JP4853011B2 - 駆動装置の製造システム、及び駆動装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、形状記憶合金を伸縮させることで駆動対象物を駆動させる駆動装置に関する。
形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤや箔等の伸縮を利用して駆動対象物を駆動させる駆動装置が知られている。そして、この駆動装置を製造する際には、ＳＭＡを架設した初期状態を検査するが、架設時の張力調整のばらつきや、ＳＭＡの取り付け状態に起因する張力変動等により、駆動装置内における駆動対象物の初期位置にばらつきが生じるといった問題点があった。
このような問題に対して、駆動対象物の初期位置を調整するために、調整機構を設けた駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開平１０−１６０９９７号公報
しかしながら、特許文献１で提案された技術を用いても、架設時の応力変動によりＳＭＡの伸びが一定しない。そして、この状態でＳＭＡの応力を調整する為に所定の応力をＳＭＡに付与しても、初回の加熱、冷却による伸縮駆動時にＳＭＡの応力が変動してしまい、駆動対象物の初期位置がずれてしまう。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、駆動対象物の初期位置がずれないようにする技術を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、形状記憶合金を伸縮させることで駆動対象物を駆動させる駆動装置を製造する駆動装置の製造システムであって、駆動装置本体と前記駆動対象物との間に前記形状記憶合金を架設する架設手段と、前記架設手段によって前記駆動装置本体と前記駆動対象物との間の架設経路上に配された前記形状記憶合金を所定の温度域まで加熱する加熱手段と、前記架設手段によって前記駆動装置本体と前記駆動対象物との間に架設された前記形状記憶合金に対して応力を付与する応力付与手段と、前記架設手段によって前記駆動装置本体と前記駆動対象物との間に架設された前記形状記憶合金を、前記駆動装置本体に対して取り付ける取付手段とを備え、前記加熱手段が、前記形状記憶合金が前記駆動装置本体に対して取り付けられる前に、前記応力付与手段により前記形状記憶合金に対して規定応力が付与された状態で、当該形状記憶合金を前記所定の温度域まで加熱し、前記取付手段が、前記応力付与手段により前記形状記憶合金に対して前記規定応力が付与された状態で、当該形状記憶合金を前記駆動装置本体に対して取り付けることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、形状記憶合金を伸縮させることで駆動対象物を駆動させる駆動装置を製造する駆動装置の製造システムであって、駆動装置本体と前記駆動対象物との間に前記形状記憶合金を架設する架設手段と、前記架設手段によって前記駆動装置本体と前記駆動対象物との間の架設経路上に配された前記形状記憶合金を所定の温度域まで加熱する加熱手段と、前記架設手段によって前記駆動装置本体と前記駆動対象物との間に架設された前記形状記憶合金に対して応力を付与する応力付与手段と、前記架設手段によって前記駆動装置本体と前記駆動対象物との間に架設された前記形状記憶合金を、前記駆動装置本体に対して取り付ける取付手段とを備え、前記加熱手段が、前記形状記憶合金が前記駆動装置本体に対して取り付けられる前に、当該形状記憶合金を前記所定の温度域まで加熱し、前記応力付与手段が、前記加熱手段によって前記形状記憶合金を前記所定の温度域まで加熱した後に、前記駆動装置において設計上決められた当該形状記憶合金に掛けられる基準応力に、当該駆動装置において当該形状記憶合金の初回伸縮駆動によって発生する当該形状記憶合金に掛けられた応力の減少分に対応する所定応力が加算された規定応力を、当該形状記憶合金に対して付与し、前記取付手段が、前記応力付与手段により前記形状記憶合金に対して前記規定応力が付与された状態で、当該形状記憶合金を前記駆動装置本体に対して取り付けることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の駆動装置の製造システムであって、前記応力付与手段により前記形状記憶合金に対して付与された応力を検出する応力検出手段と、前記応力検出手段による検出結果に応じて、前記応力付与手段により前記形状記憶合金に対して付与される応力を前記規定応力に制御する応力制御手段と、を更に備えることを特徴する。
また、請求項４の発明は、請求項１または請求項２に記載の駆動装置の製造システムであって、前記応力付与手段が、前記形状記憶合金を所定距離だけ引っ張ることで、前記形状記憶合金に対して前記規定応力を付与することを特徴する。
また、請求項５の発明は、請求項１または請求項２に記載の駆動装置の製造システムであって、前記応力付与手段が、バネを備えるとともに、当該バネのバネ定数に応じた弾性力を利用して前記形状記憶合金に対して前記規定応力を付与することを特徴する。
また、請求項６の発明は、請求項１または請求項２に記載の駆動装置の製造システムであって、前記応力付与手段が、所定の磁力を発する電磁石または磁石を有するとともに、前記所定の磁力によって前記形状記憶合金に対して前記規定応力を付与することを特徴する。
また、請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造システムであって、前記所定の温度域が、前記形状記憶合金の結晶組織がオーステナイトとなる温度域であることを特徴とする。
また、請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造システムであって、前記加熱手段が、前記形状記憶合金に対して電流を印加することで、当該形状記憶合金を加熱することを特徴とする。
また、請求項９の発明は、形状記憶合金を伸縮させることで駆動対象物を駆動させる駆動装置の製造方法であって、(a)駆動装置本体と前記駆動対象物との間の架設経路上に前記形状記憶合金を配するステップと、(b)前記(a)ステップにおいて前記架設経路上に配された前記形状記憶合金を所定の温度域まで加熱するステップと、(c)前記形状記憶合金に対して規定応力を付与した状態で、当該形状記憶合金を前記駆動装置本体に対して取り付けるステップとを備え、前記(b)ステップにおいて、前記形状記憶合金に対して前記規定応力を付与した状態で、当該形状記憶合金を前記所定の温度域まで加熱することを特徴とする。
また、請求項１０の発明は、形状記憶合金を伸縮させることで駆動対象物を駆動させる駆動装置の製造方法であって、(a)駆動装置本体と前記駆動対象物との間の架設経路上に前記形状記憶合金を配するステップと、(b)前記(a)ステップにおいて前記架設経路上に配された前記形状記憶合金を所定の温度域まで加熱するステップと、(c)前記(b)ステップにおいて前記形状記憶合金を前記所定の温度域まで加熱した後に、当該形状記憶合金に対して、前記駆動装置において設計上決められた前記形状記憶合金に掛けられる基準応力に、当該駆動装置において当該形状記憶合金の初回伸縮駆動によって生じる当該形状記憶合金に掛けられた応力の減少分に対応する所定応力が加算された規定応力を付与した状態で、当該形状記憶合金を前記駆動装置本体に対して取り付けるステップとを備えることを特徴とする。
また、請求項１１の発明は、請求項９または請求項１０に記載の駆動装置の製造方法であって、前記(b)ステップにおいて、前記形状記憶合金を前記駆動装置本体に対して取り付ける前に、当該形状記憶合金を前記所定の温度域まで加熱することを特徴とする。
また、請求項１２の発明は、請求項９から請求項１１のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造方法であって、前記(b)及び(c)ステップにおいて、前記形状記憶合金に対して付与された応力の検出結果に応じて、前記形状記憶合金に付与される応力を前記規定応力に制御することを特徴する。
また、請求項１３の発明は、請求項９から請求項１１のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造方法であって、前記(b)及び(c)ステップにおいて、前記形状記憶合金を所定距離だけ引っ張ることで、当該形状記憶合金に対して前記規定応力を付与することを特徴する。
また、請求項１４の発明は、請求項９から請求項１１のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造方法であって、前記(b)及び(c)ステップにおいて、バネのバネ定数に応じた弾性力を利用して前記形状記憶合金に対して前記規定応力を付与することを特徴する。
また、請求項１５の発明は、請求項９から請求項１１のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造方法であって、前記(b)及び(c)ステップにおいて、電磁石または磁石が発する所定の磁力によって前記形状記憶合金に対して前記規定応力を付与することを特徴する。
また、請求項１６の発明は、請求項９から請求項１５のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造方法であって、前記所定の温度域が、前記形状記憶合金の結晶組織がオーステナイトとなる温度域であることを特徴とする。
また、請求項１７の発明は、請求項９から請求項１６のいずれかに記載の駆動装置の製造方法であって、前記(b)ステップにおいて、前記形状記憶合金に対して電流を印加することで、当該形状記憶合金を加熱することを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、駆動装置本体と駆動対象物との間の架設経路上に形状記憶合金を配するとともに、所定の温度域まで加熱して、当該形状記憶合金を駆動装置本体に取り付けることにより、形状記憶合金に対して生じる架設時の応力変動を解消することができるため、駆動対象物の初期位置がずれないようにすることができる。
また、請求項１に記載の発明によれば、形状記憶合金を駆動装置本体に取り付ける前に、形状記憶合金を加熱することで、形状記憶合金に対して生じる架設時の応力変動を容易に解消することができる。
また、請求項１に記載の発明によれば、駆動装置本体と駆動対象物との間に架設された形状記憶合金に対して規定応力が付与された状態で加熱を行い、規定応力が付与された状態で形状記憶合金を駆動装置本体に対して取り付けることで、形状記憶合金に対して生じる架設時の応力変動を解消することができるとともに、形状記憶合金が初回の伸縮によってたるむ現象を防止することができる。また、例えば、形状記憶合金に規定応力が付与されることで、形状記憶合金の反応温度が上昇するため、形状記憶合金に掛ける応力を適切に選択することによって、周囲温度による不用意な動作を回避することができる。
請求項２に記載の発明によれば、駆動装置本体と駆動対象物との間の架設経路上に形状記憶合金を配するとともに、所定の温度域まで加熱して、当該形状記憶合金を駆動装置本体に取り付けることにより、形状記憶合金に対して生じる架設時の応力変動を解消することができるため、駆動対象物の初期位置がずれないようにすることができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、形状記憶合金を駆動装置本体に取り付ける前に、形状記憶合金を加熱することで、形状記憶合金に対して生じる架設時の応力変動を容易に解消することができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、形状記憶合金を駆動装置本体に取り付ける前に加熱し、その後、駆動装置の設計上決められた形状記憶合金に掛けられる基準応力に、駆動装置において形状記憶合金の初回伸縮駆動によって発生する形状記憶合金に付与された応力の減少分に対応する所定応力が加算された規定応力を形状記憶合金に付与した状態で、形状記憶合金を駆動装置本体に対して取り付けることで、形状記憶合金が初回の伸縮によってたるむ現象を防止することができる。
また、請求項３に記載の発明によれば、形状記憶合金に対して付与される応力を検出しつつ、形状記憶合金に対して規定応力を付与するような構成を採用することで、精度良く形状記憶合金に付与する応力を規定応力に調整することができる。
また、請求項４に記載の発明によれば、形状記憶合金を所定距離だけ引っ張ることで、形状記憶合金に対して規定応力を付与するような構成を採用することで、精度良く形状記憶合金に付与する応力を規定応力に調整することができる。
また、請求項５に記載の発明によれば、バネのバネ定数に応じた弾性力を利用して、形状記憶合金に対して規定応力を付与するような構成を採用することで、精度良く形状記憶合金に付与する応力を規定応力に調整することができる。
また、請求項６に記載の発明によれば、電磁石または磁石が発する所定の磁力によって、形状記憶合金に対して規定応力を付与するような構成を採用することで、精度良く形状記憶合金に付与する応力を規定応力に調整することができる。
また、請求項７に記載の発明によれば、駆動装置本体と駆動対象物との間の架設経路上に形状記憶合金を配するとともに、形状記憶合金の結晶組織がオーステナイトとなる温度域まで加熱することで、形状記憶合金に対して生じる架設時の応力変動を解消することができる。
また、請求項８に記載の発明によれば、形状記憶合金に対して電流を印加することで、当該形状記憶合金を所定の温度域まで加熱するような構成を採用することで、均一に形状記憶合金を加熱することができるため、形状記憶合金に対して生じる架設時の応力変動を確実に解消することができる。
また、請求項９および請求項１１に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様な効果を得ることができる。
また、請求項１０および請求項１１に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様な効果を得ることができる。
また、請求項１２に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様な効果を得ることができる。
また、請求項１３に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明と同様な効果を得ることができる。
また、請求項１４に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明と同様な効果を得ることができる。
また、請求項１５に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明と同様な効果を得ることができる。
また、請求項１６に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明と同様な効果を得ることができる。
また、請求項１７に記載の発明によれば、請求項８に記載の発明と同様な効果を得ることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
形状記憶合金（ＳＭＡ）を用いた駆動装置では、ＳＭＡの組織がマルテンサイトとオーステナイトとの間における相変態により、比較的軟らかい状態と比較的硬い状態との間で性質を異ならせることで駆動を行う。ＳＭＡは、軟らかい弾性係数が比較的小さな状態で張力が掛けられると、全長に対して最大数％の伸びを生じる。この状態で加熱を行って弾性係数を比較的大きな状態にするとＳＭＡは元の長さに戻るという性質がある。この性質を利用した駆動装置が搭載された撮像装置１を図１に示す。
＜撮像装置の概略構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１の概略構成を示す断面模式図である。
図１に示すように、撮像装置１は、被写体からの光を撮影レンズユニット２を介して撮像装置本体３に導くことで、被写体に係る撮影画像を得ることができるように構成される。撮影レンズユニット２の光軸Ｌ上には、複数の撮影レンズからなるレンズ群が配設される。
また、撮像装置本体３には、手振れに起因する撮像装置１の移動方向及び移動量を検出するジャイロ機構等の手振れ検出部（不図示）が設けられている。そして、この手振れ検出部による検出結果に応じて、駆動対象物５である手振れ補正用の撮影レンズを適宜駆動させることで手振れを補正するアクチュエータ（駆動装置）１００が搭載されている。
＜駆動装置の構成＞
図２は、第１実施形態に係る駆動装置１００を示す模式図である。
図２に示すように、駆動装置１００は、第１および第２固定部材１１０，１２０と、駆動対象物５と、ワイヤ状の形状記憶合金（ＳＭＡ）１３０と、弾性力付与部１４０とを備えたバイアスばね方式の駆動装置である。
駆動対象物５は、例えば、撮影レンズユニット２の本体によって摺動自在に保持される。そして、駆動対象物５では、主な駆動対象物である手振れ補正用レンズに対してボス状（円柱状）の転回部（係止部）５１が突設されている。
第１および第２固定部材１１０，１２０は、撮像装置１に含まれる撮影レンズユニット２に対して駆動装置１００を固定するものである。
ＳＭＡ１３０は、駆動対象物５を駆動させる駆動源として機能する。このＳＭＡ１３０は、その一端側が第１固定部材１１０に対して一方の電極を兼ねた第１取付部材１１１により取り付け固定され、その長手方向中央部付近で略半周回されるような態様で転回部５１に引っ掛けられ、その他端側が第１固定部材１１０に対して他方の電極を兼ねた第２取付部材１１２によって取り付け固定されている。つまり、ＳＭＡ１３０が、第１固定部材１１０と駆動対象物５との間に架設されている。
なお、第１および第２取付部材１１１，１１２として、図３(a)に示すようなかしめ部材１１１ａを用いて、図３(b)に示すように、かしめ部材１１１ａを折り曲げてＳＭＡ１３０を挟み込むことで、かしめにより第１固定部材１１０に対してＳＭＡ１３０を取り付け固定するようにすれば良い。また、第１および第２取付部材１１１，１１２として、図４(a)の断面図に示すような圧入固定部材１１１ｂの穴部にＳＭＡ１３０を入れて、図４(b)の断面図に示すような圧入ピン１１１ｃで押さえつけて、圧入ピン１１１ｃと圧入固定部材１１１ｂとの間にＳＭＡ１３０を挟み込むことで、図４(c)の断面図に示すように、圧入により第１固定部材１１０に対してＳＭＡ１３０を取り付け固定するようにしても良い。このような、かしめや圧入により、高精度にＳＭＡ１３０を取り付け固定することができる。
また、ＳＭＡ１３０は、形状を記憶するための所定の温度（以下「形状記憶温度」とも称する）において、所望の形状（すなわち記憶長さ）が記憶されているものとする。なお、「形状記憶温度」は、一般的には数百℃である。
また、ＳＭＡ１３０は、図示を省略する制御回路による制御下での通電加熱と冷却により、その組織がマルテンサイトとオーステナイトとの間で変態することで、長手方向の長さが伸縮される。
弾性力付与部１４０は、例えば、バネ（例えば、コイルスプリング）などの弾性部材を用いて構成される。弾性力付与部１４０は、その一端側が第２固定部材１２０に対して取り付け固定され、その他端側が転回部５１に対して取付部材５２によって取り付け固定されている。そして、弾性力付与部１４０は、駆動対象物５に対して、ＳＭＡ１３０による張力とは略反対側に張力を掛けるように構成される。つまり、弾性力付与部１４０は、第２固定部材１２０と駆動対象物５との間に架設されて、ＳＭＡ１３０に対し駆動対象物５を介して力を付与する。
よって、駆動対象物５は、非動作時には、ＳＭＡ１３０の張力と弾性力付与部１４０の応力とがつり合う位置（基準位置）で停止している。
ここで、図２(a)〜(c)を参照しつつ、駆動装置１００における駆動について説明する。
図２(a)は、ＳＭＡ１３０の弾性係数が比較的低い状態であり、ＳＭＡ１３０に対して弾性力付与部１４０から所定の張力が掛かり、ＳＭＡ１３０が伸びを生じている状態を示している。
図２(a)の状態で、第１取付部材１１１から第２取付部材１１２に掛けてＳＭＡ１３０に電流を印加すると、ＳＭＡ１３０は自身の持つ抵抗値によってジュール熱を発生する。そして、発生した熱によりＳＭＡ１３０が相変態を起こし、弾性係数が比較的高い状態になり、記憶された長さの状態（元の状態）に戻ろうとして、長手方向に縮む。このとき、ＳＭＡ１３０が縮もうとする力が、駆動対象物５に対して弾性力付与部１４０が与えている所定の張力に打ち勝つ。その結果、駆動対象物５が第１固定部材１１０の方向（図中左方）に向かって駆動する。図２(b)は、駆動対象物５が第１固定部材１１０の方向に向かって駆動した後の状態を示している。
また、図２(b)の状態で、ＳＭＡ１３０に印加していた電流を取り除くと、ＳＭＡ１３０は放熱による冷却によって相変態を起こし、弾性係数が比較的低い状態になる。すると、ＳＭＡ１３０に対して弾性力付与部１４０から所定の張力が掛かり、ＳＭＡ１３０が伸びを生じている状態となる。このとき、駆動対象物５が第２固定部材１２０の方向に向かって駆動する。図２(c)は、駆動対象物５が第２固定部材１２０の方向に向かって駆動した後の状態を示している。なお、図２(a)の状態と図２(c)の状態とは等価な状態である。
このようにして、加熱冷却によるＳＭＡ１３０の伸縮により、駆動対象物５が図２中の左右へ駆動する動作を適宜繰り返すことで、駆動装置としての機能を果たす。
＜製造システム＞
図５は、駆動装置１００を製造する製造システム５００の構成を例示するブロック図である。
製造システム５００は、主に、制御部５０１、クランプ・架設ユニット５０２、電流付与ユニット５０３、応力付与ユニット５０４、及びＳＭＡ取付固定ユニット５０５を備える。この製造システム５００では、例えば、載置エリア５５０に弾性力付与部１４０、駆動対象物５及びＳＭＡ１３０が取り付けられていない状態の撮影レンズユニット２が載置されると、弾性力付与部１４０及び駆動対象物５が取り付けられるとともに、ＳＭＡ１３０が架設され、駆動装置１００が完成させる。
なお、図５では、製造システム５００のうち、ＳＭＡ１３０の架設および取り付け固定に係る機能に着目して示している。また、以下では、駆動装置１００の完成前の状態、具体的には、弾性力付与部１４０、駆動対象物５及びＳＭＡ１３０が取り付けられていない状態のものを、「駆動装置本体」とも称する。
制御部５０１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等を内蔵し、例えば、ＲＯＭ内に格納されたプログラムをＣＰＵが読み込んで実行することで、製造システム５００全体の動作を制御する。
クランプ・架設ユニット５０２は、制御部５０１からの信号に応じて駆動装置本体に対してＳＭＡ１３０を架設する。具体的には、駆動対象物５に対して弾性力付与部１４０の一端が取付部材５２によって取り付け固定されたものを第２固定部材１２０に固定した状態で、ＳＭＡ１３０を、第１取付部材１１１上から、転回部５１に引っ掛け、第２取付部材１１２上に至る経路（架設経路）上にＳＭＡ１３０を配置する。
図６は、クランプ・架設ユニット５０２の主要な機械的構成を示す。図６に示すように、クランプ・架設ユニット５０２は、主に、引出ロールＲＬ、ロールＲ１〜Ｒ３、テンションロールＴＲ、張力付与ばねＳＰ１、ガイド筒ＧＦ、第１及び第２クランプ部材ＣＬ１，ＣＬ２を備える。
引出ロールＲＬは、ＳＭＡ１３０が巻き付けられ、製造システム５００の本体部に対して回動自在に構成され、引出ロールＲＬが製造システム５００の本体部に対して回動することで、引出ロールＲＬからＳＭＡ１３０が引き出される。
引出ロールＲＬから引き出されたＳＭＡ１３０は、ロールＲ３、テンションロールＴＲ、ロールＲ２、ロールＲ１の順に引っ掛けられた状態で巻き付けられ、更に、円筒状のガイド筒ＧＦの中空部分を通過して、ＳＭＡ１３０の端部がクランプ部ＣＬ１によって固定される。そして、ガイド筒ＧＦの中空部分のエッジ部ＦＰにおいてＳＭＡ１３０の経路が大きく屈折しており、ＳＭＡ１３０は、エッジ部ＦＰとの接触部で摩擦力を受ける。更に、テンションロールＴＲを張力付与ばねＳＰ１が所定の力で引っ張ることで、クランプ部材ＣＬ１と引出ロールＲＬとの間で、ＳＭＡ１３０は、ある程度の張力が付加された状態で保たれる。
このようにＳＭＡ１３０に対してある程度の張力が付加された状態で、クランプ部材ＣＬ１の位置を製造システム５００の本体部に対して固定する一方、引出ロールＲＬ、ロールＲ１〜Ｒ３、テンションロールＴＲ、張力付与ばねＳＰ１、及びガイド筒ＧＦが一体となって、架設経路に沿って移動して、ＳＭＡ１３０のうちのガイド筒ＧＦから引き出された直近の部分をクランプ部材ＣＬ２によって固定することで、ＳＭＡ１３０を架設経路に沿って架設することができる。なお、以下では、引出ロールＲＬ、ロールＲ１〜Ｒ３、テンションロールＴＲ、張力付与ばねＳＰ１、及びガイド筒ＧＦが一体となったものを、「架設ガイド」ＧＤと称する。
電流付与ユニット５０３は、制御部５０１からの信号に応答して、第１及び第２クランプ部材ＣＬ１，ＣＬ２に対して電位差を与えることで、第１及び第２クランプ部材ＣＬ１，ＣＬ２間に架設されたＳＭＡ１３０に対して電流を付与（印加）する。
応力付与ユニット５０４は、制御部５０１からの信号に応答して、第１及び第２クランプ部材ＣＬ１，ＣＬ２に対してそれぞれ引張力を与えることで、ＳＭＡ１３０に対して所定の基準となる応力（基準応力）を付与する。
図７は、応力付与ユニット５０４によって第１及び第２クランプ部材ＣＬ１，ＣＬ２に対してそれぞれ付与される引張力の調整方法を示す図である。なお、図７では、第１クランプ部材ＣＬ１側の構成を代表例として示している。
図７に示すように、制御部５０１からパルスモータＭ１に対してパルス信号を与えると、パルスモータＭ１がばねＳＰ２を介して第１クランプ部材ＣＬ１を引っ張る。このとき、クランプ部材ＣＬ１が加重センサ（ロードセル）ＬＣに当接し、ロードセルＬＣに掛かる加重を制御部５０１でモニタすることで、ＳＭＡ１３０に対して所望の応力（例えば、基準応力）を付与するように制御することができる。このように、ＳＭＡ１３０に対して付与される応力を検出しつつ、当該検出結果に応じて、ＳＭＡ１３０に対して目標とする応力を付与するような構成を採用することで、精度良くＳＭＡ１３０に付与する応力を所望の応力（例えば、基準応力）に調整することができる。
ＳＭＡ取付固定ユニット５０５は、ＳＭＡ１３０を第１及び第２取付部材１１１，１１２によって取り付け固定させる。例えば、ロボット式のアームで第１及び第２取付部材１１１，１１２におけるかしめを実現する。
＜製造上の問題点＞
駆動装置１００の製造時に、ＳＭＡ１３０の架設を行うが、この時、ＳＭＡ１３０の位置によってＳＭＡ１３０に付与される応力にばらつき（応力変動）が生じる。これは、図６に示すように、ＳＭＡ１３０がエッジ部ＦＰからの摩擦力を受けながらガイド筒ＧＦから引き出されて架設される際に、架設速度及び架設方向の変化に応じて、エッジ部ＦＰから受ける摩擦力が変動するためである。
ＳＭＡ１３０は、オーステナイト変態温度以下では、上記応力変動に応じた伸びが生じる。そして、上記応力変動に起因して、架設されたＳＭＡ１３０の伸びが一定とはならない。よって、この状態で、ＳＭＡ１３０を駆動装置本体に対して取り付け固定すると、架設されたＳＭＡ１３０に残留している応力がばらついてしまう。
そして、この残留応力のばらつきにより、駆動装置１００の応答性が安定しない。また、駆動対象物５に対するＳＭＡ１３０の引張力と弾性力付与部１４０の引張力とがバランスする駆動対象物５の位置（初期位置）がずれてしまう。
このような問題点に対して、以下で説明する製造方法を採用することで、ＳＭＡ１３０を駆動装置本体に対して取り付け固定する前に、ＳＭＡ１３０における残留応力のばらつき（応力変動）を解消することで、駆動装置１００の応答性を向上させる。
＜製造方法＞
図８は、駆動装置１００の製造フローを示すフローチャートであり、当該フローのうち、ステップＳ３〜Ｓ６については制御部５０１の制御によって実現される。ステップＳ１及びＳ２については、制御部５０１の制御下で各種機構が動作することで実現されても良いし、手動で行われても良いし、他の制御部の制御下で各種機構が動作することで実現されても良い。なお、図９は、駆動装置１００の製造方法の一手順を例示する図である。
以下、図９を参照しつつ、図８に示す駆動装置１００の製造方法の手順（ステップＳ１〜Ｓ６）について説明する。
まず、ステップＳ１では、図９(a)に示すように、転回部５１が突設された駆動対象物５に対して、弾性力付与部１４０の一端が取付部材５２によって取り付け固定されたものを準備する。
ステップＳ２では、図９(b)に示すように、弾性力付与部１４０のうちの駆動対象物５側とは反対側の端部を第２固定部材１２０に固定することで、弾性力付与部１４０を駆動対象物５と第２固定部材１２０との間に架設された状態とする。
ステップＳ３では、図９(c)に示すように、クランプ・架設ユニット５０２の動作によって、第１固定部材１１０と駆動対象物５との間にＳＭＡ１３０を架設する。換言すれば、ＳＭＡ１３０が転回部５１に対して張力が掛けられた状態で架設され、ＳＭＡ１３０が第１固定部材１１０と第２固定部材１２０との間、すなわち駆動装置本体に対して架設された状態となる。
ステップＳ４では、図９(d)に示すように、第１及び第２クランプ部材ＣＬ１，ＣＬ２に対して引張力が付与されていない状態、すなわちＳＭＡ１３０に対して引張応力が付与されていない状態で、電流付与ユニット５０３によってＳＭＡ１３０に対して電流を印加することで、ＳＭＡ１３０を加熱する。ここでは、ＳＭＡ１３０をオーステナイト変態温度以上、すなわちＳＭＡ１３０の結晶組織がオーステナイトとなる温度域（オーステナイト温度域）まで加熱することで、ＳＭＡ１３０の長さが記憶長さに調整される。このとき、架設時に生じたＳＭＡ１３０における残留応力のばらつき（応力変動）が解消される。
ステップＳ５では、図９(e)に示すように、応力付与ユニット５０４によって第１及び第２クランプ部ＣＬ１，ＣＬ２を図中左方に引っ張ることで、所定の引張応力（基準応力）をＳＭＡ１３０に付与する。
ここでは、ＳＭＡ取付固定ユニット５０５によってＳＭＡ１３０が駆動装置本体に対して取り付け固定される前に、規定の応答性が得られるように、ＳＭＡ１３０に対して応力付与ユニット５０４により予め所定の引張応力（基準応力）が掛けられる。
但し、ＳＭＡ１３０に過剰な応力が加えられた場合、ＳＭＡ１３０の耐久性が悪化し、ＳＭＡ１３０が伸縮駆動する際に破断してしまうといった不具合が生じる虞もある。したがって、駆動装置本体に対して取り付け固定するＳＭＡ１３０に掛ける引張応力は、既定値に管理することが望ましい。また、ＳＭＡ１３０が記憶長さに戻った際に塑性変形しない程度の引張応力に設定されることが望ましい。
ステップＳ６では、図９(e)に示すように、ＳＭＡ１３０に対して所定の基準応力が付与された状態で、ＳＭＡ取付固定ユニット５０５により、ＳＭＡ１３０を第１及び第２取付部材１１１，１１２を用いてかしめることで、第１固定部材１１０にＳＭＡ１３０を取り付け固定する。そして、図９(e)に示す太破線ＣＵの位置でＳＭＡ１３０を切断することで、駆動装置１００を完成させることができる。
以上のように、第１実施形態に係る駆動装置１００は、駆動装置本体と駆動対象物５との間にＳＭＡ１３０が架設されるとともに、ＳＭＡ１３０がオーステナイト温度域まで加熱された後に、駆動装置本体に取り付けられることで製造される。このような手法で製造されることにより、ＳＭＡ１３０に対して生じる架設時の応力変動を解消することができる。その結果、駆動装置１００の応答性が安定するとともに、駆動対象物５に対するＳＭＡ１３０の引張力と弾性力付与部１４０の引張力とがバランスする駆動対象物５の初期位置がずれないようになる。
また、ＳＭＡ１３０に対して生じる架設時の応力変動を解消することで、駆動装置本体に取り付け固定する際にＳＭＡ１３０に掛かる引張応力（ここでは、基準応力）を正確に付与することができる。その結果、駆動装置１００においてＳＭＡ１３０に掛かる応力が安定するため、ＳＭＡ１３０を加熱する為の熱源（ここでは、電流）が安定する。
＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態に係る製造方法で製造された駆動装置１００では、ＳＭＡ１３０を伸縮させる初回の駆動時に所定の基準応力に調整されたＳＭＡ１３０の引張応力が減少してしまうといった問題が生じる。
図１０は、基準応力に調整されたＳＭＡ１３０の引張応力が初回の駆動時に減少する問題を説明するための図である。なお、図１０には、駆動対象物５のずれを分かり易くするために、基準となる位置に破線を付している。
図１０(a)に示すように製造された駆動装置１００において、１回だけ図１０(b)に示すようにＳＭＡ１３０に電流を付加して加熱すると、ＳＭＡ１３０が縮んで、駆動対象物５が図中左方に移動する。そして、ＳＭＡ１３０への電流の付加を停止すると、ＳＭＡ１３０が冷却され、ＳＭＡ１３０が弾性力付与部１４０によって図中右方に引っ張られることで、弾性変形する。このとき、ＳＭＡ１３０の引張応力が減少して、ＳＭＡ１３０がたるんでしまい、駆動対象物５に対するＳＭＡ１３０の引張力と弾性力付与部１４０の引張力との平衡状態が崩れる。そして、図１０(c)に示すように、駆動対象物５の初期位置が弾性力付与部１４０側にずれてしまう。
このように、図１０(c)に示すように駆動対象物５の初期位置が弾性力付与部１４０側にずれていると、駆動対象物５を図中左方の所望の位置まで駆動させたい場合には、駆動距離が長くなり、応答性が悪くなる。
そこで、第２実施形態に係る製造方法では、初回駆動時に、ＳＭＡ１３０に掛かる引張応力が基準応力よりも低下しないような製造方法を採用することで、(ｉ)駆動装置１００の応答性が低下する、(ii)駆動対象物５の初期位置が変動する、(iii)ＳＭＡ１３０がたるむ、といった問題を解決する。
以下、第２実施形態に係る駆動装置１００Ｂの製造システム５００Ｂ及び製造方法について説明するが、製造システム５００Ｂは、第１実施形態に係る製造システム５００と同様な構成となるため、相違点である製造方法について説明する。
＜製造方法＞
ここでは、ＳＭＡ１３０の初回伸縮駆動時にＳＭＡ１３０に掛かる引張応力が低下しないようにＳＭＡ１３０を架設するために、ＳＭＡ１３０を駆動装置本体に取り付け固定する前に、ＳＭＡ１３０に対して一様に伸びが生じるような引張応力を付加する。具体的には、ＳＭＡ１３０をオーステナイト温度域まで加熱して規定の引張応力（ここでは、所定の基準応力）を付加すると、ＳＭＡ１３０に一様な伸びが発生する。その結果、ＳＭＡ１３０の初回伸縮駆動による応力減少が著しく低減される。
図１１は、第２実施形態に係る駆動装置１００Ｂの製造フローを示すフローチャートである。
駆動装置１００Ｂの製造方法の一手順は、図９で示されたものとほぼ同様となるため、以下、図９を参照しつつ、図１１に示す駆動装置１００Ｂの製造方法の手順（ステップＳ１１〜Ｓ１７）について説明する。
まず、ステップＳ１１〜Ｓ１３では、図８のステップＳ１〜Ｓ３と同様な動作が行われる。
ステップＳ１４では、図９(d)に示すように、第１及び第２クランプ部材ＣＬ１，ＣＬ２に対して引張力が付与されていない状態、すなわちＳＭＡ１３０に対して引張応力が付与されていない状態で、電流付与ユニット５０３によりＳＭＡ１３０に対する電流の付加が開始される。つまり、ＳＭＡ１３０の加熱が開始される。ここでは、図８のステップＳ４と同様に、ＳＭＡ１３０がオーステナイト温度域まで加熱されることで、ＳＭＡ１３０の長さが記憶長さに調整される。このとき、架設時に生じたＳＭＡ１３０における残留応力のばらつき（応力変動）が解消される。
ステップＳ１５では、ステップＳ１４で開始されたＳＭＡ１３０の加熱を保持したまま、すなわち、ＳＭＡ１３０を記憶長さとしたまま、図９(e)に示すように、応力付与ユニット５０４によって規定の引張応力をＳＭＡ１３０に付与する。
ステップＳ１６では、ＳＭＡ１３０の加熱が終了される。このとき、ＳＭＡ１３０に対する規定の引張応力の付与は継続される。
ステップＳ１７では、図９(e)に示すように、ＳＭＡ１３０に対して規定の引張応力が付与された状態で、ＳＭＡ取付固定ユニット５０５により、ＳＭＡ１３０を第１及び第２取付部材１１１，１１２でかしめることで、第１固定部材１１０にＳＭＡ１３０を取り付け固定する。そして、図９(e)に示す太破線ＣＵの位置でＳＭＡ１３０を切断することで、駆動装置１００Ｂを完成させることができる。
＜具体例＞
図１２は、上記のような製造方法を用いて製造された駆動装置１００Ｂについて、ＳＭＡ１３０の初回伸縮駆動前後におけるＳＭＡ１３０の長さの変化（たるみ）の具体例（実験結果）を示している（実線Ｌ１）。なお、図１２では、ＳＭＡ１３０の長さの変化を下式（１）で求まる伸び率[％]で示している。
具体的には、初回伸縮駆動前のＳＭＡ１３０の冷却時の長さ（マルテンサイト長さ）をＬ１、その時点におけるＳＭＡ１３０の冷却時の長さ（マルテンサイト長さ）をＬｘ、ＳＭＡ１３０の記憶長さ（オーステナイト長さ）をＬ０とすると、伸び率[％]は、下式（１）で示される。
伸び率[％]＝{（Ｌｘ−Ｌ１）／Ｌ０}×１００・・・（１）。
そして、図１２の横軸は、ＳＭＡ１３０の初回伸縮駆動前後を左方から時系列で示しており、縦軸は、伸び率[％]を示している。また、図１２では、比較の為に、第１実施形態に係る製造方法を用いて製造された駆動装置１００のＳＭＡ１３０に係る伸び率[％]の具体例（実験結果）も併せて示している（破線Ｌ２）。
図１２に示すように、第１実施形態に係る製造方法を用いて製造された駆動装置１００では、初回伸縮駆動によってＳＭＡ１３０の伸び率が０．２３％上昇した。
これに対して、第２実施形態に係る製造方法を用いて製造された駆動装置１００Ｂでは、初回伸縮駆動によってＳＭＡ１３０の伸び率が０．０２％減少し、初回伸縮駆動前後で伸び率に、ほとんど変化がみられなくなった。これは、ＳＭＡ１３０に掛かっている引張応力が、初回伸縮駆動前後においてほとんど変化していないことを示している。
以上のように、第２実施形態に係る駆動装置１００Ｂは、駆動装置本体に対してＳＭＡ１３０を架設するとともに、ＳＭＡ１３０に対して規定の引張応力が付与された状態で、ＳＭＡ１３０に対して加熱を行い、規定の引張応力が付与された状態を維持したままで、ＳＭＡ１３０を駆動装置本体に対して取り付け固定することで製造される。このような手法で製造することにより、ＳＭＡ１３０を駆動装置本体に対して取り付け固定する前にＳＭＡ１３０に対して生じる架設時の応力変動を解消することができるとともに、ＳＭＡ１３０が初回の伸縮駆動によってたるむ現象を防止することができる。その結果、駆動対象物５の初期位置の変動を抑制することができ、ひいては駆動装置１００Ｂの応答性が向上する。
また、例えば、駆動装置１００Ｂのようなバイアスバネ方式の駆動装置では、駆動装置１００Ｂの駆動対象物５はＳＭＡ１３０と弾性力付与部１４０の引張力が釣り合う位置で停止している。つまり、ＳＭＡ１３０に掛かる引張応力は弾性力付与部１４０によって掛けられていることになる。よって、駆動装置１００Ｂを駆動させるためには、ＳＭＡ１３０が弾性力付与部１４０による引張力に打ち勝つ力を生じる必要がある。
ところで、第２実施形態に係る製造方法では、ＳＭＡ１３０に対して加熱時に規定の引張応力を付加するため、駆動装置１００Ｂにおいては、ＳＭＡ１３０の引張応力の増加に対応して、弾性力付与部１４０による引張力が高まる。そして、駆動対象物５を所望の位置に駆動させるために、当該高まった弾性力付与部１４０による引張力に打ち勝つ引張力をＳＭＡ１３０が出すためには、ＳＭＡ１３０をより高い反応温度に加熱しなければならない。したがって、加熱時にＳＭＡ１３０に規定応力が付与されることで、ＳＭＡ１３０の反応温度が上昇する。このため、ＳＭＡ１３０に掛ける規定の引張応力を適切に選択することによって、周囲温度による不用意な動作を回避することができる。
また、第２実施形態に係る製造方法では、ＳＭＡ１３０を駆動装置本体に対して取り付け固定する前に、加熱とともに規定の引張応力をＳＭＡ１３０に付与する。このように、加熱と引張応力の付与とを同時に行うため、特に駆動装置１００Ｂの製造時間が長くなるといった問題も生じない。
＜変形例＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
◎例えば、上記第２実施形態では、ＳＭＡ１３０の加熱を開始した後に、ＳＭＡ１３０に対して規定の引張応力を付与して、ＳＭＡ１３０を駆動装置本体に対して取り付け固定した。しかしながら、これに限られず、例えば、ＳＭＡ１３０を駆動装置本体に対して架設し、ＳＭＡ１３０に対して規定の引張応力を付与し始めた後に、ＳＭＡ１３０の加熱を行い、ＳＭＡ１３０を駆動装置本体に対して取り付け固定することで駆動装置１００Ｂを製造しても良い。つまり、ＳＭＡ１３０の加熱とＳＭＡ１３０に対する規定の引張応力の付与との順番を入れ替えても良い。なお、このような製造方法は、第２実施形態に係る製造システム５００Ｂを採用することで実現することができる。そして、このような構成を採用しても、第２実施形態と同様な効果を得ることができる。
図１３は、ＳＭＡ１３０の加熱よりも先に、ＳＭＡ１３０に規定の引張応力を付与し始める駆動装置の製造フローを示すフローチャートである。
ステップＳ２１〜Ｓ２３では、図１１に示すステップＳ１１〜Ｓ１３と同様な処理を行う。そして、駆動装置本体に対して架設されたＳＭＡ１３０に対して、規定の引張応力を付与する（ステップＳ２４）。次に、ＳＭＡ１３０に対して規定の引張応力を付与したまま、オーステナイト温度域までＳＭＡ１３０を加熱し（ステップＳ２５）、所定時間経過後に加熱を終了する（ステップＳ２６）。更に、ＳＭＡ１３０に対して規定の引張応力が付与された状態で、ＳＭＡ１３０を第１及び第２取付部材１１１，１１２でかしめることで、第１固定部材１１０にＳＭＡ１３０を取り付け固定する（ステップＳ２７）。このとき、第１クランプ部材ＣＬ１と第２取付部材１１２との間、第２クランプ部材ＣＬ２と第１取付部材１１１との間で、ＳＭＡ１３０を切断することで、駆動装置１００Ｂを完成させることができる。
また、ＳＭＡ１３０に対して、初回伸縮駆動によるＳＭＡ１３０の引張応力減少分を考慮した引張応力をＳＭＡ１３０に付与した状態で、ＳＭＡ１３０を第１固定部材１１０に取り付け固定するようにしても良い。なお、このような製造方法は、第２実施形態に係る製造システム５００Ｂを採用することで実現することができる。そして、このような構成を採用しても、第２実施形態と同様な効果を得ることができる。
図１４は、ＳＭＡ１３０に対して初回伸縮駆動によるＳＭＡ１３０の引張応力減少分を考慮した引張応力をＳＭＡ１３０に付与した状態で、ＳＭＡ１３０を第１固定部材１１０に取り付け固定する駆動装置の製造フローを示すフローチャートである。
ステップＳ３１〜Ｓ３４では、図１１に示すステップＳ１１〜Ｓ１４と同様な処理を行う。
ステップＳ３５では、ＳＭＡ１３０に対する加熱を終了する。
ステップＳ３６では、規定の引張応力を付与する。ここで、付与される規定の引張応力は、駆動装置が完成した後、ＳＭＡ１３０が初回伸縮駆動後に冷却された状態で、駆動対象物５が設計上決められた初期位置に来るような基準となる応力（基準応力）に、初回伸縮駆動によってＳＭＡ１３０の引張応力が減少する分に対応する所定応力が加算された応力である。
ステップＳ３７では、ＳＭＡ１３０に対して規定の引張応力が付与された状態で、ＳＭＡ１３０を第１及び第２取付部材１１１，１１２でかしめることで、第１固定部材１１０にＳＭＡ１３０を取り付け固定する。このとき、第１クランプ部材ＣＬ１と第２取付部材１１２との間、第２クランプ部材ＣＬ２と第１取付部材１１１との間で、ＳＭＡ１３０を切断することで、駆動装置１００Ｂを完成させることができる。
以上のように、ＳＭＡ１３０の初回伸縮駆動によって減少する引張応力分を初めに上乗せした引張応力をＳＭＡ１３０に加えて、駆動装置本体に取り付け固定することで、ＳＭＡ１３０に対して初回伸縮駆動後に所望の引張応力が掛かった状態となる。つまり、ＳＭＡ１３０が初回の伸縮によってたるむ現象を防止することができる。
◎また、上記実施形態では、駆動装置本体に対してＳＭＡ１３０を架設した後に、オーステナイト温度域まで加熱したが、これに限られず、ＳＭＡ１３０を駆動装置本体に対して架設する途中に、ＳＭＡ１３０のうちの架設経路上に配置された部分、すなわち架設経路が決定された部分を加熱するようにしても、ＳＭＡ１３０を架設する際にＳＭＡ１３０に対して生じる応力変動を解消することができる。
◎また、上記実施形態では、図７に示すように、応力付与ユニット５０４に含まれるロードセルＬＣに掛かる加重を制御部５０１でモニタすることで、ＳＭＡ１３０に対して所望の応力（例えば、基準応力）を付与するように制御した。しかしながら、これに限られず、図１５及び図１６に示すように、応力付与ユニット５０４がばね５０ａ，５０ｂを備えて構成され、ばね５０ａ，５０ｂのばね定数に応じた弾性力を第１及び第２クランプ部材ＣＬ１，ＣＬ２に付与することで、ＳＭＡ１３０に対して所望の応力（例えば、規定の引張応力）を付与するように制御しても良い。そして、このような構成を採用することで、精度良くＳＭＡ１３０に付与する応力を所望の応力（例えば、規定の引張応力）に調整することができる。
また、図１７及び図１８に示すように、応力付与ユニット５０４が電磁石５０ｃ，５０ｄを備え、第１及び第２クランプ部材ＣＬ１，ＣＬ２が磁石によって引き寄せられる素材で構成され、第１クランプ部材ＣＬ１が電磁石５０ｃに引き寄せられる力又は距離と、第２クランプ部材ＣＬ２が電磁石５０ｄに引き寄せられる力又は距離とを適宜調整することで、ＳＭＡ１３０に対して所望の応力を付与するように制御しても良い。
例えば、図１８(a)に示す状態から、図１８(b)に示すように、第１クランプ部材ＣＬ１を電磁石５０ｃに吸い付かせて、第１及び第２クランプ部材ＣＬ１，ＣＬ２を所定距離だけ引っ張って移動させることで、ＳＭＡ１３０に対して所望の応力を付与することができる。また、例えば、図１８(a)に示す状態から、図１８(c)に示すように、第１クランプ部材ＣＬ１が電磁石５０ｃに引き寄せられる力と、ＳＭＡ１３０に掛かる引張応力とが釣り合う位置まで第１クランプ部材ＣＬ１を引き寄せることで、ＳＭＡ１３０に対して所望の応力を付与することができる。
そして、このような構成を採用することで、精度良くＳＭＡ１３０に付与する応力を所望の応力（例えば、規定の引張応力）に調整することができる。特に、電磁石を利用した手法では、非接触方式で、ＳＭＡ１３０に引張応力を付与することができる。
なお、上記電磁石５０ｃ，５０ｄの代わりに、単なる永久磁石等の他の磁石を利用しても良い。
また、図１９に示すように、加重ゲージＬＧを利用して、ＳＭＡ１３０に掛かる引張応力をモニタするようにしても良い。
◎また、上記実施形態では、ＳＭＡ１３０に通電することで加熱したが、これに限られず、例えば、図２０に示すように、ランプＬＰによってＳＭＡ１３０を加熱しても良いし、図２１に示すように、温風発生器ＷＷからの温風によってＳＭＡ１３０を加熱するようにしても良い。
但し、ＳＭＡ１３０を均一に加熱するといった観点から言えば、上記実施形態のように、ＳＭＡ１３０に通電することでＳＭＡ１３０を加熱することが好ましい。
◎また、上記実施形態では、駆動装置１００が、バイアスばね方式のものであったが、これに限られず、本発明は、所謂プッシュプル方式の駆動装置に対しても適用することができる。
図２２は２本のＳＭＡ１３０，１３１の伸縮を利用して駆動対象物５Ｂを駆動させるプッシュプルタイプの駆動装置１００Ｃの概略構成を示す図である。なお、プッシュプルタイプの駆動装置１００Ｃは、第１及び第２実施形態に係る駆動装置１００，１００Ｂと同様な部分が多いため、同様な部分については同様な符号を付して適宜説明を省略する。
ここで、駆動装置１００Ｃについて、第１及び第２実施形態に係る駆動装置１００，１００Ｂと異なる点を主に説明する。
図２２に示すように、駆動装置１００Ｃでは、第２固定部材１２０ＢがＳＭＡ１３１を取り付け固定するものとなっている。また、駆動対象物５Ｂのうちの第１固定部材１１０側に第１転回部５１ａが設置され、駆動対象物５Ｂのうちの第２固定部材１２０Ｂ側に第２転回部５１ｂが設置されている。
そして、ＳＭＡ１３０が第１転回部５１ａに対して引っ掛けられた状態で第１固定部材１１０と駆動対象物５Ｂとの間に架設されている。また、ＳＭＡ１３１が転回部５１ｂに引っ掛けられた状態で第２固定部材１２０と駆動対象物５Ｂとの間に架設されている。なお、ＳＭＡ１３１は、かしめや圧入等の手法を用いた第３取付部材１２１及び第４取付部材１２２によって、第２固定部材１２０Ｂに対して取り付け固定される。
なお、ここでは、ＳＭＡ１３０とＳＭＡ１３１とは同様なものを使用しており、ＳＭＡ１３０，１３１は、互いに駆動対象物５Ｂを介して引張力を作用させる。
そして、駆動装置１００Ｃの駆動は、ＳＭＡ１３０，１３１の弾性係数が高い状態と低い状態とを用いるが、２つのＳＭＡ１３０，１３１の弾性係数が同じ状態にならないように駆動する。具体的には、ＳＭＡ１３０の弾性係数が高い状態にある場合には、ＳＭＡ１３１の弾性係数が低い状態にあり、ＳＭＡ１３１の弾性係数が高い状態にある場合には、ＳＭＡ１３０の弾性係数が低い状態にあるように駆動させる。
ここで、図２２(a)〜(c)を参照しつつ、駆動装置１００Ｃにおける駆動について説明する。
図２２(a)に示すように、まず２本のＳＭＡ１３０，１３１が、弾性係数が低い状態で既定の張力が掛けられて、互いに若干伸びた状態で駆動対象物５Ｂに係止されている。このとき、ＳＭＡ１３０に対して第１固定部材１１０から電流を印加する。このとき電流の流れる方向は特にどちらでも構わない。
電流が印加されたＳＭＡ１３０は、自身の電気抵抗によりジュール熱を生じ、弾性係数の高い状態となる。このため、ＳＭＡ１３０は、駆動対象物５Ｂを第１固定部材１１０側に引っ張るような引張力を生じる。このとき、ＳＭＡ１３１には電流を印加しないため、ＳＭＡ１３１は、弾性係数の低い状態にあり、ＳＭＡ１３０が駆動対象物５Ｂに付与する引張力の影響で伸びを生じる。その結果、図２２(b)に示すように、駆動対象物５Ｂが図中矢印で示す左方（第１固定部材１１０側）に移動する。
次に、ＳＭＡ１３０に対する電流の印加を停止し、ＳＭＡ１３１に対して第２固定部材１２０Ｂから電流を印加する。なお、このときも電流の流れる方向は特にどちらでも構わない。
電流を印加されたＳＭＡ１３１は、自身の電気抵抗によりジュール熱を生じ、弾性係数の高い状態となる。このため、ＳＭＡ１３１は、駆動対象物５Ｂを第２固定部材１２０Ｂ側に引っ張るような引張力を生じる。このとき、ＳＭＡ１３０には電流を印加しないため、ＳＭＡ１３０は、弾性係数の低い状態にあり、ＳＭＡ１３１が駆動対象物５Ｂに付与する引張力の影響で伸びを生じる。その結果、図２２(ｃ)に示すように、駆動対象物５Ｂが図中矢印で示す右方（第２固定部材１２０Ｂ側）に移動する。
このようにして、加熱冷却によるＳＭＡ１３０，１３１の伸縮により、駆動対象物５Ｂが図２２中の左右へ駆動する動作を適宜繰り返すことで、駆動装置としての機能を果たす。
このようなプッシュプルタイプの駆動装置１００Ｃについては、ＳＭＡが２本になっただけで、それぞれのＳＭＡ１３０，１３１を第２実施形態と同様な手法によって、駆動装置本体に対して架設及び取り付け固定することで、製造することができる。つまり、第１及び第２実施形態に係る駆動装置１００，１００Ｂを製造する構成、すなわち、図５に示す制御部５０１、クランプ・架設ユニット５０２、電流付与ユニット５０３、応力付与ユニット５０４、及びＳＭＡ取付固定ユニット５０５を、各ＳＭＡ１３０，１３１を架設、取り付け固定するために備えた製造システムによって、駆動装置１００Ｃを製造することができる。
そして、図２３に示すように、架設ガイドＧＤによって、駆動対象物５Ｂと第１固定部材１１０との間にＳＭＡ１３０を架設するとともに、架設ガイドＧＤＢによって、駆動対象物５Ｂと第２固定部材１２０Ｂとの間にＳＭＡ１３１を架設する。
そして、第１及び第２クランプ部材ＣＬ１，ＣＬ２をそれぞれ応力付与ユニット５０４によって引っ張ることで、適宜引張応力をＳＭＡ１３０に対して付与する。また、電流付与ユニット５０３によって適宜ＳＭＡ１３０に対して電流を付与することで、ＳＭＡ１３０を加熱する。一方、第３及び第４クランプ部材ＣＬ３，ＣＬ４をそれぞれ応力付与ユニット５０４Ｂによって適宜引っ張ることで、引張応力をＳＭＡ１３１に対して付与する。また、電流付与ユニット５０３Ｂによって適宜ＳＭＡ１３１に対して電流を付与することで、ＳＭＡ１３１を加熱する。
また、ＳＭＡ１３０，１３１の架設、及びＳＭＡ１３０，１３１に対する加熱と引張応力の付与のタイミングについては、例えば、ＳＭＡ１３０，１３１のそれぞれについて、図１１に示す製造フローを並行して実行すれば良い。
◎また、本発明は、レンズ等を保持する駆動対象物５Ｄの円筒部７００の側面の相互に異なる位置に引っ掛けられた４本のＳＭＡ１３０ａ〜１３０ｄの伸縮によって駆動対象物５Ｄを駆動させる駆動装置１００Ｄの製造に適用しても良い。
駆動装置１００Ｄを製造する際には、まず、各ＳＭＡ１３０ａ〜１３０ｄの端部をそれぞれ各クランプ部材ＣＬａ〜ＣＬｄによってクランプして、各ＳＭＡ１３０ａ〜１３０ｄをそれぞれ各架設ガイドＧＤａ〜ＧＤｄによって架設する。そして、各ＳＭＡ１３０ａ〜１３０ｄに対してそれぞれ各応力付与ユニット５０４ａ〜５０４ｄによって所望の引張応力を付与する。また、各電流付与ユニット５０３ａ〜５０３ｄによって、各クランプ部材ＣＬａ〜ＣＬｄと各電流付与ユニット５０３ａ〜５０３ｄの間に電位差を与えることで、各ＳＭＡ１３０ａ〜１３０ｄに対してそれぞれ所望の電流を付与することができる。
なお、各ＳＭＡ１３０ａ〜１３０ｄの架設、及び各ＳＭＡ１３０ａ〜１３０ｄに対する加熱と引張応力の付与のタイミングについては、例えば、各ＳＭＡ１３０ａ〜１３０ｄについて、図１１に示す製造フローを並行して実行すれば良い。
◎また、上記実施形態では、ＳＭＡ１３０は、ワイヤ状であったが、これに限られず、例えば、帯状や箔状等の他の形状のものであっても良い。
本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す断面模式図である。 バイアスばね方式の駆動装置の概略構成を示す平面図である。 ＳＭＡの取り付け固定方法を例示する図である。 ＳＭＡの取り付け固定方法のバリエーションを示す図である。 駆動装置を製造する製造システムの構成を例示する図である。 ＳＭＡを架設するユニットの概略構成を示す図である。 ＳＭＡに対して引張応力を付与する手法を例示する図である。 駆動装置の製造フローを示すフローチャートである。 駆動装置の製造工程を例示する図である。 初回駆動による基準位置の変動を示す図である。 駆動装置の製造フローを示すフローチャートである。 初回駆動によるＳＭＡの伸び率の変化の具体例を示す図である。 変形例に係る駆動装置の製造フローを示すフローチャートである。 変形例に係る駆動装置の製造フローを示すフローチャートである。 ＳＭＡに引張応力を付与する構成のバリエーションを示す図である。 ＳＭＡに引張応力を付与する構成のバリエーションを示す図である。 ＳＭＡに引張応力を付与する構成のバリエーションを示す図である。 ＳＭＡに引張応力を付与する構成のバリエーションを示す図である。 ＳＭＡに引張応力を付与する構成のバリエーションを示す図である。 ＳＭＡの加熱方法のバリエーションを示す図である。 ＳＭＡの加熱方法のバリエーションを示す図である。 プッシュプル方式の駆動装置の概略構成を示す平面図である。 プッシュプル方式の駆動装置の製造工程を例示する図である。 変形例に係る駆動装置の概略構成を示す平面図である。
符号の説明
１ 撮像装置
２ 撮影レンズユニット
３ 撮像装置本体
５，５Ｂ，５Ｄ 駆動対象物
１００，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ 駆動装置
１３０，１３１，１３０ａ〜１３０ｄ 形状記憶合金（ＳＭＡ）
５００，５００Ｂ 製造システム
５０１ 制御部
５０２ クランプ・架設ユニット
５０３，５０３Ｂ，５０３ａ〜５０３ｄ 電流付与ユニット
５０４，５０４Ｂ，５０４ａ〜５０４ｄ 応力付与ユニット
５０ｃ，５０ｄ 電磁石
ＬＣ ロードセル
ＬＧ 加重ゲージ
ＬＰ ランプ
Ｍ１ パルスモータ
ＷＷ 温風発生器

Claims (17)

  1. 形状記憶合金を伸縮させることで駆動対象物を駆動させる駆動装置を製造する駆動装置の製造システムであって、
    駆動装置本体と前記駆動対象物との間に前記形状記憶合金を架設する架設手段と、
    前記架設手段によって前記駆動装置本体と前記駆動対象物との間の架設経路上に配された前記形状記憶合金を所定の温度域まで加熱する加熱手段と、
    前記架設手段によって前記駆動装置本体と前記駆動対象物との間に架設された前記形状記憶合金に対して応力を付与する応力付与手段と、
    前記架設手段によって前記駆動装置本体と前記駆動対象物との間に架設された前記形状記憶合金を、前記駆動装置本体に対して取り付ける取付手段と、
    を備え、
    前記加熱手段が、
    前記形状記憶合金が前記駆動装置本体に対して取り付けられる前に、前記応力付与手段により前記形状記憶合金に対して規定応力が付与された状態で、当該形状記憶合金を前記所定の温度域まで加熱し、
    前記取付手段が、
    前記応力付与手段により前記形状記憶合金に対して前記規定応力が付与された状態で、当該形状記憶合金を前記駆動装置本体に対して取り付けることを特徴とする駆動装置の製造システム。
  2. 形状記憶合金を伸縮させることで駆動対象物を駆動させる駆動装置を製造する駆動装置の製造システムであって、
    駆動装置本体と前記駆動対象物との間に前記形状記憶合金を架設する架設手段と、
    前記架設手段によって前記駆動装置本体と前記駆動対象物との間の架設経路上に配された前記形状記憶合金を所定の温度域まで加熱する加熱手段と、
    前記架設手段によって前記駆動装置本体と前記駆動対象物との間に架設された前記形状記憶合金に対して応力を付与する応力付与手段と、
    前記架設手段によって前記駆動装置本体と前記駆動対象物との間に架設された前記形状記憶合金を、前記駆動装置本体に対して取り付ける取付手段と、
    を備え、
    前記加熱手段が、
    前記形状記憶合金が前記駆動装置本体に対して取り付けられる前に、当該形状記憶合金を前記所定の温度域まで加熱し、
    前記応力付与手段が、
    前記加熱手段によって前記形状記憶合金を前記所定の温度域まで加熱した後に、前記駆動装置において設計上決められた当該形状記憶合金に掛けられる基準応力に、当該駆動装置において当該形状記憶合金の初回伸縮駆動によって発生する当該形状記憶合金に掛けられた応力の減少分に対応する所定応力が加算された規定応力を、当該形状記憶合金に対して付与し、
    前記取付手段が、
    前記応力付与手段により前記形状記憶合金に対して前記規定応力が付与された状態で、当該形状記憶合金を前記駆動装置本体に対して取り付けることを特徴とする駆動装置の製造システム。
  3. 請求項１または請求項２に記載の駆動装置の製造システムであって、
    前記応力付与手段により前記形状記憶合金に対して付与された応力を検出する応力検出手段と、
    前記応力検出手段による検出結果に応じて、前記応力付与手段により前記形状記憶合金に対して付与される応力を前記規定応力に制御する応力制御手段と、
    を更に備えることを特徴する駆動装置の製造システム。
  4. 請求項１または請求項２に記載の駆動装置の製造システムであって、
    前記応力付与手段が、
    前記形状記憶合金を所定距離だけ引っ張ることで、前記形状記憶合金に対して前記規定応力を付与することを特徴する駆動装置の製造システム。
  5. 請求項１または請求項２に記載の駆動装置の製造システムであって、
    前記応力付与手段が、
    バネを備えるとともに、当該バネのバネ定数に応じた弾性力を利用して前記形状記憶合金に対して前記規定応力を付与することを特徴する駆動装置の製造システム。
  6. 請求項１または請求項２に記載の駆動装置の製造システムであって、
    前記応力付与手段が、
    所定の磁力を発する電磁石または磁石を有するとともに、前記所定の磁力によって前記形状記憶合金に対して前記規定応力を付与することを特徴する駆動装置の製造システム。
  7. 請求項１から請求項６のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造システムであって、
    前記所定の温度域が、
    前記形状記憶合金の結晶組織がオーステナイトとなる温度域であることを特徴とする駆動装置の製造システム。
  8. 請求項１から請求項７のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造システムであって、
    前記加熱手段が、
    前記形状記憶合金に対して電流を印加することで、当該形状記憶合金を加熱することを特徴とする駆動装置の製造システム。
  9. 形状記憶合金を伸縮させることで駆動対象物を駆動させる駆動装置の製造方法であって、
    (a)駆動装置本体と前記駆動対象物との間の架設経路上に前記形状記憶合金を配するステップと、
    (b)前記(a)ステップにおいて前記架設経路上に配された前記形状記憶合金を所定の温度域まで加熱するステップと、
    (c)前記形状記憶合金に対して規定応力を付与した状態で、当該形状記憶合金を前記駆動装置本体に対して取り付けるステップと、
    を備え、
    前記(b)ステップにおいて、
    前記形状記憶合金に対して前記規定応力を付与した状態で、当該形状記憶合金を前記所定の温度域まで加熱することを特徴とする駆動装置の製造方法。
  10. 形状記憶合金を伸縮させることで駆動対象物を駆動させる駆動装置の製造方法であって、
    (a)駆動装置本体と前記駆動対象物との間の架設経路上に前記形状記憶合金を配するステップと、
    (b)前記(a)ステップにおいて前記架設経路上に配された前記形状記憶合金を所定の温度域まで加熱するステップと、
    (c)前記(b)ステップにおいて前記形状記憶合金を前記所定の温度域まで加熱した後に、当該形状記憶合金に対して、前記駆動装置において設計上決められた前記形状記憶合金に掛けられる基準応力に、当該駆動装置において当該形状記憶合金の初回伸縮駆動によって生じる当該形状記憶合金に掛けられた応力の減少分に対応する所定応力が加算された規定応力を付与した状態で、当該形状記憶合金を前記駆動装置本体に対して取り付けるステップと、
    を備えることを特徴とする駆動装置の製造方法。
  11. 請求項９または請求項１０に記載の駆動装置の製造方法であって、
    前記(b)ステップにおいて、
    前記形状記憶合金を前記駆動装置本体に対して取り付ける前に、当該形状記憶合金を前記所定の温度域まで加熱することを特徴とする駆動装置の製造方法。
  12. 請求項９から請求項１１のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造方法であって、
    前記(b)及び(c)ステップにおいて、
    前記形状記憶合金に対して付与された応力の検出結果に応じて、前記形状記憶合金に付与される応力を前記規定応力に制御することを特徴する駆動装置の製造方法。
  13. 請求項９から請求項１１のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造方法であって、
    前記(b)及び(c)ステップにおいて、
    前記形状記憶合金を所定距離だけ引っ張ることで、当該形状記憶合金に対して前記規定応力を付与することを特徴する駆動装置の製造方法。
  14. 請求項９から請求項１１のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造方法であって、
    前記(b)及び(c)ステップにおいて、
    バネのバネ定数に応じた弾性力を利用して前記形状記憶合金に対して前記規定応力を付与することを特徴する駆動装置の製造方法。
  15. 請求項９から請求項１１のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造方法であって、
    前記(b)及び(c)ステップにおいて、
    電磁石または磁石が発する所定の磁力によって前記形状記憶合金に対して前記規定応力を付与することを特徴する駆動装置の製造方法。
  16. 請求項９から請求項１５のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造方法であって、
    前記所定の温度域が、
    前記形状記憶合金の結晶組織がオーステナイトとなる温度域であることを特徴とする駆動装置の製造方法。
  17. 請求項９から請求項１６のいずれか１つの請求項に記載の駆動装置の製造方法であって、
    前記(b)ステップにおいて、
    前記形状記憶合金に対して電流を印加することで、当該形状記憶合金を加熱することを特徴とする駆動装置の製造方法。
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