JP5326530B2 - ねじ部品及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、互いに螺合する一対のねじ部材を備えるねじ部品に関し、また、レンズを内部に保持するレンズホルダと、レンズホルダを保持すべく、レンズホルダと螺合する鏡筒部品とを備える撮像装置に関する。

従来、互いに螺合する一対のねじ部材を備えるねじ部品として、レンズを内部に保持するレンズホルダと、レンズホルダを保持すべく、レンズホルダと螺合する鏡筒部品とを備える撮像装置が知られている。そして、かかる撮像装置においては、質の高い画像を撮影するために、鏡筒部品の下方で且つ内方に取り付けられている撮像素子に対してレンズを正確な距離に位置させる必要がある。

そこで、レンズホルダにおけるねじ山のフランクに突起部を備える撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１）。かかる撮像装置においては、レンズホルダのねじ山における一方のフランクに設けられる突起部が、鏡筒部品のねじ山における一方のフランクと当接することにより、レンズホルダが鏡筒部品に対して位置ずれするのを防止している。
特開昭６０−８４５１４号公報

しかしながら、上記撮像装置において、例えばレンズホルダや鏡筒部品の製作時の部品精度ばらつきにより、レンズホルダのねじ山における他方のフランクが、鏡筒部品のねじ山における他方のフランクと当接していない場合には、レンズホルダが鏡筒部品に対して位置ずれすることがある。さらに、レンズホルダが熱膨張すること等を考慮した上で、このような位置ずれを防止するためには、レンズホルダや鏡筒部品に対して、高い製作精度が必要となる。

よって、本発明は、かかる事情に鑑み、互いに螺合する一対のねじ部材が位置ずれするのを確実に防止することができるねじ部品を提供することを課題とする。

また、本発明は、レンズホルダが鏡筒部品に対して位置ずれするのを確実に防止できる撮像装置を提供することを課題とする。

本発明に係るねじ部品は、互いに螺合する一対のねじ部材を備え、一方のねじ部材がねじ山のフランクに突起部を備えるねじ部品において、前記一方のねじ部材は、他方のねじ部材と螺合した際に、前記ねじ山が前記他方のねじ部材におけるねじ山の両フランクにそれぞれ当接すべく、前記一方のねじ部材のねじ山の両フランクにそれぞれ突起部を備えるねじ部品であって、前記突起部は、前記一方のねじ山の両フランクにおいて複数設けられ、その一方のフランクに設けられる各突起部と、その他方のフランクに設けられる各突起部とは、ねじ山に沿って、互いに離間して、一方のフランクと他方のフランクとに交互に設けられることを特徴とする。

かかる構成によれば、一方のフランクに設けられる各突起部と、その他方のフランクに設けられる各突起部とが、ねじ山に沿って、互いに離間して配置されることによって、螺合する相手方のねじ山から圧迫されたときに、一方のフランクに設けられた突起部が位置するねじ山の部位と他方のフランクに設けられた突起部が位置するねじ山の部位とが、互いに逆方向へのたわみを生じる（つまり、ねじの螺旋を平面に展開してみると波打っているような変形が発生する）。それによって、螺合する一対のねじ部材は、各々に所定範囲内の寸法誤差があったとしても常に中立位置でバランスをもって支持しあい、互いにガタが発生することがない。さらに、ねじ同士が干渉して螺合トルクが過大することがない。

また、本発明に係るねじ部品においては、前記突起部は、ねじ山のピッチ毎において、前記一方のねじ部材のねじ山の両フランクにそれぞれ設けられてもよい。

かかる構成によれば、突起部がねじ山のピッチ毎において両フランクにそれぞれ設けられるため、製作上の寸法公差に対しても容易に対応することができ、その結果、一対のねじ部材の位置ずれや、回転トルクの調整を容易にすることができる。

また、本発明に係るねじ部品においては、前記突起部は、ねじ山に沿って、一方のフランクと他方のフランクとに交互に設けられてもよい。

かかる構成によれば、突起部がねじ山に沿って一方のフランクと他方のフランクとに交互に設けられるため、一対のねじ部材の軸心ずれを抑制することができる。

また、本発明に係るねじ部品においては、前記突起部は、周方向において略等間隔に配置されてもよい。

かかる構成によれば、突起部が周方向において略等間隔に配置されるため、一対のねじ部材の軸心ずれをさらに効果的に抑制することができる。

また、本発明に係るねじ部品においては、前記一方のねじ部材は、ねじ山が断続的に形成されてもよい。

かかる構成によれば、一方のねじ部材において、ねじ山が断続的に形成されているため、例えば、各突起部を形成する加工を容易にしたり、製作する上で使用する材料を少なくしたりすることができる。

また、本発明に係る撮像装置は、レンズを内部に保持するレンズホルダと、レンズホルダを保持すべく、レンズホルダと螺合する鏡筒部品とを備え、レンズホルダ及び鏡筒部品は、上記のねじ部品であることを特徴とする。

本発明によれば、レンズホルダ又は鏡筒部品がねじ山の両フランクにそれぞれ突起部を備えるため、レンズホルダと鏡筒部品とが螺合した際に、レンズホルダ（鏡筒部品）のねじ山が鏡筒部品（レンズホルダ）のねじ山の両フランクにそれぞれ当接する。

以上の如く、本発明に係るねじ部品によれば、一対のねじ部材が互いに螺合した際に、一方のねじ部材のねじ山が他方のねじ部材におけるねじ山の両フランクにそれぞれ当接するため、互いに螺合する一対のねじ部材が位置ずれするのを確実に防止することができるという優れた効果を奏する。

また、本発明に係る撮像装置によれば、レンズホルダと鏡筒部品とが螺合した際に、レンズホルダ（鏡筒部品）のねじ山が鏡筒部品（レンズホルダ）のねじ山の両フランクにそれぞれ当接するため、レンズホルダが鏡筒部品に対して位置ずれするのを確実に防止できるという優れた効果を奏する。

以下、本発明に係るねじ部品における一実施形態について、図１〜図３を参酌して説明する。なお、本実施形態においては、ねじ部品が撮像装置に採用されている場合について説明する。

本実施形態に係る撮像装置は、図１及び図２に示すように、レンズ１，…を内部に保持するレンズホルダ（本発明に係る「一方のねじ部材」に相当する）２と、レンズホルダ２を保持すべく、レンズホルダ２と螺合する鏡筒部品（本発明に係る「他方のねじ部材」に相当する）３と、鏡筒部品３の下方に配置される撮像素子４とを備える。

そして、撮像装置は、円筒状のレンズホルダ２の外周部に設けられるねじ部５と、円筒状の鏡筒部品３の内周部に設けられるねじ部６とが螺合することにより、レンズ１，…と撮像素子４とが相対的に変位可能であり、これにより、レンズ１，…と撮像素子４との間の焦点距離を調整可能に構成される。なお、鏡筒部品３は、撮像素子４を載置する基板７に固定されることにより、撮像素子４と一体的に構成されている。また、レンズホルダ２、鏡筒部品３は、金属材料または樹脂材料で形成されたものである。交換部品とするレンズホルダ２及び鏡筒部品３の少なくともいずれか一方のものは、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリイミド等の樹脂材料で形成されていることがコスト面から好ましい。

レンズホルダ２は、外周部のねじ部５に、螺旋状に延設されるねじ山８を備える。具体的には、レンズホルダ２は、一対の傾斜面、即ち、一対のフランク（ねじ山における山の頂と谷底とを連絡する面）９，９により、断面が三角形状に形成されるねじ山８を備える。そして、レンズホルダ２は、鏡筒部品３と螺合した際に、ねじ山８が鏡筒部品３のねじ山１０の両フランク１１，１１にそれぞれ当接すべく、ねじ山８の両フランク９，９において突起部１２，…を複数備える。具体的には、ねじ山８の両フランク９，９のそれぞれに複数の突起部１２，…が設けられている。

各突起部１２は、平面状の各フランク９から直交方向に突設されると共に、周方向に沿って延設される。そして、突起部１２，…は、ねじ山８のピッチ毎において、両フランク９，９にそれぞれ設けられる。

また、一方のフランク９に設けられる各突起部１２と、他方のフランク９に設けられる各突起部１２とは、ねじ山８に沿って、互いに離間して配置される。具体的には、突起部１２は、螺旋状に延設されるねじ山８に沿って、一方のフランク９と他方のフランク９とに交互に設けられると共に、周方向において等間隔に配置される。

これにより、一方のフランク９に設けられる突起部１２，…のうち、所定の二つの突起部１２，１２と、他方のフランク９に設けられる突起部１２のうち、所定の一つの突起部１２とが、周方向にてそれぞれ離間して配置される。

ここで、上記のねじ機構について、詳細を説明する。まず、図３（ａ）において、破線Ｐは、製作の誤差やばらつきにより、実体の体積が最も小さい状態、即ち、レンズホルダ２との螺合が最も緩くなるように形成された状態における鏡筒部品３のねじ山１０の断面輪郭線を示している。一方、破線Ｑは、反対に、実体の体積が最も大きい状態、即ち、レンズホルダ２との螺合が最も厳しくなるように形成された状態における鏡筒部品３のねじ山１０の断面輪郭線を示している。

したがって、レンズホルダ２のねじ山８が噛み合う鏡筒部品３のねじ山１０の形状は、破線Ｐと破線Ｑとの間の範囲でばらつくことになる。ここで、破線Ｐと破線Ｑとの離隔距離をｄとする。そして、突起部１２がフランク９から突出する高さについては、フランク９と破線Ｐとの離間距離と一致する、もしくはそれ以上の高さとなることが望ましい。したがって、突起部１２が破線Ｑから突出する高さｈ１の好適な条件は、ｈ１≧ｄとなる。

一方、レンズホルダ２のねじ山８は、フランク９が破線Ｑよりも内側、即ち、（レンズホルダ２の）実体の体積が小さい側へオフセットを持つように形成される。当該オフセットの大きさｈ２は、突起部１２が破線Ｑから突出する高さと同等かそれ以上となることが望ましい。したがって、レンズホルダ２のねじ山８の好適な条件は、ｈ２≧ｈ１となる。

ここで、破線Ｐのように、レンズホルダ２との螺合が最も緩くなるように、鏡筒部品３のねじ山１０が形成された場合、レンズホルダ２のねじ山８は、突起部１２の頂部にて、鏡筒部品３のねじ山１０と当接する。これにより、レンズホルダ２と鏡筒部品３との間にガタが発生することはない。

反対に、破線Ｑのように、レンズホルダ２との螺合が最も厳しくなるように、鏡筒部品３のねじ山１０が形成された場合、鏡筒部品３のねじ山１０は、レンズホルダ２のねじ山８の突起部１２と干渉する。すると、レンズホルダ２のねじ山８（厳密にはフランク９）と、鏡筒部品３のねじ山１０との間に隙間（オフセット）を有しているため、図３（ｂ）に示すように、レンズホルダ２のねじ山８が押し曲げられて変形する。

これにより、レンズホルダ２と鏡筒部品３との間にガタが発生することがない。さらには、レンズホルダ２のねじ山８が変形することにより、螺合させる際の回転トルクが過大になることを防止でき、螺合不可能に至ることもない。

以上より、本実施形態に係る撮像装置は、レンズホルダ２と鏡筒部品３とが螺合した際に、レンズホルダ２のねじ山８の突起部１２，…が鏡筒部品３のねじ山１０の両フランク１１，１１にそれぞれ当接するため、レンズホルダ２が鏡筒部品３に対して位置ずれするのを確実に防止できる。したがって、レンズ１，…と撮像素子４とが位置ずれするのを防止できるため、質の高い画像を撮像することができる。

しかも、レンズホルダ２と鏡筒部品３とを螺合させる際には、適切な範囲の回転トルクを維持しつつも、螺合させた際には、レンズホルダ２と鏡筒部品３とが位置ずれするのを防止させるのを、簡単で且つ部品材料選定等の制約も少なく、低コストの手段によって実現できる。

例えば、金型成形によりレンズホルダ２を製造する方法であれば、金型に基本形状であるねじ山８の螺旋形状を一旦形成した後に、二次加工で突起部１２，…を掘り込む手順により容易に製作できる。なお、金型の製作コストについても、通常（突起部のないレンズホルダ）の金型を製作する場合と比較して、それほど上昇しない。また、突起部１２の形状によっては、簡単な割金型でレンズホルダ２を製作することもできる。

また、本実施形態に係る撮像装置は、複数の突起部１２，…がねじ山８の螺旋に沿って一方のフランク９と他方のフランク９とに交互に配置されていることにより、ねじ山８の変形の向きがねじ山８の螺旋に沿って上方と下方とに交互に発生する。これにより、レンズホルダ２が特定の方向に傾くのを確実に防止できる。

したがって、製作の誤差やばらつきにより、レンズホルダ２と鏡筒部品３との螺合が緩い状態に仕上がっている場合から厳しい状態に仕上がっている場合まで、レンズホルダ２と鏡筒部品３との螺合が適切な範囲の回転トルクで維持できると共に、螺合されたレンズホルダ２と鏡筒部品３とが位置ずれするのを防止できる。

なお、本発明に係るねじ部品及び撮像装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、上記実施形態に係るねじ部品及び撮像装置においては、レンズホルダ（一方のねじ部材）２のねじ山８が連続的に形成される場合を説明したが、かかる場合に限られず、図４（ａ）に示すように、レンズホルダ（一方のねじ部材）２のねじ山８が断続的に形成される、即ち、複数のねじ山片１３，…から構成される場合でもよい。

さらに、かかる構成を採用する場合においては、図４（ｂ）に示すように、各々のねじ山片１３の長さを限界まで短くしてもよい。これにより、各ねじ山片１３と突起部１２とは、形状要素としての区別が殆ど無くなり、一つの形状要素として認識され得る。

また、上記実施形態に係るねじ部品及び撮像装置においては、各ねじ山８，１０が三角ねじである場合を説明したが、かかる場合に限られず、例えば、台形ねじや四角ねじといった他の断面形状に形成される場合でもよい。

また、上記実施形態に係るねじ部品及び撮像装置においては、突起部１２，…がねじ山８に沿って、各フランク９に交互に設けられたり、周方向において等間隔に配置されたりする場合を説明したが、かかる場合に限られない。即ち、突起部１２は、略等間隔や部分的に配列の順序が不規則である場合でもよく、また、ねじ山８の全体の螺旋回転数を含め、何れの位置に設けられるかについては、自由に設計できる。例えば、図５に示すように、突起部１２，１２，１２は、一方のフランク９に一つ、他方のフランク９に二つのみ設けられる場合でもよい。

また、上記実施形態に係るねじ部品及び撮像装置においては、レンズホルダ２のねじ山８に突起部１２，…が設けられる場合を説明したが、かかる場合に限られず、鏡筒部品３のねじ山１０に突起部１２，…が設けられる場合でもよい。

また、上記実施形態に係るねじ部品及び撮像装置においては、各突起部１２は、図６（ａ）に示すように、周方向における断面形状が矩形状に形成される場合を説明したが、かかる場合に限られず、例えば、図６（ｂ）に示すように、三角形状に形成される場合でもよく、図６（ｃ）に示すように、傾斜角度の異なる二辺を有する三角形状に形成される場合でもよく、図６（ｄ）に示すように、頂部が丸みを有して形成される場合でもよく、図６（ｅ）に示すように、半円形状に形成される場合でもよい。

また、本発明に係るねじ部品及び撮像装置は、各突起部１２が周方向に例えば１ピッチ分やそれ以上の長さに延設されてもよい。即ち、各突起部１２が周方向に延設される長さも自由に設計することができる。

また、本発明に係るねじ部品は、撮像装置のレンズホルダ２と鏡筒部品３だけでなく、互いに螺合する一対のねじ部材を備える他のねじ部品にも採用することができる。

本発明に係るねじ部品は、螺合する一対のねじ部材が位置ずれするのを防止できるため、例えば、質の高い画像を撮像すべく、撮像装置のレンズホルダと鏡筒部品とに有用である。

本発明の一実施形態に係る撮像装置の全体断面図 同実施形態に係るレンズホルダの、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は全体平面図、（ｃ）は全体正面図 同実施形態に係るレンズホルダの要部概要図であって、（ａ）は螺合前を示す図２（ｂ）におけるＡ−Ａ線の断面図、（ｂ）は螺合後を示す図２（ｂ）におけるＡ−Ａ線の断面図 本発明の他の実施形態に係るレンズホルダの、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ全体斜視図 本発明のさらに他の実施形態に係るレンズホルダの、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図 本発明に係るレンズホルダの突起部の、（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ周方向における断面図

符号の説明

１ レンズ
２ レンズホルダ（（一方の）ねじ部材）
３ 鏡筒部品（（他方の）ねじ部材）
４ 撮像素子
５ ねじ部
６ ねじ部
７ 基板
８ ねじ山
９ フランク
１０ ねじ山
１１ フランク
１２ 突起部
１３ ねじ山片

Claims (5)

1. 互いに螺合する一対のねじ部材を備え、一方のねじ部材がねじ山のフランクに突起部を備えるねじ部品において、前記一方のねじ部材は、他方のねじ部材と螺合した際に、前記ねじ山が前記他方のねじ部材におけるねじ山の両フランクにそれぞれ当接すべく、前記一方のねじ部材のねじ山の両フランクにそれぞれ突起部を備えるねじ部品であって、前記突起部は、前記一方のねじ山の両フランクにおいて複数設けられ、その一方のフランクに設けられる各突起部と、その他方のフランクに設けられる各突起部とは、ねじ山に沿って、互いに離間して、一方のフランクと他方のフランクとに交互に設けられることを特徴とするねじ部品。
2. 前記突起部は、ねじ山のピッチ毎において、前記一方のねじ部材のねじ山の両フランクにそれぞれ設けられる請求項１記載のねじ部品。
3. 前記突起部は、周方向において略等間隔に配置される請求項１乃至２の何れか１項に記載のねじ部品。
4. 前記一方のねじ部材は、ねじ山が断続的に形成される請求項１乃至３の何れか１項に記載のねじ部品。
5. レンズを内部に保持するレンズホルダと、レンズホルダを保持すべく、レンズホルダと螺合する鏡筒部品とを備え、レンズホルダ及び鏡筒部品は、請求項１乃至４の何れか１項に記載のねじ部品であることを特徴とする撮像装置。

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