JP2012215658A - 羽根駆動装置及び光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が達成された羽根駆動装置及びそれを備えた光学機器提供することを課題とする。
【解決手段】羽根駆動装置は、羽根と、前記羽根によって開閉される開口を有した基板と、ロータを含むアクチュエータと、前記ロータによって駆動する出力部材と、前記出力部材に連動し前記基板に対して回転可能な駆動部材と、前記駆動部材に連動し前記羽根を駆動する被駆動部材と、を備え、前記駆動部材は、回転可能に支持された支持部、前記出力部材に連結した第１連結部、前記被駆動部材に連結した第２連結部、を有し、前記第１連結部は、前記第２連結部と前記支持部との間に位置している。
【選択図】図４

Description

本発明は、羽根駆動装置及び光学機器に関する。

特許文献１には、ロータと、ロータの動力が伝達される駆動レバーと、駆動レバーに連動して回転するセクタ駆動レバーと、セクタ駆動レバーにより駆動するアームと、アームにより駆動する羽根と、羽根によって開閉される開口を有した基板と、を備えた装置が開示されている。

特開２００４−３２５６７３号公報

セクタ駆動レバーは、基板に対して回転可能に支持する軸部を有している。また、セクタ駆動レバーは、駆動レバーに噛合うギア部と、アームと連結された駆動ピンとを有している。軸部は、ギア部と駆動ピンとの間に位置している。このため、軸部には大きな負荷がかかるため軸部の径を小さくすることには問題があった。このため、軸部を小型化できず、装置全体としても小型化することができなかった。

そこで本発明は、小型化が達成された羽根駆動装置及びそれを備えた光学機器を提供することを目的とする。

上記目的は、羽根と、前記羽根によって開閉される開口を有した基板と、ロータを含むアクチュエータと、前記ロータによって駆動する出力部材と、前記出力部材に連動し前記基板に対して回転可能な駆動部材と、前記駆動部材に連動し前記羽根を駆動する被駆動部材と、を備え、前記駆動部材は、回転可能に支持された支持部、前記出力部材に連結した第１連結部、前記被駆動部材に連結した第２連結部、を有し、前記第１連結部は、前記第２連結部と前記支持部との間に位置している、羽根駆動装置によって達成できる。

これにより、軸部にかかる負荷を小さくできる。従って、軸部の径を小さくすることができる。これにより、羽根駆動装置を小型化できる。

上記目的は、羽根によって開閉される開口を有した基板と、ロータを含むアクチュエータと、前記ロータによって駆動する出力部材と、前記出力部材に連動し前記基板に対して回転可能であり前記羽根を駆動する駆動部材と、を備え、前記駆動部材は、回転可能に支持された支持部、前記出力部材に連結した第１連結部、前記羽根に連結した第２連結部、を有し、前記第１連結部は、前記第２連結部と前記支持部との間に位置している、羽根駆動装置によっても達成できる。

上記目的は、上記の羽根駆動装置を備えた光学機器によっても達成できる。

本発明によれば、小型化が達成された羽根駆動装置及びそれを備えた光学機器を提供できる。

図１は、本実施例の羽根駆動装置の分解斜視図である。 図２は、本実施例の羽根駆動装置の分解斜視図である。 図３は、ロータ、駆動部材、出力部材の拡大図である。 図４は、先幕、駆動部材、出力部材、アクチュエータ周辺の断面図である。 図５Ａ、５Ｂは、駆動部材に作用する負荷の説明図である。 図６は、駆動部材、出力部材、ロータを、開口の軸方向から見た透視図である。 図７は、変形例に係る羽根駆動装置の断面図である。

図１、２は、本実施例の羽根駆動装置１の分解斜視図である。羽根駆動装置１は、フォーカルプレーンシャッタとも称される。羽根駆動装置１は、ディジタルカメラやスチールカメラ等の光学機器に採用される。羽根駆動装置１は、基板１０、１０Ａ、１０Ｂ、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂ、アーム３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂ、アクチュエータ７０ａ、７０ｂ等を有している。基板１０、１０Ａ、１０Ｂは、それぞれ開口１１、１１Ａ、１１Ｂを有している。先幕２０Ａ、後幕２０Ｂは、これら開口１１、１１Ａ、１１Ｂを開閉する。アクチュエータ７０Ａ、７０Ｂは、それぞれ先幕２０Ａ、後幕２０Ｂを駆動する。

先幕２０Ａ、後幕２０Ｂは、それぞれ複数枚の羽根から構成される。先幕２０Ａ、後幕２０Ｂは、それぞれ、複数の羽根が重なった重畳状態、複数の羽根が展開した展開状態に移行可能である。これら複数の羽根は、重畳状態では開口１１から退避して開口１１を全開状態にし、展開状態では開口１１を閉鎖して開口１１を全閉状態にする。図１、２では、全開状態での羽根駆動装置１が示されている。

先幕２０Ａはアーム３１ａ、３２ａに連結されている。後幕２０Ｂは、アーム３１ｂ、３２ｂに連結されている。図２に示すように、アーム３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂは、基板１０に設けられた軸１４ａ、１５ａ、１４ｂ、１５ｂに回転可能に支持されている。

駆動部材４０ａ、４０ｂは、それぞれアーム３１ａ、３１ｂを駆動する。従って、アーム３１ａ、３１ｂは、それぞれ、駆動部材４０ａ、４０ｂによって駆動すると共に先幕２０Ａ、後幕２０Ｂを駆動する被駆動部材に相当する。駆動部材４０ａ、４０ｂには、それぞれアーム３１ａ、３１ｂに連結された駆動ピン４３ａ、４３ｂが設けられている。基板１０、１０Ａ、１０Ｂには、それぞれ、駆動ピン４３ａの移動を逃がすための逃げ孔１３ａ、１３ａＡ、１３ａＢが設けられており、同様に、駆動ピン４３ｂの移動を逃がすための逃げ孔１３ｂ、１３ｂＡ、１３ｂＢが設けられている。駆動部材４０ａ、４０ｂについては、詳しくは後述する。

基板１０には、アクチュエータ７０ａ、７０ｂを保持するホルダ８０、９０が組み付けられる。ホルダ８０は、アクチュエータ７０ａ、７０ｂをそれぞれ支持する支持壁８１ａ、８１ｂが形成されている。ホルダ８０は、基板１０に固定される。ホルダ８０、９０は互いに固定される。ホルダ９０には複数の係合爪９８が設けられている。ホルダ８０には係合爪９８に係合する係合部８８が複数設けられている。係合爪９８、係合部８８が係合することによりホルダ８０、９０は互いに固定される。ホルダ８０、９０は合成樹脂製である。

アクチュエータ７０ａは、ホルダ８０に回転可能に支持されたロータ７２ａ、励磁されることによりロータ７２ａとの間で磁力が作用するステータ７４ａ、ステータ７４ａを励磁するための先幕コイル７６ａを備えている。ロータ７２ａには、詳しくは後述する出力部材５０ａが嵌合される。出力部材５０ａは、駆動部材４０ａと連結される。これにより、ロータ７２ａが回転することにより、出力部材５０ａ、駆動部材４０ａが駆動して、アーム３１ａ、先幕２０Ａが駆動する。アクチュエータ７０ｂについても同様である。アクチュエータ７０ｂのロータ７２ｂが回転することにより駆動部材４０ｂが回転し、後幕２０Ｂが駆動する。

ホルダ８０の支持壁８１ａ、８１ｂには、それぞれ、逃げ孔８５ａ、８５ｂが形成されている。逃げ孔８５ａは、駆動部材４０ａと出力部材５０ａとの連結部分を逃がす。同様に、逃げ孔８５ｂは、駆動部材４０ｂと出力部材５０ｂとの連結部分を逃がす。ホルダ８０には、それぞれロータ７２ａ、７２ｂを回転可能に支持する軸部８７ａ、８７ｂが形成されている。ホルダ９０の上部にはプリント基板１００が固定される。プリント基板１００は、コイル７６ａ、７６ｂに電力を供給する。

図３は、ロータ７２ａ、駆動部材４０ａ、出力部材５０ａの拡大図である。尚、図３は、ロータ７２ａ、駆動部材４０ａ、出力部材５０ａが羽根駆動装置１に組みつけられた状態を示している。駆動部材４０ａは、板状の腕部４１ａ、腕部４１ａの一端に形成され回転の支点となる支持孔４２ａ、腕部４１ａの他端に形成され所定方向に延在した駆動ピン４３ａ、を有している。また、腕部４１ａの上部にはギア部４５ａが形成されている。ロータ７２ａは、筒部７２ａ３、筒部７２ａ３に嵌合したリング状の永久磁石７２ａ１を有している。永久磁石７２ａ１は、周方向に異なる極性に着磁されている。筒部７２ａ３の上側に筒部７２ａ３に対して永久磁石７２ａ１が回転不能に嵌合している。筒部７２ａ３の下側に筒部７２ａ３に対して回転不能に出力部材５０ａが嵌合している。従って、出力部材５０ａはロータ７２ａと共に回転する。永久磁石７２ａ１、筒部７２ａ３は、一体成形されている。

出力部材５０ａは、筒部７２ａ３に嵌合した略円筒状の筒部５２ａ、筒部５２ａから径方向外側に突出した突出部５４ａ、突出部５４ａの先端に形成されたギア部５５ａ、を有している。出力部材５０ａのギア部５５ａと駆動部材４０ａのギア部４５ａとが噛合う。これにより、出力部材５０ａの動力が駆動部材４０ａに伝達される。従って、駆動部材４０ａのギア部４５ａは、出力部材５０ａに連結した第１連結部に相当する。

図４は、先幕２０Ａ、駆動部材４０ａ、出力部材５０ａ、アクチュエータ７０ａ周辺の断面図である。尚、図４は、開口１１の軸方向に直交する方向から羽根駆動装置１を見た場合の断面図である。図４では基板１０Ａは省略してある。ホルダ８０の軸８４ａに駆動部材４０ａの支持孔４２ａが回転可能に嵌合している。これにより、駆動部材４０ａは回転可能に支持される。従って、支持孔４２ａは、駆動部材４０ａを回転可能に支持する支持部に相当する。駆動ピン４３ａは、所定方向に延びており、基板１０、１０Ｂの間に配置されたアーム３１ａに連結されている。従って、駆動部材４０ａの駆動ピン４３ａは、アーム３１ａに連結した第２連結部に相当する。上述したようにアーム３１ａは先幕２０Ａに連結されている。出力部材５０ａと駆動部材４０ａとの連結は、逃げ孔８５ａを介して確保されている。詳細には、ギア部４５ａ、５５ａは、逃げ孔８５ａ内に位置している。

また、図３、４に示すように、駆動部材４０ａのギア部４５ａの位置は、支持孔４２ａと駆動ピン４３ａとの間にある。これにより、支持孔４２ａに嵌合する軸８４ａへの負荷を小さくでき、軸８４ａの径を従来より小さくすることが可能となっている。以下に、駆動部材４０ａに作用する負荷について説明する。

図５Ａ、５Ｂは、駆動部材４０ａに作用する負荷の説明図である。図５Ａは、本実施例の駆動部材４０ａに作用する負荷の説明図であり、図５Ｂは、本実施例とは異なる構造の駆動部材に作用する負荷の説明図である。本実施例の駆動部材４０ａの腕部４１ａには、アーム３１ａに嵌合した駆動ピン４３ａ、軸８４ａに嵌合した支持孔４２ａが形成されている。このため、駆動部材４０ａの腕部４１ａは、図５Ａに示すように、点Ａ２、Ａ３により支持された両端支持はりＢとみなすことができる。点Ａ３は、支持孔４２ａに相当する。点Ａ２は、駆動部材４０ａとアーム３１ａとが連結した第２連結部に相当する。ここで、出力部材５０ａから動力が伝達される腕部４１ａ上のギア部４５ａは、はりＢに作用する荷重Ｐと考えることができる。はりＢの長さを２Ｌとし、荷重Ｐが作用する点Ａ１をはりＢの中心とする。点Ａ１は、駆動部材４０ａと出力部材５０ａとが連結された第１連結部に相当する。この場合、点Ａ３に作用するせん断力の大きさは、Ｐ／２である。点Ａ３に作用する曲げモーメントは、ゼロである。

これに対し、図５Ｂでは、荷重がかかる点Ａ１は、点Ａ３よりも外側に位置しており、点Ａ３が点Ａ１と点Ａ２との間に位置している。即ち、図５Ｂは、本実施例における支持孔４２ａの位置が駆動部材４０のギア部４５ａと駆動ピン４３ａとの間にある、従来の構造を示している。上述したように、点Ａ３は、駆動部材４０ａが回転可能に支持されている支点を意味する。このため、点Ａ１から点Ａ３までの区間でのはりＢは、点Ａ３で支持された片持ちはりとみなすことができる。ここで、点Ａ３に作用するせん断力は、Ｐである。点Ａ３に作用する曲げモーメントはＰＬである。このように、図５ＡのはりＢの点Ａ３に作用するせん断力、曲げモーメントは、図５ＢのはりＢの点Ａ３に作用するせん断力、曲げモーメントよりも小さい値である。

従って、本実施例では、駆動部材４０ａの支持孔４２ａに回転可能に嵌合する軸８４ａには、大きな負荷がかからない。このため、軸８４ａの径は、支持孔４２ａがギア部４５ａと駆動ピン４３ａの間にある従来の構造より小さくすることが可能となっている。これにより、平面方向での羽根駆動装置１の大きさを小型化される。

また、図４に示すように、駆動部材４０ａのギア部４５ａと出力部材５０ａのギア部５５ａは、ホルダ８０の逃げ孔８５ａ内に位置している。このため、羽根駆動装置１を薄型化されている。

また、逃げ孔８５ａの大きさは、ギア部４５ａ、５５ａ同士の連結を可能とする程度の大きさに設定されている。このため、逃げ孔８５ａは、比較的大きく形成されている。このため、ホルダ８０は軽量化されている。

また、逃げ孔８５ａ内でギア部４５ａ、５５ａ同士が連結されているので、駆動部材４０ａと出力部材５０ａとを接近させて配置することができる。このため、駆動部材４０ａ及び出力部材５０ａの全体の大きさを小型化できる。これにより、駆動部材４０ａ及び出力部材５０ａの全体が軽量化されている。従って、羽根駆動装置１は軽量化されている。

図６は、駆動部材４０ａ、出力部材５０ａ、ロータ７２ａを、開口１１の軸方向から見た透視図である。換言すれば、図６は、駆動部材４０ａと出力部材５０ａとロータ７２ａとを、ロータ７２ａの軸方向から見た透視図である。図６に示すように、駆動ピン４３ａは、ロータ７２ａに重なっている。詳細には、駆動ピン４３ａの移動軌跡の一部がロータ７２ａに重なる。このようにロータ７２ａ、駆動部材４０ａが配置されているので、平面方向での羽根駆動装置１の小型化が達成されている。尚、図６に示すように、支持孔４２ａの中心と駆動ピン４３ａの中心とを結ぶ直線上にギア部４５ａが設けられている。

図７は、変形例に係る羽根駆動装置１´の断面図である。図７は、図４に対応している。駆動部材４０ａ´は、支持軸４２ａ´を有しており、支持軸４２ａ´は、ホルダ８０´、基板１０にそれぞれ形成された穴に回転可能に嵌合している。従って、支持軸４２ａ´は、駆動部材４０ａを回転可能に支持する支持部に相当する。このように、支持軸４２ａ´により回転可能な駆動部材４０ａ´であってもよい。このような構成によっても支持軸４２ａ´に作用する負荷は小さいので、支持軸４２ａ´の径を小さくでき、羽根駆動装置１´を小型化できる。

本発明の実施例においては、羽根駆動装置１としてフォーカルプレーンシャッタを用いて説明した。本発明のフォーカルプレーンシャッタは、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂの駆動源としてバネを用いるタイプではなく、電磁アクチュエータ７０ａ、７０ｂを用いるタイプである。一般的にフォーカルプレーンシャッタにおいては、先幕、後幕を駆動するための機構である幕駆動機構部を構成可能なスペースは、本実施例における基板１０上の開口１１の短辺側の一方の領域、すなわち、基板１０上のホルダ８０、９０で画定される領域内に限定される。

本実施例のように、電磁アクチュエータ７０ａ、７０ｂを用いて先幕、後幕を駆動するタイプのフォーカルプレーンシャッタの場合、昨今の高速化に対応するため、コイルスペースが必要となり幕駆動機構部が大きくなってしまう恐れがある。本実施例のフォーカルプレーンシャッタは、駆動部材４０ａのギア部４５ａの位置が支持孔４２ａと駆動ピン４３ａとの間にあり、軸８４ａに大きな負荷がかからないため、軸８４ａの径が小さくすることが可能となっている。また、駆動ピン４３ａの移動軌跡の一部がロータ７２ａに重なる構成となっているため幕駆動機構部の平面方向での大きさを小型化できる。さらに、駆動部材４０ａのギア部４５ａと出力部材５０ａのギア部５５ａはホルダ８０の逃げ孔８５ａ内に位置しているため幕駆動機構部の厚み方向、すなわち、軸８４ａの方向に幕駆動機構部を薄型化できる。このため、本発明の羽根駆動装置１であるフォーカルプレーンシャッタは、軸８４ａに平行な光軸方向に薄型化され、また、光軸に対して垂直な方向に小型化されている。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。

上記実施例では羽根駆動装置の一例としてフォーカルプレーンシャッタを例に説明した。しかしながら、羽根駆動装置はフォーカルプレーンシャッタ以外のものであってもよい。例えば、駆動部材４０ａの駆動ピン４３ａに直接羽根が連結されていてもよい。また、羽根は、直線状に移動するものに限定されず、回転、揺動するものであってもよい。

１ 羽根駆動装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ 基板
１１、１１Ａ，１１Ｂ 開口
２０Ａ 先幕（羽根）
２０Ｂ 後幕
３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂ アーム（被駆動部材）
４０ａ、４０ｂ 駆動レバー（駆動部材）
４１ａ 腕部
４２ａ 支持孔（支持部）
４２ａ´ 支持軸（支持部）
４３ａ 駆動ピン
４５ａ、５５ａ ギア部
５０ａ、５０ｂ 出力部材
７０ａ、７０ｂ アクチュエータ
７２ａ ロータ
８０ ホルダ
８４ａ 軸部

Claims (7)

1. 羽根と、
   前記羽根によって開閉される開口を有した基板と、
   ロータを含むアクチュエータと、
   前記ロータによって駆動する出力部材と、
   前記出力部材に連動し前記基板に対して回転可能な駆動部材と、
   前記駆動部材に連動し前記羽根を駆動する被駆動部材と、を備え、
   前記駆動部材は、回転可能に支持された支持部、前記出力部材に連結した第１連結部、前記被駆動部材に連結した第２連結部、を有し、
   前記第１連結部は、前記第２連結部と前記支持部との間に位置している、羽根駆動装置。
2. 羽根と、
   前記羽根によって開閉される開口を有した基板と、
   ロータを含むアクチュエータと、
   前記ロータによって駆動する出力部材と、
   前記出力部材に連動し前記基板に対して回転可能であり前記羽根を駆動する駆動部材と、を備え、
   前記駆動部材は、回転可能に支持された支持部、前記出力部材に連結した第１連結部、前記羽根に連結した第２連結部、を有し、
   前記第１連結部は、前記第２連結部と前記支持部との間に位置している、羽根駆動装置。
3. 前記アクチュエータを保持するホルダを備え、
   前記ホルダには、逃げ孔が設けられており、
   前記第１連結部は、前記逃げ孔内に位置している、請求項１又は２の羽根駆動装置。
4. 前記ロータの軸方向から見た場合に、前記第２連結部の軌跡の少なくとも一部は、前記ロータに重なる、請求項１乃至３の何れかの羽根駆動装置。
5. 前記第１連結部は、前記出力部材に噛合うギア部である、請求項１乃至４の何れかの羽根駆動装置。
6. 前記第１連結部は、前記第２連結部と前記支持部とを結ぶ直線上に位置している、請求項１乃至５の何れかの羽根駆動装置。
7. 請求項１乃至６の何れかの羽根駆動装置を備えた光学機器。
   
   

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