JP2009109647A - 光路絞り・開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 開口精度をより向上できる光路絞り・開閉装置を提供する。
【解決手段】 光路絞り・開閉装置１は、アクチュエータによって回転駆動されるアーム２０と、アーム２０によってスライド駆動される、光路開口を絞るか開閉する羽根と、光路開口を有するベースと、を具備する。アーム２０には、羽根がベースから外れるのを防止する羽根押さえ部２４ｂを有するフック２４が形成されており、羽根押さえ部２４ｂが、アーム２０のボス部２２（回転軸）の略直角方向に突出しているとともに、羽根押さえ部２４ｂと対向するアーム２０のベース部２１の部分が抜き穴Ｃ２となっている。羽根の押さえ部を、羽根が係合するアーム２０の係合ピン２３ではなく、別物のフック２４に形成することにより、係合ピン２３の寸法精度を上げることができ、係合ピン２３の真円度が高くなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、小型のカメラ等のシャッターやアイリスとして使用される光路絞り・開閉装置に関する。

このような光路絞り・開閉装置の典型的な一タイプにおいては、二枚の羽根部材を、アクチュエータ駆動のアームによりベース上でスライドさせる。羽根部材がベース上でスライドすることで、ベースに形成された開口を絞ったり開閉する。

図８は、アームの形状の一例を示す図であり、図８（Ａ）は斜視図、図８（Ｂ）は平面図、図８（Ｃ）はボス部の拡大図である。
図９は、図８のアームに羽根部材が係合している組立状態を示す側面図である。
図８に示すように、アーム１２０のベース部１２１の中央にはボス部１２２が立設されており、同ボス部１２２にアクチュエータの回転軸が嵌合固定される。ベース部１２１の両端には、羽根の係合穴に係合する係合ピン１２３が立設されている。各係合ピン１２３は、大径の基部１２３ａと、小径の先部１２３ｂとを有し、先部１２３ｂの先端には、先部１２３ｂより大径の羽根押さえ部１２３ｃが設けられている。図８に示すように、羽根の係合穴は小径先部１２３ｂに係合しており、羽根は羽根押さえ部１２３ｃで係合ピン１２３から抜けないように支持されている。

このような形状のアーム１２０を成形する場合、一般には、図８（Ｂ）に示すように、アーム１２０の平面の中心線（各係合ピン１２３及びボス部１２２の中心を通る線）をパーティングライン（ＰＬ）としてアーム中心部（ボス部１２２周辺）を中心穴方向に割って形成する固定金型と移動金型、そこに鉛直方向から飛び込み、係合ピン１２３の周辺を半割して形成する移動金型と固定金型によって成形される（スライド金型ともいう）。この場合、係合ピン１２３の側面で両金型が合うことになり、同側面の型割り部でバリが発生してしまう。また、この方式の金型の寸法精度が特に悪い場合は、図８（Ｃ）に示すように、係合ピン１２３の横半分ともう一方の半分とで半径が異なってしまう事態もありうる。さらに、複雑な金型構造となるため高価である。

係合ピンの側面にバリがあると、羽根部材が係合ピンに沿って滑らかに回転せず、スライド動作が滑らかでなくなる。また、係合ピンの横半分の一方ともう一方とで半径が異なると、羽根の移動量が異なってしまう。これらにより、開口精度が悪くなる場合もある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、開口精度をより向上できる光路絞り・開閉装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の形態に係る光路絞り・開閉装置は、 アクチュエータと、 該アクチュエータによって回転駆動されるアームと、 該アームによってスライド駆動される、光路開口を絞るか開閉する羽根と、 該羽根をガイドし光路開口を有するベースと、を具備する光路絞り・開閉装置であって、 前記アームに前記羽根に係合する係合ピンが形成されているとともに、該係合ピンと異なる部位に、前記羽根が前記ベースから外れるのを防止する羽根押さえ部を有するフックが形成されていることを特徴とする。

羽根の押さえ部を、羽根が係合するアームの係合ピンではなく、別物のフックに形成することにより、係合ピンの寸法精度を上げることができる。つまり、先端に羽根押さえ部が形成された係合ピンを作製する場合は、アームを半割り金型で成形することとなるため、係合ピンの側面の型割り部でバリが発生する。しかし、本発明のように、羽根押さえ用のフックを係合ピンとは別に設けて、係合ピンをアンダーカット部のない形状とする場合は、係合ピンを一方の金型の円筒孔で作製でき、係合ピンの真円度が高くなる。したがって、羽根の動きがスムーズになり、開口の精度が向上する。

本発明においては、 前記羽根押さえ部が、前記アームの回転軸の略直角方向に突出しているとともに、該羽根押さえ部と対向する前記アームの部分を抜き穴又は切り欠きとすれば、金型の構造を簡単にすることができ、安価に製造できる。

このような形状の羽根押さえ部が形成されたアームを成形する場合、係合ピンやフックが固定金型に形成され、他の部分が可動金型に形成される。そして、フックの羽根押さえ部のアンダーカット部が可動金型に形成されるので、アームの羽根押さえ部に対向する部分に、それらのアンダーカット部の抜け穴が形成される。
なお、このような形状のアームは、抜き穴や切り欠きを設けなくても、複雑な金型構造（固定・移動金型に加え、その鉛直方向から移動金型が飛び込むスライド金型）とすれば作製可能である。しかし、抜け穴又は切り欠きを設けることによりスライド金型が不要となり、簡単で安価な金型構造で成形できる。

本発明においては、 前記フックの羽根押さえ部の下面がやや凸に湾曲していることが好ましい。
装置の姿勢によっては、羽根が羽根押さえ部の下面に接する場合がある。そこで、羽根押さえ部の下面をやや凸に湾曲させることにより、羽根と羽根押さえ部との接触抵抗が小さくなり、羽根のスライド動作が滑らかになる。

本発明の第２の形態に係る光路絞り・開閉装置は、 アクチュエータと、 該アクチュエータによって回転駆動されるアームと、 該アームによってスライド駆動される、光路開口を絞るか開閉する羽根と、 該羽根をガイドし光路開口を有するベースと、 前記アームのリターンばねと、を具備する光路絞り・開閉装置であって、 前記ベース又はアームに、前記リターンばねの一端が係合する係合部が複数設けられていることを特徴とする。

リターンばねは非常に小型であり、ばね線の製造ロットによっては微妙に線径が異なり、バネ定数にバラツキが生じる場合がある。そこで、リターンばね端部の係合部の位置を選択できるようにすることによって、ばねのたわみ角度を変えることによりばねの力を調整できる。

本発明においては、 前記アームに、該アームの回転軸から略直角方向に突出した前記リターンばね押さえ部が設けられており、該ばね押さえ部と対向する前記アームの部分が抜き穴又は切り欠きとなっていることが好ましい。
このばね押さえ部も、前述のフックの羽根押さえ部と同様に作製されるため、アームの、ばね押さえ部に対向する部分に、それらのアンダーカット部の抜け穴が形成される。

さらに、本発明においては、 前記フックに、前記リターンばねの一端が係合する係合突起が形成されており、該係合突起が前記アームの回転軸の略直角方向に突出しているとともに、該係合突起と対向する前記アームの部分が抜き穴又は切り欠きとなっていることが好ましい。

この係合突起も、前述のフックの羽根押さえ部と同様に作製されるため、アームの、ばね押さえ部に対向する部分に、それらのアンダーカット部の抜け穴が形成される。

本発明の第３の態様の光路絞り・開閉装置は、 アクチュエータと、 該アクチュエータによって回転駆動されるアームと、 該アームによってスライド駆動される、光路開口を絞るか開閉する羽根と、 該羽根をガイドし光路開口を有するベースと、 前記アームのリターンばねと、を具備する光路絞り・開閉装置であって、 前記アームに、前記羽根が前記ベースから外れるのを防止する羽根押さえ部を有するフックが形成されており、 該フックに、前記リターンばねの一端が係合する複数の係合突起が形成されており、 該係合突起が前記アームの回転軸の略直角方向に突出しているとともに、該係合突起と対向する前記アームの部分が抜き穴又は切り欠きとなっていることを特徴とする。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、羽根部材を駆動させるアームの係合ピンを、バリのない真円の断面形状とできるため、羽根部材のスライド動作が滑らかになり、開口精度を向上できる。さらに、スライド金型を使用する必要がないので、より簡単で安価な金型構造を選択できる。

発明を実施するための形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る光路開閉・絞り装置のアームの構造を示す図であり、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）は側面図である。
図２は、本発明の実施の形態に係る光路絞り・開閉装置の全体の構成を示す図であり、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は側面図、図２（Ｃ）は裏面図である。
図３は、図２の光路絞り・開閉装置の斜視図である。
図４は、図２の光路絞り・開閉装置の断面図である。
図５は、図２の光路絞り・開閉装置の一部を拡大した正面図である。

まず、図２〜図５を参照して、光路絞り・開閉装置の全体の構成を説明する。
光路絞り・開閉装置１は、光路開口１１が形成されたベース１０を有し、同ベース１０に、モータ（アクチュエータ）３、モータ３によって回転駆動されるアーム２０、アーム２０によってスライド駆動される組合わせ羽根３０、アーム２０を初期位置（組合わせ羽根が光路開口を閉じた位置）に付勢するリターンばね５、などが備えられている。組合わせ羽根３０は、アーム２０によってスライド駆動されて、光路開口１１を絞る、又は開閉する。

図２（Ａ）、図３に示すように、ベース１０の表面側には、組合わせ羽根３０がスライドする平坦で滑らかなスライド面１２と、アーム２０が取り付けられる凹部１３とが設けられている。スライド面１２の中央付近には光路開口１１が開けられている。また、スライド面１２の両側には、スライド方向に離れた２本のガイドピン１４が立設されている。ガイドピン１４の先端には、同ピンの略直角方向に突き出た羽根押さえ部１４ａが形成されている。

モータ３は凹部１３の裏面に取り付けられており、回転軸はベース１０を貫通して正面側に突き出ている。この回転軸は、後述するアーム２０のボス部に嵌合固定される。ボス部の周囲には、複数の（この例では３個）のバネ端係合部１５が周方向に並んで立設されている。

組合わせ羽根３０は、上下に重なった２枚の羽根部材３１、３２からなる。上側の羽根部材３１には、中央付近に略円形の絞り形成穴３１ａが開けられており、下側の羽根部材３２には、略円弧状の絞り形成縁３２ａ（図２（Ｂ）参照）が形成されている。両羽根部材３１、３２はアーム２０により反対方向にスライド駆動して、絞り形成穴３１ａと絞り形成縁３２ａとで、光路開口１１の光軸を中心とした開口を形成する。各羽根部材３１、３２の端部には、後述するアーム２０の係合ピンが係合する係合長穴３１ｂ、３２ｂが開けられている。また、両側には、スライド方向に延びるカム穴３１ｃ、３２ｃが、スライド方向に並んで１個又は２個開けられている。同カム穴３１ｃ、３２ｃに、ベース１０に立設されたカムピン１４が係合する。

羽根部材３１、３２は、薄い部材であり、例えば、遮光能力のあるコーティングを施した樹脂フィルム（一例でポリエステルフィルム）で作製されている。なお、絞り形成穴３１ａや絞り形成縁３２ａに沿って、ＮＤフィルタが取り付けられていてもよい。このようなＮＤフィルタを取り付けることにより、光量を少ない範囲内で調整する際に、開口を機械的に小径まで絞らなくてもよい。

次に、図１を参照してアーム２０を説明する。
アーム２０は略だ円形状のベース部２１を有する。ベース部２１の中央には、モータ３の回転軸が嵌合固定されるボス部２２（アーム回転軸）が立設されており、両端には、各羽根部材３１、３２の係合長穴３１ｂ、３２ｂに係合する係合ピン２３が立設されている。

ボス部２２にはリターンばね５の基部が嵌合する。ボス部２２の上端面には、同部の略直角方向に張り出すばね押さえ部２２ａが形成されており、リターンばね５の抜け止めとなっている。この例では、ばね押さえ部２２ａは、周方向に等間隔で３個形成されている。
各係合ピン２３は、大径の基部２３ａと小径の先部２３ｂとを有する。ここで、係合ピンの各部２３ａ、２３ｂは、いずれも断面が真円の円柱であり、図６で説明した従来の形状の係合ピン１２３と異なり、先端に羽根押さえ部が設けられていない。

さらに、ボス部２２と各係合ピン２３との間のベース部２１には、フック２４が立設されている。フック２４はＬ字型の形状で、アーム回転軸方向に延びる直立部２４ａと、同直立部２４ａの先端から係合ピン２３に向って略直角方向に突出した羽根押さえ部２４ｂとを有する。羽根押さえ部２４ｂの下面（ベース部側の面）は、凸に湾曲している（幅方向中央部が下方に突出している）。

図４に示すように、各羽根部材３１、３２は、係合長穴３１ｂ、３２ｂが、アーム２０の各係合ピン２３の小径先部２３ｂに係合して、ベース１０のスライド面１２上に乗っている。この際、羽根部材３１、３２は、フック２４の羽根押さえ部２４ｂと、スライド面１２に立設されているガイドピン１４の羽根押さえ部１４ａで押さえられているので、ベース１０の姿勢によらず係合ピン２３から外れない。また、ベース１０が下向きになった姿勢では、各羽根部材３１、３２が羽根押さえ部２４ｂの下面（この姿勢では上面）に接する。羽根押さえ部２４ｂの下面はやや凸に湾曲しているので、この姿勢でも羽根部材３１、３２と羽根押さえ部２４ｂとの接触抵抗を小さくできる。なお、羽根部材３１、３２とアーム２０を組み立てる際は、羽根部材３１、３２は薄い樹脂フィルム製であるので、羽根部材を撓ませて組み込む。

一方のフック２４の直立部２４ｂには、図１や図５を参照しつつ後述するように、リターンばね５のもう一方の端部が係合するばね係合突起２５が設けられている。このばね係合突起２５は、直立部２４ａからアーム回転軸の略直角方向に突出している。

上述のように、ボス部２２の上端面に形成された各バネ押さえ部２２ａ、各フック２４の羽根押さえ部２４ｂ及びばね係合突起２５は、アーム回転軸（ボス部２２）の略直角方向に突出している。そして、このバネ押さえ部２２ａ及び羽根押さえ部２４ｂに対向するベース部２１は抜き穴Ｃ１、Ｃ２となっており、バネ係合突起２５に対向するベース部２１は、切り欠きＣ３となっている。これは以下の理由による。このような形状のアーム２０を作製する場合は、一般には、図１（Ｂ）に示すように、アーム２０のベース部２１の上面をＰＬとして、アーム２０を分割する固定金型と移動金型が使用される。この場合、ボス部２２、各係合ピン２３及び各フック２４が固定金型に形成され、ベース部２１が可動金型に形成される。そして、バネ押さえ部２２ａ、羽根押さえ部２４ｂ及びばね係合突起２５のアンダーカット部が可動金型に形成されるので、ベース部２１にそれらのアンダーカット部の抜け穴や切り欠きが形成される。

このような製法により、係合ピン２３の外周は、全体が固定側の金型の成形孔で成形される。このため、係合ピン２３の真円度を出しやすくなる。図７に示した製法の場合は、係合ピンの側面の型割り部にバリなどが発生するが、この例の場合はそのようなことがなく、係合ピン２３を精度よく作製することができる。

図５に示すように、リターンばね５の基部５ａは、アーム２０のボス部２２に嵌合してばね押え部２２ａで抜け止めされている。リターンばね５の一端５ｂは、アーム２０のばね係合突起２５に係合し、もう一端５ｃはベース１０に立設された複数のばね端係合部１５の一つ（この例では中央のもの）に係合している。

アーム２０は、リターンばね５により初期位置（光路開口全閉位置、図２（Ａ）参照）に付勢されている。なお、リターンばね５のばね線の製造ロットによってはばね線の径が異なり、バネ定数にバラツキを生じる場合がある。そこで、ベース１０に立設された複数のばね端係合部１５を選択することによってばね５のたわみ角度を変えて、ばね５の力を調整できる。

次に、図６を参照して組合わせ羽根の開閉動作について説明する。
図６は、光路開閉・絞り装置の光路開口の開閉状態を示す図であり、図６（Ａ）は光路開口全閉時、図６（Ｂ）は光路開口全開時を示す。
図６（Ａ）に示す光路開口全閉時には、上側の羽根部材３１はスライド上限までスライドし、下側の羽根部材３２はスライド下限までスライドし、光路開口１１が完全に塞がれている。モータ３に駆動されてアーム２０が反時計方向に回転すると、上側羽根部材３１はアーム２０で押されて、ガイドピン１４にガイドされながらスライド面１２上を図の下方にスライドする。一方、下側羽根部材３２はアーム２０に引っ張られて、ガイドピン１４にガイドされながらスライド面１２上を図の上方にスライドする。その結果、各羽根部材３１、３２の絞り形成穴３１ａと絞り形成縁３２ａとで、光路開口１１の中心を中心とした開口が形成される。そして、上側羽根部材３１がスライド下限までスライドし、下側羽部材３２がスライド上限までスライドすると、図６（Ｂ）に示すように、光路開口１１が全開となる。

このように羽根部材３１、３２がスライドする際、前述のようにアーム２０の各係合ピン２３は高い真円度で作製されているので、羽根部材３１、３２の動きが滑らかになり、開口精度が高くなる。

図７は、本発明の実施の形態の他の例に係る光路開閉・絞り装置のアームの構造を示す図であり、図７（Ａ）は斜視図、図７（Ｂ）は平面図である。
図１の光路開閉・絞り装置では、リターンばね５の端部が係合する複数の係合部１５をベース１０に設けたが、この例では、アーム２０の側に複数（この例では４個）の係合突起２５を設ける。

４個の係合突起２５のうちの２個の係合突起２５Ａは、フック２４の直立部２４ｂの中央高さ付近からアーム回転軸の略直角方向に突出するように設けられている。これらの係合突起２５Ａに対向するベース部２１は、切り欠きＣ４となっている。これは、前述のように、金型を用いた成形時のアンダーカット部の抜けのためのものである。

残りの２個の係合突起２５Ｂは、ベース部２１の中央付近の外縁に立設されている。係合突起２５ＢはＬ字型の形状で、アーム回転軸方向に延びる直立部と、同直立部の先端からアーム回転軸の略直角方向に突出したばね押さえ部とを有する。
このようにアーム２０の側に複数のばね係合突起２５を設けた場合、ベース１０には１個のばね係合部１５を設ければよい。

本発明の実施の形態に係る光路開閉・絞り装置のアームの構造を示す図であり、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）は側面図である。 本発明の実施の形態に係る光路絞り・開閉装置の全体の構成を示す図であり、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は側面図、図２（Ｃ）は裏面図である。 図２の光路絞り・開閉装置の斜視図である。 図２の光路絞り・開閉装置の断面図である。 図２の光路絞り・開閉装置の一部を拡大した正面図である。 光路開閉・絞り装置の光路開口の開閉状態を示す図であり、図６（Ａ）は光路開口全閉時、図６（Ｂ）は光路開口全開時を示す。 本発明の実施の形態の他の例に係る光路開閉・絞り装置のアームの構造を示す図であり、図７（Ａ）は斜視図、図７（Ｂ）は平面図である。 アームの形状の一例を示す図であり、図８（Ａ）は斜視図、図８（Ｂ）は平面図、図８（Ｃ）はボス部の拡大図である。 図８のアームに羽根部材が係合している組立状態を示す側面図である。

符号の説明

１ 光路絞り・開閉装置 ３ モータ
５ リターンばね １０ ベース
１１ 光路開口 １２ スライド面
１３ 凹部 １４ ガイドピン
１５ バネ端係合部
２０アーム ２１ ベース部
２２ ボス部 ２３ 係合ピン
２４ フック ２５ ばね係合突起
３０ 組合わせ羽根 ３１、３２ 羽根部材

Claims (7)

1. アクチュエータと、
   該アクチュエータによって回転駆動されるアームと、
   該アームによってスライド駆動される、光路開口を絞るか開閉する羽根と、
   該羽根をガイドし光路開口を有するベースと、
   を具備する光路絞り・開閉装置であって、
   前記アームに前記羽根に係合する係合ピンが形成されているとともに、該係合ピンと異なる部位に、前記羽根が前記ベースから外れるのを防止する羽根押さえ部を有するフックが形成されていることを特徴とする光路絞り・開閉装置。
2. 前記羽根押さえ部が、前記アームの回転軸の略直角方向に突出しているとともに、該羽根押さえ部と対向する前記アームの部分が抜き穴又は切り欠きとなっていることを特徴とする請求項１記載の光路絞り・開閉装置。
3. アクチュエータと、
   該アクチュエータによって回転駆動されるアームと、
   該アームによってスライド駆動される、光路開口を絞るか開閉する羽根と、
   該羽根をガイドし光路開口を有するベースと、
   前記アームのリターンばねと、
   を具備する光路絞り・開閉装置であって、
   前記ベース又はアームに、前記リターンばねの一端が係合する係合部が複数設けられていることを特徴とする光路絞り・開口装置。
4. 前記アームに、該アームの回転軸から略直角方向に突出した前記リターンばね押さえ部が設けられており、該ばね押さえ部と対向する前記アームの部分が抜き穴又は切り欠きとなっていることを特徴とする請求項３記載の光路絞り・開閉装置。
5. 前記フックの羽根押さえ部の下面がやや凸に湾曲していることを特徴とする請求項１又は２記載の光路絞り・開閉装置。
6. 前記フックに、前記リターンばねの一端が係合する係合突起が形成されており、該係合突起が前記アームの回転軸の略直角方向に突出しているとともに、該係合突起と対向する前記アームの部分が抜き穴又は切り欠きとなっていることを特徴とする請求項３又は４記載の光路絞り・開閉装置。
7. アクチュエータと、
   該アクチュエータによって回転駆動されるアームと、
   該アームによってスライド駆動される、光路開口を絞るか開閉する羽根と、
   該羽根をガイドし光路開口を有するベースと、
   前記アームのリターンばねと、
   を具備する光路絞り・開閉装置であって、
   前記アームに、前記羽根が前記ベースから外れるのを防止する羽根押さえ部を有するフックが形成されており、
   該フックに、前記リターンばねの一端が係合する複数の係合突起が形成されており、
   該係合突起が前記アームの回転軸の略直角方向に突出しているとともに、該係合突起と対向する前記アームの部分が抜き穴又は切り欠きとなっていることを特徴とする光路絞り・開閉装置。

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