(57)【要約】【課題】ＳＩＤＭにおいて予圧機構をコンパクトにし小型化を図ることできる圧電アクチュエータを提供することを課題とする。【解決手段】圧電アクチュエータ１は、圧電素子３と、その一端側に設けられた接触子５と、接触子の一方側に設けられた被駆動体７と、接触子の他方側に設けられ、接触子を被駆動体に向けて付勢する予圧付与部９とを備える。好適には、接触子の接触面２９は、球面で構成されており、被駆動体は、駆動方向でみてその球面よりも長く延びており、圧電素子の他端側は、回転自在に支持されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子と、
前記圧電素子の一端側に設けられた接触子と、
前記接触子の一方側に設けられた被駆動体と、
前記接触子の他方側に設けられ、前記接触子を前記被駆動体に向けて付勢する予圧付与部と
を備える圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記接触子の接触面は、突出面で構成されており、
前記被駆動体は、駆動方向でみて前記突出面よりも長く延びており、
前記圧電素子の他端側は、回転自在に支持されている
請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記被駆動体は、回転自在に支持された円盤部材であり、
前記被駆動体は、前記円盤部材の環状側面において、前記突出面に当接されている
請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記被駆動体は、直方体または球体である請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子を用いた駆動装置として、スムーズインパクト駆動機構（ＳＩＤＭ）による圧電アクチュエータが存在している。例えば、特許文献１には、かかるＳＩＤＭを用いて、カメラのＣＣＤシフト方式手ぶれ補正を実現している。ＳＩＤＭの原理は次のとおりである。まず、所定の固定支持部から圧電素子を介して棒状の駆動軸を延長させ、その駆動軸に駆動対象となる被駆動体を当接させておく。圧電素子にノコギリ波状の電圧波形を入力すると、圧電素子は伸長時は、ゆっくり伸長し、短縮時は急激に短縮する。これによって、駆動軸も、一方向にはゆっくり移動し、反対方向には急激に移動する。そして、被駆動体は、駆動軸がゆっくり移動する際には、摩擦力によって駆動軸と一体的に移動し、駆動軸が急激に移動する際には、被駆動体は、慣性によってその場に留まろうとする。このようにして、被駆動体は、入力されるノコギリ波状の電圧波形の向きに応じて、一方向に移動させられる。
【０００３】
しかしながら、上述した圧電アクチュエータにおいては、被駆動体における駆動軸の反対側から予圧を付与し、被駆動体を駆動軸に押し付けていた。そのため、被駆動体が移動し続けても予圧を付与し続けられるよう、複雑かつ大掛かりな予圧機構を必要とされていた。
【特許文献１】特開２００６−８１３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ＳＩＤＭにおいて予圧機構をコンパクトにし小型化を図ることできる圧電アクチュエータ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】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明に係る圧電アクチュエータは、圧電素子と、前記圧電素子の一端側に設けられた接触子と、前記接触子の一方側に設けられた被駆動体と、前記接触子の他方側に設けられ、前記接触子を前記被駆動体に向けて付勢する予圧付与部とを備える。
【０００６】
また、前記接触子の接触面は、突出面で構成されており、前記被駆動体は、駆動方向でみて前記突出面よりも長く延びており、前記圧電素子の他端側は、回転自在に支持されていると好適である。
【０００７】
前記被駆動体は、回転自在に支持された円盤部材であり、前記被駆動体は、前記円盤部材の環状側面において、前記突出面に当接されていてもよい。あるいは、前記被駆動体は、直方体または球体であってもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、予圧付与部が接触子を挟んで被駆動体と反対側に設けられており、接触子に対して被駆動体に向けた予圧が付与されるので、被駆動体が移動し続けても接触子に予圧を付与するだけでよく、予圧付与部をコンパクトにし、圧電アクチュエータの小型化を図ることができる。
【０００９】
また、被駆動体に対してそれと当接する接触子を球面で構成し、被駆動体の方が接触子よりも駆動方向に対して長く延びている関係とし、尚且つ、圧電素子の接触子との反対側を回転自在に支持したため、被駆動体ではなく接触子に予圧を付与するようにしても、圧電素子に過大な剪断力が作用することを回避することができる。
【００１０】
なお、本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るＳＩＤＭ圧電アクチュエータの実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
【００１２】
図１に、本実施の形態に係るＳＩＤＭ圧電アクチュエータの構成を示す。圧電アクチュエータ１は、圧電素子３と、接触子５と、被駆動体７と、予圧付与部９とを備えている。接触子５は、圧電素子３の一端側に設けられている。圧電素子３の他端側は、回転支持軸１１を介して、概ねコの字状のフレーム１３に回転自在に支持されている。被駆動体７は、接触子５の一方側に設けられている。本実施の形態では、被駆動体７は、円盤部材であり、フレーム１３に回転自在に支持されている。予圧付与部９は、接触子５の他方側に設けられていて、接触子５を被駆動体７に向けて付勢している。
【００１３】
さらに、図２に基づいて、接触子や予圧付与部の周辺を詳細について説明する。図２は、図１において、フレームや被駆動体を除き、接触子や予圧付与部を見やすく描いた図である。圧電素子３の他方側には、ブラケット部１５が設けられている。このブラケット部１５は、概ねＬ字状に構成されており、その一端側に圧電素子３が接続する。また、他端寄りには、回転支持軸１１が挿通される貫通穴１７が設けられている。
【００１４】
予圧付与部９は、概ね棒状の本体部１９と、コイルばね２１とを含んでいる。本体部１９は、圧電素子３及び接触子５が並ぶ方向にほぼ沿って延びており、その長手方向の中ほどには、貫通穴２３が設けられている。本体部１９は、この貫通穴２３に挿通される図示省略する軸部材によって、フレーム１３に対して回転自在に支持される。本体部１９の端部には、切り欠き２５が形成されており、切り欠き２５内には、コイルばね２１の一端側が収容されている。
【００１５】
接触子５は、圧電素子３の一端側に設けられており、本体部２７と、接触面２９とを有している。接触面２９は、本体部２７の一方側に設けられており、本体部２７の他方側には、ばね受け面３１が形成されている。ばね受け面３１には、コイルばね２１の他端側が接続されている。接触面２９は、本体部２７のベース面３３から突出する突出面で構成されており、本実施の形態では一例として球面で構成されている。接触面２９は、円盤部材からなる被駆動体７に対して、その環状側面３５において被駆動体７と当接している（図１も参照）。また、本体部２７のベース面３３は、被駆動体７の環状側面３５と対面する関係にあり、ばね受け面３１とは傾斜する関係にある。また、接触面２９の球面形態と、環状側面３５の環状形態とから了解されるように、被駆動体７（環状側面３５）は、接触子５（接触面２９）に対して、駆動方向（本実施の形態では周方向）に対して長く延びている関係にある。
【００１６】
次に、以上のように構成された圧電アクチュエータの動作について説明する。図１に示されるように、接触子５は、被駆動体７に当接しており、被駆動体７の反対方向からは予圧付与部９によって予圧が付与されている。圧電素子３にノコギリ波状の電圧波形が入力されると、圧電素子３は、伸長時はゆっくり伸長し、短縮時は急激に短縮する。あるいは、それと反転したようなノコギリ波状の電圧波形が入力されると、逆に、圧電素子３は、伸長時は急激に伸長し、短縮時はゆっくり短縮する。
【００１７】
これに伴って、接触子５も、一方向にはゆっくり移動し、反対方向には急激に移動する。よって、被駆動体７は、接触子５がゆっくり移動する際には、摩擦力によって接触子５に連れられて移動（回転）し、接触子５が急激に移動する際には、被駆動体７は、慣性によってその場に留まろうとする。このようにして、被駆動体７は、入力されるノコギリ波状の電圧波形の向きに応じて、一方向に回転させられる。
【００１８】
また、前述したように、既存のＳＩＤＭにおいては、被駆動体に対して予圧を付与していたので、被駆動体が移動し続けても予圧を付与し続けられるよう複雑かつ大掛かりな予圧機構が必要とされていた。これに対し、本発明では、予圧付与部９が接触子５を挟んで被駆動体７と反対側に設けられており、接触子５に対して被駆動体７に向けた予圧が付与されるので、被駆動体７が移動し続けても接触子５に予圧を付与するだけでよく、予圧付与部９を図示構成及び上述の構成のようにコンパクトにし、圧電アクチュエータの小型化を図ることができる。
【００１９】
さらに、既存のＳＩＤＭにおいては、被駆動体ではなくそれを駆動する駆動軸の方に予圧を付与しようとした場合には、駆動軸が長尺の棒状であって片持ち態様で固定されていたので、駆動軸に対する被駆動体の位置変化に伴って、圧電素子に過大な剪断力が作用する恐れがあった。これに対して、本実施の形態では、被駆動体７の環状側面３５に対してそれと当接する接触子５の接触面２９を球面で構成し、被駆動体７の方が接触子５よりも駆動方向に対して長く延びている関係とし、尚且つ、圧電素子３の接触子５との反対側を回転自在に支持したため、被駆動体７ではなく接触子５に予圧を付与するようにしても、圧電素子３に過大な剪断力が作用することを回避することができる。
【００２０】
以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
【００２１】
例えば、本発明の圧電アクチュエータは、被駆動体が回転駆動されることには限定されず、直線駆動される態様として実施することもできる。
【００２２】
また、フレームは、コの字状の他、Ｕ字状またはＶ字状など他の形態を採用することも可能である。予圧付与部における予圧発生源は、コイルばねに限定されるものではない。
【００２３】
また、接触子の接触面は、球面に限定されるものではなく、被駆動体に対して部分的に当接する突出面で構成される態様であればよく、例えば、角錐体の表面、円錐体の表面なども可能である。
【００２４】
また、被駆動体は、円盤部材に限定されるものではなく、直方体や板状体などの平面体、あるいは、球体や環状体などの曲面体として構成されたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る圧電アクチュエータの概要を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態に関し、接触子や予圧付与部を明瞭に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１                                              圧電アクチュエータ
３                                              圧電素子
５                                              接触子
７                                              被駆動体
９                                              予圧付与部
２９                                            接触面
【図１】
2009142121.tif 000003
【図２】
2009142121.tif 000004