JPH08278437A - トルク付加装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 手動操作時に操作環の回転にトルクを付加
し、サーボ制御時にトルクの付加を無効として、モータ
に余分な負荷がかからないようにする。 【構成】 モータ５のモータギヤ９に噛合離脱可能にア
イドルギヤ１３を連結し、サーボ制御時にはアイドルギ
ヤ１３の回転を操作環２に伝達する。手動操作時にはア
イドルギヤ１３とモータギヤ９とを離脱し、操作環２に
噛合するトルクダンパ２１によりトルクを付加する。そ
して、アイドルギヤ１３による減速比とトルクダンパ２
１による減速比とを等しくして、サーボ制御時のトルク
付加を無効とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被駆動部材を駆動する
駆動系にトルクを付加するトルク付加装置に関し、例え
ばカメラの鏡筒のズーム機構などに用いて好適なトルク
付加装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に従来のカメラの鏡筒に設けられた
レンズ駆動機構の一例の構成を示す。図７において、鏡
筒１の外周には図示しないレンズ筒を軸方向に駆動する
操作環２が同軸上に回転自在に装着されている。鏡筒１
の外周には操作環２の一部を被覆するように、サーボ機
構の筐体３が固定されており、筐体３内には鏡筒１の軸
方向に平行な駆動軸４を有するモータ５が設けられてい
る。

【０００３】駆動軸４には、ほぼ円筒状の軸受６が嵌合
固定されており、軸受６の先端には、ビス７により止め
板８が取り付けられている。また、軸受６の外周にはモ
ータギヤ９が回動可能に嵌合されており、止め板８とモ
ータギヤ９との間には、ワッシャ１０を介してコイル状
のスリップバネ１１が張架されている。そして、モータ
ギヤ９は、スリップバネ１１の付勢力により、軸受６の
モータ側端面に突出して形成された鍔部６ａに押圧当接
しており、摩擦力によりモータギヤ９は駆動軸４と一体
に回転するようになっている。また、何らかの原因によ
りモータ５に過大な負荷がかかったときは、スリップバ
ネ１１によってモータギヤ９が空転するようになってお
り、モータ５の破損を防止している。

【０００４】一方、筐体３内には、駆動軸４に平行にア
イドルギヤ軸１２が固定されており、アイドルギヤ軸１
２には、アイドルギヤ１３が回転自在かつ軸方向に移動
可能に支持されている。アイドルギヤ１３の軸方向の移
動範囲には、アイドルギヤ軸１２の先端に形成された鍔
部１２ａと、中間に形成された段部１２ｂとにより規制
されている。また、アイドルギヤ１３の段部１２ｂ側に
は、鍔部１３ａが一体に形成されており、アイドルギヤ
１３の側面と鍔部１３ａとの間に配置されたクラッチ１
４によりアイドルギヤ１３の移動を行うようになってい
る。アイドルギヤ１３は、移動範囲全域にわたって操作
環２の外周に形成されたギヤ２ａに噛合しており、アイ
ドルギヤ１３がアイドルギヤ軸１２の鍔部１２ａ側に移
動したとき、モータギヤ９に噛合し、段部１２ｂ側に移
動したとき、モータギヤ９との噛合が解除される。

【０００５】上記のように構成された従来のサーボ機構
において、モータ５を駆動源とするサーボ制御の場合
は、クラッチ１４によりアイドルギヤ１３をモータギヤ
９に噛合させ、モータ５の駆動力をアイドルギヤ１３を
介して操作環２に伝達する。また、手動操作の場合は、
アイドルギヤ１３とモータギヤ９との噛合を解除し、操
作環２を手動で回転させる。手動操作の場合に、操作環
２が自由に回転しないように、操作環２と鏡筒１との摺
接部にトルクを発生させるための粘性抵抗を有する油が
塗布されている。

【０００６】手動操作時にトルクを発生させ、サーボ制
御時にモータに作用するトルクを軽減して負荷を小さく
する方法として、特開平４−６６９０８号公報に記載さ
れた提案が公知である。この提案は、手動操作とサーボ
制御との切り替えと連動して、トルク付加装置を接続ま
たは切り放すようにしたものである。さらに、鏡筒の操
作環に設けられたギヤに外部からトルクダンパを取り付
け、手動操作時にダンパを作用させてトルク付加する構
造のものも知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図７に示す従来例にお
いては、操作環２を手動操作するときのトルク付加のた
めに粘性油などを用いているので、トルクの調整を行う
ためには、操作環２への給油量や油種を変更しなければ
ならなかった。このためには、鏡筒１を分解しなければ
ならず、作業性が悪かった。しかも、サーボ制御の場合
にもトルクが付加されるため、モータ５への負荷の増大
や消費電流の増加が生じるという欠点があった。

【０００８】特開平４−６６９０８号公報に記載された
レンズ駆動装置によると、トルク付加のために粘性抵抗
発生装置を別に設け、手動操作時に、この装置を接続
し、サーボ制御の場合に切り放すようにしたので、サー
ボ制御のときのモータへの負荷の増大や消費電流の増加
を防ぐことはできる。しかし、切り替え時に粘性抵抗発
生装置と駆動系との接続、切り放しを行わなければなら
ず、機構が複雑となり、故障の発生の可能性が大きいと
いう問題があった。

【０００９】また、操作環に外部からトルクダンパを取
り付ける構造の場合には、鏡筒にサーボ機構が設けられ
ていない場合が多く、サーボ機構が付属している場合に
は、サーボ機構に切り替えたときに、モータなどの駆動
源にトルクダンパの負荷がかかってしまう問題があっ
た。

【００１０】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、手動操作時にトルクを付加し、サーボ制御
時に駆動源に余分な負荷のかからない簡単な構造のトル
ク付加装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のトルク付加装置
は、手動操作とサーボ制御とを切り替えるモード切替機
構（例えば図１のアイドルギヤ１３及びクラッチ１４）
を介して被駆動部材（例えば図１の操作環２）を駆動す
る駆動系（例えば図１のモータ５、モータギヤ９）に設
けられ、前記駆動系にトルクを付加するトルク付加装置
において、手動操作時にトルクを付加し、サーボ制御時
にトルク付加を無効とするトルク切替機構（例えば図１
のギヤ２３，２４，２６，２７）を備えることを特徴と
する。

【００１２】

【作用】本発明のトルク付加装置は、手動操作時にのみ
トルクを付加し、サーボ制御時にトルク付加を無効とし
たので、手動動作時に被駆動部材が自重などで自然に移
動することはない。また、サーボ操作時に駆動源に余分
な負荷がかかることはない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明のトルク付加装置の実施例を図
面を参照して説明する。

【００１４】図１乃至図３に本発明の第１の実施例の構
成を示す。これらの図において、図７に示す従来例の部
分と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説
明は適宜省略する。図１はサーボ制御時の状態を示し、
図２は各ギヤの回転方向を示す。なお、図２では、各ギ
ヤの回転方向を示すために、各ギヤは、実施例において
実際に配置した位置からはずらした状態で図示してあ
る。

【００１５】図１において、筐体３内には、回転トルク
ダンパ２１がアイドルギヤ軸１２と同軸上に配置されて
いる。トルクダンパ２１は、円筒状の筒体２１ａと軸体
２１ｂとから構成されており、軸体２１ｂは筒体２１ａ
の中心に形成された図示しない孔部内に粘性抵抗を有す
る油膜を介して回動可能に嵌合されている。筒体２１ａ
は、筐体３内に設けられたベアリング２２を介して回転
自在に支持されている。

【００１６】筒体２１ａのベアリング２２から突出する
一端の端面の外周には、操作環２の外周ギヤ２ａに噛合
する第１のギヤ２３が形成されている。また、軸体２１
ｂの筒体２１ａから突出する一端には、モータギヤ９に
噛合する第２のギヤ２４が固定されている。さらにアイ
ドルギヤ軸１２には、アイドルギヤ１３がモータギヤ９
と噛合しているか否かを検出するモード検出手段として
のスイッチ２５が設けられている。スイッチ２５は図３
に示すように、モータ５を駆動制御する制御回路３１に
設けられており、アイドルギヤ１３の移動により入切さ
れる。すなわち、アイドルギヤ１３が図１に示す左方向
に移動したとき、モータ５の両極がショート状態とな
り、右方向に移動したときにスイッチ２５が切り替わ
り、制御回路３１によりモータ５が回転駆動される。

【００１７】また、アイドルギヤ１３には、操作環２の
外周ギヤ２ａに噛合する第３のギヤ２６と、モータギヤ
９に噛合可能な第４のギヤ２７とが、同軸上に一体に形
成されている。そして、外周ギヤ２ａに噛合する第１及
び第３のギヤ２３，２６のギヤ比、モータギヤ９に噛合
する第２及び第４のギヤ２４，２７のギヤ比はそれぞれ
等しくなっている。

【００１８】図１に示すトルク付加装置を備えたレンズ
駆動機構をカメラの鏡筒１に装着した状態の一例を図４
に示す。図示しないカメラ本体に固定された鏡筒１の内
周には、光軸方向の移動が係止され回転のみ可能にカム
筒４１が嵌装されている。カム筒４１の内周には、それ
ぞれ回転が係止され光軸方向に移動可能に、前群レンズ
保持筒４２及び後群レンズ保持筒４３が設けられてい
る。そして、前群レンズ保持筒４２及び後群レンズ保持
筒４３には、それぞれ前群レンズ４４及び後群レンズ４
５が保持されている。さらに、鏡筒１の外周には、光軸
方向の移動が係止され回転のみ可能に、ズーム操作を行
う操作環２が嵌装されている。

【００１９】鏡筒１の内周面には、光軸方向に溝１ａ，
１ｂが刻設されており、前群レンズ保持筒４２及び後群
レンズ保持筒４３のそれぞれの外周面から突出した従動
ローラ４２ａ，４３ａが、それぞれ溝１ａ，１ｂ内に相
対摺動可能に挿入されている。カム筒４１の周壁面に
は、光軸方向に対して斜交したカム溝４１ａ，４１ｂが
刻設されており、カム溝４１ａ，４１ｂには、それぞれ
従動ローラ４２ａ，４３ａが相対移動可能に挿入されて
いる。

【００２０】鏡筒１の周壁面には、周方向溝１ｃが貫設
されており、周方向溝１ｃ内を動き得るピン４１ｃがカ
ム筒４１の外周面から突設されている。ピン４１ｃの周
方向溝１ｃから外側に突出する先端は操作環２の内周面
に固定されている。従って、操作環２がレンズ光軸を中
心として回動操作されると、カム筒４１も回転されるよ
うになっている。

【００２１】鏡筒１の外周には、図１に示すトルク付加
装置を有するレンズ駆動装置４６が取り付けられてお
り、レンズ駆動装置４６のギヤ２３，２６が操作環２の
外周ギヤ２ａに噛合している。操作環２が手動もしくは
モータ５によって回転されると、ピン４１ｃを介してカ
ム筒４１が回転され、カム筒４１のカム溝４１ａ，４１
ｂにそれぞれ挿入されている従動ローラ４２ａ，４３ａ
がそれぞれのカム溝４１ａ，４１ｂ内で光軸方向に相対
移動し、その結果、前群レンズ保持筒４２及び後群レン
ズ保持筒４３が光軸方向に動かされる。

【００２２】次に、本実施例によるトルク付加装置の動
作を説明する。サーボ制御時には、図１に示すように、
アイドルギヤ１３は図中右方向に移動し、第４のギヤ２
７はモータギヤ９に噛合している。モータ５によりモー
タギヤ９を図２に示すように時計方向に回転させた場
合、トルクダンパ２１の第２のギヤ２４は反時計方向に
回転する。また、トルクダンパ２１の第１のギヤ２３
は、モータギヤ９からアイドルギヤ１３の第４のギヤ２
７、第３のギヤ２６及び操作環２の外周ギヤ２ａを介し
て反時計方向に回転する。

【００２３】すなわち、トルクダンパ２１側の第１のギ
ヤ２３と第２のギヤ２４は同方向に回転し、しかも、ア
イドルギヤ列２８とトルクダンパギヤ列２９のギヤ比が
等しいため、ギヤ２３，２４の角速度は一致する。この
結果、トルクダンパ２１の筒体２１ａと軸体２１ｂとの
間に滑りが発生しないためトルクも付加されない。この
ため、モータ５の駆動に余分な負荷がかからず、駆動力
も小さくてすみ、消費電流も増えない。

【００２４】このとき、２つのギヤ列２８，２９のギヤ
比が一致していなくても、ほぼ同じギヤ比であれば同等
の効果が得られる。特にトルクダンパ２１が油などの粘
性抵抗を使用していれば、付加トルクも自然となり、ギ
ヤ比がほぼ同じであればトルクダンパ２１の滑りも非常
に小さいため、モータ５にかかる負荷も非常に小さくな
る。

【００２５】図５に手動操作の状態を示す。図５におい
て、アイドルギヤ１３はクラッチ１４により図中左方向
に移動され、モータギヤ９との噛合は解除されている。
また、モード検出手段であるスイッチ２５がこの状態を
検出したとき、モータ５を駆動する回路を切り替えてモ
ータ５の両極をショート状態にすることにより、外部か
らモータ５を回転させるためには大きなトルクが必要と
なるため、モータギヤ９は固定状態となる。従って、ト
ルクダンパ２１の第２のギヤ２４も固定状態となり、手
動により操作環２を回転させた場合、操作環２の外周ギ
ヤ２ａを介して第１のギヤ２３が回転するため、トルク
ダンパ２１に滑りが生じ、トルクが発生する。

【００２６】このとき、操作環２を高速で回転すると、
トルクダンパ２１で発生するトルクがモータ５の起動ト
ルクを上回りモータが回転し始めた場合でも、クラッチ
１４の切り替えに連動してモータ５はショート状態に切
り替わるため、回路への影響はない。また、クラッチ１
４に連動してモータ回路が切り替わりオープン状態にな
るように設定すれば、モータ５の起動トルクが付加トル
クの最大値となるが、同様に回路への影響はない。付加
トルクを調整する場合にも、トルクダンパ２１を付加ト
ルク量の異なるトルクダンパに交換することによって行
うことができるため、作業も迅速かつ容易に行うことが
可能となる。

【００２７】図６に本発明の第２の実施例の構成を示
す。図６において、図１に示す第１の実施例の部分と対
応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適
宜省略する。本実施例は、クラッチ１４によるモードの
切り替えに連動して、トルクダンパ２１側の第２のギヤ
２４を別部品で固定する例である。

【００２８】図６において、アイドルギヤ軸１２と第２
のギヤ２４とのそれぞれの端面に菊座１２ｃ，２４ａが
設けられている。また、クラッチ１４に連動して移動す
るレバー５１をトルクダンパ２１の第１のギヤ２３と第
２のギヤ２４との間に設ける。

【００２９】上記の構成によると、クラッチ１４の操作
により手動操作のモードに切り替えた場合に、レバー５
１によりトルクダンパ２１側の第２のギヤ２４がアイド
ルギヤ軸１２側に移動し、アイドルギヤ軸１２の端面に
設けられた菊座１２ｃと第２のギヤ２４に設けられた菊
座２４ａとが噛み合う。この結果、第２のギヤ２４が固
定されたトルクダンパ２１の軸体２１ｂが固定され、ト
ルクダンパ２１で大きな付加トルクを加えようとした場
合に、第２のギヤ２４の回転によるモータギヤ９やモー
タ５の破損を防止することができる。すなわち、手動操
作時にモータ５に大きな負荷をかけることなく、トルク
ダンパ２１の効果を発揮することができる。

【００３０】上記実施例では、モータ５の駆動力を操作
環２に伝達する手段としてギヤを用いた場合について説
明したが、ベルト駆動、ワイヤ駆動、摩擦駆動などの他
の手段を用いてもよい。また、上記実施例では、カメラ
の鏡筒に設けられたトルク付加装置について説明した
が、他の装置のトルク付加に応用しても同様の効果を得
ることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のトルク付
加装置によれば、手動操作時にはトルクを付加し、サー
ボ制御時にはトルク付加を無効とすることができる。そ
のため、手動操作時に被駆動部材が自重などにより移動
することを防ぐことが可能である。また、サーボ制御時
には駆動源に余分な負荷がかかることを防ぎ、消費電力
の増加を抑えることができる。さらに、従来の装置より
簡単な構造で済むという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトルク付加装置の第１の実施例のサー
ボ制御時の状態を示す縦断面図である。

【図２】図１のギヤ例の配置を示す説明図である。

【図３】図１のスイッチの配線を示す回路図である。

【図４】図１のトルク付加装置を取り付けた鏡筒の構成
を示す縦断面図である。

【図５】図１の手動操作時の状態を示す縦断面図であ
る。

【図６】本発明のトルク付加装置の第２の実施例の手動
操作時の状態を示す縦断面図である。

【図７】従来のレンズ駆動機構の一例の構成を示す縦断
面図である。

【符号の説明】

１ 鏡筒 ２ 操作環（被駆動部材） ３ サーボ機構筐体 ５ モータ（駆動源） ９ モータギヤ（駆動系） １２ アイドルギヤ軸 １２ｃ 菊座（係止部材） １３ アイドルギヤ（モード切替機構） １４ クラッチ ２１ トルクダンパ（トルク付加装置） ２１ａ 筒体 ２１ｂ 軸体 ２３，２４，２６，２７ ギヤ ２４ａ 菊座（係止部材） ２８ アイドルギヤ列（第２の駆動系） ２９ トルクダンパギヤ列（第１の駆動系）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 手動操作とサーボ制御とを切り替えるモ
   ード切替機構を介して被駆動部材を駆動する駆動系に設
   けられ、前記駆動系にトルクを付加するトルク付加装置
   において、 手動操作時にトルクを付加し、サーボ制御時にトルク付
   加を無効とするトルク切替機構を備えることを特徴とす
   るトルク付加装置。
2. 【請求項２】 前記トルク切替機構は、サーボ制御の駆
   動源の動力をトルク発生部材を介して前記被駆動部材に
   伝達する第１の駆動系と、 前記動力の前記被駆動部材への伝達または切離しを行う
   前記モード切替機構を有する第２の駆動系とを備え、 前記第１の駆動系と第２の駆動系との減速比をほぼ等し
   くしたことを特徴とする請求項１に記載のトルク付加装
   置。
3. 【請求項３】 前記トルク発生部材は、基板に回転自在
   に支持され、前記被駆動部材と同期回転する筒体と、 前記筒体に抵抗発生部材を介して同軸上で回転可能に支
   持され、前記駆動源により回転駆動される軸体とを備え
   る回転トルクダンパであることを特徴とする請求項１に
   記載のトルク付加装置。
4. 【請求項４】 手動操作時に前記回転トルクダンパの前
   記軸体の回転を係止する係止部材を備えたことを特徴と
   する請求項１乃至３いずれかに記載のトルク付加装置。