JPS6344643A - バイモルフ装置 - 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】 イ、産業上のｆｌｌ用分野 本発明は、印加される電圧によって機構駆動力を発生さ
せるバイモルフ装置に関する。

ロ、従来の技術 電圧の印加により駆動力が生じるバイモルフを駆動素子
として用いる場合が、電気信号で制御可能な小型の機械
的制御機構が簡単に生成できることから増加する傾向に
ある。しかし、バイモルフに生じる駆動力は一般的に力
量が小さいので、駆動素子として用いる場合、例えばシ
ャッター駆動、レンズ駆動等に用いる場合、力量が問題
になることがある。そこで力量を大きくしようとすｎば
駆動素子の面積を大きくすることが考えられるが、面積
を大きくすると、装置内に駆動範囲面積（面積×変形範
囲）のスペースが必要となり、バイモルフの長所である
小型駆動素子である点が生かされなくなり、大形になっ
てしまう問題があったハ０発明が解決しようとする問題
点 本発明は、上述したようなバイモルフの力量不足を解消
し、なお大形化しないで力量を大きくしようとすること
を目的とする。

二１問題点解決のための手段 シャッター等の駆動素子として、電圧により機械的駆動
力が発生するバイモルフを用いる場合において、バイモ
ルフを複数枚摺動可能状態に重ね、一方の端はバイモル
フが相互摺動しないように一体的保持する保持板により
片保持し、バイモルフ電極を全部のバイモルフが一方向
に歪むように接続した。

ホ１作用 本発明は、シャッター駆動装置等に用いられる駆動素子
バイモルフの駆動力蓋を、素子を余り大形化しないで力
量を大きくする方法を提供するものである。バイモルフ
に生じる駆動力Ｆ、変位δは、 変　位　δ舛３Ｘｄｓ＋ＸＶＸ　（Ｊ２／２ＬＬ・１１
１駆動力　Ｆ品工Ｘｄ、、ｘＶｘヂＸＹ３１・・・・・
・（２１゛４ 世し、ｄ３．、Ｙ、、・・・定数、　■・・・印加電圧
。

１・・・長さ、　　Ｗ・・幅、　　ｔ・・・厚さ。

と表される。

今厚さｔと電圧Ｖだけに着目すれば、上式（１）。

口は、 δＣＣＶ／ｌ　・・・・・・・・・（１）。

Ｆ００■×ｔ　・・・・・・・・・口゛となる。今、発
生する力を２倍にする場合を考えれば、［ｗを２倍にす
れば良いが、カメラに用いることを考えた場合、このバ
イモルフの駆動範囲面積の部分がスペースとして必要と
なり、小型化には向かない。また、厚さを２倍にすれば
力は２倍になる。ところが変位量はｌ／ｌ　　に比例。

即ち１／４になってしまい、所望の変位量は得られなく
なる。所が、同じ厚みのバイモルフを２枚重ねた場合は
、発生する力は２　ｉｎ　、変位は同じとなり、必要と
するスペースは余り変わらずに、所望の力、変位共に得
ることができる。このような発想で同じスペース、変位
でありながら、力量だけが大きくなるバイモルフ装置を
提供し、バイモルフの応用範囲を拡大することを可能に
した。

へ、実施例 本発明の一実施例であるスペースを変えずに力量を２倍
にするバイモルフの構成を第１図＜Ａ）に示す。

第１図（Ａ）において、１４−Ａ、１４−Ｂは摺動可能
に重ねられた２枚のバイモルフで、保持板１８によって
一方の端が互いに摺動しないように挟圧され保持されて
いる。もう一方の端部は開閉レバー１２に設けられたビ
ン１２ｃ、１２ｄによって摺動可能に挟持されている。

２枚のバイモルフは微小距離離すか、２枚のバイモルフ
の間に油・グリース・テフロン等の潤滑材ご充填して、
バイモルフが曲がる場合、相互間に摩擦力が働がないよ
うに設けられている。開閉レバー１２は軸１６によって
回動可能に保持されているから、２枚重ねのバイモルフ
１４Ａ、１４Ｂから成るバ・イモルフ１４の歪みにより
、開閉レバー１２ｆ、ｔｆＩＩ１１６を中心として回動
する。２枚のバイモルフＩ　ＺＩＡ、１４Ｂが同方向に
変位するようにするため、バイモルフ１４Ａ、１４Ｂは
昇圧回路側に接続される中央電極と、トランジスター］
゛ｒ３のコレクターに接続される両側電極とをそれぞれ
備えている。このような構成により、バイモルフ３駆動
させる場合、前記したように１枚の時と比較して２倍の
力量て・開開レバー１２３作動することができると共に
スペースを１枚の時と殆ど変わらないようにすることが
出来る。

このような２枚重ねのバイモルフ１４Ａ、１４Ｂから成
るバ・ｆモルフ１４ｆ！：用いてシャンター羽根を駆動
させる一実施例を第２図に、そしてその時に使用される
各バイモルフＢｉ　（１４Ａ、１４Ｂに相当）の制御回
路を第１図（Ｂ）に、各トランジスターに入力される作
動信号図を第１図（Ｃ）に示す。

第２図に示した実施例は片支持した２枚重ねのバイモル
フ１４に生じる駆動力によって、一対のシャッター羽根
２．４を同時に互いに反対方向に回動させ、シャッター
羽根２，４に設けたシャッター開度検知用小孔群の合致
を、後部の光検出素子１０により検知し、指定したシャ
ッターの開口位置を、上記光検出素子１０の光検出回数
により検知し、所定の回数になれば、指定したシャッタ
ー開度になったと判断し、シャッター羽根の開動を中止
し、シャッター羽根を初期位置に戻す動１ｖを行うよう
な構成にしである。

次に構成される個々の部品の働きについて説明を行う、
第２図において、シャッター羽根２及び４はシャッタ一
台板６に固定された軸８に回動可能に保持されており、
露出開口６ａの中心と軸８の中心を結ぶ線に対して対称
な形状である。シャンター羽根２及び４に設けられた長
孔２ｂ、４ｂは関けルバー１２に設けられた係合ビン１
２ａ。

１２ｂと１系合し、係合ビン１２ａ・　１２ｂの移動に
よってシャッター羽根２及び４を回動させる。

ンヤノター羽根２及び４に設けられたＶ字状の切欠の開
口部２ａ、４ａは上記の回動により露出開口６ａｆ−開
田する。シャッタ羽根２及び４に複数の小孔２Ａ、２Ｂ
、２Ｃ，２Ｄ、２Ｅ及び４Ａ。

４Ｂ、４Ｃ，４Ｄ、４Ｅを軸８を中心とする同一円周上
に、また露出開口６ａの中心と軸８の中心を結ぶ線に対
して対称に設け、シャッター羽根２及び４の回動に合わ
せて上記小孔群が移動し、白板の切欠６ｂに設置した光
検出素子１ｏの測定位置１０ａにおいて、小孔２Ａと４
Ａは羽根開口直前に、小孔２Ｂと４Ｂは最小口径絞りま
で關いた時点で、小孔２Ｅと４Ｅは最大口径絞りまで開
いた時点で重なるように配置されており、その他の小孔
２Ｃと４Ｃ，２Ｄと４Ｄはシャッタ羽根が最小口径と最
大口径の絞りの中間の所定絞りまで開いた時点で重なる
ように配置されている。なお、小孔は検出すべき絞り値
に対応して適当な数を適当な位置に設ければ良い。シャ
ッタ一台板６には露出開口６ａと、光検出素子１０を設
置するための切欠６ｂと、開閉レバー１２に立てたビン
１２ａ、１２ｂが接触して同レバーの動きを妨げるのを
避けるための長孔６ｃ、６ｄが設けられている、シャッ
タ開閉レバー１２はシャッタ台板６上の軸１６に回動可
能に保持されており、図上右端部には軸８と接触しない
ように設けた長孔１２ｅと、シャッタ羽根の長孔２ｂ、
４ｂに係合するビン１２ａ、１２ｂを長孔１２ｅに対し
てほぼ対称に設け、図上の左端はコ字形に形成した先端
部に、バイモルフ１４の先端部を挟持するようにビン１
２ｃ、１２ｄを設けられている。バイモルフ１，１は一
方の端部をビン１２ｃ、１２ｄによって挟持され、もう
一方の端部を保持板１８によって固定されている。

第２図に示したシャッター閉成状態において、バイモル
フ１４に電圧を印加すると、２枚重ねのバイモルフ１４
を構成する各バイモルフ１４Ａ。

１４Ｂが保持板１８側の一端を固定端として時計方向に
回動変位し、これにより各バイモルフに発する駆動力の
和に相当する駆動力が発生する。その駆動力により開田
レバー１２が時計方向に回動駆動されると、ビン１２ａ
及び１２ｂによって、シャッタ羽根２．４の長孔２ｂ、
４ｂが押動されて、シャッタ羽根２．４が相互に開く方
向に回動せしめられる。

シャッター羽根２．４の回動に伴い小孔２Ａと４Ａ、２
Ｂと４Ｂ、２Ｃと４Ｃ，２Ｄと４Ｄ１２Ｅと４Ｅが順次
互いに重なり合う、光検出素子ｌＯは、測定位置１０ａ
において、その重なりを検知して信号を出力し、その検
知信号の出力回数が所定の回数になれば、制御回路は指
定したシャ７タ一開度になったと判断し、バイモルフ１
４への電圧の印加を中止して、シャッター羽根２，４の
開動を中止し、シャッター羽根２，４を初期位置に戻す
動作が行われる。

次に上記の動作を制御する制御回路の一実施例について
説明を行う、第１図は上述のシャッターの動きをモニタ
ーし制御する制御回路図で、２つのバイモルフＢｉ　（
１４Ａ、１４Ｂに相当）をトランジスターＴｒ３のコレ
クター回路に挿入し、ベース電流が一定部ちベース・エ
ミッター問電圧が一定ならば、コレクター電流はコレク
ター電圧に関係なくほぼ一定であると云うトランジスタ
ーの増幅特性を利用して、２つのバイモルフＢ１が定電
流で充電されるように、バイモルフ充電回路２７分構成
しである。

２１は被写体の輝度Ｂｖ値を測定する測光回路、２２は
フィルム感度Ｓｖ値を読み収るフィルム悪魔読取回路、
２３は第２図の光検出素子ｌＯを回路に組込んだ開口位
置検出回路である。２４は演算回路で譚度Ｂｖ値とフィ
ルム感度Ｓｖとがら露出値Ｅｖを演算し、露出制御回路
２５に出力する。露出制御回路２５はシャッターレリー
ズ操作によって閉じられるスイッチＳ２の閉成により、
バイモルフ充電回路２７に２つのバイモルフＢｉの充電
信号を出力し、開口位置検出回路２３がら露出制御回路
２５に入力されるパルス信号が露出値Ｅｖに対応する個
数になった時に、上記充電信号をストップさせると共に
バイモルフ充電電荷を放電させる信号を出力させる。バ
・ｆモルフ充電回路２７は露出制御回路２５からの制御
信号に基づいてバイモルフＢｉを定電流で充電したり、
充電された電荷とは１′瞬時に放電したりする回路であ
る。昇圧回路２６はバイモルフ充電に必要な最高電圧ま
で電池電圧を昇圧させる昇圧回路で、電子閃光装置に用
いられている昇圧回路が共用されている。

上記の回路構成において、不図示のメインスインチがＯ
Ｎされると、電子閃光装置の昇圧回路２６に給電Ｖｏが
行われ、昇圧回路２６により、メインコンデンサーＣが
所定の電圧まで充電される、′＃ｌいて不図示のレリー
ズボタンの第１段の押下により、不図示のスイッチがＯ
Ｎし昇圧回路２６３除く池の回路に給電■１が行われる
。これにより測光回路２１が働き、披写木の輝度をＢｙ
値として演算回路２４に出力する。フィルム感度読取回
路２２はフィルムパトローネ上のＤＸコードからフィル
ム感度を自動的に読みとり、Ｓ　ｖ　ｆａとして演算回
路２４に出力する。演算回路２４は上記入力された騨度
Ｂｖ値とフィルム感度Ｓｖとから露出値Ｅｖを演算し、
露出制御回路２５に出力する。この段階で露出制御回路
２５は、出力端子ａ、ｂ共にハイレベル信号を出力して
おり、第１図（Ｃ）に示すように、トランジスタＴ　ｒ
　１　、　Ｔ　ｒ２共にＯＮであり、従って、バイモル
フ充電回路及び初期化を行うトランジスタＴ　ｒ　３及
びＴ　ｒ　１１はＯＦＦの状態で、２つのバイモルフＢ
１の充電電荷は０になっている。２つのバイモルフＢｉ
は同図（Ｂ）に示すように中央部の電極が昇圧回路側、
両側の電極がトランジスタＴｒ３のコレクタに接続され
ている構成になっている。

次に撮影を行うべく不図示のレリーズ釦が第２段（第１
段より深いストローク）まで押下されるとレリーズスイ
ッチＳ２がＯＮする。これにより露出制御回路２５は出
力端子ａにＯレベル、端子すには引続きハイレベルの信
号と出力し、第１図（Ｃ）に示すようにバイモルフ充電
回路２７のトランジスタＴ　ｒ　２を０ＦＦＬ、トラン
ジスタＴｒ３？ＯＮする。トランジスタＴ　ｒ　３は定
ｔａ流Ｉｆを流すために、ベース・エミッタ間にダイオ
ードＤ１が接続され、ダイオードＤ１には定電流電源■
によって定電流が流されるようになっている。

このためトランジスタＴ　ｒ　３のベース・エミッタ間
電圧は一定に保たれ、Ｔｒ３のコレクタ電流■１が一定
となる。尚ＶＲは定電流１１を”ＡＭする為の可変抵抗
である。上記のように、各バイモルフＢｉが定電流１１
によって充電されると、その充電電圧に比例した駆動力
が各バイモルフＢｉに発生してくる。２つのバイモルフ
の駆動力の相により上述したようにシャッターが開口さ
れていく。シャンターが開口していくと、開口位置検出
口２８２３からシャンターの開口に応じてパルスが順次
露出制御回路に出力される。露出制御回路２５は演算さ
れた露出値Ｅｖに応じたパルス数が入力されると、出力
端子ａにハイレベ、ル、出力端子すに０レベルの信号を
出力し、第１図Ｃに示すように、トランジスタＴｒ２＆
ＯＮＬ、トランジスタＴ　ｒ　３をＯＦＦして、シャン
ター開口を停止させ、これと同時にシャッター閉成を制
御するトランジスタＴｒｉを０ＦＦＬ、トランジスタＴ
ｒ４を短時間ＯＮにして、バイモルフＢｉを短絡させる
、バイモルフＢｉはこの短絡により初期位置に復帰する
ように動き、シャッターを閉成する。

尚、上記実施例では、バイモルフ１４Ａ、１４Ｂとして
第１図（Ａ）に示したように中央電極と両ｉｌｌ電極と
を備えたものを用いたが、第３図に示したように、中央
電極を備えず両側電極間に所定の向きの電圧を印加する
ことにより、同方向に変化するバイモルフ１４Ａ’　、
１４Ｂ’　を２枚重ねで用いることも可能である。

尚、以上の実施例ではシャッターの制御にバイモルフを
用いたが、シャッターの制御に限らず、レンズ駆動の制
御にも使えることは云う迄もないト、効果 本発明によれば、複数枚のバイモルフ３互いに干渉する
ことなく重ねることにより、スペースを１枚の時より余
り広くしないでも、変位呈は変わらず力量が複数倍のバ
イモルフを入手することが可能となったことにより、バ
イモルフの能力が向上し、バイモルフの応用範囲を拡大
することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１１１］は上記実施例で（Ａ）図はバイモルフの構成
及び配線図、（Ｂ）図は回路図、（Ｃ）図はトランジス
ターの信号図、第２［２Ｉは本発明応用の一具体例のｖ
１構図で（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は断面図、第３図
はバイモルフの変形実施例である。 １２・・・開開レバー、　１２ｃ・１２ｄ・・・ビン。 １４Ａ・１４−Ｂ・・・バイモルフ゛、　　１６・・・
軸。 １８・・・保持板。 ２１・・・測光回路、２２・フィルム感度読取回路。 ２３・・開口住方検出回路、２４・・・演算回路。 ２５・・露出制御回路、２６昇圧回路。 ２７・・充電回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シャッター等の駆動素子として用いられるバイモルフに
   おいて、バイモルフを複数枚摺動可能状態に重ね、一方
   の端を相互に一体的に台板に固定し、各バイモルフの電
   極を上記全バイモルフが一方向に歪むように接続するよ
   うにしたことを特徴とするバイモルフ装置。