CN101569085B - 振动致动器、镜头镜筒、照相机 - Google Patents
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Abstract
本发明能够使振动致动器小型化。该振动致动器具备:通过驱动信号激振的机电转换元件13;弹性体12,其与机电转换元件13接合,并且通过其激振而在驱动面上产生振动波;相对移动部件15,其压接于弹性体12的驱动面,并且被该振动波驱动,机电转换元件13与弹性体12接合的接合面13a具有:形成电极的电极部131、提高弹性体12和机电转换元件13的粘接强度的粘接强度提高部133,假想直线L穿过的接合面13a的两个端部中的至少一个端部上形成有电极部131,上述假想直线穿过上述粘接强度提高部133且与弹性体12和相对移动部件15的相对移动方向正交。
Description
技术领域
本发明涉及振动致动器以及具备该振动致动器的镜头镜筒和照相机。
背景技术
在振动致动器中,利用机电转换元件的伸缩来使弹性体的驱动面产生进行性振动波(以下称为行波),并且利用该行波在驱动面产生椭圆运动,从而驱动与椭圆运动的波峰压接的相对移动部件。
对这种振动致动器提高驱动效率和驱动性能进行了各种研究,作为其中的一个例子,专利文献1中公开了一种将压电体的电极部的径向宽度w设为宽于弹性体的弯曲中心的径向宽度的振动致动器。
然而,专利文献1公开的方法中存在振动致动器大型化这样的问题。
专利文献1:日本特开2004-297869号公报
发明内容
本发明的课题是能够使振动致动器小型化。
本发明通过以下这样的解决手段来解决上述课题。这里,为了容易理解而标记与本发明的实施方式对应的符号进行说明,然而不限定于此。
技术方案1的发明是一种振动致动器10,其特征在于,上述振动致动器具备:通过驱动信号激振的近似圆环形状的机电转换元件13;弹性体12,其与上述机电转换元件接合,并且通过上述激振而在驱动面上产生振动波;相对移动部件15,其被压接于上述弹性体的驱动面,并且被上述振动波驱动,其中,上述机电转换元件与上述弹性体接合的接合面13a具有:形成有电极的电极部131、A1~A4、B1~B4、提高上述弹性体和上述机电转换元件的粘接强度的粘接强度提高部133,在上述接合面上设置沿上述机电转换元件的径向延伸的假想直线,该假想直线L穿过的上述接合 面的两个端部中的至少一个端部上形成有上述电极部,上述假想直线穿过上述粘接强度提高部且与上述弹性体和上述相对移动部件的相对移动方向正交。
技术方案2的发明,在技术方案1所述的振动致动器10的基础上,其特征在于,在上述两个端部和/或上述两个端部的附近,且在与上述相对移动方向不同的位置形成上述粘接强度提高部133。
技术方案3的发明,在技术方案1或技术方案2所述的振动致动器10的基础上,其特征在于,上述粘接强度提高部133的上述相对移动方向的尺寸,长于沿着上述假想直线的方向的尺寸。
技术方案4的发明,在技术方案1至技术方案3中任意一项所述的振动致动器10的基础上,其特征在于,在上述假想直线L穿过的上述接合面的两个端部中的另一个端部上,形成上述粘接强度提高部133。
技术方案5的发明,是在技术方案1至技术方案3中的任意一项所述的振动致动器10的基础上,其特征在于,上述粘接强度提高部133被无规则地配置在上述接合面上。
技术方案6的发明,在技术方案1至技术方案5中任意一项所述的振动致动器10的基础上,其特征在于,上述机电转换元件的与上述接合面相反侧的面,且在与上述粘接强度提高部相对置的部分上形成有上述电极部。
技术方案7的发明,在技术方案1至技术方案6中任意一项所述的振动致动器10的基础上,其特征在于,上述粘接强度提高部133没有形成上述电极部131、A1~A4、B1~B4,上述机电转换元件13的基体暴露。
技术方案8的发明是一种镜头镜筒3,其特征在于,具备技术方案1至技术方案7中任意一项所述的振动致动器10。
技术方案9的发明是一种照相机1,其特征在于,具备技术方案1至技术方案7中任意一项所述的振动致动器10。
另外,标记符号说明的构成,可以进行适宜的改进,或者可以将至少一部分替换为其它的构成物。
根据本发明能够将振动致动器小型化。
附图说明
图1是第1实施方式的照相机1的说明图。
图2是第一实施方式的超声波马达10的剖视图。
图3是说明第1实施方式的超声波马达10的驱动装置100的框图。
图4是表示第1实施方式的压电体13的图。
图5是表示压电体极化的样子的图。
图6是表示比较例1的超声波马达的压电体53的图。
图7是表示比较例2的超声波马达的压电体63的图。
图8是表示第2实施方式的超声波马达的压电体23的图。
图9是表示第3实施方式的超声波马达的压电体33的图。
图10是表示第4实施方式的超声波马达的压电体43的图。
附图标记说明:
12...弹性体;13、23、33、43...压电体;15...动子;133...粘接强度提高部。
具体实施方式
下面,参照附图等列举本发明的实施方式来进一步详细地说明。这里,下述的实施方式作为振动致动器以超声波马达为例进行说明。
第1实施方式:
图1是第1实施方式的照相机1的说明图。
第1实施方式的照相机1具备:具有摄像元件8的照相机机身2和具有透镜7的镜头镜筒3。
镜头镜筒3是能够相对于照相机机身2装卸的可换镜头。这里,本实施方式中透镜3表示了作为可换镜头的例子,但是不局限于此,例如 也可以采用与照相机机身一体型的镜头镜筒。
镜头镜筒3具备:透镜7、凸轮筒6、齿轮4、5、超声波马达10等。本实施方式中,超声波马达10在照相机1的调焦动作时作为驱动透镜7的驱动源来使用,从超声波马达10获得的驱动力借助齿轮4、5传递到凸轮筒6。透镜7被保持于凸轮筒6,透镜7是借助超声波马达10的驱动力向光轴方向移动来进行焦点调节的调焦镜头。
图1中利用设置在镜头镜筒3内的未图示的透镜组(包括透镜7)将拍摄对象的像成像于摄像元件8的摄像面。利用摄像元件8来将成像的拍摄对象的像转换成电信号,并且通过将该信号进行A/D转换,从而获得图像数据。
图2是第1实施方式的超声波马达10的剖视图。
第1实施方式的超声波马达10具备:振子11、动子15、输出轴18、加压部件19等,并且为固定振子11侧旋转驱动动子15的形态。
振子11是具有弹性体12和与弹性体12接合的压电体13的近似圆环形状的部件。
弹性体12由共振尖锐度大的金属材料形成,并且弹性体12的形状为近似圆环状。该弹性体12具有:梳齿部12a、基础部12b和凸缘部12c。
在与接合压电体13的面的相反侧的面上切割多个槽来形成梳齿部12a,将该梳齿部12a的顶端面压接于动子15,从而形成驱动动子15的驱动面。在该驱动面上实施有镀Ni-P(镍磷)等的润滑性的表面处理。设置梳齿部12a的理由是,使利用压电体13的伸缩而在驱动面上产生的行波的中性面尽可能向压电体13侧接近,由此放大驱动面的行波的振幅。
基础部12b是在弹性体12的周向连续的部分,并且在基础部12b的与梳齿部12a的相反侧的面上接合有压电体13。
凸缘部12c是向弹性体12的内径方向突出的锷状的部分,并且凸缘部12c配置在基础部12b的厚度方向的中央。振子11利用该凸缘部 12c固定于固定部件16。
压电体13是将电能转换为机械能的机电转换元件,例如使用压电元件或电致伸缩元件等。压电体13是近似圆环形状的部件,压电体13沿着弹性体12的周向而被分成能够输入两个相(A相、B相)的电信号的范围(参照图4(b))。在各相上排列有每隔1/2波长而交替极化的元件,并且在A相和B相之间设置成空出1/4波长间隔。该压电体13用粘接剂而与弹性体12接合。
挠性印刷基板14的布线与压电体13各相的电极连接,并且压电体13通过从后述的放大部104、105供给到该挠性印刷基板14的驱动信号进行伸缩。
振子11借助该压电体13的伸缩而在弹性体12的驱动面上产生行波。本实施方式中产生4波的行波。
动子15由铝等轻质金属形成,动子15是由在弹性体12的驱动面上产生的行波所旋转驱动的部件。动子15在与振子11(弹性体12的驱动面)接触的表面上,实施用于提高抗磨损性的耐酸铝等的表面处理。
输出轴18是近似圆柱形状的部件。输出轴18的一个端部借助橡胶部件24而与动子15相接,并且输出轴18设置为与动子15一体旋转。
橡胶部件24是由橡胶形成的近似圆环形状的部件。该橡胶部件24具有下述功能,即:能够利用橡胶的粘弹性将动子15与输出轴18一体旋转的功能;吸收振动以使来自动子15的振动不向输出轴18传递的功能,可以使用丁基橡胶、硅胶、丙烯类橡胶等。
加压部件19是产生使振子11与动子15压接的压力的部件。加压部件19被设置在齿轮部件20和轴承支承部件21之间。本实施方式中加压部件19使用压缩螺旋弹簧,但是并不限定于此。
齿轮部件20以嵌入的方式插入输出轴18的D切口,并且利用E环等止挡部22固定,齿轮部件20设置成在旋转方向和轴向上与输出轴18为一体。齿轮部件20通过与输出轴18的旋转一起旋转,从而将驱动力传递给齿轮4(参照图1)。
另外,轴承支承部件21是配置在轴承17的内径侧,并且轴承17配置在固定部件16的内径侧的构造。
加压部件19将振子11沿输出轴18的轴向向动子15侧加压,通过该加压力,将动子15压接于振子11的驱动面并被旋转驱动。这里,也可以在加压部件19与轴承支承部件21之间设置压力调整垫圈,从而获得对超声波马达10的驱动适合的压力。
图3是说明本实施方式的超声波马达10的驱动装置100的框图。
振荡部101是根据控制部102的指令产生所需频率的驱动信号的部分。
移相部103是将振荡部101产生的驱动信号分为相位相差90°的两个驱动信号的部分。
放大部104、105是将由移相部103划分的两个驱动信号分别升压到所需电压的部分。来自放大部104、105的驱动信号,被传递到超声波马达10,并且通过外加该驱动信号而在振子11上产生行波,从而驱动动子15。
检测部106由光学编码器或磁编码器等构成,检测部106是检测被动子15的驱动所驱动的透镜7的位置和速度的部分。本实施方式中通过检测凸轮6的位置和速度来检测透镜7的位置和速度。
控制部102是基于来自设置于照相机机身2的未图示的CPU的驱动指令控制超声波马达10的驱动的部分。控制部102接受来自检测部106的检测信号,并且基于该值取得位置信息和速度信息,由此控制振荡部101产生的驱动信号的驱动频率,从而使其定位于目标位置。
根据本实施方式的构成,超声波马达10的驱动装置100按照如下方式动作。
首先,将目标位置传递给控制部102。从振荡部101产生驱动信号,根据该信号由移相部103生成相位相差90°的两个驱动信号,再由放大部104、105放大到所需的电压。
驱动信号外加于超声波马达10的压电体13并激振压电体13,借助该激振在弹性体12上产生4次弯曲振动。压电体13被分为A相和B相,驱动信号分别外加于A相和B相。从A相产生的4次弯曲振动和从B相产生的4次弯曲振动为,位置上相位错开1/4波长,并且A相驱动信号和B相驱动信号因错开了90°相位,两个弯曲振动被合成而形成4波的行波。
行波的波峰产生椭圆运动。因此,压接于弹性体12的驱动面的动子15被该椭圆运动摩擦驱动。
光学编码器等的检测部106,检测被动子15的驱动所驱动的凸轮筒6的位置和速度,并且将其以电脉冲形式传递到控制部102。控制部102基于该信号能够取得透镜7的当前位置和当前速度,并且基于这些位置信息、速度信息及目标位置信息来控制振荡部101产生的驱动频率。
图4是表示第1实施方式的压电体13的图。图4(a)是从弹性体12侧观察压电体13与弹性体12的接合面13a的图。图4(b)是从齿轮20侧观察压电体13的接合面的相反侧的面(以下称为另一个面)的图。
压电体13的接合面13a上形成有电极部131和粘接强度提高部133。另外,另一个面13b上形成有输入A相、B相的两个相的电信号的电极A1~A4、B1~B4,在A相和B相之间空出1/4波长间隔的部分设置有地线G。电极部131以及马达A1~A4、B1~B4和地线G,是分别在压电体13的接合面13a、另一个面13b的表面,通过丝网印刷涂布银浆形成的,压电体13利用它们进行极化处理。
另一个面13b的各马达A1~A4、B1~B4之间、马达A1和地线G之间、地线G和电极B1之间,形成有压电体13的基体表面暴露了的基体部132。
针对形成于压电体13的接合面13a的粘接强度提高部133(133a、133b、133c、133d)进行说明。
粘接强度提高部133是压电体13的基体暴露了的部分,粘接强度提高部133具有提高压电体13和弹性体12的粘接强度的功能。粘接强 度提高部133形成为,压电体13的周向的尺寸大于压电体13的径向的尺寸。
该粘接强度提高部133是压电体13的基体暴露着的部分,其表面具有微小的凹凸。因此,在利用粘接剂将压电体13和金属制的弹性体12接合的情况下,粘接剂进入细微的凹凸部分而获得抛锚效果(锚定效果),获得较强的粘接强度。
如图4(a)所示,本实施方式中将粘接强度提高部133作成四种形状(133a、133b、133c、133d),它们分别以压电体13的半径中心为中心形成于各旋转大约90度的4个位置。
粘接强度提高部133a形成为与接合面13a的内周端相接。虽然粘接强度提高部133b形成于接合面13a的内周侧(内周端的附近),但是不与内周端相接。粘接强度提高部133c形成为与接合面13a的外周端相接。虽然粘接强度提高部133d形成于接合面13a的外周侧(外周端的附近),但是不与外周端相接。
如图4(a)所示,在与在接合面13a的内周端形成有粘接强度提高部133a的部分相对应的外周侧上,在比外周端靠近内周侧形成有粘接强度提高部133d,在与在接合面13a的外周端形成有粘接强度提高部133c的部分相对应的内周侧上,在比内周端靠近外周侧形成有粘接强度提高部133b。通过这样配置粘接强度提高部133,因此在接合面13a上设置了沿压电体13的径向延伸的假想直线L的情况下,形成在接合面13a的任意区域内,在与假想直线L相接的外周端、内周端的至少一方形成电极部131的形态。
另外,在本实施方式中粘接强度提高部133a、133b、133c、133d的压电体13的径向尺寸相等,但是粘接强度提高部133b、133d的压电体13的周向尺寸形成为长于粘接强度提高部133a、133c。
在超声波马达中,当压电体和弹性体的粘接强度较弱时,压电体的伸缩传递到弹性体的效率下降,因此引起驱动性能的降低。因此,如上所述,通过在压电体13的接合面13a上设置暴露基体的粘接强度提高部133,从而利用锚定效果就能够提高粘接强度,提高驱动效率。
另外,如图4(a)所示,将粘接强度提高部133的压电体13周向的尺寸形成为长于径向尺寸,其理由是因为通过来自挠性印刷基板14的驱动信号使压电体13伸缩来将行波传递给弹性体12时,局部观察发现压电体13弯曲,在弹性体12与压电体13的接合部产生较大的剪切应力。这是为了防止由该剪切应力产生的位于接合部的粘接层的破坏和变形,使来自压电体13的激振可靠地传递给弹性体12。
此外,将粘接强度提高部133形成于接合面13a的内周端、外周端以及它们附近,其理由是因为在接合面13a的内周端、外周端以及它们附近,压电体13通过驱动信号进行伸缩时的接合面的剪切应力进一步增大,易产生粘接层的破坏和变形,因此为了防止该情况将来自压电体13的激振可靠地传递给弹性体12。
优选地,在另一个面13b的与粘接强度提高部133的区域相对置的区域内有形成电极。以下对该理由进行说明。
以往,在压电体的表面形成电极部的丝网印刷时等情况下为了易于制造,如后述图6(a)、(b)所示,以与压电体53的电极部131及电极A1~A4、B1~B4等的外周端或内周端相接的方式,形成暴露压电体基体的基体部132。
图5是表示压电体极化的样子的图。图5(a)~(c)是放大表示在与径向平行且与接合面的法线平行的方向切断压电体的外周端的截面。这里,图5(a)~(c)中,接合面侧为图中的上侧,但是该方向不作特殊限定。另外,图5(a)~(c)中,表示外周端中极化的样子,然而内周端也相同。
图5(a)是图6(a)、(b)表示的后述的以往的压电体53的外周端附近的截面图,通过与接合面53a及另一个面53b的外周端相接来形成基体部132。图5(b)、(c)是本实施方式的压电体13的外周端附近的剖视图。图5(b)是形成粘接强度提高部133c的部分的剖视图,通过与接合面13a的外周端相接来形成粘接强度提高部133c,另一个面13b的外周端上形成有电极部131。图5(c)是形成粘接强度提高部133d的部分的剖视图,接合面13a及另一个面13b的外周端上形成有电极部131。
这里,通过合成由压电体的激振产生的两个弯曲振动的驻波而获得 弹性体产生的行波,然而该驻波的弯曲振动是利用对压电体的外加电压的伸缩力而产生(unimorph effect)。
在振动致动器中有效地实施极化处理,施加驱动电压时产生的行波的部分的径向宽度与压电体的电极部的径向宽度相等或其以上,这在获得良好的驱动特性的观点方面较理想。
然而,因为基体部没有形成电极部,所以不能够进行极化,外加驱动信号的面积只减少基体部的面积。因此,如图5(a)所示,在使用了在压电体53的接合面53a、另一个面53b的内周端及外周端设置有基体部132的压电体53的超声波马达中,形成了基体部132的区域不进行极化,因此驱动效率较差。
与此相对,如图5(b)所示,本实施方式中与另一个面13b的粘接强度提高部133c相对置的区域内形成有电极A4,因此极化处理时与粘接强度提高部133c的区域对应的压电体13的区域大多被极化。
另外,同样如图5(c)所示,在接合面13a的外周端的径向内周侧形成粘接强度提高部133d的部分中,在另一个面13b的与粘接强度提高部133d相对置的区域内形成有电极A3,因此与粘接强度提高部133d的区域对应的压电体13的区域大多被极化。
因此,如图5(b)、(c)所示,当在接合面13a上形成压电体13的基体暴露的粘接强度提高部133的情况下,通过在另一个面13b的与粘接强度提高部133的区域相对置的区域内形成电极部131,从而能够不降低驱动效率,获得所希望的粘接强度。
这里,准备比较例1、2的超声波马达,在与本实施方式的超声波马达10相同的条件下驱动它们来评价了驱动性能。比较例1、2的超声波马达除了与本实施方式的超声波马达10的接合面的方式不同外,是基本相同的形态。因此,对与本实施方式的超声波马达10发挥相同功能的部分标记相同的符号并适当省略重复的说明。
图6是表示比较例1的超声波马达的压电体53的图。图6(a)表示压电体53的接合面53a,图6(b)表示另一个面53b。
比较例1的超声波马达是在压电体53的接合面53a及另一个面53b 的内周端、外周端处形成基体部132,并使用以往的一般的压电体的超声波马达。
图7是表示比较例2的超声波马达的压电体63的图。图7(a)表示压电体63的接合面63a,图7(b)表示另一个面63b。
比较例2的超声波马达是在接合面63a上全面形成电极部131。另外,虽然另一个面63b在各电极A1~A4、B1~B4之间形成有基体部132,但是在外周端及内周端没有形成基体部132。
表1
共振电阻 | 额定驱动时输入 | |
第1实施方式 | 120Ω | 510mW |
比较例1 | 115Ω | 530mW |
比较例2 | 210Ω | 650mW |
表1是表示第1实施方式的超声波马达10和比较例1、2的超声波马达的驱动性能的评价结果的表。
表1中共振电阻是频率-阻抗特性中的极小值。共振电阻能够作为表示压电体和弹性体的粘接强度的一个指标,如果粘接强度以外的条件相等,则共振电阻越高表示粘接强度越弱。
另外,额定驱动输入是指以额定负荷(0.39×10-2N·m(≈40gf·cm))进行额定旋转(300min-1)的情况下的对超声波马达的输入电力,额定驱动输入越低,则表示驱动效率越好。
根据图1表示的结果,第1实施方式的超声波马达10和比较例1的超声波马达共振电阻基本为同等程度,然而比较例2的超声波马达与另外两个超声波马达相比共振电阻约为1.8倍。
这意味着比较例2的超声波马达中,由于在压电体63的接合面63a的全面形成电极部131而未形成基体部132,因此降低了压电体63和弹性体12的粘接强度。
关于额定驱动输入,比较例2的超声波马达与另外两个超声波马达相比,其值大了120mW~140mW。这表示由于粘接强度较弱使压电体 63的激振不能有效地传递到弹性体12,因此驱动效率恶化。
另外,第1实施方式的超声波马达10与比较例1的超声波马达相比小了20mW。这表示由于第一实施方式的超声波马达10如图4(a)所示,在接合面13a上设置了粘接强度提高部133,因而保持与比较例1的超声波马达基本相同的粘接强度,并且在压电体13的内周端及外周端形成电极部131及电极A1~A4、B1~B4,因此实际上除了获得与增大产生行波的压电体的面积同样的效果以外,如图5(b)、(c)所示由于在另一个面13b的与粘接强度提高部133的区域相对置的区域的大部分形成有电极A1~A4、B1~B4,因此通过增加压电体13极化的区域来增大产生行波的区域,从而提高将压电体13的伸缩向弹性体12传递的效率,提高了超声波马达10的驱动性能。
因此,根据本实施方式,能够保持良好的驱动效率并且使超声波马达小型化。
第二实施方式:
图8是表示第2实施方式的超声波马达的压电体23的图。图8(a)表示从弹性体12侧观察接合面23a的样子,图8(b)表示从齿轮部件20侧观察另一个面22b的样子。
第2实施方式的超声波马达,除了与上述的第1实施方式的超声波马达10的压电体23的接合面23a的形态等不同以外,它们是基本相同的形态。因此,在第2实施方式中,对与第1实施方式的超声波马达10发挥相同功能的部分标记相同的符号并适当省略重复的说明。另外,后述的第3实施方式、第4实施方式中也相同。
如图8(a)所示,第2实施方式的超声波马达在压电体23的接合面23a上形成有:输入A相、B相的驱动信号的电极A1~A4、B1~B4以及地线G。另外,如图8(b)所示,在另一个面23b上,电极部131形成于基本全部面,并且在相当于地线G、A相、B相的区域的各区域间形成基体部132。
本实施方式的超声波马达中,在接合面23a的各电极A1~A4、B1~B4间形成有基体部132。压缩体23伸缩时的形变与各电极A1~A4、B1~ B4区域内的形变相比,各电极A1~A4、B1~B4间的形变非常小对行波的产生基本没有贡献。因此,设置在各电极A1~A4、B1~B4间的基体部132,提高粘接强度的效果较小。
粘接强度提高部133(133e、133f),形成于各电极A1~A4、B1~B4区域内的内周端附近133e和外周端附近133f,并且内周端与外周端没有接触。如上所述,由于压缩体23伸缩时的形变在各电极A1~A4、B1~B4区域内较大,因此为了期待进一步提高粘接强度的效果,粘接强度提高部133形成于各电极A1~A4、B1~B4区域内。另外,粘接强度提高部133沿着压电体23的周向在各电极内交替形成内周侧的133e和外周侧的133f。
根据本实施方式,每个作为使弹性体12产生行波的基础的电极上形成有粘接强度提高部133,因此能够提高将压电体23的激振传递到弹性体12的效率,从而能够提高超声波马达的驱动性能。
第3实施方式:
图9是表示第3实施方式的超声波马达的压电体33的图。图9(a)是从弹性体12侧观察压电体33的接合面33a的图,图9(b)是从齿轮部件20侧观察另一个面33b的图。
第3实施方式的超声波马达是与第一实施方式的超声波马达10基本相同的方式,但是压电体33的接合面33a上形成的粘接强度提高部133的形状和配置不同。
如图9(a)所示,与压电体33的弹性体12的接合面33a上形成有电极部131,近似圆形状的粘接强度提高部133无规则地配置在电极部131的区域内。
另外,虽然本实施方式中粘接强度提高部133表示了近似圆形的例,但是并不限于此,例如,也可以是矩形或六边形等的多边形,并不作特殊限定。
根据本实施方式,在接合面33a上形成电极部131及粘接强度提高部133时,无需定位且易于制造,因而能够降低生产成本。
第4实施方式:
图10是表示第4实施方式的超声波马达的压电体43的图。图10(a)是从弹性体12侧观察压电体43的接合面43a的图。图10(b)是从齿轮部件20侧观察另一个面43b的图。
第4实施方式的超声波马达是与第1实施方式的超声波马达10基本相同的方式,但是形成于压电体43的接合面43a的粘接强度提高部133的形状不同。第4实施方式的粘接强度提高部133的面积总和,大于第1实施方式的粘接强度提高部133的面积总和。并且,第4实施方式的粘接强度提高部133的面积总和,与在比较例1中形成于接合面53a的基体部132的面积的总和基本相等。
如图10(a)所示,虽然粘接强度提高部133b、133d与第1实施方式(图4)相同,但是粘接强度提高部133g、133h与第一实施方式的粘接强度提高部133a、133c相比周向的长度较长。并且,粘接强度提高部133g延伸到在周向邻接的粘接强度提高部133b的周向端部,粘接强度提高部133h延伸到在周向邻接的粘接强度提高部133d的周向端部。
本实施方式与第一实施方式相同,当在接合面43a上设置了沿压电体43的径向延伸的假想直线L的情况下,在接合面43a的任何区域内,在与假想直线L相接的外周端、内周端的至少一方的端部上形成电极。并且,与第1实施方式不同,在本实施方式中,在与假想直线L相接的外周端、内周端的两方的端部上都不存在形成电极部的区域。
根据本实施方式,与第一实施方式相比加长了粘接强度提高部133g、133h的长度,因此粘接强度提高部133的面积的总和增大,从而提高粘接强度。
变形方式:
本发明不限于以上说明的实施方式,能够进行各种变形和变更,它们也在本发明的保护范围内。
(1)在第1实施方式、第3实施方式及第4实施方式中,输入驱动信号的电极A1~A4、B1~B4别形成在接合面的相反侧,第2实施方 式中表示了电极A1~A4、B1~B4形成于接合面的例子,但是第1实施方式、第3实施方式及第4实施方式中,也可以将电极A1~A4、B1~B4形成于接合面,第2实施方式中也可以将电极A1~A4、B1~B4形成在接合面的相反侧的面。
(2)各实施方式中表示了超声波马达在调焦动作时用于透镜的驱动的例子,但是不限于此,例如,也可以作为用于透镜的变焦动作时的驱动的超声波马达。
(3)各实施方式中列举使用超声波区域的振动的超声波马达为例进行了说明,但是不限于此,例如,也可以应用于使用超声波区域以外的振动的振动致动器。
(4)各实施方式中列举旋转驱动动子的超声波马达为例进行了说明,然而不限于此,也可以应用于在直线方向上驱动动子的线性振动致动器。
(5)各实施方式中超声波马达表示了设置于照相机的例,但是不限于此,也可以应用于例如复印机的驱动部、汽车的转向轮隙装置(steering wheel tilting device)或头靠的驱动部。
另外,当然也能够适宜组合使用各实施方式及变形方式,但省略详细说明。另外,本发明并不限于以上说明的各实施方式。
Claims (9)
1.一种振动致动器,其特征在于,
所述振动致动器具备:
通过驱动信号激振的近似圆环形状的机电转换元件;
弹性体,其与所述机电转换元件接合,并且通过所述激振而在驱动面上产生振动波;
相对移动部件,其被压接于所述弹性体的驱动面,并且被所述振动波驱动,
其中,所述机电转换元件的与所述弹性体接合的接合面具有:
形成有电极的电极部、提高所述弹性体和所述机电转换元件的粘接强度的粘接强度提高部,
在所述接合面上设置沿所述机电转换元件的径向延伸的假想直线,该假想直线穿过的所述接合面的两个端部中的至少一个端部上形成有所述电极部,所述假想直线穿过所述粘接强度提高部且与所述弹性体和所述相对移动部件的相对移动方向正交。
2.根据权利要求1所述的振动致动器,其特征在于,
在所述两个端部和/或所述两个端部的附近,且在相对于所述相对移动方向不同的位置上形成所述粘接强度提高部。
3.根据权利要求1所述的振动致动器,其特征在于,
所述粘接强度提高部的所述相对移动方向的尺寸,长于沿着所述假想直线方向的尺寸。
4.根据权利要求1所述的振动致动器,其特征在于,
所述假想直线穿过的所述接合面的两个端部中的另一个端部上,形成所述粘接强度提高部。
5.根据权利要求1所述的振动致动器,其特征在于,
所述粘接强度提高部被无规则地配置在所述接合面上。
6.根据权利要求1所述的振动致动器,其特征在于,
在所述机电转换元件的与所述接合面相反侧的面,且在与所述粘接强度提高部相对置的部分上形成所述电极部。
7.根据权利要求1所述的振动致动器,其特征在于,
所述粘接强度提高部没有形成所述电极部,所述机电转换元件的基体暴露。
8.一种镜头镜筒,其特征在于,具备权利要求1至7中任意一项所述的振动致动器。
9.一种照相机,其特征在于,具备权利要求1至7中任意一项所述的振动致动器。
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1405967A (zh) * | 2002-11-05 | 2003-03-26 | 南京航空航天大学 | 压电行波型环状超声电机 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2925204B2 (ja) * | 1989-12-29 | 1999-07-28 | キヤノン株式会社 | 振動波駆動装置 |
JP3361608B2 (ja) * | 1994-04-07 | 2003-01-07 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 圧電アクチュエータ用振動体 |
JPH09121570A (ja) * | 1995-08-22 | 1997-05-06 | Nikon Corp | 振動アクチュエータ |
JPH11289781A (ja) | 1998-04-02 | 1999-10-19 | Star Micronics Co Ltd | 圧電素子及びその製造方法 |
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JP4269739B2 (ja) | 2003-03-26 | 2009-05-27 | 株式会社ニコン | 振動波モータ |
JP2005244743A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | 多機能型振動アクチュエータ並びに携帯用通信機器 |
JP4475993B2 (ja) * | 2004-03-22 | 2010-06-09 | 並木精密宝石株式会社 | 多機能型振動アクチュエータ及び携帯端末機器 |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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