CN1976174B - 齿轮传动步进电动机及使用该电动机的通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明通过采用步进电动机部(11)，可在不使用光电传感器等旋转角度传感器等的情况下进行正确的旋转角度控制。再者，通过将步进电动机部(11)和行星齿轮减速部(31)在框体(30)内并列设置，可实现小型化且可节省空间，可促进移动通信设备等的小型化。另外，设在步进电动机部(11)的旋转轴(16)上的第一正齿轮(50)和设在行星齿轮减速部(31)的旋转轴(32a)上的第二正齿轮(51)由减速二级正齿轮(53)连接，由此，除行星齿轮减速部(31)以外的部分也可进行减速，可减小行星齿轮减速部(31)内的减速级数或减速比，可实现小型化。

Description

齿轮传动步进电动机及使用该电动机的通信设备
技术领域
本发明涉及一种用于对移动通信装置、尤其是带摄像头手机和PDA(个人数字助理：Personal Digital Assistance)的电动铰链或摄像头旋转部进行驱动的小型的齿轮传动步进电动机及使用该电动机的通信设备。
背景技术
一直以来，作为用于驱动带摄像头手机的摄像头旋转部的齿轮传动电动机有日本专利特开2004-320782号公报所公开的装置。在该公报所记载的齿轮传动电动机中，在直流电动机部上连接行星齿轮，电动机部的驱动轴与从壳体伸出的输出轴配置在同一直线上。由此，构成细长的齿轮传动电动机。并且，为了能用手转动摄像头旋转部，摄像头旋转部与齿轮传动电动机的输出轴不直接连接，而是通过半球状的凹部与凸部嵌合来进行连接。因此，在通过电动使摄像头旋转部旋转时，摄像头旋转部在半球状的凹凸嵌合的状态下旋转。而在用手转动摄像头旋转部时，使凸部依次嵌入相邻的凹部内，从而可将摄像头旋转部一档一档地转动。
专利文献1：日本专利特开2004-320782号公报
专利文献2：日本专利特开2004-194267号公报
但是，需要附加传感器和转矩限制器以在通过上述直流电动机部使摄像头旋转部在任意角度停止时，用于检测电动机部的旋转角度，结果是导致齿轮传动电动机大型化。因此，这样会阻碍节省空间，对要求小型化的移动通信设备等来说不利。再者，由于电动机部的驱动轴与从壳体伸出的输出轴配置在同一直线上，故齿轮传动电动机自身变长，在想使移动通信设备尤其是手机的宽度尺寸变短时成为障碍。
发明内容
本发明涉及一种可实现小型化且可节省空间、可促进预定装入的设备的小型化的齿轮传动步进电动机及使用该电动机的通信设备。
本发明的齿轮传动步进电动机，其特征在于，包括：从一端延伸的旋转轴以规定角度步进的步进电动机部；具有相对于步进电动机部的旋转轴的旋转轴线并列设置的旋转轴线的行星齿轮减速部；连接设在步进电动机部的旋转轴上的第一正齿轮和设在行星齿轮减速部的旋转轴上的第二正齿轮的减速二级正齿轮；以及将步进电动机部和行星齿轮减速部并列设置地收容的框体，所述行星齿轮减速部在所述行星齿轮减速部的旋转轴线上具有：从设有行星齿轮的托架朝着与所述步进电动机的所述旋转轴平行的方向延伸的太阳轴、以及从固定在所述框体上的轴承朝着与所述步进电动机的所述旋转轴平行的方向突出的输出轴。
该齿轮传动步进电动机由步进电动机部和行星齿轮减速部的组合构成，通过采用步进电动机部，可在不使用光电传感器等旋转角度传感器和转矩限制器等的情况下进行正确的旋转角度控制。再者，相对于步进电动机部的旋转轴的旋转轴线，将行星齿轮减速部的旋转轴线并列设置，将步进电动机部和行星齿轮减速部在框体内并列设置，由此，可实现小型化且可节省空间，可促进预定装入的设备(移动通信设备等)的小型化。另外，设在步进电动机部的旋转轴上的第一正齿轮和设在行星齿轮减速部的旋转轴上的第二正齿轮由减速二级正齿轮连接，由此，也可通过减速二级正齿轮进行减速，可减小行星齿轮减速部内的减速级数或减速比，可实现小型化。
另外，优选的是步进电动机部的壳体形成为细长形，在该壳体的行星齿轮减速部侧及与其相对的一侧设有矩形的开口部，壳体的外壁以架设于开口部之间的形式形成为圆弧状，在框体上，与行星齿轮减速部侧相对的一侧的开口部对应地设有缺口部。
这样，在细长形的壳体上，在行星齿轮减速部侧设有矩形的开口部，故壳体可容易地将行星齿轮减速部侧缩短，可使步进电动机部靠近行星齿轮减速部。另外，在细长形的壳体上，在与行星齿轮减速部侧相对的一侧也设有矩形的开口部，故壳体可容易地将与行星齿轮减速部侧相对的一侧缩短，可缩短齿轮传动步进电动机在步进电动机部与行星齿轮减速部的并列设置方向上的全长。因此，由于采用这种具有开口部的步进电动机部，可实现齿轮传动步进电动机的小型化。再者，通过设在框体上的缺口部，框体可容易地缩短与行星齿轮减速部侧相对的一侧，从而可缩短框体在步进电动机部与行星齿轮减速部的并列设置方向上的全长，可实现齿轮传动步进电动机的小型化。
本发明的通信设备，其特征在于，包括：上述齿轮传动步进电动机、以及摄像头旋转部，通过齿轮传动步进电动机使摄像头旋转部旋转。这样，由于具有小型的齿轮传动步进电动机，故可促进通信设备的小型化。
本发明的通信设备，其特征在于，包括：上述齿轮传动步进电动机、以及可通过铰链部进行开闭动作地连接的本体，通过齿轮传动步进电动机使本体开闭。这样，由于具有小型的齿轮传动步进电动机，故可促进通信设备的小型化。
采用本发明，可实现小型化且可节省空间，可促进预定装入的设备的小型化。
附图说明
图1是表示应用了本发明的齿轮传动步进电动机的手机的立体图。
图2是表示本发明的齿轮传动步进电动机的一个实施例的立体图。
图3是图2所示的齿轮传动步进电动机的剖视图。
图4是表示齿轮传动步进电动机所使用的齿轮组的俯视图。
图5是本发明的齿轮传动步进电动机的立体图。
图6是齿轮传动步进电动机的俯视图。
(元件符号说明)
1带摄像头手机     10齿轮传动步进电动机
11步进电动机部    14、24壳体
16旋转轴          30框体
31行星齿轮减速部  32a旋转轴
50第一正齿轮      51第二正齿轮
53减速二级正齿轮            60a、60b、61a、61b开口部
63缺口部                    L1、L2旋转轴线
P行星齿轮减速部侧           R与行星齿轮减速部侧相对的一侧
具体实施方式
下面参照附图对本发明的齿轮传动步进电动机的较佳实施例进行详细说明。
如图1所示，带摄像头手机1中，操作部本体2和显示器本体3通过铰链部4可进行开闭动作地连接。并且，在显示器本体3上设有可旋转的摄像头旋转部5。在该摄像头旋转部5内收容有透镜等光学***、CMOS和CCD等摄像元件。另外，有时也在摄像头旋转部5上组装光圈装置、快门装置。该摄像头旋转部5通过小型的齿轮传动步进电动机10在规定角度范围内旋转。并且，摄像头旋转部5可利用向齿轮传动步进电动机10供给的脉冲电流在任意角度停止。再者，在铰链部4上也设有用于电动驱动显示器本体3的小型的齿轮传动步进电动机10。另外，这种摄像头旋转部5除可应用在手机上外，还可应用在移动通信装置、例如PDA(个人数字助理：Personal Digital Assistance)上。
如图2及图3所示，齿轮传动步进电动机10具有直径约为5～10mm左右的小型的PM型步进电动机部11，该步进电动机部11由层叠的A相叠片12和B相叠片22构成。A相叠片12具有构成磁轭的细长形的金属壳体14。在该壳体14内收容有被交替地磁化为N极和S极的多极转子，在转子上固定有在旋转轴线L1上延伸的旋转轴16。
在A相叠片12侧，在转子的周围交替地配置有从外侧向内侧延伸的磁极齿和从内侧向外侧延伸的磁极齿，转子以与磁极齿的间距相同的间距被磁化。再者，在磁极齿的周围配置有卷绕在卷筒上的线圈17，该线圈17与固定在壳体14上的端子座18的各端子18a连接。
同样地，B相叠片22具有构成磁轭的细长形的金属壳体24。在该壳体24内收容有被交替地磁化为N极和S极的多极转子，在转子上固定有旋转轴16。在B相叠片22侧，在转子的周围交替地配置有从外侧向内侧延伸的磁极齿和从内侧向外侧延伸的磁极齿，转子以与磁极齿的间距相同的间距被磁化。
再者，在磁极齿的周围配置有卷绕在卷筒上的线圈27，该线圈27与固定在壳体24上的端子座28的各端子28a连接。另外，相对于A相叠片12侧的磁极齿，B相叠片22侧的磁极齿错开1/4间距。
如此构成的步进电动机部11收容在树脂制的框体30内，如图3及图4所示，在框体30内收容有与步进电动机部11并列设置的行星齿轮减速部31。该行星齿轮减速部31具有位于与步进电动机部11的旋转轴线L1并列设置的旋转轴线L2上的第一级太阳轴32。该太阳轴32设有位于旋转轴线L2上的旋转轴32a，该旋转轴32a***在框体30上设置的轴承凹部30a内。
在该第一级太阳轴32上一体形成有太阳齿轮33，该太阳齿轮33与三个行星齿轮34啮合。各行星齿轮34可自由旋转地安装在从第一托架36向底部突出的部分上，且与一体成形在框体30的内面上的固定环齿轮37啮合。在该第一托架36上一体形成有位于旋转轴线L2上的第二级太阳轴38，在第二级太阳轴38上一体形成有太阳齿轮39，该太阳齿轮39与三个行星齿轮40啮合。
各行星齿轮40可自由旋转地安装在从第二托架41向底部突出的部分上，且与一体成形在框体30的内面上的固定环齿轮37啮合。在该第二托架41上一体成形有输出轴43，输出轴43由固定在框体30上的轴承44支撑。该轴承44由未被油浸渍的干燥的铜烧结材料形成，作为框体30的行星齿轮减速部31的盖部发挥作用。在第二托架41的中央设有向底部开口且位于旋转轴线L2上的轴承凹部41a，在该轴承凹部41a内***有从第二级太阳轴38突出的支轴38a。
这种行星齿轮减速部31和步进电动机部11在框体30内并列设置，在步进电动机部11的旋转轴16上设有第一正齿轮50，在行星齿轮减速部31的太阳轴32的旋转轴32a上一体形成有第二正齿轮51。在第一正齿轮50与第二正齿轮51之间配置有减速二级正齿轮53，该减速二级正齿轮53由设置在位于行星齿轮减速部31与步进电动机部11之间的框体30的分隔壁30b上的轴部30c旋转自如地支撑。并且，减速二级正齿轮53的下级侧大正齿轮53a与第一正齿轮50啮合，减速二级正齿轮53的上级侧小正齿轮53b与第二正齿轮51啮合，由此实现减速。
另外，在组装齿轮传动步进电动机10时，行星齿轮减速部31的上述各种齿轮、第二正齿轮51及减速二级正齿轮53可在卸下设于框体30底部的底盖30d的状态下从框体30的底侧***到轴部及轴承部内，可简单地装入框体30内。并且，通过将行星齿轮减速部31及正齿轮50、51、53全部由树脂构成，可实现低噪音，通过作为润滑材料使用氟类半固性润滑材料，可实现摩擦的稳定性和组装简单化。
这样，齿轮传动步进电动机10由并列设置的步进电动机部11和行星齿轮减速部31的组合构成，通过采用步进电动机部11，可在不使用光电传感器等旋转角度传感器和转矩限制器等的情况下进行正确的旋转角度控制。
再者，相对于步进电动机部11的旋转轴16的旋转轴线L1，将行星齿轮减速部31的旋转轴线L2并列设置，将步进电动机部11和行星齿轮减速部31在框体30内并列设置，由此，可实现齿轮传动步进电动机10的小型化，可节省空间，可促进预定装入该齿轮传动步进电动机10的移动通信设备(例如手机和PDA等)的小型化。
另外，设在步进电动机部11的旋转轴16上的第一正齿轮50和设在行星齿轮减速部31的太阳轴32的旋转轴32a上的第二正齿轮51由减速二级正齿轮53连接，由此，除行星齿轮减速部31以外的部分也可进行减速，可减小行星齿轮减速部31内的减速级数或减速比，可实现小型化。另外，通过将齿轮传动步进电动机10的减速比设定为规定值，输出轴43可通过手动进行正转及反转。
下面对将步进电动机部11和行星齿轮减速部31在框体30内并列设置的齿轮传动步进电动机10的更加小型化的方法进行说明。
如图2、图3、图5及图6所示，在与旋转轴线L1垂直的截面为细长形的步进电动机部11中，在A相叠片12的细长形金属壳体14上，在行星齿轮减速部侧(内侧)P及与其相对的一侧(外侧)R设置有矩形的开口部60a、60b，壳体14的外壁14a以架设于开口部60a、60b之间的形式形成为圆弧状。同样地，在B相叠片22的细长形金属壳体24上，在行星齿轮减速部侧P及与其相对的一侧R设置有矩形的开口部61a、61b，壳体24的外壁24a以架设于开口部61a、61b之间的形式形成为圆弧状。并且，在行星齿轮减速部侧P，开口部60a和开口部61a在旋转轴线L1方向上并列设置，在与行星齿轮减速部侧P相对的一侧R，开口部60b和开口部61b在旋转轴线L1方向上并列设置。
这样，在细长形的壳体14、24上，在行星齿轮减速部侧P设有矩形的开口部60a、61a，故壳体14、24可容易地将行星齿轮减速部侧P缩短，旋转轴线L1与旋转轴线L2的间隔变窄，可使步进电动机部11靠近行星齿轮减速部31。另外，在细长形的壳体14、24上，在与行星齿轮减速部侧P相对的一侧R设有矩形的开口部60b、61b，故壳体14、24可容易地将与行星齿轮减速部侧P相对的一侧R缩短，可缩短齿轮传动步进电动机10在步进电动机部11与行星齿轮减速部31的并列设置方向上的尺寸。因此，由于采用这种具有开口部60a、60b、61a、61b的步进电动机部11，可实现齿轮传动步进电动机10的小型化。
再者，在框体30上对应于与行星齿轮减速部侧P相对的一侧R的开口部60b、61b设置有矩形的缺口部63。采用这种缺口部63，框体30可容易地缩短与行星齿轮减速部侧P相对的一侧R，从而可缩短框体30在步进电动机部11与行星齿轮减速部31的并列设置方向上的长度。
这样，通过各种方法实现小型化后的齿轮传动步进电动机10在步进电动机部11与行星齿轮减速部31的并列设置方向上的全长为12.5mm，宽度为7mm。

Claims (4)

1.一种齿轮传动步进电动机，其特征在于，包括：
从一端延伸的旋转轴以规定角度步进的步进电动机部；
具有相对于所述步进电动机部的所述旋转轴的旋转轴线并列设置的旋转轴线的行星齿轮减速部；
连接设在所述步进电动机部的所述旋转轴上的第一正齿轮和设在所述行星齿轮减速部的旋转轴上的第二正齿轮的减速二级正齿轮；以及
将所述步进电动机部和所述行星齿轮减速部并列设置地收容的框体，
所述行星齿轮减速部在所述行星齿轮减速部的旋转轴线上具有：从设有行星齿轮的托架朝着与所述步进电动机的所述旋转轴平行的方向延伸的太阳轴、以及从固定在所述框体上的轴承朝着与所述步进电动机的所述旋转轴平行的方向突出的输出轴。
2.如权利要求1所述的齿轮传动步进电动机，其特征在于，所述步进电动机部的壳体形成为细长形，在所述壳体的所述行星齿轮减速部侧及与其相对的一侧设有矩形的开口部，所述壳体的外壁以架设于所述开口部之间的形式形成为圆弧状，在所述框体上，与所述行星齿轮减速部侧相对的一侧的所述开口部对应地设有缺口部。
3.一种通信设备，其特征在于，包括：权利要求1所述的齿轮传动步进电动机、以及摄像头旋转部，通过所述齿轮传动步进电动机使所述摄像头旋转部旋转。
4.一种通信设备，其特征在于，包括：权利要求1所述的齿轮传动步进电动机、以及可通过铰链部进行开闭动作地连接的本体，通过所述齿轮传动步进电动机使所述本体开闭。
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