(57)【要約】【課題】ギアの噛合部から発生する音の低減を図った光学装置の駆動機構を提供することにある。【解決手段】複数のギアを用いて駆動源の動力を被駆動物体に伝達する光学装置の駆動機構において、複数のギアはポリエステル系，ポリアミド系，ポリアセタール系の少なくとも１つを材料とし、１０kgf/mm2以上かつ１００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有する第１ギア１２と、第１ギアと噛み合い５０kgf/mm2以上かつ１０００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有する第２ギア１３とを含むよう構成する。【選択図】図１
2011221566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のギアを用いて駆動源の動力を被駆動物体に伝達する光学装置の駆動機構において、前記複数のギアはポリエステル系，ポリアミド系，ポリアセタール系の少なくとも１つを材料とし、１０kgf/mm2以上かつ１００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有する第１ギアと、該第１ギアと噛み合い５０kgf/mm2以上かつ１０００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有する第２ギアとを含むことを特徴とする光学装置の駆動機構。
【請求項２】
前記第２ギアは、５０kgf/mm2以上かつ７００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有するギアであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置の駆動機構。
【請求項３】
前記第２ギアは、５０kgf/mm2以上かつ３００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有するギアであることを特徴とする請求項２に記載の光学装置の駆動機構。
【請求項４】
前記第１ギアおよび第２ギアのいずれか一方は、前記複数のギアのうち最高速で回転するギアであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学装置の駆動機構。
【請求項５】
前記第１および第２ギアのうち高速で回転するギアの方が他方のギアと比べて曲げ弾性率が高いことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学装置の駆動機構。
【請求項６】
前記第１ギアおよび前記第２ギアの少なくともいずれか一方は、４０以上かつ６０以下のデュロメータ硬さ（タイプＤ）を有するギアであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置の駆動機構。
【請求項７】
前記第１ギアは、４０以上かつ５５以下のデュロメータ硬さ（タイプＤ）を有するギアであり、前記第２ギアは、４５以上かつ６０以下のデュロメータ硬さ（タイプＤ）を有するギアであることを特徴とする請求項６に記載の光学装置の駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチルカメラやビデオカメラなどの光学装置に用いられる駆動機構、特に複数のギアを用いて駆動源の動力を被駆動物体に伝達する駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
スチルカメラやビデオカメラは、レンズ駆動機構やフィルム給送機構，テープ給送機構などの各種駆動機構を有している。この種の駆動機構は、駆動源としてのモータを有し、モータの動力を複数のギアから成る減速ギア列を介して被駆動物体（レンズ，フィルム，ビデオテープ等）に伝達するのが一般的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのため、駆動機構作動時にはモータの駆動音を始めとして、ギアの噛合部や軸の回転支持部などからも音を発し、これが時として耳障りに感じることがある。その中でも特に問題となるのは、ギアの噛合部から発する音、具体的にはギアの歯面同士が衝突して発する打撃音や歯面同士が擦れて発する摺動音である。この種の音は、静寂な環境においては通常以上に大きな音として聞こえるため、静粛性が要求される場でカメラ等を使用する際に撮影者のみならず周囲の人々にも少なからず影響を与える。
本発明の目的は、ギアの噛合部から発生する音の低減を図った光学装置の駆動機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、複数のギアを用いて駆動源の動力を被駆動物体に伝達する光学装置の駆動機構に適用される。そして、複数のギアはポリエステル系，ポリアミド系，ポリアセタール系の少なくとも１つを材料とし、１０kgf/mm2以上かつ１００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有する第１ギアと、第１ギアと噛み合い５０kgf/mm2以上かつ１０００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有する第２ギアとを含むよう構成し、これにより上記問題点を解決する。
請求項２の発明は、第２ギアが５０kgf/mm2以上かつ７００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有するギアであることを特徴とするものである。
請求項３の発明は、第２ギアが５０kgf/mm2以上かつ３００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有するギアであることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、第１ギアおよび第２ギアのいずれか一方が、複数のギアのうち最高速で回転するギアであることを特徴とするものである。
請求項５の発明は、第１および第２ギアのうち高速で回転するギアの方が他方のギアと比べて曲げ弾性率が高いことを特徴とするものである。
請求項６の発明は、第１ギアおよび前記第２ギアの少なくともいずれか一方が、４０以上かつ６０以下のデュロメータ硬さ（タイプＤ）を有するギアであることを特徴とするものである。
請求項７の発明は、第１ギアが、４０以上かつ５５以下のデュロメータ硬さ（タイプＤ）を有するギアであり、第２ギアが、４５以上かつ６０以下のデュロメータ硬さ（タイプＤ）を有するギアであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、複数のギアを用いて駆動源の動力を被駆動物体に伝達する光学装置の駆動機構において、複数のギアをポリエステル系，ポリアミド系，ポリアセタール系の少なくとも１つで構成するとともに、いずれかのギアとして曲げ弾性率１０kgf/mm2以上か
つ１００kgf/mm2以下のものを用い、これと噛み合う他のギアとして曲げ弾性率５０kgf/m
m2以上かつ１０００kgf/mm2以下のものを用いたので、ギアの耐久性を犠牲にすることな
くギアの噛合部から発生する音の低減が図れる。特に上記両ギアのいずれか一方を最高速ギアとすれば、音低減効果が最も高い。
上記両ギアのうち高速で回転するギアの曲げ弾性率を他方のギアより高くすれば、更なる耐久性の向上が図れる。少なくともいずれか一方のギアを、４０以上かつ６０以下のデュロメータ硬さ（タイプＤ）を有するギアとすることによっても高い音低減効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態におけるカメラの駆動機構を示す概略図。
【図２】実施形態における実験方法を示す側面図。
【図３】同じく実験方法を示す平面図。
【図４】第１実施形態における実験結果を示す図。
【図５】第２実施形態における実験結果を示す図。
【図６】同じく第２実施形態における実験結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
−第１実施形態−
図１〜図４により本発明を一眼レフカメラのレンズ駆動機構に適用した場合の第１実施形態を説明する。
図１はカメラのレンズ駆動機構（フォーカシング機構）を示す概略図である。カメラ本体１０に設けられたＡＦ用モータ１１の回転は、複数の樹脂製ギア１２〜１５から成る減速ギア列を介して撮影レンズ２０側に伝達される。ギア１２はモータ１１の出力軸に取り付けられ、そのギア１２が次段のギア１３に噛み合い、モータ１１の回転は、これらのギア１２，１３および後段のギア１４，１５を介して減速され、ギア１５と一体の軸１６を回転させる。軸１６はカップリングを介して撮影レンズ側の軸２１に連結され、軸２１と一体のギア２２がギア２３に噛み合っている。軸１６の回転は、軸２１およびギア２２を介してギア２３を回転させ、これに伴って撮影レンズ２０のフォーカシング光学系Ｌが光軸方向（矢印方向）に移動し、焦点調節が行われる。
モータ１１の出力軸に取り付けられたギア１２は、ギア１２〜１５，２２，２３の中で最も高速で回転するギア（以下、最高速ギアと呼ぶ）であり、その回転速度は約１５０００ｒｐｍである。最高速ギア１２は、最高速であるが故に次段のギア１３との噛合部分において駆動機構中最も大きな音を発し、その音を低減することが駆動機構全体の音低減に最も効果的である。そこで本発明者らは、最高速ギア１２およびこれと噛み合うギア１３の２つのギア（いずれか一方が第１ギア、他方が第２ギア）に着目し、両ギア１２，１３として、種々の材料を種々の曲げ弾性率に成形したギアを用い、音低減および耐久性に関する実験を行った。実験方法は、図２，図３に示すようにカメラ１００を防音室に設置し、撮影レンズ２０の光軸に対して約４５度の角度で、かつカメラ本体前面から２０ｃｍの位置にマイク４１を置き、駆動機構作動時の音を騒音計４２で測定するものである。なお、ギア１２，１３以外のギアは従来から用いられている材料で構成したギアを用いた。
【０００８】
図４の表に実験結果を示す。ここで、比較例としては、ギア１２に曲げ弾性率１０００kgf/mm2のＰＢＴ（Polybutylene Terephthalate）を用い、ギア１３に曲げ弾性率５００kgf/mm2程度のポリアセタール系材料を用いた。これは従来一般的に用いられている組み合わせである。表中の「音低減量」は、この比較例に対してＡ特性音圧レベルで何ｄＢの音低減が図れたかを示している（以降、ｄＢは全てＡ特性音圧レベルを表す）。表から、まず両ギア１２，１３のうちいずれかの曲げ弾性率が１２００kgf/mm2以上になると音低減
効果が全く得られないことが分かる。
【０００９】
また、一方のギアの曲げ弾性率が１０００kgf/mm2の場合には、他方のギアの曲げ弾性
率が１０〜１００kgf/mm2のときに比較例と比べて若干の音低減効果が得られるが、その
数値は１〜３ｄＢ程度とさほど高くはない。さらに一方のギアの曲げ弾性率が７００kgf/mm2の場合には、同じく他方のギアの曲げ弾性率が１０〜１００kgf/mm2のときに音低減効果が得られ、その数値は２〜４ｄＢ程度と先の場合と比べて高くなっている。さらに一方のギアの曲げ弾性率が３００kgf/mm2の場合には、他方のギアの曲げ弾性率が１０〜５０kgf/mm2のときの音低減効果が３〜５ｄＢと更に高くなる。そして、双方のギアの曲げ弾性率を低下させるにしたがって音低減効果は増加する。
【００１０】
ここで、ギアの噛合部にて発生する音は、ギアの歯面同士が衝突して発する打撃音と歯面同士が擦れて発生する摺動音とがあるが、曲げ弾性率の低下はそのうちの打撃音の低減に寄与していると考えられる。すなわち、両ギアのうち少なくとも一方を曲げ弾性率の小さな材料で構成することにより、歯面衝突時の衝撃が吸収され、音の発生が抑制される。
本発明者らは、種々の材料を検討した結果、特にポリエステル系，ポリアミド系，ポリアセタール系材料は、曲げ弾性を低く成形してもギアとして成形精度が良好であり、音低減の効果が高いことを見出した。通常、曲げ弾性率の低い材料は、ＪＩＳ６級〜７級が限界とされるが、ポリエステル系，ポリアミド系，ポリアセタール系材料ではＪＩＳ３級〜４級の曲げ弾性が得られた。また、ポリウレタン系材料も曲げ弾性を低く成形できるが、良好な成形精度が得られず音低減効果が低いことも判った。
【００１１】
また今回の実験では、複数の被験者に音を聞かせて感覚的評価（聴き心地の評価）をも行った。その結果、表から分かるように、音の低減量が高いほど音の質も変化していることが分かる。「良好」とあるのは、８割以上の被験者が比較例と比べて明らかに良い音になったと評価したことを示している。
【００１２】
このようにギアの曲げ弾性率の低下に従って音低減効果が増すことが判明したが、強度は曲げ弾性率が低下するほど低下するため、製品としての耐久性が問題となってくる。表における駆動耐久性能は１万回以上駆動した場合の異常の有無を表し、今回の実験では双方のギア１２，１３の曲げ弾性率がいずれも１０kgf/mm2の場合に異常が見られ、耐久性
および成形品の部品精度が製品規格を満足しないことが分かった。また表には記載されていないが、一方のギアの曲げ弾性率が５kgf/mm2以下になると、他方のギアの曲げ弾性率
に拘わらず耐久性に問題があることも判明した。しかし、一方のギアの曲げ弾性率が１０kgf/mm2であっても他のギアの曲げ弾性率が５０kgf/mm2以上であれば、耐久性に異常は認められなかった。また、ギア１２，１３のうち高速側のギア１２に曲げ弾性率の高い材料を用いた方が耐久性が向上する傾向が見られた。
【００１３】
以上から、音低減と耐久性の双方を考慮すると、ギア１２，１３のうちいずれか一方のギアの曲げ弾性率を１０kgf/mm2以上かつ１００kgf/mm2以下とし、それと噛み合う他方のギアの曲げ弾性率５０kgf/mm2以上かつ１０００kgf/mm2以下とすればよいことが分かる。そして、これに加えて高速で回転するギア１２の曲げ弾性率をギア１３よりも高くすることで更なる耐久性の向上が図れる。
【００１４】
一例として、ギア１２に曲げ弾性率３００kgf/mm2のポリアセタール（ＰＯＭ）系材料
を用い、ギア１３に曲げ弾性率５０kgf/mm2のポリエステル系材料を用いた場合、上記比
較例のものと比べて総合音圧で５ｄＢもの音低減が図れた。また、ギア１２は上述と同様に曲げ弾性率３００kgf/mm2のポリアセタール（ＰＯＭ）系材料を用い、ギア１３に曲げ
弾性率２０kgf/mm2のポリアミド系材料を用いた場合も、比較例のものと比べて総合音圧
で５ｄＢもの音低減が図れた。さらに表には総合音圧でのデータのみ示したが、最も耳障りとなる１ＫＨｚ以上の高周波帯域に限って実験を行った結果、いずれの場合も１０ｄＢ以上もの音低減が図れた。さらに感覚的評価においては、８割以上の被験者が比較例と比べて良い音になったと評価した。これは高周波帯域の音低減に起因するものと考えられる
。しかも耐久性についてはカメラの作動規格を十分にクリアするものであった。
【００１５】
他の例として、ギア１２はポリアセタール系材料のままで曲げ弾性率を５０kgf/mm2と
し、ギア１３をポリエステル系材料に代えて、曲げ弾性率１０kgf/mm2のポリアミド系材
料を用いた場合、総合音圧で更に１ｄＢ、つまり比較例のものと比べて６ｄＢの音低減が図れた。また１ＫＨｚ以上の高周波帯域では上述と同様に１０ｄＢ以上もの音低減が図れた。
【００１６】
ところで、ギアの噛合部における音低減の度合いは材料そのものの違いによっても多少の差異が見られる。上述したポリアセタール系，ポリエステル系は音低減効果の高い材料であるが、特にポリアセタール系材料は、潤滑性が高いため歯面同士の摺動音および軸の回転支持部における摺動音の低減に寄与していると考えられる。したがって、ギアを曲げ弾性率の低いポリアセタール系材料で構成することにより、打撃音および摺動音の双方の低減が図れる。またポリエステル系材料およびポリアミド系材料は、特に打撃音の低減に寄与していると考えられるため、潤滑性の高いポリエステル系材料，ポリアミド系材料を用いることにより、やはり打撃音および摺動音の低減が図れる。
【００１７】
−第２実施形態−
以上では曲げ弾性率に着目したが、これに加えて材料の硬さにも着目した第２実施形態を説明する。
一般にギアは成形時の条件によって硬さが変わることがあり、その硬さの許容範囲が狭くなると歩留まりの低下が余儀なくされる。そこで本発明者らは、上記曲げ弾性率の実験において良好な結果が得られた曲げ弾性率１０kgf/mm2の最高速ギア１２に対し、その成
形温度や成形圧力等の成形条件を変えて種々の硬さのギアを作成し、各ギアに対して音低減量を測定した。
【００１８】
図５に実験結果を示す。ギアの硬さはデュロメータ硬さ（タイプＤ：JIS K 6253）である。この表から、曲げ弾性率が１０kgf/mm2程度であれば、硬さに拘わらず同程度の音低
減効果が得られることがわかる。ただし、デュロメータ硬さが４０未満のギアは耐久性に問題があった。なお、成形条件を変化させてもデュロメータ硬さ５５を超えるギアの作成は不可能であった。
以上から、曲げ弾性率が１０kgf/mm2のギア１２については、音低減および耐久性を考
慮すると、デュロメータ硬さの許容範囲は４０以上かつ５５以下となる。
【００１９】
次に本発明者らは、同様に良好な結果が得られた曲げ弾性率７００kgf/mm2のギア１３
に対しても種々の硬さで音低減量を測定し、図６のような実験結果を得た。
表からわかるように、曲げ弾性率が７００kgf/mm2程度のものでは、デュロメータ硬さ
の低減に従って音低減効果が高くなる傾向を示している。なお、成形条件を変化させてもデュロメータ硬さ４５未満のギアの作成は不可能であった。
以上から、曲げ弾性率７００kgf/mm2のギア１３については、デュロメータ硬さ４５以
上かつ６０以下のものを用いれば比較的高い音低減効果が得られることがわかった。
【００２０】
なお以上では、最高速ギアおよびこれに噛み合うギアにのみ着目したが、ギア列を構成する他のギアとして曲げ弾性率１０kgf/mm2以上かつ１００kgf/mm2以下のものを用い、このギアと噛み合うギアとして曲げ弾性率５０kgf/mm2以上かつ１０００kgf/mm2以下のものを用いても音低減効果が期待できる。またＡＦ駆動用の駆動機構について説明したが、ズーム駆動用やフィルム給送用の駆動機構にも本願発明を適用できる。さらに一眼レフカメラに限定されず、レンズシャッタカメラやデジタルスチルカメラ、あるいはビデオカメラの各種駆動機構でもよい。ビデオカメラの場合には、上記ＡＦやズームの駆動機構に加えて、ビデオテープ給送用の駆動機構にも適用できる。
【符号の説明】
【００２１】
１０  カメラ本体
１１  ＡＦ駆動モータ
１２  最高速ギア
１３〜１５，２２，２３  ギア
２０  撮影レンズ
Ｌ  フォーカシング光学系
【図１】
2011221566.tif 000003
【図２】
2011221566.tif 000004
【図３】
2011221566.tif 000005
【図４】
2011221566.tif 000006
【図５】
2011221566.tif 000007
【図６】
2011221566.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月15日(2011.8.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のギアを用いて駆動源の動力を被駆動物体に伝達する駆動機構において、前記複数のギアはポリエステル系，ポリアミド系，ポリアセタール系の少なくとも１つを材料とし、１０kgf/mm2以上かつ１００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有する第１ギアと、該第１ギアと噛み合い５０kgf/mm2以上かつ１０００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有する第２ギアとを含み、
前記第１および第２ギアのうち高速で回転するギアの方が他方のギアと比べて曲げ弾性率が高いことを特徴とする駆動機構。
【請求項２】
前記第１ギアおよび第２ギアのいずれか一方は、前記複数のギアのうち最高速で回転するギアであることを特徴とする請求項１に記載の駆動機構。
【請求項３】
前記第２ギアは、５０kgf/mm2以上かつ７００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有するギアであることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動機構。
【請求項４】
前記第２ギアは、５０kgf/mm2以上かつ３００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有するギアであることを特徴とする請求項３に記載の駆動機構。
【請求項５】
前記第１ギアおよび前記第２ギアの少なくともいずれか一方は、４０以上かつ６０以下のデュロメータ硬さ（タイプＤ）を有するギアであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動機構。
【請求項６】
前記第１ギアは、４０以上かつ５５以下のデュロメータ硬さ（タイプＤ）を有するギアであり、前記第２ギアは、４５以上かつ６０以下のデュロメータ硬さ（タイプＤ）を有するギアであることを特徴とする請求項５に記載の駆動機構。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
請求項１の発明は、複数のギアを用いて駆動源の動力を被駆動物体に伝達する駆動機構において、前記複数のギアはポリエステル系，ポリアミド系，ポリアセタール系の少なくとも１つを材料とし、１０kgf/mm2以上かつ１００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有する第１ギアと、該第１ギアと噛み合い５０kgf/mm2以上かつ１０００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有する第２ギアとを含み、前記第１および第２ギアのうち高速で回転するギアの方が他方のギアと比べて曲げ弾性率が高いことを特徴とする。
請求項２の発明は、前記第１ギアおよび第２ギアのいずれか一方は、前記複数のギアのうち最高速で回転するギアであることを特徴とする。
請求項３の発明は、前記第２ギアは、５０kgf/mm2以上かつ７００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有するギアであることを特徴とする。
請求項４の発明は、前記第２ギアは、５０kgf/mm2以上かつ３００kgf/mm2以下の曲げ弾性率を有するギアであることを特徴とする。
請求項５の発明は、前記第１ギアおよび前記第２ギアの少なくともいずれか一方は、４０以上かつ６０以下のデュロメータ硬さ（タイプＤ）を有するギアであることを特徴とする。
請求項６の発明は、前記第１ギアは、４０以上かつ５５以下のデュロメータ硬さ（タイプＤ）を有するギアであり、前記第２ギアは、４５以上かつ６０以下のデュロメータ硬さ（タイプＤ）を有するギアであることを特徴とする。