JP5042908B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

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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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