JP6900039B2 - 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。

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たり、環境変化によるカムフォロアの膨張や収縮に対するロバスト性が向上する。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、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。また、このクリアランスは、カムによる移動回数が多くなるほどカムフォロアに若干の削れが発生し、拡大するおそれがある。

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、一般的に多く用いられるカムフォロアの形状は円柱形状のものが多い。この場合、落下等によりレンズ鏡筒に衝撃が加わると、カムフォロアとカム溝との接触面積が小さいために衝撃力が集中し、カムフォロアの曲面やカム溝の壁面に打痕を生じさせてしまうおそれがある。

さらに、レンズ鏡筒の中には、高倍率ズームレンズやマクロレンズなど、ズーミングやフォーカシングに応じて直進筒が被写体側に大きく伸長するものが存在する。伸長した直進筒に大きく重いレンズが配置されていれば、その自重により鉛直方向下向きに直進筒を傾かせるトルクが発生する。このとき、カムフォロアとカム溝との接触面積が小さいと、このトルクに負けて直進筒に傾きが生じ、光学性能が低下してしまうおそれがある。

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、レンズ鏡筒の大きさに影響せず、衝撃に強く、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つの溝部に係合し、溝部の一方の壁面と面接触する当接面を有するカムフォロア本体と、一方の壁面と当接面とを押圧接触させる付勢力を発生し、カムフォロア本体に対して押圧接触する係止腕部と、カムフォロア本体から突出し、他方の壁面に対して押圧接触する付勢腕部と、を有するコイルバネと、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、カムフォロア本体は、略矩形形状をした上段部と略円柱形状をした下段部とを有し、当接面は、上段部の略矩形形状の一つの側面を構成す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、付勢腕部は、上段部のうち、当接面ではない面から突出することを特徴とする。

また、本発明を実施のレンズ鏡筒は、上記いずれかに記載のカムフォロアを有す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、レンズ鏡筒の大きさに影響せず、衝撃に強く、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。

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２３０の斜視図、（ｂ）はカムフォロア２００の上面図である。 カムフォロアとカム溝との関係を示す上面図である。

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１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。本実施例においてカム溝１２１は、レンズ鏡筒１００の光軸とのなす角が全移動範囲において概ね一定となった、いわゆるリードカムが採用されている。

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２３０の斜視図、図２（ｂ）はカムフォロア２００の上面図である。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、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２３０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２３０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。図１の断面図からもわかるように、本実施例のカムフォロア本体２１０では側面が段付きの形状となっており、それぞれ異なる幅を有する溝と係合する。本実施例においては、下段部は、相対的に狭い溝幅を有する固定筒１１０の直進案内溝１１１と係合し、上段部は、相対的に太い溝幅を有するカム筒１２０のカム溝１２１と係合している。

カムフォロア本体２１０の下端部には切り欠き部２１１が設けられている。カムフォロア２００が固定される１群移動枠１５１には、この切り欠き部２１１と対向する位置に不図示の突起部が設けられている。これらは、カムフォロア２００を固定した際に、カムフォロア２００自体の回転規制として機能する。

カム溝１２１に係合するカムフォロア本体２１０上段部は、図２（ｂ）に示すように上から見ると矩形形状をしている。矩形形状の１組の長辺は、溝部と接触して摺動面として機能する摺動側面２１２となっており、平坦な形状を有していることがわかる。

矩形形状をした上段部には、付勢機構を構成するコイルバネ２２０が保持されている。図２（ｂ）はこのコイルバネ２２０の保持状態がわかりやすくなるように、ビス２３０を取り除いた状態の上面図となっている。

カムフォロア本体２１０の中心軸には、ビス２３０が挿通される貫通孔が設けられている。貫通孔の外周には、コイルバネ２２０の円環部２２１が配置されている。本実施例のカムフォロア２００においては、コイルバネ２２０がカムフォロア本体２１０から脱落しないように、ビス２３０の頭で蓋をする構成としている。

コイルバネ２２０は、上述した中心軸と同軸の円環部２２１と、バネ両端の腕部とで構成される。腕部は、カムフォロア本体２１０に係止される係止腕部２２２と、カムフォロア本体２１０から突出する付勢腕部２２３と、からなる。

カムフォロア本体２１０には、これらの腕部を収納するための逃がし溝が設けられている。

コイルバネ２２０は、カムフォロア本体２１０に対して、巻き戻す方向に弾性変形された状態で組み込まれている。そのため、２つの腕部には常に巻き込む方向に付勢力が発生しており、図２（ｂ）においては、係止腕部２２２、付勢腕部２２３共に、巻き込む側の逃がし溝と弾性接触している。これらにより付勢機構が構成されている。

図３は、カムフォロア２００と係合するカム溝１２１との関係を示す上面図である。本図では、理解のためにカム筒１２０を透過させ、カム筒１２０に覆われる直進筒１１０の直進案内溝１１１を破線で示している。

上述したように、カムフォロア本体２１０上段部は平坦形状の摺動側面２１２を有している。また、これも上述したように、この摺動側面２１２と対向するカム溝１２１はいわゆるリードカムが採用されている。

そのため、カムフォロア本体２１０上段部の摺動側面２１２と、対向するカム溝１２１の壁面とは、面接触になりやすい構成となっている。

カムフォロア２００の摺動側面２１２とカム溝１２１の側壁とが面接触することにより、従来の円柱形状のカムフォロアを採用する場合と比較して、レンズ鏡筒１００に加わる外力に対する耐衝撃性を向上させることができる。

また、フォーカシングにより被写体側に進退する１群移動枠１５１が自重により重力方向に傾いてしまい、光学性能が低下するのを抑制することができる。

次に、カムフォロア２００とカム溝１２１との間の付勢関係について説明する。

図２（ｂ）にも示すように、付勢腕部２２３は、ユニット状態で摺動側面２１２の形成する平面よりも壁面側に突出しており、さらに、巻き込む方向に付勢力を有している。

そのため、カム溝１２１に本発明を実施のカムフォロア２００を組み込むと、図３に示すように、付勢腕部２２３が対向する一方の壁面に対して押圧接触することになる。これにより、付勢腕部２２３と壁面とは互いに離れる方向の力を受ける。本実施例においては、像面側の壁面と押圧接触している。

付勢腕部２２３が一方の壁面を押圧すると、カムフォロア２００にその反力が発生し、反対側の摺動側面２１２がカム溝１２１の他方の壁面に押圧接触する。これにより、摺動側面２１２と壁面とは押し付けあう方向の力を受ける。

これらの押圧接触により、カムフォロア本体２１０とカム溝１２１との間に生じるガタつきを防止することができる。

なお、上述した実施例においては、カムフォロア２００から突出した付勢腕部２２３が、カム溝１２１のうち、像面側の壁面と押圧接触していた。しかし、これを被写体側の壁面と押圧接触するように構成することも可能である。その場合、壁面からの反力により、カムフォロア本体２１０の像面側の摺動側面２１２が対向する壁面に押圧接触され、それによりガタの発生を抑制することができる。

また、上述した実施例においては、レンズ鏡筒１００の光軸側から見て、固定筒１１０、カム筒１２０の順番で構成されていた。これをカム筒１２０、固定筒１１０の順番として構成することも可能である。その場合、本発明を実施のカムフォロア２００は、矩形形状をした上段部が固定筒１１０の直進案内溝１１１と係合し、そこでガタの発生を抑制することができる。

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 切り欠き部、２１２ 摺動側面、２２０ コイルバネ、２２１ 円環部、２２２ 係止腕部、２２３ 付勢腕部、２３０ ビス

Claims (4)

1. 少なくとも１つの溝部に係合し、前記溝部の一方の壁面と面接触する当接面を有するカムフォロア本体と、
   一方の前記壁面と前記当接面とを押圧接触させる付勢力を発生し、前記カムフォロア本体に対して押圧接触する係止腕部と、前記カムフォロア本体から突出し、他方の前記壁面に対して押圧接触する付勢腕部と、を有するコイルバネと、
   を有することを特徴とするカムフォロア。
2. 前記カムフォロア本体は、略矩形形状をした上段部と略円柱形状をした下段部とを有し、前記当接面は、前記上段部の略矩形形状の一つの側面を構成することを特徴とする請求項１に記載のカムフォロア。
3. 前記付勢腕部は、前記上段部のうち、前記当接面ではない面から突出することを特徴とする請求項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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