JPS6158011B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシヤツター羽根の開閉動作によりレン
ズの絞り込み動作を兼用するような絞り兼用シヤ
ツターのシヤツター開成を電磁駆動で行ない、か
つシヤツターの閉成を前記シヤツター開成中に電
磁駆動で付勢した戻しバネのバネ力により行なう
電磁駆動シヤツターの構造に関するものである。

例えばセクターリングを電磁駆動により回転さ
せてこれに連動する絞り兼用シヤツター羽根を開
成する電磁駆動シヤツターにおいては、シヤツタ
ーの閉成に必要な戻しバネのチヤージをシヤツタ
ー開成動作によつて付勢して行う必要があり、従
つてシヤツターが全開に達した時に戻しバネの付
勢力は最大となることになる。今電磁駆動力がシ
ヤツター開成の全ストローク中一定であるとする
と、この電磁駆動力と戻しバネの付勢力と戻しバ
ネの付勢力との差はシヤツター全開時において最
小となる。従つて電磁駆動のための電源電池が劣
化して駆動力が低下したことによるシヤツター動
作の影響は、前記シヤツター全開時の付近で起り
易くなる。すなわちシヤツターが最大開口になら
ないとか、開口付近における羽根の運動が停止す
るような誤動作が起り易い欠点を有するものであ
つた。またシヤツター羽根の開口初期において
は、戻しバネの付勢力は弱く、従つて電磁駆動力
とバネ付勢力との差が大となり、羽根に加わる加
速度が大きくなるため、羽根の開成速度が過大と
なりこの状態の時電磁駆動装置への給電が断たれ
てもシヤツターの閉動作への反転が遅れて応答性
の悪いものとなる欠点があつた。

上記の如き絞り兼用シヤツターを駆動するため
の電磁駆動装置に用いる磁石はその配置されるス
ペース並びに磁場の強さの点からして優れた特性
の磁石、例えば希土類マグネツト等を用いること
が要求され、スペースの点およびシヤツターのコ
ストを低くするために出来るだけ小型のマグネツ
トで構成することが要求されている。

本発明は上記の如き従来装置の欠点を除き、か
つ小型のマグネツトを有効に利用して安定な開閉
動作をなし得るような電磁駆動シヤツターを提供
するものである。すなわち本発明の電磁駆動シヤ
ツターにおいては、開口中のローターが等加速度
運動をなすようにし、かつローターの運動を比較
的低速度で安定させ、閉じ信号による電流遮断後
の時間遅れを安定させ、かつ電源電池による安定
なシヤツター運動が長時間に渡つて可能とするよ
うに、ローターの最大変位時における導体が磁場
内にある面の割合が最大になるように構成したも
のである。

以下図面によつて本発明を詳細に説明する。第
１図は本発明による電磁駆動シヤツターの一実施
例を示す平面図で絞り兼用シヤツターとして用い
るものである。第２図は第１図におけるＡ−Ａ断
面を示す断面図である。図において、３は絞り兼
用シヤツター羽根で、遮光性の熱可塑性樹脂又は
熱硬化性樹脂よりなり非導電性材料で構成されて
いる。図には複数枚のうちの２枚のみを示してあ
り、そのうちの１枚は副絞り部を備えている。２
はセクターリングで非磁性ガラスエポキシ又はプ
ラスチツク等の非導電性材料で構成されている。
セクターリング２の表面および裏面には線輪状導
体パターン２ａおよび２ｂがプリントされてお
り、これに駆動電流を流すことにより固定磁石に
よつてセクターリング２が回転し、シヤツター羽
根３を駆動するようになつている。すなわちプリ
ントパターン２ａおよび２ｂは固定磁極の磁界内
においてフレミングの法則によりセクターリング
に回転力を生じる。またこのセクターリング２は
閉成用バネ６によつてシヤツターが閉じる方向に
付勢されており、通常はシヤツター羽根３は閉成
状態に保持されている。シヤツター羽根３は、地
板１０に固着されている固定軸８を中心として回
転運動を行なう。セクターリング２の回転力はこ
れに固着された導電性材料よりなるダボ５によつ
てシヤツター羽根３に伝達される。なおダボ５は
セクターリング２に加締め又は半田付等で固着さ
れて複数固設けられ、このうちの１個によつてセ
クターリングの表面および裏面の導体パターンが
電気的に接続される。９は副絞りで露光制御用の
受光素子５０への入射光を制御する。４は磁石か
らの磁束通路を構成するヨークで軟磁性材料で構
成されている。

１ａおよび１ｂは固定磁石で図示のようにセク
ターリング上のプリントパターンにそれぞれ対向
してＮ極およびＳ極を交互に隣り合わせて円周方
向に順次配置されており、これらによる磁束がパ
ターンの放射方向の導体部を貫通するようにして
ある。

つぎに第１図および第２図示の電磁駆動シヤツ
ターの動作について説明する。不図示のレリーズ
ボタン操作により駆動回路が作動して導体パター
ンよりなるコイルの第１端子７ａから第２端子７
ｂの方向へ電流が流れる。これによりコイル２ａ
および２ｂには、固定磁石１ａおよび１ｂの磁界
内で導体パターンの半径方向に流れる電流成分に
よつてフレミングの法則に従つて第１図に示すよ
うな回転力F₁が生じる。この力F₁によりセクタ
ーリング２は閉成用バネ６の付勢力に抗して回転
し、この回転がセクターピン５によりシヤツター
羽根３に伝達されてシヤツター羽根３が次第に開
成される。シヤツター羽根の開成に伴なつて副絞
り９を通過して受光素子５０へ入射する光量が増
加し、これが所定量に達すると、後述の駆動回路
からの電流がオフされる。これによりセクターリ
ング２は開成用バネ６の復元力によつて反時計方
向に回転し、シヤツター羽根３が閉成される。

第３図は第１図における電磁駆動シヤツターの
動作説明のための図で、第１図と同じ部分は同一
符号で示してある。図において、セクターリング
２の回転変位角がα_１ラジアンであり、セクター
リング２の中心Ｏから閉じバネ６の作用点Ａまで
の長さがａであり、閉じバネ線分OAにほぼ直角
方向に付勢されているものとし、そのバネ定数を
ｋとする。

シヤツター羽根が閉成状態（α_１＝０）にある
時の閉じバネ６の初張力による回転モーメントを
T₀とすると、閉じバネ６によるセクターリング
２に加わるトルクＴは、Ｋ＝kaとすると Ｔ＝kaα_１＋T₀＝Ｋα_１＋T₀ ……(1) となる。また、磁石１の形状を第３図に示すよう
に扇形とし、その角度をβラジアンとすると共
に、導体パターン２ａと磁石１とが、α_１＝０の
時に重なる角度をβ_０とし、また、シヤツター全
開時のセクターリング２の変位角α_２に対する重
なり角をβ（β＝α_２＋β_０）とし、さらに導体
パターン２ａの放射方向成分の幅をβとなるよう
に構成すると、ローレンツ力Ｆの変化は以下のよ
うに表わされる。

即ち、導体パターン２ａに流れる電流Ｉによる
ローレンツ力Ｆは、磁束密度をＢ、磁場内に位置
される導体の有効長をｌとすると、 Ｆ∝BIl で表わされると共に、上記条件から導体の有効長
ｌは（β_０＋α_１）／βに比例することになるの
で、ｎ本の導体がセクターリング２に固着されて
いる場合のローレンツ力Ｆと変位角α_１の関係
は、 Ｆ∝BI・（ｎβ_０＋ｎα_１／β）＝ｎＢＩβ_０／β＋
ｎＢＩα_１／β……(2) となる。ここで、ｎ、Ｂ、Ｉ、β、β_０は定数で
あるから、磁場とセクターリング２の中心Ｏとの
距離の平均値をa′として ａ′ｎＢＩ／β＝K′（定数） とすれば、ローレンツ力Ｆによつて生じるトルク
T′は、 T′＝a′・Ｆ＝ａ′ｎＢＩ／β・β_０＋ａ′ｎＢＩ／
β・α_１ ＝K′β_０＋K′α_１＝T′₀＋K′α_１……(3) となる。ここにT₀′＝K′β_０である。

閉じバネ６による閉成トルクＴは(1)式によりＴ
＝T₀＋Ｋα_１であるから、これと駆動電流Ｉを
導体に流した時のローレンツ力によるトルク
T′とのバランス状態にある時は(1)および(3)式か
ら T′−Ｔ＝T₀′−T₀＋（K′−Ｋ）α_１ …(4) となる。(4)式においてK′＝Ｋとすると、セクタ
ーリング２に加わるトルクは変位α_１に無関係に
一定値を取ることになり、この状態ではセクター
リング２は等加速運動を行なうことになる。この
ようにK′＝Ｋとするためには、閉じバネ６のバ
ネ定数ｋを ａ′ｎＢＩ／β＝ｋ／ａ が満足するように選択すればよく、出力のトルク
管理も同様にして閉じバネ６の初張力を調整する
ことによつて得られる。

カメラのシヤツターとして作動させる場合は、
シヤツター羽根の運動は正確な等加速度運動であ
る必要はなく、従つて上記の如き条件を満足させ
るために磁石を扇形とせずにコスト的に有利な長
方形磁石を用い、導体の幅を磁石の幅より小さく
する構造を用いる。このようにするとシヤツター
の全開付近でローレンツ力が飽和するが、シヤツ
ター羽根の慣性が大きいためローレンツ力の飽和
による影響は小さくなる。従つてこのような構造
を用いても始動時の導体と磁場との重なりの割合
を大きくすることによるローレンツ力の増大と同
等の効果が得られることになる。

第４図は本発明の電磁駆動シヤツターの閉成状
態における導体パターンと磁石位置との関係を示
す図であり、また第５図はシヤツターが全開状態
における導体パターンと磁石位置との関係を示す
図である。図示のように本発明の電磁駆動シヤツ
ターにおいては、シヤツター閉成状態（第４図）
では導体パターンの放射方向成分と磁石との重な
り量は小さいが、セクターリングが回転してシヤ
ツターが全開状態（第５図）になると導体パター
ンの放射方向成分はすべて磁場中に重なることに
なり、この位置において導体が磁場中に配される
割合を最大となし得るものである。

第６図は本発明による電磁駆動シヤツタ制御回
路の一実施例を示す回路接続図である。図中１０
０は電源電池、１０１は常時開成しているメイン
スイツチで、レリーズボタンの第１ストロークで
操作される。１０２は常時閉成しているレリー
ズ・スイツチでレリーズボタンの第２ストローク
あるいはオートフオーカスカメラのフオーカシン
グ完了信号によつて操作される。抵抗１０３とコ
ンデンサ１０４とは時定回路を構成し、１０５は
この時定回路で作動するレリーズの際のチヤタリ
ング防止用のタイマー回路である。１１０は定電
圧回路、５０は測光用の受光素子で、ここではシ
リコンフオトセルSPCを用いている。該SPCは演
算増巾器１１２の両入力端子間に接続されてい
る。１３３はコンデンサ、１１９の両端を短絡す
るためのスイツチングトランジスタで、そのコレ
クタ側はコンパレータ１２１の非反転入力端子に
接続されている。

該コンパレータ１２１の反転入力端子にはフイ
ルムのASA感度信号を発生する可変電圧源が接
続されている。１３１および１３２はプリントパ
ターンコイル２０への通電をオン、オフするため
のトランジスタ１２９を制御するスイツチングト
ランジスタである。

以上の様に構成された第６図の回路の動作を次
に説明する。

まずメインスイツチ１０１を入れると、レリー
ズスイツチ１０２は閉成しているので、タイマー
回路１０５の出力はローレベルＬであり、トラン
ジスタ１０８はオフされたままである。従つてト
ランジスタ１３３がオンしているためコンパレー
タ１２１の非反転入力端子の電圧はほぼ零であ
り、該コンパレータ１２１の出力はＬレベルであ
る。また前記トランジスタ１０８がオフしている
ことから、スイツチングトランジスタ１３２がオ
ンされて、従つてトランジスタ１２９はオフされ
るため、プリントパターンコイル２０には通電さ
れず電磁装置は作動しない。

次にシヤツターレリーズ動作により前記レリー
ズスイツチ１０２が開成すると抵抗１０３とコン
デンサ１０４とで決まる一定時間後、タイマー回
路１０５がオンしてその出力がＬレベルからＨレ
ベルに反転するため、トランジスタ１０８がオン
される。

これによりトランジスタ１３２および１３３が
オフされる。この段階ではまだコンパレータ１２
１の出力はＬレベルのままであるから、トランジ
スタ１３１はオフしたままである。従つてトラン
ジスタ１２９がオンするためプリントパターンコ
イル２０には電流が通電されることになり、シヤ
ツターの開成が始まる。これと同時に副絞り開口
を通して前記SPC５０に光が入射し、よつてコン
デンサ１１９には入射光量に比例した電流が流れ
込む。該コンデンサ１１９の端子電圧が電圧源１
２０にフイルムのASA感度によつて設定された
電圧に達するとコンパレータ１２１の出力がＬレ
ベルからハイレベルＨに反転する。これによりス
イツチングトランジスタ１３２がオフするためト
ランジスタ１２９がオフされて今度はプリントパ
ターンコイルへの通電が断たれる。

第７図は本発明による電磁駆動シヤツターの分
解斜視図、第８図は同組立図であり、図中第１
図、第２図と同じ部分は同一符号で示してある。
これらの図の説明は第１図および第２図の説明で
記載したので、ここでは説明を省略する。

以上詳細に説明したように、本発明に絞り兼用
シヤツター羽根を駆動するためのセクターリング
の表面に導体となるプリントパターンを配して、
それに対向する磁極からの磁束によつて、フレミ
ングの法則によりセクターリングに回転力が発生
することを利用して絞り兼用シヤツター羽根の開
閉を行なうようにしたものであり、かつ、セクタ
ーリングの最大変位時において導体が磁極からの
磁束中にある割合が最大となるように構成してい
るから比較的高価な磁石の使用量をできるだけ少
なくすることができるからコストが安くなるう
え、セクターリングの回転を等加速度運動とする
ことができるため、セクターリングの運動を低速
度で安定に行なうことが可能となりシヤツター制
御が容易になるといつた利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電磁駆動シヤツターの一
実施例を示す正面図、第２図は第１図におけるＡ
−Ａ線に沿つた断面図、第３図は回転子の導体コ
イルパターンと固定子磁石との位置関係を示す正
面図、第４図は第１図示のシヤツターの閉成状態
を示す正面図、第５図は第１図示のシヤツターの
全開状態を示す正面図、第６図は本発明の電磁駆
動シヤツターの駆動回路の一実施例を示す回路接
続図、第７図は本発明の電磁駆動シヤツターの分
解斜視図、第８図は同組立図である。 １ａ，１ｂ……磁石、２……セクターリング、
３……シヤツター羽根、４……ヨーク、５……ダ
ボ、６……戻しバネ、７ａ，７ｂ……コイルリー
ド線、８……シヤツター羽根回転軸、９……副絞
り、１０……シヤツター基板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 羽根部材の開閉制御を行う回転子と、この回
   転子に固着されたコイルへ給電が行われた際、こ
   のコイルを介して上記回転子に駆動力を生じさせ
   るための磁場を部分的に形成する固定子とからな
   る電磁駆動シヤツターにおいて、上記コイルの半
   径方向成分が上記磁場内外にまたがつた状態で上
   記羽根部材を閉じ位置に付勢する弾性部材を設
   け、上記コイルへ給電することにより、上記回転
   子は、上記弾性部材に抗して回動すると共に磁場
   外に配置されたコイルの半径方向成分を磁場内に
   進入させて該磁場内に於ける上記半径方向成分の
   割合を増加させながら上記羽根部材を開放してい
   くように構成したことを特徴とする電磁駆動シヤ
   ツター。