JPH09197243A - 変速装置、駆動装置、および光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １段で高い減速比平歯車に近い伝達効率で得
ることができ、起動時には出力軸のバックラッシュのな
い安定した回転が得られ、クラッチ機構、トルクリミッ
タ機構を有する変速装置を提供する。 【解決手段】 ケーシング１に支持された円環形状の第
１の歯車１４と、出力軸６に例えばオルダム継ぎ手等の
継ぎ手手段を介して連結された第２の歯車１０と、入力
軸２ａと一体に回転しながら第２の歯車の一部を第２歯
車に噛合させる押圧手段と、該出力軸の回転を制御する
回転制御手段とを有し、第１の歯車と第２の歯車との噛
合位置の相対ズレを出力として該出力軸に伝達するよう
に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一段で高い減速比
を得ることができる変速装置、該変速装置を利用した駆
動装置及び該駆動装置を利用してレンズを例えばズーム
駆動する撮影レンズやこの撮影レンズを装着したカメラ
等の光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】撮影レンズは、複数のレンズ群から構成
され、これらのレンズ群を光軸方向に移動させてレンズ
のフォーカス、ズーム等の調整を行っている。特に、テ
レビカメラに装着される撮影レンズにおいて、レンズ群
の移動は、レンズの外装面に設けた操作リングを介して
行われ、カメラマンが撮影状況に応じて判断し、電動／
手動切り換えツマミでモードを選択し、電動あるいは手
動で操作リングを駆動する。

【０００３】電動駆動は、レンズ鏡筒に取り付けられた
駆動ユニットにて行われる。駆動ユニットには、各種の
スイッチ、駆動モータ、動力伝達機構等が内蔵されてい
る。レンズを電動で駆動する場合、駆動ユニットに設け
られたスイッチレバー操作により行われ、また手動で駆
動する場合は、直接手で操作リングを操作して行う。

【０００４】このような駆動源からの回転を負荷側に伝
達する機構において、負荷側に大きな力が加わった場
合、あるいは逆に負荷側から大きな力が加わった場合に
駆動源に影響を及ぼさないようにするためにスリップす
るトルクリミッタ機構が伝達系に設けられるのが一般的
である。

【０００５】トルクリミッタ機構は動力伝達部に設けら
れ、特にレンズを動作端まで高速駆動したときに、停止
時に歯面にかかる衝撃力を吸収するという効果がある。
また、電動、手動の切り換えを行うクラッチ機構を備え
ており、図１８および図１９に撮影レンズ、特にズーム
の動力伝達機構を示す。

【０００６】図１８はレンズを伝動駆動する場合の動力
伝達経路を表し、図１９は操作リングを手動で駆動する
場合を示す。

【０００７】図１８において、レンズ鏡筒、操作リング
以外は駆動ユニットの中に内蔵されている。

【０００８】図において、５５はレンズ操作リングで、
この操作リング５５の外周面には噛み合い歯５５ａが円
周方向に形成されている。モータ６６と一体の変速装置
５６のケースから延びる出力軸５７には段付形状のスリ
ーブ５８が外装され、例えばピン５９により出力軸５７
にスリーブ５８が固定され、出力軸５７と一体にスリー
ブ５８が回転するようになっている。

【０００９】６０は変速装置５６の出力歯車で、スリー
ブ５８に対して回転自在に外装されると共に、摺動ワッ
シャ６１を介してバネ６２によりモータ６６側に常時押
し付けられている。この構成は、所定の負荷トルクの下
では、変速装置５６の出力歯車６０と変速装置５６の出
力軸５７は一体的に回転するが、負荷トルクが過大のと
きには、変速装置５６のスリーブ５８に対して滑り、歯
面に作用する力を緩和して歯の欠損を防止するトルクリ
ミッタの役割を果たしている。

【００１０】このトルクリミッタ機構は、特にレンズを
動作端まで高速駆動した時に、停止時に歯面にかかる衝
撃力を吸収することに効果を発揮している。

【００１１】６３は変速装置５６の出力歯車６０と操作
リング５５の中間に位置する中間歯車で、軸６４に対し
て回転自在であると同時に、軸上をスライド可能な状態
にある。中間歯車６３の外周面にある噛み合い歯６３ａ
は変速装置５６の出力歯車６０と操作リング５５の双方
に係合している。このような動力伝達機構のもとで、カ
メラマンが駆動ユニットに設けた所定の操作スイッチを
操作すると、モータ６６から発生した回転動力は、変速
装置５６の出力歯車６０，中間歯車６３を介して操作リ
ング５５へと伝達され、レンズが電動駆動される。

【００１２】図１９は、操作リングを手動で駆動する場
合を示し、この場合カメラマンは不図示のクラッチレバ
ーを操作すると、クラッチ板６５が回転する。一方、ク
ラッチ板６５に植設された切換ピン６６は中間歯車６３
と係合しているので、該クラッチレバーの操作に伴い、
中間歯車６３は軸６４上をスライドし、変速装置の出力
歯車６０の噛み合いから離脱する。レンズを手動操作す
る場合には、このように切換レバーを操作して駆動モー
タとの動力伝達経路を遮断し、手動で直接操作リングを
操作するか、もしくは操作リング上に付設したレバーを
操作してレンズを駆動している。

【００１３】また、このように、電動駆動と手動駆動と
を選択的に切り換える際に、変速装置５６の出力歯車６
０と操作リング５５の中間に位置して双方に噛み合う中
間歯車の位置を変位させ、噛み合い歯を係合−離脱する
方式において、このときの噛み合い歯は、平歯車に代表
されるように、外周面に設けていることが一般的であ
る。

【００１４】さらに、歯の噛み合いで動力を伝達する動
力伝達部材と、過負荷回転時に伝達トルクを制限して歯
面の欠損を防止するトルクリミッタ部材は、モータとレ
ンズの操作リングを連結する動力伝達機構の中で、夫々
別部材として独立的に設けられている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た変速装置において、以下のような問題が指摘されてい
る。

【００１６】クラッチ機構においては、駆動側と従動側
との間に１軸、歯車列を追加して行っているため、その
ためのスペースを余分に必要とするばかりでなく、クラ
ッチ歯車と軸との間に、該クラッチ歯車を回転あるいは
摺動させるために必要とするクリアランスを設ける必要
があり、歯車列の追加と合わせてバックラッシュの増加
につながる。

【００１７】一方、トルクリミッタ機構においては、駆
動源とするモータの回転軸の先端にストレートピン、ス
プリングピン等でスリーブが取り付けられているため、
軸との嵌合長やピンガタ等の条件次第では、モータ歯車
が振られやすいという欠点を有している。また軸と歯車
の関係で摩擦面の面積が十分にとれず、フリクションバ
ネの押圧を上げることにより、無理が加わり、摩擦トル
クが不安定になることがある。また、スペース的にも不
利である。

【００１８】したがって、このような駆動装置を用いて
レンズ等を駆動する場合、安定したレンズ駆動ができな
いという問題がある。

【００１９】本出願に係る第１の発明の目的は、１段で
高い減速比を平歯車に近い伝達効率で得ることができ、
起動時には出力軸のバックラッシュのない安定した回転
が得られ、シンプルな構造で耐久性に優れ、しかも安価
に製作でき、出力軸の回転を制御する回転制御手段（ク
ラッチ機構、トルクリミッタ機構等）を有する変速装置
を提供することにある。

【００２０】本出願に係わる第２の発明の目的は、この
ような問題を解決した変速装置を用いた駆動装置を提供
することにある。

【００２１】本出願に係る第３の発明の目的は、このよ
うな問題を解決した撮影レンズ、カメラ等の光学装置を
提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段および作用】本出願に係わ
る第１の発明の目的を実現する構成は、ケーシングに支
持された第１の部材と、出力軸に連結された第２の部材
と、入力軸と一体に回転しながら該第２の部材の一部を
該第１の部材に押圧して当接あるいは噛合させる押圧手
段と、該出力軸の回転を制御する回転制御手段とを有
し、該第１の部材に対する該第２の部材の当接あるいは
噛合位置の相対ズレを出力として該出力軸に伝達するこ
とを特徴とする。

【００２３】この構成において、回転制御手段は、第１
の部材を自軸回りに回転可能に支持するとともに、該第
１の部材をケーシングに対する固定を選択的に行えるク
ラッチ機構であることを特徴とする。

【００２４】上記のクラッチ機構は、第１の部材の外周
に対して接離可能な接離部材を有することを特徴とす
る。

【００２５】このクラッチ機構の接離部材は、第１の部
材の外周に形成された歯車部に噛合する歯部を有するこ
とを特徴とする。

【００２６】上記のクラッチ機構の接離部材の他の構成
は、第１の部材の外周に形成された歯車部に係合するボ
ール部材であることを特徴とする。

【００２７】これらの接離部材は第１の部材に対する接
触位置と離隔位置との間を切り換え可能とする切り換え
手段により駆動されることを特徴とする。

【００２８】この切り換え手段は、接離部材を弾性的に
第１の部材に押圧する押圧手段を有することを特徴とす
る。

【００２９】上記した構成の回転制御手段は、第１の部
材を自軸回りに回転可能に支持する支持手段と、該第１
の部材をケーシングに対して回転トルクを制限するトル
ク制限手段とを有することを特徴とする。

【００３０】上記したトルク制限手段の構成は、第１の
部材の外周部に形成された係合部と、該係合部に係合す
る係合部材と、該係合部材を該係合部に係合する方向に
付勢する付勢手段とを有することを特徴とする。

【００３１】上記したトルク制限手段の他の構成は、第
１の部材とケーシングとの間に摩擦力を発生させる摩擦
力発生手段を有することを特徴とする。

【００３２】上記したトルク制限手段の他の構成は、第
１の部材とケーシングとを磁力により結合する磁力結合
手段を有することを特徴とする。

【００３３】一方、回転制御手段は、第１の部材を自軸
回りに回転させるための駆動手段を有することを特徴と
する。

【００３４】上記の駆動手段は、モータ駆動される歯車
による伝達により第１の部材を回転させることを特徴と
する。

【００３５】上記の各構成において、第１の部材と第２
の部材は歯車部材であることを特徴とする。

【００３６】また、歯車構成の第１の変速差動操作部材
と第２の変速差動操作部材のいずれか一方の歯部の一部
には噛合する相手側の歯部と当接する弾性部材が設けら
れていることを特徴とする。

【００３７】また、第１の部材と第２の部材の少なくと
も一方が弾性部材で形成されていることを特徴とする。

【００３８】また、第１の部材と第２の部材の歯部の少
なくとも一方が弾性部材で形成されていることを特徴と
する。

【００３９】本出願に係わる第２の発明の目的を実現す
る構成は、上記した各構成の変速装置の出力軸の駆動力
を伝達して被駆動物を駆動することを特徴とする。

【００４０】本出願に係わる第３の発明の目的を実現す
る構成は、上記の駆動装置を用いて光学手段を駆動する
ことを特徴とする。

【００４１】

【発明の実施の形態】

（基本的構成）図１は本発明による変速装置の基本的構
成を示す。

【００４２】１は変速装置のケーシングで、一端側がモ
ータ２にネジ止めされ、他端側からは出力軸６の先端部
が飛び出ている。このケーシング１の内部には、出力軸
６が第１のラジアル軸受け７ａと第２のラジアル軸受け
７ｂとにより回転自在に軸支され、またこのケーシング
１には第１の歯車１４がその歯部をモータ２側に向けて
設けられている。ここで、第１の歯車１４はケーシング
１に対して固定あるいは回転自在に取付られているもの
とする。

【００４３】出力軸６及び第１の歯車１４の軸心は供に
モータ２の回転軸２ａの軸心と一致するように取り付け
られ、また後述の第２の歯車１０の揺動回転に伴う偏心
量を制限するための内周壁面で形成された規制部１ａも
同様に同軸に形成されている。なお、出力軸６はガタ調
整用のスペーサ８を挟んで突出端部側に装着された抜け
止め用のＥ型リング９により抜け止めが施されている。

【００４４】モータ本体２の回転軸（入力軸）２ａはケ
ーシング１内に挿入され、回転軸２ａの先端部にロータ
３がネジ止めにより固定されている。なお、ロータ３は
圧入法あるいは接着法等により、回転軸２ａに固定され
るようにしても良い。このロータ３の径方向には、第１
の支持軸５ａと第２の支持軸５ｂとが回転軸２ａと直交
する方向に固定されている。

【００４５】一方、第１の支持軸５ａと第２の支持軸５
ｂとは、径方向において直線をなすが、軸方向（スラス
ト方向）において距離ｄのずれを有している。第１の支
持軸５ａと第２の支持軸５ｂの先端部には、ラジアル軸
受けで構成された直径の等しい第１の押圧ローラ４ａと
第２の押圧ローラ４ｂとが回転可能に取り付けられ、こ
れらロータ３、押圧ローラ４ａ、４ｂ、支持軸５により
後述する第２の歯車１０の一部を第１の歯車１４に押し
付ける押圧機構を構成している。なお、このずれによっ
て押圧機構の回転にアンバランスが生じないように回転
バランス調整が行われている。

【００４６】このずれ量ｄは、第２の歯車１０の一部を
順次第１の歯車１４の歯車部に噛み合わせるために要す
る傾きに合わせて設定されている。すなわち、第１の押
圧ローラ４ａは、第２の押圧ローラ４ｂよりも第２の歯
車１０側に位置しているので、第１の押圧ローラ４ａと
第２の押圧ローラ４ｂに当接された状態で第２の歯車１
０は回転軸２ａに対して傾いた状態となる。なお、上記
のずれ量ｄを零とし、第１の押圧ローラ４ａと第２の押
圧ローラ４ｂとの直径に該ずれ量ｄの差を設けても良
い。

【００４７】第２の歯車１０は、押圧ローラ４ａ、４ｂ
に対向する背面側に、押圧ローラ４ａ、４ｂが当接する
傾斜面が形成されたリング状突部１０ａが形成され、傾
斜状態でのこれら両押圧ローラ４ａ、４ｂとの良好な当
接が補償されている。

【００４８】この第２の歯車１０は、図２に示すよう
に、円環状の歯車本体の片面側に放射状の傘歯車、ある
いは三角歯等の傘歯車に近似した歯車部（歯数ｎ１）が
形成され、金属、あるいは合成樹脂等の適切な材料で形
成されている。

【００４９】また、第２の歯車１０は、出力軸６に調心
機能を有する継ぎ手機構を介して取り付けられている。
この継ぎ手機構は、揺動回転する第２の歯車１０の回転
を出力軸６に伝達できるようにしたもので、本実施形態
においては、バネ性を有する薄板で形成された円板形状
の伝達部材１３と、該伝達部材１３に揺動回転可能に連
結された一対の第１の連結ピン１１及び一対の第２の連
結ピン１２とにより構成され、伝達部材１３の外周部に
は径方向に９０度間隔でＵ字孔１３ａ、１３ｂが形成さ
れ、対向する一対のＵ字孔１３ａに第１の連結ピン１１
が係合し、また他の対向する一対のＵ字孔１３ｂに第２
の連結ピン１２が係合しており、第１の連結ピン１１及
び第２の連結ピン１２の各該Ｕ字孔との係合部はテーパ
ー形状に形成され、該係合部のテーパー面の作用により
該伝達部材１３は対向するＵ字孔の回りにガタなく揺動
できるようになっている。

【００５０】すなわち、継ぎ手機構を構成する一対の第
１の連結ピン１１は、第２の歯車１０に固定され、また
一対の第２の連結ピン１２は出力軸６に固定され、各対
の連結ピンの各テーパー部が該伝達部材１３をその表裏
両面から押圧して弾性変形させるように構成することに
より、各連結ピンとＵ字孔との間の出力軸の回転方向の
ガタを除去することができる。したがって、揺動しなが
ら第２の歯車１０が回転しても、その揺動による傾きは
伝達部材１３の揺動による傾きにより許容され、伝達部
材１３の有する回転方向の剛性により第２の歯車１０の
回転が第１の連結ピン１１及び第２の連結ピン１２を介
して出力軸６に伝達される。なお、伝達部材１３には、
連結ピン１１、１２のテーパー部に係合するＵ字孔を形
成しているが、長孔としても良い。

【００５１】第１の歯車１４は、円環形状に形成されて
いて、第２の歯車１０の歯車部と歯数差を有する歯車部
（歯数ｎ２）が形成され、上記の押圧機構により押圧さ
れた第２の歯車１０の一部が噛み合うようになってい
る。

【００５２】上記した構成においては、モータの回転軸
２ａが回転すると、押圧ローラ４ａ、４ｂ等で構成され
る押圧機構も回転軸２ａと一体に回転する。そして、押
圧ローラ４ａ、４ｂが後方より第２の歯車１０のリング
状突部１０ａを押圧する。第１の押圧ローラ４ａは第２
の押圧ローラ４ｂよりも第２の歯車１０側に位置するた
め、第２の歯車１０は出力軸６の軸線を中心として揺動
することになり、第１の押圧ローラ４ａに押された部分
の歯車部分が第１の歯車１４の歯車部に噛み合う。その
際、第２の押圧ローラ４ｂも第２の歯車１０の突部に当
接するので、第２の歯車１０の振れが抑制され、騒音、
振動のない回転が得られる。

【００５３】ここで、第１の歯車１４がケーシング１に
固定されているものとした場合、この噛み合い位置は、
第１の押圧ローラ４ａの回転に従って移動し、その際、
継ぎ手機構の伝達部材１３の弾性変形、連結ピン１１、
１２の鍔部のテーパー面の作用により生じる調心動作で
揺動時の芯ズレ、傾きの吸収が図られて第２の歯車１０
の正確な揺動回転が補償され、出力軸６に正確に回転が
伝達されると共に、バックラッシュの吸収が図られる。

【００５４】そして、第２の歯車１０の歯数ｎ１を５
１、第１の歯車１４の歯数ｎ２を５０とした場合、第２
の歯車１０が揺動を１回転すると、第１の歯車１４との
歯数差が１歯あるため、歯数差分だけ余計に噛合するこ
とになる。すなわち、モータ軸２ａが１回転すると、第
２の歯車１０が１／５０回転される。なお、連結ピン
１、１２にテーパー部を形成しているが、連結ピンをス
トレートに形成し、伝達部材１３の長孔あるいはＵ字孔
側に内周がテーパー形状の係合部を形成する様にしても
良い。

【００５５】一方、第１の歯車１４がケーシング１に対
して回転自在の状態にある場合、第２の歯車１０の揺動
に対して第１の歯車１４も追従して回転するために歯数
差を吸収してしまい、第２の歯車１０は単に揺動運動を
繰り返すのみであり、軸回りの回転がなされない。

【００５６】したがって、ケーシング１に対して第１の
歯車１４を固定あるいはフリーな状態にすることによ
り、出力軸６への出力のオン、オフを制御するクラッチ
機構を備えることが可能となる。

【００５７】また、第１の歯車１４を回転駆動させるこ
とにより、減速比を変えること、例えばより一層高める
ことが可能となる。

【００５８】さらに、ケーシング１に対して第１の歯車
１４を摩擦保持することにより、トルクリミッタとして
の機能も備えることが可能となり、このトルクリミッタ
にクラッチ機構を付加することも可能とするものであ
る。

【００５９】なお、本基本構成においては、押圧機構の
押圧手段としてラジアル軸受けで構成される押圧ローラ
を用いているが、樹脂などで形成されたコロであっても
よく、図３の（ａ）に示すように、円板形状の回転体３
ａに一対の半円筒状突部３ｂを形成してもよく、あるい
は半球形の突部を形成してもよく、これらの突部は摩擦
係数が小さく、また耐摩耗性の良好な材質を用いるのが
望ましい。

【００６０】また、継ぎ手機構としては、図３の（ｂ）
に示すように、回り両スライダ機構を用いても良い。

【００６１】この回り両スライダ機構は、第２の歯車１
０に固定される入力ハブ７１と、出力軸６に固定される
出力ハブ７２と、入力ハブ７１と出力ハブ７２にそれぞ
れ係合するスペーサ７３とにより構成され、入力ハブ７
１と出力ハブ７２とは対向面側に回転軸Ｌと直交する方
向にＩ型形状の第１の突起７１ａと第２の突起７２ａが
突出し、また円板形状に形成されたスペーサ７３は、回
転軸Ｌに対して直交するとともに、互いに直交する凹溝
に形成された第１の係合溝７３ａと第２の係合溝７３ｂ
とが背中合わせに形成されている。そして、第１の係合
溝７３ａには入力ハブ７１の第１の突起７１ａが係合
し、第２の係合溝７３ｂには出力ハブ７２の第２の突起
７２ａが係合している。

【００６２】この構成の継ぎ手機構において、入力ハブ
７１とスペーサ３との間でＡ方向に相対的にスリップ
し、スペーサ７３と出力ハブ７２との間でＢ方向に相対
的にスリップする。そして、入力ハブ７１は第２の歯車
１０に固定されているが、ｘ軸回りの揺動我とｙ軸回り
の揺動が許容されるので、第２の歯車１０の回転が出力
軸６に安定して伝達されることになる。

【００６３】第２の歯車１０と第１の歯車１４の歯形
は、特に高減速装置で第２の歯車１０が高速回転する場
合、静粛な回転が必要な場合等では揺動角度を小さく
し、また、スラスト方向の振動を極力減らすため、例え
ば標準歯車の歯先円直径を、歯先円直径とピッチ円直径
との差の約１／３程度丸めることにより実現できる。ま
た、特に図示していないが、出力軸６をケーシング１に
取り付ける際、第２の歯車１０の揺動による振動を極力
抑えるためには、軸受け７ａと７ｂの間隔を広げること
が望ましく、例えば軸受け７ａの片側をケーシング１
に、他側を減速機外に設け、さらに軸受け間に伝達手
段、例えば歯車等を設け、該伝達手段から出力を取り出
すように構成することによって実現できる。

【００６４】（基本構成の第１変形例）図４は基本構成
の第１変形例を示す。

【００６５】本構成は、第２の歯車１０と噛み合う第１
の歯車１６の歯部の一部にゴム、ポリウレタン等の弾性
体１７を焼き付けあるいは接着剤等の方法で固定したも
のである。もちろん、逆に第２の歯車１０の一部にゴ
ム、ポリウレタン等の弾性体を設けるようにしても良
い。

【００６６】本構成において、押圧機構により第２の歯
車１０を第１の歯車１６に噛合させる際、第２の歯車１
０の歯部と第１の歯車１６の歯部とが噛合する一方で、
第２の歯車１０は弾性体１７の当接部とも当接し、弾性
体１７を弾性変形させているので、双方の歯車間のバッ
クラッシュを吸収すると供に、振動や騒音の発生の低減
も図ることができる。なお、弾性体１７の歯車当接面
は、略傘歯車、三角歯、平面等の形状に形成されてい
る。

【００６７】（基本構成の第２変形例）図５は基本構成
の第２変形例を示す。

【００６８】本構成は、第１の歯車あるいは第２の歯車
のいずれかをゴム、ポリウレタン等の弾性体により形成
したもので、図５においては第１の歯車１８を弾性体に
より形成している。

【００６９】本実施形態において、押圧機構（図１に示
す第１の実施形態の押圧機構と同じ機構）により第２の
歯車１０を第１の歯車１０に噛合させる際、双方の歯車
間のバックラッシュを吸収するとともに、振動や騒音の
発生の低減も図れる。なお、第２の歯車側を弾性体で形
成するようにしてもよく、さらに弾性歯車の当接面は略
傘歯車、三角歯、簡易的には平面等の形状に形成するの
が望ましい。

【００７０】（基本構成の第３変形例）図６は基本構成
の第３変形例を示す。

【００７１】本構成は、第１の歯車１８を弾性部材で形
成する一方、第２の歯車は、歯部１９ａをゴム、ポリウ
レタンなどの弾性部材により形成し、この歯部１９ａを
揺動部材１９に焼き付けあるいは接着法により固定して
形成している。

【００７２】本構成によれば、押圧機構（図１に示す第
１の実施形態の押圧機構と同じ機構）により第２の歯車
を第１の歯車１８に噛合させる際、双方の歯車間のバッ
クラッシュを吸収するとともに、振動や騒音の発生の低
減も図れる。なお、弾性歯車の当接面は略傘歯車、三角
歯、簡易的には平面等の形状に形成するのが望ましい。

【００７３】（第１の実施形態）図７は本発明の第１の
実施形態を示し、図８および図９はその動作状態を示
す。

【００７４】本実施形態は前述した図１の変速装置の構
成と基本的に同一で、異なるところを以下に説明する。

【００７５】本実施形態は、第１の歯車（第１の歯車１
４と同じ作用を行う）２０をケーシング１に対して固定
および回動自在とするクラッチ機構を有するものであ
る。

【００７６】本実施形態のクラッチ機構は、ケーシング
１に対して回動自在に取り付けられた第１の歯車２０の
外周に形成した歯車部２０ａにクラッチ歯２１の略歯車
形状に形成された係合歯２１ａを噛合させることによ
り、第１の歯車２０をケーシング１に対して固定し、該
噛合を解除することにより第１の歯車２０をケーシング
１に対して回転自在としている。

【００７７】クラッチ歯２１は、ケーシング１等の固定
部材に取付られたピン２３を支点として回動自在なバネ
性を有する回動レバー２２の先端部に固定されていて、
この回動レバー２２を図８に示すように反時計方向に回
動することにより、クラッチ歯２１を第１の歯車２０の
係合歯２０ａに噛合させ、第１の歯車２０がケーシング
１に対して固定される。また、回動レバー２２が図９に
示すように、時計方向に回動すると、クラッチ歯２１が
第１の歯車２０の係合歯２０ａとの係合が解除され、第
１の歯車２０はケーシング１に対して回転自在となる。

【００７８】回動レバー２２は、ケーシング１に植設さ
れるピン２５と回動レバー２２の他端側との間に配置さ
れたスプリング２４のバネ力により常時時計方向に回動
力を受けており、回度レバー２２に対する反時計方向へ
の押圧力を解除すると、このバネ力により回動レバー２
２が第１の歯車２０のケーシング１に対する固定を解除
する時計方向に回動することになる。

【００７９】回動レバー２２に対する押圧力の付与と解
除は、偏心カム２６の回転により行われ、偏心カム２６
は１回転の間に、回動レバー２２と当接して回動レバー
２２を反時計方向に回動させてクラッチ歯２１を第１の
歯車２０の係合歯２０ａに係合させるロックカム面と、
該係合を解除するロック解除カム面とを有している。ま
た、偏心カム２６と同軸にクリック円板２７が設けら
れ、クリック円板２７の外周部に形成された第１のクリ
ック穴２７ａにクリックバネ２９により押圧されたクリ
ックボール２８が嵌合する位置が図９に示す固定解除位
置であり、クリック円板２７の外周部に形成された第２
のクリック穴２７ｂにクリックボール２８が嵌合する位
置が図８に示す固定位置である。

【００８０】偏心カム２６の回動は、不図示のクラッチ
切り換えツマミを回すことにより行われ、第１のクリッ
ク穴２７ａと第２のクリック穴２７ｂにクリックボール
２８が夫々嵌合する固定解除位置と固定位置で保持され
る。

【００８１】（第２の実施形態）図１０は第２の実施形
態を示し、図１１および図１２はその動作状態を示す。
なお、本実施形態の基本的構成は図１の変速装置と同一
であり、異なる箇所を以下に説明する。

【００８２】本実施形態は、ケーシング１の壁面の一部
に形成された窓部１ｂにはまり込んだボール部材３０を
第１の歯車２０の歯車部２０ａに嵌合させることによ
り、第１の実施形態と同様に、第１の歯車２０をケーシ
ング１に対して固定できるようにしており、第１の実施
形態と同様に偏心カム２６により押圧されて回動する回
動レバー３１によりボール部材３０が押圧される。

【００８３】また、回動レバー３１に対してボール部材
３０を固定しなくても、図１２に示す押圧解除状態にお
いて、回動レバー３１が押圧解除位置まで回動するとボ
ール部材３０は該窓部１ｂ内でフリーな状態となり、第
１の歯車２０の歯車部２０ａに対する押圧力が付与され
ず、このため第１の歯車２０がケーシング１に対して回
動自在となる。

【００８４】なお、上記した第１の実施形態および第２
の実施形態において、モータ２の回転が停止している状
態で出力軸６側に回転力が付与されると、第１の歯車が
固定状態にある図８と図１１の場合、第２の歯車１０は
回転しないが、図９と図１２に示す第１の歯車２０がケ
ーシング１に対して回転自在な場合、第１の歯車２０と
第２の歯車１０とが一体に回転するだけで、押圧機構は
非回転状態が保持され、モータ２の回転軸２ａが回転す
ることはない。

【００８５】一方、本実施形態の構成において、第１の
歯車２０に回転トルクが加わると、第１の歯車２０の歯
車部２０ａは径方向外方に向けた作用力を嵌合するボー
ル部材３０に対して生じさせることになる。このため、
回動レバー３１がボール部材３０を押し付ける力を越え
て該作用力が生じると、ボール部材３０と第１の歯車２
０との係合が外れるというトルクリミッタとしての作用
も有することになる。すなわち、負荷側に大きな力が加
わった場合、あるいは、負荷側から大きな力が加わった
場合、第２の歯車１０の回転は、一体的に連結されてい
る出力軸６の負荷が大きくなるため、回転し難くなり、
第１の歯車２０を回転させようとする。その結果、第１
の歯車２０はボール部材３０を押し上げ、さらには回転
を始める。このときの回転トルク、すなわちトルクリミ
ッタの伝達最大トルクは、歯形、ボール部材の直径、回
動レバー３１のバネ定数により決定される。

【００８６】（第３の実施形態）図１３は第３の実施形
態を示す。

【００８７】本実施形態は、摩擦板と摩擦バネを用いて
第１の歯車２０のケーシング１に対する回転を制限する
トルクリミッタ機構に関するもので、基本的構成は図１
に示す変速装置と同一であり、異なる箇所を以下に説明
する。

【００８８】本実施形態において、第１の歯車２０はケ
ーシング１に固定されたフリクション板３２に当接して
ケーシング１内に収容され、バネガイド３４が宛われた
状態でフリクションバネ３３により押圧されており、フ
リクションバネ３３の他端側はバネ押さえ３５に当接
し、所定のバネ力が第１の歯車２０とフリクション板３
２との間に付与されるようになっている。

【００８９】したがって、出力軸側が高負荷になると、
フリクション板３２と第１の歯車２０との間で摩擦が生
じ、これを越えてモータ２が回転すると、第１の歯車２
０が回転することになる。

【００９０】なお、本実施形態のトルクリミッタの伝達
最大トルクは、第１の歯車２０とフリクション板３２と
の摩擦係数、フリクションバネ３３の押圧力により決定
される。

【００９１】（第４の実施形態）図１４は第４の実施形
態を示す。

【００９２】本実施形態は、磁界発生手段により変速装
置のトルクリミッタ機構を構成するもので、変速装置の
基本的構成は図１に示す変速装置と同一であり、異なる
箇所を以下に説明する。

【００９３】本実施形態において、第１の歯車２０の片
面側に磁性体３６がビスあるいは接着剤等により固定さ
れている。この磁性体３６は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系半硬
質磁石の薄板（厚さ０．５ミリ程度）のものが使用され
ている。３７はケーシング１側に取り付けられる樹脂マ
グネットで、フェライト系の磁性体とナイロンベースの
薄板（厚さ１．５ミリ程度）よりなっている。３８はス
ペーサで、ナイロンをベースにして形成されていて、磁
性体３６と対向するように樹脂マグネット３７に接着さ
れている。このスペーサ３８は、磁性体３６と樹脂マグ
ネット３６との間隔を一定に保持し、摺動によるフリク
ショントルクを発生させると共に、その厚さによりヒス
テリシストルクを規定するもので、例えば厚さ０．１ミ
リ程度に形成されている。

【００９４】３９はヨーク板で、ＳＥＣＣ−Ｃ２０（メ
ッキ鋼板、商品名：ジンコート）の薄板（厚さ０．５ミ
リ程度）で形成され、樹脂マグネット３７に装着されて
磁気回路を形成するもので、樹脂マグネット３７と供に
ケーシング１にビス、あるいは接着材で取付けられてい
る。

【００９５】本実施形態におけるトルクリミッタ機構の
スリップトルクは、ヒステリシストルクとフリクション
トルクによって決まる。このとき、このヒステリシスト
ルクは、樹脂マグネット３７の分極数、着磁強度、ある
いは間隔を調整して決定される。また、実施形態では磁
性体３６とスペーサ３８との間でフリクショントルクを
発生させ、上述したヒステリシストルクに加えて使用し
ているが、スペーサ３８を用いずに、ヒステリシストル
クのみをスリップトルクとしても良い。。

【００９６】なお、本実施形態において、ヒステリシス
トルクを発生する磁界発生手段としての樹脂マグネット
３７をケーシング１に固定しているが、第１の歯車２０
側に樹脂マグネット３７およびヨーク３９を設け、ケー
シング側に磁性体を設けるようにしてもよく、また摺動
部にグリース等のフリクション調整剤を塗布するように
しても良い。

【００９７】ここで、上記のスリップトルクが出力軸の
伝達最大トルクとなる。

【００９８】（第５の実施形態）図１５は第５の実施形
態を示す。

【００９９】本実施形態は、ケーシング１に対して回転
自在に取り付けられた第１の歯車４０を外部回転源であ
るモータ４２により回転させ、減速比をさらに高めるよ
うにしたものである。

【０１００】ケーシング１または外部に設けたモータ４
２のモータ軸にはモータ歯車４１が固定され、第１の歯
車４０の外周部に形成された歯車部４０ａにモータ歯車
４０ａが噛合する。第１の歯車４０はモータ歯車４１と
歯車部４０ａとの噛合により減速されて第２の歯車１０
の揺動回転方向と同じ方向に回転する。

【０１０１】第１の歯車４０が非回転状態の場合、第１
の歯車４０の歯数と第２の歯車１０の歯数の差が減速比
となり、その回転が出力となるのは前述した通りであ
り、差動歯車の動作原理より明らかなように、第１の歯
車４０が回転する場合、第２の歯車１０の回転数に対す
る第１の歯車４０の回転数差が出力軸６の回転となって
出力される。

【０１０２】したがって、さらに高い減速比が得られる
ことになる。

【０１０３】（第６の実施形態）図１６は第６の実施形
態を示す。

【０１０４】本実施形態は、上記した各実施形態に示す
本発明による変速装置を光学装置である撮影用レンズの
フォーカス、ズーム等のレンズ駆動あるいはアイリス等
の駆動のための駆動機構に用いたもので、図１７に示す
ようにテレビカメラＣに装着される撮影レンズＤを図１
６に示す。

【０１０５】図１６において、５０はレンズ本体、５１
は駆動ユニット、５２はフォーカスリング、５３はズー
ムリング、５４はアイリスリングであり、これらの各リ
ングの外周に形成された歯車部に不図示の駆動装置の出
力歯車が噛合して回転出力を伝達する。

【０１０６】変速装置からの出力は、図１８、図１９に
示す伝達機構を用いて被伝達体に伝達することができる
が、図１８、図１９において、スリーブ５８、バネ６２
等のトルクリミッタ機構は不要となり、出力軸６に直接
連結することができる。

【０１０７】また、出力軸６に設けた歯車により直接フ
ォーカスリング、ズームリング、あるいはアイリスリン
グ等を駆動するようにしても良い。

【０１０８】本実施形態において、本発明の変速装置を
用いることにより、バックラッシュのない回転出力を得
ることが可能となり、しかも音、振動に対する遮音、制
振効果も得られ、フォーカス、ズーム、アイリス等の操
作時の応答性が良好となり、しかも立ち上がりの際、ピ
ク付きのないスムーズな動きが得られる。

【０１０９】なお、上記の各実施形態において、第１の
歯車と第２の歯車とを変速差動部材として用いたが、変
速差動部材としては摩擦円板を用い、摩擦回転の当接位
置のズレを変速出力として取り出すようにしても良い。

【０１１０】

【発明の効果】請求項１に係わる発明によれば、第１の
部材と第２の部材との当接位置あるいは噛合位置の相対
ズレを出力とする構成であるため、第１の部材の回転を
制御することによって、出力軸への動力伝達をオン・オ
フするクラッチ機構としての機能、または所定のトルク
が加わるまでは非回転を維持するというトルクリミッタ
としての機能を有することになり、また、第１の部材を
回転させると、減速比を変化させる事が出きることとな
る。

【０１１１】このため、変速装置自体に、クラッチ機
構、トルクリミッタ機構、変速機構を持たせることが可
能となり、請求項１８に係わる発明の如く、変速装置の
出力を被駆動体に伝達する場合、伝達系にこれらの機構
を個々に設ける必要がなくなり、伝達系全体の小型化、
簡素化とともに、それを用いる機器の小型化が可能とな
る。

【０１１２】しかも、部品点数が少なく、組立も容易で
あり、安価に製作することができる。

【０１１３】請求項２、３、４、５、６、７に係わる発
明によれば、変速装置にクラッチ機構を組み込むことが
できる。

【０１１４】請求項８、９、１０、１１に係わる発明に
よれば、変速装置にトルクリミッタ機構を組み込むこと
ができる。

【０１１５】請求項１２、１３に係わる発明によれば、
第１の部材の回転によって減速比を変化させることがで
きる。

【０１１６】請求項１４、１５、１６、１７に係わる発
明によれば、上述した効果を有する変速装置の第１の部
材と第２の部材を歯車により構成することができ、バッ
クラッシュの発生を防止することができる。

【０１１７】請求項１９に係わる発明によれば、撮影レ
ンズやカメラ等の光学装置に適用することにより、撮影
レンズ、カメラの小型化が可能になる。しかも、部品点
数が少なく、組立も容易であり、安価に製作することが
できる。さらに、高精度に合焦レンズ、変倍レンズ、ア
イリス等の光学手段を駆動することができる。

【０１１８】また、バックラッシュのない回転出力を得
ることができ、しかも音、振動に対する遮音、制振効果
も得られるため、フォーカス、ズーム、アイリス等の操
作時に良好な応答性が得られ、立ち上がり時のピク付き
等のない動きが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の変速装置の基本的構成を示す断面図。

【図２】図１の分解斜視図。

【図３】図１の構成の変形例を示し、（ａ）は押圧機構
の斜視図、（ｂ）は継ぎ手機構の分解斜視図。

【図４】図１の構成の変形例を示す断面図。

【図５】図１の構成の変形例を示す断面図。

【図６】図１の構成の変形例を示す断面図。

【図７】第１の実施形態を示す変速装置の断面図。

【図８】図７の変速装置のクラッチ機構がオンの状態を
示す断面図。

【図９】図７の変速装置のクラッチ機構がオフの状態を
示す断面図。

【図１０】第２の実施形態を示す変速装置の断面図。

【図１１】図１０の変速装置のクラッチ機構がオンの状
態を示す断面図。

【図１２】図１０の変速装置のクラッチ機構がオフの状
態を示す断面図。

【図１３】第３の実施形態を示す変速装置の断面図。

【図１４】第４の実施形態を示す変速装置の断面図。

【図１５】第５の実施形態を示す変速装置の断面図。

【図１６】第６の実施形態を示す撮影レンズの側面図。

【図１７】図１６の撮影レンズを装着したテレビカメラ
の側面図。

【図１８】従来の駆動装置の断面図で、クラッチがオン
の状態を示す。

【図１９】図１８の駆動装置のクラッチがオフの状態を
示す。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ モータ ２ａ 回転軸 ３ ロータ ４ａ、４ｂ 押圧ローラ ５ａ、５ｂ 支持軸 ６ 出力軸 ７ａ、７ｂ ラジアル軸受け ８ スペーサ ９Ｅ型リング １０ 第２の歯車 １１、１２ 連結ピン １３ 伝達部材 １４、２０、４０ 第１の歯車 ２１ クラッチ歯 ２２ 回動レバー ２３、２５ ピン ２４ スプリング ２６ 偏心カム ２７ クリック円板 ２８ クリックボール ２９ クリックバネ ３０ ボール部材 ３２ フリクション板 ３３ フリクションバネ ３４ バネガイド ３５ バネ押さえ ３６ 磁性体 ３７ 樹脂マグネット ３８ スペーサ ３９ ヨーク板 ４１ 歯車 ４２ モータ ５７ 出力軸 ５８ スリーブ ５９ ピン ６０ 出力歯車 ６１ 摺動ワッシャ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングに支持された第１の部材と、
   出力軸に連結された第２の部材と、入力軸と一体に回転
   しながら該第２の部材の一部を該第１の部材に押圧して
   当接あるいは噛合させる押圧手段と、第１の部材の回転
   を制御することによって該出力軸の回転を制御する回転
   制御手段とを有し、該第１の部材に対する該第２の部材
   の当接あるいは噛合位置の相対ズレを出力として該出力
   軸に伝達することを特徴とする変速装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、回転制御手段は、第
   １の部材を自軸回りに回転可能に支持するとともに、該
   第１の部材をケーシングに対する固定を選択的に行える
   クラッチ機構であることを特徴とする変速装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、クラッチ機構は、第
   １の部材の外周に対して接離可能な接離部材を有するこ
   とを特徴とする変速装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、クラッチ機構の接離
   部材は、第１の部材の外周に形成された歯車部に噛合す
   る歯部を有することを特徴とする変速装置。
5. 【請求項５】 請求項３において、クラッチ機構の接離
   部材は、第１の部材の外周に形成された歯車部に係合す
   るボール部材であることを特徴とする変速装置。
6. 【請求項６】 請求項３、４または５において、接離部
   材は第１の部材に対する接触位置と離隔位置との間を切
   り換え可能とする切り換え手段により駆動されることを
   特徴とする変速装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、切り換え手段は、接
   離部材を弾性的に第１の部材に押圧する押圧手段を有す
   ることを特徴とする変速装置。
8. 【請求項８】 請求項１において、回転制御手段は、第
   １の部材を自軸回りに回転可能に支持する支持手段と、
   該第１の部材をケーシングに対して回転トルクを制限す
   るトルク制限手段とを有することを特徴とする変速装
   置。
9. 【請求項９】 請求項８において、トルク制限手段は、
   第１の部材の外周部に形成された係合部と、該係合部に
   係合する係合部材と、該係合部材を該係合部に係合する
   方向に付勢する付勢手段とを有することを特徴とする変
   速装置。
10. 【請求項１０】 請求項８において、トルク制限手段
    は、第１の部材とケーシングとの間に摩擦力を発生させ
    る摩擦力発生手段を有することを特徴とする変速装置。
11. 【請求項１１】 請求項８において、トルク制限手段
    は、第１の部材とケーシングとを磁力により結合する磁
    力結合手段を有することを特徴とする変速装置。
12. 【請求項１２】 請求項１において、回転制御手段は、
    第１の部材を自軸回りに回転させるための駆動手段を有
    することを特徴とする変速装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２において、駆動手段は、モ
    ータ駆動される歯車による伝達により第１の部材を回転
    させることを特徴とする変速装置。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし１３のいずれかにおい
    て、第１の部材と第２の部材は歯車部材であることを特
    徴とする変速装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４において、歯車構成の第１
    の変速差動操作部材と第２の変速差動操作部材のいずれ
    か一方の歯部の一部には噛合する相手側の歯部と当接す
    る弾性部材が設けられていることを特徴とする変速装
    置。
16. 【請求項１６】 請求項１４において、第１の部材と第
    ２の部材の少なくとも一方が弾性部材で形成されている
    こを特徴とする変速装置。
17. 【請求項１７】 請求項１４において、第１の部材と第
    ２の部材の歯部の少なくとも一方が弾性部材で形成され
    ていることを特徴とする変速装置。
18. 【請求項１８】 請求項１ないし１７のいずれかに記載
    した変速装置の出力軸の駆動力を伝達して被駆動物を駆
    動することを特徴とする駆動装置。
19. 【請求項１９】 請求項１８に記載した駆動装置を用い
    て光学手段を駆動することを特徴とする光学装置。