JP5042908B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

この発明は、レンズ鏡筒、詳しくはカム結合により連結される複数の枠部材が光軸方向に相対移動可能に構成されてなるレンズ鏡筒の耐衝撃構造に関するものである。

従来、写真撮影を行うカメラ等に用いられるレンズ鏡筒は、複数の光学要素（光学レンズ）をそれぞれ保持する複数の枠部材等からなり、これら複数の枠部材は、それぞれがカム結合やヘリコイド結合によって互いに連結された状態となっている。このような構成により、各枠部材は、それぞれが光軸方向に適宜相対移動し、ズーミング動作（変倍動作）等を実現している。

このようなレンズ鏡筒を有するカメラは、使用者が気軽に携帯して持ち歩き、所望のときに取り出して使用されるものである。したがって、カメラの使用中やもしくはカメラの運搬中等に、そのカメラを使用者が意図せずに他の構造物等に衝突させたり、ハンドリングの誤り等によって床面等に落下させてしまう等の可能性がある。このような場合には、レンズ鏡筒に対して意図しない衝撃力が直接加わることがある。その結果、移動枠部材を進退駆動するためのカム溝とカムフォロアとの間に上記衝撃力が作用して、両者によるカム結合が外れてしまったり、該カム溝やカムフォロアが破損してしまうとい可能性が考えられる。

従来のレンズ鏡筒を構成する枠部材は、樹脂部材を用いて形成されているのが普通である。そして、該レンズ鏡筒におけるカム溝は、このような樹脂製枠部材の表面上に一体に形成されている。一方、従来のレンズ鏡筒におけるカムフォロアの形態としては、該枠部材と一体に形成したもの（即ち樹脂製のカムフォロア）や、該枠部材に対して金属製のカムピンを植設した形態のもの等、各種の形態のものが実用化されている。

この場合において、上述したような衝撃力がレンズ鏡筒に加わった場合の作用は、該レンズ鏡筒におけるカム溝及びカムフォロアを形成する素材の種類によって差異があることがわかっている。

例えば、レンズ鏡筒の正面側から光軸に沿う方向、即ちカムフォロアの軸に対して略直交する方向の衝撃力が、該レンズ鏡筒に加わった場合の作用を考えてみる。

まず第１に、図６に示すように、金属製のカムフォロア１０３を備えた枠部材１０２と、カム溝１０１ａが一体に形成された樹脂製の枠部材１０１とがカム結合してなるレンズ鏡筒１００においては、樹脂製の枠部材１０１のカム溝１０１ａに対して金属製のカムフォロア１０３の方が強度が高い。

このとき、レンズ鏡筒１００の正面側から光軸に沿う方向（カムフォロア１０３の軸に略直交する方向）の衝撃力Ｆ１が加わったとすると、金属製のカムフォロア１０３を介してカム溝１０１ａに応力Ｓが集中し、該カム溝１０１ａが塑性変形したり破損する可能性がある。

この場合には、カムフォロア１０３側の枠部材１０２とカム溝１０１ａ側の枠部材１０１とは、主に光軸に直交する方向であって互いにＹ１，Ｙ２の方向に離間する。これにより、カムフォロア１０３がカム溝１０１ａから脱落し、よってカム結合が外れてしまうことがある。

また、上記のようなＹ１，Ｙ２方向への変形によりカム溝１０１ａとカムフォロア１０３によるカム結合の係り量が減少することにより、カムフォロア１０３が曲げられる方向の力量が増大し、即ちカムフォロア１０３の圧入部（軸部）に加わるモーメントが増大し、これによりカムフォロア１０３の圧入部が抜けてしまうこともある。

そこで、上述の第１の場合（図６）においては、カムフォロア１０３の数を増加させた構成とすることにより、衝撃力Ｆ１によるカムフォロア１０３へ負荷を分散させて、カムフォロア１０３への衝撃力の集中を抑止させる工夫が考えられる。

例えば、特開２００６−３０１３６２号公報によって開示されているレンズ鏡筒は、同一箇所に二本のカムピンを光軸方向に並べて配設するようにしている。

次に第２に、図７に示すように、樹脂製の枠部材１０２Ａと同じ樹脂製のカムフォロア１０３Ａを用いて枠部材１０１Ａ，１０２Ａがカム結合してなるレンズ鏡筒１００Ａにおいては、レンズ鏡筒１００Ａの正面側から光軸に沿う方向（カムフォロア１０３Ａの軸に略直交する方向）の衝撃力Ｆ２が加わったとすると、カム溝１０１Ａａを介してカムフォロア１０３Ａには、軸を曲げる方向の力量（衝撃力Ｆ２と同方向の力）が加わり、該カムフォロア１０３Ａが塑性変形したり破損する可能性がある。

この場合には、カムフォロア１０３Ａ側の枠部材１０２Ａとカム溝１０１Ａａ側の枠部材１０１Ａとは、主に光軸に沿う方向Ｘにおいて互いに変位する。これにより、カムフォロア１０３Ａがカム溝１０１Ａａから脱落し、よってカム結合が外れてしまうことがある。

上述の第２の場合において、カムフォロア１０３Ａに軸を曲げる方向（Ｆ）の力量が加わることを考慮すると、例えばカムフォロア１０３Ａが係合するカム溝１０１Ａａのフランク角の設定を変更することによって、カムフォロア１０３Ａの曲げ耐性を向上させる対策が考えられる。

ここで、フランク角とは、カム溝の断面の中心軸とフランクとのなす角度をいう。フランクとは、カム溝の山の頂と谷底とを連絡する面のことを言い、カム溝の斜面部分をいう。フランクはカム溝の断面では直線で表される。したがって、カムフォロア側の角度数値は、フランク角を二倍した角度数値相当する。

そこで、第３に、図８に示すように、樹脂製の枠部材１０１Ｂ，１０２Ｂがカム結合してなるレンズ鏡筒１００Ｂにおいて、上述の第２の場合に比べてカム溝１０１Ｂａのフランク角を大きくしたレンズ鏡筒１００Ｂを考えてみる。このようなレンズ鏡筒１００Ｂの場合には、カム溝１０１Ｂａに対してカムフォロア１０３Ａの強度が高い。

このとき、レンズ鏡筒１００Ｂの正面側から光軸に沿う方向（カムフォロア１０３Ｂの軸に略直交する方向）の衝撃力Ｆ３が加わったとすると、カム溝１０１Ｂａを介してカムフォロア１０３Ｂには軸を曲げる方向の力量（衝撃力Ｆ３と同方向の力）が加わり、該カムフォロア１０３Ｂはカム溝１０１Ｂａの斜面に沿って移動する。よって、カムフォロア１０３Ｂの破損は抑制されるが、フランク角が大きいため枠同士は、径方向に大きく変形し、カム結合が外れ易い。
特開２００６−３０１３６２号公報

ところが、上記特開２００６−３０１３６２号公報によって開示されている手段や、上述の第１の場合（図６）の対策等のように、カムフォロアを増加させた構成では、部品点数の増加によりレンズ鏡筒自体が大型化してしまうと共に、部品の加工工数や組み立て工数が増えて部品コストが増加することになるので、レンズ鏡筒全体の製造コストを増大させてしまうという問題点がある。

また、上述の第２の場合（図７）においては、カムフォロア１０３Ａの軸の曲げ方向への強度を改善させるために、カムフォロア１０３Ａを肉盛り等により強度を増したり、本数を増加させる工夫も考えられる。しかしながら、枠部材の素材としての樹脂部材自体の強度が低いことから改善効果はあまり期待できない。

一方、上述の第３の場合（図８）においては、カムフォロア１０３Ｂ側の枠部材１０２Ｂとカム溝１０１Ｂａ側の枠部材１０１Ｂとは、光軸に沿う方向Ｘにおいて互いに逆方向Ｘ１，Ｘ２の力量を受けると共に、光軸に直交する方向であって互いに離間する方向Ｙ１，Ｙ２の力量をも受けることになる。これにより、カムフォロア１０３Ｂはカム溝１０１Ｂａから脱落してカム結合が外れやすい傾向があるという問題点がある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、レンズ鏡筒の小型化を阻害することなく、また製造コストの増大を抑えつつ、耐衝撃性の向上に寄与することのできるレンズ鏡筒を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明によるレンズ鏡筒は、少なくとも２つの金属カムピンと少なくとも２つの樹脂カムピンとを有し、同一周面に上記金属カムピンと上記樹脂カムピンとが交互に円周方向に略等間隔に配置された円筒形状からなる樹脂部材である第１の枠部材と、互いに同一形状のカム軌跡を有し、上記金属カムピン及び上記樹脂カムピンのそれぞれに対応して係合するフランク角を有した複数のカム溝を有し、上記第１の枠部材に対して相対的に回転可能な円筒形状からなる樹脂部材である第２の枠部材と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、レンズ鏡筒の小型化を阻害することなく、また製造コストの増大を抑えつつ、耐衝撃性の向上に寄与し得るレンズ鏡筒を提供することができる。

以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。

図１は、本発明の一実施形態のレンズ鏡筒の一部の移動枠を取り出して示す概略斜視図である。図２は、図１の［ＩＩ］−［ＩＩ］線に沿う概略断面図である。図３は、図１の［ＩＩＩ］−［ＩＩＩ］線に沿う概略断面図である。

なお、本実施形態のレンズ鏡筒１は、写真撮影を行うカメラ等に用いられるものであって、複数の光学レンズをそれぞれ保持する複数の枠部材等からなり、これら複数の枠部材のそれぞれがカム結合等によって互いに連結されて構成されたものである。そして、各枠部材は、モータ等の駆動源（図示せず）による回転駆動力により回転し、カム結合により光軸方向に適宜相対移動することでズーミング動作（変倍動作）等が行われるように構成されるものである。その基本的な構成及び作用は、通常一般のレンズ鏡筒の構成及び作用と略同様のものである。

本発明は、このようなレンズ鏡筒において、カム結合する二つの移動枠に着目し、そのカム結合の構成に特徴を有するものである。

本実施形態のレンズ鏡筒１における二つの移動枠は、図１に示すように、本レンズ鏡筒１が適用されるカメラ（特に図示せず）に対して回動自在に設けられる第１枠部材１１と、この第１枠部材１１の内周側に嵌合される第２枠部材１２である。

このうち、第１枠部材１１は、円筒形状からなり（図１参照）、その内周面上には光軸Ｏに対して傾斜する方向に形成され、互いに同一形状のカム軌跡を有するカム溝１１ａ，１１ｂが周方向に略等間隔に複数設けられている（図３参照）。これらのカム溝１１ａ，１１ｂは、上記第１枠部材１１の内周面を所定の有底溝状に穿設した形態で形成したものである。つまり、カム溝１１ａ，１１ｂは、第１枠部材１１と一体に形成されているものである。

このように構成される上記第１枠部材１１は、上述したように当該レンズ鏡筒１に適用されるカメラ（図示せず）に対して光軸Ｏを回転中心として回動自在に配設される枠部材である。

また、第２枠部材１２は、同様に円筒形状からなり（図１参照）、その先端側の略中央部分には、レンズ２１（図１参照。図２、図３では図示を省略している）が保持されている。

この第２枠部材１２の外周面上には、外方へ突出するように形成される二種類のカムフォロア（１３，１４）が周面方向においてそれぞれが略等間隔に複数設けられている（図３参照）。これらのカムフォロア（１３，１４）は、第１枠部材１１の複数のカム溝１１ａ，１１ｂにそれぞれ係合している。これにより、第１枠部材１１が回転されると、第２枠部材１２は光軸Ｏに沿う方向に進退自在な構成となっている。

なお、第１枠部材１１，第２枠部材１２は、例えばポリカーボネート等の樹脂部材を用いて形成されている。

第２枠部材１２のカムフォロアのうち第１カムフォロア１３は、第２枠部材１２に対して別部材、例えば一般の鋼よりも快削性を向上させた鋼である快削鋼等の金属部材により形成される金属カムピンである。

つまり、第１カムフォロア１３は、第２枠部材１２の外周面側に植設されていて、その頭部が第２枠部材１２の外周面から外部に突出するように設けられている。そして、この第１カムフォロア１３は、第２枠部材１２の外周面上において周方向に略等間隔で複数設けられている。例えば、本実施形態においては、第１カムフォロア１３は、図３に示すように周方向に角度約１２０度の間隔を置いて三本設けて構成している。なお、金属カムピンである第１カムフォロア１３は、本実施形態の構成例に限ることはなく、少なくとも２つ配設すればよい。

また、第２枠部材１２のカムフォロアのうち第２カムフォロア１４は、第２枠部材１２と一体に形成される樹脂カムピンである。つまり、第２カムフォロア１４は、第２枠部材１２の外周面上において外方へ向けて突出するように形成される突状部である。そして、この第２カムフォロア１４は、第２枠部材１２の外周面上において周方向に略等間隔で複数設けられている。例えば、本実施形態においては、第２カムフォロア１４は、図３に示すように周方向に角度約１２０度の間隔を置いて三本設けて構成している。なお、樹脂カムピンである第２カムフォロア１４は、本実施形態の構成例に限ることはなく、少なくとも２つ配設すればよい。

また、この場合において、第１カムフォロア１３と第２カムフォロア１４とは、図３に示すように周方向において交互に円周方向に配置されるようになっている。例えば、本実施形態においては、複数の第１カムフォロア１３同士の間の位置であって周方向に略中間位置に第２カムフォロア１４を配置するようにしている。したがって、第１カムフォロア１３と第２カムフォロア１４とは、周方向に略等間隔で、例えば角度約６０度の間隔を置いて配置するようにしている。なお、各カムフォロアの配置間隔は、本実施形態においては、略等間隔の配置としているが、これに限ることはなく、他の構成部材との配置関係を考慮して適宜の配置で構成するのは、金属カムピンと樹脂カムピンとを交互に配置する構成を保持する限り可能である。

そして、上記第２枠部材１２の第１カムフォロア１３及び第２カムフォロア１４は、第１枠部材１１のカム溝１１ａ，１１ｂにそれぞれ嵌合することによって、両枠１１，１２をカム結合している。

このように構成された本実施形態のレンズ鏡筒１において、例えば、レンズ鏡筒１の正面側から光軸Ｏに沿う方向、即ち第１カムフォロア１３の軸に対して略直交する方向の衝撃力（図２の符号Ｆ４，Ｆ５参照）が、当該レンズ鏡筒１に加わった場合の作用を考えてみる。

図４は、本実施形態のレンズ鏡筒１において第１カムフォロア１３の近傍に光軸方向の衝撃力Ｆ４（図２参照）が加わった場合の作用を示す模式図である。

この場合においては、金属カムピンである第１カムフォロア１３と樹脂製のカム溝１１ａとの関係を考えると、上述の図６で示したケースと同様に、第１カムフォロア１３側の第２枠部材１２とカム溝１１ａ側の第１枠部材１１とは、主に光軸Ｏに直交する方向において互いに離間する方向Ｙ１，Ｙ２の変位を生じる。

ここで、衝撃力Ｆ４を受ける第１カムフォロア１３の両隣に配設される樹脂カムピンである第２カムフォロア１４と樹脂製のカム溝１１ｂとの係合部に着目すると、上述の図８で示したケースと同様に、第２カムフォロア１４側の第２枠部材１２とカム溝１１ｂ側の第１枠部材１１とは、光軸Ｏに直交する方向において互いに離間する方向Ｙ１，Ｙ２の変位を受けている。ここでは衝撃力Ｆ４の力量を直接受けている部分ではないため、この部分においては、第２カムフォロア１４と樹脂製のカム溝１１ｂとが脱落するほど離間することはない。

このように、衝撃力Ｆ４を受けた部位近傍の第１カムフォロア１３に隣接する二つの第２カムフォロア１４とカム溝１１ｂとの係合部において、第２枠部材１２と第１枠部材１１とが互いに離間する方向Ｙ１，Ｙ２の力量を受けるように構成されているので、衝撃力Ｆ４を受けた部位近傍の第１カムフォロア１３とカム溝１１ａとの離間距離は、従来構成のレンズ鏡筒、即ち隣接する部位にカムピンを配置しない構成に比べて少なくて済むようになる。したがって、衝撃力Ｆ４を受けて第２枠部材１２と第１枠部材１１とが離間する状態となったとしても、第１カムフォロア１３とカム溝１１ａとの係合も脱落することなく、カム結合を維持することができる。

このような作用は、例えば６本の金属カムピンを周方向に略等間隔に配置した場合と比べても、略同様の作用となる。したがって、本発明の構成、即ち金属カムピンと樹脂カムピンとを周方向に交互に配置する構成によれば、６本の金属カムピンを周方向に略等間隔に配置した場合と略同様の耐衝撃性を得ることができる。

一方、本実施形態のレンズ鏡筒１において第２カムフォロア１４の近傍に光軸方向の衝撃力Ｆ５（図２参照）が加わった場合の作用を考えてみる。

図５は、本実施形態のレンズ鏡筒１において第２カムフォロア１４の近傍に光軸方向の衝撃力Ｆ５（図２参照）が加わった場合の作用を示す模式図である。

この場合においては、樹脂カムピンである第２カムフォロア１４と樹脂製のカム溝１１ｂとの関係を考えると、図８で示したケースと同様に、第２カムフォロア１４側の第２枠部材１２とカム溝１１ｂ側の第１枠部材１１とは、光軸Ｏに直交する方向において互いに離間する方向Ｙ１，Ｙ２の変位量と、光軸Ｏに沿う方向において互いに逆方向Ｘ１，Ｘ２の変位量を受ける。

ここで、衝撃力Ｆ５を受ける第２カムフォロア１４の両隣に配設される金属カムピンである第１カムフォロア１３と樹脂製のカム溝１１ｂとの係合部に着目すると、上述の図６で示したケースと同様に、第１カムフォロア１３側の第２枠部材１２とカム溝１１ａ側の第１枠部材１１とは、光軸Ｏに直交する方向において互いに離間する方向Ｙ１，Ｙ２の変位量を受けるが、光軸Ｏに沿う方向への変位量が少ない。したがって、この部分において、第１カムフォロア１３と樹脂製のカム溝１１ａとが図８で示す形態で脱落することはない。

このように、衝撃力Ｆ５を受けた部位近傍の第２カムフォロア１４に隣接する二つの第１カムフォロア１３とカム溝１１ａとの係合部においては、第２枠部材１２と第１枠部材１１とが光軸Ｏ方向へと移動することを抑制された構成となっているので、衝撃力Ｆ５を受けた部位近傍の第２カムフォロア１４とカム溝１１ｂとの離間距離は、従来構成のレンズ鏡筒、即ち隣接する部位にカムピンを配置しない構成に比べて少なくて済むようになる。したがって、衝撃力Ｆ５を受けて第２枠部材１２と第１枠部材１１とが離間する状態となったとしても、第２カムフォロア１４とカム溝１１ｂとの係合も脱落することなく、カム結合を維持することができる。そのために、第２カムフォロア１４（樹脂カムピン）に係合するカム溝１１ｂのフランク角を大きくしてもカム結合を維持することができる。

以上説明したように上記第１の実施形態によれば、レンズ鏡筒１において、第１の枠部材１２の同一周面に第１カムフォロア１３（金属カムピン）と第２カムフォロア１４（樹脂カムピン）とを交互に円周方向に配置したことにより、互いの短所を長所とするように補うように作用して、同様の形態で金属カムピンを同数配置した場合に比べても略同等の強度を得ることができると共に、カムフォロアとカム溝とによるカム結合が外れたり破損等を抑えることができる。これによって、レンズ鏡筒自体の大型化を招くことなく、製造コストが増大するのを抑えながら耐衝撃性の向上に寄与することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態のレンズ鏡筒の一部の移動枠を取り出して示す概略斜視図。 図１の［ＩＩ］−［ＩＩ］線に沿う概略断面図。 図１の［ＩＩＩ］−［ＩＩＩ］線に沿う概略断面図。 本発明の一実施形態のレンズ鏡筒において第１カムフォロアの近傍に光軸方向の衝撃力が加わった場合の作用を示す模式図。 本発明の一実施形態のレンズ鏡筒において第２カムフォロアの近傍に光軸方向の衝撃力が加わった場合の作用を示す模式図。 従来のレンズ鏡筒において、金属製のカムフォロアと樹脂製の枠部材のカム溝とのカム結合部に所定方向の衝撃力が加わった場合の作用を示す模式図。 従来のレンズ鏡筒において、樹脂製の枠部材のカムフォロアと樹脂製の枠部材のカム溝とのカム結合部に所定方向の衝撃力が加わった場合の作用を示す模式図。 従来のレンズ鏡筒における樹脂製の枠部材同士のカム結合部においてカム溝のフランク角を図６の場合よりも大きくした構成のレンズ鏡筒に所定方向の衝撃力が加わった場合の作用を示す模式図。

符号の説明

１……レンズ鏡筒
１１……第１枠部材
１１ａ，１１ｂ……カム溝
１２……第２枠部材
１３……第１カムフォロア
１４……第２カムフォロア
２１……レンズ
１００，１００Ａ，１００Ｂ……レンズ鏡筒
１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ……枠部材
１０１ａ，１０１Ａａ，１０１Ｂａ……カム溝
１０２，１０２Ａ，１０２Ｂ……枠部材
１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ……カムフォロア

Claims (3)

1. レンズ鏡筒において、
   少なくとも２つの金属カムピンと少なくとも２つの樹脂カムピンとを有し、同一周面に上記金属カムピンと上記樹脂カムピンとが交互に円周方向に略等間隔に配置された円筒形状からなる樹脂部材である第１の枠部材と、
   互いに同一形状のカム軌跡を有し、上記金属カムピン及び上記樹脂カムピンのそれぞれに対応して係合するフランク角を有した複数のカム溝を有し、上記第１の枠部材に対して相対的に回転可能な円筒形状からなる樹脂部材である第２の枠部材と、
   を具備することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 上記樹脂カムピンは、上記第１の枠部材と一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 上記金属カムピンは、快削鋼材からなることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。

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