CN1262359C

CN1262359C - 振动型驱动装置

Info

Publication number: CN1262359C
Application number: CNB031453325A
Authority: CN
Inventors: 藤本幸辅
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2017-12-26
Also published as: CN1197324A; CN1490090A; US6225730B1; KR19980064658A; US6107723A; CN1166049C; KR100341720B1

Abstract

一种具有一振动波马达的振动型驱动装置，包括至少一个能激起振动的振动部件和一个与所说的振动部件相接触并被转动的运动部件；所说的振动波马达通过一固定部件固定在装置的连接部分，所说的固定部分约束振动波马达自身的转动方向并能在倾斜方向引起位移。

Description

振动型驱动装置

技术领域

本发明涉及一种用以通过利用压力使一运动部件与一振动部件产生接触而获得驱动力的振动型驱动装置。

背景技术

根据振动型驱动装置(振动型马达)，一个运动部件与一个由连接有一个机电的能量转换元件的弹性部件制成的振动部件产生压力接触，将一交流电压施加到换能元件上，在振动部件上产生一种渐进的振动波，从而摩擦地驱动运动部件。

图7示出了一种传统的振动型马达。固定在基座101上的一个环形定子(振动部件)102是按这样的方式构造的：即把一通过接线器110和柔性板111供给电流的机电的能量转换元件122连接到一弹性部件121的下表面，并且，把一摩擦部件123粘接在弹性部件121的上表面。一施压弹簧106的外周部分通过一橡胶板107附着在一转子(运动部件)103的上表面。该施压弹簧106的内周部分附着在一个盘105上，盘105热压装配在一输出轴104上。

输出轴104由一对滚动轴承181和182可转动地支撑，滚动轴承181和182各具有一固定在基座101上的外环和一安装在输出轴104的外圆周上的内环。盘105与滚动轴承182的内环相接触。另一方面，在输出轴104与盘105和滚动轴承182的内环一起仅被施压弹簧106的一个位移量压到定子102一侧、以使转子103与定子102以合适的力发生压力接触的状态下，滚动轴承181的内环与一附着在输出轴104的凹槽内的开口环109相贴合。

因此，如图6所示，在轴承182上，由盘105把一在与施压弹簧106的压力方向相同的方向上的预载施加到内环上，因此，轴承182的在径向的振动(rattle)便得以消除。另一方面，在轴承181上，由开口环109把一在与施压弹簧106的压力方向相反的方向上的预载施加到内环上，因此，轴承181的在径向的振动可以消除。因为各个轴承181和182的径向的振动被消除，所以，输出轴104的径向的晃动也可以抑制。

现在，假定将施压弹簧106的压力的反作用力标记为F，将轴承181的预载标记为P1，以及将轴承182的预载称为P2，则这三个力之间满足以下关系

F＝P1-P2

正如从上述关系所理解的那样，作为轴承181的预载，由于轴承181承受压力的反作用力和轴承182的预载之和，所以，该预载远远大于轴承182的预载。

通常，轴承的疲劳寿命与轴承负荷的立方是成反比的。因此，承受较大预载的轴承181的疲劳寿命要比轴承182的疲劳寿命短得多。另外，因为振动型马达常常在低速状态下使用且难以在轴承的滚动件和轴承座的表面之间形成油膜，因此，必须将轴承的滚动件的负荷设定为小于正常负荷。

马达所能够产生的转矩取决于定子和转子之间的最大摩擦力。由于摩擦力是由转子和定子之间的摩擦系数和压力决定的，所以，为了提高最大转矩，增大压力是最实际的。

然而，在以往的马达中，由于轴承181承受所有的压力，所以，为了增大压力而又不降低该轴承的寿命，不得不使用更大设计负荷的轴承。这样导致了轴承的尺寸和成本的增加。

近几年来，在OA设备和FA设备领域里，对于驱动机构的定位、速度的控制等等方面要求很高的精度。最普遍的办法是利用诸如齿轮、皮带之类的减速机构来减小脉动马达或类似动力源的转动输出以及在高分辨率和高转矩的状态下进行驱动。然而，当使用齿轮类减速机构时，由于齿轮的齿形误差、节圆误差等等，导致传动精度降低。为了提高精度，就必须提高齿轮的等级、进行精密的研磨等，因此，这种方法是导致高成本的原因之一。此外，由于齿侧隙的非线性导致可控性的降低，因此，必须采取使用无齿侧隙齿轮等这样的防范措施。在使用皮带之类的减速机构的情况下，目前的情况是，由于因皮带轮的偏心、圆度或者类似因素以及皮带的膨胀和收缩而造成的传动精度的降低，以及因弯曲振动而造成的传动刚度的降低，所以，可控性也降低。

另一方面，所谓的“直接驱动”是一种有效的措施，“直接驱动”是把马达的轴直接装在被驱动部件上，并且用一个无需使用齿轮、皮带之类的减速机构便能产生低速和高转矩的马达来驱动。利用这种“直接驱动”方法，因上述传动机构、齿侧隙而造成的精度的降低以及传动系统中刚度的降低都能够得以避免，而且，马达轴能够以高的精度进行驱动。

由于振动波马达能够由低速稳定地产生转矩，所以，它是一种适合于“直接驱动”的马达。振动波马达是按这样的方式构造的：即，把一个机电的能量转换元件(压电元件、磁致伸缩元件等)连接在由弹性材料制成的一个振动部件的一侧，把一交流电压施加在这样的压电元件上，并在振动部件上产生一渐进的振动波，从而摩擦驱动以一压力与振动部件相接触的运动部件。通过把一高分辨率的角度检测装置结合于这种马达，则能够以高的精度、高的刚度和高的分辨率驱动马达轴。

图15A和15B示出了用以输送薄板材的滚筒驱动装置的两个常规例子。

滚筒的一端由一滚珠轴承可转动地支撑在装置的外壳上，其另一端安装在一个马达的输出轴上，该马达安装在装置上。利用这种结构，能够消除在利用齿轮或者皮带传动来降低速度的传统情况下所发生的传动误差。

在进行齿轮或者皮带驱动的情况下，即使在被驱动部件和传动机构之间的安装精度方面出现些微误差，其也能够被传动机构吸收。例如，当齿轮的偏心导致传动精度降低时，虽然轴之间距离上发生变化，但由于齿轮的位移被齿轮之间所吸收，所以，由各个传动部件的误差所引起的多余负荷不会作用在被驱动部件或者马达上。同样，在皮带驱动的情况下，因为各部件精度和安装误差被转化为皮带的线速度或者被皮带的伸长和收缩所吸收，所以，作用在马达上的负荷是很小的。

但是，在进行“直接驱动”的情况下或者在被驱动部件的转动轴的至少一端被一轴承支撑的情况下，因为马达轴由马达上的两个轴承和被驱动部件上的一个轴承在三点予以支撑，所以，没有可把马达轴和被驱动部件的连接部分的倾斜或者轴向偏移予以吸收的地方。因此，赋予各个轴承较大的负荷，导致轴承寿命的降低、因径向晃动的增加而造成的精度降低以及因负荷而造成的马达转矩的损失。

例如，图15A示出了这样一种状态-在作为被驱动部件的滚筒2’的与连接有马达1’的那一侧相反的一侧的端部布置了一个深凹槽的滚珠轴承5’，该滚珠轴承5’被施加了合适的预载。

现在描述马达1’的结构。在通过螺钉固定在基座11’的定子12’上，利用弹性材料(比如金属或类似材料)把一压电元件固定地附着在振动部件的背面，并把一摩擦材料粘附在振动部件的另一表面。通过一施压弹簧16’使转子13’与定子12’发生压力接触，施压弹簧16’的中孔固定在盘15’上，盘15’热压装配在一个转动轴14’上。转子13’的转动轴由一对深槽滚珠轴承17’-1和17’-2可转动地支撑，每个轴承的外环均固定在一基座上。在转动轴仅被施压弹簧的一个施压位移量推到定子一侧以使转子以合适的力和定子发生压力接触的状态下，转子13’被一装在转动轴的一个凹槽内的开口环18’支撑在轴承17’-1的内环上。通过用盘15’把一合适的预载施加到内环上，则轴承17’-2消除振动，并且抑制转动轴的径向振动，从而保证内装的编码装置6’的精度。

通过用一接线器的柔性板19’把一驱动电压供应给压电元件，则在定子上产生一渐进的振动波，由此驱动与定子压力接触的转子，从而从转动轴输出转动。

在马达和滚筒之间的联轴节上，以一较小的压力把马达轴14’插进制在滚筒上的一个孔24’内，并用一个紧固螺钉25’进一步从径向予以固定。

在本例中，由于把一预载施加到所有三个轴承上，所以，各个轴承的振动得以消除，而且在径向和轴向都能够提供高的刚度。

在滚筒和马达的连接部分，当滚筒和马达轴之间出现倾斜时，在转动时出现的位移不得不由三个轴承当中任意一个的变形所吸收或者由连接部分、马达轴和滚筒当中任意一个的变形所吸收。

对于马达的驱动来说，这种变形变成一大的负荷，导致停机精度或者速度可控性的破坏。此外，由于在每个轴承上存在大的径向负荷，所以，寿命缩短。

当马达轴摆动和旋转时，施压弹簧也摆动和旋转，因此，用以使转子13’和定子12’互相接触的压力也随转动而变化。于是，不能获得恒定产生的转矩。

图15B示出了这样一种状态-考虑到上述这点，用一由橡胶材料制成的安装件7’把马达固定在被驱动装置的外壳上。当一弯曲力作用于马达上时，安装件7’变形并吸收位移，因此，多余负荷并不作用于马达的和滚筒的轴承上。然而，在这种情况下，安装件7’也在扭转方向(滚筒转动方向)变形，而且与马达外壳一起转动和变形。在具有象编码装置6’所示那样的角度检测机构(旋转编码装置)的马达中，虽然因安装件的扭转变形所造成的旋转位移并不从编码装置检测出来，但由于角位移发生在滚筒上，所以，编码装置不能精确地检测滚筒的角位移。

另外，因为马达外壳的扭转刚度对于负载转矩来说是低的，所以响应速度下降且可控性降低。

虽然针对“直接驱动”对上述例子进行了描述，但即使在装置具有减速机构和传动机构的情况下，如果想通过消除齿侧隙、使用具有高的刚度的钢带等来提高传动精度和刚度的话，也会存在类似的问题。因此，上述问题并不仅限于“直接驱动”。

如上所述，为了提高精度，必须使马达外壳具有高的扭转刚度。此外，在使用“直接驱动”或者高刚度的传动机构的情况下，考虑到因制造公差或者装配公差所导致的误差，必须对马达外壳予以柔性支撑。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种具有一振动波马达的振动型驱动装置，包括至少一个能激起振动的振动部件和一个与所述振动部件相接触并被转动的运动部件；其特征是：所述振动波马达通过一固定部件固定在一装置连接部分上，且所述固定部件包括一板状件，该板状件具有多个铰接部分，每个铰接部分具有在相互不同的方向上能被倾斜的铰接功能，所述的固定部件约束所述振动波马达自身的转动方向并通过使用所述多个铰接部分能在倾斜方向引起位移。在该驱动装置中，当运动部件与振动部件发生压力接触时，所引起的反作用力通过输出轴由若干个轴承承担，另外，把该反作用力用作各个轴承的预载，从而延长寿命和消除振动。

通过下面参照附图所做的详细描述以及所附的权利要求，本发明的上述的和其他的目的和特点将变得显而易见。

附图说明

图1是按照本发明的第一实施例的振动型驱动装置的剖视图；

图2是按照本发明的第二实施例的振动型驱动装置的剖视图；

图3是按照本发明的第三实施例的振动型驱动装置的剖视图；

图4是按照本发明的第四实施例的振动型驱动装置的剖视图；

图5是第一实施例中的轴承部分的示意图；

图6是传统的振动型驱动装置的轴承部分的示意图；

图7是传统的振动型驱动装置的剖视图；

图8A和8B示出了用本发明的振动波马达作为驱动源的一种装置的第五实施例，其中，图8A是一剖视图，而图8B是图8A的侧视图；

图9A和9B示出了用本发明的振动波马达作为驱动源的一种装置的第六实施例，其中，图9A是一剖视图，而图9B是图9A的侧视图；

图10是本发明的第七实施例的透视图；

图11A和11B示出了用本发明的振动波马达作为驱动源的一种装置的第八实施例，其中，图11A是一剖视图，而图11B是图11A的固定件的侧视图和平面图；

图12A和12B示出了本发明的第九个实施例，其中，图12A是一透视图，而图12B是一侧视图；

图13A、13B和13C是用以解释本发明的效果的剖视图；

图14A、14B和14C是用以解释本发明的效果的剖视图；以及

图15A和15B是用传统的振动波马达作为驱动源的一种装置的剖视图。

具体实施方式

(第一实施例)

图1示出了按照本发明的第一实施例的振动型驱动装置。由金属材料制成并固定在基座1上的环形定子(振动部件)2是按这样的方式构造的-即，把一个通过接线器10和柔性板11供给电流的机电的能量转换元件22连接在一弹性部件21的下表面，并把一摩擦部件23粘接在弹性部件21的上表面。施压弹簧6的外周部分通过一橡胶板7固定到转子(运动部件)3的上表面。施压弹簧6的内周部分固定在一个热压装配在输出轴4上的盘5上。

输出轴4由一对深槽球轴承(滚珠轴承)81和82可转动地支撑，轴承81和82各具有一个固定在基座1上的外环和一个安装在输出轴4的外圆周上的内环。

在仅用施压弹簧6的一个位移量把盘5和输出轴4压到定子2一侧以使转子3以合适的力与定子2发生压力接触的状态下，每个轴承81和82的内环与安装在制在输出轴4上的、位于轴承81和82各自的下侧的凹槽内的各自的开口环9相接触。于是，输出轴4和各个轴承81和82的内环能够沿从施压弹簧6到输出轴4的压力的反作用力的这个工作方向整体地移动。盘5离开轴承82的内环和外环。

在轴承82的内环和与之相接合的开口环9之间放置了一个波状垫片12。波状垫片12的弹性变形量设定为这样一个值-即，在按照轴承81和82的设计负荷的比值按比例分配压力的反作用力的情况下，反作用力的分量可作用在轴承82的内环上。

如上所述，通过借助于输出轴4和开口环9使压力的反作用力作用在各个轴承81和82的内环上，则轴承各自所承受的反作用力的分量可用作轴承81和82各自的预载。由于各个轴承81和82的径向的振动得以消除，所以，也抑制了输出轴4的径向晃动。

下面将参照图5详细描述轴承81和82的预载之间的关系。图5示意性地示出了轴承81和82。

压力的反作用力F作用在输出轴4上，作为一向上的力。压力的反作用力F由两个轴承81和82承受。轴承81和82的预载分别设为P1和P2。

预载P2等于用于波状垫片12的弹性变形量的弹力，该弹性变形量是由当施加压力时轴承81和82的内环在轴向的移动量之间的差异以及设置在输出轴4上的两个开口环9之间的间距所决定的。

由于轴承81和82的预载P1和P2的方向是相同的，而且与压力的反作用力F的方向相同，所以，轴承81的预载P1等于通过从压力的反作用力F的数值中减去轴承82的预载P2所获得的值。因此，能够把压力的反作用力F作为预载分配给两个轴承81和82。

根据试验得知，球轴承的疲劳寿命可用下列表达式表示。

L∝(C/P)³

式中L：寿命

C：轴承的固有的动态设计负荷

P：承受负荷

在使用多个轴承的情况下，由于最短的轴承的寿命就是驱动装置的寿命，所以，通过设定使每个轴承的寿命变得几乎相同这样的条件，便能获得长的驱动装置寿命。为此目的，正如从上述表达式将了解的那样，按照轴承81和82的设计负荷的比值按比例分配压力的反作用力F并把所分配的反作用力设定为承受负荷(预载)便足够了，这样，轴承81和82的设计负荷C和承受负荷P的比值是相等的。

在本实施例中，确定两个开口环9之间的间距和各个轴承的外环的位置，以便给出产生承受负荷所需的波状垫片12的弹性变形量就足够了，所说承受负荷是通过按比例分配压力的反作用力F而获得的。

当轴承处于休息状态或者以极低的速度转动时，如果各个轴承的座圈表面和滚动部件之间的接触面压力比较大，那么，在座圈表面和滚动部件上会出现永久变形，因此，有轴承不能再继续使用之虞。

为了防止这一问题，理想的是按照下述方式，以轴承的设计负荷的比值按比例分配压力的反作用力并把分配的反作用力分别设定为各个轴承的承受负荷，该方式是，使由轴承的固有静态设计负荷C₀和轴承的静态负荷P₀之间的比值

f＝C₀/P₀

所代表的安全系数f相等。

严格地讲，由于轴承座圈表面和滚动部件之间的接触面压力与承受负荷并不是成正比的，所以，也可能这样分配承受负荷-即，使各个轴承的座圈表面和滚动部件之间的接触面压力相等。

(第二实施例)

图2示出了一种按照本发明第二实施例的振动型驱动装置。由金属材料制成并固定在基座1上的环形定子(振动部件)2是按这样的方式构造的-即，把一个通过接线器10和柔性板11供给电流的机电的能量转换元件22连接在一弹性部件21的下表面，并把一摩擦部件23粘接在弹性部件21的上表面。施压弹簧6的外周部分通过一橡胶板7固定到转子(运动部件)3的上表面。施压弹簧6的内周部分固定在一个热压装配在输出轴4上的盘5上。

输出轴4由一对深槽球轴承(滚珠轴承)81和82可转动地支撑，轴承81和82各具有一个固定在基座1的、把施压弹簧6和盘5夹在中间的位置上的外环和一个安装在输出轴4的外圆周上的内环。

在仅用施压弹簧6的一个位移量把盘5和输出轴4压到定子2一侧以使转子3以合适的力与定子2发生压力接触的状态下，轴承81的内环与安装在制在输出轴4上的、位于轴承81的下侧的一个凹槽内的开口环9相接触。轴承82的内环与盘5的上表面相接触，以便将波状垫片12夹在中间。于是，输出轴4和各个轴承81和82的内环能够沿从施压弹簧6到输出轴4的压力的反作用力的这个工作方向整体地移动。

波状垫片12的弹性变形量设定为这样一个值-即，在按照轴承81和82的设计负荷的比值按比例分配压力的反作用力的情况下，反作用力的分量可作用在轴承82的内环上。

同样，在本实施例中，处在相同方向的、通过依设计负荷的比值按比例分配压力的反作用力而获得的预载作用在两个轴承81和82上，从而使轴承81和82均匀地承受压力的反作用力。能够获得长寿命的驱动装置。

通过把两个轴承81和82布置在将施压弹簧6和盘5(亦即转子3和定子2)夹在中间的位置上，则两个轴承之间的距离能够增加，而且对于径向负荷来说，输出轴4的刚度能够提高。

(第三实施例)

图3示出了按照本发明的第三实施例的振动型驱动装置。由金属材料制成并固定在基座1上的环形定子(振动部件)2是按这样的方式构造的-即，把一个通过接线器10和柔性板11供给电流的机电的能量转换元件22连接在一弹性部件21的下表面，并把一摩擦部件23粘接在弹性部件21的上表面。施压弹簧6的外周部分通过一橡胶板7固定到转子(运动部件)3的上表面。施压弹簧6的内周部分固定在一个热压装配在输出轴4上的盘5上。

输出轴4由一对深槽球轴承(滚珠轴承)81和82可转动地支撑，轴承81和82各具有一个固定在基座1上的一定位置的外环和一个安装在输出轴4的外圆周上的内环。

在仅用施压弹簧6的一个位移量把盘5和输出轴4压到定子2一侧以使转子3以合适的力与定子2发生压力接触的状态下，轴承81的内环安装在输出轴4的外圆周上。一压缩的螺旋弹簧32夹在轴承81的内环和轴承82的内环中间，在此状态下，弹簧被压缩了预定的量。压缩的螺旋弹簧32的压缩量设定为这样一个值-即，在把压力的反作用力依轴承81和82的设计负荷的比值按比例分配的情况下，反作用力的一个分量作用在轴承82的内环上。

在本实施例中，因为压缩弹簧32的两个边缘由两个轴承的内环分别支撑并且其中一个轴承的内环附接在输出轴4上，所以，不用加工出适宜于把开口环安装到输出轴4上的凹槽等便能廉价地获得长的寿命。

(第四实施例)

图4示出了按照本发明的第四实施例的振动型驱动装置。由金属材料制成并固定在基座1上的环形定子(振动部件)2是按这样的方式构造的-即，把一个通过接线器10和柔性板11供给电流的机电的能量转换元件22连接在一弹性部件21的下表面，并把一摩擦部件23粘接在弹性部件21的上表面。转子(运动部件)43整体地具有一个施压弹簧部分43a和一个盘部分43b。在把转子43压下一个位移量的状态下，把转子43的盘部分43b粘接到一输出轴44上，按此位移量，在把输出轴44从基座1的下部位置插进之后，可获得一合适的压力。

输出轴44由一对轴承(滚动轴承)81和82可转动地支撑，轴承81和82各具有一个滚动部件，该滚动部件在制在输出轴44的外圆周上的并与输出轴44制成一体的一个座圈凹槽44a内滚动。轴承81的外环固定在基座1上。轴承82的外环通过一压缩弹簧42保持在基座上。轴承82的外环由压缩弹簧42下推到基座1上。

压缩弹簧42的压缩量设定为这样一个值-即，在把施压弹簧部分43a的压力的反作用力依轴承81和82的设计负荷的比值按比例分配的情况下，一个反作用力的分量作用在轴承82的内环上。

在本实施例中，由于零件的数量少，而且，更进一步地，由具有轴承内环的轴承和输出轴之间的啮合振动所造成的输出轴的晃动也小，所以，能够获得一种廉价的、具有高的装配效率的、长寿命的驱动装置。

如上所述，根据本实施例，用以使运动部件与振动部件发生压力接触的压力的反作用力被分配给若干个轴承，允许轴承承受压力的反作用力，而且把分配的反作用力用作各个轴承的预载。因此，能够实现各个轴承的小尺寸和长寿命，并且能够获得一种长寿命的小巧的振动型驱动装置。

如果各个轴承的负荷是依轴承的设计负荷的比值按比例分配的，为的是使各个轴承的座圈表面和滚动部件之间的接触面压力相等的话，则能够获得更长寿命的轴承和振动型驱动装置。

(第五实施例)

图8A和8B示出了本发明的第五个实施例。

参考数字201表示一振动波马达；202表示作为一被驱动部件的滚筒；203表示被驱动的装置的外壳侧板。现在将描述本实施例中的振动波马达101的结构。就用螺钉固定在基座211上的定子212而言，是把一个压电元件固定地粘接在由诸如金属或类似材料等弹性材料制成的振动部件的背面，把一摩擦材料粘接在定子212的另一面。通过施压弹簧216使作为运动部件的转子213与定子212压力接触，施压弹簧216的中孔固定在一个热压装配在转动轴214上的盘215上。转子213的转动轴由一对深槽球轴承217-1和217-2可转动地支撑，深槽球轴承217-1和217-2的外环固定在基座上，而且，在仅以施压弹簧的一个施压位移量把转动轴压到定子一侧以使转子以合适的力与定子发生压力接触的状态下，轴承217-1的内环由装在转动轴上的凹槽内的一个开口环218支撑。通过用盘215把一合适的预载施加到轴承217-2的内环上来消除轴承217-2的振动。

通过经由接线器柔性板219把一作为交流信号的驱动电压施加到起机电的能量转换元件作用的压电元件上，便在定子上产生渐进的振动波。通过驱动与定子压力接触的转子，便可从转动轴输出转动。

滚筒202是由一管状滚筒主体221和法兰222及223构成的，法兰222和223以一压力插进滚筒202的两个端部或者热压装配在滚筒的两个端部。轴承205布置在法兰222上，从而把法兰222可转动地支撑在装置外壳的侧板203上。法兰223上制有一个供马达的转动轴插入用的孔224和一个紧固螺钉225。

通过把马达201固定到装置上以及把转动轴214固定到法兰223上，便能够用马达的转动轴对滚筒一体地、直接地驱动。

马达201具有一固定部件204并借助该固定部件204用螺钉固定在装置外壳的侧板上。

固定部件204由薄的金属板制成且具有：一个由一对连接(铰接)部分242和另一对连接(铰接)部分244连接在一起的中间部分243，所说前一对连接部分242在竖直方向互相对着，离开环绕着作为中心的马达转动轴的、固定马达的部分241；所说后一对连接部分244在偏离连接部分24290度的位置互相对着，离开环绕着作为中心的马达转动轴的中间部分243。固定部件204连接到固定装置的部分245上。

固定马达的部分241具有一螺孔(tap hole)，以便固定马达。马达的基座211装在该螺孔内。固定装置的部分245具有一安装孔且用螺钉固定在装置的侧板203上。

现在描述本发明的这一实施例的固定部件204的功能。

在图8B中，在将纸面内的纵向称为旋转轴线的情况下，当施加一弯矩时，连接部分242出现扭转，因此，只有固定马达的部分241倾斜。在将纸面内的横向称为旋转轴线的情况下，当施加一弯矩时，由于连接部分244出现扭转，因此，固定马达的部分241和中间部分243都倾斜。

在将垂直于纸面的方向当作旋转轴线的情况下，当施加弯矩时，因扭转发生于薄板的表面内且转动轴具有大的刚度，所以，扭转变形非常小。

由于以上功能，固定部件204在马达的旋转方向限制了马达的运动，而且，对于倾斜(弯曲)来说能够弹性地支撑马达。

根据上述实施例，通过使用由薄板制成的固定部件，则由加工公差或者装配公差所引起的各个零件上的负荷被马达的倾斜所吸收，各个零件的变形以及对于马达轴的弯矩得以减小，能够实现高精度、高刚度及高可控性的“直接驱动”。

(第六实施例)

图9A和9B示出了本发明的第六实施例。

轴承217-1和217-2的外环固定在轴承座220上。轴承座220用螺钉固定在经与定子212一起压制一金属板而得到的基座211上。基座211在其外圆周上具有固定部件204。固定部件204具有：一个由一对连接部分242和另一对连接部分244连接在一起的中间部分243，所说前一对连接部分242在竖直方向互相对着、离开环绕着作为中心的马达转动轴的、固定马达的部分241；所说后一对连接部分244在偏离连接部分242 90度的位置互相对着，离开环绕着作为中心的马达转动轴的中间部分243。固定部件204连接到固定装置的部分245上。固定装置的部分245具有一安装孔且用螺钉固定在装置的侧板上。

基座211具有一用于马达外壳的啮合部分，还具有作为加强筋的作用，而且能够阻断在外圆周的固定部件204的变形。因此，在内部，基座211起马达的基座的作用。

就本实施例的结构而言，有马达能够容易地装配进装置及能够进一步小型化之优点。

(第七实施例)

图10示出了本发明的第七个实施例。

根据本实施例，通过贯穿被驱动装置的侧板203形成一马达装配孔231以及通过在该马达装配孔231的外圆周形成一些弧形孔232，则形成了两对互相偏离90度的、如前述第四和第五实施例所示那样的连接(铰接)部分233。通过用螺钉或类似机件把马达外壳固定在比弧形孔更靠内侧的位置上，则能够在旋转方向约束马达，而且，对于倾斜来说，能够弹性地支撑马达。

根据本实施例，由于马达的定位配合孔可以制在侧板上，所以，有能获得高的精度及零件数量少之优点。

(第八实施例)

图11A和11B示出了本发明的第八个实施例。

参考数字201代表振动波马达；202代表作为被驱动部件的滚筒；203代表被驱动装置的外壳侧板。马达201具有固定部件204并用螺钉经由固定部件204固定在装置的外壳侧板上。

本实施例的固定部件204是由薄的金属板制成的且具有一适宜将马达安装其内的接合部分246。一个四边形的弹簧部分247设置在固定部件204的外部并在互相对着的一对顶点处连接到马达接合部分上。在靠近所说顶点的位置制有两个用以固定马达的螺孔248。在互相对着的另一对顶点位置制有用以固定装置的螺孔249。

下面描述本实施例的固定部件204的功能。

在中心线X被当作旋转轴线的情况下，当施加一弯矩时，由于弯曲变形发生在弹簧部分，所以，只有马达是倾斜的。同样的现象也适用于把中心线Y当作旋转轴线而施加弯矩的情况。通过合成这两个变形力，则对具有纸面内的旋转轴线的所有的弯矩来说，马达都能够弹性地倾斜。对于作为中心的马达转动轴周围的扭曲来说，它变成薄板的平面内的扭曲且马达的转动轴具有大的刚度，因此，扭曲变形非常小。

虽然在前述第四至第六实施例中已经使用了连接(铰接)部分的扭转，但由于在本实施例中使用了四个梁的弯曲，所以，出现在弹簧部分的应力小，而且，设计的自由度高。

(第九实施例)

图12A和12B示出了第九实施例。

第九实施倒是前述第八实施例的变形。在装置的侧板203上制作了四个L型的通孔234，在该侧板上形成四个梁，并用制在两个顶点位置的马达固定螺孔236对马达予以固定。也就是说，为装置的侧板提供了前述第八实施例的固定部件的功能。

和前述第七实施例相比，由于使用了梁的弯曲，所以，产生的应力小。即便在使用通常用作装置外壳的材料的小应力范围的钢板的情况下，也能够进行高自由度的设计。

上述各个实施例中的滚筒可以应用于各种各样的领域。例如，它能应用于印刷机的压印辊，复印设备的转印辊或充电辊，定影装置的加压和加热辊等等。本发明并不局限于滚筒，其他的、例如复印设备的感光鼓或类似部件也能够用作被驱动部件。

图13A至13C和14A至14C是用来解释本实施例的工作过程的示意图。图13A是一表示在滚筒和马达轴出现倾斜的情况下的滚筒和马达总成的示意图。图13B是一表示在不使用固定部件的情况下的变形的示意图。图13C表示使用了固定部件的一个例子。如图13A所示，当滚筒和马达轴的连接部分出现倾斜时，如果马达外壳和滚筒轴承是直接固定在装置外壳上的，那么，弯矩在便于缓冲该倾斜的方向作用在马达轴上(图13B)。用以支撑马达轴的一对球轴承承受使振动部件和运动部件互相压力接触的那个力的反作用力，作为其轴向负载。因此，由于承受由从滚筒得到的弯矩所引起的径向负荷，所以，负载扭矩增加而且寿命也缩短。另外，当马达轴晃动时，施压弹簧也晃动。因此，用以使转子与定子发生压力接触的压力随转动一起变化且产生的转矩出现变化。

通过用在旋转方向具有高的刚度且能够轻易地倾斜的(如图13C所示)固定部件把马达固定在装置的安装部分上，则各部分的变形及对马达轴的弯矩都可减小。能够以高的精度、高的刚度和高的可控性进行驱动。

图14A至14C是表示在马达轴和滚筒轴线中心不重合的情况下本发明的操作过程的示意图。图14A是滚筒和马达总成的示意图。图14B是表示在不使用固定部件的情况下的变形的示意图。图14C表示使用了固定部件的一个例子。以与滚筒和马达轴出现倾斜的情况类似的方式，当把马达和滚筒轴承直接固定到装置安装部分上时(图14B)，弯矩在便于缓冲倾斜的方向作用在马达轴上。但是，如图14C所示，通过用固定部件把马达固定到装置的安装部分，则马达的弯矩能够减小。

如上所述，根据第五至第九实施例，振动波马达具有要固定到被驱动装置上的固定部件，该固定部件如此支撑-即，约束马达的转动方向并对倾斜稍稍地放松。于是，在使用“直接驱动”或高刚度的传动系统的情况下，因被驱动部件和马达轴之间的连接误差而在各个零件上引起的负载能够被马达的倾斜所吸收，所说连接误差是加工公差和装配公差所造成的。

因此，各个部件的变形、因马达轴承上的径向负载的增加而导致的寿命的缩短、因负载转矩的增加而导致的精度的破坏、以及因马达轴晃动引起压力变化而导致的产生的转矩的变化均得以减小。能够以高的精度、高的刚度和高的可控性进行驱动。

Claims

1.一种具有一振动波马达的振动型驱动装置，包括至少一个激发振动的振动部件和一个与所述振动部件相接触并被转动的运动部件；其特征是：

所述振动波马达通过一固定部件固定在一装置连接部分上，且

所述固定部件包括一板状件，该板状件具有多个铰接部分，每个铰接部分具有在相互不同的方向上能被倾斜的铰接功能，所述的固定部件约束所述振动波马达自身的转动方向并通过使用所述多个铰接部分能在倾斜方向引起位移。

2.根据权利要求1所述的振动型驱动装置，其特征是，所述固定部件由薄的板簧形成。

3.根据权利要求1所述的振动型驱动装置，其特征是，所述固定部件与一个具有所述的装置连接部分的外壳制成一体。

4.根据权利要求2所述的振动型驱动装置，其特征是，所述固定部件与一个具有所述的装置连接部分的外壳制成一体。

5.根据权利要求1所述的振动型驱动装置，其特征是，所述振动波马达具有一个固定到所述运动部件上的输出轴，该输出轴直接转动一被驱动部件。

6.根据权利要求5所述的振动型驱动装置，其特征是，一鼓状转动部件用作所述被驱动部件。

7.根据权利要求2所述的振动型驱动装置，其特征是，所述的振动波马达具有一个固定到所述运动部件上的输出轴，该输出轴直接转动一被驱动部件。