(57)【要約】【課題】リードスクリューに対する食い付き、及び歯飛びが生じにくい駆動装置を提供する。【解決手段】本発明の駆動装置１は、回転駆動するリードスクリュー２と、被駆動部材Ｌを保持するとともに前記リードスクリュー２の回転によって直動する従動部３と、を備え、前記従動部３が、前記リードスクリュー２の側部に面するとともに、互いに対向する第１の歯３１及び第２の歯３２と、前記第１の歯３１と前記第２の歯３２とは異なる位置に設けられた第３の歯３３と、を有し、前記従動部３が前記リードスクリュー２の回転によって直動する際に、前記リードスクリュー２と第１の歯３１とが噛み合うことによって動力が伝達され、前記リードスクリュー２と前記第２の歯３２及び前記第３の歯３３とは非接触状態である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動するリードスクリューと、
被駆動部材を保持し、且つ前記リードスクリューの回転によって直動する従動部と、を備え、
前記従動部が、前記リードスクリューの側部に面するとともに、互いに対向する第１の歯及び第２の歯と、前記第１の歯と前記第２の歯とは異なる位置に設けられた第３の歯と、を有し、
前記従動部が前記リードスクリューの回転によって直動する際に、前記リードスクリューと第１の歯とが噛み合うことによって動力が伝達され、前記リードスクリューと前記第２の歯及び前記第３の歯とは非接触状態であることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動装置であって、
前記第１の歯と前記第３の歯とが、前記リードスクリューの回転軸線を中心として約９０度離れた位置に設けられていることを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の駆動装置であって、
前記第３の歯が、前記第１の歯及び前記第２の歯よりも、前記被駆動部材に近い位置に設けられていることを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置であって、
前記従動部が、前記リードスクリューの前記側部を、一部が開放した状態で囲む内周面を有し、
前記第１の歯、前記第２の歯及び前記第３の歯が、前記内周面に形成されており、前記第３の歯が、更に前記内周面における前記リードスクリューの回転軸線の方向の一方に片寄って設けられていることを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動装置であって、
前記リードスクリューによる前記被駆動部材の駆動時には移動しない固定部に当接部が設けられ、
前記従動部の可動範囲の端部において、前記従動部が前記当接部に当接することによって、前記従動部の前記リードスクリューに沿った移動が制限されることを特徴とする駆動装置。
【請求項６】
請求項４に記載の駆動装置であって、
前記リードスクリューによる前記被駆動部材の駆動時には移動しない固定部に設けられ、前記従動部における、前記第３の歯が片寄って設けられた前記一方に対する他方であるとともに、前記第３の歯に対する前記リードスクリューの前記回転軸線を挟んだ反対側である部分と当接する当接部を備え、
前記従動部の可動範囲の端部において、前記従動部の前記部分が、前記当接部に当接することによって、前記従動部の前記リードスクリューに沿った移動が制限されることを特徴とする駆動装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の駆動装置であって、
前記第１の歯を前記リードスクリューに向かって押圧する付勢部材を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項の駆動装置によりレンズを駆動することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動装置によりレンズを駆動することを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動部材を駆動するための駆動装置、及びその駆動装置によりレンズを駆動するレンズ鏡筒及びカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラのレンズを駆動する駆動装置として、回転駆動するリードスクリューと、レンズを保持するとともにそのリードスクリューと噛み合って、リードスクリューの回転によって直動するナット部材に連結されたレンズ保持部とを備える装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２０５５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ナット部材を用いる構造では、レンズ保持部が駆動装置の端部に到達したときに、例えば、何らかの理由によりリードスクリューの回転が停止しなかった場合、ナット部材とリードスクリューとが食い付いてしまうことがある。この食い付きを防止するために、ナット部材ではなく、係合歯が一面にのみ設けられたラック部材を使用する構造も存在するが、この構造によると、衝撃により歯飛びを生じ易いという問題がある。
【０００４】
本発明は、リードスクリューに対する食い付き、及び歯飛びが生じにくい駆動装置、レンズ鏡筒及びカメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、回転駆動するリードスクリュー（２）と、被駆動部材（Ｌ）を保持し、且つ前記リードスクリュー（２）の回転によって直動する従動部（３）と、を備え、前記従動部（３）が、前記リードスクリュー（２）の側部に面するとともに、互いに対向する第１の歯（３１）及び第２の歯（３２）と、前記第１の歯（３１）と前記第２の歯（３２）とは異なる位置に設けられた第３の歯（３３）と、を有し、前記従動部（３）が前記リードスクリュー（２）の回転によって直動する際に、前記リードスクリュー（２）と第１の歯（３１）とが噛み合うことによって動力が伝達され、前記リードスクリュー（２）と前記第２の歯（３２）及び前記第３の歯（３３）とは非接触状態であることを特徴とする駆動装置（１）である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の駆動装置（１）であって、前記第１の歯（３１）と前記第３の歯（３３）とが、前記リードスクリュー（２）の回転軸線（Ｃ２）を中心として約９０度離れた位置に設けられていることを特徴とする駆動装置（１）である。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の駆動装置（１）であって、前記第３の歯（３３）が、前記第１の歯（３１）及び前記第２の歯（３２）よりも、前記被駆動部材（Ｌ）に近い位置に設けられていることを特徴とする駆動装置（１）である。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置（１）であって、前記従動部（３）が、前記リードスクリュー（２）の前記側部を、一部が開放した状態で囲む内周面（２３ａ）を有し、前記第１の歯（３１）、前記第２の歯（３２）及び前記第３の歯（３３）が、前記内周面（２３ａ）に形成されており、前記第３の歯（３３）が、更に前記内周面（２３ａ）における前記回転軸線（Ｃ２）の方向の一方に片寄って設けられていることを特徴とする駆動装置（１）である。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動装置（１）であって、前記リードスクリュー（２）による前記被駆動部材（Ｌ）の駆動時には移動しない固定部（３５）に当接部が設けられ、前記従動部（３）の可動範囲の端部において、前記従動部（３）が前記当接部に当たることによって、前記従動部（３）の前記リードスクリュー（２）に沿った移動が制限されることを特徴とする駆動装置（１）である。
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の駆動装置（１）であって、前記リードスクリュー（２）による前記被駆動部材（Ｌ）の駆動時には移動しない固定部（３５）に設けられ、前記従動部（３）における、前記第３の歯（３３）が片寄って設けられた前記一方に対する他方であって、前記第３の歯（３３）に対する前記リードスクリュー（２）の前記回転軸線（Ｃ２）を挟んだ反対側の部分（Ｐ）と当接する当接部（３６）を備え、前記従動部（３）の可動範囲の端部において、前記従動部（３）の前記部分が前記当接部（３６）に当たることによって、前記従動部（３）の前記リードスクリュー（２）に沿った移動が制限されることを特徴とする駆動装置（１）である。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の駆動装置（１）であって、前記第１の歯（３１）を前記リードスクリュー（２）に向かって押圧する付勢部材（２０）を備えることを特徴とする駆動装置（１）である。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項の駆動装置（１）によりレンズを駆動することを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動装置（１）によりレンズを駆動することを特徴とするカメラである。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、リードスクリューに対する食い付き、及び歯飛びが生じにくい駆動装置、レンズ鏡筒及びカメラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態のレンズ駆動装置１について説明する。なお、本実施形態では、ＡＦ（オートフォーカス）デジタルカメラにおけるレンズ駆動装置１について説明するが、本発明はこれに限定されず、ビデオカメラ等を含む各種カメラに適用されるものである。
【０００９】
図１はレンズ駆動装置１の斜視図である。レンズ駆動装置１は、回転駆動するリードスクリュー２と、レンズＬを保持するとともにリードスクリュー２と噛み合う従動部３とを備える。
【００１０】
リードスクリュー２は、駆動源であるステッピングモータやＤＣモータ等から伝達される回転力により回転駆動する。リードスクリュー２の側部にはネジ２ａが設けられている。
【００１１】
従動部３は、レンズＬを保持するレンズ保持部５と、リードスクリュー２と噛み合うアーム部６と、レンズ保持部５とアーム部６とを連結する連結部７と、連結部７に取り付けられて第１のガイドシャフト８が挿入される第１のシャフト保持部９と、レンズ保持部５に取り付けられて第２のガイドシャフト１０が挿入される第２のシャフト保持部１１と、を備える。
【００１２】
レンズ保持部５は、レンズＬが内部に装着され略円筒状の部分である。レンズ保持部５に装着されたレンズＬの光軸Ｃ１は、リードスクリュー２の回転軸線Ｃ２と平行である。
【００１３】
第１のシャフト保持部９は、上述のように連結部７に連続する矩形の部分である。第１のシャフト保持部９には、リードスクリュー２の回転軸線Ｃ２と平行な貫通孔９ａが設けられ、その貫通孔９ａには、リードスクリュー２の回転軸線Ｃ２と平行に延びる第１のガイドシャフト８が挿入されている。
【００１４】
第２のシャフト保持部１１は、上述のようにレンズ保持部５からレンズ保持部５の外方に延びる断面Ｕ字型の部材である。そして、第２のシャフト保持部１１のＵ字部内周１１ａには、リードスクリュー２の回転軸線Ｃ２と平行に延びる第２のガイドシャフト１０が挿入されている。なお、これらの第１のガイドシャフト８及び第２のガイドシャフト１０によって、従動部３のリードスクリュー２に沿った移動が安定する。
【００１５】
図２は、連結部７及びアーム部６を図１における矢印ＩＩの方向から見た矢視図であり、図３は連結部７及びアーム部６を図１における矢印ＩＩＩの方向から見た矢視図である。図示するように連結部７は、レンズ保持部５（図２に図示）の円筒側壁からリードスクリュー２の方向に延びる部分である。連結部７のリードスクリュー２側は、図３に示すようにリードスクリュー２の回転軸線Ｃ２に沿った方向に２又に分かれ、第１対向部１４と第２対向部１５とを構成している。更に、連結部７は、第１対向部１４と第２対向部１５とを貫通する連結軸１６を備える。連結軸１６における、第１対向部１４と第２対向部１５との間には、付勢バネ２０が挿入されている。また、連結軸１６における付勢バネ２０の第１対向部１４側には、アーム部６の基部２２が挿入されている。
【００１６】
アーム部６は、上述のように、第１対向部１４と第２対向部１５との間において連結軸１６が挿入される基部２２と、基部２２からリードスクリュー２側に延びるＵ字部２３とを備える。
【００１７】
Ｕ字部２３の内周面２３ａは、リードスクリュー２の側部における一方に設けられた第１の歯３１と、第１の歯３１とリードスクリュー２を挟んで対向する側に設けられた第２の歯３２とを備える。また、内周面２３ａは、リードスクリュー２の回転軸線Ｃ２を中心として第１の歯３１に対して約９０度離れるとともに、リードスクリュー２の側部におけるレンズ側に、更に第３の歯３３を備える。
【００１８】
第１の歯３１は、図１及び図２に示すように、Ｕ字部２３の内周面２３ａの一方に、リードスクリュー２のネジ２ａと噛み合うように設けられている。なお、図２に示すように、第１の歯３１は、リードスクリュー２の外周形状に合わせてカーブはしておらず、ネジを展開したラック状に設けられている。図４は、レンズ駆動装置の通常の動作時での、図１に示す矢印ＩＶの方向から見た矢視図であり、リードスクリュー２の一部が切り欠かれ、第３の歯３３が図示されている。なお、レンズ駆動装置１の通常の動作時とは、従動部３がリードスクリュー２の回転によって直動している状態であって、カメラに衝撃が加わったり、リードスクリュー２と歯との間に食い付き等が生じていない状態をいう。図４に示すように、第１の歯３１は、Ｕ字部２３の内周面２３ａにおいて、リードスクリュー２の回転軸線Ｃ２に沿った２箇所に、それぞれ２山ずつ設けられており、その間には歯は存在していない。また、通常の動作時において第１の歯３１は、リードスクリュー２と接触してネジ２ａと噛み合っている。
【００１９】
第２の歯３２は、図１、図２及び図４に示すように、Ｕ字部２３の内周面２３ａにおける第１の歯３１と対向する側に設けられている。また、図２に示すように、第２の歯３２も、リードスクリュー２の外周形状に合わせてカーブはしておらず、ネジを展開したラック状に設けられている。図４に示すように、第２の歯３２も、Ｕ字部２３の内周面２３ａにおいて、リードスクリュー２の回転軸線Ｃ２に沿った２箇所に、それぞれ２山ずつ設けられており、その間には歯は存在していない。また、第１の歯３１と異なり、第２の歯３２の谷の部分とリードスクリュー２のネジ２ａのねじ山との間には、通常の状態で隙間ｄが存在しており、通常の動作時において第２の歯３２とリードスクリュー２のネジ２ａとは非接触状態にある。なお、本実施形態において第２の歯３２の高さは０．１ｍｍであり、隙間ｄは０．０４ｍｍである。
【００２０】
第３の歯３３は、図２及び図３に示すように、リードスクリュー２の回転軸線Ｃ２を中心として第１の歯３１から略９０度離れてＵ字部２３の内周面２３ａに設けられている。なお、図２に示すように、第３の歯３３も、リードスクリュー２の外周形状に合わせてカーブしておらず、ネジを展開したラック状に設けられている。図３に示すように第３の歯３３は、Ｕ字部２３の内周面２３ａの一方に片寄って（図３において下側）設けられており、Ｕ字部２３の内周面２３ａの他方（図３において上側）の部分には第３の歯３３は存在しない。また、図２及び図３に示すように、第３の歯３３とネジ２ａとの間には、通常動作時に第２の歯３２とリードスクリュー２との間の隙間ｄよりも更に大きな隙間Ｄが存在し、第３の歯３３とネジ２ａとは非接触状態にある。なお、本実施形態において第３の歯３３の高さは０．１９ｍｍであり、隙間Ｄは０．３ｍｍである。
【００２１】
図２及び図３に示す付勢バネ２０は、らせん状に巻かれた一端が、Ｕ字部２３における第１の歯３１が設けられている部分の裏側まで延び、Ｕ字部２３をリードスクリュー２側に押すことによって、第１の歯３１をリードスクリュー２に当接する方向に押圧する。この押圧によって、第１の歯３１がネジ２ａに確実に噛み合う。
【００２２】
図５はレンズ駆動装置１における、図１で示す矢印Ｂの方向に進んだ端部を示した図である。図示するように、レンズ駆動装置１は、リードスクリュー２によるＡＦ動作時には移動しない、例えばＣＣＤを固定するＣＣＤ台や固定筒の固定部３５に固定された当接部３６を有する。当接部３６は、固定部３５からレンズ駆動装置側に延びる矩形部材で、従動部３がリードスクリュー２に沿って固定部３５側に直動していったときに、Ｕ字部２３に当接し、従動部がそれ以上進行方向に移動しないようにするための制限を加えるものである。
【００２３】
この当接部３６は、従動部３のＵ字部２３において、第３の歯３３が片寄って設けられた一方に対する他方（図３において上側）であって、更に、第３の歯３３に対して回転軸線Ｃ２を中心とした反対側(図３において右側）であるＰの位置と当接するように設けられている。
【００２４】
次に、動作について説明する。図１〜４で示す状態においては、付勢バネ２０が外側からＵ字部２３をリードスクリュー２側に押しているので、第１の歯３１はリードスクリュー２に当接する方向に押圧されている。このため、第１の歯３１がネジ２ａに確実に噛み合い、また、上述のように第２の歯３２とリードスクリュー２のネジとの間に隙間ｄが生じている。この状態でリードスクリュー２が回転すると、第１の歯３１とネジ２ａとの噛み合いにより、従動部３がリードスクリュー２に沿って直動する。この場合、付勢バネ２０が第１の歯３１を押圧しているので第１の歯３１がネジ２ａに確実に噛み合い、過負荷が加わらない限り、従動部３は、歯飛び等を生じることなくリードスクリュー２に沿って直動することができる。
【００２５】
図６は、例えばカメラが落下し、図１で示す矢印Ａの方向に従動部３に対して衝撃が加わった場合を示した図である。衝撃が加わった場合、従動部３には、慣性により、矢印Ａの方向に力が加わる。しかし、従動部３のＵ字部２３は、その第１の歯３１がリードスクリュー２と噛み合っているため、その噛み合った位置に留まろうとする。一方、従動部３の、レンズ保持部５（図６において図示せず）及び連結部７は、慣性により矢印Ａの方向に移動しようとする。このため、アーム部６は、図６に示す点Ｑを支点として図のように傾く。傾くことにより、第１の歯３１はリードスクリュー２のネジ２ａとの噛み合いが解除される。しかし、通常の動作時においてリードスクリュー２のネジ２ａと噛み合っていなかった第３の歯３３が、アーム部６が傾くことによりネジ２ａと噛み合う。この第３の歯３３とネジ２ａとの噛み合いにより、従動部３のリードスクリュー２に対する歯飛びが防止される。
【００２６】
実際にカメラを落下させて歯飛びが生じるか否かを測定したところ、第３の歯３３が設けられていない場合、約２センチのところからカメラを落下した場合であっても歯飛びを生じた。しかし、第３の歯３３を有する本実施形態のレンズ駆動装置を有するカメラの場合は、約４０ｃｍのところから落下させても歯飛びしなくなった。
【００２７】
なお、例えば、図１において矢印Ｂで示す矢印Ａと反対方向にカメラが落下した場合は、連結軸１６に挿入された付勢バネ２０のらせん状の部分のバネ力により、落下の衝撃が吸収されるので、従動部３に加わる慣性量が緩衝され、十分に歯飛び防止効果を有する。
【００２８】
次に、従動部３がリードスクリュー２の端部に到達した場合について説明する。図５に示すように、従動部３が、リードスクリュー２の端部まで移動すると、従動部３の図５に示すＰの位置が当接部３６と当接する。通常の動作時においては、従動部３がリードスクリュー２の端部に到達したことが不図示のセンサやエンコーダにより検知されてリードスクリュー２の回転は停止する。しかし、何らかの理由でリードスクリュー２が回転し続ける場合もある。この場合であっても、本実施形態によれば、当接部３６が従動部３におけるＰの位置を押さえるので、アーム部６が傾くことがない。この場合、リードスクリュー２は空回りするが、リードスクリュー２のネジ２ａと第２の歯３２との間に図４で示す隙間ｄが存在するため、歯飛びが生じ、第１の歯３１に過度の食い付きを生じることがない。なお、この位置で歯飛びを生じた場合、モータの空転等が検知され、復帰動作を行うことができる。
【００２９】
ここで、図５に対する比較例を図７に示す。図７は、図５と同様に、レンズ駆動装置１における、リードスクリュー２の送り方向の一端部を示した図である。図５と異なる点は、固定部３５’に設けられた当接部３６’が、従動部３におけるアーム部６ではなく、従動部３における連結部７の第１対向部１４に当接するように設けられている点である。図６に示す構造の場合、従動部３が、リードスクリュー２の端部まで移動すると、第１対向部１４と当接部３６’とが当接する。この状態でリードスクリュー２が回転し続けると、Ｕ字部２３はリードスクリュー２に沿って移動しようとするため、アーム部６が傾いてしまう。アーム部６が傾くと第３の歯３３がリードスクリュー２のネジ２ａと噛み合い、この噛み合い状態でリードスクリュー２が回転を続けるので、いわゆる食い付きを生じることになる。
【００３０】
（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態において、第１の歯３１、第２の歯３２、第３の歯３３は、単一のＵ字部２３の内周面２３ａに設けられているが、これに限定されず、これらの歯は、それぞれ互いに独立した部材に設けてもよい。
（２）本実施形態において、第１の歯３１及び第２の歯３２は、リードスクリュー２の回転軸線Ｃ２に沿った２箇所に、それぞれ２山ずつ設けられ、その間に歯は存在しない。しかし、これに限定されず、第１の歯３１及び第２の歯３２は、内周面２３ａにおいて連続して設けられていてもよい。
（３）本実施形態において、付勢部材として付勢バネ２０を用いたがこれに限定されず、第１の歯３１を押圧する機能を有するものであれば、他の付勢部材であってもよい。
（４）本実施形態において、当接部３６は、ＣＣＤ台等のレンズ駆動装置１の端面に設けられたが、これに限定されず、アーム部６の傾きを防止することができれば、他の部分に設けてもよい。また、本実施形態において、当接部３６は、矩形の部材で構成したが、これに限定されず、ピンや弾性部材であってもよい。
（５）本実施形態において、従動部３は、アーム部６と、それ以外の連結部７やレンズ保持部５を有する部材との２部材から構成される構造としたが、これに限定されず、従動部３は、３以上の部材で構成されてもよく、また１部材で構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】レンズ駆動装置の斜視図である。
【図２】連結部及びアーム部を図１における矢印ＩＩの方向から見た矢視図である。
【図３】連結部及びアーム部を図１における矢印ＩＩＩの方向から見た矢視図である。
【図４】レンズ駆動装置の通常の動作時での図１に示す矢印ＩＶの方向から見た矢視図である。
【図５】レンズ駆動装置における、図１で示す矢印Ｂの方向の端部を示した図である。
【図６】カメラが落下し、図１で示す矢印Ａの方向にレンズ保持部に対して衝撃が加わった場合を示した図である。
【図７】図５と異なる位置に当接部が設けられた図５との比較を示した図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：レンズ駆動装置、２：リードスクリュー、３：従動部、２３：内周面、３１：第１の歯、３２：第２の歯、３３：第２の歯、３５：固定部、Ｃ２：回転軸線
【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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【図６】
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【図７】
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