(57)【要約】【課題】  ヘリコイド間のガタを簡便に調節する。【解決手段】  外筒の内周面に形成した雌ヘリコイドは、内型３０の凸条部４６で成型される。凸条部４６は、基準のツル巻き線上に多条に配されている。内型３０は、４個の割型３３〜３６で構成されており、割型３３〜３６により回転軸と平行な複数の線で仕切った範囲３３ａ〜３５ａで外周面が分割されている。一部の割型３３，３５を残りの割型３４，３６に対して軸３２方向にズラして位置決めした後に成型する。これにより、成型品の雌ヘリコイドは、割型３３，３５で成型されたヘリコイド谷部が、残りの割型３４，３６で形成されたヘリコイド谷部に対して基準のツル巻き線上から軸３２方向にずれて形成され、相手側の雄ヘリコイドとのガタ付きを少なくすることができる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材の外周面に形成されており、オネジとなるヘリコイド山部を予め決められた基準のツル巻き線上に沿って形成した雄ヘリコイドと、前記第１部材の外側に配される第２部材の内周面に形成されており、前記ヘリコイド山部に螺合するヘリコイド谷部で構成される雌ヘリコイドとを備え、前記第１及び第２部材を相対的に回転させることで前記第１又は第２部材のうちの何れか一方を他方に対して回転軸方向に進退させるヘリコイド構造において、
前記第１部材の外周面又は第２部材の内周面を前記回転軸に平行な線で複数に仕切った範囲のうちの任意の範囲に設けたヘリコイド谷部又は山部に対し、これに隣接する範囲に設けたヘリコイド谷部又は山部を、前記基準のツル巻き線上から前記回転軸方向に所定量だけズラして形成したことを特徴とするヘリコイド構造。
【請求項２】
第１部材の外周面に形成されており、オネジとなるヘリコイド山部を予め決められた基準のツル巻き線上に沿って形成した雄ヘリコイドと、前記第１部材の外側に配される第２部材の内周面に形成されており、前記ヘリコイド山部に螺合するヘリコイド谷部で構成される雌ヘリコイドとを備え、前記第１及び第２部材を相対的に回転させることで前記第１又は第２部材のうちの何れか一方を他方に対して回転軸方向に進退させるヘリコイド構造の製造方法において、
前記第１部材の外周面に設けたヘリコイド山部を形成する外型の内周面、又は第２部材の内周面に設けたヘリコイド山部を形成する内型の外周面を、前記回転軸に平行な線で複数の範囲に仕切って分割した複数の割型で構成するとともに、そのうちの任意の割型に対し、これに隣接する割型を前記回転軸方向に所定量だけズラして位置決めした後に成型することを特徴とするヘリコイド構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動を直進運動に変換するヘリコイド構造及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転を直線運動に変えるためのヘリコイド機構（運動用ネジ）が知られている。ヘリコイド機構は、雄ヘリコイド（オネジ）と雌ヘリコイド（ネネジ）とで構成されている。雄ヘリコイドは、一本（一条）又は複数本（多条）のヘリコイド山部を予め決めたツル巻き線上に沿って形成した構成となっている。ツル巻き線は、回転量に対する回転軸方向への移動量（リード）、すなわち回転軸に直交する方向に対する傾き（リード角）によって決められる。雌へリコイドは、ヘリコイド山部に係合するヘリコイド谷部を形成した構成となっている。一条のヘリコイド山部は、ピッチとリードとが一致する雄ヘリコイドであり、多条に形成する理由は、一条のものに比べて細かなピッチで大きなリードを得ることができるためである。
【０００３】
電子カメラや写真用カメラ等では、レンズを光軸方向に移動する鏡胴に用いられている。この機構は、外周に雄ヘリコイドを設けた内筒と、内周に雌ヘリコイドを設けた外筒とで構成されており、互いの筒を相対的に回転させることで何れか一方の筒を他方の筒に対して光軸方向に移動させる機構である。
【０００４】
ヘリコイド山部の形状には、回転軸を含む平面による切り口の断面が三角や台形などが知られている。カメラの鏡胴用に用いる場合には、小さいトルクで回転することができるように、摩擦抵抗の小さい台形をしたヘリコイド山部が用いられる。
【０００５】
このようなヘリコイドをもつ筒は、ローコストで多量生産するために、現在、合成樹脂材料により金型成型されている。筒の成型は、外型と内型とを位置決めして組み合わせ、これら型の間の隙間に樹脂を射出し、型を抜くことで成型品を取り出す。内型の外周面は筒の内周面を、また外型の内周面は筒の外周面をそれぞれ形成する。筒の内周に雌ヘリコイドを形成する場合には、内型を筒の内周面から光軸方向に引き抜くことが出来ないため、回転軸を中心に回転しながら抜く構造のものや、回転軸を中心とする周方向に沿って等分割した複数の割型で内型を構成し、各割型の全部を光軸に向けて互いが干渉しないようにスライドさせてから引き抜く構造のものが知られている。
【０００６】
しかし、金型成型品には、ヒケや変形が生じる。また、筒には、カメラの種類や構造により開口やカム溝、あるいは雄ヘリコイドの頂上にギヤ部を形成したもの等複雑な形状なものが多い。このようなものほど成形時又は成形後にひけや変形が大きくなる。ひけや変形が大きいものは、金属製材料を切削加工して作る手法に比べて製品を削ったり肉盛りしたりして成型品を修復するのは困難であるため、廃棄処分される。そこで、何回も成型を繰り返し行ってヒケや変形の度合いを調べて互いの嵌合性を確認しながら金型を削ったりあるいは肉盛りしたりして成型品のチェックを行う試作が必要になる。
【０００７】
また、ヘリコイド機構にはスムーズな作動と正確な位置での保持との両方が求められるが、これらは相反する条件である。これらを決めるのがガタ量である。ガタ量は、ヘリコイド鏡筒の回転軸方向（スラスト方向）又は径方向（ラジアル方向）との何れか一方で規定することができる。ガタが多ければ作動はスムーズであるのに対し、レンズの位置精度が低下する。逆にガタを減らし過ぎると、前記精度は上がるが作動が重くなる。このような背景からヘリコイドを作る金型を製作する場合、一度作った型を削る方向の修正しかできないため、最初から高い精度で慎重に狙って型を作るか、又は、最初はガタが多い状態で作り、必要に応じて型を削ってガタを減らす修正をするしかなかった。このやり方は、いずれもやりすぎると作動の重いヘリコイドが出来上がり、それ以上の修正ができない。また、任意にガタ量を増やしたり減らしたりすることも勿論できない。そこで、ある程度のガタを生じるように成型し、そのままではレンズの停止位置精度が低下するため、バネなどの付勢手段で雌又は雄ヘリコイドを有する筒のうちの一方に対して他方を光軸方向の一方に寄せる片寄せ機構を鏡胴に組み込んでいる。例えば、特許文献１に記載のものでは、ヘリコイド山部に断部を設け、断部にバネ部を設けてバネ部で一方に対して他方の筒を光軸を中心とする周方向のうちの一方に向けて付勢してヘリコイド山部とヘリコイド谷部とを片当たりさせている。
【０００８】
【特許文献１】特開昭５７−２１０３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、バネ部材などの付勢手段を使って片寄せを行うものでは、付勢手段を設ける分だけ部品コスト及び作業コストが増えてコストアップする。また、付勢手段は個々に強さが異なるため、内・外筒を組み合わせたもの同士で摩擦抵抗の大きいものや小さいものなどヘリコイド間の摩擦抵抗のバラツキが大きい。さらに、試作しながら金型を修正するのは手間や時間がかかり、しかも、試作で作った使い物にならない不良品が多量に発生する。
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するためのものであり、樹脂成型で生じるガタを極力少なく抑えることができ、かつヘリコイド間の摩擦抵抗のバラツキを小さくできる鏡胴のヘリコイド構造、及びガタの管理を簡便に行えるヘリコイド構造の製造方法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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のヘリコイド構造では、外筒の内周面又は内筒の外周面を軸に平行な線で仕切った複数の範囲のうちの任意の範囲に設けたヘリコイド谷部又は山部に対し、これに隣接する範囲に設けたヘリコイド谷部又は山部を、予め決められたリード角により設定される基準のツル巻き線上から前記軸方向（スラスト方向）にズラして形成したものである。
【００１２】
これによれば、任意の範囲では、ヘリコイド谷部又は山部の対向し合う斜面のうちの一方の斜面がヘリコイド山部又は谷部の対向し合う斜面の一方の斜面に当接し、また、隣接する範囲では、ヘリコイド谷部又は山部の前記他方の斜面がヘリコイド山部又は谷部の対向し合う前記他方の斜面に当接する。よって、ガタの少ないヘリコイド機構を作ることができる。
【００１３】
このような筒を製造する方法としては、外筒の内周面に設けたヘリコイド谷部を形成する内型の外周面、又は内筒の外周面に設けたヘリコイド山部を形成する外型の内周面を、前記内筒又は外筒の軸に平行な線で複数の範囲に仕切って分割した割型を組み合わせて構成するとともに、そのうちの任意の割型に対し、これに隣接する割型を前記軸方向に所定長さだけズラして位置決めして成型すればよい。また、高精度に形状を追い込まなければならないのはヘリコイド山部を構成する両斜面のうちの摺動側となる斜面だけで、摺動しない側の斜面は任意の形状で逃げていても良い。このため、型の製作も両方の斜面を高精度に作るのと比べて簡便にかつローコストで作れる。さらにまた、通常よりやせた山型のヘリコイド型を作り、ズラし方向を決めた後、ズレし方向で決まる摺動側の斜面のみに、研磨などの追加工を施すように作っても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、外筒の内周面又は内筒の外周面を軸に平行な線で仕切った複数の範囲のうちの任意の範囲に設けたヘリコイド谷部又は山部に対し、これに隣接する範囲に設けたヘリコイド谷部又は山部が、予め決められたリード角により設定される基準のツル巻き線上から軸方向にズラして形成される。このため、任意の範囲では、ヘリコイド谷部又は山部の対向し合う斜面のうちの一方の斜面が相手側のヘリコイド山部又は谷部の対向し合う斜面の一方の斜面に当接し、また、隣接する範囲では、ヘリコイド谷部又は山部の前記他方の斜面が相手側のヘリコイド山部又は谷部の対向し合う前記他方の斜面に当接した状態となり、よって、ヘリコイド間に生じるガタが少なくなる。
【００１５】
また、ズラす量を変えることで、成型品のガタ量の調整を行えるので、従来金型を修正する等の作業が必要なく、よって簡便である。さらに、ズラす量を変えるだけで１組の金型でヘリコイド間の摩擦抵抗が異なる複数種類のものを作ることができる。これは、軽い回転を求められる手動のレンズではガタ量を減らす、といった調整を行う場合、グリスに頼らない作り分けができて便利である。
【００１６】
また、型修正時に過補正にしてしまう危険も回避することができる。というのは、従来の型では、型の修正をやり過ぎて作動が重くなった場合、型全体を再製作するしかないのに対し、本発明ではズラし量を再調整するだけで簡便に元に戻せるため、再製作する必要がない利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を利用したズームレンズ鏡筒について図１及び図２を参照しながら説明する。このズームレンズ鏡筒１０は、例えば撮影レンズ１１で結像した被写体像をファインダで観察しないコンパクトカメラなどに用いられる鏡筒であり、固定筒１２、中間筒１３、及び、撮影レンズ１１を収納した移動筒１４とで構成されている。固定筒１２の内周には、雌ヘリコイド１５が形成されている。雌ヘリコイド１５は、中間筒１３の外周に形成した雄ヘリコイド１６に螺合する。この雄ヘリコイド１６の頂上には、ギヤ部１７が形成されている。ギヤ部１７には、固定筒１２に設けた開口１８を通してズーム用モータ１９の駆動が入力され、中間筒１３は、固定筒１２に対して回転しながらヘリコイド１５，１６のリードに従って光軸１１ａ方向に進退する。
【００１８】
中間筒１３の内周には、雌ヘリコイド２０が形成されている。この雌ヘリコイド２０は、移動筒１４の外周に形成した雄ヘリコイド２１に螺合する。また、中間筒１３の後端には、直進ガイド枠２２が回転自在に支持されている。直進ガイド枠２２には、光軸１１ａを通る径方向に突出した凸部２３、及び中間筒１３の内部でかつ光軸１１ａの前方に突出したガイド片２４とが設けられている。凸部２３は、固定筒１２の内周に光軸１１ａ方向に長く設けた溝部２５に係合して直進ガイド枠２２の回転止めを行っており、また、ガイド片２４は、移動筒１４の内部に係合して移動筒１４の回転止めを行っている。
【００１９】
これにより、ズーム用モータ１９を駆動すると、中間筒１３が回転しながら固定筒１２の内側で光軸１１ａ方向に進退し、同時に中間筒１３の回転により移動筒１４が回転止めされた状態で中間筒１３の内側で光軸１１ａ方向に進退して、撮影レンズ１１を光軸１１ａ方向に移動させる。
【００２０】
図３に示すように、移動筒１４には、前群レンズ２６と後群レンズ２７とが収納されている。前群レンズ２６は移動筒１４に固定され、後群レンズ２７は光軸１１ａ方向に移動自在に支持されている。移動筒１４には、フォーカス用モータ２８が収納されており、後群レンズ２７は、フォーカス用モータ２８の駆動により前群レンズ２６に対して光軸１１ａ方向に移動する。この後群レンズ２７のフォーカス移動量を、前群レンズ２６の光軸１１ａ上の位置、つまり変倍位置に応じて異なるようにすることで、前群と後群レンズ２６，２７との間隔が各変倍位置ごとで被写体距離に応じて変わるため、二群ズームレンズを達成することができる。なお、このズームレンズ鏡筒１０では、光軸１１ａに各筒１３，１４の回転軸が一致しているが、一致していない鏡筒もある。
【００２１】
図４は、中間筒１３の内周面に形成した雌ヘリコイド２０を成型する筒状をした内型３０を簡略的に示している。内型３０の外周面には、外型２９との間で雌ヘリコイド２０を形成する凸条部４６が予め決められた基準のツル巻き線３１上に沿って形成されている。これらの凸条部４６は、外周の中心となる軸（光軸１１ａと平行な軸）３２を含む断面が台形をしており、多条に形成されている。この内型３０は、軸３２を中心とする周方向の４等分位置で分割した４個の割型３３〜３６を組み合わせた形態で構成されている。４個の割型３３〜３６は、軸３２に平行な線で複数の範囲に仕切った外周面３３ａ〜３６ａを各々有している。
【００２２】
従来、割型構造ではなく、一体的な内型を用いて成型し、その後に、内型を成型品に対して回転させながら抜き取ることで、成型品に雌ヘリコイド２０をツル巻き線３１上からズレ無く連続して形成していた。
【００２３】
しかし、成型後のヒケや変形により相手側の雄ヘリコイド２１に嵌合すると、ヘリコイド山部と谷部との間に隙間（ガタ）が生じ、ガタが大きい場合、レンズ停止精度の面で不都合が生じる。この場合に、従来、金型を削ったり、肉盛りしたりして再び成型を繰り返す試作を長時間かけて行っていた。
【００２４】
そこで、本実施形態では、４個の割型３３〜３６のうちの軸３２を中心とする対称位置にある２個の割型３３，３５を残りの割型３４，３６に対して軸３２方向の同じ方向に所定量だけズラして位置決めしてから成型することで、ガタを極力抑えることができる。このズラし量は、内型３０をズラさずに成型した成型品のガタを調べてそのガタが図５に示すように、中間筒１３の回転軸を中心とする周方向に「２ａ」の長さだけある場合は［数１］に示した式から、ガタをなくすための割型３３，３５の軸３２方向へのズラし量（Ｌ）を導き出すことができる。この式において、（α）は雌ヘリコイド２０のリード角である。
【００２５】
［数１］
Ｔａｎ（α) ＝Ｌ／（２ａ）
【００２６】
このような製造方法で成型した中間筒１３の内周面には、内型３０の凸条部４６により形成された雌ヘリコイド２０が形成される。雌ヘリコイド２０は、図６に示すように、断面台形のヘリコイド谷部４１〜４４がツル巻き線３１，３１ａ上に沿って形成される。そして、割型３３，３５で作られた内周面の範囲３７，３８に形成した全部のヘリコイド谷部４２は、割型３４，３６で作られた内周面の範囲３９，４０に形成した全部のヘリコイド谷部４３，４４に対してリード角、ピッチを同じにして全体的に回転軸の方向にＬの長さだけズレて形成されている。これは、基準のツル巻き線３１の上から回転軸方向にＬの長さだけズレたツル巻き線３１ａ上に形成されていることになる。
【００２７】
この中間筒１３の雌ヘリコイド２０を移動筒１４の雄ヘリコイド２１に螺合させると、図７に示すように、割型３３，３５で成型した範囲３７，３８のヘリコイド谷部４１，４２では、対向し合う斜面４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂのうちの回転軸を中心とする周方向の一方の斜面４１ａ，４２ａに、相手側のヘリコイド山部４５の対向し合う斜面４５ａ，４５ｂのうちの一方の斜面４５ａが当接した状態となる。そして、割型３４，３６で成型した範囲３９，４０のヘリコイド谷部４３，４４では、対向し合う斜面４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂのうちの回転軸を中心とする周方向の他方の斜面４３ｂ，４４ｂに、ヘリコイド山部４５の前記他方の斜面４５ｂが当接した状態となる。これにより、中間筒１３と移動筒１４との相対的な回転でのガタが少なくなる。なお、内型３０は、各割型３３〜３４の全部を回転軸３２に向けて互いが干渉しないようにスライドさせてから回転軸３２方向に引き抜く構造となっている。
【００２８】
ところで、成型品同士を互いに螺合してガタを計測し、計測したガタに基づいて一部の割型３３，３５のズラし量を算出し、そのズラし量に基づいて成型すると、ガタを完全に少なくすることができるのに対し、ガタが少なくなると互いのヘリコイド間での摩擦抵抗が大きくなって筒同士がスムーズに回転しないおそれがある。そこで、算出した割型３３，３５のズラし量に、「１」以下の値となる補正係数を掛けるようにする。補正係数は、樹脂材料の種類や金型構造の種類あるいは成型品の筒の径などに基づいて予め決めておけば、一々割型３３，３５をズラして成型した後に現物合わせによるテストを行わなくても済む。このように、割型３３，３５のズラし量としては、回転軸３２方向でのガタ量以内で行われる。
【００２９】
また、ある種のレンズにおいては、同じレンズ設計で、鏡筒の外装部品のみを変えて、ヘリコイド鏡筒をモータの駆動で回転させる電動タイプと手動で回転させる手動タイプとの両方を作り分ける（並行生産する）場合がある。このとき、従来では、電動と手動とのタイプのヘリコイド鏡筒を２種類作るか、適度なガタ量で共通のヘリコイド鏡筒を作ってグリスの硬さ等で作動の重さを管理するしか方法がなかった。この方法では、金型のコストアップになったり、トルク管理が安定しなかったりと問題が多かった。この場合、本実施形態では、割型３３，３５のズラし量を変えるだけで済むので、従来の金型のように、金型を修正したり、新たな金型を作る必要がない。
【００３０】
上記実施形態では、４個の割型３３〜３６で構成しているが、勿論４個に限ることはなく、偶数の数であれば、何個の割型で構成してもよい。また、軸３２を中心とする周方向の等分割位置で割型を分割しなくてもよい。さらに、ズラす割型は、１個でも良いし、複数でもよい。さらにまた、ズラす割型を複数にする場合には、このうちの全部を同じ量だけズラしてもよいし、ズラス量をそれぞれで異なるようにしてもよい。
【００３１】
また、移動筒１４の外周に形成される雄ヘリコイド２１には、ヘリコイド山部４５をツル巻き線３１上に沿って連続して形成したもの以外に、一部を削ってヘリコイド山部４５を断続的に形成したものがある。このような雄ヘリコイドに、前述した製造方法で製造した中間筒１３の雌ヘリコイド２０を螺合すると、軸３２線方向にズラした割型３３，３５とこれに隣接する割型３４，３６との合わせ目（パーティングライン）に生じるヘリコイド谷部４１のずれ部に、相手側のヘリコイド山部４５の一部が当接して音や振動が生じるおそれがある。このため、図６に示すように、パーティングラインに対応する位置に、軸３２と平行に所定幅で、且つ、図８に示すように、パーティングラインに隣接するヘリコイド谷部４３，４１の底と同じかあるいは僅かに低い深さで段差部５０を形成するのが望ましい。また、段差部５０を挟んだ両側に配したヘリコイド谷部４３，４１の開口縁の対向する斜面のうちの少なくともヘリコイド山部が当接する側の斜面にヘリコイド山部が入り込み易いようにテーパ面５１を作っておくのが好適である。
【００３２】
さらに、上記実施形態では、雄ヘリコイド２１に対して相手側の雌ヘリコイド２０の一部の範囲に形成した雌ヘリコイドを基準のツル巻き線上からズラす例を説明しているが、逆に雌ヘリコイド２０に対して雄ヘリコイド２１の一部の範囲に形成した雄ヘリコイドをズラしてもよい。この場合には、例えば移動筒１４を成型する金型のうちの雄ヘリコイド用の外型を複数の割型で構成し、複数の割型のうちの何れかを光軸方向にズラして成型すればよい。また、この場合も、ヘリコイド山部のズレ部に段差部を形成してもよいし、また、段差部を挟んだ両側のヘリコイド山部の対向する斜面のうちのヘリコイド谷部が当接する斜面にテーパ面を作ってもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、回転軸を含む断面が台形をした雄・雌ヘリコイドとしているが、その断面形状としては台形に限らず、周知の形状であれば何れでも良い。
【００３４】
なお、上記実施形態では、移動筒と中間筒との間のヘリコイド機構に適用しているが、中間筒と固定筒との間のヘリコイド機構にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、電子カメラや写真用カメラの鏡胴に用いる以外に、工作機械の親ネジ・送りネジ・バルブ・ジャッキのネジのように回転運動を直進運動に変換する駆動伝達機構にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を実施したズームレンズ鏡筒を示す斜視図である。
【図２】図１で説明したズームレンズ鏡筒を示す分解斜視図である。
【図３】図１で説明したズームレンズ鏡筒を示す断面図である。
【図４】雌ヘリコイドを成型する内型を示す斜視図である。
【図５】ガタが有る状態のヘリコイド山部とヘリコイド谷部との関係を示す要部断面部である。
【図６】中間筒の内周面を示す展開図である。
【図７】雄ヘリコイドと雌ヘリコイドとを螺合した状態を示す要部断面図である。
【図８】パーティングラインに相当する部分に段差部を設けた他の例を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  ズームレンズ鏡筒
１５，２０  雌ヘリコイド
１６，２１  雄ヘリコイド
３０  内型
３２  軸
３３〜３６  割型
３９〜４０  範囲
４１〜４４  ヘリコイド谷部
４５  ヘリコイド山部
５０  段差部
５１  テーパ面
【図１】
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【図２】
2005195074.tif 000004
【図３】
2005195074.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005195074.tif 000008
【図７】
2005195074.tif 000009
【図８】
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