JP4590482B2 - Drive device, imaging device including the same, and electronic apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、駆動装置、およびこれを備えた撮像装置、電子機器に関するものである。 The present invention relates to a driving device, an imaging device including the driving device, and an electronic apparatus.
従来、電気機械変換素子(圧電素子)を用いて被駆動体を駆動するための駆動装置が提案されている。このような駆動装置は、例えば、カメラの撮影レンズ等、光学装置におけるレンズの駆動に用いられている。 Conventionally, a driving device for driving a driven body using an electromechanical conversion element (piezoelectric element) has been proposed. Such a driving device is used for driving a lens in an optical device such as a photographing lens of a camera, for example.
例えば特許文献1には、電圧印加により屈曲する圧電素子と、圧電素子の一端を保持する保持部材と、圧電素子の自由端と摩擦接触する被駆動体と、圧電素子と被駆動体とを一定の力で押し付けるための予圧機構とを備え、圧電素子の屈曲変位によって摩擦接触している被駆動体を移動させる駆動装置に係る発明が開示されている。
For example, in
しかしながら、上記特許文献1に開示の駆動装置は、被駆動体を円滑に移動させるには、ばね等の予圧発生部材とベアリング等の摺動用部材とが必要であるため、装置の小型化が困難であった。また、特許文献1では、予圧機構についての詳細な説明がなされていない。さらに、特許文献1に開示の駆動装置内には、予圧機構を設ける充分なスペースもなかった。
However, since the driving device disclosed in
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡便な予圧機構を小スペースに設けることが可能であり、駆動部材と被駆動体との間で作用する摩擦力、および被駆動体の駆動速度が安定した駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a simple preload mechanism in a small space, and a frictional force acting between a driving member and a driven body. Another object of the present invention is to provide a drive device in which the drive speed of the driven body is stable.
また、本発明の他の目的は、被駆動体の円滑な駆動が可能であり、かつ小型化が可能な駆動装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a driving device that can smoothly drive a driven body and that can be downsized.
本発明に係る駆動装置は、上記の課題を解決するために、一端部が筐体に固定されており、電気的制御により屈曲変位が生じる電気機械変換素子と、一端部が上記電気機械変換素子に連結されており、他端部が被駆動体と摩擦接触している摩擦部材と、一端部が上記被駆動体に保持されるとともに他端部が上記筐体に保持されており、上記被駆動体を上記摩擦部材と摩擦接触する方向へ付勢する予圧部材とを備えていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the drive device according to the present invention has an end portion fixed to the casing, and an electromechanical transducer element in which bending displacement is caused by electrical control, and an end portion of the electromechanical transducer element. A friction member in which the other end is in frictional contact with the driven body, one end is held by the driven body, and the other end is held by the housing. And a preload member that biases the driving body in a direction in which the driving body is in frictional contact with the friction member.
上記の構成によれば、電気的制御によって電気機械変換素子を屈曲させ、摩擦部材を介して被駆動体を一定方向へ移動させることができる。また、予圧部材の一端部が上記被駆動体に保持されるとともに他端部が筐体に保持されているため、上記被駆動体が移動することによって上記予圧部材が変位する。これにより、駆動装置の構造をより簡単に、かつ機能をより安定させることができる。即ち、簡便な予圧機構を小スペースに設けることが可能であり、駆動部材と被駆動体との間で作用する摩擦力、および被駆動体の駆動速度が安定した駆動装置を提供することができる。また、被駆動体の円滑な駆動が可能であり、かつ小型化が可能な駆動装置を提供することができる。 According to said structure, an electromechanical conversion element can be bent by electrical control, and a to-be-driven body can be moved to a fixed direction via a friction member. Further, since one end portion of the preload member is held by the driven body and the other end portion is held by the casing, the preload member is displaced by the movement of the driven body. Thereby, the structure of the drive device can be simplified and the function can be further stabilized. That is, a simple preload mechanism can be provided in a small space, and a driving device in which the frictional force acting between the driving member and the driven body and the driving speed of the driven body are stable can be provided. . Further, it is possible to provide a drive device that can smoothly drive the driven body and that can be downsized.
本発明に係る駆動装置は、上記予圧部材が引張コイルばねであることがより好ましい。 In the drive device according to the present invention, it is more preferable that the preload member is a tension coil spring.
上記の構成によれば、引張コイルばねが優れた弾性を有するため、被駆動体の移動過程において、より安定した予圧効果を果たすことができる。また、被駆動体が駆動する方向への負荷を低減することが可能となり、安定した駆動が可能となる。 According to said structure, since a tension coil spring has the outstanding elasticity, the more stable preload effect can be achieved in the movement process of a to-be-driven body. Further, it is possible to reduce the load in the direction in which the driven body is driven, and stable driving is possible.
また、本発明に係る駆動装置は、上記被駆動体は、摩擦部材と摩擦接触する摩擦接触部と、予圧部材の一端部を保持する保持部とを有しており、上記摩擦接触部と保持部との間に上記予圧部材が位置していることがより好ましい。 In the drive device according to the present invention, the driven body includes a friction contact portion that frictionally contacts the friction member, and a holding portion that holds one end of the preload member. More preferably, the preload member is positioned between the two portions.
上記の構成によれば、駆動装置内のスペースを有効に活用することができるので、駆動装置のより小型化が可能となる。 According to said structure, since the space in a drive device can be utilized effectively, size reduction of a drive device is attained.
また、本発明に係る駆動装置は、上記被駆動体は、摩擦部材と摩擦接触する摩擦接触部と、予圧部材の一端部を保持する保持部とを有しており、上記摩擦接触部と保持部との間に上記摩擦部材が位置していることがより好ましい。 In the drive device according to the present invention, the driven body includes a friction contact portion that frictionally contacts the friction member, and a holding portion that holds one end of the preload member. More preferably, the friction member is positioned between the two portions.
上記の構成によれば、被駆動体における、摩擦力がかかる摩擦接触部と、予圧荷重がかかる保持部とを近接して設けることができるので、より安定した被駆動体の移動動作を行うことができる。 According to the above configuration, since the friction contact portion to which the friction force is applied and the holding portion to which the preload is applied can be provided close to each other in the driven body, the movement of the driven body can be performed more stably. Can do.
さらに、本発明に係る駆動装置は、上記引張コイルばねは、その中央部に有効ばね部を備え、上記有効ばね部の一端または両端に、当該有効ばね部の直径よりも小さい直径を有する第一端部を備え、さらにその外側に、第一端部の直径よりも大きい直径を有する第二端部を備えており、上記被駆動体および上記筐体の少なくとも一方に第一端部が嵌め込まれるとともに第二端部が引っ掛けられることにより保持されていることがより好ましい。 Furthermore, in the driving device according to the present invention, the tension coil spring includes an effective spring portion at a central portion thereof, and has a diameter smaller than a diameter of the effective spring portion at one end or both ends of the effective spring portion. A second end having a diameter larger than the diameter of the first end, and the first end is fitted into at least one of the driven body and the housing. It is more preferable that the second end is held by being hooked.
上記の構成によれば、例えば、両端にフック部を形成することができないような小径の引張コイルばねを予圧部材として用いた場合でも、簡単な構成で容易に駆動装置を組み立てることができる。 According to the above configuration, for example, even when a small-diameter tension coil spring that cannot form hook portions at both ends is used as the preload member, the drive device can be easily assembled with a simple configuration.
そして、本発明に係る駆動装置は、上記第一端部および第二端部が弾性の無い密着巻きにされていることがより好ましい。 In the driving device according to the present invention, it is more preferable that the first end portion and the second end portion are wound tightly without elasticity.
上記の構成によれば、被駆動体および筐体の少なくとも一方による第一端部および第二端部の保持をより安定させることができる。 According to said structure, holding | maintenance of the 1st end part and 2nd end part by at least one of a to-be-driven body and a housing | casing can be stabilized more.
また、本発明に係る駆動装置は、上記予圧部材がねじりコイルばねであることがより好ましい。 In the driving apparatus according to the present invention, it is more preferable that the preload member is a torsion coil spring.
上記の構成によれば、ねじりコイルばねが優れた弾性を有するため、被駆動体の移動過程において、より安定した予圧効果を果たすことができる。また、駆動装置のより小型化が可能となる。 According to said structure, since a torsion coil spring has the outstanding elasticity, the more stable preload effect can be achieved in the movement process of a to-be-driven body. Further, the drive device can be further downsized.
本発明に係る駆動装置は、上記電気機械変換素子と上記摩擦部材との間に固定部材を設けていることがより好ましい。 In the drive device according to the present invention, it is more preferable that a fixing member is provided between the electromechanical conversion element and the friction member.
上記の構成によれば、予圧部材による被駆動体に対する予圧荷重を、より安定させることができる。 According to said structure, the preload load with respect to the to-be-driven body by a preload member can be stabilized more.
本発明に係る駆動装置は、上記固定部材は、摩擦部材の移動方向を電気機械変換素子の駆動方向と異ならせるようになっていることがより好ましい。 In the driving apparatus according to the present invention, it is more preferable that the fixing member is configured to make the moving direction of the friction member different from the driving direction of the electromechanical conversion element.
上記の構成によれば、筐体内における電気機械変換素子の配置に自由度が増すので、筐体の外形サイズ、即ち、駆動装置の大きさをより小さくすることができる。 According to the above configuration, since the degree of freedom increases in the arrangement of the electromechanical conversion elements in the housing, the outer size of the housing, that is, the size of the driving device can be further reduced.
本発明に係る駆動装置は、上記電気機械変換素子の屈曲変位によって移動する上記被駆動体の位置変位に伴い、当該被駆動体の移動方向に生じる負荷の増減量に応じて、予め決められた駆動信号を、上記電気機械変換素子に出力する駆動制御手段をさらに備えていることがより好ましい。 The drive device according to the present invention is determined in advance according to the increase / decrease amount of the load generated in the moving direction of the driven body in accordance with the positional displacement of the driven body that moves due to the bending displacement of the electromechanical conversion element. More preferably, it further comprises drive control means for outputting a drive signal to the electromechanical transducer.
上記の構成によれば、駆動制御手段が被駆動体の移動方向に生じる負荷の増減量に応じて、予め決められた駆動信号を電気機械変換素子に出力するので、上記被駆動体の位置変位に関わらず、電気機械変換素子の一回当たりの屈曲変位によって移動する被駆動体の駆動距離を一定に制御することができる。このため、被駆動体の移動方向に生じる負荷の増減量に関わらず、被駆動体の一回当たりにおける駆動距離の精度を、より一層改善することができる。 According to the above configuration, the drive control means outputs a predetermined drive signal to the electromechanical conversion element in accordance with the load increase / decrease amount generated in the moving direction of the driven body. Regardless, the driving distance of the driven body that moves by the bending displacement per electromechanical conversion element can be controlled to be constant. For this reason, the accuracy of the drive distance per drive can be further improved regardless of the increase / decrease amount of the load generated in the moving direction of the drive.
本発明に係る駆動装置は、上記駆動信号は、パルス状の駆動信号であることがより好ましい。 In the driving apparatus according to the present invention, the driving signal is more preferably a pulsed driving signal.
上記の構成によれば、駆動信号のパルス数を調整することによって、被駆動体の一回当たりにおける駆動距離を制御することができるので、駆動距離の精度を、より一層改善することができる。 According to the above configuration, the driving distance per driven body can be controlled by adjusting the number of pulses of the driving signal, so that the accuracy of the driving distance can be further improved.
本発明に係る撮像装置は、上記の課題を解決するために、上記駆動装置を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, an imaging apparatus according to the present invention includes the above driving device.
上記の構成によれば、駆動速度がより安定した、より精度の高い撮像装置を提供することができる。 According to the above configuration, it is possible to provide a more accurate imaging device with a more stable driving speed.
本発明に係る電子機器は、上記の課題を解決するために、上記駆動装置または撮像装置を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, an electronic apparatus according to the present invention includes the drive device or the imaging device.
上記の構成によれば、駆動速度がより安定した、より精度の高い、より小型化された電子機器を提供することができる。 According to the above configuration, it is possible to provide a more precise electronic device with a more stable driving speed and higher accuracy.
本発明に係る駆動装置は、一端部が筐体に固定されており、電気的制御により屈曲変位が生じる電気機械変換素子と、一端部が上記電気機械変換素子に連結されており、他端部が被駆動体と摩擦接触している摩擦部材と、一端部が上記被駆動体に保持されるとともに他端部が上記筐体に保持されており、上記被駆動体を上記摩擦部材と摩擦接触する方向へ付勢する予圧部材とを備えていることを特徴としている。 The drive device according to the present invention has one end fixed to the housing, an electromechanical conversion element in which bending displacement is caused by electrical control, one end connected to the electromechanical conversion element, and the other end A friction member that is in frictional contact with the driven body, one end portion is held by the driven body and the other end portion is held by the housing, and the driven body is in frictional contact with the friction member. And a preload member for urging in the direction of movement.
これにより、駆動装置の構造をより簡単に、かつ機能をより安定させることができる。つまり、ベアリング等の摺動用部材を用いなくても、従来技術と比べて被駆動体に対する予圧荷重の変動や、被駆動体の移動動作に対する抵抗変化が少ない構造を実現することができる。即ち、簡便な予圧機構を小スペースに設けることが可能であり、駆動部材と被駆動体との間で作用する摩擦力、および被駆動体の駆動速度が安定した駆動装置を提供することができる。また、被駆動体の円滑な駆動が可能であり、かつ小型化が可能な駆動装置を提供することができる。例えば、本発明に係る駆動装置をカメラ等の撮像装置のレンズ駆動に用いた場合には、より小型化された、駆動速度がより均一で、かつピント調整の精度がより優れた製品を提供することができる。 Thereby, the structure of the drive device can be simplified and the function can be further stabilized. That is, even without using a sliding member such as a bearing, it is possible to realize a structure with less variation in the preload load on the driven body and less resistance change with respect to the moving operation of the driven body as compared with the prior art. That is, a simple preload mechanism can be provided in a small space, and a driving device in which the frictional force acting between the driving member and the driven body and the driving speed of the driven body are stable can be provided. . Further, it is possible to provide a drive device that can smoothly drive the driven body and that can be downsized. For example, when the driving device according to the present invention is used for driving a lens of an imaging device such as a camera, a more compact product with a more uniform driving speed and better focus adjustment accuracy is provided. be able to.
本発明の実施の形態を、図1乃至図18に基づいて説明すると以下の通りである。 The embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 18 as follows.
〔実施の形態1〕
図1は、実施の形態1における駆動装置の構成を示す概略の平面図であり、図2は、上記駆動装置の構成を示す概略の側面図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of the drive device according to
以下の説明においては、被駆動体の移動方向をz方向とし、z方向に垂直で静止状態のときにおける電気機械変換素子の長さ方向をy方向とし、y方向およびz方向に垂直な方向をx方向とする。 In the following description, the direction of movement of the driven body is the z direction, the length direction of the electromechanical transducer element in the stationary state is perpendicular to the z direction, and the direction perpendicular to the y direction and the z direction is the y direction. The x direction is assumed.
本実施の形態における駆動装置は、図1および図2に示すように、被駆動体2と、一端部が筐体6に固定されており、電気的制御により屈曲変位が生じる電気機械変換素子5と、一端部が上記電気機械変換素子5に連結されており、他端部が被駆動体2の被駆動体接触部2aと摩擦接触している摩擦部材3と、上記電気機械変換素子5と上記摩擦部材3との間に設けられた固定部材4と、一端部が上記被駆動体接触部2aに固定されるとともに他端部が上記筐体6に固定されており、上記被駆動体接触部2aを上記摩擦部材3と当接する方向へ付勢する予圧部材1とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the drive device according to the present embodiment has a driven
筐体6は、予圧部材1や電気機械変換素子5等をその内部に備える枠構造であり、駆動装置の強度や機能を確保するためのものである。例えば、本発明の駆動装置が電子機器等に内蔵され、電子機器本体に直接予圧部材1や電気機械変換素子5等が設けられている場合には、電子機器本体を筐体6と見なすことができる。
The
電気機械変換素子5は、筐体6の側壁に垂直に配置されている。電気機械変換素子5の固定端(一端部)や予圧部材1の他端部は筐体6に固定されている。従って、被駆動体2の移動によって、被駆動体2と筐体6との相対位置が変化するとともに、被駆動体2と電気機械変換素子5および予圧部材1との相対位置も変化する。
The
筐体6に設けられた案内部材6aは、被駆動体2をz方向に沿って円滑に移動させるためのガイド構造を備えている。尚、案内部材6aは、例えば、筐体6の底面に対して垂直に設けられた軸を被駆動体2に設けられた軸孔に通した構成であってもよい。
The
被駆動体2は、予圧部材1によって電気機械変換素子5側へ常時付勢されるようになっている。このため、被駆動体2は、安定した位置を保つことができる。例えば、本発明に係る駆動装置を携帯電話等の携帯型の電子機器に応用する場合には、当該電子機器は落下等による衝撃を受けるおそれが高い。このため、本発明の駆動装置をそのような電子機器に使用する場合には、案内部材6aを利用して被駆動体2の位置を安定に保つこと、つまり、被駆動体2が筐体6から外れることを防止することがより効果的である。
The driven
摩擦部材3、固定部材4および電気機械変換素子5で駆動機構が構成されており、電気機械変換素子5が屈曲することによって、筐体6に設けられた案内部材6aに従い、被駆動体2がz方向に移動するようになっている。
The
予圧部材1と摩擦部材3とは、被駆動体接触部2aを挟んで配置されており、予圧部材1によって被駆動体2の被駆動体接触部2aが摩擦部材3と当接する方向へ常時付勢されている。
The
予圧部材1は、その一端部が上記被駆動体2の被駆動体接触部2aに固定されるとともに他端部が上記筐体6に固定されている。このため、被駆動体2が移動するとそれに伴い予圧部材1も連帯して移動し、変形する。
One end of the
予圧部材1は、コイルばねや、コイルばねのように弾性を有する部材であることが好ましく、コイルばねである場合にはその一端または両端が弾性の無い密着巻きにされていることがより好ましい。
The
コイルばねが密着巻きにされている場合の効果は以下の通りである。 The effects when the coil spring is tightly wound are as follows.
コイルばねの一端または両端を弾性の無い密着巻きにすると、接着剤等を利用して上記コイルばねを筐体6または被駆動体2に固定するときに、接着剤の塗布面積を大きく確保することができる。また、密着巻きにすることにより、固定される範囲が製造公差等によりばらつくことが無いので、安定した予圧荷重を得ることができる。
If one end or both ends of the coil spring are tightly wound with no elasticity, when the coil spring is fixed to the
密着巻きにされているコイルばねを筐体6または被駆動体2に固定する他の構成として、被駆動体2にコイルばねを固定するための凹部または凸部を設けるとともに筐体6にコイルばねを固定するための凹部または孔部を設けておき、これら各部にてコイルばねを固定するとともにその押圧力(予圧荷重)をネジ等によって調整する調整機構を設けた構成とすることもできる。本発明に係る駆動装置を量産するためには、予圧部材1の押圧力を適宜調整する必要がある。このため、ネジ等によって予圧部材1の押圧力を調整する構成とすれば、生産性の高い駆動装置を実現することができる。
As another configuration for fixing the coil spring wound tightly to the
摩擦部材3は、電気機械変換素子5の自由端側に連結されており、電気機械変換素子5が屈曲すると、それに伴って移動する。そして、摩擦部材3と被駆動体接触部2aとの間で作用する摩擦力の働きによって被駆動体2が移動するようになっている。摩擦部材3の材料は、被駆動体接触部2aとの摩擦係数を考慮して適した材料を選択すればよく、例えば、金属、樹脂、カーボン等が挙げられる。
The
固定部材4は、電気機械変換素子5と摩擦部材3の間に設けられており、予圧部材1と比較して弾性の低い材料や形状であることが好ましく、例えば、金属や樹脂等が挙げられる。固定部材4の弾力効果を予圧部材1よりも低くすることによって、被駆動体接触部2aの摩擦部材3と当接する方向への付勢が均一に行われるので、被駆動体2を安定して移動させることができる。
The fixing
電気機械変換素子5は、バイモルフ型の圧電素子であり、例えば、金属板の両面或いは片面に積層圧電素子を形成することにより構成されている。電気機械変換素子5は、駆動装置が備えるべき正常機能を維持するために必要な屈曲変位度を有していればよい。従って、電気機械変換素子5の構成や形状は特定の構成や形状に限定されるものではない。
The
電気機械変換素子5の一端部は筐体6に接着または嵌込まれて固定端になっており、他端部は自由端になっており、摩擦部材3が設けられた固定部材4に連結されている。電気機械変換素子5に電圧を印加すると、電気機械変換素子5の自由端はz方向に屈曲変位し、これに伴い摩擦部材3もz方向に変位する。そして、予圧部材1の予圧荷重によって生じる被駆動体接触部2aと摩擦部材3との間の摩擦力により、被駆動体2がz方向に移動する。
One end portion of the
そして、本発明に係る駆動装置をカメラモジュール(カメラ等の撮像装置のレンズ駆動)に応用する場合には、被駆動体2は、その中央部に円環状のレンズ取り付け部を有するレンズバレルとなり、摩擦部材3および電気機械変換素子5を含む駆動機構によって光軸方向(z方向)に駆動されることにより、レンズ取り付け部に取り付けられたレンズのAF(オートフォーカス)動作を実現することになる。
When the driving device according to the present invention is applied to a camera module (lens driving of an imaging device such as a camera), the driven
ここで、図2に示すように、摩擦部材3の中心を通りy方向に平行な線を予圧垂線と定義する。予圧部材1によって生じる力は、予圧垂線と同方向において被駆動体2へ印加され、摩擦部材3と被駆動体2との間の予圧荷重となる。また、被駆動体2がz方向に移動すると、予圧部材1は、静止状態のときから、自身の中心軸方向(長さ方向)とz方向とにおいて同時に変形する。そして、予圧部材1(コイルばね)がその中心軸方向において最も圧縮された状態を最圧縮状態、予圧部材1がその中心軸方向において最も伸長された状態を最伸長状態と定義する。予圧部材1は、最伸長状態(動作最大点)に達したときの当該予圧部材1の長さ方向がz方向に対して垂直とならないように固定されている。また、上記予圧部材1における被駆動体2の被駆動体接触部2aに固定されている一端部は、上記被駆動体2の移動に伴って移動し、その最大移動範囲内(駆動ストローク)に上記一端部が上記予圧垂線上に位置する箇所があるように固定されている。
Here, as shown in FIG. 2, a line passing through the center of the
本発明に係る駆動装置における被駆動体2の駆動方法を説明すると以下の通りである。
A driving method of the driven
本発明の駆動装置においては、電気機械変換素子5の往復屈曲速度が異なるように、電気機械変換素子5に印加する電圧を制御し、被駆動体2と摩擦部材3との間に作用する摩擦力を速度差によって変化させることにより摩擦移動差を生じさせて、被駆動体2のz方向における変位量(移動量)を変化させる構成となっている。そして、被駆動体2は、予圧部材1(コイルばね)が最圧縮状態となっている下死点と、予圧部材1が最伸長状態となっている上死点(動作最大点)との間(移動範囲内)を往復移動する。
In the driving device of the present invention, the voltage applied to the
図2(a)は、被駆動体2が最大移動範囲内(駆動ストローク)の下死点にある状態を示し、図2(b)は、被駆動体2が駆動ストロークの上死点にある状態を示す。
2A shows a state in which the driven
例えば、被駆動体2が下死点にある状態(図2(a)の状態)を初期状態とすると、被駆動体2は、電気機械変換素子5の屈曲変位により、図2(a)および図2(b)の間で適宜移動することになる。尚、図2(b)の状態において被駆動体2が駆動ストロークを越えてさらに移動しないように、筐体6に被駆動体2と当接する当接部を設けてもよい。
For example, assuming that the driven
固定部材4を設けることによって奏する効果を説明すると以下の通りである。
The effects obtained by providing the fixing
コイルばね(予圧部材1)が最圧縮状態のとき、予圧荷重は最も大きくなる(図2(a))。予圧荷重が大きくなると、同時に、案内部材6aと被駆動体2との間の摩擦力も増加するので、被駆動体2の移動抵抗が増大する。ここで、被駆動体2の駆動速度や推力の安定化を図るためには、予圧荷重の変動は少ないほうが望ましい。
When the coil spring (preload member 1) is in the most compressed state, the preload is the largest (FIG. 2 (a)). As the preload increases, the frictional force between the
予圧荷重の変動は、コイルばねのばね定数に関係する。ここで、弾性を有する固定部材4を摩擦部材3と電気機械変換素子5との間に配置することで、固定部材4のばね定数に応じて、予圧荷重の変動を緩和する効果を得ることができる。
The variation of the preload is related to the spring constant of the coil spring. Here, by arranging the elastic fixing
コイルばねのばね定数をk1、固定部材4のばね定数をk4としたとき、予圧荷重の変動は、新しいばね定数k’とすると、
1/k’=(1/k1)+(1/k4)
で表される。
When the spring constant of the coil spring is k1 and the spring constant of the fixing
1 / k ′ = (1 / k1) + (1 / k4)
It is represented by
図1および図2等においては、固定部材4と電気機械変換素子5とは別部材として構成している。しかしながら、別部材とした場合には、接着剤等による固定が必要となり、この固定箇所が比較的不安定であるため、駆動回数を重ねたり、予圧荷重が増大したりした場合等には、固定箇所が破損するおそれがある。そこで、電気機械変換素子5の自由端側における金属板を固定部材4と同様の構成に変形させることにより、固定部材と電気機械変換素子とを一体的に構成してもよい。同一部材とした場合には、駆動回数に関わらず、安定した駆動を維持することができるとともに、予圧荷重の大小に関わらず安定した駆動を維持することができる。
In FIG. 1 and FIG. 2, etc., the fixing
また、本実施の形態においては、被駆動体接触部2aは被駆動体2の一部として構成されている。しかしながら、被駆動体接触部2aは被駆動体2と別部材であってもよい。つまり、被駆動体2に別部材である被駆動体接触部2aが取り付けられた構成であってもよい。一般に、被駆動体2は樹脂によって形成されている。ところが、被駆動体接触部2aを別部材とすることにより、被駆動体2の材質に関わり無く、摩擦部材3との摩擦係数を考慮して適した材料を選択することができる。具体的には、例えば、被駆動体接触部2aの材料として、金属、カーボン等を選択することができる。
In the present embodiment, the driven
ところで、前記最圧縮状態の前後においては、コイルばねのz方向における予圧荷重の向きが反転するので、被駆動体2の同一方向の移動中に、移動速度が急激に変化する点が生まれる。それゆえ、この駆動装置をカメラモジュールに応用すると、レンズのAF動作に不都合を生じることになる。
By the way, before and after the most compressed state, the direction of the preload in the z direction of the coil spring is reversed, so that a point where the moving speed rapidly changes during the movement of the driven
そこで、予圧部材1としてコイルばねを用いた場合には、以下のように固定すればよい。即ち、コイルばねは、被駆動体2の移動ストロークの上死点または下死点において、最圧縮状態となるように、被駆動体2の被駆動体接触部2aおよび筐体6に固定すればよい。
Therefore, when a coil spring is used as the
また、コイルばねは、横剛性(本実施の形態の場合には、略z方向に対する剛性)が充分に小さい(柔らかい)方が好ましい。コイルばねは、平均径と線径とが同一の場合には、自由長が長いほど、ばね定数および横剛性がともに小さくなる。しかし、横剛性が小さすぎる場合には、被駆動体2の移動に伴ってコイルばねが変形するときに、その変形量によって座屈を生じてしまう。座屈を生じたり、座屈のモードが変化したり、予圧荷重の急激な変化が起こったりすると、被駆動体2の同一方向の移動中に、移動速度が急激に変化する点が生まれる。それゆえ、この駆動装置をカメラモジュールに応用すると、レンズのAF動作に不都合を生じることになる。従って、予圧部材1がコイルばねの場合には、以下の条件式
δ×L0/(D2 ) ≦ 7
(但し、コイルばねの自由長:L0、コイルばねの平均径:D、最圧縮状態におけるコイルばねの中心軸方向の変形量:δ)
を満たすコイルばねを用いることが望ましい。
Further, it is preferable that the coil spring has sufficiently small (soft) lateral rigidity (in the case of the present embodiment, rigidity in the substantially z direction). When the average diameter and the wire diameter of the coil spring are the same, the longer the free length, the smaller the spring constant and the lateral rigidity. However, when the lateral rigidity is too small, when the coil spring is deformed as the driven
(However, the free length of the coil spring: L0, the average diameter of the coil spring: D, the amount of deformation in the central axis direction of the coil spring in the most compressed state: δ)
It is desirable to use a coil spring that satisfies the above.
また、コイルばねは、上死点または下死点の何れか(本実施の形態の場合には下死点)で最圧縮状態となるときに、予圧垂線に対して中心軸方向が平行とならないように、コイルばねのどちらか一端をオフセットさせることによって傾けられていることがより好ましい。そのオフセットの方向は、コイルばねが上死点で最圧縮状態となる場合は、筐体6に固定されるコイルばねの端部のオフセットを上にし、コイルばねが下死点で最圧縮状態となる場合は、筐体6に固定されるコイルばねの端部のオフセットを下にするとよい。オフセットさせることにより、各部材に製造誤差や組立誤差がある場合でも、コイルばねが被駆動体2の移動に伴って移動し、変形したときに、最圧縮状態を超えてさらに移動し、変形することを確実に防止することができる。また、仮に座屈が生じたとしても、座屈する方向を一定にすることで、座屈の影響を最小限に抑えることができる。
Further, when the coil spring is in the most compressed state at either the top dead center or the bottom dead center (in this embodiment, the bottom dead center), the central axis direction is not parallel to the preload perpendicular. As described above, it is more preferable that the coil spring is tilted by offsetting one end thereof. The direction of the offset is that when the coil spring is in the most compressed state at the top dead center, the end of the coil spring fixed to the
コイルばねの一端部は、被駆動体2とともに移動することから、予圧荷重の大きさは、予圧垂線とコイルばねの中心軸線とがなす角度の変化に伴い変動する。しかしながら、予圧荷重の大きさは、被駆動体2の移動に伴う変動が少ない(変動率10%以下)方が好ましい。そのためには、以下の条件式
L0×0.35 ≧ s
(但し、コイルばねの自由長:L0、被駆動体2の移動ストローク:s)
を満たすコイルばねを用い、以下の条件式
L0×0.15 ≧ d
(但し、コイルばねの自由長:L0、コイルばねの端部のオフセット量:d)
を満たすようにコイルばねを被駆動体2に固定することが望ましい。
Since one end of the coil spring moves together with the driven
(However, free length of coil spring: L0, movement stroke of driven body 2: s)
Using a coil spring that satisfies the following condition: L0 × 0.15 ≧ d
(However, free length of coil spring: L0, offset amount of end of coil spring: d)
It is desirable to fix the coil spring to the driven
〔実施の形態2〕
図3は、実施の形態2における駆動装置の構成を示す概略の平面図であり、図4および図5は、上記駆動装置の構成を示す概略の側面図である。
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a schematic plan view showing the configuration of the drive device according to the second embodiment, and FIGS. 4 and 5 are schematic side views showing the configuration of the drive device.
以下の説明においては、被駆動体の移動方向をz方向とし、z方向に垂直で静止状態のときにおける電気機械変換素子の長さ方向をx方向とし、z方向およびx方向に垂直な方向をy方向とする。 In the following description, the moving direction of the driven body is the z direction, the length direction of the electromechanical transducer element in the stationary state is perpendicular to the z direction, and the direction perpendicular to the z direction and the x direction is the x direction. The y direction is assumed.
図5(a)は、被駆動体2が駆動ストロークの下死点にある状態を示し、図5(b)は、被駆動体2が駆動ストロークの上死点にある状態を示す。
FIG. 5A shows a state where the driven
本実施の形態における駆動装置は、図3〜5に示すように、被駆動体2と、電気機械変換素子5と、摩擦部材3と、固定部材4と、予圧部材1と、筐体6とを備えている。摩擦部材3、固定部材4および電気機械変換素子5で駆動機構が構成されており、摩擦部材3および固定部材4で駆動方向変換部材が構成されている。そして、電気機械変換素子5が屈曲することによって、筐体6に設けられた案内部材6aに従い、被駆動体2がz方向に移動するようになっている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the drive device in the present embodiment includes a driven
尚、図3〜5等においては、摩擦部材3と固定部材4とは別部材として構成している。しかしながら、摩擦部材と固定部材とを一体的に構成してもよい。
3 to 5 and the like, the
本実施の形態における駆動装置の電気機械変換素子5は、筐体6の側壁に平行に配置されている。筐体6の側壁に沿って電気機械変換素子5が配置されていることより、筐体6の外形サイズ、即ち、駆動装置の大きさをより小さくすることができる。
The
電気機械変換素子5は、その自由端がy方向に平行な方向に屈曲変位するようになっている。固定部材4は、電気機械変換素子5に連結されているとともに、摩擦部材3に連結されている。上記固定部材4は、摩擦部材3の移動方向を電気機械変換素子5の駆動方向と異ならせるようになっている。つまり、固定部材4は、電気機械変換素子5の駆動方向を変換して摩擦部材3の移動方向がz方向に平行な方向になるようにし、これにより、摩擦部材3は被駆動体2をz方向に駆動するようになっている。本実施の形態においては、固定部材4は、板ばねからなっていることが好ましい。
The free end of the
固定部材4は、図4に示すように、例えば「L」字状に形成されており、電気機械変換素子5の自由端に固定されている。また、摩擦部材3は、固定部材4におけるz方向の先端部に固定されている。
As shown in FIG. 4, the fixing
本実施の形態における駆動装置のその他の構成は、実施の形態1における駆動装置の構成と同じであるので、その説明を省略する。 Since the other configuration of the drive device in the present embodiment is the same as the configuration of the drive device in the first embodiment, the description thereof is omitted.
本発明に係る駆動装置における被駆動体2の駆動方法を説明すると以下の通りである。
A driving method of the driven
電気機械変換素子5の屈曲変位に伴って、摩擦部材3と被駆動体2とが接触したまま、固定部材4は、電機機械変換素子5の屈曲変位の方向(y方向)に垂直な方向(z方向)に屈曲変位する。その結果、摩擦部材3は、被駆動体2に対してx方向を軸に回転するように動作し、被駆動体2はz方向に移動する。
With the bending displacement of the
本発明に係る駆動装置の予圧部材1は、実施の形態1における駆動装置の予圧部材1と同じく、被駆動体2の移動ストロークの上死点または下死点において、最圧縮状態となるように、被駆動体2の被駆動体接触部2aおよび筐体6に固定されているとともに、予圧垂線の線上に位置しないように、被駆動体2に固定されるコイルばねの端部を傾けて配置する方がより好ましい。
The
〔実施の形態3〕
図6は、実施の形態3における駆動装置の構成を示す概略の平面図であり、図7は、上記駆動装置の構成を示す概略の側面図である。
[Embodiment 3]
FIG. 6 is a schematic plan view showing the configuration of the drive device according to
以下の説明においては、被駆動体の移動方向をz方向とし、z方向に垂直で静止状態のときにおける電気機械変換素子の長さ方向をx方向とし、z方向およびx方向に垂直な方向をy方向とする。 In the following description, the moving direction of the driven body is the z direction, the length direction of the electromechanical transducer element in the stationary state is perpendicular to the z direction, and the direction perpendicular to the z direction and the x direction is the x direction. The y direction is assumed.
図7(a)は、被駆動体2が駆動ストロークの下死点にある状態を示し、図7(b)は、被駆動体2が駆動ストロークの上死点にある状態を示す。
FIG. 7A shows a state where the driven
本実施の形態における駆動装置は、図6,7に示すように、被駆動体2と、電気機械変換素子5と、摩擦部材3と、固定部材4と、予圧部材1と、筐体6とを備えるとともに、支持部材7を備えている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the drive device in the present embodiment includes a driven
支持弾性部材7は、被駆動体2に対して回転対称となるようにして筐体6に複数取り付けられており、上記被駆動体2を支持するとともに被駆動体2を移動方向(z方向)に付勢するようになっている。支持弾性部材7は、板ばねからなっている。
A plurality of support elastic members 7 are attached to the
本実施の形態における駆動装置のその他の構成は、実施の形態1における駆動装置の構成と同じであるので、その説明を省略する。 Since the other configuration of the drive device in the present embodiment is the same as the configuration of the drive device in the first embodiment, the description thereof is omitted.
板ばね(支持弾性部材7)は、被駆動体2が下死点から上死点に移動するに従い(図7(a)の位置から図7(b)の位置に移動するとき)、その移動に対して抵抗するようなz方向の力を被駆動体2に与え、被駆動体2が上死点から下死点に移動するに従い(図7(b)の位置から図7(a)の位置に移動するとき)、その移動を促進するようなz方向の力を被駆動体2に与える。即ち、コイルばね(予圧部材1)の静止状態から変形を伴う被駆動体2の移動方向と、板ばね(支持弾性部材7)の付勢方向とは、互いに異なっている。この力は、単独では、被駆動体2の往復での移動速度差を生じる原因となる。
The leaf spring (support elastic member 7) moves as the driven
一方、コイルばね(予圧部材1)は、被駆動体2が下死点から上死点に移動するに従い(図7(a)の位置から図7(b)の位置に移動するとき)、最圧縮状態から最伸長状態に移行するので、その移動を促進するようなz方向の力を被駆動体2に与え、被駆動体2が上死点から下死点に移動するに従い(図7(b)の位置から図7(a)の位置に移動するとき)、最伸長状態から最圧縮状態に移行するので、その移動に対して抵抗するようなz方向の力を被駆動体2に与える。
On the other hand, the coil spring (preload member 1) is moved to the maximum position as the driven
つまり、本実施の形態における駆動装置では、コイルばねが被駆動体2に与える力と、板ばねが被駆動体2に与える力とが互いに打ち消すように、コイルばねおよび板ばねを配置している。これにより、被駆動体2の往復での移動速度が異なる状況を緩和することができる。但し、被駆動体2を任意に移動させることができるように、板ばねの弾力は、コイルばねの弾力と比較して充分に弱いことが好ましい。
That is, in the driving apparatus according to the present embodiment, the coil spring and the leaf spring are arranged so that the force that the coil spring applies to the driven
また、被駆動体2の往復での移動速度が異なる要因は、コイルばね(予圧部材1)が被駆動体2に与える力の変化によるものだけとは限らない。例えば、本発明に係る駆動装置を監視カメラ等の撮像装置に応用する場合には、当該撮像装置は、常時一定方向に重力の影響を受けることになる。従って、この場合には、重力の影響による被駆動体2の往復での移動速度の差を考慮して、コイルばねが被駆動体2に与える力と、板ばねが被駆動体2に与える力とを調節することが望ましい。
Further, the cause of the difference in the reciprocating speed of the driven
尚、本実施の形態においては、予圧部材1がコイルばねである場合を例示したが、予圧部材1は板ばねであってもよい。また、支持弾性部材7が予圧部材1の機能を兼ね備えている構成とすることもできる。つまり、予圧部材1と支持弾性部材7とを一つの板ばねで構成することもできる。具体的には、板ばね(予圧部材1,支持弾性部材7)を、被駆動体2を移動方向(z方向)に付勢するとともに摩擦部材3と当接する方向へ付勢することができるように、筐体6に回動可能に取り付けることにより実現することができる。この構成にすることにより、コイルばねを不要とすることができるため、予圧部材の構成を簡便にすることができるとともに、板ばねの回動量を調節することによって被駆動体2に与える力を調整することができるため、より量産性に優れた駆動装置を提供することができる。
In the present embodiment, the case where the
〔実施の形態4〕
図8は、実施の形態4における駆動装置の構成を示す概略の平面図であり、図9は、上記駆動装置の構成を示す概略の側面図である。
[Embodiment 4]
FIG. 8 is a schematic plan view showing the configuration of the drive device according to
以下の説明においては、被駆動体の移動方向をz方向とし、z方向に垂直で静止状態のときにおける電気機械変換素子の長さ方向をx方向とし、z方向およびx方向に垂直な方向をy方向とする。 In the following description, the moving direction of the driven body is the z direction, the length direction of the electromechanical transducer element in the stationary state is perpendicular to the z direction, and the direction perpendicular to the z direction and the x direction is the x direction. The y direction is assumed.
図9(a)は、被駆動体2が駆動ストロークの下死点にある状態を示し、図9(b)は、被駆動体2が駆動ストロークの上死点にある状態を示す。
FIG. 9A shows a state where the driven
本実施の形態における駆動装置は、予圧部材を複数備えている。つまり、本実施の形態における駆動装置は、2つのコイルばね(予圧部材)1a,1bを備えており、これらコイルばね1a,1bを被駆動体2の移動方向(z方向)に並べた構造を有している。従って、コイルばねが1つのときに比べて、予圧を安定させることができる。また、被駆動体2の移動ストロークを長くすることができる。
The drive device in the present embodiment includes a plurality of preload members. That is, the drive device according to the present embodiment includes two coil springs (preload members) 1a and 1b, and the
本実施の形態における駆動装置のその他の構成は、実施の形態1における駆動装置の構成と同じであるので、その説明を省略する。 Since the other configuration of the drive device in the present embodiment is the same as the configuration of the drive device in the first embodiment, the description thereof is omitted.
コイルばね1a,1bは、被駆動体2の移動ストロークにおける任意の位置において、互いの中心軸方向(長さ方向)が平行にならないように、かつ、予圧垂線の線上に位置しないように、被駆動体2に固定されるコイルばねの端部を傾けて配置する方がより好ましい。これにより、コイルばね1a,1bによる荷重の変動、および被駆動体2の移動方向に対する力の変動を緩和することができる。つまり、被駆動体2の移動動作に対して、コイルばね1a,1bによる抵抗力の極値が重なることがないので、より安定した被駆動体2の移動動作を行うことができる。
The coil springs 1a and 1b are arranged at arbitrary positions in the movement stroke of the driven
〔実施の形態5〕
図10は、実施の形態5における駆動装置の構成を示す概略の平面図であり、図11は、上記駆動装置の構成を示す概略の斜視図である。
[Embodiment 5]
FIG. 10 is a schematic plan view showing the configuration of the drive device according to the fifth embodiment, and FIG. 11 is a schematic perspective view showing the configuration of the drive device.
以下の説明においては、被駆動体の移動方向をz方向とし、z方向に垂直で静止状態のときにおける電気機械変換素子の長さ方向をx方向とし、x方向およびz方向に垂直な方向をy方向とする。 In the following description, the moving direction of the driven body is the z direction, the length direction of the electromechanical transducer element in the stationary state is perpendicular to the z direction, and the direction perpendicular to the x direction and the z direction is the x direction. The y direction is assumed.
本実施の形態における駆動装置は、図10および図11に示すように、実施の形態2における予圧部材1に代えて、引張コイルばねからなる予圧部材21を備えている。また、電気機械変換素子5は、その一端部が筐体6の案内部材6aに固定されている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the drive device in the present embodiment includes a
上記予圧部材21は、その中央部に伸縮性を有する有効ばね部21aを備えており、上記有効ばね部21aの両端部に、当該有効ばね部21aの直径よりも小さい直径を有する密着巻き部(第一端部)21b・21bを備えており、さらにその端部(外側)に、有効ばね部21aの直径と同程度の直径を有する密着巻き部(第二端部)21c・21cを備えている。尚、密着巻き部21c・21cの直径は、密着巻き部21b・21bの直径よりも大きく、有効ばね部21aの直径以下であればよい。また、密着巻き部21bおよび密着巻き部21cは、有効ばね部21aの一端部だけに形成されている構成であってもよい。
The
一方、筐体6は予圧部材21の一端部を固定(保持)するばね固定部6bを有しており、被駆動体2は予圧部材21の他端部を固定(保持)する突出部(保持部)2bを有している。そして、筐体6のばね固定部6bおよび被駆動体2の突出部2bは、上記予圧部材21の密着巻き部21b・21bを嵌め込むことができ、これにより密着巻き部21c・21cを引っ掛けて固定することが可能な形状に形成されている。
On the other hand, the
つまり、上記予圧部材21は、その一端部が被駆動体2の突出部2bに固定されるとともに他端部が筐体6のばね固定部6bに固定されており、その引張力(予圧荷重)によって、被駆動体2の被駆動体接触部(摩擦接触部)2aを摩擦部材3と当接する方向へ常時付勢するようになっている。上記の構成によれば、両端部にフック部を形成することができないような小径の引張コイルばねを予圧部材21として用いた場合でも、簡単な構成で容易に駆動装置を組み立てることができる。また、被駆動体2が突出部2bを有することにより、駆動装置内のスペースを有効に活用することができる。即ち、駆動装置をより小型化することが可能となる。
That is, the one end of the
また、図10に示すように、予圧部材21は、摩擦部材3と被駆動体2の被駆動体接触部2aとの接触部分に対して垂直な直線上に、その中心軸が位置するように配置されている。
Further, as shown in FIG. 10, the
さらに、予圧部材21と摩擦部材3とは、上記被駆動体接触部2aを挟んで配置されている。このため、被駆動体2の被駆動体接触部2aは、予圧部材21によって摩擦部材3と当接する方向へ常時付勢されている。また、図10および図11に示すように、被駆動体2には案内孔2cが設けられており、筐体6には上記案内孔2cに嵌合する案内部材6cが設けられている。従って、被駆動体2は、摩擦部材3との間に作用する摩擦力により、上記案内部材6cに案内されてz方向に円滑に移動するようになっている。そして、被駆動体2が移動すると、それに伴い予圧部材21も連帯して移動し、変形するようになっている。
Further, the
本実施の形態においては、優れた弾性を有する引張コイルばねを予圧部材21として用いているため、被駆動体2の移動過程において、より安定した予圧効果を果たすことができる。また、被駆動体2が駆動する方向への負荷を低減することが可能となり、安定した駆動が可能となる。
In the present embodiment, since a tension coil spring having excellent elasticity is used as the
図12は、上記駆動装置の駆動機構の構成を示す概略の斜視図である。駆動機構は、摩擦部材3、固定部材4および電気機械変換素子5で構成されており、摩擦部材3および固定部材4で駆動方向変換部材が構成されている。
FIG. 12 is a schematic perspective view showing the configuration of the drive mechanism of the drive device. The drive mechanism includes the
本実施の形態における駆動装置のその他の構成は、実施の形態1,2における駆動装置の構成と同じであるので、その説明を省略する。 Since the other configuration of the drive device in the present embodiment is the same as the configuration of the drive device in the first and second embodiments, description thereof is omitted.
上記の構成によれば、電気的制御によって電気機械変換素子5を屈曲させ、摩擦部材3を介して被駆動体2を一定方向へ移動させることができる。また、予圧部材21の一端部(密着巻き部21c)が上記被駆動体2の突出部2bに固定されるとともに他端部(密着巻き部21c)が筐体6のばね固定部6bに固定されているため、上記被駆動体2が移動することによって上記予圧部材21が変位する。これにより、駆動装置の構造をより簡単に、かつ機能をより安定させることができる。
According to said structure, the
〔実施の形態6〕
図13は、実施の形態6における駆動装置の構成を示す概略の平面図である。
[Embodiment 6]
FIG. 13 is a schematic plan view showing the configuration of the drive device in the sixth embodiment.
本実施の形態における駆動装置は、図13に示すように、実施の形態5における予圧部材21に代えて、ねじりコイルばねからなる予圧部材31を備えている。上記予圧部材31は、ねじりコイル部の両端に固定アーム31aと可動アーム31bとを備えたねじりコイルばねである。一方、筐体6には、予圧部材31のねじりコイル部に嵌合するピン6dと、予圧部材31の固定アーム31aを当接することによって固定(保持)するばね当て部6eとが形成されている。
As shown in FIG. 13, the drive device according to the present embodiment includes a
つまり、上記予圧部材31は、ねじりコイル部が筐体6のピン6dに嵌合されるとともに固定アーム31aが筐体6のばね当て部6eに当接することによって固定(保持)されており、可動アーム31bがy方向に可動するようになっている。また、予圧部材31の可動アーム11bは、被駆動体2の突出部2bに常時当接している。これにより、予圧部材31は、被駆動体2の被駆動体接触部2aを摩擦部材3と当接する方向へ常時付勢するようになっている。
That is, the
また、予圧部材31は、当該予圧部材31による予圧荷重の方向が、摩擦部材3と被駆動体2の被駆動体接触部2aとの接触部分に対して垂直な方向と平行になるように配置されている。
The
本実施の形態における駆動装置のその他の構成は、実施の形態5における駆動装置の構成と同じであるので、その説明を省略する。 Since the other configuration of the drive device in the present embodiment is the same as the configuration of the drive device in the fifth embodiment, the description thereof is omitted.
本実施の形態においては、優れた弾性を有するねじりコイルばねを予圧部材31として用いているため、被駆動体2の移動過程において、より安定した予圧効果を果たすことができる。また、実施の形態5における駆動装置と比較して、予圧部材の直径寸法を考慮する必要が無くなるため、駆動装置のx方向(電気機械変換素子の長さ方向)の寸法を小さくすることが可能となる。即ち、駆動装置をより小型化することが可能となる。
In the present embodiment, a torsion coil spring having excellent elasticity is used as the
〔実施の形態7〕
図14は、実施の形態7における駆動装置の構成を示す概略の平面図であり、図15は、上記駆動装置の構成を示す概略の斜視図である。
[Embodiment 7]
FIG. 14 is a schematic plan view showing the configuration of the drive device according to the seventh embodiment, and FIG. 15 is a schematic perspective view showing the configuration of the drive device.
本実施の形態における駆動装置は、図14および図15に示すように、実施の形態5における予圧部材21に代えて、引張コイルばねからなる予圧部材41を備えている。また、筐体6は予圧部材41の一端部を固定(保持)するばね固定部6fを有しており、被駆動体2は予圧部材41の他端部を固定(保持)するばね固定部(保持部)2dを有している。つまり、上記予圧部材41は、その一端部が筐体6のばね固定部6fに固定されるとともに他端部が被駆動体2のばね固定部2dに固定されている。
As shown in FIGS. 14 and 15, the drive device in the present embodiment is provided with a
さらに、被駆動体2の被駆動体接触部2eは、上記ばね固定部2dと一体的に、摩擦部材3を跨ぐようにして設けられている。つまり、被駆動体2の被駆動体接触部(摩擦接触部)2eおよびばね固定部2dは、摩擦部材3を挟むようにして形成されており、上記被駆動体接触部2eは、ばね固定部2dと対向する面側で摩擦部材3と当接するようになっている。そして、予圧部材41は、その引張力(予圧荷重)によって、被駆動体2の被駆動体接触部2eを摩擦部材3と当接する方向へ常時付勢するようになっている。
Further, the driven
また、予圧部材41は、摩擦部材3と被駆動体2の被駆動体接触部2eとの接触部分に対して垂直な直線上に、その中心軸が位置するように配置されている。
Further, the
本実施の形態における駆動装置のその他の構成は、実施の形態5における駆動装置の構成と同じであるので、その説明を省略する。 Since the other configuration of the drive device in the present embodiment is the same as the configuration of the drive device in the fifth embodiment, the description thereof is omitted.
上記の構成によれば、被駆動体2に対して、摩擦部材3による摩擦力がかかる動作位置と、予圧部材41による引張力(予圧荷重)がかかる動作位置とを近接して設けることが可能となる。従って、被駆動体2の駆動を安定化させることができる。
〔実施の形態8〕
先ず、実施の形態8に係る駆動装置を説明するのに先立ち、図16〜図18を用いて本発明に係る駆動装置における被駆動体の移動原理、および、駆動装置が備える駆動制御手段等について説明する。
According to the above configuration, it is possible to provide the driven
[Embodiment 8]
First, prior to describing the driving apparatus according to the eighth embodiment, the principle of movement of the driven body in the driving apparatus according to the present invention and the drive control means provided in the driving apparatus will be described with reference to FIGS. explain.
図16および図17は、本発明に係る駆動装置における被駆動体の移動原理を説明するための側面図およびグラフである。図16は、電気機械変換素子5の屈曲変位によって移動する摩擦部材3の先端部の位置変位を、x方向から観察した概略の側面図である。図16(a),(b),(c)はそれぞれ、電気機械変換素子5が被駆動体接触部2aに近づく方向に屈曲変位した場合、電気機械変換素子5が屈曲変位していない静止位置にある場合、電気機械変換素子5が被駆動体接触部2aから離れる方向に屈曲変位した場合を示している。
16 and 17 are a side view and a graph for explaining the principle of movement of the driven body in the driving apparatus according to the present invention. FIG. 16 is a schematic side view of the positional displacement of the tip portion of the
摩擦部材3は接着部材43によって固定部材4に接着固定されており、弾性を有する固定部材4は電気機械変換素子5に固定されており、摩擦部材3の先端部は被駆動体接触部2aと当接するようになっている。摩擦部材3と被駆動体接触部2aとの当接箇所や当接面積は、摩擦部材3の形状や材質等を工夫することによって任意に変えることが可能であるが、以下の説明においては、便宜上、摩擦部材3が球状体であり、その断面が図16に示すような円形である場合を例に挙げることとする。
The
摩擦部材3が球状体である場合には、摩擦部材3は、理論上、或る一点において被駆動体接触部2aと当接することになる。ここで、電気機械変換素子5が屈曲変位していない静止位置にあるときの摩擦部材3と被駆動体接触部2aとの当接点を点P0 とする(図16(b))。電気機械変換素子5が屈曲変位すると、摩擦部材3と被駆動体接触部2aとの相対的な位置関係も変化する。以下、被駆動体2の移動原理について説明する。
When the
固定部材4の一端は電気機械変換素子5に固定されているため、電気機械変換素子5の屈曲変位により、固定部材4に共振(一次共振)が生じる(一次共振モード)。固定部材4はその一次共振において、固定部材4と電気機械変換素子5との固定部を略中心とし、固定部材4の他端(先端)を自由端としてy方向にスイングする。例えば、上記固定部材4が一次共振を起こす一次共振周波数と同じ周波数で変化する連続矩形波電圧を電気機械変換素子5に印加した場合には、電気機械変換素子5の自由端がy方向に屈曲変位すると共に、固定部材4の先端も上記一次共振によってy方向に振動する。
Since one end of the fixing
ここで、電気機械変換素子5の自由端が被駆動体2に近づく方向(+y方向)に変位したときに、固定部材4の先端が同じく被駆動体2に近づく方向にスイングする場合を同相と定義し、固定部材4の先端が電気機械変換素子5の自由端の変位方向と正反対となる方向、即ち、被駆動体2から離れる方向(−y方向)にスイングする場合を逆相(180°の位相ずれ)と定義する。
Here, when the free end of the
図16は、固定部材4の先端と電気機械変換素子5の自由端とが逆相でスイングしている状態を示している。この場合において、電気機械変換素子5の自由端の変位に対する固定部材4の先端の移動ずれ(位相ずれ)は、被駆動体接触部2aに対する摩擦部材3の予圧状態によって変化するので、被駆動体2の移動効率は、同相または逆相の場合に最も高くなる。即ち、被駆動体接触部2aに対する摩擦部材3の予圧を調整し、固定部材4の先端と電気機械変換素子5の自由端とが上記同相または逆相でスイングする状態にすることによって、被駆動体2をz方向に沿って最も効率的に移動させることができる。上記位相ずれは、同相および逆相のどちらでも構わないが、同相と逆相とで被駆動体2の移動方向が逆になる。このため、被駆動体2の移動方向を変更するには、電気機械変換素子5に印加する電圧の極性を逆にすればよい。以下、固定部材4の先端と電気機械変換素子5の自由端とが逆相でスイングしている状態を例に挙げて、被駆動体2の移動原理を説明する。
FIG. 16 shows a state where the tip of the fixing
例えば、電気機械変換素子5が被駆動体接触部2aに近づく方向に屈曲変位すると、被駆動体接触部2aの応力によって、弾性を有する固定部材4が被駆動体接触部2aから離れる方向へたわみ、固定部材4に固定されている摩擦部材3の先端部は、被駆動体接触部2aの表面(当接面)を−z方向、即ち、接写位置から無限遠位置の方向にスリップして移動する。これにより、上記当接点は、点P0 から点P1 に移動する(図16(a))。
For example, when the
一方、電気機械変換素子5が被駆動体接触部2aから離れる方向に屈曲変位すると、弾性を有する固定部材4と実質的に弾性を有しない電気機械変換素子5との間で加速度の差が生じ、固定部材4が被駆動体接触部2a近づく方向へたわみ、固定部材4に固定されている摩擦部材3の先端部は、被駆動体接触部2aの表面(当接面)をz方向、即ち、無限遠位置から接写位置の方向にスリップして移動する。これにより、上記当接点は、点P1から点P0を経由して点P2 に移動する(図16(c))。
On the other hand, when the
つまり、電気機械変換素子5の屈曲変位に応じて、摩擦部材3はそれぞれ異なる当接点で被駆動体接触部2aと当接していることになる。従って、電子機械変換素子5を繰り返し屈曲変位させると、摩擦部材3の先端部は、図16に示す位置変位を繰り返し移動(点P1→点P0 →点P2 →点P0 →点P1 )することになる。このため、z方向におけるこれら当接点(点P0,P1 ,P2 )の相対距離に基づいて、摩擦部材3の先端部の位置変位を認識することができる。
That is, according to the bending displacement of the
図17(a),(b)は、本発明の駆動装置における被駆動体の移動原理を説明するためのグラフであり、屈曲変位にかかる時間と当接点の位置変位との関係を示すグラフである。当該グラフにおいて、曲線kは摩擦部材3の先端部の位置を表しており、これにより、屈曲変位を開始した時点から時間tが経過した時点における上記先端部の当接点の位置を特定することができる。但し、点P0 は摩擦部材3の先端部が静止位置にあることを示しているものの、グラフ上、時間tを表す軸が必ずしも曲線kの中心軸になっているとは限らない。つまり、点P1 および点P2 は曲線kのピークにそれぞれ位置しているが、時間tを表す軸に対して垂直な距離である点P1 から点P0 までの距離、および、点P2 から点P0 までの距離、即ち、静止位置である点P0 から点P1 および点P2 までの変位距離が必ずしも等しいとは限らない。
FIGS. 17A and 17B are graphs for explaining the principle of movement of the driven body in the driving apparatus of the present invention, and are graphs showing the relationship between the time required for bending displacement and the position displacement of the contact point. is there. In the graph, the curve k represents the position of the tip portion of the
電子機械変換素子5を繰り返し屈曲変位させて、摩擦部材3の先端部を点P1 →点P0 →点P2 →点P0 →点P1 の順に繰り返し位置変位させることによって、被駆動体2をz方向に向かって繰り返し位置変位させることができる。即ち、被駆動体2をz方向に移動させることができる。図17(a)は、被駆動体2をz方向、即ち、無限遠位置から接写位置の方向に移動させる場合を示すグラフであり、摩擦部材3の先端部を、往路である点P1 →点P0 →点P2 の移動のときには比較的遅く、復路である点P2 →点P0 →点P1 の移動のときには比較的速くすることにより、被駆動体2を移動させることができる。
The
一方、電子機械変換素子5を繰り返し屈曲変位させて、摩擦部材3の先端部を点P2 →点P0 →点P1 →点P0 →点P2 の順に繰り返し位置変位させることによって、被駆動体2を−z方向に向かって繰り返し位置変位させることができる。即ち、被駆動体2を−z方向に移動させることができる。図17(b)は、被駆動体2を−z方向、即ち、接写位置から無限遠位置の方向に移動させる場合を示すグラフであり、摩擦部材3の先端部を、往路である点P2 →点P0 →点P1 の移動のときには比較的遅く、復路である点P1 →点P0 →点P2 の移動のときには比較的速くすることにより、被駆動体2を移動させることができる。
On the other hand, the
電子機械変換素子5の屈曲変位の量および速度を変化させることによって、図17(a),(b)から明らかなように、点P1 および点P2 においては、摩擦部材3の先端部の変位方向を反転させると共に、その加速度も変化させている。これにより、被駆動体2を−z方向およびz方向に移動させることができる。
By changing the amount and speed of the bending displacement of the
このように、電気機械変換素子5の屈曲変位の量および速度を変化させることにより往路と復路とで異なる加速度を生じさせることによって、電気機械変換素子5と固定部材4との間で加速度の差による位相差を生じさせ、摩擦部材3の先端部が被駆動体接触部2aとの当接面においてスリップする時間とスティックする時間とに差を与えることができる。従って、往路と復路とにおいて被駆動体2の移動距離を異ならせることができ、その結果、被駆動体2を−z方向またはz方向に移動させることができる。
In this way, by changing the amount and speed of the bending displacement of the
より具体的には、図17(a)のグラフにおいては、往路である点P1 →点P0 →点P2 の移動のときには加速度が比較的小さいため、単位時間において生じる電気機械変換素子5に対する固定部材4の位相遅れ(位相差)も比較的小さく、摩擦部材3の先端部は比較的長い距離をスリップすることが可能である。一方、復路である点P2 →点P0 →点P1 の移動のときには加速度が比較的大きいため、単位時間において生じる電気機械変換素子5に対する固定部材4の位相遅れ(位相差)も比較的大きく、摩擦部材3の先端部は長い距離をスリップすることができない。つまり、被駆動体接触部2aに対する摩擦部材3の先端部の摩擦作用は、往路において比較的長い時間に亘って継続するため、被駆動体2を無限遠位置から接写位置の方向に移動させることができる。
More specifically, in the graph of FIG. 17A, since the acceleration is relatively small when moving from the point P 1 → the point P 0 → the point P 2 which is the forward path, the
一方、図17(b)のグラフにおいては、往路である点P2 →点P0 →点P1 の移動のときには加速度が比較的小さく、復路である点P1 →点P0 →点P2 の移動のときには加速度が比較的大きいため、上記と同じ原理に基づき、被駆動体2を接写位置から無限遠位置の方向に移動させることができる。
On the other hand, in the graph of FIG. 17 (b), the acceleration is relatively small when the forward point P 2 → the point P 0 → the point P 1 is moved, and the backward point P 1 → the point P 0 → the point P 2. Since the acceleration is relatively large during the movement, the driven
以上においては、電気機械変換素子5に対する固定部材4の位相遅れ(位相差)を利用することによって被駆動体2を移動させる移動原理について説明した。しかしながら、位相遅れが生じない周波数帯(屈曲変位の量および速度)においても、図16(a),(b)に記載の動作を繰り返すことにより、往路と復路とにおける加速度に差を生じさせることができるので、被駆動体2を希望する移動方向へ移動させることができる。
In the above, the movement principle which moves the to-
電気機械変換素子5の屈曲変位の量および速度を変化させて、往路と復路とにおいて異なる加速度を与える簡単な方法として、電気機械変換素子5に設けられた電極間にパルス状の電圧を繰り返し加える方法が挙げられる。この方法においては、パルスのデューティ(間隔)および周波数を適切に設定し、振動系の伝達関数の作用によって電子機械変換素子5の屈曲変位の量および速度を変化させる。また、電気機械変換素子5に設けられた電極間に加えるパルス状の電圧を反転させることによって、被駆動体2の移動方向を変更することができる。
As a simple method of changing the amount and speed of bending displacement of the
図18は、上記移動原理に基づいて電気機械変換素子5を制御する駆動制御手段の一例を示すブロック図である。即ち、本発明に係る駆動装置は、パルス状の電圧(駆動信号)を上記電気機械変換素子5に出力する駆動制御手段をさらに備えている。
FIG. 18 is a block diagram showing an example of drive control means for controlling the
図18に示すように、上記駆動制御手段は、コントローラ10、パルス生成器11、排他的論理和ゲート12、インバータゲート13、アンドゲート14、スイッチ素子15a〜15d等からなっている。上記インバータゲート13、アンドゲート14、スイッチ素子15a〜15dはHブリッジ回路を構成しており、排他的論理和ゲート12が出力する信号Sがローレベルの場合はスイッチ素子15aおよびスイッチ素子15dが閉じ、信号Sがハイレベルの場合はスイッチ素子15bおよびスイッチ素子15cが閉じるようになっている。従って、信号Sがローレベルの場合には、電気機械変換素子5に設けられた電極αと電極β1,β2との間に+V[V]の電圧が印加され、信号Sがハイレベルの場合には、上記電極αと電極β1,β2との間に−V[V]の電圧が印加される。
As shown in FIG. 18, the drive control means includes a
電気機械変換素子5は、例えばバイモルフ型の圧電素子であって、一端が固定された状態において電極αと電極β1,β2との間に+V[V]の電圧が印加されると、図18に示すように屈曲変位し、電極αと電極β1,β2との間に−V[V]の電圧が印加されると、反対方向に屈曲変位する。つまり、電極αと電極β1,β2との間に印加されるパルス状の電圧である信号S(駆動信号)がローレベルかハイレベルかによって電気機械変換素子5の屈曲方向を制御することができるので、駆動制御手段は、信号Sとしてのパルスのデューティおよび周波数を適切に設定することにより、電子機械変換素子5の屈曲変位の量および速度を制御することができる。
The
上記コントローラ10は、EN信号、DIR信号、DFデータを出力する。コントローラ10は、マイクロコンピュータおよびメモリ等の周辺機器によって構成されたプログラマブルなコントローラであることが好ましい。図18に示すように、EN信号はアンドゲート14に出力される。このため、EN信号がハイレベルの場合に電気機械変換素子5の駆動が開始され、EN信号がローレベルの場合に全てのスイッチ素子15a〜15dが開いて、電気機械変換素子5の駆動が停止される。つまり、EN信号は電気機械変換素子5の駆動および停止を制御する信号である。
The
パルス生成器11は、コントローラ10から入力されたDFデータに基づいて、予め指定されたデューティおよび周波数のパルス状の信号を生成し、排他的論理和ゲート12に出力する。つまり、DFデータは電気機械変換素子5の屈曲変位の量および速度を制御するデータである。
The pulse generator 11 generates a pulse-shaped signal having a duty and frequency specified in advance based on the DF data input from the
図18に示すように、DIR信号は排他的論理和ゲート12に出力される。このため、DIR信号がローレベルの場合には、当該DIR信号とパルス生成器11から入力されたパルス状の信号との位相が同じになり、DIR信号がハイレベルの場合には、当該DIR信号とパルス状の信号との位相が逆になる。つまり、DIR信号は電気機械変換素子5の駆動方向を制御する信号である。
As shown in FIG. 18, the DIR signal is output to the exclusive OR
従って、EN信号とDIR信号とを適宜調整することによって、電気機械変換素子5の駆動および停止、並びに駆動方向を制御することができる。また、DFデータを適宜変更することによって、被駆動体2を移動させる方向に適した電気機械変換素子5の屈曲変位の量および速度を制御することができる。
Therefore, by appropriately adjusting the EN signal and the DIR signal, the driving and stopping of the
次に、本実施の形態8に係る駆動装置について、図19を用いて以下に説明する。図19は、駆動装置が備える駆動制御手段によって行われる被駆動体2の移動距離の制御方法を説明するためのグラフである。
Next, a driving apparatus according to the eighth embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 19 is a graph for explaining a method of controlling the movement distance of the driven
上述した実施の形態1〜7に係る駆動装置においては、例えば図2(b)に示すように、被駆動体2が移動することによって予圧部材1のばね中心軸線が予圧垂線に対して傾くため、被駆動体2の移動方向に対して予圧分力が生じる。この予圧分力は、被駆動体2と摩擦部材3との摩擦接触によって生じる駆動力に対して負荷となるので、被駆動体2の位置変位に影響を与える。つまり、電気機械変換素子5の屈曲変位によって移動する上記被駆動体2の位置変位に伴い、当該被駆動体2の移動方向に、予圧分力による負荷が生じる。この予圧分力による負荷の増減量を考慮した被駆動体2のストローク(変位)量は、下記式1により見積ることができる。
In the drive devices according to
但し、n:ステップ数
xi :iステップ目のストローク(変位)量
K:予圧部材による予圧力
F:被駆動体と摩擦部材との摩擦接触により発生する駆動力(=α×μ×K)
μ:被駆動体と摩擦部材との摩擦係数(およそ0.1〜0.3)
α:被駆動体と摩擦部材との接触点での摩擦力の伝達割合(0〜1.0)
M:被駆動体(被駆動体接触部2aを含む被駆動体2)の質量
θ(xn ):ばね中心軸線と予圧垂線とがなす角度
Td:駆動時間
ここで、被駆動体2が一回位置変位(単位制御移動)することを1ステップとする。そして、例えば、K=7g、F=0.92gf(μ=0.15(実験値),α=0.65(実験値))、M=0.12g、θ(xn )=±5.35deg 、Td=600μsec とした場合には、ステップ数とストローク量とは図19(a)のグラフに示すような関係になる。当該グラフから明らかなように、被駆動体2の位置変位に伴って、1ステップ当たりのストローク量(単位制御移動量)が徐々に減少する傾向、即ち、ステップ数の増加に伴ってリニアリティ(Δx)が低下していく傾向が認められる。上記リニアリティとは、1ステップ当たりに被駆動体2と摩擦部材3との間の摩擦接触によって被駆動体2が移動する移動量のことを指す。従って、リニアリティを一定に保つことによって、1ステップ当たりの被駆動体2の移動距離を一定に保つことができる。
However, n: number of steps x i : stroke (displacement) amount of i- th step K: pre-pressure by pre-load member F: driving force generated by frictional contact between driven body and friction member (= α × μ × K)
μ: Friction coefficient between driven body and friction member (approximately 0.1 to 0.3)
α: Transmission ratio of frictional force at contact point between driven body and friction member (0 to 1.0)
M: Mass of driven body (driven
図19(a)に示すように、1ステップ当たりのストローク量が徐々に減少する場合には、ステップ数に応じて信号S(駆動信号)を調整することによって、リニアリティの低下を補正する(改善する)ことが可能である。具体的には、例えば、信号Sのパルス数(駆動パルス数)を増加させる方法がある。 As shown in FIG. 19 (a), when the stroke amount per step gradually decreases, the decrease in linearity is corrected by adjusting the signal S (drive signal) according to the number of steps (improvement). Is possible). Specifically, for example, there is a method of increasing the number of pulses of the signal S (number of drive pulses).
例えば、1ステップ当たりの被駆動体2の移動量Xを12μmとし、被駆動体2の位置変位を0.6mm(0(接写位置)から0.6mmまで移動)に設定した場合に、ストローク量のリニアリティを一定に保つためには、上記式1において△xn =△xn+1=X(12μm)となればよい。従って、式1を変形して下記式2を得ることができる。
For example, when the movement amount X of the driven
また、式2を変形すると下記式3が得られる。
Further, when
図19(b)は、上記式3に基づいて得られたステップ数と駆動時間および信号Sのパルス数(駆動パルス数)との関係を示すグラフ(補正テーブル)である。この補正テーブルに応じて、駆動時間および駆動パルス数をステップ毎に予め決められた値に調整することにより、ストローク量のリニアリティを一定に保つことができる。図19(c)は、リニアリティが一定である場合に、1ステップ当たりの被駆動体2の移動量が一定になっている制御状態を示している。
FIG. 19B is a graph (correction table) showing the relationship between the number of steps obtained based on
従って、本実施の形態に係る駆動装置は、上述した制御方法を実施することができるように、電気機械変換素子5の屈曲変位によって移動する被駆動体2の位置変位に伴い、当該被駆動体2の移動方向に生じる負荷の増減量に応じて、補正テーブルによって予め決められた信号S(駆動信号)を、上記電気機械変換素子5に出力する駆動制御手段を備えている。
Therefore, the drive device according to the present embodiment can be driven by the displacement of the driven
リニアリティを一定に保つ方法としては、駆動パルス数を調整する上記制御方法に限らず、例えば、信号Sであるパルスの1ステップ当たりのデューティを変更する制御方法や、パルスの1ステップ当たりの周波数を変更する制御方法がある。パルスのデューティや周波数を変更する制御方法においても、図19(b)に示すようなグラフ(補正テーブル)を活用することが好ましい。例えば、デューティ補正テーブル或いは周波数補正テーブルを活用することが挙げられる。ステップ毎の信号S(駆動信号)の調整は、上述した駆動制御手段のコントローラ10に予めプログラミングしておくこと等によって、簡単に行うことができる。
The method for keeping the linearity constant is not limited to the above control method for adjusting the number of drive pulses, for example, a control method for changing the duty per step of the pulse that is the signal S, or the frequency per step of the pulse. There is a control method to change. Also in the control method for changing the duty and frequency of the pulse, it is preferable to use a graph (correction table) as shown in FIG. For example, a duty correction table or a frequency correction table can be used. Adjustment of the signal S (drive signal) for each step can be easily performed by previously programming the
但し、パルスのデューティや周波数を変更する制御方法では、デューティや周波数の値によっては、往路または復路の何れかを制御することができない場合や、電気機械変換素子5との電気共振によって駆動制御手段の消費電力が急激に増える場合が生じるおそれがある。従って、上記駆動制御手段が実施する制御方法としては、駆動パルス数を調整する制御方法がより好ましい。駆動パルス数を調整する制御方法では、上記おそれを生じることはない。
However, in the control method of changing the duty and frequency of the pulse, depending on the value of the duty and frequency, either the forward path or the return path cannot be controlled, or the drive control means is based on the electrical resonance with the
本発明に係る駆動装置を例えばカメラ等の撮像装置のレンズ駆動に用いた場合には、より小型化された、駆動速度がより均一で、かつピント調整の精度がより優れた製品を提供することができる。 When the driving device according to the present invention is used for driving a lens of an imaging device such as a camera, for example, to provide a smaller product with a more uniform driving speed and better focus adjustment accuracy. Can do.
1 予圧部材
2 被駆動体
2a 被駆動体接触部
2b 突出部
2c 案内孔
2d ばね固定部
2e 被駆動体接触部
3 摩擦部材
4 固定部材
5 電気機械変換素子
6 筐体
6a 案内部材
6b ばね固定部
6c 案内部材
6d ピン
6e ばね当て部
6f ばね固定部
7 支持弾性部材
10 コントローラ
11 パルス生成器
12 排他的論理和ゲート
13 インバータゲート
14 アンドゲート
15a〜15d スイッチ素子
21 予圧部材
21a 有効ばね部
21b 密着巻き部
21c 密着巻き部
31 予圧部材
31a 固定アーム
31b 可動アーム
41 予圧部材
DESCRIPTION OF
Claims (10)
一端部が上記電気機械変換素子に連結されており、他端部が被駆動体と摩擦接触している摩擦部材と、
一端部が上記被駆動体に保持されるとともに他端部が上記筐体に保持されており、上記被駆動体を上記摩擦部材と摩擦接触する方向へ付勢する予圧部材とを備えており、
上記予圧部材が引張コイルばねであり、
上記被駆動体は、摩擦部材と摩擦接触する摩擦接触部と、予圧部材の一端部を保持する保持部とを有しており、
上記摩擦接触部と保持部との間に上記予圧部材が位置しており、
上記引張コイルばねは、その中央部に有効ばね部を備え、上記有効ばね部の一端または両端に、当該有効ばね部の直径よりも小さい直径を有する第一端部を備え、さらにその外側に、第一端部の直径よりも大きい直径を有する第二端部を備えており、
上記被駆動体および上記筐体の少なくとも一方に第一端部が嵌め込まれるとともに第二端部が引っ掛けられることにより保持されていることを特徴とする駆動装置。 An electromechanical conversion element having one end fixed to the housing and causing bending displacement by electrical control;
A friction member having one end connected to the electromechanical transducer and the other end in frictional contact with the driven body;
One end is held by the driven body and the other end is held by the housing, and includes a preload member that biases the driven body in a direction of frictional contact with the friction member,
The preload member is a tension coil spring;
The driven body has a friction contact portion that frictionally contacts the friction member, and a holding portion that holds one end of the preload member,
The preload member is located between the friction contact portion and the holding portion ,
The tension coil spring includes an effective spring portion at a central portion thereof, a first end portion having a diameter smaller than the diameter of the effective spring portion at one end or both ends of the effective spring portion, and further outside thereof. A second end having a diameter greater than the diameter of the first end;
A drive device characterized in that a first end portion is fitted into at least one of the driven body and the casing and the second end portion is hooked and held .
一端部が上記電気機械変換素子に連結されており、他端部が被駆動体と摩擦接触している摩擦部材と、
一端部が上記被駆動体に保持されるとともに他端部が上記筐体に保持されており、上記被駆動体を上記摩擦部材と摩擦接触する方向へ付勢する予圧部材とを備えており、
上記予圧部材が引張コイルばねであり、
上記被駆動体は、摩擦部材と摩擦接触する摩擦接触部と、予圧部材の一端部を保持する保持部とを有しており、
上記摩擦接触部と保持部との間に上記摩擦部材が位置していることを特徴とする駆動装置。 An electromechanical conversion element having one end fixed to the housing and causing bending displacement by electrical control;
A friction member having one end connected to the electromechanical transducer and the other end in frictional contact with the driven body;
One end is held by the driven body and the other end is held by the housing, and includes a preload member that biases the driven body in a direction of frictional contact with the friction member,
The preload member is a tension coil spring;
The driven body has a friction contact portion that frictionally contacts the friction member, and a holding portion that holds one end of the preload member,
The drive device characterized in that the friction member is located between the friction contact portion and the holding portion.
上記被駆動体および上記筐体の少なくとも一方に第一端部が嵌め込まれるとともに第二端部が引っ掛けられることにより保持されていることを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。 The tension coil spring includes an effective spring portion at a central portion thereof, a first end portion having a diameter smaller than the diameter of the effective spring portion at one end or both ends of the effective spring portion, and further outside thereof. A second end having a diameter greater than the diameter of the first end;
The driving device according to claim 2 , wherein a first end portion is fitted into at least one of the driven body and the casing and the second end portion is hooked and held.
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