齒輪傳動步進電動機及使用該電動機的通信設備的製作方法
2023-05-27 23:36:21
專利名稱：齒輪傳動步進電動機及使用該電動機的通信設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於對移動通信裝置、尤其是帶攝像頭手機和PDA(個人數字助理Personal Digital Assistance)的電動鉸鏈或攝像頭旋轉部進行驅動的小型的齒輪傳動步進電動機及使用該電動機的通信設備。
背景技術：
一直以來，作為用於驅動帶攝像頭手機的攝像頭旋轉部的齒輪傳動電動機有日本專利特開2004-320782號公報所公開的裝置。在該公報所記載的齒輪傳動電動機中，在直流電動機部上連接行星齒輪，電動機部的驅動軸與從殼體伸出的輸出軸配置在同一直線上。由此，構成細長的齒輪傳動電動機。並且，為了能用手轉動攝像頭旋轉部，攝像頭旋轉部與齒輪傳動電動機的輸出軸不直接連接，而是通過半球狀的凹部與凸部嵌合來進行連接。因此，在通過電動使攝像頭旋轉部旋轉時，攝像頭旋轉部在半球狀的凹凸嵌合的狀態下旋轉。而在用手轉動攝像頭旋轉部時，使凸部依次嵌入相鄰的凹部內，從而可將攝像頭旋轉部一檔一檔地轉動。
專利文獻1日本專利特開2004-320782號公報專利文獻2日本專利特開2004-194267號公報但是，需要附加傳感器和轉矩限制器以在通過上述直流電動機部使攝像頭旋轉部在任意角度停止時，用於檢測電動機部的旋轉角度，結果是導致齒輪傳動電動機大型化。因此，這樣會阻礙節省空間，對要求小型化的移動通信設備等來說不利。再者，由於電動機部的驅動軸與從殼體伸出的輸出軸配置在同一直線上，故齒輪傳動電動機自身變長，在想使移動通信設備尤其是手機的寬度尺寸變短時成為障礙。
發明內容
本發明涉及一種可實現小型化且可節省空間、可促進預定裝入的設備的小型化的齒輪傳動步進電動機及使用該電動機的通信設備。
本發明的齒輪傳動步進電動機，其特徵在於，包括旋轉軸以規定角度步進的步進電動機部；具有相對於步進電動機部的旋轉軸的旋轉軸線並列設置的旋轉軸線的行星齒輪減速部；連接設在步進電動機部的旋轉軸上的第一正齒輪和設在行星齒輪減速部的旋轉軸上的第二正齒輪的減速二級正齒輪；以及將步進電動機部和行星齒輪減速部並列設置地收容的框體。
該齒輪傳動步進電動機由步進電動機部和行星齒輪減速部的組合構成，通過採用步進電動機部，可在不使用光電傳感器等旋轉角度傳感器和轉矩限制器等的情況下進行正確的旋轉角度控制。再者，相對於步進電動機部的旋轉軸的旋轉軸線，將行星齒輪減速部的旋轉軸線並列設置，將步進電動機部和行星齒輪減速部在框體內並列設置，由此，可實現小型化且可節省空間，可促進預定裝入的設備(移動通信設備等)的小型化。另外，設在步進電動機部的旋轉軸上的第一正齒輪和設在行星齒輪減速部的旋轉軸上的第二正齒輪由減速二級正齒輪連接，由此，也可通過減速二級正齒輪進行減速，可減小行星齒輪減速部內的減速級數或減速比，可實現小型化。
另外，優選的是步進電動機部的殼體形成為細長形，在該殼體的行星齒輪減速部側及與其相對的一側設有矩形的開口部，殼體的外壁以架設於開口部之間的形式形成為圓弧狀，在框體上，與行星齒輪減速部側相對的一側的開口部對應地設有缺口部。
這樣，在細長形的殼體上，在行星齒輪減速部側設有矩形的開口部，故殼體可容易地將行星齒輪減速部側縮短，可使步進電動機部靠近行星齒輪減速部。另外，在細長形的殼體上，在與行星齒輪減速部側相對的一側也設有矩形的開口部，故殼體可容易地將與行星齒輪減速部側相對的一側縮短，可縮短齒輪傳動步進電動機在步進電動機部與行星齒輪減速部的並列設置方向上的全長。因此，由於採用這種具有開口部的步進電動機部，可實現齒輪傳動步進電動機的小型化。再者，通過設在框體上的缺口部，框體可容易地縮短與行星齒輪減速部側相對的一側，從而可縮短框體在步進電動機部與行星齒輪減速部的並列設置方向上的全長，可實現齒輪傳動步進電動機的小型化。
本發明的通信設備，其特徵在於，包括上述齒輪傳動步進電動機、以及攝像頭旋轉部，通過齒輪傳動步進電動機使攝像頭旋轉部旋轉。這樣，由於具有小型的齒輪傳動步進電動機，故可促進通信設備的小型化。
本發明的通信設備，其特徵在於，包括上述齒輪傳動步進電動機、以及可通過鉸鏈部進行開閉動作地連接的本體，通過齒輪傳動步進電動機使本體開閉。這樣，由於具有小型的齒輪傳動步進電動機，故可促進通信設備的小型化。
採用本發明，可實現小型化且可節省空間，可促進預定裝入的設備的小型化。
圖1是表示應用了本發明的齒輪傳動步進電動機的手機的立體圖。
圖2是表示本發明的齒輪傳動步進電動機的一個實施例的立體圖。
圖3是圖2所示的齒輪傳動步進電動機的剖視圖。
圖4是表示齒輪傳動步進電動機所使用的齒輪組的俯視圖。
圖5是本發明的齒輪傳動步進電動機的立體圖。
圖6是齒輪傳動步進電動機的俯視圖。
(元件符號說明)1帶攝像頭手機10齒輪傳動步進電動機11步進電動機部 14、24殼體16旋轉軸 30框體31行星齒輪減速部 32a旋轉軸50第一正齒輪 51第二正齒輪53減速二級正齒輪 60a、60b、61a、61b開口部63缺口部 L1、L2旋轉軸線P行星齒輪減速部側R與行星齒輪減速部側相對的一側
具體實施例方式
下面參照附圖對本發明的齒輪傳動步進電動機的較佳實施例進行詳細說明。
如圖1所示，帶攝像頭手機1中，操作部本體2和顯示器本體3通過鉸鏈部4可進行開閉動作地連接。並且，在顯示器本體3上設有可旋轉的攝像頭旋轉部5。在該攝像頭旋轉部5內收容有透鏡等光學系統、CMOS和CCD等攝像元件。另外，有時也在攝像頭旋轉部5上組裝光圈裝置、快門裝置。該攝像頭旋轉部5通過小型的齒輪傳動步進電動機10在規定角度範圍內旋轉。並且，攝像頭旋轉部5可利用向齒輪傳動步進電動機10供給的脈衝電流在任意角度停止。再者，在鉸鏈部4上也設有用於電動驅動顯示器本體3的小型的齒輪傳動步進電動機10。另外，這種攝像頭旋轉部5除可應用在手機上外，還可應用在移動通信裝置、例如PDA(個人數字助理Personal Digital Assistance)上。
如圖2及圖3所示，齒輪傳動步進電動機10具有直徑約為5～10mm左右的小型的PM型步進電動機部11，該步進電動機部11由層疊的A相疊片12和B相疊片22構成。A相疊片12具有構成磁軛的細長形的金屬殼體14。在該殼體14內收容有被交替地磁化為N極和S極的多極轉子，在轉子上固定有在旋轉軸線L1上延伸的旋轉軸16。
在A相疊片12側，在轉子的周圍交替地配置有從外側向內側延伸的磁極齒和從內側向外側延伸的磁極齒，轉子以與磁極齒的間距相同的間距被磁化。再者，在磁極齒的周圍配置有卷繞在捲筒上的線圈17，該線圈17與固定在殼體14上的端子座18的各端子18a連接。
同樣地，B相疊片22具有構成磁軛的細長形的金屬殼體24。在該殼體24內收容有被交替地磁化為N極和S極的多極轉子，在轉子上固定有旋轉軸16。在B相疊片22側，在轉子的周圍交替地配置有從外側向內側延伸的磁極齒和從內側向外側延伸的磁極齒，轉子以與磁極齒的間距相同的間距被磁化。
再者，在磁極齒的周圍配置有卷繞在捲筒上的線圈27，該線圈27與固定在殼體24上的端子座28的各端子28a連接。另外，相對於A相疊片12側的磁極齒，B相疊片22側的磁極齒錯開1/4間距。
如此構成的步進電動機部11收容在樹脂制的框體30內，如圖3及圖4所示，在框體30內收容有與步進電動機部11並列設置的行星齒輪減速部31。該行星齒輪減速部31具有位於與步進電動機部11的旋轉軸線L1並列設置的旋轉軸線L2上的第一級太陽軸32。該太陽軸32設有位於旋轉軸線L2上的旋轉軸32a，該旋轉軸32a插入在框體30上設置的軸承凹部30a內。
在該第一級太陽軸32上一體形成有太陽齒輪33，該太陽齒輪33與三個行星齒輪34嚙合。各行星齒輪34可自由旋轉地安裝在從第一託架36向底部突出的部分上，且與一體成形在框體30的內面上的固定環齒輪37嚙合。在該第一託架36上一體形成有位於旋轉軸線L2上的第二級太陽軸38，在第二級太陽軸38上一體形成有太陽齒輪39，該太陽齒輪39與三個行星齒輪40嚙合。
各行星齒輪40可自由旋轉地安裝在從第二託架41向底部突出的部分上，且與一體成形在框體30的內面上的固定環齒輪37嚙合。在該第二託架41上一體成形有輸出軸43，輸出軸43由固定在框體30上的軸承44支撐。該軸承44由未被油浸漬的乾燥的銅燒結材料形成，作為框體30的行星齒輪減速部31的蓋部發揮作用。在第二託架41的中央設有向底部開口且位於旋轉軸線L2上的軸承凹部41a，在該軸承凹部41a內插入有從第二級太陽軸38突出的支軸38a。
這種行星齒輪減速部31和步進電動機部11在框體30內並列設置，在步進電動機部11的旋轉軸16上設有第一正齒輪50，在行星齒輪減速部31的太陽軸32的旋轉軸32a上一體形成有第二正齒輪51。在第一正齒輪50與第二正齒輪51之間配置有減速二級正齒輪53，該減速二級正齒輪53由設置在位於行星齒輪減速部31與步進電動機部11之間的框體30的分隔壁30b上的軸部30c旋轉自如地支撐。並且，減速二級正齒輪53的下級側大正齒輪53a與第一正齒輪50嚙合，減速二級正齒輪53的上級側小正齒輪53b與第二正齒輪51嚙合，由此實現減速。
另外，在組裝齒輪傳動步進電動機10時，行星齒輪減速部31的上述各種齒輪、第二正齒輪51及減速二級正齒輪53可在卸下設於框體30底部的底蓋30d的狀態下從框體30的底側插入到軸部及軸承部內，可簡單地裝入框體30內。並且，通過將行星齒輪減速部31及正齒輪50、51、53全部由樹脂構成，可實現低噪音，通過作為潤滑材料使用氟類半固性潤滑材料，可實現摩擦的穩定性和組裝簡單化。
這樣，齒輪傳動步進電動機10由並列設置的步進電動機部11和行星齒輪減速部31的組合構成，通過採用步進電動機部11，可在不使用光電傳感器等旋轉角度傳感器和轉矩限制器等的情況下進行正確的旋轉角度控制。
再者，相對於步進電動機部11的旋轉軸16的旋轉軸線L1，將行星齒輪減速部31的旋轉軸線L2並列設置，將步進電動機部11和行星齒輪減速部31在框體30內並列設置，由此，可實現齒輪傳動步進電動機10的小型化，可節省空間，可促進預定裝入該齒輪傳動步進電動機10的移動通信設備(例如手機和PDA等)的小型化。
另外，設在步進電動機部11的旋轉軸16上的第一正齒輪50和設在行星齒輪減速部31的太陽軸32的旋轉軸32a上的第二正齒輪51由減速二級正齒輪53連接，由此，除行星齒輪減速部31以外的部分也可進行減速，可減小行星齒輪減速部31內的減速級數或減速比，可實現小型化。另外，通過將齒輪傳動步進電動機10的減速比設定為規定值，輸出軸43可通過手動進行正轉及反轉。
下面對將步進電動機部11和行星齒輪減速部31在框體30內並列設置的齒輪傳動步進電動機10的更加小型化的方法進行說明。
如圖2、圖3、圖5及圖6所示，在與旋轉軸線L1垂直的截面為細長形的步進電動機部11中，在A相疊片12的細長形金屬殼體14上，在行星齒輪減速部側(內側)P及與其相對的一側(外側)R設置有矩形的開口部60a、60b，殼體14的外壁14a以架設於開口部60a、60b之間的形式形成為圓弧狀。同樣地，在B相疊片22的細長形金屬殼體24上，在行星齒輪減速部側P及與其相對的一側R設置有矩形的開口部61a、61b，殼體24的外壁24a以架設於開口部61a、61b之間的形式形成為圓弧狀。並且，在行星齒輪減速部側P，開口部60a和開口部61a在旋轉軸線L1方向上並列設置，在與行星齒輪減速部側P相對的一側R，開口部60b和開口部61b在旋轉軸線L1方向上並列設置。
這樣，在細長形的殼體14、24上，在行星齒輪減速部側P設有矩形的開口部60a、61a，故殼體14、24可容易地將行星齒輪減速部側P縮短，旋轉軸線L1與旋轉軸線L2的間隔變窄，可使步進電動機部11靠近行星齒輪減速部31。另外，在細長形的殼體14、24上，在與行星齒輪減速部側P相對的一側R設有矩形的開口部60b、61b，故殼體14、24可容易地將與行星齒輪減速部側P相對的一側R縮短，可縮短齒輪傳動步進電動機10在步進電動機部11與行星齒輪減速部31的並列設置方向上的尺寸。因此，由於採用這種具有開口部60a、60b、61a、61b的步進電動機部11，可實現齒輪傳動步進電動機10的小型化。
再者，在框體30上對應於與行星齒輪減速部側P相對的一側R的開口部60b、61b設置有矩形的缺口部63。採用這種缺口部63，框體30可容易地縮短與行星齒輪減速部側P相對的一側R，從而可縮短框體30在步進電動機部11與行星齒輪減速部31的並列設置方向上的長度。
這樣，通過各種方法實現小型化後的齒輪傳動步進電動機10在步進電動機部11與行星齒輪減速部31的並列設置方向上的全長為12.5mm，寬度為7mm。
權利要求
1.一種齒輪傳動步進電動機，其特徵在於，包括旋轉軸以規定角度步進的步進電動機部；具有相對於所述步進電動機部的所述旋轉軸的旋轉軸線並列設置的旋轉軸線的行星齒輪減速部；連接設在所述步進電動機部的所述旋轉軸上的第一正齒輪和設在所述行星齒輪減速部的旋轉軸上的第二正齒輪的減速二級正齒輪；以及將所述步進電動機部和所述行星齒輪減速部並列設置地收容的框體。
2.如權利要求1所述的齒輪傳動步進電動機，其特徵在於，所述步進電動機部的殼體形成為細長形，在所述殼體的所述行星齒輪減速部側及與其相對的一側設有矩形的開口部，所述殼體的外壁以架設於所述開口部之間的形式形成為圓弧狀，在所述框體上，與所述行星齒輪減速部側相對的一側的所述開口部對應地設有缺口部。
3.一種通信設備，其特徵在於，包括權利要求1所述的齒輪傳動步進電動機、以及攝像頭旋轉部，通過所述齒輪傳動步進電動機使所述攝像頭旋轉部旋轉。
4.一種通信設備，其特徵在於，包括權利要求1所述的齒輪傳動步進電動機、以及可通過鉸鏈部進行開閉動作地連接的本體，通過所述齒輪傳動步進電動機使所述本體開閉。
全文摘要
本發明通過採用步進電動機部(11)，可在不使用光電傳感器等旋轉角度傳感器等的情況下進行正確的旋轉角度控制。再者，通過將步進電動機部(11)和行星齒輪減速部(31)在框體(30)內並列設置，可實現小型化且可節省空間，可促進移動通信設備等的小型化。另外，設在步進電動機部(11)的旋轉軸(16)上的第一正齒輪(50)和設在行星齒輪減速部(31)的旋轉軸(32a)上的第二正齒輪(51)由減速二級正齒輪(53)連接，由此，除行星齒輪減速部(31)以外的部分也可進行減速，可減小行星齒輪減速部(31)內的減速級數或減速比，可實現小型化。
文檔編號F16H57/02GK1976174SQ20061016394
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月29日 優先權日2005年12月2日
發明者田部一夫, 船山崇博 申請人:日本電產科寶株式會社