(57)【要約】【課題】ベルトを使用する場合でも、駆動効率や耐久性を著しく下げることのない駆動力伝達機構、レンズ鏡筒及びカメラを提案する。【解決手段】本発明の駆動力伝達機構４０は、モータ３０により回転される第１軸３４と、前記第１軸３４に取り付けられて、該第１軸３４と共に回転する第１回転部材４１と、前記第１回転部材４１の径方向に配置された第２回転部材４４と、前記第１軸３４と平行に前記第２回転部材４４に取り付けられ、該第２回転部材４４の回転により回転される第２軸４２と、前記第１回転部材４１の径方向であって、前記第２回転部材４４が配置されている側と反対側に配置された第３回転部材４５，４７と、を備え、前記第１回転部材４１、前記第２回転部材４４及び前記第３回転部材４５，４７の外周と接するように掛け渡され、前記第１回転部材４１の回転を前記第２回転部材に伝達する駆動力伝達ベルト４６と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより回転される第１軸と、
前記第１軸に取り付けられて、該第１軸と共に回転する第１回転部材と、
前記第１回転部材の径方向に配置された第２回転部材と、
前記第１軸と平行に前記第２回転部材に取り付けられ、該第２回転部材の回転により回転される第２軸と、
前記第１回転部材の径方向であって、前記第２回転部材が配置されている側と反対側に配置された第３回転部材と、を備え、
前記第１回転部材、前記第２回転部材及び前記第３回転部材の外周と接するように掛け渡され、前記第１回転部材の回転を前記第２回転部材に伝達する駆動力伝達ベルトと、
を備える駆動力伝達機構。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動力伝達機構であって、
前記第２回転部材の、前記第１回転部材が配置されている側と反対側に配置された第４回転部材と、を備えること、
を特徴とする駆動力伝達機構。
【請求項３】
請求項１または２に記載の駆動力伝達機構であって、
前記第３回転部材と前記第１回転部材との間の距離を変更することにより前記駆動力伝達ベルトの張力を変更可能であること、
を特徴とする駆動力伝達機構。
【請求項４】
モータからレンズまでの駆動力伝達部において、請求項１から３のいずれか１項に記載の駆動力伝達機構を備えるレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項４に記載のレンズ鏡筒を備えるカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力伝達機構、レンズ鏡筒及びカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラを代表とする撮像装置の多くには、自動的に被写体にピントを合わせるオートフォーカス(以後ＡＦ)という機能が備えられている。ＡＦは細かな被写体深度に対応することが求められるため、精度が重要である。それゆえ、ＡＦに使用されるモータも精度を出しやすいギアやカムを使用したユニットが多い。
一方、モータ軸のギアと出力軸のギアを直接接触させずにベルトやローラーによって出力を伝達することにより静音性を高めることも知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５８２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のようにベルトを用いた駆動力伝達機構の場合、高精度な駆動を実現させるためにはベルトが常に張っている状態であることが必要となる。そうすると、ベルトによってモータ軸のギアに大きく側圧がかかってしまい、その結果、モータ軸が傾いたり曲がったりすることによる駆動効率の悪化や耐久性の低下などの問題が生じる可能性があった。
【０００５】
本発明は、ベルトを使用する場合でも、駆動効率や耐久性を著しく下げることのない駆動力伝達機構、レンズ鏡筒及びカメラを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。
請求項１に記載の発明は、モータにより回転される第１軸と、前記第１軸に取り付けられて、該第１軸と共に回転する第１回転部材と、前記第１回転部材の径方向に配置された第２回転部材と、前記第１軸と平行に前記第２回転部材に取り付けられ、該第２回転部材の回転により回転される第２軸と、前記第１回転部材の径方向であって、前記第２回転部材が配置されている側と反対側に配置された第３回転部材と、を備え、前記第１回転部材、前記第２回転部材及び前記第３回転部材の外周と接するように掛け渡され、前記第１回転部材の回転を前記第２回転部材に伝達する駆動力伝達ベルトと、を備える駆動力伝達機構である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の駆動力伝達機構であって、前記第２回転部材の、前記第１回転部材が配置されている側と反対側に配置された第４回転部材と、を備えること、を特徴とする駆動力伝達機構である。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の駆動力伝達機構であって、前記第３回転部材と前記第１回転部材との間の距離を変更することにより前記駆動力伝達ベルトの張力を変更可能であること、を特徴とする駆動力伝達機構である。
請求項４に記載の発明は、モータからレンズまでの駆動力伝達部において、請求項１から３のいずれか１項に記載の駆動力伝達機構を備えるレンズ鏡筒である。
請求項５に記載の発明は、請求項４のレンズ鏡筒を備えるカメラである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ベルトを使用する場合でも、駆動効率や耐久性を著しく下げることのない駆動力伝達機構、レンズ鏡筒及びカメラを提案することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態を適用したカメラの概念構成図である。
【図２】超音波モータと駆動力伝達機構とを示す概略図である。
【図３】図２のＡ矢視図に相当する駆動力伝達機構における無端ベルトの掛け渡し構成を示す図である。
【図４】駆動力伝達機構におけるベアリングおよびその支持構造の変形例が適用された超音波モータと駆動力伝達機構とを示す概略図である。
【図５】第２実施形態における超音波モータと駆動力伝達機構とを示す概略図である。
【図６】第３実施形態における超音波モータと駆動力伝達機構とを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態を適用したカメラ１の概念構成図である。
カメラ１は、カメラボディ１０と、レンズ鏡筒２０とを備えている。レンズ鏡筒２０は、カメラボディ１０に着脱可能な交換レンズである。なお、本実施形態では、レンズ鏡筒２０が交換可能な例を示したが、これに限らず、例えば、カメラボディとレンズ鏡筒が一体型のカメラであってもよい。
【００１０】
カメラボディ１０は、撮像素子１１と、制御装置１２と、ＡＦセンサ１３等を備えている。
撮像素子１１は、レンズ鏡筒２０によってその撮像面に結像された画像を電気信号に変換して出力する、たとえば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の光電変換素子である。
制御装置１２は、レンズ鏡筒２０におけるフォーカス群の移動量演算や、当該カメラ１全体の制御を行う。
ＡＦセンサ１３は、焦点検出を行うためのたとえばＣＣＤラインセンサ等である。
【００１１】
レンズ鏡筒２０は、合焦レンズ２１を含む図示しないレンズ群からなる結像光学系と、内設された合焦レンズ２１を移動操作するカム筒２２と、カム筒２２を回転駆動する駆動源である超音波モータ３０と、を備えている。
超音波モータ３０の回転力は、駆動力伝達機構４０における出力軸４２に固定された出力ギア４３を介してカム筒２２に伝えられ、カム筒２２は回転によって内設された合焦レンズ２１を移動駆動するようになっている。この超音波モータ３０の回転力をカム筒２２に伝達する駆動力伝達機構４０については、超音波モータ３０と共に後に詳述する。
【００１２】
そして、上記のように構成されたカメラ１は、レンズ鏡筒２０における合焦レンズ２１を含む結像光学系によって、カメラボディ１０における撮像素子１１の撮像面に被写体像が結像される。そして、撮像素子１１によって、結像された被写体像が電気信号に変換され、その信号をＡ／Ｄ変換および画像処理して画像データを得る（撮影する）。これらカメラ１における撮影に係る一連の動作は、カメラボディ１０が備える制御装置１２によって制御される。また、制御装置１２は、撮影時においては、ＡＦセンサ１３の検知情報に基づいてレンズ鏡筒２０の超音波モータ３０を駆動させ、焦点調節を行う。
【００１３】
つぎに、図２および図３を参照して、超音波モータ３０の回転力をカム筒２２に伝達する駆動力伝達機構４０について詳細に説明する。
図２は、超音波モータ３０と駆動力伝達機構４０とを示す概略図である。図３は、図２のＡ矢視図に相当する駆動力伝達機構４０における無端ベルト４６の掛け渡し構成を示す図である。
【００１４】
超音波モータ３０は、ステータ３１と、ロータ３２と、ロータ３２に結合された回転軸３４と、を備えている。
ステータ３１は、円環状であって、その一方の面が駆動面とされ、他方の面に圧電体３３が固定されている。
ロータ３２は、ステータ３１の駆動面に圧接配置されている。
【００１５】
圧電体３３は、圧電素子や電歪素子等の電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械変換素子であって、ステータ３１の周方向に沿って２つの相（Ａ相、Ｂ相）の電気信号が入力される範囲に分かれている。圧電体３３の各相には、カメラボディ１０が備える制御装置１２の制御下で、フレキシブルプリント基板を介して駆動回路から所定の電圧および周波数の駆動信号が供給されるようになっている。
そして、超音波モータ３０は、駆動回路から供給される駆動信号によって圧電体３３が伸縮してステータ３１の駆動面に弾性進行波を生じさせ、この弾性進行波がロータ３２を回転駆動して回転軸３４から回転力を出力する。
【００１６】
駆動力伝達機構４０は、超音波モータ３０の回転軸３４に固定された第１ギア４１と、出力軸４２と、出力軸４２の一端に固定された出力ギア４３と、出力軸４２の他端に固定された第２ギア４４と、ベアリング４５と、無端ベルト４６と、により構成されている。
【００１７】
第１ギア４１は、無端ベルト４６と対応する幅および周面形状で所定径に形成されている。なお、本実施形態では歯車状の第１ギアとして示しているが、これに限るものではなく、歯車のないプーリー等であってもよい。
出力軸４２は、超音波モータ３０の回転軸３４と所定間隔離間した位置にこれと平行に配設されている。前述したように、出力軸４２の一端には出力ギア４３が固定され、他端には第２ギア４４が固定されている。
出力ギア４３は、前述したレンズ鏡筒２０におけるカム筒２２と連係している。
第２ギア４４は、無端ベルト４６と対応する幅および周面形状で所定径に形成されている。なお、本実施形態では歯車状の第２ギアとして示しているが、これに限るものではなく、歯車のないプーリー等であってもよい。
【００１８】
ベアリング４５は、無端ベルト４６と対応する幅および周面形状で所定径に形成され、内設されたベアリングを介して支持軸４５Ａによって回転自在に支持されている。なお、このベアリング４５は、既存のボールベアリングやローラーベアリング等をそのまま用いても良い。
無端ベルト４６は、たとえば、ゴム製の平ベルトである。なお、丸ベルト、歯付ベルト等も適宜選択使用可能である。
【００１９】
そして、駆動力伝達機構４０は、図３に示すように、第１ギア４１を挟んで、第２ギア４４とベアリング４５とが略対称の位置に配設されて、第２ギア４４とベアリング４５との間に無端ベルト４６が掛け渡され、第１ギア４１の回転によって周回駆動された無端ベルト４６を介して第２ギア４４を回転駆動するように構成されている。
【００２０】
つまり、第１ギア４１の回転を第２ギア４４に伝達する無端ベルト４６は、第２ギア４４と当該第２ギア４４から見て第１ギア４１より遠方に配設されたベアリング４５との間に掛け渡され、その無端ベルト４６に第２ギア４４とベアリング４５とで張力を作用させるようになっている。
さらに、換言すると、第１ギア４１の径方向に配置された第２ギア４４が配置され、第１ギアの径方向における第２ギア４４が配置されている側と反対側にベアリング４５が配置されている。
【００２１】
図３（ａ）に示す駆動力伝達機構４０における無端ベルト４６の掛け渡し構成は、第２ギア４４とベアリング４５は略同一径であり、第１ギア４１はこれらより所定量大径で、その中心位置は第２ギア４４とベアリング４５の中心を結ぶ線（線分：Ｃ）上に設定されている。つまり、第１ギア４１，第２ギア４４およびベアリング４５は、その中心が一直線上に並んで配設されている。
【００２２】
このような第１ギア４１，第２ギア４４，ベアリング４５の位置および径の関係により、第２ギア４４とベアリング４５の間における無端ベルト４６の巻回経路は、第１ギア４１の周面に沿って屈曲し、無端ベルト４６はその張力の分力で第１ギア４１の周面に圧接する。
無端ベルト４６の巻回経路は、線分：Ｃを挟んで対称形状となっており、このため、無端ベルト４６を第１ギア４１の周面に圧接させる力は、第１ギア４１に対して線分：Ｃを挟んで対称に両側から等しく作用する。これにより、無端ベルト４６の圧接によって第１ギア４１に側圧（その回転軸と直交する方向、ラジアル方向に作用する力）は相殺される。従って、無端ベルト４６の圧接力が第１ギア４１を支持する回転軸３４を傾けるように作用することはない。
また、ベアリング４５は、回転自在に設けられているため、その回転に係るエネルギー消費は少なく、超音波モータ３０の出力を減衰させることはない。
【００２３】
そして、第２ギア４４は出力軸４２によって出力ギア４３と繋がっているので、出力ギア４３はカム筒２２にモータ３０からの出力を伝達し、合焦レンズ２１を光軸方向に動かす。そして、所定の位置に合焦レンズ２１が移動すると、モータ３０への電圧の入力が終了し、ＡＦ駆動が完了する。
【００２４】
以上、本第１実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）本第１実施形態に係る駆動力伝達機構４０の構成によれば、駆動力の伝達に無端ベルト４６を用いることでギアの噛合音等の発生が無く、静音化を図ることができる。また、無端ベルト４６の圧接力が第１ギア４１を支持する回転軸３４を傾けるように作用しないため、第１ギア４１に作用する側圧に起因する回転軸３４の傾きや曲げによる超音波モータ３０の駆動効率や耐久性の低下を抑えることができる。
（２）また、本実施形態の伝達機構は、様々な装置に使用可能であり、どのような駆動装置においても良好な効果をもたらすものであるが、それらの中でも軸の傾きが出力に大きく影響する超音波モータが最も良好な効果を得ることが出来る。そして、上述のように、駆動効率や耐久性の向上及び静音化を図ることができるため、この駆動力伝達機構によって、動画撮影時にも素早いＡＦが可能となる。
【００２５】
（変形形態）
（１）図３（ｂ）は、駆動力伝達機構４０における無端ベルト４６の掛け渡し構成が前述のものとは異なり、無端ベルト４６が第１ギア４１を挟んで千鳥掛けにされた例を示す。
このような無端ベルト４６の掛け渡し構成によっても、無端ベルト４６の圧接によって第１ギア４１に作用する側圧は相殺されて無端ベルト４６の圧接力が第１ギア４１の回転軸３４を傾けるように作用しないため、第１ギア４１に作用する側圧に起因する回転軸３４の傾きや曲げによる超音波モータ３０の駆動効率や耐久性の低下を抑えることができる。また、この無端ベルト４６の掛け渡し構成は、第１ギア４１が第２ギア４４およびベアリング４５より小径であっても適用でき、また、無端ベルト４６と第１ギア４１の周面との接触距離（面積）を大きく採ることができるために大きな駆動力の伝達が可能である。
【００２６】
（２）また、上記実施形態におけるベアリング４５およびその支持構成は、図４の駆動力伝達機構４０′に示すベアリング４７の支持構成に変更しても良い。
図４に示す駆動力伝達機構４０′では、上記ベアリング４５に対応するベアリング４７に支持軸４７Ａが固定されており、その支持軸４７Ａの両端が、それぞれ補助ベアリング４８によって回転自在に保持されている。
このような構成によっても、第１ギア４１に作用する側圧によって生ずる回転軸３４の傾きや曲げなどを防ぐことができる。
また、ベアリング４７は、補助ベアリング４８によって支持されているため、その回転に係るエネルギー消費は少なく、超音波モータ３０の出力を減衰させることはない。
【００２７】
（第２実施形態）
つぎに、図５に示す本発明に係る駆動力伝達機構の第２実施形態について説明する。
図５は、第２実施形態における超音波モータ３０と駆動力伝達機構５０とを示す概略図である。なお、本第２実施形態における超音波モータ３０を含む基本構成は前述した第１実施形態と同様であり、同機能の構成要素は同符号を付して説明は省略する。
本第２実施形態は、前述した第１実施形態の構成に加えて、第２ギア４４の外側、すなわち第２ギア４４の径方向の、第１ギア４１が設けられている側と反対側に第２ベアリング５１が設けられ、この第２ベアリング５１とベアリング４５との間に無端ベルト４６が掛け渡されている。
【００２８】
この構成では、無端ベルト４６の張力をベアリング４５と第２ベアリング５１とが受け、第１ギア４１および第２ギア４４には、無端ベルト４６の圧接による側圧（その回転軸と直交する方向、ラジアル方向に作用する力）が作用することがない。
ベアリング４５と第２ベアリング５１とは、その回転に係るエネルギー消費は少なく、超音波モータ３０の出力を減衰させることはない。
【００２９】
以上、本第２実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）本第２実施形態に係る駆動力伝達機構５０の構成によれば、無端ベルト４６の圧接力が第１ギア４１を支持する回転軸３４および第２ギア４４を支持する出力軸４２を傾けるように作用しない。このため、第１ギア４１および第２ギア４４に作用する側圧に起因する回転軸３４および出力軸４２の傾きや曲げによる超音波モータ３０を含む駆動力伝達機構５０全体としての駆動効率や耐久性の低下を抑えることができる。
【００３０】
（第３実施形態）
つぎに、図６に示す本発明に係る駆動力伝達機構の第３実施形態について説明する。
図６は、第３実施形態における超音波モータ３０と駆動力伝達機構６０とを示す概略図である。なお、本第３実施形態における超音波モータ３０を含む基本構成は前述した第１実施形態と同様であり、また、駆動力伝達機構６０は図１に示すカメラ１における駆動力伝達機構４０に置換して適用される。
【００３１】
本第３実施形態は、前述した第１実施形態の構成におけるベアリング４５をガイドレール６２によって移動可能とすると共に、そのベアリング４５を移動操作する操作アクチュエータ６１を備えたものである。
ガイドレール６２は、第２ギア４４と第１ギア４１の中心を結ぶ方向と平行に配設され、ベアリング４５の支持軸４５Ａをその延設方向に移動可能に支持している。
【００３２】
ベアリング４５は、ガイドレール６２に沿ってその回転軸方向と直交する方向に移動し、第２ギア４４との間に掛け渡された無端ベルト４６に所定の張力を作用させる駆動位置と、この駆動位置より無端ベルト４６の張力を軽減させた（または張力を作用させない）休止位置と、に位置し得るようになっている。
操作アクチュエータ６１は、たとえば、電磁気によって駆動されるソレノイド等であり、カメラボディ１０が備える制御装置１２によって制御され、ベアリング４５を駆動位置と休止位置との間で移動操作する。
【００３３】
本構成の駆動力伝達機構６０は、制御装置１２によって制御される操作アクチュエータ６１によって操作され、カメラ１の電源ＯＦＦ時にはベアリング４５が待避位置とされ、カメラ１の電源が入れられた機能時にはベアリング４５が駆動位置とされる。これにより、機能時には超音波モータ３０の回転による第１ギア４１の回転が無端ベルト４６を介して第２ギア４４に伝達可能となり、合焦操作が可能となる。
【００３４】
以上、本第３実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）本第３実施形態に係る駆動力伝達機構６０の構成によれば、ベアリング４５が操作アクチュエータ６１に操作されて駆動位置と休止位置とに移動可能であるため、不機能時には休止位置とすることで無端ベルト４６への不要な張力の作用を防ぐことができ、無端ベルト４６の延びや劣化による駆動精度および強度の低下を抑制して耐久性を向上できる。
【００３５】
（２）また、ベアリング４７が駆動位置で無端ベルト４６に張力を作用した機能状態においても、無端ベルト４６の圧接力が第１ギア４１を支持する回転軸３４および第２ギア４４を支持する出力軸４２を傾けるように作用しないため、第１ギア４１および第２ギア４４に作用する側圧（その回転軸と直交する方向、ラジアル方向に作用する力）に起因する回転軸３４および出力軸４２の傾きや曲げによる超音波モータ３０を含む駆動力伝達機構６０全体としての駆動効率や耐久性の低下を抑えることができる。
【００３６】
（変形形態）
本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）上記各実施形態は、本発明をカメラにおける合焦機能における駆動力伝達部位に適用したものであるが、本発明は合焦機能に限らずズーミング等の他の駆動力伝達部位にも適用可能なものである。また、駆動源は超音波モータに限らず他の形式のモータやアクチュエータであっても良く、更に、適用対象もカメラに限らず他の駆動力伝達機構に適用しても良い。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００３７】
１：カメラ、１０：カメラボディ、２０：レンズ鏡筒、２１：合焦レンズ、３０：超音波モータ、３４：回転軸、４０，４０′：駆動力伝達機構、４１：第１ギア、４２：出力軸、４４：第２ギア、４５，４７：ベアリング、４６：無端ベルト、５０：駆動力伝達機構、５１：第２ベアリング、６０：駆動力伝達機構、６１：操作アクチュエータ、６２：ガイドレール
【図１】
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【図２】
2014234825.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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