JP2003035340A - アイドルギヤ機構、ギヤバックラッシ除去機構及びモータ駆動装置 - Google Patents

アイドルギヤ機構、ギヤバックラッシ除去機構及びモータ駆動装置

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来困難であったアイドルギヤ機構における
確実なバックラッシ除去を達成する。 【構成】 アイドルギヤと、このアイドルギヤにそれぞ
れ噛合する原動側と従動側の二つのギヤとを有し、該原
動側と従動側のギヤ間で回転を伝達するアイドルギヤ機
構において、アイドルギヤを、回動中心軸方向に隣接し
て配置されそれぞれ原動側と従動側のギヤに噛合する同
数同形状のギヤ歯を外周に有する、付勢手段によって互
いに反対方向に回動付勢された一対の平行ギヤから構成
し、一対の平行ギヤを、原動側と従動側のギヤとの噛合
を保ちつつ、回動中心軸と直交する平面方向へ相対移動
可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、ギヤ機構に関し、特にギヤのバ
ックラッシを除去するための機構に関する。本発明はま
た、ギアバックラッシを除去することが可能なアイドル
ギヤ機構に関する。本発明はまた、ギヤによる動力伝達
構造を有するモータ駆動装置に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】様々な機器において駆動力
伝達機構にギヤトレイン(ギヤ列)が用いられている
が、こうしたギヤトレインのギヤ噛合部分におけるバッ
クラッシ(ガタ)は、動力伝達効率の低下や騒音の発生
原因となるので、可能な限り除去することが望ましい。
バックラッシの除去手段は従来より多く提案されてお
り、例えば、一つのギヤを、同軸に配置した一対のギヤ
から構成し、付勢ばねによって該一対のギヤを互いに反
対の回動方向に付勢した構造が知られている。この構造
によれば、一対のギヤのギヤ歯によって噛合対象のギヤ
を挟み込むのでバックラッシが解消される。しかし、ギ
ヤとは別に付勢ばねが必要となるので、部品点数が多く
なり、製造コストや製造工数が増加する点で不利であっ
た。
【0003】また、原動側と従動側の二つのギヤ間に介
在するアイドルギヤの場合、原動側ギヤに対するバック
ラッシと従動側ギヤに対するバックラッシの量が異なる
場合がある。このようなケースでは、両方のギヤに関し
て確実にバックラッシを除去することは困難であった。
【0004】また、近年では、ステッピングモータを用
いたモータ駆動装置が多用されている。例えば、カメラ
では、ズームやフォーカシング用の駆動源としてステッ
ピングモータが使用される。ステッピングモータは間欠
的に駆動される性質上、その動力伝達系にギヤ列を配す
ると、ギヤのバックラッシを原因とする騒音が特に目立
ってしまう。この問題は、モータの動作を電気的に制御
することである程度抑制できるが、この制御を行うため
に搭載される電機部品のコストが高い。そのため、ズー
ムモータやフォーカシングモータとしてステッピングモ
ータを使用する場合は、該モータからリードスクリュー
(送りねじ)を直接に延出させ、このリードスクリュー
に駆動対象物を螺合させるのが実際的な態様であった。
しかし、該構成では、モータとリードスクリューが軸方
向に並んで位置するため、モータ駆動装置の軸方向長さ
が大きくなりがちであった。したがって、特にステッピ
ングモータを用いたモータ駆動装置において、コストを
抑えつつ、スペース効率と騒音の問題を同時に解消する
ことが望まれている。
【0005】
【発明の目的】本発明は、従来困難であったアイドルギ
ヤ機構における確実なバックラッシ除去を達成すること
を目的とする。本発明はまた、部品点数が少なく製造コ
ストを抑えたギヤバックラッシ除去機構を提供すること
を目的とする。本発明はさらに、低コストにバックラッ
シを除去し、かつスペース効率にも優れるモータ駆動装
置を提供することを目的とする。
【0006】
【発明の概要】本発明は、アイドルギヤと、このアイド
ルギヤにそれぞれ噛合する原動側と従動側の二つのギヤ
とを有し、該原動側と従動側のギヤ間で回転を伝達する
アイドルギヤ機構において、アイドルギヤを、回動中心
軸方向に隣接して配置されそれぞれ原動側と従動側のギ
ヤに噛合する同数同形状のギヤ歯を外周に有する、付勢
手段によって互いに反対方向に回動付勢された一対の平
行ギヤから構成し、この一対の平行ギヤを、原動側と従
動側のギヤとの噛合を保ちつつ、回動中心軸と直交する
平面方向へ相対移動可能としたことを特徴とする。
【0007】このアイドルギヤ機構では、一対の平行ギ
ヤの一方は回動中心軸と直交する平面内において移動せ
ずに回動する定位置回転ギヤであり、他方は、回動中心
軸と直交する平面内において移動可能な不定位置回転ギ
ヤであることが好ましい。例えば、定位置回転ギヤは回
動中心軸と同心の円筒状リブを有し、不定位置回転ギヤ
は該円筒状リブが遊嵌する円形開口を有し、該円形開口
と円筒状リブが当接するまでの範囲内において、定位置
回転ギヤに対し不定位置回転ギヤを移動させることがで
きる。
【0008】以上のアイドルギヤ機構における一対の平
行ギヤの付勢手段は、該一対の平行ギヤの一方に一体に
形成した、一端部が固定され他端部を径方向に弾性変形
可能な自由端部とした弾性腕部と、一対の平行ギヤの他
方に形成した、弾性腕部の自由端部に設けた突起が移動
可能に嵌まる、周方向に対して傾斜した弾性変形ガイド
溝を有する形態とすることが好ましい。この形態の付勢
手段では、原動側と従動側の二つのギヤに対する一対の
平行ギヤの非噛合状態では、弾性腕部が自由状態となっ
て一対の平行ギヤのギヤ歯を周方向に交互に位置させ、
該一対の平行ギヤのギヤ歯の周方向位置を略一致させて
原動側と従動側の二つのギヤに噛合させるときに、弾性
変形ガイド溝内を突起が移動して弾性腕部が弾性変形さ
れ、該弾性腕部により一対の平行ギヤを互いに反対方向
に回動付勢することができる。
【0009】本発明はまた、少なくとも二つのギヤ間に
おけるバックラッシを除去するギヤバックラッシ除去機
構において、二つのギヤの一方を、回動中心軸方向に隣
接して配置され、それぞれ他方のギヤに噛合する同数同
形状のギヤ歯を外周に有する一対の平行ギヤから構成
し、この一対の平行ギヤの一方に、一端部が固定され他
端部を径方向に弾性変形可能な自由端部とした弾性腕部
を一体に形成し、一対の平行ギヤの他方に、弾性腕部の
自由端部に設けた突起が移動可能に嵌まる、周方向に対
して傾斜した弾性変形ガイド溝を形成し、一対の平行ギ
ヤと他方のギヤとの非噛合状態では、上記弾性腕部が自
由状態となって、そのギヤ歯が周方向に交互に位置する
角度位置に一対の平行ギヤを保持し、該一対の平行ギヤ
のギヤ歯の周方向位置を略一致させて他方のギヤと噛合
させるときに、弾性変形ガイド溝内を突起が移動して上
記弾性腕部が弾性変形し、該弾性腕部により一対の平行
ギヤを互いに反対方向に回動付勢することを特徴として
いる。
【0010】このギヤバックラッシ除去機構では、弾性
腕部と弾性変形ガイド溝はそれぞれ、平行ギヤの回動中
心軸に関して対称に一対設けられていることが望まし
い。
【0011】また、弾性腕部の突起が、弾性変形ガイド
溝内に移動可能に嵌まる円筒状の基部と、該基部よりも
大径で弾性変形ガイド溝を通過不能な大径先端部とを有
し、この大径先端部と弾性変形ガイド溝周辺部の係合に
よって一対の平行ギヤの回動中心軸方向への離間を制限
することが好ましい。この場合、弾性変形ガイド溝に連
続する、大径先端部が通過可能な組立用の幅広溝を有
し、該大径先端部を幅広溝内に移動させると一対の平行
ギヤが回動中心軸方向へ分離可能となる構造であると、
組立性や作業性が向上する。さらに、弾性変形ガイド溝
と幅広溝の間に、該弾性変形ガイド溝から幅広溝へ向か
う突起の移動に対して抵抗を与える屈曲溝が形成されて
いると、一対の平行ギヤの結合状態を維持しやすくな
る。
【0012】ギヤバックラッシを除去するための付勢力
を与える弾性腕部は、一対の平行ギヤの径方向に加えて
回動中心軸方向にも弾性変形可能であることが好まし
い。
【0013】また、特に、以上のギヤバックラッシ除去
機構が、原動側と従動側の二つのギヤに噛合するアイド
ルギヤに搭載されるものである場合、一対の平行ギヤ
は、それぞれが他方のギヤとの噛合を保ちつつ回動中心
軸と直交する平面方向に相対移動可能であることが望ま
しい。
【0014】以上の概念による本発明のアイドルギヤ機
構及びギヤバックラッシ除去機構は、モータを駆動源と
するモータ駆動装置に搭載することができる。特に間欠
駆動されるステッピングモータが駆動源であるモータ駆
動装置に関して、本発明は有効である。モータにより駆
動される被駆動部材は、例えば、カメラのフォーカスレ
ンズ群を支持するレンズ枠である。
【0015】また、以上の概念による本発明のアイドル
ギヤ機構、ギヤバックラッシ除去機構及びモータ駆動装
置では、原動側のギヤと従動側のギヤは、その回動中心
軸と直交する平面方向において、アイドルギヤの回動中
心軸に関する対称位置に設けられていることが好まし
い。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明をカメラのAF(オ
ートフォーカス)駆動機構に適用した実施形態を説明す
る。図1は、AFユニットを光軸方向に沿って見た図で
ある。このAFユニットはそのユニット本体10の中央
に撮影開口11を有し、図示しない撮影レンズを通った
撮影光束は、該撮影開口11を通して撮像媒体の受光面
に入射する。本実施形態のAF駆動機構は、カメラは撮
像媒体としてCCD等の撮像素子を用いるデジタルカメ
ラに搭載するものであるが、撮像媒体の種類やカメラの
タイプは問わない。
【0017】ユニット本体10にはモータ保持用のブラ
ケット12が設けられており、このブラケット12に、
固定ねじ14を介してAFモータ13が固定されてい
る。AFモータ13は間欠駆動されるステッピングモー
タである。AFモータ13からは、撮影レンズの光軸方
向に向けてモータ回動軸15が突出しており、モータ回
動軸15にはモータピニオン(原動側ギヤ)16が固定
されている。ブラケット12にはモータピニオン16を
収納するピニオン収納凹部17が形成されており、この
ピニオン収納凹部17に隣接してユニット本体10に形
成されたアイドルギヤ収納凹部18には、アイドルギヤ
20が収納されている。アイドルギヤ20は、モータ回
動軸15と略平行となるようにユニット本体10上に突
設したアイドルギヤ回動軸(回動中心軸)21により回
動可能に支持されており、モータピニオン16に噛合し
ている。アイドルギヤ20はさらに、アイドルギヤ回動
軸21と平行な従動ギヤ回動軸22により軸支された従
動ギヤ23に噛合している。
【0018】従動ギヤ23は、モータピニオン16と歯
数、形状、ギヤピッチ(ギヤ山の間隔)が同一のギヤで
あり、またアイドルギヤ20のアイドルギヤ回動軸21
に対して、モータピニオン16と対称となる位置に配置
されている。すなわち、アイドルギヤ回転軸21は、モ
ータピニオン16の回転軸(モータ回動軸15)と従動
ギヤ23の回動軸22とを結ぶ直線と直交する方向に延
びていて、いわば、従動ギヤ23は、モータピニオン1
6の位置から、アイドルギヤ回動軸21回りに180度
離れた位置にある。従動ギヤ23は、その正逆方向の回
転により、図示しないリードスクリューを正逆に回転さ
せる。リードスクリューには、光軸方向へ直進案内され
たフォーカスレンズ群の支持枠(被駆動部材、不図示)
が螺合しており、リードスクリューが回転するとフォー
カスレンズ群の支持枠が該光軸方向に前後移動する。し
たがって、AFモータ13を駆動させてモータ回動軸1
5(モータピニオン16)を回動させると、アイドルギ
ヤ20を介して従動ギヤ23が回動され、フォーカスレ
ンズ群を光軸に沿って移動させることができる。フォー
カスレンズ群を前後いずれの方向に駆動させるかは、A
Fモータ13の正転、逆転により選択できる。本実施形
態ではフォーカスレンズ群の移動量や移動方向を決定す
る制御手段等は特に示していないが、フォーカシング制
御は周知の技術を利用できる。
【0019】本実施形態のAFユニットでは、AFモー
タ13がステッピングモータであるが、該AFモータ1
3とリードスクリューを直結せず両者の間にギヤによる
動力伝達機構を介在させている。よって、モータとリー
ドスクリューが軸方向に並ぶ場合よりもモータ駆動装置
の占める該軸方向長を短くして、特にカメラの前後方向
での小型化を図ることが可能である。一方、従来技術の
説明で述べた通り、AFモータ13がステップモータで
あると、フォーカシングの際にAFモータ13の動作切
替(駆動及び停止)が多いため、ギヤ列中にバックラッ
シが存在していると、連続駆動するモータを駆動源とし
た場合に比して、特に騒音や駆動ロスが大きくなってし
まう。これを防ぐには、モータの動作切替時にモータ速
度を低下させるなど電気的制御を用いることもできる
が、前述の通りコストが高くなってしまう。本発明では
以下に説明するように、電気的制御によらず、アイドル
ギヤ20の機械的構造によりバックラッシを解消してい
る。
【0020】図2以下に示すように、アイドルギヤ20
は、回動中心軸方向に隣接して配置されたメインギヤ
(平行ギヤ、定位置回転ギヤ)30とサブギヤ(平行ギ
ヤ、不定位置回転ギヤ)40から構成されている。な
お、図1では、メインギヤ30が省略されている。ま
た、各ギヤ30、40の単体形状を示す図2と図3で
は、メインギヤ30とサブギヤ40のうち軸線方向への
貫通部分(孔)にハッチングを付している。
【0021】メインギヤ30とサブギヤ40はいずれ
も、円板状部の外周に複数のギヤ歯31、41が形成さ
れた平ギヤの形態をなしており、ギヤ歯31の最大突出
部分を含んだメインギヤ30の外径サイズは、ギヤ歯4
1の最大突出部分を含んだサブギヤ40の外径サイズと
等しい。また、メインギヤ30におけるギヤ歯31と、
サブギヤ40におけるギヤ歯41は、歯数、形状、ギヤ
ピッチ(ギヤ山の間隔)が互いに同じである。換言すれ
ば、メインギヤ30とサブギヤ40は、ギヤ歯31、4
1部分については同一の構造である。
【0022】メインギヤ30は例えば合成樹脂材料から
なり、その中心に円形の軸穴32が貫通形成されてい
る。軸穴32の内径サイズはユニット本体10側に設け
たアイドルギヤ回動軸21の外径サイズと略同じであ
り、アイドルギヤ回動軸21に対して回動可能にかつ実
質的に隙間なく嵌まる。また、メインギヤ30のうちサ
ブギヤ40に対向する面には、軸穴32と同心の円筒状
リブ33が軸線方向に向け突設されている。メインギヤ
30にはさらに、円筒状リブ33よりも外径側に、周方
向へ長い対称な形状の一対の弾性腕部34が形成されて
いる。弾性腕部34は、メインギヤ30の本体部を周方
向に向けて切り欠いた残部として形成されており、一端
部が該本体部に接続し、他端部が固定されず自由になっ
ている。弾性腕部34の自由端部は、メインギヤ30の
径方向、及び軸線方向(回動中心軸と平行な方向)へ弾
性変形が可能であり、サブギヤ40に対向する面側に係
合突起35が突設されている。係合突起35は、円筒状
をなす基部35aと、基部35aの先端に位置する該基
部35aよりも大径の抜止部(大径先端部)35bから
なる。一対の弾性腕部34及び一対の係合突起35はそ
れぞれ、メインギヤ30の軸線(軸穴32の中心)を挟
んだ径方向において対称に位置している。
【0023】メインギヤ30と同様にサブギヤ40も合
成樹脂材料からなっている。サブギヤ40の中心には、
メインギヤ30側の円筒状リブ33の外径サイズよりも
内径サイズが一定以上大きい円形開口42が形成されて
いる。またサブギヤ40には、その軸線(円形開口42
の中心)を挟んだ径方向の対称位置に、対称な形状の一
対の貫通溝43が形成されている。各貫通溝43は、メ
インギヤ30側の係合突起35の抜止部35bが通過可
能な幅の幅広部(幅広溝)44と、抜止部35bは通さ
ず基部35aのみ嵌合可能な幅の幅狭部45からなって
おり、幅狭部45はさらに、幅広部44に連続し概ねサ
ブギヤ40の周方向に延びる導入部45a、この導入部
45aよりも外径側に膨らんだ屈曲部(屈曲溝)45
b、屈曲部45bに続く弾性変形ガイド部(弾性変形ガ
イド溝)45cから構成されている。弾性変形ガイド部
45cは、屈曲部45bとの接続箇所よりも終端部の方
がサブギヤ40の内径側(中心近く)になるように方向
付けられた直線状溝であり、サブギヤ40上において対
称の位置にある一対の弾性変形ガイド部45cは概ね平
行になっている。
【0024】また、図5に断面形状を示すように、貫通
溝43の幅狭部45のうちメインギヤ30に面する側と
は反対側の開口部は、サブギヤ40の表面に向けて徐々
に開口幅を広くするように面取り部45dが形成されて
いる。
【0025】メインギヤ30とサブギヤ40を組み合わ
せる際には、メインギヤ30側に設けた一対の係合突起
35の位置を、サブギヤ40側に形成した一対の貫通溝
43のうち幅広部44に対応させる。幅広部44は抜止
部35bも通過可能な幅を有するので、この両部の対応
状態でメインギヤ30とサブギヤ40の対向面を接近さ
せると、係合突起35が幅広部44内に進入する。この
とき同時に、メインギヤ30の円筒状リブ33がサブギ
ヤ40の円形開口42内に挿入される(図5参照)。続
いて、係合突起35を貫通溝43の終端部へ移動させる
方向にメインギヤ30とサブギヤ40を相対回転させ
る。この相対回転方向とは、メインギヤ30側では図2
の反時計方向、サブギヤ40側では図3の時計方向に相
当する。もちろん、メインギヤ30とサブギヤ40は、
一方を固定して他方のみを回転させても構わない。両ギ
ヤの相対回転により、まず係合突起35の基部35aが
幅広部44から脱して幅狭部45の導入部45a内に移
動する。このとき抜止部35bは、幅狭部45の開口側
に形成した面取り部45d内に収納されてサブギヤ40
の外面と略面一になり、サブギヤ40から突出すること
がない。
【0026】図5から分かるように、幅狭部45では係
合突起35の抜止部35bを通過させない溝幅となって
いるため、導入部45a内に係合突起35を移動させる
と、抜止部35bが面取り部45dに係合して軸線方向
に抜け止められ、メインギヤ30とサブギヤ40の軸線
方向への離間が制限される。これ以降、一対の係合突起
35を再び幅広部44に移動させるまで、抜止部35b
と面取り部45dの係合状態、すなわちメインギヤ30
とサブギヤ40の軸線方向における結合状態が維持され
る。なお、各係合突起35を有する弾性腕部34はメイ
ンギヤ30の軸線方向にも弾性変形性を有しており、以
上のようにメインギヤ30とサブギヤ40を組み合わせ
ると、一対の弾性腕部34により、軸線方向に隣接する
メインギヤ30とサブギヤ40を接近させる方向への付
勢力が生じる。
【0027】メインギヤ30とサブギヤ40の相対回転
を続けると、係合突起35(基部35a)は導入部45
aから屈曲部45b内に移動する。屈曲部45bは導入
部45aよりも外径側に膨らんでおり、かつ屈曲部45
b内には段部が形成されているので、係合突起35が屈
曲部45bを通過するときには抵抗が加わる。この抵抗
に抗してメインギヤ30とサブギヤ40の相対回動を続
けると、係合突起35を有する一対の弾性腕部34は、
その自由端部がメインギヤ30の外径方向(図2の矢印
A方向)に向けて押し込まれて弾性変形する。
【0028】さらにメインギヤ30とサブギヤ40を相
対回動させて係合突起35が屈曲部45bを越えて弾性
変形ガイド部45cに入ると、係合突起35を外径方向
に押す力が解除され一対の弾性腕部34の弾性変形が解
消する。図4がこの弾性腕部34の自由状態を示してお
り、係合突起35が幅狭部45内に位置して抜止部35
bが抜け止められているため、メインギヤ30とサブギ
ヤ40は軸線方向には離間しない。また、係合突起35
を再び幅広部44まで戻すには、前述した屈曲部45b
の通過時に抵抗を加える必要があるため、取り外す意思
をもってメインギヤ30とサブギヤ40を相対回転させ
ない限り、係合突起35は弾性変形ガイド部45c内に
留まる。特に、屈曲部45bは、係合突起35を導入部
45aから弾性変形ガイド部45cに移動させるときよ
りも、その反対方向への移動時により大きな抵抗が加わ
る形状に設定されているため(ギヤ径方向において、屈
曲部45bに続いて弾性変形ガイド部45cに続く部分
の溝の傾斜が、導入部45aから屈曲部45bへ続く部
分の溝の傾斜に比べ急勾配となっているため)、一度ユ
ニット化したメインギヤ30とサブギヤ40が不用意に
分離するおそれはない。このユニット化されたアイドル
ギヤ20では、円筒状リブ33と円形開口42の間に径
方向の余裕があるため、メインギヤ30とサブギヤ40
が、軸線(回動中心軸)と直交する平面方向へある程度
相対移動可能となっている。
【0029】前述した通り、図4の状態では、係合突起
35は屈曲部45bによって幅広部44側への移動(脱
落)が制限されているが、外力を加えなければ弾性変形
ガイド部45cの終端部方向へも移動せず、結果として
メインギヤ30とサブギヤ40の相対位置は一定に保た
れる。すなわち、弾性変形ガイド部45cは、弾性腕部
34の延設方向である周方向への移動成分に加え、メイ
ンギヤ30の内径側への移動成分も含むように方向付け
されているため、係合突起35を弾性変形ガイド部45
cの終端方向へ進めるためには、係合突起35を支持す
る弾性腕部34を内径方向(図2の矢印B方向)に押し
込んで弾性変形させる必要がある。よって、外力を加え
ずに一対の弾性腕部34が自由状態にあるときには、ユ
ニット化されたメインギヤ30とサブギヤ40は概ね図
4での相対位置を保つ。このとき、メインギヤ30とサ
ブギヤ40はほぼ同心の関係にあり、円形開口42の内
周面は概ね円筒状リブ33の外周面から均等に離れて位
置している。また、メインギヤ30側のギヤ歯31とサ
ブギヤ40側のギヤ歯41は互いの周方向位相がずれて
おり、アイドルギヤ20を正面から見た場合には、周方
向においてギヤ歯31とギヤ歯41が交互に表れる。
【0030】以上のように組んだアイドルギヤ20をA
Fユニットに装着した状態が図6である。具体的には、
軸穴32にアイドルギヤ回動軸21を挿通させてアイド
ルギヤ20をアイドルギヤ収納凹部18内に収納してお
り、アイドルギヤ20のギヤ歯31とギヤ歯41に対
し、モータピニオン16と従動ギヤ23が噛合してい
る。前述したように、アイドルギヤ20の単体状態(図
4)ではギヤ歯31とギヤ歯41の周方向位相はずれて
いるため、モータピニオン16または従動ギヤ23をア
イドルギヤ20に噛合させるためには、ギヤ歯31とギ
ヤ歯41の歯筋を概ね合わせた上で噛合させる。ギヤ歯
31とギヤ歯41の歯筋を合わせる際には、メインギヤ
30とサブギヤ40を相対回転させる。ここでの相対回
転方向は、係合突起35を図4の位置よりもさらに弾性
変形ガイド部45cの終端部に移動させる方向である。
すると、一対の係合突起35を支持する弾性腕部34が
内径方向に弾性変形され、該弾性腕部34の復元力によ
り、図4に示す初期位置へ戻そうとしてメインギヤ30
とサブギヤ40が互いに反対方向に回動付勢される。こ
の状態でモータピニオン16と従動ギヤ23をギヤ歯3
1とギヤ歯41の間に噛合させると、モータピニオン1
6と従動ギヤ23のギヤ歯はそれぞれ反対方向に付勢さ
れたギヤ歯31とギヤ歯41に挟まれ、各ギヤの噛合部
分のバックラッシが解消される。また本実施形態におい
ては、アイドルギヤ回動軸21に対して、モータピニオ
ン16と従動ギヤ23とが互いに180度離れた対称の
位置に配置されている。そのため、モータピニオン16
起動時におけるアイドルギヤ20のギヤ歯31とギヤ歯
41の相対移動は、同時に従動ギヤ23側のバックラッ
シュ除去動作としても作用し、それぞれのギヤのバック
ラッシが同時に解消される。
【0031】このように、本実施形態では、メインギヤ
30とサブギヤ40に反対方向の回動付勢力を付与する
ための付勢手段を、各一対の弾性腕部34と貫通溝43
として各ギヤ30、40に一体的に形成しているので、
付勢ばね等の部材を別途設ける必要がなく、部品点数が
少なく安価にギヤのバックラッシを除去することができ
る。
【0032】また、弾性腕部34の係合突起35(抜止
部35b)と貫通溝43(幅狭部45)は、メインギヤ
30とサブギヤ40に反対方向の回動付勢力を付与する
ための構造物であると同時に、メインギヤ30とサブギ
ヤ40を軸線方向において結合させる手段としても機能
している。さらに、アイドルギヤ20では、係合突起3
5が弾性変形ガイド部45c内に位置する使用状態でメ
インギヤ30とサブギヤ40の結合を維持するべく、屈
曲部45bによって係合突起35(基部35a)の分解
位置への移動を規制している。すなわち、アイドルギヤ
20では、バックラッシを除去するための機構が、メイ
ンギヤ30とサブギヤ40を結合させるための機能も備
えている。このアイドルギヤ20は、予めメインギヤ3
0とサブギヤ40を結合させてユニット状態で取り扱う
ことができるので、部品管理が容易で組立作業性に優れ
ている。
【0033】本実施形態のアイドルギヤ20はまた、メ
インギヤ30とサブギヤ40が回動中心軸と直交する平
面方向に相対移動可能であるため、メインギヤ30とサ
ブギヤ40は、モータピニオン16及び従動ギヤ23と
の噛合に際してギヤの歯筋を合わせるために相対回転す
るのみならず、必要に応じて径方向にも位置を変化させ
ることができる。例えば、図6の状態では、メインギヤ
30はアイドルギヤ回動軸21により位置が決められて
いるために定位置回動するのに対し、サブギヤ40は図
4の初期位置よりもモータ回動軸15に近くに偏心して
いる。これは、モータピニオン16とアイドルギヤ20
の間におけるバックラッシ量と、従動ギヤ23とアイド
ルギヤ20の間におけるバックラッシ量が異なっている
ためである。アイドルギヤは、少なくとも原動側と従動
側の二つのギヤに対してバックラッシを解消しなければ
ならないので、このように一方のサブギヤ40を不定位
置で回動するギヤとしておくことにより、アイドルギヤ
と二つのギヤとの間のバックラッシの量が異なっていて
も、各ギヤとの噛合深さなどを柔軟に変化させて対応す
ることができる。実施形態とは異なり、仮にサブギヤ4
0が回動中心軸に対して移動せず定位置回動するものと
した場合、アイドルギヤ20に対するモータピニオン1
6と従動ギヤ23のバックラッシ量が異なっていても、
決まった量のバックラッシしか解消できず、一方のギヤ
対してはバックラッシが残るおそれがある。一方、本実
施形態のようにメインギヤ30とサブギヤ40の相対移
動が許されている構造であれば、アイドルギヤ20と噛
合関係にあるモータピニオン16と従動ギヤ23の両方
に対して、確実にバックラッシを除去することができ
る。
【0034】なお、サブギヤ40がメインギヤ30に対
して軸線直交方向に移動する際には、その移動量及び方
向に応じて、一対の弾性腕部34が弾性変形状態を変化
させて対応する。また、メインギヤ30に対するサブギ
ヤ40の移動範囲は、円形開口42が円筒状リブ33に
当接することにより制限されるが、メインギヤ30とサ
ブギヤ40の間には、少なくとも、モータピニオン16
とアイドルギヤ20の双方に対して生じることが設計上
予想されるバックラッシ量の差の最大値に対応できるだ
けの相対移動量が確保されている。
【0035】以上のように、本実施形態によれば、従来
は確実にバックラッシを解消することが難しかったアイ
ドルギヤ機構においても、簡単かつ安価な構造によって
確実にバックラッシを除去することができる。また、従
来のギヤバックラッシ除去機構において設けられていた
付勢ばねを不要とできるので、アイドルギヤに限らない
ギヤ機構一般において、ギヤバックラッシ除去用の製造
コストを下げることができる。さらに、モータの電気的
制御によらずに、簡単な機械的構造によりギヤトレイン
のバックラッシを除去できるので、特にステッピングモ
ータを駆動源としたモータ駆動装置において、製造コス
トを抑えつつ騒音等の発生を防ぎ、かつ装置の小型化を
図ることができる。
【0036】但し、本発明は実施形態に限定されるもの
ではない。例えば、実施形態はカメラのAF機構に関す
るものであるが、本発明はカメラのAF機構以外にもギ
ヤを備える様々な機器に対して広く用いることができ
る。
【0037】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、アイドルギヤ機構における確実なバックラッ
シ除去を行うことができる。また、本発明によれば、部
品点数が少なく製造コストを抑えたギヤバックラッシ除
去機構が得られる。さらに、本発明によれば、低コスト
にバックラッシを除去し、かつスペース効率にも優れる
モータ駆動装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したギヤ構造を有するAFユニッ
トを光軸方向に沿って見た図である。
【図2】図1のAFユニットに搭載されるアイドルギヤ
を構成するメインギヤを単体で示す正面図である。
【図3】同アイドルギヤを構成するサブギヤを単体で示
す正面図である。
【図4】図2のメインギヤと図3のサブギヤを組んだユ
ニット状態の正面図である。
【図5】図4のV-V断面線に沿うアイドルギヤの断面図
である。
【図6】図4及び図5のアイドルギヤをAFユニットに
組み付けた状態を示す正面図である。
【符号の説明】
10 ユニット本体 11 撮影開口 12 ブラケット 13 AFモータ 14 固定ねじ 15 モータ回動軸 16 モータピニオン(原動側ギヤ) 17 ピニオン収納凹部 18 アイドルギヤ収納凹部 20 アイドルギヤ 21 アイドルギヤ回動軸(回動中心軸) 22 従動ギヤ回動軸 23 従動ギヤ 30 メインギヤ(平ギヤ、定位置回転ギヤ) 31 ギヤ歯 32 軸穴 33 円筒状リブ 34 弾性腕部 35 係合突起 35a 基部 35b 抜止部(大径先端部) 40 サブギヤ(平ギヤ、不定位置回転ギヤ) 41 ギヤ歯 42 円形開口 43 貫通溝 44 幅広部(幅広溝) 45 幅狭部 45a 導入部 45b 屈曲部(屈曲溝) 45c 弾性変形ガイド部(弾性変形ガイド溝) 45d 面取り部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J009 DA06 DA11 EA04 EA11 EA21 EA44 EB06 FA23 3J030 AA02 AB04 BA01 BC01 CA01

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アイドルギヤと、このアイドルギヤにそ
    れぞれ噛合する原動側と従動側の二つのギヤとを有し、
    該原動側と従動側のギヤ間で回転を伝達するアイドルギ
    ヤ機構において、 上記アイドルギヤを、回動中心軸方向に隣接して配置さ
    れそれぞれ上記原動側と従動側のギヤに噛合する同数同
    形状のギヤ歯を外周に有する、付勢手段によって互いに
    反対方向に回動付勢された一対の平行ギヤから構成し、 上記一対の平行ギヤを、上記原動側と従動側のギヤとの
    噛合を保ちつつ、回動中心軸と直交する平面方向へ相対
    移動可能としたことを特徴とするアイドルギヤ機構。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のアイドルギヤ機構におい
    て、上記一対の平行ギヤの一方は上記回動中心軸と直交
    する平面内において移動せずに回動する定位置回転ギヤ
    であり、他方は、回動中心軸と直交する平面内において
    移動可能な不定位置回転ギヤであるアイドルギヤ機構。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のアイドルギヤ機構におい
    て、上記定位置回転ギヤは上記回動中心軸と同心の円筒
    状リブを有し、上記不定位置回転ギヤは該円筒状リブが
    遊嵌する円形開口を有し、該円形開口と円筒状リブによ
    って上記定位置回転ギヤに対する不定位置回転ギヤの回
    動中心軸直交方向への移動範囲を制限するアイドルギヤ
    機構。
  4. 【請求項4】 請求項1から3のいずれか1項記載のア
    イドルギヤ機構において、上記付勢手段は、 一対の平行ギヤの一方に一体に形成した、一端部が固定
    され他端部を径方向に弾性変形可能な自由端部とした弾
    性腕部と;一対の平行ギヤの他方に形成した、上記弾性
    腕部の自由端部に設けた突起が移動可能に嵌まる、周方
    向に対して傾斜した弾性変形ガイド溝と;を有し、 上記原動側と従動側の二つのギヤに対する一対の平行ギ
    ヤの非噛合状態では、上記弾性腕部が自由状態となっ
    て、そのギヤ歯が周方向に交互に位置する角度位置に一
    対の平行ギヤを保持し、 該一対の平行ギヤのギヤ歯の周方向位置を略一致させて
    上記原動側と従動側の二つのギヤに噛合させるときに、
    上記弾性変形ガイド溝内を上記突起が移動して上記弾性
    腕部が弾性変形され、該弾性腕部により上記一対の平行
    ギヤを互いに反対方向に回動付勢するアイドルギヤ機
    構。
  5. 【請求項5】 請求項1から4のいずれか1項記載のア
    イドルギヤ機構において、上記原動側のギヤと従動側の
    ギヤは、その回動中心軸と直交する平面方向において、
    上記アイドルギヤの回動中心軸に関する対称位置に設け
    られているアイドルギヤ機構。
  6. 【請求項6】 少なくとも二つのギヤ間におけるバック
    ラッシを除去するギヤバックラッシ除去機構において、 上記二つのギヤの一方を、回動中心軸方向に隣接して配
    置され、それぞれ他方のギヤに噛合する同数同形状のギ
    ヤ歯を外周に有する一対の平行ギヤから構成し、 上記一対の平行ギヤの一方に、一端部が固定され他端部
    を径方向に弾性変形可能な自由端部とした弾性腕部を一
    体に形成し、 上記一対の平行ギヤの他方に、上記弾性腕部の自由端部
    に設けた突起が移動可能に嵌まる、周方向に対して傾斜
    した弾性変形ガイド溝を形成し、 上記一対の平行ギヤと他方のギヤとの非噛合状態では、
    上記弾性腕部が自由状態となって、そのギヤ歯が周方向
    に交互に位置する角度位置に一対の平行ギヤを保持し、 該一対の平行ギヤのギヤ歯の周方向位置を略一致させて
    上記他方のギヤと噛合させるときに、上記弾性変形ガイ
    ド溝内を上記突起が移動して上記弾性腕部が弾性変形
    し、該弾性腕部により一対の平行ギヤを互いに反対方向
    に回動付勢することを特徴とするギヤバックラッシ除去
    機構。
  7. 【請求項7】 請求項6記載のギヤバックラッシ除去機
    構において、上記弾性腕部と弾性変形ガイド溝はそれぞ
    れ、上記一対の平行ギヤの回動中心軸に関して対称に一
    対設けられているギヤバックラッシ除去機構。
  8. 【請求項8】 請求項6または7記載のギヤバックラッ
    シ除去機構において、上記弾性腕部の突起は、上記弾性
    変形ガイド溝内に移動可能に嵌まる円筒状の基部と、該
    基部よりも大径で弾性変形ガイド溝を通過不能な大径先
    端部とを有し、この大径先端部と弾性変形ガイド溝周辺
    部の係合によって一対の平行ギヤの回動中心軸方向への
    離間が制限されるギヤバックラッシ除去機構。
  9. 【請求項9】 請求項8記載のギヤバックラッシ除去機
    構において、上記弾性変形ガイド溝に連続する、上記大
    径先端部が通過可能な組立用の幅広溝を有し、該大径先
    端部を幅広溝内に移動させると一対の平行ギヤが回動中
    心軸方向へ分離可能となるギヤバックラッシ除去機構。
  10. 【請求項10】 請求項9記載のギヤバックラッシ除去
    機構において、さらに上記弾性変形ガイド溝と幅広溝の
    間に、該弾性変形ガイド溝から幅広溝へ向かう上記突起
    の移動に対して抵抗を与える屈曲溝を有するギヤバック
    ラッシ除去機構。
  11. 【請求項11】 請求項6から10のいずれか1項記載
    のギヤバックラッシ除去機構において、上記弾性腕部
    は、上記一対の平行ギヤの径方向及び回動中心軸方向に
    弾性変形可能であるギヤバックラッシ除去機構。
  12. 【請求項12】 請求項6から11のいずれか1項記載
    のギヤバックラッシ除去機構において、上記一対の平行
    ギヤは、それぞれが上記他方のギヤとの噛合を保ちつつ
    回動中心軸と直交する平面方向に相対移動可能であるギ
    ヤバックラッシ除去機構。
  13. 【請求項13】 請求項12記載のギヤバックラッシ除
    去機構において、上記一対の平行ギヤは、原動側と従動
    側の二つのギヤに噛合するアイドルギヤを構成している
    ギヤバックラッシ除去機構。
  14. 【請求項14】 請求項13記載のギヤバックラッシ除
    去機構において、上記原動側のギヤと従動側のギヤは、
    その回動中心軸と直交する平面方向において、上記アイ
    ドルギヤの回動中心軸に関する対称位置に設けられてい
    るギヤバックラッシ除去機構。
  15. 【請求項15】 モータにより回動される原動側ギヤ
    と、被駆動部材に連動する従動側ギヤと、該原動側ギヤ
    と従動側ギヤの間に介在するアイドルギヤを備えるモー
    タ駆動装置において、 上記アイドルギヤを、回動中心軸方向に隣接して配置さ
    れそれぞれ上記原動側ギヤと従動側ギヤに噛合する同数
    同形状のギヤ歯を外周に有する、付勢手段によって互い
    に反対方向に回動付勢された一対の平行ギヤから構成
    し、 上記一対の平行ギヤを、上記原動側と従動側のギヤとの
    噛合を保ちつつ、回動中心軸と直交する平面方向へ相対
    移動可能としたことを特徴とするモータ駆動装置。
  16. 【請求項16】 請求項15記載のモータ駆動装置にお
    いて、上記モータは、間欠駆動されるステッピングモー
    タであるモータ駆動装置。
  17. 【請求項17】 請求項15または16記載のモータ駆
    動装置において、上記被駆動部材は、カメラのフォーカ
    スレンズ群を支持するレンズ枠であるモータ駆動装置。
  18. 【請求項18】 請求項15から17のいずれか1項記
    載のモータ駆動装置において、上記原動側のギヤと従動
    側のギヤは、その回動中心軸と直交する平面方向におい
    て、上記アイドルギヤの回動中心軸に関する対称位置に
    設けられているモータ駆動装置。
  19. 【請求項19】 モータと、該モータの駆動力を被駆動
    部材へ伝達する少なくとも二つのギヤを有するモータ駆
    動装置において、上記二つのギヤの一方を、回動中心軸
    方向に隣接して配置され、それぞれ他方のギヤに噛合す
    る同数同形状のギヤ歯を外周に有する一対の平行ギヤか
    ら構成し、上記一対の平行ギヤの一方に、一端部が固定
    され他端部を径方向に弾性変形可能な自由端部とした弾
    性腕部を一体に形成し、 上記一対の平行ギヤの他方に、上記弾性腕部の自由端部
    に設けた突起が移動可能に嵌まる、周方向に対して傾斜
    した弾性変形ガイド溝を形成し、 上記一対の平行ギヤと他方のギヤとの非噛合状態では、
    上記弾性腕部が自由状態となって、そのギヤ歯が周方向
    に交互に位置する角度位置に一対の平行ギヤを保持し、 該一対の平行ギヤのギヤ歯の周方向位置を略一致させて
    上記他方のギヤと噛合させるときに、上記弾性変形ガイ
    ド溝内を上記突起が移動して上記弾性腕部が弾性変形
    し、該弾性腕部により一対の平行ギヤを互いに反対方向
    に回動付勢することを特徴とするモータ駆動装置。
  20. 【請求項20】 請求項19記載のモータ駆動装置にお
    いて、上記モータは、間欠駆動されるステッピングモー
    タであるモータ駆動装置。
  21. 【請求項21】 請求項19または20記載のモータ駆
    動装置において、上記被駆動部材は、カメラのフォーカ
    スレンズ群を支持するレンズ枠であるモータ駆動装置。
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