CN102067004B - 振动促动器、具有该振动促动器的透镜镜筒及相机 - Google Patents

Abstract

本发明提供具有稳定的驱动特性的振动促动器、具有该振动促动器的透镜镜筒以及相机。本发明的振动促动器的特征在于，包括：相对移动部件，与振动部件加压接触，通过上述振动部件的振动，而相对于上述振动部件移动；加压部件，使上述振动部件和上述相对移动部件加压接触；以及磁力产生部，通过磁力调整上述加压部件的加压力。

Description

振动促动器、具有该振动促动器的透镜镜筒及相机

技术领域

本发明涉及一种振动促动器、具有该振动促动器的透镜镜筒及相机。

背景技术

振动促动器具有振动体，该振动体具有弹性体和机电转换元件。振动促动器通过驱动信号使机电转换元件伸缩，利用该伸缩而在弹性体的驱动面上产生行进性振动波(以下称为行进波)。通过该行进波在振动体的驱动面产生椭圆运动，与椭圆运动的波峰加压接触的相对移动部件被驱动。这种振动促动器在高温或低温的环境下，与常温的状态相比驱动特性发生变化。

为了使振动促动器相对于温度的驱动特性稳定，而公开有以下技术：在构成振动体的压电体(机电转换元件)上设置传感器电极，检测振动体的温度，进行移动体(相对移动部件)的速度控制的温度校正(例如参照专利文献1)。

专利文献1：JP特开平5-344761号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，上述现有技术存在以下问题：需要用于检测和控制的电路等，结构复杂，生产成本高。

本发明的课题在于以简单的结构提供一种具有稳定的驱动特性的振动促动器、具有该振动促动器的透镜镜筒以及相机。

用于解决问题的手段

本发明通过以下解决手段来解决上述课题。

技术方案1的发明为一种振动促动器，其特征在于，包括：相对移动部件，与振动部件加压接触，通过上述振动部件的振动，而相对于上述振动部件移动；加压部件，使上述振动部件和上述相对移动部件加压接触；以及磁力产生部，通过磁力调整上述加压部件的加压力。

技术方案2的发明，在技术方案1所述的振动促动器中，其特征在于，上述加压部件具有对上述振动部件向上述相对移动部件侧加压的弹性部件，上述磁力产生部在抑制该弹性部件的加压的方向上产生磁力。

技术方案3的发明，在技术方案2所述的振动促动器中，其特征在于，上述磁力产生部具有磁性体和磁铁，上述弹性部件配置在上述磁性体和上述磁铁之间。

技术方案4的发明，在技术方案3所述的振动促动器中，其特征在于，上述磁铁为永久磁铁。

技术方案5的发明，在技术方案3或4所述的振动促动器中，其特征在于，上述振动部件相对于上述磁铁配置在上述磁性体的相反侧。

技术方案6的发明，在技术方案5所述的振动促动器中，其特征在于，上述相对移动部件相对于上述振动部件配置在上述磁铁的相反侧。

技术方案7的发明，在技术方案1～6中任一项所述的振动促动器中，其特征在于，上述振动部件具有将电能转换成机械能的机电转换元件和通过上述机电转换元件的激振而产生上述振动的弹性体，上述机电转换元件相对于上述弹性体设置在上述相对移动部件的相反侧。

技术方案8的发明为一种透镜镜筒，具有技术方案1～7中任一项所述的振动促动器。

技术方案9的发明为一种相机，具有技术方案1～7中任一项所述的振动促动器。

另外，上述构成也可以适当改良，或将至少一部分代替成其他构成物。

发明效果

根据本发明，能够以简单的结构提供具有稳定的驱动特性的振动促动器、具有该振动促动器的透镜镜筒以及相机。

附图说明

图1是表示具有本发明一个实施方式的超声波马达的相机的图。

图2表示超声波马达的圆环中心轴方向上的剖面。

图3是表示加压部件的力关系的图，(a)表示常温时，(b)表示低温时，(c)表示高温时。

符号说明

1：相机

10：超声波马达

11：振动元件

12：弹性体

13：压电体

14：移动体

18：加压部件

18a：加压板(永久磁铁)

18b：弹簧部件

18c：压板(磁性体)

具体实施方式

以下参照附图等说明本发明的实施方式。另外，以下的实施方式中，作为振动促动器以利用了超声波区域的振动的超声波马达10为例进行说明。

图1是表示具有本实施方式的超声波马达10的相机1的图。相机1包括：具有摄像元件6的相机主体2；和透镜镜筒3。透镜镜筒3是可相对于相机主体2拆装的可换透镜。另外，在本实施方式中，相机1示出了透镜镜筒3为可换透镜的例子，但不限于此，例如也可以是与相机主体一体型的透镜镜筒。

透镜镜筒3包括透镜4、凸轮筒5、超声波马达10等。超声波马达10为大致圆环形状，且以使其圆环中心轴方向与光轴方向(图1中的箭头A方向)大致一致的方式配置在透镜镜筒3内。该超声波马达10作为在相机1的聚焦动作时驱动透镜4的驱动源使用。从超声波马达10获得的驱动力被传递到凸轮筒5。透镜4与凸轮筒5凸轮配合，在通过超声波马达10的驱动力而使凸轮筒5旋转时，透镜4通过与凸轮筒5的凸轮配合而向光轴方向移动，进行焦点调节。

图2表示超声波马达10的圆环中心轴方向上的剖面。超声波马达10包括振动元件11、移动体14、缓冲部件15、支撑体16、缓冲部件17、加压部件18。

振动元件11为大致圆环形状的部件，包括弹性体12和压电体13。弹性体12是利用不锈钢材料、殷钢材料等铁合金、黄铜等可弹性变形的金属材料形成的大致圆环形状的部件。在弹性体12的一个端面上设置有压电体13。在压电体13的另一个面上形成有通过切割多个槽12a而形成的梳齿部12b。该梳齿部12b的前端面通过压电体13的激振而产生行进波，成为驱动移动体14的驱动面。

压电体13是将电能转换为机械能的机电转换元件。在本实施方式中，压电体13利用PZT(锆钛酸铅)形成，利用导电性的粘结剂等而与弹性体12接合。在压电体13上形成有与未图示的柔性印刷基板电连接的未图示的电极。通过从该柔性印刷基板供给的驱动信号，使压电体13激振。

移动体14是大致圆环形状的部件，通过后述加压部件18的加压力而与弹性体12的驱动面加压接触，由弹性体12的行进波摩擦驱动。缓冲部件15是利用橡胶等形成的大致圆环形状的部件。该缓冲部件15是防止将移动体14的振动传递到支撑体16侧的部件，设置在移动体14和支撑体16之间。支撑体16是用于支撑移动体14的部件。支撑体16与移动体14成为一体并旋转而将移动体14的旋转运动传递到未图示的被驱动部件，且限制移动体14的旋转中心轴方向的位置。缓冲部件17是利用无纺布、毛毡等形成的大致圆环形状的部件。该缓冲部件17是防止将振动元件11的振动传递到加压部件18侧的部件，设置在压电体13和加压部件18之间。

加压部件18由弹簧等弹性部件构成，产生使振动元件11与移动体14加压接触的加压力。加压部件18包括弹簧部件18b以及配置于该弹簧部件18b的两端的加压板18a和压板18c。弹簧部件18b在本实施方式中使用盘簧。但是，弹簧部件18b不限于盘簧，只要是可以在图中上下方向伸缩即可，例如可以是沿着圆周形成为波状的圆环部件。

加压板18a是用永久磁铁制造的大致圆环板状部件。另外，永久磁铁的材料可以使用铁氧体磁铁、钐钴磁铁、钕磁铁、铝镍钴磁铁等，但不限于这些材料。压板18c是由磁性体制造的大致圆环板状部件，还具有将超声波马达10固定到透镜镜筒3的功能。另外，磁性体是指易于带磁性的物质。

这样一来，加压板18a用永久磁铁制造、压板18c用磁性体制造，因此在加压板18a和压板18c之间产生磁力。该磁力的强度根据环境温度而变化，因温度变化引起的永久磁铁的磁力的变化量M用下式表示。

M×α×Δt＝ΔM

其中，M是常温下的永久磁铁的磁力，α是永久磁铁的温度系数(％)，Δt是常温和实际温度之差。

温度系数α，在铁氧体磁铁的情况下为-0.18，在钐钴磁铁的情况下为-0.03，在钕磁铁的情况下为-0.12，在铝镍钴磁铁的情况下为-0.02。它们的温度系数为负值，因此加压板18a和压板18c之间的磁力，若温度下降则增强，若温度上升则减弱。

图3(a)、(b)、(c)是分别表示常温、低温、高温时加压部件18的力关系的图。例如，使弹簧部件18b产生的将振动元件11向移动体14侧推压的方向的加压力为2.0kg。该加压力在(a)常温、(b)低温、(c)高温时不发生变化。此外，将常温下加压板18a和压板18c之间的磁力设为1.0kg。这样一来，在常温时，加压板18a将振动元件11向移动体14方向推压的力，如图3(a)所示为2.0kg-1.0kg＝1.0kg。

低温时加压板18a和压板18c之间的磁力比常温时大，因此例如设为1.1kg。这样一来，加压板18a将振动元件11向移动体14方向推压的力，如图3(b)所示变为2.0kg-1.1kg＝0.9kg。即，比常温时小。

高温时加压板18a和压板18c之间的磁力比常温时小，因此例如设为0.9kg。这样一来，加压板18a将振动元件11向移动体14方向推压的力，如图3(c)所示变为2.0kg-0.9kg＝1.1kg。即，比常温时大。

此外，超声波马达10根据使用的环境的温度变化，其驱动特性发生变化。这是由于，通过温度变化，因弹性体12和压电体13的热膨胀系数的不同而使弹性体12和压电体13的接合面变形、使用的环境下的空气的湿度变化而使振动元件11和移动体14的摩擦接触面的摩擦系数变化、压电体13的静电容量发生变化。

例如将超声波马达10置于低温环境下时，压电体13的静电容量变小，振动元件11产生的行进波驱动移动体14的力减少。从而超声波10产生的驱动力变小。此外，在低温环境下，空气中的水分量降低，因此振动元件11和移动体14的摩擦接触面的摩擦系数增大。因此，超声波马达10在低温环境下存在起动特性、低速下的驱动特性等比常温时差的倾向。

但是，在本实施方式中，在低温环境下，如上所述加压板18a将振动元件11向移动体14方向推压的加压力减少。通过加压力减少，推压移动体14的力减少，移动体14与常温时相比容易旋转。因此，可以弥补因温度下降引起的上述驱动力的减少，可以减少驱动特性相对于常温时的变化。

另一方面，将超声波马达10置于高温环境下时，压电体13的静电容量变大，振动元件11产生的行进波驱动移动体14的力增大。从而移动体的转速升高，超声波10产生的驱动力变大。此外，弹性体12和压电体13的接合面变形，移动体14的驱动容易变得不稳定。因此，超声波马达10在高温环境下存在与常温时相比容易因移动体14的振动而产生杂音的倾向。

但是，在本实施方式中，在高温环境下，如上所述加压部件18整体产生的加压力增加。通过加压力增加，推压移动体14的力增加，移动体14与常温时相比难以旋转。因此，可以抑制随着温度上升引起的转速的上升，可以减少杂音的产生。

综上，通过本实施方式具有以下的效果。

(1)如上所述，通过本实施方式可以弥补低温环境下超声波马达10的驱动力的减少，可以减少超声波马达10的驱动特性相对于常温时的变化。此外，可以缓和高温环境下转速的上升、减少杂音的产生。从而在超声波马达10中可以获得不依赖于温度变化的稳定的驱动。

(2)此外，根据本实施方式，通过用永久磁铁制造加压板18a、用磁性体制造压板18c这样简单的结构就可以达成振动元件11推压移动体14的力的调整。因此，可以使制造容易并抑制生产成本。

(变形方式)

不限于以上说明的实施方式，可以进行以下所示的各种变形、变更，这些变形、变更也在本发明的范围内。

(1)在本实施方式中，将永久磁铁(加压板18a)配置在弹簧部件18b的振动元件11侧，将磁性体(压板18c)配置在弹簧部件18b的其相反侧。但是，本发明不限于此。也可以将磁性体(压板18c)配置在弹簧部件18b的振动元件11侧，将永久磁铁(加压板18a)配置在弹簧部件18b的其相反侧。

(2)在本实施方式中，示例了将超声波马达10以使其圆环中心轴与光轴方向基本一致的方式配置在透镜镜筒3内。但是本发明不限于此。例如在小型的超声波马达10时等，也可以配置成使透镜镜筒3的光轴和超声波马达10的中心轴不同。

(3)在本实施方式中，作为振动促动器以驱动移动体14旋转的超声波马达10为例进行了说明。但本发明不限于此。例如，也可以是在直线方向上驱动移动体14的直线型的振动促动器。此外，也可以是杆型、笔型、圆盘型等的振动促动器。

(4)在本实施方式中，作为振动促动器以使用超声波区域的振动的超声波马达10为例进行了说明，但不限于此。例如也可以为使用超声波区域以外的振动的振动促动器。

(5)在本实施方式中，示出了超声波马达10作为相机1的聚焦动作时透镜4的驱动源使用的例子。但本发明不限于此。例如也可以作为相机1的变焦动作时的驱动源。此外，也可以作为驱动相机1的摄像系统的一部分而校正手抖动的手抖动校正机构的驱动源使用。也可以用于复印机的驱动部、汽车的转向盘摆动装置、头枕的驱动部、钟表的驱动装置等。

另外，实施方式及变形方式也可以适当组合使用，但省略详细的说明。此外，本发明并不由以上说明的各实施方式限定。

Claims (6)

1.一种振动促动器，其特征在于，包括：

相对移动部件，与振动部件加压接触，通过上述振动部件的振动，而相对于上述振动部件移动；

加压部件，使上述振动部件和上述相对移动部件加压接触；以及

磁力产生部，通过磁力调整上述加压部件的加压力，

上述加压部件具有对上述振动部件向上述相对移动部件侧加压的弹性部件，上述磁力产生部在抑制该弹性部件的加压的方向上产生磁力，

上述磁力产生部具有磁性体和磁铁，上述弹性部件配置在上述磁性体和上述磁铁之间，

上述振动部件相对于上述磁铁配置在上述磁性体的相反侧。

2.根据权利要求1所述的振动促动器，其特征在于，

上述磁铁为永久磁铁。

3.根据权利要求1所述的振动促动器，其特征在于，

上述相对移动部件相对于上述振动部件配置在上述磁铁的相反侧。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的振动促动器，其特征在于，

上述振动部件具有将电能转换成机械能的机电转换元件和通过上述机电转换元件的激振而产生上述振动的弹性体，上述机电转换元件相对于上述弹性体设置在上述相对移动部件的相反侧。

5.一种透镜镜筒，具有权利要求1～4中任一项所述的振动促动器。

6.一种相机，具有权利要求1～4中任一项所述的振动促动器。