JP2010004709A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブルプリント基板が電気機械変換素子から剥離するのを防止することができる駆動装置を提供する。
【解決手段】駆動装置１は、圧電素子５と、圧電素子５の伸縮方向一端に取り付けられた駆動軸６と、駆動軸６に摩擦係合されたレンズ枠と、圧電素子５に導電性接着剤８で電気的に接続され該圧電素子５に駆動信号を伝送するＦＰＣ７と、を備えている。この駆動装置１では、ＦＰＣ７のベース９の裏面９ｂに設けられたダミーパターン１５によって、ＦＰＣ７の剛性が高められている。よって、ＦＰＣ７の変形負荷で該ＦＰＣ７が圧電素子５から剥離するのが防止される。この際、ＦＰＣ７のベース９の裏面９ｂにダミーパターン１５が設けられているだけなので、駆動装置１の省スペース化が実現される。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えばカメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等においてレンズ等を駆
動するのに好適な駆動装置に関する。

従来の駆動装置としては、所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、伸縮方向における電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような駆動装置では、電気機械変換素子にフレキシブルプリント基板が導電性接着剤で電気的に接続され、電気機械変換素子に駆動信号が伝送される。なお、フレキシブルプリント基板については、例えば特許文献２に開示されている。ちなみに、本出願人は、プリント基板を電気機械変換素子の伸縮方向に平行に取り付けた駆動装置について、特願２００８−０８７１３６号として既に特許出願している。
特開２００６−３１１７９４号公報 特開２００７−２７４７７７号公報

ここで、フレキシブルプリント基板は、柔軟性があり大きく変形させることができるという特性を有している。その一方で、上述したような駆動装置においては、フレキシブルプリント基板の柔軟性のため、その変形負荷によってフレキシブルプリント基板が電気機械変換素子から剥離し易いという問題がある。

そこで、本発明は、フレキシブルプリント基板が電気機械変換素子から剥離するのを防止することができる駆動装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る駆動装置は、所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、電気機械変換素子の伸縮方向における一端に取り付けられた駆動部材と、駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、電気機械変換素子に駆動信号を伝送するフレキシブルプリント基板と、を備え、電気機械変換素子は、フレキシブルプリント基板のベースの表面に設けられた配線部と導電性接着剤で電気的に接続されており、ベースの裏面には、フレキシブルプリント基板の剛性を高めるように補強材が設けられていることを特徴とする。

この駆動装置では、ベースの裏面に設けられた補強材によって、フレキシブルプリント基板の剛性が高められている。よって、フレキシブルプリント基板の変形負荷で該フレキシブルプリント基板が電気機械変換素子から剥離するのを防止することができる。加えて、上記のように、ベースの裏面に補強材が設けられているだけなので、駆動装置の省スペース化が実現可能である。

ここで、電気機械変換素子は、ベースの表面上に配置され、補強材は、ベースにおいて電気機械変換素子が配置された領域を含むように拡がっていることが好ましい。この場合、フレキシブルプリント基板における電気機械変換素子との接続領域の剛性が特に高められるため、フレキシブルプリント基板が電気機械変換素子から剥離するのを一層防止することができる。

また、補強材は、金属箔パターンである場合があり、被駆動体は、レンズ枠とレンズとを含んで構成されている場合がある。

本発明に係る駆動装置によれば、省スペース化を実現すると共に、フレキシブルプリント基板が電気機械変換素子から剥離するのを防止することが可能となる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図
において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明に係る駆動装置の一実施形態の断面図であり、図２は、図１のII−II線に沿っての断面図である。図１，２に示されるように、駆動装置１は、レンズ枠（被駆動体）２が保持するレンズ３を光軸ＯＡに沿って駆動するための装置であって、例えばカメラ付き携帯電話機や小型デジタルカメラ等に好適なものである。

駆動装置１は、駆動装置１の外囲を構成するホルダ４内に、圧電素子（電気機械変換素子）５、駆動軸（駆動部材）６、フレキシブルプリント基板７及び錘１１を備えている。

圧電素子５は、光軸ＯＡに平行な伸縮方向（以下、単に「伸縮方向」という）に沿って伸縮する。圧電素子５の対向する側面５ａ，５ａは、ホルダ４に固定された弾性部材１２に挟持され保持されている。これにより、圧電素子５がホルダ４に弾性支持される。駆動軸６は、伸縮方向に沿って延在し、伸縮方向における圧電素子５の一端に接着剤で固定されている。この駆動軸６は、例えば、カーボングラファイト等、黒鉛結晶が強固に複合させられてなる黒鉛複合体により円柱状に形成されている。

また、駆動軸６の一端部は、ホルダ４が有する仕切部４１に形成された軸受穴４１ａに隙間嵌めの状態で貫通している。一方、駆動軸６の他端部は、ホルダ４が有する仕切部４２に形成された軸受穴４２ａに隙間嵌めの状態で貫通している。これにより、駆動軸６は、伸縮方向に沿って往復動可能となっている。なお、ホルダ４には、開口部４ａが形成されており、開口部４ａは、着脱自在なホルダカバー１３によって覆われている。

この駆動軸６には、仕切部４１，４２によってそれらの間に移動領域が規制されたレンズ枠２の係合部２１が摩擦係合されている。図３は、図１のIII−III線に沿っての断面図である。図３に示されるように、係合部２１のＶ溝２１ａ内に固定された断面Ｖ字状の板部材２２と、係合部２１に係止された板バネ２３で板部材２２側に付勢された断面Ｖ字状の板部材２４とが駆動軸６を挟持している。これにより、係合部２１は、その移動の際に駆動軸６との間に一定の摩擦力を生じさせることになる。

図１，２に戻り、フレキシブルプリント基板（Flexible printedcircuit board：以下、「ＦＰＣ」という）７は、伸縮方向と略直交する方向に延在するテープ状を呈している。ＦＰＣ７は、その表面７ａ上に圧電素子５が配置されている。具体的には、ＦＰＣ７が伸縮方向と平行になるように、表面７ａ上に圧電素子５が配置されている。このＦＰＣ７は、圧電素子５に導電性接着剤８で電気的に接続されると共に、駆動回路（不図示）に電気的に接続されている。これにより、ＦＰＣ７は、圧電素子５を駆動するための電気信号である駆動信号を駆動回路から圧電素子５に伝送する。導電性接着剤８としては、例えば、７０重量％の銀粒子と２０重量％のエポキシ樹脂とを含む熱硬化型接着剤が用いられている。

また、ＦＰＣ７の伸縮方向における長さは、圧電素子５の伸縮方向の長さよりも小さくされている。そして、伸縮方向において、ＦＰＣ７の両端部は、圧電素子５の両端部よりも内側に位置している。

錘１１は、伸縮方向における圧電素子５の他端に取り付けられている。この錘１１は、圧電素子５の他端側に負荷を与えることで、圧電素子５の他端側が一端側よりも大きく変位することを防止する。ここでの錘１１としては、圧電素子５の伸縮を効率よく駆動軸６側に伝えるため、駆動軸６よりも重いものが好ましい。なお、例えば錘１１の他端側をホルダ４又はホルダカバー１３に固定することで圧電素子５を支持すれば、弾性部材１２は不要となる。

ここで、上述したＦＰＣ７に関して詳細に説明する。

図４は図１の駆動装置の圧電素子周辺の斜視図、図５は図１の駆動装置のＦＰＣの裏面側を示す図である。図４に示されるように、ＦＰＣ７は、ベース９を有し、このベース９の表面９ａに、配線部１０ａ，１０ｂが設けられている。配線部１０ａ，１０ｂは、例えば銅等の金属で形成されている。このＦＰＣ７では、導電性接着剤８が、表面７ａと圧電素子５の側面５ａとで構成される角部を閉塞するように設けられている。これにより、ＦＰＣ７が圧電素子５に接着されると共に、配線部１０ａ，１０ｂのそれぞれが圧電素子５の電極に電気的に接続されることになる。

図５に示されるように、ＦＰＣ７は、ベース９の裏面９ｂに、ダミーパターン（補強材）１５が設けられている。ダミーパターン１５は、例えば銅等の金属で形成された金属箔とされている。このダミーパターン１５は、ＦＰＣ７の剛性を高めるように設けられている。具体的には、ダミーパターン１５は、ベース９において圧電素子５が配置された領域Ｒを含むように拡がっている。換言すると、ダミーパターン１５は、ベース９において圧電素子５が配置された表面９ａ部分に対応する裏面９ｂ部分である領域Ｒを含むように配置（いわゆるベタ配置）されている。

この駆動装置１においては、圧電素子５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５が伸長及び収縮を繰り返す。この伸長及び収縮に応じて駆動軸６が往復動する。このとき、圧電素子５の伸長速度と収縮速度とを異ならせることで、駆動軸６が一方向へ移動する速度と他方向へ移動する速度とが異なることとなる。これにより、係合部２１、ひいてはレンズ枠２が所望の方向へ移動させられる。

以上、駆動装置１によれば、ＦＰＣ７のベース９の裏面９ｂに設けられたダミーパターン１５によって、ＦＰＣ７の剛性が高められている。よって、ＦＰＣ７の変形負荷で該ＦＰＣ７が圧電素子５から剥離するのを防止することができる。つまり、ＦＰＣ７の剥離変形モードに対する接着強度を高めることが可能となる。

さらに、上記のように、裏面９ｂにダミーパターン１５が設けられているだけなので、例えば、補強板でＦＰＣ７の剛性を高めたり、ＦＰＣ７を支持するための支持部をホルダ４に設けたり等する場合に比べ、ＦＰＣ７の大型化を抑制できる。その結果、駆動装置１の省スペース化を実現することが可能となる。

さらに、駆動装置１では、上述したように、圧電素子５が、ベース９の表面９ａ上に配置され、ダミーパターン１５が、ベース９において圧電素子５が配置された領域Ｒを含むように拡がっている。よって、ＦＰＣ７において圧電素子５との接着領域の剛性が特に高められ、ＦＰＣ７が圧電素子５から剥離するのを一層防止することができる。さらに、この場合、圧電素子５の電気的ノイズが外部に漏洩するのを抑制する電気シールドとして、ダミーパターン１５を機能させることも可能となる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、図６（ａ）に示されるように、補強材を、ダミーパターン１５の一部が欠けたダミーパターン２５としてもよい。また、補強材をリブ状に設けてもよく、例えば図６（ｂ）に示されるように、伸縮方向に延在する配線部３１を複数有するダミーパターン３５としてもよい。さらに、図７に示すように、補強材を、ＦＰＣ７において導電性接着剤８が設けられた領域を含む（覆う）ようなダミーパターン４５としてもよい。

さらに、補強材は、ＦＰＣ７の裏面９ｂに樹脂製の補強版を貼り付けたものであってもよく、裏面９ｂに塗装された樹脂であってもよい。要は、補強材は、ＦＰＣ７の剛性を高めるように設けられていればよい。

また、上記実施形態では、被駆動体としてレンズ枠２を駆動したが、レンズ枠２以外の被駆動体を駆動してもよい。また、ダミーパターン１５に、その他の機器が接続されていてもよい。

本発明に係る駆動装置の一実施形態の断面図である。 図１のII−II線に沿っての断面図である。 図１のIII−III線に沿っての断面図である。 図１の駆動装置の圧電素子周辺を示す斜視図である。 図１のＦＰＣの裏面側を示す図である。 変形例の駆動装置におけるＦＰＣの裏面側を示す図である。 他の変形例の駆動装置におけるＦＰＣの裏面側を示す図である。

符号の説明

１…駆動装置、２…レンズ枠（被駆動体）、５…圧電素子（電気機械変換素子）、６…駆動軸（駆動部材）、７…フレキシブルプリント基板、８…導電性接着剤、９…ベース、９ａ…表面、９ｂ…裏面、１０ａ，１０ｂ…配線部、１５，２５，３５，４５…ダミーパターン（補強材）、Ｒ…領域。

Claims (4)

1. 所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、
   前記伸縮方向における前記電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、
   前記駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、
   前記電気機械変換素子に駆動信号を伝送するフレキシブルプリント基板と、を備え、
   前記電気機械変換素子は、前記フレキシブルプリント基板のベースの表面に設けられた配線部と導電性接着剤により接続されており、
   前記ベースの裏面には、前記フレキシブルプリント基板の剛性を高めるように補強材が設けられていることを特徴とする駆動装置。
2. 前記電気機械変換素子は、前記ベースの表面上に配置され、
   前記補強材は、前記ベースにおいて前記電気機械変換素子が配置された領域を含むように拡がっていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
3. 前記補強材は、金属箔パターンであることを特徴とする請求項１又は２記載の駆動装置。
4. 前記被駆動体は、レンズ枠とレンズとを含んで構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の駆動装置。

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