(57)【要約】【課題】レンズの駆動に適した駆動装置ではＡＦ側の回転速度に対しＭＦ側の回転速度を下げるために遊星回転のローラーを小径部と大径部による段付き形状として、ＡＦ側の入力を小径部、ＭＦ側の入力を大径部に当接することにより減速比を与えているものがある。この際、大径部と小径部の光軸からの高さ位置が異なるためローラーの軸にねじれ応力が掛かることによる軸損失が発生し伝達効率が低下する。【解決手段】遊星回転する段付きローラーの小径部を挟むように、前記段付きローラーを嵌合軸とした別体の大径ローラーを配置することにより、ローラー軸に掛かるねじれ応力を抑制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを光軸方向に駆動するための環状の振動波モーターと、前記レンズの光軸を回転中心として回転可能であり、手動操作して前記レンズを光軸方  向に移動させるためのマニュアル環と、前記光軸を回転中心として回転可能であり、前記マニュアル環に当接するスリップ環と、前記光軸に対して直交する放射方向の軸線を中心として回転可能であり、前記スリップ環と当接する第１の外径部、及び前記振動波モーターに当節する第１の外径部と異なる径の第２の外径部を有する第１のローラーと、第１のローラーに軸保持され、第１のローラーの第１の外径部と同じ径を有する第２のローラーと、前記第１のローラー、及び第２のローラーを担持する共に、前記第１、第２のローラーと共に前記光軸を中心として回転可能なローラー担持環と、前記振動波モーターを前記第２のローラー側に当接する加圧手段と、を有することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記第２のローラーは、前記第１のローラーの第２の外径部を挟むように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記第２のローラーは、前記第１のローラーより摩擦係数の小さい材質で製作されていることを特徴とした請求項１又は請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記第１のローラーに対する第２のローラーの嵌合部は潤滑材が塗布されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状の振動波モーターを内蔵すると共に手動操作も可能とするマニュアル操作環を有しており、更に振動波モーターからの駆動と、マニュアル操作環からの作動速度を異ならせることが可能なレンズの焦点調節の動作に適した駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、遊星回転保持されるローラーをマニュアル操作環と振動波モーターで挟むように当接することで、マニュアル操作環からの操作と、振動波モーターからの駆動で出力であるローラー担持環の回転速度を異ならせることが可能な駆動装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１は前記構成であるが、ローラーのレンズ光軸に近い箇所と、遠い箇所で転がり長さが異なるためローラーの厚みの中で滑りが発生し、伝達効率が低下しているとの問題を特許文献２は指摘し、解決策を提案している。しかしながら特許文献２の解決策はローラーがテーパー形状となっているため、当接することによりローラーがレンズ光軸から離れる放射方向に力が分散し、やはり伝達効率に損失が発生するという課題がある。
【０００４】
一方、特許文献３では、遊星回転保持されるローラーを大径部、小径部を有する段付き形状とし、ローラーの大径部と小径部をそれぞれマニュアル操作環と振動波モーターとで異ならせて当接することにより減速機構を構成している。
【０００５】
大径部をマニュアル環に当接し、小径部を振動波モーターに当接する段付きローラーをローラー担持環により遊星保持している。振動波モーターから伝達される場合のローラー担持環の回転速度と、マニュアル環から伝達される場合のローラー担持環の回転速度を異ならせることで減速機構を成立させている。効果としてモーター駆動時の回転速度に対し、マニュアル操作時の回転速度を異ならせることを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−２５３２１４号公報
【特許文献２】特開平２−２５３２１７号公報
【特許文献３】特開平１０−１８６２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３の提案では、段付きローラーがマニュアル連結板と当接するレンズ光軸に近い下段位置と、遠い上段位置で転がり長さが異なるためローラーの上段位置と下段位置で滑りが発生し、伝達効率が低下することになる。特許文献２で指摘している問題点と同様であり、ローラーの上段と下段の距離が離れると問題が顕著となる。かといって段付きローラーの上段と下段の当接箇所のどちらか一方を逃がすと、ローラー担持環のローラーの保持軸に対しねじれ応力が働きローラーが回転する際の軸損失が発生して、やはり伝達効率が低下する。
【０００８】
従って本発明の目的は、段付きローラーによる減速機構を有する駆動装置において、ローラー担持環のローラー保持軸にねじれ応力を発生させず軸損失を抑制して伝達効率を改善する構成の駆動装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１の本発明では、レンズを光軸方向に駆動するための環状の振動波モーターと、前記レンズの光軸を回転中心として回転可能であり、手動操作して前記レンズを光軸方向に移動させるためのマニュアル環と、前記光軸を回転中心として回転可能であり、前記マニュアル環に当接するスリップ環と、前記光軸に対して直交する放射方向の軸線を中心として回転可能であり、前記スリップ環と当接する第１の外径部、及び前記振動波モーターに当節する第１の外径部と異なる径の第２の外径部を有する第１のローラーと、第１のローラーに軸保持され、第１のローラーの第１の外径部と同じ径を有する第２のローラーと、前記第１のローラー、及び第２のローラーを担持する共に、前記第１、第２のローラーと共に前記光軸を中心として回転可能なローラー担持環と、前記振動波モーターを前記第２のローラー側に当接する加圧手段と、を有することを特徴とする駆動装置としたことにより、第１のローラーで発生するローラー担持環の保持軸のねじれ応力を第２のローラーで受けるようにし、第１のローラーと第２のローラーの回転速度の差は第２のローラーが第１ローラーとの間で摺動回転することにより吸収するようにしたものである。
【００１０】
また請求項２では、前記第２のローラーは、前記第１のローラーの第２の外径部を挟むように配置されていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置とすることにより、やはり第１のローラーで発生するローラー担持環の保持軸のねじれ応力を第２のローラーで受けるようにし、第１のローラーと第２のローラーの回転速度の差は第２のローラーが第１ローラーとの間で摺動回転することにより吸収するようにしたものである。
【００１１】
更に請求項３では、前記第２のローラーは、前記第１のローラーより摩擦係数の小さい材質で製作されていることを特徴とした請求項１、２記載の駆動装置としたことにより、第１のローラーの第１の外径部と第２のローラーが同時にスリップ環に当接した場合に、第２のローラーのみ空転することで第１のローラーの回転力を損失なく伝達できるようにしたものである。
【００１２】
更にまた請求項４では、前記第１のローラーに対する第２のローラーの嵌合部は潤滑材が塗布されていることを特徴とする請求項１、２、３記載の駆動装置としたことにより、第１のローラーに嵌合保持されている第２のローラーの摩擦抵抗を抑制し、ローラーの回転負荷を軽減させるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、減速機構を構成した駆動装置においてローラー担持環のローラー保持軸のねじれ応力を抑制することで軸の損失を抑制し伝達効率の良好な駆動装置を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を実施した駆動装置の断面図
【図２】図１の部分拡大断面図
【図３】本発明を実施した駆動装置の分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい形態の実施について図を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は本発明を実施した駆動装置の断面図、図２は図１の部分拡大断面図、図３は本発明を実施した駆動装置の分解斜視図である。
【実施例】
【００１７】
図１、図２、図３において、１は駆動装置を構成するユニットベースであり、マニュアル連絡環２が当接され、更にマニュアル連絡環２にはスリップ環３が当接されている。更にスリップ環３には光軸に対し放射方向に３等分に配置された第１のローラー５、及び第２のローラー６が当接している。
【００１８】
ここでマニュアル連絡環２とスリップ環３の摩擦抵抗は、スリップ環３と第１のローラー５の摩擦抵抗よりも少なくなるようにそれぞれの当接面の表面粗さが設定されている。
【００１９】
次に第１のローラー５はローラー担持環４上に駆動装置光軸に対し放射方向に配置された保持軸４ａにより回転自在に保持され、更に第１のローラー５には第２のローラー６が嵌合保持され、ワッシャ７により保持軸４ａからの抜け止めをされている。第１のローラー５と、第２のローラー６の嵌合部には潤滑材が塗布され摩擦抵抗を軽減している。尚、第１のローラー５の第１の外径部（φＡ１）５ａと、第２の外径部（φＡ２）５ｂは２：１の関係となっている。
【００２０】
またローラー担持環４には、不図示である動作部材と係合する係合部４ｂを有し、係合部４ｂはユニットベース１に対する回転量の制限を行う機能も有している。更にローラー担持環４の外周側には回転位置を目視するための距離目盛が設けられている。
【００２１】
更にローラー担持環４の内周面に円弧上に取り付けられているセンサースケール８と、ユニットベース１に固定されている位置センサーユニット１０により、ローラー担持環４の回転量を非接触に読み取ることが可能となっている。不図示である動作部材と係合する係合部４ｂが設けられているローラー担持環４の回転量を読み取ることにより、駆動装置の制御を行うことが可能である。
【００２２】
次にスリップ環３と当接する第１のローラー５の第１の外径部５ａの反対側には第２の外径部５ｂに当接する連結環１１が配置され、更にゴムシート１２を挟んでロータ１３、ステータ１５、圧電素子１６で構成される振動波モーターが配置されている。ゴムシート１２は振動波モーターの振動により共振が発生することを抑制している。
【００２３】
１４はステータの回転取付け位置を固定し、またロータ１３、ステータ１５の接触面から発生する摩耗粉が前記位置センサーユニット１０側に進行するのを抑制するための防塵カラーである。
【００２４】
更にフェルトシート１７、金属ワッシャ１８、樹脂シート１９、バネワッシャ２０を挟み、スラストワッシャ２１によって前記それぞれの部品を、光軸方向に付勢圧をかけながら圧接させている。
【００２５】
尚、第１のローラー５には第２のローラー６が回転自在に嵌合保持されており、連絡環１１、及び振動波モーター等を介したバネワッシャ２０の付勢力を、第１のローラー５、及び第２のローラー６を介してスリップ環３で同時に受けている。
【００２６】
続いて駆動装置の動作を説明する。
【００２７】
まずオートフォーカス等のモーター駆動の場合は、不図示であるカメラ本体側の制御命令によりステータ１５、ロータ１３で構成される振動波モーターが駆動する。振動波モーターの出力部であるロータ１３の回転力は、ロータ１３と一体的に配置されている連絡環１１が当接している第１のローラー５を転進させつつ、第１のローラー５を保持しているローラー担持環４を正転させる。この時、第１のローラー５の第１の外径部（φＡ１）５ａと、第２の外径部（φＡ２）５ｂは２：１の関係のためロータ１３の回転はローラー担持環４を２／３倍の減速速度で回転させることになる。
【００２８】
振動波モーターの駆動により連絡環１１を介して第１のローラー５を転進させるが、第１のローラー５と第２のローラー６の、ローラー担持環４の軸中心からのスリップ環３への当接位置が異なるため、円周長の差による回転速度の差が発生することになる。ここで第１のローラー５と第２のローラー６は回動自在に嵌合保持されているため、第１のローラー５の回転速度に対し、第２のローラーの回転速度が遅くなることで回転速度差を吸収することが可能である。更に第１のローラー５と第２のローラー６の嵌合部には潤滑材が塗布されているため、回転時の損失も極小としている。
【００２９】
ローラー担持環４に設けられている係合部４ｂは回転力を不図示の動作部材である内周のカム部品等に直接伝達し、カム部品が回転することにより、やはり不図示である焦点調節群等を光軸方向に移動させる。また、位置センサーユニット１０とローラー担持環４の内周に取り付けられたセンサースケール８により駆動量、回転領域端を検知し、必要以上の回転力を制御上与えることはない。
【００３０】
次に手動操作のため不図示であるフォーカス環が操作された場合を説明する。
【００３１】
本駆動装置にはオートフォーカス等で作動するモーター駆動の他に、手動操作を行う為の不図示であるフォーカス操作環が係合されており、フォーカス操作環を回転させることにより、モーター駆動時と同様にローラー担持環４を回転させることができる。
【００３２】
フォーカス環が回転された場合は、直接係合しているマニュアル連絡環２に回転力が伝達され、マニュアル連絡環２とともに一体的に配置されているスリップ環３にも同様に回転力が伝達される。スリップ環３は第１のローラー５の第１の外径部５ａと当接されており、また第１のローラー５の第２の外径部５ｂの反対側方向には振動波モーターが配置されているため、スリップ環３が回転すると第１のローラー５は転進し、第１のローラー５を保持しているローラー担時環４も１／３倍の回転量で正転する。ローラー担時環４が回転すると、振動波モーターの駆動と同様にローラー担持環４に設けられている係合部４ｂの係合により、カム環等を介して不図示である焦点調節群が光軸方向に移動する。
【００３３】
尚、第１のローラー５と第２のローラー６の、ローラー担持環４の軸中心からの位置が異なることによる円周長の差の吸収については、モーター駆動時と同様である。
【００３４】
ここで、ローラー担持環４が回転領域端に突き当たって尚、フォーカス操作環を回転した場合の動作を次に説明する。スリップ環３とローラー５は摩擦抵抗が大きいためこの間でスリップすることはなく、それよりも摩擦抵抗の少ないマニュアル連絡環２とスリップ環３の間でスリップが発生することで第１のローラー５に余分な負荷がかかることはない。
【００３５】
尚、本実施例では第１のローラー５と第２のローラー６の材質を両方とも金属材料で製作している。これは第２のローラー６のみＰＯＭ材料とし摩擦係数を下げることで第２のローラー６とスリップ環３の間で空転させ、第１のローラー５の伝達力に負荷を与えないようすることも可能である。
【００３６】
また本実施例では、不図示であるマニュアル操作環とマニュアル連絡環２を直接係合させているが、これはマニュアル連絡環がそのままマニュアル操作環の役目を果たしていても効果は同様である。
【００３７】
更に本発明では、駆動装置の中心から遠い位置に第１のローラー、近い位置に第２のローラーを配置しているが、これは配置を逆転させて遠い位置に第２のローラー、近い位置に第１のローラーとしても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１  ユニットベース、２  マニュアル連絡環、３  スリップ環、
４  ローラー担持環、４ａ  ローラー保持軸、係合部  ４ｂ、
５  第１のローラー、５ａ  第１の外径部、５ｂ  第２の外径部、
６  第２のローラー、７  ワッシャ、８  センサースケール、
１０  位置センサーユニット、１１  連結環、１２  ゴムシート、
１３  ロータ、１４  防塵カラー、１５  ステータ、１６  圧電素子、
１７  フェルトシート、１８  金属ワッシャ、１９  樹脂シート、
２０  バネワッシャ、２１  スラストワッシャ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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