JPH01259039A - カメラ鏡胴およびその材料と製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、写真用カメラ、ＶＴＲカメラ、監視カメラ等
のカメラにおける樹脂鏡胴に関するものであり、それに
付随して、その樹脂組成物およびその成形方法を含み、
更には樹脂組成物中の補強充填剤、特にガラス繊維とそ
の製造方法を含むものである。

従来の技術 最近のカメラはオートフォーカス機能やＶＴＲカメラの
ようにズーム機能が取り入れられ機能的にアップしてい
るとともに、特にＶＴＲやカメラでは解像度が高くなり
つつある。一方でコストダウンも進み、これらの機能を
支える鏡胴の樹脂化が進んで来た。

これらの用途に用いられる樹脂は主にポリカーボネート
であるが、まれにはポリフェニレンオキ？イｌ−’（Ｅ
ＰＬ社商標ｒＮＯＲＹＬ　Ｊ　）や、精度的にゆるい所
ではポリブチレンテレフタレートなどが用いられること
もある。そして、これらの樹脂径が１０〜２０μｍのガ
ラス繊維やまれには径が２〜１０７１ｍの炭素繊維を充
填して強度を高めをとともに、長期間使用時の寸法安定
性を保っている。

しかしながら、高性能カメラには樹脂鏡胴が採用されず
、専らアルミニウムを切削した鏡胴が用いられて来た。

その理由を典型的なＶＴＲカメラ用ズームレンズを例に
以下に述べる。

第７図は従来のＶＴＲカメラ用ズームレンズの断面図で
ある。レンズ１６およびレンズ１６およびレンズ１７は
第１群を形成しフォーカシングレンズ枠１８に固定され
ている。フォーカシングレンズ枠１８にはオスへりコイ
ドネジ１９が形成され、本体２０に形成されたメスへり
コイドネジ２１と螺合している。本体２ｏの内側にはカ
ム枠２２が回動自在に嵌合され、カム枠２２のカム溝に
嵌合したカムホロア２３と一体的に結合した２群移動枠
２４および３群移動枠２６は光軸方向に案内される。２
群移動枠２４には変倍レンズ群としてレンズ２６とレン
ズ２７とレンズ２８とが固定されている。３群移動枠２
６には補正レンズ２９が固定されている。３０は２群移
動枠２４，３群移動枠２６を案内するガイドボールであ
シ、３１は本体に固定された固定レンズ、３２は本体に
固定されたマスターレンズ枠、３３と３４と３５と３５
はマスターレンズ群を形成するレンズであシ、３７は画
像を電気信号に変えるＣＣＤ撮像累子である。

上記構成において、フォーカシングレンズ枠１８とカム
枠２２は本体２０の内周でスムーズに回転することと、
レンズが傾かないように保持する必要がある。そのため
には、 ■　各部品の真円度やネジ形状精度が高いこと。

■　剛性が高くなり少々の外力で変形しないこと。

■　レンズと熱膨張係数が近似しており、高温。

低温でも僅かなりリアランスを保って回転すること。

が条件となる。ところが先に挙げた繊維強化プラスチッ
クはアルミニウムに比べ上記３点でいずれも劣るので、
高性能カメラには採用されないのである。

従って、カメラの機能、性能を向上ししかもコスト的に
も安価なものを製作するためにはプラスチック材料で上
記３点を改良する必要がある。

一方、繊維強化プラスチックについて、既におよそ次の
ような事がわかっている。

■　繊維の充’１４ｍが多い程、剛性が高い。

■　繊維の長さが長い程■の効果が大きいが、一定のア
スペクト比（繊維の長さ／繊維の径）以上では効果が増
えない。

の効果は大きいが、配向と直角方向には殆んど影響がな
い。

■　繊維の充填量が多い程、繊維の配向の影響が大きく
なり、形状精度が出にくい。

以上のことから、カメラ鏡胴用の繊維強化プラスチツク
材料のガラス繊維は、充填量が２０ないし３ｏ重量パー
セント（体積パーセントで１１ないし１７）であり、そ
のアスペクト比は１ｏないし３０が一般的であった。

カメラ用とは別に、球状のガラス粒子（いわゆるガラス
ピーズ）やガラス繊維を非常に細かく粉砕して、アスペ
クト比が１ないし２程度になったものを充填するケース
もあったが、その場合、プラスチックの利賀が、ポリカ
ーボネートやポリフェニレンオキサイドでは衝撃強度が
低下しやすく、特に３０重量パーセント以上では著しく
低下するという問題があった。

前述の繊維強化プラスチックは、概ね次のようなプロセ
スで作られていた。即ち、極めて繊維長の長いガラス繊
維ロビングを約６市程度に予め切断する工程があり、得
られたチョツプドガラスとマトリックスポリマー（ポリ
カーボネートあるいはポリフェニレンオキサイドなど、
および若干の安定剤１着色剤、滑剤その他の配合剤を含
むもの）とを計量し、一定の割合になるよう予めブレン
ドし、第８図に示すようなスクリュー式押出式にて混練
する。この時、ホッパー３８に投入されたブレンド材料
は、モータ３９で回転駆動するスクリュー４ｏによりシ
リンダー４１内に送り込まれるが、その時シリンダヒー
タ４２による熱とスクリュー回転の摩擦／剪断による発
熱でマトリックスポリマーが溶融し、その一方でチョツ
プドガラスはスクリュー溝内で強い力を受け、折れなが
ら溶融したマトリックスポリマーに分散する。予めガラ
ス繊維にカップリング処理を施すことにより、この分散
がスムーズとなり、得られた組成物の強度も良好である
。

スクリュー４０の先端になる程、スクリュー溝は浅くし
かも単純に送るだけでなく、わざと流れを阻害するよう
なスクリュー形状にして、ポリマー中に分散したガラス
繊維を更に折る効果を挙げるように作られている。

シリンダ４１の先端にはストランドダイ４３が設けられ
、幾本かの溶融したプラスチック組成物が押し出される
。これを−旦水槽４４で水冷し、冷却固化した組成物を
カッタ４５で細かく切断して２〜６ＩＩＩＩＩ＋程度の
ペレットが得られる。これを成形拐料として用いる。

この段階でその材料中の繊維のアスペクト比が最終製品
に近くなるよ４う制御されている。しかし上記方法は直
接ガラス繊維の長さを決めて折るのではなく、スクリュ
ー形状に従って流動、混練する際の剪断応力によシ折る
ので、短かい繊維から長い繊維までが分布し、その平均
値が大体狙った範囲に入るように製造条件を決める。

ホッパー投入前の段階で予めガラス繊維長を最終アスペ
クト比に近い長さにカットできれば極めてアスペクト比
の揃った。しかし平均アスペクト比が安定したガラス繊
維が得られるように思われるが、アスペクト比を１０〜
３０とするためには、０．１〜０．６關程度のピッチで
刃が並んだカッターを用意しなければならない。ガラス
切断カッターは摩耗しやすいので取り換えるように構成
されているが、それを上記ピッチで実施することは極め
て難しい。

前述の成形材料は、十分乾燥した上で射出成形機に投入
され、カメラ鏡胴に成形される。

第９図は、射出成形装置の部分断面図であり、ホッパー
４５に供給された材料は、スクリュー４７０回転に伴な
い、加熱されたシリンダー４８の前方に溶融状態で貯え
られ、射出シリンダー６０で駆動するスクリュτの前進
に伴ない金型４９中に射出され、冷却後成形品として取
り出される。

第１０図は、第９図の射出成形装置のスクリュー４７を
示すものであり、混線用押出機のスクリューと異なり、
スクリュー溝が預序良く並んだいわゆるフルフライトス
クリューが一般的である。

スクリュー溝の深さが、ホッパー側から徐々に浅く々り
先端で最も浅く、ホッパー側の深さｄｌ　　と先端側の
深さｄ２との比ｄ１／ｄ２を圧縮比と呼び、通常は２〜
３程度であり、この値が大きい程良く混線でき、脱泡効
果も大きい。ところが、アスペクト比の大きいガラス繊
維はこのスクリュー溝を通過する間にも折れ、また金型
中に射出する時にも折れる。従って、スクリュー回転条
件や射出条件によってでき上った成形品中のガラス繊維
のアスペクト比が異なることが生ずる。

その結果、 ■　繊維の長さが異なることにより成形収縮率が異なシ
、同じ金型から得られる寸法が異なり、ネジのハメアイ
等が困難になる。

■　形状精度が異なる成形品が得られ、安定したレンズ
の位置精度が得られない。

などの不具合を生ずる。

発明が解決しようとする課題 本発明の第１の発明の目的は、精度が良く、強度的にも
優れたカメラ用樹脂鏡胴を得ることにある。

本発明の第２の発明の目的は、成形品の精度が出やすく
、強度的にも優れた樹脂組成物を得ることにある。

本発明の第３の発明の目的は、成形精度を損なうことな
く樹脂を補強するだめの樹脂補強剤を得ることにある。

本発明の第４の発明の目的は、ごく限定された範囲のア
スペクト比を有するガラス短繊維を製造する方法を得る
ことにある。

本発明の第５の発明は、樹脂に混練した時にアスペクト
比がごく限られた範囲になるようなガラス繊維を得るこ
とにある。

本発明の第６の発明は、ガラス繊維強化プラスチツク材
料の有する性質を損なうことなくカメラ鏡胴に成形する
ための成形方法を得ることにある。

課題を解決するための手段 本発明の第１の発明は、ガラス繊維を３５ないし４５重
量パーセント含有し、このガラス繊維のアスペクト比の
分布が７以下で９ｏパーセント以上を占め、数平均アス
ペクト比が３以上である熱可塑性樹脂組成物である、と
りわけ、ポリカーボネイトもしくはポリフエニレンオキ
ネイドをマトリックスポリマーとした７（１成物であっ
て、それを成形してカメラ鏡胴を得ることが望ましい。

本発明の第２の発明は、アスペクト比の分布が７以下で
９０パーセント以上を占め、数平均アスペクト比が３以
上である樹脂補強剤である。

本発明の第３の発明は、軟化状態のガラス繊維に突起物
を押圧して繊維の一部に凹部を設け、との凹部をガラス
繊維の径に対して７倍以下のピッチで形成する工程と、
凹部が形成された前記ガラス繊、ｔｕｆｆを固化状態に
おいて折り曲げることにより凹部から破断する工程とよ
りなるガラス短繊維の製造方法である。

本発明の第４の発明は、直径の７倍以下３倍以上の距離
で凸部が設けられた樹脂補強用ガラス繊維である。

本発明の第６の発明は、熱可塑性樹脂中にガラス繊維を
分散した材料をインラインスクリュー式射出成形機によ
りカメラ鏡胴を成形するにあたり、圧縮比が３以下のフ
ルフライトスクリューを用い、スクリュー背圧がｃｓ　
ｏ　Ｋｇ／ｃｔ／ｌ以下で樹脂の溶融粘度が１００ポイ
ズ以下になるシリンダー温度を与えて可塑化した後、射
出、冷却、離型を順次行なってなるカメラ樹脂鏡胴の成
形方法である。

作　　用 本発明の基本的な技術思想は、繊維強化プラスチックの
成形精度と補強効果とのバランスをはかるアスペクト比
の領域が概ね３〜７であることを鋭意劣力の結果見い出
したことに基づくものである。

従って、本発明の第１の発明の作用は、ガラスＩＪＩ！
　維のアスペクト比の分布が７以下で９ｏパーセント以
上を占めているので、実質的にアスペクト比が７以下の
効果をもたらし、数平均アスペクト比が３以上であるの
で、実質的にアスペクト比が３以上の効果を示す。これ
を熱可塑性樹脂中に３５ないし４５重量パーセント含有
することにより、熱膨張係数がよりガラスに近づき、剛
性も高くなる。またガラス繊維の方向による物性差も少
ないので、特に射出成形した際の樹脂の流れに沿ってガ
ラス繊維が配向しても方向性が少ない成形品が得られる
。

本発明の第２の発明の作用は、予め理想のアスペクト比
分布に調製しであるので、繊維を破砕せずに混練して理
想の組成物が得られる。

本発明の第３の発明の作用は、軟化状態のガラス繊維に
対して突起物を押圧して凹部を形成することにより、次
工程の折り曲げだけで凹部で破断するので、凹部で形成
するピッチが径の７倍以下であれば、基本的にアスペク
ト比が７以下のものが得られ易く、その２倍、３倍等の
整数倍のものも得られるが、樹脂への混練や、射出成形
機のスクリュー回転によυ、通常のガラス繊維を破砕す
るよりもはるかに弱い力で残存している凹部から破断す
ることができる。

本発明の第４の発明の作用は、直径の７倍以下の距離に
凹部が形成されたガラス繊維なので、従来と同じプロセ
スを用いても凹部から破断しやすいのでアスペクト比の
分布が７以下で９０パーセントを占めるガラス繊維強化
プラスチックが得られる。

本発明の第６の発明は、溶融粘度が低い樹脂中に分散し
たガラス繊維を、低背圧、低圧縮比でスクリューで移送
するので、ガラス繊維に無理な力がかからず、特にアス
ペクト比が長いガラス繊維を折らずに成形ができる。

実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明によるガラス繊維の製造プロセスを示す
部分断面図である。

無アルカリガラス（Ｅガラス）のマーブル１をボット２
で溶融し、底部の細孔３より引き出されるモノフィラメ
ント状のガラス繊維４をロール部６で引き取シ、徐冷後
、表面処理剤をスプレー６で塗布後、折り曲げロール７
と折り曲げガイド８とで折られ、短かく破断されたガラ
ス繊に４Ｆ、は受は皿９に堆積する。

第２図はロール部６を拡大した部分断面図であり、送り
ロール１ｏと成形ロール１１との間をモノフィラメント
状のガラス繊維４が通過する際に成形ロール１１に設け
られた突起１２による跡がモノフィラメント状のガラス
繊維４の凹部１３となって形成される。

この凹部１３を形成する温度はガラスの軟化点温度付近
が良好である。

第３図は、第１図の受は皿９に堆積したガラス繊維の一
例であり、ガラス繊維１４の径に対しておよそ７倍のピ
ッチで凹部１３が形成され、端面１３′にも凹部から破
断された跡が伺える。このピッチは第２図における成形
ロールの突起１２のピッチで大体決定される。従って任
意のピッチの成形ロールを用意することにより任意のピ
ッチで凹部１３を成形することができる。

以下に上記ガラス繊維を用いてカメラ用鏡胴を成形した
実施例を記す。

〔実施例１〕 直径が１２μｍで６０μｍピッチに凹部が形成されたガ
ラス繊維（この段階でガラス繊維−本当り平均１〜２コ
の凹部が観察された。即ち長さが１２０〜１８０μｍで
あシ数平均アスペクト比はおよそ１０〜１６であり、そ
のアスペクト比の分布を第４図の実線の棒グラフで示す
）を平均分子量が２２００１つのポリカーボネイトに重
量分率で３５チ混合し、タンブラ−でトライブレンドし
た後、従来例の第８図に示すと同様なスクリュー式押出
機で混練し、冷却後ペレタイジングしてペレットを得た
。このペレットを１００℃で１０時間乾燥した後、１３
０℃で５時間の乾燥を行ない、従来例の第９図に示すと
同様な射出成形機を用い、樹脂温度が３００℃（その時
の溶融粘度は剪断速度が１０００ＳＣＣ−’　テオヨそ
３５００ボイステある）、スクリュー背圧ｓ　ＯＫｑ／
ｃｒｔｌとし、圧縮比が３のフルフライトスクリューを
用いて可塑化した後射出し、冷却完了後離型してカメラ
鏡胴を得た。

その真円度を計ったところ、レンズ嵌合部の真円度は２
２μｍであり、１００Ｆの荷重を加え、鏡胴の支持部の
みに力が加わるように取シ付けた落下試験機での耐衝撃
力は１６７Ｇであり、ともに良好であった（第６図り、
　　Ｄ’にその結果を示した）。成形品の一部を折って
、塩化メテレ／でポリカーボネートを洗い流し、残った
ガラス繊維を観察したところ、第４図の破線の棒グラフ
で示すように殆んどがアスペクト比５に揃っていたが、
一部アスペクト比が１ないし１以下のものが原料より増
していた。しかし、原料中のアスペクト比が１０および
１６付近のものは殆んど無くなっていた。

〔実施例２〕 実施例１と同様に直径１２１ｔｒｎであるがアスペクト
比は７になるように凹部を形成し、ガラス繊維の段階で
凹部から完全に折れ、アスペクト比の分布が７にきれい
に揃っているものを、分子量２０．０００のポリカーボ
ネートに重量分率で３５％になるようトライブレンドし
、フルフライトスクリューを用いた押出機で混練し、実
施例１と同様に乾燥し、同じ金型を用い圧縮比が２のフ
ルフライトスクリューを用いた射出成形機を用い、樹脂
温度を３２０℃（溶融粘度２５００ボイズ）、スクリュ
ー背圧２０にり／ＣＩＩｆとなるスクリュー回転数で可
塑化して成形した。

得られた成形品の真円度と耐衝撃強度は第５図のＥおよ
びＥ′に示す通り、真円度３０　ｐｍ　、耐衝撃力２０
６Ｇであった。

上記実施例においては、成形品寸法の繰り返しｍ度が極
めて良好であシ、その１個１個の成形品中のガラス繊維
のアスペクト比がどれも７近辺でそろっており、しかも
破砕された成分が少ないことがわかった。

〔実施例３〕 実施例１と同様に直径が１２μｍのガラス繊維を約３５
μｍピッチに凹部を形成し、ポリカーボネートに対し４
０％配合し、その他は全〈実施例１と同様に混線、成形
して成形品を得た。その時の真円度は１３７１ｍと極め
て良好であり、耐衝撃強度も１０７Ｇと満足であった（
第６図の点Ｆ。

１゛′参照）。

また成形品中のガラス繊維のアスペクト比の分布は３近
辺に極めて多く、やや幅広な分布であった。

また成形品の剛性は、ガラスｆｉ１．維が短かくなった
分を含有量でカバーすることによって実施例１とほぼ同
じ値であり、従来のガラス繊維３０％のポリカーボネー
トと同様の剛性であった。

〔比較例１〕 分子量２２　、ＯＯＯのポリカーボネートのみを実施例
１と同じ金型と成形機を用いて成形した場合の〕゛〔回
度は１８μｍと良好であったが、耐衝撃強度は７５Ｇと
やや不滑足であり、それ以外に剛性が不足し、レンズの
繰り出し動作がスムーズでないことがわかった（第６図
Ｃ２Ｃ′参照）。

〔比較例２〕 直径１２μｍでアスペクト比が第６図の曲線Ｇの分布の
　ルドファイバーを４ｏ％含有した分子量２１　、　Ｏ
ＯＯのポリカーボネートを実施例１と同様に成形して成
形品を得た。その真円度は１２．６／ｊｍと極めて良好
で、剛性も十分であったが、耐衝撃強度は６０Ｇしかな
く不良であった（第５図Ｂ、　　Ｂ’参照）。

〔比較例３〕 長さ３闘のチョツプドガラス繊維（直径１２μｍ）が３
０重重量−セントになるように分子ｆｉ２２．ｏｏ。

のポリカーボネートとトライブレンドした後、第８図に
示すスクリュー式押出機で混練した。この組成物中のガ
ラス繊維のアスペクト比の分布は第６図の曲線Ｈ′で示
され数平均アスペクト比は１６くらいであった。この組
成物を実施例１と同一条件で成形した時に得られた成形
品中のガラス繊維のアスペクト比の分布は、概ね第６図
の曲線Ｈの分布を有し、成形前の原料と比べ著しく低下
していた。その成形品の真円度は６０μｍと不良であっ
た。強度、剛性はともに優れていた（第６図Ｃ２Ｃ′参
照）。

また、わずかな成形条件の変動でアスペクト比の分布が
変化し、併せて真円度や直径等の寸法も変化しやすいこ
とがわかった。

発明の効果 本発明の第１の発明による効果は、カメラ鏡胴として必
要な、形状精度１強度、剛性を満たし、しかも射出成形
でできるので、安価である樹脂鏡胴が得られる。

本発明の第２の発明による効果は、予め、樹脂補強剤の
アスペクト比が決められているので安定して性能が発抑
できるとともに、混線装置中で破砕する必要がないので
装置の寿命が長い。

本発明の第３の発明による効果は、ガラスが軟かいうち
に凹部の形成を行なうので、破断させることなく連続的
に形成ができることと、連続したモノフィラメントのま
までも得られるので工程が容易である。

本発明の第４の発明による効果は、従来の混線装置や成
形装量を使っても、ねらったアスペクト比分布を有する
ガラス繊維含有組成物あるいは成形品が容易にできる。

本発明の第６の発明の効果は、特に高アスペクト比のガ
ラス繊維含有組成物の成形に有利であって、組成物の有
する性能を劣化することなく成形品が得られることと、
生産上の寸法のバラツキを抑えることにある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるガラス繊維製造装置
の概要を示す断面図、第２図は第１図の部分断面図、第
３図は第１図の製造装置により得られたガラス繊維の断
面図、第４図は本発明の一実施例におけるガラス繊維単
体および成形品中のガラス繊維のアスペクト比の分布を
表わすグラフ、第６図は本発明の実施例と比較例に用い
た従来例の成形品の真円度と強度を表わすグラフ、第６
図は第６図の比較例におけるガラス繊維のアスペクト比
の分布を表わすグラフ、第７図は一般的なＶＴＲズーム
カメラの断面図、第８図は一般的なスクリュー式押出機
の断面図、第９図は一般的な射出成形機の断面図、第１
０図は第９図のスクリューの外観図である。 １２・・・・・・突起、１３・・・・・・凹部、１４・
・・・・・ガラスＭ！維。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第７
図 ２’１ α〕 区 派

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス繊維を３５ないし４５重量パーセント含有
   し、このガラス繊維のアスペクト比の分布が７以下で９
   ０パーセント以上を占め、数平均アスペクト比が３以上
   であって、このガラス繊維がポリカーボネートもしくは
   ポリフェニレンオキサイドに分散された成形体よりなる
   カメラ鏡胴。
2. （２）ガラス繊維を３５ないし４５重量パーセント含有
   し、このガラス繊維のアスペクト比の分布が７以下で９
   ０パーセント以上を占め、数平均アスペクト比が３以上
   である熱可塑性樹脂組成物。
3. （３）アスペクト比の分布が７以下で９０パーセント以
   上を占め、数平均アスペクト比が３以上である樹脂補強
   剤。
4. （４）軟化状態のガラス繊維に突起物を押圧して繊維の
   一部にガラス繊維の径に対して７倍以下のピッチで凹部
   を形成する工程と、凹部が形成された前記ガラス繊維を
   固化状態において折り曲げることにより凹部から破断す
   る工程とよりなるガラス短繊維の製造方法。
5. （５）直径の７倍以下で３倍以上の距離で凹部が設けら
   れた樹脂補強用ガラス繊維。
6. （６）熱可塑性樹脂中にガラス繊維を分散した材料をイ
   ンラインスクリュー式射出成形機によりカメラ鏡胴を成
   形するにあたり、圧縮比が２以下のフルフライトスクリ
   ューを用い、スクリュー背圧が３０Ｋｇ／ｃｍ＾２以下
   で、樹脂の溶融粘度が３０００ポイズ以下になるシリン
   ダー温度を与えて可塑化した後、射出、冷却、離型を順
   次行なってなるカメラ用樹脂鏡胴の成形方法。