JP2009229710A

JP2009229710A - 駆動装置

Info

Publication number: JP2009229710A
Application number: JP2008073794A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Ozeki; 幸宏尾関; Yoshiaki Hata; 良彰秦
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2008-03-21
Publication date: 2009-10-08

Abstract

【課題】従来と比較して容易に製造する。
【解決手段】ＳＩＤＭ装置1は、電圧の印加によって伸縮する圧電素子2と、圧電素子2の伸縮によって変位する駆動軸3と、圧電素子2を伸縮可能に支持するベース部材4と、駆動軸3に対して摩擦係合されて駆動軸3の軸方向に移動する移動体5とを備える。移動体5は、溝部51の内側面52で駆動軸3の側面3a，3bに当接する移動体本体50と、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向に沿って駆動軸3を溝部51の内側面52に付勢する付勢部材6とを有する。付勢部材6は、溝部51を跨いで外側面53に固定されＸ軸方向に沿って駆動軸3を内側面52に付勢する板ばね部61と、溝部51の内側に配設されＹ軸方向に沿って駆動軸3を内側面52に付勢する板ばね部62と、板ばね部61，62を連結するとともに、板ばね部61に対して板ばね部62を位置決めする連結部63とを一体的に有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動装置に関する。

従来、例えばカメラ付き携帯電話機など、種々の携帯用電子機器には、小型の撮像ユニット（駆動ユニット）が搭載されている。

このような撮像ユニットにおいては、近年、撮像素子と光量制御装置（シャッタや絞り等）との間に、可動レンズ群が配設されており、スムーズインパクト駆動機構（Smooth Impact Drive Mechanism）を備えた駆動装置（以下、ＳＩＤＭ装置とする。「ＳＩＤＭ」は登録商標）が可動レンズ群の駆動源として採用されている（例えば、特許文献１，２参照）。

このＳＩＤＭ装置は、電圧の印加によって伸縮する圧電素子と、圧電素子の伸縮によって変位する駆動軸と、圧電素子の移動を制限しつつ当該圧電素子を伸縮可能に支持する移動制限部と、駆動軸に対して摩擦係合されて当該駆動軸の軸方向に移動する移動体とを備えており、圧電素子の急峻な体積変化と、移動体の慣性力及び摩擦力とを利用して、当該移動体を駆動軸の軸方向に移動させるようになっている。

ところで、一般に、上記のようなＳＩＤＭ装置においては、駆動軸は四角柱状に形成されているため、移動体は、駆動軸に対してがたつかないよう、駆動軸の側周面を２方向でそれぞれ挟持することによって当該駆動軸に摩擦係合している。より詳細には、移動体は、別体として形成された２つのばね部材を有しており、これらばね部材の付勢力によって駆動軸に摩擦係合している。
特開平８−２９６５８号公報特開平１１−１８４４７号公報

しかしながら、２つのばね部材によって移動体を駆動軸に摩擦係合させる場合には、ばね部材の配設を２回行なう分、駆動装置の製造に手間が掛かってしまう。

本発明の課題は、従来と比較して容易に製造可能な駆動装置を提供することである。

本発明の第１の形態によれば、駆動装置において、
電圧の印加によって伸縮する圧電素子と、
前記圧電素子の伸縮によって変位する角柱状の駆動軸と、
前記圧電素子の移動を制限しつつ当該圧電素子を伸縮可能に支持する移動制限部と、
前記駆動軸に対して摩擦係合されて当該駆動軸の軸方向に移動する移動体とを備え、
前記移動体は、
前記駆動軸の軸方向に延在する溝部が設けられ、この溝部の内側面で前記駆動軸の側周面のうち、少なくとも２面に当接する移動体本体と、
前記移動体本体に固定されるとともに、互いに交差する第１の付勢方向及び第２の付勢方向に沿って前記駆動軸を前記溝部の内側面に付勢する付勢部材とを有し、
この付勢部材は、
前記溝部を跨いで当該溝部の外側面に固定されるとともに、前記第１の付勢方向に沿って前記駆動軸を前記溝部の内側面に付勢する第１の板ばね部と、
前記溝部の内側に配設されるとともに、前記第２の付勢方向に沿って前記駆動軸を前記溝部の内側面に付勢する第２の板ばね部と、
前記第１の板ばね部及び前記第２の板ばね部を連結するとともに、前記第１の板ばね部に対して前記第２の板ばね部を位置決めする連結部とを、一体的に有することを特徴とする。

ここで、前記連結部は、
前記第１の板ばね部及び前記第２の板ばね部よりも細く形成されていることが好ましい。

本発明によれば、付勢部材には、第１の付勢方向に沿って駆動軸を溝部の内側面に付勢する第１の板ばね部と、第２の付勢方向に沿って駆動軸を溝部の内側面に付勢する第２の板ばね部とが一体的に具備されるので、１つの付勢部材における２つの板ばね部により駆動軸を第１，第２の付勢方向に沿って移動体に付勢し、移動体を駆動軸に対して摩擦係合させることができる。
また、第１の板ばね部及び第２の板ばね部を連結する連結部が第１の板ばね部に対して第２の板ばね部を位置決めするので、溝部を跨いで第１の板ばね部を当該溝部の外側面に配設することによって、第２の板ばね部を溝部の内側に配設することができる、つまり、２つの板ばねを同時に配設することができる。従って、ばね部材の配設を２回行なう従来の場合と比較して、駆動装置の製造を容易に行なうことができる。

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る駆動装置としてのＳＩＤＭ装置１の概略構成を示す図である。

この図に示すように、ＳＩＤＭ装置１は、圧電素子２と、駆動軸３と、ベース部材４と、移動体５等とを備えている。

このうち、圧電素子２は、電圧の印加によりＺ軸方向に沿って伸縮するものであり、本実施の形態においては、ピエゾ素子となっている。なお、この圧電素子２には、図示しない制御装置から電圧が印加されるようになっている。

また、駆動軸３は、角柱状の部材であり、Ｚ軸方向における圧電素子２の一端に固定され、当該圧電素子２の伸縮によってＺ軸方向に変位するようになっている。

また、ベース部材４は、本発明における移動制限部であり、Ｚ軸方向における圧電素子２の他端に固定されている。これにより、ベース部材４は、圧電素子２の移動を制限しつつ、当該圧電素子２を伸縮可能に支持するようになっている。
なお本実施の形態においては、圧電素子２の他端にベース部材４を直接的に固定しているが、間にスポンジ等の吸収体を介して固定することとしても良い。

また、移動体５は、駆動軸３に対しＺ軸方向に沿って摺動するものであり、駆動軸３に摩擦係合されている。この移動体５は、移動体本体５０と、付勢部材６とを有している。

移動体本体５０は、Ｚ軸方向に延在する溝部５１の設けられた略凹字状の部材であり、溝部５１の内側面５２で駆動軸３の４つの側周面３ａ〜３ｄのうち、２つの側面３ａ，３ｂに当接するようになっている。この移動体本体５０における溝部５１の外側面５３には、付勢部材６と係合する２つの係合爪５０ｂ，５０ｃが設けられている。

付勢部材６は、互いに直交するＸ軸方向，Ｙ軸方向に沿って駆動軸３を溝部５１の内側面５２に付勢するものであり、移動体本体５０に固定されている。この付勢部材６は、２つの板ばね部６１，６２と、連結部６３とを一体的に有している。

板ばね部６１は、略コ字状の板ばねであり、両端部に２つの孔部６１ｂ，６１ｃを有している。この板ばね部６１は、孔部６１ｂ，６１ｃを移動体本体５０の係合爪５０ｂ，５０ｃに係合させることにより、溝部５１を跨いで当該溝部５１の外側面５３に固定されており、Ｘ軸方向に沿って駆動軸３を溝部５１の内側面５２に付勢するようになっている。なお、本実施の形態においては、板ばね部６１と駆動軸３との間には、駆動軸３に対して摺動する板状の摺動板６１ａが介在している。
なお、この摺動板６１ａは、板ばね部６１が駆動軸３に直接接触する場合と比較して、ＳＩＤＭ装置１の速度性能、駆動力性能を向上させるのに有効である。

板ばね部６２は、蛇腹状に葛折された板ばねである。この板ばね６２は、溝部５１の内側に配設されており、Ｙ軸方向に沿って駆動軸３を溝部５１の内側面に付勢するようになっている。なお、本実施の形態においては、板ばね部６２はＺ軸方向に沿って往復するよう葛折されているが、駆動軸３をＹ軸方向に沿って付勢する限りにおいて、Ｘ軸方向に沿って往復するよう葛折されていても良い。また、板ばね部６２と駆動軸３との間には、駆動軸３に対して摺動する板状の摺動板６２ａが介在している。
なお、この摺動板６２ａも、上記の摺動板６１ａと同様に、板ばね部６２が駆動軸３に直接接触する場合と比較して、ＳＩＤＭ装置１の速度性能、駆動力性能を向上させるのに有効である。

連結部６３は、板ばね部６１，６２を連結する板状部材であり、板ばね部６１に対して板ばね部６２を位置決めするようになっている。より詳細には、本実施の形態における連結部６３は、移動体本体５０における上端面５０ａの側を経由して、板ばね部６１，６２の端部同士を連結している。この連結部６３は、板ばね部６１，６２よりも細く形成されている。
なお、以上のような付勢部材６は、所定形状の金属板をプレス加工することによって製造することができる。

また、本実施の形態においては、以上のＳＩＤＭ装置１は、図１，図２に示すように、携帯電話機１００の撮像ユニット１０１において、鏡筒１０２と、鏡筒１０２の内部に固定された少なくとも１つのレンズ１０３とを有する可動レンズ群１０５を移動体本体５０によって支持しており、移動体５の移動に追従させて当該可動レンズ群１０５をＺ軸方向に沿って移動させるようになっている。ここで、図１では、Ｚ軸方向は可動レンズ群１０５の光軸方向と直交しており、移動体５の移動によって撮像ユニット１０１の手振れ補正を行なうようになっているが、Ｚ軸方向を光軸方向と平行とし、移動体５の移動によってズーム撮影を行なうこととしても良い。

続いて、ＳＩＤＭ装置１の動作について説明する。
まず、圧電素子２に対し、緩やかに立上って急速に立下る鋸歯状波駆動パルスを印加する。

これにより、駆動パルスの緩やかな立上り時には、圧電素子２が緩やかに伸長し、駆動軸３がＺ軸の正方向（図１（ｂ）の右から左へ向かう方向）に緩やかに変位する結果、移動体５は駆動軸３に対する摩擦係合力により駆動軸３とともにＺ軸の正方向に移動する。このとき、移動体５の付勢部材６には、Ｘ軸方向に沿って駆動軸３を溝部５１の内側面５２に向かって付勢する板ばね部６１と、Ｙ軸方向に沿って駆動軸３を溝部５１の内側面５２に向かって付勢する板ばね部６２とが一体的に具備されているので、１つの付勢部材６における２つの板ばね部６１，６２によって駆動軸３がＸ軸方向，Ｙ軸方向に沿って移動体５に付勢され、移動体５が駆動軸３に対して摩擦係合する結果、移動時のがたつきが防止される。また、板ばね部６１，６２を連結する連結部６３はこれら板ばね部６１，６２よりも細く形成されているので、板ばね部６１，６２の何れか一方が振動した場合にも、この振動が他方に影響を及ぼすのが防止される、つまり干渉が防止される。

一方、駆動パルスの急速な立下り時には、圧電素子２が急速に収縮し、駆動軸３がＺ軸方向に沿って急速に変位する結果、移動体５は慣性力により摩擦結合力に打ち勝って実質的にその位置に留まる。

そして、圧電素子２に前記駆動パルスを連続的に印加することにより、駆動軸３に速度の異なる往復振動を発生させ、移動体５を連続的にＺ軸の正方向に移動させることができる。

なお、移動体５をＺ軸の負方向（図１（ｂ）の左から右へ向かう方向）に移動させるには、圧電素子２に印加する鋸歯状波駆動パルスの波形を、急速に立上って緩やかに立下る波形とすれば良い。なお、印加される駆動波形としては、ここで示した鋸歯状駆動パルスに限らず、駆動に適したduty比をもつ矩形波や、その他の駆動に適した立ち上がり/立下り特性を持つ波形を適用することも可能である。

続いて、ＳＩＤＭ装置１の製造工程のうち、付勢部材６組み込んで移動体５を駆動軸３に摩擦係合させる工程について説明する。

付勢部材６組み込んで移動体５を駆動軸３に摩擦係合させるには、まず、移動体本体５０を駆動軸３の側面３ａ，３ｂに、摺動板６１ａ，６２ａを側面３ｃ，３ｄにそれぞれ当接させた状態で、Ｚ軸方向に沿って付勢部材６を移動させ、板ばね部６１を移動体本体５０の外側面５３に配設して固定する。

このとき、板ばね部６１，６２を連結する連結部６３が板ばね部６１に対して板ばね部６２を位置決めするので、板ばね部６１の配設と同時に板ばね部６２が溝部５１の内側に配設される。これにより、付勢部材６が移動体５に組み込まれ、移動体５が駆動軸３に摩擦係合する。

以上のＳＩＤＭ装置１によれば、付勢部材６には、Ｘ軸方向に沿って駆動軸３を溝部５１の内側面５２に向かって付勢する板ばね部６１と、Ｙ軸方向に沿って駆動軸３を溝部５１の内側面５２に向かって付勢する板ばね部６２とが一体的に具備されるので、１つの付勢部材６における２つの板ばね部６１，６２によって駆動軸３をＸ軸方向，Ｙ軸方向に沿って移動体５に付勢し、移動体５を駆動軸３に対して摩擦係合させることができる。よって、移動体５の移動時のがたつきを防止することができる。

また、連結部６３は板ばね部６１及び板ばね部６２よりも細く形成されているので、板ばね部６１，６２の何れか一方が振動した場合にも、この振動が他方に影響を及ぼすのを防止する、つまり干渉を防止することができる。従って、移動体５の移動を安定化することができる。また、連結部６３が細くなっているので、静的な装着状態において何らかの外乱により板ばね部６１，６２が振動した場合においても、２つの板ばね部６１，６２のバネ力を移動体５に独立して作用させることができる。そのため、ＳＩＤＭ装置１の安定した性能を確保することができる。

また、板ばね部６１，６２を連結する連結部６３が板ばね部６１に対して板ばね部６２を位置決めするので、溝部５１を跨いで板ばね部６１を当該溝部５１の外側面５３に配設することによって、板ばね部６２を溝部５１の内側に配設することができる、つまり、２つの板ばね部６１，６２を同時に配設することができる。従って、ばね部材の配設を２回行なう従来の場合と比較して、ＳＩＤＭ装置１の製造を容易に行なうことができる。

また、付勢部材６における２つのばね部材は板ばね部６１，６２であるので、コイルばねである場合と比較して、製造を容易化することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。

ＳＩＤＭ装置の概略構成を示す概念図である。携帯電話機を示す図である。

符号の説明

１ＳＩＤＭ装置（駆動装置）
２圧電素子
３駆動軸
３ａ〜３ｄ駆動軸の側周面
４ベース部材（移動制限部）
５移動体
６付勢部材
５０移動体本体
５１溝部
５２溝部の内側面
５３溝部の外側面
６１板ばね部（第１の板ばね部）
６２板ばね部（第２の板ばね部）
６３連結部

Claims

電圧の印加によって伸縮する圧電素子と、
前記圧電素子の伸縮によって変位する角柱状の駆動軸と、
前記圧電素子の移動を制限しつつ当該圧電素子を伸縮可能に支持する移動制限部と、
前記駆動軸に対して摩擦係合されて当該駆動軸の軸方向に移動する移動体とを備え、
前記移動体は、
前記駆動軸の軸方向に延在する溝部が設けられ、この溝部の内側面で前記駆動軸の側周面のうち、少なくとも２面に当接する移動体本体と、
前記移動体本体に固定されるとともに、互いに交差する第１の付勢方向及び第２の付勢方向に沿って前記駆動軸を前記溝部の内側面に付勢する付勢部材とを有し、
この付勢部材は、
前記溝部を跨いで当該溝部の外側面に固定されるとともに、前記第１の付勢方向に沿って前記駆動軸を前記溝部の内側面に付勢する第１の板ばね部と、
前記溝部の内側に配設されるとともに、前記第２の付勢方向に沿って前記駆動軸を前記溝部の内側面に付勢する第２の板ばね部と、
前記第１の板ばね部及び前記第２の板ばね部を連結するとともに、前記第１の板ばね部に対して前記第２の板ばね部を位置決めする連結部とを、一体的に有することを特徴とする駆動装置。
請求項１記載の駆動装置において、
前記連結部は、
前記第１の板ばね部及び前記第２の板ばね部よりも細く形成されていることを特徴とする駆動装置。