JP2020016753A - 羽根駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】絞り駆動中の負荷変動が小さい、低ヒステリシスの羽根駆動装置を提供する。【解決手段】光が通過する開口部を有する開口形成部材と、前記開口形成部材上に配置されるシート材と、前記開口部に対して進退して絞り開口を形成する複数の絞り羽根と、前記開口部の周囲を回動し、前記複数の絞り羽根と係合して駆動力を与える回動部材とを備え、前記開口形成部材は、前記絞り羽根の進退動作を案内するカム溝を有し、前記シート材は、前記カム溝と略同一形状の溝を有し、前記シート材が有する溝を形成する縁部の一部である付勢部は、前記開口形成部材が有するカム溝の内部に位置することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、一眼レフカメラなどに搭載される羽根駆動装置に関する。

従来から、羽根駆動装置は、光路用の開口部を有する開口形成部材と、開口形成部材によって支持された回動部材と、回動部材の回転に連動し開口部を開閉する様に動く絞り羽根で構成される。

絞り羽根には係合ピンが相反する方向に１本ずつ植設されており、回動部材が有する丸穴と、開口形成部材が有するカム溝とにそれぞれに係合している。

絞り羽根の係合ピンのうち１つは、回動部材側の丸穴で支持され、もう一方の係合ピンは開口形成部材側のカム溝の形状に沿って駆動することになる。しかし絞り羽根の係合ピンがそれぞれ係合する係合部と係合ピンの間にはガタが存在するため、従来の羽根駆動装置ではこのガタによる光量のヒステリシスが発生していた。

特開２０１２−１６８２３７号公報 特開２０１２−１０８３８０号公報

絞り羽根の係合ピンと係合部との間で発生するガタを無くすために、弾性体を用いてガタ付勢をする絞り装置が提案されている(例えば特許文献１参照)。

特許文献１の絞り装置は、従来の絞り装置と基本構成は同じであるが、従来の絞り装置に対して線バネを追加している。線バネによって絞り羽根の係合ピンを付勢することによって、絞り羽根の係合ピン部で発生するガタを無くすという構成である。

この態様の絞り装置においては、絞り羽根の各々に対して線バネを取り付けるため、組み立てに手間がかかり、また、コストも上昇してしまうという課題がある。

また特許文献２は、カム溝を開口形成部材では無くシート材に設ける構成となっている。開口形成部材は基本的にはモールド成形にて作られるため、カム溝にテーパがつきやすく、絞り精度に悪影響を及ぼす場合がある。この態様の絞り装置では、シート材にカム溝を設けることでテーパ発生の危険性を無くし、カム溝の精度向上を図っているが、絞り羽根の係合ピンとカム溝に生じるガタを付勢する役割は持っていない。

上記を鑑み、本発明に係る羽根駆動装置は、
光が通過する開口部を有する開口形成部材と、
前記開口形成部材上に配置されるシート材と、
前記開口部に対して進退して絞り開口を形成する複数の絞り羽根と、
前記開口部の周囲を回動し、前記複数の絞り羽根と係合して駆動力を与える回動部材と
を備え、
前記開口形成部材は、前記絞り羽根の進退動作を案内するカム溝を有し、
前記シート材は、前記カム溝と略同一形状の溝を有し、
前記シート材が有する溝を形成する縁部の一部である付勢部は、前記開口形成部材が有するカム溝の内部に位置することを特徴とする。

本発明によれば、絞り羽根駆動中の作動ムラを抑えつつ、絞り羽根の係合ピンとカム溝で発生するガタを無くし、ヒステリシスの発生を抑えた羽根駆動装置を提供することができる。

第１実施形態に係る羽根駆動装置の分解斜視図。 第１実施形態に係る羽根駆動装置における開口形成部材の斜視図。 第１実施形態に係る羽根駆動装置におけるシート材の斜視図。 第１実施形態に係る羽根駆動装置における絞り羽根の斜視図。 第１実施形態に係る羽根駆動装置における回動部材の斜視図。 第１実施形態に係る羽根駆動装置における押さえ板の斜視図。 第１実施形態に係る羽根駆動装置における開口形成部材とシート材と絞り羽根の関係図。 第１実施形態に係る羽根駆動装置におけるシート材の他の例を示す図。 第２実施形態に係る羽根駆動装置におけるシート材の例を示す図。 第３実施形態に係る羽根駆動装置におけるシート材の例を示す図。 第３実施形態に係る羽根駆動装置におけるシート材の他の例を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
＜第１実施形態＞

図１は、本発明の第１実施形態に係る羽根駆動装置の分解斜視図である。羽根駆動装置１は、光が通過する開口部を形成する開口形成部材２と、開口形成部材２上に配置されるシート材３と、開口部に対して進退して絞り開口を形成する複数の絞り羽根４と、開口形成部材２の一方面上にあり開口部の周囲を回動する回動部材５と、回動部材５と絞り羽根４とを抱え込む押さえ板６を備える。またモータ８と、モータ８の駆動力を回動部材５に伝えるためのピニオンギア７を有する。

図２は、開口形成部材２を示している。開口形成部材２は、絞り羽根４と同数のカム溝２ａを有し、絞り羽根４に設けられた係合ピン４ａがシート材３を間に介して係合する。このカム溝２ａによって係合ピン４ａの移動が案内されることで、絞り羽根４の進退動作が案内される。また、押さえ板６を開口形成部材２に対して固定するための爪２ｂが外周部に設けられている。

図３は、シート材３を示しているが、図１、２とは光軸方向に対する表裏をひっくり返し、開口形成部材２側から見た状態を図示している。シート材３は、開口形成部材２に密着する様に取り付けられる。本実施形態においては、シート材３を開口形成部材２上に載置することのみで配置されているが、開口形成部材２にシート材３を固定するための爪部などを設けても良い。

また、絞り羽根４と同数でカム溝２ａと略同一形状に形成された溝３ａと、溝３ａの周辺に隣接して設けられた貫通孔３ｂとを有しており、従って、溝３ａと貫通孔３ｂから成る領域３ｃは弾性を持つことになる。また、溝３ａにおける領域３ｃを形成する箇所以外の部分は、開口形成部材２上に取り付けた際に、開口形成部材２が有するカム溝２ａより一回り外形が大きく、領域３ｃに関しては、シート材３の面方向において少なくともその一部がカム溝２ａの内部に位置するように突出して設けられている(図７参照)。なお、領域３ｃがカム溝２ａ内に突出した結果、貫通孔２ｂの一部がカム溝２ａ内に位置するように構成しても良い。

このようなシート材３の構成によれば、絞り羽根４の係合ピン４ａは、開放状態から小絞り状態にかけて、弾性を持ったシート材３の溝３ａの縁部によって形成される、付勢部としての領域３ｃによって付勢され、開口形成部材２のカム溝２ａにおける領域３ｃと対向する縁（側面）に押し当てられながら摺動する。

ここで、開放状態とは、回動部材５によって回動される絞り羽根４が形成する絞り開口が最大となる状態であり、小絞り状態とは、回動部材５によって回動される絞り羽根４が形成する絞り開口が最小となる状態である。なお、小絞り状態において絞り開口が開口形成部材２の開口部を閉じ切る全閉状態を形成するように構成しても良い。また、以下の説明等においては、カム溝２ａ内を案内される係合ピン４ａに対し、絞り羽根４が開放状態を形成する側の一端部を開放側、絞り羽根４が小絞り状態を形成する側の他端部を小絞り側と表現することがある。

図４は、絞り羽根４の１つを拡大して示している。本実施形態においては、絞り羽根４は複数用いられるが基本的にすべて同形状であり、開口形成部材２側に係合ピン４ａ、回動部材５側に回動ピン４ｂが植設される。絞り羽根４は、合成樹脂を基材とした本体に樹脂製の係合ピン４ａ、回動ピン４ｂをアウトサートする方法や、本体と各ピンをモールド一体成型する方法が主流である。尚、図１では絞り羽根は９枚となっているが、本実施形態における羽根駆動装置においてはこの限りでは無い。

図５は、回動部材５を示している。回動部材５は、絞り羽根４と同数の嵌合穴５ａを有し、絞り羽根４の回動ピン４ｂと嵌合する。回動部材５は、モータ８に取り付くピニオンギア７と噛み合うギア部５ｂを有し、モータ８が駆動することで、回動部材５が光軸を中心に回転（回動）する。回動部材５が回転することで、回動部材５と係合する絞り羽根４が連動して回動し、開口部を覆う様にシート材３上を摺動する。また、回動部材５は押さえ板６と嵌合するための円周状突起５ｃが設けられている。

図６は、押さえ板６を示す。押さえ板６は回動部材５と絞り羽根４を開口形成部材２との間に挟み込んで取り付けられる。押さえ板６は開口形成部材２に対して固定され、その固定方法は開口形成部材２が有する爪２ｂによる固定や、他の例としてはビス締結などが主流である。また押さえ板６の内周に設けられた突起６ａは、回動部材５の円周状突起５ｃと嵌合することで、光軸と直交する方向への回動部材５の移動を規制している。

図７は、開口形成部材２とシート材３と絞り羽根４の関係を開口形成部材２側から見た図である。シート材３が有する溝３ａは、領域３ｃ以外においては開口形成部材２が有するカム溝２ａより大きく、カム溝２ａの外側に位置するため、絞り羽根４の係合ピン４ａは領域３ｃによって付勢されて、カム溝２ａに押し当てられた状態で摺動する。このように、領域３ｃによって形成される付勢部によって絞り羽根４の係合ピン４ａをカム溝２ａに押し当てられるように付勢し、係合ピン４ａとカム溝２ａとの間のガタによる影響を低減することができる。

羽根駆動装置１は、小絞り側になるほどガタの影響を受けやすく、また絞り羽根４が反り上がることで絞り羽根同士に発生する反力も大きくなる。従って、シート材３の領域３ｃにおける弾性力は、小絞りになるほど大きくなる様に設定されることが好ましい。例えば、小絞り側の端部に向かうにつれて、シート材３の領域３ｃにおける溝３ａ側の縁部が開口形成部材２のカム溝２ａ内に侵入するように、領域３ｃで形成される付勢部における溝３ａ側の縁部に傾斜状の侵入部を設ければ良い。

シート材３が有する貫通孔３ｂについては、シート材３が有する溝３ａに対し、絞り羽根４と衝突する関係になければ、光軸側/外径側のどちらに設定しても良い。なお、光軸側に貫通孔３ｂを配置した場合には、絞り羽根４の開閉動作において常に絞り羽根４と重なる位置に貫通孔３ｂを設けやすく、絞り羽根４の外形との衝突を防ぐことが容易となる。

シート材３が有する溝３ａは、領域３ｃ以外においては開口形成部材２のカム溝２ａより大きく設定されるが、図８の様にカム溝２ａの方を溝３ａより大きい設定にしても良い。この場合、絞り羽根４の係合ピン４ａは、シート材３の溝３ａに押し当てられながら摺動することになる。但し、シート材３を係合ピン４ａによって外側に付勢する付勢力がシート材３ａの剛性に勝る場合には、シート材３を変形させながら、係合ピン４ａが、シート材３の溝３ａと開口形成部材２のカム溝２ａとの両方に摺動しながら移動することになる。なお、溝３ａは領域３ｃ以外においてカム溝２ａよりも大きいと説明したが、領域３ｃの位置においても、溝３ａの幅自体はカム溝２ａ以上に大きく設定されていても良く、カム溝２ａ内に領域３ｃが侵入するようにカムが形成されていれば良い。
＜第２実施形態＞

図９は、本発明の第２実施形態である羽根駆動装置１の絞り羽根４と開口形成部材２とシート材３の関係を示している。なお、本実施形態の多くの構成は第１実施形態と共通であるため説明を省略し、対応する部材については同じ符号を用いて説明する。以下では第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

第１実施形態の羽根駆動装置１では、シート材３が有する貫通孔３ｂは、開放側から小絞り側にかけて設けられていた。この場合、広範囲で貫通孔３ｂがあることでシート材３の材質等によっては、その強度に問題が生じる可能性がある。それを考慮すると、貫通孔３ｂを溝３ａの一部の範囲に限定して設けることが好ましい。

本実施形態における羽根駆動装置１では、上記のことを考慮し、シート材３が有する貫通孔３ｂを、溝３ａに対し部分的に設けることで、シート材３の強度を落とさず絞り羽根４の付勢をすることが可能となっている。なお、図９では貫通孔３ｂは小絞り側付近に設けられているが、開放側もしくは中間位置付近に設けても良い。従って、本実施形態においては、小絞り側にのみ領域３ｃによって形成される付勢部を設け、小絞り側においてのみ絞り羽根４がカム溝２ａに付勢されるようになっている。
＜第３実施形態＞

図１０は、本発明の第３実施形態である羽根駆動装置１の絞り羽根４と開口形成部材２とシート材３の関係を示している。なお、本実施形態の多くの構成は第２実施形態と共通であるため説明を省略し、対応する部材については同じ符号を用いて説明する。以下では第２実施形態との相違点についてのみ説明する。

本実施形態においては、シート材３が有する貫通孔３ｂを複数設けることで、第２実施形態よりも広範囲で絞り羽根４の付勢をすることが可能であると共に、貫通孔３ｂ同士の間でシート材３を連結していることで、領域３ｃ付近における強度を向上することができる。

なお、図１０には、複数の貫通孔３ｂの形状の一例として、概略長穴形状を示しているが、図１１の様に平行四辺形状に形成しても良い。この場合、図１０の場合より領域３ｃがたわみ易くなるため、絞り羽根にかかる負荷をより小さくしつつ付勢部を形成することが可能である。また、羽根駆動装置１としての絞り動作方向が、「開放⇒絞り」の一方向の時は、開放から絞り方向に向けて平行四辺形が潰れやすい方向に平行四辺形状の貫通孔３ｂを配置するのが好ましいが、「開放⇒絞り」、「絞り⇒開放」の両方で絞り動作をする場合は平行四辺形の斜面を切る向きはどちらに設定しても良い。

本発明は、以上説明した各実施形態に限らず、種々の変更や各実施形態を組み合わせて適用することが可能であり、例えば、貫通孔３ｂの形状は矩形であっても良いし、円形状や楕円形状などを組み合わせた形状であっても良い。

１ 羽根駆動装置
２ 開口形成部材
３ シート材
４ 絞り羽根
５ 回動部材
６ 押さえ板

Claims (6)

1. 光が通過する開口部を有する開口形成部材と、
   前記開口形成部材上に配置されるシート材と、
   前記開口部に対して進退して絞り開口を形成する複数の絞り羽根と、
   前記開口部の周囲を回動し、前記複数の絞り羽根と係合して駆動力を与える回動部材と
   を備え、
   前記開口形成部材は、前記絞り羽根の進退動作を案内するカム溝を有し、
   前記シート材は、前記カム溝と略同一形状の溝を有し、
   前記シート材が有する溝を形成する縁部の一部である付勢部は、前記開口形成部材が有するカム溝の内部に位置することを特徴とする羽根駆動装置。
2. 前記付勢部は、前記絞り羽根の係合ピンを前記カム溝の縁に付勢することを特徴とする請求項１に記載の羽根駆動装置。
3. 前記付勢部は、前記絞り羽根の係合ピンを、前記溝における前記付勢部と対向する縁に付勢することを特徴とする請求項１に記載の羽根駆動装置。
4. 前記付勢部は、少なくとも前記複数の絞り羽根が形成する前記絞り開口が最も小さくなる小絞り状態において、前記絞り羽根の係合ピンを前記カム溝における前記付勢部と対向する縁に付勢することを特徴とする請求項２に記載の羽根駆動装置。
5. 前記付勢部は、前記小絞り状態において前記絞り羽根の前記係合ピンが位置する前記カム溝の一端部である小絞り側付近に設けられたことを特徴とする請求項４に記載の羽根駆動装置。
6. 前記付勢部の周辺には、一つ以上の貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の羽根駆動装置。

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