(57)【要約】【課題】被駆動体と摩擦部材との摺動部分の両形状を円弧状面として該円弧状面同士を当接させる以外の安価な方法にて摺動部分の接触状態を安定させ得る駆動装置、これを備えた電子機器を提供する。【解決手段】駆動装置１０ａは、一端が筐体１１に固定された電気機械変換素子１と、電気機械変換素子１に固定された摩擦部材２と、摩擦部材２が摺動する被駆動体３と、被駆動体３を摩擦部材２側へ付勢する予圧部材４とを有する。被駆動体３の被摺動部材３ｂは、摩擦部材２が摺動する平坦な被摺動面ＦＦを有している。被駆動体３の被摺動面ＦＦと該被駆動体３の被摺動面ＦＦに対向する摩擦部材２の摩擦チップ２ａに形成された対向面とは、平行して対向する状態とは傾斜して対向配置され、かつ摩擦チップ２ａの対向面における稜線又は角部が平坦な被摺動面ＦＦに接触している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が筐体に固定された電気機械変換素子と、電気機械変換素子の他端に固定された摩擦部材と、摩擦部材が摺動する被駆動体と、被駆動体を摩擦部材側へ付勢する予圧部材とを有する駆動装置において、
上記被駆動体又は摩擦部材の各接触部分のいずれか一方は、平坦面に形成されていると共に、
上記被駆動体又は摩擦部材の各接触部分のいずれか一方に形成された平坦面と、これに対向する他方の対向面とは、平行して対向する状態とは傾斜して対向配置され、かつ他方の対向面における稜線又は角部が上記平坦面に接触していることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記被駆動体の接触部分は、前記摩擦部材が摺動する平坦な被摺動面を有していると共に、
上記被駆動体の被摺動面と該被駆動体の被摺動面に対向する摩擦部材の接触部分に形成された対向面とは、平行して対向する状態とは傾斜して対向配置され、かつ上記摩擦部材の対向面における稜線又は角部が上記平坦な被摺動面に接触していることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記摩擦部材は、前記被駆動体を摺動する摺動部を有していると共に、
上記摺動部の形状は、円柱形状、半円柱形状、楕円柱形状、半楕円柱形状、立方体形状又は直方体形状のいずれかであることを特徴とする請求項１又は２記載の駆動装置。
【請求項４】
前記摩擦部材は、前記電気機械変換素子に連結された駆動方向変換部材と該駆動方向変換部材に固定された前記摺動部とからなっていると共に、
上記摺動部は、前記駆動方向変換部材とは別体からなっていることを特徴とする請求項３記載の駆動装置。
【請求項５】
前記被駆動体は、前記摩擦部材が摺動する被摺動面を有する被摺動部を備えている一方、上記摩擦部材は、上記被摺動部が摺動される平坦な摺動面を有していると共に、
上記摩擦部材の摺動面と該摩擦部材の摺動面に対向する被摺動部の被摺動面とは、平行して対向する状態とは傾斜して対向配置され、かつ上記被摺動部における稜線又は角部が上記平坦な摺動面に接触していることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項６】
前記被駆動体の被摺動部の形状は、円柱形状、半円柱形状、楕円柱形状、半楕円柱形状、立方体形状又は直方体形状のいずれかであることを特徴とする請求項５記載の駆動装置。
【請求項７】
前記被摺動部は、被駆動体接触部を介して前記被駆動体に備えられていると共に、
上記被摺動部は、前記被駆動体接触部とは別体からなっていることを特徴とする請求項６記載の駆動装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動体を駆動する駆動装置、及びこれを備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気機械変換素子（圧電素子）を用いて被駆動体を駆動するための駆動装置が提案されている。このような駆動装置は、例えば、カメラの撮影レンズ等の光学装置におけるレンズの駆動に用いられている。
【０００３】
圧電素子を用いた駆動装置としては、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示された発明は、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、鏡筒１０１の駆動方向（光軸方向）に屈曲可能な圧電素子１０２と、該圧電素子１０２の一端に連結された摺動部材１０３とを備えた駆動装置１１０に関する発明であり、圧電素子１０２の光軸方向への屈曲により、摺動部材１０３と鏡筒１０１に一体に連結された被駆動体１０４に固定された被摺動部１０５との間で摩擦力が発生し、該摩擦力により、鏡筒１０１がガイド１０６に沿って光軸方向に駆動するようになっている。
【０００５】
具体的には、図１２（ａ）に示す被駆動体１０４の静止状態から、図１３に示すように、電圧を電圧Ｖ０から電圧Ｖ１に上げると、図１２（ｂ）に示すように、圧電素子１０２の自由端が＋Ｚ側へ移動するように屈曲し、このとき摺動部材１０３と被摺動部１０５との摩擦力によって被駆動体１０４がガイド１０６に対して＋Ｚ側に移動量δだけ移動する。
【０００６】
次に、図１３に示すように、電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に急峻に電圧を下げる。これにより、図１２（ｃ）に示すように、圧電素子１０２の変位は逆転する。このとき、圧電素子１０２の変位速度が速いために摺動部材１０３が被摺動部１０５に対して滑り、これによって摺動部材１０３の位置を−Ｚ側へ移動させる一方、被駆動体１０４の位置はそのままガイド１０６に対して＋Ｚ側に保持することができる。
【０００７】
次に、図１３に示すように、電圧Ｖ２から電圧Ｖ１へ一定勾配で電圧を上げると、図１２（ｄ）に示すように、圧電素子１０２の自由端が＋Ｚ側へ移動するように屈曲し、摺動部材１０３と被摺動部１０５との間の摩擦力が徐々に大きくなって、この摩擦力によって被駆動体１０４がガイド１０６に対して＋Ｚ側に移動量ηだけさらに移動する。このときの移動量ηと移動量δとの関係は、当然に「移動量η＞移動量δ」となる。こうして電圧Ｖ１とした以降は、電圧Ｖ１〜Ｖ２の駆動を繰り返し、被駆動体１０４をガイド１０６に対して所定位置まで移動させた時点で急峻に電圧を０Ｖとするか、又はその電圧で保持する。尚、被駆動体１０４をガイド１０６に対して−Ｚ側へ移動させる場合には、上述した駆動電圧を逆転させればよい。
【０００８】
このように、上記駆動装置をカメラの鏡筒１０１の移動に適用した駆動装置１１０では、圧電素子１０２に所定の電圧を印加して圧電素子１０２を屈曲させることにより、圧電素子１０２と被駆動体１０４との間の摩擦力、つまり摺動部材１０３と被摺動部１０５との間の摩擦力によって、被駆動体１０４をガイド１０６によるガイド方向にスライドさせることができる。そして、被駆動体１０４は鏡筒１０１に連結されているので、鏡筒１０１もＺ方向にスライドできる。この結果、カメラのレンズを自動的にフォーカス方向に移動させて焦点調整することができる。
【０００９】
ここで、特許文献１に開示された発明では、摺動部材１０３及び被摺動部１０５の形状が共に円柱形状、半円柱形状、楕円柱形状又は半楕円柱形状の何れかであり、かつ互いに直交する配置となっており、さらに、接触点が常に点接触であるため、これらの接触の確保が容易であることを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２５２１０３号公報（平成１９（２００７）年９月２７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来の特許文献１に開示の駆動装置では、一定の面積を有する点接触を実現するために、摺動部材１０３及び被摺動部１０５の形状をいずれも円柱形状、半円柱形状、楕円柱形状又は半楕円柱形状の何れかである必要がある。そのため、小型光学レンズの自動焦点ユニット等に用いる場合は摺動部材１０３及び被摺動部１０５はいずれも極小の部材となり、加工が難しくなると共に、コストが高くなることが明白である。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、被駆動体と摩擦部材との摺動部分の両形状を円弧状面として該円弧状面同士を当接させる以外の安価な方法にて摺動部分の接触状態を安定させ得る駆動装置、及びこれを備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の駆動装置は、上記課題を解決するために、一端が筐体に固定された電気機械変換素子と、電気機械変換素子の他端に固定された摩擦部材と、摩擦部材が摺動する被駆動体と、被駆動体を摩擦部材側へ付勢する予圧部材とを有する駆動装置において、上記被駆動体又は摩擦部材の各接触部分のいずれか一方は、平坦面に形成されていると共に、上記被駆動体又は摩擦部材の各接触部分のいずれか一方に形成された平坦面と、これに対向する他方の対向面とは、平行して対向する状態とは傾斜して対向配置され、かつ他方の対向面における稜線又は角部が上記平坦面に接触していることを特徴としている。
【００１４】
上記の発明によれば、被駆動体又は摩擦部材の各接触部分のいずれか一方は、平坦面に形成されている。そして、被駆動体又は摩擦部材の各接触部分のいずれか一方に形成された平坦面と、これに対向する他方の対向面とは、平行して対向する状態とは傾斜して対向配置され、かつ他方の対向面における稜線又は角部が上記平坦面に接触している。
【００１５】
したがって、この構成により、摩擦部材と被駆動体との両方が円柱形状等の円弧状ではなくても、被駆動体又は摩擦部材の各接触部分のいずれか一方が平坦面であり、他方が例えば円柱形状又は半円柱形状等の形状であれば、他方の例えば円柱端縁部、半円柱端縁部又は角柱等と上記平坦面とが接触することになる。
【００１６】
そのため、接触を常に点接触の状態とすることができ、互いの接触部分での当接位置が安定するので、駆動特性が安定する。このため、被駆動体の接触状態を安定させた駆動装置を実現することが可能となる。また、この構成では、被駆動体又は摩擦部材の各接触部分のいずれか一方を平坦に形成することができるので、従来のように被駆動体及び摩擦部材の各接触部分の両方を例えば円弧状面を有する半円柱形状等の突起として形成するのに比べて、安価な方法で一方の接触部分の平坦面を形成することができる。
【００１７】
したがって、被駆動体と摩擦部材との摺動部分の両形状を円弧状面として該円弧状面同士を当接させる以外の安価な方法にて摺動部分の接触状態を安定させ得る駆動装置を提供することができる。
【００１８】
本発明の駆動装置では、前記被駆動体の接触部分は、前記摩擦部材が摺動する平坦な被摺動面を有していると共に、上記被駆動体の被摺動面と該被駆動体の被摺動面に対向する摩擦部材の接触部分に形成された対向面とは、平行して対向する状態とは傾斜して対向配置され、かつ上記摩擦部材の対向面における稜線又は角部が上記平坦な被摺動面に接触しているとすることができる。
【００１９】
上記の発明によれば、被駆動体の接触部分は、摩擦部材が摺動する平坦な被摺動面を有している。そして、被駆動体の被摺動面と該被駆動体の被摺動面に対向する摩擦部材の接触部分に形成された対向面とは、平行して対向する状態とは傾斜して対向配置され、かつ上記摩擦部材の対向面における稜線又は角部が上記平坦な被摺動面に接触している。
【００２０】
したがって、この構成により、摩擦部材と被駆動体との両方が円柱形状等の円弧状ではなくても、摩擦部材が例えば円柱形状又は半円柱形状等の形状であり、被駆動体の被摺動面が平坦であったとしても摩擦部材の例えば円柱端縁部又は半円柱端縁部等と被駆動体の平坦な被摺動面とが接触することになる。
【００２１】
そのため、接触を常に点接触の状態とすることができ、被駆動体の被摺動面と摩擦部材との当接位置が安定するので、駆動特性が安定する。このため、被駆動体の接触状態を安定させた駆動装置を実現することが可能となる。また、この構成では、被駆動体の被摺動面を平坦に形成することができるので、従来のように被駆動体の被摺動面を例えば円弧状面を有する半円柱形状等の突起として形成するのに比べて、安価な方法で被駆動体の被摺動面を形成することができる。
【００２２】
この結果、被駆動体と摩擦部材との摺動部分の両形状を円弧状面として該円弧状面同士を当接させる以外の安価な方法にて摺動部分の接触状態を安定させ得る駆動装置を提供することができる。
【００２３】
本発明の駆動装置では、前記摩擦部材は、前記被駆動体を摺動する摺動部を有していると共に、上記摺動部の形状は、円柱形状、半円柱形状、楕円柱形状、半楕円柱形状、立方体形状又は直方体形状のいずれかであることが好ましい。
【００２４】
すなわち、平坦な被摺動面を有する被駆動体を摺動する摺動部の形状は、点接触となるように形成するというのが理想であるという観点からは球形状とするのが望ましいが、球形状とするにはコストが高い。
【００２５】
そこで、本発明では、摺動部の形状を、円柱形状、半円柱形状、楕円柱形状、半楕円柱形状、立方体形状又は直方体形状のいずれかであるとしている。この構成により、前述したように、摩擦部材の例えば円柱端縁部又は半円柱端縁部等と被駆動体の平坦な被摺動面とを点接触させることができる。
【００２６】
そして、摺動部の形状を円柱形状又は楕円柱形状とするためには、円形断面又は楕円形断面を有する長細い部材を円柱又は楕円柱のチップに分断することによって容易に形成することができる。また、摺動部の形状を半円柱形状又は半楕円柱形状とするためには、それらのチップを縦方向に２分割することにより、容易に形成することができる。さらに、摺動部の形状を、立方体形状又は直方体形状とするためには、矩形断面を有する長細い部材を立方体又は直方体のチップに分断することによって容易に形成することができる。この結果、摺動部の形状を容易かつ安価に形成することができる。
【００２７】
したがって、当接位置が安定する球チップに比べて安価な円柱チップ等でも球チップと同等の効果を得ることができる。
【００２８】
本発明の駆動装置では、前記摩擦部材は、前記電気機械変換素子に連結された駆動方向変換部材と該駆動方向変換部材に固定された前記摺動部とからなっていると共に、上記摺動部は、前記駆動方向変換部材とは別体からなっていることが好ましい。
【００２９】
これにより、摺動部は駆動方向変換部材とは別体からなっているので、摺動部を駆動方向変換部材とは別途に形成してこの駆動方向変換部材に固定することにより、点接触を確保して駆動特性の安定する摩擦部材を容易かつ安価に得ることができる。
【００３０】
本発明の駆動装置では、前記被駆動体は、前記摩擦部材が摺動する被摺動面を有する被摺動部を備えている一方、上記摩擦部材は、上記被摺動部が摺動される平坦な摺動面を有していると共に、上記摩擦部材の摺動面と該摩擦部材の摺動面に対向する被摺動部の被摺動面とは、平行して対向する状態とは傾斜して対向配置され、かつ上記被摺動部における稜線又は角部が上記平坦な摺動面に接触しているとすることができる。
【００３１】
上記の発明によれば、摩擦部材が、平坦な摺動面を有していると共に、被駆動体は、摩擦部材が摺動する被摺動面を有する被摺動部を備えている。そして、本発明では、摺動部分の点接触を容易に得るために、上記摩擦部材の摺動面と該摩擦部材の摺動面に対向する被摺動部の被摺動面とは、平行して対向する状態とは傾斜して対向配置され、かつ上記被摺動部における稜線又は角部が上記平坦な摺動面に接触している。
【００３２】
したがって、この構成により、摩擦部材と被駆動体との両方が円柱形状等の円弧状ではなくても、被駆動体の被摺動部が例えば円柱形状又は半円柱形状等の形状であり、摩擦部材の摺動面が平坦であったとしても被摺動部の例えば円柱端縁部又は半円柱端縁部等と摩擦部材の平坦な摺動面とが接触することになる。
【００３３】
そのため、接触を常に点接触の状態とすることができ、被駆動体の被摺動部と摩擦部材との当接位置が安定するので、駆動特性が安定する。このため、被摺動部の接触状態を安定させた駆動装置を実現することが可能となる。また、この構成では、摩擦部材の摺動面を平坦に形成することができるので、従来のように摩擦部材の摺動面を例えば円弧状面を有する半円柱形状等の突起として形成するのに比べて、安価な方法で摩擦部材の摺動面を形成することができる。
【００３４】
したがって、被駆動体と摩擦部材との摺動部分の両形状を円弧状面として該円弧状面同士を当接させる以外の安価な方法にて摺動部分の接触状態を安定させ得る駆動装置を提供することができる。
【００３５】
本発明の駆動装置では、前記被駆動体の被摺動部の形状は、円柱形状、半円柱形状、楕円柱形状、半楕円柱形状、立方体形状又は直方体形状のいずれかであることが好ましい。
【００３６】
すなわち、平坦な摺動面を有する摩擦部材を摺動する被摺動部の形状は、点接触となるように形成するというのが理想であるという観点からは球形状とするのが望ましいが、球形状とするにはコストが高い。
【００３７】
そこで、本発明では、被駆動体の被摺動部の形状を、円柱形状、半円柱形状、楕円柱形状、半楕円柱形状、立方体形状又は直方体形状のいずれかであるとしている。この構成により、前述したように、被駆動体の被摺動部の例えば円柱端縁部又は半円柱端縁部等と摩擦部材の平坦な摺動面とを点接触させることができる。
【００３８】
そして、被摺動部の形状を円柱形状又は楕円柱形状とするためには、円形断面又は楕円形断面を有する長細い部材を円柱又は楕円柱のチップに分断することによって容易に形成することができる。また、被摺動部の形状を半円柱形状又は半楕円柱形状とするためには、それらのチップを縦方向に２分割することにより、容易に形成することができる。さらに、被摺動部の形状を、立方体形状又は直方体形状とするためには、矩形断面を有する長細い部材を立方体又は直方体のチップに分断することによって容易に形成することができる。この結果、被摺動部の形状を容易かつ安価に形成することができる。
【００３９】
したがって、当接位置が安定する球チップに比べて安価な円柱チップ等でも球チップと同等の効果を得ることができる。
【００４０】
本発明の駆動装置では、前記被摺動部は、被駆動体接触部を介して前記被駆動体に備えられていると共に、上記被摺動部は、前記被駆動体接触部とは別体からなっていることが好ましい。
【００４１】
これにより、被摺動部は、被駆動体接触部とは別体からなっているので、被摺動部を被駆動体接触部とは別途に形成してこの被駆動体接触部に固定することにより、点接触を確保して駆動特性の安定する被摺動部を容易かつ安価に得ることができる。
【００４２】
本発明の電子機器は、上記課題を解決するために、前記記載の駆動装置を備えていることを特徴としている。
【００４３】
上記の発明によれば、被駆動体と摩擦部材との摺動部分の両形状を円弧状面として該円弧状面同士を当接させる以外の安価な方法にて摺動部分の接触状態を安定させ得る駆動装置を備えた電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明の駆動装置は、以上のように、被駆動体又は摩擦部材の各接触部分のいずれか一方は、平坦面に形成されていると共に、上記被駆動体又は摩擦部材の各接触部分のいずれか一方に形成された平坦面と、これに対向する他方の対向面とは、平行して対向する状態とは傾斜して対向配置され、かつ他方の対向面における稜線又は角部が上記平坦面に接触しているものである。
【００４５】
また、本発明の電子機器は、以上のように、前記記載の駆動装置を備えているものである。
【００４６】
それゆえ、被駆動体と摩擦部材との摺動部分の両形状を円弧状面として該円弧状面同士を当接させる以外の安価な方法にて摺動部分の接触状態を安定させ得る駆動装置を備えた電子機器を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明における駆動装置の実施の一形態を示すものであり、駆動装置の要部構成を示す平面図である。
【図２】上記駆動装置を備えた電子機器としての撮像装置を示す断面図である。
【図３】上記駆動装置を備えた電子機器としての携帯電話を示す斜視図である。
【図４】上記駆動装置の全体構成を示す斜視図である。
【図５】上記駆動装置の電気機械変換素子に取り付けられた摩擦チップの構成を示す斜視図である。
【図６】上記駆動装置における電気機械変換素子の構成を示す斜視図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、上記電気機械変換素子、及び該電気機械変換素子に取り付けられた摩擦チップの動きを示す側面図である。
【図８】上記駆動装置における摩擦チップの変形例の構成を示す要部斜視図である。
【図９】上記駆動装置における摩擦チップの変形例の構成を示す要部平面図である。
【図１０】本発明における駆動装置の、他の実施の形態を示すものであり、駆動装置の全体構成を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）は従来の駆動装置を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、上記従来の駆動装置における圧電素子の変位による被駆動部材の移動方向を示す説明図である。
【図１３】上記従来の駆動装置における圧電素子の駆動電圧波形を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】
図１は本実施の形態における駆動装置の要部構成を示す平面図であり、図２は上記駆動装置を備えた電子機器としての撮像装置を示す断面図であり、図３は上記駆動装置を備えた電子機器としての携帯電話を示す斜視図であり、図４は上記駆動装置の全体構成を示す斜視図であり、図５は上記駆動装置の電気機械変換素子に取り付けられた摩擦チップの構成を示す斜視図である。以下の説明においては、被駆動体の移動方向をＺ方向とし、電気機械変換素子の変位方向をＺ方向に垂直であるＹ方向とし、Ｚ方向及びＹ方向に垂直な方向をＸ方向とする。
【００５０】
本実施の形態の駆動装置１０ａが搭載された電子機器としての撮像装置１０は、図２に示すように、レンズ等の光学部材としての光学素子１０ｂと、この光学素子１０ｂの被写体側とは反対側に設けられた撮像素子１０ｃと、上記光学素子１０ｂを駆動する駆動装置１０ａとを備えている。尚、撮像装置１０は、例えば、カメラモジュール又はビデオモジュール（レンズ、アクチュエータ、撮像素子を含む）である。
【００５１】
駆動装置１０ａを、例えばカメラモジュール又はビデオモジュールに応用する場合には、後述する被駆動体３は、その中央部に円環状のレンズ取り付け部を有するレンズバレルとなる。レンズ取り付け部にレンズを取り付けたレンズバレルを光軸方向（Ｚ方向）に駆動すると、駆動装置１０ａは、レンズのＡＦ（オートフォーカス）動作を実現することになる。
【００５２】
上記撮像装置１０は、図３に示すように、本実施の形態では、電子機器としての例えば携帯電話に搭載されており、この携帯電話では、シャッターＳを操作することにより、撮像装置１０の上記撮像素子１０ｃから得られた画像データの画像処理、及び保存を行う。また、携帯電話に設けられた図示しないディスプレイにて撮影したデータの表示を行うことが可能である。尚、本発明の電子機器は、上述のように、撮像装置１０や撮像装置１０を搭載した携帯電話、その他、駆動装置２０ａを備えた上記カメラモジュール又はビデオモジュールの画像処理回路等やディスプレイを含む機器を示す。
【００５３】
上記駆動装置１０ａは、図４に示すように、筐体１１に一端が固定されて電気的制御により屈曲変位が励起される電気機械変換素子１と、電気機械変換素子１に固定されて摺動部としての摩擦チップ２ａ及び駆動方向変換部材２ｂからなる摩擦部材２と、被駆動体３と、被駆動体３を摩擦部材２に付勢する予圧部材４と、被駆動体３の動作方向を規定するガイド軸５とを備えている。
【００５４】
ここで、被駆動体３は、駆動装置１０ａによって移動する部材であり、被駆動体３から突起状に形成された被駆動体接触部３ａと、被駆動体接触部３ａにおいて摩擦部材２側に形成された被摺動部としての被摺動部材３ｂとを有している。被駆動体接触部３ａ及び被摺動部材３ｂは、被駆動体３に接着固定されるか、又は一体に形成された部材からなっている。被摺動部材３ｂの被摺動面ＦＦは、図１に示すように、摩擦部材２の摩擦チップ２ａと常に接触すると共に、本実施の形態では、電気機械変換素子１と平行には対向せず、傾斜する構造としている。
【００５５】
また、摩擦部材２の摩擦チップ２ａは、図５に示すように、例えば円柱形状を有しており、対向面としての円面ＣＦと円柱壁面ＷＦとの境界に稜線としての円柱端縁部ＲＩＭを有している。上記摩擦チップ２ａは、図４に示すように、Ｙ軸方向に平行に高さ方向に向けて駆動方向変換部材２ｂに立設しており、Ｙ軸方向の一方の端部が駆動方向変換部材２ｂに接着固定されていると共に、Ｙ軸方向の他方の端部が被摺動部材３ｂの被摺動面ＦＦに常に接触している。ここで、図１に示すように、被摺動部材３ｂの被摺動面ＦＦが電気機械変換素子１との平行面に対して傾斜して取り付けられているため、摩擦チップ２ａの円柱端縁部ＲＩＭと被摺動部材３ｂの被摺動面ＦＦとが常に点接触又は点接触に近い状態で接触することが可能である。
【００５６】
上記構成の駆動装置１０ａの駆動機構について、図６及び図７（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図６は駆動装置１０ａの駆動機構を示す斜視図である。また、図７（ａ）（ｂ）は、上記電気機械変換素子、及び該電気機械変換素子に取り付けられた摩擦チップの動きを示す側面図である。
【００５７】
本実施の形態における駆動装置１０ａの駆動機構は、図６に示すように、上述した摩擦チップ２ａ、駆動方向変換部材２ｂ及び電気機械変換素子１にて構成されている。
【００５８】
上記電気機械変換素子１は、バイモルフ型の圧電素子であり、例えば、金属板の両面又は片面に積層圧電素子を形成することにより構成され、その自由端がＹ方向に平行な方向に屈曲変位するようになっている。電気機械変換素子１は、電気的制御により屈曲変位が励起され、かつ一端が筐体１１に固定されていることによって、Ｙ軸方向に振動し、かつその振動は往復で速度差を有している。
【００５９】
この電気機械変換素子１は、駆動装置１０ａが備えるべき正常機能を維持するために必要な屈曲変位度を有していればよい。したがって、電気機械変換素子１の構成や形状は特定の構成や形状に限定されるものではない。
【００６０】
上記駆動方向変換部材２ｂは、本実施の形態では、例えば「コ」字状に形成されており、電気機械変換素子１の自由端に所謂片持ち梁の状態で固定されている。上記駆動方向変換部材２ｂの自由端には、摩擦チップ２ａが取り付けられている。
【００６１】
上記「コ」字状の駆動方向変換部材２ｂにおける自由端は、摩擦チップ２ａの移動方向を電気機械変換素子１の駆動方向であるＹ方向とは異ならせるようになっている。すなわち、駆動方向変換部材２ｂは、電気機械変換素子１のＹ方向の駆動方向を変換して被摺動部材３ｂの移動方向がＺ方向に平行な方向になるようにしている。詳細には、図７（ａ）（ｂ）に示すように、電気機械変換素子１がＹ方向に高速で振動し、この振動により撓みが励起されることにより、「コ」字状の駆動方向変換部材２ｂの自由端は、「コ」字状の駆動方向変換部材２ｂにおける固定端側アームＡの回りに回転する。この結果、「コ」字状の駆動方向変換部材２ｂにおける自由端に設けられた摩擦チップ２ａがＺ方向に移動することになる。そして、この摩擦チップ２ａのＺ方向への移動により、被駆動体３は予圧部材４により摩擦部材２に接触するように押し付けられていることから、被駆動体３と摩擦部材２との間に所謂スティック・スリップ現象が発生し、被駆動体３はＺ軸方向にガイド軸５に沿って駆動することとなる。
【００６２】
ここで、駆動方向変換部材２ｂは、電気機械変換素子１と摩擦チップ２ａとの間に設けられており、上記圧縮コイルばねからなる予圧部材４と比較して弾性の低い材料や形状であることが好ましく、例えば、金属や樹脂等にてなっていることが好ましい。駆動方向変換部材２ｂの弾力効果を予圧部材４よりも低くすることによって、被摺動部材３ｂの摩擦チップ２ａ側への付勢が均一に行われるので、被駆動体３を安定して移動させることができる。
【００６３】
上記摩擦チップ２ａは、電気機械変換素子１の屈曲動作に応じて動作する。そして、予圧部材４による予圧荷重によって生じる摩擦チップ２ａと被摺動部材３ｂとの間で作用する摺動時の摩擦力の働きによって被駆動体３がＺ方向に移動する。摩擦チップ２ａの材料は、被摺動部材３ｂとの摩擦係数を考慮して適した材料を選択すればよく、例えばセラミック、金属、樹脂、カーボン等が挙げられる。
【００６４】
ここで、本実施の形態では、摩擦チップ２ａと被摺動部材３ｂとの摺動部分の構成について、前述したように、被摺動部材３ｂの被摺動面ＦＦは、図１に示すように、摩擦部材２の摩擦チップ２ａと常に接触すると共に、電気機械変換素子１と平行には対向せず、傾斜する構造としている。
【００６５】
例えば、仮に、被摺動部材３ｂの被摺動面ＦＦが電気機械変換素子１に対して傾斜せずに、図５に示す摩擦チップ２ａの円柱壁面ＷＦと接触している場合、両者は線接触することとなる。しかし、被駆動体３の駆動時において連続して線接触状態を確保し続けるためには、円柱壁面ＷＦの表面精度を充分に高くする必要があり、円柱壁面ＷＦの表面の精度が低ければ線接触ではなく、円柱壁面ＷＦの意図しない部分と被摺動面ＦＦとが点接触することとなる。
【００６６】
また、実際には、被駆動体３の駆動に伴い予圧部材４では変形が発生し、被駆動体３への予圧は常に変動し、かつガイド軸５と被駆動体３のガイド軸穴３ｃにも所謂ガタがある。このため、仮に、被駆動体３が静止している状態にて摩擦チップ２ａと線接触している状態であったとしても、駆動に伴いその接触状態を保持することができず、円柱壁面ＷＦの意図しない部分と被摺動面ＦＦとが点接触する。加えて、円柱壁面ＷＦの接触箇所も被駆動体３の駆動に伴い変化する可能性がある。その場合、本実施の形態の駆動装置１０ａを例えば携帯電話に内蔵されるカメラモジュールの駆動装置として用いた場合、被駆動体３の、Ｚ軸方向の移動の際に、レンズの光軸中心に所謂面ブレが生じることとなる。すなわち、レンズの光軸がレンズを駆動させる度にずれるため、撮像特性に例えば撮像結果がぼける又は歪む等の悪影響が生じる。
【００６７】
また、組立て誤差が大きい場合、被駆動体３は予圧部材４の付勢によりガイド軸５を中心に回転するため、線接触状態とはならず、２つ存在する円柱端縁部ＲＩＭのいずれかと接触することとなる。
【００６８】
ここで、摩擦チップ２ａが、球形状の場合、どのような状態においても常に点接触状態であるため、理想的な特性を得ることができるが、球形状を実現するにはコストが高くなる。また、例えば、球体形状等では、何らかの加工が必要となり、微細な摩擦チップ２ａにおいては、摩擦チップ２ａに加工バラツキが発生する。
【００６９】
一方、本実施の形態の構成をとることにより、被駆動体３が駆動中であっても、常に摩擦チップ２ａの円柱端縁部ＲＩＭと被摺動部材３ｂの被摺動面ＦＦとが常に点接触又は点接触に近い状態で接触することが可能であると共に、組立て精度の緩和が可能であり、かつ安価な円柱形状の摩擦チップ２ａを用いることができる。すなわち、柱体であれば、一定の長さで切断することにより同じ形状の摩擦チップ２ａを得ることができる。
【００７０】
尚、本実施の形態では、被摺動部材３ｂは均一な厚みであり、被駆動体接触部３ａの接着面が電気機械変換素子１に対して傾斜する構造となっているが、例えば被摺動部材３ｂの厚みが均一ではない状態として傾斜構造を実現してもよい。
【００７１】
さらに、例えば、電気機械変換素子１と接着固定されている摩擦部材２が筐体１１に傾いて取り付けられていてもよい。
【００７２】
また、本実施の形態では、電気機械変換素子１がＸＺ平面に平行な面に位置し、被摺動部材３ｂの被摺動面ＦＦがＸＺ平面に平行ではない面に位置されていると記載しているがこれに限定されるものではない。例えば、被摺動部材３ｂの被摺動面ＦＦは、ＸＺ平面に平行であって、かつ電気機械変換素子１がＸＺ平面に平行でない面に位置してあってもよい。
【００７３】
さらに、摩擦部材２の摩擦チップ２ａは、円柱形状でなくてもよく、例えば楕円柱形状であったり、例えば平坦面を駆動方向変換部材２ｂとの接着面とする半円柱・半楕円柱形状であったりしてもよい。
【００７４】
また、摩擦部材２の摩擦チップ２ａは、立方体形状・直方体形状であってもよく、その場合は、例えば図８及び図９に示すように、立方体形状の角部が被摺動部材３ｂの平坦面と接するように位置させる。尚、図８は上記駆動装置における摩擦チップの変形例の構成を示す要部斜視図であり、図９は上記駆動装置における摩擦チップの変形例の構成を示す要部平面図である。
【００７５】
さらに、摩擦チップ２ａ及び被摺動部材３ｂの材質は、それぞれ金属、樹脂、カーボン等、所望の摩擦係数によって材質が選択される。尚、摩擦チップ２ａ又は被摺動部材３ｂは、本実施の形態では、駆動方向変換部材２ｂ又は被駆動体接触部３ａとは別部材からなる別体にて構成されているが、必ずしもこれに限らず、摩擦チップ２ａ又は被摺動部材３ｂを、駆動方向変換部材２ｂ又は被駆動体接触部３ａとは同一部材にて一体的に形成することも可能である。
【００７６】
このように、本実施の形態の駆動装置１０ａは、一端が筐体１１に固定された電気機械変換素子１と、電気機械変換素子１に固定された摩擦部材２と、摩擦部材２が摺動する被駆動体３と、被駆動体３を摩擦部材２側へ付勢する予圧部材４とを有している。そして、本実施の形態では、被駆動体３又は摩擦部材２の各接触部分のいずれか一方は、平坦面に形成されている。また、被駆動体３又は摩擦部材２の各接触部分のいずれか一方に形成された平坦面と、これに対向する他方の対向面とは、平行して対向する状態とは傾斜して対向配置され、かつ他方の対向面における稜線又は角部が上記平坦面に接触している。
【００７７】
したがって、この構成により、摩擦部材２と被駆動体３との両方が円柱形状等の円弧状ではなくても、被駆動体３又は摩擦部材２の各接触部分のいずれか一方が平坦面であり、他方が例えば円柱形状又は半円柱形状等の形状であれば、他方の例えば円柱端縁部ＲＩＭ、半円柱端縁部ＲＩＭ’又は角柱等と上記平坦面とが接触することになる。
【００７８】
そのため、接触を常に点接触の状態とすることができ、互いの接触部分での当接位置が安定するので、駆動特性が安定する。このため、被駆動体３の接触状態を安定させた駆動装置１０ａを実現することが可能となる。また、この構成では、被駆動体３又は摩擦部材２の各接触部分のいずれか一方を平坦に形成することができるので、従来のように被駆動体及び摩擦部材の各接触部分の両方を例えば円弧状面を有する半円柱形状等の突起として形成するのに比べて、安価な方法で一方の接触部分の平坦面を形成することができる。
【００７９】
したがって、被駆動体３と摩擦部材２との摺動部分の両形状を円弧状面として該円弧状面同士を当接させる以外の安価な方法にて摺動部分の接触状態を安定させ得る駆動装置１０ａを提供することができる。
【００８０】
また、本実施の形態の駆動装置１０ａでは、被駆動体３の被摺動部材３ｂは、摩擦部材２が摺動する平坦な被摺動面ＦＦを有していると共に、被駆動体３の被摺動面ＦＦと該被駆動体３の被摺動面ＦＦに対向する摩擦部材２の摩擦チップ２ａに形成された対向面とは、平行して対向する状態とは傾斜して対向配置され、かつ摩擦チップ２ａ対向面における稜線としての例えば円柱端縁部ＲＩＭ若しくは半円柱端縁部ＲＩＭ’、又は角部としての立方体形状又は直方体形状の頂点が平坦な被摺動面ＦＦに接触している。
【００８１】
したがって、この構成により、摩擦部材２と被駆動体３との両方が円柱形状等の円弧状ではなくても、摩擦部材２が例えば円柱形状又は半円柱形状等の形状であり、被駆動体３の被摺動面ＦＦが平坦であったとしても摩擦部材２の例えば円柱端縁部ＲＩＭ又は半円柱端縁部ＲＩＭ’等と被駆動体３の平坦な被摺動面ＦＦとが接触することになる。
【００８２】
そのため、接触を常に点接触の状態とすることができ、被駆動体３の被摺動面ＦＦと摩擦部材２との当接位置が安定するので、駆動特性が安定する。このため、被駆動体３の接触状態を安定させた駆動装置１０ａを実現することが可能となる。また、この構成では、被駆動体３の被摺動面ＦＦを平坦に形成することができるので、従来のように被駆動体の被摺動面を例えば円弧状面を有する半円柱形状等の突起として形成するのに比べて、安価な方法で被駆動体３の被摺動面ＦＦを形成することができる。
【００８３】
この結果、被駆動体３と摩擦部材２との摺動部分の両形状を円弧状面として該円弧状面同士を当接させる以外の安価な方法にて摺動部分の接触状態を安定させ得る駆動装置１０ａを提供することができる。
【００８４】
また、本実施の形態の駆動装置１０ａでは、摩擦部材２は、被駆動体３を摺動する摩擦チップ２ａを有していると共に、摩擦チップ２ａの形状は、円柱形状、半円柱形状、楕円柱形状、半楕円柱形状、立方体形状又は直方体形状のいずれかであることが好ましい。
【００８５】
すなわち、平坦な被摺動面ＦＦを有する被駆動体３を摺動する摩擦チップ２ａの形状は、点接触となるように形成するというのが理想であるという観点からは球形状とするのが望ましいが、球形状とするにはコストが高い。
【００８６】
そこで、本実施の形態では、摩擦チップ２ａの形状を、円柱形状、半円柱形状、楕円柱形状、半楕円柱形状、立方体形状又は直方体形状のいずれかであるとしている。この構成により、前述したように、摩擦部材２の例えば円柱端縁部ＲＩＭ又は半円柱端縁部ＲＩＭ’等と被駆動体３の平坦な被摺動面ＦＦとを点接触させることができる。
【００８７】
そして、摩擦チップ２ａの形状を円柱形状又は楕円柱形状とするためには、円形断面又は楕円形断面を有する長細い部材を円柱又は楕円柱の所望長さのチップに分断することによって容易に形成することができる。また、摩擦チップ２ａの形状を半円柱形状又は半楕円柱形状とするためには、それらのチップを縦方向に２分割することにより、容易に形成することができる。さらに、摩擦チップ２ａの形状を、立方体形状又は直方体形状とするためには、矩形断面を有する長細い部材を立方体又は直方体の所望長さのチップに分断することによって容易に形成することができる。この結果、摩擦チップ２ａの形状を容易かつ安価に形成することができる。尚、摩擦チップ２ａの形状を立方体形状又は直方体形状とした場合には、角部としての頂点が被摺動部材３ｂに接触することになる。
【００８８】
この結果、当接位置が安定する球チップに比べて安価な円柱チップ等でも球チップと同等の効果を得ることができる。
【００８９】
また、本実施の形態の駆動装置１０ａでは、摩擦部材２は、電気機械変換素子１に連結された駆動方向変換部材２ｂと該駆動方向変換部材２ｂに固定された摩擦チップ２ａとからなっていると共に、摩擦チップ２ａは、駆動方向変換部材２ｂとは別体からなっていることが好ましい。
【００９０】
これにより、摩擦チップ２ａを駆動方向変換部材２ｂとは別途に形成してこの駆動方向変換部材２ｂに固定することにより、点接触を確保して駆動特性の安定する摩擦部材２を容易かつ安価に得ることができる。
【００９１】
また、本実施の形態の電子機器としての撮像装置１０は、駆動装置１０ａと、この駆動装置１０ａの被駆動体３によって保持され、撮像対象となる物体を結像する光学素子１０ｂと、光学素子１０ｂにより結像された画像を電気信号に変換する撮像素子１０ｃとを備えている。そして、光学素子１０ｂは、本実施の形態に係る駆動装置１０ａの被駆動体３によって保持されている。
【００９２】
したがって、被駆動体３と摩擦部材２との摺動部分の両形状を円弧状面として該円弧状面同士を当接させる以外の安価な方法にて摺動部分の接触状態を安定させ得る駆動装置１０ａを備えた電子機器を提供することができる。
【００９３】
さらに、本実施の形態の電子機器としての携帯電話は、駆動装置２０ａを備えている。それゆえ、被駆動体３と摩擦部材２との摺動部分の両形状を円弧状面として該円弧状面同士を当接させる以外の安価な方法にて摺動部分の接触状態を安定させ得る駆動装置１０ａを備えた電子機器を提供することができる。
【００９４】
〔実施の形態２〕
本発明の、他の実施の形態について図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９５】
図１０に、本実施の形態に係る駆動装置２０ａの全体を示す斜視図を示す。
【００９６】
前記実施の形態１では、摩擦チップ２ａが円柱形状等でありかつ被摺動部材３ｂが被摺動面ＦＦは平面であったが、本実施の形態では、図１０に示すように、逆に、被摺動部材２３ｂが円柱形状等でありかつ平坦な駆動方向変換部材２ｂに接触している点が異なっている。
【００９７】
具体的には、本実施の形態の駆動装置２０ａは、図１０に示すように、被駆動体３の被摺動部としての被摺動部材２３ｂは、例えば半円柱形状であり、被駆動体接触部３ａに接着されている。
【００９８】
そして、本実施の形態では、被駆動体接触部３ａの被摺動部材２３ｂへの接着面と電気機械変換素子１の駆動方向変換部材２ｂとが傾斜して配置されている。このため、実施の形態１と同様に、被摺動部である半円柱からなる被摺動部材２３ｂの稜線としての半円柱端縁部ＲＩＭ’は、予圧部材４によって付勢されて駆動方向変換部材２ｂに当接し、実施の形態１と同様の効果を得ることが可能である。
【００９９】
このように、本実施の形態の駆動装置２０ａは、一端が筐体１１に固定された電気機械変換素子１と、電気機械変換素子１に固定された摩擦部材２と、摩擦部材２が摺動する被駆動体３と、被駆動体３を摩擦部材２側へ付勢する予圧部材４とを有している。そして、被駆動体３は、摩擦部材２が摺動する被摺動面ＦＦを有する被摺動部材２３ｂを備えている一方、摩擦部材２は、被摺動部材２３ｂが摺動される平坦な摺動面を有していると共に、摩擦部材２の摺動面と該摩擦部材２の摺動面に対向する被摺動部材２３ｂの被摺動面ＦＦとは、平行して対向する状態とは傾斜して対向配置され、かつ被摺動部材２３ｂにおける稜線としての例えば円柱端縁部ＲＩＭ若しくは半円柱端縁部ＲＩＭ’、又は角部としての立方体形状又は直方体形状の頂点が駆動方向変換部材２ｂの平坦な摺動面に接触している。
【０１００】
したがって、この構成により、摩擦部材２と被駆動体３との両方が円柱形状等の円弧状ではなくても、被駆動体３の被摺動部材２３ｂが例えば円柱形状又は半円柱形状等の形状であり、摩擦部材２の摺動面が平坦であったとしても被摺動部材２３ｂの例えば円柱端縁部ＲＩＭ又は半円柱端縁部ＲＩＭ’等と摩擦部材２の平坦な摺動面とが接触することになる。
【０１０１】
そのため、接触を常に点接触の状態とすることができ、被駆動体３の被摺動部材２３ｂと摩擦部材２との当接位置が安定するので、駆動特性が安定する。このため、被摺動部材２３ｂの接触状態を安定させた駆動装置２０ａを実現することが可能となる。また、この構成では、摩擦部材２の摺動面を平坦に形成することができるので、従来のように摩擦部材２の摺動面を例えば円弧状面を有する半円柱形状等の突起として形成するのに比べて、安価な方法で摩擦部材２の摺動面を形成することができる。
【０１０２】
したがって、被駆動体３と摩擦部材２との摺動部分の両形状を円弧状面として該円弧状面同士を当接させる以外の安価な方法にて摺動部分の接触状態を安定させ得る駆動装置２０ａを提供することができる。
【０１０３】
また、本実施の形態の駆動装置２０ａでは、被駆動体３の被摺動部材２３ｂの形状は、円柱形状、半円柱形状、楕円柱形状、半楕円柱形状、立方体形状又は直方体形状のいずれかであることが好ましい。
【０１０４】
すなわち、平坦な摺動面を有する摩擦部材２を摺動する被摺動部材２３ｂの形状は、点接触となるように形成するというのが理想であるという観点からは球形状とするのが望ましいが、球形状とするにはコストが高い。
【０１０５】
そこで、本実施の形態では、被駆動体３の被摺動部材２３ｂの形状を、円柱形状、半円柱形状、楕円柱形状、半楕円柱形状、立方体形状又は直方体形状のいずれかであるとしている。この構成により、被駆動体３の被摺動部材２３ｂの例えば円柱端縁部ＲＩＭ又は半円柱端縁部ＲＩＭ’等と摩擦部材２の平坦な摺動面とを点接触させることができる。
【０１０６】
そして、被摺動部材２３ｂの形状を円柱形状又は楕円柱形状とするためには、円形断面又は楕円形断面を有する長細い部材を円柱又は楕円柱のチップに分断することによって容易に形成することができる。また、被摺動部材２３ｂの形状を半円柱形状又は半楕円柱形状とするためには、それらのチップを縦方向に２分割することにより、容易に形成することができる。さらに、被摺動部材２３ｂの形状を、立方体形状又は直方体形状とするためには、矩形断面を有する長細い部材を立方体又は直方体のチップに分断することによって容易に形成することができる。この結果、被摺動部材２３ｂの形状を容易かつ安価に形成することができる。
【０１０７】
したがって、当接位置が安定する球チップに比べて安価な円柱チップ等でも球チップと同等の効果を得ることができる。
【０１０８】
また、本実施の形態の駆動装置２０ａでは、被摺動部材２３ｂは被駆動体接触部３ａを介して被駆動体３に備えられていると共に、被摺動部材２３ｂは、被駆動体接触部３ａとは別体からなっていることが好ましい。
【０１０９】
これにより、被摺動部材２３ｂを被駆動体接触部３ａとは別途に形成してこの被駆動体接触部３ａに固定することにより、点接触を確保して駆動特性の安定する被摺動部材２３ｂを容易かつ安価に得ることができる。
【０１１０】
尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、例えばカメラの撮影レンズ等の光学装置におけるレンズの駆動に用いられる駆動装置、これを備えた例えばカメラ又はビデオ等の撮像装置及び携帯電話等の電子機器に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１      電気機械変換素子
２      摩擦部材
２ａ    摩擦チップ（摺動部、接触部分）
２ｂ    駆動方向変換部材
３      被駆動体
３ａ    被駆動体接触部
３ｂ    被摺動部材（被摺動部、接触部分）
４      予圧部材
５      ガイド軸
１０      撮像装置
１０ａ    駆動装置
１０ｂ    光学素子（光学部材）
１０ｃ    撮像素子
１１      筐体
２０ａ    駆動装置
２３ｂ    被摺動部材（被摺動部、接触部分）
ＣＦ    円面（対向面）
ＦＦ    被摺動面
ＲＩＭ    円柱端縁部（稜線）
ＲＩＭ’  半円柱端縁部（稜線）
ＷＦ    円柱壁面
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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