JP4915819B2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

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

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

しかしながら、上述したような駆動装置では、周囲環境によって導電性接着剤が劣化し、その導通性が悪化してしまうという問題がある。特に、高温高湿の環境下においては、この問題は著しい。ここで、導電性接着剤の塗布量を増やすことで、導電性接着剤の劣化による悪影響を低減させることも考えられる。しかし、この場合、電気機械変換素子の接着領域が増加し、電気機械変換素子の伸縮が阻害されるおそれがある。

そこで、本発明は、電気機械変換素子の伸縮を許容しつつ導電性接着剤の劣化を低減することができる駆動装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る駆動装置は、所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、伸縮方向における電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、電気機械変換素子に駆動信号を伝送するプリント基板と、電気機械変換素子とプリント基板とを互いに固定すると共に電気的に接続する導電性接着剤と、導電性接着剤の少なくとも一部を覆うように設けられ、電気機械変換素子とプリント基板とを互いに固定すると共に、導電性接着剤よりも導電性が低くて絶縁性が高く、導電性接着剤に比べて硬化した際の弾性が高くて柔らかい絶縁性接着剤と、を備えたことを特徴とする。

この駆動装置では、導電性接着剤の少なくとも一部を覆うように絶縁性接着剤が設けられている。そのため、周囲環境に対して導電性接着剤が絶縁性接着剤で保護され、例えば高温高湿の環境下でも、周囲環境によって導電性接着剤が劣化するのを抑制することができる。ここで、通常、接着剤の導電性が高いと、接着剤の弾性が低くなる。この点、絶縁性接着剤にあっては、上記のように、導電性が導電性接着剤よりも低いことから、その弾性が高いものとなっている。そのため、この絶縁性接着剤によって電気機械変換素子の接着領域が増加しても、電気機械変換素子の伸縮が阻害されることは少ない。よって、電気機械変換素子の伸縮を許容することができる。また、絶縁性接着剤は、電気機械変換素子とプリント基板とを互いに固定することが好ましい。この場合、プリント基板が電気機械変換素子から剥離するのを防止することができる。

また、絶縁性接着剤は、導電性接着剤よりも耐湿性が高いことが好ましい。この場合、導電性接着剤が劣化するのを一層低減することができる。

また、プリント基板は、フレキシブルプリント基板であることが好ましい。この場合、プリント基板の取り回しがよく、プリント基板を容易に扱うことができる。さらに、プリント基板がフレキシブルプリント基板であると、プリント基板が電気機械変換素子から剥離するのを防止する上記効果は特に有効である。これは、フレキシブルプリント基板は、変形し易いがためにその変形負荷で電気機械変換素子から剥離し易いためである。

また、絶縁性接着剤は、導電性接着剤よりも接着性が高いことが好ましい。

また、被駆動体は、具体的には、レンズ枠とレンズとを含んで構成されている場合がある。

本発明に係る駆動装置によれば、電気機械変換素子の伸縮を許容しつつ導電性接着剤の劣化を低減することが可能となる。

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

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

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

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

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

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

図１，２に戻り、フレキシブルプリント基板（Flexible printed circuit board：以下、「ＦＰＣ」という）７は、伸縮方向と略直交する方向に延在するテープ状を呈している。ＦＰＣ７は、その表面７ａに圧電素子５が配置されている。具体的には、ＦＰＣ７が伸縮方向と平行になるように、表面７ａに圧電素子５が配置されている。このＦＰＣ７は、圧電素子５に導電性接着剤８で電気的に接続されると共に、駆動回路（不図示）に電気的に接続されている。これにより、ＦＰＣ７は、圧電素子５を駆動するための電気信号である駆動信号を駆動回路から圧電素子５に伝送する。

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

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

ここで、上述した圧電素子５とＦＰＣ７との接続について、詳細に説明する。

図４は、図１の駆動装置の圧電素子周辺を示す斜視図であり、図５は、図４のV−V線に沿っての断面図である。図４，５に示されるように、導電性接着剤８は、圧電素子５とＦＰＣ７とを、互いに固定すると共に電気的に接続するものである。この導電性接着剤８は、ＦＰＣ７の表面７ａと、圧電素子５の側面５ａと、で構成される角部を閉塞するように設けられている。つまり、導電性接着剤８は、断面Ｌ字状（隅肉状）に塗布されている。これにより、圧電素子５とＦＰＣ７とが互いに接着されると共に、圧電素子５の表面７ａ側の配線パターン１０と圧電素子５の電極とが互いに電気的に接続される。ここでは、導電性接着剤８として、例えば、７０重量％の銀粒子と２０重量％のエポキシ樹脂とを含む熱硬化型接着剤を用いている。

また、この導電性接着剤８を覆うように、絶縁性接着剤（樹脂）９が導電性接着剤８に設けられている。この絶縁性接着剤９は、導電性接着剤８が露出しないよう該導電性接着剤８に被さっており、且つ圧電素子５とＦＰＣ７とを互いに接着（固定）する。ここでは、絶縁性接着剤９として、例えばエポキシ樹脂からなる熱硬化型接着剤を用いている。

この絶縁性接着剤９は、導電性接着剤８よりも導電粒子の含有濃度が低くなっている。導電粒子は、導電性接着剤８に導電性を付与するための粒子であり、例えば、銀粒子等の金属粒子又はカーボン粒子で形成されている。なお、ここでの「絶縁性」とは、導電性接着剤８よりも導電性が低い、すなわち、導電性接着剤８よりも絶縁性が高いことを意味している。つまり、絶縁性接着剤９は、完全に絶縁なものだけでなく、導電性接着剤８よりも絶縁性が高ければ電気的な導通があるものでもよい。また、「含有濃度」は、例えば、重量（質量）、体積、数、モル数等の何れかについての濃度を意味する。

また、絶縁性接着剤９は、導電性接着剤８よりも耐湿性及び耐熱性が高くなっており、導電性接着剤８に対し、水分（湿度）及び熱によって劣化し難くなっている。さらに、絶縁性接着剤９は、導電性接着剤８よりも接着性が高くなっている。ちなみに、接着性が高いとは、接着したものが互いに破断するまでに、より高い引張力を作用させ得ることを意味する。

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

以上、駆動装置１によれば、導電性接着剤８を覆うように絶縁性接着剤９が設けられている。そのため、周囲環境に対して導電性接着剤８が絶縁性接着剤９で保護され、例えば耐久試験等の高温高湿の環境下でも、周囲環境によって導電性接着剤８が劣化するのを抑制することができる。そして、導電性接着剤８の劣化を抑制することで、次の効果を奏する。すなわち、導電性接着剤８においてマイクロクラックの発生を抑制でき、抵抗値の上昇ひいては駆動劣化を防止することが可能となる。接着性の低下を抑制でき、ＦＰＣ７の変形を防止することが可能となる。その結果、曲げ等の物理的付加への耐久性を向上することができる。つまり、圧電素子５とＦＰＣ７との剥離を防止することが可能となる。

また、通常、接着剤の導電粒子の含有濃度が高いと、その導電性が高まり、接着剤は、硬化した際に弾性が低くなり硬くなる。しかし、絶縁性接着剤９にあっては、上記のように、導電性接着剤８に対して導電粒子の含有濃度が低く導電性が低いことから、硬化した際の弾性が高い（柔らかい）ものとなっている。そのため、この絶縁性接着剤９によって圧電素子５が接着され、接着領域が増加されても、圧電素子５の伸縮が阻害されることは少ない。その結果、圧電素子５の伸縮を許容でき、圧電素子５の伸縮に起因した共振による悪影響を抑制することができる。

また、駆動装置１では、上述したように、絶縁性接着剤９は、導電性接着剤８よりも耐湿性が高くなっている。この場合、導電性接着剤８の劣化を一層低減することができる。さらに、絶縁性接着剤９は、導電性接着剤８よりも耐熱性も高いため、かかる劣化をより一層低減することが可能となる。

また、駆動装置１では、上述したように、ＦＰＣ７をプリント基板として用いている。よって、プリント基板の取り回しがよくなり、プリント基板を容易に扱うことができる。

また、駆動装置１では、上述したように、絶縁性接着剤９が圧電素子５とＦＰＣ７とを互いに接着している。よって、ＦＰＣ７が圧電素子５から剥離することを一層防止することができる。また、ＦＰＣ７は、通常のプリント基板に比べ、変形し易くその変形負荷で圧電素子５から剥離し易い。よって、ＦＰＣ７が圧電素子５から剥離するのを防止するという上記効果は、特に有効である。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、導電性接着剤８を覆うように絶縁性接着剤９を設けたが、導電性接着剤８の少なくとも一部を覆うように絶縁性接着剤９を設ければよい。また、上記実施形態では、樹脂として熱硬化型接着剤の絶縁性接着剤９を用いたが、導電性接着剤８よりも導電性が低いものであれば、その他の樹脂を用いてもよい。

また、上記実施形態は、プリント基板をＦＰＣ７としたが、プリント基板は、いわゆるリジット基板であってもよい。また、上記実施形態では、被駆動体としてレンズ枠２を駆動したが、レンズ枠２以外の被駆動体を駆動してもよい。

本発明に係る駆動装置の一実施形態の断面図である。 図１のII−II線に沿っての断面図である。 図１のIII−III線に沿っての断面図である。 図１の駆動装置の圧電素子周辺を示す斜視図である。 図４のV−V線に沿っての断面図である。

符号の説明

１…駆動装置、２…レンズ枠（被駆動体）、５…圧電素子（電気機械変換素子）、６…駆動軸（駆動部材）、７…フレキシブルプリント基板（プリント基板）、８…導電性接着剤、９…絶縁性接着剤（樹脂）。

Claims (5)

1. 所定の伸縮方向に沿って伸縮する電気機械変換素子と、
   前記伸縮方向における前記電気機械変換素子の一端に取り付けられた駆動部材と、
   前記駆動部材に摩擦係合された被駆動体と、
   前記電気機械変換素子に駆動信号を伝送するプリント基板と、
   前記電気機械変換素子と前記プリント基板とを互いに固定すると共に電気的に接続する導電性接着剤と、
   前記導電性接着剤の少なくとも一部を覆うように設けられ、前記電気機械変換素子と前記プリント基板とを互いに固定すると共に、前記導電性接着剤よりも導電性が低くて絶縁性が高く、前記導電性接着剤に比べて硬化した際の弾性が高くて柔らかい絶縁性接着剤と、を備えたことを特徴とする駆動装置。
2. 前記絶縁性接着剤は、前記導電性接着剤よりも耐湿性が高いことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
3. 前記プリント基板は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項１又は２記載の駆動装置。
4. 前記絶縁性接着剤は、前記導電性接着剤よりも接着性が高いことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載の駆動装置。
5. 前記被駆動体は、レンズ枠とレンズとを含んで構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載の駆動装置。

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