專利名稱：驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用壓電元件等的機(jī)電轉(zhuǎn)換元件的驅(qū)動(dòng)裝置，尤其涉 及驅(qū)動(dòng)裝載于小型數(shù)碼相機(jī)或網(wǎng)絡(luò)攝像頭或帶攝像頭手機(jī)等的小型透鏡 等光學(xué)部件的驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為驅(qū)動(dòng)裝置熟知的有，按照機(jī)電轉(zhuǎn)換元件(驅(qū)動(dòng)用機(jī)電轉(zhuǎn)換 元件)的伸縮，使驅(qū)動(dòng)軸(桿)往復(fù)驅(qū)動(dòng)，并使與驅(qū)動(dòng)軸摩擦卡合的被驅(qū) 動(dòng)部件(移動(dòng)體)移動(dòng)的裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在這種驅(qū)動(dòng)裝 置中，潤滑劑涂敷于驅(qū)動(dòng)軸和被驅(qū)動(dòng)部件之間，由此，實(shí)現(xiàn)提高驅(qū)動(dòng)軸對 被驅(qū)動(dòng)部件的潤滑性。專利文獻(xiàn)1專利公開2005-86887號公報(bào)然而，在如上所述的驅(qū)動(dòng)裝置中，使驅(qū)動(dòng)軸反復(fù)往復(fù)驅(qū)動(dòng)時(shí)存在如下 問題。即，在驅(qū)動(dòng)軸和被驅(qū)動(dòng)部件之間的滑動(dòng)部分潤滑膜潤滑油消失(用 完)，而驅(qū)動(dòng)軸的潤滑性被惡化。而且，由于潤滑劑的極壓性(在負(fù)重下 潤滑能力)較弱，因此，若采用例如對平滑沖擊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸施加負(fù) 重的機(jī)構(gòu)，則這種劣化更加顯著。發(fā)明內(nèi)容于是，本發(fā)明的課題在于，提供一種在使驅(qū)動(dòng)軸反復(fù)往復(fù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可 以抑制驅(qū)動(dòng)軸的潤滑性的劣化的驅(qū)動(dòng)裝置。為了解決上述課題，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置，按照機(jī)電轉(zhuǎn)換元件的伸縮使 驅(qū)動(dòng)軸往復(fù)驅(qū)動(dòng)，并使與驅(qū)動(dòng)軸摩擦卡合的被驅(qū)動(dòng)部件移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置， 其特征在于，在驅(qū)動(dòng)軸和被驅(qū)動(dòng)部件之間涂敷有潤滑劑，潤滑劑含有肥皂、 聚四氟乙烯及極壓劑。而且，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置，按照機(jī)電轉(zhuǎn)換元件的伸縮使驅(qū)動(dòng)軸往復(fù)驅(qū) 動(dòng)，并使與驅(qū)動(dòng)軸摩擦卡合的被驅(qū)動(dòng)部件移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 在驅(qū)動(dòng)軸和被驅(qū)動(dòng)部件之間涂敷有潤滑劑，潤滑劑含有鋰皂乙烯及極壓 劑。在這種驅(qū)動(dòng)裝置，涂敷于驅(qū)動(dòng)軸和被驅(qū)動(dòng)部件之間的潤滑劑含有肥 皂、聚四氟乙烯及極壓劑，或者含有鋰皂及極壓劑。由此，在使驅(qū)動(dòng)軸反 復(fù)往復(fù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以在驅(qū)動(dòng)軸和被驅(qū)動(dòng)部件之間有充分的潤滑膜或潤滑 油，從而可以抑制驅(qū)動(dòng)軸的潤滑性的劣化。另外，所謂極壓劑是指具有提高極壓性的作用的添加劑，還稱為EP (Extreme Pressure)劑。在此，潤滑劑優(yōu)選含有氟油。此時(shí)，可以減低驅(qū)動(dòng)軸的潤滑性的溫度 的劣化。而且，作為極壓劑，有時(shí)使用鉬化合物及鋅化合物中的至少一種。 根據(jù)本發(fā)明所涉及的驅(qū)動(dòng)裝置，在使驅(qū)動(dòng)軸反復(fù)往復(fù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以減低驅(qū) 動(dòng)軸的潤滑性的劣化。


圖1是表示實(shí)施方式所涉及的驅(qū)動(dòng)裝置的剖面圖。 圖2是施加在壓電元件的驅(qū)動(dòng)脈沖的波形圖。 圖3是表示實(shí)施方式所涉及的在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。 圖4是輸入在圖3的驅(qū)動(dòng)電路的輸入信號的波形圖。 圖5是從圖3的驅(qū)動(dòng)電路輸出的輸出信號的波形圖。 圖6是表示實(shí)施方式所涉及的在驅(qū)動(dòng)裝置的被驅(qū)動(dòng)部件的剖面圖。 圖7是表示在使用以往的添加劑的驅(qū)動(dòng)裝置和實(shí)施方式所涉及的驅(qū)動(dòng) 裝置的耐久結(jié)果的圖表。l-驅(qū)動(dòng)裝置，12-機(jī)電轉(zhuǎn)換元件(壓電元件)，14-驅(qū)動(dòng)軸，51-潤滑劑。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。另外，在圖面說明 中，對相同或相當(dāng)元件附同樣的符號，并省略重復(fù)的說明。圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的驅(qū)動(dòng)裝置的剖面圖。如圖1所 示，本實(shí)施方式所涉及的驅(qū)動(dòng)裝置1，將移動(dòng)透鏡70作為移動(dòng)對象物驅(qū)動(dòng)移動(dòng)透鏡70，并具備致動(dòng)器IO，和裝配該致動(dòng)器10的固定框24而構(gòu)成。 首先，說明該驅(qū)動(dòng)裝置1的致動(dòng)器10。致動(dòng)器10由壓電元件(機(jī)電 轉(zhuǎn)換元件)12、驅(qū)動(dòng)軸14、被驅(qū)動(dòng)部件16、配重部件18而構(gòu)成。壓電元件12是疊層型壓電元件。該壓電元件12的形狀是向疊層方向 延伸的長尺圓柱狀，其徑為D1。而且，在壓電元件12設(shè)有2個(gè)輸入端子 72A、 72B，通過該些輸入端子72A、 72B連接控制部71。而且，壓電元 件12按照從控制部71輸入的電信號向其疊層方向伸長及收縮。例如，使 施加在該輸入端子72A、 72B的電壓反復(fù)增減時(shí)，壓電元件12反復(fù)伸長 及收縮。驅(qū)動(dòng)軸14的基端部14a，以接觸在壓電元件12的一端面12A的狀態(tài) 下用粘接劑(未圖示)粘接固定在壓電元件12。如此，通過驅(qū)動(dòng)軸14安 裝于壓電元件12，按照壓電元件12的伸長及收縮的反復(fù)動(dòng)作，沿其長度 方向(軸線方向)往復(fù)移動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)軸14是直徑為D2 (>D1)的長尺圓 柱狀的部件，其軸線方向沿壓電元件12的伸縮方向(圖中的箭頭方向) 的方式被安裝。另外，從驅(qū)動(dòng)軸14的軸線方向看的剖面形狀不限定于圓， 橢圓或矩形等也可以。作為驅(qū)動(dòng)軸14的材料，輕便且高剛性的材料為適合，作為滿足該條 件的材料，鈹較為理想，但是，該材料為稀有金屬，因此，存在高價(jià)且加 工性不好的缺點(diǎn)。于是，在本實(shí)施方式，使用使石墨結(jié)晶強(qiáng)固地復(fù)合的石 墨復(fù)合體，例如碳石墨。石墨復(fù)合體是指碳的六角板狀結(jié)晶體即石墨(graphite)和石墨以外的物質(zhì)的復(fù)合體，碳石墨是指由石墨和無定形碳而成的物質(zhì)。作為該石墨復(fù) 合體的碳石墨具有與鈹類似的特性(鈹?shù)谋戎丶s為1.85、碳石墨的比重約 為1.S)，但是，與鈹不同具有比較廉價(jià)且易加工的特性?；蛘?，作為驅(qū)動(dòng) 軸14的材質(zhì)，有時(shí)使用使碳樹脂強(qiáng)固地復(fù)合的碳樹脂復(fù)合體。配重部件18利用粘接劑(未圖示)，在未相對于固定框24支撐固定 的狀態(tài)下設(shè)置在壓電元件12的另一端面12B。即，配重部件18不直接支5撐或固定于固定框24。而且，配重部件18在以限制相對于固定框24的動(dòng) 作的方式而未被支撐或固定的狀態(tài)下，通過粘接劑或樹脂材料來設(shè)置。該配重部件18通過對壓電元件12的端面12B施加負(fù)荷，防止端面 12B形成比端面2A大的變位。作為配重部件18優(yōu)選質(zhì)量大于驅(qū)動(dòng)軸14。 通過設(shè)置質(zhì)量比驅(qū)動(dòng)軸14大的配重部件18，可以將壓電元件12的伸縮有 效地傳遞給驅(qū)動(dòng)軸14側(cè)。例如，驅(qū)動(dòng)軸14為8mg，壓電元件12為30mg 時(shí)，使用20mg的配重部件18。作為固定配重部件18和壓電元件12的粘 接劑優(yōu)選使用彈性粘接劑。配重部件18由軟性材料構(gòu)成，由此，致動(dòng)器10的諧振頻率對于壓電 元件12的驅(qū)動(dòng)頻率充分變小，而諧振的影響降低。作為配重部件18的構(gòu) 成材料優(yōu)選使用楊氏模量比壓電元件12及驅(qū)動(dòng)軸14小的材料(例如，優(yōu) 選楊氏模量lGPa以下，更優(yōu)選300MPa以下)。而且，為了裝置的小型化， 配重部件18的比重優(yōu)選盡量高，例如設(shè)定為8 12左右。在此，配重部 件18的構(gòu)成材料為在橡膠等的彈性體中混合比重大的金屬粉，例如，在 聚氨酯橡膠或聚氨酯樹脂中混合鎢粉，在這種配重部件18中，楊氏模量 達(dá)60MPa左右，比重達(dá)11.7左右。要將配重部件18的體積盡量設(shè)計(jì)小時(shí)，比重大且楊氏模量小的組合 的配重部件18最合適，但是，只要配重部件18的比重比驅(qū)動(dòng)軸14大(比 重1.8以上)，且楊氏模量lGPa以下的即可使用。S卩，將比重除以楊氏模 量的數(shù)值(比重/楊氏模量)為1.8x10-9以上即可適用作為配重部件18。固定框24裝配支撐致動(dòng)器10。以下，具體說明由固定框24形成的致 動(dòng)器IO的支撐。固定框24作為裝配致動(dòng)器IO用的框體或者框架部件起作用。在該固 定框24設(shè)有從該固定框24向內(nèi)側(cè)延伸的2個(gè)分隔部24B、 24C。該些分 隔部24B、 24C支撐致動(dòng)器10使得驅(qū)動(dòng)軸14可沿長度方向移動(dòng)。而且， 該些分隔部24B、 24C是分隔被驅(qū)動(dòng)部件16的移動(dòng)區(qū)域的部分，還作為支 撐驅(qū)動(dòng)軸14的部分起作用。在分隔部24B、 24C分別形成有貫通驅(qū)動(dòng)軸14的貫通孔24A。 一方的 分隔部24B在驅(qū)動(dòng)軸14的壓電元件12的安裝部分的附近，即在驅(qū)動(dòng)軸14的基端部14a位置處支撐驅(qū)動(dòng)軸14。另一方的分隔部24C在驅(qū)動(dòng)軸14 的前端部14b位置支撐驅(qū)動(dòng)軸14。另外，在圖1表示驅(qū)動(dòng)軸14由分隔部24B、 24C支撐在其基端部14a 及前端部14b的2地方的狀態(tài)，但是，有時(shí)將驅(qū)動(dòng)軸14支撐在其基端部 14a或前端部Mb的任一方。例如通過將分隔部24B側(cè)的貫通孔24A形成 為比驅(qū)動(dòng)軸14的外徑大，驅(qū)動(dòng)軸14由分隔部24C僅在前端部14b受支撐。 而且，通過將分隔部24C側(cè)的貫通孔24A形成為比驅(qū)動(dòng)軸14的外徑大， 驅(qū)動(dòng)軸14由分隔部24B僅在基端部14a受支撐?；蛘?，還有把分隔部24B、 24C與固定框24另設(shè)置在固定框24的情 況。在該另設(shè)置時(shí)也能獲得與一體設(shè)置時(shí)的同樣的功能及效果。支撐部件60用于把致動(dòng)器10支撐在固定框24。該支撐部件60配設(shè) 在收容致動(dòng)器10的固定框24和壓電元件12之間，將致動(dòng)器10對壓電元 件12的伸縮方向從側(cè)方支撐。此時(shí)，將致動(dòng)器10從與壓電元件12的伸 縮方向直交的方向支撐為理想。該支撐部件60作為從側(cè)方支撐并安裝致 動(dòng)器10的安裝部件起作用。支撐部件60由具有規(guī)定以上的彈性特性的彈性體形成，例如由硅樹 脂形成。支撐部件60形成使壓電元件12插通的插通孔60A而被構(gòu)成，以 在該插通孔60A插通壓電元件12的狀態(tài)下，裝配在固定框24。向固定框 24的支撐部件60的固定粘接由粘接劑(未圖示)的粘接而進(jìn)行。而且支 撐部件60和壓電元件12之間的固定粘接也由粘接劑(未圖示)的粘接而 進(jìn)行。通過由彈性體構(gòu)成該支撐部件60,可以把致動(dòng)器10向壓電元件12 的伸縮方向可移動(dòng)地支撐。另外，在圖l，在壓電元件12的兩側(cè)圖示有2 個(gè)支撐部件60，但是，該支撐部件60、 60通過取一個(gè)連續(xù)的支撐部件60 的剖面，因此視為圖示有2個(gè)。在此，在壓電元件12伸縮時(shí)，發(fā)生由該伸縮的震動(dòng)，但是，如上所 述，由于包含壓電元件12的致動(dòng)器10對伸縮方向通過支撐部件60從側(cè) 方被支撐，因此，由壓電元件12的伸縮而發(fā)生的震動(dòng)難以傳遞到致動(dòng)器 IO的外部。為此，抑制致動(dòng)器10與固定框24等的外部部件諧振，可以降 低該諧振的影響。從而，可以正確地移動(dòng)被驅(qū)動(dòng)部件16及移動(dòng)透鏡70。另外，向固定框24的支撐部件60的固定粘接及向壓電元件12的固定粘接，在固定框24和壓電元件12之間壓入支撐部件60,通過按壓支撐 部件60而進(jìn)行也可以。例如，由彈性體構(gòu)成支撐部件60，并形成為比固 定框24和壓電元件12之間大，通過把支撐部件60壓入設(shè)置在其間，支 撐部件60與固定框24及壓電元件12緊密配設(shè)。此時(shí)，壓電元件12由支 撐部件60從與伸縮方向直交的方向的兩側(cè)被按壓，而支撐致動(dòng)器10。順便提及，在本實(shí)施方式由硅樹脂形成了支撐部件60，但是，例如由 彈簧部件構(gòu)成支撐部件60也可以。即，在固定框24和壓電元件12之間 配置彈簧部件，通過該彈簧部件將致動(dòng)器10支撐在固定框24。被驅(qū)動(dòng)部件16摩擦卡合安裝在驅(qū)動(dòng)軸14，并可以沿驅(qū)動(dòng)軸14的長度 方向移動(dòng)。例如，被驅(qū)動(dòng)部件16對驅(qū)動(dòng)軸14以規(guī)定的摩擦系數(shù)配合，通 過以一定的按壓力按壓驅(qū)動(dòng)軸14，在該移動(dòng)時(shí)，發(fā)生一定的摩擦力的方式 被安裝。而且，在驅(qū)動(dòng)軸14和被驅(qū)動(dòng)部件16之間，涂敷有潤滑劑(滑油)， 由此驅(qū)動(dòng)軸4和被驅(qū)動(dòng)部件16的滑動(dòng)動(dòng)作被穩(wěn)定，且反復(fù)驅(qū)動(dòng)時(shí)的耐久 性提高。被驅(qū)動(dòng)部件16和驅(qū)動(dòng)軸14的摩擦力被設(shè)定成，在給壓電元件12施 加緩慢變化的電壓時(shí)，使得其驅(qū)動(dòng)力比靜摩擦力小，并且在給壓電元件12 施加急劇變化的電壓時(shí)，使得其驅(qū)動(dòng)力比靜摩擦力大。如圖6所示，被驅(qū)動(dòng)部件16具備本體部16A、按壓部16B及滑動(dòng)部 16C而構(gòu)成。在該被驅(qū)動(dòng)部件16，本體部16A通過按壓部16B以一定壓 力按壓在驅(qū)動(dòng)軸14。 g卩，被驅(qū)動(dòng)部件16，使得給驅(qū)動(dòng)軸14施加負(fù)重而安 裝于該驅(qū)動(dòng)軸14的所謂的平滑沖擊機(jī)構(gòu)。在該本體部16A形成有V字狀 的溝16D，在該溝16D內(nèi)以被夾在2個(gè)滑動(dòng)部16C、 16C的狀態(tài)收容有驅(qū) 動(dòng)軸14?；瑒?dòng)部16C、 16C是剖面V字狀的板體，例如由不銹鋼等的金屬 而形成。互相朝向凹部側(cè)配置，并夾著驅(qū)動(dòng)軸14而被設(shè)置。如此，通過 在V字狀的溝16D內(nèi)收容驅(qū)動(dòng)軸14，可以穩(wěn)定地將被驅(qū)動(dòng)部件16安裝在 驅(qū)動(dòng)軸14。而且，在驅(qū)動(dòng)軸14和滑動(dòng)部16C、 16C之間涂敷有潤滑劑51。在按壓部16B，例如使用剖面L字狀的彈簧材。通過使按壓部16B的 一邊掛在本體部16A，并將另一邊配置在溝16D的相對位置，可以將由另 一邊收容在溝16D的驅(qū)動(dòng)軸14與本體部16A及滑動(dòng)部16C—同夾住。由此，可以將本體部16A向驅(qū)動(dòng)軸14側(cè)按壓。如此，被驅(qū)動(dòng)部件16，由按 壓部16B將本體部16A以一定的力按壓并安裝在驅(qū)動(dòng)軸14側(cè)，從而，對 驅(qū)動(dòng)軸14摩擦卡合。g卩，被驅(qū)動(dòng)部件16，本體部16A及按壓部16B以一 定的按壓力按壓在驅(qū)動(dòng)軸14，在移動(dòng)時(shí)發(fā)生一定的摩擦力的方式被安裝。
而且，通過由剖面V字狀的滑動(dòng)部16C、 16C夾驅(qū)動(dòng)軸14，被驅(qū)動(dòng)部 件16在多個(gè)部位與驅(qū)動(dòng)軸14線接觸，從而可以對驅(qū)動(dòng)軸14穩(wěn)定地摩擦 卡合。而且，由于被驅(qū)動(dòng)部件16以多個(gè)部位的線接觸狀態(tài)配合在驅(qū)動(dòng)軸 14，因此，實(shí)際上成為被驅(qū)動(dòng)部件16與驅(qū)動(dòng)軸14面接觸狀態(tài)配合的同樣 的配合狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的摩擦卡合。
通過控制部71，對壓電元件12施加圖2 (A)、圖2 (B)所示的波形 電壓。在此，圖2 (A)、圖2 (B)表示施加在壓電元件12的脈沖波形的 一例。另外，圖2 (A)為將被驅(qū)動(dòng)部件16向圖1的箭頭的左方向(即， 沿著驅(qū)動(dòng)軸14從壓電元件12離開的方向)移動(dòng)時(shí)的脈沖波形，圖2 (B) 為將被驅(qū)動(dòng)部件16向圖1的箭頭的右方向(即，沿著驅(qū)動(dòng)軸14接近壓電 元件12的方向)移動(dòng)時(shí)的脈沖波形。
在使被驅(qū)動(dòng)部件16向箭頭的左方向移動(dòng)時(shí)，對壓電元件12施加大致 鋸齒狀的驅(qū)動(dòng)脈沖，該驅(qū)動(dòng)脈沖，從時(shí)刻al至?xí)r刻oc2平緩地立起，在時(shí) 刻a3急劇下降(參照圖2 (A))。因此，在從時(shí)刻al至?xí)r刻a2，壓電 元件12緩慢地伸長。此時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)軸14以緩慢的速度移動(dòng)，所以，被 驅(qū)動(dòng)部件16與驅(qū)動(dòng)軸14一同移動(dòng)。由此，可以向圖1的箭頭的左方向移 動(dòng)被驅(qū)動(dòng)部件16。在時(shí)刻a3，由于壓電元件12急劇收縮，所以，驅(qū)動(dòng)軸 14向圖1的箭頭的右方向移動(dòng)。此時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)軸14急劇移動(dòng)，所以， 被驅(qū)動(dòng)部件16因慣性停止在其位置的狀態(tài)下，只有驅(qū)動(dòng)軸14移動(dòng)。因此， 通過反復(fù)施加圖2(A)所示的鋸齒狀的驅(qū)動(dòng)脈沖，被驅(qū)動(dòng)部件16反復(fù)向圖 1的箭頭的左方向的移動(dòng)和停止，所以可以向左方向移動(dòng)被驅(qū)動(dòng)部件16。
與上述相反，使被驅(qū)動(dòng)部件16向箭頭的右方向移動(dòng)時(shí)，對壓電元件 12施加大致鋸齒狀的驅(qū)動(dòng)脈沖，該驅(qū)動(dòng)脈沖，在時(shí)刻(31急劇立起，從時(shí) 刻P2至?xí)r刻P3緩慢地下降(參照圖2 (B))。因此，在時(shí)刻pl，壓電 元件12急劇伸長，驅(qū)動(dòng)軸14向圖1的箭頭的左方向移動(dòng)。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸 14急劇移動(dòng)，所以被驅(qū)動(dòng)部件16因慣性停止在其位置的狀態(tài)下，只有驅(qū)動(dòng)軸14移動(dòng)。在從時(shí)刻P2至?xí)r刻(33，壓電元件12緩慢地收縮。此時(shí)， 由于驅(qū)動(dòng)軸14緩慢地變位，所以，被驅(qū)動(dòng)部件16與驅(qū)動(dòng)軸14 一同移動(dòng)。 由此，可以向圖1的箭頭的右方向移動(dòng)被驅(qū)動(dòng)部件16。因此，通過反復(fù)施 加圖2(B)所示的鋸齒狀的驅(qū)動(dòng)脈沖，被驅(qū)動(dòng)部件16反復(fù)向圖1的箭頭的 右方向的移動(dòng)和停止，所以可以向右方向移動(dòng)被驅(qū)動(dòng)部件16。順便提及，上述的鋸齒狀的驅(qū)動(dòng)脈沖信號是，為了簡單說明以模式使 用的，實(shí)際上，通過具有如圖3的電路的控制部71，輸出入圖4、圖5所 示的電信號(該輸出信號與上述鋸齒狀的驅(qū)動(dòng)脈沖信號等價(jià))。而且，作 為所使用的驅(qū)動(dòng)頻率，驅(qū)動(dòng)頻率，避免驅(qū)動(dòng)頻率作為異音認(rèn)識的聲頻領(lǐng)域， 且考慮電力消耗少的問題而選擇的話，使用20 200kHz左右為理想，50 100kHz為更理想。圖3為使壓電元件12動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。如圖3所示，驅(qū)動(dòng) 電路77配設(shè)在控制部71內(nèi)。該驅(qū)動(dòng)電路77作為壓電元件12的驅(qū)動(dòng)電路 起作用，對壓電元件12輸出驅(qū)動(dòng)用的電信號。驅(qū)動(dòng)電路77，從控制部71 的控制信號生成部(未圖示)輸入控制信號，將其控制信號電壓增幅或電 流增幅輸出壓電元件12的驅(qū)動(dòng)用電信號。驅(qū)動(dòng)電路77，例如將輸入段由 邏輯電路U1 U3而構(gòu)成，在輸出段使用具備場效電晶體(FET) Ql、 Q2 者。電晶體Q1、 Q2作為輸出信號可以輸出H輸出(高電位輸出)、L輸 出(低電位輸出)及OFF輸出(打開輸出)地被構(gòu)成。圖4表示輸入到驅(qū)動(dòng)電路77的輸入信號，圖5表示從驅(qū)動(dòng)電路77輸 出的輸出信號。圖4 (A)為使被驅(qū)動(dòng)部件16向接近壓電元件12的方向 (在圖1右方向)移動(dòng)時(shí)輸入的輸入信號，圖4 (B)為使被驅(qū)動(dòng)部件16 從壓電元件12離開的方向(在圖l左方向)移動(dòng)時(shí)輸入的輸入信號。圖5 (A)為使被驅(qū)動(dòng)部件16向接近壓電元件12的方向(在圖1右方向)移 動(dòng)時(shí)輸出的輸出信號，圖5 (B)為使被驅(qū)動(dòng)部件16從壓電元件12離開 的方向(在圖l左方向)移動(dòng)時(shí)輸出的輸出信號。圖5 (A)、 (B)的輸出信號成為與圖4 (A)、 (B)的輸入信號同一時(shí) 刻開關(guān)的脈沖信號。圖5 (A)、 (B)的2個(gè)信號，輸入到壓電元件12的 輸入端子72A、 72B。在輸入端子72A、 72B也可以輸入由圖2所示的梯 形波形而成的信號，但是，輸入圖5所示的矩形狀的脈沖信號，可以使壓電元件12動(dòng)作。此時(shí)，壓電元件12的驅(qū)動(dòng)信號也可以為矩形狀的脈沖信 號即可，所以，容易生成信號。
圖5 (A)、 (B)的輸出信號，由同一頻率的2個(gè)矩形狀脈沖信號而構(gòu) 成。該2個(gè)脈沖信號，通過使相位互不相同，成為相互信號電位差逐漸變 大急劇變小的信號或電位差急劇變大逐漸變小的信號。通過輸入這2個(gè)信 號，可以使壓電元件12的伸長速度和收縮速度不同，并可以使被驅(qū)動(dòng)部 件16移動(dòng)。
例如，在圖5 (A)、 (B)被設(shè)定成， 一方的信號成為H (高)下降至 L (低)后，另一方的信號成為H。在這些信號被設(shè)定成， 一方的信號成 為L時(shí)，經(jīng)過一定的時(shí)間間隔tOFF后，另一方的信號成為H。而且，2 個(gè)信號皆為L時(shí)，作為輸出成為關(guān)閉狀態(tài)(開啟狀態(tài))。
該圖5 (A)、 (B)的輸出信號，即使壓電元件12動(dòng)作的電信號，使 用超過聲頻的頻率的信號。在圖5 (A)、 (B)， 2個(gè)信號的頻率，成為超 過聲頻的頻率信號，例如為30 80KHz的頻率信號，最好為40 60kHz。 通過使用這種頻率的信號，可以降低壓電元件12的在聲頻領(lǐng)域的動(dòng)作音。
返回圖l，在被驅(qū)動(dòng)部件16，通過透鏡框68安裝有移動(dòng)透鏡70。移 動(dòng)透鏡70構(gòu)成相機(jī)的攝影光學(xué)系統(tǒng)，成為驅(qū)動(dòng)裝置的移動(dòng)對象物。該移 動(dòng)透鏡70，與被驅(qū)動(dòng)部件16結(jié)合為一體，與被驅(qū)動(dòng)部件16 —同移動(dòng)的方 式被設(shè)置。在移動(dòng)透鏡70的光軸O上配設(shè)未圖示的固定透鏡等，構(gòu)成相 機(jī)的攝影光學(xué)系統(tǒng)。而且，在光軸0上配設(shè)攝像元件65。攝像元件65是 將由攝影光學(xué)系統(tǒng)成像的圖像轉(zhuǎn)換為電信號的攝像手段，例如由CCD而 構(gòu)成。攝像元件65與控制部71連接，將圖像信號輸出到控制部71。
在驅(qū)動(dòng)裝置1設(shè)有檢測被驅(qū)動(dòng)部件16的移動(dòng)位置的檢測器75。作為 檢測器75，例如使用光學(xué)式檢測器，使用光反射器、光遮斷器等。具體而 言，在作為檢測器75使用具備反射器75A、檢測部75B的設(shè)備時(shí)，在與 被驅(qū)動(dòng)部件16形成為一體的透鏡框68安裝反射器75A，從檢測部75B向 反射器75A側(cè)射出檢測光，通過用檢測部75B檢測在反射器75A側(cè)反射 而來的反射光，從而檢測被驅(qū)動(dòng)部件16及移動(dòng)透鏡70的移動(dòng)位置。
檢測器75與控制部71連接。檢測器75的輸出信號輸入到控制部71。 控制部71控制驅(qū)動(dòng)裝置整體。例如由CPU、 ROM、 RAM、輸入信號電路、輸出信號電路而構(gòu)成。而且，控制部71具備用于使壓電元件12動(dòng)作的驅(qū)
動(dòng)電路，對壓電元件12輸出為了驅(qū)動(dòng)的電信號。
而且，作為移動(dòng)控制移動(dòng)透鏡70的方法，根據(jù)攝像元件65的輸出信 號，移動(dòng)移動(dòng)透鏡70也可以。例如，檢測從攝像元件65所輸出的影像信 號的高頻成分，使移動(dòng)透鏡70移動(dòng)到其水平最高的位置。如此，通過移 動(dòng)控制移動(dòng)透鏡70，不需要由檢測器75的位置檢測。
接著，更詳細(xì)地說明上述潤滑劑的涂敷。
作為潤滑劑，優(yōu)選難以增加驅(qū)動(dòng)軸14和被驅(qū)動(dòng)部件16的滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)阻 抗的潤滑劑，而且，不會產(chǎn)生對光學(xué)部件或機(jī)構(gòu)部件發(fā)生帶來壞影響的塵 埃的種類為理想。因此，如上述，在驅(qū)動(dòng)裝置1中，在驅(qū)動(dòng)軸14和被驅(qū) 動(dòng)部件16之間涂敷有潤滑劑51。具體如圖6所示，以在驅(qū)動(dòng)軸14的外周 面14c涂敷潤滑劑51的狀態(tài)，被夾持于滑動(dòng)部16C、 16C。順便提及，潤 滑劑51涂敷在滑動(dòng)部16C、 16C的內(nèi)面16E、 16F當(dāng)然也可以，只要涂敷 在驅(qū)動(dòng)軸14和被驅(qū)動(dòng)部件16的滑動(dòng)接觸部分即可。
該潤滑劑51呈半固體狀，作為增稠劑含有肥皂和非肥皂的聚四氟乙 烯(四氟乙烯以下稱為"PTFE")。而且，潤滑劑51，作為基油含有氟油， 作為添加劑含有極壓劑。另外，使上述PTFE作為添加劑起作用也可以。 作為極壓劑優(yōu)選鉬化合物及鋅化合物。在此，由于潤滑劑涂敷在透鏡70 的周圍，因此，淺顏色特別優(yōu)選，為此，使用呈淺黃色的有機(jī)鉬。
以上，在驅(qū)動(dòng)裝置l，通過涂敷于驅(qū)動(dòng)軸14和被驅(qū)動(dòng)部件16之間的 潤滑劑51含有肥皂、PTFE及極壓劑，在使驅(qū)動(dòng)軸14反復(fù)往復(fù)驅(qū)動(dòng)時(shí)， 可以在驅(qū)動(dòng)軸14和被驅(qū)動(dòng)部件16之間的滑動(dòng)部分充分地駐留潤滑膜或潤 滑油(防止在驅(qū)動(dòng)軸14和被驅(qū)動(dòng)部件15之間斷油)，從而可以抑制驅(qū)動(dòng) 軸14的潤滑性的劣化。即，根據(jù)驅(qū)動(dòng)裝置l，可以提高驅(qū)動(dòng)軸14的潤滑 耐久性。其結(jié)果，減低由于驅(qū)動(dòng)軸與被驅(qū)動(dòng)部件16的滑動(dòng)而磨損的所謂 軸削，同時(shí)，可以防止驅(qū)動(dòng)軸14的驅(qū)動(dòng)速度的下降甚至停止。
而且，如上述，在驅(qū)動(dòng)裝置1中，潤滑劑51含有氟油。為此，在驅(qū) 動(dòng)軸14的潤滑性中，可發(fā)揮氟具有的特性，并減低其溫度劣化，從而即 使在高溫、低溫及高溫高濕等環(huán)境下也可以使驅(qū)動(dòng)裝置l動(dòng)作。即，驅(qū)動(dòng)裝置1具有對于各種環(huán)境有利的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也可以說提高了驅(qū)動(dòng)軸14的 潤滑耐久性。而且，在如給驅(qū)動(dòng)軸14施加負(fù)重的本實(shí)施方式的平滑沖擊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 的情況下，在以往的驅(qū)動(dòng)裝置中，由于其潤滑性的極壓性降低從而驅(qū)動(dòng)軸 14的潤滑性容易劣化。為此，對于提高本實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)軸14的潤滑耐 久性的上述效果特別有效。接下來，說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的驅(qū)動(dòng)裝置。第二實(shí)施方 式所涉及的驅(qū)動(dòng)裝置與上述的驅(qū)動(dòng)裝置1不同的地方是，代替含有肥皂、PTFE及極壓劑的潤滑劑51，在驅(qū)動(dòng)軸14和被驅(qū)動(dòng)部件16之間涂敷含有 鋰皂及極壓劑的潤滑劑。在此情況下，也可以獲得與上述同樣的效果，艮口， 在使驅(qū)動(dòng)軸14重復(fù)往復(fù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，在驅(qū)動(dòng)軸14和被驅(qū)動(dòng)部件16之間的滑 動(dòng)部分駐留有充分的潤滑膜或潤滑油，從而達(dá)到抑制驅(qū)動(dòng)軸14的潤滑性 的劣化的效果。圖7是分別表示使用以往的添加劑的驅(qū)動(dòng)裝置和實(shí)施方式所涉及的驅(qū) 動(dòng)裝置1的耐久結(jié)果的圖表。此處的以往的添加劑作為增稠劑不包括肥皂， 僅包括PTFE而，作為基油包括氟油，并且不包括極壓劑。而且，在圖中， 橫軸表示的耐久次數(shù)是將被驅(qū)動(dòng)部件16對壓電元件12接近或離開的方向 分別作為1次計(jì)數(shù)，縱軸表示的驅(qū)動(dòng)速度變化率是將初始狀態(tài)作為100%， 表示供給規(guī)定的驅(qū)動(dòng)信號時(shí)的驅(qū)動(dòng)軸14的驅(qū)動(dòng)速度。如圖7所示，在使用以往的添加劑的驅(qū)動(dòng)裝置，開始試驗(yàn)的同時(shí)驅(qū)動(dòng) 軸的驅(qū)動(dòng)速度降低，在耐久次數(shù)約為30000次的時(shí)刻，驅(qū)動(dòng)軸停止驅(qū)動(dòng)。 與此相反，在實(shí)施方式所涉及的驅(qū)動(dòng)裝置1中，即使耐久次數(shù)超過100000 次，驅(qū)動(dòng)速度也不改變，可以繼續(xù)驅(qū)動(dòng)。由此可以確認(rèn)，在使驅(qū)動(dòng)軸14 反復(fù)往復(fù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，在驅(qū)動(dòng)軸14和被驅(qū)動(dòng)部件16之間的滑動(dòng)部分充分駐留 有潤滑膜或潤滑油，從而抑制驅(qū)動(dòng)軸14的潤滑性的劣化的上述效果。以上，說明了本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，但是本發(fā)明并不限定于上述實(shí) 施方式。例如，在本實(shí)施方式中，說明了適用于驅(qū)動(dòng)移動(dòng)透鏡的驅(qū)動(dòng)裝置的裝 置，但還可以適用于驅(qū)動(dòng)移動(dòng)透鏡以外的物體(例如，保持移動(dòng)透鏡的透 鏡框)的驅(qū)動(dòng)裝置。13而且，在上述實(shí)施方式中，在壓電元件12的伸縮方向的另一端設(shè)置 配重部件18，該配重部件18最好柔軟且重，但是不限定于此。而且，通
過配重部件18進(jìn)一步提高對于驅(qū)動(dòng)軸14的伸縮方向的移動(dòng)性，但是，也 可沒有配重部件18。在此情況下，壓電元件本身具有與配重部件同樣的功 能。在沒有配重部件18時(shí)，由于在固定框的內(nèi)部不需要設(shè)置配重部件的 空間，因此，可以在其疊層方向形成更厚的壓電元件，并且，可以形成因 增加壓電元件的變位量且減低靜電容量而省電力，同時(shí)，容易對應(yīng)壓電元 件的無引線化。
而且，在上述實(shí)施方式中，使施加在壓電元件12的脈沖電壓的頻率 在移動(dòng)透鏡70前進(jìn)或后退時(shí)相同，但不同也可以。
而且，作為機(jī)電轉(zhuǎn)換元件使用了壓電元件12，但是，只要是由電信號 的輸入可伸縮的例如人工肌肉聚合物等即可。
而且，在上述實(shí)施方式中，用剖面V狀板體構(gòu)成滑動(dòng)部16C，但是， 將滑動(dòng)部構(gòu)成為剖面圓弧狀的板體，并與驅(qū)動(dòng)軸面接觸也可以。此時(shí)，由 于被驅(qū)動(dòng)部件以面接觸狀態(tài)卡合在驅(qū)動(dòng)軸，因此，可以將被驅(qū)動(dòng)部件相對 于驅(qū)動(dòng)軸更穩(wěn)定地摩擦卡合。
而且，在上述實(shí)施方式中，用非金屬(石墨復(fù)合體等)形成驅(qū)動(dòng)軸14， 由金屬形成滑動(dòng)部16C、 16C，但是，驅(qū)動(dòng)軸及滑動(dòng)部互相用金屬或非金 屬形成也可以。而且，有時(shí)用金屬形成驅(qū)動(dòng)軸，用非金屬形成滑動(dòng)部。
而且，在上述實(shí)施方式，尤其優(yōu)選將壓電元件12通過具有彈性的粘 接劑彈性支撐在固定框24，但是，例如壓電元件的伸縮量少時(shí)，通過硬的 粘接劑支撐在固定框24也可以。
另外，作為驅(qū)動(dòng)裝置l的用途，例如可以適用在數(shù)碼相機(jī)或手機(jī)等的 小型精密設(shè)備。尤其手機(jī)必須用3V以下的低電壓驅(qū)動(dòng)，但是，通過使用 驅(qū)動(dòng)裝置l，可以用20kHz左右的高頻驅(qū)動(dòng)，并可以以2mm/s以上的高速 度移動(dòng)被驅(qū)動(dòng)部件16。因此，即使需要10mm左右的移動(dòng)的變焦透鏡，也 可以迅速地移動(dòng)。而且，作為有關(guān)本發(fā)明所涉及的致動(dòng)器10的用途，不 限定于移動(dòng)聚焦透鏡或變焦透鏡等的移動(dòng)透鏡，還可以使用于移動(dòng)CCD 等用途。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動(dòng)裝置，按照機(jī)電轉(zhuǎn)換元件的伸縮使驅(qū)動(dòng)軸往復(fù)驅(qū)動(dòng)，并使摩擦卡合于所述驅(qū)動(dòng)軸的被驅(qū)動(dòng)部件移動(dòng)，其特征在于，在所述驅(qū)動(dòng)軸和所述被驅(qū)動(dòng)部件之間涂敷有潤滑劑，所述潤滑劑含有肥皂、聚四氟乙烯及極壓劑。
2. —種驅(qū)動(dòng)裝置，按照機(jī)電轉(zhuǎn)換元件的伸縮使驅(qū)動(dòng)軸往復(fù)驅(qū)動(dòng)，并 使摩擦卡合于所述驅(qū)動(dòng)軸的被驅(qū)動(dòng)部件移動(dòng)，其特征在于，在所述驅(qū)動(dòng)軸和所述被驅(qū)動(dòng)部件之間涂敷有潤滑劑， 所述潤滑劑含有鋰皂及極壓劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述潤滑劑含有氟油。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，作為所述極壓劑使用鉬化合物及鋅化合物中的至少一方。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，作為所述極壓劑使用鉬化合物及鋅化合物中的至少一方。
全文摘要
本發(fā)明提供一種驅(qū)動(dòng)裝置，其在使驅(qū)動(dòng)軸反復(fù)往復(fù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以抑制驅(qū)動(dòng)軸的潤滑性劣化。驅(qū)動(dòng)裝置(1)具有壓電元件(12)及驅(qū)動(dòng)軸(14)，按照壓電元件(12)的伸縮使摩擦卡合于驅(qū)動(dòng)軸(14)的被驅(qū)動(dòng)部件(16)移動(dòng)。在驅(qū)動(dòng)裝置(1)中，在驅(qū)動(dòng)軸(14)和被驅(qū)動(dòng)部件(16)之間涂敷有潤滑劑(51)，該潤滑劑(51)含有肥皂、PTFE及極壓劑。由此，在反復(fù)往復(fù)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸(14)時(shí)，在驅(qū)動(dòng)軸(14)和被驅(qū)動(dòng)部件(16)之間的滑動(dòng)部可以充分駐留潤滑膜和潤滑油。
文檔編號G02B7/04GK101262181SQ20081000462
公開日2008年9月10日 申請日期2008年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月6日
發(fā)明者佐藤清人 申請人:富士能株式會社