线性驱动式超声波马达的制作方法

专利名称：线性驱动式超声波马达的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种线性驱动式超声波马达。
背景技术：
作为以往的线性驱动式超声波马达，例如可以举出专利文献1记载的振动装置 (图22A、22B)。此处，图22A、22B是表示以往的线性驱动式超声波马达的结构的图，图22A 为分解立体图，图22B为纵截面图。图22A、22B所示的振动装置具备收容了振动体901的壳体906 ；穿通壳体906内 而与振动体901接触的移动体904 ；以及产生使移动体904与振动体901加压接触的按压 力(施加力)的按压弹簧905。按压弹簧905安装在壳体906的外侧。在壳体906的面向 振动体901 —侧上形成有开口部，按压弹簧905的按压力通过开口部作用在振动体901上。 即，该振动装置的构造为按压弹簧905在覆盖壳体906的开口部的同时安装在壳体906的 外侧，产生按压力的按压弹簧905的变形部(覆盖开口部的平面部)露出。专利文献1 日本专利第3524248号说明书但是，在专利文献1记载的振动装置中，在安装到某种外部装置上的情况下，为了 避免按压弹簧905的按压力的变化，则有如下的设计限制必须配置为按压弹簧905与外部 装置的部件不接触。即回避按压弹簧905。

发明内容
本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供一种能够得到稳定的按压力、 与外部装置的关系的制约较少、小型的线性驱动式超声波马达。为了解决上述壳体、实现目的，本发明的线性驱动式超声波马达的特征为，至少具 备超声波振子，具有压电元件；被驱动部件，通过该被驱动部件与超声波振子之间的摩擦 力来驱动该被驱动部件；按压部件，按压超声波振子以便在超声波振子与被驱动部件之间 产生摩擦力；壳体部件，收容超声波振子和按压部件；以及基座部件，能够移动地支持被驱 动部件；在按压部件的中央部与超声波振子抵接、且按压部件的端部中的至少夹着中央部 的2个端部与壳体部件抵接的状态下，壳体部件被组装到基座部件上。在本发明的线性驱动式超声波马达中，优选在壳体部件以及基座部件中的一方上 设置卡合部，在另一方上设置被卡合部，卡合部与被卡合部相互卡合而被组装。在本发明的线性驱动式超声波马达中，壳体部件的从与按压部件抵接的面到与 基座部件固定或卡止的面为止的高度方向的距离A，未弯曲的自然状态的按压部件的从 与壳体部件抵接的面到与超声波振子抵接的面为止的高度方向的距离B，超声波振子的 从与按压部件抵接的面到与被驱动部件抵接的面为止的高度方向的距离C，从被驱动部 件的与超声波振子抵接的面到基座部件的与壳体部件固定或卡止的面为止的高度方向的 距离D，以及按压部件的产生期望的按压力的高度方向的弯曲变形量X，优选满足(A)= (B)+ (C)+ (D)-(X)的关系。
也可以为，在本发明的线性驱动式超声波马达中，在壳体部件及基座部件中的一 方上设置第一凹部，在另一方上设置第一突出部，在第一凹部内收容第一突出部，由此壳体 部件对按压部件的在与按压方向正交的面内的位置进行引导。在本发明的线性驱动式超声波马达中，优选壳体部件在收容超声波振子和按压部 件的收容凹部的侧面上，具备与按压部件的宽度方向的端面的至少一部分接近的凸部。在本发明的线性驱动式超声波马达中，优选在壳体部件及基座部件中的一方上设 置第二凹部，在另一方上设置第二突出部，在第二凹部内收容第二突出部，壳体部件对超声 波振子进行引导。在本发明的线性驱动式超声波马达中，优选壳体部件在收容超声波振子和按压部 件的收容凹部的上面，具备分别与按压部件的两端部抵接的2个第三突出部。在本发明的线性驱动式超声波马达中，优选在壳体部件的对超声波振子进行引导 的第二凹部或者第二突出部上，在超声波振子的宽度方向上设置有卡止部，该卡止部的宽 度比第二凹部或者第二突出部窄。在本发明的线性驱动式超声波马达中，优选壳体部件在侧面的至少一部分上设置 有贯通孔或者切口部。也可以为，在本发明的线性驱动式超声波马达中，壳体部件含有树脂材料。在本发明的线性驱动式超声波马达中，在按压部件的与壳体部件抵接的抵接部、 与超声波振子抵接的抵接部或者所述两个抵接部上，外嵌成型有树脂部件。在本发明的线性驱动式超声波马达中，优选按压部件一体成型在上述壳体部件 上。发明的效果本发明的线性驱动式超声波马达能够实现的效果为，能够得到稳定 的按压力，与外部装置的关系的制约较少，且能够小型化。


图IA是表示第一实施方式的超声波马达的结构的图，图IA是图IB的IA-IA线的 截面图。图IB是表示第一实施方式的超声波马达的结构的图，图IB是在其中心与壳体部 件的长度方向正交的截面图。图2是表示第一实施方式的用于被驱动部件与外部装置的连结的结构的立体图。图3是表示用于被驱动部件与外部装置的连结的结构的变形例的立体图。图4是表示用于被驱动部件与外部装置的连结的结构的变形例的立体图。图5是表示第一实施方式的组装过程中的超声波马达的结构的分解纵截面图。图6A是表示第二实施方式的超声波马达中的壳体部件与基座部件的卡止构造的 图。图6B是表示第二实施方式的变形例的超声波马达中的壳体部件与基座部件的卡 止构造的图。图7A是表示第二实施方式的超声波马达中的壳体部件与基座部件的卡止构造的 图。图7B是表示第二实施方式的其他变形例的超声波马达中的壳体部件与基座部件
5的卡止构造的图。图8是表示第三实施方式的超声波马达中的壳体部件对按压部件的位置限制构 造的平面图。图9是表示第三实施方式的变形例的超声波马达中的壳体部件对按压部件的位 置限制构造的平面图。图10是表示第三实施方式的其他变形例的超声波马达中的壳体部件对按压部件 的位置限制构造的平面图。图11是表示第三实施方式的进一步其他变形例的超声波马达中的壳体部件对按 压部件的位置限制构造的平面图。图12A是表示第四实施方式的其他变形例的超声波马达中的壳体部件对支持部 件的位置限制构造的平面图。图12B是表示第四实施方式的其他变形例的超声波马达中的壳体部件对支持部 件的位置限制构造的平面图。图13是表示第五实施方式的超声波马达的结构的纵截面图。图14是表示第五实施方式的超声波马达中的壳体部件与按压部件的抵接构造的 纵截面图。图15是表示第六实施方式的超声波马达的结构的纵截面图。图16A是表示第七实施方式的超声波马达的壳体部件的卡止构造的纵截面图。图16B是图16A的XVIB-XVIB线的截面图。图17是表示第七实施方式的变形例的超声波马达的壳体部件的卡止构造的纵截 面图。图18A是表示第八实施方式的超声波马达的结构的纵截面图。图18B是从图18A的XVIIIB方向观察的侧视图。图19A是表示第九实施方式的超声波马达的壳体部件的结构的侧视图。图19B是图19A的XIX-XIX线的截面图。图20A是表示第十实施方式的超声波马达的结构的纵截面图。图20B是表示第十实施方式的按压部件的结构的平面图。图21A是表示第十一实施方式的超声波马达的结构的纵截面图，图21A是表示超 声波马达组装前的状态的图。图21B是表示第十一实施方式的超声波马达的结构的纵截面图，图21B是表示超 声波马达组装后的状态的图。图22A是表示以往的线性驱动式超声波马达的结构的图，图22A为分解立体图。图22B是表示以往的线性驱动式超声波马达的结构的图，图22B为纵截面图附图标记说明10超声波马达(线性驱动式超声波马达)11壳体部件1 Ia切口部(被卡合部)12基座部件12a基座突出部(卡合部)
13 开口部16收容凹部16a、16b 抵接凸部17a、17b 内壁21按压部件2la、2Ib 端部21c中央部22振子(超声波振子)23支持部件24被驱动部件25转动部件31连结部件32连结部件固定螺钉33,34 安装孔35外部装置51壳体部件51a切口部(被卡合部)52基座部件52a基座突出部(卡合部)61壳体部件61a基座突出部(卡合部)62基座部件62a切口部(被卡合部)71壳体部件71a切口部(被卡合部)72基座部件72a基座突出部(卡合部)111壳体部件Illb壳体凹部(第一凹部、第二凹部)121按压部件121b突出部(第一突出部)123支持部件123b突出部(第二突出部)171按压部件171b突出部(第一突出部)211壳体部件211b突出部(第一突出部)221按压部件Mlb凹部(第一凹部)
7
261壳体部件261b壳体凹部(第一凹部)261c壳体凸部271按压部件271b突出部(第一突出部)311壳体部件316收容凹部316a、316b抵接凸部(第三突出部)361壳体部件366收容凹部366a,366b 抵接凸部366al 大径部366a2 小径部366b 1 大径部366b2 小径部411壳体部件416收容凹部416s 上面421按压部件421a,421b 端部421c 中央部461壳体部件461b 槽部461s 上面463 开口部466收容凹部467、468 卡止部511壳体部件512基座部件519 孔部561壳体部件561a,561b 切口部561c 贯通孔566收容凹部590振子保持夹具621按压部件621a,621b,621c 树脂部件671按压部件671a,671b 端部
8
具体实施例方式以下，基于附图详细说明本发明的超声波马达(线性驱动式超声波马达)的实施 方式。另外，本发明不由以下的实施方式限定。(第一实施方式)参照图1到图12来说明第一实施方式以及其变形例的超声波马达10(线性驱动 式超声波马达)。此处，图1A、1B是表示超声波马达10的结构的图，图IA是图IB的IA-IA 线的截面图，图IB是在其中心与壳体部件11的长度方向(χ方向)正交的截面图。如图1 所示，超声波马达10具有作为超声波振子的振子22、被驱动部件24、按压部件21、壳体部件 11以及基座部件12。在正方体状的壳体部件11的内部形成有收容凹部16，从通过配置基 座部件12而封闭的开口部13到达外部。在收容凹部16内，在超声波马达10的高度方向 (图IA的ζ方向)上，从开口部13侧开始按顺序收容有振子22、按压部件21。按压部件 21为长板状的板簧，其长度方向被配置为沿着超声波马达10、壳体部件11的长度方向(图 IA的χ方向)。按压部件21被配置为，其长度方向的两端部21a、21b的上面，与设置在壳体部件 11的收容凹部16的上面的2处的抵接凸部16a、16b抵接，并且中央部21c的下面与振子 22的定位用的支持部件23抵接。此处，支持部件23固定在振子22的长度方向(图IA的 χ方向)中央。并且，振子22由超声波振子(例如压电元件)构成。另外，在以下的图中省 略用于驱动振子22的电气布线。长板状的被驱动部件24在基座部件12上配置成通过转动部件25能够沿着壳体 部件11的长度方向移动。并且，在长板状的基座部件12的相对的2个侧边的两端部，分别 设置有基座突出部12a(卡合部)。与此相对，在壳体部件11的开口部13的内侧面上，在与 基座突出部12a相对应的位置上，设置有切口部Ila(被卡合部)。基座部件12为，通过使 壳体部件11的切口部Ila与对应的基座部件12的基座突出部12a相互卡止而组装到壳体 部件11内。壳体部件11具有与按压部件21相比足够高的刚性，壳体部件11即使与未图示的 外部装置的部件接触，例如按压部件21的弯曲量也不会变化。由此，外部装置的设计自由 度提高。并且，由于按压部件21未露出到壳体部件11的外部，因此能够将壳体部件11的 外形与外部装置触碰而用于安装的定位。并且，也能够在壳体部件11上设置安装孔而直接 安装到外部装置上。如图1A、图1B、图2所示，在被驱动部件24的两端部上，通过连结部件固定螺钉32 连结有连结部件31。该连结部件31能够与外部装置(未图示)连结而实现线性可动装置。 连结部件31与外部装置的连结例如使用设置在连结部件31上的安装孔来进行。此处，图2 是表示用于被驱动部件24与外部装置的连结的结构的立体图。另外，在图2中，省略壳体 部件11的图示。在以上的构成中，按压部件21将振子22按压到被驱动部件24上，由此在振子22 与被驱动部件24之间产生摩擦力，因此通过振子22的振动，被驱动部件24沿其长度方向 移动。并且，如图3所示，还能够在壳体部件11的上面固定外部装置35。外部装置35使用安装孔34而安装在壳体部件11的上面。此时，通过在使用连结部件固定螺钉32而固定 在被驱动部件24上的连结部件31的端部设置的安装孔33，能够将外部装置35的可动侧 与被驱动部件24连结。由此，固定在壳体部件11上的外部装置的可动部与被驱动部件24 一起起来，在沿着被驱动部件24的长度方向的方向(图3的箭头方向)上可动。此处，图 3是表示用于被驱动部件24与外部装置的连结的结构的变形例的立体图。与此相对，还能够构成为，使外部装置35中的、不是固定在连结部件31上的部分， 而是固定在壳体部件11的上面的部分为可动。由此，当使壳体部件11动作时，外部装置35 的固定在壳体部件11上部分在沿着被驱动部件24的长度方向的方向(图4的箭头方向) 上可动。此处，图4是表示用于被驱动部件24与外部装置的连结的结构的变形例的立体图。如上所述，由于能够将壳体部件11固定在外部装置上，因此能够稳定地得到按压 部件21的按压力(施加力)，并且能够适用于范围较大的线性可动装置。并且，优选将固定在被驱动装置24上的连结部件31，固定在与被驱动部件24的振 动的波节相对应的位置上。被驱动部件24在驱动状态下始终接受来自振子22的振动，因 此不仅向长度方向进行移动，而且以振子22的驱动频率进行振动。在这种状态下，通过在 被驱动部件24的波节上设置连结部件31，能够降低向外部装置的振动的传播。因此能够在 稳定的状态下驱动外部装置。此处，参照图5说明壳体部件11与基座部件12卡止的位置、即基座部件12的基 座突出部12a以及壳体部件11的切口部Ila在高度方向的位置关系。图5是表示组装过 程中的超声波马达10的结构的分解纵截面图。在超声波马达10中，满足公式(1)的关系。A = B+C+D-X......(1)此处，A、B、C、D、X表示如下内容。A 壳体部件11的从与按压部件21抵接的面(抵接凸部16a、16b)到与基座部件 12卡止抵接的面(切口部Ila的底面)为止的距离；B 未弯曲的自然状态的按压部件21的从与壳体部件11抵接的面(两端部21a、 21b的上面)到与支持部件23抵接的面(中央部21c的下面)位置的距离；C 从支持部件23的与按压部件21抵接的面到振子22的与被驱动部件24抵接的 面为止的距离；D 从被驱动部件24的与振子22抵接的面到基座部件12的与壳体部件11卡止抵 接的面(基座突出部12a的底面)为止的距离；X 为了使振子22与被驱动部件24产生期望的按压力所需要的按压部件21的变形量。S卩，当将壳体部件11组装到基座部件12上时，壳体部件11的抵接凸部16a、16b 与按压部件21的两端部21a、21b抵接。中央部21c被支持部件23支持的按压部件21，与 抵接凸部16a、16b的突出形状以及切口部11a、基座突出部12a的位置相对应地弯曲为希 望的形状，因此成为按压部件21的希望的按压力从振子22对被驱动部件24进行作用的构 造。壳体部件11为相对于按压部21具有足够高的刚性的刚体，因此由于图5的距离A的 组装而变形的量及其微小，不会影响按压力。并且，按压部件21通过使宽度方向(图IB的 y方向)较窄，由此能够较小地设定弹簧系数。基于这2个理由，在弯曲量的精度提高的基础上，能够减小与弯曲量的变化相对的按压力的增减，因此能够提高按压力的精度。并且，如果使壳体部件11为成型品，则图5的距离A的个体偏差变少，按压部件21 在自然状态下成为简单的平板形状，因此形状偏差也较少。因此，能够降低按压力的个体偏 差。结果，通过成为本构造，即使在壳体部件11中内置按压部件21的构造中，也能够提高 按压力的精度、减小个体偏差，且不会被壳体部件11限制外部装置的设计自由度，因此能 够实现能够使用于范围较大的外部装置的线性超声波马达。(第二实施方式)下面，参照图6A、6B、图7A、7B说明第二实施方式以及其变形例的超声波马达。图 6A、6B是对应于图IB的纵截面图，图6A是表示第二实施方式的超声波马达中的壳体部件 51与基座部件52的卡止构造的图，图6B是表示第二实施方式的变形例的超声波马达中的 壳体部件61与基座部件62的卡止构造的图。图7A、7B为，图7A是表示第二实施方式的超 声波马达中的壳体部件51与基座部件52的卡止构造的图，图7B是表示第二实施方式的其 他变形例的超声波马达中的壳体部件71与基座部件72的卡止构造的图。在图7A、7B中并 列显示表示在壳体部件以及基座部件中设置了卡止构造的面的结构的侧视图。如图6A、图7A所示，在基座部件52的外侧面52s上设置有基座突出部52a (卡合 部)，在壳体部件51的内侧面51s上与基座突出部52a相对应地设置有切口部51a (被卡合 部)。通过将如此形成的基座突出部52a卡止到切口部51a内，由此能够将基座部件52组 装到壳体部件51内。另外，其他构成、作用、效果与第一实施方式同样。与此相对，如图6B所示，卡止构造也可以雌雄相反。即，在基座部件62的外侧面 62s上设置有切口部62a (被卡合部)，在壳体部件61的内侧面61s上与切口部62a相对应 地设置有基座突出部61a (卡合部)。并且，壳体部件与基座部件的卡止形状，也可以代替图7A所示那样的凹孔状的切 口部51a，而是图7B所示那样的贯通孔状的切口部71a (被卡合部)。具体地说，在壳体部 件71的内侧面71s上设置在该面的厚度方向上贯通的钥匙型的切口部71a，并且在基座部 件72的内侧面72s上与切口部71a相对应地设置基座突出部72a(卡合部)。根据该结构， 能够使基座部件72的基座突出部72a沿着壳体部件71的切口部71a的内侧面的形状滑动 而组装，由此能够不使基座部件72变形而容易地组装到壳体部件71上。(第三实施方式)接着，参照图8到图11说明第三实施方式以及其变形例的超声波马达。图8是表 示第三实施方式的超声波马达中的壳体部件111对按压部件121的位置限制构造的平面 图。图9是表示第三实施方式的变形例的超声波马达中的壳体部件111对按压部件171的 位置限制构造的平面图。图10是表示第三实施方式的其他变形例的超声波马达中的壳体 部件211对按压部件221的位置限制构造的平面图。图11是表示第三实施方式的进一步 其他变形例的超声波马达中的壳体部件261对按压部件271的位置限制构造的平面图。在图8所示的第三实施方式的超声波马达中，在按压部件121的长度方向(χ方 向)大致中央部设置向宽度方向(y方向)突出的突出部121b (第一突出部)，并且在壳体 部件11上在与突出部121b相对应的位置上设置有壳体凹部Illb(第一凹部、第二凹部)。 壳体凹部Illb在壳体部件111的高度方向(ζ方向)上贯通到开口部。因此，通过从开口部使按压部件121的突出部121b卡合到壳体部件111的壳体凹部Illb内，能够进行按压 部件121的xy面内方向的位置限制。并且，通过使突出部121b与壳体凹部Illb内卡合， 能够将按压部件121的长度方向中央部配置在支持部件23上，能够提高组装性。另外，其他结构、作用、效果与第一实施方式同样。与此相对，如图9所示，还能够在按压部件171的长度方向(χ方向)大致中央部 设置向宽度方向(y方向)突出的突出部171b (第一突出部)，并且使该突出部171b的端 部成为圆弧状。当使按压部件171的突出部171b卡合到壳体部件111的壳体凹部Illb内 时，能够进行按压部件171的xy面内方向的位置限制，能够提高组装性。并且，如图10所示，也可以在按压部件211的长度方向(χ方向)大致中央部设置 向内侧突出的突出部211b (第一突出部)，在按压部件221上在与突出部211b相对应的位 置上设置凹部221b (第一凹部)。通过使壳体部件211的突出部211b与按压部件221的凹 部221b内抵接的结构，按压部件221被引导而组装到壳体部件211上，由此提高组装性。并且，如图11所示，还能够在按压部件271的长度方向(χ方向)大致中央部设置 向宽度方向(y方向)突出的突出部271b (第一突出部)，并且在壳体部件261上，在与突出 部271b相对应的位置上设置壳体凹部261b (第一凹部)，并且在壳体部件261上设置以接 近按压部件271的端面的方式突出的壳体凸部261c。当成为这种结构时，按压部件271的 xy面内旋转方向的位置被限制。并且，按压部件271的位置偏差降低，组装性提高。另外， 壳体凸部261c优选配置在按压部件271的长度方向上分离的位置上。(第四实施方式)下面，参照图12A、12B来说明第四实施方式的超声波马达。图12是表示第四实 施方式的超声波马达中的壳体部件111对支持部件123的位置限制构造的平面图。另外， 在第四实施方式中，对于与第一实施方式或者第三实施方式相同的部件标注相同的附图标 记，并省略其详细说明。在图12A、12B所示的第四实施方式的超声波马达中，与图8所示的超声波马达同 样，在壳体部件111的长度方向(X方向)大致中央部设置有壳体凹部111b。该壳体凹部 Illb在壳体部件111的高度方向(ζ方向)上贯通到开口部113。并且，在振子22上面的 长度方向(χ方向)大致中央部固定的支持部件123上，以与壳体部件111的壳体凹部Illb 相对应的方式设置有突出部123b (第二突出部)。在该结构中，通过从开口部113侧将支持 部件123的突出部123b嵌合到壳体部件111的壳体凹部Illb内，由此能够进行振子22的 定位。并且，如作为第三实施方式进行了说明那样，壳体部件111的壳体凹部Illb能够进 行按压部件121的定位，能够提高组装性。另外，与支持部件123的突出部123b嵌合的凹 部，也可以独立于与按压部件121的突出部121b嵌合的壳体凹部Illb而另外设置。并且， 也可以在壳体部件111上设置突出部，在支持部件123上设置凹部。(第五实施方式)下面，参照图13说明第五实施方式的超声波马达。图13是表示第五实施方式的 超声波马达的结构的纵截面图，是与图IA相对应的图。图14是表示第五实施方式的超声 波马达中的壳体部件与按压部件的抵接构造的纵截面图。图14是与图IA相对应的图，省 略了壳体部件以及按压部件以外的结构的图示。在第五实施方式的超声波马达中，在壳体部件311内设置的收容凹部316的上面316s成为平面，在该上面316s中的、与按压部件21的两端部21a、21b相对应的位置上，分 别设置有前端为球面状的抵接凸部316a、316b (第三突出部)。在该构成中，抵接凸部316a、 316b的前端与按压部件21的两端部21a、21b抵接，按压部件21以中央部21c为中心向上 弯曲为凸状。由此，按压部件21产生将振子22按压到被驱动部件24上的按压力。在第五 实施方式中，由于按压部件21与壳体部件311的抵接凸部316a、316b分别点接触，因此不 会限制按压部件21的姿态，而能够使按压部件21变形。另外，其他构成、作用、效果与第一实施方式同样。下面，参照图14说明第五实施方式的变形例的超声波马达。如图14所示，在壳体 部件361内设置的收容凹部366的上面366s成为平面。另一方面，按压部件371在其长度 方向(χ方向)两端部具备贯通孔371a、371b。与此相对，在收容凹部366的上面366s中 的、与按压部件371的贯通孔371a、371b相对应的位置上，形成有抵接凸部366a、366b。抵接凸部366a从上面366s侧开始按顺序具备大径部366al、外径比大径部366al 小的小径部366a2，通过大径部366al与小径部366a2的外径的不同，在两者之间形成有台 阶差。与抵接凸部366a相同，抵接凸部366b从上面366s侧开始按顺序具备大径部366bl、 外径比大径部366bl小的小径部366b2，通过大径部366bl与小径部366b2的外径的不同， 在两者之间形成有台阶差。通过将抵接凸部366a、366b的小径部366a2、366b2插入到设在按压部件371上的 贯通孔371a、371b中，并使大径部366al、366bl与按压部件371抵接，由此能够进行按压部 件371的定位，能够使组装变得容易。另外，其他构成、作用、效果与第一实施方式同样。(第六实施方式)下面，参照图15说明第六实施方式的超声波马达。图15是表示第六实施方式的 超声波马达的结构的纵截面图，是与图IA相对应的图。在第六实施方式的超声波马达中， 壳体部件411为，收容凹部416的上面416s成为没有凹凸的平面。另一方面，按压部件421 为，在下方具有凸的形状，长度方向(χ方向)的中央部421c被支持部件23支持，并且长度 方向两端部421a、421b分别与上面416s抵接。如果使按压部件421成为这种弯曲形状，则 不需要在壳体部件411侧设置突出部，因此提高壳体部件411的尺寸精度。另外，其他构成、作用、效果与第一实施方式同样。(第七实施方式)下面，参照图16A、16B、图17说明第七实施方式以及其变形例的超声波马达。图 16A是表示第七实施方式的超声波马达的壳体部件的卡止构造的纵截面图，是与图IA相对 应的图。在图16A中，对于壳体部件461以外的部件用虚线表示或者省略其表示。图16B 是图16A的XVIB-XVIB线的截面图。图17是表示第七实施方式的变形例的超声波马达的 壳体部件的卡止构造的纵截面图，是与图16B相对应的图。在图17中也为了便于说明而省 略一部分部件的表示。在第七实施方式的壳体部件461中，如图16所示，在收容按压部件21、振子22、支 持部件23的收容凹部466的内壁上，在高度方向(ζ方向)上形成有从上面461s贯通到开 口部463的槽部461b。槽部461b与图8、图12所示的壳体部件111的壳体凹部Illb相 同，被设置为能够对按压部件21以及支持部件23 (振子22)进行位置限制。并且，在槽部
13461中设置有与一旦导入其内部的支持部件23卡止的卡止部467。具体地说，在按压部件 21以及振子22的槽部461b的一部分，在壳体部件461的宽度方向(y方向)上，以相对的 槽宽度比振子支持部件23的宽度窄的方式设置突出部，作为卡止部467。通过设置这种卡 止部467，在将按压部件21以及振子22沿着槽部461b插入之后，能够防止按压部件21以 及振子22落下，因此组装方法的自由度提高。与此相对，如图17所示，也能够代替卡止部467或者在卡止部467的基础上，在槽 部461b上设置卡止部468。卡止部468是以相对的槽宽度比按压部件21的宽度窄的方式 设置的突出部。另外，其他构成、作用、效果与第一实施方式同样。(第八实施方式)下面，参照图18A、18B说明第八实施方式的超声波马达。图18A是表示第八实施 方式的超声波马达的结构的纵截面图，是与图IA相对应的图。图18B是从图18A的XVIIIB 方向观察的侧视图。在第八实施方式的超声波马达中，在壳体部件511的长度方向(χ方向)的两侧面 518上分别设置有孔部519，在2个孔部519中插通被驱动部件24，而被驱动部件24能够贯 通壳体部件511。在该壳体部件511中，在设置了孔部519的侧面部上设置有基座部件512 和壳体部件511。当如此地构成壳体部件511时，到基座部件512的卡止部为止存在壳体部 件511的两侧面518，因此壳体部件511成为完整的箱型形状，由此能够增加壳体部件511 的刚性。另外，其他构成、作用、效果与第一实施方式同样。(第九实施方式)下面，参照图19A、19B说明第九实施方式的超声波马达。图19A是表示第九实施 方式的超声波马达的壳体部件561的结构的侧视图。图19B是图19A的XVX-XVX线的截面 图。在如以上的实施方式所示那样的壳体部件的构造的情况下，在组装被驱动部件24 时，从在壳体部件的下部设置的开口部插入被驱动部件24。从被驱动部件的更换之外的观 点来看，优选以振子与被驱动部件不干涉的方式使用夹具等进行保持并进行插入。因此，在 第九实施方式的超声波马达中，在壳体部件561的侧面569上设置有切口部561a。该切口 部561a开口到从外部能够看到振子22的一个面的位置为止。在这种构成中，例如将如图 19B所示那样的振子保持夹具590的前端插入到切口部561a中，能够以振子22不从下面 563侧落下地进行支持，由此能够使壳体部件561在图19B所示的姿态下支持振子22、支持 部件23以及按压部件21。并且，能够通过振子保持夹具590将振子22抬高到能够插入被 驱动部件24的位置为止之后，组装被驱动部件24，因此容易进行被驱动部件24。并且，在第九实施方式的超声波马达中，在壳体部件561的侧面569的大致中央 部，以能够看到振子22的支持部件23的方式设置有贯通孔561c。S卩，贯通孔561c到达用 于收容振子22、支持部件23以及被驱动部件24的收容凹部566。当在将基座部件562组 装到壳体部件561上，并从按压部件21对被驱动部件24作用希望的按压力之后，通过该贯 通孔561c涂布粘结剂时，能够将振子22与壳体部件561粘接固定。由此，能够填埋壳体部 件561与振子22之间的间隙，能够抑制实际驱动时的振子22的左右方向(χ方向)的运动，
14因此能够高效地将驱动力传递到被驱动部件24。另外，切口部、贯通孔不限定于图示的形状，也可以为圆孔或者方孔。另外，其他构成、作用、效果与第一实施方式同样。(第十实施方式)下面，参照图20A、20B说明第十实施方式的超声波马达。图20A是表示第十实施 方式的超声波马达的结构的纵截面图，是与图IA相对应的图。图20B是表示第十实施方式 的按压部件的结构的平面图。如图19A、19B所示，在按压部件621上的、与支持部件23的抵接部621c以及与壳 体部件11的抵接凸部16a、16b的抵接部621a、621b，外嵌成型有树脂部件。若如上所述在 按压部件621上外嵌成型树脂部件，则能够不基于壳体部件11以及支持部件23的材料，而 是通过树脂部件的减振效果来对振子22的振动进行减振，因此能够防止振动向壳体部件 11的传播并防止驱动特性降低。并且，由于通过外嵌成型而一体地成型在按压部件621上， 因此能够降低粘接树脂部件等的工时数。另外，其他构成、作用、效果与第一实施方式同样。(第十一实施方式)下面，参照图21A、21B说明第i^一实施方式的超声波马达。图21A、21B是表示第 十一实施方式的超声波马达的结构的纵截面图，是与图IA相对应的图。图21A是表示对壳 体部件11和按压部件671进行外嵌成型、且超声波马达组装前的状态的图，图21B是表示 超声波马达组装后的状态的图。在第十一实施方式的超声波马达中，按压部件671的两端 部671a、671b内嵌到壳体部件11的内壁17a、17b而一体地成型。如图21A所示，在超声波 马达的组装前，按压部件671为自然状态而不弯曲。与此相对，如图21B所示，在超声波马达 组装后，将振子22、支持部件23、被驱动部件24以及转动部件25配置在规定的位置上而组 装壳体部件11和基座部件12，从而按压部件671弯曲。由此，按压部件671按压振子22， 以便在振子22与被驱动部件24之间产生规定的摩擦力。若如上构成，则不需要组装壳体 部件的按压部件，组装性能提高，并且能够降低按压部件的组装位置偏差。另外，其他构成、作用、效果与第一实施方式同样。一般，在超声波马达装置中，成为将主要的构成要件封装了的单元构造，在通用 性、特性稳定化的方面有效，但是被要求成为小型。对此，在以往的超声波马达中，在将按压 部件(施力部件)内置于壳体部件中的状态下进行小型化，会使按压力的偏差变大而难以 进行。但是，在将按压部件安装到壳体上并露出的状态下，作为壳体保护内置物的功能不充 分。与此相对，根据上述各实施方式的超声波马达，能够容易地进行按压部件的定位， 且能够实现组装以及维护也容易的单元构造。即，在箱状的壳体部件的开口部侧收容振子、 并在开口部的相反侧引导按压部件并收容。此时，配置成，按压部件的两端部与壳体部件 的用于收容振子的收容凹部的上面所设置的2处的突出部抵接，并且按压部件的大致中央 部与振子的定位用的支持部件抵接。因此，能够进行小型化，并且作为刚体的壳体部件覆盖 包括按压部件在内的各部件而进行保护，因此壳体部件能够固定在外部装置上或者为了定 位而触碰外部装置。并且，在由壳体部件封闭的壳体部件内，通过按压部件的按压力，振子 与被驱动部件接触，因此能够防止产生噪音。并且，通过对按压部件及/或振子进行位置限制，能够抑制在被驱动部件的精密的驱动中产生不需要的共振。并且，通过在按压部件与移 动部件之间配置振子的构造，本移动部件的移动变得顺畅。工业可利用性如上所述，本发明的线性驱动式超声波马达能够适用于小型设备的高精度的驱动。
权利要求
一种线性驱动式超声波马达，其特征在于，至少具备超声波振子，具有压电元件；被驱动部件，通过该被驱动部件与上述超声波振子之间的摩擦力来驱动该被驱动部件；按压部件，按压上述超声波振子以便在上述超声波振子与上述被驱动部件之间产生摩擦力；壳体部件，收容上述超声波振子和上述按压部件；以及基座部件，能够移动地支持上述被驱动部件；在上述按压部件的中央部与上述超声波振子抵接、且上述按压部件的端部中的至少夹着上述中央部的2个端部与上述壳体部件抵接的状态下，上述壳体部件被组装到上述基座部件上。
2.如权利要求1所述的线性驱动式超声波马达，其特征在于，在上述壳体部件以及上述基座部件中的一方上设置卡合部，在另一方上设置被卡合 部，上述卡合部与上述被卡合部相互卡合而被组装。
3.如权利要求1或权利要求2所述的线性驱动式超声波马达，其特征在于，上述壳体部件的从与上述按压部件抵接的面到与上述基座部件固定或卡止的面为止 的高度方向的距离A，未弯曲的自然状态的上述按压部件的从与上述壳体部件抵接的面到与上述超声波振 子抵接的面为止的高度方向的距离B，上述超声波振子的从与上述按压部件抵接的面到与上述被驱动部件抵接的面为止的 高度方向的距离C，从上述被驱动部件的与上述超声波振子抵接的面到上述基座部件的与上述壳体部件 固定或卡止的面为止的高度方向的距离D，以及上述按压部件的产生期望的按压力的高度方向的弯曲变形量X， 满足(A) = (B)+ (C)+ (D)-(X)的关系。
4.如权利要求1至权利要求3中任意一项所述的线性驱动式超声波马达，其特征在于， 在上述壳体部件及上述基座部件中的一方上设置第一凹部，在另一方上设置第一突出部，在上述第一凹部内收容上述第一突出部，由此上述壳体部件对上述按压部件的在与按 压方向正交的面内的位置进行引导。
5.如权利要求1至权利要求4中任意一项所述的线性驱动式超声波马达，其特征在于， 上述壳体部件在收容上述超声波振子和上述按压部件的收容凹部的侧面上，具备与上述按压部件的宽度方向的端面的至少一部分接近的凸部。
6.如权利要求1至权利要求5中任意一项所述的线性驱动式超声波马达，其特征在于， 在上述壳体部件及上述基座部件中的一方上设置第二凹部，在另一方上设置第二突出部，在上述第二凹部内收容上述第二突出部，上述壳体部件对上述超声波振子进行引导。
7.如权利要求1至权利要求6中任意一项所述的线性驱动式超声波马达，其特征在于， 上述壳体部件在收容上述超声波振子和上述按压部件的收容凹部的上面，具备分别与上述按压部件的上述两端部抵接的2个第三突出部。
8.如权利要求6或7所述的线性驱动式超声波马达，其特征在于，在上述壳体部件的对上述超声波振子进行引导的上述第二凹部或者上述第二突出部 上，在上述超声波振子的宽度方向上设置有卡止部，该卡止部的宽度比上述第二凹部或者 上述第二突出部窄。
9.如权利要求1至权利要求8中任意一项所述的线性驱动式超声波马达，其特征在于， 上述壳体部件在侧面的至少一部分上设置有贯通孔或者切口部。
10.如权利要求1至权利要求9中任意一项所述的线性驱动式超声波马达，其特征在于，上述壳体部件含有树脂材料。
11.如权利要求1至权利要求10中任意一项所述的线性驱动式超声波马达，其特征在于，在上述按压部件的与上述壳体部件抵接的抵接部、与上述超声波振子抵接的抵接部或 者所述两个抵接部上，外嵌成型有树脂部件。
12.如权利要求1至权利要求11中任意一项所述的线性驱动式超声波马达，其特征在于，上述按压部件一体成型在上述壳体部件上。
全文摘要
本发明提供一种能够得到稳定的按压力、与外部装置的关系的制约较少、小型的线性驱动式超声波马达。其至少具备超声波振子，具有压电元件；被驱动部件，通过与超声波振子之间的摩擦力来驱动该被驱动部件；按压部件，按压超声波振子以便在超声波振子与被驱动部件之间产生摩擦力；壳体部件，收容超声波振子和按压部件；以及基座部件，能够移动地支持被驱动部件；在按压部件的中央部与超声波振子抵接、且按压部件的端部中的至少夹着中央部的2个端部与壳体部件抵接的状态下，壳体部件被组装到基座部件上。
文档编号H02N2/00GK101946396SQ20098010512
公开日2011年1月12日 申请日期2009年4月8日 优先权日2008年4月24日
发明者坂本哲幸 申请人:奥林巴斯株式会社