JP2005341785A - アクチュエータおよびこれを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、コストダウンが可能であると共に、移動体を高速移動可能なアクチュエータおよびこれを用いたカメラを提供すること。
【解決手段】 本発明のアクチュエータ１は、互いに対向配置した磁性体からなる第１、第２クランプ部材２、３と、この第１、第２クランプ部材２、３が互いに接離する方向に振動駆動可能な駆動部６とを有する駆動本体部１２と、第１、第２クランプ部材２、３の振動端部２ａ、３ａと対向する側に配設した可動子１３とを備え、
第１、第２クランプ部材２、３の振動に対応して、第１、第２クランプ部材２、３の振動端部２ａ、３ａが交互に可動子１３をクランプおよびスリップを繰り返すことにより、可動子１３または駆動本体部１２が、一方向または他方向に移動可能になっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２個のクランプ部材を可動子に対して、クランプとスリップとを交互に繰り返すことにより、可動子を所定量変位可能なアクチュエータおよびこれを用いた電子機器に関する。

従来のアクチュエータを、図９に基づいて説明すると、外部構造体５０にガイド孔部５１が形成され、このガイド孔部５１に磁性体シャフト５２が挿通されている。また、電磁石５３は、積層型圧電素子５４の先端部に固着され、積層型圧電素子５４の根元部分が外部構造体５０の凹部５５の側壁に固着されている。
また、電磁石５３の磁性体シャフト５２と対向する部分には、高誘電率材料薄膜５６、５７が、メッキ、または薄板の接着により形成されている。

このような従来のアクチュエータは、まず、積層型圧電素子５４が収縮した初期状態において、電磁石５３のコイルに電流を付与すると、発生する磁力によって電磁石５３が可動性シャフト５２を吸着する。
この状態で、初期状態の積層型圧電素子５４に電圧を印可して積層型圧電素子５４を伸長させると、磁性体シャフト５２は、圧電素子５４の伸長量だけ伸長方向に移動する。
次ぎに、電磁石５３への通電を解除した後、圧電素子５４の電圧印加を停止すれば、電磁石５３が磁性体シャフト５２から離間すると共に、圧電素子５４が初期状態まで収縮する。

このような動作を繰り返すことにより、外部構造体５０を固定している場合は、磁性体シャフト５２を一方向に移動でき、また、磁性体シャフト５２を固定している場合は、外部構造体５０自体が他方向に移動可能になっている。
そして、磁性体シャフト５２、または電磁石５３のヨークに磁束が残留しても、高誘電率材料薄膜５６、５７によって、残留磁束に反発する磁束を発生させることができ、電磁石５３への通電を解除すると、確実に電磁石５３を磁性体シャフト５２から離間させることができる。
特開平０７−１７１７７７号公報

しかし、前述したような従来のアクチュエータは、積層型圧電素子５４および高誘電率材料薄膜５６、５７が高価なために、コストアップになる問題があった。
また、積層型圧電素子５４への通電を解除して初期状態に戻る間は、磁性体シャフト５２の停止しているために、磁性体シャフト５２を高速で移動させることができなかった。
本発明は、前述したような課題を解決するために、コストダウンが可能であると共に、外部の可動部材を高速移動操作可能なアクチュエータおよびこれを用いた電子機器を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための第１の解決手段として本発明のアクチュエータは、互いに対向配置した磁性体からなる第１、第２クランプ部材とこの第１、第２クランプ部材を互いに接離する方向に振動駆動可能な駆動部とを有する駆動本体部と、前記第１、第２クランプ部材の一端部側に形成した振動端部と対向する側に配設した可動子とを備え、前記第１、第２クランプ部材の振動に対応して、前記第１、第２クランプ部材の振動端部が前記可動子に対して交互にクランプおよびスリップを繰り返すことにより、前記可動子、または前記駆動本体部が、一方向または他方向に変位可能になっていることを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第２の解決手段として、前記第１、第２クランプ部材は、前記磁性体で一体形成されて、弾性変形可能な弾性部を介して前記対向配置され、前記駆動部には、駆動用コイルが配設され、この駆動用コイルに対して所定の電流を印加することにより、前記第１、第２クランプ部材が前記弾性部を支点として振動することを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第３の解決手段として、前記駆動用コイルに印加する前記電流は、一方向から通電してＯＮ／ＯＦＦを繰り返して印加することを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第４の解決手段として、前記第１、第２クランプ部材は、他端部側の折り曲げ基部を略Ｕ字状に折り曲げて、互いに対向形成され、前記略Ｕ字状の折り曲げ基部が前記弾性部となって、前記第１、第２クランプ部材が前記振動駆動可能になっていることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第５の解決手段として、前記弾性部は、略Ｕ字状に折り曲げ形成して互いに対向する折り曲げ側部に別部材の前記第１、第２クランプ部材を互いに対向させて固着したことを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第６の解決手段として、前記第第２クランプ部材が対向する側の前記第１クランプ部材に前記駆動用コイルを配設し、前記駆動用コイルに前記電流を印加することにより発生する磁気回路が前記第２クランプ部材に作用して、前記第１、第２クランプ部材が前記振動駆動可能になっていることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第７の解決手段として、前記第１クランプ部材に取り付けた前記駆動用コイルの空芯部には、磁性体からなる第１駆動用ヨークが挿通され、この第１駆動用ヨークが対向する側の前記第２クランプ部材には、所定のギャップを有して第２駆動用ヨークが対向配置されていることを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第８の解決手段として、前記駆動部は、前記第１、第２クランプ部材の共振周波数またはその近傍の周波数で前記振動駆動させることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第９の解決手段として、前記第１、第２クランプ部材のそれぞれに、サブヨークを対向配置したことを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第１０の解決手段として、前記サブヨークは、磁性体インクにより、前記第１、第２クランプ部材に印刷または塗布により形成したことを特徴とする請求項９記載のアクチュエータ。

また、前記課題を解決するための第１１の解決手段として、前記弾性部の一部に取付部を形成し、この取付部を外部の固定部に取り付けることにより前記駆動本体部が固定されて、前記可動子が変位可能になっていることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第１２の解決手段として、前記振動端部近傍の前記第１、第２クランプ部材には、第１、第２クランプ用コイルが巻回され、前記駆動部による前記第１、第２クランプ部材の振動に対応して、前記第１、第２クランプ用コイルに所定の電流を印加することにより、前記第１、第２クランプ部材の前記振動端部が前記可動子に対してスリップ、またはクランプを交互に繰り返すことを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第１３の解決手段として、前記第１、第２クランプ用コイルに印加する前記電流は、一方向から通電してＯＮ／ＯＦＦを繰り返して印加する、または互いに異なる向きの電流を繰り返し交互に印加することを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第１４の解決手段として、前記第１、第２クランプ用コイルに前記異なる方向の電流を交互に繰り返し印加して一方向に変位させた前記可動子を他方向に変位させるときは、前記駆動用コイルに印加する前記電流の向きを変えるようにしたことを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第１５の解決手段として、前記第１、第２クランプ用コイルに印加する前記電流は、互いに１８０°の位相差を持っていることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第１６の解決手段として、前記第１、第２クランプ用コイルに印加する前記電流は、前記駆動用コイルに印加する前記電流に対して９０°の位相差を持っていることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第１７の解決手段として、前記可動子は、磁性体からなることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第１８の解決手段として、前記可動子は、永久磁石からなることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第１９の解決手段として、前記可動子は、前記永久磁石と前記第１、第２クランプ部材の前記振動端部との間に磁性体からなるフロントヨークが固着されていることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第２０の解決手段として、前記可動子は、前記永久磁石を介して前記フロントヨークと対向する側にバックヨークが固着されていることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第２１の解決手段として、前記可動子には、外部の可動部材を連結支持可能な連結支持部材が取り付けられていることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第２２の解決手段として、前記連結支持部は、前記可動子と前記可動部材との間の寸法変化に対応可能な弾性材料からなることを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第２３の解決手段として本発明の電子機器は、請求項１乃至２３の何れかに記載のアクチュエータと、このアクチュエータを前記連結支持部材を介して取り付けた可動部材とを備え、前記アクチュエータを駆動して前記第１、第２クランプ部材が前記振動することで、前記可動子が所定方向に変位して前記可動部材が移動するようにしたことを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第２４の解決手段として、前記可動部材を支持する筐体には、請求項１１記載の前記固定部が形成され、この固定部に前記取付部が取付可能になっていることを特徴とする。

本発明は、第１、第２クランプ部材の振動端部が交互に可動子をクランプおよびスリップを繰り返すことにより、可動子または駆動本体部が、一方向または他方向に移動可能になっているので、可動子または駆動本体部を確実で高速で変位させることができる。
また、第１、第２クランプ部材は、磁性体で一体形成され、弾性変形可能な折り曲げ基部を介して対向配置され、駆動部には、駆動用コイルが配設され、この駆動用コイルに対して所定電流を印可することにより、第１、第２クランプ部材が弾性部を支点として振動するので、第１、第２クランプ部材を近づける方向に変位るときだけ通電すれば良く、低消費電力とすることができる。

また、駆動用コイルに印加する電流は、一方向から通電してＯＮ／ＯＦＦを繰り返して印加するので、電流印加の制御が簡単である。
また、第１、第２クランプ部材は、前記折り曲げ基部が略Ｕ字状に折り曲げされて互いに対向形成されているので、略Ｕ字状の折り曲げ基部が弾性部となっているので、第１、第２クランプ部材、および折り曲げ基部が一体形成されており、組立時の取り扱いが容易である。
また、折り曲げ基部は、略Ｕ字状に折り曲げ形成して互いに対向する折り曲げ側部に別部材の第１、第２クランプ部材を互いに対向させて固着したので、折り曲げ基部を第１、第２クランプ部材と異なる弾力性のある部材で形成することができ、第１、第２クランプ部材の高速で確実に振動させることができる。

また、第２クランプ部材が対向する側の第１クランプ部材に駆動用コイルを配設し、駆動用コイルに電流を印加することにより発生する磁気回路が第２クランプ部材に作用して、第１、第２クランプ部材が振動駆動可能になっているので、駆動用コイルに通電したときに発生する磁気回路で第２クランプ部材を吸着することができ、第１、第２クランプ部材を確実に振動させて変位させることができる。
また、第１クランプ部材に取り付けられた駆動用コイルの空芯部には、磁性体からなる第１駆動用ヨークが挿通され、この第１駆動用ヨークが対向する側の第２クランプ部材には、所定のギャップを有して第２駆動用ヨークが対向配置されているので、駆動用コイルに対して通電、無通電を繰り返すことにより、第１、第２駆動用ヨークが吸着および離間を繰り返して、第１、第２クランプ部材を更に高速で確実に振動させることができる。

また、駆動部は、第１、第２クランプ部材の共振周波数またはその近傍の周波数で振動駆動させることにより、小さな駆動力で第１、第２クランプ部材を振動させることができ、低消費電力とすることもできる。

また、第１、第２クランプ部材のそれぞれに、サブヨークを対向配置したので、このサブヨークによって第１、第２クランプ用コイルで励磁される第１、第２クランプ部材の振動端部の磁力を大きくすることができる。

また、サブヨークは、磁性体インクにより、第１、第２クランプ部材に印刷または塗布により形成したので、サブヨークを第１、第２クランプ部材に容易に一体化することができる。

また、折り曲げ基部の一部に取付部を形成し、この取付部を外部の固定部に取り付けることにより駆動本体部が固定されて、可動子が変位可能になっているので、第１、第２クランプ部材の振動によって、可動子を確実に変位させることができる。

また、振動端部近傍の第１、第２クランプ部材には、第１、第２クランプ用コイルが巻回され、駆動部による第１、第２クランプ部材の振動に対応して、第１、第２クランプ用コイルに所定の電流を印加することにより、第１、第２クランプ部材の振動端部が可動子に対してスリップ、またはクランプを交互に繰り返すので、可動子を確実に一方向、あるいは他方向に移動させて変位させることができる。

また、第１、第２クランプ用コイルに印加する電流は、一方向から通電してＯＮ／ＯＦＦを繰り返して印加する、または互いに異なる向きの電流を繰り返し交互に印加するので、第１、第２クランプ部材を可動子に、確実にクランプ、またスリップさせることができる。

また、第１、第２クランプ用コイルに異なる方向の電流を交互に繰り返し印加して一方向に変位させた可動子を他方向に変位させるときは、駆動用コイルに印加する電流の向きを変えるようにしたので、可動子を一方向、または他方向に変位させるときの第１、第２クランプ部材に発生する磁気回路を対称とすることができる。そのために、可動子を一方向、および他方向に変位させるときの駆動力を同じにすることができ、一方向、または他方向に変位する可動子の速度、あるいは変位量を同じにできる。

また、第１、第２クランプ用コイルに印加する前記電流は、互いに１８０°の位相差を持っているので、第１、第２クランプ部材の可動子に対するクランプとスリップとを、同時にすることができる。

また、第１、第２クランプ用コイルに印加する前記電流は、駆動用コイルに印加する電流に対して９０°の位相差を持っているので、例えば可動子をクランプした第１クランプ部材と、クランプしてない第２クランクランプ部材とを、互いに接離する方向に確実に振動させることができる。

また、可動子は、磁性体からなるので、鉄板等の低コスト材料を用いることができる。
また、可動子は、永久磁石からなるので、第１、第２クランプ部材を可動子に対して確実にクランプ、およびスリップをさせることができる。

また、可動子は、永久磁石を有し、第１、第２クランプ用コイルに一方向と他方向の異なる向きの電流を交互に繰り返し通電することにより、第１、第２クランプ部材のいずれか一方が可動子に対して所定の反発力が発生してスリップし、第１、第２クランプ部材のいずれか他方に発生する吸着力が永久磁石の磁力に作用して可動子を大きな力で吸着してクランプするので、第１、第２クランプ部材を可動子に対して、更に確実なクランプ、およびスリップをさせるさせることができる。

また、可動子は、永久磁石と第１、第２クランプ部材の振動端部との間に磁性体からなるフロントヨークが固着されているので、第１、第２クランプ部材の振動端部に大きな磁力で可動子を吸着して、確実なクランプをすることができる。

また、可動子は、永久磁石を介してフロントヨークと対向する側にバックヨークが固着されているので、更に大きな磁力で可動子を第１、第２クランプ部材の振動端部に吸着することができる。

また、可動子には、外部の可動部材を連結支持可能な連結支持部材が取り付けられているので、可動子の移動に連動して外部の可動部材を容易に移動させることができる。

また、連結支持部材は、可動子と可動部材との間の寸法変化に対応可能な弾性材料からなるので、可動子と可動部材との間の寸法にバラツキがあったとしても、このバラツキを吸収して、可動部材を確実に移動させることができる。

また、本発明の電子機器は、請求項１乃至２３の何れかに記載のアクチュエータと、このアクチュエータを連結支持部材を介して取り付けた可動部材とを備え、アクチュエータを駆動して第１、第２クランプ部材が振動することで、可動子が所定方向に変位して可動部材が移動するようにしたので、連結支持部材に支持された可動部材を高速で確実に往復移動させることができる。

また、可動部材を支持する外部の筐体には、請求項１１記載の固定部が形成され、この固定部に取付部が取付可能になっているので、アクチュエータの駆動本体部を外部の筐体に固定して、可動子を確実に所定方向に変位させることができる。そのために、可動子の変位に連動して外部の可動部材を確実に往復移動させることができる。

以下、本発明のアクチュエータおよびこれを用いたカメラの実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態のアクチュエータの斜視図であり、図２は図１の側面図であり、図３は本発明の第２の実施の形態のアクチュエータの側面図であり、図４は第２の実施の形態に係わる可動子の斜視図であり、図５は本発明に係わる弾性部の変形例を示す側面図であり、図６は第１の実施の形態のアクチュエータの動作を説明するタイミングチャートであり、図７は本発明のアクチュエータを用いた電子機器の要部斜視図であり、図８は本発明に係わる連結支持部材の斜視図であり、図９は第２の実施の形態のアクチュエータの動作を説明するタイミングチャートである。

まず、本発明の第１の実施の形態のアクチュエータ１は、図１、図２に示すように、所定の間隔を有して第１、第２クランプ部材２、３が配設され、図示右側の一端部側が振動端部２ａ、３ａとなっている。
前記第１、第２クランプ部材２、３は、鉄板等の磁性体からなり、図示左側の他端部側の弾性部４を略Ｕ字状に折り曲げて、互いに平行状に対向形成されている。
即ち、第１、第２クランプ部材２、３は、磁性体を折り曲げて一体形成され、弾性部４を介して互いに対向配置されて、弾性部４を支点として互いに接離する方向に振動可能になっている。
また、弾性部４には、図示左右に延びて取付部４ａ、４ａが形成されている。

また、第１、第２クランプ部材２、３の外面側には、珪素鋼板等の交流磁気特性が良好なサブヨーク５が溶接等で固着されている。また、サブヨーク５は、交流磁気特性が良好な、例えば磁性粉を練り込みした磁性体インクを、第１、第２クランプ部材２、３に印刷、または塗布により形成したものでも良い。
また、第１クランプ部材２の弾性部４近傍には、第１、第２クランプ部材２、３を互いに接離する方向に振動駆動可能な駆動部６が配設されている。

前記駆動部６には、第１クランプ部材２に駆動用コイル７が接着剤等で固着され、この駆動用コイル７に対して第２クランプ部材３が所定の隙間を有して対向配置されている。
また、駆動用コイル７の空芯部７ａには、磁性体からなる第１駆動用ヨーク８が挿通されて配設されている。前記第１駆動用ヨーク８は、第１クランプ部材２、およびサブヨーク５に接着剤等で固着されて、第１クランプ部材２と共に振動可能になっている。

また、第１クランプ部材３には、第１駆動用ヨーク８と所定のギャップＧを有して対向する位置に磁性体からなる第２駆動用ヨーク９が配設されている。
前記第２駆動用ヨーク９は、第２クランプ部材３、およびサブヨーク５に接着剤等で固着されて、第２クランプ部材３と共に振動可能になっている。
そして、駆動用コイル７に対して所定電流を印可してＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことで、第１駆動用ヨーク８が励磁されて、第１駆動用ヨーク８に第２駆動用ヨーク９が吸着されて、第１、第２クランプ部材２、３が互いに近づく方向に変位する。

また、駆動用コイル７への通電を解除してＯＦＦとすると、第１駆動用ヨーク８の励磁が解除されて、弾性部４の弾性力で、第１、第２クランプ部材２、３が互いに離れる方向に移動する。
前記第１、第２クランプ部材２、３を、互いの共振周波数である２ＫＨＺ〜４ＫＨＺあるいはその近傍で振動させて、後述する可動子１３を高速変位させることにより、可動子１３を第１、第２クランプ部材２、３の振動周波数に対応する速度よりも更に高速で変位させることができる。
また、第１、第２クランプ部材２、３の振動を共振周波数の半分以下で駆動することにより、可動子１３を第１、第２クランプ部材の振動周波数に対応した速度で変位させることができる。
前記第１、第２クランプ部材２、３の振幅は、略２μｍである。

また、第１、第２クランプ部材２、３の振動端部２ａ、３ａ近傍には、第１、第２クランプ用コイル１０、１１が巻回されて支持されている。
そして、第１、第２クランプ部材２、３、駆動部６、第１、第２クランプ用コイル１０、１１によって駆動本体部１２が構成され、この駆動本体部１２と対向する側に可動子１３が配設されている。
前記可動子１３は、軟鉄等の磁性体からなり、第１、第２クランプ用コイル１０、１１に交互に通電してＯＮすると、それぞれの振動端部２ａ、３ａが交互に励磁されて、第１、第２クランプ部材２、３と可動子１３とが交互に吸着されてクランプされるようになっている。

また、第１、第２クランプ用コイル１０、１１への通電を交互に解除してＯＦＦとすると、振動端部２ａ、３ａが交互に非励磁となって、第１、第２クランプ部材２、３と可動子１３とは、交互にクランプが解除されてスリップ可能となる。 そのために、可動子１３は、第１、第２クランプ部材２、３の振動端部２ａ、３ａとの滑り性をよくするために、振動端部２ａ、３ａがスリップする面が研磨加工がされている。また、振動端部２ａ、３ａも同様に研磨加工されて、可動子１３に対する滑り性を向上させている。
更に、振動端部２ａ、３ａのコーナ部も小さな面取りが施されて、滑り性の向上を図っている。

前述したような構成の第１の実施の形態のアクチュエータ１の動作を、図６に示すタイミングチャートに基づいて説明すると、例えば駆動本体部１２側の弾性部４に形成した取付部４ａを、後述するカメラ２０側に形成した外部の固定部２１ａに取り付けて固定する。
そして、第１、第２クランプ部材２、３が、略平行な初期状態の時に、第１クランプ用コイル１０に所定電流を印可してＯＮすると共に、第２クランプ用コイル１１は、ＯＦＦとなっている。
このことにより、第１クランプ部材２の振動端部２ａが励磁されて、振動端部２ａと磁性材料からなる可動子１３とが吸着されてクランプされる。また、第２クランプ部材３の振動端部３ａは、励磁されないので、可動子１３に対してスリップ可能となっている。

この状態で、駆動用コイル７に対して所定電流を印可してＯＮすることにより、第１、第２駆動用ヨーク８、９が吸着されて、第１、第２クランプ部材２、３が互いに近づく方向の内側に振動する。
そして、第１クランプ部材２の内側への振動に対応して、第１クランプ部材２にクランプされている可動子１３が矢印Ａの一方向に寸法Ｃ変位する。
同時に、第２クランプ部材３の振動端部３ａが可動子１３に対してスリップして、第１、第２クランプ部材２、３が互いに近づく方向の内側に振動する。

次ぎに、第１、第２クランプ部材２、３が互いに近づいた状態で、第１クランプ用コイル１０への通電を解除してＯＦＦとすると共に、第２クランプ用コイル１１に通電してＯＮとする。
このことにより、第２クランプ部材３の振動端部３ａが可動子１３を吸着してクランプすると共に、第１クランプ部材２の振動端部２ａが可動子に１３に対してスリップ可能となっている。

この状態で、駆動用コイル７への通電をＯＦＦとして、第１、第２駆動用ヨーク８、９の励磁を解除すると、第１、第２クランプ部材２、３が互いに離れる方向に変位する。
そして、第２クランプ部材３の外側への変位に対応して、第２クランプ部材３にクランプされている可動子１３が矢印Ａの一方向に寸法Ｄ変位する。
同時に、第１クランプ部材２の振動端部２ａが可動子１３に対してスリップして、第１、第２クランプ部材２、３が互いに離れる方向の外側に変位して、第１、第２クランプ部材２，３が初期状態に復帰する。

このような動作を繰り返すことにより、可動子１３を一方向に所定量変位させることができる。また、前述した動作と反対の動作を行うことにより、可動子１３を反対方向の他方向に戻すことができる。
また、第１、第２クランプ用コイル１０、１１に印加する電流は、図６に示すように、互いに１８０°の位相差を持っているので、第１、第２クランプ部材１０、１１の可動子１３に対するクランプとスリップとを、同時にすることができる。
また、第１、第２クランプ用コイル１０、１１に印加する電流は、駆動用コイル７に印加する電流に対して９０°の位相差を持っているので、例えば可動子１３をクランプした第１クランプ部材２と、クランプしてない第２クランプ部材３とを、互いに接離する方向に確実に振動させることができる。
このような本発明の第１の実施の形態のアクチュエータ１は、可動子１３をクランプおよびスリップさせるときに、第１、第２クランプ用コイル１０、１１に印加する電流が、いずれか一方がＯＮしているときは、いずれか他方がＯＦＦとなっているので、低消費電力とすることができる。
尚、本発明の第１の実施の形態のアクチュエータ１の動作説明では、駆動本体部１２を固定して可動子１３を移動させることで説明したが、可動子１３を固定して、駆動本体部１２側を移動させるようにしても良い。

また、本発明の第２の実施の形態のアクチュエータ３１を、図４、および図９に基づいて説明すると、第２の実施の形態のアクチュエータ３１に用いる可動子３３は、図４に示すように、幅方向に互いに異なる磁極（Ｎ、Ｓ）が着磁された永久磁石３３ａを有し、この永久磁石３３ａと第１、第２クランプ部材２、３の振動端部２ａ、３ａとの間に鉄板等の磁性体からなるフロントヨーク３３ｂが固着されている。

前記フロントヨーク３３ｂは、振動端部２ａ、３ａが接する側の面が研磨加工されて、振動端部２ａ、３ａに対する滑り性を良くするようになっている。
また、可動子３３は、永久磁石３３ａを介してフロントヨーク３３ｂと対向する側にバックヨーク３３ｃが固着されている。
そして、第１、第２クランプ用コイル１０、１１を巻回した部分のそれぞれの振動端部２ａ、３ａは、例えばフロントヨーク３３ｂを介して対向する永久磁石３３ａの図４に示すＮ極側と対向するようになっている。

このような本発明の第２の実施の形態のアクチュエータ３１は、図９に示すように、第１、第２クランプ用コイル１０、１１に一方向と他方向の異なる向きの電流を交互に繰り返して通電することにより、例えば第１クランプ部材２の振動端部２ａがＮ極に励磁される。このことにより、振動端部２ａを可動子３３に対して積極的に離間させようとする反発力が発生して、第１クランプ部材２と可動子３３とをスムーズにスリップさせることができる。
同時に、第２クランプ部材３の振動端部３ａがＳ極に励磁されて、振動端部３ａが可動子３３の永久磁石３３ａに大きな吸着力でクランプすることができる。
このことにより、第１、第２クランプ部材２、３によって、可動子３３を確実に移動させることができる。
また、駆動用コイル７に印加する電流は、図９に示すように、可動子３３を矢印Ａの一方向に変位させるときは、駆動用コイル７に印加する電流の方向をプラス側とし、可動子３３を矢印Ｂの他方向に変位させるときは、駆動用コイル７に印加する電流の方向をマイナス側としている。
即ち、第１、第２クランプ用コイル２、３に異なる方向の電流を交互に繰り返し印可して一方向に変位させた可動子３３を他方向に変位させるときには、駆動用コイル７に印加する電流の向きを変えるようにしている。
このようにすることにより、可動子３３を一方向、または他方向に変位させるときの第１、第２クランプ部材２、３に発生する磁気回路を対称とすることができる。そのために、可動子３３を矢印Ａ方向、および矢印Ｂ方向に変位させるときの駆動力が同じになり、可動子３３の一方向、他方向への変位を、同じ速度あるいは１サイクル当たりの変位量を同じにできる。

あるいは、第２の実施の形態のアクチュエータ３１は、第１、第２クランプ用コイル１０、１１に所定電流を一方向のみから印可してＯＮ／ＯＦＦを交互に繰り返すようにしたものでも良い。（図６に示す第１の実施の形態と同じ）
このようにすることにより、第１、第２クランプ部材２、３のいずれか一方が可動子３３に対して所定の反発力が発生してスリップし、同時に第１、第２クランプ用コイル１０、１１のいずれか他方に発生する吸着力が永久磁石３３ａの磁力に作用して可動子３３を大きな力で吸着してクランプするようにしたものでも良い。

また、本発明のアクチュエータを用いた電子機器２０を、例えばカメラで説明すると、図７に示す電子機器２０には、例えば本発明の第２の実施の形態のアクチュエータ３１が搭載されており、このアクチュエータ３１は、樹脂材料等からなる筐体２１の固定部２１ａに、弾性部４の取付部４ａが固定されて取り付けられている。
また、筐体２１には、第１、第２ガイド軸２１ｂ、２１ｃが立設されている。そして、第１ガイド軸２１ｂには、所定の口径の開口部２２ａに所定の口径のレンズ（図示せず）を組み込んだレンズ鏡筒２２の第１アーム部２２ｂが移動自在に支持されている。

また、第２ガイド軸２１ｃには、移動体であるレンズ鏡筒２２の第２アーム部２２ｃが移動自在に支持されている。
また、固定部２１ａに取付部４ａを固定した本発明のアクチュエータ１は、弾性部４の背面側にバックボード２３が挿入されて、固定部２１ａにガタなく固定されている。

また、可動子３３には、図８に示すように、連結支持部材２４が固着されており、この連結支持部材２４は、リン青銅板等の弾性材料からなり、バックヨーク３３ｃに接着剤等で固着可能な固着片２４ａと、外部の可動部材である例えばレンズ鏡筒２２の第１アーム部２２ｂの端部を挟み込んで接着剤等で固着可能な、取付片２４ｂ、２４ｃとが形成されている。
また、固着部２４ａと取付片２４ｂとを接続する接続部２４ｄが形成され、この接続部２４ｄによって、可動子３３と外部の可動部材であるレンズ鏡筒２２の第１アーム部２２ｂとの間の寸法にバラツキがあったとしても、このバラツキに対応して、第１アーム部２２ｂを無理なく移動自在に支持できるようになっている。

このような本発明のアクチュエータ１を用いた電子機器の動作を、例えばカメラ２０で説明すると、まず、アクチュエータ１の駆動部６を駆動させて、可動子３３を、例えば上方に移動させると、この可動子３３の移動に連動して、外部の可動部材であるレンズ鏡筒２２が上方に移動するようになっている。
そして、レンズ鏡筒２２にフォーカスレンズが組み込まれたいる場合は、所望のフォーカス操作を行うことができる。
このような本発明のアクチュエータを用いた電子機器が例えばカメラ２０の場合は、可動部材であるレンズ鏡筒２２を高速で、且つスムーズに移動させることができ、ズーミング操作、またはフォーカス操作が容易である。
また、本発明のアクチュエータ１の用途は、カメラ２０に限定されず、可動部材を備えた電子機器全般に使用することができる。

尚、本発明の実施の形態では、第１、第２クランプ部材２、３を、弾性部４を介して一体形成したもので説明したが、本発明の変形例のアクチュエータ４１として、図５に示すように、別体で形成した第１、第２クランプ部材４２、４３を、磁性体を略Ｕ字状に折り曲げて形成した折り曲げ側部４４ａに溶接等で固着したものでも良い。そして、第１、第２クランプ部材４２、４３の振動端部４２ａ、４３ａに、本発明の第１の実施の形態の係わる可動子１３、または第２の実施の形態の係わる永久磁石３３ａを有する可動子３３が吸着可能になっている。
このような変形例のアクチュエータ４１は、第１、第２クランプ部材４２、４３と弾性部４４とを別材料で形成することができ、例えば弾性部４４を弾力性に優れた材料とすることで、第１、第２クランプ部材４２、４３の振動を確実に行うことができる。

本発明の第１の実施の形態のアクチュエータの斜視図である。 図１の側面図である。 本発明の第２の実施の形態のアクチュエータの側面図である。 第２の実施の形態に係わる可動子の斜視図である。 本発明に係わる弾性部の変形例を示す側面図である。 第１の実施の形態のアクチュエータの動作を説明するタイミングチャートである。 本発明のアクチュエータを用いたカメラの要部斜視図である。 本発明に係わる連結支持部材の斜視図である。 第２の実施の形態のアクチュエータの動作を説明するタイミングチャートである。 従来のアクチュエータの要部断面図である。

符号の説明

１ 第１の実施の形態のアクチュエータ
２ 第１クランプ部材
２ａ 振動端部
３ 第２クランプ部材
３ａ 振動端部
４ 弾性部
４ａ 取付部
５ サブヨーク
６ 駆動部
７ 駆動用コイル
７ａ 空芯部
８ 第１駆動用ヨーク
９ 第２駆動用ヨーク
１０ 第１クランプ用コイル
１１ 第２クランプ用コイル
１２ 駆動本体部
１３ 可動子
２０ カメラ
２１ 筐体
２２ レンズ鏡筒
２２ａ 開口部
２２ｂ 第１アーム部
２２ｃ 第２アーム部
２３ バックボード
２４ 連結支持部材
２４ａ 固着片
２４ｂ、２４ｃ 取付片
２４ｄ 接続部

Claims (24)

1. 互いに対向配置した磁性体からなる第１、第２クランプ部材とこの第１、第２クランプ部材を互いに接離する方向に振動駆動可能な駆動部とを有する駆動本体部と、前記第１、第２クランプ部材の一端部側に形成した振動端部と対向する側に配設した可動子とを備え、
   前記第１、第２クランプ部材の振動に対応して、前記第１、第２クランプ部材の振動端部が前記可動子に対して交互にクランプおよびスリップを繰り返すことにより、前記可動子、または前記駆動本体部が、一方向または他方向に変位可能になっていることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記第１、第２クランプ部材は、前記磁性体で一体形成されて、弾性変形可能な弾性部を介して前記対向配置され、前記駆動部には、駆動用コイルが配設され、この駆動用コイルに対して所定の電流を印加することにより、前記第１、第２クランプ部材が前記弾性部を支点として振動することを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
3. 前記駆動用コイルに印加する前記電流は、一方向から通電してＯＮ／ＯＦＦを繰り返して印加することを特徴とする請求項２記載のアクチュエータ。
4. 前記第１、第２クランプ部材は、他端部側の折り曲げ基部を略Ｕ字状に折り曲げて、互いに対向形成され、前記折り曲げ基部が前記弾性部となって、前記第１、第２クランプ部材が前記振動駆動可能になっていることを特徴とする請求項２、または３に記載のアクチュエータ。
5. 前記弾性部は、略Ｕ字状に折り曲げ形成して互いに対向する折り曲げ側部に別部材の前記第１、第２クランプ部材を互いに対向させて固着したことを特徴とする請求項２記載のアクチュエータ。
6. 前記第第２クランプ部材が対向する側の前記第１クランプ部材に前記駆動用コイルを配設し、前記駆動用コイルに前記電流を印加することにより発生する磁気回路が前記第２クランプ部材に作用して、前記第１、第２クランプ部材が前記振動駆動可能になっていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のアクチュエータ。
7. 前記第１クランプ部材に取り付けた前記駆動用コイルの空芯部には、磁性体からなる第１駆動用ヨークが挿通され、この第１駆動用ヨークが対向する側の前記第２クランプ部材には、所定のギャップを有して第２駆動用ヨークが対向配置されていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載のアクチュエータ。
8. 前記駆動部は、前記第１、第２クランプ部材の共振周波数またはその近傍の周波数で前記振動駆動させることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のアクチュエータ。
9. 前記第１、第２クランプ部材のそれぞれに、サブヨークを対向配置したことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のアクチェータ。
10. 前記サブヨークは、磁性体インクにより、前記第１、第２クランプ部材に印刷または塗布により形成したことを特徴とする請求項９記載のアクチュエータ。
11. 前記弾性部の一部に取付部を形成し、この取付部を外部の固定部に取り付けることにより前記駆動本体部が固定されて、前記可動子が変位可能になっていることを特徴とする請求項２乃至１０の何れかに記載のアクチュエータ。
12. 前記振動端部近傍の前記第１、第２クランプ部材には、第１、第２クランプ用コイルが巻回され、前記駆動部による前記第１、第２クランプ部材の振動に対応して、前記第１、第２クランプ用コイルに所定の電流を印加することにより、前記第１、第２クランプ部材の前記振動端部が前記可動子に対してスリップ、またはクランプを交互に繰り返すことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のアクチュエータ。
13. 前記第１、第２クランプ用コイルに印加する前記電流は、一方向から通電してＯＮ／ＯＦＦを繰り返して印加する、または互いに異なる向きの電流を繰り返し交互に印加することを特徴とする請求項１２記載のアクチュエータ。
14. 前記第１、第２クランプ用コイルに前記異なる方向の電流を交互に繰り返し印加して一方向に変位させた前記可動子を他方向に変位させるときは、前記駆動用コイルに印加する前記電流の向きを変えるようにしたことを特徴とする請求項１３記載のアクチュエータ。
15. 前記第１、第２クランプ用コイルに印加する前記電流は、互いに１８０°の位相差を持っていることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載のアクチュエータ
16. 前記第１、第２クランプ用コイルに印加する前記電流は、前記駆動用コイルに印加する前記電流に対して９０°の位相差を持っていることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれかに記載のアクチュエータ。
17. 前記可動子は、磁性体からなることを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれかに記載のアクチュエータ。
18. 前記可動子は、永久磁石からなることを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれかに記載のアクチュエータ。
19. 前記可動子は、前記永久磁石と前記第１、第２クランプ部材の前記振動端部との間に磁性体からなるフロントヨークが固着されていることを特徴とする請求項１７、または１８記載のアクチュエータ。
20. 前記可動子は、前記永久磁石を介して前記フロントヨークと対向する側にバックヨークが固着されていることを特徴とする請求項１９記載のアクチュエータ。
21. 前記可動子には、外部の可動部材を連結支持可能な連結支持部材が取り付けられていることを特徴とする請求項２０記載のアクチュエータ。
22. 前記連結支持部は、前記可動子と前記可動部材との間の寸法変化に対応可能な弾性材料からなることを特徴とする請求項２１記載のアクチュエータ。
23. 請求項１乃至２３の何れかに記載のアクチュエータと、このアクチュエータを前記連結支持部材を介して取り付けた可動部材とを備え、前記アクチュエータを駆動して前記第１、第２クランプ部材が前記振動することで、前記可動子が所定方向に変位して前記可動部材が移動するようにしたことを特徴とする電子機器。
24. 前記可動部材を支持する外部の筐体には、請求項１１記載の前記固定部が形成され、この固定部に前記取付部が取付可能になっていることを特徴とする請求項２３記載の電子機器。
    

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