JPS63108785A - バイモルフ駆動素子 - 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、産業上の利用分野 本発明は、カメラシャッター等の駆動素子に用いられる
バイモルフに関する。

口、従来の技術 機構駆動素子に用いられるバイモルフは、従来外側電極
であるＡｇ電極等が、バイモルフが被駆動機構に駆動力
を伝達する摺動部まで形成されており、このＡｇ電極は
湿度によって容易に表面被膜が形成されるために、摺動
部の表面が粗くなり、従って、摺動部の空振が増大し、
駆動力の不足をきたすと云う問題点があった。

ハ９発明が解決しようとする問題点 バイモルフが環境（湿度等）の変化によって、被駆動部
との摺動部の窄擦が増大し、駆動力が減少すると云う問
題点を解消し、環境（湿度等）の変化によって摺動部の
表面状態が変化しないようなバイモルフを提供し、バイ
モルフの機構全体としての駆動力の安定性と駆動精度の
向上と駆動能力の向上を計ることを目的とする。

二０問題点解決のための手段 駆動素子であるバイモルフにおいて、被駆動機構との摺
動連結部と摺接する面範囲の表面電極をなくし、セラミ
ックを露出させた。

ホ１作用 本発明はバイモルフの駆動力の伝達効率の経時的な安定
性を向上させようとする発明である。バイモルフの駆動
力はバイモルフの先端変位の形で与えられており、その
変位を被駆動機構に伝達する際に、バイモルフと被駆動
機構との間に摺動する部分ができる０本発明は、従来こ
の摺動部の表面に形成されている化学的に不安定なＡｇ
電極を削除し、表面が環境の変化特に湿度変化に対して
安定しているセラミックを上記摺動部の表面に露出させ
て、摺動部の摩擦の低減及び環境（湿度等）の変化に対
して摩擦力が増大するのを防止するへ、実施例 本発明の具体的な作用効果の理解を容易にするため、バ
イモルフを駆動源として用いる例を第２図に示す、第２
図に本発明のバイモルフの使用例を示す、この使用例は
シャッターが絞りを兼ねて、被写体輝度によって決まる
開口値まで、一定速度で開いて行く型のシャッター装置
であり、右端で片支持のバイモルフ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るものである。即ち、バイモルフ１
４の左端は、軸１６により枢支されたレバー１２の左端
部に立てられた２本のビン１２Ｃ１１２ｄに挟まれてお
り、バイモルフ１４の左端の変位によりレバー１２が回
動して、２枚のシャッター羽根２，４を駆動する。

以上がバイモルフ１４を駆動源としたシャッターの動作
である。上述したシャッターの開閉速度は絶えず一定に
行わなければならない、そのためにシャッターの駆動源
として用いられるバイモルフは、駆動力を安定させる必
要があり、そのためにはバイモルフ印加電圧の時間的変
化の直線性も大事であるが、駆動力伝達部である先端部
の面精度の高さ及び摩擦力の安定性が要求される。第４
図に拡大して示した様にバイモルフ１４の先端を開閉レ
バー１２の先端のコの字形の部分に設けられたビン１２
ｃ、１２ｄで挟持してシャッター羽根を動かすわけであ
るが、バイモルフが矢印の方向に変位した時、ビン１２
ｃ及び１２ｄの軌跡は、軸１６を中心とした回転方向と
なり、バイモルフ１４とビン１２ｃ、１２ｄの接触部分
は同一点での接触ではなく、ビン１２ｃ、１２ｄがバイ
モルフ１４の表面を擦りながら動くことになる。従って
、この接触部分の摩擦が大きければ、開閉レバー１２の
動作が悪くなり、シャッターの開日持性に悪影響を及ぼ
す、バイモルフの力量が摩擦力に比べて充分に大きけれ
ば問題のない話であるが、実際には、バイモルフの力量
は、シャッターの各部の摩擦、例えば、シャッター羽根
の摩擦力に対して、数倍程度の力量しかないので、バイ
モルフと開閉レバー先端のビンとの摩擦は無視出来ない
。

一方、バイモルフそのものについて考えると、第６図に
示すように、バイモルフの外側電極は、一般にはコスト
やハンダ付けの容易さから、銀（Ａｇ）の電極が用いら
れている。所が、銀を極は酸化しやすく、特に湿度の高
いところでは、たやすく錆びてしまい、表面状態が非常
に悪くなる。

又、バイモルフは２枚のセラミックを金属板（シム材）
に接着した構造になっているが、この接着材が、第５図
に示すようにはみだしてバイモルフの先端表面に付着し
てしまうことがあり、この場合もバイモルフ先端部の平
面度や摩擦係数に悪影響を及ぼす。

本発明は以上の問題点を解決することを目的とするもの
である。

まず、本発明の一実施例を第１図で説明する。

１４はバイモルフで第２図に示すように一方の端を保持
し、他方の先端部を開閉レバー１２のビン１２ｃ、１２
ｄと接触さぜ、電圧によって生じる駆動力をシャッター
駆動機構（第２図〉に伝達する。１４ａはＡｇｔ極でバ
イモルフ１４の外表面を形成しており、バイモルフ１４
の作用部である開閉レバー１２のビン１２ｅ、１２ｄと
接触する先端の部分は取除かれ、その下部にあるセラミ
ック１４ｂが電気接続が可能なように露出して、開閉レ
バー１２のビン１２ｃ、１２ｄと接触している。もう一
方の先端部である保持部はバイモルフ１４の基板である
シム材１４ｄが露出され、保持板１８（第２図）で保持
されている。セラミック１４ｂは焼結体であるから温度
、湿度に対して安定であり、又、面積度も非常に高く形
成されているので、摩擦も非常に低く、ビン１２ｃ、１
２ｄとの摺動において空振損失が少なく、従って、開閉
レバー１２の駆動に対して有効である。１４Ｃはセム材
１４ｄとセラミック１４ｂを接着する接着付である。

表面電極のない部分では、バイモルフの駆動力は発生し
ないのであるが、バイモルフ先端の変位量及び駆動力は
固定端に近い部程度寄与が大きいので、先端付近の電極
がなくなっても、バイモルフの能力は殆ど変動しないの
である。

第３図に本発明のバイモルフの製造方法の一実施例を示
す０本実施例においては、所望の長さのバイモルフ１４
を作用部側で背合わせ状態にした２倍の長さのバイモル
フ１４を作り、その作用部側端面である中央をダイシン
グで切り出すことにより、作用部側の端面及び表面に接
着材がはみ出ることがなくなる。

なお、以下に本発明バイモルフの使用例である第２図の
シャッター機構について説明する。

先ず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。シャッター羽根２及び４に設けられた長
孔２ｂ、４ｂは開閉レバー１２に設けられた係合ビン１
２ａ。

１２ｂと係合し、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。

シャッター羽根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６ａを開閉
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１０の測定値’Ｗ　１０　ａにおいて、小孔２
Ａと４Ａは羽根開口直前に、小孔２Ｂと４Ｂは最小口径
絞りまで開いた時点で、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、光検出素子１０
を設置するための切欠６ｂ、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２
ｂ、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１２ｃ、１２ｄを設けられている。バイモルフ１４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、バイモルフ１４が保持板１
８側の端を固定端として時計方向に回動変位し、これに
より駆動力が発生する。その駆動力により開閉レバー１
２が時計方向に回動駆動されると、ビン１２ａ及び１２
ｂ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４Ｄ、２Ｅと４Ｅが順次
互いに重なり合う、光検出素子１０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
定したシャッター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を第５図に示す、第
５図において１点線で囲まれた充電回路２７はバイモル
フＢｉ（第一図乃至第４図における］４）をトランジス
ターＴｒ３のルクター回路に挿入し、ベース電圧が一定
部ちベース・エミッター間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バイモルフＢｉが
定電流で充電されるようにする回路である。

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値を読み取るフィルム感度読取回路、
２３は第２図の光検出素子１ｏを回路に組込んだ開口位
置検出回路である。２４は演算回路で輝度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。バイモルフ
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を定電流で充電しなり、充電された
電荷をはり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る。尚、バイモルフ１４　（Ｂｉ）
は第５図（Ｂ）に示したように、中央電極が昇圧回路側
、両側電極がトランジスターＴｒ３のコレクター側に接
続され、中央電極と両側電極との間に正の電圧が印加さ
れることにより、第２図（Ａ）で保持板１８側の一端を
固定端として時計方向に回動変位する方向に取付るもの
とする。

不図示のメインスイッチがＯＮ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
。続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ＯＮＬ昇圧回路２６を除く他の回
路に給ｔＶ１が行われる。これにより測光回路２１が働
き、被写体の輝度をＢｖ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値として演算回路２４に出力する、演算回路２４は上
記入力された輝度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５図（Ｃ）に示すように、ト
ランジスタＴｒ１．．Ｔｒ２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Ｔｒ
３及びＴｒ４はＯＦＦの状態で、バイモルフＢｉの充電
電荷は０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０レベル、端子すには引続きハイレベルの信
号を出力し、第５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Ｔｒ２を０ＦＦＬ、トランジス
タＴｒ３をＯＮする。トランジスタＴｒ３は定電流１１
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Ｔｒ３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１１が一定とな
る。尚ＶＲは定電流１１を調整する為の可変抵抗である
。上記のように、バイモルフＢｉが定電流Ｉｌ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バイモ
ルフＢｉに発生してくる。この駆動力により上述したよ
うにシャッターが開口されていく、シャッターが開口し
ていくと、開口位置検出回路２３からシャッターの開口
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Ｏレベルの信号を出力し、第５図（Ｃ）に示すように
、トランジスタＴｒ２をＯＮし、トランジスタＴｒ３を
ＯＦＦして、シャッ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ＴｒｌをＯＦＦ
し、トランジスタＴｒ４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、シャッターと閉成する
。第５図（Ｃ）に上記各トランジスターの作動信号図を
示す。

ト、効果 本発明によれば、バイモルフの摺動部で電極をなくして
、セラミックを露出させることで、温度、湿度にかかわ
りなく、摺動部の摩擦が一定になり機構全体としての駆
動力が安定した。また、セラミック表面の面積度が良い
ので摩擦が小さくなり、駆動能力及び駆動精度が向上し
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は上記実施
例の機構部で（Ａ）図は平面図、（Ｂ）図は断面図、第
３図は上記実施例のバイモルフの製造方法の説明図、第
４図はバイモルフの駆動説明図、第５図は本発明の一実
施例の回路構成で（Ａ）図は回路図、（Ｂ）図はバイモ
ルフの配線図、（Ｃ）図は回路動作のタイムチャート、
第６図は従来例の断面図である。 １２ｃ・・・ビン、１２ｄ・・・ピン、１４・・・バイ
モルフ、１４ａ・・・Ａｇ電極、１４ｂ・・・セラミッ
ク、１４Ｃ・・・接着剤、１５・・・シム材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　バイモルフの被駆動機構との摺動連結部において、摺
   接する面範囲の表面電極をなくし、セラミックを露出さ
   せたことを特徴とするバイモルフ駆動素子。