(57)【要約】【課題】小型の構成で、ある程度の衝撃に対して歯飛びを防止することが可能なラックおよびそれを用いた光学機器を提供すること【解決手段】ラック１７は、モータ１３によって回転される送りネジ１３ａと係合する本歯３２を有する係合部３１と、送りネジに関して本歯と反対側に配置されて送りネジと係合する挟み歯４８を有する係合部４７と、送りネジに関して本歯と反対側に配置されて送りネジと係合可能な対向歯４５を有する係合部４４と、本歯と挟み歯が互いに近づくように係合部３１と４７の間に付勢力を加えるねじりコイルばね６０と、本歯と対向歯が互いに近づくように係合部３１と４４の間に付勢力を加える挟みばね５０と、本歯と挟み歯が送りネジと係合している状態では対向歯は送りネジから離れ、本歯と対向歯の間隔ｄが送りネジの外径Ｄよりも小さくなるように対向歯の送りネジに対する距離を規制するストッパー３４、４４ａと、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部材に取り付けられ、駆動手段の駆動力を前記可動部材に伝達するラックであって、
前記駆動手段によって回転される送りネジと係合する第１の歯を有する第１の部材と、
前記送りネジに関して前記第１の歯と反対側に配置されて前記送りネジと係合する第２の歯を有する第２の部材と、
前記送りネジに関して前記第１の歯と反対側に配置されて前記送りネジと係合可能な第３の歯を有する第３の部材と、
前記第１の歯と前記第２の歯が互いに近づくように前記第１の部材と前記第２の部材の間に付勢力を加える第１の付勢手段と、
前記第１の歯と前記第３の歯が互いに近づくように前記第１の部材と前記第３の部材の間に付勢力を加える第２の付勢手段と、
前記第１の付勢手段の付勢力によって前記第１の歯と前記第２の歯が前記送りネジと係合している状態では前記第３の歯は前記送りネジから離れ、前記送りネジの中心軸と前記第１の歯と前記送りネジとの接触位置を通る平面における前記第１の歯と前記第３の歯の間隔が前記送りネジの外径よりも小さくなるように前記第３の歯の前記送りネジに対する距離を規制する規制手段と、
を有することを特徴とするラック。
【請求項２】
前記第２の付勢手段は、前記第１の部材と前記第３の部材の間に前記第１の付勢手段が加える付勢力よりも強い付勢力を加えることを特徴とする請求項１に記載のラック。
【請求項３】
前記第１の歯と前記第３の歯の少なくとも一方が前記第２の付勢手段が加える付勢力に抗して前記送りネジから離れるように、前記第１の部材と前記第３の部材は相対的に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のラック。
【請求項４】
前記第１の付勢手段は、ねじりコイルばねであることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のラック。
【請求項５】
前記第２の付勢手段は、挟みばねであることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のラック。
【請求項６】
前記ラックは、
前記第１の部材と、前記ラックが前記可動部材に対して回転する回転軸として機能する軸部と、を有するメインラックと、
前記メインラックの前記軸部が挿入される軸穴部を有する本体部と、前記本体部に接続された前記第２の部材と、前記本体部に接続された前記第３の部材と、
を有することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のラック。
【請求項７】
前記本体部は前記第２の付勢手段の一部が配置される段差を有することを特徴とする請求項６に記載のラック。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のラックを有する光学機器。
【請求項９】
前記光学機器は撮像装置であることを特徴とする請求項８に記載の光学機器。
【請求項１０】
前記光学機器は撮像装置に着脱可能に装着されるレンズ装置であることを特徴とする請求項８に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラックおよびそれを用いた光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの光学機器の小型化の要請に伴い、それに装着されるレンズ鏡筒の小型化も要求されている。また、バッテリーの小型化と撮影可能時間の長時間化のため、レンズ鏡筒の省電力化も求められている。特許文献１は、レンズ鏡筒において、レンズ保持枠を光軸方向へ移動するのにモータとラックを用い、モータの送りネジにラックを付勢するためにねじりコイルばねを使用する移動機構を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１５９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
送りネジを本歯と挟み歯で挟み込む構造のラックでは、落下などの衝撃により、本歯と挟み歯が送りネジのネジ山から歯飛びして撮影画像の乱れやボケをもたらす。歯飛び防止のために、特許文献１のような強い付勢力をラックと送りネジの間に作用させると両者間の摩擦力の増大によりモータの回転負荷が増大し、モータの省電力化を妨げられるか、モータ、ひいてはレンズ鏡筒が大型になる。一方、通常状態では付勢された本歯のみが送りネジと係合する構造のラックの場合では、衝撃印加時に送りネジの軸に対して本歯と反対側に配置された対向歯が送りネジのネジ山と係合してラックの送りネジの軸方向への位置ズレを防ぐ。しかし、本歯のみが送りネジに接触する場合、ラックの移動を安定にするためには本歯に加える付勢力を強くする必要があり、モータの回転負荷が増大し、モータの省電力化を妨げられるか、モータ、ひいてはレンズ鏡筒が大型になる。
【０００５】
本発明は、小型の構成で、ある程度の衝撃に対して歯飛びを防止することが可能なラックおよびそれを用いた光学機器を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のラックは、可動部材に取り付けられ、駆動手段の駆動力を前記可動部材に伝達するラックであって、前記駆動手段によって回転される送りネジと係合する第１の歯を有する第１の部材と、前記送りネジに関して前記第１の歯と反対側に配置されて前記送りネジと係合する第２の歯を有する第２の部材と、前記送りネジに関して前記第１の歯と反対側に配置されて前記送りネジと係合可能な第３の歯を有する第３の部材と、前記第１の歯と前記第２の歯が互いに近づくように前記第１の部材と前記第２の部材の間に付勢力を加える第１の付勢手段と、前記第１の歯と前記第３の歯が互いに近づくように前記第１の部材と前記第３の部材の間に付勢力を加える第２の付勢手段と、前記第１の付勢手段の付勢力によって前記第１の歯と前記第２の歯が前記送りネジと係合している状態では前記第３の歯は前記送りネジから離れ、前記送りネジの中心軸と前記第１の歯と前記送りネジとの接触位置を通る平面における前記第１の歯と前記第３の歯の間隔が前記送りネジの外径よりも小さくなるように前記第３の歯の前記送りネジに対する距離を規制する規制手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、小型の構成で、ある程度の衝撃に対して歯飛びを防止することが可能なラックおよびそれを用いた光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態のレンズ鏡筒の部分分解斜視図とレンズ鏡筒の断面図である。
【図２】図１に示すレンズ鏡筒が着脱可能に装着される光学機器の電気回路のブロック図である。
【図３】図１に示すレンズ鏡筒の部分斜視図である。
【図４】図１に示す送りネジとラックの係合を示す拡大平面図である。
【図５】図１に示す送りネジとラックの係合を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１（ｂ）は、本実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。このレンズ鏡筒は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの撮影装置（光学機器）に取り付けられ、または一体に設けられて使用される。レンズ鏡筒は、被写体の光学像を形成する撮影光学系を有し、一点鎖線は撮影光学系の光軸を表している。
【００１０】
本実施形態の撮影光学系は、凸凹凸凸の４群構成の変倍光学系を有し、固定の第１群レンズＬ１、第２群レンズ（変倍レンズまたはズームレンズ）Ｌ２、第３群レンズ（振れ補正レンズ）Ｌ３、第４群レンズ（フォーカスレンズ）Ｌ４、絞りを含む。
【００１１】
第２群レンズＬ２は、光軸方向に移動することにより変倍動作を行う（被写体距離を変更する）。第３群レンズＬ３は、光軸に直交する方向に移動して振れ補正を行う。なお、「直交する方向」は光軸に直交する成分があれば足り、光軸に斜めに移動されてもよい。第４群レンズＬ４は、光軸方向に移動することにより合焦動作（焦点調節）を行う。絞りは、撮像素子に入射する光量を調整する。
【００１２】
１は第１群レンズＬ１を保持する固定鏡筒である。２は第２群レンズＬ２を保持する２群移動枠である。３は第３群レンズＬ３を光軸直交方向に移動させるシフトユニットであり、固定筒５に位置決めの上、ビスにより固定される。４は第４群レンズＬ４を保持する４群移動枠である。６はＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子が固定されるホルダである。撮像素子は撮影光学系が形成した光学像を光電変換する。固定鏡筒１とホルダ６は固定筒５にビス止めされる。
【００１３】
図１（ａ）は、本実施形態のラック１７およびその周辺部の分解斜視図である。ラック１７の詳細について後述する。
【００１４】
８、９はガイドバーであり、固定筒５とホルダ６によって位置決め固定されている。ガイドバー８、９は、２群移動枠２を光軸方向に移動可能に支持し、それぞれ光軸に平行に延びている。
【００１５】
２群移動枠２は、ガイドバー８との接続部としてのスリーブ２ａとガイドバー９との接続部としてのスリーブ（図示せず）を有する。スリーブ２ａはガイドバー８が貫通する貫通孔を有する。この結果、ガイドバー８、９は光軸方向に摺動可能に支持されている。
【００１６】
２群移動枠２は遮光部２ｂを有し、遮光部２ｂの光軸方向への移動を光学的に検出する不図示のフォトインタラプタが設けられる。遮光部２ｂと不図示のフォトインタラプタは、第２群レンズＬ２が基準位置に位置していることを検出するためのズームリセットスイッチを構成する。
【００１７】
２群移動枠２は、ラック１７を回転可能に保持するラック保持部２ｃを有する。ラック保持部２ｃは、それぞれ軸穴部を有する２つのブロック２ｃ１、２ｃ２とその間の凹部２ｃ３を有する。凹部２ｃ３にはラック１７の一部が突出した状態で収納される。後述するメインラック３０の軸部３５の両端がブロック２ｃ１、２ｃ２のそれぞれの軸穴部に回転可能に支持される。凹部２ｃ３から突出したラック１７の一部は、駆動手段であるズームモータ１３の送りネジ（リードスクリュー）１３ａに係合する。
【００１８】
ズームモータ１３は、第２群レンズＬ２を光軸方向に駆動し、変倍動作を行わせる駆動手段である。ズームモータ１３は、固定筒５に２本のビスで固定され、回転する不図示のロータと同軸の送りネジ１３ａを有する。送りネジ１３ａは光軸と平行に延びている。送りネジ１３ａには、２群移動枠２に取り付けられたラック１７が噛合っており、ロータが回転すると、第２群レンズＬ２が光軸方向に駆動される。送りネジ１３ａは、例えば、ＳＵＳ、鉄などから構成される。
【００１９】
本実施形態のラック１７は、第２群レンズＬ２を移動する移動手段の一部を構成しているが、第４レンズＬ４を移動する移動手段として構成されてもよい。この場合、第４群レンズＬ４を光軸方向に駆動し、合焦動作を行わせるための不図示のフォーカスモータが設けられ、フォーカスモータは回転するロータと同軸の送りネジを有する。送りネジには、４群移動枠４に取り付けられたラックが噛合っており、ロータが回転すると、第４群レンズＬ４が光軸方向に駆動される。ねじりコイルばねは、４群移動枠４、ガイドバー、ラック及び送りネジのそれぞれのガタを片寄せし、これからの嵌合または噛合いのガタを防止する。フォーカスモータはホルダ６に２本のビスで固定される。また、４群移動枠４に形成された遮光部の光軸方向への移動を光学的に検出するフォトインタラプタが設けられ、第４群レンズＬ４が基準位置に位置していることを検出するためのフォーカスリセットスイッチとして用いられる。
【００２０】
図２は、本実施形態のレンズ鏡筒が着脱可能に装着される光学機器（撮像装置本体）の電気回路のブロック図である。光学機器１２０において、撮影光学系によって撮像素子１１３の撮像面に形成された被写体の光学像はカメラ信号処理回路１０１によって所定の増幅やγ補正などの処理が施される。
【００２１】
これらの所定の処理を受けた映像信号からＡＦ（Ａｕｔｏｆｏｃｕｓ）ゲート１０２もしくはＡＥ（Ａｕｔｏｅｘｐｏｓｕｒｅ）ゲート１０３を通過して所定の領域のコントラスト信号を取り出す。特にＡＦゲート１０２を通過したコントラスト信号はＡＦ回路１０４により高域成分に関する１つもしくは複数の出力を生成する。ＣＰＵ１０５ではＡＥゲート１０３の信号レベルに応じて、露出が最適であるかどうかを判別し、最適でない場合には絞りシャッター駆動源１０９を介して、最適な絞り値もしくはシャッター速度で、同駆動源を駆動する。ＡＦ（自動焦点調節）動作では、ＡＦ回路１０４にて生成された出力がピークを示すようにＣＰＵ１０５がフォーカス駆動源であるフォーカス駆動源駆動回路１１１を駆動制御する。また、適正露出を得るために、ＣＰＵ１０５は、ＡＥゲート１０３を通過した信号出力の平均値を所定の値として、絞りエンコーダ１０８の出力がこの所定の値となるように絞りシャッター駆動源１０９を駆動制御して、開口径をコントロールする。
【００２２】
１１０はズーム駆動源であるステッピングモータ（ズームモータ１３）である。１１２はズーム駆動源駆動回路であり、ズーム制御手段としてのＣＰＵ１０５からの制御信号に応じてステッピングモータ１１０を駆動する。
【００２３】
フォトインタラプタなどのエンコーダを用いたフォーカス原点センサ１０６は第４群レンズＬ４の光軸方向の絶対位置を検出するための絶対基準位置を検出する。フォトインタラプタなどのエンコーダを用いたズーム原点センサ１０７は第２群レンズＬ２の光軸方向の絶対位置を検出するための絶対基準位置を検出する。
【００２４】
撮影装置における振れ角度の検出は、例えば、撮影装置に固定された振動ジャイロなどの角速度センサの出力を積分して行う。ピッチ方向の振れ角度検出センサ１１４、ヨー方向の振れ角度検出センサ１１５のそれぞれの出力は、ＣＰＵ１０５で処理される。ピッチ振れ角度検出センサ１１４からの出力に応じて、ピッチコイル駆動回路１１６を駆動制御し、不図示のコイルへの通電制御が行われる。またヨー振れ角度検出センサ１１５からの出力に応じて、ヨーコイル駆動回路１１７を駆動制御し、不図示のコイルへの通電制御が行われる。
【００２５】
以上の制御により、シフトユニット３が光軸に直交する面内で移動する。ピッチ方向の位置検出センサ１１８、ヨー方向の位置検出センサ１１９のそれぞれの出力は、ＣＰＵ１０５で処理される。第３群レンズＬ３が移動すると、レンズ鏡筒内の通過光束が曲げられる。撮影装置に振れが生じることによって本来生ずる撮像素子１１３上での被写体像の変移を相殺する方向に、相殺する曲げ量だけ通過光束を曲げるように補正レンズ群Ｌ３を移動させる。これにより、撮影装置が振れても結像している被写体像が撮像素子１１３上で動かない、いわゆる振れ補正を行うことができる。
【００２６】
ＣＰＵ１０５は、ピッチ振れ角度検出センサ１１４およびヨー振れ角度検出センサ１１５により得られた撮影装置の振れ信号と、ピッチ位置検出センサ１１８およびヨー位置検出センサ１１９から得られたシフト量信号との差分に相当する信号を取得する。ＣＰＵ１０５は、この信号に基づいて、ピッチコイル駆動回路１１６およびヨーコイル駆動回路１１７によって、シフトユニット３を移動させる。この制御によって、上記の差分信号がより小さくなるように補正レンズ群Ｌ３が位置決め制御され、目標位置に保たれる。
【００２７】
以下、図１および図３を参照して、ラック１７の詳細について説明する。なお図３（ｂ）および（ｃ）は、図３（ａ）に点線で示す箇所付近のそれぞれ異なる方向からの拡大斜視図である。
【００２８】
ラック１７は、可動部材である２群移動枠２に取り付けられ、駆動手段であるズームモータ１３の駆動力を２群移動枠２に伝達する。ラック１７は、メインラック３０、サブラック４０、挟みばね５０、ねじりコイルばね６０を有し、小型化されている。ラック１７は、例えば、ＰＯＭ、ＰＣなどから構成される。
【００２９】
メインラック３０は、係合部（第１の部材）３１と軸部３５を有する。
【００３０】
係合部３１はＬ字形状を有し、Ｌ字の一端で軸部３５に結合され、軸部３５から張り出して軸部３５とほぼ平行に折れ曲がっている腕部として構成されている。係合部３１の送りネジ側には本歯（第１の歯）３２が形成されている。本歯３２は、送りネジ１３ａのネジ山と係合し、送りネジ１３ａからズームモータ１３の駆動力を受ける。係合部３１の送りネジ１３ａと反対側の面３３は、図３（ｂ）と図３（ｃ）に示すように、挟みばね５０の腕部５２とねじりコイルばね６０の腕部６２を係止する係止面として機能する。係合部３１のＬ字形状の垂直部の中央付近には送りネジ側に張り出した突起としてのストッパー（規制手段）３４が形成されている。
【００３１】
軸部３５は、挟みばね５０のコイル部５１、サブラック４０の本体部４１の軸穴部４２、ねじりコイルばね６０のコイル部６１をこの順番で貫通し、２群移動枠２のラック保持部２ｃの２つのブロック２ｃ１、２ｃ２の軸穴部に回転可能に支持される。軸部３５は、ラック１７の回転軸として機能する。
【００３２】
サブラック４０は、本体部４１、係合部４４、４７を有する。
【００３３】
本体部４１は、２つの大きさの異なる円筒をそれらの中心軸を合わせた状態で組み合わせた形状を有し、その中心軸を中心とする円筒形状の軸穴部４２を有する。軸穴部４２には、メインラック３０の軸部３５が挿入される。また、小さい円筒の円筒面４３は、大きい円筒の円筒面との間に段差を形成するが、この段差は挟みばね５０の一部であるコイル部５１を収納する収納部として機能する。
【００３４】
係合部（第３の部材）４４は、本体部４１の外側に張り出して、本体部４１の中心軸と平行に延びている。係合部４４の送りネジ側には対向歯（第３の歯）４５が形成される。対向歯４５は送りネジ１３ａと係合可能に構成されている。係合部４４の送りネジ１３ａと反対側の面４６は挟みばね５０の腕部５３を係止する係止面として機能する。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように、係合部４４の本体部４１に近い側には送りネジ側に張り出した突起としてのストッパー（規制手段）４４ａが形成され、メインラック３０のストッパー３４に接触して係合部４４のそれ以上の送りネジ側への回転を防止する。この結果、係合部３１と４４の間に挟みばね５０によって付勢力が加わっていても対向歯４５は、通常状態では、送りネジ１３ａには接触しない。
【００３６】
このように、ストッパー３４、４４ａは、通常状態では対向歯４５を送りネジ１３ａから離す。また、ストッパー３４、４４ａは、図５（ｂ）を参照して後述されるように、本歯３２と対向歯４５の間隔ｄが送りネジ１３ａの外径Ｄよりも小さくなるように対向歯の送りネジ１３ａに対する距離を規制している。係合部３１と４４の両方にストッパーを設けずにどちらか一方に設けてもよい。本歯３２、対向歯４５、挟み歯４８は、送りねじ１３ａのネジ山形状に対応した形状を有する。
【００３７】
係合部（第２の部材）４７は、本体部４１の外側に張り出して、その送りネジ側には挟み歯（第２の歯）４８が形成され、係合部４７の送りネジ１３ａと反対側の面はねじりコイルばね６０の腕部６３を係止する係止面として機能する。対向歯４５と挟み歯４８は送りネジ１３ａの軸を挟んでメインラック３０の本歯３２と対向している。
【００３８】
挟みばね５０は、軸部３５を回転中心として本歯３２と対向歯４５が互いに近づくように係合部３１と４４の間に付勢力を加える第２の付勢手段である。挟みばね５０は、サブラック４０の本体部４１の円筒面４３の周りに設けられ、コイル部５１、腕部５２、５３を有する。コイル部５１には、メインラック３０の軸部３５が貫通する。腕部５２は、図３（ｂ）に示すように、メインラック３０の面３３に係止され、腕部５３は、図３（ｃ）に示すように、サブラック４０の面４６に係止される。
【００３９】
ねじりコイルばね６０は、本歯３２と挟み歯４８が互いに近づくように係合部３１と４７の間に付勢力を加える第１の付勢手段である。また、ねじりコイルばね６０は、その軸方向の弾性力によって、２群移動枠２、ガイドバー８、ラック１７及び送りネジ１３ａを光軸に平行な方向に付勢する弾性部材である。これにより、それぞれのガタが片寄せされ、嵌合または噛合いのガタを防止することができる。
【００４０】
ねじりコイルばね６０は、コイル部６１、腕部６２、６３を有する。コイル部６１には、メインラック３０の軸部３５が貫通する。腕部６２は、図３（ｂ）に示すように、メインラック３０の面３３に係止される。腕部６３は、図１（ａ）に示すようにＵ字形状の先端を有し、図３（ｃ）に示すように、サブラック４０の係合部４７の送りネジと反対側の面と側面に係止される。
【００４１】
本歯３２と挟み歯４８はねじりコイルばね６０の付勢力によって、送りネジ１３ａを挟み込んでいる。この通常状態では、対向歯４５は送りネジ１３ａとは接していない。したがって、送りネジ１３ａの回転による駆動力は、本歯３２と挟み歯４８とを介して２群移動枠２に伝達され、２群移動枠２の光軸方向への移動が行われる。ねじりコイルばね６０の付勢力は挟みばね５０の付勢力よりも小さい。
【００４２】
図４は送りネジ１３ａとラック１７の係合部の拡大平面図である。図４（ａ）は、後述する開き動作が生じていない状態、図４（ｂ）は開き動作が生じた状態を示している。図５は本歯３２、対向歯４５、挟み歯４８と送りネジ１３ａの係合を示す拡大断面図であり、図４（ａ）に示す方向Ｘからの矢視図に相当する。まず、通常状態において、送りネジ１３ａの中心軸と本歯３２と送りネジ１３ａとの接触位置を通る平面を考える。なお、「通常状態」は、ねじりコイルばね６０の付勢力によって本歯３２と挟み歯４８が送りネジ１３ａと係合している状態である。図５は、本歯３２と対向歯４５に対して送りネジ１３ａに各種の衝撃が加わった場合の上記平面における断面図である。
【００４３】
図５（ａ）は、２群移動枠２が光軸方向に衝撃値Ａを与えられた状態を示している。このとき、本歯３２および挟み歯４８が送りネジ１３ａのネジ山に掛かることで、ラック１７が送りネジ１３ａの軸方向にずれることはない。
【００４４】
図５（ｂ）は、２群移動枠２が光軸方向に衝撃値Ｂを与えられ、本歯３２が送りネジ１３ａのネジ山をせり上がった状態を示している。衝撃値Ｂは衝撃値Ａよりも大きい（Ａ＜Ｂ）。このとき、挟みばね５０によって付勢されているサブラック４０が送りネジ１３ａのネジ山に接近する。本歯３２と対向歯４５との間隔ｄは、送りネジ１３ａのネジ山の高さＤよりも小さくなるように設定されている。また、メインラック３０とサブラック４０とは、挟みばね５０によって付勢されて間隔ｄが保たれている。したがって、本歯３２と対向歯４５との両方が送りネジ１３ａのネジ山に掛かり、ラック１７が送りネジ１３ａの軸方向に更にずれることはない。また、挟み歯４８も、ねじりコイルばね６０の付勢力によって送りネジ１３ａのネジ山に係合している。
【００４５】
図４（ｂ）と図５（ｃ）は２群移動枠２が光軸方向に衝撃値Ｃを与えられた状態を示している。衝撃値Ｃは衝撃値Ｂよりも大きい（Ｂ＜Ｃ）。送りネジ１３ａのネジ山からの抗力によって、本歯３２と対向歯４５とが互いに離れる方向の力が加わっている。この力が挟みばね５０の付勢力を上回ることで、メインラック３０とサブラック４０との開き動作が発生する。その結果、本歯３２と対向歯４５との間隔が広がり、ｄ’となる。ここで、Ｄ、ｄ、ｄ’の大小関係は、ｄ＜Ｄ≦ｄ’である。そのため、ラック歯が送りネジ１３ａのネジ山を乗り越えるようにして軸方向に移動する歯飛びが許容される。これにより、本歯３２と対向歯４５の歯先端に大きなせん断力が加わって、ラック歯や送りネジの欠けや削れが生じることを防止する。これらの欠けや削れが生じると、その後の製品動作において動作が不安定となり、動作不良の原因となる。本実施形態では、挟みばね５０の付勢力を調整することによって、ラック１７の開き動作が生じ始める衝撃Ｃの衝撃値を任意に設定することが可能である。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態のラック１７は以下の特徴を有する。
【００４７】
まず、通常状態では、本歯３２と挟み歯４８で送りネジ１３ａを挟みこんで本歯３２と挟み歯４８が送りネジ１３ａと係合する。本歯３２と挟み歯４８で送りネジ１３ａを挟みこんで本歯３２と挟み歯４８が送りネジ１３ａと係合しているので、本歯３２のみで送りネジ１３ａと係合する構造のラックに対してねじりコイルばね６０の付勢力を小さくすることができる。ラックと送りネジの間の摩擦力が小さくなるのでズームモータ１３の回転負荷が抑えられ、モータの省電力化および／またはモータ、ひいてはレンズ鏡筒の小型化を図ることができる。
【００４８】
次に、通常状態では対向歯４５は送りネジ１３ａから離れ、図５に示す平面において本歯３２と対向歯４５の間隔ｄが送りネジ１３ａの外径Ｄよりも小さくなるように対向歯の送りネジ１３ａに対する距離を規制するストッパー３４、４４ａが設けられている。これにより、対向歯４５は通常状態では送りネジ１３ａに接触しないが、本歯３２と挟み歯４８が歯飛びするほどの衝撃を受けた場合は接触し、ラック１７の歯飛びを防止する。本歯３２と挟み歯４８の少なくとも一方が、コイルばね６０が加える付勢力に抗して送りネジ１３ａから離れられるように、係合部３１と４４は相対的に移動可能に設けられている。対向歯４５がなければ、歯飛び防止のために、ねじりコイルばね６０による付勢力を強める必要があるが、それではラックと送りネジ間の摩擦力が大きくなってモータの回転負荷が増大し、モータの省電力化を妨げられるか、モータ、ひいてはレンズ鏡筒が大型になる。本実施形態は、対向歯４５を上述のように、配置することによってこの問題を解決している。
【００４９】
また、挟みばね５０は、係合部３１と４４の間にねじりコイルばね６０が加える付勢力よりも強い付勢力を加えている。これにより、対向歯４５を衝撃値Ｂ以上Ｃ未満の場合に確実に送りネジ１３ａに接触させて歯飛びを防止することができる。
【００５０】
また、本歯３２と対向歯４５の少なくとも一方が、挟みばね５０が加える付勢力に抗して送りネジ１３ａから離れるように、係合部３１と４４は相対的に移動可能に設けられている。対向歯４５が移動不能であるとすると、衝撃が非常に強い場合には、ラック歯の先端に大きなせん断力が作用して、ラック歯が削れ、動作不良となるおそれがある。そこで、本実施形態では、衝撃値Ｃ以上と非常に強い場合には、本歯３２と対向歯４５の少なくとも一方が送りネジ１３ａから離れることによってこの問題を解決している。
【００５１】
なお、本歯３２、対向歯４５、挟み歯４８が、送りネジ１３ａの軸に直交する場合だけでなく、リード角を持っていてもよい。また、本歯３２の対向側に対向歯４５と挟み歯４８があれば足りるので、本歯と挟み歯とがメインラックにあり、それに対向歯を設けたサブラックが組み合わされてもよいし、本歯３２、挟み歯４８、対向歯４５の全てが別部材となって組み合わされてもよい。
【００５２】
上述したように、本実施形態のラックは４群移動枠４用のラックにも適用可能である。また、本実施形態では、ラック１７を有する光学機器は、レンズ一体型のデジタルスチルカメラなどの撮像装置であるが、撮像装置に着脱可能に装着されるレンズ装置であってもよい。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、ラックと送りネジを使用する各種の工業製品に適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１７…ラック、３１…係合部（第１の部材）、３２…本歯（第１の歯）、４４…係合部（第３の部材）、４５…対向歯（第３の歯）、４７…係合部（第２の部材）、４８…挟み歯（第２の歯）、５０…挟みばね（第２の付勢手段）、６０…ねじりコイルばね（第１の付勢手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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