JP2001042192A - カム筒、光学系駆動装置および光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インナーカムを形成した樹脂成形カム筒を小
径化することが難しい。 【解決手段】 光学系を構成する可動部材６，７を光軸
方向に駆動するためのカム溝２，３が形成されたカム筒
を、光軸方向視において断面が円弧形状をなし、それぞ
れカム溝が形成された複数の曲面部材１を円筒形状に組
み合わせて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可動レンズ等を光
軸方向に駆動するためのカム溝が形成されたカム筒に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】カメラなどに使用されるレンズ鏡筒に
は、ズームレンズやフォーカスレンズ等の可動部材を光
軸方向に駆動するための駆動機構が収容されている。そ
して、このような駆動機構には、レンズを保持する保持
枠にカムピンを設けるとともに、このカムピンが係合す
るカム溝が形成された円筒形状のカム環（カム筒）が用
いられることが多い。

【０００３】従来、カム環は、金属材料に形成された円
筒形状部材に切削加工によってカム溝を形成して作られ
るか、または、安価に製作するために合成樹脂材料を用
いてカム環の円筒形状とカム溝とを一括成形して作られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ように金属材料を切削加工してカム溝を形成する場合、
カム環の周壁を貫通するタイプのカム溝を形成するに
も、カム環の内周に非貫通タイプのカム溝（インナーカ
ム溝）を形成するにも、カム溝の形成精度を高くするこ
とができるが、切削加工が必要であったり、加工時間が
合成樹脂材料を用いて一括成形する場合に比べて長くか
かったりするために、高価なものになってしまうという
問題がある。

【０００５】一方、後者のように合成樹脂材料を用いる
場合には、成形金型を外周方向に分割するか内周方向に
分割する必要があるが、金型を外周方向に分割する場合
には、カム環の周壁を貫通するカム溝しか作れないとと
もに、カム環に形成するカム溝数が多くなるとカム環の
強度が弱くなってしまうという問題がある。

【０００６】また、金型を内径方向に分割する場合に
は、インナーカム溝を形成することができるが、金型の
強度を確保するためには、ある程度大きな径のカム環し
か作れず、小型小径化が要求される最近のレンズ鏡筒内
の機構部品を作る方法として適さないという問題があ
る。

【０００７】そこでこのような問題を解消するために、
例えば特開平６−１８７５７号公報にて提案されている
ように、カム環を軸方向に分割形成するとともにそれぞ
れの分割部分に端面カムを形成し、これら分割部分を軸
方向から組み合わせることで、カム溝を有するカム環を
構成できるようにしたものがある。

【０００８】しかし、このようにして作られるカム環で
は、軸方向に複数のカム溝を設けることができないとい
う欠点がある。

【０００９】さらに、カム環の内部に配置されるレンズ
保持枠のカムピンは、通常、周方向略等分された３個所
の位置に設けられ、それぞれのカムピンがカム環の周方
向３個所に形成された同一形状のカム溝に係合するよう
になっている。

【００１０】しかし、複数の分割金型によりカム環を樹
脂成形する場合、金型の精度不良や樹脂成形時の変形な
どのために、上記３個所のカム溝の相対精度を保証する
のが困難である。従って、樹脂成形されたカム環内にレ
ンズ保持枠を組み付けた場合に、レンズ保持枠（つまり
はレンズ）の偏芯倒れが発生し、レンズ鏡筒の光学性能
に悪影響を与えてしまうおそれがある。

【００１１】そこで、本発明は、非貫通タイプのカム溝
でも形成することができ、しかも小径化に適したカム筒
を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、光学系を構成する可動部材を光軸方
向に駆動するためのカム溝が形成されたカム筒を、光軸
方向視において断面が円弧形状をなし、それぞれカム溝
が形成された複数の曲面部材（例えば、樹脂成形部材）
を円筒形状に組み合わせて構成している。

【００１３】これにより、カム溝が貫通タイプである場
合はもちろん、非貫通タイプである場合でも、小径のカ
ム筒を容易に製作することが可能となる。

【００１４】なお、カム溝を、隣接する少なくとも２つ
の曲面部材にまたがるように形成することにより、複数
の曲面部材を組み合わせて作ることによって、カム溝の
形成範囲、つまりは可動部材の駆動範囲が制限されるこ
とをなくすることができる。

【００１５】また、上記曲面部材の数を、可動部材に設
けられたカム溝との係合部（カムピン）の数と同数と
し、かつこれら曲面部材の上記カム溝を含む形状を互い
に同一形状とすることにより、各曲面部材に形成された
カム溝同士の相対精度誤差をなくすることができ、可動
部材の倒れ等を確実に防止することが可能となる。

【００１６】また、各曲面部材に、互いに隣接する曲面
部材との組合せ時に係合する係合部を設けることによ
り、組合せ時の曲面部材間の位置決めを容易にしたり、
曲面部材同士を接着する場合の接着強度を上げたりする
ことが可能になる。

【００１７】さらに、組み合わせられた複数の曲面部材
の外周に、これらを囲んで組み合せ状態を保持するため
の円筒形状の保持部材を設けることにより、カム筒の強
度を向上させることが可能となる。

【００１８】この場合、上記当接部を複数の曲面部材の
光軸方向両端に設け、弾性部材で作った上記保持部材を
弾性変形させて複数の曲面部材の外周における上記両当
接部の間の部分に取り付けるようにしてもよい。

【００１９】また、複数の曲面部材に、駆動力が伝達さ
れるギヤ部を設けて、ギヤ部付きのカム筒を容易に製作
できるようにしてもよい。

【００２０】この場合、上記保持部材を、光軸方向にお
いて上記ギヤ部に当接させるようにしてもよい。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１（ａ），
（ｂ）には、本発明の第１実施形態であるカム環（カム
筒）の構成を示している。このカム筒は、中心軸が光軸
方向を向くように不図示のレンズ駆動機構内に配置さ
れ、さらにレンズ鏡筒やカメラ等の光学機器に組み込ま
れるものである。

【００２２】図１（ａ）において、１は合成樹脂材料か
ら形成された３つの曲面部材である。これら曲面部材１
は光軸方向視における断面形状が円弧形状をしており、
その内面にはカム溝２，３（３ａ，３ｂ）が形成されて
いる。これら曲面部材１は、このカム溝２，３（３ａ，
３ｂ）を含む全体の形状が同一となるように形成されて
いる。そして、これら曲面部材１を、図１（ｂ）に示す
ように組み合わせて円筒形状にすることで、一体のカム
環が構成される。

【００２３】各曲面部材１の円弧方向両端面には凸部
（係合部）４，５が設けられており、隣接する２つの曲
面部材のうち一方の凸部４と他方の凸部５とを互い違い
に係合させることで、円筒形状を形成し易くしている。
また、この凸部４，５の係合を利用し、この部分に接着
剤を付けることで、２つの曲面部材１，１同士を強固に
接着固定することができる。

【００２４】図２には、図１（ｂ）に示すように、３つ
の曲面部材１を円筒形状に組み合わせてカム環を構成し
た状態での内周面側の展開図を示している。また、図３
には、１つの曲面部材１の内周側の展開図を示してい
る。

【００２５】通常、ズームレンズ鏡筒などでは、図１
（ａ）に示すように、ズーミングレンズ８やフォーカシ
ングレンズ９を保持して光軸方向に移動するレンズ保持
枠６，７の外周に、１２０度間隔で３つのカムピン６ａ
〜６ｃ，７ａ〜７ｃが設けられている。このため、本実
施形態のカム環の内周にも、カムピン６ａ〜６ｃを係合
させるためのカム溝２およびカムピン７ａ〜７ｃを係合
させるためのカム溝３が周方向３箇所に１２０度間隔で
形成されている。

【００２６】なお、カム溝２は、各曲面部材１内に収ま
るように形成され、カム溝３は隣接する２つの曲面部材
１，１のうち一方に形成されたカム溝３ａと他方に形成
された３ｂとが連結されることにより１本のカム溝とし
て形成される。

【００２７】本実施形態のカム環を組み立てる場合に
は、カム溝２，３にレンズ保持枠６，７のカムピン６ａ
〜６ｃ，７ａ〜７ｃを係合させながら３つの曲面部材１
５を円筒形状に組み合わせ、同時に接着も行う。

【００２８】本実施形態では、上述したようにカム溝２
もカム溝３も、カム環の周方向における１２０度間隔で
設けられるため、図２に示すように、カム環を１２０度
間隔で３分割（つまり、カムピンの数と同数に分割）し
た形状を有する３つの曲面部材１を同一形状にすること
ができる。このため、３つの曲面部材１を樹脂成形する
場合には、同一の金型を使用することができ、３つの曲
面部材１間で、全体形状やカム溝２，３の形状および位
置に差が生じることはない。

【００２９】したがって、３つの曲面部材１の光軸方向
（図２における鎖線方向）の位置合わせを正確に行っ
て、３箇所のカム溝２，３の光軸方向における相対位置
関係に誤差が生じたり、２つの曲面部材にまたがるよう
に形成されるカム溝３（３ａ，３ｂ）に位置ずれが生じ
たりしないようにすれば、これらカム溝２，３に係合す
るカムピン６ａ〜６ｃ，７ａ〜７ｃの光軸方向における
相対位置関係に誤差を生じさせることなく、つまりレン
ズ８，９に偏芯倒れを発生させることなく、レンズ保持
枠６，７を光軸方向駆動可能に保持することができる。

【００３０】しかも、各曲面部材１は円弧形状断面を有
するに過ぎないため、カム溝を貫通タイプとする場合は
もとより、本実施形態のように非貫通タイプ（本実施形
態ではインナータイプ）とする場合も、円筒形状のカム
環を一体成形する場合のような問題（金型を内周方向に
分割する場合にはカム環を小径化することができない等
の問題）は生じない。したがって、本実施形態によれ
ば、小径化を図りつつ、任意のタイプのカム溝が形成さ
れたカム環を容易に製作することができる。

【００３１】（第２実施形態）図４および図５には、本
発明の第２実施形態であるカム環の構成を示している。
なお、本実施形態において、第１実施形態と共通する部
分は第１実施形態と同符号を付して説明に代える。

【００３２】上記第１実施形態では、３つの曲面部材１
を円筒形状に組み合わせて接着するだけでカム環を構成
する場合について説明したが、これだけでは、カム環の
強度不足や、これに起因する円筒形状のひずみを完全に
防止できないおそれがある。また、３つの曲面部材１の
光軸方向の位置合わせを行うために、特別な治具を用い
る必要が生ずる。

【００３３】そこで、本実施形態では、図４に示すよう
に、カム溝２，３にレンズ保持枠６，７のカムピン６ａ
〜６ｃ，７ａ〜７ｃを係合させながら３つの曲面部材１
を円筒形状に組み合わせた（曲面部材１同士の接着は行
わない）後、これら曲面部材１の外周に金属材又は樹脂
材により形成された保持筒１０を取り付け、この保持筒
１０の内周と曲面部材１の外周とを接着固定してカム環
を構成する。これにより、カム環の強度向上を図ること
ができる。

【００３４】また、図５に詳しく示すように、保持筒５
における光軸方向一端の内周側にはフランジ部１１が設
けられている。このため、保持筒５の内側に、光軸方向
他端側から３つの曲面部材１を円筒形状に組み合わせた
ものを挿入し、各曲面部材１の挿入方向先端面をフラン
ジ部１１に突き当てた状態で保持筒５との接着を行うよ
うにすれば、３つの曲面部材１の光軸方向の位置合わせ
を正確に行うことができる。

【００３５】（第３実施形態）図６には、本発明の第３
実施形態であるカム環の構成を示している。本実施形態
では、第１実施形態の曲面部材１とほぼ同様に形成さ
れ、カム溝２，３を有する３つの曲面部材１５を円筒形
状に組み合わせ、さらに第２実施形態と同様に、曲面部
材１５の外周に金属材又は樹脂材により形成された保持
筒２１を取り付けてカム環を構成する。

【００３６】但し、本実施形態では、３つの曲面部材１
５における光軸方向両端の外周側に、フランジ部１２，
１３を形成している。なお、３つの曲面部材１５を円筒
形状に組み合わせることにより、上記フランジ部１２，
１３はリング形状となる。そして、本実施形態のカム環
を組み立てる場合には、カム溝２，３に第１実施形態に
て説明したレンズ保持枠６，７のカムピン６ａ〜６ｃ，
７ａ〜７ｃを係合させながら３つの曲面部材１５を円筒
形状に組み合わせた（曲面部材１５同士の接着は行わな
い）後、これら曲面部材１５を保持筒２１の内側に挿入
し、各曲面部材１５の外周面における両フランジ部１
２，１３の間の部分を保持筒２１の内周面に接着する。
なお、曲面部材１５を保持筒２１の内側に挿入する際に
は、挿入先端側のフランジ部が保持筒２１に引っかから
ない程度に曲面部材１５を弾性変形させるようにすれば
よい。

【００３７】こうして３つの曲面部材１５を保持筒２１
に対して挿入および接着することにより、各曲面部材１
５のフランジ部１２，１３と保持筒２１の光軸方向両端
面との当接により３つの曲面部材１５の光軸方向前後へ
の位置ずれが容易に防止でき、かつ保持筒２１により十
分な強度が確保されたカム環を構成することができる。

【００３８】（第４実施形態）図７および図８には、本
発明の第４実施形態であるカム環を示している。本実施
形態では、第１実施形態の曲面部材１とほぼ同様に形成
され、カム溝２，３を有する３つの曲面部材１５を円筒
形状に組み合わせ、さらに第２実施形態と同様に、曲面
部材１６の外周に金属材又は樹脂材により形成された保
持筒２２を取り付けてカム環を構成する。

【００３９】但し、本実施形態では、各曲面部材１６に
おける光軸方向一端の外周に、このカム環の光軸回りで
の駆動力が伝達されるギヤ部１７を形成している。な
お、３つの曲面部材１６を円筒形状に組み合わせること
により、上記ギヤ部１７はリングギヤ形状となる。

【００４０】本実施形態のカム環を組み立てる場合に
は、カム溝２，３に第１実施形態にて説明したレンズ保
持枠６，７のカムピン６ａ〜６ｃ，７ａ〜７ｃを係合さ
せながら３つの曲面部材１６を円筒形状に組み合わせた
（曲面部材１６同士の接着は行わない）後、これら曲面
部材１６をギヤ部１７側とは反対側から保持筒２２の内
側に挿入し、ギヤ部１７の歯底部１８を保持筒２２の光
軸方向端面に当接させた状態で、各曲面部材１６の外周
面におけるギヤ部１７以外の部分を保持筒２２の内周面
に接着する。

【００４１】このように、本実施形態では、ギヤ部１７
の歯底部１８を保持筒２２の光軸方向端面に当接させる
ようにしているので、３つの曲面部材１６の光軸方向へ
の位置ずれを容易に防止することができる。また、第２
および第３実施形態と同様に、保持筒２２により十分な
強度が確保されたカム環を構成することができる。

【００４２】また、本実施形態では、ギヤ部１７の歯が
途中で分割されることによる歯の強度が弱くなるのを防
止するため、ギヤ部１７の歯と歯の間の位置で各曲面部
材１６が分離される構成となっている。

【００４３】なお、上記各実施形態では、同一形状の曲
面部材を３個組み合わせることで円筒形状のカム環を構
成する場合について説明したが、本発明は、２個や４個
以上の曲面部材を組み合わせてカム環を構成する場合に
も適用することができる。また、それぞれ異なる形状を
有する（例えば、レンズ保持枠のカムピンの不均一な間
隔に合わせて分割した）曲面部材を組み合わせることで
円筒形状のカム環を構成するようにしてもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光軸方向視において断面が円弧形状をなし、それぞれカ
ム溝が形成された複数の曲面部材（例えば、樹脂成形部
材）を円筒形状に組み合わせてカム筒を構成しているの
で、カム溝が貫通タイプである場合はもちろん、非貫通
タイプである場合でも、小径のカム筒を容易に製作する
ことができる。

【００４５】また、カム溝を、隣接する少なくとも２つ
の曲面部材にまたがるように形成することにより、複数
の曲面部材を組み合わせて作ることによってカム溝の形
成範囲、つまりは可動部材の駆動範囲が制限されること
をなくすることができる。

【００４６】また、上記曲面部材の数を、可動部材に設
けられたカム溝との係合部（カムピン）の数と同数と
し、かつこれら曲面部材の上記カム溝を含む形状を互い
に同一形状とすることにより、各曲面部材に形成された
カム溝同士の相対精度誤差をなくすることができ、可動
部材の倒れ等を確実に防止することができる。

【００４７】また、各曲面部材に、互いに隣接する曲面
部材との組合せ時に係合する係合部を設けることによ
り、組合せ時の曲面部材間の位置決めを容易にしたり、
曲面部材同士を接着する場合の接着強度を上げたりする
ことができる。

【００４８】さらに、組み合わせられた複数の曲面部材
の外周に、これらを囲んで組み合せ状態を保持するため
の円筒形状の保持部材を設けることにより、カム筒の強
度を向上させることができる。

【００４９】また、複数の曲面部材に、駆動力が伝達さ
れるギヤ部を設ければ、ギヤ部付きのカム筒を容易に製
作することができる。

【００５０】そして、以上のようなカム筒を用いて光学
系駆動装置を構成し、さらに光学機器に用いれば、駆動
装置や光学機器のコンパクト化およびコストダウンを図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態であるカム環を示す斜視
図。

【図２】上記カム環の展開図。

【図３】上記カム環を構成する曲面部材の展開図。

【図４】本発明の第２実施形態であるカム環の斜視図。

【図５】上記第２実施形態のカム環の断面図。

【図６】本発明の第３実施形態であるカム環の断面図。

【図７】本発明の第４実施形態であるカム環の断面図。

【図８】上記第４実施形態のカム環の分解斜視図。

【符号の説明】

１，１５，１６ 曲面部材 ２，３（３ａ，３ｂ） カム溝 ４，５ 凸部 ６，７ レンズ保持枠 ６ａ，６ｂ，６ｃ，７ａ，７ｂ，７ｃ カムピン ８，９ レンズ １０，２１，２２ 保持筒 １１，１２，１３，１８ 当接部

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学系を構成する可動部材を光軸方向に
   駆動するためのカム溝が形成されたカム筒において、 光軸方向視において断面が円弧形状をなし、それぞれカ
   ム溝が形成された複数の曲面部材を円筒形状に組み合わ
   せて構成されていることを特徴とするカム筒。
2. 【請求項２】 前記複数の曲面部材が樹脂により形成さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載のカム筒。
3. 【請求項３】 前記カム溝が、前記複数の曲面部材のう
   ち隣接する少なくとも２つの曲面部材にまたがるように
   形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載
   のカム筒。
4. 【請求項４】 前記曲面部材の数が、前記可動部材に設
   けられた前記カム溝との係合部の数と同数であり、かつ
   これら曲面部材の前記カム溝を含む形状が互いに同一形
   状であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに
   記載のカム筒。
5. 【請求項５】 前記各曲面部材に、互いに隣接する曲面
   部材との組合せ時に係合する係合部を設けたことを特徴
   とする請求項１から４のいずれかに記載のカム筒。
6. 【請求項６】 前記カム溝は、前記各曲面部材の内周側
   に、非貫通形状に形成されていることを特徴とする請求
   項１から５のいずれかに記載のカム筒。
7. 【請求項７】 前記複数の曲面部材の外周を囲んでこれ
   ら曲面部材を組み合せ状態に保持する円筒形状の保持部
   材を有して構成されることを特徴とする請求項１から６
   に記載のカム筒。
8. 【請求項８】 前記複数の曲面部材の外周に、前記保持
   部材と光軸方向において当接する当接部を設けたことを
   特徴とする請求項７に記載のカム筒。
9. 【請求項９】 前記当接部が、前記複数の曲面部材の光
   軸方向両端に設けられており、 前記保持部材を前記複数の曲面部材の外周における前記
   両当接部の間の部分に取り付けたことを特徴とする請求
   項８に記載のカム筒。
10. 【請求項１０】 前記複数の曲面部材に、駆動力が伝達
    されるギヤ部を設けたことを特徴とする請求項１から９
    のいずれかに記載のカム筒。
11. 【請求項１１】 前記複数の曲面部材は、前記ギヤ部を
    構成する歯と歯の間の位置で分割されていることを特徴
    とする請求項１０に記載のカム筒。
12. 【請求項１２】 前記複数の曲面部材の外周を囲んでこ
    れら曲面部材を組み合せ状態に保持する円筒形状の保持
    部材を有しており、 前記保持部材は、光軸方向において前記ギヤ部に当接す
    ることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のカム
    筒。
13. 【請求項１３】 請求項１から１２のいずれかに記載の
    カム筒を備えたことを特徴とする光学系駆動装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の光学系駆動装置を
    備えたことを特徴とする光学機器。