[go: up one dir, main page]

JP2008253106A - Drive unit - Google Patents

Drive unit Download PDF

Info

Publication number
JP2008253106A
JP2008253106A JP2007094529A JP2007094529A JP2008253106A JP 2008253106 A JP2008253106 A JP 2008253106A JP 2007094529 A JP2007094529 A JP 2007094529A JP 2007094529 A JP2007094529 A JP 2007094529A JP 2008253106 A JP2008253106 A JP 2008253106A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
actuator
drive shaft
piezoelectric element
expansion
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007094529A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Manabe
充雄 真鍋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujinon Corp
Original Assignee
Fujinon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujinon Corp filed Critical Fujinon Corp
Priority to JP2007094529A priority Critical patent/JP2008253106A/en
Publication of JP2008253106A publication Critical patent/JP2008253106A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Lens Barrels (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive unit capable of improving drive characteristics of an actuator while suppressing resonance between the actuator and a casing. <P>SOLUTION: The drive unit 1 is provided with an actuator 10 having a piezoelectric element 12 and a drive shaft 14, and reciprocating the drive shaft 14 in response to the expansion/shrinkage of the piezoelectric element 12. The drive unit 1 is further provided with a protective plate 51 and a plate spring 52, a convex portion 53 protruding inward in an attaching state is provided on the protective plate 51, and the convex portion 53 contacts another end surface 12B of the piezoelectric element 12. A convex portion 54 protruding inward in an attaching state is formed on the plate spring 52, and the convex portion 54 contacts a tip surface 14c of the drive shaft 14. Thus, the protective plate 51 and the plate spring 52 sandwich the actuator 10 at point contact and support it on a fixed frame 24. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は圧電素子などの電気機械変換素子を用いた駆動装置に関し、特に小型デジタル
カメラやウェブカメラ又はカメラ付き携帯電話機等に搭載する小型のレンズなど光学部材
を駆動する駆動装置に関する。
The present invention relates to a driving apparatus using an electromechanical transducer such as a piezoelectric element, and more particularly to a driving apparatus that drives an optical member such as a small lens mounted on a small digital camera, a web camera, a mobile phone with a camera, or the like.

従来、駆動装置として、電気機械変換素子、及び当該電気機械変換素子に取り付けられた駆動軸(駆動部材)を有し、電気機械変換素子の伸縮に応じて駆動軸を往復駆動させるアクチュエータと、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一定の押付力が加わるようにアクチュエータを筐体(静止部材)に支持することで、電気機械変換素子の伸縮量を増やすことが図られている。
特開平7−298654号公報
Conventionally, as a drive device, an electromechanical conversion element, and an actuator that has a drive shaft (drive member) attached to the electromechanical conversion element and drives the drive shaft to reciprocate according to expansion and contraction of the electromechanical conversion element, What is provided is known (for example, refer patent document 1). In such a drive device, the expansion / contraction amount of the electromechanical conversion element is increased by supporting the actuator on the housing (stationary member) so that a constant pressing force is applied to the electromechanical conversion element.
JP-A-7-298654

しかしながら、上述したような駆動装置では、アクチュエータの両端部が筐体に当接されているため、アクチュエータにて発生する振動が筐体に直接伝わり、アクチュエータと筐体とが共振するという問題がある。その結果、上述したような駆動装置においては、この共振による悪影響を受けて、例えば駆動軸が圧電素子の伸縮方向以外にも変位してしまうおそれがある。   However, in the drive device as described above, since both end portions of the actuator are in contact with the casing, vibration generated by the actuator is directly transmitted to the casing, and the actuator and the casing resonate. . As a result, in the drive device as described above, for example, the drive shaft may be displaced in a direction other than the expansion / contraction direction of the piezoelectric element due to an adverse effect due to the resonance.

そこで、本発明は、アクチュエータと筐体とが共振するのを抑制しつつ、アクチュエータの駆動特性を向上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。   Therefore, an object of the present invention is to provide a drive device that can improve the drive characteristics of the actuator while suppressing the resonance between the actuator and the housing.

上記課題を解決するために、本発明に係る駆動装置は、電気機械変換素子、及び当該電気機械変換素子に取り付けられた駆動軸を有し、電気機械変換素子の伸縮に応じて駆動軸を往復駆動させるアクチュエータと、アクチュエータを伸縮方向に挟持して筐体に支持する支持手段と、を備え、アクチュエータと支持手段とは、点接触又は線接触していることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a drive device according to the present invention has an electromechanical conversion element and a drive shaft attached to the electromechanical conversion element, and reciprocates the drive shaft according to the expansion and contraction of the electromechanical conversion element. An actuator to be driven and support means for holding the actuator in a telescopic direction and supporting the actuator on a housing are provided, and the actuator and the support means are in point contact or line contact.

本発明に係る駆動装置では、支持手段が点接触又は線接触でアクチュエータを筐体に支持することにより、アクチュエータにおける電気機械変換素子の伸縮による振動が筐体に伝達するのを抑制することができる。加えて、支持手段がアクチュエータを伸縮方向に挟持することで、電気機械変換素子を伸縮方向に付勢することが可能となる。従って、本発明によれば、アクチュエータと筐体とが共振するのを抑制しつつ、アクチュエータの駆動特性を向上することができる。   In the drive device according to the present invention, the support means supports the actuator to the case by point contact or line contact, so that vibration due to expansion and contraction of the electromechanical conversion element in the actuator can be suppressed from being transmitted to the case. . In addition, it becomes possible to bias the electromechanical conversion element in the expansion / contraction direction by holding the actuator in the expansion / contraction direction by the support means. Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the drive characteristics of the actuator while suppressing the resonance between the actuator and the housing.

ここで、支持手段は、前記アクチュエータを伸縮方向に付勢する付勢手段であることが好ましい。この場合、電気機械変換素子をその伸縮方向に積極的に付勢することができ、アクチュエータの駆動特性を一層向上することが可能となる。   Here, it is preferable that the supporting means is an urging means for urging the actuator in the expansion / contraction direction. In this case, the electromechanical conversion element can be positively biased in the extending and contracting direction, and the driving characteristics of the actuator can be further improved.

また、電気機械変換素子の駆動軸が取り付けられる端部と反対側の端部に取り付けられた錘部材を備える場合がある。また、アクチュエータは、駆動軸に摩擦係合する被駆動部材を移動させることが好ましい。   Moreover, the weight member attached to the edge part on the opposite side to the edge part to which the drive shaft of an electromechanical conversion element is attached may be provided. The actuator preferably moves the driven member that frictionally engages the drive shaft.

本発明に係る駆動装置によれば、アクチュエータと筐体とが共振するのを抑制しつつ、アクチュエータの駆動特性を向上することが可能となる。   The drive device according to the present invention can improve the drive characteristics of the actuator while suppressing the resonance between the actuator and the housing.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

図1は本発明の実施形態に係る駆動装置の断面図である。図1に示すように、本実施形態に係る駆動装置1は、移動レンズ70を移動対象物とし移動レンズ70の駆動を行なうものであり、アクチュエータ10と、このアクチュエータ10を収容する固定枠(筐体)24と、を備えて構成されている。   FIG. 1 is a sectional view of a driving apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the driving device 1 according to the present embodiment drives the moving lens 70 using the moving lens 70 as a moving object, and includes an actuator 10 and a fixed frame (housing) that houses the actuator 10. Body) 24.

まず、この駆動装置1のアクチュエータ10について説明する。アクチュエータ10は、圧電素子(電気機械変換素子)12と、駆動軸14と、被駆動部材16と、によって構成されている。   First, the actuator 10 of the drive device 1 will be described. The actuator 10 includes a piezoelectric element (electromechanical conversion element) 12, a drive shaft 14, and a driven member 16.

圧電素子12は、積層型の圧電素子である。この圧電素子12の形状は、積層方向に延びる長尺円柱状であり、その径はD1とされている。また、圧電素子12には、二つの入力端子72A、72Bが設けられており、これらの入力端子72A,72Bを介して制御部71が接続されている。そして、圧電素子12は、制御部71から入力される電気信号に応じて、その積層方向に伸長及び収縮する。例えば、この入力端子72A、72Bに印加される電圧を繰り返して増減させた場合、圧電素子12は伸長及び収縮を繰り返す。   The piezoelectric element 12 is a stacked piezoelectric element. The shape of the piezoelectric element 12 is a long cylindrical shape extending in the stacking direction, and its diameter is D1. In addition, the piezoelectric element 12 is provided with two input terminals 72A and 72B, and a control unit 71 is connected via these input terminals 72A and 72B. The piezoelectric element 12 expands and contracts in the stacking direction in accordance with an electric signal input from the control unit 71. For example, when the voltage applied to the input terminals 72A and 72B is repeatedly increased or decreased, the piezoelectric element 12 repeats expansion and contraction.

駆動軸14は、その基端部14aが、圧電素子12の一端面12Aに当接した状態で接着剤(不図示)を用いて圧電素子12に接着固定されている。このように、駆動軸14は、圧電素子12に取り付けられることにより、圧電素子12の伸長及び収縮の繰り返し動作に応じて、その長手方向(軸線方向)に沿って往復移動する。この駆動軸14は、径がD2(>D1)の長尺円柱状の部材であり、その軸線方向が圧電素子12の伸縮方向(図中における矢印方向、以下、単に「伸縮方向」という)に沿うように取り付けられている。なお、駆動軸14の軸線方向から見た断面形状は円に限定されず、楕円や矩形等であってもよい。   The drive shaft 14 is bonded and fixed to the piezoelectric element 12 using an adhesive (not shown) in a state where the base end portion 14a is in contact with the one end surface 12A of the piezoelectric element 12. As described above, the drive shaft 14 is attached to the piezoelectric element 12 so as to reciprocate along the longitudinal direction (axial direction) in accordance with repeated operations of expansion and contraction of the piezoelectric element 12. The drive shaft 14 is a long cylindrical member having a diameter D2 (> D1), and the axial direction of the drive shaft 14 is in the expansion / contraction direction of the piezoelectric element 12 (the direction of the arrow in the figure, hereinafter, simply referred to as “extension / contraction direction”). It is attached along. In addition, the cross-sectional shape seen from the axial direction of the drive shaft 14 is not limited to a circle, and may be an ellipse or a rectangle.

駆動軸14の材料としては、軽く高剛性のものが適しており、その条件を満たすものとしてはベリリウムが理想的であるが、この材料は稀少金属であるため高価で且つ加工性が悪いという欠点を持っている。そこで本実施形態においては、黒鉛結晶を強固に複合させた黒鉛複合体、例えばカーボングラファイトが用いられる。   As the material of the drive shaft 14, a light and high rigidity material is suitable, and beryllium is ideal as a material satisfying the condition. However, since this material is a rare metal, it is expensive and has poor workability. have. Therefore, in the present embodiment, a graphite composite in which graphite crystals are firmly combined, for example, carbon graphite is used.

黒鉛複合体とは炭素の六角板状結晶体であるグラファイト(黒鉛)とグラファイト以外の物質との複合体を意味し、カーボングラファイトとはグラファイトと無定形炭素からなる物質を意味する。この黒鉛複合体であるカーボングラファイトは、ベリリウムと似た特性を有しながら(ベリリウムの比重は約1.85、カーボングラファイトの比重は約1.8である)、ベリリウムと異なって比較的安価であり加工しやすいという特性を有している。或いは、駆動軸14の材質として、カーボン樹脂を強固に複合させたカーボン樹脂複合体を用いる場合もある。   A graphite composite means a composite of graphite (graphite), which is a hexagonal plate-like crystal of carbon, and a substance other than graphite, and carbon graphite means a substance made of graphite and amorphous carbon. Carbon graphite, which is a graphite composite, has characteristics similar to beryllium (beryllium has a specific gravity of about 1.85 and carbon graphite has a specific gravity of about 1.8), but is relatively inexpensive unlike beryllium. It has the characteristic of being easy to process. Alternatively, a carbon resin composite in which a carbon resin is firmly combined may be used as the material of the drive shaft 14.

固定枠24は、アクチュエータ10を組み付けて支持している。以下、固定枠24によるアクチュエータ10の支持について具体的に説明する。   The fixed frame 24 supports the actuator 10 by assembling it. Hereinafter, the support of the actuator 10 by the fixed frame 24 will be specifically described.

固定枠24は、アクチュエータ10を組み付けるための枠体若しくはフレーム部材として機能している。この固定枠24には、当該固定枠24から内側へ延びる2つの仕切り部24B,24Cが設けられている。これらの仕切り部24B,24Cは、駆動軸14が長手方向に沿って移動可能となるようにアクチュエータ10を支持する。また、これらの仕切り部24B,24Cは、被駆動部材16の移動領域を仕切る部分であり、駆動軸14を支持する部分としても機能している。   The fixed frame 24 functions as a frame body or a frame member for assembling the actuator 10. The fixed frame 24 is provided with two partition parts 24B and 24C extending inward from the fixed frame 24. These partition parts 24B and 24C support the actuator 10 so that the drive shaft 14 can move along the longitudinal direction. Further, these partition parts 24 </ b> B and 24 </ b> C are parts that partition the moving region of the driven member 16, and also function as parts that support the drive shaft 14.

固定枠24の図示右側の後端には、例えば薄板をコの字状に屈曲させて形成された保護板51が取り付けられている一方、固定枠24の図示左側の後端には、例えば薄板をL字状に屈曲させて形成された板ばね52が取り付けられている。これらの保護板51及び板ばね52は、アクチュエータ10を伸縮方向に挟持すると共に、このアクチュエータ10を伸縮方向に支持する。   A protective plate 51 formed by, for example, bending a thin plate into a U-shape is attached to the rear end of the fixed frame 24 on the right side of the figure, while a thin plate is attached to the rear end of the fixed frame 24 on the left side of the figure. A leaf spring 52 is attached which is bent in an L shape. The protective plate 51 and the leaf spring 52 hold the actuator 10 in the expansion / contraction direction and support the actuator 10 in the expansion / contraction direction.

仕切り部24B,24Cのそれぞれには、駆動軸14を貫通させる貫通孔24Aが形成されている。一方の仕切り部24Bは、駆動軸14の圧電素子12の取り付け部分の近傍、すなわち駆動軸14の基端部14a位置において駆動軸14を支持している。他方の仕切り部24Cは、駆動軸14の先端部14b位置において駆動軸14を支持している。   Each of the partition parts 24B and 24C is formed with a through hole 24A that allows the drive shaft 14 to pass therethrough. One partition portion 24B supports the drive shaft 14 in the vicinity of the portion where the piezoelectric element 12 is attached to the drive shaft 14, that is, at the position of the base end portion 14a of the drive shaft 14. The other partition portion 24 </ b> C supports the drive shaft 14 at the position of the tip end portion 14 b of the drive shaft 14.

なお、図1では、仕切り部24B,24Cによって駆動軸14がその基端部14a及び先端部14bの2ヵ所において支持された態様を示しているが、駆動軸14をその基端部14a又は先端部14bのいずれか一方で支持する場合もある。例えば、仕切り部24B側の貫通孔24Aを駆動軸14の外径より大きく形成することにより、駆動軸14が仕切り部24Cにより先端部14bのみで支持されることとなる。また、仕切り部24C側の貫通孔24Aを駆動軸14の外径より大きく形成することにより、駆動軸14が仕切り部24Bにより基端部14aのみで支持されることとなる。   FIG. 1 shows a state in which the drive shaft 14 is supported at two locations of the base end portion 14a and the tip end portion 14b by the partition portions 24B and 24C, but the drive shaft 14 is supported at the base end portion 14a or the tip end. It may be supported by either one of the parts 14b. For example, by forming the through hole 24A on the partition portion 24B side larger than the outer diameter of the drive shaft 14, the drive shaft 14 is supported only by the tip portion 14b by the partition portion 24C. In addition, by forming the through hole 24A on the partition portion 24C side larger than the outer diameter of the drive shaft 14, the drive shaft 14 is supported only by the base end portion 14a by the partition portion 24B.

或いは、固定枠24と別体の仕切り部24B,24Cを固定枠24に取り付けて設ける場合もある。この別体の場合であっても、一体となっている場合と同様な機能、効果が得られる。   Alternatively, there may be a case where partition portions 24 </ b> B and 24 </ b> C that are separate from the fixed frame 24 are attached to the fixed frame 24. Even in the case of this separate body, the same functions and effects as when integrated are obtained.

支持部材60は、アクチュエータ10を固定枠24に支持するためのものである。この支持部材60は、アクチュエータ10を収容する固定枠24と圧電素子12との間に配設されており、アクチュエータ10を圧電素子12の伸縮方向に対して側方から支持する。この場合、アクチュエータ10を圧電素子12の伸縮方向と直交する方向から支持することが好ましい。この支持部材60は、アクチュエータ10を側方から支持して取り付ける取付部材として機能している。   The support member 60 is for supporting the actuator 10 on the fixed frame 24. The support member 60 is disposed between the fixed frame 24 that houses the actuator 10 and the piezoelectric element 12, and supports the actuator 10 from the side with respect to the expansion and contraction direction of the piezoelectric element 12. In this case, the actuator 10 is preferably supported from a direction orthogonal to the expansion / contraction direction of the piezoelectric element 12. The support member 60 functions as an attachment member that supports and attaches the actuator 10 from the side.

支持部材60は、所定以上の弾性特性を有する弾性体により形成され、例えばシリコーン樹脂により形成される。支持部材60は、圧電素子12を挿通させる挿通孔60Aを形成して構成され、その挿通孔60Aに圧電素子12を挿通させた状態で固定枠24に組み付けられている。支持部材60の固定枠24への固着は、接着剤(不図示)による接着により行われる。また、支持部材60と圧電素子12の間の固着も、接着剤(不図示)による接着により行われる。この支持部材60を弾性体によって構成することにより、アクチュエータ10を圧電素子12の伸縮方向に移動可能に支持することができる。なお、図1において、支持部材60が圧電素子12の両側に2つ図示されているが、この支持部材60、60は一つの連続する支持部材60の断面をとることによって2つに図示されたものである。   The support member 60 is formed of an elastic body having a predetermined or higher elastic characteristic, for example, a silicone resin. The support member 60 is configured by forming an insertion hole 60A through which the piezoelectric element 12 is inserted, and is assembled to the fixed frame 24 in a state where the piezoelectric element 12 is inserted through the insertion hole 60A. The support member 60 is fixed to the fixed frame 24 by bonding with an adhesive (not shown). Further, the fixing between the support member 60 and the piezoelectric element 12 is also performed by bonding with an adhesive (not shown). By configuring the support member 60 with an elastic body, the actuator 10 can be supported so as to be movable in the expansion / contraction direction of the piezoelectric element 12. In FIG. 1, two support members 60 are illustrated on both sides of the piezoelectric element 12, but the support members 60 and 60 are illustrated in two by taking a cross section of one continuous support member 60. Is.

ここで、圧電素子12が伸縮する際にその伸縮による振動が生ずるが、上述したように、圧電素子12を含むアクチュエータ10が支持部材60によって伸縮方向に対し側方から支持されているため、圧電素子12の伸縮により生ずる振動がアクチュエータ10の外部へ伝達されにくい。そのため、アクチュエータ10が固定枠24などの外部の部材と共振することが抑制され、その共振の影響を低減することができる。従って、被駆動部材16及び移動レンズ70を正確に移動させることができる。   Here, when the piezoelectric element 12 expands and contracts, vibration due to the expansion and contraction occurs. As described above, the actuator 10 including the piezoelectric element 12 is supported by the support member 60 from the side in the expansion and contraction direction. Vibration generated by the expansion and contraction of the element 12 is not easily transmitted to the outside of the actuator 10. Therefore, the actuator 10 is suppressed from resonating with an external member such as the fixed frame 24, and the influence of the resonance can be reduced. Therefore, the driven member 16 and the moving lens 70 can be accurately moved.

なお、支持部材60の固定枠24への固着及び圧電素子12への固着は、固定枠24と圧電素子12の間に支持部材60を圧入し、支持部材60の押圧によっておこなってもよい。例えば、支持部材60を弾性体により構成し、且つ固定枠24と圧電素子12の間より大きく形成してその間に支持部材60を圧入して設置することにより、支持部材60は、固定枠24及び圧電素子12に密着して配設される。この場合、圧電素子12は、支持部材60により伸縮方向に直交する方向の両側から押圧され、アクチュエータ10が支持されることになる。   The fixing of the support member 60 to the fixed frame 24 and the fixing to the piezoelectric element 12 may be performed by pressing the support member 60 between the fixed frame 24 and the piezoelectric element 12 and pressing the support member 60. For example, the support member 60 is formed of an elastic body, and is formed larger than between the fixed frame 24 and the piezoelectric element 12, and the support member 60 is press-fitted between the support frame 60 and the support member 60. It is disposed in close contact with the piezoelectric element 12. In this case, the piezoelectric element 12 is pressed from both sides in the direction orthogonal to the expansion / contraction direction by the support member 60, and the actuator 10 is supported.

ちなみに、本実施形態では支持部材60をシリコーン樹脂で形成したが、例えば、支持部材60をバネ部材により構成してもよい。つまり、固定枠24と圧電素子12の間にバネ部材を配置し、このバネ部材によってアクチュエータ10を固定枠24に対し支持してもよい。   Incidentally, although the support member 60 is formed of silicone resin in the present embodiment, for example, the support member 60 may be formed of a spring member. That is, a spring member may be disposed between the fixed frame 24 and the piezoelectric element 12 and the actuator 10 may be supported with respect to the fixed frame 24 by the spring member.

被駆動部材16は、上述したアクチュエータ10の駆動軸14に移動可能に取り付けられている。この被駆動部材16は、駆動軸14に対し摩擦係合されて取り付けられ、駆動軸14の長手方向に沿って移動可能となっている。例えば、被駆動部材16は、駆動軸14に対し所定の摩擦係数で係合しており、一定の押圧力で駆動軸14に押し付けられることによってその移動の際に一定の摩擦力が生じるように取り付けられている。なお、被駆動部材16と駆動軸14との摩擦力は、圧電素子12に緩やかな変化の電圧を印加した際に、その駆動力よりも静摩擦力が大きくなるように、且つ、圧電素子12に急激な変化の電圧を印加した際に、その駆動力よりも静摩擦力が小さくなるように設定される。   The driven member 16 is movably attached to the drive shaft 14 of the actuator 10 described above. The driven member 16 is attached by friction engagement with the drive shaft 14 and is movable along the longitudinal direction of the drive shaft 14. For example, the driven member 16 is engaged with the drive shaft 14 with a predetermined friction coefficient, and is pressed against the drive shaft 14 with a constant pressing force so that a constant friction force is generated during the movement thereof. It is attached. Note that the frictional force between the driven member 16 and the drive shaft 14 is such that, when a slowly changing voltage is applied to the piezoelectric element 12, the static frictional force is greater than the driving force and applied to the piezoelectric element 12. It is set so that the static friction force becomes smaller than the driving force when a voltage with a sudden change is applied.

この被駆動部材16は、図6に示すように、本体部16A、押圧部16B及び摺動部16Cを備えて構成される。本体部16Aは、押圧部16Bにより駆動軸14に一定の力で押圧されている。本体部16Aには、V字状の溝16Dが形成されている。この溝16Dの内には、二つの摺動部16C、16Cに挟持された状態で駆動軸14が収容されている。摺動部16C、16Cは、断面V字状の板体であり、互いに凹部側を向き合わせて配置され、駆動軸14を挟んで設けられている。このようにV字状の溝16D内に駆動軸14を収容することにより、被駆動部材16を安定して駆動軸14に取り付けることができる。   As shown in FIG. 6, the driven member 16 includes a main body portion 16A, a pressing portion 16B, and a sliding portion 16C. The main body portion 16A is pressed against the drive shaft 14 with a constant force by the pressing portion 16B. A V-shaped groove 16D is formed in the main body portion 16A. The drive shaft 14 is accommodated in the groove 16D while being sandwiched between the two sliding portions 16C and 16C. The sliding portions 16C and 16C are plate bodies having a V-shaped cross section, are arranged with the concave portions facing each other, and are provided with the drive shaft 14 interposed therebetween. Thus, by accommodating the drive shaft 14 in the V-shaped groove 16D, the driven member 16 can be stably attached to the drive shaft 14.

押圧部16Bとしては、例えば、断面L字状の板バネ材が用いられる。押圧部16Bの一辺を本体部16Aに掛止させ、他の一辺を溝16Dの対向位置に配することにより、他の一辺により溝16Dに収容される駆動軸14を本体部16A及び摺動部16Cと共に挟み込むことができる。これにより、本体部16Aを駆動軸14側へ押圧することができる。   As the pressing portion 16B, for example, a leaf spring material having an L-shaped cross section is used. The one side of the pressing portion 16B is hooked to the main body portion 16A, and the other side is arranged at a position opposite to the groove 16D, so that the drive shaft 14 accommodated in the groove 16D by the other side is connected to the main body portion 16A and the sliding portion It can be inserted together with 16C. Thereby, 16 A of main-body parts can be pressed to the drive shaft 14 side.

このように、被駆動部材16は、押圧部16Bにより本体部16Aを駆動軸14側に一定の力で押圧して取り付けられることにより、駆動軸14に対し摩擦係合される。すなわち、被駆動部材16は、駆動軸14に対し本体部16A及び押圧部16Bが一定の押圧力で押し付けられ、その移動に際し一定の摩擦力が生ずるように取り付けられる。   Thus, the driven member 16 is frictionally engaged with the drive shaft 14 by attaching the main body portion 16A to the drive shaft 14 side with a certain force by the pressing portion 16B. That is, the driven member 16 is attached so that the main body portion 16A and the pressing portion 16B are pressed against the driving shaft 14 with a constant pressing force, and a constant frictional force is generated during the movement.

また、断面V字状の摺動部16C、16Cにより駆動軸14を挟み込むことにより、被駆動部材16が駆動軸14に複数箇所で線接触することになり、駆動軸14に対し安定して摩擦係合させることができる。また、複数箇所の線接触状態により被駆動部材16が駆動軸14に係合しているため、実質的に被駆動部材16が駆動軸14に面接触状態で係合していると同様な係合状態となり、安定した摩擦係合が実現できる。   Further, by sandwiching the drive shaft 14 by the sliding portions 16C and 16C having a V-shaped cross section, the driven member 16 comes into line contact with the drive shaft 14 at a plurality of locations, and the drive shaft 14 is stably frictioned. Can be engaged. Further, since the driven member 16 is engaged with the drive shaft 14 by a plurality of line contact states, substantially the same relationship as when the driven member 16 is engaged with the drive shaft 14 in a surface contact state. In this state, stable friction engagement can be realized.

なお、図6においては摺動部16Cが断面V状の板体で構成されているが、摺動部16Cを断面円弧状の板体として構成して、駆動軸14に面接触させてもよい。この場合、被駆動部材16が駆動軸14に面接触状態で係合するため、被駆動部材16を駆動軸14に対しより安定して摩擦係合することができる。   In FIG. 6, the sliding portion 16 </ b> C is configured by a plate body having a V-shaped cross section, but the sliding portion 16 </ b> C may be configured as a plate body having an arc-shaped cross section and brought into surface contact with the drive shaft 14. . In this case, since the driven member 16 is engaged with the driving shaft 14 in a surface contact state, the driven member 16 can be more stably frictionally engaged with the driving shaft 14.

圧電素子12には、制御部71により、図2(A)、図2(B)に示す波形の電圧が印加される。ここで、図2(A)、図2(B)は圧電素子12に印加するパルス波形の一例を示したものである。なお、図2(A)は、被駆動部材16を図1の矢印の左方向(つまり、駆動軸14に沿って圧電素子12から離間する方向)に移動させる際のパルス波形であり、図2(B)は被駆動部材16を図1の矢印の右方向(つまり、駆動軸14に沿って圧電素子12に接近する方向)に移動させる際のパルス波形である。   A voltage having a waveform shown in FIGS. 2A and 2B is applied to the piezoelectric element 12 by the controller 71. Here, FIGS. 2A and 2B show examples of pulse waveforms applied to the piezoelectric element 12. 2A shows a pulse waveform when the driven member 16 is moved in the left direction of the arrow in FIG. 1 (that is, the direction away from the piezoelectric element 12 along the drive shaft 14). (B) is a pulse waveform when moving the driven member 16 in the right direction of the arrow in FIG. 1 (that is, the direction approaching the piezoelectric element 12 along the drive shaft 14).

被駆動部材16を矢印の左方向に移動させる場合、圧電素子12には、時刻α1から時刻α2にかけて緩やかに立ち上がり、時刻α3で急激に立ち下がる略鋸歯状の駆動パルスが印加される(図2(A)参照)。従って、時刻α1から時刻α2までは、圧電素子12が緩やかに伸長する。その際、駆動軸14が緩やかな速度で移動するので、被駆動部材16は駆動軸14と共に移動する。これにより、被駆動部材16が図1の矢印の左方向に移動する。時刻α3では、圧電素子12が急激に縮まるので、駆動軸14は図1の矢印の右方向に移動する。その際、駆動軸14が急激に移動するので、被駆動部材16は慣性によってその位置に停止したまま、駆動軸14だけが移動する。従って、図2(A)に示した鋸歯状の駆動パルスを繰り返し印加することによって、被駆動部材16は図1の矢印の左方向への移動と停止を繰り返すので、被駆動部材16を左方向へ移動させることができる。   When the driven member 16 is moved in the left direction of the arrow, a substantially sawtooth drive pulse is applied to the piezoelectric element 12 that rises gently from time α1 to time α2 and falls sharply at time α3 (FIG. 2). (See (A)). Therefore, from time α1 to time α2, the piezoelectric element 12 extends gently. At that time, since the drive shaft 14 moves at a moderate speed, the driven member 16 moves together with the drive shaft 14. As a result, the driven member 16 moves to the left of the arrow in FIG. At time α3, the piezoelectric element 12 is rapidly contracted, so that the drive shaft 14 moves to the right of the arrow in FIG. At that time, since the drive shaft 14 moves suddenly, only the drive shaft 14 moves while the driven member 16 stops at that position due to inertia. Accordingly, by repeatedly applying the sawtooth drive pulse shown in FIG. 2A, the driven member 16 repeatedly moves and stops in the left direction of the arrow in FIG. Can be moved to.

それとは逆に、被駆動部材16を矢印の右方向に移動させる場合、圧電素子12には、時刻β1で急激に立ち上がり、時刻β2から時刻β3にかけて緩やかに立ち下がる略鋸歯状の駆動パルスが印加される(図2(B)参照)。従って、時刻β1では圧電素子12が急激に伸長し、駆動軸14は図1の矢印の左方向に移動する。その際、駆動軸14が急激に移動するので、被駆動部材16は慣性によってその位置に停止したまま、駆動軸14だけが移動する。時刻β2から時刻β3までは、圧電素子12が緩やかに縮まる。その際、駆動軸14が緩やかに変位するので、被駆動部材16は駆動軸14と共に移動する。これにより、被駆動部材16を図1の矢印の右方向に移動させることができる。従って、図2(B)に示した鋸歯状の駆動パルスを繰り返し印加することによって、被駆動部材16は図1の矢印の右方向への移動と停止を繰り返すので、被駆動部材16を右方向へ移動させることができる。   On the other hand, when the driven member 16 is moved in the right direction of the arrow, a substantially sawtooth drive pulse that suddenly rises at time β1 and gently falls from time β2 to time β3 is applied to the piezoelectric element 12. (See FIG. 2B). Therefore, at the time β1, the piezoelectric element 12 expands rapidly, and the drive shaft 14 moves to the left of the arrow in FIG. At that time, since the drive shaft 14 moves suddenly, only the drive shaft 14 moves while the driven member 16 stops at that position due to inertia. From time β2 to time β3, the piezoelectric element 12 is gradually contracted. At that time, since the drive shaft 14 is gently displaced, the driven member 16 moves together with the drive shaft 14. Thereby, the driven member 16 can be moved in the right direction of the arrow of FIG. Accordingly, by repeatedly applying the sawtooth drive pulse shown in FIG. 2B, the driven member 16 repeatedly moves and stops in the right direction of the arrow in FIG. Can be moved to.

なお、駆動軸14と被駆動部材16の摺動接触部分には動作を安定させ、且つ繰り返し駆動した時の耐久性を向上させるために潤滑剤が塗布されている。この潤滑剤は低温下でも駆動軸14と被駆動部材16の摺動駆動抵抗が増加しないように、温度によって性能が変化し難いものが好ましい。また、光学部品や機構部品に悪影響を与える塵埃を発生させないタイプのものがよい。   Note that a lubricant is applied to the sliding contact portion between the drive shaft 14 and the driven member 16 in order to stabilize the operation and improve the durability when repeatedly driven. This lubricant is preferably one whose performance hardly changes depending on the temperature so that the sliding drive resistance between the drive shaft 14 and the driven member 16 does not increase even at low temperatures. Further, a type that does not generate dust that adversely affects optical components and mechanical components is preferable.

ちなみに、上述した鋸歯状の駆動パルス信号は、説明を簡単にするため模式的に用いたものであり、実際には図3のような回路を有する制御部71により、図4、図5に示す電気信号が入出力される(この出力信号は上述した鋸歯状の駆動パルス信号と等価のものとなる)。また、使用される駆動周波数としては、駆動周波数が異音として認識される可聴周波数域を避け、且つ電力消費量が少ないことを考慮して選定すれば20〜200kHz程度が好ましく、より好ましくは50〜100kHzが用いられる。   Incidentally, the sawtooth drive pulse signal described above is schematically used for simplicity of explanation, and is actually shown in FIGS. 4 and 5 by the control unit 71 having a circuit as shown in FIG. An electric signal is input / output (this output signal is equivalent to the sawtooth drive pulse signal described above). Further, the drive frequency used is preferably about 20 to 200 kHz, more preferably 50 if it is selected in consideration of avoiding an audible frequency range in which the drive frequency is recognized as an abnormal sound and low power consumption. ~ 100 kHz is used.

図3は、圧電素子12を作動させる駆動回路の回路図である。図3に示すように、駆動回路77は、制御部71内に配置されて設けられている。この駆動回路77は、圧電素子12のドライブ回路として機能するものであり、圧電素子12に対し駆動用の電気信号を出力する。駆動回路77は、制御部71の制御信号生成部(図示せず)から制御信号を入力し、その制御信号を電圧増幅又は電流増幅して圧電素子12の駆動用電気信号を出力する。駆動回路77は、例えば入力段を論理回路U1〜U3により構成し、出力段に電界効果型のトランジスタ(FET)Q1、Q2を備えたものが用いられる。トランジスタQ1、Q2は、出力信号として、H出力(高電位出力)、L出力(低電位出力)及びOFF出力(オープン出力)を出力可能に構成されている。   FIG. 3 is a circuit diagram of a drive circuit that operates the piezoelectric element 12. As shown in FIG. 3, the drive circuit 77 is disposed and provided in the control unit 71. The drive circuit 77 functions as a drive circuit for the piezoelectric element 12 and outputs an electric signal for driving to the piezoelectric element 12. The drive circuit 77 receives a control signal from a control signal generation unit (not shown) of the control unit 71, and amplifies the control signal by voltage or current to output an electric signal for driving the piezoelectric element 12. As the drive circuit 77, for example, an input stage having logic circuits U1 to U3 and an output stage having field effect transistors (FETs) Q1 and Q2 are used. The transistors Q1 and Q2 are configured to output H output (high potential output), L output (low potential output), and OFF output (open output) as output signals.

図4に駆動回路77に入力される入力信号、図5に駆動回路77から出力される出力信号を示す。図4(A)は、被駆動部材16を圧電素子12に接近させる方向(図1において右方向)に移動させる際に入力される入力信号であり、図4(B)は、被駆動部材16を圧電素子12から離間させる方向(図1において左方向)に移動させる際に入力される入力信号である。また、図5(A)は、被駆動部材16を圧電素子12に接近させる方向(図1において右方向)に移動させる際に出力される出力信号であり、図5(B)は、被駆動部材16を圧電素子12から離間させる方向(図1において左方向)に移動させる際に出力される出力信号である。   4 shows an input signal inputted to the drive circuit 77, and FIG. 5 shows an output signal outputted from the drive circuit 77. 4A shows an input signal that is input when the driven member 16 is moved in the direction in which the driven member 16 approaches the piezoelectric element 12 (the right direction in FIG. 1), and FIG. 4B shows the driven member 16. Is an input signal that is input when moving in the direction away from the piezoelectric element 12 (leftward in FIG. 1). 5A shows an output signal that is output when the driven member 16 is moved in the direction in which the driven member 16 approaches the piezoelectric element 12 (the right direction in FIG. 1). FIG. 5B shows the driven signal. This is an output signal that is output when the member 16 is moved in a direction away from the piezoelectric element 12 (leftward in FIG. 1).

図5(A)、(B)の出力信号は、図4(A)、(B)の入力信号と同一タイミングでオンオフするパルス信号となっている。図5(A)、(B)における2つの信号は、圧電素子12の入力端子72A、72Bに入力される。この入力端子72A、72Bには、図2に示すような台形波形からなる信号を入力してもよいが、図5に示す矩形状のパルス信号を入力して圧電素子12を作動させることができる。この場合、圧電素子12の駆動信号が矩形状のパルス信号でよいため、信号生成が容易となる。   The output signals in FIGS. 5A and 5B are pulse signals that turn on and off at the same timing as the input signals in FIGS. 4A and 4B. Two signals in FIGS. 5A and 5B are input to the input terminals 72 </ b> A and 72 </ b> B of the piezoelectric element 12. A signal having a trapezoidal waveform as shown in FIG. 2 may be input to the input terminals 72A and 72B. However, the piezoelectric element 12 can be operated by inputting a rectangular pulse signal as shown in FIG. . In this case, since the drive signal of the piezoelectric element 12 may be a rectangular pulse signal, signal generation is facilitated.

図5(A)、(B)の出力信号は、同一周波数となる2つの矩形状のパルス信号により構成されている。この2つのパルス信号は、互いの位相を異ならせることにより、互いの信号の電位差が段階的に大きくなり急激に小さくなる信号又は電位差が急激に大きくなって段階的に小さくなる信号となっている。このような2つの信号を入力することにより、圧電素子12の伸長速度と収縮速度を異ならせることができ、被駆動部材16を移動させることができる。   The output signals in FIGS. 5A and 5B are composed of two rectangular pulse signals having the same frequency. These two pulse signals are different in phase from each other, so that the potential difference between the signals increases stepwise and decreases rapidly, or the potential difference increases rapidly and decreases stepwise. . By inputting these two signals, the expansion speed and contraction speed of the piezoelectric element 12 can be made different, and the driven member 16 can be moved.

例えば、図5(A)、(B)において、一方の信号がH(ハイ)となりL(ロー)に低下した後に他方の信号がHとなるように設定されている。それらの信号において、一方の信号がLになった際に一定のタイムラグtOFFの経過後、他方の信号がHとなるように設定される。また、2つの信号が両方ともLの場合には、出力としてはオフ状態(オープン状態)とされる。   For example, in FIGS. 5A and 5B, one signal is set to H (high) and then lowered to L (low), and then the other signal is set to H. In these signals, when one signal becomes L, the other signal is set to H after a certain time lag tOFF has elapsed. When both the two signals are L, the output is turned off (open state).

この図5の(A)、(B)の出力信号、すなわち圧電素子12を作動させる電気信号は、可聴周波数を超える周波数の信号が用いられる。図5(A)、(B)において、2つの信号の周波数は、可聴周波数を超える周波数信号とされ、例えば、30〜80kHzの周波数信号とされ、より好ましくは40〜60kHzとされる。このようは周波数の信号を用いることにより、圧電素子12の可聴領域における作動音を低減することができる。   5A and 5B, that is, an electric signal for operating the piezoelectric element 12, a signal having a frequency exceeding the audible frequency is used. 5A and 5B, the frequency of the two signals is a frequency signal exceeding the audible frequency, for example, a frequency signal of 30 to 80 kHz, and more preferably 40 to 60 kHz. In this way, by using the frequency signal, it is possible to reduce the operating sound in the audible region of the piezoelectric element 12.

上述した被駆動部材16には、レンズ枠68を介して移動レンズ70が取り付けられている。移動レンズ70は、カメラの撮影光学系を構成するものであり、駆動装置の移動対象物となるものである。この移動レンズ70は、被駆動部材16と一体的に結合され、被駆動部材16と共に移動するように設けられている。移動レンズ70の光軸O上には、図示しない固定レンズなどが配設され、カメラの撮影光学系を構成している。また、光軸O上には、撮像素子65が配設されている。撮像素子65は、撮影光学系により結像された画像を電気信号に変換する撮像手段であり、例えばCCDにより構成される。撮像素子65は、制御部71と接続されており、画像信号を制御部71に出力する。   A movable lens 70 is attached to the driven member 16 described above via a lens frame 68. The moving lens 70 constitutes a photographing optical system of the camera and is a moving object of the driving device. The moving lens 70 is integrally coupled to the driven member 16 and is provided so as to move together with the driven member 16. On the optical axis O of the moving lens 70, a fixed lens (not shown) and the like are arranged to constitute a camera optical system. An image sensor 65 is disposed on the optical axis O. The image pickup element 65 is an image pickup means for converting an image formed by the photographing optical system into an electric signal, and is constituted by a CCD, for example. The image sensor 65 is connected to the control unit 71 and outputs an image signal to the control unit 71.

駆動装置1には、被駆動部材16の移動位置を検出する検出器75が設けられている。検出器75としては、例えば光学式の検出器が用いられ、フォトリフレクタ、フォトインタラプタなどが用いられる。具体的には、検出器75としてリフレクタ75A、検出部75Bを備えたものを用いる場合、被駆動部材16と一体に形成されるレンズ枠68にリフレクタ75Aを取り付け、検出部75Bからリフレクタ75A側へ検出光を出射し、リフレクタ75A側で反射してくる反射光を検出部75Bで検出することにより被駆動部材16及び移動レンズ70の移動位置を検出する。   The driving device 1 is provided with a detector 75 that detects the movement position of the driven member 16. As the detector 75, for example, an optical detector is used, and a photo reflector, a photo interrupter, or the like is used. Specifically, when the detector 75 including the reflector 75A and the detection unit 75B is used, the reflector 75A is attached to the lens frame 68 formed integrally with the driven member 16, and the detection unit 75B is moved toward the reflector 75A. The detection light is emitted, and the reflected light reflected on the reflector 75A side is detected by the detection unit 75B, thereby detecting the movement positions of the driven member 16 and the moving lens 70.

検出器75は、制御部71に接続されている。検出器75の出力信号は制御部71に入力される。制御部71は、駆動装置全体の制御をおこなうものであり、例えばCPU、ROM、RAM、入力信号回路、出力信号回路などにより構成される。また、制御部71は、圧電素子12を作動させるための駆動回路を備えており、圧電素子12に対し駆動のための電気信号を出力する。   The detector 75 is connected to the control unit 71. The output signal of the detector 75 is input to the control unit 71. The control unit 71 controls the entire drive device, and includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, an input signal circuit, an output signal circuit, and the like. The control unit 71 includes a drive circuit for operating the piezoelectric element 12 and outputs an electrical signal for driving to the piezoelectric element 12.

また、移動レンズ70の移動制御する手法として、撮像素子65の出力信号に基づいて移動レンズ70を移動させてもよい。例えば、撮像素子65から出力される映像信号の高周波成分を検出し、そのレベルが最大となる位置に移動レンズ70を移動させる。このように移動レンズ70の移動制御をおこなうことにより、検出器75による位置検出が不要となる。   Further, as a method for controlling the movement of the moving lens 70, the moving lens 70 may be moved based on the output signal of the image sensor 65. For example, the high-frequency component of the video signal output from the image sensor 65 is detected, and the moving lens 70 is moved to a position where the level is maximum. By performing movement control of the moving lens 70 in this way, position detection by the detector 75 becomes unnecessary.

次に、上述したアクチュエータ10の伸縮方向の支持について、より詳細に説明する。   Next, the support in the expansion / contraction direction of the actuator 10 described above will be described in more detail.

固定枠24の前端及び後端には、上述したように、保護板51及び板ばね52が取り付けられており、これらにより、アクチュエータ10が伸縮方向に挟持され支持されている。   As described above, the protective plate 51 and the leaf spring 52 are attached to the front end and the rear end of the fixed frame 24, and the actuator 10 is sandwiched and supported in the expansion / contraction direction by these.

保護板51には、取付状態において内側に半球状に突出する凸部53が形成されており、この凸部53が圧電素子12の他端面12Bに接触している。板ばね52には、取付状態において内側に半球状に突出する凸部54が形成されており、この凸部54が駆動軸14の先端面14cに接触している。つまり、保護板51及び板ばね52は、アクチュエータ10において伸縮方向の両端を点接触で挟持すると共に、このアクチュエータ10を伸縮方向に点接触で支持している。   The protective plate 51 has a convex portion 53 that protrudes in a hemispherical shape in the attached state, and this convex portion 53 is in contact with the other end surface 12 </ b> B of the piezoelectric element 12. The leaf spring 52 is formed with a convex portion 54 that protrudes in a hemispherical shape in the attached state, and this convex portion 54 is in contact with the tip surface 14 c of the drive shaft 14. In other words, the protection plate 51 and the leaf spring 52 hold the both ends of the expansion / contraction direction in the actuator 10 by point contact and support the actuator 10 by point contact in the expansion / contraction direction.

また、保護板51及び板ばね52は、上述のようにアクチュエータ10を挟持することで、アクチュエータ10を伸縮方向に付勢し、圧電素子12を伸縮方向に付勢している。つまり、保護板51及び板ばね52により、圧電素子12はその縮小する方向に押し付けられている。さらに、板ばね52は、取付状態にて伸縮方向に弾性力を有しており、この弾性力でもって、アクチュエータ10を伸縮方向に積極的に付勢し、圧電素子12を伸縮方向に積極的に付勢している。   Further, the protection plate 51 and the leaf spring 52 sandwich the actuator 10 as described above, thereby urging the actuator 10 in the expansion / contraction direction and urging the piezoelectric element 12 in the expansion / contraction direction. That is, the piezoelectric element 12 is pressed by the protective plate 51 and the leaf spring 52 in the shrinking direction. Further, the leaf spring 52 has an elastic force in the expansion / contraction direction in the attached state, and with this elastic force, the actuator 10 is positively biased in the expansion / contraction direction, and the piezoelectric element 12 is positively expanded in the expansion / contraction direction. Is energized.

保護板51及び板ばね52を取り付ける場合、まず、板ばね52を固定枠24に取り付け、続いて、アクチュエータ10を固定枠24に取り付けつつ、板ばね52の凸部54に点接触させる。そして、保護板51を固定枠24に取り付けつつ、その凸部53をアクチュエータ10に点接触させる。これにより、アクチュエータ10が伸縮方向に点接触で挟持され支持されることとなる。なお、先に保護板51を固定枠24に取り付ける場合もある。   When attaching the protection plate 51 and the leaf spring 52, first, the leaf spring 52 is attached to the fixed frame 24, and then the actuator 10 is attached to the fixed frame 24 while making point contact with the convex portion 54 of the leaf spring 52. Then, the convex portion 53 is brought into point contact with the actuator 10 while the protective plate 51 is attached to the fixed frame 24. As a result, the actuator 10 is held and supported by point contact in the expansion and contraction direction. The protective plate 51 may be attached to the fixed frame 24 first.

ここで、上述した点接触とは、アクチュエータ10の両端面の接触面積よりも充分に小さい接触面積で接触することを意味する。駆動装置1では、保護板51の凸部53の面積が圧電素子12の他端面12Bの面積よりも充分に小さい面積(例えば、他端面12Bの約10%)となっており、板ばね52の凸部54の面積が駆動軸14の先端面14cの面積よりも小さい面積(例えば、先端面14cの約10%)となっている。さらに、ここでの点接触は、実質的には、アクチュエータ10の両端面に当接する場合に比して、アクチュエータ10の振動が固定枠24に伝達され難い接触状態を意味する。   Here, the above-mentioned point contact means that contact is made with a contact area sufficiently smaller than the contact area of both end faces of the actuator 10. In the drive device 1, the area of the convex portion 53 of the protection plate 51 is sufficiently smaller than the area of the other end face 12 </ b> B of the piezoelectric element 12 (for example, about 10% of the other end face 12 </ b> B). The area of the convex portion 54 is smaller than the area of the front end surface 14c of the drive shaft 14 (for example, about 10% of the front end surface 14c). Further, the point contact here substantially means a contact state in which the vibration of the actuator 10 is not easily transmitted to the fixed frame 24 as compared with the case where both ends of the actuator 10 abut.

すなわち、アクチュエータ10の伸縮方向の支持については上記構成に限定されず、種々の構成とすることができる。以下、アクチュエータ10の伸縮方向の支持の他の例について説明する。なお、以下の説明において、駆動軸14と板ばね52との接触部近傍を主に説明するが、圧電素子12と保護板51との接触部近傍についても同様である。   That is, the support of the actuator 10 in the expansion / contraction direction is not limited to the above configuration, and various configurations can be employed. Hereinafter, another example of supporting the actuator 10 in the expansion / contraction direction will be described. In the following description, the vicinity of the contact portion between the drive shaft 14 and the leaf spring 52 will be mainly described, but the same applies to the vicinity of the contact portion between the piezoelectric element 12 and the protection plate 51.

図7は、駆動軸と板ばねとの接触部近傍の他の例を示す図である。図7に示すように、この他の例では、駆動軸14の先端面14cには、半球状に切りかかれたような凹部55が形成されており、この凹部55に板ばね52の凸部53が点接触で接触されている。この場合、アクチュエータ10の軸ずれを防止することができる。   FIG. 7 is a diagram illustrating another example of the vicinity of the contact portion between the drive shaft and the leaf spring. As shown in FIG. 7, in this other example, the tip surface 14 c of the drive shaft 14 is formed with a concave portion 55 that is cut into a hemispherical shape, and the convex portion 53 of the leaf spring 52 is formed in the concave portion 55. Is touched by point contact. In this case, the axis deviation of the actuator 10 can be prevented.

或いは、これとは凹凸関係を逆にする場合もある。つまり、図8に示すように、取付状態において板ばね52の内側には半球状に切りかかれたような凹部58が形成され、圧駆動軸14の先端面14cには半球状に突出する凸部59が形成され、これらが点接触で接触される場合もある。この凹凸関係を逆にする点については後述の例においても同様に可能である。   Alternatively, the uneven relationship may be reversed. That is, as shown in FIG. 8, a concave portion 58 that is cut in a hemispherical shape is formed inside the leaf spring 52 in the attached state, and a convex portion that protrudes in a hemispherical shape on the tip surface 14 c of the pressure drive shaft 14. 59 may be formed and these may be contacted by point contact. The point of reversing the concave / convex relationship is also possible in the example described later.

図9は、駆動軸と板ばねとの接触部近傍のさらに他の例を示す図である。図9に示すように、さらに他の例では、取付状態において板ばね52の内側には、略円錐状に突出する凸部56が形成され、駆動軸14の先端面14cには、四角錐台状に切りかかれたような凹部57が形成されている。そして、凸部56が凹部57に係合されて接触されている。この場合、アクチュエータ10の軸ずれを一層防止することができる。   FIG. 9 is a view showing still another example of the vicinity of the contact portion between the drive shaft and the leaf spring. As shown in FIG. 9, in still another example, a convex portion 56 that protrudes in a substantially conical shape is formed inside the leaf spring 52 in the attached state, and a quadrangular pyramid is formed on the tip surface 14 c of the drive shaft 14. A concave portion 57 that is cut into a shape is formed. And the convex part 56 is engaged with the recessed part 57, and is contacting. In this case, the axis deviation of the actuator 10 can be further prevented.

なお、上記実施形態では、圧電素子12の他端面12Bと保護板51とが互いに点接触しているが、図11に示すように、この他端面12Bに接着剤や樹脂材を介して錘部材81が設けられ、当該錘部材81と保護板51とが互いに点接触する場合もある。   In the above embodiment, the other end surface 12B of the piezoelectric element 12 and the protective plate 51 are in point contact with each other. As shown in FIG. 11, a weight member is attached to the other end surface 12B via an adhesive or a resin material. 81 is provided, and the weight member 81 and the protection plate 51 may be in point contact with each other.

錘部材を備えない本実施形態の駆動装置1では、固定枠24の内部において錘部材を設けるためのスペースが不要となるため、固定枠24を伸縮方向において縮小することができ、駆動装置1を薄型化・小型化が実現することができる。さらに、このように、錘部材を設けるためのスペースが不要となるため、圧電素子12をその積層方向に一層厚く形成することができ、圧電素子12の変位量の増加、静電容量の低減による省電力化が可能となると共に、圧電素子12のリードレス化の対応が容易になっている。   In the driving device 1 according to the present embodiment that does not include the weight member, a space for providing the weight member is not required inside the fixed frame 24. Therefore, the fixed frame 24 can be reduced in the extending / contracting direction, and the driving device 1 can be reduced. Thinning and miniaturization can be realized. Further, since the space for providing the weight member is not necessary in this way, the piezoelectric element 12 can be formed thicker in the stacking direction, and the displacement amount of the piezoelectric element 12 can be increased and the capacitance can be reduced. It is possible to save power and to easily cope with leadless piezoelectric element 12.

一方、錘部材を備えると、錘部材により圧電素子12の端面12Bに負荷が与えられるため、端面12Bが端面12Aよりも大きく変位するのをより防止することが可能となる。また、この場合、例えば錘部材のヤング率を調整することで、アクチュエータの共振周波数を自在に調整することが可能となる。   On the other hand, when the weight member is provided, a load is applied to the end surface 12B of the piezoelectric element 12 by the weight member, so that it is possible to further prevent the end surface 12B from being displaced more than the end surface 12A. In this case, for example, the resonance frequency of the actuator can be freely adjusted by adjusting the Young's modulus of the weight member.

以上、駆動装置1によれば、保護板51及び板ばね52が点接触でアクチュエータ10を固定枠24に支持することにより、アクチュエータ10における圧電素子12の伸縮による振動が固定枠24に伝達するのを抑制することができる。加えて、上述したように、保護板51及び板ばね52がアクチュエータ10を伸縮方向に挟持することで、圧電素子12を伸縮方向に付勢することが可能となる。従って、アクチュエータ10と固定枠24との共振を抑制しつつ、圧電素子12の伸縮量や発生力を増加させ、アクチュエータ10の駆動特性(例えば、変位量や駆動速度)を高めることができる。   As described above, according to the driving device 1, the protection plate 51 and the leaf spring 52 support the actuator 10 on the fixed frame 24 by point contact, so that vibration due to expansion and contraction of the piezoelectric element 12 in the actuator 10 is transmitted to the fixed frame 24. Can be suppressed. In addition, as described above, the protection plate 51 and the leaf spring 52 pinch the actuator 10 in the expansion / contraction direction, whereby the piezoelectric element 12 can be urged in the expansion / contraction direction. Therefore, while suppressing the resonance between the actuator 10 and the fixed frame 24, the expansion / contraction amount and generated force of the piezoelectric element 12 can be increased, and the drive characteristics (for example, the displacement amount and the drive speed) of the actuator 10 can be enhanced.

また、上述したように、板ばね52の有する弾性力によりアクチュエータ10が伸縮方向に付勢されていることにより、圧電素子12が伸縮方向に積極的に付勢され、よって、アクチュエータ10の駆動特性を一層高めることができる。   Further, as described above, the actuator 10 is biased in the expansion / contraction direction by the elastic force of the leaf spring 52, so that the piezoelectric element 12 is positively biased in the expansion / contraction direction. Can be further enhanced.

また、一般的に、仕切り部24B,24Cの径は、例えばその製造や組み立て上の観点から駆動軸14の径に対して僅かに大きいものとされているため、一般的な駆動装置では、例えば姿勢差で駆動軸14の僅かな倒れ(軸線方向が伸縮方向に対し僅かに傾く)が生じることがあるが、駆動装置1では、上述したように、アクチュエータ10が伸縮方向に挟持されて確実に伸縮方向に支持されているため、かかる倒れを防止することができる。   In general, the diameters of the partition portions 24B and 24C are slightly larger than the diameter of the drive shaft 14 from the viewpoint of manufacturing and assembly, for example. The drive shaft 14 may be slightly tilted due to the posture difference (the axial direction is slightly inclined with respect to the expansion / contraction direction). Since it is supported in the expansion and contraction direction, such a fall can be prevented.

ちなみに、駆動装置1では、上述したように、アクチュエータ10を伸縮方向に挟持して確実に伸縮方向に支持するため、上記の仕切り部24B,24Cを薄肉化又はいずれか一方としたり、支持部材60を薄肉化したりすることもできる。ひいては、駆動装置1を仕切り部24B,24Cを設けずに構成することや、支持部材60を設けずに構成すること(図10参照)ことも可能となる。これらの場合、固定枠24を伸縮方向に縮小することができ、駆動装置1を一層薄型化・小型化にすることが可能となる。   Incidentally, in the drive device 1, as described above, in order to sandwich the actuator 10 in the expansion / contraction direction and reliably support the expansion / contraction direction, the partition portions 24 </ b> B and 24 </ b> C are thinned or either one of them, or the support member 60. Can be thinned. As a result, it is also possible to configure the drive device 1 without providing the partition portions 24B and 24C or to configure the drive device 1 without providing the support member 60 (see FIG. 10). In these cases, the fixed frame 24 can be reduced in the extending / contracting direction, and the drive device 1 can be further reduced in thickness and size.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、本実施形態では、移動レンズを駆動する駆動装置に適用した装置について説明したが、移動レンズ以外の物(例えば、移動レンズを保持するレンズ枠)を駆動する駆動装置に適用してもよい。   For example, in the present embodiment, an apparatus applied to a driving device that drives a moving lens has been described. However, the present invention may be applied to a driving device that drives an object other than the moving lens (for example, a lens frame that holds the moving lens). .

また、上記実施形態では、保護板51及び板ばね52がアクチュエータ10の両端面と点接触でそれぞれ接触したが、アクチュエータ10の両端面の面積よりも充分に小さい面積で接触する接触状態(アクチュエータ10の両端面に当接する場合に比して、アクチュエータ10の振動が固定枠24に伝達され難い接触状態)であれば、線接触で接触してもよい。さらに、上記実施形態では、これらが各端面において1箇所の接触でそれぞれ接触したが、かかる接触状態であれば、複数箇所で接触してもよく、また、面接触で接触してもよい。   In the above-described embodiment, the protection plate 51 and the leaf spring 52 are in contact with both end faces of the actuator 10 by point contact, but are in contact with each other in an area sufficiently smaller than the area of both end faces of the actuator 10 (actuator 10 As long as the vibration of the actuator 10 is in a contact state in which the vibration of the actuator 10 is difficult to be transmitted to the fixed frame 24 as compared to the case where the two end surfaces are in contact with each other, contact may be made by line contact. Furthermore, in the said embodiment, although each contacted by one place contact in each end surface, if it is this contact state, you may contact in multiple places and may contact by surface contact.

また、上記実施形態では、圧電素子12に印加するパルス電圧の周波数を移動レンズ70が前進する場合と後退する場合とで等しくしているが、異なっていてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the frequency of the pulse voltage applied to the piezoelectric element 12 is made equal in the case where the moving lens 70 moves forward and backward, it may be different.

さらに、電気機械変換素子として圧電素子12を用いているが、電気信号の入力により伸縮可能なものであれば、例えば人工筋肉ポリマー等でもよい。   Furthermore, although the piezoelectric element 12 is used as the electromechanical conversion element, an artificial muscle polymer or the like may be used as long as it can be expanded and contracted by inputting an electric signal.

また、上記実施形態では、支持手段として板ばね52を用い、この板ばね52によりアクチュエータ10を伸縮方向に積極的に付勢したが、板ばねでなくとも、取付状態においてアクチュエータを伸縮方向に付勢する手段であればよい。さらに、板ばね52に代えて、それ自体が付勢力を有さないもの(例えば上記保護板51と同様なもの)を用いても勿論よい。ちなみに、支持手段が筐体と一体に成形される場合もある。   Further, in the above embodiment, the plate spring 52 is used as the supporting means, and the actuator 10 is positively biased in the expansion / contraction direction by the plate spring 52. Any means can be used. Further, instead of the leaf spring 52, a member that does not have a biasing force itself (for example, the same member as the protective plate 51) may be used. Incidentally, the support means may be formed integrally with the housing.

さらにまた、上記実施形態においては、圧電素子12を、特に好ましいとして、弾性を有する接着剤を介して固定枠24に弾性支持するようにしているが、例えば圧電素子の伸縮量が少ない場合には、硬い接着剤を介して固定枠24に支持するようにしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the piezoelectric element 12 is particularly preferably supported by the fixing frame 24 via an elastic adhesive. For example, when the expansion / contraction amount of the piezoelectric element is small, Alternatively, it may be supported on the fixed frame 24 via a hard adhesive.

なお、駆動装置1の用途としては、例えばデジタルカメラや携帯電話機等の小型精密機器に適用することができる。特に携帯電話機は、3V以下の低い電圧で駆動する必要があるが、駆動装置1を用いることによって、20kHz程度の高周波で駆動することができ、被駆動部材16を2mm/s以上の高速度で移動させることができる。よって、10mm程度の移動が必要となるズームレンズであっても、迅速に移動させることができる。また、本発明に係るアクチュエータ10の用途としてはフォーカスレンズやズームレンズ等
の移動レンズを移動する用途に限定されず、CCDを移動する用途等に用いてもよい。
The application of the drive device 1 can be applied to small precision devices such as digital cameras and mobile phones. In particular, the cellular phone needs to be driven at a low voltage of 3 V or less, but by using the driving device 1, it can be driven at a high frequency of about 20 kHz, and the driven member 16 can be driven at a high speed of 2 mm / s or more. Can be moved. Therefore, even a zoom lens that needs to move about 10 mm can be moved quickly. Further, the use of the actuator 10 according to the present invention is not limited to the use of moving a moving lens such as a focus lens or a zoom lens, but may be used for moving the CCD.

実施形態に係る駆動装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the drive device which concerns on embodiment. 圧電素子に印加される駆動パルスの波形図である。It is a wave form diagram of the drive pulse applied to a piezoelectric element. 実施形態に係る駆動装置における駆動回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the drive circuit in the drive device which concerns on embodiment. 図3の駆動回路に入力される入力信号の波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram of an input signal input to the drive circuit of FIG. 3. 図3の駆動回路から出力される出力信号の波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram of an output signal output from the drive circuit of FIG. 3. 実施形態に係る駆動装置における被駆動部材を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the to-be-driven member in the drive device which concerns on embodiment. 駆動軸と板ばねとの接触部近傍の他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of the contact part vicinity of a drive shaft and a leaf | plate spring. 駆動軸と板ばねとの接触部近傍のさらに他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the further another example of the contact part vicinity of a drive shaft and a leaf | plate spring. 駆動軸と板ばねとの接触部近傍のさらに他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the further another example of the contact part vicinity of a drive shaft and a leaf | plate spring. 実施形態に係る駆動装置の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the drive device which concerns on embodiment. 実施形態に係る駆動装置の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the drive device which concerns on embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…駆動装置、10…アクチュエータ、12…電気機械変換素子(圧電素子)、14…駆動軸、16…被駆動部材、24…固定枠(筐体)、51…保護板(支持手段)、52…板ばね(支持手段)、81…錘部材。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drive device, 10 ... Actuator, 12 ... Electromechanical conversion element (piezoelectric element), 14 ... Drive shaft, 16 ... Driven member, 24 ... Fixed frame (housing), 51 ... Protection plate (support means), 52 ... leaf spring (support means), 81 ... weight member.

Claims (4)

電気機械変換素子、及び当該電気機械変換素子に取り付けられた駆動軸を有し、前記電気機械変換素子の伸縮に応じて前記駆動軸を往復駆動させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを前記伸縮方向に挟持して筐体に支持する支持手段と、を備え、
前記アクチュエータと前記支持手段とは、点接触又は線接触していることを特徴とする駆動装置。
An electromechanical transducer and a drive shaft attached to the electromechanical transducer, and an actuator that reciprocates the drive shaft according to the expansion and contraction of the electromechanical transducer;
Supporting means for holding the actuator in the expansion / contraction direction and supporting the actuator in a housing,
The driving device according to claim 1, wherein the actuator and the support means are in point contact or line contact.
前記支持手段は、前記アクチュエータを前記伸縮方向に付勢する付勢手段であることを特徴とする請求項1記載の駆動装置。   The drive device according to claim 1, wherein the support means is an urging means that urges the actuator in the expansion and contraction direction. 前記電気機械変換素子の前記駆動軸が取り付けられる端部と反対側の端部に取り付けられた錘部材を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の駆動装置。   The drive device according to claim 1, further comprising a weight member attached to an end portion opposite to an end portion to which the drive shaft of the electromechanical conversion element is attached. 前記アクチュエータは、前記駆動軸に摩擦係合する被駆動部材を移動させることを特徴とする請求項1〜3記載の何れか一項記載の駆動装置。   The drive device according to claim 1, wherein the actuator moves a driven member that frictionally engages the drive shaft.
JP2007094529A 2007-03-30 2007-03-30 Drive unit Pending JP2008253106A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007094529A JP2008253106A (en) 2007-03-30 2007-03-30 Drive unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007094529A JP2008253106A (en) 2007-03-30 2007-03-30 Drive unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008253106A true JP2008253106A (en) 2008-10-16

Family

ID=39977398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007094529A Pending JP2008253106A (en) 2007-03-30 2007-03-30 Drive unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008253106A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011043675A (en) * 2009-08-21 2011-03-03 Hitachi Maxell Ltd Driving device, image acquisition device, and electronic equipment
JP2011120414A (en) * 2009-12-07 2011-06-16 Shicoh Engineering Co Ltd Linear drive device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011043675A (en) * 2009-08-21 2011-03-03 Hitachi Maxell Ltd Driving device, image acquisition device, and electronic equipment
JP2011120414A (en) * 2009-12-07 2011-06-16 Shicoh Engineering Co Ltd Linear drive device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4884050B2 (en) Drive device
JP4931183B2 (en) Drive device
JP4931425B2 (en) Drive device
TWI299094B (en) Driving mechanism, imaging mechanism and cellular phone
JP2007274777A (en) Piezoelectric element and drive unit
JP5124920B2 (en) Drive device
JP4931182B2 (en) Drive device
JP4936511B2 (en) Driving device, photographing device and mobile phone
US7432636B2 (en) Driving device and optical instrument
JP2007282448A (en) Driver
JP2008220097A (en) Drive arrangement
JP2010246277A (en) Linear drive unit
JP2007274746A (en) Drive unit
JP2008245467A (en) Drive device
JP2007274745A (en) Drive unit
JP2008253106A (en) Drive unit
JP2008253021A (en) Driver
JP2007267538A (en) Drive unit
JP5358415B2 (en) Driving device and optical device
JP2007274788A (en) Drive unit
JP2007049873A (en) Actuator
JP2007274776A (en) Drive unit
JP2010051055A (en) Drive device and optical device
JP2007274816A (en) Drive unit
JP2008253107A (en) Drive unit