(57)【要約】【課題】簡便な予圧機構を小スペースに設けることが可能であると共に、予圧部材が発生させている予圧をより効率的に摩擦部材及び被駆動体接触部に与えて被駆動体の駆動特性を安定し得る駆動装置、及びこれを備えた電子機器を提供する。【解決手段】筐体６に立設され、被駆動体２に穿設された案内孔２ｃに嵌められて被駆動体２を回動自在に支持しかつ被駆動体２を立設方向に移動させる回動軸６ｃと、一端が筐体６に固定されかつ他端が被駆動体２に固定されて被駆動体２を回動軸６ｃの回りに回動させて被駆動体接触部２ａを摩擦部材３側へ付勢する予圧部材１とが設けられている。摩擦部材３と被駆動体接触部２ａとの接触点Ｐは、回動軸６ｃの立設方向から見たときに、予圧部材１の延長線ＥＬと該延長線ＥＬに平行でかつ回動軸６ｃの中心を通る線ＣＬとの間の規制範囲Ｒ内に配置されている。【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、上記電気機械変換素子に固定された摩擦部材と、上記摩擦部材に接する被駆動体接触部を有する被駆動体とを備えた駆動装置において、
上記筐体に立設され、上記被駆動体に穿設された孔に嵌められて該被駆動体を回動自在に支持しかつ該被駆動体を立設方向に移動させる回動軸と、
一端が上記筐体に固定されかつ他端が上記被駆動体に固定されて該被駆動体を上記回動軸の回りに回動させて上記被駆動体接触部を摩擦部材側へ付勢する予圧部材とが設けられていると共に、
上記摩擦部材と被駆動体接触部との接触点は、上記回動軸の立設方向から見たときに、上記予圧部材の延長線と該延長線に平行でかつ回動軸の中心を通る線との間の範囲内に配置されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記電気機械変換素子には、一端が該電気機械変換素子に固定されている一方、他端には摩擦部材が固定されている固定部材が設けられていると共に、
上記固定部材は、上記摩擦部材の変位方向を上記電気機械変換素子の駆動方向と異ならせることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記接触点と前記予圧部材の延長線との距離は、２５０μｍ以上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】
請求項１，２又は３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、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】
例えば特許文献１には、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、電圧印加により屈曲する圧電素子１０１と、圧電素子１０１の一端を保持する保持部材１０２と、圧電素子１０１の自由端と摩擦接触する被駆動体１０３と、圧電素子１０１と被駆動体１０３とを一定の力で押し付けるための予圧機構としてのユニットケース１０４とを備え、図１２（ａ）〜（ｄ）及び図１３に示すように、圧電素子１０１の屈曲変位によって摩擦接触している被駆動体１０３を移動させる駆動装置としてのレンズ自動焦点ユニット１１０が開示されている。
【０００４】
具体的には、図１２（ａ）に示す被駆動体１０３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１０１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１０５と被摺動部１０６との摩擦力によって、被駆動体１０３がガイド１０７に対して＋Ｚ側に移動量δだけ移動する。
【０００５】
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１０１の変位は逆転する。このとき、圧電素子１０１の変位速度が速いために摺動部材１０５が被摺動部１０６に対して滑り、これによって摺動部材１０５の位置を−Ｚ側へ移動させる一方、被駆動体１０３の位置はそのままガイド１０７に対して＋Ｚ側に保持することができる。
【０００６】
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１０１の自由端が＋Ｚ側へ移動するように屈曲し、摺動部材１０５と被摺動部１０６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１０３がガイド１０７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１０３をガイド１０７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。なお、被駆動体１０３をガイド１０７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。
【０００７】
このように、カメラのレンズ枠１０８の移動に適用した上記駆動装置としてのレンズ自動焦点ユニット１１０では、圧電素子１０１に所定の電圧を印加して圧電素子１０１を屈曲させることにより、圧電素子１０１と被駆動体１０３との間の摩擦力、つまり摺動部材１０５と被摺動部１０６との間の摩擦力によって、被駆動体１０３をガイド１０７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１０３はレンズ枠１０８に連結されているので、レンズ枠１０８もＺ方向にスライドできる。この結果、カメラのレンズ１０９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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【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】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に開示の駆動装置では、予圧機構としてのユニットケース１０４と圧電素子１０１とが対向して配置されているので、予圧機構と被駆動体１０３との間の摺動性が低下すると被駆動体１０３の移動に支障が生じ、さらに被駆動体１０３の移動速度に変動が生じるという問題を有している。
【００１０】
また、被駆動体１０３を円滑に移動させるには、ばね等の予圧発生部材とベアリング等の摺動用部材とが必要であるため、駆動装置の小型化が困難である。さらに、特許文献１に記載の予圧機構はユニットケース１０４であり、特許文献１には、予圧のための詳細な説明がなされておらず、また、上述したような、ばね等の予圧発生部材とベアリング等の摺動用部材とからなる予圧機構を設ける十分なスペースもなかった。
【００１１】
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、簡便な予圧機構を小スペースに設けることが可能であると共に、予圧部材が発生させている予圧をより効率的に摩擦部材及び被駆動体接触部に与えて被駆動体の駆動特性を安定し得る駆動装置、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】
【００１２】
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、上記電気機械変換素子に固定された摩擦部材と、上記摩擦部材に接する被駆動体接触部を有する被駆動体とを備えた駆動装置において、上記筐体に立設され、上記被駆動体に穿設された孔に嵌められて該被駆動体を回動自在に支持しかつ該被駆動体を立設方向に移動させる回動軸と、一端が上記筐体に固定されかつ他端が上記被駆動体に固定されて該被駆動体を上記回動軸の回りに回動させて上記被駆動体接触部を摩擦部材側へ付勢する予圧部材とが設けられていると共に、上記摩擦部材と被駆動体接触部との接触点は、上記回動軸の立設方向から見たときに、上記予圧部材の延長線と該延長線に平行でかつ回動軸の中心を通る線との間の範囲内に配置されていることを特徴としている。
【００１３】
上記の発明によれば、駆動装置は、一端が筐体に固定された電気機械変換素子と、上記電気機械変換素子に固定された摩擦部材と、上記摩擦部材に接する被駆動体接触部を有する被駆動体とを備えている。
【００１４】
この構成により、電気的制御によって電気機械変換素子を屈曲させ、摩擦部材と被駆動体接触部との間に発生する摩擦力により、被駆動体を一定方向へ移動させることができる。
【００１５】
ここで、電気機械変換素子を用いて被駆動体を一定方向へ移動させる駆動装置では、摩擦部材と被駆動体接触部との間に発生する摩擦力に変動が生じて摺動性が低下するので、この摩擦力の変動を低減させるために、予圧機構を設けることが好ましい。しかしながら、被駆動体を円滑に駆動するためには、ばね等の予圧発生部材とベアリング等の摺動用部材とが必要であるため、駆動装置の小型化が困難である。
【００１６】
そこで、本発明の駆動装置では、筐体に回動軸が立設されており、この回動軸は、被駆動体に穿設された孔に嵌められて該被駆動体を回動自在に支持しかつ該被駆動体を立設方向に移動させる。また、一端が上記筐体に固定されかつ他端が上記被駆動体に固定されて該被駆動体を上記回動軸の回りに回動させて上記駆動体接触部を摩擦部材側へ付勢する予圧部材とが設けられている。
【００１７】
このように、本発明では、被駆動体を回動軸の回りに回動させる構成を採用し、その被駆動体の一端に予圧部材を取り付けているので、この予圧部材にて、被駆動体に回転モーメントを与えて上記駆動体接触部を摩擦部材側へ容易に付勢することができる。そして、この構成であれば、予圧部材を筐体における空き空間に容易に設置することができる。
【００１８】
ここで、予圧部材を用いた場合に、予圧部材における駆動方向成分の影響等の問題により、被駆動体の円滑駆動のためには、ベアリング等の摺動用部材を用いるのが好ましいが、ベアリング等の摺動用部材を用いると駆動装置の小型化が困難である。
【００１９】
そこで、本発明では、摩擦部材と被駆動体接触部との接触点は、回動軸の立設方向から見たときに、上記予圧部材の延長線と該延長線に平行でかつ回動軸の中心を通る線との間の範囲内に配置されている。
【００２０】
この構成により、予圧部材が発生させている予圧を摩擦部材及び被駆動体接触部に、より効率的に与えることができ、被駆動体の安定した駆動特性を得ることができる。具体的には、被駆動体の駆動に伴う予圧の駆動方向成分が発生することによる、被駆動体の姿勢が不安定になる現象を改善することができる。また、被駆動体の姿勢が重力方向に対して異なった場合においても、駆動装置の駆動特性変化を小さくすることができる。
【００２１】
そして、この構成では、ベアリング等の摺動用部材を用いなくてもよいので、駆動装置の小型化が可能である。また、ベアリング等の摺動用部材を用いなくても、従来技術と比べて、被駆動体に対する予圧荷重の変動や、被駆動体の移動動作に対する抵抗変化が少ない構造を実現することができる。
【００２２】
したがって、簡便な予圧機構を小スペースに設けることが可能であると共に、予圧部材が発生させている予圧をより効率的に摩擦部材及び被駆動体接触部に与えて被駆動体の駆動特性を安定し得る駆動装置を提供することができる。
【００２３】
また、本発明の駆動装置では、前記電気機械変換素子には、一端が該電気機械変換素子に固定されている一方、他端には摩擦部材が固定されている固定部材が設けられていると共に、上記固定部材は、上記摩擦部材の変位方向を上記電気機械変換素子の駆動方向と異ならせることが好ましい。
【００２４】
これにより、固定部材にて、摩擦部材の変位方向を電気機械変換素子の駆動方向と異ならせることができるので、筐体の内部において、電気機械変換素子の駆動方向に関わらず、固定部材を介して被駆動体を任意の移動方向に移動させることができる。したがって、筐体内における電気機械変換素子の配置に自由度が増すので、筐体の外形サイズ、つまり駆動装置の大きさをより小さくすることができる。
【００２５】
また、本発明の駆動装置では、前記接触点と前記予圧部材の延長線との距離は、２５０μｍ以上であることが好ましい。
【００２６】
これにより、確実に、予圧部材が発生させている予圧をより効率的に摩擦部材及び被駆動体接触部に与えて被駆動体の駆動特性を安定し得る駆動装置を提供することができる。
【００２７】
本発明の電子機器は、上記記載の駆動装置を備えていることを特徴としている。
【００２８】
上記の発明によれば、簡便な予圧機構を小スペースに設けることが可能であると共に、予圧部材が発生させている予圧をより効率的に摩擦部材及び被駆動体接触部に与えて被駆動体の駆動特性を安定し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】
【００２９】
本発明の駆動装置は、以上のように、筐体に立設され、被駆動体に穿設された孔に嵌められて該被駆動体を回動自在に支持しかつ該被駆動体を立設方向に移動させる回動軸と、一端が上記筐体に固定されかつ他端が上記被駆動体に固定されて該被駆動体を上記回動軸の回りに回動させて上記駆動体接触部を摩擦部材側へ付勢する予圧部材とが設けられていると共に、上記摩擦部材と被駆動体接触部との接触点は、上記回動軸の立設方向から見たときに、上記予圧部材の延長線と該延長線に平行でかつ回動軸の中心を通る線との間の範囲内に配置されているものである。
【００３０】
また、本発明の電子機器は、以上のように、上記記載の駆動装置を備えているものである。
【００３１】
それゆえ、簡便な予圧機構を小スペースに設けることが可能であると共に、予圧部材が発生させている予圧をより効率的に摩擦部材及び被駆動体接触部に与えて被駆動体の駆動特性を安定し得る駆動装置、及びこれ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】
【００３２】
【図１】（ａ）は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って、駆動装置の要部の構成を示す平面図であり、（ｂ）は接触点が規制範囲内にある場合に作用する力を示す説明図であり、（ｃ）は予圧部材と接触点とが同一直線上に配置されている場合に作用する力を示す説明図である。
【図２】上記駆動装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】上記駆動装置の概略構成を示す斜視図である。
【図４】上記駆動装置の電気機械変換素子、固定部材及び摩擦部材の構成を示す斜視図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、上記駆動装置の駆動機構における固定部材及び摩擦部材の挙動を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、被駆動体がＺ方向に変位したときの、予圧部材の位置関係を示す説明図である。
【図７】（ａ）は被駆動体をＺ方向に変位させたときの、被駆動体の傾斜（チルト）測定結果を示すグラフであり、（ｂ）は比較例を示すものであって、予圧部材と接触点とが同一直線上にある場合において、被駆動体をＺ方向に変位させたときの、被駆動体の傾斜（チルト）測定結果を示すグラフである。
【図８】上記被駆動体の傾斜（チルト）回転軸を示す平面図である。
【図９】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って、上記駆動装置を用いた電子機器としての撮像装置の概略構成を示す断面図である。
【図１０】上記駆動装置を用いた電子機器としての携帯電話の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、上記駆動装置に用いられてい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】
【００３３】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３４】
図１（ａ）は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って、駆動装置の要部の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は接触点が規制範囲内にある場合に作用する力を示す説明図であり、図１（ｃ）は予圧部材と接触点とが同一直線上に配置されている場合に作用する力を示す説明図である。また、図２は上記駆動装置の概略構成を示す平面図であり、図３は上記駆動装置の概略構成を示す斜視図である。尚、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、Ｚ方向に垂直で静止状態のときにおける電気機械変換素子の長さ方向をＸ方向とし、Ｘ方向及びＺ方向に垂直な方向をＹ方向とする。
【００３５】
本実施の形態の駆動装置１０は、図２及び図３に示すように、被駆動体２と、一端部が筐体６の固定壁６ａに固定されて電気的制御により屈曲変位が生じる電気機械変換素子５と、一端部が上記電気機械変換素子５に連結された固定部材４と、一端部がこの固定部材４に固定されかつ他端部が上記被駆動体２の被駆動体接触部２ａに摩擦接触している摩擦部材３と、上記被駆動体接触部２ａを上記摩擦部材３側へ付勢する引張コイルばねからなる予圧部材１とを備えている。
【００３６】
上記予圧部材１と摩擦部材３との間には被駆動体接触部２ａが配置されており、予圧部材１によって被駆動体２の被駆動体接触部２ａが摩擦部材３側へ常時付勢されている。
【００３７】
上記構成の駆動装置１０の駆動機構について、図４及び図５（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図４は駆動装置１０の駆動機構を示す斜視図であり、図５（ａ）（ｂ）は、駆動装置１０の駆動機構における固定部材４及び摩擦部材３の挙動を示す説明図である。
【００３８】
本実施の形態における駆動装置１０の駆動機構は、図４に示すように、摩擦部材３、固定部材４及び電気機械変換素子５にて構成されており、摩擦部材３及び固定部材４にて駆動方向変換部材が構成されている。
【００３９】
上記電気機械変換素子５は、バイモルフ型の圧電素子であり、例えば、金属板の両面或い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５は、駆動装置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５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。例えば、電気機械変換素子５の構成を変えることにより、電気機械変換素子５に摩擦部材３を直接取り付ける駆動機構の構成も考えられるが、本実施の形態では固定部材４が存在する構成について説明を行う。
【００４０】
固定部材４は、例えば「Ｌ」字状に形成されており、電気機械変換素子５の自由端に固定されていると共に、摩擦部材３に固定されている。上記固定部材４は、摩擦部材３の移動方向を電気機械変換素子５の駆動方向と異ならせるようになっている。つまり、固定部材４は、電気機械変換素子５の駆動方向を変換して摩擦部材３の移動方向がＺ方向に平行な方向になるようになっている。
【００４１】
また、上記「Ｌ」字状の固定部材４における自由端は、摩擦部材３の移動方向を電気機械変換素子５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、固定部材４は、電気機械変換素子５の駆動方向を変換して摩擦部材３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。具体的には、図５（ａ）（ｂ）に示すように、電気機械変換素子５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、「Ｌ」字状の固定部材４の自由端は、「Ｌ」字状の固定部材４における固定側アーム４ａの回りに回転する。この結果、「Ｌ」字状の固定部材４における自由端に設けられた摩擦部材３がＺ方向に移動することになる。そして、この摩擦部材３のＺ方向への移動により、摩擦部材３に摩擦接触する被駆動体接触部２ａを介して被駆動体２がＺ方向に移動する。
【００４２】
上記固定部材４は、電気機械変換素子５と摩擦部材３との間に設けられており、電気機械変換素子５で発生する力を効率よく摩擦部材３に伝達することができれば特に限定はされないが、例えばステンレスやアルミ等の金属材料で構成されていることが好ましい。
【００４３】
上記摩擦部材３は、電気機械変換素子５の屈曲動作に応じて動作する。そして、予圧部材１による予圧荷重によって生じる摩擦部材３と被駆動体接触部２ａとの間で作用する摩擦力の働きによって被駆動体２がＺ方向に移動する。摩擦部材３の材料は、被駆動体接触部２ａ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、金属、樹脂、カーボン等が挙げられる。
【００４４】
ところで、上記予圧部材１は、本実施の形態では、その一端部が上記筐体６において被駆動体接触部２ａの近傍に設けられたばね固定部６ｂに固定されていると共に他端部が被駆動体２の突出部２ｂに固定されている。
【００４５】
このため、被駆動体２のＺ方向への移動に伴い、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、被駆動体２の突出部２ｂがＺ方向に移動し、これによって、予圧部材１の上記他端部が移動し、予圧部材１が変形する。したがって、被駆動体２が予圧部材１から受ける予圧Ｆｋの向きが変化し、その結果、図６（ｄ）に示すように、そのＺ方向の分力「Ｆｋ×ｓｉｎθ」が変化する。このＺ方向の分力「Ｆｋ×ｓｉｎθ」の値が大きいほど、駆動特性変化に与える影響が大きくなるため、このＺ方向の分力「Ｆｋ×ｓｉｎθ」の値は小さい方が望ましい。
【００４６】
ここで、予圧Ｆｋは接触点Ｐに加わる荷重に影響を与えるものであり、ｓｉｎθを小さくするためには、被駆動体２の必要移動範囲が決まっているので、予圧部材１の長さを長くする必要がある。しかし、予圧部材１の長さを長くする場合には、駆動装置１０の全体サイズ、つまり筐体６のサイズが大きくなるという問題がある。この問題は、例えば、携帯電話等の電子機器に内蔵するカメラに使用する場合には、重要な問題であり、その場合には、駆動装置１０全体のサイズを可能な限り小さくすることが望まれる。
【００４７】
尚、図３に示すように、筐体６には回動軸６ｃが立設されており、被駆動体２に設けられた孔としての案内孔２ｃと嵌合することにより、被駆動体２は、回動軸６ｃの回りに回動すると共に、Ｚ方向に円滑に移動する。上記筐体６は、予圧部材１及び電気機械変換素子５等をその内部に備える枠構造であり、駆動装置１０の強度や機能を確保するには必要であるが、駆動装置１０の実装状況によっては不要の場合もある。例えば、本実施の形態の駆動装置１０が電子機器等に内蔵され、筐体６の代替となる他の構造が設けられている場合には、筐体６は不要である。したがって、本発明においては、枠構造である筐体６が存在しなくても、筐体の代替となる他の構造も駆動装置の筐体と看做すこととする。すなわち、本発明では、被駆動体２、電気機械変換素子５及び予圧部材１の支持部材となるものを筐体と表現している。
【００４８】
上記電気機械変換素子５の固定端や予圧部材１の他端部は、筐体６に固定されている。したがって、被駆動体２のＺ方向への移動によって、被駆動体２と筐体６との相対位置が変化すると共に、被駆動体２と電気機械変換素子５及び予圧部材１との相対位置も変化する。
【００４９】
そこで、本実施の形態の駆動装置１０では、図１（ａ）に示すように、被駆動体接触部２ａと摩擦部材３との接触点Ｐは、予圧部材１の予圧方向（予圧部材の長手方向）の延長線ＥＬと、回動軸６ｃの中心を通る線ＣＬを通り、かつ予圧方向の延長線ＥＬに平行な範囲に示される規制範囲Ｒの内部に存在している。
【００５０】
この構成によって、被駆動体２が移動することに伴う予圧Ｆｋの移動方向成分が発生することによる被駆動体２の姿勢が不安定になる現象を改善することができ、被駆動体２のチルト変動を抑制することが可能となる。また、予圧部材１の予圧Ｆｋをより効率的に被駆動体接触部２ａと摩擦部材３とに与えることができるので、摩擦部材３と被駆動体２との間で作用する摩擦力、及び被駆動体２の駆動速度が安定した駆動装置１０を提供することができる。さらに、本実施の形態では、簡便な予圧機構を小スペースに設けることが可能であり、重力に対して被駆動体２の駆動方向が異なった場合の駆動装置１０の駆動特性変化を小さくすることができる。
【００５１】
上記効果を奏するための原理について、図１（ｂ）（ｃ）に基づいて詳述する。
【００５２】
まず、図１（ｂ）に示すように、予圧部材１が被駆動体２に与える予圧Ｆｋと、被駆動体接触部２ａと摩擦部材３との間に発生する荷重Ｆｔとは、予圧部材１と回動軸６ｃとの距離をＬ１、接触点Ｐと予圧部材１との距離をＬ２とすると、モーメントの釣り合い式より、
Ｆｋ×Ｌ１＝Ｆｔ×（Ｌ１−Ｌ２）
が得られ、
Ｌ１＞（Ｌ１−Ｌ２）
であるので、
Ｆｔ＞Ｆｋ
となる。
【００５３】
その結果、予圧部材１が被駆動体２に与える予圧Ｆｋよりも大きな荷重Ｆｔを被駆動体接触部２ａと摩擦部材３の間に発生させることが可能となる。このとき、「Ｆｔ−Ｆｋ」の力は、回動軸６ｃと案内孔２ｃとの間に発生し、回動軸６ｃを案内孔２ｃの一方向の面に付勢する効果が得られる。すなわち、予圧を付与している領域が接触点Ｐから離れた位置としたことにより、回動軸６ｃと案内孔２ｃとの接触する面が安定するため、回動軸６ｃと案内孔２ｃとの間の摩擦を安定にすることができ、結果として、安定駆動を実現することが可能となる。
【００５４】
ここで、上記以外の構成を採用したときの欠点について以下に述べる。上記以外の構成としては、図１（ｃ）に示すように、予圧部材１の予圧方向の延長線ＥＬと被駆動体接触部２ａ及び摩擦部材３の接触点Ｐとが同一直線上にある第１の場合と、図示しないが、予圧部材１の予圧方向の延長線ＥＬと先の回動軸６ｃの中心を通る線ＣＬを通り、延長線ＥＬに平行な線分に規制される規制範囲Ｒの外部に、接触点Ｐが存在する第２の場合とである。
【００５５】
最初に、予圧部材１の予圧方向の延長線ＥＬと被駆動体接触部２ａ及び摩擦部材３の接触点Ｐとが同一直線上にある第１の場合について説明する。
【００５６】
この場合、図１（ｃ）に示すように、接触点Ｐに加わる荷重Ｆｔと予圧部材１の予圧Ｆｋとは等しくなり、前記回動軸６ｃ及び案内孔２ｃには荷重が加わらない状態となる。つまり、回動軸６ｃでは「Ｆｔ−Ｆｋ」の力は０である。
【００５７】
しかしながら、この場合、駆動装置１０が重力に対して姿勢を変えた状態（例えば駆動方向が重力に対して水平又は垂直になる場合）にて被駆動体２を駆動させたとき、回動軸６ｃと被駆動体２との接触関係が重力の影響により変化し、その結果、被駆動体２の駆動特性が変化してしまうので好ましくない。
【００５８】
次に、第２の場合について考える。すなわち、予圧部材１の予圧方向の延長線ＥＬと先の回動軸６ｃの中心を通る線ＣＬを通り、延長線ＥＬに平行な線分に規制される規制範囲Ｒの外部に、接触点Ｐが存在する場合は、「Ｆｔ＜Ｆｋ」となり、予圧部材１の発生する予圧Ｆｋよりも接触点Ｐに加わる荷重Ｆｔが小さくなるため、接触点Ｐに必要な荷重Ｆｔ以上に、予圧部材１の予圧Ｆｋを大きくする必要がある。したがって、例えば、荷重Ｆｔを駆動に必要な値に設定した場合、予圧Ｆｋは荷重Ｆｔ以上に大きな値に設定する必要があり、その結果として、Ｚ方向の分力「Ｆｋ×ｓｉｎθ」が大きくなる。このＺ方向の分力「Ｆｋ×ｓｉｎθ」は、駆動装置１０の発生推力に対する外乱とみなせるため、駆動特性の悪化を招くことになり好ましくない。
【００５９】
以上の結果、被駆動体接触部２ａと摩擦部材３との接触点Ｐは、予圧部材１の予圧方向（予圧部材の長手方向）の延長線ＥＬと、回動軸６ｃの中心を通る線ＣＬを通り、かつ予圧方向の延長線ＥＬに平行な範囲に示される規制範囲Ｒの内部に存在することが好ましいことが分かる。
【００６０】
そして、この構成により、被駆動体２の移動範囲中で回動軸６ｃと案内孔２ｃとが常に同じ面で接触するため、接触状態を安定に保つことができ、その結果、移動範囲内での被駆動体２のチルト特性が良くなるという効果もある。
【００６１】
本実施の形態における駆動装置１０の上述した構成による効果について、図７（ａ）（ｂ）及び図８を用いて説明を行う。図７（ａ）（ｂ）は、被駆動体２が最下点からストローク方向（図３のＺ軸方向）に変位したときに、被駆動体２が図８に示すＸ方向チルト回転軸回り及びＹ方向チルト回転軸回りに傾くことを説明するグラフである。詳細には、図７（ａ）は接触点Ｐと予圧部材１との距離Ｌ２を２５０μｍに設定した状態でのチルト特性を測定した結果を水平状態からの傾き（チルト）の角度（′）として表したものであり、図７（ｂ）は接触点Ｐと予圧部材１の延長線ＥＬとを一致させた状態つまり接触点Ｐと予圧部材１との距離Ｌ２を０μｍに設定した状態でのチルト特性を測定した結果を水平状態からの傾き（チルト）の角度（′）として表したものである。
【００６２】
まず、図７（ｂ）に示すように、接触点Ｐと予圧部材１の延長線ＥＬとを一致させた従来配置の場合では、被駆動体２の移動範囲の途中でチルト変化は、特にＸ方向においてストローク量（μｍ）が３００μｍを超えるとチルトが−０．２（′）から−０．８（′）にまで変化し、被駆動体２が大きく傾いているのが見て取れる。この原因は、図７（ｂ）の構成では、案内孔２ｃと回動軸６ｃとの間に「Ｆｔ−Ｆｋ」の力が作用しないため、案内孔２ｃと回動軸６ｃとの間の接触位置が不安定となり、傾き変動が発生するためである。
【００６３】
尚、この傾きを発生させる要素としては、予圧部材１におけるＺ方向の分力「Ｆｋ×ｓｉｎθ」と、接触点Ｐに発生する被駆動体２をストローク方向（Ｚ軸方向）に動かす力と、回動軸６ｃの位置が被駆動体２の中心からずれていることにより発生するモーメントとが考えられる。すなわち、被駆動体２のストローク（Ｚ軸方向の移動量）が大きくなればそれに応じて予圧部材１のＺ方向の分力「Ｆｋ×ｓｉｎθ」が増大し、ある閾値を超えたときに急激にチルトが悪化する。図７（ｂ）の場合には、その値が３００μｍであると考えられる。
【００６４】
これに対し、本実施の形態の構成の場合には、図７（ａ）に示すように、変化量が少なく、チルト特性が良好であることがわかる。すなわち、本実施の形態の構成では、案内孔２ｃと回動軸６ｃとを一方向に押し付ける力「Ｆｔ−Ｆｋ」が作用するため接触点Ｐでの接触位置が安定し、被駆動体２がＺ軸方向にストロークしたときにも、Ｘ方向チルト回転軸回り及びＹ方向チルト回転軸回りの傾き変動が発生しないことがわかる。
【００６５】
このように、本実施の形態の駆動装置１０は、一端が筐体６に固定された電気機械変換素子５と、電気機械変換素子５に固定された摩擦部材３と、摩擦部材３に接する被駆動体接触部２ａを有する被駆動体２とを備えている。
【００６６】
この構成により、電気的制御によって電気機械変換素子５を屈曲させ、摩擦部材３と被駆動体接触部２ａとの間に発生する摩擦力により、被駆動体２を一定方向へ移動させることができる。
【００６７】
ここで、この種の電気機械変換素子５を用いて被駆動体２を一定方向へ移動させる駆動装置１０では、摩擦部材３と被駆動体接触部２ａとの間に発生する摩擦力に変動が生じて摺動性が低下するので、この摩擦力の変動を低減させるために、予圧機構を設けることが好ましい。しかしながら、被駆動体２を円滑に駆動するためには、従来であれば、ばね等の予圧発生部材とベアリング等の摺動用部材とが必要であるため、駆動装置の小型化が困難である。
【００６８】
そこで、本実施の形態の駆動装置１０では、筐体６に回動軸６ｃが立設されており、この回動軸６ｃは、被駆動体２に穿設された案内孔２ｃに嵌められて該被駆動体２を回動自在に支持しかつ該被駆動体２を立設方向に移動させる。また、一端が筐体６に固定されかつ他端が被駆動体２に固定されて該被駆動体２を回動軸６ｃの回りに回動させて被駆動体接触部２ａを摩擦部材３側へ付勢する予圧部材１とが設けられている。
【００６９】
このように、本実施の形態では、被駆動体２を回動軸６ｃの回りに回動させる構成を採用し、その被駆動体２の一端に予圧部材１を取り付けているので、この予圧部材１にて、被駆動体２に回転モーメントを与えて上記駆動体接触部を摩擦部材側へ容易に付勢することができる。そして、この構成であれば、予圧部材１を筐体６における空き空間に容易に設置することができる。
【００７０】
ここで、予圧部材１を用いた場合に、予圧部材１における駆動方向成分の影響等の問題により、被駆動体２の円滑駆動のためには、ベアリング等の摺動用部材を用いるのが好ましいが、ベアリング等の摺動用部材を用いると駆動装置の小型化が困難である。
【００７１】
そこで、本実施の形態では、摩擦部材３と被駆動体接触部２ａとの接触点Ｐは、回動軸６ｃの立設方向から見たときに、予圧部材１の延長線ＥＬと該延長線ＥＬに平行でかつ回動軸６ｃの中心を通る線ＣＬとの間の規制範囲Ｒ内に配置されている。
【００７２】
この構成により、予圧部材１が発生させている予圧Ｆｋを摩擦部材３及び被駆動体接触部２ａに、より効率的に与えることができ、被駆動体２の安定した駆動特性を得ることができる。具体的には、被駆動体２の駆動に伴う予圧の駆動方向成分が発生することによる、被駆動体２の姿勢が不安定になる現象を改善し、被駆動体２のチルト変動を抑制することができる。また、被駆動体２の姿勢が重力方向に対して異なった場合においても、駆動装置１０の駆動特性変化を小さくすることができる。
【００７３】
そして、この構成では、ベアリング等の摺動用部材を用いなくてもよいので、駆動装置１０の小型化が可能である。また、ベアリング等の摺動用部材を用いなくても、従来技術と比べて、被駆動体２に対する予圧荷重の変動や、被駆動体２の移動動作に対する抵抗変化が少ない構造を実現することができる。
【００７４】
したがって、簡便な予圧機構を小スペースに設けることが可能であると共に、予圧部材１が発生させている予圧Ｆｋをより効率的に摩擦部材３及び被駆動体接触部２ａに与えて被駆動体２の駆動特性を安定し得る駆動装置１０を提供することができる。
【００７５】
また、本実施の形態の駆動装置１０では、電気機械変換素子５には、一端が該電気機械変換素子５に固定されている一方、他端には摩擦部材３が固定されている固定部材４が設けられていると共に、固定部材４は、摩擦部材３の変位方向を電気機械変換素子５の駆動方向と異ならせる。
【００７６】
これにより、固定部材４にて、摩擦部材３の変位方向を電気機械変換素子５の駆動方向と異ならせることができるので、筐体６の内部において、電気機械変換素子５の駆動方向に関わらず、固定部材４を介して被駆動体２を任意の移動方向に移動させることができる。したがって、筐体６内における電気機械変換素子５の配置に自由度が増すので、筐体６の外形サイズ、つまり駆動装置１０の大きさをより小さくすることができる。
【００７７】
また、本実施の形態の駆動装置１０では、接触点Ｐと予圧部材１の延長線ＥＬとの距離は、２５０μｍ以上であることが好ましい。
【００７８】
これにより、確実に、予圧部材１が発生させている予圧Ｆｋをより効率的に摩擦部材３及び被駆動体接触部２ａに与えて被駆動体２の駆動特性を安定し得る駆動装置１０を提供することができる。
【００７９】
〔実施の形態２〕
本発明の、他の実施の形態について図９及び図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、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。
【００８０】
本実施の形態では、前記実施の形態１における駆動装置１０の適用品について説明する。
【００８１】
図９に示すように、本実施の形態の駆動装置１０を電子機器としての撮像装置２０（カメラ等の撮像装置のレンズ駆動）に応用する場合には、前記被駆動体２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り、その内部に光学レンズ群２１を固定支持している。前記摩擦部材３及び電気機械変換素子５を含む駆動装置１０によって光軸方向（Ｚ方向）に駆動されることにより、撮像素子２２に焦点を合わせることによって、ＡＦ（オートフォーカス）動作を実現することになる。
【００８２】
また、図１０に示すように、本実施の形態の撮像装置２０を搭載することにより駆動特性がより安定するため、ＡＦ（オートフォーカス）精度が高く小型化された携帯電話３０等の電子機器を提供することが可能となる。
【００８３】
このように、本実施の形態の電子機器は、実施の形態１の駆動装置１０を備えている。したがって、簡便な予圧機構を小スペースに設けることが可能であると共に、予圧部材１が発生させている予圧をより効率的に摩擦部材３及び被駆動体接触部２ａに与えて被駆動体２の駆動特性を安定し得る駆動装置１０を備えた電子機器を提供することができる。
【００８４】
具体的には、本実施の形態の電子機器としての撮像装置２０は、実施の形態１の駆動装置１０を備えている。このように、実施の形態１の駆動装置１０を、カメラ等の撮像装置２０のレンズ駆動に用いた場合には、より小型化された、駆動速度がより均一で、かつピント調整の精度がより優れた撮像装置２０を提供することができる。
【００８５】
また、本実施の形態の電子機器としての携帯電話３０は、実施の形態１の駆動装置１０又は撮像装置２０を備えている。これにより、駆動速度がより安定した、より精度の高い、より小型化された携帯電話３０を提供することができる。
【００８６】
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】
【００８７】
本発明の駆動装置を、例えばカメラ等の撮像装置のレンズ駆動に用いた場合には、より小型化された、駆動速度がより均一で、かつピント調整の精度がより優れた製品を提供することができる。また、その撮像装置を携帯電話等に用いた電子機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１      予圧部材
２      被駆動体
２ａ    被駆動体接触部
２ｂ    突出部
２ｃ    案内孔（孔）
３      摩擦部材
４      固定部材
５      電気機械変換素子
６      筐体
６ｂ    ばね固定部
６ｃ    回動軸
１０      駆動装置
２０      撮像装置（電子機器）
２１      光学レンズ群
２２      撮像素子
３０      携帯電話（電子機器）
Ｐ      接触点
Ｒ      規制範囲
【図１】
2011091958.tif 000003
【図２】
2011091958.tif 000004
【図３】
2011091958.tif 000005
【図４】
2011091958.tif 000006
【図５】
2011091958.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011091958.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011091958.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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