CN107342705A - 马达和包括马达的电子设备 - Google Patents

Abstract

马达和包括马达的电子设备。马达包括：加压构件，其将振子压向接触构件；第一保持构件和第二保持构件，其分别保持振子和传递构件，传递构件将加压构件的加压力传递给振子；以及联结构件，其使第一保持构件与第二保持构件联结。振子和接触构件通过发生在振子中的振动而移动。联结构件包括滚动构件和施力构件，滚动构件使第一保持构件和第二保持构件在加压构件的加压方向上移动，施力构件由第二保持构件保持并对第一保持构件和第二保持构件施加与振子和接触构件的移动方向平行的力。滚动构件夹在第一保持构件与第二保持构件之间，并且在振子的移动方向上的中心侧抵靠第一保持构件。

Description

马达和包括马达的电子设备

技术领域

本发明涉及包括振子的马达。

背景技术

期望通过利用诸如高扭矩输出、高定位精度和静音性等的特征而广泛地用作照相机和镜头的驱动源的振动波马达(超声波马达)实现驱动效率的改善和小型化两者。为了改善驱动效率，日本特开2015-126692号公报公开了包括如下联结构件的超声波马达：该联结构件使固定超声波振子的振子保持构件与加压机构保持构件以能够沿加压方向移动的方式在移动方向上无松动地联结。

然而，日本特开2015-126692号公报中公开的超声波马达能够改善驱动效率，但是其平面视图中的外形尺寸会因板簧和联结构件所包括的滚动构件而肥大化，因而难以小型化。另外，日本特开2015-126692号公报中公开的超声波马达需要用于防止滚动球脱落的止挡结构和用于防止两个保持构件脱落的止挡结构两者，因而整体上大型化。

发明内容

鉴于该问题，本发明的目的是提供能够实现驱动效率的改善和小型化两者的马达和电子设备。

根据本发明的一个方面的马达包括：振子；加压构件，其将所述振子压向与所述振子接触的接触构件；传递构件，其将所述加压构件的加压力传递给所述振子；第一保持构件，其保持所述振子；第二保持构件，其保持所述传递构件；以及联结构件，其使所述第一保持构件与所述第二保持构件联结。所述振子和所述接触构件通过发生在所述振子中的振动相对移动。所述联结构件包括滚动构件和施力构件，所述滚动构件使所述第一保持构件和所述第二保持构件在所述加压构件的加压方向上相对移动，所述施力构件对所述第一保持构件和所述第二保持构件施加与所述振子和所述接触构件的相对移动方向平行的力。所述施力构件由所述第二保持构件保持。所述滚动构件夹在所述第一保持构件与所述第二保持构件之间，并且所述滚动构件在所述振子的在所述振子和所述接触构件的相对移动方向上的中心侧抵靠所述第一保持构件。

本发明还提供一种电子设备，其包括如上所述的马达。

通过下面参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是包括根据本发明实施方式的振动波马达的摄像设备的截面图。

图2A至图2D示出了振动波马达的结构。

图3A和图3B是振动波马达的局部放大图。

图4A至图4D是主要部件的组装的说明图。

图5A至图5B是主要部件的结构的说明图。

图6是主要部件的结构的说明图。

具体实施方式

现在将参照附图给出本发明的实施方式的详细说明。在各图中，将用相同的附图标记表示对应的元件并将省略其重复说明。

图1是作为包括根据本发明实施方式的振动波马达(超声波马达)的电子设备的摄像设备的截面图。根据本实施方式的摄像设备包括摄像镜头1和照相机主体2。在摄像镜头1内，配置有振动波马达3和安装于振动波马达3的聚焦透镜4。在照相机主体2内配置有摄像元件5。聚焦透镜4在拍摄图像的同时通过振动波马达3与光轴O(X轴)平行地移动。在摄像元件5的位置形成被摄体像，摄像元件5生成聚焦像。在本实施方式中，振动波马达3安装于摄像设备，但是本发明不限于此。振动波马达3可以安装于与摄像设备不同的电子设备，例如，可以安装于可拆装地安装于摄像设备的镜筒。振动波马达3还用于使聚焦透镜4与光轴O平行地移动，但是可以用于使图像模糊校正透镜沿与光轴O正交的方向移动。另外，在本实施方式中摄像镜头1与照相机主体2是一体的，但是摄像镜头1可以是可拆装地安装于照相机主体2的镜头。

图2A至图2D示出了振动波马达3的结构。图2A至图2D分别是振动波马达3的立体图、分解立体图、主视图和侧面截面图。图3A和图3B是振动波马达3的局部放大图。图3A是图2C的局部放大图，图3B是图2D的局部放大图。

摩擦构件(接触构件)101和引导支撑构件(轨道板)113利用螺钉固定于基板(基台)112。四个加压弹簧(加压构件)110均通过设置于加压力传递构件(传递构件)111和驱动力传递构件(可动板)115的弹簧钩挂部联结到加压力传递构件111和驱动力传递构件115，并且均施加加压力使得振子104与摩擦构件101摩擦接触。在本实施方式中，加压弹簧110在四个位置处对振子104加压，但是本发明不限于此，只要多个加压构件能够在不同位置处对振子104加压即可。另外，加压弹簧110的加压力与下述移动部120的相对移动方向正交。

振子104包括振动板102和压电元件103。振动板102通过粘接剂固定于压电元件103。振动板102包括接触部，该接触部为设置于与位于加压力传递构件111侧的表面相反的表面的突出部，接触部在被加压弹簧110的加压力加压的同时与摩擦构件101接触。压电元件103通过被施加电压来激励超声波振动。当粘接于振动板102的压电元件103激励超声波振动时，在振子104中出现共振现象。然后，会在振子104中引起两种驻波，进而在振子102的接触部产生近似椭圆运动。

振子保持构件(第一保持构件)105通过粘接剂保持振子104。作为用于保持加压力传递构件111的保持壳体的加压机构保持构件(第二保持构件)107通过圆筒形辊(滚动构件)108a和108b以及板簧(施力构件)109联结到振子保持构件105。加压机构保持构件107包括联结到从动体的动力输出部(未示出)。

弹性构件106布置在压电元件103与加压力传递构件111之间。弹性构件106防止设置于加压力传递构件111的加压部与压电元件103直接接触，以避免压电元件103损坏。

加压机构保持构件107和可动板115通过螺钉固定。可动板115形成有三个V槽移动侧引导部，滚动球114a至114c分别嵌在各移动侧引导部中。轨道板113形成有三个槽状固定侧引导部。滚动球114a至114c夹在形成于可动板115的移动侧引导部与形成于轨道板113的固定侧引导部之间。本实施方式中，在形成于轨道板113的三个固定侧引导部中，两个是V槽，一个是有底的平面槽，但是它们可以是能够使滚动球114a至114c滚动的槽。

在本实施方式中，为了使振动波马达3在Z轴方向上薄型化，围绕振子104间隔开地配置加压弹簧110，而不是加压弹簧110堆叠在振子104的上部。在本实施方式中，由于是通过多个加压弹簧110产生加压力，所以能够使加压弹簧110小型化。当加压弹簧110通过弹性构件106沿箭头C的方向(加压力的方向或加压方向)将振子104压到摩擦构件101上时，振动板102的接触部在被加压弹簧110的加压力加压的同时与摩擦构件101接触。当在这种状态下对压电元件103施加电压时，振子104中产生的近似椭圆运动会有效地传递到摩擦构件101。然后，包括振子104、振子保持构件105、弹性构件106、加压机构保持构件107、加压弹簧110、加压力传递构件111和可动板115的移动部120能够相对于摩擦构件101与光轴O(X轴)平行地移动。

接下来，将给出使振子保持构件105与加压机构保持构件107联结的联结构件116的说明。联结构件116包括辊108a和108b以及板簧109。如图2A至图2D以及图3A和图3B所示，辊108a和108b以能够沿着Z轴移动的方式布置在振子保持构件105与加压机构保持构件107之间。板簧109布置在加压机构保持构件107与辊(第二滚动构件)108b之间，并且具有与X轴平行的施力。板簧109通过辊108b沿箭头A的方向对振子保持构件105施力，并且沿箭头B的方向对加压机构保持构件107施力。由此，将辊(第一滚动构件)108a夹在振子保持构件105与加压机构保持构件107之间。

利用该结构，振子保持构件105和加压机构保持构件107能够通过辊108a和108b的滚动而沿着Z轴移动。因而，能够使振子保持构件105和加压机构保持构件107在不阻碍振子104中产生的超声波振动的情况下联结。由于还能够使振子保持构件105和加压机构保持构件107在与X轴平行的方向上、即移动部120的移动方向上无任何松动地联结，所以防止了因松动导致的响应延迟。结果，能够改善驱动效率。

另外，板簧109的施力被设定成大于振子104的驱动开始和停止时产生的加速和减速的惯性力。由此，不会在振子104和振子保持构件105中产生因驱动时的惯性力导致的沿着移动部120的移动方向的相对移位，因而能够实现稳定的驱动控制。

在本实施方式中，联结构件116包括辊108a和108b以及板簧109，但是本发明不限于此，只要联结构件116包括滚动构件和施力构件即可。例如，可以使用球代替辊。另外，在本实施方式中联结构件116包括作为弹性构件的板簧109，但是联结构件116可以包括能够消除振子保持构件105与加压机构保持构件107之间的松动的施力构件。

以下，将给出振动波马达3的XY平面内的外形尺寸小型化的说明。为了实现振动波马达3的XY平面内的外形尺寸小型化，需要将多个加压弹簧110布置成靠近振子104的位于X轴与Y轴的交点的中心。然而，联结构件116设置有辊108a和108b的脱落防止结构，并且需要将板簧109放大一定程度以具有以上大小的施力。因而，会使联结构件116大型化。结果，振动波马达3的XY平面内的外形尺寸小型化不能实现。

接下来，将给出板簧109与辊108a和108b之间的位置关系的说明。在以下说明中，将接近振子104的在X轴方向上的中心的那侧称作“中心侧”，将远离振子104的中心的那侧、即中心侧的相反侧称作“外侧”。当振子保持构件105将板簧109保持在振子保持构件105的轮廓内时，使联结构件116大型化以防止与被布置成堆叠于振子104的中央部的其它部件的干涉。另外，当振子保持构件105将板簧109保持在振子保持构件105的轮廓外时，板簧109配置在振子保持构件105的轮廓外，因而不能执行加压机构保持构件107的组装。

在本实施方式中，加压机构保持构件107保持板簧109以使振动波马达3的XY平面内的外形尺寸小型化。另外，辊108a在中心侧抵靠振子保持构件105，在外侧抵靠加压机构保持构件107。辊108b在中心侧抵靠振子保持构件105，在外侧抵靠由加压机构保持构件107保持的板簧109。加压机构保持构件107保持板簧109，因而能够在不损害组装性的情况下避免与被布置成堆叠于振子104的中央部的诸如压电元件103、弹性构件106和加压力传递构件111等的其它组成部件干涉。因此，能够将多个弹簧110布置成更靠近振子104的中央部，从而能够使移动部120的XY平面内的外形尺寸小型化。

另外，联结构件116需要设置有用于防止辊108a和108b脱落的脱落防止结构。在本实施方式中，振子保持构件105和加压机构保持构件107设置有用于防止辊108a和108b在箭头C的方向上脱落的脱落防止结构。另外，由于能够使辊108a的Y轴方向上的长度变短，所以加压机构保持构件107能够设置有用于防止辊108a和108b在Y轴方向上脱落的脱落防止结构。同时，由于板簧109被形成为具有以上大小的施力，所以不能使抵靠板簧109的辊108b的Y轴方向上的长度变短。因而，当加压机构保持构件107设置有用于防止辊108b在Y轴方向上脱落的脱落防止结构时，会使振动波马达3的XY平面内的外形尺寸大型化。因此，在本实施方式中，板簧109包括作为用于防止辊108b在Y轴方向上脱落的脱落防止结构的脱落防止部130。该结构能够使振动波马达3的XY平面内的外形尺寸进一步小型化。在本实施方式中，如图3A所示，通过折叠板簧109的两端来提供脱落防止部130，但是本发明不限于此，只要能够防止辊108b在Y轴方向上脱落即可。

如上所述，本实施方式能够提供可以实现驱动效率的改善和小型化两者的振动波马达。

接下来，将参照图4A至图4D给出振子保持构件105和加压机构保持构件107的组装的说明。图4A至图4D是振子保持构件105和加压机构保持构件107的组装的说明图。图4A是组装之前的侧截面图，图4B是组装之后的侧截面图。图4C和图4D分别是图4B的区域D和E的放大图。如图4A所示，在组装之前，将振子104组装到振子保持构件105。还将辊108a和108b以及板簧109组装到加压机构保持构件107。

首先，将给出辊108a和108b的脱落防止结构(止挡结构)的说明。如图4C所示，当在Z轴的正向上移动一定量时，辊108a会抵靠设置于振子保持构件105的止挡部105a，使得辊108a的移动受到限制。另外，当在Z轴的负向上移动一定量时，辊108a会抵靠设置于加压机构保持构件107的止挡部107a，使得辊108a的移动受到限制。该结构防止了辊108a的脱落。

如图4D所示，当在Z轴的正向上移动一定量时，辊108b会抵靠设置于振子保持构件105的止挡部105b，使得辊108b的移动受到限制。另外，当沿Z轴的负向移动一定量时，辊108b会抵靠设置于加压机构保持构件107的止挡部107b，使得辊108b的移动受到限制。该结构防止了辊108b的脱落。

因而，止挡部105a和105b防止了辊108a和108b朝向振子保持构件105相对于加压机构保持构件107的组装方向侧脱落。止挡部107a和107b还防止辊108a和108b朝向加压机构保持构件107相对于振子保持构件105的组装方向侧脱落。换言之，设置于振子保持构件105和加压机构保持构件107中的一者的止挡部防止辊108a和108b朝向该一者相对于另一者的组装方向侧脱落。

其次，将给出振子保持构件105和加压机构保持构件107的止挡结构的说明。在图4B的状态下，假设振子保持构件105会被相对于加压机构保持构件107在Z轴的负向上被相对拉出。于是，当振子保持构件105在Z轴的负向上移动一定量时，振子保持构件105的止挡部105a和105b会分别抵靠辊108a和108b。此后，振子保持构件105在牵引辊108a和108b的同时在Z轴的负向上移动。在这种状态下，当振子保持构件105进一步移动一定量时，止挡部105a和105b会通过辊108a和108b分别抵靠加压机构保持构件107的止挡部107a和107b。结果，限制了振子保持构件105的移动。

另外，在图4B的状态下，假设加压机构保持构件107会相对于振子保持构件105在Z轴的正向上被相对拉出。于是，当加压机构保持构件107在Z轴的正向上移动一定量时，加压机构保持构件107的止挡部107a和107b会分别抵靠辊108a和108b。此后，加压机构保持构件107在牵引辊108a和108b的同时在Z轴的正向上移动。在这种状态下，当加压机构保持构件107进一步移动一定量时，止挡部107a和107b会通过辊108a和108b分别抵靠振子保持构件105的止挡部105a和105b。结果，限制了加压机构保持构件107的移动。

如上所述，振子保持构件105和加压机构保持构件107的各止挡部均被形成为使得当从Z轴方向观察时，止挡部的至少一部分与辊108a和108b重叠。利用该结构，在本实施方式中，振子保持构件105和加压机构保持构件107的各止挡部防止辊108a和108b的脱落以及振子保持构件105和加压机构保持构件107的脱落。

另外，止挡部105a和105b的Z轴正侧以45度的角度倒角，Z轴负侧倒角成曲面。当将组装有辊108a和108b的加压机构保持构件107从Z轴正向组装到振子保持构件105时，止挡部105a和105b均在X轴方向上推斥辊108a和108b。然后，板簧109在X轴方向上弹性变形以从止挡部105b退避。因此，辊108b能够越过止挡部105b。

接下来，将给出止挡部的结构的说明。图5A示出了组装有辊108a和108b以及板簧109的加压机构保持构件107的侧截面图。图5B是图5A的区域F的放大图。

如图5B所示，加压机构保持构件107的止挡部107b设置在Z轴的负侧(箭头H的那侧)。板簧109从止挡部107b设置所在侧的相反侧(Z轴的正侧、箭头G的那侧)组装到加压机构保持构件107。也就是，板簧109被保持成使得板簧109和止挡部107b沿着加压机构保持构件107的组装方向(Z轴负向)依次配置。利用该结构，板簧109和止挡部107b不会彼此阻碍。

图6是组装有振子104的振子保持构件105的侧截面图。如图6所示，从Z轴的负侧(箭头J的那侧)组装振子104。振子保持构件105的止挡部105a和105b设置在振子104组装所在侧的相反侧(Z轴的正侧、箭头I的那侧)。振子保持构件105还组装于位于Z轴的正侧的加压机构保持构件107。因此，能够使振子104、振子保持构件105和加压机构保持构件107的X轴上的位置重叠，因而能够防止X轴方向上的尺寸大型化。

如上所述，根据本实施方式的振动波马达3能够防止辊108a和108b的脱落，这对于联结而言是必须的，并且能够在使振子保持构件105和加压机构保持构件107无任何松动地联结的同时防止振子保持构件105和加压机构保持构件107的脱落。因而，能够抑制振动波马达3的整体尺寸大型化。

在本实施方式中，板簧109组装于加压机构保持构件107，但是可以组装于振子保持构件105。在这种情况下，板簧109被保持成使得板簧109以及各止挡部105a和105b沿着振子保持构件105的组装方向(Z轴的正向)依次配置。

在本实施方式中，振动波马达3具有振子104移动而摩擦构件101不移动的结构，但是可以具有振子104不移动而摩擦构件101移动的结构。根据本实施方式的振动波马达3包括作为不移动的固定部的摩擦构件101，但是振子104可以与振动波马达3以外的构件摩擦接触，例如，可以与透镜保持架的一部分摩擦接触，并且在这种情况下，振动波马达3可以不包括摩擦构件101。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有的这些变型、等同结构和功能。

Claims (15)

1.一种马达，其包括：

振子；

加压构件，其将所述振子压向与所述振子接触的接触构件；

传递构件，其将所述加压构件的加压力传递给所述振子；

第一保持构件，其保持所述振子；

第二保持构件，其保持所述传递构件；以及

联结构件，其使所述第一保持构件与所述第二保持构件联结，

其特征在于，

所述振子和所述接触构件通过发生在所述振子中的振动相对移动，

所述联结构件包括滚动构件和施力构件，所述滚动构件使所述第一保持构件和所述第二保持构件在所述加压构件的加压方向上相对移动，所述施力构件对所述第一保持构件和所述第二保持构件施加与所述振子和所述接触构件的相对移动方向平行的力，

所述施力构件由所述第二保持构件保持，并且

所述滚动构件夹在所述第一保持构件与所述第二保持构件之间，并且所述滚动构件在所述振子的在所述振子和所述接触构件的相对移动方向上的中心侧抵靠所述第一保持构件。

2.根据权利要求1所述的马达，其特征在于，所述施力构件包括用于防止所述滚动构件脱落的脱落防止部。

3.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，围绕所述振子间隔开地布置有多个所述加压构件。

4.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，所述加压方向与所述振子和所述接触构件的相对移动方向正交。

5.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，所述施力构件的施力大于当所述振子和所述接触构件相对移动时施加到所述第一保持构件的惯性力。

6.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，所述滚动构件包括第一滚动构件和第二滚动构件，所述第一滚动构件在所述振子的中心侧抵靠所述第一保持构件且在所述振子的中心侧的相反侧抵靠所述第二保持构件，所述第二滚动构件在所述振子的中心侧抵靠所述第一保持构件且在所述相反侧抵靠所述施力构件。

7.根据权利要求6所述的马达，其特征在于，所述第一滚动构件的长度比所述第二滚动构件的长度短。

8.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，所述施力构件是板簧。

9.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，所述滚动构件是圆筒形辊。

10.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，所述振子包括振动板和压电元件，所述振动板与所述接触构件接触，所述压电元件通过被施加电压来激励超声波振动。

11.根据权利要求1或2所述的马达，其特征在于，

所述第一保持构件包括防止所述滚动构件脱落的第一止挡部，

所述第二保持构件包括防止所述滚动构件脱落的第二止挡部，

所述第一止挡部防止所述滚动构件朝向所述第一保持构件相对于所述第二保持构件的组装方向脱落，并且

所述第二止挡部防止所述滚动构件朝向所述第二保持构件相对于所述第一保持构件的组装方向脱落。

12.根据权利要求11所述的马达，其特征在于，所述第二保持构件从所述第二止挡部设置所在侧组装到所述第一保持构件。

13.根据权利要求11所述的马达，其特征在于，

所述第一止挡部设置在所述振子保持所在侧的相反侧，并且

所述第一保持构件从所述第一止挡部设置所在侧组装到所述第二保持构件。

14.根据权利要求11所述的马达，其特征在于，当从所述加压方向观察时，所述第一止挡部和所述第二止挡部的至少一部分与所述滚动构件重叠。

15.一种电子设备，其包括根据权利要求1-14中任一项所述的马达。