專利名稱：超聲波馬達(dá)和包括該超聲波馬達(dá)的鏡頭設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲波馬達(dá),其通過在受壓振動(dòng)器(impressed vibrator)上產(chǎn)生橢圓振動(dòng)來驅(qū)動(dòng)待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件，本發(fā)明還涉及ー種使用該超聲波馬達(dá)的鏡頭設(shè)備。
背景技術(shù)：
通過利用其靜音操作、從低速到高速的驅(qū)動(dòng)能力以及高扭矩輸出，超聲波馬達(dá)已被常規(guī)地用作用于驅(qū)動(dòng)例如鏡頭機(jī)構(gòu)或相機(jī)的驅(qū)動(dòng)源。例如，在日本特許第4，652，784號(hào)公報(bào)中公開的超聲波馬達(dá)包括待驅(qū)動(dòng)的具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的環(huán)形構(gòu)件以及多個(gè)振動(dòng)器。每個(gè)振動(dòng)器相對(duì)于待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件處于所謂的加壓接觸狀態(tài)，即，振動(dòng)器在被壓靠待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件的狀態(tài)下與該待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件接觸。這些振動(dòng)器以預(yù)定的間隔配置在待驅(qū)動(dòng)的環(huán)形構(gòu)件上。當(dāng)在加壓接觸狀態(tài)下的振動(dòng)器上激發(fā)超聲波振動(dòng)時(shí)，在振動(dòng)器上的與待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件接觸的部位處產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)，從而待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件被驅(qū)動(dòng)以圍繞待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。振動(dòng)器相對(duì)于待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件的加壓接觸狀態(tài)通過使用板簧對(duì)振動(dòng)器的與設(shè)置在振動(dòng)器中央附近的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的部分施カ而獲得。板簧的壓力通過設(shè)置在板簧的固定部分附近的螺釘和調(diào)節(jié)墊圈來調(diào)節(jié)。但是，在日本特許第4，652，784號(hào)公報(bào)中公開的超聲波馬達(dá)包括由大量部件構(gòu)成的、用于調(diào)節(jié)施加到振動(dòng)器的壓カ的、復(fù)雜的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。此外，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的板簧形成為可以固定在環(huán)形形狀內(nèi)的線性的形式，因此板簧具有小的總長(zhǎng)度和高的彈簧常數(shù)。結(jié)果，板簧的少量調(diào)節(jié)使得壓カ發(fā)生顯著的改變，因此需要進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情形而做出了本發(fā)明，在通過振動(dòng)器上產(chǎn)生的橢圓振動(dòng)來驅(qū)動(dòng)待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件的超聲波馬達(dá)中，可以在不使用用于調(diào)節(jié)使振動(dòng)器與待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件的接觸表面發(fā)生加壓接觸的壓カ的機(jī)構(gòu)的情況下，獲得適當(dāng)?shù)膲毫Γ瑥亩谡駝?dòng)器和待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件之間獲得適當(dāng)?shù)募訅航佑|狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，提出了一種超聲波馬達(dá)，其包括振動(dòng)器，所述振動(dòng)器包括待與待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件接觸的接觸表面和固定至所述振動(dòng)器的壓電元件，所述振動(dòng)器被構(gòu)造成通過所述壓電元件激發(fā)的超聲波振動(dòng)來驅(qū)動(dòng)所述待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件；以及加壓?jiǎn)卧?，所述加壓単元由固定單元支撐，并且所述加壓単元被構(gòu)造成向所述振動(dòng)器施力，從而使所述接觸表面壓靠所述待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件，其中，所述加壓単元包括加壓構(gòu)件，所述加壓構(gòu)件以能沿垂直于所述接觸表面的方向移動(dòng)且被限制沿平行于所述接觸表面的方向移動(dòng)的方式被所述固定単元保持；以及彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件經(jīng)由所述加壓構(gòu)件沿垂直于所述接觸表面的方向?qū)亥┘又了稣駝?dòng)器。根據(jù)本發(fā)明，還提出了ー種鏡頭設(shè)備，其包括如上所述的超聲波馬達(dá)。從以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施方式的描述，將使本發(fā)明的其他特征變得明顯。
4CN 102916609 A
說明書2/7頁
I是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的超聲波馬達(dá)的分解立體圖。
2為用于示出圖I中示出的構(gòu)件的組裝狀態(tài)的立體圖。
3為用于示出振動(dòng)器和小基座的接合狀態(tài)的放大立體圖。
4A為用于示出根據(jù)第一實(shí)施方式的構(gòu)件的組裝狀態(tài)的放大截面圖。
4B為用于示出根據(jù)第一實(shí)施方式的構(gòu)件的組裝狀態(tài)的放大截面圖。
4C為圖4B中示出的部位A的細(xì)節(jié)放大圖，用于示出彈性構(gòu)件的壓カ的分向量。 5為用于示出轉(zhuǎn)子和環(huán)形基座各自傾斜的情況的放大截面圖。
6為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的超聲波馬達(dá)的分解立體圖。
7為用于示出圖6中示出的構(gòu)件的組裝狀態(tài)的放大截面圖。



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具體實(shí)施例方式將根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。(第一實(shí)施方式)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式予以描述。盡管形成ー個(gè)單元以作為驅(qū)動(dòng)數(shù)字式相機(jī)的鏡筒或類似物用的致動(dòng)器的、轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)類型的馬達(dá)被描述為根據(jù)本實(shí)施方式的超聲波馬達(dá)的示例，但是超聲波馬達(dá)的應(yīng)用并不限于此。圖I為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的超聲波馬達(dá)的分解立體圖。在附圖中，相同的構(gòu)件用相同的參考標(biāo)記來表示。如圖I中所示，根據(jù)第一實(shí)施方式的超聲波馬達(dá)包括轉(zhuǎn)子101、振動(dòng)板102、壓電元件103、小基座104、環(huán)形基座105、加壓構(gòu)件106和板簧107。轉(zhuǎn)子101為待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件，轉(zhuǎn)子101包括接觸表面101a，接下來要描述的振動(dòng)器109通過壓カ與該接觸表面IOla發(fā)生加壓接觸。振動(dòng)板102為在涉及壓カ的加壓接觸狀態(tài)下與接觸表面IOla接觸的構(gòu)件。壓電元件103通過粘合劑或類似物緊密粘合至振動(dòng)板102。在壓電元件103緊密粘合至振動(dòng)板102的狀態(tài)下向壓電元件103施加電壓時(shí)，產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，從而能夠在振動(dòng)板102上產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)板102和壓電元件103構(gòu)成振動(dòng)器109。在這個(gè)實(shí)施方式中，振動(dòng)器109設(shè)置在三個(gè)位置處，由此驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子101轉(zhuǎn)動(dòng)。小基座104為用于保持振動(dòng)器109的保持構(gòu)件。環(huán)形基座105為用于保持小基座104、加壓構(gòu)件106以及板簧107的固定構(gòu)件。加壓構(gòu)件106裝配在環(huán)形基座105的通孔部105b內(nèi)，并且加壓構(gòu)件106被保持為僅能沿基本垂直于轉(zhuǎn)子101的接觸表面IOla的方向移動(dòng)，因此通過來自接下來要描述的板簧107的壓力、經(jīng)由小基座104使振動(dòng)器109與轉(zhuǎn)子101發(fā)生加壓接觸。板簧107用作彈性構(gòu)件，其在兩端部通過螺釘108固定于環(huán)形基座105，并且通過板簧的壓カ使得振動(dòng)器與待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件發(fā)生加壓接觸。加壓構(gòu)件106和板簧107構(gòu)成了本發(fā)明的加壓?jiǎn)卧?。如上所述，以上?gòu)件被組裝成一個(gè)單元以作為超聲波馬達(dá)。圖2為用于示出圖I中所示的構(gòu)件的組裝狀態(tài)的立體圖。在圖2中，振動(dòng)器109周圍的構(gòu)造在三個(gè)位置都相同，因此，為了簡(jiǎn)化附圖，僅在附圖的前側(cè)標(biāo)注了參考標(biāo)記。如圖2所示，在環(huán)形基座105的三個(gè)位置中的每ー個(gè)位置，通過由兩個(gè)螺釘108固定的板簧107經(jīng)由加壓構(gòu)件106和小基座104向振動(dòng)器109施加壓力，由此，振動(dòng)器109和轉(zhuǎn)子101的接觸表面IOla彼此發(fā)生加壓接觸。當(dāng)將超聲波馬達(dá)實(shí)際安裝在鏡筒或類似物上時(shí)，轉(zhuǎn)子101聯(lián)接至調(diào)焦機(jī)構(gòu)或變焦機(jī)構(gòu)以用于驅(qū)動(dòng)。
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下文中，描述超聲波馬達(dá)的結(jié)構(gòu)化構(gòu)件的細(xì)節(jié)。圖3為用于示出從轉(zhuǎn)子101側(cè)觀察到的、圖I和圖2中示出的振動(dòng)板102和小基座104的接合狀態(tài)的放大立體圖。如圖3所示，兩個(gè)突起部102b在振動(dòng)板102的中央形成于板部102a。這兩個(gè)突起部102b的上端面，即抵接于轉(zhuǎn)子101的接觸表面IOla的表面，形成在相同的平面上，并且為了獲得與上述接觸表面的適當(dāng)?shù)牡纸訝顟B(tài)，上端面在制造過程中通過拋光或類似的手段被處理為平滑的表面。另ー方面，壓電元件103利用粘合劑或類似物緊密粘合至圖3中示出的板部102a的背面?zhèn)?與形成兩個(gè)突起部102b的表面相反的表面?zhèn)?。將壓電元件103緊密粘合至板部102a的背面的方法不受限制，只要兩個(gè)部件彼此緊密粘合即可。壓電元件103包括被層疊并一體化的多個(gè)壓電元件膜。將期望的交流(AC)電壓施加至通過層疊多個(gè)壓電元件膜所形成的壓電元件103會(huì)引起振動(dòng)，因此在壓電元件103緊密粘合到的振動(dòng)板102上激發(fā)兩個(gè)振動(dòng)模式。在這時(shí)，通過設(shè)定兩個(gè)振動(dòng)模式的振動(dòng)相位來獲得期望的相位差，在突起部102b上產(chǎn)生如圖3所示的箭頭表示的橢圓運(yùn)動(dòng)。橢圓運(yùn)動(dòng)在如圖I和圖2所示的三個(gè)位置處產(chǎn)生于振動(dòng)器109，并且該橢圓運(yùn)動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)子101的接觸表面101a，從而轉(zhuǎn)子101能夠被驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。壓電元件的上述層疊結(jié)構(gòu)和上述振動(dòng)模式的細(xì)節(jié)與日本特開2004-304887號(hào)公報(bào)中描述的內(nèi)容基本相同。日本特開2004-304887號(hào)公報(bào)的全部?jī)?nèi)容通過引用被包含于此，如同在此呈現(xiàn)了其全部?jī)?nèi)容。在振動(dòng)板102的兩端形成用來接合至形成在小基座104的兩側(cè)的較高上表面部104a的兩個(gè)接合部102c。盡管振動(dòng)板102在接合部102c處通過焊接或粘接接合至小基座104，但是接合振動(dòng)板102和小基座104的方法不受限制，只要振動(dòng)板102和小基座104彼此接合即可。兩個(gè)臂部102d分別形成在兩個(gè)接合部102c和板部102a之間，并且振動(dòng)板102和壓電元件103經(jīng)由臂部102d固定至小基座104。如圖3所示，臂部102d形成為比板部102a和接合部102c窄的形狀以實(shí)現(xiàn)這樣ー種構(gòu)造幾乎不會(huì)將板部102a上產(chǎn)生的振動(dòng)傳遞至接合部102c。換句話說，通過接合部102c來實(shí)現(xiàn)用于防止板部102a上產(chǎn)生的振動(dòng)被小基座104 (剛性構(gòu)件)干擾的聯(lián)接構(gòu)造。此外，在小基座104的中央附近的平坦部104b和壓電元件103的面朝平坦部104b的表面(未示出)之間形成有預(yù)定的間隔203。圖4A和圖4B為用以示出構(gòu)件的組裝狀態(tài)的放大截面圖，其中僅圖2中示出的三個(gè)振動(dòng)器109中的一個(gè)振動(dòng)器的周圍區(qū)域被以放大的方式示出。其余的兩個(gè)振動(dòng)器具有相同的構(gòu)造，其描述被省略。圖4A是轉(zhuǎn)子101位于上側(cè)的圖，其截?cái)嗝鏋榘駝?dòng)板102的兩個(gè)突起部102b的與轉(zhuǎn)子101的接觸表面IOla發(fā)生接觸的各上端面的重心和各上端面的引自各重心的法線的平面。圖4B的截?cái)嗝鏋榘瑘D3中所示的振動(dòng)板102的突起部102b的與接觸表面IOla發(fā)生接觸的整個(gè)上端面的重心和接觸表面IOla的法線、并垂直于圖4A中所示的附圖的平面。整個(gè)上端面指的是包括所有兩個(gè)上端面的面。在圖4A和圖4B中，中心線201是穿過振動(dòng)板102的突起部102b的與接觸表面IOla發(fā)生接觸的整個(gè)上端面的重心并且包含該接觸表面IOla的法線的線。關(guān)起部102b的上纟而面抵接于轉(zhuǎn)子101的接觸表面101a，并且被保持在加壓接觸狀態(tài)。此外，振動(dòng)板102兩端的接合部102c接合至小基座104的兩個(gè)上表面部104a處。于是在壓電元件103和小基座104的平坦部104b之間形成預(yù)定間隔203。在小基座104的下表面?zhèn)仍O(shè)有孔部104c和長(zhǎng)孔部104d，形成于環(huán)形基座105的兩個(gè)軸部105a分別嵌合在上述孔中。在小基座104的下部中央設(shè)有抵接部104e。抵接部104e形成為半圓筒形，其以圖4A中示出的弧形垂直紙面向里(圖4B中的左右方向)延伸。加壓構(gòu)件106的上端面106a與抵接部104e發(fā)生接觸。上端面106a形成為平坦面，因此與抵接部104e的接觸為具有沿圖4A中的垂直紙面向里方向(圖4B中的左右方向)的長(zhǎng)度的線接觸。盡管抵接部104e在第一實(shí)施方式中形成為具有上述弧形的半圓筒形，但是抵接部104e的形狀不受限制，只要抵接部104e和加壓構(gòu)件106的上端面106a能夠保持直線的線接觸即可。如圖I所示，環(huán)形基座105在面向板簧107的表面包括通孔部105b，并且加壓構(gòu)件106通過裝配在通孔部105b中而與板簧107發(fā)生接觸,從而與板簧107協(xié)動(dòng)(cooperate)。通孔部105b和加壓構(gòu)件106的中心軸線基本與中心線201 —致，即基本與垂直于接觸表面IOla的軸線方向一致。板簧107變形，以在通過板簧107的彈カ使加壓構(gòu)件106對(duì)小基座104施力的狀態(tài)下，與圖4A和圖4B中的加壓構(gòu)件106的下側(cè)的球面部106b發(fā)生接觸。板簧107需要具有減小到一定程度的彈簧常數(shù)，從而減少由于變形量的變化而造成的壓カ波動(dòng)。因此，期望的是，板簧107盡可能的薄并且板簧107盡可能的長(zhǎng)。根據(jù)第一實(shí)施方式的板簧107使用薄板形成為弧形，從而在環(huán)形超聲波馬達(dá)中實(shí)現(xiàn)盡可能大的彈簧長(zhǎng)度。采用這種結(jié)構(gòu)，即使是在加壓構(gòu)件106的沿施壓方向的位移量變化到一定程度的情況下，壓カ的波動(dòng)也能夠被抑制。因此，與傳統(tǒng)的示例不同，用于調(diào)節(jié)壓カ的機(jī)構(gòu)不是必要的。采用上述構(gòu)造，通過板簧107并經(jīng)由小基座104和加壓構(gòu)件106使振動(dòng)器109壓靠轉(zhuǎn)子 101。以下參照?qǐng)D4A、圖4B和圖4C對(duì)用于傳遞板簧107的壓カ的構(gòu)造予以描述。在接下來的描述中，壓カ向量在每幅圖的截面中均為包含壓カ的方向和大小的力向量。如圖4A所示，小基座104在抵接部104e處保持與加壓構(gòu)件106接觸。小基座104還在兩個(gè)突起部102b處保持與轉(zhuǎn)子101接觸，并且每個(gè)接觸表面的重心沿轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)方向與中心線201相距相同的距離。另ー方面，關(guān)于板簧107和加壓構(gòu)件106之間的接觸，在第一實(shí)施方式中，板簧形成為弧形，因此，位于板簧107的兩端的支撐部以及壓カ的輸入點(diǎn)(板簧107和加壓構(gòu)件106之間的接觸點(diǎn))并不在一條直線上。因此，當(dāng)板簧產(chǎn)生壓カ時(shí)，板簧的截面處于如圖4B所示的具有傾斜度的狀態(tài)。結(jié)果，通過板簧107輸入至加壓構(gòu)件106的壓カ向量能夠由箭頭206a表示。加壓構(gòu)件106和板簧107之間的接觸點(diǎn)不在中心線201上，在圖4B中，接觸點(diǎn)偏移至中心線201右側(cè)的點(diǎn)205。圖4C為圖4B中所示的部位A中的點(diǎn)205附近的細(xì)節(jié)放大圖。通過板簧107施加至加壓構(gòu)件106的壓カ由向量206a表示，該向量206a相對(duì)于中心線201傾斜。因此，壓カ向量206a能夠分解為沿平行于中心線201的方向的分向量206b和沿垂直于中心線201的方向的分向量206c。如圖4A和圖4B所示，加壓構(gòu)件106被環(huán)形基座105保持從而僅在基本平行于中心線201的方向上具有自由度。也就是說，加壓構(gòu)件106被允許在基本垂直于如下平面的方向上運(yùn)動(dòng)，而被限制沿平行于該平面的方向運(yùn)動(dòng)突起部102b和轉(zhuǎn)子101的接觸表面IOla在該平面處彼此發(fā)生接觸。因此，通過板簧107施加至加壓構(gòu)件106的壓カ向量206a被以對(duì)應(yīng)于沿中心線201方向的分向量206b的力(向量204a)傳遞至小基座104。另ー方面，傳遞至小基座104的壓カ(向量204a)通過兩個(gè)突起部102b傳遞至接觸表面101a，并且通過每ー個(gè)突起部102b壓接觸表面IOla的力為壓カ向量204a的一半 (向量204b)。因此，能夠均勻地保持兩個(gè)突起部102b上的壓力。突起部102b和接觸表面IOla之間的接觸為面接觸，因此，實(shí)際上，壓カ均勻地分布在平面上。但是，為了更好的理解，壓カ被表示為作用在平面的重心位置的力向量。同樣地，加壓構(gòu)件106和小基座104的抵接部104e之間的接觸為線接觸，因此，實(shí)際上，壓カ向量均勻地分布在線上。但是，壓カ向量也被表示為作用在線的重心位置的力向量。以下，對(duì)于面接觸和線接觸，壓カ均被表示為在重心位置的力向量。此外，在加壓構(gòu)件106的側(cè)表面部，通過由板簧107輸入至加壓構(gòu)件106的壓カ向量206a的分向量206c產(chǎn)生摩擦力，該分向量206c沿垂直于中心線201的方向作用。另一方面，在軸部105a的裝配部上也產(chǎn)生摩擦力。因?yàn)檫@些摩擦力相對(duì)于壓力足夠小，因此可以忽略不計(jì)。實(shí)際上，如果側(cè)表面的處理平滑到一定程度，則摩擦力的影響可以被減至可忽略水平。在第一實(shí)施方式中，如上所述，加壓構(gòu)件106以僅沿中心線201的方向具有自由度的狀態(tài)被基本保持于環(huán)形基座105。因此，通過加壓構(gòu)件106施加至小基座104的壓カ向量204a能夠基本與中心線201方向一致。此時(shí)，壓カ向量204a的大小等于板簧的壓カ向量206a的沿平行于中心線201的方向的分向量206b。這是因?yàn)閮H壓力向量206a的分向量206b充當(dāng)壓カ向量204a。壓カ向量206a的沿垂直于中心線201的方向的分向量206c影響加壓構(gòu)件106的側(cè)表面部的摩擦力。通過表面的平滑處理，在加壓構(gòu)件106的側(cè)表面和通孔部105b的內(nèi)表面之間產(chǎn)生的摩擦力與壓カ相比足夠小，因此不會(huì)影響加壓構(gòu)件106的平滑往復(fù)運(yùn)動(dòng)。最后，通過ー個(gè)突起部102b施加至接觸表面IOla的壓カ向量為壓カ向量204b，并且其大小為壓カ向量204a的一半。這是因?yàn)橥黄鸩?02b如圖4A所示存在于兩個(gè)位置處。米用這種方式，參照?qǐng)D4A和圖4B所不的截面圖，輸入的壓カ向量206a的荷載點(diǎn)從中心線201偏移，并且壓力向量206a的方向不平行于中心線201，但是壓力向量204a和204b能夠保持適當(dāng)?shù)膲毫?。如上所述，在該?shí)施方式中，小基座104沒有被板簧107以直接的方式壓，而是經(jīng)由加壓構(gòu)件106被壓，該加壓構(gòu)件被保持成基本上僅在垂直于接觸表面IOla的方向，即接觸表面IOla的平面向量的方向上具有自由度。采用這種構(gòu)造,可以在垂直于接觸表面IOla的方向上實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸表面IOla的施壓，不論施壓時(shí)板簧107的變形如何，板簧的施カ相對(duì)于壓カ方向上的位移量的波動(dòng)都小。因此，板簧107也能夠形成為弧形，使得板簧107能夠被放置在環(huán)形超聲波馬達(dá)內(nèi)。進(jìn)ー步地，能夠確保盡可能長(zhǎng)的長(zhǎng)度并且彈簧常數(shù)能夠被減小。結(jié)果，在施壓時(shí)，板簧107的變形量能夠增大，因此，歸因于變形量變化的壓カ波動(dòng)能夠被減小，與傳統(tǒng)技術(shù)不一樣，其不需要用于調(diào)節(jié)壓カ的機(jī)構(gòu)。另ー方面，小基座104經(jīng)由抵接部104e的線形接觸部被壓。因此，在圖4A中所示的截面圖中，小基座104可以為傾斜的，并且即使是在構(gòu)件由于擾動(dòng)或制造時(shí)的尺寸誤差而發(fā)生傾斜吋，也能夠保持適當(dāng)?shù)募訅航佑|狀態(tài)。圖5是以與圖4A所示相同的截面示出了相同的構(gòu)件的截面圖，其示出了如下情況相對(duì)于圖4A中所示的狀態(tài)，轉(zhuǎn)子101和環(huán)形基座105上發(fā)生圍繞小基座104的抵接部104e的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜。即使在圖5中，振動(dòng)板102的突起部102b仍然追從(follow)轉(zhuǎn)子101的接觸表面101a，因此保持了適當(dāng)?shù)募訅航佑|狀態(tài)。盡管環(huán)形基座105通過孔部104c、長(zhǎng)孔部104d以及軸部105a裝配于小基座104，但是小基座104和環(huán)形基座105能夠相對(duì)傾斜，因?yàn)榇嬖谘b配間隙，即裝配空間。因此，即使是在由于制造時(shí)的尺寸誤差而在轉(zhuǎn)子101和環(huán)形基座105上發(fā)生構(gòu)件傾斜，或是在由于驅(qū)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)或擾動(dòng)而在轉(zhuǎn)子101和環(huán)形基座105上發(fā)生構(gòu)件傾斜，接觸表面IOla也能夠在兩個(gè)突起部102b處適當(dāng)?shù)厥軌骸?也就是說，在圖4A的截面圖中，即使在構(gòu)件之間出現(xiàn)了如圖5所示的情況的傾斜，該問題也可以通過使圖4A的小基座104的抵接部104e和加壓構(gòu)件106成為點(diǎn)接觸并且關(guān)于傾斜，保持接觸表面之間的追從能力來解決。另ー方面，在圖4B中示出的截面圖中，通過使小基座104的抵接部104e和加壓構(gòu)件106成為直線的線接觸，小基座104和加壓構(gòu)件106沿圖4B的左右方向彼此沒有相對(duì)傾斜。如上所述，在該實(shí)施方式中，經(jīng)由小基座104使振動(dòng)板102壓靠轉(zhuǎn)子101，振動(dòng)板102在兩端接合至小基座104，因此能夠在振動(dòng)板和轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生加壓接觸，而不受通過壓電元件103施加至振動(dòng)板102的振動(dòng)的干擾。此外，小基座104上的壓カ通過來自板簧107的施力經(jīng)由加壓構(gòu)件106實(shí)現(xiàn)，該加壓構(gòu)件106被保持為僅在垂直于接觸表面IOla的方向上具有自由度，因此不管板簧107的變形狀況如何，都可以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)氖?。此外，通過在小基座104上設(shè)置抵接部104e來實(shí)現(xiàn)施壓，從而能夠保持適當(dāng)?shù)募訅航佑|狀態(tài)，而不用考慮由于擾動(dòng)或制造時(shí)的尺寸誤差而產(chǎn)生的構(gòu)件傾斜。盡管在第一實(shí)施方式中，振動(dòng)器由小基座104保持并經(jīng)由小基座104被壓，但是如果振動(dòng)節(jié)點(diǎn)如現(xiàn)有技術(shù)ー樣位于振動(dòng)器的中央，則振動(dòng)器可以在中央附近直接受壓而不涉及小基座104。(第二實(shí)施方式)本發(fā)明的第二實(shí)施方式為第一實(shí)施方式的變型例，其中，分別對(duì)應(yīng)三個(gè)加壓構(gòu)件106的三個(gè)板簧107被一體化。采用這種構(gòu)造，板簧107和螺釘108能夠被省去，可以達(dá)到減少成本的效果。圖6為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的超聲波馬達(dá)的分解立體圖。在圖中，相同的構(gòu)件由相同的參考標(biāo)記表不，并且與第一實(shí)施方式中的構(gòu)件相同的構(gòu)件也由相同的參考標(biāo)記表示。如圖6所示，根據(jù)第二實(shí)施方式的環(huán)形基座301僅包括用于定位小基座104的軸部105a和用于在其中裝配加壓構(gòu)件106的通孔部105b。墊圈302被保持與三個(gè)加壓構(gòu)件106接觸。設(shè)置波形墊圈303以壓墊圈302。在波形墊圈303的上部設(shè)有固定構(gòu)件(未示出)，并且通過將波形墊圈303夾持于固定構(gòu)件和墊圈302之間，波形墊圈303的波形被壓預(yù)定量以產(chǎn)生壓力。圖7為用以示出根據(jù)第二實(shí)施方式的構(gòu)件的組裝狀態(tài)的放大截面圖。如圖7所示，波形墊圈303被壓預(yù)定量，因此壓カ經(jīng)由墊圈302被傳遞至加壓構(gòu)件106。隨后的用于傳遞壓力的構(gòu)造與第一實(shí)施方式中的構(gòu)造相同。順便說一下，在第一實(shí)施方式中，板簧107固定至環(huán)形基座105，因此要根據(jù)板簧107的變形量來確定環(huán)形基座105在圖4A和4B中所示的中心線201的方向上的絕對(duì)位置。但是，在第二實(shí)施方式中，環(huán)形基座301僅僅用來保持小基座104和加壓構(gòu)件106，并且波形墊圈303沒有被固定。因此，環(huán)形基座301在中心線201的方向上的位置沒有確定。因此，當(dāng)將根據(jù)第二實(shí)施方式的超聲波馬達(dá)安裝至鏡筒或類似物時(shí)，例如，環(huán)形基座301能夠采用相對(duì)于鏡筒中固定筒的期望的絕對(duì)位置進(jìn)行固定，從而環(huán)形基座301不會(huì)意外地移動(dòng)?？蛇x地，環(huán)形基座301能夠取決于構(gòu)造與固定筒一體化。因此，在第二實(shí)施方式中，單個(gè)波形墊圈303作為對(duì)三個(gè)加壓構(gòu)件106施加壓カ的彈性構(gòu)件共用于三個(gè)加壓構(gòu)件106，因此不需要板簧和螺釘，由此減少成本。(第三實(shí)施方式)通過將根據(jù)第一或第二實(shí)施方式的超聲波馬達(dá)用作用于驅(qū)動(dòng)鏡頭設(shè)備中的聚焦透鏡或變焦透鏡的驅(qū)動(dòng)單元，可以實(shí)現(xiàn)具有本發(fā)明效果的鏡頭裝置。如上所述，在通過振動(dòng)器上產(chǎn)生的橢圓振動(dòng)來驅(qū)動(dòng)待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件的超聲波馬達(dá)中，通過經(jīng)由構(gòu)造成沿與振動(dòng)器和待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件的接觸表面垂直的方向運(yùn)動(dòng)的加壓構(gòu)件將壓カ從彈性構(gòu)件傳遞至振動(dòng)器，能夠在接觸表面處獲得適當(dāng)?shù)募訅航佑|狀態(tài)，而不用使用已經(jīng)在傳統(tǒng)技術(shù)中使用的用于調(diào)節(jié)壓カ的機(jī)構(gòu)。盡管已經(jīng)參照示例性實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實(shí)施方式。所附權(quán)利要求書的范圍應(yīng)符合最寬泛的闡釋，以包含所有變型、等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種超聲波馬達(dá)，其包括 振動(dòng)器，所述振動(dòng)器包括待與待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件接觸的接觸表面和固定至所述振動(dòng)器的壓電元件，所述振動(dòng)器被構(gòu)造成通過所述壓電元件激發(fā)的超聲波振動(dòng)來驅(qū)動(dòng)所述待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件；以及 加壓?jiǎn)卧?，所述加壓単元由固定単元支撐，并且所述加壓単元被構(gòu)造成向所述振動(dòng)器施力，從而使所述接觸表面壓靠所述待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件， 其中，所述加壓?jiǎn)卧? 加壓構(gòu)件，所述加壓構(gòu)件以能沿垂直于所述接觸表面的方向移動(dòng)且被限制沿平行于所述接觸表面的方向移動(dòng)的方式被所述固定単元保持；以及 彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件經(jīng)由所述加壓構(gòu)件沿垂直于所述接觸表面的方向?qū)亥┘又了稣駝?dòng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲波馬達(dá)，其特征在干， 所述固定単元包括通孔部，所述通孔部具有垂直于所述接觸表面的軸線方向；并且 所述加壓構(gòu)件裝配于所述通孔部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲波馬達(dá)，其特征在于，所述加壓構(gòu)件包括接觸部，所述接觸部與所述彈性構(gòu)件形成點(diǎn)接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲波馬達(dá)，其特征在于，所述超聲波馬達(dá)還包括被構(gòu)造成保持所述振動(dòng)器的保持部， 其中，所述保持部包括抵接部，所述抵接部與所述加壓構(gòu)件在與所述待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)方向垂直的方向上形成線接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波馬達(dá)，其特征在于，所述抵接部具有半圓筒形的截面。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲波馬達(dá)，其特征在于，所述彈性構(gòu)件包括弧形板簧。
7.一種超聲波馬達(dá)，其包括 振動(dòng)器，所述振動(dòng)器包括待與待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件接觸的接觸表面和固定至所述振動(dòng)器的壓電元件，所述振動(dòng)器被構(gòu)造成通過所述壓電元件激發(fā)的超聲波振動(dòng)來驅(qū)動(dòng)所述待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件；以及 加壓?jiǎn)卧?，所述加壓単元由固定単元支撐，并且所述加壓単元被構(gòu)造成向所述振動(dòng)器施力，從而使所述接觸表面壓靠所述待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件， 其中，所述加壓?jiǎn)卧? 多個(gè)加壓構(gòu)件，所述多個(gè)加壓構(gòu)件以能沿垂直于所述接觸表面的方向移動(dòng)且被限制沿平行于所述接觸表面的方向移動(dòng)的方式被所述固定単元保持；以及 彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件共用于所述多個(gè)加壓構(gòu)件中的至少兩個(gè)加壓構(gòu)件，并且所述弾性構(gòu)件經(jīng)由所述多個(gè)加壓構(gòu)件中的該至少兩個(gè)加壓構(gòu)件沿垂直于所述接觸表面的方向向所述振動(dòng)器施加壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲波馬達(dá)，其特征在于，所述彈性構(gòu)件包括波形墊圈。
9.一種超聲波馬達(dá)，其包括 振動(dòng)器，所述振動(dòng)器包括待與待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件接觸的接觸表面和固定至所述振動(dòng)器的壓電元件，所述振動(dòng)器被構(gòu)造成通過所述壓電元件激發(fā)的超聲波振動(dòng)來驅(qū)動(dòng)所述待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件；以及加壓?jiǎn)卧?，所述加壓単元由固定単元支撐，并且所述加壓単元被構(gòu)造成向所述振動(dòng)器施力，從而使所述接觸表面壓靠所述待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件， 其中，所述加壓?jiǎn)卧? 彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件相對(duì)于所述固定単元配置于所述振動(dòng)器所在側(cè)的相反側(cè)；以及 加壓構(gòu)件，所述加壓構(gòu)件被插入于所述固定単元，并且被所述彈性構(gòu)件沿垂直于所述接觸表面的方向施力。
10.ー種鏡頭設(shè)備，其包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的超聲波馬達(dá)。
全文摘要
超聲波馬達(dá)和包括該超聲波馬達(dá)的鏡頭設(shè)備。提供一種超聲波馬達(dá)，該超聲波馬達(dá)包括振動(dòng)器，該振動(dòng)器包括待與待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件接觸的接觸表面和固定至振動(dòng)器的壓電元件，該振動(dòng)器被構(gòu)造成通過壓電元件激發(fā)的超聲波振動(dòng)來驅(qū)動(dòng)待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件；以及由固定單元支撐的加壓?jiǎn)卧?，該加壓?jiǎn)卧粯?gòu)造成向振動(dòng)器施力，從而使接觸表面壓靠待驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件，其中，加壓?jiǎn)卧訅簶?gòu)件，該加壓構(gòu)件以沿垂直于接觸表面的方向移動(dòng)而被限制沿平行于接觸表面的方向移動(dòng)的方式被固定單元保持；以及彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件經(jīng)由加壓構(gòu)件沿垂直于接觸表面的方向?qū)毫κ┘又琳駝?dòng)器。
文檔編號(hào)G02B7/04GK102916609SQ201210278148
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者山崎亮, 追川真 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社