振动波电机制造技术

本发明专利技术的振动波电机，包括：一被驱动主体；多个振子，每个所述振子具有一与所述被驱动主体的外表面相接触的驱动接触部，并连接到一基座，并且围绕所述被驱动主体布置。在所述振子的纵向和所述被驱动主体的驱动方向相一致的状态下，所述基座和所述被驱动主体被直线往复驱动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用超声波振子执行直线驱动的振动波电机，尤其涉及一种通过采用简单结构而小型化的振动电机。
技术介绍
近来，超声波电机(振动波电机)作为一种新的电机代替了电磁电机。与传统的电磁电机相比，这种超声波电机具有下述优点(1)不通过任何传动装置即可获得低速高驱动力。(2)具有大的保持力。(3)具有长的冲程和高分辨率。(4)操作平稳。(5)不产生电磁噪声且不受噪声的影响。作为具有上述优点的传统超声波电机，一种直线超声波电机被提出，其运动部具有两个振子板，其中在每个振子板的相对表面上形成的每对相对突出部之间插入一导向轴，并且，其运动部在两振子板的振动作用下沿导向轴运动(例如，见日本专利申请H09-051687，第0011段-0012段以及图1)。
技术实现思路
本专利技术的振动波电机，包括一被驱动主体；多个振子，每个所述振子具有一与所述被驱动主体的外表面相接触的驱动接触部，并连接到一基座，并且围绕所述被驱动主体布置。在所述振子的纵向和所述被驱动主体的驱动方向相一致的状态下，所述基座和所述被驱动主体被直线往复驱动。附图说明图1A是第一优选实施例中的振动波电机的正视图。图1B是图1A所示的振动波电机的侧视图。图2A是一振动波直线电机的振子主体的正视图。图2B是图2A所示的振动波电机的侧视图。图2C示出图2A和2B所示的振子主体的压电片和电极位置。图2D和2E示出振子主体结构的两个示例。图3A和3B是用来说明振动波直线电机的振子主体的典型超声波椭圆振动的透视图，该直线电机由施加给电极的电压振动和驱动。图3C只采用该振子主体的轮廓简单说明了图3B的辅助曲线振动。图4A和4B示出当以共振频率附近的不同频率施加相位差是π/2的交替电压时，振子的驱动接触部产生的典型的椭圆形振动。图5A，5B和5C示出在第二优选实施例中，被驱动主体和驱动接触部的外表面形状相互仿形。图6示出在第三实施例中，三个或更多振子被布置在被驱动主体周围的结构的一个示例。图7A是第四优选实施例中振动波电机的正视图。图7B是图7A所示的振动波电机的侧视图。图8A是第五优选实施例中振动波电机的正视图。图8B是图8A所示的振动波电机的侧视图。图9A是第六优选实施例中振动波电机的正视图。图9B是图9A所示的振动波电机的侧视图。图10A是第七优选实施例中振动波电机的正视图。图10B是图10A所示的振动波电机的侧视图。图11A是第八优选实施例中振动波电机的正视图。图11B是图11A所示的振动波电机的侧视图。图12A是所述第八优选实施例的一变化例中的振动波电机的正视图。图12B是图12A所示的振动波电机的侧视图。具体实施例方式下面结合附图说明本专利技术的优选实施例。第一优选实施例图1A是第一优选实施例中的振动波电机的正视图，图1B是其侧视图。如图1A和1B所示，该振动波电机1包括一圆柱形被驱动主体2和多个(在图1A和1B中为两个)被布置在被驱动主体周围的振子3。每个振子3包括一振子主体4和一固定到该振子主体上的驱动接触部5，驱动接触部5接触被驱动主体的外表面2-1，每个振子通过连接部6连接到一基座7。连接部6包括一销钉件8，一保持件9以及一推压件11。销钉件8穿过并固定于一个成为振子主体4的振动节点的位置，并且其每个外突出端与截面如日本字母形状コ的保持件9的每一侧面的V形槽口的槽相啮合。被插入到保持件9和基座7之间的推压件11将保持件9推向被驱动主体2。这样，经由保持件9的V形槽的槽口以及销钉件8，振子3被推压抵靠于该被驱动主体2的外表面2-1上。换言之，被驱动主体2和振子3是彼此压靠的。在这种振动波电机1中，在振子3纵向(垂直于图1A的纸面，图1B的左/右方向)和被驱动主体2的驱动方向相一致的状态下，振子3直线往复驱动基座7和被驱动主体2。下面描述在该优选实施例中振动波电机1的振子主体4的结构。图2A是一振动波直线电机的振子主体4的正视图。图2B是其侧视图。图2C示出图2A和2B所示的振子主体4的压电片和电极位置。图2D和2E示出振子主体的其它结构的两个示例。如图2A和2B所示，振子主体4包括由分层的压电片12构成的压电片层13和由压电片层下方的分层弹性片14构成的弹性片层15。绝缘片16被粘贴在压电片层13的顶面和弹性片层15的底面上。在该实例中，绝缘片16还可使用与弹性片14相同的原始压电材料元件。如图1A或1B所示的驱动接触部5以这样的方式形成，即被可靠地固定到其中一个绝缘片16的外表面上。振子主体4的压电片层13构成压电部，用于主要产生强迫振动。弹性片层15构成激励部，用于与该压电部一起激励一特定的振动模式。但是，只要压电部可以激励一所需的振动模式，有时也不可不要激励部。构成压电片层13的压电片12与弹性片层15的弹性片14的区别在于是否施加了一个内部电极处理。本质上讲，它们是由相同材料，例如锆钛酸铅(PZT)或类似材料制成的矩形片状元件。具体地，这种片状元件的尺寸为例如10mm长，2.5mm深以及80μm高(分层方向的厚度)。当PZT材料用于该优选实施例中时，选用大Qm值为2000的硬材料。这还适用于该弹性片。在竖直方向夹持压电片层13和弹性片层15的绝缘片16由相同的PZT材料制成，厚度为40μm。尽管这些绝缘片16由与压电片12相同的材料制成，但是由于没有设置电极，因此它们没有极性并且不是压电的。因此，它们主要具有绝缘体的特性。压电片层13的压电片12包括两种片状压电装置，这两种片状压电装置的区别仅在于被施加内部电极处理的电极样式不同。如图2C所示，这两种压电片12中的其中一种是被分成左右两部分的压电片12m，在其中一部分中，基本上一体形成一A+内部电极箔片17，在另一部分中，基本上一体形成一B-内部电极箔片18。大致在该A+内部电极箔片17和B-内部电极箔片18的右端和左端，端子部18-1和17-1在压电片12m的一侧分别形成并突出，用于外部连接。这两种压电片12中的另一种是类似地被分成左右两部分的压电片12n，在其中一部分中，基本上一体形成一A-内部电极箔片19，在另一部分中，基本上一体形成一B+内部电极箔片21。大致在该A-内部电极箔片19和B+内部电极箔片21的左端和右端，在靠近该压电片的中心处，端子部19-1和21-1以类似方式在压电片12n的一侧分别形成并突出，用于外部连接。银钯合金或银被用作内部电极箔片的电极材料。它们通过例如蒸镀技术(evaporation)和光学微影技术(photolithography)形成为4μm厚。在该优选实施例中，通过交替堆置24个压电片12m和24个压电片12n构成压电片层13，也就是说总共48个压电片。这样，在该中间层中，除了顶部和底部，形成为压电片12(12n或12m)提供相反电势的内部电极，其中形成一个电极箔片，并形成与其它压电片相接触的压电片12。在压电片12(12n和12m)的一侧从A+内部电极箔片17，A-内部电极箔片19，B+内部箔片21和B-内部电极箔片18形成并突出的用于外部连接的端子17-1，18-1，19-1以及21-1被分别连接到A+电极连接外部端子22，A-电极连接外部端子23，B+电极连接外部端子24和B-电极连接外部端子25，这些端子在振子主体的一侧由印刷银制成，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动波电机，包括：一被驱动主体；多个振子，每个所述振子具有一与所述被驱动主体的外表面相接触的驱动接触部，并连接到一基座，并且围绕所述被驱动主体布置，其中，在所述振子的纵向和所述被驱动主体的驱动方向相一致的状态下， 所述基座和所述被驱动主体被直线往复驱动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：坂野博通，佐佐木靖夫，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]