JP2009053434A - Diaphragm device for camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータによって往複回転させられる駆動リングが、複数枚の絞り羽根を同時に同じ方向へ回転させて、絞り口径の大きさを制御するようにしたカメラ用絞り装置に関する。 The present invention relates to a diaphragm device for a camera in which a drive ring that is rotated forward and backward by a motor simultaneously rotates a plurality of diaphragm blades in the same direction to control the size of a diaphragm aperture.
従来から、光軸を中心にしてモータによって往復回転させられる駆動リング(絞りリングなどとも言われている)が、複数枚の絞り羽根を同じ方向へ同時に回転させ、絞り口径の大きさを制御するようにしたカメラ用絞り装置が知られており、その一例が下記の特許文献1に記載されている。その構成によれば、駆動リングは、光軸を囲むようにして同じ形状のカム溝を複数形成していると共に、外周部には所定の角度範囲にわたって複数の歯からなる歯部(部分歯車部)を形成しており、複数枚の絞り羽根は、二つのピン(ダボなどとも言われている)を有していて、一方のピンを、地板に設けられた孔に対して回転可能に嵌合させ、他方のピンを上記のカム溝に挿入している。そして、上記の歯部には、モータによって往復回転させられる歯車が噛合している。従って、このカメラ用絞り装置は、駆動リングが、歯車によって一方へ回転させられると、複数のカム溝によって複数枚の絞り羽根を同時に一方へ回転させて絞り口径を小さくし、他方へ回転させられると、複数のカム溝によって複数枚の絞り羽根を同時に他方へ回転させて絞り口径を大きくするようになっている。
Conventionally, a drive ring (also referred to as an aperture ring) that is reciprocally rotated by a motor around an optical axis rotates a plurality of aperture blades simultaneously in the same direction to control the aperture diameter. Such a camera diaphragm device is known, and an example thereof is described in
ところで、この種の構成のカメラ用絞り装置においては、駆動リングは、光軸を中心にして地板に環状に形成されている凹部内に配置されるため、通常の加工精度で地板や駆動リングを設計,製作した場合には、組立後、どうしても、駆動リングが、凹部内で、光軸と直交する方向へ移動しやすい製品ができてしまう。しかし、モータに連動している歯車と駆動リングの歯部との間に適正なバックラッシュが得られていれば、そのことを余り問題にすることはない。ところが、モータに連動している歯車の直径や取付け位置にも許容公差があるため、仮に、駆動リングの歯部の各歯形と、歯車の各歯形とが好適に加工されていたとしても、両者間のバックラッシュが必要以上に大きくなり、駆動リングの回転停止位置が定まらなくなって、駆動リングのカム溝によって回転する絞り羽根の回転角度が変わってしまい、得られるべき絞り口径が不安定になってしまう。そして、このことは、特に小さい絞り口径を制御するときに大きな問題となる。 By the way, in the diaphragm device for a camera of this kind, the drive ring is disposed in a recess formed in the base plate in an annular shape around the optical axis, so that the base plate and the drive ring are mounted with normal processing accuracy. In the case of designing and manufacturing, a product in which the drive ring can easily move in the direction perpendicular to the optical axis in the recess is inevitably produced after assembly. However, if an appropriate backlash is obtained between the gear linked to the motor and the tooth portion of the drive ring, this is not a problem. However, since there are tolerances in the diameter and mounting position of the gear linked to the motor, even if each tooth profile of the drive ring and each tooth profile of the gear are suitably machined, In the meantime, the backlash becomes larger than necessary, the rotation stop position of the drive ring is not fixed, the rotation angle of the aperture blade rotating by the cam groove of the drive ring changes, and the aperture diameter to be obtained becomes unstable End up. This is a big problem especially when controlling a small aperture.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、モータに連動している歯車によって往復回転させられる駆動リングが、複数枚の絞り羽根を同時に同じ方向へ回転させて、絞り口径の大きさを制御するようにしたカメラ用絞り装置において、その歯車と、駆動リングの外周部に形成されている歯部との間のバックラッシュを、歯形の形状を特殊な形状にしなくても略適正にすることが可能となり、絞り口径を安定して制御できるようにしたカメラ用絞り装置を提供することである。 The present invention has been made in order to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a drive ring that is reciprocally rotated by a gear interlocked with a motor to simultaneously drive a plurality of diaphragm blades. In a camera diaphragm device that is rotated in the same direction to control the size of the diaphragm aperture, backlash between the gears and the teeth formed on the outer periphery of the drive ring is reduced by the tooth profile. It is possible to provide a camera diaphragm device that can be made to be substantially appropriate even if the shape is not special, and the diaphragm aperture can be stably controlled.
上記の目的を達成するために、本発明のカメラ用絞り装置は、各々が光軸を中心にして形成された開口部を有していて両者の間に羽根室を構成しており一方は光軸を中心にした円周上に所定の角度間隔で複数の孔を形成している二つの地板と、前記羽根室内において光軸を中心にして回転可能に配置されており光軸を囲むようにして形成した複数のカム溝と外周部の所定の角度範囲にわたって形成した複数の歯を有している第1駆動リングと、前記羽根室内において第1駆動リングに重ねられ光軸を中心にして回転可能に配置されており光軸を囲むようにして前記カム溝と同じ形状に形成した複数のカム溝と外周部の所定の角度範囲にわたって前記複数の歯と同じ歯形に形成した複数の歯を有していて該複数の歯は該複数のカム溝を第1駆動リングの前記カム溝に完全に重ね合わせた状態で第1駆動リングの前記複数の歯とは僅かに位相がずれるように形成されている第2駆動リングと、各々が二つのピンを有していて前記羽根室内に配置されており一方のピンを前記孔に回転可能に嵌合させ他方のピンを完全に重ね合わせた前記カム溝の両方に挿入している複数枚の絞り羽根と、モータに連動して往復回転させられ一方に回転するときには第1駆動リングの前記複数の歯を押して回転させ他方に回転するときには第2駆動リングの前記複数の歯を押して回転させる歯車と、を備えているようにする。 In order to achieve the above object, each of the camera diaphragm devices according to the present invention has an opening formed around the optical axis and forms a blade chamber between them. Two ground planes forming a plurality of holes at predetermined angular intervals on a circumference centered on the axis, and arranged so as to be rotatable around the optical axis in the blade chamber so as to surround the optical axis A first drive ring having a plurality of cam grooves and a plurality of teeth formed over a predetermined angular range of the outer periphery, and is superimposed on the first drive ring in the blade chamber and is rotatable about the optical axis A plurality of cam grooves formed in the same shape as the cam grooves so as to surround the optical axis, and a plurality of teeth formed in the same tooth profile as the plurality of teeth over a predetermined angular range of the outer periphery. The plurality of teeth drive the plurality of cam grooves first. A second drive ring formed so as to be slightly out of phase with the plurality of teeth of the first drive ring in a state of being completely superimposed on the cam groove of the ring, each having two pins A plurality of diaphragm blades that are disposed in the blade chamber and that are inserted into both the cam grooves in which one pin is rotatably fitted in the hole and the other pin is completely overlapped, and the motor. A gear that presses and rotates the plurality of teeth of the first drive ring when rotating in a reciprocating manner in conjunction with the rotation, and rotates the plurality of teeth of the second drive ring when rotating in the other direction. Like that.
その場合、第1駆動リングと第2駆動リングとは、少なくとも一方が合成樹脂材料で製作されているようにすると、コスト上で有利になり、特にその合成樹脂材料が、ポリエチレンテレフタレートであるようにすると、加工が有利になり、且つ回転の円滑性も優れたものになる。 In that case, it is advantageous in terms of cost if at least one of the first drive ring and the second drive ring is made of a synthetic resin material, and in particular, the synthetic resin material is polyethylene terephthalate. Then, processing becomes advantageous and the smoothness of rotation becomes excellent.
本発明は、モータに連動している歯車によって往復回転させられる駆動リングが、そのカム溝によって複数枚の絞り羽根を同時に同じ方向へ回転させて、絞り口径の大きさを制御するようにしたカメラ用絞り装置において、従来は一つだった駆動リングを二つにし、一方の駆動リングに形成されたカム溝を、他方の駆動リングに形成された全く同じ形状のカム溝に重ね合わせたとき、一方の駆動リングの外周部に形成された複数の歯が、他方の駆動リングの外周部に形成された全く同じ歯形の複数の歯と僅かに位相がずれているように構成し、上記歯車が一方へ回転するときには一方の駆動リングを直接回転させ、他方へ回転するときには他方の駆動リングを直接回転させるようにしたものであるから、駆動リングに形成されている複数の歯の歯形を特殊な形状にしなくても、上記歯車とのバックラッシュを略適正にすることができ、絞り口径を安定して制御できるという効果がある。 The present invention is a camera in which a drive ring reciprocally rotated by a gear interlocked with a motor rotates a plurality of aperture blades simultaneously in the same direction by the cam groove to control the size of the aperture diameter. In the diaphragm device, when there are two drive rings that were conventionally one, and the cam groove formed on one drive ring is superimposed on the cam groove of the same shape formed on the other drive ring, The plurality of teeth formed on the outer peripheral portion of one drive ring are configured to be slightly out of phase with the plurality of teeth having the same tooth profile formed on the outer peripheral portion of the other drive ring. Since one drive ring is directly rotated when rotating to one side, and the other drive ring is directly rotated when rotating to the other, a plurality of teeth formed on the drive ring Without the teeth into a special shape, it is possible to substantially proper backlash between the gears, there is an effect that the aperture diameter can be stably controlled.
本発明の実施の形態を、図1〜図4に示した実施例によって説明する。尚、図1は、被写体光路用の開口部を全開にしている最大口径の制御状態を示した平面図であり、図2は、図1の一部拡大図であり、図3は、各部材の重なり関係を分かり易くするように示した断面図であり、図4は、最小口径の制御状態を示した平面図である。 The embodiment of the present invention will be described with reference to the examples shown in FIGS. 1 is a plan view showing a control state of the maximum aperture in which the opening for the subject optical path is fully opened, FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a plan view showing a controlled state of the minimum aperture.
先ず、本実施例の構成を説明する。地板1は、図1に示されているように、光軸を中心にして円形をした被写体光路用の開口部1aを有している。また、地板1との間に羽根室を構成している補助地板2は、外形が地板1と類似していて、光軸を中心にして円形をした被写体光路用の開口部2aを有しているが、羽根室内の構成を分かり易くするために、図1においては、その一部だけを示し、図4においては省略している。しかし、開口部2aだけは二点鎖線で示してある。また、この補助地板2は、地板1の外周部近傍に設けられた三つの孔1bに三つのねじ3によって取り付けられているが、図1及び図3には、それらのねじ3のうちの一つだけを示してある。尚、本実施例の場合は、開口部2aの方が開口部1aよりも直径が小さくて、最大絞り口径を規制するようにしているので、開口部1aは必ずしも円形である必要はない。また、開口部1aの直径の方を小さくして最大絞り口径を規制するようにしてもよいことは言うまでもない。
First, the configuration of this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the
地板1は、合成樹脂製であって、その両面は複雑な形状をしている。そこで先ず、羽根室側の形状を説明するが、上記の三つの孔1bの形成面を、便宜上、基準面ということにする。地板1の羽根室側には、光軸を中心にした環状凹部1cが形成されており、その環状凹部1cの外側に隣接して、図1の右側上方部と、左側約半分(180度)とに、その環状凹部1cよりも浅い弧状凹部1d,1eが形成されている。そして、環状凹部1cの内周壁には、光軸に向けて四つの突起1f,1g,1h,1iが形成されており、弧状凹部1dとの隣接位置には、底面から略基準面までの高さを有するストッパ部1jが形成されている。また、弧状凹部1dには孔1kが形成され、弧状凹部1eには孔1m,1nが形成されていて、それらの孔1k,1m,1nの近傍位置には、略基準面までの高さを有していて、一部が光軸に向けて環状凹部1cの一部を覆うようにしたフック状の押さえ部1p,1q,1rが形成されている。
The
図1の右下方位置には、環状凹部1cに隣接して、その環状凹部1cよりも深い歯車収容部1sが形成されていて、その底面には軸1tが立設されている。更に、その歯車収容部1sに隣接して回転子収容部1uが形成されているが、この回転子収容部1uは、筒状をしていて、図3に示されているように、地板1の反対側の面に突き出すようにして形成されている。そして、その回転子収容部1uの底面には金属製の軸部材4が、かしめ加工によって立設されているが、その軸部材4は、地板1と一体成形された合成樹脂製にしてもよい。
In the lower right position of FIG. 1, a
次に、羽根室側に配置されている部材の構成を説明する。先ず、回転子収容部1u内において、上記の軸部材4に回転子5が取り付けられている。この回転子5は、周知のステップモータの回転子であって、図3から分かるように、合成樹脂製の軸部5aの一端側に歯車部5bを形成し、他端側には円周面が4極となるように着磁された永久磁石5cを取り付けていて、軸部5aの中心に形成された孔に軸部材4を挿入させている。また、歯車収容部1sに立設された軸1tには、親子歯車(2段歯車)6が回転可能に取り付けられていて、その親歯車6aが、回転子5の歯車部5bに噛合している。
Next, the structure of the member arrange | positioned at the blade chamber side is demonstrated. First, the
上記の環状凹部1c内には、ポリエチレンテレフタレート(PET)で製作されていて殆ど同じ形状をした第1駆動リング7と第2駆動リング8とが重ねられ、第1駆動リング7を底面側にして配置されている。それらのうち、第1駆動リング7は、光軸を囲むようにして三つのカム溝7a,7b,7cを形成しており、外周部には、三つの逃げ部7d,7e,7fと、複数の歯からなる歯部7gと、当接部7hとを形成していて、そして、この第1駆動リング7は、その逃げ部7d,7e,7fを上記の押さえ部1p,1q,1rの位置に合わせて環状凹部1c内に落とし込まれ、反時計方向へ回転させられたことによって図1の状態にさせられており、歯部7gは上記の親子歯車6の子歯車6bに噛合している。
In the
他方、第2駆動リング8は、上記の三つのカム溝7a,7b,7cと全く同じ配置で同じ形状の三つのカム溝8a,8b,8cを形成しており、外周部には、上記の三つの逃げ部7d,7e,7fと全く同じ配置で同じ形状の三つの逃げ部8d,8e,8fと、上記の当接部7hと全く同じ配置で同じ形状の当接部8hとを形成している。しかしながら、外周部に形成されている歯部8gは、図1,図4では分からないが、上記の歯部7gとは、歯の数と歯形は全く同じであっても、僅かに位相をずらせて形成されている。
On the other hand, the
そして、この第2駆動リング8の場合も、上記の第1駆動リング7と同様に、その逃げ部8d,8e,8fを上記の押さえ部1p,1q,1rの位置に合わせて環状凹部1c内に落とし込まれ、反時計方向へ回転させられて図1の状態にさせられており、歯部8gは上記の親子歯車6の子歯車6bに噛合している。また、図1は、第2駆動リングのカム溝8a,8b,8cを第1駆動リング7のカム溝7a,7b,7cに完全に重ね合わせた状態を示したものであるが、この図1の一部を拡大して示した図2で明示されているように、この状態では、歯部8gの各歯の位置と歯部7gの各歯の位置は、僅かではあるが相対的にずれている。従って、本実施例の構成では、そのずれている分だけ、子歯車6bの各歯との間のバックラッシュが、従来よりも小さくなっている。
In the case of the
尚、本実施例においては、二つの駆動リング7,8は、ポリエチレンテレフタレートで製作されている。その理由は、薄いシート状にしても所定の剛性が得られるので、駆動リングを二つ重ねて設けるようにしても、スペース的には従来と余り変わらないことと、金属製の場合と同様にプレス機械による打ち抜き加工で製作できるので、コスト的にも有利だからである。しかしながら、本発明の二つの駆動リングは、両方ともポリエチレンテレフタレートで製作されたものに限定されるものではない。いずれか一方をポリエチレンテレフタレート製にするだけでもよいし、二つの駆動リングの一方又は両方を、金属製、又は合成樹脂材料によるモールド製としてもよい。
In the present embodiment, the two
本実施例は、3枚の絞り羽根9,10,11を備えているが、それらの形状は全く同じである。それらのうち、絞り羽根9は、同じ面に二つのピン9a,9bを有していて、一方のピン9aを地板1の孔1kに回転可能に嵌合させ、他方のピン9bを二つの駆動リング7,8のカム溝7a,8aに挿入している。また、絞り羽根10は、同様に二つのピン10a,10bを有していて、一方のピン10aを地板1の孔1mに回転可能に嵌合させ、他方のピン10bを二つの駆動リング7,8のカム溝7b,8bに挿入している。更に、絞り羽根11も、同じ面に二つのピン11a,11bを有していて、一方のピン11aを地板1の孔1nに回転可能に嵌合させ、他方のピン11bを二つの駆動リング7,8のカム溝7c,8cに挿入している。尚、本実施例においては、絞り羽根を3枚備えているが、4枚以上備えるようにしても差し支えなく、そのようにした場合には、駆動リング7,8のカム溝も同じ数になることは言うまでもない。
In this embodiment, three
最後に、地板1の羽根室外の面に取り付けられているステップモータの固定子の構成を説明するが、その構成は、例えば、特開2002−131802号公報などに記載されていて周知であり、その構成自体は本発明に直接関係がないので、簡単に説明することにする。図3に示されているように、本実施例の固定子は、ヨーク12,13と、ボビン14,15と、それらのボビン14,15に巻回されたコイル16,17と、プリント配線板18とで構成されている。明示されていないが、適宜な手段によって地板1に取り付けられているヨーク12,13は、それぞれ二つの脚部を有した略U字形をしていて、一方の脚部をボビン14,15の中空部に貫通させている。そして、それぞれの二つの脚部の先端を、上記の筒状の回転子収容部1uに形成された孔に挿入し、回転子5に設けられた永久磁石5cの円周面に対向させている。ボビン14,15には、コイル16,17の両端を取り付ける端子ピンがそれぞれ二つ設けられていて、それぞれ半田によって一つのプリント配線板18に取り付けられている。
Finally, although the structure of the stator of the step motor attached to the surface outside the blade chamber of the
尚、ここで、本実施例においては、二つの駆動リング7,8を、何故一つの部材にしていないのかについて説明をしておく。歯車を製作したり、本実施例の駆動リング7,8のように部分的に歯部7g,8gを有する部材を製作する場合は、JGMA(社団法人日本歯車工業会)規格や、JIS規格,ISO規格に則って製作するのが普通である。これらの規格には、歯形の形状寸法はもとより、歯車の直径や、精度についても定められている。そのため、それらの規格に準拠した部品は、通常から設計や製造に慣れているので、容易に製作することができる。しかしながら、逆に、それらの規格に準拠しない部品を製作するのは極めて大変で、コストが極端に大きくなる。例えば、比較的簡単な方法として、規格外の部品を製作する金型を、規格どおりの金型を修正して製作しようとする場合でも、複数の歯形を、一つ一つ全て同じ形状に修正加工することは並大抵のことではない。従って、本実施例では、全体のコストとしては有利になるので、あえて二つの部品にしている。
Here, in the present embodiment, the reason why the two
次に、本実施例の作動を、主に図1,図4を用いて説明する。図1は、3枚の絞り羽根9,10,11が開口部2aを全開にしている状態、即ち最大絞り口径の制御状態を示したものである。この状態で、ステップモータの回転子5が時計方向へ回転すると、親子歯車6は反時計方向へ回転するが、子歯車6bの各歯は、図2から分かるように、直ちに第1駆動リング7の歯部7gに形成されている各歯を押し、第1駆動リング7を時計方向へ回転させることになる。
Next, the operation of this embodiment will be described mainly with reference to FIGS. FIG. 1 shows a state in which the three
ところが、第1駆動リング7のカム溝7a,7b,7cは、同じ形状をした第2駆動リング8のカム溝8a,8b,8cと完全に重なっていて、そこに絞り羽根9,10,11のピン9b,10b,11bが挿入されているため、第1駆動リング7がそのようにして時計方向へ回転させられると、カム溝7a,7b,7cがピン9b,10b,11bを押して絞り羽根9,10,11を反時計方向へ回転させると同時に、それらのピン9b,10b,11bがカム溝8a,8b,8cを押して第2駆動リング8を時計方向へ回転させることになる。そのため、二つの駆動リング7,8は、共に時計方向へ回転させられてゆき、3枚の絞り羽根9,10,11は、開口部2a内に進入し、それらの協働によって形成される絞り口径を小さくしていく。そして、所定の絞り口径が得られたところで回転子5は停止するが、図4は、そのようにして、最小絞り口径が形成された状態を示したものである。
However, the
本実施例の絞り装置がスチルカメラに採用されている場合は、このようにして、所定の絞り口径が得られたところで撮影が行われ、その後、回転子5は反時計方向へ回転させられ、駆動リング7,8と絞り羽根9,10,11を図1の状態に復帰させることになる。また、ムービーカメラに採用されている場合は、回転子5は、最初は所定の絞り口径が得られたところで停止するが、その後は、撮影中の被写体光の変化に対応して、反時計方向へ回転させられたり時計方向へ回転させられたりして、常に適正な露光条件での撮影が行えるように絞り口径を変化させることになり、撮影が終了すると、反時計方向へ回転させられ、駆動リング7,8と絞り羽根9,10,11を図1の状態に復帰させることになる。
When the aperture device of the present embodiment is employed in a still camera, shooting is performed when a predetermined aperture diameter is obtained in this way, and then the
そして、いずれの場合でも、回転子5の回転によって子歯車6bが時計方向へ回転させられたときは、子歯車6bの各歯は、図2から分かるように、直ちに第2駆動リング8の歯部8gに形成されている各歯を押し、第2駆動リング8を反時計方向へ回転させることになる。そのため、カム溝8a,8b,8cがピン9b,10b,11bを押して絞り羽根9,10,11を時計方向へ回転させ、絞り口径を大きくしていくが、それと同時に、ピン9b,10b,11bがカム溝7a,7b,7cを押すので、第1駆動リング7も第2駆動リング8と共に反時計方向へ回転させられていく。このように、本実施例の場合には、如何なる位置で回転子5が停止しても、歯部7g,8gの各歯と子歯車6bの各歯との間のバックラッシュが従来よりも小さくて、所期の適正に近いものになっているから、駆動部材7,8の停止位置が安定し、常に所定の絞り口径を得ることが可能になっている。そして、図1の状態への復帰は、二つの駆動リング7,8の当接部7h,8hがストッパ部1jに当接することによって終了する。
In any case, when the sub-gear 6b is rotated clockwise by the rotation of the
1 地板
1a,2a 開口部
1b,1k,1m,1n 孔
1c 環状凹部
1d,1e 弧状凹部
1f,1g,1h,1i 突起
1j ストッパ部
1p,1q,1r 押さえ部
1s 歯車収容部
1t 軸
1u 回転子収容部
2 補助地板
3 ねじ
4 軸部材
5 回転子
5a 軸部
5b 歯車部
5c 永久磁石
6 親子歯車
6a 親歯車
6b 子歯車
7 第1駆動リング
7a,7b,7c,8a,8b,8c カム溝
7d,7e,7f,8d,8e,8f 逃げ部
7g,8g 歯部
7h,8h 当接部
8 第2駆動リング
9,10,11 絞り羽根
9a,9b,10a,10b,11a,11b ピン
12,13 ヨーク
14,15 ボビン
16,17 コイル
18 プリント配線板
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1u
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