[发明专利]压电驱动装置及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及具有压电驱动器的压电驱动装置及电子设备。

背景技术

以往，已知有使用不易受到磁场影响的压电元件的超声波驱动装置，并将其用作驱动钟表的钟表指针等的驱动装置(例如，参照专利文献1)。

专利文献1中记载的超声波驱动装置构成为具有：接合了压电元件的振动体；随着该振动体的振动而在周向上旋转的转子体；以及赋予使该振动体和转子体压接设置的按压力的按压弹簧，钟表指针通过转子体的旋转而旋转。

专利文献1：日本特开平10-290579号公报

但是，在上述专利文献1所记载的超声波驱动装置中，在使超声波驱动装置从停止状态起动时，当对振动体施加高频电压(驱动信号)时，转子体开始旋转，但在转子体到达预定的转速之前，需要一定程度的时间(加速期间)。钟表指针等的惯性力矩越大，该加速期间越长。例如，当在转子体和钟表指针之间配置有用于使转子体的转速减小的减速轮系的情况下，相对于转子体的惯性力矩，轮系和钟表指针的惯性力矩较大，例如有时转子体和减速轮系以及钟表指针合起来的惯性力矩为仅是转子体的惯性力矩的数十倍到上百倍以上。

此外，有时构成为在转子和钟表指针之间设置增速轮系，使得即使转子的旋转角小也能够使钟表指针移动预定角度。例如，有通过转子2度的旋转来使秒针走过相当于1秒的6度角度的情况。在增速轮系的情况下，惯性力矩比减速轮系的情况要大，加速时间也更长。

这样，惯性力矩取决于例如轮系和指针的结构和形态。而且，在惯性力矩大的情况下，转子体的加速期间变长，向振动体(振子)施加驱动信号的时间变长，所以存在超声波驱动装置的消耗功率增大的问题。

发明内容

本发明的目的是提供在利用振子的振动驱动被旋转体时能以低功率来驱动被旋转体的压电驱动装置、钟表以及电子设备。

本发明的压电驱动装置的特征在于，其具有：压电驱动器，其具有：具有压电元件的振子、和通过该振子而旋转的转子；弹性装置，其能够将所述转子的旋转能作为弹性能蓄积起来；以及被旋转体，其通过在该弹性装置中所蓄积的弹性能而旋转。

这里，振子只要构成为通过向压电元件至少施加驱动信号而振动，并通过该振动使转子旋转即可。例如，振子可构成为使压电元件自身振动从而使转子旋转，也可构成为使层叠板状的压电元件和加强板而成的部件振动从而使转子旋转。此外，作为被旋转体，只要是通过弹性装置传递转子的旋转、再将旋转传递至旋转对象物的部件即可，例如，可以是在从转子到指针等旋转对象物的旋转传递路径中配置的转子传动齿轮、擒纵轮、从动轮等，也可以是具有与转子共同的旋转轴地配置的转子传动齿轮、旋转齿轮等。

再有，上述旋转能包括旋转力等，弹性能包括弹性力等。

这里，根据图1～5中的曲线图来对在本发明中使用的压电驱动器的特性进行说明。

在图1的曲线图中，分别表示压电驱动器和普通电磁电动机所产生的转矩(负载)与转速、以及转矩和功率的关系。如图1的曲线图中的实线所示，在压电驱动器所产生的转矩T和转速N之间，与一般的电磁电动机一样，存在这样的关系：转矩T越小转速N越高，转矩T越大转速N越小。此外，在电磁电动机中，如图1中的虚线所示，通常驱动所需的功率W随转矩T一起增高，与此相对，在压电驱动器中，如图1中的单点划线所示，驱动所需的功率W几乎不受转矩T的影响而大致恒定。以上这样的特性表示示意性说明的情况，实际上其伴随着变化。

此外，在图2的曲线图中，表示在以某轴为中心旋转的一般刚体中，力的力矩N作用时的时间t和角速度V的关系。这里，作用在刚体上的力的力矩N、通过其产生的角加速度β、与刚体的惯性力矩I之间的关系一般为有N＝I·β的关系成立。即，在力的力矩N相同的情况下，惯性力矩I越大，角加速度β越小。换言之，惯性力矩I越大，到达预定角速度V0的时间越长。例如，在有惯性力矩I不同的刚体A、B，各自的惯性力矩IA、IB为IA∶IB＝1∶2的关系的情况下，刚体A、B的角加速度βA、βB为βA∶βB＝2∶1的关系。如图2的曲线图中的实线所示，惯性力矩I小的刚体A的斜率陡峭(角速度V的变化率变大)，若对到达预定角速度V0的时间t进行比较，则刚体B的所需时间tB为刚体A的所需时间tA的2倍。这表示移动预定距离(预定旋转角)所需的时间在刚体B中需要为刚体A的2倍。

在本发明中，着眼于基于受到这样的惯性力矩I的影响的刚体的特性的效果，并在下面说明该效果。