JP2018204659A - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】歯車と軸部との間に、軸部に対する歯車の相対的な径方向への移動を許容するための弾性体が介在していても、歯車の回転位相と軸部の回転位相とを一致させることができる駆動力伝達装置を得る。
【解決手段】駆動源２０からの回転駆動力が伝達される軸部２２と、軸部２２に挿嵌された円筒状の弾性体３８と、弾性体３８に挿嵌された歯車３０と、軸部２２に対する歯車３０の相対的な径方向への移動を許容し、かつ歯車３０の軸方向への移動を制限し、歯車３０に弾性体３８を介さずに軸部２２からの回転駆動力を伝達する伝達機構４０と、を備えた駆動力伝達装置１０とする。
【選択図】図１

Description

本開示は、駆動力伝達装置に関する。

歯車と芯体（軸部）との間に弾性体を設け、その弾性体で、その歯車と噛合する別の歯車との噛合部における径方向の衝突エネルギーを吸収する（径方向への移動を許容する）ようにした構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。このような構造では、歯車の回転が弾性体を介して芯体に伝達されたり、芯体の回転が弾性体を介して歯車に伝達されたりする。

特開２００４−３４８７４号公報

しかしながら、歯車の回転が弾性体を介して芯体に伝達されたり、芯体の回転が弾性体を介して歯車に伝達されたりする構成であると、弾性体の弾性変形により、歯車の回転位相と芯体の回転位相とを一致させることが困難となる。

そこで、本開示は、歯車と軸部との間に、軸部に対する歯車の相対的な径方向への移動を許容するための弾性体が介在していても、歯車の回転位相と軸部の回転位相とを一致させることができる駆動力伝達装置を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本開示に係る駆動力伝達装置は、駆動源からの回転駆動力が伝達される軸部と、軸部に挿嵌された円筒状の弾性体と、弾性体に挿嵌された歯車と、軸部に対する歯車の相対的な径方向への移動を許容し、かつ歯車の軸方向への移動を制限し、歯車に弾性体を介さずに軸部からの回転駆動力を伝達する伝達機構と、を備えている。

本開示によれば、歯車と軸部との間に、軸部に対する歯車の相対的な径方向への移動を許容するための弾性体が介在していても、歯車の回転位相と軸部の回転位相とを一致させることができる。

第１実施形態に係る駆動力伝達装置の構成を一部破断して示す側面図である。 第２実施形態に係る駆動力伝達装置の構成を一部破断して示す側面図である。

以下、本開示に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図１に示すレンズ１２の光軸方向に沿った矢印ＦＲを駆動力伝達装置１０の前方向とし、矢印ＦＲと直交する矢印ＵＰを駆動力伝達装置１０の上方向とするが、これらの方向に特に拘束されるものではない。

また、この駆動力伝達装置１０は、主にポータブルカメラ（図示省略）等のレンズ１２を、その光軸方向（以下「軸方向」という場合もある）へ自動的に移動させるレンズ駆動装置に適用される。したがって、本実施形態では、駆動力伝達装置１０をレンズ駆動装置に適用した場合を例に採って説明する。

＜第１実施形態＞
図１に示されるように、レンズ１２を軸方向に移動可能に支持する円筒状のレンズ枠部１４の外側には、そのレンズ枠部１４と同軸的に設けられた円筒状の鏡胴ギア部１６が備えられている。なお、レンズ枠部１４の外周面と鏡胴ギア部１６の内周面との間には、鏡胴ギア部１６に回転抵抗を付与するためのグリスＧが介在している。

また、鏡胴ギア部１６は、レンズ枠部１４の外周面に沿って軸回りに回転することで、レンズ枠部１４内のレンズ１２を軸方向に移動させるように構成されている。したがって、鏡胴ギア部１６の外周面には、回転用歯車としての回転用ギア（図示省略）が形成されており、その回転用ギアには、駆動力伝達装置１０の歯車としての動力伝達ギア３０が噛合する中間ギア１８が噛合している。なお、この中間ギア１８も、鏡胴ギア部１６の「回転用歯車」に含まれる。

駆動力伝達装置１０は、駆動源としてのモーター２０から延在する駆動軸２１に一体的に外装されてモーター２０からの回転駆動力が伝達される軸部２２と、その軸部２２に挿嵌された円筒状の弾性体３８と、その弾性体３８に挿嵌された動力伝達ギア３０と、その動力伝達ギア３０に弾性体３８を介さずに軸部２２からの回転駆動力を伝達する伝達機構４０と、を備えている。

なお、ここで言う「弾性体３８を介さずに」回転駆動力を伝達するとは、軸部２２から動力伝達ギア３０へ回転駆動力を伝達することを弾性体３８によって行うのではなく、伝達機構４０によって行うことを意味している。つまり、本実施形態における「弾性体３８」は、軸部２２からの回転駆動力を動力伝達ギア３０へ伝達する機能を有していないものとしている。

弾性体３８は、硬度５０〜８０程度（ＪＩＳ Ｋ ６２５３規格）のゴム材で形成されており、軸部２２の外径よりも若干小さい内径を有している。したがって、弾性体３８は、軸部２２に挿嵌されて接着剤によって接合されることにより、軸部２２と一体に回転可能になっている。また、弾性体３８の軸方向中央部には、動力伝達ギア３０が挿嵌される溝部３８Ａが全周に亘って形成されている。

動力伝達ギア３０は、内径が、軸部２２の外径よりも大きく、かつ弾性体３８の溝部３８Ａの外径よりも若干小さく形成された円環状の本体部３２を有しており、本体部３２の板厚は、溝部３８Ａの幅（軸方向の長さ）とほぼ同一とされている。したがって、動力伝達ギア３０は、その本体部３２が、弾性体３８の溝部３８Ａに挿嵌されて接着剤によって接合されることにより、その弾性体３８と一体に回転可能になっている。

また、動力伝達ギア３０は、本体部３２の外周部に形成されて中間ギア１８に噛合する歯体３４と、その歯体３４よりも径方向内側における本体部３２の前面及び後面から、それぞれ軸方向両外側（前方側及び後方側）へ一体的に突出された円筒部３６と、を有している。

なお、円筒部３６（動力伝達ギア３０）の軸方向における長さは、弾性体３８の軸方向における長さよりも長く（弾性体３８の軸方向における長さは、円筒部３６の軸方向における長さよりも短く）形成されている。これにより、弾性体３８の軸方向両外側（前方側及び後方側）に、それぞれ軸方向空間部Ｓａが形成されるようになっている。

また、円筒部３６の内径（動力伝達ギア３０の軸方向両端部における内径）は、弾性体３８の軸方向両端部における外径よりも大きく（弾性体３８の軸方向両端部における外径は、円筒部３６の内径よりも小さく）形成されている。これにより、弾性体３８の軸方向両端部における外周面と、円筒部３６の内周面（動力伝達ギア３０の軸方向両端部における内周面）との間に径方向空間部Ｓｒが形成されるようになっている。

伝達機構４０は、軸部２２に対する動力伝達ギア３０の相対的な径方向への移動を許容し、かつ軸方向への移動を制限することで、その動力伝達ギア３０（本体部３２）と軸部２２との間に介在する弾性体３８を介さずに、その動力伝達ギア３０に軸部２２からの回転駆動力を伝達する構成になっている。

具体的に説明すると、軸部２２は、モーター２０側となる後端部（一端部）側に、動力伝達ギア３０の円筒部３６における後面（一方の側面）が当接して動力伝達ギア３０と一体に回転する中空円柱状（後方側が開放された中空円柱状）の受部２４を同軸的かつ一体的に有している。そして、動力伝達ギア３０の円筒部３６における前面（他方の側面）には、軸部２２に挿嵌された円環状のワッシャー２６の後面（一方の面）が当接している。

つまり、ワッシャー２６の外径は、円筒部３６の外径と同一か、それ以上とされている。そして、ワッシャー２６の前面（他方の面）には、付勢手段としての圧縮コイルバネ４２の一端部が当接している。圧縮コイルバネ４２は、その内径が軸部２２の外径よりも大きく、かつ、その外径がワッシャー２６の外径よりも小さく形成されており、ワッシャー２６よりも前方側で、その軸部２２に遊嵌されている。

また、圧縮コイルバネ４２の長さは、一端部がワッシャー２６の前面に当接した状態で、他端部が軸部２２から突出する長さに形成されている。そして、軸部２２の前端部（他端部）には、圧縮コイルバネ４２の外径よりも大きい外径（ワッシャー２６の外径とほぼ同一の外径）を有するＥリング２８が取り付けられるようになっている。

したがって、圧縮コイルバネ４２は、軸部２２に前方側から遊嵌された後、後方側へ向けて所定量圧縮された状態で、軸部２２の前端部にＥリング２８が取り付けられることにより、ワッシャー２６とＥリング２８との間で保持される構成になっている。つまり、圧縮コイルバネ４２の他端部は、Ｅリング２８に当接しており、これによって、ワッシャー２６（動力伝達ギア３０）が受部２４側へ常時所定の圧力で付勢される構成になっている。

このように、伝達機構４０は、ワッシャー２６を介して、動力伝達ギア３０（円筒部３６）を受部２４へ向けて付勢する圧縮コイルバネ４２を含んで構成されており、動力伝達ギア３０は、その圧縮コイルバネ４２の付勢力により、受部２４とワッシャー２６とで軸方向に所定の圧力で挟持される構成になっている。そして、動力伝達ギア３０は、ワッシャー２６と圧縮コイルバネ４２とＥリング２８と共に、軸部２２（受部２４）と一体に回転するようになっている。

以上のような構成とされた第１実施形態に係る駆動力伝達装置１０において、次にその作用について説明する。

図１に示されるように、モーター２０により、その駆動軸２１が回転駆動されると、その駆動軸２１に一体的に外装された軸部２２が回転駆動される。ここで、伝達機構４０が設けられていない場合には、軸部２２が回転すると、その軸部２２と一体に弾性体３８が回転し、その弾性体３８と一体に動力伝達ギア３０が回転するが、弾性体３８は、回転方向に弾性変形するため、軸部２２の回転位相よりも動力伝達ギア３０の回転位相が遅くなる。

つまり、軸部２２の回転位相と動力伝達ギア３０の回転位相とが一致せず、軸部２２の回転量（回転角）と動力伝達ギア３０の回転量（回転角）とが１：１の関係にならない。しかしながら、本実施形態に係る駆動力伝達装置１０では、伝達機構４０が設けられているため、軸部２２の回転位相と動力伝達ギア３０の回転位相とを一致させることができる。

すなわち、本実施形態に係る駆動力伝達装置１０では、上記したように、動力伝達ギア３０が、圧縮コイルバネ４２の付勢力により、受部２４とワッシャー２６とで軸方向に所定の圧力で挟持されている。したがって、軸部２２からの回転駆動力を、弾性体３８を介さずに（受部２４とワッシャー２６とを介して）動力伝達ギア３０に伝達することができる。

よって、軸部２２と動力伝達ギア３０との間に弾性体３８が介在していても（弾性体３８が回転方向に弾性変形しても）、軸部２２の回転位相と動力伝達ギア３０の回転位相とを一致させることができ、軸部２２の回転量（回転角）と動力伝達ギア３０の回転量（回転角）とを１：１の関係にすることができる。

なお、動力伝達ギア３０は、弾性体３８を介して軸部２２に設けられているため、例えばモーター２０に対して軸方向と直交する方向（径方向）に外力が加わり、中間ギア１８に対して動力伝達ギア３０を近づけるような押圧力が軸部２２に加えられても、その弾性体３８の弾性変形により、動力伝達ギア３０に対する軸部２２の径方向への移動を許容することができ、動力伝達ギア３０と中間ギア１８との距離を適正に保つことができる。

したがって、モーター２０に掛かる負荷の増加を抑制することができ、動力伝達ギア３０等から発生する騒音の増加を抑制することができる。なお、モーター２０に加えられる外力としては、例えば駆動力伝達装置１０が収容された収容部（図示省略）の蓋体を閉めることにより、その蓋体自体又は収容部内のハーネス（図示省略）等で、モーター２０が軸方向と直交する方向に押圧されることなどが考えられる。

また、弾性体３８の軸方向両外側（前方側及び後方側）には、それぞれ軸方向空間部Ｓａが形成され、弾性体３８の軸方向両端部における外周面と、円筒部３６の内周面（動力伝達ギア３０の軸方向両端部における内周面）との間には、径方向空間部Ｓｒが形成されている。したがって、軸部２２の回転に伴う弾性体３８の軸方向への弾性変形及び軸部２２の径方向への移動に伴う弾性体３８の径方向への弾性変形が許容される。

換言すれば、軸部２２の回転に伴って弾性体３８が軸方向へ弾性変形したり、軸部２２の径方向への移動に伴って弾性体３８が径方向へ弾性変形したりしても、受部２４の前面及びワッシャー２６の後面、更には円筒部３６の内周面に、弾性体３８が接触することがない。つまり、弾性体３８の弾性変形が、受部２４及びワッシャー２６、更には円筒部３６によって阻害されるおそれがない。

また、本実施形態に係る駆動力伝達装置１０では、付勢手段が圧縮コイルバネ４２で構成されているため、受部２４とワッシャー２６とで動力伝達ギア３０の円筒部３６を軸方向に挟持するときの圧力の調整が容易にできる利点がある。また、このように付勢手段が圧縮コイルバネ４２で構成されていると、駆動力伝達装置１０に掛かる製造コストの増加を抑制することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る駆動力伝達装置１０について説明する。なお、上記第１実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は適宜省略する。

図２に示されるように、この第２実施形態では、ワッシャー２６がスラストワッシャー２７（付勢手段側スラストワッシャー）とされ、かつ動力伝達ギア３０の円筒部３６における後面（一方の側面）と受部２４の前面との間に、スラストワッシャー２５（受部側スラストワッシャー）が設けられている点のみが、上記第１実施形態と異なっている。

このように、動力伝達ギア３０の円筒部３６が、スラストワッシャー２５とスラストワッシャー２７とで軸方向に所定の圧力で挟持されていると、その円筒部３６の前面及び後面における軸方向と直交する方向（径方向）の摩擦力を低減させることができる。したがって、モーター２０に対して軸方向と直交する方向（径方向）に外力が加わったときに、軸部２２の径方向への移動と共に動力伝達ギア３０（円筒部３６）の径方向への移動も効果的に許容される。

なお、図２に示されるスラストワッシャー２５の外径は、受部２４の外径と同一とされており、スラストワッシャー２７の外径よりも大きく形成されているが、特に限定されるものではなく、スラストワッシャー２７の外径と同一とされていてもよい。また、この第２実施形態では、動力伝達ギア３０の歯体３４の軸方向の長さが、第１実施形態における歯体３４の軸方向の長さよりも長く形成されているが、特に限定されるものではなく、第１実施形態における歯体３４の軸方向の長さと同一とされていてもよい。

以上、本実施形態に係る駆動力伝達装置１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る駆動力伝達装置１０は、図示のものに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、受部２４の形状は、動力伝達ギア３０の円筒部３６及びスラストワッシャー２５が当接可能に構成されていればよく、図示の形状に限定されるものではない。

また、付勢手段は、図示の圧縮コイルバネ４２に限定されるものではなく、受部２４とワッシャー２６とで、又はスラストワッシャー２５とスラストワッシャー２７とで、それぞれ所定の圧力で円筒部３６（動力伝達ギア３０）を軸方向に挟持できる構成になっていればよい。したがって、付勢手段は、例えばゴム等の弾性部材（図示省略）又はエアシリンダー等のアクチュエーター（図示省略）などで構成されていてもよい。

また、受部２４及びワッシャー２６において、軸方向には摩擦係数が大きく、軸方向と直交する方向（径方向）には摩擦係数が小さく形成されていれば、スラストワッシャー２５及びスラストワッシャー２７を設けなくてもよい。また、弾性体３８としては、軸方向には弾性変形し難く、軸方向と直交する方向（径方向）には弾性変形し易いものを使用することが好ましい。

また、中間ギア１８が省略され、動力伝達ギア３０の歯体３４が、鏡胴ギア部１６の外周面に形成された回転用ギアに直接噛合する構成とされていてもよい。また、本実施形態に係る駆動力伝達装置１０は、回転することでレンズ１２を軸方向に移動させる鏡胴ギア部１６の回転用ギア（中間ギア１８を含む）に噛合させるレンズ駆動装置に適用される態様に限定されるものではない。

１０ 駆動力伝達装置
１２ レンズ
１４ レンズ枠部
１６ 鏡胴ギア部
１８ 中間ギア
２０ モーター（駆動源）
２２ 軸部
２４ 受部
２５ スラストワッシャー（受部側スラストワッシャー）
２６ ワッシャー
２７ スラストワッシャー（付勢手段側スラストワッシャー）
２８ Ｅリング
３０ 動力伝達ギア（歯車）
３２ 本体部
３４ 歯体
３６ 円筒部
３８ 弾性体
３８Ａ 溝部
４０ 伝達機構
４２ 圧縮コイルバネ（付勢手段）
Ｇ グリス
Ｓａ 軸方向空間部
Ｓｒ 径方向空間部

Claims (8)

1. 駆動源からの回転駆動力が伝達される軸部と、
   前記軸部に挿嵌された円筒状の弾性体と、
   前記弾性体に挿嵌された歯車と、
   前記軸部に対する前記歯車の相対的な径方向への移動を許容し、かつ前記歯車の軸方向への移動を制限し、前記歯車に前記弾性体を介さずに前記軸部からの回転駆動力を伝達する伝達機構と、
   を備えた駆動力伝達装置。
2. 前記軸部は、前記駆動源側となる端部側に、前記歯車の一方の側面が当接して該歯車と一体に回転する受部を有し、
   前記伝達機構は、前記歯車を前記受部へ向けて付勢する付勢手段を含んで構成されている請求項１に記載の駆動力伝達装置。
3. 前記歯車の一方の側面と前記受部との間に受部側スラストワッシャーが設けられている請求項２に記載の駆動力伝達装置。
4. 前記歯車の他方の側面と前記付勢手段との間に付勢手段側スラストワッシャーが設けられている請求項２又は請求項３に記載の駆動力伝達装置。
5. 前記付勢手段は、前記軸部に嵌められたコイルバネで構成されている請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の駆動力伝達装置。
6. 前記弾性体の軸方向における長さが、前記歯車の軸方向における長さよりも短くされており、
   前記弾性体の軸方向両外側にそれぞれ軸方向空間部が形成されている請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の駆動力伝達装置。
7. 前記歯車は、前記弾性体の軸方向略中央部に挿嵌され、前記弾性体の軸方向両端部における外径が、前記歯車の軸方向両端部における内径よりも小さくされており、
   前記弾性体の軸方向両端部における外周面と前記歯車の軸方向両端部における内周面との間に径方向空間部が形成されている請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の駆動力伝達装置。
8. 前記歯車は、回転することでレンズを軸方向に移動させるように構成された鏡胴ギア部の回転用歯車に噛合している請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の駆動力伝達装置。