振动电机及驱动装置的制作方法

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1.本发明涉及振动电机及驱动装置。

背景技术：

2.使用作为振动体的压电陶瓷板的振动电机被应用于各种装置。振动电机使压电陶瓷板振动。在压电陶瓷板设置有被驱动部和进行滑动的滑动部。被驱动部通过滑动部重复与被驱动部的接触和分离而移动。将被驱动部移动的方向设为驱动方向。
3.专利文献1公开了作为超音波电机的振动电机。由此可知，振动电机具备第一螺旋弹簧及第二螺旋弹簧。第二螺旋弹簧朝向被驱动部对压电陶瓷板施力。第一螺旋弹簧在与第二螺旋弹簧施力的方向正交的驱动方向上对压电陶瓷板施力。被施力的压电陶瓷板按压壳体的壁。
4.在压电陶瓷板配置有电极。若对电极供给预定的波形的驱动电压，则被施力的压电陶瓷板沿壳体的壁往返移动。压电陶瓷板在进行往返移动的同时，进行切换翘曲的朝向的运动。因而，滑动部的轨迹变为椭圆状，且被驱动部被驱动。
5.专利文献1：日本特开2009-33788号公报。
6.专利文献1的振动电机具备振动体与螺旋弹簧的对。若为了使振动电机的输出成为高输出，而在驱动方向上排列多个振动体及弹簧，则会存在振动电机在驱动方向上的长度变长的技术问题。

技术实现要素：

7.一种振动电机，其特征在于，具备多个振动体，通过接受电力而振动来产生驱动力，并具备向被驱动部传递驱动力的凸部；第一施力部，朝向驱动方向对多个所述振动体施力以限制所述振动体在所述驱动方向上的位置；以及壳体，收纳多个所述振动体及所述第一施力部，多个所述振动体及所述第一施力部排列在所述驱动方向上，并且在施力方向上所述第一施力部的数量比所述振动体的数量少。
8.一种驱动装置，其特征在于，具备：移动台；以及上述的振动电机，使所述移动台移动。
附图说明
9.图1为示出第一实施方式涉及的振动电机的结构的简要立体图。
10.图2为示出振动电机的结构的示意性俯视图。
11.图3为示出振动电机的结构的示意性侧视图。
12.图4为示出第二实施方式涉及的振动电机的结构的示意性俯视图。
13.图5为示出第三实施方式涉及的振动电机的结构的示意性俯视图。
14.图6为示出第四实施方式涉及的振动电机的结构的示意性俯视图。
15.图7为示出第五实施方式涉及的线性台架的结构的简要立体图。
16.图8为示出第六实施方式涉及的xy台的结构的俯视图。
17.图9为示出第七实施方式涉及的旋转驱动装置的结构的简要立体图。
18.图10为示出以往例子涉及的振动电机的结构的示意性俯视图。
19.附图标记说明
20.2、35、41、49
…
壳体；3d
…
作为内表面的第一表面；5
…
作为凸部的第一凸部；6
…
作为凸部的第二凸部；7
…
作为振动体的第一振动体；8
…
作为振动体的第二振动体；12
…
被驱动部；13
…
驱动方向；19
…
作为第一施力部的第一螺旋弹簧；21
…
施力方向；37
…
作为第二施力部的第二螺旋弹簧；44
…
作为第一支承部的第二引导部；45
…
作为第二支承部的第三引导部；54
…
作为驱动装置的线性台架；56
…
移动台；58、81
…
振动电机；61
…
作为驱动装置的xy台架；65
…
作为移动台的y台；66
…
作为振动电机的第一振动电机；68
…
作为移动台的x台；69
…
作为振动电机的第二振动电机；74
…
作为驱动装置的旋转驱动装置；79
…
作为移动台的旋转台。
具体实施方式
21.第一实施方式
22.在本实施方式中，按照图对振动电机的特征性例子进行说明。如图1所示，振动电机1具备长方体的壳体2。将壳体2的长边方向设为x方向。将壳体2的厚度方向设为z方向。将与x方向及z方向正交的方向设为y方向。
23.壳体2具备壳体主体3及盖部4。盖部4通过未图示的螺丝固定于壳体主体3。壳体主体3在x负方向的表面具备第一孔3a及第二孔3b。作为凸部的第一凸部5从第一孔3a突出。作为凸部的第二凸部6从第二孔3b突出。第一凸部5及第二凸部6的x负方向侧的端成为圆锥形。第一凸部5及第二凸部6排列在y方向上。第一凸部5及第二凸部6以z方向为轴进行椭圆轨道的动作。
24.图2为将盖部4从壳体2拆除后的图。如图2所示，振动电机1具备作为振动体的第一振动体7及作为振动体的第二振动体8。第一振动体7具备第一凸部5及第一压电体9。第一凸部5固定在第一压电体9的x负方向侧的表面。在第一压电体9配置有未图示的四个电极。通过控制四个施加到各电极的电压的组合使第一压电体9或在x方向伸缩、或在y正方向上弯曲。通过控制第一压电体9的伸缩和弯曲，第一凸部5进行椭圆轨道的动作。
25.第二振动体8具备第二凸部6及第二压电体11。第二凸部6固定在第二压电体11的x负方向侧的表面。第二压电体11具有与第一压电体9同样的构造。因此，通过控制第二压电体11的伸缩和弯曲，第二凸部6进行椭圆轨道的动作。第一凸部5及第二凸部6进行顺时针的动作及逆时针的动作。第一压电体9及第二压电体11的材质虽无特别限定，但是在本实施方式中，例如使用压电陶瓷。
26.振动电机1用于将第一凸部5及第二凸部6向被驱动部12按压。通过第一凸部5及第二凸部6进行椭圆轨道的动作，被驱动部12在y方向、即驱动方向13上移动。
27.第一振动体7具备第一凸部5。第二振动体8具备第二凸部6。第一振动体7及第二振动体8通过接受电力而振动来产生驱动力，并向被驱动部12传递驱动力。
28.如图2及图3所示，在驱动方向13上第一振动体7由第一引导部14及第二引导部15夹住。在第一压电体9在x方向上伸缩时，第一压电体9和第一引导部14及第二引导部15滑
动。第一引导部14在z正方向侧具备第一爪部14a。第一引导部14在z负方向侧具备第二爪部14b及第三爪部14c。第二引导部15在z正方向侧具备第四爪部15a及第五爪部15b。第二引导部15在z负方向侧具备第六爪部15c及第七爪部15d。第一爪部14a～第三爪部14c及第四爪部15a～第七爪部15d限制第一压电体9在z方向上的移动。
29.在驱动方向13上第二振动体8由第三引导部17及第四引导部18夹住。在第二压电体11在x方向上伸缩时，第二压电体11和第三引导部17及第四引导部18滑动。第三引导部17在z正方向侧具备第八爪部17a。第三引导部17在z负方向侧具备第九爪部17b及第十爪部17c。第四引导部18在z正方向侧具备第十一爪部18a及第十二爪部18b。第四引导部18在z负方向侧具备第十三爪部18c及第十四爪部18d。第八爪部17a～第十爪部17c及第十一爪部18a～第十四爪部18d限制第二压电体11在z方向上的移动。
30.如图2所示，壳体主体3在内部具备凹部3c。第一孔3a及第二孔3b与凹部3c连通。第一引导部14与作为凹部3c的y正方向侧的内表面的第一表面3d接触。在凹部3c的y负方向侧配置有与第一表面3d平行的第二表面3e。在第二表面3e与第四引导部18之间配置有作为第一施力部的第一螺旋弹簧19。第一引导部14、第一振动体7、第二引导部15、第三引导部17、第二振动体8、第四引导部18、第一螺旋弹簧19按照该顺序配置在第一表面3d与第二表面3e之间。壳体2收纳第一振动体7、第二振动体8及第一螺旋弹簧19。第一振动体7及第二振动体8配置在壳体2的第一表面3d与第一螺旋弹簧19之间。
31.根据该结构，第一振动体7、第二振动体8、第一螺旋弹簧19按照该顺序排列在壳体2之中。在壳体2之中配置了第一振动体7及第二振动体8之后，通过在第二振动体8与壳体2的第二表面3e之间配置第一螺旋弹簧19来组装振动电机1。因此，能够以良好的组装率组装振动电机1。
32.第一螺旋弹簧19在施力方向21上对第一引导部14、第一振动体7、第二引导部15、第三引导部17、第二振动体8、第四引导部18施力。施力方向21是与驱动方向13平行的方向。第一螺旋弹簧19朝向驱动方向13对第一振动体7及第二振动体8施力以限制第一振动体7及第二振动体8在驱动方向13上的位置。第一振动体7、第二振动体8及第一螺旋弹簧19排列在驱动方向13上。在施力方向21上，第一螺旋弹簧19的数量是一个，比第一振动体7及第二振动体8的数量、即比两个少。
33.根据该结构，振动电机1具备第一振动体7及第二振动体8。第一振动体7和第二振动体8及第一螺旋弹簧19排列在驱动方向13上。第一螺旋弹簧19朝向驱动方向13对第一振动体7及第二振动体8施力。第一螺旋弹簧19的数量比第一振动体7及第二振动体8的数量少。因此，与第一螺旋弹簧19的数量与第一振动体7和第二振动体8的数量相同时相比，能够缩短振动电机1在驱动方向13上的长度。
34.第一引导部14在x正方向侧具备向y负方向突出的第一中介部14d。在凹部3c的位于x正方向侧的第三表面3f与第一中介部14d之间配置有第二螺旋弹簧22。第二螺旋弹簧22借助第一中介部14d朝向被驱动部12对第一振动体7施力。第一压电体9伸展时，第一凸部5按压被驱动部12。第一压电体9收缩时，第一引导部14的x负方向侧的端与凹部3c的x负方向侧的第四表面3g接触。此时，因为第二螺旋弹簧22未对第一振动体7施力，所以第一凸部5未按压被驱动部12。在图2中因为第一压电体9处于伸展，所以第一凸部5按压被驱动部12。
35.第三引导部17在x正方向侧具备向y负方向突出的第二中介部17d。在凹部3c的位
于x正方向侧的第五表面3h与第二中介部17d之间配置有第三螺旋弹簧23。第三螺旋弹簧23借助第二中介部17d朝向被驱动部12对第二振动体8施力。第二压电体11伸展时，第二凸部6按压被驱动部12。第二压电体11收缩时，第三引导部17的x负方向侧的端与凹部3c的x负方向侧的第四表面3g接触。此时，因为第三螺旋弹簧23未对第二振动体8施力，所以第二凸部6未按压被驱动部12。在图2中因为第二压电体11处于伸展，所以第二凸部6按压被驱动部12。
36.振动电机1的构成要素的材质无特别限定。在本实施方式中，例如，第一压电体9及第二压电体11是烧结压电物质而得的烧结体的块。第一凸部5及第二凸部6的材质是陶瓷。壳体主体3及盖部4的材质是铝合金等金属。第一引导部14、第二引导部15、第三引导部17及第四引导部18的材质是尼龙、聚缩醛树脂等树脂材料。第一螺旋弹簧19、第二螺旋弹簧22及第三螺旋弹簧23的材质是弹簧钢。需要说明的是，对于第一螺旋弹簧19、第二螺旋弹簧22及第三螺旋弹簧23也不限定使用的弹簧的种类。例如，也可以在第一螺旋弹簧19、第二螺旋弹簧22及第三螺旋弹簧23中使用板簧。
37.比较例
38.如图10所示，作为比较例的振动电机26具备第一壳体主体27及第二壳体主体28。在第一壳体主体27中容纳第一振动体7和第四螺旋弹簧29。第四螺旋弹簧29在驱动方向13上对第一振动体7施力。在第二壳体主体28中容纳第二振动体8和第五螺旋弹簧31。第五螺旋弹簧31在驱动方向13上对第二振动体8施力。
39.在振动电机26中，在第一振动体7与第二振动体8之间配置有第四螺旋弹簧29。因此，振动电机26在驱动方向13上的长度较长。在第一实施方式的振动电机1中，在第一振动体7与第二振动体8之间未配置第四螺旋弹簧29。因此，振动电机1能够缩短在驱动方向13上的长度。
40.第二实施方式
41.本实施方式与第一实施方式不同之处在于，图2示出的第二螺旋弹簧22及第三螺旋弹簧23被汇集成为一个。需要说明的是，对于与第一实施方式相同的结构标记相同的附图标记，以省略重复的说明。
42.如图4所示，振动电机34具备壳体35。壳体35具备壳体主体36及未图示的盖部。在壳体主体36形成凹部36c。第一引导部14、第一振动体7、第二引导部15、第三引导部17、第二振动体8、第四引导部18及第一螺旋弹簧19按照该顺序沿驱动方向13配置于凹部36c。
43.在凹部36c的位于x正方向侧的第三表面36f与第一中介部14d之间及第三表面36f与第二中介部17d之间配置有作为第二施力部的第二螺旋弹簧37。第二螺旋弹簧37借助第一中介部14d朝向被驱动部12对第一振动体7施力。第一压电体9伸展时，第一凸部5按压被驱动部12。第二螺旋弹簧37借助第二中介部17d朝向被驱动部12对第二振动体8施力。第二压电体11伸展时，第二凸部6按压被驱动部12。在图4中因为第一压电体9正在伸展，所以第一凸部5按压被驱动部12。因为第二压电体11正在伸展，所以第二凸部6按压被驱动部12。
44.振动电机34具备朝向被驱动部12对第一振动体7及第二振动体8施力的第二螺旋弹簧37。第二螺旋弹簧37的数量是一个，在第一振动体7及第二振动体8排列的方向上第一振动体7及第二振动体8的数量是两个。在第一振动体7及第二振动体8排列的驱动方向13上第二螺旋弹簧37的数量比第一振动体7及第二振动体8的数量少。
45.根据该结构，第二螺旋弹簧37的数量比第一振动体7及第二振动体8的数量少。因
此，与第一实施方式相比，在组装振动电机34时，能够减少组装螺旋弹簧的次数。其结果，能够以良好的生产率组装振动电机34。
46.第三实施方式
47.本实施方式与第一实施方式的不同之处在于，图2示出第二引导部15和第三引导部17成为了一体。需要说明的是，对于与第一实施方式相同的结构标记相同的附图标记，以省略重复的说明。
48.如图5所示，振动电机40具备壳体41。壳体41具备壳体主体42。在壳体主体42形成凹部42c。第一引导部14、第一振动体7、第五引导部43、第二振动体8、第四引导部18及第一螺旋弹簧19按照该顺序沿驱动方向13配置于凹部42c。振动电机40具备第一振动体7及第二振动体8。第五引导部43配置在第一振动体7与第二振动体8之间。第五引导部43由作为第一支承部的第二引导部44及作为第二支承部的第三引导部45构成。第二引导部44是第五引导部43的y正方向侧的部分，第三引导部45是第五引导部43的y负方向侧的部分。在第五引导部43中第二引导部44和第三引导部45是一体。
49.第二引导部44在z正方向侧具备第四爪部44a及第五爪部44b。第二引导部44在z负方向侧具备第六爪部44c及第七爪部44d。第一爪部14a～第三爪部14c及第四爪部44a～第七爪部44d限制第一振动体7在z方向上的移动。第一引导部14及第二引导部44支承第一振动体7。
50.第三引导部45在z正方向侧具备第八爪部45a。第三引导部45在z负方向侧具备第九爪部45b及第十爪部45c。第八爪部45a～第十爪部45c及第十一爪部18a～第十四爪部18d限制第二压电体11在z方向上的移动。第三引导部45及第四引导部18支承第二振动体8。
51.根据该结构，第二引导部44支承第一振动体7。第三引导部45支承第二振动体8。第二引导部44及第三引导部45成为了一体。如第一实施方式的第二引导部15及第三引导部17那样，在第二引导部44及第三引导部45是单独的个体时，均需要具有钢性的部分。在第二引导部44及第三引导部45是一体时，能够将具有钢性的部分设为第二引导部44及第三引导部45的共同部分。因此，在通过第二引导部44及第三引导部45成为一体而成第五引导部43时，与第二引导部44及第三引导部45是单独的个体时相比，能够缩短第五引导部43在驱动方向13上的长度。
52.第四实施方式
53.本实施方式与第一实施方式的不同之处在于，图2示出的第一螺旋弹簧19配置在第一振动体7与第二振动体8之间。需要说明的是，对于与第一实施方式相同的结构标记相同的附图标记，以省略重复的说明。
54.如图6所示，振动电机48具备壳体49。壳体49具备壳体主体51。在壳体主体51形成凹部51c。第一引导部14、第一振动体7、第二引导部15、第一螺旋弹簧19、第三引导部17、第二振动体8、第四引导部18按照该顺序沿驱动方向13配置于凹部51c。
55.第一螺旋弹簧19配置在第一振动体7与第二振动体8之间。第一螺旋弹簧19在相互相反的方向上对第一振动体7和第二振动体8施力。根据该结构，第一振动体7、第一螺旋弹簧19、第二振动体8按照该顺序配置在驱动方向13上。第一振动体7及第二振动体8成为以第一螺旋弹簧19为中心的线对称。因此，能够在设置振动电机48时减少设置方向的制限。
56.第五实施方式
57.在本实施方式中对具备振动电机1、振动电机34、振动电机40、振动电机48中的任一者的线性台架进行说明。
58.如图7所示，作为驱动装置的线性台架54具备在一个方向上较长的导轨55及移动台56。移动台56为大致的长方体。将移动台56的长边方向设为x方向，将宽度方向设为y方向。将移动台56的厚度方向设为z方向。x方向、y方向及z方向相互正交。在导轨55与移动台56之间配置有多个交叉滚子57。交叉滚子57配置在移动台56的y正方向侧及y负方向侧。移动台56配置在导轨55的z正方向侧。移动台56通过交叉滚子57在x方向上顺畅地移动。
59.在移动台56的y负方向侧的侧表面56a配置有振动电机58。振动电机58由控制装置59驱动。振动电机58使移动台56移动。在振动电机58中使用将上述的振动电机1、振动电机34、振动电机40、振动电机48中的任一者。
60.根据该结构，振动电机58使移动台56移动。在该振动电机58中使用上述的振动电机1、振动电机34、振动电机40、振动电机48中的任一者。上述的振动电机1、振动电机34、振动电机40、振动电机48即便具备多个振动体，其在驱动方向13上的长度也短。因此，能够将线性台架54设为具备驱动方向13上的长度短的振动电机58的装置。
61.第六实施方式
62.在本实施方式中，对具备振动电机1、振动电机34、振动电机40、振动电机48中的任一者的xy台架进行说明。
63.如图8所示，作为驱动装置的xy台架61具备底座62。将底座62的上表面62a上的正交的两个方向设为x方向及y方向。将与x方向及y方向正交的方向设为z方向。在底座62上配置有在y方向上较长的固定台63。在固定台63的x正方向侧配置有y在方向上较长的第一导轨64。
64.在第一导轨64的x正方向侧设置沿第一导轨64在y方向上往返移动的作为移动台的y台65。在y台65的y正方向侧的表面在x负方向侧配置有作为振动电机的第一振动电机66。第一振动电机66使y台65相对于固定台63移动。
65.y台65的形状在x方向上较长。在y台65的y负方向侧配置有在x方向上较长的第二导轨67。在第二导轨67的y负方向侧设置沿第二导轨67在x方向上往返移动的作为移动台的x台68。在x台68的x正方向侧的表面在y正方向侧配置有作为振动电机的第二振动电机69。第二振动电机69使x台68相对于y台65移动。第一振动电机66及第二振动电机69由控制装置71驱动。在第一振动电机66及第二振动电机69中使用上述的振动电机1、振动电机34、振动电机40、振动电机48中的任一者。
66.根据该结构，第一振动电机66使y台65移动。第二振动电机69使x台68移动。在该第一振动电机66及第二振动电机69中使用上述的振动电机1、振动电机34、振动电机40、振动电机48中的任一者。即便上述的振动电机1、振动电机34、振动电机40、振动电机48具备多个振动体，各振动电机在驱动方向13上的长度也短。因此，能够将xy台架61设为具备驱动方向13上的长度短的第一振动电机66及驱动方向13上的长度短的第二振动电机69的装置。第一振动电机66的第一施力方向21a相当于上述的振动电机1、振动电机34、振动电机40、振动电机48的施力方向21。第一振动电机66的驱动方向13是第一施力方向21a及第一施力方向21a的相反方向。第二振动电机69的第二施力方向21b相当于上述的振动电机1、振动电机34、振动电机40、振动电机48的施力方向21。第二振动电机69的驱动方向13是第二施力方向21b及
第二施力方向21b的相反方向。
67.第七实施方式
68.在本实施方式中，对具备振动电机1、振动电机34、振动电机40、振动电机48中的任一者的旋转驱动装置进行说明。
69.如图9所示，作为驱动装置的旋转驱动装置74具备底座75。在底座75的上表面75a配置有旋转台76。旋转台76具备圆柱形的固定台77、滚珠轴承78及圆筒形的作为移动台的旋转台79。固定台77、滚珠轴承78及旋转台79同轴配置。因为在固定台77与旋转台79之间配置有滚珠轴承78，所以旋转台79相当于固定台77顺畅地旋转。
70.在底座75在旋转台79的外周侧配置有振动电机81。振动电机81通过使旋转台79的侧表面移动以使旋转台79旋转。在振动电机81中使用上述的振动电机1、振动电机34、振动电机40、振动电机48中的任一者。
71.根据该结构，振动电机81使旋转台79旋转。在振动电机81中使用上述的振动电机1、振动电机34、振动电机40、振动电机48中的任一者。上述的振动电机1、振动电机34、振动电机40、振动电机48即便具备多个振动体，其驱动方向13上的长度也短。因此，能够将旋转驱动装置74设为具备驱动方向13上的长度短的振动电机81的装置。
72.第八实施方式
73.在第一实施方式～第四实施方式中使用了第一振动体7及第二振动体8。振动体的个数也可以是三个以上。也可以像第四实施方式那样，以在2个振动体之间配置螺旋弹簧的方式交错配置振动体和螺旋弹簧。在振动体的个数是三个以上时，也可以组合第一实施方式～第四实施方式的方式。

技术特征：

1.一种振动电机，其特征在于，具备多个振动体，通过接受电力而振动来产生驱动力，并具备向被驱动部传递驱动力的凸部；第一施力部，朝向驱动方向对多个所述振动体施力以限制所述振动体在所述驱动方向上的位置；以及壳体，收纳多个所述振动体及所述第一施力部，多个所述振动体及所述第一施力部排列在所述驱动方向上，并且在施力方向上所述第一施力部的数量比所述振动体的数量少。2.根据权利要求1所述的振动电机，其特征在于，多个所述振动体配置在所述壳体的内表面与所述第一施力部之间。3.根据权利要求2所述的振动电机，其特征在于，多个所述振动体包括第一振动体及第二振动体，在所述第一振动体与所述第二振动体之间配置有支承所述第一振动体的第一支承部和支承所述第二振动体的第二支承部，所述第一支承部和所述第二支承部是一体的。4.根据权利要求1所述的振动电机，其特征在于，所述第一施力部配置在两个所述振动体之间，所述第一施力部在相互相反的方向上对各个所述振动体施力。5.根据权利要求1至4中任一项所述的振动电机，其特征在于，所述振动电机具备第二施力部，所述第二施力部朝向所述被驱动部对多个所述振动体施力，在所述振动体排列的方向上所述第二施力部的数量比所述振动体的数量少。6.一种驱动装置，其特征在于，具备：移动台；以及权利要求1至5中任一项所述的振动电机，使所述移动台移动。

技术总结

一种振动电机及驱动装置，即便排列多个振动体及弹簧也不会变长。所述振动电机具备：第一振动体及第二振动体，通过接受电力而振动来产生驱动力，所述第一振动体具备向被驱动部传递驱动力的第一凸部，所述第二振动体具备第二凸部；第一螺旋弹簧，朝向驱动方向对第一振动体及第二振动体施力以限制第一振动体及第二振动体在驱动方向上的位置；以及壳体，收纳第一振动体、第二振动体及第一螺旋弹簧，第一振动体、第二振动体及第一螺旋弹簧排列在驱动方向上，在施力方向上第一螺旋弹簧的数量比第一振动体及第二振动体的数量少。振动体及第二振动体的数量少。振动体及第二振动体的数量少。