專利名稱：振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備中的振動(dòng)器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備中的振動(dòng)器及其制造方法。更特別地，本發(fā)明涉及線性超聲波電機(jī)(振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備)中的振動(dòng)器及其制造方法。
背景技術(shù)：
通常，作為線性驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)體的線性超聲波電機(jī)，已經(jīng)提出了如美國(guó)專利 7，109，639中公開的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備。這里，將參考附圖對(duì)這種線性超聲波電機(jī)(振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備)的驅(qū)動(dòng)原理進(jìn)行描述。如圖8A(其是顯示了線性超聲波電機(jī)的外觀的透視圖)所示，線性超聲波電機(jī)510 由振動(dòng)裝置501、滑動(dòng)件506和用于將振動(dòng)裝置壓向滑動(dòng)件的加壓構(gòu)件(未顯示)組成。振動(dòng)裝置501由例如壓電元件等的電機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件505和整體結(jié)合到電機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件505的一個(gè)表面上的振動(dòng)器組成。這里，振動(dòng)器包括矩形基座502和凸起地形成在基座頂面上的兩個(gè)突出部503、504。在超聲波電機(jī)中，如果給壓電元件施加指定頻率的電壓(也稱作交變電場(chǎng))的話， 會(huì)激勵(lì)產(chǎn)生多個(gè)希望的振動(dòng)模式，隨后被激勵(lì)的振動(dòng)模式疊加，從而產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)。圖8A所示線性超聲波電機(jī)使振動(dòng)裝置501執(zhí)行分別如圖8B-1和8B_2所示兩個(gè)彎曲振動(dòng)模式的激勵(lì)。兩個(gè)彎曲振動(dòng)模式都是板式振動(dòng)裝置501的平面外彎曲振動(dòng)模式。更準(zhǔn)確地說(shuō)，兩個(gè)平面外彎曲振動(dòng)模式中的一個(gè)是沿振動(dòng)裝置501的縱向方向的二次彎曲振動(dòng)模式(模式-A 進(jìn)給模式)，兩個(gè)平面外彎曲振動(dòng)模式中的另一個(gè)是沿振動(dòng)裝置501的寬度方向的一次彎曲振動(dòng)模式(模式-B 上沖模式)。振動(dòng)裝置501的形狀設(shè)計(jì)成使兩個(gè)平面外彎曲振動(dòng)模式的諧振頻率彼此一致或彼此接近。每個(gè)突出部503、504布置在作為模式_A(進(jìn)給模式)的振動(dòng)中的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置附近。隨后，突出部的每個(gè)頂表面503-1和504-1利用作為支點(diǎn)的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)模式-A的振動(dòng)進(jìn)行擺動(dòng)，因此，頂表面沿X方向(進(jìn)給方向)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步地，每個(gè)突出部503、504布置在作為模式_B (上沖模式)的振動(dòng)的反節(jié)點(diǎn) (或腹點(diǎn))的位置附近。因此，突出部的頂表面503-1和504-1通過(guò)模式-B的振動(dòng)沿Z方向(上沖方向或者法線方向)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)振動(dòng)模式(模式-A和模式-B)同時(shí)激勵(lì)，使得這兩個(gè)模式之間的振動(dòng)相位差接近士 η /2，這兩個(gè)模式隨后疊加，因此，在每個(gè)頂表面503-1和504-1處產(chǎn)生沿X-Z平面的橢圓運(yùn)動(dòng)。因此，可以通過(guò)相關(guān)的橢圓運(yùn)動(dòng)沿一個(gè)方向驅(qū)動(dòng)已經(jīng)加壓并接觸振動(dòng)裝置的滑動(dòng)件506。這時(shí)，振動(dòng)裝置501的突出部503、504和滑動(dòng)件506以振動(dòng)裝置501的驅(qū)動(dòng)頻率 (幾十千赫或以上)反復(fù)接觸和脫離。為此，如果這些元件之一不具有適當(dāng)?shù)膹椈商匦?，則不能獲得令人滿意的接觸狀態(tài)。
另一方面，如上所述，每個(gè)突出部503和504都具有沿X方向放大振動(dòng)的作用。為了滿足上述兩個(gè)作用，美國(guó)專利申請(qǐng)公開US2009/167111提出了實(shí)現(xiàn)靜音驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)型致動(dòng)器(線性超聲波電機(jī))。也就是說(shuō)，在該振動(dòng)型致動(dòng)器中，如圖9A到9C所示， 每個(gè)突出部都具有彈性，并且每個(gè)突出部都設(shè)計(jì)成具有適當(dāng)?shù)男螤?。更?zhǔn)確地說(shuō)，在該振動(dòng)型致動(dòng)器中，都具有彈性的突出部609和610形成為附加構(gòu)件，并且結(jié)合到基座602上，從而形成振動(dòng)裝置601。然而，在美國(guó)專利申請(qǐng)公開US2009/167111中描述的振動(dòng)型致動(dòng)器中，對(duì)電機(jī)的加速具有限制，如稍后描述的那樣。這里，作為以高速驅(qū)動(dòng)電機(jī)的一種措施，存在沿進(jìn)給方向(X方向)增大振動(dòng)裝置的突出部的振幅的方法。進(jìn)一步地，作為沿進(jìn)給方向(X方向)增大突出部振幅的方法之一，存在增加突出部高度的方法。然而，在美國(guó)專利7，109，639描述的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備中，盡管可以在增加突出部高度的情況下實(shí)現(xiàn)加速，但不可避免地增加了制造過(guò)程中的成本。在美國(guó)專利申請(qǐng)公開US2009/167111描述的振動(dòng)型致動(dòng)器中，如果增加振動(dòng)裝置的突出部的高度，突出部沿進(jìn)給方向的剛度降低，從而降低了驅(qū)動(dòng)效率。此外，難以在進(jìn)給模式下將突出部頂點(diǎn)的振動(dòng)角設(shè)定為期望值。因此，沿Z方向產(chǎn)生不必要的振幅，從而存在突出部和滑動(dòng)件之間的接觸變得不穩(wěn)定的擔(dān)心。在考慮上述問題的情況下完成本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備中的振動(dòng)器和該振動(dòng)器的制造方法，其中，能夠以低成本制造能實(shí)現(xiàn)加速的振動(dòng)器。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種構(gòu)成振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)裝置的振動(dòng)器， 所述振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括所述振動(dòng)裝置，所述振動(dòng)裝置結(jié)合到電機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件上并且包括其上具有一或多個(gè)突出部的所述振動(dòng)器，其中，所述振動(dòng)裝置構(gòu)造成能夠通過(guò)給電機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件施加交變電場(chǎng)而在振動(dòng)器的突出部產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)，并且通過(guò)所述橢圓運(yùn)動(dòng)使與振動(dòng)器的突出部接觸的被驅(qū)動(dòng)體沿與振動(dòng)器的寬度方向交叉的方向移動(dòng)，其中，所述振動(dòng)器包括基座和所述一或多個(gè)突出部，所述突出部由至少兩個(gè)壁部和接觸部形成，所述壁部沿所述基座的平面外方向延伸，所述接觸部具有與被驅(qū)動(dòng)體接觸的接觸面，并且所述接觸面使所述壁部彼此連接，在所述基座和相應(yīng)壁部之間的分界部的位置設(shè)置成在基座主表面上的法線方向上的位移方向相同。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造構(gòu)成振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)裝置的振動(dòng)器的方法，所述制造方法包括制備一個(gè)整體地形成突出部和振動(dòng)器的構(gòu)件，并且在所述構(gòu)件的部分區(qū)域中形成多個(gè)狹縫或凹口 ；和通過(guò)彎曲工藝或沖壓成形工藝?yán)梦挥谒霆M縫或凹口之間部位的一部分形成所述突出部。根據(jù)本發(fā)明，可以獲得振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備中的振動(dòng)器和該振動(dòng)器的制造方法，其中， 能夠以低成本制造能實(shí)現(xiàn)加速的振動(dòng)器。在參考附圖閱讀對(duì)示例性實(shí)施例的下列描述的情況下，本發(fā)明的更多特征將變得顯而易見。


圖1是用于描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備(線性超聲波電機(jī))的振動(dòng)器的透視圖。圖2是用于描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)器的視圖。圖3A和;3B是用于描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)器的視圖。圖4A和4B是用于描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)器的視圖。圖5A和5B是用于顯示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的三次上沖模式的視圖。圖6A和6B是用于描述根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)器的視圖。圖7A和7B是用于描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的振動(dòng)器的一次彎曲模式(上沖模式)的橫截面視圖，其中，圖7A是用于描述突出部和基座之間的分界面設(shè)定在一次彎曲模式沿Y方向的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的情況的視圖，圖7B是用于描述分界面設(shè)定在一次彎曲模式的相應(yīng)振動(dòng)節(jié)點(diǎn)以外的情況的視圖。圖8A、8B_1和8B_2是用于描述傳統(tǒng)的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備(線性超聲波電機(jī))的視圖，其中，圖8A是顯示了美國(guó)專利7，109，639所述線性超聲波電機(jī)的外觀的透視圖，圖8B-1 和8B-2是顯示振動(dòng)模式(利用該模式，振動(dòng)由相關(guān)的線性超聲波電機(jī)的振動(dòng)裝置激勵(lì))的視圖。圖9A、9B和9C是用于描述美國(guó)專利申請(qǐng)公開US2009/167111中所述傳統(tǒng)的振動(dòng)型致動(dòng)器(線性超聲波電機(jī))的視圖，其中，圖9A是振動(dòng)裝置的透視圖，圖9B是突出部的放大圖，圖9C是突出部的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行描述。[第一實(shí)施例]作為第一實(shí)施例，將參考圖1和2描述用于構(gòu)成應(yīng)用本發(fā)明的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)裝置的振動(dòng)器的構(gòu)造實(shí)例。本實(shí)施例中的振動(dòng)裝置(其結(jié)合到電機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件上)具有其上形成有一或多個(gè)突出部的振動(dòng)器。本振動(dòng)裝置的特征在于，振動(dòng)器的突出部以這樣的狀態(tài)移動(dòng)，其中，通過(guò)給電機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件施加交變電場(chǎng)，根據(jù)沿振動(dòng)器的寬度方向的一次彎曲振動(dòng)模式的振動(dòng)和沿與振動(dòng)器的寬度方向垂直的方向的二次彎曲振動(dòng)模式的振動(dòng)的合成，沿X-Z平面內(nèi)的橢圓形軌道運(yùn)動(dòng)。因此，與振動(dòng)器的突出部接觸的被驅(qū)動(dòng)體可以通過(guò)摩擦驅(qū)動(dòng)沿與寬度方向交叉 (典型地，垂直交叉)的方向移動(dòng)。更準(zhǔn)確地說(shuō)，本實(shí)施例的振動(dòng)裝置111由壓電元件107和振動(dòng)器101組成，所述壓電元件作為形成為矩形薄板形狀的電機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件，所述振動(dòng)器整體地結(jié)合到壓電元件107的一個(gè)端面上，如圖1和2所示。
與作為被驅(qū)動(dòng)體的滑動(dòng)件(未顯示)接觸的兩個(gè)突出部109和110設(shè)置在振動(dòng)器 101上，并且滑動(dòng)件通過(guò)突出部109和110與振動(dòng)器101壓縮接觸。當(dāng)給壓電元件107施加交變電場(chǎng)時(shí)，在振動(dòng)裝置111上激勵(lì)由兩個(gè)彎曲振動(dòng)模式組成的振動(dòng)，在突出部109和110上的接觸面上激勵(lì)橢圓運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)。因此，與突出部109和110壓縮接觸的滑動(dòng)件接收摩擦驅(qū)動(dòng)力并且沿X方向(進(jìn)給方向)被驅(qū)動(dòng)。這里，將參考圖2描述組成上述振動(dòng)裝置111的振動(dòng)器101的構(gòu)成。振動(dòng)器101由基座102和突出部109、110組成。這些突出部109和110形成在二次彎曲模式(進(jìn)給模式)的節(jié)點(diǎn)附近，與相關(guān)背景技術(shù)中的圖8B-1所示情況類似。這里，每個(gè)突出部109和110由兩個(gè)壁部14a、14b和用于使兩個(gè)壁部彼此連接的接觸部16組成。在本實(shí)施例中，盡管設(shè)置有兩個(gè)壁部，但根據(jù)需要可以增加壁部。例如，每個(gè)壁部1 和14b可以通過(guò)在其間設(shè)置狹縫等劃分成多個(gè)部分。與滑動(dòng)件壓縮接觸的接觸面形成在接觸部16的表面上。設(shè)置在基座102上的兩個(gè)壁部1 和14b處于同一 Z-Y平面上。壁部以這樣的狀態(tài)形成，即沿上述基座的平面外方向延伸，典型地沿相對(duì)于基座豎直的方向延伸。然而，不總是要求沿豎直方向延伸，而是可以根據(jù)需要構(gòu)造成具有特定傾斜角。這里，人們注意到， “平面外方向”是指不與上述基座的主表面(其上形成有上述突出部的表面)平行的方向。也就是說(shuō)，突出部109和110具有沿著平行于與進(jìn)給方向(X方向)交叉(典型地，垂直交叉)的方向(Y方向)的方向并行設(shè)置的兩個(gè)基座根部。在本發(fā)明中，“平行”是指嚴(yán)格平行或者允許在不給振動(dòng)性能造成實(shí)際問題的范圍內(nèi)以及設(shè)計(jì)誤差的情況下偏離平行的情況。例如，即使與平行偏離10度，這種傾斜在能夠獲得所希望振動(dòng)的情況下也是容許的。壁部形成為具有預(yù)定寬度和厚度。在本實(shí)施例中，每個(gè)壁部由寬度大于厚度的板構(gòu)件形成，并且它形成為使板構(gòu)件的厚度方向面向振動(dòng)器的寬度方向并且板構(gòu)件的寬度方向面向與振動(dòng)器的寬度方向垂直的方向。通過(guò)采用這種的構(gòu)造，壁部14a和14b的厚度方向?yàn)閅方向，并且由于壁部Ha和 14b沿X方向的寬度較大，突出部109和110保證了沿X方向的預(yù)定剛度。圖7A是在振動(dòng)器結(jié)合到壓電元件上的狀態(tài)下，執(zhí)行FEM(有限元法)分析所獲得的一次彎曲模式的剖視圖，圖7B是進(jìn)行同樣分析所獲得的二次彎曲模式的剖視圖。就本實(shí)施例的一次彎曲模式來(lái)說(shuō)，如圖7A所示，人們希望突出部的壁部和振動(dòng)器的基座102之間的分界部18a、18b沿Y方向位于一次彎曲模式(上沖模式)的振動(dòng)節(jié)點(diǎn) 13a禾口 13b之間。也就是說(shuō)，人們希望突出部和基座之間的分界部18a和18b位于這樣的地方(位置)，其中，在基座主表面上沿Z方向(上沖方向/法線方向)的位移方向在一次彎曲模式 (上沖模式)中成為彼此相同的方向。就本實(shí)施例而言，突出部和基座之間的分界部18a和 18b位于這樣的地方(位置)，其中，位移方向還成為與基座中心部的Z方向相同的方向。在本發(fā)明中，上述“位移方向成為彼此相同方向的位置”是指這樣的位置，其在振動(dòng)器振動(dòng)時(shí)抽取的任意時(shí)刻處于沿相同方向移動(dòng)的狀態(tài)。也就是說(shuō)，這些位置是在同一時(shí)刻處于沿相同方向移動(dòng)的狀態(tài)的位置。典型地，相鄰節(jié)點(diǎn)之間的位移是相同方向的位移。相反地，在節(jié)點(diǎn)按A、B和C的順序定位的情況下，節(jié)點(diǎn)A和B之間的位移方向與節(jié)點(diǎn)B和C之間的位移方向相反。在本發(fā)明中，在基座主表面上沿Z方向(上沖方向/法線方向)位移的事實(shí)是指允許基座主表面上的Z方向(上沖方向/法線方向)分量包括在該位移部分的位移方向之內(nèi)。同樣，在本發(fā)明中，分界部18a和18b可以設(shè)置在如圖7B所示一階彎曲模式的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)13a和1 之外。在這種情況下，由于同圖7A所示情況相比，基座中心部的變形方向與突出部接觸面的中心部的變形方向相反，盡管有時(shí)候存在當(dāng)突出部接觸面與滑動(dòng)件接觸時(shí)沿Z方向的作用力傳遞效率相對(duì)地減小，但不存在實(shí)際問題。重要的是能夠提高突出部和基座之間分界部的設(shè)計(jì)靈活性。然而，同樣在這種情況下，要求突出部和基座之間的分界部位于這樣的地方(位置)，其中，基座主表面上的Z方向(上沖方向/法線方向)的位移方向成為彼此相同的方向。如果突出部和基座之間的分界部位于這樣的地方(位置)，基座主表面上的Z方向(上沖方向/法線方向)的位移方向變成彼此不同(相反)的方向， 則當(dāng)突出部接觸面與滑動(dòng)件接觸時(shí)，沿Z方向的作用力傳遞變得不穩(wěn)定，從而不能獲得穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)。作為具體實(shí)例，情況是突出部和基座之間的分界部設(shè)定為與圖7A中的節(jié)點(diǎn)1 相交的狀態(tài)。在圖2所示結(jié)構(gòu)中，通過(guò)額外地使滑動(dòng)件具有彈性可以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)裝置111和滑動(dòng)件之間更好的接觸狀態(tài)。在不使滑動(dòng)件具有彈性的情況下，通過(guò)使接觸部具有彈性還可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的接觸狀態(tài)。以這種方式，通過(guò)使滑動(dòng)件或接觸部中的至少一個(gè)具有彈性，可以良好地保持振動(dòng)裝置和滑動(dòng)件每個(gè)的接觸狀態(tài)。另外，即使為加速驅(qū)動(dòng)的目的增大突出部109 和110的高度，由于通過(guò)壁部Ha和14b保持突出部109和110沿X方向(其等于滑動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)方向)的剛度，振動(dòng)裝置111的驅(qū)動(dòng)力可以有效地傳遞給滑動(dòng)件。另外，同圖8A所示具有突出部503和504的振動(dòng)器501相比，突出部形成為由基座、兩個(gè)壁部以及在兩個(gè)壁部之間連接一個(gè)壁部與另一個(gè)壁部的接觸部所圍繞的中空結(jié)構(gòu)。因此，由于在接觸部下面具有空間，上沖模式下的抗彎剛度會(huì)減小，并且可以提高電能效率。應(yīng)當(dāng)注意到，壁部14a和14b的寬度可以不等于接觸部16沿X方向的寬度。同樣，不要求壁部14a的寬度和壁部14b的寬度沿著Z方向相同。例如，當(dāng)壁部14a和14b接近基座102的寬度變寬，壁部Ha和14b接近接觸部16 的寬度變窄，并且壁部Ha和14b的平均寬度變寬時(shí)，壁部1 和14b沿X方向的剛度增大。作為根據(jù)本實(shí)施例的振動(dòng)器的制造方法，振動(dòng)器可以通過(guò)下列工藝制造而成，例如，突出部109和110 —次形成，隨后這些突出部109和110通過(guò)例如激光焊接或粘接的結(jié)合方法形成在基座102上。[第二實(shí)施例]作為第二實(shí)施例，將參考圖3A和;3B描述振動(dòng)器的構(gòu)成實(shí)例，其中，通過(guò)在基座上設(shè)置多個(gè)狹縫或凹口之后進(jìn)行沖壓成形工藝，突出部與基座整體地形成。在本實(shí)施例中，如圖3A所示，通孔21設(shè)置在基座202的部分區(qū)域上，位于振動(dòng)器 201的接觸部沈的下面，與第一實(shí)施例的情況不同。
因此，如圖:3B所示，狹縫22設(shè)置在進(jìn)行沖壓成形工藝的部分的兩個(gè)側(cè)面上。隨后， 通過(guò)執(zhí)行沖壓成形工藝，能夠以低成本整體地形成包括突出部的振動(dòng)器201。通過(guò)在基座202的部分區(qū)域上設(shè)置通孔21，足以用小能量產(chǎn)生上沖振動(dòng)。因此，可以提高驅(qū)動(dòng)效率。[第三實(shí)施例]作為第三實(shí)施例，將參考圖4A和4B對(duì)模式不同于上述各實(shí)施例的模式的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備中的振動(dòng)器的構(gòu)成實(shí)例進(jìn)行描述。在本實(shí)施例中，通孔31設(shè)置在振動(dòng)器301的接觸部36的下面，同時(shí)設(shè)置狹縫32， 使得當(dāng)移除突出部時(shí)基座32分離成兩個(gè)部件，與上述各實(shí)施例的情況不同。根據(jù)這種構(gòu)成，包括突出部的振動(dòng)器可以通過(guò)彎曲工藝整體地形成。通過(guò)在基座302的部分區(qū)域上設(shè)置通孔31和狹縫32，足以用小能量產(chǎn)生上沖振動(dòng)。因此，可以提高驅(qū)動(dòng)效率。在本實(shí)施例中，使用不銹鋼尤其是耐磨性出眾的SUS420J2或SUS440C作為振動(dòng)器的材料。準(zhǔn)備其尺寸L4長(zhǎng)于所要制造的振動(dòng)器301的總長(zhǎng)度L5 ( S卩，沿Y方向的尺寸)的板，隨后形成凹口部或狹縫，如圖4B所示。通過(guò)在加工振動(dòng)器之前調(diào)節(jié)長(zhǎng)度Ll和L2可以將每個(gè)突出部的高度任意設(shè)置為希望的長(zhǎng)度。凹口部通過(guò)蝕刻、沖壓切割等形成，隨后，可以通過(guò)彎曲工藝模制突出部109和 110。制造之后獲得的形狀如圖4A所示，凹口部分的一部分變成狹縫。如剛剛描述的那樣，可以在制造前后幾乎不改變突出部109和110的厚度的情況下，通過(guò)彎曲工藝制造突出部。因此，與要求所用板具有高延展系數(shù)的沖壓成形工藝或鍛造工藝的情況不同，可以減少對(duì)可制造的突出部的高度或形狀的限制。另外，與沖壓成形工藝相比，可以模制具有高剛度的壁部34，并且突出部的厚度幾乎沒有減小。[第四實(shí)施例]作為第四實(shí)施例，將參考圖5A和5B對(duì)模式不同于上述實(shí)施例的模式的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備中的振動(dòng)器的構(gòu)成實(shí)例進(jìn)行描述。在本實(shí)施例中，基座和突出部的壁部之間的分界部設(shè)置在與上沖模式中的中心部的相位相同的位置處。作為上沖模式，不僅可以使用一次彎曲模式，而且可以使用二次或三次彎曲模式。例如，在圖5A中，基座和壓電元件處于三次彎曲模式，基座和突出部的壁部之間的分界部位于相位相同的地方(位置)，該相位包括上沖模式中的中心部。也就是說(shuō)，突出部和基座之間的分界部位于這樣的地方(位置)，其中，基座的Z方向(上沖方向/法線方向)的位移方向變得相同。根據(jù)這種構(gòu)成，如第一實(shí)施例所述，突出部的兩個(gè)壁部的相位和突出部的接觸面的中心部的相位變得相同，從而可以獲得穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)。如圖5B所示，基座和突出部的壁部之間的兩個(gè)分界部可以關(guān)于基座中心非對(duì)稱地設(shè)置。[第五實(shí)施例]作為第五實(shí)施例，將參考圖6A和6B對(duì)模式不同于上述實(shí)施例的模式的振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備中的振動(dòng)器的構(gòu)成實(shí)例進(jìn)行描述。在圖6A中，沿Z方向的剛度減小的連接部59a、59b、59c和59d設(shè)置在接觸部56 和壁部Ma、54b之間，從而即使在滑動(dòng)件不具有彈性的情況下也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的接觸。接觸部56的頂面與連接部59a、59b、59c和59d的頂面位置相比設(shè)置在更高的位置，構(gòu)造成使滑動(dòng)件不與連接部59a、59b、59c和59d接觸。在這種形式下，由于壁部Ma、Mb的寬度和接觸部56的寬度可以獨(dú)立地設(shè)定，從而可以通過(guò)增加壁部的寬度進(jìn)一步提高沿驅(qū)動(dòng)方向的剛度。圖6B所示情況與上述情況類似，沿Z方向的剛度減小的連接部59a和59b設(shè)置在接觸部56和壁部Ma、54b之間，從而即使在滑動(dòng)件不具有彈性的情況下也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的接觸。接觸部56的頂面與連接部59a和59b的頂面位置相比設(shè)置在更高的位置，構(gòu)造成使滑動(dòng)件不與連接部59a和59b接觸。在這種形式下，由于壁部Ma、Mb的寬度和接觸部56的寬度可以獨(dú)立地設(shè)定，從而可以通過(guò)增加壁部的寬度進(jìn)一步提高沿驅(qū)動(dòng)方向的剛度。盡管已經(jīng)參考示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不局限于所公開的示例性實(shí)施例。下列權(quán)利要求的范圍與最廣義的解釋一致，從而涵蓋所有這類改進(jìn)、等效結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)成振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)裝置的振動(dòng)器，所述振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括所述振動(dòng)裝置，所述振動(dòng)裝置結(jié)合到電機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件上并且包括其上具有一或多個(gè)突出部的所述振動(dòng)器，其中，所述振動(dòng)裝置構(gòu)造成能夠通過(guò)給電機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件施加交變電場(chǎng)而在振動(dòng)器的突出部產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)，并且通過(guò)所述橢圓運(yùn)動(dòng)使與振動(dòng)器的突出部接觸的被驅(qū)動(dòng)體沿與振動(dòng)器的寬度方向交叉的方向移動(dòng)，其中，所述振動(dòng)器包括基座和所述一或多個(gè)突出部，所述突出部由至少兩個(gè)壁部和接觸部形成，所述壁部沿所述基座的平面外方向延伸， 所述接觸部具有與被驅(qū)動(dòng)體接觸的接觸面，并且所述接觸面使所述壁部彼此連接，和在所述基座和相應(yīng)壁部之間的分界部的位置設(shè)置成在基座主表面上的法線方向上的位移方向相同。
2.如權(quán)利要求1所述的振動(dòng)器，其中，所述突出部具有中空結(jié)構(gòu)，所述中空結(jié)構(gòu)由所述基座、所述至少兩個(gè)壁部以及使所述壁部彼此連接的接觸部形成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的振動(dòng)器，其中，所述接觸部具有彈性。
4.如權(quán)利要求1或2所述的振動(dòng)器，其中，所述壁部由具有預(yù)定寬度和預(yù)定厚度的板構(gòu)件形成，所述預(yù)定寬度大于所述預(yù)定厚度，和所述板構(gòu)件形成為使板構(gòu)件的厚度方向朝向振動(dòng)器的寬度方向，所述板構(gòu)件的寬度方向朝向與振動(dòng)器的寬度方向交叉的方向。
5.如權(quán)利要求1或2所述的振動(dòng)器，其中，在基座位于突出部和電機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件之間的部分區(qū)域中形成通孔。
6.如權(quán)利要求1或2所述的振動(dòng)器，其中，所述突出部由構(gòu)成一個(gè)基座的構(gòu)件、通過(guò)形成在所述基座上的多個(gè)狹縫或凹口與振動(dòng)器整體地形成。
7.如權(quán)利要求1或2所述的振動(dòng)器，其中，所述基座中心部沿法線方向的位移方向與分界部的位移方向相同。
8.—種制造構(gòu)成振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)裝置的振動(dòng)器的方法，所述振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括所述振動(dòng)裝置，所述振動(dòng)裝置結(jié)合到電機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件上并且包括其上具有突出部的所述振動(dòng)器，其中，所述振動(dòng)裝置構(gòu)造成能夠通過(guò)給電機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件施加交變電場(chǎng)而在振動(dòng)器的突出部產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)，并且通過(guò)所述橢圓運(yùn)動(dòng)使與振動(dòng)器的突出部接觸的被驅(qū)動(dòng)體沿與振動(dòng)器的寬度方向交叉的方向移動(dòng)，所述制造方法包括制備一個(gè)整體地形成突出部和振動(dòng)器的構(gòu)件，并且在所述構(gòu)件的部分區(qū)域中形成多個(gè)狹縫或凹口 ；和通過(guò)彎曲工藝或沖壓成形工藝?yán)梦挥谒霆M縫或凹口之間部位的一部分形成所述突出部。
全文摘要
一種構(gòu)成振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)裝置的振動(dòng)器及其制造方法，所述振動(dòng)型驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括振動(dòng)裝置，振動(dòng)裝置結(jié)合到電機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件上并且包括其上具有一或多個(gè)突出部的振動(dòng)器，其中，振動(dòng)裝置構(gòu)造成能夠通過(guò)給電機(jī)械能量轉(zhuǎn)換元件施加交變電場(chǎng)而在振動(dòng)器的突出部產(chǎn)生橢圓運(yùn)動(dòng)，并且通過(guò)橢圓運(yùn)動(dòng)使與振動(dòng)器的突出部接觸的被驅(qū)動(dòng)體沿與振動(dòng)器的寬度方向交叉的方向移動(dòng)，其中，振動(dòng)器包括基座和一或多個(gè)突出部，突出部由至少兩個(gè)壁部和接觸部形成，壁部沿基座的平面外方向延伸，接觸部具有與被驅(qū)動(dòng)體接觸的接觸面，并且接觸面使壁部彼此連接，在基座和相應(yīng)壁部之間的分界部的位置設(shè)置成在基座主表面上的法線方向上的位移方向相同。
文檔編號(hào)H02N2/02GK102195515SQ20111006288
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
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