駆動装置
【課題】駆動部材にねじ、溝等の加工を施すことなく駆動部材を支持部材に容易に固定でき、且つ信頼性が高く、駆動特性にも悪影響を与えない駆動装置を提供する。
【解決手段】駆動装置のベースとなる支持部材１２であって、穴１２ａを有する支持部材と、一端に圧電素子１３が結合され、その他の少なくとも１箇所が支持部材の穴に隙間を持って嵌合して支持される棒状の駆動部材１１と、駆動部材に摩擦係合されるとともに、圧電素子の振動による駆動部材の振動により駆動部材に沿って移動する被駆動部材１４と、駆動部材の、穴に嵌合された部分の少なくとも１箇所を、穴の内面に向けて押圧する押圧部材１５とを備える。
【解決手段】駆動装置のベースとなる支持部材１２であって、穴１２ａを有する支持部材と、一端に圧電素子１３が結合され、その他の少なくとも１箇所が支持部材の穴に隙間を持って嵌合して支持される棒状の駆動部材１１と、駆動部材に摩擦係合されるとともに、圧電素子の振動による駆動部材の振動により駆動部材に沿って移動する被駆動部材１４と、駆動部材の、穴に嵌合された部分の少なくとも１箇所を、穴の内面に向けて押圧する押圧部材１５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子を利用した駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電素子を用いた駆動装置の内、圧電素子は支持部材に固定せず、圧電素子に固定された駆動部材の部分を支持部材に固定する方式のものでは、駆動部材を支持部材、つまり本体に固定する方法として様々な方法が提案されている。その一つとして接着剤を使用して固着する方法があるが、これは接着強度や硬化するまでに時間がかかることなど多くの問題がある。このため、他の方法として、図６のような駆動装置が特許文献１に記載されている。
【０００３】
図６に示す構造では、一端に圧電素子３が接合され、他端が支持部材２に固定された駆動部材１と、この駆動部材１に摩擦接合された被駆動部材４とを備え、圧電素子３の振動により駆動部材１に振動を起こし、被駆動部材４を駆動部材１に沿って移動させる。この構造では、駆動部材１に加工を施し、駆動部材１の固定端に雌ねじ部材１ａがインサートされている。駆動部材１は、支持部材２の貫通穴２ａに挿通される雄ねじ部材５により、支持部材２に引きつけて強固に固定されている。
【特許文献１】特開２００２−３００７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの圧電素子等の電気・機械変換素子を用いた駆動装置では、圧電素子等が、質量が大きく剛性の高い支持部材に強固に固定された駆動部材に取り付けられているため、圧電素子等が駆動部材に加える振動が支持部材に抑制される。そのため必要とする駆動特性を得るためには振動発生力の大きな圧電素子等の電気・機械変換素子を備える必要が生ずる。
【０００５】
また、いずれの方法も接着、ねじ切り、溝切り等の加工が必要となり、生産性を悪化させる。
【０００６】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動部材にねじ、溝等の加工を施すことなく駆動部材を支持部材に容易に固定でき、且つ信頼性が高く、駆動特性にも悪影響を与えない駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる駆動装置は、駆動装置のベースとなる支持部材であって、穴を有する支持部材と、一端に圧電素子が結合され、その他の少なくとも１箇所が前記支持部材の前記穴に隙間を持って嵌合して支持される棒状の駆動部材と、前記駆動部材に摩擦係合されるとともに、前記圧電素子の振動による前記駆動部材の振動により前記駆動部材に沿って移動する被駆動部材と、前記駆動部材の、前記穴に嵌合された部分の少なくとも１箇所を、前記穴の内面に向けて押圧する押圧部材と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明に係わる駆動装置において、前記押圧部材は、前記駆動部材に接触する先端に向かって先細形状の止め雄ねじであることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明に係わる駆動装置において、前記支持部材の前記穴は、丸穴状であることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明に係わる駆動装置において、前記支持部材の前記穴は、前記押圧部材の先端に対向する位置にＶ字形状の面を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、駆動部材にねじ、溝等の加工を施すことなく駆動部材を支持部材に容易に固定でき、且つ信頼性が高く、駆動特性にも悪影響を与えない駆動装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【００１４】
図１において、円柱状（棒状）の駆動部材１１の一端には圧電素子１３が接着剤等により接合（結合）されており、被駆動部材１４が加圧部材１４ａによって加圧されて駆動部材１１に摩擦係合されている。支持部材（ベース）１２には、駆動部材１１がすきまばめの状態で挿入される穴（丸穴状）１２ａが設けられている。穴１２ａの深さ方向の略中央に、先細形状の細い先端１５ａを穴１２ａの内側に向けた状態で、穴１２ａの中心を向いた止め雄ねじ１５が備えられている。この止め雄ねじ１５の少なくとも先端部は駆動部材１１よりも硬い材質で形成されている。この構成により、駆動部材１１の他端（１箇所）１１ａは支持部材１２に設けられた穴１２ａに挿通され止め雄ねじ１５により穴１２ａの内壁（内面）に押圧・圧接されるとともに、ねじの細い先端１５ａが駆動部材１１に食い込んだ状態で取り付けられる。そして、駆動部材１１は支持部材１２に対し倒れたり抜けたりしないように固定される。
【００１５】
支持部材１２の穴はＵ字状の溝などでも良い。この場合はＵ字の開口部方向に直交する方向にねじにより押圧する。また押圧手段は複数でも良く、この場合支持部材と押圧手段の接触部分は、押圧手段の数だけの点接触部分と、その押圧の合成力方向の線接触部分を持つこととなる。
【００１６】
上記のように構成される駆動装置では、不図示の駆動回路により鋸歯状あるいは矩形などの適切な波形の電圧を圧電素子１３に印加して圧電素子１３を振動させ、接合されている駆動部材１１を長手方向に振動させ、被駆動部材１４を駆動部材１１に沿って移動させる。
【００１７】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【００１８】
第２の実施形態は、第１の実施形態で説明した支持部材に設けられた穴１２ａの形状を変更したものである。
【００１９】
支持部材２２にはＶ字形状のＶ溝２２ｂを有する穴２２ａが駆動部材１１と隙間を有する大きさで設けられている。穴２２ａの深さ方向の略中央に、Ｖ溝２２ｂに対向した位置に細い先端１５ａをＶ溝２２ｂに向けて止め雄ねじ１５が備えられている。この構成により、駆動部材１１の他端１１ａは支持部材２２に設けられた穴２２ａに挿通され止め雄ねじ１５によりＶ溝２２ｂのＶ面に圧接されるとともに、ねじの細い先端１５ａが駆動部材１１に食い込んだ状態で取り付けられる。そして、駆動部材１１は支持部材２２に対し倒れたり抜けたりしないように固定される。
【００２０】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【００２１】
第３の実施形態は、第１及び第２の実施形態の変形例である。
【００２２】
駆動部材１１は、一端に接合された圧電素子１３と摩擦係合された被駆動部材１４の間の位置で支持部材１２に固定されている。
【００２３】
（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【００２４】
第４の実施形態は、第１及び第２の実施形態の変形例である。図４では第１の実施形態の変形例を説明する。
【００２５】
支持部材１２の他に、被駆動部材１４と圧電素子１３の間に支持部材４２を備え、支持部材４２に駆動部材１１が挿通し可動できる穴４２ａを設け、駆動部材１１を両持支持する。
【００２６】
（第５の実施形態）
図５は、第５の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【００２７】
第５の実施形態は、第３の実施形態の変形例である。
【００２８】
支持部材３２の他に、被駆動部材１４を間にして駆動部材１１の他端１１ａを支持する支持部材５２を備え、支持部材５２に駆動部材１１が挿通し可動できる穴５２ａを設け、駆動部材１１を両持支持する。
【００２９】
以上説明したように、上記の第１乃至第５の実施形態によれば、支持部材と駆動部材の嵌合が線及び点接触となるため、駆動部材の振動が抑制されることが少なく、小さい出力の圧電素子で被駆動部材を効率良く駆動することができる。また駆動部材を支持部材の穴などに通し、ねじなどの押圧部材で押圧して固定するので、容易に組立てることができる。さらに接着などによる固着で固定するのではないので、振動による剥がれなどが無く、信頼性の高い駆動装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第５の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【図６】従来の圧電素子を用いた駆動装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１ 駆動部材
１１ａ 端部
１２ 支持部材
１２ａ 穴
１３ 圧電素子
１４ 被駆動部材
１４ａ 加圧部材
１５ 止め雄ねじ
１５ａ ねじ先端
２２ 支持部材
２２ａ 穴
２２ｂ Ｖ溝
４２ 支持部材
４２ａ 穴
５２ 支持部材
５２ａ 穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子を利用した駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電素子を用いた駆動装置の内、圧電素子は支持部材に固定せず、圧電素子に固定された駆動部材の部分を支持部材に固定する方式のものでは、駆動部材を支持部材、つまり本体に固定する方法として様々な方法が提案されている。その一つとして接着剤を使用して固着する方法があるが、これは接着強度や硬化するまでに時間がかかることなど多くの問題がある。このため、他の方法として、図６のような駆動装置が特許文献１に記載されている。
【０００３】
図６に示す構造では、一端に圧電素子３が接合され、他端が支持部材２に固定された駆動部材１と、この駆動部材１に摩擦接合された被駆動部材４とを備え、圧電素子３の振動により駆動部材１に振動を起こし、被駆動部材４を駆動部材１に沿って移動させる。この構造では、駆動部材１に加工を施し、駆動部材１の固定端に雌ねじ部材１ａがインサートされている。駆動部材１は、支持部材２の貫通穴２ａに挿通される雄ねじ部材５により、支持部材２に引きつけて強固に固定されている。
【特許文献１】特開２００２−３００７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの圧電素子等の電気・機械変換素子を用いた駆動装置では、圧電素子等が、質量が大きく剛性の高い支持部材に強固に固定された駆動部材に取り付けられているため、圧電素子等が駆動部材に加える振動が支持部材に抑制される。そのため必要とする駆動特性を得るためには振動発生力の大きな圧電素子等の電気・機械変換素子を備える必要が生ずる。
【０００５】
また、いずれの方法も接着、ねじ切り、溝切り等の加工が必要となり、生産性を悪化させる。
【０００６】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動部材にねじ、溝等の加工を施すことなく駆動部材を支持部材に容易に固定でき、且つ信頼性が高く、駆動特性にも悪影響を与えない駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる駆動装置は、駆動装置のベースとなる支持部材であって、穴を有する支持部材と、一端に圧電素子が結合され、その他の少なくとも１箇所が前記支持部材の前記穴に隙間を持って嵌合して支持される棒状の駆動部材と、前記駆動部材に摩擦係合されるとともに、前記圧電素子の振動による前記駆動部材の振動により前記駆動部材に沿って移動する被駆動部材と、前記駆動部材の、前記穴に嵌合された部分の少なくとも１箇所を、前記穴の内面に向けて押圧する押圧部材と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明に係わる駆動装置において、前記押圧部材は、前記駆動部材に接触する先端に向かって先細形状の止め雄ねじであることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明に係わる駆動装置において、前記支持部材の前記穴は、丸穴状であることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明に係わる駆動装置において、前記支持部材の前記穴は、前記押圧部材の先端に対向する位置にＶ字形状の面を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、駆動部材にねじ、溝等の加工を施すことなく駆動部材を支持部材に容易に固定でき、且つ信頼性が高く、駆動特性にも悪影響を与えない駆動装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【００１４】
図１において、円柱状（棒状）の駆動部材１１の一端には圧電素子１３が接着剤等により接合（結合）されており、被駆動部材１４が加圧部材１４ａによって加圧されて駆動部材１１に摩擦係合されている。支持部材（ベース）１２には、駆動部材１１がすきまばめの状態で挿入される穴（丸穴状）１２ａが設けられている。穴１２ａの深さ方向の略中央に、先細形状の細い先端１５ａを穴１２ａの内側に向けた状態で、穴１２ａの中心を向いた止め雄ねじ１５が備えられている。この止め雄ねじ１５の少なくとも先端部は駆動部材１１よりも硬い材質で形成されている。この構成により、駆動部材１１の他端（１箇所）１１ａは支持部材１２に設けられた穴１２ａに挿通され止め雄ねじ１５により穴１２ａの内壁（内面）に押圧・圧接されるとともに、ねじの細い先端１５ａが駆動部材１１に食い込んだ状態で取り付けられる。そして、駆動部材１１は支持部材１２に対し倒れたり抜けたりしないように固定される。
【００１５】
支持部材１２の穴はＵ字状の溝などでも良い。この場合はＵ字の開口部方向に直交する方向にねじにより押圧する。また押圧手段は複数でも良く、この場合支持部材と押圧手段の接触部分は、押圧手段の数だけの点接触部分と、その押圧の合成力方向の線接触部分を持つこととなる。
【００１６】
上記のように構成される駆動装置では、不図示の駆動回路により鋸歯状あるいは矩形などの適切な波形の電圧を圧電素子１３に印加して圧電素子１３を振動させ、接合されている駆動部材１１を長手方向に振動させ、被駆動部材１４を駆動部材１１に沿って移動させる。
【００１７】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【００１８】
第２の実施形態は、第１の実施形態で説明した支持部材に設けられた穴１２ａの形状を変更したものである。
【００１９】
支持部材２２にはＶ字形状のＶ溝２２ｂを有する穴２２ａが駆動部材１１と隙間を有する大きさで設けられている。穴２２ａの深さ方向の略中央に、Ｖ溝２２ｂに対向した位置に細い先端１５ａをＶ溝２２ｂに向けて止め雄ねじ１５が備えられている。この構成により、駆動部材１１の他端１１ａは支持部材２２に設けられた穴２２ａに挿通され止め雄ねじ１５によりＶ溝２２ｂのＶ面に圧接されるとともに、ねじの細い先端１５ａが駆動部材１１に食い込んだ状態で取り付けられる。そして、駆動部材１１は支持部材２２に対し倒れたり抜けたりしないように固定される。
【００２０】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【００２１】
第３の実施形態は、第１及び第２の実施形態の変形例である。
【００２２】
駆動部材１１は、一端に接合された圧電素子１３と摩擦係合された被駆動部材１４の間の位置で支持部材１２に固定されている。
【００２３】
（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【００２４】
第４の実施形態は、第１及び第２の実施形態の変形例である。図４では第１の実施形態の変形例を説明する。
【００２５】
支持部材１２の他に、被駆動部材１４と圧電素子１３の間に支持部材４２を備え、支持部材４２に駆動部材１１が挿通し可動できる穴４２ａを設け、駆動部材１１を両持支持する。
【００２６】
（第５の実施形態）
図５は、第５の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【００２７】
第５の実施形態は、第３の実施形態の変形例である。
【００２８】
支持部材３２の他に、被駆動部材１４を間にして駆動部材１１の他端１１ａを支持する支持部材５２を備え、支持部材５２に駆動部材１１が挿通し可動できる穴５２ａを設け、駆動部材１１を両持支持する。
【００２９】
以上説明したように、上記の第１乃至第５の実施形態によれば、支持部材と駆動部材の嵌合が線及び点接触となるため、駆動部材の振動が抑制されることが少なく、小さい出力の圧電素子で被駆動部材を効率良く駆動することができる。また駆動部材を支持部材の穴などに通し、ねじなどの押圧部材で押圧して固定するので、容易に組立てることができる。さらに接着などによる固着で固定するのではないので、振動による剥がれなどが無く、信頼性の高い駆動装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第５の実施形態の駆動装置の構成を示す図である。
【図６】従来の圧電素子を用いた駆動装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１ 駆動部材
１１ａ 端部
１２ 支持部材
１２ａ 穴
１３ 圧電素子
１４ 被駆動部材
１４ａ 加圧部材
１５ 止め雄ねじ
１５ａ ねじ先端
２２ 支持部材
２２ａ 穴
２２ｂ Ｖ溝
４２ 支持部材
４２ａ 穴
５２ 支持部材
５２ａ 穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置のベースとなる支持部材であって、穴を有する支持部材と、
一端に圧電素子が結合され、その他の少なくとも１箇所が前記支持部材の前記穴に隙間を持って嵌合して支持される棒状の駆動部材と、
前記駆動部材に摩擦係合されるとともに、前記圧電素子の振動による前記駆動部材の振動により前記駆動部材に沿って移動する被駆動部材と、
前記駆動部材の、前記穴に嵌合された部分の少なくとも１箇所を、前記穴の内面に向けて押圧する押圧部材と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記押圧部材は、前記駆動部材に接触する先端に向かって先細形状の止め雄ねじであることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記支持部材の前記穴は、丸穴状であることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記支持部材の前記穴は、前記押圧部材の先端に対向する位置にＶ字形状の面を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項１】
駆動装置のベースとなる支持部材であって、穴を有する支持部材と、
一端に圧電素子が結合され、その他の少なくとも１箇所が前記支持部材の前記穴に隙間を持って嵌合して支持される棒状の駆動部材と、
前記駆動部材に摩擦係合されるとともに、前記圧電素子の振動による前記駆動部材の振動により前記駆動部材に沿って移動する被駆動部材と、
前記駆動部材の、前記穴に嵌合された部分の少なくとも１箇所を、前記穴の内面に向けて押圧する押圧部材と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記押圧部材は、前記駆動部材に接触する先端に向かって先細形状の止め雄ねじであることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記支持部材の前記穴は、丸穴状であることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記支持部材の前記穴は、前記押圧部材の先端に対向する位置にＶ字形状の面を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−７７５４４（Ｐ２００９−７７５４４Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４４４１３（Ｐ２００７−２４４４１３）
【出願日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【出願人】（０００１０４６５２）キヤノン電子株式会社 (876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【出願人】（０００１０４６５２）キヤノン電子株式会社 (876)
【Ｆターム（参考）】
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