[发明专利]振动波驱动装置

说明书

本申请是中国专利申请No.200910170505.1(申请日：2009年9月4日；发明名称：振动波驱动装置)的分案申请。

技术领域

本发明涉及振动波驱动装置(典型地，振动波马达)。特别是，本发明涉及以其支承结构为特征的振动波马达。

本发明还涉及一种振动波驱动装置的结构，特别是，涉及一种不会引起吱吱声等噪音的结构。

背景技术

已知有各种类型的振动波驱动装置，典型的有超声波马达(振动波马达)，包括旋转型的和直线型的。

振动波驱动装置，作为其基本结构部件，包括：形成振子的弹性构件、电机械转换装置(或者磁致伸缩元件)、用于支承所述振子的支承器、通过与一对振子接触而被摩擦驱动的被驱动构件、施加压力单元、以及轴承导向构件。

图8A和8B表示传统的直线型振动波马达的结构(U.S.Patent7,432,633)。图8A是正视图，图8B是侧视图。

水平方向长的矩形的压电元件被保持构件19所保持，由片簧20向被驱动构件17加载，并且借助驱动接触部16与被驱动构件17接触。

保持构件19具有：用于在Y方向上保持压电元件15的侧壁22、保持构件基部23、以及在Y方向上从侧壁22突出的圆柱形的销18。

销18大致呈圆柱形，支承着压电元件15使之能够围绕销18旋转，以便顺滑地跟随被驱动构件17的运动。

通过借助图中未示出的电源和电源供应机构向压电元件15施加交变电场，同时激起包括压电元件15的振子在X-Z平面内的弯曲振动模式和在X方向上的伸缩模式，以使驱动接触部16进行椭圆运动。结果，与驱动接触部16接触的被驱动构件17被片簧20在X方向上摩擦驱动。

在上述传统的振动波马达中，尽管在图中未示出直线轴承导向构件，但是，通过将从压电元件15起的上部部件(构件15-23)固定，引导被驱动构件17只在X方向(驱动力的方向)上移动。

这种利用直线型振动波马达的驱动系统的优点在于，与将电磁马达的旋转运动转换成直线运动的传统的驱动系统相比，其结构简单，并且，能够通过直接驱动来改进定位精度。

U.S.Patent 7,425,770揭示了一种利用磁力施加压力的直线型振动波马达。

已知有各种类型的超声波马达，包括旋转型和直线型的。

根据驱动原理，超声波马达大致分为驻波型的和行波型的。驻波型的振子，作为驱动振动的模式，通过叠加同时激起的弯曲振动和伸缩振动，形成驻波。另一方面，行波型的振子，通过多个驻波振动的叠加，类似地形成行波。

日本专利申请公开No.2006-271143揭示了一种行波型的超声波马达，该马达具有图22所示的结构。

在图22中，超声波马达包括：振子101，所述振子101具有压电构件102和弹性构件103；移动构件105，所述移动构件105与弹性构件103的驱动面压力接触。位于振子101的内周的凸缘103c被保持并固定于支承构件106a、106b之间，以便能够驱动移动构件105。

移动构件105通过诸如橡胶等缓冲构件107的插入而被接合到轴108上，压力弹簧109和固定到轴108上的输出齿轮110向移动构件105与振子101之间的摩擦面施加压力。

具有这种结构的超声波马达能够以较低的速度输出较大的转矩，而产生的噪音很小。

日本专利申请公开No.2001-268949揭示了一种超声波马达，如图23所示，该超声波马达具有盘状的振子113，所述振子113在中心处被支承构件114支承。

在该超声波马达中，振子113由弹性构件111和压电元件112组合起来构成，并以在径向方向上进行主振动的振动模式振动，其中，盘的中心成为振动中心，盘的最外周成为腹点。从而，在这种结构中，将振动的波节、即盘的中心固定，以便不妨碍振子的振动。

(专利文献1)JP-A 2006-211839；US 7,432,633

(专利文献2)JP-A 2006-340443；US 7,425,770

(专利文献3)JP-A 2006-271143

(专利文献4)JP-A 2001-268949

在上述U.S.7,432,633中，支承部由销18、与该销接合以便控制振子位置和方向的保持构件19、以及片簧20构成。振子被压到被驱动构件17上，借此，控制振子的位置和方向。这导致装置的厚度大，不适合于整个马达的小型化。