JP6900038B2 - カムフォロア及びレンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明は、カムにより移動される被移動部材のガタの発生を防止することが可能なカムフォロア及びそれを有するレンズ鏡筒に関する。

一眼レフカメラ等に装着されるレンズ鏡筒において、ズーミングやフォーカシングに応じて移動するレンズ保持枠の移動は、主にカム溝（リードカム溝）と直進溝との協働により達成される。

カム溝とそれに係合するカムフォロアとの間には若干のクリアランスが設けられており、これにより滑らかな駆動が可能となっている。しかしながら、このクリアランスによりカム溝とカムフォロアとの間にガタが生じると、保持されるレンズの位置精度が低下し、光学性能が低下するという問題が生じる。また、ズーミングやフォーカシングの精度が低下するという問題が生じる。また、撮影者自身の操作により駆動される場合には、操作時にガタつきが生じることで品位が低下する。

このような問題点を解決するために、カム溝とカムフォロアとの間のガタを抑制する種々の技術が従来より提案されている。

例えば、特許文献１に開示の発明では、カム部材とカムフォロワによってレンズを移動制御するズームレンズ鏡筒において、上記カムフォロワを上記カム部材のカム面に圧接する板バネと、上記レンズを保持するレンズ枠に対する上記カムフォロワの固定向きを調整する固定向き調整手段とを備え、上記固定向き調整手段による上記カムフォロワの固定向きの調整により、上記板バネの圧接度合いを調整可能とした構成としている。

この発明によれば、小型化とコストの低減を両立しながらもスムーズなズーム動作を得ることが可能になる、としている。

特許３４８２２６６号公報

しかしながら、上述した従来技術では以下のような問題点があった。すなわち、特許文献１に開示の発明では、カム溝の幅をカムフォロアの径以上に設定する必要があるので、カム筒の強度が低下したり、レンズ鏡筒が大型化するおそれがある。

また、落下等によりレンズ鏡筒に衝撃が加わると、衝撃力が板バネに集中し、その結果板バネに塑性変形が生じるおそれがある。

また、カムフォロアに板バネを固定しておくことができないので、組み込んだユニット状態で保存管理することができない。そのため組み立て工数が増加する。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、簡易な構成ながら、溝部壁面との間のガタの発生を効果的に防止することが可能なカムフォロア及びそれを有するレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明を実施のカムフォロアは、少なくとも１つの溝部に係合するカムフォロア本体と、カムフォロア本体の中心軸に対して周方向に設けられた保持部に保持されるコイルバネと、カムフォロア本体側面に設けられた孔より突出し、コイルバネの付勢力により溝部の一方の壁面と弾性当接する押圧部材と、を有すること特徴とする。

また、本発明を実施のカムフォロアは、好ましくは、押圧部材が、孔を介して突出する突出部とコイルバネの両端と押圧接触するバネ受け部とを有し、押圧部材は、コイルバネを保持部に沿う方向に弾性圧縮し、弾性圧縮によりバネ受け部に生じる付勢力のうち、突出部の突出方向の合力が押圧部材の付勢力となることを特徴とする。

また、本発明を実施のカムフォロアは、好ましくは、中心軸方向に隣接する２つの溝部に係合し、それぞれの溝部に対応するように、コイルバネ及び押圧部材からなる付勢機構を中心軸方向に積層して備えることを特徴とする。

本発明を実施のカムフォロア及びそれを有するレンズ鏡筒によれば、簡易な構成ながら、溝部壁面との間のガタの発生を効果的に防止することが可能となる。

さらに、カムフォロア本体に付勢機構を組み込んだユニット状態で容易に管理及び取り扱いすることが可能になる。

本発明の一実施形態であるレンズ鏡筒１００の部分断面図である。 カムフォロア２００を説明するための図であり、（ａ）はカムフォロア２００及びビス２４０の斜視図、（ｂ）はカムフォロア２００の断面図である。 付勢力の発生を説明するための模式図であり、（ａ）は押圧部材２３０に生じる付勢力を説明するための断面図、（ｂ）はカムフォロア２００の付勢機構とカム溝との関係を説明するための上面図である。 コイルバネ２２０の保持状態を説明するための断面図である。 第２の実施形態であるカムフォロア２００の斜視図である。

以下、添付の図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明が適用されたレンズ鏡筒１００の部分断面図である。本図に示すレンズ鏡筒１００は単焦点レンズであり、結像光学系として被写体側から順に、少なくとも、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２とを有している。

レンズ鏡筒１００は結像光学系の他に、主要な構成として、固定筒１１０と、カム筒１２０と、直進筒１３０と、フォーカス操作リング１４０と、を有している。結像光学系の光軸を中心にして内周側より、直進筒１３０、固定筒１１０、カム筒１２０、フォーカス操作リング１４０の順番で配置されている。

第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２はフォーカシングに応じて光軸方向に進退される。本図中の上側はＩＮＦ状態、下側は最短撮影状態のレンズ鏡筒１００をそれぞれ示している。各レンズ群のレンズは、カシメや押え環等によりそれぞれの鏡室に固定されており、さらに各鏡室がそれぞれレンズ移動枠に固定される構成となっている。

１群移動枠１５１は第１レンズ群Ｇ１を保持しており、また、直進筒１３０に対して不図示のビスにより締結されている。１群移動枠１５１はさらに複数のカムフォロア２００を介して、固定筒１１０に設けられた直進案内溝１１１と、カム筒１２０に設けられたカム溝１２１とに係合されている。これにより、１群移動枠１５１は所定の位置に保持されている。

一方、２群移動枠１５２は第２レンズ群Ｇ２を保持しており、不図示のカムフォロアを介して、固定筒１１０に設けられた不図示の直進案内溝と、カム筒１２０に設けられた不図示のカム溝とに係合されている。

固定筒１１０及びカム筒１２０はカム機構を構成しており、ユーザがフォーカス操作リング１４０を操作すると、操作力がカム筒１２０に伝達されてカム筒１２０が光軸を中心にして回転する。カムフォロア２００は、カム筒１２０の回転によりカム溝１２１と直進案内溝１１１との協働により光軸方向に進退させられる。カム溝１２１の形状を所定のものとすることで、１群移動枠１５１及び２群移動枠１５２が所定の位置関係を満たしながら移動され、これにより、レンズ鏡筒１００のフォーカシング動作が行われる。

図２は、図１に示した本発明を実施のカムフォロア２００を説明するための図である。図２（ａ）はカムフォロア２００及びビス２４０の斜視図、図２（ｂ）はカムフォロア２００の断面図である。これらの図を用いて、カムフォロア２００の付勢機構を説明する。

本図に示すように、カムフォロア２００は、カムフォロア本体２１０と、カムフォロア本体２１０内に保持されるコイルバネ２２０と、カムフォロア本体２１０の側面より突出する押圧部材２３０とを有している。また、カムフォロア本体２１０中央に設けた貫通孔にビス２４０が挿通される。本実施例では、カムフォロア２００は、この挿通されたビス２４０が１群移動枠１５１に設けられたビス孔と締結することにより固定される。

カムフォロア本体２１０の外周部は、固定筒１１０の直進案内溝１１１とカム筒１２０のカム溝１２１とにそれぞれ当接し、摺動する側面を構成している。本実施例のカムフォロア２００では、それぞれ異なる溝と係合する２段の摺動面を有している。本実施例においては、下段部は固定筒１１０の直進案内溝１１１と係合し、上段部はカム筒１２０のカム溝１２１と係合している。

次に、本発明のカムフォロア２００が備える付勢機構の仕組みについて説明する。上述したように、カムフォロア本体２１０内部にはコイルバネ２２０と押圧部材２３０とが保持されている。

コイルバネ２２０は、本図（ｂ）にも示すように、カムフォロア本体２１０の内周側に設けられた保持溝２１１に沿うような形で保持されている。そして、同じく保持溝２１１内に位置する押圧部材２３０が、コイルバネ２２０を弾性圧縮して挟持されている。

押圧部材２３０は、カムフォロア本体２１０の側面に設けられた孔より突出する突出部２３１と、カムフォロア本体２１０内部に保持されたコイルバネ２２０と押圧接触するバネ受け部２３２とを有する構造となっている。押圧部材２３０は全体として、Ｙ字形状若しくは刺股形状をしていると言える。

この押圧部材２３０のバネ受け部２３２に対して弾性圧縮されたコイルバネ２２０が付勢することで、突出部２３１がカムフォロア本体２１０側面から突出し、カムフォロア２００が係合するカム溝１２１壁面に当接する。バネ受け部２３２は圧縮されたコイルバネ２２０により常に付勢されているので、突出部２３１の当接は弾性当接となる。

図３（ａ）は、コイルバネ２２０により発生する付勢力の大きさと向きを説明するための模式図である。上述したように、押圧部材２３０は、周方向に保持されたコイルバネ２２０とバネ受け部２３２で接触しており、両部材の接触面には圧縮状態のコイルバネ２２０が自然長に戻ろうとする付勢力が発生している。

バネ受け部２３２は２ヶ所あり、ここで発生する付勢力は同じ大きさで向きが異なるものである。２ヶ所の付勢力を受けた押圧部材２３０は、これらの合力を伴って突出部２３１がカムフォロア本体２１０の側面から突出する。

押圧部材２３０に生じる合力の大きさは、コイルバネ２２０とバネ受け部２３２との間に生じる付勢力の向きに影響を受ける。原理的には、これらの付勢力の向きが合力の向きと一致している状態であれば最も合力の大きさが大きくなる。すなわち、バネ受け部２３２の脚の長さを保持溝２１１に沿って延長し、保持溝２１１の中心軸を中心に１８０度の広がりを持たせた状態が、最も合力を大きくできる形状となる。

一方で、押圧部材２３０は、カムフォロア本体２１０に設けられた開口を介して内部の保持溝２１１に組み込む必要がある。従って、必要な合力の大きさとカムフォロア本体２１０の開口の大きさとを考慮して、最適なバネ受け部２３２の長さを設定する必要がある。

図３（ｂ）は、上述した付勢構造を持つカムフォロア２００と、カムフォロア２００が係合するカム溝１２１との間の付勢力の関係を説明する模式図である。本図に示すように、カムフォロア２００の押圧部材２３０は、カム溝１２１の一方の壁面と当接接触しており、この側面には付勢力の合力が作用している。この合力の反力により、カムフォロア２００はもう一方の壁面に常に付勢されることで、カムフォロア２００とカム溝１２１との間におけるガタの発生が防止される。

ここで、押圧部材２３０の突出部２３１に注目する。突出部２３１のうちカム溝１２１の側壁と接触する接触面は、図３等からもわかるように、面形状がカムフォロア本体２１０の側面と概ね同じとなっている。このような曲面形状とすることにより、接触面が平面上の場合と比較して、係合するカム溝の光軸に対する傾斜角度が変化した場合でも適切に付勢が行える角度範囲を広くすることが可能となる。また、平面を接触面に採用してもよい。

なお、本実施例においては、図２（ａ）からもわかるように、付勢機構はカムフォロア２００の上段部にのみ設けられているものとする。すなわち、付勢機構はカム筒１２０のカム溝１２１に対応するように構成されている。そして、固定筒１１０の直進案内溝１１１に対応する付勢機構は設けられていない。

次に、カムフォロア本体２１０におけるコイルバネ２２０の保持について説明する。図４は、押圧部材２３０を組み込む前のカムフォロア２００を説明する断面図である。コイルバネ２２０を圧縮する押圧部材２３０がないので、本図に示すコイルバネ２２０は自然長状態となっている。

図２（ａ）にも示したように、コイルバネ２２０は、カムフォロア本体２１０の内周側に設けられた保持溝２１１に保持されている。保持溝２１１は、カムフォロア本体２１０内周側の内径が１段大きくなるように形成された溝であり、収納されるコイルバネ２２０がビス２４０と干渉しない程度の大きさを有している。コイルバネ２２０はこの保持溝２１１に沿うようにして保持されている。

コイルバネ２２０は、自身の持つバネの真っ直ぐに戻ろうと働く弾性力によってこの保持溝２１１に保持されている。従って、押圧部材２３０を組み込まない本図の状態のままでも、カムフォロア本体２１０からコイルバネ２２０が脱落することはない。そのため、組み立て工程におけるカムフォロア２００のユニット状態での保管や取り扱いが非常に容易となる。

ユニット状態での保管性や取扱性についてさらに検討すると、押圧部材２３０を組み込んだ状態であれば、これらの性能はより向上することがわかる。例えば、コイルバネ２２０のみ組み込んだ状態では、押圧部材２３０の突出部２３１が貫通する孔からコイルバネ２２０が脱落する可能性は否定できない。そこで、押圧部材２３０を組み込むことで貫通孔が塞がれるので、より確実にコイルバネ２２０の脱落が防止される。

すなわち、本発明を実施のカムフォロア２００は、付勢機構に必須のコイルバネ２２０及び押圧部材２３０を組み込んだユニット状態で保管や取り扱いをすることが可能となる。これは、付勢機構を有さない通常のカムフォロアと同様の保管・取り扱いができることを意味しており、大きなメリットであると言える。

なお、上述した実施例においては、カムフォロア２００の上段部にのみ本発明の付勢機構を設けていた。しかし、付勢機構を設ける部位はこれに限られることはない。カムフォロア２００の下段部にのみ付勢機構を設けることもできる。

また、図５の斜視図に示すように、上下段いずれにも付勢機構を設けることも可能である。この場合、上述した実施例の構成であれば、カムフォロア２００が係合するカム溝１２１及び直進案内溝１１１のいずれに対してもガタ取りを行うことが可能となるので、非常に高い効果が見込まれる。

以上で説明したように、本発明に記載のカムフォロア及びそれを有するレンズ鏡筒によれば、カムフォロアの中心軸の周方向にコイルバネを配置し、このコイルバネの両端の付勢力の合力により押圧部が溝の内壁を押圧するようにしたので、簡易な構成ながら、カムフォロアのガタの発生を効果的に防止可能となる。また、コイルバネは自身の弾性力により保持部から脱落することはないので、コイルバネを組み込んだユニット状態での保管や取り扱いが容易となる。

１００ レンズ鏡筒、１１０ 固定筒、１１１ 直進案内溝、１２０ カム筒、１２１ カム溝、１３０ 直進筒、１４０ フォーカス操作リング、１５１ １群移動枠、１５２ ２群移動枠、２００ カムフォロア、２１０ カムフォロア本体、２１１ 保持溝、２２０ コイルバネ、２３０ 押圧部材、２３１ 突出部、２３２ バネ受け部、２４０ ビス

Claims (4)

1. 少なくとも１つの溝部に係合するカムフォロア本体と、
   前記カムフォロア本体の中心軸に対して周方向に設けられた保持部に保持されるコイルバネと、
   前記カムフォロア本体側面に設けられた孔より突出し、前記コイルバネの付勢力により前記溝部の一方の壁面と弾性当接する押圧部材と、
   を有することを特徴とするカムフォロア。
2. 前記押圧部材は、前記孔を介して突出する突出部と前記コイルバネの両端と押圧接触するバネ受け部とを有し、前記コイルバネを前記保持部に沿う方向に弾性圧縮し、弾性圧縮により前記バネ受け部に生じる付勢力のうち、前記突出部の突出方向の合力が前記押圧部材の付勢力となる
   ことを特徴とする請求項１に記載のカムフォロア。
3. 前記カムフォロアは、前記中心軸方向に隣接する２つの前記溝部に係合し、それぞれの前記溝部に対応するように、前記コイルバネ及び前記押圧部材からなる付勢機構を前記中心軸方向に積層して備える
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカムフォロア。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のカムフォロアを有するレンズ鏡筒。

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