JP2014202910A - アクチュエータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を防ぎながら被駆動部の振動振幅を大きくすることが可能なアクチュエータ装置を提供する。【解決手段】固定端Ａから屈曲点Ｃまで延びる短辺部１３Ａと、前記屈曲点Ｃで前記短辺部１３Ａから屈曲して自由端Ｂまで延びる長辺部１３Ｂと、を有する弾性板１３と、前記長辺部１３Ｂにおける自由端Ｂ側の位置に連結されている被駆動部１４と、前記弾性板１３に渡されており、前記屈曲点Ｃと前記自由端Ｂとを結ぶ方向に沿って張られている、収縮可能なワイヤ１２と、を備えるアクチュエータ装置１１。【選択図】 図１

Description

本発明は、アクチュエータを用いて被駆動部を駆動させるアクチュエータ装置に関する。特には、形状記憶合金（ＳＭＡ：Ｓｈａｐｅ ｍｅｍｏｒｙ ａｌｌｏｙ）等からなる収縮可能なワイヤを備えるアクチュエータ装置に関する。

携帯電話などの電子機器に搭載されるバイブレータ等に利用されるアクチュエータ装置として、ＳＭＡ等からなり収縮可能なワイヤを動力源とするものが知られている（例えば特許文献１〜３参照）。一般に、ＳＭＡからなるワイヤは、通電等によって発熱することで所定の長さから縮み、冷却されることで所定の長さに戻る性質を有している。このような収縮可能なワイヤを動力源とするアクチュエータ装置は、振動モータなどを動力源とする従来のアクチュエータ装置に比べて、小型であり、その上、高い応答性を有している。

ここで、特許文献１を参考にしたアクチュエータ装置の第１の従来例について説明する。図１３は、第１の従来例に係るアクチュエータ装置１Ｐの斜視図である。

アクチュエータ装置１Ｐは、ワイヤ状の形状記憶合金２Ｐと、弾性部材３Ｐと、可動部４Ｐと、固定部５Ｐと、を備えている。弾性部材３Ｐは、アクチュエータ装置１Ｐの高さ方向に対して垂直な方向に延びる板ばねからなり、アクチュエータ装置１Ｐの高さ方向に可撓性を有している。可動部４Ｐは、アクチュエータ装置１Ｐの高さ方向に移動可能な状態で、弾性部材３Ｐを介して固定部５Ｐに連結されている。形状記憶合金２Ｐは、弾性部材３Ｐに対してある角度（例えば６０°）をなすように可動部４Ｐと固定部５Ｐとの間に張り渡されている。形状記憶合金２Ｐと弾性部材３Ｐとは、被駆動部である可動部４Ｐをアクチュエータ装置１Ｐの高さ方向に沿って移動させるアクチュエータを構成している。

アクチュエータ装置１Ｐでは、形状記憶合金２Ｐが通電されることにより発熱して所定の長さから所定の収縮量だけ縮むと、可動部４Ｐが固定部５Ｐに近づくように移動する。その後、形状記憶合金２Ｐが冷却されて所定の長さに戻ると、可動部４Ｐが固定部５Ｐから離れるように移動して元の位置に戻る。

次に、特許文献２を参考にしたアクチュエータ装置の第２の従来例について説明する。図１４（Ａ）は、第２の従来例に係るアクチュエータ装置１Ｑの側面図である。図１４（Ｂ）は、第２の従来例に係るアクチュエータ装置１Ｑの平面図である。

アクチュエータ装置１Ｑは、ＳＭＡワイヤ２Ｑと、レバー部材３Ｑと、レンズユニット４Ｑと、バイアスバネ６Ｑと、ベース部材５Ｑと、平行板バネ７Ｑと、支持脚８Ｑと、支持部９Ｑと、電極固定部１０Ｑと、を備えている。ＳＭＡワイヤ２Ｑとレバー部材３Ｑとは、被駆動部であるレンズユニット４Ｑをアクチュエータ装置１Ｑの高さ方向に沿って移動させるアクチュエータを構成している。

具体的には、ベース部材５Ｑは、アクチュエータ装置１Ｑの高さ方向に対して垂直な主面を有する板状の部材である。支持脚８Ｑと電極固定部１０Ｑとは、ベース部材５Ｑの主面に固定されている。レンズユニット４Ｑは、平行板バネ７Ｑを介してベース部材５Ｑに取り付けられており、アクチュエータ装置１Ｑの高さ方向に沿って移動可能である。支持部９Ｑは、レンズユニット４Ｑの対物側先端の外周縁部から突出している。バイアスバネ６Ｑは、レンズユニット４Ｑをベース部材５Ｑ側に押し下げている。レバー部材３Ｑは、側面視してＬ字状であり、変位入力部３１Ｑと、変位出力部３２Ｑと、を有している。変位出力部３２Ｑは、平面視して円弧状であり、アクチュエータ装置１Ｑの高さ方向に対して垂直な面内でレンズユニット４Ｑの外周に沿って延びている。変位入力部３１Ｑは、変位出力部３２Ｑの円弧中心部分に連結され、ベース部材５Ｑ側に延びている。ＳＭＡワイヤ２Ｑは、変位入力部３１Ｑに掛け渡された状態で、２つの電極固定部１０Ｑに両端が固定されている。

レバー部材３Ｑは、側面視して変位入力部３１Ｑと変位出力部３２Ｑとが結合する部分を支点として、支持脚８Ｑの先端に揺動自在に取り付けられている。また、レバー部材３Ｑは、変位出力部３２Ｑの側面に一対の支持部９Ｑが接触しており、変位入力部３１Ｑの側面にＳＭＡワイヤ２Ｑが接続されている。そのため、レバー部材３Ｑは、支持脚８Ｑとの接続点を支点とし、支持部９Ｑとの接続点を作用点とし、ＳＭＡワイヤ２Ｑとの接続点を力点とするテコとして機能する。

アクチュエータ装置１Ｑでは、ＳＭＡワイヤ２Ｑが通電されることにより発熱して所定の長さから所定の収縮量だけ縮む。すると、レバー部材３Ｑが反時計回りに揺動し、レンズユニット４Ｑをベース部材５Ｑから離れるように移動させる。その後、ＳＭＡワイヤ２Ｑが冷却されて所定の長さに戻ると、レバー部材３Ｑが時計回りに揺動し、レンズユニット４Ｑをベース部材５Ｑに近づくように移動させる。

次に、特許文献３を参考にしたアクチュエータ装置の第３の従来例について説明する。図１５（Ａ）は、第３の従来例に係るアクチュエータ装置１Ｒの断面図である。図１５（Ｂ）は、第３の従来例に係るアクチュエータ装置１Ｒの斜視図である。

アクチュエータ装置１Ｒは、ワイヤ状のＳＭＡ部材２Ｒと、テコ機構３Ｒと、被駆動部材４Ｒと、与圧部材６Ｒと、ベース５Ｒと、軸受７Ｒと、摺動軸８Ｒと、突起９Ｒと、を備えている。ＳＭＡ部材２Ｒとテコ機構３Ｒとは、被駆動部である被駆動部材４Ｒをアクチュエータ装置１Ｒの高さ方向に沿って移動させるアクチュエータを構成している。

被駆動部材４Ｒは、アクチュエータ装置１Ｒの高さ方向に対して垂直な受光面を有する光学素子からなる。ベース５Ｒは、被駆動部材４Ｒの受光面と概略平行な面を有している。摺動軸８Ｒは、被駆動部材４Ｒの受光面に対して垂直に延び、ベース５Ｒに固定されている。軸受７Ｒは、被駆動部材４Ｒの側面に固定されている円筒状の部材であり、内部に摺動軸８Ｒが挿入されている。軸受７Ｒと摺動軸８Ｒとは摺動可能となっている。これにより、被駆動部材４Ｒは、アクチュエータ装置１Ｒの高さ方向に可動となっている。また、与圧部材６Ｒは、ベース５Ｒとは反対側の方向に被駆動部材４Ｒを押し上げている。

テコ機構３Ｒは、ベース５Ｒから立設するＩ字状の部材であり、被駆動部材４Ｒの側面に対向している。ＳＭＡ部材２Ｒは、ベース５Ｒとテコ機構３Ｒとの間に張り渡されている。突起９Ｒは、被駆動部材４Ｒの側面から突出しており、テコ機構３Ｒに対向している。テコ機構３Ｒは、ベース５Ｒに固定されている一端を支点として、ベース５Ｒに揺動自在に取り付けられている。そして、テコ機構３Ｒは、先端近傍の側面を作用点として突起９Ｒに接触しており、側面中央を力点としてＳＭＡ部材２Ｒに接続されている。

アクチュエータ装置１Ｒでは、ＳＭＡ部材２Ｒが通電されることにより発熱して所定の長さから所定の収縮量だけ縮む。すると、テコ機構３Ｒが時計回りに揺動して、被駆動部材４Ｒをベース５Ｒに近づくように移動させる。一方、ＳＭＡ部材２Ｒが冷却されて所定の長さに戻ると、テコ機構３Ｒが反時計回りに揺動して、被駆動部材４Ｒをベース５Ｒから離れるように移動させる。

特開２００２−１３０１１４号公報 特開２０１２−２２７９９８号公報 特開２００９−０４１５４５号公報

ＳＭＡ等からなり収縮可能なワイヤを動力源とするアクチュエータ装置では、ワイヤを周期的に駆動することにより、被駆動部を振動させることが可能である。通常、被駆動部を振動させる場合に被駆動部の振動振幅を大きくするためには、ワイヤの収縮量に対する被駆動部の振動振幅の拡大率（以下、振動拡大率という。）を大きくするか、ワイヤの収縮量自体を大きくする必要がある。しかしながら、従来のアクチュエータ装置において、振動拡大率を大きくしたり、ワイヤの収縮量自体を大きくしたりするためには、アクチュエータ装置の大型化が避けられなかった。

例えば、第１の従来例で示したような、ワイヤが被駆動部に直接接続されるアクチュエータ装置であれば、被駆動部の振動振幅を大きくするには、ワイヤの全長を長くしてワイヤの収縮量を大きくする必要がある。その上、被駆動部を安定した姿勢で振動させるためには、被駆動部を挟んで対向するように２本のワイヤを配置する必要がある。これらのことが、被駆動部の振動振幅を大きくする際にアクチュエータ装置が大型化する要因となっていた。

また、第２の従来例で示したような、Ｌ字型のテコを用いるアクチュエータ装置では、被駆動部の振動振幅を大きくするには、テコにおける支点から力点までの距離と作用点までの距離との比を大きくして振動拡大率を大きくする必要がある。その上、Ｌ字型のテコを用いるアクチュエータ装置では、テコの支点（回転軸）に摩擦が生じ、ワイヤに生じる振動エネルギーの一部が消費されてワイヤの収縮量が小さくなってしまう。このため、被駆動部の振動振幅を大きくするには、ワイヤの全長を長くしてワイヤの収縮量を大きくする必要がある。さらには、Ｌ字型のテコを用いるアクチュエータ装置では、テコの位置を戻すためのバネ部材と、テコを揺動自在に支持するための支持部材とを配置するスペースが必要である。これらのことが、被駆動部の振動振幅を大きくする際にアクチュエータ装置が大型化する要因となっていた。

また、第３の従来例で示したような、Ｉ字型のテコを用いるアクチュエータ装置でも被駆動部の振動振幅を大きくするには、テコにおける支点から力点までの距離と作用点までの距離との比を大きくして振動拡大率を大きくする必要がある。その上、Ｉ字型のテコを用いるアクチュエータ装置では、テコと被駆動部との作用点に摩擦が生じるため、やはりワイヤに生じる振動エネルギーの一部が消費され、ワイヤの収縮量が小さくなってしまう。このため、被駆動部の振動振幅を大きくするには、ワイヤの全長を長くしてワイヤの収縮量を大きくする必要がある。これらのことが、被駆動部の振動振幅を大きくする際にアクチュエータ装置が大型化する要因となっていた。

なお、Ｉ字型のテコを用いるアクチュエータ装置の場合、テコの先端をアクチュエータ装置の高さ方向から大きく傾ければ、アクチュエータ装置の高さ方向の大型化を防ぐことが可能である。しかしながら、その場合には、テコとワイヤとがなす角度が小さくなってしまうので、テコとワイヤとの摩擦によるワイヤの摩耗がより発生しやすくなってワイヤの寿命が短くなってしまう。また、ワイヤをテコに対してはんだ接合する場合や、ワイヤをテコに掛け渡す場合には、テコとワイヤとがなす角度が小さくなると、テコにワイヤが接続される位置がずれやすくなる。すると、ワイヤに生じる振動エネルギーがテコを介して被駆動部に伝達され難くなるため、ワイヤの収縮量があまり大きくならず、被駆動部の振動振幅に製品毎のばらつきが生じてしまう。その上、テコの長辺に対してワイヤが斜め方向に張られていると、ワイヤをテコに対して接合する接合強度が弱くなることある。テコの長辺に対してワイヤが垂直方向に張られていれば、接合強度が弱くなりにくいが、その場合には、Ｉ字型のテコの先端を高さ方向から大きく傾けることができず、アクチュエータ装置が高さ方向に大型化してしまう。

そこで本発明の目的は、小型化することと、被駆動部の振動振幅を大きくすることが可能なアクチュエータ装置を提供することにある。

この発明に係るアクチュエータ装置は、弾性板と、被駆動部と、ワイヤと、を備えている。弾性板は、固定端から屈曲点まで延びる短辺部と、屈曲点で短辺部から屈曲して自由端まで延びる長辺部と、を有している。被駆動部は、長辺部における自由端側の位置に連結されている。ワイヤは、長さ方向に収縮可能であり、弾性板に渡されており、屈曲点と自由端とを結ぶ方向に沿って張られている。

この構成では、ワイヤを周期的に収縮させることにより、短辺部と長辺部とを屈曲振動させることができる。１次モードの屈曲振動では、弾性板の厚みの逆数に比例し、長さの２乗に比例する振動振幅が得られる。したがって、短辺部に生じる屈曲振動は、長辺部における屈曲振動に変換される際に、短辺部と長辺部との長さの比よりも大きく拡大される。これにより、被駆動部を大きな振動拡大率で振動させられる。また、ワイヤは弾性板の屈曲点と自由端とを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板を低背に構成してもワイヤの全長を短くする必要が無い。また、弾性板にワイヤ以外の部材との摩擦が生じることがなく振動エネルギーの劣化が少ない。このため、ワイヤにおいて大きな収縮量を実現できる。したがって、アクチュエータ装置を小型化しながら、被駆動部の振動振幅を大きくすることができる。

上記のアクチュエータ装置の弾性板においてワイヤが渡されている位置は、短辺部または長辺部における固定端と屈曲点と自由端とのうちの屈曲点により近い位置、即ち屈曲点の近傍であると好適である。

このように屈曲点の近傍にワイヤを渡せば、短辺部に高次モードの屈曲振動が励起することを抑制できる。したがって、弾性板の厚みを薄くしても、１次モードの屈曲振動を効率的に励起させることができ、弾性板の厚みを薄くしてさらに大きな振動拡大率を実現することが可能になる。

なお、弾性板にワイヤを渡す位置にバラツキが生じたり、駆動に伴う温度上昇などによってワイヤの収縮量に変動が生じたりすると、それらのバラツキや変動が拡大されて被駆動部の振動振幅においてもバラツキや変動が大きくなり、被駆動部が基板等に衝突する危険性が高まる。しかしながら、屈曲点の近傍にワイヤを渡しておけば、バラツキや変動の拡大を抑制でき、被駆動部の振動振幅をより安定させることができる。これにより、被駆動部の周囲のスペースを小さくしても、被駆動部の衝突を防ぐことが可能になり、アクチュエータ装置のさらなる小型化が可能になる。

上記のアクチュエータ装置において、ワイヤは、形状記憶合金からなり、両端間で弾性板に掛け渡されており、弾性板は、ワイヤが掛け渡される突起を備えていると好適である。

ワイヤを弾性板の幅全体ではなく突起に掛ける事で、ワイヤと弾性板との摩擦を低減することができ、ワイヤの収縮量が低下することやワイヤの破損を抑制できる。その上、アクチュエータ装置を大型化しなくても、突起によりワイヤが屈曲する角度を大きくすることができる。ワイヤが屈曲する角度が大きければ、弾性板における振動拡大率がより大きくなるので、アクチュエータ装置のさらなる小型化が可能になる。

上記のアクチュエータ装置において、ワイヤへの通電を制御する通電制御部を備え、通電制御部は、ワイヤへの通電周期を、弾性板における１次モードの屈曲振動の固有周期の整数倍に合わせると好適である。

これにより、弾性板を共振させて、弾性板に１次モードの屈曲振動を効率的に励起させることができる。その上、通電周期を固有周期の２倍以上にすれば、通電周期の間に被駆動部を複数回振動させることができ、ワイヤを十分に冷却させてワイヤの温度上昇と、温度上昇に伴ってワイヤの収縮量に変動が生じることを防ぐことができる。これにより、被駆動部の振動振幅をより安定させることができ、被駆動部の周囲のスペースを小さくしてアクチュエータ装置をさらに小型化することが可能になる。

上記のアクチュエータ装置において、突起は弾性板と一体の金属材料からなると好適である。

この発明によれば、弾性板に渡して屈曲点と自由端とを結ぶ方向に張ったワイヤを収縮させることによって、弾性板の短辺部および長辺部を屈曲振動させて振動拡大率を大きくすることができ、その上、ワイヤの収縮量自体も大きくすることができる。これにより、アクチュエータ装置を小型化しながら、被駆動部の振動振幅を大きくすることができる。

本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータ装置の平面図および側面図である。 本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータ装置の振動態様を示す模式図およびワイヤに印加される電圧と振動との時系列データを示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係るアクチュエータ装置の側面図、平面図、および振動態様を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態に係るアクチュエータ装置の平面図および側面図である。 本発明の第４の実施形態に係るアクチュエータ装置の平面図および側面図である。 本発明の第５の実施形態に係るアクチュエータ装置の平面図および側面図である。 本発明の第６の実施形態に係るアクチュエータ装置の側面図である。 本発明の第７の実施形態に係るアクチュエータ装置の側面図である。 本発明の第８の実施形態に係るアクチュエータ装置の平面図および側面図である。 本発明の第９の実施形態に係るアクチュエータ装置の平面図および側面図である。 本発明の第１０の実施形態に係るアクチュエータ装置の平面図および側面図である。 本発明の第１１の実施形態に係るアクチュエータ装置においてワイヤに印加される電圧と震動との時系列データを示すグラフである。 第１の従来例に係るアクチュエータ装置の斜視図である。 第２の従来例に係るアクチュエータ装置の側面図および平面図である。 第３の従来例に係るアクチュエータ装置の断面図および斜視図である。

以下、本発明のアクチュエータ装置について、図１〜１２を参照して説明する。以下、各図に示す基板の主面法線方向をアクチュエータ装置の高さ方向と定義し、各図の紙面左右方向をアクチュエータ装置の幅方向と定義し、各図の上記高さ方向および上記幅方向に直交する方向をアクチュエータ装置の前後方向と定義する。

まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１を高さ方向から視た平面図である。図１（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１を前後方向から視た側面図である。

アクチュエータ装置１１は、ワイヤ１２と、弾性板１３と、被駆動部１４と、基板１５と、２つの電極端子１６と、通電制御部１８と、を備えている。

基板１５は、平面視してアクチュエータ装置１１の幅方向を長手方向とする長方形である板状である。基板１５は、アクチュエータ装置１１の高さ方向に対して垂直な第１の主面１５Ａと第２の主面１５Ｂとを備えている。第１の主面１５Ａと第２の主面１５Ｂとは、互いに対向している。また、基板１５は、第２の主面１５Ｂに設けられている２つの外部端子１５Ｃを備えている。基板１５は、アクチュエータ装置１１が搭載される電子機器の筐体の一部であってもよい。

弾性板１３は、平面視してアクチュエータ装置１１の幅方向を長手方向とする長方形状であり、側面視して概略Ｌ字状である。弾性板１３の側面視した一端は、固定端Ａとして第１の主面１５Ａに固定されている。弾性板１３の側面視した他端は、自由端Ｂとして第１の主面１５Ａから離れて位置している。弾性板１３の両端間すなわち固定端Ａと自由端Ｂとの間は、屈曲点Ｃで屈曲して構成されている。

また、弾性板１３は、短辺部１３Ａと、長辺部１３Ｂと、突起１３Ｃと、を備えている。短辺部１３Ａは、弾性板１３を側面視して屈曲点Ｃから固定端Ａまでの部分であり、基板１５の第１の主面１５Ａに対して垂直にアクチュエータ装置１１の高さ方向に延びている。長辺部１３Ｂは、弾性板１３を側面視して屈曲点Ｃから自由端Ｂまでの部分であり、第１の主面１５Ａと平行にアクチュエータ装置１１の幅方向に延びている。長辺部１３Ｂにおけるアクチュエータ装置１１の幅方向の長さは、短辺部１３Ａにおけるアクチュエータ装置１１の高さ方向の長さよりも長い。短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂとは、リン青銅などのバネ性の高い材料からなり、一体に設けられている。突起１３Ｃは、長辺部１３Ｂにおいて側面視して自由端Ｂと屈曲点Ｃとの間であって自由端Ｂよりも屈曲点Ｃに近い位置において、長辺部１３Ｂからアクチュエータ装置１１の高さ方向において基板１５側とは反対側に突出するように設けられている。突起１３Ｃは、短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂとは異なる材料からなり、例えば、樹脂や金属からなる。また、突起１３Ｃは、側面を曲面として構成されている。そして、突起１３Ｃは、ワイヤ１２から作用する力を支えるために、弾性板１３に設けられている開口部内に突起１３Ｃの一部を配置した上で融着や溶接などの接合法で強固に接合されている。

被駆動部１４は、長辺部１３Ｂの第１の主面１５Ａと対向している面における、自由端Ｂと屈曲点Ｃとの間であって屈曲点Ｃよりも自由端Ｂに近い位置に取り付けられている。被駆動部１４は、第１の主面１５Ａに対して間隔を空けて対向している。被駆動部１４は、弾性板１３の自由端Ｂにおける振動振幅を大きくするために、タングステンなど高比重の材料からなることが望ましい。また、被駆動部１４と弾性板１３との接合は、薄型化のために、レーザ溶接などの突起が生じ難い接合法が採用されることが望ましい。

ワイヤ１２は、長さ方向に収縮可能で被駆動部１４を駆動させる動力源となり、弾性板１３とともにアクチュエータを構成する部材である。ワイヤ１２の中央は突起１３Ｃに掛け渡されており、両端はそれぞれ電極端子１６に接続されている。このため、ワイヤ１２は、平面視してＶ字状、かつ、側面視して長辺部１３Ｂが延びる方向に沿って長辺部１３Ｂと平行に張られている。ワイヤ１２は、絶縁被覆された形状記憶合金の線材からなり、通電等によって発熱することで所定の長さから縮み、冷却されることで所定の長さに戻る性質を有している。

２つの電極端子１６は、側面視してアクチュエータ装置１１の高さ方向を長手方向とする柱状であり、第１の主面１５Ａに対して垂直に設けられている。２つの電極端子１６は、平面視して自由端Ｂの近傍で弾性板１３の両脇に配置されている。ここでは、各電極端子１６におけるアクチュエータ装置１１の高さ方向の一方の端部は、基板１５に設けられている貫通孔に嵌め込まれており、基板１５の第２の主面１５Ｂに設けられた外部端子１５Ｃに導通している。各電極端子１６におけるアクチュエータ装置１１の高さ方向の他方の端部は、突起１３Ｃにおけるアクチュエータ装置１１の高さ方向の端部と略同じ高さに位置しているとともに、頂面部分にワイヤ１２の端部が、かしめや溶接等の接合法によって強固に接合されている。このため、２つの電極端子１６は、ワイヤ１２と電気的に接続されている。

通電制御部１８は、外部端子１５Ｃおよび電極端子１６を介して、ワイヤ１２の両端間に電気的に接続されている。通電制御部１８は、ワイヤ１２に通電することにより、ワイヤ１２を発熱させ、ワイヤ１２の温度および長さを制御し、弾性板１３を撓ませる。

具体的には、通電制御部１８がワイヤ１２に通電することにより、ワイヤ１２が発熱すると、ワイヤ１２が長さ方向に収縮する。これにより、ワイヤ１２が掛け渡されている突起１３Ｃを介して屈曲点Ｃに自由端Ｂに向かう方向の力が作用し、屈曲点Ｃが自由端Ｂに向かうように短辺部１３Ａが撓む。すると、短辺部１３Ａの撓みに伴い、長辺部１３Ｂが基板１５側に近づくように揺動して撓む。

また、通電制御部１８がワイヤ１２への通電を停止することにより、ワイヤ１２が冷却されると、ワイヤ１２が所定の長さに戻る。これにより、ワイヤ１２が掛け渡されている突起１３Ｃを介して屈曲点Ｃに作用していた自由端Ｂに向かう方向の力が低減し、短辺部１３Ａの弾性によって短辺部１３Ａが自由端Ｂとは反対側に向かう方向に撓む。すると、短辺部１３Ａの撓みに伴い、長辺部１３Ｂが基板１５とは反対側に離れるように揺動して撓む。

したがって、通電制御部１８がワイヤ１２への通電と非通電とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板１３の短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂとが屈曲振動することになる。

図２（Ａ）は、通電制御部１８からの出力電圧の時系列データと、弾性板１３の自由端Ｂにおける変位の時系列データとの関係を示すグラフである。図２（Ｂ）は、弾性板１３に生じる１次モード屈曲振動の振動態様を示す図である。

通電制御部１８は、弾性板１３の固有周期の半周期以下の十分に短いパルス幅のパルス波を出力する。パルス波を出力する時間隔（通電周期）は、弾性板１３の固有周期の１倍以上の整数倍に合わせる。これにより、弾性板１３が共振して短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂとに１次モードの屈曲振動が励起する。これらの屈曲振動は、弾性板１３の厚みの逆数に比例し、かつ、各領域の長さの２乗に比例する大きさの振動振幅となる。このため、ワイヤ１２の収縮により短辺部１３Ａに生じる１次モードの屈曲振動は、長辺部１３Ｂにおける１次モードの屈曲振動に変換される際に短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂとの長さの比よりも大きく拡大される。これにより、弾性板１３において大きな振動拡大率を実現できる。

また、ワイヤ１２は弾性板１３の屈曲点Ｃと自由端Ｂとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板１３を低背に構成してもワイヤ１２の全長を短くする必要が無い。その上、ワイヤ１２を弾性板１３の幅全体ではなく突起１３Ｃに掛ける事でワイヤ１２と弾性板１３との摩擦が小さく、また、弾性板１３にはワイヤ１２以外の部材との摩擦が生じることがない。したがって、弾性板１３での振動エネルギーの劣化が少なく、ワイヤ１２において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部１４の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置１１を小型化できる。

また、図２（Ａ）では、通電制御部１８は、弾性板１３の固有周期の３倍の通電周期（時間隔）でパルス波形を出力している。このように、通電制御部１８が弾性板１３の固有周期の２倍以上の整数倍の通電周期（時間隔）でパルス波形を出力すると、弾性板１３が共振して屈曲振動し、通電周期の１周期の間に弾性板１３が複数回振動することになる。すると、通電周期の間にワイヤ１２を十分に冷却させることができ、これによりワイヤ１２の温度上昇を防ぎ、ワイヤ１２に収縮量の変動が生じることを防ぐことができる。仮に、温度上昇によってワイヤ１２の収縮量に変動が生じると、その変動が弾性板１３で拡大されて被駆動部１４の振動振幅においても変動が大きくなり、被駆動部１４が基板１５に衝突する危険性が高まる。しかしながら、このアクチュエータ装置１１においては、通電周期を長くしてワイヤ１２の温度上昇を防ぐことができるので、ワイヤ１２における縮小量の変動も、被駆動部１４における振動振幅の変動も抑制できる。これにより、被駆動部１４の周囲のスペースを小さくしても、被駆動部１４の基板１５との衝突を防ぐことが可能になり、アクチュエータ装置１１のさらなる小型化が可能になる。

次に、本発明の第２の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。

図３（Ａ）は第２の実施形態に係るアクチュエータ装置２１を高さ方向から視た平面図である。図３（Ｂ）は第２の実施形態に係るアクチュエータ装置１１を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置２１において、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。

このアクチュエータ装置２１は、ワイヤ２２と、弾性板２３と、電極端子２６と、を備えている。弾性板２３は、短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂとを備えているが、突起が設けられていない構成である。ワイヤ２２は、弾性板２３における短辺部１３Ａの固定端Ａ近傍で、弾性板２３の前後方向の全長に亘って掛け渡され、長辺部１３Ｂと平行に張られている。電極端子２６は、弾性板２３におけるワイヤ２２が掛け渡されている位置と同程度の高さまで基板１５から延び、ワイヤ２２の両端を固定している。

このような構成のアクチュエータ装置２１でも、通電制御部１８がワイヤ２２への通電と通電中止とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板２３が共振して短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂとに１次モードの屈曲振動が生じる。このため、ワイヤ２２の収縮により短辺部１３Ａに生じる１次モードの屈曲振動を、長辺部１３Ｂにおける１次モードの屈曲振動に変換される際に拡大することができる。これにより、弾性板２３において大きな振動拡大率を実現できる。

また、ワイヤ２２は弾性板２３の屈曲点Ｃと自由端Ｂとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板２３を低背に構成してもワイヤ２２の全長を短くする必要が無い。その上、弾性板２３にはワイヤ２２以外の部材との摩擦が生じることがなく、振動エネルギーの劣化が少ない。したがって、ワイヤ２２において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部１４の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置２１を小型化できる。

なお、第２の実施形態に係るアクチュエータ装置２１は、弾性板２３の厚みが薄く剛性が低い場合などに、弾性板２３における１次モードの屈曲振動に、高次モードの屈曲振動が重畳することがある。

図３（Ｃ）は、弾性板２３に励起する２次モードの屈曲振動の振動態様を示す模式図である。

アクチュエータ装置２１に励起する２次モードの屈曲振動では、ワイヤ２２の収縮に伴い屈曲点Ｃと固定端Ａとの間に自由端Ｂに向かう方向の力が作用し、屈曲点Ｃと固定端Ａとの間が自由端Ｂに向かう方向に撓み、屈曲点Ｃの向く方向が反時計回りに回転する。これに伴い、長辺部１３Ｂは、図２（Ｂ）で示した１次モードの屈曲振動とは逆に、基板１５とは反対側に離れるように揺動して撓む。

また、ワイヤ２２が収縮状態から回復するのに伴い、屈曲点Ｃと固定端Ａとの間に作用していた自由端Ｂに向かう方向の力が低減し、屈曲点Ｃと固定端Ａとの間が自由端Ｂとは反対側に向かう方向に撓み、屈曲点Ｃの向く方向が時計回りに回転する。これに伴い、長辺部１３Ｂは、１次モードの屈曲振動とは逆に、基板１５側に近づくように揺動して撓む。

したがって、高次モードの屈曲振動が１次モードの屈曲振動に重畳すると、被駆動部１４の振動振幅が低下したり不安定になったりすることがある。これに対して、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１においては、屈曲点Ｃの近傍に設けた突起１３Ｃにワイヤ１２が掛け渡されているので、短辺部１３Ａに１次モードの屈曲振動を効率良く励起することができ、高次モードの屈曲振動が励起することを抑制することができる。このため、第１の実施形態では、弾性板１３の厚みを薄くして剛性を低くしても、１次モードの屈曲振動を効率的に励起させることができ、第２の実施形態に比べて、より大きな振動拡大率を実現することが可能である。

また、第２の実施形態に係るアクチュエータ装置２１のように、弾性板１３の固定端Ａに近い位置にワイヤ２２が架け渡されていると、弾性板１３にワイヤ１２を渡す位置にバラツキが生じたり、駆動に伴う温度上昇などによってワイヤ１２の収縮量に変動が生じたりした場合に、それらのバラツキや変動が拡大されて被駆動部１４に伝わり、被駆動部１４の振動振幅が不安定化することがある。これに対して、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１では、弾性板１３の屈曲点Ｃに近い位置にワイヤ２２が架け渡されているため、被駆動部１４の振動振幅がより安定したものになる。このため、第１の実施形態では、被駆動部１４の周囲のスペースを小さくしても、被駆動部１４の基板１５との衝突を防ぐことができ、第２の実施形態に比べて、アクチュエータ装置１１のさらなる小型化が可能である。

その上、第２の実施形態に係るアクチュエータ装置２１のように、ワイヤ２２が弾性板２３に前後方向の全長に亘って掛け渡されていると、アクチュエータ装置２１を前後方向に大型化しなくては、平面視した状態でのワイヤ２２が屈曲する角度を大きくすることができない。これに対して、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１では、ワイヤ１２が突起１３Ｃに掛け渡されているので、アクチュエータ装置１１を前後方向に大型化しなくても、平面視した状態でのワイヤ１２が屈曲する角度を大きくすることができる。例えば、特開２００９-１２２６０５号公報の段落００４４に記載されているように、平面視した状態でのワイヤが屈曲する角度が大きいほど、ワイヤが短縮した場合に、屈曲点の変位が大きくなることが知られている。したがって、第１の実施形態では、第２の実施形態に比べて、弾性板１３における振動拡大率を大きくでき、アクチュエータ装置１１のさらなる小型化が可能である。

次に、本発明の第３の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。

図４（Ａ）は第３の実施形態に係るアクチュエータ装置３１を高さ方向から視た平面図である。図４（Ｂ）は第３の実施形態に係るアクチュエータ装置３１を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置３１において、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。

このアクチュエータ装置３１は、ワイヤ３２と、弾性板３３と、を備えている。弾性板３３は、短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂと突起３３Ｃとを備えている。ここでは、突起３３Ｃは、弾性板３３の金属材料と一体に構成されており、弾性板３３に開口を設けて開口に囲まれる舌状の部位を成形した後、その部位を弾性板３３の屈曲点Ｃから短辺部１３Ａが延びる方向とは反対側に延ばし、先端を長辺部１３Ｂが延びる方向とは反対方向にカールさせてフック状に形成している。ワイヤ３２の中央は、突起３３Ｃに掛け渡されている。ワイヤ３２は、平面視してＶ字状、かつ、側面視して屈曲点Ｃと自由端Ｂとを結ぶ方向に沿って張られている。

このような構成のアクチュエータ装置３１でも、通電制御部１８がワイヤ３２への通電と通電中止とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板３３が共振して短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂとに１次モードの屈曲振動が生じる。このため、ワイヤ３２の収縮により短辺部１３Ａに生じる１次モードの屈曲振動を、長辺部１３Ｂにおける１次モードの屈曲振動に変換される際に拡大し、弾性板３３において大きな振動拡大率を実現できる。

また、ワイヤ３２は弾性板３３の屈曲点Ｃと自由端Ｂとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板３３を低背に構成してもワイヤ３２の全長を短くする必要が無い。その上、弾性板３３にはワイヤ３２以外の部材との摩擦が生じることがないので、振動エネルギーの劣化が少ない。このため、ワイヤ３２において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部１４の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置３１を小型化できる。

なお、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１は、突起１３Ｃの側面が曲面で構成されているため、ワイヤ１２と円滑に接触していたが、第３の実施形態に係るアクチュエータ装置３１は、突起３３Ｃの側面が平面で構成されているため、ワイヤ３２との接触抵抗が大きい。したがって、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１のほうが、第３の実施形態に係るアクチュエータ装置３１に比べて、弾性板とワイヤとの摩擦による振動エネルギーの劣化が少なく、ワイヤにおいてより大きな収縮量を実現できる。

ただし、第３の実施形態に係るアクチュエータ装置３１は、突起３３Ｃが弾性板３３を構成する部材と一体に構成されているが、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１は、突起１３Ｃが弾性板１３を構成する部材とは別体に構成されている。したがって、第３の実施形態に係るアクチュエータ装置３１のほうが、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１に比べて、突起の接合強度が強く、また部品点数も少ない。このような点では、第３の実施形態に係るアクチュエータ装置３１のほうが、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１よりも優れている。

次に、本発明の第４の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。

図５（Ａ）は第４の実施形態に係るアクチュエータ装置４１を高さ方向から視た平面図である。図５（Ｂ）は第４の実施形態に係るアクチュエータ装置４１を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置４１において、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。

このアクチュエータ装置４１は、ワイヤ４２と、弾性板４３と、を備えている。弾性板４３は、短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂと突起４３Ｃとを備えている。突起４３Ｃは、弾性板４３の金属材料と一体に構成されており、長辺部１３Ｂの幅方向における屈曲点Ｃの近傍、かつ、長辺部１３Ｂの前後方向における一方の縁部分から、基板１５側とは反対の方向に延ばし、先端を長辺部１３Ｂが延びる方向とは反対方向にカールさせてフック状に形成している。ワイヤ４２は、突起４３Ｃに掛け渡され、平面視してＶ字状、かつ、側面視して屈曲点Ｃと自由端Ｂとを結ぶ方向に沿って張られている。また、ワイヤ４２の一方の端部は、長辺部１３Ｂの縁部分に沿って張られており、ワイヤ４２の他方の端部は、長辺部１３Ｂに斜めに交差するように張られている。

このような構成のアクチュエータ装置４１でも、通電制御部１８がワイヤ４２への通電と通電中止とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板４３が共振して短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂとに１次モードの屈曲振動が生じる。このため、ワイヤ４２の収縮により短辺部１３Ａに生じる１次モードの屈曲振動を、長辺部１３Ｂにおける１次モードの屈曲振動に変換される際に拡大し、弾性板４３において大きな振動拡大率を実現できる。

また、ワイヤ４２は弾性板４３の屈曲点Ｃと自由端Ｂとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板４３を低背に構成してもワイヤ４２の全長を短くする必要が無い。その上、弾性板４３にはワイヤ４２以外の部材との摩擦が生じることがないので、振動エネルギーの劣化が少なく、ワイヤ４２において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部１４の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置４１を小型化できる。

その上、突起４３Ｃが弾性板４３の前後方向の中央からずらして配置されていることにより、突起４３Ｃが弾性板４３の前後方向の中央に配置されている場合よりも、弾性板４３のバネ強度が高まる。

次に、本発明の第５の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。

図６（Ａ）は第５の実施形態に係るアクチュエータ装置５１を高さ方向から視た平面図である。図６（Ｂ）は第５の実施形態に係るアクチュエータ装置５１を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置５１において、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。

このアクチュエータ装置５１は、ワイヤ５２と、弾性板５３と、を備えている。弾性板５３は、短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂと突起５３Ｃとを備えている。突起５３Ｃは、弾性板５３の金属材料と一体に構成されており、弾性板５３に開口を設けて開口に囲まれる舌状の部位を成形した後、弾性板５３を屈曲点Ｃから曲げて形成している。突起５３Ｃは、長辺部１３Ｂにおける屈曲点Ｃの近傍から、長辺部１３Ｂが延びる方向とは反対側に延びている。ワイヤ５２は、突起５３Ｃの基板１５側に掛け渡されて、突起５３Ｃの基板１５とは反対側に引き出され、側面視して屈曲点Ｃと自由端Ｂとを結ぶ方向に沿って、わずかに斜めに張られている。

このような構成のアクチュエータ装置５１でも、通電制御部１８がワイヤ５２への通電と通電中止とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板５３が共振して短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂとに１次モードの屈曲振動が生じる。このため、ワイヤ５２の収縮により短辺部１３Ａに生じる１次モードの屈曲振動を、長辺部１３Ｂにおける１次モードの屈曲振動に変換される際に拡大し、弾性板５３において大きな振動拡大率を実現できる。

また、ワイヤ５２は弾性板５３の屈曲点Ｃと自由端Ｂとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板５３を低背に構成してもワイヤ５２の全長を短くする必要が無い。その上、弾性板５３にはワイヤ５２以外の部材との摩擦が生じることがないので、振動エネルギーの劣化が少なく、ワイヤ５２において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部１４の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置５１を小型化できる。

次に、本発明の第６の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。

図７（Ａ）は第６の実施形態に係るアクチュエータ装置６１を高さ方向から視た平面図である。図７（Ｂ）は第６の実施形態に係るアクチュエータ装置６１を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置６１において、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。

このアクチュエータ装置６１は、ワイヤ６２と、弾性板６３と、電極端子６６と、を備えている。弾性板６３は、短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂと突起６３Ｃとを備えている。突起６３Ｃは、弾性板６３の金属材料と一体に構成されており、弾性板６３に開口を設けて開口に囲まれる舌状の部位を成形した後、長辺部１３Ｂから基板１５側に先端を延ばし、先端を長辺部１３Ｂが延びる方向とは反対方向にカールさせてフック状に形成している。ワイヤ６２は、突起６３Ｃに掛け渡され、屈曲点Ｃの近傍から、側面視して屈曲点Ｃと自由端Ｂとを結ぶ方向に沿って、斜めに張られている。電極端子６６は、基板１５からわずかに突出し、ワイヤ６２の両端を固定している。

このような構成のアクチュエータ装置６１でも、通電制御部１８がワイヤ６２への通電と通電中止とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板６３が共振して短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂとに１次モードの屈曲振動が生じる。このため、ワイヤ６２の収縮により短辺部１３Ａに生じる１次モードの屈曲振動を、長辺部１３Ｂにおける１次モードの屈曲振動に変換される際に拡大し、弾性板６３において大きな振動拡大率を実現できる。

また、ワイヤ６２は弾性板６３の屈曲点Ｃと自由端Ｂとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板６３を低背に構成してもワイヤ６２の全長を短くする必要が無い。その上、弾性板６３にはワイヤ６２以外の部材との摩擦が生じることがないので、振動エネルギーの劣化が少なく、ワイヤ６２において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部１４の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置６１を小型化できる。

次に、本発明の第７の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。

図８は、第７の実施形態に係るアクチュエータ装置７１を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置７１において、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。

このアクチュエータ装置７１は、ワイヤ７２と、弾性板７３と、電極端子７６と、を備えている。弾性板７３は、短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂと突起７３Ｃとを備えている。突起７３Ｃは、弾性板７３の金属材料と一体に構成されており、弾性板７３に開口を設けて開口に囲まれる舌状の部位を成形した後、短辺部１３Ａから長辺部１３Ｂ側に先端を延ばし、先端を基板１５側にカールさせてフック状に形成している。ワイヤ７２は、突起７３Ｃに掛け渡され、屈曲点Ｃの近傍から、側面視して屈曲点Ｃと自由端Ｂとを結ぶ方向に沿って、斜めに張られている。電極端子７６は、基板１５からわずかに突出し、ワイヤ７２の両端を固定している。

このような構成のアクチュエータ装置７１でも、通電制御部１８がワイヤ７２への通電と通電中止とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板７３が共振して短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂとに１次モードの屈曲振動が生じる。このため、ワイヤ７２の収縮により短辺部１３Ａに生じる１次モードの屈曲振動を、長辺部１３Ｂにおける１次モードの屈曲振動に変換される際に拡大し、弾性板７３において大きな振動拡大率を実現できる。

また、ワイヤ７２は弾性板７３の屈曲点Ｃと自由端Ｂとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板７３を低背に構成してもワイヤ７２の全長を短くする必要が無い。その上、弾性板７３にはワイヤ７２以外の部材との摩擦が生じることがないので、振動エネルギーの劣化が少なく、ワイヤ７２において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部１４の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置７１を小型化できる。

次に、本発明の第８の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。

図９（Ａ）は第８の実施形態に係るアクチュエータ装置８１を高さ方向から視た平面図である。図９（Ｂ）は第８の実施形態に係るアクチュエータ装置８１を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置８１において、第３の実施形態に係るアクチュエータ装置３１と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。

このアクチュエータ装置８１は、弾性板８３を備えている。弾性板８３は、短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂと突起１３Ｃと補強部８３Ｄとを備えている。補強部８３Ｄは、短辺部１３Ａの固定端Ａ近傍に設けられており、短辺部１３Ａの前後方向の両端を幅方向に折り返して形成されている。このような補強部８３Ｄが設けられていることにより、短辺部１３Ａは固定端Ａ近傍での剛性が高まる。短辺部１３Ａは固定端Ａ近傍には応力が集中するために塑性変形が生じる危険性があるが、補強部８３Ｄによって剛性が高められていると、塑性変形することを抑制できる。

このような構成のアクチュエータ装置８１でも、通電制御部１８がワイヤ３２への通電と通電中止とを特定の周期で繰り返すことにより、弾性板８３が共振して短辺部１３Ａと長辺部１３Ｂとに１次モードの屈曲振動が生じる。このため、ワイヤ３２の収縮により短辺部１３Ａに生じる１次モードの屈曲振動を、長辺部１３Ｂにおける１次モードの屈曲振動に変換される際に拡大し、弾性板８３において大きな振動拡大率を実現できる。

また、ワイヤ３２は弾性板８３の屈曲点Ｃと自由端Ｂとを結ぶ方向に沿って延びるために、弾性板８３を低背に構成してもワイヤ３２の全長を短くする必要が無い。その上、弾性板８３にはワイヤ３２以外の部材との摩擦が生じることがないので、振動エネルギーの劣化が少なく、ワイヤ３２において大きな収縮量を実現できる。これらのことにより、被駆動部１４の振動振幅を損なうこと無くアクチュエータ装置８１を小型化できる。

次に、本発明の第９の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。

図１０は第９の実施形態に係るアクチュエータ装置９１を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置９１において、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。

このアクチュエータ装置９１は、基板９５と放熱板９７とを備えている。基板９５は、第１の主面１５Ａの外周に沿って立ち上がる側壁部９５Ｄを備えている。放熱板９７は、放熱性の高い材料からなり、側壁部９５Ｄの高さ方向に接合されて、基板９５とともにキャビティを構成している。放熱板９７は、キャビティ内部空間に突出する凸部９７Ａを備えている。凸部９７Ａは、ワイヤ１２に弾性板１３の屈曲点Ｃ近傍で接触しており、ワイヤ１２からの放熱を促進させている。

このように放熱板９７を設けることにより、ワイヤ１２の冷却が早くなり、ワイヤ１２に収縮量の変動が生じることを防ぐことができる。仮に、温度上昇によってワイヤ１２の収縮量に変動が生じると、その変動が弾性板１３で拡大されて被駆動部１４の振動振幅においても変動が大きくなり、被駆動部１４が基板９５に衝突する危険性が高まる。しかしながら、このアクチュエータ装置９１においては、放熱板９７によりワイヤ１２の温度上昇を防ぐことができるので、ワイヤ１２における縮小量の変動も、被駆動部１４における振動振幅の変動も抑制できる。これにより、被駆動部１４の周囲のスペースを小さくしても、被駆動部１４の基板９５との衝突を防ぐことが可能になり、アクチュエータ装置９１のさらなる小型化が可能になる。

次に、本発明の第１０の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。

図１１は第１０の実施形態に係るアクチュエータ装置１０１を前後方向から視た側面図である。なお、アクチュエータ装置１０１において、第１の実施形態に係るアクチュエータ装置１１と同様な構成には同様の符号を付し、説明を省いている。

このアクチュエータ装置１０１は、基板１０５と電極端子１０６と放熱板１０７と天面電極１０７Ｃと、を備えている。基板１０５は、第１の主面１５Ａの外周に沿って立ち上がる側壁部１０５Ｄを備えている。放熱板１０７は、放熱性の高い材料からなり、側壁部１０５Ｄの高さ方向に接合されて、基板１０５とともにキャビティを構成している。電極端子１０６は、放熱板１０７からキャビティ内部空間に突出しており、ワイヤ１２の両端を固定している。天面電極１０７Ｃは、放熱板１０７の天面に設けられており、通電制御部１８が電気的に接続されているとともに、電極端子１０６が電気的に接続されている。放熱板１０７は、電極端子１０６を介してワイヤ１２からの放熱を促進させている。

このように放熱板１０７を設けることにより、ワイヤ１２が駆動に伴い温度上昇することを防ぎ、ワイヤ１２に収縮量の変動が生じることを防ぐことができる。仮に、温度上昇によってワイヤ１２の収縮量に変動が生じると、その変動が弾性板１３で拡大されて被駆動部１４の振動振幅においても変動が大きくなり、被駆動部１４が基板１０５に衝突する危険性が高まる。しかしながら、このアクチュエータ装置１０１においては、放熱板１０７によりワイヤ１２の温度上昇を防ぐことができるので、ワイヤ１２における縮小量の変動も、被駆動部１４における振動振幅の変動も抑制できる。これにより、被駆動部１４の周囲のスペースを小さくしても、被駆動部１４の基板１０５との衝突を防ぐことが可能になり、アクチュエータ装置１０１のさらなる小型化が可能になる。

次に、本発明の第１１の実施形態に係るアクチュエータ装置について説明する。

図１２（Ａ）は、第１１の実施形態に係るアクチュエータ装置における通電制御部からの出力電圧の時系列データと、弾性板の自由端Ｂにおける変位の時系列データとの関係を示すグラフである。図１２（Ｂ）は、第１１の実施形態に係るアクチュエータ装置におけるパルス波形の出力タイミングについて説明する模式図である。

この実施形態においては、第１の実施形態とは通電制御部からの出力電圧の波形が相違している。具体的には、通電制御部は、弾性板の固有周期の半周期以下の十分に短いパルス幅のパルス波形を、弾性板の固有周期の整数倍からずれた通電周期（時間隔）で出力する。このような場合、弾性板は共振しにくくなり、弾性板の振動振幅は最大振幅よりも低下することになる。しかしながら、少なくとも、弾性板が基板に近づこうとする固有周期の半周期にあたるタイミングで、パルス波形が出力されると、弾性板を振動させることができる。すなわち、通電制御部が連続して出力する２つのパルス波形の時間隔Ｔ２が、固有周期Ｔ１の半周期にあたる次式で表わされる範囲に収まれば、弾性板の共振が持続して被駆動部に振動が生じることになる。なお、次式において、ｎは１よりも大きい任意の整数である。

（ｎ−１／４）Ｔ１≦Ｔ２≦（ｎ＋１／４）
このように、通電制御部は、弾性板の固有周期の半周期以下の十分に短いパルス幅のパルス波形を、弾性板の固有周期の整数倍からずれた通電周期（時間隔）で出力してもよい。

なお、通電制御部の出力電圧波形としては、パルス波の他、矩形波、三角波、台形波、ＳＩＮ波などを採用することもできる。

Ａ…固定端
Ｂ…自由端
Ｃ…屈曲点
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１…アクチュエータ装置
１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２…ワイヤ
１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３…弾性板
１３Ａ…短辺部
１３Ｂ…長辺部
１３Ｃ，３３Ｃ，４３Ｃ，５３Ｃ，６３Ｃ，７３Ｃ…突起
１４…被駆動部
１５，９５，１０５…基板
１５Ａ…第１の主面
１５Ｂ…第２の主面
１５Ｃ…外部端子
１６，２６，６６，７６，１０６…電極端子
１８…通電制御部
８３Ｄ…補強部
９５Ｄ…側壁部
９７，１０７…放熱板
９７Ａ…凸部
１０５Ｄ…側壁部
１０７Ｃ…天面電極

Claims (7)

1. 固定端から屈曲点まで延びる短辺部と、前記屈曲点で前記短辺部から屈曲して自由端まで延びる長辺部と、を有する弾性板と、
   前記長辺部における自由端側の位置に連結されている被駆動部と、
   前記弾性板に渡されており、前記屈曲点と前記自由端とを結ぶ方向に沿って張られている、収縮可能なワイヤと、
   を備えるアクチュエータ装置。
2. 前記弾性板において前記ワイヤが渡されている位置は、前記短辺部または前記長辺部における前記固定端と前記屈曲点と前記自由端とのうちの前記屈曲点により近い位置である、
   請求項１に記載のアクチュエータ装置。
3. 前記ワイヤは、形状記憶合金からなり、両端間で前記弾性板に掛け渡されており、
   前記弾性板は、前記ワイヤが掛け渡される突起を備える、
   請求項１または２に記載のアクチュエータ装置。
4. 前記ワイヤへの通電を制御する通電制御部を備え、
   前記通電制御部は、前記ワイヤへの通電周期を、前記弾性板における１次モードの屈曲振動の固有周期の１倍以上の整数倍に合わせる、
   請求項３に記載のアクチュエータ装置。
5. 前記ワイヤへの通電を制御する通電制御部を備え、
   前記通電制御部は、前記ワイヤへの通電周期を、前記弾性板における１次モードの屈曲振動の固有周期の２倍以上の整数倍に合わせる、
   請求項３に記載のアクチュエータ装置。
6. 前記ワイヤへの通電を制御する通電制御部を備え、
   前記通電制御部は、前記ワイヤへの通電周期を次式の範囲内に合わせる、
   ただし、前記通電周期をＴ２とし、前記弾性板における１次モードの屈曲振動の固有周期をＴ１とし、１以上の整数をｎとする、請求項３に記載のアクチュエータ装置。
   （ｎ−１／４）Ｔ１≦Ｔ２≦（ｎ＋１／４）
7. 前記突起は前記弾性板と一体の金属材料からなる、請求項１〜６のいずれかに記載のアクチュエータ装置。