JP2007004121A - モータ、モータ装置及びそれを用いるレンズ駆動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】形状記憶合金を用いて静粛で且つ小型であっても大きな回転駆動力を発揮することが可能であり、また、円筒状（同心円状）に仕立てられることで光学系と略同軸な構成でレンズ駆動を行うことができるモータ、モータ装置及びそれを用いるレンズ駆動機構を提供する。
【解決手段】基台１６と、基台１６に回転自在に支持され、外縁に接触部を有し、回転力を出力するカム筒１４（回転体）と、内縁に接触部を有し、カム筒１４の接触部と接触を保ちながら該カム筒１４の回転軸に垂直な平面において揺動する駆動ギア２１（揺動環）と、駆動ギア２１の姿勢を保持する平行ばね２３〜２６（姿勢保持手段）と、両端が基台１６に固定され、駆動ギア２１と当接する３本以上の線状又は帯状の形状記憶合金３５〜３８（伸縮アクチュエータ）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、形状記憶合金によって回転駆動力を発揮するモータ、モータ装置及びそれを用いる撮像装置のレンズ駆動機構に関する。

前記形状記憶合金（ＳＭＡ；Shape Memory Alloy）は、一般的には、周囲温度の変化に伴って動作するタイプのアクチュエータとして用いられている。たとえば、給湯の湯加減を調節する弁の部分に使用されたり、外気温の変化に応じて換気口の開口度合いを変化させる用途に使用されている。このような使い方においては、ＳＭＡはコイルばね状に成型され直進往復運動機構とともに用いられることが多い。

一方、従来から、ＳＭＡに通電することで自身のジュール熱によって発熱し、動作するタイプのアクチュエータが開発されている。特許文献１は、複数の直線記憶のＳＭＡを用いて回転系のアクチュエータを実現した電動モータである。具体的には、円盤状の基台に、周方向に等間隔に、大略コの字状の前記ＳＭＡの一端を枢支し、他端を、ロータの偏心位置にあってロータ上で回転自在の駆動回転体に周方向で等間隔に枢支する。ＳＭＡが順に伸縮を繰り返すと、前記他端と駆動回転体との距離が変化し、ロータが回転するようになっている。
特開平７−３２７３８０号公報

上述の従来技術のようなクランク機構においは、ＳＭＡは変位量が非常に小さく、実施例に示すような本数の機構では回動が困難である。また、本数が少ないと自ずとクランク径が小さくなる、つまりトルクが小さくなる。これを補うために本数を増やすと、トルクは増えるものの回転数が低下し、装置（組み立て）も複雑となりコストが嵩む。ＳＭＡの径（軸直径）を大きくすると装置の複雑さは抑えることができるが、体積と表面積との関係上、反応時間がそれ以上に長くなり、本数を増やす場合よりも速度が低下する。ＳＭＡを長くするとアクチュエータ自身のサイズが大きくなるという問題もある。

また、これらのモータは回転中心にクランクを備えているので、例えばレンズ光学系の駆動において同軸に配置できず、鏡筒の横に配置しなければならなくなり、機器としては大きなものになってしまうという問題があった。

本発明の目的は、形状記憶合金を用いて静粛で且つ小型であっても大きな回転駆動力を発揮することができ、また、円筒状に仕立てられる（組み立てられる）ことで光学系と略同軸な構成でレンズ駆動を行うことができるモータ、モータ装置及びそれを用いるレンズ駆動機構を提供することである。

本発明の請求項１に係るモータは、基台と、前記基台に回転自在に支持され、外縁に接触部を有し、回転力を出力する回転体と、内縁に接触部を有し、前記回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する揺動環と、前記揺動環の姿勢を保持する姿勢保持手段と、両端が前記基台に固定され、前記揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータとを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、外縁に接触部を有し、基台に回転自在に支持された回転体によって回転力が出力され、内縁に接触部を有する揺動環が、回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する。また、姿勢保持手段によって揺動環の姿勢が保持され、両端が基台に固定された３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータが揺動環と当接する。

請求項２に係るモータは、請求項１において、前記回転体と揺動環との接触状態を持続させる接触状態持続手段をさらに備えることを特徴とする。これによれば、接触状態持続手段によって回転体と揺動環との接触状態が持続される。

請求項３に係るモータは、請求項１又は２において、前記線状又は帯状の伸縮アクチュエータは、該伸縮アクチュエータの長手方向と垂直な方向の断面における短寸が１００μｍ以下である形状記憶合金からなることを特徴とする。これによれば、線状又は帯状の伸縮アクチュエータが、該伸縮アクチュエータの長手方向と垂直な方向の断面における短寸が１００μｍ以下である形状記憶合金とされる。

本発明の請求項４に係るモータ装置は、基台と、前記基台に回転自在に支持され、外縁に接触部を有し、回転力を出力する回転体と、内縁に接触部を有し、前記回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する揺動環と、前記揺動環の姿勢を保持する姿勢保持手段と、両端が前記基台に固定されるとともに中央近傍が前記揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータとを備えるモータ機構と、隣接する前記伸縮アクチュエータに順次通電する通電制御手段とを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、モータ機構において、外縁に接触部を有し、基台に回転自在に支持された回転体によって回転力が出力され、内縁に接触部を有する揺動環が、回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する。また、姿勢保持手段によって揺動環の姿勢が保持され、両端が基台に固定されるとともに中央近傍が揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータが揺動環と当接する。そして、通電制御手段によって、隣接する伸縮アクチュエータに順次通電がなされる。

請求項５に係るモータ装置は、請求項４において、前記回転体と揺動環との接触状態を持続させる接触状態持続手段をさらに備えることを特徴とする。これによれば、接触状態持続手段によって回転体と揺動環との接触状態が持続される。

請求項６に係るモータ装置は、請求項４又は５において、前記回転体及び揺動環は、摩擦力によって互いに連結が可能に構成された前記接触部を備えることを特徴とする。これによれば、回転体及び揺動環が接触部において摩擦力により互いに連結される。

本発明の請求項７に係るモータは、基台と、前記基台に回転自在に支持され、外縁に接触部を有し、回転力を出力する回転体と、内縁に接触部を有し、前記回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する揺動環と、前記揺動環の姿勢を保持する姿勢保持手段と、前記回転体と揺動環との接触状態を持続させる接触状態持続手段と、両端が前記基台に固定されるとともに中央近傍が前記揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータとを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、外縁に接触部を有し、基台に回転自在に支持された回転体によって回転力が出力され、内縁に接触部を有する揺動環が、回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する。また、姿勢保持手段によって揺動環の姿勢が保持され、接触状態持続手段によって回転体と揺動環との接触状態が持続される。そして、両端が基台に固定されるとともに中央近傍が揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータが揺動環と当接する。

請求項８に係るモータは、請求項７において、前記姿勢保持手段は、前記基台と揺動環との間に少なくとも１つ設けられ、該基台と揺動環とを互いに直交方向にスライド移動自在にガイドするガイド部材及び該ガイド部材が摺動自在に嵌合される被嵌合部からなるガイド機構であることを特徴とする。これによれば、姿勢保持手段が、基台と揺動環との間に少なくとも１つ設けられ、該基台と揺動環とを互いに直交方向にスライド移動自在にガイドするガイド部材及び該ガイド部材が摺動自在に嵌合される被嵌合部からなるガイド機構とされる。

請求項９に係るモータは、請求項７において、前記接触状態持続手段は、前記回転体と揺動環との最接近位置における該回転体と揺動環との接触点で接触力を発生させるべく、該回転体と揺動環との間に又は該回転体と前記基台との間に異なる極性が対峙するように該回転体と揺動環と又は該回転体と基台とに別々に配設された磁石又は電荷保持体により構成されるものであることを特徴とする。これによれば、接触状態持続手段が、回転体と揺動環との最接近位置における該回転体と揺動環との接触点で接触力を発生させるべく、該回転体と揺動環との間に又は該回転体と前記基台との間に異なる極性が対峙するように該回転体と揺動環と又は該回転体と基台とに別々に配設された磁石又は電荷保持体により構成されたものとされる。

請求項１０に係るモータは、請求項７において、前記接触状態持続手段は、前記基台と揺動環との間に少なくとも１つ設けられ、該基台と揺動環とが互いに偏心移動可能に構成された偏心軸からなる偏心移動機構であることを特徴とする。これによれば、接触状態持続手段が、基台と揺動環との間に少なくとも１つ設けられ、該基台と揺動環とが互いに偏心移動可能に構成された偏心軸からなる偏心移動機構とされる。

本発明の請求項１１に係るモータ装置は、基台と、前記基台に回転自在に支持され、外縁に接触部を有し、回転力を出力する回転体と、内縁に接触部を有し、前記回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する揺動環と、前記揺動環の姿勢を保持する姿勢保持手段と、両端が前記基台に固定されるとともに中央近傍が前記揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータとを備えるモータ機構と、隣接する２本の前記伸縮アクチュエータを順次ずらしながら同時に通電する通電制御手段とを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、モータ機構において、外縁に接触部を有し、基台に回転自在に支持された回転体によって回転力が出力され、内縁に接触部を有する揺動環が、回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する。また、姿勢保持手段によって揺動環の姿勢が保持され、両端が基台に固定されるとともに中央近傍が揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータが揺動環と当接する。そして、通電制御手段によって、隣接する２本の伸縮アクチュエータに順次ずらしながら同時に通電がなされる。

請求項１２に係るモータ装置は、請求項１１において、前記隣接する２本の伸縮アクチュエータそれぞれに通電する通電量は、該伸縮アクチュエータの変態が開始する変態開始温度以上となる第１の電流による第１通電量と、該第１の電流よりも小さい前記変態の状態と略同じ変態状態が保持可能な第２の電流による第２通電量とであることを特徴とする。これによれば、隣接する２本の伸縮アクチュエータそれぞれに通電する通電量が、該伸縮アクチュエータの変態が開始する変態開始温度以上となる第１の電流による第１通電量と、該第１の電流よりも小さい前記変態の状態と略同じ変態状態が保持可能な第２の電流による第２通電量とされる。

本発明の請求項１３に係るモータ装置は、基台と、前記基台に回転自在に支持され、外縁に接触部を有し、回転力を出力する回転体と、内縁に接触部を有し、前記回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する揺動環と、前記揺動環の姿勢を保持する姿勢保持手段と、両端が前記基台に固定されるとともに中央近傍が前記揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータとを備えるモータ機構と、前記伸縮アクチュエータに関する温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された温度情報に基づいて通電間隔及び通電時間を制御しながら順次前記伸縮アクチュエータに通電する通電制御手段とを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、モータ機構において、外縁に接触部を有し、基台に回転自在に支持された回転体によって回転力が出力され、内縁に接触部を有する揺動環が、回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する。姿勢保持手段によって揺動環の姿勢が保持され、両端が基台に固定されるとともに中央近傍が揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータが揺動環と当接する。そして、温度検出手段によって伸縮アクチュエータに関する温度が検出され、通電制御手段によって、温度検出手段により検出された温度情報に基づいて通電間隔及び通電時間を制御しながら順次伸縮アクチュエータに通電がなされる。

請求項１４に係るモータ装置は、請求項１３において、前記通電制御手段は、前記通電による伸縮アクチュエータの温度上昇に伴って前記通電間隔を広める制御を行うことを特徴とする。これによれば、通電制御手段によって、通電による伸縮アクチュエータの温度上昇に応じて通電間隔を広める制御が行われる。

請求項１５に係るモータ装置は、請求項１３において、前記通電制御手段は、前記通電による伸縮アクチュエータの温度上昇に伴って前記通電間隔を狭める制御を行うことを特徴とする。これによれば、通電制御手段によって、通電による伸縮アクチュエータの温度上昇に応じて通電間隔を狭める制御が行われる。

本発明の請求項１６に係るモータは、基台と、前記基台に回転自在に支持され、外縁にサイクロイドギアを有し、回転力を出力する回転体と、内縁に前記サイクロイドギアの歯数よりも１歯多いサイクロイドギアを有し、前記回転体のサイクロイドギアと接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する揺動環と、前記揺動環の姿勢を保持する姿勢保持手段と、両端が前記基台に固定されるとともに中央近傍が前記揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータとを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、外縁にサイクロイドギアを有し、基台に回転自在に支持された回転体によって回転力が出力され、内縁に前記回転体のサイクロイドギアの歯数よりも１歯多いサイクロイドギアを有する揺動環が、回転体のサイクロイドギアと接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する。また、姿勢保持手段によって揺動環の姿勢が保持され、両端が基台に固定されるとともに中央近傍が揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータが揺動環と当接する。

請求項１７に係るモータは、請求項１６において、前記姿勢保持手段は、前記揺動環と揺動環の外周を取り囲む中間リングとの間と、該中間リングと中間リングの外周を取り囲む前記基台との間にそれぞれ少なくとも１組設けられた連結部材であり、前記１組における各連結部材は、互いに平行配置されるとともに、該連結部材の両端側が前記揺動環及び中間リング、又は中間リング及び基台に対してそれぞれ回動自在に連結されていることを特徴とする。これによれば、姿勢保持手段が、揺動環と揺動環の外周を取り囲む中間リングとの間と、該中間リングと中間リングの外周を取り囲む基台との間にそれぞれ少なくとも１組設けられた連結部材とされ、この１組における各連結部材が、互いに平行配置されるとともに、該連結部材の両端側が揺動環及び中間リング、又は中間リング及び基台に対してそれぞれ回動自在に連結される。

本発明の請求項１８に係るレンズ駆動機構は、基台と、レンズを保持するとともに前記基台に回転自在に支持され、外縁に接触部を有し、回転力を出力する回転筒と、内縁に接触部を有し、前記回転筒の接触部と接触を保ちながら該回転筒の回転軸に垂直な平面において揺動する揺動環と、前記揺動環の姿勢を保持する姿勢保持手段と、前記回転筒と揺動環との接触状態を持続させる接触状態持続手段と、両端が前記基台に固定されるとともに中央近傍が前記揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータとを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、レンズを保持するとともに基台に回転自在に支持された、外縁に接触部を有する回転筒によって回転力が出力され、内縁に接触部を有する揺動環が、回転筒の接触部と接触を保ちながら該回転筒の回転軸に垂直な平面において揺動する。また、姿勢保持手段によって揺動環の姿勢が保持され、接触状態持続手段によって回転筒と揺動環との接触状態が持続される。そして、両端が基台に固定されるとともに中央近傍が揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータが揺動環と当接する。

請求項１に係る発明によれば、複数の伸縮アクチュエータを順次通電するなどして伸縮させることで、連続正逆回転可能なモータを実現することができる。また、この構成は揺動環の軌跡長さ分しか回転体が回転しない減速機構となっているので、線状又は帯状の伸縮アクチュエータすなわち例えば形状記憶合金で構成される当該線状又は帯状のアクチュエータを用いたとしても十分な力（回転体を回転駆動させる力）を得ることができる。また、このような線状又は帯状のアクチュエータすなわち断面が小さく細長い形状のアクチュエータが用いられることで、形状記憶合金のような発熱によって収縮するアクチュエータにとっては、冷却速度を速めることと出力を確保することとが同時に可能となる。このように、形状記憶合金を用いて静粛な且つ小型であっても大きな回転駆動力を発揮できるモータを実現することが可能となる。さらに、この構成においては、全ての構成部材が回転体の外側に密着して配置されることになるので、例えば回転体に光学系を配設してこの周囲のその他の構成部材とともに円筒状（同心円状）に仕立てることで、光学系と略同軸な構成でレンズ駆動を行うといったことが可能なモータを実現することができる。なお、前記全ての構成部材が回転体の外側に配置されることから、線状又は帯状のアクチュエータを外周から組み込むことができるため組立性にも優れる。

請求項２、５に係る発明によれば、接触状態持続手段による回転体と揺動環との接触状態を持続させようとする接触力、つまり揺動環の回転体に対する求心力によって、揺動環が回転体と接触を保ちながら揺動することがより確実に行えるようになり、具体的には回転体及び揺動環をギア接続するような場合に、ギア中心間距離が安定するため歯先の衝突が回避され、ひいてはスムーズな回転駆動（回転体による安定した回転力出力）が可能となる。

請求項３に係る発明によれば、伸縮アクチュエータが、その断面の短寸が１００μｍ以下というように細い形状記憶合金とされるので、モータの小型化、軽量化を図ることができるとともに、当該形状記憶合金の冷却速度を速めることができる、すなわち形状記憶合金の反応速度（伸縮アクチュエータの伸縮速度）を高く保つことができる。

請求項４に係る発明によれば、隣接する伸縮アクチュエータを通電制御手段によって順次通電して収縮させることで、連続正逆回転可能なモータ装置を実現することができる。また、この構成は揺動環の軌跡長さ分しか回転体が回転しない減速機構となっているので、線状又は帯状の伸縮アクチュエータすなわち例えば形状記憶合金で構成される当該線状又は帯状のアクチュエータを用いたとしても十分な力（回転体を回転駆動させる力）を得ることができる。また、このような線状又は帯状のアクチュエータすなわち断面が小さく細長い形状のアクチュエータが用いられることで、形状記憶合金のような通電による発熱によって収縮するアクチュエータにとっては、冷却速度を速めることと出力を確保することとが同時に可能となる。このように、形状記憶合金を用いて静粛な且つ小型であっても大きな回転駆動力を発揮できるモータ装置を実現することが可能となる。さらに、この構成においては、全ての構成部材が回転体の外側に密着して配置されることになるので、例えば回転体に光学系を配設してこの周囲のその他の構成部材とともに円筒状（同心円状）に仕立てることで、光学系と略同軸な構成でレンズ駆動を行うといったことが可能なモータ装置を実現することができる。なお、前記全ての構成部材が回転体の外側に配置されることから、線状又は帯状のアクチュエータを外周から組み込むことができるため組立性にも優れる。

請求項６に係る発明によれば、回転体と揺動環とを摩擦連結することが可能となり、回転体と揺動環とを例えばギア連結する場合と比べて、歯丈分だけ小型化することができ、、且つ簡易な構成とすることができる（加工が容易となる）。また、摩擦連結（摩擦力）することで回転体及び揺動環間の駆動力の伝達が行えるとともに、負荷に対するトルクリミッタとしての機能を兼ね備えることができる。

請求項７に係る発明によれば、複数の伸縮アクチュエータを順次通電するなどして伸縮させることで、連続正逆回転可能なモータを実現することができる。また、この構成は揺動環の軌跡長さ分しか回転体が回転しない減速機構となっているので、線状又は帯状の伸縮アクチュエータすなわち例えば形状記憶合金で構成される当該線状又は帯状のアクチュエータを用いたとしても十分な力（回転体を回転駆動させる力）を得ることができる。また、このような線状又は帯状のアクチュエータすなわち断面が小さく細長い形状のアクチュエータが用いられることで、形状記憶合金のような発熱によって収縮するアクチュエータにとっては、冷却速度を速めることと出力を確保することとが同時に可能となる。このように、形状記憶合金を用いて静粛な且つ小型であっても大きな回転駆動力を発揮できるモータを実現することが可能となる。また、接触状態持続手段による回転体と揺動環との接触状態を持続させようとする接触力、つまり揺動環の回転体に対する求心力によって、揺動環が回転体と接触を保ちながら揺動することがより確実に行えるようになり、具体的には回転体及び揺動環をギア接続するような場合に、ギア中心間距離が安定するため歯先の衝突が回避され、ひいてはスムーズな回転駆動（回転体による安定した回転力出力）が可能となる。さらに、この構成においては、全ての構成部材が回転体の外側に密着して配置されることになるので、例えば回転体に光学系を配設してこの周囲のその他の構成部材とともに円筒状（同心円状）に仕立てることで、光学系と略同軸な構成でレンズ駆動を行うといったことが可能なモータを実現することができる。なお、前記全ての構成部材が回転体の外側に配置されることから、線状又は帯状のアクチュエータを外周から組み込むことができるため組立性にも優れる。

請求項８に係る発明によれば、姿勢保持手段をガイド部材及び被嵌合部という簡易な構成で実現することができる。

請求項９に係る発明によれば、接触状態持続手段を磁石又は電荷保持体という簡易な構成で実現することができる。

請求項１０に係る発明によれば、接触状態持続手段を偏心軸という簡易な構成で実現することができるとともに、この接触状態持続手段により姿勢保持機能（姿勢保持手段）も兼ねることができる。

請求項１１に係る発明によれば、伸縮アクチュエータを通電制御手段によって順次通電して収縮させることで連続正逆回転可能なモータ装置を実現することができる。しかも、この通電において隣接する２本の伸縮アクチュエータに順次ずらしながら同時に通電する方法がとられるので、この同時に通電する電流を２種類の電流、すなわち、例えば伸縮アクチュエータを形状記憶合金で構成する場合に該形状記憶合金のヒステリシスを利用して、変態が開始する変態開始温度以上となる第１の電流と、該第１の電流よりも小さい前記変態の状態と略同じ変態状態が保持可能な第２の電流とすることで、通常の第１の電流のみを伸縮アクチュエータに通電する場合と比べて省電力化を図ることができ、エネルギー効率の良いモータ装置を実現することができる。

また、この構成は揺動環の軌跡長さ分しか回転体が回転しない減速機構となっているので、前記形状記憶合金で構成される線状又は帯状のアクチュエータを用いたとしても十分な力（回転体を回転駆動させる力）を得ることができる。また、このような線状又は帯状のアクチュエータすなわち断面が小さく細長い形状のアクチュエータが用いられることで、形状記憶合金のような通電による発熱によって収縮するアクチュエータにとっては、冷却速度を速めることと出力を確保することとが同時に可能となる。このように、形状記憶合金を用いて静粛な且つ小型であっても大きな回転駆動力を発揮できるモータを実現することが可能となる。さらに、この構成においては、全ての構成部材が回転体の外側に密着して配置されることになるので、例えば回転体に光学系を配設してこの周囲のその他の構成部材とともに円筒状（同心円状）に仕立てることで、光学系と略同軸な構成でレンズ駆動を行うといったことが可能なモータ装置を実現することができる。なお、前記全ての構成部材が回転体の外側に配置されることから、線状又は帯状のアクチュエータを外周から組み込むことができるため組立性にも優れる。

請求項１２に係る発明によれば、通常の第１の電流のみを用いた通電の場合と比べて、少なくとも第１の電流による第１通電量と第２の電流による第２通電量との差分量だけ省電力化を図ることができ、エネルギー効率の良いモータ装置を実現することができる。

請求項１３に係る発明によれば、伸縮アクチュエータを通電制御手段によって順次通電して収縮させることで連続正逆回転可能なモータ装置を実現することができる。しかも、この通電において、温度検出手段により検出された温度情報に基づいて通電間隔及び通電時間を制御しながら順次伸縮アクチュエータに通電する方法がとられるので、例えば伸縮アクチュエータの温度上昇に伴い、各アクチュエータに順次通電する通電間隔を広めて（各アクチュエータの通電時間を短くして）省電力化を図ったり、或いは同通電間隔を狭めて（通電時間を長くして）変態動作の安定化を図ったりすることが可能となり、用途に応じて最適な駆動制御を行い得るモータ装置を容易に提供することができる。

また、この構成は揺動環の軌跡長さ分しか回転体が回転しない減速機構となっているので、前記形状記憶合金で構成される線状又は帯状のアクチュエータを用いたとしても十分な力（回転体を回転駆動させる力）を得ることができる。また、このような線状又は帯状のアクチュエータすなわち断面が小さく細長い形状のアクチュエータが用いられることで、形状記憶合金のような通電による発熱によって収縮するアクチュエータにとっては、冷却速度を速めることと出力を確保することとが同時に可能となる。このように、形状記憶合金を用いて静粛な且つ小型であっても大きな回転駆動力を発揮できるモータ装置を実現することが可能となる。さらに、この構成においては、全ての構成部材が回転体の外側に密着して配置されることになるので、例えば回転体に光学系を配設してこの周囲のその他の構成部材とともに円筒状（同心円状）に仕立てることで、光学系と略同軸な構成でレンズ駆動を行うといったことが可能なモータ装置を実現することができる。なお、前記全ての構成部材が回転体の外側に配置されることから、線状又は帯状のアクチュエータを外周から組み込むことができるため組立性にも優れる。

請求項１４に係る発明によれば、伸縮アクチュエータの温度上昇に応じて、各アクチュエータに順次通電する通電間隔を広めて（各アクチュエータの通電時間を短くして）、すなわち通電開始時間を所定時間だけ遅らせるように通電制御して、モータ駆動の省電力化を図ることができる。

請求項１５に係る発明によれば、伸縮アクチュエータの温度上昇に応じて、各アクチュエータに順次通電する通電間隔を狭めて（各アクチュエータの通電時間を長くして）、すなわち通電開始時間を所定時間だけ早めるように通電制御して、伸縮アクチュエータの変態動作（収縮動作）の安定化を図ることができ、ひいては精度良い回転駆動が得られるモータ装置を実現することができる。

請求項１６に係る発明によれば、複数の伸縮アクチュエータを順次通電するなどして伸縮させることで、連続正逆回転可能なモータを実現することができる。また、この構成は揺動環の軌跡長さ分しか回転体が回転しない減速機構となっているので、線状又は帯状の伸縮アクチュエータすなわち例えば形状記憶合金で構成される当該線状又は帯状のアクチュエータを用いたとしても十分な力（回転体を回転駆動させる力）を得ることができる。また、内縁に回転体のサイクロイドギアの歯数よりも１歯多いサイクロイドギアを有する揺動環が回転体外縁のサイクロイドギアと接触を保ちながら揺動する構成により、回転体と揺動環との接触状態を持続させる機能も兼ね備えることができる。また、このような線状又は帯状のアクチュエータすなわち断面が小さく細長い形状のアクチュエータが用いられることで、形状記憶合金のような発熱によって収縮するアクチュエータにとっては、冷却速度を速めることと出力を確保することとが同時に可能となる。このように、形状記憶合金を用いて静粛な且つ小型であっても大きな回転駆動力を発揮できるモータを実現することが可能となる。さらに、この構成においては、全ての構成部材が回転体の外側に密着して配置されることになるので、例えば回転体に光学系を配設してこの周囲のその他の構成部材とともに円筒状（同心円状）に仕立てることで、光学系と略同軸な構成でレンズ駆動を行うといったことが可能なモータを実現することができる。なお、前記全ての構成部材が回転体の外側に配置されることから、線状又は帯状のアクチュエータを外周から組み込むことができるため組立性にも優れる。

請求項１７に係る発明によれば、前記内縁に回転体のサイクロイドギアの歯数よりも１歯多いサイクロイドギアを有する揺動環を回転体外縁のサイクロイドギアと接触を保ちながら揺動させる構成において、姿勢保持手段を少なくとも合計２組の平行配置された連結部材という簡易な構成で実現することができる。

請求項１８に係る発明によれば、複数の伸縮アクチュエータを順次通電するなどして伸縮させることで、レンズが保持された回転筒を連続正逆回転可能なレンズ駆動機構を実現することができる。また、この構成は揺動環の軌跡長さ分しか回転筒が回転しない減速機構となっているので、線状又は帯状の伸縮アクチュエータすなわち例えば形状記憶合金で構成される当該線状又は帯状のアクチュエータを用いたとしても十分な力（回転筒を回転駆動させる力）を得ることができる。また、このような線状又は帯状のアクチュエータすなわち断面が小さく細長い形状のアクチュエータが用いられることで、形状記憶合金のような発熱によって収縮するアクチュエータにとっては、冷却速度を速めることと出力を確保することとが同時に可能となる。このように、形状記憶合金を用いて静粛な且つ小型であっても大きな回転駆動力を発揮できるレンズ駆動機構を実現することが可能となる。また、接触状態持続手段による回転体と揺動環との接触状態を持続させようとする接触力、つまり揺動環の回転体に対する求心力によって、揺動環が回転体と接触を保ちながら揺動することがより確実に行えるようになり、具体的には回転体及び揺動環をギア接続するような場合に、ギア中心間距離が安定するため歯先の衝突が回避され、ひいてはスムーズな回転駆動（回転体による安定した回転力出力）が可能となる。さらに、この構成においては、全ての構成部材が回転筒の外側に密着して配置されることになるので、例えば回転筒に光学系を配設してこの周囲のその他の構成部材とともに円筒状（同心円状）に仕立てることで、光学系と略同軸な構成でレンズ駆動を行うといったことが可能なレンズ駆動機構を実現することができる。なお、前記全ての構成部材が回転筒の外側に配置されることから、線状又は帯状のアクチュエータを外周から組み込むことができるため組立性にも優れる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の一形態に係るレンズ駆動機構である撮像装置用のズームユニット１の構造を示す斜視図である。このズームユニット１は、図示しないレンズを内周部に保持する玉枠１１，１２と、固定筒１３と、カム筒１４と、駆動部１５とを備えて構成され、基台１６上に搭載されて成る。

前記玉枠１１，１２は、３本の突起部１１ａ，１２ｂを有し、固定筒１３およびカム筒１４に順に収納され、前記突起部１１ａ，１２ｂが固定筒１３の貫通溝１３ａ，１３ｂと、カム筒１４の貫通溝１４ａ，１４ｂとにそれぞれ嵌合している。固定筒１３は前記基台１６に固定され、前記貫通溝１３ａ，１３ｂは、軸線方向に変位すると周方向に変位するように形成されている。一方、カム筒１４の貫通溝１４ａ，１４ｂは軸線方向に延設され、したがって後述するようにしてカム筒１４が回転駆動されることで、玉枠１１，１２の突起部１１ａ，１２ｂはカム筒１４の貫通溝１４ａ，１４ｂと固定筒１３の貫通溝１３ａ，１３ｂとの交点に沿ってそれぞれ移動するので、玉枠１１，１２の間隔が変化し、こうして光学系の焦点距離が変化可能となっている。

回転筒であり出力回転体である前記カム筒１４は、回転可能に基台１６に支持され、その基端側の外周面である周辺部には、接触部である歯車１４ｃが刻設されており、この歯車１４ｃの一部には、前記駆動部１５の揺動環（揺動体）である駆動ギア２１の内周面に刻設された接触部である歯車２１ｃの一部が噛合することができる。駆動ギア２１は、前記基台１６上に搭載されるとともに、該駆動ギア２１の外径よりも大きい内径を有するリング状の中間枠２２内に収納され、一対の平行ばね２３，２４によって、前記中間枠２２の収納空間２２ａ内で、ｙ方向（図１の上下方向）のみの変位が許容されている。前記中間枠２２は、一対の平行ばね２５，２６によって、前記基台１６のリング状の周壁に支持され、ｘ方向（図１の左右方向）のみの変位が許容されている。こうして、駆動ギア２１は、基台１６に、姿勢を変えずに揺動する（姿勢を保持したまま揺動する）ように支持されている。

図２は、上述のように構成されるズームユニット１において、駆動部１５を模式的に示す図である。前記駆動ギア２１は、周方向に相互に等しい間隔で４個（すなわち中心角で９０°毎に）円筒突起（円筒状突起）３１〜３４が立設されている。前記各円筒突起３１〜３４には、線又は帯状の形状記憶合金３５〜３８の中央部分がそれぞれ巻掛けられ、その形状記憶合金３５〜３８の両端には、端子３９でそれぞれかしめられ、前記形状記憶合金３５〜３８が前記円筒突起部で屈曲される略Ｌ字状に張架されるように、固定位置である前記基台１６に固定されている。

前記形状記憶合金３５〜３８は、長手方向と垂直な方向の断面における短寸（最も短い直径）が例えば１００μｍ以下である所謂細い紐状のものである。この形状記憶合金３５〜３８は例えばＮｉ−Ｔｉ−Ｃｕの合金から成り、その場合、歪量は４％程度であり、該形状記憶合金３５〜３８の長さを４０ｍｍとすると、１．６ｍｍのストロークを得ることができ、前記円筒突起部での屈曲角が１２０°で張架されていると、駆動ギア２１の偏心量は１．７１５ｍｍ程度となり、機構を設計可能なレベルである。図１および図２の例では、円筒突起部は４箇所設けられており、前記中心角で９０°ずつ離間しているけれども、３箇所や５箇所以上設けられてもよい。また、各形状記憶合金３５〜３８の中央部分は、円筒突起３１〜３４の代りに、スリーブ嵌合や弾性ヒンジなどで連結されていてもよい。

前記各形状記憶合金３５〜３８の両端は、前記端子３９にかしめられ、その端子３９は、導電体から成り、図示しない駆動回路に接続されている。こうして、各形状記憶合金３５〜３８には、前記駆動回路によって個別に通電可能となっている。前記各形状記憶合金３５〜３８には、予め所定の大きさの縮み形状が記憶されており、前記駆動回路が該形状記憶合金３５〜３８に通電することで該形状記憶合金３５〜３８が発熱し、所定の温度に達すると、記憶されている形状に復元（収縮）する。これに対して、形状記憶合金３５〜３８を非通電とすることで温度が低下すると、弾性率が低下する。

図３（ａ）〜（ｄ）は、各形状記憶合金３５〜３８の通電制御の様子をそれぞれ示すタイミングチャートである。時刻ｔ１では何れの形状記憶合金３５〜３８にも電流は印加されていないので、それぞれの形状記憶合金３５〜３８が互いを緩やかに引っ張り合いながらバランスして、前回の駆動で停止した初期状態を保っている。この状態では、駆動ギヤ２１はカム筒１４と連結していない。

時刻ｔ２になると、任意の形状記憶合金（以下、形状記憶合金３５で説明する）に通電が開始され、発熱すると、該形状記憶合金３５は電流が供給されていない残余の形状記憶合金３６〜３８の弾発力に抗して、記憶されている縮み形状に向けて縮む。なお、温度によって記憶形状へ復元する大きさが異なるので、通電する電流値を制御して発熱温度を調整することで、各形状記憶合金３５〜３８の復元する大きさを調整することが可能である。

前記形状記憶合金３５への通電は、時刻ｔ３まで続けられ、オフされる。図２は、この時点の状態を示す。初期状態から形状記憶合金３５が縮んだので、駆動ギア２１は−ｙ方向に力を受け、該駆動ギア２１はカム筒１４と連結する。次に、同時刻ｔ３において、形状記憶合金３６に通電が開始される。電流が供給されると、該形状記憶合金３６は形状記憶合金３５の時と同様に、残余の形状記憶合金３５，３７，３８の弾発力に抗して縮む。この時点では、先に駆動ギヤ２１はカム筒１４に連結されているので、前記形状記憶合金３６の縮む力によって、カム筒１４は、図２に矢印で示すように、反時計回りに回転させられる。

前記形状記憶合金３６への通電は、時刻ｔ４まで続けられ、オフされる。以降、同様に時刻ｔ５までは形状記憶合金３７に通電し、その次に時刻ｔ６までは形状記憶合金３８に通電するという駆動を続けることで、カム筒１４は反時計回りに回転し続けることができる。つまり、形状記憶合金３５→形状記憶合金３６→形状記憶合金３７→形状記憶合金３８の順で時計回りに通電を行うことで、カム筒１４は反時計回りに回転する。この時のカム筒１４の回転角度δは、駆動ギヤ２１の歯数をＺ１、カム筒１４の歯数をＺ２とすると、
δ＝（Ｚ１−Ｚ２）／Ｚ２×３６０°
である。

また逆に、形状記憶合金３５→形状記憶合金３８→形状記憶合金３７→形状記憶合金３６の順で反時計回りに通電を行うことで、カム筒１４は時計回りに回転する。こうして、出力回転体である前記カム筒１４と、前記基台１６と、前記駆動部１５を構成する駆動ギア２１、中間枠２２および形状記憶合金３５〜３８とを備えて、モータが構成される。本実施形態のような駆動の順番を変えるだけで回転方向を変えることができるモータは、前回の駆動で停止した位置を検出して駆動を開始する形状記憶合金を特定する必要がないので、非常に有用である。

次に、前述した内容を位相の観点で考えてみる。今、最初に形状記憶合金３５に通電を開始してから再び形状記憶合金３５に通電を開始するまでの時間を周期Ｔとすると、時刻ｔ３，ｔ４，ｔ５はその周期Ｔを４等分した時刻に位置している。つまり、形状記憶合金３５〜３８への通電は、それぞれ位相が９０°ずれていると言うことができる。すなわち、円筒突起部間の角度（９０°）に合わせて形状記憶合金３５〜３８への通電タイミングを決めているということである。したがって、円筒突起部間の角度を１２０°に設定したならば、３本の形状記憶合金を用いて、それぞれの形状記憶合金への通電タイミング（位相）を１２０°ずらせば、同様の駆動が可能である。

また、それぞれの形状記憶合金３５〜３８への通電時間Ｔｏｎは、前述の説明では周期Ｔを４等分した時間に一致させていたが、必ずしもそうする必要はない。通電時間Ｔｏｎを短くすれば、トルクは下がるが消費電力が少なくなるので、省電力化には有効である。つまり、周期Ｔを４等分した時間に対して通電時間Ｔｏｎをどう設定するかは任意であり、これによってモータの特性をコントロールすることが可能である。なお、カム筒１４の回転速度を変えたい場合は、前述の周期Ｔを変えればよい。

こうして、反応速度が高く、発生力が大きい直線記憶の形状記憶合金から成る形状記憶合金３５〜３８の伸縮が、姿勢を変えずに揺動する駆動ギア２１によって回転力に変換されて、カム筒１４を回転駆動することが可能になり、小型で低コストなズームユニット１を実現することができる。このズームユニット１は、図示しないレンズ装置の鏡筒内に組み込まれるものであり、そのための構成は公知の手段を適用して、適宜設計可能なことは、言うまでもない。

上述の説明では、カム筒１４の歯車１４ｃは外歯で、駆動ギア２１の歯車２１ｃは内歯であるという想定であったけれども、必ずしもその必要はなく、傘歯などで歯車１４ｃと駆動ギア２１とが光軸方向に噛み合っている構成をとることも可能である。また、歯形も、図示のようにインボリュートである必要はなく、サイクロイドなど任意に選択されればよい。

［実施の形態２］
図４は本発明の実施の他の形態に係るレンズ駆動機構である撮像装置用のズームユニットにおける駆動部１５’の構造を模式的に示す図であり、図５は図４の切断面線Ｘ−Ｘから見た断面図である。図４は、前述の図２に類似し、同一の構成には同一の参照符号を付して示し、また類似する構成には同一の参照符号に’を付して示す。注目すべきは、この駆動部１５’では、駆動ギア２１は、前記中間枠２２および平行ばね２３，２４；２５，２６に代えて、支持棒４１によって、基台１６’上に直接支持されていることである。

前記支持棒４１は、１本以上、たとえば４本設けられ、複数本設けられる場合には前記駆動ギア２１の周方向に均等に設けられる。また、前記支持棒４１は、ｘ，ｙ方向には弾性を有しているが、ねじり方向には弾性を有しない構造になっており、これによって駆動ギア２１は基台１６’に対してｘ，ｙ方向のみの変位を許容されることになり、姿勢が変わらず揺動のみ可能となる。

このように構成してもまた、直線記憶の形状記憶合金から成る形状記憶合金３５〜３８の伸縮が、姿勢を変えずに揺動する駆動ギア２１によって回転力に変換されて、カム筒１４を回転駆動することが可能になる。

［実施の形態３］
図６は、本発明の実施の一形態に係るフォーカスレンズ駆動機構（フォーカスユニットという）の一構成例を示す斜視図である。フォーカスユニット２は、付勢スプリング（ＳＰ）５１、直進ガイド円筒５２、フォーカスレンズ５３、円筒カム５４、円環ギア５５、姿勢保持ガイド５６及び基台５７を備えて構成される。この構成において、フォーカスレンズ５３は、直進ガイド円筒５２によって光軸方向にのみ移動するようにガイドされる。またフォーカスレンズ５３は、光軸前方における付勢ＳＰ５１によって付勢されて円筒カム５４に当接（圧接）する。円筒カム５４は、光軸方向にカム面５４１を、半径方向に外サイクロイドギア５４２を有しており、光軸周りに回転可能に支持されている。

円筒カム５４の外周囲には円環状の円環ギア５５が配設されている。円環ギア５５は内サイクロイドギア５５１を有しており、この内サイクロイドギア５５１と円筒カム５４の外サイクロイドギア５４２とがギア結合される。また、円環ギア５５は姿勢保持ガイド５６によって光軸周りの自転が防止されている。姿勢保持ガイド５６は例えばＬ字型のガイド棒（ガイド部材）であり、該ガイド棒の一端側部５６１及び他端側部５６２がそれぞれ、円環ギア５５、具体的には円環ギア５５に設けられた支持部材５５２の貫通孔５５２１（被嵌合部）と、該円環ギア５５外周を取り囲むように配設された基台５７、具体的には基台５７に設けられた支持部材５７１の貫通孔５７１１（被嵌合部）とに、該一端側部５６１及び他端側部５６２それぞれの軸方向に摺動自在（スライド移動可能）に嵌合（遊嵌）されている。この構成により、基台５７と円環ギア５５とが互いに直交方向にスライド移動自在にガイドされ、すなわち当該ガイド部材と被嵌合部とを備えた構成がガイド機構として機能し、基台５７（フォーカスユニット２）に対する円環ギア５５の姿勢が保持される。

円環ギア５５には、光軸方向に伸びる円筒突起５５３が４箇所で円周方向にほぼ等ピッチ（９０°ごと）で並設され、当該各円筒突起５５３に対して、基台５７が備える形状記憶合金（ＳＭＡ）からなる紐体が所定の張力を有して「へ」の字状に掛止されている。このＳＭＡの紐体（以降、ＳＭＡと表現する）は４本設けられており（これらをＳＭＡ５８ａ〜５８ｄとする）、各ＳＭＡ５８ａ〜５８ｄは、ほぼ中央部が円筒突起５５３と当接され、その両端部が基台５７に設けられた（基台５７の同図中の上端面に固定された）８箇所のＳＭＡ保持部５７２に接合されている。このＳＭＡ５８ａ〜５８ｄの前記「へ」の字は、互いに光軸周りに９０°回転した形状となる。各ＳＭＡ保持部５７２は、それぞれ図示しない駆動回路に接続されており、選択的に電流が流される。基台５７は、図示しない固定部材等によって固定され、前記ＳＭＡ５８ａ〜５８ｄ及び姿勢保持ガイド５６を支持している。

図７は、図６に示すフォーカスユニット２（各部が組み立てられた状態のフォーカスユニット２）を光軸方向から見た或る駆動状態を示す概略側面図である。なお、同図において付勢ＳＰ５１及びＳＭＡ保持部５７２は図示を省略している。また、基台５７の支持部材５７１は実際には２つの支持部材から構成されている。

図８は、ＳＭＡ５８ａ〜５８ｄへの通電タイミングを示すタイミングチャートであり、同図における上から順に、ＳＭＡ５８ａ、ＳＭＡ５８ｂ、ＳＭＡ５８ｃ及びＳＭＡ５８ｄに流す電流のタイミングチャートを示している。ＳＭＡ５８ａ〜５８ｄには、予め所定の大きさの縮み形状が記憶されており、各ＳＭＡ５８ａ〜５８ｄに通電することにより加熱されて所定の温度に達すると、記憶されている形状に復元するように構成されている。

ここで、図７、８及び後述の図９を用いて、フォーカスユニット２の円筒カム５４と円環ギア５５との駆動について説明する。図８において、時刻ｔ１では何れのＳＭＡ５８ａ〜５８ｄにも電流は印加されていないので、それぞれのＳＭＡ５８ａ〜５８ｄが互いに緩やかに引っ張り合いながらバランスして停止した初期状態を保っている。この状態では円環ギア５５は円筒カム５４と連結していない。時刻ｔ２になるとＳＭＡ５８ａに電流Ｉｄの通電が開始される。電流が供給されて発熱すると、ＳＭＡ５８ａは、電流が供給されていないＳＭＡ５８ｂ、ＳＭＡ５８ｃ及びＳＭＡ５８ｄの弾撥力に抗して、記憶されている縮み形状へ向けて縮む。ＳＭＡ５８ａへの通電は、時刻ｔ３において一旦電流Ｉｈに通電量を低下させた後、この電流Ｉｈでの通電を時刻ｔ４まで続けてオフする。初期状態からＳＭＡ５８ａが縮んだので、円筒突起５５３（ＳＭＡ５８ａに対応する円筒突起５５３ａ）はその力を受け、その結果、円環ギア５５は円筒カム５４とギア連結する。

次に、同時刻ｔ３においてＳＭＡ５８ｂに通電が開始される。このＳＭＡ５８ｂへの電流Ｉｄの通電開始直後の状態が前記図７に示されている。ＳＭＡ５８ｂに電流が供給されると、ＳＭＡ５８ｂはＳＭＡ５８ａの場合と同様に他のＳＭＡと弾撥力に抗して縮む。この時点では円環ギア５５は円筒カム５４にギア連結されているので、ＳＭＡ５８ｂが縮む力によって円筒カム５４は反時計回りに回転させられる。ＳＭＡ５８ｂに通電する前にＳＭＡ５８ａの応力がなくなると、円環ギア５５はバランス位置に復帰しようとしてギア連結が外れてしまう可能性がある。ＳＭＡ５８ａに少しだけ通電しておくとＳＭＡのヒステリシスの関係で確実に戻りが抑えられ、ギア連結が外れることがない（後述の図９参照）。ＳＭＡ５８ｂへの電流Ｉｄの通電は、ＳＭＡ５８ａの場合と同様、時刻ｔ４において一旦電流Ｉｈまで通電量を低下させながらも、この電流Ｉｈでの通電が時刻ｔ５まで続けらてオフされる。

以降同様に時刻ｔ６まではＳＭＡ５８ｃに通電し、その次には時刻ｔ７まではＳＭＡ５８ｄに通電するという駆動を続けることで、円筒カム５４は反時計回りに回転し続けることができる。すなわち、ＳＭＡ５８ａ→ＳＭＡ５８ｂ→ＳＭＡ５８ｃ→ＳＭＡ５８ｄの順で時計回りに通電を行うことで、円筒カム５４は反時計回りに回転する。因みに、このときの円筒カム５４の回転角度δは、円環ギア５５の歯数をＺ１、円筒カム５４の歯数をＺ２とすると、δ＝（Ｚ１−Ｚ２）／Ｚ２×３６０°で与えられる。また前記の場合とは逆に、ＳＭＡ５８ａ→ＳＭＡ５８ｄ→ＳＭＡ５８ｃ→ＳＭＡ５８ｂの順で反時計回りに通電を行うことで、円筒カム５４を時計回りに回転させることが可能となる。

ここで、前述した内容を位相の観点から考えてみる。今、最初にＳＭＡ５８ａに通電を開始してから再びＳＭＡ５８ａに通電を開始するまでの時間を周期Ｔとすると、時刻ｔ３、ｔ４、ｔ４は周期Ｔを４等分した時刻に位置している。つまり、ＳＭＡ５８ａ、ＳＭＡ５８ｂ、ＳＭＡ５８ｃ及びＳＭＡ５８ｄへの通電はそれぞれ位相が９０°ずれていると言うことができる。すなわち、円筒突起部間の角度（９０°）に合わせてＳＭＡへの通電タイミングを決めているということである。したがって、円筒突起部間の角度を１２０°に設定したならば、３本のＳＭＡを用いて、それぞれのＳＭＡへの通電タイミング（位相）を１２０°ずらせば同様の駆動が可能である。

図９は、ＳＭＡの電流と変位との関係を示す電流／歪特性（ヒステリシス）であり、該特性に示す電流は前記図８での説明における電流Ｉｄ、Ｉｈに相当する。ＳＭＡは通電量を増やしていくと、或るところから急激に収縮変態する。収縮量が或る程度まで来たり、停止させられたりすると、歪は変化せず電流量のみ増加する。逆に、通電量を徐々に減らしていくと、電流増加時よりも低い電流になるまで歪が減少しない。このようなＳＭＡのヒステリシスに基づいて、例えば符号Ａで示す加熱電流Ｉｄと符号Ｂで示す保持電流Ｉｈとを決定しているため、加熱時の電流よりも少ない電流で歪（接触状態）を保持することができる。

この現象（ヒステリシス）を利用すると、例えば隣接する２本のＳＭＡを順次ずらしながら、すなわち例えばＳＭＡ５８ａ、５８ｂ→ＳＭＡ５８ｂ、５８ｃ→ＳＭＡ５８ｃ、５８ｄ→ＳＭＡ５８ｄ、５８ａというように順次２本を同時に通電するように制御することが可能となる。この場合、この隣接する２本のＳＭＡそれぞれに通電する通電量は、該ＳＭＡの変態が開始する変態開始温度以上となる大きさの電流（第１電流）による通電量と、前記変態の状態と略同じ変態状態を保持することが可能な前記第１電流よりも小さい電流（第２電流）による通電量とすればよい。具体的には、例えばＳＭＡ５８ａに第１電流、ＳＭＡ５８ｂに第２電流→ＳＭＡ５８ｂに第１電流、ＳＭＡ５８ｃに第２電流→ＳＭＡ５８ｃに第１電流、ＳＭＡ５８ｄに第２電流→ＳＭＡ５８ｄに第１電流、ＳＭＡ５８ａに第２電流というように順次電流を流すようにする。これにより、各ＳＭＡに同じ電流（前記第１電流に相当）を流す場合よりも、この第２電流に電流値を下げる分だけ節電できることになる。

また、前記現象（ヒステリシス）を利用すると、図３に示すような連続通電においては各ＳＭＡに対する通電終了後も直ちに歪みがゼロになってしまうことなく、微少電流を流していることと同じ効果がある。特に、高温状態では、通電間隔を図３の場合よりも長くしたとしても（次の通電開始時刻が前の通電終了以降の冷却時間内にくるようにしたとしても）同じ効果を得ることができる。すなわち図１０に示すように、或るＳＭＡ（前記ＳＭＡ５８ａ）に対する最初の通電が終了した符号Ｃで示す時刻ｔ３から所定時間（この時間を形態保持無通電時間と表現する）Ｔ１だけ遅らせて、次のＳＭＡ（ＳＭＡ５８ｂ）に対する通電を開始させてもよい（つづくＳＭＡに対する通電開始時刻も同様である）。この時間Ｔ１においては実際に通電がなされておらずとも所要の歪量は保持されている。このような通電方法であったとしても、前記図３での場合の通電方法と同様にＳＭＡ形態保持（歪量保持）効果を得ることができる。これにより、エネルギー効率の良い（省エネルギー化が図られた）装置を実現できる。

この場合、フォーカスユニット、例えばＳＭＡに対するより正確な温度検出が可能となるよう該ＳＭＡの近傍位置には、ＳＭＡに関する温度を検出する図示しない温度センサ等の温度検出器が設けられており（この温度検出器は駆動回路に接続されている）、駆動回路は、この温度検出器により検出された温度情報に基づいてＳＭＡに対する通電時間及び通電間隔を制御する。具体的には、温度センサにより検出されたＳＭＡ自体の温度或いはＳＭＡの周囲の温度（環境温度）が所定の閾値温度よりも高い（このときを「高温」とする）と判定される場合に、前述の図１０に示すように通電開始時間を時間Ｔ１だけ遅らせる（各アクチュエータに順次通電する通電間隔を広める又は各アクチュエータの通電時間を短くする）通電方法に切り替える通電制御が行われる。

前記温度センサにより検出された温度が所定の閾値温度（この場合の閾値温度は前記高温か否かを判定するための閾値温度と同じ温度でもよいし異なる温度でもよい）よりも低い場合（このときを「低温」とする）には、例えば図１１に示すように、或るＳＭＡ（前記ＳＭＡ５８ａ）に対する最初の通電が終了した符号Ｃで示す時刻ｔ３から所定時間（この時間を予備通電時間と表現する）Ｔ２だけ前の時刻で、次のＳＭＡ（ＳＭＡ５８ｂ）に対する通電を開始させる（各アクチュエータに順次通電する通電間隔を狭める又は各アクチュエータの通電時間を長くする）ように通電制御してもよい。続くＳＭＡに対する通電開始時刻も同様である。これにより、各ＳＭＡに対する通電（加熱）時間が前記図３の場合よりも時間Ｔ２分だけ長くなり、換言すればこの時間Ｔ２分だけ余裕を持って通電を開始させることが可能となるため、ＳＭＡの所要の歪量が低温状態であっても確実に得ることができるようになり、ひいては駆動部による正確な回転駆動が可能となる。

ところで、前述の説明では、円筒カム５４と円環ギア５５とは伝達効率が高く、摩耗に強く、静かなサイクロイドギアであるという想定であったが、これは必ずしも必要ではなく、加工が簡単で低コストなインボリュートギアであっても摩擦連結であっても問題ない。以下、このことについて詳述する。

図１２は、前記実施の形態１〜３の駆動機構において、サイクロイドギア等によるギア連結の代わりに、摩擦部材すなわち円筒カム５４ａ及び円環ギア５５ａによる摩擦連結を用いた場合の該当部分の一例を示す拡大斜視図である。この場合、円筒カム５４ａは前記サイクロイド外歯の代わりに、所要の摩擦係数を有する（摩擦力が得られる）例えばゴム材により構成されてなる、半径方向外向きに所謂山状に尖ってなる円周部（接触部）を備えている。一方、円環ギア５５ａは前記サイクロイド外歯の代わりに、その内周部に、前記と同様に所要の摩擦係数を有する（摩擦力が得られる）例えばゴム材により構成されてなる、前記山状の円周部と係合（摺接）するＶ字状の溝部（接触部、Ｖ溝５５５）を備えている。このような形状とするのは、摩擦部材同士の接触面積を大きくして摩擦力の向上を図るためであるが、用途によっては当該接触部は山状或いはＶ字状でなくその他の形状例えば平坦（平面状）に構成されたものでもよい。当該摩擦連結の利点は、（１）「歯丈分だけ小型化が可能」、（２）「加工が簡単」である。これらの利点を利用するためには摩擦部材同士の接触を高めておかなければならない。先に示したように、接触圧は、駆動力を出すＳＭＡとは異なる位相を有したＳＭＡへの通電により得られる。また、（３）「負荷に対してトルクリミッタとして利用可能」である。すなわち、外力が加わった場合において内部機構を保護したり、自己出力が必要以上に大きい場合に伝達力を制限して出力を抑えることができるという利点がある。なお、これら摩擦部材は、所定の樹脂（例えばゴム）等のより大きな摩擦力或いは弾力を有する材料から構成される。なお、この図１２に示すような駆動体（円環ギア５５ａ）及び被駆動体同士（円筒カム５４ａ）の摩擦連結機構は以下の実施の形態４、５にも適用可能である。

［実施の形態４］
ところで、前記実施形態で説明したように、円筒カムと円環ギアとは互いに接触した状態となることで、ＳＭＡによる円環ギアの駆動力が円筒カムに伝達されて該円筒カムが回転するが、この円筒カムと円環ギアとの接触状態を持続（維持）することが、ひいては良好な回転駆動動作を行うために好ましい。これに関し、実施の形態４での駆動機構は、この接触状態を持続させるための手段を備えており、ここでは、この接触状態持続手段として磁石を用いた一例を説明する。

図１５は、実施の形態４に係る、前記図７に示すフォーカスユニット２に対してさらに接触状態持続手段としての磁石を備えてなるフォーカスユニット２’の前記図７と同様の方向から見た模式図である。同図に示すようにフォーカスユニット２’は、円筒カム５４の例えば外円周に、略等ピッチで並置された複数個の磁石５４４が設けられている。これら磁石は、同様に決められた磁極を半径方向に向けている。また、円環ギア５５には例えば内円周に略等ピッチで並置された前記磁石５４４と同数の磁石５５７が設けられている。これら磁石は、いずれも円筒カム５４の磁石５４４とは逆の磁極を半径方向に向けている。換言すれば、磁石５４４、５５７は、円筒カム５４と円環ギア５５との最接近位置における該円筒カム５４と円環ギア５５との接触点において、これらを互いに接触させようとする力（接触力という）、つまり互いに引き合う力を発生させるべく、円筒カム５４と円環ギア５５との間に（又は後述のように円筒カム５４と基台５７との間に）異なる極性が対峙するように別々に配設されている。

ＳＭＡ５８ａ〜５８ｄの無通電状態では、円筒カム５４と円環ギア５５とは、それぞれに設けられた前記磁極が反対の複数の磁石５４４及び磁石５５７によって偏心し、或る１点、図１３では符号Ｆで示す点で接した（円筒カム５４と円環ギア５５とのギアが噛み合った）状態で安定している。当該接している点に隣接するＳＭＡ（ＳＭＡ５８ｄ）に通電を行うと、Ｌ字型の姿勢保持ガイド５６の効果により、円環ギア５５が円筒カム５４の周囲に接しながら平行移動する。このとき姿勢保持ガイド５６は摺動する。円環ギア５５と円筒カム５４とはギア結合されているため、滑ることなく円筒カム５４は回転することとなる。この動作は、通電されているＳＭＡ（通電ＳＭＡ）の押圧点近傍の空隙が無くなるまで続く。なお、図１３における磁石は４個あり、この状態での安定点は、前記内周及び外周の磁石５４４、５５７とが対向（対面）する位置での４箇所と、これら４箇所の中間位置の４箇所の合計８箇所ある。それらの間においても磁力のベクトルは常に外側に向かっているため、円筒カム５４と円環ギア５５との噛み合いが外れることなない。同様に、続くＳＭＡ（ＳＭＡ５８ｃ）に通電を行うと同様の運動が再現され、円筒カム５４は連続的に回転する。円筒カム５４の回転が進むと磁石５４４、５５７の位相がずれてくるが、磁力のベクトルは常に外側に向かっており、同様に問題は発生しない。

ところで、磁石を配置する場所は、前記実施形態では円筒カム５４と円環ギア５５とであるが、これに限らず例えば基台５７と円環ギア５５とに配置しても同様の効果が得られる。この場合、円環ギア５５の外円周に略等ピッチで並置され、決められた磁極を半径方向に向けている複数個の磁石と、基台５７の内円周に略等ピッチで並置され、円環ギア５５の磁石とは逆の磁極を半径方向に向けている円環ギア５５の磁石と同数の磁石とで構成される。円環ギア５５と円筒カム５４とのギアが噛み合った位置の逆側における円環ギア５５の磁石と基台５７の磁石とは互いに引きつけ合うため、ギアの噛み合いを強くする方向に磁力が働く。円環ギア５５が円筒カム５４の周囲を摺動すると、円環ギア５５の磁石と基台５７の磁石の近接する磁石が順次シフトしてゆく。しなしながら、磁石の個数が３個以上であれば、各磁石間の領域（中間領域）においても磁力の合力で同じようにギアの噛み合いを強くする方向に磁力が働く。また、前述した磁石の位相のずれは、この配置の場合には発生しない。なお、各ＳＭＡ５８ａ〜５８ｄへの通電方法は、両者の場合とも前記実施の形態１において図３を用いて説明したものと同じでよい。なお、磁石の代わりに、前記磁極（磁力線）を得ることが可能な電荷保持体を用いてもよい。

［実施の形態５］
ここでは、前記実施の形態４で説明した接触状態持続手段としてクランク軸を用いた場合について説明する。図１４は、実施の形態５に係る当該クランク軸を備えた場合のフォーカスユニット３における主に円筒カム、円環ギア及び基台を模式的に示す図である。この場合の円筒カム、円環ギア及び基台をそれぞれ円筒カム６１、円環ギア６２及び基台６３とする。円筒カム６１は、光軸方向にカム面を半径方向に外歯ギアを有しており（図示省略）、光軸周りに回転可能に支持されている。円筒カム６１の外周囲には円環状の円環ギア６２が配設されている。円筒カム６１は内歯ギアを有し、円筒カム６１（外歯ギア）とギア結合する。円環ギア６２には、光軸方向に伸びる円筒突起（図示省略）が４箇所で円周方向に略等ピッチ（９０°ごと）に並び、各突起にＳＭＡ（図示省略）が所定の張力を有して「へ」の字状に掛かっている。このＳＭＡは４本あり、それぞれ略中央部が該円筒突起と接し、その両端が円環ギア６２の外周を取り囲む固定の基台６３に設けられた８箇所のＳＭＡ保持部（図示省略）に接合されている。この各ＳＭＡ前記「へ」の字は、互いに光軸周りに９０°回転した形状となる。ＳＭＡ保持部はそれぞれ図示しない駆動回路に接続されており、選択的に電流が流される。

円環ギア６２と基台６３とには所謂偏心（偏芯）軸であるクランク軸６４（偏心円筒突起）が複数個、例えば図１４に示すように３個配設（嵌合）されており、各クランク軸６４は円環ギア６２と基台６３との両者によってクランク回転可能に軸支されている。これにより、円環ギア６２と基台６３とが互いに偏心移動可能となっている。このクランク軸６４によって円環ギア６２の基台６３に対する姿勢と軌跡とは一意に決まる。すなわち当該クランク軸６４を備えた構成とすることによって回転駆動時における姿勢保持がなされる（クランク軸６４を備えた構成がガイド機構として機能する）のと同時に、接触状態も持続される。

円筒カム６１と円環ギア６２とが接している点に隣接するＳＭＡに通電すると、複数のクランク軸６４の効果により円環ギア６２が円筒カム６１の周囲に接しながら平行移動する。円環ギア６２と円筒カム６１とはギア結合されているため、滑ることなく円筒カム６１は回転する。この動作は、通電ＳＭＡの押圧点近傍の空隙が無くなるまで続く。同様に、続くＳＭＡに通電を行うと同様の運動が再現され、円筒カム６１は連続的に回転する。この場合も各ＳＭＡへの通電方法は、前記実施の形態１において図３を用いて説明したものと同じでよい。

なお、本実施の形態５では、クランク軸６４を複数個（３個）用いて姿勢保持機能と接触状態持続機能とを兼ね備えた構成を実現させたが、例えば１個のクランク軸と姿勢保持ガイド等の姿勢保持手段とを用いて同様の構成を実現させてもよい。

［実施の形態６］
ここでは、前記接触状態持続手段としてサイクロイドギアを用いた場合について説明する。図１５は、実施の形態６に係る当該サイクロイドギアを備えた場合のフォーカスユニット４における主に円筒カム、円環ギア及び基台を模式的に示す図である。この場合の円筒カム、円環ギア及び基台をそれぞれ円筒カム７１、円環ギア７２及び基台７３とする。また、フォーカスユニット４は、姿勢保持ガイド７４及び中間リング７５を備えている。円筒カム７１は、光軸方向にカム面を半径方向に外サイクロイドギアを有しており、光軸周りに回転可能に支持されている。円筒カム７１の外周囲には円環状の円環ギア７２が配設されている。円環ギア７２は円筒カム７１の外サイクロイドギア（外歯）よりも歯数が１歯多い内サイクロイドギアを有しており、円筒カム７１（外サイクロイドギア）とギア結合する。

また、円環ギア７２は姿勢保持ガイド７４によって光軸周りの回転が防止されている。この姿勢保持ガイド７４は、同図に示すように例えば２組の平行リンクレバー（連結部材、リンク部材）からなり、該平行リンクレバーが、円環ギア７２と該円環ギア７２の外周を取り囲む中間リング７５との間と、中間リング７５と該中間リング７５の外周を取り囲む基台７３との間にそれぞれ設けられる。ただし、各平行リンクレバーは、該平行リンクレバーの例えば両端部７４１において円環ギア７２、基台７３及び中間リング７５に対してピン等を用いて回動可能に取り付けられている。

また本実施形態も同様、円環ギア７２には、光軸方向に伸びる円筒突起（図示省略）が４箇所で円周方向に略等ピッチ（９０°ごと）に並び、各突起にＳＭＡ（図示省略）が所定の張力を有して「へ」の字状に掛かっている。このＳＭＡは４本あり、それぞれ略中央部が該円筒突起と接し、その両端が円環ギア７２の外周を取り囲む固定の基台７３に設けられた８箇所のＳＭＡ保持部（図示省略）に接合されている。この各ＳＭＡ前記「へ」の字は、互いに光軸周りに９０°回転した形状となる。ＳＭＡ保持部はそれぞれ図示しない駆動回路に接続されており、選択的に電流が流される。

本来、１歯違いのサイクロイドギアは接点が歯数の数だけあり、この接点は、歯面の位相も「３６０°÷歯数」だけずれている。この関係上、両者の相対的な移動は一意に決まる。実際にはギアの軌跡は、姿勢が保持されているために接点が最低２箇所あれば決まるので、ここでのギアを、１歯違いのサイクロイドギアであり且つ一方側が２歯以上残ってなる所謂欠歯ギアとしてもよい。この場合、円環ギア７２の姿勢が前記平行リンクレバーにより保持されているため、円環ギア７２が平行移動しつつ円筒カム７１が回転することになる。

円筒カム７１と円環ギア７２との接触点における接線が、円筒カム７１の回転による回転円７１１（円筒カム７１の回転軸を中心とする仮想的な円弧）上の接線に略平行となる点（接触点）で、各ＳＭＡのうちの該接線方向に最大力を発揮できるＳＭＡに対して通電を行うと、当該１歯違いのサイクロイドギアのもつ相対的規制の効果によって円環ギア７２が円筒カム７１を回転させながら平行移動する。同様に、続くＳＭＡに通電を行うと同様の運動が再現され、円筒カム７１は連続的に回転する。

この実施の形態６に示すような構成であれば、前記実施の形態４、５に見られる接触状態持続機能部品を追加する必要なく、更なる小型化及び低コストが達成でき、前記実施の形態３に見られる接触状態を持続するべく別のＳＭＡに通電することもなく、低消費電力での駆動が可能となる。したがって、各ＳＭＡへの通電方法は、前記実施の形態１において図３を用いて説明したものと同じでよい。

以上のように本発明に係るモータ（ズームユニット１及びフォーカスユニット２、２’、４）によれば、外縁に接触部を有し、基台（基台１６、１６’、５７、７３）に回転自在に支持された回転体（カム筒１４、円筒カム５４）によって回転力が出力され、内縁に接触部を有する揺動環（駆動ギア２１、円環ギア５５）が、回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する。また、姿勢保持手段（平行ばね２３〜２６、姿勢保持ガイド５６及び貫通孔５５２１、５７１１、姿勢保持ガイド７４など）によって揺動環の姿勢が保持され、両端が基台に固定された３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータ（形状記憶合金３５〜３８、ＳＭＡ５８ａ〜５８ｄ）が揺動環と当接する構成とされる。

これにより、複数の伸縮アクチュエータを順次通電するなどして伸縮させることで、連続正逆回転可能なモータを実現することができる。また、この構成は揺動環の軌跡長さ分しか回転体が回転しない減速機構となっているので、線状又は帯状の伸縮アクチュエータすなわち例えば形状記憶合金で構成される当該線状又は帯状のアクチュエータを用いたとしても十分な力（回転体を回転駆動させる力）を得ることができる。また、このような線状又は帯状のアクチュエータすなわち断面が小さく細長い形状のアクチュエータが用いられることで、形状記憶合金のような発熱によって収縮するアクチュエータにとっては、冷却速度を速めることと出力を確保することとが同時に可能となる。このように、形状記憶合金を用いて静粛な且つ小型であっても大きな回転駆動力を発揮できるモータを実現することが可能となる。さらに、この構成においては、全ての構成部材が回転体の外側に密着して配置されることになるので、例えば回転体に光学系を配設してこの周囲のその他の構成部材とともに円筒状（同心円状）に仕立てることで、光学系と略同軸な構成でレンズ駆動を行うといったことが可能なモータを実現することができる。なお、前記全ての構成部材が回転体の外側に配置されることから、線状又は帯状のアクチュエータを外周から組み込むことができるため組立性にも優れる。

また、接触状態持続手段（磁石５４４、５５７、クランク軸６４など）によって回転体と揺動環との接触状態が持続されるので、接触状態持続手段による回転体と揺動環との接触状態を持続させようとする接触力、つまり揺動環の回転体に対する求心力によって、揺動環が回転体と接触を保ちながら揺動することがより確実に行えるようになり、具体的には回転体及び揺動環を（サイクロイドギア５４２等により）ギア接続するような場合に、ギア中心間距離が安定するため歯先の衝突が回避され、ひいてはスムーズな回転駆動（回転体による安定した回転力出力）が可能となる。

また、線状又は帯状の伸縮アクチュエータが、その断面の短寸が１００μｍ以下というように細い形状記憶合金とされるので、モータの小型化、軽量化を図ることができるとともに、当該形状記憶合金の冷却速度を速めることができる、すなわち形状記憶合金の反応速度（伸縮アクチュエータの伸縮速度）を高く保つことができる。

また、姿勢保持手段が、基台と揺動環との間に少なくとも１つ設けられ、該基台と揺動環とを互いに直交方向にスライド移動自在にガイドするガイド部材（姿勢保持ガイド５６）及び該ガイド部材が摺動自在に嵌合される被嵌合部（貫通孔５５２１、５７１１）からなるガイド機構とされるので、姿勢保持手段をガイド部材及び被嵌合部という簡易な構成で実現することができる。

また、図１３に示すように、接触状態持続手段が、回転体（円筒カム５４）と揺動環（円環ギア５５）の最接近位置における該回転体と揺動環との接触点で接触力を発生させるべく、該回転体と揺動環との間に又は該回転体と前記基台との間に異なる極性が対峙するように該回転体と揺動環と又は該回転体と基台（基台５７）とに別々に配設された磁石（磁石５４４、５５７）又は電荷保持体により構成されたものとされるので、接触状態持続手段を当該磁石又は電荷保持体という簡易な構成で実現することができる。

また、図１４に示すように、接触状態持続手段が、基台（基台６３）と揺動環（円環ギア６２）との間に少なくとも１つ設けられ、該基台と揺動環とが互いに偏心移動可能に構成された偏心軸（クランク軸６４、偏心円筒突起）からなる偏心移動機構とされるので、接触状態持続手段を偏心軸という簡易な構成で実現することができるとともに、この接触状態持続手段により姿勢保持機能（姿勢保持手段）も兼ねることができる。

また、図１５に示すように、内縁に回転体（円筒カム７１）のサイクロイドギアの歯数よりも１歯多いサイクロイドギアを有する揺動環（円環ギア７２）が前記回転体外縁のサイクロイドギアと接触を保ちながら揺動する構成により、回転体と揺動環との接触状態を持続させる機能も兼ね備えることができる。

また、図１５に示すように、姿勢保持手段が、揺動環と揺動環の外周を取り囲む中間リング（中間リング７５）との間と、該中間リングと中間リングの外周を取り囲む基台（基台７３）との間にそれぞれ少なくとも１組設けられた連結部材（姿勢保持ガイド７４、平行リンクレバー）とされ、この１組における各連結部材が、互いに平行配置されるとともに、該連結部材の両端側が揺動環及び中間リング、又は中間リング及び基台に対してそれぞれ回動自在に連結されるので、前記内縁に回転体のサイクロイドギアの歯数よりも１歯多いサイクロイドギアを有する揺動環を回転体外縁のサイクロイドギアと接触を保ちながら揺動させる構成において、姿勢保持手段を少なくとも合計２組の平行配置された連結部材という簡易な構成で実現することができる。

また、本発明に係るモータ装置（ズームユニット１及びフォーカスユニット２、２’、４）によれば、モータ機構において、外縁に接触部を有し、基台（基台１６、１６’、５７、７３）に回転自在に支持された回転体（カム筒１４、円筒カム５４）によって回転力が出力され、内縁に接触部を有する揺動環（駆動ギア２１、円環ギア５５）が、回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する。また、姿勢保持手段（平行ばね２３〜２６、姿勢保持ガイド５６及び貫通孔５５２１、５７１１、姿勢保持ガイド７４など）によって揺動環の姿勢が保持され、両端が基台に固定されるとともに中央近傍が揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータ（形状記憶合金３５〜３８、ＳＭＡ５８ａ〜５８ｄ；通電により例えば収縮するアクチュエータという意味で通電収縮アクチュエータと表現してもよい）が揺動環と当接する。そして、通電制御手段（形状記憶合金３５〜３８、ＳＭＡ５８ａ〜５８ｄに接続されている図略の駆動回路）によって、隣接する伸縮アクチュエータに順次通電がなされる。

これによれば、隣接する伸縮アクチュエータを通電制御手段によって順次通電して収縮させることで、連続正逆回転可能なモータ装置を実現することができる。また、この構成は揺動環の軌跡長さ分しか回転体が回転しない減速機構となっているので、線状又は帯状の伸縮アクチュエータすなわち例えば形状記憶合金で構成される当該線状又は帯状のアクチュエータを用いたとしても十分な力（回転体を回転駆動させる力）を得ることができる。また、このような線状又は帯状のアクチュエータすなわち断面が小さく細長い形状のアクチュエータが用いられることで、形状記憶合金のような通電による発熱によって収縮するアクチュエータにとっては、冷却速度を速めることと出力を確保することとが同時に可能となる。このように、形状記憶合金を用いて静粛な且つ小型であっても大きな回転駆動力を発揮できるモータ装置を実現することが可能となる。さらに、この構成においては、全ての構成部材が回転体の外側に密着して配置されることになるので、例えば回転体に光学系を配設してこの周囲のその他の構成部材とともに円筒状（同心円状）に仕立てることで、光学系と略同軸な構成でレンズ駆動を行うといったことが可能なモータ装置を実現することができる。なお、前記全ての構成部材が回転体の外側に配置されることから、線状又は帯状のアクチュエータを外周から組み込むことができるため組立性にも優れる。

また、接触状態持続手段（磁石５４４、５５７、クランク軸６４など）によって回転体と揺動環との接触状態が持続されるので、接触状態持続手段による回転体と揺動環との接触状態を持続させようとする接触力、つまり揺動環の回転体に対する求心力によって、揺動環が回転体と接触を保ちながら揺動することがより確実に行えるようになり、具体的には回転体及び揺動環をギア接続するような場合に、ギア中心間距離が安定するため歯先の衝突が回避され、ひいてはスムーズな回転駆動（回転体による安定した回転力出力）が可能となる。

また、図１２に示すように、回転体（円筒カム５４ａ）及び揺動環（円環ギア５５ａ）は、摩擦力によって互いに連結が可能に構成された前記接触部を備えるので、回転体と揺動環とを摩擦連結することが可能となり、回転体と揺動環とを例えばギア連結する場合と比べて、歯丈分だけ小型化することができ、、且つ簡易な構成とすることができる（加工が容易となる）。また、摩擦連結（摩擦力）することで回転体及び揺動環間の駆動力の伝達が行えるとともに、負荷に対するトルクリミッタとしての機能を兼ね備えることができる。

また、通電制御手段（形状記憶合金３５〜３８、ＳＭＡ５８ａ〜５８ｄに接続されている図略の駆動回路）によって、隣接する２本の伸縮アクチュエータに順次ずらしながら同時に通電がなされるので、この通電において隣接する２本の伸縮アクチュエータに順次ずらしながら同時に通電する方法がとられるので、この同時に通電する電流を２種類の電流、すなわち、例えば伸縮アクチュエータを形状記憶合金で構成する場合に該形状記憶合金のヒステリシス（図９参照）を利用して、変態が開始する変態開始温度以上となる第１の電流（例えば図９の符号Ａで示す加熱電流Ｉｄ）と、該第１の電流よりも小さい前記変態の状態と略同じ変態状態が保持可能な第２の電流（符号Ｂで示す保持電流Ｉｈ）とすることで、通常の第１の電流のみを伸縮アクチュエータに通電する場合と比べて省電力化を図ることができ、エネルギー効率の良いモータ装置を実現することができる。

また、隣接する２本の伸縮アクチュエータそれぞれに通電する通電量が、該伸縮アクチュエータの変態が開始する変態開始温度以上となる第１の電流による第１通電量と、該第１の電流よりも小さい前記変態の状態と略同じ変態状態が保持可能な第２の電流による第２通電量とされるので、通常の第１の電流のみを用いた通電の場合と比べて、少なくとも第１の電流による第１通電量と第２の電流による第２通電量との差分量だけ省電力化を図ることができ、エネルギー効率の良いモータ装置を実現することができる。

また、温度検出手段（温度センサ）によって伸縮アクチュエータに関する温度が検出され、通電制御手段によって、温度検出手段により検出された温度情報に基づいて通電間隔及び通電時間を制御しながら順次伸縮アクチュエータに通電がなされるので、この通電において、温度検出手段により検出された温度情報に基づいて通電間隔及び通電時間を制御しながら順次伸縮アクチュエータに通電する方法がとられるので、例えば伸縮アクチュエータの温度上昇に伴い、各アクチュエータに順次通電する通電間隔を広めて（各アクチュエータの通電時間を短くして）省電力化を図ったり、或いは同通電間隔を狭めて（通電時間を長くして）変態動作の安定化を図ったりすることが可能となり、用途に応じて最適な駆動制御を行い得るモータ装置を容易に提供することができる。

また、図１０に示すように、通電制御手段によって、通電による伸縮アクチュエータの温度上昇に応じて通電間隔を広める制御が行われるので、伸縮アクチュエータの温度上昇に応じて、各アクチュエータに順次通電する通電間隔を広めて（各アクチュエータの通電時間を短くして）、すなわち通電開始時間を所定時間だけ遅らせるように通電制御して、モータ駆動の省電力化を図ることができる。

また、図１１に示すように、通電制御手段によって、通電による伸縮アクチュエータの温度上昇に応じて通電間隔を狭める制御が行われるので、伸縮アクチュエータの温度上昇に応じて、各アクチュエータに順次通電する通電間隔を狭めて（各アクチュエータの通電時間を長くして）、すなわち通電開始時間を所定時間だけ早めるように通電制御して、伸縮アクチュエータの変態動作（収縮動作）の安定化を図ることができ、ひいては精度良い回転駆動が得られるモータ装置を実現することができる。

また、本発明に係るレンズ駆動機構（フォーカスユニット２、２’、４）によれば、レンズ（フォーカスレンズ５３）を保持するとともに基台（基台５７）に回転自在に支持された、外縁に接触部を有する回転筒（円筒カム５４や直進ガイド円筒５２）によって回転力が出力され、内縁に接触部を有する揺動環（円環ギア５５）が、回転筒の接触部と接触を保ちながら該回転筒の回転軸に垂直な平面において揺動する。また、姿勢保持手段（姿勢保持ガイド５６及び貫通孔５５２１、５７１１など）によって揺動環の姿勢が保持され、接触状態持続手段（磁石５４４、５５７、クランク軸６４など）によって回転筒と揺動環との接触状態が持続される。そして、両端が基台に固定されるとともに中央近傍が揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータ（ＳＭＡ５８ａ〜５８ｄ）が揺動環と当接する構成とされる。

これにより、複数の伸縮アクチュエータを順次通電するなどして伸縮させることで、レンズが保持された回転筒を連続正逆回転可能なレンズ駆動機構を実現することができる。また、この構成は揺動環の軌跡長さ分しか回転筒が回転しない減速機構となっているので、線状又は帯状の伸縮アクチュエータすなわち例えば形状記憶合金で構成される当該線状又は帯状のアクチュエータを用いたとしても十分な力（回転筒を回転駆動させる力）を得ることができる。また、このような線状又は帯状のアクチュエータすなわち断面が小さく細長い形状のアクチュエータが用いられることで、形状記憶合金のような発熱によって収縮するアクチュエータにとっては、冷却速度を速めることと出力を確保することとが同時に可能となる。このように、形状記憶合金を用いて静粛な且つ小型であっても大きな回転駆動力を発揮できるレンズ駆動機構を実現することが可能となる。また、接触状態持続手段による回転体と揺動環との接触状態を持続させようとする接触力、つまり揺動環の回転体に対する求心力によって、揺動環が回転体と接触を保ちながら揺動することがより確実に行えるようになり、具体的には回転体及び揺動環をギア接続するような場合に、ギア中心間距離が安定するため歯先の衝突が回避され、ひいてはスムーズな回転駆動（回転体による安定した回転力出力）が可能となる。さらに、この構成においては、全ての構成部材が回転筒の外側に密着して配置されることになるので、例えば回転筒に光学系を配設してこの周囲のその他の構成部材とともに円筒状（同心円状）に仕立てることで、光学系と略同軸な構成でレンズ駆動を行うといったことが可能なレンズ駆動機構を実現することができる。なお、前記全ての構成部材が回転筒の外側に配置されることから、線状又は帯状のアクチュエータを外周から組み込むことができるため組立性にも優れる。

本発明の実施の一形態に係るレンズ駆動機構である撮像装置用のズームユニットの構造を示す斜視図である。 図１に示すズームユニットの駆動部の動作を説明するための図である。 図２に示す各形状記憶合金への通電制御の様子を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の別形態に係るレンズ駆動機構である撮像装置用のズームユニットにおける駆動部の構造を模式的に示す図である。 図４の切断面線Ｘ−Ｘから見た断面図である。 本発明の実施の別形態に係るフォーカスレンズ駆動機構の一構成例を示す斜視図である。 図６に示すフォーカスユニットを光軸方向から見た或る駆動状態を示す概略側面図である。 図６、７に示す各ＳＭＡへの通電タイミングを示すタイミングチャートである。 前記ＳＭＡの電流と変位との関係を示す電流と変位（歪）の特性（ヒステリシス）を示す図である。 各ＳＭＡへの通電タイミングの一変形例を示すタイミングチャートである。 各ＳＭＡへの通電タイミングの一変形例を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の別形態に係るフォーカスレンズ駆動機構の一構成例を示す部分拡大斜視図である。 本発明の実施の別形態に係るフォーカスレンズ駆動機構の一構成例を示す斜視図である。 本発明の実施の別形態に係るフォーカスレンズ駆動機構の一構成例を示す部分拡大斜視図である。 本発明の実施の別形態に係るフォーカスレンズ駆動機構の一構成例を示す斜視図である。

符号の説明

１ ズームユニット（モータ、モータ装置）
２、２’、４ フォーカスユニット（モータ、モータ装置、レンズ駆動機構）
１１，１２ 玉枠
１３ 固定筒
１４ カム筒
１４ｃ，２１ｃ 歯車
１５，１５’ 駆動部
１６，１６’、５７、６３、７３ 基台
２１ 駆動ギア
２２ 中間枠
２２ａ 収納空間
２３，２４；２５，２６ 平行ばね（姿勢保持手段）
３１，３２，３３，３４、５５３ 円筒突起
３５，３６，３７，３８ 形状記憶合金（伸縮アクチュエータ、ＳＭＡ）
３９ 端子
４１ 支持棒
５３ フォーカスレンズ（レンズ）
５４、５４ａ、６１、７１ 円筒カム（回転体、回転筒）
５５、５５ａ、６２、７２ 円環ギア（揺動環）
５２ 直進ガイド円筒（回転筒）
５６ 姿勢保持ガイド（姿勢保持手段、ガイド部材）
７４ 姿勢保持ガイド（姿勢保持手段、連結部材）
５８ａ〜５８ｄ ＳＭＡ（伸縮アクチュエータ）
６４ クランク軸（接触状態持続手段、偏心軸）
７５ 中間リング
５４４、５５７ 磁石（接触状態持続手段）
５５２、５７１ 支持部材
５５２１、５７１１ 貫通孔（姿勢保持手段、被嵌合部）

Claims (18)

1. 基台と、
   前記基台に回転自在に支持され、外縁に接触部を有し、回転力を出力する回転体と、
   内縁に接触部を有し、前記回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する揺動環と、
   前記揺動環の姿勢を保持する姿勢保持手段と、
   両端が前記基台に固定され、前記揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータとを備えることを特徴とするモータ。
2. 前記回転体と揺動環との接触状態を持続させる接触状態持続手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のモータ。
3. 前記線状又は帯状の伸縮アクチュエータは、該伸縮アクチュエータの長手方向と垂直な方向の断面における短寸が１００μｍ以下である形状記憶合金からなることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ。
4. 基台と、
   前記基台に回転自在に支持され、外縁に接触部を有し、回転力を出力する回転体と、
   内縁に接触部を有し、前記回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する揺動環と、
   前記揺動環の姿勢を保持する姿勢保持手段と、
   両端が前記基台に固定されるとともに中央近傍が前記揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータとを備えるモータ機構と、
   隣接する前記伸縮アクチュエータに順次通電する通電制御手段とを備えることを特徴とするモータ装置。
5. 前記回転体と揺動環との接触状態を持続させる接触状態持続手段をさらに備えることを特徴とする請求項４記載のモータ装置。
6. 前記回転体及び揺動環は、摩擦力によって互いに連結が可能に構成された前記接触部を備えることを特徴とする請求項４又は５記載のモータ装置。
7. 基台と、
   前記基台に回転自在に支持され、外縁に接触部を有し、回転力を出力する回転体と、
   内縁に接触部を有し、前記回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する揺動環と、
   前記揺動環の姿勢を保持する姿勢保持手段と、
   前記回転体と揺動環との接触状態を持続させる接触状態持続手段と、
   両端が前記基台に固定されるとともに中央近傍が前記揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータとを備えることを特徴とするモータ。
8. 前記姿勢保持手段は、前記基台と揺動環との間に少なくとも１つ設けられ、該基台と揺動環とを互いに直交方向にスライド移動自在にガイドするガイド部材及び該ガイド部材が摺動自在に嵌合される被嵌合部からなるガイド機構であることを特徴とする請求項７載のモータ。
9. 前記接触状態持続手段は、前記回転体と揺動環との最接近位置における該回転体と揺動環との接触点で接触力を発生させるべく、該回転体と揺動環との間に又は該回転体と前記基台との間に異なる極性が対峙するように該回転体と揺動環と又は該回転体と基台とに別々に配設された磁石又は電荷保持体により構成されるものであることを特徴とする請求項７載のモータ。
10. 前記接触状態持続手段は、前記基台と揺動環との間に少なくとも１つ設けられ、該基台と揺動環とが互いに偏心移動可能に構成された偏心軸からなる偏心移動機構であることを特徴とする請求項７載のモータ。
11. 基台と、
    前記基台に回転自在に支持され、外縁に接触部を有し、回転力を出力する回転体と、
    内縁に接触部を有し、前記回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する揺動環と、
    前記揺動環の姿勢を保持する姿勢保持手段と、
    両端が前記基台に固定されるとともに中央近傍が前記揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータとを備えるモータ機構と、
    隣接する２本の前記伸縮アクチュエータを順次ずらしながら同時に通電する通電制御手段とを備えることを特徴とするモータ装置。
12. 前記隣接する２本の伸縮アクチュエータそれぞれに通電する通電量は、該伸縮アクチュエータの変態が開始する変態開始温度以上となる第１の電流による第１通電量と、該第１の電流よりも小さい前記変態の状態と略同じ変態状態が保持可能な第２の電流による第２通電量とであることを特徴とする請求項１１記載のモータ装置。
13. 基台と、
    前記基台に回転自在に支持され、外縁に接触部を有し、回転力を出力する回転体と、
    内縁に接触部を有し、前記回転体の接触部と接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する揺動環と、
    前記揺動環の姿勢を保持する姿勢保持手段と、
    両端が前記基台に固定されるとともに中央近傍が前記揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータとを備えるモータ機構と、
    前記伸縮アクチュエータに関する温度を検出する温度検出手段と、
    前記温度検出手段により検出された温度情報に基づいて通電間隔及び通電時間を制御しながら順次前記伸縮アクチュエータに通電する通電制御手段とを備えることを特徴とするモータ装置。
14. 前記通電制御手段は、前記通電による伸縮アクチュエータの温度上昇に伴って前記通電間隔を広める制御を行うことを特徴とする請求項１３記載のモータ装置。
15. 前記通電制御手段は、前記通電による伸縮アクチュエータの温度上昇に伴って前記通電間隔を狭める制御を行うことを特徴とする請求項１３記載のモータ装置。
16. 基台と、
    前記基台に回転自在に支持され、外縁にサイクロイドギアを有し、回転力を出力する回転体と、
    内縁に前記サイクロイドギアの歯数よりも１歯多いサイクロイドギアを有し、前記回転体のサイクロイドギアと接触を保ちながら該回転体の回転軸に垂直な平面において揺動する揺動環と、
    前記揺動環の姿勢を保持する姿勢保持手段と、
    両端が前記基台に固定されるとともに中央近傍が前記揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータとを備えることを特徴とするモータ。
17. 前記姿勢保持手段は、前記揺動環と揺動環の外周を取り囲む中間リングとの間と、該中間リングと中間リングの外周を取り囲む前記基台との間にそれぞれ少なくとも１組設けられた連結部材であり、
    前記１組における各連結部材は、互いに平行配置されるとともに、該連結部材の両端側が前記揺動環及び中間リング、又は中間リング及び基台に対してそれぞれ回動自在に連結されていることを特徴とする請求項１６記載のモータ。
18. 基台と、
    レンズを保持するとともに前記基台に回転自在に支持され、外縁に接触部を有し、回転力を出力する回転筒と、
    内縁に接触部を有し、前記回転筒の接触部と接触を保ちながら該回転筒の回転軸に垂直な平面において揺動する揺動環と、
    前記揺動環の姿勢を保持する姿勢保持手段と、
    前記回転筒と揺動環との接触状態を持続させる接触状態持続手段と、
    両端が前記基台に固定されるとともに中央近傍が前記揺動環と当接する３本以上の線状又は帯状の伸縮アクチュエータとを備えることを特徴とするレンズ駆動機構。

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