JP2005148672A - 光学機器の鏡筒用シール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】工程数の減少によるコストの低減を図り、しかも接着剤からのアウトガスによる悪影響を及ぼすおそれのない鏡筒用シール構造を提供する。
【解決手段】光軸Ｏ方向へ互いに進退可能かつ互いに同心的に組み合わされた複数の鏡筒１，２間の隙間Ｇが、ゴム状弾性材料からなるシールリング３で密閉され、このシールリング３が、内側鏡筒２の外周面２ａに円周方向へ連続して形成された取付溝２１内に所要の締め代をもって非接着で密嵌された基部３１と、この基部３１から突出して外側鏡筒１の内周面１ａに摺動可能に密接されたシールリップ３２からなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、カメラ、ビデオカメラ、顕微鏡等の光学機器において、光軸方向に進退可能に設けられた複数の鏡筒の隙間へ、有害光や水滴、ダスト等が侵入するのを防止するための鏡筒用シール構造に関する。

デジタルカメラ等のズーム鏡筒は、径寸法の異なる複数の鏡筒が互いに同心的に組み合わされた入れ子式の伸縮構造を有し、その内周に保持されたレンズ群の光軸方向へ、ヘリコイド機構によって互いに進退可能となっている。そして、この種のズーム鏡筒においては、相対的に外周側の外側鏡筒と相対的に内周側の内側鏡筒との間隙から僅かな有害光が侵入して撮像を阻害したり、水や異物が侵入して内部機構に悪影響を与えることがないように、外側鏡筒と内側鏡筒との間には鏡筒用シールが設けられている。そして、このような鏡筒用シールの典型的な従来技術としては、例えば下記の特許文献１及び特許文献２に記載されたようなものが公知である。
特開２００１−４２４０７ 特開平５−２４１２２７

図３は、特許文献１と同様の従来の鏡筒用シール、図４は、特許文献２と同様の他の従来の鏡筒用シールを、それぞれ鏡筒の一部と共に光軸を通る平面で切断して示す部分断面図である。これら図３及び図４において、参照符号１０１は外側鏡筒、１０２は内周にレンズ群１０３を取り付けた内側鏡筒で、これら外側鏡筒１０１と内側鏡筒１０２との間を遮光及び防滴・防塵等の目的で密閉する鏡筒用シールには、図３に示されるように、内周に単一のシールリップ１０４ａを有するゴム状弾性材料からなるシールリング１０４や、あるいは図４に示されるような、内周に複数のシールリップ１０５ａ，１０５ｂを有するゴム状弾性材料からなるシールリング１０５が用いられる。

これらのシールリング１０４，１０５はいずれも、外周部１０４ｂ，１０５ｃが、外側鏡筒１０１の内周面に形成したシールリング保持部１０１ａに、接着剤１０６を介して接着されている。接着剤１０６は、シールリング１０４，１０５をシールリング保持部１０１ａに定着する作用のほか、シールリング１０４，１０５とシールリング保持部１０１ａの間を密封する作用を有する。

しかし、このような従来の技術によれば、シールリング１０４あるいは１０５を装着する際に、外側鏡筒１０１のシールリング保持部１０１ａに対する接着面に接着剤１０６の塗布による接着処理が必要であり、工程が多いといった問題がある。また、シールリング１０４，１０５は、内側鏡筒１０２の外周面に対する摺動負荷による電池消耗を低減し、かつ防滴性を向上させるために、撥水性を有する低摩擦合成樹脂材料によるコーティングを行っているが、接着面にコーティング層が存在すると、接着剤１０６による接着強度が小さくなり、剥離を生じるおそれがある。したがって、低摩擦合成樹脂材料のコーティングに際しては、接着面にマスキングを施す必要があり、ここでも工程数の増大やマスキング治具が必要となることによるコストの増大を来していた。

更に、接着剤１０６を用いて接着処理を行った場合、接着剤１０６から揮発するアウトガスが、カメラ内部の電子部品に悪影響を及ぼすおそれがあった。

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、工程数の減少によるコストの低減を図り、しかも接着剤からのアウトガスによる悪影響を及ぼすおそれのない鏡筒用シール構造を提供することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る光学機器の鏡筒用シール構造は、光軸方向へ互いに進退可能かつ互いに同心的に組み合わされた複数の鏡筒間の隙間が、シールリングで密閉され、このシールリングが、相対的に内周側の鏡筒の外周面及び相対的に外周側の鏡筒の内周面のうちの一方に円周方向へ連続して形成された取付溝内に非接着で密嵌された基部と、この基部から突出して前記内周側の鏡筒の外周面及び前記外周側の鏡筒の内周面のうちの他方に摺動可能に密接されたシールリップからなるものである。

また、請求項２の発明に係る光学機器の鏡筒用シール構造は、請求項１に記載の構成において、取付溝が相対的に内周側の鏡筒の外周面に形成され、基部が前記取付溝の溝底面に所要の締め代をもって密接されたものである。

請求項１の発明に係る光学機器の鏡筒用シール構造によれば、シールリングの基部が、取付溝内に非接着で密嵌されたものであるため、接着工程が不要になることによる工程数の減少、コーティングの際のマスキングが不要になることによるコストの低減が図られ、しかも接着剤からのアウトガスによる電子部品への悪影響を来すおそれもない。

請求項２の発明に係る光学機器の鏡筒用シール構造によれば、シールリングの基部が、相対的に内周側の鏡筒の外周面に形成された取付溝内に所要の締め代をもって密嵌されたものであるため、請求項１による効果に加え、接着剤に依存することなく基部の密封性を確保することができる。

以下、本発明に係る光学機器の鏡筒用シール構造の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１は、本発明に係る光学機器の鏡筒用シール構造の好ましい実施の形態において使用されるシールリングを、図示されていないレンズ群の光軸Ｏを通る平面で切断した未装着状態の部分断面図、図２は装着状態の部分断面図である。なお、図２における上側が、鏡筒の先端側（被写体側）に相当し、図２における下側が、カメラ本体側に相当する。

まず図２において、参照符号１は、例えばデジタルカメラ等のズーム鏡筒における外側鏡筒、２は内側鏡筒で、外側鏡筒１は請求項１に記載された相対的に外周側の鏡筒に相当し、内側鏡筒２は請求項１に記載された相対的に内周側の鏡筒に相当する。すなわち、ズーム鏡筒は、内周に図示されていない複数のレンズ群を保持し、外側鏡筒１及び内側鏡筒２を含む径寸法の異なる複数の鏡筒を、入れ子式に互いに同心的に組み合わせたもので、内側鏡筒２は、外側鏡筒１に対して、図示されていない駆動機構によって、前記レンズ群の光軸Ｏ方向へ進退可能であり、このような動作によって前記レンズ群の互いの距離を光軸Ｏ方向に変化させ、ズーミングあるいはフォーカシングを行うようになっている。

外側鏡筒１と内側鏡筒２との間の間隙Ｇを密閉して、有害光や、水、異物等の侵入を防止する鏡筒用シールには、シリコーンゴム等のゴム状弾性材料で環状に成形されたシールリング３が用いられている。内側鏡筒２の外周面２ａには、円周方向に連続したシール取付溝２１が形成されており、シールリング３は、前記シール取付溝２１内に密着状態に固定される基部３１と、この基部３１から外周側へテーパ状に延びて、先端部の外周が外側鏡筒１の内周面１ａに摺動可能に密接されるシールリップ３２を有する。

内側鏡筒２の外周面２ａに形成されたシール取付溝２１は、シールリング３の基部３１よりも僅かに光軸Ｏ方向の幅が大きい円筒面状の溝底面２１ａと、その両端から光軸Ｏとほぼ直交する平面状に立ち上がる内側面２１ｂ，２１ｃとからなる。図１に示される未装着状態では、シールリング３の基部３１の内周面３１ａの半径ｒ３は、シール取付溝２１の溝底面２１ａの半径ｒ２より僅かに小径であり、すなわち図２に示される装着状態では、径方向へ少なくとも3％以上拡径された状態にあり、したがって、シールリング３の基部３１の内周面３１ａは、所要の締め代をもってシール取付溝２１の溝底面２１ａに密着している。

シールリング３は、シールリップ３２の先端が、鏡筒先端側、言い換えれば被写体側を向くように、シール取付溝２１に装着されており、シールリップ３２の先端近傍の内周面に円周方向に連続して形成された突条部３２ａ，３２ｂが、外側鏡筒１の内周面１ａに摺動可能に密接されている。また、この時の径方向のつぶし率は、図１における基部３１の内径からシールリップ３２の先端外径までの径方向寸法Ｌに対して少なくとも10％以上とするのが好ましい。

シールリング３の表面は、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）等、撥水性を有する低摩擦材料からなる被覆層（不図示）でコーティングされている。この被覆層は、シールリップ３２の摩擦係数を小さくして、摺動抵抗による電池消耗を低減し、かつ防滴に有効な撥水性を与えるものであり、特に、図１に破線によって示される領域、すなわちシールリップ３２の表面や基部３１の外周面に施されるが、それ以外の表面に及ぶ領域に、例えばシールリング３の表面全域に被覆層が形成されても問題はない。コーティングの材質としては、上述したＰＴＦＥのほか、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）も好適である。ＤＬＣは、ＰＴＦＥと同等の低い摩擦係数を示すばかりでなく、シールリング３の変形による剥離を生じることがなく、ＰＴＦＥよりも摩耗量が著しく小さい。

なお、シールリング３は内側鏡筒２と一体に光軸Ｏ方向へ進退するため、ズーミングによって内側鏡筒２が被写体側へ突出動作する際に、シールリング３が外側鏡筒１の先端内周から外部へはみ出してしまうことのないように、シール取付溝２１は、外側鏡筒１に対する内側鏡筒２の最大突出範囲よりも内側（カメラ本体側）に形成されている。

以上のように構成された本形態の鏡筒用シール構造によれば、シールリング３は、基部３１が、円周方向へ適当に引き伸ばされた状態で装着されることによる所要の締め代をもって、内側鏡筒２におけるシール取付溝２１の溝底面２１ａに密着しているので、従来のように接着剤を用いてシール取付溝２１に接着する必要がない。したがって、装着の際に接着剤の塗布工程などが不要であり、工程数の削減によるコスト低減を図ることができる。

また、上述のように、接着剤を塗布しないので、ＰＴＦＥやＤＬＣ等の低摩擦材料のコーティングを行う際に、コーティング領域を、図１に破線で示される範囲に限定するためのマスキングを施す必要もなく、そのためのマスキング治具も不要となる。更には、接着剤から発生するアウトガスによるカメラ内部の電子部品への悪影響のおそれもなくなる。

図示されていない駆動機構によって、外側鏡筒１、内側鏡筒２を含む複数の鏡筒を入れ子式に互いに同心的に組み合わせたズーム鏡筒のズーミングあるいはフォーカシング動作を行った場合には、内側鏡筒２と一体に光軸Ｏ方向へ進退するシールリング３のシールリップ３２の突条部３２ａ，３２ｂが、外側鏡筒１の内周面１ａと摺動して密接状態を維持し、遮光及び防滴・防塵を行う。シールリップ３２における外側鏡筒１との摺動面は、ＰＴＦＥやＤＬＣ等の低摩擦材料からなる被覆層でコーティングされているので、摩擦係数が低く、このため摺動負荷による電池消耗を低減することができる。

雨天時の撮影においては、内側鏡筒２の外周面２ａに降雨によって付着した水滴は、内側鏡筒２が外側鏡筒１内へ没入動作する際に、シールリング３によってそれより内部への侵入を阻止される。そして、シールリング３のシールリップ３２は、先端が鏡筒の突出方向を向いていることに加え、その表面が被覆層による撥水性を有するため、水滴は自らの表面張力によって、容易にシールリップ３２の内周へ侵入することができず、したがって優れた防滴・防塵性を発揮する。しかも、シールリップ３２は汚れ等の付着しにくい外側鏡筒１の内周面１ａと摺動するため、異物の噛み込み等が起こりにくく、優れた遮光・防滴・防塵性を維持することができる。

シールリング３の基部３１は、所要の締め代をもって内側鏡筒２におけるシール取付溝２１の溝底面２１ａに密着しているので、シール取付溝２１に侵入した水滴等に対する優れた密封性を発揮する。また、基部３１の内周面３１ａにもコーティングが施されていれば、これによって撥水性を与えられた基部３１の内周面３１ａと、シール取付溝２１の溝底面２１ａとの間に侵入しようとする水滴は、自らの表面張力によって容易に侵入することができず、したがって優れた防滴・防塵性を発揮する。

なお、外側鏡筒１が、更にその外周側の鏡筒に対して光軸Ｏ方向へ互いに進退可能に設けられている場合は、この外周側の鏡筒と外側鏡筒１との間を密閉する鏡筒用シールも図２と同様に構成し、あるいは内側鏡筒２の内周側に他の鏡筒が光軸Ｏ方向へ互いに進退可能に設けられている場合は、これら内側鏡筒２と他の鏡筒との間を密閉する鏡筒用シールも図２と同様に構成することができる。また、取付溝が外側鏡筒１の内周面１ａに形成され、シールリング３の基部３１が、この取付溝の溝底面に密接され、シールリップ３２が内側鏡筒２の外周面２ａに密接された場合も、同様に構成することが可能である。

また、図示の例においては、シールリング３に単一のシールリップ３２を有するものを採用したが、複数のシールリップを備えるものであっても良い。

本発明に係る光学機器の鏡筒用シール構造の好ましい実施の形態において使用されるシールリングを、図示されていないレンズ群の光軸Ｏを通る平面で切断した未装着状態の部分断面図である。 本発明に係る光学機器の鏡筒用シール構造の好ましい実施の形態を、図示されていないレンズ群の光軸Ｏを通る平面で切断した装着状態の部分断面図である。 従来の鏡筒用シールを鏡筒の一部と共に光軸を通る平面で切断して示す部分断面図である。 他の従来の鏡筒用シールを鏡筒の一部と共に光軸を通る平面で切断して示す部分断面図である。

符号の説明

１ 外側鏡筒（相対的に外周側の鏡筒）
１ａ 内周面
２ 内側鏡筒（相対的に内周側の鏡筒）
２ａ 外周面
２１ シール取付溝
２１ａ 溝底面
２１ｂ，２１ｃ 内側面
３ シールリング
３１ 基部
３２ シールリップ
３２ａ，３２ｂ 突条部
Ｇ 隙間
Ｏ 光軸

Claims (2)

1. 光軸（Ｏ）方向へ互いに進退可能かつ互いに同心的に組み合わされた複数の鏡筒（１，２）間の隙間（Ｇ）が、シールリング（３）で密閉され、このシールリング（３）が、相対的に内周側の鏡筒（２）の外周面（２ａ）及び相対的に外周側の鏡筒（１）の内周面（１ａ）のうちの一方に円周方向へ連続して形成された取付溝（２１）内に非接着で密嵌された基部（３１）と、この基部（３１）から突出して前記内周側の鏡筒（２）の外周面（２ａ）及び前記外周側の鏡筒（１）の内周面（１ａ）のうちの他方に摺動可能に密接されたシールリップ（３２）からなることを特徴とする光学機器の鏡筒用シール構造。
2. 取付溝（２１）が相対的に内周側の鏡筒（２）の外周面（２ａ）に形成され、基部（３１）が前記取付溝（２１）の溝底面（２１ａ）に所要の締め代をもって密接されたことを特徴とする請求項１に記載の光学機器の鏡筒用シール構造。

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