(57)【要約】【課題】  板厚分布が均一な遮光羽根用板材を提供すること。【解決手段】  遮光羽根用板材１０は、遮光羽根１００の長手方向Ａと略平行に繊維方向が揃えられた２枚の炭素繊維強化樹脂１１からなる表材層と、２枚の表材層の間に挟まれ、表材層と繊維方向が等しい芳香族ポリアミド繊維強化樹脂１２の中間層とから構成される。  遮光羽根用板材１０は、炭素繊維１と芳香族ポリアミド繊維２の両方が連続繊維である場合、両方が短繊維である場合、いずれか一方が連続繊維で他方が短繊維である場合のいずれでもよい。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光羽根の長手方向と略平行に繊維方向が揃えられた炭素繊維強化樹脂２枚からなる表材層と、
前記２枚の表材層の間に挟まれ、前記表材層と繊維方向が等しい芳香族ポリアミド繊維強化樹脂の中間層とから構成されることを特徴とする遮光羽根用板材。
【請求項２】
請求項１に記載の遮光羽根用板材において、
前記炭素繊維と芳香族ポリアミド繊維の両方が連続繊維であることを特徴とする遮光羽根用板材。
【請求項３】
請求項１に記載の遮光羽根用板材において、
前記炭素繊維と芳香族ポリアミド繊維のいずれか一方が連続繊維であり、他方が短繊維であることを特徴とする遮光羽根用板材。
【請求項４】
請求項１に記載の遮光羽根用板材において、
前記炭素繊維と芳香族ポリアミド繊維の両方が短繊維であることを特徴とする遮光羽根用板材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の遮光羽根用板材から採取された遮光羽根を有するカメラ用シャッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラのフォーカルプレンシャッタやレンズシャッタのシャッタ羽根または絞り羽根のように、高速で運動することが要求される遮光羽根に使用される板材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フィルム感度の向上、新しい映像表現の欲求などから、カメラに対して更に速いシャッタスピードが要求されている。シャッタスピードを速くするには、駆動系の駆動力を上げてもよいが、そうすると電池の容量が不足したり、交換時期が早まるという問題があるので、シャッタ幕を構成する遮光羽根そのものを軽量化する方策が採られる。
軽量化のためには、羽根を薄くすることが直ちに着想されるが、単に薄くすると剛性が極端に低下し、羽根の走行中または停止時に羽根の波打ち現象を発生させる。波は羽根の長手方向に進行する。羽根に波打ち現象が発生しているときに次のシャッタを切ると、その羽根は、他の羽根または第２群の羽根と衝突したり、収納枠に衝突して破損する危険性が大きくなる。したがって、遮光羽根を軽くするだけではなく、剛性を高める必要がある。遮光羽根は、通常、板材を打ち抜くか切断することによって得られる。
【０００３】
この種の遮光羽根用板材として、炭素繊維強化樹脂２枚からなる表材層と、２枚の表材層の間に挟まれた芳香族ポリアミド繊維強化樹脂の中間層とから構成される積層材が知られている（例えば、特許文献１参照）。Ｄｕ・Ｐｏｎｔ社は、「ケブラー」の登録商標で芳香族ポリアミド繊維を市販している。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２１１２３２号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
中間層の芳香族ポリアミド繊維強化樹脂に含有される芳香族ポリアミド繊維は、比重が１．４４と小さく、引張強度が２．９〜３．４ＧＰａと大きいので、遮光羽根の軽量化と高剛性に寄与する。しかし、芳香族ポリアミド繊維を包含するプリプレグ・シートは、開繊性（半固化状態のマトリックス樹脂中での繊維の分散性）が悪いので、固化して芳香族ポリアミド繊維強化樹脂となった状態で板厚分布が不均一となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）請求項１の遮光羽根用板材は、遮光羽根の長手方向と略平行に繊維方向が揃えられた炭素繊維強化樹脂２枚からなる表材層と、２枚の表材層の間に挟まれ、表材層と繊維方向が等しい芳香族ポリアミド繊維強化樹脂の中間層とから構成されることを特徴とする。
（２）上記の遮光羽根用板材は、炭素繊維と芳香族ポリアミド繊維の両方が連続繊維である場合、両方が短繊維である場合、いずれか一方が連続繊維で他方が短繊維である場合のいずれでもよい。
（３）請求項５のカメラ用シャッタは、上記の遮光羽根用板材から採取された遮光羽根を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、板厚分布が均一な遮光羽根用板材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明の遮光羽根用板材から切り取られた遮光羽根が用いられるフォーカルプレンシャッタの全体構成図である。図１は、シャッタがセットされた状態、図２は、開口窓が開いた状態、図３は、シャッタが切られて開口窓が閉じた状態を示す。
図１において、先幕を構成する羽根２１〜２４が開口窓３０ａを覆っている。図２において、羽根２１〜２４は、先幕アーム２５，２６の回動により、開口窓３０ａの上から下へ走行して開口窓３０ａを開き、開口窓３０ａの下方に折り畳まれる。このとき、後幕を構成する羽根３１〜３４は、開口窓３０ａの上方に折り畳まれている。図３において、羽根３１〜３４は、後幕アーム３５，３６の回動により、開口窓３０ａの上から下へ走行しつつ展開して開口窓３０ａを覆う。
【０００９】
この一連のシャッタ動作では、羽根２１と３１が最も走行量が大きく、走行中や停止時に受ける衝撃も大きいので、他の羽根に比べて軽量且つ高剛性が要求される。本発明の遮光羽根用板材から打ち抜かれた遮光羽根を羽根２１および３１に用いることにより、羽根の走行速度の向上、シャッタスピードの高速化が実現できる。
【００１０】
図４は、本発明の実施の形態による遮光羽根用板材の構成を模式的に示す部分斜視図である。図４において、遮光羽根用板材１０は、表材層である２枚の炭素繊維強化樹脂１１と、中間層である芳香族ポリアミド繊維強化樹脂１２とから成る。以下、芳香族ポリアミド繊維(aromatic polyamid fiber)はアラミド繊維と略称する。
【００１１】
繊維強化樹脂とは、繊維で強化されたマトリックス樹脂のことであり、マトリックス樹脂は、外部からの力を包含している繊維に伝える機能を有する。マトリックス樹脂としては、ナイロン、ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂およびエポキシ、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂が知られている。
【００１２】
図示のように、遮光羽根用板材１０から複数枚の遮光羽根１００が打ち抜かれる。各遮光羽根１００には、アームと連結するピンを通すための２つの穴１０１が開けられる。遮光羽根が走行する際に羽根同士の接触や摺動を避けるために、穴１０１の周囲には絞り加工をしてもよい。
【００１３】
遮光羽根１００の長手方向は矢印Ａで示されている。便宜上、矢印Ａの方向を０°、その直交方向を９０°とする。
炭素繊維強化樹脂１１の炭素繊維１は連続繊維であり、繊維方向は矢印Ａと略一致している。アラミド繊維強化樹脂１２のアラミド繊維２は短繊維であり、その繊維方向も矢印Ａと略一致する方向に揃っている。すなわち、遮光羽根用板材１０の積層構造は、炭素繊維強化樹脂１１（０°）／アラミド繊維強化樹脂１２（０°）／炭素繊維強化樹脂１１（０°）の３層構造である。
【００１４】
今、板材の幾何的中心を通り、板材の厚さ方向に直交する面を中面と呼ぶことにする。２枚の炭素繊維強化樹脂１１は、厚さが等しく、遮光羽根用板材１０の中面に対して対称配置されている。中間層は、１層のみのアラミド繊維強化樹脂１２であるから、遮光羽根用板材１０は、中面に対して面対称構成をとる。従って、遮光羽根の表裏両面において、外力に対する抵抗力、内部応力分布および熱膨張率、吸水性等の材料特性も対称性を有する。
【００１５】
以下、本発明の遮光羽根用板材から打ち抜かれた遮光羽根の特性について説明する。
遮光羽根用板材１０は、表材層として炭素繊維１を含有した炭素繊維強化樹脂１１を用いるので、軽量化と高剛性に寄与する。炭素繊維１は、比重が１．７〜１．８であり、マトリックス樹脂として用いられるエポキシ樹脂は、比重が約１．２である。従って、炭素繊維強化樹脂１１の見かけの比重は、樹脂含有率（重量比）を４０％とすると、約１．５である。また、炭素繊維強化樹脂１１は、板材の中面から離れた表材層として用いられるので、外部からの曲げ力に対する抵抗が大きい。特に、炭素繊維１が一方向に揃えられた連続繊維または短繊維である場合は、その繊維方向と遮光羽根の長手方向（０°方向）とを平行配置することにより、羽根の走行中または停止時の波打ち現象発生を防止することができる。
【００１６】
従来は、遮光羽根の短辺方向（矢印Ａと直角方向）の剛性も所定基準保持するために、中間層に含有される繊維の繊維方向を表材層に含有される炭素繊維の繊維方向と直交に配置している。アラミド繊維は、開繊性が悪いので、半固化状態（Ｂステージ）のマトリックス樹脂中で繊維密度の高い部分（繊維の束）が生じる傾向が大きい。そのために、アラミド繊維２を含有するプリプレグ・シートの板厚分布も不均一になり易い。炭素繊維とアラミド繊維の繊維方向が直交している場合、炭素繊維を含有するプリプレグ・シートとアラミド繊維を含有するプリプレグ・シートとの界面で炭素繊維とアラミド繊維の束が直接に接触する箇所においては、積層されたプリプレグ・シートの板厚が厚くなる。
【００１７】
本実施の形態の遮光羽根用板材１０は、中間層に含有されるアラミド繊維の繊維方向を表材層に含有される炭素繊維の繊維方向と同一方向にしたことに特徴がある。
図５は、本実施の形態による遮光羽根用板材の成型中の状態を模式的に示す部分断面図である。炭素繊維１を含有するプリプレグ・シート１１ａとアラミド繊維２を含有するプリプレグ・シート１２ａは、いずれも繊維方向を紙面に直角な方向として加熱加圧成型が施される。なお、加圧方向は、Ｐで表わされている。
【００１８】
プリプレグ・シート１１ａと１２ａとの界面３において、アラミド繊維２の束が存在すると、炭素繊維１は、アラミド繊維２の束と干渉しないようにプリプレグ・シート１１ａ中で流動する。この作用により、アラミド繊維２の束が存在する箇所でも遮光羽根用板材１０の全体の厚さは増加せず、板厚分布は均一となるので、板材１０全体としては中面に対する対称性が向上する。その結果、板材１０は、高温高湿の環境でも平面性の変化が小さくなる。
【００１９】
以下、遮光羽根用板材１０の製造方法について説明する。
（１）連続繊維の炭素繊維（平均直径７〜８μｍ）をエポキシ樹脂中に含有した炭素繊維強化樹脂のプリプレグ・シートを２枚用意した。樹脂含有率（重量比）は３５〜４５％、プレス成形後の厚さは１５〜２５μｍである。エポキシ樹脂はＢステージ状態である。
（２）短繊維のアラミド繊維（平均直径１０μｍ、長さ１〜３０ｍｍ）をエポキシ樹脂中に含有したアラミド繊維強化樹脂のプリプレグ・シートを１枚用意した。樹脂含有率（重量比）は４０〜９０％、プレス成形後の厚さは１０〜５０μｍである。このシートは、紙漉き技術を応用した遠心引上げ法で製造され、繊維方向は概ね一方向に揃っている。
【００２０】
（３）アラミド繊維強化樹脂のプリプレグ・シートの両面に、３層総ての繊維方向が同一となるように、炭素繊維強化樹脂１１のプリプレグ・シートを貼り合わせて積層材を得る。この積層材を１２０〜１４０℃の温度で５〜２５ｋｇ／ｃｍ２のプレス圧をかけて１〜２時間放置し、エポキシ樹脂を硬化させた後に室温まで徐冷する。このようにして製造された遮光羽根用板材１０の厚さは、５０〜１３０μｍであり、１枚の板材からプレス抜き加工により、２０〜５０枚の遮光羽根を採取した。遮光羽根は、長手方向が遮光羽根用板材１０の繊維方向にほぼ平行に打ち抜かれる。
【００２１】
上記の製造法で製作された遮光羽根用板材１０の曲げ剛性を測定した。曲げ剛性は、繊維方向で７５．６ＧＰａ、繊維方向と直角方向で７４．２ＧＰａであり、若干の差異が認められた。
また、遮光羽根用板材１０の板厚分布および遮光羽根１００の平面性良品率を測定した。平面性良品率は、幕間漏光の発生を防止することを目的に規定された社内規格に基づく評価である。社内規格は、平面性が良好な所定数の羽根について、その表裏両面に厚さ５μｍのドライルーブ塗装膜を形成した後に、６０℃−９０％（相対湿度）の高温高湿環境に保持されたチャンバー内に所定時間放置するものである。
【００２２】
比較例として、炭素繊維強化樹脂（０°）／アラミド繊維強化樹脂（９０°）／炭素繊維強化樹脂（０°）の３層構造の板材と遮光羽根を用意した。比較例では、表材層である炭素繊維強化樹脂も中間層であるアラミド繊維強化樹脂も、本実施の形態のものと同じものを用いており、積層構造のみが異なる。また、プレス成形後の板材の厚さもドライルーブ塗装膜の厚さも、本実施の形態のものと同様である。
【００２３】
板厚分布については、本実施の形態の遮光羽根用板材１０も比較例も平均板厚は１１４μｍであったが、本実施の形態の遮光羽根用板材の方が比較例よりも標準偏差σｎ−１は約３０％小さい値であり、板厚分布の均一性は高かった。
また、上記社内規格による測定において、本実施の形態の遮光羽根１００は、チャンバー内に所定時間放置した後でも平面性はほとんど変わらず、比較例の遮光羽根よりも平面性良品率は高かった。
【００２４】
本実施の形態では、中間層のアラミド繊維強化樹脂１２に短繊維を用いたが、連続繊維を用いてもよい。この変形例では、本実施の形態に比べて、遮光羽根１００の長手方向の剛性はより一層大きくなり、遮光羽根１００の剛性の異方性も大きくなるので、羽根の波打ちを減少させる効果は大きくなる。
【００２５】
また、本実施の形態では、表材層の炭素繊維強化樹脂１１に連続繊維を用いたが、短繊維を用いてもよい。この変形例では、本実施の形態に比べて、遮光羽根１００の長手方向の剛性は低下するが、剛性の異方性が緩和されて等方的になるので、走行量が小さい遮光羽根に用いることが適切である。
【００２６】
さらに、本実施の形態とは反対に、表材層の炭素繊維強化樹脂１１に短繊維を用い、アラミド繊維強化樹脂１２に連続繊維を用いてもよい。この変形例では、本実施の形態よりも剛性の異方性は緩和されるが、上記の炭素繊維強化樹脂１１とアラミド繊維強化樹脂１２の両方に短繊維を用いたものよりも剛性の異方性は幾分大きくなる。
【００２７】
本実施の形態および上記の変形例の遮光羽根用板材から採取された遮光羽根１００は、カメラ用シャッタに用いられる。遮光羽根１００は、特に高速シャッタにおいては、シャッタスピードの高速化に寄与するとともに、平面性良品率が高いので、シャッタの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の遮光羽根用板材から切り取られた遮光羽根が用いられるフォーカルプレンシャッタの全体構成図であり、シャッタがセットされた状態を示す。
【図２】本発明の遮光羽根用板材から切り取られた遮光羽根が用いられるフォーカルプレンシャッタの全体構成図であり、開口窓が開いた状態を示す。
【図３】本発明の遮光羽根用板材から切り取られた遮光羽根が用いられるフォーカルプレンシャッタの全体構成図であり、シャッタが切られて開口窓が閉じた状態を示す。
【図４】本発明の実施の形態に係る遮光羽根用板材の構成を模式的に示す部分斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る遮光羽根用板材の成型中の状態を模式的に示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１：炭素繊維
２：アラミド繊維（芳香族ポリアミド繊維）
３：界面
１０：遮光羽根用板材
１１：炭素繊維強化樹脂
１２：アラミド繊維強化樹脂（芳香族ポリアミド繊維強化樹脂）
１１ａ：炭素繊維を含有するプリプレグ・シート
１２ａ：アラミド繊維を含有するプリプレグ・シート
１００：遮光羽根
【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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