JP2009128897A - 形状記憶合金部材を有する作動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】形状記憶合金部材のマルテンサイトからオーステナイトへの相変態中、形状記憶合金部材に生じる長さ収縮を利用することによって、滑動部、キャリアおよび基部を相対的に移動させることができ、また、基部の熱伝導率を利用して形状記憶合金部材の熱散逸を促進し、キャリアを作動させるための応答時間を短縮することが可能な作動装置を提供する。
【解決手段】基部２と、基部に配置された複数の滑動部３と、それに配置されたキャリア４と、滑動部の外面に沿って滑動部を取り囲むように配置された形状記憶合金部材５と、キャリアに配置され、キャリアの外面を取り囲むばね部材６とを備え、滑動部が形状記憶合金部材によって押され、内部方向へ移動し、上方向へキャリアを作動させ、ばね部材を圧縮する作動装置。
【選択図】図３

Description

本発明は作動装置に関する。より詳細には、本発明は、形状記憶合金部材を備え、形状記憶合金の相変態による長さの収縮を利用する作動装置に関する。

現代では、消費者用技術産業は活発な成長を続けており、消費者にとって物事をより良好な容易なものとするすべての種類の電子製品の市場からの出現が止むことはない。近年最も広範に使用されている電子製品の一覧には、デジタルカメラおよびカメラ付き携帯電話が欠ける場合はない。

デジタルカメラまたはカメラ付き携帯電話用の従来技術のレンズモジュールは、通常、筐体、光学レンズおよび画像センサを備える。画像を捕捉するための光学レンズは、筐体の正面に結合される。一般に、光学レンズは、手動または自動制御のいずれかである一定の機構を通じて調整され、これにしたがって所望の焦点距離が得られる。

上述のデジタルカメラまたはカメラ付き携帯電話用の従来技術のレンズモジュールは、軽量で、薄く、かつ小型であることを要求されるが、同時に精巧かつ頑丈である必要がある。したがって、デジタルカメラまたはカメラ付き携帯電話においては、手動で制御されるかまたは電動機によって駆動される焦点距離調整（すなわち、直線状または非直線状の運動）にレンズモジュールを用いることは、空間または重量の制限のために限定される場合がある。これによって、さらに光学レンズのズーム比または他の機能が制限されることがある。

通常、従来技術のレンズモジュールは、電磁気と平衡を保つことによって作動する薄板バネを備える。しかしながら、薄板バネは外力によって変形される可能性がある。例えば、衝撃による力、光学レンズの再取付または連続的な使用が、レンズの運動の安定性および精度に影響を与える場合がある。したがって、従来技術のレンズモジュールには改善の必要な欠点が存在する。

本発明の１つの目的は、形状記憶合金部材を有する作動装置を提供することである。形状記憶合金部材には、そのマルテンサイトからオーステナイトへの相変態中、長さ収縮が生じる。本発明では、この長さ収縮を用いて、滑動部、キャリアおよび基部を相対的に移動させる。

本発明の別の目的は、基部の熱伝導率を利用して形状記憶合金部材の熱散逸を促進し、キャリアを作動させるための応答時間を短縮する、形状記憶合金部材を有する作動装置を提供することである。

上述の目的を達成するために、本発明の形状記憶合金部材を有する作動装置は、基部と、基部に配置された複数の滑動部と、この複数の滑動部に配置されたキャリアと、滑動部の外面に沿って滑動部を取り囲むように配置された形状記憶合金部材と、キャリアに配置され、キャリアの外面を取り囲む、ばね部材と、を備える。マルテンサイトからオーステナイトへの相変態中の形状記憶合金部材の長さ収縮を利用することによって、滑動部が形状記憶合金部材によって押される。滑動部は次いで内部方向へ移動し、上方向へキャリア
を作動させる。次いで、キャリアの作動によってばね部材が圧縮される。

好適には、圧縮中、ばね部材に運動エネルギーが貯蔵される。
好適には、各滑動部は開口部を備える。形状記憶合金部材は、長さが縮小するとき、形状記憶合金部材の熱散逸が促進されるように滑動部の各開口部を通じて基部と接触する。

好適には、形状記憶合金部材が元の長さに戻るとき、ばね部材は以前に内部に貯蔵した運動エネルギーを解放し、内方向へ伸びてキャリアを下方向へ押す。このためキャリアは下方向へ作動され、滑動部が外方向へ移動するように押しやる。

好適には、形状記憶合金部材の両端を固定する複数の保持部材を、基部にさらに備える。
好適には、形状記憶合金部材を有する作動装置をレンズモジュールに適用することが可能である。

図１には、本発明による形状記憶合金部材を有する組み立てられた作動装置１の斜視図を示す。図２には、本発明による形状記憶合金部材を有する組み立てられた作動装置１の平面図を示す。図３には、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図を示す。図１、２および３を参照して、さらに説明する。この実施形態では、形状記憶合金部材を有する作動装置１は、レンズモジュールに対し適用される。本発明では、形状記憶合金部材を有する作動装置１が提供される。作動装置１は、基部２と、基部２に配置された複数の滑動部３と、この複数の滑動部３に配置されたキャリア４と、線状に形成され、滑動部３の外面に沿って滑動部を取り囲むように配置された形状記憶合金部材５と、キャリア４に配置され、キャリア４の外面を取り囲む、ばね部材６と、基部２の１つの面に配置され、形状記憶合金部材５の両端を固定する複数の保持部材７と、を備える。

この実施形態では、形状記憶合金部材５に対し電流が印可され、形状記憶合金部材５は材料の電気的なインピーダンスにより一定の温度まで加熱される。次いで、形状記憶合金部材５の結晶構造がマルテンサイト相からオーステナイト相へと変化し、これによって形状記憶合金部材５の長さ収縮が生じる。長さ収縮の後、形状記憶合金部材５は滑動部３を押し、内方向（円の中心の方）へ移動させる。滑動部３が内方向へ移動されるので、キャリア４は上方向へ押され、作動される。また、キャリア４が上方向へ作動されるので、ばね部材６が圧縮される。圧縮中、ばね部材６が自身に運動エネルギーを貯蔵可能であることが留意される。

図４には、本発明による形状記憶合金部材を有する組み立てられた作動装置１の斜視図を示す。図５には、本発明による形状記憶合金部材を有する組み立てられた作動装置１の平面図を示す。図６には、図５のＢ−Ｂ線に沿った断面図を示す。図４、５および６を参照すると、各滑動部３は開口部８を備える。形状記憶合金部材５の長さが縮小した後、形状記憶合金部材５は滑動部３の各開口部８を通じて基部２と接触する。結果的に、形状記憶合金部材５の熱散逸が促進される。形状記憶合金部材５から基部２へ熱が移動されるにしたがって、形状記憶合金部材５の温度は相変態温度未満へと徐々に低下する。次いで、形状記憶合金部材５は元の長さに戻る。その後、ばね部材６は、以前に内部に貯蔵した運動エネルギーを解放し、内方向（円の中心の方）へ伸びる。次いで、ばね部材６はキャリア４を下方へ押し、キャリア４を下方向へ作動させる。キャリア４は下方向へ作動されるので、滑動部３が外方向へ移動される。

本発明による形状記憶合金部材を有する作動装置１がレンズモジュールに対し適用されるとき、キャリア４が上方向または下方向へ作動することによって、そこに保持されるレ
ンズモジュールのレンズ（図示せず）がズームインまたはズームアウトを行うことが可能となる。その結果、光学レンズの焦点距離を調整することが可能である。

本発明の利点は次の通りである。
（１）本発明では、形状記憶合金部材５がマルテンサイトからオーステナイトへ相変態を起こしているときの、形状記憶合金部材５の長さ収縮を利用する。形状記憶合金部材の長さが縮小するとき、滑動部３は内方向（円の中心の方）へ移動するように押される。次いで、キャリア４が上方向へ作動されるので、ばね部材６を圧縮する。

（２）圧縮中、ばね部材６に運動エネルギーを貯蔵可能である。本発明では、この利点を利用して、貯蔵された運動エネルギーを、キャリア４を下方向へ作動させるためのエネルギー源として用いる。

（３）基部２は高熱伝導率を有する材料から製造される。本発明では、この利点を利用して形状記憶合金部材５の熱散逸を促進し、それにしたがって、キャリア４を作動させるための応答時間を短縮することが可能である。

本発明による形状記憶合金部材を有する組み立てられた作動装置の斜視図。 本発明による形状記憶合金部材を有する組み立てられた作動装置の平面図。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。 本発明による形状記憶合金部材を有する組み立てられた作動装置の斜視図。 本発明による形状記憶合金部材を有する組み立てられた作動装置の平面図。 図５のＢ−Ｂ線に沿った断面図。

Claims (10)

1. 形状記憶合金部材を有する作動装置であって、
   基部と、
   基部に配置された複数の滑動部と、
   同複数の滑動部に配置されたキャリアと、
   前記滑動部の外面に沿って前記滑動部を取り囲むように配置された形状記憶合金部材と、
   キャリアに配置され、キャリアの外面を取り囲む、ばね部材と、を備え、
   マルテンサイトからオーステナイトへの相変態中の形状記憶合金部材の長さ収縮を利用することによって、前記滑動部が形状記憶合金部材によって押され、内部方向へ移動し、上方向へキャリアを作動させ、ばね部材を圧縮する、作動装置。
2. 圧縮中、ばね部材に運動エネルギーを貯蔵可能である請求項１に記載の作動装置。
3. 各滑動部は開口部を備え、形状記憶合金部材は形状記憶合金部材の熱散逸が促進されるように同開口部を通じて基部と接触している請求項１に記載の作動装置。
4. 形状記憶合金部材が元の長さに戻るとき、ばね部材は以前に内部に貯蔵した運動エネルギーを解放し、内方向へ伸びてキャリアを下方向へ押し、前記滑動部が外方向へ移動するように押しやる請求項２に記載の作動装置。
5. 形状記憶合金部材の両端を固定する複数の保持部材を基部にさらに備える請求項１に記載の作動装置。
6. レンズモジュールと共に使用するための形状記憶合金部材を有する作動装置であって、
   基部と、
   基部に配置された複数の滑動部と、
   同複数の滑動部に配置されたキャリアと、
   前記滑動部の外面に沿って前記滑動部を取り囲むように配置された形状記憶合金部材と、
   キャリアに配置され、キャリアの外面を取り囲む、ばね部材と、を備え、
   マルテンサイトからオーステナイトへの相変態中の形状記憶合金部材の長さ収縮を利用することによって、前記滑動部が形状記憶合金部材によって押され、内部方向へ移動し、上方向へキャリアを作動させ、ばね部材を圧縮する、作動装置。
7. 圧縮中、ばね部材に運動エネルギーを貯蔵可能である請求項６に記載の作動装置。
8. 各滑動部は開口部を備え、形状記憶合金部材は形状記憶合金部材の熱散逸が促進されるように同開口部を通じて基部と接触している請求項６に記載の作動装置。
9. 形状記憶合金部材が元の長さに戻るとき、ばね部材は以前に内部に貯蔵した運動エネルギーを解放し、内方向へ伸びてキャリアを下方向へ押し、前記滑動部が外方向へ移動するように押しやる請求項７に記載の作動装置。
10. 形状記憶合金部材の両端を固定する複数の保持部材を基部にさらに備える請求項６に記載の作動装置。

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