[發明專利]壓電致動器和具有該壓電致動器的電子設備

有效

• 申請號: 200680019914.6
• 申請日: 2006-06-22
• 公開（公告）號: CN101189787A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 北原丈二;澤田明宏
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00;G04C3/12;H01L41/09
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 黨曉林

技術領域

本發明涉及壓電致動器和具有該壓電致動器的電子設備。

背景技術

以往，在鐘表的日歷機構、照相機的變焦機構和自動聚焦機構或者玩具的驅動機構等中，使用通過具有壓電元件的振動體的振動來驅動被驅動體的壓電致動器。

在組裝有這種壓電致動器的鐘表、照相機和玩具等電子設備中，由于下落等外部沖擊，使壓電致動器的振動體和由壓電致動器驅動的轉子等被驅動體的位置偏移而對動作產生影響，或者在沖擊較大的情況下也有可能破損。特別是支承并固定振動體的部分通常為了避免妨礙振動體的振動而制作得較細，強度較弱，因此考慮到因沖擊引起的振動體的變形使該支承部彎折，或者設置在該支承部上的配線斷掉等問題。

這里，在考慮壓電致動器的耐沖擊結構時，在直接簡單地保持振動體等方法中，存在由于該保持阻礙振動而使驅動效率降低的問題。

因此，作為不直接保持振動體的耐沖擊結構，設置朝向振動體按壓轉子的彈簧部件，并在與該彈簧部件相鄰的位置上設置銷來限制彈簧部件的運動，由此防止在沖擊時轉子與振動體離開間隔(專利文獻1)。

該專利文獻1中的銷設置為，在沖擊時轉子向離開振動體間隔的方向移動了預定距離的情況下，該銷與彈簧部件抵接，從而能夠維持壓電致動器與轉子抵接的狀態，并且該銷配置在這樣的位置：在沖擊時轉子由振動體離開了間隔的情況下，轉子不會與其它任何部件碰撞的位置，并且是轉子與下一個傳動輪的齒形的嚙合不脫離的位置。

專利文獻1：日本特開2004-301627號公報(說明書“0013”段和圖2)

但是，在使用如專利文獻1那樣的銷的情況下，由于難以確定配置該銷的適當位置，所以存在設計困難的問題。

并且在專利文獻1中，即使在沖擊時能夠限制轉子的移動從而防止轉子破損，也由于不是直接限制振動體的移動，所以仍有可能因沖擊造成振動體與轉子的脫離或者破損。

發明內容

鑒于這樣的問題，本發明的目的在于提供一種設計不困難并且能夠在不導致驅動效率降低的情況下大幅度提高耐沖擊性的壓電致動器和具有該壓電致動器的電子設備。

本發明的壓電致動器包括振動體，該振動體具有設置有電極的壓電元件并通過對所述電極施加電壓而振動，其特征在于，所述振動體具有彼此層疊的所述壓電元件和加強部件，所述加強部件具有：自由端部，其配置有所述壓電元件并且具有與被驅動體抵接的突起；和固定部，其安裝固定在安裝有所述壓電致動器的被安裝部上，在不從外部對所述被安裝部施加沖擊的狀態下，所述自由端部相對于所述被安裝部，分別在所述壓電元件和所述加強部件的層疊方向、以及與該層疊方向交叉的面內方向上隔著預定尺寸的間隙進行配置。

根據本發明，在將壓電致動器組裝入電子設備等中時，由于在電子設備等中的被安裝部與振動體的自由端部之間存在預定尺寸的間隙，因此，雖然在驅動時自由端部徹底地處于在間隙部分可動的自由狀態，但是在施加外部沖擊時，振動體在自由端部側由被安裝部擋住，因此能夠防止振動體移動到超過間隙尺寸。這里，若以振動體的層疊方向作為Z方向，則在被安裝部與自由端部之間，在該Z方向和與Z方向交叉的XY面內方向上，即在XYZ各個方向上都分別設置有間隙。通過這樣的間隙，當施加能夠向任意方向作用的外力時，由于自由端部成為位置限制部，所以該外力被緩沖。

由此，能夠在不妨礙振動的前提下驅動被驅動體，并且防止由于沖擊使振動體的突起成為脫離被驅動體的狀態，被驅動體的進給量變化，或者防止振動體與被驅動體或其它部件碰撞而產生破損。這里，振動體與被安裝部直接對置，在沖擊時移動、變形時，通過被安裝部可靠地捕捉振動體，并且振動體是在沖擊時撓曲量增大的自由端部側被捕捉，因此耐沖擊效果顯著。因此，不會導致驅動效率降低，并且能夠大幅度提高應對下落沖擊等的耐沖擊性，能夠同時解決通常難以兼顧的涉及驅動效率和耐沖擊的問題。

另外，為了獲得這些效果，由于僅在振動體與被安裝部之間設置預定尺寸的間隙即可，因此設計也不困難。

這里，間隙的尺寸對應于振動體的振幅、振動方向以及沖擊時的外力大小等適當確定。

例如，設定沖擊時對振動體的載荷條件，在該設定的載荷中，求出振動體在自由端部的最大撓曲量，從而能夠將預定的間隙尺寸確定為基于該最大撓曲量求出的最大尺寸以下。由此能夠確保預定載荷條件下的耐沖擊性。

另一方面，也可以將由于形狀偏差或組裝誤差而在振動體與被安裝部之間產生的公差取為最小尺寸。