JP6644347B2 - カム機構及び光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、光学要素を移動させる駆動力を伝達するカム機構及び該カム機構を備えた光学機器に関するものである。

レンズ等の光学要素を光軸方向に移動させる駆動力を伝達するカム機構を備えたレンズ鏡筒が知られている。鏡筒に使用されるカム機構は、周面にカムフォロアが取り付けられた環状部材と、周面にカム溝が形成されたカム環とを備えている。カムフォロアを環状部材の内周面に取り付ける構成は、カム機構の組み立てが難しくなるため、通常は環状部材の外周面にカムフォロアが取り付けられる。しかし、カム機構に要求される仕様条件によっては、環状部材の内側にカムフォロアを設けることが必要になる場合もある。

特許文献１には、カムフォロアの固定部（おねじ）をカム溝と係合するローラよりも太く形成することで、固定部と係合する環状部材の取付穴（めねじ）を通して、カムフォロアを外周側から環状部材に容易に取り付けられるようにしたカム機構が記載されている。

特開平８−８２７３１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、環状部材の取付穴とカムフォロアの固定部との嵌合のみでカムフォロアが保持されるため、カムフォロアを十分な強度で保持するためには、環状部材の厚さ（すなわち、カムフォロアと環状部材との嵌合長）を一定程度確保する必要がある。そのため、環状部材の厚さを薄くすることが困難であり、カム機構の小型化を難しくする要因になっていた。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カムフォロアを環状部材に外周側から取り付け可能でありながら、環状部材の厚さをより薄くすることが可能なカム機構を提供することである。

本発明の一実施形態に係る光学機器用のカム機構は、可動環と、可動環に内周へ突出するように取り付けられたカムフォロアと、を備え、可動環には、カムフォロアを固定するための貫通穴が形成され、カムフォロアが、略筒状のカムフォロア本体と、カムフォロア本体を可動環に固定する固定部材と、を備え、カムフォロア本体が、可動環の貫通穴に内周から差し込まれる筒状の軸部と、軸部の側面から突出し、貫通穴へのカムフォロア本体の通過を阻止するフランジ部と、を有し、固定部材が、軸部の中空部に嵌入する嵌入軸と、嵌入軸の一端部に設けられ、可動環の貫通穴への固定部材の通過を阻止する頭部と、を有し、嵌入軸の嵌入により連結されたフランジ部と頭部との間で可動環が挟み込まれてカムフォロアが可動環に固定されたものである。

上記のカム機構において、可動環の内周に同心に配置された環状部材を備え、環状部材の外周面に、フランジ部の一面が押し当てられたときに、可動環の中心軸からカムフォロア本体までの距離を規制する、第１規制面が形成された構成としてもよい。

第１規制面を設けることにより、可動環を取り付ける際に、環状部材の上に載置したカムフォロア本体が可動環と干渉することを防止することができ、カム機構の組み立てが容易になる。

上記のカム機構において、第１規制面が、カムフォロアを可動環に取り付けるときにカムフォロア本体を一時載置するための載置面である構成としてもよい。

載置面を設けることにより、カムフォロア本体の位置が安定になり、カムフォロアの組み立てが容易になる。

上記のカム機構において、環状部材の外周面に、フランジ部の少なくとも一部を収容可能な第１凹部が形成され、第１凹部の底面が第１規制面である構成としてもよい。

例えばフランジ部に対応する形状の第１凹部を設けることにより、カムフォロア本体の位置決めが可能になる。

上記のカム機構において、可動環の内周面に、フランジ部の他面が押し当てられたときに、可動環の中心軸からカムフォロアまでの距離を規制する、第２規制面が形成された構成としてもよい。

第２規制面を設けることにより、可動環の内側に配置された部材と干渉しないように、カムフォロアの可動環の中心軸からの距離を管理することが可能になる。

上記のカム機構において、第１規制面と第２規制面とを対向させたときに、フランジ部の一面が第１規制面に押し当てられる位置から、フランジ部の他面が第２規制面に押し当てられる位置まで、可動環の半径方向外側へのカムフォロア本体の移動を許容する空間が形成される構成としてもよい。

上記のカム機構において、固定部材がビスであり、カムフォロア本体の軸部の内周面にはビスと嵌合するめねじが形成され、ビスの嵌入軸が、ビスを可動環の貫通穴に外周から挿し込んだときに、フランジ部の一面が環状部材の第１規制面に押し当てられた状態にあるカムフォロア本体のめねじと係合可能な長さを有し、組立時に、ビスをカムフォロア本体のめねじに捩じ込むことにより、カムフォロア本体が、フランジ部の一面が第１規制面に押し当てられる位置から、フランジ部の他面が第２規制面に押し当てられる位置まで、可動環の半径方向外側へ移動する構成としてもよい。

上記のカム機構において、可動環の内周面に、フランジ部と係合してカムフォロア本体の回転を止める、回転止め構造が形成された構成としてもよい。

回転止め構造を設けることにより、固定部材が螺子である場合には、カムフォロア本体への固定部材の嵌入（捩じ込み）が容易になる。

上記のカム機構において、フランジ部が、軸部と平行な平面でカットされたカット面を有し、可動環の内周面に溝が形成され、溝が、第２規制面である底面と、回転止め構造である側面と、を有し、カット面を側面と平行に対向させると、カット面と側面とが近接して、フランジ部の一部を溝に収容可能となり、カット面と側面とを軸部周りに傾けると、フランジ部と側面とが干渉して、フランジ部を溝に収容不可能となる構成としてもよい。

この構成によれば、簡単な加工により回転止め構造を設けることが可能になる。

上記のカム機構において、可動環の外周面における貫通穴の周囲に、固定部材の頭部の少なくとも一部を収容する第２凹部が形成された構成としてもよい。

固定部材の頭部を第２凹部に完全に収容することにより、固定部材の頭部が可動環の外周側に配置された部材と干渉することを防止することができる。

上記のカム機構において、軸部が、フランジ部の環状部材と対向する一面から突出する第１軸部と、フランジ部の他面から突出する第２軸部と、を有し、カムフォロア本体が、軸部及びフランジ部を有する軸体と、第１軸部と嵌合する摺動環と、を備えた構成としてもよい。

上記のカム機構において、摺動環の少なくとも摺動部が樹脂から形成され、軸体が金属から形成された構成としてもよい。

摺動部を樹脂から形成することにより、カムフォロアとカム溝との接触によって生じる衝撃音が小さくなり、低騒音のカム機構が実現する。また、衝撃によるカム機構や光学素子の破損が防止される。

上記のカム機構において、可動環の中心軸に対して、カムフォロアは、環状部材の下面よりも離れている構成としてもよい。

この構成によれば、可動環の内周側に配置された部材とカムフォロアとの干渉が防止される。

上記のカム機構において、環状部材が、カムフォロアと係合するカム溝が形成されたカム環であり、第２規制面がカム溝の周縁部に形成された構成としてもよい。

上記のカム機構において、カム溝が、カム環を貫通したカム孔である構成としてもよい。

上記のカム機構において、可動環の内周側に配置された第２環状部材を備え、第２環状部材にカムフォロアと係合する第２カム溝が形成された構成としてもよい。

上記のカム機構において、第２環状部材と、第２環状部材の外周面から突出する案内駒と、を備え、可動環の内周面に、案内駒と係合する案内溝が形成された構成としてもよい。

本発明の一実施形態に係る光学機器は、複数の光学要素を含む光学系と、光学系の光軸周りに回動可能な操作部と、操作部に与えられた駆動力を少なくとも一つの光学要素に伝達する、上記のカム機構と、を備えたものである。光学機器は、例えばレンズ鏡筒である。

本発明の一実施形態によれば、カムフォロアを環状部材に外周側から取り付け可能でありながら、環状部材の厚さをより薄くすることが可能なカム機構が実現する。

本発明の実施形態に係る交換レンズの縦断面図である。 本発明の実施形態に係る交換レンズの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るカムフォロアの分解図である。 カムフォロアの軸体の斜視図である。 直進環の斜視図である。 直進環の縦断面図である。 カム環の斜視図である。 カム環の断面図である。 カムフォロアを取り付ける手順を説明する図である。 カムフォロアを取り付ける手順を説明する図である。 カムフォロアを取り付ける手順を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る交換レンズの縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

［交換レンズ１全体の構成］
図１は、本発明の実施形態に係るカム機構を備えた一眼レフカメラ用交換レンズ１（以下、単に「交換レンズ１」という。）の縦断面図である。なお、図１には、本実施形態の説明に必要な上半分のみが示されている。また、図２は、交換レンズ１の分解斜視図である。以下の説明において、交換レンズ１の光軸Ａｘ方向における入射側（被写体側。図１における左側。）を先端側と称し、射出側（像面側。図１における右側。）を基端側と称する。また、各構成要素の先端側の部分を先端部、基端側の部分を基端部と称する。

交換レンズ１は、マウント１０、マウント保持環２０、ズーム連動板３０、ズーム操作環４０、支持環５０、フォーカス操作環６０、フォーカス操作ゴム６８、ズームカム環７０、ズームカム環８０、固定環９０、第３レンズ枠１００、フォーカス固定環１１０、第２レンズ枠１２０、フォーカスカム環１３０、フォーカス連動板１４０、直進環１５０、第１レンズ枠１６０（図１）、直進案内駒１７０、９個のカムフォロア１８０（各３個のカムフォロア１８０Ａ、１８０Ｂ、１８０Ｃ）及びカムフォロア２００を備える。これらの部材（ズーム連動板３０、フォーカス連動板１４０、カムフォロア１８０及びカムフォロア２００を除く。）は、光軸Ａｘ上に同心に配置される。

マウント１０は、交換レンズ１を一眼レフカメラ等の光学機器に着脱可能に装着するための取付部であり、マウント保持環２０に固定される。また、マウント保持環２０は、支持環５０の基端に形成されたフランジ部５１に固定される。マウント保持環２０と支持環５０との間には、ズーム操作環４０が光軸Ａｘ周りに回動可能に保持される。

支持環５０は、基端側においては直径が細く形成され（細径部）、先端側においては直径が太く形成されている（太径部）。支持環５０の細径部と太径部とを連結する半径方向に延びる壁部５２には、光軸Ａｘを中心とする円弧状に延びる長孔５２ａが形成されている。長孔５２ａには、細長い板状のズーム連動板３０が差し込まれる。

ズーム連動板３０は、ズーム操作環４０の操作により与えられた駆動力（トルク）をズームカム環７０に伝達する。ズーム連動板３０は、Ｌ字状に折り曲げられた基端部においてズーム操作環４０に固定され、ズーム操作環４０の回動操作に応じて、長孔５２ａに沿って光軸Ａｘの周りを回動する。ズーム連動板３０の先端部は、後述するズームカム環７０の係合溝７３（図２）と係合する。

支持環５０の外周面の先端部には、周方向に延びる環状の係合溝５３が設けられている。また、フォーカス操作環６０の内周面の基端部には、支持環５０の係合溝５３と係合する、周方向に延びる環状の係合爪６２が形成されている。フォーカス操作環６０の係合爪６２と支持環５０の係合溝５３との係合により、フォーカス操作環６０は、支持環５０に対して、光軸Ａｘ方向への移動が規制され、光軸Ａｘ周りの回動のみが可能となっている。また、フォーカス操作環６０を手動で操作する際に、滑らず正確に操作できるように、フォーカス操作環６０の外周にはフォーカス操作ゴム６８が被せられている。

また、フォーカス操作環６０の基端側には、内周面から半径方向に突出する環状の壁部６３が形成されている。壁部６３の一端には、フォーカス連動板１４０が嵌合する溝６３ａが形成されている。

フォーカス連動板１４０は、フォーカス操作環６０の操作により与えられた駆動力をフォーカスカム環１３０に伝達する、細長い板状の部材である。フォーカス連動板１４０は、フォーカス操作環６０の回動操作に応じて、フォーカス操作環６０と一体に光軸Ａｘの周りを回動する。フォーカス連動板１４０のＬ字状に折り曲げられた先端部は、フォーカスカム環１３０の先端に固定されている。

支持環５０の先端側の中空部には固定環９０の基端部が収容される。固定環９０は、その基端において支持環５０に固定される。固定環９０の先端部の外周面には直進案内駒１７０が立設される。また、固定環９０の外周には、ズームカム環７０が被せられる。

ズームカム環７０の内径は固定環９０の外径と略同じ大きさであり、ズームカム環７０は固定環９０によって光軸Ａｘ周りに回動可能に支持される。また、ズームカム環７０の内周面の基端部に形成された周方向に延びる環状の係合爪７１が、固定環９０の外周面の基端部に形成された周方向に延びる環状の段差部９１と係合し、ズームカム環７０の光軸Ａｘ方向への移動が規制される。

ズームカム環７０の外周面の基端には、ズーム連動板３０の先端部と係合する、光軸Ａｘ方向に延びる係合溝７３が形成されている。ズーム連動板３０と係合溝７３との係合により、光軸Ａｘ周りのズーム連動板３０の回動に連動して、ズームカム環７０が光軸Ａｘ周りに回動する。

ズームカム環７０の円筒部には、略螺旋状に延びる３つのカム孔７２Ｂと３つのカム孔７２Ｃが、それぞれ円周方向に等間隔に形成されている。カム孔７２Ｃは、カム孔７２Ｂの基端側に、カム孔７２Ｂと平行に形成されている。また、カム孔７２Ｂとカム孔７２Ｃは、同一形状に形成されている。

固定環９０の円筒部には、光軸Ａｘ方向に直線状に延びる３つのカム孔９２が、円周方向に等間隔に形成されている。

固定環９０の中空部には、第３レンズ枠１００及びフォーカス固定環１１０が光軸Ａｘ方向に所定間隔で並んで収容される。具体的には、基端側に第３レンズ枠１００が配置され、先端側にフォーカス固定環１１０が配置される。

図１に示されるように、第３レンズ枠１００には、第３レンズ３３０が保持される。また、第３レンズ枠１００には、第３レンズ３３０よりも先端側に、絞り１０２が取り付けられる。

第３レンズ枠１００の外周面には、円周方向に等間隔に３個のカムフォロア１８０Ｃが取り付けられている。各カムフォロア１８０Ｃは、固定環９０のカム孔９２の一つと、ズームカム環７０のカム孔７２Ｃの一つとに係合する。第３レンズ枠１００は、これら３個のカムフォロア１８０Ｃを介して、カム孔９２に沿って光軸Ａｘ方向に移動可能に、固定環９０及びズームカム環７０に連結される。

カムフォロア１８０Ｃは、光軸Ａｘ方向に延びるカム孔９２との係合により、その可動方向が光軸Ａｘ方向のみに規制される。更に、カムフォロア１８０Ｃは、ズームカム環７０に形成された略螺旋状のカム孔７２Ｃとの係合により、ズームカム環７０の回動に伴うカム孔７２Ｃの移動に連動して、光軸Ａｘ方向に駆動される。

従って、ズーム操作環４０を回動操作すると、ズーム操作環４０に固定されたズーム連動板３０と、ズーム連動板３０と係合したズームカム環７０とが、ズーム操作環４０と一体に回動し、これに連動してカムフォロア１８０Ｃに固定された第３レンズ枠１００（及び第３レンズ３３０）が光軸Ａｘ方向に移動する。

フォーカス固定環１１０の外周面には、円周方向に等間隔に３個のカムフォロア１８０Ｂが取り付けられている。各カムフォロア１８０Ｂは、固定環９０のカム孔９２の一つと、ズームカム環７０のカム孔７２Ｂの一つとに係合する。フォーカス固定環１１０は、これら３個のカムフォロア１８０Ｂを介して、カム孔９２に沿って光軸Ａｘ方向に移動可能に、固定環９０及びズームカム環７０に連結される。

カムフォロア１８０Ｂは、固定環９０の光軸Ａｘ方向に延びるカム孔９２との係合により、その可動方向が光軸Ａｘ方向のみに規制される。更に、カムフォロア１８０Ｂは、ズームカム環７０に形成された略螺旋状のカム孔７２Ｂとの係合により、ズームカム環７０の回動に伴うカム孔７２Ｂの移動に連動して、光軸Ａｘ方向に駆動される。

従って、ズーム操作環４０を回動操作すると、ズーム操作環４０に固定されたズーム連動板３０、及び、ズーム連動板３０と係合したズームカム環７０がズーム操作環４０と一体に回動し、これに連動してカムフォロア１８０Ｂが固定されたフォーカス固定環１１０が光軸Ａｘ方向に移動する。

このとき、カムフォロア１８０Ｃが係合するカム孔７２Ｃと、カムフォロア１８０Ｂが係合するカム孔７２Ｂとが、互いに平行に形成された同一形状のカム孔であるため、第３レンズ枠１００（及び第３レンズ枠１００に保持された第３レンズ３３０）とフォーカス固定環１１０（及び第２レンズ枠１２０を介してフォーカス固定環１１０に支持された第２レンズ３２０）とが、相対位置を変えずに光軸Ａｘ方向に移動する。これにより光学像の拡大縮小（ズーミング）が可能になる。

また、フォーカス固定環１１０の円筒部には、光軸Ａｘ方向に直線状に延びる３つのカム孔１１２が、円周方向に等間隔に形成されている。

フォーカス固定環１１０の内部には、第２レンズ３２０を保持する第２レンズ枠１２０が収容される。第２レンズ枠１２０の外周面には、円周方向に等間隔に３個のカムフォロア１８０Ａが取り付けられている。各カムフォロア１８０Ａは、フォーカス固定環１１０のカム孔１１２の一つと、後述するフォーカスカム環１３０のカム孔１３２の一つとに係合する。第２レンズ枠１２０は、これら３個のカムフォロア１８０Ａを介して、フォーカス固定環１１０のカム孔１１２に沿って光軸Ａｘ方向に移動可能に、フォーカス固定環１１０及びフォーカスカム環１３０に連結される。

フォーカス固定環１１０は、その先端側の部分が基端側の部分よりも細径に形成されている。フォーカス固定環１１０の先端側の細径部分には、フォーカスカム環１３０が光軸Ａｘ周りに回動可能に被せられる。

図１に示されるように、フォーカスカム環１３０の内周面の先端部に形成された周方向に延びる環状の係合爪１３１が、フォーカス固定環１１０の外周面の先端部に形成された周方向に延びる環状の係合溝１１３と係合する。これにより、フォーカスカム環１３０は、フォーカス固定環１１０に対して、光軸Ａｘ方向への移動が規制され、光軸Ａｘ回りの回動のみが可能になっている。

また、フォーカスカム環１３０の先端面には、細長い板状のフォーカス連動板１４０のＬ字状に折り曲げられた先端部が固定されている。

また、フォーカスカム環１３０には、螺旋状に延びる３つのカム孔１３２が円周方向に等間隔に形成されている。なお、カム孔１３２の螺旋方向は、ズームカム環７０のカム孔７２Ｂ、７３Ｃとは逆向きの右巻きである。

カムフォロア１８０Ａは、第２レンズ枠１２０に固定されると共に、フォーカス固定環１１０に形成されたカム孔１１２の一つと、フォーカスカム環１３０に形成されたカム孔１３２の一つとに係合する。カムフォロア１８０Ａは、光軸Ａｘ方向に延びるカム孔１１２との係合により、その可動方向が光軸Ａｘ方向のみに規制される。更に、カムフォロア１８０Ａは、フォーカスカム環１３０に形成された略螺旋状のカム孔１３２との係合により、フォーカスカム環１３０の回動に伴うカム孔１３２の移動に連動して、光軸Ａｘ方向に駆動される。

従って、フォーカス操作環６０を回動操作すると、フォーカス操作環６０と係合するフォーカス連動板１４０と、フォーカス連動板１４０に固定されたフォーカスカム環１３０とが、フォーカス操作環６０と共に回動し、これに連動してカムフォロア１８０Ａに固定された第２レンズ枠１２０（及び第２レンズ枠１２０に保持された第２レンズ３２０）が光軸Ａｘ方向に駆動される。これにより、フォーカス調整が可能になる。

ズームカム環８０は、カム環７０の先端側部分に被せられて、細径に形成された基端部においてカム環７０に固定されている。ズームカム環８０には、螺旋状に延びる３つのカム孔８１ａが円周方向に等間隔に形成されている。カム孔８１ａの螺旋方向は、ズームカム環７０のカム孔７２Ｂ、７２Ｃと同じ左巻きである。また、ズームカム環８０の太径に形成された先端側部分には、直進環１５０の基端側部分が被せられて、カムフォロア２００によりズームカム環８０と直進環１５０とが連結される。

直進環１５０の内周の先端部には、第１レンズ３１０を保持する第１レンズ枠１６０が固定される。

［カムフォロア２００］
次に、カムフォロア２００の構成を説明する。図３は、カムフォロア２００の分解図である。カムフォロア２００は、軸体２１０、摺動環２２０（摺動部）及びビス２３０（固定部材）を備える。摺動環２２０の中空部に軸体２１０が嵌入して、カムフォロア本体部２００Ｍが形成される。

摺動環２２０は、中央に嵌合穴２２１が貫通した略円筒状の部材である。摺動環２２０の外周面の一端側（図３における下側）には、後述するズームカム環８０のカム孔８１ａと摺動可能に係合する摺動部２２２が形成されている。摺動環２２０の外周面の他端側（図３における上側）は、直進環１５０と干渉しないように、摺動部２２２よりも細径に形成されている。摺動環２２０は、例えば、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリ四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の比較的に滑性の高い樹脂やエラストマー（例えば、ポリエステル系樹脂やウレタン系樹脂）から形成される。また、摺動環２２０をＡＢＳ樹脂等の汎用樹脂で形成し、摺動部２２２のみに高滑性樹脂をコーティングしてもよい。

図４は、軸体２１０の斜視図である。軸体２１０は、例えば、鉄鋼（ステンレス鋼、炭素鋼等）や各種非鉄金属（真鍮、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金等）等の金属材料から形成される。軸体２１０は、円筒状の軸部２１１と、軸部２１１の外周面から突出した略円板状のフランジ部２１２を備える。軸部２１１の内周面には、ビス２３０のおねじ部２３１ａと係合するめねじ２１１ａ（図３）が形成されている。

図３に示されるように、軸部２１１は、フランジ部２１２の上面２１２ｂから突出した上側軸部２１１ｂと、フランジ部２１２の下面２１２ｃから突出した下側軸部２１１ｃを有する。下側軸部２１１ｃは、摺動環２２０の嵌合穴２２１に嵌入される。

また、フランジ部２１２は、軸部２１１と平行な２つの平行面によりそれぞれ切断された、２つのカット面２１２ａ（回転規制構造又は回転止め構造）を有している。

本実施形態の軸体２１０は、直進環１５０及び摺動環２２０を貫通する軸部２１１を備えたことにより、ビス２３０との十分な嵌合長の確保を可能にしている。また、直進環１５０に支持されるフランジ部２１２に比較的に大きな面積を与えることができるため、直進環１５０を薄くしても軸体２１０と直進環１５０との十分に大きな結合力が確保される。更に、軸体２１０は、金属等の比較的に高強度の材料から形成されるため、直進環１５０と摺動部２２２とを高い剛性で連結することを可能にしている。

［直進環１５０］
次に、直進環１５０の構成を説明する。図５は、直進環１５０の斜視図である。図６は、直進環１５０の縦断面図（光軸Ａｘ及び後述する貫通穴１５１を通る平面で切断したもの。上半分のみを示す。）である。

直進環１５０の基端部には、３つの貫通穴１５１が円周方向に等間隔に形成されている。貫通穴１５１には、カムフォロア２００の軸体２１０の上側軸部２１１ｂが、内周側（後述する角溝１５２側）から差し込まれる。

直進環１５０の内周面の基端部には、貫通穴１５１を中心に、光軸Ａｘ方向に延びる角溝１５２が形成されている。角溝１５２にはカムフォロア２００のフランジ部２１２が収容される。角溝１５２は、矩形状の横断面を有している。フランジ部２１２が角溝１５２に完全に収容されるように、角溝１５２の深さはフランジ部２１２の厚さよりも大きくなっている。また、角溝１５２の対向する２つの側面（回転規制面，回転止め構造）１５２ａの間隔は、カムフォロア２００のフランジ部２１２の２つのカット面２１２ａの間隔よりも僅かに広く、フランジ部２１２の最大幅よりも狭くなっている。そのため、フランジ部２１２は、カット面２１２ａが回転規制面１５２ａと対向するように角溝１５２に収容される。また、カムフォロア２００は、フランジ部２１２が角溝１５２に収容されると、フランジ部２１２と回転規制面１５２ａの干渉により、軸周りに回転することができなくなる。

直進環１５０の外周面の基端部には、各貫通穴１５１の周囲にざぐり１５３が形成されている。ざぐり１５３には、カムフォロア２００（図３）のビス２３０の頭部２３２が収容される。頭部２３２がざぐり１５３に完全に収容されるように、ざぐり１５３の深さは頭部２３２の厚さよりも大きくなっている。また、カムフォロア２００のビス２３０を、直進環１５０の貫通穴１５１に通して、カムフォロア２００の軸体２１０のめねじ２１１ａに捩じ込むと、ビス２３０の頭部２３２と軸体２１０のフランジ部２１２との間で直進環１５０が挟み込まれる。具体的には、ビス２３０の頭部２３２の下面２３２ａが直進環１５０のざぐり１５３の底面１５３ｂに押し付けられ、軸体２１０のフランジ部２１２の上面２１２ａが直進環１５０の角溝１５２の底面１５２ｂ（第２規制面）に押し付けられて、ビス２３０の頭部２３２とフランジ部２１２との間で直進環１５０の貫通穴１５１の周囲が圧迫される。これにより、カムフォロア２００が直進環１５０に固定される。

また、直進環１５０の内周面の基端側には、３つの貫通穴１５１に隣接して、直進案内駒１７０を案内する、光軸Ａｘ方向に延びる３つの案内溝１５４が、円周方向に等間隔に形成されている。

［ズームカム環８０］
次に、ズームカム環８０の構成を説明する。図７は、ズームカム環８０の斜視図である。図８は、ズームカム環８０の縦断面図（光軸Ａｘ及び後述するざぐり８２の中心を通る平面で切断したものであり、上半分のみを示す。）である。

ズームカム環８０は環状部材である。上述のように、ズームカム環８０の外周面には、カムフォロア２００と係合する螺旋状のカム孔８１ａが形成されている。カム孔８１ａの一端の周囲には、略円形のざぐり８１ｂ（第１規制面，載置面）が形成されている。ざぐり８１ｂには、ズームカム環８０を直進環１５０に取り付ける際に、一時的にカムフォロア２００（フランジ部２１２）が載置される。

また、ズームカム環８０の基端部には、直径が段状に細くなった細径部８２が形成されている。細径部８２の先端と太径部８１の基端とを接続する半径方向に延びる壁部８３には、光軸Ａｘを中心とする円弧状の長孔８３ａが形成されている。長孔８３ａには、フォーカス連動板１４０が光軸Ａｘ周りに回動可能に通される。

次に、図９〜図１１を参照して、ズームカム環８０にカムフォロア２００を取り付ける手順について説明する。

（ステップ１）
図９に示されるように、カムフォロア２００の取付工程は、フォーカス操作環６０及び直進環１５０（図１）が装着される前に、ズームカム環８０が露出した状態で開始される。

まず、ステップ１では、ズームカム環８０の外周側から、ざぐり８１ｂ（図７）が形成されたカム孔８１ａの一端にカムフォロア本体部２００Ｍ（軸体２１０に摺動環２２０を圧入したもの）が挿し込まれる。このとき、フランジ部２１２（図３）の少なくとも下部がざぐり８１ｂに収容され、フランジ部２１２の下面２１２ｃがざぐり８１ｂの底面（第１規制面）に押し当てられる。ステップ１の完了時、フランジ部２１２の上面２１２ｂのラジアル高さ（光軸Ａｘからの距離）は、直進環１５０の内周面のラジアル高さ（すなわち直進環１５０の内半径）よりも高くなるが、角溝１５２の底面１５２ｂのラジアル高さよりも低くなる。また、カムフォロア本体部２００Ｍ（軸体２１０）の上端面２１１ｂａのラジアル高さも、直進環１５０の内周面のラジアル高さよりも高くなるが、角溝１５２の底面１５２ｂのラジアル高さよりも低くなる。すなわち、ざぐり８１ｂの底面は、これにフランジ部２１２の下面２１２ｃを押し当てたときの、カムフォロア本体部２００Ｍのラジアル高さ（具体的には、フランジ部２１２の上面２１２ｂ及び軸体２１０の上端面２１１ｂａのラジアル高さ）を規制する規制面として機能する。

（ステップ２）
次に、直進環１５０の案内溝１５４に直進案内駒１７０を係合させて、直進環１５０を先端側から基端側に移動させると、直進環１５０の基端側の部分が、ズームカム環８０に被せられる。このとき、カムフォロア本体部２００Ｍは、フランジ部２１２（図５）の端部の曲面によって案内されて、カット面２１２ａが角溝１５２の側面１５２ａ（回転規制面）と平行になるように軸周りに回転する。また、上述したように、フランジ部２１２の上面２１２ｂ及び軸体２１０上端面２１１ｂａのラジアル高さが角溝１５２の底面１５２ｂよりも低くなる。そのため、カムフォロア本体部２００Ｍが直進環１５０と干渉することなく、貫通穴１５１の中心軸の光軸方向における位置（スラスト位置）とカムフォロア本体部２００Ｍの中心軸のスラスト位置とが一致するところまで直進環１５０を移動させることができる。図１０は、ステップ２が完了して、貫通穴１５１とカムフォロア本体部２００Ｍのスラスト位置が一致した状態を示す。

（ステップ３）
次に、図１０に示された状態で、直進環１５０の外周側からビス２３０の軸２３１を貫通穴１５１に通して、軸体２１０のめねじ２１１ａに捩じ込み、ビス２３０を軸体２１０に締め付ける。このとき、フランジ部２１２のカット面２１２ａと角溝１５２の側面１５２ａ（回転規制面）との係合により、軸体２１０の回転が規制されている。そのため、締め付けトルクによって軸体２１０が回転することはなく、確実にビス２３０を締め付けることができる。

図１０に示されるように、カムフォロア本体部２００Ｍは、ビス２３０で締め付けられる前、フランジ部２１２の下面２１２ｃがざぐり８１ｂの底面に押し当てられて接触した状態で保持されている。ビス２３０の捩じ込みを始めた当初は、カムフォロア本体部２００Ｍには上向き（光軸Ａｘから離れる方向）の力が与えられないため、下面２１２ｃがざぐり８１ｂの底面と接触した状態が維持される。そして、ビス２３０をめねじ２１１ａに捩じ込むにつれ、ビス２３０がめねじ２１１ａに引き込まれて、光軸Ａｘ側へ移動する。

やがて、ビス２３０の頭部２３２の下面２３２ａが直進環１５０のざぐり１５３の底面１５３ｂに突き当たると、ビス２３０の締め付け力によりカムフォロア本体部２００Ｍが上昇（光軸Ａｘから離れる方向への移動）を始める。更にビス２３０をカムフォロア本体部２００Ｍに捩じ込み続けると、軸体２１０の上側軸部２１１ｂが直進環１５０の貫通穴１５１に嵌入し、最終的にフランジ部２１２の上面２１２ｂが角溝１５２の底面１５２ｂ（第２規制面）に突き当たる。角溝１５２の底面１５２ｂとざぐり１５３の底面１５３ｂとの間隔は、フランジ部２１２の上面２１２ｂと軸体２１０上端面２１１ｂａとの間隔（直進環１５０の半径方向の距離）よりも長い。そのため、直進環１５０をカムフォロア本体部２００Ｍのフランジ部２１２とビス２３０の頭部２３２とで挟持した状態で、カムフォロア２００が直進環１５０に固定される（図１１）。

このとき、カムフォロア本体部２００Ｍのラジアル高さ（具体的には、軸体２１０の下端面２１１ｃａまたは摺動環２２０の下端面２２３のラジアル高さ）が、ズームカム環８０の太径部８１の内径以上となるように、下側軸部２１１ｃまたは摺動環２２０の長さが設計されている。そのため、カムフォロア２００がフォーカス連動板１４０の回動に干渉することがない。すなわち、角溝１５２の底面１５２ｂは、カムフォロア２００の軸体２１０の下端面２１１ｃａまたは摺動環２２０の下端面２２３のラジアル高さを規制する規制面として機能する。

また、ざぐり１５３の深さはビス２３０の頭部２３２の高さよりも大きいため、ビス２３０が直進環１５０の外周面から突出することはない。そのため、直進環１５０にフォーカス操作環６０を被せるときに、ビス２３０がフォーカス操作環６０と干渉することがない。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第１実施形態との相違点を中心に説明する。また、第１実施形態と共通の又は対応する要素には、同一又は対応する符号を使用して、重複する説明は省略する。

図１２は、本発明の第２実施形態に係る一眼レフカメラ用交換レンズ１Ａ（以下、単に「交換レンズ１Ａ」という。）の縦断面図（上半分のみを示す。）である。第２実施形態の交換レンズ１Ａは、第１実施形態のカムフォロア２００の軸部（下側軸部２１１ｃ及び摺動環２２０）を伸ばして固定環９０とも係合するようにしたことにより、直進案内駒１７０を使わずに第１実施形態と同じ機能を実現したものである。具体的には、第２実施形態では、第１実施形態の直進案内駒１７０が無くなり、直進環１５０に替えて案内溝１５４の無い直進環１５０Ａが使用され、固定環９０に替えて光軸Ａｘ方向に延びる３つのカム孔９３が追加された固定環９０Ａが使用される。また、第１実施形態のカムフォロア２００に替えて、カムフォロア２００の軸部を固定環９０のカム孔９３と係合可能な長さまで延長したカムフォロア２００Ａが使用される。本実施形態では、フォロア２００Ａの下端のラジアル高さが固定環９０Ａの内径と略同じ大きさになるよう、カムフォロア２００の軸部の長さが設計されている。

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本発明の実施形態に含まれる。

上記の実施形態では、カムフォロア本体部２００Ｍを直進環１５０に固定する固定部材として、カムフォロア本体部２００Ｍと螺子により嵌合するビス２３０が採用されているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、圧入、溶接、接着等の別の方法で固定部材とカムフォロア本体部２００Ｍとを固定する構成としてもよい。

また、上記の実施形態では、各カム環に、カム環を貫通するカム溝であるカム孔が形成されているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、あるカム環のカム溝と係合するカムフォロアが、当該カム環のみ又は当該カム環とその内周側（外周側）に配置された部材のみと係合する場合には、カム孔に替えて外周側（内周側）が塞がった非貫通のカム溝としてもよい。

また、上記の実施形態は、本発明を一眼レフカメラ用交換レンズにおける光学レンズ（単体又は複数）の移動機構に適用した例であるが、光学レンズや光学レンズ群以外の光学要素（例えば、絞り、光学フィルター［波長フィルターの他、偏光フィルターや波長板等の偏光素子を含む］、ミラー、プリズム、回折格子、光導波路、非線形光学素子、光電変換素子［固体撮像素子を含む］、ＬＤ［laser diode］等の光源、その他の各種光学要素）を移動する機構に本発明を適用することができる。

また、本発明は、一眼レフカメラ用の交換レンズに限らず、コンパクトカメラ（レンズ一体型カメラ）、ビデオカメラ、監視カメラ等の専用テレビ（ＣＣＴＶ［closed-circuit television］）及びＣＣＴＶ用レンズ、プロジェクタ・映写装置、望遠鏡、顕微鏡、その他の光学機器全般に適用することができる。

１０ マウント
２０ マウント保持環
３０ ズーム連動板
４０ ズーム操作環
５０ 支持環
６０ フォーカス操作環
７０ ズームカム環
８０ ズームカム環
９０ 固定環
１００ 第３レンズ枠
１１０ フォーカス固定環
１２０ 第２レンズ枠
１３０ フォーカスカム環
１４０ フォーカス連動板
１５０ 直進環
１６０ 第１レンズ枠
１７０ 直進案内駒
１８０ カムフォロア
２００ カムフォロア
２１０ 軸体
２１１ 軸部
２１２ フランジ部
２１２ａ カット面
２２０ 摺動環
２３０ ビス

Claims (19)

1. 可動環と、
   前記可動環に内周へ突出するように取り付けられたカムフォロアと、
   を備え、
   前記可動環には、前記カムフォロアを固定するための貫通穴が形成され、
   前記カムフォロアが、
   略筒状のカムフォロア本体と、
   前記カムフォロア本体を前記可動環に固定する固定部材と、
   を備え、
   前記カムフォロア本体が、
   前記可動環の前記貫通穴に内周から差し込まれる筒状の軸部と、
   前記軸部の側面から突出し、前記貫通穴への該カムフォロア本体の通過を阻止するフランジ部と、
   を有し、
   前記固定部材が、
   前記軸部の中空部に嵌入する嵌入軸と、
   前記嵌入軸の一端部に設けられ、前記可動環の前記貫通穴への該固定部材の通過を阻止する頭部と、
   を有し、
   前記嵌入軸の前記嵌入により連結された前記フランジ部と前記頭部との間で前記可動環が挟み込まれて前記カムフォロアが前記可動環に固定された、
   光学機器用のカム機構。
2. 前記可動環の内周に同心に配置された環状部材を備え、
   前記環状部材の外周面に、前記フランジ部の一面が押し当てられたときに、前記可動環の中心軸から前記カムフォロア本体までの距離を規制する、第１規制面が形成された、
   請求項１に記載のカム機構。
3. 前記第１規制面が、前記カムフォロアを前記可動環に取り付けるときに前記カムフォロア本体を一時載置するための載置面である、
   請求項２に記載のカム機構。
4. 前記環状部材の外周面に、前記フランジ部の少なくとも一部を収容可能な第１凹部が形成され、
   前記第１凹部の底面が前記第１規制面である、
   請求項２又は請求項３に記載のカム機構。
5. 前記可動環の内周面に、前記フランジ部の他面が押し当てられたときに、該可動環の中心軸から前記カムフォロアまでの距離を規制する、第２規制面が形成された、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のカム機構。
6. 前記第１規制面と前記第２規制面とを対向させたときに、前記フランジ部の一面が該第１規制面に押し当てられる位置から、該フランジ部の他面が該第２規制面に押し当てられる位置まで、前記可動環の半径方向外側への前記カムフォロア本体の移動を許容する空間が形成される、
   請求項２を直接又は間接的に引用する請求項５に記載のカム機構。
7. 前記固定部材がビスであり、
   前記カムフォロア本体の前記軸部の内周面には前記ビスと嵌合するめねじが形成され、
   前記ビスの前記嵌入軸が、該ビスを前記可動環の前記貫通穴に外周から挿し込んだときに、前記フランジ部の一面が前記環状部材の前記第１規制面に押し当てられた状態にある前記カムフォロア本体の前記めねじと係合可能な長さを有し、
   組立時に、前記ビスを前記カムフォロア本体の前記めねじに捩じ込むことにより、該カムフォロア本体が、前記フランジ部の一面が前記第１規制面に押し当てられる位置から、該フランジ部の他面が前記第２規制面に押し当てられる位置まで、前記可動環の半径方向外側へ移動するように構成された、
   請求項６に記載のカム機構。
8. 前記可動環の内周面に、前記フランジ部と係合して前記カムフォロア本体の回転を止める、回転止め構造が形成された、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のカム機構。
9. 前記フランジ部が、前記軸部と平行な平面でカットされたカット面を有し、
   前記可動環の内周面に溝が形成され、
   前記溝が、
   前記第２規制面である底面と、
   前記回転止め構造である側面と、
   を有し、
   前記カット面を前記側面と平行に対向させると、該カット面と該側面とが近接して、前記フランジ部の一部を前記溝に収容可能となり、
   前記カット面と前記側面とを前記軸部周りに傾けると、前記フランジ部と前記側面とが干渉して、前記フランジ部を前記溝に収容不可能となる、
   請求項５を直接又は間接的に引用する請求項８に記載のカム機構。
10. 前記可動環の外周面における前記貫通穴の周囲に、前記固定部材の頭部の少なくとも一部を収容する第２凹部が形成された、
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のカム機構。
11. 前記軸部が、
    前記フランジ部の前記環状部材と対向する面から突出する第１軸部と、
    前記フランジ部の他面から突出する第２軸部と、
    を有し、
    前記カムフォロア本体が、
    前記軸部及び前記フランジ部を有する軸体と、
    前記第１軸部と嵌合する摺動環と、
    を備えた、
    請求項２を引用する、請求項３から請求項１０のいずれか一項に記載のカム機構。
12. 前記摺動環の少なくとも摺動部が樹脂から形成され、
    前記軸体が金属から形成された、
    請求項１１に記載のカム機構。
13. 前記可動環の中心軸に対して、前記カムフォロアは、前記環状部材の下面よりも離れている、
    請求項２を引用する、請求項３から請求項１２のいずれか一項に記載のカム機構。
14. 前記環状部材が、前記カムフォロアと係合するカム溝が形成されたカム環であり、
    前記第１規制面が前記カム溝の周縁部に形成された、
    請求項２を引用する、請求項３から請求項１３のいずれか一項に記載のカム機構。
15. 前記カム溝が、前記カム環を貫通したカム孔である、
    請求項１４に記載のカム機構。
16. 前記可動環の内周側に配置された第２環状部材を備え、
    前記第２環状部材に前記カムフォロアと係合する第２カム溝が形成された、
    請求項１５に記載のカム機構。
17. 第２環状部材と、
    前記第２環状部材の外周面から突出する案内駒と、
    を備え、
    前記可動環の内周面に、前記案内駒と係合する案内溝が形成された、
    請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載のカム機構。
18. 複数の光学要素を含む光学系と、
    前記光学系の光軸周りに回動可能な操作部と、
    前記操作部に与えられた駆動力を少なくとも一つの前記光学要素に伝達する、請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載のカム機構と、
    を備えた、
    光学機器。
19. レンズ鏡筒である、
    請求項１８に記載の光学機器。

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