JP2000019589A

JP2000019589A - 回転検出機構

Info

Publication number: JP2000019589A
Application number: JP10185862A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Hirota; 敏彦廣田; Kazuhiko Kojima; 和彦小嶋
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2000-01-21
Also published as: US6220769B1

Abstract

(57)【要約】【課題】遊星歯車を用いた差動歯車機構による減速機構
内において、部品点数を増やす事無くコンパクトであ
り、細かい分解能の検出を行う事ができる回転検出機構
を提供する。【解決手段】モーター１２の回転軸１２ａと一体的に回
転するピニオンギヤ２に噛み合いつつ自転しながら、そ
の回転軸１２ａ周りに公転を行う遊星歯車３を、回転自
在に支持しつつ、その遊星歯車３の前記公転に合わせて
一体的に回転するキャリア４と、そのキャリア４の外周
に設けられた反射面４ａ，非反射面４ｂより成る回転検
出部を検知する事により回転検出するフォトリフレクタ
９とを備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等に使用さ
れる駆動力伝達機構における、遊星歯車機構を用いた減
速機構の回転量検出に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、少ないスペースで高い減速比
を得るために、例えば特開平７−２０５４６号公報に記
載されている如く、遊星歯車を用いた差動歯車機構によ
る駆動力伝達機構が各種提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、遊星歯
車を用いた差動歯車機構による減速機構においては、減
速ユニット内はギヤ部がその機構スペースのほとんどを
占めるため、回転検出のための検出部材を配置するスペ
ースの確保が困難であった。また、仮にその検出部材を
配置したとしても、その分だけ減速ユニットが大型化す
るという問題があった。

【０００４】また、差動歯車機構による減速機構外にお
いて細かい分解能で回転検出を行う場合は、その減速機
構の出力軸から分岐させて増速伝達系を付加したり、或
いはモーター軸の、減速ユニット側とは反対側の部分に
検出部材を配置したりする必要があるため、部品点数の
増加を招き、コスト，スペース面でのデメリットが大き
かった。特に、増速伝達系を付加する場合は、歯車のバ
ックラッシュによる検出精度が低下するという問題もあ
った。

【０００５】本発明は、これらの問題点に鑑み、遊星歯
車を用いた差動歯車機構による減速機構内において、部
品点数を増やす事無くコンパクトであり、細かい分解能
の検出を行う事ができる回転検出機構を提供する事を目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、回転駆動源の出力軸と一体的に回転す
る太陽歯車に噛み合いつつ自転しながら、その出力軸周
りに公転を行う遊星歯車を、回転自在に支持しつつ、そ
の遊星歯車の前記公転に合わせて一体的に回転するキャ
リアと、そのキャリア或いは前記太陽歯車の外周に設け
られた回転検出部を検知する事により回転検出する回転
検出手段とを備えた構成とする。

【０００７】また、前記回転検出手段は、フォトリフレ
クタである構成とする。そして、前記回転検出部は、前
記フォトリフレクタの投光部からの投光光束をその受光
部へ反射させるための反射面と、その受光部へ反射させ
ないように前記反射面とは異なる反射角度を持つ非反射
面とから成る構成とする。さらに、前記フォトリフレク
タの投光部から投光されて前記非反射面で反射された光
束が、前記受光部に入射しないように再度反射する２次
反射面を設けた構成とする。

【０００８】或いは、前記回転検出部は、前記フォトリ
フレクタの投光部からの投光光束をその受光部へ反射さ
せるための反射面と、その受光部へ反射させないように
前記反射面より反射率を低くした非反射面とから成る構
成とする。

【０００９】また、前記フォトリフレクタからの光束の
光路を規制する光路規制部を設けた構成とする。また、
前記フォトリフレクタ近傍より前記回転検出部の内径方
向に向かって突起部を設けた構成とする。

【００１０】或いは、前記回転検出手段は、ＭＲ素子で
ある構成とする。

【００１１】また、本発明の回転検出機構は、カメラの
レンズ鏡胴のフォーカス動作或いはズーム動作を行う駆
動力伝達機構に含まれる構成とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、遊星歯車を
用いた差動歯車機構による減速機構を有する減速ユニッ
ト２０の平面図である。また、図２は図１のＣ−Ｃ断面
を示す減速ユニット２０の縦断面図、図３は図２のＢ−
Ｂ断面を示す減速ユニット２０の横断面図、図４は図２
のＡ−Ａ断面を示す減速ユニット２０の横断面図であ
る。これらの図において、１は減速機構を収納する略円
筒形のケース、２は後述のモーター１２の駆動力を伝達
するピニオンギヤ、３はピニオンギヤ２と噛み合う遊星
歯車である。この遊星歯車３はピニオンギヤ２の外周に
３つ存在し、略円板状のキャリア５，４により上下から
回転自在に保持されている。

【００１３】遊星歯車３の更に外側でキャリア４の外周
には、略円筒状の固定インターナルギヤ６がケース１底
面に嵌合固定される事により備えられており、その内周
にはギヤ部６ｂが設けられていて、遊星歯車３それぞれ
と噛み合っている。また、キャリア５の外周から上面に
かけて、キャップ状の出力インターナルギヤ７がかぶせ
られており、その内周にはギヤ部７ｂが設けられてい
て、これも遊星歯車３それぞれと噛み合っている。つま
り、遊星歯車３は固定インターナルギヤ６から出力イン
ターナルギヤ７に渡って回転軸方向に延びている。ケー
ス１の上部には板状の蓋８が設けられていて、この中央
の穴８ａに出力インターナルギヤ７の上部中央の突起７
ａが嵌合し、出力インターナルギヤ７が回転自在に保持
される。

【００１４】また、キャリア５の中央の穴５ａに出力イ
ンターナルギヤ７の下部中央の突起７ｃが嵌合し、キャ
リア５が回転自在に保持される。キャリア４はキャリア
５に嵌合して結合されている。さらに、キャリア４下部
のリング状の突起４ｄがケース１下部中央の穴１ｄに嵌
合し、キャリア４が回転自在に保持される。ここで、ピ
ニオンギヤ２はキャリア４の中央を貫通した形となって
いる。また、１ｃはケース１と一体に形成された固定軸
であり、ここに出力ギヤ１０が回転自在に嵌合保持さ
れ、これが出力インターナルギヤ７の外周に設けられた
ギヤ部７ｄと噛み合っていて、減速ユニット２０からの
出力を外部に伝達する役割をしている。

【００１５】尚、蓋８は、その端部付近に設けられた穴
８ｂを固定軸１ｃ上部の突起１ｅに嵌合させる事によ
り、この出力ギヤ１０の抜け止め作用も果たしている。
また、減速ユニット２０下部には、モーター１２がケー
ス１の下面に当接して固定ビス１１により取り付けられ
ており、その回転軸１２ａには上記ピニオンギヤ２が取
り付けられている。尚、モーター１２は、両方向に回転
駆動されるＤＣモーターである。図２において、モータ
ー１２の下部は図示を省略している。

【００１６】以上のような構成において、モーター１２
の回転出力が回転軸１２ａを介してピニオンギヤ２に伝
達され、ピニオンギヤ２が回転すると、遊星歯車３は自
転しながらキャリア４，５を伴い、回転軸１２ａ周りに
公転する。遊星歯車３と噛み合っている固定インターナ
ルギヤ６のギヤ部６ｂと、同じく遊星歯車３と噛み合っ
ている出力インターナルギヤ７のギヤ部７ｂとは、それ
ぞれの歯数が若干異なっているので、遊星歯車３の自転
により、出力インターナルギヤ７が所定の減速比で回転
する。これは、一般に不思議歯車機構と呼ばれ、既に広
く用いられている。

【００１７】出力インターナルギヤ７の回転は、その外
周に設けられたギヤ部７ｄと噛み合う出力ギヤ１０に伝
達され、ここから外部に出力される。この構成により、
軸方向のサイズを小さくしている。また、蓋８を出力イ
ンターナルギヤ７と出力ギヤ１０のそれぞれの軸間に跨
って嵌合させる事により、モーター１２からの駆動トル
クにより軸間が離れる事を防止している。

【００１８】次に、本発明の回転検出機構について説明
する。回転検出のための検出素子として、フォトリフレ
クタ９がケース１側面の開口部１ａに嵌合保持され、投
光素子９ａ，受光素子９ｂが後述のモーター１２の回転
軸１２ａの軸方向に沿って配置されている。また、それ
ぞれの投光面，受光面の法線方向が、回転軸１２ａの軸
中心を向くように配設されている。さらに、ケース１側
面の開口部１ａに相対するように、固定インターナルギ
ヤ６の側面には開口部６ａが設けられており、フォトリ
フレクタ９からの光束がキャリア４の側面を睨むように
なっている。

【００１９】キャリア４の外周側面には、フォトリフレ
クタ９の投光素子９ａからの投光光束を受光素子９ｂに
向けて反射させるための反射面４ａと、受光素子９ｂに
投光光束が入らないようにするために異なる角度を持つ
非反射面４ｂとを、交互に数十組配置してある。また、
固定インターナルギヤ６の開口部６ａには、フォトリフ
レクタ９からの投光，受光光束を遮らないように規制す
る、斜面より成る光路規制部６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆが
設けられている（図２，図４参照）。

【００２０】これらの内、６ｃ，６ｄはキャリア４の回
転軸方向の光路を規制しており、６ｅ，６ｆはその周方
向の光路を規制している。これにより、反射面４ａ以外
からの不用な光が受光素子９ｂに入光して、非反射面４
ｂとのＳＮ比が悪化したり、出力振幅が低下したりする
事を防止している。さらに、非反射面４ｂの反射光が２
次反射により受光素子９ｂに入らないようにするため
に、固定インターナルギヤ６の開口部６ａより入った内
側下部において、ケース１に斜面１ｂを形成している。

【００２１】ところで、フォトリフレクタ９で投受光さ
れる光束を規制する場合、図２に示す光路規制部６ｃ，
６ｄと、図４に示す光路規制部６ｅ，６ｆとを比較する
と、その開口の角度が後者の方が小さいのが分かる。こ
れは、細かい回転パルスを検出するために、図４に示す
パルス検出部４ｃのピッチを細かくしたときでも、出力
波形の鈍りが生じないように、フォトリフレクタ９の投
光素子９ａと受光素子９ｂとをモーター１２の回転軸１
２ａの軸方向に沿って配置し、キャリア４の周方向には
狭いエリアを検出するだけで良いようにしているからで
ある。

【００２２】また、図２に示すように、開口部６ａの上
下部において、固定インターナルギヤ６内周から内側に
向かって突起６ｈ，６ｇが設けられている。これは、摩
耗の防止や伝達効率の改善を図って、遊星歯車３とキャ
リア４との摺動部及びキャリア４とケース１との摺動
部等に塗布されたグリス等の潤滑剤や、ギヤ部の摩耗
による削れカス等が、飛散してフォトリフレクタ９に付
着し、検出精度を悪化させるような事の無いように、遮
蔽するものである。尚、図示しないが、キャリア４の代
わりに、例えばピニオンギヤ２下部を半径方向に拡張
し、その外周にパルス検出部４ｃの働きをするものを設
け、これにより回転パルスを検出する構成としても良
い。

【００２３】図５は、キャリア４の各種回転検出部を模
式的に示す斜視図である。本実施形態においては、同図
（ａ）に示すように、図示しないフォトリフレクタ９に
対する反射面４ａと非反射面４ｂの角度を変える事によ
り、回転パルスを発生するように構成したが、これに限
定されるわけではなく、例えば同図（ｂ）に示すよう
に、フォトリフレクタ９に対する反射面４ａと非反射面
４ｂの距離を変える事により、回転パルスを発生するよ
うに構成しても良い。或いは、同図（ｃ）に示すよう
に、反射面４ａの反射率を高くし、非反射面４ｂの反射
率を低くした繰り返しパターンにより、回転パルスを発
生するように構成しても良い。

【００２４】或いは、図示しないが、キャリア４を磁性
体で構成し、その外周にいくつかの突起を設けた形とし
て、上記フォトリフレクタ９の代わりにＭＲ素子をキャ
リア４の周辺に配設し、前記突起の周方向の移動による
磁場の変化を読み取る事により、回転パルスを発生する
構成としても良い。また、前記突起を設ける代わりに、
磁性体より成るキャリア４の外周に、極性の異なる磁極
を交互に着磁し、その磁極の周方向の移動による磁場の
変化を読み取る事により、回転パルスを発生する構成と
しても良い。

【００２５】図６は、減速ユニット及び回転検出機構
の、従来例と本実施形態との大きさの比較を示す図であ
る。同図（ａ）は従来例であり、モーター１２は図の上
下両側に回転軸１２ａが突出したものを用い、モーター
１２の上側に減速ユニット２１を設け、下側に回転検出
機構２５を設けた構成としている。回転軸１２ａの下端
には、回転羽根２４ａが取り付けられていて、これが回
転する事により、フォトインタラプタ２３の投受光光が
断続的に遮断され、回転パルスが発生する。

【００２６】また、同図（ｂ）は本実施形態のものであ
り、上述のように、減速ユニット２０に回転検出機構が
含まれる構成である。したがって、用いるモーター１２
も回転軸１２ａが図の上側にのみ突出したもので良い。
さらに、同図（ｃ）は別の従来例であり、モーター１２
は図の上側のみに回転軸１２ａが大きく突出したものを
用い、モーター１２の上側に回転検出機構と一体化した
減速ユニット２２を設けた構成としている。

【００２７】ここでは回転軸１２ａに減速機構用のピニ
オンギヤと一体に形成された回転羽根２４ｂが取り付け
られていて、これが回転する事により、フォトインタラ
プタ２３の投受光光が断続的に遮断され、回転パルスが
発生する。尚、減速ユニット側方に出力ギヤ１０が突出
している構成は、３つの例ともに共通である。同図より
分かるように、（ｂ）に示す本実施形態の減速ユニット
によれば、（ａ），（ｃ）に示す従来例に対して、それ
ぞれΔＬ₂，ΔＬ₁だけ回転軸方向に小型化されている事
が分かる。

【００２８】図７は、本発明をカメラに応用した例を模
式的に示す図であり、カメラの正面を表している。同図
に示すように、モーター，減速機構，回転検出機構が一
体化した駆動力伝達機構であるユニット３０が、カメラ
本体３１中央のレンズ鏡胴３２の下方に設けられてお
り、その出力がギヤ３３を介してレンズ鏡胴３２に伝達
され、レンズのフォーカス動作やズーム動作を行う構成
である。この場合、ユニット３０は回転軸方向にコンパ
クトであるので、カメラ本体３１の薄型化に貢献する事
ができる。

【００２９】尚、特許請求の範囲で言う回転検出部は、
実施形態における反射面４ａ，非反射面４ｂより成るパ
ルス検出部４ｃに対応するものであり、回転駆動源はモ
ーター１２に対応するものであり、太陽歯車はピニオン
ギヤ２に対応するものである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
遊星歯車を用いた差動歯車機構による減速機構内におい
て、部品点数を増やす事無くコンパクトであり、細かい
分解能の検出を行う事ができる回転検出機構を提供する
事ができる。

【００３１】特に、請求項１によるならば、出力軸方向
の減速機構の長さの増加を最小限に抑え、且つ細かい分
解能にてバックラッシュの影響の少ない回転検出を行う
事ができる。

【００３２】また、請求項２によるならば、減速機構の
径方向のサイズの増加を最小限に抑える事ができる。

【００３３】また、請求項３によるならば、キャリアの
パルス検出パターンを部品の形状のみにて構成する事が
できるため、低コストで容易に回転検出を行う事ができ
る。

【００３４】また、請求項４によるならば、投光光束の
２次反射以上の乱反射成分により検出精度が低下するの
を防止する事ができる。

【００３５】また、請求項５によるならば、投光光束の
乱反射成分による誤検出やＳＮ比の低下を防止する事が
できる。また、受光素子出力の振幅の低下を受け難くな
るので、更に細かい分解能での回転検出を達成する事が
できる。

【００３６】また、請求項６によるならば、減速機構の
ギヤ部のグリス，ゴミ等が回転検出素子に付着するのを
防ぎ、精度の良い検出を可能とする事ができる。

【００３７】また、請求項７によるならば、投光光束の
２次反射光を処理する事により、ＳＮ比を高め、検出精
度を向上させる事ができる。

【００３８】また、請求項８によるならば、回転検出部
の汚れ等による影響が少なく、また、フォトリフレクタ
を使用する場合より更に細かい分解能での回転検出を達
成する事ができる。

【００３９】また、請求項９によるならば、コンパクト
化と高精度なレンズ位置制御の必要なカメラに本発明の
回転検出機構を使用する事により、とりわけ有効なもの
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る減速ユニットの平面図。

【図２】図１のＣ−Ｃ断面を示す減速ユニットの縦断面
図。

【図３】図２のＢ−Ｂ断面を示す減速ユニットの横断面
図。

【図４】図２のＡ−Ａ断面を示す減速ユニットの横断面
図。

【図５】キャリアの各種回転検出部を模式的に示す斜視
図。

【図６】減速ユニット及び回転検出機構の、従来例と本
実施形態との大きさの比較を示す図。

【図７】本発明をカメラに応用した例を模式的に示す
図。

【符号の説明】

１ケース２ピニオンギヤ３遊星歯車４，５キャリア６固定インターナルギヤ７出力インターナルギヤ８蓋９フォトリフレクタ１０出力ギヤ１１固定ビス１２モーター２０減速ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA39 BB16 BB25 CC00 DD02 DD03 DD04 FF41 GG12 JJ01 JJ15 LL12 2H020 AA02 BC13 MA05 MA09 MC22 MC61 MC77

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動源の出力軸と一体的に回転する
太陽歯車に噛み合いつつ自転しながら、該出力軸周りに
公転を行う遊星歯車を、回転自在に支持しつつ、該遊星
歯車の前記公転に合わせて一体的に回転するキャリア
と、該キャリア或いは前記太陽歯車の外周に設けられた
回転検出部を検知する事により回転検出する回転検出手
段とを備えた事を特徴とする回転検出機構。
【請求項２】前記回転検出手段は、フォトリフレクタ
である事を特徴とする請求項１に記載の回転検出機構。
【請求項３】前記回転検出部は、前記フォトリフレク
タの投光部からの投光光束をその受光部へ反射させるた
めの反射面と、該受光部へ反射させないように前記反射
面とは異なる反射角度を持つ非反射面とから成る事を特
徴とする請求項２に記載の回転検出機構。
【請求項４】前記回転検出部は、前記フォトリフレク
タの投光部からの投光光束をその受光部へ反射させるた
めの反射面と、該受光部へ反射させないように前記反射
面より反射率を低くした非反射面とから成る事を特徴と
する請求項２に記載の回転検出機構。
【請求項５】前記フォトリフレクタからの光束の光路
を規制する光路規制部を設けた事を特徴とする請求項２
乃至請求項４のいずれかに記載の回転検出機構。
【請求項６】前記フォトリフレクタ近傍より前記回転
検出部の内径方向に向かって突起部を設けた事を特徴と
する請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の回転検出
機構。
【請求項７】前記フォトリフレクタの投光部から投光
されて前記非反射面で反射された光束が、前記受光部に
入射しないように再度反射する２次反射面を設けた事を
特徴とする請求項３に記載の回転検出装置。
【請求項８】前記回転検出手段は、ＭＲ素子である事
を特徴とする請求項１に記載の回転検出機構。
【請求項９】カメラのレンズ鏡胴のフォーカス動作或
いはズーム動作を行う駆動力伝達機構に含まれる事を特
徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の回転
検出機構。