振動波致動器的制造方法
【專利摘要】提供了一種振動波致動器，包括：振動器，振動器至少包括機(jī)電能轉(zhuǎn)換元件和彈性本體，所述機(jī)電能轉(zhuǎn)換元件接合于所述彈性本體，彈性本體包括接觸部分；以及受驅(qū)元件，受驅(qū)元件與振動器的接觸部分壓接觸，受驅(qū)元件包括磁性物質(zhì)，以及磁體，磁體布置成使得振動器位于所述受驅(qū)元件與磁體之間。
【專利說明】振動波致動器
[0001] 本申請是2011年5月6日提交的、申請?zhí)枮?01110116471.5、名稱為"振動波致 動器"的申請的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及振動型驅(qū)動裝置，比如振動波致動器，并且尤其涉及有利于用在例如 用于糾正光學(xué)裝置（比如相機(jī)或雙筒望遠(yuǎn)鏡）中由于手移動造成的模糊的機(jī)構(gòu)中的振動型 驅(qū)動裝置或用于工作臺的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0003] 通常，作為沿多個不同方向（期望方向）移動與多個振動器相接觸的受驅(qū)元件的 振動型驅(qū)動裝置的振動波致動器是已知的。在該種振動波致動器中，其中磁體用于受驅(qū)元 件的壓力施加型振動波致動器是已知的（日本專利申請公開2009-027769)。而且，日本專 利申請公開No. 2007-312519提出一種其中磁性構(gòu)件布置于振動器和受驅(qū)元件之間的空間 中的振動型驅(qū)動裝置。更具體地，振動型驅(qū)動裝置被構(gòu)造成使得形成從振動器的第一表面 突出并且與受驅(qū)元件相接觸的突出部分，并且將磁體布置于振動器的所述第一表面和受驅(qū) 元件之間W通過磁力吸引受驅(qū)元件。圖14A和14B示出日本專利申請公開No. 2007-312519 中描述的線性振動波致動器的構(gòu)造。在圖14A和14B中，振動器52經(jīng)由彈性支撐構(gòu)件56 由保持構(gòu)件57支撐同時防止彈性支撐構(gòu)件56妨礙振動器52的振動。而且，包括磁體的磁 性構(gòu)件65布置于保持構(gòu)件57上并且布置在形成于振動器52的上表面上的突出部分58之 間。磁性構(gòu)件65保持于其中磁體構(gòu)件65不與振動器52和受驅(qū)元件70相接觸的狀態(tài)下， 并且產(chǎn)生沿Z方向吸引振動器52和受驅(qū)元件70的磁吸引力MF。由于磁吸引力的作用施加 壓力。
[0004] 而且，作為借助于振動器驅(qū)動受驅(qū)元件的振動型驅(qū)動裝置的另一示例，比如超聲 馬達(dá)，存在一些使用通過例如粘合將振動板（包括例如彈性金屬構(gòu)件）和壓電元件（機(jī)電 能轉(zhuǎn)換元件）集成在一起所獲得的振動器的振動型驅(qū)動裝置。在如上所述的該些使用振動 器的振動型驅(qū)動裝置中，已經(jīng)提出一些使用磁力W產(chǎn)生施加至振動器和受驅(qū)元件的壓力的 振動型驅(qū)動裝置。美國專利No. 7, 425, 770提出一種在振動器的至少一部分中包括永磁體 的振動型驅(qū)動裝置。而且，美國專利No. 7, 518, 286公開一種在受驅(qū)元件的至少一部分中包 括永磁體的振動型驅(qū)動裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 然而，在常規(guī)振動型驅(qū)動裝置中，W下問題尚待解決。
[0006] 例如，在日本專利申請公開No. 2009-027769中使用的、構(gòu)造成使用包括磁體的受 驅(qū)元件在壓力下吸引振動器的振動波致動器具有W下問題。圖15A示出使用用于在上述振 動波致動器中受到驅(qū)動W線性地移動的受驅(qū)元件的磁棒的半尺寸模型的磁通量密度計(jì)算 的結(jié)果。
[0007] 圖15B示出使用磁體的半尺寸模型的磁通量密度計(jì)算結(jié)果，其通過將用于受驅(qū)元 件的上述磁體沿與線性移動方向垂直的方向延伸而放大W使得磁體能沿多個方向移動。在 圖中，具有較高集中度的部分示出為具有較低磁通量密度。振動器（未示出）受到驅(qū)動的 方向用箭頭指示。
[000引圖15A示出受驅(qū)元件的端部除外的基本上均勻的磁通量密度分布。由于在圖15A 中受驅(qū)元件的縱向上的端部與驅(qū)動方向平行，在振動器受到驅(qū)動時，振動器不會通過（經(jīng) 過）受驅(qū)元件的其中磁通量密度較低的端部，并且因而不會出現(xiàn)問題。同時，在圖15B中， 在受驅(qū)元件的中也附近的部分中磁通量密度較低，在振動器受到驅(qū)動時振動器頻繁地通過 所述部分。該里，振動器通過意味著在振動器受到驅(qū)動時振動器和受驅(qū)元件的運(yùn)動彼此交 叉。
[0009] 因而，在其中磁體用于受驅(qū)元件的、能沿多個方向進(jìn)行驅(qū)動的振動波致動器中，出 現(xiàn)的問題在于壓力根據(jù)振動器的位置或驅(qū)動方向會不同。
[0010] 而且，在其中磁體布置于受驅(qū)元件和振動器之間的構(gòu)造中（如在日本專利申請公 開No. 2007-312519中），由于磁體的尺寸受到限制，壓力的增大不可避免地受到限制。
[0011] 鑒于上述問題，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種振動波致動器，在磁體相對于振動器和 受驅(qū)元件之間的接觸表面布置于振動器一側(cè)上時，該振動波致動器能夠增強(qiáng)由振動器和受 驅(qū)元件之間的磁吸引所提供的壓接觸力。
[0012] 另外，舉例來說，根據(jù)其中使用永磁體將壓力施加至振動器和受驅(qū)元件的上述常 規(guī)示例的超聲馬達(dá)，與其中使用彈黃施加壓力的機(jī)構(gòu)相比，能簡化機(jī)構(gòu)。然而，在其中磁力 用來產(chǎn)生該種壓力的常規(guī)示例構(gòu)造中，用來使振動器和受驅(qū)元件彼此壓接觸的壓力施加機(jī) 構(gòu)具有W下問題。
[0013] 一直需要例如其中包括超聲馬達(dá)的電子設(shè)備的小型化和高密度安裝，并且還需要 進(jìn)一步小型化超聲馬達(dá)的壓力施加機(jī)構(gòu)。同時，超聲馬達(dá)的輸出（尤其是由振動器提供至 受驅(qū)元件的驅(qū)動力）取決于施加至振動器和受驅(qū)元件的壓力。換言之，由振動器提供至受 驅(qū)元件的驅(qū)動力經(jīng)由與振動器壓接觸所產(chǎn)生的摩擦力傳遞至受驅(qū)元件，由此受驅(qū)元件相對 于振動器運(yùn)動。
[0014] 因此，超聲馬達(dá)的驅(qū)動力取決于借助壓接觸產(chǎn)生摩擦力的壓力。出于上述原因，在 需要小型化W及使壓力施加機(jī)構(gòu)能提供所需壓力的同時；由于通常小型化導(dǎo)致壓力下降， 上述常規(guī)構(gòu)造具有進(jìn)一步改進(jìn)的空間。而且，在磁力用于產(chǎn)生壓力時，會出現(xiàn)壓力的不平 衡。
[0015] 磁力相對于與其中受驅(qū)元件相對于振動器移動的方向平行的軸線產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。由 于吸引力在磁體構(gòu)件和將被吸引的目標(biāo)之間的距離變得越小時增加越大，在例如由于尺寸 精確度和/或安裝精確度的不匹配而出現(xiàn)失準(zhǔn)和/或傾斜的情況下，壓力不平衡會進(jìn)一步 增大。
[0016] 因此，對于上述裝置，需要一種不會引起該種壓力不平衡的結(jié)構(gòu)。
[0017] 鑒于上述問題，本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種能小型化壓力施加結(jié)構(gòu)同時提供必 要壓力從而使得壓力穩(wěn)定化的振動型驅(qū)動裝置。
[0018] 作為根據(jù)本發(fā)明的振動型驅(qū)動裝置，一種振動波致動器，包括；振動器，其至少包 括機(jī)電能轉(zhuǎn)換元件和彈性本體，所述機(jī)電能轉(zhuǎn)換元件接合于所述彈性本體，彈性本體包括 形成于其中的接觸部分，所述振動器被構(gòu)造成將楠圓運(yùn)動提供至接觸部分；W及受驅(qū)元件， 其與振動器的接觸部分壓接觸，受驅(qū)元件通過所述楠圓運(yùn)動而被移動，其中振動波致動器 包括振動器保持部分，所述振動器保持部分經(jīng)由第一彈性構(gòu)件保持所述振動器，第一彈性 構(gòu)件的剛性低于振動器的剛性；并且其中磁體布置于振動器保持部分上，受驅(qū)元件包括磁 性物質(zhì)，并且通過磁體的吸引力使振動器的接觸部分與受驅(qū)元件彼此壓接觸。
[0019] 另外，根據(jù)本發(fā)明的振動型驅(qū)動裝置，包括；振動器，其包括機(jī)電能轉(zhuǎn)換元件和振 動板，所述機(jī)電能轉(zhuǎn)換元件接合于所述振動板，所述振動器被構(gòu)造成將楠圓運(yùn)動提供至形 成于振動板上的接觸部分；W及受驅(qū)元件，其與振動器的接觸部分壓接觸，受驅(qū)元件通過所 述楠圓運(yùn)動相對于振動器運(yùn)動，其中受驅(qū)元件的至少一部分包括鐵磁性物質(zhì)，從而提供第 一磁性構(gòu)件；其中振動器的至少一部分包括鐵磁性物質(zhì)，從而使振動器和接合至振動器的 支撐部分的輛提供第二磁性構(gòu)件，所述輛沿受驅(qū)元件的相對運(yùn)動方向延伸；并且其中永磁 體設(shè)置于第一磁性構(gòu)件和第二磁性構(gòu)件中的任何一個上，并且通過由第一磁性構(gòu)件和第二 磁性構(gòu)件的磁力提供的吸引力使振動器的接觸部分與受驅(qū)元件壓接觸。
[0020] 本發(fā)明使得能提供一種振動波致動器，其是一種增強(qiáng)通過振動器和受驅(qū)元件之間 的磁作用所提供的壓接觸力，從而使得振動器和受驅(qū)元件之間的接觸狀態(tài)穩(wěn)定化的振動型 驅(qū)動裝置。
[0021] 另外，本發(fā)明使得能提供一種振動型驅(qū)動裝置，其能使得壓力施加結(jié)構(gòu)小型化同 時提供必要的壓力，使得壓力穩(wěn)定化。
[0022] 本發(fā)明的其它特征將從下面參照附圖對示例性實(shí)施例的描述中變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖IA是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的振動波致動器的構(gòu)造的透視圖。
[0024] 圖IB是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的振動波致動器的構(gòu)造的側(cè)視圖。
[0025] 圖IC是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的振動波致動器的構(gòu)造的前視圖。
[0026] 圖ID是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的振動波致動器的構(gòu)造的后視圖。
[0027] 圖2A是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的構(gòu)造中的磁通量分布的示意圖。
[0028] 圖2B是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的構(gòu)造中的磁通量分布的示意圖。
[0029] 圖3A是示出使用根據(jù)本發(fā)明的振動波致動器的多向驅(qū)動機(jī)構(gòu)的構(gòu)造的示意圖。
[0030] 圖3B是示出使用根據(jù)本發(fā)明的振動波致動器的多向驅(qū)動機(jī)構(gòu)的構(gòu)造的示意圖。
[0031] 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的振動波致動器的構(gòu)造的示意圖。
[0032] 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的振動波致動器的構(gòu)造的示意圖。
[0033] 圖6是示出用于本發(fā)明的振動器的構(gòu)造的示意圖。
[0034] 圖7A是示出用于本發(fā)明的振動器的彎曲模式的示意圖。
[0035] 圖7B是示出用于本發(fā)明的振動器的另一彎曲模式的示意圖。
[0036] 圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的超聲馬達(dá)（振動型驅(qū)動裝置）的構(gòu)造的透視圖。
[0037] 圖9A是示出本發(fā)明實(shí)施例4中的振動器的振動模式的透視圖。
[0038] 圖9B是示出本發(fā)明實(shí)施例4中的振動器的振動模式的透視圖。
[0039] 圖IOA是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的超聲馬達(dá)的構(gòu)造的俯視圖。
[0040] 圖IOB是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的超聲馬達(dá)的構(gòu)造的前視圖。
[0041] 圖IOC是主要示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的超聲馬達(dá)的輛部分的構(gòu)造的俯視圖。
[0042] 圖11是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5的超聲馬達(dá)的構(gòu)造的前視圖。
[0043] 圖12是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例6的超聲馬達(dá)的構(gòu)造的前視圖。
[0044] 圖13是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例7的超聲馬達(dá)的構(gòu)造的透視圖。
[004引圖14A是示出作為常規(guī)示例的根據(jù)日本專利申請公開No. 2007-312519的振動波 致動器的構(gòu)造的示意圖。
[0046] 圖14B是示出作為常規(guī)示例的根據(jù)日本專利申請公開No. 2007-312519的振動波 致動器的構(gòu)造的示意圖。
[0047] 圖15A是示出不均勻磁通量分布的示意圖，該是本發(fā)明將要解決的問題。
[0048] 圖15B是示出不均勻磁通量分布的示意圖，該是本發(fā)明將要解決的問題。

【具體實(shí)施方式】
[0049] 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例現(xiàn)在將根據(jù)附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0050] 用于實(shí)施本發(fā)明的模式將借助W下實(shí)施例進(jìn)行描述。
[00川 實(shí)施例1
[0052] 應(yīng)用本發(fā)明的振動波致動器的示例構(gòu)造將參照圖3A和3B進(jìn)行描述。在該種振動 波致動器中，與多個振動器相接觸的受驅(qū)元件沿多個不同方向被移動。本實(shí)施例的示例構(gòu) 造包括多個振動器，并且所述多個振動器布置于其中通過楠圓運(yùn)動所產(chǎn)生的力的方向不同 的位置處。提供該種構(gòu)造使得經(jīng)由振動器的接觸構(gòu)件與振動器壓接觸的受驅(qū)元件沿著通過 將不同方向上的力相結(jié)合而形成的預(yù)定移動方向上移動。
[0053] 圖3A是本構(gòu)造的振動波致動器的俯視圖，并且圖3B是其側(cè)視圖。在圖3A中，未 示出受驅(qū)元件4。圖3A和3B中的構(gòu)造包括：振動器單元11 (a)、11化）、11 (C)和11 (d)，每 個單元包括根據(jù)本實(shí)施例的振動器；受驅(qū)元件4 ;固定振動器單元11 (a)、11化）、11 (C)和 11(d)的固定部分9; W及布置于受驅(qū)元件4和固定部分9之間的多個球12。所述多個球 12分別容納于布置于固定部分9中的多個孔中。球隨著受驅(qū)元件4的運(yùn)動而在孔中轉(zhuǎn)動， 從而受驅(qū)元件4在平面內(nèi)自由地受到驅(qū)動，并且受到支撐W便相對于固定部分9 一直具有 固定的高度。另外，振動器單元11 (a)、11(b) Ul(C)和11(d)經(jīng)由第二彈性構(gòu)件8連接至 固定部分9。
[0054] 該里，為了易于描述振動器的基本構(gòu)造，將描述其中受驅(qū)元件沿單個方向受到驅(qū) 動的構(gòu)造。
[00巧]圖6是示出安裝于振動器單元之一中的振動器的基本構(gòu)造的示意圖。
[0056] 驅(qū)動方法的細(xì)節(jié)在日本專利申請公開No. 2004-320846中描述，并且將在此描述 使包括于振動器的接觸構(gòu)件中的突出部分能夠進(jìn)行楠圓運(yùn)動的構(gòu)造的概述。
[0057] 圖7A和7B是示出振動器的兩種彎曲振動模式的示意圖。圖7A中的振動模式表 示兩種彎曲振動模式的一種彎曲振動模式（W下稱為"模式A")。模式A提供沿矩形振動 器106的長邊方向（箭頭X方向）的二階彎曲運(yùn)動，并且振動器106包括與其短邊方向（箭 頭Y方向）平行的H個波節(jié)。該里，包括于接觸部分中的突出部分108布置于其中在模式A 振動下形成波節(jié)的位置附近，并且響應(yīng)于模式A振動主要沿箭頭X方向（進(jìn)給方向）往復(fù) 運(yùn)動。
[0058] 圖7B中示出的振動模式表示該兩種彎曲振動模式的另一種彎曲振動模式（稱為 "模式B")。模式B提供沿矩形振動器106的短邊方向（箭頭Y方向）的一階彎曲運(yùn)動，并 且振動器106包括與長邊方向（箭頭X方向）平行的兩個波節(jié)。
[0059] 該里，模式A下的波節(jié)與模式B下的波節(jié)在X-Y平面中基本上彼此正交。另外，突 出部分108布置于其中由于模式B下的振動而形成波腹的位置附近，并且響應(yīng)于模式B振 動沿箭頭Z方向（上推方向）往復(fù)運(yùn)動。
[0060] 上述模式A振動和模式B振動W預(yù)定的相位差產(chǎn)生，從而在突出部分108的末端 產(chǎn)生楠圓運(yùn)動W提供沿圖7A的箭頭X方向的驅(qū)動力。
[0061] 將描述驅(qū)動根據(jù)本實(shí)施例的振動波致動器的原理，其中與多個振動器相接觸的受 驅(qū)元件沿多個不同方向被移動。
[0062] 在圖3A和3B中，當(dāng)將沿圖中所示的坐標(biāo)系的X方向移動受驅(qū)元件4時，將沿箭頭 XA方向的驅(qū)動力提供至振動單元11 (a)中的振動器，并且將沿箭頭XD方向的驅(qū)動力提供至 振動器單元11(d)中的振動器。同時，僅將上述模式B振動提供至振動器單元11(b)中的振 動器和振動器單元11(c)中的振動器。在振動作用下，施加至振動單元11(b)和11(c)中 的振動器和受驅(qū)元件4之間的接觸表面上的負(fù)荷減小，并且來自振動器單元11 (a)和11 (d) 中的振動器的驅(qū)動力在沒有損耗的情況下傳送至受驅(qū)元件4,并且受驅(qū)元件4沿X方向受到 驅(qū)動。當(dāng)要沿Y方向驅(qū)動受驅(qū)元件4時，可將模式B振動提供至振動器單元11 (a)和11 (d) 中的振動器，還將沿箭頭XB方向的驅(qū)動力提供至振動器單元11化）中的振動器并且還將沿 箭頭xC方向的驅(qū)動力提供至振動器單元11 (C)中的振動器。
[0063] 使得振動器單元11 (a)和11 (d)中的振動器的驅(qū)動力彼此相等并且每個被確定為 力矢量Fx,并且還使得振動器單元11(b)和11(c)中的振動器的驅(qū)動力彼此相等并且每個 被確定為力矢量巧。因此，力矢量Fx和巧的組合使得能沿任何方向驅(qū)動受驅(qū)元件4。
[0064] 雖然本實(shí)施例使用四個振動器，但是如上所述用于提供沿多個方向受到驅(qū)動的振 動波致動器的振動器的數(shù)量沒有限制，只要數(shù)量不少于兩個。
[0065] 下面，將參照圖IAUBUC和ID描述根據(jù)本實(shí)施例的振動器單元的示例構(gòu)造。圖 IA是根據(jù)作為本實(shí)施例的實(shí)施例1的振動器單元11的透視圖。圖IB是在X方向上看的根 據(jù)實(shí)施例1的振動波致動器的橫截視圖，振動波致動器在此位置安裝振動器單元11(d)和 受驅(qū)元件4。圖IC是在Y方向上看的根據(jù)實(shí)施例1的振動波致動器的橫截視圖，振動波致 動器在此位置安裝振動器單元11(d)和受驅(qū)元件4。圖ID是其中沒有示出磁體的振動波致 動器的后視圖。
[0066] 在圖1A、IBUC和ID中，振動器1通過將包括例如金屬制彈性本體的振動板2和 機(jī)電能轉(zhuǎn)換元件3(比如壓電元件）接合而構(gòu)成。受驅(qū)元件4包括磁性物質(zhì)。作為上面描 述的接觸部分的突出部分10形成于彈性本體上。
[0067] 振動器1經(jīng)由通過將振動板2的一些部分的寬度變窄W便具有比振動器更低的剛 性但是具有彈性而形成的第一彈性構(gòu)件5連接至振動器保持部分6。由于振動器1如上所 述地被保持，振動不大可能受到妨礙。磁體7由振動器保持部分6保持使得受驅(qū)元件4經(jīng) 由振動器1朝著振動器1被吸引。在本實(shí)施例中，振動器單元11至少包括振動器1、振動器 保持部分6和磁體7。在根據(jù)本實(shí)施例的振動波致動器中，受驅(qū)元件4、振動器1、振動器保 持部分6 W及磁體7沿壓力施加方向?qū)?zhǔn)。
[0068] 振動器保持部分6經(jīng)由第二彈性構(gòu)件8連接至固定部分9。第一彈性構(gòu)件5的剛 性高于第二彈性構(gòu)件8的剛性，由于第二彈性構(gòu)件8的剛性低于第一彈性構(gòu)件5,可W防止 第一彈性構(gòu)件5在推壓振動器1傾斜的力施加至振動器1上的突出部分10的與受驅(qū)元件 4相接觸的表面上時變形。
[0069] 僅第二彈性構(gòu)件8彈性地變形W便沿圖ID中的箭頭學(xué)xi、f x2、fyl和(py2 方向旋轉(zhuǎn)。換言之，當(dāng)使突出部分10和受驅(qū)元件4彼此壓接觸時，第二彈性構(gòu)件彈性地變 形，使得振動器保持部分跟隨受驅(qū)元件4。該里，振動器1和振動器保持部分6伴隨第二彈 性構(gòu)件8的彈性變形一體地移動，并且因而，振動器1和受驅(qū)元件4之間的接觸被穩(wěn)定化。 由于振動器和受驅(qū)元件之間的接觸狀態(tài)極大地影響輸出特性，上述構(gòu)造能抑制輸出特性的 下降。
[0070] 由于如上所述將磁體布置于與振動器的突出部分設(shè)置于其上的一側(cè)相反的一側(cè) 上，就尺寸而言，尤其是就磁體的磁化方向上的尺寸而言，沒有限制，并且因而，能使用具有 更大吸引力的磁體并且能任意地設(shè)置較大壓力。
[0(m] 在圖1A、1B、1C和ID中，磁體7在X-Y平面上的尺寸小于受驅(qū)元件4在X-Y平面 上的尺寸，并且在該種狀態(tài)下，在受驅(qū)元件4在X-Y平面內(nèi)沿任意方向被移動時磁路僅具有 很小變化。因而，能降低由于磁力造成的吸引力的變化。
[0072] 另外，在振動板（彈性本體）2包括磁性物質(zhì)時，能提供W下效果。
[0073] 圖2A和2B示出根據(jù)本實(shí)施例的構(gòu)造中的磁通量密度分布的模擬結(jié)果。圖2A示出 在振動板不包括磁性物質(zhì)時的磁通量密度分布，并且圖2B示出在振動板包括磁性物質(zhì)時 的磁通量密度分布。在圖2A中，磁體7和受驅(qū)元件4之間的磁通量稀少并且分散。然而， 在圖2B中，磁體7與振動板2和受驅(qū)元件4之間的磁通量密集，并且磁通量集中于振動板 2 W及設(shè)置于振動板2上的突出部分10與受驅(qū)元件4之間的接觸部分周圍。因此，可W增 大壓力。作為本發(fā)明的受驅(qū)元件4的材料，可使用磁性物質(zhì)。并且，對于用于本發(fā)明中的磁 體7,期望使用永磁體。另外，期望使用鐵磁性物質(zhì)作為所述磁性物質(zhì)。
[0074] 實(shí)施例2
[0075] 根據(jù)實(shí)施例2的振動波致動器的示例構(gòu)造將參照圖4進(jìn)行描述。振動波致動器的 總體構(gòu)造大致與圖3A和3B中的構(gòu)造類似，該些已經(jīng)在實(shí)施例1中進(jìn)行描述，因而，其描述 將省略。本實(shí)施例僅就與實(shí)施例1的差異進(jìn)行描述。振動器1通過將包括例如金屬制彈性 本體的振動板2與機(jī)電能轉(zhuǎn)換元件3接合而構(gòu)造。受驅(qū)元件4包括磁性物質(zhì)。
[0076] 振動器1經(jīng)由通過將振動板2的一些部分變窄W具有低于振動器的剛性但是具有 彈性而形成的第一彈性構(gòu)件13連接至振動器保持部分6。由于如上所述地保持振動器1， 振動不大可能受到妨礙。每個第一彈性構(gòu)件13設(shè)置于0° <0<18〇°的范圍內(nèi)W使得振動 器1和振動器保持部分6之間的距離較大。磁體7設(shè)置于振動器保持部分6和振動器1之 間，并且磁體7與振動器保持部分6 -體地被保持，使得受驅(qū)元件4經(jīng)由振動器1朝著振動 器1被吸引。受驅(qū)元件4、振動器1、振動器保持部分6和磁體7沿著壓力施加方向?qū)?zhǔn)。
[0077] 而且，振動器保持部分6經(jīng)由第二彈性構(gòu)件8連接至固定部分9。第一彈性構(gòu)件 13的剛性高于第二彈性構(gòu)件8的剛性。
[0078] 在實(shí)施例1中，磁體布置于振動器保持部分6的與振動器一側(cè)相反的表面上，并且 因而，難W將受驅(qū)元件4和磁體7之間的間隙變窄。同時，由于在本實(shí)施例中磁體在振動器 保持部分的振動器一側(cè)上布置于振動器保持部分和振動器之間，與實(shí)施例I相比，受驅(qū)元 件4和磁體7之間的間隙能減小。因此，與實(shí)施例1相比壓力能增大。
[007引 實(shí)施例3
[0080] 根據(jù)實(shí)施例3的振動波致動器的示例構(gòu)造將參照圖5進(jìn)行描述。該個實(shí)施例中的 振動波致動器的總體構(gòu)造大致與實(shí)施例1和2的構(gòu)造相類似。將僅描述與實(shí)施例1和2的 差異。振動器1通過將包括例如金屬制彈性本體的振動板2和機(jī)電能轉(zhuǎn)換元件3相接合來 構(gòu)造。受驅(qū)元件4包括磁性物質(zhì)。
[0081] 振動器1經(jīng)由第一彈性構(gòu)件5連接至包括磁體的振動器保持磁體14,第一彈性構(gòu) 件5通過將振動板2的一些部分的寬度變窄W具有低于振動器的剛性但是具有彈性而形 成。由于如上所述地保持振動器1，振動不大可能受到妨礙。
[0082] 振動器保持磁體14經(jīng)由振動器1朝著振動器1吸引受驅(qū)元件4。振動器保持磁體 14還經(jīng)由第二彈性構(gòu)件8連接至固定部分9。第一彈性元件5的剛性高于第二彈性構(gòu)件8 的剛性。
[0083] 在實(shí)施例1中，難W減小厚度方向上的尺寸，原因是振動器保持部分和磁體由分 開的部件形成。然而，利用本實(shí)施例的構(gòu)造，磁體和振動器保持部分形成一體，使得與實(shí)施 例1相比厚度能減小。
[0084] 實(shí)施例4
[0085] 在根據(jù)本發(fā)明的振動型驅(qū)動裝置的其他方面中，用來聚集磁體的磁力線W便有效 地使用磁體所具有的吸引力的輛形成為沿受驅(qū)元件的相對運(yùn)動的方向延伸。然后，形成于 振動器中的用于振動器的支撐部分和輛接合。
[0086] 由于輛如上所述地沿著受驅(qū)元件布置，能在輛和受驅(qū)元件之間產(chǎn)生磁力。另外，包 括于振動器中的振動板的至少一些部分包括鐵磁性物質(zhì)，并且該些部分也能產(chǎn)生磁壓力W 吸引受驅(qū)元件。
[0087] 另外，由于使用其中僅僅振動器的與受驅(qū)元件相接觸的接觸部分包括鐵磁性物質(zhì) 的構(gòu)造，由于與受驅(qū)元件相接觸，能夠容易地產(chǎn)生磁吸引力，并且該些接觸部分直接產(chǎn)生壓 力，使得能抑制相對于與相對運(yùn)動方向平行的軸線的旋轉(zhuǎn)力。另外，由于使用其中使形成于 振動器中的支撐部分沿受驅(qū)元件的相對運(yùn)動方向延伸W將支撐部分接合至輛的構(gòu)造，振動 器能由輛保持并固定。
[0088] 由于使用其中使形成于振動器中的支撐部分和輛之間的接合部分的寬度比受驅(qū) 元件的寬度窄的構(gòu)造，輛能在接合部分處產(chǎn)生更大吸引力。能使吸引力靠近接觸部分，使得 能抑制相對于與受驅(qū)元件的相對運(yùn)動方向平行的軸線的旋轉(zhuǎn)力的產(chǎn)生。
[0089] 對于實(shí)施例4,應(yīng)用本發(fā)明的超聲馬達(dá)（振動器驅(qū)動裝置）的示例構(gòu)造將參照圖8 進(jìn)行描述。作為根據(jù)本實(shí)施例的振動驅(qū)動裝置的超聲馬達(dá)210主要包括振動器201 W及受 驅(qū)元件206,該受驅(qū)元件由振動器201保持使得受驅(qū)元件206與振動器201壓接觸。振動器 201包括壓電元件（機(jī)電能轉(zhuǎn)換元件）213 W及包括彈性本體的振動板211，壓電元件接合 于振動板。在振動板211上，設(shè)置與受驅(qū)元件相接觸的接觸部分212。受驅(qū)元件206包括作 為鐵磁性物質(zhì)的鐵基金屬，并且受驅(qū)元件206的與振動器201相接觸的部分已經(jīng)經(jīng)受用于 增強(qiáng)耐磨性的處理，比如鍛媒。受驅(qū)元件206起到第一磁性構(gòu)件的作用。
[0090] 另外，提供用于聚集磁力線的輛203。輛203能接合至形成于振動器201中的支 撐部分211-2(參見圖IOA)。而且，磁性構(gòu)件204的平狀表面連接至輛203的平狀表面，并 且從振動器201至磁性構(gòu)件204的前述部件由保持構(gòu)件205保持和固定。除了上述部件之 夕F，超聲波馬達(dá)還包括例如在振動器201和外部之間提供電連接的柔性基片（未示出），W 及用于受驅(qū)元件206的導(dǎo)向構(gòu)件（未示出）。
[0091] 為了使超聲波馬達(dá)210操作，將交流電壓施加至壓電元件213 W激勵振動器201 進(jìn)入兩種平面外彎曲模式。圖9A和9B示出在此情況下使用的振動模式下的振動部分211-1 的形狀。圖9A中示出的模式C是一階平面外彎曲模式，其中兩個波節(jié)與圖中的X方向平行 地出現(xiàn)在振動部分211-1中。對于模式C振動，接觸部分被激勵W具有用來沿Z軸線方向 (與振動板211垂直的方向）位移的振幅。圖9B中示出的模式D是二階平面外彎曲模式， 其中H個波節(jié)與圖中的Y方向基本上平行地出現(xiàn)在振動部分211-1中。對于模式D振動， 接觸部分被激勵W具有沿X軸向（與振動板211平行的方向）位移的振幅。
[0092] 該兩種模式的組合使得能在接觸部分212的表面上產(chǎn)生楠圓運(yùn)動。楠圓運(yùn)動使得 與接觸部分212壓接觸的受驅(qū)元件206相對于振動器運(yùn)動。
[0093] 圖IOAUOB和IOC示出從各個方向上看的圖8中的超聲馬達(dá)。
[0094] 圖IOA是超聲馬達(dá)的俯視圖，其主要示出振動器201的構(gòu)造。如圖IOA所示，振動 器201包括通過將順磁性物質(zhì)金屬材料比如鉛形成為板狀形狀而制備的振動板211。振動 板211包括大致矩形的振動部分211-1、從振動部分211-1的側(cè)表面延伸W便面向彼此的 連接部分211-3、W及形成于連接部分211-3的端部處的支撐部分211-2。包括鐵磁性物質(zhì) (比如鐵基金屬）的接觸部分212固定至振動部分211-1的平面部分中的兩個位置。
[0095] 壓電元件213(機(jī)電能轉(zhuǎn)換元件）連接至振動部分211-1的另一表面，如圖IOB所 示。振動器201具有在圖IOA中所示的X和Y方向上基本上對稱的形狀。受驅(qū)元件206布 置于振動器201的包括接觸部分212的表面?zhèn)壬稀?br> [0096] 振動器201和受驅(qū)元件206的位置如此確定，使得振動器201和受驅(qū)元件206的Y 方向上的中也沿Z方向看時彼此相應(yīng)。振動器201和受驅(qū)元件206沿X方向相對于彼此運(yùn) 動。支撐部分211-2布置于沿Z方向看時支撐部分211-2由受驅(qū)元件206重疊的位置處。 而且，支撐部分211-2每個具有比受驅(qū)元件206窄的寬度。
[0097] 如圖IOB和IOC所示，該兩個支撐部分211-2沿X方向從振動器的振動部分211-1 延伸，輛端部203-2 (輛203的從圖中的X方向延伸的兩個相反端部）連接至該兩個支撐部 分211-2的與面向受驅(qū)元件206的表面相反的表面。
[0098] 輛端部203-2的寬度已經(jīng)形成為與支撐部分211-2的寬度相同或與之相比更窄。 磁性構(gòu)件204布置于輛203的在壓電元件板213附近的部分中。磁性構(gòu)件204已經(jīng)經(jīng)受用 于沿圖中的Z方向磁化的處理。沿圖中的Y方向延伸的保持構(gòu)件205固定至磁性構(gòu)件204。 保持構(gòu)件205包括磯青銅板（順磁性物質(zhì)），并且具有板黃形狀的彈性結(jié)構(gòu)。保持構(gòu)件205 的在圖中的Y方向上的兩相反端部由未示出的框架體保持并固定至該框架體。
[0099] 該些部件包括于驅(qū)動構(gòu)件214中（圖8)并且驅(qū)動構(gòu)件214產(chǎn)生用于相對于受驅(qū) 元件206沿圖中的X方向運(yùn)動的力。驅(qū)動構(gòu)件214由保持構(gòu)件205保持，并且保持構(gòu)件205 的彈性結(jié)構(gòu)提供主要參照圖中的Z方向W及X和Y軸線的變形自由度。因而，即使在驅(qū)動 構(gòu)件214和受驅(qū)元件206之間產(chǎn)生相對于期望位置關(guān)系的偏差，驅(qū)動構(gòu)件214和受驅(qū)元件 206也借助磁吸引力彼此相接觸W便彼此跟隨。
[0100] 在本實(shí)施例中，已經(jīng)在上面描述的驅(qū)動構(gòu)件214中的磁性構(gòu)件204、輛203 W及包 括鐵磁性物質(zhì)的兩個接觸部分212形成第二磁性構(gòu)件。磁性構(gòu)件204的從Y方向上的頂面 (即振動器附近）延伸的磁力線大致沿Y方向定向并且部分地通過接觸部分212。磁力線 通過作為第一磁性構(gòu)件的受驅(qū)元件206。另外，從磁性構(gòu)件204延伸的一部分磁力線直接通 過受驅(qū)元件206。通過受驅(qū)元件206的一部分磁力線被定向至輛203的沿X方向延伸的端 部。通過輛203的磁力線返回到連接至輛203的磁性構(gòu)件204。
[0101] 由于磁力線如上所述地延伸，磁性構(gòu)件204的磁力能有效地用作驅(qū)動構(gòu)件214和 受驅(qū)元件206之間的吸引力。
[0102] 本實(shí)施例的上述構(gòu)造使得能提供具有W下構(gòu)造的超聲馬達(dá)。能使用其中磁性構(gòu)件 204布置于振動器附近W減小磁性構(gòu)件204和受驅(qū)元件206之間的距離從而獲得吸引力的 構(gòu)造。而且，能使用其中接觸部分212包括鐵磁性物質(zhì)W將由磁性構(gòu)件204產(chǎn)生的磁力聚 集入接觸部分212的構(gòu)造。另外，能使用其中使接觸部分212與受驅(qū)元件206直接接觸W 有效地產(chǎn)生吸引力的構(gòu)造。
[0103] 另外，能使用其中輛203形成為連接至支撐部分211-2并且輛203定位于受驅(qū)元 件206附近W在受驅(qū)元件206和輛203之間也有效地產(chǎn)生吸引力的構(gòu)造。另外，能使用其 中使輛203和磁性構(gòu)件204彼此直接接觸W聚集磁力線的構(gòu)造。另外，能使用其中輛也用 于保持振動器201從而避免需要提供用于保持振動器201的分離部件的構(gòu)造。
[0104] 另外，能使用其中在驅(qū)動構(gòu)件214中吸引受驅(qū)元件206的力主要由接觸部分212 和輛端部203-2(它們是集中于圖IOAUOB和IOC中的Y方向上的中也附近的部件）產(chǎn)生 的構(gòu)造。因此，即使驅(qū)動構(gòu)件214和受驅(qū)元件206之間沿Y方向出現(xiàn)失準(zhǔn)，也能抑制由磁力 產(chǎn)生的圍繞X軸線的力矩。
[0105] 本發(fā)明的上述構(gòu)造使得能用小的部件產(chǎn)生由磁力導(dǎo)致的充分吸引力，也就是，施 加至驅(qū)動構(gòu)件214和受驅(qū)元件206的充分壓力。另外，能減少由驅(qū)動構(gòu)件和受驅(qū)元件206 之間的失準(zhǔn)所引起的偏壓力。
[0106] 實(shí)施例5
[0107] 對于實(shí)施例5,將參照圖11描述超聲馬達(dá)（振動型驅(qū)動裝置）在與實(shí)施例4不同 的模式下的示例構(gòu)造。將省略圖8和IOA至IOC中示出的與實(shí)施例1的那些部件類似的部 件的描述。
[0108] 在本實(shí)施例中，振動板211包括鐵基鐵磁性金屬。在本實(shí)施例的情況下，接觸部分 212可通過讓振動板211經(jīng)受壓制W形成突起來提供。雖然在實(shí)施例4中，分離的構(gòu)件可固 定至振動板211作為接觸部分212,但是壓制能簡化工序并且降低成本。
[0109] 保持構(gòu)件205、輛203 W及磁性構(gòu)件204 W此順序沿圖中的Z方向從振動器1朝著 下側(cè)布置。如同圖8中所示的那樣，輛203的輛端部203-2連接至振動器的支撐部分211-2。 在本實(shí)施例中，除了磁性構(gòu)件204、輛203和保持構(gòu)件205外，振動板211也用作第二磁性構(gòu) 件。而且，輛203、振動板211和接觸部分212具有相同的磁極性。
[0110] 根據(jù)本實(shí)施例，定位于用作第一磁性構(gòu)件的受驅(qū)元件206附近的振動板211用作 磁性構(gòu)件，使得能更有效地產(chǎn)生吸引力，也就是，施加至驅(qū)動構(gòu)件214和受驅(qū)元件206的壓 力。
[0111] 實(shí)施例6
[0112] 對于實(shí)施例6,將參照圖12描述超聲馬達(dá)（振動型驅(qū)動裝置）在其中已經(jīng)改變實(shí) 施例5的模式下的示例構(gòu)造。
[0113] 在本實(shí)施例中，受驅(qū)元件206通過將永磁體208和摩擦構(gòu)件207相連接而形成。所 使用的摩擦構(gòu)件207的硬度通過將作為鐵磁性物質(zhì)的馬氏體不鎊鋼經(jīng)受渾火而得到增強(qiáng)。 而且，該里，在驅(qū)動構(gòu)件214中沒有設(shè)置磁性構(gòu)件。當(dāng)在本實(shí)施例中永磁體布置于第一磁性 構(gòu)件側(cè)上時，也能提供與實(shí)施例5中類似的效果。
[0114] 實(shí)施例7
[0115] 對于實(shí)施例7,將參照圖13描述超聲馬達(dá)（振動型驅(qū)動裝置）在與作為實(shí)施例5 的變化的實(shí)施例6不同的模式下的示例構(gòu)造。
[0116] 在本實(shí)施例中，第二輛209布置于圖11所示的模式下的磁體204的開放表面上。 第二輛209的兩個相反端部沿圖中的X方向并朝著受驅(qū)元件206的底表面附近延伸。第二 輛端部209-2形成為具有比受驅(qū)元件206的寬度更窄的寬度。
[0117] 由于使用其中永磁體布置于輛（第一輛）上并且沿受驅(qū)元件的相對運(yùn)動的方向延 伸的第二輛設(shè)置于布置于第一輛上的永磁體上的構(gòu)造，能產(chǎn)生較大的壓力。
[0118] 換言之，形成于受驅(qū)元件上的第一輛、永磁體、第二輛W及磁性構(gòu)件被包括于磁路 中，使得能產(chǎn)生較大的壓力。
[0119] 如本實(shí)施例中的第二輛209的布置能進(jìn)一步增強(qiáng)吸引力，即施加至驅(qū)動構(gòu)件214 和受驅(qū)元件206的壓力。
[0120] 另外，在本實(shí)施例中，振動板211可包括順磁性物質(zhì)。由于振動板211包括順磁性 物質(zhì)，如在實(shí)施例4中描述的，即使驅(qū)動構(gòu)件214和受驅(qū)元件206之間沿Y方向出現(xiàn)位移， 也能抑制由磁力導(dǎo)致的圍繞X軸線的力矩的產(chǎn)生。
[0121] 雖然本發(fā)明已經(jīng)參照示例性實(shí)施例進(jìn)行描述，將理解到，本發(fā)明不限于所公開的 示例性實(shí)施例。W下權(quán)利要求的范圍將依照最寬泛的解釋W(xué)覆蓋所有該些變型和等同結(jié)構(gòu) W及功能。
【權(quán)利要求】
1. 一種振動波致動器，包括： 振動器，振動器至少包括機(jī)電能轉(zhuǎn)換元件和彈性本體，所述機(jī)電能轉(zhuǎn)換元件接合于所 述彈性本體，彈性本體包括接觸部分；以及 受驅(qū)元件，受驅(qū)元件與振動器的接觸部分壓接觸，受驅(qū)元件包括磁性物質(zhì)，以及 磁體，磁體布置成使得振動器位于所述受驅(qū)元件與磁體之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的振動波致動器，其中振動器中的彈性本體包括磁性物質(zhì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的振動波致動器，其中振動器中的接觸部分包括磁性物質(zhì)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的振動波致動器， 其中在接觸部分中產(chǎn)生橢圓運(yùn)動；以及 其中振動器和受驅(qū)元件的相對位置通過所述橢圓運(yùn)動改變。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的振動波致動器，其中磁性物質(zhì)是鐵磁性物質(zhì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的振動波致動器，其中磁性物質(zhì)是鐵基金屬。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的振動波致動器，其中通過被施加有交流電壓的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換元 件，在振動器中激發(fā)兩種平面外彎曲模式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的振動波致動器,其中彈性本體包括順磁性物質(zhì)金屬材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的振動波致動器，其中彈性本體包括鋁。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的振動波致動器，包括多個所述振動器， 其中所述多個振動器布置于通過接觸部分的橢圓運(yùn)動產(chǎn)生的力的方向不同的位置處， 并且沿著通過組合所述不同方向上的力所形成的預(yù)定移動方向移動經(jīng)由振動器的接觸部 分與振動器壓接觸的受驅(qū)元件。
【文檔編號】H02N2/00GK104362886SQ201410482052
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2010年5月11日
【發(fā)明者】小田悠貴, 小島信行 申請人:佳能株式會社