使用烧结体的振动型驱动装置、电子装置和可移动体的制作方法

文档序号:16628386发布日期:2019-01-16 06:19阅读:178来源:国知局
使用烧结体的振动型驱动装置、电子装置和可移动体的制作方法

本发明涉及一种使用浸渍有树脂的烧结体的振动型驱动装置、电子装置和可移动体。



背景技术:

已知有如下振动型驱动装置,该振动型驱动装置使利用电-机械能量转换元件的振动体和可移动体彼此压力接触,激发振动体中的预定的振动,并且将驱动力从振动体施加至可移动体,使振动体和可移动体彼此相对运动。在这种振动型驱动装置中,由于该压力接触而产生较大的保持力矩或保持力。因此,即使当外力作用于振动型驱动装置时,振动体与可移动体之间的位置关系也被维持在未被激励的状态,另外,不需要用于维持振动体与可移动体之间的位置关系的特殊机构或能量。

已经提出了在振动驱动装置中在相互接触的振动体和可移动体的摩擦面(摩擦滑动面),使用不锈烧结体作为用于振动体或可移动体的摩擦材料(例如日本特开2008-228453号公报(kokai))。

仅使用不锈烧结体作为摩擦材料可能不会实现令人满意的摩擦特性,并且取决于振动体的布置、环境条件、和驱动条件,可能无法获得令人满意的保持力矩或保持力。为了避免该问题,不锈烧结体要经受如下处理,即浸渍化合物从而提高摩擦材料的摩擦特性。

然而,令人担心的是,如果不锈烧结体被涂覆化合物从而将不锈烧结体浸渍化合物,那么如果在构成摩擦材料的不锈烧结体的表面上未涂覆足够量的化合物,则处理(浸渍)不会充分。在另一方面,令人担心的是,如果在不锈烧结体的表面上涂覆过量的化合物,那么在涂覆的化合物硬化之后磨削化合物以将摩擦材料调整至期望厚度所需的时间段会增加。还令人担心的是,一部分化合物会流出至摩擦材料的侧面并且硬化,使摩擦材料变大,结果,摩擦材料会与振动型驱动装置的其他部件干涉。



技术实现要素:

本发明提供了一种振动型驱动装置、电子装置和可移动体,该振动型驱动装置在实施了通过化合物浸渍烧结体的处理的情况下,能够防止硬化的化合物与其他构件干涉。

因此,本发明提供一种振动型驱动装置,其包括:振动体,其被构造成使用电-机械能量转换元件和弹性体;以及可移动体,其被构造成与振动体压力接触,其中,振动型驱动装置通过在振动体中激发的振动使振动体和可移动体彼此相对运动,可移动体具有摩擦面,该摩擦面包括至少浸渍有树脂的烧结体并且与振动体接触,可移动体还具有倾斜面,该倾斜面在与振动体和可移动体彼此相对运动的方向垂直的横截面中与所述摩擦面相邻,并且由可移动体的摩擦面和倾斜面形成的角大于90度且小于180度。

根据本发明,在实施了通过化合物浸渍烧结体的处理的情况下,能够防止硬化的化合物与其他构件干涉。

本发明的其他特征将通过下文中对示例性实施例的描述(参照附图)变得清楚。

附图说明

图1是示意性地示出了作为根据本发明的实施例的振动型驱动装置的振动型致动器的布置的分解透视图。

图2是示出了振动型驱动装置的振动体所具有的压电元件的电极结构的平面图。

图3是沿图1的线a-a截取的横截面图。

图4a至图4c是用于说明制造可移动体的方法的处理图。

图5a至图5f是用于说明当可移动体浸渍有环氧树脂时环氧树脂的表现的处理图。

图6a和图6b是示出了图1的可移动体的第一变型例的横截面图。

图7a和图7b是示出了图1的可移动体的第二变型例的横截面图。

图8是示出在振动型致动器被长时间段留在潮湿环境中之后其保持力矩的测量结果。

图9是示出了作为根据本发明的实施例的电子装置的透镜镜筒的横截面图。

图10是示出了作为根据本发明的实施例的电子装置的工业机器人的透视图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明的实施例。然而,下文描述的实施例的布置仅是以说明为目的的示例,权利要求的范围不限于下文描述的实施例的布置。

图1是示意性地示出了作为根据本发明的实施例的振动型驱动装置的振动型致动器的布置的分解透视图。参照图1,振动型致动器1具有三个振动体2和环状的可移动体3。三个振动体2被放置在未示出的底座上,使得连接两个突起部2a的方向对应于与可移动体3的内周或外周同心的圆的切线方向。此时,通过加压装置(未示出)使各个振动体2的突起部2a(将在下文描述)的端部和可移动体3的摩擦面3c(将在下文描述)彼此压力接触。要注意的是,在规格相同的三个振动体2被放置在底座上之后,可以通过改变放置有振动体2的底座和可移动体3的尺寸(形状)来制作具有不同内径和外径的振动型致动器。各个振动体2具有作为大致矩形的平的基材的弹性体2b、大致矩形的平的压电元件2c和两个突起部2a,压电元件2c通过粘结剂等接合至弹性体2b的一侧,两个突起部2a被配设在与接合压电元件2c的弹性体2b的一侧相对的弹性体2b的另一侧上。

图2是示出了振动型驱动装置1的振动体3所具有的压电元件2c的电极结构的平面图。在作为电-机械能量转换元件的示例的压电元件2c中,形成关于纵向方向相等地分隔开的两个电极区域,并且这些电极区域的极化方向相同(+)。例如,弹性体2b的具有分别与平面外第一弯曲振动模式和平面外第二弯曲振动模式的共振频率接近的频率的交流(ac)电压va和vb被施加至压电元件2c的两个电极中的各电极。结果,在振动体2中激发平面外第一弯曲振动模式的振动和平面外第二弯曲振动模式的振动。在此,平面外第一弯曲振动模式是在短边方向上激发弯曲振动的振动模式,并且在振动体2中出现大致平行于长边的两条节点线。平面外第二弯曲振动模式是在长边方向上激发弯曲振动的振动模式,并且在振动体2中出现大致平行于短边的三条节点线。在振动体2中,两个突起部2a被配设在与平面外第一弯曲振动模式中的振动的腹点(anti-nodes)对应并且与平面外第二弯曲振动模式中的振动的腹点对应的位置处。这些振动结合以产生突起部2a中的椭圆运动,但是由于产生这种椭圆运动的原理是已知的,因此省略其详细描述。在振动型致动器1中,与可移动体3压力接触的各个振动体2的突起部2a中产生的椭圆运动以使可移动体3在其圆周方向上相对运动的方式驱动可移动体3。这使得可移动体3在其圆周方向(图1中的箭头所示的方向)上旋转。要注意的是在振动型致动器1中,可移动体3可以被放置在底座上,各个振动体2可以在可移动体3的圆周方向上相对运动。

图3是可移动体3的沿着与振动体2和可移动体3彼此相对运动的方向垂直的线截取的横截面图(沿着图1中的线a-a截取的横截面图)。参照图3,可移动体具有横截面大致为矩形的主体部3a,和横截面大致为梯形并且从主体部3a朝向振动体2突起的摩擦部3b。应注意的是在图3中,右手侧对应于可移动体3的外周侧,并且左手侧对应于可移动体3的内周侧。与振动体2接触的摩擦面3c形成在摩擦部3b的振动体2侧的顶端上,并且倾斜面3d形成在摩擦部3b的外周侧的侧面上。要注意的是,摩擦部3b的内周侧的侧面由垂直于摩擦面3c的竖直面3e构成。在倾斜面3d的内周侧,倾斜面3d与摩擦面3c相邻。由可移动体3的摩擦面3c和倾斜面3d形成的角θ1大于90度且小于180度。优选地,角θ1不小于110度且不大于160度。另外,更加优选地,角θ1不小于120度且不大于150度。另外,最优选地,角θ1大于120度且小于150度。可移动体3还具有与倾斜面3d相邻并且位于摩擦面3c的相对侧上的停留面3f。如图3所示,在摩擦面3c面向上方的情况下,停留面3f比摩擦面3c的高度低并且平行于摩擦面3c。要注意的是,摩擦面3c和停留面3f可以不完全彼此平行。停留面3f可以朝向倾斜面3d向下倾斜。摩擦面3c、倾斜面3d、竖直面3e和停留面3f形成在可移动体3的整个圆周上。可移动体3包括通过淬火使sus420j2粉末的烧结体(不锈烧结体)硬化而获得的烧结体(一种马氏体不锈钢),并且摩擦部3b例如浸渍有环氧树脂。整个可移动体3可以由烧结体组成,或者包括抵着振动体2摩擦的摩擦面的可移动体3的一部分(例如摩擦部3b)可以由烧结体组成。

通常,当使振动体与可移动体压力接触的振动型驱动装置被置于潮湿环境时,水分被吸附在可移动体的摩擦面上,造成在之后在振动型驱动装置的启动时保持力矩或保持力减小。也就是说,在干燥环境中,没有水分被吸附于可移动体的摩擦面,因此保证了可移动体的摩擦面和振动体彼此可靠接触的充足的实际接触面积,但是当水分被吸附于摩擦面时,由水分组成的水膜经由摩擦面支承可移动体。水膜支承可移动体的状态对应于混合润滑状态或流体润滑状态,但在该状态下,由于水膜的存在不能保证实际接触面积达到令人满意的水平。另外,水分关于剪切方向具有相比于固体更小的阻力,因此作用在可移动体上的摩擦力(阻力)小。由于这些结合的因素,在振动型驱动装置中保持力矩或保持力减小。因此,在根据本实施例的振动型致动器1中,与振动体2接触的摩擦面3c由作为多孔材料的不锈烧结体组成,并且烧结体的气孔中至少部分地浸渍有例如环氧树脂。结果,当振动体2与摩擦面3c接触时,浸渍的环氧树脂转印(transfer)至摩擦面3c。诸如环氧树脂的树脂相对较软,因此摩擦面3c与振动体2的实际接触面积比摩擦面3c使硬不锈金属表面暴露的状态下大。这防止了保持力矩或保持力的减小。另外,环氧树脂转印至摩擦面3c的量取决于浸渍的环氧树脂的量,因此为了防止保持力矩或保持力减小,浸渍的环氧树脂的量应当增大。也就是说,通过调节浸渍的环氧树脂的量,能适当地获得具有期望特性的摩擦面3c。另外,由于摩擦,在摩擦面3c上形成转印的环氧树脂的膜,因此防止了振动体2与摩擦面3之间发生金属接触,这提高了振动体2和摩擦面3c的耐磨性。

如果摩擦部3b的摩擦面3c具有过高的表面孔隙率(表面中的由孔占据的面积的比例),摩擦面3c会由于摩擦部3b的强度不足而过分地磨损,造成保持力矩或保持力的减小。在另一方面,如果表面孔隙率太低,则被转印至摩擦面3c的环氧树脂的量由于包含在摩擦部3b中的环氧树脂的量的减少而减少,因此,摩擦面3c与振动体2的实际接触面积不会增加,造成保持力矩或保持力的减小。为了避免该问题,在根据本实施例的振动型致动器1中,摩擦面3c的表面孔隙率被设置成不小于5%且不大于30%。这防止了表面孔隙率不必要地升高或降低,并通过防止摩擦面3c与振动体2的实际接触面积的减小而导致的保持力矩或保持力的减小。

图4a至图4c是用于说明制造可移动体3的方法的流程图。首先,sus420j2粉末(平均粒径75μm)被烧结,以形成环状的烧结体(图4a)。环状烧结体4的横截面的几何形状与可移动体3类似。此时,各个sus420j2粉末被保持在不高于熔点的温度,并被接合在一起形成环状体,其接着被快速冷却以获得环状的烧结体4。由于sus420j2是通过快速冷却的淬火而进行硬化,因此由获得的环状的烧结体4制造的可移动体3的摩擦面3c的硬度提高,这增加了摩擦面3c的抗磨性。要注意的是在形成环状的烧结体4之后,对应于摩擦面3c的区域会经受通过激光辐射的淬火处理,从而通过淬火可靠地硬化摩擦面3c。在通过激光辐射的淬火处理中,仅加热有限的范围,因此在加热后的冷却期间发生收缩的范围可以被限制,这防止了环状的烧结体4发生不必要的变形。另外,摩擦面3c不会在摩擦面3c的必要的范围之外被硬化,因此,当通过切割环状的烧结体4的表面制造期望尺寸的可移动体3时,容易进行切割,这使得可移动体3的制造效率提高。要注意的是作为奥氏体不锈类型的sus316被用作sus420j2的替代物,通过离子渗氮法形成硬氮化层以提高耐磨性。

接下来,液体环氧树脂5通过分配器涂覆于环状的烧结体4的、与摩擦面3c对应的顶面4a上(图4b)。然后,环状的烧结体4被加热并保持在80℃以降低环氧树脂5的粘度,从而加速环状的烧结体4的各个孔浸渍环氧树脂5。结果,环氧树脂5从顶面4a渗入环状的烧结体4的内部。环状的烧结体4的浸渍有环氧树脂5的部分对应于摩擦部3b。另外,环状的烧结体4被保持在80℃一小时。此时,涂覆于顶面4a的环氧树脂5硬化。之后,通过320粒度碳化硅砂纸(320gritsiliconcarbideemerypaper)进行磨削来去除硬化的环氧树脂5直到出现环状的烧结体4的顶面4a。然后,顶面4a利用涂覆有多晶金刚石(polycrystallinediamond)(平均粒径3μm)的铜面板研磨(抛光)而变光滑。结果,形成摩擦面3c。另外,使环状的烧结体4的各个部分经受切割以获得期望尺寸的可移动体3(图4c)。在由此获得的可移动体3的摩擦部3b中,环状的烧结体4的孔至少部分地浸渍有环氧树脂5。为了提高抗磨性,例如可以将8000粒度碳化硅陶瓷颗粒与环氧树脂5混合。另外,在由此获得的可移动体3中,摩擦部3c在可移动体3的径向方向上的长度(下文中称为“径向长度”)小于主体部3a的径向长度。因此,要涂覆的环氧树脂5的量减少,并且在随后移除环氧树脂5所需的时间缩短。经受上述研磨的面积也减小。因此,制造可移动体3所需的时间段缩短。应当注意,摩擦面3c的径向长度被设置成如下长度,即,即使在考虑与摩擦面3c接触的突起部的位置误差和尺寸误差之后,各个突起部2a和摩擦面3c也能够彼此接触。

在制造可移动体3的过程中,环状的烧结体4的顶面4c涂覆有环氧树脂5,从而使摩擦部3b浸渍有环氧树脂5(图5a)。此时,为了可靠地以令人满意的程度使摩擦部3b浸渍环氧树脂5,用相对大量的环氧树脂5对顶面4a进行涂覆(图5b)。在此,如果为了浸渍而加热环氧树脂5,则环氧树脂5的粘度会降低,造成环氧树脂5从顶面4a溢流,并且例如粘附至竖直面3e,并且在竖直面3e上硬化。如果振动型致动器1被应用于透镜镜筒,那么粘附于竖直面3e并且在竖直面3e上硬化的环氧树脂5可能与诸如透镜架和凸轮环等的其他构件干涉。

为了避免这一问题,如上所述,可移动体3设置有倾斜面3d。倾斜面3d在外周侧与对应于顶面4a的摩擦面3c相邻。由摩擦面3c和倾斜面形成的角θ1大于90度且小于180度,并且优选地不小于110度且不大于160度。另外,角θ1更加优选地不小于120度且不大于150度。另外,角θ1最优选地大于120度且小于150度。在该实施例中,倾斜面3d与摩擦面3c形成大于120度且小于150度的角θ1。

过多的环氧树脂5从顶面4a的内周侧和外周侧溢流,并且像遮棚一样突起(图5c)。像遮棚一样突起的过多的环氧树脂5由于其分子间作用力在保持其溢流形状的同时缓慢地滴至竖直面3e以及倾斜面3d。在此,由于配设有关于摩擦面3c形成预定角度的倾斜面3d,因此相比于与摩擦面3c垂直的竖直面3e,倾斜面3d较早地与像遮棚一样伸出的环氧树脂5接触(图5d)。此后,环氧树脂5主动地流出至已经与之接触的倾斜面3d,并且不再流至竖直面3e(图5e)。也就是说,由于可移动体3具有倾斜面3d,因此可移动体3能够控制环氧树脂5流出的方向(图5f)。这防止了环氧树脂5粘附于竖直面3e并在竖直面3e上硬化并与其他构件干涉。另外,通过使环氧树脂5主动地流出至倾斜面3d,保留在顶面4a上的环氧树脂5的量以适当的方式被最小化,因此,移除环氧树脂5所需要的时间被缩短。另外,可移动体3具有在摩擦面3c的相对侧与倾斜面3d相邻的停留面3f,在摩擦面3c面向上方的情况下,停留面3f位于比摩擦面3c低的高度处并且与摩擦面3c平行。这使得即使流出至倾斜面3d的环氧树脂5从倾斜面3d溢流,流出倾斜面3d的环氧树脂5也能够停留在停留面3f上,因此防止了环氧树脂5在竖直面3e的相对侧流出至竖直面等。

要注意的是在角θ1相对大的情况下,像遮棚一样突起的环氧树脂5(图5c)与角θ1相对小的情况相比更可能与倾斜面3d接触,因此环氧树脂5可能从顶面4a流出至倾斜面3d。结果,环氧树脂5难以从顶面4a流出至竖直面3e。这防止了环氧树脂5与诸如透镜架(lensholder)和凸轮环等的其他构件干涉。

然而,在角θ1过大的情况下,环氧树脂5过多地从顶面4a流出至倾斜面3d,因此环氧树脂5难以保留在顶面4a上。结果,环氧树脂5不会以令人满意的程度浸渍摩擦部3b,这是不期望的。

另外,在角θ1相对小的情况下,像遮棚一样突起的环氧树脂5(图5c)相比于角θ1相对大的情况,不太可能从顶面4a与倾斜面3d接触,因此环氧树脂5难以从顶面4a流出至倾斜面3d。结果,环氧树脂5可能保留在顶面4a上。这保证了环氧树脂5以令人满意的程度浸渍摩擦部3b。

然而,在角θ1太小的情况下,环氧树脂5过多地保留在顶面4a上,因此环氧树脂5可能从顶面4a流出至竖直面3e。结果,环氧树脂5可能与诸如透镜架和凸轮环等的其他构件干涉,这是不期望的。另外,在角θ1太小的情况下,环氧树脂5过多地保留在顶面4a上,因此环氧树脂5可能过多的在顶面4a上硬化。结果,研磨所需的时间段增加,这不是期望的。

被涂覆在顶面4a上的环氧树脂5的量被设置成即使在环氧树脂5浸渍摩擦部3b之后依然在顶面4a上保留预定量的环氧树脂5。此时,被涂覆在顶面4a上的环氧树脂的量通过考虑环氧树脂5的粘度随着时间的变化、通过分配器的涂覆量的变化、主体部3a(特别地摩擦部3b)的孔隙率的变化等来确定。

要注意的是可移动体3的横截面的形状不限于上述形状。例如,如在图6a中所示,可以在摩擦部3b的内周侧的侧面上形成倾斜面3g(另一倾斜面)。倾斜面3g在内周侧与摩擦面3c相邻。由摩擦面3c和倾斜面3g形成的角θ2小于由摩擦面3c和倾斜面3d形成的角θ1。角θ1最优选地大于120度且小于150度。另一方面,角θ2不限于角θ1的范围,但是可以小于角θ1。在垂直于可移动体3移动的方向的横截面(下文中称为“横截面”)中,与倾斜面3d对应的斜边比与倾斜面3g对应的另一斜边长。当像遮棚一样突起的过多的环氧树脂5从摩擦面3c向下滴时,角θ2小于角θ1,并且倾斜面3d相比于倾斜面3g更靠近过多的环氧树脂5。结果,与倾斜面3g相比,倾斜面3d更早地与过多的环氧树脂5接触(图6b)。之后,环氧树脂5主动地流出至相接触的倾斜面3d。也就是说,环氧树脂5比起流出至倾斜面3g而更主动地流出至倾斜面3d,这防止了过多的环氧树脂5流出至倾斜面3g。另外,即使过多的环氧树脂5在与倾斜面3d接触之后与倾斜面3g接触,向倾斜面3g流出的环氧树脂5的量也预期小。

如果应用振动型致动器1的目标具有许可大尺寸的可移动体3的空间余量,则摩擦部3b可以关于可移动体3的径向方向被放置在可移动体3的中心,并且停留面3f可以被配设在摩擦部3b的两侧(图7a)。在这种情况下,由摩擦面3c和倾斜面3g形成的角θ2和由摩擦面3c和倾斜面3d形成的角θ1可以被设置成相同的角度。当像遮棚一样突起的过多的环氧树脂5从摩擦面3c向下滴时,过多的环氧树脂5在大致相同的时间与倾斜面3d和倾斜面3g接触,并且流出至倾斜面3d和倾斜面3g两者。然而,即使流出至倾斜面3d的环氧树脂5从倾斜面3d溢流,溢流的环氧树脂也停留在停留面3f上,同样,即使流出至倾斜面3g的环氧树脂5从倾斜面3g溢流,溢流的环氧树脂5也停留在停留面3f上(图7b)。也就是说,防止环氧树脂5流出至不期望的区域并在不期望的区域上硬化并且与其他构件干涉。

将给出使用振动型致动器1的示例获得的检测结果的描述。首先,根据示例1和2的振动型致动器利用图3示出的可移动体3制造。对于示例1的振动型致动器,使用如下可移动体3,该可移动体3具有包括通过淬火使sus420j2粉末的烧结体硬化并在随后浸渍与陶瓷颗粒混合的环氧树脂5而获得的烧结体的摩擦部3b。对于示例2中的振动型致动器,使用如下可移动体3,该可移动体3由通过淬火使sus420j2粉末的烧结体硬化并在随后浸渍环氧树脂5而获得的烧结体组成。要注意的是在示例2中,环氧树脂5没有混合陶瓷颗粒。参照图4a至4c描述的制造方法可以应用于制造在示例1和2中的各振动型致动器所使用的可移动体3。在比较示例1中,制造具有环状的可移动体的振动型致动器,该环状的可移动体由通过淬火使sus420j2粉末的烧结体硬化而获得的烧结体组成。另外,在比较示例2中,制造具有环状的可移动体的振动型致动器,该环状的可移动体由利用普通的不锈生产方法生产的sus420j2铸造材料组成并且具有通过离子渗氮方法配设的氮化层的摩擦面。要注意的是示例1和2中的可移动体与可移动体3具有相同的形状。

接下来,针对示例1和2以及比较示例1和比较示例2中的制造的振动型致动器,可移动体3在0°至50°的旋转角度的范围内被来回移动70000次,并且在50°至150°的旋转角度的范围内被来回移动5000次。该来回移动使得在突起部2a与摩擦面3c之间产生“一致性”。一致性意味着减小了摩擦面的实际接触面积周围的界面距离。一致性的产生加大了与摩擦面3c接触的突起部2a的面积,并且因此增大了摩擦面之间的界面距离增大的部分的面积。在突起部2a与摩擦面3c之间产生了一致性之后,摩擦面由于更受到湿度的影响而容易滑动。也就是说,当摩擦材料与另一端的材料在固定区域(实际接触部分)彼此接触时,作为未产生一致性(产生一致性之前)的情况和产生了一致性(产生一致性之后)的情况之间的比较结果,在产生一致性后,在产生一致性之前不相互接触的区域之间的距离减小。如果在该状态下不相互接触的两个表面之间存在水分(水分子),则水分支承竖直阻力,因此实际接触面积减小以降低摩擦面的剪力(摩擦系数)。另一方面,如果彼此不相互接触的两个表面之间不存在水分,则实际接触面积增大,并且由于实际接触面积增大而获得大摩擦系数。因此,可以认为摩擦面滑动的趋势很大程度上根据在产生了一致性的区域中是否存在水分而变化。因此,在该测试中,可移动体3如上所述来回移动,从而使得水分在摩擦面上的作用明显。

在来回移动之后,各个振动型致动器被留在60℃温度和90%湿度的潮湿环境中一到两个小时,然后被取出并留在室温环境(25℃的温度和50%的湿度)中两个小时。此后,测量可移动体3在圆周方向上的保持力矩。将振动型致动器留在90%湿度的环境中长的小时的目的是使水分被吸附在摩擦面3c的表面上,使得在摩擦面3c与振动体2之间形成水膜以减小摩擦力。图8是示出了示例1和2以及比较示例1和2中的振动型致动器的保持力矩的测量结果的曲线图。如图8所示,示例1和2中的振动型致动器的保持力矩大于比较示例1和2中的保持力矩。具体地,发现当浸渍有环氧树脂的烧结体被用作振动型致动器中的可移动体时,即使在振动型致动器被留在潮湿环境长的小时之后,保持力矩依然得以维持。认为这是由于浸渍的环氧树脂转印至可移动体3的摩擦面3c而增大了摩擦面3c与振动体2的实际接触面积引起的。另外,示例1中的振动型致动器的保持力矩大于示例2中的振动型致动器的保持力矩。具体地,发现在振动型致动器中,在浸渍的环氧树脂与陶瓷颗粒混合的情况下,即使在振动型致动器被留在潮湿环境中长的小时之后,保持力矩依然被维持地较高。认为这是由于陶瓷颗粒破坏了摩擦面3c与振动体2之间的水膜引起的。

如上所述,与传统的摩擦材料相比,通过对不锈烧结体浸渍树脂形成的摩擦材料即使在被留在潮湿环境中长的小时,也能够维持保持力矩。另外,通过使用根据本实施例的可移动体3,防止涂覆于不锈烧结体上的树脂在内周侧流至可移动体3的侧面并在其上硬化。这防止了由于硬化的树脂与其他构件干涉造成的振动型致动器的驱动特性的劣化。

其他实施例

尽管已参照示例性实施例描述了本发明,要理解的是本发明不限于公开的示例性实施例。权利要求的范围依照最宽的解释以涵盖所有的变型、等同结构和功能。

例如,在可移动体3中,由摩擦面3c和倾斜面3d形成的角θ1最优选地大于120度且小于150度,但是角θ1仅必须大于90度且小于180度。角θ1优选地不小于110度且不大于160度,更加优选地不小于120度且不大于150度。另外,由摩擦面3c和倾斜面3g形成的角θ2仅必须大于90度且小于180度。尽管在振动型致动器1中使用环状的可移动体3,然而也可以使用具有摩擦面的长方体可移动体,其中浸渍有环氧树脂的烧结体从该摩擦面暴露。在这种情况下,长方体可移动体通过振动体2在纵向方向上被线性驱动。可以设想的是振动型致动器1要被应用于各种电子装置,例如振动型致动器1可以被应用于照相机的透镜镜筒和工业机器人。

图9示出了作为根据本发明的实施例的电子装置的透镜镜筒的横截面图。透镜镜筒90具有圆柱形透镜镜筒单元主体91。参照图9,透镜镜筒单元主体91在其端部处具有凸缘92,凸缘92向外且关于光轴l垂直地伸出。在凸缘92上,以光轴l处于其中心的方式布置手动环93,该手动环被手动操作以用于手动聚焦。在透镜镜筒90中,振动型致动器1以光轴l处于其中心的方式进行布置,从而围绕透镜镜筒单元主体91。环状的输出传递构件94以光轴l位于其中心的方式进行布置,并且与振动型致动器1的可移动体3关于转子橡胶95相对。辊环96(从动体)被布置在输出传递构件94与手动环93之间。辊环96被构造成能够通过从输出传递构件94和手动环93传递的驱动力旋转。辊环96具有平行于光轴l从透镜镜筒单元主体91的端部突起的输出键97。输出键97例如与凸轮环接合并且将辊环96的旋转传递至凸轮环。辊环96还具有在径向方向上突起的多个辊轴98和通过辊轴98可枢转地支承的轮形辊99。另外,环状的保持基部100以光轴l位于其中心并且保持振动型致动器1的振动体2的方式放置。在振动体2的相对侧,片簧101抵靠保持基部100。另外,支承片簧101的环状的加压环102以光轴l位于其中心并且接近透镜镜筒单元主体91的方式放置。透镜镜筒单元主体91的内周侧通过螺钉或卡销结构与加压环102接合。通过使加压环102围绕透镜镜筒单元主体91转动,使得加压环102沿着光轴l移动,从而压缩片簧101。被压缩的片簧101向振动型致动器1挤压保持基部100。结果,作用在振动型致动器1的振动体2上的压紧力使振动体2与可移动体3压力接触。当在振动体2中激发振动时,可移动体3在圆周方向上被摩擦地驱动,并且与输出传递构件94和转子橡胶95接触的辊环96也在圆周方向上运动。此时,辊环96的输出键97使与输出键97接合的凸轮环转动,并进行透镜镜筒的自动聚焦操作。要注意的是振动型致动器1不仅可以用来进行透镜镜筒的自动聚焦操作,而且可以进行透镜镜筒的变焦操作,还可以用于驱动照相机的摄像设备,并且在对照相机抖动校正的情况下启动镜头或摄像设备。

图10是示出了作为根据本发明的实施例的电子装置的工业机器人的透视图。参照图10,机器人103例如是水平铰接的机器人并且配备有振动型致动器1。机器人103具有配设在端部的手单元112(从动体)、多个臂120a至120d(从动体)、和臂铰接单元111a至111c,臂铰接单元111a至111c将臂120a至120d彼此连接或者被设置在120a的端部。臂铰接单元111a至111c改变与其相邻的臂120b和120c的交叉角或者使臂120a和120b绕其各自的推力轴旋转。手单元112具有臂120d、附接至臂120d的端部的保持单元121、将臂120和保持单元121连接在一起的手铰接单元122。手铰接单元122可旋转地驱动保持单元121。优选地用于机器人103中的臂铰接单元111a至111c的弯曲动作以及手单元112的保持动作的振动型致动器具有低转速和高力矩tn特性(描述力矩-速度关系的下降特性)。在此,使用压电元件2c摩擦驱动型的振动型致动器1具有低转速和高力矩tn特性,因此适合用于机器人103的臂铰接单元111a至111c以及手单元112。

本申请要求与2017年7月5日提交的日本专利申请2017-131981号的权益,其全部内容通过参引并入本文。

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