CN1540432A - 焦面快门 - Google Patents
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Abstract
抑制在反复驱动装配在数码照相机中的焦面快门时所产生的磨损粉末的堆积。焦面快门含有遮光性快门叶片1，安装在快门叶片1上的叶片销钉2，和与叶片销钉2相配合且可滑动、使快门叶片1开启闭合的叶片驱动摇臂5，叶片销钉2的表面硬度大于叶片驱动摇臂5。具体来讲，叶片驱动摇臂5的表面硬度为Hv300～900，叶片销钉2的表面硬度为Hv450～1000，对叶片驱动摇臂5和叶片销钉2实施了化学研磨处理，对叶片销钉2又进行了镀镍、镀铬、镀钯或镀铑处理，叶片销钉2由易切削不锈钢材或弹簧用冷轧钢材制成，叶片驱动摇臂5由弹簧用冷轧钢材或钛材料制成。
Description
技术领域
本发明涉及焦面快门。更具体涉及装配在数码照相机中、由部件相互间的滑动所产生的磨损粉末的量非常小的焦面快门。
背景技术
焦面快门含有多片分开配置的遮光性快门叶片，利用铆接等方法安装在各快门叶片上、并与之形成一体的叶片销钉，以及与该叶片销钉相配合且可滑动、开启闭合各快门叶片的叶片驱动摇臂。
[专利文献1] 日本专利特开2001-157087公报
[专利文献2] 日本专利特开2001-311997公报
[专利文献3] 日本专利特开2002-010137公报
开启闭合快门叶片时，叶片驱动摇臂和叶片销钉互相摩擦，产生磨损粉末。在以往采用银盐胶卷的照相机中，由于每一次曝光都要卷片，因此即使产生上述的磨损粉末也不会堆积在装入照相机中的焦面快门上。但是，在数码照相机中，CCD等摄像元件替代了银盐胶卷，而且它们是固定的。如果反复驱动装入数码照相机中的焦面快门，则会因快门叶片开启、闭合动作过程中的叶片驱动摇臂和叶片销钉之间的摩擦产生磨损粉末。如果该磨损粉末堆积在画框内，则会引起图像质量的下降，因此这是必须要解决的问题。
到目前为止提出了几种处理磨损粉末的对策。例如，在专利文献1提出了具备显示CCD上的异物的尘埃模块和用于清扫该异物的清洁模块，并且可以迅速切换这些模块的摄像装置。一旦杂质模块检测显示出CCD上有异物，就立刻切换至清洁模块，实施清扫作业。专利文献2提出了在焦面快门和摄像元件之间插入光学低通滤光器的电子照相机。利用该低通滤光器防止由焦面快门产生的磨损粉末所引起的图像质量的降低。专利文献3提出了在曝光动作中可移动该低通滤光器的电子照相机。这样即使在低通滤光器上附着有尘埃，也因在曝光动作中使其移动，可以使尘埃的影像分散于多个像素，防止摄像器件获得的图像的质量的下降。但是，这些处理磨损粉末的对策都是针对产生磨损粉末的情况，不能从根本上解决问题。本发明的目的是提供能有效抑制磨损粉末产生的焦面快门。
发明内容
为了解决上述以往技术上的问题，采取了以下的方法。即，本发明为含有遮光性快门叶片，安装在该快门叶片上的叶片销钉，以及与该叶片销钉相配合且可滑动、使该快门叶片开启闭合的叶片驱动摇臂的焦面快门，该焦面快门的特征是，前述叶片销钉的表面硬度大于前述叶片驱动摇臂，前述叶片驱动摇臂的表面硬度为Hv300～900，前述叶片销钉的表面硬度为Hv450～1000，对前述叶片驱动摇臂和前述叶片销钉实施了化学研磨处理，对前述叶片销钉进行了镀镍、镀铬、镀钯或镀铑处理，前述叶片销钉的材料为JIS G4401所规定的SUS416材料这类易切削不锈钢材或者SK材料这类弹簧用冷轧钢材，前述叶片驱动摇臂的材料为SK材料这类弹簧用冷轧钢材。
本发明的另一种焦面快门包含遮光性快门叶片，安装在该快门叶片上的叶片销钉，以及与该叶片销钉相配合且可滑动、使该快门叶片开启闭合的叶片驱动摇臂，该焦面快门的特征是，前述叶片销钉的表面硬度大于前述叶片驱动摇臂，前述叶片驱动摇臂的表面硬度为Hv300～900，前述叶片销钉的表面硬度为Hv450～1000，对前述叶片驱动摇臂和前述叶片销钉实施了化学研磨处理，对前述叶片销钉进行了镀镍、镀铬、镀钯或镀铑处理，前述叶片销钉的材料为SUS416材料这类易切削不锈钢材或者SK材料这类弹簧用冷轧钢材，前述叶片驱动摇臂的材料为钛材料。
调查了在采用CCD等摄像元件的数码照相机中堆积于画框的异物，最后从耐久试验的结果确认了它们是由焦面快门所产生的磨损粉末。该磨损粉末的粒径为数十μm左右，所产生的量较多。调查了其产生源后，确认由于叶片驱动摇臂的孔部和叶片销钉之间的滑动产生了大量的磨损粉末。于是，研究了各种不会因滑动产生磨损粉末的材料/表面处理的组合，结果发现，叶片驱动摇臂采用SK材料或者钛材料，通过化学研磨除去冲孔等所产生的毛边。叶片驱动摇臂的表面硬度为维氏硬度Hv300～900。叶片销钉采用SUS416材料或者SK材料，并且进行化学研磨除去前加工所产生的毛边。在其上镀硬铬(表面硬度Hv700～800)，化学镀镍(Hv500～600)，镀钯(Hv450～550)或镀铑(Hv800～900)。叶片销钉的表面硬度达到Hv450～1000。使叶片销钉的表面硬度大于叶片驱动摇臂的表面硬度，能够抑制叶片销钉的磨损，减少使图像质量下降的磨损粉末的产生。
附图说明
图1为本发明的焦面快门的模拟图。
图2为本发明的焦面快门的实施例1的耐久试验结果的图表。
图3为本发明的焦面快门的实施例2的耐久试验结果的图表。
图4为本发明的焦面快门的实施例3的耐久试验结果的图表。
图5为本发明的焦面快门的实施例4的耐久试验结果的图表。
符号说明
1、快门叶片 2、叶片销钉 5、叶片驱动摇臂
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的实施方式。图1为本发明的焦面快门的模拟图，(A)为平面图，(B)为关键部分剖面图。如(A)所示，本焦面快门采用快门基板0进行装配。在快门基板0的中央部设有长方形的开口3(用点划线表示)。在静止状态，4片前快门叶片1互相部分重叠，遮蔽快门开口3。在前快门叶片组的下方重叠配置后快门叶片组(无图示)，各快门叶片1的前端用叶片固定板4限制不必要的移动。在各快门叶片1的根部利用铆接等方法安装由金属加工而成的叶片销钉2，形成一体。在基板0的左端部轴支承1组叶片驱动摇臂5和6，使它们互相保持平行，并且可自由转动。各前快门叶片1在其根部通过叶片销钉2卡接在叶片驱动摇臂5及6上。后快门叶片组也同样由一对叶片驱动摇臂卡住(无图示)。在主叶片驱动摇臂5上设置深孔7，沿主叶片驱动摇臂5转动过程中的深孔7的移动轨迹，在基板0上设置长槽8。还有，在深孔7配置通过槽8贯穿基板0的驱动针(无图示)。如果按下快门释放按钮(无图示)，则驱动针受到向上的力沿设置在基板0上的长槽8移动至上方。与此同时，在深孔7和驱动针相结合的主叶片驱动摇臂5及与它联动的次叶片驱动摇臂6转动至上方。通过这种转动，前快门叶片1纵向移动至上方，打开开口3。然后，无图示的后快门叶片组纵向移动，遮蔽开口3，曝光结束。
如(B)所示，叶片销钉2利用铆接等方法安装在快门叶片1上，形成一体。叶片驱动摇臂5与叶片销钉2相配合且可滑动，开启闭合快门叶片1。在这种结构中，叶片销钉2的表面硬度大于叶片驱动摇臂5。叶片销钉2的外周部和形成于叶片驱动摇臂5的配合用的通孔的内周部互相滑动，可能会产生磨损粉末。在本发明中，叶片销钉2的外周表面硬度高于形成于叶片驱动摇臂5的通孔的内周表面硬度。由此，能够抑制磨损粉末的产生。具体来说，相对叶片驱动摇臂5侧的表面硬度为Hv300～900左右，快门叶片侧1的叶片销钉2的表面硬度设定为Hv450～1000左右。预先对叶片驱动摇臂5及叶片销钉2实施化学研磨处理，除去在前加工中所产生的毛边，该毛边可能成为产生磨损粉末等的原因。特别是叶片销钉2，由于要提高表面硬度，因此进行镀镍、镀铬、镀钯、镀铑处理等。叶片销钉2的材料采用SUS416材料或者SK材料。叶片驱动摇臂5的材料采用SK材料或者钛材料。叶片销钉2和叶片驱动摇臂5的材料硬度基本同等或叶片销钉2的材料硬度高。
实施例1
制造出一组适用于快门速度1/4000秒的焦面快门的叶片销钉及叶片驱动摇臂作为实施例1，通过耐久试验进行了评价。叶片销钉及叶片驱动摇臂的详细情况及耐久试验结果汇总于图2的表中。在图2的表中，还记载了比较例1的详细情况及耐久试验结果。
实施例1的叶片驱动摇臂的材质采用JIS标准规定的SK4-CSP。SK-CSP为弹簧用冷轧钢带。对该叶片驱动摇臂进行了化学研磨，并且实施了发黑处理。化学研磨处理为将预先加工成叶片驱动摇臂状的金属部件浸渍在化学研磨液中，使表面溶解除去毛边。通过该化学研磨尺寸减小了约1～2μm。化学研磨液采用三菱气体化学株式会社制的CPL-100，浸渍时间在常温下约为10秒。发黑处理是在高温的强碱水溶液中浸渍钢铁部件，形成由黑色的四氧化三铁(Fe3O4)构成的氧化膜的处理。再通过并用使用铬酸酐或者重铬钾的铬酸盐处理，提高耐腐蚀性，这种方法被广泛应用于照相机部件等需要防反射的部件。在本实施例中包含以上所述的所有处理。
实施例1的叶片销钉为材质采用SUS416BFS材料的叶片销钉。该材料为易切削不锈钢棒中的JIS标准SUS416所规定的材料。将SUS416材料加工成叶片销钉形状后，实施化学研磨处理。通过化学研磨处理，使叶片销钉的表面光滑。又进行了镀钯(Pd)处理。通过镀钯表面硬度达到Hv450～550左右。
与此相反，在比较例1中，叶片驱动摇臂的材质和实施例1相同，采用SK4材料，但省略了化学研磨处理。叶片销钉的材质和实施例1相同，采用SUS416材料，但省略了化学研磨及镀Pd。
将实施例1及比较例1的叶片驱动摇臂和叶片销钉装配在如图1所示的焦面快门中，以快门速度1/4000进行3万次的开启、闭合动作，实施耐久试验。调查所产生的磨损粉末的量及粒径。对磨损粉末的产生量进行了定性的判定，判定结果用×、△、○、◎等符号表示。磨损粉末产生量非常大的情况用×表示，其后依次为△、○，磨损粉末产生量极少的情况用◎表示。对比较例1进行了3万次的试验，结果产生了大量的磨损粉末，判定为×。该磨损粉末的粒径在10μm以上，大部分来自于叶片销钉的材料不锈钢。比较例1的一组叶片驱动摇臂及叶片销钉不适合作为数码照相机的快门部件。与此相反，实施例1的耐久试验结果为◎，磨损粉末极少。对磨损粉末进行了分析，粒径在10μm以下，没有检测出金属成分，主要为浮游于空中的尘埃。实施例1的一组叶片驱动摇臂及叶片销钉适合作为数码照相机的快门部件。
实施例2
制造出一组适用于快门速度1/8000秒的焦面快门的叶片销钉及叶片驱动摇臂作为实施例2，通过耐久试验进行了评价。叶片销钉及叶片驱动摇臂的详细情况及耐久试验结果汇总于图3的表中。在图3的表中，还记载了比较例2的详细情况及耐久试验结果。
实施例2的叶片驱动摇臂的材质不采用SK4，而是采用适宜于高速移动的更轻质的钛材料。对该叶片驱动摇臂进行了化学研磨，并且实施了氮化处理及润滑涂装。化学研磨处理为将预先加工成叶片驱动摇臂状的金属部件浸渍在化学研磨液中，使表面溶解除去毛边。氮化处理为使氮浸透扩散于叶片驱动摇臂表面，提高表面的耐磨损性及耐疲劳性(疲劳强度)。润滑涂装由在丙烯酸树脂中添加具有导电性的炭黑及具有润滑性的PTFE所形成的材料构成。树脂在涂膜中的份量为70～80重量％，可以抑制涂膜表面的擦伤及光反射。炭黑在涂膜中的份量为5～17重量％，防止涂膜表面带电。PTFE(聚四氟乙烯)在涂膜中的份量为4～10重量％，可使涂膜表面不仅具有润滑性，还具有耐擦伤性。
实施例2的叶片销钉的材质采用SUS416BFS材料。将SUS416材料加工成叶片销钉形状后，实施化学研磨处理，又进行了镀钯(Pd)处理。这些和实施例1的叶片销钉相同。
与此相反，在比较例2中，叶片驱动摇臂的材质和实施例2相同，采用钛材料，但省略了化学研磨处理。叶片销钉的材质也和实施例2相同，采用SUS416材料，但不进行化学研磨及镀Pd。
将实施例2及比较例2的叶片驱动摇臂和叶片销钉装配在如图1所示的焦面快门中，以快门速度1/8000进行5万次的开启、闭合动作，实施耐久试验。调查了所产生的磨损粉末的量及粒径。对比较例2进行了5万次的试验，结果产生了大量的磨损粉末，判定为×。该磨损粉末的粒径在10μm以上，大部分来自于作为叶片销钉的材料的不锈钢。比较例2的一组叶片驱动摇臂及叶片销钉不适合作为数码照相机的快门部件。与此相反，实施例2的耐久试验结果为◎，磨损粉末极少。对磨损粉末进行了分析，其粒径在10μm以下，没有检测出金属成分，主要为浮游于空中的尘埃。实施例2的一组叶片驱动摇臂及叶片销钉适合作为数码照相机的快门部件。
实施例3
制造出一组适用于快门速度1/4000秒的焦面快门的叶片销钉及叶片驱动摇臂作为实施例3，通过耐久试验进行了评价。叶片销钉及叶片驱动摇臂的详细情况及耐久试验结果汇总于图4的表中。在图4的表中，还记载了比较例3的详细情况及耐久试验结果。
实施例3的叶片驱动摇臂的材质采用JIS标准规定的SK4-CSP。SK-CSP为弹簧用冷轧钢带。对该叶片驱动摇臂进行了化学研磨，并且实施了发黑处理。化学研磨处理为将预先加工成叶片驱动摇臂状的金属部件浸渍在化学研磨液中，使表面溶解除去毛边。通过该化学研磨尺寸减小了约1～2μm。化学研磨液采用三菱气体化学株式会社制的CPL-100，浸渍时间在常温下约为10秒。发黑处理是在高温的强碱水溶液中浸渍钢铁部件，形成由黑色的四氧化三铁(Fe3O4)构成的氧化膜的处理。再通过并用使用铬酸酐或者重铬钾的铬酸盐处理，提高耐腐蚀性，这种方法被广泛应用于照相机部件等需要防反射的部件。在本实施例中包含以上所述的所有处理。
实施例3的叶片销钉为材质采用SK4材料来替代SUS416BFS材料的叶片销钉。将SK4材料加工成叶片销钉形状后，实施了热处理及化学研磨处理。热处理包括淬火和回火等。通过进行热处理，材料的维氏硬度达到Hv350～450左右。再通过实施化学研磨处理，使叶片销钉的表面光滑。还进行了镀钯(Pd)。通过镀钯表面硬度达到Hv450～550左右。
与此相反，在比较例3中，叶片驱动摇臂的材质和实施例3相同，采用SK4材料，但省略了化学研磨处理。叶片销钉的材质也和实施例3相同，采用SK4材料，但不进行化学研磨及镀Pd，而只进行发黑处理。
将实施例及比较例3的叶片驱动摇臂和叶片销钉装配在如图1所示的焦面快门中，以快门速度1/4000进行3万次的开启、闭合动作，实施耐久试验。调查了所产生的磨损粉末的量及粒径。对磨损粉末的产生量进行了定性的判定，判定结果用×、△、○、◎等符号表示。磨损粉末产生量非常大的情况用×表示，其后依次为△、○，磨损粉末产生量极少的情况用◎表示。对比较例3进行了3万次的试验，结果产生了大量的磨损粉末，判定为×。该磨损粉末的粒径在10μm以上，大部分来自于叶片销钉及叶片驱动摇臂。比较例3的一组叶片驱动摇臂及叶片销钉不适合作为数码照相机的快门部件。与此相反，实施例3的耐久试验结果为◎，磨损粉末极少。对磨损粉末进行了分析，粒径在10μm以下，没有检测出金属成分，主要为浮游于空中的尘埃。实施例3的一组叶片驱动摇臂及叶片销钉适合作为数码照相机的快门部件。
实施例4
制造出一组适用于快门速度1/8000秒的焦面快门的叶片销钉及叶片驱动摇臂作为实施例4，通过耐久试验进行了评价。叶片销钉及叶片驱动摇臂的详细情况及耐久试验结果汇总于图5的表中。在图5的表中，还记载了比较例4的详细情况及耐久试验结果。
实施例4的叶片驱动摇臂的材质不采用SK4，而是采用适宜于高速移动的更轻质的钛材料。对该叶片驱动摇臂进行了化学研磨，并且实施了氮化处理及润滑涂装。化学研磨处理为将预先加工成叶片驱动摇臂状的金属部件浸渍在化学研磨液中，使表面溶解除去毛边。氮化处理为使氮浸透扩散于叶片驱动摇臂表面，提高表面的耐磨损性及耐疲劳性(疲劳强度)。润滑涂装由在丙烯酸树脂中添加具有导电性的炭黑及具有润滑性的PTFE所形成的材料构成。树脂在涂膜中的份量为70～80重量％，可以抑制涂膜表面的擦伤及光反射。炭黑在涂膜中的份量为5～17重量％，可防止涂膜表面带电。PTFE(聚四氟乙烯)在涂膜中的份量为4～10％，可使涂膜表面不仅具有润滑性，还具有耐擦伤性。
实施例4的叶片销钉为材质采用SK4材料的叶片销钉。将SK4材料加工成叶片销钉形状后，实施了热处理及化学研磨处理。热处理包括淬火和回火等。通过进行热处理，材料的维氏硬度达到Hv350～450左右。再通过实施化学研磨处理，使叶片销钉的表面光滑。还进行了镀钯(Pd)，通过镀钯表面硬度达到Hv450～550左右。
与此相反，在比较例4中，叶片驱动摇臂的材质和实施例4相同，采用钛材料，但省略了化学研磨处理。叶片销钉的材质和实施例4相同，采用SK4材料，但不进行化学研磨及镀Pd，而只进行发黑处理。
将实施例4及比较例4的叶片驱动摇臂和叶片销钉装配在如图1所示的焦面快门中，以快门速度1/8000进行5万次的开启、闭合动作，实施耐久试验。调查了所产生的磨损粉末的量及粒径。对比较例2进行了5万次的试验，结果产生了大量的磨损粉末，判定为×。该磨损粉末的粒径在10μm以上，经分析检测出Fe，它是来自于叶片销钉的SK材料。比较例4的一组叶片驱动摇臂及叶片销钉不适合作为数码照相机的快门部件。与此相反，实施例4的耐久试验结果为◎，磨损粉末极少。对磨损粉末进行了分析，粒径在10μm以下，没有检测出金属成分，主要为浮游于空中的尘埃。实施例4的一组叶片驱动摇臂及叶片销钉适合作为面向数码照相机的快门部件。
实施例1～4中都对叶片销钉实施了镀Pd，但也可以不镀Pd而进行化学镀镍。通过镀2.5μm左右厚度的化学镍，使表面硬度达到Hv500～600。或者也可以镀铬(Cr)。如果镀硬铬，则维氏硬度可达到Hv700～800。还有，铑的硬度大于钯，有望获得更佳的效果。
如上所述，采用本发明，可以通过使叶片驱动摇臂及叶片销钉的表面平滑化，以及改善会磨损的快门叶片销钉的表面硬度，减少因快门动作所产生的磨损粉末的量。
Claims (2)
1、焦面快门，它是含有遮光性快门叶片，安装在该快门叶片上的叶片销钉，以及与该叶片销钉相配合且可滑动、使该快门叶片开启闭合的叶片驱动摇臂的焦面快门，其特征在于，前述叶片销钉的表面硬度大于前述叶片驱动摇臂，前述叶片驱动摇臂的表面硬度为Hv300～900，前述叶片销钉的表面硬度为Hv450～1000，对前述叶片驱动摇臂和前述叶片销钉实施了化学研磨处理，对前述叶片销钉进行了镀镍、镀铬、镀钯或镀铑处理，前述叶片销钉的材料为易切削不锈钢材或者弹簧用冷轧钢材，前述叶片驱动摇臂的材料为弹簧用冷轧钢材。
2、焦面快门，它是含有遮光性快门叶片，安装在该快门叶片上的叶片销钉，以及与该叶片销钉相配合且可滑动、使该快门叶片开启闭合的叶片驱动摇臂的焦面快门，其特征在于，前述叶片销钉的表面硬度大于前述叶片驱动摇臂，前述叶片驱动摇臂的表面硬度为Hv300～900，前述叶片销钉的表面硬度为Hv450～1000，对前述叶片驱动摇臂和前述叶片销钉实施了化学研磨处理，对前述叶片销钉进行了镀镍、镀铬、镀钯或镀铑处理，前述叶片销钉的材料为易切削不锈钢材或者弹簧用冷轧钢材，前述叶片驱动摇臂的材料为钛材料。
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