JP2003314582A - 過負荷クラッチ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成により伝達トルクを安定した状態で
大きく設定することが可能で小型化にも対応することが
できる過負荷クラッチ機構を提供する。 【解決手段】過負荷クラッチである本スプリングクラッ
チ１においては、クラッチ軸２に駆動側ギヤ３が回転自
在に嵌入しており、駆動側ギヤ３には、クラッチ板４を
介して第１，第２コイルバネ７，８の付勢力が作用し、
クラッチ板４とクラッチ軸２のフランジ部２ｆとに摩擦
力が作用している。したがって、クラッチ軸２に作用す
る上記摩擦力による所定の最大伝達トルク以内の負荷に
対しては、クラッチ軸２は、駆動側ギヤ３により回転駆
動され、所定の最大伝達トルク以上の過負荷に対して
は、クラッチ軸２は、駆動側ギヤ３の回転は伝達されな
い。すなわち、クラッチオフ状態となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バネ部材を適用し
た過負荷クラッチ機構の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、過負荷クラッチの１つとしてスプ
リングを適用したスプリングクラッチがある。上記従来
のスプリングクラッチは、主に駆動トルクを伝達するた
めのクラッチギヤと、上記クラッチギヤに摩擦力を与え
るクラッチ板と、上記クラッチ板を付勢するクラッチバ
ネとからなる。

【０００３】上記従来のスプリングクラッチにおいて
は、上記クラッチバネの付勢力が上記クラッチ板に伝達
され、上記クラッチ板と上記クラッチギヤ側面間の当接
力として作用する。上記当接力により発生する摩擦トル
クは、該当する伝達機構上、クラッチ板を介して負荷側
に伝達される。上記スプリングクラッチに所定の最大伝
達トルク以上の過負荷が作用した場合、空回転状態とな
る。上記所定の最大伝達トルクは、クラッチバネの付勢
力と上記クラッチ板とクラッチギヤ側面との摩擦係数と
により決まる。

【０００４】上記従来のスプリングクラッチである摩擦
クラッチ機構を適用したものとして特開平１１−２１２
１４４号公報に開示のカメラのファインダ機構がある。
このファインダ機構においては、ファインダ駆動系中に
上記摩擦クラッチを配置し、ズームレンズ鏡筒側のズー
ム駆動位置とズームファインダ光学系側のズーム駆動位
置との間の連動関係がずれている場合、ファインダ駆動
系を所定定位置でストッパに当接させて、摩擦クラッチ
を空回転させることにより上記連動関係の自動修正が行
われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平１１−
２１２１４４号公報に開示のカメラのファインダ機構等
の適用される上記従来のスプリングクラッチにより、高
い伝達トルクを得るためには、上記クラッチバネの付勢
力を大きくとる必要がある。しかし、カメラの小型化が
要求されている場合には、上記クラッチバネが単一の圧
縮バネで構成されていることから付勢力を大きくするこ
とが困難である。しかし、バネの剛性を増やして上記付
勢力を大きくしても付勢力のばらつきが大きくなり、伝
達トルクが安定しないといった問題が生じる。さらに、
使用上、摩擦部分にグリスを塗布する必要がある場合、
上記付勢力を上げることが困難であることから所定の伝
達トルクを得ることが難しかった。

【０００６】なお、上記特開平１１−２１２１４４号公
報に開示のカメラのファインダ機構において、上記スプ
リングクラッチ（摩擦クラッチ機構）の伝達トルクが安
定しなかった場合には、上述したズームレンズ鏡筒側の
ズーム駆動位置とズームファインダ光学系側のズーム駆
動位置との間の連動位置関係の調整に支障をきたすこと
になる。

【０００７】本発明は、上述の不具合を解決するために
なされたものであり、簡単な構成により伝達トルクを安
定した状態で大きく設定することが可能で小型化にも対
応することができる過負荷クラッチ機構を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
過負荷クラッチ機構は、回転する軸部材と、上記軸部材
の軸外周に配設された第１コイルバネと、上記軸部材の
軸外周に、上記第１コイルバネの外径外側に配設された
第２コイルバネと、上記軸部材と一体的に回転可能に設
けられ、軸方向に圧縮された上記第１および第２コイル
バネの一端を受けるバネ受け部材と、上記軸部材の軸周
りに上記軸部材に対して相対的に回転可能に配設され、
且つ、軸方向に圧縮された上記第１および第２コイルバ
ネの他端側からの付勢力を常時付与されて上記軸部材と
の間で回動摩擦力が生じていて、通常時において上記軸
部材と一体的に回転する一体回転状態にあり、過負荷時
において上記軸部材に対して相対回転可能な相対回転状
態になる回転部材とを具備しており、負荷状態が過負荷
ではない通常である場合は、上記軸部材と上記回転部材
とは、一体的に回転し、負荷状態が過負荷である場合
は、上記軸部材と回転部材とは、相対回転する。

【０００９】本発明の請求項２記載の過負荷クラッチ機
構は、請求項１に記載の過負荷クラッチ機構において、
上記第１コイルバネと上記第２コイルバネとは、互いに
巻き方向が逆になるように形成されている。

【００１０】本発明の請求項３記載の過負荷クラッチ機
構は、請求項１に記載の過負荷クラッチ機構において、
さらに、上記第１コイルバネおよび上記第２コイルバネ
のそれぞれのバネ両端のうち少なくとも一方の端を位置
決めして、ラジアル方向の移動を規制する位置決め手段
を具備する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態の過負
荷クラッチ機構を適用するスプリングクラッチの分解斜
視図である。図２は、上記スプリングクラッチの斜視図
である。

【００１２】本実施形態のスプリングクラッチ１は、軸
部材（回転軸部材）であるクラッチ軸２と、回転部材
（駆動歯車部材）である駆動側ギヤ３と、クラッチ板４
と、従動側ギヤ５と、第２バネ受け部材であるバネ受け
板６と、第１コイルバネ７と、第２コイルバネ８と、軸
部材（回転軸部材）であり、かつ、第１バネ受け部材と
してのナット部材９とを有してなる。なお、以下の説明
でクラッチ軸２に沿った方向をＺ軸方向とし、ナット部
材９から駆動側ギヤ３に向く方向を＋Ｚ軸方向とする。

【００１３】上記クラッチ軸２には、中央部にカット面
２ｂが形成されるＤ型軸部２ａと、一端側に突出する支
持軸部２ｃと、他端側に設けられる雄ねじ部２ｄと、Ｄ
型軸部２ａの端部に支持部としてのフランジ部２ｅとが
設けられる。上記フランジ部２ｅのＤ型軸部２ａ側のフ
ランジ面２ｆは、駆動側ギヤ３の軸方向側面３ｂと当接
可能な摩擦力伝達面を形成する。

【００１４】上記駆動側ギヤ３は、上記Ｄ型軸部２ａに
回転、かつ、Ｚ軸方向移動可能に嵌入する丸型の軸穴部
３ａと、摩擦力伝達面を形成する軸方向両側面３ｂ，３
ｃとを有するギヤ部材である。

【００１５】上記クラッチ板４は、上記Ｄ型軸部２ａに
回転規制され、かつ、Ｚ軸方向移動可能に嵌入するＤ型
軸穴４ａを有し、片側側面４ｂは、駆動ギヤ側面３ｃに
当接可能な摩擦力伝達面を形成する。

【００１６】上記クラッチ板４の組み立て状態では、ク
ラッチ板４が第１，第２コイルバネ７，８の付勢力で＋
Ｚ軸方向に押圧され、軸方向に移動することから駆動側
ギヤ３の両側面３ｂ，３ｃは、それぞれクラッチ軸２の
フランジ部２ｅの側面２ｆとクラッチ板４の側面４ｂに
当接する。

【００１７】従動側ギヤ５は、上記Ｄ型軸部２ａに回転
規制され、かつ、Ｚ軸方向移動可能に嵌入するＤ型軸穴
５ａを有するギヤ部材である。

【００１８】上記バネ受け板６は、上記Ｄ型軸部２ａに
回転規制され、かつ、Ｚ軸方向移動可能に嵌入するＤ型
軸穴６ａと、第１コイルバネ７のラジアル方向位置決め
手段である内周側段部６ｂとを有する。上記クラッチ板
４と従動側ギヤ５とバネ受け板６は、クラッチ軸２に対
して回転方向で一体的に、かつ、第１，第２コイルバネ
７，８の付勢力を受けて＋Ｚ軸方向に押圧された状態で
支持される。

【００１９】上記ナット部材９は、ボス９ａと、ボス９
ａに設けられ、クラッチ軸２の雄ねじ部２ｄに螺合可能
な雌ねじ部９ｂと、端部に突出した設けられる支持軸部
９ｃと、フランジ部９ｅと、フランジ部９ｅのボス９ａ
側に設けられ、第２コイルバネ８のラジアル方向位置決
め手段である円周溝９ｄとを有している。組み付け状態
では、このナット部材９は、雌ねじ部９ｂを雄ねじ部２
ｄに螺着し、さらに、接着固定され、クラッチ軸２と一
体化される。

【００２０】なお、本スプリングクラッチ１は、装着さ
れる機器本体に対して上記支持軸部９ｃとクラッチ軸２
の支持軸部２ｃとによって回転自在に支持される。

【００２１】上記第１コイルバネ７は、例えば、左巻き
のコイルバネであって、上記ナット部材９のボス部９ａ
外周に挿入され、一端がフランジ部９ｅに当接し、他端
がバネ受け板６の段部６ｂに嵌入、当接し、圧縮状態で
組み込まれる。

【００２２】上記第２コイルバネ８は、第１コイルバネ
７と異なる巻き方向、例えば、右巻きのコイルバネであ
って、第１コイルバネ７の外側に接触しない状態で挿入
され、一端がフランジ部９ｅの円周溝９ｄに嵌入、当接
し、他端がバネ受け板６に当接し、圧縮状態で組み込ま
れる。

【００２３】上述した構成を有する本実施形態のスプリ
ングクラッチ１においては、図２の斜視図、または、後
述する図４の断面図に示すように駆動側ギヤ３は、その
両側面３ｂ，３ｃが第１，第２コイルバネ７，８の付勢
力で付勢された状態でクラッチ板４とクラッチ軸２のフ
ランジ面２ｆにより挟持された状態で保持されている。
駆動側ギヤ３が図示しない駆動源を介して回転駆動され
た場合、従動側ギヤ５に噛合する回転負荷機構部の負荷
トルクＴo が上記フランジ面２ｆとクラッチ板４による
最大摩擦力による所定の最大伝達トルクＴmax 以下の負
荷トルクであるときは、駆動側ギヤ３の両側面３ｂ，３
ｃに対して当接するクラッチ軸２のフランジ面２ｆとク
ラッチ板４との摩擦力によって駆動トルクがクラッチ軸
２側に伝達される。そして、上記クラッチ軸２の回転
は、クラッチ軸２と回転方向が一体である従動側ギヤ５
に伝達され、上記回転負荷機構部が回転駆動される。

【００２４】一方、回転負荷機構部の負荷トルクＴo が
上記フランジ面２ｆとクラッチ板４による最大摩擦力に
よる所定の最大伝達トルクＴmax をオーバーした場合、
すなわち、過負荷状態となった場合、駆動ギヤ３の両側
面３ｂ，３ｃと当接しているクラッチ軸２のフランジ面
２ｆ，クラッチ板４との間で滑りが生じ、回転駆動トル
クが従動側ギヤ５に伝達されずに回転負荷機構部および
従動側ギヤ５は、停止状態、すなわち、クラッチオフ状
態となる。

【００２５】上述した本実施形態のスプリングクラッチ
１によれば、クラッチ板４を押圧する力が２つの第１，
第２コイルバネ７，８が協働した力であることから前述
した従来のスプリングクラッチのように単一バネの場合
よりも大きな付勢力が得られる。したがって、上記最大
摩擦力による上記所定の最大伝達トルクＴmax として、
安定したより大きなトルクを設定することができる。

【００２６】また、本実施形態のスプリングクラッチ１
によると、第１，第２コイルバネ７，８を重ねて収納す
ることから、その収納部分がコンパクトにまとめられ、
クラッチの小型化も実現できる。さらに、第１，第２コ
イルバネ７，８の端部がラジアル方向で位置決めされて
保持され、しかも、第１，第２コイルバネ７，８の巻き
方向を互いに逆方向としたので、近接した配置しても組
み立て作業中、あるいは、動作中互いに絡まることがな
く、組み立てが容易であり、かつ、クラッチ動作不良が
生じにくい。また、摩擦面にグリスを塗布する必要があ
る場合でも、２つの第１，第２コイルバネ７，８を適用
したことにより摩擦面への付勢力を増やすことにより伝
達トルクの低下を抑えることができる。

【００２７】なお、上記実施形態のスプリングクラッチ
１に対して、上記従動側ギヤ５を用いず、クラッチ軸２
に何らかの機構を介して直接負荷が接続される装置にお
いては、従動ギヤ５は不要であり、上記バネ受け板６が
クラッチ板となり、直接、駆動側ギヤ３に当接するクラ
ッチ構造となる。この場合、クラッチ軸２が従動部材と
なる。

【００２８】次に、上述した実施形態のスプリングクラ
ッチ１を組み込んだカメラの撮影レンズ鏡筒およびファ
インダのズーム駆動装置について、図３〜５を用いて説
明する。図３は、本カメラのレンズ鏡筒およびファイン
ダのズーム駆動装置の分解斜視図である。図４は、本カ
メラのズームファインダ光学系駆動部の縦断面図であ
り、図５は、本カメラのズームレンズ鏡筒駆動部の縦断
面図である。

【００２９】図３〜５に示すように本カメラのズーム駆
動装置１０は、固定枠１１と、駆動ギヤ部２２と、固定
枠１１に組み込まれるズームレンズ鏡筒駆動部３５と、
ズームファインダ光学系駆動部４５と、上記駆動部とギ
ヤ部を押さえるための押さえ板１３，１４，１５からな
る。

【００３０】上記駆動ギヤ部２２は、ズーム駆動時、駆
動モータ２１を駆動源とし、ズームギヤ３０を回転駆動
する駆動部である。駆動ギヤ部２２においては、駆動モ
ータ２１の出力軸に固着されるＰＩ検出遮蔽板付きウォ
ーム２３の回転は、ズームウォームホィール２５からズ
ーム軸２４を介してズームウォーム２６、さらに、ズー
ムウォームホィール２７に伝達され、そして、ズームウ
ォームホィール２７の小ギヤ２７ａを介して２段ギヤ３
０の大ギヤ３０ａに伝達される。上記回転は、上記２段
ギヤ３０の小ギヤ３０ｂからズームレンズ鏡筒駆動部３
５、また、上記２段ギヤ３０の大ギヤ３０ａからズーム
ファインダ光学系駆動部４５にそれぞれ伝達される。

【００３１】上記ズームレンズ鏡筒駆動部３５は、上述
したように上記駆動ギヤ部２２により回転駆動される。
すなわち、図５に示すように上記２段ギヤ３０の回転
は、小ギヤ３０ｂを介してズームアイドルギヤ３１に伝
達され、さらに、ロングギヤ支持軸３３に支持されるズ
ームロングギヤ３２に伝達される。上記ズームロングギ
ヤ３２が回転駆動されると、固定枠１１に収納されるレ
ンズ鏡筒の移動枠（図示せず）が各ズーム位置に繰り出
され、ズーミングが実行される。

【００３２】上記ズームファインダ光学系駆動部４５も
同様に上記駆動ギヤ部２２により回転駆動される。すな
わち、図４に示すように上記２段ギヤ３０の回転は、大
ギヤ３０ａを介してスプリングクラッチ１の駆動側ギヤ
３に伝達される。

【００３３】もし、ファインダ光学系の負荷が通常負荷
状態であれば、駆動側ギヤ３の回転は、上記スプリング
クラッチ１を介して従動側ギヤ５に伝達される。そし
て、従動側ギヤ５の回転は、ファインダ駆動ギヤ４１，
ファインダアイドルギヤ４２を介して固定枠１１の前面
部に回動可能に支持されるファインダ駆動リング１２の
リングギヤ１２ａに伝達される。上記ファインダ駆動リ
ング１２の回動は、リングギヤ１２ｂによりファインダ
カムギヤ４３に伝達され、ファインダカム軸４４が回動
駆動されるので、レンズ鏡筒のズーミングに同調してフ
ァインダ光学系のズーミングが実行される。

【００３４】なお、上記ファインダ光学系は、上記ファ
インダカム軸４４の回動によってワイド対応位置からテ
レ対応位置に進退駆動されるが、上記ワイド対応位置、
または、テレ対応位置に到達したとき、ファインダカム
軸４４は、図示しないストッパに当接し、それ以上は、
過負荷状態となり回動しないようになっている。

【００３５】本カメラにおいては、レンズ鏡筒，ファイ
ンダ光学系、さらに、ズームレンズ鏡筒駆動部３５，ズ
ームファインダ光学系駆動部４５等を組み付け後、レン
ズ鏡筒のズーム位置とファインダ光学系のズーム対応位
置を一致させるズーム位置調整が必要である。本カメラ
の場合、その調節作業としてギヤ列の噛み合わせを変え
るような作業は不要であり、クラッチ動作により極めて
簡単に行える。

【００３６】もし、ズームファインダ光学系駆動部４５
がズームレンズ鏡筒駆動部３５に対してズーム位置がず
れているとき、あるいは、組み立て後のズーム位置調節
を行うには、単にレンズ鏡筒をテレ端位置、または、ワ
イド端位置に繰り出し，繰り込み動作を行えばよい。す
なわち、上記レンズ鏡筒の繰り出し、または、繰り込み
動作中、ファインダカム軸４４がレンズ鏡筒より先にテ
レ対応位置、または、ワイド対応位置に到達して上述し
たストッパに当接すると、スプリングクラッチ１に所定
の最大伝達トルクＴmax 以上の過負荷が作用するので、
ファインダカム軸４４が停止したままレンズ鏡筒が繰り
出されるか、または、繰り込まれ、テレ端位置、また
は、ワイド端位置に到達する。この動作によりレンズ鏡
筒のズーム位置とファインダ光学系の対応ズーム位置と
が一致し、調整が終了する。

【００３７】また、本カメラにおいては、上記調整動作
に限らず、撮影中にズーム駆動系に何らかの外力が作用
してファインダ光学系のズーム対応位置にずれが生じた
ときなど、ファインダ光学系駆動部を分解修理する必要
はなく、上記駆動モータ２１を駆動して上述したズーム
調節動作と同様にレンズ鏡筒をテレ端位置、または、ワ
イド端位置へ進退させるだけで上記ずれを直すことがで
きる。

【００３８】なお、上記カメラにおいては、レンズ鏡筒
がワイド端位置まで繰り込むとしたが上記ワイド端位置
からさらに沈胴位置まで繰り込み可能なレンズ鏡筒であ
ってもよい。但し、この場合は、ファインダ光学系カム
軸４４も連動して沈胴対応位置まで回転させる必要があ
る。

【００３９】上述した本発明の実施形態に基づいて、以
下の構成を得ることができる。すなわち、 （付記１） 軸部材に対して回転可能であり、且つ、軸
方向への付勢手段により摩擦付勢されて上記軸部材と回
転方向において摩擦結合されていて、通常時においては
軸部材と一体的に回転する一体回転状態にあり、過負荷
時において軸部材に対して相対回転可能となる回転部材
を有する過負荷クラッチ機構において、上記付勢手段
は、上記軸部材の軸外周に配設された第１コイルバネ
と、上記第１コイルバネの外径の外側に配設された第２
コイルバネと、を具備することを特徴とする過負荷クラ
ッチ機構。

【００４０】（付記２） 駆動力により回転駆動される
回転軸部材と、上記回転軸部材の軸外周に配設された第
１コイルバネと、上記回転軸部材の軸外周に、上記第１
コイルバネの外径外側に重なるように配設された第２コ
イルバネと、上記回転軸部材と一体的に回転可能に設け
られ、軸方向に圧縮された上記第１および第２コイルバ
ネの一端を受ける第１バネ受け部材と、上記回転軸部材
と一体的に回転可能で且つ軸方向に移動自在に設けら
れ、軸方向に圧縮された上記第１および第２コイルバネ
の他端を受ける第２バネ受け部材と、軸方向に圧縮され
た上記第１および第２コイルバネの付勢力を上記第２の
バネ受け部材を介して常時付与されていて、上記回転軸
部材の軸周りに上記回転軸部材に対して相対的に回転可
能に嵌入している駆動歯車部材と、上記回転軸部材に設
けられ、付勢されている上記駆動歯車部材を軸方向で受
けて支持する支持部、および／または、上記回転軸部材
に摺動可能に設けられ、上記駆動歯車部材に軸方向で当
接する支持部と、を具備し、上記駆動歯車部材は、軸方
向で当接する上記第２バネ受け部材および／または上記
支持部と上記駆動歯車部材との間に生じる回転摩擦力に
よって、通常時においては上記軸部材と一体的に回転す
る一体回転状態になり、過負荷時においては、上記軸部
材に対して相対回転可能な相対回転状態になることを特
徴とする過負荷クラッチ機構。

【００４１】（付記３） 上記第１コイルバネと上記第
２コイルバネとは、互いに巻き方向が逆になるように形
成されていることを特徴とする付記１、または、２記載
の過負荷クラッチ機構。

【００４２】（付記４） 上記第１コイルバネおよび上
記第２コイルバネのそれぞれにおいて、バネ両端のうち
少なくとも一方の端を位置決めして、ラジアル方向の移
動を規制する位置決め手段を具備することを特徴とする
付記１、または、２記載の過負荷クラッチ機構。

【００４３】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、簡単な構
成により伝達トルクを安定した状態で大きく設定するこ
とが可能で小型化にも対応可能な過負荷クラッチ機構を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の過負荷クラッチ機構を適
用するスプリングクラッチの分解斜視図である。

【図２】上記図１のスプリングクラッチの斜視図であ
る。

【図３】上記図１のスプリングクラッチを組み込んだカ
メラのレンズ鏡筒およびファインダ光学系のズーム駆動
装置の分解斜視図である。

【図４】上記図３のカメラにおけるズームファインダ光
学系駆動部の縦断面図である。

【図５】上記図３のカメラにおけるズームレンズ鏡筒駆
動部の縦断面図である。

【符号の説明】

２ …クラッチ軸（軸部材） ３ …駆動側ギヤ（回転部材） ６ …バネ受け板（第１バネ受け部材） ６ｂ…内周側段部（位置決め手段） ７ …第１コイルバネ ８ …第２コイルバネ ９ …ナット部材（軸部材，第２バネ受け部材） ９ｄ…円周溝（位置決め手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する軸部材と、 上記軸部材の軸外周に配設された第１コイルバネと、 上記軸部材の軸外周に、上記第１コイルバネの外径外側
   に配設された第２コイルバネと、 上記軸部材と一体的に回転可能に設けられ、軸方向に圧
   縮された上記第１および第２コイルバネの一端を受ける
   バネ受け部材と、 上記軸部材の軸周りに上記軸部材に対して相対的に回転
   可能に配設され、且つ、軸方向に圧縮された上記第１お
   よび第２コイルバネの他端側からの付勢力を常時付与さ
   れていて上記軸部材との間で回動摩擦力が生じていて、
   通常時において上記軸部材と一体的に回転する一体回転
   状態にあり、過負荷時において上記軸部材に対して相対
   回転可能な相対回転状態になる回転部材と、 を具備することを特徴とする過負荷クラッチ機構。
2. 【請求項２】 上記第１コイルバネと上記第２コイルバ
   ネとは、互いに巻き方向が逆になるように形成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の過負荷クラッチ機
   構。
3. 【請求項３】 さらに、上記第１コイルバネおよび上記
   第２コイルバネのそれぞれにおいて、バネ両端のうち少
   なくとも一方の端を位置決めして、ラジアル方向の移動
   を規制する位置決め手段を具備することを特徴とする請
   求項１に記載の過負荷クラッチ機構。