(57)【要約】【課題】破損の可能性や耐久性に問題がなく、使用条件に制約を受けずに、しかも、コストを上げることなく静音化を実現するモータ駆動機構を提供する。【解決手段】モータ駆動機構１０は、モータ１１と、被駆動部の少なくとも一部を構成する構造体１２と、構造体１２に一体的に取り付けられる、もしくは一体成形されるギヤボックス１３と、モータ１１をギヤボックス１３に取り付ける取付部材１４と、ギヤボックス１３に収容され、モータ１１の駆動力を被駆動部に伝えるギヤ列等とを備え、取付部材１４の自由部１４１ａに、モータ１１と取付部材１４とからなる振動系の１次固有振動数の値を低下させる重り部材１６が設けられている。重り部材１６は、取付部材１４に貼付され、重量成分のみが影響するものであり、ここでは、低弾性高比重材が用いられ、取付部材１４に弾性を有して取り付けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
被駆動部の少なくとも一部を構成する構造体と、
前記構造体に一体的に取り付けられる、もしくは一体成形されるギヤボックスと、
前記モータを前記ギヤボックスに取り付ける取付部材と、
前記ギヤボックスに収容され、前記モータの駆動力を前記被駆動部に伝えるギヤ列と、
を備えるモータ駆動機構であって、
前記モータ及び／又は前記取付部材に取り付けられ、前記モータと前記取付部材とからなる振動系の１次固有振動数の値を低下させる固有値低下手段を備えること、
を特徴とするモータ駆動機構。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ駆動機構において、
前記取付部材は、前記モータの出力軸の軸受け部とは反対側の軸先端部を回転可能に支持する支持部を有すること、
を特徴とするモータ駆動機構。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のモータ駆動機構において、
前記固有値低下手段は、前記モータ及び／又前記取付部材に貼付される重量成分のみが影響する重り部材であること、
を特徴とするモータ駆動機構。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のモータ駆動機構において、
前記固有値低下手段は、前記モータ及び／又前記取付部材に貼付される低弾性高比重材の重り部材であること、
を特徴とするモータ駆動機構。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のモータ駆動機構において、
前記重り部材は、弾性を有して取り付けられること、
を特徴とするモータ駆動機構。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のモータ駆動機構において、
前記重り部材は、その重量が前記モータと前記取付部材の合計重量に対して、１０〜２０％となること、
を特徴とするモータ駆動機構。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のモータ駆動機構において、
前記重り部材は、その密度が４〜１１を有する成型材であること、
を特徴とするモータ駆動機構。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のモータ駆動機構において、
前記重り部材は、その弾性率が数百ＭＰａ程度の柔軟性を有する成型材であること、
を特徴とするモータ駆動機構。
【請求項９】
請求項１又は請求項２に記載のモータ駆動機構において、
前記固有値低下手段は、前記取付部材の曲げ部に形成された曲げ剛性を低下させる切欠き部であること、
を特徴とするモータ駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラのレンズ等を駆動するのに適したモータ駆動機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来のモータ駆動機構の一例を示す図である。
従来のモータ駆動機構２０は、モータ２１と、被駆動部の一部であるギヤ２８が設けられた構造体２２と、構造体２２に一体的に取り付けられ、モータ２１が取り付けられるギヤボックス２３と、ギヤボックス２３に収容され、モータ２１の駆動力をギヤ２８に伝えるギヤ列２７等とを備えている。
【０００３】
このように、モータを筐体に組み込んで、被駆動部をモータによって駆動する機器では、モータの駆動音や、動力伝達機構（例えば、ギヤ列）の駆動音などが筐体で増幅されて大きくなり、機器の騒音として問題となる。
この問題を解決するために、モータ付きのギヤボックスを、構造体に対して低剛性に取り付けることが提案されている（例えば、特許文献１）。しかし、低弾性材料は、強度が低く破損する可能性と耐久性に問題が残るため、使用条件に制約を受けると共に、一般材料に比べてコスト高である。
【特許文献１】特開２００４−２０５９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、破損の可能性や耐久性に問題がなく、使用条件に制約を受けずに、しかも、コストを上げることなく静音化を実現するモータ駆動機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、モータ（１１）と、被駆動部の少なくとも一部を構成する構造体（１２）と、前記構造体に一体的に取り付けられる、もしくは一体成形されるギヤボックス（１３）と、前記モータを前記ギヤボックスに取り付ける取付部材（１４）と、前記ギヤボックスに収容され、前記モータの駆動力を前記被駆動部に伝えるギヤ列と、を備えるモータ駆動機構であって、前記モータ及び／又は前記取付部材に取り付けられ、前記モータと前記取付部材とからなる振動系の１次固有振動数の値を低下させる固有値低下手段（１６）を備えること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項２の発明は、請求項１に記載のモータ駆動機構において、前記取付部材は、前記モータの出力軸の軸受け部（１４３）とは反対側の軸先端部を回転可能に支持する支持部（１４４）を有すること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のモータ駆動機構において、前記固有値低下手段は、前記モータ及び／又前記取付部材に貼付される重量成分のみが影響する重り部材であること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のモータ駆動機構において、前記固有値低下手段は、前記モータ及び／又前記取付部材に貼付される低弾性高比重材の重り部材であること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のモータ駆動機構において、前記重り部材は、弾性を有して取り付けられること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のモータ駆動機構において、前記重り部材は、その重量が前記モータと前記取付部材の合計重量に対して、１０〜２０％となること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のモータ駆動機構において、前記重り部材は、その密度が４〜１１を有する成型材であること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のモータ駆動機構において、前記重り部材は、その弾性率が数百ＭＰａ程度の柔軟性を有する成型材であること、を特徴とするモータ駆動機構である。
請求項９の発明は、請求項１又は請求項２に記載のモータ駆動機構において、前記固有値低下手段は、前記取付部材の曲げ部に形成された曲げ剛性を低下させる切欠き部（１４５ａ）であること、を特徴とするモータ駆動機構である。
【発明の効果】
【０００６】
以上説明したように、本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）モータと取付部材とからなる振動系の１次固有振動数の値を低下させる固有値低下手段を備えるので、モータと取付部材の剛性を下げずに、１次固有値を下げることができ、振動伝達を少なくして、静音化を図ることができる。
例えば、固有値低下手段として、重量成分のみが影響する、低弾性高比重材の重り部材を、取付部材に貼り付けることにより、共振周波数の決定要素である密度を上げることができ、しかも、調整が重り部材の重量を変更することで可能となり、取付部材などの形状変更を必要としない。
（２）また、モータに低弾性高比重材の重り部材を貼り付けることで、振動源であるモータの振動を低減することが可能となり、１次固有値を下げることと、振動源の振動を減らすことが同時に可能となる。この場合も、モータの特性に合わせて、重り部材の重量を調整することで簡単に行える。
（３）さらに、取付部材の曲げ部に曲げ剛性を低下させる切欠き部を形成することで、共振周波数の決定要素である曲げ剛性を下げることができ、振動伝達を少なくして、静音化を図ることができる。
（４）取付部材として、モータの出力軸の軸受け部とは反対側の軸先端部を回転可能に支持する支持部を有するものにも、低弾性高比重材の重り部材を貼り付けることが、静音化のために有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、破損の可能性や耐久性に問題がなく、使用条件に制約を受けずに、しかも、コストを上げることなく静音化を実現するという目的を、取付部材の自由部やモータのケースに、低弾性高比重材の重り部材を貼り付けることによって実現する。
【実施例１】
【０００８】
以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明によるモータ駆動機構の実施例１を示す斜視図、図２は、実施例１に係るモータ駆動機構のモータ及び取付部材を示す斜視図である。
実施例１のモータ駆動機構１０は、モータ１１と、被駆動部の少なくとも一部を構成する構造体１２と、構造体１２に一体的に取り付けられる、もしくは一体成形されるギヤボックス１３と、モータ１１をギヤボックス１３に取り付ける取付部材１４と、ギヤボックス１３に収容され、モータ１１の駆動力を被駆動部に伝えるギヤ列（不図示）等とを備えている。取付部材１４は、３本の固定ねじ１５でギヤボックス１３に固定されている。
【０００９】
図３、図４は、実施例１に係るモータ駆動機構のモータ及び取付部材を説明する図である。
図３に示すように、モータ取付部（モータ１１と取付部材１４）を１つの構造物とすると、その剛性値を最適化するためには、（１）シミュレーションによる形状の決定作業、（２）実物での確認作業、の繰り返しを必要とする。
特に、ギヤボックス１３と一体的に、前記モータ取付部を構成すると、形状の複雑さから計算値と実際がなかなか合致せず、また、共振点の数が多くなり、振動の伝達を減少させることによる静音化は難しくなる。
実施例１のモータ駆動機構１０は、モータ１１を取付部材１４に固定し、その取付部材１４をギヤボックス１３に３本の固定ねじ１５で固定するので、比較的簡単で剛性の最適化を図るのに適した構造である。
この場合に、取付部材１４のボックス取付部１４１の幅ｂ、長さＬ１、厚さｔ、モータ取付部１４２の長さＬ２、そして、ボックス取付部１４１の固定部１４１ａの長さＬ１ａ、自由部１４１ｂの長さＬ１ｂにより剛性値が計算される。
【００１０】
ここで、計算される前記モータ取付部の振動系の１次固有振動数の値（１次固有値）がモータ１１の回転周波数よりも小さくなるように、各部寸法を決定する。
１次固有値を小さくするために、取付部材１４の厚さｔを小さくするか、又は、取付部材１４の自由部１４０ｂの長さＬ１ｂを長くすることで、モータ１１の位置が振動の方向に振れやすくなり、モータ１１の出力軸（モータシャフト）に付けられた第１ギヤと、ギヤ列の第２ギヤとの噛み合わせが大きく変化してしまい、逆に、振動又は音の発生を招いてしまうことになる。
また、モータ１１の位置の変化を小さくするためには、厚さｔを大きくして剛性をあげなくてはならず、１次固有値を小さくすることに反してしまう。
一方、モータ１１の回転数を低くして駆動する場合には、１次固有値を下げなくてはならず、なおさら難しくなる。
【００１１】
図４に示すように、取付部材１４の自由部１４１ａの先端にモータ１１が集中荷重としてかかった「片持ちはり」のモデルを考えると、共振周波数ｆは、次式で与えられる。なお、図４中、矢印Ａは、モータ１１の位置変化を示している。
ｆ∝ｔ√（Ｅ／ρ）      ・・・（１）
ただし、Ｅ：曲げ剛性、ρ：密度である。
【００１２】
図５は、実施例１に係るモータ駆動機構のモータ及び取付部材の周波数特性を示す図である。
共振周波数ｆを、モータ１１の回転周波数ｆｎより下げることが振動伝達を少なくし音の発生を小さくするのに有効である。
しかし、（１）回転周波数ｆｎは、駆動負荷により変動する、(２)固定条件や形状により計算で求めた剛性と実際の剛性がうまく一致しない、（３）モータ１１により高周波の出方が異なる、などの理由で固定位置の変更、材質の変更、構造の変更、モータの変更などを行い、周波数を合わせる必要があり、開発期間の長期化と開発費の増加をまねいていた。
【００１３】
そこで、実施例１では、図２に示すように、実施例１のモータ駆動機構１０は、取付部材１４の自由部１４１ａに、モータ１１と取付部材１４とからなる振動系の１次固有振動数の値を低下させる重り部材（固有値低下手段）１６が設けられている。つまり、実施例１では、式（１）のρ（密度）を大きくして、ｆ（１次固有値）を低下させるようにしたものである。
この重り部材１６は、取付部材１４に低弾性高比重材を貼り付けるので、取付部材１４に弾性成分の影響がなく、重量成分のみが影響する。重り部材１６の形状は、成型できれば、任意の形状のものが使用可能である。また、この高比重材の比重は、４〜１１程度の間で調整可能である。
さらに、重り部材１６は、取付部材１４に弾性のある接着剤などで、弾性を有して取り付けられている。
【００１４】
重り部材１６は、その重量がモータ１１と取付部材１４の合計重量に対して、１０〜２０％となることが好ましい。これは、振動体に付加して振動エネルギーを吸収する動吸振器のモデルを考えると、通常、付加体の重量の最適値が、０．１から０．２であるからである。
【００１５】
また、重り部材１６は、その密度が４〜１１を有する成型材であることが好ましい。例えば、モータ１１を５ｇｆ前後とし、重り部材１６を板状の重りとすると、形状は、５ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍであり、０．５×１×０．１＝０．０５ｃｍ3となる。５ｇｆのモータ１１の１０〜２０％とすると、０．５〜１ｇ程度であり、比重が１０とすると、重り部材１６の重さは、０．０５×１０＝０．５ｇｆである。
【００１６】
重り部材１６は、その剛性が硬質ゴム以下で調整可能であり、その弾性率が数百ＭＰａ程度の柔軟性を有する成型材であることが好ましい。例えば、軟質エラストマーの弾性は、数１０ＭＰａ以下であり、硬質ゴムは、それ以下である。通常、プラスチック材の曲げ弾性率は、２０００ＭＰａ以上であり、その１０％で２００ＭＰａとなり、これ以下であれば、全体の曲げ剛性に影響が少ないからである。
【００１７】
実施例１によれば、以下のような種々の効果がある。
（１）取付部材１４の自由部１４１ａに、低弾性高比重材の重り部材１６を貼り付ける構造としたので、取付部材１４の剛性を下げずに、１次固有値を下げることができ、振動伝達を少なくして、静音化を図ることができる。
（２）低弾性高比重材の重り部材１６を貼り付けるので、取付部材１４には重量成分のみが影響し、共振周波数の決定要素である密度を上げることができ、しかも、重り部材１６の重量を変更することで調整が可能となり、取付部材１４の形状変更を必要としない。
（３）ギヤボックスのモータ取付部、あるいは、取付部材１４の形状を変更することなく、これらの１次固有値を、モータ１１の回転周波数より小さく設定することが容易にでき、しかも、低コストで実現可能となる。
【実施例２】
【００１８】
図６は、本発明によるモータ駆動機構の実施例２を示す図である。
なお、以下に示す各実施例では、前述した実施例１と同様な機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に統一した符号を付して、重複する説明や図面を適宜省略する。
実施例２のモータ駆動機構１０Ｂでは、取付部材１４Ｂは、モータ１１の出力軸（モータシャフト）１１ａの軸受け部１４３とは反対側の軸先端部を回転可能に支持する支持部１４４を備えている。
この取付部材１４Ｂの場合にも、低弾性高比重材の重り部材１６を貼り付ける構造としたので、取付部材１４Ｂの剛性を下げずに、１次固有値を下げることができる。モータシャフト１１ａの先端受けとなる支持部１４４があることで、モータシャフトのあばれ（振りまわり）をおさえることが可能であるが、取付部材１４Ｂがモータシャフトの回転により発生する振動等で加振されてしまう。従って、重り部材１６で、この部分の共振点を下げている。
【実施例３】
【００１９】
図７は、本発明によるモータ駆動機構の実施例３を示す図である。
実施例３のモータ駆動機構１０Ｂは、低弾性高比重材の重り部材１６Ｃ（１６Ｃ−１，１６Ｃ−２）を、モータ１１Ｃ（１１Ｃ−１，１１Ｃ−２）のケースに貼り付けたものである。
実施例３では、モータ１１Ｃのケースに、低弾性高比重材の重り部材１６Ｃを貼り付けることで、振動源であるモータの振動を低減することが可能となり、１次固有値を下げることと、振動源の振動を減らすことが同時に可能となる。この場合も、モータの特性に合わせて、重り部材１６Ｃの重量を変えて、比重を調整することが簡単に行える。
また、重り部材１６Ｃは、剛性が硬質ゴム以下であるので、図７（ｂ）に示すように、モータ１１Ｃ−２に平坦部がある場合はもとより、図７（ａ）に示すように、モータ１１Ｃ−１が円筒状でも、貼り付けることが可能である。
さらに、貼り付け場所については、モータの磁石が内側部分にあるのに対して、モータの外側に貼り付けることで効果が得られる。この理由は、モータのケースの振動が大きい部位が磁石の貼り付けられていない部分であるからである。
【実施例４】
【００２０】
図８は、本発明によるモータ駆動機構の実施例４を示す図である。
実施例４のモータ駆動機構１０Ｄは、取付部材１４Ｄの直角曲げ部１４５に曲げ剛性を低下させる切欠き部（固有値低下手段）１４５ａが形成されている。つまり、実施例４では、上述した式（１）のＥ（曲げ剛性）を、小さくするようにしたものである。
実施例４では、剛性値の調整は、切欠き部１４５ａの切り込みの幅ｅと、切り込み深さｄで行うことができる。
取付部材１４Ｄにおいても、自由部１４２の剛性は、モータ１１の位置変化が許容値内となるように、板厚ｔを決めることが可能となる。
【００２１】
（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）重り部材は、取付部材又はモータのケースに貼り付けた例で説明したが、両方に貼り付けてもよい。
（２）重り部材を貼り付けると共に、実施例４の切欠き部を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるモータ駆動機構の実施例１を示す斜視図である。
【図２】実施例１に係るモータ駆動機構のモータ及び取付部材を示す斜視図である。
【図３】実施例１に係るモータ駆動機構のモータ及び取付部材を説明する図である。
【図４】実施例１に係るモータ駆動機構のモータ及び取付部材を説明する図である。
【図５】実施例１に係るモータ駆動機構のモータ及び取付部材の周波数特性を示す図である
【図６】本発明によるモータ駆動機構の実施例２を示す斜視図である。
【図７】本発明によるモータ駆動機構の実施例３を示す斜視図である。
【図８】本発明によるモータ駆動機構の実施例４を示す斜視図である。
【図９】従来のモータ駆動機構の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  モータ駆動機構
１１  モータ
１２  構造体
１３  ギヤボックス
１４  取付部材
１４５ａ  切欠き部
１５  固定ねじ
１６  重り部材
【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８】
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【図９】
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