JP5020743B2

JP5020743B2 - カメラ用絞り装置

Info

Publication number: JP5020743B2
Application number: JP2007220058A
Authority: JP
Inventors: 由佳子中野; 茂山岸
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-08-27
Also published as: JP2009053434A

Description

本発明は、モータによって往複回転させられる駆動リングが、複数枚の絞り羽根を同時に同じ方向へ回転させて、絞り口径の大きさを制御するようにしたカメラ用絞り装置に関する。

従来から、光軸を中心にしてモータによって往復回転させられる駆動リング（絞りリングなどとも言われている）が、複数枚の絞り羽根を同じ方向へ同時に回転させ、絞り口径の大きさを制御するようにしたカメラ用絞り装置が知られており、その一例が下記の特許文献１に記載されている。その構成によれば、駆動リングは、光軸を囲むようにして同じ形状のカム溝を複数形成していると共に、外周部には所定の角度範囲にわたって複数の歯からなる歯部（部分歯車部）を形成しており、複数枚の絞り羽根は、二つのピン（ダボなどとも言われている）を有していて、一方のピンを、地板に設けられた孔に対して回転可能に嵌合させ、他方のピンを上記のカム溝に挿入している。そして、上記の歯部には、モータによって往復回転させられる歯車が噛合している。従って、このカメラ用絞り装置は、駆動リングが、歯車によって一方へ回転させられると、複数のカム溝によって複数枚の絞り羽根を同時に一方へ回転させて絞り口径を小さくし、他方へ回転させられると、複数のカム溝によって複数枚の絞り羽根を同時に他方へ回転させて絞り口径を大きくするようになっている。

特開２００３−５７７１５号公報

ところで、この種の構成のカメラ用絞り装置においては、駆動リングは、光軸を中心にして地板に環状に形成されている凹部内に配置されるため、通常の加工精度で地板や駆動リングを設計，製作した場合には、組立後、どうしても、駆動リングが、凹部内で、光軸と直交する方向へ移動しやすい製品ができてしまう。しかし、モータに連動している歯車と駆動リングの歯部との間に適正なバックラッシュが得られていれば、そのことを余り問題にすることはない。ところが、モータに連動している歯車の直径や取付け位置にも許容公差があるため、仮に、駆動リングの歯部の各歯形と、歯車の各歯形とが好適に加工されていたとしても、両者間のバックラッシュが必要以上に大きくなり、駆動リングの回転停止位置が定まらなくなって、駆動リングのカム溝によって回転する絞り羽根の回転角度が変わってしまい、得られるべき絞り口径が不安定になってしまう。そして、このことは、特に小さい絞り口径を制御するときに大きな問題となる。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、モータに連動している歯車によって往復回転させられる駆動リングが、複数枚の絞り羽根を同時に同じ方向へ回転させて、絞り口径の大きさを制御するようにしたカメラ用絞り装置において、その歯車と、駆動リングの外周部に形成されている歯部との間のバックラッシュを、歯形の形状を特殊な形状にしなくても略適正にすることが可能となり、絞り口径を安定して制御できるようにしたカメラ用絞り装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明のカメラ用絞り装置は、各々が光軸を中心にして形成された開口部を有していて両者の間に羽根室を構成しており一方は光軸を中心にした円周上に所定の角度間隔で複数の孔を形成している二つの地板と、前記羽根室内において光軸を中心にして回転可能に配置されており光軸を囲むようにして形成した複数のカム溝と外周部の所定の角度範囲にわたって形成した複数の歯を有している第１駆動リングと、前記羽根室内において第１駆動リングに重ねられ光軸を中心にして回転可能に配置されており光軸を囲むようにして前記カム溝と同じ形状に形成した複数のカム溝と外周部の所定の角度範囲にわたって前記複数の歯と同じ歯形に形成した複数の歯を有していて該複数の歯は該複数のカム溝を第１駆動リングの前記カム溝に完全に重ね合わせた状態で第１駆動リングの前記複数の歯とは僅かに位相がずれるように形成されている第２駆動リングと、各々が二つのピンを有していて前記羽根室内に配置されており一方のピンを前記孔に回転可能に嵌合させ他方のピンを完全に重ね合わせた前記カム溝の両方に挿入している複数枚の絞り羽根と、モータに連動して往復回転させられ一方に回転するときには第１駆動リングの前記複数の歯を押して回転させ他方に回転するときには第２駆動リングの前記複数の歯を押して回転させる歯車と、を備えているようにする。

その場合、第１駆動リングと第２駆動リングとは、少なくとも一方が合成樹脂材料で製作されているようにすると、コスト上で有利になり、特にその合成樹脂材料が、ポリエチレンテレフタレートであるようにすると、加工が有利になり、且つ回転の円滑性も優れたものになる。

本発明は、モータに連動している歯車によって往復回転させられる駆動リングが、そのカム溝によって複数枚の絞り羽根を同時に同じ方向へ回転させて、絞り口径の大きさを制御するようにしたカメラ用絞り装置において、従来は一つだった駆動リングを二つにし、一方の駆動リングに形成されたカム溝を、他方の駆動リングに形成された全く同じ形状のカム溝に重ね合わせたとき、一方の駆動リングの外周部に形成された複数の歯が、他方の駆動リングの外周部に形成された全く同じ歯形の複数の歯と僅かに位相がずれているように構成し、上記歯車が一方へ回転するときには一方の駆動リングを直接回転させ、他方へ回転するときには他方の駆動リングを直接回転させるようにしたものであるから、駆動リングに形成されている複数の歯の歯形を特殊な形状にしなくても、上記歯車とのバックラッシュを略適正にすることができ、絞り口径を安定して制御できるという効果がある。

本発明の実施の形態を、図１〜図４に示した実施例によって説明する。尚、図１は、被写体光路用の開口部を全開にしている最大口径の制御状態を示した平面図であり、図２は、図１の一部拡大図であり、図３は、各部材の重なり関係を分かり易くするように示した断面図であり、図４は、最小口径の制御状態を示した平面図である。

先ず、本実施例の構成を説明する。地板１は、図１に示されているように、光軸を中心にして円形をした被写体光路用の開口部１ａを有している。また、地板１との間に羽根室を構成している補助地板２は、外形が地板１と類似していて、光軸を中心にして円形をした被写体光路用の開口部２ａを有しているが、羽根室内の構成を分かり易くするために、図１においては、その一部だけを示し、図４においては省略している。しかし、開口部２ａだけは二点鎖線で示してある。また、この補助地板２は、地板１の外周部近傍に設けられた三つの孔１ｂに三つのねじ３によって取り付けられているが、図１及び図３には、それらのねじ３のうちの一つだけを示してある。尚、本実施例の場合は、開口部２ａの方が開口部１ａよりも直径が小さくて、最大絞り口径を規制するようにしているので、開口部１ａは必ずしも円形である必要はない。また、開口部１ａの直径の方を小さくして最大絞り口径を規制するようにしてもよいことは言うまでもない。

地板１は、合成樹脂製であって、その両面は複雑な形状をしている。そこで先ず、羽根室側の形状を説明するが、上記の三つの孔１ｂの形成面を、便宜上、基準面ということにする。地板１の羽根室側には、光軸を中心にした環状凹部１ｃが形成されており、その環状凹部１ｃの外側に隣接して、図１の右側上方部と、左側約半分（１８０度）とに、その環状凹部１ｃよりも浅い弧状凹部１ｄ，１ｅが形成されている。そして、環状凹部１ｃの内周壁には、光軸に向けて四つの突起１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉが形成されており、弧状凹部１ｄとの隣接位置には、底面から略基準面までの高さを有するストッパ部１ｊが形成されている。また、弧状凹部１ｄには孔１ｋが形成され、弧状凹部１ｅには孔１ｍ，１ｎが形成されていて、それらの孔１ｋ，１ｍ，１ｎの近傍位置には、略基準面までの高さを有していて、一部が光軸に向けて環状凹部１ｃの一部を覆うようにしたフック状の押さえ部１ｐ，１ｑ，１ｒが形成されている。

図１の右下方位置には、環状凹部１ｃに隣接して、その環状凹部１ｃよりも深い歯車収容部１ｓが形成されていて、その底面には軸１ｔが立設されている。更に、その歯車収容部１ｓに隣接して回転子収容部１ｕが形成されているが、この回転子収容部１ｕは、筒状をしていて、図３に示されているように、地板１の反対側の面に突き出すようにして形成されている。そして、その回転子収容部１ｕの底面には金属製の軸部材４が、かしめ加工によって立設されているが、その軸部材４は、地板１と一体成形された合成樹脂製にしてもよい。

次に、羽根室側に配置されている部材の構成を説明する。先ず、回転子収容部１ｕ内において、上記の軸部材４に回転子５が取り付けられている。この回転子５は、周知のステップモータの回転子であって、図３から分かるように、合成樹脂製の軸部５ａの一端側に歯車部５ｂを形成し、他端側には円周面が４極となるように着磁された永久磁石５ｃを取り付けていて、軸部５ａの中心に形成された孔に軸部材４を挿入させている。また、歯車収容部１ｓに立設された軸１ｔには、親子歯車（２段歯車）６が回転可能に取り付けられていて、その親歯車６ａが、回転子５の歯車部５ｂに噛合している。

上記の環状凹部１ｃ内には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で製作されていて殆ど同じ形状をした第１駆動リング７と第２駆動リング８とが重ねられ、第１駆動リング７を底面側にして配置されている。それらのうち、第１駆動リング７は、光軸を囲むようにして三つのカム溝７ａ，７ｂ，７ｃを形成しており、外周部には、三つの逃げ部７ｄ，７ｅ，７ｆと、複数の歯からなる歯部７ｇと、当接部７ｈとを形成していて、そして、この第１駆動リング７は、その逃げ部７ｄ，７ｅ，７ｆを上記の押さえ部１ｐ，１ｑ，１ｒの位置に合わせて環状凹部１ｃ内に落とし込まれ、反時計方向へ回転させられたことによって図１の状態にさせられており、歯部７ｇは上記の親子歯車６の子歯車６ｂに噛合している。

他方、第２駆動リング８は、上記の三つのカム溝７ａ，７ｂ，７ｃと全く同じ配置で同じ形状の三つのカム溝８ａ，８ｂ，８ｃを形成しており、外周部には、上記の三つの逃げ部７ｄ，７ｅ，７ｆと全く同じ配置で同じ形状の三つの逃げ部８ｄ，８ｅ，８ｆと、上記の当接部７ｈと全く同じ配置で同じ形状の当接部８ｈとを形成している。しかしながら、外周部に形成されている歯部８ｇは、図１，図４では分からないが、上記の歯部７ｇとは、歯の数と歯形は全く同じであっても、僅かに位相をずらせて形成されている。

そして、この第２駆動リング８の場合も、上記の第１駆動リング７と同様に、その逃げ部８ｄ，８ｅ，８ｆを上記の押さえ部１ｐ，１ｑ，１ｒの位置に合わせて環状凹部１ｃ内に落とし込まれ、反時計方向へ回転させられて図１の状態にさせられており、歯部８ｇは上記の親子歯車６の子歯車６ｂに噛合している。また、図１は、第２駆動リングのカム溝８ａ，８ｂ，８ｃを第１駆動リング７のカム溝７ａ，７ｂ，７ｃに完全に重ね合わせた状態を示したものであるが、この図１の一部を拡大して示した図２で明示されているように、この状態では、歯部８ｇの各歯の位置と歯部７ｇの各歯の位置は、僅かではあるが相対的にずれている。従って、本実施例の構成では、そのずれている分だけ、子歯車６ｂの各歯との間のバックラッシュが、従来よりも小さくなっている。

尚、本実施例においては、二つの駆動リング７，８は、ポリエチレンテレフタレートで製作されている。その理由は、薄いシート状にしても所定の剛性が得られるので、駆動リングを二つ重ねて設けるようにしても、スペース的には従来と余り変わらないことと、金属製の場合と同様にプレス機械による打ち抜き加工で製作できるので、コスト的にも有利だからである。しかしながら、本発明の二つの駆動リングは、両方ともポリエチレンテレフタレートで製作されたものに限定されるものではない。いずれか一方をポリエチレンテレフタレート製にするだけでもよいし、二つの駆動リングの一方又は両方を、金属製、又は合成樹脂材料によるモールド製としてもよい。

本実施例は、３枚の絞り羽根９，１０，１１を備えているが、それらの形状は全く同じである。それらのうち、絞り羽根９は、同じ面に二つのピン９ａ，９ｂを有していて、一方のピン９ａを地板１の孔１ｋに回転可能に嵌合させ、他方のピン９ｂを二つの駆動リング７，８のカム溝７ａ，８ａに挿入している。また、絞り羽根１０は、同様に二つのピン１０ａ，１０ｂを有していて、一方のピン１０ａを地板１の孔１ｍに回転可能に嵌合させ、他方のピン１０ｂを二つの駆動リング７，８のカム溝７ｂ，８ｂに挿入している。更に、絞り羽根１１も、同じ面に二つのピン１１ａ，１１ｂを有していて、一方のピン１１ａを地板１の孔１ｎに回転可能に嵌合させ、他方のピン１１ｂを二つの駆動リング７，８のカム溝７ｃ，８ｃに挿入している。尚、本実施例においては、絞り羽根を３枚備えているが、４枚以上備えるようにしても差し支えなく、そのようにした場合には、駆動リング７，８のカム溝も同じ数になることは言うまでもない。

最後に、地板１の羽根室外の面に取り付けられているステップモータの固定子の構成を説明するが、その構成は、例えば、特開２００２−１３１８０２号公報などに記載されていて周知であり、その構成自体は本発明に直接関係がないので、簡単に説明することにする。図３に示されているように、本実施例の固定子は、ヨーク１２，１３と、ボビン１４，１５と、それらのボビン１４，１５に巻回されたコイル１６，１７と、プリント配線板１８とで構成されている。明示されていないが、適宜な手段によって地板１に取り付けられているヨーク１２，１３は、それぞれ二つの脚部を有した略Ｕ字形をしていて、一方の脚部をボビン１４，１５の中空部に貫通させている。そして、それぞれの二つの脚部の先端を、上記の筒状の回転子収容部１ｕに形成された孔に挿入し、回転子５に設けられた永久磁石５ｃの円周面に対向させている。ボビン１４，１５には、コイル１６，１７の両端を取り付ける端子ピンがそれぞれ二つ設けられていて、それぞれ半田によって一つのプリント配線板１８に取り付けられている。

尚、ここで、本実施例においては、二つの駆動リング７，８を、何故一つの部材にしていないのかについて説明をしておく。歯車を製作したり、本実施例の駆動リング７，８のように部分的に歯部７ｇ，８ｇを有する部材を製作する場合は、ＪＧＭＡ（社団法人日本歯車工業会）規格や、ＪＩＳ規格，ＩＳＯ規格に則って製作するのが普通である。これらの規格には、歯形の形状寸法はもとより、歯車の直径や、精度についても定められている。そのため、それらの規格に準拠した部品は、通常から設計や製造に慣れているので、容易に製作することができる。しかしながら、逆に、それらの規格に準拠しない部品を製作するのは極めて大変で、コストが極端に大きくなる。例えば、比較的簡単な方法として、規格外の部品を製作する金型を、規格どおりの金型を修正して製作しようとする場合でも、複数の歯形を、一つ一つ全て同じ形状に修正加工することは並大抵のことではない。従って、本実施例では、全体のコストとしては有利になるので、あえて二つの部品にしている。

次に、本実施例の作動を、主に図１，図４を用いて説明する。図１は、３枚の絞り羽根９，１０，１１が開口部２ａを全開にしている状態、即ち最大絞り口径の制御状態を示したものである。この状態で、ステップモータの回転子５が時計方向へ回転すると、親子歯車６は反時計方向へ回転するが、子歯車６ｂの各歯は、図２から分かるように、直ちに第１駆動リング７の歯部７ｇに形成されている各歯を押し、第１駆動リング７を時計方向へ回転させることになる。

ところが、第１駆動リング７のカム溝７ａ，７ｂ，７ｃは、同じ形状をした第２駆動リング８のカム溝８ａ，８ｂ，８ｃと完全に重なっていて、そこに絞り羽根９，１０，１１のピン９ｂ，１０ｂ，１１ｂが挿入されているため、第１駆動リング７がそのようにして時計方向へ回転させられると、カム溝７ａ，７ｂ，７ｃがピン９ｂ，１０ｂ，１１ｂを押して絞り羽根９，１０，１１を反時計方向へ回転させると同時に、それらのピン９ｂ，１０ｂ，１１ｂがカム溝８ａ，８ｂ，８ｃを押して第２駆動リング８を時計方向へ回転させることになる。そのため、二つの駆動リング７，８は、共に時計方向へ回転させられてゆき、３枚の絞り羽根９，１０，１１は、開口部２ａ内に進入し、それらの協働によって形成される絞り口径を小さくしていく。そして、所定の絞り口径が得られたところで回転子５は停止するが、図４は、そのようにして、最小絞り口径が形成された状態を示したものである。

本実施例の絞り装置がスチルカメラに採用されている場合は、このようにして、所定の絞り口径が得られたところで撮影が行われ、その後、回転子５は反時計方向へ回転させられ、駆動リング７，８と絞り羽根９，１０，１１を図１の状態に復帰させることになる。また、ムービーカメラに採用されている場合は、回転子５は、最初は所定の絞り口径が得られたところで停止するが、その後は、撮影中の被写体光の変化に対応して、反時計方向へ回転させられたり時計方向へ回転させられたりして、常に適正な露光条件での撮影が行えるように絞り口径を変化させることになり、撮影が終了すると、反時計方向へ回転させられ、駆動リング７，８と絞り羽根９，１０，１１を図１の状態に復帰させることになる。

そして、いずれの場合でも、回転子５の回転によって子歯車６ｂが時計方向へ回転させられたときは、子歯車６ｂの各歯は、図２から分かるように、直ちに第２駆動リング８の歯部８ｇに形成されている各歯を押し、第２駆動リング８を反時計方向へ回転させることになる。そのため、カム溝８ａ，８ｂ，８ｃがピン９ｂ，１０ｂ，１１ｂを押して絞り羽根９，１０，１１を時計方向へ回転させ、絞り口径を大きくしていくが、それと同時に、ピン９ｂ，１０ｂ，１１ｂがカム溝７ａ，７ｂ，７ｃを押すので、第１駆動リング７も第２駆動リング８と共に反時計方向へ回転させられていく。このように、本実施例の場合には、如何なる位置で回転子５が停止しても、歯部７ｇ，８ｇの各歯と子歯車６ｂの各歯との間のバックラッシュが従来よりも小さくて、所期の適正に近いものになっているから、駆動部材７，８の停止位置が安定し、常に所定の絞り口径を得ることが可能になっている。そして、図１の状態への復帰は、二つの駆動リング７，８の当接部７ｈ，８ｈがストッパ部１ｊに当接することによって終了する。

被写体光路用の開口部を全開にしている最大口径の制御状態を示した実施例の平面図である。図１の一部拡大図である。各部材の重なり関係を分かり易くするように示した実施例の一部断面図である。最小口径の制御状態を示した実施例の平面図である。

符号の説明

１地板
１ａ，２ａ開口部
１ｂ，１ｋ，１ｍ，１ｎ孔
１ｃ環状凹部
１ｄ，１ｅ弧状凹部
１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉ突起
１ｊストッパ部
１ｐ，１ｑ，１ｒ押さえ部
１ｓ歯車収容部
１ｔ軸
１ｕ回転子収容部
２補助地板
３ねじ
４軸部材
５回転子
５ａ軸部
５ｂ歯車部
５ｃ永久磁石
６親子歯車
６ａ親歯車
６ｂ子歯車
７第１駆動リング
７ａ，７ｂ，７ｃ，８ａ，８ｂ，８ｃカム溝
７ｄ，７ｅ，７ｆ，８ｄ，８ｅ，８ｆ逃げ部
７ｇ，８ｇ歯部
７ｈ，８ｈ当接部
８第２駆動リング
９，１０，１１絞り羽根
９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂピン
１２，１３ヨーク
１４，１５ボビン
１６，１７コイル
１８プリント配線板

Claims

各々が光軸を中心にして形成された開口部を有していて両者の間に羽根室を構成しており一方は光軸を中心にした円周上に所定の角度間隔で複数の孔を形成している二つの地板と、前記羽根室内において光軸を中心にして回転可能に配置されており光軸を囲むようにして形成した複数のカム溝と外周部の所定の角度範囲にわたって形成した複数の歯を有している第１駆動リングと、前記羽根室内において第１駆動リングに重ねられ光軸を中心にして回転可能に配置されており光軸を囲むようにして前記カム溝と同じ形状に形成した複数のカム溝と外周部の所定の角度範囲にわたって前記複数の歯と同じ歯形に形成した複数の歯を有していて該複数の歯は該複数のカム溝を第１駆動リングの前記カム溝に完全に重ね合わせた状態で第１駆動リングの前記複数の歯とは僅かに位相がずれるように形成されている第２駆動リングと、各々が二つのピンを有していて前記羽根室内に配置されており一方のピンを前記孔に回転可能に嵌合させ他方のピンを完全に重ね合わせた前記カム溝の両方に挿入している複数枚の絞り羽根と、モータに連動して往復回転させられ一方に回転するときには第１駆動リングの前記複数の歯を押して回転させ他方に回転するときには第２駆動リングの前記複数の歯を押して回転させる歯車と、を備えていることを特徴とするカメラ用絞り装置。
前記第１駆動リングと第２駆動リングとは、少なくとも一方が合成樹脂材料で製作されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ用絞り装置。
前記合成樹脂材料が、ポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項２に記載のカメラ用絞り装置。