專利名稱：振動致動器和驅動振動致動器的方法
技術領域：
本發明涉及振動致動器。更具體地說，本發明涉及通過引起彈性體的振動來產生振動能并通過提取該振動能作為輸出來獲得驅動力的振動致動器。
背景技術：
日本特開昭專利公布No.S59-96881公開一種振動波馬達，該振動波馬達在壓電構件膨脹/收縮時在彈性體的驅動表面處產生前進振動波(以下稱為前進波)。在該驅動表面處，出現可歸因于該前進波的橢圓運動，并且與該橢圓運動的波前擠壓接觸的動子因此被驅動。通過在某些類型的驅動裝置中安裝這種即使在低旋轉速率下也保持高轉矩的振動波馬達，可以消除在該驅動裝置處對齒輪的需求。因此，實現例如消除齒輪噪聲和提高定位精度的優點。
如果為了小型化而減小振動波馬達的直徑，則在振動波馬達處產生的轉矩(轉矩＝切向力×直徑)變小，導致該振動波馬達的輸出(輸出＝轉矩×旋轉速度)變小。這就是說，需要使具有較低轉矩的較緊湊的振動波馬達的旋轉速度升高。然而，旋轉速度的這種增加可能導致異常噪聲的問題。
發明內容
根據本公開的第一方面的振動致動器包括振蕩器，該振蕩器產生振動能；動子，該動子通過振動能繞第一軸線被旋轉驅動；輸出軸，該輸出軸通過利用從動子傳遞來的旋轉力繞第二軸線旋轉；和沿著與第二軸線交叉的方向從輸出軸伸出的凸緣部，該凸緣部與輸出軸一起旋轉，其中在位于凸緣部和振蕩器之間的位置處對動子施加壓力；并且從第一軸線到動子在動子被擠壓在凸緣部上的區域上的外部部分的距離被設置成大到足以防止第一軸線和第二軸線相對于彼此傾斜的值。
當r表示從第一軸線到動子在動子被擠壓在凸緣部上的區域上的外部部分的距離、而R表示從第一軸線到動子在動子被擠壓在振蕩器上的區域上的外部部分的距離時，可以滿足表示為r/R≥0.5的關系。
優選輸出軸和動子確保允許輸出軸和動子相對于彼此在關于由第一軸線和第二軸線形成的角度的預定角度范圍內搖動的自由度水平。凸緣部能夠相對于輸出軸移動。還可以提供調節構件，該調節構件對凸緣部和輸出軸沿著對動子施加壓力的方向相對于彼此的位置進行調節。調節構件可以是配合在形成于輸出軸處的凹槽內部的保持環。
優選動子包括通孔，輸出軸至少部分地配合在該通孔中。輸出軸可以包括配合部和凹進部，該配合部與通孔的內壁的一部分配合，該凹進部呈現小到足以確保凹進部不與通孔的內壁接觸的外部尺寸。配合部可以形成在凸緣部和凹進部之間，并與通孔內壁的朝向凸緣部的部分配合。
優選振蕩器包括由驅動信號激勵的壓電體和結合到該壓電體上的彈性體，當壓電體受激勵時，彈性體在驅動表面處產生振動能。
還可以提供壓力施加構件，該壓力施加構件將振蕩器擠壓成與動子接觸，其中壓力施加構件在振蕩器的與設置動子的一側相反的一側上與輸出軸的外周表面接近地設置，在凸緣部和振蕩器之間的位置處對動子施加壓力，并與輸出軸一起旋轉。優選還提供固定構件，該固定構件鎖定振蕩器；輸出傳動構件，該輸出傳動構件與輸出軸一起旋轉，并將驅動力傳遞給從動構件；和設置在凸緣部和輸出傳動構件之間的軸承部，該軸承部決定輸出軸沿著輸出軸相對于固定構件的旋轉運動的半徑的位置，并受到由壓力施加構件施加的壓力，并且壓力施加構件可以設置在軸承部和輸出傳動構件之間。
還可以提供降噪構件，該降噪構件設置于夾在動子和凸緣部之間的位置處。降噪構件可以由包含乙丙橡膠的材料構成。該乙丙橡膠可以是EPDM(三元乙丙橡膠(ethylene-propylene-diene-methylenelinkage))。優選降噪構件的肖氏硬度等于或小于50。對降噪構件通過將施加給降噪構件的表面壓力除以壓縮彈性模量計算出的壓縮率可以在0.002～0.25的范圍內。
在根據本發明第二方面的驅動振動致動器的方法中，用振蕩器處產生的振動能繞第一軸線旋轉驅動動子；通過利用該動子的旋轉力使輸出軸繞第二軸線旋轉；在位于與輸出軸一起旋轉的凸緣部和振蕩器之間的位置處對動子施加壓力；并且驅動動子，從而通過利用動子在動子被擠壓在凸緣部上的區域上的外部部分來防止第一軸線和第二軸線相對于彼此傾斜。
在根據第二方面的方法中，當r表示從第一軸線到動子在動子被擠壓在凸緣部上的區域上的外部部分的距離、而R表示從第一軸線到動子在動子被擠壓在振蕩器上的區域上的外部部分的距離時，可以滿足表示為r/R≥0.5的關系。優選輸出軸和動子確保允許輸出軸和動子相對于彼此在關于由第一軸線和第二軸線形成的角度的預定角度范圍內搖動的自由度水平。凸緣部能夠相對于輸出軸移動。降噪構件可以設置于夾在動子和凸緣部之間的位置處。
圖1圖示本發明第一實施方案中實現的振動致動器；圖2示出包括第一實施方案中實現的振動致動器的驅動裝置；圖3是顯示與比率r/R及噪聲產生有關的測量結果的表格；圖4圖示第二實施方案中實現的振動致動器；圖5圖示第三實施方案中實現的振動致動器；圖6圖示第四實施方案中實現的振動致動器；圖7是示意地示出第五實施方案中實現的振動致動器的剖面圖；圖8是用于和第五實施方案中的振動致動器比較的實例的示意剖面圖；圖9是示意地示出第六實施方案中實現的振動致動器的剖面圖；圖10是示意地示出第七實施方案中實現的振動致動器的剖面圖；圖11是顯示與肖氏硬度及噪聲產生有關的測量結果的表格；圖12是顯示與壓縮率及噪聲產生有關的測量結果的表格；圖13是示意地示出第八實施方案中實現的振動致動器的剖面圖；并且圖14顯示由第一實施方案中實現的超聲馬達控制裝置執行的用于驅動超聲馬達的驅動處理過程的流程圖。
具體實施例方式
第一實施方案以下是參考附圖給出的根據本發明一實施方案的振動馬達(振動致動器)的詳細說明。應當注意在該實施方案及其它實施方案的說明中，參考各實施方案說明的振動馬達是利用超聲振動范圍內的振動波的超聲馬達。
圖1圖示根據本發明第一實施方案的振動波馬達。
第一實施方案中實現的超聲馬達100包括固定振蕩器11和被旋轉驅動的動子15。
該振蕩器(定子)11可以是大致環狀的構件，它包括彈性體12和結合到該彈性體12上的壓電體13。
彈性體12通過使用具有高水平的諧振銳度的金屬材料形成，并呈現大致環狀形狀。彈性體12包括齒梳部12a、基部12b和彈性凸緣部12c。
通過在與壓電體13所結合的那一側相反的那一側上的表面中切入多個凹槽來形成該齒梳部12a。齒梳部12a的前端表面構成驅動表面，該驅動表面與動子(轉子)15擠壓接觸以驅動動子15。該驅動表面通過Ni-P(鎳-磷)鍍等進行處理。齒梳部12a形成為使得將前進振動波(振動能)的中性平面設置得盡可能靠近壓電體13，并因此將驅動表面處的前進波的振幅放大。
基部12b沿著彈性體12的周邊連續地分布，并且壓電體13結合到基部12b的在與齒梳部12a相反的那一側上的表面上。位于沿著基部12b的厚度的中心處的彈性凸緣部12c呈現大致擋圈形狀，并向彈性體12的內周伸出。振蕩器11通過彈性凸緣部12c鎖定到固定構件16上。
壓電體13是將電能轉換為機械能的電機轉換元件，并且可以由壓電元件或電致伸縮元件構成。壓電體13包括沿著周向的輸入電信號的兩個相位(A相位和B相位)的范圍。在與任一相位對應的范圍上，以半波長間隔設置具有交變極性的元件，其中在A相位和B相位之間形成與1/4波長對應的間隔。
在壓電體13的位于與彈性體12相反的那一側上的表面處，連接柔性印刷電路板14，從該柔性印刷電路板14提供用于激勵壓電體13的驅動信號。柔性印刷電路板14的布線連接到壓電體13處的電極上，每個電極對應于特定相位，并且從外部供應給柔性印刷電路板14的驅動信號使得壓電體13膨脹和收縮。
當壓電體13膨脹和收縮時，振蕩器11在彈性體12的驅動表面處產生前進波。參考第一實施方案給出產生四波前進波的實例的說明。
動子15繞第一軸線X1旋轉。由輕金屬例如鋁構成的動子15是相對運動構件，該相對運動構件通過橢圓運動而被旋轉驅動，該橢圓運動可歸因于在彈性體12的驅動表面處產生的前進波。動子15包括滑動表面15a、配合部15b、連接部15c等。
從稍后將詳述的連接部15c向振蕩器11伸出的該滑動表面(滑動部)15a在它與彈性體12的驅動表面擠壓接觸的同時滑動。滑動表面15a已進行耐蝕鋁膜表面處理等以便確保較好的耐磨性。
與稍后將詳述的輸出軸18配合的配合部15b包括接觸表面15d(接觸部)，該接觸表面15d直接或間接被輸出軸18的凸緣部18a擠壓，并與凸緣部18a直接或間接接觸。在該圖示出的實施方案中，接觸表面15d通過在其整個表面上方的橡膠構件22間接地與凸緣部18a接觸。
連接部15c是呈現大致擋圈狀形狀的部分，通過該部分連接滑動表面15a和配合部15b。
輸出軸18可以是例如繞第二軸線X2旋轉的大致圓柱形的構件。呈現大致盤形的凸緣部18a設置在輸出軸18的端部中的一個端部處，而稍后將詳述的齒輪構件20設置在另一個端部處。當凸緣部18a通過橡膠構件22與動子15的接觸表面15d接觸時，使輸出軸18與動子15一體地旋轉。在第一實施方案中，凸緣部18a的半徑設置為與動子15處的接觸表面15d的外徑的半徑相等。
橡膠構件22是由橡膠構成的大致環狀形狀的構件。橡膠構件22具有通過橡膠的粘著性將動子15與輸出軸18相連的功能、和吸收來自動子15的振動以便不將振動進一步傳遞給輸出軸18的功能。這種橡膠構件可以由丁基橡膠等構成。
齒輪構件20是輸出傳動構件，該輸出傳動構件在它與輸出軸18一起旋轉時將驅動力傳遞給從動構件(未示出)。齒輪構件20配合在形成于輸出軸18處的D切口中，并被止動器23例如E環鎖定，以便與輸出軸18一體地沿著同一個旋轉方向且繞同一個旋轉中心旋轉。
沿著第一軸線X1和第二軸線X2設置在凸緣部18a與齒輪構件20之間的軸承17決定輸出軸18沿著輸出軸18的旋轉的徑向的位置，并受到由壓力施加彈簧19施加的壓力。軸承接受器構件21設置在軸承17的內徑側上，而軸承17設置在固定構件16的內徑側上。
壓力施加彈簧19是壓力施加構件，它將振蕩器11和動子15彼此接觸地相互壓靠，其中壓力施加彈簧19的一端通過軸承接受器構件21接觸軸承17，并且壓力施加彈簧19的另一端接觸齒輪構件20。該實施方案中的壓力施加彈簧19由壓縮卷簧構成。
軸承接受器構件21包括通過延伸其與輸出軸18配合的區域而形成的延伸部21a。盡管即使沒有延伸部21a也能夠在軸承接受器構件21處受到由壓力施加彈簧19所施加的壓力，但是通過形成延伸部21a從而增大軸承接受器構件21與輸出軸18配合的長度，能夠減小輸出軸18的旋轉中心的偏移程度。
圖2是對第一實施方案中實現的超聲馬達100進行驅動和控制的超聲馬達控制裝置900的框圖。
振蕩單元101響應于來自控制單元102的命令而產生具有所期望頻率的驅動信號。相位偏移單元103將振蕩單元101處產生的驅動信號分成具有彼此偏移90°的相位的兩個驅動信號。
放大單元104和105單獨地將來自相位偏移單元103的這兩個驅動信號的電壓升壓以便實現所期望的電壓水平。
來自放大單元104和105的驅動信號傳遞給超聲馬達100，在超聲馬達100處，當施加驅動信號時在振蕩器11處產生前進波，從而驅動動子15。
由光學編碼器、磁性編碼器等構成的檢測單元106檢測在驅動動子15時從動構件的位置和速度。
控制單元102基于CPU(未示出)發出的驅動命令來控制超聲馬達100的驅動。已經接收到檢測單元106所提供的檢測信號的控制單元102基于該檢測信號中指示的值來獲得位置信息和速度信息，并控制振蕩單元101的頻率以便將從動構件設置在目標位置處。
第一實施方案中實現的采用上述結構的超聲馬達控制裝置900如以下說明的那樣進行操作。
首先，將目標位置通知給控制單元102。在相位偏移單元103處將振蕩單元101處產生的驅動信號分成具有彼此偏移90°的相位的兩個驅動信號。放大單元104和105放大各個驅動信號以便實現所期望的電壓水平。
當將驅動信號施加給超聲馬達100處的壓電體13時，壓電體13被激勵，并且由于壓電體被如此激勵而在彈性體12處發生四階彎曲振動。壓電體13包括不同的相位部分即A相位部分和B相位部分，并且驅動信號被單獨地施加給A相位部分和B相位部分。從A相位部分產生的四階彎曲振動和從B相位部分產生的四階彎曲振動的位置相位彼此偏移1/4波長，并且A相位驅動信號和B相位驅動信號的相位相對于彼此偏移90°。因此，當這兩個彎曲振動組合時，它們成為四波前進波。
在該前進波的波前處發生橢圓運動。通過該橢圓運動，與彈性體12的驅動表面擠壓接觸的動子15被摩擦驅動。
檢測單元106例如光學編碼器設置在隨著動子15被驅動而被驅動的從動構件處。檢測單元106處產生的電脈沖信號被傳遞給控制單元102。基于該信號，控制單元102能夠斷定從動構件的當前位置和當前速度。控制單元102然后基于目標位置信息以及如此獲得的位置信息和速度信息來控制振蕩單元101處的驅動頻率。
以下概述第一實施方案中采用的通過超聲馬達控制裝置900來驅動超聲馬達100的方法。圖14顯示由超聲馬達控制裝置900執行的用于驅動超聲馬達100的驅動處理過程的流程圖。
利用在振蕩器11處產生的振動能，超聲馬達控制裝置900繞第一軸線X1旋轉驅動動子15(步驟S1)。此時，對在與輸出軸18一起旋轉的凸緣部18a與振蕩器11之間的動子15施加壓力。動子15的旋轉力使得輸出軸18繞第二軸線X2旋轉(步驟S2)。驅動動子15使得動子15的被壓向凸緣部18a的部分即接觸表面15d的外緣防止第一軸線X1和第二軸線X2相對于彼此傾斜。
第一實施方案中的凸緣部18a形成為呈現大致盤狀形狀的凸起。凸緣部18a設置在輸出軸18的一端處，從而沿著由壓力施加彈簧19施加壓力的方向直接或間接調節動子15的位置。半徑r(見圖1)是在動子15的與凸緣部18a直接或間接接觸的接觸區域中動子15的由凸緣部18a調節位置的部分的外徑的一半，該半徑r設置成等于或大于防止動子15和輸出軸18的旋轉中心相對于彼此傾斜的預定值。這就是說，即使當動子15以高速旋轉時，也不允許動子15由于它的旋轉中心的偏轉等而相對于輸出軸18傾斜。因此，即使當設置為緊湊單元的馬達以高速旋轉時，也不出現相當大的噪聲，并且通過確保高驅動效率來獲得足夠大的輸出。
在第一實施方案的超聲馬達100中，作為動子15的接觸表面15d的外徑的一半的半徑r(從第一軸線X1到動子15的被壓向凸緣部18a的區域的外緣或外部部分的距離)和作為動子15的滑動表面15a的外徑的一半的半徑R(從第一軸線X1到動子15的被壓向振蕩器11的外緣的距離)可以分別設置為5.5mm和11mm。換句話說，半徑r即接觸表面15d處的外徑的一半和半徑R即滑動表面15a處的外徑的一半被設置成使得比率r/R是0.5。
為了評估第一實施方案的超聲馬達100所實現的降噪效果，準備多個超聲馬達樣品，這些超聲馬達樣品呈現與超聲馬達100的形狀大致相同的形狀，并且對應于接觸表面15d處的外徑的半徑r與對應于滑動表面15a處的外徑的半徑R的比率r/R采用不同的值。在相同條件下驅動它們，并研究噪聲出現的狀況。
圖3是顯示與對應于接觸表面15d處的外徑的半徑r和對應于滑動表面15a處的外徑的半徑R的比率r/R有關的噪聲測量結果的表格。
如圖3中顯示的測量結果所示，當對應于接觸表面15d處的外徑的半徑r與對應于滑動表面15a處的外徑的半徑R的比率r/R等于或大于0.5時，防止動子15相對于輸出軸18的旋轉中心平倒，從而有效衰減噪聲。
應當注意如果半徑r即接觸表面15d的外徑的一半采取將比率r/R設置為大于1的值，則半徑r不得不大于與超聲馬達100的外徑對應的半徑，因此，應該確保比率r/R總是等于或小于1。
然而，隨著與接觸表面15d處的外徑對應的半徑r采取較大的值，慣性矩也增加，這必然導致例如起動特性較差的問題。為此，與接觸表面15d處的外徑對應的半徑r應該設置成如下值，該值將比率r/R設置成等于或大于0.5，以便實現相當大的降噪效果但不會不利地影響驅動特性。
在第一實施方案中，半徑R即滑動表面15a處的外徑的一半和半徑r即接觸表面15d處的外徑的一半被設置成使得比率r/R等于或大于0.5。結果，即使在動子15以較高速度旋轉的具有較高額定旋轉速度的較緊湊的馬達中，也不允許動子15和輸出軸18的旋轉中心相對于彼此傾斜，并且防止動子15相對于輸出軸18的軸心平倒。因此，即使在為了確保單位輸出功率(旋轉速度×轉矩)而需要以較高速度旋轉的較緊湊的馬達中，也使噪聲的出現最小化。另外，通過采用第一實施方案，提供確保足夠大的輸出的具有高驅動效率的振動波馬達。
此外，因為允許振蕩器11的驅動表面和動子15的滑動表面15a以穩定的方式在彼此上面滑動，所以確保了更穩定的驅動特性。
而且，通過采用其中允許設置在軸承構件17和輸出軸18之間的軸承接受器構件21在較大的范圍上與輸出軸18配合的第一實施方案，穩定地保持了輸出軸18。結果，能夠從凸緣部18a向動子15施加穩定的壓力，這樣防止動子15相對于輸出軸18平倒。
能夠由設置在齒輪構件20和軸承17之間的壓力施加彈簧19在遠離動子15的滑動部的位置處施加壓力。因此，例如壓力施加彈簧19的壓力施加點的偏移和不一致的壓力施加的因素不會不利地影響動子15。
第二實施方案圖4圖示本發明第二實施方案中實現的振動波馬達。
第二實施方案中實現的超聲馬達200包括壓力施加彈簧(卷簧)24，該壓力施加彈簧24具有采取與第一實施方案中實現的超聲馬達100中的壓力施加彈簧19的直徑不同的值的直徑。應當注意對下述第二實施方案的具有與第一實施方案中的超聲馬達100的功能類似的功能的部件指定相同的附圖標記，從而避免對這些部件重復說明。
第二實施方案中的超聲馬達200中的壓力施加彈簧24與輸出軸18的外周表面接近地設置，并且壓力施加彈簧24的帶卷直徑小于第一實施方案中的壓力施加彈簧19的帶卷直徑。另外，軸承接受器構件26和輸出軸18在比第一實施方案中的軸承接受器構件21的配合范圍短的范圍上彼此配合。壓力施加調整墊圈27設置在壓力施加彈簧24和軸承接受器構件26之間。
允許第二實施方案中的壓力施加彈簧24在與第一實施方案中的壓力施加位置相比靠近動子15旋轉中心即第一軸線X1的位置處施加壓力。這就是說，使動子15由于對動子15的不均勻的壓力施加而相對于輸出軸18傾斜的程度最小化。因為允許振蕩器11的驅動表面和動子15的滑動表面15a以穩定的方式在彼此上面滑動，所以，即使在為了達到單位輸出功率而需要以較高速度旋轉的較緊湊的馬達中，也不容易出現噪聲，并且確保較好的驅動效率。
第三實施方案圖5圖示本發明第三實施方案中實現的振動波馬達。
第三實施方案中實現的超聲馬達3包括動子28和輸出軸29，動子28和輸出軸29呈現與第一實施方案中的超聲馬達100中的動子15和輸出軸18的形狀不同的形狀。
動子28包括滑動表面28a，該滑動表面28a與振蕩器11的驅動表面擠壓接觸，并在該驅動表面上滑動；配合部28b，該配合部28b與輸出軸29配合；接觸表面28d，該接觸表面28d在它的整個表面上通過橡膠構件30與輸出軸29的稍后將詳述的凸緣部29a接觸；瓶頸部28e，該瓶頸部28e形成在配合部28b處；和連接部28c，該連接部28c將滑動表面28a與配合部28b連接起來。
第三實施方案中的動子28不呈現大致圓柱形的形狀，它包括與瓶頸部28e結合地形成的連接部28c。在該結構中，連接部28c的撓曲用來有助于使得即使在動子28相對于輸出軸29傾斜的情況下，仍允許振蕩器11的驅動表面和動子28的滑動表面28a不形成角度地以穩定的方式在彼此上面滑動。
輸出軸29包括形成在其一端處的大致盤形的凸緣部29a。凸緣部29a的直徑與動子28的接觸表面28d的外徑相等。與凸緣部29a調節接觸表面28d位置的部分的外徑對應的半徑大致等于作為滑動表面28a的外徑的一半的半徑。
在第三實施方案中，對應于接觸表面28d處的外徑的半徑r(從第一軸線X1到動子28的被凸緣部29a擠壓的部分的外緣的距離)和對應于滑動表面28a處的外徑的半徑R設置成使得比率r/R等于例如0.95。
由于對應于接觸表面28d處的外徑的半徑r與對應于滑動表面28a處的外徑的半徑R的比率進一步增大，能夠進一步減小允許動子28相對于輸出軸18平倒的程度，從而能夠有效地降低噪聲。
第四實施方案圖6圖示本發明第四實施方案中實現的振動波馬達。
第四實施方案中實現的超聲馬達4包括動子31和輸出軸33，動子31和輸出軸33呈現與第一實施方案中的超聲馬達100中的動子15和輸出軸18的形狀不同的形狀。
動子31包括滑動表面31a，該滑動表面31a與振蕩器11的驅動表面擠壓接觸，并在該驅動表面上滑動；配合部31b，該配合部31b與稍后將詳述的輸出軸33的輸出軸側配合部33b配合；和接觸表面31d，該接觸表面31d在它的整個表面上通過橡膠構件32與輸出軸33的凸緣部33a接觸。
輸出軸33包括呈現大致環狀形狀且形成在其前端處的凸緣部33a、和與動子31配合的輸出軸側配合部33b。凸緣部33a的直徑與動子31的滑動表面31a及接觸表面31d處的外徑相等。對應于接觸表面31d處的外徑的半徑r(作為由凸緣部33a調節位置的區域的外徑的一半的半徑)和對應于滑動表面31a處的外徑的半徑R相等，從而比率r/R等于1.0。
通過采用其中將對應于接觸表面31d處的外徑的半徑r和對應于滑動表面31a處的外徑的半徑R設置成相等的第四實施方案，能夠進一步減小允許動子31相對于輸出軸33平倒的程度。結果，噪聲出現程度甚至更小。
變體的實例本發明不局限于以上說明的第一到第四實施方案，并且允許許多變體和變型，這些變體和變型被同樣認為是在本發明的范圍內。
(1)第二實施方案中的軸承接受器構件26不包括在它與輸出軸18配合的區域上的延伸部，從而軸承接受器構件26與輸出軸18配合的范圍比第一實施方案中的軸承接受器構件21與輸出軸18配合的范圍短。然而，本發明不局限于該實例，并且軸承接受器構件26也可以包括與第一實施方案中的軸承接受器構件21中的延伸部類似的延伸部，以便使配合范圍變長。另外，壓力施加彈簧24可以與輸出軸18的外周表面接近地設置。
(2)在第三和第四實施方案中，壓力施加彈簧19的一端設置成與包括延伸部21a的軸承接受器構件21接觸。然而，本發明不局限于該實例，并且壓力施加彈簧可以替代地如已經參考第二實施方案說明的那樣與輸出軸的外周表面接近地設置。
(3)在第一到第四實施方案中，壓力施加彈簧19和24分別在其一端處與齒輪構件20和25接觸地設置。然而，本發明不局限于該實例，并且壓力施加彈簧19或24的一端可以設置成與保持環接觸，該保持環保持壓力施加彈簧19或24的一端。
第五實施方案圖7是本發明第五實施方案中實現的振動致動器的示意剖面圖。
第五實施方案中實現的振動致動器300包括固定振蕩器11、被旋轉驅動的轉子(動子)5等。
當壓電體13被激勵時，在振蕩器11處產生前進振動波(以下稱為“前進波”)。通過假設振蕩器11處產生的前進波每周期包含4個波來給出以下說明。
振蕩器11通過彈性凸緣部2b安裝在定子安裝基座6處。稍后將詳述的輸出軸81通過軸承7以可旋轉的方式安裝在定子安裝基座6處。
轉子5是繞設置在它的旋轉中心處的中心軸線(第一軸線X1)形成的旋轉元件，其中在其中心處形成大致圓柱形的通孔5a。輸出軸81配合在通孔5a內部，并且通孔5a的直徑比輸出軸81的直徑大對應于公差的程度。
繞第二軸線X2旋轉的輸出軸81是由例如樹脂構成的大致圓柱形的構件。輸出軸81配合在轉子5處的通孔5a內部，并用作在輸出軸與轉子5一起旋轉時提取轉子5的旋轉運動的輸出提取構件。輸出軸81的配合在轉子5的通孔5a中的那一端的至少一部分是D切口，并且輸出軸81的另一端結合到將輸出傳遞給從動構件的齒輪等(未示出)上。
凸緣環86與輸出軸81配合，并且允許該凸緣環86沿著輸出軸81的旋轉中心線(第二軸線X2)移動，凸緣環86與輸出軸81一起旋轉。緩沖構件84設置在凸緣環86和轉子5之間。呈現大致環狀形狀且由例如橡膠等構成的緩沖構件84與輸出軸81配合，并且吸收轉子5沿著轉子5的旋轉中心線(第一軸線X1)的振動。
配合在形成于輸出軸81的一端處的凹槽13a中的E環85b是調節構件，該調節構件對凸緣環86和轉子5沿著稍后將詳述的壓力施加部9施加壓力的方向相對于輸出軸81的位置進行調節。
壓力施加部9是將振蕩器11和轉子5擠壓成彼此接觸的機構，并且設置在輸出軸81處。壓力施加部9包括彈簧9a，該彈簧9a產生要施加的壓力；保持環9b，該保持環9b與軸承7接觸地設置，并保持彈簧9a的一端；保持環9c，該保持環9c保持彈簧9a的另一端；和E環85a，該E環85a插入在形成于輸出軸81處的凹槽中，并調節保持環9c的位置。
壓力施加部9沿著輸出軸81的旋轉中心線將振蕩器11擠壓到轉子5上。
允許第五實施方案中的輸出軸81和轉子5在相對于彼此搖動的同時自由旋轉，即使在輸出軸81的旋轉中心線(第二軸線X2)和轉子5的旋轉中心線(第一軸線X1)形成預定范圍內的角度時也是如此。結果，能夠提供噪聲出現程度較小的緊湊的振動致動器。
換句話說，即使當沿著與旋轉中心線延伸的方向不同的方向對輸出軸81施加外力、和輸出軸81的旋轉中心線(第二軸線X2)相對于轉子5的旋轉中心線(第一軸線X1)形成角度時，也允許第五實施方案中的轉子5的滑動表面在振蕩器11的驅動表面上不形成角度地以穩定的方式滑動。結果，提高了起動特性和驅動效率，并且減少了噪聲的出現。另外，即使在振蕩器11由于不協調的裝配、尺寸缺陷等而沒有與輸出提取構件即輸出軸81垂直地固定的情況下，或者即使在振蕩器11的驅動表面由于溫度變化而傾斜的情況下，也允許振蕩器11處的驅動表面和轉子5的滑動表面以穩定的方式在彼此上面滑動，由此提供不容易出現異常噪聲的具有理想的起動性能和驅動效率的致動器。
第五實施方案中的凸緣環86與輸出軸81配合，被允許沿著輸出軸81的旋轉中心線移動，并與輸出軸81一起旋轉。例如E環85b的調節構件對凸緣環86和轉子5沿著壓力施加部9施加壓力的方向相對于輸出軸81的位置進行調節。通過采用這樣的結構，即使當例如沿著與輸出軸81的旋轉中心線延伸的方向不同的方向對輸出軸81施加外力以允許輸出軸81的旋轉中心線和轉子5的旋轉中心線形成角度、從而輸出軸81的旋轉中心線不再垂直于振蕩器11處的驅動表面時，設置為獨立于輸出軸81的單獨構件的凸緣環86也不容易跟隨輸出軸81的傾斜運動而傾斜。因此，振蕩器11的驅動表面和動子5處的滑動表面能夠以穩定的方式在彼此上面滑動。
另外，調節構件例如配合在形成于輸出軸81處的凹槽13a中的作為保持環的E環85b能夠由通用構件構成，這使得降低生產成本成為可能。
此外，設置在凸緣環86和轉子5之間的緩沖構件84吸收轉子5沿著轉子5的旋轉中心線的振動。結果，減少了在轉子5被驅動并隨著它沿著它的旋轉中心線振動而產生噪聲時的異常噪聲出現。同時，使轉子5的旋轉運動穩定，這樣又提高了驅動效率。
接著，與另一振動致動器相比進一步詳細說明第五實施方案中實現的振動致動器300的優點。應當注意提供以下說明是為了描述第五實施方案的突出的優點，并且它的意圖不是否定如比較例所提出的振動致動器的性能耐久性。
圖8是代表用于和根據本發明的振動致動器比較的實例的振動致動器的示意剖面圖。
該比較例中的振動致動器500與圖7示出的第五實施方案中的振動致動器300的不同之處在于它的輸出軸82所采用的形狀等。因此，對該比較例的具有與圖7示出的第五實施方案中的振動致動器300的功能大致相同的功能的部件指定相同的附圖標記，從而避免對這些部件重復說明。
圖8中的呈現大致圓柱形形狀的輸出軸82是輸出提取構件，該輸出提取構件配合在轉子5處的通孔5a中，與轉子5一起旋轉，并提取轉子5的旋轉運動作為輸出。大致盤形的凸緣部8a形成在輸出軸82的配合在通孔5a中的那一端處，而將輸出傳遞給從動構件(未示出)的齒輪等(未示出)結合到輸出軸82的另一端上。
吸收轉子5沿著轉子5的旋轉中心線的振動的緩沖構件84設置在凸緣環8a和轉子5之間。
一般而言，當輸出軸的旋轉中心線(第二軸線)和轉子的旋轉中心線(第一軸線)彼此對準、并且驅動力垂直于定子的驅動表面時，允許這種振動致動器中的轉子的驅動表面和彈性體的驅動表面以穩定的方式在彼此上面滑動。換言之，這些是理想條件，在這些理想條件下，該振動致動器不會產生任何異常噪聲，并且實現理想的起動性能和驅動效率。
然而，在圖8示出的比較例的振動致動器500中，輸出軸82的凸緣部8a通過緩沖構件84等對轉子5沿著轉子5的旋轉中心線的移動進行調節，并且輸出軸8的配合在通孔5a中的部分也對轉子5沿著轉子5的旋轉運動半徑的移動進行調節。
為此，如果沿著與輸出軸82的旋轉中心線延伸的方向不同的方向對輸出軸82施加外力，例如，如果輸出軸82受到圖中箭頭F所指示的外力，則輸出軸82的旋轉中心線(第二軸線X2)相對于轉子5的旋轉中心線(第一軸線X1)傾斜從而形成角度。結果，輸出軸線不再垂直于彈性體12的驅動表面。在偏移載荷下，轉子5同樣跟隨輸出軸82的傾斜運動而傾斜。因此，它的滑動表面相對于彈性體12的驅動表面形成角度，這可能在某種程度上使彈性體12處的驅動表面和轉子5處的滑動表面在彼此上面的滑動運動的穩定性降低。
當在該狀態下驅動比較例中的振動致動器500時，彈性體12處的前進波沒有充分傳遞給轉子5，這導致的顧慮是該比較例中的振動致動器500的驅動效率可能在某種程度上降低，并且在振動致動器500中可能出現噪聲。
另一方面，第五實施方案中的振動致動器300包括設置為獨立于輸出軸81的單獨構件的凸緣環86。因此，即使在從與輸出軸81的旋轉中心線延伸的方向不同的方向對輸出軸81施加外力從而輸出軸81傾斜的情況下，凸緣環86也不容易跟隨輸出軸81的傾斜移位。因為凸緣環86不傾斜，所以轉子5也不傾斜。
簡言之，在上述包括輸出軸81、凸緣環86等的致動器300中，允許轉子5和輸出軸81在它們一起旋轉的同時相對于彼此搖動。因此，允許轉子5的滑動表面和彈性體12的驅動表面以穩定的方式在彼此上面滑動，這使得提供在無論驅動轉子5的速度范圍如何都確保不容易出現噪聲的同時具有高起動性能和高驅動效率的緊湊的振動致動器成為可能。
此外，即使當彈性體12由于不協調的裝配、尺寸缺陷等而沒有與輸出軸81垂直地固定、或者彈性體12的驅動表面由于溫度變化等而傾斜時，在第五實施方案的振動致動器300中也能夠實現類似的操作效果。
如果彈性體12的驅動表面由于在制造過程期間可能出現的不協調的裝配、尺寸缺陷等而沒有與輸出軸82的旋轉中心線垂直地固定，或者如果彈性體12的驅動表面由于溫度變化等而傾斜，則轉子5的滑動表面同樣將跟隨彈性體12的驅動表面的傾斜運動而傾斜。當轉子5傾斜時，輸出軸82的旋轉中心線也將傾斜。在這樣的狀況下，在振動致動器500中可能出現噪聲，或者可能在某種程度上降低振動致動器500的起動性能或驅動效率。
在第五實施方案中實現的振動致動器300中，輸出軸81和凸緣環86形成為分開的獨立構件。通過采用這種結構，確保了輸出軸81和凸緣環86之間的自由度水平，因此，即使當例如彈性體12的驅動表面傾斜從而使得轉子5的滑動表面和凸緣環86傾斜時，輸出軸81也不容易跟隨傾斜的轉子5而傾斜。
第六實施方案圖9是本發明第六實施方案中實現的振動致動器的示意剖面圖。
第六實施方案中實現的振動致動器400包括輸出軸83，該輸出軸83呈現與第五實施方案中的振動致動器300中的輸出軸81的形狀不同的形狀。對具有與圖7示出的第五實施方案中的振動致動器300的功能大致相同的功能的部件指定相同的附圖標記，從而避免對這些部件重復說明。
輸出軸83是由樹脂構成的大致圓柱形的構件，它具有形成在其一端處的凸緣部73、配合部87和凹進部88；以及結合到其另一端上的齒輪等(未示出)，所述齒輪等將輸出傳遞給從動構件。換句話說，輸出軸83是一體化構件，它包括形成為其一體的部件的凸緣部73、配合部87和凹進部88。
位于輸出軸83的一端處的凸緣部73呈現大致盤狀形狀，并對轉子5沿著從壓力施加部9施加壓力的方向相對于輸出軸83的位置進行調節。緩沖構件84設置在凸緣部73和轉子5之間。
位于凸緣部73和稍后將詳述的凹進部88之間的配合部87與轉子5處的通孔5a的內壁的一部分配合。
凹進部88形成為確保它的外部尺寸小到足以不接觸通孔5a的內壁。
如圖9所示，輸出軸83和轉子5僅通過配合部87和通孔5a在通孔5a的朝向凸緣部73的那一端處的內壁彼此配合。在輸出軸83處相對于配合部87進一步朝向軸承7形成凹進部88，從而輸出軸83在凹進部88上不接觸通孔5a的內壁。
采用如上所述構造的輸出軸83，配合部87對轉子5沿著轉子5的旋轉運動半徑的移動進行調節的點、和凸緣部73對轉子5沿著轉子5的旋轉中心線的移動進行調節的點設置成彼此靠近。因此，允許輸出軸83和轉子5在維持較高水平的自由度的同時一起旋轉以傳遞驅動力。
另外，即使在包括配合部87和凹進部88的輸出軸83相對于轉子5傾斜從而導致由轉子5的旋轉中心線(第一軸線X1)和輸出軸83的旋轉中心線(第二軸線X2)形成角度的情況下，輸出軸83除了配合部87之外沒有任何部分與轉子5處的通孔5a的內壁接觸。結果，轉子5能夠以穩定的方式滑動而它的驅動表面相對于彈性體12的驅動表面不形成角度。
此外，在第六實施方案中實現的結構中，即使當輸出軸83的旋轉中心線和轉子5的旋轉中心線形成角度時，輸出軸83也不與轉子5處的通孔5a的內壁接觸而使轉子5傾斜。因此，允許振蕩器11的驅動表面和轉子5的滑動表面以穩定的方式在彼此上面滑動，從而在減少噪聲的出現的同時提高起動性能和驅動效率。
另外，形成在凸緣部73和凹進部88之間的配合部87在朝向凸緣部73的區域上與通孔5a的內壁配合。結果，當輸出軸83的旋轉中心線和轉子5的旋轉中心線形成角度時，配合部87對轉子5的移動進行調節的點、和凸緣部73對轉子5的移動進行調節的點設置成彼此靠近。因此，允許輸出軸83和轉子5在維持較高水平的自由度的同時一起旋轉以傳遞驅動力。
而且，致動器400包括緩沖構件84，緩沖構件84設置在凸緣部73和相對運動構件例如轉子5之間，并吸收轉子5沿著轉子5的旋轉中心線的振動。結果，防止了可能由轉子5沿著轉子5的旋轉中心線的振動引起的任何噪聲，同時通過使轉子5的旋轉運動穩定而提高驅動效率。
允許第六實施方案中的轉子5和輸出軸83在它們都如第五實施方案中的振動致動器300中那樣旋轉的同時相對于彼此搖動。因此，能夠提供不容易出現噪聲的具有優良的起動性能和驅動效率的振動致動器。
此外，因為第六實施方案中的振動致動器400與第五實施方案中的振動致動器300相比能夠用較少的部件來實現，能夠使它的制造過程簡單，這又導致生產成本的降低。
變體的實例本發明不局限于以上說明的第五和第六實施方案，并且允許許多變體和變型，這些變體和變型被同樣認為是在本發明的范圍內。
(1)盡管第五和第六實施方案中的輸出軸81和83通過采用樹脂而形成，但是在構成輸出軸的材料方面沒有強加特別的限制。例如，輸出軸可以由金屬等構成。
(2)盡管第五實施方案中的輸出軸81包括凸緣環86和E環85b而第六實施方案中的輸出軸83包括凸緣部73、配合部87和凹進部88，但是可以使用包括優化組合的以上列出的特征的輸出軸。
(3)盡管第六實施方案中的輸出軸83是由樹脂構成的一體化構件，但是本發明不局限于該實例，并且凸緣部73可以替代地形成為獨立于輸出軸的單獨部件。
第七實施方案以下是參考附圖給出的本發明第七實施方案的詳細說明。應當注意，通過假設振動馬達(振動致動器)是在超聲振動范圍內操作的超聲馬達來給出對本實施方案及隨后的實施方案的說明。
圖10是本發明第七實施方案中實現的振動致動器的示意剖面圖。
超聲馬達600包括振蕩器11、移動體92、降噪構件96、支撐體16A和16B、壓力施加部74等。
振蕩器11的彈性體12是由例如不銹鋼的鐵合金或殷鋼材料構成的大致環狀的構件。壓電體13通過導電性膠粘劑等結合到彈性體12的一個表面上，而通過切出多個凹槽形成的齒梳部(未示出)設置在另一表面處。
呈現大致環狀形狀的移動體92是相對運動構件，它通過稍后將詳述的壓力施加部74而與彈性體12擠壓接觸，并被彈性體12的驅動表面處產生的前進波摩擦驅動。
降噪構件96是由EPDM(三元乙丙橡膠(ethylene-propylene-diene-methylene linkage))即一種乙丙橡膠構成的大致環狀的構件，它設置于沿著稍后將詳述的壓力施加部74施加壓力的方向夾在移動體92和支撐體16A之間的位置處。支撐體16A是支撐移動體92的相對運動構件側支撐構件。支撐體16A和移動體92通過接合部(未示出)彼此接合，從而支撐體16A和移動體92一體地一起旋轉。支撐體16A將移動體92的旋轉運動傳遞給從動構件(未示出)。
通過壓力施加將振蕩器11和移動體92設置成彼此接觸的壓力施加部74包括壓力施加板78、盤簧98a等。壓力施加板78是被施加由盤簧98a所產生的壓力的板。
由非織布或氈構成的緩沖構件61阻止振蕩器11的振動使得振動不傳遞給壓力施加部74，并且緩沖構件61設置在壓電體13和壓力施加板78之間。
支撐體16B是將超聲馬達600鎖定到例如照相機的透鏡鏡筒等上的振蕩器側支撐構件。
接著，進一步詳細說明第七實施方案中實現的超聲馬達600的降噪構件96。
彈性體12由不銹鋼(SUS304)構成。壓電體13用環氧膠粘劑結合到彈性體12的位于與彈性體12的驅動表面相反的那一側上的表面上。
另一方面，移動體92由Al合金(A6063)構成，并且通過陽極化過程在移動體的表面處形成氧化膜例如防蝕鋁膜。
通過對由EPDM構成的片材進行沖壓形成的降噪構件96具有光滑表面。第七實施方案中實現的降噪構件96的肖氏硬度等于或小于50，通過將施加給降噪構件96的表面壓力除以壓縮彈性模量計算出的壓縮率設置在0.002～0.25的范圍內。
為了評估第七實施方案中實現的降噪效果，準備多個降噪構件樣品，這些降噪構件樣品呈現與該實施方案中的降噪構件96的形狀大致相同的形狀，但是由不同的材料構成并具有不同的肖氏硬度水平、壓縮率水平等，對配備有這些降噪構件的與超聲馬達600類似的超聲馬達進行驅動，并測量在驅動期間的噪聲狀況。
肖氏硬度和噪聲產生之間的關系圖11是顯示與肖氏硬度及噪聲產生有關的測量結果的表格。
該測量中使用的降噪構件樣品1到8都呈現大致環狀形狀并具有0.5mm的厚度。樣品1到6由EPDM構成，分別具有10、20、30、40、50和60的肖氏硬度水平，而樣品7和8由IIR(丁基橡膠)構成，分別具有40和60的肖氏硬度水平。當驅動這些超聲馬達時，各樣品都受到0.4MPa的表面壓力。
如圖11所示，在具有等于或低于50的肖氏硬度水平的降噪構件樣品1到5中，在整個溫度范圍上沒有出現異常噪聲。
然而，在低溫環境中對由EPDM構成的具有設置在60或60以上的肖氏硬度的降噪構件樣品6和對由IIR構成且具有40到60的肖氏硬度水平的降噪構件樣品7及8進行的試驗中觀測到噪聲出現。
這些測量結果表明由EPDM構成的具有等于或小于50的肖氏硬度的降噪構件96例如第七實施方案中實現的降噪構件96在必須在低溫環境中降低噪聲的應用中很有效。
盡管在相關技術中已知可以通過利用橡膠隔振器構成移動體的一部分來降低噪聲，但是，存在眾多不同類型的橡膠材料，并且存在顧慮如果不使用正確類型的橡膠，噪聲實際上可能增大。
例如，如果將由丁基橡膠構成的橡膠構件設置在移動體和驅動元件之間，則會出現嚴重的噪聲問題，丁基橡膠的物理特性傾向于容易隨著溫度變化而變化，而且丁基橡膠的振動吸收性能在低溫環境中特別容易衰退。
壓縮率和噪聲產生之間的關系圖12是顯示與壓縮率及噪聲產生有關的測量結果的表格。
該測量中使用的降噪構件樣品由EPDM構成，并具有40的肖氏硬度。它的10％壓縮彈性模量是3.0MPa。在室溫下執行該測量，并且通過調整從盤簧98a施加的壓力來改變壓縮率。
圖12中顯示的測量結果表明通過使用壓縮率在0.002～0.25的范圍內的降噪構件能夠有效地降低噪聲。
圖11和12中顯示的結果表明降噪構件96應該由EPDM構成，它的肖氏硬度應該等于或小于50，并且它的壓縮率在0.002～0.25的范圍內，以確保它能夠有效地用于在任何操作環境中降低噪聲。
另外，由于通過降低噪聲降低了能量損失的程度，所以提高了超聲馬達600的驅動效率。
此外，因為EPDM是輕質材料，所以該產品本身能夠設置為輕質單元。
我們對配備有具有40的肖氏硬度和0.1的壓縮率的降噪構件96的超聲馬達600進行驅動作為試驗。該試驗的結果證實當在傾向于容易出現噪聲的低溫環境中驅動超聲馬達時，沒有出現異常噪聲，展示出優于相關技術中的振動馬達的性能。
第八實施方案圖13是本發明第八實施方案中實現的超聲馬達的示意剖面圖。
第八實施方案中實現的超聲馬達700包括振蕩器91、移動體93、固定構件72、軸承99、輸出軸95、壓力施加部75等。
該振蕩器91是大致環狀的構件，它包括彈性體12、結合到該彈性體12上的壓電體94等。當該壓電體94膨脹和收縮時，在振蕩器91處產生前進波。
由具有高水平的諧振銳度的金屬例如不銹鋼構成的彈性體12呈現大致環狀形狀。彈性體12包括齒梳部22a，該齒梳部22a具有沿著周向形成的多個梳齒；和基部22b，該基部22b沿著周向連續地形成。齒梳部22a的前端表面構成驅動表面，該驅動表面與稍后將詳述的移動體93擠壓接觸。
在彈性體12處，凸緣部22c設置在基部22b的內周側上，并且彈性體12通過凸緣部22c支撐和固定在固定構件72處。
壓電體94是將電能轉換為機械能的電機轉換元件，例如壓電元件或電致伸縮元件。壓電體94包括沿著周向的輸入電信號的兩個相位(A相位和B相位)的范圍。在與任一相位對應的范圍上，以半波長間隔設置具有交變極性的元件，其中在A相位和B相位之間形成與1/4波長對應的間隔。
另外，柔性印刷電路板71的布線連接到壓電體94處的具有各個相位的電極上，從而，當從外部給柔性印刷電路板71提供驅動信號時，壓電體94膨脹和收縮，由此引起彈性體12的振動。
移動體93是與彈性體12的驅動表面擠壓接觸的構件，并且驅動表面處產生的前進波引起旋轉驅動的橢圓運動。移動體93與輸出軸95配合，并由輕金屬例如鋁構成。
呈現大致圓柱形形狀的輸出軸95包括形成在其一端處的大致盤形的凸緣部95a，并通過軸承99以可旋轉的方式安裝在固定構件72處。通過D切口彼此配合的輸出軸95和移動體93一體地旋轉，從而輸出軸95將移動體93的旋轉運動傳遞給從動構件(未示出)。
另外，輸出軸95沿著壓力施加部75對移動體93和振蕩器91施加壓力的方向調節移動體93的位置，并且輸出軸95也用作支撐移動體93的相對運動構件側支撐構件。
降噪構件97是大致環狀的構件，它設置于沿著稍后將詳述的壓力施加部75施加壓力的方向封在輸出軸95的凸緣部95a與移動體93之間的位置處。如第七實施方案中實現的降噪構件96那樣，通過對由EPDM構成的片材進行沖壓形成降噪構件97，它具有光滑表面和0.5mm的厚度。降噪構件97的肖氏硬度等于或小于50，并且壓縮率設置在0.002～0.25的范圍內。
壓力施加部75是對振蕩器91和移動體93施加壓力的機構，并且設置在輸出軸95處。壓力施加部75包括盤簧98b，該盤簧98b產生要施加的壓力；保持環76，該保持環76與軸承99接觸地設置，并保持盤簧98b的一端；保持環77，該保持環77保持盤簧98b的另一端；和E環29d，該E環29d插入在形成于輸出軸95處的凹槽中，用于調節保持環77的位置。
通過使第八實施方案中實現的超聲馬達700配備有降噪構件97，降低了噪聲，并最終如第七實施方案中一樣提高了超聲馬達700的驅動效率。
變體的實例本發明不局限于以上說明的第七和第八實施方案，并且允許許多變體和變型，這些變體和變型被同樣認為是在本發明的范圍內。
(1)第七實施方案中實現的降噪構件96設置于沿著從壓力施加部74施加壓力的方向夾在移動體92和支撐體16A之間的位置處。然而，本發明不局限于該實例，并且這種降噪構件可以設置于例如沿著從壓力施加部74施加壓力的方向夾在振蕩器11與支撐體16B之間的位置(緩沖構件61的位置)處。
另外，降噪構件可以設置于兩個位置處，即，設置于沿著壓力施加部74施加壓力的方向夾在移動體92和支撐體16A之間的位置處，和設置于沿著壓力施加部74施加壓力的方向夾在振蕩器11和支撐體16B之間的位置處。
(2)第八實施方案中實現的降噪構件97設置在移動體93和輸出軸95的凸緣部95a之間。然而，本發明不局限于該實例，并且降噪構件97可以設置在例如固定構件72和振蕩器91(柔性印刷電路板71)之間。
(3)第七和第八實施方案中實現的降噪構件96和97都通過沖壓形成且具有光滑表面。然而，本發明不局限于該實例，并且可以使用通過其它方法例如注模形成的降噪構件。另外，在降噪構件96和97的表面光潔度方面沒有強加特別的限制，并且它們可以替代地具有不光滑表面。
(4)第七和第八實施方案中實現的降噪構件96和97僅由EPDM構成。然而，本發明不局限于該實例，并且可以使用包括結合到EPDM上的薄膜、膠粘劑等的降噪構件。
(5)盡管第七和第八實施方案中實現的降噪構件96和97都被采用在旋轉超聲馬達600和700中，但是本發明不局限于該實例，并且根據本發明的降噪構件同樣可以用在線性振動波馬達中。
(6)第七和第八實施方案中實現的降噪構件96和97安裝在分別以前進振動的方式驅動移動體92和93的超聲馬達600和700中，然而，本發明不局限于該實例，并且降噪構件96或降噪構件97都可以用在通過扭轉振蕩器的振動驅動移動體的振動波馬達中。
(7)盡管第七和第八實施方案中實現的降噪構件96和97都被采用在超聲馬達600和700中，但是本發明不局限于該實例，并且根據本發明的降噪構件可以用在不使用超聲范圍內的振動的振動波馬達中。還可用波形墊圈來代替盤簧98b。
上述實施方案是實例，并且在不偏離本發明的范圍的情況下能夠作出各種變型。
權利要求
1.振動致動器，包括振蕩器，該振蕩器產生振動能；動子，該動子通過振動能繞第一軸線被旋轉驅動；輸出軸，該輸出軸通過利用從動子傳遞來的旋轉力繞第二軸線旋轉；和沿著與第二軸線交叉的方向從輸出軸伸出的凸緣部，該凸緣部與輸出軸一起旋轉，其中在位于凸緣部和振蕩器之間的位置處對動子施加壓力；并且從第一軸線到動子在動子被擠壓在凸緣部上的區域上的外部部分的距離被設置成大到足以防止第一軸線和第二軸線相對于彼此傾斜的值。
2.根據權利要求1的振動致動器，其中當r表示從第一軸線到動子在動子被擠壓在凸緣部上的區域上的外部部分的距離、而R表示從第一軸線到動子在動子被擠壓在振蕩器上的區域上的外部部分的距離時，滿足表示為r/R≥0.5的關系。
3.根據權利要求1或權利要求2的振動致動器，其中輸出軸和動子確保允許輸出軸和動子相對于彼此在關于由第一軸線和第二軸線形成的角度的預定角度范圍內搖動的自由度水平。
4.根據權利要求3的振動致動器，其中凸緣部能夠相對于輸出軸移動。
5.根據權利要求4的振動致動器，還包括調節構件，該調節構件對凸緣部和輸出軸沿著對動子施加壓力的方向相對于彼此的位置進行調節。
6.根據權利要求5的振動致動器，其中調節構件是配合在形成于輸出軸處的凹槽內部的保持環。
7.根據權利要求3的振動致動器，其中動子包括通孔，輸出軸至少部分地配合在該通孔中。
8.根據權利要求7的振動致動器，其中輸出軸包括配合部和凹進部，該配合部與通孔的內壁的一部分配合，該凹進部采用小到足以確保凹進部不與通孔的內壁接觸的外部尺寸。
9.根據權利要求8的振動致動器，其中配合部形成在凸緣部和凹進部之間，并與通孔內壁的朝向凸緣部的部分配合。
10.根據權利要求1的振動致動器，其中振蕩器包括由驅動信號激勵的壓電體和結合到該壓電體上的彈性體，當壓電體受激勵時，彈性體在驅動表面處產生振動能。
11.根據權利要求1的振動致動器，還包括壓力施加構件，該壓力施加構件將振蕩器擠壓成與動子接觸，其中壓力施加構件在振蕩器的與設置動子的一側相反的一側上與輸出軸的外周表面接近地設置，在凸緣部和振蕩器之間的位置處對動子施加壓力，并與輸出軸一起旋轉。
12.根據權利要求11的振動致動器，還包括固定構件，該固定構件鎖定振蕩器；輸出傳動構件，該輸出傳動構件與輸出軸一起旋轉，并將驅動力傳遞給從動構件；和設置在凸緣部和輸出傳動構件之間的軸承部，該軸承部決定輸出軸沿著輸出軸相對于固定構件的旋轉運動的半徑的位置，并受到由壓力施加構件施加的壓力，其中壓力施加構件設置在軸承部和輸出傳動構件之間。
13.根據權利要求1的振動致動器，還包括降噪構件，該降噪構件設置于夾在動子和凸緣部之間的位置處。
14.根據權利要求13的振動致動器，其中降噪構件由包含乙丙橡膠的材料構成。
15.根據權利要求14的振動致動器，其中所述乙丙橡膠是EPDM(三元乙丙橡膠)。
16.根據權利要求13到15中任一項權利要求的振動致動器，其中降噪構件的肖氏硬度等于或小于50。
17.根據權利要求13到15中任一項權利要求的振動致動器，其中對降噪構件通過將施加給降噪構件的表面壓力除以壓縮彈性模量計算出的壓縮率在0.002～0.25的范圍內。
18.驅動振動致動器的方法，包括用振蕩器處產生的振動能繞第一軸線旋轉驅動動子；通過利用該動子的旋轉力使輸出軸繞第二軸線旋轉；在位于與輸出軸一起旋轉的凸緣部和振蕩器之間的位置處對動子施加壓力；和驅動動子，從而通過利用動子在動子被擠壓在凸緣部上的區域上的外部部分來防止第一軸線和第二軸線相對于彼此傾斜。
19.根據權利要求18的驅動振動致動器的方法，其中當r表示從第一軸線到動子在動子被擠壓在凸緣部上的區域上的外部部分的距離、而R表示從第一軸線到動子在動子被擠壓在振蕩器上的區域上的外部部分的距離時，滿足表示為r/R≥0.5的關系。
20.根據權利要求18或權利要求19的驅動振動致動器的方法，其中輸出軸和動子確保允許輸出軸和動子相對于彼此在關于由第一軸線和第二軸線形成的角度的預定角度范圍內搖動的自由度水平。
21.根據權利要求20的驅動振動致動器的方法，其中凸緣部能夠相對于輸出軸移動。
22.根據權利要求18或權利要求19的驅動振動致動器的方法，其中降噪構件設置于夾在動子和凸緣部之間的位置處。
全文摘要
一種振動致動器包括振蕩器，該振蕩器產生振動能；動子，該動子通過振動能繞第一軸線被旋轉驅動；輸出軸，該輸出軸通過利用從動子傳遞來的旋轉力繞第二軸線旋轉；和沿著與第二軸線交叉的方向從輸出軸伸出的凸緣部，該凸緣部與輸出軸一起旋轉。在位于凸緣部和振蕩器之間的位置處對動子施加壓力。從第一軸線到動子在動子被擠壓在凸緣部上的區域上的外部部分的距離被設置成大到足以防止第一軸線和第二軸線相對于彼此傾斜的值。
文檔編號H02N2/12GK1870413SQ200610089929
公開日2006年11月29日 申請日期2006年5月26日 優先權日2005年5月26日
發明者蘆澤隆利, 住友美子, 小林三奈 申請人:株式會社尼康