(57)【要約】【目的】  ＡＦ作動時にレスポンスの低下を招くことが無いようギヤのみによる駆動を行い且つ、ウオームギヤを使うことにより大減速を得る。【構成】  モータ９と、軸１４ａと略同軸に配置され、両端を嵌合保持されたウオームギヤ１７と、前記軸１４ａとウオームギヤ１７を結合するカプラーを含むギヤユニット１２により構成され、前記カプラーは、モータ軸９ｂ側の第１カプラー１５とウオームギヤ軸１７ａ側の第２カプラー１８により構成され、それぞれ延出した一対以上の咬合歯の咬合により回転連動し、かつ軸方向フリーに嵌合部を持ち、前記第１カプラー１５は軸１４ａと回転方向フリーかつバネの押圧力により摩擦係合されたトルクリミッター１４を持ち、前記第２カプラー１８は、回転検知用の複数の小窓を持つエンコーダデスク１８ａを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを内蔵するレンズ鏡筒のＡＦ駆動及びズーム駆動の動力伝達機構において、軸方向移動を規制して、両端を嵌合保持されたウオームギヤと平ギヤで構成するギヤユニットに対し、前記モータにトルクリミッターを装着した出力軸と前記ギヤユニットの前記ウオームギヤの軸とをカプラーを介して結合させることによって、モータ動力を伝達可能にしたことを特徴とするレンズ鏡筒の動力伝達機構。
【請求項２】
前記モータの回転軸と前記ウオームギヤ軸を結合する前記カプラーは軸方向に一対以上の咬合歯で成り、モータ側カプラーは回転方向が自由で、前記回転軸に対してバネの押圧力により摩擦係合されたトルクリミッターと一体で構成したものであり、ウオームギヤ側カプラーは回転検知用の複数の小窓を有するエンコーダデスクと一体で構成したものであることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒の動力伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒の動力伝達機構に関し、特に動力伝達にウオームギヤを用いたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＦ一眼レフカメラにおいて、レンズ内モータ式ＡＦ専用交換レンズのＡＦ駆動は、レンズ内に配置されたモータを含む動力伝達機構（ギヤユニット）より出力された動力が、距離調整リングを動かすことにより行われる。
【０００３】
近年、ユーザーの使用感の要求レベルは高くなり、ＡＦ時は、より静粛でレスポンスはよく、使用耐久はより長く、鏡筒自体はより小型・軽量化したものを、より安価に提供することが望まれるようになってきた。
【０００４】
電磁モータを用いて静粛駆動を行う方法としては、モータからの駆動を大小一対のプーリーを組み合わせて、小プーリーをモータ軸、大プーリーを出力側につけ、両者をゴムベルト連動することにより行うベルト駆動がある。この方法によれば、大減速かつ静粛性も高く、駆動時のショックに対しては、ゴムベルトによる伸縮性、かつベルトによる摩擦駆動の為、所定以上の負荷が発生した場合はすべりも発生するため、ギヤが破損する状態が避けられ、ギヤの耐久が向上する効果がある。また、一段で大きな減速を得られる為、ギヤユニットの小型化にも寄与される。
【０００５】
また、レスポンスを良くするためには、ギヤによる駆動、つまり構成要素をギヤ伝達のみで構成し、その上で、ギヤ耐久強度を向上させる為に、トルクリミッターを用いる方法がごく一般的に行われてきた。
【０００６】
また、大きい減速比率が得られギヤユニットの小型化が図れることや、ギヤの連結系において駆動時の振動方向を変えることによって静音化が図れることから、途中にウオームギヤを配設する提案がされている。
【特許文献１】特開平８−１４６２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ベルト駆動による方法では、モータの動きに対して最終出力のレスポンスは悪くなる。またベルトを用いている為、ギヤの耐久強度は向上するが、プーリーとベルトの摩擦伝動の為、ベルト材質の経年変化によるベルトの張力は弱まり、結果としてベルトがスリップしてしまい、動力伝達ができなくなってしまう。
【０００８】
ウオームギヤを用いる場合、モータの出力軸に直接固着すると軸方向に長くなり、ウオームギヤ先端の振れによる噛み合い不良から、騒音の原因になったり、モータ軸の軸方向移動による回転伝達が不正確になるなどの問題点を有していることから特開平８−１４６２８１号公報ではモータ軸には平ギヤを固着し、二段目にウオームギヤを配置し、途中分岐して回動検出手段であるエンコーダを設置する方法を提案しているが、高速回転するモータ軸の平ギヤから発生する騒音の不安があり、平ギヤによる減速段数の増加は動力伝達効率を下げる結果を招くことは明らかであり、増して、エンコーダを動力源であるモータから離れた位置に設置することはギヤのバックラッシュ等でＡＦ駆動制御における回動検出が不正確となるなど、良い提案とは言えなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで本発明では、ＡＦ作動時にレスポンスの低下を招くことが無いようギヤのみによる駆動を行い、ウオームギヤを使うことにより大減速が得られることから、ウオームギヤと平ギヤによるユニット化によって小型化し、かつモータ軸とウオームギヤは略同軸配置するも直接固着せず分離し、かつ回転伝達を可能にするためモータ側とウオーム側それぞれ１対以上の突起で形成する咬合歯状のカプラーで結合を行い、ウオームギヤ自体を、軸方向移動を無くすよう両端を嵌合保持することにより、ウオームギヤの軸ガタ及び振れを抑制することにより、駆動伝達入力側のウオームギヤと駆動伝達出力側のウオームホイールとのかみ合いによる騒音を抑制し、さらにモータ回転軸とカプラーの間にトルクリミッターを配することにより、ギヤ耐久の向上を図った。
【発明の効果】
【００１０】
本発明におけるレンズ鏡筒の動力伝達機構によれば、モータと、モータの回転軸と略同軸に配置され、両端を嵌合保持されたウオームギヤと、モータの回転軸とウオームギヤを係合するカプラーを含むギヤユニットにより構成され、前記カプラーは、モータ側カプラーとウオーム側カプラーにより構成され、前記モータ側カプラーと前記ウオーム側カプラーはそれぞれ延出した一対以上の突起により回転連動し、かつ軸方向フリーに嵌合部を持ち、前記モータ側カプラーはモータ回転軸と回転方向フリーかつバネの押圧力により摩擦係合されたトルクリミッターを持ち、前記ウオームギヤ側カプラーは、回転検知用の複数の小窓を持つエンコーダデスクを有している。トルクリミッターは距離調整リングを動かすには十分かつ、それよりもかなり大きな衝撃力が加わったときには、摩擦係合が解除される程度の押圧力が設定されているので、ウオームギヤを使用して、コンパクトかつ静粛なギヤユニットを構成することができ、トルクリミッターの搭載により、ギヤの耐久も向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面等を参照して本発明の最も良好な実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明のギヤユニットを搭載する鏡筒断面図で紙面左側が撮影物体側、紙面右側に不図示のカメラが接続されている。図２は、本発明のギヤユニットの分解概略斜視図である。紙面上側が撮影物体側となる。図３は、鏡筒を側面側から見た時のギヤユニットの構成を示したもので、紙面左側が撮影物体側となる。図４は、本発明のギヤユニットをカメラ側から見た平面構成図である。
【００１３】
図１の鏡筒断面図において、光軸Ｌ０を中心に前部レンズ群Ｌ１、Ｌ２と後部レンズ群Ｌ３があり、後部レンズ群Ｌ３に対して前部レンズ群Ｌ１、Ｌ２を直進移動せしめることにより、焦点調整が可能なレンズ鏡筒の例を示している。
【００１４】
前部レンズ群Ｌ１、Ｌ２は各々保持枠１、保持枠２に、後部レンズ群Ｌ３は保持枠３に保持されている。保持枠２は保持枠１に連結されている。
【００１５】
保持枠１は距離調整筒４に連結されている。固定筒５の上には回動のみ可能な回転筒６があり、距離調整筒４のヘリコイド部４ａと回転筒６のヘリコイド部６ａがかみ合っている。さらに、距離調整筒４と一体的に動く保持枠１にはキー１ａが周設されており、固定筒５上に形成された直進キー溝５ａに摺動可能なように挿入されており、これらにより、距離調整筒４と回転筒６の相対角度の変化により、距離調整筒４および保持枠１は直進位置が変化し、本鏡筒の焦点調整が可能となる。
【００１６】
回転筒６には駆動筒７が一体的に連結されており、内径側に形成された内歯車７ａには、後述するギヤユニット１２からの駆動力を受けて回転する駆動ギヤ８がかみ合っている。これにより、ＡＦ時には図２に図示のレンズ駆動モータ９からの駆動力により駆動筒７を回動せしめ、ＡＦ動作が行われる。
【００１７】
ＭＦ時は後述するように、図２に図示のレンズ駆動モータ９からの連動が解除される。このため、回転筒６に一体的に連結されている第１保持筒１０に回動可能に保持されている手動調整筒１１を手動回動することにより、手動調整筒１１と連結されている駆動筒７を回動せしめ、ＭＦ動作が行われる。
【００１８】
次に、ギヤユニット１２の構造とその動作について説明する。図２の分解概略斜視図において、不図示の電装系よりカメラからの電源供給を受けて駆動するレンズ駆動モータ９は、ビス９ａにより、第２ギヤケース１３に固定されている。レンズ駆動モータ９のモータ軸９ｂには、トルクリミッター１４が挿設されている。
【００１９】
トルクリミッター１４は、モータ軸９ｂに圧入固着する金属製の軸１４ａにコイルバネ１４ｂ、金属製の平座金１４ｃ、樹脂製の第１カプラー１５を介して、金属製の押エ１４ｄが圧入固着されている。軸１４ａと平座金１４ｃの関係、軸１４ａと第１カプラー１５の関係は、それぞれ回転摺動可能なように嵌合されている。そのため第１カプラー１５は、コイルバネ１４ｂの押圧のため、平座金１４ｃと押エ１４ｄにより圧接挟持される。コイルバネ１４ｂの押圧力と、平座金１４ｃ、第１カプラー１５、押エ１４ｄの圧接面の摩擦係数との関係は、後述するギヤ列による減速を経て、距離調整筒４を駆動するには十分なトルクを有し、かつそれよりもかなり大きな衝撃トルクが働き、ギヤ列を構成する各ギヤが破壊される程度の力が加わったときは、圧接面が滑ることにより連動が解除される関係を満たしている。それにより、破壊的な力からギヤは保護される。
【００２０】
第１ギヤケース１６には、ウオームギヤ１７を挿入した状態で、ウオームギヤ１７右側から図４のようにウオームギヤ軸１７ａが挿入される。ウオームギヤ１７に対して、ウオームギヤ軸１７ａは圧入固着され、第１ギヤケース１６とウオームギヤ軸１７ａはウオームギヤ軸受１６ａ、１６ｂでそれぞれ軸方向ガタ無く滑らかに嵌合保持される。さらにウオームギヤ軸１７ａの先端には、ウオームギヤ軸受１６ｂを挟むように第２カプラー１８が圧入固着される。これにより、ウオームギヤ１７は軸方向にも周方向にもガタ無く回転することができる。
【００２１】
このような構成にすることにより、レンズ駆動モータ９の駆動力は、トルクリミッター１４を介して、ウオームギヤ１７に伝達される。
【００２２】
図３の鏡筒側面図において、図４に図示のウオームギヤ１７の隣には、直交方向に段ギヤ１９があり、ウオームホイールとしての機能を果たすハスバギヤ１９ａがかみ合っている。さらに段ギヤ２０、ギヤ２１の順にかみ合っている。
【００２３】
ギヤ２１は駆動軸２２に圧入固着されている。さらにその反対側には駆動ギヤ８が圧入固着されている。
【００２４】
段ギヤ２０は回転方向のみならず、軸方向にも摺動できるようになっており、その端面をコイルバネ２０ａで、ゆるやかに押圧している。そのため、図４のＡＭ切替板２３を上下させることにより、段ギヤ２０を軸方向に動かすことができる。この結果、段ギヤ２０とギヤ２１のかみ合いの断続が行われる。第１ギヤケース１６と第２ギヤケース１３はビス２４により、第１保持筒１０に固設される。このとき、不図示の電装系により、レンズ駆動モータ９の電気のオンオフ切り替えを行う電気スイッチ２５が第１ギヤケース１６と第２ギヤケース１３により挟持固定される。
【００２５】
ＡＦ−ＭＦ切り替えは、ＡＭ切替スイッチ２３ａを光軸方向に前後させることにより行われる。
【００２６】
ＡＭ切替スイッチ２３ａは、第１保持筒１０に連結している第２保持筒２７に構成された溝内を光軸方向に滑動できるように挿入されており、ＡＭ切替板２３が固設されている。
【００２７】
ＡＭ切替スイッチ２３ａと一体的に動くＡＭ切替板２３の端は段ギヤ２０と電気スイッチ２５に係合されている。これによりＡＭ切替スイッチ２３ａを撮影物体側に動かすとコイルバネ２０ａにより撮影物体側に段ギヤ２０が押され、ギヤ２１とかみ合い、さらに、電気的にもＡＭ切替スイッチ２３ａはＡＦ状態になり、レンズ駆動モータ９からの駆動伝達が行われ、ＡＦ動作が行われる。
【００２８】
ＡＭ切替スイッチ２３ａをカメラ側に動かすと、ＡＭ切替板２３により段ギヤ２０はカメラ側に動かされ、ギヤ２１との噛み合いが解除される。さらに電気的にもＡＭ切替スイッチ２３ａはＭＦ状態になる。
【００２９】
第１ギヤケース１６と第２ギヤケース１３の締結は、軸１４ａにウオーム軸１７ａを挿入させながら行う。このとき、第１カプラー１５と第２カプラー１８はそれぞれに形成された咬合歯がお互いに緩やかに噛みあう。これにより、軸方向には滑らかだが、回転を伝えることができるようになっている。
【００３０】
ウオームギヤ側の第２カプラー１８には、複数の小窓を有するエンコーダデスク１８ａが形成されている。エンコーダデスク１８ａは基板２６ａを介して第１ギヤケース１６に固設されているインタラプタ２６の溝２６ｂを通っている。不図示の電装系によりカメラ側と電気信号をやり取りするインタラプタ２６は溝２６ｂに発光部と受光部を含み、エンコーダデスク１８ａによる光の明暗で、第２カプラー１８の回転状態を検知するエンコーダの役をしている。
【００３１】
以上説明したような構成により、ウオームギヤ１７の両端を嵌合保持することが可能となり、ハスバギヤ１９ａとのギヤ伝達は静粛に行われる。さらに、軸１４ａとウオームギヤ軸１７ａが、嵌合することにより、第１ギヤケース１６のウオームギヤ軸受１６ａ，１６ｂの位置および第２ギヤケース１３のレンズ駆動モータ９取付形状精度の影響が少ない状態で、モータ側の第１カプラー１５とウオームギヤ側の第２カプラー１８を回転連結することができ、相互の偏芯位置ずれによる騒音発生を抑えることができる。
【００３２】
また、トルクリミッター１４には平座金１４ｃを使用しているが、これは第１カプラー１５が樹脂材料の為の強度面を配慮したもので、コイルバネ１４ｂの押圧力が弱かったり、材質を金属等にしてコイルバネ１４ｂとの圧接面が傷つくことが無ければ、特に必要ではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のギヤユニットを搭載する鏡筒断面図である。
【図２】本発明のギヤユニットの分解概略斜視図である。
【図３】本発明のギヤユニットの鏡筒側面図である。
【図４】本発明のギヤユニットをカメラ側から見た平面構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  保持枠
２  保持枠
３  保持枠
４  距離調整筒
５  固定筒
６  回転筒
７  駆動筒
８  駆動ギヤ
９  レンズ駆動モータ
１０  第１保持筒
１１  手動調整筒
１２  ギヤユニット
１３  第２ギヤケース
１４  トルクリミッター
１５  第１カプラー
１６  第１ギヤケース
１７  ウオームギヤ
１８  第２カプラー
１９  段ギヤ
２０  段ギヤ
２１  ギヤ
２２  駆動軸
２３  ＡＭ切替板
２４  ビス
２５  電気スイッチ
２６  インタラプタ
２７  第２保持筒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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