JP2005083332A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 狭いスペースに配置可能で、十分な出力を得ることができ、応答性が良好で消費電力も少ない駆動装置を提供する。
【解決手段】 駆動装置は、形状記憶合金ワイヤ２と、形状記憶合金ワイヤ２を付勢するバネ４と、形状記憶合金ワイヤ２の形状変化から回転出力を得る回転部材８と、これらを支持する基台６とを有している。基台６上には、形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げるための折曲部材５１，５２，５３が立設されている。形状記憶合金ワイヤ２を、折曲部材５１，５２，５３により折り曲げた状態で回転部材８の周囲に配置することにより、狭いスペースに十分な長さの形状記憶合金ワイヤ２を配置することができ、十分な出力を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、形状記憶合金を利用して可動部品を駆動（移動又は回転等）する駆動装置に関する。

携帯用の小型機器等においては、可動部品の駆動を行う駆動装置はできるだけ狭いスペースに配置することが必要である。このような駆動装置として、形状記憶合金ワイヤにより爪部材を駆動してカメラの操作ダイヤルを回転させるもの（例えば、特許文献１参照）、超音波モータによりレンズ駆動用の円筒カムを回転させるもの（例えば、特許文献２参照）、あるいは形状記憶合金ワイヤによりレンズ駆動用のアクチュエータを回転させるもの（例えば、特許文献３参照）が知られている。また、渦巻き状の形状記憶合金により回転軸を回転させるようにした駆動装置も知られている（例えば、特許文献４、５及び６参照）。

特開平１１−３４４７５４号公報（第５頁、第４図） 特開平０９−０４３４７６号公報（第２−３頁、第２図） 特開２００２−２４４０１５号公報（第４−５頁、第１図） 特開平０９−２６８９６９号公報（第２−３頁、第１図） 特開平１０-２８８６７９号公報（第２−３頁、第１図） 特開平０７-１０３１２９号公報（第３−４頁、第１図）

しかしながら、形状記憶合金製のワイヤの変位量（すなわち全長の伸び量）は、一般にワイヤ全長の３％〜５％程度である。そのため、特許文献１及び特許文献３に記載された駆動装置のように形状記憶合金ワイヤを直線状に配置したのでは、設置スペースとの関係上、形状記憶合金ワイヤの全長をあまり長くできないため、十分な変位量が得られないという問題がある。また、特許文献２に記載された駆動装置のように超音波モータを用いたのでは、形状記憶合金を利用した駆動装置よりも広い設置スペースが必要になるという問題がある。

また、特許文献４〜６のように渦巻き状の形状記憶合金を用いた場合、渦巻き形状のために駆動装置の小型化が難しくなるという問題がある。また、渦巻き状の形状記憶合金の曲率を変化させて回転出力を得ているため、形状記憶合金の伸縮量に対して小さな回転出力しか得られず、従って消費電力が大きい、あるいは高い応答性が得られないという問題がある。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、狭いスペースに配置可能で、十分な出力を得ることができ、応答性が良好で消費電力も少ない駆動装置を提供することにある。

この発明に係る駆動装置は、長尺状の形状記憶合金部材と、前記形状記憶合金部材の変位から回転出力を得る回転部材と、前記形状記憶合金部材を、その変位を抑制する方向に付勢する付勢部材と、前記形状記憶合金部材を折り曲げるための折曲部材と、前記形状記憶合金部材、前記付勢部材、前記回転部材及び前記折曲部材を支持する基台とを備えて構成される。前記形状記憶合金部材は、前記折曲部材により折り曲げられた状態で、前記回転部材の周囲に配置されている。

本発明によれば、形状記憶合金部材を折り曲げた状態で回転部材の周囲に配置しているため、狭いスペースに十分な長さの形状記憶合金部材を配置することができ、その結果、十分な変位量を得ることができる。更に、渦巻き状の形状記憶合金部材を用いた場合と比較して、消費電力が少なく、応答性が良好である。

実施の形態１．
図１（ａ）は、この発明の実施の形態１に係る駆動装置１の基本構成を示す斜視図である。駆動装置１は、略四角形の水平な上面を有する基台６と、この基台６上に設けられた略円柱状の回転部材８とを有している。以下、駆動装置１の構造の説明においては、図１に矢印で示すように前、後、左及び右を定義する。但し、これら前、後、左及び右は、あくまで説明の便宜のためのものであり、駆動装置１の向きを限定するものではない。

基台６の上面には、略円柱状のピンからなる３つの折曲部材５１，５２，５３が立設されている。折曲部材５１は、基台６の上面の右後方の角部近傍に立設されており、折曲部材５２は、基台６の上面の左後方の角部近傍に立設されている。折曲部材５３は、基台６の上面の左前方の角部近傍に立設されている。

駆動装置１は、さらに、形状記憶合金からなるワイヤ、すなわち形状記憶合金ワイヤ（形状記憶合金部材）２を有している。この形状記憶合金ワイヤ２の一端は、接続端子２１を介して、基台６の上面において回転部材８の前側に立設されたピン６ａに固定されている。形状記憶合金ワイヤ２は、折曲部材５３，５２，５１により略９０度ずつ折り曲げられ、上面視で略矩形状に巻かれている。形状記憶合金ワイヤ２の先端部は、回転部材８の右側の領域に達し、移動体３に固定されている。移動体３は、例えば板状の部材であり、その後端に上記の形状記憶合金ワイヤ２が固定され、前端にバネ（付勢部材）４が固定されている。バネ４は、例えばコイルバネであり、その軸方向が前後方向とほぼ一致するように配置されている。バネ４の後端には上記の移動体３が固定され、バネ４の前端は、接続端子２２を介して、上記ピン６ａの右側に隣接して立設されたピン６ｂに固定されている。すなわち、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４は直列に連結され、ピン６ａ，６ｂの間で張架支持されている。

ピン６ａ，６ｂには、通電回路７に接続されている。通電回路７は、ピン６ａ，６ｂ及び接続端子２１，２２を介して、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４に電流を流すものである。ピン６ａ，６ｂ、接続端子２１，２２、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４は、いずれも導電性部材により構成されている。形状記憶合金ワイヤ２に電流が流れることにより、形状記憶合金ワイヤ２がジュール熱により変形し、収縮する。なお、通電回路７は、形状記憶合金ワイヤ２の両端に接続しても良いし、形状記憶合金ワイヤ２の固定端（ピン６ａ側の端部）と移動体３とに接続してもよい。接続端子２１，２２は、例えばピン６ａ，６ｂに係合する丸穴を形成した金属片（いわゆる丸型の接続端子）であるが、形状記憶合金ワイヤ２等を張架支持でき且つ導通を確保できるものであればよい。

なお、この実施の形態１及び後述する実施の形態２〜８では、形状記憶合金ワイヤ２の一端を基台６に固定するために丸型の接続端子２１と基台６上に立設したピン６ａとを用いているが、他の固定方法を用いてもよい。また、バネ４の一端を基台６に固定するために丸型の接続端子２２と基台６上に立設したピン６ｂとを用いているが、他の固定方法を用いてもよい。さらに、バネ４は、引張りコイルバネに限定されるものではなく、例えば圧縮コイルバネ、ねじりコイルバネ、板バネ、ゴム等の弾性部材であってもよい。バネ４の材質は、金属などの導電性材料に限定されるものではない。材質が導電性材料でない場合には、形状記憶合金ワイヤ２の両端間に通電回路を接続することで、形状記憶合金ワイヤ２に通電を行うことができる。

回転部材８は、鉛直方向の中心軸線の周りに回転可能に構成されている。回転部材８の円筒状の外周面から右側に突出するように、レバー９が取り付けられている。レバー９は、回転部材８の円筒面の下端部（基台６側の端部）近傍から半径方向外側に水平に突出する水平突出部９０と、この水平突出部９０から上方に延在する鉛直延在部９１，９２とを有している。鉛直延在部９１，９２は、水平突出部９０の突出方向に一定の間隔を開けて互いに対向しており、鉛直延在部９１，９２の間には上方に開口したスリット部９３が形成されている。レバー９の前方には、上述した移動体３及びバネ４が位置しており、形状記憶合金ワイヤ２は、レバー９のスリット部９３を通って移動体３に固定されている。

通電回路７が形状記憶合金ワイヤ２に電流を流し、形状記憶合金ワイヤ２が収縮すると、形状記憶合金ワイヤ２に固定された移動体３がバネ４の弾性力に抗して後方に移動し、レバー９を後方に付勢する。これにより、回転部材８がその中心軸の回りに反時計回り（図１に矢印ＣＣＷで示す）に回転する。移動体３に固定された形状記憶合金ワイヤ２がレバー９のスリット部９３の間を通っているため、衝撃などにより移動体３がレバー９から外れることを防止できる。

折曲部材５１，５２，５３には、形状記憶合金ワイヤ２の巻き回しを容易にするための段差部１００が形成されている。図１（ｂ）は、図１（ａ）において円Ａで囲んだ部分を拡大して示す図である。図１（ｂ）に示すように、折曲部材（ここでは折曲部材５３のみ示す）の下側部分が上側部分よりも大径に構成され、これらの間に段差部１００が形成されている。

図２（ａ）は、駆動装置１の具体的な構成例を示す斜視図である。図２（ａ）に示すように、駆動装置１は、図１を参照して説明した形状記憶合金ワイヤ２、移動体３、バネ４からなるユニットを上下に２組ずつ有している。上側のユニット１ａに属する各構成要素を、形状記憶合金ワイヤ２ａ、移動体３ａ及びバネ４ａとする。下側のユニット１ｂに属する各構成要素を、形状記憶合金ワイヤ２ｂ、移動体３ｂ及びバネ４ｂとする。

上側のユニット１ａの形状記憶合金ワイヤ２ａ、移動体３ａ及びバネ４ａは、図１を参照して説明した形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４と同様に構成されている。また、形状記憶合金ワイヤ２ａに通電するための通電回路７ａは、図１を参照して説明した通電回路７と同様に構成されている。

下側ユニット１ｂの形状記憶合金ワイヤ２ｂの一端は、図示しない接続端子を介して、基台６の上面において回転部材８の後側に立設されたピン６ｃ（図３（ｄ）〜（ｆ））に固定されている。基台６の右前方の角部近傍には、もう一つのピン状の折曲部材５４が立設されている。形状記憶合金ワイヤ２ｂは、折曲部材５２，５３，５４によりそれぞれ略９０度ずつ折り曲げられ、上面視で略矩形状に巻かれている。形状記憶合金ワイヤ２ｂの先端部は、回転部材８の右側の領域に達し、移動体３ｂに固定されている。移動体３ｂの前端には上記の形状記憶合金ワイヤ２ｂが固定され、後端にバネ４ｂが固定されている。バネ４ｂは、例えばコイルバネであり、その軸方向が前後方向と一致するように配置されている。バネ４の前端には上記の移動体３ｂが固定され、バネ４ｂの後端は、接続端子２４を介して、回転部材８の後方に立設されたピン６ｄに固定されている。ピン６ｃ，６ｄには、通電回路７ｂが接続されている。なお、移動体３ａ，３ｂは板状部材として図示されているが、特に板状に限定するものではない。

レバー９は、図１を参照して説明したように、回転部材８の円筒状の外周面から右側に突出するように形成されており、その鉛直延在部９１，９２は、回転部材８の下端部近傍から上端部近傍まで延在している。上側ユニット１ａの移動体３ａ及びバネ４ａはレバー９の前方に配置され、下側ユニット１ｂの移動体３ｂ及びバネ４ｂはレバー９の後方に配置されている。形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂは、いずれもレバー９のスリット部９３を通過して、移動体３ａ，３ｂに固定されている。すなわち、移動体３ａはレバー９に前方から当接可能であり、移動体３ｂはレバー９に後方から当接可能となっている。また、形状記憶合金ワイヤ２ｂの巻きパターンと、形状記憶合金ワイヤ２ａの巻きパターンとは、回転部材８を中心として前後対称である。

尚、折曲部材５２，５３は、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを軸方向（上下方向）に位置ずれしないように保持するガイド溝１０１，１０２を有している。図２（ｂ）は、図２（ａ）において円Ｂで囲んだ部分を拡大して示す図である。ガイド溝１０１は、図２（ｂ）に示すように、折曲部材（ここでは折曲部材５３のみ示す）の略円周方向に形成された溝である。ガイド溝１０２も同様に構成されている。また、折曲部材５１には、形状記憶合金ワイヤ２ａを保持する図示しないガイド溝が形成され、折曲部材５４には、形状記憶合金ワイヤ２ｂを保持するガイド溝１０３が形成されている。これらのガイド溝も、図２（ｂ）に示したガイド溝１０１と同様に構成されている。

次に、この実施の形態１に係る駆動装置１の動作について説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は、上側のユニット１ａの動作を示す模式図である。通電回路７ａが形状記憶合金ワイヤ２ａに電流を流していない状態では、図３（ａ）に示すように、形状記憶合金ワイヤ２ａは伸びた状態にあり、バネ４ａの付勢力により、ピン６ａ，６ｂの間で撓み無く張架されている。このときのレバー９の位置は、後述する前端位置（図３（ｅ）及び（ｆ））である。

通電回路７ａが形状記憶合金ワイヤ２ａに電流を流し、形状記憶合金ワイヤ２ａが収縮すると、図３（ｂ）に示すように、形状記憶合金ワイヤ２ａに固定された移動体３ａがバネ４ａの弾性力に抗して後方に移動し、レバー９を後方に付勢する。その結果、レバー９が取り付けられた回転部材８は、反時計周りに回転する。

通電回路７ａが通電を停止すると、形状記憶合金ワイヤ２ａが元の長さに戻るため、図３（ｃ）に示すように、移動体３ａはバネ４ａの付勢力によりレバー９から離間して前方に移動する。レバー９は、図３（ｂ）に示した位置（後端位置とする。）に留まり、回転部材８も図３（ｂ）に示した回転位置に留まる。

図３（ｄ）〜（ｆ）は、下側のユニット１ｂの動作を示した図である。通電回路７ｂが形状記憶合金ワイヤ２ｂに電流を流していない状態では、図３（ｄ）に示すように、形状記憶合金ワイヤ２ｂは伸びた状態にあり、バネ４ｂの付勢力により、ピン６ｃ，６ｄの間で撓み無く張架されている。このときのレバー９の位置は、上述した後端位置（図３（ｂ）及び（ｃ））である。

通電回路７ｂが形状記憶合金ワイヤ２ｂに電流を流し、形状記憶合金ワイヤ２ｂが収縮すると、図３（ｅ）に示すように、形状記憶合金ワイヤ２ｂに固定された移動体３ｂがバネ４ｂの弾性力に抗して前方に移動し、レバー９を前方に付勢する。その結果、レバー９が取り付けられた回転部材８は、時計周りに回転する。

通電回路７ｂが通電を停止すると、形状記憶合金ワイヤ２ｂが元の長さに戻るため、図３（ｆ）に示すように、移動体３ｂはバネ４ｂの付勢力によりレバー９から離間して後方に移動する。レバー９は、図３（ｅ）に示した位置（前端位置とする。）に留まり、回転部材８も図３（ｅ）に示した回転位置に留まる。

なお、図３（ａ）に示した状態では移動体３ａがレバー９に当接していることが好ましく、図３（ｄ）に示した状態では移動体３ｂがレバー９に当接していることが好ましい。移動体３ａ，３ｂの動作に応じて、速やかにレバー９を移動させることができるからである。但し、図３（ａ）において移動体３ａがレバー９から離間し、図３（ｄ）において移動体３ｂがレバー９から離間するよう構成することも可能である。

このように、この実施の形態１に係る駆動装置によれば、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを、折曲部材５１〜５４により折り曲げながら回転部材８の周囲に配置したので、狭いスペースに長い形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを配設することができ、十分な回転出力を得ることが可能になる。また、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂの伸縮を利用して回転出力を得ているため、渦巻き状の形状記憶合金を用いた駆動装置のように曲率の変化を利用する場合と比較して、消費電力を少なく抑えることができる。

また、図２（ａ）に示すように、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂをレバー９に対して略対称に配置し、移動体３ａ，３ｂがレバー９に両方向から当接するようにしたので、簡単な構成で回転部材８を時計回り方向及び反時計回り方向に回転させることができる。また、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂへの通電を解除した状態で、レバー９を前端位置又は後端位置で停止させておくことができるため、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂへの通電時間を短縮することができる。その結果、消費電力を低減し、また形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂの劣化を抑制することができる。

さらに、レバー９が回転部材８の下端部近傍から突出し、上方に開口するスリット部９３を有しているため、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂをスリット部９３に上方から挿入することができ、従って、上側ユニット１ａ及び下側ユニット１ｂを取り付ける作業が容易になる。

また、折曲部材５１〜５４に形状記憶合金ワイヤ２を巻き付けるためのガイド溝１０１〜１０３を形成することにより、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂの巻き付けが容易になる。加えて、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂが位置ずれして互いに接触し、ショートの原因となることを防止できる。

尚、図１〜図３に示した構成では、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを通電により変位させたが、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを外部からの加熱により変位させてもよい。この場合も、狭いスペースに長い形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを配置することができるため、十分な回転出力を得ることができる。また、渦巻き状の形状記憶合金を用いた場合と比較して、高い熱応答性が得られる。

また、ピン６ａ，６ｂの間には、形状記憶合金ワイヤ２ａに過大な張力が加わらないようにするための公知の過負荷防止用バネを設けてもよいし、形状記憶合金ワイヤ２ａに過大な電流が流れないようにするための公知の過電流防止用バネ接点を設けてもよい。ピン６ｃ，６ｄについても同様である。また、ガイド溝１０１，１０２（図２（ａ））の代わりに、段差部を設けてもよい。

図４は、この実施の形態１の変形例に係る駆動装置１Ａを示す斜視図である。この変形例に係る駆動装置１Ａは、図１〜３に示したレバー９の代わりに、回転部材８の円筒状の外周面の右側及び左側にそれぞれ取り付けられたレバー９ａ，９ｂを備えている。左側のレバー９ｂは、回転部材８の下端部近傍に取り付けられている。一方、右側のレバー９ａは、回転部材８の比較的上方（鉛直方向中心よりも上方）の位置に取り付けられ、右側のレバー９ａの下側に形状記憶合金ワイヤ２を配置するスペースが形成されている。

下側の形状記憶合金ワイヤ２ｂの一端は、接続端子２４を介して、基台６の上面において回転部材８の前側に立設されたピン６ｄに固定されている。この形状記憶合金ワイヤ２ｂは、折曲部材５４，５１，５２により略９０度ずつ折り曲げられ、上面視で略矩形状に巻かれている。形状記憶合金ワイヤ２ｂの他端部は、回転部材８の左側の領域において移動体３ｂの後端に固定されている。移動体３ｂの前端にはバネ４ｂの一端が固定されており、バネ４ｂの他端は、接続端子２３を介して、回転部材８の前方に立設されたピン６ｃに固定されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

通電回路７ａが形状記憶合金ワイヤ２ａに通電すると、形状記憶合金ワイヤ２ａの収縮により移動体３ａがバネ４ａの弾性力に抗してレバー９ａを後方に付勢し、回転部材８を反時計回りに回転させる。一方、通電回路７ｂが形状記憶合金ワイヤ２ｂに通電すると、形状記憶合金ワイヤ２ｂの収縮によりバネ４ｂの弾性力に抗して移動体３ｂがレバー９ｂを後方に付勢し、回転部材８を時計回りに回転させる。

この変形例に係る駆動装置１Ａによっても、実施の形態１と同様、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを折曲部材５１〜５４により折り曲げながら回転部材８の周囲に配置することにより、狭いスペースに長い形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂを配設することができ、従って十分な回転出力を得ることができる。

実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係る駆動装置１０の基本構成を示す斜視図である。図５において、実施の形態１に係る駆動装置１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。

実施の形態２に係る駆動装置１０は、実施の形態１で説明した折曲部材５１〜５４の代わりに、基台６上の回転部材８の周囲に設けられた略四角柱のブロックである折曲部材１５を有しており、この折曲部材１５には、形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げるための突起である接触部１５１，１５２，１５３，１５４が形成されている。接触部１５１，１５２，１５３，１５４は、折曲部材１５の右後方、左後方、左前方及び右前方の各角部に形成されている。接触部１５１，１５２，１５３，１５４は、いずれも、鉛直方向の中心軸線を有する円筒面の一部をなす接触面を有しており、これらの接触面に形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂが接触して折り曲げられるよう構成されている。

なお、折曲部材１５は基台６とは別部材であり、基台６に対する取り付け位置を調節できるよう構成されている。折曲部材１５の中央部には、回転部材８を収容するための略円筒状の空洞部１５０が形成されている。また、折曲部材１５の右側には、回転部材８のレバー９を折曲部材１５外に突出させるための切欠き部１５５が形成されている。回転部材８及びそのレバー９は、実施の形態１（図１（ａ））と同様に構成されている。

折曲部材１５の前面には、水平前方に突出するピン１５８が設けられている。折曲部材１５の右前方の接触部１５４には水平板１５５が取り付けられ、この水平板１５５には上方に突出するピン１５６が設けられている。形状記憶合金ワイヤ２の一端は、折曲部材１５の前方の領域で、接続端子２３を介してピン１５８に固定されている。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、折曲部材１５の右側において移動体３に固定されている。実施の形態１で説明したように、移動体３にはバネ４の一端が取り付けられ、バネ４の他端は接続端子２４を介してピン１５６に固定されている。ピン１５６，１５８は通電回路７（図１（ａ））に接続されている。

すなわち、この実施の形態２に係る駆動装置１０では、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４は直列に連結されてピン１５６，１５８の間で張架されており、形状記憶合金ワイヤ２は、接触部１５１，１５２，１５３により略９０度ずつ折り曲げられた状態で折曲部材１５の周囲に巻かれている。形状記憶合金ワイヤ２に固定された移動体３は、折曲部材１５の切欠き部１５５においてレバー９に前方から当接可能となっている。

このように構成することにより、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３、バネ４及び折曲部材１５を一つのサブアセンブリとして組み立て、回転部材８と基台６とをもう一つのサブアセンブリとして組み立て、これら２つのサブアセンブリを組み合わせることにより、駆動装置１０を製造することが可能になる。

図６は、実施の形態２に係る駆動装置１０の具体的な構成例を示す分解斜視図である。図６に示すように、駆動装置１０は、図５を参照して説明した形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４からなるユニットを上下に２組ずつ有している。上側のユニット１０ａに属する各構成要素を、形状記憶合金ワイヤ２ａ、移動体３ａ及びバネ４ａとする。下側のユニット１０ｂに属する各構成要素を、形状記憶合金ワイヤ２ｂ、移動体３ｂ及びバネ４ｂとする。

折曲部材１５は、上側の折曲部材１５ａと下側の折曲部材１５ｂとに分割可能に構成されている。下側の折曲部材１５ｂの周囲には形状記憶合金ワイヤ２ｂ、移動体３ｂ及びバネ４ｂが配置されており、上側の折曲部材１５ａの周囲には形状記憶合金ワイヤ２ａ、移動体３ａ及びバネ４ａが配置されている。下側のユニット１０ｂの形状記憶合金ワイヤ２ｂ、移動体３ｂ及びバネ４ｂは、図５を参照して説明した形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４と同様に構成されている。

上側ユニット１０ａの形状記憶合金ワイヤ２ａの一端は、接続端子（図示せず）を介して、上側の折曲部材１５ａの背面に立設されたピン（図示せず）に固定されている。更に、形状記憶合金ワイヤ２ａは、上側の折曲部材１５ａの接触部１５２，１５３，１５４により略９０度ずつ折り曲げられ、上側の折曲部材１５ａの周囲に矩形状に巻かれている。形状記憶合金ワイヤ２ａの他端は、上側の折曲部材１５ａの右側において、移動体３ａに固定されている。実施の形態１で説明したように、移動体３ａにはバネ４ａの一端が固定されている。バネ４ａの他端は、接続端子２２を介して、折曲部材１５の接触部１５１に取り付けられた水平板１５７に立設されたピン１５９に固定されている。形状記憶合金ワイヤ２ａの一端が固定された上記のピン（図示せず）及びバネ４ａの一端が固定されたピン１５９には、通電回路７ｂ（図２（ａ））が接続されている。

この実施の形態２に係る駆動装置１０を組み立てる際には、上側ユニット１０ａ及び下側ユニット１０ｂをそれぞれ独立したサブアセンブリとして組み立て、さらに回転部材８及び基台６を独立したサブアセンブリ（サブアセンブリ１０ｃとする。）として組立てる。下側ユニット１０ｂをサブアセンブリ１０ｃに上方から組み合わせ、更に、上側ユニット１ａを下側ユニット１０ｂに上方から組み合わせることにより、駆動装置１０が完成する。レバー９のスリット部９３が上方に開口しているため、組み立ての際、形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂをスリット部９３に容易に挿入することができ、組み立てを容易に行うことができる。

さらに、この実施の形態２に係る駆動装置１０によると、以下のような調整が可能になる。すなわち、形状記憶合金ワイヤ２ａの全長のばらつき、ピン１５６，１５８の配設位置のばらつき、あるいは折曲部材１５ａの各接触部１５１〜１５４の形状や寸法のばらつきによっては、移動体３ａの回転部材８に対する相対位置がばらつく可能性がある。しかしながら、この実施の形態２に係る駆動装置１０によれば、形状記憶合金ワイヤ２ａ、移動体３ａ及びバネ４ａが折曲部材１５ａにより支持された構成となっているため、上側の折曲部材１５ａを矢印Ａで示すように平行移動させ、あるいは矢印Ｂで示すように回転させることにより、移動体３ａの回転部材８に対する相対位置を調整することができる。同様に、下側の折曲部材１５ｂを平行移動あるいは回転させることにより、移動体３ｂの回転部材８に対する相対位置を容易に調整することができる。

なお、基台６と折曲部材１５ｂとは、上述した相対位置の調整ののち、例えば接着剤、溶剤、超音波等を用いた溶着等により固定することができる。同様に、折曲部材１５ａ，１５ｂは、上述した相対位置の調整ののち、例えば接着剤、溶剤、超音波等を用いた溶着等により固定することができる。

このように、実施の形態２に係る駆動装置１０によれば、形状記憶合金ワイヤ２ａ（２ｂ）、移動体３ａ（３ｂ）、バネ４ａ（４ｂ）及び折曲部材１５ａ（１５ｂ）を含むサブアセンブリと、回転部材８及び基台６を含むサブアセンブリ１０ｃとを組み合わせて駆動装置１０を製造することが可能になるため、製造工程を簡単にすることができる。また、移動体３ａ（３ｂ）と回転部材８との相対位置関係が調整可能となる。

また、接触部１５１〜１５４の形状記憶合金ワイヤ２ａ（２ｂ）に接触する面を曲面（特に、円筒面）とすることにより、形状記憶合金ワイヤ２への応力集中を避け、曲がり癖などが付きにくくすることができる。これにより、駆動装置１０の動作の信頼性が向上する。

なお、上記の説明では、形状記憶合金ワイヤ２ａ（２ｂ）を３箇所で折り曲げるようにしたが、折り曲げる箇所は３箇所に限らず、４箇所、６箇所あるいは８箇所等であっても良い。また、四角柱状の折曲部材に限らず、三角柱、六角柱あるいは八角柱の折曲部材を用いても良い。

また、上記の説明では、接触部１５１〜１５４を折曲部材１５に形成した突起により構成したが、実施の形態１で説明したようなピン形状の折曲部材を基台６とは別の支持部材に立設することも可能である。この場合も、当該支持部材によって、形状記憶合金ワイヤ２ａ（２ｂ）、移動体３ａ（３ｂ）及びバネ４ａ（４ｂ）が支持されるため、サブアセンブリとして組み立てることができる。また、当該支持部材を基台６に対して位置調整することで、移動体３ａ（３ｂ）と回転部材８との相対位置関係の調整が可能となる。

実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３に係る駆動装置２０の基本構成を示す斜視図である。実施の形態３に係る駆動装置２０は、形状記憶合金ワイヤ２の巻き方向を反転している点において、実施の形態１に係る駆動装置１０と異なるものである。図７において、実施の形態１に係る駆動装置１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。

実施の形態１に係る駆動装置１において、より全長の長い形状記憶合金ワイヤ２を使用する場合には、移動体３及びバネ４の上側又は下側に、形状記憶合金ワイヤ２を配置するスペースを設けることが可能であるが、この場合、駆動装置の上下方向の寸法を小さくすることが難しい。そこで、この実施の形態３に係る駆動装置２０では、形状記憶合金ワイヤ２の巻き方向を反転させることにより、駆動装置の上下方向の寸法を抑制しつつ、全長の長い形状記憶合金ワイヤ２を用いることができるようにしている。

基台６上において円筒部材８の前側には柱２６が立設されており、この柱２６から水平前方に水平ピン２７が突出している。また、基台６の上面の右後方には、形状記憶合金ワイヤ２の一端を固定するためのピン２８が立設されている。形状記憶合金ワイヤ２は、その一端が接続端子２１を介してピン２８に固定されており、折曲部材５２，５３により略９０度ずつ折り曲げられるように巻かれている。さらに、形状記憶合金ワイヤ２は、回転部材８の前方において水平ピン２７に巻き付けられて巻き方向が反転したのち、折曲部材５３，５２，５１により略９０度ずつ折り曲げられるように（すなわち逆方向に）巻かれる。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、円筒部材８の右側領域で移動体３に固定されている。実施の形態１（図１（ａ））と同様、移動体３にはバネ４の一端が固定され、バネ４の他端は、接続端子２２を介して、円筒部材８の前側に立設されたピン２９に固定される。

このように、実施の形態３に係る駆動装置２０によれば、形状記憶合金ワイヤ２の巻き方向を反転する構成により、駆動装置２０の上下方向の寸法を大きくすることなく、全長の長い形状記憶合金ワイヤ２を使用することが可能になり、より大きな回転出力を得ることができる。

なお、実施の形態１の図２（ａ）に示した装置構成と同様に、この実施の形態３に係る駆動装置２０においても、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４を上下に２組設けることが可能である。

実施の形態４．
図８（ａ）は、この発明の実施の形態４に係る駆動装置３０の基本構成を示す斜視図である。図８（ｂ）は、駆動装置３０を図８（ａ）に示す矢印Ｂ方向から見た背面図である。図８（ａ）に示すように、この実施の形態４に係る駆動装置３０は、実施の形態２（図５）で説明した駆動装置に、実施の形態３で説明したように形状記憶合金ワイヤ２の巻き方向を反転させる構成を適用したものである。実施の形態２に係る駆動装置１０の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。

実施の形態２で説明したように、回転部材８の周囲に形成された折曲部材１５の４つの角部には、それぞれ円筒面を有する接触部１５１，１５２，１５３，１５４が形成されている。折曲部材１５の前面には、ピン３０１が水平前方に突出形成されており、折曲部材１５の背面には、もう一つのピン３０２（図８（ｂ））が水平前方に突出形成されている。形状記憶合金ワイヤ２の一端は、折曲部材１５の背面に立設されたピン３０２（図８（ｂ））に、接続端子２１を介して固定されている。形状記憶合金ワイヤ２は、折曲部材１５の接触部１５２，１５３により略９０度ずつ折り曲げられ、折曲部材１５の前面に立設されたピン３０１に巻き付けられて巻き方向が反転したのち、接触部１５３，１５２，１５１により略９０度ずつ折り曲げられるように巻かれる。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、実施の形態２（図５）と同様に、回転部材８の右側の領域で移動体３に固定され、移動体３にはバネ４の一端が固定される。バネ４の他端は、接続端子２２を介して、折曲部材１５の接触部１５４に取り付けられた水平板１５５に立設されたピン１５６に固定される。

この実施の形態４によれば、実施の形態３と同様、形状記憶合金ワイヤ２の巻き方向を反転することにより、駆動装置２０の上下方向の寸法を小さく抑えつつ、形状記憶合金ワイヤ２の全長を長くすることができる。

また、実施の形態２と同様、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３、バネ４及び折曲部材１５をサブアセンブリとして組み立てておき、回転部材８及び基台６を含むサブアセンブリと組み合わせることにより駆動装置２０を製造することが可能になるため、製造工程を簡単にすることができる。また、折曲部材１５の位置調整により、移動体３と回転部材８との相対位置関係を調整することが可能となる。また、折曲部１５１〜１５３の形状記憶合金ワイヤ２に接触する面を曲面（円筒面）とすることにより、形状記憶合金ワイヤ２への応力集中を避け、曲がり癖などが付きにくくすることができ、駆動装置１０の動作の信頼性を向上することができる。

なお、実施の形態１の図２（ａ）に示した装置構成と同様に、この実施の形態４に係る駆動装置においても、形状記憶合金ワイヤ２、移動体３及びバネ４を上下に２組設ける構成が可能である。

図８（ｃ）は、実施の形態４の各接触部の変形例（接触部３５とする。）示す斜視図であり、図８（ａ）において円Ａで囲んだ部分に対応している。形状記憶合金ワイヤ２の折り曲げに伴う応力集中を抑制し、曲がり癖などが付かないようにするためには、接触部３５の接触面（形状記憶合金ワイヤ２に接触する面）である円筒面の直径が形状記憶合金ワイヤ２の線径の約２０〜４０倍であることが好ましい。この場合、形状記憶合金ワイヤ２の接触部３５との接触長さが長くなり、接触抵抗が増加する。そこで、この実施の形態４では、接触抵抗の増加による形状記憶合金ワイヤ２の変位量の減少を防止するため、図８（ｃ）に示すように、接触部３５の表面に凹凸を形成し、複数の接触面（すなわち凸部の表面）３５５において形状記憶合金ワイヤ２に接触するようにしている。このようにすれば、形状記憶合金ワイヤ２と接触部３５との接触長さが短くなるため、形状記憶合金ワイヤ２と接触部３５との接触抵抗を小さく抑えることができ、その結果、形状記憶合金ワイヤ２の変位量を十分に大きくすることができる。接触部３５の凹凸は、例えば、形状記憶合金ワイヤ２の巻き方向に直交する方向に延在する凸条と溝部とで構成することができる。なお、図８（ｃ）に示した接触部３５の形状は、実施の形態２の駆動装置１０（図５）にも適用することができる。

実施の形態５．
図９（ａ）は、この発明の実施の形態５に係る駆動装置４０の基本構成を示す平面図である。実施の形態１に係る駆動装置１（図１（ａ））の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。実施の形態５に係る駆動装置４０は、実施の形態１において説明した移動体３（図１（ａ））を有しておらず、形状記憶合金ワイヤ２とレバー４９とが直接に連結され、また、バネ４とレバー４９とが直接に連結されている。

レバー４９は、回転部材８の円筒状の外周面から右側に突出するように設けられている。このレバー４９は、実施の形態１で説明したレバー９（図１（ａ））と同一形状を有していても良いし、異なる形状を有していても良い。形状記憶合金ワイヤ２の一端は、基台６上で回転部材８の前側に立設されたピン６ａ（図９では四角形の記号で示す。）に、図示しない接続端子を介して固定されている。形状記憶合金ワイヤ２は、折曲部材５３，５２，５１により略９０度ずつ折り曲げられ、上面視で矩形状に巻かれている。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、レバー４９の背面に直接固定されている。レバー４９の前面にはバネ４の後端が直接固定され、バネ４の前端は、図示しない接続端子を介して、ピン６ａに隣接して立設されたピン６ｂ（図９では四角形の記号で示す。）に固定されている。ピン６ａ，６ｂには、通電回路７が接続されている。通電回路７から供給された電流は、バネ４及びレバー４９を介して形状記憶合金ワイヤ２を流れる。なお、レバー４９は、少なくともバネ４と形状記憶合金ワイヤ２との間の部分が導電性部材により構成されているものとする。

図９（ｂ）は、形状記憶合金ワイヤ２に通電回路７により電流を流したときの駆動装置４０の状態を示す平面図である。形状記憶合金ワイヤ２が通電により収縮すると、形状記憶合金ワイヤ２に接続されたレバー４９がバネ４の付勢力に抗して後方に移動し、回転部材８が反時計回り方向に回転する。通電回路７による通電を停止すると、形状記憶合金ワイヤ２が伸びるため、バネ４の付勢力により、図９（ａ）に示すようにレバー４９がもとの位置に復帰し、従って回転部材８が時計周りに回転して元の回転位置（図９（ａ））に復帰する。

この実施の形態５によれば、実施の形態１と同様、形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げながら回転部材８の周囲に配置したので、狭いスペースに長い形状記憶合金ワイヤ２を配設することができ、これにより十分な回転出力を得ることが可能になる。また、形状記憶合金ワイヤ２を上下に２組設けなくとも、回転部材８を時計回り及び反時計回りに回転させることができる。

図１０は、実施の形態５の変形例を示す平面図である。この変形例では、回転部材８の円筒状の外周面から右方向及び左方向にそれぞれレバー４９ａ，４９ｂが突出している。形状記憶合金ワイヤ２は、一端が上述したピン６ａに固定され、折曲部材５３，５２，５１により略９０度ずつ折り曲げられている。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、右側のレバー４９ａの背面に直接固定されている。一方、回転部材８の左側にはバネ４が設けられている。バネ４の一端は左側のレバー４９ｂの背面に直接固定され、バネ４の他端はレバー４９ｂの後方に立設されたピン６ｂに固定されている。

形状記憶合金ワイヤ２が通電により収縮すると、形状記憶合金ワイヤ２に接続されたレバー４９ａが、レバー４９ｂに接続されたバネ４の付勢力に抗して後方に移動し、回転部材８が反時計回り方向に回転する。通電回路７による通電を停止すると、形状記憶合金ワイヤ２が伸びるため、レバー４９ｂに接続されたバネ４の付勢力により、レバー４９がもとの位置に復帰し、従って回転部材８が時計周りに回転して元の回転位置に復帰する。

この変形例によっても、実施の形態５と同様、狭いスペースに長い形状記憶合金ワイヤ２を配置することができる。また、実施の形態５と比較して、バネ４の配置をより自由に選択できるため、設計の自由度が増す。

実施の形態６．
図１１は、この発明の実施の形態６に係る駆動装置５０の基本構成を説明する平面図である。実施の形態１に係る駆動装置１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。実施の形態６に係る駆動装置５０は、実施の形態１（図１（ａ））のようなレバー９を有さず、代わりに、回転部材８の外周面に沿って多数の突起５８を備えている。

実施の形態１と同様、形状記憶合金ワイヤ２は、回転部材８の前側に立設されたピン６ａに一端が固定され、折曲部材５３，５２，５１により略９０度ずつ折り曲げられるよう巻かれている。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、回転部材８の右側の領域において移動体５５に固定されている。この移動体５５は、回転部材８側に突出する爪部（凸部）５６を有している。爪部５６は、その前方に傾斜面５６ａを有しており、当該傾斜面５６ａよりも後方に、前後方向に対して直交する係合面５６ｂを有している。移動体５５の前端にはバネ４の一端が固定され、このバネ４の他端は、回転部材８の前側に立設されたピン６ｂに固定されている。

回転部材８に形成された突起５８は先端が尖っており、回転部材８の略接線方向に延在する当接面５８ａと、回転部材８の半径方向に延在する係合面５８ｂとを有している。回転部材８の回転方向を反時計回りとすると、各突起５８において、当接面５８ａは係合面５８ｂよりも回転方向において前方に位置している。隣り合う突起５８の間に、上記の爪部５６と係合する凹部５８ｃが形成されている。爪部５６が凹部５８ｃに係合している状態で、爪部５６の係合面５６ｂと突起５８の係合面５８ｂとが互いに当接する。

形状記憶合金ワイヤ２に通電回路７により電流を流すと、形状記憶合金ワイヤ２の収縮により、移動体５５はバネ４の付勢力に抗して後方に移動する。このとき、移動体５５の爪部５６が回転部材８の凹部５８ｃに係合し、爪部５６の係合面５６ｂが突起５８の係合面５８ｂに当接して後方に付勢し、これにより回転部材８が反時計回りに回転する。一方、通電回路７による通電を停止すると、形状記憶合金ワイヤ２の長さが伸びる（元の長さに戻る）ため、バネ４の付勢力により移動体５５が前方に移動して元の位置に復帰する。このとき、移動体５５の爪部５６の傾斜面５６ａが突起５８の当接面５８ａに摺接しながら移動するため、回転部材８は時計回りに回転しない。すなわち、移動体５５のみが元の位置に復帰する。従って、通電回路７による通電を繰り返すことによって、回転部材８を間欠的に所望の回転角度だけ回転させることができる。また、通電回路７による通電を停止すれば、その位置で回転部材８を停止させることができる。

このように、実施の形態６に係る駆動装置５０によれば、小型で且つ簡単な装置構成で、回転部材８を所望の回転角度だけ回転させることができる。また、通電を停止することにより回転部材８を所望の回転位置で停止させることができるため、形状記憶合金ワイヤ２への通電時間を最小限に抑えることできる。

実施の形態７．
図１２及び図１３は、それぞれこの発明の実施の形態７に係る駆動装置６０を示す側断面図及び分解斜視図である。この実施の形態７に係る駆動装置６０は、実施の形態１で説明した回転部材８を、撮像装置（カメラ等）のレンズ枠６１に適用したものである。実施の形態１に係る駆動装置１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。

駆動装置６０は、レンズ６２をその光軸方向に駆動し、レンズ６２の焦点を通常撮影用の標準位置と接写撮影用の接写位置との間で切り替えるものである。レンズ６２は略円筒状のレンズ枠６１の内側で保持されている。このレンズ枠６１の外周面にはネジ部６１ａが形成されている。レバー６９は、レンズ枠６１の外側に固定された環状部６８と、環状部６８から半径方向に突出する水平突出部９０と、水平突出部９０から上方に延在する鉛直延在部９１，９２とを有している。レバー６９の鉛直延在部９１，９２の間には、スリット部９３が形成されている。環状部６８は、その内側に、レンズ枠６１のネジ部６１ａに係合するネジ部６８ａを有している。

レバー６９の環状部６８の底面には、円周方向に一定間隔をあけて、４つのカムフォロア６５が配置されている。また、基台６６の上面において、環状部６８のカムフォロア６５に対応する位置には、４つのカム６７が形成されている。カム６７は、基台６６の上面から緩やかに上昇する傾斜面６７ａと、この傾斜面６７ａの最も高い位置から更に水平に延びる水平面６７ｂとを有している。

レンズ枠６１及び環状部６８を外側から囲むように、略円筒状のキャップ６３が設けられている。キャップ６３は、その底面において基台６６に固定されている。キャップ６３は、その周壁の下側に切欠き部６３ａを有している。アーム６９の水平突出部９０は、切欠き部６３ａを通ってキャップ６３の外部に突出し、鉛直延在部９１，９２（及びその間のスリット部９３）はキャップ６３の外側に位置している。キャップ６３の内側には、環状部６８を下方に付勢するバネ６４が設けられており、これによりカムフォロア６５とカム６７とが確実に係合するようになっている。基台６６には、レンズ６２により集光された光を通すための開口６０１が形成されており、この開口６０１の下側には撮像素子６０２が配置されている。

なお、レンズ枠６１とレバー６９の環状部６８とは、レンズ６２の焦点調整の後で互いに固定されるものである。すなわち、環状部６８に対してレンズ枠６１を光軸Ｘの回りに回転させると、ネジ部６１ａ，６８ａの螺合によりレンズ枠６１が光軸Ｘの方向に移動し、レンズ６２と撮像素子６０２との間隔が変化するため、焦点調整が行われる。焦点調整が完了した後、接着剤、溶剤、超音波等を用いた溶着等によりレンズ枠６１と環状部６８とが互いに固定される。

図１３に示すように、基台６６の４つの角部近傍には、実施の形態１で説明した折曲部材５１，５２，５３，５４が立設されている。これら折曲部材５１，５２，５３，５４には、例えば実施の形態１の図２（ａ）に示した形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂが巻かれており、移動体３ａ，３ｂ（図２（ａ））がレバー６９に前方及び後方からそれぞれ当接可能となっている。移動体３ａ，３ｂ（図２（ａ））の何れかによりレバー６９が付勢されて光軸Ｘの周りに回転すると、カムフォロア６５とカム６７との係合により、レバー６９は更に光軸Ｘの方向にも移動する。その結果、レバー６９の環状部６８に固定されたレンズ枠６１が光軸Ｘの方向に移動し、レンズ６２が光軸Ｘの方向に移動する。なお、レンズ枠６１は、実施の形態１の構成に限らず、他の実施の形態の構成によって駆動してもよい。

カメラ等の撮像装置においては、略円筒状のレンズ枠６１は、略四角形の撮像素子枠（基台６６）に取り付けられるのが一般的である。この実施の形態６によれば、略円筒状のレンズ枠６１の周囲に形状記憶合金ワイヤ２を配置することが可能になり、略四角形の撮像素子枠の余剰スペースを利用できるため、撮像装置の小型化に資することができる。

以上説明したように、実施の形態６に係る駆動装置６０によれば、撮像装置においてレンズ枠６１の周囲に生じる余剰スベースを利用して形状記憶合金ワイヤ２を配設することができる。従って、小型の撮像装置において、形状記憶合金を利用したレンズ駆動が可能になる。

なお、駆動装置６０において、レバー６９の環状部６８の底面にカムフォロア６５を形成し、基台６６上にカム６７を形成したが、レバー６９の環状部６８の底面にカム６７を形成し、基台６６上にカムフォロア６５を形成してもよい。カムフォロア６５とカム６７の数は、特に限定するものではないが、それぞれ３個以上であることが好ましい。また、レンズ６２の駆動目的は、標準撮影と接写撮影との切り替えに限らず、他の目的であってもよい。

実施の形態８．
図１４及び図１５は、この発明の実施の形態８に係る駆動装置７０を示す断面図及び斜視図である。実施の形態１に係る駆動装置１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付す。この実施の形態８は、実施の形態１で説明した回転部材８を、カメラのレンズ枠を軸方向に移動させるカム環７８に適用したものである。

カム環７８は、円筒状の部材であって、その側壁にカム溝７０１を有するものである。カム環７８の内側には、レンズ７２を保持するレンズ枠７１が設けられている。また、カム環７８の内側には、レンズ枠７１を光軸Ｘの方向に案内するガイドシャフト８１，８２が設けられている。レンズ枠７１は、ガイドシャフト８１に摺動可能に係合する係合部７３を有している。また、レンズ枠７１は、係合部７３と反対の側に回転止め部７４を有している。この回転止め部７４の先端は二股に分かれており、その間にガイドシャフト８２を挟み込むことにより、レンズ枠７１の回転を規制している。レンズ枠７１は、さらに、カム環７８のカム溝７０１に係合するカムピン７５を備えている。カム環７８は、基台７６上に形成された環状の突起７７の内側で回転可能に支持されている。また、基台７６には、レンズ７２により集光された光を通過させるための開口８４が形成されており、この開口８４の下側には撮像素子８３が配置されている。

図１５に示すように、カム環７８の周囲には、折曲部材５１，５２，５３が立設されている。これら折曲部材５１，５２，５３には、実施の形態１で説明したように形状記憶合金ワイヤ２が巻かれており、その一端は、基台７６上において回転部材７８の前側に立設されたピン６ａに固定され、他端は移動体３に固定されている。移動体３にはバネ４の一端が固定され、バネ４の他端は、上述したピン６ａに隣接して立設されたピン６ｂに固定されている。通電回路７により形状記憶合金ワイヤ２に電流を流すと、移動体３がレバー７９を後方に付勢し、カム環７８が反時計回りに回転する。カム環７８の回転に伴い、カムピン７５とカム溝７０１との係合により、レンズ枠７３（及びレンズ７２）が光軸Ｘの方向に移動する。

なお、図１５では１本の形状記憶合金ワイヤ２のみを示しているが、図２（ａ）に示したように２本の形状記憶合金ワイヤ２ａ，２ｂ（図２（ａ））を設けることにより、回転部材７８を時計回り及び反時計回りに回転駆動することができ、その結果、レンズ７２を光軸Ｘに沿って往復運動させることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態８に係る駆動装置によれば、レンズ枠７１の周囲の狭いスペースに配置した形状記憶合金を用いてレンズ駆動を行うことが可能になり、カメラの小型化に資することができる。

最後に、上述した実施の形態２，４における具体的な構成に関する実験結果について説明する。

図１６は、実施の形態２で説明した駆動装置１０（図５）の折曲部材１５の形状についての実験方法を示す概略図である。この実験では、形状記憶合金ワイヤ２の一端を、基台６に立設したピン６ａに接続端子２１を介して固定し、その形状記憶合金ワイヤ２を、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）で形成した折曲部材１５（図１６では略三角柱とする）の周囲に３６０度巻き付ける。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、バネ４を介して、もう一方のピン６ｂに固定する。形状記憶合金ワイヤ２の変位量は、形状記憶合金ワイヤ２の特定の点の位置変化を測定することにより測定可能であるが、今回の実験ではバネ４と形状記憶合金ワイヤ２との結合部分の変位量を測定する。

図１７は、測定に用いた折曲部材１５の形状を示す平面図である。図１７（ａ）に示すように、三角柱状の折曲部材１５の周囲に形状記憶合金ワイヤ２を３６０度巻き付け、その３つの角部に形成される接触部（それぞれ符号１５ｃで示す。）により形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げる。形状記憶合金ワイヤ２の長さは５０ｍｍ、線径は約６０μｍとする。形状記憶合金ワイヤ２の一端が固定されたピン６ａと折曲部材１５の中心との距離ｃは約８ｍｍとする。また、バネ４の付勢力は、形状記憶合金ワイヤ２が収縮していない状態（初期状態）において０．３９Ｎ（４０ｇｆ）とし、通電回路７（図５）により形状記憶合金ワイヤ２に流す直流電流は１４０ｍＡとする。

また、図１７（ｂ）に示すように、四角柱からなる折曲部材１５に形状記憶合金ワイヤ２を３６０度巻き付け、４つの角部に形成される接触部１５ｃにより形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げる。その他の条件は、図１７（ａ）と同様である。また、図１７（ｃ）に示すように、六角柱状の折曲部材１５に形状記憶合金ワイヤ２を３６０度巻き付け、その６つの角部に形成される接触部１５ｃにより形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げる。その他の条件は、図１７（ａ）と同様である。また、図１７（ｄ）に示すように、略円柱状の外周面に多数の凹凸を設けた折曲部材１５に形状記憶合金ワイヤ２を３６０度巻き付け、その外周面の凸部に形成される接触部１５ｃにより形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げる。ピン６ａと折曲部材１５の中心との距離ｃは約６ｍｍとする。その他の条件は、図１７（ａ）と同様である。

さらに、三角柱状の折曲部材１５については、図１８（ａ）〜（ｄ）に示すように、接触部１５ｃをなす円筒面の半径Ｒを、０．５ｍｍ、１．６ｍｍ、２．５ｍｍ及び３．３ｍｍの４通りに変化させている。折曲部材１５の全周に対する接触部１５ｃの長さ（形状記憶合金ワイヤ２に接触する長さ）の比を、接触比率とする。図１８（ａ）〜（ｄ）のそれぞれについて、接触比率は、１０％，３３％，５０％，６６％となる。隣り合う接触部１５ｃの間隔は、図１８（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれについて、９．４ｍｍ，７．１ｍｍ，５．２ｍｍ，３．３ｍｍである。

同様に、四角柱状の折曲部材１５については、図１９（ａ）〜（ｄ）に示すように、接触部１５ｃをなす円筒面の半径Ｒを、０．５ｍｍ、１．６ｍｍ、２．５ｍｍ及び３．３ｍｍの４通りに変化させることにより、接触比率を１０％，３３％，５０％，６６％の４通りに変化させる。隣り合う接触部１５ｃの間隔は、図１９（ａ）〜（ｄ）のそれぞれについて、７．１ｍｍ，５．３ｍｍ，３．９ｍｍ，２．７ｍｍとなる。

また、六角柱状の折曲部材１５についても、図２０（ａ）〜（ｄ）に示すように、接触部１５ｃをなす円筒面の半径Ｒを、０．５ｍｍ、１．６ｍｍ、２．５ｍｍ及び３．３ｍｍの４通りに変化させることにより、接触比率を１０％，３３％，５０％，６６％の４通りに変化させる。隣り合う接触部１５ｃの間隔は、図２０（ａ）〜（ｄ）のそれぞれについて、４．７ｍｍ，３．６ｍｍ，２．６ｍｍ，１．８ｍｍとなっている。

略円柱状の折曲部材１５については、図２１（ａ）に示すように、折曲部材１５を直径１０ｍｍの円柱とし、その外周面に１．５６ｍｍの配設ピッチで凹凸を形成し、各凸部の長さ（形状記憶合金ワイヤ２の巻き付け方向の寸法）を０．５２ｍｍとし、各凹部の長さ１．０５ｍｍとすることにより、接触比率３３％を得た。さらに、図２１（ｂ）に示すように、折曲部材１５を直径１０ｍｍの円柱とし、その外周面に１．５６ｍｍの配設ピッチで凹凸を形成し、各凸部の長さを０．７８ｍｍとし、各凹部の長さを０．７８ｍｍとすることにより、接触比率５０％を得た。また、図２１（ｃ）に示すように、折曲部材１５を直径１０ｍｍの円柱とし、その外周面に１．５６ｍｍの配設ピッチで凹凸を形成し、各凸部の長さを１．０５ｍｍとし、各凹部の長さ０．５２ｍｍとすることにより、接触比率６６％を得た。また、図２１（ｄ）に示すように、凹凸のない直径１０ｍｍの円柱に形状記憶合金ワイヤ２を巻き付けることにより、接触比率１００％を得た。

図２２及び表１に、三角柱、四角柱、六角柱及び円柱形状の折曲部材１５（図１８〜１２１）について実験を行った結果得られた接触比率と変位量比率との関係を示す。ここで、変位量比率とは、図１６に示した実験方法で、形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げずに直線状に配置して通電（１４０ｍＡ）した場合の変位量を１００％としたものである。

図２２及び表１から、形状記憶合金ワイヤ２の変位量は、折曲部材１５の形状（三角柱、四角柱、六角柱又は略円柱）には依存せず、接触比率に依存することが分かる。さらに、接触比率が小さいほど、大きな変位量が得られることが分かる。

ここで、折曲部材１５を樹脂で作成した場合、各接触部１５ｃの長さ（形状記憶合金ワイヤ２の巻き付け方向の寸法）が小さくなるほど、形状記憶合金ワイヤ２の熱により溶け易くなる可能性があるため、折曲部材１５の各接触部１５ｃの長さはある程度長い方が好ましい。従って、接触比率を小さくしつつ、各接触部１５ｃの長さを長くするためには、辺数の少ない多角形が好ましいことが分かる。

次に、実施の形態４の変形例として説明した接触部３５（図８（ｃ））についての実験結果を説明する。図２３は、実施の形態４の変形例として説明した接触部３５（図８（ｃ））についての実験方法を示す概略図である。この実験では、図１６に示した実験方法と同様、形状記憶合金ワイヤ２の一端を、基台６に立設したピン６ａに接続端子２１を介して固定し、その形状記憶合金ワイヤ２を、ＰＯＭで形成した折曲部材１５の周囲に３６０度巻き付ける。形状記憶合金ワイヤ２の他端は、バネ４を介して、もう一方のピン６ｂに固定する。形状記憶合金ワイヤ２の変位量は、形状記憶合金ワイヤ２の特定の点の位置変化を測定することにより測定可能であるが、今回の実験ではバネ４と形状記憶合金ワイヤ２との結合部分の変位量を測定する。形状記憶合金ワイヤ２の長さは５０ｍｍ、線径は約６０μｍとする。形状記憶合金ワイヤ２の一端が固定されたピン６ａと折曲部材１５の中心との距離ｃは約８ｍｍとする。また、バネ４の付勢力は、形状記憶合金ワイヤ２が収縮していない状態（初期状態）において０．３９Ｎ（４０ｇｆ）とし、通電回路７（図５）により形状記憶合金ワイヤ２に流す電流は１４０ｍＡとする。

図２４（ａ）〜（ｄ）は、測定に用いた折曲部材１５の形状を示す平面図である。図２４（ａ）に示す折曲部材１５は、図１９（ｂ）を参照して説明したものであり、接触比率は３３％である。図２４（ｄ）に示す折曲部材１５は、図１９（ｄ）を参照して説明したものであり、接触比率は６６％である。図２４（ｂ）に示す折曲部材１５は、図２４（ｄ）に示した接触比率６６％の折曲部材１５の各接触部１５ｃに２つの凹部を形成することにより、それぞれ３つの凸部からなる接触部３５を構成し、接触比率を３３％にしたものである。また、図２４（ｃ）に示す折曲部材１５は、図２４（ｄ）に示した接触比率６６％の折曲部材１５の各接触部１５ｃに３つの凹部を形成することにより、それぞれ５つの凸部からなる接触部３５を構成し、接触比率を３３％にしたものである。

図２５及び表２に、図２４（ａ）〜（ｄ）のそれぞれに対応する変位量比率を示す。変位量比率は、上述したように、形状記憶合金ワイヤ２を折り曲げずに直線状に配置して通電（１４０ｍＡ）した場合の変位量（２．１０ｍｍ）を１００％としたものである。

図２５及び表２から、折曲部材１５の接触部３５に凹凸を形成した場合（図２４（ｂ）及び（ｃ））には、凹凸を形成しない場合（図２４（ｄ））に比べ、高い変位量比率が得られていることが分かる。すなわち、折曲部材１５の接触部３５に凹凸を形成して接触比率を小さくすることにより、形状記憶合金ワイヤ２の変位量を大きく改善できることが分かる。

本発明は、携帯用機器（例えば携帯電話端末）に設けられたダイヤルの自動回転、あるいは携帯用機器に搭載された小型カメラのレンズ駆動など、形状記憶合金を利用して対象物を駆動する用途に適用できる。

この発明の実施の形態１に係る駆動装置の基本構成を示す斜視図（ａ）及びその一部を拡大して示す図（ｂ）である。 この発明の実施の形態１に係る駆動装置の具体的な構成を示す斜視図（ａ）及びその一部を拡大して示す図（ｂ）である。 この発明の実施の形態１に係る駆動装置の動作を説明する平面図である。 この発明の実施の形態１に係る駆動装置の変形例を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る駆動装置の基本構成を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る駆動装置の具体的な構成を示す分解斜視図である。 この発明の実施の形態３に係る駆動装置の基本構成を示す斜視図である。 この発明の実施の形態４に係る駆動装置の基本構成を示す斜視図（ａ）、背面図（ｂ）及び部分拡大図（ｃ）である。 この発明の実施の形態５に係る駆動装置の２つの状態を平面図（ａ）（ｂ）である。 この発明の実施の形態５に係る駆動装置の動作前及び動作時の状態を示す平面図である。 この発明の実施の形態６に係る駆動装置の構成を示す平面図である。 この発明の実施の形態７に係る駆動装置の側断面図である。 この発明の実施の形態７に係る駆動装置の分解斜視図である。 この発明の実施の形態８に係る駆動装置の側断面図である。 この発明の実施の形態８に係る駆動装置の斜視図である。 この発明の実施の形態２の折曲部材の具体的形状についての実験方法を示す概略図である。 図１６に示した実験に用いる折曲部材の形状を説明するための平面図である。 図１６に示した実験に用いる三角柱状の折曲部材を説明するための平面図である。 図１６に示した実験に用いる四角柱状の折曲部材を説明するための平面図である。 図１６に示した実験に用いる六角柱状の折曲部材を説明するための平面図である。 図１６に示した実験に用いる略円柱状の折曲部材を説明するための平面図である。 この発明の実施の形態２についての実験結果を示すグラフである。 この発明の実施の形態４の折曲部材の具体的形状についての実験方法を示す概略図である。 図２３に示した実験に用いる折曲部材の形状を説明するための平面図である。 この発明の実施の形態４についての実験結果を示すグラフである。

符号の説明

１ 駆動装置、 ２，２ａ，２ｂ 形状記憶合金ワイヤ、 ３，３ａ，３ｂ 移動体、 ４，４ａ，４ｂ バネ、 ５１，５２，５３，５４ 折曲部材、 ６ 基台、 ６ａ，６ｂ ピン、 ７，７ａ，７ｂ 通電回路、 ８ 回転部材、 ９ レバー、 １０ 駆動装置、 １５ 折曲部材、 １５１，１５２，１５３，１５４ 接触部、 ２０ 駆動装置、 ２７ 水平ピン， ２８，２９ ピン、 ３０ 駆動装置、 ３０１ ピン、 ４０ 駆動装置、 ４９，４９ａ，４９ｂ レバー、 ５０ 駆動装置、 ５５ 移動体、 ５６ 爪部、 ５８ 突起、 ５８ｃ 凹部、 ６０ 駆動装置、 ６１ レンズ枠、 ６２ レンズ、 ６４ バネ、 ６５ カムフォロア、 ６６ 基台、 ６７ カム、 ６８ 環状部、 ６９ レバー、 ７０ 駆動装置、 ７１ レンズ枠、 ７２ レンズ、 ７８ カム環、 ８１，８２ ガイドシャフト。

Claims (20)

1. 長尺状の形状記憶合金部材と、
   前記形状記憶合金部材の変位から回転出力を得る回転部材と、
   前記形状記憶合金部材を、その変位を抑制する方向に付勢する付勢部材と、
   前記形状記憶合金部材を折り曲げるための折曲部材と、
   前記形状記憶合金部材、前記付勢部材、前記回転部材及び前記折曲部材を支持する基台とを備え、
   前記形状記憶合金部材を、前記折曲部材により折り曲げた状態で、前記回転部材の周囲に配置したことを特徴とする駆動装置。
2. 前記回転部材の外側に、前記形状記憶合金部材の変位を前記回転部材に伝達するためのレバーが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記形状記憶合金部材に、前記レバーに当接可能な移動体が取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記レバーが、前記形状記憶合金部材を挿通するスリット部を備え、前記スリット部が前記基台側と反対の側に開口していることを特徴とする請求項２又は３に記載の駆動装置。
5. 前記レバーが、前記回転部材の基台側から突出するように設けられていることを特徴とする請求項２から４までのいずれかに記載の駆動装置。
6. ２つの前記形状記憶合金部材が、前記回転部材の周囲に、互いに略対称に配置されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の駆動装置。
7. 前記形状記憶合金部材の一端が前記回転部材に固定されており、前記形状記憶合金部材の他端が前記基台に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
8. 前記形状記憶合金部材に、移動体が取り付けられており、
   前記移動体及び前記回転部材の一方が凸部を有し、他方が前記凸部に係合可能な凹部を有し、
   前記移動体が一の方向に移動するときには前記凸部と前記凹部とが係合し、前記移動体が逆方向に移動するときには前記凸部と前記凹部とが係合しないよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
9. 前記折曲部材が、前記回転部材の周囲に設けられたピンにより構成されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載の駆動装置。
10. 前記折曲部材が、前記回転部材の周囲に設けられ、前記形状記憶合金部材に接触する突起を有していることを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載の駆動装置。
11. 前記突起の前記形状記憶合金部材に接触する面が、円筒面の一部をなしていることを特徴とする請求項１０に記載の駆動装置。
12. 前記折曲部材が、複数の接触面を含むことを特徴とする請求項１から１１までのいずれかに記載の駆動装置。
13. 前記形状記憶合金部材が、前記折曲部材により折り曲げられた状態で一定の方向に巻かれ、更に巻き方向を反転して逆方向にも巻かれていることを特徴とする請求項１から１２までのいずれかに記載の駆動装置。
14. 前記折曲部材が、前記基台とは別体として構成され、前記基台に対する相対位置が可変であることを特徴とする請求項１から１３までのいずれかに記載の駆動装置。
15. 前記折曲部材が、前記形状記憶合金部材を位置決めするための溝部又は段差部を有することを特徴とする請求項１から１４までのいずれかに記載の駆動装置。
16. 前記回転部材が、レンズを保持するレンズ枠であることを特徴とする請求項１から１５までのいずれかに記載の駆動装置。
17. 前記回転部材が、レンズを保持するレンズ枠であり、
    前記レンズ枠に、前記形状記憶合金部材の変形を前記レンズ枠に伝達するためのレバーと、前記レバーの移動を前記レンズの光軸方向の移動に変換するカム部とが設けられ、
    前記基台に、前記レンズ枠を覆うキャップが設けられ、
    前記キャップ内に、前記レンズ枠を前記基台側に押圧するバネが設けられ、
    前記基台に、前記レンズの射出光束を通過させる開口部が形成され、
    前記開口部を通過した前記射出光束が入射する位置に、撮像素子が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
18. 前記レンズ枠及び前記レバーは、互いに螺合するネジ部をそれぞれ有していることを特徴とする請求項１７に記載の駆動装置。
19. 前記回転部材が、カム環であることを特徴とする請求項１から１５までのいずれかに記載の駆動装置。
20. 前記カム環が、カム溝を有し、
    前記カム環の内側に、前記カム環の回転軸の方向に移動可能で、且つ前記カム溝に係合するカムフォロアを有する可動部材を備えたことを特徴とする請求項１９に記載の駆動装置。

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