動力伝達装置
【課題】２つの入力要素から動力の入力が可能で、いずれか一方の入力要素から動力が入力された場合に出力を行う動力伝達装置において、動力伝達装置全体の高さを抑制する。
【解決手段】この動力伝達装置は、自身の軸心回りに回転可能に配設されたサンギヤ３１と、サンギヤの軸心回りに回転可能に配設されたリングギヤ３２と、サンギヤおよびリングギヤとそれぞれ歯合し、自身の軸心回りに回転可能、且つサンギヤの軸心回りに公転可能に配設され、サンギヤおよびリングギヤのいずれか一方の択一的な回転に伴って従動するプラネタリギヤと、サンギヤの軸心を通過する平面に投影したときにサンギヤの軸心と略直交する軸の回りの回転をサンギヤの軸心回りの回転に変換することにより、上記軸の回りの回転で発生する動力をサンギヤまたはリングギヤに伝達する伝達機構５０とを備える。
【解決手段】この動力伝達装置は、自身の軸心回りに回転可能に配設されたサンギヤ３１と、サンギヤの軸心回りに回転可能に配設されたリングギヤ３２と、サンギヤおよびリングギヤとそれぞれ歯合し、自身の軸心回りに回転可能、且つサンギヤの軸心回りに公転可能に配設され、サンギヤおよびリングギヤのいずれか一方の択一的な回転に伴って従動するプラネタリギヤと、サンギヤの軸心を通過する平面に投影したときにサンギヤの軸心と略直交する軸の回りの回転をサンギヤの軸心回りの回転に変換することにより、上記軸の回りの回転で発生する動力をサンギヤまたはリングギヤに伝達する伝達機構５０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの入力要素から動力の入力が可能で、いずれか一方の入力要素から動力が入力された場合に出力を行うようにした動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、２つの入力要素から動力の入力が可能で、いずれか一方の入力要素から動力が入力された場合に出力を行うようにした動力伝達装置としては、超音波モータによる自動焦点調節と、手動操作による手動焦点調節とが可能なカメラのレンズ鏡筒に関する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このレンズ鏡筒では、超音波モータによって回転する駆動部材と、手動操作によって回転する操作部材との間に中間ギヤ部材が介在しており、この中間ギヤ部材をプラネタリギヤ、駆動部材をリングギヤ、操作部材をサンギヤとして遊星歯車機構が構成されている。中間ギヤ部材のキャリヤは、動力伝達対象であるレンズ駆動筒に接続されている。
【０００３】
上記のように構成されたレンズ鏡筒では、超音波モータが駆動した場合、あるいは操作部材を回転操作した場合のいずれにおいても、中間ギヤ部材を公転させ、キャリヤを介してレンズ駆動筒を回転させることにより、スイッチの切り替え操作を行うことなく、２つの動作を行うことができる。
【０００４】
ところで、駆動部材又は操作部材を回転操作して中間ギヤ部材を公転させている間に他方の部材の回転を規制するために、特許文献１においては、次のように超音波モータを利用している。即ち、操作部材に係合可能な係合部材を非回転部材に配設し、係合部材を操作部材に係合させた状態で超音波モータを駆動させることにより、駆動部材の回転によって中間ギヤ部材を公転させる。一方、操作部材を回転操作する際には、無通電状態の超音波モータにおいてステータとロータとの間に生じる摩擦力を利用し、駆動部材の回転を規制する。しかしながら、このような構成によれば、アクチュエータとして適用できるのが回転負荷トルクの大きい超音波モータに限定されてしまう。また、このような構成によっても、キャリヤに加えられる負荷が増大した場合には、中間ギヤ部材が公転せずに自転して駆動部材が回転してしまい、レンズ駆動鏡を回転させることが困難になることも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１１５７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さらに、このような動力伝達装置においては、超音波モータの駆動力を遊星歯車機構に入力するために、超音波モータの駆動軸の軸心が遊星歯車機構の軸心に合致するように両者を配置するので、動力伝達装置全体の高さが高くなり、小型レンズに搭載し難いという問題が生じている。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、装置全体の高さを抑制することができる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る動力伝達装置は、自身の軸心回りに回転可能に配設された第１ギヤ部材と、前記第１ギヤ部材の軸心回りに回転可能に配設された第２ギヤ部材と、前記第１および第２ギヤ部材とそれぞれ歯合し、自身の軸心回りに回転可能、且つ前記第１ギヤ部材の軸心回りに公転可能に配設され、前記第１および第２ギヤ部材のいずれか一方の択一的な回転に伴って従動する中間ギヤ部材と、前記第１ギヤ部材の軸心を通過する平面に投影したときに前記第１ギヤ部材の軸心と略直交する軸の回りの回転を前記第１ギヤ部材の軸心回りの回転に変換することにより、前記軸の回りの回転で発生する動力を前記第１および第２ギヤ部材のいずれか一方に伝達する伝達手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る動力伝達装置は、上記発明において、前記伝達手段が、自身の軸心に対して傾斜したギヤ歯を有し、前記軸の回りに回転可能に配設された第１傾斜ギヤ部材と、自身の軸心に対して傾斜したギヤ歯を有し、前記第１傾斜ギヤ部材に歯合すると共に、前記第１ギヤ部材の軸心に平行な軸回りに回転可能に配設された第２傾斜ギヤ部材とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る動力伝達装置は、上記発明において、前記第１傾斜ギヤ部材がネジ歯を有するウォームであり、前記第２傾斜ギヤ部材が、前記ネジ歯に歯合可能な斜歯を有するウォームホイール又は斜歯歯車であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る動力伝達装置は、上記発明において、前記第１ギヤ部材がギヤ軸を有し、前記第２傾斜ギヤ部材が、前記ギヤ軸に固着されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る動力伝達装置は、上記発明において、前記第２傾斜ギヤ部材がギヤ軸を有し、前記伝達手段が、前記第２傾斜ギヤ部材のギヤ軸に固着され、且つ、前記第２ギヤ部材に歯合する第３ギヤ部材をさらに有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る動力伝達装置は、上記発明において、前記伝達手段が伝達する動力を発生する動力発生手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る動力伝達装置は、上記発明において、前記動力発生手段が、前記軸を駆動軸とするアクチュエータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１ギヤ部材の軸心を通過する平面に投影したときに第１ギヤ部材の軸心と略直交する軸の回りで発生する動力を、伝達手段によって第１ギヤ部材の軸心回りの回転に変換してから第１又は第２ギヤ部材に伝達する。そのため、そのような軸に駆動軸の軸心が合致するような向きにアクチュエータを配設することができる。即ち、駆動軸の軸心が第１ギヤ部材の軸心に合致するようにアクチュエータを配設する必要がなくなるので、動力伝達装置全体の高さを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１である動力伝達装置を概念的に示す斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１の動力伝達装置を示す正面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１の動力伝達装置を示す上面図である。
【図３】図３は、図１の動力伝達装置の要部を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３の動力伝達装置の一部を示す斜視図である。
【図５】図５は、図２ＡのＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図６は、図２ＢのＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図７は、図２ＢのＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】図８は、図２ＢのＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２である動力伝達装置を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、図９の動力伝達装置の要部を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０の動力伝達装置の要部を示す上面図である。
【図１２】図１２は、図１１のＥ−Ｅ線一部断面図である。
【図１３】図１３は、図１１のＦ−Ｆ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る動力伝達装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る動力伝達装置を示している。この動力伝達装置１は、いわゆるオートフォーカス機能を備えたレンズ鏡筒において、動力を発生するアクチュエータによる自動焦点調節と、手動操作による手動焦点調節とを可能とするものである。アクチュエータとしては、ＤＣ（直流）モータやステッピングモータ、超音波モータ等、回転駆動力を発生するものであればいずれを適用しても良く、本実施の形態１においては、ＤＣモータを用いている。
【００１９】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、動力伝達装置１は、ギヤケース１０と、ＤＣモータ２０とを有している。
ギヤケース１０は、第１カバー部材１１および第２カバー部材１２を含んでいる。各カバー部材１１、１２は凹部を有する箱状を成しており、これらを互いに向かい合わせることによってギヤ等の収納空間が形成されている。また、ギヤケース１０の外形は、レンズ駆動筒ＬＤやマニュアルフォーカスリングＭＲの形状に合わせて弧状となるように成型されている。さらに、ギヤケース１０の一部には挿通孔や切り欠き部が設けられており、ギヤケース１０内に収納されているギヤの一部は、これらの挿通孔等からギヤケース１０の外部に突出するように配設されている。
【００２０】
ＤＣモータ２０は、モータ固定プレート１３を介してギヤケース１０に取り付けられている。また、ＤＣモータ２０は、駆動軸２１を備えている。駆動軸２１はＤＣモータ２０が駆動した場合に回転駆動する部分であり、ＤＣモータ２０本体部分の一端面の中央から突出している。駆動軸２１は、モータ固定プレート１３に形成された貫通孔１３ａを貫通している。このようなＤＣモータ２０は、駆動軸２１の軸心をサンギヤ軸３１ｂの軸心を通過する平面に投影したときに、両軸心が略直交する位置関係となるように配設されている。
【００２１】
また、図３に示すように、動力伝達装置１は、遊星歯車機構３０と、出力ギヤユニット４０と、伝達機構５０と、マニュアル入力ユニット６０と、クラッチユニット７０と、ブレーキユニット８０とを備えている。
【００２２】
図４及び図５に示すように、遊星歯車機構３０は、サンギヤ（第１ギヤ部材）３１と、リングギヤ（第２ギヤ部材）３２と、プラネタリギヤ（中間ギヤ部材）３３とを有している。サンギヤ３１は、外周部にギヤ部３１ａを有する平歯車である。また、リングギヤ３２は、外周部及び内周部の双方にギヤ部３２ａ、３２ｂを有する円筒状のギヤであり、その軸心がサンギヤ軸３１ｂと合致するように配設されている。プラネタリギヤ３３は、外周部にギヤ部３３ａを有する平歯車であり、リングギヤ３１の内側、且つサンギヤ３１の周囲に３つ配設されている。各プラネタリギヤ３３は、ギヤ部３３ａを介してサンギヤ３１およびリングギヤ３２に歯合しており、各々が自身の軸心回りに回転可能、且つサンギヤ３１の軸心回りに公転可能となっている。
【００２３】
図６に示すように、出力ギヤユニット４０は、支持盤４１と、支持盤４１から突出してプラネタリギヤ３３の内周を貫通し、プラネタリギヤ３３を回転可能に支持する支持部４２と、外周にギヤ歯が形成された出力ギヤ４３とを有している。これらの支持盤４１と、支持部４２と、出力ギヤ４３とは、一体的に成型されている。このような出力ギヤユニット４０は、サンギヤ軸３１ｂの軸心回りに回転可能に配設されており、プラネタリギヤ３３の公転運動に従動して回転する。また、出力ギヤ４３は、第２カバー部材１２の挿通孔１４を通って外側に突出するように配設されており、出力ギヤユニット４０の回転によって発生する動力をレンズ駆動筒ＬＤに伝達する。
【００２４】
図３および図６に示すように、伝達機構５０は、ＤＣモータ２０から出力される駆動力を、その回転軸の方向をサンギヤ３１の軸心と平行となるように変換してサンギヤ３１に入力するものであり、ウォーム（第１傾斜ギヤ部材）５１およびウォームホイール（第２傾斜ギヤ部材）５２を有している。ウォーム５１は、ネジ歯を成すギヤ部５１ａを外周部に有するネジ歯ギヤであり、ＤＣモータ２０の駆動軸２１に固着されて該駆動軸２１の軸心回りに回転する。一方、ウォームホイール５２は、ウォーム５１に歯合可能なギヤ部５２ａを外周部に有するヘリカルギヤ（斜歯歯車）であり、サンギヤ軸３１ｂに固着されて該サンギヤ軸３１ｂの軸心回りに回転する。さらに、ウォーム５１とウォームホイール５２とは、それぞれのギヤ部５１ａ、５２ａが互いに歯合するように配設されている。
【００２５】
図３および図７に示すように、マニュアル入力ユニット６０は、マニュアル入力ギヤ６１とマニュアル伝達ギヤ６２と突出部６３とを有している。マニュアル入力ギヤ６１およびマニュアル伝達ギヤ６２は外周部に平歯が形成されたギヤであり、突出部６３と共に軸心を合わせて一体的に成型されている。また、マニュアル入力ギヤ６１の中心部には凹部６４が形成されている。このようなマニュアル入力ユニット６０は、第１カバー部材１１に形成された凸部１５を凹部６４に嵌合させると共に、第２カバー部材１２に設けられた挿通孔１６に突出部６３を嵌合させることにより位置決めされ、軸心回りに回転可能に配設されている。また、マニュアル入力ギヤ６１の外周部の一部は、第１カバー部材１１に設けられた切り欠き部１７から外に突出しており、この突出している部分がマニュアルフォーカスリングＭＲのギヤ部ＭＲＧと歯合している。一方、マニュアル伝達ギヤ６２は後述する第１クラッチギヤ７１に歯合している。
【００２６】
図３、図６、図７に示すように、クラッチユニット７０は、第１クラッチギヤ７１および第２クラッチギヤ７２を有している。第１クラッチギヤ７１および第２クラッチギヤ７２は、外周部にギヤ部を有する平歯車である。また、第１クラッチギヤ７１にはクラッチ板７３が固着されており、第２クラッチギヤ７２には、このクラッチ板７３に当接するボス部７２ａが形成されている。これらの第１クラッチギヤ７１および第２クラッチギヤ７２は、クラッチシャフト７４によって軸心回りに回転可能に支持されている。さらに、第１クラッチギヤ７１は、マニュアル伝達ギヤ６２に歯合していると共に、後述するブレーキギヤ８１にも歯合している。一方、第２クラッチギヤ７２は、リングギヤ３２に歯合している。
【００２７】
クラッチシャフト７４の両端部は、第１カバー部材１１に形成された凹部１８ａおよび第２カバー部材１２に形成された孔部１８ｂにそれぞれ嵌合されて位置決めされている。また、クラッチシャフト７４にはＥリング（Ｅ型止め輪）７５が取り付けられている。さらに、クラッチシャフト７４の長手方向の端部付近にはフランジ部７４ａが設けられている。このフランジ部７４ａと第２クラッチギヤ７２との間には、ワッシャ７６および圧縮した状態の押圧スプリング７７が介在している。第１クラッチギヤ７１、第２クラッチギヤ７２、およびクラッチ板７３は、Ｅリング７５と押圧スプリング７７とフランジ部７４ａとによって挟持され、圧接した状態となっている。
【００２８】
図８に示すように、ブレーキユニット８０は、ブレーキギヤ８１と、該ブレーキギヤ８１を軸心回りに回転可能に支持するブレーキシャフト８２とを有している。ブレーキギヤ８１は外周部にギヤ部を有する平歯車であり、第１クラッチギヤ７１と歯合している。また、ブレーキシャフト８２の両端部は、第１カバー部材１１に形成された凹部１９ａおよび第２カバー部材１２に形成された孔部１９ｂにそれぞれ嵌合されて位置決めされている。さらに、ブレーキシャフト８２にはＥリング８３が取り付けられている。
【００２９】
ブレーキギヤ８１の一端面（図の上側）には、ワッシャ８４に当接するボス部８１ａが形成されており、ブレーキギヤ８１の他端面（図の下側）には、ワッシャ８５に当接するボス部８１ｂが形成されている。また、ブレーキシャフト８２の長手方向の端部付近には、フランジ部８２ａが設けられており、このフランジ部８２ａとワッシャ８５との間には、圧縮した状態の押圧スプリング８６が介在している。ワッシャ８４、ブレーキギヤ８１、およびワッシャ８５は、Ｅリング８３と押圧スプリング８６とフランジ部８２ａとによって挟持され、圧接した状態となっている。
【００３０】
このように構成した動力伝達装置１は、例えば図１に示すように、マニュアル入力ギヤ６１をマニュアルフォーカスリングＭＲの内周面に設けたギヤ部ＭＲＧに歯合させる一方、出力ギヤ４３をレンズ駆動筒ＬＤの内周面に設けたギヤ部ＬＤＧに歯合させる態様でレンズ鏡筒に付設させて用いる。
【００３１】
いま、このレンズ鏡筒においてＤＣモータ２０を駆動すると、駆動力がウォーム５１およびウォームホイール５２を介してサンギヤ３１に入力され、サンギヤ３１が一方向に回転する。このとき、動力伝達装置１では、第２クラッチギヤ７２のボス部７２ａが押圧スプリング７７によってクラッチ板７３に圧接された状態にある。そのため、第２クラッチギヤ７２とクラッチ板７３との間に作用する摩擦力により、第２クラッチギヤ７２の第１クラッチギヤ７１に対する相対的な回転が規制されている。一方、ブレーキギヤ８１も、ボス部８１ａとワッシャ８４との間、およびボス部８１ｂとワッシャ８５との間でそれぞれ生じる摩擦力により、その回転が規制されている。結局、ブレーキユニット８０による第１クラッチギヤ７１の回転規制に伴い、第２クラッチギヤ７２の回転も規制されるので、これに歯合するリングギヤ３２の回転も規制されることになる。それにより、サンギヤ３１の回転運動は全てプラネタリギヤ３３の自転および公転運動に伝達され、プラネタリギヤ３３の公転運動に従動する出力ギヤユニット４０の回転によってレンズ駆動筒ＬＤが回転する。また、この間、上記第１クラッチギヤ７１に対する回転規制により、マニュアル入力ユニット６０およびマニュアルフォーカスリングＭＲが回転してしまう事態も回避することができる。
【００３２】
一方、手動焦点調節を行う場合には、マニュアルフォーカスリングＭＲを回転操作することにより、マニュアル入力ギヤ６１を回転させる。その際には、押圧スプリング８６の押圧力によるボス部８１ａ、８１ｂの摩擦力に打ち勝つような回転力を、外部からマニュアルフォーカスリングＭＲに加える。それにより、第１クラッチギヤ７１および第２クラッチギヤ７２を介してリングギヤ３２が回転する。ここで、ウォーム５１の軸心とウォームホイール５２の軸心とは投影面において直交する位置関係にあり、ウォーム５１およびウォームホイール５２の作用によってサンギヤ３１の回転は規制されている。そのため、リングギヤ３２の回転運動はすべてプラネタリギヤ３３の公転運動を介して出力ギヤ４３に伝達され、さらにレンズ駆動筒ＬＤに動力が伝えられる。
【００３３】
ここで、一般的な動力伝達装置には、マニュアルフォーカスリングを回転させた際にレンズの操作角度の両端においてレンズ駆動鏡がそれ以上回転しないように、ストッパー機構が設けられている。そのため、マニュアルフォーカスリングを無理に大きな力で回転させると、レンズ駆動筒の回転が規制されているにもかかわらず、動力伝達装置内部の歯車に回転力が発生し、その回転力の逃げ場がなくなって歯車や周辺機構が破損する虞れがある。それに対して、本実施の形態１に係る動力伝達装置１においては、そのような場合、言い換えると、レンズの操作角両端部にも関わらず、マニュアルフォーカスリングを大きな力で回転させた場合、次のようにして動力伝達装置１内部の歯車等の破損を防止している。即ち、出力ギヤユニット４０はレンズ駆動筒ＬＤに対する回転規制により回転できず、また、サンギヤ３１も上記ウォーム５１及びウォームホイール５２の作用により回転できないため、プラネタリギヤ３３およびリングギヤ３２は共に回転を規制されている。このとき、マニュアル入力ユニット６０と歯合する第１クラッチギヤ７１の回転力が、ボス部７２ａとクラッチ板７３との間の摩擦力に打ち勝つようになると、第１クラッチギヤ７１が空転し始めるので、その回転力を逃がすことができる。
【００３４】
以上詳細に説明したように、実施の形態１においては、ＤＣモータ（アクチュエータ）２０の駆動力の回転軸方向を変換する伝達機構５０を設けたので、駆動軸２１の軸心をサンギヤ軸３１ｂの軸心を通過する平面に投影したときに両軸心が略直交する位置関係となるように、ＤＣモータ２０を配設することができる。それにより、駆動軸２１の軸心をサンギヤ軸３１ｂに合致させる一般的なＤＣモータの配置に比較して、動力伝達装置全体の高さを抑えることが可能となる。その結果、小型レンズへの動力伝達装置の搭載が容易になる。
【００３５】
また、上記構成により、ＤＣモータ２０を駆動していない間は伝達機構５０によってサンギヤ３１の回転が規制されている状態となるので、マニュアルフォーカスリングＭＲを操作した際にマニュアル入力ギヤ６１からの動力を確実に出力ギヤ４３に伝えることが可能となる。このように、伝達機構５０によってサンギヤ３１に対する回転規制の作用が得られるため、アクチュエータとして、回転負荷トルクはそれほど高くないが安価なＤＣモータやステッピングモータを適用できるようになり、製造コストを削減することが可能となる。
さらに、ウォームギヤは減速比が高いので、減速比に対するバックラッシを小さくすることができ、動力を高精度に伝達することが可能となる。
【００３６】
加えて、実施の形態１においては、伝達機構５０においてウォームギヤを用いているので、通常の平歯車よりもかみ合い周波数を小さくすることができ、一般的な動力伝達装置よりも騒音レベルを小さくできるという効果も得られる。
【００３７】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る動力伝達装置の外観を示す図である。図９に示す動力伝達装置２は、第１カバー部材１３１および第２カバー部材１３２を含むギヤケース１３０と、モータ固定プレート１３３を介してギヤケース１３０に取り付けられたＤＣモータ２０とを有している。
【００３８】
図１０は、図９に示すギヤケース１３０の内部の様子を示す図である。動力伝達装置２は、遊星歯車機構３０と、出力ギヤユニット４０と、ＤＣモータ２０から出力される駆動力を遊星歯車機構３０に伝達する伝達機構１１０と、マニュアル入力ユニット１２０とを備えている。ＤＣモータ２０は、駆動軸２１の軸心をサンギヤ軸３１ｂの軸心を通過する平面に投影したときに、両軸心が略直交する位置関係となるように配設されている。
【００３９】
遊星歯車機構３０は、サンギヤ３１と、リングギヤ３２と、プラネタリギヤ３３とを有している。また、出力ギヤユニット４０は、このプラネタリギヤ３３の公転運動に従動して回転するものであり、第１カバー部材１３１に設けられた挿通孔１３１ａから突出するように配設された出力ギヤ４３を介して、動力をレンズ駆動筒に伝達する。なお、遊星歯車機構３０および出力ギヤユニット４０は実施の形態１と同様に構成されている。
【００４０】
図１０〜図１２に示すように、伝達機構１１０は、ウォーム（第１傾斜ギヤ部材）１１１と、ウォームホイール（第２傾斜ギヤ部材）１１２と、伝達ギヤ（第３ギヤ部材）１１３とを有している。ウォーム１１１は、外周部にネジ歯を成すギヤ部が形成されたネジ歯ギヤであり、ＤＣモータ２０の駆動軸２１に固着されて該駆動軸２１の軸心回りに回転する。また、ウォームホイール１１２は、ウォーム１１１に歯合可能なギヤ部を外周部に有するヘリカルギヤ（斜歯歯車）であり、自身の軸心回りに回転可能に配設されている。さらに、伝達ギヤ１１３は、外周部にギヤ部を有する平歯車であり、ウォームホイール１１２のギヤ軸１１４に固着されて、又は該ギヤ軸１１４と一体的に成型されてギヤ軸１１４の軸心回りに回転する。ウォーム１１１、ウォームホイール１１２、および伝達ギヤ１１３は、ウォーム１１１とウォームホイール１１２とが互いに歯合し、且つ伝達ギヤ１１３とリングギヤ３２のギヤ部３２ａとが歯合するように配設されている。
【００４１】
図１０に示すように、マニュアル入力ユニット１２０は、外周部にギヤ部を有する平歯車であるマニュアル入力ギヤ１２１と、このマニュアル入力ギヤ１２１と歯合する第１マニュアル伝達ギヤ１２２と、サンギヤ３１と歯合する第２マニュアル伝達ギヤ１２３とを有している。図１１に示すように、マニュアル入力ギヤ１２１は、その一部が第２カバー部材１３２に設けられた切り欠き部１３２ａからギヤケース１３０の外側に突出し、且つ自身の軸心回りに回転可能に配設されている。また、図１３に示すように、第１マニュアル伝達ギヤ１２２および第２マニュアル伝達ギヤ１２３は、互いに軸心を合わせて一体的に成型されていると共に、軸心周りに回転可能に配設されている。第１マニュアルギヤ１２２に入力された回転を変速するために、第２マニュアル伝達ギヤ１２３の外径は第１マニュアル伝達ギヤ１２２の外径よりも大きく設計されている。
【００４２】
このように構成した動力伝達装置２は、実施の形態１と同様に、マニュアル入力ギヤ１２１をマニュアルフォーカスリングの内周面に設けたギヤ部に歯合させる一方、出力ギヤ４３をレンズ駆動筒の内周面に設けたギヤ部に歯合させる態様でレンズ鏡筒に付設されて用いる。
【００４３】
このレンズ鏡筒においてＤＣモータ２０を駆動すると、その駆動力がウォーム１１１、ウォームホイール１１２、および伝達ギヤ１１３を介してリングギヤ３２に入力される。リングギヤ３２に回転力が発生すると、リングギヤ３２内周部のギヤ部３２ｂに歯合しているプラネタリギヤ３３が自転および公転運動を開始し、この公転運動に従動して、出力ギヤユニット４０が回転する。それにより、出力ギヤ４３を介して動力が伝達され、レンズ駆動筒が動作する。
【００４４】
一方、手動焦点調節を行う場合には、マニュアルフォーカスリングを回転操作することにより、マニュアル入力ギヤ１２１を回転させる。マニュアル入力ギヤ１２１が回転すると、第１マニュアル伝達ギヤ１２２および第２マニュアル伝達ギヤ１２３を介して、サンギヤ３１に回転力が発生する。そして、サンギヤ３１に回転力が発生すると、サンギヤ３１に歯合しているプラネタリギヤ３３が自転および公転運動を開始し、この公転運動に従動して、出力ギヤユニット４０が回転する。このとき、ウォーム１１１及びウォームホイール１１２の作用により、伝達ギヤ１１３を介してリングギヤ３２の回転は規制されている。そのため、サンギヤ３１の回転運動はすべてプラネタリギヤ３３の公転運動を介して出力ギヤ４３に伝達され、さらに、レンズ駆動筒ＬＤに動力が伝えられる。
【００４５】
以上詳細に説明したように、実施の形態２においては、ＤＣモータ２０の駆動力の回転軸方向を変換する伝達機構１１０を設けたので、駆動軸２１の軸心をサンギヤ軸３１ｂの軸心を通過する平面に投影したときに両軸心が略直交する位置関係となるように、ＤＣモータ２０を配設することができる。それにより、動力伝達装置全体の高さを抑えることが可能となる。また、ＤＣモータ２０を駆動していない間は伝達機構１１０によってリングギヤ３２の回転が規制されている状態となるので、マニュアルフォーカスリングＭＲを操作した際にマニュアル入力ギヤ１２１からの動力を確実に出力ギヤ４３に伝えることが可能となる。このように、伝達機構１１０のウォームギヤ（ウォーム１１１およびウォームホイール１１２）によってリングギヤ３２に対する回転規制の作用が得られるため、アクチュエータとして適用できるモータ選択の自由度が高まると共に、製造コストの削減が可能となる。併せて、ウォームギヤは減速比が高いので、減速比に対するバックラッシを小さくすることができ、動力を高精度に伝達することが可能となる。さらに、実施の形態２においても、伝達機構１１０においてウォームギヤを用いることにより、通常の平歯車よりもかみ合い周波数を小さくすることができ、一般的な動力伝達装置よりも騒音レベルを小さくできるという効果が得られる。
【００４６】
以上説明した本発明の実施の形態１および２においては、伝達機構としてウォームおよびウォームホイールを組み合わせたウォームギヤを用いたが、自身の軸心に対して傾斜したギヤ歯が形成されたギヤであれば、どのようなギヤを組み合わせて用いても構わない。例えば、ねじれ角が４５度のヘリカルギヤを２つ組み合わせたスパイラルギヤ（ねじ歯車）を用いても、アクチュエータから出力される回転動力の軸を略９０度方向転換することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１、２ 動力伝達装置
１０ ギヤケース
１１ 第１カバー部材
１２ 第２カバー部材
１３ モータ固定プレート
２０ ＤＣ（直流）モータ
２１ 駆動軸
３０ 遊星歯車機構
３１ サンギヤ
３２ リングギヤ
３３ プラネタリギヤ
４０ 出力ギヤユニット
４１ 支持盤
４２ 支持部
４３ 出力ギヤ
５０ 伝達機構
５１ ウォーム
５２ ウォームホイール
６０ マニュアル入力ユニット
６１ マニュアル入力ギヤ
６２ マニュアル伝達ギヤ
６３ 突出部
７０ クラッチユニット
７１ 第１クラッチギヤ
７２ 第２クラッチギヤ
７３ クラッチ板
７４ クラッチシャフト
７６ ワッシャ
７７ 押圧スプリング
８０ ブレーキユニット
８１ ブレーキギヤ
８２ ブレーキシャフト
８３ Ｅリング
８４、８５ ワッシャ
８６ 押圧スプリング
１１０ 伝達機構
１１１ ウォーム
１１２ ウォームホイール
１１３ 伝達ギヤ
１１４ ギヤ軸
１２０ マニュアル入力ユニット
１２１ マニュアル入力ギヤ
１２２ 第１マニュアル伝達ギヤ
１２３ 第２マニュアル伝達ギヤ
１３０ ギヤケース
１３１ 第１カバー部材
１３２ 第２カバー部材
ＬＤ レンズ駆動筒
ＭＲ マニュアルフォーカスリング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの入力要素から動力の入力が可能で、いずれか一方の入力要素から動力が入力された場合に出力を行うようにした動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、２つの入力要素から動力の入力が可能で、いずれか一方の入力要素から動力が入力された場合に出力を行うようにした動力伝達装置としては、超音波モータによる自動焦点調節と、手動操作による手動焦点調節とが可能なカメラのレンズ鏡筒に関する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このレンズ鏡筒では、超音波モータによって回転する駆動部材と、手動操作によって回転する操作部材との間に中間ギヤ部材が介在しており、この中間ギヤ部材をプラネタリギヤ、駆動部材をリングギヤ、操作部材をサンギヤとして遊星歯車機構が構成されている。中間ギヤ部材のキャリヤは、動力伝達対象であるレンズ駆動筒に接続されている。
【０００３】
上記のように構成されたレンズ鏡筒では、超音波モータが駆動した場合、あるいは操作部材を回転操作した場合のいずれにおいても、中間ギヤ部材を公転させ、キャリヤを介してレンズ駆動筒を回転させることにより、スイッチの切り替え操作を行うことなく、２つの動作を行うことができる。
【０００４】
ところで、駆動部材又は操作部材を回転操作して中間ギヤ部材を公転させている間に他方の部材の回転を規制するために、特許文献１においては、次のように超音波モータを利用している。即ち、操作部材に係合可能な係合部材を非回転部材に配設し、係合部材を操作部材に係合させた状態で超音波モータを駆動させることにより、駆動部材の回転によって中間ギヤ部材を公転させる。一方、操作部材を回転操作する際には、無通電状態の超音波モータにおいてステータとロータとの間に生じる摩擦力を利用し、駆動部材の回転を規制する。しかしながら、このような構成によれば、アクチュエータとして適用できるのが回転負荷トルクの大きい超音波モータに限定されてしまう。また、このような構成によっても、キャリヤに加えられる負荷が増大した場合には、中間ギヤ部材が公転せずに自転して駆動部材が回転してしまい、レンズ駆動鏡を回転させることが困難になることも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１１５７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さらに、このような動力伝達装置においては、超音波モータの駆動力を遊星歯車機構に入力するために、超音波モータの駆動軸の軸心が遊星歯車機構の軸心に合致するように両者を配置するので、動力伝達装置全体の高さが高くなり、小型レンズに搭載し難いという問題が生じている。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、装置全体の高さを抑制することができる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る動力伝達装置は、自身の軸心回りに回転可能に配設された第１ギヤ部材と、前記第１ギヤ部材の軸心回りに回転可能に配設された第２ギヤ部材と、前記第１および第２ギヤ部材とそれぞれ歯合し、自身の軸心回りに回転可能、且つ前記第１ギヤ部材の軸心回りに公転可能に配設され、前記第１および第２ギヤ部材のいずれか一方の択一的な回転に伴って従動する中間ギヤ部材と、前記第１ギヤ部材の軸心を通過する平面に投影したときに前記第１ギヤ部材の軸心と略直交する軸の回りの回転を前記第１ギヤ部材の軸心回りの回転に変換することにより、前記軸の回りの回転で発生する動力を前記第１および第２ギヤ部材のいずれか一方に伝達する伝達手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る動力伝達装置は、上記発明において、前記伝達手段が、自身の軸心に対して傾斜したギヤ歯を有し、前記軸の回りに回転可能に配設された第１傾斜ギヤ部材と、自身の軸心に対して傾斜したギヤ歯を有し、前記第１傾斜ギヤ部材に歯合すると共に、前記第１ギヤ部材の軸心に平行な軸回りに回転可能に配設された第２傾斜ギヤ部材とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る動力伝達装置は、上記発明において、前記第１傾斜ギヤ部材がネジ歯を有するウォームであり、前記第２傾斜ギヤ部材が、前記ネジ歯に歯合可能な斜歯を有するウォームホイール又は斜歯歯車であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る動力伝達装置は、上記発明において、前記第１ギヤ部材がギヤ軸を有し、前記第２傾斜ギヤ部材が、前記ギヤ軸に固着されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る動力伝達装置は、上記発明において、前記第２傾斜ギヤ部材がギヤ軸を有し、前記伝達手段が、前記第２傾斜ギヤ部材のギヤ軸に固着され、且つ、前記第２ギヤ部材に歯合する第３ギヤ部材をさらに有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る動力伝達装置は、上記発明において、前記伝達手段が伝達する動力を発生する動力発生手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る動力伝達装置は、上記発明において、前記動力発生手段が、前記軸を駆動軸とするアクチュエータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１ギヤ部材の軸心を通過する平面に投影したときに第１ギヤ部材の軸心と略直交する軸の回りで発生する動力を、伝達手段によって第１ギヤ部材の軸心回りの回転に変換してから第１又は第２ギヤ部材に伝達する。そのため、そのような軸に駆動軸の軸心が合致するような向きにアクチュエータを配設することができる。即ち、駆動軸の軸心が第１ギヤ部材の軸心に合致するようにアクチュエータを配設する必要がなくなるので、動力伝達装置全体の高さを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１である動力伝達装置を概念的に示す斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１の動力伝達装置を示す正面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１の動力伝達装置を示す上面図である。
【図３】図３は、図１の動力伝達装置の要部を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３の動力伝達装置の一部を示す斜視図である。
【図５】図５は、図２ＡのＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図６は、図２ＢのＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図７は、図２ＢのＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】図８は、図２ＢのＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２である動力伝達装置を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、図９の動力伝達装置の要部を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０の動力伝達装置の要部を示す上面図である。
【図１２】図１２は、図１１のＥ−Ｅ線一部断面図である。
【図１３】図１３は、図１１のＦ−Ｆ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る動力伝達装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る動力伝達装置を示している。この動力伝達装置１は、いわゆるオートフォーカス機能を備えたレンズ鏡筒において、動力を発生するアクチュエータによる自動焦点調節と、手動操作による手動焦点調節とを可能とするものである。アクチュエータとしては、ＤＣ（直流）モータやステッピングモータ、超音波モータ等、回転駆動力を発生するものであればいずれを適用しても良く、本実施の形態１においては、ＤＣモータを用いている。
【００１９】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、動力伝達装置１は、ギヤケース１０と、ＤＣモータ２０とを有している。
ギヤケース１０は、第１カバー部材１１および第２カバー部材１２を含んでいる。各カバー部材１１、１２は凹部を有する箱状を成しており、これらを互いに向かい合わせることによってギヤ等の収納空間が形成されている。また、ギヤケース１０の外形は、レンズ駆動筒ＬＤやマニュアルフォーカスリングＭＲの形状に合わせて弧状となるように成型されている。さらに、ギヤケース１０の一部には挿通孔や切り欠き部が設けられており、ギヤケース１０内に収納されているギヤの一部は、これらの挿通孔等からギヤケース１０の外部に突出するように配設されている。
【００２０】
ＤＣモータ２０は、モータ固定プレート１３を介してギヤケース１０に取り付けられている。また、ＤＣモータ２０は、駆動軸２１を備えている。駆動軸２１はＤＣモータ２０が駆動した場合に回転駆動する部分であり、ＤＣモータ２０本体部分の一端面の中央から突出している。駆動軸２１は、モータ固定プレート１３に形成された貫通孔１３ａを貫通している。このようなＤＣモータ２０は、駆動軸２１の軸心をサンギヤ軸３１ｂの軸心を通過する平面に投影したときに、両軸心が略直交する位置関係となるように配設されている。
【００２１】
また、図３に示すように、動力伝達装置１は、遊星歯車機構３０と、出力ギヤユニット４０と、伝達機構５０と、マニュアル入力ユニット６０と、クラッチユニット７０と、ブレーキユニット８０とを備えている。
【００２２】
図４及び図５に示すように、遊星歯車機構３０は、サンギヤ（第１ギヤ部材）３１と、リングギヤ（第２ギヤ部材）３２と、プラネタリギヤ（中間ギヤ部材）３３とを有している。サンギヤ３１は、外周部にギヤ部３１ａを有する平歯車である。また、リングギヤ３２は、外周部及び内周部の双方にギヤ部３２ａ、３２ｂを有する円筒状のギヤであり、その軸心がサンギヤ軸３１ｂと合致するように配設されている。プラネタリギヤ３３は、外周部にギヤ部３３ａを有する平歯車であり、リングギヤ３１の内側、且つサンギヤ３１の周囲に３つ配設されている。各プラネタリギヤ３３は、ギヤ部３３ａを介してサンギヤ３１およびリングギヤ３２に歯合しており、各々が自身の軸心回りに回転可能、且つサンギヤ３１の軸心回りに公転可能となっている。
【００２３】
図６に示すように、出力ギヤユニット４０は、支持盤４１と、支持盤４１から突出してプラネタリギヤ３３の内周を貫通し、プラネタリギヤ３３を回転可能に支持する支持部４２と、外周にギヤ歯が形成された出力ギヤ４３とを有している。これらの支持盤４１と、支持部４２と、出力ギヤ４３とは、一体的に成型されている。このような出力ギヤユニット４０は、サンギヤ軸３１ｂの軸心回りに回転可能に配設されており、プラネタリギヤ３３の公転運動に従動して回転する。また、出力ギヤ４３は、第２カバー部材１２の挿通孔１４を通って外側に突出するように配設されており、出力ギヤユニット４０の回転によって発生する動力をレンズ駆動筒ＬＤに伝達する。
【００２４】
図３および図６に示すように、伝達機構５０は、ＤＣモータ２０から出力される駆動力を、その回転軸の方向をサンギヤ３１の軸心と平行となるように変換してサンギヤ３１に入力するものであり、ウォーム（第１傾斜ギヤ部材）５１およびウォームホイール（第２傾斜ギヤ部材）５２を有している。ウォーム５１は、ネジ歯を成すギヤ部５１ａを外周部に有するネジ歯ギヤであり、ＤＣモータ２０の駆動軸２１に固着されて該駆動軸２１の軸心回りに回転する。一方、ウォームホイール５２は、ウォーム５１に歯合可能なギヤ部５２ａを外周部に有するヘリカルギヤ（斜歯歯車）であり、サンギヤ軸３１ｂに固着されて該サンギヤ軸３１ｂの軸心回りに回転する。さらに、ウォーム５１とウォームホイール５２とは、それぞれのギヤ部５１ａ、５２ａが互いに歯合するように配設されている。
【００２５】
図３および図７に示すように、マニュアル入力ユニット６０は、マニュアル入力ギヤ６１とマニュアル伝達ギヤ６２と突出部６３とを有している。マニュアル入力ギヤ６１およびマニュアル伝達ギヤ６２は外周部に平歯が形成されたギヤであり、突出部６３と共に軸心を合わせて一体的に成型されている。また、マニュアル入力ギヤ６１の中心部には凹部６４が形成されている。このようなマニュアル入力ユニット６０は、第１カバー部材１１に形成された凸部１５を凹部６４に嵌合させると共に、第２カバー部材１２に設けられた挿通孔１６に突出部６３を嵌合させることにより位置決めされ、軸心回りに回転可能に配設されている。また、マニュアル入力ギヤ６１の外周部の一部は、第１カバー部材１１に設けられた切り欠き部１７から外に突出しており、この突出している部分がマニュアルフォーカスリングＭＲのギヤ部ＭＲＧと歯合している。一方、マニュアル伝達ギヤ６２は後述する第１クラッチギヤ７１に歯合している。
【００２６】
図３、図６、図７に示すように、クラッチユニット７０は、第１クラッチギヤ７１および第２クラッチギヤ７２を有している。第１クラッチギヤ７１および第２クラッチギヤ７２は、外周部にギヤ部を有する平歯車である。また、第１クラッチギヤ７１にはクラッチ板７３が固着されており、第２クラッチギヤ７２には、このクラッチ板７３に当接するボス部７２ａが形成されている。これらの第１クラッチギヤ７１および第２クラッチギヤ７２は、クラッチシャフト７４によって軸心回りに回転可能に支持されている。さらに、第１クラッチギヤ７１は、マニュアル伝達ギヤ６２に歯合していると共に、後述するブレーキギヤ８１にも歯合している。一方、第２クラッチギヤ７２は、リングギヤ３２に歯合している。
【００２７】
クラッチシャフト７４の両端部は、第１カバー部材１１に形成された凹部１８ａおよび第２カバー部材１２に形成された孔部１８ｂにそれぞれ嵌合されて位置決めされている。また、クラッチシャフト７４にはＥリング（Ｅ型止め輪）７５が取り付けられている。さらに、クラッチシャフト７４の長手方向の端部付近にはフランジ部７４ａが設けられている。このフランジ部７４ａと第２クラッチギヤ７２との間には、ワッシャ７６および圧縮した状態の押圧スプリング７７が介在している。第１クラッチギヤ７１、第２クラッチギヤ７２、およびクラッチ板７３は、Ｅリング７５と押圧スプリング７７とフランジ部７４ａとによって挟持され、圧接した状態となっている。
【００２８】
図８に示すように、ブレーキユニット８０は、ブレーキギヤ８１と、該ブレーキギヤ８１を軸心回りに回転可能に支持するブレーキシャフト８２とを有している。ブレーキギヤ８１は外周部にギヤ部を有する平歯車であり、第１クラッチギヤ７１と歯合している。また、ブレーキシャフト８２の両端部は、第１カバー部材１１に形成された凹部１９ａおよび第２カバー部材１２に形成された孔部１９ｂにそれぞれ嵌合されて位置決めされている。さらに、ブレーキシャフト８２にはＥリング８３が取り付けられている。
【００２９】
ブレーキギヤ８１の一端面（図の上側）には、ワッシャ８４に当接するボス部８１ａが形成されており、ブレーキギヤ８１の他端面（図の下側）には、ワッシャ８５に当接するボス部８１ｂが形成されている。また、ブレーキシャフト８２の長手方向の端部付近には、フランジ部８２ａが設けられており、このフランジ部８２ａとワッシャ８５との間には、圧縮した状態の押圧スプリング８６が介在している。ワッシャ８４、ブレーキギヤ８１、およびワッシャ８５は、Ｅリング８３と押圧スプリング８６とフランジ部８２ａとによって挟持され、圧接した状態となっている。
【００３０】
このように構成した動力伝達装置１は、例えば図１に示すように、マニュアル入力ギヤ６１をマニュアルフォーカスリングＭＲの内周面に設けたギヤ部ＭＲＧに歯合させる一方、出力ギヤ４３をレンズ駆動筒ＬＤの内周面に設けたギヤ部ＬＤＧに歯合させる態様でレンズ鏡筒に付設させて用いる。
【００３１】
いま、このレンズ鏡筒においてＤＣモータ２０を駆動すると、駆動力がウォーム５１およびウォームホイール５２を介してサンギヤ３１に入力され、サンギヤ３１が一方向に回転する。このとき、動力伝達装置１では、第２クラッチギヤ７２のボス部７２ａが押圧スプリング７７によってクラッチ板７３に圧接された状態にある。そのため、第２クラッチギヤ７２とクラッチ板７３との間に作用する摩擦力により、第２クラッチギヤ７２の第１クラッチギヤ７１に対する相対的な回転が規制されている。一方、ブレーキギヤ８１も、ボス部８１ａとワッシャ８４との間、およびボス部８１ｂとワッシャ８５との間でそれぞれ生じる摩擦力により、その回転が規制されている。結局、ブレーキユニット８０による第１クラッチギヤ７１の回転規制に伴い、第２クラッチギヤ７２の回転も規制されるので、これに歯合するリングギヤ３２の回転も規制されることになる。それにより、サンギヤ３１の回転運動は全てプラネタリギヤ３３の自転および公転運動に伝達され、プラネタリギヤ３３の公転運動に従動する出力ギヤユニット４０の回転によってレンズ駆動筒ＬＤが回転する。また、この間、上記第１クラッチギヤ７１に対する回転規制により、マニュアル入力ユニット６０およびマニュアルフォーカスリングＭＲが回転してしまう事態も回避することができる。
【００３２】
一方、手動焦点調節を行う場合には、マニュアルフォーカスリングＭＲを回転操作することにより、マニュアル入力ギヤ６１を回転させる。その際には、押圧スプリング８６の押圧力によるボス部８１ａ、８１ｂの摩擦力に打ち勝つような回転力を、外部からマニュアルフォーカスリングＭＲに加える。それにより、第１クラッチギヤ７１および第２クラッチギヤ７２を介してリングギヤ３２が回転する。ここで、ウォーム５１の軸心とウォームホイール５２の軸心とは投影面において直交する位置関係にあり、ウォーム５１およびウォームホイール５２の作用によってサンギヤ３１の回転は規制されている。そのため、リングギヤ３２の回転運動はすべてプラネタリギヤ３３の公転運動を介して出力ギヤ４３に伝達され、さらにレンズ駆動筒ＬＤに動力が伝えられる。
【００３３】
ここで、一般的な動力伝達装置には、マニュアルフォーカスリングを回転させた際にレンズの操作角度の両端においてレンズ駆動鏡がそれ以上回転しないように、ストッパー機構が設けられている。そのため、マニュアルフォーカスリングを無理に大きな力で回転させると、レンズ駆動筒の回転が規制されているにもかかわらず、動力伝達装置内部の歯車に回転力が発生し、その回転力の逃げ場がなくなって歯車や周辺機構が破損する虞れがある。それに対して、本実施の形態１に係る動力伝達装置１においては、そのような場合、言い換えると、レンズの操作角両端部にも関わらず、マニュアルフォーカスリングを大きな力で回転させた場合、次のようにして動力伝達装置１内部の歯車等の破損を防止している。即ち、出力ギヤユニット４０はレンズ駆動筒ＬＤに対する回転規制により回転できず、また、サンギヤ３１も上記ウォーム５１及びウォームホイール５２の作用により回転できないため、プラネタリギヤ３３およびリングギヤ３２は共に回転を規制されている。このとき、マニュアル入力ユニット６０と歯合する第１クラッチギヤ７１の回転力が、ボス部７２ａとクラッチ板７３との間の摩擦力に打ち勝つようになると、第１クラッチギヤ７１が空転し始めるので、その回転力を逃がすことができる。
【００３４】
以上詳細に説明したように、実施の形態１においては、ＤＣモータ（アクチュエータ）２０の駆動力の回転軸方向を変換する伝達機構５０を設けたので、駆動軸２１の軸心をサンギヤ軸３１ｂの軸心を通過する平面に投影したときに両軸心が略直交する位置関係となるように、ＤＣモータ２０を配設することができる。それにより、駆動軸２１の軸心をサンギヤ軸３１ｂに合致させる一般的なＤＣモータの配置に比較して、動力伝達装置全体の高さを抑えることが可能となる。その結果、小型レンズへの動力伝達装置の搭載が容易になる。
【００３５】
また、上記構成により、ＤＣモータ２０を駆動していない間は伝達機構５０によってサンギヤ３１の回転が規制されている状態となるので、マニュアルフォーカスリングＭＲを操作した際にマニュアル入力ギヤ６１からの動力を確実に出力ギヤ４３に伝えることが可能となる。このように、伝達機構５０によってサンギヤ３１に対する回転規制の作用が得られるため、アクチュエータとして、回転負荷トルクはそれほど高くないが安価なＤＣモータやステッピングモータを適用できるようになり、製造コストを削減することが可能となる。
さらに、ウォームギヤは減速比が高いので、減速比に対するバックラッシを小さくすることができ、動力を高精度に伝達することが可能となる。
【００３６】
加えて、実施の形態１においては、伝達機構５０においてウォームギヤを用いているので、通常の平歯車よりもかみ合い周波数を小さくすることができ、一般的な動力伝達装置よりも騒音レベルを小さくできるという効果も得られる。
【００３７】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る動力伝達装置の外観を示す図である。図９に示す動力伝達装置２は、第１カバー部材１３１および第２カバー部材１３２を含むギヤケース１３０と、モータ固定プレート１３３を介してギヤケース１３０に取り付けられたＤＣモータ２０とを有している。
【００３８】
図１０は、図９に示すギヤケース１３０の内部の様子を示す図である。動力伝達装置２は、遊星歯車機構３０と、出力ギヤユニット４０と、ＤＣモータ２０から出力される駆動力を遊星歯車機構３０に伝達する伝達機構１１０と、マニュアル入力ユニット１２０とを備えている。ＤＣモータ２０は、駆動軸２１の軸心をサンギヤ軸３１ｂの軸心を通過する平面に投影したときに、両軸心が略直交する位置関係となるように配設されている。
【００３９】
遊星歯車機構３０は、サンギヤ３１と、リングギヤ３２と、プラネタリギヤ３３とを有している。また、出力ギヤユニット４０は、このプラネタリギヤ３３の公転運動に従動して回転するものであり、第１カバー部材１３１に設けられた挿通孔１３１ａから突出するように配設された出力ギヤ４３を介して、動力をレンズ駆動筒に伝達する。なお、遊星歯車機構３０および出力ギヤユニット４０は実施の形態１と同様に構成されている。
【００４０】
図１０〜図１２に示すように、伝達機構１１０は、ウォーム（第１傾斜ギヤ部材）１１１と、ウォームホイール（第２傾斜ギヤ部材）１１２と、伝達ギヤ（第３ギヤ部材）１１３とを有している。ウォーム１１１は、外周部にネジ歯を成すギヤ部が形成されたネジ歯ギヤであり、ＤＣモータ２０の駆動軸２１に固着されて該駆動軸２１の軸心回りに回転する。また、ウォームホイール１１２は、ウォーム１１１に歯合可能なギヤ部を外周部に有するヘリカルギヤ（斜歯歯車）であり、自身の軸心回りに回転可能に配設されている。さらに、伝達ギヤ１１３は、外周部にギヤ部を有する平歯車であり、ウォームホイール１１２のギヤ軸１１４に固着されて、又は該ギヤ軸１１４と一体的に成型されてギヤ軸１１４の軸心回りに回転する。ウォーム１１１、ウォームホイール１１２、および伝達ギヤ１１３は、ウォーム１１１とウォームホイール１１２とが互いに歯合し、且つ伝達ギヤ１１３とリングギヤ３２のギヤ部３２ａとが歯合するように配設されている。
【００４１】
図１０に示すように、マニュアル入力ユニット１２０は、外周部にギヤ部を有する平歯車であるマニュアル入力ギヤ１２１と、このマニュアル入力ギヤ１２１と歯合する第１マニュアル伝達ギヤ１２２と、サンギヤ３１と歯合する第２マニュアル伝達ギヤ１２３とを有している。図１１に示すように、マニュアル入力ギヤ１２１は、その一部が第２カバー部材１３２に設けられた切り欠き部１３２ａからギヤケース１３０の外側に突出し、且つ自身の軸心回りに回転可能に配設されている。また、図１３に示すように、第１マニュアル伝達ギヤ１２２および第２マニュアル伝達ギヤ１２３は、互いに軸心を合わせて一体的に成型されていると共に、軸心周りに回転可能に配設されている。第１マニュアルギヤ１２２に入力された回転を変速するために、第２マニュアル伝達ギヤ１２３の外径は第１マニュアル伝達ギヤ１２２の外径よりも大きく設計されている。
【００４２】
このように構成した動力伝達装置２は、実施の形態１と同様に、マニュアル入力ギヤ１２１をマニュアルフォーカスリングの内周面に設けたギヤ部に歯合させる一方、出力ギヤ４３をレンズ駆動筒の内周面に設けたギヤ部に歯合させる態様でレンズ鏡筒に付設されて用いる。
【００４３】
このレンズ鏡筒においてＤＣモータ２０を駆動すると、その駆動力がウォーム１１１、ウォームホイール１１２、および伝達ギヤ１１３を介してリングギヤ３２に入力される。リングギヤ３２に回転力が発生すると、リングギヤ３２内周部のギヤ部３２ｂに歯合しているプラネタリギヤ３３が自転および公転運動を開始し、この公転運動に従動して、出力ギヤユニット４０が回転する。それにより、出力ギヤ４３を介して動力が伝達され、レンズ駆動筒が動作する。
【００４４】
一方、手動焦点調節を行う場合には、マニュアルフォーカスリングを回転操作することにより、マニュアル入力ギヤ１２１を回転させる。マニュアル入力ギヤ１２１が回転すると、第１マニュアル伝達ギヤ１２２および第２マニュアル伝達ギヤ１２３を介して、サンギヤ３１に回転力が発生する。そして、サンギヤ３１に回転力が発生すると、サンギヤ３１に歯合しているプラネタリギヤ３３が自転および公転運動を開始し、この公転運動に従動して、出力ギヤユニット４０が回転する。このとき、ウォーム１１１及びウォームホイール１１２の作用により、伝達ギヤ１１３を介してリングギヤ３２の回転は規制されている。そのため、サンギヤ３１の回転運動はすべてプラネタリギヤ３３の公転運動を介して出力ギヤ４３に伝達され、さらに、レンズ駆動筒ＬＤに動力が伝えられる。
【００４５】
以上詳細に説明したように、実施の形態２においては、ＤＣモータ２０の駆動力の回転軸方向を変換する伝達機構１１０を設けたので、駆動軸２１の軸心をサンギヤ軸３１ｂの軸心を通過する平面に投影したときに両軸心が略直交する位置関係となるように、ＤＣモータ２０を配設することができる。それにより、動力伝達装置全体の高さを抑えることが可能となる。また、ＤＣモータ２０を駆動していない間は伝達機構１１０によってリングギヤ３２の回転が規制されている状態となるので、マニュアルフォーカスリングＭＲを操作した際にマニュアル入力ギヤ１２１からの動力を確実に出力ギヤ４３に伝えることが可能となる。このように、伝達機構１１０のウォームギヤ（ウォーム１１１およびウォームホイール１１２）によってリングギヤ３２に対する回転規制の作用が得られるため、アクチュエータとして適用できるモータ選択の自由度が高まると共に、製造コストの削減が可能となる。併せて、ウォームギヤは減速比が高いので、減速比に対するバックラッシを小さくすることができ、動力を高精度に伝達することが可能となる。さらに、実施の形態２においても、伝達機構１１０においてウォームギヤを用いることにより、通常の平歯車よりもかみ合い周波数を小さくすることができ、一般的な動力伝達装置よりも騒音レベルを小さくできるという効果が得られる。
【００４６】
以上説明した本発明の実施の形態１および２においては、伝達機構としてウォームおよびウォームホイールを組み合わせたウォームギヤを用いたが、自身の軸心に対して傾斜したギヤ歯が形成されたギヤであれば、どのようなギヤを組み合わせて用いても構わない。例えば、ねじれ角が４５度のヘリカルギヤを２つ組み合わせたスパイラルギヤ（ねじ歯車）を用いても、アクチュエータから出力される回転動力の軸を略９０度方向転換することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１、２ 動力伝達装置
１０ ギヤケース
１１ 第１カバー部材
１２ 第２カバー部材
１３ モータ固定プレート
２０ ＤＣ（直流）モータ
２１ 駆動軸
３０ 遊星歯車機構
３１ サンギヤ
３２ リングギヤ
３３ プラネタリギヤ
４０ 出力ギヤユニット
４１ 支持盤
４２ 支持部
４３ 出力ギヤ
５０ 伝達機構
５１ ウォーム
５２ ウォームホイール
６０ マニュアル入力ユニット
６１ マニュアル入力ギヤ
６２ マニュアル伝達ギヤ
６３ 突出部
７０ クラッチユニット
７１ 第１クラッチギヤ
７２ 第２クラッチギヤ
７３ クラッチ板
７４ クラッチシャフト
７６ ワッシャ
７７ 押圧スプリング
８０ ブレーキユニット
８１ ブレーキギヤ
８２ ブレーキシャフト
８３ Ｅリング
８４、８５ ワッシャ
８６ 押圧スプリング
１１０ 伝達機構
１１１ ウォーム
１１２ ウォームホイール
１１３ 伝達ギヤ
１１４ ギヤ軸
１２０ マニュアル入力ユニット
１２１ マニュアル入力ギヤ
１２２ 第１マニュアル伝達ギヤ
１２３ 第２マニュアル伝達ギヤ
１３０ ギヤケース
１３１ 第１カバー部材
１３２ 第２カバー部材
ＬＤ レンズ駆動筒
ＭＲ マニュアルフォーカスリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の軸心回りに回転可能に配設された第１ギヤ部材と、
前記第１ギヤ部材の軸心回りに回転可能に配設された第２ギヤ部材と、
前記第１および第２ギヤ部材とそれぞれ歯合し、自身の軸心回りに回転可能、且つ前記第１ギヤ部材の軸心回りに公転可能に配設され、前記第１および第２ギヤ部材のいずれか一方の択一的な回転に伴って従動する中間ギヤ部材と、
前記第１ギヤ部材の軸心を通過する平面に投影したときに前記第１ギヤ部材の軸心と略直交する軸の回りの回転を前記第１ギヤ部材の軸心回りの回転に変換することにより、前記軸の回りの回転で発生する動力を前記第１および第２ギヤ部材のいずれか一方に伝達する伝達手段と、
を備えることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記伝達手段は、
自身の軸心に対して傾斜したギヤ歯を有し、前記軸の回りに回転可能に配設された第１傾斜ギヤ部材と、
自身の軸心に対して傾斜したギヤ歯を有し、前記第１傾斜ギヤ部材に歯合すると共に、前記第１ギヤ部材の軸心に平行な軸回りに回転可能に配設された第２傾斜ギヤ部材と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記第１傾斜ギヤ部材は、ネジ歯を有するウォームであり、
前記第２傾斜ギヤ部材は、前記ネジ歯に歯合可能な斜歯を有するウォームホイール又は斜歯歯車であることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記第１ギヤ部材はギヤ軸を有し、
前記第２傾斜ギヤ部材は、前記ギヤ軸に固着されていることを特徴とする請求項２または３に記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記第２傾斜ギヤ部材はギヤ軸を有し、
前記伝達手段は、前記第２傾斜ギヤ部材のギヤ軸に固着され、且つ、前記第２ギヤ部材に歯合する第３ギヤ部材をさらに有することを特徴とする請求項２または３に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記伝達手段が伝達する動力を発生する動力発生手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の動力伝達装置。
【請求項７】
前記動力発生手段は、前記軸を駆動軸とするアクチュエータであることを特徴とする請求項６に記載の動力伝達装置。
【請求項１】
自身の軸心回りに回転可能に配設された第１ギヤ部材と、
前記第１ギヤ部材の軸心回りに回転可能に配設された第２ギヤ部材と、
前記第１および第２ギヤ部材とそれぞれ歯合し、自身の軸心回りに回転可能、且つ前記第１ギヤ部材の軸心回りに公転可能に配設され、前記第１および第２ギヤ部材のいずれか一方の択一的な回転に伴って従動する中間ギヤ部材と、
前記第１ギヤ部材の軸心を通過する平面に投影したときに前記第１ギヤ部材の軸心と略直交する軸の回りの回転を前記第１ギヤ部材の軸心回りの回転に変換することにより、前記軸の回りの回転で発生する動力を前記第１および第２ギヤ部材のいずれか一方に伝達する伝達手段と、
を備えることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記伝達手段は、
自身の軸心に対して傾斜したギヤ歯を有し、前記軸の回りに回転可能に配設された第１傾斜ギヤ部材と、
自身の軸心に対して傾斜したギヤ歯を有し、前記第１傾斜ギヤ部材に歯合すると共に、前記第１ギヤ部材の軸心に平行な軸回りに回転可能に配設された第２傾斜ギヤ部材と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記第１傾斜ギヤ部材は、ネジ歯を有するウォームであり、
前記第２傾斜ギヤ部材は、前記ネジ歯に歯合可能な斜歯を有するウォームホイール又は斜歯歯車であることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記第１ギヤ部材はギヤ軸を有し、
前記第２傾斜ギヤ部材は、前記ギヤ軸に固着されていることを特徴とする請求項２または３に記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記第２傾斜ギヤ部材はギヤ軸を有し、
前記伝達手段は、前記第２傾斜ギヤ部材のギヤ軸に固着され、且つ、前記第２ギヤ部材に歯合する第３ギヤ部材をさらに有することを特徴とする請求項２または３に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記伝達手段が伝達する動力を発生する動力発生手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の動力伝達装置。
【請求項７】
前記動力発生手段は、前記軸を駆動軸とするアクチュエータであることを特徴とする請求項６に記載の動力伝達装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１７９５９３（Ｐ２０１１−１７９５９３Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４４５７４（Ｐ２０１０−４４５７４）
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（５０３３６６８４１）株式会社アイカムス・ラボ (27)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【出願人】（５０３３６６８４１）株式会社アイカムス・ラボ (27)
【Ｆターム（参考）】
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