振动驱动式致动器、设备和光学设备技术领域
本发明涉及用于设备(例如光学设备)的振动驱动式致动器。
背景技术
振动驱动式致动器(振动波马达)构造成通过利用机电能量转换在振动体中激发
振动来使振动体和压接触振动体的摩擦部件相对移动，并且用于驱动光学设备中的镜头，
例如照相机和可互换镜头。除了环型振动驱动式致动器和杆型振动驱动式致动器以外，振
动驱动式致动器还包括日本专利公开JP2014-212682中公开的直线型振动驱动式致动器。
JP2014-212682中公开的振动驱动式致动器包括加压部件，该加压部件构造成产
生加压力以使振动体与摩擦部件压接触。在振动体和加压部件之间设置有压力传递部件
(加压力传递部件，加压板)，其构造成接触加压部件并且将加压力传递至振动体。因为压力
传递部件可旋转地被保持，所以因振动而改变定向(转动)的振动体能够始终均匀地压在摩
擦部件上。
然而，JP2014-212682中公开的振动驱动式致动器会引起加压部件和压力传递部
件之间接触位置的偏移。此外，压力传递部件和振动体之间的相对位置也会偏移。该偏移会
使加压部件所产生的加压力不能把振动体均匀地压靠摩擦部件，并且会导致振动驱动式致
动器的特性不稳定。
发明内容
本发明提供了一种振动驱动式致动器，其通过简单结构来抑制加压部件与压力传
递部件之间接触位置的偏移和压力传递部件与振动体之间相对位置的偏移，从而具有稳定
特性。本发明还提供了一种使用振动驱动式致动器的光学设备。
根据本发明一方面的振动驱动式致动器包括：振动体，通过机电能量转换在振动
体中激发振动；振动体保持部件，构造成保持振动体；摩擦部件，构造成接触振动体；加压部
件，构造成产生加压力以使振动体能在第一方向上压接触摩擦部件；和压力传递部件，其设
置在振动体和加压部件之间，并且构造成将加压力传递至振动体，其特征在于，振动体和摩
擦部件由于振动而在垂直于第一方向的第二方向上相对移动，并且，设置于振动体保持部
件和压力传递部件中一个上的第一接触部接触设置于振动体保持部件和压力传递部件中
另一个上的第二接触部，以便限制振动体保持部件和压力传递部件之间在第二方向上的相
对位移，并且允许振动体保持部件和压力传递部件之间在平行于第一方向和第二方向的平
面上的相对转动。
通过以下参照附图对示例性实施例的说明将清楚本发明的其它特征。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的振动驱动式致动器的分解透视图。
图2是根据第一实施例的振动驱动式致动器的剖视图。
图3是根据第一实施例的振动驱动式致动器的局部放大透视图。
图4是根据第一实施例的振动驱动式致动器的局部剖视图。
图5是根据本发明第二实施例的可互换镜头的剖视图。
具体实施方式
现在将参照附图对根据本发明的实施例进行说明。
第一实施例
图1示出了根据本发明第一实施例的分解状态的振动驱动式致动器100。在图1中，
Y方向表示在振动驱动式致动器100中稍后将描述的振动体被推靠或者压靠到摩擦部件上
的加压方向(第一方向)，并且Z方向表示振动体和摩擦部件之间的相对移动方向(第二方
向)。X方向表示垂直于Y方向和Z方向的宽度方向(第三方向)。图2示出了在平行于Y方向和Z
方向的YZ截面上的根据该实施例的组装好的振动驱动式致动器100。
附图标记101表示作为金属弹性部件的振动板。附图标记102表示作为机电能量转
换器的压电元件。振动板101和压电元件102粘合到一起并且形成振动体103。
附图标记104表示配线基板，其电连接至压电元件102。振动板101具有沿Z方向设
置的两个突出部101a。两个突出部101a的末端(底端)接触稍后将描述的摩擦部件113的摩
擦接触表面113a。
附图标记105表示振动体保持部件，其构造成通过保持振动板101的两端来保持整
个振动体103。附图标记106表示滚动部件，并且附图标记107表示用于滚动部件106的弹簧
部件。滚动部件106和弹簧部件107附连至振动体保持部件105。稍后将描述的移动基座部件
110经由滚动部件106和滚动用弹簧部件107保持振动体保持部件105，以使得振动体保持部
件105可以在Y方向上位移并且可以阻止振动体保持部件105在Z方向上位移。
在该实施例中，防止位移是指完全禁止任何位移，或者禁止超过容许范围的位移
且允许在容许范围内的位移。
附图标记109表示压力传递部件。附图标记108表示缓冲部件，其由弹性材料制成
并且设置在压电元件102和压力传递部件109之间。缓冲部件108抑制振动体103的振动传递
至压力传递部件109和压力传递部件109上方的其它部件。
压力传递部件109包括处于压力传递部件109在宽度方向(X方向)上的一端处作为
第一接触部的突出部109a，并且突出部109a限制压力传递部件109相对于振动体保持部件
105在Z方向上的位移(或者限制压力传递部件109和振动体保持部件105之间的相对位移)。
压力传递部件109在Z方向上的两个位置处具有作为第三接触部的两个轴部件109b，并且轴
部件109b限制压力传递部件109相对于移动基座部件110在X方向上的位移(或者限制压力
传递部件109和振动体保持部件105之间的相对位移)。
在压力传递部件109的中心处或者在Z方向上两个轴部件109b之间的中心且X方向
上的中心处设置装配孔部109c，该装配孔部中装配稍后将描述的压力部件111的装配轴。因
为装配孔部109c设置在压力传递部件109的中心处，所以来自加压部件111的加压力可以均
匀地传递给两个突出部101a。
移动基座部件110包括顶面部110b和构造成保持振动体103、振动体保持部件105
与压力传递部件109的保持部110a。顶面部110b具有构造成在顶面部110b宽度方向(X方向)
上的两侧沿Z方向延伸的三个导槽部110b-1、110b-2和110b-3。三个导槽部110b-1、110b-2
和110b-3均与滚珠110d接合。移动基座部件110以及由移动基座部件110保持的振动体103、
振动体保持部件105、压力传递部件109、加压部件111构成了移动单元。
加压部件111产生加压力，以用于使振动体103在Y方向上与摩擦部件113压接触。
加压部件111包括加压轴部件111a、压簧111b和固定轴部件111c。
附图标记112表示盖板，其通过四个螺钉112a固定在稍后将描述的外壳部件114
上。盖板112包括导槽部112b-1、112b-2和112b-3，它们构造成在与移动基座部件110中的三
个导槽部110b-1、110b-2和110b-3相应的位置处沿Z方向延伸。滚珠110d保持在移动基座部
件110中的导槽部110b-1、110b-2和110b-3与盖板112中的导槽部112b-1、112b-2和112b-3
之间，以使得滚珠110d可以沿Z方向滚动。
摩擦部件113具有摩擦接触表面113a，其接触振动板101的两个突出部101a。摩擦
部件113在其沿Z方向的两端处经由两个螺钉113b固定在外壳部件114上。
外壳部件114保持盖板112和摩擦部件113，并且保持移动单元的移动基座部件
110，同时沿Z方向引导移动基座部件110。
现在参见图2、图3和图4，将对通过加压部件111对振动体103加压以及压力传递部
件109的转动进行说明。图3示出了组装到振动体保持部件105中的压力传递部件109，并且
图4示出了沿着图3中的A-A线的截面的压力传递部件109和振动体保持部件105。在图3中，
振动体保持部件105保持着连接到配线基板104上的振动体103。
在图2中，如上所述，加压部件111包括加压轴部件111a、压簧111b和固定轴部件
111c。固定轴部件111c插入到形成于移动基座部件110中的固定轴保持孔部110e中，并且当
围绕沿Y方向延伸的轴线转动固定轴部件111c时固定轴部件111c与固定轴保持孔部110e卡
口式联接。从而，固定轴部件111c固定到移动基座部件110中。该结构防止了固定轴部件
111c沿+Y方向(振动体103相反侧的向上方向)相对于移动基座部件110位移(脱落)。
此外，在使加压轴部件111a可以弹性地变形并且形成于加压轴部件111a顶部处的
两个爪部111a-1之间的间隔可变窄的情况下，加压轴部件111a从底部插入到形成于固定轴
部件111c中心处的孔部111c-1中。插入到孔部111c-1中的两个爪部111a-1回复到变形前状
态，并且它们之间的间隔增大。加压轴部件111a被固定轴部件111c保持成使得加压轴部件
111a可以沿Y方向在这样一种范围内移动，该范围具有一底端位置，在该底端位置处爪部
111a-1与形成于固定轴部件111c中的孔部111c-1的上部处的爪锁定部111c-2接合。
压簧111b被加压轴部件111a和固定轴部件111c保持在压缩状态。该结构在加压轴
部件111a中产生了沿-Y方向(朝向振动体103的向下方向)的加压力。另外，形成于加压轴部
件111a末端(底端)上的装配轴111a-2插入并装配到形成于压力传递部件109中的装配孔部
109c中。因此，通过在Y方向上的两个部位(即，固定轴部件111c中的孔部111c-1和压力传递
部件109中的装配孔部109c)，加压轴部件111a被保持，并且可以在Y方向上提供稳定的加
压。
压力传递部件109的两个轴部件109b分别对应地插入到形成于移动基座部件110
的保持部110a中作为第四接触部的两个长孔部110a-1中。每个长孔部110a-1在Z方向上较
长并且与轴部件109b接合(接触)，以便限制轴部件109b在X方向上的位移并且允许轴部件
109b在Z方向上的位移。该结构允许压力传递部件109在Y方向上相对于移动基座部件110位
移和允许压力传递部件109在YZ平面上相对于移动基座部件110转动(压力传递部件109和
移动基座部件110之间的相对转动)，并且限制压力传递部件109在X方向上相对于移动基座
部件110位移。
此外，压力传递部件109的突出部109a与形成于振动体保持部件105在宽度方向(X
方向)上的一个侧壁上沿Z方向的凹部105a(作为第二接触部)接合(接触)。该结构限制了压
力传递部件109在Z方向上相对于振动体保持部件105位移。此外，该接合允许压力传递部件
109在Y方向上相对于振动体保持部件105位移(压力传递部件109和振动体保持部件105之
间的相对位移)和允许压力传递部件109在YZ截面上相对于振动体保持部件105转动(压力
传递部件109和振动体保持部件105之间的相对转动)。
因为移动基座部件110保持振动体保持部件105同时经由滚动部件106和滚动用弹
簧部件107限制振动体保持部件105在Z方向上的位移，所以也限制了压力传递部件109相对
于移动基座部件110在Z方向上位移。
穿过振动体保持部件105中构造成凹部的配线引出部105b来将配线基板104引出。
配线引出部105b设置在X方向上凹部105a的相对侧处。因为凹部105a和配线引出部105b设
置在振动体保持部件105中的分开位置处，所以可以维持振动体保持部件105的强度。
装配孔部109c设置在压力传递部件109在Z方向和X方向上的中心处。振动体103经
由压力传递部件109背面侧的缓冲部件108而由振动体保持部件105保持。因为加压部件111
中的加压轴部件111a的装配轴111a-2插入到压力传递部件109中的装配孔部109c中，所以
在该位置处产生了加压力。结果，来自加压部件111的加压力始终施加于振动体103在Z方向
和X方向上的中心。因此，如图2中所示，可以向振动板101的两个突出部101a施加均匀的加
压力，并且突出部101a可以稳定地压接触摩擦部件113的摩擦接触表面113a。
如图4中所示，振动体保持部件105中的凹部105a在Z方向上的两侧处具有作为接
触表面的平面105c。压力传递部件109的突出部109a在Z方向上的两侧具有作为接触表面的
弧形曲面109d。每个弧形曲面109d在X方向上线性地接触(线接触)平面105c。
由于该结构，压力传递部件109相对于振动体保持部件105被保持成限制了压力传
递部件109在Z方向和X方向上位移，并且为压力传递部件109提供在Y方向和YZ截面上一定
程度的自由度。加压轴部件111a的装配轴部111a-2以微小间隙地装配在压力传递部件109
中的装配孔部109c中。装配轴111a-2在装配孔部109c中的装配长度设定成如图2中尺寸d所
示较短。因此，压力传递部件109可围绕装配孔部109c在YZ截面上沿图2中箭头B所示方向相
对于加压部件111转动。振动体保持部件105经由滚动部件106和弹簧部件107而由移动基座
部件110保持，并且因此除了可在Y方向上位移以外振动体保持部件105还可沿箭头B所示方
向相对于移动基座部件110转动。
因此，即使当由于制造误差等而在盖板112和摩擦部件113之间存在相对倾斜时，
也可以维持振动体103在摩擦部件113的摩擦接触表面113a上的良好摩擦接触状态。即使当
摩擦部件113的摩擦接触表面113a的平度不是很高时，也可以类似地维持良好的摩擦接触
状态。例如，在图2中，当摩擦部件113相对于盖板112向右上方对角地倾斜时，振动体103和
振动体保持部件105一起沿逆时针方向转动并且变为对角地朝右上。缓冲部件108和压力传
递部件109逆时针方向地转动。这样，振动板101的两个突出部101a由于均匀的加压力而压
接触摩擦部件113的摩擦接触表面113a，并且可以实现稳定的摩擦接触状态。
压力传递部件109在Z方向上的位移被突出部109a和振动体保持部件105的凹部
105a之间的接合所限制，并且压力传递部件109在X方向上的位移也被两个轴部件109b和移
动基座部件110中长孔部110a-1之间的接合所限制。在该状态下，构造成传递加压力的加压
轴部件111a的装配轴111a-2装配到压力传递部件109中的装配孔部109c中，同时允许压力
传递部件109在YZ截面上转动。因此，即使当压力传递部件109转动时，压力传递部件109和
加压轴部件111a之间的接触位置也不会偏移。该结构能够始终将加压力传递至压力传递部
件109的中心，并且能使传递给振动板101的两个突出部101a的加压力是均匀的。
因为压力传递部件109的突出部109a在X方向上线性地接触振动体保持部件105中
的凹部105a，所以压力传递部件109可相对于振动体保持部件105在YZ截面上沿图2中所示
箭头B方向转动。因为缓冲部件108设置在振动体保持部件105和压力传递部件109之间，所
以振动体保持部件105和压力传递部件109因缓冲部件108的缓冲作用而不会一起转动。振
动体保持部件105在Y方向和YZ截面上相对于移动基座部件110的位移量大于压力传递部件
109的位移量，这是因为振动体103直接附连在振动体保持部件105上。缓冲部件108的缓冲
特性会由于环境变化(例如，随时间和湿度改变)而轻微地改变。例如，在非常潮湿的环境
中，缓冲部件108包含湿气并且改变其缓冲特性。
尽管上述因素，即使当振动体保持部件105和压力传递部件109不一体地转动时，
上述线接触也实现了振动板101的两个突出部101a在摩擦部件113上的稳定压接触。另外，
即使当缓冲部件108的特性由于随时间变化和环境变化而改变时，上述线接触也可以维持
稳定的压接触。
上述结构可以实现一种具有简单结构的小型振动驱动式致动器100，能使振动体
103稳定地压接触摩擦部件113。换句话说，压力传递部件109的突出部109a接触或接合振动
体保持部件105中的凹部105a的这样一种简单结构就可阻止加压部件111与压力传递部件
109之间接触位置的偏移和压力传递部件109与振动体103之间相对位置的偏移。因此，该实
施例可以提供一种具有稳定特性的小型振动驱动式致动器100。
可以通过经由配线基板104给振动体103中压电元件102施加驱动信号来在突出部
101a的末端处产生振动(椭圆运动)。因为振动的突出部101a压接触摩擦部件113的摩擦接
触表面113a，所以在Z方向上产生驱动力并且移动单元沿Z方向移动。可以通过把被驱动部
件与移动基座部件110联接来沿Z方向移动被驱动部件。
该实施例给压力传递部件109提供了第一接触部(突出部109a)并且给振动体保持
部件105提供了第二接触部(凹部105)。然而，压力传递部件109可具有第二接触部并且振动
体保持部件105可具有第一接触部。换句话说，第一接触部可设置于压力传递部件109和振
动体保持部件105中的一个上，并且第二接触部可设置于压力传递部件109和振动体保持部
件105中的另一个上。此外，该实施例给压力传递部件109提供了第三接触部(轴部件109b)
并且给移动基座部件110提供了第四接触部(长孔部110a-1)。然而，压力传递部件109可具
有第四接触部，并且移动基座部件110可具有第三接触部。换句话说，第三接触部可设置于
压力传递部件109和移动基座部件110中的一个上，并且第四接触部可设置于压力传递部件
109和移动基座部件110中的另一个上。
虽然该实施例讨论了直线型振动驱动式致动器，但是类似于该实施例的结构也适
用于旋转型(环型)振动驱动式致动器。
第二实施例
图5示出了根据本发明第二实施例设置在作为光学设备的可互换镜头中的镜筒的
结构(沿着光轴α的剖面上)。第一实施例中的振动驱动式致动器安装在该镜筒中。
附图标记1表示设置在最前侧(物侧)并且由直线筒8保持的第一镜头单元。当改变
放大倍数时凸轮筒7转动时，第一镜头单元1随直线筒8沿作为光轴α延伸方向的光轴方向移
动。附图标记2表示第二镜头单元，其由引导筒6保持。附图标记3表示第三镜头单元，其由引
导筒6保持。当改变放大倍数时凸轮筒7转动时，第三镜头单元3沿光轴方向移动。附图标记4
表示第四镜头单元，其由引导筒6保持。当改变放大倍数时凸轮筒7转动时，第四镜头单元4
沿光轴方向移动。附图标记5表示第五镜头单元，用于当被稍后将描述的对焦致动器10沿光
轴方向驱动时对焦。
引导筒6具有直线槽6A，每个直线槽与设置在第三镜头单元3和第四镜头单元4中
未示出的凸轮随动件接合并且沿光轴方向引导第三镜头单元3和第四镜头单元4。凸轮筒7
具有凸轮槽7A、7B和7C，它们与设置在第三镜头单元3和第四镜头单元4中未示出的凸轮随
动件接合，并且直线筒8使第三镜头单元3和第四镜头单元4沿光轴方向移动。直线筒8设置
在引导筒6和凸轮筒7的外周上。
附图标记9表示固定筒，并且与未示出的照相机200可拆卸地联接的安装座30固定
在固定筒后侧(像平面侧)的端部上。手动对焦环MFR和手动变焦环MZR可围绕光轴转动地设
置在固定筒9的外周上。当手动对焦环MFR转动时，对焦致动器10使第五镜头单元5沿光轴方
向移动以用于手动对焦。当手动变焦环MZR转动时，第一镜头单元1、第三镜头单元3和第四
镜头单元4沿光轴方向移动以用于手动变焦。
对焦致动器10是第一实施例中描述的直线型振动驱动式致动器(100)。附图标记
22表示控制基板，其构造成检测手动对焦环MFR的转动并且控制对焦致动器10的驱动(在振
动体(103)中激发的振动)，以便沿光轴方向移动作为被驱动部件的第五镜头单元5。控制基
板22、构造成检测手动对焦环MFR转动的未示出的传感器和对焦致动器10由未示出的FPC
(柔性印刷电路)相互电连接到一起。
该实施例采用第一实施例中描述的振动驱动式致动器(100)作为对焦致动器10，
并且实现了可以非常精确地控制第五镜头单元5的位置和移动的可互换镜头。
虽然该实施例描述了可互换镜头的镜筒，但是第一实施例中描述的振动驱动式致
动器可用于供镜头一体式图像拍摄设备(光学设备)使用的镜筒。
根据第一实施例的振动驱动式致动器不限于上述光学设备，也适用于具有要由振
动驱动式致动器驱动的被驱动部件的各种设备。
上述实施例均可以通过简单结构来阻止加压部件与压力传递部件之间接触位置
的偏移和压力传递部件与振动体之间相对位置的偏移，在该简单结构中，设置于压力传递
部件和振动体保持部件的第一接触部和第二接触部相互接触。因此，每个实施例可以提供
具有稳定特性的小型振动驱动式致动器。此外，本发明可以实现光学设备，并且可以实现采
用振动驱动式致动器来非常精确地控制被驱动部件(例如镜头)的位置和移动的其它设备。
虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是应理解本发明不限于所公开的示
例性实施例。以下权利要求的范围应给予最宽泛的解释，以便涵盖所有变型以及等同结构
和功能。