JP2008289349A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低背化を図り、移動部の移動速度を速くすること。
【解決手段】伸縮方向で互いに対向する第１及び第２の端部を持つ電気機械変換素子（４４１）と、この電気機械変換素子の第１の端部に結合された静止部材（４４２）と、電気機械変換素子の第２の端部に取り付けられた振動摩擦部（４４３）と、この振動摩擦部と摩擦結合される棒状の移動部（４２３）とを備え、電気機械変換素子の伸縮方向に移動部が移動可能な駆動装置（２０）において、摩擦結合部の高さ（振動摩擦部４４３の移動部４２３と接触する摺動方向の長さ）が１．１５ｍｍ以下である。
【選択図】 図１

Description

本発明は駆動装置に関し、特に、圧電素子等の電気機械変換素子を用いた駆動装置に関する。

従来から、カメラのオートフォーカス用アクチュエータやズーム用アクチュエータとして、圧電素子、電歪素子、磁歪素子等の電気機械変換素子を使用した（駆動装置）リニアアクチュエータが使用されている。

例えば、特許文献１は、レンズホルダ（被駆動部材、移動部）を移動させるのに、圧電素子の伸縮方向の一端にガイド棒（駆動部材、振動摩擦部）を接着し、ガイド棒にレンズホルダ（移動部）を移動可能に支持させ、ガイド棒とレンズホルダとの間に摩擦力を発生させる板バネとを備えた駆動装置を開示している。特許文献１では、圧電素子に伸びの速度と縮みの速度とを異ならせるように電圧を印加している。

また、特許文献２は、圧電素子と、この圧電素子に結合して圧電素子の伸縮方向に延在する駆動軸（耐摩耗性の振動棒、振動摩擦部）と、この駆動軸に摩擦結合した被駆動部材（ズームレンズ鏡筒、移動部）とを備えた駆動装置を開示している。この特許文献２では、圧電素子に印加する駆動信号を工夫して、被駆動部材（ズームレンズ鏡筒、移動部）を駆動している。特許文献３では、駆動軸（駆動部材、振動摩擦部）を繊維強化樹脂複合体で構成したものを開示している。

特許文献４は、第１の圧電素子に取り付けた駆動部材（振動摩擦部）と被駆動部材（移動部）との摩擦係合を確保、或いは解除する第２の圧電素子を設けることによって、被駆動部材を安定して正確に移動させることができるアクチュエータを開示している。特許文献４に開示されたアクチュエータは、駆動用の一対の第１の圧電素子、係合用の第２の圧電素子、一対の駆動部材、及び押さえばねで構成される。一対の第１の圧電素子及び一対の駆動部材は被駆動板を挟んで両側に配置される。一対の駆動部材の間隔が第２の圧電素子によって拡縮される。この第２の圧電素子によって、一対の駆動部材と被駆動板との摩擦係合が確保、或いは解除される。

特許文献５は、構成部材の弾性変形の影響を受けることのない電気機械変換素子を使用した直線駆動機構を開示している。特許文献５において、固定鏡筒に固着された内筒には半径方向に延びた延長部（静止部材）の軸受に光軸に平行に配置された駆動軸（移動部）が移動自在に支持されている。延長部（静止部材）と作用部材（振動摩擦部）との間には圧電素子（電気機械変換素子）が配置され固着結合される。作用部材の上半分は駆動軸に接触し、作用部材の下半分はばねにより付勢されたパッドが装着され、作用部材及びパッドは駆動軸に対し適当な摩擦力で摩擦結合する。圧電素子に速度の異なる伸縮変位を発生させると、作用部材を介して駆動軸が変位し、駆動軸は被駆動部材であるレンズ保持枠と共に繰り出し繰り込みがなされる。

また、特許文献６は、可動子を炭素繊維を含む液晶ポリマーで形成することで、金属材料で形成する場合に比べて、低コスト化と軽量化を図れるとともに、移動速度や駆動力を低下させることなく高い曲げ弾性係数の可動子を用いた高性能な駆動装置を開示している。この特許文献６に開示された駆動装置は、電圧が印加されることにより伸縮する圧電素子（電気機械変換素子）と、圧電素子の伸縮方向一端に固定された駆動軸（振動摩擦部）と、駆動軸に摺動可能に摩擦係合する可動子（移動部）と、圧電素子の伸縮方向他端に接着固定されたウェイト（静止部材、錘）とを備える。圧電素子の伸びと縮みの速度または加速度を異ならせて駆動軸を振動させることにより、可動子（移動部）を駆動軸（振動摩擦部）に沿って移動させる。駆動軸は、直線状に延びる丸棒の軸体で構成されている。可動子は、可動子本体とキャップとで構成され、両者が駆動軸を挟むようにして駆動軸に係合している。可動子を駆動軸に沿って移動可能にすべく、駆動軸と可動子間が所定の摩擦力となるように、略コ字状の板バネにより可動子本体とキャップを駆動軸に押し付けている。可動子本体にはＶ字形断面の溝が設けられている。この溝に駆動軸が嵌り込んで、溝の２つの斜面が駆動軸と接触するようになっている。同様に、キャップにはＶ字形断面の溝が設けられている。キャップが可動子本体と組み合わされた場合に、キャップの溝に駆動軸が嵌り込んで、その溝の２つの斜面が駆動軸と接触するようになっている。

さらに、特許文献７は、移動部材を高速で安定して駆動することができる駆動装置を開示している。特許文献７に開示された駆動装置は、静止部材と、この静止部材にその伸縮方向の一端を固定された電気機械変換素子と、この電気機械変換素子の伸縮方向の他端に結合され、電気機械変換素子の伸縮方向に移動できるように支持された駆動部材（振動摩擦部）と、この駆動部材に摩擦結合され、電気機械変換素子の伸縮方向に移動できるように支持された移動部材（移動部）と、駆動部材と移動部材との間に摩擦力を発生させる摩擦力付与手段とを備えている。この摩擦力付加手段は、移動部材（移動部）に固定されて押付力を発生する弾性部材と、弾性部材により発生する押付力を駆動部材に伝える挟み込み部材から構成される。また、移動部材と駆動部材の接触部、及び挟み込み部材の接触部を断面Ｖ字状にしている。

特許第２６３３０６６号公報 特許第３２１８８５１号公報 特許第３１８０５５７号公報 特開２００６−５４９７９号公報 特開平９−１９１６６５号公報 特開２００６−３０４５２９号公報 特許第３１４１７１４号公報

前述した特許文献１〜４には、それぞれ、以下に説明するような問題点がある。

特許文献１に開示された駆動装置では、圧電素子に接着されたガイド棒（駆動部材、振動摩擦部）にレンズホルダ（被駆動部材、移動部）が移動可能に支持されているので、ガイド棒（駆動部材、振動摩擦部）がレンズホルダ（被駆動部材、移動部）よりも長く、ガイド棒（駆動部材、振動摩擦部）が往復運動することによって傾きを生じやすい。また、レンズホルダ（被駆動部材、移動部）の移動距離を長くする程、ガイド棒（駆動部材、振動摩擦部）も長くなり、不要な振動モードを発生し易い。さらに、圧電素子とガイド棒（駆動部材、振動摩擦部）との結合部の延長上に摩擦係合部があるので、低背化には不利である。

特許文献２に開示された駆動装置においても、駆動軸（駆動部材、振動摩擦部）が電気機械変換素子の伸縮方向に延在しているので、駆動軸（駆動部材、振動摩擦部）がズームレンズ鏡筒（被駆動部材、移動部）よりも長く、駆動軸（駆動部材、振動摩擦部）が往復運動することによって傾きを生じやすい。また、ズームレンズ鏡筒（被駆動部材、移動部）の移動距離を長くする程、駆動軸（駆動部材、振動摩擦部）も長くなり、不要な振動モードを発生し易い。更に、電気機械変換素子と駆動軸（駆動部材、振動摩擦部）との結合部の延長上に摩擦係合部があるので、低背化には不利である。また、ズームレンズ鏡筒（被駆動部材、移動部）を駆動軸（駆動部材、振動摩擦部）で片持ち支持する構造をしているので、レンズのような大重量物を移動させるには力学的に無理がある。

特許文献３は、駆動軸（駆動部材、振動摩擦部）を繊維強化樹脂複合体で構成したものを開示しているに過ぎず、基本的構成は特許文献２に開示された駆動装置と同様であるので、特許文献２と同様の問題点がある。

特許文献４は、駆動部材（振動摩擦部）が被駆動部材（移動部）よりも短いけれども、複数の圧電素子を備えるので、構成が複雑になると共に、サイズを縮小するのは不利である。

一方、特許文献５は、駆動軸（移動部）がロッド形状をしており、作用部材（振動摩擦部）が複雑な形状をしている、直線駆動機構を開示している。しかしながら、特許文献５は、作用部材の摺動方向の長さについては何等開示せず、示唆する記載もない。

特許文献６の構成では、駆動軸（振動摩擦部）と可動子（移動部）の摩擦結合部の長さ（即ち、可動子の摺動方向の長さ）を短くすることが難しく、駆動装置の低背化が困難になるという問題がある。

特許文献７に開示された駆動装置は、特許文献６の場合と同様に、駆動部材（振動摩擦部）が電気機械変換素子の伸縮方向に延在する駆動軸からなり、移動部材（移動部）が駆動軸と摩擦接触するスライダから構成されている。その為、特許文献６に開示された駆動装置の場合と同様に、特許文献７に開示された駆動装置では、駆動部材（振動摩擦部）と移動部材（移動部）の摩擦結合部の長さ（即ち、スライダの摺動方向の長さ）を短くすることが難しく、駆動装置の低背化が困難になるという問題がある。なお、特許文献７に開示された駆動装置では、駆動軸（振動摩擦部）に挟み込み部材（パッド）を弾性部材（板ばね）で押し当てている。

とにかく、特許文献１〜７のいずれも、移動部材（移動部）の移動速度を速くかつ安定にするために、摩擦結合部の長さをどの程度にすれば良いかについては何等考察がなされず、考慮されていない。

本発明の課題は、低背化を図ることができる、駆動装置を提供することにある。

本発明の他の課題は、移動部の移動速度を速くすることができる、駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、説明が進むにつれて明らかになるだろう。

本発明によれば、伸縮方向で互いに対向する第１及び第２の端部(４４１ａ、４４１ｂ)を持つ電気機械変換素子（４４１）と、該電気機械変換素子の前記第１の端部に結合された静止部材（４４２；４４２Ａ）と、前記電気機械変換素子の前記第２の端部に取り付けられた振動摩擦部（４４３）と、該振動摩擦部と摩擦結合される棒状の移動部（４２３）とを備え、前記電気機械変換素子の伸縮方向に前記移動部が移動可能な駆動装置（２０）において、前記振動摩擦部の、前記移動部と接触する摺動方向の長さ（Ｈ）が１．１５ｍｍ以下であることを特徴とする駆動装置が得られる。

上記本発明による駆動装置において、前記振動摩擦部（４４３）と前記移動部（４２３）との間に摩擦力を発生させる摩擦力付加手段を更に備えてよい。この場合、前記摩擦力付加手段は、前記振動摩擦部に固定され前記移動部を押えるための押付力を発生する付勢部材（４４４）と、前記移動部を間に挟んで前記振動摩擦部と対向して配置され、前記付勢部材と前記移動部との間に挟み込まれたパッド（４４５；４４５Ａ）とから構成されることが望ましい。前記付勢部材は、例えば、一端部が前記振動摩擦部に係合され、他端部が前記移動部側へ延在しているばね（４４４）から構成されて良い。この場合、前記振動摩擦部（４４３）は、当該振動摩擦部と前記移動部との間の摩擦結合部に断面Ｖ字状の溝（４４３ａ）を持つことが好ましい。前記振動摩擦部の前記断面Ｖ字状の溝（４４３ａ）の角度（θ_１）は３０度から１８０度未満の範囲にあることが望ましい。前記ばね（４４４）による前記押付力は５〜１００ｇｆの範囲にあることが望ましい。また、前記パッド（４４５）は、当該パッドと前記移動部との間の接触部に断面Ｖ字状の溝（４４５ａ）を持つＶ字型構造をしている、ことが好ましい。前記パッドの前記断面Ｖ字状の溝（４４５ａ）の角度（θ_２）は３０度から１８０度未満の範囲にあることが望ましい。その代わりに、前記パッド（４４５Ａ）は、当該パッドと前記移動部との間の接触部で平面（４４５ｂ）を持つ平面構造をしていてよい。

尚、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、これらに限定されないのは勿論である。

本発明では、振動摩擦部の、移動部と接触する摺動方向の長さを１．１５ｍｍ以下としているので、駆動装置の低背化を達成することができ、移動部の移動速度を速くすることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態による駆動装置２０を示す外観斜視図である。ここでは、図１に示されるように、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用している。図１に図示した状態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、Ｘ軸は前後方向（奥行方向）であり、Ｙ軸は左右方向（幅方向）であり、Ｚ軸は上下方向（高さ方向）である。そして、図１に示す例においては、上下方向Ｚがレンズの光軸Ｏ方向である。

図示の駆動装置２０は、図示しない筐体内に配置される。筐体は、カップ状の上側カバー（図示せず）と下側ベース（図示せず）とを含む。筐体の下側ベース上に静止部材（錘）４４２（後述する）が搭載される。上側カバーの上面は、レンズの光軸Ｏを中心軸とした円筒部（図示せず）を有する。一方、図示はしないが、下側ベースの中央部には、基板に配置された撮像素子が搭載される。この撮像素子は、可動レンズ（後述する）により結像された被写体像を撮像して電気信号に変換する。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型イメージセンサ等により構成される。

図示の駆動装置２０は、オートフォーカスレンズ駆動ユニット４０から構成されている。

筐体内には、左右方向Ｙの左側に案内軸（図示せず）が設けられている。この案内軸は、レンズの光軸Ｏと平行に延在している。案内軸の上端は筐体の上側カバーの上面に固定され、下端は筐体の下側ベースに固定されている。このレンズの光軸Ｏを間に挟んで、案内軸と反対側である左右方向Ｙの右側には、後で詳述する、棒状の移動部（移動軸）４２３が設けられている。すなわち、案内軸と移動軸４２３とは、レンズの光軸Ｏまわりに回転対称な位置に配置されている。

オートフォーカスレンズ駆動ユニット４０は、レンズ可動部４２とレンズ駆動部４４とから構成される。レンズ可動部４２は、オートフォーカスレンズＡＦＬを保持するレンズ保持枠４２１を含む。レンズ保持枠４２１は、略円筒状の可動鏡筒４２２の上部に固定されている。可動鏡筒４２２は、左右方向Ｙの左側で半径方向外側に延びる一対の延在部４２２１（但し、図１では上側のみ図示する）を有する。この一対の延在部４２２１は、上記案内軸が貫通する貫通孔４２２１ａを持つ。また、可動鏡筒４２２は、左右方向Ｙの右側で半径方向外側に延びる一対の延在部４２２２を有する。この一対の延在部４２２２は、棒状の移動軸４２３が貫通して嵌合される嵌合孔４２２２ａを持つ。このような構成により、レンズ可動部４２は、筐体に対してレンズの光軸Ｏ方向にのみ移動可能である。

レンズ駆動部４４は、レンズ可動部４２をレンズの光軸Ｏ方向に摺動可能に支持しながら、後述するようにレンズ可動部４２を駆動する。

図１に加えて図２乃至図４をも参照して、オートフォーカスレンズ駆動ユニット４０のレンズ駆動部４４について説明する。図２はオートフォーカスレンズ駆動ユニット４０のレンズ駆動部４４を棒状の移動軸４２３と共に示す斜視図である。図３はオートフォーカスレンズ駆動ユニット４０のレンズ駆動部４４を棒状の移動軸４２３と共に示す平面図である。図４はレンズ駆動部４４の主要部を示す斜視図である。

レンズ駆動部４４は、電気機械変換素子として働く積層圧電素子４４１と、円柱状の静止部材（錘）４４２と、振動摩擦部４４３とを有する。積層圧電素子４４１は、レンズの光軸Ｏ方向に伸縮する。積層圧電素子４４１は、レンズの光軸Ｏ方向に複数の圧電層を積層した構造を有する。図５に示されるように、積層圧電素子４４１は、伸縮方向で互いに対向する第１の端部（下端部）４４１ａと第２の端部（上端部）４４１ｂとを持つ。静止部材（錘）４４２は、積層圧電素子４４１の第１の端部（下端部）４４１ａに接着剤等で結合される。振動摩擦部４４３は、積層圧電素子４４１の第２の端部（上端部）４４１ｂに接着剤等で取り付けられる。図示の例では、振動摩擦部４４３は、積層圧電素子４４１の第２の端部４４１ｂに直接結合されているが、振動摩擦部４４３と積層圧電素子４４１の第２の端部４４１ｂとの間に何らかの部材が介在されてもよい。

なお、図５に示されるような、積層圧電素子４４１と静止部材４４２との組合せは、圧電ユニットと呼ばれる。

棒状の移動軸４２３は、この振動摩擦部４４３と摩擦結合される。図３および図４に示されるように、振動摩擦部４４３には、当該振動摩擦部４４３と棒状の移動軸４２３との間の摩擦結合部に断面Ｖ字状の溝４４３ａが形成されている。

レンズ駆動部４４は、棒状の移動軸４２３を振動摩擦部４４３に対して押し付ける（付勢する）ためのばね４４４を備える。すなわち、ばね４４４は、振動摩擦部４４３に固定され移動部４２３を押えるための押付力を発生する付勢手段として働く。ばね４４４と棒状の移動軸４２３との間にＶ字型構造のパッド４４５が挟み込まれている。パッド４４５は、移動部４２３を間に挟んで振動摩擦部４４３と対向して配置されている。振動摩擦部４４３と同様に、パッド４４５も、当該パッド４４５と棒状の移動軸４２３との間の接触部に断面Ｖ字状の溝４４５ａが形成されている。振動摩擦部４４３は、ばね４４４を保持するための溝４４３ｂが設けられている。ばね４４４は、その一端部がこの溝４４３ｂで振動摩擦部４４３に係合され、その他端部が移動部４２３側に延在している。これにより、振動摩擦部４４３とパッド４４５をばね４４４で棒状の移動軸４２３に押し付けている。この結果、棒状の移動軸４２３は振動摩擦部４４３に安定して摩擦結合される。

詳述すると、移動部４２３とばね４４４との間にパッド４４５が挟み込まれている。これは、ばね４４４の摩擦磨耗による押付力の劣化をなくし、ばね４４４の摩擦磨耗による摩擦力の変化をなくすためである。尚、パッド４４４の摩擦磨耗を防ぐため、パッド４４４の表面は滑らかであることが望ましい。そのためには、パッド４４４は、硬い金属か樹脂または繊維強化複合樹脂の材料から成ることが望ましい。

また、振動摩擦部４４３において、振動摩擦部４４３と移動部４２３との間の摩擦結合部に断面Ｖ字状の溝４４３ａを形成している。振動摩擦部４４３の断面Ｖ字状の溝４４３ａによる移動部４２３との２直線接触により、摩擦結合部の接触状態が安定し、再現性の良い摩擦駆動が得られると共に、移動部４２３の一軸移動体としての直進移動性を高めるという効果を奏する。尚、この断面Ｖ字状の溝４４３ａの角度θ_１は、３０度から１８０度未満の範囲であることが望ましい。

更に、パッド４４５がＶ字型構造をしている。パッド４４５の断面Ｖ字状の溝４４５ａによる移動部４２３との２直線接触により、摩擦結合部の接触状態が安定し、移動部４２３の一軸移動体としての直進移動性を高めるという効果を奏する。尚、この断面Ｖ字状の溝４４５ａの角度θ_２は、３０度から１８０度未満の範囲であることが望ましい。

また、振動摩擦部４４３とパッド４４５をばね４４４で移動部４２３に押し付けている。これにより、振動摩擦部４４３の断面Ｖ字状の溝４４３ａとパッド４４５の断面Ｖ字状の溝４４５ａとを、移動部４２３に押し付けることで、３部品（移動部４２３、振動摩擦部４４３、パッド４４５）の安定した線接触を可能としている。尚、ばね４４４による押付力は５〜１００ｇｆの範囲にあることが望ましい。

レンズ駆動部４４とレンズ移動部４２とは、図１に示されるように、レンズの光軸Ｏに対して並置されている。したがって、フォーカスレンズ駆動ユニット４０を低背化することができる。その結果、駆動装置２０も低背化することができる。

次に、図６を参照して、積層圧電素子４４１に供給される電流と積層圧電素子４４１に発生する変位について説明する。なお、図６は、上記特許文献２の図５に図示されたものと同じものである。図６（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、駆動回路（図示せず）により積層圧電素子４４１に供給される電流の変化と、積層圧電素子４４１の変位を示すものである。

図６（Ａ）に示すように、積層圧電素子４４１に大電流（正方向）と所定の一定電流（負方向）とを交互に流す。このような状況では、図６（Ｂ）に示すように、積層圧電素子４４１は、大電流（正方向）に対応した急激な変位（伸び）と、一定電流（負方向）に対応した穏やかな変位（縮み）とが交互に生じる。

すなわち、積層圧電素子４４１に矩形波電流を印加して（図６（Ａ））、積層圧電素子４４１に対してのこぎり波状の変位（伸縮）を生じ（図６（Ｂ））させる。

図６に加えて図１をも参照して、オートフォーカスレンズ駆動ユニット４０の動作について説明する。先ず、レンズ可動部４２を上下方向Ｚに沿って下方向に移動する場合の動作について説明する。

先ず、図６（Ａ）に示すように、積層圧電素子４４１に正方向の大電流を流すと、図６（Ｂ）に示すように、積層圧電素子４４１は急速に厚み方向の伸び変位を生じる。その結果、振動摩擦部４４３はレンズの光軸Ｏ方向（上下方向Ｚ）に沿って上方向に急速に移動する。このとき、レンズ可動部４２は、その慣性力により、振動摩擦部４４３と棒状の移動軸４２３との間の摩擦力に打ち勝って実質的にその位置にとどまるので、移動しない。

次に、図６（Ａ）に示すように、積層圧電素子４４１に負方向の一定電流を流すと、積層圧電素子４４１は緩やかに厚み方向の縮み変位を生じる。その結果、振動摩擦部４４３はレンズの光軸Ｏ方向（上下方向Ｚ）に沿って下方向に緩やかに移動する。このとき、振動摩擦部４４３と棒状の移動軸４２３とはそれらの間の接触面に発生する摩擦力により結合しているので、レンズ可動部４２は振動摩擦部４４３と共に実質的にレンズの光軸Ｏ方向（上下方向Ｚ）に沿って下方向に移動する。

このように、積層圧電素子４４１に正方向の大電流と負方向の所定の一定電流を交互に流して、積層圧電素子４４１に伸び変位と縮み変位を交互に生じさせることにより、レンズ保持枠４２１（レンズ可動部４２）をレンズ光軸Ｏ方向（上下方向Ｚ）に沿って下方向へ連続して移動させることができる。

レンズ可動部４２をレンズ光軸Ｏ方向（上下方向Ｚ）に沿って上方向に移動させるには、上記と逆に積層圧電素子４４１に負方向の大電流と、正方向の所定の一定電流とを交互に流すことによって、達成することができる。

次に、積層圧電素子４４１について説明する。積層圧電素子４４１は直方体の形状をしており、その素子サイズは、０．９［ｍｍ］×０．９［ｍｍ］×１．５［ｍｍ］である。圧電材料としてＰＺＴのような低Ｑｍ材を使用している。厚さ２０［μｍ］の圧電材料と厚さ２［μｍ］の内部電極とを交互に櫛形に５０層積層することによって、積層圧電素子４４１を製造する。そして、積層圧電素子４４１の有効内部電極サイズは、０．６［ｍｍ］×０．６［ｍｍ］である。換言すれば、積層圧電素子４４１の有効内部電極の外側に位置する周辺部には、幅０．１５［ｍｍ］のリング状の不感帯部分（クリアランス）が存在する。

図７は、摩擦結合部の高さ（すなわち、振動摩擦部４４３の移動部４２３と接触する摺動方向の長さ）Ｈの寸法を変更した際の移動部４２３の移動速度の変化を示すグラフである。図７において、横軸は摩擦結合部の高さＨ［ｍｍ］を表し、縦軸は移動部４２３の移動速度［ｎｍ／μｓ］を表す。図７において、細い実線は摩擦結合部の高さＨが１．１５ｍｍである位置を示す。

図７から、摩擦結合部の高さＨが１．１５ｍｍから２．０ｍｍの間では、移動部４２３の移動速度に落ち込みがみられるが、それ以外の寸法では安定的に速い移動速度を示していることが分かる。摩擦結合部の高さＨが１．１５ｍｍ以下、２．０ｍｍ以上のどちらの寸法で使用しても性能上において差違はない。しかしながら、本駆動装置２０をカメラユニットなどの小型製品に搭載する場合は、低背化することが必須である。したがって、本発明では、摩擦結合部の高さＨを１．１５ｍｍ以下としている。

このように、摩擦結合部の高さ（振動摩擦部４４３の移動部４２３と接触する摺動方向の長さ）Ｈを１．１５ｍｍ以下とすることにより、移動部４２３の移動速度を速くし、駆動装置２０の低背化を図ることができる。

移動部４２３の移動速度が速いということは移動効率が高いことを意味する。移動効率が高くなった分、短時間で所定動作を完了することができる。換言すれば、駆動装置２０の動作を高速化できる。また、移動部４２３の移動速度が、要求される動作使用速度に対して十分に速い場合には、移動部４２３の移動速度を低下させることにより低消費電力化を図ることができる。また、電気機械変換素子（積層圧電素子）４４１、その他機構部等の性能を抑えることも可能となるため、駆動装置２０のコストダウンを図ることができる。

図８は、本発明の第２の実施の形態による駆動装置に使用されるレンズ駆動部４４Ａを棒状の移動軸４２３と共に示す平面図である。図示のレンズ駆動部４４Ａでは、パッド４４５Ａは、当該パッド４４５Ａと棒状の駆動軸４２３との間の接触部で平面４４５ｂを持つ平面構造をしている。なお、図示の静止部材（錘）４４２Ａは直方体形状をしている。

このような構造のレンズ駆動部４４Ａによれば、振動摩擦部４４３の断面Ｖ字状の溝４４３ａによる移動部４２３との２直線接触と、パッド４４５Ａの平面４４５ｂによる移動部４２３との１直線接触とにより、摩擦結合部の接触状態が安定し、再現性の良い摩擦駆動が得られると共に、移動部４２３の一軸移動体としての直進移動性を高めるという効果を奏する。

以上、本発明についてその好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明の精神を逸脱しない範囲内で、種々の変形が当業者によって可能であるのは明らかである。

本発明の第１の実施の形態による駆動装置を示す外観斜視図である。 図１に図示した駆動装置のレンズ駆動部を棒状の移動軸と共に示す斜視図である。 図２に図示した駆動装置のレンズ駆動部を棒状の移動軸と共に示す平面図である。 図２に示したレンズ駆動部の主要部を示す斜視図である。 図２に図示したレンズ駆動部に使用される圧電ユニットを示す斜視図である。 積層圧電素子に供給される電流と積層圧電素子に発生する変位を説明するための波形図である。 摩擦結合部の高さ（振動摩擦部の移動部と接触する摺動方向の長さ）の寸法を変更した際の移動部の移動速度の変化を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態による駆動装置に使用されるレンズ駆動部を棒状の移動軸と共に示す平面図である。

符号の説明

２０ 駆動装置
４０ オートフォーカスレンズ駆動ユニット
４２ レンズ可動部
４２１ レンズ保持枠
４２２ 可動鏡筒
４２２１ 延在部
４２２１ａ 貫通孔
４２２２ 延在部
４２２２ａ 嵌合孔
４２３ 棒状の移動部（移動軸）
４４、４４Ａ レンズ駆動部
４４１ 積層圧電素子（電気機械変換素子）
４４１ａ 第１の端部（下端部）
４４１ｂ 第２の端部（上端部）
４４２、４４２Ａ 静止部材（錘）
４４３ 振動摩擦部
４４３ａ 断面Ｖ字状の溝
４４４ ばね
４４５ Ｖ字型構造のパッド
４４４Ａ 平面構造のパッド
４４５ａ 断面Ｖ字上の溝
４４５ｂ 平面
Ｏ レンズの光軸
ＡＦＬ オートフォーカスレンズ
Ｈ 摩擦結合部の高さ

Claims (8)

1. 伸縮方向で互いに対向する第１及び第２の端部を持つ電気機械変換素子と、該電気機械変換素子の前記第１の端部に結合された静止部材と、前記電気機械変換素子の前記第２の端部に取り付けられた振動摩擦部と、該振動摩擦部と摩擦結合される棒状の移動部とを備え、前記電気機械変換素子の伸縮方向に前記移動部が移動可能な駆動装置において、
   前記振動摩擦部の、前記移動部と接触する摺動方向の長さが１．１５ｍｍ以下であることを特徴とする駆動装置。
2. 前記振動摩擦部と前記移動部との間に摩擦力を発生させる摩擦力付加手段を更に備え、
   前記摩擦力付加手段は、前記振動摩擦部に固定され前記移動部を押えるための押付力を発生する付勢部材と、前記移動部を間に挟んで前記振動摩擦部と対向して配置され、前記付勢部材と前記移動部との間に挟み込まれたパッドとから構成される、請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記付勢部材は、一端部が前記振動摩擦部に係合され、他端部が前記移動部側へ延在しているばねから構成され、
   前記振動摩擦部は、当該振動摩擦部と前記移動部との間の摩擦結合部に断面Ｖ字状の溝を持つことを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記振動摩擦部の前記断面Ｖ字状の溝の角度は３０度から１８０度未満の範囲にある、ことを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
5. 前記ばねによる前記押付力は５〜１００ｇｆの範囲にある、請求項３又は４に記載の駆動装置。
6. 前記パッドは、当該パッドと前記移動部との間の接触部に断面Ｖ字状の溝を持つＶ字型構造をしている、ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１つに記載の駆動装置。
7. 前記パッドの前記断面Ｖ字状の溝の角度は３０度から１８０度未満の範囲にある、ことを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。
8. 前記パッドは、当該パッドと前記移動部との間の接触部で平面を持つ平面構造をしている、ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１つに記載の駆動装置。

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