(57)【要約】【課題】従来と比較して容易に製造する。【解決手段】ＳＩＤＭ装置１は、側周面の電極２１Ａ，２１Ｂを介した電圧の印加によって伸縮する圧電素子２と、圧電素子２と外部回路とを通電可能に接続する通電部３と、圧電素子２の伸縮によって変位する駆動軸４と、圧電素子２の移動を制限しつつ当該圧電素子２を伸縮可能に支持するベース部材６と、駆動軸４に対して摩擦係合されて当該駆動軸４の軸方向に移動する移動体５Ｂとを備える。通電部３は、凹字状に形成され、圧電素子２の側周面に対して側方から嵌合するとともに、電極２１Ａ，２１Ｂに当接する電気切片３２Ａ，３２Ｂが互いに対向して設けられた嵌合部材３１を有する。【選択図】図１
2009219187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側周面の電極を介した電圧の印加によって伸縮する圧電素子と、
前記圧電素子と外部回路とを通電可能に接続する通電部と、
前記圧電素子の伸縮によって変位する駆動軸と、
前記駆動軸に対して摩擦係合されて当該駆動軸の軸方向に移動する移動体とを備え、
前記通電部は、
凹字状に形成され、前記圧電素子の側周面に対して側方から嵌合するとともに、前記電極に当接する電気切片が互いに対向して設けられた嵌合部材を有することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の駆動装置において、
前記圧電素子は、
前記駆動軸と同軸の柱状で、かつ、当該駆動軸よりも細く形成されており、
前記嵌合部材における内側面から外側面までの幅は、前記駆動軸及び前記圧電素子の径差以下であることを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
側周面の電極を介した電圧の印加によって伸縮する圧電素子と、前記圧電素子と外部回路とを通電可能に接続する通電部と、前記圧電素子の伸縮によって変位する駆動軸と、前記駆動軸に対して摩擦係合されて当該駆動軸の軸方向に移動する移動体とを備える駆動装置を製造する、駆動装置の製造方法において、
前記通電部として、
凹字状に形成され、前記圧電素子の側周面に対して側方から嵌合するとともに、前記電極に当接する電気切片が互いに対向して設けられた嵌合部材を有するものを用い、
前記圧電素子を側方に移動させて、当該圧電素子を前記通電部の前記嵌合部材に嵌合させる嵌合工程を含むことを特徴とする駆動装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の駆動装置の製造方法において、
前記嵌合部材における開口側とは反対の面を固定部材に対して固定した後に、前記嵌合工程を行なうことを特徴とする駆動装置の製造方法。
【請求項５】
請求項３記載の駆動装置の製造方法において、
前記嵌合工程を行なうとともに、前記嵌合部材における開口側の面を、固定部材に対して固定することを特徴とする駆動装置の製造方法。
【請求項６】
請求項３〜５の何れか一項に記載の駆動装置の製造方法において、
前記圧電素子として、
前記駆動軸と同軸の柱状で、かつ、当該駆動軸よりも細く形成されたものを用い、
前記嵌合部材として、
当該嵌合部材における内側面から外側面までの幅が前記駆動軸及び前記圧電素子の径差以下であるものを用いることを特徴とする駆動装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置と、駆動装置の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばカメラ付き携帯電話機など、種々の携帯用電子機器には、撮像素子と光量制御装置（シャッタや絞り等）との間に可動レンズ群を備えた小型の撮像ユニット（駆動ユニット）が搭載されている。
【０００３】
近年、このような可動レンズ群の駆動源として、スムーズインパクト駆動機構（Smooth Impact Drive Mechanism）を備えた駆動装置（以下、ＳＩＤＭ装置とする。但し、「ＳＩＤＭ」はコニカミノルタオプト株式会社の登録商標）が採用されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
このＳＩＤＭ装置は、電圧の印加によって伸縮する圧電素子と、当該圧電素子と外部回路とを通電可能に接続する通電部と、圧電素子の伸縮によって変位する駆動軸と、駆動軸に対して摩擦係合されて当該駆動軸の軸方向に移動する移動体とを備えており、圧電素子の急峻な体積変化と、移動体の慣性力及び摩擦力とを利用して、当該移動体を駆動軸の軸方向に移動させるようになっている。
【０００５】
ところで、上記のようなＳＩＤＭ装置を製造する場合には、一般に、圧電素子の側周面の電極に電気切片を半田付けすることによって通電部を形成している。
【特許文献１】特開平８−２９６５８号公報
【特許文献２】特開平１１−１８４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＳＩＤＭ装置は数ｍｍ以下の極めて小さい装置であるため、圧電素子の電極に半田付けを行なって通電部を形成する場合には、この作業に手間が掛かってしまい、ＳＩＤＭ装置を容易には製造できない。
【０００７】
本発明の課題は、従来と比較して容易に製造可能な駆動装置と、駆動装置の製造方法とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の形態によれば、駆動装置において、
側周面の電極を介した電圧の印加によって伸縮する圧電素子と、
前記圧電素子と外部回路とを通電可能に接続する通電部と、
前記圧電素子の伸縮によって変位する駆動軸と、
前記駆動軸に対して摩擦係合されて当該駆動軸の軸方向に移動する移動体とを備え、
前記通電部は、
凹字状に形成され、前記圧電素子の側周面に対して側方から嵌合するとともに、前記電極に当接する電気切片が互いに対向して設けられた嵌合部材を有することを特徴とする。
【０００９】
ここで、この駆動装置においては、
前記圧電素子は、
前記駆動軸と同軸の柱状で、かつ、当該駆動軸よりも細く形成されており、
前記嵌合部材における内側面から外側面までの幅は、前記駆動軸及び前記圧電素子の径差以下であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の第２の形態によれば、側周面の電極を介した電圧の印加によって伸縮する圧電素子と、前記圧電素子と外部回路とを通電可能に接続する通電部と、前記圧電素子の伸縮によって変位する駆動軸と、前記駆動軸に対して摩擦係合されて当該駆動軸の軸方向に移動する移動体とを備える駆動装置を製造する、駆動装置の製造方法において、
前記通電部として、
凹字状に形成され、前記圧電素子の側周面に対して側方から嵌合するとともに、前記電極に当接する電気切片が互いに対向して設けられた嵌合部材を有するものを用い、
前記圧電素子を側方に移動させて、当該圧電素子を前記通電部の前記嵌合部材に嵌合させる嵌合工程を含むことを特徴とする。
【００１１】
ここで、この駆動装置の製造方法においては、
前記嵌合部材における開口側とは反対の面を固定部材に対して固定した後に、前記嵌合工程を行なうことが好ましい。
【００１２】
また、この駆動装置の製造方法においては、
前記嵌合工程を行なうとともに、前記嵌合部材における開口側の面を、固定部材に対して固定することとしても良い。
【００１３】
また、以上の駆動装置の製造方法においては、
前記圧電素子として、
前記駆動軸と同軸の柱状で、かつ、当該駆動軸よりも細く形成されたものを用い、
前記嵌合部材として、
当該嵌合部材における内側面から外側面までの幅が前記駆動軸及び前記圧電素子の径差以下であるものを用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧電素子と外部回路とを通電可能に接続する通電部には、凹字状に形成され、前記圧電素子の側周面に対して側方から嵌合するとともに、前記電極に当接する電気切片が互いに対向して設けられた嵌合部材が具備されるので、圧電素子を側方に移動させて通電部の嵌合部材に嵌合させることにより、圧電素子の電極と電気切片とを当接させ、圧電素子を外部回路と通電可能にすることができる。従って、圧電素子の電極に電気切片を半田付けする従来の場合と比較して、容易に圧電素子を通電可能とし、駆動装置を製造することができる。
また、圧電素子に嵌合する嵌合部材に電気切片が設けられているので、搬送などの際に外力が加わっても、圧電素子から電気切片が外れることがない。従って、圧電素子の電極に半田付けを行なう従来の場合と比較して、安定して圧電素子を通電可能な状態に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
図１（ａ），（ｂ）は、本発明に係る駆動装置としてのＳＩＤＭ装置１の概略構成を示す図である。
【００１６】
これらの図に示すように、ＳＩＤＭ装置１は、装置本体１Ｂと、移動体５Ｂと、ベース部材６とを備えている。なお、図１（ｂ）では、図示の簡略化のため、移動体５Ｂの図示を省略している。
【００１７】
［１．装置本体］
装置本体１Ｂは、圧電素子２と、通電部３と、駆動軸４とを有している。
【００１８】
［１−１．圧電素子］
圧電素子２は、電圧の印加により駆動軸４の軸方向に沿って伸縮するものであり、図２に示すように、駆動軸４と同軸の４角柱状で、かつ、当該駆動軸４よりも細く形成されている。この圧電素子２の側周面のうち、互いに平行な２つの側面には、電極２１Ａ，２１Ｂが設けられている。なお、本実施の形態においては、圧電素子２として、ピエゾ素子が用いられている。
【００１９】
［１−２．通電部］
通電部３は、圧電素子２と外部の制御回路とを通電可能に接続するものであり、図２〜図４に示すように、嵌合部材３１を有している。
【００２０】
嵌合部材３１は、凹字状に形成されて圧電素子２の側周面に対し側方から嵌合する嵌合部材本体３３と、圧電素子２の電極２１Ａ，２１Ｂに当接する２つの電気切片３２Ａ，３２Ｂとを備えており、全体として凹字状を成している。
【００２１】
より詳細には、このうち、２つの電気切片３２Ａ，３２Ｂは、一端部において、互いに対向して嵌合部材本体３３の内側面３３ａに設けられている。また、これら電気切片３２Ａ，３２Ｂは、他端部において嵌合部材本体３３の一方の側面３３ｄ（図４の手前側の面）まで延在しており、外部の制御回路に接続されるようになっている。
【００２２】
以上の嵌合部材３１は、本実施の形態においては、凹部の内側面３１ａから外側面３１ｂまでの幅が駆動軸４及び圧電素子２の径差以下となっており、これにより、上述の図２に示すように、装置本体１Ｂは通電部３側の太さＬ１が、駆動軸４側の太さＬ２以下となっている。また、この嵌合部材３１は、本実施の形態においては、外側面３１ｂのうち、開口側とは反対側の面（以下、背面３１ｃとする）でベース部材６に固定されるようになっている。
【００２３】
［１−３．駆動軸］
駆動軸４は、図１，図２に示すように、４角柱状の部材であり、圧電素子２の一端に固定され、当該圧電素子２の伸縮によって軸方向に変位するようになっている。なお、本実施の形態においては、駆動軸４の基端部（圧電素子２の側の端部）には、固定部材４１が設けられている。この固定部材４１は、駆動軸４を軸方向に変位可能としつつ当該駆動軸４をベース部材６に固定するものであり、凹字状に形成されて駆動軸４の側周面に対し側方から嵌合するとともに、側面４１ａにおいてベース部材６に固定されるようになっている。このような固定部材４１としては、サス等の金属によって形成された、従来より公知のものを用いることができる。
【００２４】
［２．移動体］
移動体５Ｂは、装置本体１Ｂの駆動軸４に対し当該駆動軸４の軸方向に沿って摺動するものであり、駆動軸４に摩擦係合されている。なお、このような移動体５Ｂとしては、従来より公知の部材を用いることができる。また、本実施の形態においては、移動体５Ｂには、図５に示すように、携帯電話機１００の撮像ユニット１０１に設けられる可動レンズ群の鏡筒（図示せず）が支持されており、この可動レンズ群は移動体５Ｂの移動に追従して各駆動軸４の軸方向に移動するようになっている。ここで、可動レンズ群の光軸方向は駆動軸４の軸方向に平行となっており、移動体５Ｂの移動によって焦点合わせを行なうようになっている。
【００２５】
［３．ベース部材］
ベース部材６は、本発明における固定部材であり、通電部３の嵌合部材３１が固定されるようになっている。
【００２６】
具体的には、図１（ｂ）に示すように、ベース部材６には、装置本体１Ｂにおける通電部３の側を収容するとともに、駆動軸４の先端側を突出させる孔部６０Ｂが設けられている。そして、孔部６０Ｂの内部に通電部３の嵌合部材３１が固定されるようになっている。
【００２７】
また、この孔部６０Ｂの開口面６０Ｄには、固定部材４１の側面４１ａが固定されるようになっている。
更に、孔部６０Ｂは、径方向（図１（ｂ）の下から上への方向）に向かってベース部材６の外側に開口する開口部６０Ｆを有している。この開口部６０Ｆは、装置本体１Ｂをベース部材６に固定する際に、当該装置本体１Ｂにおける通電部３の側をＹ方向に通過させるようになっている。
【００２８】
なお、このようなベース部材６としては、亜鉛などの金属によって形成された、従来より公知のものを用いることができる。
【００２９】
続いて、ＳＩＤＭ装置１の動作について説明する。
まず、通電部３を介して圧電素子２に対し、緩やかに立上って急速に立下る鋸歯状波駆動パルスを印加する。
【００３０】
これにより、駆動パルスの緩やかな立上り時には、圧電素子２が緩やかに伸長し、駆動軸４がベース部材６とは反対の側に向かって緩やかに変位する結果、移動体５Ｂは駆動軸４に対する摩擦係合力により駆動軸４とともに移動する。
【００３１】
一方、駆動パルスの急速な立下り時には、圧電素子２が急速に収縮し、駆動軸４が軸方向に沿って急速に変位する結果、移動体５Ｂは慣性力により摩擦結合力に打ち勝って実質的にその位置に留まる。
【００３２】
そして、圧電素子２に前記駆動パルスを連続的に印加することにより、駆動軸４に速度の異なる往復振動を発生させ、ベース部材６とは反対の側に向かって移動体５Ｂを連続的に移動させることができる。
【００３３】
なお、移動体５Ｂをベース部材６の側に向かってに移動させるには、圧電素子２に印加する鋸歯状波駆動パルスの波形を、急速に立上って緩やかに立下る波形とすれば良い。
【００３４】
続いて、ＳＩＤＭ装置１の製造方法について説明する。
まず、通電部３における嵌合部材３１の背面３１ｃを、ベース部材６に対して固定する。より詳細には、嵌合部材３１の開口側を孔部６０Ｂの開口部６０Ｆに向けた状態で、当該嵌合部材３１を孔部６０Ｂの内部に固定する。
【００３５】
また、図６に示すように、圧電素子２と一体化された駆動軸４に対して固定部材４１を嵌合させて固定する。
【００３６】
次に、上述の図１（ｂ）に示すように、一体化された圧電素子２及び駆動軸４を側方（図中のＹ方向）に移動させて開口部６０Ｆを通過させ、圧電素子２を通電部３の嵌合部材３１（嵌合部材本体３３）に嵌合させる（嵌合工程）。ここで、嵌合部材３１の内側面３１ａには、互いに対向して２つの電気切片３２Ａ，３２Ｂが設けられているので、圧電素子２を嵌合部材３１に嵌合させると、圧電素子２の電極２１Ａ，２１Ｂと２つの電気切片３２Ａ，３２Ｂとがそれぞれ当接し、圧電素子２が電気切片３２Ａ，３２Ｂを介して外部の制御回路と通電可能となる。
【００３７】
また、このとき、固定部材４１の側面４１ａとベース部材６とを固定する。
そして、装置本体１Ｂの駆動軸４に対して移動体５Ｂを摩擦係合させることにより、ＳＩＤＭ装置１の製造が完了する。
【００３８】
以上のＳＩＤＭ装置１によれば、圧電素子２と外部回路とを通電可能に接続する通電部３には、凹字状に形成され、圧電素子２の側周面に対して側方から嵌合するとともに、圧電素子２の電極２１Ａ，２１Ｂに当接する電気切片３２Ａ，３２Ｂが互いに対向して設けられた嵌合部材３１が具備されるので、圧電素子２を側方に移動させて通電部３の嵌合部材３１に嵌合させることにより、圧電素子２の電極２１Ａ，２１Ｂと電気切片３２Ａ，３２Ｂとをそれぞれ当接させ、圧電素子２を外部回路と通電可能にすることができる。従って、圧電素子２の電極に電気切片を半田付けする従来の場合と比較して、容易に圧電素子２を通電可能とし、ＳＩＤＭ装置１を製造することができる。
【００３９】
また、圧電素子２に嵌合する嵌合部材３１に電気切片３２Ａ，３２Ｂが設けられているので、搬送などの際に外力が加わっても、圧電素子２から電気切片３２Ａ，３２Ｂが外れることがない。従って、圧電素子２の電極に半田付けを行なう従来の場合と比較して、安定して圧電素子２を通電可能な状態に維持することができる。
【００４０】
また、圧電素子２は駆動軸４と同軸の柱状で、かつ、当該駆動軸４よりも細く形成されており、嵌合部材３１における内側面３１ａから外側面３１ｂまでの幅は駆動軸４及び圧電素子２の径差以下であるので、装置本体１Ｂにおいては、通電部３側の太さＬ１が、駆動軸４側の太さＬ２以下となる。従って、通電部３を介して圧電素子２をベース部材６によって支持する場合に、当該ベース部材６を小さくすることができるため、ＳＩＤＭ装置１の全体を小さくすることができる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【００４２】
例えば、上記の実施形態においては、通電部３の嵌合部材３１をベース部材６とは別部材として説明したが、ベース部材６と一体の部材としても良い。
【００４３】
また、電気切片３２Ａ，３２Ｂは嵌合部材本体３３の内側面３３ａから側面３３ｄまで延在することとして説明したが、圧電素子２を外部の制御回路と通電可能に接続する限りにおいて、内側面３３ａから開口側の端面３３ｅ（図４参照）まで延在することとしても良い。
【００４４】
また、嵌合部材３１の背面３１ｃをベース部材６に対して固定した後、圧電素子２を嵌合部材３１に嵌合させることとして説明したが、これらの作業は同時，逆順に行なっても良く、具体的には、背面３１ｃをベース部材６に対して固定しつつ、圧電素子２を嵌合部材３１に嵌合させることとしても良いし、圧電素子２を嵌合部材３１に嵌合させた後、当該嵌合部材３１の背面３１ｃをベース部材６に対して固定することとしても良い。
【００４５】
また、嵌合部材３１の背面３１ｃをベース部材６に固定することとして説明したが、嵌合部材３１における開口側の端面３３ｅをベース部材６に対して固定することとしても良い。更に、この場合には、端面３３ｅをベース部材６に固定しつつ圧電素子２を嵌合部材３１に嵌合させることとしても良いし、圧電素子２を嵌合部材３１に嵌合させた後、端面３３ｅをベース部材６に固定しても良い。但し、これらの場合には、固定部材４１によって圧電素子２とベース部材６との間に所定の間隔を設けることが好ましい。
【００４６】
また、嵌合部材３１は凹字状の嵌合部材本体３３によって圧電素子２に嵌合することとして説明したが、嵌合部材３１が全体として圧電素子２に側方から嵌合する限りにおいて、例えば平板状の嵌合部材本体３３と、当該嵌合部材本体３３から突出して設けられた電気切片３２Ａ，３２Ｂとで全体として凹字状をなし、これら嵌合部材本体３３及び電気切片３２Ａ，３２Ｂの協働によって圧電素子２に嵌合することとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ＳＩＤＭ装置の概略構成を示す斜視概念図である。
【図２】装置本体の側断面図である。
【図３】通電部を示す斜視図である。
【図４】通電部を示す斜視図である。
【図５】携帯電話機を示す図である。
【図６】ＳＩＤＭ装置の製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４８】
１              ＳＩＤＭ装置（駆動装置）
２              圧電素子
３              通電部
４              駆動軸
６              ベース部材（固定部材）
５              移動体
２１Ａ，２１Ｂ  電極
３１            嵌合部材
３２Ａ，３２Ｂ  電気切片
【図１】
2009219187.tif 000003
【図２】
2009219187.tif 000004
【図３】
2009219187.tif 000005
【図４】
2009219187.tif 000006
【図５】
2009219187.tif 000007
【図６】
2009219187.tif 000008