线性超声波马达和使用该马达的镜头装置和摄像设备的制作方法

线性超声波马达和使用该马达的镜头装置和摄像设备的制作方法
【专利摘要】线性超声波马达和使用该马达的镜头装置和摄像设备。一种线性超声波马达，其包括：振动器，所述振动器具有压电元件；可动部，所述可动部向所述振动器施加加压力并且使所述振动器与基座部加压接触；盖部，所述盖部被固定至所述基座部；滚动部，其被可滚动地保持在所述可动部的可动引导部与所述盖部的盖引导部之间；和被驱动体，所述被驱动体具有传递构件，所述传递构件被可枢转地支撑并且能够仅沿所述可动方向移动。所述传递构件包括施力部，所述施力部抵靠所述可动部的传递部并且向所述传递部施加将所述可动部压向所述滚动部的施加力。所述滚动部被所述加压力或所述加压力的反作用力与所述施加力的合力所保持。
【专利说明】线性超声波马达和使用该马达的镜头装置和摄像设备

【技术领域】
[0001] 本发明涉及超声波马达，特别涉及线性驱动型的超声波马达（以下称作线性超声 波马达)。

【背景技术】
[0002] 传统上，在线性超声波马达中，将高频电压施加至压电元件，从而压电元件使固定 的超声波振动器振动。超声波振动器的振动对被超声波振动器压着的滑动构件进行驱动。 为了实现即使具有小的尺寸也能维持高的输出并改善驱动效率的线性超声波马达，考虑了 各种想法。
[0003] 例如，在日本特开2005-99549号公报中公开的线性超声波马达中，在与光轴垂直 的、换言之垂直于驱动方向的方向上配置了在超声波振动器与被驱动构件之间的传递单 J Li 〇
[0004] 然而，在上述日本特开2005-99549号公报中公开的线性超声波马达中，为了防止 驱动方向上的跟随延迟（f 〇 11 〇w-up de 1 ay )，必须增加施力构件对振动器的加压力。然而， 存在的问题是，当加压力过大时，传递构件的平衡性会降低。
[0005] 本发明的目的是提供一种能够将驱动力高效地传递至被驱动体的线性超声波马 达。


【发明内容】

[0006] 本发明的线性超声波马达具有以下构造。
[0007] -种线性超声波马达，其包括：振动器，所述振动器具有压电元件；可动部，所述 可动部向所述振动器施加加压力并且使所述振动器与基座部加压接触；盖部，所述盖部被 固定至所述基座部；滚动部，其被可滚动地保持在所述可动部的可动引导部与所述盖部的 盖引导部之间，所述可动引导部沿可动方向延伸，所述盖引导部沿所述可动方向延伸；和被 驱动体，所述被驱动体具有传递构件，所述传递构件被可枢转地支撑并且能够仅沿所述可 动方向移动。所述传递构件包括施力部，所述施力部抵靠所述可动部的传递部并且向所述 传递部施加将所述可动部压向所述滚动部的施加力。所述滚动部被所述加压力或所述加压 力的反作用力与所述施加力的合力所保持。
[0008] -种线性超声波马达，其包括：可动部，其通过振动器的振动而移动，所述振动器 具有被构造成激励所述振动的压电元件；基座部；引导机构，所述引导机构相对于所述基 座部沿可动方向可动地引导所述可动部；和传递机构，所述传递机构将所述可动部的移动 传递至被驱动体，其中，所述振动器被构造成被加压以与所述基座部或所述可动部接触，所 述传递机构包括：传递构件，所述传递构件将由于所述可动部的移动产生的所述线性超声 波马达的驱动力传递至所述被驱动体；和施力构件，所述施力构件施加将所述传递构件压 向所述可动部的施加力，并且通过由于所述施力构件引起的施加力，经由所述传递构件沿 着所述振动器对所述基座部或所述可动部的加压方向或者沿着反向方向对所述可动部的 传递部施力，所述传递构件与所述可动部的所述传递部接合，使得所述驱动力被传递至所 述被驱动体。
[0009] -种线性超声波马达，其包括：可动部，其包括振动器，所述振动器具有被构造成 激励振动的压电元件；引导部，所述引导部通过所述振动器的振动相对于基座部沿可动方 向可动地引导所述可动部；和传递构件，所述传递构件通过接收由于施力构件产生的施加 力而与所述可动部接触，并且通过所述接触将由于所述可动部相对于所述基座部的移动产 生的驱动力传递至被驱动体，其中，所述振动器被构造成被加压以与所述基座部接触，并且 由于所述施力构件产生的施加力和对所述振动器的加压力二者在垂直于所述可动方向的 方向上具有比在所述可动方向上强的力，并且由于所述施力构件产生的施加力在对所述振 动器的加压方向上具有比在与所述加压方向垂直的方向上强的力。
[0010] 一种镜头装置，其包括所述线性超声波马达和导杆，所述导杆引导所述透镜保持 架。
[0011] 一种摄像设备，其包括所述镜头装置。
[0012] 本发明能够提供能将驱动力高效地提供至被驱动体的线性超声波马达。
[0013] 从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。

【专利附图】

【附图说明】
[0014] 图1是根据本发明的第一示例性实施方式的线性超声波马达的侧视图。
[0015] 图2是根据本发明的第一示例性实施方式的、连接了透镜保持架的线性超声波马 达的立体图。
[0016] 图3是根据本发明的第一示例性实施方式的、连接了透镜保持架的线性超声波马 达的分解立体图。
[0017] 图4A是根据本发明的第一示例性实施方式的、连接了透镜保持架的线性超声波 马达的主要部分的截面图。
[0018] 图4B是根据本发明的第一示例性实施方式的、连接了透镜保持架的线性超声波 马达的主要部分的截面图。
[0019] 图5是安装有根据本发明的第一示例性实施方式的线性超声波马达的镜筒的截 面图。
[0020] 图6是作为本发明的第二示例性实施方式的线性超声波马达的主要部分的截面 图。
[0021] 图7是作为本发明的第三示例性实施方式的线性超声波马达的主要部分的截面 图。
[0022] 图8是根据本发明的第四示例性实施方式的线性超声波马达的侧视图。
[0023] 图9是根据本发明的第四示例性实施方式的线性超声波马达的分解立体图。
[0024] 图10是作为本发明的第四示例性实施方式的线性超声波马达的主要部分的截面 图。

【具体实施方式】
[0025] 下面将根据附图详细说明本发明的优选示例性实施方式。
[0026] 顺便提及，作为示例，下面将说明被整合为驱动数字相机的镜筒等的致动器的线 性超声波马达。然而，使用本发明的应用不限于该示例。
[0027]另外，在本说明书中，为了阐明线性超声波马达的结构及其运动，图中相同的构件 由相同的附图标记来表示，并且后面将说明的可动部的相对于基座部的移动方向被定义为 X轴(可动方向)，并且包括在可动部内的振动板的接触部的法线方向被定义为Z轴。另外， 与X轴和Z轴均垂直的方向被定义为Y轴。各图中的轴的方向在图中示出，但不限于这些 方向。
[0028] 示例性实施方式1
[0029] 图1是从Y轴方向观察到的作为本发明的第一示例性实施方式的线性超声波马达 100的侧视图，并且可动部处于中间位置。
[0030] 图2是已连接透镜保持架的线性超声波马达100的立体图，并且可动部处于中间 位置。
[0031] 图3是连接了透镜保持架的线性超声波马达100的分解立体图。
[0032] 下面将首先参照图1、图2和图3说明线性超声波马达100的结构。
[0033] 本示例性实施方式中的线性超声波马达100具有在X轴方向上的长轴，并且由下 面将说明的各构件形成。振动板101在其上通过已知的粘合剂等固定有压电元件102,并且 压电元件102通过施加至压电元件102的电压激励振动器103。顺便提及，只要振动板101 被结合至压电元件102,则用于使振动板101结合至压电元件102的方法不受限制。振动 板101进一步包括接触部l〇la，并且接触部101a在伴随加压的加压接触状态下与后面将说 明的接触基座构件115接触。振动器103由振动板101和压电元件102形成。当在振动板 101和压电元件102彼此结合的状态下将AC电压施加至压电元件102时，在振动器103的 长度方向和横向方向上均发生共振现象。结果，在振动板101的接触部l〇la中发生椭圆运 动。通过改变施加至压电元件102的电压的频率和相位适当地改变椭圆运动的转动方向和 椭圆率，并由此能够获得期望的运动。
[0034] 振动器支撑构件104具有沿着YZ截面的Z轴方向的凸出形状，并且包括用于接 收弹簧108和弹簧保持构件107的通孔以及与后面将说明的枢转构件119接合的传递部 104a。弹簧保持构件107具有用于接收和保持弹簧108的一端的表面，并且该表面的背侧 与加压板105面接触。弹簧的另一端与弹簧压板109接触，并且弹簧压板109能够被装配 到振动器支撑构件104的通孔内。在通孔中，弹簧108由弹簧保持构件107保持，并且被夹 在加压板105与弹簧压板109之间。从而弹簧108能够自由地伸缩，并向Z轴方向施加加 压力。另外，加压板105在接收弹簧保持构件107-侧的表面、沿与该表面的法线平行的方 向具有两个突部。该两个突部分别由设置在振动器支撑构件104上的孔接收。除了 Z轴方 向以外的方向上的移动被该结构限制，并且加压力被高效地传递至其他构件。在本示例性 实施方式中，加压板105、弹簧保持构件107、弹簧108和弹簧压板109构成加压构件，并且 各组成部件的重心可以由平行于Z轴的直线连接。
[0035] 弹性构件106配置在压电元件102与加压板105之间。
[0036] 移动板110具有近似矩形的装配孔和V形槽状的三个可动引导部110a、110b和 ll〇c，并且振动器支撑构件104的凸部被装配到移动板110的装配孔内。V形槽状的可动引 导部110a、110b和110c在X轴方向上以预定长度延伸。
[0037] 另一方面，起到盖构件功能的盖板112也具有近似矩形的孔和在X轴方向上以预 定长度延伸的V形槽状的三个盖引导部112a、112b和112c，并且振动器支撑构件104的凸 部被装配到该孔内。与滚动部对应的球形滚动构件(滚动球）llla、lllb和111c分别被以 可滚动的方式夹在V形槽状的盖引导部112a、112b和112c和与盖引导部对应的V形槽状 的可动引导部110a、110b和110c之间。因此，设置在可动部的移动板内的可动引导部、设 置在基座部的盖板内的盖引导部以及被以可滚动的方式夹在这些引导部之间的滚动部构 成了引导机构。顺便提及，可动引导部110a、110b和110c以及盖引导部112a、112b和112c 的形状不限于V形槽，并且可以是其他形状，只要滚动部能够被以可滚动的方式夹在可动 引导部和盖引导部之间即可。振动器支撑构件104和移动板110以能够相对于盖板112在 X轴方向上相对地移动而不会引起震颤（rattle)的方式构造。
[0038] 线性超声波马达100还包括基座构件114。基座构件114具有在XZ平面上的凹陷 形状，并且具有在X轴的两侧的侧壁和由其中一部分形成的固定部。固定部具有螺纹孔，这 些螺纹孔分别面对盖板112的螺纹孔。盖板和基座构件114通过螺钉113彼此固定，但固 定方法不受限制，只要盖板和基座构件彼此固定即可。另外，接触基座构件115通过未示出 的螺钉等从Z轴的下侧固定至基座构件114的底面部。接触基座构件115与振动板101的 接触部l〇la接触，并且通过两者间的摩擦将振动器103中产生的椭圆运动转换成可动部的 驱动力。可动部通过驱动力在X轴方向上前后移动。顺便提及，用于将基座构件114固定 至接触基座构件115的方法不受限制，只要基座构件被固定至接触基座构件即可。在本示 例性实施方式中，可动部由振动器103、弹性构件106、加压板105、振动器支撑构件104、弹 簧保持构件107、弹簧108、弹簧压板109和移动板110形成。另外，基座部由盖板112、螺钉 113、基座构件114和接触基座构件115形成。
[0039] 以下将说明加压构件中产生的加压力。弹簧108经由弹簧保持构件107将加压力 施加至加压板105。加压力进一步经由弹性构件106使振动器103压向接触基座构件115， 并且振动器103压靠接触基座构件115。振动板101的接触部101a在压靠接触基座构件的 状态下与接触基座构件115接触。另一方面，由接触基座构件115引起的加压力的反作用 力经由滚动部被盖板112接收。当在该加压接触条件下将电压施加至压电元件102时，在 振动器103中沿X轴方向和Y轴方向均发生共振，并且接触部101a的顶端引起椭圆运动。 结果，可动部能够沿X轴方向如后移动。
[0040] 下面将说明超声波马达100与保持光学透镜的透镜保持架之间的连接。
[0041] 在图2和图3中，透镜G2被固定至起到被驱动体功能的透镜保持架116,并且透 镜保持架116构成了数字相机等的透镜单元的一部分。透镜保持架116具有装配孔116a， 导杆117以能够相对地滑动且自由的方式被装配到装配孔116a内。另外，接合部116b以 能够相对地滑动且自由的方式与稳定支杆118接合，这防止了透镜保持架116的围绕导杆 117的转动。透镜保持架116在其内部进一步形成有枢转构件保持部116c，枢转构件保持部 116c与枢转构件接合并且起到枢转地可动的传递构件的功能，并且其中组合有已知的枢转 构件119。作为施力构件的压缩扭簧120被进一步组合到枢转构件119内。由于所组合的 压缩扭簧120的作用，相对于X轴沿顺时针方向的转动力经由枢转构件119被施加至透镜 保持架116。此外，枢转构件119在对装配孔加压以吸收可动部的震颤的状态下由透镜保持 架116的接合孔116d支撑，并且枢转构件119能够与透镜保持架一体地沿X轴方向前后移 动。
[0042] 图4A和图4B是连接了透镜保持架的线性超声波马达的主要部分的截面图；图4A 示出包括了图2中的弹簧108的中心的YZ截面；图4B示出沿着图4A中的线4B-4B截取的 截面图。
[0043] 在组合状态中，作为设置在枢转构件119中的凹部的V形槽状接合部119a以与一 体地形成于振动器支撑构件104并具有球面状凸出形状的传递部104a接合的方式被组合 到线性超声波马达内，并且具有球面形状的传递部l〇4a和V形槽状的接合部119a由于这 两个部分彼此接合，所以形成了点接触(局部接触)。因此，本示例性实施方式中的将线性超 声波马达的驱动力传递至被驱动体的透镜保持架的传递机构具有如下结构：该结构通过施 力构件对包括枢转构件的传递构件施加抵着设置于可动部的传递部的力，以通过摩擦使这 些构件彼此接合。
[0044] 顺便提及，接合部119a的形状不限于V形槽，也可以是其他形状，只要接合部119a 形成上述点接触即可。另外，在以上说明中，说明了具有凸出形状的传递部与传递构件的具 有凹陷形状的接合部接合的结构，但是也可以构造出传递构件的具有凸出形状的接合部以 便与具有凹陷形状的传递部接合。线性超声波马达1〇〇、导杆117和稳定支杆118均被固定 至未示出的镜筒基部构件。
[0045] 另外，弹簧108经由弹簧保持构件107对加压板105加压。该加压力经由弹性构 件106对振动器103施加抵着接触基座构件115的力（图中的Fa)。
[0046] 加压力Fa的反作用力Fb经由移动板110被从振动器支撑构件104传递至滚动部。 滚动部被夹在移动板110与盖板112之间。这里，当反作用力Fb的值大时，振动器支撑构 件104沿X轴方向被驱动时产生的摩擦力变大。然而，在本示例性实施方式中，滚动部被夹 在V形槽之间、振动器支撑构件104以能够被直线引导的方式保持并且没有滑动部，这减小 了可动部的驱动损失。
[0047] 另外，压缩扭簧120对枢转构件119施加抵着与振动器支撑构件104 -体形成的 传递部104a的力（图中的Fc)。振动器支撑构件104和枢转构件119通过由于该加压力引 起的摩擦被保持，并且可动部的朝X轴方向的驱动力被传递至透镜保持架116。
[0048] 另一方面，存在着在沿X轴方向直线地引导可动部的精度与直线地引导透镜保持 架116的精度之间产生误差的情况。此时，使传递部104a与枢转构件119之间的直进引 导精度的误差平衡的平衡机构变得有必要。另一方面，在本示例性实施方式中，枢转构件 119具有V形槽形状的接合部119a，并且在不引起X轴方向上的震颤的情况下保持传递部 104a。另外，在图中的Y轴方向上，枢转构件119被形成为具有开口形状部。另外，需要使传 递部104a和枢转构件119以低摩擦滑动，以便防止振动器支撑构件104与透镜保持架116 之间的扭转（wrench)。由于该原因，期望枢转构件119由诸如Ρ0Μ (聚缩醒)等的高滑动材 料成型。另外，期望使传递部l〇4a的表面经受镜面加工以降低滑动阻力，或者是用粘合剂 等将由陶瓷、不锈钢、黄铜、碳化钨、碳钢等制成的硬球固定住。
[0049] 在本构造中，压缩扭簧120对传递部104a的施力方向（Fc)与弹簧108的加压力Fa 的反作用力Fb的方向（也就是，与加压方向相反的方向）相同。换言之，滚动部对盖板112 的施加力变成Fb和Fc的合力。由于该原因，减小了可动部的震颤，并且提高了可动部的朝 X轴方向的直进稳定性。换言之，由于压缩扭簧120产生的施加力Fc和对振动器103的加 压力Fa二者在垂直于可动方向的方向上具有比在可动方向（X轴方向)上强的力，并且由于 压缩扭簧120产生的施加力Fc在对振动器103的加压方向上具有比在与加压方向（Z轴方 向）垂直的方向上强的力。
[0050] 另外，传递部104a、移动板110中的V形槽状的可动引导部以及盖板112的具有V 形槽状的盖引导部以彼此一致的方式配置于Z轴。换言之，滚动部和传递部以当投影到YZ 平面上时在Z轴方向上匹配的方式配置，或者滚动部和传递部以在可动部的移动方向（X轴 方向)上排列的方式配置。由于本配置，未发生对振动器支撑构件104的直进稳定性有害且 非必要的力矩，这能够提高驱动力的传递效率。
[0051] 如上所述，本示例性实施方式使得线性超声波马达即使在振动器的加压力增加时 也能够高效地提供驱动力。
[0052] 图5示出了作为组合有本发明的线性超声波马达100的镜头装置的一个示例的镜 筒。
[0053] 顺便提及，因为镜筒具有近似转动对称的形状，所以仅示出了上半部。
[0054] 镜筒2以可拆卸的方式安装在摄像设备的相机主体1上，并且在相机主体1中设 置了摄像器件la。相机主体1的安装座11具有用于将镜筒2安装至相机主体1的卡口部。 镜筒2具有固定筒12并且抵接在安装座11的凸缘部上。固定筒12和安装座11通过未示 出的螺钉被固定。此外，用于保持透镜G1的前镜筒13和用于保持透镜G3的后镜筒14被 固定至固定筒12。镜筒2还包括保持透镜G2的焦点透镜保持架（focal lens retention frame) 116。焦点透镜保持架116进一步通过由前镜筒13和后镜筒14保持着的导杆117 被保持，以便能够直线移动。未示出的凸缘部形成于超声波马达1〇〇的基座构件114并且 通过螺钉等被固定至后镜筒14。
[0055] 当在上述结构中驱动超声波马达100的包括了振动器支撑构件104的可动部时， 超声波马达100的驱动力经由振动器支撑构件104被传递至透镜保持架116。透镜保持架 116由导杆117引导以直线地移动。
[0056] 示例性实施方式2
[0057] 图6是作为本发明的第二示例性实施方式的线性超声波马达的主要部分的截面 图。在本图中与第一示例性实施方式中的构件功能重复的构件的附图标记是通用的。另外， 将省略与第一示例性实施方式中的结构和功能通用的结构和功能的有关内容的说明。
[0058] 在第一示例性实施方式中，设置于振动器支撑构件104的传递部和枢转构件119 以彼此接合的方式构造。另一方面，本示例性实施方式被构造成使得在弹簧保持构件107 中设置贯穿弹簧压板并延伸至外部的弹簧保持构件107的传递部107a，并且在延伸端弹簧 保持构件107的传递部107a与枢转构件119接合。详细来说，在线性超声波马达200被组 合到未示出的镜筒内的状态中，由镜筒保持着的枢转构件119中的V形槽状接合部119a以 与传递部l〇7a接合的方式被组合到线性超声波马达内，其中传递部107a与弹簧保持构件 107 -体形成且具有球面形状。弹簧保持构件107的具有球面状凸出形状的传递部107a与 设置在枢转构件119中的作为凹部的V形槽状接合部119a接合，从而这两个部分形成了点 接触(局部接触)。顺便提及，接触部119a的形状不限于V形槽，也可以是其他形状，只要形 成了上述点接触即可。
[0059] 弹簧108经由弹簧保持构件107对加压板105加压。该加压力经由弹性构件106 对振动器103施加抵着接触基座构件115的力（图中的Fa)。
[0060] 加压力Fa的反作用力Fb经由移动板110被从振动器支撑构件104传递至与滚动 部对应的滚动构件(滚动球）111。滚动部被夹在移动板110的引导部与盖板112的引导部 之间。
[0061] 未不出的压缩扭簧对枢转构件119施加抵着与弹簧保持构件107 -体形成的传递 部107a的力（图中的Fc)。弹簧保持构件107和枢转构件119通过由于该加压力而引起的 摩擦被保持，并且可动部的朝X轴方向的驱动力被传递至未示出的透镜保持架。
[0062] 在本结构中，未示出的压缩扭簧对传递部107a的施力方向（Fc)与弹簧108的加 压力Fa的方向（也就是加压方向）相同。换言之，扭簧的施加力存在于与加压力Fa相同的 轴线上。于是，对加压板105的加压力变成Fa和Fc的合力。这里，当能够仅通过加压力Fc 得到加压板105所必须的加压力时，可以从结构中去除弹簧108。这里，滚动部对盖板112 的施加力Fb变成加压力Fa和Fc的合力的反作用力。这里，枢转构件119中的V形槽状的 接合部119a、弹簧保持构件107的传递部107a以及振动板101的接触部101a以在YZ平 面上的投影彼此一致的方式配置在Z轴上。可选地，传递部107a和接触部101a以在可动 部的移动方向上排列或匹配的方式配置。换言之，产生椭圆运动的推力产生部与传递驱动 力的传递部以在XZ平面中匹配的方式配置，于是能够高效地传递可动体的推力。换言之， 由于压缩扭簧产生的施加力Fc和对振动器103的加压力Fa二者在垂直于可动方向的方向 上具有比在可动方向（X轴方向)上强的力，并且由于压缩扭簧产生的施加力Fc在对振动器 103的加压方向上具有比在与加压方向（Z轴方向）垂直的方向上强的力。
[0063] 示例性实施方式3
[0064] 图7是作为本发明的第三示例性实施方式的线性超声波马达的主要部分的截面 图。在本图中与第一示例性实施方式中的构件功能重复的构件的附图标记是通用的。另外， 将省略与第一示例性实施方式中的结构和功能通用的结构和功能的有关内容的说明。
[0065] 在第一示例性实施方式中，振动器支撑构件104和枢转构件119被构造成在振动 器支撑构件104的侧面部彼此接合。相比之下，在根据本实施方式的线性超声波马达300 的结构中，不同之处仅在于已经在第一示例性实施方式中说明了的、与线性超声波马达100 的振动器支撑构件104 -体地形成并且具有球面形状的传递部104a的配置。具体地，在本 示例性实施方式中，振动器支撑构件104和枢转构件119被构造成在振动器支撑构件104 的底面部彼此接合。
[0066] 在本结构中，未示出的压缩扭簧对传递部104a的施力方向（Fc)与弹簧108的加 压力Fa的反作用力Fb的方向（也就是，与加压方向相反的方向)相同。换言之，包括了滚动 构件(滚动球）111a、111b和111c的滚动部对盖板112的施加力变成Fb和Fc的合力。由 于该原因，减小了可动部的震颤，并提高了可动部的朝X轴方向的直进稳定性。此外，枢转 构件119中的V形槽状的接合部119a、振动器支撑构件104的传递部104a以及振动板101 的接触部l〇la以在可动部的行进方向上排列或匹配的方式配置。换言之，产生椭圆运动的 推力产生部(接触部)和传递部以在XZ平面中匹配的方式配置，于是能够高效地传递可动体 的推力。换言之，由于压缩扭簧产生的施加力Fc和对振动器103的加压力Fa二者在垂直 于可动方向的方向上具有比在可动方向（X轴方向）上强的力，并且由于压缩扭簧产生的施 加力Fc在对振动器103的加压方向上具有比在与加压方向（Z轴方向）垂直的方向上强的 力。
[0067] 示例性实施方式4
[0068] 图8是从Y轴方向观察时作为本发明的第四示例性实施方式的线性超声波马达 400的侧视图，并且可动部处于中间位置。
[0069] 图9示出线性超声波马达的分解立体图。
[0070] 首先，将参照图8和图9在下面说明本示例性实施方式的线性超声波马达400的 结构。顺便提及，在本图中与第一示例性实施方式中的构件功能重复的构件的附图标记是 通用的。另外，将省略与第一示例性实施方式中的结构和功能通用的结构和功能的有关内 容的说明。
[0071] 本示例性实施方式中的线性超声波马达400具有在X轴方向上的长轴，并由下面 将说明的各构件形成。振动板101在其上通过已知的粘合剂等固定有压电元件102。振动 板101还包括接触部101a，并且接触部101a在伴随加压的加压接触状态下与后面将说明的 直进移动板401接触。振动器103由振动板101和压电元件102形成。
[0072] 振动器支撑构件104具有在YZ截面的Z轴方向上的凸出形状，并且包括用于接收 弹簧108及弹簧保持构件107的通孔。弹簧保持构件107具有用于接收和保持弹簧108的 一端的表面，并且该表面的背侧与加压板105面接触。弹簧的另一端与弹簧压板109接触， 并且弹簧压板109能够被装配到振动器支撑构件104的通孔内。在通孔中，弹簧108由弹 黃保持构件107保持，并且被夹在加压板105和弹黃压板109之间。从而弹黃108能够自 由地伸缩，并且朝Z轴方向施加加压力。另外，加压板105在接收弹簧保持构件107 -侧的 表面、沿着平行于该表面的法线方向的方向具有两个突部。该两个突部分别由设置于振动 器支撑构件104的孔接收。该结构限制除了 Z轴方向以外的方向上的移动，并且加压力被 高效地传递至其他构件。在本示例性实施方式中，加压板105、弹簧保持构件107、弹簧108 和弹簧压板109构成加压构件，并且各组成部件的重心可以由平行于Z轴的直线连接。
[0073] 弹性构件106配置在压电元件102与加压板105之间。
[0074] 直进移动板401包括V形槽状的三个可动引导部401a、401b和401c，并且V形槽 状的三个可动引导部401a、401b和401c在X轴方向上以预定长度延伸。另外，直进移动板 401包括与后面将说明的枢转构件119接合的传递部401d。
[0075] 另一方面，基座构件402也包括在X轴方向上以预定长度延伸的V型槽状的三 个基座构件引导部402a、402b和402c，并且与滚动部对应的球形滚动构件(滚动球）111a、 111b和111c分别被以可转动的方式夹在V形槽状的基座构件引导部402a、402b和402c和 与基座构件引导部对应的V形槽状的可动引导部401a、401b和401c之间。顺便提及，可动 引导部401a、401b和401c以及基座构件引导部402a、402b和402c的形状不限于V形槽， 也可以是其他形状，只要滚动部能够被以可转动的方式夹在这些引导部之间即可。
[0076] 直进移动板401与振动板101的接触部101a接触，并且通过两者间的摩擦将振动 器103中产生的椭圆运动转换成可动部的驱动力。可动部可以通过驱动力在X轴方向上前 后移动。在本示例性实施方式中，基座部由振动器103、弹性构件106、加压板105、振动器支 撑构件104、弹簧保持构件107、弹簧108、弹簧压板109和基座构件402形成，并且可动部由 直进移动板401形成。
[0077] 以下将说明在加压构件中产生的加压力。弹簧108经由弹簧保持构件107对加压 板105施加加压力。加压力进一步经由弹性构件106使振动器103对直进移动板401加压， 并且振动器103对直进移动板401施力。振动板101的接触部101a在压靠直进移动板的 状态下与直进移动板401接触。对直进移动板401的加压力经由滚动部被基座构件402接 收。当在该加压接触状态下对压电元件102施加电压时，在振动器103中沿X轴方向和Y 轴方向均发生共振，并且接触部l〇la的顶端发生椭圆运动。结果，可动部能够在X轴方向 上前后移动。
[0078] 图10是连接了透镜保持架的线性超声波马达的主要部分的截面图。
[0079] 在组合状态中，作为设置于枢转构件119的凹部的V形槽状接合部119a以与和直 进移动板401 -体形成并具有球面状凸出形状的传递部401d接合的方式被组合到线性超 声波马达内，并且接合部与传递部形成了点接触。顺便提及，接合部119a的形状不限于V 形槽，也可以是其他形状，只要形成了上述点接触即可。
[0080] 另外，弹簧108经由弹簧保持构件107对加压板105加压。该加压力经由弹性构 件106对振动器103施加抵靠直进移动板401的力（图中的Fa)。这里，当加压力Fa的值大 时，直进移动板401沿X轴方向被驱动时所产生的摩擦力变大。然而，在本示例性实施方式 中，滚动部被夹在V形槽之间、直进移动板401被以直线引导的方式保持并且没有滑动部， 这减小了可动部的驱动损失。
[0081] 另外，压缩扭簧120对枢转构件119施加抵着与直进移动板401 -体形成的传递 部401d的力（图中的Fc)。直进移动板401的传递部401d和枢转构件119通过由于该加压 力引起的摩擦被保持，并且可动部的朝X轴方向的驱动力被传递至透镜保持架116。
[0082] 在本示例性实施方式的结构中，压缩扭簧120对传递部401d的施力方向（Fc)与 弹簧108的加压力Fa的方向（也就是加压方向)相同。换言之，滚动部对基座构件402的施 加力变成Fa和Fc的合力。由于该原因，减小了可动部的震颤，并提高了可动部的朝X轴方 向的直进稳定性。换言之，由于压缩扭簧120产生的施加力Fc和对振动器103的加压力Fa 二者在垂直于可动方向的方向上具有比在可动方向（X轴方向）上强的力，并且由于压缩扭 簧120的施加力Fc在对振动器103的加压方向上具有比在与加压方向（Z轴方向）垂直的 方向上强的力。
[0083] 到此为止，详细地说明了关于根据本发明的线性超声波马达的具体示例，但是本 发明不限于上述示例性实施方式，而是可以具有任何形式，只要这种形式落入权利要求书 描述的范围内即可。
[〇〇84] 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。所附权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包括所有这种变型、 等同结构和功能。
【权利要求】
1. 一种线性超声波马达，其包括： 振动器，所述振动器具有压电元件； 可动部，所述可动部向所述振动器施加加压力并且使所述振动器与基座部加压接触； 盖部，所述盖部被固定至所述基座部； 滚动部，其被可滚动地保持在所述可动部的可动引导部与所述盖部的盖引导部之间， 所述可动引导部沿可动方向延伸，所述盖引导部沿所述可动方向延伸；和 被驱动体，所述被驱动体具有传递构件，所述传递构件被可枢转地支撑并且能够仅沿 所述可动方向移动， 其中， 所述传递构件包括施力部，所述施力部抵靠所述可动部的传递部并且向所述传递部施 加将所述可动部压向所述滚动部的施加力，并且 所述滚动部被所述加压力或所述加压力的反作用力与所述施加力的合力所保持。
2. 根据权利要求1所述的线性超声波马达，其中，当投影至垂直于所述可动方向的平 面上时，所述滚动部和所述传递部以在所述加压力的方向上排列的方式配置。
3. 根据权利要求1所述的线性超声波马达，其中，所述振动器具有接触部，所述接触部 与所述基座部接触，并且所述传递部以在所述可动方向上与所述接触部排列或匹配的方式 配置。
4. 根据权利要求1所述的线性超声波马达，其中，所述传递部以在所述可动方向上与 所述滚动部排列或匹配的方式配置。
5. 根据权利要求1所述的线性超声波马达，其中，所述可动部的所述传递部具有凸出 形状，并且具有所述凸出形状的所述传递部与设置于所述传递构件的凹部接合。
6. 根据权利要求1所述的线性超声波马达，其中，所述传递部具有与所述可动部一体 形成的球面形状，并且与所述传递构件点接触。
7. 根据权利要求1所述的线性超声波马达，其中，所述施力部是扭簧。
8. 根据权利要求1所述的线性超声波马达，其中，所述滚动部由球形滚动球形成。
9. 根据权利要求6所述的线性超声波马达，其中，所述传递部由硬球形成，所述硬球由 陶瓷、不锈钢、黄铜、碳化钨和碳钢中的一种制成。
10. 根据权利要求1所述的线性超声波马达，其中，所述被驱动体是透镜保持架。
11. 一种镜头装置，其包括根据权利要求10所述的线性超声波马达和导杆，所述导杆 引导所述透镜保持架。
12. 根据权利要求11所述的镜头装置，其中，所述镜头装置还包括稳定支杆，所述稳定 支杆在与所述导杆相同的方向上延伸并且防止由于所述施力部的施加力引起的所述透镜 保持架的转动。
13. -种摄像设备，其包括根据权利要求11所述的镜头装置。
14. 一种线性超声波马达，其包括： 可动部，其通过振动器的振动而移动，所述振动器具有被构造成激励所述振动的压电 元件； 基座部； 引导机构，所述引导机构相对于所述基座部沿可动方向可动地引导所述可动部；和 传递机构，所述传递机构将所述可动部的移动传递至被驱动体， 其中， 所述振动器被构造成被加压以与所述基座部或所述可动部接触， 所述传递机构包括：传递构件，所述传递构件将由于所述可动部的移动产生的所述线 性超声波马达的驱动力传递至所述被驱动体；和施力构件，所述施力构件施加将所述传递 构件压向所述可动部的施加力，并且 通过由于所述施力构件引起的施加力，经由所述传递构件沿着所述振动器对所述基座 部或所述可动部的加压方向或者沿着反向方向对所述可动部的传递部施力，所述传递构件 与所述可动部的所述传递部接合，使得所述驱动力被传递至所述被驱动体。
15. 根据权利要求14所述的线性超声波马达，其中，所述引导机构包括滚动构件，所述 滚动构件相对于所述基座部可动地引导所述可动部。
16. 根据权利要求14所述的线性超声波马达，其中，所述振动器具有接触部，所述接触 部与所述基座部接触，并且所述传递部以在所述可动方向上与所述接触部排列或匹配的方 式配置。
17. 根据权利要求15所述的线性超声波马达，其中，所述传递部以在所述可动方向上 与所述滚动构件排列或匹配的方式配置。
18. 根据权利要求14所述的线性超声波马达，其中，所述可动部的所述传递部具有凸 出形状，并且具有所述凸出形状的所述传递部与设置于所述传递构件的凹部接合。
19. 根据权利要求14所述的线性超声波马达，其中，所述振动器被加压构件加压而与 所述基座部或所述可动部接触。
20. 根据权利要求19所述的线性超声波马达，其中，所述基座部包括接触基座构件，并 且所述振动器被所述加压构件加压而与所述接触基座构件接触。
21. 根据权利要求19所述的线性超声波马达，其中，所述振动器被所述加压构件加压 而与所述可动部接触。
22. 根据权利要求14所述的线性超声波马达，其中，所述传递部由硬球形成，所述硬球 由陶瓷、不锈钢、黄铜、碳化钨和碳钢中的一种制成。
23. 根据权利要求14所述的线性超声波马达，其中，所述施力构件是扭簧。
24. 根据权利要求15所述的线性超声波马达，其中，所述滚动构件由球形滚动球形成， 并且所述滚动球被夹在设置于所述可动部的引导部与设置于所述基座部的引导部之间。
25. 根据权利要求14所述的线性超声波马达，其中，所述被驱动体是透镜保持架。
26. -种镜头装置，其包括根据权利要求25所述的线性超声波马达和导杆，所述导杆 引导所述透镜保持架。
27. 根据权利要求26所述的镜头装置，其中，所述镜头装置还包括稳定支杆，所述稳定 支杆在与所述导杆相同的方向上延伸并且防止由于所述施力构件的施加力引起的所述透 镜保持架的转动。
28. -种摄像设备，其包括根据权利要求26所述的镜头装置。
29. -种线性超声波马达，其包括： 可动部，其包括振动器，所述振动器具有被构造成激励振动的压电元件； 引导部，所述引导部通过所述振动器的振动相对于基座部沿可动方向可动地引导所述 可动部；和 传递构件，所述传递构件通过接收由于施力构件产生的施加力而与所述可动部接触， 并且通过所述接触将由于所述可动部相对于所述基座部的移动产生的驱动力传递至被驱 动体， 其中， 所述振动器被构造成被加压以与所述基座部接触，并且 由于所述施力构件产生的施加力和对所述振动器的加压力二者在垂直于所述可动方 向的方向上具有比在所述可动方向上强的力，并且由于所述施力构件产生的施加力在对所 述振动器的加压方向上具有比在与所述加压方向垂直的方向上强的力。
30. 根据权利要求29所述的线性超声波马达，其中，在所述施加力的方向上的力在垂 直于所述可动方向的方向上比在所述可动方向上强。
31. 根据权利要求29所述的线性超声波马达，其中，在对所述振动器的所述加压力的 方向上的力在垂直于所述可动方向的方向上比在所述可动方向上强。
32. 根据权利要求29所述的线性超声波马达，其中，所述引导部包括滚动构件，所述滚 动构件相对于所述基座部可动地引导所述可动部。
33. 根据权利要求29所述的线性超声波马达，其中，所述振动器具有接触部，所述接触 部与所述基座部接触，并且所述传递构件以在所述可动方向上与所述接触部排列或匹配的 方式配置。
34. 根据权利要求33所述的线性超声波马达，其中，所述传递构件以在所述可动方向 上与所述滚动构件排列或匹配的方式配置。
35. 根据权利要求29所述的线性超声波马达，其中，设置于所述可动部的具有凸出形 状的传递部与设置于所述传递构件的凹部接合。
36. 根据权利要求29所述的线性超声波马达，其中，所述振动器利用由加压构件产生 的加压力与所述基座部接触。
37. 根据权利要求36所述的线性超声波马达，其中，所述基座部包括接触基座构件，并 且所述振动器被所述加压构件加压而与所述接触基座构件接触。
38. 根据权利要求36所述的线性超声波马达，其中，所述振动器通过所述加压构件与 所述基座部接触。
39. 根据权利要求35所述的线性超声波马达，其中，所述可动部的接触所述传递构件 的所述传递部由硬球形成，所述硬球由陶瓷、不锈钢、黄铜、碳化钨和碳钢中的一种制成。
40. 根据权利要求29所述的线性超声波马达，其中，所述施力构件是扭簧。
41. 根据权利要求32所述的线性超声波马达，其中，所述滚动构件由球形滚动球形成， 并且所述滚动球被夹在设置于所述可动部的引导部与设置于所述基座部的引导部之间。
42. 根据权利要求29所述的线性超声波马达，其中，所述被驱动体是透镜保持架。
43. -种镜头装置，其包括根据权利要求42所述的线性超声波马达和导杆，所述导杆 引导所述透镜保持架。
44. 根据权利要求43所述的镜头装置，其中，所述镜头装置还包括稳定支杆，所述稳定 支杆在与所述导杆相同的方向上延伸并且防止由于所述施力构件的施加力引起的所述透 镜保持架的转动。
【文档编号】H02N2/04GK104104265SQ201410128640
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2013年4月1日
【发明者】山中巧, 野口和宏 申请人:佳能株式会社