JP7284591B2 - 羽根駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、羽根駆動装置に係り、特に羽根を駆動するために電磁アクチュエータを用いる羽根駆動装置に関するものである。

従来から、カメラなどの光学機器においては、複数枚の羽根を電磁アクチュエータによって駆動することで光が通過する開口を開閉する羽根駆動装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の羽根駆動装置においては、すべての羽根が１つの電磁アクチュエータに連結され、この電磁アクチュエータにより駆動される。

例えば、カメラのシャッタスピードを上げるためには羽根を高速で駆動する必要があるが、上述のように、従来の羽根駆動装置では、すべての羽根が一体的に駆動されるため、駆動される羽根の慣性が大きくなる。このため、駆動力の小さな電磁アクチュエータでは高速で羽根を駆動することができず、トルクの大きなバネを用いて羽根を付勢してシャッタスピードを上げる必要が生じる。しかしながら、そのようなトルクの大きなバネを用いた場合には、バネの力に抗して羽根の開状態を保持するための電磁石も大きくする必要が生じる。このように、従来の羽駆動装置においては、高速で羽根を駆動するとともに小型化を図ることが困難であった。

特開２０１２－１８９６４１号公報

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、複数枚の羽根を高速で駆動することができる小型の羽根駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、複数枚の羽根を高速で駆動することができる小型の羽根駆動装置が提供される。この羽根駆動装置は、開口が形成された枠体と、上記開口を開放する開位置と上記開口を閉塞する閉位置との間で移動可能な複数の羽根とを備える。この複数の羽根は、該複数の羽根のうち他の羽根に先行して上記開位置から上記開口内に進入する先行羽根と、上記先行羽根に続いて上記開位置から上記開口内に進入する少なくとも１枚の後続羽根とを含む。上記羽根駆動装置は、少なくとも上記先行羽根に連結され、第１の支軸を中心に回転可能に構成された第１アームと、少なくとも上記先行羽根に連結され、第２の支軸を中心に回転可能に構成された第２アームと、上記後続羽根のうち少なくとも１枚の羽根に連結され、上記第１の支軸を中心に回転可能に構成された第３アームと、上記後続羽根のうち少なくとも１枚の羽根に連結され、上記第２の支軸を中心に回転可能に構成された第４アームと、上記第２アーム及び上記第４アームに接続される駆動部を有する駆動レバーと、上記駆動レバーの上記駆動部を閉方向に移動させて上記第２アーム及び上記第４アームを移動させる主駆動手段と、上記後続羽根のうち少なくとも１枚の羽根が上記閉位置に向かって移動するように上記第３アームを駆動する補助駆動手段とを備える。上記第３アーム及び上記第４アームは、少なくとも上記先行羽根が上記開位置から移動を開始するときに、上記駆動レバーの上記駆動部から上記閉方向に力を受けることなく上記補助駆動手段により駆動されるように構成される。

このような構成によれば、少なくとも先行羽根が開位置から移動を開始するときに、第３アーム及び第４アームが、駆動レバーの駆動部から閉方向に力を受けることなく補助駆動手段により駆動されるので、主駆動手段は、すべての羽根とアームを移動させるだけのトルクを生じさせる必要がなく、第１アーム、第２アーム及びこれに連結された羽根を移動させるだけのトルクを生じさせればよい。したがって、主駆動手段として駆動力の小さいものを用いることができ、装置を小型化することができる。また、性能への影響が大きい先行羽根は主駆動手段によって高速に駆動されるので、主駆動手段として駆動力の小さいものを用いても装置の性能を維持することができる。

上記補助駆動手段は、上記後続羽根のうち少なくとも１枚の羽根が上記閉位置に向かって移動するように上記第３アームを付勢する付勢部材であってもよい。このような付勢部材を補助駆動手段として用いれば装置の構成を簡単にすることができる。

上記第２アームには、上記駆動レバーの上記駆動部が嵌合する嵌合孔が形成されていてもよい。このような嵌合孔に駆動レバーの駆動部を嵌合させることにより、主駆動手段の駆動により第２アーム及びこれに連結された羽根を駆動することができる。

上記第４アームには、上記駆動レバーの上記駆動部を収容する収容孔が形成されていてもよい。

この場合において、上記第４アームの上記収容孔には、上記駆動部の上記閉方向側に回避空間が形成されることが好ましい。このような回避空間を形成することにより、駆動レバーの駆動部が閉方向に回転しても、駆動部は第４アームに対して閉方向の力を加えないため、駆動部に必要とされるトルクを小さくすることができる。

また、上記第４アームの上記収容孔は、上記閉方向とは反対の開方向側で上記駆動部と係合する内面を有することが好ましい。このように、第４アームの収容孔の内面を駆動レバーの駆動部と開方向側で係合させることにより、補助駆動手段によって閉方向に駆動される第４アームの移動を駆動部によって規制することができる。また、収容孔の内面が駆動レバーの駆動部に係合しているので、第３アームを駆動する補助駆動手段による力は、第４アームに伝達されるだけではなく、駆動レバーの駆動部にも伝達される。したがって、駆動レバーの駆動部による第２アームの閉方向の移動を補助駆動手段によって補助することができる。一方で、羽根を閉位置から開位置に移動する際には、主駆動手段によって駆動レバーの駆動部を開方向に移動させることにより、第４アームの収容孔の内面と駆動レバーの駆動部との係合によって第４アームを開方向に移動させることができる。

上記第１の主駆動手段として、電磁力を用いて上記第１の駆動レバーの上記第１の駆動部を移動させる電磁アクチュエータを用いてもよい。

本発明の他の一態様によれば、複数枚の羽根を高速で駆動することができる小型の羽根駆動装置が提供される。この羽根駆動装置は、開口が形成された枠体と、上記開口を開放する開位置と上記開口を閉塞する閉位置との間で移動可能な複数の第１の羽根とを備える。この複数の第１の羽根は、該複数の第１の羽根のうち他の羽根に先行して上記開位置から上記開口内に進入する第１の先行羽根と、上記第１の先行羽根に続いて上記開位置から上記開口内に進入する少なくとも１枚の第１の後続羽根とを含む。上記羽根駆動装置は、少なくとも上記第１の先行羽根に連結された第１のアーム部と、上記第１の後続羽根のうち少なくとも１枚の羽根に連結された第２のアーム部と、上記第１のアーム部に接続される第１の駆動部を有する第１の駆動レバーと、上記第１の駆動レバーの上記第１の駆動部を閉方向に移動させて上記第１のアーム部を移動させる第１の主駆動手段と、上記第１の後続羽根のうち少なくとも１枚の羽根が上記閉位置に向かって移動するように上記第２のアーム部を駆動する第１の補助駆動手段とを備える。上記第２のアーム部は、少なくとも上記第１の先行羽根が上記開位置から移動を開始するときに、上記第１の駆動レバーの上記第１の駆動部から上記閉方向に力を受けることなく上記第１の補助駆動手段により駆動されるように構成される。また、上記羽根駆動装置は、上記開口を開放する開位置と上記開口を閉塞する閉位置との間で移動可能な複数の第２の羽根をさらに備えている。この複数の第２の羽根は、該複数の第２の羽根のうち他の第２の羽根に続いて上記開口から退出する第２の後続羽根と、上記第２の後続羽根に先行して上記開口から退出する少なくとも１枚の第２の先行羽根とを含む。上記羽根駆動装置は、少なくとも上記第２の後続羽根に連結された第３のアーム部と、上記第２の先行羽根のうち少なくとも１枚の羽根に連結された第４のアーム部と、上記第３のアーム部に接続される第２の駆動部を有する第２の駆動レバーと、上記第２の駆動レバーの上記第２の駆動部を開方向に移動させて上記第３のアーム部を移動させる第２の主駆動手段と、上記第２の先行羽根のうち少なくとも１枚の羽根が上記開位置に向かって移動するように上記第４のアーム部を駆動する第２の補助駆動手段とをさらに備えている。上記第４のアーム部は、少なくとも上記第２の後続羽根が上記閉位置から移動を開始するときに、上記第２の駆動レバーの上記第２の駆動部から上記開方向に力を受けることなく上記第２の補助駆動手段により駆動されるように構成される。

このような構成によれば、少なくとも第２の後続羽根が閉位置から移動を開始するときに、第４のアーム部が、第２の駆動レバーの第２の駆動部から開方向に力を受けることなく第２の補助駆動手段により駆動されるので、第２の主駆動手段は、すべての第２の羽根と第３及び第４のアーム部を移動させるだけのトルクを生じさせる必要がなく、第３のアーム部及びこれに連結された羽根を移動させるだけのトルクを生じさせればよい。したがって、第２の主駆動手段として駆動力の小さいものを用いることができ、装置を小型化することができる。また、性能への影響が大きい第２の後続羽根は第２の主駆動手段によって高速に駆動されるので、第２の主駆動手段として駆動力の小さいものを用いても装置の性能を維持することができる。

上記第２の補助駆動手段は、上記第２の先行羽根のうち少なくとも１枚の羽根が上記開位置に向かって移動するように上記第４のアーム部を付勢する付勢部材であってもよい。このような付勢部材を第２の補助駆動手段として用いれば装置の構成を簡単にすることができる。

上記第３のアーム部には、上記第２の駆動レバーの上記第２の駆動部が嵌合する第２の嵌合孔が形成されていてもよい。このような第２の嵌合孔に第２の駆動レバーの第２の駆動部を嵌合させることにより、第２の主駆動手段の駆動により第２のアーム部及びこれに連結された羽根を駆動することができる。

上記第４のアーム部には、上記第２の駆動レバーの上記第２の駆動部を収容する第２の収容孔が形成されていてもよい。

この場合において、上記第４のアーム部の上記第２の収容孔には、上記第２の駆動部の上記開方向側に回避空間が形成されることが好ましい。このような回避空間を形成することにより、第２の駆動レバーの第２の駆動部が開方向に回転しても、第２の駆動部は第４のアーム部に対して開方向の力を加えないため、第２の駆動部に必要とされるトルクを小さくすることができる。

上記第４のアーム部の上記第２の収容孔は、上記開方向とは反対の閉方向側で上記第２の駆動部と係合する内面を有することが好ましい。このように、第４のアーム部の第２の収容孔の内面を第２の駆動レバーの第２の駆動部と閉方向側で係合させることにより、第２の補助駆動手段によって開方向に駆動される第４のアーム部の移動を第２の駆動部によって規制することができる。
また、第２の収容孔の内面が第２の駆動レバーの第２の駆動部に係合しているので、第４のアーム部を駆動する第２の補助駆動手段による力は、第４のアーム部に伝達されるだけではなく、第２の駆動レバーの第２の駆動部にも伝達される。したがって、第２の駆動レバーの第２の駆動部による第３のアーム部の開方向の移動を第２の補助駆動手段によって補助することができる。一方で、第２の羽根を開位置から閉位置に移動する際には、第２の主駆動手段によって第２の駆動レバーの第２の駆動部を閉方向に移動させることにより、第４のアーム部の第２の収容孔の内面と第２の駆動レバーの第２の駆動部との係合によって第４のアーム部を閉方向に移動させることができる。

上記第３のアーム部と上記第４のアーム部とは同一の回転中心を有することが好ましい。また、上記第２の主駆動手段として、電磁力を用いて上記第２の駆動レバーの上記第２の駆動部を移動させる電磁アクチュエータを用いてもよい。

本発明によれば、少なくとも先行羽根が開位置から移動を開始するときに、第３アーム及び第４アームが、駆動レバーの駆動部から閉方向に力を受けることなく補助駆動手段により駆動されるので、主駆動手段は、すべての羽根とアームを移動させるだけのトルクを生じさせる必要がなく、第１アーム、第２アーム及びこれに連結された羽根を移動させるだけのトルクを生じさせればよい。したがって、主駆動手段として駆動力の小さいものを用いることができ、装置を小型化することができる。また、性能への影響が大きい先行羽根は主駆動手段によって高速に駆動されるので、主駆動手段として駆動力の小さいものを用いても装置の性能を維持することができる。

図１は、本発明の一実施形態における羽根駆動装置を示す斜視図である。 図２は、図１の羽根駆動装置の分解斜視図である。 図３は、図２に示す羽根駆動装置の電磁アクチュエータ及び駆動レバーを示す分解斜視図である。 図４は、図１の羽根駆動装置のカバーを取り外した状態を示す正面図である。 図５Ａは、図４における４枚の羽根のうち先行する２枚の羽根に関連する部材を抜き出して示す拡大平面図である。 図５Ｂは、図４における４枚の羽根のうち後続の２枚の羽根に関連する部材を抜き出して示す拡大平面図である。 図６は、図４に示す状態から羽根が移動した状態を示す正面図である。 図７Ａは、図６における４枚の羽根のうち先行する２枚の羽根に関連する部材を抜き出して示す拡大平面図である。 図７Ｂは、図６における４枚の羽根のうち後続の２枚の羽根に関連する部材を抜き出して示す拡大平面図である。 図８は、図６に示す状態から羽根が移動した状態を示す正面図である。 図９Ａは、図８における４枚の羽根のうち先行する２枚の羽根に関連する部材を抜き出して示す拡大平面図である。 図９Ｂは、図８における４枚の羽根のうち後続の２枚の羽根に関連する部材を抜き出して示す拡大平面図である。 図１０は、本発明の他の実施形態における羽根駆動装置の動作を説明するための拡大平面図である。

以下、本発明に係る羽根駆動装置の実施形態について図１から図１０を参照して詳細に説明する。なお、図１から図１０において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図１から図１０においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。

図１は、本発明の一実施形態における羽根駆動装置１を示す斜視図、図２は、分解斜視図である。本実施形態における羽根駆動装置１は、カメラなどの光学機器に組み込まれるフォーカルプレーンシャッタであるものとして説明するが、これは例示に過ぎず、本発明に係る羽根駆動装置はこのようなシャッタの用途に限られるものではない。

図１及び図２に示すように、羽根駆動装置１は、矩形状の開口（露出開口）Ｓ１が形成された枠体１０と、枠体１０に取り付けられるカバー部２０と、枠体１０とカバー部２０の間に形成される空間に収容される４枚の羽根３１～３４と、枠体１０の後面に取り付けられる主駆動手段としての電磁アクチュエータ４０と、この電磁アクチュエータ４０に連結される駆動レバー５０と、第１羽根３１及び第２羽根３２に連結された第１アーム６１と、第１羽根３１及び第２羽根３２に連結された第２アーム６２と、第３羽根３３及び第４羽根３４に連結された第３アーム６３と、第３羽根３３及び第４羽根３４に連結された第４アーム６４とを含んでいる。羽根３１～３４のそれぞれは、全体としてＸ方向に延びる薄板状の部材であり、本実施形態ではフォーカルプレーンシャッタの後幕を構成するものである。

枠体１０の開口Ｓ１に対応して、カバー部２０にも矩形状の開口Ｓ２が形成されている。図１においては、＋Ｙ方向側が被写体側であり、被写体からの光は、カバー部２０の開口Ｓ２及び枠体１０の開口Ｓ１を通過して、羽根駆動装置１の－Ｙ方向側に配置されたＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子（図示せず）に入射するようになっている。なお、本実施形態では、便宜的に、図１における＋Ｙ方向を「前」又は「前方」、－Ｙ方向を「後」又は「後方」ということとする。

図３は、電磁アクチュエータ４０及び駆動レバー５０を示す分解斜視図である。図３に示すように、電磁アクチュエータ４０は、略直方体状のハウジング４１と、ハウジング４１内で回転可能に保持されるロータ部材４２Ａ，４２Ｂと、ハウジング４１内に収容されるボビン４３と、ボビン４３の内部に挿入されるステータ４４と、ボビン４３に巻回されたコイル４５と、ハウジング４１に取り付けられるカバー４６とを含んでいる。ロータ部材４２Ａは、周方向に異なる磁極に着磁された磁極部４７Ａと、周方向に複数の歯が並んだギア部４８Ａとを有している。同様に、ロータ部材４２Ｂは、周方向に異なる磁極に着磁された磁極部４７Ｂと、周方向に複数の歯が並んだギア部４８Ｂとを有している。

ステータ４４は、それらの端部同士がＸ方向に対向するように配置されており、これらの端部の間にロータ部材４２Ａ，４２Ｂの磁極部４７Ｂ，４７Ｂがそれぞれ位置するようになっている。電磁アクチュエータ４０のコイル４５に通電されると、ロータ部材４２Ａ，４２Ｂの磁極部４７Ｂ，４７Ｂを挟んで対向するステータ４４の端部が互いに異なる極性に励磁され、ステータ４４の端部とロータ部材４２Ａ，４２Ｂの磁極部４７Ａ，４７Ｂとの間に生じる磁気的吸引力及び反発力によってそれぞれのロータ部材４２Ａ，４２Ｂが同一方向に回転するようになっている。

図３に示すように、駆動レバー５０には、電磁アクチュエータ４０のハウジング４１に設けられた軸４９が挿通される軸孔５１が形成されており、この軸孔５１にハウジング４１の軸４９が挿通されることで、駆動レバー５０はこの軸４９を中心として回転できるようになっている。駆動レバー５０は、周方向に複数の歯が並んだギア部５２Ａ，５２Ｂと、＋Ｙ方向に延びる駆動部５３とを有している。駆動レバー５０のギア部５２Ａ，５２Ｂは、それぞれ電磁アクチュエータ４０のロータ部材４２Ａ，４２Ｂのギア部４８Ａ，４８Ｂと噛合しており、電磁アクチュエータ４０のロータ部材４２Ａ，４２Ｂの回転に伴って駆動レバー５０が軸４９を中心として回転するようになっている。

図２に戻って、枠体１０には、＋Ｙ方向に延びる支軸１１，１２が形成されている。この支軸１１には、アーム６１～６４のうち第１アーム６１及び第３アーム６３が取り付けられ、支軸１２には、第２アーム６２及び第４アーム６４が取り付けられる。支軸１２は、ハウジング４１の軸４９と同軸上に位置している。また、枠体１０には、支軸１２を中心とする円弧に沿った円弧溝１６が形成されており、上述した駆動レバー５０の駆動部５３は、この円弧溝１６を通って枠体１０の＋Ｙ方向に突出している。上述したように駆動レバー５０が回転すると、駆動レバー５０の駆動部５３が円弧溝１６内を移動するようになっている。なお、円弧溝１６の＋Ｚ方向側の端部には衝撃吸収用のダンパ１４が設けられている。

図４は、羽根駆動装置１のカバー部２０を取り外した状態を示す正面図である。また、図５Ａは、図４における４枚の羽根３１～３４のうち先行する第１羽根３１及び第２羽根３２に関連する部材を抜き出して示す拡大平面図であり、図５Ｂは、後続の第３羽根３３及び第４羽根３４に関連する部材を抜き出して示す拡大平面図である。

図４、図５Ａ、及び図５Ｂに示すように、４枚の羽根３１～３４は＋Ｙ方向に順番に重ねられている。図１に示す状態では、図４に示すように、羽根３１～３４が重なった状態で開口Ｓ１（及び開口Ｓ２）の－Ｚ方向側に収容されている。これにより、図１においては、羽根駆動装置１は、開口Ｓ１，Ｓ２が完全に開放された状態となっている。以下、この状態における羽根３１～３４の位置をそれぞれ「開位置」ということとする。

羽根３１～３４は、それぞれの開位置から＋Ｚ方向に移動できるようになっており、最終的には羽根３１～３４が全体として開口Ｓ１（及び開口Ｓ２）を完全に閉塞するまでそれぞれ＋Ｚ方向に移動できるようになっている。以下、羽根３１～３４が全体として開口Ｓ１を完全に閉塞しているときの羽根３１～３４の位置を「閉位置」ということとする。

図５Ａに示すように、第１羽根３１は、ピン６１１により第１アーム６１と連結され、ピン６２１により第２アーム６２と連結されている。また、第２羽根３２は、ピン６１２により第１アーム６１と連結され、ピン６２２により第２アーム６２と連結されている。このように、第１アーム６１、第２アーム６２、及び第１羽根３１によりリンク機構が構成され、同様に、第１アーム６１、第２アーム６２、及び第２羽根３２によりリンク機構が構成される。

第１アーム６１には、枠体１０の支軸１１が挿通される軸孔６１５（図２参照）が形成されており、この第１アーム６１の軸孔６１５に支軸１１が挿通されることで、枠体１０の支軸１１を中心として第１アーム６１が回転できるようになっている。また、第１アーム６１には、後述するねじりコイルバネ７０を回避するためのバネ回避孔６１６が形成されている。

第２アーム６２は、枠体１０の支軸１２が挿通される円筒部６２５を有しており、この第２アーム６２の円筒部６２５に支軸１２が挿通されることで、枠体１０の支軸１２を中心として第２アーム６２が回転できるようになっている。また、第２アーム６２には、駆動レバー５０の駆動部５３が嵌合する嵌合孔６２６が形成されており、枠体１０の円弧溝１６を通って枠体１０の＋Ｙ方向側に突出する駆動レバー５０の駆動部５３がこの嵌合孔６２６に嵌合している。本実施形態では、駆動レバー５０の駆動部５３が第２アーム６２の嵌合孔６２６に隙間なく嵌合している。

第１羽根３１及び第２羽根３２は、第２羽根３２が第１羽根３１の前方に重なった状態で第１アーム６１及び第２アーム６２（第１のアーム部）に連結されている。したがって、第１アーム６１が支軸１１を中心として回転し、第２アーム６２が支軸１２を中心として回転すると、上述した２つのリンク機構によって、第１羽根３１と第２羽根３２とが互いに重なる領域を変化させつつ、主としてＺ方向に移動するようになっている。

図５Ｂに示すように、第３羽根３３は、ピン６３３により第３アーム６３と連結され、ピン６４３により第４アーム６４と連結されている。また、第４羽根３４は、ピン６３４により第３アーム６３と連結され、ピン６４４により第４アーム６４と連結されている。このように、第３アーム６３、第４アーム６４、及び第３羽根３３によりリンク機構が構成され、同様に、第３アーム６３、第４アーム６４、及び第４羽根３４によりリンク機構が構成される。

第３アーム６３には、枠体１０の支軸１１が挿通される軸孔６３５（図２参照）が形成されており、この第３アーム６３の軸孔６３５に支軸１１が挿通されることで、枠体１０の支軸１１を中心として第３アーム６３が回転できるようになっている。このように、第３アーム６３の回転中心は第１アーム６１の回転中心と一致している（支軸１１）。また、第３アーム６３には、ねじりコイルバネ７０（付勢部材）が係合するバネ係合孔６３６が形成されている。

ねじりコイルバネ７０のコイル部は、枠体１０の支軸１１の周囲に配置されており、ねじりコイルバネ７０の一端７１は、枠体１０に形成された係合壁１８に係合している。また、ねじりコイルバネ７０の他端７２は第３アーム６３のバネ係合孔６３６に係合している。図５Ｂに示す状態においては、ねじりコイルバネ７０は、支軸１１を中心として第３アーム６３を反時計回りに付勢するようにねじられた状態で配置されている。なお、図５Ａに示すように、第１アーム６１のバネ回避孔６１６は、第３アーム６３のバネ係合孔６３６よりも大きくなっており、ねじりコイルバネ７０は第１アーム６１に係合していない。

第４アーム６４には、第２アーム６２の円筒部６２５が挿通される軸孔６４５（図２参照）が形成されており、この第４アーム６４の軸孔６４５に第２アーム６２の円筒部６２５が挿通されることで、第２アーム６２の円筒部６２５を中心として、換言すれば枠体１０の支軸１２を中心として第４アーム６４が回転できるようになっている。このように、第４アーム６４の回転中心は第２アーム６２の回転中心と一致している（支軸１２）。また、第４アーム６４には、駆動レバー５０の駆動部５３を内部に収容する収容孔６４６が形成されている。

上述のように、第３アーム６３は、ねじりコイルバネ７０によって反時計回りに付勢されているため、第３アーム６３に連結された第３羽根３３及び第４羽根３４を介して第４アーム６４も支軸１２を中心として反時計回りに付勢される。なお、以下の説明では、支軸１１を中心として反時計回りを「閉方向」、時計回りを「開方向」といい、支軸１２を中心として反時計回りを「閉方向」、時計回りを「開方向」ということがある。

ここで、図５Ｂに示すように、第４アーム６４の収容孔６４６には駆動レバー５０の駆動部５３が収容されているが、この駆動部５３は、開方向側で第４アーム６４の収容孔６４６の内面６４６Ａに係合している。この駆動レバー５０の駆動部５３と第４アーム６４の収容孔６４６の内面６４６Ａとの係合によって、反時計回りに付勢される第４アーム６４の回転が規制されている。

また、第４アーム６４の収容孔６４６の大きさは、駆動レバー５０の駆動部５３よりも大きくなっており、駆動部５３の閉方向側には回避空間６４７が形成されている。この回避空間６４７の存在によって、駆動部５３は、第４アーム６４を閉方向に押すことなく、閉方向に回転することとなる。

第３羽根３３及び第４羽根３４は、第４羽根３４が第３羽根３３の前方に重なった状態で第３アーム６３及び第４アーム６４（第２のアーム部）に連結されている。したがって、第３アーム６３が支軸１１を中心として回転し、第４アーム６４が支軸１２を中心として回転すると、上述した２つのリンク機構によって、第３羽根３３と第４羽根３４とが互いに重なる領域を変化させつつ、主としてＺ方向に移動するようになっている。このとき、第３羽根３３は第２羽根３２の前方に重なっているため、第２羽根３２と第３羽根３３も互いに重なる領域を変化させつつ主としてＺ方向に移動することとなる。

次に、このような構成の羽根駆動装置１の動作について説明する。図６は、図４に示す状態から電磁アクチュエータ４０を駆動して羽根３１～３４を少し移動させた状態を示す正面図であり、図７Ａは、図６の第１羽根３１及び第２羽根３２に関連する部材を抜き出して示す拡大平面図、図７Ｂは、図６の第３羽根３３及び第４羽根３４に関連する部材を抜き出して示す拡大平面図である。また、図８は、図６に示す状態からさらに電磁アクチュエータ４０を駆動して羽根３１～３４を移動させた状態を示す正面図であり、図９Ａは、図８の第１羽根３１及び第２羽根３２に関連する部材を抜き出して示す拡大平面図、図９Ｂは、図８の第３羽根３３及び第４羽根３４に関連する部材を抜き出して示す拡大平面図である。

図４に示す状態で電磁アクチュエータ４０を駆動すると、上述したようにステータ４４の端部とロータ部材４２Ａ，４２Ｂの磁極部４７Ａ，４７Ｂとの間に生じる磁気的吸引力及び反発力によってそれぞれのロータ部材４２Ａ，４２Ｂが回転する。そして、電磁アクチュエータ４０のロータ部材４２Ａ，４２Ｂのギア部４８Ａ，４８Ｂと駆動レバー５０のギア部５２Ａ，５２Ｂとの噛合により、駆動レバー５０が回転して、図６に示すように駆動レバー５０の駆動部５３が閉方向（反時計回り）に回転する。上述したように、駆動レバー５０の駆動部５３は第２アーム６２の嵌合孔６２６に嵌合しているため、図７Ａに示すように、駆動レバー５０の駆動部５３の反時計回りの回転に伴い、第２アーム６２は支軸１２を中心として閉方向（反時計回り）に回転する。これにより、上述した２つのリンク機構を介して、図７Ａに示すように、第１アーム６１も支軸１１を中心として閉方向（反時計回り）に回転し、第１羽根３１及び第２羽根３２が互いに重なる領域を変化させつつ主として＋Ｚ方向に移動して枠体１０の開口Ｓ１内に進入する。

ここで、上述したように、第４アーム６４の収容孔６４６における駆動部５３の閉方向側には回避空間６４７が形成されているため、駆動レバー５０の駆動部５３が閉方向に回転しても、駆動部５３は第４アーム６４に対して閉方向の力を加えない。一方で、上述したように、第４アーム６４は、第３アーム６３のバネ係合孔６３６に係合するねじりコイルバネ７０によって閉方向（反時計回り）に付勢されている。したがって、第４アーム６４（及び第３アーム６３）は、ねじりコイルバネ７０の付勢力によって支軸１１を中心として閉方向（反時計回り）に回転する。これに伴い、上述した２つのリンク機構を介して、図７Ｂに示すように、第４アーム６４も支軸１２を中心として反時計回りに回転し、第３羽根３３及び第４羽根３４が互いに重なる領域を変化させつつ主として＋Ｚ方向に移動して枠体１０の開口Ｓ１内に進入する。

図４に示す状態では、羽根３１～３４はいずれも枠体１０の開口Ｓ１の－Ｚ方向側の開位置にあるが、上述のように駆動レバー５０の駆動部５３の回転により第１羽根３１及び第２羽根３２が＋Ｚ方向に移動して枠体１０の開口Ｓ１内に進入するとともに、ねじりコイルバネ７０の付勢力により第３羽根３３及び第４羽根３４が＋Ｚ方向に移動して枠体１０の開口Ｓ１内に進入する。このとき、図６に示すように、第１羽根３１が他の羽根３２～３４よりも先に開口Ｓ１内に進入するようになっている。すなわち、本実施形態における第１羽根３１は、複数の羽根３１～３４の中で最も先に（先行して）開口内に進入する先行羽根となっている。

図６に示す状態からさらに電磁アクチュエータ４０の駆動を続けると、第１羽根３１及び第２羽根３２が、駆動レバー５０の駆動部５３の回転によりさらに＋Ｚ方向に移動するとともに、第３羽根３３及び第４羽根３４が、ねじりコイルバネ７０の付勢力によりさらに＋Ｚ方向に移動する。最終的には、図８に示すように、羽根３１～３４が閉位置まで移動して枠体１０の開口Ｓ１を完全に閉塞する。

羽根３１～３４を閉位置から開位置に戻す場合には、電磁アクチュエータ４０のコイル４５に供給する電圧の極性を逆にして駆動レバー５０の駆動部５３を開方向に回転させる。駆動レバー５０の駆動部５３は第２アーム６２の嵌合孔６２６に嵌合しているため、駆動部５３の開方向の回転に伴い、第２アーム６２は支軸１２を中心として開方向（時計回り）に回転する。これにより、上述した２つのリンク機構を介して、第１アーム６１も支軸１１を中心として開方向（反時計回り）に回転し、第１羽根３１及び第２羽根３２が互いに重なる領域を変化させつつ主として－Ｚ方向に移動する。

また、駆動レバー５０の駆動部５３は、開方向側で第４アーム６４の収容孔６４６の内面６４６Ａに係合しているため、駆動部５３の開方向の回転に伴い、第４アーム６４は支軸１２を中心として開方向（時計回り）に回転する。これにより、上述した２つのリンク機構を介して、第３アーム６３も支軸１１を中心として開方向（反時計回り）に回転し、第３羽根３３及び第４羽根３４が互いに重なる領域を変化させつつ主として－Ｚ方向に移動する。

このように、本実施形態における電磁アクチュエータ４０は、電磁力を用いて駆動レバー５０の駆動部５３を閉方向又は開方向に回転させて、第１アーム６１及び第２アーム６２（第１のアーム部）を閉方向又は開方向に回転させるように構成されている。また、本実施形態においては、ねじりコイルバネ７０が、第３羽根３３及び第４羽根３４が図８に示す閉位置に向かって移動するように第３アーム６３及び第４アーム６４（第２のアーム部）を駆動（付勢）する補助駆動手段としての役割を有する。

このような構成により、羽根３１～３４が図４に示す開位置から図８に示す閉位置に移動する際には、第１アーム６１及び第２アーム６２は、電磁アクチュエータ４０により駆動レバー５０の駆動部５３から回転力を受けて閉方向に回転し、第３アーム６３及び第４アーム６４は、駆動レバー５０の駆動部５３からは閉方向に力を受けることなく、ねじりコイルバネ７０の付勢力によって閉方向に回転する。したがって、電磁アクチュエータ４０には、第１アーム６１及び第２アーム６２とこれらに連結された第１羽根３１及び第２羽根３２とを閉方向に回転させるためのトルクだけが必要とされ、第３アーム６３及び第４アーム６４とこれらに連結された第３羽根３３及び第４羽根３４とを閉方向に回転させるためのトルクは必要とされない。このため、電磁アクチュエータ４０として駆動力の小さいものを用いることができ、装置を小型化することができる。

また、羽根３１～３４のうち、他の羽根３２～３４に先行して枠体１０の開口Ｓ１内に進入する第１羽根３１（先行羽根）が、最も羽根駆動装置１の性能（シャッタスピード）に影響を与えるが、この第１羽根３１は、第１アーム６１及び第２アーム６２に連結されており、電磁アクチュエータ４０によって高速に駆動されるので、電磁アクチュエータ４０の駆動力が小さくても羽根駆動装置１の性能（シャッタスピード）を維持することができる。換言すれば、従来の羽根駆動装置に組み込まれている電磁アクチュエータと同じ駆動力の電磁アクチュエータを用いた場合には、羽根駆動装置１の性能が向上する（シャッタスピードが速くなる）と言える。

また、第４アーム６４の収容孔６４６の内面６４６Ａは、駆動レバー５０の駆動部５３に係合しているので、ねじりコイルバネ７０によって第３アーム６３及び第４アーム６４に与えられる付勢力は、第３アーム６３及び第４アーム６４に伝達されるだけではなく、駆動レバー５０の駆動部５３にも伝達される。したがって、駆動レバー５０の駆動部５３による第１アーム６１及び第２アーム６２の閉方向の移動をねじりコイルバネ７０によって補助することができる。

第４アーム６４の収容孔６４６の回避空間６４７の大きさは特に限定されるものではないが、羽根３１～３４を閉位置に移動させたときに、閉位置に移動した第３羽根３３及び第４羽根３４が跳ね返ってきてしまうことを防止するために、回避空間６４７の大きさを閉位置での第２羽根３２と第３羽根３３との重なりを維持できるような大きさとすることが好ましい。

なお、上述した実施形態では、第３アーム６３及び第４アーム６４（第２のアーム部）を駆動する補助駆動手段としてねじりコイルバネ７０を用いて羽根駆動装置１の構成を簡単にした例を説明したが、このような補助駆動手段は、上述したねじりコイルバネ７０に限られるものではない。例えば、電磁アクチュエータ４０とは別個に設けた小型の電磁アクチュエータを補助駆動手段として用いてもよい。

上述した実施形態では、羽根３１～３４が開位置から閉位置に移動するまでの間は、駆動レバー５０の駆動部５３からの力が第３アーム６３及び第４アーム６４に伝わらないように構成されているが、駆動部５３に最もトルクが必要とされるのは、先行羽根３１が開位置から移動を開始するときであるので、少なくとも先行羽根３１が開位置から移動を開始するときに、駆動レバー５０の駆動部５３からの力が第３アーム６３及び第４アーム６４に伝わらないようにすればよい。したがって、羽根３１～３４が開位置から閉位置に移動する途中から第３アーム６３及び第４アーム６４に駆動レバー５０の駆動部５３からの力が伝わるように構成してもよい。例えば、ねじりコイルバネ７０により駆動される第３アーム６３及び第４アーム６４の移動速度が、駆動レバー５０の駆動部５３により駆動される第１アーム６１及び第２アーム６２の移動速度よりも遅い場合には、図１０に示すように、羽根３１～３４が開位置から閉位置に移動するまでの間に、駆動レバー５０の駆動部５３が第４アーム６４の収容孔６４６の内面６４６Ａから離れ、やがて第３アーム６３及び第４アーム６４に追いつき、それ以降は駆動レバー５０の駆動部５３からの力が第３アーム６３及び第４アーム６４に伝わることとなるが、そのような構成にすることも可能である。

また、上述した実施形態では、第１羽根３１（先行羽根）と第２羽根３２とを主駆動手段としての電磁アクチュエータ４０により駆動するように構成しているが、少なくとも羽根駆動装置１の性能（シャッタスピード）に最も影響を与える第１羽根３１（先行羽根）を主駆動手段（電磁アクチュエータ４０）により駆動すればよく、他の羽根（本実施形態における第２羽根３２）は主駆動手段（電磁アクチュエータ４０）により駆動されなくてもよい。すなわち、第１のアーム部には少なくとも先行羽根を連結すればよく、先行羽根に続いて枠体１０の開口Ｓ１に進入する羽根３２～３４（後続羽根）については、任意の組み合わせで第１のアーム部又は第２のアーム部に連結することができる。

また、第１のアーム部（第１アーム６１及び第２アーム６２）は閉方向に移動する際に上述した主駆動手段によって駆動されればよく、開方向に移動する際には主駆動手段以外の手段によって駆動されてもよい。したがって、主駆動手段として電磁アクチュエータ４０に代えてバネを用いて羽根駆動装置１を構成することも可能である。

本実施形態における羽根３１～３４は、いわゆるフォーカルプレーンシャッタの後幕を構成するものとして説明したが、これに限られるものではなく、フォーカルプレーンシャッタの先幕についても本発明を適用できることは言うまでもない。その場合には、羽根駆動装置１は、上述した羽根３１～３４に加え、先幕を形成する複数の羽根として、他の羽根に続いて開口Ｓ１から退出する後続羽根（第２の後続羽根）と、この後続羽根に先行して開口Ｓ１から退出する少なくとも１枚の先行羽根（第２の先行羽根）とを含むこととなる。このとき、先幕の羽根が閉位置から開位置に移動する際に、先幕の後続羽根が最も羽根駆動装置１の性能（シャッタスピード）に影響を与える。すなわち、先幕の後続羽根が上述の実施形態における後幕の先行羽根に対応すると言える。このように、先幕の後続羽根が後幕の先行羽根に対応するように、上述した後幕用の第１のアーム部（アーム６１，６２）、第２のアーム部（アーム６３，６４）、駆動レバー５０、電磁アクチュエータ４０、及びねじりコイルバネ７０に対応する構成要素を先幕用に追加してもよい。より具体的には、少なくとも先幕の後続羽根に連結された第３のアーム部と、先幕の先行羽根のうち少なくとも１枚の羽根に連結された第４のアーム部と、第３のアーム部に接続される第２の駆動部を有する第２の駆動レバーと、第２の駆動レバーの第２の駆動部を開方向に移動させて第３のアーム部を移動させる第２の主駆動手段（例えば電磁アクチュエータ）と、第２の先行羽根のうち少なくとも１枚の羽根が開位置に向かって移動するように第４のアーム部を駆動する第２の補助駆動手段（例えばねじりコイルバネ）とを上述した羽根駆動装置１に追加してもよい。この場合において、少なくとも先幕の後続羽根が閉位置から移動を開始するときに、第４のアーム部が、第２の駆動レバーの第２の駆動部から開方向に力を受けることなく第２の補助駆動手段により駆動されるように構成すれば、上述した後幕の例と同様に、先幕の後続羽根が第２の主駆動手段によって高速に駆動されるので、第２の主駆動手段の駆動力が小さくても羽根駆動装置１の性能（シャッタスピード）を維持することができる。

なお、本明細書において使用した用語「前方」、「後方」、その他の位置関係を示す用語は、図示した実施形態との関連において使用されているのであり、装置の相対的な位置関係によって変化するものである。

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

１ 羽根駆動装置
１０ 枠体
１１，１２ 支軸
１６ 円弧溝
１８ 係合壁
２０ カバー部
３１ 第１羽根（先行羽根）
３２ 第２羽根
３３ 第３羽根
３４ 第４羽根
４０ 電磁アクチュエータ
４１ ハウジング
４２Ａ，４２Ｂ ロータ部材
４３ ボビン
４４ ステータ
４５ コイル
４６ カバー
４７Ａ，４７Ｂ 磁極部
４８Ａ，４８Ｂ ギア部
４９ 軸
５０ 駆動レバー
５１ 軸孔
５２Ａ，５２Ｂ ギア部
５３ 駆動部
６１ 第１アーム（第１のアーム部）
６２ 第２アーム（第１のアーム部）
６３ 第３アーム（第２のアーム部）
６４ 第４アーム（第２のアーム部）
７０ ねじりコイルバネ（補助駆動手段）
６１５ 軸孔
６１６ バネ回避孔
６２５ 円筒部
６２６ 嵌合孔
６３５ 軸孔
６３６ バネ係合孔
６４５ 軸孔
６４６ 収容孔
６４６Ａ 内面
６４７ 回避空間
Ｓ１，Ｓ２ 開口

Claims (16)

1. 開口が形成された枠体と、
   前記開口を開放する開位置と前記開口を閉塞する閉位置との間で移動可能な複数の羽根であって、
   該複数の羽根のうち他の羽根に先行して前記開位置から前記開口内に進入する先行羽根と、
   前記先行羽根に続いて前記開位置から前記開口内に進入する少なくとも１枚の後続羽根と
   を含む複数の羽根と、
   少なくとも前記先行羽根に連結され、第１の支軸を中心に回転可能に構成された第１アームと、
   少なくとも前記先行羽根に連結され、第２の支軸を中心に回転可能に構成された第２アームと、
   前記後続羽根のうち少なくとも１枚の羽根に連結され、前記第１の支軸を中心に回転可能に構成された第３アームと、
   前記後続羽根のうち少なくとも１枚の羽根に連結され、前記第２の支軸を中心に回転可能に構成された第４アームと、
   前記第２アーム及び前記第４アームに接続される駆動部を有する駆動レバーと、
   前記駆動レバーの前記駆動部を閉方向に移動させて前記第２アーム及び前記第４アームを移動させる主駆動手段と、
   前記後続羽根のうち少なくとも１枚の羽根が前記閉位置に向かって移動するように前記第３アームを駆動する補助駆動手段と
   を備え、
   前記第３アーム及び前記第４アームは、少なくとも前記先行羽根が前記開位置から移動を開始するときに、前記駆動レバーの前記駆動部から前記閉方向に力を受けることなく前記補助駆動手段により駆動されるように構成される、
   羽根駆動装置。
2. 前記補助駆動手段は、前記後続羽根のうち少なくとも１枚の羽根が前記閉位置に向かって移動するように前記第３アームを付勢する付勢部材である、請求項１に記載の羽根駆動装置。
3. 前記付勢部材は、前記第１の支軸の周囲に配置され、前記第３アームを前記第１の支軸を中心として回転させるように付勢するねじりコイルバネである、請求項２に記載の羽根駆動装置。
4. 前記第２アームには、前記駆動レバーの前記駆動部が嵌合する嵌合孔が形成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の羽根駆動装置。
5. 前記第４アームには、前記駆動レバーの前記駆動部を収容する収容孔が形成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の羽根駆動装置。
6. 前記第４アームの前記収容孔には、前記駆動部の前記閉方向側に回避空間が形成される、請求項５に記載の羽根駆動装置。
7. 前記第４アームの前記収容孔は、前記閉方向とは反対の開方向側で前記駆動部と係合する内面を有する、請求項５又は６に記載の羽根駆動装置。
8. 前記主駆動手段は、電磁力を用いて前記駆動レバーの前記駆動部を移動させる電磁アクチュエータにより構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の羽根駆動装置。
9. 開口が形成された枠体と、
   前記開口を開放する開位置と前記開口を閉塞する閉位置との間で移動可能な複数の第１の羽根であって、
   該複数の第１の羽根のうち他の羽根に先行して前記開位置から前記開口内に進入する第１の先行羽根と、
   前記第１の先行羽根に続いて前記開位置から前記開口内に進入する少なくとも１枚の第１の後続羽根と
   を含む複数の第１の羽根と、
   少なくとも前記第１の先行羽根に連結された第１のアーム部と、
   前記第１の後続羽根のうち少なくとも１枚の羽根に連結された第２のアーム部と、
   前記第１のアーム部に接続される第１の駆動部を有する第１の駆動レバーと、
   前記第１の駆動レバーの前記第１の駆動部を閉方向に移動させて前記第１のアーム部を移動させる第１の主駆動手段と、
   前記第１の後続羽根のうち少なくとも１枚の羽根が前記閉位置に向かって移動するように前記第２のアーム部を駆動する第１の補助駆動手段と、
   前記開口を開放する開位置と前記開口を閉塞する閉位置との間で移動可能な複数の第２の羽根であって、
   該複数の第２の羽根のうち他の第２の羽根に続いて前記開口から退出する第２の後続羽根と、
   前記第２の後続羽根に先行して前記開口から退出する少なくとも１枚の第２の先行羽根と
   を含む複数の第２の羽根と、
   少なくとも前記第２の後続羽根に連結された第３のアーム部と、
   前記第２の先行羽根のうち少なくとも１枚の羽根に連結された第４のアーム部と、
   前記第３のアーム部に接続される第２の駆動部を有する第２の駆動レバーと、
   前記第２の駆動レバーの前記第２の駆動部を開方向に移動させて前記第３のアーム部を移動させる第２の主駆動手段と、
   前記第２の先行羽根のうち少なくとも１枚の羽根が前記開位置に向かって移動するように前記第４のアーム部を駆動する第２の補助駆動手段と
   を備え、
   前記第２のアーム部は、少なくとも前記第１の先行羽根が前記開位置から移動を開始するときに、前記第１の駆動レバーの前記第１の駆動部から前記閉方向に力を受けることなく前記第１の補助駆動手段により駆動されるように構成され、
   前記第４のアーム部は、少なくとも前記第２の後続羽根が前記閉位置から移動を開始するときに、前記第２の駆動レバーの前記第２の駆動部から前記開方向に力を受けることなく前記第２の補助駆動手段により駆動されるように構成される、
   羽根駆動装置。
10. 前記第２の補助駆動手段は、前記第２の先行羽根のうち少なくとも１枚の羽根が前記開位置に向かって移動するように前記第４のアーム部を付勢する付勢部材である、請求項９に記載の羽根駆動装置。
11. 前記第３のアーム部には、前記第２の駆動レバーの前記第２の駆動部が嵌合する第２の嵌合孔が形成される、請求項９又は１０に記載の羽根駆動装置。
12. 前記第４のアーム部には、前記第２の駆動レバーの前記第２の駆動部を収容する第２の収容孔が形成される、請求項９から１１のいずれか一項に記載の羽根駆動装置。
13. 前記第４のアーム部の前記第２の収容孔には、前記第２の駆動部の前記開方向側に回避空間が形成される、請求項１２に記載の羽根駆動装置。
14. 前記第４のアーム部の前記第２の収容孔は、前記開方向とは反対の閉方向側で前記第２の駆動部と係合する内面を有する、請求項１２又は１３に記載の羽根駆動装置。
15. 前記第３のアーム部と前記第４のアーム部とは同一の回転中心を有する、請求項９から１４のいずれか一項に記載の羽根駆動装置。
16. 前記第２の主駆動手段は、電磁力を用いて前記第２の駆動レバーの前記第２の駆動部を移動させる電磁アクチュエータにより構成される、請求項９から１５のいずれか一項に記載の羽根駆動装置。

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