(57)【要約】【課題】レンズ等の小型の被駆動体を安定して直進移動すると共に、部品を追加することなく簡単な構成で共振を抑制し発振し難い形状記憶合金を用いた駆動装置を提供する。【解決手段】被駆動体３と、該被駆動体３を弾性支持する弾性支持部材と、前記被駆動体を変位させる紐状形状記憶合金５を備える駆動装置において、紐状形状記憶合金の中間部を所定の懸架部に掛け渡して、その両端を固定端子部に固定すると共に、この掛け渡し部５０から一方の固定端子部までの前記紐状形状記憶合金の第一領域５１と、他方の固定端子部から前記掛け渡し部までの第二領域５２とで、その加熱時と冷却時の応答速度が異なる構成とした。【選択図】図１
2009122603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動体と、該被駆動体を弾性支持する弾性支持部材と、前記被駆動体を変位させる紐状形状記憶合金を備える駆動装置において、
前記紐状形状記憶合金の中間部を所定の懸架部に掛け渡して、その両端を固定端子部に固定すると共に、前記掛け渡し部から一方の固定端子部までの前記紐状形状記憶合金の第一領域と、他方の固定端子部から前記掛け渡し部までの第二領域とで、その加熱時と冷却時の応答速度が異なるように構成されたことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記第一領域と前記第二領域とで前記紐状形状記憶合金の長さを異ならせたことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記第一領域と前記第二領域とのいずれか一方の前記紐状形状記憶合金に放熱部材を装着したことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動装置。
【請求項４】
被駆動体と、該被駆動体を弾性支持する弾性支持部材と、前記被駆動体を変位させる紐状形状記憶合金を備える駆動装置において、
複数の紐状形状記憶合金を用いて前記被駆動体を変位させると共に、複数の前記紐状形状記憶合金の少なくとも一本の紐状形状記憶合金の加熱時と冷却時の応答速度が、他の紐状形状記憶合金と異なるように構成されたことを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
複数の前記紐状形状記憶合金のうち少なくとも一本の紐状形状記憶合金の長さを異ならせたことを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
【請求項６】
複数の前記紐状形状記憶合金のうち少なくとも一本の紐状形状記憶合金に放熱部材を装着したことを特徴とする請求項４または５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、小型の機械要素を駆動する駆動装置に関し、特に、被駆動体の共振を抑制すると共に、光学装置のレンズを光軸方向に移動するのに好適な形状記憶合金を用いた駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラなどの撮影装置に用いられるレンズの駆動手段としては、従来、回転モータと減速機構と方向変換機構等を組み合わせた例や、リニアモータで直動する例などが知られている。また、昨今の携帯カメラなどに代表される超小型レンズユニットにおいては、前述した回転モータと減速機構などを用いた機構では、要素が多くまたサイズも大きなものとなる。さらに、超音波モータなどを用いたリアモータによる駆動機構においては、光軸の投影面積方向の大きさは小さくできるが、光軸方向には所定大きさが必要となり小さくできない構成となっていた。
【０００３】
また、これらの駆動装置は、出力エネルギ密度が小さく、装置の大きさが小さくなればそれだけ出力が小さくなってしまうので、レンズ駆動装置の小型化については明らかな限界が生じていた。
【０００４】
そのために、小型でもエネルギ密度が大きいことが知られている形状記憶合金を用いるアクチュエータの開発が進められている。また、紐状の形状記憶合金を用いて全長の数％（例えば３〜５％）の長さ変動を利用したリニア駆動装置を構成することができる。さらに、この紐状の形状記憶合金と変倍機構を組み合わせて変位量を拡大したリニア駆動装置を構成することができる。
【０００５】
エネルギ密度が大きな形状記憶合金を利用すれば、小型で高出力の駆動機構を構成することができる。また、この駆動機構としては、従来、別に備えるバイアスばねとバランスをとる所謂「バイアスばね方式」と、同等の形状記憶合金とアクティブにバランスさせる「プッシュプル方式」との２通りの方式が知られている。
【０００６】
上記いずれの方式においても、弾性力のバランスでその位置が決定されるので、それぞれ特有の固有振動数を持つことになる。駆動系が固有振動数を持っていても、移動速度が低速の場合やり、停止位置が２点の場合には、さほど問題とはならない。しかし、高速で位置制御を行う場合や、中間停止などの複数の停止位置を有する場合などでは、大きな問題となる場合がある。
【０００７】
そのために、形状記憶合金を用いた駆動装置において、高速応答性を発揮するために、形状記憶合金の素材特性とバイアスばねの力量とのバランスを勘案し、アクチュエータの温度ヒステリシスを小さくして、手振れを防止するとした駆動装置および駆動制御方法がすでに公開されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
紐状の形状記憶合金の両端部間に通電すると、発熱するジュール熱により加熱され、所定温度に達すると記憶長さまで収縮する（加熱収縮過程）。一方、この高温状態から通電を遮断すると、放熱により所定温度以下に冷却されて形状記憶状態から開放され、別に設けるバイアスばね等の弾性力により伸長する（冷却伸長過程）。
【０００９】
この紐状の形状記憶合金は一般的に、前述した加熱収縮過程と冷却伸長過程では、同じ長さを現出する温度が異なる所謂ヒステリシスを有している。また、負荷の増減でも変態温度が上下する。これらの特徴が形状記憶合金の応答性を悪化する要因となっている。そのために、応答性のよい駆動機構を形成するには駆動系の摩擦を極力低減することが好ましく、低摩擦でレンズの直進移動を可能とするガイド機構を組み合わせたリニア駆動装置を構成することが求められている。
【００１０】
低摩擦で直進移動を可能とするガイド機構としては、一対の向かい合わせの平行板ばねからなる平行リンク機構が知られている。そのために、平行板ばね機構と形状記憶合金を用いてレンズなどを移動するアクチュエータ装置（駆動装置）が既に公開されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１２５５９０号公報
【特許文献２】特開２００２−１３０１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一対の平行板ばねからなる平行リンク機構を用いて、被駆動体を挟持する方法では、被駆動体の直進移動を低摩擦状態で行うことができる。しかし、低摩擦状態では、平行板ばねやバイアススプリングなどのばね力によって生じる共振現象を抑制することは困難である。
【００１２】
また、被駆動体を安定して平行移動させるためには、平行板ばねを片持ちではなく両持ち状態に保持しておくと有効である。そのために、被駆動体が円形のレンズを有する鏡胴であれば、この鏡胴の周囲に架設する円盤ドーナツ状の平行板ばねを装着している。しかし、このように、平行移動する鏡胴の両面、例えば上下両面に、円盤ドーナツ状の平行板バネを装着する構成では、負荷が増えるだけでなく、いずれの面からも部品等の装着作業ができず、鏡胴周囲に配設する形状記憶合金や変倍機構等の組み付け作業が困難になるという問題が生じる。
【００１３】
また、特許文献１に記載のように、アクチュエータの温度ヒステリシスを小さくするために、形状記憶合金を備える可動部の動作を制御する駆動制御部を設ける構成では、装置構成が複雑となり、部品点数が増加し大型化を招きコスト高となって、簡単ではない。
【００１４】
そこで本発明は、レンズ等の小型の被駆動体を安定して直進移動すると共に、部品を追加することなく簡単な構成で共振を抑制し、発振し難い形状記憶合金を用い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】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明は、被駆動体と、該被駆動体を弾性支持する弾性支持部材と、前記被駆動体を変位させる紐状形状記憶合金を備える駆動装置において、前記紐状形状記憶合金の中間部を所定の懸架部に掛け渡して、その両端を固定端子部に固定すると共に、前記掛け渡し部から一方の固定端子部までの前記紐状形状記憶合金の第一領域と、他方の固定端子部から前記掛け渡し部までの第二領域とで、その加熱時と冷却時の応答速度が異なるように構成されたことを特徴としている。
【００１６】
上記の構成であれば、弾性支持された被駆動体を紐状形状記憶合金を介して駆動する際に、掛け渡す紐状記憶合金の左右の第一領域と第二領域とで、その応答速度を異ならせているので、掛け渡し部に滑りや摩擦が生じ、被駆動体の移動方向に生じる振動を抑制する摩擦力として作用することになる。そのために、紐状形状記憶合金を伸縮して被駆動体を駆動する際に生じる共振の発生を効果的に抑制可能な駆動装置を得ることができる。
【００１７】
また本発明は上記構成の駆動装置において、前記第一領域と前記第二領域とで前記紐状形状記憶合金の長さを異ならせた構成とすることで、それらの応答速度を異ならせることができる。
【００１８】
もしくは、前記第一領域と前記第二領域とのいずれか一方の前記紐状形状記憶合金に放熱部材を装着した構成とすることでも、それらの応答速度を異ならせることができる。
【００１９】
また本発明は、被駆動体と、該被駆動体を弾性支持する弾性支持部材と、前記被駆動体を変位させる紐状形状記憶合金を備える駆動装置において、複数の紐状形状記憶合金を用いて前記被駆動体を変位させると共に、複数の前記紐状形状記憶合金の少なくとも一本の紐状形状記憶合金の加熱時と冷却時の応答速度が、他の紐状形状記憶合金と異なるように構成されたことを特徴としている。
【００２０】
上記の構成であれば、弾性支持された被駆動体を複数の紐状形状記憶合金を介して駆動する際に、装着する複数の紐状記憶合金のうち少なくとも一本の加熱時と冷却時の応答速度を異ならせるようにしているので、単純な振動系ではなく、複数のばね定数を発揮する複雑な振動系を構成し、紐状形状記憶合金を伸縮して被駆動体を駆動する際に生じる共振の発生を効果的に抑制可能な駆動装置を得ることができる。
【００２１】
また本発明は、上記の構成の駆動装置において、複数の前記紐状形状記憶合金のうち少なくとも一本の紐状形状記憶合金の長さを異ならせる構成としてもよく、複数の前記紐状形状記憶合金のうち少なくとも一本の紐状形状記憶合金に放熱部材を装着する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、紐状形状記憶合金を介して被駆動体をする際に、懸架部に掛け渡す紐状記憶合金の掛け渡し部の左右の第一領域と第二領域とでその応答速度が異なる構成とされているので、掛け渡し部に滑りや摩擦が生じ、被駆動体の移動方向に生じ易い振動を抑制する摩擦力として作用し、部品を追加しない簡単な構成で被駆動体の移動方向に生じる共振を抑制する駆動装置を得ることができる。また、複数の紐状形状記憶合金を介して被駆動体をする際に、少なくとも一本の紐状形状記憶合金の加熱時と冷却時の応答速度が、他の紐状形状記憶合金と異なる構成とされているので、複数のばね定数を発揮する複雑な振動系を構成して共振防止機能を発揮することになって、振動防止のための特別な部品を追加しない簡単な構成で被駆動体の移動方向に生じる共振を容易に抑制する駆動装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る駆動装置の第一の実施形態を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。図２は、本発明に係る駆動装置の第二の実施形態を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。図３は、本発明に係る駆動装置の第三の実施形態を示す模式図であり、（ａ）に一部断面図を示し、（ｂ）にその側面図を示す。図４は、本発明に係る駆動装置の第四の実施形態を示す模式図であり、（ａ）に一部断面図を示し、（ｂ）にその側面図を示す。また、同一構成部材については同一の符号を用い、詳細な説明は適宜省略する。
【００２４】
先ず、図１より第一の実施形態の駆動装置１Ａについて説明する。この第一の実施形態の駆動装置１Ａは、被駆動体３を弾性支持する弾性支持部材と、前記被駆動体３を変位させる紐状形状記憶合金５を備えると共に、駆動力を発揮する紐状形状記憶合金の中間部を所定の懸架部（前記被駆動体に設ける懸架部、もしくは、別に設ける懸架部）に掛け渡すようにして装着し、この掛け渡し部から前記紐状形状記憶合金の一方の端部までの第一領域と、他方の端部から前記掛け渡し部までの第二領域とで、その加熱時と冷却時の応答速度を異ならせ、共振防止機能を発揮するように構成したものである。
【００２５】
そのために、図１（ｂ）に示すように、紐状形状記憶合金５の伸縮変位量を拡大する変倍機構６を用いた場合は、駆動装置１Ａは、基台２と該基台２に弾性支持部材を介して移動自在に支持される被駆動体３を備えると共に、前記被駆動体３を変位させる紐状形状記憶合金５を変倍機構に設ける懸架部６３に掛け渡す構成としている。
【００２６】
また、被駆動体３を弾性支持する弾性支持部材としては、前記被駆動体３の移動方向の前後両端面を基台２に固着される一対の平行板ばね４により挟持する方法と、所定方向に付勢するバイアスばね７を用いる方法とがある。もしくは、これらの平行板ばね４とバイアスばね７とを共に設ける構成とすることもできる。
【００２７】
そのために、図中の実践に示す平行板ばね４を用いた例では、被駆動体３の移動方向の前後両端面を第一板ばね４Ａと第二板ばね４Ｂとで挟持し、基台２に設ける固定端子部２２Ａに端部が固着され変倍機構６の懸架部６３に掛け渡される紐状形状記憶合金５を収縮して、前記被駆動体３を図中の上方に向けて変位させることができる。
【００２８】
次に、平行板ばね４と変倍機構６について説明する。平行板ばね４は、図中の下面に位置する両持ち構成の第一板ばね４Ａと、図中の上面に位置する片持ち構成の第二板ばね４Ｂとから構成されている。第一板ばね４Ａは、その両端に基台部との固着部となる第一固着部４１と第二固着部とを有し、図中の中央部に被駆動体３との固着部となる第三固着部４３を有する。第二板ばね４Ｂは、端部の基台２との固着部となる第一固着部４１と、中央部の被駆動体３との固着部となる第三固着部４３とを有する。
【００２９】
全長の数％しか変位しない紐状形状記憶合金５の変位量を拡大して被駆動体の所定の変位量を得るために変倍機構を用いる場合がある。例えば、本実施形態に示す変倍機構６は、基台２に設ける支持部２１に軸支部６０を介して旋回自在に装着されたレバー部材からなっていて、軸支部６０と該軸支部６０から所定角度離間して二方向に延設される二本のアームを備える駆動アーム６１と、前記軸支部６０から前記駆動アーム６１と直交する方向に垂下される懸架アーム６２を有している。また、前記被駆動体３の軸心を挟む両外側に、前記駆動アーム６１と係合する突出部３１をそれぞれ設けている。
【００３０】
軸支部６０から垂下して設けられる懸架アーム６２の先端側には、前記紐状形状記憶合金５を懸架する懸架部６３が形成されている。この懸架部６３に紐状形状記憶合金５を掛け渡して収縮させることで、前記駆動アーム６１を軸支部６０を中心として旋回することができる。この際に、軸支部６０から懸架部６３までの距離Ｌ１を、軸支部６０から突出部３１の当接部までの距離Ｌ２より短い長さとして、所定の変倍量を得るアーム構成としている。このように、所謂てこの原理により、紐状形状記憶合金５の伸縮変位量を拡大する構成であるので、距離Ｌ１と距離Ｌ２とのアーム長さ比率を変更して、所望の変倍率を得ることができる。
【００３１】
この時に、前記支持部２１を前記第二板ばね４Ｂが装着されていない側の基台の前記第二固着部４２側に設けることが好ましい。この構成であれば、図中の上部に開放される作業空間から、この支持部２１に対して紐状形状記憶合金５やその他の構成要素を容易に組み付けることが可能となる。また、軸支部６０から垂下する懸架アーム６２に紐状形状記憶合金５を懸架し、軸支部６０から所定角度離間して略等距離にある突出部３１、３１を押し上げる構成とされているので、紐状形状記憶合金５の収縮による駆動力を二本の駆動アーム６１を介して均等に伝達することができ、被駆動体３を安定して直進移動させることができる。
【００３２】
基台２は、例えば図１（ａ）に示すように、その断面形状が矩形とされており、前記基台２の中央部に被駆動体３が挿通自在な円形の貫通孔部が形成されている。また、この矩形の一隅に、第一固着部４１を設け、第二板ばね４Ｂを装着している。この第二板ばね４Ｂと対向する反対側の隅に、前記支持部２１を設け、紐状形状記憶合金５および変倍機構６を装着している。さらに、四隅の残り２遇に、前記紐状形状記憶合金５の固定端子部２２を設けている。
【００３３】
第二板ばね４Ｂは図示されているように、矩形の二辺に沿った腕部を有する形状の板ばねとされているが、これと対向して被駆動体３の反対側の面に装着される第一板ばね４Ａは、矩形の四辺に沿った多角形状の腕部を有して、前記第二板ばね４Ｂの腕部を環状に配置した一枚の板ばね構成とされている。
【００３４】
紐状形状記憶合金５は、対角上の２隅に設ける固定端子部２２Ａ、２２Ｂにその両端を固定し、懸架部６３を巻回するようにして被駆動体３の外側を挟むようにＬ字状もしくはＵ字状に掛け渡して装着されている。この巻回部を掛け渡し部５０と称することとする。
【００３５】
この構成において、紐状形状記憶合金５の加熱時と冷却時の応答速度を掛け渡し部の左右の領域で故意に異ならせて、異なるばね定数を有する振動系を形成することで共振防止機能を発揮することが明らかとなった。そのために、本実施の形態においては、図１（ａ）に示すように、掛け渡し部５０から前記紐状形状記憶合金の一方の端部までの第一領域と、他方の端部から前記掛け渡し部までの第二領域とで、その紐状形状記憶合金５の長さを異ならせた構成としたものである。
【００３６】
図に示すように、駆動力を発揮する紐状記憶合金５を、基台２の固定端子部２２Ａ、２２Ｂに固定し、支持部２１に装着される軸支部６０を介して旋回自在とされる変倍機構６の懸架部６３に掛け渡す構成としている。また、掛け渡し部５０から端子部２２Ａ、２２Ｂに折り返される角度を所定角度とすることで、前記固定端子部２２Ａ、２２Ｂから通電して加熱し、前記紐状形状記憶合金５を収縮させて、変倍機構６の駆動アーム６１を旋回して被駆動体３を変位駆動することができる。
【００３７】
この時に、一方の端部である固定端子部２２Ａから掛け渡し部５０までの第一領域５１の長さＷ１と、他方の端部である固定端子部２２Ｂから掛け渡し部５０までの第二領域５２の長さＷ２とを異なる長さとしている。
【００３８】
この掛け渡し部からの左右の長さを異ならせた紐状形状記憶合金５においては、通電された後所定の反応温度までは左右の紐状形状記憶合金は変位せず温度が上昇し、所定の反応温度に達すると同じ収縮速度で収縮する。しかし、長さの長い第一領域では、収縮する長さが長くなり、長さの短い第二領域では短くなる。そのために、同一時間で収縮する長さが異なる現象が生じ、見掛けの応答速度が異なることになる。
【００３９】
掛け渡し部５０の左右の第一領域５１と第二領域５２で応答速度が異なると応力差が生じ、掛け渡されている懸架部６３に摩擦力として伝達される。この摩擦力は、被駆動体３の移動方向とは直交する方向、つまり横方向となるので、横方向のガイド部材等に摩擦力を生じることになる。この摩擦力により、紐状形状記憶合金５や平行板ばね４やバイアスばね７などを備える振動系にエネルギ損失を発生させ、振動を防止するよう作用して共振を抑制する機能を発揮する。
【００４０】
つまり、振動系をより複雑にすると共に振動を効果的に防止する摩擦力を発生することで、単純な振動系で生じ易い共振を抑制することができる。
【００４１】
この共振を抑制する機能を発揮するためには、前記第一領域５１と前記第二領域５２との長さの比を所定の範囲とすることが肝要である。また、被駆動体３をスムーズに変位させるには、それらの長さが大きく異なることは好ましくない。そのために、本実施の形態においては、前記第二領域５２の長さを前記第一領域５１の長さより、５〜３０％短い長さとした。
【００４２】
上記したように、紐状形状記憶合金５の掛け渡し部の左右の長さを５〜３０％異ならせることで、紐状形状記憶合金５を伸縮して被駆動体３を駆動する際に生じる共振の発生を効果的に抑制可能な駆動装置１Ａを得ることができる。
【００４３】
また、掛け渡し部の左右の領域の放熱条件を異ならせる構成とすることでも、左右の領域の加熱時と冷却時の応答速度を故意に異ならせることができる。この実施形態について図２より説明する。
【００４４】
図２に示す第二の実施形態の駆動装置１Ｂは、前述した駆動装置１Ａと同様に、基台２と被駆動体３と一対の平行板ばね４と紐状形状記憶合金５と変倍機構６とを備えた構成とされている。また、バイアスばね７を用いて良いことも同じである。ただ、掛け渡し部５０の左右の一方の領域に放熱部材８を装着している点が相違している。この際に、紐状形状記憶合金５の掛け渡し部５０から折り返される左右の長さは同じであってもよい。また、左右の長さを異なる長さとした上に放熱部材を装着して、これらを併用することも可能である。いずれにしても、左右の領域の加熱時と冷却時の応答速度が、防振効果を発揮する程度に異なっていればよい。
【００４５】
本実施の形態では、掛け渡し部５０から折り返される紐状形状記憶合金の左右の長さは同じとしている。そのために、図２（ａ）に示すように、駆動装置１Ｂの紐状形状記憶合金５は、掛け渡し部５０から所定角度で同等な距離離間した位置に設けられる固定端子部２２、２２にその両端が固定されている。また、一方の固定端子部２２の近傍に放熱部材８が装着されている。
【００４６】
放熱部材８が装着された領域の紐状形状記憶合金５は、加熱時には、加熱速度が遅くなり、冷却時には冷却速度が増加する。そのために、掛け渡し部５０から固定端子部２２までの長さが同等でも、その応答速度が異なることになり、見掛け上のばね定数が異なる結果となる。このことから、同様に、振動系をより複雑にすることができ、単純な振動系で生じ易い共振を抑制することができる。
【００４７】
前記放熱部材８としては、例えば、放熱グリースや放熱ゲル等を用いることができ、所定の位置に付着させることで、紐状形状記憶合金５に放熱性を付与することができる。また、付着する量を加減することで、加熱時と冷却時の応答速度の変化程度を調整可能であることは明らかである。
【００４８】
上記したように、一本の紐状形状記憶合金５を用いた駆動装置の場合は、その中間部を被駆動体３に設ける懸架部、もしくは、別に設ける懸架部に掛け渡すようにして装着する掛け渡し部から前記紐状形状記憶合金の一方の端部までの第一領域と、他方の端部から前記掛け渡し部までの第二領域とで、その加熱時と冷却時の応答速度が異なる構成となり、共振防止機能を発揮することが可能となる。
【００４９】
次に図３、図４より本発明に係る駆動装置の第三の実施形態、および、第四の実施形態について説明する。
【００５０】
図３には、ガイド軸１１を備え、スライド軸１０に沿って摺動する被駆動体３Ａを有する第三の実施形態の駆動装置１Ｃを示している。また、図３（ａ）に示すように、被駆動体３Ａが有するスライドブロック１２の末端に紐状形状記憶合金５を掛け渡す懸架部材１３が設けられている。そして、前記紐状形状記憶合金５が収縮して、図中の矢印Ｄ１方向に付勢し、被駆動体３Ａを駆動する。このとき、前記紐状形状記憶合金５の収縮する方向とは逆方向（図中の矢印Ｄ２方向）に付勢するバイアスばね７Ａを装着している。
【００５１】
この際に、図３（ｂ）に示すように、懸架部材１３を巻回するように掛け渡す紐状形状記憶合金５の掛け渡し部から固定端子部までの長さを異ならせることで、共振防止機能を発揮する構成としている。
【００５２】
つまり、固定端子部２２Ａから懸架部材１３の掛け渡し部までの第一領域５１Ａの長さＷ１を、固定端子部２２Ｂから懸架部材１３の掛け渡し部までの第二領域５２Ａの長さＷ２より長くして、その加熱時と冷却時の応答速度が異なるように構成されることで、前述したようにガイド軸１１の横方向の摩擦力を発生して、共振防止機能を発揮する構成となる。
【００５３】
ガイド軸１１は、被駆動体３の移動方向とは直交する方向の横方向の回転を防止するために装着されているので、発生する摩擦力により、紐状形状記憶合金５とバイアスばね７Ａを備える振動系にエネルギ損失を発生させ、振動を防止するよう作用して共振を抑制する機能を発揮することになる。
【００５４】
この異なる長さの割合は前述した通り、５〜３０％程度が好ましく、本実施の形態においては、前記第二領域５２Ａの長さを前記第一領域５１Ａの長さより、５〜３０％短い長さとしている。
【００５５】
また、上記の第三の実施形態１Ｃでは、可動側の被駆動体に懸架部材を配設して、固定側に固定端子部を設けた構成であるが、これとは逆に、可動側の被駆動体に固定端子部を設け、固定側に懸架部材を設ける構成とすることも可能である。この例について図４より説明する。
【００５６】
図４（ａ）に示す第四の実施形態の駆動装置１Ｄは、図３に示した第三の実施形態の駆動装置１Ｃと同様に、ガイド軸１１を備え、スライド軸１０に沿って摺動する被駆動体３Ａを有している。また、紐状形状記憶合金５を懸架部材に掛け渡して、長さの異なる第一領域と第二領域とを設けている点も同様である。ただし、可動側のスライドブロック１２Ａに固定端子部２２Ａと２２Ｂとを所定距離離間して設け、固定部１４側に紐状形状記憶合金５の掛け渡し部１３を設ける構成としている点が相違する。
【００５７】
この構成であっても、図４（ｂ）に示すように、固定端子部２２Ａから懸架部材１３の掛け渡し部までの第一領域５１Ｂの長さＷ１を、固定端子部２２Ｂから懸架部材１３の掛け渡し部までの第二領域５２Ｂの長さＷ２より長くして、その加熱時と冷却時の応答速度を異ならせ、共振防止機能を発揮する構成とすることができる。
【００５８】
例えば、図６に示す振動波形の周波数分析結果によれば、防振対策前の状態の共振部のゲイン（振動の大きさ）Ｇ１が、防振対策後（第一領域と第二領域とで長さを変えて、その加熱時と冷却時の応答速度を異ならせた例）ではゲインＧ２まで低下していることが判る。このように、本実施の形態によれば、部品を追加しない簡単な構成で被駆動体の移動方向に生じる共振を抑制する駆動装置を得ることができる。
【００５９】
上記したように、紐状形状記憶合金の中間部を所定の懸架部に掛け渡して、その両端を固定端子部に固定し、前記掛け渡し部から一方の固定端子部までの前記紐状形状記憶合金の第一領域と、他方の固定端子部から前記掛け渡し部までの第二領域とで、その加熱時と冷却時の応答速度が異なるように構成されることで、掛け渡し部に滑りや摩擦が生じ、被駆動体の移動方向に生じる振動を抑制する摩擦力として作用し共振防止機能を発揮することができる。
【００６０】
また、複数の紐状形状記憶合金を用いた構成の駆動装置の場合には、複数の前記紐状形状記憶合金の少なくとも一本の紐状形状記憶合金の加熱時と冷却時の応答速度が、他の紐状形状記憶合金と異なるように構成されることでも、共振防止機能を発揮することができる。
【００６１】
例えば、図５に示す例は、固定部１４Ａと可動部１２Ｂとの間に複数、例えば３本の紐状形状記憶合金５Ａ、５Ｂ、５Ｃをそれぞれ直線状に架設した例（第五の実施形態）を示している。
【００６２】
この例では、紐状形状記憶合金５Ａの両端を固定端子部２２Ｃ、２２Ｃに固定し、紐状形状記憶合金５Ｂの両端を固定端子部２２Ｄ、２２Ｄに固定し、紐状形状記憶合金５Ｃの両端を固定端子部２２Ｅ、２２Ｅに固定している。また、これらの固定端子部からそれぞれ通電して、それぞれの紐状形状記憶合金５Ａ、５Ｂ、５Ｃを同時に収縮させ、可動部を変位することができる。
【００６３】
この場合では、紐状形状記憶合金５Ａの長さＷＡと、紐状形状記憶合金５Ｂの長さＷＢと、紐状形状記憶合金５Ｃの長さＷＣとの長さの中で、少なくとも一本の紐状形状記憶合金の長さを異ならせる構成としている。このように、複数の前記紐状形状記憶合金のうち少なくとも一本の紐状形状記憶合金の長さを異ならせることで、複数の前記紐状形状記憶合金の少なくとも一本の紐状形状記憶合金の加熱時と冷却時の応答速度を他の紐状形状記憶合金と異ならせて、複数のばね定数を発揮する複雑な振動系を構成して共振防止機能を発揮可能となる。
【００６４】
また、複数の紐状形状記憶合金の長さを全て異ならせるようにしてもよい。また、複数の前記紐状形状記憶合金のうち少なくとも一本の紐状形状記憶合金に前述した放熱部材を装着する構成とすることでも、複数の前記紐状形状記憶合金のなかで少なくとも一本の紐状形状記憶合金の加熱時と冷却時の応答速度を他の紐状形状記憶合金と異ならせて、共振防止機能を発揮する構成とすることも可能である。さらに、放熱部材を装着することと、長さを異ならせることを併用することも可能である。
【００６５】
いずれにしても、被駆動体と、該被駆動体を弾性支持する弾性支持部材と、前記被駆動体を変位させる紐状形状記憶合金を備える駆動装置において、複数の紐状形状記憶合金を用いて、弾性支持された被駆動体を変位させる際に、複数の前記紐状形状記憶合金の少なくとも一本の紐状形状記憶合金の加熱時と冷却時の応答速度が、他の紐状形状記憶合金と異なるように構成されることで、複雑な振動系を構成すると共に振動を防止する摩擦力を発生し、効果的に共振防止機能を発揮する駆動装置を構成することができる。
【００６６】
先に示した図１に示す駆動装置１Ａ、図２に示す駆動装置１Ｂは、レンズの光軸方向の直進移動を行う小型のレンズユニットを有する撮影装置に用いることができる。その際には、被駆動体３がレンズ鏡胴であり、軸心が光軸となる。また断面が円形のレンズ鏡胴を支持する基台２を、前記光軸と直交する方向の断面を矩形とする直方体ユニットとすることで、レンズ鏡胴の周囲の四隅を構成部品装着スペースとして利用可能となる。そのために、前記矩形の一隅に、変倍機構６を軸支し紐状形状記憶合金５を巻回するための支持部２１を設けることが容易となる。また、前記一隅に隣接した２遇に前記紐状形状記憶合金５の固定端子部２２、２２を設けることができる。この構成であれば、小型のレンズユニットにも搭載可能な駆動装置となって、レンズの光軸方向の直進移動を行うことが容易となり、携帯電話等にも搭載可能なレンズの駆動装置となる。
【００６７】
紐状形状記憶合金５は、通電していない状態では、超弾性状態にあり、一対の平行板ばねの復元力で伸長している。また、このときに、紐状形状記憶合金５を伸長させるバイアスばねを別に設ける構成とすることもできる。両端の固定端子部から電源部（不図示）から給電して通電された状態となると、紐状形状記憶合金５は、ジュール熱により加熱されて記憶された長さに収縮する。紐状形状記憶合金５が収縮すると、図１（ｂ）中の矢印Ｅ１方向に付勢力が作用し、駆動アーム６１を矢印Ｅ２方向に押し上げることになる。つまり、レンズ鏡胴を光軸方向に移動させることができる。
【００６８】
この際に、前述したように、レンズ鏡胴の上下を一対の平行板ばねで挟持し、一方の板ばねを両持ち状態として安定した平行移動可能に支持すると共に、紐状形状記憶合金の中間部を掛け渡して懸架して、懸架部から一方の端部までの第一領域と、懸架部から他方の端部までの第二領域とで、その加熱時と冷却時の応答速度を異ならせ、共振防止機能を発揮する構成としているので、レンズ鏡胴を光軸方向に共振することなく安定して直進移動させることが可能となる。
【００６９】
また、平行板ばね４を構成する第一板ばね４Ａと第二板ばね４Ｂとのばね力は、その光軸方向からみて重なり合う部分のばね力が略同等であることが好ましい。これは平行板ばねを構成する部分のばね力を同等とし、基台との固着部とレンズ鏡胴（被駆動体）との固着部との位置を揃えることを意味している。また、光軸方向から見て重なり合わない部分、つまり、両持ち部分のばね力は、挟持する被駆動体もしくはレンズ鏡胴がチルトせず直進するために必要な所定範囲のばね力であればよい。
【００７０】
そのために、両持ちタイプの第一板ばね４Ａは、一枚の板ばねから構成することも、複数、例えば二枚の板ばねから構成することも可能となる。また、複数の板ばね構成であれば、それぞれのばね力を所望される適当な値に変更容易となり好適である。
【００７１】
上記の構成であれば、レンズ鏡胴を駆動する際に、共振を効果的に抑制して振動の少ない駆動装置となると共に、レンズユニットを直進移動可能とする駆動装置を得ることができる。
【００７２】
以上説明したように、本発明に係る駆動装置によれば、紐状形状記憶合金を介して被駆動体をする際に、この被駆動体に掛け渡す紐状記憶合金の左右の第一領域と第二領域とで、もしくは、装着する複数の紐状形状記憶合金の少なくとも一本の紐状形状記憶合金の加熱時と冷却時の応答速度が、他の紐状形状記憶合金と異なるように構成されるので、複雑な振動系を構成すると共に振動を防止するのに有効な摩擦力を発生して共振防止機能を発揮して、振動防止のための特別な部品を追加しない簡単な構成で、被駆動体の移動方向に生じる共振を容易に抑制する駆動装置を得ることができる。また、紐状形状記憶合金を介して被駆動体を安定して直進移動することができるので、レンズ体の光軸方向の直進移動を行う小型のレンズユニットを有する撮影装置に好適な駆動装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】は、本発明に係る駆動装置の第一の実施形態を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図２】は、本発明に係る駆動装置の第二の実施形態を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図３】は、本発明に係る駆動装置の第三の実施形態を示す模式図であり、（ａ）に一部断面図を示し、（ｂ）にその側面図を示す。
【図４】は、本発明に係る駆動装置の第四の実施形態を示す模式図であり、（ａ）に一部断面図を示し、（ｂ）にその側面図を示す。
【図５】は、本発明に係る駆動装置の第五の実施形態を示す側面図である。
【図６】は、振動波形の周波数分析結果である。
【符号の説明】
【００７４】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ    駆動装置
２    基台
３    被駆動体
４    平行板ばね
４Ａ  第一板ばね
４Ｂ  第二板ばね
５    紐状形状記憶合金
６    変倍機構
２２、２２Ａ、２２Ｂ    固定端子部
５０    掛け渡し部
５１    第一領域
５２    第二領域
６３    懸架部
【図１】
2009122603.tif 000003
【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】
2009122603.tif 000008