JP6690155B2 - カム装置及びレンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明はカメラ等のレンズ鏡筒に設けられ、レンズ等の光学要素を光軸方向に移動するために用いて好適なカム装置及びレンズ鏡筒に関するものである。

カメラのレンズ鏡筒では、フォーカシングやズーミングを行なうためにレンズ等の光学要素を光軸方向、すなわちレンズ鏡筒軸方向に移動させる必要があり、そのためにカム装置が設けられる。このカム装置としては、特許文献１にも記載のように、光軸回りに回転されるカム環を利用したカム装置が用いられる。特許文献１のカム装置は、光軸方向に延長された案内溝を有する案内筒と、この案内筒に対して光軸回りに回転されかつ周面に所要形状のカム溝を有するカム筒と、案内筒に支持されて光軸方向に移動可能な移動枠とを備えている。移動枠は周面の複数箇所に外径方向に突出するカムピンを備えており、このカムピンが案内溝とカム溝に径方向に貫通した状態で係合されている。カムピンは案内溝とカム溝が交差する位置に係合されるので、カム筒が回転されてカム溝と案内溝との交差位置が光軸方向に変化されると、カムピンもこれに伴って光軸方向に移動され、移動枠が光軸方向に移動されることになる。

このようなカム装置では、移動枠の周面に設けた複数のカムピンの１つが他のカムピンに対して光軸方向にずれる等して複数のカムピンの光軸位置が一致しない状態になると、移動枠が光軸と垂直な面方向に対して傾倒される、いわゆるティルトが生じることになる。移動枠にレンズが支持されているような場合には、ティルトによりレンズの主面が光軸に対して傾くことになりピントぼけが発生する原因になる。特許文献１では、このようなティルトを補正するために、カムピンを偏心ピンとして構成しており、レンズ枠に対するカムピンのピン軸回り位置を変化調整することによってカム溝に対するカムピンの光軸方向の相対位置を変化させ、移動枠のティルトの調整を行なっている。

特開平２−１１３２１４号公報

特許文献１の技術は、カムピンはカム溝と案内溝にそれぞれ係合されているので、カムピンのピン軸回り位置を変化調整すると、カム溝に対するカムピンの相対位置が変化されてカム筒に対する光軸方向の位置が調整できるが、これと同時にカムピンの光軸回り方向の位置も変化されることになる。そのため、カムピンには案内筒に対して光軸回り方向の力が発生し、この力がカムピンを案内溝やカム溝の内縁に押圧する押圧力となり、この押圧力によってカムピンと案内溝やカム溝との間に摩擦力が発生し、カム動作に際して移動枠の円滑な移動が損なわれ、カム装置の品質低下を生じる要因になる。

本発明の目的は、レンズ鏡筒に適用したときに、カムピンの位置調整を可能にする一方で、位置調整を行なった際にも案内溝やカム溝に対する押圧力が生じることがなく、円滑なカム動作を確保した品質の高いカム装置及びレンズ鏡筒を提供するものである。

本発明は、一方向に延長された案内溝を有する案内筒と、案内溝と交差されるカム溝を有して案内筒に対して相対回動されるカム筒と、案内溝及びカム溝の交差位置において当該案内溝及びカム溝に係合されるカムピンを有する移動体とを含むカム装置であって、移動体は案内溝の延長方向に延長した移動規制部を備え、カムピンは移動規制部に沿って案内溝の延長方向にのみ相対移動するように構成したことを特徴としている。

本発明において、カムピンは柱状に形成され、その柱軸が案内溝の延長方向に垂直に向けられた状態で移動体に固定され、その側面において案内溝及びカム溝に係合される。その上で、カムピンは移動体に対して柱軸方向に螺合される固定ねじにより移動体に固定されており、カムピンを固定ねじに対して相対移動可能に構成される。

本発明におけるカムピンは、少なくとも固定ねじの軸部の外径よりも大きな内径を有する第１穴部を備える。また、カムピンは、固定ねじのねじ頭部の外径よりも大きな内径を有する第２穴部を備えることが好ましい。

本発明は、移動体はレンズ鏡筒に内装されたレンズ枠であり、案内筒はレンズ鏡筒の固定環であって案内溝は光軸方向に延長された直線状態とされ、カム筒はレンズ鏡筒の光軸回りに回転可能とされ、当該カム筒の回転によりレンズ枠を当該光軸方向に移動可能としたカム装置に適用される。

本発明は、レンズ鏡筒内に固定されて光軸方向に延長される案内溝を有する案内筒と、案内筒に対して光軸回りに回転操作され、案内溝と交差されるカム溝を有するカム筒と、レンズ鏡筒内において光軸方向に移動可能なレンズ枠とを備え、レンズ枠には案内溝及びカム溝の交差位置において当該案内溝及びカム溝に係合され、レンズ枠に対して固定ねじにより固定されたカムピンを有し、固定ねじの固定を解放したときにカムピンをレンズ枠に対して光軸方向に相対移動可能に構成したカム装置とすることが好ましい。

本発明のカム装置によれば、カムピンを位置調整してもカムピンが移動方向以外の方向に移動されることがなく、これによりカムピンの位置調整に際してもカムピンと案内溝との間に押圧力が発生することがなく、円滑なカム動作を可能にした高品質のカム装置が得られる。

本発明の実施形態１のカム装置を適用したレンズ鏡筒の一部の概略断面図。 図１のＩＩ部の拡大断面図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 図１の要部（カム装置）の分解斜視図。 （ａ）はカムピンの基準位置状態の図２のＶ−Ｖ線拡大断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＢＡ−ＢＡ線断面図。 （ａ）はカムピンの調整状態の図２のＶ−Ｖ線拡大断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＢＢ−ＢＢ線断面図。 調整シリンダによるカムピンの位置調整を説明する拡大断面図。 （ａ）は実施形態１の第１変形例の拡大断面図、（ｂ）はカムピンの位置調整を説明する拡大断面図。 実施形態１の第２変形例の拡大断面図。 （ａ）は第２変形例の溝付き固定ねじの斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は同図（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図。 実施形態１の第２変形例の位置調整を説明する拡大断面図。 実施形態１の第３変形例の他の位置調整を説明する拡大断面図。 実施形態２の拡大断面図。 （ａ）は実施形態２の第１変形例の拡大断面図、（ｂ）はカムピンの位置調整を説明する拡大断面図。 実施形態２の第２変形例の拡大断面図。 実施形態２の第３変形例の拡大断面図。 実施形態３の拡大断面図。 実施形態３の位置調整を説明する拡大断面図。 実施形態３の第１変形例とその位置調整を説明する拡大断面図。 実施形態３の第２変形例の拡大断面図。 実施形態３の第２変形例の位置調整を説明する拡大断面図。 実施形態３の第３変形例とその位置調整を説明する拡大断面図。 実施形態４の拡大断面図。 実施形態４の第１変形例とその位置調整を説明する拡大断面図。 実施形態４の第２変形例の拡大断面図。 実施形態４の第３変形例の拡大断面図。 固定ねじを操作するドライバの変形例の斜視図。 変形例のドライバで固定ねじを操作する状態を示す断面図のその１。 変形例のドライバで固定ねじを操作する状態を示す断面図のその２。 調整シリンダの変形例の断面図。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態１のカム装置を適用したカメラのレンズ鏡筒ＬＣを光軸Ｌｘに沿って切断した一部の概略断面図である。カメラボディＣＢに装着されるレンズ鏡筒ＬＣは内部に３つのレンズ群Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が内装されている。前記レンズ鏡筒ＬＣ内は円筒形状をした固定筒１を有し、この固定筒は本発明の案内筒として構成されている。この案内筒１の内部に本発明の移動体としてのレンズ枠３が内装されており、前記案内筒１に案内されて光軸Ｌｘの方向に移動可能とされている。このレンズ枠３には前記３つのレンズ群のうち、フォーカスレンズとしてのレンズ群Ｌ２が支持されており、当該レンズ枠３の移動によりフォーカシングが行なわれる。

前記案内筒１の外周には円筒で構成されたカム筒２が同軸配置されている。このカム筒２は一端部に駆動機構Ｍが設けられており、この駆動機構Ｍによって案内筒１に対して光軸Ｌｘを中心とした軸回り方向にのみ回転駆動される。この駆動機構Ｍは、例えば円形リング状の超音波モータで構成されており、カメラボディＣＢに設けられたオートフォーカス手段（図示せず）によって駆動され、この駆動により前記カム筒２を回転駆動し、さらにこのカム筒２の回転により前記レンズ枠３、すなわちフォーカスレンズＬ２を移動してオートフォーカスを行なうように構成されている。

図２は図１のＩＩ部の拡大図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は本発明にかかるカム装置の要部の分解斜視図である。これらの図において、前記案内筒１には円周方向の３箇所に所要幅寸法の直線溝からなる案内溝１１が光軸方向に延長され、かつ案内筒１の径方向に貫通した状態で形成されている。この案内溝１１の光軸方向の長さは、前記レンズ枠３を光軸方向に移動させるのに必要とされる長さに設定されている。

前記カム筒２には、円周方向の３箇所にカム溝２１が形成されている。これらのカム溝２１は同一形状であり、光軸Ｌｘの方向に対して傾斜された状態で延長された直線溝あるいは曲線溝として形成され、カム筒２の径方向に貫通した状態に形成されている。これらカム溝２１の幅寸法は前記案内溝１１の幅寸法とほぼ同じであり、またカム溝２１の光軸方向の長さは前記案内溝２１の光軸方向の長さにほぼ等しくされている。

前記レンズ枠３は短円筒に形成されており、内部に前記したフォーカスレンズＬ２が支持されている。また、レンズ枠３の外周面の円周方向の３箇所には、それぞれカムピン４が光軸Ｌｘを中心とする放射方向に突出した状態で固定されている。これら３つのカムピン４は前記案内溝１１とカム溝２１の幅寸法にほぼ等しい直径の円柱状部材として形成されており、レンズ鏡筒ＬＣの内径方向に向けられた端面（以下、内径側端面と称する）をレンズ枠３の外周面に密接した状態で固定ネジ５によりレンズ枠３に固定されている。

前記３つのカムピン４は、図２及び図３から分かるように、案内筒１の内径側から案内溝１１を貫通され、さらにその外径側のカム筒２のカム溝２１を貫通されており、各カムピン４は案内溝１１とカム溝２１が交差された箇所において両溝１１，２１に係合されている。この構成により、カム筒２を光軸回りに回転すると、カム溝２１と案内溝１１の交差箇所は案内溝１１の延長方向、すなわち光軸Ｌｘの方向に沿って移動され、交差箇所に係合されているカムピン４と、これと一体のレンズ枠３が光軸方向に移動されることになる。

本発明においては、前記レンズ枠３に固定されているカムピン４と固定ねじ５の形態として後述するように複数の形態が存在する。この実施形態１では、図２〜４に示したように、前記固定ねじ５は、ねじ頭部５１と、ねじ部（ねじ溝）５３が形成されている軸部５２とで構成されている。この固定ねじ５は図２に鎖線で示すドライバ（ねじ回し）Ｄによって螺合操作が可能な一般的なねじが用いられている。

前記カムピン４は円柱状に形成されるとともに、レンズ鏡筒ＬＣの外径方向に向けられた端面（以下、外径側端面と称する）には、前記内径側端面に向けて円形のねじ逃げ穴４２が開口され、さらにこのねじ逃げ穴４２の底面には軸部挿通穴４１が貫通されている。この軸部挿通穴４１は前記固定ねじ５の軸部５２、すなわちねじ部５３の径寸法よりも大きな内径寸法であり、本発明における第１穴部である。また、前記ねじ逃げ穴４２は前記カムピン４の外径側端面からその柱軸方向の所定深さまで円形に開口されている。このねじ逃げ穴４２は前記軸部挿通穴４１よりも大径で、さらに前記固定ねじ５のねじ頭部５１の外径よりも大きな径寸法である。このねじ逃げ穴４２は本発明における第２穴部である。前記第１穴部４１と前記第２穴部４２はカムピン４の柱軸方向に沿って並んで配設されている

一方、前記レンズ枠３の外周面の３箇所、すなわちカムピン４が固定される箇所には、レンズ鏡筒ＬＣの内径方向に向けて凹設された浅溝３１が形成されている。この浅溝３１は、カムピン４の径寸法を短軸とし、カムピン４の径寸法よりも幾分長い寸法を長軸とする長円形状とされ、短軸をレンズ枠３の円周方向に向け、長軸を光軸方向に向けた状態で前記カムピン４の柱長よりも浅い溝として形成されている。前記カムピン４の内径側端部はこの浅溝３１に内挿されており、カムピン４は浅溝３１内でのみ移動可能とされているので、当該浅溝３１は前記カムピン４が光軸方向にのみ移動できるようにした移動規制部となる。この浅溝３１の底面には、長軸方向の中央位置にレンズ鏡筒ＬＣの内径方向に向けてねじ穴３２が穿孔されており、前記固定ねじ５のねじ部５３が螺合可能とされている。

以上の実施形態１のカム装置では、カムピン４の内径側端面をレンズ枠３の浅溝３１の内底面に当接させた状態で、レンズ鏡筒ＬＣの外径方向からねじ逃げ穴４２に固定ねじ５を内挿し、さらに軸部５２（ねじ部５３）を軸部挿通穴４１を挿通させた上で、図２に示したようにドライバＤを操作してねじ穴３２に螺合させる。この螺合により、固定ねじ５のねじ頭部５１の軸部側の面がねじ逃げ穴４２の内底面部に当接され、カムピン４はねじ頭部５１と浅溝３１の底面との間に挟持された状態で固定される。

図５Ａは、カムピン４がレンズ枠３に対して基準位置に固定された状態を示しており、（ａ）は図２のＶ−Ｖ線拡大断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＢＡ−ＢＡ線断面図である。この基準位置では、カムピン４は固定ねじ５に対して同芯位置に固定されているので、カムピン４はレンズ枠３に対して光軸方向の所定位置に固定されている。この状態では、カムピン４の軸部挿通穴４１は固定ねじ５の軸部５２（ねじ部５３）と同芯であり、ねじ逃げ穴４２はねじ頭部５１と同芯に位置されることになる。

ここで、レンズ枠３は案内筒１の内部に内装されているので、３つのカムピン４はそれぞれ案内筒１の案内溝１１とカム筒２のカム溝２１を径方向に貫通した状態で係合されている。そして、前記したようにカム筒２の回転によりカム溝２１と案内溝１１に係合している３つのカムピン４はそれぞれカム溝２１に押されながら案内溝１１に案内されて光軸方向に移動され、これと一体のレンズ枠３が光軸方向に移動される。このとき、３つのカムピン４のレンズ枠３に対して固定位置が適切でないと、レンズ枠３は光軸Ｌｘに垂直な面に対して傾斜された姿勢となり、いわゆるティルト状態となる。

このティルトを調整してレンズ枠３を光軸Ｌｘに垂直な面に沿った姿勢にする際には、少なくとも１つのカムピンの光軸方向の位置を調整する必要がある。図５Ｂは、カムピン４をレンズ枠３に対して位置調整した状態を示しており、（ａ）は図２のＶ−Ｖ線拡大断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＢＢ−ＢＢ線断面図である。固定ねじ５の螺合による締結を緩めることで、ねじ頭部５１によるカムピン４の挟持が解放され、カムピン４を浅溝３１内で光軸方向に位置調整することが可能になる。図５Ｂは、カムピン４を同図の右方向に位置調整した状態を示している。この光軸方向の位置調整の調整寸法範囲は、カムピン４の軸部挿通穴４１の内径寸法と軸部５２（ねじ部５３）の外径寸法との寸法差、あるいはカムピン４のねじ逃げ穴４２の内径寸法とねじ頭部５１の外径寸法との寸法差のうち、寸法差が小さい方である。この実施形態では、軸部挿通穴４１と軸部５２の寸法差を利用して位置調整を行なっている。

この位置調整では、図２に示したように、カム筒２の外周側からドライバＤで固定ねじ５を操作することにより行なうことができる。したがって、実際にカメラでの結像状態を観察しながら、すなわちレンズ鏡筒ＬＣによって対象物を結像させ、結像させた画像における合焦状態や収差等を観察しながら行なうことが可能であり、精度の高いティルト調整、すなわち位置調整が可能となる。また、この位置調整に際してカムピン４の光軸方向の位置を変化しても、浅溝３１によってカムピン４の光軸回り方向の位置が保持されて同方向に移動されることがないので、案内溝１１ないしは案内筒１に対して光軸回り方向の力が発生することはない。これにより、カムピン４と案内溝１１の溝縁との間に摩擦力が発生することもなく、円滑なカム動作が確保でき、カム装置の信頼性が向上できる。

さらに、固定ねじ５のねじ頭部５１は、カムピン４に設けたねじ逃げ穴４２に埋没状態にあるので、ねじ頭部５１がカムピン４の外径側端面よりも外径方向に突出されることはなく、レンズ鏡筒ＬＣの小径化を図る上で有利になる。また、固定ねじ５によりカムピン４を固定しているレンズ鏡筒ＬＣの径方向の位置、すなわち固定ねじ５のねじ頭部５１がカムピン４に当接されている位置は、ねじ逃げ穴４２の内底面部であってカム筒２および案内筒１よりも内径方向の位置であるので、固定ねじ５を締結したときに生じる応力によってカムピン４に変形が生じるようなことがあっても、変形する部位はカムピン４の内径側端面に近い領域であり、カム溝２１や案内溝１１に係合する部位が変形されることは殆どなく、円滑なカム動作が確保できる。

ここで、カムピンをレンズ枠に固定する初期の固定作業に際しては、図６に図２と同様の拡大断面図に示す調整シリンダ６を利用してもよい。なお、以下において図１〜図５と同一部分には同一符号を付してある。この調整シリンダ６は、カムピン４のねじ逃げ穴４２の内径寸法と固定ねじ５のねじ頭部５１の外径寸法の寸法差の１／２の厚みの円筒部材で形成されている。カムピン４をレンズ枠３に固定する際にねじ逃げ穴４２に調整シリンダ６を内挿しておき、この調整シリンダ６の内部に固定ねじ５を内挿し、ドライバＤにより固定ねじ５を操作してねじ部５３をレンズ枠３のねじ穴３２に螺合させる。これにより、調整シリンダ６によってカムピン４と固定ねじ５は同芯位置に設定されてレンズ枠３に固定される。カムピン４をレンズ枠３に対して基準位置に設定するための作業が容易になり、固定作業にかかる作業時間を短縮する上で有利になる。カムピン４を固定した後は調整シリンダ６をカムピン４のねじ逃げ穴４２から引き出せばよい。

また、初期固定作業を容易なものにするために、実施形態１の第１変形例ではボス付き固定ねじを採用している。図７（ａ）に図２と同様の拡大断面図を示すように、このボス付き固定ねじ５Ａは、固定ねじ５Ａの軸部５２のねじ軸方向の一部、すなわちねじ頭部５１とねじ部５３との間にねじ部５３の外径よりも径寸法が大きな円柱状のボス部５４を一体に設けたものである。このボス部５４の外径寸法は前記軸部挿通穴４１の内径寸法に等しく形成されている。

このボス付き固定ねじ５Ａでカムピン４の固定を行なうと、固定ねじ５Ａをレンズ枠３のねじ穴３２に螺合させると、ボス部５４がカムピン４の軸部挿通穴４１に内挿されて嵌合状態とされるため、カムピン４を固定ねじ５Ａに対して同芯位置に固定することができる。すなわち、固定ねじ５Ａでカムピン４を固定するだけで自動的にカムピン４をレンズ枠３の所定位置に固定することができる。これにより、カムピン４の初期固定作業が容易になり、作業時間を短縮する上で有利になる。

ボス付き固定ねじ５Ａを用いた場合に位置調整を行なう際には、図７（ｂ）に示すような調整ワッシャ７を利用する。調整ワッシャ７は外径寸法がねじ逃げ穴４２の内径寸法に等しく、内径寸法がボス付き固定ねじ５Ａのボス部５４の外径寸法よりも大きく、さらに厚み寸法がボス部５４のねじ軸方向の寸法よりも大きくされている。位置調整時には、ボス付き固定ねじ５Ａをカムピン４から取り外し、ねじ逃げ穴４２に調整ワッシャ７を内挿した上で改めてボス付き固定ねじ５Ａでカムピン４を固定する。この固定を行なう途中では、調整ワッシャ７の内径寸法とボス部５４の外径寸法との寸法差だけカムピン４の光軸方向の位置調整が可能であり、位置調整を行なうことができる。位置調整後はそのままボス付き固定ねじ５Ａの締結を完了すれば、ボス付き固定ねじ５Ａのねじ頭部５１が調整ワッシャ７を介してレンズ枠３に対してカムピン４を固定することができる。

図８は実施形態１の第２変形例として、カムピン４の位置調整が不要なとき、あるいは位置調整が完了されたときにカムピン４の固定状態を安定化するための溝付き固定ねじ５Ｂを用いた図２と同様の拡大断面図である。この第２変形例ではカムピン４を図には表れない接着剤によって溝付き固定ねじ５Ｂに対して一体化することを可能にしている。

図９は溝付き固定ねじ５Ｂの詳細を示しており、（ａ）は溝付き固定ねじ５Ｂの斜視図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）は図９（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。溝付き固定ねじ５Ｂは、軸部５２のねじ軸方向の一部、ここではねじ頭部５１から延びる軸部５２とねじ部５３との間に周面を内径方向に向けて凹設した環状の周面溝５５が形成されている。ねじ頭部５１には十字溝５１ａが形成されており、十字型のドライバＤに嵌合される。前記周面溝５５の内周面には円周方向の４箇所に径方向の径穴５６ａが開口されている。また、ねじ頭部５１の頂面から前記径穴５６ａに至るまでねじ軸方向の軸穴５６ｂが開口されている。これら径穴５６ａと軸穴５６ｂは互いに連通されており、これらで連通穴５６が構成されている。

この第２変形例では、溝付き固定ねじ５Ｂは実施形態１と同様にしてカムピン４をレンズ枠３に固定することができる。その上で、カムピン３の位置調整が必要とされない状態のとき、すなわち前記したように位置調整が不要なとき、あるいは位置調整が完了されたときには、連通穴５６のねじ頭部５１側の開口から接着剤を注入する。注入された接着剤は連通穴５６を通って周面溝５５にまで送られ、さらに周面溝５５からカムピン４の軸部挿通穴４１にまで送られて充填される。また、カムピン４と浅溝３１との間に隙間がある場合には、一部の接着剤は浅溝３１にまで送られる。その後、接着剤が固化されることにより、溝付き固定ねじ５Ｂとカムピン４、ないしはレンズ枠３は接着剤によって接着されて一体化されるため、カムピン４がレンズ枠３に対して固定支持されることになる。これにより、経時使用によって固定ねじの締結が緩むことによるカムピン４の位置変動が防止できる。

この溝付き固定ねじ５Ｂを用いてカムピン４を固定する際には、図１０に示すように調整シリンダ６を利用して位置調整を行なうことが可能である。この調整シリンダ６は、図６に示した調整シリンダ６と同じであり、カムピン４のねじ逃げ穴４２に対してねじ頭部５１を同芯位置に位置決めする。位置調整を行なった後に連通穴５６から接着剤を注入し、溝付き固定ねじ５Ｂとカムピン４を一体化する。一体化した後に調整シリンダ６を取り外せばよい。

あるいは、図１１に実施形態１の第３変形例を示すように、軸部５２に周面溝５５と連通穴５６を有する溝付き固定ねじの軸部５２の一部に、当該軸部５２よりも大径のボス部５４を形成したボス・溝付き固定ねじ５Ｃを用いてもよい。図示は省略するが、このボス部５４をカムピン４の軸部挿通穴４１に嵌合させることによってボス・溝付き固定ねじ５Ｃとカムピン４を同芯に位置決めすることができる。一方、カムピン４の位置調整を行なう場合には、図１１に示した調整ワッシャ７をねじ頭部５１とカムピン４との間に介装することにより、図７（ｂ）に示したと同様にカムピン４の位置調整が可能となる。位置調整の完了後に、ボス・溝付き固定ねじ５Ｃの連通穴５６から接着剤を注入してボス・溝付き固定ねじ５Ｃとカムピン４を一体化することは同じである。この場合には調整ワッシャ７も接着剤により一体化される。

以上の実施形態１及び各変形例は、いずれも固定ねじ５，５Ａ，５Ｂのねじ頭部がカムピン４の外径側端面よりも外径側に露呈しないように、カムピン４に本発明の第２穴部としてのねじ逃げ穴４２を開口し、固定ねじ５，５Ａ，５Ｂのねじ頭部５１をこのねじ逃げ穴４２に内挿した構造を採用している。これにより、前記したようにレンズ鏡筒ＬＣの径方向の寸法を小さくする上で有利である。

一方、径方向の寸法に制限を受けないレンズ鏡筒の場合には、カムピン４のねじ逃げ穴４２、すなわち本発明の第２穴部を省略することができる。図１２はその一例としての実施形態２の図２と同様の拡大断面図である。ここでは、カムピン４Ａは本発明の第２穴部としてのねじ逃げ穴は開口されておらず、本発明の第１穴部のみ、すなわち軸部挿通穴４１のみが開口されている。この軸部挿通穴４１の内径寸法は固定ねじ５の軸部５２（ねじ部５３）の外径寸法よりも大きくされている。その他の構成は実施形態１と同じである。

実施形態２では、固定ねじで５カムピンを固定したときには、ねじ頭部５１はカムピン４Ａの外径側端面に当接された状態で当該カムピン４Ａをレンズ枠３に挟持して固定することになる。また、カムピン４Ａを位置調整する際には、軸部５２（ねじ部５３）の外径寸法と軸部挿通穴４１の内径寸法の寸法差を利用して行なうことになる。位置調整の手順については実施形態１と全く同じである。この実施形態２は、固定ねじ５の軸部５２の長さが長いので、実施形態１よりもカムピン４Ａの固定の安定性を高める上で有利である。

実施形態２においても、図１３（ａ）に第１変形例を示すように、ねじ頭部５１と軸部５２（ねじ部５３）との間に軸部５２よりも大径のボス部５４を設けたボス付き固定ねじ５Ａを利用することができる。ボス部５４によってボス付き固定ねじ５Ａとカムピン４Ａとを同芯に位置決めすることができる。

この第１変形例においてカムピン４Ａの位置調整を行なう場合には、図１３（ｂ）のように、ボス付き固定ねじ５Ａのねじ頭部５１とカムピン４Ａの外径側端面との間に、実施形態１の第１変形例と同様に調整ワッシャ７を介装させるようにすればよい。

また、前記した実施形態１の第２および第３変形例と同様に、溝付き固定ねじ５Ｂ又はボス・溝付き固定ねじ５Ｃを利用することができる。図１４は溝付き固定ねじ５Ｂを用いた実施形態２の第２変形例であり、溝付き固定ねじ５Ｂに設けられている連通穴５６から接着剤を注入することにより、接着材を軸部５２（ねじ部５３）と軸部挿通穴４１との間に充填させ、溝付き固定ねじ５Ｂとカムピン４Ａを一体化することができる。

図１５に実施形態２の第３変形例を示すように、ボス・溝付き固定ねじ５Ｃを用いることもでき、ボス部５４を利用してボス・溝付き固定ねじ５Ｃとカムピン４Ａとの位置決めができる。また、位置調整に際しては調整ワッシャ７を利用し、位置調整後は連通穴５６から接着剤を注入することにより、ボス・溝付き固定ねじ５Ｃとカムピン４Ａを一体化することができる。

ここで、実施形態１，２ではカムピン４，４Ａは単一素材で形成されているので、カム溝２１及び案内溝１１と係合するカムピンでの係合摩擦力を低減するためにカムピン４，４Ａを樹脂で形成した場合には、カムピン４，４Ａを固定ねじ５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃによって固定したときに、この固定ねじの締結力によってカムピン４，４Ａがねじ頭部５１に当接された箇所において変形され易い。カムピンを金属等の剛性の高い材料で形成した場合には、カムピン４，４Ａがカム溝２１及び案内溝１１と摺動接触したときに樹脂製のカム筒２及び案内溝１を磨耗させおそれがある。

実施形態３では、図１６に図２と同様の拡大断面図を示すように、樹脂で形成した外層環４３と、金属で形成した内層環４４とで二層に形成したカムピン４Ｂを有しており、外層環４３の周面においてカム溝２１及び案内溝１１に係合させ、内層環４４において固定ねじ５を用いてレンズ枠３に固定している。

前記外層環４３は樹脂材で形成されており、実施形態１，２のカムピンと同じ外径寸法を有し、本発明の第２穴部としてのねじ逃げ穴４２と、これよりも小径の内層環挿通穴４５が設けられている。前記内層環挿通穴４５は実施形態１，２の軸部挿通穴４１よりも内径寸法が拡大されている。また、外層環４３はねじ軸方向の寸法がカム溝２１と案内溝１１に係合されるのに必要とされるだけの寸法とされている。

前記内層環４４は剛性の高い金属材で形成されており、内径寸法は実施形態１，２の軸部挿通穴４１と同じ寸法であり、外径寸法は前記外層環４３の内層環挿通穴４５の内径寸法に等しい円筒状に形成されている。また、その外径側端部には外径寸法が前記外層環４３のねじ逃げ穴４２の内径寸法にほぼ等しいフランジ４４ａが一体に形成されている。この内層環４４は外層環４３のねじ逃げ穴４２と内層環挿通穴４５に圧入状態に内挿されており、これにより内層環４４と外層環４３は一体化されている。フランジ４４ａは外層環４３のねじ逃げ穴４２に嵌合されており、内層環４４に対して外層環４３が脱落することを防止している。また、内層環４４の内径側端面は外層環４３よりもレンズ鏡筒ＬＣの内径方向に突出されている。

このカムピン４Ｂでは、内層環４４の内径側端面がレンズ枠３の浅溝３１の底面に当接され、固定ねじ５のねじ頭部５１は内層環４４の外径側端面に当接されて浅溝３１との間に内層環４４が挟持された状態で固定される。また、カムピン４Ｂの位置調整に際しては、固定ねじ５を緩めて内層環４４に対する固定を解放することにより、軸部５２（ねじ部５３）と内層環４４の軸部挿通穴４１との径方向の寸法差によって可能となる。

カムピン４Ｂは、金属製の内層環４４において固定ねじ５で締結されて固定されるので、内層環４４の剛性によりカムピン４Ｂの変形が防止される。一方、カムピン４Ｂは樹脂製の外層環４３においてカム溝２１と案内溝１１に係合されるので、外層環４３での潤滑性によって係合時の摩擦力が低減され、円滑なカム動作が確保できる。

この固定ねじ５を用いてカムピン４Ｂを固定する際には、図１７に示すように、円筒状の調整シリンダ６を外層環４３のねじ逃げ穴４２に内挿した状態で固定ねじ５による締結を行なえばよい。これにより、ねじ逃げ穴４２に対してねじ頭部５１を同芯位置に位置決めし、さらに固定ねじ５に対してカムピン４Ｂを同芯位置に固定することができる。固定後は調整シリンダ６を取り外せばよい。

実施形態３においても、図１８に第１変形例を示すように、実施形態１の第１変形例と同様に、ねじ頭部５１と軸部５２の一部に軸部５２よりも大径のボス部５４を設けたボス付き固定ねじ５Ａを利用することができる。同図には表れないがボス部５４を内層環４４の軸部挿通穴４１に内挿することによってボス付き固定ねじ５Ａと内層環４３を同芯に位置決めし、さらにはカムピン４Ｂを同芯に位置決めすることができる。

この第１変形例においてカムピン４Ｂの位置調整を行なう場合には、図１８のように、ボス付き固定ねじ５Ａのねじ頭部５１とカムピン４Ｃの内層環４４の外径側端面との間に、実施形態１の第１変形例と同様に調整ワッシャ７を介装させるようにすればよい。

また、実施形態１の第２変形例と同様に、溝付き固定ねじ５Ｂを利用することができる。図１９は溝付き固定ねじ５Ｂを用いた実施形態３の第２変形例であり、溝付き固定ねじ５Ｂに設けられている連通穴５６から接着剤を注入することにより、溝付き固定ねじ５Ｂと内層環４４を一体化することができ、さらには溝付き固定ねじ５Ｂとカムピン４Ｂの全体を一体化することができる。

この第２変形例においても、図２０に示すように、円筒状の調整シリンダ６を外層環４３のねじ逃げ穴４２に内挿した状態で溝付き固定ねじ５Ｂによる締結を行なえばよい。これにより、ねじ逃げ穴４２に対してねじ頭部５１を同芯位置に位置決めし、溝付き固定ねじ５Ｂに対して内層環４４、さらにはカムピン４Ｃを同芯位置に固定することができる。固定後は調整シリンダ６を取り外せばよい。

実施形態３の第３変形例として、図２１に示すように、実施形態１の第３変形例と同様に、ボス・溝付き付き固定ねじ５Ｃを利用することができる。同図には表れないがボス・溝付き固定ねじ５Ｃのボス部５４を内層環４４の軸部挿通穴４１に内挿することによってボス・溝付き固定ねじ５Ｃと内層環４３を同芯に位置決めし、さらにはカムピン４Ｂを同芯に位置決めすることができる。

カムピン４Ｂの位置調整を行なう場合には、図２１のように、ボス・溝付き固定ねじ５Ｃのねじ頭部５１とカムピン４Ｃの内層環４４の外径側端面との間に、実施形態１の第１変形例と同様に調整ワッシャ７を介装させるようにすればよい。また、位置調整後には、ボス・溝付き固定ねじ５Ｃの連通穴５６から接着剤を注入することにより、ボス・溝付き固定ねじ５Ｃと内層環４４を一体化することができ、さらにはボス・溝付き固定ねじ５Ｃとカムピン４Ｂの全体を一体化することができる。

実施形態３の二層構造のカムピン４Ｂは、実施形態４として図２２のように、ねじ逃げ穴が存在しないカムピン４Ｃとして構成することもできる。すなわち、このカムピン４Ｃは、金属で形成した内層環４４を樹脂で形成した外層環４３よりも軸方向に長く形成したものである。したがって、内層環４４の外径側端面は外層環４３の外径側端面よりもレンズ鏡筒ＬＣの外径側に位置され、内層環４４のフランジ４４ａはカム筒２よりも外径側に位置されている。

実施形態４では、固定ねじ５のねじ頭部５１はカム筒２の外径側位置において内層環４４の外径側端面に当接された状態でカムピン４Ｃをレンズ枠３に固定することになる。この実施形態４では、外層環４３にねじ逃げ穴が存在していないので、内層環４４とともに単純な円筒状に形成でき、カムピン４Ｃの製造は容易である。

実施形態４の第１変形例として、図２３に示すように、軸部５２（ねじ部５３）よりも大径のボス部５４を設けたボス付き固定ねじ５Ａを利用することができる。同図には表れないがボス部５４を内層環４４の軸部挿通穴４１に内挿することによってボス付き固定ねじ５Ａと内層環４３を同芯に位置決めし、さらにはカムピン４Ｃを同芯に位置決めすることができる。また、カムピン４Ｃの位置調整を行なうために、図２３に示すように、調整ワッシャ７を利用することができる。

実施形態４の第２変形例として、図２４に示すように、溝付き固定ねじ５Ｂを利用することができる。溝付き固定ねじ５Ｂに設けられている連通穴５６から接着剤を注入することにより、溝付き固定ねじ５Ｂと内層環４４を一体化することができ、さらには溝付き固定ねじ５Ｂとカムピン４Ｃの全体を一体化することができる。

実施形態４の第３変形例として、図２５に示すように、ボス・溝付き付き固定ねじ５Ｃを利用することができる。同図には表れないがボス・溝付き固定ねじ５Ｃのボス部５４を内層環４４の軸部挿通穴４１に内挿することによってボス・溝付き固定ねじ５Ｃと内層環４３を同芯に位置決めし、さらにはカムピン４Ｃを同芯に位置決めすることができる。

カムピン４Ｃの位置調整を行なう場合には、図２５のように、ボス・溝付き固定ねじ５Ｃのねじ頭部５１とカムピン４Ｃの内層環４４の外径側端面との間に調整ワッシャ７を介装させるようにすればよい。また、位置調整後には、ボス・溝付き固定ねじ５Ｃの連通穴５６から接着剤を注入することにより、ボス・溝付き固定ねじ５Ｃと内層環４４を一体化することができ、さらにはカムピン４Ｃの全体を一体化することができる。

一方、溝付き固定ねじ５Ｂあるいはボス・溝付き固定ねじ５Ｃを操作するためのドライバとして、図２６に示すドライバＤ１を採用してもよい。このドライバＤ１は、固定ねじ５Ｂ，５Ｃの頭部５１の十字溝５１ａに嵌合される十字部Ｄａと、この十字部Ｄａの中心において軸方向に立設された小径円柱状の軸部Ｄｂを有している。この軸部ＤｂはドライバＤ１とは別体に形成し、十字部Ｄａの中心に軸方向に設けた穴内に圧入し、あるいは治具等により着脱できるように構成してもよい。ここでは後者の構成を採用している。

このドライバＤ１を用いることにより、図２７及び図２８に示すように、溝付き固定ねじ５Ｂあるいはボス・溝付き固定ねじ５Ｃを操作する際には、軸部Ｄｂは各固定ねじ５Ｂ，５Ｃの軸穴５６ｂに内挿され、十字部Ｄａはねじ頭部５１の十字溝５１ａに嵌合される。したがって、軸部Ｄｂと軸穴５６ｂとの嵌合によってドライバＤ１が固定ねじ５Ｂ，５Ｃから外れ難くなり、ドライバＤ１による固定ねじ５Ｂ，５Ｃの確実な操作が可能になる。また、十字部Ｄａは十字溝５１ａに嵌合され、ドライバＤ１の回転力を固定ねじ５Ｂ，５Ｃに伝達して固定ねじ５Ｂ，５Ｃの螺合を可能とする。

このドライバＤ１を用いて固定ねじ５Ｂ，５Ｃを操作する際に、固定ねじ５Ｂ，５Ｃとカムピン４とを同芯位置に設定するために、図２９のように、ドライバＤ１の軸部に嵌合される調整シリンダ６Ａを使用することが可能である。この調整シリンダ６ＡはドライバＤ１の軸部に着脱可能な円筒状に形成され、その先端がねじ逃げ穴４２に内挿されるような径寸法に形成されている。したがって、ドライバＤ１で固定ねじ５Ｂ，５Ｃを操作する際には、調整シリンダ６Ａによる同芯位置の設定を自動的に行うことができ、ドライバＤ１を固定ねじ５Ｂ，５Ｃから取り外せば調整シリンダ６Ａも自動的に取り外すことができ、固定ねじ５Ｂ，５Ｃの取付と同芯調整を同時にかつ自動的に行うことができる。

このドライバＤ１は、前記した本発明の各実施形態のうち、溝付き固定ねじ５Ｂあるいはボス・溝付き固定ねじ５Ｃを用いる実施形態のいずれについても適用することができる。

本発明は、以上の例示した組み合わせ構造に限られるものではなく、さらなる組み合わせによるカム装置として構成することが可能である。すなわち、カムピンについては、ねじ逃げ穴を有するカムピン、あるいはねじ逃げ穴を有していないカムピン、さらに二層構造カムピンを含むカムピンのいずれかが選択できる。また、固定ねじについては、通常のねじ構造の固定ねじ、ボス付き固定ねじ、溝付き固定ねじ、ボス・溝付き固定ねじのいずれかが選択できる。これらのカムピンと固定ねじを適宜選択して組み合わせることにより、それぞれのカムピンと固定ねじが有する機能を組み合わせた効果が得られることになる。

実施形態では、レンズ枠に設けられた３つのカムピンの全てに本発明を適用しているが、レンズ枠が光軸に対して傾倒されたティルトを調整するためには少なくとも１つのカムピンについて本発明を適用すればよいので、３つのカムピンのうち１つのカムピンについてのみ本発明を適用した構成としてもよい。

本発明のカム装置は実施形態に示したレンズ鏡筒のカム装置に限られるものではなく、移動体に設けたカムピンを案内筒とカム筒とでカム動作させる構成のカム装置であれば本発明を適用することが可能である。また、本発明をレンズ鏡筒に適用したときには、レンズ鏡筒内でレンズ枠あるいはその他の光学部品を光軸方向に移動させるカム装置として適用できる。例えば、ズーミングを行なうためのズーミングレンズを光軸方向に移動させるカム装置としても適用できる。

１ 案内筒
２ カム筒
３ レンズ枠（移動体）
４，４Ａ，４Ｂ カムピン
５，５Ａ〜５Ｃ 固定ねじ
６ 調整シリンダ
７ 調整ワッシャ
１１ 案内溝
２１ カム溝
３１ 浅溝
３２ ねじ穴
４１ 軸部挿通穴（第１穴部）
４２ ねじ逃げ穴（第２穴部）
４３ 外層環
４４ 内層環
５１ ねじ頭部
５２ 軸部
５３ ねじ部
５４ ボス部
５５ 周面溝
５６ 連通穴
Ｄ，Ｄ１ ドライバ

Claims (18)

1. 一方向に延長された案内溝を有する案内筒と、前記案内溝と交差されるカム溝を有して前記案内筒に対して相対回動されるカム筒と、前記案内溝及びカム溝の交差位置において当該案内溝及びカム溝に係合されるカムピンを有する移動体とを含むカム装置であって、前記移動体は前記案内溝の延長方向に延長した移動規制部を備え、前記カムピンは前記移動規制部に沿って案内溝の延長方向にのみ相対移動することを特徴とするカム装置。
2. 前記案内溝は前記案内筒の筒軸方向に延長され、前記カム溝は当該筒軸方向に交差される請求項１に記載のカム装置。
3. 前記カムピンは柱状に形成され、その柱軸が前記案内溝の延長方向に垂直に向けられた状態で前記移動体に固定され、その側面において前記案内溝及びカム溝に係合されている請求項２に記載のカム装置。
4. カムピンは前記移動体に対して前記柱軸方向に螺合される固定ねじにより当該移動体に固定されており、カムピンを当該固定ねじに対して相対移動可能に構成した請求項３に記載のカム装置。
5. 前記カムピンは、少なくとも前記固定ねじの軸部の外径よりも大きな内径を有する第１穴部を備える請求項４に記載のカム装置。
6. 前記カムピンは、前記固定ねじのねじ頭部の外径よりも大きな内径を有する第２穴部を備える請求項４又は５に記載のカム装置。
7. 前記ねじ頭部の外周面と前記第２穴部の内周面との間に介装可能な円筒状の調整シリンダを着脱可能に構成した請求項６に記載のカム装置。
8. 前記固定ねじは、前記軸部の一部に前記第１穴部に嵌合されるボス部を備える請求項５、請求項５を引用する請求項６、又は当該請求項６を引用する請求項７のいずれかに記載のカム装置。
9. 前記ねじ頭部と前記カムピンとの間にねじ軸方向に介在され、ねじ軸方向の長さが前記ボス部よりも長い調整ワッシャを備える請求項８に記載のカム装置。
10. 前記固定ねじは、ねじ頭部の頂面から軸部の周面にまで連通された連通穴を備える請求項４ないし９のいずれかに記載のカム装置。
11. 前記固定ねじのねじ頭部は前記カムピンのねじ軸方向の内部に配置される請求項６ないし１０のいずれかに記載のカム装置。
12. 前記固定ねじのねじ頭部は前記カムピンのねじ軸方向の外部に配置される請求項６ないし１０のいずれかに記載のカム装置。
13. 前記カムピンは前記案内溝及びカム溝に接触される外周側の外層環と、前記固定ねじのねじ頭部が当接される内周側の内層環とで構成され、外層環は内層環よりも潤滑性が高い材料で構成され、内層環は外層環よりも剛性が高い材料で構成される請求項４ないし１２のいずれかに記載のカム装置。
14. 前記カムピンは前記移動体の周方向の複数箇所に配設され、少なくとも１つのカムピンを移動可能に構成した請求項１ないし１３のいずれかに記載のカム装置。
15. 前記案内筒はレンズ鏡筒であり、前記移動体は当該レンズ鏡筒内で移動される光学要素である請求項１ないし１４のいずれかに記載のカム装置
16. 前記移動体はレンズ鏡筒に内装されたレンズ枠であり、前記案内筒はレンズ鏡筒の固定環であって前記案内溝は光軸方向に延長された直線状態とされ、前記カム筒はレンズ鏡筒の光軸回りに回転可能とされ、当該カム筒の回転により前記レンズ枠を当該光軸方向に移動可能とした請求項１５に記載のカム装置。
17. レンズ鏡筒内に固定されて光軸方向に延長される案内溝を有する案内筒と、前記案内筒に対して前記光軸回りに回転操作され、前記案内溝と交差されるカム溝を有するカム筒と、前記レンズ鏡筒内において前記光軸方向に移動可能なレンズ枠とを備え、前記レンズ枠には前記案内溝及びカム溝の交差位置において当該案内溝及びカム溝に係合され、前記レンズ枠に対して固定ねじにより固定されたカムピンを有し、前記固定ねじの固定を解放したときに前記カムピンを前記レンズ枠に対して前記光軸方向にのみ相対移動可能に構成したことを特徴とするカム装置。
18. 請求項１〜１７のいずれかに記載のカム装置を備えるレンズ鏡筒。

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