JP5868668B2 - レンズ鏡筒のモータ支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒に設けられるモータの支持構造に関する。

光学要素の駆動用モータをレンズ鏡筒内の支持部材に固定させる構造として、ネジ留めや接着剤を用いたものが知られている。ネジ留めは、ネジの締め付け力によって固定部に歪みが生じてモータの支持精度に影響したり、狭いスペースで締め付け作業を行いにくかったり、ネジ用のスペースが小型化の妨げになるといった点が問題であった。接着剤は、精密な位置で固定するために塗布する際の膜厚を厳密に管理する必要があり、手間がかかるという問題があった。

こうした問題を解消するべく、ネジや接着剤とは異なる連係手段によってモータと支持部材を係合させる構成が特許文献１で提案されている。具体的には、連係手段としてモータ側と支持部材側に複数の凸部と複数の凹部を設け、これらの凸部と凹部を位置合わせした状態で支持部材とモータをモータの回転軸方向に接近させる。所定以上接近させると、凸部が凹部内に係入されてモータが保持される。

特開２００８-４０１４０号公報

特許文献１の構成では、モータの組み付けに際して凸部と凹部の厳密な位置合わせが必要であり、組み付けの容易さにおいて改善の余地があった。そこで本発明は、従来よりも簡単で確実にモータを支持部材に取り付けることが可能なレンズ鏡筒のモータ支持構造を提供することを目的とする。

本発明は、レンズ鏡筒を構成する支持部材に対して回転軸を有するモータを支持させるモータ支持構造であって、支持部材に対し、回転軸と直交する径方向におけるモータの位置を規制する径方向位置規制部と、径方向位置規制部によりモータの径方向位置が規制された状態で回転軸を中心として該モータを挿脱可能位置から挿脱規制位置に回転させたときに、支持部材に対するモータの回転軸方向の位置を規制する軸方向位置規制部と、挿脱規制位置で回転軸を中心とするモータの回転を規制する回転規制部を備え、さらに以下に述べる構成を有している。

支持部材に回転軸と直交するモータ支持面を形成し、径方向位置規制部を構成するものとして、モータ支持面上に支持されるモータの支持座と、モータ支持面上に設けられた複数の周縁当接部を備える。複数の周縁当接部は、モータ支持面にモータの支持座を支持させたときに該支持座を囲んで位置して径方向移動を規制する。

モータの支持座は、周縁形状の少なくとも一部を回転軸を中心とする円形とした回転案内支持部としており、複数の周縁当接部の少なくとも一つは、回転軸を中心とする円筒面の一部であり、該円筒面に対して回転案内支持部が当接してモータが支持部材に対して回転可能に支持される。

軸方向位置規制部を構成するものとして、回転案内支持部から径方向に突出する複数の径方向突出部をモータの支持座に設け、モータの挿脱可能位置では複数の径方向突出部に対向せず、モータの挿脱規制位置では複数の径方向突出部に対して回転軸方向に対向して位置して支持部材に対するモータの回転軸方向の位置を規制する複数の軸方向対向部を支持部材に設ける。複数の径方向突出部と複数の軸方向対向部はそれぞれ回転軸を中心とする周方向位置を異ならせて配されており、複数の軸方向対向部の少なくとも一つは回転軸方向に弾性変形可能な弾性変形対向部であり、複数の径方向突出部の少なくとも一つは挿脱規制位置で弾性変形対向部に対向する回転規制突出部である。軸方向対向部としてさらに、モータの回転軸を中心とする回転方向に開口する移動規制孔を設け、径方向突出部としてさらに、モータが挿脱可能位置から挿脱規制位置へ回転するときに移動規制孔に進入する進入片を設ける。

回転規制部は、支持部材側の弾性変形対向部とモータ側の回転規制突出部の一方と他方に設けられて挿脱規制位置での対向状態で係合する凸部と凹部からなる。モータが挿脱可能位置から挿脱規制位置へ回転するときに、弾性変形対向部が回転軸方向に弾性変形してから復元して挿脱規制位置での凸部と凹部の係合を維持させる。

本発明によれば、径方向位置規制部によって径方向位置を定めた状態で支持部材に対してモータを回転軸周りに回転させることによって、軸方向位置規制部と回転規制部による移動規制が行われてモータの組み付けが完了する。この移動規制が行われる際には、回転規制部を構成する支持部材側の弾性変形対向部がモータ回転軸方向に弾性変形してから復元して、回転規制部を構成する凸部と凹部の係合を維持させる。そのため、従来のモータ支持構造に比べてモータの組み付け工程における位置合わせの手間がかからず、簡単かつ確実にレンズ鏡筒にモータを支持させることが可能となった。

本発明を適用したレンズ鏡筒の支持部材の斜視図である。 支持部材を被写体側から見た図である。 図１の支持部材のモータ支持部を拡大した図である。 図２の支持部材のモータ支持部を拡大した図である。 支持部材に固定されるモータユニットの斜視図である。 モータユニットを被写体側から見た図である。 支持部材のモータ支持部に対してモータユニットを取り付ける工程を示す斜視図である。 図７の状態を被写体側から見た図である。 図７の状態を支持部材の背面側から見た図である。 支持部材のモータ支持部に対してモータユニットを取り付けた状態の斜視図である。 図１０の状態を被写体側から見た図である。 支持部材のモータ支持部に対してモータユニットを取り付けた状態を図１０と異なる角度で示した斜視図である。

図１及び図２に示す支持部材１０はレンズ鏡筒を構成するハウジングであり、図示しないカメラボディ内に固定される。支持部材１０は、撮像光学系とその支持機構を内部に保持する環状部１１を備え、環状部１１の外側にモータ支持部１２を有する。モータ支持部１２には、撮像光学系を構成する可動レンズ群を光軸方向に駆動させるためのモータユニット３０（図５、図６）が支持される。以下の説明において、環状部１１内に保持される撮像光学系の被写体側を前方、像面側を後方と呼ぶ。図９を除く各図は支持部材１０やモータユニット３０を前方（斜視図は斜め前方）から見た状態を示しており、図９のみが後方から見た状態を示している。

図５及び図６に示すように、モータユニット３０は、円筒状のモータ本体３１と、該モータ本体３１の端面から突出するドライブシャフト（回転軸）３２を備えている。モータ本体３１の側部には、モータユニット３０に対する電力供給や駆動信号の入力を受けるコネクタ５０が設けられている。後述する支持構造によってモータユニット３０を支持部材１０に取り付けた状態で、ドライブシャフト３２の軸線が撮像光学系の光軸方向と略平行となり、ドライブシャフト３２の外面に形成した送りネジがレンズ駆動機構を構成するナットに対して螺合する。支持部材１０の環状部１１内には可動レンズ群の保持枠（不図示）が光軸方向に移動可能に支持され、ナットは、この可動レンズ群の保持枠に形成した当付部に対して前後いずれかに対向して位置する。可動レンズ群の保持枠はナットに対して当接する方向に付勢されている。ドライブシャフト３２を正逆に回転駆動させるとナットがドライブシャフト３２の軸線に沿って進退し、これに応じて可動レンズ群の保持枠が光軸方向に移動される。このようなレンズ駆動機構は周知のものであり、詳細な説明は省略する。本実施形態では、モータユニット３０を駆動源とするレンズ駆動機構により駆動される可動レンズ群として合焦用のフォーカスレンズ群を想定しているが、本発明におけるモータはフォーカスレンズ群以外の要素を駆動するものであってもよい。

モータユニット３０にはモータ支持座（径方向位置規制部）３３が設けられている。モータ支持座３３はドライブシャフト３２の軸線と直交する平面方向に広がりを持つ板状の部位であり、モータ本体３１とドライブシャフト３２の間に位置する中央支持部（径方向位置規制部、回転案内支持部）３４と、中央支持部３４からそれぞれ異なる外径方向に突出する第１径方向突出部（軸方向位置規制部、径方向突出部、進入片）３５及び第２径方向突出部（軸方向位置規制部、径方向突出部、回転規制突出部）３６を有する。中央支持部３４は、モータ本体３１の端面に接して設けられており、モータ本体３１よりもわずかに大径の円形状の周縁形状を有している。第１径方向突出部３５と第２径方向突出部３６は中央支持部３４から概ね直交する外径方向に延出されており、第１径方向突出部３５の一側部には、周方向へ向けて突出するフック部（軸方向位置規制部、径方向突出部、進入片）３７が形成されている。第１径方向突出部３５にはネジ挿通孔３８が貫通形成され、第２径方向突出部３６には係止凹部（回転規制部、凹部）３９が形成されている。係止凹部３９は第２径方向突出部３６を貫通する孔であるが、図９に示す後方側が閉じられた有底孔として形成することも可能である。また、第２径方向突出部３６とフック部３７の前面側の周縁にはそれぞれ、周縁側に進むにつれて板厚を小さくさせる傾斜断面形状の面取り４０、４１が形成されている。

図３及び図４は支持部材１０におけるモータ支持部１２を拡大して示している。モータ支持部１２は、前方に向けて開放された凹部として形成されており、モータ支持座３３を当接させる支持面１３が形成されている。図４、図８及び図１１に示すＰは、支持部材１０にモータユニット３０を取り付けたときのドライブシャフト３２の回転軸（回転中心）を示しており、支持面１３はこの回転軸Ｐと直交する平面となっている。なお、図４、図８及び図１１では支持面１３を識別しやすくするためのハッチングを付している。支持面１３は、中央支持部３４を支持する部分環状の形状をなす環状支持面１４と、第１径方向突出部３５を支持する延長支持面１５から構成されている。環状支持面１４の中心には後方に向けて延びるドライブシャフト挿通孔１６が形成され、延長支持面１５上にはネジ孔１７が形成されている。ドライブシャフト挿通孔１６の最奥部にはドライブシャフト３２の先端を支持する軸支部１８（図４）が形成されている。

環状支持面１４の周囲の支持面１３上には、３箇所の径方向規制面（径方向位置規制部、周縁当接部）２０、２１及び２２と、１つの径方向規制突起（径方向位置規制部、周縁当接部）２３が設けられている。径方向規制面２０、２１及び２２は回転軸Ｐを中心とする円筒面（円筒の内周面）の一部である。径方向規制面２０と径方向規制面２１は環状部１１の外周面の一部を切り欠く態様で形成されており、図３に示すように径方向規制面２２に比べて光軸方向に長くなっている。また、径方向規制面２２に隣接して、前方に進むにつれて回転軸Ｐから離れる方向に傾斜するテーパー面２４が形成されている。径方向規制突起２３は支持面１３から前方に突出する突起部であり、回転軸Ｐと平行な軸を中心とする円筒状の外面を有する。径方向規制突起２３には、この円筒状外面部分の前部に、前方に進むにつれて径を小さくする円錐面２５が形成されている。

支持面１３上にモータ支持座３３を載置させたときに、径方向規制面２０、２１及び２２と径方向規制突起２３は回転軸Ｐを中心とするモータユニット３０の回転を許容して中央支持部３４の周縁を保持する（図８、図１１）。図４に示すように、径方向規制面２０と径方向規制面２２、径方向規制面２１と径方向規制突起２３はそれぞれ、概ね回転軸Ｐを挟んだ対向位置に配置されている。そのため、これらの４箇所が中央支持部３４の周縁に当接する状態では、モータユニット３０の径方向の移動が規制される。

モータ支持部１２にはさらに移動規制アーム（軸方向位置規制部、軸方向対向部、弾性変形対向部）２６と移動規制孔（軸方向位置規制部、軸方向対向部）２７が設けられている。移動規制アーム２６は、径方向規制突起２３の近傍から回転軸Ｐを中心とする周方向へ延設された片持ち状の突出部であり、回転軸Ｐに沿う前後方向に弾性変形が可能であり、支持面１３に対して前方にオフセットする段差形状をなしている。移動規制アーム２６の後方側の面には係止凸部（回転規制部、凸部）２８が設けられている（図９）。係止凸部２８は、回転軸Ｐを中心としてモータユニット３０を回転させたときの係止凹部３９の移動軌跡上に位置しており、係止凹部３９に対して係合可能である。係止凸部２８を係止凹部３９に係合させた状態では、モータ支持部１２に対する回転軸Ｐを中心としたモータユニット３０の回転が規制される。移動規制孔２７は環状部１１の外周面に形成された孔部であり、回転軸Ｐを中心とするモータユニット３０の回転方向に向けて開口している。回転軸Ｐを中心としてモータユニット３０を回転させたときに、この開口を通して移動規制孔２７内にフック部３７が進入する。

以上の構造のモータ支持部１２に対するモータユニット３０の組み付けを説明する。まず、ドライブシャフト３２の突出方向を後方に向けた状態で、該ドライブシャフト３２をドライブシャフト挿通孔１６内に挿入させつつ、モータ支持座３３を支持面１３に接近させる。図８に示すように、このときのモータユニット３０は、径方向規制面２２と移動規制アーム２６の間を第２径方向突出部３６が通過する回転方向位置（挿脱可能位置）をとるが、第１径方向突出部３５や第２径方向突出部３６が組み付けの妨げにならないおおよその位置であればよく、この時点で回転方向の厳密な位置決めは必要とされない。また、モータユニット３０を挿入していく際に回転軸Ｐに対して多少の位置ずれや傾きがあっても、テーパー面２４と円錐面２５がそれぞれ径方向規制面２２や径方向規制突起２３との正しい当接位置まで中央支持部３４を案内するガイド面として機能するため、モータ支持部１２に対するモータユニット３０の挿入作業が容易である。

モータ支持座３３が支持面１３に当接するとモータユニット３０のそれ以上の挿入が規制され、図７及び図８に示す状態となる。このときドライブシャフト３２の先端が軸支部１８に係合する。この状態では、中央支持部３４の周縁部が径方向規制面２０、２１、２２及び径方向規制突起２３に当接して、回転軸Ｐを中心とする径方向へのモータユニット３０の移動が規制される。一方、径方向規制面２０、２１及び２２は回転軸Ｐを中心とする共通の円筒面の一部として形成され、かつ径方向規制突起２３は回転軸Ｐに沿う線状の領域で中央支持部３４に接触するため、回転軸Ｐを中心とするモータユニット３０の回転は可能である。

続いて、モータ支持座３３を支持面１３上で摺接させながら、回転軸Ｐを中心として図８の時計方向にモータユニット３０を回転させる。すると、図１０ないし図１２に示すように、第２径方向突出部３６が移動規制アーム２６と重なる位置（挿脱規制位置）に移動して、移動規制アーム２６の後面側に設けた係止凸部２８が第２径方向突出部３６上の係止凹部３９に係合する。この係合の際には、移動規制アーム２６を前方に向けて弾性変形させながら、係止凸部２８が第２径方向突出部３６を乗り越える。そして係止凹部３９が係止凸部２８に対向する位置まで進むと、移動規制アーム２６が弾性変形から復元して係止凸部２８と係止凹部３９の係合が維持される。

係止凸部２８に係止凹部３９を係合させるモータユニット３０の回転位置（挿脱規制位置）ではさらに、フック部３７が移動規制孔２７に進入する。第２径方向突出部３６とフック部３７の周縁に面取り４１と面取り４０が形成されているため、移動規制アーム２６及び係止凸部２８に対する第２径方向突出部３６の引っ掛かりや、移動規制孔２７の周囲に対するフック部３７の引っ掛かりが防止され、モータユニット３０をスムーズに回転させることができる。

そして、係止凹部３９に係止凸部２８を係合させ、フック部３７を移動規制孔２７に進入させることにより、モータユニット３０の回転と前後方向（回転軸Ｐに沿う方向）の移動が規制される。前述のようにモータユニット３０の径方向移動は中央支持部３４に対する径方向規制面２０、２１、２２及び径方向規制突起２３の当接によって規制されているため、図１０ないし図１２に示す状態では、モータ支持部１２に対するモータユニット３０のいずれの方向の移動も規制される。つまり、モータユニット３０が固定的に保持される。この保持状態でモータユニット３０の取り付けを完了させてもよいし、あるいはさらに固定強度を高めるべくネジ留めを行ってもよい。図１０及び図１１に示すように、ネジ挿通孔３８がネジ孔１７に重なって位置しており、ネジ挿通孔３８を通してネジ孔１７に固定用のネジを螺合させることができる。モータ支持座３３とモータ支持部１２の当接や係合関係で既にモータユニット３０が一定の位置に保持されているため、ネジ留めのみによる固定と異なり、ネジの締め付け時にモータユニット３０の位置ずれが生じるおそれがない。

なお、移動規制孔２７に対するフック部３７の進入によってモータユニット３０の前後方向の移動が規制されるが、これとは別に、モータユニット３０の前方への移動は第２径方向突出部３６と移動規制アーム２６の当接によって規制され、モータユニット３０の後方への移動は支持面１３とモータ支持座３３の当接によって規制されるため、移動規制孔２７とフック部３７を省略してもモータユニット３０の一定の保持状態を得ることができる。但し、特に支持面１３から離れる方向（前方）への移動規制に関しては、移動規制アーム２６と第２径方向突出部３６による一箇所のみで行うよりも、移動規制孔２７とフック部３７の係合を併用することが強度的な観点から好ましい。特に、移動規制アーム２６と第２径方向突出部３６からなる軸方向の移動規制部が、径方向規制面２２と径方向規制突起２３の間の周方向位置にあり、移動規制孔２７とフック部３７からなる軸方向の移動規制部が、径方向規制面２０と径方向規制突起２３の間の周方向位置にあり、概ね回転軸Ｐを挟んだ両側でモータユニット３０の軸方向移動が規制されているため、安定性に優れている。

以上のように、本発明のモータ支持構造によると、モータ支持部１２の支持面１３に当て付くまでモータユニット３０を回転軸Ｐに沿う方向に挿入することでモータユニット３０の径方向位置が定まり、続いてモータユニット３０を回転軸Ｐ周りに回転させることで軸方向及び回転方向の位置も定まって、モータユニット３０の取り付けが完了する。ドライブシャフト挿通孔１６にドライブシャフト３２を挿入する際におおよその位置決めを行う以外は、支持面１３に規制されるまで挿入し、係止凸部２８と係止凹部３９の係止により回転規制されるまで回転させるという簡易な作業でモータユニット３０が固定されるため、モータ支持部１２に対する厳密な位置決めを意識する必要がなく、従来の構造に比して優れた作業性で確実にモータユニット３０の組み付けを行うことができる。

本発明は図示実施形態に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて改良や変更を加えることができる。例えば、図示実施形態では、モータユニット３０の中央支持部３４に当接して径方向の移動を規制する支持部材１０側の周縁当接部として、３つの径方向規制面２０、２１及び２２と、１つの径方向規制突起２３の計４箇所を備える。しかし、中央支持部３４の径方向移動を規制するためには、モータ支持部１２側に少なくとも３つの当接部があれば成立する。あるいは中央支持部３４に対するモータ支持部１２側の当接箇所を５つ以上に設定することも可能である。

また、前述のように、支持面１３から離れる方向のモータユニット３０の軸方向移動を規制する部位として、移動規制アーム２６と第２径方向突出部３６、移動規制孔２７とフック部３７が設けられているが、軸方向位置規制部の数はこれに限定されず、例えば３箇所以上の軸方向位置規制部を設けることもできる。

１０ 支持部材
１１ 環状部
１２ モータ支持部
１３ 支持面
１４ 環状支持面
１５ 延長支持面
１６ ドライブシャフト挿通孔
１７ ネジ孔
１８ 軸支部
２０ ２１ ２２ 径方向規制面（径方向位置規制部、周縁当接部）
２３ 径方向規制突起（径方向位置規制部、周縁当接部）
２４ テーパー面
２５ 円錐面
２６ 移動規制アーム（軸方向位置規制部、軸方向対向部、弾性変形対向部）
２７ 移動規制孔（軸方向位置規制部、軸方向対向部）
２８ 係止凸部（回転規制部、凸部）
３０ モータユニット
３１ モータ本体
３２ ドライブシャフト（回転軸）
３３ モータ支持座（径方向位置規制部）
３４ 中央支持部（径方向位置規制部、回転案内支持部）
３５ 第１径方向突出部（軸方向位置規制部、径方向突出部、進入片）
３６ 第２径方向突出部（軸方向位置規制部、径方向突出部、回転規制突出部）
３７ フック部（軸方向位置規制部、径方向突出部、進入片）
３８ ネジ挿通孔
３９ 係止凹部（回転規制部、凹部）
４０ ４１ 面取り

Claims (1)

1. レンズ鏡筒を構成する支持部材に対して、回転軸を有するモータを支持させるモータ支持構造において、
   上記支持部材に対し、上記回転軸と直交する径方向における上記モータの位置を規制する径方向位置規制部；
   上記径方向位置規制部により上記モータの径方向位置が規制された状態で上記回転軸を中心として該モータを挿脱可能位置から挿脱規制位置に回転させたときに、上記支持部材に対する上記モータの回転軸方向の位置を規制する軸方向位置規制部；及び
   上記挿脱規制位置で上記回転軸を中心とする上記モータの回転を規制する回転規制部；
   を備え、
   上記径方向位置規制部は、
   上記モータに設けられて、上記支持部材に形成した上記回転軸と直交するモータ支持面上に支持される支持座と、
   上記支持部材の上記モータ支持面上に設けられ、該モータ支持面に上記モータの支持座を支持させたときに、該支持座を囲んで位置して上記径方向への上記モータの移動を規制する複数の周縁当接部と、
   を有し、上記支持座は周縁形状の少なくとも一部を上記回転軸を中心とする円形の回転案内支持部としており、上記複数の周縁当接部のうち少なくとも一つは上記回転軸を中心とする円筒面の一部であり、該円筒面に対して上記回転案内支持部が当接して上記モータが上記回転軸を中心として回転可能に支持されていること；
   上記軸方向位置規制部は、
   上記回転軸を中心とする周方向位置を異ならせて上記モータに設けられ、上記回転案内支持部から上記径方向に突出する複数の径方向突出部と、
   上記回転軸を中心とする周方向位置を異ならせて上記支持部材に設けられ、上記モータの上記挿脱可能位置では上記複数の径方向突出部に対向せず、上記モータの上記挿脱規制位置では上記複数の径方向突出部に対して上記回転軸方向に対向して位置して上記支持部材に対する上記モータの回転軸方向の位置を規制する複数の軸方向対向部と、
   を有しており、
   上記複数の軸方向対向部の少なくとも一つは、上記回転軸方向に弾性変形可能な弾性変形対向部であり、上記複数の径方向突出部の少なくとも一つは、上記挿脱規制位置で上記弾性変形対向部に対向する回転規制突出部であり、
   上記軸方向対向部としてさらに、上記回転軸を中心とする上記モータの回転方向に向けて開口する移動規制孔を有し、上記径方向突出部としてさらに、上記モータが上記挿脱可能位置から上記挿脱規制位置へ回転するときに上記移動規制孔に進入する進入片を有すること；及び
   上記回転規制部は、上記弾性変形対向部と上記回転規制突出部の一方と他方に設けられ上記挿脱規制位置での対向状態で係合する凸部と凹部を有しており、上記モータが上記挿脱可能位置から上記挿脱規制位置へ回転するときに、上記弾性変形対向部が上記回転軸方向に弾性変形してから復元して上記挿脱規制位置での上記凸部と上記凹部の係合を維持させること；
   を特徴とするレンズ鏡筒のモータ支持構造。
   

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