JPH0714966Y2

JPH0714966Y2 - レンズ鏡筒

Info

Publication number: JPH0714966Y2
Application number: JP2688088U
Authority: JP
Inventors: 義郎小高
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1988-03-02
Filing date: 1988-03-02
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2003-03-02
Also published as: JPH01133110U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、レンズ鏡筒に関し、自動合焦機構を有し、カ
メラ本体のモータと結合するカップリング部材の歯車と
係合する中間筒の構成の改良に関する。

（従来の技術）一般に自動合焦機構を有するレンズ鏡筒においては、カ
メラ本体のモータの回転をカップリング軸を介して歯車
により減速して、合焦レンズ群を移動する機構に伝達し
ている。このように合焦レンズ群を移動させる場合、モ
ータのトルクは逆に増幅されて伝達される。このため、
モータに対して大きく減速されている部分の歯車には大
きな力が加わることになる。特に、合焦レーンズ群の移
動が無限遠側または至近側で制限部材によって停止され
た場合には、それが衝撃力となって通常の力に比べてか
なり大きな力が加わることがある。

そのため、従来、この過大な力に対応するため、モータ
の歯車と噛合する噛合部分を有する中間筒などの伝達機
構を金属にするかモータのトルクを小さくして歯車部品
の変形や破損を防いでいた。

（考案が解決しようとする課題）ところが、上述のように中間筒を金属製とする場合、金
属の重さのために慣性モーメントが大きくなりレーンズ
群の移動に時間がかかり、コストが高くなるという問題
がある。

また、中間筒が嵌合またはネジ結合している他部品がプ
ラスチック材料製ならば熱膨張率の違いによる高温また
は低温時の食い付きによる作動不良を防止するため、嵌
合部や結合部に隙間を設けておく必要があるので、必然
的にレンズ鏡筒に対するレンズガタが大きくなる。

また、他部品を金属製にすれば更にコストが高くなると
いう問題があった。更に、単に中間筒をプラスチック製
にし、モータトルクを小さくした場合にはコストは低く
出来るが、モータのトルクが小さいために、レンズ群の
駆動に時間がかかるという欠点があり、特にレンズ群の
重量が大きい、あるいは伝達系の慣性モーメントが大き
い時には駆動できないという問題があった。

以上のことをもう少し詳しく説明すると、一般に円筒形
状を有する部材の外周方向から力が加わった場合の変形
量について第６図を基に考察する。

第６図に示すように、円筒形状もしくは環状の物体に半
径方向外方から力Ｐが加えられた時の応力方向の変形量
Δは、物体の断面の図心を通る軸の曲率半径をｒとし、
ヤング係数をＥとした時、と成る。ここで、ｂは、物体の軸方向の長さであり、ま
たｈは、物体の厚みである。上式から変形量Δは、力Ｐ
に比例し、ヤング係数Ｅ、厚みｈの３乗に反比例するこ
とが分かる。実際の中間筒では、力Ｐが部品の一端に加
わることと中間筒の一部が他部品と嵌合またはネジ結合
しているために、上式をそのまま適用することは出来な
いが、変形量Δ、ヤング係数Ｅ及び厚みｈとの間の関係
は大きく変わることはないと考えられる。

通常、プラスチック材料製部品のヤング係数は金属に比
べて約1/7と小さいので、金属とほぼ動じ変形量に押え
るためには、上記の力Ｐを約/7とするか、または逆に厚
みｈを1.91倍にするかしなければならない。しかしなが
ら、力Ｐを小さくすれば、合焦までの駆動時間が長くな
り、場合によっては駆動そのものが不可能となることも
あり得る。また、厚みｈを大きくすれば、レーンズ鏡筒
全体が大きくなってしまう。

従って、本考案の目的は、コストを低減し、モータの駆
動力の伝達系の慣性モーメントを小さくし、かつ高トル
クのモータにも十分耐えられる伝達機構を有するレンズ
鏡筒を提供することである。

（課題を解決するための手段）上述の目的を達成すると共に課題を解決するために、本
考案のレンズ鏡筒は、モータによる駆動力を歯車（15
a）を介して伝達し、これにより合焦レンズ群（L₁,L₂）
を光軸方向に移動させて合焦させる形式の自動合焦機構
を内蔵するレンズ鏡筒において、前記合焦レンズ群を保持すると共に外周面側にヘリコイ
ド部分（9a）を有するレンズ保持筒（９）と、前記歯車と噛合する噛合部分（7b）を外周面側に、前記
レンズ保持筒（９）のヘリコイド部分（9a）と係合する
ヘリコイド部分（7a）を内周面側に有するプラスチック
材料製の中間筒（７）と、該中間筒（７）と前記レンズ保持筒（９）との間に配置
されると共にレンズ鏡筒の固定筒（１）に固定され、レ
ンズ保持筒（９）を光軸方向に直進案内するキー手段
（23）とから成り、モータの駆動力は前記中間筒（７）を介して前記レンズ
保持筒（９）に伝達され、前記噛合部分（7b）と前記歯
車（15a）が噛合する位置と前記キー手段（23）の設け
られる位置との間の距離と、前記中間筒（７）と前記キ
ー手段（23）との間に画成される間隙とが、前記歯車
（15a）と噛合部分との噛合が外れない範囲内に設定さ
れていることを特徴としている。

（作用）以上のように構成された本考案のレンズ鏡筒によれば、
モータの駆動力を伝達する中間筒をプラスチック材料製
として、レンズ保持筒と中間筒との間に配置されたキー
手段を設けたために、モータの駆動力の伝達系の慣性モ
ーメントを小さくし、かつ高トルクのモータにも十分耐
えられる。

（実施例）以下、本考案の一実施例を説明する。なお、図面では同
一部分は同一符号で示してある。

第１図及び第２図は、それぞれ本考案の一実施例を示す
レンズ鏡筒の軸方向断面図であり、第１図は、無限遠側
でレンズ保持部材が制限されている状態を示し、第２図
は至近側でレンズ保持部材が制限されている状態を示し
ている。構成要素については第１図も第２図も全く同じ
であるので、ここでは第１図についてのみ説明する。

第１図において、固定筒１の軸方向端部には不図示のカ
メラ本体に取り付け可能なマウント部1aが設けられてい
る。固定筒１の外周には絞りプリセット環３が、また内
周には距離環７がそれぞれ嵌合されている。距離環７の
更に内側には、合焦用のレンズ群L₁及びL₂を保持するレ
ンズ保持環９が嵌合されている。固定筒１の内周側には
２つの壁部1b及び1cが設けられており。この壁部と接触
することで距離環７は、光軸方向にガタつきのないよう
に保持されている。また、固定筒１の内周には更に突起
1dが設けられており、この突起1dと距離環７の外周に設
けられた凹部7cの円周方向の両端面が係合することで距
離環７の回転が係止される。なお、符号11は、絞り込み
レバーを示している。

距離環７の外周の光軸方向一端部には、歯車部7bが刻設
されており、カップリング軸15の歯車部15aに噛合して
いる。このカップリング軸15は、半径方向及び光軸方向
にガタのないように固定筒１に保持されており、カップ
リング部分15bによって、不図示のカメラ本体のモータ
（不図示）に接続される。

距離環７の内周側には、ヘリコイド部7aが刻設されてお
り、レンズ保持環９の外周に刻設されたヘリコイド部9a
と噛合している。また、レンズ保持環９の外周面には光
軸方向に延在する溝9bが刻設されており、この溝9bに
は、ビス17によりプレート部13bを固定筒１に固定され
たキー部材13の先端部13aが装着されている。先端部13a
とプレート部13bとは一体の構造となっている。従っ
て、レンズ保持環９は固定筒１に対して光軸方向に直進
のみするようにキー部材13によって案内される。なお、
キー部材は第４図に関して説明するように、本実施例で
は円周方向に所定距離を保って、ほぼ同様の構成の２つ
のキー部材（キー部材13及び23）が設けられている。

第４図は、第１図のＡ矢視方向の断面図であり、第３図
は、従来のレンズ鏡筒を示す第４図と同様な断面図であ
る。従来のレンズ鏡筒においては、ビス47によってプレ
ート部33を固定筒30に固定されたキー部材43が、円周方
向にほぼ対向して２つ設けられている。図面では見えな
いキー部材43の先端部はレンズ保持環39と中間筒37との
間に延在している。第３図から分かるように、カップリ
ング部材35の歯車部と中間筒37のヘリコイド部との噛合
位置は、キー部材43の固定位置に対して離れている。

第４図に示す本実施例のレンズ鏡筒の場合は、プレート
部13bを固定筒１にビス17によって固定されたキー部材1
3と、プレート部23aを固定筒１にビス27によって固定さ
れたキー部材23との２つのキー部材が設けられている。
キー部材13及び23は、図面では見えない先端部をレンズ
保持環９及び中間筒７との間に延在させている。図面か
ら明らかに分かるように、キー部材23は、カップリング
軸15と中間筒７のヘリコイド部7bとの噛合位置のすぐ近
傍に設けられている。このため、従来と違って、ヘリコ
イド部に加わる力に対してキー部材23により十分対抗で
きる。

以下レンズ鏡筒の作動について説明する。レンズ群を移
動させる方法としては、手動合焦モードにより場合と自
動合焦モードによる場合とがある。手動合焦モードの場
合は、手で直に距離環７を回し、ヘリコイド部7a及び9a
との噛合によりレンズ保持環９が光軸方向に移動され
る。この時、レンズ保持環９は、キー部材13及び23によ
って光軸方向に案内されているので、回転せずに直進の
みすることになる。距離環７は、前述のように、距離環
７の凹部7cの壁部と固定筒１の突起1dが当接して回転を
係止されるが、この時、手動合焦モードにおいてはカッ
プリング軸15はフリーとなっているので、歯車部15a及
びヘリコイド部7bには余計な応力は加わらない。

自動合焦モード時においては、不図示のカメラ本体内の
モータ（不図示）に接続されたカップリング部15bを介
してカップリング軸15が回転し、その回転が歯車部15a
およびヘリコイド部7bの噛合によって減速されて距離環
７に伝達されそれを回転させる。距離環７の回転はヘリ
コイド部7a及び9aとの噛合によってレンズ保持環９に伝
達され、レンズ保持環９に保持されたレンズ群L₁及びL₂
が光軸方向に直進して合焦動作が行なわれる。

自動合焦モード時には、第１図（無限遠側の制限位置）
から第２図（至近側の制限位置）の位置にレンズ群が移
動した場合に、第２図に示す状態となって、距離環７の
凹部7cの壁部に固定筒１の突起1dが当接して距離環７の
回転は阻止されるが、この時カップリング軸15の歯車部
15aには未だモータからの回転トルクが加わっているた
めに、カップリング軸15の歯車部15aと距離環７のヘリ
コイド部7bとの係合部において歯面に応力Ｆ（第５図参
照）が加わることになる。更に、この時、第２図に示す
ようにレンズ保持環９が光軸方向前方へ移動しているの
で、距離環７のヘリコイド部7bにかかる変形を受ける部
分がなくなっている。従って、歯車部7bが変形し始め
る。歯車部7bが変形した場合、第４図に示すようにキー
部材23がカップリング軸15とヘリコイド部7bとの係合位
置の近傍に設けられているので、距離環７のヘリコイド
部7bの内周面とキー部材23の先端部との間に設定されて
いる隙間Ｓ（第５図参照）がなくなり、変形量が所定量
を越えると、上記内周面とキー部材の先端部とが接触し
て、その後のカップリング軸15からの応力についてはキ
ー部材23が受けることになる。従って、距離環７のヘリ
コイド部7bはそれ以上変形することがなくなる。このよ
うに構成することで、仮にモータ側の応力が大きくなっ
た場合でも、ヘリコイド部7bの変形量は、隙間Ｓ以上に
ならないので、この隙間Ｓを歯車の噛合量以内にしてお
けば、噛合が外れることがなくなる。また、キー部材13
及び23のレンズ保持環９と距離環７との間に装着されて
いる先端部13aには、キー部材13及び23が溝部9b（キー
部材23に対応する溝部は省略されている）の底部に接触
してレンズ鏡筒の作動に影響を与えないように、前端を
わずかに半径方向外側に向かって曲げてある。更に、曲
げる代わりに、この前端部に半径方向内側に突出する突
起を設けても良い。

ここで第５図を参照して、キー部材13及び23と距離環７
との関係を説明する。歯車部15aとヘリコイド部7bとの
噛合位置とキー部材23との距離Ｒ、歯の厚さＴ及びカッ
プリング軸15に近いキー部材23と距離環７の内周面との
間に画成される隙間Ｓは、それぞれ、距離環の材料、ヘ
リコイド部の歯の形状、歯車部の長さなどのファクター
によって最も適当な値に決定されることは、言うまでも
ないであろう。

（考案の効果）以上説明した本考案のレンズ鏡筒によれば、モータによ
る駆動力を伝達する噛合部分を有する中間筒をプラスチ
ック材料製としたので、製造コストが低減できると共に
駆動力の伝達系の慣性モーメントを小さく出来るので、
カメラ本体側の駆動用モータとトルクを大きいものにし
ても、作動に支障がなくなる。また、その結果、自動合
焦時の合焦レンズ系の駆動時間が短くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例のレンズ鏡筒の軸方向断面
図であり、無限遠側にある状態を示しており、第２図は、第１図のレンズ鏡筒が至近側に位置する状態
を示しており、第３図は、従来のレンズ鏡筒の断面図であり、キー部材
の配置を示しており、第４図は、第１図のＡ矢視方向の断面図であり、第５図は、歯車部とヘリコイド部との噛合位置とキー部
材との位置関係を示す拡大図であり、第６図は、一般に噛合部分にかかる力と円筒部材の厚さ
及び長さとの関係を説明するための斜視図である。［主要部分の符号の説明］１……固定筒７……距離環（中間筒）９……レンズ保持筒 13、23……キー部材（キー手段） 7a……ヘリコイド部 7b……歯車部 9a……ヘリコイド部Ｒ……距離Ｓ……隙間

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】モータによる駆動力を歯車を介して伝達
し、これにより合焦レンズ群を光軸方向に移動させて合
焦させる形式の自動合焦機構を内蔵するレンズ鏡筒にお
いて、前記合焦レンズ群を保持すると共に外周面側にヘリコイ
ド部分を有するレンズ保持筒と、前記歯車と噛合する噛合部分を外周面側に、前記レンズ
保持筒のヘリコイド部分と係合するヘリコイド部分を内
周面側に有するプラスチック材料製の中間筒と、該中間筒と前記レンズ保持筒との間に配置されると共に
レンズ鏡筒の固定筒に固定され、レンズ保持筒を光軸方
向に直進案内するキー手段とから成り、モータの駆動力は前記中間筒を介して前記レンズ保持筒
に伝達され、前記噛合部分と前記歯車が噛合する位置と
前記キー手段の設けられる位置との間の距離と、前記中
間筒と前記キー手段との間に画成される間隙とが、前記
歯車と噛合部分との噛合が外れない範囲内に設定されて
いることを特徴とするレンズ鏡筒。