(57)【要約】【課題】強い力でかしめても、かしめ部付近に被覆された固体潤滑材が剥離しにくく、かつピン全体として十分な強度が確保されたかしめピンを提供する。その製造方法も、提供する。【解決手段】かしめピン１のかしめ部５については、基材として多孔質材を用いる。かしめピン１の全体に被覆された固体潤滑材は、かしめ部５においてアンカー効果で多孔質材と強く密着し、かしめた時に剥がれにくい。かしめピン１の軸部３には、十分な強度を有する金属を基材として用いる。軸部３とかしめ部５の間に相互拡散層４を形成することで、両者は強く接合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材の連結に使用されるかしめピンであって、
かしめ時に塑性変形するかしめ部は、
多孔質体からなるかしめ部基材と、
前記かしめ部基材を覆い、前記多孔質体との間で入り組んだ微細構造を構成する下地材と、
前記下地材を覆う表面層と、
を有することを特徴とするかしめピン。
【請求項２】
金属または合金からなる軸部を有し、
前記かしめ部基材と前記軸部は相互拡散層を介して接合されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のかしめピン。
【請求項３】
前記かしめ部基材の材料の熱膨張係数と、前記軸部の材料の熱膨張係数の差が、８．０×１０−６／℃以下である、
ことを特徴とする請求項２に記載のかしめピン。
【請求項４】
前記下地材が、ニッケルまたはニッケル合金を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか１項に記載のかしめピン。
【請求項５】
前記表面層が、ニッケルとフッ素系化合物を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか１項に記載のかしめピン。
【請求項６】
前記かしめ部基材と、前記軸部が、ＳＵＳ系材料を含む、
ことを特徴とする請求項２または３に記載のかしめピン。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちの何れか１項に記載のかしめピンに部品を位置合わせした後、前記かしめ部をかしめて前記部品を前記かしめピンに固定することを特徴とする部品の組み立て方法。
【請求項８】
請求項１乃至６のうちの何れか１項に記載のかしめピンに遮光羽根と羽根アームを位置合わせした後、前記かしめ部をかしめて前記遮光羽根を前記かしめピンに固定することを特徴とする光学シャッターの組み立て方法。
【請求項９】
部材の連結に使用されるかしめピンの製造方法であって、
かしめ時に塑性変形するかしめ部の基材として多孔質体を準備する工程と、
前記多孔質体とメッキ液を接触させ、前記多孔質体の上にニッケルまたはニッケル合金を含む下地を形成する工程と、
前記下地とメッキ液とは別のメッキ液を接触させ、ニッケルとフッ素系化合物を共析させる工程と、
を有することを特徴とするかしめピンの製造方法。
【請求項１０】
前記下地を形成する工程は、
前記多孔質体に前記メッキ液を含浸させ、前記多孔質体と前記下地が入り組んだ微細構造を形成する工程である、
ことを特徴とする請求項９に記載のかしめピンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ用フォーカルプレーンシャッターなどに用いるかしめピンに関し、対磨耗性および耐久性を向上させるとともに、固体潤滑膜の剥離によるごみの発生を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、デジタル一眼レフカメラ等の光学装置において、フォーカルプレーンシャッターが用いられている。フォーカルプレーンシャッターは多数の部材から構成されるが、たとえば遮光羽根とこれを駆動する羽根アームの連結には、かしめピンが用いられている。
【０００３】
かしめピンは、遮光羽根が高速で往復運動する際に、仕切り板やカバー部材などの部材と摺動するが、油やグリス等の液体潤滑剤が使用できないため、摺動部の表面をあらかじめ固体潤滑材料で被覆することが行われていた。
【０００４】
特許文献１には、羽根かしめ軸に、固体潤滑材料を分散させた共析メッキを施す技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５２１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
固体潤滑材料が被覆されたかしめピンを用いたシャッターにおいては、駆動を繰り返すと、かしめられた部分に被覆された固体潤滑材料が剥離して光学部品やセンサー上に飛散し、撮像に支障をきたす可能性があった。
【０００７】
特に最近は、フォーカルプレーンシャッターの幕速の高速化や、遮光羽根の大型化に対応するため、かしめ部には大きな輪転トルクに耐える強度が要求されるようになってきている。かしめ部の固定強度を向上させようとすると、かしめ部を塑性変形させるために付与する力（かしめ力）を増大させることになる。すると、かしめ部付近において、固体潤滑材料の被覆層にクラックが入り、シャッターとして使用する際に振動を受けたり他部材と摺動したりすると、被覆層が剥離しやすくなった。
【０００８】
本発明は、強い力でかしめても、かしめ部付近に被覆された固体潤滑材料が剥離しにくいかしめピンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のかしめピンは、部材の連結に使用されるかしめピンであって、かしめ時に塑性変形するかしめ部は、多孔質体からなるかしめ部基材と、前記かしめ部基材を覆い、前記多孔質体との間で入り組んだ微細構造を構成する下地材と、前記下地材を覆う表面層とを有することを特徴とするかしめピンである。
【００１０】
また、本発明は、部材の連結に使用されるかしめピンの製造方法であって、かしめ時に塑性変形するかしめ部の基材として多孔質体を準備する工程と、前記多孔質体とメッキ液を接触させ、前記多孔質体の上にニッケルまたはニッケル合金を含む下地を形成する工程と、前記下地とメッキ液とは別のメッキ液を接触させ、ニッケルとフッ素系化合物を共析させる工程とを有することを特徴とするかしめピンの製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、強い力でかしめても、かしめ部付近の被覆層が剥離しにくいかしめピンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係るかしめピンの模式的な断面図。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、実施形態に係るかしめピンの製造工程の各段階を示す図。
【図３】（ａ），（ｂ）は実施形態に係るかしめピンで部品を連結する手順を示す図。
【図４】（ａ），（ｂ）は従来のかしめピンの被覆が剥離しやすいことを示す模式図。（ｃ），（ｄ）は、実施形態に係るかしめピンの被覆のアンカー効果を示す模式図。
【図５】（ａ），（ｂ）は実施形態に係るかしめピンの拡散層の分析結果を示す図。
【図６】実施形態に係るかしめピンを使用したシャッターの部分平面図。
【図７】実施例３、実施例４のかしめピンの模式的な断面図。
【図８】実施例と比較例の評価結果を示す表図。
【図９】実施例と比較例の線膨張係数を示す表図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施形態であるかしめピンの断面を模式的に示した図である。図１において、１はかしめピンである。かしめピン１は、多孔質部２、軸部３、相互拡散層４を含んでいる。
【００１４】
軸部３は、他部材を支持したり、他部材と摺動する部分であり、十分な強度を持つ必要がある。金属や合金、たとえば、オーステナイト系ステンレス鋼のようなＳＵＳ系材料により形成される。
【００１５】
かしめ部基材としての多孔質部２は、多孔質体から成り、たとえば、ステンレス鋼の粉体を焼結することにより形成される。多孔質部２に含まれるかしめ部５は、かしめる時に塑性変形する部分である。
【００１６】
かしめ部基材としての多孔質部２の表面６と、軸部３の表面７は、不図示の固体潤滑材で被覆されている。他部材との間の摺動摩擦抵抗を低減するためである。たとえば、ニッケルやニッケル合金の下地層をメッキで形成し、その上にフッ素系化合物を共析させた複合金属による表面層を形成することにより、表面６と表面７を被覆することができる。
【００１７】
多孔質部２を構成する多孔質体の空孔率は、所定範囲に設定される。空孔率の上限は、かしめ部５をかしめた後に、この部分が十分な固定強度（機械強度）を保持すべき要請から決定される。一方、空孔率の下限は、多孔質体の表面に被覆された固体潤滑材の密着力を確保する要請から決定される。すなわち、メッキ液を多孔質体の空孔に含浸させることにより、固体潤滑材が多孔質体の空孔に入り込んだ微細構造を形成し、十分なアンカー効果を達成できるように、ある程度の空孔率が必要とされる。
【００１８】
図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すのは、アンカー効果を説明するための模式的な断面図である。図４（ａ）は、かしめ部の基部４１に多孔質体を用いないで、たとえばバルクの金属材料を用いた場合である。４２は、基部表面に被覆された固体潤滑材である。図４（ｂ）のように、かしめ部を塑性変形させると、固体潤滑材にひび割れが生じる。基部４１にバルクの金属材料を用いた場合、固体潤滑材４２と基部４１の密着力が十分ではないため、固体潤滑材は断片的に剥離しやすくなる。かしめ工程や、かしめ工程後の摺動や衝撃により、固体潤滑材が剥離してしまう可能性が大きい。
【００１９】
これに対して、図４（ｃ）は、かしめ部基材としての基部４３に多孔質体を用いた本発明の場合である。粉体を焼結することにより形成された多孔質体の表面近傍の隙間に、固体潤滑材が存在している様子を模式的に示している。図４（ｄ）のように、本発明の場合であっても、かしめ部を塑性変形させると、固体潤滑材４２にひび割れが生じる。しかし、基部を構成する多孔質体の隙間に固体潤滑材が存在しており、接着面積が多く、かつ多孔質体と固体潤滑材が微細に入り組んだ構造をしている形状効果により、高い密着性が確保されている。このため、かしめ部を塑性変形させても、固体潤滑材が断片的に剥離することが抑制されている。
【００２０】
図１の説明に戻り、かしめピンの機械強度を確保するため、多孔質部２と軸部３は、相互拡散層４を介して接続しているのが望ましい。相互拡散層４の厚みの下限は、多孔質部２と軸部３の接合強度を十分に確保する要請から決定されるのが望ましい。一方、相互拡散層４の厚みを増大させるためプロセス温度を高くし過ぎると、多孔質体が溶融してしまい所定の空孔率を維持できなくなる。すると、固体潤滑材料を形成するためのメッキ液を含浸させる空孔が存在しなくなり、微細に入り組んだ構造を形成できなくなり、固体潤滑材料が剥離しやすくなってしまう。そこで、相互拡散層４の厚みの上限は、多孔質体の空孔率を所定範囲内に維持する要請から決定される。
【００２１】
なお、多孔質部２と軸部３の材料としては、熱膨張係数の差が比較的小さな材料の組み合わせを用いるのが望ましい。具体的には、熱膨張係数の差が８．０×１０−６／℃以下である材料の組み合わせが望ましい。熱膨張係数の差が比較的小さな材料の組み合わせを選ばないと、多孔質体を形成する工程中の昇温や冷却時に多孔質部２と軸部３の間で微細な位置ずれ等が生じ、相互拡散層が十分に形成されず、拡散接合が十分に行われない恐れがあるからである。
【００２２】
図１のかしめピンは、遮光羽根と羽根アームを連結するための羽根かしめピンとして好適に用いられるが、本発明の実施に係るかしめピンの形状や用途はこれに限定されるものではない。
【実施例】
【００２３】
〔実施例１〕
実施例１は、カメラ用シャッターの組み立てに用いられる羽根かしめピンで、図１の断面構造を有する。各部の名称は、すでに説明した通りである。
【００２４】
実施例１のかしめピン１の軸部３は、オーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３０４より成る。ＳＵＳ３０４の熱膨張係数は、１７．３×１０−６／℃である。
【００２５】
また、多孔質部２は、平均粒径１０（μｍ）のＳＵＳ３１６の粉体を焼結して得られた多孔質体より成る。ただし多孔質体の原料となる粉体の粒径はこれに限定されるものではない。また、ＳＵＳ３１６およびその粉体を焼結して得られた多孔質体の熱膨張係数は、１６．０×１０−６／℃である。
【００２６】
かしめ部５を含む多孔質部２の表面６と、軸部３の表面７は、不図示の固体潤滑材で被覆されている。具体的には、表面６と表面７には、ニッケルまたはニッケル合金を成分に含む下地材が付与されており、その上にニッケルとフッ素系化合物を成分に含む表面層が設けられている。多孔質部２の表面６においては、表面近傍の多孔質体の隙間（孔）には、下地材が入り込み、多孔質体の空孔との間で入り組んだ微細構造を構成している。
【００２７】
相互拡散層４は、ＳＵＳ３１６の粉体を焼結して得られた多孔質体の成分と、軸部３のＳＵＳ３０４の成分が、相互に拡散した領域である。
【００２８】
次に、実施例１の羽根かしめピンを製造する方法について具体的に説明する。図２（ａ）から図２（ｄ）に示される断面図を用いて、本実施例の製造工程を示す。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、ＳＵＳ３０４を原料とし、引き抜き加工により形成した外径φ１０（ｍｍ）の円柱部材２１を準備する。
【００３０】
次に、円柱部材２１の上面中央部に、エンドミルにより内径φ５（ｍｍ）の穴を開け、図２（ｂ）に示す断面形状を有する部材２３を得る。
【００３１】
次に、部材２３の穴に、平均粒径１０（μｍ）のＳＵＳ３１６の粉体を加圧充填する。そして、真空雰囲気中で、ＳＵＳ３１６の融点よりも低い１１００℃の温度で３０分の加熱処理を行い、図２（ｃ）に示す断面形状を有する部材を得る。融点よりも低い温度で処理するのは、粉体の原料を焼結させて多孔質の焼結体を生成するためである。この工程により、かしめピン１の多孔質部２を構成する多孔質体が準備される。
【００３２】
ＳＵＳ３１６の粉体を加熱処理した結果生成された多孔質部２５は、空孔率が５％以上の多孔質材から成る。空孔率は、かしめピン１が完成した後、多孔質部２の一部をサンプルとして切り出し、アルキメデス法を用いて測定することができる。あるいは、切り出したサンプルの断面を撮像し、画像を統計処理することによっても測定することができる。
【００３３】
相互拡散層２４は、ＳＵＳ３１６の粉体を焼結して得られた多孔質体の材料成分とＳＵＳ３１６の材料成分が、上記の加熱処理により相互に拡散することで形成された領域である。
【００３４】
相互拡散層２４の存在は、以下の方法で確認した。完成したかしめピン１を、多孔質材側から軸部の方向に研磨し、軸深さ方向の元素分布をグロー放電発光分光分析法により測定した。測定器は、株式会社堀場製作所社製（ＧＤ-ＰＲＯＦＴＬＥＲ２）を用い、測定面はエタノールで洗浄後、放電範囲φ４ｍｍの条件で測定した。
【００３５】
図５に測定結果を示すが、孔質材と軸部との間に、成分比率の組成割合が連続的に変化している相互拡散層の存在を確認した。厳密には材料ごとに拡散速度が異なるため、材料によって相互拡散領域の厚さは異なるが、Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｎの成分に関し、おおむね２０μｍの相互拡散層が形成されていると評価できる。
【００３６】
なお、実施例１のかしめピンは、多孔質部２と軸部３の材料として、ＳＵＳ３１６とＳＵＳ３０４のように、熱膨張係数の差が比較的小さな材料の組み合わせが用いられている。前述のように、多孔質部を形成するときには、粉体の材料の融点よりも低い温度で加熱される。熱膨張係数の差が比較的大きな材料の組み合わせを選ぶと、焼成工程中の昇温や冷却時にバルク材と粉体の境界で位置ずれ等が生じ、相互拡散接合が好適に行われない恐れがある。実施例１では、熱膨張係数の差が比較的小さな材料の組み合わせが用いられているので、十分な厚さの相互拡散層が形成されている。
【００３７】
次に、図２（ｄ）に示すかしめピン形状を有する部材２６になるよう、切削加工を行う。
【００３８】
次に、部材２６の表面に下地材、表面層の順で被覆する。
【００３９】
まず、部材２６の表面に対してアルカリ脱脂処理を行い、続いて酸活性処理を施す。その後、下地材をコートする。具体的には、日本カニゼン株式会社製のめっき液であるシューマー−ＳＥ−６６０（商品名）を用いて、無電解めっき法によりＮｉ−Ｐめっきを施した。部材２６を９０度Ｃのメッキ液に１５分間浸漬してメッキ液と十分に接触させ、約３μｍ厚の下地材で部材２６の表面を被覆した。
【００４０】
続いて、表面層をコートする。具体的には、日本カニゼン株式会社製のめっき液であるカニフロンＳＥＦ−１５０−Ｆを用いて、無電解メッキ法によりＮｉ−Ｐ−ＰＴＦＥ共析めっきを施した。部材２６を、９０度Ｃのメッキ液に１５分間浸漬してメッキ液と十分に接触させ、約２μｍ厚の表面層で下地材を被覆した。なお、表面層中に含まれるＰＴＦＥは、約３４体積％であった。
【００４１】
その後、表面層の摩擦係数を低下させるとともに、硬度を高くするため、熱処理を行う。具体的には、３４０度Ｃで１時間保持した後、冷却した。
【００４２】
以上の製造方法により、図１のかしめピン１を製造した。
【００４３】
なお、上記の製造方法は一例であり、本発明のかしめピンの製造方法はこれに限られるものではない。
【００４４】
次に、実施例１のかしめピンを用いて、遮光羽根と羽根アームを連結する例を説明する。図６に示すのは、デジタル一眼レフカメラで好適に用いられる光学シャッターの一部である。部品としての遮光羽根３１と羽根アーム３２が、かしめピン１で連結されている。
【００４５】
図３（ａ）、（ｂ）は、遮光羽根３１と羽根アーム３２をかしめピン１で連結する際の手順を示すための模式的な断面図である。
【００４６】
まず、図３（ａ）に示すように、かしめピン１に対して遮光羽根３１と羽根アーム３２位置合わせする。次に、不図示の工具を用いて、かしめ部５をかしめ、図３（ｂ）に示すように遮光羽根３１をかしめピン１に固定する。かしめ部５は、塑性変形し、遮光羽根固定部３５となる。羽根アーム３２は、かしめピン１を軸として回転可能に保持されるが、軸部３の表面７は、固体潤滑材で被覆されているので、羽根アーム３２が摺動するのに問題ない。遮光羽根固定部３５は、図６では図示していないシャッター仕切り板と摺動する場合があるが、すでに説明したように固体潤滑材で被覆されている。固体潤滑材が多孔質体の空孔に入り込んだ微細構造を形成しており、アンカー効果で密着性が確保されているので、かしめ時にひび割れていても、剥離して脱落する可能性は極めて低く、長期間の使用に耐えるシャッターが提供される。
【００４７】
〔実施例２〕
実施例２のかしめピンも、図１に示す構造を有するが、軸部３と多孔質部２は実施例１とは異なる材料で形成されている。
【００４８】
実施例２の軸部３の材料は、フェライト系ステンレス鋼のＳＵＳ４３０で、熱膨張係数は１０.４×１０−６／℃である。
【００４９】
また、多孔質部２は、平均粒径１０（μｍ）のＳＵＳ４２０Ｊ２の粉体を焼結した多孔質材から成る。ただし多孔質材の原料となる粉体の粒径はこれに限定されるものではない。また、ＳＵＳ４２０Ｊ２およびその粉体を焼結して得られた多孔質体の熱膨張係数は、１０．３×１０−６／℃である。
【００５０】
かしめ部５を含む多孔質部２の表面６と、軸部３の表面７は、不図示の固体潤滑材で被覆されている。すなわち、表面６と表面７には、ニッケルまたはニッケル合金を成分に含む下地材がメッキにより付与されており、その上にニッケルとフッ素系化合物を成分に含む表面層が共析により設けられている。多孔質部２の表面６においては、下地材を被覆する際に、表面近傍の多孔質体の隙間（孔）に下地材のメッキ液が含浸する。したがって、固体潤滑材が多孔質体に入り込んだ微細構造が形成されているといえる。
【００５１】
相互拡散層４は、ＳＵＳ４２０Ｊ２を原料とする多孔質体の成分と、軸部３のＳＵＳ４３０の成分が、相互に拡散した領域である。
【００５２】
実施例２のかしめピンの製造方法については、先に述べた実施例１と同様のため説明を省略する。
【００５３】
なお、実施例２のかしめピンは、多孔質部２と軸部３の材料として、ＳＵＳ４２０Ｊ２とＳＵＳ４３０のように、熱膨張係数の差が比較的小さな材料の組み合わせが用いられている。実施例１で説明したように、多孔質部の空孔率を確保するため、多孔質部を形成するための粉体の材料の融点よりも低い温度で加熱される。熱膨張係数の差が比較的大きな材料の組み合わせを選ぶと、焼成工程中の昇温や冷却時にバルク材と粉体の境界で位置ずれ等が生じ、相互拡散接合が好適に行われない恐れがある。実施例２では、熱膨張係数の差が比較的小さな材料の組み合わせが用いられているので、十分な厚さの相互拡散層が形成されている。
【００５４】
実施例２のかしめピンも、実施例１と同様に、遮光羽根と羽根アームを連結する用途に好適に用いられる。
【００５５】
［実施例３］
図７に、実施例３のかしめピン７１の断面構造を模式的に示す。７２は多孔質部、７３は軸部である。実施例３では、多孔質部７２と軸部７３の材料として、熱膨張係数の差が比較的大きな材料の組み合わせを用いた。すなわち、軸部７３の材料は、オーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３０４である。また、多孔質部７２は、ＳＵＳ４２０Ｊ２の平均粒径１０（μm）の粉体を焼結した多孔質材料より成る。ＳＵＳ３０４の熱膨張係数は１７.３×１０−６／℃で、ＳＵＳ４２０Ｊ２を焼結した多孔質部の熱膨張係数は１０．３×１０−６／℃である。
【００５６】
実施例３のかしめピンの製造方法は、図２で説明した製造工程を概略等しいので、説明を省略する。
【００５７】
実施例３のかしめピンは、多孔質部７２と軸部７３の境界部に相互拡散層がほとんど存在しないか、存在しても極めて薄い点において、実施例１や実施例２のかしめピンと異なる。多孔質部７２と軸部７３を構成する材料の熱膨張係数の差が大きいため、熱プロセス中に熱応力がかかり、相互拡散層の形成が促進されなかったためと推測される。
【００５８】
［実施例４］
実施例４の断面構造も、図７で模式的に示される。
【００５９】
実施例４では、多孔質部７２と軸部７３の材料として、熱膨張係数の差が比較的大きな材料の組み合わせを用いた。すなわち、軸部７３の材料は、オーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ４３０である。また、多孔質部７２は、ＳＵＳ３１６の平均粒径１０（μm）の粉体を焼結した多孔質材料より成る。ＳＵＳ４３０の熱膨張係数は１０.４×１０−６／℃で、ＳＵＳ３１６を焼結した多孔質部の熱膨張係数は１６．０×１０−６／℃である。
【００６０】
実施例４のかしめピンの製造方法は、図２で説明した製造工程を概略等しいので、説明を省略する。
【００６１】
実施例４のかしめピンは、多孔質部７２と軸部７３の境界部に相互拡散層がほとんど存在しないか、存在しても極めて薄い点において、実施例１や実施例２のかしめピンと異なる。多孔質部７２と軸部７３を構成する材料の熱膨張係数の差が大きいため、熱プロセス中に熱応力がかかり、相互拡散層の形成が促進されなかったためと推測される。
【００６２】
［実施例５］
実施例５のかしめピンは、軸部を含むかしめピン全体を、多孔質材料で構成した点で、実施例１や実施例２のかしめピンと異なる。平均粒径１０（μm）のＳＵＳ３１６の粉体を焼成して、円筒形の多孔質部材を形成し、その後機械加工によって、外形形状が実施例１のかしめピンの外形形状と等しくなるように切削加工した。
【００６３】
その後、上記切削加工された部材表面をニッケルやニッケル合金の下地層と、この下地層を覆いフッ素系化合物を共析させた複合金属による表面層をめっきにて被覆した。
【００６４】
次に、比較例を説明する。
【００６５】
［比較例］
比較例のかしめピンは、従来行われていたように、軸部を含むかしめピン全体をバルクの金属材料で構成した点で、実施例のかしめピンと異なる。すなわち、比較例のかしめピンは多孔質材を含んでいない。
【００６６】
比較例のかしめピン材料は、オーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３０４である。ＳＵＳ３０４のバルク材を引き抜き加工して、円筒形の部材を形成し、その後機械加工によって、外形形状が実施例１のかしめピンと等しくなるように切削加工した。
【００６７】
その後、上記切削加工された部材表面をニッケルやニッケル合金の下地層と、この下地層を覆いフッ素系化合物を共析させた複合金属による表面層をめっきにて被覆した。なお、比較例のかしめピンは、かしめ部が多孔質材料では形成されていないため、固体潤滑材が多孔質体に入り込んだときに形成されるような微細構造は形成されていない。このため、後述するように下地層の密着力が小さい。
【００６８】
［評価］
以上説明した実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５、比較例について、かしめピンとしての実用特性を評価した。
【００６９】
評価項目は、（１）かしめ部の固体潤滑膜はがれの有無、（２）かしめ時の構造破壊の有無、（３）軸部強度、である。
【００７０】
（１）かしめ部の固体潤滑膜はがれの有無
図３を用いて説明したように、遮光羽根を固定するため、かしめ部は強い力でかしめられ、塑性変形する。この際に、めっきで被覆された固体潤滑膜も変形し、膜中にひびが入る。各実施例と比較例について、シャッター使用時の振動や他部材との摺動により、かしめピンの固体潤滑膜が断片的に剥離するか否かを試験した。
【００７１】
実施例１と実施例２は、多孔質部の表面近傍の空孔にめっき液が含浸することで、固体潤滑材が多孔質体に入り込んだ微細構造が形成されており、アンカー効果で密着しているため、固体潤滑膜の剥離はほとんど観察されなかった。すなわち、一眼レフカメラ用シャッターに要求される実用寿命に鑑み、駆動耐久試験をしても、ほとんど固体潤滑膜の剥離は観察されなかった。実施例３、実施例４、実施例５も、実施例１や実施例２と同様にかしめ部の基材が多孔質材であるため、ほとんど固体潤滑膜の剥離は観察されなかった。一方、比較例は、かしめ部の基材が多孔質材ではないため、かしめ工具を使ってかしめる際にも、かしめた後にシャッターとして使用する際にも固体潤滑膜の剥離が観察され、実施例と比較して実用特性が不十分であると評価された。
【００７２】
（２）かしめ時の構造破壊の有無
図３を用いて説明したように、遮光羽根を固定するため、かしめ部は強い力でかしめられるが、この際にはかしめ部以外のかしめピンの各部にも応力がかかる。したがって、ピンの構造に異種材料が接合された部分があると、接合強度が弱いと応力によって破壊する可能性がある。この、かしめ工程における破壊の有無を評価した。
【００７３】
実施例１および実施例２のかしめピンは、かしめる工程において、多孔質部２と軸部３の接合部が破壊することはなかった。これに対して、実施例３と実施例４においては、シャッター組み立て時のかしめ工程において強い力でかしめた場合には、多孔質部２と軸部３の接合部が破壊する場合があった。実施例５と比較例は、それぞれ単一の材料でかしめピンの基本構造が形成されているため、異種材料の接合部が破壊するという問題は、そもそも生じなかった。
【００７４】
実施例１および実施例２のかしめピンは、多孔質部２と軸部３の材料として熱膨張係数の差が小さな材料の組み合わせが用いられており、しかも、相互拡散層４を介して強固に接合されている。このため、かしめ時に強い力がかかっても、多孔質部２と軸部３の接合部が破壊されなかったと理解される。また、光学シャッターとして長期間使用しても、振動や衝撃で多孔質部２と軸部３の接合部が破壊されることは、ほとんどないといえる。
【００７５】
一方、実施例３と実施例４においては、多孔質部２と軸部３の材料として熱膨張係数の差が大きな材料の組み合わせが用いられており、十分な厚さの相互拡散層が形成されていない。このため、かしめ工程で大きな力が印加された場合には、多孔質部２と軸部３の界面で破壊が発生する場合があったと解釈できる。したがって、実施例３と実施例４のかしめピンは、製造時の歩留まりや耐久性の点で、実施例１および実施例２のかしめピンには及ばないが、固体潤滑膜はがれは無いので、用途を選べば実用可能である。
【００７６】
（３）軸部強度
かしめピンの軸部３は、シャッターとして組み立てられた後、羽根アームの駆動力を伝達するため、シャッターを駆動するたびに衝撃力を受ける。固体潤滑材で摺動抵抗が低減されるとしても、軸部には軸基材として十分な強度が必要とされる。そこで、実施例と比較例について、軸部の硬度を測定した。
【００７７】
まず、硬度測定方法について説明する。硬度測定は、日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｚ  ２２４４（２００９）に基づくビッカース硬さ測定方法に従って行った。
【００７８】
各実施例および比較例のかしめピンの軸部の外周表面から、固体潤滑膜を除去した。３ミクロン相当のラッピングフィルムを用い、測定面の表面粗さが硬度測定に影響を与えない状態まで軸部の基材表面を研磨し、その面の硬度を測定した。
【００７９】
測定器は、株式会社島津製作所社製の「ＨＭＶ-２ＴＡＤＷ」（商品名）を用いた。測定荷重は９８０．７ｍＮで、測定荷重が負荷されてから１０ｓｅｃの間荷重を保持した。１本の試験片で測定場所を変え略等間隔となるように繰り返し５回の測定を行った。これを２本の試験片について合計１０回の測定を行い、その測定データの平均値を算出し表面硬度とした。
【００８０】
実施例１および実施例２のかしめピンは、硬度の高い材料で軸部３を形成しているため、光学シャッターの可動部を連結する軸部として十分な強度を確保している。すなわち、それぞれ２１０Ｈｖと１９０Ｈｖの硬度を有しており、光学シャッターを駆動する際に、軸部３が羽根アーム３２から機械的な衝撃を受けるとしても、十分に耐え得る。
【００８１】
また、実施例３、実施例４、比較例は、いずれも軸部の基材が、実施例１および実施例２と同様にＳＵＳ系材料のバルク材のため、高い硬度があった。
【００８２】
一方、実施例５は、軸部の基材が多孔質材のため、実施例１や実施例２と比較して、約５割〜６割程度の硬度にとどまった。したがって、実施例５は、軸強度の点で実施例１および実施例２のかしめピンには及ばないが、固体潤滑膜はがれは無いので、用途を選べば実用可能である。
【００８３】
以上の評価結果を、まとめて図８に示す。
【００８４】
固体潤滑膜の剥離が極めて少ないという点で、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５は、従来技術を実施した比較例に対して優れている。各実施例のうち、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４は軸部強度が大きい点で、実施例５に比べて実用性が高い。また、各実施例のうち、実施例１と実施例２には、十分な厚さの相互拡散層が形成されているため、実施例３や実施例４と比べてかしめ時に界面破壊が発生する可能性が小さい。
【００８５】
また、図９に示すように、軸部を構成する材料と多孔質部を構成する材料の熱膨張係数の差が８．０×１０−６／℃以下の範囲である材料の組み合わせが特に望ましい。図９では、軸部を構成する材料の熱膨張係数が縦軸で、多孔質部を構成する材料の熱膨張係数が横軸で示されている。例示として、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４をプロットしている。
【００８６】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明の実施形態は、これらに限られるものではない。
【００８７】
たとえば、下地材は、無電解めっき法に限らず、一般的な電気めっき法や、ストライクめっき法などによって形成することができる。電気めっき法を採用する場合、スルファミン酸ニッケル浴，硫酸ニッケル浴，塩化ニッケル浴またはこれらの混合浴，さらにはニッケル合金浴などの公知のめっき浴を用いることができる。無電解めっき法を採用する場合、無電解ニッケル−リンめっき浴が好ましいが、ニッケルおよびリンの他に他の１種類以上の金属元素を含む無電解めっき浴など、めっき液製造販売店などから入手可能な一般的なめっき浴を広く用いることができる。無電解ニッケル−リンめっき浴を用いて形成された下地材に含まれるリンの割合に関し、特に規定はないが、下地層の耐摩耗性および硬度ならびにめっき処理での析出速度を考慮すると、１〜１２重量％程度のリンの含有量が推奨される。
【００８８】
下地材を被覆する表面層に含まれるフッ素系化合物は、必ずしもポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）に限られない。めっき液中に分散可能であって、かつ共析するものであればよい。例えば、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ），四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ），エチレン四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などを挙げることができる。表面層はフッ素系化合物以外にニッケルやリンなどの金属元素を２種類以上含むことができる。
【００８９】
また、多孔質体と軸部は、強度の面からＳＵＳ系材料を用いたが、これに限られるものではない。
【００９０】
また、本発明のかしめピンの用途は、デジタル一眼レフカメラ用の光学シャッターの組み立てに限られたものではなく、異なる用途であっても要求スペックに応じて形状や材料を適宜変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１・・・かしめピン／２・・・多孔質部／３・・・軸部／４・・・相互拡散層／５・・・かしめ部／６・・・多孔質部の表面／７・・・軸部の表面／３１・・・遮光羽根／３２・・・羽根アーム／４２・・・固体潤滑材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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