专利名称：驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动器，尤其涉及搭载在数码相机或便携式电话等小型精密设备上，驱动变焦透镜的驱动器。
背景技术：
作为数码相机等透镜部的驱动装置，有采用了压电元件的驱动器。例如专利文献1的驱动器，在压电元件的一方侧固定安装驱动轴，压电元件的另一方侧被固定于装置本体。在驱动轴滑动自如地支承有镜筒，该镜筒利用板簧的施力摩擦配合于驱动轴。对压电元件施加形成为大致锯齿状的波形的驱动脉冲，压电元件在伸长方向和收缩方向以不同的速度变形。例如，若压电元件缓慢地变形，镜筒则与驱动轴一同移动。相反，若压电元件快速变形，镜筒则因其重量的惯性而停止在相同的位置上。因此，通过对压电元件反复施加形成为大致锯齿状的波形的驱动脉冲，能够使镜筒以细小的间距间歇地移动。
专利文献1日本专利第2633066号然而，以往的驱动器，由于被驱动部件和驱动部件的摩擦力不稳定，因此不能以稳定的速度及推力移动被驱动部件。
作为解决该问题的方法考虑到在驱动部件和被驱动部件之间、介入安装可以得到稳定的滑动阻力的滑动部件的方法。但是，此时，由于零件数目只是增加了滑动部件的量，因此，存在组装性降低，成本上升的问题。而且，在设置了滑动部件的情况下，在驱动驱动器时有可能发生滑动部件的错位，其结果是，存在滑动阻力变动而被驱动部件的速度及推力变得不稳定的问题。
发明内容
本发明是鉴于以上的情况而提出的发明，其目的在于提供一种不但可以进行稳定的驱动控制，而且，还可以减少零件数目的驱动器。
为了达到上述目的，第一技术方案所述的发明是一种驱动器，包括机电转换元件；驱动摩擦部件，其安装于该机电转换元件的伸缩方向的一方侧；被驱动部件，其配合于该驱动摩擦部件；施力机构，其被安装于该被驱动部件并向配合方向对所述被驱动部件和所述驱动摩擦部件施力，其特征在于，所述施力机构具有滑动在所述驱动摩擦部件的滑动部，通过该滑动部，所述驱动摩擦部件和所述被驱动部件摩擦配合。
根据第一技术方案的发明，由于施力机构具有滑动在驱动摩擦部件的滑动部，所以不需要另外设置滑动部件，从而可以减少零件数目、提高组装性，而且还可以削减成本。并且，根据第一技术方案的发明，由于滑动部与施力机构形成为一体，所以滑动部不会错位。因此，可以大致一定地保持驱动摩擦部件和被驱动部件的摩擦力(滑动阻力)，并可以进行稳定的驱动控制。
第二技术方案所述的发明的特征在于，在第一技术方案的发明中，所述滑动部，隔着所述驱动摩擦部件而设置于其两侧，由该两侧的滑动部夹持所述驱动摩擦部件。
根据第二技术方案的发明，由于利用施力机构的滑动部夹持驱动摩擦部件，所以，更加可以控制滑动阻力的变动。因此，可以进行稳定的驱动控制。
第三技术方案所述的发明的特征在于，在第一或第二技术方案的发明中，在所述被驱动部件安装有变焦透镜的保持框架。
第四技术方案所述的发明是一种透镜驱动装置，其特征在于包括第一技术方案所述的驱动器。
根据本发明的驱动器，由于施力机构具有与驱动摩擦部件的滑动部，所以，不需要另外设置滑动部件，从而可以减少零件数目、提高组装性，同时还可以消减成本。并且，可以防止因滑动部的错位而使得摩擦力不稳定的情况，从而可以进行稳定的驱动控制。
图1是表示适用本发明的驱动器的透镜装置的立体图；图2是表示图1的透镜装置的内部结构的立体图；图3是从与图2不同的方向观察的透镜装置的立体图；图4是表示驱动器的结构的立体图；图5是表示驱动轴和连接件的连接部分的截面图；图6是表示对压电元件施加的电压的驱动脉冲的例子的图；图7是表示与图5不同的结构的连接部分的截面图；图8是表示比较例的驱动器的连接部分的截面图。
图中10-透镜装置；12-本体；14、16-变焦透镜(组)；18、20-保持框架；34、36-驱动器；40-固定框架；42-压电元件；44-驱动轴；46-连接件；48-安装托架；56-压紧弹簧；56B-第一滑动部；56C-第二滑动部；58-锤部件具体实施方式
以下，按照附图详细说明本发明的驱动器的最佳实施方式。
图1是表示适用本发明的驱动器的透镜装置10的立体图，图2、图3是表示其内部结构的立体图。
如图1所示，透镜装置10具有形成为大致矩形状的本体12，在该本体12的内部，具备图2、图3所示的变焦透镜(组)14、16。变焦透镜(组)14、16的一方为变倍透镜，另一方为校正透镜。而且，变焦透镜(组)14、16分别被保持框架18、20保持，该保持框架18、20被两根导向轴22、24滑动自如地支承于光轴P方向。两根导向轴22、24，被配置在本体12内的对角位置且与光轴P平行，并且，被固定于本体12。
保持框架18具有导向部26和配合部28。该导向部26具有插通有导向轴22的插通孔26A，该配合部28具有配合有导向轴24的U形状的槽28A。由此，保持框架18被两根导向轴22、24引导，变焦透镜(组)14移动自如地被支承于光轴P方向。同样地，变焦透镜16的保持框架20具有导向部30和配合部32。该导向部30具有插通有导向轴24的插通孔(未图示)，该配合部32具有配合有导向轴22的U形状的槽32A。由此，保持框架20被两根导向轴22、24引导，变焦透镜(组)16移动自如地被支承于光轴P方向。
变焦透镜(组)14、16分别被驱动器34、36在光轴P方向驱动。驱动器34和驱动器36被配置于本体12的相对的面上。具体而言，在图1的本体12的上面配置变焦透镜(组)14用的驱动器34，在本体12的下面配置变焦透镜(组)16用的驱动器36。以下，对于驱动器34进行说明，驱动器36也同样地构成。
另外，图1～3的符号72、74是检测保持框架18或保持框架20的位置的位置检测装置。位置检测装置72为反射型光断续器，被配置成相面对于与保持框架18(或者保持框架20)形成为一体的板状的反射部78，并被嵌入于本体12(参照图1)的开口部12A而被固定。在反射部78，在驱动方向上以一定间隔配置有多个反射体(未图示)。因此，通过从位置检测装置72投光至反射部78，接受其反射光，并检测光亮的变化，从而可以检测出反射部78(即保持框架18、20)的移动量。另一方面，位置检测装置74，具有投光部74A和受光部74B，在该投光部74A和受光部74B之间，插拔有与保持框架18(或者保持框架20)形成为一体的板状的遮光部76。因此，通过遮光部76被插入于发光部74A和受光部74B之间而使得在受光部74B的光量变化，可以检测出遮光部76(即保持框架18、20)移动到规定的位置的情况。如此，通过利用位置检测装置74检测保持框架18、20的标准位置，利用位置检测装置72检测保持框架18、20的移动量，从而可以准确地求出保持框架18、20的位置。驱动器34、36根据位置检测装置72、74的测定值而被驱动控制。
图4是表示驱动器34的结构的立体图。如该图所示，驱动器34主要由固定框架40、压电元件(相当于机电转换元件)42、驱动轴(相当于驱动摩擦部件)44、连接件(相当于被驱动部件)46、安装托架48构成，固定框架40被固定于图1的透镜装置10的本体12。
压电元件42是层叠于透镜装置10的光轴P方向(以下称驱动方向)而形成的，并构成为通过施加电压而向驱动方向变形(伸缩)。因此，压电元件42通过施加电压，长度方向的端面42A、42B向驱动方向变位。
压电元件42的端面42A、42B之中，在一方侧的端面42A固定安装有驱动轴44的基端。在另一方侧的端面42B粘接而固定有软性的锤部件58。
锤部件58防止由于对端面42B给予负荷，使得端面42B比端面42A做更大的变位。因此，作为锤部件58，优选的是重量比驱动轴44大。而且，锤部件58使用杨氏模量比压电元件42及驱动轴44小的材料，例如由300MPa以下的材质构成。例如，锤部件58由聚氨酯橡胶或聚氨酯树脂等构成，在该橡胶或树脂中混合用于增加比重的钨等的金属粉末而制造。为了小型化，锤部件58的比重越高越好，例如设定在约为8～12。
在压电元件42的相反侧，锤部件58被粘接安装于安装托架48。安装托架48，通过使薄金属板弯曲而形成为“コ”状，在其两端的弯曲部分形成有开口部48B。安装托架48，通过将该开口部48B嵌合在固定框架40的突起部40B，而被安装于固定框架40。由此，压电元件42经由锤部件58、安装托架48而被支承于固定框架40。
如上述那样被支承的压电元件42的端面42B被支承为可以在驱动方向上变位。即，通过软性锤部件58膨胀、收缩，或者安装托架48挠曲，从而，压电元件42的端面42B可以在驱动方向上变位。
另一方面，固定安装于压电元件42的端面42A的驱动轴44，形成为圆柱状，并被配置成其中心轴成为驱动方向。该驱动轴44，插通于形成在固定框架40上的两个孔40A、40A而被引导，并滑动自如地被支承于中心轴方向。驱动轴44的材质使用，牢固地复合了石墨结晶的石墨结晶复合体、例如石墨碳。
如图4所示，在驱动轴44上配合有连接件46。连接件46连接于所述的变焦透镜14的保持框架18，并与保持框架18一同滑动自如地被支承于光轴P方向(驱动方向)。而且，连接件46形成为长方体状，在其四个各角落部设置有向上方突出的突出部46A、46A…。
图5是连接件46和驱动轴44的连接部分的截面图。如该图所示，在连接件46安装有压紧弹簧56。压紧弹簧56是通过使不锈钢等滑动性良好的金属板弯曲而构成的，通过将爪56A挂钩在连接件46的下部而安装于连接件46。而且，压紧弹簧56具有配置于驱动轴44的上侧的第一滑动部56B、和配置于驱动轴44的下侧的第二滑动部56C。第一滑动部56B形成为倒V形状，第二滑动部56C形成为V形状，并构成为利用该第一滑动部56B和第二滑动部56C夹持驱动轴44。由此，连接件46和驱动轴44，经由压紧弹簧56的第一滑动部56B及第二滑动部56C摩擦配合。另外，连接件46和驱动轴44的摩擦力被设定为，在对压电元件42施加了电压变化缓慢的驱动脉冲时、摩擦力比该驱动力大，且在对压电元件42施加了电压变化急剧的驱动脉冲时、摩擦力比该驱动力小。此时，摩擦力(滑动阻力)优选为大于等于10gf且小于等于30gf，更加优选的是大于等于15gf且小于等于25gf。
对上述的压电元件42，施加如图6(A)、图6(B)所示的驱动脉冲的电压。图6(A)是使图4的连接件46向左方向移动时的驱动脉冲，图6(B)是使图4的连接件46向右方向移动时的驱动脉冲。
图6(A)的情况，对压电元件42施加大致锯齿状的驱动脉冲，该驱动脉冲，从时刻α1至时刻α2平缓地上升，在时刻α3急剧下降。因此，在从时刻α1至时刻α2，压电元件42缓慢地伸长。此时，由于驱动轴44以缓慢的速度移动，所以，连接件46与驱动轴44一同移动。由此，可以使图4的连接件46向左方向移动。在时刻α3，由于压电元件42急剧收缩，所以驱动轴44向右方向移动。此时，由于驱动轴44急剧移动，所以在连接件46因惯性而停止在该位置的状态下，只有驱动轴44移动。因此，通过反复施加如图6(A)所示的锯齿状的驱动脉冲，图4的连接件46反复向左方向的移动和停止，所以，可以使其向左方向移动。
图6(B)的情况，对压电元件42施加大致锯齿状的驱动脉冲，该驱动脉冲，从时刻β1至时刻β2缓慢地下降，在时刻β3急剧上升。因此，在从时刻β1至时刻β2，压电元件42缓慢地收缩。此时，由于驱动轴44缓慢地变位，所以，连接件46与驱动轴44一同移动。由此，可以使图4的连接件46向右方向移动。在时刻β3，压电元件42急剧伸长，驱动轴44向左方向移动。此时，由于驱动轴44急剧移动，所以，在连接件46因惯性而停止在该位置的状态下，只有驱动轴44移动。因此，通过反复施加如图6(B)所示的锯齿状的驱动脉冲，图4的连接件46反复向右方向的移动和停止，所以，可以使其向右方向移动。
接着说明如上述那样构成的驱动器34的作用。
图8是比较例的驱动器，表示驱动轴44和连接件46的截面。该图所示的比较例的驱动器设置有与压紧弹簧56不同的部件第一滑动部件52、第二滑动部件54。即，通过在驱动轴44的上侧具有第一滑动部件52、在下侧具有第二滑动部件54，同时利用压紧弹簧56对第一滑动部件52向下方施力，从而，使第一滑动部件52和第二滑动部件54摩擦配合于驱动轴44。如此构成的驱动器，在连接件46沿着驱动轴44移动时，存在因第一滑动部件52或第二滑动部件54的错位而摩擦力容易变得不稳定的问题。而且，由于有必要与压紧弹簧56分开地组装第一滑动部件52和第二滑动部件54，因此，存在组装性差的问题。
对此，对于图5所示的本实施方式的驱动器34，压紧弹簧56具有第一滑动部56B和第二滑动部56C，由压紧弹簧56兼用施力机构和滑动部件。因此，不必另外设置滑动部件，从而不但可以减少零件数目、提高组装性，而且可以降低成本。
而且，根据本实施方式，在压紧弹簧56设置第一滑动部56B和第二滑动部56C，并将该压紧弹簧56固定于连接件46，所以，不会存在因第一滑动部56B或第二滑动部56C的错位而使得摩擦力变动的顾虑。因此，可以大致一定地保持驱动轴44和连接件46的摩擦力，从而可以进行稳定的驱动控制。尤其在本实施方式中，利用第一滑动部56B和第二滑动部56C夹持驱动轴44，所以可以总是获得大致一定的摩擦力，可以进行更加稳定的驱动控制。
另外，上述实施方式在压紧弹簧56设置了第一滑动部56B和第二滑动部56C的双方，但是只设置一方也可以。例如，图7是在压紧弹簧56只设置了第一滑动部56B的情况，将第二滑动部件54作为独立部件而设置。如此即使在将第一滑动部56B设置于压紧弹簧56时也可以减少零件数目，所以不但可以提高组装性，而且可以控制摩擦力的变动从而进行稳定的驱动控制。同样地，也可以在压紧弹簧56只设置第二滑动部56C，设置由独立部件构成的第一滑动部件。
而且，上述实施方式，将压紧弹簧56的第一滑动部56B、第二滑动部56C形成为倒V形状或V形状，但是并不限定于此，也可以形成为与驱动轴44面接触的圆弧形状。
另外，在本发明中，锤部件58的材质并不限定于上述的软性材料，也可以使用硬性材料，但是，使用软性材料有以下好处。即，若使用由软性材料构成的锤部件58，则由压电元件42、驱动摩擦部件44以及锤部件58构成的系统的共振频率变低。通过共振频率变低，减少因压电元件42、驱动轴44、以及锤部件58的结构的不均匀而带来的影响，从而可以获得稳定的驱动力。而且，通过共振频率f0变低，驱动频率f可以容易地设置于f≥21/2·f0的防振领域，由此可以减少共振的影响从而获得稳定的驱动力。由此，由压电元件42的伸缩引起的驱动力，可靠地被传递到被驱动部件，所以，可以使被驱动部件准确地在压电元件42的伸缩方向上移动。进而，共振频率f0变小而因共振带来的影响减少，所以可以任意地选择驱动器的支承位置或支承方法，例如可以在压电元件42的端面42A或侧面、驱动轴44的侧面或端面支承驱动器。
权利要求
1.一种驱动器，包括机电转换元件；驱动摩擦部件，其安装于该机电转换元件的伸缩方向的一方侧；被驱动部件，其配合于该驱动摩擦部件；以及施力机构，其被安装于该被驱动部件并向配合方向对所述被驱动部件和所述驱动摩擦部件施力，其特征在于，所述施力机构具有在所述驱动摩擦部件滑动的滑动部，通过该滑动部，所述驱动摩擦部件和所述被驱动部件摩擦配合。
2.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述滑动部，隔着所述驱动摩擦部件而设置于其两侧，由该两侧的滑动部夹持所述驱动摩擦部件。
3.根据权利要求1或2所述的驱动器，其特征在于，在所述被驱动部件安装有变焦透镜的保持框架。
4.一种透镜驱动装置，其特征在于，其包括权利要求1所述的驱动器。
全文摘要
本发明提供一种驱动器，通过在向配合方向对驱动摩擦部件和被驱动部件施力的施力机构上，设置与驱动摩擦部件滑动的滑动部，从而不但可以进行稳定的驱动控制，而且还可以减少零件数目。驱动器(34)包括压电元件(42)；驱动轴(44)，其固定安装于压电元件(42)的端面；连接件(46)，其配合于驱动轴(44)；压紧弹簧(56)，其安装于连接件(46)并向使连接件(46)和驱动轴(44)配合的方向对它们施力。压紧弹簧(56)具有在驱动轴(44)滑动的第一滑动部(56B)和第二滑动部(56C)，并由该第一滑动部(56B)和第二滑动部(56C)夹持驱动轴(44)。
文档编号G02B7/04GK1913325SQ20061010874
公开日2007年2月14日 申请日期2006年8月10日 优先权日2005年8月12日
发明者佐佐木龙太 申请人:富士能株式会社