(57)【要約】【課題】平面性に優れ且つ強度に方向依存性のない光学機器用遮光羽根材を提供する。【解決手段】遮光羽根材料は、平面的に配された炭素繊維と、これを包含する熱硬化性のマトリクス樹脂とからなる繊維強化プリプレグシートを、複数枚積層して加圧加熱硬化したラミネート構造である。繊維強化プリプレグシートの一層又は二層以上が、２方向ないし４方向に交差して織り込まれた炭素繊維をマトリクス樹脂で含浸した織込構造を有する。例えば、３枚を重ねて積層にした繊維強化プリプレグシート１，２，３の全てが、炭素繊維を２方向に交差して織り込んだ織込構造を有する。或いは、表層及び中間層を含む少くとも３枚を重ねて積層にした繊維強化プリプレグシートのうち、中間層は炭素繊維を２方向ないし４方向に交差して織り込んだ織込構造を有する一方、表層は炭素繊維を１方向に引き揃えた非織込構造としても良い。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面的に配された炭素繊維と、これを包含する熱硬化性のマトリクス樹脂とからなる繊維強化プリプレグシートを、複数枚積層して加圧加熱硬化した光学機器用遮光羽根材であって、
前記繊維強化プリプレグシートの一層又は二層以上が、２方向ないし４方向に交差して織り込まれた炭素繊維を該マトリクス樹脂で含浸した織込構造を有することを特徴とする光学機器用遮光羽根材。
【請求項２】
２枚ないし５枚を重ねて積層にした繊維強化プリプレグシートの全てが、炭素繊維を２方向ないし４方向に交差して織り込んだ織込構造を有することを特徴とする請求項１記載の光学機器用遮光羽根材。
【請求項３】
表層及び中間層を含む少くとも３枚を重ねて積層にした繊維強化プリプレグシートのうち、中間層は炭素繊維を２方向ないし４方向に交差して織り込んだ織込構造を有する一方、表層は炭素繊維を１方向に引き揃えた非織込構造を有することを特徴とする請求項１記載の光学機器用遮光羽根材。
【請求項４】
前記繊維強化プリプレグシートは、厚みが２０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１記載の光学機器用遮光羽根材。
【請求項５】
未硬化のベース樹脂に１０〜４０重量％のカーボンブラックを含有したフィルムを各繊維強化プリプレグシートと片面又は両面で接する様に２枚以上配し、
各繊維強化プリプレグシートと各フィルムが重なった状態で加圧加熱して該マトリクス樹脂及びベース樹脂を硬化させるとともに、
該ベース樹脂中のカーボンブラックを該繊維強化プリプレグシートのマトリクス樹脂中に拡散させたことを特徴とする請求項１記載の光学機器用遮光羽根材。
【請求項６】
前記積層の表面に黒色、白色又は灰色で潤滑性を有する潤滑塗膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の光学機器用遮光羽根材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラのフォーカルプレーンシャッタやレンズシャッタなどのシャッタ羽根、あるいは絞り羽根などの用途で遮光性、軽量、高剛性を必要とする光学機器用遮光羽根材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、カメラなどの光学機器用の羽根（シャッタ羽根、絞り羽根）は、極めて短い時間に走行と停止を行なう為、羽根材料としては軽量且つ高剛性でなければならない。又、写真フィルムなど感光材料の前面を覆って光を遮るものであるから、本質的に遮光性を有していなければならない。更に羽根は複数枚が互いに重なり合って作動する例が多く、スムーズな作動のために潤滑性が必要となる。又、羽根間での漏光を防ぐために表面の反射率が低く且つ平面性が良好である必要がある。平面性は動作時の羽根同志の衝突による破損を防止する上でも重要である。
【０００３】
以下従来例を列挙する。特開昭４９−８４２３２号公報には炭素繊維強化熱硬化性樹脂薄板をシャッタ羽根に適用すること、及びそのマトリクス樹脂にカーボンブラックなどの黒色顔料を混入することで遮光性を得ることが開示されている。特開昭５１−１４９６９号公報には、反りの少ない炭素繊維強化複合樹脂積層板が開示されている。特開昭５３−１０１０８０号公報には、炭素繊維強化複合樹脂積層板が軽量、高強度、高弾性、耐衝撃性及び振動減衰性を備えていることが開示されており、炭素繊維強化複合樹脂積層板が高速走行及び停止を繰り返す光学機器用遮光羽根材として適した特性を有することを示唆している。特開昭５９−６１８２７号公報には、中空部分を有する芯部及び表皮部からなる複合部材が開示されており、芯部及び表皮部の少なくとも一方が連続炭素繊維で強化された遮光羽根材が用いられている。その遮光性が不足する場合は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）マトリクス樹脂中に黒色染料やカーボン微粒子を添加することが教示されている。特開昭６４−８５７４９号公報には、縦方向と横方向の熱収縮率が異なる二軸延伸プラスチックフィルムを基材とし、その両面に炭素繊維強化樹脂を配した羽根材が開示されている。基材の熱収縮率の大なる方向（縦延伸方向）を炭素繊維強化樹脂中に含まれる炭素繊維の引き揃え方向にほぼ直交する様に積層構造が構成されている。特開昭５７−６０３１５号公報には、複数のポリエステルなどの結晶性高分子化合物のフィルム層の間に、少なくとも一層の金属層を挟んで遮光手段としたカメラ用シャッタ羽根が開示されている。更に、プラスチックフィルム層の間に、一層以上の黒色塗料などの塗膜層を挟んで遮光手段とすることが教示されている。加えて、プラスチックフィルムの少なくとも一層に、黒色顔料あるいは黒色染料を含有させることが開示されている。特開昭５７−１１８２２６号公報には、フィルム厚が７０μｍ程度で１０程度以上の光学濃度が得られる様な組成からなるフィルム厚１００μｍ程度以下の二軸延伸ポリエステルフィルムに、熱硬化性の艶消し塗料をコーティングし、更に帯電防止材を付着せしめた光学機器用プラスチック性羽根が開示されている。特開平９−２７４２１８号公報には、基材フィルムに熱可塑性樹脂を主成分とするフィルムを用い、その両面にカーボンブラック、滑剤、艶消し剤を含有する熱硬化性樹脂からなる層を設けて遮光性フィルムを構成することが開示されている。基材フィルムには遮光性をよくする為カーボンブラックを含有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが用いられる。
【０００４】
現在、フォーカルプレーンシャッタなどのシャッタ羽根として、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）でできた板材が多用されている。ＣＦＲＰで構成された羽根は、軽量で曲げ剛性も高く１／８０００秒を超える高速のシャッタスピードでも、走行中及び停止直後の羽根の波打ちが少ない。中でも、高速シャッタに適したＣＦＲＰ板は、強化繊維として１方向に揃えた連続繊維（長繊維）を用い、マトリクス樹脂としてエポキシ樹脂を使用したものである。ＣＦＲＰ板材は、前駆体であるプリプレグシートを複数枚繊維方向が互いに直交する様に重ね、この積層板全体をプレスしたまま加熱して硬化することにより製造される。この様にして製造されたＣＦＲＰ板は、目的とされる遮光羽根の形状に切断される。切断は一般にプレスによる打ち抜きである。この様に、１方向に揃えられた炭素長繊維とこれを包含するマトリクス樹脂とからなるプリプレグシートの複数枚を、その繊維方向が互いに直交又はほぼ直交する様に積層してなる遮光羽根用板材は、例えば特開昭６２−１０９０３２号公報、特開昭６３−１７４３５号公報、特開平１−３１６７２７号公報、特開平１−３１６７２８号公報、特開平２−１７８６３９号公報、特開平２−２８５３３２号公報などに開示されている。
【０００５】
繊維強化プリプレグシートを多層構造とした遮光羽根材の場合、一部の層に長繊維に代えて短繊維を用いることもできる。例えば、三層構造（表側の表材層と中間層と裏側の表材層の三層）における中間層には、長繊維ではなく短繊維を用いることができる。
【０００６】
繊維強化プリプレグシートと他のプラスチックシートとを組み合わせた複合羽根材料も知られている。例えば、特開平１−１７８４４５号公報に開示された複合遮光材は、プラスチックフィルムよりなる芯材に対して、１方向に引き揃えられた連続繊維をマトリクス樹脂で強化させたシート状形成物を両面に積層し、更に熱を加えて接着したものである。又、特開２０００−７５３５３号公報には、基材にＰＴなどポリエステルの二軸延伸フィルムを用い、その両側を炭素繊維などで強化された補強材でラミネートした、複合積層構造の光学機器用遮光羽根材料が開示されている。
【０００７】
特殊な例として、炭素繊維フリース又は炭素繊維織物を重ねた光学機器用遮光羽根材が、特開昭６３−１６５８２８号公報に開示されている。例えば、中間層が約６０％の炭素繊維プリプレグであり、その両面が炭素繊維フリース又は炭素繊維織物でプレスされた遮光羽根材が開示されている。あるいは、表裏の外層が各々約６０％の炭素繊維プリプレグシートによって構成され、両者の間の中間層が炭素繊維フリース又は炭素繊維織物によって構成されている遮光羽根材が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
１方向に引き揃えた炭素長繊維にマトリクス樹脂を含浸させたプリプレグシートを、各繊維方向が互いに直交する様に積層した従来例の場合、炭素繊維の直径が３〜８μｍであることから、そもそも均一に敷き並べることが困難である。現実には、炭素長繊維の配列は乱れ易く、局所的に繊維が多くなったり少なくなったりし、片寄りがある。それに伴い、マトリクス樹脂の分布が不均一となり、ＣＦＲＰ板材に反りが発生し易くなる。遮光羽根に加工した場合、平面性が悪くなる為良品率が低下し、コストが高くなりがちである。
【０００９】
繊維の分布を均一にする為、一部の層で炭素長繊維に代え炭素短繊維を用いたＣＦＲＰ板材も、遮光羽根に使われる。例えば、三層構造で中間層に炭素短繊維を用い、表裏の外層に炭素長繊維を使う場合がある。ＣＦＲＰ板材をプレスで打ち抜き遮光羽根に加工する場合、長尺形状となることが多い。一般に、外層に含まれる炭素長繊維の引き揃え方向と、遮光羽根の長手方向を一致させ、剛性を確保する様にしている。しかしながら、引き揃え方向と直交する方向の剛性は、中間層に含まれる炭素短繊維だけが寄与する為、非常に弱いものとなる。又、炭素短繊維の配列が緻密ではない為、遮光羽根の強度（剛性）が局部的に弱くなり、耐久性に影響してくる。
【００１０】
基材にポリエステルや液晶ポリマーなどのプラスチックフィルムを使用し、その両面に１方向に引き揃えた炭素長繊維で強化したプリプレグシートを積層した複合材料の場合も、強度的な問題がある。複合材料をプレスで遮光羽根に加工した場合、やはり表面層の炭素繊維の引き揃え方向が遮光羽根の長手方向と一致する為、引き揃え方向に対し直交する方向の剛性が弱くなってしまう。この為、高速動作時に、羽根同士が衝突したり、あるいは羽根がアパーチャに衝突し、破損してしまうことがある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明は平面性に優れ且つ強度に方向依存性のない光学機器用遮光羽根材を提供することを目的とする。係る目的を達成するために以下の手段を講じた。即ち、平面的に配された炭素繊維と、これを包含する熱硬化性のマトリクス樹脂とからなる繊維強化プリプレグシートを、複数枚積層して加圧加熱硬化した光学機器用遮光羽根材であって、前記繊維強化プリプレグシートの一層又は二層以上が、２方向ないし４方向に交差して織り込まれた炭素繊維を該マトリクス樹脂で含浸した織込構造を有することを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、２枚ないし５枚を重ねて積層にした繊維強化プリプレグシートの全てが、炭素繊維を２方向ないし４方向に交差して織り込んだ織込構造を有する。或いは、表層及び中間層を含む少くとも３枚を重ねて積層にした繊維強化プリプレグシートのうち、中間層は炭素繊維を２方向ないし４方向に交差して織り込んだ織込構造を有する一方、表層は炭素繊維を１方向に引き揃えた非織込構造を有する。
【００１３】
好ましくは、前記繊維強化プリプレグシートは、厚みが２０〜５０μｍである。又、未硬化のベース樹脂に１０〜４０重量％のカーボンブラックを含有したフィルムを各繊維強化プリプレグシートと片面又は両面で接する様に２枚以上配し、各繊維強化プリプレグシートと各フィルムが重なった状態で加圧加熱して該マトリクス樹脂及びベース樹脂を硬化させるとともに、該ベース樹脂中のカーボンブラックを該繊維強化プリプレグシートのマトリクス樹脂中に拡散させると良い。好ましくは、前記積層の表面に黒色、白色又は灰色で潤滑性を有する潤滑塗膜が形成されている。
【００１４】
本発明によれば、炭素繊維を２方向ないし４方向に織り込んだプリプレグシートを使用することで、繊維の配列の乱れやむらをなくすことができる。これにより、マトリクス樹脂の分布を均一にすることができ、積層硬化したＣＦＲＰ板材の反りをなくし、遮光羽根の平面性を良くすることができる。又、繊維の配列にむらがなくなる為、遮光羽根の強度のばらつきもなくなる。
【００１５】
炭素繊維を２方向ないし４方向に織り込んだプリプレグシートを使用することで、ＣＦＲＰ板材の強度に方向依存性がなくなる。これにより、ＣＦＲＰ板材をプレス抜きで長手形状の遮光羽根に加工した場合でも、遮光羽根の長手方向及びこれと直交する方向で、ほぼ同等の剛性を確保することが可能となる。従来の中間層に短繊維やプラスチックフィルムを用いた複合板材よりも、遮光羽根の長手方向に直交する方向の強度（剛性）が増すので、高速動作時に羽根が歪むことがなくなる。その結果、羽根同士が衝突したり羽根がアパーチャなどに衝突したりすることがなく、遮光羽根が破損しないので耐久性が向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る光学機器用遮光羽根材の構造並びに製造方法を示す模式図である。（Ａ）に示す様に、熱硬化性のエポキシ樹脂をマトリクス樹脂として互いに直交する方向に織り込まれた炭素繊維を含んだプリプレグシートを用意する。次に、３枚のプリプレグシート１，２，３を互いに重ねる。この後、未硬化のエポキシ樹脂をベース樹脂として１５〜４０重量％のカーボンブラックを含有したフィルム４，５をこれらプリプレグシート１，２，３と両面で接する様に、２枚配する。
【００１７】
この後（Ｂ）に示す様に、プリプレグシート１，２，３とフィルム４，５が重なった状態で加圧加熱してエポキシ樹脂を硬化することにより、光学機器用遮光羽根材が得られる。図示する様に、各層に含まれる炭素繊維は、従来の様に１方向に引き揃えた非織込構造ではなく、例えば互いに直交する方向に交差して織り込んだ織込構造となっている。この様な織込構造とすることで炭素繊維の平面的な分布に片寄りがなくなり、平面性が改善できる。又、強度的にも互いに直交する方向で同等の剛性が得られる。従って、この遮光羽根材を例えば長尺状のシャッタ羽根にプレス抜きした場合でも、長手方向と短手方向とで強度的な差が生じない。尚、本例は炭素繊維を互いに直交する方向に交差して平織にした織込構造となっているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、互いに６０度ずつ交差する３方向に炭素繊維を織り込んだ織込構造を採用してもよい。更には、互いに４５度ずつ交差する４方向に織り込んだ織込構造としてもよい。交差方向が増えるに連れ、強度の方向依存性がなくなり均一になる。
【００１８】
以上の様に、本発明に係る光学機器用遮光羽根材は、基本的に、平面的に配された炭素繊維と、これを包含する熱硬化性のマトリクス樹脂とからなる繊維強化プリプレグシートを、複数枚積層して加圧加熱硬化したＣＦＲＰ材である。特徴事項として、繊維強化プリプレグシートの一層又は二層以上が、２方向ないし４方向に交差して織り込まれた炭素繊維をマトリクス樹脂で含浸した織込構造を有する。具体的には、２枚〜５枚を重ねて積層にした繊維強化プリプレグシートの全てが、炭素繊維を２方向ないし４方向に交差して織り込んだ繊維構造を有する。図示の例は、炭素繊維の織込構造を有する３枚のプリプレグシート１，２，３を重ねた積層構造となっているが、プリプレグシートの枚数はこれに限られるものではない。積層構造とする為少くとも２枚用いる必要があり、５枚を重ねれば強度的には十分である。プリプレグシートの枚数を６枚以上にすると、羽根材の厚み及び重量が増し、高速走行性などを損なう恐れがある。因みに、織込構造を有する繊維強化プリプレグシートは、厚みが２０〜５０μｍ程度となっている。
【００１９】
前述した様に、本光学機器用遮光羽根材は、プリプレグシート１，２，３とフィルム４，５が重なった状態で加圧加熱してエポキシ樹脂を硬化している。この為、本遮光羽根材は、フィルムのベース樹脂を構成するエポキシ樹脂がプリプレグシート１，２，３のマトリクス樹脂中に分散融合して、両者の界面が消滅している。これにより、界面に沿った剥離や熱膨張率の差も消滅する為、温度変化に対する形状安定性が増す。又、ベース樹脂中のカーボンブラックもプリプレグシート１，２，３のマトリクス樹脂中に均一分散した状態になる。尚、図ではカーボンブラックを黒点で表わしてある。これによりむらのない均一な遮光性能が得られる。尚、シャッタ羽根などに適用する場合など、より完全な遮光性と潤滑性などが要求される時には、図示する様に羽根板の両面に黒色、白色又は灰色で潤滑性を有する潤滑塗膜６，７を形成してもよい。
【００２０】
各プリプレグシートの間に挿入されるフィルムは、好ましくはマトリクス樹脂と同等のエポキシ樹脂をベース樹脂として、カーボンブラックを１５〜４０重量％含有した材料を用いている。場合によっては、エポキシ樹脂の他メラミン樹脂を含有した材料をベース樹脂としてもよい。尚、実用的な遮光性を得る為、カーボンブラックの含有量は１５重量％以上がよい。しかし、カーボンブラックの含有量が４０重量％を超えると最終製品の状態でカーボンブラックを均一に分散させることが困難な場合がある。
【００２１】
具体的には、カーボンブラックを１５〜４０重量％含有したエポキシ樹脂あるいはエポキシーメラミン樹脂などをベース樹脂とした樹脂液をプリプレグシートの表面に塗布して、フィルムを形成することができる。あるいは、別途離形紙の表面に塗工したＢステージ状態のカーボンブラック含有エポキシ組成物を転写して、プリプレグシートの表面におよそ２〜１０μｍのＢステージ状態の半硬化樹脂フィルムを形成する。このフィルムとプリプレグシートの積層体をホットプレスにより加熱加圧することにより、遮光性に優れた炭素繊維強化樹脂製羽根材が得られる。積層された羽根材は、フィルムが物理的に分離されておらず、プリプレグシートと一体化している。すなわち、初めにカーボンブラックが添加されたエポキシ樹脂は炭素繊維の間にも拡散し、良好な遮光性が得られる。本例ではプリプレグシートとフィルムで同一樹脂あるいは同一系統の樹脂を使用し、且つ加熱硬化する際樹脂組成がプリプレグシートのマトリクス樹脂と相互に融合することができ、カーボンブラックが織込構造の炭素繊維の間に拡散する為、従来のあらかじめプリプレグにカーボンブラックを添加した高価な材料とほぼ同等の材料特性を得ることができる。
【００２２】
以下、プリプレグシートやフィルムなど個々の素材及び製造プロセスパラメータなどを詳細に説明する。まずプリプレグシートは、２方向ないし４方向に交差して織り込まれた炭素繊維をマトリクス樹脂にて固定した織込構造を有する。織込構造としては、例えば炭素繊維を互いに直交する方向に平織したものが用いられる。織り込まれた炭素繊維に湿式法でマトリクス樹脂を含浸してプリプレグ加工を行ない、プリプレグシートを作成する。１枚のプリプレグシートの厚みは２０〜５０μｍで、炭素繊維の目付量は２０ｇ／ｍ２程度である。炭素繊維は、一般にポリアクリロニトリルなどの有機繊維を窒素気流中で７００〜１８００℃で加熱し炭化させて作った高強度高弾性質の繊維であり、例えば７μｍ程度の外径を有する。
【００２３】
次にフィルムは例えばエポキシ樹脂をベースとしたもので、その中にカーボンブラックを１５〜４０重量％分散させたものである。カーボンブラックは平均粒子が０．０１μｍ以下のものが好ましい。エポキシ樹脂中にカーボンブラックを混入した組成物は、例えば離形紙の上に２〜１０μｍの厚みで均一なフィルムに形成できる。比較的低い温度を与えるだけで容易に離形紙から離れ、プリプレグシートに転写が可能なものとなっている。フィルムの転写及びプリプレグシートの積層を行なった後、ホットプレス機にセットし、１３０℃程度の温度で数時間、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧加熱成形し、未硬化の熱硬化性エポキシ樹脂は架橋硬化して固められる。この結果、先に転写されたフィルムは完全にプリプレグシートと一体化し、両者の境界は失われる。
【００２４】
この様にして成形された遮光羽根材の表面には、用途に応じて例えば黒色塗膜がコーティングされる場合がある。この塗膜は、例えばアクリル系、エポキシ系及びジアレルフタレート系から選択された樹脂に、カーボンブラック及び潤滑性を有する４フッ化エチレン樹脂ＰＴＦＥを添加したものからなる。樹脂は、塗膜中の分量が７０〜８０重量％の範囲である。又、カーボンブラックは、塗膜中の分量が５〜１７重量％に設定されている。加えて、ＰＴＦＥは塗膜中の分量が４〜１０重量％であり、塗膜の表面に潤滑性の他耐擦傷性を付与する。
【００２５】
以下実施例を説明する。実施例１は、図１に示した層構造となっており、互いに直交する方向に炭素繊維を織り込んだ織込構造を有し、これにエポキシ樹脂をマトリクス樹脂として含浸させた厚み２５μｍのプリプレグシートと、エポキシ樹脂に２５重量％のカーボンブラックを添加した約１０μｍ厚みのＢステージ状態の半硬化樹脂性フィルムを、図１の（Ａ）の順で積層し、加熱加圧成形した。この結果、（Ｂ）に示す厚みが８５μｍの羽根材を得た。この羽根材の遮光性は良好であった。この羽根材の両面に潤滑黒色塗膜を５μｍの厚みで形成し、フォーカルプレーンシャッタに組込み、２０万回の耐久試験を実施したが、破損などの不具合もなく、遮光性の低下も見られなかった。
【００２６】
実施例２は、図２の構成となっている。理解を容易にする為、図１に示した先の実施例と対応する部分には対応する参照番号を付してある。プリプレグシート及びフィルム共に実施例１と同様のものを用いた。図２の（Ａ）に示す様に、炭素繊維織込構造を有するプリプレグシート１，２，３を重ね、その両側にカーボンブラック添加のエポキシフィルム４’，５’を重ねてある。この積層物を加熱加圧成形し、厚みが８５μｍの羽根材を得た。この羽根材の遮光性は良好である。（Ｂ）に示す様に、この羽根材の両面に黒色の潤滑塗膜６，７をそれぞれ５μｍの厚みで形成し、シャッタ羽根の形状に打ち抜き加工した。このシャッタ羽根をフォーカルプレーンシャッタに組込み、２０万回の耐久試験を実施したが、破損などの不具合もなく、遮光性の低下も見られなかった。特に、プリプレグシートの表面にフィルムを配する場合、シャッタ操作の繰り返しに伴って表面が削れたとしても、カーボンブラックが炭素繊維同士の隙間に存在する為、摩耗により遮光性が喪失することがない。
【００２７】
実施例３は図３に示した構成となっている。（Ａ）に示す様に、この実施例３は、先に説明した実施例１と実施例２を組み合わせたものである。すなわち、各プリプレグシート１，２，３の間に２枚のフィルム４，５が介在するとともに、外側のプリプレグシート１，３の表面にも、カーボンブラック添加のフィルム４’，５’が配されている。（Ｂ）に示す様に係る積層構造を加熱加圧成形し、厚みが９５μｍの羽根材を得た。この羽根材の遮光性は良好である。この羽根材の両面に黒色の潤滑塗膜６，７を施し、フォーカルプレーンシャッタに組込み、２０万回の耐久試験を実施したが、破損などの不具合もなく、遮光性の低下も見られなかった。又、片面の黒色潤滑塗膜６を完全に取り除く様に、紙やすりで表面を約２０μｍ削り取り、遮光性を確認したが、特に問題はなかった。
【００２８】
図４は、本発明の光学機器用遮光羽根材の他の実施形態を示す模式図である。理解を容易にする為、図１に示した先の実施形態と対応する部分には対応する参照番号を付してある。先の実施形態では、３枚に重ねたプリプレグシート１，２，３の全てが、炭素繊維の織込構造を有していた。これに対し、本実施形態では、表層及び中間層を含む少くとも３枚を重ねて積層にした繊維強化プリプレグシートのうち、中間層のプリプレグシート２は炭素繊維を２方向ないし４方向に交差して織り込んだ織込構造を有する一方、表層のプリプレグシート１ａ，３ａはそれぞれ炭素繊維を１方向に引き揃えた非織込構造を有している。換言すると、従来のプラスチックフィルムを中間の基材として両面に非織込構造の繊維強化プリプレグシートを補強材として積層した羽根材料に代え、基材に織込構造の繊維強化プリプレグシートを用いたものである。あるいは、中間層に炭素繊維を１方向に並べた従来の遮光羽根材に対し、中間層を炭素繊維の織込構造としたプリプレグシートを用いたものである。この様に、積層構造の基材となる中間層に、炭素繊維織込構造のプリプレグシートを用いることで、従来に比し強度の方向依存性がなくなる。従って、長手形状のシャッタ羽根に加工した場合でも、長手方向と直交する方向の剛性が強くなり、耐久性が向上する。尚、図示の例は基材となる中間層の上下に表層をそれぞれ１枚ずつ重ねた三層構造となっているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、織込構造の中間層に対し、上下からそれぞれ非織込構造のプリプレグシートを２枚重ねた、合計５枚の積層構造としてもよい。
【００２９】
以下実施例を説明する。実施例４は、図４に示した層構成となっており、炭素繊維を２方向ないし４方向に織りエポキシ樹脂をマトリクス樹脂とした厚みが２５μｍのプリプレグシート２と、炭素繊維の連続繊維を１方向に引き揃えエポキシ樹脂をマトリクス樹脂とした２５μｍのプリプレグシート１ａ，３ａと、エポキシ樹脂に２５重量％のカーボンブラックを添加した約１０μｍ厚の半硬化樹脂フィルム４，５を、図示の順に積層し、加熱加圧成形して、（Ｂ）に示す厚み８５μｍの羽根材を得た。尚、非織込構造のプリプレグシート１ａ，３ａは、炭素繊維の引き揃え方向が互いに平行となる様に配置されている。この羽根材の遮光性は良好で、この材料の両面に潤滑黒色塗膜６，７を５μｍの厚みで形成し、フォーカルプレーンシャッタに組込み、２０万回の耐久試験を実施したが、破損などの不具合もなく、遮光性の低下も見られなかった。
【００３０】
実施例５は、図５の構成となっている。理解を容易にする為、図４に示した実施例４と対応する部分には対応する参照番号を付してある。プリプレグシート及びフィルム共に実施例４と同様のものを用いた。図５の（Ａ）に示す様に、３枚のプリプレグシート１ａ，２，３ａを重ね、その両側にカーボンブラック添加のエポキシフィルム４’，５’を重ねてある。尚、上下のプリプレグシート１ａ，３ａは、繊維の引き揃え方向が互いに平行である。この積層物を加熱加圧成形し、厚みが８５μｍの羽根材を得た。この羽根材の遮光性は良好である。（Ｂ）に示す様に、この羽根材の両面に黒色の潤滑塗膜６，７をそれぞれ５μｍの厚みで形成し、シャッタ羽根の形状に打ち抜き加工した。このシャッタ羽根をフォーカルプレーンシャッタに組込み、２０万回の耐久試験を実施したが、破損などの不具合もなく、遮光性の低下も見られなかった。
【００３１】
実施例６は図６に示した構成となっている。（Ａ）に示す様に、この実施例６は、先に説明した実施例４と実施例５を組み合わせたものである。すなわち、各プリプレグシート１ａ，２，３ａの間に２枚のフィルム４，５が介在するとともに、外側のプリプレグシート１ａ，３ａの表面にも、カーボンブラック添加のフィルム４’，５’が配されている。係る積層構造を加熱加圧成形し、厚みが９５μｍの羽根材を得た。この羽根材の遮光性は良好である。この羽根材の両面に黒色の潤滑塗膜６，７を施し、フォーカルプレーンシャッタに組込み、２０万回の耐久試験を実施したが、破損などの不具合もなく、遮光性の低下も見られなかった。又、片面の黒色潤滑塗膜６を完全に取り除く様に、例えば♯６００の紙やすりで表面を約２０μｍ削り取り、遮光性を確認したが特に問題はなかった。
【００３２】
図７は、図３の（Ｂ）に示す遮光羽根材をプレス抜き加工して得られたフォーカルプレーンシャッタ羽根の一例を示す。シャッタ羽根１０はほぼ長尺型の形状を有し、その一端部には固定用の一対の連結穴２０が形成されている。
【００３３】
図８は、図７に示したフォーカルプレーンシャッタ羽根をフォーカルプレーンシャッタに組み込んだ例を示す。シャッタ基板１１の中央部には長方形の開口１２（一点鎖線で示す）が設けられている。休止状態において４枚の先羽根１０が互いに部分的に重なり合ってシャッタ開口１２を遮蔽している。図示しないが先羽根群の下方には後羽根群が重なって配置されている。各シャッタ羽根の先端部は羽根押え１４によって不要な動きを規制されている。基板１１の左端部には１組のアーム１５及び１６が互いに平行関係を保って回動自在に軸支されている。各先羽根１０はその先端部において１組のアーム１５及び１６に係止されている。後羽根群も同様に図示しない一対のアームによって係止されている。主アーム１５には長穴１７が設けられており、主アーム１５の回動に伴う長穴１７の移動軌跡に沿って長溝１８が基板１１に設けられている。なお、図示しないが長穴１７には、長溝１８を介して基板１１を貫通する駆動ピンが係合している。図示しないシャッタレリースボタンを押すと、駆動ピンは基板１１に設けられた長溝１８に沿って与えられた付勢力により上方に移動する。これに伴って長穴１７において駆動ピンと係合している主アーム１５及びこれと連動する従アーム１６は上方に回動する。この回動により先羽根１０は上方に縦走り走行し開口１２を開口する。次いで図示しない後羽根群が縦走り走行し開口１２を遮蔽し露光が終了する。
【００３４】
図９は、例えば図６（Ｂ）に示した遮光羽根材を用いて作成されたレンズシャッタ羽根の形状を示す。図示する様に、一対のシャッタ羽根５１，５２は開口５３を覆う様に配置されている。各シャッタ羽根は開口の中心から所定距離だけ離れた支点５４を中心として回動可能に軸支されている。一対のシャッタ羽根５１，５２は図示しない駆動手段により駆動され、互いに反対方向に走行して開口５３の開閉を行なう。図示の状態では開口５３は全閉状態にある。この状態から一方のシャッタ羽根５１は時計方向に回動し、他方のシャッタ羽根５２は反時計方向に回動する。この時最初にティアドロップと呼ばれる凹部５５，５６が重なり開口５３の中央部分から開き始める。この時点でシャッタ羽根５１，５２の走行を停止すると所謂小絞り状態が得られる。ティアドロップ５５，５６はシャッタ羽根の回転角にばらつきがあっても、小絞り状態の誤差を少なくする為に設けられている
【００３５】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、繊維強化プリプレグシートの一層又は二層以上が、２方向ないし４方向に交差して織り込まれた炭素繊維をマトリクス樹脂で含浸した織込構造を有する。これにより、従来のプラスチックフィルムを基材として両面に非織込構造の繊維強化プリプレグシートを補強材として積層した羽根材料や、中間層に炭素繊維を１方向に並べたプリプレグシートの両面に非織込構造の繊維強化プリプレグシートを直交させる様に積層した羽根材料に比べ、遮光羽根の長手方向に直交する方向の剛性が強くなり耐久性が向上した。又、炭素繊維を２方向ないし４方向に織り込むことで、プリプレグシートの平面度が向上した為、積層硬化後の羽根材料自体の平面度も向上し、歩留りがよくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る遮光羽根材の第一実施例を示す模式的な斜視図である。
【図２】本発明に係る遮光羽根材の第二実施例を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る遮光羽根材の第三実施例を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る遮光羽根材の第四実施例を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る遮光羽根材の第五実施例を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る遮光羽根材の第六実施例を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る遮光羽根材を用いて作成したフォーカルプレーンシャッタ羽根を示す斜視図である。
【図８】図７に示したフォーカルプレーンシャッタ羽根を用いて組み立てられたシャッタを示す模式的な平面図である。
【図９】本発明に係る遮光羽根材を用いて作成したレンズシャッタ羽根を示す平面図である。
【符号の説明】
１・・・プリプレグシート、２・・・プリプレグシート、３・・・プリプレグシート、４・・・フィルム、５・・・フィルム、６・・・塗膜、７・・・塗膜
【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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