面がコ字状を呈している。このフ
レーム２の軸方向一端部には、有底筒体状を呈するケー
ス体３が取り付けられている。このケース体３内には、
円筒体状を呈するステータ（図示せず）が収納されてい
る。

【０００４】また、このステータ内には、シャフト４の
基端部側の外周上に複数のマグネットが取り付けられて
成るロータ（図示せず）が配設されている。マグネット
の周囲には上記ステータの内周面との間にギャップが設
けられており、上記ステータのコイルに流す電流を順番
に切り換えることにより発生する回転磁界によってシャ
フト４が回転されることになる。このシャフト４はロー
タから上記フレーム２へと延出されており、該シャフト
４の延出側外周部にはリードスクリュー４ａが形成され
ている。そして、シャフト４の延出端部は、ピボット軸
受５によって回転自在に支承されている。

【０００５】さらに、上記シャフト４のリードスクリュ
ー４ａには移動部品６のギア部（図示せず）が噛合して
おり、当該シャフト４の回転により移動部品６が上記軸
方向に移動するようになっている。

【０００６】そして、上記シャフト４の基端部にはスラ
スト予圧バネ７が当接され、上記ケース体３内でシャフ
ト４にスラスト予圧が負荷されている。

【０００７】ところで、上記位置決め機構１のケース体
３内でシャフト４の基端部に設けられたスラスト予圧バ
ネ７は、従来、図５に示すように構成されていた。図示
されているように、スラスト予圧バネ７は、上記ステー
タの基端部に支持されているリング状の支持枠部８ａ
と、該支持枠部８ａからその中心部に臨ませて設けられ
た舌状のバネ部８ｂとを有する板材８にて形成されてい
る。

【０００８】即ち、このスラスト予圧バネ７は、その支
持枠部８ａが上記ケース体３内のステータの基端部に固
定されることにより、バネ部８ｂがシャフト４の基端部
を支承して、そのバネ力によってスラスト予圧を負荷す
るようになっていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のスラ
スト予圧バネ７には、以下のような問題があった。リン
グ状の支持枠部８ａと舌状のバネ部８ｂとを有する板材
８にて形成された上記スラスト予圧バネ７の形状では、
集中応力が発生し易く、撓みを大きくとることができな
い。従って、バネ圧を増加させるためにはバネ定数が大
きくなり、シャフト４の長さ等のばらつきにより、撓み
が変化すると、スラスト予圧が大幅に変化してしまうと
いう問題があった。

【００１０】また、無理に撓みを大きくすると、スラス
ト予圧バネ７に過剰な応力がかかり、その結果、バネの
へたりが生じるという問題があった。

【００１１】さらに、位置決め機構１について考える
と、上記移動部品６をステータ側へ移動させる時、上記
ピポット軸受５にはスラスト予圧バネ７による予圧と移
動部品６の摩擦力とがかかる。一方、上記移動部品６を
延出側へ移動させる時、上記ピポット軸受５にはスラス
ト予圧バネ７による予圧から移動部品６の摩擦力を差し
引いた圧力しかかからず、衝撃等に対して弱くなる。こ
のように、上記ピポット軸受５でのスラスト予圧の変化
が大きいので、上記移動部品６の位置決め精度が低下し
てしまうという問題があった。

【００１２】本発明の目的は、上記課題に鑑み、撓みを
大きくとることができ、スラスト予圧変化が極めて少な
く、長寿命化を図ることができる、スラスト予圧バネを
提供するにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にに
よれば、一端が軸受に支承されたシャフトにスラスト予
圧をかけるべく、シャフトの他端に設けられ、スパイラ
ル状スリットを有する板材にて形成されたスラスト予圧
バネことにより、達成される。

【００１４】好ましくは、上記板材が複数のスパイラル
状スリットを有している。

【００１５】また、好ましくは、上記シャフトの外周部
にリードスクリューが形成され、このリードスクリュー
に噛合する移動部品が移動され位置決めされるように構
成されている。

【００１６】

【作用】上記構成によれば、一端が軸受に支承されたシ
ャフトの他端に設けられたスラスト予圧バネが、スパイ
ラル状スリットを有する板材によって形成されたので、
小型に形成しても、上記スパイラル状スリットにより撓
みを大きくとることができる。従って、バネ圧を増加さ
せてもバネ定数を低くすることができ、撓みのばらつき
に起因するスラスト予圧変化が小さくなるものである。

【００１７】また、上記スラスト予圧バネを構成する板
材に複数のスパイラル状スリットを形成すると、撓みが
より大きくなるものである。

【００１８】さらに、上記スラスト予圧バネがスラスト
予圧を負荷するシャフトの外周部にリードスクリューを
形成し、このリードスクリューに移動部品を噛合させて
位置決め機構を構成すれば、該スラスト予圧バネのスラ
スト予圧変化が小さいので、上記移動部品の位置決め精
度が向上するものである。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例を添付図面に
基づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。

【００２０】図１は、本発明に係るスラスト予圧バネを
装備する位置決め機構を示すものである。図示されてい
るように、位置決め機構１１は、そのフレーム１２の長
手方向が当該機構の軸方向となるように延出させてい
る。このフレーム１２は、その軸方向断面がコ字状を呈
している。そして、このフレーム１２の軸方向一端部に
は、有底筒体状を呈するケース体１３が取り付けられて
おり、該ケース体１３内には、円筒体状を呈するステー
タ（図示せず）が収納されている。このステータには、
コイル（図示せず）が巻回されている。

【００２１】また、上記ステータ内には、ロータ（図示
せず）が配設されている。このロータは、シャフト１４
の基端部側の外周上に複数のマグネットを取り付けて形
成されている。このロータのマグネットの外周面と上記
ステータの内周面との間にはギャップが設けられてお
り、上記ステータのコイルに流す電流を切り換えること
により発生する回転磁界によって上記シャフト１４が回
転される。このシャフト１４は、ロータから上記フレー
ム１２へと延出されている。このシャフト１４の延出側
外周部にはリードスクリュー１４ａが形成されており、
その延出端部はピボット軸受１５によって回転自在に支
承されている。尚、上記リードスクリュー１４ａは、右
ネジに形成されている。

【００２２】さらに、上記リードスクリュー１４ａには
移動部品１６のギア部（図示せず）が噛合しており、当
該シャフト１４の回転により移動部品１６が上記軸方向
に沿って移動して位置決めされるようになっている。ま
た、上記フレーム１２の両端部にはその軸方向に沿って
ガイドシャフト２０がかけ亘されており、上記移動部品
１６に挿通され、その移動を案内している。

【００２３】そして、上記シャフト１４の基端部にはス
ラスト予圧バネ１７が当接され、上記ケース体１３内で
当該シャフト１４にスラスト予圧が負荷されている。

【００２４】また図２は、上記位置決め機構１１のケー
ス体１３内に設けられた本発明に係るスラスト予圧バネ
１７を示すものである。図示されているように、スラス
ト予圧バネ１７は、円形の板材１８にて形成されてい
る。この円形の板材１８には、スパイラル状スリット１
９が形成されている。このスパイラル状スリット１９
は、例えば、三本のスリット１９ａ，１９ｂ，１９ｃに
て形成されており、これらは均等に配置され、上記板材
１８の略中心に向かってスパイラル形状を呈している。
本実施例にあっては、上記スパイラル状スリット１９を
三本のスリット１９ａ，１９ｂ，１９ｃにて形成した
が、これに限らず、他の本数により形成しても良い。

【００２５】このように形成されたスラスト予圧バネ１
７を上記位置決め機構１１に装備する場合を、図２を図
１における矢印Ａの方向から見たものとして説明する。
即ち、スラスト予圧バネ１７は無負荷状態では平面であ
り、スラスト予圧をかけるときその中央部１７ａを凹状
にして用いる。本実施例では、外径がφ８の板材１８
で、スラスト予圧が１４０ｇｆ、撓みが０．５であり、
ばらつきにより撓みが０．１程変化したとしても、スラ
スト予圧の変化を約プラスマイナス２０％に抑えること
ができるものである。

【００２６】次に、上記実施例における作用を述べる。
上述のように、延出端部がピボット軸受１５に支承され
たシャフト１４の基端部に設けられたスラスト予圧バネ
１７は、スパイラル状スリット１９を有する板材１８に
よって形成されている。従って、このスラスト予圧バネ
１７は、上記スパイラル状スリット１９により、小型で
あってもスラスト予圧バネ１７の撓みを大きくとること
ができる。即ち、バネ圧を増加させてもバネ定数を低く
することができ、撓みのばらつきに起因するスラスト予
圧変化を小さくすることができる。特に、上記スラスト
予圧バネ１７には三本のスリット１９ａ，１９ｂ，１９
ｃが形成されているので、その撓みを大きくとることが
できる。

【００２７】本実施例のスラスト予圧バネ１７を図１に
示した位置決め機構１１に装備した場合の作用を説明す
る。図１におけるスラスト予圧バネ１７の使用状態で
は、シャフト１４の回転時にＢ点における摺動によりス
ラスト予圧バネ１７の中央部１７ａにトルクが生じる。
図２において、スラスト予圧バネ１７の中央部１７ａに
Ｃ方向のトルクが加わったとき、このスラスト予圧バネ
１７には平面に戻ろうとする力が働くので、見かけ上バ
ネ定数は大きくなる。これと反対にスラスト予圧バネ１
７の中央部１７ａにＤ方向のトルクが加わると、このス
ラスト予圧バネ１７はさらに凹状になろうとするため、
バネ定数は小さくなる。このように、本実施例のような
形状を呈するスラスト予圧バネ１７は、上記シャフト１
７の回転により、バネ定数が変化する性質を有する。

【００２８】ここで、上記移動部品１６の移動・位置決
めについて考える。図１において、移動部品１６をステ
ータ側へ移動させる時、上記ピボット軸受１６には、ス
ラスト予圧バネ１７によるスラスト予圧とともに、移動
部品１６とその移動を案内するガイドシャフト２０との
摩擦力が加わる。この時、上記リードスクリュー１４ａ
は右ネジに形成されているので、図１においてスラスト
予圧バネ１７の中央部１７ａに加わるトルクはＤの方向
である。よって、バネ圧は小さくなり、上記ピボット軸
受１５には過剰な力が加わらず、シャフト１４の滑らか
な回転を維持することができる。さらに、このスラスト
予圧バネ１７の中央部１７ａに加わるトルクは、バネ圧
とともに小さくなるので、当該バネ圧が小さくなり過ぎ
ることはなく、自動的に調整されることになる。一方、
上記移動部品１６を延出側へ移動させる時は、上記ピボ
ット軸受１５にはスラスト予圧バネ１７によるスラスト
予圧から移動部品１６とガイドシャフト２０との摩擦力
を差し引いた力しかかからない。

【００２９】通常は、ピボット軸受１５でのスラスト予
圧が小さくなることで、シャフト１４の端部の浮きや、
衝撃に対して弱くなることが考えられる。しかし、本実
施例のスラスト予圧バネ１７では、図２においてＣの方
向のトルクがかかり、バネ圧は大きくなる。従って、上
記移動部品１６とガイドシャフトとの摩擦力によるスラ
スト予圧の低下を軽減することができる。このような位
置決め機構１１において、上記リードスクリュー１４ａ
の基準となる部分はピボット軸受１５であり、ここでの
スラスト予圧を安定させることで、位置決め精度を向上
させることができるものである。

【００３０】また、本実施例のスラスト予圧バネ１７の
作用効果を図５に示した従来のスラスト予圧バネ７と比
較して考察する。まず、従来図４に示したＥ部での力の
かかり方を図３（ａ）に示す。図示されているように、
シャフト４はスラスト予圧バネ７とＧ点で接触してい
る。このシャフト４がスラスト予圧バネ７から受ける力
はスラスト方向の力Ｆｓと、ラジアル方向の力Ｆｒであ
る。このような位置決め機構１では、ラジアル方向の力
Ｆｒが大きいと、ピボット軸受５でのロスが増え寿命が
短くなるため、不要なものである。また、シャフト４の
中心からＧ点までの長さをＲとし、Ｇ点での摩擦力をＦ
ｍとすると、シャフト４とスラスト予圧バネ７との摺動
によるロストルクは、ＲとＦｍとを乗じたものとなる。

【００３１】これに対して、本実施例のスラスト予圧バ
ネ１７での力のかかり方を図３（ｂ）に示す。図示され
ているように、ラジアル方向の力Ｆｒは略０となり、シ
ャフト１４の中心から接触点までの長さＲも略０とな
る。

【００３２】以上により、小さいロストルクと長寿命化
を実現することができる。さらに、バネ厚をｔとする
と、従来のスラスト予圧バネ７では、図３（ａ）に示し
たように、シャフト４の基端部よりｔプラスαのバネ変
形のためのスペースを必要とする。しかし、本実施例の
スラスト予圧バネ１７では、シャフト１４の基端部より
ｔのスペースがあれば良いので、当該位置決め機構１１
を小型化することができるものである。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るスラス
ト予圧バネによれば、撓みを大きくとることができるの
で、バネ圧を増加させてもバネ定数を低くすることがで
き、スラスト予圧変化が極めて少ない。また、撓みを大
きくとることができるので、へたり難く、長寿命化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスラスト予圧バネを装備した位置
決め機構を示す概略側面図である。

【図２】本発明に係るスラスト予圧バネの一実施例を示
す正面図である。

【図３】本実施例のスラスト予圧バネと従来のスラスト
予圧バネとの作用効果の比較を示し、（ａ）は従来のス
ラスト予圧バネの説明図、（ｂ）は本実施例のスラスト
予圧バネの説明図である。

【図４】従来のスラスト予圧バネを装備した位置決め機
構を示す概略側面図である。

【図５】従来のスラスト予圧バネの一例を示す正面図で
ある。

【符号の説明】

１４シャフト１５軸受１７スラスト予圧バネ１８板材１９スパイラル状スリット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端が軸受に支承されたシャフトにスラ
スト予圧をかけるべく、シャフトの他端に設けられ、ス
パイラル状スリットを有する板材にて形成されたことを
特徴とする、スラスト予圧バネ。
【請求項２】前記板材が複数のスパイラル状スリット
を有することを特徴とする、請求項１に記載のスラスト
予圧バネ。
【請求項３】前記シャフトの外周部にリードスクリュ
ーが形成され、該リードスクリューに噛合する移動部品
が移動され位置決めされることを特徴とする、請求項１
または請求項２に記載のスラスト予圧バネ。