一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

振动型驱动装置和使用该振动型驱动装置的摄像设备的制作方法

2022-03-02 01:42:57 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及通过振动和摩擦力产生旋转驱动力的振动型驱动装置,以及使用该振动型驱动装置的摄像设备。


背景技术:

2.一些诸如摄像设备的传统电子设备采用通过激发的振动和摩擦力产生旋转驱动力的振动型驱动装置。具有体积小、输出高以及静音等特点的旋转超声波马达被称为振动型驱动装置。日本特开2018-189745(jp 2018-189745a)号专利公报公开了采用环形振动器的超声波马达。日本特开2006-158054(jp 2006-158054a)号专利公报和日本特开2004-304887(jp 2004-304887a)号专利公报公开了采用振簧(reed)型振动器的超声波马达。例如,当将超声波马达用于相机的镜头驱动时,振动器与和镜头框架连接的摩擦构件压力接触。并且通过将振动器产生的椭圆运动传递到摩擦构件来旋转驱动镜头框架。
3.顺便提及,由于振动型驱动装置的驱动单元在始终接收压力的同时驱动被驱动单元,因此发生由于压力导致的滑动摩擦引起的驱动力损失。因此,为了减少由于滑动摩擦引起的这种驱动力损失,jp2018-189745a和jp2006-158054a公开了通过诸如球的滚动构件接收压力的构造。
4.然而,产生驱动力损失的滑动摩擦也在径向上发生。例如,jp2018-189745a中的构造用沿周向配置的辊支撑沿推力方向加压的旋转筒,并通过将形成在旋转筒的推力方向上的端面上的突起部装配到各个辊(roller)的内表面来防止沿径向旋转驱动期间的晃动。根据该构造,由于沿旋转筒的径向在装配部中产生了滑动摩擦,因此在该位置也发生驱动力的损失。此外,由于旋转筒的突起部在径向上在比振动器压力接触的位置靠外的位置处装配到辊的内表面,因此装配部中的损失对驱动力的损失影响很大。因此,在降低驱动负载方面存在改进的空间。
5.此外,jp2006-158054a的构造通过将球夹在沿着转子主体和轴承座的圆周设置的v型槽之间而支撑在推力方向上加压的旋转筒,并防止在旋转驱动期间在径向上的晃动。由于这种构造通过在推力方向和径向两个方向上的滚动摩擦来支撑旋转筒,因此减少了驱动力的损失。然而,为了使v型槽的直径一致和消除偏心,需要极高的加工精度,这会增加成本。因此,难以兼顾降低成本和保持高加工精度。
6.此外,jp2006-158054a和jp2004-304887a均提出了一种振动马达,其构造成使得相对小尺寸的振动器仅在摩擦构件的圆周上的指定位置处与环形摩擦构件压力接触。由于振动器的尺寸小,所以这种振动马达有利于小型化。
7.然而,由于仅在圆周上的指定位置处约束摩擦构件,所以摩擦构件趋于由于较少的约束而产生不必要的共振,这可能成为振动器的驱动力的阻碍因素,并可能降低作为振动马达的驱动性能。同时,可以用螺钉将摩擦构件固定到固定构件,以防止摩擦构件的不必要的共振。然而,如果没有任何巧妙地将摩擦构件固定到固定构件上,则有可能产生不必要的共振或导致整个单元的大型化。


技术实现要素:

8.本发明提供一种在降低驱动负载的同时实现低成本和高精度的振动型驱动装置。
9.因此,本发明提供一种振动型驱动装置,其包括:驱动单元,其具有设置有突起部的振动器并且构造成通过使振动器振动来产生驱动力;第一单元,其具有接触部,突起部在第一方向上与接触部压力接触;第二单元,其构造成通过驱动单元的驱动力围绕平行于第一方向的预定旋转轴线而相对于第一单元相对旋转;和三个以上的支撑构件,其在第一方向上位于第一单元和第二单元之间,并且构造成支撑第一单元和第二单元以可相对旋转。支撑构件被定位成使得在第一单元和第二单元相对旋转期间,当沿第一方向观察时,突起部与接触部接触的接触点始终位于通过利用直线连接三个以上的支撑构件之中的任意三个支撑构件而形成的一个以上的三角形区域中的至少一个三角形区域中。
10.根据本发明,能够提供一种在降低驱动负载的同时实现低成本和高精度的振动型驱动装置。
11.从以下参照附图对示例性实施方式的说明,本发明的进一步特征将变得明显。
附图说明
12.图1是示出应用了作为根据本发明的第一实施方式的振动型驱动装置的振动马达的电子设备的示意图。
13.图2是示出振动马达的分解立体图。
14.图3是示出振动马达的分解立体图。
15.图4是示出包括以简化形式示出的被驱动体的振动马达的主要部分的截面图。
16.图5a和图5b是示出包括在振动马达中的振动器的振动模式的示意图,并且图5c是示出进行椭圆运动的振动器的投影的示意图。
17.图6是示出保持包括在振动马达中的滚球的构造的主要部分的分解立体图。
18.图7a和图7b是说明从-y侧观察的滚球的配置的视图。
19.图8a和图8b是说明从-y侧观察的滚球的配置的视图。
20.图9a和图9b是示出包括在振动马达中的被驱动体的分解立体图。
21.图10是示出振动马达的主要部分和详细示出的被驱动体的截面图。
22.图11是保持滚球的构造的主要部分的分解立体图,其中滚球被包括在作为根据本发明的第二实施方式的振动型驱动装置的振动马达中。
23.图12a和图12b是说明从-y侧观察的滚球的配置的视图。
具体实施方式
24.下面将参照附图详细说明根据本发明的实施方式。
25.图1是示出应用了作为根据本发明的第一实施方式的振动型驱动装置的振动马达的电子设备的示意图。作为该电子设备,例示了旋转驱动装置1。旋转驱动装置1包括固定体10和相对于固定体10旋转的可动体20。固定体10还包括控制除了作为振动型驱动装置的振动马达100之外的整个旋转驱动装置1的控制基板(未示出)。通过截面图示出了振动马达100。可动体20包括作为能够拍摄被摄体的图像的摄像单元的摄像设备21。应注意,整个旋转驱动装置1可以被称为摄像设备。
26.振动马达100是设置有振动器101(稍后提及)的旋转超声波马达,该振动器101使用振动来旋转驱动被驱动体121。可动体20与振动马达100的被驱动体121连接。当振动器101旋转地移动被驱动体121时,包括摄像设备21的可动体20围绕通过旋转中心的旋转轴线p旋转。摄像设备21的摄像方向因为可动体20旋转而改变。
27.旋转驱动装置1构造成在可动体20与被驱动体121连接并且支撑体122被固定的状态下使用。相反,旋转驱动装置1可以构造成在可动体20与支撑体122连接并且被驱动体121被固定的状态下使用。
28.图2和图3是示出振动马达100的分解立体图。图4是示出包括以简化形式示出的被驱动体121的振动马达100的主要部分的截面图。
29.在下文中,将参照图2、图3等中所示的x、y和z坐标轴来称呼构件的方向。在本实施方式中,将平行于旋转轴线p的方向定义为y方向。特别地,被驱动体121相对于振动器101所处的一侧是y方向上的 y侧。将与被驱动体121的切线方向一致的振动器101的纵向定义为z方向。将与y方向和z方向都垂直相交的方向定义为x方向。
30.振动马达100主要具有构成第一单元的被驱动体121、构成第二单元的支撑体122和底盘122d。支撑体122保持整个振动马达100。被驱动体121整体上成形为近似环形。被驱动体121具有轴121a、滚动接收部121b和接触面(接触部)121s。接触面121s是摩擦面。旋转支撑孔122a形成在支撑体122中。被驱动体121的轴121a可旋转地装配到旋转支撑孔122a中。由此,整个被驱动体121相对于支撑体122围绕旋转轴线p相对可旋转。因此,振动马达100的径向上的支撑结构为滑动轴承结构。
31.由于振动马达100具有通过旋转支撑孔122a和轴121a确定径向上的配合关系的简单结构,所以以相对低的成本容易地确保了装配精度。应注意,被驱动体121可以由单个构件构成,或者可以由包括接触面121s和滚动接收部121b的圆盘状构件以及轴121a的单独构件构成。或者,轴121a和旋转支撑孔122a之间的关系可以颠倒。即,设置在支撑体122中的轴可以装配到设置在被驱动体121中的旋转支撑孔中,使得整个被驱动体121将关于支撑体122相对可旋转。
32.作为驱动单元的构件的振动器101具有弹性体102和压电装置103。压电装置103是在弹性体102中激发振动的机电能量转换元件。压电装置103例如是由锆钛酸铅(pzt)制成。弹性体102由不锈钢等制成的金属板构成。
33.弹性体102具有沿纵向排列的两个突起部102a和被保持部102b(图2)。弹性体102和压电装置103通过粘合剂等粘合。由于在将弹性体102和压电装置103粘合的状态下压电装置103被后述加压机构按压,所以突起部102a与接触面121s压力接触。通过向压电装置103施加高频交流的驱动电压而产生的超声波范围内的频率的振动(超声波振动),在弹性体102的各突起部102a中发生椭圆运动em(图5c)。由此,在突起部102a和接触面121s之间产生驱动力。后面提到的驱动力f2(图3)出现在突起部102a与接触面121s接触的位置处。
34.面向被驱动体121的滚动接收部121b的滚动接收部122b形成在支撑体122中。滚球(图2中为六个)108设置在滚动接收部121b和122b之间。即,关于振动马达100的推力方向的支撑结构为滚动轴承结构,并且通过滚球108的转动,被驱动体121和支撑体122可相互相对平滑地转动。由此,能够使当被驱动体121在接收压力的同时移动时引起的摩擦阻力尽可能地小。
35.尽管滚动接收部122b和支撑体122可以由单个构件构成,但它们可以由单独的多个构件构成。另外,尽管滚动接收部121b和被驱动体121可以由单个构件构成,但也可以由单独的多个构件构成。应注意的是,代替滚球108,可以在滚动接收部122b和滚动接收部121b之间设置诸如辊子的滚动构件或滑动构件。
36.第一保持件104通过保持弹性体102的被保持部102b来保持弹性体102固定。由此,振动器101与第一保持件104一起移动。将底盘122d固定到支撑体122。框架构件113通过弹性连接构件114保持第一保持件104。通过用螺钉115将框架构件113固定到底盘122d,使第一保持件104定位并固定到被驱动体121。
37.拦截(interception)构件105具有拦截振动传递到其它部件的功能。拦截构件105拦截了压电装置103的超声波振动传递到小基座106(稍后提及)但不衰减压电装置103的超声波振动。毡织物适合作为拦截构件105的材料。小基座106通过拦截构件105与压电装置103面接触,并具有将加压弹簧111的压力传递给压电装置103的功能。
38.加压机构包括加压构件110、作为加压器件的加压弹簧111和接收构件112。第二保持件107保持该加压机构。利用两个螺钉115与框架构件113一起将第二保持件107固定到底盘122d。作为圆孔的装配孔112a形成在接收构件112的中心。螺纹部分112b形成在接收构件112的外周面上。通过将螺纹部分112b螺合到第二保持件107的螺纹孔107a中,将接收构件112固定到第二保持件107。此外,装配孔112a接合并保持加压构件110的装配轴110a。加压构件110被装配到接收构件112的装配孔112a中并且被保持为仅在与被驱动体121的接触面121s大致竖直的方向上可动。
39.加压构件110通过小基座106和拦截构件105将压力从加压弹簧111传递到振动器101。由此,振动器101与被驱动体121压力接触。例如加压弹簧111包括压缩弹簧。加压弹簧111的一端固定至接收体112,并且另一端邻接加压构件110。这样,加压弹簧111通过在压缩状态固定两端而产生压力f1。产生的压力f1通过被传递到压电装置103而成为垂直于被驱动体121的接触面121s的方向( y方向)的力。振动器101通过压力f1与被驱动体121压力接触。因此, y方向是加压弹簧111的加压方向。滚球108是在被驱动体121和支撑体122之间接收压力f1的滑动构件的示例。此外,将施加压力f1的加压位置设置在弹性体102的两个突起部102a之间的在振动器101的纵向上的大致中心处。由此,两个突起部102a以良好平衡的方式与被驱动体121压力接触。
40.以这种方式,各个构件被结合并单元化并且由此构成了振动马达100。在该构造中,当振动器101振动并且在突起部102a中发生椭圆运动em(图5c)时,在突起部102a和被驱动体121的接触面121s之间产生了驱动力f2(图3)。由于驱动力f2作用在与穿过被驱动体121的旋转轴线p的径向竖直的方向上,所以被驱动体121被围绕旋转轴线p旋转驱动。
41.下面,将使用图5a、图5b和图5c说明振动马达100的振动器101的振动模式。图5a和图5b是示出振动器101的振动模式的示意图。图5c是示出执行椭圆运动em的突起部102a的示意图。
42.振动器101的振动模式是包括第一振动和第二振动的复杂振动。如图5a所示,第一振动在振动器101的突起部102a中产生了由箭头所示的往复运动m1,并且主要在接触面121s的切线方向上移动突起部102a。在第一振动中,在振动器101中出现虚线所示的三个波节(node)n1。振动器101的纵向上两端侧的两个波节n1位于突起部102a附近。
43.如图5b所示,第二振动在突起部102a中产生了由箭头所示的往复运动m2,并且主要在与接触面121s接触/分离的方向上移动突起部102a。在第二振动中,在振动器101中出现虚线所示的两个波节n2。
44.以相同频率产生的第一振动和第二振动在突起部102a与接触面121s的接触点102c(图4和图5c)处产生椭圆运动em。尽管振动器101具有多个(两个)接触点以更大地产生上述驱动力f2,但其可以具有单个接触点。由于用于产生第一振动和第二振动的方法的细节如上述jp2004-304887a中所述是众所周知的,因此省略了详细说明。
45.下面,将参照图4、图6、图7a和图7b说明振动马达100中的滚球108的保持机构。此外,将说明支撑体122支撑被驱动体121的位置、振动器101与被驱动体121压力接触的位置以及滚球108接触被驱动体121的位置之间的关系。
46.图6是示出在被驱动体121和支撑体122之间保持滚球108的构造的主要部分的分解立体图。图7a和图7b是说明从-y侧观察的滚球108的配置的视图。
47.尽管图1中未示出,通过图4,保持器109介于被驱动体121的滚动接收部121b和支撑体122的滚动接收部122b之间。保持器109是环形构件。保持器109的内周109b可旋转地装配到形成在支撑体122中的保持器装配部122c。保持器109具有用于保持滚球108的球保持孔109a。球保持孔109a以大致相等的规律间隔(60度间隔)配置在周向上。由于将滚球108收容在球保持孔109a中,所以以在周向上大致相等的间隔保持滚球108。即,保持器109是伴随着被驱动体121和支撑体122的相对旋转而将三个以上的滚球108保持为能够围绕旋转轴线p沿周向移动的保持构件。保持器109约束三个以上的滚球108之间的间隔,使得三个以上的滚球108不会相互接触。
48.或者,可以不由保持器109保持滚球108而是由环形槽保持滚球108。例如,围绕旋转轴线p的环形槽形成在支撑体122中。滚球108配置在该环形槽中。滚球108能够在滚球108在径向上的位置被约束的状态下相对于被驱动体121和支撑体122滚动。需注意的是,滚球108的数量不限于六个。至少需要三个滚球108以保持旋转稳定。即,像滚球108的滑动构件的数量不限于六个。至少需要三个滑动构件以围绕旋转轴线p旋转。
49.滚球108围绕旋转轴线p的滚动轨迹的半径是公转半径rr。公转半径rr是在投影至与旋转轴线p垂直的平面的投影图中从旋转轴线p到滚球108与被驱动体121的滚动接收部121b接触的第三位置的第三距离。由于保持器109的内周109b可旋转地装配到支撑体122的保持器装配部122c,滚球108被保持在公转半径rr和周向上的间隔受到约束的状态下。
50.应注意的是,保持器装配部122c的中心与旋转轴线p大致重合。此外,保持器109的球保持孔109a的直径大于滚球108的直径,并且保持器109自身的厚度小于滚球108的直径。因此,滚球108变得能够在保持相互间隔的同时旋转和公转,这使得能够良好地保持。
51.如上所述,被驱动体121的轴121a可旋转地装配到支撑体122的旋转支撑孔122a中。如图4、图7a和图7b中所示,在投影到与旋转轴线p垂直的平面的投影图中,将从旋转轴线p到轴121a在径向上被旋转支撑孔122a支撑的第一位置的第一距离称为装配半径rf。此外,在投影到与旋转轴线p垂直的平面的投影图中,将从旋转轴线p到振动器101的突起部102a与被驱动体121的接触面121s压力接触的第二位置的第二距离称为驱动半径rd。第二位置也是产生驱动力f2(图3)的位置。
52.装配半径rf比驱动半径rd短并且公转半径rr比驱动半径rd长。即,满足以下关系:
装配半径rf<驱动半径rd<公转半径rr。旋转支撑孔122a与轴121a之间的接合关系形成了滑动摩擦部,并且滚球108与滚动接收部121b的接合关系形成了滚动摩擦部。滑动摩擦部的摩擦力大于滚动摩擦部的摩擦力。即,滑动摩擦较大的滑动摩擦部设置在突起部102a和接触点102c之间的接触位置的径向内侧。并且在接触位置的径向外侧设置滑动摩擦较小的滚动摩擦部。由此,防止伴随旋转驱动而产生的构件之间的摩擦引起的驱动力损失中的由滑动摩擦引起的驱动力损失。
53.此外,由于驱动半径rd小于公转半径rr并且由于滚球108和滚动接收部121b之间的接触位置位于突起部12a和接触点102c之间的接触位置外侧,所以控制了振动马达100的扩大。例如,如图7a所示,当振动器101的轮廓e投影到与旋转轴线p垂直的平面时,振动器101的接触点102c位于公转半径rr的圆内,并且轮廓e与公转半径rr的圆部分重叠。即,振动器101的至少一部分在平行于旋转轴线p的方向上与滚球108的滑动轨迹(滚动轨迹)并排配置。由此,避免了振动马达100在径向上的扩大。特别地,当如实施方式中那样设置多个接触点102c以扩大驱动力f2时,振动器101的轮廓e趋于增大。然而,上述配置使得能够实现高空间效率的布局,并且振动马达100的小型化变得容易。
54.此外,由于驱动半径rd小于公转半径rr,所以稳定的旋转驱动变得可得。为了比较,将说明图4中所示的接触点1020c和滚球1080。考虑了一个模拟(virtual)案例。在模拟情况下,振动马达100被设置为使得振动器101的接触点1020c将与公转半径rr的位置重合并且将滚球1080设置在驱动半径rd的位置处。在模拟情况下,滚球1080总是在振动器101的接触点1020c的径向内部公转。因此,例如,当压力被施加到接触点1020c时,可能出现围绕滚球1080的倾斜θ。
55.当如jp2006-158054a中说明的将倾斜防止机构设置在隔着旋转轴线p与接触点1020c相反的区域a(图4)中以抵消倾斜θ时,将扩大马达尺寸并且将增加成本。在本实施方式中,通过在接触点102c的外侧设置滚球108来防止上述倾斜θ,这能够实现稳定的旋转驱动。
56.即使滚球108通过滚球108的公转而处于任何旋转相位,也必须满足特定条件以防止围绕滚球108出现倾斜θ。说明了滚球108和振动器101的优选的位置关系。
57.首先,如图7a所示,考虑了沿周向以相等间隔(60度间隔)配置滚球108a至108f的情况。将突起部102a通过加压机构到被驱动体121的接触面121s的接触点102c的中点定义为加压位置f。加压位置f大致位于驱动半径rd的圆上。在投影到与旋转轴线p垂直的平面的投影图中,限定了通过连接滚球108的中心而得到的多边形s1和多边形s1的内切圆c1。振动器101的接触点102c和加压位置f位于多边形s1的内切圆c1内。当满足上述位置关系时,即使滚球108处于任何旋转相位,接触点102c和加压位置f也总是位于通过连接滚球108的中心所得到的三角形中的至少一个中。
58.例如,在图7的状态下,接触点102c和加压位置f位于通过连接滚球108a、108b和108c的中心得到的三角形abc中。图7b示出了通过将滚球108从图7a所示的状态围绕旋转轴线p公转30度而得到的滚球108的旋转相位。另外,在图7b所示的状态下,振动器101的接触点102c和加压位置f位于通过连接滚球108a、108b和108c的中心得到的三角形abc中。
59.以这种方式,由于压力由三个点a、b和c支撑,所以能够防止上述倾斜θ的发生。当满足上述位置关系时,即使滚球108处于任何旋转相位,也可以得到类似的效果。顺便提及,
在图7b所示的示例中,加压位置f不仅位于三角形abc中,而且还位于通过连接滚球108b、108c和108d的中心得到的三角形bcd中。需要注意的是,至少加压位置f应该位于通过连接滚球108的中心而得到的多边形s1的内切圆c1内。相邻滚球108形成三角形并不是不可或缺的。换言之,只要有三个滚球108使得加压位置f将位于通过连接三个滚球108的中心而得到的三角形内就足够了。此外,当沿y方向观察时,突起部102a的与接触面(接触部)121s接触的接触点102c应位于通过用直线连接三个以上滚球(支撑构件)之中的任意三个滚球108而形成的一个以上的三角形区域中的任意三角形区域中。
60.尽管在图6、图7a和图7b所示的示例中,滚球108以相等间隔(60度间隔)配置在围绕旋转轴线p的周向上,但滚球108并不必须以相等间隔配置。将参照图8a和图8b说明以不等间隔配置滚球108的变型例。
61.图8a和图8b是说明从-y侧观察的滚球108的配置的视图。在图8a所示的示例中,滚球108b配置在从相等间隔位置(图7a)沿周向位移10度的位置处。接触点102c和加压位置f配置成位于圆c2内,该圆c2与在通过连接滚球108的中心而得到的多边形的边中最靠近旋转轴线p的边bc接触,并且该圆c2以旋转轴线p为中心。
62.当满足上述位置关系时,即使滚球108处于任何旋转相位,振动器101的接触点102c和加压位置f也总是位于通过连接滚球108的中心而得到的三角形中的至少一个中。另外,在图8a所示的状态下,接触点102c和加压位置f位于通过连接滚球108a、108b和108c的中心而得到的三角形abc中。以这种方式,由于压力由三个点a、b和c支撑,能够防止上述倾斜θ的发生。
63.图8b示出了通过使滚球108从图8a所示的状态围绕旋转轴线p公转25度而得到的滚球108的旋转相位。另外,在图8b所示的状态下,接触点102c和加压位置f位于通过连接滚球108a、108b和108c的中心而得到的三角形abc中。以这种方式,由于压力由三角形abc支撑,所以能够防止上述倾斜θ的发生。当满足上述位置关系时,即使滚球108处于任何旋转相位,也能够得到类似的效果。顺便提及,在图8b所示的示例中,加压位置f不仅位于三角形abc中,而且还位于通过连接滚球108b、108c和108d的中心而得到的三角形bcd中。
64.应注意的是,至少加压位置f应位于圆c2内,该圆c2与在通过连接滚球108的中心而得到的多边形的边中最靠近旋转轴线p的边接触,并且该圆c2以旋转轴线p为中心。
65.根据本实施方式,在投影到与旋转轴线p垂直的平面的投影图中,装配半径rf小于驱动半径rd,并且公转半径rr长于驱动半径rd。由此,由于滑动摩擦引起的驱动力损失减少,能够减少驱动负载。此外,由于与jp2006-158054a中的构造不同,不需要用于使v型槽的直径一致和消除偏心的高加工精度,所以构造简单并且防止了成本上升。因此,能够提供在降低驱动负载的同时实现低成本和高精度的振动型驱动装置。
66.此外,加压位置f位于圆c2内,该圆c2与通过连接滚球108的中心而得到的多边形的边中最靠近旋转轴线p的边接触,并且该圆c2以旋转轴线p为中心。这个条件在图7a和图7b所示的示例以及图8a和图8b所示的示例中得到满足。或者,当滚球108以大致相等的间隔围绕旋转轴线p配置在同心圆上时(图7a和图7b),加压位置f位于通过连接滚球108的中心而得到的多边形s1的内切圆c1内。这个条件在图7a和图7b所示的示例中得到满足。这些构造防止了倾斜θ的发生并且能够实现稳定的旋转驱动。此外,由于不需要倾斜防止机构,因此有助于小型化。
67.下面,将参照图9a、图9b和图10详细说明被驱动体121的构造。图9a和图9b是示出被驱动体121的分解立体图。图10是详细示出振动马达100和被驱动体121的主要部分的截面图。
68.在图2、图3和图4中以简化形式示意性地示出了被驱动体121。如图9a和图9b所示,构成第一单元的被驱动体121具有轴(基座构件)121a、滚动接收部(第二构件)121b、摩擦构件(第一构件)201、间隔件202、衰减构件203以及连接构件204。在图9a、图9b和图10中,单独示出了构成被驱动体121的构件。
69.尽管在图10中没有示出,如图6所示保持滚球108的保持器109介于被驱动体121的滚动接收部121b与支撑体122的滚动接收部122b之间。
70.摩擦构件201是具有接触面121s的环形构件。间隔件202和滚动接收部121b从摩擦构件201侧依次介于摩擦构件201和轴121a之间。此外,衰减构件203被夹在摩擦构件201和滚动接收部121b之间,以便包围间隔件202。在各个摩擦构件201、间隔件202和滚动接收部121b中形成有供像螺钉的多个连接构件(六个固定构件)204分别贯通的六个通孔。摩擦构件201的孔为固定部201a。摩擦构件201的固定部201a在径向r上的位置相互共用。六个固定部201a以大致相等的间隔配置。数量无关紧要。供六个连接构件204分别紧固的六个螺钉孔形成在轴(基座构件)121a中。
71.利用连接构件204将摩擦构件201固定到轴121a。间隔件202和滚动接收部121b也利用作为相同装配构件的连接构件204与摩擦构件201一起一同固定到轴121a(在共同紧固状态中)。通过这种构造,作为基座构件的轴121a保持摩擦构件201。此外,作为压力接收构件的滚动接收部121b接收来自振动器101的压力f1,该压力f1由摩擦构件201和支撑体122的滚动接收部122b之间的加压机构产生。间隔件202具有比摩擦构件201高的刚性。
72.如图10所示,径向r开始于旋转轴线p并与旋转轴线p垂直相交。此外,在投影到与旋转轴线p垂直的平面(即,在径向r上)的投影图中,将从旋转轴线p到振动器101的突起部102a与被驱动体121的接触面121s压力接触的第二位置的第二距离称为驱动半径rd。第二位置也是产生驱动力f2(图3)的位置。此外,在径向r上,从旋转轴线p到摩擦构件201和滚动接收部121b共同固定到轴121a的第四位置的距离称为固定位置半径rx。固定位置半径rx小于驱动半径rd。
73.由于利用连接构件204将滚动接收部121b和摩擦构件201固定在一起,因此与单独固定滚动接收部121b和摩擦构件201的构造相比,避免了径向r上的扩大。如果考虑仅防止径向r上的扩大,则能够考虑将摩擦构件201的固定位置从滚动接收部121b的固定位置沿着围绕旋转轴线p的周向偏移(shift)的方法。例如,每个构件均可以以120度的间隔在三个点处固定,并且构件的固定点可以相互偏移60度。
74.然而,根据该方法,摩擦构件201的形状将变成围绕旋转轴线p的不对称的奇怪形状,这会产生不必要的共振。由于在本实施方式中滚动接收部121b的固定位置与摩擦构件201的固定位置是共同的,所以摩擦构件201不会变成不对称的奇怪形状并且变成几乎不会产生不必要的共振的形状。此外,滚动接收部121b以及摩擦构件201不会变成不对称的奇怪形状。由于滚动接收部121b不会变成不对称的奇怪形状,因此几乎不会产生由从摩擦构件201传播通过间隔件202的振动引起的滚动接收部121b中的不必要的共振。
75.固定位置半径rx的圆与驱动半径rd的圆相邻且靠近。在投影到与旋转轴线p垂直
的平面的投影图中,摩擦构件201和滚动接收部121b夹住衰减构件203的位置与驱动半径rd的圆重叠。换言之,摩擦构件201和滚动接收部121b在径向r上包括驱动半径rd的圆的区域中夹住衰减构件203。
76.在本实施方式中,在第四位置处利用连接构件204将摩擦构件201和滚动接收部121b一起固定到轴121a,该第四位置在固定位置半径rx的圆上,在驱动半径rd的圆上的第二位置的内侧。首先,能够通过利用连接构件204将摩擦构件201固定到轴121a来衰减振动。结果,减少了摩擦构件201的不必要的共振并且改进了驱动性能。
77.此外,由于固定部201a的位置在振动器101与摩擦构件201接触的第二位置的内侧,所以能够将摩擦构件201保持并固定在靠近被驱动体121的质心的位置处,并且能够将整个被驱动体121的转动惯量抑制得小。结果,改进了驱动性能。此外,由于滚动接收部121b和摩擦构件201一起固定到轴121a,与单独固定滚动接收部121b和摩擦构件201的构造相比,避免了径向r上的扩大。此外,能够防止摩擦构件201变成奇怪的形状,并且减少了摩擦构件201不必要的共振。因此,能够在确保良好的驱动性能的同时控制扩大。
78.特别地,由于连接构件204在围绕旋转轴线p的同心位置处共同固定摩擦构件201和滚动接收部121b,因此节省了径向r上的空间。
79.此外,摩擦构件201和滚动接收部121b在径向r上包括驱动半径rd的圆的区域中夹持衰减构件203。由此,能够进一步衰减摩擦构件201的不必要的共振,并且不会导致扩大。
80.此外,由于固定位置半径rx的圆与驱动半径rd的圆在径向r上相邻且接近,因此当摩擦构件201被视为沿径向r伸长的横梁时,能够缩短横梁的长度。结果,这有助于控制摩擦构件201的不必要的共振。此外,从这点来看,当固定位置半径rx和驱动半径rd之间的差比固定位置半径rx足够短时,得到了共振控制的效果。
81.另外,在摩擦构件201与滚动接收部121b之间夹设有刚性比摩擦构件201高的间隔件202。由此,能够提高通过固定摩擦构件201而得到的减振效果。
82.下面,将说明第二实施方式。图11是示出在本发明的第二实施方式中将滚球108保持在被驱动体121和支撑体122之间的机构的主要部分的分解立体图。图12a和图12b是说明从-y侧观察的滚球108的配置的视图。
83.在本实施方式中,滚球108的数量和滚球108的保持机构与第一实施方式不同,其它结构相同。图11和图12b分别对应于图6和图7a。
84.本实施方式的振动马达100不具有保持器109。滚球108仅由支撑体122和被驱动体121保持。具体地,在支撑体122中形成有环形槽g。环形槽g由滚动接收部122b和一对侧壁122e构成。滚球108配置在环形槽g中。环形槽g的中心与旋转轴线p大致重合。在径向r上,从旋转轴线p到环形槽g的中心位置的距离等于公转半径rr。因此,滚球108能够在滚球108在径向上的位置被约束的状态下相对于被驱动体121和支撑体122滚动。
85.由于滚球108配置在环形槽g中以在周向和径向上具有适当的间隙(backlash),滚球108能够在保持滚球108之间的相互间隔大致恒定的同时旋转和公转,这使得能够良好的旋转保持。驱动半径rd、装配半径rf和公转半径rr之间的关系与第一实施方式的相同。此外,振动器101的轮廓e和公转半径rr之间的关系与第一实施方式(图12a和图12b)的相同。应注意,环形槽g形成在作为被驱动体121和支撑体122之一的支撑体122中。这与上述在两侧均形成v型槽的jp2006-158054a中的构造不同。因此,由于不需要高加工精度,所以构造
简单并且防止了成本升高。当槽不是v型槽时,环形槽g可以形成在被驱动体121和支撑体122两者中。
86.根据本实施方式,关于提供低成本且高精度的振动型驱动装置同时减小驱动负载,得到了与第一实施方式相同的效果。
87.尽管在上述每个实施方式中均说明了通过振动马达100驱动旋转摄像设备21的示例,但本发明能够适用于具有由振动马达100驱动旋转的可动体的设备。例如,激光照射装置、机械臂的臂单元等对应于这种情况下的可动体。
88.在各个实施方式中,加入修饰语“大致地”或“大致”的词并不排除精确的匹配。例如,“大致等间隔”、“大致重合”、“大致恒定”、“大致中心”、“大致环型”以及“大致相等”分别包括“等间隔”、“重合”、“恒定”、“中心”、“环形”和“相等”。
89.其它实施方式
90.虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明,但应理解,本发明不限于所公开的示例性实施方式。所附权利要求的范围应被赋予最广的解释以涵盖所有这种修改和等效结构和功能。
91.本技术要求于2020年8月31日提交的日本专利申请第2020-145845号和第2020-145846号的权益,其全部内容通过引用合并于此。
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