(57)【要約】【課題】動作速度が速く、動作範囲の広い用途においても耐久性の優れた形状記憶合金、若しくは形状記憶合金を用いたアクチュエータを提供する。【解決手段】形状記憶熱処理温度５７０℃とすることで、転位密度を１０12個／ｃｍ2オーダーとしたＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金ワイヤを生成する。そして、このＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金ワイヤの伸縮によって被駆動体を駆動させるアクチュエータを製作して、補正光学装置などといった駆動装置に適用する。このような構成とすることで、ＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金ワイヤの耐久性を飛躍的に向上させることができる。【選択図】図７
2006161089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置に用いられる被駆動体を駆動させる形状記憶合金を用いたアクチュエータであって、
前記形状記憶合金の転位密度が、１０12個／ｃｍ2オーダーの値であることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載のアクチュエータであって、
前記形状記憶合金が、
Ｔｉを４９．０〜５１．０at％、Ｃｕを５．０〜１２．０at％含有し、残部がＮｉおよび不可避的不純物からなるＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金であることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のアクチュエータの製造方法であって、
前記形状記憶合金の転位密度を、記憶熱処理温度によって調節することを特徴とするアクチュエータの製造方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のアクチュエータによって被駆動体が駆動されることを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載のアクチュエータであって、
前記駆動装置が、撮像装置に用いられる手ぶれ補正装置であることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項６】
駆動装置に搭載された被駆動体を駆動させるアクチュエータに用いられる形状記憶合金であって、
当該形状記憶合金の転位密度が、１０12個／ｃｍ2オーダーの値であることを特徴とする形状記憶合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状記憶合金を用いたアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
形状記憶合金（ＳＭＡ）は、周囲の温度変化に伴って動作するタイプのアクチュエータに適用されるのが一般的である。
【０００３】
例えば、給湯の湯加減を調節する弁の部分に使用されたり、外気温の変化に応じて換気口の開口度合いを変化させる用途に使用されている。
【０００４】
また、最近、ＳＭＡに通電することで自身のジュール熱によって加熱されて動作するタイプのアクチュエータが開発され（例えば、特許文献１）、例えば、ポータブルＭＤレコーダーの磁気ヘッドの昇降機構の駆動源となるアクチュエータとして用いられている（例えば、非特許文献１、２）。
【０００５】
ところで、ＳＭＡに通電することで自身のジュール熱によって加熱されて動作するタイプのアクチュエータでは、周囲の温度に対してＳＭＡの温度が急激に大きく上昇する。このためＳＭＡ表層部とＳＭＡ内部に温度差が生じて歪みが不均一になり、比較的疲労が早く蓄積される傾向にある。このような傾向は、ＳＭＡの温度変化の範囲や速度が大きくなるにつれて更に顕著になる。
【０００６】
このような技術に関する先行技術文献としては、以下のようなものがある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１８０９５１号公報
【非特許文献１】”通電型アクチュエータ用NTワイヤ  NT-H7-TTR”、［online］、古河テクノマテリアル ホームページ、［２００４年１１月２２日検索］、インターネット＜URL：http://www.fitec.co.jp/ftm/nt/0404SJMR240.htm＞。
【非特許文献２】”ポータブルＭＤレコーダー SJ-MR240”、［online］、松下電器 ホームページ、［２００４年１１月２２日検索］、インターネット＜URL：http://prodb.matsushita.co.jp/product/info.do?pg=04&hb=SJ-MR240＞。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術の用途では、例えば、概して動作回数が少ない、ＳＭＡの温度変化の範囲が狭い、温度変化の速度も小さいといった事情がある。そのため、撮像装置に用いられる小型の手ぶれ補正装置のアクチュエータなど、動作回数が極めて多く、動作範囲（すなわち、温度変化範囲）が広く、動作スピードが極めて高い用途への適用を考えた場合には、使用状況に適合した動作回数に対する耐久性の向上が必要となるが、従来技術では、このような点については、全く考慮されていなかった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、動作速度が速く、動作範囲の広い用途においても耐久性の優れた形状記憶合金、若しくは形状記憶合金を用いたアクチュエータ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】
【００１０】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、駆動装置に用いられる被駆動体を駆動させる形状記憶合金を用いたアクチュエータであって、前記形状記憶合金の転位密度が、１０12個／ｃｍ2オーダーの値であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のアクチュエータであって、前記形状記憶合金が、Ｔｉを４９．０〜５１．０at％、Ｃｕを５．０〜１２．０at％含有し、残部がＮｉおよび不可避的不純物からなるＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のアクチュエータの製造方法であって、前記形状記憶合金の転位密度を、記憶熱処理温度によって調節することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１または請求項２に記載のアクチュエータによって被駆動体が駆動されることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項１または請求項２に記載のアクチュエータであって、前記駆動装置が、撮像装置に用いられる手ぶれ補正装置であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６の発明は、駆動装置に搭載された被駆動体を駆動させるアクチュエータに用いられる形状記憶合金であって、当該形状記憶合金の転位密度が、１０12個／ｃｍ2オーダーの値であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１から請求項６のいずれに記載の発明によっても、駆動装置に搭載された被駆動体を駆動させるアクチュエータに用いられる形状記憶合金を、転位密度が１０12個／ｃｍ2オーダーである形状記憶合金とすることで、動作速度が速く、動作範囲の広い用途においても耐久性の優れた形状記憶合金を用いたアクチュエータを提供することができる。
【００１７】
特に、請求項２に記載の発明によれば、Ｔｉを４９．０〜５１．０at％、Ｃｕを５．０〜１２．０at％含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなるＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金を用いることで、変態温度の高さやヒステリシスの小ささ、応答速度の速さなどといった要求を満たすことができる。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明によれば、記憶熱処理温度によって転位密度を調節することができるため、容易に転位密度を調節して、耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
＜補正光学装置＞
図１及び図２は、本発明の実施形態に係るアクチュエータが適用された撮像装置に搭載される手ぶれ補正用の補正光学装置（「手ぶれ補正装置」とも称する）を説明する図で、図１は補正光学ユニット１０の外観を示す斜視図、図２はそのＹ−Ｙ軸に沿った断面図である。
【００２１】
図１及び図２において、補正光学ユニット１０は光学素子に適した透明材料で構成された平板１１ａ及び１１ｂ、透明材料の平板１１ａ及び１１ｂを保持する保持枠１２ａ及び１２ｂ、保持枠１２ａ及び１２ｂの間に配置され、密閉空間を形成する円筒状のダイヤフラム１３、密閉空間の内部に充填された光学素子に適した液状の透明合成樹脂の充填剤１４から構成される。
【００２２】
さらに、ダイヤフラム１３の外側には保持枠１２ａ及び１２ｂの周縁を所定角度で複数（例えば９０°、１２０°等）に分割した位置に、保持枠１２ａ及び１２ｂの間隔を拡げる方向に付勢する複数のコイルばね等の弾性部材１５（以下の説明では１５ａ〜１５ｄ）が配置されるとともに、複数の弾性部材１５のそれぞれに接近して配置された形状記憶合金のワイヤ１６（以下の説明では１６ａ〜１６ｄ）により保持枠１２ａ及び１２ｂが相互に結合されている。
【００２３】
ここでは、説明の都合上、保持枠１２ａ及び１２ｂの周縁を９０°間隔で分割し、光軸をＺ軸とした直交座標軸を設定したとき、Ｘ軸を含む平面上に弾性部材１５ａ及び１５ｂと形状記憶合金のワイヤ１６ａ及び１６ｂが配置され、Ｙ軸を含む平面上に弾性部材１５ｃ及び１５ｄと形状記憶合金のワイヤ１６ｃ及び１６ｄが配置されているものとして説明する。
【００２４】
形状記憶合金のワイヤ１６ａ〜１６ｄには、予め所定の大きさの縮み形状が記憶されており、形状記憶合金のワイヤに通電することにより加熱されて所定の温度に達すると、記憶されている形状に復元するように構成されている。
【００２５】
ここで、形状回復のための加熱を通電加熱により行う理由は、通電加熱は、加熱速度が速い（応答速度が速い）、加熱操作が簡単、通電電流を変えることで加熱速度を自由に制御できる、などである。
【００２６】
形状記憶合金のワイヤ１６は、破断に対する耐久性を向上させるため、転位密度が１０12個／ｃｍ2オーダーとなるように処理されている。この点に関しては後に詳述する。なお、この明細書における「オーダー」という用語は、桁が変化しない程度の範囲を指す用語として使用する。したがって、「１０12個／ｃｍ2オーダー」とは、「１０12〜１０13個／ｃｍ2」程度の範囲である。
【００２７】
なお、温度により記憶形状へ復元する大きさが異なるから、通電する電流値を制御して加熱温度を調整し、形状記憶合金のワイヤの復元する大きさを調整するように構成するものとする。
【００２８】
以上の構成において、形状記憶合金のワイヤ１６ａ〜１６ｄのいずれにも通電加熱されていない状態では、形状記憶合金のワイヤ１６ａ〜１６ｄは弾性部材１５ａ〜１５ｄによる保持枠１２ａ及び１２ｂの間隔を拡げる方向の付勢力により引張り方向の力を受け、弾性部材１５ａ〜１５ｄの弾撥力と形状記憶合金のワイヤ１６ａ〜１６ｄの引張力とが釣り合った初期状態を保っている。図２は初期状態にある補正光学ユニット１０の断面図を示している。
【００２９】
次に、スタンバイ位置への設定のため、後述する制御回路から複数の形状記憶合金のワイヤ１６ａ〜１６ｄに、それぞれ電流値の等しい第１の電流値の電流を供給して加熱すると、形状記憶合金のワイヤ１６ａ〜１６ｄは弾性部材１５ａ〜１５ｄの弾撥力に抗して記憶されているスタンバイ位置の形状にまで縮む。図３はスタンバイ状態にある補正光学ユニット１０の断面図を示している。
【００３０】
このとき、複数の形状記憶合金のワイヤ１６ａ〜１６ｄの変形量は等しいので透明材料の平板１１ａ及び１１ｂは平行を保ち、補正光学ユニット１０に入射した光は屈折することなく通過する。
【００３１】
次に、後述する制御回路から、像振れ補正信号に基いて複数の形状記憶合金のワイヤ１６ａ〜１６ｄに、それぞれ電流値の異なる電流値を流して加熱する。即ち、例えば、Ｙ軸方向上側に配置された形状記憶合金のワイヤ１６ｃには第１の電流値よりも大きい第２の電流値の電流を、Ｙ軸方向下側に配置された形状記憶合金のワイヤ１６ｄには第１の電流値の電流を、Ｘ軸方向左側及び右側に配置された形状記憶合金のワイヤ１６ａ及び１６ｂには第１の電流値と第２の電流値との中間の大きさの第３の電流値の電流を流して、電流値に応じた大きさの記憶形状へ復元させると、補正光学ユニット１０の透明材料の平板１１ａ及び１１ｂはＹ軸方向上側が接近した形状に変形する。図４は、この透明材料の平板１１ａ及び１１ｂはＹ軸方向上側が接近した像振れ（手ぶれ）補正状態にある補正光学ユニット１０の断面図を示している。
【００３２】
このように、形状記憶合金のワイヤ１６ａ〜１６ｄの伸縮によって、駆動対象（被駆動体）である透明材料の平板１１ａ及び１１ｂを駆動させるアクチュエータが実現される。
【００３３】
そして、これにより、補正光学ユニット１０に入射した光束は、図４に示すようにＹ軸を含む平面内で屈折して通過し、像振れ（手ぶれ）を補正することができる。
【００３４】
図５は補正光学ユニットを制御する制御回路２０の構成を示すブロック図である。制御回路２０はＣＰＵ２１を中心に構成され、ＣＰＵ２１の入力ポートには手振れセンサ２４、記憶装置２５、露出制御部２６などが接続され、ＣＰＵ２１の出力ポートには形状記憶合金のワイヤ１６ａ〜１６ｄを加熱する加熱駆動部２３ａ〜２３ｄが接続されている。
【００３５】
記憶装置２５には、像振れ補正量に対応する加熱用の電流値のデータが記憶されている。これは、形状記憶合金のワイヤに通電する電流の大きさと記憶形状への変形量の大きさとの関係を予め計測し、更に像振れ補正量、即ち透明材料の平板の傾斜角（屈折角）に対応した形状記憶合金のワイヤの変形量を予め決定しておくことにより、手振れセンサ２４で検出された像振れ補正量に対応する電流値を求めるためのものである。
【００３６】
次に、ＣＰＵ２１で実行される補正レンズ駆動機構の制御動作を図６のフローチャートにより説明する。まず、カメラの露出制御部２６から出力されるシャッタボタンの第１段階の押下げ（半押し）による撮影準備開始を示すスイッチＳ１のオンを示す信号を待ち（ステップＰ１）、スイッチＳ１ のオン信号が入力されたときは、手振れ補正を行うか否かを選択する手振れ補正スイッチのオンを判定する（ステップＰ２）。
【００３７】
手振れ補正スイッチがオンであれば、像振れ補正動作を開始する。即ち、手振れセンサ２４によりカメラ、即ちレンズ装置のＸ軸方向及びＹ軸方向の振れの大きさが検出されると、ＣＰＵ２１は像振れを補正するに必要な補正量、即ちここでは平板１１ａ、１１ｂの傾斜角（平板の傾斜角により補正光学ユニット１０を通過する光の屈折角が決まる）の大きさを演算し、記憶装置２５に格納されている像振れ補正量に対応する加熱用の電流値データを読み出し、加熱駆動部２３ａ〜２３ｄを経て形状記憶合金のワイヤ１６ａ〜１６ｄを加熱し、像振れ補正を開始する（ステップＰ３）。
【００３８】
像振れ補正動作が開始されたので、撮影開始スイッチＳ２ のオンを待つ（ステップＰ４）。スイッチＳ２ のオンを示す信号が入力されたときは露出制御を実行し（ステップＰ５）、スイッチＳ１ 、Ｓ２ のオフ信号の出力を待ち（ステップＰ６）、オフ信号が出力されたときは撮影の終了と判断して判定して形状記憶合金のワイヤ１６ａ〜１６ｄへの通電を遮断して像振れ補正動作を停止（ステップＰ７）、処理を終了する。
【００３９】
ステップＰ２の判定で、手振れ補正スイッチがオンでない場合は、通常の撮影シーケンスを実行し（ステップＰ１０）、処理を終了する。
【００４０】
以上の説明では、保持枠１２ａ及び１２ｂの周縁を９０°間隔で分割し、光軸をＺ軸とした直交座標軸を設定したとき、Ｘ軸を含む平面上に弾性部材１５ａ及び１５ｂと形状記憶合金のワイヤ１６ａ及び１６ｂが配置され、Ｙ軸を含む平面上に弾性部材１５ｃ及び１５ｄと形状記憶合金のワイヤ１６ｃ及び１６ｄが配置されているものとして説明したが、保持枠１２ａ及び１２ｂの周縁を１２０°間隔で３分割し、３本の弾性部材と３本の形状記憶合金のワイヤにより保持枠１２ａ及び１２ｂを保持させ、３本の形状記憶合金のワイヤを適宜選択して所望の傾斜方向及び傾斜角（屈折角）を設定するように構成することもできる。
【００４１】
以上、補正光学ユニット１０の構成を説明したが、この補正光学ユニット１０は、図示しないレンズ装置の鏡筒内に組み込まれるものであり、そのための構成は公知の手段を適用して適宜設計できることはいうまでもない。
【００４２】
＜形状記憶合金のワイヤについて＞
ところで本実施形態のような補正光学装置においては、使用中に形状記憶合金のワイヤ１６が破断すると装置は全く機能しなくなるため、破断に対しては十分な耐久性を確保しなければならない。
【００４３】
しかし、本実施形態のように形状記憶合金のワイヤに通電することで自身のジュール熱によって加熱され動作するタイプのアクチュエータは、周囲温度に対して形状記憶合金のワイヤ温度が急激かつ大きく上昇する。このため、形状記憶合金のワイヤの表層部と内部に温度差が生じて歪みが不均一になり、比較的疲労が早く進む傾向がある。また、補正光学装置が対象としている像振れを補正するためには１秒間に１０回程度の往復動作が必要で、さらに装置の性格上頻繁に長期間に渡って使用されるため、要求される往復回数は従来の形状記憶合金ワイヤに比べて格段に多い。
【００４４】
そこで、本願発明者らは、動作速度が速く、動作範囲の広い用途においても耐久性の優れた形状記憶合金を用いたアクチュエータを提供するために、形状記憶合金のワイヤ１６の結晶構造などについて鋭意研究を行ったところ、転位密度が破断に対する耐久性に関係しているとの知見を得た。
【００４５】
以下、形状記憶合金のワイヤの調製および耐久性について説明する。
【００４６】
本実施形態に係る形状記憶合金のワイヤは、ＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金を用いて構成される。
【００４７】
合金元素のＣｕは形状回復歪みの劣化率を小さくし、かつ応答速度を速める働きがある。Ｃｕの含有量については、５．０at％未満ではその効果が十分に得られず、１２．０at％を超えると加工性が悪化するため、５．０〜１２．０at％とする必要がある。また、Ｃｕの含有量を５．０〜１２．０at％とするのは、形状回復歪み率（荷重負荷状態での加熱時と冷却時の歪み率の差）が小さくなるためである。なお、形状回復歪み率が大きく、かつ安定して回復するためには、Ｃｕの含有量は６．０〜８．０at％であることが更に好ましい。
【００４８】
Ｔｉの含有量を４９．０〜５１．０at％に規定する理由は、Ｔｉの含有量がこの範囲外では加工性が悪化するためである。
【００４９】
また、通電加熱は、加熱速度が速いため温度分布が不均一になってワイヤに疲労が生じ易いが、この欠点は、ワイヤの線径を０．５ｍｍ以下に細くすることで解消することができる。また、線径を０．５ｍｍ以下に細くすると形状記憶合金ワイヤの加熱冷却速度が速まるため形状回復歪みの劣化率の低減および応答速度の短縮を図ることができる。
【００５０】
つまり、本実施形態のような補正光学装置に適用する場合には、前述の破断に対する耐久性以外にも、変態温度の高さやヒステリシスの小ささ、応答速度の早さが要求される。そのため、本願発明では、形状記憶合金のワイヤ１６にＴｉを４９．０〜５１．０原子％、Ｃｕを５．０〜１２．０原子％含有し、残部がＮｉ及び不可避的に混入する不純物（不可避不純物）からなる素材を用いる。
【００５１】
上述した補正光学ユニット１０では、ＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金のワイヤ（ＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金ワイヤ）は、直線状の形状として用いるものとして説明したが、これに限られず、その他、コイル状など任意の形状にして用いることができる。なお、直線状のＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金ワイヤは、形状が簡素なため通電加熱時の電流密度、温度分布、応力分布などが均一となり易いため、アクチュエータの設計を容易に行うことができる。
【００５２】
本発明で用いるＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金ワイヤは、ＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金鋳塊に(1)熱間加工、(2)冷間伸線加工、(3)形状付与、(4)形状記憶熱処理をこの順に施す常法により製造することができる。
【００５３】
(2)冷間伸線加工では適宜中間焼鈍を施すが、最終の冷間伸線加工率は１５〜６０％が形状回復歪み率が大きくなるため推奨される。また、(4)形状記憶熱処理時の温度は４００℃未満でも６００℃を超えても十分な形状回復歪み率が得られなくなるため４００〜６００℃の温度範囲とすべきである。更に、当該形状記憶熱処理を、５７０℃とすることで、ＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金ワイヤの転位密度を１０12個／ｃｍ2オーダーとすることができ、耐久性が飛躍的に上昇する。このように、記憶熱処理温度によって転位密度を調節することができるため、容易に転位密度を調節して、耐久性を向上させることができる。
【００５４】
また、ＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金ワイヤの形状回復歪みの劣化率は初期において大きい。そこで、この初期の大きい劣化率を、前記ＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金ワイヤに“荷重を負荷しながらＡｆ以上の温度に加熱し、次いでＭｆ以下の温度に冷却する操作を繰り返す”予備処理を施して、予め除去して、使用時における形状回復歪み劣化率を０．２％以下に改善することができる。なお、この予備処理における負荷荷重は、ワイヤが塑性変形するほど大きな場合にはワイヤに与えるダメージが大きくなって形状回復歪み率が減少し、荷重が過小となると当該予備処理による効果が十分に得られなくなってしまう。よって、当該負荷荷重はワイヤの破断荷重の１０〜３０％が適当であり、更に、１５〜２５％が好ましい。
【００５５】
また、予備処理におけるＡｆ以上の加熱は、通電加熱、炉中加熱等任意の手法により実施可能である。加熱温度は、高すぎるとワイヤに与えるダメージが大きくなり形状回復歪み率が小さくなるため、〔Ａｆ＋１０〜５０〕℃が好ましい。更に、このとき、Ｍｆ以下の冷却は線径が細いので自然冷却（放冷）でも十分であるが、空気を吹き付けるなどして強制冷却しても良い。
【実施例】
【００５６】
以下に、本発明を実施例（試料Ａ）により詳細に説明する。
【００５７】
図７に示す本発明規定組成のＮｉＴｉＣｕ合金鋳塊に熱間加工を施し、次に適宜中間焼鈍を入れつつ冷間で伸線加工を施してＮｉＴｉＣｕ合金ワイヤを製造した。ワイヤの線径は３８μｍとした。最終冷間伸線加工率は４０％とした。そして、形状記憶熱処理温度は、５７０℃とし、形状記憶熱処理温度に０．５分間保持する形状記憶熱処理を行った。
【００５８】
また、比較例（試料Ｃ）については、図７に示すように、形状記憶熱処理温度を５５０℃とし、その他は、実施例と同じ方法によりＮｉＴｉＣｕ合金ワイヤを製造した。
【００５９】
図７には、形状記憶合金のワイヤ１６に用いたＮｉＴｉＣｕ合金ワイヤの組成、線径、および転位密度と破断する耐久回数（破断回数）との関係を示す。なお、図７にはサイクル試験条件も併記した。
【００６０】
ここで、転位密度の測定について簡単に説明する。
【００６１】
まず、ＮｉＴｉＣｕ形状記憶合金ワイヤをハサミによって２．５ｍｍの長さに予備的に切断し、切り欠きメッシュに接着固定した後、FIB（Focused Ion Beam：集束イオンビーム）加工法で長軸方向に平行な断面を厚さ100nmに薄膜化し、透過電子顕微鏡（TEM）観察用試料とした。
【００６２】
そして、薄膜化したワイヤを透過電子顕微鏡（TEM：日本電子（株）社製  JEM-2010F）によって明視野像観察を行い、撮影した写真について積層欠陥を目視で計測した。積層欠陥の端部は転位で形成されるため、単位面積あたりに存在する積層欠陥の数を計測することで、間接的に転位の密度を計測した。なお、ここでは、転位の数と積層欠陥の数とが大凡一致するものとして、転位の密度を計測した。
【００６３】
破断回数の測定条件については、形状記憶熱処理温度５５０℃および５７０℃に０．５分間保持する形状記憶熱処理を施して長さを記憶させたのち、通電加熱疲労試験機を用いて通電加熱−室温放冷のサイクル試験を行うことで、破断する伸縮回数（破断回数）を調べた。この疲労試験は、線長が約５０ｍｍである形状記憶合金ワイヤの両端を把持した状態で行った。なお、このとき、バネによって形状記憶合金ワイヤに対して形状記憶合金ワイヤを伸ばす方向に、約４００ＭＰａの負荷荷重が加えられた状態とした。
【００６４】
この試験では、形状記憶合金ワイヤは、Ａｆ以上の温度に加熱されると、バネによる応力に抗して元の記憶長さに戻り、Ｍｆ以下の温度に冷却されると強度が低下してバネによる応力に屈して歪みを生じる（延伸する）。そして、この試験では、振幅が素材長さ（５０ｍｍ）の±１％、駆動周波数が１Ｈｚとした。
【００６５】
なお、補正光学装置に適用する場合を想定すると、以上の条件下における破断回数は５０万回以上であることが要求される。
【００６６】
図７に示すように、試料Ａでは、転位密度が３×１０11個／ｃｍ2であるのに対し、試料Ｃでは、転位密度が３×１０12個／ｃｍ2であった。そして、試料Ａでは、破断回数が４６０００回であるのに対し、試料Ｃでは、破断回数が５０万回以上となった。このように、試料Ａと試料Ｃの間で大きく破断回数が変化しているので、試料Ａと試料Ｃの転位密度の差が破断回数と関係しているものと推察される。
【００６７】
転位が移動することで素材の塑性変形が起こることは一般に知られている。素材に外部から力を加えた場合、転位をあまり含まない素材では塑性変形が起こりにくく、与えられた力は素材内で弾性的なひずみのエネルギーとして蓄積され、やがてそのエネルギーはピンホールや異物の周縁部に位置する構造上弱い部分に集中し、その部分を起点として一気に破断が進むものと考えられる。一方、転位をある程度含んだ素材では、与えられた力は転位を移動させるためのエネルギーとして消費されて塑性変形を生じるため、力は素材内で歪みのエネルギーとして蓄積されにくく、これによって破断が発生しくくなっているものと考えられる。そして、ここでは、本実施例の試料Ａが前者に該当し、比較例の試料Ｃが後者に該当するものと考えられる。
【００６８】
なお、転位密度が高すぎる場合、外力によってある転位が移動しようとした際に他の転位を切りながら進まざるを得なくなり、やがて転位が堆積し動けなくなって応力集中を招く。応力集中は破断の原因となるため、転位密度には上限を設けることが望ましい。
【００６９】
＜その他＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【００７０】
◎例えば、上述した実施形態では、補正光学装置の場合について示したが、これに限られるものではなく、形状記憶合金のワイヤに通電することで自身のジュール熱によって加熱され動作するタイプのアクチュエータやそれを用いた駆動装置であれば、本願発明の効果は発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係るアクチュエータが適用された補正光学装置を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態に係るアクチュエータが適用された補正光学装置を説明する図である。
【図３】スタンバイ状態にある補正光学ユニットの断面図である。
【図４】像振れ補正状態にある補正光学ユニットの断面図である。
【図５】補正光学ユニットを制御する制御回路の構成を示すブロック図である。
【図６】ＣＰＵで実行される補正レンズ駆動機構の制御動作を示すフローチヤートである。
【図７】形状記憶合金のワイヤに用いたＮｉＴｉＣｕ合金ワイヤの組成、線径、および転位密度と破断回数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  補正光学ユニット
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ  形状記憶合金のワイヤ
【図１】
2006161089.tif 000003
【図２】
2006161089.tif 000004
【図３】
2006161089.tif 000005
【図４】
2006161089.tif 000006
【図５】
2006161089.tif 000007
【図６】
2006161089.tif 000008
【図７】
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