JP3141714B2 - 電気機械変換素子を使用した駆動装置 - Google Patents
電気機械変換素子を使用した駆動装置Info
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- JP3141714B2 JP3141714B2 JP06309488A JP30948894A JP3141714B2 JP 3141714 B2 JP3141714 B2 JP 3141714B2 JP 06309488 A JP06309488 A JP 06309488A JP 30948894 A JP30948894 A JP 30948894A JP 3141714 B2 JP3141714 B2 JP 3141714B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電気機械変換素子を
使用した駆動装置に関する。
使用した駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】駆動軸に結合された電気機械変換素子に
鋸歯状波駆動パルスを供給して駆動軸を軸方向に変位さ
せ、この駆動軸に摩擦結合させた移動部材を軸方向に移
動させるアクチユエ−タが知られている（以下、このよ
うなアクチユエ−タを「インパクト型アクチユエ−タ」
と呼ぶ）。
鋸歯状波駆動パルスを供給して駆動軸を軸方向に変位さ
せ、この駆動軸に摩擦結合させた移動部材を軸方向に移
動させるアクチユエ−タが知られている（以下、このよ
うなアクチユエ−タを「インパクト型アクチユエ−タ」
と呼ぶ）。
【０００３】図８はこのようなインパクト型アクチユエ
−タをカメラのレンズの駆動に応用した一例を示す斜視
図であつて、移動部材であるレンズの鏡筒７１を支持す
る支持体７２の摺動嵌合部７２ａ、７２ｂが駆動軸７３
に摺動自在に摩擦接触して嵌合している。また、駆動軸
７３は、フレ−ム７７の支持部７５、７６により軸方向
に変位自在に支持されている。厚み方向に変位する圧電
素子７８の一端は駆動軸７３の軸方向端部に固定され、
また、圧電素子７８の他の端部はフレ−ム７７に固着さ
れ、圧電素子７８の厚み方向の変位により、駆動軸７３
は軸方向に変位する。
−タをカメラのレンズの駆動に応用した一例を示す斜視
図であつて、移動部材であるレンズの鏡筒７１を支持す
る支持体７２の摺動嵌合部７２ａ、７２ｂが駆動軸７３
に摺動自在に摩擦接触して嵌合している。また、駆動軸
７３は、フレ−ム７７の支持部７５、７６により軸方向
に変位自在に支持されている。厚み方向に変位する圧電
素子７８の一端は駆動軸７３の軸方向端部に固定され、
また、圧電素子７８の他の端部はフレ−ム７７に固着さ
れ、圧電素子７８の厚み方向の変位により、駆動軸７３
は軸方向に変位する。
【０００４】また、７４は板ばねで、図示しない小ねじ
により支持体７２の摺動嵌合部７２ａ、７２ｂに、図８
で下側から固定されている。板ばね７４の中央部分には
上向きに屈曲した屈曲部７４ａが形成されているが、こ
れは屈曲部７４ａが駆動軸７３に圧接し、適当な摩擦力
を接触部に発生させるためのものである。
により支持体７２の摺動嵌合部７２ａ、７２ｂに、図８
で下側から固定されている。板ばね７４の中央部分には
上向きに屈曲した屈曲部７４ａが形成されているが、こ
れは屈曲部７４ａが駆動軸７３に圧接し、適当な摩擦力
を接触部に発生させるためのものである。
【０００５】図８に示す駆動機構において、図９の
（ａ）で示すような緩やかな立ち上がり部とこれに続く
急速な立ち下がり部からなる波形の駆動パルスを圧電素
子７８に印加すると、駆動パルスの緩やかな立ち上がり
部では圧電素子７８が緩やかに厚み方向の伸び変位を生
じ、駆動軸７３は軸方向に矢印ａ方向へ移動する。
（ａ）で示すような緩やかな立ち上がり部とこれに続く
急速な立ち下がり部からなる波形の駆動パルスを圧電素
子７８に印加すると、駆動パルスの緩やかな立ち上がり
部では圧電素子７８が緩やかに厚み方向の伸び変位を生
じ、駆動軸７３は軸方向に矢印ａ方向へ移動する。
【０００６】このとき、駆動軸７３と支持体７２の摺動
嵌合部７２ａ、７２ｂとの摩擦力、及び駆動軸７３と板
ばね７４の屈曲部７４ａとの摩擦力が、圧電素子７８に
より駆動軸７３に加えられた力以下であれば、支持体７
２は駆動軸７３と摩擦結合した状態で駆動軸７３と共に
矢印ａ方向に移動し、レンズ鏡筒７１は矢印ａで示す方
向に移動する。
嵌合部７２ａ、７２ｂとの摩擦力、及び駆動軸７３と板
ばね７４の屈曲部７４ａとの摩擦力が、圧電素子７８に
より駆動軸７３に加えられた力以下であれば、支持体７
２は駆動軸７３と摩擦結合した状態で駆動軸７３と共に
矢印ａ方向に移動し、レンズ鏡筒７１は矢印ａで示す方
向に移動する。
【０００７】一方、駆動パルスの急速な立ち下がり部で
は、圧電素子７８は急速に厚み方向の縮み変位を生じる
ので、駆動軸７３は軸方向に矢印ａと反対方向に急速に
に移動する。
は、圧電素子７８は急速に厚み方向の縮み変位を生じる
ので、駆動軸７３は軸方向に矢印ａと反対方向に急速に
に移動する。
【０００８】このとき、駆動軸７３に摺動嵌合部７２
ａ、７２ｂで支持されている支持体７２は、その慣性力
により駆動軸７３と支持体７２の摺動嵌合部７２ａ、７
２ｂとの摩擦力、及び駆動軸７３と板ばね７４の屈曲部
７４ａとの摩擦力に打ち勝つて実質的にその位置に留ま
るので、レンズ鏡筒７１は移動しない。
ａ、７２ｂで支持されている支持体７２は、その慣性力
により駆動軸７３と支持体７２の摺動嵌合部７２ａ、７
２ｂとの摩擦力、及び駆動軸７３と板ばね７４の屈曲部
７４ａとの摩擦力に打ち勝つて実質的にその位置に留ま
るので、レンズ鏡筒７１は移動しない。
【０００９】上記波形の駆動パルスを連続して圧電素子
７８に印加することにより、圧電素子７８は厚み方向に
異なる速度で伸縮し、レンズ鏡筒７１を矢印ａで示す方
向へ連続して移動させることができる。レンズ鏡筒７１
を矢印ａと反対方向に移動させるには、図９の（ｂ）で
示すような急速な立ち上がり部とこれに続く緩やかな立
ち下がり部からなる波形の駆動パルスを圧電素子７８に
印加することで達成することができる。
７８に印加することにより、圧電素子７８は厚み方向に
異なる速度で伸縮し、レンズ鏡筒７１を矢印ａで示す方
向へ連続して移動させることができる。レンズ鏡筒７１
を矢印ａと反対方向に移動させるには、図９の（ｂ）で
示すような急速な立ち上がり部とこれに続く緩やかな立
ち下がり部からなる波形の駆動パルスを圧電素子７８に
印加することで達成することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したよ
うな駆動装置では、接触部に摩擦力を発生させるため、
駆動軸に板ばねを直接圧接しているため、駆動軸が軸方
向に正方向と負方向で異なる速度で往復運動すると、板
ばねもその運動方向に弾性変形し、板ばねの駆動軸との
接触部が支持体に対して相対的に変位し、駆動軸の往復
運動による変位を支持体に正確に伝達することができ
ず、この結果、移動部材である支持体を十分に移動させ
ることができないなどの不都合がある。この発明は上記
課題を解決することを目的とする。
うな駆動装置では、接触部に摩擦力を発生させるため、
駆動軸に板ばねを直接圧接しているため、駆動軸が軸方
向に正方向と負方向で異なる速度で往復運動すると、板
ばねもその運動方向に弾性変形し、板ばねの駆動軸との
接触部が支持体に対して相対的に変位し、駆動軸の往復
運動による変位を支持体に正確に伝達することができ
ず、この結果、移動部材である支持体を十分に移動させ
ることができないなどの不都合がある。この発明は上記
課題を解決することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、静止部材と、前記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、前記電気機
械変換素子の伸縮方向の他の一端に結合され、前記電気
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
駆動部材と、前記駆動部材に摩擦結合され、前記電気機
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
動部材と、前記駆動部材と移動部材との間に摩擦力を発
生させる摩擦力付加手段と、前記電気機械変換素子の伸
びと縮みを異なる速度で行うように前記電気機械変換素
子に電流を供給できる電気回路とからなる電気機械変換
素子を使用した駆動装置において、前記摩擦力付加手段
は、移動部材に固定され押付力を発生する弾性部材と、
前記弾性部材により発生する押付力を駆動部材に伝える
べく前記弾性部材と駆動部材との間に配置され、前記押
付力と駆動部材の移動により発生する摩擦力を前記移動
部材に伝えるよう移動方向に対して前記移動部材に緩み
なく嵌合された挟み込み部材とから構成されることを特
徴とする。
決するもので、静止部材と、前記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、前記電気機
械変換素子の伸縮方向の他の一端に結合され、前記電気
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
駆動部材と、前記駆動部材に摩擦結合され、前記電気機
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
動部材と、前記駆動部材と移動部材との間に摩擦力を発
生させる摩擦力付加手段と、前記電気機械変換素子の伸
びと縮みを異なる速度で行うように前記電気機械変換素
子に電流を供給できる電気回路とからなる電気機械変換
素子を使用した駆動装置において、前記摩擦力付加手段
は、移動部材に固定され押付力を発生する弾性部材と、
前記弾性部材により発生する押付力を駆動部材に伝える
べく前記弾性部材と駆動部材との間に配置され、前記押
付力と駆動部材の移動により発生する摩擦力を前記移動
部材に伝えるよう移動方向に対して前記移動部材に緩み
なく嵌合された挟み込み部材とから構成されることを特
徴とする。
【００１２】そして、前記挟み込み部材及び移動部材と
駆動部材の接触部は、弾性率５００ｋｇｆ／ｍｍ2 以上
の材料で構成するとよい。
駆動部材の接触部は、弾性率５００ｋｇｆ／ｍｍ2 以上
の材料で構成するとよい。
【００１３】また、前記挟み込み部材及び移動部材と駆
動部材の接触部は、駆動部材と異種の材料で構成すると
よく、駆動部材を高分子繊維強化複合体で構成し、挟み
込み部材及び移動部材と駆動部材の接触部を金属材料も
しくは金属化合物材料で構成するとよい。
動部材の接触部は、駆動部材と異種の材料で構成すると
よく、駆動部材を高分子繊維強化複合体で構成し、挟み
込み部材及び移動部材と駆動部材の接触部を金属材料も
しくは金属化合物材料で構成するとよい。
【００１４】さらに、前記挟み込み部材及び移動部材と
駆動部材の接触部に発生する磨耗粉を排出する排出溝を
挟み込み部材及び移動部材と駆動部材の接触部に設ける
ことができる。この場合、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字状にするとよ
い。
駆動部材の接触部に発生する磨耗粉を排出する排出溝を
挟み込み部材及び移動部材と駆動部材の接触部に設ける
ことができる。この場合、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字状にするとよ
い。
【００１５】また、前記移動部材の駆動部材接触部を移
動部材と別体で構成とすることができる。
動部材と別体で構成とすることができる。
【００１６】
【作用】摩擦力付加手段を構成する挟み込み部材は駆動
部材の移動方向に対して移動部材に緩みなく嵌合されて
いる。これにより弾性部材により発生する押付力は移動
部材に対して変位しない挟み込み部材を介して駆動部材
に伝えられるので、駆動部材が軸方向に正方向と負方向
に異なる速度で移動しても弾性部材が弾性変形すること
なく、移動部材を高速で安定して駆動することができ
る。
部材の移動方向に対して移動部材に緩みなく嵌合されて
いる。これにより弾性部材により発生する押付力は移動
部材に対して変位しない挟み込み部材を介して駆動部材
に伝えられるので、駆動部材が軸方向に正方向と負方向
に異なる速度で移動しても弾性部材が弾性変形すること
なく、移動部材を高速で安定して駆動することができ
る。
【００１７】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
この実施例では移動体の駆動軸接触面を別体の部品によ
り構成し、駆動軸接触部位の形状や、材料の選択が自由
に行えるように構成されている。
この実施例では移動体の駆動軸接触面を別体の部品によ
り構成し、駆動軸接触部位の形状や、材料の選択が自由
に行えるように構成されている。
【００１８】図１及び図２はこの発明に係る電気機械変
換素子を使用した駆動装置の構成を説明する斜視図で、
図１は分解した状態を、図２は組立状態を示す。駆動装
置１０は静止部材１、圧電素子２、駆動軸３、スライダ
４などから構成される。
換素子を使用した駆動装置の構成を説明する斜視図で、
図１は分解した状態を、図２は組立状態を示す。駆動装
置１０は静止部材１、圧電素子２、駆動軸３、スライダ
４などから構成される。
【００１９】静止部材１は略円筒形状をなし、その一端
部１ａは図示しない装置への取り付け部である。静止部
材１には圧電素子２を収納する穴１ｂ、及びスライダ４
を収納する穴１ｃが形成されており、穴１ｂと穴１ｃと
の間には仕切り板１ｇが、また静止部材１の穴１ｃ側の
端にも端板１ｈが形成されている。
部１ａは図示しない装置への取り付け部である。静止部
材１には圧電素子２を収納する穴１ｂ、及びスライダ４
を収納する穴１ｃが形成されており、穴１ｂと穴１ｃと
の間には仕切り板１ｇが、また静止部材１の穴１ｃ側の
端にも端板１ｈが形成されている。
【００２０】圧電素子２は、静止部材１の穴１ｃに収納
されると共に、その一端は静止部材１の穴１ｃの一方の
壁面１ｆに接着固定され、他端は駆動軸３の端部３ａに
接着固定される。
されると共に、その一端は静止部材１の穴１ｃの一方の
壁面１ｆに接着固定され、他端は駆動軸３の端部３ａに
接着固定される。
【００２１】駆動軸３は、静止部材１の仕切り板１ｇに
設けた軸受孔１ｄと端板１ｈに設けた軸受孔１ｅにより
軸方向に移動自在に支持され、圧電素子２の厚み方向の
伸縮により駆動軸３は軸方向に往復移動する。
設けた軸受孔１ｄと端板１ｈに設けた軸受孔１ｅにより
軸方向に移動自在に支持され、圧電素子２の厚み方向の
伸縮により駆動軸３は軸方向に往復移動する。
【００２２】７は板ばねで、静止部材１の一端の軸受孔
１ｅから僅かに突出している駆動軸３を軸方向に押え込
むように、ビス９により静止部材１の端板１ｈに固定さ
れている。これにより、駆動軸３は所定の力で圧電素子
２に押付けられ、その押付力はビス９の締め加減により
調整することができる。
１ｅから僅かに突出している駆動軸３を軸方向に押え込
むように、ビス９により静止部材１の端板１ｈに固定さ
れている。これにより、駆動軸３は所定の力で圧電素子
２に押付けられ、その押付力はビス９の締め加減により
調整することができる。
【００２３】スライダ４は、駆動軸３に摩擦接触する本
体部４ａと、駆動すべき部材、例えばレンズ保持枠など
を固定する取付部４ｅとを備えている。本体部４ａはそ
の中央部分に切り欠き部４ｂが形成されると共に、切り
欠き部４ｂの左右の壁面部には駆動軸３が貫通する孔４
ｄが設けられている。また、欠き部４ｂには駆動軸３の
略下半分に接触する断面半円形状の溝４ｃが形成されて
いる。取付部４ｅにはその下面にレンズ保持枠など駆動
すべき部材を取り付けるビスが貫通する取付穴４ｆが設
けてある。
体部４ａと、駆動すべき部材、例えばレンズ保持枠など
を固定する取付部４ｅとを備えている。本体部４ａはそ
の中央部分に切り欠き部４ｂが形成されると共に、切り
欠き部４ｂの左右の壁面部には駆動軸３が貫通する孔４
ｄが設けられている。また、欠き部４ｂには駆動軸３の
略下半分に接触する断面半円形状の溝４ｃが形成されて
いる。取付部４ｅにはその下面にレンズ保持枠など駆動
すべき部材を取り付けるビスが貫通する取付穴４ｆが設
けてある。
【００２４】切り欠き部４ｂには、孔４ｄを貫通する駆
動軸３に対して上から接触する挟み込み部材５が嵌挿さ
れ、挟み込み部材５の下面には駆動軸３の略上半分に接
触する断面半円形状の溝５ａが形成されている。挟み込
み部材５は切り欠き部４ｂの左右の壁面に緩み無く嵌合
するように構成されている。
動軸３に対して上から接触する挟み込み部材５が嵌挿さ
れ、挟み込み部材５の下面には駆動軸３の略上半分に接
触する断面半円形状の溝５ａが形成されている。挟み込
み部材５は切り欠き部４ｂの左右の壁面に緩み無く嵌合
するように構成されている。
【００２５】また、挟み込み部材５は、ビス８でスライ
ダ４の本体部４ａに固定される板ばね６によつて駆動軸
３に押付けられて摩擦接触し、その押付力はビス８の締
め加減により調整することができる。
ダ４の本体部４ａに固定される板ばね６によつて駆動軸
３に押付けられて摩擦接触し、その押付力はビス８の締
め加減により調整することができる。
【００２６】図３は、駆動軸３と、スライダ４の本体部
４ａと挟み込み部材５との接触部分の構成を示す断面図
であつて、スライダ４の本体部４ａに形成された切り欠
き部４ｂには挟み込み部材５が嵌挿される。挟み込み部
材５の上面に設けた突条５ａが、ビス８で本体部４ａに
固定されている板ばね６により下方に押付けられ、挟み
込み部材５は駆動軸３に適当な押付力で摩擦接触する。
４ａと挟み込み部材５との接触部分の構成を示す断面図
であつて、スライダ４の本体部４ａに形成された切り欠
き部４ｂには挟み込み部材５が嵌挿される。挟み込み部
材５の上面に設けた突条５ａが、ビス８で本体部４ａに
固定されている板ばね６により下方に押付けられ、挟み
込み部材５は駆動軸３に適当な押付力で摩擦接触する。
【００２７】図４は、前記した図１及び図２に示す駆動
装置１０をレンズ保持枠の移動に適用した例を示す斜視
図で、駆動装置１０の同一部材には図１と同一符号を付
し、詳細な説明は省いた。
装置１０をレンズ保持枠の移動に適用した例を示す斜視
図で、駆動装置１０の同一部材には図１と同一符号を付
し、詳細な説明は省いた。
【００２８】２０はレンズスタンドであり、２１は台、
２３は柱で、柱２３は台２１にビス２２で固定されてい
る。２４はア−ム部材で、柱２３にビス２５で固定され
ている。駆動装置１０は、静止部材１の一端の取り付け
部１ａがア−ム部材２４に取付られ、ビス２６で固定さ
れている。
２３は柱で、柱２３は台２１にビス２２で固定されてい
る。２４はア−ム部材で、柱２３にビス２５で固定され
ている。駆動装置１０は、静止部材１の一端の取り付け
部１ａがア−ム部材２４に取付られ、ビス２６で固定さ
れている。
【００２９】駆動装置１０のスライダ４の取付部４ｅの
下面には、レンズＬの保持枠１２がビス１３で取付られ
ている。
下面には、レンズＬの保持枠１２がビス１３で取付られ
ている。
【００３０】上記実施例における駆動装置１０の駆動
は、図８に示した従来のものと同様で、図９（ａ）に示
すような緩やかな立ち上がり部とこれに続く急速な立ち
下がり部からなる波形の駆動パルスを圧電素子２に印加
すると、駆動パルスの緩やかな立ち上がり部では、圧電
素子２が緩やかに厚み方向の伸び変位を生じ、駆動軸３
は軸方向に矢印ａ方向へ変位する。このため、駆動軸３
に摩擦結合しているスライダ４も矢印ａ方向へ移動する
ので、スライダ４に取り付けられているレンズＬの保持
枠１２を矢印ａ方向へ移動させることができる。
は、図８に示した従来のものと同様で、図９（ａ）に示
すような緩やかな立ち上がり部とこれに続く急速な立ち
下がり部からなる波形の駆動パルスを圧電素子２に印加
すると、駆動パルスの緩やかな立ち上がり部では、圧電
素子２が緩やかに厚み方向の伸び変位を生じ、駆動軸３
は軸方向に矢印ａ方向へ変位する。このため、駆動軸３
に摩擦結合しているスライダ４も矢印ａ方向へ移動する
ので、スライダ４に取り付けられているレンズＬの保持
枠１２を矢印ａ方向へ移動させることができる。
【００３１】駆動パルスの急速な立ち下がり部では、圧
電素子２が急速に厚み方向の縮み変位を生じ、駆動軸３
も軸方向に矢印ａと反対方向へ変位する。このとき、駆
動軸３に摩擦結合しているスライダ４は、その慣性力に
より駆動軸３との間の摩擦結合力に打ち勝つて実質的に
その位置に留まり、移動しない。
電素子２が急速に厚み方向の縮み変位を生じ、駆動軸３
も軸方向に矢印ａと反対方向へ変位する。このとき、駆
動軸３に摩擦結合しているスライダ４は、その慣性力に
より駆動軸３との間の摩擦結合力に打ち勝つて実質的に
その位置に留まり、移動しない。
【００３２】なお、ここでいう実質的とは、矢印ａ方向
と、これと反対方向のいずれにおいてもスライダ４と駆
動軸３との間に滑りを生じつつ追動し、駆動時間の差に
よつて全体として矢印ａ方向に移動するものも含むこと
を意味している。どのような移動形態になるかは、与え
られた摩擦条件に応じて決定される。
と、これと反対方向のいずれにおいてもスライダ４と駆
動軸３との間に滑りを生じつつ追動し、駆動時間の差に
よつて全体として矢印ａ方向に移動するものも含むこと
を意味している。どのような移動形態になるかは、与え
られた摩擦条件に応じて決定される。
【００３３】上記波形の駆動パルスを連続して圧電素子
２に印加することにより、レンズＬの保持枠１２を矢印
ａで示す方向へ連続して移動させることができる。
２に印加することにより、レンズＬの保持枠１２を矢印
ａで示す方向へ連続して移動させることができる。
【００３４】レンズ保持枠１２を矢印ａと反対方向へ移
動させるときは、図９（ｂ）に示すような急速な立ち上
がり部とこれに続く緩やかな立ち下がり部からなる波形
の駆動パルスを圧電素子２に印加することで達成でき
る。
動させるときは、図９（ｂ）に示すような急速な立ち上
がり部とこれに続く緩やかな立ち下がり部からなる波形
の駆動パルスを圧電素子２に印加することで達成でき
る。
【００３５】以上説明した駆動装置では、駆動軸３とス
ライダ４との間に摩擦力を発生させる挟み込み部材が設
けられ、挟み込み部材５はビス８によりスライダ４の本
体部４ａに固定される板ばね６により駆動軸３に押付け
られて摩擦接触しており、また、挟み込み部材はスライ
ダ４に緩みなく嵌合されて、スライダ４に対して変位す
ることがない。板ばね６はスライダ４に対して変位しな
い挟み込み部材を介して駆動軸３に接触して押付力を伝
えるから、圧電素子２により駆動軸３が軸方向に正方向
と負方向に異なる速度で往復駆動しても、板ばね６が駆
動軸３の移動方向に弾性変形することがない。
ライダ４との間に摩擦力を発生させる挟み込み部材が設
けられ、挟み込み部材５はビス８によりスライダ４の本
体部４ａに固定される板ばね６により駆動軸３に押付け
られて摩擦接触しており、また、挟み込み部材はスライ
ダ４に緩みなく嵌合されて、スライダ４に対して変位す
ることがない。板ばね６はスライダ４に対して変位しな
い挟み込み部材を介して駆動軸３に接触して押付力を伝
えるから、圧電素子２により駆動軸３が軸方向に正方向
と負方向に異なる速度で往復駆動しても、板ばね６が駆
動軸３の移動方向に弾性変形することがない。
【００３６】次に、スライダと挟み込み部材の材料の弾
性率と駆動速度の関係について説明する。図５は、スラ
イダと挟み込み部材の材料として、弾性率の異なるステ
ンレススチ−ル（ＳＵＳ）、リン青銅、亜鉛（Ｚｎ）、
アルミニウム（Ａｌ）、高分子繊維強化複合体であるＰ
ＰＳ（ＧＦ（グラスフアイバ−）４０％含有）、高分子
繊維強化複合体であるＰＣ（ＧＦ（グラスフアイバ−）
２０％含有）、ＰＣ（ポリカ−ボネイト）、ＰＥ（ポリ
エチレン）を選択し、圧電素子に印加する駆動パルスの
周波数２５ｋＨｚの条件おいて、移動速度を測定した結
果を示すものである。
性率と駆動速度の関係について説明する。図５は、スラ
イダと挟み込み部材の材料として、弾性率の異なるステ
ンレススチ−ル（ＳＵＳ）、リン青銅、亜鉛（Ｚｎ）、
アルミニウム（Ａｌ）、高分子繊維強化複合体であるＰ
ＰＳ（ＧＦ（グラスフアイバ−）４０％含有）、高分子
繊維強化複合体であるＰＣ（ＧＦ（グラスフアイバ−）
２０％含有）、ＰＣ（ポリカ−ボネイト）、ＰＥ（ポリ
エチレン）を選択し、圧電素子に印加する駆動パルスの
周波数２５ｋＨｚの条件おいて、移動速度を測定した結
果を示すものである。
【００３７】この結果からみて、スライダと挟み込み部
材の材料の弾性率が低いと、駆動軸に摩擦接触するスラ
イダと挟み込み部材は、駆動軸の運動方向に弾性変形を
起し、移動速度が低下するものと判断される。この実験
結果によれば、スライダと挟み込み部材の材料の弾性率
は、５００ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の材料で構成されること
が望ましい。
材の材料の弾性率が低いと、駆動軸に摩擦接触するスラ
イダと挟み込み部材は、駆動軸の運動方向に弾性変形を
起し、移動速度が低下するものと判断される。この実験
結果によれば、スライダと挟み込み部材の材料の弾性率
は、５００ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の材料で構成されること
が望ましい。
【００３８】スライダと挟み込み部材の材料を金属もし
くは金属化合物とし、駆動軸の材料も金属もしくは金属
化合物で構成すると、接触面に焼き付き（駆動軸とスラ
イダ、挟み込み部材がくつついてしまう現象）が起こつ
た。しかし、スライダと挟み込み部材を金属もしくは金
属化合物で構成し、駆動軸を高分子繊維強化複合体で構
成した場合は焼き付きは起きなかつた。この構成を逆に
して、スライダと挟み込み部材を高分子複合材料で構成
し、駆動軸を金属もしくは金属化合物で構成した場合
は、駆動軸の重量が高分子繊維強化複合体で構成した場
合よりも重くなり、駆動系の共振周波数が低下して移動
速度が低下した。
くは金属化合物とし、駆動軸の材料も金属もしくは金属
化合物で構成すると、接触面に焼き付き（駆動軸とスラ
イダ、挟み込み部材がくつついてしまう現象）が起こつ
た。しかし、スライダと挟み込み部材を金属もしくは金
属化合物で構成し、駆動軸を高分子繊維強化複合体で構
成した場合は焼き付きは起きなかつた。この構成を逆に
して、スライダと挟み込み部材を高分子複合材料で構成
し、駆動軸を金属もしくは金属化合物で構成した場合
は、駆動軸の重量が高分子繊維強化複合体で構成した場
合よりも重くなり、駆動系の共振周波数が低下して移動
速度が低下した。
【００３９】この実験結果からみて、駆動軸は高分子繊
維強化複合体で構成し、スライダと挟み込み部材は金属
もしくは金属化合物で構成することが望ましい。
維強化複合体で構成し、スライダと挟み込み部材は金属
もしくは金属化合物で構成することが望ましい。
【００４０】次に、スライダと挟み込み部材の形状につ
いて説明する。本発明の駆動機構を長時間使用している
と、駆動軸とスライダ、挟み込み部材の接触面が摺動に
より磨耗し、発生する磨耗粉が接触面に詰まつて動作性
能を低下させる。この対策として、前記した図１に示す
実施例におけるスライダ４の欠き部４ｂに形成された駆
動軸３の略下半分に接触する断面半円形状の溝４ｃと、
挟み込み部材５の下面に形成された駆動軸３の略上半分
に接触する断面半円形状の溝５ａに代えて、図６及び図
７に示すように、それぞれの溝を断面Ｖ字状の溝とした
変形例が提案される。
いて説明する。本発明の駆動機構を長時間使用している
と、駆動軸とスライダ、挟み込み部材の接触面が摺動に
より磨耗し、発生する磨耗粉が接触面に詰まつて動作性
能を低下させる。この対策として、前記した図１に示す
実施例におけるスライダ４の欠き部４ｂに形成された駆
動軸３の略下半分に接触する断面半円形状の溝４ｃと、
挟み込み部材５の下面に形成された駆動軸３の略上半分
に接触する断面半円形状の溝５ａに代えて、図６及び図
７に示すように、それぞれの溝を断面Ｖ字状の溝とした
変形例が提案される。
【００４１】図６に示すものは、図１に示す実施例にお
けるスライダの欠き部４ｂに形成された溝４ｃと、挟み
込み部材５の下面に形成された溝５ａを、それぞれ断面
Ｖ字状の溝４ｍ、５ｍとしたもので、駆動軸とスライ
ダ、挟み込み部材の接触面の摺動により発生する磨耗粉
が、断面Ｖ字状の溝４ｍ、５ｍの谷の部分（駆動軸に接
触しない）に押し出されて排出される。
けるスライダの欠き部４ｂに形成された溝４ｃと、挟み
込み部材５の下面に形成された溝５ａを、それぞれ断面
Ｖ字状の溝４ｍ、５ｍとしたもので、駆動軸とスライ
ダ、挟み込み部材の接触面の摺動により発生する磨耗粉
が、断面Ｖ字状の溝４ｍ、５ｍの谷の部分（駆動軸に接
触しない）に押し出されて排出される。
【００４２】また、図７に示すものは、スライダの本体
部４ａの中央部分に駆動軸３に沿つて断面Ｖ字状の溝を
持つ切り欠き部４ｎを形成し、また、挟み込み部材５に
は下面に断面Ｖ字状の溝５ｎを形成したもので、スライ
ダの本体部４ａの切り欠き部４ｎに挟み込み部材５を上
から嵌挿して駆動軸と接触させる。本体部４ａの切り欠
き部４ｎの左右には、挟み込み部材５の端面周辺に当接
する***部分４ｐを設け、挟み込み部材５が駆動軸の移
動に追従し、スライダの本体部４ａと独立して軸方向に
移動しないように構成されている。この構成によれば、
挟み込み部材５を取り除くことによつてスライダの図中
上方を開放することができ、駆動軸の軸方向以外の方向
からスライダの着脱が可能となる。
部４ａの中央部分に駆動軸３に沿つて断面Ｖ字状の溝を
持つ切り欠き部４ｎを形成し、また、挟み込み部材５に
は下面に断面Ｖ字状の溝５ｎを形成したもので、スライ
ダの本体部４ａの切り欠き部４ｎに挟み込み部材５を上
から嵌挿して駆動軸と接触させる。本体部４ａの切り欠
き部４ｎの左右には、挟み込み部材５の端面周辺に当接
する***部分４ｐを設け、挟み込み部材５が駆動軸の移
動に追従し、スライダの本体部４ａと独立して軸方向に
移動しないように構成されている。この構成によれば、
挟み込み部材５を取り除くことによつてスライダの図中
上方を開放することができ、駆動軸の軸方向以外の方向
からスライダの着脱が可能となる。
【００４３】図６、及び図７には図示されていないが、
上記した２つの変形例においても、挟み込み部材は、ビ
スによりスライダの本体部に固定される板ばねにより駆
動軸に押付けられて摩擦接触するもので、その押付力が
ビスの締め加減により調整できる点は、図１に示す実施
例と全く同様である。
上記した２つの変形例においても、挟み込み部材は、ビ
スによりスライダの本体部に固定される板ばねにより駆
動軸に押付けられて摩擦接触するもので、その押付力が
ビスの締め加減により調整できる点は、図１に示す実施
例と全く同様である。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の電気機
械変換素子を使用した駆動装置では、駆動部材と移動部
材との間の摩擦力を発生させる摩擦力付加手段が、移動
部材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。挟み込み部材は駆動部材の移動方向
に対して移動部材に緩みなく嵌合されているから、挟み
込み部材は移動部材に対して変位することがない。
械変換素子を使用した駆動装置では、駆動部材と移動部
材との間の摩擦力を発生させる摩擦力付加手段が、移動
部材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。挟み込み部材は駆動部材の移動方向
に対して移動部材に緩みなく嵌合されているから、挟み
込み部材は移動部材に対して変位することがない。
【００４５】この構成により、弾性部材により発生する
押付力は、移動部材に対して変位しない挟み込み部材を
介して駆動部材に伝えられるので、駆動部材が軸方向に
正方向と負方向に異なる速度で往復駆動されたとき、弾
性部材がその駆動部材の移動方向に弾性変形することが
なく、移動部材を高速で安定して駆動することができ
る。
押付力は、移動部材に対して変位しない挟み込み部材を
介して駆動部材に伝えられるので、駆動部材が軸方向に
正方向と負方向に異なる速度で往復駆動されたとき、弾
性部材がその駆動部材の移動方向に弾性変形することが
なく、移動部材を高速で安定して駆動することができ
る。
【００４６】そして、移動部材と挟み込み部材は、弾性
率は５００ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の材料で構成すると駆動
軸の運動方向に弾性変形を起すことがない。
率は５００ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の材料で構成すると駆動
軸の運動方向に弾性変形を起すことがない。
【００４７】駆動部材を高分子繊維強化複合体で構成
し、移動部材と挟み込み部材を金属もしくは金属化合物
で構成することにより、接触面に焼き付きを起すことが
なく、安定して駆動することができる。
し、移動部材と挟み込み部材を金属もしくは金属化合物
で構成することにより、接触面に焼き付きを起すことが
なく、安定して駆動することができる。
【００４８】また、駆動部材と、移動部材及び挟み込み
部材の接触面を、断面Ｖ字状の溝で構成するときは、接
触面の摺動により発生する磨耗粉を、効率よく排出する
ことができ、動作性能を低下させることなく、長期間に
わたり安定して駆動することができる。
部材の接触面を、断面Ｖ字状の溝で構成するときは、接
触面の摺動により発生する磨耗粉を、効率よく排出する
ことができ、動作性能を低下させることなく、長期間に
わたり安定して駆動することができる。
【図１】この発明の電気−機械変換素子を使用した駆動
装置の構成を説明する分解した状態の斜視図。
装置の構成を説明する分解した状態の斜視図。
【図２】図１に示す駆動装置の組立状態を示す斜視図。
【図３】図１に示す駆動装置の駆動軸と、スライダの本
体部及び挟み込み部材との接触部分の構成を示す断面
図。
体部及び挟み込み部材との接触部分の構成を示す断面
図。
【図４】図１に示す駆動装置をレンズ保持枠の移動に適
用した例を示す斜視図。
用した例を示す斜視図。
【図５】スライダ及び挟み込み部材の材料の弾性率と移
動速度の関係を示す図。
動速度の関係を示す図。
【図６】スライダと挟み込み部材の形状の第１の変形例
を示す斜視図。
を示す斜視図。
【図７】スライダと挟み込み部材の形状の第２の変形例
を示す斜視図。
を示す斜視図。
【図８】従来の電気機械変換素子を使用した駆動装置の
構成を示す斜視図。
構成を示す斜視図。
【図９】電気−機械変換素子に印加する駆動パルスの波
形の一例を示す図。
形の一例を示す図。
１ 静止部材 ２ 圧電素子 ３ 駆動軸 ４ スライダ ５ 挟み込み部材 ６ 板ばね ７ 板ばね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−368484（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−145978（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−289368（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02N 2/04
Claims (8)
- 【請求項１】 静止部材と、 前記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、 前記電気機械変換素子の伸縮方向の他の一端に結合さ
れ、前記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と、 前記駆動部材に摩擦結合され、前記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と、 前記駆動部材と移動部材との間に摩擦力を発生させる摩
擦力付加手段と、 前記電気機械変換素子の伸びと縮みを異なる速度で行う
ように前記電気機械変換素子に電流を供給できる電気回
路と、からなる電気機械変換素子を使用した駆動装置に
おいて、 前記摩擦力付加手段は、 移動部材に固定され押付力を発生する弾性部材と、 前記弾性部材により発生する押付力を駆動部材に伝える
べく前記弾性部材と駆動部材との間に配置され、前記押
付力と駆動部材の移動により発生する摩擦力を前記移動
部材に伝えるよう移動方向に対して前記移動部材に緩み
なく嵌合された挟み込み部材とから構成されることを特
徴とする電気機械変換素子を使用した駆動装置。 - 【請求項２】 前記挟み込み部材及び移動部材と駆動部
材の接触部が、弾性率５００ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の材料
で構成されることを特徴とする請求項１記載の電気機械
変換素子を使用した駆動装置。 - 【請求項３】 前記挟み込み部材及び移動部材と駆動部
材の接触部が、駆動部材と異種の材料で構成されること
を特徴とする請求項１記載の電気機械変換素子を使用し
た駆動装置。 - 【請求項４】 前記駆動部材が高分子繊維強化複合体で
構成され、前記挟み込み部材及び移動部材と駆動部材の
接触部が金属材料で構成されることを特徴とする請求項
３記載の電気機械変換素子を使用した駆動装置。 - 【請求項５】 前記駆動部材が高分子繊維強化複合体で
構成され、前記挟み込み部材及び移動部材と駆動部材の
接触部が金属化合物材料で構成されることを特徴とする
請求項３記載の電気機械変換素子を使用した駆動装置。 - 【請求項６】 前記挟み込み部材及び移動部材と駆動部
材の接触部に発生する磨耗粉を排出する排出溝を挟み込
み部材及び移動部材と駆動部材の接触部に設けたことを
特徴とする請求項１記載の電気機械変換素子を使用した
駆動装置。 - 【請求項７】 前記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字状にすることを特徴と
する請求項６記載の電気機械変換素子を使用した駆動装
置。 - 【請求項８】 前記移動部材の駆動部材接触部を移動部
材と別体とすることを特徴とする請求項１記載の電気機
械変換素子を使用した駆動装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06309488A JP3141714B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | 電気機械変換素子を使用した駆動装置 |
| US08/404,240 US5589723A (en) | 1994-03-29 | 1995-03-15 | Driving apparatus using transducer |
| DE69522027T DE69522027T2 (de) | 1994-03-29 | 1995-03-21 | Antriebsgerät unter Verwendung eines Wandlers |
| EP95104144A EP0675589B1 (en) | 1994-03-29 | 1995-03-21 | Driving apparatus using transducer |
| US08/947,806 US6111336A (en) | 1994-03-29 | 1997-10-09 | Driving apparatus using transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06309488A JP3141714B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | 電気機械変換素子を使用した駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08149860A JPH08149860A (ja) | 1996-06-07 |
| JP3141714B2 true JP3141714B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=17993598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06309488A Expired - Lifetime JP3141714B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-11-21 | 電気機械変換素子を使用した駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3141714B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1983589A2 (en) | 2007-04-19 | 2008-10-22 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of reducing height thereof |
| US7633208B2 (en) | 2007-04-17 | 2009-12-15 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of transferring vibrations generated by an electro-mechanical transducer to a vibration friction portion with a high degree of efficiency |
| US7633209B2 (en) | 2007-04-17 | 2009-12-15 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of obtaining a stable frequency characteristic |
| US7633212B2 (en) | 2006-03-28 | 2009-12-15 | Fujinon Corporation | Driving apparatus, electro-mechanical conversion element used therein, photographic apparatus and mobile phone |
| US7652407B2 (en) | 2007-04-17 | 2010-01-26 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of improving a shock and vibration resistance thereof |
| US7755252B2 (en) | 2007-04-18 | 2010-07-13 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device having suitable stationary member as material |
| US7759634B2 (en) | 2007-04-24 | 2010-07-20 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Position detecting device capable of improving detection accuracy |
| US7956513B2 (en) | 2007-04-20 | 2011-06-07 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Method of driving a driving device |
| US7956515B2 (en) | 2008-08-27 | 2011-06-07 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Method of driving a driving apparatus capable of smoothly moving a moving member |
| US8466603B2 (en) | 2008-09-01 | 2013-06-18 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving apparatus |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4733457B2 (ja) * | 2005-07-28 | 2011-07-27 | パナソニック株式会社 | 駆動装置 |
| JP5151199B2 (ja) * | 2007-03-23 | 2013-02-27 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | 電気機械変換素子を用いた駆動装置 |
| DE102019200943B4 (de) | 2019-01-25 | 2020-10-08 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Elektromechanischer Linearantrieb |
-
1994
- 1994-11-21 JP JP06309488A patent/JP3141714B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7633212B2 (en) | 2006-03-28 | 2009-12-15 | Fujinon Corporation | Driving apparatus, electro-mechanical conversion element used therein, photographic apparatus and mobile phone |
| US7633208B2 (en) | 2007-04-17 | 2009-12-15 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of transferring vibrations generated by an electro-mechanical transducer to a vibration friction portion with a high degree of efficiency |
| US7633209B2 (en) | 2007-04-17 | 2009-12-15 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of obtaining a stable frequency characteristic |
| US7652407B2 (en) | 2007-04-17 | 2010-01-26 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of improving a shock and vibration resistance thereof |
| US7755252B2 (en) | 2007-04-18 | 2010-07-13 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device having suitable stationary member as material |
| EP1983589A2 (en) | 2007-04-19 | 2008-10-22 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of reducing height thereof |
| US7732982B2 (en) | 2007-04-19 | 2010-06-08 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving device capable of reducing height thereof |
| US7956513B2 (en) | 2007-04-20 | 2011-06-07 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Method of driving a driving device |
| US7759634B2 (en) | 2007-04-24 | 2010-07-20 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Position detecting device capable of improving detection accuracy |
| US7956515B2 (en) | 2008-08-27 | 2011-06-07 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Method of driving a driving apparatus capable of smoothly moving a moving member |
| US8466603B2 (en) | 2008-09-01 | 2013-06-18 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Driving apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08149860A (ja) | 1996-06-07 |
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