(57)【要約】【課題】駆動装置ごとの形状記憶合金（ＳＭＡ）の抵抗値に応じたＳＭＡへの印加電圧の調整を可能とする技術を提供する。【解決手段】駆動装置に採用される形状記憶合金（ＳＭＡ）の抵抗値（測定抵抗値）Ｒｘが設計上のＳＭＡの抵抗値（標準抵抗値）Ｒｏよりも大きい場合（例えばＲｘ＝Ｒ１＞Ｒｏ）、バイアス電圧ＶＢｘは標準バイアス電圧ＶＢｏよりも大きい値（ＶＢｘ＝ＶＢ１）に設定される。一方、測定抵抗値Ｒｘが標準抵抗値Ｒｏよりも小さい場合（例えばＲｘ＝Ｒ１０＜Ｒｏ）、バイアス電圧ＶＢｘは、標準バイアス電圧ＶＢｏよりも小さい値（ＶＢｘ＝ＶＢ１０）に設定される。駆動装置ごとに個別のバイアス電圧ＶＢｘを設定することで、抵抗値のばらつきに起因した通電電流の変動によって生じるＳＭＡ１３の過加熱／加熱不足を防ぐことができるので、正確な位置制御が可能となり駆動性能が向上する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部に対して可動部を動作させる駆動装置であって、
前記形状記憶合金に電圧を印加して前記可動部に変位を与える駆動手段と、
前記形状記憶合金の測定抵抗値又は測定断面積に応じて、前記形状記憶合金への印加電圧を調整する調整手段と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動装置において、
前記調整手段は、前記形状記憶合金に印加するバイアス電圧を調整して、前記形状記憶合金への印加電圧を調整することを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の駆動装置において、
前記調整手段は、前記形状記憶合金に印加するパルス電圧のデューティ比であって所定変位を付与するための基準デューティ比を調整して、前記形状記憶合金への印加電圧を調整することを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載の駆動装置において、
前記調整手段は、前記形状記憶合金に印加する電圧の間引き幅を調整して、前記形状記憶合金への印加電圧を調整することを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の駆動装置において、
前記駆動手段は、前記可動部に接続された第１の形状記憶合金と第２の形状記憶合金とを有することを特徴とする駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の駆動装置において、
前記駆動手段は、前記可動部に接続された形状記憶合金と前記可動部に対して外力を付加する付勢部材とを有することを特徴とする駆動装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の駆動装置において、
環境温度を計測する温度計測手段と、
前記印加電圧を前記環境温度に基づいて補正する補正手段と、
をさらに備えることを特徴とする駆動装置。
【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駆動技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
形状記憶合金（Status Memory Alloy、以下、「ＳＭＡ」とも略記する）は、マルテンサイト変態開始温度以下の温度で外力を受けて塑性変形しても、逆変態終了温度以上の温度に加熱されると記憶された形状（記憶形状）に復元するという特性を有している。このような特性を持つ形状記憶合金（ＳＭＡ）を用いて駆動機構を構成し、形状記憶合金（ＳＭＡ）に通電する電流量を調節することで、駆動を実現する駆動装置が知られている。
【０００３】
上記通電電流の調節技術としては、温度センサで計測された周囲温度に基づいて形状記憶合金（ＳＭＡ）に供給する電圧値又はパルス電圧のデューティ比等を決定する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３２４８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の調節技術では、ＳＭＡへの印加電圧が一定値に制御されていたとしても、駆動装置ごとの形状記憶合金（ＳＭＡ）の実際の抵抗値がばらつくため、通電電流の変動によるＳＭＡの過加熱／加熱不足が生じ、その駆動性能が低下する。特に、高精度な駆動が要求される手ぶれ補正装置等の駆動機構に駆動部材としてＳＭＡを採用する場合には、このような駆動性能の低下は、大きな問題となる。また、通電量を一定にする手法としては電圧値を変動させる手法があるが、この手法ではＤＡコンバータが必要となり、また調整時間もかかるため高コストである。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ＳＭＡを用いた駆動装置において、高精度な駆動を可能とする技術を低コストで提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、固定部に対して可動部を動作させる駆動装置であって、前記形状記憶合金に電圧を印加して前記可動部に変位を与える駆動手段と、前記形状記憶合金の測定抵抗値又は測定断面積に応じて、前記形状記憶合金への印加電圧を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る駆動装置において、前記調整手段は、前記形状記憶合金に印加するバイアス電圧を調整して、前記形状記憶合金への印加電圧を調整することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明に係る駆動装置において、前記調整手段は、前記形状記憶合金に印加するパルス電圧のデューティ比であって所定変位を付与するための基準デューティ比を調整して、前記形状記憶合金への印加電圧を調整することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１の発明に係る駆動装置において、前記調整手段は、前記形状記憶合金に印加する電圧の間引き幅を調整して、前記形状記憶合金への印加電圧を調整することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記駆動手段は、前記可動部に接続された第１の形状記憶合金と第２の形状記憶合金とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明に係る駆動装置において、前記駆動手段は、前記可動部に接続された形状記憶合金と前記可動部に対して外力を付加する付勢部材とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかの発明に係る駆動装置において、環境温度を計測する温度計測手段と、前記印加電圧を前記環境温度に基づいて補正する補正手段とをさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１から請求項７に記載の発明によれば、形状記憶合金への印加電圧を形状記憶合金の測定抵抗値又は測定断面積に応じて調整することができるので、正確な位置制御が可能となり駆動性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
＜１．第１実施形態＞
＜構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る駆動装置１０Ａを示す図である。
【００１７】
図１に示されるように、駆動装置１０Ａは駆動部ＭＰと駆動回路部ＣＡとを有している。以下、駆動部ＭＰと駆動回路部ＣＡとについて順次説明する。
【００１８】
駆動部ＭＰは、可動部１５と、可動部１５の両端にプッシュ・プルの配置で接続されるワイヤ状の２本の形状記憶合金（ＳＭＡ）１３（１３ａ、１３ｂ）と、２本のＳＭＡ１３それぞれの端部を固定するための固定部１２ａ、１２ｂとを備えている。
【００１９】
可動部１５の両端及び固定部１２ａ、１２ｂには、２本のＳＭＡ１３それぞれの端部を固定するための端子部１１ｆ、１４ｆが設けられている。これらの端子部１１ｆ、１４ｆは導電性を有しており、ＳＭＡ１３ａ、１３ｂに電流を流して通電する際の端子として機能する。
【００２０】
ＳＭＡ１３は、所定の抵抗を有しているため、その両端に接続する端子部１１ｆ、１４ｆから通電されると、ジュール熱を発生し加熱される。この通電による加熱により、ＳＭＡ１３は記憶された形状に回復するため、可動部１５を一定の方向（Ｘ方向）に駆動することが可能となる。より詳細には、ＳＭＡ１３は、通電による加熱によって所定の温度に達すると、予め記憶されている所定の縮み形状（以下、「記憶状態」とも称する）に復元するという特性を有している。これにより、駆動部ＭＰの構成においては、ＳＭＡ１３ａに通電すると可動部１５が＋Ｘ方向に移動し、ＳＭＡ１３ｂに通電すると可動部１５は−Ｘ方向に移動する。
【００２１】
ここで、ＳＭＡ１３の特性について詳述する。
【００２２】
図２は、設計上の抵抗値（以下、「標準抵抗値」とも称する）Ｒｏを有するＳＭＡ１３における通電電流と変位との関係を示す図である。
【００２３】
図２に示されるように、ＳＭＡ１３は、印加電圧の増大によって電流量が増加し、ＳＭＡ１３の温度が上昇すると、記憶状態に復元しようと縮むため、収縮方向の変位量が増大する。逆に、ＳＭＡ１３は、印加電圧の減少によって電流量が減少し、ＳＭＡ１３の温度が低下すると、収縮方向の変位量が減少するとともに、変形しやすい状態（柔らかい状態）となる。また、ＳＭＡ１３は、通電電流が電流値Ｉ１になると収縮方向に変形が開始されるとともに、電流値Ｉ２に達すると変形が完了する。すなわち、ＳＭＡ１３をオーステナイト変態開始温度に加熱するために必要な電流値Ｉ１から、変態終了温度に加熱するために必要な電流値Ｉ２までの領域が、ＳＭＡ１３で変形が生じる変態温度領域に相当することとなる。
【００２４】
次に、駆動回路部ＣＡについて図３を用いて説明する。
【００２５】
図３は、駆動装置１０Ａの全体動作を示す模式図である。
【００２６】
駆動回路部ＣＡは、ＲＯＭ１６と、電力供給回路１８に駆動制御信号を送る制御回路１７Ａと、各ＳＭＡ１３に電圧を印加して電力供給を行う電力供給回路１８とを備えている。
【００２７】
図３に示されるように駆動回路部ＣＡ内のＲＯＭ１６には、駆動装置１０Ａに実際に用いられているＳＭＡ１３の抵抗値を測定した値（以下、「測定抵抗値」とも称する）Ｒｘに応じて決定されたバイアス電圧ＶＢｘ（後述）が調整値として予め格納されている。
【００２８】
制御回路１７Ａは、可動部１５の目標変位を表す目標位置信号ＰｓとＲＯＭ１６に格納されている調整値（バイアス電圧ＶＢｘ）とに基づき、可動部１５を目標位置に駆動するために必要なＳＭＡ１３への印加電圧を演算して、演算結果を駆動制御信号として電力供給回路１８に出力する。
【００２９】
電力供給回路１８は、例えばパワーアンプとして構成されており、制御回路１７Ａからの駆動制御信号（駆動電流信号）に基づく電圧をＳＭＡ１３に印加する。
【００３０】
尚、制御回路１７Ａに入力される目標位置信号Ｐｓは、例えば不図示のサーボ演算部等において決定される。また、目標位置信号の演算は、閉ループ制御、開ループ制御のいずれを用いてもよく、或いはその他の制御を用いてもよい。
【００３１】
＜動作＞
次に、上述のような構成を有する駆動装置１０Ａの動作について説明する。
【００３２】
図４は、駆動装置１０Ａの動作を説明するための図である。ここで、図４（ａ）は、目標位置の信号波形を示しており、図４（ｂ）は、ＳＭＡ１３ａ及びＳＭＡ１３ｂに対する印加電圧の波形Ｈａ、Ｈｂを示している。尚、図４（ａ）の縦軸については、図１に示す可動部１５の中立位置をＰｉ＝０として＋Ｘ方向への移動量（変位量）を表している。
【００３３】
図４（ａ）に示される目標位置信号Ｐｓが制御回路１７Ａに入力されるとすると、制御回路１７ＡではＳＭＡ１３に対する駆動制御信号が生成される。そして、電力供給回路１８は、当該駆動制御信号に基づいて図４（ｂ）の電圧ＨａをＳＭＡ１３ａに印加するとともに、図４（ｂ）の電圧ＨｂをＳＭＡ１３ｂに印加する。
【００３４】
図４（ｂ）に示される印加電圧Ｈａ及びＨｂは、図２のＳＭＡ変態温度領域内の電流値を通電するために必要な所定の直流成分（電圧）をバイアス電圧ＶＢｘとし、このバイアス電圧ＶＢｘを基準に図４（ａ）に示す目標位置信号Ｐｓに応じて振幅するアナログ信号となっている。
【００３５】
より詳細には、図４（ａ）中の時間帯ｔ１において可動部１５を＋Ｘ方向（図１参照）に移動させる目標位置信号Ｐｓ１が入力される場合、電力供給回路１８は、収縮の必要なＳＭＡ１３ａに対して、上記信号Ｐｓ１に比例した電圧値をバイアス電圧ＶＢｘに加算するような電圧Ｈａ１を印加する。一方、収縮の必要がなく伸長させられるＳＭＡ１３ｂに対しては、上記信号Ｐｓ１に比例した電圧値をバイアス電圧ＶＢｘから減算するような電圧Ｈｂ１を印加する。また、時間帯ｔ２において可動部１５を−Ｘ方向に移動させる目標位置信号Ｐｓ２が入力される場合、電力供給回路１８は、収縮側のＳＭＡ１３ｂに対して電圧Ｈｂ２を印加するとともに、伸長側のＳＭＡ１３ａに対しては電圧Ｈａ２を印加する。
【００３６】
また、上述のようにバイアス電圧ＶＢｘを基準として印加電圧を決定することにより、伸長させられるＳＭＡ１３の放熱を必要最小限に抑制することができ、次の伸縮動作に備えた予熱状態を保持することができる。このため、伸長側のＳＭＡ１３が過度に冷却されないため、次に加熱する場合、例えば図４（ａ）に示すように時間帯ｔ１で伸長（放熱）させられていたＳＭＡ１３ｂを時間帯ｔ２で加熱し収縮させる場合であっても、加熱のタイムラグを小さくでき、ＳＭＡ１３の応答性能を改善できる。
【００３７】
本実施形態のバイアス電圧ＶＢｘは、各駆動装置１０Ａごとに個別に設定（調整）され、各駆動装置１０ＡにおけるＳＭＡ１３の変態開始温度から変態終了温度までの温度範囲内における特定温度に加熱するために必要な電圧値に設定される。以下、バイアス電圧ＶＢｘの設定（調整）手法について説明する。
【００３８】
図５は、バイアス電圧ＶＢｘの設定フローチャートであり、図６は、測定抵抗値Ｒｘとバイアス電圧ＶＢｘとの対応を示す図であり、図７は、バイアス電圧ＶＢｘの設定指標を示す図である。尚、図５の調整工程は、例えば、駆動装置１０Ａの生産工程の一部として行われる。
【００３９】
まず、ステップＳ１１において、駆動装置１０Ａに実際に採用される形状記憶合金（ＳＭＡ）１３の抵抗値（測定抵抗値）Ｒｘが測定される。
【００４０】
次に、ステップＳ１２において、測定抵抗値Ｒｘに対するバイアス電圧ＶＢｘが算出される。具体的には、図６に示すような測定抵抗値Ｒｘとバイアス電圧ＶＢｘとの関係を示すデータテーブルを用いることで測定抵抗値Ｒｘに対するバイアス電圧ＶＢｘを算出することができる。尚、図６に示されるデータテーブルは、図７の設定指標に準拠している。具体的には、測定抵抗値Ｒｘが標準抵抗値Ｒｏよりも大きい場合（例えばＲｘ＝Ｒ１＞Ｒｏ）、バイアス電圧ＶＢｘは標準バイアス電圧（バイアス電圧の標準値）ＶＢｏよりも大きい値（ＶＢｘ＝ＶＢ１）に設定される。一方、測定抵抗値Ｒｘが標準抵抗値Ｒｏよりも小さい場合（例えばＲｘ＝Ｒ１０＜Ｒｏ）、バイアス電圧ＶＢｘは、標準バイアス電圧ＶＢｏよりも小さい値（ＶＢｘ＝ＶＢ１０）に設定される。
【００４１】
さらに、ステップＳ１３では、算出されたバイアス電圧ＶＢｘがＲＯＭ１６に保存される。
【００４２】
そして、各駆動装置１０Ａは、制御回路１７Ａにおいてバイアス電圧ＶＢｘと目標位置信号Ｐｓとに基づいてＳＭＡ１３に印加する電圧を決定し、図４（ｂ）に示されるような印加電圧Ｈａ、ＨｂをそれぞれＳＭＡ１３ａ、１３ｂに印加することで、目標位置信号Ｐｓに応じた駆動制御を実現する。
【００４３】
尚、上述のバイアス電圧ＶＢｘの設定は、コンピュータ等を用いて自動的に行ってもよく或いは人が行ってもよい。
【００４４】
ここにおいて、仮に、バイアス電圧ＶＢｘとして固定値を用いる場合には、実際の抵抗値Ｒｘが標準抵抗値Ｒｏよりも小さいときには、ＳＭＡ１３に過剰な電流が流れるためにＳＭＡ１３が過加熱状態となることがある。逆に、実際の抵抗値Ｒｘが標準抵抗値Ｒｏよりも大きいときには、ＳＭＡ１３に過小な電流しか流れないためにＳＭＡ１３が加熱不足の状態となることがある。このように、抵抗値のばらつきに起因した通電電流の変動によって、ＳＭＡ１３の過加熱／加熱不足が生じることがある。
【００４５】
これに対して、上記実施形態の動作によれば、駆動装置１０Ａごとに個別のバイアス電圧ＶＢｘ（調整値）を設定すること（バイアス電圧ＶＢｘの最適化）で印加電圧の調整が可能となり、抵抗値のばらつきに起因した通電電流の変動によって生じるＳＭＡ１３の過加熱／加熱不足を防ぐことができるので、正確な位置制御が可能となり駆動性能が向上する。
【００４６】
＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。上記第１実施形態においては、バイアス電圧ＶＢｘを基準にしたアナログ信号電圧を駆動電圧としてＳＭＡ１３に印加していたが、第２実施形態では、パルス幅変調（Pulse Width Modulation、以下、「ＰＷＭ」とも略記する）方式で制御されるパルス信号を駆動電圧としてＳＭＡ１３に印加する。
【００４７】
本発明の第２実施形態に係る駆動装置１０Ｂは、図１に示す第１実施形態の駆動装置１０Ａと同様の構成を有しているが、駆動回路部ＣＢの構成が異なっている。すなわち、駆動回路部ＣＢは、ＰＷＭ方式で制御されるパルス信号（電圧）を生成するための駆動制御信号を電力供給回路１８に出力する制御回路１７Ｂを有している。
【００４８】
次に、上述のような構成を有する駆動装置１０Ｂの動作について説明する。尚、以下の説明においては、第１実施形態との相違点を中心に説明し、共通する部分については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４９】
図８は、駆動装置１０Ｂの動作を説明するための図である。ここで、図８（ａ）は、ＳＭＡ１３ａに対する印加電圧の波形Ｍａを示しており、図８（ｂ）は、ＳＭＡ１３ｂに対する印加電圧の波形Ｈｂを示している。
【００５０】
第２実施形態の駆動回路部ＣＢにおいては、上述の通りＰＷＭ方式で制御されるパルス信号（電圧）が生成され、ＳＭＡ１３に印加される。ここで、パルス信号の平均電圧を増減すればＳＭＡ１３への投入電力を増減できる。そのため、ＳＭＡ１３ａ、１３ｂに対する各パルス信号のデューティ比を増減調整すれば加熱量、ひいては変位量を制御することができる。尚、パルス信号のキャリア周波数については、ＳＭＡ１３の応答性に対して十分に高い周波数（例えば１ｋＨｚ以上）に設定することで、ＳＭＡ１３の動作がパルス信号そのものに追従することによる駆動誤差の影響を無視できるレベルに抑えることができる。以下では、駆動装置１０Ｂの動作について説明する。
【００５１】
ＰＷＭ方式で制御されるパルス信号を駆動電圧に用いる駆動装置１０Ｂにおいては、ＳＭＡ１３ａ、１３ｂに印加するパルス電圧のデューティ比を基準デューティ比Ｄａｘ（後述）を基準として増減調整することで、目標位置信号Ｐｓに応じた駆動が可能となる。
【００５２】
具体的には、図８に示される時間帯ＫＴ１のように、基準デューティ比Ｄａｘ（ここでは、Ｄａｘ＝ａ１／ＫＴ１＝ｂ１／ＫＴ１）を有するパルス電圧Ｍａ１とパルス電圧Ｍｂ１とがそれぞれＳＭＡ１３ａとＳＭＡ１３ｂとに印加されている場合には、可動部１５に対して図４（ａ）における目標位置Ｐｉ＝０の変位が与えられる。
【００５３】
また、可動部１５を−Ｘ方向（図１）に駆動する場合には、時間帯ＫＴ２に示されるようなパルス電圧Ｍａ２、Ｍｂ２がそれぞれＳＭＡ１３ａ、１３ｂに連続的に印加される。より詳細には、ＳＭＡ１３ｂに印加されるパルス電圧Ｍｂ２は、パルス電圧Ｍｂ１における基準デューティ比Ｄａｘに対して−Ｘ方向への目標位置に応じた大きさのデューティ比が加算されたデューティ比（ｂ２／ＫＴ２）を有するパルス電圧となる。一方、ＳＭＡ１３ａに印加されるパルス電圧Ｍａ２は、電圧オン（ＯＮ）時間ａ２を減少して設定される。
【００５４】
また、可動部１５を＋Ｘ方向（図１）に駆動する場合には、時間帯ＫＴ３に示されるようなパルス電圧Ｍａ３、Ｍｂ３がそれぞれＳＭＡ１３ａ、１３ｂに連続的に印加される。より詳細には、ＳＭＡ１３ａに印加されるパルス電圧Ｍａ３は、パルス電圧Ｍａ１における基準デューティ比Ｄａｘに対して＋Ｘ方向への目標位置に応じた大きさのデューティ比が加算されたデューティ比（ａ３／ＫＴ３）を有するパルス電圧となる。一方、ＳＭＡ１３ｂに印加されるパルス電圧Ｍｂ３は、電圧オン（ＯＮ）時間ｂ３を減少して設定される。
【００５５】
上述のような変位Ｐｉ＝０を与えるパルス信号Ｍａ１（或いはＭｂ１）のデューティ比Ｄａｘは、第１実施形態におけるバイアス電圧ＶＢｘに対応する。この出願においては、所定の基準変位（例えばＰｉ＝０）を与えるためのパルス信号（例えば上述のパルス信号Ｍａ１或いはＭｂ２）におけるデューティ比Ｄａｘを「基準デューティ比」と称するものとする。
【００５６】
ところで、上記のような制御動作において、仮に、基準デューティ比Ｄａｘとして固定値を用いる場合には、ＳＭＡ１３の抵抗値のばらつきに起因した通電電流の変動によって、ＳＭＡ１３の過加熱／加熱不足が生じることがある。
【００５７】
そこで、この実施形態では、ＰＷＭ制御を用いた駆動方式を採用する駆動装置１０Ｂにおいても、上記第１実施形態で解説したバイアス電圧ＶＢｘの最適化と同等の調整を各駆動装置ごとに行う。具体的には、基準デューティ比Ｄａｘを測定抵抗値Ｒｘに応じて調整することによってＳＭＡ１３に印加する電圧の調整を行う。以下では、ＰＷＭ制御を用いたパルス駆動における基準デューティ比Ｄａｘの設定（調整）手法について説明する。
【００５８】
図９は、基準デューティ比Ｄａｘの設定フローチャートであり、図１０は、測定抵抗値Ｒｘと基準デューティ比Ｄａｘとの対応を示す図であり、図１１は、基準デューティ比Ｄａｘの設定指標を示す図である。
【００５９】
まず、ステップＳ２１において、当該駆動装置１０Ｂに採用される形状記憶合金（ＳＭＡ）１３の抵抗値（測定抵抗値）Ｒｘが測定される。
【００６０】
次に、ステップＳ２２において、測定抵抗値Ｒｘに対する基準デューティ比Ｄａｘが算出される。具体的には、図１０に示すような測定抵抗値Ｒｘと基準デューティ比Ｄａｘとの関係を示すデータテーブルを用いることで測定抵抗値Ｒｘに対する基準デューティ比Ｄａｘを算出することができる。尚、図１０に示されるデータテーブルは、図１１の設定指標に準拠している。具体的には、測定抵抗値Ｒｘが標準抵抗値Ｒｏよりも大きい場合（例えばＲｘ＝Ｒ１＞Ｒｏ）、基準デューティ比Ｄａｘは、基準デューティ比Ｄａｘの標準値Ｄａｏよりも大きい値（Ｄａｘ＝Ｄａ１）に設定される。一方、測定抵抗値Ｒｘが標準抵抗値Ｒｏよりも小さい場合（例えばＲｘ＝Ｒ１０＜Ｒｏ）、基準デューティ比Ｄａｘは、その標準値Ｄａｏよりも小さい値（Ｄａｘ＝Ｄａ１０）に設定される。
【００６１】
さらに、ステップＳ２３では、算出された基準デューティ比ＤａｘがＲＯＭ１６に保存される。
【００６２】
そして、各駆動装置１０Ｂは、制御回路１７Ｂにおいて基準デューティ比Ｄａｘと目標位置信号Ｐｓとに基づいてＳＭＡ１３に印加するパルス電圧を決定し、図８（ａ）、（ｂ）に示されるようなパルス電圧Ｍａ、ＭｂをそれぞれＳＭＡ１３ａ、１３ｂに印加することで、目標位置信号Ｐｓに応じた駆動制御を実現する。
【００６３】
尚、上述の基準デューティ比Ｄａｘの設定は、コンピュータ等を用いて自動的に行ってもよく或いは人が行ってもよい。
【００６４】
以上のように駆動装置１０Ｂごとに個別の基準デューティ比Ｄａｘ（調整値）を設定すること（基準デューティ比Ｄａｘの最適化）で印加電圧の調整が可能となり、抵抗値のばらつきに起因した通電電流の変動によって生じるＳＭＡ１３の過加熱／加熱不足を防ぐことができるので、正確な位置制御が可能となり駆動性能が向上する。
【００６５】
＜３．第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。上記第１実施形態においては、バイアス電圧ＶＢｘを調整することによって印加電圧を調整していたが、第３実施形態では、間引き処理された印加電圧の間引き幅Ｗｐｘ（後述）を調整することによって印加電圧の調整を行う。
【００６６】
本発明の第３実施形態に係る駆動装置１０Ｃは、図１に示す第１実施形態の駆動装置１０Ａと同様の構成を有しているが、駆動回路部ＣＣの構成が異なっている。すなわち、駆動回路部ＣＣは、間引き処理された印加電圧を生成するための駆動制御信号を電力供給回路１８に出力する制御回路１７Ｃを有している。
【００６７】
次に、上述のような構成を有する駆動装置１０Ｃの動作について説明する。尚、以下の説明においては、第１実施形態との相違点を中心に説明し、共通する部分については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図１２は、駆動装置１０Ｃの動作を説明するための図である。ここで、図１２（ａ）は、間引き信号Ｒｐを表しており、図１２（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれＳＭＡ１３ａ、１３ｂに対する印加電圧の波形Ｌａ、Ｌｂを示している。
【００６９】
第３実施形態の駆動回路部ＣＣにおいては、図１２（ａ）に示される間引き信号Ｒｐに従って、図１２（ｂ）、１２（ｃ）に示される印加電圧Ｌａ、Ｌｂが生成される。具体的には、間引き信号がオン（１）の時間帯には、図４（ｂ）に示される電圧Ｈａ（Ｈｂ）を出力し、間引き信号Ｒｐがオフ（０）の時間帯には、電圧を出力しない間引き処理によって、電圧Ｌａ、Ｌｂが生成される。そして、駆動装置１０Ｃは、間引き信号Ｒｐを用いて間引き処理された電圧Ｌａ、ＬｂをＳＭＡ１３ａ、１３ｂに印加することによって、第１実施形態と同様の目標位置信号Ｐｓに応じた駆動を実現する。尚、間引き信号Ｒｐは、ＳＭＡ１３の応答性に対して十分高い周波数（例えば１ｋＨｚ以上）を有している。
【００７０】
上述のような間引き処理された電圧を駆動電圧とする駆動装置１０Ｃにおいても、上記第１実施形態で解説したバイアス電圧ＶＢｘの最適化と同等の調整を各駆動装置ごとに行うことができる。具体的には、間引き信号Ｒｐの間引き幅Ｗｐｘを調整することによってＳＭＡ１３に印加する電圧の調整を行うことができる。このように、間引き信号Ｒｐの間引き幅（「間引き率」とも表現される）を変更することによれば、印加電圧を実質的に変更することができる。
【００７１】
仮に、間引き幅Ｗｐｘとして固定値を用いる場合には、ＳＭＡ１３の抵抗値のばらつきに起因した通電電流の変動によって、ＳＭＡ１３の過加熱／加熱不足が生じることがある。これに対して、この第３実施形態の手法を用いれば、印加電圧を適切に調整することができるので、抵抗値のばらつきに起因した通電電流の変動によって生じるＳＭＡ１３の過加熱／加熱不足を防ぐことができる。したがって、正確な位置制御が可能となり駆動性能を向上させることができる。
【００７２】
以下では、間引き処理された電圧を用いた駆動における間引き幅Ｗｐｘの設定（調整）手法について説明する。
【００７３】
図１３は、間引き幅Ｗｐｘの設定フローチャートであり、図１４は、測定抵抗値Ｒｘと間引き幅Ｗｐｘとの対応を示す図であり、図１５は、間引き幅Ｗｐｘの設定指標を示す図である。
【００７４】
まず、ステップＳ３１において、駆動装置１０Ｃが構成される際に当該駆動装置１０Ｃに採用される形状記憶合金（ＳＭＡ）１３の抵抗値（測定抵抗値）Ｒｘが測定される。
【００７５】
次に、ステップＳ３２において、測定抵抗値Ｒｘに対する間引き幅Ｗｐｘが算出される。具体的には、図１４に示すような測定抵抗値Ｒｘと間引き幅Ｗｐｘとの関係を示すデータテーブルを用いることで測定抵抗値Ｒｘに対する間引き幅Ｗｐｘを算出することができる。尚、図１４に示されるデータテーブルは、図１５の設定指標に準拠している。具体的には、測定抵抗値Ｒｘが標準抵抗値Ｒｏよりも大きい場合（例えばＲｘ＝Ｒ１＞Ｒｏ）、間引き幅Ｗｐｘは標準間引き幅（間引き幅の標準値）Ｗｐｏよりも小さい値（Ｗｐｘ＝Ｗｐ１０）に設定される。一方、測定抵抗値Ｒｘが標準抵抗値Ｒｏよりも小さい場合（例えばＲｘ＝Ｒ１０＜Ｒｏ）、間引き幅Ｗｐｘは、標準間引き幅Ｗｐｏよりも大きい値（Ｗｐｘ＝Ｗｐ１）に設定される。
【００７６】
さらに、ステップＳ３３では、算出された間引き幅ＷｐｘがＲＯＭ１６に保存される。
【００７７】
そして、各駆動装置１０Ｃは、制御回路１７Ｃにおいて間引き幅Ｗｐｘと目標位置信号Ｐｓとに基づいてＳＭＡ１３に印加する電圧を決定し、図１２（ｂ）、（ｃ）に示されるような電圧Ｌａ、ＬｂをそれぞれＳＭＡ１３ａ、１３ｂに印加することで、目標位置信号Ｐｓに応じた駆動制御を実現する。
【００７８】
尚、上述の間引き幅Ｗｐｘの設定は、コンピュータ等を用いて自動的に行ってもよく或いは人が行ってもよい。
【００７９】
以上のように駆動装置１０Ｃごとに個別の間引き幅Ｗｐｘ（調整値）を設定すること（間引き幅Ｗｐｘの最適化）で印加電圧の調整が可能となり、抵抗値のばらつきに起因した通電電流の変動によって生じるＳＭＡ１３の過加熱／加熱不足を防ぐことができるので、正確な位置制御が可能となり駆動性能が向上する。
【００８０】
＜４．変形例＞
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に限定されるものではない。
【００８１】
例えば、上記各実施形態においては、測定抵抗値Ｒｘに基づいて印加電圧を決定し、決定後の電圧をそのままＳＭＡ１３に印加しているがこれに限定されない。具体的には、印加電圧決定後に、当該印加電圧に対して形状記憶合金の周囲温度（環境温度）に基づいた補正を行うようにしてもよい。以下、図１６を用いて簡単に説明する。
【００８２】
図１６は、標準温度ｔ１における補正係数を１としたときの周囲温度Ｔに対する補正係数Ｋを示す図である。例えば、周囲温度ｔ２の状態で駆動する場合、決定された印加電圧に補正係数ｋ２を乗じた値をＳＭＡ１３に印加する。これによれば、周囲温度も考慮された適切な印加電圧の設定が可能となり、駆動性能が向上する。尚、周囲温度Ｔは、駆動部ＭＰ内に設置された温度センサ等から取得すればよい。
【００８３】
また、上記各実施形態においては、駆動装置１０Ａ（１０Ｂ、１０Ｃ）が構成される際に当該駆動装置１０Ａ（１０Ｂ、１０Ｃ）に採用される形状記憶合金（ＳＭＡ）１３の測定抵抗値Ｒｘを測定し、当該測定抵抗値Ｒｘに基づいてＳＭＡ１３に印加する電圧を決定しているがこれに限定されない。具体的には、駆動装置１０Ａ（１０Ｂ、１０Ｃ）に採用されるＳＭＡ１３の断面積Ｓｘを測定し、測定された断面積（測定断面積とも称する）Ｓｘに基づいてＳＭＡ１３に印加する電圧を決定するようにしてもよい。
【００８４】
また、上記各実施形態の駆動装置１０Ａ（１０Ｂ、１０Ｃ）においては、ＳＭＡ１３の伸縮方向と可動部１５の移動方向とが一致するように構成されていた（図１）がこれに限定されない。例えば、図１７に示される駆動装置２０のように、２本のＳＭＡ１３の伸縮によって可動部１５が支点Ｑを中心に回動する構成であってもよい。
【００８５】
また、図１及び図１７に示される駆動装置のように可動部１５に２本のＳＭＡ１３を有するのは必須ではなく、一方のＳＭＡ１３をバネ等の弾性体ＢＮに置換した構成（図１８、図１９参照）としてもよい。このような構成では、１本のＳＭＡ１３のみを駆動することで可動部１５の変位制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る駆動装置を示す図である。
【図２】標準抵抗値を有するＳＭＡにおける通電電流と変位との関係を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る駆動装置の全体動作を示す模式図である。
【図４】第１実施形態に係る駆動装置の動作を説明するための図である。
【図５】バイアス電圧の設定フローチャートである。
【図６】測定抵抗値とバイアス電圧との対応を示す図である。
【図７】バイアス電圧の設定指標を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る駆動装置の動作を説明するための図である。
【図９】基準デューティ比の設定フローチャートである。
【図１０】測定抵抗値と基準デューティ比との対応を示す図である。
【図１１】基準デューティ比の設定指標を示す図である。
【図１２】第３実施形態に係る駆動装置の動作を説明するための図である。
【図１３】間引き幅の設定フローチャートである。
【図１４】測定抵抗値と間引き幅との対応を示す図である。
【図１５】間引き幅の設定指標を示す図である。
【図１６】周囲温度に対する補正係数を示す図である。
【図１７】本発明の変形例に係る駆動装置を示す図である。
【図１８】本発明の変形例に係る駆動装置を示す図である。
【図１９】本発明の変形例に係る駆動装置を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１３  ＳＭＡ
１５  可動部
１６  電力供給回路
１７  制御回路
１８  ＲＯＭ
ＢＮ  弾性体
Ｑ    支点
【図１】
2006329146.tif 000003
【図２】
2006329146.tif 000004
【図３】
2006329146.tif 000005
【図４】
2006329146.tif 000006
【図５】
2006329146.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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