JP2010041762A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動装置にガイド機構を別設することによって、被駆動部材の適正な移動を可能にした駆動装置を提供する。
【解決手段】パルス状の電圧を印加することにより伸縮動作する電気−機械変換素子４と、電気−機械変換素子４に結合され該素子４と共に伸縮動作する駆動部材３及び駆動ピン５と、駆動部材３と摩擦係合する摩擦部材２と、駆動ピン５に係合される被駆動部材６と、電気−機械変換素子４の伸縮方向と平行な方向に配置され、被駆動部材６の伸縮動作をガイドするガイド部材７と、摩擦部材２の一部が固定されると共に、ガイド部材７の一端が固定されるベース部材１と、を備えることを特徴とする駆動装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動装置にかかわり、特に、カメラ等の精密機械に使用される駆動装置に関する。

従来、カメラに装着されたズームレンズの駆動に応用される電気−機械変換素子を用いた駆動装置としては、インパクト（ＩＤＭ）方式やスティックスリップ方式やスムースインパクト方式（ＳＩＤＭ）等の方式が一般的に知られている。しかし、これらの方式は、摩擦力と慣性力を利用しているため、動作の安定性に問題がある。

近年、カメラモジュールの小型化に伴い各部品構成の簡略化が強く要請されており、特許文献１には、電気−機械変換素子の一端に固定された駆動軸と、圧接バネ及び摩擦板によって駆動軸に摩擦係合されたレンズ鏡筒とを備え、電気−機械変換素子にパルス状（鋸歯状波）の電圧を印加することにより、電気−機械変換素子を伸縮させて駆動軸を変位させることにより、駆動軸に摩擦係合されたレンズ鏡筒を移動させることが記載されている。
特開平７−２７４５４４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の駆動装置は、駆動部材（駆動軸）が被駆動部材の移動方向のガイド軸を兼ねているため、電気−機械変換素子の振動による影響や摩擦の状態によりガイド効果が損なわれるおそれがあった。

本発明の目的は、上記の問題点にかんがみ、駆動装置にガイド機構を別設することによって、被駆動部材の高精度な移動を可能にした駆動装置を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、電圧を印加することにより伸縮動作する電気−機械変換素子と、該電気−機械変換素子に結合され該素子と共に伸縮動作する駆動部材及び駆動ピンと、前記駆動部材と摩擦係合する摩擦部材と、前記駆動ピンに係合される被駆動部材と、前記電気−機械変換素子の伸縮方向と平行な方向に配置され、前記被駆動部材の伸縮動作をガイドするガイド部材と、前記摩擦部材の一部が固定されると共に、前記ガイド部材の一端が固定されるベース部材とを備えることを特徴とする駆動装置である。
第２の手段は、前記駆動ピンの一部は、被駆動部材の伸縮動作する方向と直交する方向に突起を有することを特徴とする駆動装置である。
第３の手段は、前記駆動ピンの前記被駆動部材への係合は、前記被駆動部材に前記伸縮方向と直交する方向に長穴溝を設け、前記駆動ピンに設けた突起を、前記長穴溝に嵌合させることであることを特徴とする駆動装置である。
第４の手段は、第１の手段ないし第３の手段のいずれか１つの手段において、前記駆動部材は棒状に形成され、前記摩擦部材は、前記ベース部材に固定され前記伸縮方向と直交する断面が角状の内壁面を有する受け部と、該受け部に一端が結合され前記伸縮方向と直交する断面が多角状の内壁面を有する板バネ部とからなり、前記駆動部材は、前記受け部と前記板バネ部によって形成される内壁面と線接触するように構成されていることを特徴とする駆動装置である。
第５の手段は、第１の手段ないし第３の手段のいずれか１つの手段において、前記駆動部材は前記被駆動部材の伸縮動作する方向と直交する断面の少なくとも一部が角形状に形成され、前記摩擦部材は、前記ベース部材に固定され前記伸縮方向と直交する断面が角状の内壁面を有する受け部と、該受け部に一端が結合され前記伸縮方向と直交する断面が角状の内壁面を有する板バネ部とからなり、前記駆動部材は、前記受け部と前記板バネ部によって形成される内壁面と面接触するように構成されていることを特徴とする駆動装置である。

本発明によれば、被駆動部材の移動が、駆動部材や電気−機械変換素子とは独立したガイド部材によってガイドされるため、移動方向への安定した動作が行われ、高精度な移動が可能となる。
また、駆動源である電気−機械変換素子・駆動部材・駆動ピンはベース部材に固定された摩擦部材に対して単独で移動させることができる。
また、駆動ピンから被駆動部材への力の伝達は、駆動ピンに設けた突起部によって行われるので、被駆動部材との結合のための構造が簡素化されると共に、被駆動部材への電気−機械変換素子の振動等による悪影響を最小限にとどめることができる。
また、駆動ピンと連結する被駆動部材に設けた穴を長穴溝とした場合には、駆動ピンの伸縮方向と直交する面方向への駆動ピンの取り付け精度をラフなものとすることができると共に、駆動部材の伸縮方向と直交する面内の回動に対しても被駆動部材の動作を安定したものとすることができる。
また、駆動部材を棒状にし、それに対応する摩擦部材の内壁面も角形状とし、駆動部材と摩擦部材との係合を線接触となるように配置することにより摩擦係合が線接触となり、駆動部材と摩擦部材との摩擦抵抗を小さくすることができる。
また、駆動部材を角形状にし、それに対応する摩擦部材の内壁面も角形状とすることにより、駆動部材の摩擦係合面内における駆動部材の回転を抑制し、駆動ピンによる被駆動部材の駆動を安定化することができる。

本発明の実施形態を図１ないし図５を用いて説明する。
〔第１の実施形態〕
図１ないし図４に示すように、ベース部材１は中央部に開口部１１及び開口部１１の近傍に駆動部材（駆動軸）３の一端側を通過させるための通過穴１２を有し、通過穴１２の周縁でベース部材１上に摩擦部材２の固定部材２１が固定されている。
固定部材２１には板バネ状のバネ部材２２の基端側が固定されて摩擦部材２をなし、固定部材２１とバネ部材２２とで形成された内壁面に丸棒状に形成された駆動部材３が挟持される。ここで、内壁面を形成する部分の固定部材２１及びバネ部材２２は後述する電気―機械変換素子４の伸縮方向に直交する方向の断面がそれぞれ略Ｖ字状であり、略Ｖ字状の開放側を向き合わすことで固定部材２１とバネ部材２２からなる摩擦部材２の内壁面を形成している。
丸棒状の駆動部材３は、円弧状の側面が摩擦部材２の内壁面に挟持されることで、駆動部材３と摩擦部材２の内壁面とが線接触の摩擦係合状態となる。
電気―機械変換素子４は不図示のパルス電源からパルス状の電圧が印加されると伸縮動作を行う。電気―機械変換素子４の伸縮方向の一端側には駆動部材３の延在方向の端面が結合され、電気―機械変換素子４の伸縮方向の他端面には駆動ピン５が結合される。電気―機械変換素子４の伸縮方向と駆動部材３の延在方向を一致させることによって、一体的に結合された駆動部材３と電気―機械変換素子４と駆動ピン５が駆動部材３の延在方向に伸縮動作する。
駆動ピン５は一側面から電気―機械変換素子４の伸縮方向と直交する方向に突出する突起部５１が形成されている。
駆動ピン５の一側面側には中央部にカメラレンズを保持する開口部６１を有してレンズホルダ等に相当する被駆動部材６が配置され、被駆動部材６には駆動ピン５に対向する一側面上で電気―機械変換素子４の伸縮方向と直交する方向に長く形成されて駆動ピン５の突起５１と嵌合する長穴溝６２が形成されている。
被駆動部材６の互いに異なる他側面には開口部６１を挟んで対称な位置にガイド穴６３とガイド溝６４が形成され、ガイド穴６３は一端側をベース部材１に固定されたガイド部材７と摺接し、ガイド溝６４も同様に一端側をベース部材１に固定されたガイド部材７と摺接する。
それぞれのガイド部材７はベース部材１の開口部１１を挟んで対称な位置で電気―機械変換素子４の伸縮方向に延在するように形成され、これによって被駆動部材６の伸縮動作をガイドしている。

また、被駆動部材６に設けるガイド穴６３とガイド溝６４は開口部６１の中心に対称な位置に設けられ、このように配置することにより、円滑なガイド機能を持たせることができる。また、突起部５１と嵌合する被駆動部材の長穴溝６２は、２つのガイド部材７の両軸心からほぼ等距離となる位置に設けると、被駆動部材６の駆動をより円滑に行うことができる。さらに、ガイド部材７はベース部材１と同一成形品でもよい。また、被駆動部材６は、駆動部材３や電気−機械変換素子４等と比べて相対的に質量が大きい。そのため、電気−機械変換素子４の駆動力が円滑に被駆動部材６に伝達されるようにするために、駆動ピン５は駆動部材３より比重の大きい材料を使用すると好適である。

図３は駆動ピン５の突起部５１が被駆動部材６の長穴溝６２に嵌合されている状態の前記伸縮方向と直交する方向の断面図、図４は駆動ピン５の突起部５１が被駆動部材６の長穴溝６２に嵌合されている状態の前記伸縮方向と平行する方向の断面図である。

本実施形態の駆動装置によれば、不図示のパルス電圧源から電気−機械変換素子４にパルス状電圧が供給されると、電気−機械変換素子４は伸縮動作する。電気−機械変換素子４の一端に結合されている駆動部材３は、摩擦部材２に摩擦係合されているので、一体に結合されている駆動部材３、電気−機械変換素子４、及び駆動ピン５は、ベース部材１に対して相対的に移動する。駆動ピン５の突起部５１が被駆動部材６の長穴溝６２に嵌合されているので、駆動ピン５の移動に伴って被駆動部材６も電気−機械変換素子４の伸縮方向と同一方向に移動する。被駆動部材６の移動の際、ガイド部材７がベース部材１から電気−機械変換素子４の伸縮方向と平行な方向に配置されているので、被駆動部材６に設けられているガイド穴６３とガイド溝６４がガイド部材７に摺接してガイドされるため、被駆動部材６の駆動ピン５に対する回動を確実に防止することができ、被駆動部材６を電気−機械変換素子４の伸縮方向に精度良く移動させることができる。なお、駆動部材３は丸棒状としたが、これに限らず断面を多角状として摩擦部材２の内壁面と線接触するように構成しても良い。

〔第２の実施形態〕
図５は、駆動部材３の摩擦部材と接触する部分の形状を摩擦部材の内壁面の形状に合わせて角形状にした場合の電気−機械変換素子４の伸縮方向に直交する方向の駆動部材３及び摩擦部材２の断面図である。駆動部材の構成の違いを除いては、先の第１の実施形態と同様の構成である。

同図に示すように、固定部材２１及びバネ部材２２は駆動部材３の伸縮方向に直交する方向の断面が略Ｖ字状に形成され、駆動部材３の摩擦部材２に摩擦係合される外壁面は、固定部材２１及びバネ部材２２によって形成される内壁面と相似の角形状である。そのため、摩擦部材２によって形成される内壁面と駆動部材３の外壁面とは面接触されて摩擦係合され、駆動部材の回動が防止され、被駆動部材６をより高精度に移動させることができる。

一実施形態の発明に係る駆動装置の概略構成を示す斜視図である。 図１に示した駆動装置の一部分解斜視図である。 駆動ピン５の突起部５１が被駆動部材６の長穴溝６２に嵌合されている状態の伸縮方向と直交する方向の断面図である。 駆動ピン５の突起部５１が被駆動部材６の長穴溝６２に嵌合されている状態の伸縮方向と平行する方向の断面図である。 第２の実施形態の発明に係り、電気−機械変換素子４の伸縮方向に直交する方向の駆動部材３及び摩擦部材２の断面図である。

符号の説明

１ ベース部材
１１ 開口部
１２ 通過穴
２ 摩擦部材
２１ 固定部材
２２ バネ部材
３ 駆動部材（駆動軸）
４ 電気−機械変換素子
５ 駆動ピン
５１ 突起部
６ 被駆動部材
６１ 開口部
６２ 長穴溝
６３ ガイド穴
６４ ガイド溝
７ ガイド部材

Claims (5)

1. 電圧を印加することにより伸縮動作する電気−機械変換素子と、該電気−機械変換素子に結合され該素子と共に伸縮動作する駆動部材及び駆動ピンと、前記駆動部材と摩擦係合する摩擦部材と、前記駆動ピンに係合される被駆動部材と、前記電気−機械変換素子の伸縮方向と平行な方向に配置され、前記被駆動部材の伸縮動作をガイドするガイド部材と、前記摩擦部材の一部が固定されると共に、前記ガイド部材の一端が固定されるベース部材とを備えることを特徴とする駆動装置。
2. 前記駆動ピンの一部は、被駆動部材の伸縮動作する方向と直交する方向に突起を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記駆動ピンの前記被駆動部材への係合は、前記被駆動部材に前記伸縮方向と直交する方向に長穴溝を設け、前記駆動ピンに設けた突起を、前記長穴溝に嵌合させてなることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記駆動部材は棒状に形成され、前記摩擦部材は、前記ベース部材に固定され前記伸縮方向と直交する断面が角状の内壁面を有する受け部と、該受け部に一端が結合され前記伸縮方向と直交する断面が角状の内壁面を有する板バネ部とからなり、前記駆動部材は、前記受け部と前記板バネ部によって形成される内壁面と線接触するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置。
5. 前記駆動部材は前記被駆動部材の伸縮動作する方向と直交する断面の少なくとも一部が角形状に形成され、前記摩擦部材は、前記ベース部材に固定され前記伸縮方向と直交する断面が角状の内壁面を有する受け部と、該受け部に一端が結合され前記伸縮方向と直交する断面が角状の内壁面を有する板バネ部とからなり、前記駆動部材は、前記受け部と前記板バネ部によって形成される内壁面と面接触するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置。

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