振动波驱动装置制造方法及图纸

一种振动波驱动装置，包括一个电能－机械能转换元件，其被夹紧和固定在数个弹性件之间，其中，一个凸缘形弹性件被放置在电能－机械能转换元件和数个弹性件当中的一个弹性件之间。当一个驱动振动被施加到该电能－机械能转换元件上时，一个振动元件激发弯曲振动，同时那些弯曲振动使得数个超平面弯曲振动在该凸缘弹性件中被激发。由于一个转子与夹在弹性件和电能－机械能转换元件之间的第三弹性件相接触，所以该振动波驱动装置的尺寸能够被减小。此外，由于该振动元件的弯曲振动产生的一种行波和第三弹性件的超平面弯曲振动产生的一种行波都在该振动元件的摩擦表面上产生，所以该振动波驱动装置的输出能够被提高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种振动波驱动装置，更具体地，涉及一种用在一种条形振动波驱动装置中的振动元件的结构。一个接触件通过一个加压机构与弹性件的一个驱动部分压力接触，同时该接触件受到驱动振动的摩擦驱动，从而使得振动元件和接触件彼此相对运动，其中该驱动振动是在弹性件的驱动部分中产生的振动。此处将一个振动波电机作为一个振动波驱动装置的例子，在该振动波驱动装置中，一个振动元件被用作一个定子，一个接触件被用作一个转子。振动波电机的振动元件的例子包括那些具有这样一种结构的振动元件，在该结构中，一个环形压电元件盘被安装到一个环形或盘形弹性件的一个表面上；和那些具有那样一种类型的振动元件，在该类型中，转子的旋转运动通过一个输出轴被输出，或者，在该类型中，转子的旋转运动被直接输出。这样的一种振动波电机已经被应用到产品中，这些产品被用于驱动一个相机的镜头，等等。现在有环状类型的和条状类型的振动波电机。附图说明图10A是一个条形振动波电机的一个条形振动元件的结构视图，该条形振动波电机用于驱动一个相机的镜头。图10B表示了该条形振动元件的一个轴线部分中的一个振动模态(用z-轴表示轴线方向，用r-轴表示径向方向)。附图标记101表示一个第一弹性件；附图标记102表示一个第二弹性件；附图标记103表示一个压电元件。附图标记106表示一个轴件，该轴件穿过第一弹性件101、压电元件103和第二弹性件102。轴件106位于一个转子110侧的一端被固定在一个配合件109上，该配合件109将被安装到一个产品上，而轴件106的另一端被固定在一个螺母115上。一个螺纹部分被加工在轴件106的另一端上。随着螺母115的变紧，被放置在一个凸缘部分和螺母115之间的第一弹性件101、压电元件103和第二弹性件102被夹紧和固定在该凸缘部分和该螺母115之间，其中该凸缘部分是被加工用于固定轴件106的。附图标记110表示如上所述的转子，附图标记107表示一个摩擦件，该摩擦件被固定到第一弹性件101上，并将与该转子接触。当一个驱动信号被施加到压电元件103上时，图10B所表示的弯曲振动(在图10B的主弯曲振动中)就在该条形振动元件中被激发，因此该条形振动元件大体上关于z-轴作摆动运动。相应地，摩擦件116绕z-轴作旋转运动。看起来似乎这样一种条形振动波驱动装置的振动元件在尺寸上已沿其径向方向被减小，但沿其推进的方向，即其轴线的长度方向，在尺寸上仍留有缩小的余地。然而，当该振动元件被简单地缩短时，会引起以下问题谐振频率增加；振动位移被减小，将导致摩擦驱动效率的降低、由于高频引起的驱动电路元件的价格的增加或该元件内部损失的增加。此外，当该振动元件被简单变薄，以降低谐振频率时，一个压电元件的直径和一个摩擦表面也同时被减小，从而降低该压电元件的产生力和摩擦转矩。因此，可以想到，该电机的输出也被变小。作为一种用于解决上述问题并缩短一个条形振动波驱动装置的轴线长度的技术，在日本专利申请No.2001-145376中公开了这样一种技术，具体如图11所示。在该文献中的一个振动装置与一个传统产品的相同之处在于，一个压电元件203被夹紧和固定在一个第一弹性件201和一个第二弹性件202之间。然而，该装置与传统产品的不同之处在于，具有一个摩擦表面的第一弹性件201被分成一个内径部分和一个外径部分，这两个部分通过一个薄的连接部分210被彼此连接到一起。根据这种结构，即使该条形弹性件的轴线被缩短，由于第一弹性件具有足够大的质量，所以也能够得到一个低的谐振频率。然而，根据这一技术，当连接部分210被变薄，以使谐振频率被降低，从而其刚性被破坏时，产生于压电元件中的位移被该连接部分210的一个软弹簧吸收。因此，难以有效地将驱动力传递到一个转子上。因此，似乎还存在进一步改进的余地。对附图的简要说明图1是一个振动元件的剖视图，该振动元件表示了本专利技术的一个第一实施例。图2A和2B分别是一个振动模态曲线图，这些曲线图被用于解释本专利技术的。图3A和3B分别是一个曲线图，这些曲线图表示了一个振动元件的一个振动模态，该振动元件表示了本专利技术的一个驱动原则。图4A和4B分别是一个曲线图，这些曲线图表示了一个振动元件的另一个振动模态，该振动元件表示了本专利技术的一个驱动原则。图5是一个振动元件的剖视图，该振动元件表示了本专利技术的一个第二实施例。图6是一个振动元件的剖视图，该振动元件表示了本专利技术的一个第三实施例。图7A和7B分别是一个振动元件的一个透视图和一个剖视图，该振动元件表示了本专利技术的一个第四实施例。图8是一个振动元件的剖视图，该振动元件表示了本专利技术的一个第五实施例。图9是一个振动波驱动装置的结构视图，该振动波驱动装置表示了本专利技术的一个第六实施例。图10A是一个传统条形振动波驱动装置的剖视图；图10B是一个曲线图，该曲线图表示了该条形振动波驱动装置的振动元件的振动模态；图11是一个传统振动波驱动装置的剖视图，该振动波驱动装置具有一个缩短的轴向长度。对推荐实施例的详细说明第一实施例因为被安装在一个软弹簧(连接部分210)的一个端上的质量件作为一个摩擦表面，所以造成日本专利申请No.2001-145376中公开的专利技术的问题。因此，可以想象通过一个用于降低谐振频率的功能件和一个用于输出驱动力的功能件的彼此分离，就能够解决这一问题。图1A、1B和1C表示了本专利技术的一个第一实施例。附图标记1表示一个第一弹性件，该弹性件被加工成一个圆柱形状，并由一种振动阻尼损失小的材料，例如黄铜制成。附图标记5表示一个凸缘形(盘形)弹性件，该凸缘形弹性件由陶瓷材料，例如，氧化铝，制成。在图1中，凸缘形弹性件5位于一个压电元件3相反侧的表面的外圆周的附近区域是一个与一个转子相接触的部分，并且该部分被加工得略微厚一些，就象该凸缘形弹性件5的中心部分那样，在该中心部分处，该凸缘形弹性件5被第一弹性件1支撑和固定。通过使该中心部分和外圆周的附近区域之间的区域被加工成凹槽，这是为了减小将接受研磨的面积，从而缩短处理的时间。在这种情况下，如从图1中明显看到的那样，凸缘形弹性件5的外圆周的附近区域向外延伸超过第一弹性件1的外圆周部分和压电元件3的外圆周部分，该第一弹性件1和该压电元件3与该凸缘形弹性件5相邻。附图标记3表示一组压电元件。作为该压电元件组，一种叠式压电元件当中的一个压电元件被放置，该叠式压电元件通过堆叠和加热硬化由数个元件或数个薄片式压电元件构成，其中这数个元件每个在其上和下两侧均具有电极，每个薄片式压电元件也在其上和下两侧均具有电极，通过堆叠和加热硬化这些元件，使之成为一体。附图标记2表示一个第二弹性件，该第二弹性件由一种具有低振动阻尼损失特性的材料制成，与第一弹性件1的情况相同。第一弹性件1、第二弹性件2、凸缘形弹性件5和压电元件3通过一个作为一个紧固机构的一个轴件6该被结合起来，以形成一体。轴件6在其一端加工有一个螺纹部分，同时该轴件6被从第一弹性件1的端部插入，从而被穿过压电元件3，然后该螺纹部分被与一个加工在第二弹性件2的轴线中心部分的内螺纹部分拧紧在一起。凸缘形弹性件5和压电元件3被放置在第一弹性件1和第二弹性件2之间，在这种情况下，通过一个在轴件6的中间部分上的被加工用于固定轴件6的凸缘部分和一个加工在轴件6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动波驱动装置的振动元件，该振动元件包括： 一个第一弹性件； 一个第二弹性件； 一个电能－机械能转换元件，该电能－机械能转换元件被放置在一个第一弹性件和一个第二弹性件之间；和 一个第三弹性件，该第三弹性件被放置在第一弹性件和电能－机械能转换元件之间，同时该第三弹性件具有一个比电能－机械能转换元件的外径大的外径。 其特征在于，当驱动信号被施加到该电能－机械能转换元件上时，第一行波通过弯曲振动在第三弹性件的摩擦表面上被激发，该弯曲振动沿一个与振动元件的轴线方向正交的方向移动，第二行波通过第三弹性件的超平面弯曲振动也在该摩擦表面上被激发。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：月本贵之，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]