(57)【要約】【課題】駆動軸および電気機械変換素子を堅固に保持しつつ、駆動機構全体の短尺化が図られる駆動装置を提供する。【解決手段】駆動装置は、駆動軸２０と、駆動軸２０上に摩擦保持された移動体４０と、駆動軸２０に対して長手方向の振動を印加するための電気機械変換素子１０と、駆動軸２０と電気機械変換素子１０の接合部を保持するための保持部材３０などで構成される。【選択図】図１
2008236965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と、
前記駆動軸上に摩擦保持された移動体と、
前記駆動軸に対して長手方向の振動を印加するための電気機械変換素子と、
前記駆動軸と前記電気機械変換素子の接合部を保持するための保持部材とを備えることを特徴とする、電気機械変換素子を用いた駆動装置。
【請求項２】
前記駆動軸と前記電気機械変換素子の接合面が、前記保持部材と前記駆動軸および前記電気機械変換素子の接触領域の範囲内に位置していることを特徴とする、請求項１記載の電気機械変換素子を用いた駆動装置。
【請求項３】
前記駆動軸、前記電気機械変換素子および前記保持部材は、接着剤を用いて相互に固定されることを特徴とする、請求項１または２記載の電気機械変換素子を用いた駆動装置。
【請求項４】
前記電気機械変換素子の側面には、前記保持部材の表面と接合した補強接着剤が設けられることを特徴とする、請求項３記載の電気機械変換素子を用いた駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、スムーズインパクト駆動機構（ＳＩＤＭ：Smooth Impact Drive Mechanism）など、駆動軸の長手方向の振動により移動体を直線変位させることができる電気機械変換素子を用いた駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信分野における導波路との結合レンズの光軸合わせ機構、カメラ分野におけるズームレンズの移動機構やフォーカス機構、光ディスク分野におけるピックアップレンズのトラッキング機構やフォーカス機構などで、種々のアクチュエータが使用されている。
【０００３】
特に、導波路と結合レンズの光軸調整では、１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度の高い位置決め精度が要求され、しかも、レンズ駆動機構は、可能な限り小型のパッケージに収める必要がある。そのため、堅牢性があり、短尺の駆動機構が要求される。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２９８６５６号公報
【特許文献２】特開平８−１４９８６０号公報
【特許文献３】特開２００２−５１５７６号公報
【特許文献４】特開２００２−９５２７４号公報
【特許文献５】特開２００２−３００７８９号公報
【特許文献６】特開２００３−３０９９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の駆動機構では、細長い駆動軸の両端をそれぞれ保持するとともに、駆動軸の一端と連結した圧電素子を保持するためのハウジングを採用したり（特許文献１〜４等）、駆動軸の一端に圧電素子を装着し、駆動軸の他端をベース部材に固定したり（特許文献５等）、あるいは、ベース部材に圧電素子を固定し、その圧電素子に駆動軸を圧入している（特許文献６等）。
【０００６】
従って、駆動機構の全長は、圧電素子の長さＬ１と、移動体のストロークに相当する駆動軸の長さＬ２と、駆動軸または圧電素子の固定に必要な長さＬ３と、接着剤を用いた場合は接着剤の残留分の長さＬ４、の合計になる。
【０００７】
長さＬ１，Ｌ２は、駆動機構の仕様に基づいて決定されるため、あまり選択の余地はない。しかしながら、長さＬ３，Ｌ４は、駆動機構の短尺化に妨げとなっており、構造上の工夫の余地がある。
【０００８】
本発明の目的は、駆動軸および電気機械変換素子を堅固に保持しつつ、駆動機構全体の短尺化が図られる駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る駆動装置は、駆動軸と、
駆動軸上に摩擦保持された移動体と、
駆動軸に対して長手方向の振動を印加するための電気機械変換素子と、
駆動軸と電気機械変換素子の接合部を保持するための保持部材とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明において、駆動軸と電気機械変換素子の接合面が、保持部材と駆動軸および電気機械変換素子の接触領域の範囲内に位置していることが好ましい。
【００１１】
本発明において、駆動軸、電気機械変換素子および保持部材は、接着剤を用いて相互に固定されることが好ましい。
【００１２】
本発明において、電気機械変換素子の側面には、保持部材の表面と接合した補強接着剤が設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、駆動軸と電気機械変換素子の接合部を保持するための保持部材を配置することによって、駆動軸および電気機械変換素子を堅固に保持できるとともに、従来のような駆動軸または圧電素子の固定に必要な長さを削減できるため、駆動装置の短尺化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る駆動装置の一例を示し、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は左側面図、図１（ｃ）は右側面図である。駆動装置は、電気機械変換素子１０と、駆動軸２０と、これらを保持する保持部材３０と、駆動軸２０上に摩擦保持された移動体４０などを備える。
【００１５】
駆動軸２０は、例えば、金属やセラミック、ガラス、カーボンファイバーコンポジットなどの材料で形成され、長手方向に一様な断面を持つ、例えば、柱状や管状の形状を有するものであり、ここでは、正方形の断面を有する四角柱状を例示している。
【００１６】
電気機械変換素子１０は、ピエゾ素子や磁歪素子などで構成され、駆動軸２０の端部に当接するように配置され、駆動軸２０に対して長手方向の振動を印加する機能を有する。電気機械変換素子１０には、駆動回路（不図示）から一対のリード線１８，１９を経由して、周波数２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚの駆動信号が供給される。
【００１７】
駆動軸２０および電気機械変換素子１０の各接合面１５，２５は、電気機械変換素子１０からの振動が効率良く伝達可能なように平坦に形成されている。各接合面１５，２５の形状および寸法は、互いに同一であることが好ましく、ここでは、同一寸法の正方形となるように形成している。
【００１８】
保持部材３０は、例えば、金属やセラミック、ガラス、カーボンファイバーコンポジットなどの材料で形成され、駆動軸２０と電気機械変換素子１０の接合部を保持する役割を有し、保持部材３０の一部はハウジング（不図示）に固定されている。
【００１９】
保持部材３０には、駆動軸２０および電気機械変換素子１０の接合面１５，２５とほぼ一致する形状を有する貫通孔が形成され、この貫通孔に対して駆動軸２０および電気機械変換素子１０が挿入される。
【００２０】
このとき、駆動軸２０と電気機械変換素子１０の接合面１５，２５は、保持部材３０の厚さの範囲内、即ち、保持部材３０と駆動軸２０および電気機械変換素子１０の接触領域の範囲内に位置していることが好ましい。これにより、駆動軸２０および電気機械変換素子１０が保持部材３０に対して片持ち梁構造でそれぞれ取り付けられるため、堅固な保持を実現できる。
【００２１】
駆動軸２０、電気機械変換素子１０および保持部材３０の固定方法として、接着、嵌合、圧入、溶着、溶接、半田付けなどが採用できるが、３つの部材を強固に固定できる点で接着剤を用いることが好ましい。接着剤として、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、耐衝撃性シアノアクリレート系接着剤などが使用できる。
【００２２】
接着剤は、駆動軸２０の接合面１５と電気機械変換素子１０の接合面２５との間、駆動軸２０の側面と保持部材３０の貫通孔内面との間、および電気機械変換素子１０の側面と保持部材３０の貫通孔内面との間に塗布することが好ましい。
【００２３】
移動体４０は、角筒状のハウジングと、ハウジング内部に設けられ、駆動軸２０の側面に当接する摺動板４１と、ハウジングと摺動板４１の間に介在して、摺動板４１を駆動軸２０に向けて押圧するためのバネ部材４２などで構成される。
【００２４】
移動体４０のハウジングは、例えば、金属やＦＲＰなどの材料で形成され、摺動板４１は、例えば、金属やセラミック、ガラス、炭素などの材料で形成される。
【００２５】
ここでは、図１（ｃ）に示すように、駆動軸２０の隣接する２つの側面に当接するように、２つの摺動板４１と２つのバネ部材４２を配置するとともに、残りの側面については、移動体４０のハウジングが直接に接触している。
【００２６】
次に、駆動装置の動作を説明する。電気機械変換素子１０が動作していないときは、移動体４０は、駆動軸２０との摩擦によって静止している。移動体４０の保持力は、摺動板４１と駆動軸２０との摩擦係数、ハウジングと駆動軸２０との摩擦係数、バネ部材４２の押圧力などで決まる。
【００２７】
電気機械変換素子１０が動作すると、長手方向に変位する鋸歯波形等の駆動に適した振動が駆動軸２０に印加される。このとき駆動波形の立ち上がり区間と立ち下がり区間とで変位速度が異なり、変位速度が大きい場合、移動体４０は自己の慣性で静止し、一方、変位速度が小さい場合、移動体４０は駆動軸２０の変位に追従して移動する。
【００２８】
例えば、電気機械変換素子１０から駆動軸２０の先端に向かう方向を順方向として、順方向の変位速度が小さく、逆方向の変位速度が大きい鋸歯状振動の場合、移動体４０は順方向に累積的に移動する。逆に、順方向の変位速度が大きく、逆方向の変位速度が小さい鋸歯状振動の場合、移動体４０は逆方向に累積的に移動する。こうして電気機械変換素子１０を駆動する鋸歯波形を制御することによって、移動体４０の移動方向を制御することができ、さらに、鋸歯波形の印加時間（印加パルス数）を制御することによって、移動体４０の移動量を制御することができる。
【００２９】
図２は、本発明の他の実施形態に係る駆動装置を示す正面図である。図１に示した駆動装置において、電気機械変換素子１０の側面には、保持部材３０の表面と接合した補強接着剤５０を追加している。
【００３０】
保持部材３０は、電気機械変換素子１０側の表面と、駆動軸２０側の表面とを有する。駆動軸２０側の表面は、移動体４０の移動ストロークを制限するものは無い方が好ましい。一方、電気機械変換素子１０側の表面は、保持部材３０と電気機械変換素子１０とを接合する補強接着剤５０を設けることが好ましく、これにより電気機械変換素子１０の固定強度をより向上させることができる。
【００３１】
図３は、上述した駆動装置をレンズユニットに搭載した例を示す構成図である。電気機械変換素子１０と駆動軸２０が、両者の接合部において保持部材３０により片持ち支持されている。駆動軸２０には、レンズ６０を収納した移動体４０が搭載されている。
【００３２】
保持部材３０の下部は、ユニットベース７１に固定されている。ユニットベース７１にはユニット壁７２，７３が立設して、その上にユニットカバー７４が戴置される。
【００３３】
具体的な寸法例として、電気機械変換素子１０の幅は０．５〜３ｍｍ、その長さは０．５〜３ｍｍであり、駆動軸２０の幅は０．５〜３ｍｍ、その長さは１．５〜３ｍｍであり、駆動機構の全長は２〜６ｍｍとなり、移動体４０の移動ストロークは０．１〜１ｍｍである。
【００３４】
こうした保持部材３０による片持ち支持構造を採用することによって、電気機械変換素子１０の先端部または駆動軸２０の先端部での支持機構を省略できるため、駆動機構全体の短尺化が図られる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、駆動軸および電気機械変換素子を堅固に保持しつつ、駆動機構全体の短尺化が図られた駆動装置を実現できる点で極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る駆動装置の一例を示し、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は左側面図、図１（ｃ）は右側面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る駆動装置を示す正面図である。
【図３】上述した駆動装置をレンズユニットに搭載した例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０    電気機械変換素子
１５，２５    接合面
１８，１９    リード線
２０    駆動軸
３０    保持部材
４０    移動体
４１    摺動板
４２    バネ部材
５０    補強接着剤
６０    レンズ
【図１】
2008236965.tif 000003
【図２】
2008236965.tif 000004
【図３】
2008236965.tif 000005