專利名稱：振動促動器、具有該振動促動器的透鏡鏡筒及相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振動促動器、具有該振動促動器的透鏡鏡筒及相機(jī)。
背景技術(shù)：
振動促動器具有振動體，該振動體具有彈性體和機(jī)電轉(zhuǎn)換元件。振動促動器通過 驅(qū)動信號使機(jī)電轉(zhuǎn)換元件伸縮，利用該伸縮而在彈性體的驅(qū)動面上產(chǎn)生行進(jìn)性振動波(以 下稱為行進(jìn)波)。通過該行進(jìn)波在振動體的驅(qū)動面產(chǎn)生橢圓運(yùn)動，與橢圓運(yùn)動的波峰加壓接 觸的相對移動部件被驅(qū)動。這種振動促動器在高溫或低溫的環(huán)境下，與常溫的狀態(tài)相比驅(qū) 動特性發(fā)生變化。為了使振動促動器相對于溫度的驅(qū)動特性穩(wěn)定，而公開有以下技術(shù)在構(gòu)成振動 體的壓電體(機(jī)電轉(zhuǎn)換元件)上設(shè)置傳感器電極，檢測振動體的溫度，進(jìn)行移動體(相對移 動部件)的速度控制的溫度校正(例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 JP特開平5-；344761號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，上述現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題需要用于檢測和控制的電路等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生 產(chǎn)成本高。本發(fā)明的課題在于以簡單的結(jié)構(gòu)提供一種具有穩(wěn)定的驅(qū)動特性的振動促動器、具 有該振動促動器的透鏡鏡筒以及相機(jī)。用于解決問題的手段本發(fā)明通過以下解決手段來解決上述課題。技術(shù)方案1的發(fā)明為一種振動促動器，其特征在于，包括相對移動部件，與振動 部件加壓接觸，通過上述振動部件的振動，而相對于上述振動部件移動；加壓部件，使上述 振動部件和上述相對移動部件加壓接觸；以及磁力產(chǎn)生部，通過磁力調(diào)整上述加壓部件的 加壓力。技術(shù)方案2的發(fā)明，在技術(shù)方案1所述的振動促動器中，其特征在于，上述加壓部 件具有對上述振動部件向上述相對移動部件側(cè)加壓的彈性部件，上述磁力產(chǎn)生部在抑制該 彈性部件的加壓的方向上產(chǎn)生磁力。技術(shù)方案3的發(fā)明，在技術(shù)方案2所述的振動促動器中，其特征在于，上述磁力產(chǎn) 生部具有磁性體和磁鐵，上述彈性部件配置在上述磁性體和上述磁鐵之間。技術(shù)方案4的發(fā)明，在技術(shù)方案3所述的振動促動器中，其特征在于，上述磁鐵為 永久磁鐵。技術(shù)方案5的發(fā)明，在技術(shù)方案3或4所述的振動促動器中，其特征在于，上述振 動部件相對于上述磁鐵配置在上述磁性體的相反側(cè)。技術(shù)方案6的發(fā)明，在技術(shù)方案5所述的振動促動器中，其特征在于，上述相對移動部件相對于上述振動部件配置在上述磁鐵的相反側(cè)。技術(shù)方案7的發(fā)明，在技術(shù)方案1 6中任一項(xiàng)所述的振動促動器中，其特征在 于，上述振動部件具有將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)電轉(zhuǎn)換元件和通過上述機(jī)電轉(zhuǎn)換元件的激 振而產(chǎn)生上述振動的彈性體，上述機(jī)電轉(zhuǎn)換元件相對于上述彈性體設(shè)置在上述相對移動部 件的相反側(cè)。技術(shù)方案8的發(fā)明為一種透鏡鏡筒，具有技術(shù)方案1 7中任一項(xiàng)所述的振動促 動器。技術(shù)方案9的發(fā)明為一種相機(jī)，具有技術(shù)方案1 7中任一項(xiàng)所述的振動促動器。另外，上述構(gòu)成也可以適當(dāng)改良，或?qū)⒅辽僖徊糠执娉善渌麡?gòu)成物。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)提供具有穩(wěn)定的驅(qū)動特性的振動促動器、具有該 振動促動器的透鏡鏡筒以及相機(jī)。


圖1是表示具有本發(fā)明一個實(shí)施方式的超聲波馬達(dá)的相機(jī)的圖。圖2表示超聲波馬達(dá)的圓環(huán)中心軸方向上的剖面。圖3是表示加壓部件的力關(guān)系的圖，(a)表示常溫時，(b)表示低溫時，(C)表示高 溫時。符號說明1 相機(jī)10 超聲波馬達(dá)11 振動元件12 彈性體13:壓電體14 移動體18 加壓部件18a 加壓板(永久磁鐵)18b 彈簧部件18c 壓板(磁性體)
具體實(shí)施例方式以下參照附圖等說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，以下的實(shí)施方式中，作為振動促動 器以利用了超聲波區(qū)域的振動的超聲波馬達(dá)10為例進(jìn)行說明。圖1是表示具有本實(shí)施方式的超聲波馬達(dá)10的相機(jī)1的圖。相機(jī)1包括具有攝 像元件6的相機(jī)主體2 ；和透鏡鏡筒3。透鏡鏡筒3是可相對于相機(jī)主體2拆裝的可換透 鏡。另外，在本實(shí)施方式中，相機(jī)1示出了透鏡鏡筒3為可換透鏡的例子，但不限于此，例如 也可以是與相機(jī)主體一體型的透鏡鏡筒。透鏡鏡筒3包括透鏡4、凸輪筒5、超聲波馬達(dá)10等。超聲波馬達(dá)10為大致圓環(huán) 形狀，且以使其圓環(huán)中心軸方向與光軸方向(圖1中的箭頭A方向)大致一致的方式配置
4在透鏡鏡筒3內(nèi)。該超聲波馬達(dá)10作為在相機(jī)1的聚焦動作時驅(qū)動透鏡4的驅(qū)動源使用。 從超聲波馬達(dá)10獲得的驅(qū)動力被傳遞到凸輪筒5。透鏡4與凸輪筒5凸輪配合，在通過超 聲波馬達(dá)10的驅(qū)動力而使凸輪筒5旋轉(zhuǎn)時，透鏡4通過與凸輪筒5的凸輪配合而向光軸方 向移動，進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。圖2表示超聲波馬達(dá)10的圓環(huán)中心軸方向上的剖面。超聲波馬達(dá)10包括振動元 件11、移動體14、緩沖部件15、支撐體16、緩沖部件17、加壓部件18。振動元件11為大致圓環(huán)形狀的部件，包括彈性體12和壓電體13。彈性體12是利 用不銹鋼材料、殷鋼材料等鐵合金、黃銅等可彈性變形的金屬材料形成的大致圓環(huán)形狀的 部件。在彈性體12的一個端面上設(shè)置有壓電體13。在壓電體13的另一個面上形成有通過 切割多個槽1 而形成的梳齒部12b。該梳齒部12b的前端面通過壓電體13的激振而產(chǎn)生 行進(jìn)波，成為驅(qū)動移動體14的驅(qū)動面。壓電體13是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)電轉(zhuǎn)換元件。在本實(shí)施方式中，壓電體13 利用PZT(鋯鈦酸鉛)形成，利用導(dǎo)電性的粘結(jié)劑等而與彈性體12接合。在壓電體13上形 成有與未圖示的柔性印刷基板電連接的未圖示的電極。通過從該柔性印刷基板供給的驅(qū)動 信號，使壓電體13激振。移動體14是大致圓環(huán)形狀的部件，通過后述加壓部件18的加壓力而與彈性體12 的驅(qū)動面加壓接觸，由彈性體12的行進(jìn)波摩擦驅(qū)動。緩沖部件15是利用橡膠等形成的大 致圓環(huán)形狀的部件。該緩沖部件15是防止將移動體14的振動傳遞到支撐體16側(cè)的部件， 設(shè)置在移動體14和支撐體16之間。支撐體16是用于支撐移動體14的部件。支撐體16 與移動體14成為一體并旋轉(zhuǎn)而將移動體14的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞到未圖示的被驅(qū)動部件，且限 制移動體14的旋轉(zhuǎn)中心軸方向的位置。緩沖部件17是利用無紡布、毛氈等形成的大致圓 環(huán)形狀的部件。該緩沖部件17是防止將振動元件11的振動傳遞到加壓部件18側(cè)的部件， 設(shè)置在壓電體13和加壓部件18之間。加壓部件18由彈簧等彈性部件構(gòu)成，產(chǎn)生使振動元件11與移動體14加壓接觸的 加壓力。加壓部件18包括彈簧部件18b以及配置于該彈簧部件18b的兩端的加壓板18a 和壓板18c。彈簧部件18b在本實(shí)施方式中使用盤簧。但是，彈簧部件18b不限于盤簧，只 要是可以在圖中上下方向伸縮即可，例如可以是沿著圓周形成為波狀的圓環(huán)部件。加壓板l&i是用永久磁鐵制造的大致圓環(huán)板狀部件。另外，永久磁鐵的材料可以 使用鐵氧體磁鐵、釤鈷磁鐵、釹磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵等，但不限于這些材料。壓板18c是由磁性 體制造的大致圓環(huán)板狀部件，還具有將超聲波馬達(dá)10固定到透鏡鏡筒3的功能。另外，磁 性體是指易于帶磁性的物質(zhì)。這樣一來，加壓板18a用永久磁鐵制造、壓板18c用磁性體制造，因此在加壓板18a 和壓板18c之間產(chǎn)生磁力。該磁力的強(qiáng)度根據(jù)環(huán)境溫度而變化，因溫度變化引起的永久磁 鐵的磁力的變化量M用下式表示。MXaXAt = ΔΜ其中，M是常溫下的永久磁鐵的磁力，α是永久磁鐵的溫度系數(shù)(％ )，Δ t是常溫 和實(shí)際溫度之差。溫度系數(shù)α，在鐵氧體磁鐵的情況下為-0. 18，在釤鈷磁鐵的情況下為_0. 03，在 釹磁鐵的情況下為-0. 12，在鋁鎳鈷磁鐵的情況下為-0. 02。它們的溫度系數(shù)為負(fù)值，因此加壓板18a和壓板18c之間的磁力，若溫度下降則增強(qiáng)，若溫度上升則減弱。圖3 (a)、(b)、(c)是分別表示常溫、低溫、高溫時加壓部件18的力關(guān)系的圖。例如， 使彈簧部件18b產(chǎn)生的將振動元件11向移動體14側(cè)推壓的方向的加壓力為2. Okgo該加 壓力在(a)常溫、(b)低溫、(c)高溫時不發(fā)生變化。此外，將常溫下加壓板18a和壓板18c 之間的磁力設(shè)為1.0kg。這樣一來，在常溫時，加壓板18a將振動元件11向移動體14方向 推壓的力，如圖3(a)所示為2. Okg-1. Okg = LOkgo低溫時加壓板18a和壓板18c之間的磁力比常溫時大，因此例如設(shè)為1. 1kg。 這樣一來，加壓板18a將振動元件11向移動體14方向推壓的力，如圖3(b)所示變?yōu)?2. Okg-1. Ikg = 0. 9kg。即，比常溫時小。高溫時加壓板18a和壓板18c之間的磁力比常溫時小，因此例如設(shè)為0. 9kg0 這樣一來，加壓板18a將振動元件11向移動體14方向推壓的力，如圖3(c)所示變?yōu)?2. Okg-O. 9kg = 1. 1kg。即，比常溫時大。此外，超聲波馬達(dá)10根據(jù)使用的環(huán)境的溫度變化，其驅(qū)動特性發(fā)生變化。這是由 于，通過溫度變化，因彈性體12和壓電體13的熱膨脹系數(shù)的不同而使彈性體12和壓電體 13的接合面變形、使用的環(huán)境下的空氣的濕度變化而使振動元件11和移動體14的摩擦接 觸面的摩擦系數(shù)變化、壓電體13的靜電容量發(fā)生變化。例如將超聲波馬達(dá)10置于低溫環(huán)境下時，壓電體13的靜電容量變小，振動元件 11產(chǎn)生的行進(jìn)波驅(qū)動移動體14的力減少。從而超聲波10產(chǎn)生的驅(qū)動力變小。此外，在低 溫環(huán)境下，空氣中的水分量降低，因此振動元件11和移動體14的摩擦接觸面的摩擦系數(shù)增 大。因此，超聲波馬達(dá)10在低溫環(huán)境下存在起動特性、低速下的驅(qū)動特性等比常溫時差的 傾向。但是，在本實(shí)施方式中，在低溫環(huán)境下，如上所述加壓板18a將振動元件11向移動 體14方向推壓的加壓力減少。通過加壓力減少，推壓移動體14的力減少，移動體14與常 溫時相比容易旋轉(zhuǎn)。因此，可以彌補(bǔ)因溫度下降引起的上述驅(qū)動力的減少，可以減少驅(qū)動特 性相對于常溫時的變化。另一方面，將超聲波馬達(dá)10置于高溫環(huán)境下時，壓電體13的靜電容量變大，振動 元件11產(chǎn)生的行進(jìn)波驅(qū)動移動體14的力增大。從而移動體的轉(zhuǎn)速升高，超聲波10產(chǎn)生的 驅(qū)動力變大。此外，彈性體12和壓電體13的接合面變形，移動體14的驅(qū)動容易變得不穩(wěn) 定。因此，超聲波馬達(dá)10在高溫環(huán)境下存在與常溫時相比容易因移動體14的振動而產(chǎn)生 雜音的傾向。但是，在本實(shí)施方式中，在高溫環(huán)境下，如上所述加壓部件18整體產(chǎn)生的加壓力 增加。通過加壓力增加，推壓移動體14的力增加，移動體14與常溫時相比難以旋轉(zhuǎn)。因此， 可以抑制隨著溫度上升引起的轉(zhuǎn)速的上升，可以減少雜音的產(chǎn)生。綜上，通過本實(shí)施方式具有以下的效果。(1)如上所述，通過本實(shí)施方式可以彌補(bǔ)低溫環(huán)境下超聲波馬達(dá)10的驅(qū)動力的減 少，可以減少超聲波馬達(dá)10的驅(qū)動特性相對于常溫時的變化。此外，可以緩和高溫環(huán)境下 轉(zhuǎn)速的上升、減少雜音的產(chǎn)生。從而在超聲波馬達(dá)10中可以獲得不依賴于溫度變化的穩(wěn)定 的驅(qū)動。(2)此外，根據(jù)本實(shí)施方式，通過用永久磁鐵制造加壓板18a、用磁性體制造壓板18c這樣簡單的結(jié)構(gòu)就可以達(dá)成振動元件11推壓移動體14的力的調(diào)整。因此，可以使制造 容易并抑制生產(chǎn)成本。(變形方式)不限于以上說明的實(shí)施方式，可以進(jìn)行以下所示的各種變形、變更，這些變形、變 更也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。(1)在本實(shí)施方式中，將永久磁鐵(加壓板18a)配置在彈簧部件18b的振動元件 11側(cè)，將磁性體(壓板18C)配置在彈簧部件18b的其相反側(cè)。但是，本發(fā)明不限于此。也可 以將磁性體(壓板18c)配置在彈簧部件18b的振動元件11側(cè)，將永久磁鐵(加壓板18a) 配置在彈簧部件18b的其相反側(cè)。(2)在本實(shí)施方式中，示例了將超聲波馬達(dá)10以使其圓環(huán)中心軸與光軸方向基本 一致的方式配置在透鏡鏡筒3內(nèi)。但是本發(fā)明不限于此。例如在小型的超聲波馬達(dá)10時 等，也可以配置成使透鏡鏡筒3的光軸和超聲波馬達(dá)10的中心軸不同。C3)在本實(shí)施方式中，作為振動促動器以驅(qū)動移動體14旋轉(zhuǎn)的超聲波馬達(dá)10為例 進(jìn)行了說明。但本發(fā)明不限于此。例如，也可以是在直線方向上驅(qū)動移動體14的直線型的 振動促動器。此外，也可以是桿型、筆型、圓盤型等的振動促動器。(4)在本實(shí)施方式中，作為振動促動器以使用超聲波區(qū)域的振動的超聲波馬達(dá)10 為例進(jìn)行了說明，但不限于此。例如也可以為使用超聲波區(qū)域以外的振動的振動促動器。(5)在本實(shí)施方式中，示出了超聲波馬達(dá)10作為相機(jī)1的聚焦動作時透鏡4的驅(qū) 動源使用的例子。但本發(fā)明不限于此。例如也可以作為相機(jī)1的變焦動作時的驅(qū)動源。此 外，也可以作為驅(qū)動相機(jī)1的攝像系統(tǒng)的一部分而校正手抖動的手抖動校正機(jī)構(gòu)的驅(qū)動源 使用。也可以用于復(fù)印機(jī)的驅(qū)動部、汽車的轉(zhuǎn)向盤擺動裝置、頭枕的驅(qū)動部、鐘表的驅(qū)動裝 置等。另外，實(shí)施方式及變形方式也可以適當(dāng)組合使用，但省略詳細(xì)的說明。此外，本發(fā) 明并不由以上說明的各實(shí)施方式限定。
權(quán)利要求
1.一種振動促動器，其特征在于，包括相對移動部件，與振動部件加壓接觸，通過上述振動部件的振動，而相對于上述振動部 件移動；加壓部件，使上述振動部件和上述相對移動部件加壓接觸；以及 磁力產(chǎn)生部，通過磁力調(diào)整上述加壓部件的加壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動促動器，其特征在于，上述加壓部件具有對上述振動部件向上述相對移動部件側(cè)加壓的彈性部件，上述磁力 產(chǎn)生部在抑制該彈性部件的加壓的方向上產(chǎn)生磁力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動促動器，其特征在于，上述磁力產(chǎn)生部具有磁性體和磁鐵，上述彈性部件配置在上述磁性體和上述磁鐵之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振動促動器，其特征在于， 上述磁鐵為永久磁鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的振動促動器，其特征在于， 上述振動部件相對于上述磁鐵配置在上述磁性體的相反側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的振動促動器，其特征在于，上述相對移動部件相對于上述振動部件配置在上述磁鐵的相反側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的振動促動器，其特征在于，上述振動部件具有將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)電轉(zhuǎn)換元件和通過上述機(jī)電轉(zhuǎn)換元件的 激振而產(chǎn)生上述振動的彈性體，上述機(jī)電轉(zhuǎn)換元件相對于上述彈性體設(shè)置在上述相對移動 部件的相反側(cè)。
8.—種透鏡鏡筒，具有權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的振動促動器。
9.一種相機(jī)，具有權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的振動促動器。
全文摘要
提供具有穩(wěn)定的驅(qū)動特性的振動促動器、具有該振動促動器的透鏡鏡筒以及相機(jī)。本發(fā)明的振動促動器的特征在于，包括相對移動部件，與振動部件加壓接觸，通過上述振動部件的振動，而相對于上述振動部件移動；加壓部件，使上述振動部件和上述相對移動部件加壓接觸；以及磁力產(chǎn)生部，通過磁力調(diào)整上述加壓部件的加壓力。
文檔編號G02B7/04GK102067004SQ20098012396
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月23日
發(fā)明者佐藤高廣 申請人:株式會社尼康