(57)【要約】【課題】モータの駆動によりギア列から生じる異音が小さい光学機器を提供する。【解決手段】減速ギア２２，２３，２４を回転可能に支持する軸２２ａ，２３ａ，２４ａのみを、比重が高く、曲げ弾性率は通常のプラスチック材料と変わらないプラスチック材料によって形成する。これにより、駆動音の振動数を下げることができる。また、軸２２ａ，２３ａ，２４ａが固定されている駆動基板１０については、比重の低い通常のプラスチック材料を用いることにより、コストダウン、及び、軽量化を図ることができる。【選択図】図１
2006235131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータが発生する回転駆動力を被駆動部へ伝えるギアと、
前記ギアが回転可能に嵌合する軸部と、
を備え、
前記軸部は、比重の高い高比重樹脂材料により形成されていること、
を特徴とする光学機器。
【請求項２】
請求項１に記載の光学機器において、
前記高比重樹脂材料は、比重が４から１１の範囲内であること、
を特徴とする光学機器。
【請求項３】
請求項１に記載の光学機器において、
前記高比重樹脂材料は、比重が７から１１の範囲内であること、
を特徴とする光学機器。
【請求項４】
請求項１に記載の光学機器において、
前記高比重樹脂材料は、比重が１０から１１の範囲内であること、
を特徴とする光学機器。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光学機器において、
前記高比重樹脂材料は、プラスチック樹脂に、高比重の材料を混練したものであること、
を特徴とする光学機器。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光学機器において、
前記高比重樹脂材料は、曲げ弾性率が１９６０から１４７００ＭＰａの範囲内であること、
を特徴とする光学機器。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光学機器において、
前記軸部を支持する基板部は、比重が１から２の範囲内の材料により形成されていること、
を特徴とする光学機器。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の光学機器において、
前記高比重樹脂材料のプラスチック樹脂部分は、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリエーテルサルホン系、ポリフェニレンサルファイド系、ポリエーテルエーテルケトン系、ポリイミド系の材料の内のいずれかであること、
を特徴とする光学機器。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の光学機器において、
前記モータの通常の使用状態における回転数は、５０００から２５０００ｒｐｍの範囲内であること、
を特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ等の光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラ及びビデオ等は、その性格上、撮影するためにレンズを駆動したり、フィルム及びテープ等を給送したりする必要がある。この機構を達成するために、その駆動源としてモータが使用される。その回転力は、伝達系を経て最終端にあるレンズ駆動部等で適正な回転力として得られる。これを達成するために、モータからレンズ駆動部等の間にギア列（減速機構）が構成され、それを支持するため駆動基板も必要となる。通常、レンズ等を駆動すると前に示した駆動機構のあらゆる部分、具体的には、駆動基板のギア摺動部、モータ部、また各構造物の振動等により、感覚的に耳障りとなる異音（摺動音）が発生する。
【０００３】
これらの音は、カメラ及びビデオ等を静かな場所で使用している時、若干の起動音でも非常に大きく聴こえ、撮影者のみでなく周囲の人達にも多大な影響を与えるという問題があった。
また、ビデオカメラ、及び、デジタルカメラの動画撮影時の録音データにもこれらの音が録音されてしまうという問題があった。
【０００４】
部材の振動によって生じる騒音を静音化するために、例えば、特許文献１では、モータによって回転する回転多面鏡を覆うカバーにセラミックを充填剤として混合した合成樹脂を使用したり、金属製部材を一体に埋込成形したりすることにより、カバー全体の比重と剛性とを大きくし、高速回転する回転多面鏡から発生する風切音や、風切音によるカバーの振動音の静音化を図っている。
しかし、特許文献１に記載の手法では、金属製部材を一体に埋込成形するため、製造工程が複雑になるという問題があった。
また、金属材料を用いて精度の高い部品を製造することは容易ではなく、生産コストが高くなるという問題があった。
さらに、特許文献１に記載の手法は、風切音を発生する部分全体をカバーすることにより、静音化を図っているが、騒音の元となる振動が発生することに変わりがなく、カバーしていない部分から振動が外部に伝わり、騒音となることを防止することができないという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３３１９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、モータの駆動によりギア列から生じる異音が小さい光学機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、本発明の実施例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（Ｍ）と、前記モータが発生する回転駆動力を被駆動部へ伝えるギア（２２，２３，２４）と、前記ギアが回転可能に嵌合する軸部（２２ａ，２３ａ，２４ａ）と、を備え、前記軸部は、比重の高い高比重樹脂材料により形成されていること、を特徴とする光学機器である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光学機器において、前記高比重樹脂材料は、比重が４から１１の範囲内であること、を特徴とする光学機器である。
請求項３の発明は、請求項１に記載の光学機器において、前記高比重樹脂材料は、比重が７から１１の範囲内であること、を特徴とする光学機器である。
請求項４の発明は、請求項１に記載の光学機器において、前記高比重樹脂材料は、比重が１０から１１の範囲内であること、を特徴とする光学機器である。
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項に記載の光学機器において、前記高比重樹脂材料は、プラスチック樹脂に、高比重の材料を混練したものであること、を特徴とする光学機器である。
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項に記載の光学機器において、前記高比重樹脂材料は、曲げ弾性率が１９６０から１４７００ＭＰａの範囲内であること、を特徴とする光学機器である。
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項に記載の光学機器において、前記軸部（２２ａ，２３ａ，２４ａ）を支持する基板部（１０）は、比重が１から２の範囲内の材料により形成されていること、を特徴とする光学機器である。
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項に記載の光学機器において、前記高比重樹脂材料のプラスチック樹脂部分は、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリエーテルサルホン系、ポリフェニレンサルファイド系、ポリエーテルエーテルケトン系、ポリイミド系の材料の内のいずれかであること、を特徴とする光学機器である。
請求項９の発明は、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の光学機器において、前記モータ（Ｍ）の通常の使用状態における回転数は、５０００から２５０００ｒｐｍの範囲内であること、を特徴とする光学機器である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）軸部は、比重の高い高比重樹脂材料により形成されているので、軸部又は軸部を含む部材の固有振動数を下げることができる。したがって、軸部とギアとの間で発生する駆動音と、モータ自体又はギア同士のかみ合い部等から発生する駆動音とが、互いに増幅しあうことがないようにすることができる。また、固有振動数が変わることにより、駆動音の音質が変わり、耳障りではない音とすることができる。
【００１０】
（２）高比重樹脂材料は、比重が４から１１，７から１１，１０から１１の範囲内であるので、確実に固有振動数を下げることができる。
【００１１】
（３）高比重樹脂材料は、プラスチック樹脂に、高比重の材料を混練したものであるので、射出成形等の製造方法により軸部を精度よく安価に製造することができる。
【００１２】
（４）高比重樹脂材料は、曲げ弾性率が１９６０から１４７００ＭＰａの範囲内であるので、比重を高くすることにより確実に固有振動数を下げることができる。
【００１３】
（５）軸部を支持する基板部は、比重が１から２の範囲内の材料により形成されているので、安価、かつ、全体の重量増加を招くことなく、静音化を達成することができる。
【００１４】
（６）高比重樹脂材料のプラスチック樹脂部分は、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリエーテルサルホン系、ポリフェニレンサルファイド系、ポリエーテルエーテルケトン系、ポリイミド系の材料の内のいずれかであるので、成型加工を容易に行うことができ、軸部を精度よく安価に製造することができる。
【００１５】
（７）モータの通常の使用状態における回転数は、５０００から２５０００ｒｐｍの範囲内であるので、光学機器のモータにおいて常用される範囲の駆動音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
モータの駆動によりギア列から生じる異音を小さくするという目的を、ギアの回転中心に設けられた軸の材質を変更することにより実現した。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例１の光学機器の駆動部付近を示す断面図である。
本実施例における光学機器は、動画も撮影可能なデジタルカメラであって、以下に説明する駆動部は、レンズ鏡筒を駆動するレンズ駆動部である。
本実施例における駆動部は、モータＭ，駆動基板１０，ピニオンギア２１，減速ギア２２，２３，２４，出力ギア２５，基板蓋３０，本体４０，モータ固定ビス５１，駆動基板固定ビス５２，基板蓋固定ビス５３等を有している。
【００１８】
モータＭは、通電することにより回転駆動するモータであり、モータ固定ビス５１により駆動基板１０に固定されている。
本実施例におけるモータＭの通常の使用状態における回転数は、５０００から２５０００ｒｐｍの範囲内である。この範囲の回転数は、光学機器のモータにおいて常用される範囲であり、本発明では、このよく使用されるモータの回転数において、静音化を図っている。
駆動基板１０は、駆動部の土台となっているプラスチック製の基板部であり、駆動基板固定ビス５２により本体４０に固定されている。駆動基板１０は、ポリカーボネート系プラスチックにより成形され、その比重は１．３であり、曲げ弾性率３９２０ＭＰａ（４００ｋｇｆ／ｍｍ2 ）である。なお、通常使用されるエンジニアリングプラスチックの比重は、駆動基板１０のように、比重１から２の範囲内である。
駆動基板１０は、一面が開口された略直方体形状をしており、その開口部分は、基板蓋固定ビス５３を用いて基板蓋３０を固定することにより塞がれている。
【００１９】
駆動基板１０には、減速ギア２２，２３，２４が回転可能に嵌合する軸部である軸２２ａ，２３ａ，２４ａが設けられている。これら軸２２ａ，２３ａ，２４ａは、駆動基板１０とは異なる材料により形成されており、駆動基盤１０に対しては、２色成形を用いて駆動基板１０と一体的に形成されている。
軸２２ａ，２３ａ，２４ａには、ポリアミド系プラスチックにタングステンを混練し、比重を１０とした材料を使用した。なお、この軸２２ａ，２３ａ，２４ａを形成する材料の曲げ弾性率は、３９２０ＭＰａ（４００ｋｇｆ／ｍｍ2 ）であり、通常よく使用されるプラスチック材料の曲げ弾性率である１９６０から１４７００ＭＰａ（２００から１５００ｋｇｆ／ｍｍ2 ）の範囲内にある。
【００２０】
ピニオンギア２１は、モータＭの出力軸に圧入されており、減速ギア２２とかみ合っている。
減速ギア２２，２３，２４は、それぞれがかみ合い、ピニオンギア２１から得られた回転駆動力を減速して出力ギア２５へ伝える段ギアであり、それぞれが軸２２ａ，２３ａ，２４ａに対して回転可能に嵌合している。
出力ギア２５は、減速ギア２４とかみ合っており、減速ギア２２，２３，２４により減速されて伝えられたモータＭが発生した駆動力を出力軸２５ａから駆動部外に設けられた不図示の被駆動体へ伝えるギアである。
本体４０は、カメラ本体である。
【００２１】
ここで、軸２２ａ，２３ａ，２４ａに比重を１０とした材料を用いたことによる静音化の効果を確認するために、モータＭを実際に駆動して、発生する騒音を測定した。
また、比較のために、駆動基板１０を従来から使用されている材料であるポリカーボネート（比重１．３であって曲げ弾性率３９２０ＭＰａ（４００ｋｇｆ／ｍｍ2 ））により形成したもの（以下、現行品）について、他の条件を同一として発生する騒音を測定した。
【００２２】
図２は、現行品を基準として示した騒音の測定結果である。
軸２２ａ，２３ａ，２４ａに、比重を１０としたポリアミド系プラスチック材料を使用した結果、駆動音が４ｄＢＡ低減した。
この騒音低減の理由は、駆動基板１０の軸２２ａ，２３ａ，２４ａに、高比重材料を適用することにより、駆動基板１０の固有振動数をより低周波側へ移動することができ、これにより、モータＭの振動と互いに増幅しあうことがなくなったことによるところが大きい。
また、軸２２ａ，２３ａ，２４ａの比重をより最適な値として、お互いの振動が逆位相となるようにすれば、更なる静音化が可能である。
さらに、本実施例では、発生する振動の固有振動数がより低周波側へ移動していることから、数値に表れない感覚的な耳障り感も低減させている。人間の耳は、８００から５０００Ｈｚ程度の高い振動数の音について、特に耳障りに感じる傾向にあるが、本実施例によれば、音を感じることがあっても、耳障りではなかった。
【００２３】
本実施例では、通常よく使用されるプラスチック材料の曲げ弾性率を保ちながら比重の高い材料を用いることにより静音化を達成している。
しかし、これら軸２２ａ，２３ａ，２４ａに用いる材料の比重を高くしたとしても、同時に曲げ弾性率も高くなってしまうと、発生する振動の固有振動数を低周波側に移動させることができず、静音化の効果が期待できないことが、予備的実験により判明している。
したがって、静音化のためには、通常よく使用されるプラスチック材料の曲げ弾性率を保ちながら比重の高い材料を用いる必要がある。
また、本実施例では、軸２２ａ，２３ａ，２４ａのみに特殊な材料を用いているが、これらが固定されている駆動基板１０については、通常のプラスチック材料を用いているので、全体として安価に製造することができると共に、重量の増加も最小限に抑えることができる。
【００２４】
本実施例によれば、カメラ及びビデオ等の光学機器より発生する感覚的に耳障りとなる駆動音を抑えることができる。また、デジタルカメラ等における動画撮影時の録音データヘの影響もなくすことができ、非常に音の小さい性能の高いカメラ及びビデオを開発することができる。
【実施例２】
【００２５】
実施例２は、軸２２ａ，２３ａ，２４ａの素材を変更した点のみが、実施例１と異なるので、他の共通する部分の詳しい説明は、省略する。
実施例２の軸２２ａ，２３ａ，２４ａには、ポリアミド系プラスチックにタングステンを混練し、比重７とし、曲げ弾性率は、３９２０ＭＰａ（４００ｋｇｆ／ｍｍ2 ）とした材料を使用した。
その結果、駆動音が３ｄＢＡ低減した（図２）。
駆動音が低減した理論は、実施例１と同様である。
【実施例３】
【００２６】
実施例３は、軸２２ａ，２３ａ，２４ａの素材を変更した点のみが、実施例１と異なるので、他の共通する部分の詳しい説明は、省略する。
実施例３の軸２２ａ，２３ａ，２４ａには、ポリアミド系プラスチックにタングステンを混練し、比重４とし、曲げ弾性率は、３９２０ＭＰａ（４００ｋｇｆ／ｍｍ2 ）とした材料を使用した。
その結果、駆動音が４ｄＢＡ低減した（図２）。
駆動音が低減した理論は、実施例１と同様である。
【００２７】
実施例３は、実施例１，２と比べて、比重が小さい。比重が小さいということは、タングステンの割合を少なくすることができるので、軸２２ａ，２３ａ，２４ａをより安価、かつ、軽量にすることができる。そこで、さらに比重を小さくすることができるか否かを検証するために、軸２２ａ，２３ａ，２４ａに、ポリアミド系プラスチックにタングステンを混練し、比重３，曲げ弾性率は、３９２０ＭＰａ（４００ｋｇｆ／ｍｍ2 ）とした材料を使用した比較例１の駆動音を測定した（図２）。
【００２８】
以上の結果をまとめて示した図２から、比重を４以上とすることが、静音化のために望ましいといえる。ただし、比重が１１を超える材料は、プラスチックにタングステンを混練する割合が高くなりすぎ、必要な強度を確保できないことから、現実的には使用不可能であった。
よって、軸２２ａ，２３ａ，２４ａの比重を、４から１１の範囲内とすることが望ましいといえる。
そして、基本的には、比重を大きくするほど、静音化の効果が高くなる傾向にあるので、この比重を、７から１１の範囲内とすることがさらに望ましく、それよりも、１０から１１の範囲内とすることがより一層望ましいといえる。
【００２９】
ただし、図２の結果を見ると、実施例２の比重７の場合の方が、実施例３の比重４の場合よりも静音化の効果が低くなっている。これは、減速ギアと軸との摺動部分において発生する振動とその他の部位（モータ自体、減速ギア同士のかみ合い部分等）から発生する振動との関係により全体として測定される駆動音が増減することによるものである。すなわち、これらの駆動音が互いに干渉して打ち消しあう関係にあれば、全体の駆動音は大幅に減少し、互いに共振するようなことになると、全体の駆動音は大幅に増加してしまうことになるので、そのような振動数とならないように比重を設定するとよい。
【００３０】
（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。
例えば、各実施例において、軸２２ａ，２３ａ，２４ａは、ポリアミド系材料を用いた例を示したが、これに限らず、例えば、ポリカーボネート系、ポリエーテルサルホン系、ポリフェニレンサルファイド系、ポリエーテルエーテルケトン系、ポリイミド系の材料であってもよい。
【００３１】
また、各実施例において、軸２２ａ，２３ａ，２４ａは、駆動基板１０と共に２色成型により成型されている例を示したが、これに限らず、例えば、別々に製造した後に圧入したり、両端支持したり、ビス止めしたりする等、他の形態で支持、又は、固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例１の光学機器の駆動部付近を示す断面図である。
【図２】現行品を基準として示した騒音の測定結果である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  駆動基板
２１  ピニオンギア
２２，２３，２４  減速ギア
２２ａ，２３ａ，２４ａ  軸
２５  出力ギア
３０  基板蓋
４０  本体
５１  モータ固定ビス
５２  駆動基板固定ビス
５３  基板蓋固定ビス
Ｍ  モータ
【図１】
2006235131.tif 000003
【図２】
2006235131.tif 000004