CN202301767U - 齿轮机构及透镜镜筒 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了齿轮机构及透镜镜筒，所述齿轮机构具有较小直径且实现精确的自动传动，所述齿轮机构包括：中心齿轮，支撑在旋转轴上；第一和第二侧齿轮，同轴定位于中心齿轮的两侧上；行星锥齿轮，被支撑在所述中心齿轮的侧表面内；以及太阳锥齿轮，分别被形成在第一和第二侧齿轮的内侧表面上，所述太阳锥齿轮与所述行星锥齿轮啮合。第一和第二侧齿轮中的至少一个具有用于调节侧齿轮的扭矩的扭矩调节器。

Description

齿轮机构及透镜镜筒

技术领域

本实用新型涉及齿轮机构，更具体地，涉及能够通过两个不同的输入可旋转地驱动比如一个从动件的齿轮机构。

背景技术

设在照相机透镜镜筒内的透镜驱动机构(比如用于进行调焦的调焦透镜驱动机构)可具有允许通过电机驱动自动操作以及通过手动操作来进行调焦的结构。在日本未审定专利公开(J.U.P.P.)第H10-153731号中，公开了行星齿轮机构，其包括第一至第三齿轮以形成调焦透镜驱动机构，在该机构中，该行星齿轮装置的第一种齿轮连接至调焦透镜、第二齿轮连接至电机，以及第三齿轮连接至手动操作环。该调焦透镜驱动机构通过电机的可旋转驱动或者通过手动操作环的旋转可旋转地驱动第一种齿轮，从而调焦透镜沿光轴向方向移动，由此进行调焦。根据上述的J.U.P.P.第H10-153731号的调焦透镜驱动机构，在通过电机的可旋转驱动的自动调焦过程中，由于朝着手动操作环侧施加的载荷，使得第三齿轮处于固定的状态中，并且通过行星齿轮机构处的差动旋转(differential rotation)来驱动调焦透镜。另外，在通过手动操作环的旋转来手动调焦的过程中，由于朝着电机侧施加的载荷，第二齿轮处于固定的状态中，并且通过行星齿轮机构处的差动旋转来驱动调焦透镜。

根据上述的J.U.P.P.第H10-153731号的调焦透镜驱动机构，为了在行星齿轮机构处获得差动旋转输出，朝着手动操作环侧施加的载荷已在自动调焦过程中被使用，而朝着电机侧施加的载荷已在手动调焦过程中被使用。然而，由于不存在用于调节手动操作环侧上的载荷或电机侧上的载荷的装置，在电机侧上的载荷大于手动操作环侧上的载荷的情况下，当电机旋转并且旋转扭矩被传送到行星齿轮机构时，由于手动操作环侧上的载荷更小，因此连接至手动操作环的第三齿轮不能保持在固定状态中，并且行星齿轮机构不能驱动调焦透镜。

而且，由于J.U.P.P.第H10-153731号的行星齿轮机构的太阳齿轮、行星齿轮以及冠状齿轮都设置在同一个平面上，导致该行星齿轮机构的径向尺寸大，所以这里可使用J.U.P.P.第H07-333699号中公开的使用行星锥齿轮的齿轮机构。根据J.U.P.P.第H07-333699号的齿轮机构具有输入/输出齿轮以及与输入/输出齿轮同轴定位的输出齿轮，它们通过行星锥齿轮和一对太阳锥齿轮彼此啮合；因此，这使得齿轮机构的外圆周尺寸最小化，这可进一步实现齿轮机构合并于其中的透镜镜筒的小型化(微型化)。但是，根据J.U.P.P.第H07-333699号的齿轮机构，因为每个行星锥齿轮的旋转轴均插在形成于输入/输出齿轮内圆周部分内的小孔中且由该小孔支撑，由于小孔与旋转轴之间的尺寸存在差异，因此在行星锥齿轮的旋转过程中会出现旋转间隙(即偏心旋转)。这进一步给啮合的太阳锥齿轮造成了不规则的齿隙，使得难以获得高精度的旋转输出。

实用新型内容

本实用新型提供了一种齿轮机构，该齿轮机构具有小直径并且当应用于透镜镜筒的透镜驱动机构时，可进行精确的透镜驱动操作。

根据本实用新型的一个方面，提供一种齿轮机构，其包括：中心齿轮，可旋转地支撑在一旋转轴上；第一和第二侧齿轮，可旋转地支撑在旋转轴上且沿旋转轴的轴向方向同轴地定位于中心齿轮的两侧上；行星锥齿轮，结合于中心齿轮内且可旋转地支撑在中心齿轮的侧表面内；太阳锥齿轮，分别形成在第一和第二侧齿轮的与中心齿轮面对的内侧表面上，以与行星锥齿轮啮合；以及扭矩调节器，用于在第一和第二侧齿轮中至少一个的旋转方向上调节扭矩。

优选的是，扭矩调节器调节扭矩，以使得：在第一侧齿轮旋转期间第二侧齿轮保持静止时中心齿轮旋转，以及在第二侧齿轮旋转期间第一侧齿轮保持静止时中心齿轮旋转。

优选地，扭矩调节器满足下列关系：Th2＞Th1＞To，其中Th1表示第一侧齿轮的保持扭矩，Th2表示第二侧齿轮的保持扭矩，以及To表示中心齿轮的保持扭矩。

优选地，扭矩调节器包括：邻接件，具有预定摩擦系数；弹性件，促使邻接件沿旋转轴的轴向方向在第一和第二侧齿轮中至少一个的外侧表面上施加弹性抵靠力；以及调节件，用于调节弹性件的偏转量。

通过沿旋转轴的轴向方向的弹性抵靠力，邻接件可弹性地抵靠在第一和第二侧齿轮中之一的外侧表面上，同时弹性抵靠力也施加在第一和第二侧齿轮中的另一个与旋转轴之间。

可替换地，这两个扭矩调节器的两个邻接件可分别通过旋转轴的轴向方向的两个弹性抵靠力而分别弹性地抵靠在第一和第二侧齿轮的外侧表面上。

优选地，沿中心齿轮的径向延伸的每个行星锥齿轮的轴部分被支撑地夹在第一和第二侧齿轮的内侧表面之间，所述内侧表面彼此面对且面对设在它们之间的中心齿轮，并且其中，每个侧齿轮均不给行星锥齿轮提供轴。

优选地，在每个行星锥齿轮与旋转轴之间具有空隙，以使得每个行星锥齿轮的轴部分的内端不接触旋转轴的外圆周表面。

优选地，中心齿轮和第一和第二侧齿轮中的至少一个齿轮与一更大直径的齿轮相啮合，并且优选地，与该更大直径的齿轮相啮合的所述齿轮在其外圆周部分上具有轮齿以及还具有缓冲装置，该缓冲装置允许轮齿沿径向朝着齿轮的中心轴线弹性变形，其中缓冲装置设置在轮齿的内圆周边上。

优选地，中心轴包括与从动件连接的输出齿轮，并且第一和第二侧齿轮包括分别与不同驱动源连接的第一和第二输入齿轮。

优选地，齿轮机构被设在照相机透镜镜筒的透镜驱动机构内，输出齿轮连接至从动透镜(被驱动透镜)的驱动件，第一输入齿轮连接至电机驱动源，以及第二输入齿轮连接至手动操作件。

优选地，扭矩调节器调节扭矩，使得在从动透镜没有到达终点位置时，在第一输入齿轮旋转期间第二输入齿轮保持静止的同时输出齿轮旋转，以及在第二输入齿轮旋转期间第一输入齿轮保持静止的同时输出齿轮旋转。

优选地，在电机驱动源的电机驱动操作的过程中，扭矩调节器具有下列关系：

当To＝∞：Th2＞Tk1，

当To≠∞：Th2＞To，和Tk1＞To；以及在手动操作件的手动驱动操作过程中，扭矩调节器具有下列关系：

当To＝∞：Th1＞Tk2或者Th1＜Tk2，

当To≠∞：Th1＞To和Tk2＞To，其中Th1表示第一输入齿轮的保持扭矩；Tk1表示第一输入齿轮的旋转扭矩；Th2表示第二输入齿轮的保持扭矩；Tk2表示第二输入齿轮的旋转扭矩；以及To表示输出齿轮的保持扭矩。

在一实施例中，提供了一种齿轮机构，其包括：中心齿轮，可旋转地支撑在一旋转轴上；至少三个通孔腔，沿中心齿轮的径向设置在中心齿轮中；第一和第二侧齿轮，可旋转地支撑在旋转轴上且沿旋转轴的轴向方向同轴地定位于中心齿轮的两侧上；至少三个行星锥齿轮，分别可旋转地被支撑在中心齿轮的通孔腔内；太阳锥齿轮，分别形成在第一和第二侧齿轮的与中心齿轮面对的内侧表面上，以与行星锥齿轮啮合；以及扭矩调节器，用于在第一和第二侧齿轮之间调节扭矩。

优选地，第一和第二侧齿轮中至少一个具有扭矩调节器。在一实施例中，提供了透镜镜筒，其包括：中心齿轮，可旋转地支撑在一旋转轴上，中心齿轮与设在透镜镜筒内的从动透镜连接，以使得中心齿轮的旋转促使从动透镜沿其光轴向方向移动；侧齿轮，可旋转地支撑在旋转轴上且沿旋转轴的轴向方向同轴地定位于中心齿轮的一侧上；行星锥齿轮，结合于中心齿轮内且可旋转地支撑在中心齿轮的侧表面内；太阳锥齿轮，分别形成在侧齿轮的与中心齿轮面对的内侧表面上，以与行星锥齿轮啮合；以及扭矩调节器，用于沿侧齿轮的旋转方向调节扭矩，以使得当侧齿轮旋转时，侧齿轮的旋转通过中心齿轮被传送到从动透镜，而当外力被施加至从动透镜以使从动透镜沿光轴向方向移动时，侧齿轮的旋转被限制以便不会移动从动透镜。

根据本实用新型的齿轮机构，中心齿轮、以及第一和第二侧齿轮被同轴放置，并且在中心齿轮内旋转的多个行星锥齿轮分别与第一和第二侧齿轮的太阳锥齿轮啮合。因此，齿轮机构可具有更小的直径，并且可通过设在第一和第二侧齿轮中至少一个处的扭矩调节器调节每个齿轮的旋转扭矩。在行星齿轮的旋转过程中，扭矩调节器可适当地设定输入侧和输出侧两者上的旋转扭矩，并且尤其地，可在输入侧上实现精确操作。

附图说明

下面参看附图具体描述本实用新型，其中：

图1为透镜镜筒的必要部件的截面图，根据本实用新型第一实施例的齿轮机构应用于该透镜镜筒；

图2为沿着光轴向方向获取的齿轮机构的放大垂直截面图；

图3为齿轮机构的部分分解透视图；

图4为沿着垂直于光轴方向的方向获取的齿轮机构的中心齿轮的放大截面图；

图5为在光轴方向显示的部分侧视图，用于解释齿轮机构的缓冲槽的功能；以及

图6为沿着光轴方向获取的根据本实用新型第二实施例的齿轮机构垂直截面图。

具体实施方式

现在参照附图中的附图标记来描述本实用新型的实施例。图1为应用于相机透镜镜筒的根据本实用新型的调焦透镜驱动机构第一实施例的截面图。为了参考，也为了清晰起见，图1仅仅显示了与本实施例相关的必要结构，而未显示其他的较小元件。如图1所示，第一透镜组L1由透镜镜筒的固定镜筒1的外镜筒11的前端支撑。第二透镜组(从动透镜)L2，用作调焦透镜组，设置在固定镜筒1的内镜筒12内部，并且第二透镜组L2的透镜框架2设有凸轮从动件2a，在径向上突出穿过线性导向槽12a。该线性导向槽12a形成在内镜筒12内。凸轮从动件2a与形成在调焦凸轮镜筒(从动件)3内的凸轮槽(引导槽)3a啮合。调焦凸轮镜筒3(其在光轴向方向的移动被禁止)沿着内镜筒12的外圆周围绕光轴旋转。当调焦凸轮镜筒3围绕光轴旋转时，通过凸轮槽3a与凸轮从动件2a的啮合，该调焦透镜组L2(透镜框架2)在内镜筒12内移动，由此进行调焦操作。设在固定镜筒1后端处的透镜架4可拆卸地附接至照相机机身(未显示出)的相机架上。机械地界定了透镜框架2在光轴方向上的前后移动极限。

该实施例的齿轮机构5设在固定镜筒1的一部分内，在该部分内已经合并有用作自动调焦驱动电机的调焦电机FM。齿轮机构5包括其轴线平行于光轴延伸的旋转轴50和与所述旋转轴50同轴设置的一个中心齿轮53。而且，第一侧齿轮51沿光轴方向设在中心齿轮53的后面，并且第二侧齿轮52沿光轴向方向设在中心齿轮53的前面。第一和第二侧齿轮51和52中每个都与中心齿轮53共轴，使得中心齿轮53夹在第一和第二侧齿轮之间。中心齿轮53、第一侧齿轮51和第二侧齿轮52基本上都是厚扁圆盘形的正齿轮，并且围绕其外圆周表面分别设有轮齿51a、52a和53a。中心齿轮53用作输出齿轮，第一侧齿轮51用作第一输入齿轮，第二侧齿轮52用作第二输入齿轮。中心齿轮53与设在调焦凸轮镜筒3圆周部分上的外齿轮3b相啮合，第一侧齿轮51通过减速齿轮7a与调焦电机FM的旋转输出小齿轮7b相啮合，第二侧齿轮52与手动操作环6的内轮齿6a相啮合。手动操作环6(其在光轴方向的移动已被禁止)与固定镜筒1的外圆周可旋转地啮合，以使得摄影师可通过该手动操作环6的旋转操作进行手动调焦操作。

图2(沿着光轴向方向获取的放大截面图)、图3(部分分解视图)，以及图4(沿着垂直于光轴方向的方向获取的输出齿轮的放大截面图)显示了齿轮机构5的具体结构。三叶草形(三瓣叶形状的)通孔腔53b形成在输出齿轮53中的中心处，其每瓣叶形沿径向从旋转轴50的轴中心延伸。通孔腔53b合并三个行星锥齿轮54，其每个旋转轴沿径向延伸。这些行星锥齿轮54中的每个均设有位于一端的轴部分54a和与之整体形成的锥齿轮部分54b，并且一加固金属轴54c被插入到轴部分54a中。金属轴54c的另一(内)端构成另一轴部分54d。太阳锥齿轮51b和52b(它们分别设在第一和第二输入齿轮51和52的面对输出齿轮53的内侧表面上)分别与行星锥齿轮54可啮合。如图2的截面图所示，当将第一和第二输入齿轮51和52看作一对齿轮时，太阳锥齿轮51b和52b的截面限定了大体X形。套筒51c和52c分别整体地形成在第一和第二输入齿轮51和52的内侧表面上，以便也从该表面朝着输出齿轮53突出。套筒51c和52c分别形成为管状，并且围绕太阳锥齿轮51b和52b的圆周。套筒51c和52c在轴向方向具有的长度均等于太阳锥齿轮51b和52b的端面51e和52e在轴向方向的长度。根据该结构，这三个行星锥齿轮54合并于输出齿轮53的通孔腔53b内，并且相对于光轴方向，第一和第二输入齿轮51和52分别放置在输出齿轮53的每个侧表面上，由此每个行星锥齿轮54分别与第一和第二输入齿轮51和52的太阳锥齿轮51b和52b相啮合。在行星锥齿轮54每个端部处的轴部分54a和54d分别与套筒51c和52c以及第一和第二输入齿轮51和52的太阳锥齿轮51b和52b的端面51e和52e相接触，并且因此被支撑地夹在它们之间，这些套筒51c和52c和端面51e和52e沿光轴方向彼此面对地相反放置。

如图2和图4所示，行星锥齿轮54和旋转轴50被布置成使得每个行星锥齿轮54的轴部分54d的内端和旋转轴50的外圆周表面彼此不接触(在它们之间提供了间隙c)。相应地，防止了不需要的摩擦，使得行星锥齿轮54可平稳地旋转，同时减少噪音，并且因此提高了齿轮机构5的耐用性。

行星锥齿轮54的轴线与旋转轴50的轴线垂直相交。

直径更大的阻挡器50a设在旋转轴50的后端。阻挡器50a沿光轴方向抵靠在第一输入齿轮51的外侧表面上，由此可防止第一输入齿轮51脱离旋转轴50。圆形腔52d围绕旋转轴50(见图2)形成在第二输出齿轮52的外侧。空腔52d容纳用于调节保持扭矩和旋转扭矩的扭矩调节器55，这在后文中会谈论到。扭矩调节器55具有与空腔52d的内基底表面相接触的圆形垫片(邻接件)551，螺旋弹簧(弹性件)552，其一端与垫片551的前侧面相接触(弹性对接)，以及具有内螺纹的调节螺母553，该内螺纹与形成在旋转轴50前端处的外螺纹50b相啮合。调节螺母553具有整体凸缘，该整体凸缘的后侧沿轴向方向与螺旋弹簧552的另一端相接触。在扭矩调节器55中，通过调整调节螺母553相对于旋转轴50的轴向啮合位置来调节螺旋弹簧552的偏移量，由此调整垫片551抵靠在空腔52d的内基底表面(第二输入齿轮52的外侧表面)的弹性抵靠力。相应地，由于垫片551的抵靠力产生的摩擦力，使得第二输入齿轮52的旋转抵抗力(即旋转扭矩)可调整。垫片551由具有大摩擦系数的材料制成，使得当垫片551抵靠在第二输入齿轮52的空腔52d的内基底表面时，摩擦力变得更大。该抵靠力施加到第一输入齿轮51的外侧表面与阻挡器50a的侧表面相接触的部分，然而，这两个彼此接触的表面的摩擦系数小于由扭矩调节器55调节的第二侧齿轮52的扭矩调节量。

第二输入齿轮52由合成树脂材料制成，并且围绕其外圆周表面具有轮齿52a。环形缓冲槽52f形成在轮齿52a的内侧上。该环形缓冲槽52f有助于第二输入齿轮52的外圆周(即，设在缓冲槽52f外圆周部分上的轮齿52a)在径向上的弹性变形。这种弹性变形用于保持与手动操作环6的内轮齿之间的有利啮合状态，这在后文中会讨论到。

根据上面所讨论的结构，在自动调焦的过程中，当通过AF(自动调焦)电路(未显示出)驱动调焦电机FM时，调焦电机FM的旋转力经由减速齿轮7a被传送到第一输入齿轮51，由此第一输入齿轮51旋转。这样，由于手动操作环6不操作(即，是静止的)，与手动操作环6啮合的第二输入齿轮52也是静止的。因此，由于第一输入齿轮51的太阳锥齿轮51b与行星锥齿轮54相啮合，行星锥齿轮54公转(revolve)，并且整体输出齿轮53也旋转。输出齿轮53的旋转被传送到调焦凸轮镜筒3，由此，调焦凸轮镜筒3旋转。相应地，由于凸轮槽3a与凸轮从动件2a之间的凸轮啮合，调焦透镜组L2(透镜框架2)沿光轴向方向在内镜筒12内移动，由此，进行调焦操作。

在手动调焦的过程中，当摄影师旋转手动操作环6时，与手动操作环6啮合的第二输入齿轮52也旋转。在这种情况中，由于没有驱动调焦电机FM，与驱动调焦电机FM啮合的第一输入齿轮51静止。因此，由于第二输入齿轮52的太阳锥齿轮52b与行星锥齿轮54相啮合，行星锥齿轮54公转，并且支撑这些行星锥齿轮54的输出齿轮53也旋转。输出齿轮53的旋转被传送到调焦凸轮镜筒3，由此，调焦凸轮镜筒3旋转。相应地，与自动调焦的情况一样，调焦透镜组L2(透镜框架2)沿光轴向方向在内镜筒12内移动，由此，进行调焦。

下文中定义如图2所示的每个齿轮的保持扭矩和旋转扭矩：

保持扭矩Th1(第一输入齿轮51)＝第一输入齿轮51本身的原保持扭矩+减速齿轮7a和旋转输出小齿轮7b的保持扭矩+当通过外力旋转调焦电机FM时的保持扭矩。

保持扭矩Th2(第二输入齿轮52)＝第二输入齿轮52本身的原保持扭矩+手动操作环6的保持扭矩。

保持扭矩To(输出齿轮53)＝输出齿轮53本身的原保持扭矩+调焦凸轮镜筒3的保持扭矩(包括从调焦透镜组L2的移动力中转换的任何保持扭矩)。

旋转扭矩Tk1(第一输入齿轮51)＝电机驱动扭矩-Th1。

旋转扭矩Tk2(第二输入齿轮52)＝手动旋转扭矩-Th2。

此外，输出齿轮53处的保持扭矩To如下面所示变化：

To＝∞：当调焦透镜组L2(透镜框架2)已经到达终点位置(前或者后移动极限)时。

To≠∞：当调焦透镜组L2(透镜框架2)还未到达终点位置(即正常操作)时。

如上所述，可以如下方式调节扭矩，所述方式即，使得当第一输入齿轮51旋转时，输出齿轮53旋转，同时防止第二输入齿轮52旋转，而当第二输入齿轮52旋转时，输出齿轮53旋转，同时防止第一输入齿轮51旋转。这样，在第一输入齿轮51的保持扭矩Th1、第二输入齿轮52的保持扭矩Th2、和输出齿轮53的保持扭矩To之间应维持下列关系：

Th2＞Th1＞To

当齿轮机构5应用到透镜镜筒上时，为了进行与上面一样的操作，在电机驱动和手动操作过程中，应当维持下列的扭矩关系：

(在电机驱动的过程中)

在To＝∞的情况下，应当保持Th2＞Tk1这个条件。

即使驱动电机以移动调焦透镜组越过终点位置，这是为了防止手动操作环旋转。

在To≠∞的情况下，应当保持Th2＞To和Tk1＞To的条件。

这样，关于Th2和Tk1，哪个扭矩更大这个问题无关紧要，并且只要Th2或者Tk1大于To，调焦透镜组就移动。这样，Th2应当设为尽可能积极地大，以禁止手动操作环的转动。

(在手动驱动的过程中)

在To＝∞的情况下，不要求特别的条件(Th1＞Tk2或者Th1＜Tk2)。

这样，调焦电机FM随着手动聚焦环的旋转而旋转。

在To≠∞的情况下，应当保持Th1＞To和Tk2＞To的条件。

这样，关于Th1和Tk2，哪个扭矩更大这个问题无关紧要，并且只要Th1或者Tk2大于To，通过旋转手动操作环就将使调焦透镜组移动。

如上所述，通过调整调节螺母553的啮合位置，扭矩调节器55在齿轮51、51和53上分别进行扭矩调节。因此，在扭矩调节器55中，当通过调节螺母553增加螺旋弹簧552的偏移量时，垫片551对输入齿轮52的侧表面的抵靠力变大，并且该抵靠力通过套筒52c和太阳锥齿轮52b的端面52e被传送到输出齿轮53。该抵靠力进一步从输出齿轮53被传送到套筒51c和太阳锥齿轮51b的端面51e，即，被传送到第一输入齿轮51。因此，由于垫片551可由具有大摩擦系数的任何材料制成，因此可获得大的摩擦力，从而第二输入齿轮52的保持扭矩可设为最大的可能值。

关于扭矩调整，应以如下方式调整调节螺母553的啮合状态，所述方式即，使得比如在调焦透镜组L2由于调焦电机FM的旋转驱动而移动的过程中，与调焦电机FM的旋转无关，手动操作环6不同时旋转。当调焦电机FM未被驱动时，通过手动操作环6的旋转，调焦透镜组L2也可移动，然而，应以如下方式调整调节螺母553，即，使得即使在调焦透镜组L2到达终点位置从而不允许更多的移动之后，也可进行手动操作环6的旋转。

通过如上所述的使用齿轮51，52和53设置扭矩，在自动调焦的过程中，当调焦电机FM被驱动且第一输入齿轮51旋转时，输出齿轮53旋转，由此调焦凸轮镜筒3和调焦透镜组L2沿光轴方向移动，同时第二输入齿轮52保持静止。因此，无需旋转手动操作环6就可进行调焦。这样，当调焦透镜组L2到达前或后终点位置时，调焦凸轮镜筒3和输出齿轮53的旋转均被锁住(禁止)，然而，几乎不会给调焦电机FM造成任何机械损害。这是因为调焦电机FM具有(尽管没有示出)光中断器和脉冲发生器(脉冲装置)，在该脉冲发生器中，当电机停止时不生成脉冲，因此将检测不到脉冲的定时确定为到达终点位置以停止移动。而且，在接近终点位置时应用制动器来减小电机速度。调焦电机FM可为任何电机，包括直流电机以外的任何电机。

另一方面，在手动调焦的过程中，当摄影师旋转手动操作环6时，第二输入齿轮52和输出齿轮53旋转，由此允许调焦凸轮镜筒3和调焦透镜组L2沿光轴方向移动，这样，只要在手动操作环6旋转的过程中输出齿轮53的旋转扭矩不大于第一输入齿轮51的保持扭矩，第一输入齿轮51就保持静止，并且因此将不通过外力驱动所连接的调焦电机FM。在这种状态下，当调焦透镜组L2到达前终点位置或者后终点位置时，调焦凸轮镜筒3和输出齿轮53两者的旋转均被锁住，这就增加了手动操作环6的旋转扭矩。然而，即使在这种状态下，摄影师也可增加施加至手动操作环6的操作力，并且当该操作力(即，旋转扭矩)超过预定扭矩时，第一输入齿轮51旋转，并且手动操作环6可继续旋转，而调焦电机FM空转(idle)。这种空转旋转不会给调焦电机FM造成损害。以这种结构，即使摄影师给手动操作环6施加过多的操作力时，也允许手动操作环6的旋转，从而不给手动操作环6造成任何机械损害。

当在扭矩调节器55处调整旋转扭矩时，第二输入齿轮52沿轴向方向被压制在输出齿轮53以及第一输入齿轮51上。因此每个行星锥齿轮54的轴部分54a和54d分别被支撑地夹在第一和第二输入齿轮51、52的内侧面之间，即，被夹在端面51e与52e之间以及太阳锥齿轮51b和52b的套筒51c与52c之间。相应地，每个行星齿轮54的轴部分54a和54d以与这两个输入齿轮51和52的内侧表面紧密接触的方式被支撑，这有助于使空隙最小化以消除轴部分54a和54d周围的余隙。因此，可防止行星锥齿轮54的任何可能的偏心旋转，并且通过消除对太阳锥齿轮51b和52b的余隙，可获得具有高精确度的旋转输出。尤其地，参照轴部分54d，通过改变轴54c的厚度(直径)，可调整输入齿轮51和52的轴中心之间的距离，这进一步有助于精确生产和降低成本。

制造具有更大直径且保持高圆度(即，高直径精度)的手动操作环6是困难的(无论是从机器上还是形状上来说)，并且也难以制造具有高直径精度的整体内轮齿6a。图5是示出了手动操作环6与第二输入齿轮52的啮合状态的示意性侧视图。当手动操作环6从图5中的实线偏离或者变形为虚线时，即偏离了内直径的宽度(偏移量)Δ1，手动操作环6的内轮齿6a与第二输入环52的轮齿52a的啮合状态可随手动操作环6的旋转位置的变化而变化。这就会恶化手动操作环6与第二输入齿轮52之间的稳定啮合状态，这可造成令人不快的操作的刮擦感觉。然而，根据该实施例，第二输入齿轮52由合成树脂材料制成，并且在轮齿52a的内侧上具有圆形缓冲槽52f，因此该圆形缓冲槽52f用作缓冲装置。该圆形缓冲槽52f有助于第二输入齿轮52的轮齿52a在径向上弹性变形，因此，即使由于偏离或者变形导致在手动操作环6的直径内发生偏移量Δ1，该偏移量Δ1也可通过第二输入齿轮52的缓冲槽52f的偏移量Δ2缓冲，如图5的虚线所示，从而使得可维持手动操作环6与第二输入齿轮52之间的正常啮合。因此确保了手动操作环6的平稳操作，这有助于提高操作的感觉。通过增加手动操作环6的旋转轴与第二输入齿轮52的旋转轴之间的距离，也可解决如上所述的令人不快的操作的刮擦感觉这个问题。然而，这会造成更大的反冲，这会进一步恶化齿轮传动的效率，并且对产品(透镜镜筒)的尺寸减小(微型化)有不利影响。该缓冲装置不局限于缓冲槽；，可使用任何结构，只要其可使得轮齿52a沿径向朝着圆心弹性地变形，比如在径向上形成在第二侧齿轮52的侧表面上的裂缝等等。

图6显示了根据本实用新型第二实施例的齿轮机构5A的截面图。第二实施例的齿轮机构5A的特征在于具有两个扭矩调节器，即，第一和第二扭矩调节器55A和55B。由于第二实施例的齿轮机构5A的其余结构基本上与第一实施例的齿轮机构5的相同，在图6中以相同附图标记标出，并且将省略具体的解释。下文中只解释与第一实施例的结构不同的结构。根据第二实施例的齿轮机构5A，大直径部分50c相对于其轴向方向设置在旋转轴50的中心处，并且输出齿轮53插入在更大部分50c的外圆周上。相应地，为了如后文中所述的独立扭矩调整，优选地，第一和第二输入齿轮51和52的内侧表面，即，各个太阳锥齿轮51b和52b沿轴向的端面51e和52e与垂直于光轴方向的大直径部分50c的每个端面相接触。

具有与第一实施例的扭矩调节器55相同结构的第二扭矩调节器55B设置在第二输入齿轮52的外侧面上。圆形空腔51d形成在第一输入齿轮51的外侧表面内的包括旋转轴50的一部分处，并且第一扭矩调节器55A被放置在该空腔51d内。第一扭矩调节器55A的结构基本上与第二扭矩调节器55B的结构相同，并且具有垫片551、螺旋弹簧(弹性件)552以及通过另一个外螺纹50b与旋转轴50相啮合的调节螺母553。即，旋转轴50在其每一端(前端和后端)均具有外螺纹50b，第一和第二扭矩调节器55A和55B的调节螺母553分别与该外螺纹拧紧啮合。第一扭矩调节器55A可用与第二扭矩调节器55B(即，第一实施例的扭矩调节器55)进行扭矩调整的方式相同的方式进行扭矩调整；然而，根据第二实施例，也可调节第一输入齿轮51的旋转扭矩。

如上所述，根据第二实施例，通过各个扭矩调节器55A和55B可独立调整第一和第二输入齿轮51和52的旋转扭矩。因此，当第一输入齿轮51连接至具有不同旋转扭矩的调焦电机FM或者减速齿轮7a时，或者当第二输入齿轮52连接至具有不同旋转扭矩的任何手动操作环6时，可调节每个输入齿轮51和52的保持扭矩，由此输入齿轮51和52以及输出齿轮53可容易地在保持扭矩与旋转扭矩之间保持以上讨论的关系。为了进行扭矩调节，比如，可通过第二扭矩调节器55B调整第二输入齿轮52的保持扭矩，同时驱动调焦电机FM；并且可通过第一扭矩调节器55A调整第一输入齿轮51的保持扭矩，同时旋转手动操作环6。

在第一和第二实施例中，由于调焦电机FM和减速齿轮7a的定位，第一输入齿轮51的直径形成为小于输出齿轮53和第二输入齿轮52的直径。然而，第一和第二输入齿轮51和52和输出齿轮53可形成为均具有相同的直径，或者第一输入齿轮51甚至可具有比第二输入齿轮52及输出齿轮53的直径更大的直径。而且，虽然第一实施例的齿轮机构5仅在第二输入齿轮52中设有扭矩调节器55，但也可改进第一实施例的齿轮机构5，使得仅在第一输入齿轮51内设置扭矩调节器，由此该扭矩调节器的接触力可施加到第二输入齿轮52。除本实用新型实施例的螺旋弹簧552以外，该扭矩调节器也可具有任何弹簧。

如上所述，当本实用新型应用于透镜镜筒的调焦结构时，按从物体侧开始的顺序安装扭矩调节器55、第二输入齿轮52、输出齿轮53和第一输入齿轮51，以使得调焦电机FM(或者设在相机机身的相机架上的AF耦合器(未显示出))和齿轮机构5(第一侧齿轮51)之间的连接距离可减小到最小距离，以及使得MF环(手动操作环6)与齿轮机构5(第二侧齿轮52)之间的连接距离可减小到最小距离；而且，如图1所示，齿轮机构5设置得靠近可移动透镜组(调焦透镜组/第二透镜组L2)。根据这样的布置，可实现紧凑的透镜镜筒。注意，虽然调焦电机FM(即，其旋转轴)平行于光轴(即，平行于透镜镜筒的旋转中心轴)延伸，但是取决于齿轮(第一侧齿轮51、减速齿轮7a和旋转输出小齿轮7b等等)的轮廓/形状，调焦电机FM也能够安装成沿垂直于光轴的方向延伸。

虽然根据本实用新型第一和第二实施例的齿轮机构(5和5A)已经应用于透镜镜筒的调焦透镜机构中，但是该齿轮机构也可应用于功率变焦机构，在该功率变焦机构中，通过手动操作和电机驱动进行变焦。而且，本实用新型可应用于相机机身中合并有调焦和/或变焦电机的任何相机中。本实施例当然也可应用于相机以外的任何机构中。虽然直流电机用于这些实施例中用于解释，但可替换地，可使用任何电机，比如步进电机或者超声波电机。这样，螺旋弹簧552的力度设置应取决于电机的类型而变化，以使得电机的保持扭矩越大，螺旋弹簧的力度可越小。比如，与直流电机相比，步进电机的定位扭矩和保持扭矩更大，因此弹簧的力度可设为更小的值。

第一和第二实施例中的每个齿轮机构(5和5A)具有两输入/一输出齿轮结构。然而，这些实施例的输出齿轮可用作输入齿轮，并且第一和第二输入齿轮可分别用作输出齿轮，由此构成一输入/两输出齿轮结构。尤其地，该结构可应用于要求每个齿轮具有独立的旋转扭矩的任何齿轮机构中。

本实用新型可应用于具有行星齿轮并允许调整多个齿轮的旋转扭矩的任何齿轮机构中。

可对文中描述的本实用新型的特定实施例进行明显的改变，这种改变落在本实用新型所要求保护的精神和范围内。这意味着此文中所包含的所有内容是说明性的并且不限制本实用新型的范围。

Claims (16)

1.一种齿轮机构，其特征在于，所述齿轮机构包括：

中心齿轮，被可旋转地支撑在一旋转轴上；

第一和第二侧齿轮，被可旋转地支撑在所述旋转轴上且沿所述旋转轴的轴向方向同轴地定位于所述中心齿轮的两侧上；

行星锥齿轮，被结合于所述中心齿轮内且被可旋转地支撑在所述中心齿轮的侧表面内；

太阳锥齿轮，分别形成在所述第一和第二侧齿轮的与所述中心齿轮面对的内侧表面上，以与所述行星锥齿轮啮合；以及

扭矩调节器，用于沿所述第一和第二侧齿轮中至少一个的旋转方向调节扭矩。

2.根据权利要求1所述的齿轮机构，其中，所述扭矩调节器调节扭矩，以使得在所述第一侧齿轮旋转期间所述第二侧齿轮保持静止时所述中心齿轮旋转，以及在所述第二侧齿轮旋转期间所述第一侧齿轮保持静止时所述中心齿轮旋转。

3.根据权利要求2所述的齿轮机构，其中，所述扭矩调节器满足下列关系：

Th2＞Th1＞To，

其中

Th1表示所述第一侧齿轮的保持扭矩，

Th2表示所述第二侧齿轮的保持扭矩，以及

To表示所述中心齿轮的保持扭矩。

4.根据权利要求1所述的齿轮机构，其中，所述扭矩调节器包括：

邻接件，具有预定摩擦系数；

弹性件，所述弹性件促使所述邻接件沿所述旋转轴的轴向方向对所述第一和第二侧齿轮中至少一个的外侧表面施加弹性抵靠力；以及

调节件，用于调节所述弹性件的偏转量。

5.根据权利要求4所述的齿轮机构，其中，所述邻接件通过沿所述旋转轴的轴向方向的所述弹性抵靠力弹性地抵靠在所述第一和第二侧齿轮中一个的外侧表面上，同时所述弹性抵靠力也施加在所述第一和第二侧齿轮中的另一个与所述旋转轴之间。

6.根据权利要求4所述的齿轮机构，其中，两个所述扭矩调节器各自的两个所述邻接件分别通过沿所述旋转轴的轴向方向的两个所述弹性抵靠力分别弹性地抵靠在所述第一和第二侧齿轮的外侧表面上。

7.根据权利要求1所述的齿轮机构，其中，每个所述行星锥齿轮的沿所述中心齿轮的径向延伸的轴部分均被支撑地夹在所述第一和第二侧齿轮的内侧表面之间，所述内侧表面彼此面对并且面向设置在它们之间的所述中心齿轮，并且其中，每个所述侧齿轮不给所述行星锥齿轮提供轴。

8.根据权利要求7所述的齿轮机构，其中，在每个所述行星锥齿轮和所述旋转轴之间具有空隙，以使得每个所述行星锥齿轮的所述轴部分的内端不接触所述旋转轴的外周表面。

9.根据权利要求1所述的齿轮机构，其中，所述中心齿轮以及所述第一侧齿轮和第二侧齿轮中的至少一个齿轮与更大直径的齿轮相啮合，并且

其中与所述更大直径的齿轮相啮合的所述齿轮在其外圆周部分上具有轮齿，以及具有缓冲装置，所述缓冲装置允许所述轮齿沿径向朝着所述齿轮的中心轴线弹性变形，其中所述缓冲装置被设在所述轮齿的内圆周侧上。

10.根据权利要求1所述的齿轮机构，其中，所述中心齿轮包括连接至一从动件的输出齿轮，并且所述第一和第二侧齿轮包括分别连接至不同驱动源的第一和第二输入齿轮。

11.根据权利要求10所述的齿轮机构，其中，所述齿轮机构被设在照相机透镜镜筒的透镜驱动机构内，所述输出齿轮连接至一从动透镜的一驱动件，所述第一输入齿轮连接至一电机驱动源，以及所述第二输入齿轮连接至一手动操作件。

12.根据权利要求11所述的齿轮机构，其中，所述扭矩调节器调节扭矩，以使得当所述从动透镜没有到达一终点位置时，在所述第一输入齿轮旋转期间所述第二输入齿轮保持静止时所述输出齿轮旋转，以及在所述第二输入齿轮旋转期间所述第一输入齿轮保持静止时所述输出齿轮旋转。

13.根据权利要求12所述的齿轮机构，其中，在所述电机驱动源的电机驱动操作的过程中，所述扭矩调节器具有下列关系：

当To＝∞时：Th2＞Tk1，

当To≠∞时：Th2＞To，和Tk1＞To；以及

其中，在所述手动操作件的手动驱动操作过程中，所述扭矩调节器具有下列关系：

当To＝∞时：Th1＞Tk2或者Th1＜Tk2，

当To≠∞时：Th1＞To和Tk2＞To，其中

Th1表示所述第一输入齿轮的保持扭矩；

Tk1表示所述第一输入齿轮的旋转扭矩；

Th2表示所述第二输入齿轮的保持扭矩；

Tk2表示所述第二输入齿轮的旋转扭矩；以及

To表示所述输出齿轮的保持扭矩。

14.一种齿轮机构，其特征在于，所述齿轮机构包括：

中心齿轮，被可旋转地支撑在一旋转轴上；

至少三个通孔腔，沿所述中心齿轮的径向设置在所述中心齿轮内；

第一和第二侧齿轮，被可旋转地支撑在所述旋转轴上且沿所述旋转轴的轴向方向同轴地定位于所述中心齿轮的两侧上；

至少三个行星锥齿轮，分别被可旋转地支撑在所述中心齿轮的所述通孔腔内；

太阳锥齿轮，分别形成在所述第一和第二侧齿轮的面对所述中心齿轮的内侧表面上，以与所述行星锥齿轮啮合；以及

扭矩调节器，用于在所述第一侧齿轮与所述第二侧齿轮之间调节扭矩。

15.根据权利要求14所述的齿轮机构，其中，所述第一和第二侧齿轮中的至少一个设置有所述扭矩调节器。

16.一种透镜镜筒，其特征在于，所述透镜镜筒包括：

中心齿轮，可旋转地支撑在一旋转轴上，所述中心齿轮连接至设在所述透镜镜筒内的从动透镜，以使得所述中心齿轮的旋转促使所述从动透镜沿其光轴方向移动；

侧齿轮，被可旋转地支撑在所述旋转轴上且沿所述旋转轴的轴向方向同轴地定位于所述中心齿轮的一侧上；

行星锥齿轮，被结合于所述中心齿轮内且可旋转地支撑在所述中心齿轮的侧表面内；

太阳锥齿轮，分别被形成在所述侧齿轮的与所述中心齿轮面对的内侧表面上，以与所述行星锥齿轮啮合；以及

扭矩调节器，用于沿所述侧齿轮的旋转方向调节扭矩，使得当所述侧齿轮旋转时，所述侧齿轮的旋转通过所述中心齿轮被传送到所述从动透镜，而当外力被施加至所述从动透镜以使所述从动透镜沿光轴方向移动时，所述侧齿轮的旋转被限制，从而不使所述从动透镜移动。

Images