专利名称：振动体保持机构、振动电机以及透镜驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对振动电机中的振动体进行保持的振动体保持机构。
背景技术：
振动电机使具有输出部的振动体振动，从而在输出部上产生椭圆等的旋转运动， 并使该输出部与被驱动体接触，从而通过两者之间的摩擦力而向被驱动体传递动力。在振动电机中，超声波电机能够以低速旋转实现高转矩，且具有肃静性优异、适于小型轻量化等特征，从而被用作为，例如，照相机的自动对焦功能、扫描型电子显微镜等要求精密的定位的可动机构的驱动源。具体而言，振动电机通过使具有输出部的振动体以预定的频率以及正时产生一个固有振动或两个不同的固有振动，从而在输出部上产生椭圆等的旋转运动、或往复运动。例如,通过使振动体产生弯曲振动和纵向振动，并使该弯曲振动以及纵向振动的固有振动频率相一致，并且，分别在预定的正时被激励，从而在输出部上产生椭圆等的旋转运动。使该输出部与被驱动体接触，从而通过两者之间的摩擦力而向被驱动体传递输出部的旋转运动，从而驱动被驱动体。因此，振动电机的振动体以能够进行微振动的状态而被保持在振动电机的基材上。例如，在本案申请人提出的日本专利申请(日本特开2010-206907号公报)所公开的振动电机单元中，采用了如下结构，即，通过独立于基座部件而设置的振子支座来保持振子的结构。该日本专利申请(日本特开2010-206907号公报)所公开的振子支座由将振子收纳在槽状的收纳部中的框体构成，所述槽状的收纳部被形成为，使传递振子的振动的突起部及与之对置的侧面从振子支座露出。此外，在日本专利申请(日本特许第4182588号公报)中公开了如下结构，即，将基座部件的一部分弯曲90度设置，并在相互对置的两个突设部之间保持振子的结构。具体而言，采用了如下结构，即，在相对置的两个突设部之间依次配置有具有-字型的纵截面形状的支承部件、振子以及放松弹簧，通过防松弹簧产生的弹簧力而使振子与支承部件抵接从而被保持的结构。而且，在日本专利申请(日本特开2008-178250号公报)中公开了如下结构，即，通过向被形成于对超声波电机的超声波振子进行保持的支座上的槽内插入引导销，从而限制超声波振子相对于支座的移动的结构。虽然振动体的振动优选为，能够仅转换为输出部上的所需的运动，但实际上会略微产生所需的运动以外的运动。此外，由于部件精度的误差等，从而有时会在振动体支座等保持部件与振动体之间产生间隙。这些情况对振动体的振动产生影响，从而使输出部的运动产生误差，或使输出效率降低而导致耗电量增加。在日本专利申请(日本特开2010-206907号公报)以及日本专利申请(日本特许第4182588号公报)中，由于扁平的大致长方体或矩形平板状的振子的侧面中面积较大的侧面未被保持，因此振子的弯曲振动时的振动不均未被抑制，从而无法解决上述课题。此外，在日本专利申请(日本特开2008-178250号公报)所公开的振动电机的情况下，采用了如下结构，即，在与将振子向被驱动部件侧按压的面相同的面上配置引导销等保持机构，而在其他的面与支座之间存在间隙，从而仅按压面被保持的结构。在这种现有的对振动电机中的振动体的保持方法中，并未抑制振子的纵向振动时的振动不均，从而无法解决上述课题。因此，本发明的目的在于，提供一种振动体保持机构以及具备该振动体保持机构的振动电机，所述振动体保持机构在振动电机中，适当地对振动体进行保持,从而能够使振动体产生稳定的振动。
发明内容
本发明人等进行了努力研究的结果为，通过采用以下的振动体保持机构、振动电机以及透镜驱动装置，从而达成了上述目的。本发明所涉及的振动体保持机构的特征在于，在将通过使振动体振动而产生的运动向与该振动体抵接的被驱动体传递以作为驱动力的驱动电机中，具备振动体，其在一端具有突出形状的输出部，并通过振动而使该输出部产生所需的振动；保持部件,其保持并收纳该振动体；缓冲部件，其由弹性材料构成，且被配置在该振动体与保持部件之间，另外，该缓冲部件的抵接于保持部件的第一面，与抵接于振动体的第二面相比面积较大，并且，包含连结该第一面的中心点和该第二面的中心点的中心轴在内的截面形状关于该中心轴轴对称，并且以在该振动体和保持部件之间配置至少一个缓冲部件的方式而将该振动体收纳在该保持部件内，从而以该振动体能够进行所需的振动的状态对该振动体进行保持。在本发明所涉及的振动体保持机构中，更加优选为，振动体具有大致立方体的振动体主体；输出部，其在该振动体主体的一端侧的侧面突出，另外，将穿过使该输出部产生的运动的中心点，且垂直于所述被驱动体的与该输出部的抵接面的线作为基准线，并且，所述缓冲部件被配置在，所述中心轴相对于该基准线成为90度的位置处。本发明所涉及的振动体保持机构更加优选为，所述缓冲部件为大致圆锥台形状。本发明所涉及的振动体保持机构更加优选为，所述缓冲部件的第一面的面积SI 与第二面的面积S2之比、即S1/S2为I. 5至4。本发明所涉及的振动体保持机构更加优选为，所述缓冲部件为圆锥线圈弹簧。本发明所涉及的振动体保持机构更加优选为，通过弹性树脂成分而将所述缓冲部件的第一面固定在保持部件上。本发明所涉及的振动电机的特征在于，具备上述的振动体保持机构。本发明所涉及的透镜驱动装置的特征在于，使用具备上述的振动体保持机构的振动电机以作为透镜移动的驱动源。发明效果本发明所涉及的振动体保持机构通过在振动电机中，于振动体和保持部件之间配置具有如上文所述的特征的缓冲部件，从而能够将振动体的振动保持在适当的状态。而且， 抑制了在振动体的输出轴上产生的不需要的运动的影响，从而不存在输出轴上的不需要的旋转力对振动体的振动控制带来恶劣影响的情况。其结果为，能够降低振动电机的振动不均，从而实现驱动效率的最优化。此外，能够排除由于部件精度的误差而产生的影响。由于本发明所涉及的振动电机具备将振动体保持为能够以适当的状态进行振动
4的振动体保持机构，因此能够提供一种不存在振动不均，从而驱动效率较高的振动电机。此外，由于本发明所涉及的透镜驱动装置具备这种驱动效率较高的振动电机，因此能够抑制耗电量，且高精度地实施透镜移动时的控制。
图I为表示本发明所涉及的振动体保持机构的一个实施方式的俯视图。图2为表示振动体的形状的模式图。图3为表示缓冲部件的外形形状的模式图。图4为沿图I中的A-A线的剖视图。图5为表示本发明所涉及的振动体保持机构的一个实施方式的俯视图。
具体实施例方式下面，对本发明所涉及的振动体保持机构、振动电机以及透镜驱动装置的优选实施方式进行说明。本发明所涉及的振动体保持机构被使用于振动电机。振动电机将通过使振动体振动而产生的运动向与该振动体抵接的被驱动体传递以作为驱动力。图I为表示本发明所涉及的振动体保持机构I的一个实施方式的俯视图。该图I为，将具备本发明所涉及的振动保持机构I的振动电机10应用于使摄像用透镜移动的透镜驱动装置30中，并被配置在透镜的外周侧的示例。本发明所涉及的振动体保持机构I的特征在于，具备振动体2、保持部件3、缓冲部件4，以在振动体2与保持部件3之间配置至少一个缓冲部件4的方式而将振动体2收纳在该保持部件3中，从而以振动体2能够进行所需的振动的状态对振动体2进行保持。图2为表示振动体2的形状的一个示例的俯视图。振动体2在振动体主体21的一端侧21a具有突出形状的输出部22。振动体2在压电元件上连接有多个电极(未图示)。 当向各个电极分别施加预定的交流电压时，将在振动体主体2 I上产生于图2的箭头A方向上进行伸缩的运动(一阶纵向振动)和在箭头B方向上的弯曲振动。而且，通过使各个电极的频率相一致，且使相位相差预定量，从而使一阶纵向振动与弯曲振动被合成，进而能够使输出部22产生椭圆运动或水平往复运动等所需的运动。在本实施方式中表示了如下的示例，即，将振动体主体21设定为大致矩形平板状，且在从一侧面21a突出形成的输出部 22的点P上，产生椭圆运动的示例。振动体2将输出部22的点P设定为使该输出部22产生的运动的中心，并将穿过输出部22的中心点P且垂直于被驱动部5的与该输出部22的抵接面的线作为基准线L，在基准线L上，振动体主体21的纵向振动以及弯曲振动被合成,并转换为输出部22的运动。保持部件3在将振动体2保持在能够振动的状态的同时，对振动体2进行收纳。在此，如图I所示,通过加压机构6而使振动体主体21向被驱动体5侧被按压，从而振动体2 的输出部22被压接在被驱动体5侧。因此，保持部件3以使输出部22和具有该输出部22 的侧面21a及相反侧的侧面21b露出的状态，对振动体主体21进行收纳。在图I的俯视图所示的示例中，采用了如下结构，即，使振动体主体21的输出部22侧的侧面21a及其四周、 和输出部22的相反侧的侧面21b露出，并且其他面通过保持部件3而大致被覆盖，从而对振动体2进行保持的结构。接下来，缓冲部件4由橡胶、弹簧、弹性树脂成分等弹性材料构成，且如图I所示， 为被配置在振动体2与保持部件3之间，且对通过保持部件3而被保持的振动体2的振动进行缓冲的部件。图3为用于对缓冲部件4的形状进行说明的模式图。缓冲部件4具备 第一面41，其与保持部件3抵接；第二面42，其与振动体2抵接。如图3 (a)所示，缓冲部件4的第一面41与第二面42相比面积较大,且包含连结第一面41的中心点和第二面42 的中心点的中心轴4L在内的截面形状关于该中心轴4L轴对称。考虑到缓冲部件4的外形形状为，例如圆锥台形状、四棱台形状等，尤其在设定为圆锥台形状时，由于通过保持部件3 而稳定地保持振动体2的效果较好，因此为优选。并且，当将缓冲部件4的第一面41的面积SI和第二面42的面积S2之比设定为 S1/S2 = I. 5至4时，由于通过保持部件3而稳定地保持振动体2的效果较好，因而为优选。 当S1/S2为小于I. 5的值时，将无法发挥使驱动效率提高的效果。另一方面，当S1/S2为超过4的值时，将难以保持恰当地被配置在保持部件3与振动体2之间的状态。另外，当采用弹簧以作为缓冲部件4时，其形状无法严格地满足缓冲部件4的形状的条件，所述缓冲部件4的形状的条件为，包含连结第一面41的中心点和第二面42的中心点的中心轴4L在内的截面形状关该中心轴4L而轴对称。但是，在本发明中所说的缓冲部件4的形状的条件是指外形尺寸。因此，例如，当使用圆锥弹簧以作为缓冲部件4时，在图 3(b)中以假想线表示的外形尺寸为轴对称。而且，第一面41以及第二面42的大小是由假想线中的第一面41以及第二面42的弹簧外周而指定的。接下来，对本发明所涉及的振动体保持机构I的结构进行说明。本发明所涉及的振动体保持机构I在振动体2与保持部件3之间配置至少一个缓冲部件4，并由该保持部件 3以振动体2能够进行所需的振动的状态对振动体2进行保持。图4为沿图I中的A-A线的剖视图。在图I以及图4所示的示例中，在振动体2的上表面21c上配置有使用了圆锥弹簧的五个缓冲部件4。此外，如图I所示，缓冲部件4位于在基准线L上直列排列的位置上，并且各个缓冲部件4的中心轴4L被配置为相对于基准线L成为90度。以这种方式，当缓冲部件4被配置在振动体2和保持部件3之间，且缓冲部件4的中心轴4L相对于基准轴 L的角度成为90的位置上时，将在不妨碍振动体2的所需的振动的条件下对振动体2进行保持。另外，如图2所示，当在基准线L上的、距振动体2的输出部22侧的端面21a的距离m成为振动体2的全长2L的1/3至1/5的范围内，或全长2L的中心处配置至少一个缓冲部件4时，将得到抑制振动体2的不需要的振动的效果。此时，只需缓冲部件4的中心轴 4L位于到上述距离m为止的范围内即可。此外，缓冲部件4为了不妨碍使振动体2产生的弯曲振动，而配置在成为该弯曲振动的节点的位置上。此外，图5图示了缓冲部件4的其他配置例。图5为，在振动体主体21的上表面上配置了三个缓冲部件4，且在振动体主体21的侧面上，于缓冲部件4的中心轴4L成为与基准线L正交的方向的位置上也配置了两个缓冲部件4的示例。另外，由于缓冲部件4以在保持部件3与振动体2之间的间隙内，被一定程度地压缩的状态而配置，因此不易发生偏移。但是，在组装时等，当缓冲部件4由于意外的振动、冲击而发生偏移时，将导致产品不良。因此，如图4所示，当在保持部件3上设置与缓冲部件4的第一面41的形状相匹配的缓冲部件收纳部32a，并将缓冲部件4的第一面41配置在该缓冲部件收纳部32a中时，能够容易地实施缓冲部件4的安装，并且使缓冲部件4的位置不易发生偏移。此外，可以使用由硅类、橡胶类、丙烯酸聚氨酯类中的任意一种构成的弹性树脂成分，而将缓冲部件4的第一面41固定在保持部件3上。弹性树脂成分只需为，在振动体保持机构I使用时，与保持部件3之间的粘合性较高，并且一定程度地吸收振动的成分即可。 例如，考虑到如粘合剂这样在组装时流动性较高，之后，在紧贴在保持部件3以及缓冲部件 4上的状态下进行固化的弹性树脂成分。通过使用弹性树脂成分，从而能够确保缓冲部件4 的第二面42与振动体2稳定接触的状态，由此进一步提高驱动效率。接下来，对本发明所涉及的振动电机10进行说明。本发明所涉及的振动电机10 的特征在于，具备上述的本发明所涉及的振动体保持机构I。图I为，将本发明所涉及的振动电机10应用于使摄像用透镜移动的透镜驱动装置30中的示例。如图I以及图4所示，振动电机10的振动体2在其一侧的侧面21a上所具有的输出部22被配置在与被驱动体5抵接的位置上，而在另一个侧面21b上抵接配置有加压机构 6。被驱动体5以及加压机构6分别被安装在基座部件9上，并且振动体2被保持在安装于基座部件9上的保持部件3上。保持部件3由第一部件31和第二部件32构成，所述第一部件31包围振动体主体 2 I中的平行于基准线L的三个侧面，所述第二部件32覆盖被设置在该第一部件31上的振动体2的剩余的一个面。如图4所示，第二部件32在与振动体2对置的面上，设置有多个缓冲部件收纳部32a。该缓冲部件收纳部32a浅于缓冲部件4的高度，且由与缓冲部件4的第一面41对齐的圆柱形状的槽形成。以振动体2被配置在保持部件3的第一部件31上， 且将圆锥弹簧4分别插入并配置在第二部件32的缓冲部件收纳部32a内的状态下，将保持部件3的第二部件32固定在基座部件9上。在此，缓冲部件4与振动体2抵接，从而保持部件3的第二部件32与振动体2略微分尚。如图I所不，该振动体2以与被驱动体5的驱动传递部51的外周面抵接的状态被配置在基准线L上，从而被保持在保持部件3上，所述基准线L穿过使输出部22产生的运动的中心点P以及被驱动体5的固定轴52的中心。被驱动体5为，根据从振动体2的输出部22传递来的运动而被驱动的可动部件。 在图I以及图4所示的示例中，外形形状为大致圆柱状的驱动传递部51以能够以固定轴52 为中心而进行旋转的方式被安装在基座部件9上。该驱动传递部51上压接有振动体2的输出部22，当输出部22进行预定的运动时，通过输出部22与驱动传递部51之间的摩擦力， 从而驱动传递部51进行旋转。通过在随着驱动传递部51而进行旋转的驱动力输出部53 上连接有未图示的透镜驱动机构，从而作为透镜移动装置的驱动源而发挥作用。另外，被驱动体5既可以为由振动电机10直接驱动的驱动对象物自身，也可以为向对象物传递驱动力的间接部件。接下来，加压机构6在振动体2的另一端侧的侧面21b上，向被驱动体5侧按压振动体2。在本实施方式中，如图I以及图4所示，加压机构6具备加压源7、加压传递部61 以及加压补正部62，且被配置在与振动体2的输出部22相反的侧面21b侧。加压源7由簧圈构成，并与振动体2分离，且被配置在弹簧线圈的伸缩方向与基准线L平行的位置上，一侧端部71被固定在基座部件9上，而另一侧端部72与加压传递部61相连接。
加压机构6的加压传递部61为，向振动体侧2传递加压源7的加压力的部件。在本实施方式中，加压传递部61为，通过支承轴8而被安装在基座部件9上，且能够以支承轴 8为中心而进行旋转的臂状的部件。而且，由于加压传递部61通过加压源连接部63而与加压源7相连接，从而力向箭头D方向作用在加压源连接部63上，进而加压传递部61以支承轴8为中心进行旋转，由此力向加压传递部61的与振动体2对置的端部靠近振动体2的方向产生作用。其结果为，在加压机构6上产生向被驱动体5侧按压振动体2的力。并且，在加压机构6上具备加压补正部62，所述加压补正部62以转动自如的方式被设置在加压机构6与振动体2之间的抵接位置处，且由工程塑料构成。如图I以及图4所示，通过将能够旋转的加压补正部62配置在加压传递部61与振动体2的侧面21b之间，从而能够相对于振动体2的侧面21b而对加压传递部61的按压力的角度进行补正，由此以预定的角度对振动体2施加压力。其结果为，能够以适当的角度将振动体2稳定地压接在被驱动体5侧。此外，能够得到加压传递部61与振动体2之间的力产生紊乱时的缓冲效果。接下来，对本发明所涉及的透镜驱动装置30进行说明。本发明所涉及的透镜驱动装置30的特征在于，如图I所示，作为使透镜在光轴方向上进行移动的驱动源，在透镜的外周侧具备上述的振动电机10。以此种方式，由于本发明所涉及的透镜驱动装置30使用具有上述的振动体保持机构的振动电机10，因此能够在振动体2上产生适当的振动，从而使输出部22输出的运动不存在不均，并且驱动效率良好，由此作为要求微调节的精度的透镜移动装置的驱动较为理想。产业上的可利用性本发明所涉及的振动体保持机构能够以在振动电机的振动体上不会产生不需要的振动的状态对振动体进行保持，从而能够提闻驱动效率且提闻驱动控制能力。因此，在如动画摄影用的照相机这样需要调焦或对焦的灵敏性的透镜驱动装置中，也能发挥效果。此外，由于驱动效率较好，因此在应用于电池式的照相机等透镜驱动装置时，则能够实现使用时间的提闻。
权利要求
1.一种振动体保持机构，其特征在于，在将通过使振动体振动而产生的运动向与该振动体抵接的被驱动体传递以作为驱动力的振动电机中，具备振动体，其在一端具有突出形状的输出部，并通过振动而使该输出部产生所需的运动；保持部件，其保持并收纳该振动体；缓冲部件，其由弹性材料构成，且被配置在该振动体与保持部件之间，该缓冲部件的抵接于保持部件的第一面，与抵接于振动体的第二面相比面积较大，并且，包含连结该第一面的中心点和该第二面的中心点的中心轴在内的截面形状关于该中心轴轴对称，以在该振动体与保持部件之间配置至少一个缓冲部件的方式而将该振动体收纳在该保持部件中，从而以该振动体能够进行所需的振动的状态对该振动体进行保持。
2.如权利要求I所述的振动体保持机构，其中，振动体具有大致立方体的振动体主体；输出部,其在该振动体主体的一端侧的侧面突出，将穿过使该输出部产生的运动的中心点，且垂直于所述被驱动体的与该输出部的抵接面的线作为基准线，所述缓冲部件被配置在，所述中心轴相对于该基准线成为90度的位置处。
3.如权利要求I所述的振动体保持机构，其中，所述缓冲部件为大致圆锥台形状。
4.如权利要求I所述的振动体保持机构，其中，所述缓冲部件的第一面的面积SI与第二面的面积S2之比、即S1/S2为I. 5至4。
5.如权利要求I所述的振动体保持机构，其中，所述缓冲部件为圆锥线圈弹簧。
6.如权利要求I所述的振动体保持机构，其中，通过弹性树脂成分而将所述缓冲部件的第一面固定在保持部件上。
7.一种振动电机，其特征在于，具备权利要求I所述的振动体保持机构。
8.—种透镜驱动装置，其特征在于，使用权利要求7所述的振动电机以作为透镜移动的驱动源。
全文摘要
本发明提供振动体保持机构、振动电机及透镜驱动装置。该振动体保持机构在振动电机中适当地保持振动体，从而可使振动体产生稳定的振动。为达成该目的，在振动电机中采用如下振动体保持机构，其特征在于，具备振动体，在一端具有突出形状的输出部，并通过振动而使输出部产生所需的运动；保持部件，保持并收纳该振动体；缓冲部件，由弹性材料构成，且被配置在振动体与保持部件之间，缓冲部件的抵接于保持部件的第一面与抵接于振动体的第二面相比面积较大，且包含穿过第一面及第二面的中心线的截面形状轴对称，以在振动体与保持部件之间配置至少一个缓冲部件的方式将振动体收纳在保持部件中，从而以振动体能够进行所需的振动的状态对其进行保持。
文档编号G02B7/04GK102594198SQ201210015049
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者志贺直人 申请人:株式会社腾龙