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技術 回転力伝達機構

出願人 HOYA株式会社
発明者 飯川誠浜崎拓司
出願日 2003年10月27日 (16年4ヶ月経過) 出願番号 2003-365594
公開日 2005年5月19日 (14年9ヶ月経過) 公開番号 2005-127457
状態 特許登録済
技術分野 レンズ鏡筒 一方向・自動クラッチ、異種クラッチ組合わせ
主要キーワード 食い付き力 回転中心軸回り 各収納空間 大径筒状 回転力伝達部材 回転力伝達機構 時計方向側 逆転信号
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年5月19日)のものです。
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図面 (14)

課題

回転力伝達部材カム面出力回転軸等に製造誤差が生じても、相対回転可能な入力回転軸と出力回転軸の間の回転力の伝達を円滑かつ確実に行うことができ、しかも、全体を小型化しても製造誤差の影響を受けにくい回転力伝達機構を提供する。

解決手段

内周面回転伝達円筒面をなす筒状出力回転軸と、該筒状出力回転軸の内部に、筒状出力回転軸に対して相対回転可能に挿入された入力回転軸と、入力回転軸に設けられた、一部をカム面とした周方向不等幅空間形成部と、この周方向不等幅空間内に挿入され、入力回転軸が回転した際に、周方向不等幅空間内を周方向に移動してカム面と回転伝達円筒面の間に食い込み、上記入回転軸と上記筒状出力回転軸とを周方向に一体化する、入力回転軸及び上記筒状出力回転軸の回転中心軸に直交する断面形状が円形をなす回転力伝達部材と、を備えた回転力伝達機構。

概要

背景

例えば、モータ駆動入力回転軸を回転させて、その回転力を、入力回転軸と同軸回りに回転可能な出力回転軸に伝達する機構において、出力回転軸に回転を与えたときはモータを回転させない、つまり入力回転軸を回転させない一方向入出力回転伝達機構の従来技術としては、例えば、特許文献1や特許文献2がある。

これらの一方向入出力回転伝達機構では、入力回転軸と出力回転軸の対向面の一方を、断面形状が円形をなす回転伝達円筒面とし、他方の断面形状を非円形とすることにより、入力回転軸と出力回転軸の対向面の間に、周方向不等幅の周方向不等幅空間を形成して、この周方向不等幅空間形成部に球状の回転力伝達部材を移動自在に挿入している。そして、入力回転軸を回転させると、回転力伝達部材が周方向不等幅空間内を移動し、周方向不等幅空間形成部の一部をなすカム面と上記回転伝達円筒面の間に食い込み、回転力伝達部材が入力回転軸の回転力を出力回転軸に伝達する。
特開平8−177878号公報
特開平11−202181号公報

概要

回転力伝達部材やカム面や出力回転軸等に製造誤差が生じても、相対回転可能な入力回転軸と出力回転軸の間の回転力の伝達を円滑かつ確実に行うことができ、しかも、全体を小型化しても製造誤差の影響を受けにくい回転力伝達機構を提供する。内周面が回転伝達円筒面をなす筒状出力回転軸と、該筒状出力回転軸の内部に、筒状出力回転軸に対して相対回転可能に挿入された入力回転軸と、入力回転軸に設けられた、一部をカム面とした周方向不等幅空間形成部と、この周方向不等幅空間内に挿入され、入力回転軸が回転した際に、周方向不等幅空間内を周方向に移動してカム面と回転伝達円筒面の間に食い込み、上記入回転軸と上記筒状出力回転軸とを周方向に一体化する、入力回転軸及び上記筒状出力回転軸の回転中心軸に直交する断面形状が円形をなす回転力伝達部材と、を備えた回転力伝達機構。

目的

本発明の目的は、回転力伝達部材やカム面や出力回転軸等に製造誤差が生じても、相対回転可能な入力回転軸と出力回転軸の間の回転力の伝達を円滑かつ確実に行うことができ、しかも、全体を小型化しても製造誤差の影響を受けにくい回転力伝達機構を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

内周面回転伝達円筒面をなす筒状出力回転軸と、該筒状出力回転軸の内部に、該筒状出力回転軸に対して相対回転可能に挿入された入力回転軸と、該入力回転軸に設けられた、上記回転伝達円筒面との間に、周方向不等幅の周方向不等幅空間を形成する、一部をカム面とした周方向不等幅空間形成部と、上記周方向不等幅空間内に挿入され、上記入回転軸が上記筒状出力回転軸に対して相対回転した際に、該周方向不等幅空間内を周方向に移動して上記カム面と上記回転伝達円筒面の間に食い込み、上記入力回転軸と上記筒状出力回転軸とを周方向に一体化する、上記入力回転軸及び上記筒状出力回転軸の回転中心軸に直交する断面形状が円形をなす回転力伝達部材と、を備えた回転力伝達機構において、上記カム面の上記回転中心軸に直交する断面形状を、該カム面に接触している上記回転力伝達部材の中心と上記回転中心軸とを通る直線を設定するステップ;この直線上に、上記回転中心軸に関し該回転力伝達部材の中心と対称をなす位置に、該回転力伝達部材の断面形状と同形状の仮想円を想定するステップ;この仮想円と上記回転力伝達部材の外周面とに外接するカム面決定円を決定するステップ;及びこのカム面決定円の一部をなす円弧を上記カム面とするステップ;を介して決定することを特徴とする回転力伝達機構。

請求項2

請求項1記載の回転力伝達機構において、上記回転力伝達機構が一方向入出力回転伝達機構であり、上記入力回転軸が、上記回転中心軸に対して直交する軸方向直交面を有し、上記周方向不等幅空間に挿入され、かつ、付勢手段により常に上記軸方向直交面に当接させられ、上記入力回転軸の正逆両方向への回転に連動して、上記回転中心軸回りに該入力回転軸に遅れながら同方向に公転し、上記回転力伝達部材を押圧して、上記入力回転軸と反対方向に回転させる差動回転部材を備え、上記周方向不等幅空間形成部は、周方向に回転した上記回転力伝達部材が、上記入力回転軸の上記カム面と上記筒状出力回転軸の上記回転伝達円筒面の間に食い込み、上記入力回転軸の回転力を上記筒状出力回転軸に伝達する形状をなしている回転力伝達機構。

請求項3

請求項2記載の回転力伝達機構において、上記周方向不等幅空間に、一対の上記回転力伝達部材を、上記差動回転部材を挟むようにして、上記周方向に並べて挿入した回転力伝達機構。

請求項4

請求項1記載の回転力伝達機構において、上記回転力伝達機構が一方向入出力回転伝達機構であり、上記入力回転軸が、上記回転中心軸に対して直交する軸方向直交面を有し、上記周方向不等幅空間形成部が、上記筒状出力回転軸の上記回転伝達円筒面との間に、上記周方向不等幅空間を有する環状空間を形成し、上記周方向不等幅空間に挿入され、かつ、付勢手段により常に上記軸方向直交面に当接させられ、上記入力回転軸の正逆両方向への回転に連動して、上記回転中心軸回りに該入力回転軸に遅れながら同方向に公転する差動回転部材と、上記環状空間に挿入され、該差動回転部材に押圧されることにより、上記回転中心軸回りに上記入力回転軸と反対方向に回転する、上記回転力伝達部材を保持するリテーナと、を備え、上記周方向不等幅空間形成部は、周方向に回転した上記回転力伝達部材が、上記入力回転軸の上記カム面と上記筒状出力回転軸の上記回転伝達円筒面の間に食い込み、上記入力回転軸の回転力を上記筒状出力回転軸に伝達する形状をなしている回転力伝達機構。

請求項5

請求項1項記載の回転力伝達機構において、上記回転力伝達機構がワンウェイクラッチであり、上記周方向不等幅空間形成部が、上記入力回転軸を正方向に回転させたときは、上記回転力伝達部材を、上記カム面と上記筒状出力回転軸の上記回転伝達円筒面の間に食い込ませて、上記入力回転軸の回転力を上記筒状出力回転軸に伝達し、上記入力回転軸を逆方向に回転させたときは、上記回転力伝達部材を、上記カム面と上記筒状出力回転軸の上記回転伝達円筒面との間に食い込ませず、上記入力回転軸の回転力を上記筒状出力回転軸に伝達しない形状をなしている回転力伝達機構。

請求項6

請求項1から5のいずれか1項記載の回転力伝達機構において、上記周方向不等幅空間形成部が、上記筒状出力回転軸の上記回転伝達円筒面との間に、上記周方向不等幅空間を複数形成するものであり、各周方向不等幅空間に上記回転力伝達部材を挿入した回転力伝達機構。

請求項7

請求項1から6のいずれか1項記載の回転力伝達機構において、上記周方向不等幅空間形成部が、上記入力回転軸の長手方向を向き、周方向位置によって径方向の深さが異なる不等幅溝である回転力伝達機構。

請求項8

請求項1から7のいずれか1項記載の回転力伝達機構において、上記回転力伝達部材が、上記回転中心軸と平行な方向を向く円柱状部材である回転力伝達機構。

請求項9

外周面が回転伝達円筒面をなす出力回転軸と、該出力回転軸の外側に配置された、該出力回転軸に対して相対回転可能な筒状入力回転軸と、該筒状入力回転軸に設けられた、上記出力回転軸との間に、周方向で不等幅の周方向不等幅空間を形成する、一部をなすカム面とした周方向不等幅空間形成部と、上記周方向不等幅空間内に挿入され、上記筒状入力回転軸が上記出力回転軸に対して相対回転した際に、該周方向不等幅空間内を周方向に移動して上記カム面と上記回転伝達円筒面の間に食い込み、上記筒状入力回転軸と上記出力回転軸とを周方向に一体化する、上記筒状入力回転軸及び上記出力回転軸の回転中心軸に直交する断面形状が円形をなす回転力伝達部材と、を備えた回転力伝達機構において、上記カム面の上記回転中心軸に直交する断面形状を、該カム面に接触している上記回転力伝達部材の中心と上記回転中心軸とを通る直線を設定するステップ;この直線上に、上記回転中心軸に関し該回転力伝達部材の中心と対称をなす位置に、該回転力伝達部材の断面形状と同形状の仮想円を想定するステップ;この仮想円と上記回転力伝達部材の外周面とに内接するカム面決定円を決定するステップ;及びこのカム面決定円の一部をなす円弧を上記カム面とするステップ;を介して決定することを特徴とする回転力伝達機構。

請求項10

請求項9記載の回転力伝達機構において、上記回転力伝達機構が一方向入出力回転伝達機構であり、上記筒状入力回転軸が、上記回転中心軸に対して直交する軸方向直交面を有し、上記周方向不等幅空間に挿入され、かつ、付勢手段により常に上記軸方向直交面に当接させられ、上記筒状入力回転軸の正逆両方向への回転に連動して、上記回転中心軸回りに該筒状入力回転軸に遅れながら同方向に公転し、上記回転力伝達部材を押圧して、上記筒状入力回転軸と反対方向に回転させる差動回転部材を備え、上記周方向不等幅空間形成部は、周方向に回転した上記回転力伝達部材が、上記筒状入力回転軸の上記カム面と上記出力回転軸の上記回転伝達円筒面の間に食い込み、上記筒状入力回転軸の回転力を上記出力回転軸に伝達する形状をなしている回転力伝達機構。

請求項11

請求項10記載の回転力伝達機構において、上記周方向不等幅空間に、一対の上記回転力伝達部材を、上記差動回転部材を挟むようにして、上記周方向に並べて挿入した回転力伝達機構。

請求項12

請求項9記載の回転力伝達機構において、上記回転力伝達機構が一方向入出力回転伝達機構であり、筒状入力回転軸が、上記回転中心軸に対して直交する軸方向直交面を有し、上記周方向不等幅空間形成部が、上記出力回転軸の上記回転伝達円筒面との間に、上記周方向不等幅空間を有する環状空間を形成し、上記周方向不等幅空間に挿入され、かつ、付勢手段により常に上記軸方向直交面に当接させられ、上記筒状入力回転軸の正逆両方向への回転に連動して、該筒状入力回転軸に遅れながら同方向に回転する差動回転部材と、上記環状空間に挿入され、該差動回転部材に押圧されることにより、上記回転中心軸回りに上記入力回転軸と反対方向に回転する、上記回転力伝達部材を保持するリテーナと、を備え、上記周方向不等幅空間形成部は、周方向に回転した上記回転力伝達部材が、上記筒状入力回転軸の上記カム面と上記出力回転軸の上記回転伝達円筒面の間に食い込み、上記筒状入力回転軸の回転力を上記出力回転軸に伝達する形状をなしている回転力伝達機構。

請求項13

請求項9項記載の回転力伝達機構において、上記回転力伝達機構がワンウェイクラッチであり、上記周方向不等幅空間形成部が、上記筒状入力回転軸を正方向に回転させたときは、上記回転力伝達部材を、上記カム面と上記出力回転軸の上記回転伝達円筒面の間に食い込ませて、上記筒状入力回転軸の回転力を上記出力回転軸に伝達し、上記筒状入力回転軸を逆方向に回転させたときは、上記回転力伝達部材を、上記カム面と上記出力回転軸の上記回転伝達円筒面との間に食い込ませず、上記筒状入力回転軸の回転力を上記出力回転軸に伝達しない形状をなしている回転力伝達機構。

請求項14

請求項9から13のいずれか1項記載の回転力伝達機構において、上記周方向不等幅空間形成部が、上記出力回転軸の上記回転伝達円筒面との間に、上記周方向不等幅空間を複数形成するものであり、各周方向不等幅空間に上記回転力伝達部材を挿入した回転力伝達機構。

請求項15

請求項9から14のいずれか1項記載の回転力伝達機構において、上記周方向不等幅空間形成部が、上記筒状入力回転軸の長手方向を向き、周方向位置によって径方向の深さが異なる不等幅溝である回転力伝達機構。

請求項16

請求項9から15のいずれか1項記載の回転力伝達機構において、上記回転力伝達部材が、上記回転中心軸と平行な方向を向く円柱状部材である回転力伝達機構。

技術分野

0001

本発明は、一方向入出力回転伝達機構ワンウェイクラッチを含む回転力伝達機構に関し、特に回転力を伝達するためのカム面の形状に関する。

背景技術

0002

例えば、モータ駆動入力回転軸を回転させて、その回転力を、入力回転軸と同軸回りに回転可能な出力回転軸に伝達する機構において、出力回転軸に回転を与えたときはモータを回転させない、つまり入力回転軸を回転させない一方向入出力回転伝達機構の従来技術としては、例えば、特許文献1や特許文献2がある。

0003

これらの一方向入出力回転伝達機構では、入力回転軸と出力回転軸の対向面の一方を、断面形状が円形をなす回転伝達円筒面とし、他方の断面形状を非円形とすることにより、入力回転軸と出力回転軸の対向面の間に、周方向不等幅の周方向不等幅空間を形成して、この周方向不等幅空間形成部に球状の回転力伝達部材を移動自在に挿入している。そして、入力回転軸を回転させると、回転力伝達部材が周方向不等幅空間内を移動し、周方向不等幅空間形成部の一部をなすカム面と上記回転伝達円筒面の間に食い込み、回転力伝達部材が入力回転軸の回転力を出力回転軸に伝達する。
特開平8−177878号公報
特開平11−202181号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1及び特許文献2の発明ではいずれも、回転力伝達部材が出力回転軸の回転伝達円筒面に接触した時に、回転力伝達部材がカム面の所定位置に接触するようにカム面の形状が決定されている。しかし、カム面や回転力伝達部材等には必ず製造誤差が生じ、この製造誤差が大きくなると、回転力伝達部材が出力回転軸の回転伝達円筒面に接触した時に、回転力伝達部材がカム面の所定位置からずれた位置に接触してしまい、その結果、入力回転軸から出力回転軸に回転力を伝達できなくなったり、回転力伝達部材のカム面と回転伝達円筒面への食い込み力が過大となり、回転力伝達部材がカム面と回転伝達円筒面の間から脱出不能となってしまう。そして、カム面や回転力伝達部材等の製造誤差による上記のような不具合は、一方向入出力回転伝達機構を小型化した場合に顕著に現れる。

0005

本発明の目的は、回転力伝達部材やカム面や出力回転軸等に製造誤差が生じても、相対回転可能な入力回転軸と出力回転軸の間の回転力の伝達を円滑かつ確実に行うことができ、しかも、全体を小型化しても製造誤差の影響を受けにくい回転力伝達機構を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

本発明の回転力伝達機構は、内周面が回転伝達円筒面をなす筒状出力回転軸と、該筒状出力回転軸の内部に、該筒状出力回転軸に対して相対回転可能に挿入された入力回転軸と、該入力回転軸に設けられた、上記回転伝達円筒面との間に、周方向で不等幅の周方向不等幅空間を形成する、一部をカム面とした周方向不等幅空間形成部と、上記周方向不等幅空間内に挿入され、上記入回転軸が上記筒状出力回転軸に対して相対回転した際に、該周方向不等幅空間内を周方向に移動して上記カム面と上記回転伝達円筒面の間に食い込み、上記入力回転軸と上記筒状出力回転軸とを周方向に一体化する、上記入力回転軸及び上記筒状出力回転軸の回転中心軸に直交する断面形状が円形をなす回転力伝達部材と、を備えた回転力伝達機構において、上記カム面の上記回転中心軸に直交する断面形状を、該カム面に接触している上記回転力伝達部材の中心と上記回転中心軸とを通る直線を設定するステップ;この直線上に、上記回転中心軸に関し該回転力伝達部材の中心と対称をなす位置に、該回転力伝達部材の断面形状と同形状の仮想円を想定するステップ;この仮想円と上記回転力伝達部材の外周面とに外接するカム面決定円を決定するステップ;及びこのカム面決定円の一部をなす円弧を上記カム面とするステップ;を介して決定することを特徴としている。

0007

回転力伝達機構を一方向入出力回転伝達機構とする場合は、上記入力回転軸が、上記回転中心軸に対して直交する軸方向直交面を有し、上記周方向不等幅空間に挿入され、かつ、付勢手段により常に上記軸方向直交面に当接させられ、上記入力回転軸の正逆両方向への回転に連動して、上記回転中心軸回りに該入力回転軸に遅れながら同方向に公転し、上記回転力伝達部材を押圧して、上記入力回転軸と反対方向に回転させる差動回転部材を備え、上記周方向不等幅空間形成部は、周方向に回転した上記回転力伝達部材が、上記入力回転軸の上記カム面と上記筒状出力回転軸の上記回転伝達円筒面の間に食い込み、上記入力回転軸の回転力を上記筒状出力回転軸に伝達する形状をなすようにする。

0008

この場合は、上記周方向不等幅空間に、一対の上記回転力伝達部材を、上記差動回転部材を挟むようにして、上記周方向に並べて挿入するのが好ましい。

0009

また、上記回転力伝達機構を一方向入出力回転伝達機構とする場合は、上記入力回転軸が、上記回転中心軸に対して直交する軸方向直交面を有し、上記周方向不等幅空間形成部が、上記筒状出力回転軸の上記回転伝達円筒面との間に、上記周方向不等幅空間を有する環状空間を形成し、上記周方向不等幅空間に挿入され、かつ、付勢手段により常に上記軸方向直交面に当接させられ、上記入力回転軸の正逆両方向への回転に連動して、上記回転中心軸回りに該入力回転軸に遅れながら同方向に公転する差動回転部材と、上記環状空間に挿入され、該差動回転部材に押圧されることにより、上記回転中心軸回りに上記入力回転軸と反対方向に回転する、上記回転力伝達部材を保持するリテーナと、を備え、上記周方向不等幅空間形成部は、周方向に回転した上記回転力伝達部材が、上記入力回転軸の上記カム面と上記筒状出力回転軸の上記回転伝達円筒面の間に食い込み、上記入力回転軸の回転力を上記筒状出力回転軸に伝達する形状をなすようにすることも可能である。

0010

さらに、上記回転力伝達機構をワンウェイクラッチとし、上記周方向不等幅空間形成部を、上記入力回転軸を正方向に回転させたときは、上記回転力伝達部材を、上記カム面と上記筒状出力回転軸の上記回転伝達円筒面の間に食い込ませて、上記入力回転軸の回転力を上記筒状出力回転軸に伝達し、上記入力回転軸を逆方向に回転させたときは、上記回転力伝達部材を、上記カム面と上記筒状出力回転軸の上記回転伝達円筒面との間に食い込ませず、上記入力回転軸の回転力を上記筒状出力回転軸に伝達しない形状をなすようにすることも可能である。

0011

上記回転力伝達機構が一方向入出力回転伝達機構であってもワンウェイクラッチであっても、上記周方向不等幅空間形成部が、上記筒状出力回転軸の上記回転伝達円筒面との間に、上記周方向不等幅空間を複数形成し、各周方向不等幅空間に上記回転力伝達部材を挿入するのが好ましい。

0012

さらに、上記周方向不等幅空間形成部を、上記入力回転軸の長手方向を向き、周方向位置によって径方向の深さが異なる不等幅溝としてもよい。

0013

また、上記回転力伝達部材を、上記回転中心軸と平行な方向を向く円柱状部材とするのが好ましい。

0014

別の態様によれば、本発明の回転力伝達機構は、外周面が回転伝達円筒面をなす出力回転軸と、該出力回転軸の外側に配置された、該出力回転軸に対して相対回転可能な筒状入力回転軸と、該筒状入力回転軸に設けられた、上記出力回転軸との間に、周方向で不等幅の周方向不等幅空間を形成する、一部をなすカム面とした周方向不等幅空間形成部と、上記周方向不等幅空間内に挿入され、上記筒状入力回転軸が上記出力回転軸に対して相対回転した際に、該周方向不等幅空間内を周方向に移動して上記カム面と上記回転伝達円筒面の間に食い込み、上記筒状入力回転軸と上記出力回転軸とを周方向に一体化する、上記筒状入力回転軸及び上記出力回転軸の回転中心軸に直交する断面形状が円形をなす回転力伝達部材と、を備えた回転力伝達機構において、上記カム面の上記回転中心軸に直交する断面形状を、該カム面に接触している上記回転力伝達部材の中心と上記回転中心軸とを通る直線を設定するステップ;この直線上に、上記回転中心軸に関し該回転力伝達部材の中心と対称をなす位置に、該回転力伝達部材の断面形状と同形状の仮想円を想定するステップ;この仮想円と上記回転力伝達部材の外周面とに内接するカム面決定円を決定するステップ;及びこのカム面決定円の一部をなす円弧を上記カム面とするステップ;を介して決定することを特徴としている。

0015

この態様でも、上記回転力伝達機構を一方向入出力回転伝達機構とし、上記筒状入力回転軸が、上記回転中心軸に対して直交する軸方向直交面を有し、上記周方向不等幅空間に挿入され、かつ、付勢手段により常に上記軸方向直交面に当接させられ、上記筒状入力回転軸の正逆両方向への回転に連動して、上記回転中心軸回りに該筒状入力回転軸に遅れながら同方向に公転し、上記回転力伝達部材を押圧して、上記筒状入力回転軸と反対方向に回転させる差動回転部材を備え、上記周方向不等幅空間形成部は、周方向に回転した上記回転力伝達部材が、上記筒状入力回転軸の上記カム面と上記出力回転軸の上記回転伝達円筒面の間に食い込み、上記筒状入力回転軸の回転力を上記出力回転軸に伝達する形状をなすようにすることが可能である。

0016

この場合は、上記周方向不等幅空間に、一対の上記回転力伝達部材を、上記差動回転部材を挟むようにして、上記周方向に並べて挿入するのが好ましい。

0017

また、この態様でも、上記回転力伝達機構を一方向入出力回転伝達機構とし、筒状入力回転軸が、上記回転中心軸に対して直交する軸方向直交面を有し、上記周方向不等幅空間形成部が、上記出力回転軸の上記回転伝達円筒面との間に、上記周方向不等幅空間を有する環状空間を形成し、上記周方向不等幅空間に挿入され、かつ、付勢手段により常に上記軸方向直交面に当接させられ、上記筒状入力回転軸の正逆両方向への回転に連動して、該筒状入力回転軸に遅れながら同方向に回転する差動回転部材と、上記環状空間に挿入され、該差動回転部材に押圧されることにより、上記回転中心軸回りに上記入力回転軸と反対方向に回転する、上記回転力伝達部材を保持するリテーナと、を備え、上記周方向不等幅空間形成部は、周方向に回転した上記回転力伝達部材が、上記筒状入力回転軸の上記カム面と上記出力回転軸の上記回転伝達円筒面の間に食い込み、上記筒状入力回転軸の回転力を上記出力回転軸に伝達する形状をなすようにすることが可能である。

0018

さらに、この態様でも、上記回転力伝達機構をワンウェイクラッチとし、上記周方向不等幅空間形成部が、上記筒状入力回転軸を正方向に回転させたときは、上記回転力伝達部材を、上記カム面と上記出力回転軸の上記回転伝達円筒面の間に食い込ませて、上記筒状入力回転軸の回転力を上記出力回転軸に伝達し、上記筒状入力回転軸を逆方向に回転させたときは、上記回転力伝達部材を、上記カム面と上記出力回転軸の上記回転伝達円筒面との間に食い込ませず、上記筒状入力回転軸の回転力を上記出力回転軸に伝達しない形状をなすようにしてもよい。

0019

この態様でも、上記回転力伝達機構が一方向入出力回転伝達機構であってもワンウェイクラッチであっても、上記周方向不等幅空間形成部が、上記筒状出力回転軸の上記回転伝達円筒面との間に、上記周方向不等幅空間を複数形成し、各周方向不等幅空間に上記回転力伝達部材を挿入するのが好ましい。

0020

さらに、この態様でも、上記周方向不等幅空間形成部を、上記筒状入力回転軸の長手方向を向き、周方向位置によって径方向の深さが異なる不等幅溝としてもよい。

0021

この態様でも、上記回転力伝達部材が、上記回転中心軸と平行な方向を向く円柱状部材とするのが好ましい。

発明の効果

0022

本発明によると、回転力伝達部材やカム面や出力回転軸等に製造誤差が生じても、相対回転可能な入力回転軸と出力回転軸の間の回転力の伝達を円滑かつ確実に行うことができる。しかも、回転伝達機構全体を小型化しても、このような製造誤差による影響を殆ど受けることはなく、回転力の伝達を円滑かつ確実に行うことが可能になる。

発明を実施するための最良の形態

0023

図1から図4は、本発明を一方向入出力回転伝達機構(回転力伝達機構)1に適用した第1の実施形態を示している。
この一方向入出力回転伝達機構1は、撮影状態オートフォーカスAF)とマニュアルフォーカスMF)とに切り替え可能なカメラに適用されている。
まず、この一方向入出力回転伝達機構1の構造について説明する。

0024

前端図1の左側を「前方」、図1の右側を「後方」として説明する)が閉塞され、後端開放された筒状のハウジング3は、その後端に環状フランジ3aを具備しており、この環状フランジ3aが、ねじ(図示略)によって図示を省略したカメラ本体の内部に固定されている。ハウジングの前壁3bの後面の中心部には、円形板3cが固着されており、この円形板3cの後面には、ハウジング3と同軸の回転軸5の前端面が固着されている。この回転軸5は、後部の大径部5bと前部の小径部5aとからなり、その軸心が回転中心軸Aとなっている。この回転中心軸Aは、本一方向入出力回転伝達機構1をカメラに搭載したとき、該カメラの光軸と平行をなす。

0025

大径部5bには、筒状をなす入力回転軸7の中心孔7aが回転自在に嵌合している。図1に示すように、この入力回転軸7は、後方に向かうにつれて、その径が3段階で大きくなっており、最も後方に位置する最大径部7bと、中間部に位置する中間径部7cと、最も前方に位置する最小径部(周方向不等幅空間形成部)7dとを具備し、中間径部7cの前面は正面視(軸方向からみたとき)環状の軸方向直交面7c1となっている。最大径部7bと中間径部7cの断面形状は円形であるが、図2に示すように、最小径部7dの断面形状は略正方形である。最大径部7bの外周には、入力ギヤ7eが形成されている。

0026

この入力回転軸7は、入力ギヤ7eより前方に位置する部分がハウジング3の内部に収納されている。入力回転軸7の後端面の中心部には環状凹部7fが形成されており、この環状凹部7fには、複数の金属製のベアリングボールスチールボール)9が周方向に並んだ状態で配設されている。回転軸5の後端面には、その径が環状凹部7fと略同一の円形の抜け止め板11が固定ねじ13によって固着されており、各ベアリングボール9が抜け止め板11に当接することにより、入力回転軸7のそれ以上の後方移動規制されている。
さらに、ハウジング3の環状フランジ3aには、AF用モータMが固定されており、該AF用モータMの回転軸M1に固着されたピニオンPが、入力回転軸7の入力ギヤ7eと噛合している。

0027

ハウジング3の内部には、前端及び後端がともに開放された筒状の筒状出力回転軸15が、回転軸5を中心に回転可能として配設されている。この筒状出力回転軸15は、後方に向かうに連れて2段階にその径が拡大するものである。筒状出力回転軸15の後部をなす大径筒状部15aの後端部は、ハウジング3の内周面と、入力回転軸7の中間径部7cとの間に回転可能として嵌合しており、筒状出力回転軸15の前部をなす小径筒状部15bの前端部は、円形板3cに回転可能として嵌合している。小径筒状部15bの外周面全体には出力ギヤ15cが設けられており、この出力ギヤ15cは、ハウジング3の前端部に形成された窓孔3dを介してハウジング3の外部に露出しており、カメラ本体に交換式レンズ鏡筒(図示略)を接続すると、交換式レンズ鏡筒内に配設されたフォーカシング機構の入力ギヤが、この窓孔3dを通じて出力ギヤ15cと噛合する。

0028

回転軸5の大径部5bには、入力回転軸7の前方に位置する環状部材17が外嵌している。この環状部材17の前面と円形板3cの後面との間には圧縮コイルばね(付勢手段)19が縮設されており、この圧縮コイルばね19により、環状部材17は常時後方に向けて付勢されている。

0029

大径部15aの円形をなす内周面(回転伝達円筒面)15a1と略正方形断面の最小径部7dの各側面7d1との間には、図2に示すように、周方向位置によってその径方向幅が異なる収納空間(周方向不等幅空間)S1が形成されている。すなわち、最小径部7dと大径部15aの内周面15a1の間に形成された環状空間RSは、4つの収納空間S1に区切られている。

0030

各収納空間S1には、その中心軸C1が入力回転軸15の径方向を向く略円柱状の差動コロ(差動回転部材)21がそれぞれ配設されている。各差動コロ21は、最小径部7dの各側面7d1と筒状出力回転軸15の大径部15aの内周面15a1との間に遊嵌しており、各差動コロ21の周面には、環状部材17の後面をなす押圧面17aと軸方向直交面7c1が当接している(押圧面17aと軸方向直交面7c1とによって挟持されている)。

0031

さらに、各収納空間S1には、その中心軸C2が回転中心軸Aと平行な方向を向く略円柱状の一対の食付コロ(回転力伝達部材)23が、正面視で各差動コロ21を挟むようにして収納されている。各食付コロ23は、各収納空間S1内を周方向に移動可能であり、さらに、これらの食付コロ23の前後長は差動コロ21の前後長より短く、食付コロ23は環状部材17からの付勢力を受けないので、環状部材17及び入力回転軸7に対して中心軸C2方向に相対移動可能である。

0032

上述したように、最小径部7dの図2から図4に示す断面形状は略正方形であるが、より詳細に見ると、各側面7d1の断面形状は直線ではない。即ち、図3及び図4に拡大して示すように、各側面7d1の両端部には、その断面形状が円弧状をなすカム面7gが形成されており、最小径部7dには計8つのカム面7gが形成されている。
そして、これらの各カム面7gの形状は以下の要領によって決定されている。
まず、図3において上側に位置している食付コロ23A(23)の外周面が接触しているカム面7g1の形状の決定要領について説明する。

0033

図3において、食付コロ23A(23)の中心23A1と回転軸5の回転中心軸Aとを通る直線をXとし、この直線X上に、食付コロ23A(23)の断面形状と同じ形状の仮想円IS1の中心IS1aを、回転中心軸Aを基準として食付コロ23A(23)の中心23A1と対称をなす位置に位置させる。なお、この実施形態では、図3において下側に位置する食付コロ23B(23)の外形がこの仮想円IS1と一致している。そして、図3二点鎖線で示すように、食付コロ23A(23)の外周面と仮想円IS1(食付コロ23Bの外周面)とに外接するカム面決定円DS1を作り、食付コロ23A(23)が接触しているカム面7g1の断面形状が、このカム面決定円DS1の一部をなす円弧と一致するように、カム面7g1を決定する。
カム面決定円DS1の径は、カム面7g1の食付コロ23A(23)が接触している位置での接線L1と、大径部15aの内周面15a1の食付コロ23A(23)が接触している位置での接線L2とがなす角度(くさび角度)θによって決定される。即ち、このくさび角度θを小さくすればカム面決定円DS1の径は小さくなり、くさび角度θを大きくすればカム面決定円DS1の径は大きくなる。そして、くさび角度θを変化させてカム面決定円DS1の径を変化させても、カム面決定円DS1の中心は必ず、直線Xに直交するとともに回転中心軸Aを通る直線Y上に位置する。

0034

食付コロ23B(23)が接触しているカム面7g2の形状は、直線X上に、食付コロ23B(23)の断面形状と同じ形状の仮想円IS2(この実施形態では食付コロ23A(23)の外形がこの仮想円IS2と一致している)の中心IS2a(食付コロ23Aの中心23A1)を、回転中心軸Aを基準として食付コロ23B(23)の中心23B1と対称をなす位置に位置させ、図3に二点鎖線で示すように、食付コロ23B(23)の外周面と仮想円IS2(食付コロ23Aの外周面)とに接触するカム面決定円DS2を作り、このカム面決定円DS2の一部をなす円弧と一致させてある。

0035

その他のカム面7gの形状も同様にして決定されている。即ち、カム面7g1、7g2と同様に、各カム面7gに接触している食付コロ23の中心と回転中心軸Aを通る直線(図示略)上に、回転中心軸Aを基準としてその食付コロ23の中心と対称をなす位置に仮想円(図示略。なお、本実施形態ではいずれかの食付コロ23の外形と一致する)を設定し、この食付コロ23の外周面と該仮想円とに外接するカム面決定円(図示略)を作り、このカム面決定円の一部をなす円弧を、そのカム面7gに一致させてある。

0036

次に、以上のような構成からなる一方向入出力回転伝達機構1の動作について説明する。
まず、AFによりフォーカシングを行う場合の一方向入出力回転伝達機構1の動作について説明する。
カメラ本体内に設けられた制御回路(図示略)からAF用モータMに正転信号を送り、AF用モータMを正転させると、その回転力がピニオンP及び入力ギヤ7eを介して入力回転軸7に伝達され、入力回転軸7が図2の反時計方向に回転する。すると、環状部材17の押圧面17aと軸方向直交面7c1とによって挟持されている各差動コロ21が、自身の中心軸C1まわりに自転しながら、回転中心軸A回りに入力回転軸7と同方向(反時計方向)に公転(回転)する。この際、各差動コロ21と押圧面17a及び軸方向直交面7c1の間に滑りが生じないとすると、各差動コロ21の周方向への回転速度は入力回転軸7の回転速度の1/2となり、結果的に各差動コロ21は入力回転軸7に対して時計方向に相対回転することになる。このため、各差動コロ21は、時計方向側に位置している食付コロ23に接触し、この食付コロ23に時計方向の回転力を与える。回転力を与えられた食付コロ23は、各収納空間S1内を時計方向に回転し、径方向幅が狭くなっている各収納空間S1の時計方向側の端部において、最小径部7dの各カム面7gと大径部15aの内周面15a1との間に強い力で食い込む。この結果、最小径部7d(入力回転軸7)と筒状出力回転軸15が食付コロ23を介して周方向に一体となるので、最小径部7dの回転力が筒状出力回転軸15に伝わり、筒状出力回転軸15が反時計方向に回転する。筒状出力回転軸15が回転すると、その筒状出力回転軸15の回転力が出力ギヤ15cを介して交換式レンズ鏡筒内のフォーカシング機構に伝達され、フォーカスレンズが光軸に沿って前方に移動する。

0037

一方、制御回路からAF用モータMに逆転信号を送ってAF用モータMを逆転させると、その回転力がピニオンPを介して入力回転軸7に伝達され、入力回転軸7が図2の時計方向に回転する。そして、各差動コロ21が、その中心軸C1まわりに自転しつつ、回転中心軸A回りに入力回転軸7の1/2の回転速度で入力回転軸7と同方向に公転(回転)し、各差動コロ21の反時計方向側に位置している食付コロ23を反時計方向に回転付勢する。すると、これらの食付コロ23は各収納空間S1内を反時計方向に回転し、径方向幅が狭くなっている各収納空間S1の反時計方向側の端部において、最小径部7dの各カム面7gと大径部15aの内周面15a1との間に強い力で食い込む。この結果、最小径部7d(入力回転軸7)と筒状出力回転軸15が食付コロ23を介して周方向に一体となり、筒状出力回転軸15が時計方向に回転し、フォーカスレンズは光軸に沿って後方に移動する。
このように、制御回路がAF用モータMを正逆両方向へ回転させて、フォーカスレンズを前後に移動させることによりAFが行われる。

0038

さらに、このようにAFによって合焦すると、制御回路からAF用モータMに信号が送られ、AF用モータMは、ピニオンPと入力ギヤ7eのバックラッシュより小さい回転角だけ、合焦直前の回転方向とは逆方向に回転する。すると、入力回転軸7が、筒状出力回転軸15を回転させることなく、合焦直前の回転方向とは逆方向に回転し、食付コロ23の最小径部7d及び筒状出力回転軸15に対する食い付き力が減少する。このため、交換式レンズ鏡筒に設けられたマニュアルフォーカス環(図示略)をスムーズに回転させられるようになる。

0039

次に、MFによりフォーカシングを行う場合の一方向入出力回転伝達機構1の動作について説明する。
図2に示す状態において、AF用モータMを駆動させずに、交換式レンズ鏡筒のマニュアルフォーカス環を正方向または逆方向に回転させると、この回転力は、交換式レンズ鏡筒内のフォーカシング機構に伝達され、MFが行われる。
このようにマニュアルフォーカス環の回転力がフォーカシング機構に伝わると、この回転力はフォーカシング機構から筒状出力回転軸15の出力ギヤ15cに伝達される。すると、筒状出力回転軸15が回転軸5回りに時計方向または反時計方向に回転するが、筒状出力回転軸15の内周面(回転伝達円筒面)15a1は正面視円形をなしているので、筒状出力回転軸15から食付コロ23及び差動コロ21には回転力は伝達されない。このため、筒状出力回転軸15が回転しても最小径部7d(入力回転軸7)は回転せず、AF用モータMに負荷が掛かることはない。

0040

以上説明したように本実施形態によれば、入力回転軸7を回転させた場合は筒状出力回転軸15が回転し、筒状出力回転軸15を回転させた場合は入力回転軸7が回転しない、簡単な構造の一方向入出力回転伝達機構1が得られる。

0041

そして、AFを行うと各食付コロ23が各カム面7g(及び大径部15aの内周面15a1)に接触することにより、入力回転軸7の回転力が筒状出力回転軸15に伝達されるが、各カム面7gの形状を上述のように決定しているので、各カム面7gや各食付コロ23等に生じた製造誤差の影響により、図4仮想線ですように、各食付コロ23(図4では食付コロ23Aのみを仮想線で示している)が筒状出力回転軸15の大径部15aの内周面15a1に接触した時に、食付コロ23がカム面7gの所定位置からずれた位置に接触しても、食付コロ23は入力回転軸7から筒状出力回転軸15に回転力を円滑かつ確実に伝達し、入力回転軸7と筒状出力回転軸15を周方向に一体化する。しかも、各食付コロ23が各カム面7gの所定位置からずれた位置に接触しても、各食付コロ23と各カム面7g及び大径部15aの内周面15a1の間に生じるくさび力が過大になることはない。

0042

また、本実施形態のようにAF用モータMを内蔵するカメラ本体と、マニュアルフォーカス環を具備する交換式レンズ鏡筒の間に一方向入出力回転伝達機構1を適用すれば、撮影状態をAFとMFとに切り替えるための切替スイッチを設けることなく、撮影状態をAFとMFとに切り替えることが可能になる。さらに、AF操作時に、マニュアルフォーカス環が回転しないので、撮影者の手がマニュアルフォーカス環に触れていても、AF操作を円滑に行える。

0043

さらに、入力回転軸7に遅れながら差動コロ21を同方向に公転(回転)させ、この差動コロ21によって食付コロ23を入力回転軸7と筒状出力回転軸15の間に強固に食い込ませ、この食付コロ23を回転力伝達部材として機能させているので、入力回転軸7から筒状出力回転軸15へのトルク伝達を確実に行うことができる。

0044

しかも、回転力伝達部材である食付コロ23は、回転軸5の回転中心軸Aと平行な軸を有する円柱状部材なので、回転力伝達部材を球状部材とした場合に比べて、入力回転軸7及び筒状出力回転軸15との接触面積が大きい。このため、本実施形態の一方向入出力回転伝達機構1は、回転力伝達部材を球状とした場合に比べて、入力回転軸7から筒状出力回転軸15への回転トルク伝達効率が良い。

0045

なお、最小径部7dの断面形状を、正三角形正五角形等、正方形以外の正多角形や、入力回転軸7の半径方向に直交する少なくとも一つの面を備えた非円形に変更することにより、各収納空間S1に配設する差動コロ21及び食付コロ23の数を変更することができ、このような変更を行うことにより、入力回転軸7から筒状出力回転軸15への回転トルクの伝達効率を調整可能となる。そして、このような場合もカム面7gは上記の要領により決定する。

0046

図5及び図6は、入力回転軸と出力回転軸の内外関係を逆にした、第1の実施形態の変形例を示している。
この一方向入出力回転伝達機構(回転力伝達機構)1’は、回転軸5の大径部5bに、その外周面(回転伝達円筒面)25aの断面形状が円形をなす出力回転軸25を、回転中心軸A回りに回転可能に外嵌し、その外側に、筒状の筒状入力回転軸27を回転中心軸A回りに回転可能に配置させたものである。筒状入力回転軸27の内周面には、周方向位置によって径方向の深さが異なる4つの不等幅溝(周方向不等幅空間形成部)27aが、周方向に等角度間隔で並べて形成されている。各不等幅溝27aと出力回転軸25の外周面25aの対向面の間には、周方向位置によってその径方向幅が異なる収納空間(周方向不等幅空間)S2が形成されており、出力回転軸25と筒状入力回転軸27の間の環状空間RSは、4つの収納空間S2に仕切られている。

0047

筒状入力回転軸27は、回転中心軸Aと直交する軸方向直交面27bを備えており、各収納空間S2の前方には、圧縮コイルばね19によって後方に付勢された環状部材17(図5及び図6ではいずれも図示略)が配設されている。図示するように、各収納空間S2には差動コロ21が配設されており、この差動コロ21は、環状部材17の押圧面17aと軸方向直交面27bの間で常に挟持されている。さらに、各収納空間S2には、一対の食付コロ23が、差動コロ21を挟むようにして、各収納空間S2内を周方向に移動可能として配設されている。
図示は省略してあるが、筒状入力回転軸27には入力ギヤが設けられており、この入力ギヤはAF用モータMのピニオンPと噛合している。さらに、出力回転軸25には出力ギヤが設けられており、この出力ギヤはフォーカシング機構の入力ギヤと噛合している。

0048

図6に示すように、各不等幅溝27aの周方向の両端部にはカム面27cが形成されており、これら各カム面27cの形状は次のようにして決定されている。
まず、図6において上側に位置している食付コロ23C(23)の外周面が接触しているカム面27c1(27c)の形状の決定要領について説明する。

0049

図6において、食付コロ23C(23)の中心23C1と回転軸5の回転中心軸Aとを通る直線X上に、食付コロ23C(23)の断面形状と同じ形状の仮想円IS3の中心IS3aを、回転中心軸Aを基準として食付コロ23C(23)の中心23C1と対称をなす位置に位置させる。なお、この実施形態では、図6において下側に位置する食付コロ23D(23)の外形がこの仮想円IS3と一致している。そして、図6に二点鎖線で示すように、食付コロ23C(23)の外周面と仮想円IS3(食付コロ23Dの外周面)とに内接するカム面決定円DS3を作り、食付コロ23C(23)が接触しているカム面27c1の断面形状が、このカム面決定円DS3の一部をなす円弧と一致するように、カム面27c1を決定する。
カム面決定円DS3の径は、カム面決定円DS1、DS2と同様に、カム面27c1の食付コロ23C(23)が接触している位置での接線L3と、出力回転軸25の外周面25aの食付コロ23C(23)が接触している位置での接線L4とがなすくさび角度θによって決定される。そして、くさび角度θを変化させてカム面決定円DS3の径が変化しても、カム面決定円DS3の中心は必ず直線Y上に位置する。

0050

食付コロ23D(23)が接触しているカム面27c2の形状は、直線X上に、食付コロ23D(23)の断面形状と同じ形状の仮想円IS4(この実施形態では食付コロ23C(23)の外形がこの仮想円IS4と一致している)の中心IS4a(食付コロ23Cの中心23C1)を、回転中心軸Aを基準として食付コロ23D(23)の中心23D1と対称をなす位置に位置させ、図6に二点鎖線で示すように、食付コロ23D(23)の外周面と仮想円IS4(食付コロ23Cの外周面)とに接触するカム面決定円DS4を作り、このカム面決定円DS4の一部をなす円弧と一致させてある。

0051

その他のカム面27cの形状も同様にして決定されている。即ち、カム面27c1、27c2と同様に、各カム面27cに接触している食付コロ23の中心と回転中心軸Aを通る直線(図示略)上に、回転中心軸Aを基準としてその食付コロ23の中心と対称をなす位置に仮想円(図示略。なお、本実施形態ではいずれかの食付コロ23の外形と一致する)を設定し、この食付コロ23の外周面と該仮想円とに内接するカム面決定円(図示略)を作り、このカム面決定円の一部をなす円弧を、そのカム面27cに一致させてある。

0052

AF用モータMを正転または逆転させると、筒状入力回転軸27が図5及び図6の時計方向または反時計方向に回転し、各差動コロ21が、中心軸C1回りに自転しつつ、回転中心軸A回りに筒状入力回転軸27の1/2の回転速度で、筒状入力回転軸27と同方向に公転(回転)し、隣りに位置する食付コロ23を時計方向または反時計方向に押圧する。すると、押圧された食付コロ23は各収納空間S2内を径方向幅が狭くなっている端部側に移動し、筒状入力回転軸27の不等幅溝27aのカム面27cと出力回転軸25の外周面25aの間に強い力で食い込む。この結果、筒状入力回転軸27の回転力が各食付コロ23を介して出力回転軸25に伝達され、出力回転軸25が筒状入力回転軸27と同方向に回転し、AF動作が実行される。

0053

この変形例でも、AFによって合焦すると、制御回路からAF用モータMに信号が送られ、AF用モータMは、ピニオンPと入力ギヤ7eのバックラッシュより小さい回転角だけ、合焦直前の回転方向とは逆方向に回転し、筒状入力回転軸27が、出力回転軸25を回転させることなく、合焦直前の回転方向とは逆方向に回転し、食付コロ23の筒状入力回転軸27及び出力回転軸25に対する食い付き力を減少させる。この結果、交換式レンズ鏡筒のマニュアルフォーカス環をスムーズに回転させられるようになる。

0054

図5の状態において、交換式レンズ鏡筒のマニュアルフォーカス環を回転させると、出力回転軸25が時計方向または反時計方向に回転するが、出力回転軸25の外周面25aの形状は正面視円形なので、出力回転軸25の回転力は食付コロ23には伝わらず、筒状入力回転軸27は回転しない。

0055

このような変形例によっても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
さらに、AFを行うと各食付コロ23が各カム面27c(及び出力回転軸25の外周面25a)に接触することにより、筒状入力回転軸27の回転力が出力回転軸25に伝達されるが、本実施形態では各カム面27cの形状を上述のように決定しているので、各カム面27cや各食付コロ23等に生じた製造誤差の影響により、各食付コロ23が出力回転軸25の外周面25aに接触した時に、各食付コロ23がカム面27cの所定位置からずれた位置に接触しても、各食付コロ23は筒状入力回転軸27から出力回転軸25に回転力を円滑かつ確実に伝達し、筒状入力回転軸27と出力回転軸25を周方向に一体化する。しかも、各食付コロ23が各カム面27cの所定位置からずれた位置に接触しても、各食付コロ23と各カム面27c及び出力回転軸25の外周面25aの間に生じるくさび力が過大になることはない。

0056

次に、本発明の一方向入出力回転伝達機構(回転力伝達機構)30の第2の実施形態について、図7から図10を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同じ部材には同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。

0057

本実施形態の入力回転軸32は、その前部をなす小径部32aと、その後部をなす大径部32bとを具備しており、大径部32bの後端面には環状凹部32cが形成されている。さらに、大径部32bの環状をなす前面には、正面視環状の嵌合凹部32dが形成されている。
大径部32bの断面形状は円形であり、図9に示すように、小径部32aの周面には、周方向位置によって深さが異なる、回転中心軸Aと平行な6本の不等幅溝(周方向不等幅空間形成部)32eが等角度間隔で形成されている。そして、各不等幅溝32eと大径部15aの内周面15a1の間には、周方向位置によってその径方向幅が異なる収納空間(周方向不等幅空間)S3が形成されている。
なお、大径部32bの外周面には、ピニオンPと噛合する入力ギヤ32fが設けられている。

0058

筒状出力回転軸15の内部には、後端が開放され、その前壁34aの中心部に回転軸5を通すための挿入孔34bが穿設された筒状のリテーナ34が配設されている。図8に示すように、このリテーナ34の前壁34aには、3個の嵌合孔34cが周方向に等角度間隔で並べて穿設されており、各嵌合孔34cには、その中心軸C3が筒状出力回転軸15の径方向を向く略円柱形状の差動コロ(差動回転部材)36が、中心軸C3回りに回転自在として嵌合している。この差動コロ36の前端は前壁34aの前方に突出しており、その後端部は前壁34aの後方に突出している。差動コロ36の周面の前部は環状部材17の押圧面17aに当接しており、周面の後部は、入力回転軸32の小径部32aの前面に形成された軸方向直交面32a1に当接しているので、差動コロ36は環状部材17と軸方向直交面32a1によって常に挟持されている。
図9に示すように、リテーナ34の筒状部34dは、小径部32aと大径部15aの間に形成された環状空間RSに位置している。この筒状部34dには、周方向に等角度間隔で並べて6個の取付孔34eが穿設されており、各取付孔34eには、その中心軸C4が回転中心軸Aと平行な食付コロ(回転力伝達部材)38が、その中心軸C4回りに回転自在かつ中心軸C4方向に移動自在として嵌合している。

0059

上述した各不等幅溝32eは、図10に示すように、回転中心軸A方向に視たときに対称形状をなす一対のカム面32gから構成されている。そして、これらの各カム面32gは以下の要領によって決定されている。
まず、図10において上側に位置している食付コロ38A(38)の外周面が接触しているカム面32g1(32g)の形状の決定要領について説明する。

0060

図10において、食付コロ38A(38)の中心38A1と回転軸5の回転中心軸Aとを通る直線X上に、食付コロ38A(38)の断面形状と同じ形状の仮想円IS5の中心IS5aを、回転中心軸Aを基準として食付コロ38A(38)の中心38A1と対称をなす位置に位置させる。なお、この実施形態では、図10において下側に位置する食付コロ38B(38)の外形がこの仮想円IS5と一致している。そして、図10に二点鎖線で示すように、食付コロ38A(38)の外周面と仮想円IS5(食付コロ38Bの外周面)とに外接するカム面決定円DS5を作り、食付コロ38A(38)が接触しているカム面32g1(32g)の断面形状が、このカム面決定円DS5の一部をなす円弧と一致するように、カム面32g1を決定する。
カム面決定円DS5の径は、上述のカム面決定円DS1〜DS4と同様に、カム面32g1の食付コロ38A(38)が接触している位置での接線L5と、大径部15aの内周面15a1の食付コロ38A(38)が接触している位置での接線L6とがなすくさび角度θによって決定される。そして、くさび角度θを変化させてカム面決定円DS5の径が変化しても、カム面決定円DS5の中心は必ず直線Y上に位置する。

0061

食付コロ38B(38)が接触しているカム面32g2の形状は、直線X上に、食付コロ38B(38)の断面形状と同じ形状の仮想円IS6(この実施形態では食付コロ38A(38)の外形がこの仮想円IS6と一致している)の中心IS6a(食付コロ38Aの中心38A1)を、回転中心軸Aを基準として食付コロ38B(38)の中心38B1と対称をなす位置に位置させ、図10に二点鎖線で示すように、食付コロ38B(38)の外周面と仮想円IS6(食付コロ38Aの外周面)とに外接するカム面決定円DS6を作り、このカム面決定円DS6の一部をなす円弧と一致させてある。

0062

その他のカム面32gの形状も同様にして決定されている。即ち、カム面32g1、32g2と同様に、各カム面32gに接触している食付コロ38の中心と回転中心軸Aを通る直線(図示略)上に、回転中心軸Aを基準としてその食付コロ38の中心と対称をなす位置に仮想円(図示略。なお、本実施形態ではいずれかの食付コロ38の外形と一致する)を設定し、この食付コロ38の外周面と該仮想円とに外接するカム面決定円(図示略)を作り、このカム面決定円の一部をなす円弧を、そのカム面32gに一致させてある。

0063

次に、以上のような構成からなる一方向入出力回転伝達機構30の動作について説明する。
カメラ本体内に設けられた制御回路からAF用モータMに正転信号を送り、AF用モータMを正転させると、その回転力がピニオンP及び入力ギヤ32fを介して入力回転軸32に伝達され、入力回転軸32が図9及び図10の反時計方向に回転する。すると、環状部材17の押圧面17aと軸方向直交面32a1とによって挟持されている各差動コロ36が、中心軸C3回りに自転しつつ、回転中心軸A回りに入力回転軸32の1/2の回転速度で反時計方向に公転(回転)するので、リテーナ34と各食付コロ38も、各差動コロ36と同じ速度で反時計方向に公転(回転)する。すると、食付コロ38は、径方向幅が狭くなっている各収納空間S3の時計方向側の端部において、カム面32gの時計方向側の端部と大径部15aの内周面との間に強い力で食い込む。この結果、小径部32a(入力回転軸32)と筒状出力回転軸15が、食付コロ38、リテーナ34、及び差動コロ36を介して周方向に一体となるので、小径部32aの回転力が筒状出力回転軸15に伝わり、筒状出力回転軸15が反時計方向に回転する。すると、筒状出力回転軸15に形成された出力ギヤ15cが回転し、この回転力が、交換式レンズ鏡筒内のフォーカシング機構に伝達され、フォーカスレンズが光軸に沿って前方に移動する。

0064

一方、制御回路からAF用モータMに逆転信号を送ってAF用モータMを逆転させると、その回転力がピニオンP及び入力ギヤ32fを介して入力回転軸32に伝達され、入力回転軸32が図9及び図10の時計方向に回転する。そして、各差動コロ36が、回転中心軸A回りに入力回転軸32の1/2の回転速度で時計方向に公転(回転)し、リテーナ34と各食付コロ38が、各差動コロ36と同じ速度で時計方向に公転(回転)する。その結果、各食付コロ38が、各収納空間S3内を反時計方向に回転し、径方向幅が狭くなっている各収納空間S3の反時計方向側の端部において、カム面32gの反時計方向側の端部と大径部15aの内周面15a1との間に強い力で食い込む。この結果、小径部32a(入力回転軸32)と筒状出力回転軸15が食付コロ38、リテーナ34、及び差動コロ36を介して周方向に一体となり、筒状出力回転軸15が時計方向に回転し、フォーカスレンズは光軸に沿って後方に移動する。
このように、制御回路がAF用モータMを正逆両方向へ回転させることによりAFが行われる。

0065

さらに本実施形態でも、AFによって合焦すると、制御回路からAF用モータMに信号が送られ、AF用モータMは、ピニオンPと入力ギヤ32fのバックラッシュより小さい回転角だけ、合焦直前の回転方向とは逆方向に回転する。すると、入力回転軸32が、筒状出力回転軸15を回転させることなく、合焦直前の回転方向とは逆方向に回転し、食付コロ38の筒状出力回転軸15及び入力回転軸32に対する食い付き力が減少するので、マニュアルフォーカス環をスムーズに回転させられるようになる。

0066

次に、MFによりフォーカシングを行う場合の一方向入出力回転伝達機構30の動作について説明する。
図9の状態において、AF用モータMを駆動させずに、交換式レンズ鏡筒のマニュアルフォーカス環を回転させると、この回転力は、交換式レンズ鏡筒内のフォーカシング機構に伝達され、MFが行われる。
このようにマニュアルフォーカス環の回転力がフォーカシング機構に伝わると、この回転力はフォーカシング機構から筒状出力回転軸15の出力ギヤ15cに伝達される。すると、筒状出力回転軸15が回転軸5回りに時計方向または反時計方向に回転するが、筒状出力回転軸15の内周面(回転伝達円筒面)は正面視円形をなしているので、筒状出力回転軸15から食付コロ38には回転力は伝達されない。このため、筒状出力回転軸15が回転してもリテーナ34及び差動コロ36は回転せず、小径部32a(入力回転軸32)も回転しない。このため、AF用モータMに負荷が掛かることはない。

0067

以上説明したように本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
さらに、AFを行うと各食付コロ38が各カム面32g(及び大径部15aの内周面15a1)に接触することにより、入力回転軸32の回転力が筒状出力回転軸15に伝達されるが、本実施形態では各カム面32gの形状を上述のように決定しているので、各カム面32gや各食付コロ38等に生じた製造誤差の影響により、各食付コロ38が大径部15aの内周面15a1に接触した時に、各食付コロ38がカム面32gの所定位置からずれた位置に接触しても、各食付コロ38は入力回転軸32から筒状出力回転軸15に回転力を円滑かつ確実に伝達し、入力回転軸32と筒状出力回転軸15を周方向に一体化する。しかも、各食付コロ38が各カム面32gの所定位置からずれた位置に接触しても、各食付コロ38と各カム面32g及び大径部15aの内周面15a1の間に生じるくさび力が過大になることはない。

0068

さらに、リテーナ34を用いたことにより、入力回転軸32の小径部32aと筒状出力回転軸15の間に形成された環状空間RSをスペース的に有効利用できる。その結果、食付コロ38の数を増やすことが可能となり、食付コロ38の数を増やせば、入力回転軸32から筒状出力回転軸15への回転トルクの伝達効率を向上させることが可能となる。

0069

図11及び図12は、入力回転軸と出力回転軸の内外関係を逆にした、第2の実施形態の変形例を示している。
この一方向入出力回転伝達機構(回転力伝達機構)30’は、回転軸5の大径部5bに、円筒状の出力回転軸40を回転可能に外嵌し、その外側に筒状入力回転軸42を回転可能に配置させたものである。筒状入力回転軸42の内周面には、周方向位置によって径方向の深さが異なる6つの不等幅溝(周方向不等幅空間形成部)42aが、周方向に等角度間隔で並べて形成されている。各不等幅溝42aと出力回転軸40の外周面(回転伝達円筒面)40aの間には、周方向位置によってその径方向幅が異なる収納空間(周方向不等幅空間)S4が形成されている。

0070

筒状入力回転軸42と出力回転軸40の間に形成されている環状空間RS(収納空間S4)の前方には、圧縮コイルばね19によって後方に付勢されている環状部材17(図11及び図12ではいずれも図示略)が配設されており、該環状空間RSにはリテーナ34の筒状部34dが回転可能として配設されている。図11及び図12では図示を省略しているが、リテーナ34の前壁34aに設けられた嵌合孔34cには差動コロ36が中心軸C3回りに回転自在として嵌合している。各差動コロ36は、圧縮コイルばね19の付勢力によって、環状部材17の押圧面17aと、筒状入力回転軸42に形成された、筒状入力回転軸42の軸線と直交する軸方向直交面(図11及び図12では図示略)との間で常に挟持されている。さらに、リテーナ34の筒状部34dには周方向に並べて6個の取付孔34eが穿設され、各取付孔34eには、その中心軸C4が回転中心軸Aと平行をなす食付コロ38が、中心軸C4回りに回転自在かつ、中心軸C4方向に移動可能に支持されており、各食付コロ38は各収納空間S4内に位置している。
図示は省略してあるが、筒状入力回転軸42には入力ギヤが設けられており、この入力ギヤはAF用モータMのピニオンPと噛合している。さらに、出力回転軸40には出力ギヤが設けられており、この出力ギヤはフォーカシング機構の入力ギヤと噛合している。

0071

図12に示すように、各不等幅溝42aは、対称形状をなす一対のカム面42bから構成されており、これら各カム面42bの形状は次のようにして決定されている。
まず、図12において上側に位置している食付コロ38C(23)の外周面が接触しているカム面42b1の形状の決定要領について説明する。

0072

図12において、食付コロ38C(38)の中心38C1と回転軸5の回転中心軸Aとを通る直線X上に、食付コロ38C(38)の断面形状と同じ形状の仮想円IS7の中心IS7aを、回転中心軸Aを基準として食付コロ38C(38)の中心38C1と対称をなす位置に位置させる。なお、この実施形態では、図12において下側に位置する食付コロ38D(38)の外形がこの仮想円IS7と一致している。そして、図12に二点鎖線で示すように、食付コロ38C(38)の外周面と仮想円IS7(食付コロ38Dの外周面)とに内接するカム面決定円DS7を作り、食付コロ38C(38)が接触しているカム面42b1の断面形状が、このカム面決定円DS7の一部をなす円弧と一致するように、カム面42b1を決定する。
カム面決定円DS7の径は、カム面決定円DS1〜DS6と同様に、カム面42b1の食付コロ38C(38)が接触している位置での接線L7と、出力回転軸40の外周面40aの食付コロ38C(38)が接触している位置での接線L8とがなすくさび角度θによって決定される。そして、くさび角度θを変化させてカム面決定円DS7の径が変化しても、カム面決定円DS7の中心は必ず直線Y上に位置する。

0073

食付コロ38D(38)が接触しているカム面42b2の形状は、直線X上に、食付コロ38D(38)の断面形状と同じ形状の仮想円IS8(この実施形態では食付コロ38C(38)の外形がこの仮想円IS8と一致している)の中心IS8a(食付コロ38Cの中心38C1)を、回転中心軸Aを基準として食付コロ38D(38)の中心38D1と対称をなす位置に位置させ、図12に二点鎖線で示すように、食付コロ38D(38)の外周面と仮想円IS8(食付コロ38Cの外周面)とに内接するカム面決定円DS8を作り、このカム面決定円DS8の一部をなす円弧と一致させてある。

0074

その他のカム面42bの形状も同様にして決定されている。即ち、カム面42b1、42b2と同様に、各カム面42bに接触している食付コロ38の中心と回転中心軸Aを通る直線(図示略)上に、回転中心軸Aを基準としてその食付コロ38の中心と対称をなす位置に仮想円(図示略。なお、本実施形態ではいずれかの食付コロ38の外形と一致する)を設定し、この食付コロ38の外周面と該仮想円とに内接するカム面決定円(図示略)を作り、このカム面決定円の一部をなす円弧を、そのカム面42bに一致させてある。

0075

AF用モータMを正転または逆転させると、筒状入力回転軸42が図11及び図12の時計方向または反時計方向に回転し、各差動コロ36、リテーナ34、及び食付コロ38が、回転中心軸A回りに筒状入力回転軸42の1/2の回転速度で筒状入力回転軸42と同方向に公転(回転)する。すると、各食付コロ38は各収納空間S4内を径方向幅が狭くなっている端部側に移動し、筒状入力回転軸42の不等幅溝42aのカム面42bと出力回転軸40の間に強い力で食い込む。この結果、筒状入力回転軸42の回転力が各食付コロ38を介して出力回転軸40に伝達され、出力回転軸40が筒状入力回転軸42と同方向に回転し合焦する。

0076

この変形例でも、AFによって合焦すると、制御回路からAF用モータMに信号が送られ、AF用モータMは、ピニオンPと入力ギヤ32fのバックラッシュより小さい回転角だけ、合焦直前の回転方向とは逆方向に回転し、入力回転軸7が、筒状出力回転軸15を回転させることなく、合焦直前の回転方向とは逆方向に回転し、食付コロ38の出力回転軸40及び筒状入力回転軸42に対する食い付き力を減少させる。この結果、交換式レンズ鏡筒のマニュアルフォーカス環をスムーズに回転させられるようになる。

0077

図11の状態において、交換式レンズ鏡筒のマニュアルフォーカス環を回転させると、出力回転軸40が時計方向または反時計方向に回転するが、出力回転軸40の外周面40aは正面視円形なので、出力回転軸40の回転力は食付コロ38には伝わらず、筒状入力回転軸42は回転しない。

0078

このような変形例によっても、第2の実施形態と同様の効果が得られる。
さらに、AFを行うと各食付コロ38が各カム面42b(及び出力回転軸40の外周面40a)に接触することにより、筒状入力回転軸42の回転力が出力回転軸40に伝達されるが、本実施形態では各カム面42bの形状を上述のように決定しているので、各カム面42bや各食付コロ38等に生じた製造誤差の影響により、各食付コロ38が出力回転軸40の外周面40aに接触した時に、各食付コロ38がカム面42bの所定位置からずれた位置に接触しても、各食付コロ38は筒状入力回転軸42から出力回転軸40に回転力を円滑かつ確実に伝達し、筒状入力回転軸42と出力回転軸40を周方向に一体化する。しかも、各食付コロ38が各カム面42bの所定位置からずれた位置に接触しても、各食付コロ38と各カム面42b及び出力回転軸40の外周面40aの間に生じるくさび力が過大になることはない。

0079

なお、第1及び第2の実施形態において、入力回転軸7、32、筒状入力回転軸27、42から筒状出力回転軸15、出力回転軸25、40への回転トルクの伝達効率を無視すれば、差動コロ21、36や食付コロ23、38を単なる球状部材に代える事も可能である。
また、差動コロ21、36の代わりに、図13に示すように、その中心軸C5方向のいずれの位置においても断面形状が図13に示すような形状をなす差動コロ50を差動回転部材として用いてもよい。この場合は、一対の円弧部50a、50bが環状部材17の押圧面17aと軸方向直交面7c1、32a1に当接する範囲で入力回転軸7、32、筒状入力回転軸27、42を回転させ、この回転範囲内で食付コロ23、38を、入力回転軸7、32と筒状出力回転軸15の間、または、筒状入力回転軸27、42と出力回転軸25、40の間に食い込ませるようにする。
さらに、回転トルクの伝達効率の低下を無視すれば、一つの収納空間S1、S2、S3、S4にのみ差動コロ21、36及び食付コロ23、38を配設して実施することも可能である。

0080

なお、第1の実施形態の変形例及び第2の実施形態(変形例も含む)において、筒状入力回転軸27、42、入力回転軸32に設ける不等幅溝27a、32e、42eの数を変え、これに合わせて、食付コロ23、38の数を変えて実施することも可能である。この場合も各カム面7g、27c、42bの形状は上記の要領によって決定する。

0081

また、大径部15aの内周面または出力回転軸25、40の外周面と、小径部7dの各側面7d1または各不等幅溝27a、32e、42aに形成されたカム面7g、27c、32g、42bとで形成されるくさび角度θ、圧縮コイルばね19の強さ、軸方向直交面7c1、27b、32a1及び環状部材17の押圧面17aの面粗さを変えることによって、入力回転軸7、32、筒状入力回転軸27、42から筒状出力回転軸15、出力回転軸25、40への回転トルクの伝達効率を変えることが可能である。

0082

さらに、第1及び第2の実施形態では、一方向入出力回転伝達機構1、1’、30、30’をAF用モータMと交換式レンズ鏡筒のフォーカシング機構の間に適用したが、カメラ本体内に設けられたズーム用モータと、交換式レンズ鏡筒に設けられたズーム環と連動するズーミング機構との間に適用し、ズーム用モータの回転力はズーミング機構に伝達するが、ズーム環の回転力はズーム用モータに伝達させないようにすることも可能である。このようにすれば、オートズームマニュアルズームの切り替えを行うための切替スイッチを設けることなく、オートズーム及びマニュアルズームを行えるようになる。さらに、オートズーム操作時に、ズーム環が回転しなくなるので、撮影者の手がズーム環に触れていても、オートズーム操作を良好に行える。

0083

また、本発明を、図示を省略したワンウェイクラッチ(回転力伝達機構)に適用することも可能である。例えば、ワンウェイクラッチを、回転中心軸A回りに回転自在な入力回転軸と、この入力回転軸の外側に位置し、入力回転軸に対して回転中心軸A回りに相対回転自在な筒状出力回転軸とを具備し、かつ、入力回転軸にカム面を具備する不等幅溝等の周方向不等幅空間形成部を形成し、入力回転軸と、筒状出力回転軸の円筒状の内周面の間に周方向不等幅空間を形成し、この周方向不等幅空間に食付コロ23を周方向に移動自在に挿入したものとする。このような構造のワンウェイクラッチは、入力回転軸を正方向に回転させると、この回転力が食付コロ23を介して筒状出力回転軸に伝わり、一方、入力回転軸を逆方向に回転させると、この回転力は筒状出力回転軸に伝わらない。このようなワンウェイクラッチのカム面に本発明を適用すれば、カム面や食付コロ23等に製造誤差が生じても、ワンウェイクラッチを円滑かつ確実に動作させることができる。

0084

なお、ワンウェイクラッチを、回転中心軸A回りに回転自在な出力回転軸と、この出力回転軸の外側に位置し、回転中心軸A回りに出力回転軸に対して相対回転自在な筒状入力回転軸とを具備し、かつ、筒状入力回転軸の内周面にカム面を具備する不等幅溝等の周方向不等幅空間形成部を形成し、筒状入力回転軸と出力回転軸の間に周方向不等幅空間を形成し、この周方向不等幅空間に食付コロ23を周方向に移動自在に挿入した構造とし、このカム面に本発明を適用することも勿論可能である。

図面の簡単な説明

0085

本発明による一方向入出力回転伝達機構の第1の実施形態の縦断側面図である。
図1のII−II線に沿う縦断正面図である。
カム面の形状を説明するための図2の拡大図である。
食付コロがカム面の所定位置からずれた位置に接触した状態を示す図3と同様の拡大図である。
第1の実施形態の変形例を示す図2と同様の縦断正面図である。
カム面の形状を説明するための図5の拡大図である。
本発明による一方向入出力回転伝達機構の第2の実施形態の縦断側面図である。
図7のVIII−VIII線に沿う縦断正面図である。
図7のIX−IX線に沿う縦断正面図である。
カム面の形状を説明するための図9の拡大図である。
第2の実施形態の変形例を示す図9と同様の縦断正面図である。
カム面の形状を説明するための図11の拡大図である。
差動コロの変形例の断面図である。

符号の説明

0086

1 1’ 一方向入出力回転伝達機構(回転力伝達機構)
3ハウジング
3a環状フランジ
3b前壁
3c円形板
3d窓孔
5回転軸
5a小径部
5b 大径部
7入力回転軸
7a中心孔
7b最大径部
7c 中間径部
7c1軸方向直交面
7d 最小径部(周方向不等幅空間形成部)
7d1 側面
7e入力ギヤ
7f環状凹部
7gカム面
9ベアリングボール
11 抜け止め板
13固定ねじ
15筒状出力回転軸
15a大径筒状部
15a1内周面(回転伝達円筒面)
15b小径筒状部
15c出力ギヤ
17環状部材
17a押圧面
19圧縮コイルばね(付勢手段)
21 差動コロ(差動回転部材)
23食付コロ(回転力伝達部材)
25出力回転軸
25a外周面(回転伝達円筒面)
27筒状入力回転軸
27a不等幅溝(周方向不等幅空間形成部)
27b 軸方向直交面
27c カム面
30 30’ 一方向入出力回転伝達機構(回転力伝達機構)
32 入力回転軸
32a 小径部
32a1 軸方向直交面
32b 大径部
32c 環状凹部
32d 嵌合凹部
32e 不等幅溝(周方向不等幅空間形成部)
32f 入力ギヤ
32g カム面
34リテーナ
34a 前壁
34b 中心孔
34c 嵌合孔
34d 筒状部
34e取付孔
36 差動コロ
38 食付コロ(回転力伝達部材)
40 出力回転軸
40a 外周面(回転伝達円筒面)
42 筒状入力回転軸
42a 不等幅溝(周方向不等幅空間形成部)
42b カム面
50 差動コロ(差動回転部材)
50a 50b円弧部
A回転中心軸
C1 C2 C3 C4 C5中心軸
DS1 DS2 DS3 DS4 DS5 DS6 DS7 DS8 カム面決定円
IS1 IS2 IS3 IS4 IS5 IS6 IS7 IS8仮想円
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 接線
MAF用モータ
M1 回転軸
Pピニオン
RS 環状空間
S1 S2 S3 S4収納空間(周方向不等幅空間)
X Y 直線
θくさび角度

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