JP2008233231A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルバネを用いて摩擦係合を行うことにより、製造性に優れた駆動装置を提供すること。
【解決手段】圧電素子１の伸縮により駆動軸２を往復運動させ、その駆動軸２に摩擦係合させた被駆動部材３を駆動軸２に沿って移動させる駆動装置であって、一端６１が被駆動部材３に掛止され、その一端６１で反力を取ることにより他端６２を駆動軸２に押圧させて摩擦係合を行わせるコイルバネを備えて構成されている。これにより、コイルバネ６の取り付けのためにネジなどの取付具が不要であり、コイルバネ６を被駆動部材３に掛止することで容易に取り付けることができ、駆動装置の製造性が良好なものとなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電素子などの電気機械変換素子を用いた駆動装置に関するものである。

従来、圧電素子などの電気機械変換素子を用いた駆動装置として、圧電アクチュエータにより駆動軸を軸方向に振動させて被駆動体を駆動する装置であって、保持部材に固定した板バネにより保持部材を駆動軸に押圧させて摩擦係合させるものが知られている（例えば、特許文献１）。
特許第３６４０５３４号公報

このような駆動装置は、ネジを用いて板バネを取り付けているが、駆動装置が携帯電話のカメラなどに用いられる場合、板バネもミリ単位の小さな部品となるため、板バネの取付作業が容易ではない。さらに板バネを取り付けるネジは非常に小さな部品となり、板バネのネジ止め作業は困難なものとなる。このため、駆動装置が非常に製造しにくいものとなる。

そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、製造性に優れた駆動装置を提供することを目的とする。

すなわち本発明に係る駆動装置は、電気機械変換素子の伸縮により駆動軸を往復運動させ、その駆動軸に摩擦係合させた被駆動部材を前記駆動軸に沿って移動させる駆動装置において、被駆動部材に取り付けられ、一端が前記被駆動部材に掛止され、その一端で反力を取ることにより他端を前記駆動軸に押圧させて摩擦係合を行わせるコイルバネを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、被駆動部材を駆動軸に摩擦係合させるに際し、一端が被駆動部材に掛止されその一端で反力を取ることにより他端を駆動軸に押圧させて摩擦係合を行わせるコイルバネを用いることにより、ネジなどの取付具が不要であり、コイルバネを被駆動部材に掛止することで容易に取り付けることができる。従って、駆動装置の製造性が良好なものとなる。

また本発明に係る駆動装置において、前記被駆動部材は、光学レンズを収容する円形部を有し、前記コイルバネは、前記円形部の外周に同心状に装着されて取り付けられていることが好ましい。

この場合、コイルバネを円形部の外周に同心状に装着して取り付けることにより、コイルバネを効率よく設置することができ装置の小型化が図れる。また、コイルバネとして光学レンズ程度の大きさのものを用いることができるため、装置が小型なものであっても、コイルバネの取付作業が容易に行える。従って、製造性を良好なものとすることができる。

また本発明に係る駆動装置は、携帯電話の撮像装置のフォーカシング装置に用いることが好ましい。

本発明によれば、被駆動部材の摩擦係合にコイルバネを用いることにより、製造性に優れた駆動装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は本発明の実施形態に係る駆動装置の分解斜視図であり、図２は本発明の実施形態に係る駆動装置の断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る駆動装置は、圧電素子１の伸縮により駆動軸２を往復運動させ、その駆動軸２に摩擦係合させた被駆動部材３を駆動軸２に沿って移動させる装置である。本実施形態に係る駆動装置は、携帯電話の撮像装置における光学レンズのフォーカシング装置に適用したものであり、被駆動部材３として撮影レンズを内蔵した鏡胴を移動させるものである。

圧電素子１は、駆動信号の入力により伸縮可能な電気機械変換素子であり、所定の方向へ伸長及び収縮可能となっている。この圧電素子１は、図示しない制御部に接続され、その制御部により駆動信号を入力されることにより伸縮する。例えば、圧電素子１に入力される駆動信号の電圧を繰り返して増減させることにより、圧電素子１が伸長及び収縮を繰り返すこととなる。

なお、電気機械変換素子としては駆動信号の入力により伸縮するものであれば、圧電素子１以外のものを用いてもよい。

駆動軸２は、圧電素子１の伸縮方向に長手方向を向けて圧電素子１に取り付けられている。例えば、駆動軸２の一端が圧電素子１に当接され、接着剤を用いて圧電素子１に接着されている。この駆動軸２は、長尺状の部材であり、例えば円柱状のものが用いられる。駆動軸２は、枠体４に形成される仕切り部４ａ、仕切り部４ｂにより長手方向に沿って移動可能に支持されている。仕切り部４ａ、仕切り部４ｂは、被駆動部材３の移動領域を仕切るための部材であり、駆動軸２の支持部材としても機能している。

枠体４は、圧電素子１、駆動軸２及び被駆動部材３などを収容し組み付けるためのものであり、撮像素子７に対し光軸Ｏの方向、すなわち光軸方向への距離が変動しないように設置されている。また、この枠体４を被駆動部材３と共に光軸方向と直交する方向へ移動させることにより手振れ補正装置として機能させることができる。

撮像素子７は、カメラの撮像素子であって、例えばＣＣＤ（ChargedCoupled Device）やＣ−ＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）が用いられる。この撮像素子７は、配線基板７１上にマウントされ、カメラ本体に対し移動しないように固定されている。

被駆動部材３は、駆動装置の移動対象物となるものである。本実施形態における被駆動部材３は、撮影レンズを内蔵した鏡胴である。この被駆動部材３は、駆動軸２に移動可能に取り付けられている。この被駆動部材３は、駆動軸２に対し摩擦係合されて取り付けられ、駆動軸２の長手方向に沿って移動可能となっている。

例えば、被駆動部材３は、コイルバネ６により駆動軸２に圧接されて所定の摩擦係数で係合しており、一定の押圧力Ｆで駆動軸２に押し付けられることによってその移動の際に一定の摩擦力が生ずるように取り付けられている。この摩擦力を超えるように駆動軸２が移動することにより、慣性により被駆動部材３がその位置を維持し、その被駆動部材３に対し相対的に駆動軸２が移動する。

コイルバネ６は、螺旋状に巻回した捻りコイルバネであって、少なくとも一回以上巻回されてリング状を呈している。コイルバネ６は、一端６１が被駆動部材３の掛止部３ａに掛止され、その一端６１で反力を取ることにより他端６２が摺動板３１を介し駆動軸２に押圧している。つまり、コイルバネ６は、一端６１が掛止部３ａに掛止され、他端６２が摺動板３１に掛止された状態で縮設され、被駆動部材３に取り付けられている。

コイルバネ６は、被駆動部材３に形成される円形部３ｂの外周に同心状に装着して取り付けることが好ましい。円形部３ｂは、光学レンズである撮影レンズを収容する部分であり、光軸方向へ円形状に突出して形成されている。
また、図３に示すように、コイルバネ６は、撮影レンズのうち径の小さいレンズ３３、例えば被写体側のレンズの外周側に配置することが好ましい。この場合、レンズ鏡胴となる円形部３ｂを小さく形成できるため、コイルバネ６を配置しても被駆動部材３全体を大きくすることなく、効率よくコイルバネ６の配置が行える。

圧電素子１は、支持部材５により枠体４に取り付けられている。支持部材５は、圧電素子１をその伸縮方向に対して側方から支持して取り付けるものであり、圧電素子１と枠体４との間に配設されている。この場合、支持部材５により圧電素子１をその伸縮方向と直交する方向から支持することが好ましい。この支持部材５は、圧電素子１を側方から支持して取り付ける取付部材として機能している。

このように支持部材５により圧電素子１の伸縮方向に対し側方側から支持されており、圧電素子１の両端は圧電素子１の伸縮方向へ移動可能な自由端となっている。このため、圧電素子１が駆動伸縮してもその伸縮による振動が枠体４側へ伝達されにくい構造となっている。

支持部材５は、所定以上の弾性特性を有する弾性体により形成され、例えばシリコーン樹脂により形成される。支持部材５は、圧電素子１を挿通させる挿通孔５ａを形成して構成され、その挿通孔５ａに圧電素子１を挿通させた状態で固定枠４に組み付けられている。支持部材５の固定枠４への固着は、接着剤による接着により行われる。また、支持部材５と圧電素子１の間の固着も、接着剤による接着により行われる。この支持部材５を弾性体によって構成することにより、圧電素子１をその伸縮方向に移動可能に支持することができる。

圧電素子１の端部には、錘部材８が取り付けられている。錘部材８は、圧電素子１の伸縮力を駆動軸２側へ伝達させるための部材であって、圧電素子１の駆動軸２が取り付けられる端部と反対側の端部に取り付けられている。

この錘部材８としては、駆動軸２より重いものが用いることが好ましい。また、錘部材８として、弾性変形可能な部材に金属粉を混入させたものを用いることが好ましい。金属粉を混入させることにより重量を大きくすることができ、弾性変形可能な部材を用いることにより圧電素子１の作動時における不要な共振を減衰させることができる。

また、錘部材８は、枠体４に対し支持固定されない状態で設けられている。すなわち、錘部材８は、圧電素子１の自由端に取り付けられ、枠体４に対し直接支持されたり固定されておらず、また接着剤や樹脂材を介して枠体４に対し動きを拘束されるように支持されたり固定されていない状態で設けられている。

なお、圧電素子１の端部に錘部材８を設置しない場合もある。すなわち、圧電素子１の端部に錘部材８を取り付けないで構成してもよい。

次に、本実施形態に係る駆動装置の動作について説明する。

図１において、圧電素子１に駆動信号が入力され、その駆動信号の入力により圧電素子１が伸長及び収縮を繰り返す。その際、駆動信号としては、圧電素子１の伸長速度と収縮速度を異ならせる信号であればよく、例えば鋸歯状の信号、それに階段状のパルス信号などが用いられる。

そして、圧電素子１の伸長及び収縮に応じて駆動軸２が往復運動する。このとき、圧電素子１の伸長速度と収縮速度を異ならせることにより、駆動軸２が一定の方向へ移動する速度とその逆方向へ移動する速度が異なることとなる。これにより、被駆動部材３を所望の方向へ移動させることができる。

以上のように、本実施形態に係る駆動装置によれば、被駆動部材３を駆動軸２に摩擦係合させるに際し、一端６１が被駆動部材３に掛止されその一端６１で反力を取ることにより他端６２を駆動軸２に押圧させて摩擦係合を行わせるコイルバネ６を用いることにより、コイルバネ６の取付のためのネジなどの取付具が不要であり、コイルバネ６を被駆動部材３に掛止することで容易に取り付けることができる。従って、駆動装置の製造性が良好なものとなる。

また、本実施形態に係る駆動装置において、コイルバネ６を被駆動部材３の円形部３ｂの外周に同心状に装着して取り付けることにより、コイルバネ６を効率よく設置することができ装置の小型化が図れる。また、コイルバネ６として光学レンズ程度の大きさのものを用いることができるため、装置が小型なものであっても、コイルバネ６の取付作業が容易に行える。従って、製造性を良好なものとすることができる。

また、板バネを用いる場合と比べて、大きめのコイルバネ６を用いることができるため、駆動軸２への押圧力が安定する。また、コイルバネ６の部品精度を高めなくても、安定した押圧力が得られる。さらに、被駆動部材３を駆動軸２側へ付勢する付勢部材の部品コストを低減することができる。

なお、上述した実施形態は本発明に係る駆動装置の一例を示すものである。本発明に係る駆動装置は、これらの実施形態に係る駆動装置に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る駆動装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、本実施形態では、携帯電話の撮像装置における光学レンズのフォーカシング装置に適用した場合について説明したが、そのフォーカシング装置以外のものであってレンズ鏡胴以外の物を駆動する駆動装置に適用してもよい。また、撮像装置における光学レンズのズーム装置として用いる場合、複数のレンズ群に対しそれぞれ圧電素子を備えた駆動装置を設ければよい。

また、本実施形態では、圧電素子１を支持部材５を介し枠体４に取り付けて圧電素子１の端部を自由端にした場合について説明したが、圧電素子１の端部を直接枠体４に取り付けるものであってもよい。

本発明の実施形態に係る駆動装置の分解斜視図である。 図１の駆動装置の断面図である。 図１の駆動装置における被駆動部材の断面図である。

符号の説明

１…圧電素子、２…駆動軸、３…被駆動部材、３ｂ…円形部、４…枠体、５…支持部材、６…コイルバネ、７…撮像素子、８…錘部材。

Claims (3)

1. 電気機械変換素子の伸縮により駆動軸を往復運動させ、その駆動軸に摩擦係合させた被駆動部材を前記駆動軸に沿って移動させる駆動装置において、
   被駆動部材に取り付けられ、一端が前記被駆動部材に掛止され、その一端で反力を取ることにより他端を前記駆動軸に押圧させて摩擦係合を行わせるコイルバネを備えたこと、
   を特徴とする駆動装置。
2. 前記被駆動部材は、光学レンズを収容する円形部を有し、
   前記コイルバネは、前記円形部の外周に同心状に装着されて取り付けられていること、
   を特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 携帯電話の撮像装置のフォーカシング装置に用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。

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