(57)【要約】【課題】駆動特性の安定性が高く、且つ信頼性も高い、圧電素子を用いた駆動装置を提供する。【解決手段】一端に軸状の駆動部材１１が固定された圧電素子１３と、圧電素子を保持する保持部材１６と、駆動部材の一部を支持する支持部材１２と、駆動部材に摩擦係合されるとともに圧電素子の振動により駆動部材に沿って移動する被駆動部材１８とを備え、圧電素子は保持部材に弾性的に保持されている。【選択図】図１
2009071990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に軸状の駆動部材が固定された圧電素子と、
前記圧電素子を保持する保持部材と、
前記駆動部材の一部を支持する支持部材と、
前記駆動部材に摩擦係合されるとともに前記圧電素子の振動により前記駆動部材に沿って移動する被駆動部材とを備え、
前記圧電素子は前記保持部材に弾性的に保持されていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記圧電素子はさらに前記支持部材に弾性的に保持され、前記保持部材により前記支持部材に向けて加圧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】
前記保持部材の前記支持部材に向けて加圧する圧力が変更可能であることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記弾性部材のうち前記圧電素子と前記支持部材の間の弾性部材はリング形状で中心に前記駆動部材が貫通しており、前記圧電素子と前記保持部材の間の弾性部材はリング形状または円板形状のいずれかでその中心を前記駆動部材及び前記圧電素子の中心に略一致させて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記駆動部材は、前記圧電素子が固定されている側と反対側の端面が前記支持部材により支持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６】
前記駆動部材の支持は、前記駆動部材の先端を前記支持部材に突き当て、前記保持部材により前記駆動部材を前記支持部材に向けて加圧することにより行われることを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記駆動部材の先端は該駆動部材の長手方向に対して垂直な平面を備え、前記支持部材の突き当て部を底面が平面または円錐凹面の座グリとしたことを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記圧電素子を弾性的に保持する保持手段は、合成高分子物質からなる弾性部材であることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項９】
前記圧電素子は円板形状であり、該円板形状の片面の略中心に前記駆動部材が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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子を利用した駆動装置に関し、特にカメラ等のレンズの駆動に好適な駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より圧電素子を用いた駆動装置についていろいろな形式のものが提案されているが、一例として図５を参照しながら従来の駆動装置について説明する。
【０００３】
図５において、圧電素子３の一端に駆動部材１が接着剤９で接着固定され、圧電素子３の他端は接着剤９で支持部材２ｃに接着固定されている。駆動部材１は支持部材２ａ,２ｂによりその長手方向に移動可能に支持されている。駆動部材１には被駆動部材８が、バネ８ａによってパッド８ｂが駆動部材１に押し付けられた状態で、摩擦係合している。非駆動部材８にはレンズ６が取り付けられている。圧電素子３に駆動回路４により適宜の波形の駆動電圧を印加して、延びと縮み動作をそれぞれ異なる速度で行なわせて、被駆動部材８を駆動部材１に沿って移動させるように構成されている。
【０００４】
このような構成の駆動装置は、例えば特開２００５−３３１７６１号公報（特許文献１）などに記載されている。
【特許文献１】特開２００５−３３１７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来の圧電素子を用いた駆動装置では、圧電素子は、一般的に支持部材との間で接着固定されている。
【０００６】
しかし、接着剤は厚さのバラツキなどにより剛性がバラツキ、これが影響して駆動特性にもバラツキが生じやすい。また圧電素子は印加される駆動電圧によって振動するため、圧電素子と支持部材との接着部分には引張力と圧縮力とが交互に繰り返し加わることになる。そのため駆動装置を長時間使用すると、接着部分が緩み、接着結合が剥がれる可能性がある。さらに接着剤を硬化させるための時間が必要であり、製造工程における作業時間もかかる。
【０００７】
また、従来の駆動装置では、圧電素子が支持部材に固定されているため、圧電素子の振動が支持部材に伝達されて共振を起こし、駆動装置の駆動特性を低下させるという問題もある。
【０００８】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動特性の安定性が高く、且つ信頼性も高い、圧電素子を用いた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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる駆動装置は、一端に軸状の駆動部材が固定された圧電素子と、前記圧電素子を保持する保持部材と、前記駆動部材の一部を支持する支持部材と、前記駆動部材に摩擦係合されるとともに前記圧電素子の振動により前記駆動部材に沿って移動する被駆動部材とを備え、前記圧電素子は前記保持部材に弾性的に保持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、駆動特性の安定性が高く、且つ信頼性も高い、圧電素子を用いた駆動装置を提供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】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる駆動装置の構成を示す図である。
【００１２】
図１において、円柱状（軸状）の駆動部材１１は、その一部を支持部材１２の支持部１２ａの穴１２ｂ、支持部１２ｃの穴１２ｄによって支持され、駆動部材１１の長手方向に移動可能に保持されている。駆動部材１１の１端面には、圧電素子１３が接着剤５０により接着固定されている。支持部材１２の支持部１２ｃと圧電素子１３の間にはリング形状の弾性部材１４が駆動部材１１を中心にして貫通されて取り付けられ、圧電素子１３の端面と保持部材１６の間にはリング形状あるいは円板形状の弾性部材１５が駆動部材１１の軸心及び圧電素子１３の中心に中心を一致させて配置されている。言い換えれば、圧電素子１３は、支持部材１２に対して弾性的に支持されている。弾性部材１４，１５は、ネジ１７により固定される保持部材１６により圧縮された状態で取り付けられている。駆動部材１１には、加圧部材１８ａにより加圧され、駆動部材１１との間に摩擦を持ちながら移動可能な被駆動部材１８が係合されている。なお、弾性部材１４，１５は、合成高分子物質から形成されている。また、圧電素子１３は、円板形状であり、その円板形状の片面の略中心に駆動部材１１が固定されている
上記のように構成される駆動装置では、不図示の駆動回路で鋸歯状あるいは矩形などの適切な波形の電圧が生成され、その電圧が圧電素子１３に印加されて圧電素子１３が振動し、駆動部材１１が長手方向に振動し、被駆動部材１８が駆動部材１１に沿って移動する。
【００１３】
この時、圧電素子１３は弾性部材１４および１５を介して支持部１２ｃおよび保持部材１６に挟まれて保持されるため、圧電素子１３の振動が保持部材１６に伝わることが低減される。また駆動部材１１が支持部材１２ｃまたは１２ｂと強く接することもないため、圧電素子１３の振動が支持部材１２ｃまたは１２ｂに伝わることが低減される。
【００１４】
また、圧電素子１３が支持部１２ｃに接着される構造ではないため、接着結合が剥がれるといった不具合も解消される。
【００１５】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係わる駆動装置の構成を示す図である。
【００１６】
第２の実施形態の駆動装置は第１の実施形態の駆動装置と概略同じ構成をしているので、相違点を主に説明する。
【００１７】
第１の実施形態に対し、保持部材２６の設置位置を移動できる構成にしている。保持部材２６の取り付けネジ２７との嵌合穴を大きくすることにより、保持部材２６の設置位置を変えて弾性部材１４,１５の圧縮量を調節し、圧電素子１３を保持する圧力を変更可能にして、駆動特性を最適な状態に設定することができる。
【００１８】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係わる駆動装置の構成を示す図である。
【００１９】
第３の実施形態の駆動装置は第２の実施形態の駆動装置と概略同じ構成をしているので、相違点を主に説明する。
【００２０】
第２の実施形態に対し、支持部材１２の支持部１２ｅに雌ネジ１２ｆを設け、雄ネジ３７がねじ込まれている。弾性部材１５と雄ネジ３７の間に保持部材３６が挟み込まれている。雄ネジ３７をねじ込む、または緩めることで弾性部材１４,１５の圧縮量をさらに微調節することが可能で、より適切な駆動状態を設定することができる。雄ネジ３７の外径は圧電素子１３及び弾性部材１４の外径よりも大きく設定されており、雌ネジ１２ｆが形成されている開口穴を介して、駆動部材１１と圧電素子１３を、互いに固定結合された状態で支持部材１２から取り外すことができる。弾性部材１５と雄ネジ３７との摩擦がねじ回転の障害にならないときは、保持部材３６を省略した構成にすることもできる。
【００２１】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態に係わる駆動装置の構成を示す図である。
【００２２】
円柱状で両端面が平面の駆動部材１１の１端面に圧電素子１３が接着剤５０により接着固定されている。支持部材１２の支持部１２ａには底面が平面または円錐凹面の座グリ穴１２ｂが設けられている。駆動部材１１の軸線に垂直な端面は座グリ穴１２ｂの底面１２ｂｂに突き当てられ、駆動部材１１の圧電素子近傍は支持部材１２の支持部１２ｃの穴１２ｄに係合されて長手方向に移動可能に支持される。
【００２３】
圧電素子１３の端面と保持部材１６の間には、リング形状あるいは円板形状の弾性部材１５が、駆動部材１１の軸心及び圧電素子の中心に中心を略一致させて、保持部材１６で圧縮された状態で取り付けられている。駆動部材１１には、加圧部材１８ａにより加圧され、駆動部材１１との間に摩擦を持ちながら移動可能な被駆動部材１８が係合されている。
【００２４】
なお、弾性部材１５を圧縮保持する構成は、第２の実施形態、あるいは第３の実施形態と同様の構成にすることも可能である。
【００２５】
上記の構成では、駆動部材１１が接合された圧電素子１３は弾性部材１５を介して保持部材１６により支持部１２ａの方向に加圧される。このため圧電素子１３の振動が保持部材１６に伝わることが低減される。また駆動部材１１は支持部材１２ａと接する先端部で加圧支持されるが、この位置は圧電素子１３から見て被駆動部材１８より先の部分であるため、圧電素子１３の振動に影響を与えることが少ない。
【００２６】
上記の構成によれば、圧電素子に適切な波形の駆動電圧を印加することにより圧電素子が振動し、圧電素子に固定された駆動部材に伝達されて駆動部材も振動する。駆動部材に摩擦係合している被駆動部材は駆動部材に対し移動する。
【００２７】
この時、圧電素子は保持部材に弾性部材を介して保持されているので、圧電素子の振動は低減されて保持部材および支持部材に伝わる。あるいは振動が遮断されて保持部材および支持部材には伝わらない。これにより振動が保持部材および支持部材に伝わってこれらが共振して被駆動部材の駆動特性に影響する度合いを軽減、または排除することができる。
【００２８】
よって、従来の装置では、駆動特性に対して支持部材の共振の影響を受けていたが、この影響を防止して性能を向上させることができる。
【００２９】
圧電素子を弾性部材を介して支持部材及び保持部材で挟んで固定する場合は接着剤を使用しないので、接着層のバラツキによる駆動特性のバラツキの改善、接着剤硬化時間が不要になることで作業性の改善がはかれる。また接着剤が剥がれることもなく信頼性の維持も容易である。
【００３０】
また、駆動部材の圧電素子が固定された端部と反対側を支持した場合も、同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる駆動装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係わる駆動装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係わる駆動装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係わる駆動装置の構成を示す図である。
【図５】従来の圧電素子を用いた駆動装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  駆動部材
２  支持部材
２ａ，２ｂ,２ｃ  支持部
２ｂ，２ｄ  穴
３  圧電素子
４  駆動回路
６  レンズ
８  被駆動部材
８ａ  バネ
８ｂ  パッド
９  接着剤
１１  駆動部材
１２  支持部材
１２ａ,１２ｃ  支持部
１２ｂ,１２ｄ  穴
１３  圧電素子
１４  弾性部材
１５  弾性部材
１６  保持部材
１７  ネジ
１８  被駆動部材
１８ａ  加圧部材
２６  保持部材
２７  ネジ
３６  保持部材
３７  雄ネジ
【図１】
2009071990.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2009071990.tif 000006
【図５】
2009071990.tif 000007