CN103404014A

CN103404014A - 振动致动器

Info

Publication number: CN103404014A
Application number: CN2012800109785A
Authority: CN
Inventors: 中积诚; 田边正章
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-11-20
Also published as: JP5880541B2; US20140009667A1; US9577550B2; WO2012120872A1; JPWO2012120872A1

Abstract

本发明提供一种振动致动器，包括：电气机械转换部，将电能转换为机械振动；传动部，将来自于电气机械转换部的振动作为驱动力进行传动；以及抵接部，与传动部相抵接，通过驱动力而相对于传动部移动；在传动部与抵接部相接触的表面上，传动部及抵接部的任意一方的孔隙面积占有率为2%以上。在上述振动致动器中，孔隙的平均面积可以为3μm²以上。另外，在传动部及抵接部的另一方中，与一方相接触的面可以含有铁。

Description

振动致动器

技术领域

本发明涉及一种振动致动器。

背景技术

有一种振动致动器，其包括：相对于轴部的中心轴分别垂直的两个产生弯曲振动的振子、以及被振子摩擦驱动并围绕轴部转动的转子（参照专利文献1）。

专利文献1：JP特开2005-287246号公报

在振动致动器中，当振子与转子相互接触的接触部位是由具有耐磨损性的硬质材料制成时，无法得到较高的驱动扭矩。

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明一个侧面的目的是提供一种能够解决上述问题的振动致动器。该目的由权利要求书中的独立权利要求所记载的特征组合实现。从属权利要求限定了本发明进一步的有利的具体例。

用于解决问题的方案

本发明一形态提供一种振动致动器，包括：电气机械转换部，将电能转换为机械振动；传动部，将来自于电气机械转换部的振动作为驱动力进行传动；以及抵接部，与传动部相抵接，通过驱动力而相对于传动部移动；在传动部与抵接部相接触的表面上，传动部及抵接部的任意一方的孔隙面积占有率为2%以上。

另外，上述发明内容并未列举出本发明的全部可能特征。所述特征组的子组合也可构成发明。

附图说明

图1为振动致动器100的截面示意图。

图2为电气机械转换部122的立体图。

图3为振动致动器100的动作说明图。

图4为振动致动器100的动作说明图。

图5为振动致动器100的动作说明图。

图6为振动致动器100的动作说明图。

图7为表示扭矩衰减率的概念的曲线图。

图8为表示振动致动器100的特性的曲线图。

图9为表示振动致动器100的特性的曲线图。

图10为相机200的截面示意图。

图11为包含振动致动器101的光学设备300的示意图。

图12为电气机械转换部122及传动部131的立体图。

图13为说明振动致动器101的动作的示意图。

图14为振动致动器102的侧面图。

图15为电气机械转换部122及传动部131的立体图。

图16为说明振动致动器102的动作的示意图。

具体实施方式

以下通过发明实施方式对本发明进行说明，但以下实施方式并非对权利要求书所涉及的发明进行限定。并且，实施方式中说明的特征组合也并非全部为本发明的必要特征。

图1为振动致动器100的截面示意图。并且，在如下说明中，将图中上侧作为“上”、将图中下侧作为“下”来记载各要素的方向。然而，这些记载并不意味着振动致动器100只能以图示方向使用。

振动致动器100包括：同轴状依次层叠的底板110、压电层叠体120、定子130、转子140、输出齿轮160及顶板180。这些部件的中心被轴部190贯穿。

轴部190的下端与底板110相结合。并且，用螺母192将顶板180沿轴部190的轴方向朝下方紧固。压电层叠体120、定子130、转子140及输出齿轮160被夹设于底板110与顶板180之间，并沿轴部190的轴方向互相压紧。

压电层叠体120包含沿厚度方向相互层叠的多个电气机械转换部122，由底板110从下方进行支撑。在压电层叠体120的上面重叠有定子130。据此，由压电层叠体120从下方对定子130进行支撑。定子130的上面为与转子140相接触的表面。

定子130被结合在与轴部190同轴设置的振动体132的下端。据此，当定子130摆动时，振动体132也一体摆动。当将定子130的摆动看作是振动时，振动体132与定子130共同构成为一个振动系统。因此，能够通过改变振动体132的尺寸和质量来调节定子130的固有振动频率。

转子140借助于抵接部142与定子130的上面抵接。抵接部142相对于转子140固定，当转子140围绕轴部190转动时，与转子140共同转动。另外，抵接部142由具有弹性的部件制成。据此，即便当定子130沿轴部190的轴方向振动时，也会追随着抵接表面并维持接触。

转子140的上端在以轴部190为转动轴的转动方向上与输出齿轮160的下部卡合。据此，当转子140以轴部190为转动轴进行转动时，输出齿轮160也随之而转动。

输出齿轮160借助于轴承部170而被轴部190轴支撑。据此，即使在输出齿轮160上施加负载时，输出齿轮160也会围绕轴部190顺畅地转动。在输出齿轮160的外周外切连接有行星齿轮，可以将输出齿轮160的转动传导到外部。

施压部150例如为向伸长方向施力的盘簧，一端与输出齿轮160的下面相抵接。施压部150的下端与在转子140的内面被形成为朝上的台阶相抵接。

输出齿轮160在内面形成为朝上的台阶与轴承部170相抵接，轴承部170的上面与顶板180相抵接。因此，输出齿轮160不会往上方移位。换言之，施压部150对转子140施加朝向定子130的力。

图2为形成压电层叠体120的电气机械转换部122的立体图。每个电气机械转换部122均具有压电材料板124、驱动电极121、123、125、127以及公共电极126。

压电材料板124是由PZT（锆钛酸铅）等压电材料制成的圆盘状部件。压电材料板124的整个下面被公共电极126覆盖。压电材料板124的上面设置有沿圆周方向分割设置的多个驱动电极121、123、125、127。驱动电极121、123、125、127以及公共电极126是通过使用镀金、蒸镀、厚膜印刷等方法将镍、金等电极材料直接附着到压电材料表面而形成的。

据此，例如，在将公共电极126固定于接地电位，并对驱动电极121、123、125、127中的任意一个施加驱动电压时，仅在该驱动电极121、123、125、127的区域内改变压电材料板124的厚度。

压电层叠体120是通过将如上所述的电气机械转换部122隔着绝缘层层叠多个而成。而且，在压电层叠体120的多个电气机械转换部122中，对于位于相同位置的驱动电极121、123、125、127，在相同时刻施加相同的驱动电压。

图3、图4、图5及图6为说明振动致动器100中的压电层叠体120的动作的图。对这些图与图1所共用的要素标注相同的参考标记并省略重复的说明。

在压电层叠体120中，对电气机械转换部122的多个驱动电极121、123、125、127中的任意一个选择性地施加驱动电压时，在该驱动电极121、123、125、127的位置处，压电材料板124的厚度变化会发生重叠。从而，定子130相对于底板110的倾斜度发生变化。

在图3所示的状态中，对纸面前侧的驱动电极127施加使压电体伸长的电压，对纸面内侧的驱动电极123施加使压电体收缩的电压。据此，使得当初相对于底板110平行的定子130如图所示朝纸面后方倾斜。

然后，当从上方观察定子130时，顺时针地依次切换被施加电压的驱动电极121、123、125、127，从而如图4～图6所述，使得定子130的倾斜方向能够沿顺时针转动。另外，当将施加电压的顺序颠倒时，定子130的倾斜的转动方向也会发生反转。

再次参见图1，在振动致动器100中，由于转子140被施压部150施力，因此抵接部142对定子130持续进行按压。因此，转子140从在使倾斜方向转动的同时摆动的定子130获得摩擦驱动力而进行转动。

此时，转子140与定子130的倾斜方向的转动相反地进行转动。因此，当从上往下观察振动致动器100时，如上所述如果定子130的倾斜方向为沿顺时针转动，则转子140的转动方向变为逆时针。这样一来，当向压电层叠体120供给驱动电压时，便形成了转子140发生转动运动的振动致动器100。

另外，振动致动器100的驱动电压的频率优选与压电层叠体120、定子130、振动体132及轴部190等在振动致动器100动作时发生振动的部分的固有振动频率相接近。从而能够使输入的电能高效地产生驱动力。

另外，振动致动器100所产生的转动驱动力是通过定子130与转子140的摩擦力而产生的。此处，遵循“F（摩擦力）=μ（摩擦系数）×N（负载荷重）”的原理，当负载荷重N一定时，摩擦力F∝摩擦系数μ的关系成立。因此，在振动致动器100中，通过加大定子130与转子140的摩擦，便能够提高驱动效率，增加输出扭矩。

在如上所述的振动致动器100中，作为转子140的抵接部142的材料可以使用淬火后的可用作弾性材料的SUS420J2等，除此之外，也可以使用SUS431、403、410、420、440等马氏体类不锈钢。进一步地，对应于振动致动器100的规格，也可以使用SUS304之类的奥氏体类不锈钢等其他的不锈钢、铁基合金等材料。

作为定子130的材料，可以使用以金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物等的粉末为原料进行烧结而成的陶瓷。更具体地说，可以例举出：氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化硅、氮化钛、碳化硅及氮化硅中的任一种或者含有他们中的二种以上的材料。

陶瓷虽然被作为变形少、耐磨损性高的材料使用，但由于通过原料粉末的固相反应而进行制造，因此不可避免地会含有空洞。因此，在由陶瓷制成的定子130的表面上也会出现被称为孔隙的空洞。已知由该孔隙引起的定子130的表面性状差异会影响振动致动器100的输出特性。因此，预先准备表面的孔隙面积占有率（%）不同的多个陶瓷制定子130作为样品1～7，对振动致动器100的特性造成的影响进行调查。

当由陶瓷制造定子130时，可以通过选择所使用的原料粉末的粒度来调节孔隙面积占有率及孔隙平均面积。例如，如果对粒径更小的原料粉末进行烧结，则陶瓷的组织会变得致密，表面的孔隙面积占有率及孔隙平均面积也会变小。如果对粒径更大的原料粉末进行烧结，则表面的孔隙面积占有率及孔隙平均面积会变大。

进一步地，通过混合粒径不同的原料粉末而改变粒度分布，从而能够更加精细地调节孔隙面积占有率及孔隙平均面积。在粒径的大小的基础之上或者取而代之地通过改变烧结时间、烧结温度、烧结压力等烧结条件也能够调节孔隙面积占有率及孔隙平均面积。

如上所述的孔隙面积占有率及孔隙平均面积的调节方法除了定子130为陶瓷的情形以外，也可以适用于以粉末冶金的方法制造的烧结合金的定子130。而且，在以烧结以外的方法制造的定子130中，通过采用与材料相应的刻蚀剂进行刻蚀，能够形成具有目标孔隙面积占有率及孔隙平均面积的表面性状。

另外，孔隙面积占有率是指，使用1000倍的光学显微镜观察定子130的表面，将观察到的孔隙面积的合计除以定子130表面的整个面积后得到的值。然而，如果要用1000倍的倍率毫无遗漏地观察定子130的表面则需要花费大量的时间。

因此，当使用光学显微镜以1000倍进行观察时，提取出在300μm×220μm的范围内存在的孔隙。将这些孔隙的面积进行合计，再除以视野面积后得到的值作为孔隙面积占有率。对随机选择的三处进行测量并求其平均值作为孔隙面积占有率。

更具体而言，以下述顺序定量地测量样品的孔隙。在观察样品时使用数码显微镜（VHX-900型，基恩士公司(株式会社キーエンス)）。该数码显微镜由具有同轴落射照明系统的变焦镜头和CCD（Charge-coupled Device，电荷耦合元件）相机构成，可以进行最大1000倍的明场观察。

CCD相机使用1/1.8型211万像素图像传感器，实际有效像素为1600×1200。在实际观察时，将变焦镜头倍率设为1000倍，将电子快门模式（快门速度）及白平衡设定为自动（AUTO）、将光圈设定为开放、将帧速率设定为15F/S，取得定子表面的300μm×220μm的区域作为1600×1200点的图像数据。

将该数据加载于图像处理软件（Image-J）中，当转换为8比特灰度（0～255）后，进行二值化处理，并仅对孔隙区域进行提取。此时，一边观察转换图像，一边手动调整二值化的阈值，以便将其设定为仅提取出孔隙区域。在本次评价中的二值化的阈值针对样品4和6为70，针对其他样品为95。

这样一来，当提取出孔隙区域后，利用图像处理软件的功能计算出孔隙的总数及总面积，从而得到孔隙面积占有率。并且，用孔隙的总面积除以孔隙的总数以得到孔隙平均面积。

然后，预先准备孔隙面积占有率互不相同的七个定子130。各定子130的孔隙面积占有率及孔隙平均面积如表1所示。并且，各定子130的材料也一并显示在表1中。

【表1】

针对具有上述七种定子130的振动致动器100测量扭矩衰减率（rpm/mN·m）及铁附着量。测量结果如表2所示。

【表2】

表2所示的扭矩衰减率是依照下述式1算出的。

扭矩衰减率=衰减转速（rpm）/负载扭矩（N·mm）…式1

图7为表示振动致动器100的扭矩衰减率的概念的曲线图。图7的曲线图的横轴为负载扭矩，纵轴为转速。如图所示，如果在使振动致动器100转动的同时使负载扭矩从0（N·mm）开始往上升，则振动致动器100的转速（rpm）逐渐减少。扭矩衰减率是指这种随着负载扭矩的上升而减少的振动致动器的转速的比例，即图7中的曲线图的斜率。扭矩衰减率低的振动致动器100即使当负载变大时，转速下降得也很少。因此针对较大的负载扭矩也能维持较高的转速。

另外，扭矩衰减率是针对经过一定程度的工作时间后的特性保持稳定的振动致动器100进行测量和计算而得到的。另外，扭矩衰减率是在转速相对于负载扭矩呈直线衰减的区域中算出的值，具体地是在负载扭矩为6mN·m以下的范围内测量到的值。

铁附着量（a.u.（arbitrary unit:任意单位））是指在具有陶瓷制的定子130以及不锈钢制的抵接部142的振动致动器100中，由抵接部142的滑动而引起的在定子130上附着的铁的量。铁附着量是针对作为抵接部142进行滑动的区域的滑动轨迹以及抵接部142未进行滑动的区域中的每一个，采用扫描型电子显微镜上附带的能量分散型X射线分析装置来检测铁附着量，并求出所检测出的这些铁附着量的差异。

图8为绘制出表1和表2所示测量结果的一部分的曲线图。在图8中合并显示了定子130的接触面的孔隙面积占有率与振动致动器100的扭矩衰减率（rpm/mN·m）的关系，以及该孔隙面积占有率与定子130上的铁附着量的关系。

如图8所示，当定子130的表面上的孔隙面积占有率达到2%以上时，便会明显看到有铁附着。并且还看出随着铁附着量的增加，振动致动器100的扭矩衰减率变低。因此可以推断出通过使定子130表面的孔隙面积占有率为2%以上便可以提高振动致动器100的输出扭矩。并且可以推断出通过使孔隙面积占有率为4%以上，便能使振动致动器100的扭矩衰减率进一步降低，从而进一步提高输出扭矩。根据图8，至少在孔隙面积占有率为～15%的区域中均能同样得到这样的效果。

如此，当关注于各材料的孔隙面积占有率时，孔隙面积占有率越大，不锈钢材料越容易引起Fe的附着，从而成为能够进行高负载扭矩驱动的超声波马达。通过使用孔隙面积占有率高的陶瓷材料，能够获得高扭矩和高效率。

然而，如图8所示，即便孔隙面积占有率超过10%，铁的附着量也没有增加。而且，如果孔隙面积占有率过大，可以预见定子130的表面缺陷也会增加，从而容易劣化。因此，可以将定子130的表面的孔隙面积占有率设为15%以下，进一步设为10%以下。

图9为绘制出表1及表2所示测量结果的一部分的曲线图。在图9中共同显示了定子130的接触面的孔隙平均面积（μm²）与振动致动器100的扭矩衰减率（rpm/mN·m）的关系以及平均面积（μm²）与定子130上的铁附着量的关系。

而且，从图9可以看到，当孔隙平均面积变为3μm²以上时，在定子130上的铁附着量也会增加。而且，伴随着铁附着量的增加，振动致动器100的扭矩衰减率也会下降。因此，从高扭矩化的观点出发，可以将孔隙平均面积设为3μm²以上。

另外，在上述例子中，定子130中与转子140相接触的整个面上，孔隙面积占有率及孔隙平均面积实际上均匀。然而，假使认为孔隙面积占有率及孔隙平均面积不均匀分布，只要至少使与转子140相接触的整个面的平均值满足上述范围，也能得到想要的作用。

另外，在上述例子中，振动致动器100具有陶瓷制的定子130和不锈钢制的抵接部142。然而，在例如具有由不锈钢等金属制成的定子130和陶瓷制的抵接部142的振动致动器100中，通过管理抵接部142的接触面中的孔隙面积占有率，也能够提高振动致动器100输出的驱动扭矩。

图10为具有振动致动器100的相机200的截面示意图。相机200包括镜头单元202及相机本体201。

镜头单元202借助于安装系统203相对于相机本体201可自由装卸。镜头单元202具有光学系统280、容纳光学系统280的镜筒270、以及设置于镜筒270内部用于驱动光学系统280的振动致动器100。

光学系统280具有前球面镜282、变倍透镜284、聚焦透镜286及主透镜288，从位于图中左侧的入射端开始依次排列。在聚焦透镜286与主透镜288之间设置有光圈装置290。

振动致动器100在光轴方向上处于镜筒270的中程处，设置于相对小径的聚焦透镜286的下方。据此，不用扩大镜筒270的直径就能够将振动致动器100容纳于镜筒270内。振动致动器100例如借助于轮系而使聚焦透镜286沿光轴X的方向前进或后退。

相机本体201容纳取景器240、控制部250、主镜262。主镜262在倾斜设置于通过镜头单元202的光学系统280入射的被拍体光束的光路上的斜设位置与避开被拍体光束而上升的退避位置（图中的虚线所示）之间移动。

处于斜设位置的主镜262将被拍体光束的大半部分引导至设置于上方的对焦屏266。对焦屏266位于与拍摄元件220光学共轭的位置，在对焦屏266上形成的被拍体的像通过五棱镜248而从取景器240观察为正立正像。而且，被拍体光束的一部分通过五棱镜248被引导至测光部252。测光部252对与被拍体的亮度相应的被拍体光束的强度及其分布进行测量。

取景器240包括：目镜242、取景器用显示部244及半反射镜246。取景器用显示部244生成表示为相机200设定的拍摄条件等信息的显示图像。半反射镜246将在取景器用显示部244生成的显示图像与对焦屏的影像相重叠。从而使用户能够从目镜242同时观察到在对焦屏266上形成的被拍体像以及在取景器用显示部244上形成的显示图像。

另外，主镜262在背面具有副镜264。副镜264将透过主镜262的被拍体光束的一部分引导至设置于下方的聚焦部254。据此，当主镜262位于斜设位置时，检测出聚焦透镜286的聚焦位置。另外，当主镜262移动到退避位置时，副镜264也会避开被拍体光束。

在相机本体201中，在主镜262相对于镜头单元202的后方依次设置有快门230、光学滤波器222及拍摄元件220。当快门230打开时，由于其正前方的主镜262移动到退避位置，因此使被拍体光束直接入射到拍摄元件220。从而将入射光所形成的图像在拍摄元件220转换为电信号。

在相机200中，镜头单元202也与相机本体201电气结合。从而使镜头单元202在从相机本体201接收电能供应的同时，在相机本体201的控制部250的控制下与相机本体201携同动作。因此，例如基于由相机本体201侧的聚焦部254检测出的到被拍体的距离信息来控制振动致动器100的转动量及转动方向，从而能够形成自动对焦机构。

另外，虽然对由振动致动器100使聚焦透镜286移动的情形进行了举例说明，但也可以由振动致动器100来驱动光圈装置290的开闭、变倍透镜284中的变倍透镜的移动等。此时，振动致动器100通过电信号与测光部252、取景器用显示部244等互相参照信息，也能有助于实现曝光的自动化、情景模式的执行、托架拍摄的执行等。

另外，振动致动器100也可以用于摄像机、双眼望远镜等光学系统以外的用途。例如，精密操作台、更具体地可以例举出：电子束光刻装置、检测装置用各种操作台、生物技术用细胞注射器的移动机构、核磁共振装置的移动床等的动力源等。

图11为包含振动致动器101的光学设备300的示意图。光学设备300包括：光学部件302、保持框304和引导轴306、振动致动器101。

保持框304用于保持透镜等光学部件302。另外，保持框304中穿插有一对引导轴306，并被可滑动地支撑。引导轴306沿光学部件302的光轴方向相互平行设置。

保持框304虽然在整体上形成为圆筒形，但在侧周面的图中下部具有平坦的抵接面143。抵接面143被形成为与引导轴306的轴方向相平行，并成为振动致动器101的一部分。抵接面143可以通过对保持框304的一部分进行加工而形成，也可以通过在保持框304的侧周面附加其他部件而形成。

振动致动器101进一步包含电气机械转换部122及传动部131。电气机械转换部122及传动部131相对于保持框304设置于图中下侧，与位于保持框304的侧周面的抵接面143相抵接。

在振动致动器101中，电气机械转换部122及传动部131在相对于引导轴306位置固定的状态下将驱动力传导给保持框304的抵接面143。据此，光学部件302与保持框304共同沿引导轴306在光轴方向上移动。从而包含光学部件302的光学系统的特性发生变化。

图12为使电气机械转换部122与传动部131成为一体的组装体的立体图。传动部131具有矩形板状的形状，在图中下面具有电气机械转换部122。在传动部131的上面设置有沿长度方向分离并朝图中上方突出的一对突起部133。在光学设备300中，突起部133的前端与保持框304的侧面相抵接。

电气机械转换部122包含由压电材料制成的一对压电模块。压电模块沿传动部131的长度方向分离设置。一对压电模块相互绝缘，能够单独地施加驱动电压。据此，在使其与保持框304的抵接面143相抵接的状态下，也能够使传动部131发生变形。

图13为说明振动致动器101的动作的示意图。在图13中，（A）列表示在一对压电模块上施加的两相驱动电压A、B的实际有效值随着经过时刻t1～时刻t9的时间而发生的变化。驱动电压A、B以彼此相差90度相位的状态进行周期性变化。

在图13中，（B）列表示由施加有上述驱动电压A、B的电气机械转换部122使传动部131产生的横振动随时间的变化。此处，横振动是指电气机械转换部122由于相位差而发生伸缩从而使传动部131弯曲变形时，在与传动部131的长度方向相垂直的方向上产生移位的振动。传动部131相对于驱动电压A、B的变动周期具有四阶段的横振动模式。

在图13中，（C）列表示由施加有上述驱动电压A、B的电气机械转换部122使传动部131产生的纵振动随时间的变化。此处，纵振动是指传动部131伴随着电气机械转换部122的伸缩而伸缩，从而在传动部131的长度方向产生移位的振动。传动部131相对于驱动电压A、B的变动周期具有一阶段的纵振动模式。

在图13中，（D）列表示通过上述横振动与上述纵振动的合成而使传动部131的突起部133前端产生的椭圆运动随时间的变化。突起部133设置于传动部131的四阶段振动模式中的波腹位置。另外，传动部131例如在长度方向中央相对于引导轴306固定。从而使突起部133的前端产生使保持框304的抵接面143朝引导轴306的长度方向移动的驱动力。从而使保持框304沿引导轴306的长度方向移动。

即使在如上所述的振动致动器101中，通过使抵接面143及突起部133的任意一方由金属系材料制成并在另一方的表面以适当的比例形成孔隙，便能够提高振动致动器101的输出扭矩。更具体地，例如可以使在保持框304的表面上形成的抵接面143由表面具有孔隙的陶瓷材料等制成，也可以使与突起部133一体的传动部131由金属材料制成。

图14为振动致动器102的侧面图。振动致动器102具有从图中下侧依次层叠的：底板110、施压部150、加压板151、电气机械转换部122、传动部131、转子140、缓冲板163及输出部161。

施压部150的图中下端固定于底板110上。而且，施压部150对加压板151施加朝上方推压的力。加压板151将彼此成为一体的电气机械转换部122及传动部131进一步朝上方的转子140按压。据此，传动部131压抵于转子140在图中下面形成的抵接部142上。

转子140相对于底板110可转动地设置。而且，转子140隔着缓冲板163与输出部161相结合。据此，在由转子140产生的运动中，将转动运动传递给输出部161，围绕与纸面相平行的转动轴使转子140与输出部161一体转动。另外，由转子140产生的高度方向的振动被缓冲板163吸收。从而使输出部161能够高效地传导转动运动。

图15为振动致动器102的电气机械转换部122及传动部131的组装体与转子140的抵接部142的立体图。对与图14共用的要素标注相同的参考标记，并省略重复的说明。

在振动致动器102中，电气机械转换部122包含有设置于环状的传动部131的图中下面的多个压电模块。多个压电模块沿传动部131的圆周方向分离设置。一对压电模块相互绝缘，从而能够单独施加驱动电压。据此，在使其与保持框304的抵接面143相抵接的状态下也能够使传动部131部分变形。

另外，传动部131在图中上面具有在径方向上形成的多个沟135。从而使传动部131的弯曲刚性变低，并使由电气机械转换部122引起的传动部131的变形更加容易。

转子140整体上成为环状，在下端具有径方向宽度狭窄的抵接部142。从而使抵接部142强有力地按压传动部131。

图16为说明振动致动器102的动作的展开图。如参照图13所说明的那样，通过对在传动部131的长度方向上设置的多个压电模块施加具有相位差且周期性变动的驱动电压，能够使传动部131产生横振动及纵振动。

在振动致动器102中，由于传动部131为环状，因此通过使横振动产生的位置依次移动便能够使传动部131产生在圆周方向上行进的行进波。从而将圆周方向的驱动力传导到与传动部131相抵接的环状的抵接部142，并使转子140转动。

即便在如上所述的振动致动器102中，通过在抵接部142及传动部131的任意一方的表面上以适当比例形成孔隙，也能够提高振动致动器102的输出扭矩。更具体地，例如，可以使当振动致动器102动作时不变形的抵接部142由表面具有孔隙的陶瓷材料制成，并使随着行进波的发生而同时变形的传动部131由金属类材料制成。

以上，使用本发明的实施方式进行了说明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。另外，本领域技术人员应当清楚，在上述实施方式的基础上可加以增加各种变更或改进。此外，由权利要求的记载可知，这种加以变更或改进的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

符号说明

100、101、102振动致动器、110底板、120压电层叠体、121、123、125、127电极、122电气机械转换部、124压电材料板、126公共电极、130定子、131传动部、132振动体、133突起部、135沟、140转子、142抵接部、143抵接面、150施压部、151加压板、160输出齿轮、161输出部、163缓冲板、170轴承部、180顶板、190轴部、192螺母、200相机、201相机本体、202镜头单元、203安装系统、220拍摄元件、222光学滤波器、230快门、240取景器、242目镜、244取景器用显示部、246半反射镜、248五棱镜、250控制部、252测光部、254聚焦部、262主镜、264副镜、266对焦屏、270镜筒、280光学系统、282前球面镜、284变倍透镜、286聚焦透镜、288主透镜、290光圈装置、300光学设备、302光学部件、304保持框、306引导轴

Claims

1.一种振动致动器，包括：

电气机械转换部，将电能转换为机械振动；

传动部，将来自于所述电气机械转换部的振动作为驱动力进行传导；以及

抵接部，与所述传动部相抵接，通过所述驱动力而相对于所述传动部移动；

在所述传动部与所述抵接部相接触的表面上，所述传动部及所述抵接部的任意一方的孔隙面积占有率为2%以上。

2.根据权利要求1所述振动致动器，其中，所述孔隙的平均面积为3μm²以上。

3.根据权利要求1或2所述的振动致动器，其中，在所述传动部及所述抵接部的另一方中，与所述一方相接触的面含有铁。

4.根据权利要求3所述的振动致动器，其中，所述另一方与所述一方相接触的面包含马氏体类不锈钢。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的振动致动器，其中，所述传动部及所述抵接部的至少一方包含烧结体。

6.根据权利要求1或2所述的振动致动器，其中，所述传动部及所述抵接部的至少一方包含金属氧化物、金属氮化物及金属碳化物中的至少一种。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的振动致动器，其中，所述传动部及所述抵接部的一方的与另一方相接触的表面由矾土制成，所述另一方的接触表面由不锈钢制成。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的振动致动器，其中，

所述传动部包括定子；

所述电气机械转换部在使所述定子倾斜的同时使倾斜方向转动；

所述抵接部包括转子，该转子与所述定子相接触，随着所述定子的移位而转动。

9.根据权利要求1～7中任一项所述的振动致动器，其中，

所述传动部具有板状的本体部及从所述本体部突出的突起部；

所述电气机械转换部通过施加相位彼此不同的振动使所述突起部进行椭圆运动；

所述抵接部与所述突起部相抵接，通过接收所述突起部的椭圆运动的驱动力而相对于所述传动部朝一个方向移动。

10.根据权利要求1～7中任一项所述的振动致动器，其中，

所述传动部具有环状的本体部以及设置在所述本体部上的多个沟；

所述电气机械转换部通过施加相位彼此相异的振动而使所述本体部产生沿圆周方向行进的行进波；

所述抵接部包括环状的转子，该转子与所述本体部相接触，通过接收所述圆周方向上的行进波而转动。

11.一种镜头单元，包括：

权利要求1～10中任一项所述的振动致动器；以及

通过所述振动致动器而沿光轴方向移动的光学部件。

12.一种拍摄装置，包括：

权利要求1～10中任一项所述的振动致动器；

通过所述振动致动器而沿光轴方向移动的光学部件；以及

对由所述光学部件成像的被拍体像进行拍摄的拍摄元件。