JPS6281963A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、固体撮像素子や光学レンズに機械的振動を与
えるオートフォーカス装置や電気機械音響変換器などの
１駆動装置に関するものである。

従来の技術 所年、電気信号で機械振動を得る電気機械変換器があら
ゆる分野で活用されている。スピーカでは機械振動を更
に空気の振動に変える公知の動電形や電磁形の電気機械
音響変換器があるが特願昭５９−３１６４７号に記載の
もののような新しい形式のスピーカもある。またビデオ
カメラでは誰にも簡単に使えるようにオートフォーカス
機能を持った製品も出現しており、コンパクトディスク
プレーヤ等の光学的情報読み取り装置等にもオートフォ
ーカス装置が使用されている。オートフォ−カス装置と
しては、レンズ系を移動させる方法（例えば実開昭５８
−４８０３５号公報、実開昭５９−−９２４３７号公報
など）、或は固体撮像素子を光軸方向に移動させる方法
（例えば特開昭５９−３７５１０号公報）がある。これ
らはいずれもレンズ系や固体撮像素子を従来公知の動電
形電気機械音響変換器等に用いられている駆動装置を用
いたものである。

以下図面を参照しながら、上述したような従来の駆動装
置について説明する。第３図（ｂｌは従来の平衡形電出
変換器を用いた駆動装置の断面図を示すものであり、第
３図ｆａｌは断面図のニー■の矢視図を示す。

第３図において、１．１′は第１．第２のプレートで、
その中央部に透孔がある第１．第２のセンターボール２
．２′をそれぞれ具備している。３゜３′はプレー）１
．１’の外周上面にセンターボール２．２′の高さと等
くなるように固着された第１゜第２のリング状マグネッ
トで、凹形の空間をそれぞれのプレート１．１’ととも
に形成し、この空間に第１．第２の駆動コイル４．４′
を挿入固着される。ｓ、ａｒは第１．第２のプレート１
．１’の背面外周部に固着された第１．第２のスペーサ
人で、その間にサスペンション６を挾持している。７゜
７′は中央部に凹部を有する、磁性体からなる第１゜第
２の振動板で、センターボール２，２′及びマグネノ）
　３　、３’との間に間隙が７！９の第１．第２の研気
空ＩＪｉｉｓ、ｓ’を形成するために第１．第２のスペ
ーサＢ　９　、９’を介してビス１０．ナツト１１で固
定されている。この１駆動装置は上下に対称配置された
第１．第２の駆動部１２　、１２’から構成される。１
３は第１の振動板に固着された被駆動体である。

以上のように構成された駆動装置について、以下その動
作について説明する。

いま第１．第２のマグネッ）　３　、３’の着磁方向を
上方をＮ極、下方をＳ極とすると第１．第２の振動板７
．７′、センターボール２，２′及びフッ−）１．１’
で形成された礎気回路には、第３図の右断面に実線で示
した石流山束を発生する。駆動コイル４．４′に電流を
流さない場合には第１．第２の研気空隙内の＠流出束に
より、第１．第２の振動板に吸引力が作用するが、空隙
寸法が双方共に４９であるため、同じ吸引力が振動系全
体に互いに逆向きに作用する。従って振動系全体は平衡
状態になっている。第１．第２の駆動コイルに第３図に
示す方向に電流を流、すと、点線に示す交流磁束が瞬間
に流れる。この時第１の磁気空隙８中の磁束は直流成分
と交流成分で増加し、第２の研気空隙８′中の磁束は逆
に減少する。従って第１の振動板に作用する吸引力は増
大し、第２の振動板に作用する吸引力は減少するから、
振動系全体には、その吸引力の差の分だけ下方向に作用
して変位する。逆に電流を流すと、同様な方法で上方に
変位する。以上のように振動系全体は機械撮動を行なう
のである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記のような構成では、吸引力が作用する
第１．第２の振動板７．デを第１．第２のスペーサＢ　
９　、９’を介してビス１ｏ、ナツト１１で固定し、一
体化しないと平衡形電凪変換器が構成できないために、
被駆動体１３がどちらかの振動板に固定される構造とな
シ、オートフォーカス装置における光学レンズ駆動装置
等には不適当である０更に駆動装置としての平衝形電磁
変換器では、ド１形状のマグネットを２つ必要とし、更
に第１、第２のマグネッ）　３　、３’の着出状態を同
一にしなければ第１．第２の振動板７．ゲに作用する吸
引力にバラツキを生じて平衡状態がとれない等の問題点
を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、固体撮像素子や光学レンズ
を内部に保持し、それに機械的振動を与えるオートフォ
ーカス装置や電気機械音響変換器等で、マグネット１ケ
で平衡形電佑変換器としても使用でき、大きな駆動力が
得られる駆動装置を提供するものである。

問題点を解決するだめの手段 この目的を達成するために本発明の趣動装＃は、１個の
マグネットと、その上下面内周部に配置したＮ、Ｓの磁
極と、前記磁極に対向して配置された、破性体からなる
筒体の外周側面に２つの溝を設けて、その溝の底面及び
２つの対称な側壁と前記Ｎ、Ｓの磁極間に、隣接する第
１．第２．第３の磁気空隙をそれぞれ形成する磁性撮動
体と、前記２つの第１の磁気空隙中で、かつ前記の磁性
撮動体に設けた溝の底面部に巻回した２つの駆動コイル
と、前記磁性振動体の両端面に固着された２つの支持体
と、前記母性振動体の筒体内面に固着された被駆動体か
ら構成されている。

作用 この構成によって、１ケのマグネットの上下面内周部に
設けたＮ、Ｓの磁極と、筒体の磁性撮動体とその側面で
、かつ前記Ｎ、ＳのＳ極に対向した２つの溝を形成し、
その溝の底面及び対称な側壁と対向する磁極間に第１．
第２．第３の磁気空隙を形成して磁気回路が構成される
。更に前記２つの第１の磁気空隙中にはそれぞれ駆動コ
イルが磁性撮動体を巻枠として巻回されている。ここで
Ｎ又はＳのＳ極と対称に配置された溝の２つの□側壁と
、溝の底面に巻回された駆動コイルで２つの平衡形電母
変換器を形成し、更に溝の底面と、そこに巻回した駆動
コイルで動電形変換器を形成していることになる。また
磁性撮動体は筒体で形成しているからその内面に固体撮
像素子や光学レンズ等を固着すれはオートフォーカス装
置の駆動装置とすることができる。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図は本発明の第１の実施例における駆動装置
の断面図を示すものである。

第１図において、１４は筒状のマグネット、１５．１６
はマグネット上下端面に固着されたトッププレート、ボ
トムプレートである。１７は出性材料からなる筒状の母
性振動体であり、その外周側面で、トッププレート１５
、及びボトムプレート１６の内周面に対向する部分に第
１．第２の溝１８　、１８’が形成されている。この溝
は底面と２つの対称な側壁から形成され、この底面には
第１、第２の駆動コイル１９　、１９’が巻回されてい
る。更に前記溝の底面及び２つの対称な側壁とＮ。

Ｓの磁極間には第１群の第１．第２．第３の８気空隙２
０，２１．２２．及び第２群の第１．第２゜第３の磁気
空隙２０’、　２１’　、　２２’を形成している。

尚、第１群の第２．第３及び第２群の第２．第３の磁気
空隙長は全てβ９に設定している。２３゜２３′は磁性
振動体の上下端面に固着された第１゜第２の支持体で、
その外周端はマグネット１４の上下端面に固着されて第
１．第２のフレーム２４゜２４′に固着されている。２
５は磁性撮動体１７の内面に固着された被駆動体である
。

以上のように構成された駆動装置について、以下その動
作を説明する。

まずマグネット１４の着磁方向は、上端面をＮ極、下端
面をＳ極に設定する。この時、トッププレート１６はＮ
の磁極に、ボトムプレート１６はＳの磁極になる。従っ
て磁性撮動体１７と、第１群、第２群の第１．第２．第
３の磁気空隙で構成される磁気回路には、第１図におい
て実線で示した直流８束が発生する。それぞれの磁束を
図のようにφｍ１４．φｍ１２．φｍ１３．φｍ２４．
φｍ２２゜φｍ２５　とする。、駆動コイルに電流が流
れていない時はＮ及びＳの磁極と、それぞれの溝の底面
及び対称な側壁間には、第１．第２．第３の磁気空隙中
の磁束により吸引力が作用する。この場合溝の底面に作
用する吸引力は振動軸に直交かつ対称であるからこれは
振動軸方向に弾性的で、それと直角な方向には剛性のあ
る第１．第２の支持体２３゜２３′で規制されている。

更に振動軸方向の吸引力も、溝の側壁が対称で、第２．
第３の３急空隙２１．２１’、２２．２２’の長さもβ
　に設定しているため、母性振動体には第１．第２の溝
の側壁には大きさが同じで、逆向きの吸引力がそれぞれ
発生する。従って磁性振動体全体は平衡状態にある０ 次に駆動コイル１９．１９’に第１図に示したような方
向に電流を流した瞬間には、交流団束が同図に点線で示
すように発生する。従って第１群の第２．第３の磁気空
隙２１．２２には交流磁束φ□１２．φ０４．が、壕だ
第２群の第２．第３の磁気空隙２１’、２２’には交流
出来φ□２２．φ１２．が発生する。この時第１群の第
２の磁気空隙２１と第２群の第３の山気空隙２２′では
それぞれ総出束が増加し、第１群の第３の磁気空隙２２
と第２群の第２の山気空隙２１′では総出束が減少する
。従って第１群の第２の磁気空隙２１の側壁と第２群の
第３のＳ気空隙２２′の側壁に作用する吸引力は増大し
、第１群の第３の山気空隙２２の側壁と第２群の第２０
礎気空隙２１′の側壁に作用する吸引力は減少する。こ
れにより被駆動体２５を固着した磁気振動体１７は下方
に変位する。更に第１．第２の、駆動コイル１９　、１
９’に流れる電流と第１群及び第２群の第１の磁気空隙
２０．２０’の直流磁束φ　　、φ　　の間にはフレミ
ングの左手の法則ｍｌ＋　　　　　　ｍ２＋ により下方に型出力を発生する。第１．第２の駆動コイ
ル１９．１９’に逆の電流が流れた場合には上記の力は
全て上向きに作用する。

以上のように本実施例によれば、１個の筒状のマグネッ
ト１４と、その上下面に固着したトッププレート１６と
ボトムプレート１６でその内周部に形成したＮ、Ｓの磁
極と、前記Ｓ極に対向して配置された、筒状の磁性振動
体１７の外周側面に２つの溝１ら、１８′を設けて、そ
の溝の底面及び２つの対称な側壁と、前記Ｎ及びＳの磁
極間に、隣接する第１．第２．第３の山気空隙２０，２
１゜２２　、２ｃ；　、　２１’　、　２２’を形成し
、前記２つの第１の山気空隙２０．２０’中で、かつ前
記磁性撮動体１７に設けた溝１８．１８’の底面部にそ
れぞれ巻回された駆動コイル１９．１９’と、磁性振動
体１７の両端面に固着された２つの支持体２３゜２３′
と、母性振動体１７の内面に固着された被駆動体２５か
ら構成することにより、１個のマグネットで平衡形電出
変換器と動電変換器を兼ね備えた、大きな駆動力が得ら
れる駆動装置が実現でき、従来例に見られるような２個
のマグネットの着磁状態のバラツキにより平衡状態がと
れないといった問題点も解決される〇 更に磁性振動体１７が筒体で形成されるため、その内面
に固体撮像素子や光学レンズを取り付けることができ、
オートフォーカス装置の駆動装置としても使用できるも
のである。

以下、本発明の他の実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。第２図は本発明の第２の実施例における駆
動装置の断面図を示すものである。

第２図において、２６は筒状のマグネット。

２ア、２８はマグネット２６の上下面に固着されたトッ
ププレート、ボトムプレートであり、各々の内周側面の
断面は対称な台形のＳ極を形成している。２９は筒状の
磁性振動体で、その外径は前記トッププレート２７及び
メトムダレート２８の内径よりも小さく、その外周側面
には前記台形の磁極に対向した対称な逆台形の第１．第
２の溝３ｏ、３σを形成している。トッププレート２７
側の台形のＳ極と逆の台形の第１の溝３０の間には、相
隣接する第１群の第１．第２．第３の磁気空隙３１，３
２．３３を形成する。但し第１の出、　　気空隙３１は
台形のＳ極の頂部と第１の溝３０の底面で形成され、第
２．第３の山気空隙３２゜３３は各々の斜面の壁で形成
され、磁気空隙長はβ９に設定されている。ボトムプレ
ート２８の台形の磁極と第２の溝３０′間にも同様に第
２群の相隣接した第１．第２．第３の磁気空隙３１’、
３２’。

３３′が同様に形成されている。３４．３４’はそれぞ
れの第１の山気空隙３１．３１’中で、かつ溝の底面に
巻回した第１．第２の駆動コイルである。

３５．３５’は第１．第２の支持体、３６．３６’は第
１．第２のフレーム〜３７は被駆動体で、これらは第一
の実施例と同じ構成なので説明を省略する。

以上のように構成された駆動装置について、以下その動
作を説明する。第１の実施例と同様にマグネット２６の
上面をＮ極、下面をＳ極に設定すると、直流磁束は同図
の実線に示す直流磁束が発生する。この磁束により第１
．第２の溝３０゜３０’の斜面の壁には対向する台形の
Ｓ極の斜面に向かう吸引力が作用する。この吸引力の外
径方向の力と、溝の底面に作用する吸引力は軸対称に分
布し、それらは第１．第２の支持体３５．３５’で規制
される。振動軸方向の吸引力の成分は、磁気空隙長が同
一の１９であるため、大きさが等しく、向きが逆である
ため、平衡状態になっている。

次に第１．第２の、駆動コイル３４　、３４’に電流を
流しても、第１の実施例と同様に動作する。即ち、電流
を図に示すように互いに逆方向に流すと、点線で示すよ
うに交流研束が発生する。従って第１の実施例の動作の
項で述べたと同様の理由で、振動体全体に作用する吸引
力と動電変換器としての電磁力が作用し、下方に変位す
る。電流を逆に流れれば、前述とは逆に上方に変位する
。

以上のように本実施例によれば、トッププレート２７と
ボトムプレート２８の内周部の８極を対称な台形の形状
とし、トッププレート２７とボトムプレート２８の内径
より小さい筒状の母性振動体２９の外周側面に、前記台
形の磁極と対向する逆の台形状の第１．第２の溝３０，
３０′を形成して、前記凹凸の台形の斜面間にできる第
１群、第２群の第２．第３の山気空隙（３２、３３、３
２’。

３３′）の間隔を同じ寸法（β）に設定した研極構造、
及び磁気回路構造をとることにより、第１の実施例と同
様な効果を得る他に、母性振動体２９を１部品で構成で
きて組み立てが簡単にでき、更に第２．第３の山気空隙
を斜めにとったことにより被駆動体３７を含めた振動体
全体の振幅限界を大きく拡大できるものである。

なお第１．第２の実施例においてマグネットを筒状とし
たが、矩形状のマグネットを複数個、付に配置しても同
様の効果は得られる。

発明の効果 本発明は１個のマグネットと、その上下面内周部に配置
したＮ、Ｓの８極と、前記磁極に対向して配置された、
出性体からなる筒体の外周側面に２つの溝を設けて、そ
の溝の底面及び２つの対称な側面と前記Ｎ、Ｓの母権間
に隣接する第１．第２、第３の山気空隙をそれぞれ形成
する母性振動体と、前記２つの第１の出気空隙中で、か
つ前記母性振動体に設けた溝の底面部に巻回した２つの
駆動コイルと、前記母性振動体の両端面に固着された２
つの支持体と、前記母性振動体の筒体内面に固着された
被駆動体を設けることにより、１個のマグネットで、平
衡形電砂変換器と動電変換器を兼ね備えた、大きな駆動
力が得られる駆動装置が実現でき、更に母性振動体が筒
状であるから内部に固体撮像素子や光学レンズを保持し
たオートフォーカス装置の駆動装置として、また電気機
械音響変換器として使用できる。更には、Ｎ、Ｓの磁極
の構造を凸の台形形状とこれに対向して設けた凹の台形
形状の溝を有した磁性振動体で構成することにより被駆
動体の振幅限界を拡大することができる。更に前記母性
振動体の外径寸法を、ＨｌＳの磁極を形成する構成要素
の内径よりも小さくすることにより組み立てが簡単な駆
動装置ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における駆動装置の断面図、
第２図は本発明の他の実施例における駆動装置の断面図
、第３図ＣＯ）は従来の平衡形雷研変換器を用いた駆動
装置の断面図、第３図（６１は第３図［ａｌのｌ−１１
矢視図である。 １４．２６・・・・・・マグネット、１５　、２７・・
・・・・トップブレー）、１６．２８・・・・・・ボト
ムプレート、１７．２９・・・・・・磁性振動体、３０
・・・・・・第１溝、３０’・・・・・・第２の溝、１
９　、３４・・・・・・第１を動コイル、１９’、３４
’・・・・・・第２の駆動コイル、２５゜３７・・・・
・・被駆動体。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Ｉ４
−ｍ−マグネット Ｉｓ　−−−）ツブフ゛レート ２１？２’−−−、、・・　　の第３の　　・ご−一一
被配動体 ２６−−−マク１ット ２γ−−一トッグブν一ト ２８−−−ホトムブレート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１個のマグネットと前記マグネットの上下面内周
   部に配置したＮ、Ｓの磁極と、前記磁極に対向して配置
   された、磁性体からなる筒体の外周側面に２つの溝を設
   けて、その溝の底面及び２つの対称な側壁と前記Ｎ、Ｓ
   の磁極間に隣接する第１、第２、第３の磁気空隙をそれ
   ぞれ形成する磁性振動体と、前記２つの第１の磁気空隙
   中で、かつ前記磁性振動体に設けた溝の底面部に巻回し
   た２つの駆動コイルと、前記磁性振動体の両端面に固着
   された２つの支持体と、前記磁性振動体の筒体内面に固
   着された被駆動体から構成されることを特徴とする駆動
   装置。
2. （２）Ｎ、Ｓの磁極の構造を、凸の台形形状とこれに対
   向して設けた凹の台形形状の溝を有する磁性振動体で構
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の駆
   動装置。
3. （３）磁性振動体の最大外径が、Ｎ、Ｓの磁極を形成す
   るマグネットの内径よりも小さいことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の駆動装置。