JP2006337654A - Light-shielding blade and optical path switching device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラなどの光学機器などにおける光路を開閉するための遮光羽根およびこの遮光羽根を用いた光路開閉装置に関する。 The present invention relates to a light shielding blade for opening and closing an optical path in an optical apparatus such as a camera and an optical path opening and closing device using the light shielding blade.
カメラなどの光学機器の光路を開閉するシャッターや絞りなどの光路開閉装置において、シャッター羽根や絞り羽根を構成する遮光羽根は、極めて短時間の間に光路を横切るように移動およびその停止を行う必要があり、駆動源の負荷を軽減するために軽量かつ高剛性であることが望まれる。また、これらの遮光羽根はフィルムやCCDなどの感光体に対して光を遮る必要があることから、遮光性を有すると同時に表面の反射率が低く、しかもある程度の平面性が要求される。さらに、光路開閉装置においては複数枚の遮光羽根を重ね合わせて作動させる構成となっているものが多く、相互に重なり合う接触部分の潤滑性や帯電防止性が必要となる。上述した遮光羽根の表面の平面性は、その作動時において隣り合う遮光羽根との衝突による破損を防止する上でも重要となる。 In optical path opening and closing devices such as shutters and diaphragms that open and close the optical path of optical equipment such as cameras, the light shielding blades that make up the shutter blades and diaphragm blades must move and stop so as to cross the optical path in a very short time. In order to reduce the load on the drive source, it is desired to be lightweight and highly rigid. In addition, these light-shielding blades need to shield light from a photoconductor such as a film or a CCD. Therefore, the light-shielding blade is required to have a light-shielding property, a low surface reflectance, and a certain level of flatness. Furthermore, many optical path opening and closing devices are configured to operate with a plurality of light shielding blades being overlapped, and lubricity and antistatic properties of contact portions that overlap each other are required. The flatness of the surface of the light shielding blade described above is important in preventing damage due to collision with the adjacent light shielding blade during the operation.
このような遮光羽根に要求される特性を満たすため、従来から種々の素材を用いたものが提案されている。例えば、特許文献1には、複数のポリエステルなどの結晶性高分子化合物のフィルム層間に、少なくとも一層の金属層を挟んで遮光手段としたカメラ用シャッターが開示されている。また、プラスチックフィルム層の間に、一層以上の黒色塗料などの塗膜層を挟んで遮光手段とすることを教示している。加えて、プラスチックフィルムの少なくとも一層に、黒色顔料あるいは黒色染料を含有させることが開示されている。特許文献2には、フィルム厚が100μm程度以下、好ましくは70μm以下で10程度以上の光学濃度が得られるような組成からなる二軸延伸ポリエステルフィルムに、熱硬化性の艶消し塗料をコーティングし、さらに帯電防止材を付着させた光学機器用プラスチック製羽根が開示されている。特許文献3には、基材フィルムに熱可塑性樹脂を主成分とするフィルムを用い、その両面にカーボンブラック,滑材および艶消し剤を含む熱硬化性樹脂からなる層を設けて遮光性フィルムを構成することが開示されている。特許文献4にはアルミニウム合金を素材にしたカメラ用の遮光羽根が開示され、特許文献5には、炭素繊維強化熱硬化性樹脂薄板(以下、CFRPと記述する)をシャッター羽根に適用すること、およびそのマトリックス樹脂にカーボンブラックなどを含む黒色顔料を混入することで遮光性を得ることが開示されている。さらに、特許文献6には反りの少ないCFRPが開示され、特許文献7には、CFRPが軽量,高強度,高弾性,耐衝撃性および振動減衰性を備えていることが開示されている。 In order to satisfy the characteristics required for such light shielding blades, those using various materials have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a camera shutter that uses at least one metal layer between a plurality of film layers of a crystalline polymer compound such as polyester to shield light. Further, it teaches that a light shielding means is provided by sandwiching one or more coating layers of black paint or the like between plastic film layers. In addition, it is disclosed that at least one layer of the plastic film contains a black pigment or a black dye. In Patent Document 2, a thermosetting matte paint is coated on a biaxially stretched polyester film having a composition with a film thickness of about 100 μm or less, preferably 70 μm or less and an optical density of about 10 or more. Furthermore, a plastic blade for an optical device to which an antistatic material is attached is disclosed. Patent Document 3 uses a film mainly composed of a thermoplastic resin as a base film, and is provided with a light-shielding film by providing layers made of a thermosetting resin containing carbon black, a lubricant, and a matting agent on both sides. Configuration is disclosed. Patent Document 4 discloses a light-shielding blade for a camera made of an aluminum alloy, and Patent Document 5 applies a carbon fiber reinforced thermosetting resin thin plate (hereinafter referred to as CFRP) to the shutter blade. In addition, it is disclosed that light shielding properties can be obtained by mixing a black pigment containing carbon black or the like into the matrix resin. Further, Patent Document 6 discloses CFRP with less warping, and Patent Document 7 discloses that CFRP has light weight, high strength, high elasticity, impact resistance, and vibration damping.
樹脂を主体とする従来の遮光羽根は、ほぼ均一な厚みのシートフィルムからプレスなどによって所定の輪郭形状に加工しているため、遮光羽根を駆動するための部材が取り付けられる部分の必要強度を満たすような厚みのシートフィルムを使用する必要がある。この結果、遮光部の肉厚が必要以上に厚くなりすぎてしまい、シャッターとして使用する際の幕速の向上を阻害する慣性質量の増大を招来する。 Conventional light-shielding blades mainly made of resin are processed into a predetermined contour shape from a sheet film with a substantially uniform thickness by a press or the like, so that the required strength of the part to which the member for driving the light-shielding blades is attached is satisfied. It is necessary to use a sheet film having such a thickness. As a result, the thickness of the light-shielding portion becomes excessively thick, which causes an increase in inertial mass that hinders improvement in curtain speed when used as a shutter.
ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと記述する)を素材にした遮光羽根は、製造コストが低く、比重も軽いため、低価格領域のカメラなどで広く使用されている。しかしながら、PETは引張弾性率などの機械的強度が弱いため、走行中もしくは制動時に発生する振動や衝撃などで遮光羽根が撓んでしまい、遮光羽根相互の衝突やこれによる破損が発生しやすく、高速で走行するフォーカルプレーンシャッターなどで用いることができない。 A light-shielding blade made of polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET) is widely used in low-price cameras and the like because of its low manufacturing cost and low specific gravity. However, since PET has low mechanical strength such as tensile elastic modulus, the light shielding blades bend due to vibrations or shocks that occur during running or braking, and the light shielding blades tend to collide with each other and be damaged by them. It cannot be used with a focal plane shutter that travels on the road.
また、アルミニウム合金などの金属を素材にした遮光羽根は、機械的強度も高く、高速のシャッター装置に組み込むことが可能であるが、材料自体の比重が大きいことから遮光羽根自体の重量が嵩み、大きなチャージエネルギーを必要とする。さらに、走行中および制動時に発生する振動、いわゆる波打ちが非常に大きく、この波打ち状態がなかなか収まらないため、上述したPETと同様に遮光羽根相互の衝突ならびに破損の発生という問題がある。 In addition, a light-shielding blade made of a metal such as an aluminum alloy has high mechanical strength and can be incorporated into a high-speed shutter device, but the weight of the light-shielding blade itself is increased due to the large specific gravity of the material itself. , Requires large charge energy. Furthermore, vibrations that occur during running and braking, so-called undulations, are very large, and this undulation state is not easily settled.
一方、CFRPを素材とした遮光羽根は、軽量で弾性率も高く、シャッター速度が高速であっても走行中および制動中の波打ちが非常に少なく、仮に波打ちが発生したとしても迅速に減衰してしまう特性を有する。従って、遮光羽根相互の衝突やこれによる破損の可能性がなく、非常に高い耐久性を実現することが可能である。しかしながら、CFRPはその材料自体が高価である上、その製造時の前駆体であるプリプレグシートを複数枚積層し、この積層物をプレスしたまま加熱するという非常に手間のかかる工程で製造する必要がある。また、これによって得られたシートも、炭素繊維のばらつきによる目開きなどの不良が発生しやすく、強度のばらつきや反りなどによる不良品の発生率が高い欠点を有するため、品質管理の手間が掛かることと相俟って製造コストも非常に高いものとなってしまう。 On the other hand, the light-shielding blade made of CFRP is lightweight and has a high elastic modulus, and even when the shutter speed is high, there is very little waving during running and braking, and even if undulation occurs, it quickly decays. It has the characteristic to end. Accordingly, there is no possibility of collision between the light shielding blades and damage due to this, and extremely high durability can be realized. However, CFRP is expensive in material itself and needs to be manufactured in a very laborious process in which a plurality of prepreg sheets, which are precursors at the time of manufacturing, are stacked and heated while being pressed. is there. In addition, the sheet thus obtained is also prone to defects such as openings due to variations in carbon fibers, and has a high defect generation rate due to variations in strength and warpage, which requires time and effort for quality control. In combination with this, the manufacturing cost becomes very high.
ところで、エンジニアリングプラスチックとして知られ、一般の高分子物質と同様な低密度を有する液晶ポリマー(以下、LCPと記述する場合がある)を押出し成形によりフィルム状に成形した場合、各ドメイン(ポリマー鎖)毎にランダムな方向を向いていた各分子が押出し方向に沿って向きを揃え、配向性を示すこととなる。これにより、LCPは一般の高分子物質に見られない高強度および高弾性を示す。つまり、LCPにおける高弾性の発現機構は、ドメインの成形方向への配向に依存しているため、その弾性率は異方性を示し、成形方向に沿っては高弾性率を有するものの、これと直交する方向の弾性率が著しく低い場合がほとんどである。この結果、成形方向に沿って簡単に裂けるようなLCPフィルムができてしまうことが多かった。構造材料としてLCPの使用を考慮した場合、上述したような弾性率の著しい異方性は、信頼性の欠如をもたらすと共にその実用化を困難なものとしている。 By the way, when a liquid crystal polymer (hereinafter sometimes referred to as LCP), which is known as an engineering plastic and has a low density similar to that of general polymer substances, is formed into a film by extrusion molding, each domain (polymer chain) Each molecule oriented in a random direction is aligned along the extrusion direction and exhibits orientation. Thereby, LCP exhibits high strength and high elasticity not found in general polymer materials. In other words, since the mechanism of high elasticity in LCP depends on the orientation of domains in the molding direction, the elastic modulus shows anisotropy and has a high elastic modulus along the molding direction. In most cases, the elastic modulus in the orthogonal direction is extremely low. As a result, an LCP film that can be easily split along the forming direction is often produced. Considering the use of LCP as a structural material, the remarkable anisotropy of the elastic modulus as described above causes a lack of reliability and makes its practical use difficult.
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、高強度かつ安定した品質の安価な遮光羽根およびこの遮光羽根を用いた光路開閉装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide an inexpensive light-shielding blade having high strength and stable quality, and an optical path switching device using the light-shielding blade.
本発明の第1の形態は、取り付け部を有し、この取り付け部の肉厚がそれ以外の部分の肉厚よりも厚く設定されていることを特徴とする遮光羽根にある。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a light shielding blade having an attachment portion, wherein the thickness of the attachment portion is set to be thicker than the thickness of the other portions.
両端を支持した長さがLの均質な材料の曲げ強度Wは、この材料の変位量をy,弾性係数をE,断面2次モーメントをIとした場合、W=(48yEI)/L3となる。ただし、断面2次モーメントIは、材料の幅をh,材料の肉厚をhとした場合、I=bh3/12で表される。従って、材料の曲げ強度Wはその肉厚の3乗に比例することがわかる。例えば、取り付け部の肉厚を150μm,それ以外の部分の肉厚を100μmとした場合、取り付け部の曲げ強度は、それ以外の部分の曲げ強度の(150/100)3倍、つまり約3.4倍程度の強度を有することとなる。 The bending strength W of a homogeneous material having a length L that supports both ends is expressed as follows: W = (48yEI) / L 3 where y is the displacement of the material, E is the elastic modulus, and I is the moment of inertia of the section. Become. However, cross-sectional secondary moment I, when the width of the material to h, and the thickness of the material is h, is expressed by I = bh 3/12. Therefore, it can be seen that the bending strength W of the material is proportional to the cube of its thickness. For example, when the thickness of the attachment portion is 150 μm and the thickness of the other portion is 100 μm, the bending strength of the attachment portion is (150/100) three times the bending strength of the other portions, that is, about 3. It will have about four times the strength.
本発明においては、取り付け部の肉厚がそれ以外の部分の肉厚よりも厚く設定されており、その曲げ強度が取り付け部以外の部分の曲げ強度よりも高くなる。 In the present invention, the thickness of the attachment portion is set to be thicker than the thickness of the other portions, and the bending strength thereof is higher than the bending strength of the portions other than the attachment portion.
本発明の第2の形態は、ほぼ短冊状をなし、その長手方向一端部に取り付け部を有し、この取り付け部の肉厚がそれ以外の部分の肉厚よりも厚く設定された遮光羽根を用いる光路開閉装置であって、前記遮光羽根がLCPを主体とする材料を射出成形してなり、材料注入用のゲートが前記取り付け部またはその近傍に配されていることを特徴とするものである。 The second embodiment of the present invention is a light-shielding blade having a substantially strip shape, having an attachment portion at one end in the longitudinal direction thereof, and the thickness of the attachment portion being set larger than the thickness of the other portions. An optical path opening / closing device to be used, wherein the light shielding blade is formed by injection molding a material mainly composed of LCP, and a gate for material injection is arranged at or near the attachment portion. .
本発明においては、射出成形時に材料注入用のゲートから材料が肉厚の厚い取り付け部からそれ以外の部分へと射出され、LCP分子が遮光羽根の長手方向に沿って配向することとなる。 In the present invention, at the time of injection molding, the material is injected from the thickly attached portion to the other portion from the material injection gate, and the LCP molecules are oriented along the longitudinal direction of the light shielding blade.
本発明の遮光羽根によると、機械的強度が必要な取り付け部の肉厚を機械的強度がそれほど必要ではないそれ以外の部分の肉厚よりも厚く設定してあるので、遮光羽根の各部分に最適な強度を持たせることができ、遮光羽根自体の耐久性を著しく向上させることができる。 According to the light shielding blade of the present invention, the thickness of the attachment portion that requires mechanical strength is set to be thicker than the thickness of the other portions where mechanical strength is not so necessary, Optimum strength can be provided, and the durability of the light shielding blade itself can be remarkably improved.
本発明の光路開閉装置によると、遮光羽根がほぼ短冊状をなし、その長手方向一端部に取り付け部を有し、この取り付け部の肉厚がそれ以外の部分の肉厚よりも厚く設定され、LCPを主体とする材料を射出成形してなり、材料注入用のゲートが取り付け部またはその近傍に配されているので、射出成形時の金型キャビティ内への材料の充填性を向上させることができ、しかもウエルドの影響による取り付け部の強度低下を確実に防ぐことができる。また、LCP分子をその長手方向に沿って配向させることができるので、この遮光羽根の長手方向と交差する方向に遮光羽根を走行させることにより、光路開閉用の遮光羽根として好ましい弾性率異方性を持たせることができる。 According to the optical path opening and closing device of the present invention, the light-shielding blade has a substantially strip shape, has an attachment portion at one end in the longitudinal direction thereof, and the thickness of this attachment portion is set to be thicker than the thickness of the other portions, Since the material mainly composed of LCP is injection-molded, and the material injection gate is arranged at or near the mounting portion, the filling property of the material into the mold cavity at the time of injection molding can be improved. Moreover, it is possible to reliably prevent the strength of the attachment portion from being lowered due to the influence of the weld. Further, since the LCP molecules can be oriented along the longitudinal direction, the elastic anisotropy preferable as the light shielding blade for opening and closing the optical path by running the light shielding blade in the direction intersecting the longitudinal direction of the light shielding blade. Can be given.
なお、シートフィルムからプレスなどにより遮光羽根を切り出した場合には、シートフィルムの切断時に発生する微小な切粉が得られる遮光羽根の表面に付着する可能性があるが、本発明による光路開閉装置の遮光羽根ではこのような不具合をほとんど伴わないので、特に撮像素子にごみなどの付着を嫌うデジタルカメラのシャッターユニットに用いて有利となる。 In addition, when the light shielding blade is cut out from the sheet film by a press or the like, there is a possibility that fine chips generated when the sheet film is cut may adhere to the surface of the light shielding blade. The light-shielding blade of FIG. 5 hardly causes such problems, and is particularly advantageous for use in a shutter unit of a digital camera that dislikes adhesion of dust or the like to the image sensor.
本発明による光路開閉装置をカメラのフォーカルプレーンシャッターに応用した一実施形態について、図1〜図8を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施形態のみに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の技術にも当然応用することができる。 An embodiment in which the optical path opening and closing device according to the present invention is applied to a focal plane shutter of a camera will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and is claimed. Any change or modification included in the concept of the present invention described in the scope of the present invention can be made, and can naturally be applied to other techniques belonging to the spirit of the present invention.
本実施形態によるフォーカルプレーンシャッターユニットの正面形状を図1に示し、そのII−II矢視断面構造を図2に示す。すなわち、このフォーカルプレーンシャッターユニット10は、いわゆる縦走りタイプと呼称されているものであり、図1中、上下方向に走行する先幕11および後幕12として相互に重なり合う複数枚(図示例ではそれぞれ5枚および4枚)の遮光羽根13,14,15,16,17,18,19,20,21を用いている。複数のスペーサ22を介して相互に平行に組み付けられた枠状のカバー板23と枠状のシャッター地板24との間には、先幕11と後幕12とを仕切る枠状の仕切り板25が傾斜状態で組み付けられている。先幕11はカバー板23と仕切り板25との間に配され、後幕12は仕切り板25とシャッター地板24との間に配されている。先幕11を構成する遮光羽根13〜17の長手方向一端側(図1中、左側)には、先幕支持アーム26と先幕駆動アーム27とがそれぞれピン止めされており、同様に後幕12を構成する遮光羽根18〜21の長手方向一端側にも後幕支持アーム28と後幕駆動アーム29とがそれぞれピン止めされている。これら先幕駆動アーム27および後幕駆動アーム29は、カバー板23およびシャッター地板24に形成された円弧状の案内溝30,31に対してそれぞれ摺動自在に係合し、これらの基端部が先幕11および後幕12を開閉するための図示しない駆動源にそれぞれ連結されている。
The front shape of the focal plane shutter unit according to the present embodiment is shown in FIG. 1, and the sectional structure taken along the line II-II is shown in FIG. That is, the focal
なお、このようなフォーカルプレーンシャッターユニット10自体の具体的構成は、特開平10−186448号公報,特開2002−229097号公報,特開2003−280065号公報などで周知の通りである。
The specific configuration of the focal
本実施形態における遮光羽根13〜21のうちの1枚の遮光羽根(以下、便宜的にこれらを代表して32として示す)の分解状態を図3に示し、その断面構造を図4に示す。すなわち、細長い矩形の板状をなす本実施形態の遮光羽根32の長手方向一端側には、先幕または後幕支持アーム26,28および先幕または後幕駆動アーム27,29にピン止めするための貫通穴33,34をそれぞれ有する一対の取り付け部35a,35bが形成され、これら取り付け部35a,35bよりも他端側は例えば100μmの一定の肉厚を持つ遮光部37として機能する。それぞれボス状をなすこれら取り付け部35a,35bの肉厚は、他の部分、つまり遮光部37の肉厚よりも厚い、例えば150μmに設定されている。本実施形態における取り付け部35a,35bは、遮光部37の一方の表面から突出した状態となっている。この遮光羽根32の表裏両面には、その遮光性の改善,帯電防止および摩擦低減の少なくとも1つの機能を持つ黒色塗料が機能層38として5μmの膜厚にて塗布されている。
FIG. 3 shows a disassembled state of one of the
遮光羽根32の遮光部37の肉厚は、50〜200μmの範囲に設定され、より好ましくは70〜120μmの範囲となるように設定される。肉厚が50μm未満の場合には、遮光羽根32としての機械的強度が不足する上に遮光性も低下する。逆に、肉厚が200μmを超えると、機械的強度は増大するものの遮光羽根32の重量が必要以上に増加してしまい、その慣性質量の増大がシャッター幕速を向上させる際の障害となる。しかも、本実施形態の如きフォーカルプレーンシャッターユニット10の場合、先幕11と後幕12との距離が開いてしまい、スリット形成精度に影響を与え、シャッター効率が落ちてしまう。
The thickness of the
取り付け部35a,35bの肉厚は、この部分に要求される機械的強度を満たすように設定する必要があり、一般的には300μm以下、より好ましくは200μm以下である。
The thickness of the
この遮光羽根32の射出成形に用いられる樹脂として、遮光部37の肉厚を約0.1mmに形成することができれば特に限定されない。ただし、薄膜成形性および材料強度を勘案してLCP、特にサーモトロピックLCPと呼称されるポリエステルが好ましい。これによって、高強度および高弾性の遮光羽根32を得ることができる。このLCPに対してさらに別の樹脂を配合することも可能である。配合可能な樹脂としては、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂の何れでも良いが、いわゆる熱可塑性のエンジニアリングプラスチック、例えばポリアミド樹脂,ポリカーボネート樹脂,ポリエチレンテレフタレート樹脂,ポリブチレンテレフタレート樹脂,ポリフェニレンンサルファイド樹脂,ポリエーテルサルフォン樹脂などを挙げることができる。LCPに対する他の樹脂の配合量は、LCP100重量部に対して1〜400重量部、好ましくは10〜200重量部、より好ましくは30〜100重量部である。
The resin used for the injection molding of the
LCPを含む樹脂を射出成形した場合、LCPの分子配向に伴う縦裂きやカールが発生しやすくなるため、充填材を添加して弾性率異方性を緩和することが望ましい。このような充填材としては、一般的な繊維状または粉状のも填材および両者の混合物が使用できる。繊維状充填材としてはガラス繊維,炭素繊維,セラミック繊維,ウィスカなどを挙げることができる。また、粉状充填材としてはマイカ,タルク,クレイ,炭化珪素,アルミナ,窒化ホウ素,黒鉛などを挙げることができる。特に、遮光羽根32としての機能を考慮に入れると、ウィスカや黒鉛が好ましいと言える。黒鉛の場合、遮光性をさらに向上させることが可能なので、より好ましい。これらの充填量は、充填率が高すぎると射出成形時の材料の流動性が低下して成形性が悪化する。逆に充填率が低すぎるとこの充填材による効果が発現せず、裂けやカールが発生しやすくなる。このような観点から、充填材の配合量は上述したLCP組成物100重量部に対し、10〜100重量部、好ましくは15〜40重量部である。
When a resin containing LCP is injection-molded, longitudinal tearing and curling associated with the molecular orientation of LCP are likely to occur. Therefore, it is desirable to reduce the elastic modulus anisotropy by adding a filler. As such a filler, a general fibrous or powdery filler and a mixture of both can be used. Examples of the fibrous filler include glass fiber, carbon fiber, ceramic fiber, and whisker. Examples of the powder filler include mica, talc, clay, silicon carbide, alumina, boron nitride, and graphite. In particular, if the function as the
周知のように、LCPはPETなどよりも光に対して不透明で遮光性に優れている。具体的には、PET単独の光学濃度はほとんど0と見なすことができるけれども、25μmの肉厚のLCPの場合には光学濃度が0.5程度にも達する。さらに、カーボンブラックなどの遮光材を材料中に分散させることも可能であり、例えば25μmの肉厚のLCPにカーボンブラックを2重量%添加した場合には、光学濃度を6以上にすることができる。このような遮光材を成形樹脂に添加する場合、工業的見地からすると、上述した充填材の混合と同工程にて溶融状態で各成分を混練する方法が好ましい。この溶融混練には、一般的に用いられている一軸または二軸の押出機や各種ニーダーなどの混練装置を採用できるが、特に二軸の高混練機が好ましい。混練に際し、各成分を予めタンブラまたはヘンシェルミキサの如き装置にて各成分を均一に混合しても良いし、このような混合を省略して混練装置にそれぞれ別個に定量供給する方法を用いることも可能である。樹脂に対する遮光材の添加量としては、0.1〜10重量%、好ましくは0.5〜5%である。添加量が少ないと遮光性向上の効果が得られず、逆に添加量が多すぎると射出成形時における材料の流動性が悪化してしまう。 As is well known, LCP is more opaque to light and has better light blocking properties than PET and the like. Specifically, the optical density of PET alone can be regarded as almost zero, but in the case of a 25 μm thick LCP, the optical density reaches about 0.5. Further, a light shielding material such as carbon black can be dispersed in the material. For example, when 2 wt% of carbon black is added to a LCP having a thickness of 25 μm, the optical density can be increased to 6 or more. . When such a light-shielding material is added to the molded resin, from an industrial standpoint, a method of kneading each component in a molten state in the same step as the mixing of the filler described above is preferable. For this melt-kneading, commonly used kneading apparatuses such as a single-screw or twin-screw extruder and various kneaders can be adopted, but a twin-screw high kneader is particularly preferable. At the time of kneading, each component may be mixed uniformly in advance with a device such as a tumbler or a Henschel mixer, or a method in which such mixing is omitted and a fixed quantity is separately supplied to the kneading device may be used. Is possible. The addition amount of the light shielding material relative to the resin is 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5%. If the addition amount is small, the effect of improving the light shielding property cannot be obtained. Conversely, if the addition amount is too large, the fluidity of the material at the time of injection molding deteriorates.
このような射出材料の成形条件としては、射出速度を早く、射出圧を高く、樹脂温度および金型温度を高める方向に設定する。例えば、射出速度は200mm/秒以上、好ましくは500mm/秒以上であり、射出圧は1000kg/cm2以下、樹脂温度は200〜350℃、金型温度は60〜150℃の範囲内に設定すべきである。また、高圧および高速射出が可能な成形機が好ましく、特に逆流防止機構を備えた成形機がより好ましいと言える。 The molding conditions for such an injection material are set such that the injection speed is high, the injection pressure is high, and the resin temperature and mold temperature are increased. For example, the injection speed is 200 mm / sec or more, preferably 500 mm / sec or more, the injection pressure is 1000 kg / cm 2 or less, the resin temperature is 200 to 350 ° C., and the mold temperature is 60 to 150 ° C. Should. A molding machine capable of high pressure and high speed injection is preferable, and a molding machine equipped with a backflow prevention mechanism is particularly preferable.
射出成形する際のゲートは、周知のゲート形状を採用することができ、遮光羽根32の形状に応じて使い分けることができる。本実施形態の如きフォーカルプレーンシャッターユニット10の場合、好ましくは遮光羽根32の短軸幅(図3中、上下方向に沿った長さ)のフィルムゲート39を遮光羽根32の肉厚が厚い取り付け部35a,35b側に設定する。これにより、遮光羽根32の長手方向にLCP分子が配向し、好ましい弾性率異方性を持った遮光羽根32を得ることができる。
A known gate shape can be adopted as the gate at the time of injection molding, and the gate can be properly used according to the shape of the
なお、特にLCPを射出成形品した場合、ゲートの場所や形状によって取り付け部の貫通穴の存在によるウエルドの影響によって取り付け部の強度が低下する場合があるが、本発明では取り付け部35a,35bの肉厚を厚くすることにより、その影響を少なくすることができる。
In particular, when an LCP is injection-molded, the strength of the mounting portion may be reduced due to the influence of the weld due to the presence of the through hole of the mounting portion depending on the location and shape of the gate, but in the present invention, the mounting
射出成形された遮光羽根32は、必要に応じて熱処理が施される。この熱処理は、応力付与下または自由状態下で行うことができ、周知の雰囲気、例えば空気,窒素,真空などの雰囲気にて室温から熱変形温度までの範囲の適当な温度にて行うことができる。
The injection-molded light-
通常、LCPは接着性や塗装性が悪く、その表面に機能層38を形成する場合には、充分な接着強度を得ることが困難である。そこで、機能層38を形成する前にコロナ放電などの周知の親水化表面処理を施しておくことが好ましい。
Usually, LCP has poor adhesion and paintability, and when the
上述した実施形態では、取り付け部35a,35bを遮光羽根32の一方の表面側からのみ突出させたが、図5に示すように、遮光羽根32の表裏両面から突出させた状態にすることも可能である。また、一対の取り付け部35a,35bを一体化してこれらの貫通穴の間に肉厚の薄い部分が形成されないようにすることも可能である。
In the above-described embodiment, the
このような本発明による遮光羽根の他の実施形態の正面形状を図6に示し、そのVII−VII矢視断面構造を図7に示すが、先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、本実施形態における遮光羽根32の長手方向一端側には、2つの貫通穴33,34が形成されており、これらを囲む取り付け部36の肉厚は150μmに設定され、それ以外の遮光部37の部分の肉厚は100μmに設定されている。これにより、取り付け部36の強度をさらに高めることができる。
FIG. 6 shows the front shape of another embodiment of the light-shielding blade according to the present invention, and FIG. 7 shows the sectional structure taken along the arrow VII-VII. Only the same reference numerals are used, and duplicate descriptions are omitted. That is, two through
また、上述した実施形態では遮光部37の肉厚を一定に設定したが、取り付け部36から離れるに従い、遮光部37の肉厚を段階的または連続的に薄く設定することも可能である。このような本発明による遮光羽根の他の実施形態の断面構造を図8に示すが、先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、本実施形態における遮光羽根32は、その長手方向他端側ほど肉厚が薄く、長手方向一端側の取り付け部36に近づくほどこれらの肉厚と同じとなるように、遮光部37の肉厚がその長手方向に沿って連続的に異なっている。
In the above-described embodiment, the thickness of the
取り付け部36から離れるに従い、遮光部37の肉厚を段階的に変化させることも可能であり、このように遮光部37の肉厚を段階的または連続的に変化させた場合、遮光羽根32の各部分に最適な強度を持たせることができ、取り付け部36に負荷する応力を軽減させて耐久性のさらなる向上を企図することができる。
It is also possible to change the thickness of the
次に、本発明による遮光羽根32の曲げ弾性率および塗装強度を実施例1〜4として比較参考のための比較例1〜3と共に以下の表1に示す。なお、曲げ弾性率は、テンシロン万能試験機を用いて各試料における遮光部37の両端側を30mm隔てて支持し、その中央部に4mmの変位を加えた時の荷重から求めている。
Next, the bending elastic modulus and coating strength of the
また、実施例1〜4および比較例1〜3にて得られる遮光羽根32を図1,図2に示すフォーカルプレーンシャッターユニット10の先幕11および後幕12として組み込み、光源から2万ルクスの明るさの光を照射した場合の光線漏れの評価を行った。さらに、常温常湿にて1/8000秒のシャッター速度にて15万回の開閉試験を行い、その耐久性を調べた。これらの結果を併せて表1に示す。
Further, the light-
逆止め弁を有する高速射出タイプの射出成形機を用い、射出シリンダ内の温度を370℃,金型温度を120℃に設定し、充填材であるガラス繊維を15重量%含む高流動性のLCP、例えば新日本石油化学株式会社製のザイダー(商品名)100重量部に対し、カーボンブラックを2重量部添加してなる材料から、遮光部37の肉厚が100μm,取り付け部35a,35bの肉厚が150μmの図3,図4に示すような遮光羽根を600Kgf/cm2の射出圧にて射出成形し、成形品を取り出して樹脂注入用のゲート(フィルムゲート39)を切断除去した後、この遮光羽根32に周知の表面親水化処理、例えばコロナ放電処理を行って5μmの膜厚の黒色塗装による機能層38を形成した。
Using a high-speed injection type injection molding machine with a check valve, the temperature in the injection cylinder is set to 370 ° C., the mold temperature is set to 120 ° C., and a high fluidity LCP containing 15% by weight of glass fiber as a filler. For example, from a material obtained by adding 2 parts by weight of carbon black to 100 parts by weight of Zyder (trade name) manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd., the thickness of the
新日本石油化学株式会社製のザイダー中のガラス繊維の配合比を30重量%に設定した以外は、実施例1と同じである。 Example 1 is the same as Example 1 except that the blending ratio of the glass fibers in the Zyder made by Nippon Petrochemical Co., Ltd. was set to 30% by weight.
新日本石油化学株式会社製のザイダー100重量部と、ホウ酸アルミニウムウィスカ、例えば四国化成工業株式会社製のアルボレックス(商品名:長さが約20μm,径が約1μm)30重量部と、カーボンブラック2重量部とからなる材料を用いた以外は、実施例1と同じである。 100 parts by weight of Zyder made by Nippon Petrochemical Co., Ltd., 30 parts by weight of aluminum borate whisker, for example, Arborex (product name: about 20 μm in length and about 1 μm in diameter) made by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., carbon The same as Example 1 except that a material consisting of 2 parts by weight of black was used.
新日本石油化学株式会社製のザイダー100重量部と、日本黒鉛工業株式会社製の人造黒鉛30重量部と、カーボンブラック2重量部とからなる材料を用いた以外は、実施例1と同じである。 The same as Example 1 except that 100 parts by weight of Zyder manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd., 30 parts by weight of artificial graphite manufactured by Nippon Graphite Industries Co., Ltd., and 2 parts by weight of carbon black were used. .
(比較例1)
取り付け部35a,35bの肉厚を遮光部37の肉厚と同じ100μmに設定した以外は、実施例1と同じである。
(Comparative Example 1)
The thickness of the
(比較例2)
新日本石油化学株式会社製のザイダー中のガラス繊維の配合比を0%に設定した以外は、実施例1と同じである。
(Comparative Example 2)
Example 1 is the same as Example 1 except that the compounding ratio of the glass fibers in the Zyder made by Nippon Petrochemical Co., Ltd. was set to 0%.
(比較例3)
表面親水化処理を行わずに機能層38を形成した以外は、実施例1と同じである。
(Comparative Example 3)
Example 1 is the same as Example 1 except that the
LCPに対する充填剤として補強材を含まない比較例2の場合、得られる遮光羽根がフィブリル化して曲げ弾性率を測定することができず、反りも発生してしまった。 In the case of Comparative Example 2 that does not include a reinforcing material as a filler for LCP, the obtained light-shielding blade was fibrillated, and the bending elastic modulus could not be measured, and warping also occurred.
塗装強度において、表面親水化処理を行っていない比較例3の場合の「剥離発生」というのは、クロスカット部から塗膜(機能層38)が剥離したことを示している。 In terms of coating strength, the “occurrence of peeling” in the case of Comparative Example 3 where the surface hydrophilization treatment is not performed indicates that the coating film (functional layer 38) has been peeled from the cross-cut portion.
光線漏れにおいて「なし」というのは、光線漏れがほとんど起こらないことを示しており、本発明による遮光羽根32は、充分な遮光性を有していることが確認できた。なお、比較例1の場合はカーボンブラックの添加量が少なすぎたために光線漏れが度々起こったことを示し、充填材を加えていない比較例2の場合は遮光羽根がフィブリル化したことにより光線漏れが度々起こったことを示している。
“None” in light leakage indicates that light leakage hardly occurs, and it was confirmed that the
耐久性において、比較例1の場合の「破損」というのはゲートを介して射出された遮光羽根に形成されるウエルド部から割れが入ったことを示し、比較例2の場合の「破損」というのは射出成形時の材料の流動方向に沿って亀裂が入ったことを示している。この耐久性に関して本発明の遮光羽根32は、従来品と同等以上の性能を有することが確認できた。
In terms of durability, “breakage” in the case of Comparative Example 1 indicates that a crack has entered from the weld portion formed in the light-shielding blade ejected through the gate, and “breakage” in the case of Comparative Example 2 Indicates that cracks occurred along the flow direction of the material during injection molding. Regarding this durability, it was confirmed that the light-
10 フォーカルプレーンシャッターユニット
11 先幕
12 後幕
13〜21 遮光羽根
22 スペーサ
23 カバー板
24 シャッター地板
25 仕切り板
26 先幕支持アーム
27 先幕駆動アーム
28 後幕支持アーム
29 後幕駆動アーム
30,31 案内溝
32 遮光羽根
33,34 貫通穴
35a,35b,36 取り付け部
37 遮光部
38 機能層
39 フィルムゲート
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記遮光羽根は液晶ポリマーを主体とする材料を射出成形してなり、材料注入用のゲートが前記取り付け部またはその近傍に配されていることを特徴とする光路開閉装置。
An optical path opening and closing device using a light shielding blade having a substantially strip shape, having an attachment portion at one end in the longitudinal direction thereof, and the thickness of this attachment portion being set thicker than the thickness of the other portion,
The light shielding blade is formed by injection molding a material mainly composed of a liquid crystal polymer, and a gate for material injection is arranged at or near the attachment portion.
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