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

压电振子以及驱动装置的制作方法

2022-11-23 11:35:05 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种压电振子以及驱动装置。


背景技术:

2.例如,在专利文献1中记载了一种压电振子,该压电振子具有:第一压电基板,在下表面形成有公共电极,在上表面形成有独立电极;第二压电基板,层叠在第一压电基板上,在上表面形成有独立电极;第三压电基板,层叠在第二压电基板上,在上表面形成有公共电极;以及第四压电基板,层叠在第三压电基板上,在上表面形成有独立电极。这样,通过使用四片压电基板层叠三层独立电极,能够提高压电振子的输出。
3.专利文献1:日本特表2003-501988号公报
4.然而,在专利文献1的压电振子中,各独立电极被分割成四个电极,其中的两个电极是用于激振向一侧进行弯曲振动的电极对,剩余的两个电极是用于激振向另一侧进行弯曲振动的电极对。这样,在专利文献1的压电振子中,由于在各独立电极中仅包含用于激振弯曲振动的电极,因此无法充分提高输出。


技术实现要素:

5.本发明的压电振子,其特征在于,
6.所述压电振子具有振动部和凸部,所述振动部具有处于表里关系的一对主面和连接所述一对主面的侧面,所述凸部配置在所述振动部上,将通过所述振动部振动而产生的驱动力传递给被驱动部,
7.所述振动部由包括所述第一振动板以及所述第二振动板的多个振动板在所述一对主面排列的第一方向上层叠而成,
8.所述第一振动板具有弯曲振动用压电元件,在俯视观察所述主面时,该弯曲振动用压电元件使所述振动部在与所述被驱动部和所述凸部排列的第二方向正交的第三方向上弯曲振动,
9.所述第一振动板以及所述第二振动板中的任一方或双方具有使所述振动部在所述第二方向上伸缩振动的伸缩振动用压电元件,
10.在所述侧面上配置有与所述弯曲振动用压电元件以及所述伸缩振动用压电元件电连接的多个端子。
11.本发明的驱动装置,其特征在于,
12.所述驱动装置具有被驱动部和压电振子,所述压电振子驱动所述被驱动部,
13.所述压电振子具有振动部和凸部,所述振动部具有处于表里关系的一对主面和连接所述一对主面的侧面,所述凸部配置在所述振动部上,将通过所述振动部振动而产生的驱动力传递给被驱动部,
14.所述振动部由包括所述第一振动板以及所述第二振动板的多个振动板在所述一对主面排列的第一方向上层叠而成,
15.所述第一振动板具有弯曲振动用压电元件,在俯视观察所述主面时,该弯曲振动用压电元件使所述振动部在与所述被驱动部和所述凸部排列的第二方向正交的第三方向上弯曲振动,
16.所述第一振动板以及所述第二振动板中的任一方或双方具有使所述振动部在所述第二方向上伸缩振动的伸缩振动用压电元件,
17.在所述侧面上配置有与所述弯曲振动用压电元件以及所述伸缩振动用压电元件电连接的多个端子。
附图说明
18.图1是表示第一实施方式所涉及的驱动装置的整体图。
19.图2是表示驱动装置的变形例的整体图。
20.图3是表示驱动装置的变形例的整体图。
21.图4是表示驱动装置的变形例的整体图。
22.图5是表示驱动装置的变形例的整体图。
23.图6是压电振子的剖面图。
24.图7是振动部的分解立体图。
25.图8是振动部的分解立体图。
26.图9是振动板的俯视图。
27.图10是振动体的立体图。
28.图11是振动体的立体图。
29.图12是表示对振动体施加的交变电压的图。
30.图13是表示振动体的驱动状态的图。
31.图14是表示振动体的驱动状态的图。
32.图15是第二实施方式所涉及的压电振子具有的振动部的分解立体图。
33.图16是第二实施方式所涉及的压电振子具有的振动部的分解立体图。
34.图17是第三实施方式所涉及的压电振子具有的各振动部的俯视图。
35.图18是振动体的立体图。
36.图19是第四实施方式所涉及的驱动装置的电路图。
37.附图标记说明
38.1:驱动装置;1a:第一驱动装置;1b:第二驱动装置;1θ:第三驱动装置;21:转子;211:外周面;212:主面;22:滑块;23a:载物台;23b:载物台;23θ:载物台;3:压电振子;3a:压电振子;3b:压电振子;3θ:压电振子;30:壳体;301:开口;31:布线基板;310:连接端子;311:连接端子;312:连接端子;313:连接端子;32:施力部;321:压缩螺旋弹簧;33:衬垫;34:施力部;341:压缩螺旋弹簧;35:衬垫;39:开关电路;4:振动体;41:振动部;411:上表面;412:下表面;413:侧面;413a:第一侧面;413b:第二侧面;413c:第三侧面;413d:第四侧面;42:凸部;5:振动板;50:绝缘层;51:振动板;52:振动板;53:振动板;54:振动板;55:绝缘层;6:压电层;70:公共电极;71:独立电极;72:独立电极;73:独立电极;74:独立电极;75:独立电极;76:检测电极;80:端子;81:端子;82:端子;83:端子;84:端子;85:端子;86:端子;87:电气布线;88:电气布线;9:控制装置;91:电压施加部;92:检测信号受理部;a:方向;a1:箭头;a2:
箭头;b:方向;b1:箭头;b2:箭头;e1:伸缩振动用压电元件;e21:弯曲振动用压电元件;e22:弯曲振动用压电元件;e31:弯曲振动用压电元件;e32:弯曲振动用压电元件;e4:检测用压电元件;o:旋转轴;q1:接合部件;q2:接合部件;v1:交变电压;v2:交变电压;v3:交变电压。
具体实施方式
39.以下,基于附图所示的优选实施方式对本发明的压电振子以及驱动装置进行详细说明。
40.第一实施方式
41.图1是表示第一实施方式所涉及的驱动装置的整体图。图2至图5分别是表示驱动装置的变形例的整体图。图6是压电振子的剖面图。图7以及图8分别是振动部的分解立体图。图9是振动板的俯视图。图10以及图11分别是振动体的立体图。图12是表示对振动体施加的交变电压的图。图13以及图14分别是表示振动体的驱动状态的图。
42.需要说明的是,以下,为了便于说明,作为压电振子固有的坐标轴,将相互正交的3个轴作为x轴、y轴以及z轴,将沿着x轴的方向称为x轴方向,将沿着y轴的方向称为y轴方向,将沿着z轴的方向称为z轴方向。另外,将各轴的箭头侧称为“正侧”,将与箭头相反的一侧称为“负侧”。
43.图1所示的驱动装置1具有:作为被驱动体的转子21,能够围绕沿着z轴的旋转轴o旋转;压电振子3,能够使转子21围绕旋转轴o旋转;以及控制装置9,控制压电振子3的驱动。
44.在这样的驱动装置1中,通过基于控制装置9的控制来驱动压电振子3,将由压电振子3产生的驱动力传递给转子21,由此转子21围绕旋转轴o旋转。需要说明的是,在图1中,构成为压电振子3与转子21的外周面211接触,向外周面211传递驱动力,但并不限定于此,例如,如图2所示,也可以构成为压电振子3与转子21的主面212接触,向主面212传递驱动力。
45.另外,作为被驱动部,并不限定于转子21,例如,如图3所示,也可以是能够在图中的横向上滑动的滑块22。即,驱动装置1可以是旋转型的驱动装置,也可以是直线型的驱动装置。
46.另外,例如,如图4所示,驱动装置1也可以是具有第一驱动装置1a和第二驱动装置1b的二自由度的载物台,所述第一驱动装置1a具备能够在方向a上滑动的载物台23a以及使载物台23a在方向a上移动的压电振子3a;所述第二驱动装置1b位于载物台23a上,具备能够相对于载物台23a在与方向a正交的方向b上滑动的载物台23b以及使载物台23b在方向b上移动的压电振子3b。
47.此外,如图5所示,驱动装置1也可以是具有第三驱动装置1θ的三自由度的载物台,所述第三驱动装置1θ位于载物台23b上,具备能够相对于载物台23b围绕旋转轴o旋转的载物台23θ以及使载物台23θ围绕旋转轴o旋转的压电振子3θ。需要说明的是,压电振子3a、3b、3θ是与本实施方式的压电振子3同样的构成。
48.以下,对压电振子3进行详细说明。如图6所示,压电振子3具有:壳体30;振动体4,收容在壳体30中;布线基板31,与振动体4电连接;施力部32,对振动体4向x轴方向正侧施力;衬垫33,介于振动体4和施力部32之间;施力部34,对振动体4向y轴方向负侧施力;以及衬垫35,介于振动体4和施力部34之间。另外,作为压电振子3的构成,没有特别限定,振动体4以外的部件可以适当省略、追加。
49.振动体4具有振动部41和配置在振动部41的前端部并向转子21突出的凸部42。
50.如图7以及图8所示,振动部41通过在z轴方向上层叠多个振动板5而形成。需要说明的是,在本实施方式中,层叠有四片振动板5,但振动板5的数量只要是两个以上即可,没有特别限定。振动板5的数量越多,越能够输出高的驱动力,但z轴方向的厚度变大。因此,能够根据所要求的最大输出,尺寸等适当选择振动板5的数量。
51.需要说明的是,以下,将四片振动板5从上侧起依次设为振动板51、振动板52、振动板53、振动板54。在本实施方式中,振动板51、52、53、54彼此相同,其中的一片、两片或三片为第一振动板,其余为第二振动板。
52.如图7以及图8所示,振动板51、52、53、54分别具有压电层6、配置在压电层6的上表面上的五个独立电极71、72、73、74、75,以及配置在压电层6的下表面上的一个公共电极70。
53.作为压电层6的构成材料,没有特别限定,例如能够使用锆钛酸铅(pzt)、钛酸钡、钛酸铅、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂、钨酸钠、氧化锌、钛酸钡锶(bst)、钽酸锶铋(sbt)、偏铌酸铅、钪铌酸铅等压电陶瓷。另外,作为压电体,除了上述的压电陶瓷以外,也可以使用聚偏氟乙烯、水晶等。
54.如图7所示,独立电极73沿x轴方向配置在压电层6的上表面的中央部。另外,在独立电极73的y轴方向正侧沿x轴方向排列配置有独立电极71、72,在y轴方向负侧沿x轴方向排列配置有独立电极74、75。另外,如图8所示,公共电极70在压电层6的下表面的大致整个面上紧密配置。
55.在这样的振动板51、52、53、54中,如图9所示,在z轴方向的俯视图中,与独立电极73重叠的区域构成伸缩振动用压电元件e1,与独立电极71重叠的区域构成弯曲振动用压电元件e21,与独立电极72重叠的区域构成弯曲振动用压电元件e31,与独立电极74重叠的区域构成弯曲振动用压电元件e32,与独立电极75重叠的区域构成弯曲振动用压电元件e22。
56.另外,四个弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32中,弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32是用于使振动板51、52、53、54在y轴方向上弯曲变形的压电元件。另外,如后所述,通过对伸缩振动用压电元件e1、弯曲振动用压电元件e21、e22以及弯曲振动用压电元件e31、e32施加相位不同的相同频率的交变电压,能够使凸部42进行椭圆振动。
57.如图7以及图8所示,振动板51、52、53、54在z轴方向上层叠,相邻的振动板5彼此经由粘接剂等绝缘性的接合部件q1接合。由此,能够使位于上侧的振动板5的公共电极70和位于其下侧的振动板5的独立电极71、72、73、74、75绝缘。
58.振动部41还具有配置在振动板51的上表面的绝缘层50和配置在振动板54的下表面的绝缘层55。绝缘层55、50例如能够由聚酰亚胺等各种树脂材料构成。
59.如图10以及图11所示,振动部41为大致长方体,具有作为处于表里关系的一对主面的上表面411和下表面412,以及连接上表面411和下表面412的侧面413。其中,上表面411由绝缘层50的上表面构成,下表面412由绝缘层55的下表面构成。另外,侧面413具有:位于振动部41的x轴方向正侧(前端侧)的第一侧面413a;位于振动部41的x轴方向负侧(基端侧)的第二侧面413b;位于振动部41的y轴方向正侧的第三侧面413c;以及位于振动部41的y轴方向负侧的第四侧面413d。
60.另外,如图10所示,在第三侧面413c上形成有四个端子80、81、82、83,如图11所示,在第四侧面413d上形成有两个端子84、85。另外,端子80与各振动板5所具有的公共电极70
电连接,端子81与各振动板5所具有的独立电极71电连接,端子82与各振动板5所具有的独立电极72电连接,端子83与各振动板5所具有的独立电极73电连接,端子84与各振动板5所具有的独立电极74电连接,端子85与各振动板5所具有的独立电极75电连接。
61.另外,端子85经由配置在上表面411上的电气布线87与端子81电连接,端子84经由配置在下表面412上的电气布线88与端子82电连接。由此,独立电极71、75电连接,独立电极72、74电连接。
62.如图6所示,凸部42设置在振动部41的前端部,从振动部41向x轴方向正侧突出。另外,凸部42的前端部与转子21的外周面211接触。另外,凸部42被施力部32按压在外周面211上。因此,振动部41的振动经由凸部42有效地传递给转子21。凸部42能够由比较硬质的材料,例如氧化铝、氧化钛、氧化锆等各种陶瓷构成。
63.衬垫33呈大致l字状,与振动部41的第二侧面413b以及第四侧面413d对置配置。施力部32配置在衬垫33的x轴方向负侧,经由衬垫33对振动体4向转子21侧施力。通过利用施力部32将凸部42的前端部按压在转子21上,能够有效地将振动部41的驱动力传递给转子21。作为施力部32,没有特别限定,在本实施方式中使用压缩螺旋弹簧321。由此,施力部32的构成变得简单。
64.衬垫35呈直线状,与振动部41的第三侧面413c对置配置。施力部34配置在衬垫35的y轴方向正侧,经由衬垫35对振动部41向y轴方向负侧施力。由此,振动部41被按压在壳体30的内表面上,振动部41的振动稳定。作为施力部34,没有特别限定,在本实施方式中使用一对压缩螺旋弹簧341。由此,施力部34的构成变得简单。
65.布线基板31是带状的挠性布线基板(fpc),如图6所示,将振动体4和控制装置9电连接。布线基板31的前端部位于壳体30内,基端部经由形成于壳体30的开口301向壳体30外突出。另外,布线基板31的前端部位于振动部41的第三侧面413c与衬垫35之间,并被它们夹持。另外,在布线基板31的前端部形成有四个连接端子310、311、312、313,这些连接端子310、311、312、313分别经由形成于布线基板31的未图示的电气布线与控制装置9电连接。
66.这样的布线基板31经由绝缘性的接合部件q2与振动部41的第三侧面413c接合。另外,在接合状态下,连接端子310与端子80电连接,连接端子311与端子81电连接,连接端子312与端子82电连接,连接端子313与端子83电连接。由此,压电振子3和控制装置9经由布线基板31电连接。这样,通过使用布线基板31,压电振子3和控制装置9的电连接变得容易。
67.控制装置9例如由计算机构成,具有处理信息的处理器、与处理器可通信地连接的存储器、外部接口。另外,在存储器中保存有可由处理器执行的程序,处理器读入并执行存储在存储器中的程序。这样的控制装置9接受来自未图示的主计算机的指令,并基于该指令驱动压电振子3。
68.例如,在将公共电极70接地的状态下,当将图12所示的交变电压v1施加到独立电极71、75,将交变电压v2施加到独立电极73,将交变电压v3施加到独立电极72、74时,如图13所示,振动部41在x轴方向上伸缩振动的同时在y轴方向上弯曲振动,这些振动被合成,凸部42的前端如箭头a1所示那样逆时针地进行描绘椭圆轨道的椭圆运动。另外,通过凸部42的椭圆运动,转子21被送出,转子21如箭头b1所示那样顺时针旋转。需要说明的是,振动部41向x轴方向的伸缩振动主要起因于伸缩振动用压电元件e1的伸缩,向y轴方向的弯曲振动主要起因于弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32的伸缩。
69.当切换交变电压v1、v3的波形时,如图14所示,振动部41在x轴方向上伸缩振动的同时在y轴方向上弯曲振动,这些振动被合成,凸部42的前端如箭头a2所示那样顺时针地进行描绘椭圆轨道的椭圆运动。另外,通过凸部42的椭圆运动,转子21被送出,转子21如箭头b2所示那样逆时针旋转。需要说明的是,振动部41向x轴方向的伸缩振动主要起因于伸缩振动用压电元件e1的伸缩,向y轴方向的弯曲振动主要起因于弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32的伸缩。
70.需要说明的是,“椭圆运动”是指,除了轨迹与椭圆一致的运动以外,还包括例如轨迹为圆、长圆等稍微偏离椭圆的运动。
71.根据这种构成的压电振子3,由于层叠有四片振动板5,因此与振动板5为一片的情况相比,能够提高压电振子的输出。另外,根据压电振子3,由于具备使振动部41向x轴方向伸缩振动的伸缩振动用压电元件e1,因此与不具备伸缩振动用压电元件e1的情况相比,椭圆运动的轨迹变大,相应地输出也变大。因此,能够以更大的力使转子21旋转。特别是,在本实施方式中,由于所有的振动板5具备伸缩振动用压电元件e1,因此上述效果更加显著。
72.以上,对驱动装置1进行了说明。如上所述,这样的驱动装置1所包含的压电振子3具有:振动部41,具有作为处于表里关系的一对主面的上表面411和下表面412,以及连接上表面411和下表面412的侧面413;以及凸部42,配置在振动部41上,将因振动部41振动而产生的驱动力传递给作为被驱动部的转子21。另外,振动部41是将包括第一振动板以及第二振动板的多个振动板5在上表面411以及下表面412排列的第一方向即z轴方向上层叠而成的,第一振动板(振动板51、52、53、54中的一个、两个或三个)在从z轴方向俯视观察时具有弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32,该弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32使振动部41在与转子21和凸部42排列的第二方向即x轴方向正交的第三方向即y轴方向上进行弯曲振动,第一振动板以及第二振动板中的任一方或双方(在本实施方式中为双方)具有使振动部41在第二方向即x轴方向上进行伸缩振动的伸缩振动用压电元件e1,在侧面413上配置有多个端子80、81、82、83,该多个端子80、81、82、83与弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32以及伸缩振动用压电元件e1电连接。根据这种构成的压电振子3,由于具备使振动部41向x轴方向伸缩振动的伸缩振动用压电元件e1,因此与不具备伸缩振动用压电元件e1的情况相比,椭圆运动的轨迹变大,相应地输出也变大。因此,能够以更大的力使转子21旋转。
73.另外,如上所述,伸缩振动用压电元件e1分别配置在第一振动板以及第二振动板上。由此,能够进一步增大压电振子3的输出。
74.另外,如上所述,压电振子3具有与多个端子80、81、82、83电连接的布线基板31。由此,压电振子3与外部装置(例如控制装置9)的电连接变得容易。
75.另外,如上所述,压电振子3具有:壳体30,收容振动部41;施力部32,相对于壳体30将振动部41向凸部42的前端侧施力。由此,能够将凸部42按压在转子21上,能够将压电振子3的驱动力有效地传递给转子21。
76.另外,如上所述,驱动装置1具有作为被驱动部的转子21和驱动转子21的压电振子3。另外,压电振子3具有:振动部41,具有作为处于表里关系的一对主面的上表面411和下表面412,以及连接上表面411和下表面412的侧面413;以及凸部42,配置在振动部41上,将因振动部41振动而产生的驱动力传递给作为被驱动部的转子21。另外,振动部41是将包括第一振动板以及第二振动板的多个振动板5在上表面411以及下表面412排列的第一方向即z
轴方向上层叠而成的,第一振动板(振动板51、52、53、54中的一个、两个或三个)在从z轴方向俯视观察时具有弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32,该弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32使振动部41在与转子21和凸部42排列的第二方向即x轴方向正交的第三方向即y轴方向上进行弯曲振动,第一振动板以及第二振动板中的任一方或双方(在本实施方式中为双方)具有使振动部41在第二方向即x轴方向上进行伸缩振动的伸缩振动用压电元件e1,在侧面413上配置有多个端子80、81、82、83,该多个端子80、81、82、83与弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32以及伸缩振动用压电元件e1电连接。根据这种构成的驱动装置1,由于具备使振动部41向x轴方向伸缩振动的伸缩振动用压电元件e1,因此与不具备伸缩振动用压电元件e1的情况相比,椭圆运动的轨迹变大,相应地输出也变大。因此,能够以更大的力使转子21旋转。
77.需要说明的是,在本实施方式中,四片振动板51、52、53、54全部在其上表面具有独立电极71、72、73、74、75,在下表面具有公共电极70,但并不限定于此,例如,四片振动板51、52、53、54中的一个、两个或三个也可以在其下表面具有独立电极71、72、73、74、75,在上表面具有公共电极70。
78.第二实施方式
79.图15以及图16分别是第二实施方式所涉及的压电振子具有的振动部的分解立体图。
80.本实施方式的压电振子3除了振动部41的构成不同以外,与上述的第一实施方式的压电振子3相同。因此,在以下的说明中,关于本实施方式的压电振子3,以与上述的第一实施方式的不同点为中心进行说明,关于同样的事项省略其说明。另外,在本实施方式的各图中,对与上述的实施方式同样的构成标注同一符号。
81.如图15以及图16所示,振动部41通过在z轴方向上层叠四片振动板51、52、53、54而形成。需要说明的是,在本实施方式中,位于上下两端的振动板51、54是第一振动板,被它们夹持的振动板52、53是第二振动板。
82.作为第一振动板的振动板51、54分别具有压电层6,配置在压电层6的上表面的四个独立电极71、72、74、75,以及配置在压电层6的下表面的一个公共电极70。即,振动板51、54具有弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32。另一方面,作为第二振动板的振动板52、53分别具有压电层6,配置在压电层6的上表面的一个独立电极73,配置在压电层6的下表面的一个公共电极70。即,振动板52、53具有伸缩振动用压电元件e1。这样,在本实施方式中,通过振动板51、54使振动部41弯曲振动,通过振动板52、53使振动部41伸缩振动。
83.根据这样的构成,形成在振动板51、54上的压电元件的数量从上述的第一实施方式的五个(伸缩振动用压电元件e1、弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32)减少到四个(弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32)。因此,例如,如果是与上述的第一实施方式相同大小的振动板51、54,则能够增大弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32的尺寸,相应地能够提高压电振子3的输出。另外,如果是相同大小的弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32,则能够减小振动板5的尺寸,能够实现压电振子3的小型化。
84.如上所述,在本实施方式的压电振子3中,伸缩振动用压电元件e1配置在作为第二振动板的振动板52、53上。因此,能够减少配置在振动板51、54上的压电元件的数量。因此,例如,如果是与上述的第一实施方式相同大小的振动板51、54,则能够增大弯曲振动用压电
元件e21、e22、e31、e32的尺寸,相应地能够提高压电振子3的输出。另外,如果是相同大小的弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32,则能够减小振动板51、54的尺寸,能够实现压电振子3的小型化。
85.根据这样的第二实施方式,也能够发挥与上述的第一实施方式同样的效果。
86.需要说明的是,在本实施方式中,四片振动板51、52、53、54全部在其上表面具有独立电极,在下表面具有公共电极70,但并不限定于此,例如,振动板51、54中的任一方或双方也可以在其下表面具有独立电极71、72、74、75,在上表面具有公共电极70。同样地,振动板52、53中的任一方或双方也可以在其下表面具有独立电极73,在上表面具有公共电极70。另外,第一、第二振动板的数量没有特别限定,例如,可以是振动板51、52、53、54中的三片是第一振动板,剩余的一片是第二振动板,与此相反,也可以是振动板51、52、53、54中的三片是第二振动板,剩余的一片是第一振动板。另外,第一、第二振动板的配置没有特别限定,例如,可以在两片第二振动板之间夹持两片第一振动板,也可以交替配置第一振动板和第二振动板。
87.第三实施方式
88.图17是第三实施方式所涉及的压电振子具有的各振动部的俯视图。图18是振动体的立体图。
89.本实施方式的压电振子3除了振动部41的构成不同以外,与上述的第一实施方式的压电振子3相同。因此,在以下的说明中,关于本实施方式的压电振子3,以与上述的第一实施方式的不同点为中心进行说明,关于同样的事项省略其说明。另外,在本实施方式的各图中,对与上述的实施方式同样的构成标注同一符号。
90.如图17所示,各振动板51、52、53、54在其上表面除了独立电极71、72、73、74、75以外,还具有检测电极76。检测电极76与独立电极73在x轴方向上排列配置,位于独立电极73的基端侧(x轴方向负侧)。在各振动板51、52、53、54中,在z轴方向的俯视图中,与检测电极76重叠的区域构成检测用压电元件e4。需要说明的是,检测用压电元件e4的配置和数量没有特别限定。
91.检测用压电元件e4接受与振动部41的椭圆运动中包含的向x轴方向的伸缩振动对应的外力,输出与所接受的外力对应的检测信号。因此,基于从检测用压电元件e4输出的检测信号,能够检测振动部41的振动状态。
92.另外,如图18所示,在振动部41的第三侧面413c上,与端子80、81、82、83同样地形成有端子86,端子86与各振动板51、52、53、54所具有的检测电极76电连接。另外,虽未图示,但在布线基板31的前端部与连接端子310、311、312、313同样地形成有与端子86电连接的连接端子。
93.控制装置9基于从检测用压电元件e4输出的检测信号,控制交变电压v1、v2、v3的振幅。检测信号的振幅与转子21的旋转速度具有相关关系,因此,例如通过对交变电压v2的振幅进行反馈控制以使检测信号的振幅保持规定值,能够使转子21以规定的速度稳定地旋转。需要说明的是,在上述例子中,仅对施加给伸缩振动用压电元件e1的交变电压v2进行反馈控制,但并不限定于此,还可以对施加给弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32的交变电压v2、v3进行反馈控制。
94.特别是,在本实施方式中,由于在各振动板51、52、53、54上配置有检测用压电元件
e4,因此检测信号变得更大,上述的反馈控制的精度提高。但是,并不限定于此,检测用压电元件e4只要配置在振动板51、52、53、54的至少一个上即可。即,也可以仅第一振动板以及第二振动板中的任一方具有检测用压电元件e4。
95.如上所述,在本实施方式的压电振子3中,第一振动板以及第二振动板中的任一方或双方具有检测振动部41的振动的检测用压电元件e4。因此,基于从检测用压电元件e4输出的检测信号,能够检测振动部41的振动状态。另外,例如,通过对施加在伸缩振动用压电元件e1上的交变电压v2的振幅进行反馈控制以使检测信号的振幅保持规定值,能够使转子21以规定的速度稳定地旋转。
96.根据这样的第三实施方式,也能够发挥与上述的第一实施方式同样的效果。
97.第四实施方式
98.图19是第四实施方式所涉及的驱动装置的电路图。
99.本实施方式的驱动装置1除了能够将伸缩振动用压电元件e1切换为检测用压电元件以外,与上述的第一实施方式的驱动装置1相同。因此,在以下的说明中,关于本实施方式的驱动装置1,以与上述的第一实施方式的不同点为中心进行说明,关于同样的事项省略其说明。另外,在本实施方式的各图中,对与上述的实施方式同样的构成标注同一符号。
100.如图19所示,本实施方式的驱动装置1具有开关电路39。开关电路39能够切换将各独立电极73与控制装置9的电压施加部91电连接的驱动模式,和将各独立电极73与控制装置9的检测信号受理部92电连接的检测模式。在驱动模式下,从电压施加部91向各独立电极73施加交变电压v2,各伸缩振动用压电元件e1与各弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32一起用于振动部41的振动。另一方面,在检测模式下,仅将各弯曲振动用压电元件e21、e22、e31、e32用于振动部41的振动,各伸缩振动用压电元件e1将与振动部41的振动对应的检测信号输出到控制装置9的检测信号受理部92。控制装置9基于接收到的检测信号来控制压电振子3的驱动。
101.这样,在本实施方式的驱动装置1中,由于能够将伸缩振动用压电元件e1切换为检测用压电元件,因此,例如不需要如上述的第三实施方式那样另外配置检测用压电元件e4,能够较大地确保伸缩振动用压电元件e1的面积。因此,能够检测振动部41的振动状态,并且能够进一步提高压电振子3的输出。
102.如上所述,本实施方式的驱动装置1具备将伸缩振动用压电元件e1切换为检测振动部41的振动的检测用压电元件e4的开关电路39。能够检测振动部41的振动状态,并且能够进一步提高压电振子3的输出。
103.根据这样的第四实施方式,也能够发挥与上述的第一实施方式同样的效果。
104.以上,基于图示的实施方式对本发明的压电振子以及驱动装置进行了说明,但本发明并不限定于此,各部分的构成能够置换为具有同样功能的任意构成。另外,也可以在本发明中附加其他任意的构成物。另外,也可以适当组合各实施方式。
105.另外,在上述的实施方式中,振动板5是在压电层6的上下表面形成有电极的构成,但振动板5的构成并不限定于此。例如,振动板也可以是在硅基板等非压电性的基板上配置有伸缩振动用压电元件以及弯曲振动用压电元件的构成。另外,也可以是用一对硅基板等非压电性基板夹持伸缩振动用压电元件以及弯曲振动用压电元件的构成。
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