慣性駆動アクチュエータ
【課題】複数の移動体を備えた構成で、移動体の制御用の配線を減らした慣性駆動アクチュエータを提供する。
【解決手段】第１の移動体１０５ａと、第２の移動体１０５ｂと、第１の移動体１０５ａに配置された第１の電磁石１０４ａと、第２の移動体１０５ｂに配置された第２の電磁石１０４ｂと、第１の移動体１０５ａと第２の移動体１０５ｂとに対向して配置された磁性部材１０６と、第１の電磁石１０４ａを構成する第１のコイル１０３ａと、第２の電磁石１０４ｂを構成する第２のコイル１０３ｂとに電流を供給する駆動回路１０１と、駆動回路１０１を介さず、第１のコイル１０３ａと第２のコイル１０３ｂとを電気的に接続させる第１の接続手段とを備え、磁力にて、複数の移動体１０５ａ、ｂの摩擦を制御する。
【解決手段】第１の移動体１０５ａと、第２の移動体１０５ｂと、第１の移動体１０５ａに配置された第１の電磁石１０４ａと、第２の移動体１０５ｂに配置された第２の電磁石１０４ｂと、第１の移動体１０５ａと第２の移動体１０５ｂとに対向して配置された磁性部材１０６と、第１の電磁石１０４ａを構成する第１のコイル１０３ａと、第２の電磁石１０４ｂを構成する第２のコイル１０３ｂとに電流を供給する駆動回路１０１と、駆動回路１０１を介さず、第１のコイル１０３ａと第２のコイル１０３ｂとを電気的に接続させる第１の接続手段とを備え、磁力にて、複数の移動体１０５ａ、ｂの摩擦を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、慣性駆動アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２１は、従来の慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。図２１において、圧電素子２の一端は固定部材１に固定され、他端は振動基板３の一端に固定されている。振動基板３上には圧電素子２の振動方向に移動可能な移動体４が配置されている。
【０００３】
移動体４は、吸着部４ａとコイル５と突起７とで形成される。突起７は、吸着部４ａの振動基板３と対向する面と反対側に設けられる。また、突起７にはコイル５が形成されている。
【０００４】
駆動回路２０は、圧電素子２とコイル５とにそれぞれ接続される。ここで、固定基板１または振動基板３は、磁性体（例えば鉄、磁性を持つステンレス）からなっており、吸着部４ａもまた磁性体である。吸着部４ａの底面は振動基板３に接触している。
【０００５】
コイル５に電流を印加すると磁界が発生し、発生した磁界は磁性体である移動体４を通り吸着部４ａにも磁界を生じる。吸着部４ａに発生した磁界によって、磁性体である振動基板３または固定部材１に対し磁気吸着力が発生し、移動体４と振動基板３とが密着し、その間に摩擦力が発生するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１７７９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の電磁石にて摩擦力を制御する慣性駆動アクチュエータでは、通常１つの移動体４に対し、往復で２本の配線が必要となる。例えば、２つの移動体を使用した場合には、往復で４本の配線が必要となる。移動体４を複数備える構成の場合、制御用の配線を省線化することが望ましい。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、配線数を低減した慣性駆動アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１の移動体と、第２の移動体と、第１の移動体に配置された第１の電磁石と、第２の移動体に配置された第２の電磁石と、第１の移動体と第２の移動体とに対向して配置された磁性部材と、第１の電磁石を構成する第１のコイルと、第２の電磁石を構成する第２のコイルとに電流を供給する駆動回路と、駆動回路を介さず、第１のコイルと第２のコイルとを電気的に接続させる第１の接続手段とを備え、磁力にて複数の移動体の摩擦を制御することを特徴とする慣性駆動アクチュエータを提供する。
【００１０】
本発明の好ましい別の態様にあっては、磁性部材は、移動体と対向する方向に分極された永久磁石であり、かつ、駆動回路から電流を第１のコイルと第２のコイルとに供給した際、第１の電磁石が発生する磁界の向きに対して、第２の電磁石が発生する磁界の向きが逆向きになるように、第１のコイルと第２のコイルとが形成されていることが望ましい。
【００１１】
本発明の好ましい別の態様にあっては、第１のコイル、第２のコイルを介さずに、第１の接続手段と駆動回路とを電気的に接続する第２の接続手段を更に備えることが望ましい。
【００１２】
本発明の好ましい別の態様にあっては、第１のコイルと第２のコイルとを同一線材で形成し、第１の接続手段とすることが望ましい。
【００１３】
本発明の好ましい別の態様にあっては、第１の接続手段は、第１のコイルと第２のコイルとを電気的に中継する中継部材によって構成されることが望ましい。
【００１４】
本発明の好ましい別の態様にあっては、慣性駆動アクチュエータは、さらに滑落防止機構を有することが望ましい。
【００１５】
本発明の好ましい別の態様にあっては、移動体は絶縁部材を介して磁性部材に配置することが望ましい。
【００１６】
本発明の好ましい別の態様にあっては、移動体は絶縁層を介して磁性部材に配置することが望ましい。
【００１７】
本発明の好ましい別の態様にあっては、移動体にコイル芯が形成され、コイル芯にコイル線を巻くことによって電磁石が形成されることが望ましい。
【００１８】
本発明の好ましい別の態様にあっては、３つ以上の移動体を有する慣性アクチュエータにおいて、そのうちの少なくとも２つ以上の電磁石が第１の接続手段により接続されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、配線数を低減した慣性駆動アクチュエータを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図２】第２の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図３】第３の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図４】第４の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図５】第５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図６】第６の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図７】第７の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図８】第８の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図９】第９の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図１０】第１０の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図１１】第１１の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図１２】第１２の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図１３】第１３の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図１４】第１４の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図１５】第１５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図１６】慣性駆動アクチュエータの動作を説明する図である。
【図１７】慣性駆動アクチュエータの動作を説明する図である。
【図１８】慣性駆動アクチュエータの移動体の動きの制御を説明する図である。
【図１９】慣性駆動アクチュエータの移動体の動きの制御を説明する図である。
【図２０】慣性駆動アクチュエータの移動体の動きの制御を説明する図である。
【図２１】従来のアクチュエータの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本実施形態の慣性駆動アクチュエータの構成による作用効果を説明する。なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えない。従って、以下で説明する本発明の例示的な実施形態は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。
（第１実施形態）
【００２２】
図１は、第１の実施形態にかかる慣性駆動アクチュエータ１００の構成を示す図である。以下、実施形態を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図１において、第１の移動体１０５ａと、第２の移動体１０５ｂと、磁性部材１０６は導電性を有し、中継部材に相当する。第１の接続手段は、第１のコイル線１０３ａと、第１の移動体１０５ａと、磁性部材１０６と、第２の移動体１０５ｂと、第２のコイル線１０３ｂとで構成されている。
移動体１０５ａ、１０５ｂにコイル芯が形成され、コイル芯にコイル線を巻くことによって電磁石が形成されている。
【００２４】
ここで、各移動体１０５ａ、１０５ｂと磁性部材１０６とは、接触により電気的に接続されている。また、磁性部材１０６は、各移動体１０５ａ、１０５ｂと対向する方向に磁化された磁石を使用する。なお、以下の実施形態において、磁性部材１０６が「磁石であり、導電性を有する部材」の場合は、左下がりの斜線を図内に付している。また、磁性部材１０６が、単なる磁石である場合は、斜線を付していない。さらに、磁性部材１０６が「導電性を有する部材」の場合は、右下がりの斜線を図内に付している。
また、第１のコイル線１０３ａ、第２のコイル線１０３ｂは、それぞれ発生する磁界の向きが逆になるように、第１の電磁石１０４ａ、第２の電磁石１０４ｂに巻かれている。
【００２５】
駆動制御の詳細に関しては、図１６〜図２０を用いて詳述する。本実施形態によれば、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂでも、その制御の配線をコイル線１０３ａ、１０３ｂの２本で行うことが可能となる。さらに、移動体１０５ａ、１０５ｂ間に配線が存在しない。このため、アクチュエータ１００全体として、電気的な回路として接続していても、移動体１０５ａ、１０５ｂは、相互に独立して動くことが可能となる。このため、耐久性の向上、各移動体１０５ａ、１０５ｂの動きを妨げないなどの効果がある。
なお、以下のすべての実施形態において、本実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２６】
これに対して、従来技術において説明したように、図２１において、電磁石を移動体４に配置した従来の慣性駆動アクチュエータは、１つの移動体４に対し、２本の配線が駆動回路２０へ接続されていた。よって、２つの移動体４を配置した場合、４本の配線が駆動回路２０へ接続されることとなる。本実施形態では、例えば２つの移動体の場合に、従来では４本必要であった配線を、２本または３本へ配線数を低減して省線化できる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態によれば、例えば２つの移動体の電磁石を電気的に接続させて、配線を減らした慣性駆動アクチュエータを提供できる。その際、２つの移動体には共通の電流を印加する。ここで、２つの電磁石１０４ａ、１０４ｂには、逆の極性を示すようにコイル線が巻かれている。これにより、２つの移動体１０４ａ、１０４ｂの摩擦の状態を、同一の電流により分離できる。この結果、移動体１０５ａ、１０５ｂを独立に制御することが可能となる。
【００２８】
このように、本実施形態では、慣性駆動アクチュエータは、複数の移動体の電磁石を電気的に接続させて配線を減らして、各移動体の摩擦の状態を制御することが可能となる。したがって、複数の移動体を備える構成でも、簡略な配線にでき、慣性駆動アクチュエータの大型化を抑止できるという効果を奏する。
更には、移動体１０５ａと移動体１０５ｂを個別に作製することが可能となる。
【００２９】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１５０の構成を示している。図２において、磁性部材１０６は導電性を有し、中継部材に相当する。第１の接続手段は、第１のコイル線１０３ａと、磁性部材１０６と、第２のコイル線１０３ｂとで構成される。
【００３０】
また、磁性部材１０６は、第１の移動体１０５ａ、第２の移動体１０５ｂと対向する方向に磁化された磁石を使用する。また、第１のコイル線１０３ａ、第２のコイル線１０３ｂは、それぞれ発生磁界が逆になるように、第１の電磁石１０４ａ、第２の電磁石１０４ｂに巻かれている。第２の実施形態は、第１の実施形態と異なり、コイル１０３ａ、１０３ｂと磁性部材１０６とを直接接続している。
【００３１】
本実施形態によれば、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂであっても、駆動制御の配線を、第１、第２のコイル線１０３ａ、１０３ｂの２本で行うことが可能となる。さらに、第１の実施形態では、移動体１０５ａ、１０５ｂと磁性部材１０６との接触状態で電気抵抗が変化していた。本実施形態では、第１、第２のコイル１０３ａ、１０３ｂと磁性部材１０６とを直接接続している。このため、移動体１０５ａ、１０５ｂと、磁性部材１０６との電気抵抗を減らすことができる。
更には、移動体１０５ａと移動体１０５ｂを個別に作製することが可能となる。
【００３２】
（第３実施形態）
図３は、第３の実施形態の構成を説明する図である。図３において、第１の移動体１０５ａと、第２の移動体１０５ｂと、磁性部材１０６とは導電性を有している。また、第１、第２の移動体１０５ａ、１０５ｂと磁性部材１０６、その間の第１の配線１０７ａ、第２の配線１０７ｂは、中継部材に相当する。
【００３３】
第１の接続手段は、第１のコイル線１０３ａと、第１の移動体１０５ａと、第１の配線１０７ａと、磁性部材１０６と、第２の配線１０７ｂと、第２の移動体１０５ｂと、第２のコイル線１０３ｂとで構成される。また、磁性部材１０６は第１、第２の移動体１０５ａ、１０５ｂと対向する方向に磁化された磁石を使用する。また、第１、第２のコイル線１０３ａ、１０３ｂは、それぞれ発生する磁界の向きが逆になるように、第１、第２の電磁石１０４ａ、１０４ｂに巻かれている。
【００３４】
本実施形態によれば、２つの移動体１０４ａ、１０４ｂであっても、その制御の配線をコイル線１０３ａ、１０３ｂの２本で行うことが可能となる。さらに、コイル線１０３ａ、１０３ｂの代わりに、新たに配線１０７ａ、１０７ｂを設けて、移動体１０５ａ、１０５ｂと磁性部材１０６とを接続する。これにより、移動体１０５ａ、１０５ｂ間の電気抵抗値を下げることができる。また、繰り返し動作による配線の劣化、断線を防止することができる。更には、移動体１０５ａと移動体１０５ｂを個別に作製することが可能となる。
【００３５】
（第４実施形態）
図４は、第４の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ２５０の構成を示す図である。図４において、第１の移動体１０５ａ、第２の移動体１０５ｂは、それぞれ導電性を有している。また、第１の移動体１０５ａと第２の移動体１０５ｂとは、配線１１１で電気的に接続されている。
【００３６】
配線１１１は、第１のコイル１０３ａと第２のコイル１０３ｂとを電気的に中継する中継部材に相当する。第１の接続手段は、第１のコイル線１０３ａと、第１の移動体１０５ａと、配線１１１と、第２の移動体１０５ｂと、コイル線１０３ｂとで構成される。また、磁性部材１０６は第１、第２の移動体１０５ａ、１０５ｂと対向する方向に磁化された磁石を使用する。第１のコイル線１０３ａ、第２の１０３ｂは、発生する磁界の向きが逆方向になるように、それぞれ第１の磁石１０４ａ、第２の磁石１０４ｂに巻かれている。
【００３７】
本実施形態によれば、２つの移動体であっても、その制御の配線をコイル線１０３ａ、１０３ｂの２本で行うことが可能となる。さらにコイル線１０３ａ、１０３ｂではなく、新たに配線１１１を使用する。これにより、移動体１０５ａ、１０５ｂ間の電気抵抗値を下げることができる。また、配線１１１の材料を他の配線と代えることができるので、例えば径を太くすることもできる。この結果、繰り返し動作による配線の劣化、断線を防止することができる。更には、移動体１０５ａと移動体１０５ｂを個別に作製することが可能となる。
なお、中継部材は、本実施形態において示した構成以外の構成でも構わない。例えば、アクチュエータのフレーム、レンズ鏡枠など、導電性の物であれば良い。
【００３８】
（第５実施形態）
図５は、第５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３００の構成を説明する図である。本実施形態は、第１の実施形態の構成に対して、第２の接続手段を用い、第１の接続手段と駆動回路１０１とを電気的に接続している。本実施形態では、磁性部材１０６と駆動回路１０１とを第２の接続手段である配線１０８で接続している。第２の接続手段である配線１０８は、駆動回路１０１と第１の接続手段とのいずれの部分とを接続しても構わない。
【００３９】
本実施形態によれば、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂであっても、その制御の配線を３本で行うことが可能となる。さらに、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂの電流を分離することが可能となる。
【００４０】
（第６実施形態）
図６は、第６の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３５０の構成を説明する図である。第６の実施形態では、第３の実施形態の構成に対して、第２の接続手段を用い、第１の接続手段と駆動回路１０１とを電気的に接続している。ここでは、磁性部材１０６と駆動回路１０１とを第２の接続手段である配線１０８で接続している。第２の接続手段は、駆動回路１０１と第１の接続手段とのいずれの部分とを接続しても構わない。
【００４１】
本実施形態によれば、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂの場合でも、その駆動制御を３本の配線で行うことが可能となる。さらに、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂの電流を分離することが可能となる。
【００４２】
（第７実施形態）
図７は、第７の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ４００の構成を説明する図である。第７の実施形態は、基本的に第５の実施形態と同様に構成されるが、第５の実施形態とは磁性部材１０６ｂが異なる。磁性部材１０６ｂは、磁石ではなく、導電性のある磁性部材である。
【００４３】
本実施形態によれば、２つの移動体１０４ａ、１０４ｂの場合でも、その駆動制御を３本の配線で行うことが可能となる。さらに、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂの電流を分離することが可能となる。
【００４４】
（第８実施形態）
図８は、第８の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ４５０の構成を説明する図である。第８の実施形態は、基本的に第６の実施形態と同様に構成されるが、第６の実施形態とは、磁性部材１０６ｂが異なる。磁性部材１０６ｂは、磁石ではなく、導電性のある磁性部材である。
【００４５】
本実施形態によれば、移動体１０５ａ、１０５ｂが２つの場合でも、その駆動制御を３本の配線で行うことが可能となる。さらに、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂの電流を分離することが可能となる。
【００４６】
（第９実施形態）
図９は、第９の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ５００の構成を説明する図である。図において、移動体１０５ａ、１０５ｂ、磁性部材１０６は導電性を有している。
ここでは、第１の接続手段は、コイル線１０３と、移動体１０５ａと、磁性部材１０６と、配線１０８と、駆動回路１０１を接続する構成となる。また、移動体１０５ｂと磁性部材１０６とは絶縁層１０９により絶縁されている。さらに、磁性部材１０６は、各移動体１０５と対向する方向に磁化された磁石を使用する。電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂとは、発生する磁界の向きが逆になるようにコイル線１０３が巻かれている。
本実施形態によれば、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂであっても、その駆動制御を２本の配線で行うことが可能となる。さらに、移動体１０５ａ、１０５ｂの配線による拘束を２本から１本にできる。
【００４７】
なお、第２の接続手段は、第１の接続手段と駆動回路１０１とを接続する機能を有している。このため、本実施形態では、第２の接続手段は使用していないこととなる。また、コイル線１０３を共有しているので中継部材も使用していない。
【００４８】
（第１０実施形態）
図１０は、第１０の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ５５０の構成を説明する図である。第１０の実施形態は、３群の移動体で、４本の配線となる構成である。
【００４９】
各移動体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、磁性部材１０６ｂは導電性を有している。各移動体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと、磁性部材１０６ｂが中継部材に相当する。
【００５０】
第１の接続手段は、各コイル線１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃと、各移動体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと、磁性部材１０６ｂとで構成される。第２の接続手段である配線１０８は、磁性部材１０６ｂと駆動回路１０１とを接続する。また、磁性部材１０６ｂは、磁石ではなく導電性のある磁性部材である。
本実施形態によれば、３つの移動体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃの場合でも、その駆動制御を４本での配線で行うことが可能となる。さらに、電磁石１０４ａ、電磁石１０４ｂ、電磁石１０４ｃの電流を分離することが可能となり、３群の移動体を独立制御できる。
【００５１】
（第１１実施形態）
図１１は、第１１の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００の構成を説明する図である。第１１の実施形態は、３群の移動体で、３本の配線となる構成である。
【００５２】
本実施形態は、第９の実施形態の構成と、第１０の実施形態の構成とを組合わせた構成を有している。３つの移動体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃのうちの２つの移動体１０５ｂ、１０５ｃは、第９の実施形態と同様に構成されおり、１本の配線で制御されている。また、磁性部材１０６は、各移動体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと対向する方向に磁化された磁石を使用する。
【００５３】
本実施形態によれば、３つの移動体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃの場合でも、その駆動制御を３本の配線で行うことが可能となる。さらに、電磁石１０４ａと、電磁石１０４ｂ、１０４ｃとの電流を分離することが可能となる。
また、本実施形態では、電磁石１０４ｂ、１０４ｃに巻くコイルは、磁界の向きが逆向きとなるように巻いている。なお、電磁石１０４ａに関しては、コイルを巻く方向は問わない。
【００５４】
（第１２実施形態）
図１２は、第１２の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６５０の構成を説明する図である。第１２の実施形態は、滑落防止機構１０６Ｕをさらに備える構成である。
【００５５】
移動体１０５ａ１、１０５ｂ１を、磁性部材１０６Ｌと滑落防止機構１０６Ｕとで挟み込むような形で配置する。その際、滑落防止機構１０６Ｕは、磁性体であることが望ましいが、磁性体でなくても問題ない。
【００５６】
本実施形態では、端子１０２ａと端子１０２ｂとが、共通のコイル線１０３を使用し、電磁石１０４ａ、１０４ｂを介して接続される。電磁石１０４ａ、１０４ｂは、移動体１０５ａ２、１０５ｂ２を介して磁性部材１０６Ｌに接続される。さらに、電磁石１０４ａ、１０４ｂは、移動体１０５ａ１、１０５ｂ１を介して滑落防止機構１０６Ｕに接続される。
【００５７】
第１の接続手段として、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂは、共通のコイル線１０３を使用している。磁性部材１０６Ｌは移動体１０５ａ２、１０５ｂ２と対向する方向に磁化された磁石を使用する。また、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂとは、異なる方向に磁界が発生するようにコイル線１０３が巻きつけられている。
【００５８】
電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂとは同一電流を流すと、逆の極性となる。このため、どちらか一方の移動体１０５ａ２、１０５ｂ２は磁石に吸着して摩擦増加となり、他方は反発して摩擦低下となる。このようにして、各移動体１０５ａ２、１０５ｂ２の摩擦を制御する。
【００５９】
本実施形態によれば、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂであっても、その駆動制御を２本の配線で行うことが可能となる。さらに、滑落防止機構１０６Ｕを備えたので、反発時に移動体１０５ａ、１０５ｂが磁性部材１０６Ｌより滑落することを防止できる。
【００６０】
（第１３実施形態）
図１３（ａ）は、第１３の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ７００の構成を説明する側面図である。図１３（ｂ）は、第１３の実施形態の構成を説明する断面図である。第１３の実施形態は、滑落防止機構を、移動体１０５ａ、１０５ｂに配置した構成である。
【００６１】
第１の接続手段として、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂは、共通のコイル線１０３を使用している。電磁石１０４は、移動体１０５ａ、１０５ｂを介して磁性部材１０６に接続される。
本実施形態では、移動体１０５ａ、１０５ｂが磁性部材１０６を掴む形状をしており、移動体１０５ａ、１０５ｂが反発しても、磁性部材１０６から滑落することはない。
【００６２】
（第１４実施形態）
図１４（ａ）は、第１４の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ７５０の構成を説明する側面図である。図１４（ｂ）は、第１４の実施形態の構成を説明する断面図である。第１４の実施形態は、滑落防止機構を、磁性部材１０６ｃ内に配置する構成である。
【００６３】
第１の接続手段として、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂは、共通のコイル線１０３を使用している。電磁石１０４ａ、１０４ｂは、移動体１０５ａ、１０５ｂと磁性部材１０６ｃとに接続される。
【００６４】
本実施形態の磁性部材１０６ｃは、移動体１０５ａ、１０５ｂ（不図示）を包む構造である。磁性部材１０６ｃの内部に移動体１０５が移動する空間が形成されている。したがって、移動体１０５ａ、１０５ｂが反発しても、磁性部材１０６ｃから移動体１０５が滑落することはない。
【００６５】
（第１５実施形態）
図１５は、第１５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ８００の構成を説明する図である。第１５の実施形態は、滑落防止機構として、磁性部材１０６と移動体１０５ａ、１０５ｂとの間に、絶縁材料１０９を配置する構成である。絶縁材料１０９は、または、絶縁被膜としてもよい。
【００６６】
第１の接続手段として、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂは、共通のコイル線１０３を使用している。電磁石１０４ａ、１０４ｂは、移動体１０５ａ、１０５ｂと、絶縁材料１０９を介して磁性部材１０６に接続される。
【００６７】
本実施形態では、絶縁材料１０９に応じて移動体１０５ａ、１０５ｂと磁性部材１０６との接触状態を調整することができる。また、移動体１０５ａ、１０５ｂと磁性部材１０６とは電気的に絶縁する構成とすることができる。
【００６８】
図１６、１７は、上述した実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの動作原理を説明する図である。第１の接続手段として、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂは、共通のコイル線１０３を使用している。また、電磁石１０４ａは移動体１０５ａに接合されており、電磁石１０４ｂは移動体１０５ｂに接合されている。
【００６９】
また、磁性部材１０６は各移動体１０５ａ、１０５ｂと対向する方向に分極された磁石を使用する。図１６、図１７では、磁性部材１０６は、上側がＮ極、下側がＳ極に分極している。
【００７０】
コイル線１０３は、駆動回路１０１の端子１０２ｂ（プラス側）から、電磁石１０４ｂ、電磁石１０４ａを介して端子１０２ａ（マイナス側）に接続される。電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂとは、異なる方向に磁界が発生するようにコイル線１０３が巻きつけられている。
【００７１】
図１６に示す構成では、電流は、端子１０２ｂ（プラス側）から端子１０２ａ（マイナス側）に向かって流れる。電磁石１０４ｂの移動体１０５ｂ側はＮ極に、電磁石１０４ａの移動体１０５ａ側はＳ極になる。
【００７２】
これにより、移動体１０５ｂは、磁性部材１０６に反発して、摩擦力は小さくなる。移動体１０５ａは、磁性部材１０６に吸着して摩擦力は大きくなる。移動体１０５ａは、磁性部材１０６の動きに応じて移動させることが可能となる。
【００７３】
図１７では、電流は、端子１０２ａ（プラス側）から端子１０２ｂ（マイナス側）に向かって流れる。電磁石１０４ｂの移動体１０５ｂ側はＳ極に、電磁石１０４ａの移動体１０５ａ側はＮ極になる。
【００７４】
これにより、移動体１０５ｂは、磁性部材１０６に吸着して摩擦力が大きくなる。移動体１０５ａは、磁性部材１０６に反発して、摩擦力は小さくなる。移動体１０５ｂは、磁性部材１０６の動きに応じて移動させることが可能となる。
このようにして、電流を流す向きで摩擦を制御し、所望の移動体１０５の動きを制御することができる。
【００７５】
図１８、図１９、図２０は、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂの駆動原理を説明する図である。
図１８（ａ）、１９（ａ）、２０（ａ）は、慣性駆動アクチュエータ８５０の構成を説明する図である。図１８（ｂ）は圧電素子１１０への印加電圧の時間変化を示す。図１８（ｃ）は端子１０２ａの電圧の時間変化を示す。端子１０２ｂの電圧は、図示しないが、端子１０２ａとは逆の極性であるか、またはＧＮＤとなる。駆動回路１０１は、端子１０２ａ、１０２ｂの電圧を制御する。
なお、慣性駆動アクチュエータの構成は、図１６、図１７で示した例と同様である。ただし、磁性部材１０６は、圧電素子１１０を介して図示しない固定部材に接続される。
【００７６】
圧電素子１１０は、印加電圧の増加に応じて伸び、磁性部材１０６は左（以下Ａ方向）へ移動する。圧電素子１１０は印加電圧の減少に応じて縮み、磁性部材１０６は右（以下Ｂ方向）へ移動する。
【００７７】
端子１０２ａがマイナスのとき、移動体１０５ａは磁性部材１０６に吸着し、移動体１０５ｂは磁性部材１０６に反発する。このとき、圧電素子１１０は伸長しており、吸着している移動体１０５ａは、磁性部材１０６の動きに応じて、Ａ方向へ移動する。端子１０２ａがプラスのとき、移動体１０５ｂは磁性部材１０６に吸着し、移動体１０５ａは磁性部材１０６に反発する。このとき、圧電素子１１０は縮んでおり、吸着している移動体１０５ｂは、磁性部材１０６の動きに応じて、Ｂ方向へ移動する。
この印加方法では、圧電素子１１０の１回の伸縮で、移動体１０５ａ、１０５ｂをそれぞれ左右に移動することができる。
【００７８】
図１９は、他の駆動制御を説明する図である。図１９（ａ）は、慣性駆動アクチュエータ８５０の構成を示している。図１９（ｂ）は圧電素子１１０への印加電圧の時間変化を説明する図である。図１９（ｃ）は端子１０２ａの電圧の時間変化を説明する図である。
【００７９】
端子１０２ａの電圧極性は、端子１０２ｂの電圧極性と逆の関係にある。そして、図１９（ｃ）のようにＧＮＤ（レベル０）を介在させて段階的に印加電圧を変化させる。ＧＮＤのときには、各移動体１０５ａ、１０５ｂは、吸着も反発もしていない状態である。このとき、移動体１０５ａ、１０５ｂには摩擦力は発生しないで、磁性部材１０６に対しすべりが生じると同時に、慣性力により、その場所に留まろうとしている。
【００８０】
端子１０２ａがマイナスのとき、移動体１０５ａは、磁性部材１０６に吸着し、↓Ａ方向へ移動する。また、端子１０２ａがＧＮＤのとき、移動体１０５ａは、その場所に保持される。次の圧電素子１１０の伸長時、端子１０２ａはプラスになり、移動体１０５ｂが磁性部材１０６に対して吸着し、Ａ方向へ移動する。本実施形態では、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂを同じ方向へ動かす動作を説明している。
【００８１】
図２０は、さらに別の駆動制御を説明する図である。図２０（ａ）は、慣性駆動アクチュエータ８５０の構成を説明する図である。図２０（ｂ）は圧電素子１１０への印加電圧の時間変化を説明する図である。図２０（ｃ）は端子１０２ａの電圧の時間変化を説明する図である。
【００８２】
端子１０２ａの電圧は、図２０（ｃ）のように、マイナス電圧とＧＮＤ電圧をを交互に発生させる。端子１０２ａがマイナスのとき、移動体１０５ａは磁性部材１０６に吸着し、移動体１０５ｂは磁性部材１０６に反発する。吸着している移動体１０５ａは、磁性部材１０６の動きに応じて、Ａ方向へ移動する。この駆動方法では、移動体１０５ａだけをＡ方向へ移動させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上のように、本発明にかかる慣性駆動アクチュエータは、複数の移動体を有する慣性駆動アクチュエータに有用であり、特に、小径化な慣性駆動アクチュエータに適している。
【符号の説明】
【００８４】
１ 固定部材
２、１１０ 圧電素子
３ 振動基板
４、１０５ａ、１０５ｂ 移動体
４ａ 吸着部
５、１０３ａ、１０３ｂ コイル線
７ 突起
２０、１０１ 駆動回路
１０２ａ、１０２ｂ 端子
１０４ａ、１０４ｂ 電磁石
１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ 移動体
１０６ 磁性部材
１０７、１０８、１１１ 配線
１０９ 絶縁膜
１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０ 慣性駆動アクチュエータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、慣性駆動アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２１は、従来の慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。図２１において、圧電素子２の一端は固定部材１に固定され、他端は振動基板３の一端に固定されている。振動基板３上には圧電素子２の振動方向に移動可能な移動体４が配置されている。
【０００３】
移動体４は、吸着部４ａとコイル５と突起７とで形成される。突起７は、吸着部４ａの振動基板３と対向する面と反対側に設けられる。また、突起７にはコイル５が形成されている。
【０００４】
駆動回路２０は、圧電素子２とコイル５とにそれぞれ接続される。ここで、固定基板１または振動基板３は、磁性体（例えば鉄、磁性を持つステンレス）からなっており、吸着部４ａもまた磁性体である。吸着部４ａの底面は振動基板３に接触している。
【０００５】
コイル５に電流を印加すると磁界が発生し、発生した磁界は磁性体である移動体４を通り吸着部４ａにも磁界を生じる。吸着部４ａに発生した磁界によって、磁性体である振動基板３または固定部材１に対し磁気吸着力が発生し、移動体４と振動基板３とが密着し、その間に摩擦力が発生するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１７７９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の電磁石にて摩擦力を制御する慣性駆動アクチュエータでは、通常１つの移動体４に対し、往復で２本の配線が必要となる。例えば、２つの移動体を使用した場合には、往復で４本の配線が必要となる。移動体４を複数備える構成の場合、制御用の配線を省線化することが望ましい。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、配線数を低減した慣性駆動アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１の移動体と、第２の移動体と、第１の移動体に配置された第１の電磁石と、第２の移動体に配置された第２の電磁石と、第１の移動体と第２の移動体とに対向して配置された磁性部材と、第１の電磁石を構成する第１のコイルと、第２の電磁石を構成する第２のコイルとに電流を供給する駆動回路と、駆動回路を介さず、第１のコイルと第２のコイルとを電気的に接続させる第１の接続手段とを備え、磁力にて複数の移動体の摩擦を制御することを特徴とする慣性駆動アクチュエータを提供する。
【００１０】
本発明の好ましい別の態様にあっては、磁性部材は、移動体と対向する方向に分極された永久磁石であり、かつ、駆動回路から電流を第１のコイルと第２のコイルとに供給した際、第１の電磁石が発生する磁界の向きに対して、第２の電磁石が発生する磁界の向きが逆向きになるように、第１のコイルと第２のコイルとが形成されていることが望ましい。
【００１１】
本発明の好ましい別の態様にあっては、第１のコイル、第２のコイルを介さずに、第１の接続手段と駆動回路とを電気的に接続する第２の接続手段を更に備えることが望ましい。
【００１２】
本発明の好ましい別の態様にあっては、第１のコイルと第２のコイルとを同一線材で形成し、第１の接続手段とすることが望ましい。
【００１３】
本発明の好ましい別の態様にあっては、第１の接続手段は、第１のコイルと第２のコイルとを電気的に中継する中継部材によって構成されることが望ましい。
【００１４】
本発明の好ましい別の態様にあっては、慣性駆動アクチュエータは、さらに滑落防止機構を有することが望ましい。
【００１５】
本発明の好ましい別の態様にあっては、移動体は絶縁部材を介して磁性部材に配置することが望ましい。
【００１６】
本発明の好ましい別の態様にあっては、移動体は絶縁層を介して磁性部材に配置することが望ましい。
【００１７】
本発明の好ましい別の態様にあっては、移動体にコイル芯が形成され、コイル芯にコイル線を巻くことによって電磁石が形成されることが望ましい。
【００１８】
本発明の好ましい別の態様にあっては、３つ以上の移動体を有する慣性アクチュエータにおいて、そのうちの少なくとも２つ以上の電磁石が第１の接続手段により接続されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、配線数を低減した慣性駆動アクチュエータを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図２】第２の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図３】第３の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図４】第４の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図５】第５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図６】第６の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図７】第７の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図８】第８の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図９】第９の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図１０】第１０の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図１１】第１１の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図１２】第１２の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図１３】第１３の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図１４】第１４の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図１５】第１５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの構成を示す図である。
【図１６】慣性駆動アクチュエータの動作を説明する図である。
【図１７】慣性駆動アクチュエータの動作を説明する図である。
【図１８】慣性駆動アクチュエータの移動体の動きの制御を説明する図である。
【図１９】慣性駆動アクチュエータの移動体の動きの制御を説明する図である。
【図２０】慣性駆動アクチュエータの移動体の動きの制御を説明する図である。
【図２１】従来のアクチュエータの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本実施形態の慣性駆動アクチュエータの構成による作用効果を説明する。なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えない。従って、以下で説明する本発明の例示的な実施形態は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。
（第１実施形態）
【００２２】
図１は、第１の実施形態にかかる慣性駆動アクチュエータ１００の構成を示す図である。以下、実施形態を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図１において、第１の移動体１０５ａと、第２の移動体１０５ｂと、磁性部材１０６は導電性を有し、中継部材に相当する。第１の接続手段は、第１のコイル線１０３ａと、第１の移動体１０５ａと、磁性部材１０６と、第２の移動体１０５ｂと、第２のコイル線１０３ｂとで構成されている。
移動体１０５ａ、１０５ｂにコイル芯が形成され、コイル芯にコイル線を巻くことによって電磁石が形成されている。
【００２４】
ここで、各移動体１０５ａ、１０５ｂと磁性部材１０６とは、接触により電気的に接続されている。また、磁性部材１０６は、各移動体１０５ａ、１０５ｂと対向する方向に磁化された磁石を使用する。なお、以下の実施形態において、磁性部材１０６が「磁石であり、導電性を有する部材」の場合は、左下がりの斜線を図内に付している。また、磁性部材１０６が、単なる磁石である場合は、斜線を付していない。さらに、磁性部材１０６が「導電性を有する部材」の場合は、右下がりの斜線を図内に付している。
また、第１のコイル線１０３ａ、第２のコイル線１０３ｂは、それぞれ発生する磁界の向きが逆になるように、第１の電磁石１０４ａ、第２の電磁石１０４ｂに巻かれている。
【００２５】
駆動制御の詳細に関しては、図１６〜図２０を用いて詳述する。本実施形態によれば、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂでも、その制御の配線をコイル線１０３ａ、１０３ｂの２本で行うことが可能となる。さらに、移動体１０５ａ、１０５ｂ間に配線が存在しない。このため、アクチュエータ１００全体として、電気的な回路として接続していても、移動体１０５ａ、１０５ｂは、相互に独立して動くことが可能となる。このため、耐久性の向上、各移動体１０５ａ、１０５ｂの動きを妨げないなどの効果がある。
なお、以下のすべての実施形態において、本実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２６】
これに対して、従来技術において説明したように、図２１において、電磁石を移動体４に配置した従来の慣性駆動アクチュエータは、１つの移動体４に対し、２本の配線が駆動回路２０へ接続されていた。よって、２つの移動体４を配置した場合、４本の配線が駆動回路２０へ接続されることとなる。本実施形態では、例えば２つの移動体の場合に、従来では４本必要であった配線を、２本または３本へ配線数を低減して省線化できる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態によれば、例えば２つの移動体の電磁石を電気的に接続させて、配線を減らした慣性駆動アクチュエータを提供できる。その際、２つの移動体には共通の電流を印加する。ここで、２つの電磁石１０４ａ、１０４ｂには、逆の極性を示すようにコイル線が巻かれている。これにより、２つの移動体１０４ａ、１０４ｂの摩擦の状態を、同一の電流により分離できる。この結果、移動体１０５ａ、１０５ｂを独立に制御することが可能となる。
【００２８】
このように、本実施形態では、慣性駆動アクチュエータは、複数の移動体の電磁石を電気的に接続させて配線を減らして、各移動体の摩擦の状態を制御することが可能となる。したがって、複数の移動体を備える構成でも、簡略な配線にでき、慣性駆動アクチュエータの大型化を抑止できるという効果を奏する。
更には、移動体１０５ａと移動体１０５ｂを個別に作製することが可能となる。
【００２９】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ１５０の構成を示している。図２において、磁性部材１０６は導電性を有し、中継部材に相当する。第１の接続手段は、第１のコイル線１０３ａと、磁性部材１０６と、第２のコイル線１０３ｂとで構成される。
【００３０】
また、磁性部材１０６は、第１の移動体１０５ａ、第２の移動体１０５ｂと対向する方向に磁化された磁石を使用する。また、第１のコイル線１０３ａ、第２のコイル線１０３ｂは、それぞれ発生磁界が逆になるように、第１の電磁石１０４ａ、第２の電磁石１０４ｂに巻かれている。第２の実施形態は、第１の実施形態と異なり、コイル１０３ａ、１０３ｂと磁性部材１０６とを直接接続している。
【００３１】
本実施形態によれば、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂであっても、駆動制御の配線を、第１、第２のコイル線１０３ａ、１０３ｂの２本で行うことが可能となる。さらに、第１の実施形態では、移動体１０５ａ、１０５ｂと磁性部材１０６との接触状態で電気抵抗が変化していた。本実施形態では、第１、第２のコイル１０３ａ、１０３ｂと磁性部材１０６とを直接接続している。このため、移動体１０５ａ、１０５ｂと、磁性部材１０６との電気抵抗を減らすことができる。
更には、移動体１０５ａと移動体１０５ｂを個別に作製することが可能となる。
【００３２】
（第３実施形態）
図３は、第３の実施形態の構成を説明する図である。図３において、第１の移動体１０５ａと、第２の移動体１０５ｂと、磁性部材１０６とは導電性を有している。また、第１、第２の移動体１０５ａ、１０５ｂと磁性部材１０６、その間の第１の配線１０７ａ、第２の配線１０７ｂは、中継部材に相当する。
【００３３】
第１の接続手段は、第１のコイル線１０３ａと、第１の移動体１０５ａと、第１の配線１０７ａと、磁性部材１０６と、第２の配線１０７ｂと、第２の移動体１０５ｂと、第２のコイル線１０３ｂとで構成される。また、磁性部材１０６は第１、第２の移動体１０５ａ、１０５ｂと対向する方向に磁化された磁石を使用する。また、第１、第２のコイル線１０３ａ、１０３ｂは、それぞれ発生する磁界の向きが逆になるように、第１、第２の電磁石１０４ａ、１０４ｂに巻かれている。
【００３４】
本実施形態によれば、２つの移動体１０４ａ、１０４ｂであっても、その制御の配線をコイル線１０３ａ、１０３ｂの２本で行うことが可能となる。さらに、コイル線１０３ａ、１０３ｂの代わりに、新たに配線１０７ａ、１０７ｂを設けて、移動体１０５ａ、１０５ｂと磁性部材１０６とを接続する。これにより、移動体１０５ａ、１０５ｂ間の電気抵抗値を下げることができる。また、繰り返し動作による配線の劣化、断線を防止することができる。更には、移動体１０５ａと移動体１０５ｂを個別に作製することが可能となる。
【００３５】
（第４実施形態）
図４は、第４の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ２５０の構成を示す図である。図４において、第１の移動体１０５ａ、第２の移動体１０５ｂは、それぞれ導電性を有している。また、第１の移動体１０５ａと第２の移動体１０５ｂとは、配線１１１で電気的に接続されている。
【００３６】
配線１１１は、第１のコイル１０３ａと第２のコイル１０３ｂとを電気的に中継する中継部材に相当する。第１の接続手段は、第１のコイル線１０３ａと、第１の移動体１０５ａと、配線１１１と、第２の移動体１０５ｂと、コイル線１０３ｂとで構成される。また、磁性部材１０６は第１、第２の移動体１０５ａ、１０５ｂと対向する方向に磁化された磁石を使用する。第１のコイル線１０３ａ、第２の１０３ｂは、発生する磁界の向きが逆方向になるように、それぞれ第１の磁石１０４ａ、第２の磁石１０４ｂに巻かれている。
【００３７】
本実施形態によれば、２つの移動体であっても、その制御の配線をコイル線１０３ａ、１０３ｂの２本で行うことが可能となる。さらにコイル線１０３ａ、１０３ｂではなく、新たに配線１１１を使用する。これにより、移動体１０５ａ、１０５ｂ間の電気抵抗値を下げることができる。また、配線１１１の材料を他の配線と代えることができるので、例えば径を太くすることもできる。この結果、繰り返し動作による配線の劣化、断線を防止することができる。更には、移動体１０５ａと移動体１０５ｂを個別に作製することが可能となる。
なお、中継部材は、本実施形態において示した構成以外の構成でも構わない。例えば、アクチュエータのフレーム、レンズ鏡枠など、導電性の物であれば良い。
【００３８】
（第５実施形態）
図５は、第５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３００の構成を説明する図である。本実施形態は、第１の実施形態の構成に対して、第２の接続手段を用い、第１の接続手段と駆動回路１０１とを電気的に接続している。本実施形態では、磁性部材１０６と駆動回路１０１とを第２の接続手段である配線１０８で接続している。第２の接続手段である配線１０８は、駆動回路１０１と第１の接続手段とのいずれの部分とを接続しても構わない。
【００３９】
本実施形態によれば、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂであっても、その制御の配線を３本で行うことが可能となる。さらに、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂの電流を分離することが可能となる。
【００４０】
（第６実施形態）
図６は、第６の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ３５０の構成を説明する図である。第６の実施形態では、第３の実施形態の構成に対して、第２の接続手段を用い、第１の接続手段と駆動回路１０１とを電気的に接続している。ここでは、磁性部材１０６と駆動回路１０１とを第２の接続手段である配線１０８で接続している。第２の接続手段は、駆動回路１０１と第１の接続手段とのいずれの部分とを接続しても構わない。
【００４１】
本実施形態によれば、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂの場合でも、その駆動制御を３本の配線で行うことが可能となる。さらに、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂの電流を分離することが可能となる。
【００４２】
（第７実施形態）
図７は、第７の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ４００の構成を説明する図である。第７の実施形態は、基本的に第５の実施形態と同様に構成されるが、第５の実施形態とは磁性部材１０６ｂが異なる。磁性部材１０６ｂは、磁石ではなく、導電性のある磁性部材である。
【００４３】
本実施形態によれば、２つの移動体１０４ａ、１０４ｂの場合でも、その駆動制御を３本の配線で行うことが可能となる。さらに、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂの電流を分離することが可能となる。
【００４４】
（第８実施形態）
図８は、第８の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ４５０の構成を説明する図である。第８の実施形態は、基本的に第６の実施形態と同様に構成されるが、第６の実施形態とは、磁性部材１０６ｂが異なる。磁性部材１０６ｂは、磁石ではなく、導電性のある磁性部材である。
【００４５】
本実施形態によれば、移動体１０５ａ、１０５ｂが２つの場合でも、その駆動制御を３本の配線で行うことが可能となる。さらに、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂの電流を分離することが可能となる。
【００４６】
（第９実施形態）
図９は、第９の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ５００の構成を説明する図である。図において、移動体１０５ａ、１０５ｂ、磁性部材１０６は導電性を有している。
ここでは、第１の接続手段は、コイル線１０３と、移動体１０５ａと、磁性部材１０６と、配線１０８と、駆動回路１０１を接続する構成となる。また、移動体１０５ｂと磁性部材１０６とは絶縁層１０９により絶縁されている。さらに、磁性部材１０６は、各移動体１０５と対向する方向に磁化された磁石を使用する。電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂとは、発生する磁界の向きが逆になるようにコイル線１０３が巻かれている。
本実施形態によれば、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂであっても、その駆動制御を２本の配線で行うことが可能となる。さらに、移動体１０５ａ、１０５ｂの配線による拘束を２本から１本にできる。
【００４７】
なお、第２の接続手段は、第１の接続手段と駆動回路１０１とを接続する機能を有している。このため、本実施形態では、第２の接続手段は使用していないこととなる。また、コイル線１０３を共有しているので中継部材も使用していない。
【００４８】
（第１０実施形態）
図１０は、第１０の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ５５０の構成を説明する図である。第１０の実施形態は、３群の移動体で、４本の配線となる構成である。
【００４９】
各移動体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、磁性部材１０６ｂは導電性を有している。各移動体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと、磁性部材１０６ｂが中継部材に相当する。
【００５０】
第１の接続手段は、各コイル線１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃと、各移動体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと、磁性部材１０６ｂとで構成される。第２の接続手段である配線１０８は、磁性部材１０６ｂと駆動回路１０１とを接続する。また、磁性部材１０６ｂは、磁石ではなく導電性のある磁性部材である。
本実施形態によれば、３つの移動体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃの場合でも、その駆動制御を４本での配線で行うことが可能となる。さらに、電磁石１０４ａ、電磁石１０４ｂ、電磁石１０４ｃの電流を分離することが可能となり、３群の移動体を独立制御できる。
【００５１】
（第１１実施形態）
図１１は、第１１の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６００の構成を説明する図である。第１１の実施形態は、３群の移動体で、３本の配線となる構成である。
【００５２】
本実施形態は、第９の実施形態の構成と、第１０の実施形態の構成とを組合わせた構成を有している。３つの移動体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃのうちの２つの移動体１０５ｂ、１０５ｃは、第９の実施形態と同様に構成されおり、１本の配線で制御されている。また、磁性部材１０６は、各移動体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと対向する方向に磁化された磁石を使用する。
【００５３】
本実施形態によれば、３つの移動体１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃの場合でも、その駆動制御を３本の配線で行うことが可能となる。さらに、電磁石１０４ａと、電磁石１０４ｂ、１０４ｃとの電流を分離することが可能となる。
また、本実施形態では、電磁石１０４ｂ、１０４ｃに巻くコイルは、磁界の向きが逆向きとなるように巻いている。なお、電磁石１０４ａに関しては、コイルを巻く方向は問わない。
【００５４】
（第１２実施形態）
図１２は、第１２の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ６５０の構成を説明する図である。第１２の実施形態は、滑落防止機構１０６Ｕをさらに備える構成である。
【００５５】
移動体１０５ａ１、１０５ｂ１を、磁性部材１０６Ｌと滑落防止機構１０６Ｕとで挟み込むような形で配置する。その際、滑落防止機構１０６Ｕは、磁性体であることが望ましいが、磁性体でなくても問題ない。
【００５６】
本実施形態では、端子１０２ａと端子１０２ｂとが、共通のコイル線１０３を使用し、電磁石１０４ａ、１０４ｂを介して接続される。電磁石１０４ａ、１０４ｂは、移動体１０５ａ２、１０５ｂ２を介して磁性部材１０６Ｌに接続される。さらに、電磁石１０４ａ、１０４ｂは、移動体１０５ａ１、１０５ｂ１を介して滑落防止機構１０６Ｕに接続される。
【００５７】
第１の接続手段として、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂは、共通のコイル線１０３を使用している。磁性部材１０６Ｌは移動体１０５ａ２、１０５ｂ２と対向する方向に磁化された磁石を使用する。また、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂとは、異なる方向に磁界が発生するようにコイル線１０３が巻きつけられている。
【００５８】
電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂとは同一電流を流すと、逆の極性となる。このため、どちらか一方の移動体１０５ａ２、１０５ｂ２は磁石に吸着して摩擦増加となり、他方は反発して摩擦低下となる。このようにして、各移動体１０５ａ２、１０５ｂ２の摩擦を制御する。
【００５９】
本実施形態によれば、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂであっても、その駆動制御を２本の配線で行うことが可能となる。さらに、滑落防止機構１０６Ｕを備えたので、反発時に移動体１０５ａ、１０５ｂが磁性部材１０６Ｌより滑落することを防止できる。
【００６０】
（第１３実施形態）
図１３（ａ）は、第１３の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ７００の構成を説明する側面図である。図１３（ｂ）は、第１３の実施形態の構成を説明する断面図である。第１３の実施形態は、滑落防止機構を、移動体１０５ａ、１０５ｂに配置した構成である。
【００６１】
第１の接続手段として、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂは、共通のコイル線１０３を使用している。電磁石１０４は、移動体１０５ａ、１０５ｂを介して磁性部材１０６に接続される。
本実施形態では、移動体１０５ａ、１０５ｂが磁性部材１０６を掴む形状をしており、移動体１０５ａ、１０５ｂが反発しても、磁性部材１０６から滑落することはない。
【００６２】
（第１４実施形態）
図１４（ａ）は、第１４の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ７５０の構成を説明する側面図である。図１４（ｂ）は、第１４の実施形態の構成を説明する断面図である。第１４の実施形態は、滑落防止機構を、磁性部材１０６ｃ内に配置する構成である。
【００６３】
第１の接続手段として、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂは、共通のコイル線１０３を使用している。電磁石１０４ａ、１０４ｂは、移動体１０５ａ、１０５ｂと磁性部材１０６ｃとに接続される。
【００６４】
本実施形態の磁性部材１０６ｃは、移動体１０５ａ、１０５ｂ（不図示）を包む構造である。磁性部材１０６ｃの内部に移動体１０５が移動する空間が形成されている。したがって、移動体１０５ａ、１０５ｂが反発しても、磁性部材１０６ｃから移動体１０５が滑落することはない。
【００６５】
（第１５実施形態）
図１５は、第１５の実施形態に係る慣性駆動アクチュエータ８００の構成を説明する図である。第１５の実施形態は、滑落防止機構として、磁性部材１０６と移動体１０５ａ、１０５ｂとの間に、絶縁材料１０９を配置する構成である。絶縁材料１０９は、または、絶縁被膜としてもよい。
【００６６】
第１の接続手段として、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂは、共通のコイル線１０３を使用している。電磁石１０４ａ、１０４ｂは、移動体１０５ａ、１０５ｂと、絶縁材料１０９を介して磁性部材１０６に接続される。
【００６７】
本実施形態では、絶縁材料１０９に応じて移動体１０５ａ、１０５ｂと磁性部材１０６との接触状態を調整することができる。また、移動体１０５ａ、１０５ｂと磁性部材１０６とは電気的に絶縁する構成とすることができる。
【００６８】
図１６、１７は、上述した実施形態に係る慣性駆動アクチュエータの動作原理を説明する図である。第１の接続手段として、電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂは、共通のコイル線１０３を使用している。また、電磁石１０４ａは移動体１０５ａに接合されており、電磁石１０４ｂは移動体１０５ｂに接合されている。
【００６９】
また、磁性部材１０６は各移動体１０５ａ、１０５ｂと対向する方向に分極された磁石を使用する。図１６、図１７では、磁性部材１０６は、上側がＮ極、下側がＳ極に分極している。
【００７０】
コイル線１０３は、駆動回路１０１の端子１０２ｂ（プラス側）から、電磁石１０４ｂ、電磁石１０４ａを介して端子１０２ａ（マイナス側）に接続される。電磁石１０４ａと電磁石１０４ｂとは、異なる方向に磁界が発生するようにコイル線１０３が巻きつけられている。
【００７１】
図１６に示す構成では、電流は、端子１０２ｂ（プラス側）から端子１０２ａ（マイナス側）に向かって流れる。電磁石１０４ｂの移動体１０５ｂ側はＮ極に、電磁石１０４ａの移動体１０５ａ側はＳ極になる。
【００７２】
これにより、移動体１０５ｂは、磁性部材１０６に反発して、摩擦力は小さくなる。移動体１０５ａは、磁性部材１０６に吸着して摩擦力は大きくなる。移動体１０５ａは、磁性部材１０６の動きに応じて移動させることが可能となる。
【００７３】
図１７では、電流は、端子１０２ａ（プラス側）から端子１０２ｂ（マイナス側）に向かって流れる。電磁石１０４ｂの移動体１０５ｂ側はＳ極に、電磁石１０４ａの移動体１０５ａ側はＮ極になる。
【００７４】
これにより、移動体１０５ｂは、磁性部材１０６に吸着して摩擦力が大きくなる。移動体１０５ａは、磁性部材１０６に反発して、摩擦力は小さくなる。移動体１０５ｂは、磁性部材１０６の動きに応じて移動させることが可能となる。
このようにして、電流を流す向きで摩擦を制御し、所望の移動体１０５の動きを制御することができる。
【００７５】
図１８、図１９、図２０は、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂの駆動原理を説明する図である。
図１８（ａ）、１９（ａ）、２０（ａ）は、慣性駆動アクチュエータ８５０の構成を説明する図である。図１８（ｂ）は圧電素子１１０への印加電圧の時間変化を示す。図１８（ｃ）は端子１０２ａの電圧の時間変化を示す。端子１０２ｂの電圧は、図示しないが、端子１０２ａとは逆の極性であるか、またはＧＮＤとなる。駆動回路１０１は、端子１０２ａ、１０２ｂの電圧を制御する。
なお、慣性駆動アクチュエータの構成は、図１６、図１７で示した例と同様である。ただし、磁性部材１０６は、圧電素子１１０を介して図示しない固定部材に接続される。
【００７６】
圧電素子１１０は、印加電圧の増加に応じて伸び、磁性部材１０６は左（以下Ａ方向）へ移動する。圧電素子１１０は印加電圧の減少に応じて縮み、磁性部材１０６は右（以下Ｂ方向）へ移動する。
【００７７】
端子１０２ａがマイナスのとき、移動体１０５ａは磁性部材１０６に吸着し、移動体１０５ｂは磁性部材１０６に反発する。このとき、圧電素子１１０は伸長しており、吸着している移動体１０５ａは、磁性部材１０６の動きに応じて、Ａ方向へ移動する。端子１０２ａがプラスのとき、移動体１０５ｂは磁性部材１０６に吸着し、移動体１０５ａは磁性部材１０６に反発する。このとき、圧電素子１１０は縮んでおり、吸着している移動体１０５ｂは、磁性部材１０６の動きに応じて、Ｂ方向へ移動する。
この印加方法では、圧電素子１１０の１回の伸縮で、移動体１０５ａ、１０５ｂをそれぞれ左右に移動することができる。
【００７８】
図１９は、他の駆動制御を説明する図である。図１９（ａ）は、慣性駆動アクチュエータ８５０の構成を示している。図１９（ｂ）は圧電素子１１０への印加電圧の時間変化を説明する図である。図１９（ｃ）は端子１０２ａの電圧の時間変化を説明する図である。
【００７９】
端子１０２ａの電圧極性は、端子１０２ｂの電圧極性と逆の関係にある。そして、図１９（ｃ）のようにＧＮＤ（レベル０）を介在させて段階的に印加電圧を変化させる。ＧＮＤのときには、各移動体１０５ａ、１０５ｂは、吸着も反発もしていない状態である。このとき、移動体１０５ａ、１０５ｂには摩擦力は発生しないで、磁性部材１０６に対しすべりが生じると同時に、慣性力により、その場所に留まろうとしている。
【００８０】
端子１０２ａがマイナスのとき、移動体１０５ａは、磁性部材１０６に吸着し、↓Ａ方向へ移動する。また、端子１０２ａがＧＮＤのとき、移動体１０５ａは、その場所に保持される。次の圧電素子１１０の伸長時、端子１０２ａはプラスになり、移動体１０５ｂが磁性部材１０６に対して吸着し、Ａ方向へ移動する。本実施形態では、２つの移動体１０５ａ、１０５ｂを同じ方向へ動かす動作を説明している。
【００８１】
図２０は、さらに別の駆動制御を説明する図である。図２０（ａ）は、慣性駆動アクチュエータ８５０の構成を説明する図である。図２０（ｂ）は圧電素子１１０への印加電圧の時間変化を説明する図である。図２０（ｃ）は端子１０２ａの電圧の時間変化を説明する図である。
【００８２】
端子１０２ａの電圧は、図２０（ｃ）のように、マイナス電圧とＧＮＤ電圧をを交互に発生させる。端子１０２ａがマイナスのとき、移動体１０５ａは磁性部材１０６に吸着し、移動体１０５ｂは磁性部材１０６に反発する。吸着している移動体１０５ａは、磁性部材１０６の動きに応じて、Ａ方向へ移動する。この駆動方法では、移動体１０５ａだけをＡ方向へ移動させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上のように、本発明にかかる慣性駆動アクチュエータは、複数の移動体を有する慣性駆動アクチュエータに有用であり、特に、小径化な慣性駆動アクチュエータに適している。
【符号の説明】
【００８４】
１ 固定部材
２、１１０ 圧電素子
３ 振動基板
４、１０５ａ、１０５ｂ 移動体
４ａ 吸着部
５、１０３ａ、１０３ｂ コイル線
７ 突起
２０、１０１ 駆動回路
１０２ａ、１０２ｂ 端子
１０４ａ、１０４ｂ 電磁石
１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ 移動体
１０６ 磁性部材
１０７、１０８、１１１ 配線
１０９ 絶縁膜
１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０ 慣性駆動アクチュエータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の移動体と、
第２の移動体と、
前記第１の移動体に配置された第１の電磁石と、
前記第２の移動体に配置された第２の電磁石と、
前記第１の移動体と前記第２の移動体とに対向して配置された磁性部材と、
前記第１の電磁石を構成する第１のコイルと、前記第２の電磁石を構成する第２のコイルとに電流を供給する駆動回路と、
前記駆動回路を介さず、前記第１のコイルと前記第２のコイルとを電気的に接続させる第１の接続手段とを備え、
磁力にて複数の前記移動体の摩擦を制御することを特徴とする慣性駆動アクチュエータ。
【請求項２】
前記磁性部材は、前記移動体と対向する方向に分極された永久磁石であり、かつ、前記駆動回路から電流を前記第１のコイルと前記第２のコイルとに供給した際、前記第１の電磁石が発生する磁界の向きに対して、前記第２の電磁石が発生する磁界の向きが逆向きになるように、前記第１のコイルと前記第２のコイルとが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項３】
前記第１のコイル、前記第２のコイルを介さずに、前記第１の接続手段と前記駆動回路とを電気的に接続する第２の接続手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項４】
前記第１の接続手段として、前記第１のコイルと前記第２のコイルとを同一線材で形成することを特徴とする請求項２または３に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項５】
前記第１の接続手段は、前記第１のコイルと前記第２のコイルとを電気的に中継する中継部材によって構成されることを特徴とする請求項２または３に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項６】
前記慣性駆動アクチュエータは、さらに滑落防止機構を有することを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項７】
前記移動体は絶縁部材を介して前記磁性部材に配置することを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項８】
前記移動体は絶縁層を介して前記磁性部材に配置することを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項９】
前記移動体にコイル芯が形成され、前記コイル芯にコイル線を巻くことによって電磁石が形成されることを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項１０】
３つ以上の移動体を有する慣性アクチュエータにおいて、そのうちの少なくとも２つ以上の電磁石が前記第１の接続手段により接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項１】
第１の移動体と、
第２の移動体と、
前記第１の移動体に配置された第１の電磁石と、
前記第２の移動体に配置された第２の電磁石と、
前記第１の移動体と前記第２の移動体とに対向して配置された磁性部材と、
前記第１の電磁石を構成する第１のコイルと、前記第２の電磁石を構成する第２のコイルとに電流を供給する駆動回路と、
前記駆動回路を介さず、前記第１のコイルと前記第２のコイルとを電気的に接続させる第１の接続手段とを備え、
磁力にて複数の前記移動体の摩擦を制御することを特徴とする慣性駆動アクチュエータ。
【請求項２】
前記磁性部材は、前記移動体と対向する方向に分極された永久磁石であり、かつ、前記駆動回路から電流を前記第１のコイルと前記第２のコイルとに供給した際、前記第１の電磁石が発生する磁界の向きに対して、前記第２の電磁石が発生する磁界の向きが逆向きになるように、前記第１のコイルと前記第２のコイルとが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項３】
前記第１のコイル、前記第２のコイルを介さずに、前記第１の接続手段と前記駆動回路とを電気的に接続する第２の接続手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項４】
前記第１の接続手段として、前記第１のコイルと前記第２のコイルとを同一線材で形成することを特徴とする請求項２または３に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項５】
前記第１の接続手段は、前記第１のコイルと前記第２のコイルとを電気的に中継する中継部材によって構成されることを特徴とする請求項２または３に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項６】
前記慣性駆動アクチュエータは、さらに滑落防止機構を有することを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項７】
前記移動体は絶縁部材を介して前記磁性部材に配置することを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項８】
前記移動体は絶縁層を介して前記磁性部材に配置することを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項９】
前記移動体にコイル芯が形成され、前記コイル芯にコイル線を巻くことによって電磁石が形成されることを特徴とする請求項１に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【請求項１０】
３つ以上の移動体を有する慣性アクチュエータにおいて、そのうちの少なくとも２つ以上の電磁石が前記第１の接続手段により接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の慣性駆動アクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１３−１７３５３（Ｐ２０１３−１７３５３Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４９９６２（Ｐ２０１１−１４９９６２）
【出願日】平成２３年７月６日（２０１１．７．６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月６日（２０１１．７．６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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