2024年6月11日发(作者：勇绚)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.4

(22)申请日 2003.07.17

(71)申请人 VA股份有限公司

地址 美国纽约州

(72)发明人 S·帕斯夸瑞拉 C·阿康西鲁斯 H·彦

(74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公司

代理人 张兰英

(51)

G03B9/08

权利要求说明书 说明书 幅图

(10)申请公布号 CN 101470319 A

(43)申请公布日 2009.07.01

(54)发明名称

用于机械快门的阻尼系统

(57)摘要

一种用于电磁可操作的快门(10)的

阻尼系统包括用于阻止一可枢转地被支撑

的快门致动的驱动臂(24)的运动的一止动

件(40)。该止动件(40)具有被固定于可枢转

地被支撑的驱动臂(24)的阻尼器部分(68A

和68B)和缓冲器部分(36)，该缓冲器部分

被固定于用于在一个方向或另一方向枢转

该臂以操作快门时接受阻尼器的撞击的位

置。阻尼器部分(68A和68B)各具有平直的

边缘(70)，各缓冲器部分(36)的表面为弯曲

表面，以致在撞击持续期间在两者之间保

持大体上的点接触。此外，阻尼器部分由

阻尼的聚氨酯形成，各缓冲器部分由高分

子量的聚乙烯形成，材料的组合提供了能

量吸收，同时避免在撞击时阻尼器和缓冲

器部分的粘接。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1.一种转动摄影快门或类似构件，它包括许多快门叶片、一驱动装置和一阻尼系统，

许多快门叶片在打开和关闭位置之间可运动，驱动装置包括用于在打开和关闭位置

之间运动快门叶片的一致动器，阻尼系统可操作地在打开和关闭位置中的一个位置

处停止驱动装置的运动。

2.一种转动摄影快门，它包括：

a)一具有一中心孔的基板；

b)多个转动环可操纵的快门叶片，它们由基板支撑，用于打开和关闭该孔；以及

c)一在基板上的阻尼系统，它可操作地阻尼转动环可操纵的快门叶片的打开和关闭。

3.如权利要求16所述的转动摄影快门，其特征在于它包括：

a)一可枢转地支撑在基板上、通过确定的圆弧前后摆动的驱动臂，该驱动臂在一个

方向的摆动作用使快门叶片运动到打开位置，在返回方向的摆动作用使快门叶片运

动到关闭位置；以及

b)将阻尼系统设置成在该圆弧的各端处阻止驱动臂的摆动。

4.如权利要求2所述的转动摄影快门，其特征在于阻尼系统包括：

a)一可枢转地设置在基板上、通过确定的圆弧前后摆动的驱转臂，该驱转臂在一个

方向的摆动作用使快门叶片运动到打开位置，在返回方向的摆动作用使快门叶片运

动到关闭位置；

b)一具有相对端的、设置成在摆动的各端处以阻止使快门叶片工作的驱动臂的摆动

运动的止动件；

c)在止动件的相对端的各端处的缓冲器；以及

d)至少一阻尼器，它们在驱动臂上被定位成在驱动臂的摆动的极限位置处撞击和接

合于各成形的缓冲器。

5.如权利要求4所述的转动摄影快门，其特征在于：缓冲器和阻尼器的形状被确定

为在该接合的持续期间在两者间提供大体上的点接触。

6.如权利要求3所述的转动摄影快门，其特征在于阻尼系统包括：

a)由驱动臂和基板的一个装载的、由具有3至6百万分子量的聚乙烯组成的诸缓冲

器；以及

b)一阻尼器，它在驱动臂和基板的中另一个上，并由在它撞击缓冲器时经历从玻璃

相至橡胶相转变的聚氨酯材料构成。

7.如权利要求1所述的转动摄影快门，其特征在于：所述阻尼系统还包括缓冲器和

阻尼器，所述缓冲器和所述阻尼器定形成在打开和关闭位置之一在两者之间提供大

体上的点接触。

8.如权利要求1所述的转动摄影快门，其特征在于：还包括连接于驱动装置的驱动

臂，阻尼系统的一构件设置在所述驱动臂上。

9.如权利要求1所述的转动摄影快门，其特征在于：阻尼系统还包括通过偏置连接

件连接于一外缓冲器的内缓冲器。

10.如权利要求9所述的转动摄影快门，其特征在于：所述偏置连接件包括弹簧金

属丝，所述弹簧金属丝连接于一止动板。

11.如权利要求9所述的转动摄影快门，其特征在于：还包括驱动臂，所述驱动臂

构造成在所述内缓冲器与所述外缓冲器之间以弧形路线运行。

12.如权利要求9所述的转动摄影快门，其特征在于：阻尼系统还包括一阻尼器，

其中，所述阻尼器和所述内和外缓冲器定形成在打开和关闭位置之一在两者之间提

供大体上的点接触。

13.如权利要求9所述的转动摄影快门，其特征在于：阻尼系统还包括内阻尼器和

外阻尼器，所述内阻尼器和外阻尼器构造成在所述内缓冲器与所述外缓冲器之间以

弧形路线运行。

14.如权利要求2所述的转动摄影快门，其特征在于：所述阻尼系统包括缓冲器和

阻尼器，所述缓冲器和所述阻尼器定形成在所述快门叶片的打开位置和所述快门叶

片的关闭位置之一在两者之间提供大体上的点接触。

15.如权利要求14所述的转动摄影快门，其特征在于：还包括驱动臂，所述驱动臂

构造成有助打开和关闭快门叶片，其中阻尼器设置在所述驱动臂上。

16.如权利要求14所述的转动摄影快门，其特征在于：所述阻尼系统包括第一缓冲

器和第二缓冲器，所述阻尼器构造成在第一阻尼器与第二阻尼器之间运行。

17.一种转动摄影快门，它包括：

a)在一打开和关闭位置之间可运动的许多快门叶片；

b)驱动臂，所述驱动臂构造成使所述快门叶片在一打开位置和一关闭位置之间运动；

以及

c)阻尼系统，所述阻尼系统包括缓冲器和阻尼器，所述缓冲器和所述阻尼器定形成

在打开和关闭位置之一在两者之间提供大体上的点接触。

18.如权利要求17所述的转动摄影快门，其特征在于：所述缓冲器包括内缓冲器和

外缓冲器，所述阻尼器构造成在所述内缓冲器与外缓冲器之间沿一路线运行。

19.如权利要求18所述的转动摄影快门，其特征在于：所述路线是一弧形路线。

20.如权利要求17所述的转动摄影快门，其特征在于：所述阻尼器包括连接于外阻

尼器的内容阻尼器。

21.如权利要求17所述的转动摄影快门，其特征在于：所述缓冲器和所述阻尼器之

一安装在所述驱动臂上。

说 明 书

本申请是名称为“用于机械快门的阻尼系统”、申请日为2005年1月31日、申

请号为03818299.8、国际申请日为2003年7月17日、国际申请号为

PCT/US2003/022287的分案申请。

本发明总的涉及用于重量轻的机械组件的阻尼器，更具体地涉及用于例如摄影快门

的机械快门的阻尼器。

背景技术

具有运动零件的机械组件经常要求阻尼，以防止这些零件受到损坏性的撞击和延长

该组件的使用寿命和提高该组件的可靠性。在机械组件重量轻、反复冲击和高速时

尤其是这情况。在许多类型的摄影和实验设备中所使用的电动中心快门满足这些要

求。例如，快门可以在若干分之一秒内打开和关闭。电动快门能够以每秒2至400

周期或更快的频率工作。

中心快门通常有两种型式。在一种型式中，所谓“切断器”快门具有被设置成覆盖镜

片孔的一个或多个薄的、金属叶片。枢轴连接允许各叶片在闭合位置和打开位置之

间摆动，在闭合位置诸叶片覆盖镜片孔，在打开位置从镜片孔向旁边拉回叶片。

在一第二型式中，将通常是五片的可枢转地安装的许多叶片围绕镜片设置。各叶片

连接至可一转动的环。在这转动快门的工作中，该环沿一个方向的转动引起诸叶片

整体地摆动到一打开位置。在曝光之后，该环的反转使诸叶片摆动到镜片孔上的一

关闭位置。

在第一型式的快门中，通常提供冲击吸收器和阻尼器，它当叶片在打开和关闭位置

之间枢转时吸收冲击。在这方面，参阅美国专利3,595,553和3,664,251，它们的揭

示内容已被结合在此供参考。如在这些专利参考文献中所揭示的那样，冲击吸收器

工作很迅速又柔和地停止快门叶片而没受损坏，很少或没有反弹。按照本申请的理

解，在与转动类型快门的结合之中没有使用可比得上的冲击吸收系统。

已知具有阻尼特性的、适用于摄影快门的阻尼系统的一材料是由Aearo公司制造的

高密度模制的产品。产品是高密度阻尼的聚氨酯热固性聚合物。这材料的板和模制

零件用于降低噪声、冲击和振动的许多应用场合。该材料具有良好的滞后的阻尼性

能、良好的柔性和能够吸收和储存机械能量，同时以热的形式有效地耗散它。

由这聚氨酯模制材料制成的阻尼器有时与例如金属和包复特氟纶的金属的其它材料

组合使用，在某些应用场合提供良好的效果。但是，聚氨酯模制的吸收冲击的配方

的一个缺点是它们具有类似橡胶的特性和在执行阻尼功能时会粘附于它们的撞击表

面。在弥补这缺点的努力之中，通常用特氟纶包复冲击表面。在接触聚氨酯模制的

阻尼器时，包复特氟纶的表面产生了其它问题。特氟纶易于剥落和形成有像滑石粉

的粉末残留物。在许多场合该残留物不是有害的，但在有些场合，例如光学快门，

该残留物会到达光学构件例如透镜的表面。在透镜表面上的这粉末对于透镜的工作

是有害的。

因此，本发明的一目的是提供一种用于摄影快门的，尤其是高速转动快门的改进的

阻尼系统。

本发明的另一目的是提供一种使用聚氨酯模制的阻尼器(damper)的阻尼系统，该阻

尼器消除了它对撞击表面的粘附现象。

本发明的再一目的是提供一种具有更长的工作寿命的阻尼系统。

发明概要

在本发明中，转动快门设置有一阻尼系统，其中快门驱动臂沿弧形运行路线的摆动

被一止动件阻止，该止动件被定位成接合于由驱动臂带动的一零件。该零件是一其

横剖面大体为三角形的梁。固定于该梁的各侧的是由高阻尼的聚氨酯热固性材料形

成的一阻尼器。诸阻尼器对着止动件的撞击阻止驱动臂的运动。

止动件的撞击表面包括超高分子量的聚乙烯制成的一缓冲器(bumper)。这材料与该

缓冲器和阻尼器的形状和布置一起提供了有限的接触面积。有限的接触面积集中了

撞击能量和改进了阻尼系统的效率。当撞击阻尼器时，在撞击位置的材料经历了从

玻璃相至橡胶相的转变，它是趋向于粘附于撞击表面的橡胶相。通过将接触区域限

制到一直线或更准确地一点接触，将可能的“粘性的”区域缩小至最小程度。

因此，通过仔细地选择阻尼器和缓冲器的形状、材料和布置，实际上消除了粘接。

使用寿命试验表明这些构件具有比其它构件所能达到的更长得多的使用寿命。该组

合的阻尼特性接近机电快门的理解状态，以及可以用于其中设计基本消除了在撞击

之后的反跳或弹回的其它应用场合。

因此，本发明的特征在于：在它的一个方面是用于阻止例如由驱动臂驱动的摄影快

门的或类似物的小质量的运动的阻尼系统，该驱动臂被安装成用于通过弧形运行路

线的摆动运动。该阻尼系统包括一止动件，该止动件具有被设置成在该运行路线的

各端部处阻止该臂的运动的阻相对端。在这方面，该止动件的诸相对端携带了由高

分子量聚乙烯组成的诸缓冲器，这些缓冲器被设置成撞击于驱动臂上的一阻尼器，

该阻尼器由高密度聚氨酯热固性材料构成。缓冲器和阻尼器它两的形状被确定为在

阻尼器和缓冲器之间的接合期间提供大体上的点接触。

附图简述

图1是带有本发明的阻尼系统的一快门的正视图；

图2是图1的一部分的放大的立体图；

图3是图2所示结构的平面图，为清楚起见拆去了一些零件；

图4是总体上沿着图3的线“4—4”截取的剖视图；

图5是图4的一部分的放大视图，示出了在关闭位置中诸构件和快门的布置；以及

图6是图3的一部分的放大视图。

实施本发明的最佳方式

参阅附图，图1示出了总体由标号“10”表示的一转动快门，它结合有本发明的阻尼

系统。应该理解：为了清楚起见已省略了快门的许多构件、托架和导线。为了定向

的目的，快门包括具有一中心孔14的一基板12。支撑在该基板的下侧(示出)处的

是许多快门叶片16，它们的一部分通过该孔可以看到。该转动快门是传统的。为

了本发明的目的可以充分地说：诸快门叶片可操作地连接于驱动板(未示出)，该驱

动板相对于基板可转动。驱动板在一个方向的转动沿侧向移动快门叶片和打开该孔。

驱动板的往复转动将快门叶片向后运动至图1所示的位置，其时该孔被关闭。

用于操作驱动板的装置包括安装于基板的一电磁致动器18。该致动器包括在侧向

接合于摆动臂22的一衔铁20。该摆动臂接合于一驱动臂24。该驱动臂是平直的和

由很薄的金属板形成、以使质量减少至最小程度，并可枢转地被支撑，以致它的端

部26沿弧形运行路线运动。在它的端部26处该驱动臂连接于一连杆28。该连杆

具有延伸通过基板中的一细长孔32的一连接件30，用于连接至驱动板。

驱动臂24的摆动被标号“34”表示的本发明的阻尼系统进行阻尼。如在图2和3中

很清楚地看到的那样，该阻尼系统包括被连接至一成形弹簧金属丝

(shapedspring wire)38的一对缓冲器36。其中一个缓冲器是内缓冲器36A，外面的

一个是外缓冲器36B。

支撑诸缓冲器的弹簧金属丝较佳地由直径约0.020英寸的和被成形为扭转弹簧的钢

琴金属丝形成。在这方面，该弹簧金属丝形成有一被分叉的中央脊部40(图3)。该

被分叉的脊部40的两部分42、44在端部46连接在一起，以及在相对端48处相互

分开和不连接。该两部分42、44的各部分又被弯曲、形成从中央脊部40向外延伸

的相对的大体的U形臂50。如从图4和5清楚看到的那样，U形臂的相对端52各

自从中央脊部40的平面向下弯曲，并支撑了在中央脊部40的平面之下的诸缓冲器。

如所形成的那样，弹簧金属丝的臂50从中央脊部40的平面向下弯曲。但是，如图

1和2所示，一止动板54携带了弹簧金属丝38，该止动板设置在诸臂之下并接合

于诸臂，以迫使它们采取较靠近脊部平面的方位。这对诸臂50的预加载提供了推

动诸臂从中央脊部40的平面向下枢转的偏压。

该止动板又刚性地固定于一较重的刚性支撑金属丝56。该支撑金属丝的直径为

0.050英寸，为弹簧金属丝38的直径的两倍以上。支撑金属丝的端部58、60尽可

能刚性地固定于基板12(图1)，以便使支撑金属丝的弯曲尽可能地减少至最小程度。

如从图2、3和6清楚地看到的那样，各缓冲器36的形状大体为椭圆形。该椭圆形

诸端部各设置有一凹槽62。这些凹槽接纳诸U形臂的端部52，用于将缓冲器连接

至弹簧金属丝38。

在图3、4和5中进一步示出了阻尼系统34，它包括与缓冲器36和弹簧金属丝38

相互作用的、由驱动臂24装载的部分。这些部分包括固定于平驱动臂的表面的、

靠近它的端部26的梁64。该梁的横截面大体为三角形，以及三角形梁的两直立侧

或腿部从驱动臂向上延伸和进入弹簧金属丝的向下弯曲端52之间的空间内。固定

于直立脚部的和从各直立脚部向外延伸的是一阻尼器68。其中一个阻尼器是内阻

尼器68A，另一个是外阻尼器68B。各阻尼器的横截面大体为三角形和固定于该梁，

以致将各阻尼器的纵向延伸角70设置成接触其中一个缓冲器36(图5和6)。

在快门关闭时的一起始位置中，内阻尼器68A的角70与内缓冲器36A相接触(图4

和6)。为了操作快门，对电磁体18供能，衔铁20通过摆动臂22工作，使驱动臂

24枢转，以使它的端部26在图1中向上摆动。这拉动连杆28和转动驱动板(未示

出)，以打开快门。枢转驱动臂带动外阻尼器68B向前运动和与外缓冲器36B相接

触，其中，一个对着另一个的接合停止了驱动臂的运动。当停止对电磁体供能时，

弹簧72使驱动臂返回到关闭快门的起始位置。然后由内阻尼器68A对着内缓冲器

36A的接合来阻止驱动臂的返回运动。

在具有45毫米孔的快门中，快门的工作速度可以达到5赫芝，随着孔尺寸的减小

该速度提高。在具有2毫米孔的快门中，工作速度可以达到400赫芝或以上。因此，

重要的是迅速地、平稳地和几乎没有或完全没有反弹地阻止驱动臂的向前和反向运

动。若干方面有助于本发明的阻尼系统的成功操作。例如，由高阻尼的聚氨酯热固

性树脂形成阻尼器和缓冲器中的一个，该材料提供了高阻尼、隔离、冲击和运动控

制性能，并带有超过1.0的损失系数。一较佳材料是具有下列性能的尿腕固体：

在73℉(23℃)额定硬度(ASTM D 2240)肖氏A硬度计碰撞值约58，

约18℉(—8℃)的玻璃化转变温度，

在10赫芝和54℉(12℃)状态下约0.94最大损失系数，

反弹(ASTM D2632)Bashore回能

约4.5％的反弹、第一次碰撞@20℃

约0.0％的反弹、第二次碰撞@20℃

加压负荷偏移(ASTM D575)

10％偏移约82磅/平方英寸(565千帕)

20％偏移约180磅/平方英寸(1241千帕)

30％偏移约305磅/平方英寸(2103千帕)

压缩模量约845磅/平方英寸(5826千帕)

一种适合的材料是Aearo公司制造的 HD。

阻尼器和缓冲器中的另一个由具有分子量在3至6百万范围的超高分子量聚乙烯

(UHMWPE)形成。这一材料通常具有至少0.930克/厘米³以及直至

0.965克/厘米3的密度。令人警奇地，当与聚氨酯一起使用时这一高分子量聚乙烯

提供了有效的阻尼，而与被认为对有效阻尼是不利的聚乙烯的硬度无关。

在一较佳结构中，由UHMWPE制造缓冲器，而阻尼器由聚氨酯形成。聚乙烯可被

挤压成缓冲器的所需形状，如以下所述，而尿腕材料是不可压挤成形的和必须被模

制成形。并且，用粘接剂易于将尿脘附着于梁，而聚氨酯对梁的粘附在反复冲击的

应力下不能保持长久。

本发明还具有被设置成在缓冲器36和阻尼器70接触的整个时期提供在该两零件之

间基本点接触的该阻尼系统的构件。通过提供具有如图所示的椭圆形的缓冲器和具

有纵向延伸角70的阻尼器实现了这接触情况。撞击椭圆形缓冲器(图6)的外表面的

阻尼器的平直的角70的结构在接触的持续期间保持大体上的点接触。将接合限制

于大体上的点接触改进了阻尼系统的效率。

进一步有助于该阻尼系统的冲击吸收特性是来自于臂50的载荷。如以上所述，该

臂被加载，以致它们以向下方向被偏压。因此，趋向于使臂50围绕中央脊部向上

转动的阻尼器68对缓冲器36的撞击被该臂的向下的偏压抵抗。并且，如图5所示，

U形臂50的各端52向下弯曲约77°或在垂直于臂50的平面的一直线的约13°内。

这允许阻尼器的撞击部分地被臂50和弹簧金属丝的两分叉的中央脊部40两者一致

向上的弯曲所吸收。保持这角度，以保证阻尼器的角70撞击于缓冲器36A的大致

中心处，从而随着缓冲器克服该臂的向下偏压的推动所提供的阻力而向上偏移使两

者不会分离。该角度还防止在梁运动引起阻尼器的角撞击缓冲器时的接触压缩状态

期间两材料的粘附。

在如上所述的所有构件协作提供有效的阻尼系统时，发现分别地形成聚氨酯的和高

分子量聚乙烯的阻尼器和缓冲器显著地有助于阻尼器的效能。尤其是，使用这些材

料提高了快门的使用寿命六倍，从一百万至六百万次操作，同时实际上消除了阻尼

器和缓冲器材料的粘附，而没有使用例如特氟纶或润滑剂的防粘材料。

2024年6月11日发(作者：勇绚)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.4

(22)申请日 2003.07.17

(71)申请人 VA股份有限公司

地址 美国纽约州

(72)发明人 S·帕斯夸瑞拉 C·阿康西鲁斯 H·彦

(74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公司

代理人 张兰英

(51)

G03B9/08

权利要求说明书 说明书 幅图

(10)申请公布号 CN 101470319 A

(43)申请公布日 2009.07.01

(54)发明名称

用于机械快门的阻尼系统

(57)摘要

一种用于电磁可操作的快门(10)的

阻尼系统包括用于阻止一可枢转地被支撑

的快门致动的驱动臂(24)的运动的一止动

件(40)。该止动件(40)具有被固定于可枢转

地被支撑的驱动臂(24)的阻尼器部分(68A

和68B)和缓冲器部分(36)，该缓冲器部分

被固定于用于在一个方向或另一方向枢转

该臂以操作快门时接受阻尼器的撞击的位

置。阻尼器部分(68A和68B)各具有平直的

边缘(70)，各缓冲器部分(36)的表面为弯曲

表面，以致在撞击持续期间在两者之间保

持大体上的点接触。此外，阻尼器部分由

阻尼的聚氨酯形成，各缓冲器部分由高分

子量的聚乙烯形成，材料的组合提供了能

量吸收，同时避免在撞击时阻尼器和缓冲

器部分的粘接。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1.一种转动摄影快门或类似构件，它包括许多快门叶片、一驱动装置和一阻尼系统，

许多快门叶片在打开和关闭位置之间可运动，驱动装置包括用于在打开和关闭位置

之间运动快门叶片的一致动器，阻尼系统可操作地在打开和关闭位置中的一个位置

处停止驱动装置的运动。

2.一种转动摄影快门，它包括：

a)一具有一中心孔的基板；

b)多个转动环可操纵的快门叶片，它们由基板支撑，用于打开和关闭该孔；以及

c)一在基板上的阻尼系统，它可操作地阻尼转动环可操纵的快门叶片的打开和关闭。

3.如权利要求16所述的转动摄影快门，其特征在于它包括：

a)一可枢转地支撑在基板上、通过确定的圆弧前后摆动的驱动臂，该驱动臂在一个

方向的摆动作用使快门叶片运动到打开位置，在返回方向的摆动作用使快门叶片运

动到关闭位置；以及

b)将阻尼系统设置成在该圆弧的各端处阻止驱动臂的摆动。

4.如权利要求2所述的转动摄影快门，其特征在于阻尼系统包括：

a)一可枢转地设置在基板上、通过确定的圆弧前后摆动的驱转臂，该驱转臂在一个

方向的摆动作用使快门叶片运动到打开位置，在返回方向的摆动作用使快门叶片运

动到关闭位置；

b)一具有相对端的、设置成在摆动的各端处以阻止使快门叶片工作的驱动臂的摆动

运动的止动件；

c)在止动件的相对端的各端处的缓冲器；以及

d)至少一阻尼器，它们在驱动臂上被定位成在驱动臂的摆动的极限位置处撞击和接

合于各成形的缓冲器。

5.如权利要求4所述的转动摄影快门，其特征在于：缓冲器和阻尼器的形状被确定

为在该接合的持续期间在两者间提供大体上的点接触。

6.如权利要求3所述的转动摄影快门，其特征在于阻尼系统包括：

a)由驱动臂和基板的一个装载的、由具有3至6百万分子量的聚乙烯组成的诸缓冲

器；以及

b)一阻尼器，它在驱动臂和基板的中另一个上，并由在它撞击缓冲器时经历从玻璃

相至橡胶相转变的聚氨酯材料构成。

7.如权利要求1所述的转动摄影快门，其特征在于：所述阻尼系统还包括缓冲器和

阻尼器，所述缓冲器和所述阻尼器定形成在打开和关闭位置之一在两者之间提供大

体上的点接触。

8.如权利要求1所述的转动摄影快门，其特征在于：还包括连接于驱动装置的驱动

臂，阻尼系统的一构件设置在所述驱动臂上。

9.如权利要求1所述的转动摄影快门，其特征在于：阻尼系统还包括通过偏置连接

件连接于一外缓冲器的内缓冲器。

10.如权利要求9所述的转动摄影快门，其特征在于：所述偏置连接件包括弹簧金

属丝，所述弹簧金属丝连接于一止动板。

11.如权利要求9所述的转动摄影快门，其特征在于：还包括驱动臂，所述驱动臂

构造成在所述内缓冲器与所述外缓冲器之间以弧形路线运行。

12.如权利要求9所述的转动摄影快门，其特征在于：阻尼系统还包括一阻尼器，

其中，所述阻尼器和所述内和外缓冲器定形成在打开和关闭位置之一在两者之间提

供大体上的点接触。

13.如权利要求9所述的转动摄影快门，其特征在于：阻尼系统还包括内阻尼器和

外阻尼器，所述内阻尼器和外阻尼器构造成在所述内缓冲器与所述外缓冲器之间以

弧形路线运行。

14.如权利要求2所述的转动摄影快门，其特征在于：所述阻尼系统包括缓冲器和

阻尼器，所述缓冲器和所述阻尼器定形成在所述快门叶片的打开位置和所述快门叶

片的关闭位置之一在两者之间提供大体上的点接触。

15.如权利要求14所述的转动摄影快门，其特征在于：还包括驱动臂，所述驱动臂

构造成有助打开和关闭快门叶片，其中阻尼器设置在所述驱动臂上。

16.如权利要求14所述的转动摄影快门，其特征在于：所述阻尼系统包括第一缓冲

器和第二缓冲器，所述阻尼器构造成在第一阻尼器与第二阻尼器之间运行。

17.一种转动摄影快门，它包括：

a)在一打开和关闭位置之间可运动的许多快门叶片；

b)驱动臂，所述驱动臂构造成使所述快门叶片在一打开位置和一关闭位置之间运动；

以及

c)阻尼系统，所述阻尼系统包括缓冲器和阻尼器，所述缓冲器和所述阻尼器定形成

在打开和关闭位置之一在两者之间提供大体上的点接触。

18.如权利要求17所述的转动摄影快门，其特征在于：所述缓冲器包括内缓冲器和

外缓冲器，所述阻尼器构造成在所述内缓冲器与外缓冲器之间沿一路线运行。

19.如权利要求18所述的转动摄影快门，其特征在于：所述路线是一弧形路线。

20.如权利要求17所述的转动摄影快门，其特征在于：所述阻尼器包括连接于外阻

尼器的内容阻尼器。

21.如权利要求17所述的转动摄影快门，其特征在于：所述缓冲器和所述阻尼器之

一安装在所述驱动臂上。

说 明 书

本申请是名称为“用于机械快门的阻尼系统”、申请日为2005年1月31日、申

请号为03818299.8、国际申请日为2003年7月17日、国际申请号为

PCT/US2003/022287的分案申请。

本发明总的涉及用于重量轻的机械组件的阻尼器，更具体地涉及用于例如摄影快门

的机械快门的阻尼器。

背景技术

具有运动零件的机械组件经常要求阻尼，以防止这些零件受到损坏性的撞击和延长

该组件的使用寿命和提高该组件的可靠性。在机械组件重量轻、反复冲击和高速时

尤其是这情况。在许多类型的摄影和实验设备中所使用的电动中心快门满足这些要

求。例如，快门可以在若干分之一秒内打开和关闭。电动快门能够以每秒2至400

周期或更快的频率工作。

中心快门通常有两种型式。在一种型式中，所谓“切断器”快门具有被设置成覆盖镜

片孔的一个或多个薄的、金属叶片。枢轴连接允许各叶片在闭合位置和打开位置之

间摆动，在闭合位置诸叶片覆盖镜片孔，在打开位置从镜片孔向旁边拉回叶片。

在一第二型式中，将通常是五片的可枢转地安装的许多叶片围绕镜片设置。各叶片

连接至可一转动的环。在这转动快门的工作中，该环沿一个方向的转动引起诸叶片

整体地摆动到一打开位置。在曝光之后，该环的反转使诸叶片摆动到镜片孔上的一

关闭位置。

在第一型式的快门中，通常提供冲击吸收器和阻尼器，它当叶片在打开和关闭位置

之间枢转时吸收冲击。在这方面，参阅美国专利3,595,553和3,664,251，它们的揭

示内容已被结合在此供参考。如在这些专利参考文献中所揭示的那样，冲击吸收器

工作很迅速又柔和地停止快门叶片而没受损坏，很少或没有反弹。按照本申请的理

解，在与转动类型快门的结合之中没有使用可比得上的冲击吸收系统。

已知具有阻尼特性的、适用于摄影快门的阻尼系统的一材料是由Aearo公司制造的

高密度模制的产品。产品是高密度阻尼的聚氨酯热固性聚合物。这材料的板和模制

零件用于降低噪声、冲击和振动的许多应用场合。该材料具有良好的滞后的阻尼性

能、良好的柔性和能够吸收和储存机械能量，同时以热的形式有效地耗散它。

由这聚氨酯模制材料制成的阻尼器有时与例如金属和包复特氟纶的金属的其它材料

组合使用，在某些应用场合提供良好的效果。但是，聚氨酯模制的吸收冲击的配方

的一个缺点是它们具有类似橡胶的特性和在执行阻尼功能时会粘附于它们的撞击表

面。在弥补这缺点的努力之中，通常用特氟纶包复冲击表面。在接触聚氨酯模制的

阻尼器时，包复特氟纶的表面产生了其它问题。特氟纶易于剥落和形成有像滑石粉

的粉末残留物。在许多场合该残留物不是有害的，但在有些场合，例如光学快门，

该残留物会到达光学构件例如透镜的表面。在透镜表面上的这粉末对于透镜的工作

是有害的。

因此，本发明的一目的是提供一种用于摄影快门的，尤其是高速转动快门的改进的

阻尼系统。

本发明的另一目的是提供一种使用聚氨酯模制的阻尼器(damper)的阻尼系统，该阻

尼器消除了它对撞击表面的粘附现象。

本发明的再一目的是提供一种具有更长的工作寿命的阻尼系统。

发明概要

在本发明中，转动快门设置有一阻尼系统，其中快门驱动臂沿弧形运行路线的摆动

被一止动件阻止，该止动件被定位成接合于由驱动臂带动的一零件。该零件是一其

横剖面大体为三角形的梁。固定于该梁的各侧的是由高阻尼的聚氨酯热固性材料形

成的一阻尼器。诸阻尼器对着止动件的撞击阻止驱动臂的运动。

止动件的撞击表面包括超高分子量的聚乙烯制成的一缓冲器(bumper)。这材料与该

缓冲器和阻尼器的形状和布置一起提供了有限的接触面积。有限的接触面积集中了

撞击能量和改进了阻尼系统的效率。当撞击阻尼器时，在撞击位置的材料经历了从

玻璃相至橡胶相的转变，它是趋向于粘附于撞击表面的橡胶相。通过将接触区域限

制到一直线或更准确地一点接触，将可能的“粘性的”区域缩小至最小程度。

因此，通过仔细地选择阻尼器和缓冲器的形状、材料和布置，实际上消除了粘接。

使用寿命试验表明这些构件具有比其它构件所能达到的更长得多的使用寿命。该组

合的阻尼特性接近机电快门的理解状态，以及可以用于其中设计基本消除了在撞击

之后的反跳或弹回的其它应用场合。

因此，本发明的特征在于：在它的一个方面是用于阻止例如由驱动臂驱动的摄影快

门的或类似物的小质量的运动的阻尼系统，该驱动臂被安装成用于通过弧形运行路

线的摆动运动。该阻尼系统包括一止动件，该止动件具有被设置成在该运行路线的

各端部处阻止该臂的运动的阻相对端。在这方面，该止动件的诸相对端携带了由高

分子量聚乙烯组成的诸缓冲器，这些缓冲器被设置成撞击于驱动臂上的一阻尼器，

该阻尼器由高密度聚氨酯热固性材料构成。缓冲器和阻尼器它两的形状被确定为在

阻尼器和缓冲器之间的接合期间提供大体上的点接触。

附图简述

图1是带有本发明的阻尼系统的一快门的正视图；

图2是图1的一部分的放大的立体图；

图3是图2所示结构的平面图，为清楚起见拆去了一些零件；

图4是总体上沿着图3的线“4—4”截取的剖视图；

图5是图4的一部分的放大视图，示出了在关闭位置中诸构件和快门的布置；以及

图6是图3的一部分的放大视图。

实施本发明的最佳方式

参阅附图，图1示出了总体由标号“10”表示的一转动快门，它结合有本发明的阻尼

系统。应该理解：为了清楚起见已省略了快门的许多构件、托架和导线。为了定向

的目的，快门包括具有一中心孔14的一基板12。支撑在该基板的下侧(示出)处的

是许多快门叶片16，它们的一部分通过该孔可以看到。该转动快门是传统的。为

了本发明的目的可以充分地说：诸快门叶片可操作地连接于驱动板(未示出)，该驱

动板相对于基板可转动。驱动板在一个方向的转动沿侧向移动快门叶片和打开该孔。

驱动板的往复转动将快门叶片向后运动至图1所示的位置，其时该孔被关闭。

用于操作驱动板的装置包括安装于基板的一电磁致动器18。该致动器包括在侧向

接合于摆动臂22的一衔铁20。该摆动臂接合于一驱动臂24。该驱动臂是平直的和

由很薄的金属板形成、以使质量减少至最小程度，并可枢转地被支撑，以致它的端

部26沿弧形运行路线运动。在它的端部26处该驱动臂连接于一连杆28。该连杆

具有延伸通过基板中的一细长孔32的一连接件30，用于连接至驱动板。

驱动臂24的摆动被标号“34”表示的本发明的阻尼系统进行阻尼。如在图2和3中

很清楚地看到的那样，该阻尼系统包括被连接至一成形弹簧金属丝

(shapedspring wire)38的一对缓冲器36。其中一个缓冲器是内缓冲器36A，外面的

一个是外缓冲器36B。

支撑诸缓冲器的弹簧金属丝较佳地由直径约0.020英寸的和被成形为扭转弹簧的钢

琴金属丝形成。在这方面，该弹簧金属丝形成有一被分叉的中央脊部40(图3)。该

被分叉的脊部40的两部分42、44在端部46连接在一起，以及在相对端48处相互

分开和不连接。该两部分42、44的各部分又被弯曲、形成从中央脊部40向外延伸

的相对的大体的U形臂50。如从图4和5清楚看到的那样，U形臂的相对端52各

自从中央脊部40的平面向下弯曲，并支撑了在中央脊部40的平面之下的诸缓冲器。

如所形成的那样，弹簧金属丝的臂50从中央脊部40的平面向下弯曲。但是，如图

1和2所示，一止动板54携带了弹簧金属丝38，该止动板设置在诸臂之下并接合

于诸臂，以迫使它们采取较靠近脊部平面的方位。这对诸臂50的预加载提供了推

动诸臂从中央脊部40的平面向下枢转的偏压。

该止动板又刚性地固定于一较重的刚性支撑金属丝56。该支撑金属丝的直径为

0.050英寸，为弹簧金属丝38的直径的两倍以上。支撑金属丝的端部58、60尽可

能刚性地固定于基板12(图1)，以便使支撑金属丝的弯曲尽可能地减少至最小程度。

如从图2、3和6清楚地看到的那样，各缓冲器36的形状大体为椭圆形。该椭圆形

诸端部各设置有一凹槽62。这些凹槽接纳诸U形臂的端部52，用于将缓冲器连接

至弹簧金属丝38。

在图3、4和5中进一步示出了阻尼系统34，它包括与缓冲器36和弹簧金属丝38

相互作用的、由驱动臂24装载的部分。这些部分包括固定于平驱动臂的表面的、

靠近它的端部26的梁64。该梁的横截面大体为三角形，以及三角形梁的两直立侧

或腿部从驱动臂向上延伸和进入弹簧金属丝的向下弯曲端52之间的空间内。固定

于直立脚部的和从各直立脚部向外延伸的是一阻尼器68。其中一个阻尼器是内阻

尼器68A，另一个是外阻尼器68B。各阻尼器的横截面大体为三角形和固定于该梁，

以致将各阻尼器的纵向延伸角70设置成接触其中一个缓冲器36(图5和6)。

在快门关闭时的一起始位置中，内阻尼器68A的角70与内缓冲器36A相接触(图4

和6)。为了操作快门，对电磁体18供能，衔铁20通过摆动臂22工作，使驱动臂

24枢转，以使它的端部26在图1中向上摆动。这拉动连杆28和转动驱动板(未示

出)，以打开快门。枢转驱动臂带动外阻尼器68B向前运动和与外缓冲器36B相接

触，其中，一个对着另一个的接合停止了驱动臂的运动。当停止对电磁体供能时，

弹簧72使驱动臂返回到关闭快门的起始位置。然后由内阻尼器68A对着内缓冲器

36A的接合来阻止驱动臂的返回运动。

在具有45毫米孔的快门中，快门的工作速度可以达到5赫芝，随着孔尺寸的减小

该速度提高。在具有2毫米孔的快门中，工作速度可以达到400赫芝或以上。因此，

重要的是迅速地、平稳地和几乎没有或完全没有反弹地阻止驱动臂的向前和反向运

动。若干方面有助于本发明的阻尼系统的成功操作。例如，由高阻尼的聚氨酯热固

性树脂形成阻尼器和缓冲器中的一个，该材料提供了高阻尼、隔离、冲击和运动控

制性能，并带有超过1.0的损失系数。一较佳材料是具有下列性能的尿腕固体：

在73℉(23℃)额定硬度(ASTM D 2240)肖氏A硬度计碰撞值约58，

约18℉(—8℃)的玻璃化转变温度，

在10赫芝和54℉(12℃)状态下约0.94最大损失系数，

反弹(ASTM D2632)Bashore回能

约4.5％的反弹、第一次碰撞@20℃

约0.0％的反弹、第二次碰撞@20℃

加压负荷偏移(ASTM D575)

10％偏移约82磅/平方英寸(565千帕)

20％偏移约180磅/平方英寸(1241千帕)

30％偏移约305磅/平方英寸(2103千帕)

压缩模量约845磅/平方英寸(5826千帕)

一种适合的材料是Aearo公司制造的 HD。

阻尼器和缓冲器中的另一个由具有分子量在3至6百万范围的超高分子量聚乙烯

(UHMWPE)形成。这一材料通常具有至少0.930克/厘米³以及直至

0.965克/厘米3的密度。令人警奇地，当与聚氨酯一起使用时这一高分子量聚乙烯

提供了有效的阻尼，而与被认为对有效阻尼是不利的聚乙烯的硬度无关。

在一较佳结构中，由UHMWPE制造缓冲器，而阻尼器由聚氨酯形成。聚乙烯可被

挤压成缓冲器的所需形状，如以下所述，而尿腕材料是不可压挤成形的和必须被模

制成形。并且，用粘接剂易于将尿脘附着于梁，而聚氨酯对梁的粘附在反复冲击的

应力下不能保持长久。

本发明还具有被设置成在缓冲器36和阻尼器70接触的整个时期提供在该两零件之

间基本点接触的该阻尼系统的构件。通过提供具有如图所示的椭圆形的缓冲器和具

有纵向延伸角70的阻尼器实现了这接触情况。撞击椭圆形缓冲器(图6)的外表面的

阻尼器的平直的角70的结构在接触的持续期间保持大体上的点接触。将接合限制

于大体上的点接触改进了阻尼系统的效率。

进一步有助于该阻尼系统的冲击吸收特性是来自于臂50的载荷。如以上所述，该

臂被加载，以致它们以向下方向被偏压。因此，趋向于使臂50围绕中央脊部向上

转动的阻尼器68对缓冲器36的撞击被该臂的向下的偏压抵抗。并且，如图5所示，

U形臂50的各端52向下弯曲约77°或在垂直于臂50的平面的一直线的约13°内。

这允许阻尼器的撞击部分地被臂50和弹簧金属丝的两分叉的中央脊部40两者一致

向上的弯曲所吸收。保持这角度，以保证阻尼器的角70撞击于缓冲器36A的大致

中心处，从而随着缓冲器克服该臂的向下偏压的推动所提供的阻力而向上偏移使两

者不会分离。该角度还防止在梁运动引起阻尼器的角撞击缓冲器时的接触压缩状态

期间两材料的粘附。

在如上所述的所有构件协作提供有效的阻尼系统时，发现分别地形成聚氨酯的和高

分子量聚乙烯的阻尼器和缓冲器显著地有助于阻尼器的效能。尤其是，使用这些材

料提高了快门的使用寿命六倍，从一百万至六百万次操作，同时实际上消除了阻尼

器和缓冲器材料的粘附，而没有使用例如特氟纶或润滑剂的防粘材料。