(57)【要約】【課題】固定子を製造する際に生じる回路基板の歪を最小限に抑えることで安定した駆動力を発揮できる静電アクチュエータを提供すること。【解決手段】固定子３０と、この固定子に案内されて所定方向に往復動自在に設けられる可動子６０とを有する静電アクチュエータにおいて、固定子３０は、駆動用電極が形成された基板５０と、基板５０を光軸方向Ｘに移動自在に、かつ光軸直交方向Ｙに規制するように支持する樹脂材製の支持部材４０とを備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極面が形成された固定子に案内されて所定方向に往復動自在に設けられるとともに上記電極面に対向する微細加工面が形成された可動子において、
上記微細加工面を形成するための微細加工部位と、この微細加工部位に対向する部位から所定距離離間した位置から樹脂を流入させるゲートが形成された金型を用いて形成されていることを特徴とする可動子。
【請求項２】
上記樹脂は、成型時の収縮率に異方性を有する樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の可動子。
【請求項３】
電極面が形成された固定子に案内されて所定方向に往復動自在に設けられるとともに上記電極面に対向する微細加工面が形成された可動子において、
樹脂を流入させるゲートと、上記微細加工面を形成するための微細加工部位と、この微細加工部位から離間して設けられ、上記ゲートから流入される樹脂が最初に充填を開始する充填開始部位とが形成された金型を用いて形成されていることを特徴とする可動子。
【請求項４】
上記樹脂は、成型時の収縮率に異方性を有する樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の可動子。
【請求項５】
微細加工面を有する成型品を形成するための金型において、
上記微細加工面を形成するための微細加工部位と、この微細加工部位に対向する部位から所定距離離間した位置から樹脂を流入させるゲートとを備えていることを特徴とする金型。
【請求項６】
微細加工面が形成された可動子において、
樹脂を流入させるゲートと、上記微細加工面を形成するための微細加工部位と、この微細加工部位から離間して設けられ、上記ゲートから流入される樹脂が最初に充填を開始する充填開始部位とを備えていることを特徴とする金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電気力で駆動される静電アクチュエータに用いられる可動子及び可動子の製造に用いられる金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の静電アクチュエータは、例えば、図７に示す構成をとっている。すなわち、静電アクチュエータは、固定子１０と可動子２０とを備えている。可動子２０は中空部を有する略直方体であり、固定子１０は貫通孔が所定方向に穿設された略直方体である。固定子１０の貫通孔に可動子２０が挿入され可動子２０は所定方向に移動可能である。なお、固定子１０と可動子２０との間隙は数ミクロン程度ある。
【０００３】
可動子２０には、固定子１０の内壁と対向する一対の面に凸状ストライプ電極からなる電極面２１が微細加工された金型を用いた射出成型等により形成される。固定子１０には、電極面２１と対向する面に装着された基板１１が形成されている。基板１１には、電極１２が形成されている。また、基板１１は支持部材１３によって光軸方向及び光軸直交方向に移動が規制されるように支持されている。
【０００４】
このような構成をした静電アクチュエータにおいては、固定子１０の電極１２に所定の順序で電圧を供給することで、可動子２０を静電気力で駆動するようにしている（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開平１１−４８０３号公報
【特許文献２】特開平１１−９５０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した静電アクチュエータでは次のような問題があった。第１に、固定子１０は、一般的に、ガラス板上に電極をパターンニングした基板１１と熱可塑性樹脂（ＰＰＳ）をインサート成型することで形成している。しかしながら、熱可塑性樹脂を用いてインサート成型する際には、基板１１に高い成型圧が加わることから、ガラス板が波形に変形する虞がある。ガラス板が変形すると、固定子１０の電極１２と可動子２０の電極面２１との距離（電極ギャップ）が場所によって変化し、安定した駆動力を得ることが困難となる。
【０００６】
第２に、可動子２０は、レンズ等を金型内部に設置し、金型内部にゲートを介して樹脂を流し込んで成型されるか、あるいは、中空形状として成型後にレンズを挿入する。可動子２０の一部の表面に数１０μｍオーダの微細加工を施し電極面２１を形成する必要があることから、ゲートは通常、電極面２１と対向する面に設けられる。このため、流し込まれた樹脂は、レンズ２２の両側を回り込む２つの流れとなり、ほぼ同時に電極面２１に到達する。このとき、電極面２１から樹脂が充填されていくこととなり、電極面２１において樹脂の流れの悪くなる個所が生じやすくなる。このため、微細加工を施す部分に未充填部が生じてしまう。微細加工を施す部分に樹脂の未充填部が残ると、所期の性能が得られる可動子とならず、歩留まりが低くなるという問題があった。
【０００７】
特に、静電アクチュエータに用いられる可動子２０の場合、電極が欠けると駆動力発生に悪影響を与えるため、電極面２１の欠けを最小限に抑える必要がある。なお、このような未充填部は、可動子２０のような微細加工部分を有する樹脂成型品に発生する。
【０００８】
そこで本発明は、可動子の微細加工部分である電極面に未充填部が生じないような金型を用いて製造された可動子及び金型を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の可動子及び金型は次のように構成されている。
【００１０】
（１）電極面が形成された固定子に案内されて所定方向に往復動自在に設けられるとともに上記電極面に対向する微細加工面が形成された可動子において、上記微細加工面を形成するための微細加工部位と、この微細加工部位に対向する部位から所定距離離間した位置から樹脂を流入させるゲートが形成された金型を用いて形成されていることを特徴とする。
【００１１】
（２）上記（１）に記載された可動子であって、上記樹脂は、成型時の収縮率に異方性を有する樹脂であることを特徴とする。
【００１２】
（３）電極面が形成された固定子に案内されて所定方向に往復動自在に設けられるとともに上記電極面に対向する微細加工面が形成された可動子において、樹脂を流入させるゲートと、上記微細加工面を形成するための微細加工部位と、この微細加工部位から離間して設けられ、上記ゲートから流入される樹脂が最初に充填を開始する充填開始部位とが形成された金型を用いて形成されていることを特徴とする。
【００１３】
（４）上記（３）に記載された可動子であって、上記樹脂は、成型時の収縮率に異方性を有する樹脂であることを特徴とする。
【００１４】
（５）微細加工面を有する成型品を形成するための金型において、上記微細加工面を形成するための微細加工部位と、この微細加工部位に対向する部位から所定距離離間した位置から樹脂を流入させるゲートとを備えていることを特徴とする。
【００１５】
（６）微細加工面が形成された可動子において、樹脂を流入させるゲートと、上記微細加工面を形成するための微細加工部位と、この微細加工部位から離間して設けられ、上記ゲートから流入される樹脂が最初に充填を開始する充填開始部位とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、可動子の微細成形面に未充填部が生じないようにすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は技術参考例を示す図であって、静電アクチュエータに組み込まれた固定子３０を示す斜視図、図２は固定子３０及び可動子６０を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は縦断面図である。なお、これらの図中矢印ＸＹＺは互いに直交する三軸を示しており、矢印Ｘは水平、かつ、光軸方向、矢印Ｙは水平、かつ、光軸直交方向、矢印Ｚは鉛直方向を示している。静電アクチュエータは、例えば小型カメラの焦点を合わせるための駆動力を得るために用いられている。
【００１８】
固定子３０は、樹脂材により中空の直方体状に形成された支持部材４０と、この支持部材４０に支持された一対の基板５０ａ，５０ｂとを備えている。
【００１９】
支持部材４０は、基板５０ａ，５０ｂの前側部５１を光軸直交方向Ｙから挟み込むようにして支持する前支持部４１と、基板５０ａ，５０ｂの中央部５２を光軸直交方向Ｙから挟み込むようにして支持する中央支持部４２と、基板５０ａ，５０ｂを光軸直交方向Ｙ及び鉛直方向Ｚから挟み込むようにして支持する後支持部４３とから構成されている。また、樹脂は基板５０ａ，５０ｂの光軸方向には設けられていない。
【００２０】
基板５０ａは、ガラス板上に電極をパターンニングすることにより、形成されている。
【００２１】
静電アクチュエータ用の固定子３０においては、基板５０ａ，５０ｂが支持部材４０の前支持部４１と後支持部４３とにより支持されており、樹脂が基板５０ａ，５０ｂの光軸方向端面には設けられていない。したがって、基板５０ａ，５０ｂの光軸方向Ｘについては、支持部材４０により移動自在とされちる。このため、基板５０ａ，５０ｂにおいては射出成型の際に受ける圧力による影響が軽減され、変形量を最小限に抑えることができ、光軸方向の歪を低減させることができる。
【００２２】
一方、中央支持部４２においては、開口部４２ａが設けられているので、基板５０ａ，５０ｂの光軸直交方向Ｙに樹脂が存在しない部分を有している。これにより、基板５０ａ，５０ｂにおける光軸直交方向の歪を低減することができる。
【００２３】
上述したように、基板５０ａ，５０ｂの光軸方向Ｘ及び光軸直交方向Ｙにおける歪を低減することができるので、一体成型した場合であっても、基板５０ａ，５０ｂと可動子６０との電極ギャップαの誤差を許容範囲内に抑えることができる。したがって、安定した駆動力を発生する静電アクチュエータが実現可能となる。
【００２４】
図３の（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態に係る静電アクチュエータに組み込まれる可動子７０を示す図である。
【００２５】
可動子７０は、レンズ等が収容される樹脂材製の可動子本体７１を有しており、端面部７２、側面部７３、底面部７４及び可動子本体７１の上面に形成された凹凸状の微細加工面７５とを備えている。微細加工面７５の凹凸の幅・高さは約３０μｍであり、凸部には電極が形成される。樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂が用いられる。
【００２６】
このような可動子７０は、図３の（ｂ）に示すような金型８０を用いて形成される。金型８０には、可動子７０の各部位、すなわち前端面部７２ａ，後端面部７２ｂ、側面部７３、底面部７４及び微細加工面７５に対応する前端面形成部８２ａ，後端面形成部８２ｂ、側面形成部８３、底面形成部８４及び微細加工面形成部８５が形成されている。ここで、底面形成部８４と微細加工面形成部８５とは対向配置されることとなる。また、前端面形成部８２ａにはゲート９０が配置される。
【００２７】
このように形成された金型８０においては、ゲート９０から熱可塑性樹脂が流入される。このとき、ゲート９０から流入した熱可塑性樹脂は、最初に後端面形成部８２ｂに到達し、充填が開始される。この充填が開始される位置は、微細加工面形成部８５と離間しており、微細加工面形成部８５に流入する熱可塑性樹脂は十分に流動した状態で充填されることとなる。このため、未充填部が発生することは極めて少ない。
【００２８】
なお、微細加工面形成部８５に熱可塑性樹脂を十分に充填させるためには、微細加工面８５以外の部分から微細加工面形成部８５に流れ込んだ熱可塑性樹脂が更に別の部位に流れ込むことにより、十分に流動していることが条件となる。具体的には、金型８０内において最初に充填が開始されないことが条件となる。したがって、ゲート９０が設けられる位置が、底部形成部８４から所定距離離間していること、また、微細加工面形成部８５が熱可塑性樹脂が最初に充填を開始する充填開始部位と所定距離離間していることが必要となる。
【００２９】
上述したように、本実施の形態に係る可動子においては、微細加工形成面８５に流れ込んだ熱可塑性樹脂が別の部位に流れ込む金型を用いて製造することで、未充填を最小限に抑えることができる。これにより、所期の性能を発揮でき、安定した駆動力を発生する静電アクチュエータが実現可能となる。
【００３０】
図４，図５は本実施の形態に係る静電アクチュエータに組み込まれる可動子７０の変形例を示す説明図である。
【００３１】
図４の（ａ），（ｂ）は、前端面形成部８２ａにゲート９０を設ける場合の説明図である。この場合には、最初に樹脂が充填されるのは後端面形成部８２ｂとなり、上述した可動子７０と同様の効果が得られる。
【００３２】
図５の（ａ），（ｂ）は、微細加工形成部８５の側面側から反対側の側面側へ樹脂が流れ込む構成である。液晶ポリマーのような樹脂は、成型時の収縮率に異方性がある（流れ方向に収縮が小さい）ため、微細加工面７５における寸法精度を向上させることが可能となる。
【００３３】
また、寸法精度を向上させるために樹脂の流れ方向などに対象性を持たせるために、図４の（ｂ）、図５の（ｃ），（ｄ）に示すように、ゲート９０を２本設けるようにしても良く、さらに、寸法精度を向上させることが可能となる。
【００３４】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。すなわち、上述した実施の形態では、可動子の微細加工面７５が図３に示すように帯状に形成されたものを用いたが、図６の可動子７０Ａに示すように微細加工面７５Ａがマトリックス状に形成されたものを用いても良い。また、微細成型部分を有する樹脂成型品として可動子以外にも適用される。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】技術参考例に係る静電アクチュエータに組み込まれる固定子を示す斜視図。
【図２】同固定子及び可動子を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は縦断面図。
【図３】（ａ）は本発明の一実施の形態に係る静電アクチュエータに組み込まれる可動子を示す斜視図、（ｂ）は同可動子を製造するための金型を示す断面図。
【図４】同可動子の変形例を示す説明図。
【図５】同可動子の変形例を示す説明図。
【図６】同可動子の変形例を示す説明図。
【図７】従来の静電アクチュエータを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は縦断面図。
【符号の説明】
【００３６】
３０…固定子、４０…支持部材、５０…回路基板、６０…可動子、７０…可動子、８０…金型、９０…ゲート。
【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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