JP2013114028A - Driving device - Google Patents

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Atsuhiro Noda
篤広 野田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease the progress of metal fatigue of an SMA due to a repeated movement and to prevent deterioration of SMA performance, in a driving device using an SMA actuator.SOLUTION: The driving device 100 comprises: a linear SMA wire 3L that causes a displacement input part to generate driving force used to move a target drive body by being pulled or pressed; a holding member 33a projected from a base member and fixing a part of the SMA wire 3L to the interior along a first direction AR1; and driving means for pulling or pressing the SMA wire 3L. In the driving device 100, the first direction AR1 is made to coincide with a second direction AR2 that is one of directions ARms between the force points of the holding member during driving, which is from the holding member 33a to the displacement input part, which changes when the SMA wire 3L is pulled or pressed by the driving means. Thereby deterioration of the SMA performance can be prevented.

Description

本発明は、形状記憶合金アクチュエータを用いた駆動装置に関する。   The present invention relates to a drive device using a shape memory alloy actuator.

近年、カメラ付き携帯電話機等に搭載される撮像素子の画素数が増大する等、高画質化が飛躍的に進んでおり、これに伴い、画像撮影という基本機能に加えて、フォーカス機能やズーム機能等を付加することが求められている。   In recent years, there has been a dramatic increase in image quality, such as an increase in the number of pixels in an image sensor mounted on a camera-equipped mobile phone, etc. In addition to this, in addition to the basic function of image shooting, a focus function and zoom function Etc. are required.

これらの機能を付加するには、レンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置が必要であり、最近では、形状記憶合金(Shape Memory Alloy:SMAと称する)アクチュエータを用いたレンズ駆動装置の適用が種々検討されている。この装置は、SMAを通電加熱する等して収縮力を発生させ、該収縮力をレンズ駆動力として利用するもので、小型化、軽量化が容易で、また、比較的大きな駆動力を得ることができるという利点がある。   In order to add these functions, a lens driving device that moves the lens in the optical axis direction is necessary. Recently, a lens driving device using a shape memory alloy (SMA) actuator has been applied. Various studies have been made. This device generates contraction force by, for example, energizing and heating SMA, and uses the contraction force as a lens driving force. It is easy to reduce the size and weight and obtain a relatively large driving force. There is an advantage that can be.

SMAアクチュエータを適用したレンズ駆動装置としては、例えば、特許文献1が開示する駆動装置の構成では、支点と摺動部材に当接する作用点とを有し、該支点を通過する軸線回りに揺動可能であって、該撮影レンズの光軸方向に見たときに、該軸線から該作用点までの距離が、該軸線から該撮影レンズの縁までの距離よりも大きいレバー部材と、該レバー部材を駆動する形状記憶合金とで構成されている。   As a lens driving device to which the SMA actuator is applied, for example, in the configuration of the driving device disclosed in Patent Document 1, the lens driving device has a fulcrum and an action point that contacts the sliding member, and swings around an axis passing through the fulcrum. A lever member that has a greater distance from the axis to the action point when viewed in the optical axis direction of the photographic lens than the distance from the axis to the edge of the photographic lens; And a shape memory alloy that drives

また、特許文献2が開示する駆動装置の構成では、レバー部材が、該レバー部と固定部とを一体成形することによって構成されているので、弾性変形によって該固定部に対して該レバー部を変位可能に支持できるため、一般的に嵩張る軸支部を用いることなく、該ワイヤ部材の変形量を拡大したストロークを創り出すことができる構成となっている。   Further, in the configuration of the driving device disclosed in Patent Document 2, since the lever member is formed by integrally molding the lever portion and the fixed portion, the lever portion is moved with respect to the fixed portion by elastic deformation. Since it can be displaceably supported, it is possible to create a stroke in which the deformation amount of the wire member is increased without using a generally bulky shaft support.

さらに、特許文献3が開示する駆動装置の構成では、SMAが、被駆動体の移動方向に対して非平行であり、且つ、第1の当接点と支軸の揺動軸線とを含む平面に対して非平行であるように配置されているので、SMAの変形力を、効率よくレバー部材の回動に変換できる構成となっている。   Furthermore, in the configuration of the driving device disclosed in Patent Document 3, the SMA is non-parallel to the moving direction of the driven body, and is a plane including the first contact point and the swing axis of the support shaft. Since they are arranged so as to be non-parallel to each other, the SMA deformation force can be efficiently converted into the rotation of the lever member.

すなわち、特許文献1〜3のいずれの構成においても、レバー機構によりSMAの動作方向を変更したり、動作量を拡大したりする構成がとられている。   That is, in any configuration of Patent Documents 1 to 3, a configuration is employed in which the operation direction of the SMA is changed or the operation amount is increased by a lever mechanism.

一方、SMAの保持、固定方法として、例えば、特許文献4が開示する駆動装置の構成では、駆動装置の土台となるベース部材を貫通し、該ベース部材に固定される金属からなる棒状部材を有し、棒状部材の一端側において、該棒状部材がかしめられて、SMAが挟持され、該棒状部材の他端側には、SMAに電流を供給する為の通電接続部を備える構成がとられている。   On the other hand, as a method for holding and fixing the SMA, for example, in the configuration of the driving device disclosed in Patent Document 4, there is a rod-shaped member made of metal that penetrates the base member that is the base of the driving device and is fixed to the base member. The rod-like member is caulked on one end side of the rod-like member to sandwich the SMA, and the other end side of the rod-like member is provided with a current-carrying connection portion for supplying current to the SMA. Yes.

特開2007−58075号公報JP 2007-58075 A 特開2007−58076号公報JP 2007-58076 A 特開2007−60530号公報JP 2007-60530 A 特開2008−291834号公報JP 2008-291834 A

ところで、カメラ付き携帯電話機等に高性能なフォーカス機能やズーム機能等を付加する場合には、レンズの位置を制御し、所定の位置で停止させる必要がある。当然ながら、携帯電話機等が使用される期間、カメラも機能しなければならないため、機器には繰り返し動作が可能である必要がある。   By the way, when a high-performance focus function, zoom function, or the like is added to a camera-equipped cellular phone or the like, it is necessary to control the position of the lens and stop it at a predetermined position. Of course, since the camera must also function during the period in which the mobile phone or the like is used, it is necessary for the device to be able to repeatedly operate.

しかしながら、SMAは金属材料であるため、繰り返し動作によって金属疲労が生じ、劣化が進む。一般的には、500MPa以上の応力を与えたSMAの金属疲労の進行は速く、数千回以内に破断に至る可能性がある。すなわち、カメラ機器として数千回の繰り返し動作で機器が機能しなくなることは致命的な欠陥と言える。   However, since SMA is a metal material, metal fatigue occurs due to repeated operations, and deterioration progresses. In general, the progress of metal fatigue of SMA applied with a stress of 500 MPa or more is fast, and there is a possibility of rupture within several thousand times. In other words, it is a fatal defect that a device does not function as a camera device after thousands of repeated operations.

これに対して、上記特許文献1〜4の構成については、SMAの繰り返し動作による金属疲労、延いては、SMA性能の劣化を抑制する構成ついては特に考慮されていない。   On the other hand, the configurations of Patent Documents 1 to 4 do not particularly take into account the configuration that suppresses metal fatigue due to SMA repetitive operation, and further, degradation of SMA performance.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、SMAアクチュエータを用いた駆動装置を連続使用した場合において、繰り返し動作によるSMAの金属疲労の進行速度を減速でき、SMA性能の劣化を抑制することが可能な駆動装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and in the case of continuously using a drive device using an SMA actuator, the progress rate of SMA metal fatigue due to repeated operations can be reduced, and the SMA performance can be degraded. It is an object of the present invention to provide a drive device that can be suppressed.

上記課題を解決するために、請求項1の発明は、所定の方向に往復移動自在に駆動される被駆動体と、伸縮により前記被駆動体を移動させる駆動力を所定の力点に発生する線状の形状記憶合金と、前記形状記憶合金の一部を第1の方向に沿って内部にて固定する保持部材と、前記形状記憶合金を伸縮させる駆動手段と、を備える駆動装置において、前記第1の方向を、前記保持部材から前記所定の力点に至り、前記駆動手段による前記形状記憶合金の伸縮時において変化する駆動時保持部材力点間方向のうち、一の方向である第2の方向に一致させたことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is a driven body driven to reciprocate in a predetermined direction and a line that generates a driving force for moving the driven body by expansion and contraction at a predetermined force point. A drive device comprising: a shape memory alloy; a holding member that internally fixes a part of the shape memory alloy along a first direction; and a drive unit that expands and contracts the shape memory alloy. 1 direction from the holding member to the predetermined force point, and the second direction, which is one of the directions between driving holding member force points that changes when the shape memory alloy is expanded and contracted by the driving means. Characterized by matching.

また、請求項2の発明は、請求項1に記載の駆動装置であって、前記第2の方向は、前記駆動手段によって前記駆動時保持部材力点間方向が前記保持部材を中心として変動する範囲の角度を二等分する直線方向を含む。   Further, the invention of claim 2 is the drive device according to claim 1, wherein the second direction is a range in which the direction between the holding member force points during driving varies around the holding member by the driving means. Including a straight line direction that bisects the angle.

また、請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載の駆動装置であって、前記保持部材は、前記形状記憶合金を前記第1の方向に沿って内部で挟持するカシメ部を有することを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the drive device according to claim 1 or 2, wherein the holding member includes a caulking portion that internally holds the shape memory alloy along the first direction. It is characterized by having.

また、請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3の何れかに記載の駆動装置であって、前記被駆動体がレンズユニットであり、前記被駆動体が駆動される方向が光軸方向であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the driving device according to any one of the first to third aspects, wherein the driven body is a lens unit, and a direction in which the driven body is driven is an optical axis. It is a direction.

請求項1ないし請求項4の発明によれば、第1の方向を、前記保持部材から前記所定の力点に至り、駆動手段による形状記憶合金の伸縮時において変化する駆動時保持部材力点方向のうち、一の方向である第2の方向に一致させたことを特徴とする駆動装置である。これにより、駆動時に時々刻々変化する駆動時保持部材力点間方向と第1の方向との間に生じる曲げ角度を上記駆動時保持部材力点間方向に第1の方向を一致させない場合に比べ小さくすることができる。このため、上記曲げ角度に正の相関を有する曲げ応力等の該形状記憶合金の内部に発生する最大応力を小さくすることができる。その結果、繰り返し動作による該形状記憶合金内部の金属疲労の進行速度を減速でき、該形状記憶合金の劣化を抑制することが可能となる。   According to the first to fourth aspects of the present invention, the driving direction of the holding member force point changes from the holding member to the predetermined force point and changes when the shape memory alloy is expanded and contracted by the driving means. The driving device is characterized in that it coincides with the second direction which is one direction. As a result, the bending angle generated between the driving holding member force point direction and the first direction, which changes from time to time during driving, is made smaller than when the first direction does not coincide with the driving holding member force point direction. be able to. For this reason, the maximum stress generated in the shape memory alloy such as a bending stress having a positive correlation with the bending angle can be reduced. As a result, the progress rate of metal fatigue inside the shape memory alloy due to repeated operations can be reduced, and deterioration of the shape memory alloy can be suppressed.

請求項2の発明によれば、第2の方向は、駆動手段によって駆動時保持部材力点間方向が保持部材を中心として変動する範囲の角度を二等分する直線方向を含む。これにより、駆動時に時々刻々変化する駆動時保持部材力点間方向と第1の方向(=第2の方向)との間に生じる曲げ角度の最大値を最小にすることができる。このため、形状記憶合金の内部に発生する最大応力をさらに小さくすることができ、繰り返し動作による該形状記憶合金内部の金属疲労の進行速度をより減速でき、該形状記憶合金の劣化をさらに抑制することが可能となる。   According to the second aspect of the present invention, the second direction includes a linear direction that bisects an angle of a range in which the direction between the holding member force points during driving varies around the holding member by the driving means. As a result, the maximum value of the bending angle generated between the driving holding member force point direction and the first direction (= second direction), which change from moment to moment during driving, can be minimized. For this reason, the maximum stress generated inside the shape memory alloy can be further reduced, the progress rate of the metal fatigue inside the shape memory alloy due to repeated operations can be further reduced, and the deterioration of the shape memory alloy can be further suppressed. It becomes possible.

請求項3の発明によれば、保持部材は、形状記憶合金を挟持するカシメ部を備えることにより、該形状記憶合金を安定して保持することが可能となる。   According to the third aspect of the present invention, the holding member includes the crimping portion that sandwiches the shape memory alloy, whereby the shape memory alloy can be stably held.

請求項4の発明によれば、被駆動体がレンズユニットであり、被駆動体が駆動される方向が光軸方向であることにより、請求項1ないし請求項3の発明と同様の効果を奏するレンズ駆動装置を得ることができる。   According to the invention of claim 4, the driven body is a lens unit, and the direction in which the driven body is driven is the optical axis direction, so that the same effects as the inventions of claims 1 to 3 are achieved. A lens driving device can be obtained.

本発明の実施形態に係る駆動装置の構成例を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the structural example of the drive device which concerns on embodiment of this invention. 図1の駆動装置の構成を概略的に示す側面図である。FIG. 2 is a side view schematically showing the configuration of the drive device of FIG. 1. 図1の駆動装置の構成を概略的に示す側面図である。FIG. 2 is a side view schematically showing the configuration of the drive device of FIG. 1. SMAアクチュエータの製造装置の構成例を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the structural example of the manufacturing apparatus of a SMA actuator. SMAワイヤの一般的な応力特性について模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates typically the general stress characteristic of an SMA wire. SMAワイヤの一般的な応力特性について模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates typically the general stress characteristic of an SMA wire. 本発明の実施形態に係る駆動装置のSMAワイヤの保持部材の周辺を説明する図である。It is a figure explaining the periphery of the holding member of the SMA wire of the drive device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る駆動装置のSMAワイヤの保持部材の周辺を説明する図である。It is a figure explaining the periphery of the holding member of the SMA wire of the drive device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る駆動装置の製造方法における一工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 1 process in the manufacturing method of the drive device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る駆動装置の製造方法における一工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 1 process in the manufacturing method of the drive device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る駆動装置の製造方法における一工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 1 process in the manufacturing method of the drive device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る駆動装置の製造方法における一工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 1 process in the manufacturing method of the drive device which concerns on embodiment of this invention. 従来の駆動装置の製造方法における一工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 1 process in the manufacturing method of the conventional drive device. 従来の駆動装置の製造方法における一工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 1 process in the manufacturing method of the conventional drive device. 従来の駆動装置の製造方法における一工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 1 process in the manufacturing method of the conventional drive device. 従来の駆動装置の製造方法における一工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 1 process in the manufacturing method of the conventional drive device. 従来の駆動装置のSMAワイヤの保持部材の周辺を説明する図である。It is a figure explaining the periphery of the holding member of the SMA wire of the conventional drive device. 従来の駆動装置のSMAワイヤの保持部材の周辺を説明する図である。It is a figure explaining the periphery of the holding member of the SMA wire of the conventional drive device.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は正確に図示されたものではない。なお、説明の便宜上、図4及び図5には直交するXYZの3軸が付されている。また、図7、図8、図11、図14、図15及び図17に示された角度については、反時計回りに+とし、時計回りに−として示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, parts having the same configuration and function are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted in the following description. Further, the drawings are schematically shown, and the sizes, positional relationships, and the like of various structures in the drawings are not accurately illustrated. For convenience of explanation, FIGS. 4 and 5 are attached with three orthogonal XYZ axes. Further, the angles shown in FIGS. 7, 8, 11, 14, 15 and 17 are shown as + in the counterclockwise direction and as-in the clockwise direction.

<1.駆動装置および駆動装置の製造方法の概要>
発明の実施形態の説明に先立って、SMAを用いたアクチュエータ(SMAアクチュエータ)の適用例の基本構成について図1〜図3を用いて説明し、SMAアクチュエータを駆動源とする駆動装置におけるSMAアクチュエータの製造方法について図4を用いて説明する。
<1. Overview of Driving Device and Manufacturing Method of Driving Device>
Prior to the description of the embodiments of the present invention, the basic configuration of an application example of an actuator using SMA (SMA actuator) will be described with reference to FIGS. 1 to 3, and the SMA actuator in the drive device using the SMA actuator as a drive source will be described. A manufacturing method will be described with reference to FIG.

<1−1.駆動装置の全体構成>
図1〜図3は、SMAを用いたアクチュエータを駆動源とする駆動装置100の主要構成部分を概略的に示しており、図1は、レンズ側から見た平面図であり、図2および図3は、図1における矢示A1方向から見た側面図を示している。なお、図2は、駆動前の状態を、図3は、駆動後の状態を表している。
<1-1. Overall Configuration of Drive Device>
1 to 3 schematically show main components of a driving apparatus 100 using an actuator using SMA as a driving source, and FIG. 1 is a plan view seen from the lens side. 3 shows a side view as seen from the direction of arrow A1 in FIG. 2 shows a state before driving, and FIG. 3 shows a state after driving.

この駆動装置100は、主に、被駆動体1(例えば、撮像レンズを備えるレンズユニット)をその軸線(例えば光軸)AX方向に移動する駆動装置であって、貫通孔部4aを有するベース部材4と、貫通孔部4aの軸線AXに沿う方向に往復移動自在に駆動される被駆動体1と、伸縮により被駆動体1を移動させる駆動力を所定の力点(後述の変位入力部2aに相当)に発生する線状の形状記憶合金3(SMAアクチュエータ)3と、該SMAアクチュエータ3から駆動力を受けて被駆動体1を移動させるレバー部材2と、を備えた構成とされている。また、天板5、平行板バネ6a,6bおよびバイアスバネ7等を備え、ベース部材4に対して被駆動体1等が組み付けられた構成となっている。天板5および平行板バネ6a,6bは、便宜上、図1では省略している。なお、駆動装置100は、バッテリー駆動の携帯機器等に搭載されるものである。   The drive device 100 is a drive device that mainly moves the driven body 1 (for example, a lens unit including an imaging lens) in the axis line (for example, the optical axis) AX direction, and has a base member having a through-hole portion 4a. 4 and a driven body 1 that is driven to reciprocate in the direction along the axis AX of the through-hole portion 4a, and a driving force that moves the driven body 1 by expansion and contraction is applied to a predetermined force point (to a displacement input portion 2a described later). A linear shape memory alloy 3 (SMA actuator) 3 that is generated) and a lever member 2 that moves the driven body 1 by receiving a driving force from the SMA actuator 3. The top plate 5, the parallel plate springs 6 a and 6 b, the bias spring 7, and the like are provided, and the driven body 1 and the like are assembled to the base member 4. The top plate 5 and the parallel leaf springs 6a and 6b are omitted in FIG. 1 for convenience. The driving device 100 is mounted on a battery-driven portable device or the like.

ベース部材4は、駆動装置100の取り付け対象となる部材(例えば携帯電話機のフレームやマウント基板等)に固定されるものであり、駆動装置100の底辺を構成する不動の部材である。このベース部材4は、平面視正方形の板状に形成され、全体が樹脂材料等により構成されている。なお、ベース部材4には、撮像センサが取付けられるが、図示は省略している。   The base member 4 is fixed to a member (for example, a frame of a mobile phone or a mount substrate) to which the driving device 100 is attached, and is a non-moving member that constitutes the bottom side of the driving device 100. The base member 4 is formed in a square plate shape in plan view, and is entirely made of a resin material or the like. Although an imaging sensor is attached to the base member 4, illustration is omitted.

被駆動体1は円筒形を有し、撮像レンズ10と、この撮像レンズ10を保持するレンズ駆動枠12と、該レンズ駆動枠12が収納される鏡筒14とから構成されている。撮像レンズ10は、対物レンズ、フォーカスレンズ、ズームレンズ等を有し、図外の撮像素子に対する被写体像の結像光学系を構成している。レンズ駆動枠12は、所謂玉枠(「キャリア」とも称される)であって、鏡筒14と共に軸線AX方向に移動する。レンズ駆動枠12の対物側先端の外周縁部には、周方向に180°の角度差を有して一対の支持部16が突設されている。   The driven body 1 has a cylindrical shape, and includes an imaging lens 10, a lens driving frame 12 that holds the imaging lens 10, and a lens barrel 14 that stores the lens driving frame 12. The imaging lens 10 includes an objective lens, a focus lens, a zoom lens, and the like, and constitutes an imaging optical system for a subject image with respect to an imaging element (not shown). The lens drive frame 12 is a so-called ball frame (also referred to as “carrier”), and moves in the direction of the axis AX together with the lens barrel 14. A pair of support portions 16 project from the outer peripheral edge portion of the lens drive frame 12 at the distal end on the object side with an angular difference of 180 ° in the circumferential direction.

被駆動体1は、天板5に形成される開口部分に挿入された状態でベース部材4上に配置されている。詳しくは、一対の支持部16がベース部材4の一対の対角の近傍に位置するように配置されている(図1参照)。   The driven body 1 is disposed on the base member 4 in a state of being inserted into an opening formed in the top plate 5. Specifically, the pair of support portions 16 are arranged so as to be positioned in the vicinity of the pair of diagonals of the base member 4 (see FIG. 1).

ベース部材4および天板5には、それぞれ平行板バネ6a,6bが固定されており、これら平行板バネ6a,6bに被駆動体1が固定されている。これによって被駆動体1がベース部材4等に対して変位可能に支持されると共に、その変位自由度が、軸線AXに沿った方向に規制されている。なお、天板5は、ベース部材4に対して図示しない支柱等を介して固定しても良いし、ベース部材4と一体となる構造でも良い。   Parallel plate springs 6a and 6b are fixed to the base member 4 and the top plate 5, respectively, and the driven body 1 is fixed to the parallel plate springs 6a and 6b. As a result, the driven body 1 is supported so as to be displaceable with respect to the base member 4 and the like, and the degree of freedom of displacement is restricted in the direction along the axis AX. In addition, the top plate 5 may be fixed to the base member 4 through a post or the like (not shown), or may be a structure integrated with the base member 4.

レバー部材2は、支持部16を介して被駆動体1に係合することによって被駆動体1に軸線AX方向の駆動力を付与するものである。   The lever member 2 applies a driving force in the direction of the axis AX to the driven body 1 by engaging with the driven body 1 via the support portion 16.

このレバー部材2は、被駆動体1の側方、具体的には、ベース部材4の角部であって被駆動体1の支持部16が位置する角部以外の一の角部に設置されている。このレバー部材2は、軸線AXと直交し、かつ一対の支持部16の並び方向(図1では上下方向)に延びる軸線回りに揺動可能に支持されている。   The lever member 2 is installed on the side of the driven body 1, specifically, at a corner portion of the base member 4 other than the corner portion where the support portion 16 of the driven body 1 is located. ing. The lever member 2 is supported so as to be swingable around an axis that is orthogonal to the axis AX and extends in the direction in which the pair of support portions 16 are arranged (the vertical direction in FIG. 1).

図2に示すように、レバー部材2は、アーム部分21と、このアーム部分21の基端部分から軸線AX方向に延びる延設部分22とを有した側面視逆L字型の形状を有しており、アーム部分21と延設部分22との境界近傍領域に位置する延設部分22の屈曲部分が、ベース部材4に立設された支持脚8の先端で支持されることによってベース部材4上に支持されている。   As shown in FIG. 2, the lever member 2 has an inverted L-shape in a side view including an arm portion 21 and an extending portion 22 extending from the proximal end portion of the arm portion 21 in the axis AX direction. The bent portion of the extended portion 22 located in the vicinity of the boundary between the arm portion 21 and the extended portion 22 is supported by the tip of the support leg 8 erected on the base member 4, so that the base member 4. Supported on top.

支持脚8の先端(以下、レバー支持部8aという)の形状は、軸線AX方向と直交する方向(図2の紙面と直交する方向)に延びる略円柱形状とされている。これにより、レバー部材2が、当該レバー支持部8aを支点として軸線AX方向と直交する軸線回りに揺動可能に支持されている。   The tip of the support leg 8 (hereinafter referred to as lever support portion 8a) has a substantially cylindrical shape extending in a direction orthogonal to the axis AX direction (a direction orthogonal to the paper surface of FIG. 2). Accordingly, the lever member 2 is supported so as to be swingable about an axis perpendicular to the direction of the axis AX, with the lever support portion 8a as a fulcrum.

アーム部分21は平面視で円弧状に形成されている。詳しくは、図1に示すように、延設部分22からから被駆動体1の両側に二股に分かれて当該被駆動体1の外周面に近接してそれぞれ均等に延び、全体として被駆動体1の片側半分を包囲するように形成されている。アーム部分21の先端(両端)は、それぞれ被駆動体1の各支持部16の位置に達している。そして、延設部分22にSMAアクチュエータ3が架け渡され、この架け渡し位置(変位入力部2aという)に軸線AX方向と直交する方向の移動力F1(図3参照)が入力されることにより、レバー部材2が揺動する。この揺動に伴いアーム部分21の先端(変位出力部2bという)が軸線AX方向に変位し、当該変位出力部2bが各支持部16に係合して被駆動体1に軸線AX方向の駆動力が付与されることとなる。   The arm portion 21 is formed in an arc shape in plan view. Specifically, as shown in FIG. 1, the extended portion 22 is divided into two forks on both sides of the driven body 1, and extends evenly in the vicinity of the outer peripheral surface of the driven body 1. It is formed so as to surround one half of each. The distal ends (both ends) of the arm portion 21 reach the positions of the support portions 16 of the driven body 1, respectively. Then, the SMA actuator 3 is bridged over the extended portion 22, and the moving force F1 (see FIG. 3) in the direction orthogonal to the axis AX direction is input to this bridge position (referred to as the displacement input portion 2a). The lever member 2 swings. Along with this swinging, the tip of the arm portion 21 (referred to as the displacement output portion 2b) is displaced in the direction of the axis AX, and the displacement output portion 2b engages with each support portion 16 to drive the driven body 1 in the direction of the axis AX. Power will be given.

SMAアクチュエータ3は、レバー部材2に対して移動力F1(図3参照)を付与するもので、例えばNi−Ti合金等のSMAワイヤ3L(後述する図4参照)で構成される線状のアクチュエータである。このSMAアクチュエータ3は、低温で弾性係数が低い状態(マルテンサイト相)において所定の張力を与えられることで伸長し、この伸長状態において熱が与えられると相変態して弾性係数が高い状態(オーステナイト相:母相)に移行し、伸長状態から元の長さに戻る(形状回復する)という性質を有している。すなわち、SMAアクチュエータ3は、SMAワイヤ3Lの温度変化による形状復元力を利用して対象物の移動を行うアクチュエータである。   The SMA actuator 3 applies a moving force F1 (see FIG. 3) to the lever member 2, and is a linear actuator composed of, for example, a SMA wire 3L (see FIG. 4 described later) such as a Ni—Ti alloy. It is. The SMA actuator 3 expands when given a predetermined tension in a state where the elastic modulus is low (martensite phase) at a low temperature. When heat is applied in this extended state, the SMA actuator 3 undergoes phase transformation and has a high elastic modulus (austenite). Phase: parent phase) and return to its original length from its extended state (recover shape). That is, the SMA actuator 3 is an actuator that moves the object using the shape restoring force due to the temperature change of the SMA wire 3L.

形状記憶合金を伸縮させる駆動手段として本例では、SMAアクチュエータ3を通電加熱することで、上述の相変態を行わせる構成が採用されている。すなわち、SMAアクチュエータ3は所定の抵抗値を有する導体であることから、当該SMAアクチュエータ3自身に通電することでジュール熱を発生させ、該ジュール熱に基づく自己発熱によりマルテンサイト相からオーステナイト相へ変態させる構成とされている。このため、SMAワイヤ3Lの両端には、通電加熱用の第1電極30aおよび第2電極30bが固着されている。これら電極30a,30bはベース部材4から突設される所定の保持部材33a,33bにそれぞれ固定されている。この保持部材33a,33bは、SMAワイヤ3Lの一部を第1の方向AR1に沿って内部にて固定する(保持部材33aの周辺においては、後述する図17参照)。また、保持部材33a,33bは、SMAワイヤ3Lを第1の方向AR1に沿って内部で挟持するカシメ部SPを有する(保持部材33aの周辺においては、後述する図18参照)。これにより、SMAワイヤ3Lを安定して保持することが可能となる。   In this example, the configuration in which the SMA actuator 3 is energized and heated to cause the above-described phase transformation is employed as the driving means for expanding and contracting the shape memory alloy. That is, since the SMA actuator 3 is a conductor having a predetermined resistance value, Joule heat is generated by energizing the SMA actuator 3 itself, and transformation from the martensite phase to the austenite phase is performed by self-heating based on the Joule heat. It is supposed to be configured. For this reason, the first electrode 30a and the second electrode 30b for energization heating are fixed to both ends of the SMA wire 3L. These electrodes 30a and 30b are fixed to predetermined holding members 33a and 33b protruding from the base member 4, respectively. The holding members 33a and 33b fix a part of the SMA wire 3L along the first direction AR1 (refer to FIG. 17 described later in the vicinity of the holding member 33a). In addition, the holding members 33a and 33b have a crimped portion SP that internally holds the SMA wire 3L along the first direction AR1 (refer to FIG. 18 described later in the vicinity of the holding member 33a). Thereby, the SMA wire 3L can be stably held.

SMAアクチュエータ3は、図1に示すように、レバー部材2の延設部分22に係合する部分を折り返し地点として、電極30aおよび30bの間に架け渡されている。かかる構成により、SMAアクチュエータ3が電極30a,30bを介して通電加熱され、作動(収縮)すると、レバー部材2に対して移動力F1(図3参照)が付与され、この移動力F1によりレバー部材2が揺動することとなる。   As shown in FIG. 1, the SMA actuator 3 is bridged between the electrodes 30a and 30b with a portion engaging with the extending portion 22 of the lever member 2 as a turning point. With this configuration, when the SMA actuator 3 is energized and heated via the electrodes 30a and 30b and is operated (shrinks), the lever member 2 is given a moving force F1 (see FIG. 3), and the moving force F1 causes the lever member to move. 2 will swing.

なお、電極30a,30bは、ベース部材4のうち被駆動体1の支持部16の近傍にそれぞれ配置されている。SMAアクチュエータ3のうち各電極30a,30bから折り返し地点までのそれぞれの長さは等しく設定されており、これによって変位入力部2a両側のSMAアクチュエータ3の伸縮量が等しくなってSMAアクチュエータ3作動時のレバー部材2とSMAアクチュエータ3との擦れが防止される。また、延設部分22にはV溝21a(上記変位入力部2aに相当する)が形成されており、当該V溝21aに嵌り込むようにSMAアクチュエータ3が架け渡されることにより、レバー部材2に対してSMAアクチュエータ3が安定的に懸架されている。   The electrodes 30 a and 30 b are respectively disposed in the vicinity of the support portion 16 of the driven body 1 in the base member 4. The lengths of the SMA actuator 3 from the electrodes 30a and 30b to the turn-back point are set to be equal to each other, so that the amount of expansion / contraction of the SMA actuator 3 on both sides of the displacement input portion 2a becomes equal. Rubbing between the lever member 2 and the SMA actuator 3 is prevented. Further, a V-groove 21a (corresponding to the displacement input portion 2a) is formed in the extended portion 22, and the SMA actuator 3 is bridged so as to be fitted into the V-groove 21a, whereby the lever member 2 is On the other hand, the SMA actuator 3 is stably suspended.

バイアスバネ7は、SMAアクチュエータ3の作動(収縮)により変位出力部2bが移動する向きとは逆向に、被駆動体1を軸線AX方向に付勢するものである。このバイアスバネ7は、レンズ駆動枠12の周縁サイズと略合致した径の圧縮コイルバネからなり、レンズ駆動枠12の頂面に一端側(下端側)が当接している。なお、内壁Nは、図示しない枠部材の面のうちベース部材4側の面であり、該枠部材は図示しない支柱等によりベース部材4に対して固定されている。該枠部材には、撮像レンズ10の径と略合致した径の開口部が設けられており、バイアスバネ7の他端側(上端側)は、内壁Nにおける該開口部の周縁部に当接される。   The bias spring 7 biases the driven body 1 in the direction of the axis AX in the direction opposite to the direction in which the displacement output unit 2b moves due to the operation (contraction) of the SMA actuator 3. The bias spring 7 is formed of a compression coil spring having a diameter substantially matching the peripheral size of the lens drive frame 12, and one end side (lower end side) is in contact with the top surface of the lens drive frame 12. The inner wall N is a surface on the base member 4 side of the surface of a frame member (not shown), and the frame member is fixed to the base member 4 by a post (not shown). The frame member is provided with an opening having a diameter substantially matching the diameter of the imaging lens 10, and the other end side (upper end side) of the bias spring 7 is in contact with the peripheral edge portion of the opening on the inner wall N. Is done.

なお、SMAアクチュエータ3は、作動していない状態では、被駆動体1(支持部16)およびレバー部材2を介して作用するバイアスバネ7の押圧力を受けて緊張するようにその線長が設定されている。つまり、その作動状態に拘わらず、常にレバー部材2(アーム部分21)を被駆動体1(支持部16)に当接(圧接)させるようにその線長が設定されている。この構成により、当実施形態では、支持脚8とレバー部材2とを直接連結することなく支持脚8の先端にレバー部材2を揺動可能に支持しており、また、SMAアクチュエータ3の作動時には、その変位を速やかに伝えて当該レバー部材2を揺動させる構成となっている。   Note that, when the SMA actuator 3 is not in operation, the line length is set so that the SMA actuator 3 is tensioned by receiving the pressing force of the bias spring 7 acting via the driven body 1 (support portion 16) and the lever member 2. Has been. That is, the line length is set so that the lever member 2 (arm portion 21) is always brought into contact (pressure contact) with the driven body 1 (support portion 16) regardless of the operating state. With this configuration, in this embodiment, the lever member 2 is swingably supported at the tip of the support leg 8 without directly connecting the support leg 8 and the lever member 2, and when the SMA actuator 3 is operated. The lever member 2 is swung by quickly transmitting the displacement.

<1−2.駆動装置を製造するための製造装置>
図4は、本実施形態に係る駆動装置100(図1〜図3)を製造するために用いるSMAアクチュエータ3の製造装置300の主要構成部分の構成例を概略的に示している。図4は、製造装置300を撮像レンズ10の軸線方向から見た平面図である。
<1-2. Manufacturing apparatus for manufacturing drive device>
FIG. 4 schematically shows a configuration example of main components of the manufacturing apparatus 300 for the SMA actuator 3 used for manufacturing the driving apparatus 100 (FIGS. 1 to 3) according to the present embodiment. FIG. 4 is a plan view of the manufacturing apparatus 300 as seen from the axial direction of the imaging lens 10.

製造装置300は、ポンチ51a、51b、変位計52、スライダ53a,53b、制御部55を主に備えて構成されている。製造装置300は、SMAワイヤ3Lが未だ張られていない半完状態の駆動装置100一式(「ワーク」とも称される)にSMAワイヤ3Lを張架することにより、ワークにおけるSMAアクチュエータ3を製造する装置である。なお、製造装置300によるSMAアクチュエータ3の製造は、ワークが調整台56に載置された状態で行われる。   The manufacturing apparatus 300 mainly includes punches 51a and 51b, a displacement meter 52, sliders 53a and 53b, and a control unit 55. The manufacturing apparatus 300 manufactures the SMA actuator 3 in a workpiece by stretching the SMA wire 3L on a set of driving devices 100 (also referred to as “work”) in a semi-complete state where the SMA wire 3L is not yet stretched. Device. The SMA actuator 3 is manufactured by the manufacturing apparatus 300 in a state where the work is placed on the adjustment table 56.

<1−2−1.制御部55>
制御部55は、製造装置300の各機能要素を統轄制御する制御処理装置である。制御部55は、例えば、汎用のコンピュータ、または専用のハードウエア回路などによって構成される。制御部55は、変位計52が取得するレンズ駆動枠12の変位を示す信号を処理し、該処理の結果に基づいてポンチ51aおよび51bと、スライダ53a,53bとを制御する。
<1-2-1. Control unit 55>
The control unit 55 is a control processing device that controls each functional element of the manufacturing apparatus 300. The control unit 55 is configured by, for example, a general-purpose computer or a dedicated hardware circuit. The control unit 55 processes a signal indicating the displacement of the lens driving frame 12 acquired by the displacement meter 52, and controls the punches 51a and 51b and the sliders 53a and 53b based on the result of the processing.

<1−2−2.スライダ53a,53b>
スライダ53a,53bは、保持部材33aおよび33bにそれぞれ設けられた電極30aおよび30bにSMAワイヤ3Lが固定される前に、SMAワイヤ3Lを張架状態に保持する張架部である。スライダ53a,53bは、SMAワイヤ3Lの一部をそれぞれ保持可能なSMA線保持部54aおよび54bを備えている。SMA線保持部54aに一部を保持されたSMAワイヤ3Lは、電極30a、延設部分22に設けられたV溝21a、および電極30bを順次に経由してSMA線保持部54bにその一部を保持される。スライダ53a,53bは、その底部に車輪を備えるとともに内部に該車輪の駆動機構を備え、調整台56上を、矢印Ya,Ybに沿って移動可能である。スライダ53a,53bは、V溝21aなどを経由してSMA線保持部54aおよび54bのそれぞれによってSMAワイヤ3Lが張架状態に保持された状態で、矢印Ya,Ybに沿って移動することにより、SMAワイヤ3Lに付与する張力を調整可能である。スライダ53a,53bの動作は、通信回線を介して制御部55により制御される。
<1-2-2. Slider 53a, 53b>
The sliders 53a and 53b are stretching portions that hold the SMA wire 3L in a stretched state before the SMA wire 3L is fixed to the electrodes 30a and 30b provided on the holding members 33a and 33b, respectively. The sliders 53a and 53b include SMA wire holding portions 54a and 54b that can respectively hold a part of the SMA wire 3L. A part of the SMA wire 3L held in part by the SMA line holding part 54a passes through the electrode 30a, the V-groove 21a provided in the extended part 22 and the electrode 30b in order, and a part thereof is supplied to the SMA line holding part 54b. Is retained. The sliders 53a and 53b have wheels at the bottom and a drive mechanism for the wheels, and are movable on the adjustment table 56 along arrows Ya and Yb. The sliders 53a and 53b move along the arrows Ya and Yb while the SMA wire 3L is held in a stretched state by the SMA wire holding portions 54a and 54b via the V-groove 21a and the like. The tension applied to the SMA wire 3L can be adjusted. The operations of the sliders 53a and 53b are controlled by the control unit 55 via a communication line.

なお、図4では、実線で示されたスライダ53a,53bの位置がSMAワイヤ3Lの駆動前の状態を示し、破線で示されたスライダ53a,53bの位置がSMAワイヤ3Lの駆動中の状態を示している。   In FIG. 4, the positions of the sliders 53a and 53b indicated by solid lines indicate the state before driving the SMA wire 3L, and the positions of the sliders 53a and 53b indicated by broken lines indicate the state during driving of the SMA wire 3L. Show.

<1−2−3.変位計52>
変位計52は、例えば、レーザ変位計などによって構成され、駆動装置100のレンズ駆動枠12上に不図示の支柱等を介して保持されている。変位計52は、レンズ駆動枠12と変位計52との距離、すなわち変位計52に対するレンズ駆動枠12の変位を測定し、測定した距離を示す信号を、通信回線を介して制御部55に供給する。制御部55は、当該距離と、予め取得されている変位計52とベース部材4との距離とに基づいて、ベース部材4に対するレンズ駆動枠12の変位を取得する。
<1-2-3. Displacement meter 52>
The displacement meter 52 is configured by, for example, a laser displacement meter or the like, and is held on the lens drive frame 12 of the drive device 100 via a post (not shown). The displacement meter 52 measures the distance between the lens drive frame 12 and the displacement meter 52, that is, the displacement of the lens drive frame 12 with respect to the displacement meter 52, and supplies a signal indicating the measured distance to the control unit 55 via the communication line. To do. The control unit 55 acquires the displacement of the lens driving frame 12 with respect to the base member 4 based on the distance and the distance between the displacement meter 52 and the base member 4 acquired in advance.

<1−2−4.ポンチ51aおよび51b>
ポンチ51aおよび51bは、スライダ53a,53bによりSMAワイヤ3Lが張架された状態において、形状記憶合金ワイヤを加熱する加熱部として機能するとともに、SMAワイヤ3Lを、保持部材33aおよび33bにそれぞれ設けられた電極30aおよび30bにそれぞれ固定する固定部としても機能する。
<1-2-4. Punches 51a and 51b>
The punches 51a and 51b function as a heating unit that heats the shape memory alloy wire in a state where the SMA wire 3L is stretched by the sliders 53a and 53b, and the SMA wire 3L is provided on the holding members 33a and 33b, respectively. It also functions as a fixing portion for fixing to the electrodes 30a and 30b.

ポンチ51aおよび51bの動作は、不図示の駆動装置を介して制御部55により制御される。ポンチ51aおよびポンチ51bの位置は、該駆動装置によってZ軸方向に沿って移動され得るとともに、その、移動力が該駆動装置により変更され得る。なお、駆動装置100の内壁(図2参照)に係る枠部材と、天板5(図2参照)とには、ポンチ51aおよび51bのそれぞれのZ軸方向に沿った各動線との交差部分にポンチ51aおよび51bがそれぞれ通過可能な貫通孔がそれぞれ設けられている。   The operations of the punches 51a and 51b are controlled by the control unit 55 via a driving device (not shown). The positions of the punch 51a and the punch 51b can be moved along the Z-axis direction by the driving device, and the moving force can be changed by the driving device. In addition, the frame member which concerns on the inner wall (refer FIG. 2) of the drive device 100, and the top plate 5 (refer FIG. 2), the intersection part of each flow line along each Z-axis direction of punch 51a and 51b Are provided with through holes through which the punches 51a and 51b can respectively pass.

ポンチ51aおよび51bは、それぞれの先端部(不図示)が、電極30aおよび30bに接触した状態で、電極30aおよび30bに接触したSMAワイヤ3Lに対して通電を行うことにより、SMAワイヤ3Lを加熱可能に構成されている。また、該通電に係る電流は変更可能に構成されている。   The punches 51a and 51b heat the SMA wire 3L by energizing the SMA wire 3L in contact with the electrodes 30a and 30b in a state where the respective tip portions (not shown) are in contact with the electrodes 30a and 30b. It is configured to be possible. Further, the current relating to the energization is configured to be changeable.

ポンチ51aおよび51bによるSMAワイヤ3Lの電極30aおよび30bへの固定処理においては、先ず、制御部55は、ポンチ51aおよび51bによるSMAワイヤ3Lの加熱状態が、予め設定された加熱状態となるようにポンチ51aおよび51bによるSMAワイヤ3Lへの通電電流を予め設定された値に制御する。さらに、制御部55は、該加熱状態のSMAワイヤ3Lによってレンズ駆動枠12が予め設定された位置に保持されるように、変位計52の出力信号に基づいてスライダ53a,53bがSMAワイヤ3Lに付与する張力を調整する。張力についての該調整が行われている状態で、ポンチ51aおよび51bは、制御部55の制御によって移動力を増加させて先端部にそれぞれ接触した保持部材33aおよび33bを、かしめることにより、SMAワイヤ3Lを、カシメ部SPにそれぞれ固定する。   In the process of fixing the SMA wire 3L to the electrodes 30a and 30b by the punches 51a and 51b, first, the control unit 55 sets the heating state of the SMA wire 3L by the punches 51a and 51b to a preset heating state. The energization current to the SMA wire 3L by the punches 51a and 51b is controlled to a preset value. Further, the control unit 55 causes the sliders 53a and 53b to be applied to the SMA wire 3L based on the output signal of the displacement meter 52 so that the lens driving frame 12 is held at a preset position by the heated SMA wire 3L. Adjust the tension to be applied. In a state in which the tension is adjusted, the punches 51a and 51b increase the moving force under the control of the control unit 55 to caulk the holding members 33a and 33b that are in contact with the tip portions, respectively. The wires 3L are fixed to the crimping portions SP, respectively.

SMAワイヤ3Lがカシメ部SPに固定された状態で、制御部55が、不図示の切断部を制御して、SMAワイヤ3Lのうち電極30aおよび30bからそれぞれSMA線保持部54aおよび54b側へとはみ出ている各部を切断することにより駆動装置100におけるSMAアクチュエータ3が製造される。   In a state where the SMA wire 3L is fixed to the crimping portion SP, the control unit 55 controls a cutting unit (not shown) to move from the electrodes 30a and 30b to the SMA line holding units 54a and 54b side of the SMA wire 3L. The SMA actuator 3 in the drive device 100 is manufactured by cutting each protruding part.

<1−3.SMAワイヤの一般的な応力特性と駆動装置への適用上における事情>
ここで、SMAワイヤ3Lの一般的な応力特性について図5及び図6を参照して説明する。図5はSMAワイヤ3Lの一部を曲げた際、SMAワイヤ3L自身に発生する応力状態の数値計算結果を模式的に説明する図であり、このうち、図5(a)はYZ平面の+X軸側のSMAワイヤ3Lの側面の応力状態を+X軸側に垂直投影した図であり、図5(b)はXY平面の+Z軸側(または−Z軸側)のSMAワイヤ3Lの側面の応力状態を+Z軸側(または−Z軸側)に垂直投影した図であり、図5(c)はYZ平面の−X軸側のSMAワイヤ3Lの側面の応力状態を−X軸側に垂直投影した図である。
<1-3. General Stress Characteristics of SMA Wire and Situations in Application to Drives>
Here, general stress characteristics of the SMA wire 3L will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram for schematically explaining a numerical calculation result of a stress state generated in the SMA wire 3L itself when a part of the SMA wire 3L is bent. Among these, FIG. 5A shows + X on the YZ plane. FIG. 5B is a diagram in which the stress state of the side surface of the SMA wire 3L on the axis side is vertically projected to the + X axis side, and FIG. 5B is the stress on the side surface of the SMA wire 3L on the + Z axis side (or −Z axis side) of the XY plane. FIG. 5C is a diagram in which the state is vertically projected to the + Z axis side (or −Z axis side), and FIG. 5C is a vertical projection of the stress state of the side surface of the SMA wire 3L on the −X axis side of the YZ plane to the −X axis side. FIG.

図5(a)及び図5(b)で示されるように、SMAワイヤ3Lが曲げられた箇所の内側のエリアRcでは圧縮応力が最大(引っ張り応力が最小)となり、逆に、図5(b)及び図5(c)で示されるように、SMAワイヤ3Lが曲げられた箇所の外側のエリアRtでは圧縮応力が最小(引っ張り応力が最大)となることがわかる。このように、SMAワイヤ3Lの一般的な応力特性として、SMAワイヤ3Lの曲げられた内側領域(図5のエリアRc)では圧縮応力が卓越し、逆にSMAワイヤ3Lの曲げられた外側領域(図5のエリアRt)では引っ張り応力が卓越することになる。   As shown in FIGS. 5A and 5B, in the area Rc inside the portion where the SMA wire 3L is bent, the compressive stress is maximum (the tensile stress is minimum), and conversely, FIG. ) And FIG. 5C, it can be seen that the compressive stress is minimum (the tensile stress is maximum) in the area Rt outside the portion where the SMA wire 3L is bent. Thus, as a general stress characteristic of the SMA wire 3L, compressive stress is dominant in the bent inner region (area Rc in FIG. 5) of the SMA wire 3L, and conversely, the bent outer region of the SMA wire 3L ( In the area Rt) in FIG. 5, the tensile stress is dominant.

以下、SMAワイヤ3Lの圧縮応力と引っ張り応力とを合わせたものが曲げ応力であり、圧縮応力の絶対値と引っ張り応力の絶対値との総和が相対的に最も大きくなる部分の応力を最大応力と定義すると、SMAワイヤ3L内部で働く曲げ応力は曲げ角度に正の相関を有し、曲げられた領域(図5のエリアRc,Rt周辺)の応力が最大応力となる。   Hereinafter, the bending stress is a combination of the compressive stress and the tensile stress of the SMA wire 3L, and the stress at the portion where the sum of the absolute value of the compressive stress and the absolute value of the tensile stress is relatively largest is defined as the maximum stress. If defined, the bending stress acting inside the SMA wire 3L has a positive correlation with the bending angle, and the stress in the bent region (around the areas Rc and Rt in FIG. 5) becomes the maximum stress.

また、図6は、SMAワイヤ3Lを駆動装置に組み込んだ際にSMAワイヤ3Lへの負荷荷重に対する強度を概略的に説明するグラフであり、縦軸はSMAワイヤ3Lに与える負荷荷重であり、横軸はSMAワイヤ3Lが破断に至るまでの繰り返し動作回数を示している。   FIG. 6 is a graph schematically illustrating the strength with respect to the load applied to the SMA wire 3L when the SMA wire 3L is incorporated in the drive device, and the vertical axis represents the load applied to the SMA wire 3L. The axis indicates the number of repetitive operations until the SMA wire 3L breaks.

図6のグラフで示されるように、SMAワイヤ3Lに負荷荷重を与えてゆくと、SMAワイヤ3Lが破断に至るまでの繰り返し動作回数が、減少してゆく傾向にあり、500MPa程度の負荷荷重が与えられると数千回程度の繰り返し動作回数で破断に至ることがわかる。これは、負荷荷重の増加に伴ってSMAワイヤ3L内部に発生する応力が増加してゆき、SMAワイヤ3Lの金属疲労の進行が促進されるためである。このように、SMAワイヤ3Lの一般的な応力特性として、500MPa以上の負荷荷重がSMAワイヤ3Lに与えられた場合、SMAワイヤ3Lの金属疲労の進行は速く、数千回以内の繰り返し動作回数で破断に至る可能性がある。   As shown in the graph of FIG. 6, when a load is applied to the SMA wire 3L, the number of repeated operations until the SMA wire 3L breaks tends to decrease, and a load of about 500 MPa is applied. When given, it can be seen that breakage occurs after several thousand repeated operations. This is because the stress generated in the SMA wire 3L increases as the load increases, and the progress of metal fatigue of the SMA wire 3L is promoted. Thus, as a general stress characteristic of the SMA wire 3L, when a load of 500 MPa or more is applied to the SMA wire 3L, the progress of metal fatigue of the SMA wire 3L is fast, and the number of repeated operations within a few thousand times. May lead to breakage.

続いて、SMAワイヤ3Lの駆動装置への適用上における事情を以下説明する。   Next, the situation in application of the SMA wire 3L to the driving device will be described below.

図13〜図16は、駆動装置におけるSMAワイヤ3Lの従来の機器組込方法を模式的に説明する図である。図13〜図16で示されるように、駆動装置において、SMAワイヤ3Lの従来の機器組込方法には、大別すると下記(i)〜(iv)の4つの工程に分けられる。   13-16 is a figure which illustrates typically the conventional apparatus incorporating method of the SMA wire 3L in a drive device. As shown in FIGS. 13 to 16, in the drive device, the conventional device assembling method of the SMA wire 3 </ b> L is roughly divided into the following four steps (i) to (iv).

(i)まず、図13で示されるように、片方の電極30aにSMAワイヤ3Lを通した状態で、この電極30aをカシメてSMAワイヤ3Lの片側を固定する(図14参照)。   (I) First, as shown in FIG. 13, in a state where the SMA wire 3L is passed through one electrode 30a, the electrode 30a is caulked to fix one side of the SMA wire 3L (see FIG. 14).

(ii)次に、図14で示されるように、SMAワイヤ3Lを、電極33aを中心として回転させながら、もう片一方の電極30bへと導き、この電極30bにSMAワイヤ3Lを通す。   (Ii) Next, as shown in FIG. 14, the SMA wire 3L is guided to the other electrode 30b while rotating around the electrode 33a, and the SMA wire 3L is passed through the electrode 30b.

(iii)さらに、図15で示されるように、図14で示される状態でもう片一方の電極30bにカシメてSMAワイヤ3Lを固定する。   (Iii) Further, as shown in FIG. 15, the SMA wire 3L is fixed by caulking to the other electrode 30b in the state shown in FIG.

(iv)最後に、図16で示されるように、固定されたSMAワイヤ3Lの両側の不要部分をカット除去してSMAワイヤ3Lの架設が完了する。   (Iv) Finally, as shown in FIG. 16, unnecessary portions on both sides of the fixed SMA wire 3L are cut and removed to complete the installation of the SMA wire 3L.

図17はこのように架設されたSMAワイヤ3Lの電極30a及び保持部材33aの周辺を拡大して示した図であり、図18は図17の領域R1をさらに拡大して示した図である。以下、便宜上、SMAワイヤ3Lがカシメて固定された後は、保持部材33a(保持部材33b)内部を含み保持部材33a(保持部材33b)からベース部材4の外部にある製造装置300に伸びるSMAワイヤ3LをSMAワイヤ3L1と称し、保持部材33a(保持部材33b)から変位入力部2bに至るまでのSMAワイヤ3LをSMAワイヤ3L2と称するが、一般的にSMAワイヤを表現するときは、SMAワイヤ3Lと称する。   FIG. 17 is an enlarged view of the periphery of the electrode 30a and the holding member 33a of the SMA wire 3L thus constructed, and FIG. 18 is an enlarged view of the region R1 of FIG. Hereinafter, for the sake of convenience, after the SMA wire 3L is crimped and fixed, the SMA wire extends from the holding member 33a (holding member 33b) to the manufacturing apparatus 300 outside the base member 4 including the inside of the holding member 33a (holding member 33b). 3L is referred to as SMA wire 3L1, and SMA wire 3L from the holding member 33a (holding member 33b) to the displacement input portion 2b is referred to as SMA wire 3L2. However, in general, when expressing SMA wire, SMA wire 3L Called.

図17及び図18で示されるように、駆動される前の初期状態(非駆動状態)における従来の駆動装置では、SMAワイヤ3L2の方向は、保持部材33aの内外の境界に位置する境界点BPを中心としてSMAワイヤ3L1の形成方向(第1の方向AR1)に対して角度+α1回転した方向に架設されている(図17参照)。これは、上記の工程(i)及び(iii)においてSMAワイヤ3Lが電極30a,30bにカシメられた状態に対応している。そして、駆動時におけるSMAワイヤ3L2は収縮することにより、境界点BPを中心として、非駆動状態よりさらに角度+α2分回転した方向にまで最大曲げられる。結果として、図18で示されるように、駆動時におけるSMAワイヤ3L2は、図5と同様に、曲げられた領域の境界点BP及びその近傍に対して、SMAワイヤ3Lの張力Ftにより曲げの外側エリアRtでは引っ張り応力が発生する一方、曲げの内側エリアRcでは圧縮応力が卓越することになる。すなわち、曲げ応力の最大応力が境界点BP及びその近傍において存在することになる。   As shown in FIGS. 17 and 18, in the conventional driving device in the initial state (non-driving state) before being driven, the direction of the SMA wire 3L2 is the boundary point BP located at the inner / outer boundary of the holding member 33a. Is installed in a direction rotated by an angle + α1 with respect to the forming direction of the SMA wire 3L1 (first direction AR1) (see FIG. 17). This corresponds to the state in which the SMA wire 3L is crimped to the electrodes 30a and 30b in the above steps (i) and (iii). When the SMA wire 3L2 is driven, the SMA wire 3L2 is contracted to be bent at the boundary point BP in the direction further rotated by the angle + α2 than the non-driven state. As a result, as shown in FIG. 18, the SMA wire 3L2 at the time of driving is bent outside due to the tension Ft of the SMA wire 3L with respect to the boundary point BP of the bent region and its vicinity as in FIG. While tensile stress is generated in the area Rt, compressive stress is dominant in the inner area Rc of bending. That is, the maximum bending stress exists at the boundary point BP and in the vicinity thereof.

このように、従来の機器組込方法による駆動装置では、上記の工程(i)の状態(図13参照)から工程(ii)(図14参照)または上記の工程(ii)の状態(図14参照)から工程(iii)(図15参照)の状態に推移する際にSMAワイヤ3L2が角度+α1(保持部材33a側)または角度−α(保持部材33b側)だけ回転したことにより発生する曲げ応力が発生する。   Thus, in the drive device by the conventional apparatus incorporating method, the state of the step (i) (see FIG. 13) to the step (ii) (see FIG. 14) or the state of the step (ii) (see FIG. 14). Bending stress generated when the SMA wire 3L2 is rotated by an angle + α1 (holding member 33a side) or an angle −α (holding member 33b side) during the transition from the step (see) to the step (iii) (see FIG. 15). Will occur.

そして、非駆動状態から駆動状態に推移する際、SMAワイヤ3L2が可動する範囲としてさらに角度+α2まで最大曲げられるため、駆動時には、合計として角度+(α1+α2)または角度−(α1+α2)まで最大曲げられることになる。すなわち、SMAワイヤ3Lは駆動時にSMAワイヤ3L1とSMAワイヤ3L2との間に生じる角度が、角度+α2または角度−α2の範囲で変動する動作が行われるため、曲げ応力がさらに増加する結果となる。   When the SMA wire 3L2 is moved from the non-driving state to the driving state, the SMA wire 3L2 is further bent up to the angle + α2 as a movable range. Therefore, when driving, the SMA wire 3L2 is bent to the maximum angle + (α1 + α2) It will be. That is, the SMA wire 3L is operated so that the angle generated between the SMA wire 3L1 and the SMA wire 3L2 during driving varies in the range of the angle + α2 or the angle −α2, and thus the bending stress is further increased.

したがって、SMAワイヤ3Lへの張力とSMAワイヤ3Lの駆動により発生する張力とが、図6で示した負荷荷重により発生する応力に対応することになるため、駆動時における繰り返し動作においてSMAワイヤ3L内部の境界点BP及びその近傍で金属疲労が進行することになる。このため、上述したように、ある応力以上では数千回以内の繰り返し動作で破断に至り、カメラ機器としては致命的となる。   Accordingly, the tension applied to the SMA wire 3L and the tension generated by driving the SMA wire 3L correspond to the stress generated by the load shown in FIG. The metal fatigue proceeds at and near the boundary point BP. For this reason, as described above, when the stress exceeds a certain level, it is repeatedly broken within a few thousand times, and the camera device becomes fatal.

このような背景の下、本発明では、曲げ応力のSMAワイヤ3Lの内部に発生する最大応力を小さくすることにより、繰り返し動作による該SMAワイヤ3L内部の金属疲労の進行速度を減速でき、該SMAワイヤ3Lの劣化を抑制する駆動装置を実現する。   Under such a background, in the present invention, by reducing the maximum stress generated inside the SMA wire 3L of bending stress, the progress rate of metal fatigue inside the SMA wire 3L due to repeated operations can be reduced, and the SMA A drive device that suppresses the deterioration of the wire 3L is realized.

以下、実施形態の特徴部となる具体的構成を説明する。   Hereinafter, a specific configuration that is a characteristic part of the embodiment will be described.

<2.実施形態の具体的構成>
そこで、本発明の実施形態に係る駆動装置100では、第1の方向AR1を、前述した駆動手段によるSMAワイヤ3Lの伸縮時において変化する保持部材33a(または保持部材33b)から変位入力部2b(所定の力点)に至る駆動時保持部材力点間方向のうち、一の方向である第2の方向に一致させる構成を採用することで、上述の課題を解消する。
<2. Specific Configuration of Embodiment>
Therefore, in the driving device 100 according to the embodiment of the present invention, the first direction AR1 is changed from the holding member 33a (or the holding member 33b) that changes when the SMA wire 3L is expanded or contracted by the driving unit described above to the displacement input unit 2b ( By adopting a configuration that matches the second direction, which is one direction, among the driving-point holding member force point directions to a predetermined force point), the above-described problem is solved.

図7および図8は、本発明の実施形態に係る駆動装置100のSMAワイヤ3Lの電極30a及び保持部材33aの周辺を拡大して示した図である。このうち、図7は、駆動される前の初期状態(非駆動状態)におけるSMAワイヤ3Lの状態を示し、図8は、駆動装置100の駆動状態におけるSMAワイヤ3Lの状態を示す。   7 and 8 are enlarged views showing the periphery of the electrode 30a and the holding member 33a of the SMA wire 3L of the driving apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. Among these, FIG. 7 shows the state of the SMA wire 3L in the initial state (non-driving state) before driving, and FIG. 8 shows the state of the SMA wire 3L in the driving state of the driving device 100.

図7で示されるように、SMAワイヤ3L1の第1方向AR1を駆動時におけるSMAワイヤ3L2の駆動時保持部材力点間方向ARmが境界点BPを中心として変動する範囲の角度を二等分する中心線方向、すなわち、SMAワイヤ3Lの駆動時における変動範囲の中心位置に合致する中心線方向AR2cに設定する。一方、非駆動状態においてSMAワイヤ3L2は最伸状態となるため、SMAワイヤ3L2の方向AR20は、保持部材33a内部で固定されているSMAワイヤ3L1の第1の方向AR1とは一致せず、境界点BPを中心としてSMAワイヤ3L1の第1の方向AR1(=中心線方向AR2c)に対して角度−θ1回転した方向に架設されている。   As shown in FIG. 7, the center of the SMA wire 3L2 when driving in the first direction AR1 bisects the angle of the range in which the driving member holding point force direction ARm of the SMA wire 3L2 varies about the boundary point BP. The line direction is set to the center line direction AR2c that matches the center position of the fluctuation range when the SMA wire 3L is driven. On the other hand, since the SMA wire 3L2 is in the most extended state in the non-driven state, the direction AR20 of the SMA wire 3L2 does not coincide with the first direction AR1 of the SMA wire 3L1 fixed inside the holding member 33a. The SMA wire 3L1 is installed around the point BP in a direction rotated by an angle −θ1 with respect to the first direction AR1 (= centerline direction AR2c).

これに対して、駆動状態におけるSMAワイヤ3L2の駆動時保持部材力点間方向ARmは、図8で示されるように、方向AR20に対して+(2×θ1)回転した方向AR22に至る可動範囲内で変動する。すなわち、中心線方向AR2cを中心としてSMAワイヤ3L1の第1の方向AR1に対して角度±θ1回転する方向となる。このように駆動時におけるSMAワイヤ3Lの伸縮によって、SMAワイヤ3Lの駆動時保持部材力点間方向ARmが方向AR20〜AR22間を変動する。駆動装置100において、本実施の形態は、第1の方向AR1を、駆動時保持部材力点間方向ARmのうち、一の方向である第2の方向AR2に一致させる構成を採用する。   On the other hand, the driving holding member force point direction ARm of the SMA wire 3L2 in the driving state is within a movable range reaching the direction AR22 rotated + (2 × θ1) with respect to the direction AR20, as shown in FIG. It fluctuates with. That is, the rotation direction is an angle ± θ1 with respect to the first direction AR1 of the SMA wire 3L1 around the centerline direction AR2c. Thus, due to the expansion and contraction of the SMA wire 3L during driving, the driving holding member force point direction ARm of the SMA wire 3L varies between the directions AR20 to AR22. In the driving device 100, the present embodiment employs a configuration in which the first direction AR1 is made to coincide with the second direction AR2 that is one of the driving holding member force point directions ARm.

この際、図7及び図8で示されるように、第2の方向AR2は、駆動手段によって駆動時保持部材力点間方向ARmが境界点BPを中心として変動する範囲の角度(±θ1)を二等分する直線方向(中心線方向AR2c)に設定することが望ましい。   At this time, as shown in FIGS. 7 and 8, the second direction AR2 has two angles (± θ1) in a range in which the driving holding member force point direction ARm fluctuates around the boundary point BP by the driving means. It is desirable to set the linear direction to be equally divided (center line direction AR2c).

なお、本発明の実施形態に係る駆動装置100のSMAワイヤ3Lの電極30b及び保持部材33bの周辺においても図7及び図8と同様であるが、この場合は、後述する図11で示されるように、SMAワイヤ3L1の第1の方向AR1(=中心線方向AR2c)に対して角度+θ1だけ回転した方向に架設されている。   Note that the periphery of the electrode 30b of the SMA wire 3L and the holding member 33b of the driving apparatus 100 according to the embodiment of the present invention is the same as in FIGS. 7 and 8, but in this case, as shown in FIG. The SMA wire 3L1 is installed in a direction rotated by an angle + θ1 with respect to the first direction AR1 (= centerline direction AR2c).

このように、本実施形態に係る駆動装置100では、第1の方向AR1を、駆動手段によるSMAワイヤ3Lの伸縮時において変化する保持部材33a(または保持部材33b)から変位入力部2bに至る駆動時保持部材力点方向ARmのうち、一の方向である第2の方向AR2に一致させたことを特徴とする。これにより、駆動時に時々刻々変化するSMAワイヤ3L2の駆動時保持部材力点間方向ARmと第1の方向AR1との間に生じる曲げ角度を上記駆動時保持部材力点間方向ARmの何れとも第1の方向AR1を一致させない従来構成(図17参照)に比べ小さくすることができる。このため、上記曲げ角度に正の相関を有する曲げ応力のSMAワイヤ3Lの内部に発生する最大応力を小さくすることができる。その結果、繰り返し動作による該SMAワイヤ3L内部の金属疲労の進行速度を減速でき、該SMAワイヤ3Lの劣化を抑制することが可能となる。   As described above, in the driving device 100 according to the present embodiment, the first direction AR1 is driven from the holding member 33a (or the holding member 33b) that changes when the SMA wire 3L is expanded or contracted by the driving unit to the displacement input unit 2b. Of the hour holding member force point direction ARm, the second holding direction AR2 that is one direction is made to coincide. Thus, the bending angle generated between the driving holding member force point direction ARm and the first direction AR1 of the SMA wire 3L2, which changes momentarily during driving, is set to be the first in any of the driving holding member force point directions ARm. The direction AR1 can be reduced compared to the conventional configuration (see FIG. 17) in which the directions AR1 are not matched. For this reason, the maximum stress generated in the SMA wire 3L having a bending stress having a positive correlation with the bending angle can be reduced. As a result, the progress rate of metal fatigue inside the SMA wire 3L due to repetitive operation can be reduced, and deterioration of the SMA wire 3L can be suppressed.

また、第2の方向AR2として、駆動手段によって駆動時保持部材力点間方向ARmが境界点BPを中心として変動する範囲の角度を二等分する中心線の直線方向(図8の中心線方向AR2c)に設定することにより、駆動時に時々刻々変化する駆動時保持部材力点間方向ARmと第1の方向AR1(=中心線方向AR2c)との間に生じる曲げ角度の最大値(可動角度の1/2、図7及び図8の例では|θ1|)を最小にすることができる。このため、SMAワイヤ3Lの内部に発生する最大応力をさらに小さくすることができ、繰り返し動作による該SMAワイヤ3L内部の金属疲労の進行速度をより減速でき、該SMAワイヤ3Lの劣化をさらに抑制することが可能となる。   Further, as the second direction AR2, the linear direction of the center line that bisects the angle of the range in which the driving holding member force point direction ARm varies around the boundary point BP by the driving means (center line direction AR2c in FIG. 8). ), The maximum bending angle (1/1 of the movable angle) generated between the driving holding member force point direction ARm and the first direction AR1 (= centerline direction AR2c), which changes every moment during driving. 2, | θ1 |) can be minimized in the examples of FIGS. For this reason, the maximum stress generated inside the SMA wire 3L can be further reduced, the progress rate of the metal fatigue inside the SMA wire 3L due to repeated operations can be further reduced, and the deterioration of the SMA wire 3L can be further suppressed. It becomes possible.

以上のような本実施形態に係る駆動装置100に対して、被駆動体1をレンズユニットとし、軸線AX方向を光軸方向とすると、上述した効果と同様の効果を奏するレンズ駆動装置を得ることができる。これにより、繰り返し動作回数で破断に至るまでの回数が、10万回を超えるレンズ駆動装置を実現することが可能となる。   With respect to the driving apparatus 100 according to the present embodiment as described above, when the driven body 1 is a lens unit and the axis AX direction is the optical axis direction, a lens driving apparatus having the same effects as described above is obtained. Can do. As a result, it is possible to realize a lens driving device in which the number of repetitions until the breakage exceeds 100,000 times.

<3.駆動装置100の製造方法>
続いて、本実施形態に係る駆動装置100におけるSMAワイヤ3Lの機器組込方法について以下説明する。
<3. Method for Manufacturing Drive Device 100>
Next, a method for incorporating the SMA wire 3L in the driving apparatus 100 according to the present embodiment will be described below.

図9〜図12は、本実施形態に係る駆動装置100におけるSMAワイヤ3Lの機器組込方法を模式的に説明する図である。図9〜図12で示されるように、本実施形態に係る駆動装置100におけるSMAワイヤ3Lの機器組込方法には、大別すると下記(I)〜(V)の5つの工程に分けられる。   9-12 is a figure which illustrates typically the apparatus incorporating method of the SMA wire 3L in the drive device 100 which concerns on this embodiment. As shown in FIGS. 9 to 12, the method of incorporating the SMA wire 3L in the driving apparatus 100 according to the present embodiment is roughly divided into the following five steps (I) to (V).

(I)まず、図9で示されるように、片方の電極30aにSMAワイヤ3Lを通す。このとき、この状態では電極30aをまだカシメない。   (I) First, as shown in FIG. 9, the SMA wire 3L is passed through one electrode 30a. At this time, the electrode 30a is not yet crimped in this state.

(II)次に、図10で示されるように、SMAワイヤ3Lを、電極30aを中心として回転させながら、もう片一方の電極30bへと導き、この電極30bにSMAワイヤ3Lを通す。   (II) Next, as shown in FIG. 10, the SMA wire 3L is guided to the other electrode 30b while rotating around the electrode 30a, and the SMA wire 3L is passed through the electrode 30b.

(III)図10で示される状態でSMAワイヤ3Lに通電を行い駆動状態とする。   (III) Energize the SMA wire 3L in the state shown in FIG.

(IV)そして、図11で示されるように、SMAワイヤ3Lを駆動しながら、駆動時に変動するSMAワイヤ3Lの駆動時保持部材力点間方向ARmのうち、一方の方向にSMAワイヤ3L1の第1の方向AR1が一致するように電極30a,30bの2箇所をカシメてSMAワイヤ3Lを固定する。   (IV) Then, as shown in FIG. 11, while driving the SMA wire 3L, the first direction of the SMA wire 3L1 in one direction out of the driving member holding point force direction ARm of the SMA wire 3L that varies during driving. The SMA wire 3L is fixed by caulking the two locations of the electrodes 30a and 30b so that the directions AR1 of the two are aligned.

(V)最後に、図12で示されるように、固定されたSMAワイヤ3Lの両側の不要部分をカット除去してSMAワイヤ3Lの架設が完了する。   (V) Finally, as shown in FIG. 12, unnecessary portions on both sides of the fixed SMA wire 3L are cut and removed to complete the installation of the SMA wire 3L.

ここで、図7及び図8に戻り説明する。図7で示されるように、駆動される前の初期状態(非駆動状態)では、境界点BPを中心としてSMAワイヤ3L1の第1の方向AR1に対して角度−θ1だけ回転した方向にSMAワイヤ3L2は架設されているが、これは、上記の工程(III)及び工程(IV)においてSMAワイヤ3Lに通電を行い駆動状態にして、SMAワイヤ3Lを電極30a,30bにカシメることにより、達成することができる(図10及び図11参照)。このように、工程(III)及び工程(IV)を経由することにより、駆動状態において、図8で示されるように、SMAワイヤ3L1の第1の方向AR1を、駆動時保持部材力点間方向ARmのうち、一の方向である第2の方向AR2に一致させる構成を実現する。   Here, returning to FIG. 7 and FIG. As shown in FIG. 7, in the initial state before being driven (non-driven state), the SMA wire is rotated in the direction rotated about the boundary point BP by the angle −θ1 with respect to the first direction AR1 of the SMA wire 3L1. 3L2 is installed, but this is achieved by energizing the SMA wire 3L in the above steps (III) and (IV) to drive it, and crimping the SMA wire 3L to the electrodes 30a and 30b. (See FIGS. 10 and 11). As described above, the first direction AR1 of the SMA wire 3L1 is changed between the driving holding member force point direction ARm in the driving state by passing through the steps (III) and (IV) as shown in FIG. Among these, the structure which makes it correspond to 2nd direction AR2 which is one direction is implement | achieved.

また、前述したように、第2の方向AR2は、駆動時保持部材力点間方向ARmが図8の中心線方向AR2cを含むことがより好ましい。   Further, as described above, in the second direction AR2, it is more preferable that the driving holding member force point direction ARm includes the center line direction AR2c of FIG.

<3−1.製造装置300を用いた具体的な製造方法>
以下、製造装置300を用いた具体的なSMAワイヤの駆動装置100への機器組込方法について詳述する。
<3-1. Specific Manufacturing Method Using Manufacturing Apparatus 300>
Hereinafter, a specific method of assembling the device into the driving device 100 of the SMA wire using the manufacturing apparatus 300 will be described in detail.

<3−1−1.工程(I)および工程(II)について>
まず、SMAワイヤ3Lが張られていない未完成状態の駆動装置100(「ワーク」とも称される)とスライダ53a,53bとの調整台56への設置が行われる。そして、ワークおよびスライダ53a,53bの調整台56への設置が完了すると、ワークとスライダ53a,53bとの間にSMAワイヤ3Lを緩く張り架ける張架処理が施される(図10参照)。そして、スライダ53a,53bがワークに対して相対的に離れる方向に移動されてSMAワイヤ3Lには、より強い張力が付与される。
<3-1-1. About Step (I) and Step (II)>
First, the drive device 100 (also referred to as “work”) in an unfinished state in which the SMA wire 3L is not stretched and the sliders 53a and 53b are installed on the adjustment base 56. When the installation of the workpiece and the sliders 53a and 53b on the adjustment base 56 is completed, a stretching process is performed in which the SMA wire 3L is loosely stretched between the workpiece and the sliders 53a and 53b (see FIG. 10). Then, the sliders 53a and 53b are moved in a direction relatively away from the workpiece, so that a stronger tension is applied to the SMA wire 3L.

<3−1−2.工程(III)および工程(IV)について>
ポンチ51aおよびポンチ51bから、SMAワイヤ3Lをオーステナイト相からマルテンサイト相に至る変態過程の途中の状態で安定化させ得る、SMAワイヤ3L1の第1の方向AR1設定用の所定の電流を供給することにより、駆動装置100を駆動状態にする。
<3-1-2. About Step (III) and Step (IV)>
A predetermined current for setting the first direction AR1 of the SMA wire 3L1 is supplied from the punch 51a and the punch 51b so that the SMA wire 3L can be stabilized in the middle of the transformation process from the austenite phase to the martensite phase. Thus, the driving device 100 is brought into a driving state.

ここで、SMAワイヤ3L1の第1の方向AR1が、駆動時保持部材力点間方向ARmのうち、一の方向である第2の方向AR2に一致するように調整する。すなわち、図11で示されるように、SMAワイヤ3Lが予め設定された加熱状態となるようにSMAワイヤ3Lへの通電電流を制御して、駆動時保持部材力点間方向ARmが中心線方向AR2cになる位置でSMAワイヤ3Lを安定状態とした後、スライダ53a,53bを移動させる。つまり、図4の実線で示されたスライダ53a,53bの位置が、破線で示されたスライダ53a,53bの位置まで±θ1回転されることになる。このように、保持部材33a(または33b)内部でのSMAワイヤ3L1の第1の方向AR1を、中心線方向AR2cと一致するようにして以下で述べるかしめ処理を行い固定する。   Here, the first direction AR1 of the SMA wire 3L1 is adjusted so as to coincide with the second direction AR2 that is one of the driving holding member force point directions ARm. That is, as shown in FIG. 11, the energizing current to the SMA wire 3L is controlled so that the SMA wire 3L is in a preset heating state, and the holding member force point direction ARm during driving is changed to the centerline direction AR2c. After the SMA wire 3L is stabilized at the position, the sliders 53a and 53b are moved. That is, the positions of the sliders 53a and 53b indicated by the solid lines in FIG. 4 are rotated by ± θ1 to the positions of the sliders 53a and 53b indicated by the broken lines. In this way, the first direction AR1 of the SMA wire 3L1 inside the holding member 33a (or 33b) is fixed by performing the caulking process described below so as to coincide with the center line direction AR2c.

かしめ処理は、駆動時保持部材力点間方向ARmが安定した状態(駆動時保持部材力点間方向ARm=中心線方向AR2cのとき)で、ポンチ51aおよび51bのそれぞれの先端部によってSMAワイヤ3L1が通された電極30aおよび30bの溝部をそれぞれかしめる処理である。このように、かしめ処理を実行することによって、SMAワイヤ3L1の第1の方向AR1を中心線方向AR2cに一致させた状態で、保持部材33aおよび33bの電極30aおよび30bにカシメ部SPをかしめることによりSMAワイヤ3L1は固定される(図11参照)。   In the caulking process, the driving holding member force point direction ARm is stable (when the driving holding member force point direction ARm is equal to the center line direction AR2c), and the SMA wire 3L1 passes through the tip of each of the punches 51a and 51b. This is a process of caulking the groove portions of the electrodes 30a and 30b. In this way, by performing the caulking process, the caulking portion SP is caulked to the electrodes 30a and 30b of the holding members 33a and 33b in a state where the first direction AR1 of the SMA wire 3L1 is aligned with the center line direction AR2c. Thereby, the SMA wire 3L1 is fixed (see FIG. 11).

<3−1−3.工程(V)について>
上述したかしめ処理により、SMAワイヤ3Lが電極固定部33aおよび33bのそれぞれに固定されると、制御部55が、不図示の切断部を制御して、SMAワイヤ3Lのうち電極30aおよび30bからそれぞれSMA線保持部54aおよび54b側へとはみ出ている各部を切断する処理が行われる(図12参照)。
<3-1-3. About Process (V)>
When the SMA wire 3L is fixed to each of the electrode fixing portions 33a and 33b by the above-described caulking process, the control unit 55 controls a cutting unit (not shown) to start from the electrodes 30a and 30b of the SMA wire 3L. A process of cutting each part protruding to the SMA line holding parts 54a and 54b side is performed (see FIG. 12).

1 被駆動体
2 レバー部材
2a 変位入力部
2b 変位出力部
3 形状記憶合金(SMA)アクチュエータ
3L,3L1,3L2 SMAワイヤ
4 ベース部材
6a,6b 平行板バネ
8 支持脚
8a レバー支持部
10 撮像レンズ
30a,30b 電極
33a,33b 保持部材
53a,53b スライダ
54a,54b SMA線保持部
55 制御部
100 駆動装置
300 製造装置
SP カシメ部
AR1 第1の方向
AR2 第2の方向
AR2c 中心線方向
ARm 駆動時保持部材力点間方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Driven body 2 Lever member 2a Displacement input part 2b Displacement output part 3 Shape memory alloy (SMA) actuator 3L, 3L1, 3L2 SMA wire 4 Base member 6a, 6b Parallel leaf spring 8 Support leg 8a Lever support part 10 Imaging lens 30a , 30b Electrode 33a, 33b Holding member 53a, 53b Slider 54a, 54b SMA line holding unit 55 Control unit 100 Drive device 300 Manufacturing device SP Caulking portion AR1 First direction AR2 Second direction AR2c Center line direction ARm Holding member during driving Direction between power points

Claims (4)

所定の方向に往復移動自在に駆動される被駆動体と、
伸縮により前記被駆動体を移動させる駆動力を所定の力点に発生する線状の形状記憶合金と、
前記形状記憶合金の一部を第1の方向に沿って内部にて固定する保持部材と、
前記形状記憶合金を伸縮させる駆動手段と、
を備える駆動装置において、
前記第1の方向を、前記保持部材から前記所定の力点に至り、前記駆動手段による前記形状記憶合金の伸縮時において変化する駆動時保持部材力点間方向のうち、一の方向である第2の方向に一致させたことを特徴とする、
駆動装置。
A driven body driven to reciprocate in a predetermined direction;
A linear shape memory alloy that generates a driving force to move the driven body by expansion and contraction at a predetermined force point; and
A holding member for internally fixing a part of the shape memory alloy along the first direction;
Driving means for expanding and contracting the shape memory alloy;
In a drive device comprising:
The first direction is a second direction which is one of driving-holding member force point directions that change when the shape memory alloy is expanded and contracted by the driving means from the holding member to the predetermined force point. Characterized by matching the direction,
Drive device.
請求項1に記載の駆動装置であって、
前記第2の方向は、
前記駆動手段によって前記駆動時保持部材力点間方向が前記保持部材を中心として変動する範囲の角度を二等分する直線方向を含む、
駆動装置。
The drive device according to claim 1,
The second direction is
The driving means includes a linear direction that bisects an angle of a range in which the direction between the holding member force points during driving varies around the holding member,
Drive device.
請求項1または請求項2に記載の駆動装置であって、
前記保持部材は、前記形状記憶合金を前記第1の方向に沿って内部で挟持するカシメ部を有することを特徴とする、
駆動装置。
The drive device according to claim 1 or 2, wherein
The holding member has a caulking portion that internally holds the shape memory alloy along the first direction.
Drive device.
請求項1ないし請求項3の何れかに記載の駆動装置であって、
前記被駆動体がレンズユニットであり、
前記被駆動体が駆動される方向が光軸方向であることを特徴とする、
駆動装置。
The drive device according to any one of claims 1 to 3,
The driven body is a lens unit;
A direction in which the driven body is driven is an optical axis direction,
Drive device.
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