JPS58169136A - 光制御装置用の遮光羽根 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カメラのフォーカルプレンシャッタやレンズ
シャッタのシャッタ羽根または絞り羽根のように高速で
運動することが要求される遮光羽根の改良に関するもの
である。

従来、フォーカルプレンシャッタ羽根は撮影画面各部に
おける露光の同時性を確保するためＫ、また絞り羽根は
カメラの撮影シーケンスに要する時間における絞り込み
時間の占める割合を低くするために、高速で運動するこ
とが要求されていた。

そのためには第一の方法として作動力量を増大させるこ
とが考えられるが、この場合は、その力量を蓄えるため
に巻上トルクを増大させることになり、手動巻上の場合
は操作者に不快感を与え、電動巻上の場合はモータの消
費電力を大きくするので好ましくない。

さらに、運動開始時あるいは終了時に羽根に与える衝撃
力も太きいため、耐久性の点でも不利である。

もう一つの方法として、遮光羽根の軽量化な図ることが
考えられる。しかし、従来使用されている炭素鋼の薄板
をこれ以上薄くすることは、遮光羽根として必要な剛性
等の機械的強度を維持するのが困難であり、さらに平面
性の確保も困難である。

そこで、羽根全体としては薄くせずに、部分的に表面を
肉抜き（即ち部分的に羽根を薄く）するとと忙よって、
軽量化することが試みられている。

しかし、この場合には、表面が凹凸になっているために
、応力集中の原因となり易い。また、このような羽根を
数枚用いてシャッタを構成したとき、−羽根と羽根の重
なり部分に漏光する危険がある。

これらの欠点を除去するために、羽根の組み合わせ、重
ね合わせに特別な工夫を要し、設計上および製造上煩わ
しいことになる。

従って、本発明の目的は、表面は平滑であって、必要な
機械的強度を与える九十分な厚さを有し、且つ軽量化さ
れた光制御装置用の遮光羽根を提供することにある。

機械的性質における曲げ剛性（ｆｌｅｘｕａｌｒｉｇｉ
ｄｉｔｙ）は特に重視すべき性質であり、合理的に曲げ
剛性を附与するために、本発明は複合材料設計の考え方
を取り入れた。

曲げ剛性は、縦弾性係数Ｅと断面二次モーメントＩｚと
の積で表わされ、曲げモーメントに対する抵抗の大きさ
を示すものである。ここで、Ｅは材質そのものＫよって
決まる値で、Ｉｚは断面の形状、寸法によって決まる値
である。

いま、羽根の断面構造に着目するとＩｚを大きくするた
めには、羽根の厚さおよび幅を太き（すればよいが、厚
くすると、（１）重量が増加する、（２）アームとの接
触面から羽根の重心に至る距離が大きくなるので走行時
のバランスが悪（なる、（３）収納スペースが大きくな
るという欠点があり、幅を広くすると、（１）重量が増
加する、（２）平面性の確保が難しくなるという欠点が
ある。また長さはアパーチ為アの大きさによって制限を
受ける。従って、現状の羽根の寸法を大幅に変えること
は期待できない。

そこで、羽根を軽量化する手段として、一定体積を除去
するという考えがクローズアップされる。

羽根の横断面において、同じ面積を除去するならば、中
立軸から遠い部分を除去するよりも、近い部分を除去す
る方がｌｚの低下は小さい、すなわち、Ｉｚをなるべく
低下させずに軽量化を図るためには、中立軸近傍（芯部
）を肉抜きすることが望ましい。

本発明は以上の観点から発明されたもので、芯部に中空
部分を有することを特徴とする光制御装置用の遮光羽根
に関するものである。

本発明の板材に於いて、芯部および表皮部双方とも同一
物質で一体に形成されていてもよく、かかる構造の板材
は例えば発泡成形により製造可能である。

しかし、通常は、かかる板材は厚さ方向に分割された少
なくとも２枚の部材を接合することによって製造される
。後者の場合、表皮部及び芯部は別々の材料でもよく、
また各部は一層のみからなる必要はなく、同−又は異種
材料による多層構造材であってもよい一層に全体に同−
又は異種の材料で構成し、中空構造を有する板材の表面
を、後処理例えば陽極酸化処理、窒化処理、硼化処理、
合金化などによって強化することにより表皮部の（板厚
方向及び板面方向のいずれが一方又は双方）の一部又は
全部を改質してもよい。前記の後処理は表皮部ばかりで
なく芯部に達してもよい。

次いで図面を引用して実施例により本発明を具体的に説
明する。

実施例１ 第１図は本実施例で用いられる板材の部分断面図であり
、（１）及び（１）は表皮部、（２）は芯部、（３）は
中空部分を表わす。

かかる板材の製造法について一例を述べると、表皮部（
１）と芯部（２）との間で分割し、表皮部（１）からな
る部材と、芯部（２）及び表皮部（１）が一体になる部
材（以下、凹凸材という）とを別々に作り、次いで両者
を接合すればよい。例えば、２枚のベリリウム金属板を
用意し、一方の金属板の片面（接合１ｉｌｌ）に凹凸を
形成させることにより凹凸材となし、両者を例えば拡散
接合法により接合する。または、２枚の凹凸材の凹凸面
同士を接合する。

凹凸材を作製するには、圧延、レーザーによルスクライ
ビング、またはマスクを用いた部分的な−エノチングな
どが用いられる。

拡散接合法は、べ１７１Ｊウム以外にもアルミニウム合
金、マグネシウム合金のような金属に応用することがで
き、本実施例のものは、同−物質間の接合なので密着性
もよく、熱膨張率が同一なので接合後反ったり、捩れる
恐れが少ない。

構成材料としては、上記金属に限らず、後記する表１尤
示す低Ｚセラミックスやその他の無機物質でもよい。例
えば、低Ｚセラミックスは焼結接合法により接合するこ
とができる。ただ、これらの物質は靭性、耐衝撃性が不
十分なので、必要に応じ、プラスチックやゴムなどをコ
ーティングすることにより、切欠きの発生防止その他の
表面保膿を行なってもよい。

こうして得られた板材を必要な形状に切断し、遮光羽根
を得る。しかし、この方法は中空部分を切断すると端面
が凹凸になるので、それを避けるため、予め必要形状よ
り内部に中空部分が来るように設計しておくか、あるい
は先に必要形状の部材を作製しておぎ後に両部材を接合
することにより遮光羽根を作製するのも一法である。

実施例２ 第２図は本実施例の遮光羽根を示す平面図であり、第２
ａ図は第２図のＸ−Ｙ矢視断面図である。

（１）は表面表皮部、（２）は芯部、（３）は中空部分
、（１）は裏面表皮部を構成する表皮材、（４）はアー
ムと当該羽根とを連結するためのピンを挿入する小孔で
ある。

ここでは（１）と（２）は同一物質で一体に形成されて
いる。（１）及び（２）からなる凹凸材としては、例え
ば高力アルミニウム合金表皮材（１）として＆工例えば
アルミナ（ＡＩ、０．）が使用される。凹凸材、表皮材
（１′）ともにアルミニウムという同一元素を含んでお
り、接合の強さが比較的太きい。

実施例３ 本実施例の遮光羽根は、平面図については第２図と全く
同じであり、、”（谷−Ｙ矢視断面図については第３図
に示すものである。

ここでは、表面および裏面の表皮部（（１）および（１
））を構成する表皮材は同一物質であり、芯部（２）。

は肉抜きまたは中空部分（３）を有する表皮材とは異種
の芯材からなる。

第３図では芯部が厚さ方向に貫通した中空部分（３）を
有するので、遮光は表皮部で行なう必要があることから
、表皮材には遮光性忙富む材料を用いな係数Ｅに着目す
ると、Ｅの大きい材料を羽根の中立軸から遠い部分に配
置する方が、曲げ剛性を高めるには効果的である。従っ
て、■軽量化を図るためＫは、羽根全体に占める表皮材
の体積比を小さくし、芯材の体積比を大きくするのが効
果的であり、また■曲げ剛性を大きくするためには、表
皮材に比弾性係数の■弾性係数を比重で割ったも表皮材
は羽根全体の強度のほとんどすべてを負担するとともに
遮光能力を備えていなければならない。また耐岸耗性、
耐候性なども要求される。一方、芯材は、両表面の表皮
材を一定間隔で結合させるバインダーあるいはスペーサ
ーであり、表皮材の接合に問題がない限り、多くの体積
を除去すれば、その分だけ羽根全体の軽量化が図れる。

遮光性があり、比弾性係数の高い表皮材の材料としては
、例えば次の表１に示すものが使用される。　　　　　
　　　　　　・ 表１　低Ｚセラミックス、無機物、金属の性質比弾性係
数の高い物質は、概して、低い原子番号（Ａ’ＯＷＺり
元素およびそれらの化合物が多い。

また、マグネシウム合金は比弾性係数はそれほど高くな
いが、薄板に圧延でき、陽極酸化等の表面処理もできる
ので有用な材料である。

他方、密度の小さい芯材の材料としては、例えばポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリブチレンのようなポリオ
レノイン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ
チレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、
ポリイミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂などのプラス
チックの如き、好ましくは接着剤としても兼用されるも
のが使用される。

次に本実施例の羽根の製造法について述べる。

まず板材を３層とし、表皮材〔（１）及び（１）に相当
〕に炭化ホウ素Ｂ４Ｃを用い、芯材（（２）Ｋ相当〕に
は特に接着性にすぐれたエポキシ樹脂を用いる。

まず表皮材はホットプレス法あるいはＣＶＤ。

ＰＶＤのような蒸着法で作製し、一方の表皮材を基板と
して、スクリーン印刷またはマスクを用いた蒸着法（例
えばプラズマ重合）により中空構造のためのパターンを
持った芯材を基板上に形成させ、最後に他方の表皮材を
接合する。あるいは、これとは逆に肉抜きされていない
芯材を基板とし、一方の表皮材を真空蒸着により堆積さ
せた後に芯材を肉抜きする方法もある。もう一つの方法
は、機械加工により肉抜きした芯材を２枚の表皮材でサ
ンドイッチする。その他芯材としては、配列された繊維
状、織物状、発泡状のものも使用することができる。

次に本実施例において、どの程度軽量化が図れ、どの程
度の曲げ弾性率となるかを計算して入る。

表皮材としてＢ４Ｃ（密度＝　２．５　ｇ／ｃｒ／ｌ　
、　Ｅ＝２０，０ｔ）ＯｋｌｉＪｆ／ｌｊ）を用い、芯
材として中空構造のエポキシ樹脂（５０％の体積ケ除去
した場合見かけ密度＝０、むｌ／ｄｉ、Ｅ＝２００ゆｆ
／ｍｊ）を用い第４図（斜視図）の如き複合板材を想定
する。一般に長皮材（１）および（１）の厚さは等しく
し、この場合にもそう仮定する。表皮材〔（１）、（１
）〕の合計厚さと芯材（（２）　１１の厚さとの比を変
えて、複合板材の曲げ弾性率（ｋｇ　ｆ　／ｍｄ　）を
計算してみると第４ａ図の如きグラフとなる。

現在のシャッターセット力量（７４，６９’）を変えず
にＸ接点同調シャッター秒時１／２５０を達成するため
には、羽根の密度は約１．４８１７／ｃｒＡ以下でなけ
ればならず、他方経験上から羽根の曲げ弾性率は８．０
００　ｋｆｆ／Ｍ　　以上必要である。従って、この場
合、第４ａ図のグラフから、表皮材の合計厚さ／芯材の
厚さの比は、４／６〜１．５　／８．５である複合板材
が遮光羽根として適していることが判る。

第４ａ図のグラフの如き関係は、他の構成材料を使用し
たときにも、現在のセット力量を変えずにＸ接点同調シ
ャッター秒時１／２５０を達成しようとすれば、はｙ同
様な傾向にあるので、表皮材の合計厚さ／芯材の厚さの
比も上記とはｙ同様でよい。

実施例４ 第５図は、実施例３の複合板材を第１羽根（３１）、第
２羽根（３９）、第３羽根（４０）、第４羽根（４１）
および第５羽根（４２）として応用した公知の上下走行
式フォーカルプレンツヤツタの組立図である。

第１羽根（３１）に植設されたビン（３２）、（３３）
と、アーム（３４）、（３５）が回転可能に連結されて
いる。またアーム（３４）、（３５）はシャッタ基板（
３６）に植設された軸（３７）、（３８）を中心として
回動可能となっている。ビン（３２）、（３３）と軸（
３７）、（３８）とはほぼ平行四辺形を成しているため
、第１羽根（３１）は、°アーム（３２）、（３３）の
回動に従ってアパーチュア（４６）の縦方向に平行移動
する。しかし、第２羽根（３９）、第３羽根（４０）、
第４羽根（４１）および第５羽根（４２）は、第１羽根
と異る動きをする。すなわち、第１羽根（３１）上に植
設されたピン（４３）は、第２羽根（３９）と回転可能
に結合されており、軸（３７）に回動可能に支持された
アーム（４４）に植設されたピン（４５）と係合するカ
ム溝（３９ａ）が第２羽根（３９）の基部に設けられて
いる。それ故、第２羽根（３９）の運動はピン（４３）
を介してピン（４５）の動きとカム溝（３９ａ　）の形
状によって定まる。第３羽根（４ｏ）は軸（３８）忙回
転可能に支持され、その基部にピン（４５）と係合する
カム溝（４０ａ　）が設けられている。

以Ｆ、第４羽根（４１Ｌ第５羽根（４２）も同様にして
軸（３８）に回転ｏＪ能に支持され、ピン（４５）と係
合するカム溝（４１ａ）、（４２ａ）がそれぞれ設けら
れている。ピン（４５）はまた軸（３７）に回転可能に
支持されたアーム（３４）とも回転可能に結合しており
軸（３７）を中心にして回動するｒ−ム（４４）と共に
回動する。各羽根のカム溝（３９ａ　）、（４０ａ）、
（４１ａ）、（４２ａ）は、第１羽根（３１）が図にお
いてアパーチユア（４６）の上方に位置するとき、羽根
が展開状態となって、アパーチーアをおおい、第１羽根
（３１）がアパーチユア（４６）の下方に退避するとき
、はぼすべてのｉ′根が重なるよう構成されている。こ
の場合、第３羽根（４０）から第５羽根（４２）までの
３枚の羽根は軸（３８）を中にして回動し、あたかも、
扇を開閉するように動作する。そしてこの種のフォーカ
ルプレン／ヤツタにおいては、通常このような羽根群が
もう１組あり、■方の羽根群をシャッタ開き部材、他方
をシャッタ閉じ部材として相前後して作動させる構成に
なっている。

ここに於いて、第１羽根（３１）はスリットを構成する
羽根であり、−組の羽根群の中では運動距離が最も長く
、運動開始時および終了時に受ける衝撃が最も大きい羽
根である。従って単に軽量化するだけではなく、必要十
分な機械的強度を附与しなければならないが、前述した
ように、実施例３の羽根はこの要求を十分満足するもの
である。

また、化学的に安定なセラミックスを表皮材として構成
した場合、環境による性質劣化を生じ難く、平面度も作
製時のま〜維持される。

第１羽根（３１）へのピン（３２）、（３３）、１ （４３）の植設方法としては、金属製ピンをかしめる方
法が一般的であるが、表皮材と開繊のセラミックス製ピ
ンを予め表皮材と一体で製作してもよい。ピン植設部分
の強度を向上させるためには、その部分のみ表皮材を厚
くして補強すればよい。

また、芯材の中空部分の１つをピンの植設小孔のところ
に設け、両者を兼用させることもできる。

第２羽根（３９）、第３羽根（４０）、第４羽根（４１
）及び第５羽根（４２）は、それぞれカム溝を有するの
でその溝内壁は耐摩耗性が要求されるが、この点でもセ
ラミックスは有利である。

実施例５ 本実施例は実施例４の上Ｆ走行式フォーカルグレンシャ
ッタに於いて、第１羽根（３１）としては実施例３のも
のを用いるが、第２羽根（３９）、第３羽根（４０）、
第４羽根（４１）及び第５羽根（４２）とじては、第６
図（平面図）に示す形状を有する実施例１の板材を用い
る。

第６図中（４）はピンの植設のための小孔で、（５）は
カム溝である。つまり、第６図に示した羽根は、第６ａ
図に示す断面構造を有し、表皮部（１）と芯部（２）は
同一の物質で一体に形成され、表皮部（１）はこれと同
種の表皮材で構成されている。

実施例６ 本実施例は、実施例４の上下走行式フォーカルプレンシ
ャッタに於いて、第１羽根（３１）としては実施例３の
ものを用いるが、第２羽根（３９）、第３羽根（４０）
、第４羽根（４１）及び第５羽根（４２）としては、第
７図及び第７ａ図に示す羽根を用いる。

第７図は第２〜５の遮光羽根の平面図であり、第７ａ図
は第７図のＸ−Ｙ矢視断面図である。（１）、（１′）
は表皮部、（２）は芯部、（３）は中空部分であり、（
４）は回転運動のためのアームと当核羽根を連結するた
めのピンを挿入するだめの小孔であり、（５）はアーム
に植設されたピンと係合する厚さ方向に貫通したカム溝
である。

この第７図の遮光羽根は、表皮部（１）、（１）として
遮光性に富む表皮材を用い、芯部（２）として肉抜きさ
れた比弾性係数の高い芯材を用いた［内部に中空構造を
有する複合板材１で作製したものである。

このような複合板材は、表皮材として例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリブチレンのようなポリオレフ
ィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレート、ポリアミドなどを用い、芯材として
カーボンフィルムを用いて作られる。芯材はＣＶＤやＰ
ＶＤ法により板状忙作成し、機械加工あるいはレーザー
加工で肉抜きした後、これを表皮材にて被覆する。表皮
材単独では遮光能力が不足するならば、染色またはカー
ボン等の微粒子充填により遮光性を向上させる手段があ
る。

第７図の羽根では、芯部（２）の強度が高いので、補強
することなく、ピンの植設あるいはビンの挿入による駆
動が可能である。

また、小孔、カム溝の加工も第３図（実施例３）の羽根
に比べ容易であり、カム溝内壁の耐摩耗性も大きい。第
２羽根（３９）以下の羽根は、第１羽根に比べれば走行
距離が短く、受ける衝撃も小さい。従って、曲げ剛性対
密度の比は多少大きくとも横能上、製造上に有利な面が
あるので、！＠７図の如き羽根も使用可能である。

第３図及び第７図の羽根では、中空構造とするために芯
材を肉抜きするが、同時にアーム連結用の小孔、および
カム溝を加工することができる。

換言すれば、芯材の肉抜きは別工程とならないので、加
工コストは中空構造としてもしなくても同じである。

本発明は、公知のレンズの絞りゃいわゆるレンズシャッ
タ等はもとより、分割羽根をもたない１枚の板からなる
シャッタなどの単なる遮光板にも応用することができ、
軽く強靭なので高速度運動を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で使用される板材の断面図である。 第２図は実施例２及び３で作製される遮光羽根の平面図
であり、第２ａ図は第２図のＸ−Ｙ矢視断面図（実施例
２）、第３図も第２図のＸ−Ｙ矢視断面図（実施例３）
である。 第４図は実施例３で使用される複合板材の一例を示す斜
視図であり、第４ａ図はその複合板材の表皮材と芯材の
厚さ比と曲げ弾性係数との関係を表わすグラフである。 第５図は実施例４の光制御装置＃の組立図である。 第６図は２実施例５で用いられる第２〜５羽根の平面図
であり、第６ａ図は第６図のＸ−Ｙ矢視断面図である。 第７図は実施例６で用いられる第２〜５羽根の平面図で
あり、第７ａ図は第７図のＸ−Ｙ矢視断面図である。 〔主要部分の符号の説明Ｊ １．１′・・・・・・表皮部 ２・・・・・・・・・・・・芯部 Ａ・・・・・・・・・・・・中空又は肉抜き部分出願人
　　日本光学工業株式会社 代理人　　渡　辺　隆　男 手　　続　　補　　正　　書　　（自　発）昭和５８年
３月１７日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５７年　特　許　願第５２５５３号３、補正をする
者 事ＰＦとの関係　　特許出願人 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 （４１１）日本光学工業株式会社 ４、代理人 〒１４０東京部品川区西大井１丁目６番３号５、補正の
対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第７頁第２行の１にもＪと１アルミニウ」
との開に、「チタン、チタン合金、」を挿入する。 （２）同第８頁第１１行の「表皮材」とｒ　（１’）と
してとの間に読点「、」を挿入する。 （３）同第１０真の表１全体を下記の如く訂正する。 表１　低Ｚセラミ７クス、無機物、軽金属の性質（４）
同第１５頁第１１行の「結合しており」とＦ軸との開に
読点「、」を挿入する。 （５）同第１９頁下から第４行の「多小大きく」を、［
多少小さく」と訂正する。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　中空部分を有する芯部及び表皮部からなる板材で構
   成したことを特徴とする光制御装置用の遮光羽根。 ２　前記芯部と一方の表皮部が一体化され、他方の表皮
   部が同種又は別攬の表皮材で構成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の遮光羽根。 ３　前記芯部と前記表皮部の双方とが互いに異なる材料
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   遮光羽根。 ４　前記芯部が密度の低い材料からなり、前記表皮部が
   比弾性係数の高い遮光性をもつ材料からなることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の遮光羽根。