(57)【要約】【課題】  ギア全体を軸方向のみの型割りによる成型での製作を可能として型構造を簡易化し、成型精度の高い製造を可能し、互いのギア近傍のピッチ円と同径の円盤部品同士を当接させ、ギアの軸間距離を適切に保つことを可能とする歯車伝達機構を提供する。【解決手段】  互いに噛合う２つの歯車のそれぞれは、互いに噛合うギア部と、前記ギア部に対して軸方向の一方に同軸で隣接して設けられ、周方向の前記ギア部に対応する位置にはピッチ円と等しい径の面を有し、周方向の前記ギア部の歯溝に対応する位置には前記歯溝の形状を有する第１の円盤部と、前記ギア部に対して軸方向の他方に同軸で隣接して設けられ、周方向の少なくとも前記ギア部の歯溝に対応する位置はピッチ円と等しい径の面を有する第２の円盤部と、を備え、前記２つの歯車の前記ギア部が互いに噛合うとき、一方の前記歯車の前記第１の円盤部は他方の前記歯車の前記第２の円盤部と当接する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに噛合う２つの歯車のそれぞれは、互いに噛合うギア部と、前記ギア部に対して軸方向の一方に同軸で隣接して設けられ、周方向の前記ギア部に対応する位置にはピッチ円と等しい径の面を有し、周方向の前記ギア部の歯溝に対応する位置には前記歯溝の形状を有する第１の円盤部と、前記ギア部に対して軸方向の他方に同軸で隣接して設けられ、周方向の少なくとも前記ギア部の歯溝に対応する位置はピッチ円と等しい径の面を有する第２の円盤部と、を備え、
前記２つの歯車の前記ギア部が互いに噛合うとき、一方の前記歯車の前記第１の円盤部は他方の前記歯車の前記第２の円盤部と当接する、
ことを特徴とする歯車伝達機構。
【請求項２】
前記２つの歯車の前記ギア部が互いに噛合うとき、一方の前記歯車の前記第２の円盤部と他方の前記歯車の前記ギア部との間に軸方向のすき間を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の歯車伝達機構。
【請求項３】
少なくとも一方の前記歯車は軸方向に移動することにより前記２つの歯車の前記ギア部の互いの噛合いの有無を切替える機構を備える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の歯車伝達機構。
【請求項４】
前記第１の円盤部の、軸方向において前記ギア部と隣接しない側の径方向の端面は面取りされる、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の歯車伝達機構。
【請求項５】
前記２つの歯車の軸は、前記ギア部が互いに噛合うとき、一方の前記歯車の前記第１の円盤部と他方の前記歯車の前記第２の円盤部とが互いに弾性的に押圧する機構を有する、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の歯車伝達機構。
【請求項６】
前記第２の円盤部はピッチ円と等しい径の外周面を有する円盤形状を有する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の歯車伝達機構。
【請求項７】
前記第２の円盤部は周方向の前記ギア部の歯部に対応する位置には前記歯部と同じ形状を有する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の歯車伝達機構。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の歯車伝達機構を備えることを特徴とするレンズ装置。
【請求項９】
請求項８のレンズ装置と、カメラ装置とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の歯車伝達機構に使用される歯車であって、
互いに噛合うギア部と、前記ギア部に対して軸方向の一方に同軸で隣接して設けられ、周方向の前記ギア部に対応する位置にはピッチ円と等しい径の面を有し、周方向の前記ギア部の歯溝に対応する位置には前記歯溝の形状を有する第１の円盤部と、前記ギア部に対して軸方向の他方に同軸で隣接して設けられ、周方向の少なくとも前記歯車の歯溝に対応する位置はピッチ円と等しい径の面を有する第２の円盤部と、を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の歯車伝達機構に使用される歯車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は歯車伝達機構に関し、特に歯車のピッチ円と等しい径の円盤を一体的に設け、円盤同士を当接させて軸間距離を適正に維持する歯車伝達機構及びそれを有するレンズ装置、撮像装置及びそれに使用される歯車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、適正な軸間距離を保つためのギア伝達機構として、各ギアの回転軸上に各ギアのピッチ円と同径の円盤を各ギアに隣接して設け、両円盤を当接させる機構が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１２８５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献に開示された従来技術では、噛合うお互いのギアの軸方向の位置がずれてギアと円盤とが干渉してしまうのを防ぐために、ギアと円盤との間にギアの谷径以下の径の溝部を介在させて、ギアと円盤との間にすき間を設けている。
【０００５】
しかし、溝部は径がギアの谷径以下であることからアンダーカット形状となり、ギア全体を軸方向のみの型割りによる成型で製作することが不可能である。そのため、成型はスライド型等で対応する必要があり、型構造が複雑になる、またそれに伴い成型精度も低下するという問題があった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、歯車全体を軸方向のみの型割りによる成型で製作することが可能で、且つ噛合うお互いの歯車の軸方向の位置にずれが生じても、歯車と円盤とが干渉しない歯車伝達機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の歯車伝達機構は、互いに噛合う２つの歯車のそれぞれは、互いに噛合うギア部と、前記ギア部に対して軸方向の一方に同軸で隣接して設けられ、周方向の前記ギア部に対応する位置にはピッチ円と等しい径の面を有し、周方向の前記ギア部の歯溝に対応する位置には前記歯溝の形状を有する第１の円盤部と、前記ギア部に対して軸方向の他方に同軸で隣接して設けられ、周方向の少なくとも前記ギア部の歯溝に対応する位置はピッチ円と等しい径の面を有する第２の円盤部と、を備え、前記２つの歯車の前記ギア部が互いに噛合うとき、一方の前記歯車の前記第１の円盤部は他方の前記歯車の前記第２の円盤部と当接する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、歯車全体を軸方向のみの型割りによる成型で製作することが可能で、且つ噛合うお互いの歯車の軸方向の位置にずれが生じても、歯車と円盤とが干渉しないギア伝達機構及びそれを有するレンズ装置、撮像装置及びそれに使用される歯車を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施例のギア形状に関する詳細図
【図２】本発明の第１の実施例の構成全体に関する説明図
【図３】図２中の軸９、長穴溝５ａに関する平面図
【図４】本発明の第１の実施例における状態遷移１
【図５】本発明の第１の実施例における状態遷移２
【図６】図５中のギア部抜粋詳細図
【図７】図６中のＢ視図のギア噛合い状態詳細図１
【図８】図６中のＣ視図のギア噛合い状態詳細図１
【図９】図６中のＢ視図のギア噛合い状態詳細図２
【図１０】図６中のＣ視図のギア噛合い状態詳細図２
【図１１】本発明の歯車伝達機構を適用したレンズ装置及びそれを有する撮像装置の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
以下、図１〜図１０を参照して、本発明の第１の実施例について説明する。
【００１２】
図１は本実施例における歯車伝達機構に使用される歯車の詳細説明図である。
ギア（歯車）１には円盤部１ａ、１ｂがギア部１ｃを挟んで軸方向両側に一体的に同軸で隣接して設けられている。ここで、ギア部１ｃの軸方向の一方に設けられた円盤部（第１の円盤部）１ａは、外径がギア１のピッチ円と同径であり、ギア１の歯底円径から円盤部１ａの外径までの範囲でギア部１ｃの歯型形状に沿って回転軸方向に切り欠かれた形状である。円盤部（第１の円盤部）１ａは、周方向のギア部１ｃに対応する位置にはピッチ円と等しい径の外周面を有し、周方向のギア部１ｃの歯溝に対応する位置には歯溝の形状を有する。また、ギア部１ｃの軸方向の他方に設けられた円盤部（第２の円盤部）１ｂは、円盤部１ａと同様に外径がギア１のピッチ円と同径であるが、円盤部１ａのような切り欠きが無い円盤形状である。円盤部１ａとギア部１ｃの一端には斜面（面取り部）１ｄ、１ｅが各々設けられている。より具体的には、円盤部１ａのギア部１ｃと隣接しない側の径方向の端面には斜面（面取り部）１ｄが設けられ、ギア部１ｃの円盤部１ａ側の径方向の端面には面取り部１ｅが設けられる。図１に示されるギア１の形状は、アンダーカット部が存在しないため、全体を軸方向のみの型割りによる成型で製作することが可能な形状となっていて、製造がより容易な構成となっている。
【００１３】
例示した構成においては、円盤部（第２の円盤部）１ｂは、ピッチ円と等しい径の外周面を有する円盤形状を有するとして説明するが、本発明はこれに限定されることはない。円盤部（第２の円盤部）１ｂは、周方向の少なくとも前記歯車の歯溝に対応する位置においてはピッチ円と等しい径の外周面を有し、周方向の前記ギア部の歯部に対応する位置については歯部より径方向に大きくない形状であればよく、歯部と同じ形状であってもよい。
【００１４】
図２は、お互い噛合うギア１とギア２の噛合いの様子を表したものである。ここでギア２にはギア１と同仕様の円盤部２ａ、２ｂ、斜面２ｄ、２ｅが設けられている。図２に示す通り、ギア１とギア２は各々軸３、軸４に挿通され、回動自在に支持されており、軸３、軸４は各々部材５、ベース６に固定されている。ここで、円盤部１ａと円盤部２ａはお互いが向き合うように配置されている。ギア１は軸３に挿通され、回動自在に支持されつつ弾性部材７（本実施例では圧縮バネとした）にて軸３上の段差３ａに付勢されている。ギア２は軸４に挿通され、軸方向への移動が規制された状態で回動自在に支持されている。ギア１の近傍にはクラッチレバー８が配置され、ギア１とギア２の噛合いの有無を切替えることが可能となっている（詳細は後述）。
【００１５】
部材５には長穴溝５ａが設けられ、２個の軸９が挿通している。図３は図２の長穴溝５ａに関するＡ視図である。軸９は長穴溝５ａの幅を超える径のフランジ部９ａを有している。フランジ部９ａと部材５との間にはわずかなすき間ｎが確保されており、部材５はベース６の表面６ａ上をガタつくことなく矢印１０方向にのみ移動することが可能となっている。ここで部材５とベース６は弾性部材１１（本実施例では引張りバネとした）にて連結されており、弾性力にて部材５の垂直面５ｂとベース６の垂直面６ｂとが当接した状態となっている。この時、ギア１とギア２の軸間距離は、両者が噛合った時の軸間距離よりも小さくなっている。
【００１６】
次にクラッチレバー８にてギア１をギア２に噛合わせる際の手順を図４、図５を用いて説明する。図４に示す通りクラッチレバー８を矢印１２方向に駆動してギア１を押し上げ、最初に円盤部１ａに設けられた斜面１ｄと円盤部２ａに設けられた斜面２ｄとが当接する。さらにクラッチレバー８を駆動させると、図５に示す通りギア１は斜面に沿って矢印１３方向に弾性体１１による引張力に抗しながら移動し、円盤部１ａと円盤部２ｂ、円盤部１ｂと円盤部２ａとが各々当接しながら（互いに弾性的に押圧しながら）ギア１とギア２とが噛合う。円盤部１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂは全て直径がピッチ円と等しいため、ギア１とギア２は噛合い状態において適切な軸間距離を確保することが可能となる。この時、ギア１のギア部１ｃとギア２の円盤部２ｂは軸方向にすき間ｓ１を確保しながらギア１とギア２は噛合っている。また同様に円盤部１ｂとギア部２ｃも軸方向にすき間ｓ２を確保している。このすき間ｓ１、ｓ２を確保することにより、ギア１とギア２が噛合った時のお互いの軸方向の位置ずれを吸収することが可能となる。
【００１７】
ギア１とギア２の歯の噛合わせに関する詳細を図６〜図１０に示す。
【００１８】
図６は図５でギア１とギア２とが噛合った時の状態を、ギア部に関してのみ抜粋して表示したものである。図７、図９は図５のＢ視図、図８、図１０は図５のＣ視図の各々の拡大図である。
【００１９】
図７に示す通り、ギア１とギア２とがお互い当接しながら噛合っている時、ピッチ円径の円盤部１ｂと、同じくピッチ円径の円盤部２ａとがＤ点で点接触することでお互いのギアは適切な軸間距離が保たれている。その際、図８に示す通りその裏側（図５におけるＣ視図側）は、円盤部１ａがギア１の歯型に沿った切り欠きによってピッチ円径と等しく設定された外径が途切れている範囲に円盤部２ｂの頂点が位置することから、円盤部１ａと円盤部２ｂとは接触をしていない。
【００２０】
図９は図７に対し、ギア１とギア２の噛合いが半歯進んだ状態を示しいている。この時、図７のＤ点でお互い点接触をしていた円盤部１ｂと２ａは噛合いが半歯進んだことにより、図８と同様の位置関係となることから、お互いが接触しなくなる。その際、図１０に示す通りその裏側（図５におけるＣ視図側）は、図７と同様の位置関係となることから円盤部１ａと円盤部２ｂとがＥ点で点接触することとなり、お互いのギアは適切な軸間距離が保たれている。
【００２１】
よってギア１とギア２は噛合いが進むにつれて、円盤部１ａと円盤部２ｂの当接、円盤部１ｂと円盤部２ａの当接とが交互に裏表で繰り返され、常にピッチ円径同士が当接され続けるため、適切な軸間距離を保ち続けながらギア駆動を行うことが可能となる。
【００２２】
以上により、ギア全体を軸方向のみの型割りによる成型で製作することが可能で、且つ噛合うお互いのギアの軸方向の位置にずれが生じても、ギアと円盤部とが干渉しないギア伝達機構を提供することが可能となる。
【００２３】
上記の実施例にて例示した歯車伝達機構においては、ギア１のギア部１ｃは、ギア２のギア部２ｃと係合し、ギア部１ｃの軸方向両側の円盤部１ａと円盤部１ｂはそれぞれ、ギア部２ｃの軸方向両側の円盤部２ｂと円盤部２ａと、ピッチ円で当接する構成を有する。実施例では、円盤部１ｂ（２ｂ）は外周面がピッチ円である形状を有し、円盤部１ａ（２ａ）は、ピッチ円より大きな径を有する部分はない。ギア１（２）の歯部の軸方向の対応する位置にはピッチ円と同じ径の外周面を有し、ギア１（２）の歯溝の軸方向の対応する位置には、ギア１（２）の歯溝と同等の形状を有する構成を例示した。しかし、本発明はこれに限定されることはない。また、円盤部１ｂ（２ｂ）は、外周面が全てピッチ円である形状を有する必要はない。ギア１（２）の歯部の軸方向の対応する位置にはギア１（２）の歯と同等の形状を有し、ギア１（２）の歯溝の軸方向の対応する位置にはピッチ円と同じ径の外周面を有するように構成しても、同等の本発明の効果を享受することができる。
【００２４】
図１１に本発明の歯車伝達機構を適用したレンズ装置１００及び、該レンズ装置１００とカメラ装置２００を含む撮像装置を示す。レンズ装置１００は可動光学部材であるズームレンズを備える。ズームレンズは、ズームリング１１０を操作することにより光軸方向に移動し、倍率を変更することができる。ズームリング１１０は、その外周にギア１２０が構成され、ギア１２０は本発明の歯車伝達装置１３０を介して駆動手段であるモータ１４０と接続することができる。この構成により、ズームレンズは、直接ズームリング１１０を撮影者が手動操作することも可能であり、モータ１４０による電動駆動も可能である。歯車伝達装置１３０は、上記の実施例で説明した歯車伝達装置と同様に構成され、ギア１がギア１２０と常時係合し、ギア２がモータ１４０のギア１４１と常時係合している。さらに、ギア１は軸に対してクラッチ８によって軸方向に移動可能であり、それによって、ギア１とギア２との係合／非係合を切替えている。クラッチ８によってギア１が軸方向に移動しても、ギア１とギア１２０との係合は解除されない。この構成を有することにより、クラッチ８によって、ギア１とギア２を非係合とすることによりマニュアル操作を可能とし、ギア１とギア２を係合とすることにより電動駆動操作を可能とする。また、本発明の歯車伝達機構をしようすることにより、ギア全体を軸方向のみの型割りによる成型で製作することが可能で、且つ噛合うお互いのギアの軸方向の位置にずれが生じても、ギアと円盤部とが干渉しないギア伝達機構を備える、レンズ装置、及び撮像装置を提供することできる。
【００２５】
以上、本発明の好ましい実施形態にいついて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ギア（歯車）
１ａ  円盤部（第１の円盤部）
１ｂ  円盤部（第２の円盤部）
１ｃ  ギア部
２  ギア
２ａ  円盤部（第１の円盤部）
２ｂ  円盤部（第２の円盤部）
２ｃ  ギア部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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