JP3180557B2 - 電気−機械変換素子を使用した駆動装置 - Google Patents
電気−機械変換素子を使用した駆動装置Info
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- JP3180557B2 JP3180557B2 JP08112894A JP8112894A JP3180557B2 JP 3180557 B2 JP3180557 B2 JP 3180557B2 JP 08112894 A JP08112894 A JP 08112894A JP 8112894 A JP8112894 A JP 8112894A JP 3180557 B2 JP3180557 B2 JP 3180557B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電気−機械変換素子
を使用した駆動装置に関する。
を使用した駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】カメラその他の精密機器を構成する部材
の駆動に、圧電素子を使用した駆動装置が提案されてい
る（特開平４−６９０７０号公報、特開昭６３−１１０
７４号公報参照）。
の駆動に、圧電素子を使用した駆動装置が提案されてい
る（特開平４−６９０７０号公報、特開昭６３−１１０
７４号公報参照）。
【０００３】図４はカメラに装着されたズームレンズの
駆動に応用された駆動装置の一例であつて、被駆動部材
であるレンズの鏡筒７１を支持する支持体７２の摺動嵌
合部７２ａ、７２ｂが駆動軸７３に摺動自在に摩擦接触
して嵌合している。また、駆動軸７３は、フレーム７７
の支持部７５、７６により軸方向に変位自在に支持され
ている。厚み方向に変位する圧電素子７８の一端は駆動
軸７３の軸方向端部に固定され、また、圧電素子７８の
他の端部はフレーム７７に固着され、圧電素子７８の厚
み方向の変位により、駆動軸７３は軸方向に変位する。
駆動に応用された駆動装置の一例であつて、被駆動部材
であるレンズの鏡筒７１を支持する支持体７２の摺動嵌
合部７２ａ、７２ｂが駆動軸７３に摺動自在に摩擦接触
して嵌合している。また、駆動軸７３は、フレーム７７
の支持部７５、７６により軸方向に変位自在に支持され
ている。厚み方向に変位する圧電素子７８の一端は駆動
軸７３の軸方向端部に固定され、また、圧電素子７８の
他の端部はフレーム７７に固着され、圧電素子７８の厚
み方向の変位により、駆動軸７３は軸方向に変位する。
【０００４】また、７４は板ばねで、図示しない小ねじ
により支持体７２の摺動嵌合部７２ａ、７２ｂに、図４
で下側から固定されている。板ばね７４の中央部分には
上向きに屈曲した屈曲部７４ａが形成されているが、こ
れは屈曲部７４ａが駆動軸７３に圧接し、適当な摩擦力
を接触部に発生させるためのものである。
により支持体７２の摺動嵌合部７２ａ、７２ｂに、図４
で下側から固定されている。板ばね７４の中央部分には
上向きに屈曲した屈曲部７４ａが形成されているが、こ
れは屈曲部７４ａが駆動軸７３に圧接し、適当な摩擦力
を接触部に発生させるためのものである。
【０００５】図４に示す駆動機構において、図５で示す
ような急速な立ち上がり部とこれに続く緩やかな立ち下
がり部からなる波形の駆動パルスを圧電素子７８に印加
すると、駆動パルスの急速な立ち上がり部では圧電素子
７８は急速に厚み方向の伸び変位を生じ、駆動軸７３は
軸方向に矢印ａと反対方向へ急速に移動する。
ような急速な立ち上がり部とこれに続く緩やかな立ち下
がり部からなる波形の駆動パルスを圧電素子７８に印加
すると、駆動パルスの急速な立ち上がり部では圧電素子
７８は急速に厚み方向の伸び変位を生じ、駆動軸７３は
軸方向に矢印ａと反対方向へ急速に移動する。
【０００６】このとき、駆動軸７３に摺動嵌合部７２
ａ、７２ｂで支持されている支持体７２は、その慣性力
により駆動軸７３と支持体７２の摺動嵌合部７２ａ、７
２ｂとの摩擦力、及び駆動軸７３と板ばね７４の屈曲部
７４ａとの摩擦力に打ち勝つてその位置に留まるので、
レンズ鏡筒７１は移動しない。
ａ、７２ｂで支持されている支持体７２は、その慣性力
により駆動軸７３と支持体７２の摺動嵌合部７２ａ、７
２ｂとの摩擦力、及び駆動軸７３と板ばね７４の屈曲部
７４ａとの摩擦力に打ち勝つてその位置に留まるので、
レンズ鏡筒７１は移動しない。
【０００７】一方、駆動パルスの緩やかな立ち下がり部
では、圧電素子７８は緩やかに厚み方向の縮み変位を生
じるので、駆動軸７３は矢印ａ方向に緩やかに移動す
る。
では、圧電素子７８は緩やかに厚み方向の縮み変位を生
じるので、駆動軸７３は矢印ａ方向に緩やかに移動す
る。
【０００８】このとき、駆動軸７３と支持体７２の摺動
嵌合部７２ａ、７２ｂとの摩擦力、及び駆動軸７３と板
ばね７４の屈曲部７４ａとの摩擦力が、圧電素子７８に
より駆動軸７３に加えられた力以下であれば、支持体７
２は駆動軸７３と摩擦結合した状態で駆動軸７３と共に
矢印ａ方向に移動し、レンズ鏡筒７１は矢印ａで示す方
向に移動する。
嵌合部７２ａ、７２ｂとの摩擦力、及び駆動軸７３と板
ばね７４の屈曲部７４ａとの摩擦力が、圧電素子７８に
より駆動軸７３に加えられた力以下であれば、支持体７
２は駆動軸７３と摩擦結合した状態で駆動軸７３と共に
矢印ａ方向に移動し、レンズ鏡筒７１は矢印ａで示す方
向に移動する。
【０００９】上記波形のパルスを連続して圧電素子７８
に印加することにより、レンズ鏡筒７１を矢印ａで示す
方向へ連続して移動させることができる。レンズ鏡筒７
１を矢印ａと反対方向に移動させるには、緩やかな立ち
上がり部とこれに続く急速な立ち下がり部からなる波形
の駆動パルスを圧電素子７８に印加することで達成する
ことができる。
に印加することにより、レンズ鏡筒７１を矢印ａで示す
方向へ連続して移動させることができる。レンズ鏡筒７
１を矢印ａと反対方向に移動させるには、緩やかな立ち
上がり部とこれに続く急速な立ち下がり部からなる波形
の駆動パルスを圧電素子７８に印加することで達成する
ことができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな圧電素子などの電気−機械変換素子を使用した駆動
装置では電気−機械変換素子の伸縮を利用しているか
ら、被駆動部材の移動速度は、電気−機械変換素子に印
加する駆動パルスの周波数と印加された駆動パルスによ
り生ずる電気−機械変換素子の変位量に関係し、印加さ
れた駆動パルスに対して電気−機械変換素子の変位量が
一定であるならば、駆動パルスの周波数を高めることで
被駆動部材の移動速度を高めることができるように思わ
れる。
うな圧電素子などの電気−機械変換素子を使用した駆動
装置では電気−機械変換素子の伸縮を利用しているか
ら、被駆動部材の移動速度は、電気−機械変換素子に印
加する駆動パルスの周波数と印加された駆動パルスによ
り生ずる電気−機械変換素子の変位量に関係し、印加さ
れた駆動パルスに対して電気−機械変換素子の変位量が
一定であるならば、駆動パルスの周波数を高めることで
被駆動部材の移動速度を高めることができるように思わ
れる。
【００１１】電気−機械変換素子は印加される駆動パル
スの立上り部分で伸び、パルスの立下り部分で縮むが、
その伸縮速度比（伸びる速度／縮む速度）が十分大きい
場合（実験では２〜３以上）は、被駆動部材の移動量は
印加される駆動パルスの１周期の間に生ずる電気−機械
変換素子の変位量に近い値となる。
スの立上り部分で伸び、パルスの立下り部分で縮むが、
その伸縮速度比（伸びる速度／縮む速度）が十分大きい
場合（実験では２〜３以上）は、被駆動部材の移動量は
印加される駆動パルスの１周期の間に生ずる電気−機械
変換素子の変位量に近い値となる。
【００１２】しかしながら、電気−機械変換素子は、駆
動パルスを印加してからある時間だけ遅れて変位が生じ
る「応答遅れ」と呼ばれる物理的特性を有しているた
め、電気−機械変換素子に印加する駆動パルスの周波数
を高めてゆくと、伸び変位と縮み変位が重なり、次第に
伸縮速度比が低下する。図２は電気−機械変換素子に印
加する駆動パルスの周波数と被駆動部材の移動速度との
関係を示すもので、印加する駆動パルスの周波数を高め
てゆくと、始めは被駆動部材の移動速度は次第に速くな
るが、ある周波数以上になると逆に被駆動部材の移動速
度は低下し、伸縮速度比が１になると駆動パルスの１周
期の間に生ずる被駆動部材の移動量は０となり、駆動す
ることができなくなる。
動パルスを印加してからある時間だけ遅れて変位が生じ
る「応答遅れ」と呼ばれる物理的特性を有しているた
め、電気−機械変換素子に印加する駆動パルスの周波数
を高めてゆくと、伸び変位と縮み変位が重なり、次第に
伸縮速度比が低下する。図２は電気−機械変換素子に印
加する駆動パルスの周波数と被駆動部材の移動速度との
関係を示すもので、印加する駆動パルスの周波数を高め
てゆくと、始めは被駆動部材の移動速度は次第に速くな
るが、ある周波数以上になると逆に被駆動部材の移動速
度は低下し、伸縮速度比が１になると駆動パルスの１周
期の間に生ずる被駆動部材の移動量は０となり、駆動す
ることができなくなる。
【００１３】前記した電気−機械変換素子の物理的特性
である応答遅れは、図３（ａ）（ｂ）に示すように、電
気−機械変換素子に固定される駆動軸の重量に大きく影
響され、駆動軸の重量が大きい程応答遅れは大きくな
る。
である応答遅れは、図３（ａ）（ｂ）に示すように、電
気−機械変換素子に固定される駆動軸の重量に大きく影
響され、駆動軸の重量が大きい程応答遅れは大きくな
る。
【００１４】また、駆動軸の弾性率が大きい場合は応答
遅れは小さく、弾性率が小さい程応答遅れは大きくなる
ことが実験により確認された。また、電気−機械変換素
子の応答遅れが小さくても駆動軸の弾性率が小さけれ
ば、駆動軸自体で応答遅れが生じ、被駆動部材は駆動軸
上の位置によつて速度変動を起こし、場合によつては動
かなくなる。
遅れは小さく、弾性率が小さい程応答遅れは大きくなる
ことが実験により確認された。また、電気−機械変換素
子の応答遅れが小さくても駆動軸の弾性率が小さけれ
ば、駆動軸自体で応答遅れが生じ、被駆動部材は駆動軸
上の位置によつて速度変動を起こし、場合によつては動
かなくなる。
【００１５】この発明の第１の目的は、より高速で被駆
動部材を駆動することができる電気−機械変換素子を使
用した駆動装置を提供することにある。
動部材を駆動することができる電気−機械変換素子を使
用した駆動装置を提供することにある。
【００１６】この発明の第２の目的は、駆動軸を含む電
気−機械変換素子の応答遅れを小さくして、より高速で
被駆動部材を駆動することができる電気−機械変換素子
を使用した駆動装置を提供することにある。
気−機械変換素子の応答遅れを小さくして、より高速で
被駆動部材を駆動することができる電気−機械変換素子
を使用した駆動装置を提供することにある。
【００１７】この発明の第３の目的は、駆動部材の材料
の選択により駆動軸を含む電気−機械変換素子の応答遅
れを小さくして、より高速で被駆動部材を駆動すること
ができる電気−機械変換素子を使用した駆動装置を提供
することにある。
の選択により駆動軸を含む電気−機械変換素子の応答遅
れを小さくして、より高速で被駆動部材を駆動すること
ができる電気−機械変換素子を使用した駆動装置を提供
することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、電気−機械変換素子と、前記電気−機械
変換素子に結合して変換素子と共に変位する駆動部材
と、前記駆動部材に摩擦結合した被駆動部材を備え、前
記電気−機械変換素子に印加される駆動パルスによる前
記電気−機械変換素子の伸びと縮みの速度を異ならせる
ことにより、被駆動部材が駆動部材との摩擦結合により
駆動部材と共に実質的に移動する状態と、被駆動部材が
駆動部材との摩擦結合に打勝つて実質的に移動しない状
態とをとり得る電気−機械変換素子を使用した駆動装置
において、前記電気−機械変換素子に結合した駆動部材
を繊維強化樹脂複合体で構成したことを特徴とする。
決するもので、電気−機械変換素子と、前記電気−機械
変換素子に結合して変換素子と共に変位する駆動部材
と、前記駆動部材に摩擦結合した被駆動部材を備え、前
記電気−機械変換素子に印加される駆動パルスによる前
記電気−機械変換素子の伸びと縮みの速度を異ならせる
ことにより、被駆動部材が駆動部材との摩擦結合により
駆動部材と共に実質的に移動する状態と、被駆動部材が
駆動部材との摩擦結合に打勝つて実質的に移動しない状
態とをとり得る電気−機械変換素子を使用した駆動装置
において、前記電気−機械変換素子に結合した駆動部材
を繊維強化樹脂複合体で構成したことを特徴とする。
【００１９】そして、前記駆動部材は、前記電気−機械
変換素子の厚み方向の変位により軸方向に変位する駆動
軸である。
変換素子の厚み方向の変位により軸方向に変位する駆動
軸である。
【００２０】また、前記駆動軸は、前記電気−機械変換
素子の厚み方向の変位により、軸方向に関して所定方向
の変位と該所定方向とは反対方向の変位とを連続して行
う駆動軸である。
素子の厚み方向の変位により、軸方向に関して所定方向
の変位と該所定方向とは反対方向の変位とを連続して行
う駆動軸である。
【００２１】そして、前記被駆動部材は、前記電気−機
械変換素子の変位の方向に移動する被駆動部材である。
械変換素子の変位の方向に移動する被駆動部材である。
【００２２】また、前記被駆動部材は、前記電気−機械
変換素子の伸びと縮みの速度のうち速度が緩やかな変位
の方向に移動する被駆動部材である。
変換素子の伸びと縮みの速度のうち速度が緩やかな変位
の方向に移動する被駆動部材である。
【００２３】
【作用】電気−機械変換素子に印加される駆動パルスに
より、駆動部材が緩やかに変位するときは、駆動部材に
摩擦結合した被駆動部材は駆動部材と共に実質的に移動
する。また、電気−機械変換素子に印加される駆動パル
スにより、駆動部材が急速に変位するときは、被駆動部
材は慣性力により駆動部材との摩擦結合に打勝ち、実質
的に移動しない。
より、駆動部材が緩やかに変位するときは、駆動部材に
摩擦結合した被駆動部材は駆動部材と共に実質的に移動
する。また、電気−機械変換素子に印加される駆動パル
スにより、駆動部材が急速に変位するときは、被駆動部
材は慣性力により駆動部材との摩擦結合に打勝ち、実質
的に移動しない。
【００２４】駆動部材を繊維強化樹脂複合体で構成した
ので、従来の金属等からなる駆動部材と比較して必要な
弾性率を維持したまま軽量化でき、より高速で被駆動部
材を駆動することができる。
ので、従来の金属等からなる駆動部材と比較して必要な
弾性率を維持したまま軽量化でき、より高速で被駆動部
材を駆動することができる。
【００２５】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
図１はこの発明の実施例を示すもので、ズームレンズの
駆動機構に応用された電気−機械変換素子を使用した駆
動装置を示す。
図１はこの発明の実施例を示すもので、ズームレンズの
駆動機構に応用された電気−機械変換素子を使用した駆
動装置を示す。
【００２６】図１において、１１は被駆動部材であるズ
ームレンズの鏡筒、１２は摩擦板、１３は駆動軸、１４
は圧接ばねで、圧接ばね１４は小ねじ１４ａによりズー
ムレンズ鏡筒１１に固定されるが、このとき圧接ばね１
４の中央に設けた湾曲部１４ｂが摩擦板１２を下側に押
圧するように構成されている。また、１５、１６は摩擦
板１２が駆動軸１３の軸方向にずれないようにする押さ
え板で、小ねじ１５ａによりズームレンズ鏡筒１１に固
定されている。
ームレンズの鏡筒、１２は摩擦板、１３は駆動軸、１４
は圧接ばねで、圧接ばね１４は小ねじ１４ａによりズー
ムレンズ鏡筒１１に固定されるが、このとき圧接ばね１
４の中央に設けた湾曲部１４ｂが摩擦板１２を下側に押
圧するように構成されている。また、１５、１６は摩擦
板１２が駆動軸１３の軸方向にずれないようにする押さ
え板で、小ねじ１５ａによりズームレンズ鏡筒１１に固
定されている。
【００２７】駆動軸１３はズームレンズ鏡筒１１と摩擦
板１２との間を貫通しており、圧接ばね１４により摩擦
板１２が駆動軸１３をズームレンズ鏡筒１１との間に挟
む方向に押圧されているので、駆動軸１３はズームレン
ズ鏡筒１１及び摩擦板１２と面接触し、接触面に適当な
摩擦力を発生させる。駆動軸１３は繊維強化樹脂複合体
で構成されており、金属等からなる駆動軸と比較して弾
性率は変わらないが軽量化されている。
板１２との間を貫通しており、圧接ばね１４により摩擦
板１２が駆動軸１３をズームレンズ鏡筒１１との間に挟
む方向に押圧されているので、駆動軸１３はズームレン
ズ鏡筒１１及び摩擦板１２と面接触し、接触面に適当な
摩擦力を発生させる。駆動軸１３は繊維強化樹脂複合体
で構成されており、金属等からなる駆動軸と比較して弾
性率は変わらないが軽量化されている。
【００２８】２１はフレーム、２２及び２３はフレーム
２１に設けられた支持板で、駆動軸１３を軸方向に移動
自在に支持する。また１８は厚み方向に変位する圧電素
子であつて、その一端は駆動軸１３の端部に固着され、
他の端部はフレーム２１に設けられた支持板２４に固着
されている。
２１に設けられた支持板で、駆動軸１３を軸方向に移動
自在に支持する。また１８は厚み方向に変位する圧電素
子であつて、その一端は駆動軸１３の端部に固着され、
他の端部はフレーム２１に設けられた支持板２４に固着
されている。
【００２９】なお、ズームレンズ鏡筒１１が駆動軸１３
の回りに回転することを防ぐため、駆動軸１３に並行な
図示しない支持軸を設け、ズームレンズ鏡筒１１を駆動
軸１３と支持軸とにより支持するようにするとよい。
の回りに回転することを防ぐため、駆動軸１３に並行な
図示しない支持軸を設け、ズームレンズ鏡筒１１を駆動
軸１３と支持軸とにより支持するようにするとよい。
【００３０】次に、駆動装置の動作を説明する。まず、
ズームレンズ鏡筒１１を矢印ａ方向に移動する場合を説
明する。図５に示すような急速な立ち上がり部とこれに
続く緩やかな立ち下がり部からなる駆動パルスを圧電素
子１８に印加すると、駆動パルスの急速な立ち上がり部
では、圧電素子１８は急速に厚み方向の伸び変位を生じ
るので、駆動軸１３は軸方向に矢印ａと反対方向に急速
に移動する。このとき、ズームレンズ鏡筒１１及び摩擦
板１２は、その慣性力により駆動軸１３とズームレンズ
鏡筒１１及び摩擦板１２との間の摩擦力に打ち勝つて実
質的にその位置に留まるので、移動しない。
ズームレンズ鏡筒１１を矢印ａ方向に移動する場合を説
明する。図５に示すような急速な立ち上がり部とこれに
続く緩やかな立ち下がり部からなる駆動パルスを圧電素
子１８に印加すると、駆動パルスの急速な立ち上がり部
では、圧電素子１８は急速に厚み方向の伸び変位を生じ
るので、駆動軸１３は軸方向に矢印ａと反対方向に急速
に移動する。このとき、ズームレンズ鏡筒１１及び摩擦
板１２は、その慣性力により駆動軸１３とズームレンズ
鏡筒１１及び摩擦板１２との間の摩擦力に打ち勝つて実
質的にその位置に留まるので、移動しない。
【００３１】一方、駆動パルスの緩やかな立ち下がり部
では圧電素子１８が緩やかに厚み方向の縮み変位を生
じ、駆動軸１３は軸方向に矢印ａで示す方向へ緩やかに
移動する。このとき、ズームレンズ鏡筒１１は、摩擦板
１２が圧接ばね１４により押圧され、駆動軸１３とズー
ムレンズ鏡筒１１及び摩擦板１２とが面接触して接触面
に発生する摩擦力により結合しているので、実質的に駆
動軸１３と共に矢印ａ方向に移動する。
では圧電素子１８が緩やかに厚み方向の縮み変位を生
じ、駆動軸１３は軸方向に矢印ａで示す方向へ緩やかに
移動する。このとき、ズームレンズ鏡筒１１は、摩擦板
１２が圧接ばね１４により押圧され、駆動軸１３とズー
ムレンズ鏡筒１１及び摩擦板１２とが面接触して接触面
に発生する摩擦力により結合しているので、実質的に駆
動軸１３と共に矢印ａ方向に移動する。
【００３２】なお、ここでいう実質的とは、矢印ａ方向
と、これと反対方向のいずれにおいてもズームレンズ鏡
筒１１及び摩擦板１２が駆動軸１３との間に滑りを生じ
つつ追動し、駆動時間の差によつて全体として矢印ａ方
向に移動するものも含むことを意味している。どのよう
な移動形態になるかは、与えられた摩擦条件に応じて決
定される。
と、これと反対方向のいずれにおいてもズームレンズ鏡
筒１１及び摩擦板１２が駆動軸１３との間に滑りを生じ
つつ追動し、駆動時間の差によつて全体として矢印ａ方
向に移動するものも含むことを意味している。どのよう
な移動形態になるかは、与えられた摩擦条件に応じて決
定される。
【００３３】上記波形の駆動パルスを連続して圧電素子
１８に印加することにより、ズームレンズ鏡筒１１を矢
印ａで示す方向へ連続して移動させることができる。
１８に印加することにより、ズームレンズ鏡筒１１を矢
印ａで示す方向へ連続して移動させることができる。
【００３４】ズームレンズ鏡筒１１を矢印ａと反対方向
に移動させるには、緩やかな立ち上がり部とこれに続く
急速な立ち下がり部からなる波形の駆動パルスを圧電素
子１８に印加することで達成することができる。
に移動させるには、緩やかな立ち上がり部とこれに続く
急速な立ち下がり部からなる波形の駆動パルスを圧電素
子１８に印加することで達成することができる。
【００３５】次に、駆動軸の材料と被駆動部材の移動速
度について説明する。表１は駆動軸の材料としてＪＩＳ
規格ＳＵＳ３０４のステンレス鋼、ＡＢＳ樹脂、及び繊
維強化合成樹脂複合体としてカーボンフアイバー５０体
積パーセント含有の繊維強化エポキシ樹脂を選び、それ
ぞれについて物性、重量、軸弾性、被駆動部材の移動速
度について試験を行つた結果を示したものである。
度について説明する。表１は駆動軸の材料としてＪＩＳ
規格ＳＵＳ３０４のステンレス鋼、ＡＢＳ樹脂、及び繊
維強化合成樹脂複合体としてカーボンフアイバー５０体
積パーセント含有の繊維強化エポキシ樹脂を選び、それ
ぞれについて物性、重量、軸弾性、被駆動部材の移動速
度について試験を行つた結果を示したものである。
【００３６】
【表１】 駆動軸の材料としてＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４のステンレ
ス鋼を使用したもの、及びＡＢＳ樹脂を使用したものは
被駆動部材を移動させることができなかつた。これは、
ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４のステンレス鋼を使用した軸で
は重量が重過ぎて圧電素子の変位に大きな応答遅れが生
じ、またＡＢＳ樹脂では弾性率が低いため軸自体に大き
な応答遅れが生じて被駆動部材を移動させることができ
なかつたものと推定される。
ス鋼を使用したもの、及びＡＢＳ樹脂を使用したものは
被駆動部材を移動させることができなかつた。これは、
ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４のステンレス鋼を使用した軸で
は重量が重過ぎて圧電素子の変位に大きな応答遅れが生
じ、またＡＢＳ樹脂では弾性率が低いため軸自体に大き
な応答遅れが生じて被駆動部材を移動させることができ
なかつたものと推定される。
【００３７】繊維強化エポキシ樹脂は重量が軽く、且つ
弾性率も大きいため圧電素子の変位や軸自体に大きな応
答遅れが生じることがなかつた。また、繊維強化エポキ
シ樹脂は自己潤滑性があるため動きが滑らかで、駆動軸
と被駆動部材の接触面において摩擦振動による「鳴き」
が発生することもなかつた。結論として、駆動軸の材料
としてカーボンフアイバー５０体積パーセント含有の繊
維強化エポキシ樹脂が最適の材料であつた。
弾性率も大きいため圧電素子の変位や軸自体に大きな応
答遅れが生じることがなかつた。また、繊維強化エポキ
シ樹脂は自己潤滑性があるため動きが滑らかで、駆動軸
と被駆動部材の接触面において摩擦振動による「鳴き」
が発生することもなかつた。結論として、駆動軸の材料
としてカーボンフアイバー５０体積パーセント含有の繊
維強化エポキシ樹脂が最適の材料であつた。
【００３８】繊維強化合成樹脂複合体に使用できる合成
樹脂材料としては、エポキシ樹脂のほか、不飽和ポリエ
ステル、ポリイミド、ビスマレイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリエーテルスルホン、芳香族ポリイミド、ポリカ
ーボネートなどが使用可能である。また、強化繊維とし
ては、カーボンフアイバーのほか、ガラスフアイバー、
カーボンウイスカー、チタン酸カリウムウイスカーなど
が使用可能である。
樹脂材料としては、エポキシ樹脂のほか、不飽和ポリエ
ステル、ポリイミド、ビスマレイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリエーテルスルホン、芳香族ポリイミド、ポリカ
ーボネートなどが使用可能である。また、強化繊維とし
ては、カーボンフアイバーのほか、ガラスフアイバー、
カーボンウイスカー、チタン酸カリウムウイスカーなど
が使用可能である。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、電気−機械変換素子を使用した駆動装置において、
駆動部材を繊維強化樹脂複合体で構成したので、従来の
金属等からなる駆動部材と比較して必要な弾性率を維持
したまま軽量化することができ、電気−機械変換素子の
応答遅れを小さくしてより高速で被駆動部材を駆動する
ことができる。
ば、電気−機械変換素子を使用した駆動装置において、
駆動部材を繊維強化樹脂複合体で構成したので、従来の
金属等からなる駆動部材と比較して必要な弾性率を維持
したまま軽量化することができ、電気−機械変換素子の
応答遅れを小さくしてより高速で被駆動部材を駆動する
ことができる。
【図１】この発明を適用した電気−機械変換素子を使用
した駆動装置の構成を示す斜視図。
した駆動装置の構成を示す斜視図。
【図２】電気−機械変換素子に印加する駆動パルスの周
波数と被駆動部材の移動速度との関係を示す図。
波数と被駆動部材の移動速度との関係を示す図。
【図３】駆動軸を含む電気−機械変換素子の応答遅れを
説明する図。
説明する図。
【図４】従来の電気−機械変換素子を使用した駆動装置
の構成を示す斜視図。
の構成を示す斜視図。
【図５】電気−機械変換素子に印加する駆動パルス波形
の一例を示す図。
の一例を示す図。
１１ ズ−ムレンズ鏡筒 １２ 摩擦板 １３ 駆動軸 １４ 圧接ばね １８ 圧電素子 ２１ フレ−ム ２２、２３、２４ 支持板
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−69070（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−49874（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−114481（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−147107（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−185287（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−230104（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−289373（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02N 2/00 - 2/16
Claims (5)
- 【請求項１】 電気−機械変換素子と、前記電気−機械
変換素子に結合して変換素子と共に変位する駆動部材
と、前記駆動部材に摩擦結合した被駆動部材を備え、前
記電気−機械変換素子に印加される駆動パルスによる前
記電気−機械変換素子の伸びと縮みの速度を異ならせる
ことにより、被駆動部材が駆動部材との摩擦結合により
駆動部材と共に実質的に移動する状態と、被駆動部材が
駆動部材との摩擦結合に打勝つて実質的に移動しない状
態とをとり得る電気−機械変換素子を使用した駆動装置
において、 前記電気−機械変換素子に結合した駆動部材を繊維強化
樹脂複合体で構成したことを特徴とする電気−機械変換
素子を使用した駆動装置。 - 【請求項２】 前記駆動部材は、前記電気−機械変換素
子の厚み方向の変位により軸方向に変位する駆動軸であ
ることを特徴とする請求項１に記載の電気−機械変換素
子を使用した駆動装置。 - 【請求項３】 前記駆動軸は、前記電気−機械変換素子
の厚み方向の変位により、軸方向に関して所定方向の変
位と該所定方向とは反対方向の変位とを連続して行う駆
動軸であることを特徴とする請求項２に記載の電気−機
械変換素子を使用した駆動装置。 - 【請求項４】 前記被駆動部材は、前記電気−機械変換
素子の変位の方向に移動する被駆動部材であることを特
徴とする請求項１に記載の電気−機械変換素子を使用し
た駆動装置。 - 【請求項５】 前記被駆動部材は、前記電気−機械変換
素子の伸びと縮みの速度のうち速度が緩やかな変位の方
向に移動する被駆動部材であることを特徴とする請求項
１に記載の電気−機械変換素子を使用した駆動装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08112894A JP3180557B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 電気−機械変換素子を使用した駆動装置 |
| US08/404,240 US5589723A (en) | 1994-03-29 | 1995-03-15 | Driving apparatus using transducer |
| DE69522027T DE69522027T2 (de) | 1994-03-29 | 1995-03-21 | Antriebsgerät unter Verwendung eines Wandlers |
| EP95104144A EP0675589B1 (en) | 1994-03-29 | 1995-03-21 | Driving apparatus using transducer |
| US08/947,806 US6111336A (en) | 1994-03-29 | 1997-10-09 | Driving apparatus using transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08112894A JP3180557B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 電気−機械変換素子を使用した駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07274544A JPH07274544A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3180557B2 true JP3180557B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=13737763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08112894A Expired - Lifetime JP3180557B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 電気−機械変換素子を使用した駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1983586A2 (en) | 2007-04-17 | 2008-10-22 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of transferring vibrations generated by an electro-mechanical transducer to a vibration friction portion with a high degree of efficiency |
| EP1983585A2 (en) | 2007-04-17 | 2008-10-22 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of improving a shock and vibration resistance thereof |
| EP1983589A2 (en) | 2007-04-19 | 2008-10-22 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of reducing height thereof |
| EP1983588A2 (en) | 2007-04-18 | 2008-10-22 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device having suitable stationary member as material |
| EP1983587A2 (en) | 2007-04-17 | 2008-10-22 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of obtaining a stable frequency characteristic |
| US7759634B2 (en) | 2007-04-24 | 2010-07-20 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Position detecting device capable of improving detection accuracy |
| US7956513B2 (en) | 2007-04-20 | 2011-06-07 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Method of driving a driving device |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0866064A (ja) * | 1994-08-24 | 1996-03-08 | Nikon Corp | 圧電アクチュエータ |
| JP4144171B2 (ja) | 2000-09-14 | 2008-09-03 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 電気−機械変換素子を用いた駆動装置 |
| JP2003033053A (ja) | 2001-07-23 | 2003-01-31 | Minolta Co Ltd | 多自由度駆動機構 |
| JP2006304529A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Konica Minolta Opto Inc | 駆動装置 |
| JP2007121679A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Konica Minolta Opto Inc | 光学部材駆動装置 |
| JP2009124857A (ja) | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Nidec Copal Corp | 駆動装置 |
| JP2009136050A (ja) | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Nidec Copal Corp | 駆動装置 |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP08112894A patent/JP3180557B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1983586A2 (en) | 2007-04-17 | 2008-10-22 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of transferring vibrations generated by an electro-mechanical transducer to a vibration friction portion with a high degree of efficiency |
| EP1983585A2 (en) | 2007-04-17 | 2008-10-22 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of improving a shock and vibration resistance thereof |
| EP1983587A2 (en) | 2007-04-17 | 2008-10-22 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of obtaining a stable frequency characteristic |
| US7633209B2 (en) | 2007-04-17 | 2009-12-15 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of obtaining a stable frequency characteristic |
| US7633208B2 (en) | 2007-04-17 | 2009-12-15 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of transferring vibrations generated by an electro-mechanical transducer to a vibration friction portion with a high degree of efficiency |
| US7652407B2 (en) | 2007-04-17 | 2010-01-26 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of improving a shock and vibration resistance thereof |
| EP1983588A2 (en) | 2007-04-18 | 2008-10-22 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device having suitable stationary member as material |
| US7755252B2 (en) | 2007-04-18 | 2010-07-13 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device having suitable stationary member as material |
| EP1983589A2 (en) | 2007-04-19 | 2008-10-22 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of reducing height thereof |
| US7732982B2 (en) | 2007-04-19 | 2010-06-08 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of reducing height thereof |
| US7956513B2 (en) | 2007-04-20 | 2011-06-07 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Method of driving a driving device |
| US7759634B2 (en) | 2007-04-24 | 2010-07-20 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Position detecting device capable of improving detection accuracy |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07274544A (ja) | 1995-10-20 |
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