(57)【要約】被駆動部材の軸周りの回転や軸方向の伸縮を行うことができる駆動装置を提供する。駆動装置１は、本体３０と、ネジ部６１を有する軸体６０と、軸体６０を回転させるモータ４０と、軸体６０が挿通される中空円筒部材５０とを備える。中空円筒部材５０は、Ｚ方向に沿って移動可能で、本体３０に対する回転が規制される。駆動装置１は、中空円筒部材５０に回転自在に支持され、中空円筒部材５０とともにＺ方向に移動するカメラモジュール１０と、中空円筒部材５０を＋Ｚ方向に付勢するコイルバネ７０と、軸体６０のネジ部６１に螺合し、中空円筒部材５０のＺ方向の移動を規制しつつＺ方向に移動するナット部材８０と、ナット部材８０と係合することによりナット部材８０のＺ方向の移動を規制するクラッチ部材９０とを備える。クラッチ部材９０は、カメラモジュールとともに回転する。
2019054467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
軸方向に沿って延び、ネジ部を有する軸体と、
前記軸体を回転させるモータと、
前記軸体が挿通される中空円筒部材であって、第１の軸方向位置と第２の軸方向位置との間で前記軸方向に沿って移動可能で、前記本体に対する回転が規制される中空円筒部材と、
前記中空円筒部材に回転自在に支持され、前記中空円筒部材とともに前記軸方向に移動する被駆動部材と、
前記中空円筒部材を前記第２の軸方向位置に向かって前記軸方向に付勢する第１の付勢部材と、
前記軸体の前記ネジ部に螺合し、前記第１の軸方向位置から前記第２の軸方向位置までの間において前記中空円筒部材の前記軸方向の移動を規制しつつ前記軸方向に移動するナット部材と、
前記ナット部材を挟んで前記第１の付勢部材とは反対側で前記ナット部材と係合することにより前記ナット部材の前記軸方向の移動を規制するクラッチ部材であって、前記被駆動部材とともに回転するクラッチ部材と
を備えた、駆動装置。
【請求項２】
前記ナット部材は、前記中空円筒部材が前記第２の軸方向位置に位置している状態で、前記軸体上を前記クラッチ部材に向かって移動するように構成される、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記被駆動部材及び前記中空円筒部材の一方には、周方向に沿って延びる第１のガイド溝が形成され、
前記被駆動部材及び前記中空円筒部材の他方には、前記第１のガイド溝に係合する第１の係合部が設けられる、
請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記本体及び前記中空円筒部材の一方には、前記軸方向に延びる第２のガイド溝が形成され、
前記本体及び前記中空円筒部材の他方には、前記第２のガイド溝に係合する第２の係合部が設けられる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記クラッチ部材と前記被駆動部材の一方には、前記軸方向に延びる第３のガイド溝が形成され、
前記クラッチ部材と前記被駆動部材の他方には、前記第３のガイド溝に係合する第３の係合部が設けられる、
請求項１から４のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記ナット部材は、前記中空円筒部材の内周面に弾性的に接触する複数のバネ片を有している、請求項１から５のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記中空円筒部材は、前記ナット部材に向かって突出する第４の係合部を有し、
前記ナット部材は、前記中空円筒部材の前記第４の係合部に係合する第５の係合部を有する、
請求項１から６のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記中空円筒部材の前記第４の係合部及び前記ナット部材の前記第５の係合部のそれぞれは、前記ナット部材と前記中空円筒部材との係合及び前記ナット部材の前記中空円筒部材からの離脱を容易にする傾斜面を有する、請求項７に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記クラッチ部材は、前記ナット部材に向かって突出する第６の係合部を有し、
前記ナット部材は、前記クラッチ部材の前記第６の係合部に係合する第７の係合部を有する、
請求項１から８のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１０】
前記クラッチ部材の前記第６の係合部及び前記ナット部材の前記第７の係合部のそれぞれは、前記ナット部材と前記クラッチ部材との係合及び前記ナット部材の前記クラッチ部材からの離脱を容易にする傾斜面を有する、請求項９に記載の駆動装置。
【請求項１１】
前記クラッチ部材を前記第１の付勢部材が前記中空円筒部材を付勢する方向とは反対の方向に付勢する第２の付勢部材をさらに備え、
前記クラッチ部材は、前記被駆動部材に対して前記軸方向に移動可能に構成される、
請求項９又は１０のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１２】
前記第２の付勢部材は、前記軸体の端部と前記クラッチ部材との間に配置される、請求項１１に記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記被駆動部材に作用する前記軸方向に沿った力が前記第１の付勢部材により吸収されるように構成されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の駆動装置を備えた、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置及び電子機器に係り、特に電子機器内の被駆動部材を駆動するための駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器には小型化とともに多機能化が求められており、電子機器の内部に組み込まれている部品を駆動して様々な機能を実現することが望まれている。例えば、カメラが組み込まれたスマートフォンにおいては、様々な角度からの撮影を可能とするために、カメラを回転させる駆動装置をスマートフォンの内部に組み込んだものも開発されている（例えば、特許文献１参照）。最近では、電子機器の機能がますます高度化しており、電子機器の内部の部品を軸周りに回転させるだけではなく、軸方向に伸縮させる機能も必要とされることがある。【０００３】
しかしながら、ますます小型化される電子機器においては、部品を動かすための駆動装置を設置するスペースが非常に限られているため、部品を軸周りに回転させる駆動装置や部品を軸方向に伸縮させる駆動装置を電子機器に組み込むことは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１５７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、被駆動部材の軸周りの回転や軸方向の伸縮を行うことができる駆動装置を提供することを第１の目的とする。【０００６】
また、本発明は、内部に組み込まれた被駆動部材の軸周りの回転や軸方向の伸縮を実現することができる小型の電子機器を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様によれば、被駆動部材の軸周りの回転や軸方向の伸縮を行うことができる駆動装置が提供される。この駆動装置は、本体と、軸方向に沿って延び、ネジ部を有する軸体と、上記軸体を回転させるモータと、上記軸体が挿通される中空円筒部材とを備える。この中空円筒部材は、第１の軸方向位置と第２の軸方向位置との間で上記軸方向に沿って移動可能で、上記本体に対する回転が規制される。上記駆動装置は、上記中空円筒部材に回転自在に支持され、上記中空円筒部材とともに上記軸方向に移動する被駆動部材と、上記中空円筒部材を上記第２の軸方向位置に向かって上記軸方向に付勢する第１の付勢部材と、上記軸体の上記ネジ部に螺合し、上記第１の軸方向位置から上記第２の軸方向位置までの間において上記中空円筒部材の上記軸方向の移動を規制しつつ上記軸方向に移動するナット部材と、上記ナット部材を挟んで上記第１の付勢部材とは反対側で上記ナット部材と係合することにより上記ナット部材の上記軸方向の移動を規制するクラッチ部材とを備える。上記クラッチ部材は、上記被駆動部材とともに回転する。【０００８】
このような構成により、中空円筒部材が第１の軸方向位置から第２の軸方向位置までの間に位置しているときには、モータの駆動により、ナット部材と軸体のネジ部とを含む送りネジ機構によってナット部材を軸方向に移動させ、第１の付勢部材による付勢力によって中空円筒部材とともに被駆動部材を軸方向に移動させることができる。また、ナット部材を挟んで第１の付勢部材とは反対側でクラッチ部材がナット部材と係合することによって、送りネジ機構によるナット部材の軸方向の移動が規制されるので、モータの駆動により軸体とともにナット部材が回転し、これによりクラッチ部材及び被駆動部材を回転させることができる。特に、１つの装置で被駆動部材を軸方向に伸縮させるとともに軸周りに回転させることが可能となり、装置の小型化が可能となる。【０００９】
上記ナット部材は、上記中空円筒部材が上記第２の軸方向位置に位置している状態で、上記軸体上を上記クラッチ部材に向かって移動するように構成されていることが好ましい。このような構成によれば、被駆動部材の軸方向の移動の動作と軸周りの回転の動作との間に被駆動部材が動かない工程ができるので、構成要素の急激な運動の変化を避けることができ、装置の故障を防止することができる。【００１０】
上記被駆動部材及び上記中空円筒部材の一方には、周方向に沿って延びる第１のガイド溝が形成され、上記被駆動部材及び上記中空円筒部材の他方には、上記第１のガイド溝に係合する第１の係合部が設けられていてもよい。このような構成によれば、第１の係合部を第１のガイド溝に係合させることによって、被駆動部材を軸周りに回転させることができる。【００１１】
上記本体及び上記中空円筒部材の一方には、上記軸方向に延びる第２のガイド溝が形成され、上記本体及び上記中空円筒部材の他方には、上記第２のガイド溝に係合する第２の係合部が設けられていてもよい。このような構成によれば、第２の係合部を第２のガイド溝に係合させることによって、中空円筒部材を本体内で軸方向に移動させることができる。【００１２】
上記クラッチ部材と上記被駆動部材の一方には、上記軸方向に延びる第３のガイド溝が形成され、上記クラッチ部材と上記被駆動部材の他方には、上記第３のガイド溝に係合する第３の係合部が設けられていてもよい。このような構成によれば、第３の係合部を第３のガイド溝に係合させることによって、クラッチ部材を被駆動部材に対して軸方向に移動させることができる。【００１３】
上記ナット部材は、上記中空円筒部材の内周面に弾性的に接触する複数のバネ片を有することが好ましい。このような構成によれば、ナット部材のバネ片と中空円筒部材の内周面との接触によりナット部材の回転を規制することができるので、ナット部材に複数のバネ片を形成するだけで上述した送りネジ機構を実現することができる。【００１４】
上記中空円筒部材は、上記ナット部材に向かって突出する第４の係合部を有し、上記ナット部材は、上記中空円筒部材の上記第４の係合部に係合する第５の係合部を有することが好ましい。このような構成によれば、中空円筒部材の第４の係合部とナット部材の第５の係合部とが互いに係合するので、この係合によってナット部材の回転が確実に規制され、ナット部材を確実に軸方向に移動させることができる。【００１５】
この場合において、上記中空円筒部材の上記第４の係合部及び上記ナット部材の上記第５の係合部のそれぞれは、上記ナット部材と上記中空円筒部材との係合及び上記ナット部材の上記中空円筒部材からの離脱を容易にする傾斜面を有することが好ましい。このような構成によれば、回転するナット部材の第５の係合部の傾斜面が中空円筒部材の第４の係合部の傾斜面に突き当たると、第５の係合部の傾斜面が第４の係合部の傾斜面に摺接しながら軸方向に移動することとなるため、ナット部材を回転させながら容易に中空円筒部材に係合させることができ、またナット部材を回転させながら容易に中空円筒部材から離脱させることができる。【００１６】
上記クラッチ部材は、上記ナット部材に向かって突出する第６の係合部を有し、上記ナット部材は、上記クラッチ部材の上記第６の係合部に係合する第７の係合部を有することが好ましい。このような構成によれば、クラッチ部材の第６の係合部とナット部材の第７の係合部とが互いに係合するので、この係合によってナット部材の回転が確実にクラッチ部材に伝達され、被駆動部材を確実に回転させることができる。【００１７】
この場合において、上記クラッチ部材の上記第６の係合部及び上記ナット部材の上記第７の係合部のそれぞれは、上記ナット部材と上記クラッチ部材との係合及び上記ナット部材の上記クラッチ部材からの離脱を容易にする傾斜面を有することが好ましい。このような構成によれば、回転するナット部材の第７の係合部の傾斜面がクラッチ部材の第６の係合部の傾斜面に突き当たると、第７の係合部の傾斜面が第６の係合部の傾斜面に摺接しながら軸方向に移動することとなるため、ナット部材を回転させながら容易にクラッチ部材に係合させることができ、またナット部材を回転させながら容易にクラッチ部材から離脱させることができる。【００１８】
上記クラッチ部材を上記第１の付勢部材が上記中空円筒部材を付勢する方向とは反対の方向に付勢する第２の付勢部材をさらに備え、上記クラッチ部材は、上記被駆動部材に対して上記軸方向に移動可能に構成されることが好ましい。この場合において、上記第２の付勢部材を上記軸体の端部と上記クラッチ部材との間に配置することが好ましい。このような構成によれば、ナット部材とクラッチ部材とが係合している状態で被駆動部材を無理に回転させようとすると、第２の付勢部材による付勢の下でクラッチ部材がナット部材に対して軸方向に移動してナット部材の第７の係合部とクラッチ部材の第６の係合部との係合が解除され、クラッチ部材がわずかに回転した後、コイルバネの付勢によってクラッチ部材がナット部材に対して軸方向に移動してナット部材とクラッチ部材とが再び係合する。したがって、ナット部材や軸体に大きな回転力が作用することがなく、駆動装置が壊れてしまうことを防止することができる。【００１９】
上記被駆動部材に作用する上記軸方向に沿った力が上記第１の付勢部材により吸収されるように構成されていることが好ましい。このような構成により、被駆動部材が伸長した状態で、誤って被駆動部材に対して軸方向に大きな力が作用した場合であっても、その力が第１の付勢部材によって吸収されるので、そのような力が駆動装置に与える衝撃を緩和することができる。【００２０】
本発明の別の態様によれば、上述した駆動装置を備えた小型の電子機器が提供される。このような電子機器によれば、内部に組み込まれた被駆動部材を軸周りに回転させることや軸方向に伸縮させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、被駆動部材を軸方向に伸縮させることや軸周りに回転させることが可能となり、装置の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における駆動装置を含む電子機器の一部を示す模式図である。
【図２】図２は、図１の駆動装置の分解斜視図である。
【図３】図３は、図１の駆動装置の縦断面図である。
【図４】図７は、図２の駆動装置の軸体の斜視図である。
【図５】図５は、図２の駆動装置の中空円筒部材の部分破断斜視図である。
【図６】図６は、図２の駆動装置のナット部材の斜視図である。
【図７】図７は、図２の駆動装置のクラッチ部材の斜視図である。
【図８Ａ】図８Ａは、図２の駆動装置の動作を説明するための部分破断斜視図であり、中空円筒部材が第１の軸方向位置にある状態を示している。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図２の駆動装置の動作を説明するための部分破断斜視図であり、中空円筒部材が第１の軸方向位置と第２の軸方向位置との間にある状態を示している。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図２の駆動装置の動作を説明するための部分破断斜視図であり、中空円筒部材が第１の軸方向位置と第２の軸方向位置との間にある状態を示している。
【図８Ｄ】図８Ｄは、図２の駆動装置の動作を説明するための部分破断斜視図であり、中空円筒部材が第１の軸方向位置と第２の軸方向位置との間にある状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る駆動装置を含む電子機器の実施形態について図１から図８Ｄを参照して詳細に説明する。なお、図１から図８Ｄにおいて、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図１から図８Ｄにおいては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態における駆動装置１を含む電子機器２の一部を示す模式図である。この駆動装置１は、電子機器２の内部に埋設されている。図１の矢印で示すように、駆動装置１は、被駆動部材１０を電子機器２の表面２Ａから＋Ｚ方向に伸長させ、伸長させた状態でＺ軸周りに回転させ、また−Ｚ方向に縮退させて電子機器２の内部に収容できるように被駆動部材１０を駆動するものである。なお、本実施形態では、便宜的に、図１における＋Ｚ方向を「上」又は「上方」といい、−Ｚ方向を「下」又は「下方」ということとする。
【００２５】
電子機器２には、例えば携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータなど、任意の電子機器が含まれる。また、駆動装置１により駆動される被駆動部材１０には、撮像素子を備えたカメラモジュール、フラッシュ、各種のセンサを備えたセンサユニットなど、任意の機能的デバイスが含まれる。本実施形態では、被駆動部材１０としてカメラモジュールを備えている駆動装置１を例として説明するが、これに限られないことは言うまでもない。
【００２６】
図１に示すように、駆動装置１は、被駆動部材としてのカメラモジュール１０と、電子機器２に固定される底部プレート２０と、底部プレート２０に取り付けられた本体３０と、カメラモジュール１０を駆動するためのモータ４０とを含んでいる。本体３０は、底部プレート２０との間に後述する歯車機構を収容する空間を形成するベース部３１と、ベース部３１から軸方向（Ｚ方向）に延びる円筒部３２とを含んでいる。例えば、モータ４０としてはステッピングモータなどを用いることができる。
【００２７】
図２は、駆動装置１の分解斜視図、図３は、縦断面図である。図２及び図３に示すように、カメラモジュール１０は、直方体状の本体部１２と、本体部１２から−Ｚ方向に延びる円筒状の接続部１４とを含んでいる。本体３０の円筒部３２の内側には、Ｚ方向に延びる中空円筒部材５０が収容されており、この中空円筒部材５０の上端部に、上述したカメラモジュール１０の接続部１４が挿入されている。なお、簡略化のため、図３では一部の構成要素のみが断面で示されている。
【００２８】
中空円筒部材５０の中空部には、Ｚ方向（軸方向）に沿って延びる軸体６０が挿通される。図４は、軸体６０の斜視図である。図４に示すように、軸体６０は、外周部にネジ溝が形成されたネジ部６１と、ネジ部６１の上方に位置し、ネジ部６１よりも径の大きい大径部６２と、大径部６２から上方に延び、ネジ部６１よりも径の小さい小径部６３と、小径部６３の上端に形成された円板６４とを有している。
【００２９】
図２及び図３に示すように、モータ４０は、本体３０のベース部３１上に取り付けられている。モータ４０の回転軸４１には歯車２１が固定されており、この歯車２１は歯車２２と噛合するようになっている。また、歯車２２は歯車２３と噛合するようになっており、この歯車２３には軸体６０の下端部６５（図４参照）が固定されている。したがって、モータ４０を駆動すると、回転軸４１が回転し、歯車２１〜２３を介して軸体６０が回転するようになっている。
【００３０】
図５は、中空円筒部材５０の部分破断斜視図である。図５に示すように、中空円筒部材５０の上端部には、半径方向外側に延びる２つのフランジ５１，５２が形成されており、これらのフランジ５１，５２の間にガイド溝（第１のガイド溝）５３が形成されている。すなわち、中空円筒部材５０の上端部には、周方向に沿って延びるガイド溝５３が形成されている。図３に示すように、カメラモジュール１０の本体部１２には半径方向内側に向かって延びる係合部（第１の係合部）１３が形成されており、この係合部１３が中空円筒部材５０のガイド溝５３に係合するようになっている。このような構成により、カメラモジュール１０の係合部１３が中空円筒部材５０のガイド溝５３にガイドされ、カメラモジュール１０がＺ軸周りに回転できるようになっている。
【００３１】
また、図５に示すように、中空円筒部材５０の下端部には、半径方向外側に向かって突出する１対の突起（第２の係合部）５４が形成されている。図３に示すように、本体３０の円筒部３２の内周面にはＺ方向に延びるガイド溝（第２のガイド溝）３３が形成されており、このガイド溝３３の内部に中空円筒部材５０の突起５４が収容されている。このような構成により、中空円筒部材５０の突起５４が円筒部３２のガイド溝３３にガイドされ、中空円筒部材５０が円筒部３２内でＺ方向に移動できるようになっている。このとき、中空円筒部材５０の突起５４が円筒部３２のガイド溝３３と係合しているため、中空円筒部材５０が円筒部３２に対して回転することはない。
【００３２】
図５に示すように、中空円筒部材５０の下端部には、軸体６０が挿通される開口５５が形成された底板部５６が設けられている。また、図３に示すように、中空円筒部材５０の底板部５６と円筒部３２の底部との間にはコイルバネ（第１の付勢部材）７０が配置されている。図３では、コイルバネ７０が圧縮された状態となっており、中空円筒部材５０はコイルバネ７０によって上方に付勢された状態となっている。
【００３３】
中空円筒部材５０の内側の中空部には、軸体６０のネジ部６１に螺合するナット部材８０が収容されている。図６は、ナット部材８０の斜視図である。図６に示すように、ナット部材８０は、内周にネジ溝８１が形成された円筒部８２と、円筒部８２から半径方向外側に向かって突出する１対のバネ片８３とを有している。バネ片８３は、中空円筒部材５０の内周面５０Ａ（図３参照）に弾性的に接触するように構成されている。バネ片８３と中空円筒部材５０の内周面５０Ａとの接触によってナット部材８０の回転が規制される結果、モータ４０の駆動により軸体６０が回転すると、軸体６０のネジ部６１とナット部材８０のネジ溝８１との螺合による送りネジ機構によってナット部材８０が軸方向（Ｚ方向）に移動するようになっている。なお、バネ片８３の数や形状は図示のものに限られるものではない。
【００３４】
図３に示すように、ナット部材８０を挟んでコイルバネ７０とは反対側には、円筒状のクラッチ部材９０が配置されている。図７は、クラッチ部材９０を下方から見た斜視図である。図７に示すように、クラッチ部材９０の外周面には、Ｚ方向に延びる１対のガイド溝（第３のガイド溝）９１が形成されており、このガイド溝９１には、カメラモジュール１０の接続部１４の内周面に形成されたレール（第３の係合部）１５（図８Ａ参照）が係合するようになっている。このような構成により、カメラモジュール１０のレール１５がクラッチ部材９０のガイド溝９１にガイドされ、クラッチ部材９０がカメラモジュール１０に対してＺ方向に移動できるようになっている。
【００３５】
図２及び図３に示すように、軸体６０の上端の円板６４とクラッチ部材９０の上面９３との間には、軸体６０の小径部６３の周囲を取り囲むようにコイルバネ（第２の付勢部材）９４が配置されている。図３では、コイルバネ９４が圧縮された状態となっており、クラッチ部材９０は、コイルバネ９４によって下方に付勢されて軸体６０の大径部６２に突き当たった状態となっている。
【００３６】
図５に示すように、中空円筒部材５０の底板部５６の外周縁には、ナット部材８０に向かって上方に突出する複数の底部突起（第４の係合部）５７が形成されている。これらの底部突起５７は、周方向に沿って所定の間隔で配置されている。これに対応して、図６に示すように、ナット部材８０は、円筒部８２の下端の外周縁に形成された複数の下側係合片（第５の係合部）８４を有している。これらの下側係合片８４は周方向に沿って所定の間隔で配置されている。中空円筒部材５０の底部突起５７間の間隔と、ナット部材８０の下側係合片８４間の間隔とは同一となっており、ナット部材８０の下側係合片８４と中空円筒部材５０の底部突起５７とが互いに係合するようになっている。
【００３７】
ここで、図５に示すように、中空円筒部材５０の底部突起５７は傾斜面５７Ａを有しており、図６に示すように、ナット部材８０の下側係合片８４は傾斜面８４Ａを有している。これらの傾斜面５７Ａ及び８４Ａは互いに相補的な形状となっている。したがって、回転するナット部材８０の下側係合片８４の傾斜面８４Ａが中空円筒部材５０の底部突起５７の傾斜面５７Ａに突き当たると、下側係合片８４の傾斜面８４Ａが底部突起５７の傾斜面５７Ａに摺接しながら軸方向に移動することとなるため、ナット部材８０を回転させながら中空円筒部材５０に係合させること及び中空円筒部材５０から離脱させることが容易になる。
【００３８】
また、図７に示すように、クラッチ部材９０の下端の外周縁には、下方に突出する複数のクラッチ突起（第６の係合部）９２が形成されている。これらのクラッチ突起９２は、周方向に沿って所定の間隔で配置されている。これに対応して、図６に示すように、ナット部材８０は、円筒部８２の上端の外周縁に形成された複数の上側係合片（第７の係合部）８５を有している。これらの上側係合片８５は周方向に沿って所定の間隔で配置されている。クラッチ部材９０のクラッチ突起９２間の間隔と、ナット部材８０の上側係合片８５間の間隔とは同一となっており、クラッチ部材９０のクラッチ突起９２とナット部材８０の上側係合片８５とが互いに係合するようになっている。なお、上側係合片８５間の間隔と下側係合片８４間の間隔とは、同一であってもよいし、あるいは異なっていてもよい。
【００３９】
ここで、図６に示すように、ナット部材８０の上側係合片８５は傾斜面８５Ａを有しており、図７に示すように、クラッチ部材９０のクラッチ突起９２は傾斜面９２Ａを有している。これらの傾斜面８５Ａ及び９２Ａは互いに相補的な形状となっている。したがって、回転するナット部材８０の上側係合片８５の傾斜面８５Ａがクラッチ部材９０のクラッチ突起９２の傾斜面９２Ａに突き当たると、上側係合片８５の傾斜面８５Ａがクラッチ突起９２の傾斜面９２Ａに摺接しながら軸方向に移動することとなるため、ナット部材８０を回転させながらクラッチ部材９０に係合させること及びクラッチ部材９０から離脱させることが容易になる。
【００４０】
次に、このような構成の駆動装置１の動作について説明する。図８Ａから図８Ｄは、図２の駆動装置１の動作を説明するための部分破断斜視図であり、理解を容易にするために駆動装置１の主要な部分のみを図示している。
【００４１】
図８Ａは、カメラモジュール１０が電子機器２の内部に収容されている状態（図１に示す状態）を示している。この状態では、ナット部材８０の下側係合片８４が中空円筒部材５０の底部突起５７に係合しており、ナット部材８０及び中空円筒部材５０が最も−Ｚ方向側に位置している（このときの中空円筒部材５０の位置を「第１の軸方向位置」ということとする）。この第１の軸方向位置では、コイルバネ７０は圧縮された状態となっており、中空円筒部材５０がコイルバネ７０によって上方に付勢されるが、軸体６０のネジ部６１に螺合しているナット部材８０が中空円筒部材５０と係合しているため、中空円筒部材５０は上方に移動できずに第１の軸方向位置を維持する。
【００４２】
図８Ａに示す状態からモータ４０を駆動すると、回転軸４１の回転が歯車２１〜２３を介して軸体６０に伝えられ、軸体６０が回転する。このとき、ナット部材８０のバネ片８３と中空円筒部材５０の内周面５０Ａとの接触及びナット部材８０の下側係合片８４と中空円筒部材５０の底部突起５７との係合によってナット部材８０の回転が規制されるため、図８Ｂに示すように、軸体６０の回転に伴って、ナット部材８０と軸体６０のネジ部６１とを含む送りネジ機構によってナット部材８０が上方に移動する。ナット部材８０が上方に移動すると、コイルバネ７０によって上方に付勢されている中空円筒部材５０もナット部材８０とともに上方に移動する。このとき、カメラモジュール１０の係合部１３が中空円筒部材５０のガイド溝５３に係合しているため、中空円筒部材５０の上方への移動に伴ってカメラモジュール１０も上方に移動し、電子機器２の表面２Ａ（図１参照）からＺ方向に飛び出すこととなる。
【００４３】
上述のように中空円筒部材５０が上方に移動すると、やがて中空円筒部材５０の下端部の突起５４が円筒部３２のガイド溝３３の上端の壁に突き当たり、中空円筒部材５０はそれ以上上方には移動しない（このときの中空円筒部材５０の位置を「第２の軸方向位置」ということとする）。
【００４４】
中空円筒部材５０が第２の軸方向位置に到達した後、さらにモータ４０を駆動して軸体６０を回転させると、ナット部材８０のバネ片８３と中空円筒部材５０の内周面５０Ａとの接触によってナット部材８０の回転が規制されるため、図８Ｃに示すように、軸体６０の回転に伴って、ナット部材８０と軸体６０のネジ部６１とを含む送りネジ機構によってナット部材８０のみが上方に移動する。このようにしてナット部材８０が中空円筒部材５０の底板部５６から離れて上方に移動すると、やがてナット部材８０の上側係合片８５がクラッチ部材９０の下端のクラッチ突起９２に係合することとなる。
【００４５】
ナット部材８０の上側係合片８５がクラッチ部材９０の下端のクラッチ突起９２に係合した後、さらにモータ４０を駆動して軸体６０を回転させると、クラッチ部材９０の上方に設けられたコイルバネ９４による付勢によってナット部材８０の上方への移動が規制されるため、やがてナット部材８０を回転させる力がナット部材８０のバネ片８３と中空円筒部材５０の内周面５０Ａとの間に生じる摩擦力に打ち勝って、ナット部材８０が軸体６０とともに回転を始める。
【００４６】
このとき、ナット部材８０の上側係合片８５がクラッチ部材９０のクラッチ突起９２に係合しているため、図８Ｄに示すように、ナット部材８０とともにクラッチ部材９０も回転する。上述したように、カメラモジュール１０のレール１５がクラッチ部材９０のガイド溝９１に係合しているため、カメラモジュール１０もクラッチ部材９０とともに回転する。
【００４７】
また、モータ４０を逆方向に駆動させた場合には、上述した順序と逆の順序で動作が行われる。すなわち、カメラモジュール１０が軸周りに逆回転し、その後、−Ｚ方向に縮退して電子機器２の内部に収容される。
【００４８】
このように、本実施形態によれば、中空円筒部材５０が第１の軸方向位置から第２の軸方向位置までの間に位置しているときには、モータ４０の駆動により、ナット部材８０と軸体６０のネジ部６１とを含む送りネジ機構によってナット部材８０をＺ方向に移動させ、コイルバネ７０による付勢力によって中空円筒部材５０とともにカメラモジュール１０をＺ方向に移動させることができる。また、クラッチ部材９０がナット部材８０と係合することによって、送りネジ機構によるナット部材８０のＺ方向の移動が規制されるので、モータ４０の駆動により軸体６０とともにナット部材８０が回転し、これによりクラッチ部材９０及びカメラモジュール１０を回転させることができる。このように、本実施形態における駆動装置１によれば、１つの装置でカメラモジュール１０などの被駆動部材を軸方向に伸縮させるとともに軸周りに回転させることが可能となり、装置の小型化が可能となる。
【００４９】
本実施形態では、中空円筒部材５０が第２の軸方向位置に到達した後にモータ４０を駆動すると、ナット部材８０が上方に移動し、中空円筒部材５０、クラッチ部材９０、及びカメラモジュール１０などは動かないように構成されている。このように、カメラモジュール１０の軸方向の移動の動作と軸周りの回転の動作との間にカメラモジュール１０が動かない工程を挿入することで、駆動装置１の構成要素の急激な運動の変化を避けることができ、装置の故障を防止することができる。なお、このような工程を挿入せず、カメラモジュール１０の軸方向の移動の動作と軸周りの回転の動作とを連続して行うように構成してもよい。
【００５０】
ここで、本実施形態では、コイルバネ７０が中空円筒部材５０の底板部５６と本体３０の円筒部３２の底部との間に配置されているので、コイルバネ７０が中空円筒部材５０に作用する−Ｚ方向の力を受けるようになっている。中空円筒部材５０はカメラモジュール１０に対して軸方向に移動しないため、カメラモジュール１０に作用する−Ｚ方向の力は中空円筒部材５０を介してコイルバネ７０に吸収されることとなる。したがって、例えば、カメラモジュール１０が電子機器２から伸長した状態（図８Ｂから図８Ｄ）において、誤ってカメラモジュール１０を電子機器２の内部に押し込むような力が作用した場合であっても、その力がコイルバネ７０によって吸収されるため、そのような力が駆動装置１及び電子機器２に与える衝撃を緩和することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、コイルバネ９４が軸体６０の上端の円板６４とクラッチ部材９０の上面との間に配置されており、クラッチ部材９０がカメラモジュール１０に対してＺ方向に移動可能となっているので、ナット部材８０とクラッチ部材９０とが係合している状態でカメラモジュール１０を無理に回転させようとしても、駆動装置１が壊れにくい構造となっている。すなわち、ナット部材８０とクラッチ部材９０とが係合している状態でカメラモジュール１０を無理に回転させようとすると、コイルバネ９４による付勢の下でクラッチ部材９０がナット部材８０に対して＋Ｚ方向に移動してナット部材８０の上側係合片８５とクラッチ部材９０のクラッチ突起９２との係合が解除され、クラッチ部材９０がわずかに回転した後、コイルバネ９４の付勢によってクラッチ部材９０がナット部材８０に対して−Ｚ方向に移動してナット部材８０の上側係合片８５とクラッチ部材９０のクラッチ突起９２とが再び係合する。したがって、ナット部材８０や軸体６０に大きな回転力が作用することがなく、駆動装置１が壊れてしまうことを防止することができる。
【００５２】
上述した実施形態では、中空円筒部材５０の上端にガイド溝５３を形成し、このガイド溝５３に係合する係合部１３をカメラモジュール１０に設けた例を説明したが、周方向に沿って延びるガイド溝（第１のガイド溝）をカメラモジュール１０（被駆動部材）に形成し、このガイド溝に係合する係合部（第１の係合部）を中空円筒部材５０の外周側に設けてもよい。また、上述した実施形態では、本体３０の円筒部３２にガイド溝３３を形成し、このガイド溝３３に係合する突起５４を中空円筒部材５０に設けた例を説明したが、軸方向に延びるガイド溝（第２のガイド溝）を中空円筒部材５０の外周面に形成し、このガイド溝に係合する係合部（第２の係合部）を本体３０に設けてもよい。さらに、上述した実施形態では、クラッチ部材９０の外周面にガイド溝９１を形成し、このガイド溝９１に係合するレール１５をカメラモジュール１０に設けた例を説明したが、軸方向に延びるガイド溝（第３のガイド溝）をカメラモジュール１０（被駆動部材）に形成し、このガイド溝に係合する係合部（第３の係合部）をクラッチ部材９０の外周面に設けてもよい。
【００５３】
上述した実施形態の駆動装置１は、カメラモジュール１０などの被駆動部材の軸方向に沿った移動（伸縮）と軸周りの回転の両方を実現するものとして説明したが、被駆動部材の軸方向に沿った移動（伸縮）のみ又は軸周りの回転のみを行うように駆動装置１を構成することも可能である。
【００５４】
なお、本明細書において使用した用語「上」、「下」、「底」、その他の位置関係を示す用語は、図示した実施形態との関連において使用されているのであり、装置の相対的な位置関係によって変化するものである。
【００５５】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【００５６】
本出願は、２０１７年９月１４日に提出された日本国特許出願特願２０１７−１７６９０２に基づくものであり、当該出願の優先権を主張するものである。当該出願の開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、電子機器内の被駆動部材を駆動するための駆動装置に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００５８】
１    駆動装置
２    電子機器
１０    カメラモジュール（被駆動部材）
１２    本体部
１３    係合部（第１の係合部）
１４    接続部
１５    レール（第３の係合部）
２０    底部プレート
２１〜２３    歯車
３０    本体
３１    ベース部
３２    円筒部
３３    ガイド溝（第２のガイド溝）
４０    モータ
４１    回転軸
５０    中空円筒部材
５１，５２    フランジ
５３    ガイド溝（第１のガイド溝）
５４    突起（第２の係合部）
５６    底板部
５７    底部突起（第４の係合部）
５７Ａ  傾斜面
６０    軸体
６１    ネジ部
７０    コイルバネ（第１の付勢部材）
８０    ナット部材
８１    ネジ溝
８２    円筒部
８３    バネ片
８４    下側係合片（第５の係合部）
８４Ａ  傾斜面
８５    上側係合片（第７の係合部）
８５Ａ  傾斜面
９０    クラッチ部材
９１    ガイド溝（第３のガイド溝）
９２    クラッチ突起（第６の係合部）
９２Ａ  傾斜面
９４    コイルバネ（第２の付勢部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【国際調査報告】
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