JP2014092622A - 羽根駆動装置、光学機器、及びアームの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明によれば、アームと補強部材との接合力を確保した羽根駆動装置、光学機器、及びアームの製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】開口を有した基板と、前記開口を開閉する羽根と、前記羽根を駆動する合成樹脂製のアームと、前記アームを駆動する駆動部材と、前記アームと共にレーザ溶着された痕跡を示すレーザ溶着痕が形成された合成樹脂製の補強部材と、を備えた羽根駆動装置。
【選択図】図５

Description

本発明は、羽根駆動装置、光学機器、及びアームの製造方法に関する。

基板の開口を羽根により開閉する装置が知られている。このような装置は、羽根を駆動するアーム、アームを駆動する駆動部材を備えたものがある。特許文献１には、補強部材が貼り付けられたアームが開示されている。

特開平７−１６８２４８号公報

補強部材の厚みや材料によっては、補強部材が部分的にアームからはがれる恐れがある。

そこで本発明は、アームと補強部材との接合力を確保した羽根駆動装置、光学機器、及びアームの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的は、開口を有した基板と、前記開口を開閉する羽根と、前記羽根を駆動する合成樹脂製のアームと、前記アームを駆動する駆動部材と、前記アームと共にレーザ溶着された痕跡を示すレーザ溶着痕が形成された合成樹脂製の補強部材と、を備えた羽根駆動装置によって達成できる。合成樹脂製の駆動部材に合成樹脂製の補強部材をレーザ溶着により接合することにより、両者の接合力を確保できる。

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。

上記目的は、基板の開口を開閉する羽根を駆動するアームのアーム製造方法であって、前記アーム及び補強部材のそれぞれに形成された挿入孔に共通に治具を挿入し、前記挿入孔とは異なる前記アーム及び補強部材のそれぞれに形成された貫通孔に共通に治具を挿入し、前記アーム及び補強部材をレーザ溶着する、アームの製造方法によって達成できる。

本発明によれば、アームと補強部材との接合力を確保した羽根駆動装置、光学機器、及びアームの製造方法を提供できる。

図１は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタの内部構成を示した正面図である。 図２は、フォーカルプレーンシャッタの外観斜視図である。 図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。 図４は、基板、アームを示した拡大図である。 図５は、アームの拡大図である。 図６は、レーザ溶着痕の変形例の説明図である。

本実施例においては、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１を説明する。図１は、本実施例のフォーカルプレーンシャッタ１の内部構成を示した正面図である。図２は、フォーカルプレーンシャッタ１の外観斜視図である。フォーカルプレーンシャッタ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。フォーカルプレーンシャッタ１は、基板１０、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂ、アーム３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂ、駆動部材４０ａ、４０ｂ、出力部材５０ａ、５０ｂ、ロータ７２ａ、７２ｂ等を有している。尚、図１においては、ロータ７２ａ、７２ｂや出力部材５０ａ、５０ｂは省略してある。基板１０は、開口１１を有している。先幕２０Ａ、後幕２０Ｂは、開口１１を開閉する。ロータ７２ａは、先幕２０Ａを駆動するためのアクチュエータに含まれ、ロータ７２ｂは、後幕２０Ｂを駆動するためのアクチュエータに含まれる。アクチュエータは、それぞれコイルが巻回されたステータを含むが、図１、２においては省略してある。

先幕２０Ａは、複数の羽根２１ａ〜２３ａから構成され、後幕２０Ｂも同様に複数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、先幕２０Ａが展開して開口１１を閉鎖し、後幕２０Ｂは開口１１から退避した状態を示している。

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１に示すように、アーム３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂは、それぞれ基板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。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には、駆動ピン４３ａ、４３ｂの移動をそれぞれ逃がすための逃げ孔１３ａ、１３ｂ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。ロータ７２ａ、７２ｂには、それぞれ出力部材５０ａ、５０ｂが固定されている。ロータ７２ａ、７２ｂがそれぞれ回転することにより、出力部材５０ａ、５０ｂが回転し、駆動部材４０ａ、４０ｂが回転し、先幕２０Ａ、後幕２０Ｂが駆動する。出力部材５０ａ、５０ｂ、駆動部材４０ａ、４０ｂの各回転軸心の位置は異なっている。尚、出力部材５０ａ、５０ｂ、駆動部材４０ａ、４０ｂには、それぞれにギア部５５ａ、５５ｂ、４５ａ、４５ｂが形成されている。ギア部５５ａ、４５ａ同士が噛合い、ギア部５５ｂ、４５ｂ同士が噛合うことにより、出力部材５０ａ、５０ｂの回転に伴ってそれぞれ駆動部材４０ａ、４０ｂが回転する。

図２に示すように、基板１０には、逃げ孔１３ａの一端の近傍に位置決め部１９ａが形成されている。同様に、逃げ孔１３ｂの一端の近傍に位置決め部１９ｂが形成さている。逃げ孔１３ａ、１３ｂの他端には、それぞれ、駆動部材４０ａ、４０ｂを緩衝するゴムＧａ、Ｇｂが設けられている。尚、基板１０には、上述した不図示のアクチュエータを保持するホルダが組み付けられる。

図１に示すように、連結ピンＰａ１〜Ｐａ３は、アーム３１ａと先幕２０Ａとを連結している。連結ピンＰｂ１〜Ｐｂ３は、アーム３１ｂと後幕２０Ｂとを連結している。尚、アーム３２ａも符号を付していない連結ピンにより先幕２０Ａに連結されている。アーム３２ｂも同様に連結ピンにより後幕２０Ｂに連結されている。連結ピンＰａ１〜Ｐａ３、Ｐｂ１〜Ｐｂ３は、形状、大きさが同一である。

図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。尚、図３においては、アーム３１ａ、連結ピンＰａ１〜Ｐａ３、羽根２１ａ〜２３ａを示し、基板１０等については省略している。連結ピンＰ１ａ〜Ｐ３ａは、それぞれ、羽根２１ａ〜２３ａとアーム３１ａとを連結している。アーム３１ａには、補強部材３１Ａが接合されている。詳しくは後述する。

次に、アーム３１ａ、３１ｂについて説明する。図４は、基板１０、アーム３１ａ、３１ｂを示した拡大図である。尚、図４においては、先幕２０Ａが開口１１から退避した状態でのアーム３１ａを示している。アーム３１ａには、連結ピンＰａ１〜Ｐａ３がそれぞれ貫通した貫通孔ｈ１〜ｈ３、駆動部材４０ａの駆動ピン４３ａが挿入された挿入孔ｈ４が形成されている。アーム３１ａには、部分的に補強部材３１Ａが接合されている。アーム３１ｂにも、部分的に補強部材３１Ｂが接合されている。これにより、アーム３１ａ、３１ｂの剛性が確保され撓みや破損が防止されている。ここで、アーム３１ａ、３１ｂは、同じ形状、大きさ、材料である。同様に、補強部材３１Ａ、３１Ｂも、同じ形状、大きさ、材料である。アーム３１ａ、３１ｂは薄板状であり、補強部材３１Ａ、３１Ｂも薄板状である。アーム３１ａ、補強部材３１Ａは、共に合成樹脂製である。図４では、アーム３１ａの裏側に補強部材３１Ａが接合され、アーム３１ｂの正面側に補強部材３１Ｂが接合されている。

図５は、アーム３１ａの拡大図である。図５には、挿入孔ｈ４に挿入される駆動部材４０ａの駆動ピン４３ａの移動方向ＤＡ、ＤＢを示している。駆動部材４０ａは所定範囲を往復回転するため、駆動ピン４３ａは、互いに逆方向に移動する。補強部材３１Ａは、レーザ溶着によりアーム３１ａに接合されている。図５には、補強部材３１Ａをアーム３１ａに接合するレーザ溶着の痕跡を示すレーザ溶着痕Ｌを示している。貫通孔ｈ３、挿入孔ｈ４は、アーム３１ａ、補強部材３１Ａに共通に同寸法にて形成されている。レーザ溶着により補強部材３１Ａがアーム３１ａに接合されているので、補強部材３１Ａが薄い場合であっても接合力を確保できる。例えば、接着剤により補強部材３１Ａをアーム３１ａに接着する場合、例えば余分な接着剤が挿入孔ｈ内にはみ出る等の不具合が発生する恐れがある。本実施例の場合、レーザ溶着により接合するのでこのような問題は解消できる。

レーザ溶着痕Ｌは、２つの貫通孔ｈ３、挿入孔ｈ４が並んだ方向に沿うように延びた領域Ｌ１、領域Ｌ１から挿入孔ｈ４の周囲を囲うように曲がった領域Ｌ２、領域Ｌ２から挿入孔ｈ４、貫通孔ｈ３に沿うように延びた領域Ｌ３、を含む。領域Ｌ１、Ｌ３は、２つの貫通孔ｈ３、挿入孔ｈ４を挟むように位置している。Ｌは、全体として略Ｓ字状であり、蛇行している。これにより、補強部材３１Ａの面積に対してＬの長さを確保して補強部材３１Ａ、アーム３１ａの接合力を確保している。また、Ｌは一本の線状であるため、レーザ溶着の作業が簡易化されている。

挿入孔ｈ４の形状について説明する。貫通孔ｈ３が円形であるのに対して、挿入孔ｈ４は、支軸孔ｈ５の径方向に延びた長孔状である。支軸孔ｈ５には軸１４ａが挿入されて、アーム３１ａは軸１４ａ周りに回転可能に支持される。挿入孔ｈ４は、互いに対向し短辺に相当する縁部ｈ４１、ｈ４３、互いに対向し長辺に相当する縁部ｈ４２、ｈ４４を含む。縁部ｈ４１、ｈ４３は湾曲している。縁部ｈ４２、ｈ４４は、直線状である。レーザ溶着痕Ｌの領域Ｌ２は、縁部ｈ４２に対して等間隔を有して平行である。尚、駆動ピン４３ａの形状も、このような挿入孔ｈ４の形状に対応している。

例えば駆動部材４０ａが回転して駆動ピン４３ａが移動方向ＤＡに移動している際には、挿入孔ｈ４周辺、具体的には縁部ｈ４２は、駆動ピン４３ａから移動方向ＤＡに力を受ける。本実施例の場合、レーザ溶着痕Ｌの領域Ｌ２は、駆動ピン４３ａが移動方向ＤＡに移動している際に駆動ピン４３ａから挿入孔ｈ４周辺に受ける力の方向、即ち、駆動ピン４３ａの移動方向ＤＡと交差している。従って、駆動ピン４３ａから力を受けやすい部分でアーム３１ａ、補強部材３１Ａがレーザ溶着により接合されている。これにより、アーム３１ａから補強部材３１Ａが剥がれることが防止され、両者の接合力が確保されている。

例えば、力を受けやすい縁部ｈ４２と領域Ｌ２との間の距離が部分的に変化する場合、即ち領域Ｌ２が縁部ｈ４２から等間隔を有していない場合、縁部ｈ４２周辺で補強部材３１Ａが部分的にアーム３１ａからめくれる恐れがある。本実施例の場合、領域Ｌ２は、駆動ピン４３ａから力を受けやすい縁部ｈ４２に対して等間隔を有して形成されている。これにより、縁部ｈ４２周辺での補強部材３１Ａのアーム３１ａから部分的にめくれることを防止している。

さらに、本実施例において、逃げ孔の端部に駆動部材４０ａが当接したときに、駆動ピン４３ａから移動方向ＤＡに受ける力が一点に集中しないように、端部ｈ４２は、駆動ピン４３ａの形状に対応した直線状となっている。これにより、アーム３１ａから補強部材３１Ａが剥がれることを防止すると共に、アーム３１ａ及び補強部材３１Ａの損傷を防止している。

また、図５に示すように、レーザ溶着痕Ｌの領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３により、挿入孔ｈ４の半周以上を囲っている。これにより、駆動ピン４３ａの移動によって負荷がかかり易い挿入孔ｈ４周辺部分での接合力を確保することができる。

また、補強部材３１Ａには、貫通孔ｈ３が形成されており、レーザ溶着痕領域Ｌ３で示すように、貫通孔ｈ３周辺のアーム３１ａの部分をも補強している。また、アーム３１ａに対して補強部材３１Ａが大型化されており、レーザ溶着痕Ｌの長さが確保されている。また、貫通孔ｈ３は、貫通孔ｈ１〜ｈ３のうちでアーム３１ａの回転支点を示す支軸孔ｈ５に最も近い位置に形成されている。これにより、補強部材３１Ａの面積を大きくすることができると共に、駆動ピン４３ａの移動によって負荷がかかり易い挿入孔ｈ４周辺部分での接合力を確保することができる。

また、上述したように、連結ピンＰａ１〜Ｐａ３、Ｐｂ１〜Ｐｂ３は、形状、大きさが同一である。このため、本実施例における補強部材を、他のフォーカルプレーンシャッタに採用する場合、従来の連結ピンが使用可能で、専用の連結ピンを必要としないでアームと補強部材との接合力を確保することが可能である。

また、図３に示すように、補強部材３１Ａはアーム３１ａよりも薄い薄板状である。これにより、補強部材３１Ａをレーザ溶着によりアーム３１ａに確実に接合することができる。

また、図３に示すように、補強部材３１Ａは、アーム３１ａの羽根２１ａ〜２３ａに対向する面とは反対の面に設けられている。これにより、補強部材３１Ａの外形状の縁と羽根２１ａ〜２３ａが接触することを防止することができ、安定した羽根２１ａ〜２３ａの動作を確保しながらアームの補強を確実に行うことができる。

図６は、レーザ溶着痕の変形例の説明図である。レーザ溶着痕Ｌ´は、湾曲した領域Ｌ２´、領域Ｌ２´と挿入孔ｈ４を挟むように延びた領域Ｌ４´、を含む。領域Ｌ４´は、挿入孔ｈ４と貫通孔ｈ３との間に延びている。領域Ｌ２´は、駆動ピン４３ａの移動方向ＤＡと交差しているので、駆動ピン４３ａから力を受けやすい部分でアーム３１ａ、補強部材３１Ａがレーザ溶着により接合されている。また、領域Ｌ４´は、駆動ピン４３ａの移動方向ＤＢと交差しているので、駆動ピン４３ａから力を受けやすい部分でアーム３１ａ、補強部材３１Ａがレーザ溶着により接合されている。これにより、両者の接合力が確保されている。

また、例えば図５に示した縁部ｈ４２に平行な領域Ｌ２と、図５に示した縁部ｈ４４に平行な領域Ｌ４´とを含むように補強部材３１Ａをアーム３１ａにレーザ溶着してもよい。アーム３１ｂ、補強部材３１Ｂについても図５のレーザ溶着痕Ｌが形成されていてもよいし、図６のレーザ溶着痕Ｌ´が形成されていてもよい。また、直線状の縁部から両サイドに等間隔を有して平行にレーザ溶着痕が形成されてもよい。

次に、レーザ溶着によりアーム３１ａの製造方法について説明する。予め別々に形成されたアーム３１ａ、補強部材３１Ａを、治具により位置決めする。具体的には、アーム３１ａの貫通孔ｈ３、挿入孔ｈ４と、補強部材３１Ａの貫通孔ｈ３、挿入孔ｈ４との位置がそれぞれ一致するようにアーム３１ａ、補強部材３１Ａを重ねて、貫通孔ｈ３、挿入孔ｈ４にそれぞれ棒状の治具を挿入する。２つの同形状、同寸法の孔に棒状の治具が挿入されるので、アーム３１ａ、補強部材３１Ａが互いに位置決めされる。このように貫通孔ｈ３、挿入孔ｈ４を利用して２つのアーム３１ａ、補強部材３１Ａを位置決めするので、位置決めが容易となる。次に、レーザ溶着器によりアーム３１ａ、補強部材３１Ａをレーザ溶着する。

このようにしてアーム３１ａが製造される。レーザ溶着後は、アーム３１ａに共通の連結ピンＰａ１〜Ｐａ３により羽根２１ａ〜２３ａを連結し、基板１０に組付けて、駆動部材４０ａの駆動ピン４３ａを挿入孔ｈ４に挿入する。その後、基板１０に出力部材５０ａａやロータ７２ａを組付けてフォーカルプレーンシャッタ１が製造される。

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。

本実施例ではアクチュエータを用いて先幕２０Ａ、後幕２０Ｂを駆動するがこのような構成に限定されない。例えば、電磁石とバネの作用により駆動部材を介して幕を駆動するものであってもよい。

また、本実施例ではフォーカルプレーンシャッタ１を例に説明したが、このような構成に限定されない。例えば、基板の開口を単一の羽根により開閉する羽根駆動装置であってもよい。

１ フォーカルプレーンシャッタ
１０ 基板
１１ 開口
２０Ａ 先幕
２１ａ〜２３ａ 羽根
２０Ｂ 後幕
３１ａ、３１ｂ アーム
３１Ａ、３１Ｂ 補強部材
４０ａ、４０ｂ 駆動部材
４３ａ、４３ｂ 駆動ピン
Ｌ レーザ溶着痕
Ｌ１〜Ｌ３、Ｌ１´〜Ｌ３´ 領域
Ｐａ１〜Ｐａ３ 連結ピン
ｈ１〜ｈ３ 貫通孔
ｈ４ 挿入孔
ｈ５ 支持孔

Claims (13)

1. 開口を有した基板と、
   前記開口を開閉する羽根と、
   前記羽根を駆動する合成樹脂製のアームと、
   前記アームを駆動する駆動部材と、
   前記アームと共にレーザ溶着された痕跡を示すレーザ溶着痕が形成された合成樹脂製の補強部材と、を備えた羽根駆動装置。
2. 前記駆動部材は、所定範囲を移動可能な駆動ピンを含み、
   前記アーム及び補強部材は、前記駆動ピンが共通に挿入された挿入孔を含み、
   前記レーザ溶着痕は、前記駆動ピンの移動方向と交差する領域を含む、請求項１の羽根駆動装置。
3. 前記領域は、前記挿入孔の縁部から等間隔を有して形成されている、請求項２の羽根駆動装置。
4. 前記縁部は、直線状であり、
   前記領域は、前記縁部に平行である、請求項３の羽根駆動装置。
5. 前記レーザ溶着痕は、前記挿入孔の半周以上に沿うように形成されている、請求項２乃至４の何れかの羽根駆動装置。
6. 前記羽根と前記アームとを連結する連結ピンを備え、
   前記アーム及び補強部材は、前記連結ピンが共通に貫通した貫通孔を含む、請求項１乃至５の何れかの羽根駆動装置。
7. 前記レーザ溶着痕は、前記挿入孔及び貫通孔が並んだ方向に沿って形成されている、請求項６の羽根駆動装置。
8. 前記アームは、所定の支点周りに回転可能に支持され、
   前記羽根は、複数の羽根を含み、
   前記連結ピンは、前記複数の羽根のそれぞれと前記アームとを連結する複数の連結ピンを含み、
   前記アーム及び補強部材の前記貫通孔は、前記複数の連結ピンのうち前記アームの回転支点に最も近い連結ピンに貫通されている、請求項６又は７の羽根駆動装置。
9. 前記複数の連結ピンは、同形状である、請求項８の羽根駆動装置。
10. 前記補強部材は、前記アームよりも薄い、請求項１乃至９の何れかの羽根駆動装置。
11. 前記補強部材は、前記アームの前記羽根に対向する面とは反対の面に設けられている、請求項１乃至１０の何れかの羽根駆動装置。
12. 請求項１乃至１１の何れかの羽根駆動装置を備えた光学機器。
13. 基板の開口を開閉する羽根を駆動するアームのアーム製造方法であって、
    前記アーム及び補強部材のそれぞれに形成された挿入孔に共通に治具を挿入し、
    前記挿入孔とは異なる前記アーム及び補強部材のそれぞれに形成された貫通孔に共通に治具を挿入し、
    前記アーム及び補強部材をレーザ溶着する、アームの製造方法。

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