(57)【要約】【課題】ギアユニットを小型に形成可能とする。【解決手段】ギアユニットにおいて、軸方向に延びるモータ出力軸を有するモータと、前記モータ出力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た構成とする。【選択図】図５
2020133850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びる回転軸を有するモータと、
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。
【請求項２】
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、
請求項１に記載のギアユニット。
【請求項３】
前記回転軸と前記リードスクリューとの間に配置されたギアをさらに有し、
前記ギアケースは、前記ギアをさらに支持する、
請求項１または請求項２に記載のギアユニット。
【請求項４】
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、
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。
【請求項５】
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、
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。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のギアユニットを備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−５１０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ギアユニットの斜視図である。
【図２】ギアユニットの斜視図である。
【図３】ギアユニットの側面図である。
【図４】ギアユニットの、図３のＡ−Ａの位置における断面図である。
【図５】ギアユニットの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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
【００２０】
＜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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
＜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。
【００２４】
＜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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
＜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。
【００２８】
＜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。
【００２９】
＜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。
【００３０】
＜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。
【００３１】
＜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。
【００３２】
＜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。
【００３３】
＜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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
＜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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
＜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。
【００４０】
＜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。
【００４１】
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。
【００４２】
＜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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
＜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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
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。
【符号の説明】
【００５６】
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
【図１】
2020133850.tif 000003
【図２】
2020133850.tif 000004
【図３】
2020133850.tif 000005
【図４】
2020133850.tif 000006
【図５】
2020133850.tif 000007