JP2006275096A - 直動転がり案内装置及びレンズ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来の直動転がり案内装置では、予圧調整機構として止めねじ等の突き出し手段を用いる場合には、止めねじの締め込み具合によって予圧が変化してしまい、止めねじに弛みが生じると予圧が低下してしまう。
【解決手段】 直線状に延在された第1の案内溝7と、その第1の案内溝7を中心として対称に配置された嵌合孔11とを有する案内部材2と、直線状に延在され且つ第1の案内溝7との間に所定の間隔をあけて対向された第2の案内溝8を有する可動部材3と、案内部材2を保持する固定部材4と、第1の案内溝7と第2の案内溝8との間に転動自在に介在された複数個の円筒ころ14を有する転動体ユニット5と、案内部材2及び可動部材3を介して転動体ユニット5に予圧を付与する一対の板ばね6A,6Bと、を備えて構成される。固定部材4には、案内部材2の嵌合孔11に嵌合可能とされた嵌合ピン22を設け、嵌合孔11は、第1の案内溝7が延在する方向と直交する方向に長くした長孔からなる。
【選択図】 図1
【解決手段】 直線状に延在された第1の案内溝7と、その第1の案内溝7を中心として対称に配置された嵌合孔11とを有する案内部材2と、直線状に延在され且つ第1の案内溝7との間に所定の間隔をあけて対向された第2の案内溝8を有する可動部材3と、案内部材2を保持する固定部材4と、第1の案内溝7と第2の案内溝8との間に転動自在に介在された複数個の円筒ころ14を有する転動体ユニット5と、案内部材2及び可動部材3を介して転動体ユニット5に予圧を付与する一対の板ばね6A,6Bと、を備えて構成される。固定部材4には、案内部材2の嵌合孔11に嵌合可能とされた嵌合ピン22を設け、嵌合孔11は、第1の案内溝7が延在する方向と直交する方向に長くした長孔からなる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、転動体を介して可動部材を直線的に移動可能とした直動転がり案内装置及びレンズ装置に関し、特に、転動体に付与される予圧の調整を不要として、可動部材がどの位置にあるときにも常に適度な予圧を付与することができる直動転がり案内装置及び、その直動転がり案内装置を備えたレンズ装置に関するものである。
従来の、直動転がり案内装置としては、例えば、特許文献1に記載されているようなものがある。特許文献1には、スチルカメラやビデオカメラ用のレンズ鏡胴に関するものが記載されている。この特許文献1に記載されたレンズ鏡胴は、「レンズを担持し光軸方向に移動すると共に光軸に平行な複数の第1ガイド溝を有する移動鏡胴と、前記第1ガイド溝に夫々対向した光軸に平行な複数の第2ガイド溝を有する固定鏡胴と、対向する前記第1ガイド溝と前記第2ガイド溝とに挟着される夫々複数の硬球とを備えた」ことを特徴としている。
このような構成を有する特許文献1のレンズ鏡胴によれば、「光軸に平行なガイド溝に硬球を用いたので、移動鏡胴は極めて円滑に進退することができる」等の効果が期待される。
また、従来の直動転がり案内装置の他の例としては、例えば、特許文献2に記載されているようなものもある。特許文献2には、工作機械や産業用ロボットなどの運動機構部において、移動させるべき物体を案内する転がり案内ユニットに関し、特に転動体を保持する保持器の位置ずれを防止した有限運動転がり案内ユニットに関するものが記載されている。この特許文献2に記載された有限運動転がり案内ユニットは、「夫々長手方向に沿って軌道が形成されかつ該軌道同士が対向するように配置された一対の軌道部材と、前記軌道間に配列されて転動しつつ荷重を受ける転動体と、該転動体各々を回転自在に保持する保持器とを備え、前記軌道部材の軌道部分と、前記転動体各々の1以上との、少なくともいずれか一方が磁石からなり、他方に対して吸着するように着磁されている」ことを特徴としている。
このような構成を有する特許文献2の有限運動転がり案内ユニットによれば、「軌道部分と転動体とのすべり摩擦力について、外部荷重分に磁石の吸着力相当分が加わる。故に、転動体と軌道部分との接触にすべりが発生し難くなり、保持器の位置ずれが抑制される」等の効果が期待される。
特開平8−29656号公報
特開平9−72334号公報
一般に、固定部材と可動部材と転動体とを備えた直動転がり案内装置において、安定した直線運動を得るためには、転動体に付与される予圧を管理し、常に適当な大きさの予圧が転動体に加えられるようにする必要がある。その予圧の管理手段としては、例えば、止めねじ等の突き出し手段を設け、その止めねじで固定部材又は可動部材を転動体側に押圧して、転動体に対する予圧を調整するものが知られている。
前述した特許文献2の有限運動転がり案内ユニットは、この止めねじによる予圧調整機構を備えた例を示すものである。しかしながら、予圧調整機構として止めねじを用いる場合には、止めねじの締め込み具合によって予圧が変化し、その止めねじに弛みが生じると予圧が低下してしまう。そのため、止めねじに弛みが生じない機構を用いようとすると、その機構自体が複雑なものとなり、部品点数が増加してコスト高になると共に、組立工数も増加して作業性が悪くなるという問題点がある。
また、特許文献1のレンズ鏡胴には、板ばねを用いた予圧調整機構が開示されているが、ヨークの断面形状がコ字状をなしていて、その開口側にレンズを担持したコイルボビンが直線的に移動する構造となっていた。そのため、ヨークがコイルボビンを保持する保持力が、コイルボビンの突出量に反比例するように減少することから、可動部材の位置によって予圧が変化してしまい、均一な予圧を得ることができないという問題点があった。
解決しようとする問題点は、従来の直動転がり案内装置では、予圧調整機構として止めねじ等の突き出し手段を用いる場合には、止めねじの締め込み具合によって予圧が変化してしまい、止めねじに弛みが生じると予圧が低下してしまうという点である。また、従来の板ばねを用いた予圧調整機構の場合には、ヨークがコイルボビンを保持する保持力が、コイルボビンの突出量に反比例するように減少するために、可動部材の位置によって予圧が変化し、均一な予圧を得ることができないという点である。
本発明の直動転がり案内装置は、直線状に延在された第1の案内溝と、その第1の案内溝を中心として対称に配置された嵌合孔とを有する案内部材と、直線状に延在され且つ第1の案内溝との間に所定の間隔をあけて対向された第2の案内溝を有する可動部材と、案内部材を保持する固定部材と、第1の案内溝と第2の案内溝との間に転動自在に介在された複数個の転動体を有する転動体ユニットと、案内部材及び可動部材を介して転動体ユニットに予圧を付与する予圧部材と、を備え、固定部材には、案内部材の嵌合孔に嵌合可能とされた嵌合ピンを設け、嵌合孔は、第1の案内溝が延在する方向と直交する方向に長くした長孔からなることを最も主要な特徴とする。
また、本発明の直動転がり案内装置は、直線状に延在され且つ互いに平行とされた複数の第1の案内溝を有する固定部材と、直線状に延在され且つ第1の案内溝との間に所定の間隔をあけて対向されると共に互いに平行とされた複数の第2の案内溝を有する可動部材と、第1の案内溝と第2の案内溝との間に転動自在に介在された複数個の転動体を有する複数の転動体ユニットと、複数の第1の案内溝のうちの1つの第1の案内溝を有し、固定部材に保持されると共に第1の案内溝を中心として対称に配置された嵌合孔を有する少なくとも1つの案内部材と、その案内部材及び可動部材を介して転動体ユニットに予圧を付与する予圧部材と、を備え、固定部材には、案内部材の嵌合孔に嵌合可能とされた嵌合ピンを設け、嵌合孔は、第1の案内溝が延在する方向と直交する方向に長くした長孔からなることを特徴とする。
本発明の直動転がり案内装置では、案内部材又は固定部材に設けた第1の案内溝と可動部材に設けた第2の案内溝との間に複数個の転動体を有する転動体ユニットが介在され、その転動体ユニットに対して案内部材及び可動部材を介して予圧部材から所定の予圧が付与されている。そのため、案内部材又は固定部材に対する可動部材の相対的な直線動作をスムースに行うことができると共に、転動体が転動して位置を変えたときにも可動部材の姿勢変化を抑制し、安定した動作を行うことができる。また、案内部材に設けた嵌合孔が、案内溝が延在する方向と直交する方向に長い長孔となっているため、構成部品の精度上の誤差を吸収しつつ案内部材が傾く方向に対する姿勢変化を抑制することができる。
本発明の直動転がり案内装置及びレンズ装置によれば、転動体ユニットに対する予圧の調整作業を不要とすることができ、転動体が転動して位置を変えたときにも、常に適度な予圧を転動体ユニットに付与してスムースで安定した直線移動を実現することができる。
転動体ユニットに所定の予圧を付与して案内部材をスムースに安定よく直線移動できると共に、案内部材が大きく傾くのを抑制できる直動転がり案内装置及びレンズ装置を、簡単な構成によって実現した。
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図1〜図19は、本発明の直動転がり案内装置及びレンズ装置の実施の形態の例を説明するものである。即ち、図1は直動転がり案内装置の第1の実施例を示す分解斜視図、図2は組立斜視図、図3は正面図、図4は図3のX−X線断面図、図5及び図6は動作説明図である。図7は直動転がり案内装置の第2の実施例を示す分解斜視図、図8は直動転がり案内装置の第3の実施例を示す分解斜視図、図9は直動転がり案内装置の第4の実施例を示す分解斜視図、図10は直動転がり案内装置の第5の実施例を示す分解斜視図、図11は組立斜視図、図12は正面図、図13は図12のY−Y線断面図である。図14はレンズ装置の第1の実施例を示す分解斜視図、図15及び図16は支持構造の例を示す説明図、図17及び図18はレンズ装置を用いた撮像装置の一例を示す外観斜視図、図19は撮像装置を断面した説明図である。
図1〜図4に示すように、本発明の直動転がり案内装置の第1の実施例を示す直動転がり案内装置1は、第1の案内溝7を有する案内部材2と、第2の案内溝8を有する可動部材3と、案内部材2を保持する固定部材4と、第1の案内溝7と第2の案内溝8との間に転動自在に介在された転動体ユニット5と、予圧部材の一実施例を示す2枚で一対の板ばね6A,6Bとを備えて構成されている。
案内部材2は、平面形状が長方形をなすと共に、その長手方向と直交する方向に断面した形状がT字形をなす板状の部材からなる。案内部材2の平面側の略中央部には長手方向に連続して一端から他端まで達する第1の案内溝7が設けられている。第1の案内溝7の長手方向と直交する方向の断面形状はV字形とされており、その底部には、転動体との接触を避けるための逃げ溝が設けられている。第1の案内溝7の両側の傾斜面は、それぞれ略45°に設定されている。この案内部材2の第1の案内溝7が設けられた面と反対側の面の略中央部に、長手方向に連続して一端から他端まで達する突条部9が設けられており、この突条部9の両側の凹部が庇部9a,9bとされている。
一対の庇部9a,9bには、それぞれ位置決め孔10と2つの嵌合孔11,11が設けられている。各ばね受け部9a,9bにおいて、位置決め孔10は長手方向の略中央部に設定され、2つの嵌合孔11,11は、位置決め孔10を中心として長手方向の両側に略等間隔に設定されている。2つの嵌合孔11は、第1の案内溝7が延在する方向と直交する方向に長くした長孔とされている。
可動部材3は、案内部材2と略同様の形状を有しており、形状がT字形をなす板状の部材からなる。案内部材2の底面側の略中央部には長手方向に連続して一端から他端まで達する第2の案内溝8が設けられている。第2の案内溝8の長手方向と直交する方向の断面形状は逆V字形とされており、その頂部には、転動体との接触を避けるための逃げ溝が設けられている。第2の案内溝8の両側の傾斜面は、それぞれ略45°に設定されている。この可動部材3の第2の案内溝8が設けられた面と反対側の面の略中央部に、長手方向に連続して一端から他端まで達する突条部12が設けられており、この突条部12の両側に庇部12a,12bが設定されている。
可動部材3の幅方向の寸法は案内部材2の幅方向の寸法と略同一とされているが、長手方向の寸法は、可動部材3の方が案内部材2よりも長く形成されている。これは、案内部
材2が所定位置に固定され、その案内部材2に対して可動部材3が案内溝の延在する方向へ相対的に移動するものだからである。なお、第1の案内溝7と第2の案内溝8は、略同一の大きさに設定されている。
材2が所定位置に固定され、その案内部材2に対して可動部材3が案内溝の延在する方向へ相対的に移動するものだからである。なお、第1の案内溝7と第2の案内溝8は、略同一の大きさに設定されている。
転動体ユニット5は、転動体の第1の実施例を示す複数個(この実施例では4個)の円筒ころ14と、これら円筒ころ14を転動自在に保持する保持器15とから構成されている。円筒ころ14が転動体として好適であるが、その他の転動体、例えば、球面ころや球等を用いることもできる。保持器15には、円筒ころ14を収容するための保持穴16が転動体の数と同数である4箇所に設けられている。保持器15の4箇所の保持穴16は、同一直線上に直列に配置されており、それらの保持穴16に4個の円筒ころ14が、その傾斜方向を1つおきに変えて45°傾けた状態で転動自在に保持されている。
固定部材4は、案内部材2を収納できる凹部17を有する長方形の枠状をなす部材からなる。固定部材4の底面の幅方向の略中央部には、長手方向に延在された長穴18が設けられており、この長穴18の幅方向の両側に底面部19A,19Bが形成されている。各底面部19A,19Bには、上方に突出する位置決めピン21と、同じく上方に突出する2つの嵌合ピン22,22が設けられている。
位置決めピン21は、各底面部19A,19Bにおいて、それぞれ長手方向の略中央部に設定されている。また、2つの嵌合ピン22,22は、それぞれ位置決めピン21を中心として長手方向の両側に所定の間隔をあけて配置されている。これら位置決めピン21及び嵌合ピン22,22は、案内部材2の位置決め孔10及び嵌合孔11,11に対応されており、組立時において互いに嵌合するように構成されている。
固定部材4の左右対称をなす底面部19A,19Bに、一対の板ばね6A,6Bが個別に装着されている。各板ばね6A,6Bは、底面部19A,19Bと略同程度の大きさを有する長尺状のばね材からなり、長手方向の中央部には支持部6a設定されている。更に、各板ばね6A,6Bの長手方向の両端部には圧接部6b,6bが設定されており、これら圧接部6b,6bと支持部6aとの間に、圧接部6b,6bにばね力を付与する弾性部6c,6cが設定されている。
各板ばね6A,6Bの支持部6aの略中央部には、丸孔からなる位置決め孔23をそれぞれ設けている。各位置決め孔23には、固定部材4に設けた位置決めピン21が嵌合される。この位置決め孔23の直径は、位置決めピン21の軸径よりも大きく形成されており、位置決めピン21との間に適当な大きさの隙間を設定することによって嵌合ピン22との精度誤差を吸収できるようにしている。また、各板ばね6A,6Bの弾性部6cの圧接部6bの近傍には、長孔からなる逃げ孔24,24をそれぞれ設けている。各逃げ孔24,24には、固定部材4に設けた嵌合ピン22,22がそれぞれ嵌合される。この逃げ孔24は、板ばね6A,6Bの弾性部6c,6cの弾性変形を許容するために長手方向に延在した長孔として形成されている。
案内部材2、可動部材3、固定部材4及び保持器15の材質としては、例えば、ABS樹脂(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂)等のエンジニアリングプラスチックが好適であるが、アルミニウム合金その他の金属を用いることもできる。板ばね6A,6Bとしては、ばね鋼等の金属が好適であるが、ABS樹脂等のエンジニアリングプラスチックを用いることもできる。また、円筒ころ14としては、ステンレス鋼、構造用炭素鋼、超硬合金、エンジニアリングプラスチック等の各種の材料を用いることができる。
このような構成を有する直動転がり案内装置1は、例えば、次のようにして簡単に組み立てることができる。まず、固定部材4の左右の底面部19A,19Bに、一対の板ばね6A,6Bを個別に装着する。このとき、各板ばね6A,6Bは、支持部6aの位置決め孔23に各底面部19A,19Bの位置決めピン21を嵌合すると共に、両側の嵌合孔11,11に嵌合ピン22,22をそれぞれ嵌合する。次に、案内部材2を、一対の板ばね6A,6Bの上から固定部材4の凹部17内に挿入する。そして、位置決めピン21を位置決め孔10に嵌合すると共に、両側の嵌合ピン22,22を嵌合孔11,11にそれぞれ嵌合する。
この際、嵌合孔11が長孔とされていて、その長手方向が第1の案内溝7と直交する方向に設定されているため、この長孔によって位置決めピン21に対する嵌合ピン22の精度上の誤差を吸収することができ、案内部材2の取付作業を簡単且つ迅速に行うことができる。次に、4個の円筒ころ14を保持した転動体ユニット5を、案内部材2の第1の案内溝7に嵌め込む。その後、可動部材3を案内部材2の上に重ね合わせ、第2の案内溝8を転動体ユニット5には嵌め合わせる。これにより、図2〜図4に示すように、組立作業が完了して直動転がり案内装置1が得られる。
このような構成を有する直動転がり案内装置1によれば、固定部材4の位置決めピン21と嵌合ピン22とで板バネ6A,6Bと案内部材2の位置決めを行うことができる。しかも、案内部材2と固定部材4との間に2枚の板バネ6A,6Bを介在させ、そのばね力で案内部材2を可動部材3側に付勢する構成としたため、2枚の板バネ6A,6Bのばね力で決定される所定の予圧を常に転動体ユニット5に付与することができる。その結果、転動体ユニット5の移動方向の位置によらず、その転動体ユニット5及び案内部材2の可動方向に対する傾きを軽減することが可能となり、安定した動作を得ることができる。
図5Aは、転動体ユニット5が可動部材3の可動ストロークの中央に位置している状態を示している。図5B及び図6Aは、可動部材3が、紙面に向かって左方向へ距離SLだけ移動した状態を示している。また、図5C及び図6Bは、可動部材3が、紙面に向かって逆方向の右方向へ距離SRだけ移動した状態を示している。このとき、転動体ユニット5の移動量は、それぞれ可動部材3の移動量の1/2であり、図5B及び図6Aの場合はSL/2の移動量、図5C及び図6Bの場合はSR/2の移動量である。
図5Bに示すように、可動部材3が紙面に向かって左方向へ距離SLだけ移動したとき、転動体ユニット5は、固定部材4の可動側端部に余裕を持った状態で位置する。このとき、転動体ユニット5は、一対の板バネ6A,6Bのばね力を受けることにより、同図において左側下方へ沈もうとするが、固定部材4の嵌合ピン22が案内部材2の嵌合孔11に嵌合されていて、その嵌合孔11によって案内部材2が可動方向へ傾くのが抑制されている。そのため、転動体ユニット5の前記左側下方への沈み込みを回避することができる。従って、転動体ユニット5に付与される予圧が大きく変化するのを防止し、可動部材3のスムースな移動を確保することができる。
このような作用及び効果は、図5C及び図6Bに示すように、可動部材3が紙面に向かって右方向へ距離SLだけ移動した場合も同様である。
図7には、本発明の直動転がり案内装置の第2の実施例を示している。この第2の実施例に係る直動転がり案内装置1Aは、前記第1の実施例における2枚で一対の板ばね6A,6Bに替えて、1枚の板ばね6によって予圧部材の第2の実施例を構成したものである。この第2の実施例が前記第1の実施例と異なるところは板ばね6のみであるため、ここで板ばね6について説明し、その他の構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。
板ばね6は、一対の弾性支持部6A,6Bと、これら弾性支持部6A,6Bを連結する連結部6Cとからはり、全体として平面形状がH字状に形成されている。一対の弾性支持部6A,6Bは、所定の間隔をあけて互いに平行とされており、それらの長手方向中央部間を連結部6Cが連結し、1枚の板ばねによって作られている。連結部6Cは、案内部材2の突条部9を避けるためにコ字状に折り曲げ形成されている。一対の弾性支持部6A,6Bは、底面部19A,19Bの長さと略同程度の長さを有する長尺状の弾性部分からなり、長手方向の中央部に設定された固定部6aに連結部6Cの両端がそれぞれ連結されている。
更に、各弾性支持部6A,6Bの長手方向の両端部には圧接部6b,6bが設定されており、これら圧接部6b,6bと固定部6aとの間に、圧接部6b,6bにばね力を付与する弾性部6c,6cが設定されている。各支持部6aの略中央部には、丸孔からなる位置決め孔23をそれぞれ設けている。各位置決め孔23には、固定部材4に設けた位置決めピン21が嵌合される。この位置決め孔23の直径は、位置決めピン21の軸径よりも大きく形成されており、位置決めピン21との間に適当な大きさの隙間を設定することによって嵌合ピン22との精度誤差を吸収できるようにしている。
また、各弾性部6cの圧接部6bの近傍には、長孔からなる逃げ孔24,24をそれぞれ設けている。各逃げ孔24,24には、固定部材4に設けた嵌合ピン22,22がそれぞれ嵌合される。この逃げ孔24は、弾性部6c,6cの弾性変形を許容するために長手方向に延在した長孔として形成されている。その他の構成は、前記第1の実施例と同様である。このような構成を有する直動転がり案内装置1Aによっても、前記第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
なお、図示しないが、前記板ばね6A,6B及び6に替えて、例えば、4つのコイルばねを予圧部材として用いることもできる。具体的には、4個の同一のコイルばねを、固定部材4の4つの嵌合ピン22,22に装着する。これにより、前記板ばね6A,6B及び板ばね6と同様の作用及び効果を得ることができる。また、板ばねに替えて、板状に形成したアクリルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、発泡スチロール、その他各種のゴム状弾性体を用いることもできる。なお、前記嵌合ピン22に替えて、コイルばねを取り付けるための凸部を別個に設けてもよい。更に、4個のコイルばねに替えて4個の板ばねを用いることもできる。
図8には、本発明の直動転がり案内装置の第3の実施例を示している。この第3の実施例に係る直動転がり案内装置31は、前記第1の実施例における2枚で一対の板ばね6A,6Bに替えて、一対の永久磁石33,34を2組用い、2組の板状永久磁石32A,32Bによって予圧部材の第3の実施例を構成したものである。この第3の実施例が前記第1の実施例と異なるところは2組の板状永久磁石32A,32Bのみであるため、ここでは板状永久磁石32A,32Bについて説明し、その他の構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。
即ち、直動転がり案内装置31は、第1の案内溝7を有する案内部材2と、第2の案内溝8を有する可動部材3と、案内部材2を保持する固定部材4と、第1の案内溝7と第2の案内溝8との間に転動自在に介在された転動体ユニット5と、予圧部材の第2の実施例を示す2組の板状永久磁石32A,32Bとを備えて構成されている。
板状永久磁石32A,32Bは、それぞれ第1の磁石板33と第2の磁石板34とによって構成されている。第1の磁石板33と第2の磁石板34は同一のものであり、従って、この実施例では4個の同一の磁石板を用いることによって2組の板状永久磁石32A,32Bが構成されている。各磁石板33,34は、固定部材4の底面部19A,19Bと略同程度の大きさを有する長尺状の磁石からなり、その一面側の全面にN極が設定され、他面側の全面にS極が設定されている。
更に、各磁石板33,34の長手方向の略中央部には、丸孔からなる位置決め孔35が設けられている。各位置決め孔35には、固定部材4に設けた位置決めピン21が嵌合される。この位置決め孔35の直径は、前記実施例の位置決め孔23と同様に、位置決めピン21の軸径よりも大きく形成されており、位置決めピン21との間に適当な大きさの隙間を設定し、これにより嵌合ピン22との位置精度の誤差を吸収できるようにしている。また、各磁石板33,34の両端部には、長孔からなる嵌合孔36,36が設けられている。各嵌合孔36,36には、固定部材4に設けた嵌合ピン22,22がそれぞれ嵌合される。この嵌合孔36は、案内部材2の嵌合孔11と同様に、第1の案内溝7が延在する方向と直交する方向に長くした長孔として形成されている。
このような構成を有する直動転がり案内装置31は、例えば、次のようにして簡単に組み立てることができる。まず、固定部材4の左右の底面部19A,19Bに、それぞれ第2の磁石板34,34を装着する。このとき、第2の磁石板34,34は、それぞれ同じ極(例えば、N極)を上にして、中央の位置決め孔35に各底面部19A,19Bの位置決めピン21を嵌合すると共に、両側の嵌合孔36,36に嵌合ピン22,22をそれぞれ嵌合する。このとき、第2の磁石板34,34は、接着剤等の固着手段を用いて底面部19A,19Bに固定することが好ましいが、本実施例のように永久磁石の反発力を利用する場合には、固着手段を用いることなく、単に位置決め孔35に位置決めピン21を嵌合するのみであってもよい。
次に、予め一対の第1の磁石板33,33が固着されている案内部材2を一対の第2の磁石板34,34の上に重ね合わせる。このとき、一対の第1の磁石板33,33は、一対の第2の磁石板34,34との関係で互いに反発しあうように、N極を対向させて配置する。一対の第1の磁石板33,33は、案内部材2の左右の庇部9a,9bの第1の案内溝7と反対側の面である突条部9のある面の当該突条部9の両側に、接着剤等の固着手段によって固定されている。
このとき、第1の磁石板33の位置決め孔35は各庇部9a,9bの位置決め孔10と合致させ、両側の嵌合孔36,36は各庇部9a,9bの嵌合孔11,11と合致させるようにする。このように一対の第1の磁石板33,33が一体化された案内部材2を、一対の第1の磁石板33,33の上から固定部材4の凹部17内に挿入する。そして、位置決めピン21を位置決め孔35,10に嵌合すると共に、両側の嵌合ピン22,22を嵌合孔36,11にそれぞれ嵌合する。
この際、互いに合致された嵌合孔36及び嵌合孔11が共に長孔とされていて、その長手方向が第1の案内溝7と直交する方向に設定されているため、この長孔によって位置決めピン21に対する嵌合ピン22の位置精度の誤差を吸収することができ、案内部材2の取付作業を簡単且つ迅速に行うことができる。
その後、前記実施例と同様に、4個の円筒ころ14を保持した転動体ユニット5を、案内部材2の第1の案内溝7に嵌め込む。そして、可動部材3を案内部材2の上に重ね合わせ、第2の案内溝8を転動体ユニット5には嵌め合わせる。これにより、組立作業が完了して直動転がり案内装置31が得られる。なお、永久磁石に替えて、電磁石、誘磁コイル等の磁性部材を用いることも可能である。
このような構成を有する直動転がり案内装置31によれば、固定部材4と案内部材2との間に介在された2組の板状永久磁石32A,32Bにおいて、それぞれが対をなす第1の磁石板33と第2の磁石板34とが互いに反発しあうように配置されているため、前記板ばね6A,6Bと同様に、一対の永久磁石の反発力を利用して転動体ユニット5に適当な強さの予圧を与えることができる。そのため、前記実施例と同様に、転動体ユニット5の沈み込みを回避することができ、転動体ユニット5に加わる予圧が大きく変化するのを防止して、可動部材3のスムースな移動を確保することができる。
図9には、本発明の直動転がり案内装置の第4の実施例を示している。この第4の実施例に係る直動転がり案内装置31Aは、前記第3の実施例における2枚で一対をなす2組の板状永久磁石32A,32Bに替えて、2枚で一対をなす1組の枠状永久磁石33A,34Aによって予圧部材の第4の実施例を構成したものである。この第4の実施例が前記第3の実施例と異なるところは一対の枠状永久磁石33A,34Aのみであるため、ここでは一対の枠状永久磁石33A,34Aについて説明し、その他の構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図9に示すように、一対の枠状永久磁石33A,34Aは、同一の形状及び大きさを有する2枚の枠状に形成された磁石部材からなる。各枠状永久磁石33A(及び34A)は長方形に形成されており、その中央部に長手方向に延在された長方形の開口部37が設けられている。そして、各枠状永久磁石33A(及び34A)の長辺部に、前記板状永久磁石32A,32Bと同様に、1つの位置決め孔35と2つの嵌合孔36,36が、それぞれ対応する位置に設けられている。開口部37は、案内部材2の突条部9に見合った大きさとされており、その突条部9を開口部37に嵌合することによって一体化される。必要により、第1の枠状永久磁石33Aは案内部材2に固着し、第2の枠状永久磁石34Aは固定部材4に固着するようにする。
その他の構成は、前記第3の実施例と同様である。このような構成を有する直動転がり案内装置31Aによっても、前記第3の実施例と同様の効果を得ることができる。
図10〜図13には、本発明の直動転がり案内装置の第5の実施例を示している。この第5の実施例に係る直動転がり案内装置41は、前記第3の実施例における直動転がり案内装置31の2組の板状永久磁石32A,32Bの一方の要素を構成する一対の第2の磁石板34,34を可動部材3に固定する構成としたものである。
この第5の実施例に係る直動転がり案内装置41が前記第3の実施例に係る直動転がり案内装置31と異なるところは、一対の第2の磁石板44,44を可動部材46に設けると共に、それに対応して案内部材45の形状を一部変更した点である。よって、ここでは2組の板状永久磁石32A,32B(それぞれ第1の磁石板33と第2の磁石板44とからなる。)と案内部材45及び可動部材46との構成について説明し、その他の構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。
即ち、直動転がり案内装置41は、第1の案内溝7を有する案内部材45と、第2の案内溝8を有する可動部材46と、案内部材45を保持する固定部材4と、第1の案内溝7と第2の案内溝8との間に転動自在に介在された転動体ユニット5と、予圧部材をなす2組の板状永久磁石32A,32B(第1の磁石板33と第2の磁石板44)とを備えて構成されている。
案内部材45は、その形状は前記実施例における案内部材2と略同様であるが、異なるところは、庇部9a,9bの第1の案内溝7側に第1の磁石板33を収納するための凹部をそれぞれ設け、それらの凹部に2枚の第1の磁石板33を装着して一体的に構成した点である。2枚の第1の磁石板33は、接着剤等の固着手段を用いて固定する。このとき、第1の磁石板33の位置決め孔35は庇部9a(又は9b)の位置決め孔10と一致させ、両側の嵌合孔36,36は庇部9a(又は9b)の嵌合孔11と一致させるようにする。
可動部材46は、その形状は前記実施例における可動部材3と略同様であるが、異なるところは、庇部12a,12bの第2の案内溝8側に第2の磁石板44を収納するための凹部をそれぞれ設け、それらの凹部に2枚の第2の磁石板44を装着して一体的に構成した点である。この場合、第1の磁石板33の極性と第2の磁石板44の極性は、互いに引き合うように設定してもよく、また、互いに反発し合うように設定してもよい。その理由は、第1及び第2の案内溝7,8を挟んで左右対称に2組の板状永久磁石32A,32Bを配置しているため、上記極性の組み合わせのどちらを採用しても、左右方向のバランスを取ることができるからである。
このような構成を有する直動転がり案内装置41は、例えば、次のようにして更に簡単に組み立てることができる。まず、固定部材4に案内部材45を装着する。このとき、案内部材45の一対の位置決め孔10,35に固定部材4の一対の位置決めピン21,21を嵌合すると共に、二対の嵌合孔11,36に二対の嵌合ピン22,22を嵌合する。次に、4個の円筒ころ14を保持した転動体ユニット5を、案内部材45の第1の案内溝7に嵌め込む。その後、可動部材46を案内部材45の上に重ね合わせ、第2の案内溝8を転動体ユニット5には嵌め合わせる。これにより、組立作業が完了し、直動転がり案内装置41が得られる。
このような構成を有する直動転がり案内装置41によれば、案内部材45と可動部材46の間に介在された2組の板状永久磁石32A,32Bにおいて、それぞれが対をなす第1の磁石板33と第2の磁石板44とが互いに反発し合うか又は互いに引き合うように配置されているため、前記板ばね6A,6B及び前記磁石板33,34を用いた場合と同様に、一対の永久磁石の反発力又は引張力を利用して転動体ユニット5に適当な強さの予圧を与えることができる。そのため、前記実施例と同様に、転動体ユニット5の沈み込みを回避することができ、転動体ユニット5に加わる予圧が大きく変化するのを防止して、可動部材46のスムースな移動を確保することができる。
図14は、前記第1の実施例に係る直動転がり案内装置1をレンズ鏡筒50に用いた実施例を示すものである。レンズ鏡筒50は、案内部材の一具体例を示す固定鏡筒51と、この固定鏡筒51にスライド可能に保持された可動部材の一具体例を示す可動鏡筒52と、固定鏡筒51と可動鏡筒52との間に介在された3つの転動体ユニット53A,53B,53Cとから構成されている。
固定鏡筒51は、円形をなす筒体からなり、その軸方向の一端には、半径方向外側に展開されたフランジ部51aが設けられている。固定鏡筒51の外周面の3箇所には、所定の範囲内で平面とされた3つの平面部54a,54b,54cが設けられている。3つの平面部54a〜54cは、互いに等角度間隔に配置されており、第1の平面部54aには第1の案内溝である内筒案内溝55が設けられ、また、第2及び第3の平面部54b,54cにはそれぞれ長方形をなす開口部56A,56Bが設けられている。内筒案内溝55は、固定鏡筒51の軸方向と平行をなすよう直線状に延在されており、その断面形状はV字形とされていて、それぞれ両側に45°傾斜された案内面が設けられている。この内筒案内溝55には、転動体ユニット53Aの一面側が嵌め合わされている。
固定鏡筒51の2つの開口部56A,56Bの幅方向(円周方向)両側の縁部には、位置決めピン21と2つの嵌合ピン22,22とが軸方向に所定間隔あけて直列をなすようにそれぞれ設けられている。これらのピン21,22に位置決め孔23及び逃げ孔24を嵌合することにより、それぞれの開口部56A,56Bの縁部に、それぞれ一対の板ばね6A,6Bが取り付けられている。これら一対の板ばね6A,6Bの上に、それぞれ第1の案内溝である別体案内溝57を外側に向けた状態で案内部材2が重ね合わされている。各案内部材2の別体案内溝57には、転動体ユニット53B及び53Cの一面側がそれぞれ嵌め合わされている。なお、3つの転動体ユニット53A〜53Cは、前記実施例で説明した転動体ユニット5と同様の形状及び構成を有するものである。
可動鏡筒52は、固定鏡筒51よりも直径の大きな円形をなす筒体からなり、この可動鏡筒52の内側に所定の隙間をあけて固定鏡筒51が挿入されている。可動鏡筒52の内周面の3箇所には、半径方向内側に突出された突出部58a,58b,58cが設けられている。3つの突出部58a〜58cの一部は、可動鏡筒52の一端から軸方向外側に突出されている。3つの突出部58a〜58cは、周方向に等間隔に配置されており、それぞれの内面の略中央部には、軸方向に連続された第2の案内溝である外筒案内溝59が設けられている。
外筒案内溝59は、可動鏡筒52の軸方向と平行をなすよう直線状に延在されており、その断面形状はV字形とされていて、それぞれ両側に45°傾斜された案内面が設けられている。この外筒案内溝59には、転動体ユニット53A,53B,53Cの他面側がそれぞれ嵌め合わされている。即ち、3箇所の外筒案内溝59は、固定鏡筒51の内筒案内溝55と、その固定鏡筒51に装着された2つの案内部材2,2の別体案内溝57,57とにそれぞれ対向されており、これら内外の案内溝55,59及び57,59間に、転動体ユニット53A,53B,53Cがそれぞれ転動自在に介在されている。
図14には図示しないが、固定鏡筒51と可動鏡筒52に関連して、固定鏡筒51に対して可動鏡筒52を軸方向へ進退動作させるための駆動手段が設けられている。この駆動手段は、例えば、コイルと永久磁石との組み合わせによって構成することができる。例えば、固定鏡筒51の外周面にコイルを巻き付け、可動鏡筒52の内周面に永久磁石を固着する。このように構成し、コイルに通電して電磁力を発生することにより、可動鏡筒52を進退動作させる如くである。
この実施例によれば、可動鏡筒52が周方向の3箇所において転動体ユニット53A,53B,53Cによって連動自在に支持されていると共に、そのうちの2箇所に案内部材2と予圧部材である板ばね6A,6Bをそれぞれ配置し、その板ばね6A,6Bのばね力で2つの案内部材2を転動体ユニット53B,53Cに付勢する構成とした。これにより、1箇所の転動体ユニット53Aで固定鏡筒51に対して可動鏡筒52の位置決めし、他の2箇所において案内部材2と板ばね6A,6Bとで転動体ユニット53B,53Cに適度な予圧を加えることにより、構造体全体の圧力バランスを取ることができる。
即ち、2方向から作用する板ばね6A,6Bのばね力により、3箇所の転動体ユニット53A,53B,53Cに略均一な予圧を働かせることができる。そのため、転動体ユニット5が移動方向のどの位置にある場合にも、その転動体ユニット5の沈み込みを回避することができ、その転動体ユニット5に加わる予圧が大きく変化するのを防止して、可動鏡筒52をスムースにしかも精度良く移動させることができる。
図15A,B,C,D及び図16A,B,C,Dは、本発明の直動転がり案内装置の固定部材と可動部材の形状、支持方法等の他の例を示すものである。なお、これら図15A〜D及び図16A〜Dの例において、同一部分には同一の符号を付して説明する。
図15Aに示す例は、固定鏡筒61の内外に可動鏡筒62,63を配置し、内可動鏡筒62及び外可動鏡筒63をそれぞれ3組の内転動体ユニット64A,64B,64C及び3組の外転動体ユニット65A,65B,65Cを介して支持する構成としたものである。3組の内転動体ユニット64A〜64C及び3組の外転動体ユニット65A〜65Cは、それぞれ周方向に等間隔(120°)に配置されている。そして、内転動体ユニット64A〜64Cと外転動体ユニット65A〜65Cとは、それぞれ60°回転偏倚した位置に配置されている。
これを実現するため固定鏡筒61には、軸方向に連続された内外2つの案内溝66,67と、2つの案内部材2,2を保持するための2つの開口部68,68と、2つの案内板69,69を保持するための2つの凹陥部71,71とが設けられている。内案内溝66は固定鏡筒61の内周面に設けられ、外案内溝67は固定鏡筒61の外周面に設けられており、それらは互いに180°回転偏倚した位置に設定されている。外案内溝67が、固定鏡筒61と内外の可動鏡筒62,63との間の相対的な位置を決定するための基準部とされている。この外案内溝67の両側へ60°回転偏倚した位置であって、固定鏡筒61の内周面に2つの凹陥部71,71が設定され、更に両側へ60°回転偏倚した位置に2つの開口部68,68が開口されている。
この固定鏡筒61に対応して、内可動鏡筒62の外周面の3箇所には、軸方向に連続された3つの案内溝72,73,74が設けられている。3つの案内溝72〜74は、周方向に等間隔に配置されており、第1の案内溝72の断面形状はV字形であるが、他の2つである第2及び第3の案内溝73,74の断面形状は半円形とされている。第1の案内溝72は固定鏡筒61の内案内溝66に対向されており、これらの案内溝66,72間には第1の内転動体ユニット64Aが転動自在に介在されている。第2及び第3の案内溝73,74は固定鏡筒61の2つの凹陥部71,71に対向されており、これら凹陥部71に保持されている案内板69との間に第2及び第3の内転動体ユニット64B,64Cがそれぞれ転動自在に介在されている。
第2及び第3の内転動体ユニット64B,64Cの転動体は、この実施例では球体とされている。しかしながら、他の転動体ユニットと同様に、転動体として円筒ころとすることができ、また、全ての転動体を球体とすることもできる。更に、図15Aの実施例においてのみ転動体として球体を用いた例を示したが、図15B〜D及び図16A〜Dの全ての実施例において転動体として、球体その他の形状のものを用いることができることは勿論のこと、任意の形状の転動体を組み合わせて用いることもできる。
更に、固定鏡筒61に対応して、外可動鏡筒63の内周面の3箇所には、半径方向の内側に突出する突出部63a,63b,63cが設けられている。この3箇所の突出部63a〜63cの内面には、軸方向に連続された3つの案内溝75,76,77が設けられている。3つの案内溝75〜77は、周方向に等間隔に配置されており、それらの断面形状はV字形とされている。第1の案内溝75は固定鏡筒61の外案内溝67に対向されており、これらの案内溝67,75間には第1の外転動体ユニット65Aが転動自在に介在されている。
第2及び第3の案内溝76,77は固定鏡筒61の2つの開口部68,68に対向されており、これら開口部68に保持されている案内部材2との間に第2及び第3の外転動体ユニット65B,65Cがそれぞれ転動自在に介在されている。更に、2つの案内部材2,2とこれを支持する固定鏡筒61の開口部68の縁部である支持部との間には、予圧部材である一対の板ばね6A,6Bがそれぞれ介在されている。これら2組の板ばね6A,6Bで2つの案内部材2,2を半径方向外側にそれぞれ付勢することにより、6個の転動体ユニット64A〜64C及び65A〜65Cに、略均一となる所定の大きさの予圧を付与している。
このように構成することにより、前記実施例と同様に、2方向から作用する板ばね6A,6Bのばね力により、6箇所の転動体ユニット64A,64B,64C及び65A,65B,65Cに略均一な予圧を働かせることができる。そのため、転動体ユニットが移動方向のどの位置にある場合にも、その転動体ユニットの沈み込みを回避することができ、その転動体ユニットに加わる予圧が大きく変化するのを防止して、内外の可動鏡筒62,63をスムースにしかも精度良く移動することができる。
図15Bに示す例は、固定鏡筒81と可動鏡筒82を、いわゆる小判型(円形の2箇所を、互いに平行な2辺としたもの。)として、固定鏡筒81の外側に所定の隙間をあけて可動鏡筒82を配置し、3個の転動体ユニット83A,83B,83Cで支持したものである。固定鏡筒81と可動鏡筒82は、同図において、それぞれの平面部を上下にして配置されており、両鏡筒81,82間の位置決めをなす基準となる第1の転動体ユニット83Aは、下平面部81a,82aの中央部に設定されている。
固定鏡筒81の下平面部81aの外面には、断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝84が設けられている。この案内溝84に対応して、可動鏡筒82の下平面部82aの内面に、同じく断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝85が設けられている。そして、これら案内溝84,85間に第1の転動体ユニット83Aが転動自在に介在されている。
また、第2の転動体ユニット83Bは、固定鏡筒81及び可動鏡筒82の一方の円弧面の上部に配置され、第3の転動体ユニット83Cは、固定鏡筒81及び可動鏡筒82の他方の円弧面の上部に配置されている。そのため、固定鏡筒81の両方の円弧面81b,81cの上部には、案内部材2が収納される開口部86,86がそれぞれ設けられている。これら開口部86,86に対応して可動鏡筒82の両方の円弧面82b,82cの上部には、半径方向内側に突出する突出部87がそれぞれ設けられている。各突出部の内面の略中央部には、断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝88が設けられている。
この可動鏡筒82の2つの案内溝88,88と、固定鏡筒81に保持された2つの案内部材2,2の案内溝7,7との間に、第2の転動体ユニット83Bと第3の転動体ユニット83Cがそれぞれ転動自在に介在されている。更に、2つの案内部材2,2と固定鏡筒81の間には、予圧部材である2組の板ばね6A,6Bが介在されている。これらの板ばね6A,6Bで2つの案内部材2,2を半径方向外側にそれぞれ付勢することにより、第1乃至第3の3個の転動体ユニット83A〜83Cに、略均一となる所定の大きさの予圧を付与している。この場合、3個の転動体ユニット83A〜83Cが、周方向に等間隔に配置されているため、1箇所のみに板ばねを用いない構造とすることによっても、その転動体ユニット83Aに対して、その他の転動体ユニット83B,83Cと略同様の大きさの予圧を付与することができる。
このように構成することにより、前記実施例と同様に、2方向から作用する板ばね6A,6Bのばね力により、3個の転動体ユニット83A,83B,83Cに略均一な予圧を働かせることができる。そのため、転動体ユニット83A〜83Cが移動方向のどの位置にある場合にも、その転動体ユニットの沈み込みを回避することができ、その転動体ユニットに加わる予圧が大きく変化するのを防止して、可動鏡筒82をスムースにしかも精度良く移動させることができる。
図15Cに示す例は、図15Bに示した固定鏡筒81及び可動鏡筒82を、四角形の固定鏡筒91及び可動鏡筒92とし、3個の転動体ユニット93A,93B,93Cを両鏡筒91,92間に介在させて構成したものである。図15Cにおいて、固定鏡筒91の下面部91aの外面略中央部に断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝94を設け、これに対応する断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝95を可動鏡筒92の下面部92aの内面略中央部に設けている。そして、これら案内溝94,95間に第1の転動体ユニット93Aが転動自在に介在されている。
第2の転動体ユニット93Bは、固定鏡筒91及び可動鏡筒92の一方の上角部に配置され、第3の転動体ユニット93Cは、固定鏡筒91及び可動鏡筒92の他方の上角部に配置されている。そのため、固定鏡筒91の両方の上角部には、案内部材2が収納される開口部96,96がそれぞれ設けられている。これら開口部96,96に対応して可動鏡筒92の両方の上角部の内側には、適当な肉厚を有する肉厚部97がそれぞれ設けられている。各肉厚部97の内面の略中央部には、断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝98が設けられている。
この可動鏡筒92の2つの案内溝98,98と、固定鏡筒91に保持された2つの案内部材2,2の案内溝7,7との間に、第2の転動体ユニット93Bと第3の転動体ユニット93Cがそれぞれ転動自在に介在されている。更に、2つの案内部材2,2と固定鏡筒91の間には、予圧部材である2組の板ばね6A,6Bが介在されている。これらの板ばね6A,6Bで2つの案内部材2,2を外側にそれぞれ付勢することにより、第1乃至第3の3個の転動体ユニット93A〜93Cに、略均一となる所定の大きさの予圧を付与している。
この場合、3個の転動体ユニット93A〜93Cが、第1の転動体ユニット93Aを中心として左右対称に配置されているため、その中心となる1箇所のみに板ばねを用いない構造としたことによっても、3個の転動体ユニット93A〜93Cに対して、略同様の大きさの予圧を付与することができる。
図15Dに示す例は、図15Cに示した3個の転動体ユニット93A,93B,93Cの配置を変更したもので、固定鏡筒91及び可動鏡筒92の形状は同一である。図15Dにおいて、固定鏡筒101の一方の下角部101aの外面略中央部に断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝104を設け、これに対応する断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝105を可動鏡筒102の一方の下角部102aの内面略中央部に設けている。そして、これら案内溝104,105間に第1の転動体ユニット103Aが転動自在に介在されている。
第2の転動体ユニット103Bは、固定鏡筒101及び可動鏡筒102の上面部に配置され、第3の転動体ユニット103Cは、固定鏡筒91及び可動鏡筒92の案内溝104,105と反対側の側面部に配置されている。そのため、固定鏡筒101の上面部101bの略中央部と側面部101cの略中央部には、案内部材2が収納される開口部106,106及び凹陥部107,107がそれぞれ設けられている。これら開口部106,106等に対応して可動鏡筒102の上面部102bの略中央部と側面部102cの略中央部の内側には、断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝108,109がそれぞれ設けられている。
この可動鏡筒102の2つの案内溝108,109と、固定鏡筒101に保持された2つの案内部材2,2の案内溝7,7との間に、第2の転動体ユニット103Bと第3の転動体ユニット103Cがそれぞれ転動自在に介在されている。更に、2つの案内部材2,2と固定鏡筒101の間には、予圧部材である2組の板ばね6A,6Bが介在されている。これらの板ばね6A,6Bで2つの案内部材2,2を外側にそれぞれ付勢することにより、第1乃至第3の3個の転動体ユニット103A〜103Cに、略均一となる所定の大きさの予圧を付与している。
この場合、3個の転動体ユニット103A〜103Cが、第1の転動体ユニット103Aを中心として対角線方向に対称に配置されているため、その中心となる1箇所のみに板ばねを用いない構造としたことによっても、3個の転動体ユニット103A〜103Cに対して、略同様の大きさの予圧を付与することができる。
図16Aに示す例は、固定鏡筒111及び可動鏡筒112を正方形に形成すると共にその4つの角部に4個の転動体ユニット113A,113B,113C,113Dを配置する構成としたものである。図16Aにおいて、固定鏡筒111の一方の下角部111aの外面略中央部に断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝114を設け、これに対応する断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝115を可動鏡筒112の下右角部112aの内面略中央部に設けている。そして、これら案内溝114,115間に第1の転動体ユニット113Aが転動自在に介在されている。
第2の転動体ユニット113Bは固定鏡筒111及び可動鏡筒112の上右角部に配置され、第3の転動体ユニット113Cは固定鏡筒111及び可動鏡筒112の上左角部に配置され、第4の転動体ユニット113Dは固定鏡筒111及び可動鏡筒112の下左角部に配置されている。そのため、固定鏡筒111の下右角部112aを除く他の3箇所の角部には、案内部材2が収納される開口部116,116がそれぞれ設けられている。これら開口部116に対応して可動鏡筒112の下右角部を除く他の3箇所の角部には、断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝118がそれぞれ設けられている。
この可動鏡筒112の3つの案内溝118と、固定鏡筒111に保持された3つの案内部材2の案内溝7との間の3箇所に、第2の転動体ユニット113Bと第3の転動体ユニット113Cと第4の転動体ユニット113Dがそれぞれ転動自在に介在されている。更に、3つの案内部材2と固定鏡筒111の間には、予圧部材である3組の板ばね6A,6Bがそれぞれ介在されている。これらの板ばね6A,6Bで3つの案内部材2,2を外側にそれぞれ付勢することにより、第1乃至第4の4個の転動体ユニット113A〜113Dに、略均一となる所定の大きさの予圧を付与している。
この場合、4個の転動体ユニット113A〜113Dが、第1の転動体ユニット113Aを中心として対角線方向に対称に配置されているため、その中心となる1箇所のみに板ばねを用いない構造としたことによっても、4個の転動体ユニット113A〜113Dに対して、略同様の大きさの予圧を付与することができる。
図16Bに示す例は、図16Aに示す4個の転動体ユニット113A,113B,113C,113Dの配置を変更したものである。即ち、図16Aの実施例では、正方形をなす固定鏡筒111及び可動鏡筒112の4つの角部に4つの転動体ユニット113A〜113Dを配置したが、この実施例では、固定鏡筒121及び可動鏡筒122の4つの平面部の略中央部に4つの転動体ユニット123A〜123Dを配置している。
図16Bに示すように、固定鏡筒121の下面部121aの外面略中央部に断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝124を設け、これに対応する断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝125を可動鏡筒122の下面部122aの内面略中央部に設けている。そして、これら案内溝124,125間に第1の転動体ユニット123Aが転動自在に介在されている。
固定鏡筒111の下面部121aを除く他の3平面部の略中央部には、案内部材2が収納される開口部126及び凹陥部127がそれぞれ設けられている。これら開口部126等に対応して可動鏡筒122の下面部122aを除く3つの平面部のすべてに、断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝128がそれぞれ設けられている。
この可動鏡筒122の3つの案内溝128と、固定鏡筒111に保持された3つの案内部材2の案内溝7との間の3箇所に、第2の転動体ユニット123Bと第3の転動体ユニット123Cと第4の転動体ユニット123Dがそれぞれ転動自在に介在されている。更に、3つの案内部材2と固定鏡筒121の間には、予圧部材である3組の板ばね6A,6Bがそれぞれ介在されている。これらの板ばね6A,6Bで3つの案内部材2を外側にそれぞれ付勢することにより、第1乃至第4の4個の転動体ユニット123A〜123Dに、略均一となる所定の大きさの予圧を付与している。
この場合も図16Aと同様に、4個の転動体ユニット113A〜113Dが、第1の転動体ユニット113Aを中心として左右方向に対称に配置されているため、その中心となる1箇所のみに板ばねを用いない構造としたことによっても、4個の転動体ユニット123A〜123Dに対して、略同様の大きさの予圧を付与することができる。
図16Cに示す例は、図16Aに示した例のうち、案内部材2を用いない支持構造を2箇所に適用したものである。即ち、固定鏡筒131及び可動鏡筒132の下右角部の支持構造を上右角部にも適用している。これに対応して、図16Cにおいて、固定鏡筒131の右上角部131aの外面略中央部に断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝134を設け、これに対応する断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝135を可動鏡筒132の上右角部132aの内面略中央部に設けている。そして、これら案内溝134,135間に第2の転動体ユニット133Bが転動自在に介在されている。他の構成は、図16Aのものと同一である。
図16Dに示す例は、図16Bに示した例のうち、案内部材2を用いない支持構造を2箇所に適用したものである。即ち、固定鏡筒141及び可動鏡筒142の下面部の支持構造を右側面部にも適用している。これに対応して、図16Dにおいて、固定鏡筒141の右側面部141aの外面略中央部に断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝144を設け、これに対応する断面形状がV字形をなすと共にその断面形状が軸方向に連続する案内溝145を可動鏡筒142の右側面部142aの内面略中央部に設けている。そして、これら案内溝144,145間に第2の転動体ユニット143Bが転動自在に介在されている。他の構成は、図16Bのものと同一である。
図15C〜D及び図16A〜Dに示すような構成とすることによっても、図15A〜Bと同様に、板ばね6A,6Bのばね力を利用して、3個又は4個の転動体ユニットに略均一な予圧を働かせることができる。そのため、転動体ユニットが移動方向のどの位置にある場合にも、その転動体ユニットの沈み込みを回避することができ、その転動体ユニットに加わる予圧が大きく変化するのを防止して、可動鏡筒をスムースにしかも精度良く移動させることができる。なお、予圧部材を有する支持部は1箇所以上にあればよいが、予圧のバランスを考えると、2箇所以上に設けることが好ましい。
図17〜図19は、前述したような構成を有する直動転がり案内装置を用いた撮像装置の一具体例を示す電子スチルカメラ150の図である。図17及び図18に図示した電子スチルカメラ150は、撮像装置本体の一具体例を示すカメラ本体151を備えており、そのカメラ本体151に沈胴式のレンズ装置152が内蔵されている。
カメラ本体151は、内部に空間が設けられた横長の筐体からなり、そのカメラ本体151の長手方向である横方向の一側(本実施例では、カメラに向かって右側)にレンズ装置152が配置されている。カメラ本体151の内部空間には、図示しないが、各種の電子部品が実装された配線基板、バッテリー電源、記憶装置、その他各種の電子部品や機械部品、装置等が収納されている。このカメラ本体151の上面には、被写体を撮影するためのシャッタボタン153が設けられている。更に、カメラ本体151には、図示しないが、電源ボタン、モード選択ダイヤル、そのモード選択ダイヤルで選択された各種モードや被写体等の表示を行うための液晶ディスプレイ(LCD)等からなる平面表示パネル、電子ビューファインダ等が設けられている。
図17は、沈胴式レンズ装置152が沈み込んでカメラ本体151内に収納された状態を示し、図18はレンズ装置152が繰出した状態を示している。図19A〜Cは、このような沈胴式レンズ装置152の具体的構成の一例を示すものである。このレンズ装置152は、カメラ本体151に固定される固定鏡筒155と、この固定鏡筒155の外側に進退移動可能に支持された第1の可動鏡筒156と、固定鏡筒155の内側に進退移動可能に支持された第2の可動鏡筒157と、第1〜第3のレンズ群161〜163と、撮像手段の一具体例を示すCCD(固体撮像素子)164等を備えて構成されている。
固定鏡筒155と2つの可動鏡筒157は、共に円筒状の筒体からなり、それらが入れ子式に収納可能に構成されている。固定鏡筒155の背面はカメラ本体151に固定されている。この固定鏡筒155に対して内外の可動鏡筒156,157が、例えば、図13Aに示すような構成に基づいて、前後方向であるレンズの光軸方向に直線的に進退移動可能に支持されている。図示しないが、固定鏡筒155の内周面及び外周面には、永久磁石が貼着されている一方、それらの永久磁石に対応させて内外の可動鏡筒156,157にはコイルがそれぞれ巻回されている。これらコイルと永久磁石との組み合わせを用いることにより、電磁力を利用して内外の可動鏡筒156,157を独立して直線的に進退移動可能に構成している。
第1のレンズ群161は、被写体に対向される撮影レンズであり、第1の可動鏡筒156に保持されている。第2のレンズ群162は、第1のレンズ群161の後方に配置されており、第2の可動鏡筒157に保持されている。第3のレンズ群163は、第2のレンズ群162の後方において、カメラ本体151に固定された保持部材165に保持されている。これら3組のレンズ群161〜163の光軸は一致されており、その光軸の後方にCCD164が配置されている。
図19Aは、レンズ装置152の第1の可動鏡筒156がカメラ本体151内に収納された沈胴状態を示している。また、図19B及びCは、レンズ装置152の第1の可動鏡筒156がカメラ本体151から飛び出した状態を示している。この撮影レンズが飛び出した状態は、図19Bに示すワイド状態(広角)と、図19Cに示すテレ状態(望遠)とに分けることができる。
このような構成を有する電子スチルカメラ150に本願発明の直動式転がり案内装置を適用することにより、レンズ装置の沈胴動作をスムースに、しかも確実に行うことができるカメラを提供することができる。
以上説明したように、本願発明によれば、予圧部材を用いることにより、転動体に対して均一な予圧を付与することができ、転動体の移動位置のいかんに係わらず、案内部材及び転動体ユニットの移動方向の傾きを軽減することができ、可動部材のスムースな移動を確保することができる。更に、以上の構成を有する支持機構を少なくとも1箇所以上に設けて可動鏡筒を固定鏡筒に支持することにより、装置全体に略均一な予圧が得られ、より安定した直線動作を実現することができる。
以上説明したが、本願発明は前記実施例に限定されるものではなく、例えば、前記実施例においては撮像装置として電子スチルカメラ(デジタルカメラ)に適用した例について説明したが、他の形式の撮像装置、例えば、ビデオカメラ、カメラ付きパーソナルコンピュータ、PDA等にも適用できることは勿論である。このように、本願発明は、その要旨を変更しない範囲で各種の変更実施が可能である。
1,1A,31,31A,41‥直動転がり案内装置、 2,45‥案内部材、 3,46‥可動部材、 4‥固定部材、 5,53A,53B,53C,83A,83B,83C,93A,93B,93C,103A,103B,103C,113A,113B,113C,123A,123B,123C‥転動体ユニット、 6,6A,6B‥板ばね(予圧部材)、 7,55,57‥第1の案内溝、 8,59‥第2の案内溝、 10,23,35‥位置決め孔、 11,36‥嵌合孔、 14‥円筒ころ(転動体)、 15‥保持器、 18‥長孔、 21‥位置決めピン、 22‥嵌合ピン、 32A,32B‥板状永久磁石(予圧部材)、 33,33A,34,34A‥磁石板、 50‥レンズ鏡筒、 51,61,81,91,101,111,121,131,141,155‥固定鏡筒、 52、62,63,82,92,102,112,122,132,142,156,157‥可動鏡筒、 66,67,72,73,74,75,76,77,84,85,88,94,95,98,104,105,108,109,114,115,118,124,125,128,134,135,144,145‥案内溝、 56A,56B,67,68,86,96,106,116,126‥開口部、 69‥案内板、 150‥電子スチルカメラ(撮像装置)、 151‥カメラ本体(撮像装置本体)、 152‥レンズ装置、 161,162,163‥レンズ群、 164‥CCD(固体撮像装置)
Claims (14)
- 直線状に延在された第1の案内溝と、当該第1の案内溝を中心として対称に配置された嵌合孔とを有する案内部材と、
直線状に延在され且つ前記第1の案内溝との間に所定の間隔をあけて対向された第2の案内溝を有する可動部材と、
前記案内部材を保持する固定部材と、
前記第1の案内溝と前記第2の案内溝との間に転動自在に介在された複数個の転動体を有する転動体ユニットと、
前記案内部材及び前記可動部材を介して前記転動体ユニットに予圧を付与する予圧部材と、を備え、
前記固定部材には、前記案内部材の前記嵌合孔に嵌合可能とされた嵌合ピンを設け、前記嵌合孔は、前記第1の案内溝が延在する方向と直交する方向に長くした長孔からなることを特徴とする直動転がり案内装置。 - 前記予圧部材は、前記案内部材を前記可動部材側に付勢する一又は二以上の板ばね、コイルばね又はゴム状弾性体のいずれか一又は二以上の組み合わせからなることを特徴とする請求項1記載の直動転がり案内装置。
- 前記予圧部材は、前記案内部材の前記第1の案内溝の両側を略均等な力で付勢するか又は当該案内部材から負荷される力を受けて前記第1の案内溝の両側を支える一対の弾性支持部を有することを特徴とする請求項1記載の直動転がり案内装置。
- 前記予圧部材の前記一対の弾性支持部は、前記案内部材の前記第1の案内溝の両側に個別に接触する二以上の弾性片を有する1個の弾性部材か、又は前記第1の案内溝の両側に個別に接触する2個の弾性部材からなることを特徴とする請求項3記載の直動転がり案内装置。
- 前記予圧部材は、前記案内部材に固定された一対の第1の永久磁石又は第1の電磁石と、前記可動部材に固定された一対の第2の永久磁石又は第2の電磁石とからなり、
前記一対の第1の永久磁石又は第1の電磁石は、前記案内部材の前記第1の案内溝と同じ面において当該第1の案内溝を中心として対称に配置し、前記一対の第2の永久磁石又は第2の電磁石は、前記可動部材の前記第2の案内溝と同じ面において当該第2の案内溝を中心とし且つ前記一対の第1の永久磁石又は第1の電磁石との間で互いに引き合うか又は互いに反発し合うように対向させて対称に配置したことを特徴とする請求項1記載の直動転がり案内装置。 - 前記予圧部材は、前記案内部材に固定された一対の第1の永久磁石又は第1の電磁石と、前記固定部材に固定された一対の第2の永久磁石又は第2の電磁石とからなり、
前記一対の第1の永久磁石又は第1の電磁石は、前記案内部材の前記第1の案内溝と反対側の面において当該第1の案内溝を中心として対称に配置し、前記一対の第2の永久磁石又は第2の電磁石は、前記一対の第1の永久磁石又は第1の電磁石との間で互いに反発し合うように対向させて対称に配置したことを特徴とする請求項1記載の直動転がり案内装置。 - 直線状に延在され且つ互いに平行とされた複数の第1の案内溝を有する固定部材と、
直線状に延在され且つ前記第1の案内溝との間に所定の間隔をあけて対向されると共に互いに平行とされた複数の第2の案内溝を有する可動部材と、
前記第1の案内溝と前記第2の案内溝との間に転動自在に介在された複数個の転動体を有する複数の転動体ユニットと、
前記複数の第1の案内溝のうちの1つの第1の案内溝を有し、前記固定部材に保持されると共に前記第1の案内溝を中心として対称に配置された嵌合孔を有する少なくとも1つの案内部材と、
前記案内部材及び前記可動部材を介して前記転動体ユニットに予圧を付与する予圧部材と、を備え、
前記固定部材には、前記案内部材の前記嵌合孔に嵌合可能とされた嵌合ピンを設け、前記嵌合孔は、前記第1の案内溝が延在する方向と直交する方向に長くした長孔からなることを特徴とする直動転がり案内装置。 - 前記予圧部材は、前記案内部材を前記可動部材側に付勢する一又は二以上の板ばね、コイルばね又はゴム状弾性体のいずれか一又は二以上の組み合わせからなることを特徴とする請求項7記載の直動転がり案内装置。
- 前記予圧部材は、前記案内部材の前記第1の案内溝の両側を略均等な力で付勢するか又は当該案内部材から負荷される力を受けて前記第1の案内溝の両側を支える一対の弾性支持部を有することを特徴とする請求項7記載の直動転がり案内装置。
- 前記予圧部材の前記一対の弾性支持部は、前記案内部材の前記第1の案内溝の両側に個別に接触する二以上の弾性片を有する1個の弾性部材か、又は前記第1の案内溝の両側に個別に接触する2個の弾性部材からなることを特徴とする請求項9記載の直動転がり案内装置。
- 前記予圧部材は、前記案内部材に固定された一対の第1の永久磁石又は第1の電磁石と、前記可動部材に固定された一対の第2の永久磁石又は第2の電磁石とからなり、
前記一対の第1の永久磁石又は第1の電磁石は、前記案内部材の前記第1の案内溝と同じ面において当該第1の案内溝を中心として対称に配置し、前記一対の第2の永久磁石又は第2の電磁石は、前記可動部材の前記第2の案内溝と同じ面において当該第2の案内溝を中心とし且つ前記一対の第1の永久磁石又は第1の電磁石との間で互いに引き合うか又は互いに反発し合うように対向させて対称に配置したことを特徴とする請求項7記載の直動転がり案内装置。 - 前記予圧部材は、前記案内部材に固定された一対の第1の永久磁石又は第1の電磁石と、前記固定部材に固定された一対の第2の永久磁石又は第2の電磁石とからなり、
前記一対の第1の永久磁石又は第1の電磁石は、前記案内部材の前記第1の案内溝と反対側の面において当該第1の案内溝を中心として対称に配置し、前記一対の第2の永久磁石又は第2の電磁石は、前記一対の第1の永久磁石又は第1の電磁石との間で互いに反発し合うように対向させて対称に配置したことを特徴とする請求項7記載の直動転がり案内装置。 - 前記案内部材は、前記複数の第1の案内溝と同数を設けたことを特徴とする請求項7記載の直動転がり案内装置。
- 直線状に延在され且つ互いに平行とされた複数の第1の案内溝を有する固定鏡筒と、
直線状に延在され且つ前記第1の案内溝との間に所定の間隔をあけて対向されると共に互いに平行とされた複数の第2の案内溝を有する可動鏡筒と、
前記第1の案内溝と前記第2の案内溝との間に転動自在に介在された複数個の転動体を有する複数の転動体ユニットと、を備えたレンズ装置において、
前記複数の第1の案内溝のうちの1つの第1の案内溝を有し、前記固定部材に保持されると共に前記第1の案内溝を中心として対称に配置された嵌合孔を有する少なくとも1つの案内部材と、
前記案内部材及び前記可動部材を介して前記転動体ユニットに予圧を付与する予圧部材と、を設け、
前記固定部材には、前記案内部材の前記嵌合孔に嵌合可能とされた嵌合ピンを設け、前記嵌合孔は、前記第1の案内溝が延在する方向と直交する方向に長くした長孔からなることを特徴とするレンズ装置。
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