(57)【要約】【課題】移動対象物を精度良く移動できると共に、衝撃強度の向上が図られた駆動装置を提供すること。【解決手段】摩擦部材４を、電気機械変換素子２に摩擦係合させ、電気機械変換素子２の長手方向Ｌに沿って移動可能とする。このため、従前のように駆動摩擦部材を備える必要がないため、駆動摩擦部材と電気機械変換素子２とを接着する必要がなく、位置ズレを生じさせない。これにより、摩擦部材４又は摩擦部材４に取り付けられる移動対象物を精度良く移動させることができる。また、従前のような駆動部材と電気機械変換素子２との接合部が無いため、この接合部で破損する虞が無くなる。これにより、衝撃強度の向上を図ることができる。また、部品点数が削減されるため、低コスト化を図ることができる。また、電気機械変換素子２が従前の駆動摩擦部材を兼ねる構成であるため、装置の小型化が図られる。【選択図】図１
2007151238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号の入力により伸縮可能な電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子に摩擦係合され、前記電気機械変換素子の長手方向に沿って移動可能に取り付けられる摩擦部材と、
を備えた駆動装置。
【請求項２】
前記電気機械変換素子の一端側は、静止部材に対し固定されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
静止部材に対し前記電気機械変換素子を支持する支持部材と、
前記静止部材に対し支持固定されない状態で設けられる錘部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
従来、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等のレンズの駆動装置として、圧電素子（電気機械変換素子）を用いたものが知られている。このような駆動装置では、圧電素子の伸縮方向の一方の端部が台座によって固定され、他方の端部には圧電素子の伸縮方向に延在するシャフト状の駆動摩擦部材が接着固定されている。この駆動摩擦部材には、駆動摩擦部材に沿って移動可能な摩擦係合部材が摩擦係合され、この摩擦係合部材を介して、移動対象物であるレンズ等が取り付けられている。
【０００３】
このような駆動装置では、圧電素子にパルス状の電圧を印加することで、圧電素子が伸縮して、駆動摩擦部材が移動する。圧電素子が遅い速度で変形した場合には、摩擦係合部材は駆動摩擦部材と共に移動し、圧電素子が速い速度で変形した場合には、摩擦係合部材が摩擦係合部材及び被駆動部材の質量の慣性によって同じ位置に停まり、駆動摩擦部材は移動する。従って、パルス状の電圧の印加を繰り返すことによって、駆動摩擦部材に摩擦係合された摩擦係合部材が細かなピッチで間欠的に移動し、摩擦係合部材に取り付けられたレンズを移動させることができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１４２４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この駆動装置にあっては、電気機械変換素子と駆動摩擦部材とを精度良く位置決め固定することが難しく、電気機械変換素子に対する駆動摩擦部材の位置にズレを生じると、移動対象物を精度良く移動させることが困難であった。
【０００５】
また、従来の駆動装置では、落下等により衝撃が加わると、電気機械変換素子と駆動摩擦部材との接着部で破損する虞があった。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、移動対象物を精度良く移動できると共に、衝撃強度の向上が図られた駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による駆動装置は、電気信号の入力により伸縮可能な電気機械変換素子と、電気機械変換素子に摩擦係合され、電気機械変換素子の長手方向に沿って移動可能に取り付けられる摩擦部材と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
このような駆動装置によれば、摩擦部材が、電気機械変換素子に摩擦係合されて、電気機械変換素子の長手方向に沿って移動可能とされている。このため、従前のように駆動摩擦部材を備える必要がないため、駆動摩擦部材と電気機械変換素子とを接着する必要がなく、位置ズレを生じる虞が無くなる。これにより、摩擦部材又は摩擦部材に取り付けられる移動対象物を精度良く移動させることが可能となる。また、従前のような駆動部材と電気機械変換素子との接合部が無いため、この接合部で破損する虞が無くなる。これにより、衝撃強度の向上を図ることができる。また、部品点数が削減されるため、低コスト化を図ることができる。また、電気機械変換素子が従前の駆動摩擦部材を兼ねる構成であるため、装置の小型化が図られる。
【０００９】
また、電気機械変換素子の一端側は、固体部材に対し固定されている構成としても良い。
【００１０】
また、静止部材に対し電気機械変換素子を支持する支持部材と、静止部材に対し支持固定されない状態で設けられる錘部材と、を備える構成としても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の駆動装置によれば、摩擦部材を電気機械変換素子に取り付けることにより、移動対象物を精度良く移動できると共に、衝撃強度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る駆動装置の断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る駆動装置１は、圧電素子２、摩擦部材４及び支持部材５を備え、摩擦部材４に取り付けられた移動レンズ（不図示）を移動対象物とし移動レンズの駆動を行うものである。圧電素子２は、電気信号の入力により伸縮可能な電気機械変換素子であり、所定の方向へ伸長及び収縮可能となっている。この圧電素子２は、図示しない制御部に接続され、その制御部により電気信号を入力されることにより伸縮する。例えば、二つの入力端子を有する圧電素子２が用いられ、その入力端子に印加される電圧を繰り返して増減させることにより、圧電素子２が伸長及び収縮を繰り返す。
【００１５】
図２は、圧電素子の長手方向に沿う断面図である。
【００１６】
図２に示すように、圧電素子２は長手方向Ｌに内部電極２１ａ，２１ｂが積層されている。この内部電極２１ａ，２１ｂの外側には、外部電極２２ａ，２２ｂが長手方向Ｌに沿って延在している。そして、隣り合う内部電極２１ａ，２１ｂは、それぞれ異なる外部電極２２ａ，２２ｂに電気的に接続されている。この外部電極２２ａ，２２ｂには、入力端子２３が設けられ、入力端子２３は制御部に電気的に接続されている。また、外部電極２２ａ，２２ｂの外側は、レジスト２４及び保護皮膜２５により覆われ、摩擦部材４の摺動面を形成している。
【００１７】
摩擦部材４は、図１に示すように、圧電素子２に移動可能に取り付けられている。この摩擦部材４は、圧電素子２に対し摩擦係合され、その長手方向Ｌに沿って移動自在となっている。例えば、摩擦部材４は、圧電素子２に対し所定の摩擦係数で係合しており、一定の押圧力で圧電素子２に押し付けられることによりその移動の際に一定の摩擦力が生ずるように取り付けられている。摩擦部材４にこの摩擦力を超える移動力が付与されることにより、摩擦力に抗して摩擦部材４が圧電素子２に沿って移動する。
【００１８】
圧電素子２は、支持部材５により静止部材１０に支持されている。支持部材５は、圧電素子２と静止部材１０の間に充填され硬化した樹脂材により構成されている。この支持部材５としては、圧電素子２の伸縮に応じて弾性変形する弾性変形部材が用いられ、例えば硬化したシリコーン樹脂材が用いられる。
【００１９】
支持部材５は、圧電素子２の周囲を被うように配設される。このため、図１において、支持部材５が二カ所にわたって図示されているが、この支持部材５、５は、一つの連続する支持部材５の断面をとることによって二つに図示されたものである。
【００２０】
静止部材１０は、圧電素子２を組み付けるための枠体若しくはフレーム部材として機能するものである。静止部材１０には、摩擦部材４の配置領域を仕切る仕切り部１１、１２が形成されている。この仕切り部１１、１２には、圧電素子２を貫通させるための貫通孔１１ａ、１２ａが形成されている。
【００２１】
圧電素子２の一方の端部には、錘部材７が取り付けられている。錘部材７は、圧電素子２の伸縮力を錘部材７と反対側（図示左側）へ伝達させるための部材である。錘部材７としては、弾性変形可能な部材に金属粉を混入させたものを用いることが好ましい。金属粉を混入させることにより重量を大きくすることができ、弾性変形可能な部材を用いることにより圧電素子２の作動時における不要な共振を減衰させることができる。
【００２２】
また、錘部材７は、静止部材１０に対し支持固定されない状態で設けられている。すなわち、錘部材７は、静止部材１０に対し直接支持されたり固定されておらず、また接着剤や樹脂材を介して静止部材１０に対し動きを拘束されるように支持されたり固定されていない状態で設けられている。
【００２３】
図３は、図１の駆動装置のIII−IIIにおける摩擦部材４の断面図である。
【００２４】
図３に示すように、摩擦部材４は、例えば、本体部４１及び押圧部４２を備えて構成される。本体部４１は、押圧部４２により圧電素子２に一定の力で押圧されている。本体部４１には、凹部４１ａが形成されている。この凹部４１ａの内面に圧電素子２が当接するように、本体部４１が配設される。このように凹部４１ａを用いて摩擦部材４を配設することにより、摩擦部材４を安定して圧電素子２に取り付けることができる。
【００２５】
押圧部４２としては、例えば、断面Ｌ字状の板バネ材が用いられる。押圧部４２の一辺４２ａを本体部４１に掛止させ、他の一辺４２ｂを凹部４１ａの対向位置に配することにより、その他の一辺４２ｂで凹部４１ａに収容される圧電素子２を本体部４１と共に挟み込むことができる。これにより、本体部４１を圧電素子２側へ押圧することができる。
【００２６】
このように、摩擦部材４は、押圧部４２により本体部４１を圧電素子２側に一定の力で押圧して取り付けられることにより、圧電素子２に対し摩擦係合される。すなわち、摩擦部材４は、圧電素子２に対し本体部４１及び押圧部４２が一定の押圧力で押し付けられ、その移動に際し一定の摩擦力が生ずるように取り付けられる。
【００２７】
次に、本実施形態に係る駆動装置１の基本動作について説明する。
【００２８】
図１において、圧電素子２に電気信号が入力され、その電気信号の入力により圧電素子２が伸長及び収縮を繰り返す。電気信号としては、圧電素子２の伸長速度と収縮速度が異なるように圧電素子２を伸縮させるものが用いられる。例えば、図４、５に示すように、パルス信号であってその電圧の昇圧速度（増加速度）と降圧速度（減少速度）が異なるものが用いられる。
【００２９】
図４の電気信号が圧電素子２に入力される場合、電圧の昇圧速度が遅く降圧速度が速いので、圧電素子２はゆっくり伸長して速く収縮する。このとき、圧電素子２は支持部材５により移動可能に支持されているが、重量の大きい錘部材７が設けられることにより、圧電素子２の伸縮に応じて錘部材７側はあまり移動せず、圧電素子２は錘部材７と反対側へ伸長する。
【００３０】
摩擦部材４は、錘部材７と反対側への圧電素子２のゆっくりした伸長にともなって圧電素子２と共に移動する。一方、摩擦部材４は、圧電素子２の錘部材７側への素速い収縮があっても慣性により圧電素子２と共に移動しない。従って、圧電素子２の伸縮が繰り返し行われると、摩擦部材４は、錘部材７から離間する方向へ移動することとなる。そして、摩擦部材４と一体に設けられる移動レンズも錘部材７から離間する方向へ移動する。
【００３１】
これに対し、図５の電気信号が圧電素子２に入力される場合、電圧の昇圧速度が速く降圧速度が遅いので、圧電素子２は速く伸長してゆっくり収縮する。
【００３２】
その際、摩擦部材４は、錘部材７と反対側への圧電素子２の素速い伸長があっても慣性により圧電素子２と共に移動しない。一方、摩擦部材４は、圧電素子２の錘部材７側へのゆっくりした収縮により圧電素子２と共に移動する。従って、圧電素子２の伸縮が繰り返し行われると、摩擦部材４は、錘部材７に接近する方向へ移動することとなる。そして、摩擦部材４と一体に設けられる移動レンズも錘部材７に接近する方向へ移動する。
【００３３】
このように圧電素子２に所定の電気信号を入力することにより、摩擦部材４及び移動レンズを移動制御することができる。
【００３４】
以上のように、本実施形態に係る駆動装置１によれば、摩擦部材４が、圧電素子２に摩擦係合されて、圧電素子２の長手方向Ｌに沿って移動可能とされている。このため、従前のように駆動摩擦部材を備える必要がないため、駆動摩擦部材と圧電素子とを接着する必要がなくなり、位置ズレを生じる虞が無くされている。これにより、摩擦部材４に取り付けられた移動レンズを精度良く移動させることが可能となる。また、従前のような駆動部材と圧電素子２との接着部が無いため、この接着部で破損する虞が無くなる。これにより、衝撃強度の向上を図ることができる。また、部品点数が削減されるため、低コスト化を図ることができる。また、圧電素子２が従前の駆動摩擦部材を兼ねる構成であるため、装置の小型化が図られている。
【００３５】
（第二実施形態）
次に本発明の第二実施形態に係る駆動装置について説明する。
【００３６】
図６に本実施形態に係る駆動装置の断面図を示す。この第二実施形態の駆動装置５１が第一実施形態の駆動装置１と違う点は、支持部材５を備え、圧電素子２の一端側が錘部材７に固定されている点に代えて、支持部材及び錘部材を備えず、圧電素子２の一端側が静止部材１０に固定されている点である。そして、圧電素子２の一端側は、接着剤により静止部材１０の壁体１０ａに接着されている。このように構成しても第一実施形態の駆動装置１と同様な作用、効果を奏する。
【００３７】
なお、上述した各実施形態は本発明に係る駆動装置の一例を示すものである。本発明に係る駆動装置は、これらの実施形態に係る駆動装置に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る駆動装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。例えば、本実施形態では、移動レンズを駆動する駆動装置に適用した装置について説明したが、移動レンズ以外の物を駆動する駆動装置に適用してもよい。
【００３８】
また、上記実施形態において、摩擦部材４又は移動対象物の位置を検出する位置検出センサを備える構成とし、この位置検出センサによる位置情報に基づいて、摩擦部材４及び移動レンズの移動制御を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る駆動装置の断面図である。
【図２】図１中の圧電素子の長手方向に沿う断面図である。
【図３】図１の駆動装置のIII−IIIにおける摩擦部材の断面図である。
【図４】図１の駆動装置における圧電素子に入力される電気信号の説明図である。
【図５】図１の駆動装置における圧電素子に入力される電気信号の説明図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る駆動装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１，５１…駆動装置、２…圧電素子（電気機械変換素子）、４…摩擦部材、５…支持部材、７…錘部材、１０…静止部材。
【図１】
2007151238.tif 000003
【図２】
2007151238.tif 000004
【図３】
2007151238.tif 000005
【図４】
2007151238.tif 000006
【図５】
2007151238.tif 000007
【図６】
2007151238.tif 000008