(57)【要約】【課題】極小ネジ送り装置のかみ合い精度を高めると共に、剛性に優れ、しかも安定した摺動性能を有する極小ネジ送り装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】小型載の駆動源Ｍに連動するリードスクリュー１と、該リードスクリュー１に沿って移動自在に装着された送り駒２とを設ける。該送り駒２に位置調整部材Ｐを固定する。該位置調整部材Ｐをリードスクリュー１に沿って位置調整する極小ネジ送り装置を設ける。リードスクリュー１は、直径0.5〜2.0mmのステンレスをピッチ0.1〜0.5mmに研削加工された長ボルトが使用される。送り駒２として含油メタル製のナットを使用する。この送り駒２は、厚み0.5〜2.0mmのナットで設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小型の駆動源に連動するリードスクリューと、該リードスクリューに沿って移動自在に装着された送り駒とからなり、該送り駒に位置調整部材を固定し、該位置調整部材をリードスクリューに沿って位置調整する極小ネジ送り装置において、送り駒として含油メタル製のナットを使用したことを特徴とする極小ネジ送り装置。
【請求項２】
前記リードスクリューは、直径0.5〜2.0mmのステンレス材を、ピッチ0.1〜0.5mmに研削加工して設けられ、このリードスクリューに装着する前記送り駒は、厚み0.5〜2.0mmのナットで設けられた請求項１記載の極小ネジ送り装置。
【請求項３】
前記リードスクリューは、焼入れ後のステンレス材にて研削加工された請求項１又は２記載の極小ネジ送り装置。
【請求項４】
前記位置調整部材は、デジタルカメラ又は携帯電話器用カメラのフォーカスレンズ又はズームレンズとする請求項１乃至３いずれか記載の極小ネジ送り装置。
【請求項５】
小型の駆動源に連動するリードスクリューと、該リードスクリューに沿って移動自在に装着された送り駒とからなり、該送り駒に位置調整部材を固定し、該位置調整部材をリードスクリューに沿って位置調整する極小ネジ送り装置の製造方法において、直径0.5〜2.0mmのステンレス製材を、研削加工によりピッチ0.1〜0.5mmのリードスクリューに製作すると共に、該リードスクリューと同径の工具用棒材を焼入れ後、リードスクリューの研削加工と同じ研削加工によってリードスクリューと同ピッチのタップを製作し、該タップで厚み0.5〜2.0mmの板状の含油製材に雌ネジを開穿してナット状の送り駒を形成し、該送り駒を前記リードスクリューに装着することを特徴とする極小ネジ送り装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばデジタルカメラや携帯電話器用カメラなどに用いられている極めて小さなフォーカスレンズ等を移動調整する際に使用するのに好適な極小ネジ送り装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラのフォーカスレンズ等を調整する際に、ネジ送り装置が用いられている。このネジ送り装置は、ステッピンモーターで長ボルトを回転駆動させるリードスクリューと、該リードスクリューに沿って移動自在に装着されたナットを送り駒とし、この送り駒にフォーカスレンズ等を固定することでフォーカスレンズの位置を調整するものである。
【０００３】
ところが、カメラがデジタル化され、あるいは携帯電話器に装着されるカメラなどのように、機器の精密化や小型化が進むにつれて、極小サイズで精度の高いネジ送り装置が求められている。例えば、これらのカメラで使用されるネジ送り装置のリードスクリューは、直径0.5〜2.0mm、ピッチ0.1〜0.5mm程度のものが必要とされ、このリードスクリューに装着するナットは、その厚みを0.5〜2.0mm程度の厚みに形成して送り駒としている。本発明では特に、この極小サイズのネジ送り装置を一般サイズのネジ送り装置と区別するために、便宜上、極小ネジ送り装置と称するものである。
【０００４】
一方、特許文献１に、精度の高いネジ送り装置が記載されている。このネジ送り装置によると、リードスクリューの振れや偏芯を防止するために、送り駒の周囲に回転と摺動が可能な軸を設け、リードスクリューの振れや偏芯が生じた際に、送り駒の位置を、リードスクリューの振れや偏芯に追従させる機構である。
【特許文献１】特開２００４−２７９６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたネジ送り装置は、送り駒とするナットの周囲に、リードスクリューの振れや偏芯に追従する軸を設けた構成になっているので、厚みが0.5〜2.0mm程度のナットに、この種の軸を設けることは、技術的に困難である。したがって、特許文献１に記載されたネジ送り装置を、本発明の極小ネジ送り装置に用いることはできない。
【０００６】
また、従来使用されている極小ネジ送り装置では、極小サイズのボルトとナットを使用しているので、ネジの有効径やフランク面角度、ピッチ誤差により、ボルトとナットのかみ合いの不具合が生じ易いものであった。例えば、ボルトとナットのかみ合いがゆるい場合はバックラッシュが生じ、フォーカスレンズ等の位置決め精度が低下する。また、かみ合いがきつい場合、送り駒の摺動性が悪くなるので、やはり位置決め精度が低下する。しかも、かみ合いがきついと、ステッピングモーター等の駆動源への負担が大きくなり、他のトラブルの原因にもなりかねない。
【０００７】
リードスクリューとのかみ合い精度の高い極小のナットを製作するには、極小のタップによる雌ねじ部の切削加工が必要になる。ところが、この極小タップの雄ネジを極小ボルトの雄ネジに合わせて製作することが極めて困難な作業になっている。すなわち、当業者の常識では、ねじの回転を円滑にするためには必ず遊びが必要なため、この極小ボルトの雄ネジに合う雌ネジを製作する場合、極小タップの雄ネジを極小ボルトの雄ネジよりも僅かに大きくして雌ネジに遊びが生じるように製作しており、この遊びの調整が極めて困難な作業になっている（図４参照）。
【０００８】
このように、極小ナットの雌ネジに遊びを設ける作業が極めて困難なことから、前述のような、かみ合い精度による不具合が多発していたものである。このため、極小のナットを実際に製作する場合、リン青銅又は黄銅などの柔らかい材質でナットを製作し、かみ合い部分にグリースを塗布することで、かみ合い精度が多少ばらついたとしても、この種の不具合をできるだけ少なくしようとしていた。ただし、この場合でも、グリースの量が少ないと摺動性が悪くなり、また、グリースの量が多いと、かみ合い部分からグリースが飛散してフォーカスレンズ等を汚してしまうなどといった新たな不都合が生じていた。
【０００９】
また、極小ネジ送り装置の精度を高めるには、前述のように、かみ合い精度が極めて重要であるが、さらに、リードスクリューに使用する極小のボルトは、位置調整部材の荷重を支持する必要があるので、かみ合い精度と共に、高い剛性も求められる。しかしながら、これまでの転造や切削などで製作されたボルトでは、極小のリードスクリューとして使用する際の剛性にも欠けるものであった。
【００１０】
そこで本発明は、上述の課題を解消すべく創出されたもので、極小ネジ送り装置のかみ合い精度を高めると共に、剛性に優れ、しかも安定した摺動性能を有する極小ネジ送り装置及びその製造方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の手段は、小型の駆動源Ｍに連動するリードスクリュー１と、該リードスクリュー１に沿って移動自在に装着された送り駒２とからなり、該送り駒２に位置調整部材Ｐを固定し、該位置調整部材Ｐをリードスクリュー１に沿って位置調整する極小ネジ送り装置において、送り駒２として含油メタル製のナットを使用したことにある。
【００１２】
第２の手段の前記リードスクリュー１は、直径0.5〜2.0mmのステンレス材を、ピッチ0.1〜0.5mmに研削加工して設けられ、このリードスクリュー１に装着する前記送り駒２は、厚み0.5〜2.0mmのナットで設けられたものである。
【００１３】
第３の手段の前記リードスクリュー１は、焼入れ後のステンレス材にて研削加工されている。
【００１４】
第４の手段の前記位置調整部材Ｐは、デジタルカメラ又は携帯電話器用カメラのフォーカスレンズ又はズームレンズとする。
【００１５】
第５の手段は、小型の駆動源Ｍに連動するリードスクリュー１と、該リードスクリュー１に沿って移動自在に装着された送り駒２とからなり、該送り駒２に位置調整部材Ｐを固定し、該位置調整部材Ｐをリードスクリュー１に沿って位置調整する極小ネジ送り装置の製造方法において、研削加工によりステンレス製材を直径0.5〜2.0mm、ピッチ0.1〜0.5mmのリードスクリュー１に製作すると共に、該リードスクリューと同径の工具用棒材を焼入れ後、リードスクリュー１の研削加工と同じ研削加工によってリードスクリュー１と同ピッチのタップ１０を製作し、該タップ１０で厚み0.5〜2.0mmの板状の含油製材２０に雌ネジ２Ａを開穿してナット状の送り駒２を形成し、該送り駒２を前記リードスクリュー１に装着することを課題解消のための手段とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１、請求項５によると、送り駒２として含油メタル製のナットを使用したことで、極小ネジ送り装置のかみ合い精度を高めることができる。しかも、かみ合い部分にグリースを塗布せずとも、安定した摺動性能を有し、従来の極小ネジ送り装置のように、グリースがフォーカスレンズ等に飛散するなどの不具合も解消された。
【００１７】
請求項２により、リードスクリュー１として、ステンレス製に研削加工で雄ネジ１Ａを形成したリードスクリュー１を使用しているので、リードスクリュー１は剛性に優れたものになり、極小のリードスクリュー１でもフォーカスレンズ等の位置調整部材Ｐを強固に支持することができる。
【００１８】
請求項３により、焼入れ後のステンレス材でリードスクリュー１を研削加工すると、リードスクリュー１の径が1mmより細くすることが可能となり、駆動のためにある程度の長さが必要な場合に適したものになる。
【００１９】
請求項４によると、デジタルカメラや、携帯電話器に装着されるカメラなどで必要とされる極めて小さいサイズの極小ネジ送り装置として最適なものになる。
【００２０】
このように、本発明によると、極小ネジ送り装置のかみ合い精度を高めると共に、剛性に優れ、しかも安定した摺動性能を有するなどといったこれまでにない有益な種々の効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明装置の最良の形態は、リードスクリュー１として、直径0.5〜2.0mmのステンレス製材を、ピッチ0.1〜0.5mmに研削したもので、また、送り駒２として、厚み0.5〜2.0mmの含油メタル製のナットを使用することで、当初の目的を達成するものである。
【実施例】
【００２２】
次に、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。本発明装置は、デジタルカメラや携帯電話器に装着されるカメラなどで必要とされる極小サイズのネジ送り装置であり、ステッピングモーターやピエゾ方式等の小型の駆動源Ｍに連動するリードスクリュー１と、このリードスクリュー１の長手方向に沿って進退自在に装着された送り駒２とからなる。
【００２３】
リードスクリュー１は、直径0.5〜2.0mmのステンレス製材を研削して製作されるものであり、ピッチ0.1〜0.5mmに形成することで、デジタルカメラや携帯電話器に装着されるカメラなどのネジ送り装置として使用可能になる。したがって、直径1.0mm以上のリードスクリュー１を製作する場合、SUS303等のオーステナイト系のステンレス材をそのまま使用することが可能である。また、直径1.0mm以下のリードスクリュー１を製作する場合には、焼入れ後のステンレス製材を研削加工して形成することで、剛性の問題が解決される。この場合、例えば、SUS420J2等のマルテンサイト系ステンレス材が好適である。
【００２４】
送り駒２は、含油メタル製のナットを使用する。含油メタルとは、主に軸受け等に使用されている焼結含油製メタルで、金属粉を主成分とする多孔質焼結体に含油させたメタルをいう。本発明の送り駒２は、厚み0.5〜2.0mmのナットで設けられており、この送り駒２に位置調整部材Ｐを固定する（図１参照）。この位置調整部材Ｐとして、デジタルカメラ又は携帯電話器用カメラのフォーカスレンズやズームレンズなどが好適である。また、本発明サイズの極小ネジ送り装置に適合する他の精密機器の位置調整部材Ｐを固定することも可能である。
【００２５】
本発明製造方法は次の工程によるものである（図２参照）。まず、直径0.5〜2.0mmのステンレス製材を、研削加工によりピッチ0.1〜0.5mmのリードスクリュー１に製作する工程である（同図(イ) 、(ロ)参照）。この工程では、ボルトの一般的な研削方法として使用されるドレスツール３０と砥石４０を用いて、ステンレス製の棒材に雄ネジ１Ａを研削加工するものである。この際、焼入れ後のステンレス材を同様に研削加工してリードスクリュー１を製作することも可能である。
【００２６】
また、リードスクリューと同径の工具用棒材を焼入れした材料を用い、同じ研削工程により、リードスクリュー１と同ピッチのタップ１０を製作する（同図(ハ)参照）。図示例のタップ１０は、リードスクリュー１の先端を鋭利に形成すると共に、リードスクリュー１の長手方向に沿った複数本の溝を側面に設けたタップ１０が示されている。この結果、タップ１０は含油製材２０に雌ネジ２Ａを容易に開穿できるものになる。
【００２７】
次の工程では、リードスクリュー１と同寸法で同形状に製作されたタップ１０により、板状の含油製材２０に雌ネジ２Ａを開穿してナット状の送り駒２を形成する工程となる（同図(ニ)、(ホ) 参照）。この工程では、含油製材２０の母材として厚み0.5〜1.0mmの板状の焼結含油メタルが用いられる。
【００２８】
この焼結含油メタルは次のように製造される。すなわち、銅粉、鉄粉、すず粉の金属粉末にグラファイトを添加して混合した後、金型に充填し、成型プレスで圧縮する。この段階で厚み0.5〜1.0mmのナットとなる板体を成型する。そして、成型された多孔質の圧粉体を焼結炉に入れて焼結融着し、再び成型プレスにて外形寸法の精度を仕上げる。その後、大気圧以下に減圧された含油タンクに移し、多孔質の隙間全体に、毛細管現象により潤滑油を含侵させることで板状の焼結含油メタルが形成されるものである。
【００２９】
最後の工程は、送り駒２に前記リードスクリュー１をネジ止めする工程である。本発明では、表１に示す如く、かみ合い公差が狭くなり、極めて遊びの少ない状態になる（図３参照）。ところが、送り駒２の接触面には多数の気孔が存在すると共に、この気孔に潤滑油が含まれているので、極小ネジ送り装置として極めて良好なかみ合い状態になるものである。この結果、送り駒２に固定したフォーカスレンズ等の位置調整部材Ｐを極めて正確、且つ、スムーズに移動調整することが可能になる。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
尚、本発明の実施例として、デジタルカメラ又は携帯電話器用カメラのフォーカスレンズ若しくはズーム用レンズとして説明しているが、本発明のサイズに適応する各種精密機器にも使用可能であり、本発明の要旨を変更しない範囲での設計変更も自由である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明装置の使用例を示す平面図である。
【図２】本発明製造方法を示す工程図である。
【図３】本発明装置のかみ合い状態を示す要部断面図である。
【図４】従来装置のかみ合い状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
Ｍ  駆動源
Ｐ  位置調整部材
１  リードスクリュー
１Ａ  雄ネジ
２  送り駒
２Ａ  雌ネジ
１０  タップ
２０  含油製材
３０  ドレスツール
４０  砥石
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008216731.tif 000006
【図４】
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