JP5069595B2 - Moving mechanism, optical device - Google Patents

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JP5069595B2 JP2008081160A JP2008081160A JP5069595B2 JP 5069595 B2 JP5069595 B2 JP 5069595B2 JP 2008081160 A JP2008081160 A JP 2008081160A JP 2008081160 A JP2008081160 A JP 2008081160A JP 5069595 B2 JP5069595 B2 JP 5069595B2
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Description

本発明は、移動機構とこれを有する光学装置に関するものである。   The present invention relates to a moving mechanism and an optical apparatus having the moving mechanism.

光学装置に用いられる移動機構として、例えば望遠鏡の合焦機構がある。一般の望遠鏡の合焦機構は、鏡筒の一部がピントリングになっているヘリコイド方式のものと、鏡筒の中心軸線に垂直な方向に延在する軸部材にピニオンと合焦ハンドルを設けたラックピニオン方式のものが多い。このうちラックピニオン方式は、天体望遠鏡のような大口径、長鏡筒の望遠鏡に用いるのに優れた方式である。   As a moving mechanism used in the optical apparatus, for example, there is a telescope focusing mechanism. The focusing mechanism of a general telescope is a helicoid type with a part of the lens barrel being a focus ring, and a pinion and focusing handle are provided on a shaft member extending in a direction perpendicular to the central axis of the lens barrel. Many rack and pinion types. Among these, the rack and pinion method is an excellent method for use in a telescope having a large aperture and a long barrel like an astronomical telescope.

従来、手動操作で生じる振動を防止するために電動化したラックピニオン方式の合焦機構では、ピニオンをモータ側のギアに噛合させる構造がほとんどであった(例えば、特許文献1を参照)。
特開2001−75016号公報
Conventionally, most rack-and-pinion focusing mechanisms that are motorized to prevent vibration caused by manual operation have a structure in which the pinion is engaged with a gear on the motor side (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-75016 A

従来構造の多くは、簡単に電動化ができる反面、手動でスムーズに操作するにはピニオンとモータ側ギアの結合を一時緩める必要があり、電動と手動を頻繁に切り替えることができない。これは、天体望遠鏡のように屋外で使用する機械の場合、バッテリー切れにより操作不能になることを示し、また、電動で粗動、微動を行うためにボリュームを回し、大電流を要求されるため、余計バッテリー切れを起こしやすいものであった。   Most of the conventional structures can be easily electrified, but for smooth manual operation, it is necessary to temporarily loosen the connection between the pinion and the motor side gear, and it is not possible to frequently switch between electric and manual. This means that in the case of a machine used outdoors such as an astronomical telescope, it becomes impossible to operate when the battery runs out, and the volume is turned to perform electric coarse movement and fine movement, and a large current is required. It was easy for the battery to run out.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電動と手動を自動的に切り替えることができる移動機構とこれを有する光学装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a moving mechanism capable of automatically switching between electric and manual operation and an optical apparatus having the moving mechanism.

上記課題を解決するために、本発明は、
ハウジングに回転可能に保持された軸部材と、
該軸部材に接触する応動部材と、
前記軸部材の周部に設けられ、該軸部材の径方向外方に延在し周方向に並ぶ複数のローラー軸と、
該ローラー軸に回転自在にそれぞれ保持された複数のローラーと、
前記ハウジングに回転可能に保持され、回転中心線が前記軸部材の回転中心線と一致し、前記ローラーに接触する第1動力伝達面部を有し、前記ハウジングの外部から手動操作可能な微動ハンドルと、
前記軸部材に設けられ、前記ハウジングの外部から手動操作可能な粗動ハンドルと、
前記軸部材に回転可能に保持され、前記ローラーに接触すると共に該ローラーを挟んで前記第1動力伝達面部と対向する第2動力伝達面部を有し、前記ハウジングに固定されたモータに1つ以上のギアを介して連結され、前記モータを駆動して電動操作することができる動力伝達ギアとを備え、
前記粗動ハンドルを手動操作した時、前記ローラーは、前記微動ハンドルと前記動力伝達ギアとのいずれか回転起動に要するトルクの小さい方を摩擦により前記軸部材の回転に連動して回転させ、
前記微動ハンドルを手動操作した時、前記第1動力伝達面部の回転力が、摩擦により前記ローラーの回転力として伝達し、前記第2動力伝達面部に対して前記ローラーが転動することで前記微動ハンドルの回転を前記軸部材に減速して伝達し、
前記動力伝達ギアを電動操作した時、前記第2動力伝達面部の回転力が、摩擦により前記ローラーの回転力として伝達し、前記第1動力伝達面部に対して前記ローラーが転動することで前記動力伝達ギアの回転を前記軸部材に減速して伝達し、
前記軸部材の回転により前記応動部材を移動させることを特徴とする移動機構を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
A shaft member rotatably held in the housing;
A responsive member in contact with the shaft member;
A plurality of roller shafts provided in a circumferential portion of the shaft member, extending radially outward of the shaft member and arranged in the circumferential direction;
A plurality of rollers each rotatably held on the roller shaft;
A fine movement handle that is rotatably held by the housing, has a first power transmission surface portion that has a rotation center line that coincides with the rotation center line of the shaft member and that contacts the roller, and is manually operable from the outside of the housing; ,
A coarse motion handle provided on the shaft member and manually operable from outside the housing;
One or more motors fixed to the housing having a second power transmission surface portion that is rotatably held by the shaft member, contacts the roller, and faces the first power transmission surface portion across the roller. And a power transmission gear that can be electrically operated by driving the motor.
When the coarse handle is manually operated, the roller rotates the smaller one of the fine handle and the power transmission gear, which requires less torque to rotate, in conjunction with the rotation of the shaft member by friction,
When the fine movement handle is manually operated, the rotational force of the first power transmission surface portion is transmitted as the rotational force of the roller by friction, and the roller rolls with respect to the second power transmission surface portion, thereby causing the fine movement. Decelerates and transmits the rotation of the handle to the shaft member;
When the power transmission gear is electrically operated, the rotational force of the second power transmission surface portion is transmitted as the rotational force of the roller by friction, and the roller rolls with respect to the first power transmission surface portion. Decelerates and transmits the rotation of the power transmission gear to the shaft member;
A moving mechanism is provided in which the responding member is moved by rotation of the shaft member.

また、本発明は、前記移動機構を有することを特徴とする光学装置を提供する。   In addition, the present invention provides an optical device having the moving mechanism.

本発明によれば、電動と手動を自動的に切り替えることができる移動機構とこれを有する光学装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a moving mechanism that can automatically switch between electric and manual, and an optical device having the moving mechanism.

以下、本願の第1及び第2実施形態に係る移動機構とこれを有する光学装置について図面を参照して説明する。第1及び第2実施形態に係る移動機構は望遠鏡のラックピニオン式合焦機構である。   Hereinafter, the moving mechanism and the optical device having the moving mechanism according to the first and second embodiments of the present application will be described with reference to the drawings. The moving mechanism according to the first and second embodiments is a rack and pinion focusing mechanism of a telescope.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る移動機構及びその周辺の縦断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a moving mechanism and its surroundings according to the first embodiment.

図2は、図1の移動機構のA−A拡大断面図である。   2 is an AA enlarged sectional view of the moving mechanism of FIG.

図1は望遠鏡1のラックピニオン式合焦機構3とその周辺の構造を示しており、左側に不図示の対物レンズがあり、それを保持した鏡筒5がある。この一部にドローチューブ7が内嵌しており、ドローチューブ7は鏡筒5に対して対物レンズ光軸に沿って前後に摺動可能となっている。ドローチューブ7の後端に接眼レンズ装着筒9の前端が内嵌して固定され、接眼レンズ装着筒9の後端に接眼レンズ11が装着されている。なお、本明細書中の説明における前後とは、図1における左右の方向であり、望遠鏡1における対物レンズ側と接眼レンズ側とにそれぞれ対応する。   FIG. 1 shows a rack-and-pinion focusing mechanism 3 of the telescope 1 and its surrounding structure. There is an objective lens (not shown) on the left side, and a lens barrel 5 holding it. A draw tube 7 is fitted into a part of the tube, and the draw tube 7 can slide back and forth along the optical axis of the objective lens with respect to the barrel 5. The front end of the eyepiece lens mounting tube 9 is fitted and fixed to the rear end of the draw tube 7, and the eyepiece lens 11 is mounted to the rear end of the eyepiece lens mounting tube 9. In addition, before and after in the description in the present specification are the left and right directions in FIG. 1, and correspond to the objective lens side and the eyepiece lens side of the telescope 1, respectively.

図1及び図2に示されるように、鏡筒5の下方部分は合焦機構主要部を収容するハウジング5aとなっている。ハウジング5aには図2において左右両側にアーム部5b、5cが形成され、両アーム部5b、5cに丸い棒状の軸部材13が回転可能に保持されている。軸部材13の中央には、歯すじが軸部材13の中心軸線に平行なピニオン15が設けられている。ドローチューブ7の下部には、対物レンズ光軸方向に延在し、歯を下方に向けたラック17が設けられ、ピニオン15とラック17が噛み合っている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the lower part of the lens barrel 5 is a housing 5 a that houses the main part of the focusing mechanism. In the housing 5a, arm portions 5b and 5c are formed on the left and right sides in FIG. 2, and a round bar-shaped shaft member 13 is rotatably held by both arm portions 5b and 5c. In the center of the shaft member 13, a pinion 15 whose tooth traces are parallel to the central axis of the shaft member 13 is provided. A rack 17 extending in the direction of the optical axis of the objective lens and having teeth facing downward is provided below the draw tube 7, and the pinion 15 and the rack 17 are engaged with each other.

このような構成により、軸部材13を回転させれば、ピニオン15の回転運動がラック17の直線運動に変換され、ドローチューブ7及びこれに固定された接眼レンズ装着筒9、接眼レンズ11を光軸方向前後に移動させることができる。このようにして対物レンズと接眼レンズ11との距離が変化することで合焦操作がなされる。なお、接眼レンズ11の代わりにカメラ等の別の機器を取り付けることも可能であり(例えば、特開2001−141990号公報を参照)、それによるピント移動もこの機構で合焦する。   With such a configuration, when the shaft member 13 is rotated, the rotational movement of the pinion 15 is converted into the linear movement of the rack 17, and the draw tube 7, the eyepiece mounting tube 9 and the eyepiece 11 fixed to the draw tube 7 are illuminated. It can be moved back and forth in the axial direction. Thus, the focusing operation is performed by changing the distance between the objective lens and the eyepiece lens 11. Note that another device such as a camera can be attached instead of the eyepiece lens 11 (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-141990), and focusing by this mechanism is also focused.

また、図2で示すように、ハウジング5aの左右両端は開口部5d、5eとなっており、軸部材13はアーム部5b、5cより外側の開口部5d、5e内側付近にまで延在している。軸部材13の左端には側面円形の粗動ハンドル19が設けられ、粗動ハンドル19が開口部5dを覆うように構成されている。軸部材13の右端は円板状の拡径部21となっており、その周部には径方向外方に延在し周方向に等間隔に並ぶ4つのローラー軸23(同一部材であるため符号は1つで表す)が設けられている。ここで、ローラー軸23は、内方端23aを拡径部21の周部に形成された4つの穴にそれぞれ嵌入することで拡径部21に固定されている。   As shown in FIG. 2, the left and right ends of the housing 5a have openings 5d and 5e, and the shaft member 13 extends to the inside of the openings 5d and 5e outside the arm portions 5b and 5c. Yes. A rough movement handle 19 having a circular side surface is provided at the left end of the shaft member 13, and the coarse movement handle 19 is configured to cover the opening 5d. The right end of the shaft member 13 is a disk-shaped enlarged diameter portion 21, and four roller shafts 23 (because they are the same member) that extend radially outward and line up at equal intervals in the circumferential direction. The code is represented by one). Here, the roller shaft 23 is fixed to the enlarged diameter portion 21 by fitting the inner end 23 a into four holes formed in the peripheral portion of the enlarged diameter portion 21.

ローラー軸23の中間部分に4つのローラー25(同一部材であるため符号は1つで表す)がそれぞれ外嵌してローラー軸23に対して回転自在に保持されている。ローラー25の回転中心線はローラー軸23の中心軸線と一致しており、軸部材13の回転中心線と直交している。ローラー25の両平側面は拡径部21の周面とローラー軸23の外方端23bとにそれぞれ接触しており、ローラー25が拡径部21の径方向外方にはずれないようになっている。ローラー25は、ゴム等の弾性体を金属筒の周部に固着したものであり、その周面が後述する第1動力伝達面部と第2動力伝達面部とに接触している。ここで、ローラー軸23及びローラー25の数は4つに限定されることはなく、2つ以上であればいくつでも良い。ガタを抑えるためには、3つ以上にすることが好ましい。   Four rollers 25 (the same member is represented by one symbol) are externally fitted to the middle portion of the roller shaft 23 and are held rotatably with respect to the roller shaft 23. The rotation center line of the roller 25 coincides with the center axis line of the roller shaft 23 and is orthogonal to the rotation center line of the shaft member 13. Both flat side surfaces of the roller 25 are in contact with the peripheral surface of the enlarged diameter portion 21 and the outer end 23 b of the roller shaft 23, so that the roller 25 does not come off radially outward of the enlarged diameter portion 21. Yes. The roller 25 is formed by fixing an elastic body such as rubber to the peripheral portion of the metal cylinder, and the peripheral surface thereof is in contact with a first power transmission surface portion and a second power transmission surface portion described later. Here, the number of the roller shafts 23 and the rollers 25 is not limited to four, and may be any number as long as it is two or more. In order to suppress backlash, it is preferable to use three or more.

ハウジング5aの開口部5eには、これを覆う側面円形の微動ハンドル27が回転可能に係合している。ここで、開口部5eの外周面には周方向に延びる溝5fが形成されており、微動ハンドル27の周部27aが開口部5e外周面に接触すると共に、周部27aに形成された凸部27bが溝5fに挿入されている。微動ハンドル27と開口部5eとの係合部分が以上のように構成されているため、微動ハンドル27に所定以上の回転力を加えることにより、開口部5eとの係合部分の接触面に働く摩擦力を受けながら微動ハンドル27を回転させることができる。微動ハンドル27の回転中心線は軸部材13の回転中心線に一致している。微動ハンドル27は、開口部5e内側に突出する円柱状部27cを有し、円柱状部27cの端面(ピニオン15側の面)がローラー25に接触する第1動力伝達面部27dとなっている。   A fine movement handle 27 having a circular side surface is rotatably engaged with the opening 5e of the housing 5a. Here, a groove 5f extending in the circumferential direction is formed on the outer peripheral surface of the opening 5e. The peripheral portion 27a of the fine movement handle 27 is in contact with the outer peripheral surface of the opening 5e, and the convex portion formed on the peripheral portion 27a. 27b is inserted into the groove 5f. Since the engagement portion between the fine movement handle 27 and the opening 5e is configured as described above, by applying a predetermined rotational force to the fine movement handle 27, it acts on the contact surface of the engagement portion with the opening 5e. The fine movement handle 27 can be rotated while receiving the frictional force. The rotation center line of the fine movement handle 27 coincides with the rotation center line of the shaft member 13. The fine movement handle 27 has a columnar portion 27 c that protrudes to the inside of the opening 5 e, and an end surface (surface on the pinion 15 side) of the columnar portion 27 c is a first power transmission surface portion 27 d that contacts the roller 25.

軸部材13には、拡径部21の左側に円板状の動力伝達ギア29が外嵌して回転可能に保持されている。動力伝達ギア29の右平端面は、ローラー25に接触すると共にローラー25を挟んで第1動力伝達面部27dと対向する第2動力伝達面部29aとなっている。なお、第1動力伝達面部27dと第2動力伝達面部29aとに接触しているのはローラー25のみであり、拡径部21の両平端面はローラー25の外周面より僅かにローラー25の径方向内方にあり、両動力伝達面部27d、29aとは接触していない。   A disk-shaped power transmission gear 29 is fitted on the shaft member 13 on the left side of the enlarged diameter portion 21 and is rotatably held. The right flat end surface of the power transmission gear 29 is a second power transmission surface portion 29a that contacts the roller 25 and faces the first power transmission surface portion 27d with the roller 25 interposed therebetween. Note that only the roller 25 is in contact with the first power transmission surface portion 27 d and the second power transmission surface portion 29 a, and both flat end surfaces of the enlarged diameter portion 21 are slightly smaller in diameter than the outer peripheral surface of the roller 25. It is located inward of the direction and is not in contact with both power transmission surface portions 27d and 29a.

軸部材13には、動力伝達ギア29の左側に波形バネ31とワッシャ33とが外嵌している。ワッシャ33は、軸部材13に形成した段部13aによりピニオン15側への移動が抑制されている。動力伝達ギア29は、ワッシャ33により加圧された波形バネ31によってピニオン15側から押圧され、ピニオン15側からローラー25を押圧している。さらにローラー25は第1動力伝達面部27dに加圧している。   A wave spring 31 and a washer 33 are fitted on the shaft member 13 on the left side of the power transmission gear 29. The washer 33 is restrained from moving toward the pinion 15 by a step portion 13 a formed on the shaft member 13. The power transmission gear 29 is pressed from the pinion 15 side by the wave spring 31 pressurized by the washer 33 and presses the roller 25 from the pinion 15 side. Furthermore, the roller 25 pressurizes the first power transmission surface portion 27d.

アーム部5cの下方部はさらに下方に延在して板状部5gとなっており、板状部5gに電動モータ35が螺子等により固定されている。モータ35の軸にはギア37が取り付けられており、このギア37が動力伝達ギア29と噛み合っている。なお、モータ側ギアは複数で構成されていてもよい。   The lower part of the arm part 5c extends further downward to form a plate-like part 5g, and the electric motor 35 is fixed to the plate-like part 5g with screws or the like. A gear 37 is attached to the shaft of the motor 35, and the gear 37 meshes with the power transmission gear 29. In addition, the motor side gear may be comprised with two or more.

微動ハンドル27はローラー25よりも径方向外方でハウジング5aの開口部5eに係合しており、動力伝達ギア29はローラー25よりも径方向外方でギア37に噛合している。微動ハンドル27と開口部5eとの係合部分は、動力伝達ギア29とギア37との噛合部分よりさらに径方向外方にある。また、ギア37は動力伝達ギア29よりも小径の歯車である。粗動ハンドル19、微動ハンドル27はハウジング5aの外部からピニオン15を手動で回転操作可能であり、動力伝達ギア29はモータ35を駆動してギア37を回転させることによりローラー25を回転させ、ローラー25の回転力が第1動力伝達面部27dと拡径部21に働き、第1動力伝達面部27dの反作用により拡径部21が回転する。これにより、電動操作することができる。   The fine movement handle 27 is engaged with the opening 5 e of the housing 5 a radially outward from the roller 25, and the power transmission gear 29 is engaged with the gear 37 radially outward from the roller 25. The engagement portion between fine movement handle 27 and opening 5 e is further radially outward than the meshing portion between power transmission gear 29 and gear 37. The gear 37 is a gear having a smaller diameter than the power transmission gear 29. The coarse movement handle 19 and the fine movement handle 27 can manually rotate the pinion 15 from the outside of the housing 5a. The power transmission gear 29 rotates the roller 25 by driving the motor 35 and rotating the gear 37. The rotational force of 25 acts on the first power transmission surface portion 27d and the enlarged diameter portion 21, and the enlarged diameter portion 21 rotates due to the reaction of the first power transmission surface portion 27d. Thereby, electric operation can be performed.

このような構成により、ローラー25と第1動力伝達面部27d(微動ハンドル27)との間、ローラー25と第2動力伝達面部29a(動力伝達ギア29)との間には、摩擦力を利用してローラー25を転動させることで回転を伝達する経路が構成される。   With such a configuration, friction force is used between the roller 25 and the first power transmission surface portion 27d (fine movement handle 27) and between the roller 25 and the second power transmission surface portion 29a (power transmission gear 29). Then, a path for transmitting rotation is configured by rolling the roller 25.

以下にこの経路部分の動作について説明する。   The operation of this route portion will be described below.

粗動ハンドル19を回転させた時、ピニオン15付きの軸部材13が直接回転し、上述のようにラック17やドローチューブ7等が光軸方向前後に移動する。この移動速度を、後述する微動時、電動時の移動速度と比較して比率1とする。粗動時、拡径部21に固定されているローラー軸23に保持されているローラー25は、微動ハンドル27と動力伝達ギア29とのいずれか回転起動に要するトルクの小さい方を、動力伝達面部27d又は29aとの摩擦により軸部材13の回転に連動して回転させる。回転起動に要するトルクの大きい方は回転せず、その動力伝達面部は固定面となる。   When the coarse motion handle 19 is rotated, the shaft member 13 with the pinion 15 is directly rotated, and the rack 17 and the draw tube 7 are moved back and forth in the optical axis direction as described above. This moving speed is set to a ratio of 1 compared with the moving speed at the time of fine movement and electric drive described later. At the time of coarse movement, the roller 25 held by the roller shaft 23 fixed to the enlarged diameter portion 21 has either a fine movement handle 27 or a power transmission gear 29 with a smaller torque required for rotational activation, and a power transmission surface portion. The shaft member 13 is rotated in conjunction with the rotation of the shaft member 13 by friction with 27d or 29a. The larger torque required for rotation start does not rotate, and the power transmission surface portion is a fixed surface.

また、粗動ハンドル19に所定量を超える回転力が加わると、ローラー25と接触面との間に滑りが生じ、ギア37やモータ35等にそれらを破壊するような力は加わらない。即ち、ローラー25と第1動力伝達面部27dは接触部分に働く回転力が所定量を超えると互いにスリップし、ローラー25と第2動力伝達面部29aは接触部分に働く回転力が所定量を超えると互いにスリップするように構成されている。   Further, when a rotational force exceeding a predetermined amount is applied to the coarse movement handle 19, slip occurs between the roller 25 and the contact surface, and no force is applied to the gear 37, the motor 35, or the like to destroy them. That is, the roller 25 and the first power transmission surface portion 27d slip each other when the rotational force acting on the contact portion exceeds a predetermined amount, and the roller 25 and the second power transmission surface portion 29a have a rotational force acting on the contact portion exceeding the predetermined amount. It is comprised so that it may slip mutually.

微動ハンドル27を回転させた時、第1動力伝達面部27dは、摩擦によりローラー25を回転させる。一方、第2動力伝達面部29aはモータ35と連動しており、モータ35の回転規制力を受け、固定面となっている。そこで、ローラー25が回転するとローラー25と第2動力伝達面部29aとの反力により第2動力伝達面部29aに対して転動し、ローラー25を保持した軸部材13が回転する。なお、この構成では、微動ハンドル27の回転を軸部材13に減速して伝達する。動力伝達ギア29は、ローラー25から受ける回転力に対してギア37との噛合部分に働く反力によって回転が規制され、固定面となる。ここで、上述のように動力伝達ギア29とギア37との噛合部分はローラー25よりも径方向外方にあり、またギア37は動力伝達ギア29よりも小径の歯車であるため、反力による回転規制は容易となる。   When the fine movement handle 27 is rotated, the first power transmission surface portion 27d rotates the roller 25 by friction. On the other hand, the second power transmission surface portion 29a is interlocked with the motor 35, receives a rotation restricting force of the motor 35, and serves as a fixed surface. Therefore, when the roller 25 rotates, the roller 25 and the second power transmission surface portion 29a roll with respect to the second power transmission surface portion 29a, and the shaft member 13 holding the roller 25 rotates. In this configuration, the rotation of the fine movement handle 27 is decelerated and transmitted to the shaft member 13. The rotation of the power transmission gear 29 is restricted by the reaction force acting on the meshing portion with the gear 37 with respect to the rotational force received from the roller 25 and becomes a fixed surface. Here, as described above, the meshing portion of the power transmission gear 29 and the gear 37 is radially outward from the roller 25, and the gear 37 is a gear having a smaller diameter than the power transmission gear 29. Rotation regulation is easy.

なお、本実施形態による構成では、上記粗動時の粗動ハンドル19と同速度で微動ハンドル27を回転させた場合、ローラー軸23及びそれらが固定された軸部材13は、微動ハンドル27の1/2の速度で回転することになる。結果として、ドローチューブ7等の移動は、粗動に対して移動速度1/2の微動になる。   In the configuration according to the present embodiment, when the fine movement handle 27 is rotated at the same speed as the coarse movement handle 19 at the time of the coarse movement, the roller shaft 23 and the shaft member 13 to which they are fixed are one of the fine movement handles 27. It will rotate at a speed of / 2. As a result, the movement of the draw tube 7 or the like becomes a fine movement with a movement speed ½ with respect to the coarse movement.

動力伝達ギア29を電動で回転させた時、第2動力伝達面部29aは、摩擦によりローラー25を回転させる。一方、第1動力伝達面部27dは、微動ハンドル27の凸部27bと溝5fとの間に生ずる摩擦又は係止力により、固定面となる。そこで、ローラー25が回転するとローラー25と第1動力伝達面部27dとの反力により第1動力伝達面部27dに対して転動し、ローラー25を保持した軸部材13が回転する。なお、この構成では、動力伝達ギア29の回転を軸部材13に減速して伝達する。微動ハンドル27は、ローラー25から受ける回転力に対して開口部5eとの係合部分に働く反力によって回転が規制され、固定面となる。ここで、上述のように微動ハンドル27と開口部5eとの係合部分は、ローラー25よりも径方向外方にあり、また動力伝達ギア29とギア37との噛合部分よりもさらに径方向外方にあるため、反力による回転規制は容易となる。   When the power transmission gear 29 is rotated electrically, the second power transmission surface portion 29a rotates the roller 25 by friction. On the other hand, the first power transmission surface portion 27d becomes a fixed surface due to friction or locking force generated between the convex portion 27b of the fine movement handle 27 and the groove 5f. Therefore, when the roller 25 rotates, the roller 25 and the first power transmission surface portion 27d roll with respect to the first power transmission surface portion 27d, and the shaft member 13 holding the roller 25 rotates. In this configuration, the rotation of the power transmission gear 29 is decelerated and transmitted to the shaft member 13. The fine movement handle 27 is restricted in rotation by a reaction force acting on the engaging portion with the opening 5e with respect to the rotational force received from the roller 25, and becomes a fixed surface. Here, as described above, the engagement portion between the fine movement handle 27 and the opening 5 e is located radially outward from the roller 25, and is further radially outward than the meshing portion between the power transmission gear 29 and the gear 37. Therefore, it is easy to regulate the rotation by the reaction force.

なお、本実施形態による構成では、上記粗動時の粗動ハンドル19と同速度でギア37を電動回転させた場合、所定の減速比、例えば1/4で動力伝達ギア29が回転すると、ローラー軸23及びそれらが固定された軸部材13は、動力伝達ギア29の1/2の速度で回転することになる。つまり軸部材13はモータ軸の1/8の減速比で回転し、結果、ドローチューブ7等の移動は、粗動に対して移動速度1/8となる。   In the configuration according to the present embodiment, when the gear 37 is electrically rotated at the same speed as the coarse movement handle 19 at the time of the coarse movement, when the power transmission gear 29 rotates at a predetermined reduction ratio, for example, 1/4, the roller The shaft 23 and the shaft member 13 to which they are fixed rotate at a speed half that of the power transmission gear 29. That is, the shaft member 13 rotates at a reduction ratio of 1/8 of the motor shaft. As a result, the movement of the draw tube 7 or the like becomes a movement speed 1/8 with respect to the coarse movement.

なお、微動、電動のいずれの場合も、粗動時と同様に、所定量を超える回転力に対してはローラー25と接触面とがスリップする構成によって故障を防ぐことができる。粗動ハンドル19等に急激な力が加わっても故障を防止できるこの構成により、例えば、動力伝達ギア29の電動操作中に粗動ハンドル19の手動操作が可能となる。また動力伝達ギア29の電動操作中に微動ハンドル27の手動操作が可能となる。つまり、電動駆動中に手動操作してもスリップしない回転力の範囲では任意に軸部材13の回転量を調整することが可能であり、それ以上では軸部材13がスリップを伴いながら動く。なお、ローラー25と第1及び第2動力伝達面部27d、29aとの摩擦力はワッシャ33の厚みを変えることで調整できるので、必要な摩擦力を発生させることができる。   In both cases of fine movement and electric movement, failure can be prevented by a configuration in which the roller 25 and the contact surface slip with respect to a rotational force exceeding a predetermined amount, as in the case of coarse movement. With this configuration in which failure can be prevented even if a sudden force is applied to the coarse handle 19 or the like, for example, the coarse handle 19 can be manually operated during the electric operation of the power transmission gear 29. Further, the manual operation of the fine movement handle 27 can be performed during the electric operation of the power transmission gear 29. That is, it is possible to arbitrarily adjust the rotation amount of the shaft member 13 within the range of the rotational force that does not slip even if it is manually operated during electric drive, and the shaft member 13 moves while slipping above that. In addition, since the frictional force between the roller 25 and the first and second power transmission surface portions 27d and 29a can be adjusted by changing the thickness of the washer 33, the necessary frictional force can be generated.

以上のように、第1実施形態によれば、何ら特別な切り替え操作を行うことなく、電動と手動を自動的に切り替えることができるラックピニオン式合焦機構3とこれを有する望遠鏡1を提供することができる。また、電動と手動を同時に行うこともできる。また、粗動と微動の機構を備え、さらに十分な操作性、望遠鏡のサイズを維持したまま電動機構を組み込むことができる。   As described above, according to the first embodiment, a rack and pinion type focusing mechanism 3 that can automatically switch between electric and manual without any special switching operation and a telescope 1 having the same are provided. be able to. Moreover, electric drive and manual operation can be performed simultaneously. In addition, a mechanism for coarse and fine movements is provided, and an electric mechanism can be incorporated while maintaining sufficient operability and the size of the telescope.

(第2実施形態)
図3は、第2実施形態に係る移動機構の拡大横断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a moving mechanism according to the second embodiment.

第2実施形態は、軸部材13に第2の粗動ハンドル39が設けられている点以外は第1実施形態と略同じ構成である。したがって重複する説明は省き、図面の符号も一部省略し、第1実施形態と同じ部分は同一符号で示す。   The second embodiment has substantially the same configuration as the first embodiment except that the shaft member 13 is provided with a second coarse movement handle 39. Therefore, the overlapping description is omitted, some of the reference numerals in the drawings are omitted, and the same parts as those in the first embodiment are indicated by the same reference numerals.

微動ハンドル41には中央に貫通孔43が形成されている。軸部材13の右端は拡径部21よりさらに先へ延びており(拡径部から左側の構成は第1実施形態と同一であるため同一符号で表す)、貫通孔43内を延在して先端に第2の粗動ハンドル39が固定されている。この構成により、粗動操作は微動ハンドル41側でも可能となる。第2実施形態においても、電動と手動の自動切り替えが可能な動力伝達機構をコンパクトに内蔵していることは第1実施形態と同様であり、第1実施形態と同じ効果を得ることができる。   A through hole 43 is formed at the center of the fine movement handle 41. The right end of the shaft member 13 extends further beyond the enlarged diameter portion 21 (the configuration on the left side from the enlarged diameter portion is the same as that of the first embodiment, and is therefore denoted by the same symbol), and extends through the through hole 43. A second coarse movement handle 39 is fixed to the tip. With this configuration, the coarse movement operation can be performed also on the fine movement handle 41 side. Also in the second embodiment, it is the same as in the first embodiment that a power transmission mechanism capable of automatic switching between electric and manual is built in a compact manner, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

なお、第1及び第2実施形態に係る移動機構は望遠鏡のラックピニオン式合焦機構であるが、本発明の移動機構はこれに限られるものではない。例えば、本発明の移動機構は天体望遠鏡、顕微鏡、カメラ、測量器等、様々な光学装置に利用できるものである。また移動機構はレンズ等を移動させるものであっても、他の部材を移動させるものであってもよい。例えば顕微鏡の移動機構は、被載置部材を載置するステージの移動に用いることができる。   Although the moving mechanism according to the first and second embodiments is a rack and pinion focusing mechanism of a telescope, the moving mechanism of the present invention is not limited to this. For example, the moving mechanism of the present invention can be used for various optical devices such as an astronomical telescope, a microscope, a camera, and a surveying instrument. The moving mechanism may move a lens or the like, or may move other members. For example, the movement mechanism of the microscope can be used for moving a stage on which the placement member is placed.

また、軸部材と応動部材との接触部分の構成はラックピニオンに限られず、例えば摩擦ローラーで構成することもできる。   Moreover, the structure of the contact part of a shaft member and a response member is not restricted to a rack and pinion, For example, it can also comprise with a friction roller.

なお、本発明を分かり易く説明するために実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものでないことは言うまでもない。   In addition, in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, the configuration requirements of the embodiment have been described, but it goes without saying that the present invention is not limited to this.

第1実施形態に係る移動機構及びその周辺の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the moving mechanism which concerns on 1st Embodiment, and its periphery. 図1の移動機構のA−A拡大断面図である。It is an AA expanded sectional view of the moving mechanism of FIG. 第2実施形態に係る移動機構の拡大横断面図である。It is an expansion cross-sectional view of the moving mechanism which concerns on 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 望遠鏡
3 ラックピニオン式合焦機構
5a ハウジング
7 ドローチューブ
13 軸部材
15 ピニオン
17 ラック
19 粗動ハンドル
21 拡径部
23 ローラー軸
25 ローラー
27 微動ハンドル
27d 第1動力伝達面部
29 動力伝達ギア
29a 第2動力伝達面部
35 モータ
37 ギア
39 第2の粗動ハンドル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Telescope 3 Rack pinion type focusing mechanism 5a Housing 7 Draw tube 13 Shaft member 15 Pinion 17 Rack 19 Coarse movement handle 21 Diameter expansion part 23 Roller shaft 25 Roller 27 Fine movement handle 27d 1st power transmission surface part 29 Power transmission gear 29a 2nd Power transmission surface portion 35 Motor 37 Gear 39 Second coarse movement handle

Claims (11)

ハウジングに回転可能に保持された軸部材と、
該軸部材に接触する応動部材と、
前記軸部材の周部に設けられ、該軸部材の径方向外方に延在し周方向に並ぶ複数のローラー軸と、
該ローラー軸に回転自在にそれぞれ保持された複数のローラーと、
前記ハウジングに回転可能に保持され、回転中心線が前記軸部材の回転中心線と一致し、前記ローラーに接触する第1動力伝達面部を有し、前記ハウジングの外部から手動操作可能な微動ハンドルと、
前記軸部材に設けられ、前記ハウジングの外部から手動操作可能な粗動ハンドルと、
前記軸部材に回転可能に保持され、前記ローラーに接触すると共に該ローラーを挟んで前記第1動力伝達面部と対向する第2動力伝達面部を有し、前記ハウジングに固定されたモータに1つ以上のギアを介して連結され、前記モータを駆動して電動操作することができる動力伝達ギアとを備え、
前記粗動ハンドルを手動操作した時、前記ローラーは、前記微動ハンドルと前記動力伝達ギアとのいずれか回転起動に要するトルクの小さい方を摩擦により前記軸部材の回転に連動して回転させ、
前記微動ハンドルを手動操作した時、前記第1動力伝達面部の回転力が、摩擦により前記ローラーの回転力として伝達し、前記第2動力伝達面部に対して前記ローラーが転動することで前記微動ハンドルの回転を前記軸部材に減速して伝達し、
前記動力伝達ギアを電動操作した時、前記第2動力伝達面部の回転力が、摩擦により前記ローラーの回転力として伝達し、前記第1動力伝達面部に対して前記ローラーが転動することで前記動力伝達ギアの回転を前記軸部材に減速して伝達し、
前記軸部材の回転により前記応動部材を移動させることを特徴とする移動機構。
A shaft member rotatably held in the housing;
A responsive member in contact with the shaft member;
A plurality of roller shafts provided in a circumferential portion of the shaft member, extending radially outward of the shaft member and arranged in the circumferential direction;
A plurality of rollers each rotatably held on the roller shaft;
A fine movement handle that is rotatably held by the housing, has a first power transmission surface portion that has a rotation center line that coincides with the rotation center line of the shaft member and that contacts the roller, and is manually operable from the outside of the housing; ,
A coarse motion handle provided on the shaft member and manually operable from outside the housing;
One or more motors fixed to the housing having a second power transmission surface portion that is rotatably held by the shaft member, contacts the roller, and faces the first power transmission surface portion across the roller. And a power transmission gear that can be electrically operated by driving the motor.
When the coarse handle is manually operated, the roller rotates the smaller one of the fine handle and the power transmission gear, which requires less torque to rotate, in conjunction with the rotation of the shaft member by friction,
When the fine movement handle is manually operated, the rotational force of the first power transmission surface portion is transmitted as the rotational force of the roller by friction, and the roller rolls with respect to the second power transmission surface portion, thereby causing the fine movement. Decelerates and transmits the rotation of the handle to the shaft member;
When the power transmission gear is electrically operated, the rotational force of the second power transmission surface portion is transmitted as the rotational force of the roller by friction, and the roller rolls with respect to the first power transmission surface portion. Decelerates and transmits the rotation of the power transmission gear to the shaft member;
A moving mechanism characterized in that the responding member is moved by rotation of the shaft member.
前記微動ハンドルは前記ローラーよりも径方向外方で前記ハウジングに係合し、
前記動力伝達ギアは前記ローラーよりも径方向外方で前記ギアに噛合しており、
前記微動ハンドルを手動操作した時、前記動力伝達ギアは、前記ローラーから受ける回転力に対して前記ギアとの噛合部分に働く反力によって回転が規制され、
前記動力伝達ギアを電動操作した時、前記微動ハンドルは、前記ローラーから受ける回転力に対して前記ハウジングとの係合部分に働く反力によって回転が規制されていることを特徴とする請求項1に記載の移動機構。
The fine handle engages the housing radially outward from the roller;
The power transmission gear meshes with the gear radially outward from the roller;
When the fine movement handle is manually operated, the rotation of the power transmission gear is restricted by the reaction force acting on the meshing portion with the gear against the rotational force received from the roller,
The rotation of the fine movement handle is restricted by a reaction force acting on an engagement portion with the housing with respect to a rotational force received from the roller when the power transmission gear is electrically operated. The moving mechanism described in 1.
前記ローラーと前記第1動力伝達面部は接触部分に働く回転力が所定量を超えると互いにスリップし、
前記ローラーと前記第2動力伝達面部は接触部分に働く回転力が所定量を超えると互いにスリップすることを特徴とする請求項1または2に記載の移動機構。
The roller and the first power transmission surface portion slip each other when the rotational force acting on the contact portion exceeds a predetermined amount,
The moving mechanism according to claim 1 or 2 , wherein the roller and the second power transmission surface portion slip each other when a rotational force acting on the contact portion exceeds a predetermined amount.
前記動力伝達ギアの電動操作中に前記微動ハンドルの手動操作が可能であることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の移動機構。 Movement mechanism according to any one of claims 1 to 3, characterized in that during motor operation of the power transmission gear the possible manual operation of the fine motion handle. 前記動力伝達ギアの電動操作中に前記粗動ハンドルの手動操作が可能であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の移動機構。 The moving mechanism according to any one of claims 1 to 4 , wherein the coarse operation handle can be manually operated during an electric operation of the power transmission gear. 前記ローラー軸は3本以上であることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の移動機構。 Movement mechanism according to claim 1, any one of 5, wherein said roller shaft is 3 or more. 前記軸部材には第2の粗動ハンドルが設けられていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の移動機構。 Movement mechanism according to any one of claims 1 6, characterized in that said the shaft member has a second coarse handle is provided. 前記軸部材の回転により該回転の中心線と略直交する方向に前記応動部材を並進移動させることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の移動機構。 The moving mechanism according to any one of claims 1 to 7 , wherein the responding member is translated in a direction substantially orthogonal to a center line of the rotation by rotation of the shaft member. 前記軸部材には前記応動部材に設けられたラックに噛合するピニオンが設けられていることを特徴とする請求項に記載の移動機構。 The moving mechanism according to claim 8 , wherein the shaft member is provided with a pinion that meshes with a rack provided in the responding member. 前記移動機構は光学装置における合焦機構であることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の移動機構。 The moving mechanism moving mechanism according to any one of claims 1 9, characterized in that a focusing mechanism in the optical device. 請求項1から10のいずれか1項に記載の移動機構を有することを特徴とする光学装置。 Optical apparatus characterized by having a moving mechanism according to any one of claims 1 10.
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