專利名稱：焦面快門的制作方法
技術領域：
本發明涉及焦面快門。更具體涉及裝配在數碼照相機中、由部件相互間的滑動所產生的磨損粉末的量非常小的焦面快門。
背景技術：
焦面快門含有多片分開配置的遮光性快門葉片，利用鉚接等方法安裝在各快門葉片上、并與之形成一體的葉片銷釘，以及與該葉片銷釘相配合且可滑動、開啟閉合各快門葉片的葉片驅動搖臂。日本專利特開2001-157087公報[專利文獻2] 日本專利特開2001-311997公報[專利文獻3] 日本專利特開2002-010137公報開啟閉合快門葉片時，葉片驅動搖臂和葉片銷釘互相摩擦，產生磨損粉末。在以往采用銀鹽膠卷的照相機中，由于每一次曝光都要卷片，因此即使產生上述的磨損粉末也不會堆積在裝入照相機中的焦面快門上。但是，在數碼照相機中，CCD等攝像元件替代了銀鹽膠卷，而且它們是固定的。如果反復驅動裝入數碼照相機中的焦面快門，則會因快門葉片開啟、閉合動作過程中的葉片驅動搖臂和葉片銷釘之間的摩擦產生磨損粉末。如果該磨損粉末堆積在畫框內，則會引起圖像質量的下降，因此這是必須要解決的問題。
到目前為止提出了幾種處理磨損粉末的對策。例如，在專利文獻1提出了具備顯示CCD上的異物的塵埃模塊和用于清掃該異物的清潔模塊，并且可以迅速切換這些模塊的攝像裝置。一旦雜質模塊檢測顯示出CCD上有異物，就立刻切換至清潔模塊，實施清掃作業。專利文獻2提出了在焦面快門和攝像元件之間插入光學低通濾光器的電子照相機。利用該低通濾光器防止由焦面快門產生的磨損粉末所引起的圖像質量的降低。專利文獻3提出了在曝光動作中可移動該低通濾光器的電子照相機。這樣即使在低通濾光器上附著有塵埃，也因在曝光動作中使其移動，可以使塵埃的影像分散于多個像素，防止攝像器件獲得的圖像的質量的下降。但是，這些處理磨損粉末的對策都是針對產生磨損粉末的情況，不能從根本上解決問題。本發明的目的是提供能有效抑制磨損粉末產生的焦面快門。
發明內容
為了解決上述以往技術上的問題，采取了以下的方法。即，本發明為含有遮光性快門葉片，安裝在該快門葉片上的葉片銷釘，以及與該葉片銷釘相配合且可滑動、使該快門葉片開啟閉合的葉片驅動搖臂的焦面快門，該焦面快門的特征是，前述葉片銷釘的表面硬度大于前述葉片驅動搖臂，前述葉片驅動搖臂的表面硬度為Hv300～900，前述葉片銷釘的表面硬度為Hv450～1000，對前述葉片驅動搖臂和前述葉片銷釘實施了化學研磨處理，對前述葉片銷釘進行了鍍鎳、鍍鉻、鍍鈀或鍍銠處理，前述葉片銷釘的材料為JIS G4401所規定的SUS416材料這類易切削不銹鋼材或者SK材料這類彈簧用冷軋鋼材，前述葉片驅動搖臂的材料為SK材料這類彈簧用冷軋鋼材。
本發明的另一種焦面快門包含遮光性快門葉片，安裝在該快門葉片上的葉片銷釘，以及與該葉片銷釘相配合且可滑動、使該快門葉片開啟閉合的葉片驅動搖臂，該焦面快門的特征是，前述葉片銷釘的表面硬度大于前述葉片驅動搖臂，前述葉片驅動搖臂的表面硬度為Hv300～900，前述葉片銷釘的表面硬度為Hv450～1000，對前述葉片驅動搖臂和前述葉片銷釘實施了化學研磨處理，對前述葉片銷釘進行了鍍鎳、鍍鉻、鍍鈀或鍍銠處理，前述葉片銷釘的材料為SUS416材料這類易切削不銹鋼材或者SK材料這類彈簧用冷軋鋼材，前述葉片驅動搖臂的材料為鈦材料。
調查了在采用CCD等攝像元件的數碼照相機中堆積于畫框的異物，最后從耐久試驗的結果確認了它們是由焦面快門所產生的磨損粉末。該磨損粉末的粒徑為數十μm左右，所產生的量較多。調查了其產生源后，確認由于葉片驅動搖臂的孔部和葉片銷釘之間的滑動產生了大量的磨損粉末。于是，研究了各種不會因滑動產生磨損粉末的材料/表面處理的組合，結果發現，葉片驅動搖臂采用SK材料或者鈦材料，通過化學研磨除去沖孔等所產生的毛邊。葉片驅動搖臂的表面硬度為維氏硬度Hv300～900。葉片銷釘采用SUS416材料或者SK材料，并且進行化學研磨除去前加工所產生的毛邊。在其上鍍硬鉻(表面硬度Hv700～800)，化學鍍鎳(Hv500～600)，鍍鈀(Hv450～550)或鍍銠(Hv800～900)。葉片銷釘的表面硬度達到Hv450～1000。使葉片銷釘的表面硬度大于葉片驅動搖臂的表面硬度，能夠抑制葉片銷釘的磨損，減少使圖像質量下降的磨損粉末的產生。
圖1為本發明的焦面快門的模擬圖。
圖2為本發明的焦面快門的實施例1的耐久試驗結果的圖表。
圖3為本發明的焦面快門的實施例2的耐久試驗結果的圖表。
圖4為本發明的焦面快門的實施例3的耐久試驗結果的圖表。
圖5為本發明的焦面快門的實施例4的耐久試驗結果的圖表。
符號說明1、快門葉片2、葉片銷釘5、葉片驅動搖臂具體實施方式
以下參照附圖詳細說明本發明的實施方式。圖1為本發明的焦面快門的模擬圖，(A)為平面圖，(B)為關鍵部分剖面圖。如(A)所示，本焦面快門采用快門基板0進行裝配。在快門基板0的中央部設有長方形的開口3(用點劃線表示)。在靜止狀態，4片前快門葉片1互相部分重疊，遮蔽快門開口3。在前快門葉片組的下方重疊配置后快門葉片組(無圖示)，各快門葉片1的前端用葉片固定板4限制不必要的移動。在各快門葉片1的根部利用鉚接等方法安裝由金屬加工而成的葉片銷釘2，形成一體。在基板0的左端部軸支承1組葉片驅動搖臂5和6，使它們互相保持平行，并且可自由轉動。各前快門葉片1在其根部通過葉片銷釘2卡接在葉片驅動搖臂5及6上。后快門葉片組也同樣由一對葉片驅動搖臂卡住(無圖示)。在主葉片驅動搖臂5上設置深孔7，沿主葉片驅動搖臂5轉動過程中的深孔7的移動軌跡，在基板0上設置長槽8。還有，在深孔7配置通過槽8貫穿基板0的驅動針(無圖示)。如果按下快門釋放按鈕(無圖示)，則驅動針受到向上的力沿設置在基板0上的長槽8移動至上方。與此同時，在深孔7和驅動針相結合的主葉片驅動搖臂5及與它聯動的次葉片驅動搖臂6轉動至上方。通過這種轉動，前快門葉片1縱向移動至上方，打開開口3。然后，無圖示的后快門葉片組縱向移動，遮蔽開口3，曝光結束。
如(B)所示，葉片銷釘2利用鉚接等方法安裝在快門葉片1上，形成一體。葉片驅動搖臂5與葉片銷釘2相配合且可滑動，開啟閉合快門葉片1。在這種結構中，葉片銷釘2的表面硬度大于葉片驅動搖臂5。葉片銷釘2的外周部和形成于葉片驅動搖臂5的配合用的通孔的內周部互相滑動，可能會產生磨損粉末。在本發明中，葉片銷釘2的外周表面硬度高于形成于葉片驅動搖臂5的通孔的內周表面硬度。由此，能夠抑制磨損粉末的產生。具體來說，相對葉片驅動搖臂5側的表面硬度為Hv300～900左右，快門葉片側1的葉片銷釘2的表面硬度設定為Hv450～1000左右。預先對葉片驅動搖臂5及葉片銷釘2實施化學研磨處理，除去在前加工中所產生的毛邊，該毛邊可能成為產生磨損粉末等的原因。特別是葉片銷釘2，由于要提高表面硬度，因此進行鍍鎳、鍍鉻、鍍鈀、鍍銠處理等。葉片銷釘2的材料采用SUS416材料或者SK材料。葉片驅動搖臂5的材料采用SK材料或者鈦材料。葉片銷釘2和葉片驅動搖臂5的材料硬度基本同等或葉片銷釘2的材料硬度高。
實施例1制造出一組適用于快門速度1/4000秒的焦面快門的葉片銷釘及葉片驅動搖臂作為實施例1，通過耐久試驗進行了評價。葉片銷釘及葉片驅動搖臂的詳細情況及耐久試驗結果匯總于圖2的表中。在圖2的表中，還記載了比較例1的詳細情況及耐久試驗結果。
實施例1的葉片驅動搖臂的材質采用JIS標準規定的SK4-CSP。SK-CSP為彈簧用冷軋鋼帶。對該葉片驅動搖臂進行了化學研磨，并且實施了發黑處理。化學研磨處理為將預先加工成葉片驅動搖臂狀的金屬部件浸漬在化學研磨液中，使表面溶解除去毛邊。通過該化學研磨尺寸減小了約1～2μm。化學研磨液采用三菱氣體化學株式會社制的CPL-100，浸漬時間在常溫下約為10秒。發黑處理是在高溫的強堿水溶液中浸漬鋼鐵部件，形成由黑色的四氧化三鐵(Fe3O4)構成的氧化膜的處理。再通過并用使用鉻酸酐或者重鉻鉀的鉻酸鹽處理，提高耐腐蝕性，這種方法被廣泛應用于照相機部件等需要防反射的部件。在本實施例中包含以上所述的所有處理。
實施例1的葉片銷釘為材質采用SUS416BFS材料的葉片銷釘。該材料為易切削不銹鋼棒中的JIS標準SUS416所規定的材料。將SUS416材料加工成葉片銷釘形狀后，實施化學研磨處理。通過化學研磨處理，使葉片銷釘的表面光滑。又進行了鍍鈀(Pd)處理。通過鍍鈀表面硬度達到Hv450～550左右。
與此相反，在比較例1中，葉片驅動搖臂的材質和實施例1相同，采用SK4材料，但省略了化學研磨處理。葉片銷釘的材質和實施例1相同，采用SUS416材料，但省略了化學研磨及鍍Pd。
將實施例1及比較例1的葉片驅動搖臂和葉片銷釘裝配在如圖1所示的焦面快門中，以快門速度1/4000進行3萬次的開啟、閉合動作，實施耐久試驗。調查所產生的磨損粉末的量及粒徑。對磨損粉末的產生量進行了定性的判定，判定結果用×、△、○、◎等符號表示。磨損粉末產生量非常大的情況用×表示，其后依次為△、○，磨損粉末產生量極少的情況用◎表示。對比較例1進行了3萬次的試驗，結果產生了大量的磨損粉末，判定為×。該磨損粉末的粒徑在10μm以上，大部分來自于葉片銷釘的材料不銹鋼。比較例1的一組葉片驅動搖臂及葉片銷釘不適合作為數碼照相機的快門部件。與此相反，實施例1的耐久試驗結果為◎，磨損粉末極少。對磨損粉末進行了分析，粒徑在10μm以下，沒有檢測出金屬成分，主要為浮游于空中的塵埃。實施例1的一組葉片驅動搖臂及葉片銷釘適合作為數碼照相機的快門部件。
實施例2制造出一組適用于快門速度1/8000秒的焦面快門的葉片銷釘及葉片驅動搖臂作為實施例2，通過耐久試驗進行了評價。葉片銷釘及葉片驅動搖臂的詳細情況及耐久試驗結果匯總于圖3的表中。在圖3的表中，還記載了比較例2的詳細情況及耐久試驗結果。
實施例2的葉片驅動搖臂的材質不采用SK4，而是采用適宜于高速移動的更輕質的鈦材料。對該葉片驅動搖臂進行了化學研磨，并且實施了氮化處理及潤滑涂裝。化學研磨處理為將預先加工成葉片驅動搖臂狀的金屬部件浸漬在化學研磨液中，使表面溶解除去毛邊。氮化處理為使氮浸透擴散于葉片驅動搖臂表面，提高表面的耐磨損性及耐疲勞性(疲勞強度)。潤滑涂裝由在丙烯酸樹脂中添加具有導電性的炭黑及具有潤滑性的PTFE所形成的材料構成。樹脂在涂膜中的份量為70～80重量％，可以抑制涂膜表面的擦傷及光反射。炭黑在涂膜中的份量為5～17重量％，防止涂膜表面帶電。PTFE(聚四氟乙烯)在涂膜中的份量為4～10重量％，可使涂膜表面不僅具有潤滑性，還具有耐擦傷性。
實施例2的葉片銷釘的材質采用SUS416BFS材料。將SUS416材料加工成葉片銷釘形狀后，實施化學研磨處理，又進行了鍍鈀(Pd)處理。這些和實施例1的葉片銷釘相同。
與此相反，在比較例2中，葉片驅動搖臂的材質和實施例2相同，采用鈦材料，但省略了化學研磨處理。葉片銷釘的材質也和實施例2相同，采用SUS416材料，但不進行化學研磨及鍍Pd。
將實施例2及比較例2的葉片驅動搖臂和葉片銷釘裝配在如圖1所示的焦面快門中，以快門速度1/8000進行5萬次的開啟、閉合動作，實施耐久試驗。調查了所產生的磨損粉末的量及粒徑。對比較例2進行了5萬次的試驗，結果產生了大量的磨損粉末，判定為×。該磨損粉末的粒徑在10μm以上，大部分來自于作為葉片銷釘的材料的不銹鋼。比較例2的一組葉片驅動搖臂及葉片銷釘不適合作為數碼照相機的快門部件。與此相反，實施例2的耐久試驗結果為◎，磨損粉末極少。對磨損粉末進行了分析，其粒徑在10μm以下，沒有檢測出金屬成分，主要為浮游于空中的塵埃。實施例2的一組葉片驅動搖臂及葉片銷釘適合作為數碼照相機的快門部件。
實施例3制造出一組適用于快門速度1/4000秒的焦面快門的葉片銷釘及葉片驅動搖臂作為實施例3，通過耐久試驗進行了評價。葉片銷釘及葉片驅動搖臂的詳細情況及耐久試驗結果匯總于圖4的表中。在圖4的表中，還記載了比較例3的詳細情況及耐久試驗結果。
實施例3的葉片驅動搖臂的材質采用JIS標準規定的SK4-CSP。SK-CSP為彈簧用冷軋鋼帶。對該葉片驅動搖臂進行了化學研磨，并且實施了發黑處理。化學研磨處理為將預先加工成葉片驅動搖臂狀的金屬部件浸漬在化學研磨液中，使表面溶解除去毛邊。通過該化學研磨尺寸減小了約1～2μm。化學研磨液采用三菱氣體化學株式會社制的CPL-100，浸漬時間在常溫下約為10秒。發黑處理是在高溫的強堿水溶液中浸漬鋼鐵部件，形成由黑色的四氧化三鐵(Fe3O4)構成的氧化膜的處理。再通過并用使用鉻酸酐或者重鉻鉀的鉻酸鹽處理，提高耐腐蝕性，這種方法被廣泛應用于照相機部件等需要防反射的部件。在本實施例中包含以上所述的所有處理。
實施例3的葉片銷釘為材質采用SK4材料來替代SUS416BFS材料的葉片銷釘。將SK4材料加工成葉片銷釘形狀后，實施了熱處理及化學研磨處理。熱處理包括淬火和回火等。通過進行熱處理，材料的維氏硬度達到Hv350～450左右。再通過實施化學研磨處理，使葉片銷釘的表面光滑。還進行了鍍鈀(Pd)。通過鍍鈀表面硬度達到Hv450～550左右。
與此相反，在比較例3中，葉片驅動搖臂的材質和實施例3相同，采用SK4材料，但省略了化學研磨處理。葉片銷釘的材質也和實施例3相同，采用SK4材料，但不進行化學研磨及鍍Pd，而只進行發黑處理。
將實施例及比較例3的葉片驅動搖臂和葉片銷釘裝配在如圖1所示的焦面快門中，以快門速度1/4000進行3萬次的開啟、閉合動作，實施耐久試驗。調查了所產生的磨損粉末的量及粒徑。對磨損粉末的產生量進行了定性的判定，判定結果用×、△、○、◎等符號表示。磨損粉末產生量非常大的情況用×表示，其后依次為△、○，磨損粉末產生量極少的情況用◎表示。對比較例3進行了3萬次的試驗，結果產生了大量的磨損粉末，判定為×。該磨損粉末的粒徑在10μm以上，大部分來自于葉片銷釘及葉片驅動搖臂。比較例3的一組葉片驅動搖臂及葉片銷釘不適合作為數碼照相機的快門部件。與此相反，實施例3的耐久試驗結果為◎，磨損粉末極少。對磨損粉末進行了分析，粒徑在10μm以下，沒有檢測出金屬成分，主要為浮游于空中的塵埃。實施例3的一組葉片驅動搖臂及葉片銷釘適合作為數碼照相機的快門部件。
實施例4制造出一組適用于快門速度1/8000秒的焦面快門的葉片銷釘及葉片驅動搖臂作為實施例4，通過耐久試驗進行了評價。葉片銷釘及葉片驅動搖臂的詳細情況及耐久試驗結果匯總于圖5的表中。在圖5的表中，還記載了比較例4的詳細情況及耐久試驗結果。
實施例4的葉片驅動搖臂的材質不采用SK4，而是采用適宜于高速移動的更輕質的鈦材料。對該葉片驅動搖臂進行了化學研磨，并且實施了氮化處理及潤滑涂裝。化學研磨處理為將預先加工成葉片驅動搖臂狀的金屬部件浸漬在化學研磨液中，使表面溶解除去毛邊。氮化處理為使氮浸透擴散于葉片驅動搖臂表面，提高表面的耐磨損性及耐疲勞性(疲勞強度)。潤滑涂裝由在丙烯酸樹脂中添加具有導電性的炭黑及具有潤滑性的PTFE所形成的材料構成。樹脂在涂膜中的份量為70～80重量％，可以抑制涂膜表面的擦傷及光反射。炭黑在涂膜中的份量為5～17重量％，可防止涂膜表面帶電。PTFE(聚四氟乙烯)在涂膜中的份量為4～10％，可使涂膜表面不僅具有潤滑性，還具有耐擦傷性。
實施例4的葉片銷釘為材質采用SK4材料的葉片銷釘。將SK4材料加工成葉片銷釘形狀后，實施了熱處理及化學研磨處理。熱處理包括淬火和回火等。通過進行熱處理，材料的維氏硬度達到Hv350～450左右。再通過實施化學研磨處理，使葉片銷釘的表面光滑。還進行了鍍鈀(Pd)，通過鍍鈀表面硬度達到Hv450～550左右。
與此相反，在比較例4中，葉片驅動搖臂的材質和實施例4相同，采用鈦材料，但省略了化學研磨處理。葉片銷釘的材質和實施例4相同，采用SK4材料，但不進行化學研磨及鍍Pd，而只進行發黑處理。
將實施例4及比較例4的葉片驅動搖臂和葉片銷釘裝配在如圖1所示的焦面快門中，以快門速度1/8000進行5萬次的開啟、閉合動作，實施耐久試驗。調查了所產生的磨損粉末的量及粒徑。對比較例2進行了5萬次的試驗，結果產生了大量的磨損粉末，判定為×。該磨損粉末的粒徑在10μm以上，經分析檢測出Fe，它是來自于葉片銷釘的SK材料。比較例4的一組葉片驅動搖臂及葉片銷釘不適合作為數碼照相機的快門部件。與此相反，實施例4的耐久試驗結果為◎，磨損粉末極少。對磨損粉末進行了分析，粒徑在10μm以下，沒有檢測出金屬成分，主要為浮游于空中的塵埃。實施例4的一組葉片驅動搖臂及葉片銷釘適合作為面向數碼照相機的快門部件。
實施例1～4中都對葉片銷釘實施了鍍Pd，但也可以不鍍Pd而進行化學鍍鎳。通過鍍2.5μm左右厚度的化學鎳，使表面硬度達到Hv500～600。或者也可以鍍鉻(Cr)。如果鍍硬鉻，則維氏硬度可達到Hv700～800。還有，銠的硬度大于鈀，有望獲得更佳的效果。
如上所述，采用本發明，可以通過使葉片驅動搖臂及葉片銷釘的表面平滑化，以及改善會磨損的快門葉片銷釘的表面硬度，減少因快門動作所產生的磨損粉末的量。
權利要求
1.焦面快門，它是含有遮光性快門葉片，安裝在該快門葉片上的葉片銷釘，以及與該葉片銷釘相配合且可滑動、使該快門葉片開啟閉合的葉片驅動搖臂的焦面快門，其特征在于，前述葉片銷釘的表面硬度大于前述葉片驅動搖臂，前述葉片驅動搖臂的表面硬度為Hv300～900，前述葉片銷釘的表面硬度為Hv450～1000，對前述葉片驅動搖臂和前述葉片銷釘實施了化學研磨處理，對前述葉片銷釘進行了鍍鎳、鍍鉻、鍍鈀或鍍銠處理，前述葉片銷釘的材料為易切削不銹鋼材或者彈簧用冷軋鋼材，前述葉片驅動搖臂的材料為彈簧用冷軋鋼材。
2.焦面快門，它是含有遮光性快門葉片，安裝在該快門葉片上的葉片銷釘，以及與該葉片銷釘相配合且可滑動、使該快門葉片開啟閉合的葉片驅動搖臂的焦面快門，其特征在于，前述葉片銷釘的表面硬度大于前述葉片驅動搖臂，前述葉片驅動搖臂的表面硬度為Hv300～900，前述葉片銷釘的表面硬度為Hv450～1000，對前述葉片驅動搖臂和前述葉片銷釘實施了化學研磨處理，對前述葉片銷釘進行了鍍鎳、鍍鉻、鍍鈀或鍍銠處理，前述葉片銷釘的材料為易切削不銹鋼材或者彈簧用冷軋鋼材，前述葉片驅動搖臂的材料為鈦材料。
全文摘要
抑制在反復驅動裝配在數碼照相機中的焦面快門時所產生的磨損粉末的堆積。焦面快門含有遮光性快門葉片1，安裝在快門葉片1上的葉片銷釘2，和與葉片銷釘2相配合且可滑動、使快門葉片1開啟閉合的葉片驅動搖臂5，葉片銷釘2的表面硬度大于葉片驅動搖臂5。具體來講，葉片驅動搖臂5的表面硬度為Hv300～900，葉片銷釘2的表面硬度為Hv450～1000，對葉片驅動搖臂5和葉片銷釘2實施了化學研磨處理，對葉片銷釘2又進行了鍍鎳、鍍鉻、鍍鈀或鍍銠處理，葉片銷釘2由易切削不銹鋼材或彈簧用冷軋鋼材制成，葉片驅動搖臂5由彈簧用冷軋鋼材或鈦材料制成。
文檔編號G03B9/08GK1540432SQ200410035150
公開日2004年10月27日 申請日期2004年4月22日 優先權日2003年4月22日
發明者一之瀬修治, 岡崎裕, 一之 修治 申請人:日本電產科寶株式會社