專利名稱：驅動器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種驅動器(actuator)，具體涉及搭載在數碼相機或便攜式電話等小型精密設備上，驅動變焦透鏡(zoom lens)的驅動器。
背景技術：
作為數碼相機等透鏡部的驅動裝置，有采用壓電元件的驅動器。例如專利文獻1的驅動器，在壓電元件的一方側固定有驅動軸，壓電元件的另一方側固定于裝置主體。在驅動軸上滑動自如地支撐有鏡筒，該鏡筒利用板簧的推頂力與驅動軸摩擦卡合。對壓電元件施加形成為大致鋸齒狀的波形的驅動脈沖，壓電元件在伸長方向和收縮方向以不同的速度變形。例如，若壓電元件緩慢地變形，鏡筒則與驅動軸一同移動。相反，若壓電元件快速變形，鏡筒則因其重量的慣性停止在相同位置上。因此，通過對壓電元件反復施加形成大致鋸齒狀的波形的驅動脈沖，能夠使鏡筒以細小的間距間歇地移動。
但是，專利文獻1的驅動器，壓電元件頻繁地引起共振，由該共振，壓電元件或驅動軸發生與變位方向不同的橫向擺動或扭曲，因此，存在被驅動部件不能向變位方向準確地移動的問題。因此，專利文獻1的驅動器，存在相對于驅動頻率的驅動量不穩定的問題。
專利文獻1日本專利第2633066號作為解決上述問題的方法，可以想出通過在壓電元件的另一方側安裝錘，可變位地支撐另一方側的方法。
然而，在壓電元件的另一方側安裝錘的方法，存在由于壓電元件的振動，壓電元件和錘的粘接容易剝落的問題，或必須另外準備錘部件的問題。
發明內容
本發明是鑒于這種情況而提出的，其目的在于提供一種不僅能夠減少部件件數，而且，在壓電元件上可以確切地安裝錘部件的驅動器。
技術方案1所述的發明，為了達到上述目的，一種驅動器，其具備機電轉換元件、驅動摩擦部件，安裝于該機電轉換元件的伸縮方向的一方側、被驅動部件，摩擦卡合在該驅動摩擦部件，其特征在于，在上述機電轉換元件的伸縮方向的另一方側，安裝有由粘接劑構成的錘部件。
根據技術方案1所述的發明，由于安裝在機電轉換元件的另一方側的錘部件由粘接劑構成，因此與用粘接劑固定錘部件時相比，可以減少零件數。而且，由粘接劑構成的錘部件，在制造時可以自由地制造其形狀，所以可以使用按照空間的形狀的錘部件。在此，所謂粘接劑是，使其介在兩個物體之間并具有使物體固定的性質的物質，尤其在進行粘接工作時具有流動性，之后固化的性質。
技術方案2所述的發明，如技術方案1的發明，其特征在于，在上述粘接劑中混合有金屬粉。根據技術方案2的發明，由于粘接劑中混合金屬粉，所以可以使錘部件的比重增大。由此，可以提高被驅動部件的移動距離、移動速度、以及推力。
技術方案3所述的發明，如技術方案1或2的發明，其特征在于，上述錘部件，粘接固定上述機電轉換元件的另一方側和可變位地支撐該另一方側的彈性支撐部件。根據技術方案3的發明，通過由粘接劑構成的錘部件，可以粘接安裝金屬件和機電轉換元件。
技術方案4所述的發明，如技術方案1～3中任一項的發明，其特征在于，上述被驅動部件安裝有變焦透鏡的保持框架。
根據有關本發明的驅動器，由于安裝在機電轉換元件的另一方側的錘部件由粘接劑構成，所以，不必另外設置錘部件，從而可以減少零件數。而且，由粘接劑構成的錘部件是，在制造時，由于可以自由地制造其形狀，所以可以使用按照空間的形狀的錘部件。
圖1是表示適用有關本發明的驅動器的透鏡裝置的立體圖；圖2是表示圖1的透鏡裝置的內部構成的立體圖；
圖3是從與圖2不同方向觀察的透鏡裝置的立體圖；圖4是以示意性表示第1實施方式的驅動器的構成的圖；圖5是表示驅動軸和連接塊的連接部分的截面圖；圖6是表示對壓電元件施加電壓的驅動脈沖的例的圖。
具體實施例方式
以下，按照附圖詳細說明有關本發明的驅動器的最佳實施方式。
圖1是表示適用有關本發明的驅動器的透鏡裝置10的立體圖，圖2、圖3是表示其內部構成的立體圖。
如圖1所示，透鏡裝置10具有形成為大致矩形狀的主體12，在該主體12的內部具備圖2、圖3所示的變焦透鏡(組)14、16。變焦透鏡(組)14、16，一方為變倍透鏡，另一方為校正透鏡。而且，變焦透鏡(組)14、16分別保持于保持框架18、20，該保持框架18、20被兩根導向軸22、24滑動自如地支撐于光軸P方向上。兩根導向軸22、24，配置在主體12內的對角位置上，且與光軸P平行，并且，固定于主體12。
保持框架18，具備導向部26和卡合部28。該導向部26具有插通導向軸22的插通孔26A，該卡合部28具有與導向軸24卡合的U形狀的槽28A。由此，保持框架18被兩根導向軸22、24引導，并且，變焦透鏡(組)14移動自如地支撐于光軸P方向上。同樣，變焦透鏡16的保持框架20，具備導向部30和卡合部32。該導向部30具有插通導向軸24的插通孔(未圖示)，該卡合部32具有與導向軸22卡合的U形狀的槽32A。由此，保持框架20被兩根導向軸22、24引導，變焦透鏡(群)16移動自如地支撐于光軸P方向。
變焦透鏡(組)14、16分別由驅動器34、36沿光軸P方向驅動。驅動器34和驅動器36配置于主體12的相對的面。具體而言，在圖1的主體12的上面配置變焦透鏡(組)14用的驅動器34，在主體12的下面配置變焦透鏡(組)16用的驅動器36。以下，對于驅動器34進行說明，但是，驅動器36也同樣構成。
尚且，圖1～3的符號72、74是，檢測保持框架18或保持框架20的位置的位置檢測裝置。位置檢測裝置72為反射型光遮斷器，配置在與保持框架18(或者保持框架20)形成為一體的板狀的反射部78的相對面，并嵌入于主體12(參照圖1)的開口部12A而被固定。在反射部78，沿驅動方向以一定間隔配置有多個反射體(未圖示)。因此，通過從位置檢測裝置72投光至反射部78，受到該反射光，而檢測光量的變化，從而可以檢測出反射部78(即保持框架18、20)的移動量。另一方面，位置檢測裝置74，具有投光部74A和受光部74B，在該投光部74A和受光部74B之間，可插拔與保持框架18(或者保持框架20)形成為一體的板狀的遮光部76。因此，通過遮光部76插入于發光部74A和受光部74B之間而使受光部74B的光量發生變化，可以檢測出遮光部76(即保持框架18、20)已移動到規定的位置的情況。如此，通過用位置檢測裝置74檢測保持框架18、20的標準位置，用位置檢測裝置72檢測保持框架18、20的移動量，從而，可以準確地求出保持框架18、20的位置。驅動器34、36，根據位置檢測裝置72、74的測定值被驅動控制。
圖4表示驅動器34的構成的立體圖。如該圖所示，驅動器34主要由固定框架40、壓電元件(相當于機電轉換元件)42、驅動軸(相當于驅動摩擦部件)44、連接塊(相當于被驅動部件)46、安裝金屬件(相當于彈性支撐部件)48、錘部件58構成，固定框架40固定于圖1的透鏡裝置10的主體12。
壓電元件42構成為，層疊于透鏡裝置10的光軸P方向(以下稱驅動方向)上，通過施加電壓向驅動方向變形(伸縮)。因此，壓電元件42，通過施加電壓，長度方向的端面42A、42B沿驅動方向變位。
壓電元件42的端面42A、42B中，在一方的端面42A固定有驅動軸44的基端。驅動軸44形成為圓柱形狀，并且配置成其中心軸成為驅動方向。而且，驅動軸44，插通于形成在固定框架40的兩個孔40A、40A被引導，并滑動自如地支撐于中心軸方向上。驅動軸44的材質使用，強固地復合石墨結晶的石墨結晶復合體，例如碳石墨。
在驅動軸44上卡合有連接塊46。連接塊46，連接于上述變焦透鏡14的保持框架18，并與保持框架18一同滑動自如地支撐于光軸P方向(驅動方向)上。而且，連接塊46形成為矩形狀，在其四個各角落部設置有向上方突出的突出部46A、46A……。
圖5是連接塊46和驅動軸44的連接部分的截面圖。如該圖所示，在連接塊46和驅動軸44的連接部分上設有第1滑動接觸部件52和第2滑動接觸部件54。第1滑動接觸部件52配置于驅動軸44的上側，第2滑動接觸部件54配置于驅動軸44的下側。該第1滑動接觸部件52及第2滑動接觸部件54是，為了穩定地得到連接塊46和驅動軸44的摩擦力而設置的部件，例如由不銹鋼構成。
第2滑動接觸部件54形成為V形狀，并固定于連接塊46。另一方面，第1滑動接觸部件52形成為倒V形狀，并配置于被連接塊46的四個突出部46A、46A……包圍的區域內。第1滑動接觸部件52的各角部是對應連接塊46的突出部46A、46A……而切出的。由此，將第1滑動接觸部件52配置在被突出部46A、46A……包圍的領域內時，防止第1滑動接觸部件52從連接塊46脫落。
在連接塊46安裝有壓緊彈簧56。壓緊彈簧56，通過彎曲金屬板而構成，通過將爪56A卡在連接塊46的下部而安裝在連接塊46。而且，壓緊彈簧56構成為，具有配置于第1滑動接觸部件52的上側的按壓部56B，并用該按壓部56B將第1滑動接觸部件52向下方推頂。由此，驅動軸44成為，被第1滑動接觸部件52和第2滑動接觸部件54夾壓的狀態，并連接塊46經由第1滑動接觸部件52及第2滑動接觸部件54與驅動軸44摩擦卡合。尚且，連接塊46和驅動軸44的摩擦力被設定為，對壓電元件42施加電壓變化緩慢的驅動脈沖時其驅動力比摩擦力小，且對壓電元件42施加電壓變化急劇的驅動脈沖時其驅動力比摩擦力大。此時，摩擦力(滑動阻抗)為10gf以上30gf以下為佳，15gf以上25gf以下為更佳。
如圖4所示，在壓電元件42的端面42B安裝有錘部件58。錘部件58是，在硅系或UV硬化型粘接劑中混合鎢等的金屬粉粒體而增加比重的部件，并填充于壓電元件42的端面42B和安裝金屬件48之間。該錘部件58，不僅作為將壓電元件42粘接在安裝金屬件48的粘接劑起作用，而且還作為給端面42B賦予負荷的錘而起作用。即，錘部件58具有，防止端面42B比端面42A更大的變位的錘的作用。因此，作為錘部件58，重量比驅動軸44重為佳。為了小型化，錘部件58的比重越高越好，例如設定為8～12左右。而且，錘部件58固化后，楊氏模量比壓電元件42及驅動軸44小為佳，例如構成為300MPa以下。尚且，錘部件58是，對應空間的形狀即可。
安裝金屬件48是，通過彎曲薄金屬板而被形成為“コ”狀，在其兩端的彎曲部分形成有開口部48B。安裝金屬件48，通過將該開口部48B嵌合在固定框架40的突起部40B，而安裝于固定框架40。由此，壓電元件42通過錘部件58、安裝金屬件48而支撐于固定框架40。
如上述被支撐的壓電元件42還被支撐為，端面42B可以沿驅動方向變位。即，通過安裝金屬件48撓曲，壓電元件42的后端的端面42B可以沿驅動方向變位。
對上述的壓電元件42，施加圖6(A)、圖6(B)所示的驅動脈沖的電壓。圖6(A)是，使圖4的連接塊46左向移動時的驅動脈沖，圖6(B)是，使圖4的連接塊46右向移動時的驅動脈沖。
圖6(A)的情況，對壓電元件42施加大致鋸齒狀的驅動脈沖，該驅動脈沖，從時刻α1至時刻α2平緩地上升，在時刻α3急劇下降。因此，在從時刻α1至時刻α2，壓電元件42緩慢地伸長。此時，由于驅動軸44以緩慢的速度移動，所以，連接塊46與驅動軸44一同移動。由此，可以左向移動圖4的連接塊46。在時刻α3，由于壓電元件42急劇收縮，所以，驅動軸44右向移動。此時，由于驅動軸44急劇移動，所以，連接塊46因慣性停止在其位置的狀態下，只有驅動軸44移動。因此，通過反復施加圖6(A)所示的鋸齒狀的驅動脈沖，圖4的連接塊46反復左向的移動和停止，所以可以左向移動。
圖6(B)的情況，對壓電元件42，施加大致鋸齒狀的驅動脈沖，該驅動脈沖，從時刻β1至時刻β2緩慢地下降，在時刻β3急劇上升。因此，在從時刻β1至時刻β2，壓電元件42緩慢地收縮。此時，驅動軸44緩慢地變位，所以連接塊46與驅動軸44一同移動。由此，可以右向移動圖4的連接塊46。在時刻β3，壓電元件42急劇伸長，所以，驅動軸44左向移動。此時，由于驅動軸44急劇移動，所以，連接塊46因慣性停止在其位置的狀態下，只有驅動軸44移動。因此，通過反復施加圖6(B)所示的鋸齒狀的驅動脈沖，圖4的連接塊46反復右向的移動和停止，所以可以右向移動。
接著說明有關如上述構成的驅動器34的作用。
如上述，驅動器34是，錘部件58由粘接劑構成。因此，根據本實施方式，用粘接劑將其他的錘部件粘接在壓電元件42時相比，可以減少部件件數。
而且，根據本實施方式，只是在壓電元件42的端面42B和安裝金屬件48的間隙里裝滿成為錘部件58的粘接劑，所以可以提高驅動器34的組裝性。而且，根據本實施方式，通過在壓電元件42的端面42B和安裝金屬件48之間裝多量粘接劑，就可以強固地粘接壓電元件42和安裝金屬件48。
而且，根據本實施方式，由于由粘接劑形成錘部件58，所以可以自由地制造其形狀，并且按照空間形成錘部件58而可以謀求裝置的小型化。
尚且，上述的實施方式是，經由錘部件58將壓電元件42固定在安裝金屬件48，但是，經由錘部件58將壓電元件42固定在固定框架40也可。
而且，上述的實施方式是，在壓電元件42的端面42B支撐驅動器的例，但是，驅動器的支撐位置并不限定于此，還可以在壓電元件42的端面42A或側面，或驅動軸44的側面或前端面支撐驅動器也可。此時，不需要安裝金屬件48，只要在壓電元件42的端面42B，涂布由粘接劑構成的錘部件58，以任意形狀固化即可。
而且，有關本發明的驅動器，其用途在于，例如可以適用在數碼相機或便攜式電話等小型精密設備。尤其便攜式電話有必要用三V以下的低電壓驅動，但是，通過使用本發明的驅動器，可以用20kHz左右的高頻驅動，并可以以2mm/s以上的高速移動保持框架20。因此，即使需要10mm左右的移動的變焦透鏡，也可以迅速地移動。而且，作為有關本發明的驅動器的用途，并不限定于移動聚焦透鏡或變焦透鏡等移動透鏡的用途，還可以使用于移動CCD用途等。
尚且，在本發明，干燥后的錘部件58也可以為硬性部件，但是，作為軟性部件有以下優點。即，若使用軟性的錘部件58，由壓電元件42、驅動摩擦部件44、以及錘部件58構成的系統的共振頻率變低。通過共振頻率變低，而減少因壓電元件42、驅動軸44、以及錘部件58的構成不均而帶來的影響，可以獲得穩定的驅動力。而且，通過共振頻率f0變低，驅動頻率f可以容易地設定于f≥21/2·f0的防振范圍，由此減少共振的影響而可以獲得穩定的驅動力。由此，壓電元件42的伸縮驅動力，可靠地傳遞到被驅動部件，所以，可以使被驅動部件準確地移動到壓電元件42的伸縮方向。進而，共振頻率f0變小，且因共振的影響減少，所以可以任意地選擇驅動器的支撐位置或支撐方法，例如可以用壓電元件42的端面42A或側面、驅動軸44的側面或端面支撐驅動器。
權利要求
1.一種驅動器，其具備機電轉換元件；驅動摩擦部件，被安裝于該機電轉換元件的伸縮方向的一方側；和被驅動部件，摩擦卡合在該驅動摩擦部件，其特征在于，在上述機電轉換元件的伸縮方向的另一方側，安裝有由粘接劑構成的錘部件。
2.根據權利要求1所述的驅動器，其特征在于，在上述粘接劑中混合有金屬粉。
3.根據權利要求1或2所述的驅動器，其特征在于，上述錘部件，粘接固定上述機電轉換元件的另一方側和可變位地支撐該另一方側的彈性支撐部件。
4.根據權利要求1～3中任一項所述的驅動器，其特征在于，上述被驅動部件上安裝變焦透鏡的保持框架。
全文摘要
本發明提供一種驅動器，通過在壓電元件的伸縮方向的一方側安裝驅動軸，在另一方側安裝錘部件，同時由粘接劑構成該錘部件，從而可以減少部件件數。驅動器(34)具備壓電元件(42)、安裝在壓電元件(42)的伸縮方向的一方側的驅動軸(44)、摩擦卡合于驅動軸(44)的連接塊(46)。在壓電元件(42)的伸縮方向的另一方側，安裝由粘接劑構成的錘部件(58)。
文檔編號G02B7/02GK1912665SQ200610110780
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月9日 優先權日2005年8月12日
發明者佐佐木龍太 申請人:富士能株式會社