JP2006235352A - フォーカルプレーンシャッタ - Google Patents

Abstract

【課題】 磨耗粉の発生が少ないフォーカルプレーンシャッタを提供すること。
【解決手段】 フォーカルプレーンシャッタは、遮光羽根１１〜１４を有する先幕１０および遮光羽根２１〜２４を有する後幕２０とを備える。先幕アーム１６は、遮光羽根１１〜１４をカシメピン１７ａ〜１７ｄを介して回動可能に軸支し、シャッタ作動時には、カシメピン１７ａ〜１７ｄが第１基板３１の面領域Ｂと摺動する。カシメピン１７ａ〜１７ｄのそれぞれの頂部１ａは、それぞれのカシメ部２よりも潤滑性の高い樹脂で構成されているので、磨耗粉の発生を抑制することができる。カシメピン２７ａ〜２７ｄも同様の構造であり、第２基板３１の面領域Ａと摺動しても磨耗粉の発生が少ない。
【選択図】 図４

Description

本発明は、銀塩フィルムを用いたカメラやデジタルカメラのフォーカルプレーンシャッタに関する。

一般的なフォーカルプレーンシャッタでは、複数枚の遮光羽根がそれぞれカシメピンを介して回転自在にアームに取り付けられている。アームの回動に従って、複数枚の遮光羽根は、開口を有する基板表面に沿って走行し、開口の開閉動作を行う。この開閉動作時にカシメピンの頂部が基板表面と摺れると、カシメピンと基板の双方から磨耗粉が発生し、この磨耗粉がフィルムや撮像素子に付着する。従来、カシメピンの軌道に沿って介在プレートを基板側に配し、カシメピンの頂部が直接に基板に接しないようにして基板からの磨耗粉発生を抑制したフォーカルプレーンシャッタが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１６３４７３号公報（第２頁、図１）

特許文献１のフォーカルプレーンシャッタでは、介在プレートを基板側に付加しているので、介在プレートの厚さ分だけ基板の厚さが増加したのと同じになり、小型化に反するという問題がある。

（１）本発明の請求項１に係る発明のフォーカルプレーンシャッタは、複数枚の遮光羽根をそれぞれ有する先幕および後幕と、複数枚の遮光羽根をカシメ部で保持するカシメピンを介して回動可能に軸支するアーム部材とを具備し、開口を有するシャッタ基板と擦れ合うカシメピンの頂部が、カシメ部よりも潤滑性の高い材質からなることを特徴とする。
（２）請求項２に係る発明は、請求項１のフォーカルプレーンシャッタにおいて、カシメピンの頂部は、黒色の樹脂製であることを特徴とする。
（３）請求項３に係る発明は、請求項２のフォーカルプレーンシャッタにおいて、樹脂は、ファイバを含有する樹脂であることを特徴とする。

本発明によれば、開口を有するシャッタ基板と擦れ合うカシメピンの頂部をカシメ部よりも潤滑性の高い材質から作製するので、基板の厚さを増加させることなく磨耗粉発生を抑制することができる。

以下、本発明によるフォーカルプレーンシャッタについて図１〜５を参照しながら説明する。図中、同じ構成部品には同一符号を付す。
図１は、フォーカルプレーンシャッタの分解斜視図であり、各構成部品の位置関係を示している。レンズ側に位置する第１基板３０とフィルム側または撮像素子側に位置する第２基板３１との間に、遮光板４１および中間板４２が配置されている。さらに、第１基板３０と遮光板４１との間には、スペーサ４３および後幕２０が収納され、中間板４２と第２基板３１との間には、スペーサ４４および先幕１０が収納されている。

先幕１０は、４枚の遮光羽根１１〜１４と先幕主アーム１６と先幕従アーム１５とを含む。後幕２０は、４枚の遮光羽根２１〜２４と後幕主アーム２６と後幕従アーム２５とを含む。先幕主アーム１６は、軸受孔１６ａ，１６ｂと４つの連結孔を有し、先幕従アーム１５は、軸受孔１５ａと４つの連結孔を有する。後幕主アーム２６は、軸受孔２６ａ，２６ｂと４つの連結孔を有し、後幕従アーム２５は、軸受孔２５ａと４つの連結孔を有する。

第１基板３０および第２基板３１には、開口３０ａおよび３１ａがそれぞれ対応する位置に設けられている。また、第１基板３０および第２基板３１には、円弧溝３０ｂ，３０ｃおよび３１ｂ、３１ｃがそれぞれ対応する位置に設けられている。遮光板４１および中間板４２には、開口３０ａおよび３１ａと対応する位置に開口４１ａおよび４２ａがそれぞれ設けられている。

次に、図２〜４を参照して、本発明のシャッタの構成と動作について説明する。図２は、シャッタがチャージされた状態のフォーカルプレーンシャッタの正面図である。図３は、シャッタが露光動作を終了した状態のフォーカルプレーンシャッタの正面図である。なお、図２，３では、先幕１０，後幕２０および第１基板３０以外は図示を省略するとともに、最も手前に位置する第１基板３０を一点鎖線で表わす。

図２においては、先幕１０の遮光羽根１１〜１４は、展開して第１基板３０の開口３０ａを覆う遮蔽状態にあり、後幕２０の遮光羽根２１〜２４は、開口３０ａの上方に重なり合って開口３０ａを開放する開放状態にある。すなわち、先幕１０が遮蔽状態、後幕２０が開放状態にあって、露光を阻止している。

図３においては、先幕１０の遮光羽根１１〜１４は、開口３０ａの下方に重なり合って開口３０ａを開放する開放状態にあり、後幕２０の遮光羽根２１〜２４は、展開して開口３０ａを覆う遮蔽状態にある。すなわち、先幕１０が開放状態、後幕２０が遮蔽状態にあって、露光を阻止している。

図２および３に示されるように、回動軸Ｘ１，Ｘ２は、第１基板３０に植設され、先幕従アーム１５の孔１５ａ，先幕主アーム１６の孔１６ａをそれぞれ貫通している。先幕従アーム１５、先幕主アーム１６は、回動軸Ｘ１、Ｘ２にそれぞれ回転可能に取り付けられ、平行リンク機構を構成している。駆動ピン５１は、第１基板３０のレンズ側に取り付けられている不図示の駆動機構に設けられ、円弧溝３０ｂと先幕主アーム１６の孔１６ｂを貫通している。

同様に、回動軸Ｘ３，Ｘ４は、第１基板３０に植設され、後幕従アーム２５の孔２５ａ，後幕主アーム２６の孔２６ａをそれぞれ貫通している。後幕従アーム２５、後幕主アーム２６は、回動軸Ｘ３、Ｘ４にそれぞれ回転可能に取り付けられ、平行リンク機構を構成している。駆動ピン５２も駆動ピン５１と同様に、不図示の駆動機構に設けられ、円弧溝３０ｃと後幕主アーム２６の孔２６ｂを貫通している。

先幕主アーム１６と先幕従アーム１５は、それぞれ４つの連結孔にカシメピン（図４の１７ａ〜１７ｄなど）を貫通させて４枚の遮光羽根１１〜１４を回転可能に軸支している。同様に、後幕主アーム２６と後幕従アーム２５は、それぞれ４つの連結孔にカシメピン（図４の２７ａ〜２７ｄなど）を貫通させて４枚の遮光羽根２１〜２４を回転可能に軸支している。

ここで、図４を参照して、先幕１０と後幕２０について詳細に説明する。図４は、図２のＩ−Ｉ断面図であり、各構成部品の位置関係を明示するために、先幕１０については、回動軸Ｘ２と先幕主アーム１６の４つの連結孔を順次結んだ断面で表わし、後幕２０については、回動軸Ｘ４と後幕主アーム２６の４つの連結孔を順次結んだ断面で表わすものである。

図４に示されるように、４つのカシメピン１７ａ〜１７ｄは、先幕主アーム１６の４つの連結孔をそれぞれ貫通し、遮光羽根１４，１３，１２，１１にそれぞれ連結されている。同様に、４つのカシメピン２７ａ〜２７ｄは、後幕主アーム２６の４つの連結孔をそれぞれ貫通し、遮光羽根２４，２３，２２，２１にそれぞれ連結されている。連結には、一般に、加締めが用いられている。先幕主アーム１６とカシメピン１７ａ〜１７ｄは、第２基板３１の面領域Ｂに隣接しており、後幕主アーム２６とカシメピン２７ａ〜２７ｄは、第１基板３０の面領域Ａに隣接している。なお、図４では構造を理解しやすいように、カシメピン１７ａ〜１７ｄと第２基板３１の面領域Ｂは離間しており、カシメピン２７ａ〜２７ｄと第１基板３０の面領域Ａは離間しているが、実際にはいずれも摺動可能に接触している。

なお、図示は省略したが、回動軸Ｘ１と先幕従アーム１５の４つの連結孔を順次結んだ断面および回動軸Ｘ３と後幕従アーム２５の４つの連結孔を順次結んだ断面においても同様の構成である。また、先幕従アーム１５とそのカシメピンは、第２基板３１の面領域Ｂに隣接しており、後幕従アーム２５とそのカシメピンは、第１基板３０の面領域Ａに隣接している。

以上のように構成されたフォーカルプレーンシャッタの動作を説明する。この動作は、図２の状態から図３の状態に移行する過程であり、露光動作と呼ばれる。
上述の駆動機構により、駆動ピン５１は、第１基板３０の円弧溝３０ｂに沿って下方に移動する。これにより、先幕従アーム１５、先幕主アーム１６が回転し、先幕１０の遮光羽根１１〜１４は、展開状態から開口３０ａの下方に向かって走行を開始し、露光動作が開始する。

遮光羽根１１〜１４の走行開始からシャッタ秒時に相当する所定時間後に、駆動ピン５２は、第１基板３０の円弧溝３０ｃに沿って下方に移動する。これにより、後幕従アーム２５、後幕主アーム２６が回転し、後幕２０の遮光羽根２１〜２４は、開口３０ａの上方に重ねられた状態から開口３０ａの下方に向かって走行を開始し、展開して開口３０ａを遮蔽してゆく。遮光羽根２１〜２４が開口３０ａを完全に遮蔽した時点で露光動作が終了する。

なお、駆動ピン５１，５２は、それぞれ遮光羽根１１〜１４，遮光羽根２１〜２４の走行動作の終了付近で、不図示のブレーキ機構により制動される。露光動作が終了した後で不図示のチャージ機構によりチャージ動作が行われると、図３の状態から図２の状態へ復帰する。

再び図４を参照すると、上述した露光動作の際には、カシメピン２７ａ〜２７ｄの各々の頂部は、第１基板３０のカシメピン側の面領域Ａと接触することが避けられない。同様に、カシメピン１７ａ〜１７ｄの各々の頂部は、第２基板３１のカシメピン側の面領域Ｂとの接触が避けられない。従って、カシメピンの頂部は、各基板の面領域Ａ，Ｂとの摺動により磨耗作用を受ける。特に、カシメピンの頂部は、ニッケルメッキなどの硬質メッキが施されている基板に対しては大きな磨耗作用を受ける。

本実施の形態のフォーカルプレーンシャッタは、カシメピンの材質の組み合わせの最適化を図ることにより、このような磨耗作用を抑制し、磨耗粉の発生を低減するものである。
図５は、本実施の形態のフォーカルプレーンシャッタに用いられるカシメピンの構造を模式的に示す断面図である。すなわち、図５は、図４のカシメピン１７ｄを中心軸ＡＸを含む平面（紙面に平行）で切断した図であり、中心軸ＡＸに対して回転対称の形状を呈している。カシメピン１７ｄは、遮光羽根１１を固定して保持するとともに、露光動作の際には孔１６ａに対する回転軸となるカシメ部２と、遮光羽根１１が抜け落ちないよう阻止する頭部１とを有する。頭部１の表面部分が、面領域Ａと接触する頂部１ａであり、他の部分が基部１ｂである。頂部１ａは、樹脂の一種であるポリカーボネート（ＰＣ）で作製される。

カシメピン１７ｄと遮光羽根１１との連結方法は、カシメ部２を先幕主アーム１６の孔１６ａに貫通させ、カシメ部２の先端の足部２ａを折り曲げ変形させるという「加締め」と呼ばれる機械的な方法である。カシメ部２は、このカシメ加工ができるという要求と回転軸として機能するという要求を満たすため、ステンレス鋼で作製され、反射防止のための黒色塗装が施されている。

一方、頭部１の面１Ａも、露光動作の際に孔１６ａの周辺領域と摺動するので、基部１ｂもステンレス鋼で作製され、黒色塗装が施されている。基部１ｂとカシメ部２は同じ材質で一体に形成されている。つまり、カシメピン１７ｄは、頂部１ａがＰＣ、基部１ｂとカシメ部２がステンレス鋼で作製されている。具体的には、ステンレス鋼としてＳＵＳ６３０（ＪＩＳ規定）を用い、ＭＩＭ（Metal Injection mold）法で焼結して基部１ｂとカシメ部２の形状に成型した後に、ＰＣを基部１ｂに配置して樹脂成型を行うことにより、カシメピン１７ｄが完成する。ＰＣは、ステンレス鋼よりも潤滑性が高い材質であるので、基板の面領域Ａと摺動した場合に磨耗粉の発生を抑制することができる。

また、カシメピン１７ｄの頂部１ａは、ポリカーボネート（ＰＣ）中に黒色顔料を添加して黒色化したり、ＰＣそのものを黒色に染色することにより、遮光性能が十分に確保される。このため、カシメピン１７ｄの頂部１ａに黒色のＰＣを用いれば、黒色塗装を別途行う必要がなくなる。

さらに、カシメピン１７ｄの頂部１ａは、ポリカーボネート（ＰＣ）中に、例えば２０％のガラスファイバを混入することにより、潤滑性を維持しつつ強度と耐摩耗性が向上する。以下、２０％のガラスファイバを含有するポリカーボネートをＰＣ２０％ＧＦと表記する。以上、カシメピン１７ｄについて説明したが、もちろん、本実施の形態のフォーカルプレーンシャッタに用いられる全部のカシメピン１７ａ〜１７ｄおよび２７ａ〜２７ｄについても同様の構造であり、同様の作用効果を奏する。

次に、本実施の形態のフォーカルプレーンシャッタの耐久試験とその結果について説明する。カシメピン１７ａ〜１７ｄおよび２７ａ〜２７ｄの材料は、いずれも頂部１ａがＰＣ２０％ＧＦ、基部１ｂとカシメ部２が黒色化処理したステンレス鋼である。

また、比較例としてのカシメピンは、それぞれ、カシメピン１７ａ〜１７ｄおよび２７ａ〜２７ｄと同一寸法で、ピン全体が黒色化処理したステンレス鋼である。一方、第１基板３０および第２基板３１には、アルミニウム合金板材に高硬度且つ高潤滑性を有する無電解ＮｉＰメッキ（厚さ５〜１０μｍ）を施し、その表層を酸化処理により黒色化したものを使用した。

頂部１ａがＰＣ２０％ＧＦ、基部１ｂとカシメ部２がステンレス鋼のカシメピンを用いた本実施の形態のフォーカルプレーンシャッタと、全体がステンレス鋼のカシメピンを用いた比較例のフォーカルプレーンシャッタとをそれぞれカメラボディに組み込み、５万回のシャッタ作動による耐久試験を行った。耐久試験の評価は、カメラのミラーボックス内に配置したガラス板上に堆積した磨耗粉量により定性的に行った。その結果、本実施の形態のフォーカルプレーンシャッタでは、比較例のフォーカルプレーンシャッタの約１／３０の磨耗粉量しか発生しなかった。これは、上述したように、カシメピン１７ａ〜１７ｄおよび２７ａ〜２７ｄの頂部１ａがそれぞれ第２基板３１および第１基板３０のＮｉＰメッキ層に対して高い潤滑性をもっているためである。

以上説明したように、本実施の形態によるフォーカルプレーンシャッタは次の作用効果を奏する。
（１）カシメピンの頂部１ａをカシメ部２よりも潤滑性の高いＰＣで作製したので、基板の面領域Ａ，Ｂとの摺動による磨耗粉の発生を低減できる。
（２）カシメピンの頂部１ａを潤滑性の高い黒色のＰＣで作製したので、磨耗粉の発生を低減できるとともに、カシメピンの頂部１ａに黒色塗装を別途行う必要がなくなる。
（３）カシメピンの頂部１ａを構成するＰＣにＧＦを含有させ、ＰＣ２０％ＧＦとしたので、潤滑性を維持し、磨耗粉の発生を低減できるとともに、強度と耐摩耗性が向上する。

本発明は、上記の実施の形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。本実施の形態のフォーカルプレーンシャッタでは、カシメピンの金属部分にＳＵＳ６３０を用いたが、ＳＵＳ６３０以外のステンレス鋼、例えばＳＵＳ４１０を用いてもよいし、ＭＩＭ法による成型の代わりに切削で加工してもよい。また、カシメピンの頂部１ａの形成には、樹脂成型に限らず、例えば、カシメピンの基部１ｂに液状の樹脂を垂らして固化させるポッティングを利用してもよい。さらに、カシメピンの頂部１ａを構成する樹脂は、ＰＣに限らず、ＧＦの含有量も２０％のみに限らない。

本発明の実施の形態に係るフォーカルプレーンシャッタの分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係るシャッタがチャージされた状態のフォーカルプレーンシャッタの正面図である。 本発明の実施の形態に係るシャッタが露光動作を終了した状態のフォーカルプレーンシャッタの正面図である。 図２のＩ−Ｉ断面図である。 本発明の実施の形態に係るフォーカルプレーンシャッタに用いられるカシメピンの構造を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１：頭部
１ａ：頂部
１ｂ：基部
２：カシメ部
２ａ：足部
１０：先幕
１１〜１４：遮光羽根
１５：先幕従アーム
１６：先幕主アーム
１７ａ〜１７ｄ：カシメピン
２０：後幕
２１〜２４：遮光羽根
２５：後幕従アーム
２６：後幕主アーム
２７ａ〜２７ｄ：カシメピン
３０：第１基板
３１：第２基板
Ａ，Ｂ：面領域

Claims (3)

1. 複数枚の遮光羽根をそれぞれ有する先幕および後幕と、
   前記複数枚の遮光羽根をカシメ部で保持するカシメピンを介して回動可能に軸支するアーム部材とを具備し、
   開口を有するシャッタ基板と擦れ合う前記カシメピンの頂部が、前記カシメ部よりも潤滑性の高い材質からなることを特徴とするフォーカルプレーンシャッタ。
2. 請求項１に記載のフォーカルプレーンシャッタにおいて、
   前記カシメピンの頂部は、黒色の樹脂製であることを特徴とするフォーカルプレーンシャッタ。
3. 請求項２に記載のフォーカルプレーンシャッタにおいて、
   前記樹脂は、ファイバを含有する樹脂であることを特徴とするフォーカルプレーンシャッタ。

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