專利名稱：壓電促動器、透鏡鏡筒及攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓電促動器、透鏡鏡筒及攝像裝置。
背景技術(shù)：
已知有一種通過驅(qū)動多個壓電元件，并使與被驅(qū)動體接觸的芯片構(gòu)件進行橢圓運動，驅(qū)動被驅(qū)動體的壓電促動器(例如，參照日本特開2007-236138號公報)。在日本特開 2007-236138號公報中，設(shè)定CTZ正交坐標(biāo)系時，通過芯片構(gòu)件的與)(Z平面平行的橢圓運動向X軸方向驅(qū)動被驅(qū)動體。然而，上述現(xiàn)有的壓電促動器存在無法分別獨立地控制芯片構(gòu)件與基體構(gòu)件的距離發(fā)生變化的上升方向的振動、及芯片構(gòu)件與基體構(gòu)件的距離不發(fā)生變化的輸送方向的振動這樣的課題。而且，存在難以使芯片構(gòu)件向上升方向和輸送方向分別高效地振動這樣的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方案的目的在于提供一種能夠獨立地控制由壓電元件驅(qū)動的構(gòu)件的向不同兩個方向的振動，能夠向不同兩個方向高效地振動的壓電促動器、透鏡鏡筒及攝像裝置。本發(fā)明的一個方案是壓電促動器，其具備沿著第一方向進行厚度切變振動的第一壓電元件；被所述第一壓電元件驅(qū)動，沿著所述第一方向進行振動的第一構(gòu)件；被所述第一構(gòu)件支承，沿著第二方向進行厚度切變振動的第二壓電元件；被所述第二壓電元件驅(qū)動，沿著所述第二方向進行振動的第二構(gòu)件；在被所述第二構(gòu)件驅(qū)動的被驅(qū)動體與所述第二構(gòu)件之間產(chǎn)生壓力的加壓部，所述加壓部通過對應(yīng)于所述被驅(qū)動體的驅(qū)動狀態(tài)而發(fā)生變形的第三壓電元件來變更所述壓力。另外，本發(fā)明的另一個方案是具備上述壓電促動器的透鏡鏡筒。另外，本發(fā)明的又一個方案是具備上述壓電促動器的攝像裝置。根據(jù)本發(fā)明的方案，能夠獨立地控制由壓電元件驅(qū)動的構(gòu)件向不同兩個方向的振動。而且，能夠使由壓電元件驅(qū)動的構(gòu)件向不同兩個方向高效地振動。


圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式中的壓電促動器的簡要結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示該實施方式中的壓電促動器的加壓控制部的簡要框圖。圖3A是表示該實施方式中的壓電促動器的驅(qū)動電路的電路圖。圖;3B是表示該實施方式中的壓電促動器的驅(qū)動電路的電路圖。
3
圖4是表示該實施方式中的加壓部的動作的一例的圖。圖5是表示該實施方式中的壓電促動器的各狀態(tài)的表。圖6是表示該實施方式的加壓部中的動作的另一例的圖。圖7是表示第二實施方式中的壓電促動器的加壓控制部的一例的第一簡要框圖。圖8是表示該實施方式中的壓電促動器的加壓控制部的另一例的第二簡要框圖。圖9是表示第三實施方式中的壓電促動器的動作的一例的圖。圖10是表示本發(fā)明的另一實施方式中的透鏡鏡筒及攝像裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，說明本發(fā)明的實施方式的壓電促動器、透鏡鏡筒及攝像裝置。<第一實施方式>本實施方式的壓電促動器使轉(zhuǎn)子相對基體部進行位移的相對驅(qū)動，并通過轉(zhuǎn)子驅(qū)動照相機(攝像裝置)的透鏡鏡筒等光學(xué)設(shè)備或電子設(shè)備。圖1是表示本實施方式中的壓電促動器1的簡要結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，壓電促動器1具備基體部2、驅(qū)動塊3、轉(zhuǎn)子4、支承軸5、第一壓電元件6、第二壓電元件7、加壓部8及加壓控制部20。基體部2具有導(dǎo)電性，通過包含被看作彈性體的例如不銹鋼的材料而設(shè)置。基體部2形成為在中央部具有軸向的貫通孔的中空圓筒狀的形狀。對基體部2的表面實施絕緣處理，例如成膜有絕緣膜。在基體部2的貫通孔插通有支承軸5。多個保持部加沿著基體部2的周向相鄰設(shè)置在基體部2的一方的端部。保持部 2a形成為以從基體部2的周向的兩側(cè)夾入驅(qū)動塊3的方式保持驅(qū)動塊3的凹狀的形狀?；w部2的另一方的端部通過例如螺栓等的未圖示的緊固構(gòu)件而固定在安裝部40。在基體部 2的比中央部接近安裝部40的部分上設(shè)置沿周向連續(xù)的槽部2d。壓電促動器1具有兩組以規(guī)定的相位差進行驅(qū)動的三個驅(qū)動塊3的組。在本實施方式中，沿基體部2的周向等間隔地配置的六個驅(qū)動塊3中，三個驅(qū)動塊31屬于第一組，三個驅(qū)動塊32屬于第二組。各組的驅(qū)動塊31和驅(qū)動塊32沿基體部2的周向、即沿轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R交替配置。各個驅(qū)動塊3具有基部北(第一構(gòu)件)和前端部3a (第二構(gòu)件)。基部北具有沿著基體部2的周向交叉的一對側(cè)面之間的距離隨著朝向基體部2 的下方而變小的方式、其側(cè)面稍傾斜的大致長方體形狀?；勘崩缬奢p金屬合金等形成，具有導(dǎo)電性?；勘庇杀３植考又С袨槟軌蜓刂c支承軸5平行的方向(第一方向) 進行驅(qū)動。而且，基部北被第一壓電元件6驅(qū)動，沿著第一方向振動。前端部3a具有在從基體部2的徑向觀察下截面為山形的六棱柱形狀。前端部3a 例如由不銹鋼等形成，具有導(dǎo)電性。前端部3a配置在基部北與轉(zhuǎn)子4之間，從保持部加突出，對轉(zhuǎn)子4進行支承。而且，前端部3a由第二壓電元件7驅(qū)動，沿著通過各驅(qū)動塊3的中心的中心圓的切線方向(第二方向)進行振動。轉(zhuǎn)子4(被驅(qū)動體)經(jīng)由未圖示的軸承安裝于支承軸5，以支承軸5為中心，能夠向旋轉(zhuǎn)方向R的前方或后方旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子4的外周面上形成有用于對例如照相機的透鏡鏡筒等進行驅(qū)動的齒輪如。與轉(zhuǎn)子4的基體部2相對的面由多個驅(qū)動塊3支承。而且，轉(zhuǎn)子4由驅(qū)動塊3的前端部3a驅(qū)動。支承軸5是中心線配置成與轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)軸一致的圓棒狀(圓筒形)的構(gòu)件。支承軸5是一方的端部比圓棒狀的直徑大且垂直方向上的截面例如為T字狀的構(gòu)件，以直徑大的部分從上方壓下的方式對加壓部8進行固定(按壓)。而且，支承軸5的另一方的端部固定于安裝部40。支承軸5貫通基體部2和轉(zhuǎn)子4。支承軸5配置在沿著轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R配置的多個驅(qū)動塊3的中心。第一壓電元件6例如由包含鋯鈦酸鹽(PZT)的材料形成。第一壓電元件6通過施加電壓進行變形。第一壓電元件6配置在基體部2的保持部加的內(nèi)側(cè)的面與驅(qū)動塊3的基部北的側(cè)面之間。第一壓電元件6以從轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R的前方及后方夾入驅(qū)動塊3 的基部北的方式配置。第一壓電元件6在驅(qū)動塊3的基部北的、轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R上的前方及后方的各側(cè)面上各配置兩個。各側(cè)面的兩個第一壓電元件6分別沿著基體部2的徑向、即轉(zhuǎn)子4的徑向相鄰配置。各個第一壓電元件6具有在支承軸5的軸向上較長的片狀形狀。第一壓電元件6 由于被施加電壓而變形。例如，第一壓電元件6由于被施加電壓而進行厚度切變變形。即， 第一壓電元件6以沿著支承軸5的軸向(第一方向)的長邊方向進行厚度切變振動的方式設(shè)置。各個第一壓電元件6通過具有導(dǎo)電性的粘結(jié)劑而粘結(jié)在基體部2的對應(yīng)的保持部 2a的內(nèi)側(cè)的面和對應(yīng)的驅(qū)動塊3的基部北的側(cè)面雙方。在此，將第一壓電元件6的厚度方向形成為各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向、即通過各驅(qū)動塊3的中心的中心圓的切線方向。另外，從后述的電源部10(圖3A及圖;3B)向第一壓電元件6供給電壓。第二壓電元件7例如由包含鋯鈦酸鹽的材料形成。第二壓電元件7配置在驅(qū)動塊 3的前端部3a與基部北之間。即，第二壓電元件7由驅(qū)動塊3的基部北支承，并且在基部 3b上支承前端部3a。第二壓電元件7沿著基體部2的徑向相鄰地配置兩個。各個第二壓電元件7具有沿著通過各驅(qū)動塊3的中心的中心圓的切線方向、即各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向較長的片狀形狀。第二壓電元件7由于被施加電壓而發(fā)生變形。例如，第二壓電元件7由于被施加電壓而進行厚度切變變形。S卩，第二壓電元件7以沿著通過各驅(qū)動塊3的中心的中心圓的切線方向、即各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向(第二方向)進行厚度切變振動的方式設(shè)置。各個第二壓電元件 7通過具有導(dǎo)電性的粘結(jié)劑而粘結(jié)在驅(qū)動塊3的前端部3a和基部北雙方。在此，將第二壓電元件7的厚度方向形成為與支承軸5的軸向平行的方向。另外，從后述的電源部10(圖3A及圖3B)對第二壓電元件7供給(施加)電壓。加壓部8配置在支承軸5中的直徑大的一方的端部與轉(zhuǎn)子4之間。加壓部8在通過驅(qū)動塊3的前端部3a驅(qū)動的轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間產(chǎn)生壓力。而且，加壓部8具備第三壓電元件81及橡膠構(gòu)件82。第三壓電元件81例如由包含鋯鈦酸鹽的材料形成。第三壓電元件81夾著橡膠構(gòu)件82配置在轉(zhuǎn)子4上。第三壓電元件81以通過電壓的施加使與支承軸5平行的方向(第一方向)的厚度進行變化的方式配置。第三壓電元件81通過變更與支承軸5平行的方向的厚度，在轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間對應(yīng)于轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動狀態(tài)來變更壓力。而且，從加壓控制部20向第三壓電元件81供給(施加)電壓。橡膠構(gòu)件82配置在第三壓電元件81與轉(zhuǎn)子4之間。橡膠構(gòu)件82作為對轉(zhuǎn)子4 中的與支承軸5平行的方向的振動進行衰減的衰減橡膠發(fā)揮作用。加壓控制部20對施加給第三壓電元件81的電壓進行變更，并向第三壓電元件81 供給(施加)電壓。加壓控制部20具備電壓供給部21及控制部22。電壓供給部21基于從控制部22供給的控制信號，變更向第三壓電元件81施加的電壓，并向第三壓電元件81供給(施加)。控制部22向電壓供給部21供給控制信號，控制向第三壓電元件81施加的電壓。接下來，參照圖2，詳細地說明加壓控制部20的結(jié)構(gòu)。圖2是表示本實施方式中的壓電促動器1的加壓控制部20的簡要框圖。在圖2中，加壓控制部20輸出電壓供給部21產(chǎn)生的電壓作為輸出端子A與B之間的電位差，并經(jīng)由信號線向第三壓電元件81供給。電壓供給部21具備直流電源部211、開關(guān)部212及電壓變更部213。直流電源部211中，其陽極端子與開關(guān)部212的一端連接，其陰極端子與電壓供給部21的輸出端子B及電壓變更部213的一端連接。直流電源部211產(chǎn)生直流電壓。開關(guān)部212中，其一端與直流電源部211的陽極端子連接，其另一端與電壓變更部 213的另一端連接。而且，開關(guān)部212基于從控制部22供給的控制信號，切換直流電源部 211的陽極端子與電壓變更部213之間的導(dǎo)通狀態(tài)或非導(dǎo)通狀態(tài)。即，開關(guān)部212基于從控制部22供給的控制信號，切換向第三壓電元件81供給(施加)電壓的狀態(tài)和不供給(施加)電壓的狀態(tài)。電壓變更部213例如包含可變電阻等，直流電源部211生成的直流電壓被電阻分壓變更后的電壓向電壓供給部21的輸出端子A輸出。開關(guān)部212基于從控制部22供給的控制信號，對是否向輸出端子A輸出電壓的情況進行切換?？刂撇?2向電壓供給部21供給控制信號，變更對第三壓電元件81施加的電壓。 即，控制部22向電壓供給部21供給控制信號，控制轉(zhuǎn)子4與驅(qū)動塊3的前端部3a之間的壓力。而且，控制部22根據(jù)轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動狀態(tài)，進行將轉(zhuǎn)子4與驅(qū)動塊3的前端部3a之間的壓力向第三壓電元件81變更的控制。接下來，參照圖3A及圖3B，詳細地說明壓電促動器1的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。圖3A及圖;3B是表示本實施方式中的壓電促動器1的驅(qū)動電路的電路圖。如圖3A及圖:3B所示，壓電促動器1具備分別向第一壓電元件6及第二壓電元件 7供給電壓的電源部10。電源部10具備第一端子Tl至第四端子T4。第一端子Tl至第四端子T4分別供給規(guī)定的頻率的正弦波形的電壓。而且，電源部10向第一端子Tl及第二端子T2的各端子間以及第三端子T3及第四端子T4的各端子間供給具有規(guī)定的相位差的同一波形的正弦波形的電壓。如圖3A所示，第一壓電元件6中，在屬于第一組的三個驅(qū)動塊31與基體部2之間配置的12個第一壓電元件61經(jīng)由配線11與第一端子Tl電連接。第一壓電元件6中，在屬于第二組的三個驅(qū)動塊32與基體部2之間配置的12個第一壓電元件62經(jīng)由配線12與第二端子T2電連接。
如圖;3B所示，第二壓電元件7中，在屬于第一組的三個驅(qū)動塊31的前端部31a與基部31b之間配置的六個第二壓電元件71經(jīng)由配線13與第三端子T3電連接。第二壓電元件7中，在屬于第二組的三個驅(qū)動塊32的前端部3 與基部32b之間配置的六個第二壓電元件72經(jīng)由配線14與第四端子T4電連接。接下來，說明本實施方式的壓電促動器1的動作。首先，在壓電促動器1中，說明通過驅(qū)動塊3使轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)的動作。在壓電促動器1中通過驅(qū)動塊3使轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)時，同步地驅(qū)動第一組的三個驅(qū)動塊31。并且，與第一組的三個驅(qū)動塊31具有規(guī)定的相位差，與第一組同樣地同步驅(qū)動第二組的三個驅(qū)動塊32。由此，第一組的三個驅(qū)動塊31和第二組的三個驅(qū)動塊32交替地支承轉(zhuǎn)子4而使轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)。具體而言，電源部10的第一端子Tl向第一壓電元件61供給正弦波形的電壓。如此，第一壓電元件61開始沿著支承軸5的第一方向的厚度切變振動。驅(qū)動塊31通過第一壓電元件61的向正方向(圖1中的第一方向的上方)的變形而被驅(qū)動時，向離開基體部2 的方向(從保持部加突出的方向)移動。此時，電源部10的第三端子T3向第二壓電元件71供給正弦波形的電壓。如此， 第二壓電元件71開始向通過各驅(qū)動塊3的中心的中心圓的切線方向(第二方向、各驅(qū)動塊 3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向、轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R、與支承軸5的軸向正交的方向)的厚度切變振動。驅(qū)動塊31的前端部31a通過第二壓電元件71向正方向(旋轉(zhuǎn)方向 R的前方)的變形而被向同樣的方向驅(qū)動。此時，驅(qū)動塊31的前端部31a通過作用在其與轉(zhuǎn)子4之間的摩擦力而使轉(zhuǎn)子4向旋轉(zhuǎn)方向R的前方旋轉(zhuǎn)。然后，第一壓電元件61在通過電源部10的第一端子Tl供給的正弦波形的電壓的作用下，開始向離開轉(zhuǎn)子4的方向(圖1中的第一方向的下方(反方向))的變形。第一組的驅(qū)動塊31通過第一壓電元件61的反方向的變形向離開轉(zhuǎn)子4的方向(向保持部加突入的方向)移動。此時，第二壓電元件71在通過電源部10的第三端子T3供給的正弦波形的電壓的作用下，開始向轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R的后方側(cè)(反方向)的變形。第一組的驅(qū)動塊31的前端部31a在離開轉(zhuǎn)子4的狀態(tài)下，通過第二壓電元件71向反方向的變形朝向轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R的后方側(cè)移動。然后，第一組的驅(qū)動塊31反復(fù)進行前端部31a向轉(zhuǎn)子4的接觸、前端部31a向轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R的前方側(cè)的驅(qū)動、前端部31a從轉(zhuǎn)子4的分離、前端部31a向轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向R的后方側(cè)的驅(qū)動。即，驅(qū)動塊31的基部31b及前端部31a被第一壓電元件61驅(qū)動，沿著支承軸5的軸向即第一方向進行振動。而且，驅(qū)動塊31的前端部31a被第二壓電元件71驅(qū)動，相對于基部31b及基體部2，沿著通過各驅(qū)動塊3的中心的中心圓的切線方向、即沿著各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向進行振動。由此，第一組的驅(qū)動塊31進行驅(qū)動，使得前端部31a在從轉(zhuǎn)子4的徑向觀察時描繪圓軌道或橢圓軌道。第二組的驅(qū)動塊32與第一組的驅(qū)動塊31具有規(guī)定的相位差，與第一組的驅(qū)動塊 31同樣地進行驅(qū)動。即，電源部10的第二端子T2具有與第一端子Tl供給的電壓同樣的波形，將與第一端子Tl供給的電壓具有規(guī)定的的相位差的正弦波形的電壓向第一壓電元件 62供給。而且，電源部10的第四端子T4具有與第三端子T3供給的電壓同樣的波形，并將
7與第三端子T3供給的電壓具有規(guī)定的相位差的正弦波形的電壓向第二壓電元件72供給。第二組的三個驅(qū)動塊32的前端部3 在第一組的三個驅(qū)動塊31的前端部31a從轉(zhuǎn)子4離開之前與轉(zhuǎn)子4接觸，在第一組的三個驅(qū)動塊31的前端部31a與轉(zhuǎn)子4接觸之后從轉(zhuǎn)子4離開。因此，轉(zhuǎn)子4被第一組的三個驅(qū)動塊31和第二組的三個驅(qū)動塊32交替支承并驅(qū)動，在將支承軸5的軸向上的位置保持成大致恒定的狀態(tài)下以規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度向旋轉(zhuǎn)方向R的前方或后方進行旋轉(zhuǎn)。接下來，在壓電促動器1中說明加壓部8的動作的一例。圖4是表示本實施方式中的加壓部8的動作的一例的圖。在圖4中，示出了在時刻tl開始轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動，在時刻t4停止轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動的例子。圖4(a)表示轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動狀態(tài)(停止中或驅(qū)動中)(波形201)。圖4(b)表示轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力(轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力。以下稱為壓力N)。波形202是表示轉(zhuǎn)子4在停止中時將轉(zhuǎn)子4形成為自由輪狀態(tài)的情況下，通過第三壓電元件81變更的壓力N的波形。而且，波形203是表示轉(zhuǎn)子4在停止中時將轉(zhuǎn)子4 形成為鎖定狀態(tài)的情況下的壓力N的波形。在此，自由輪狀態(tài)是轉(zhuǎn)子4能夠向上述的第二方向自由動作的狀態(tài)。S卩，自由輪狀態(tài)是轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間產(chǎn)生的摩擦力實際上成為0的狀態(tài)。而且，鎖定狀態(tài)是通過轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間產(chǎn)生的摩擦力將轉(zhuǎn)子4固定的狀態(tài)。圖4(c)表示轉(zhuǎn)子 4 的旋轉(zhuǎn)速度 rpm(rotation per minute)(波形 204)。到時刻tl為止的期間，壓電促動器1是波形201所示使轉(zhuǎn)子4停止的狀態(tài)(停止中)。因此，波形204表示旋轉(zhuǎn)速度Orpm。而且，在該期間中，在轉(zhuǎn)子4停止中將轉(zhuǎn)子4形成為自由輪狀態(tài)時，如波形202所示，加壓部8使轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N的值實際上為0。 這種情況下，控制部22根據(jù)控制信號使開關(guān)部212為非導(dǎo)通狀態(tài)。由此，電壓供給部21停止向第三壓電元件81施加電壓。由此，第三壓電元件81使轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N的值實際上為0。作為結(jié)果，轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間產(chǎn)生的摩擦力實際上成為0，轉(zhuǎn)子4成為自由輪狀態(tài)。即，第三壓電元件81在轉(zhuǎn)子4為能夠向上述的第二方向自由動作的狀態(tài)時， 以使轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間產(chǎn)生的摩擦力實際上為0的方式變更轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力。而且，在到時刻tl為止的期間，當(dāng)轉(zhuǎn)子4在停止中將轉(zhuǎn)子4形成為鎖定狀態(tài)的情況下，如波形203所示，加壓部8將壓力N形成為規(guī)定的壓力(例如W)?？刂撇?2根據(jù)控制信號使開關(guān)部212為導(dǎo)通狀態(tài)。由此，電壓供給部21向第三壓電元件81施加電壓。第三壓電元件81在通過電壓供給部21施加的電壓的作用下，與支承軸5平行的方向的厚度擴大，轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N的值成為W。因此，加壓部8生成轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力W。作為結(jié)果，在轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間產(chǎn)生摩擦力，轉(zhuǎn)子4成為鎖定狀態(tài)。在時刻tl，壓電促動器1開始轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動。因此，波形201從停止中向驅(qū)動中過渡。開始轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動時，如波形202所示，加壓部8使轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N的值為 W。這種情況下，控制部22根據(jù)控制信號使開關(guān)部212為導(dǎo)通狀態(tài)。由此，通過直流電源部211生成的電壓經(jīng)由開關(guān)部212和電壓變更部213向第三壓電元件81供給。S卩，加壓控制部20的電壓供給部21對第三壓電元件81施加電壓。第三壓電元件81在通過電壓供給
8部21施加的電壓的作用下，與支承軸5平行的方向(第一方向)的厚度擴大，轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N的值成為附。因此，加壓部8生成轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力附。而且，如上述的圖3A及圖;3B所示，電源部10分別向第一壓電元件6及第二壓電元件7供給電壓，使轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)。在從時刻tl到時刻t2的期間中，如波形204所示，壓電促動器1使轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)加速。在該期間中，為了使轉(zhuǎn)子4加速，需要增大轉(zhuǎn)矩。因此，如波形202所示，加壓部8維持轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力附。在從時刻t2到時刻t3的期間中，如波形204所示，壓電促動器1的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度達到規(guī)定的速度，使轉(zhuǎn)子4進行按照恒定的速度旋轉(zhuǎn)的定速旋轉(zhuǎn)運動。在此，規(guī)定的速度是指，例如轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)中的最高速度。使轉(zhuǎn)子4進行定速旋轉(zhuǎn)運動時，如波形202所示， 加壓部8使轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N的值下降為N2。這種情況下，控制部22根據(jù)控制信號使電壓變更部213進行將電壓降低成規(guī)定的電壓的變更。由此，由直流電源部211生成的電壓被電壓變更部213變更(降低)成規(guī)定的電壓而向第三壓電元件81供給。即，加壓控制部20的電壓供給部21變更(降低)向第三壓電元件81施加的電壓。第三壓電元件81在由電壓供給部21變更的電壓的作用下，與支承軸5平行的方向的厚度縮小，轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N的值變更為N2。S卩，第三壓電元件81在轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度快的驅(qū)動狀態(tài)時，與旋轉(zhuǎn)速度慢的狀態(tài)相比，轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N下降。而且，第三壓電元件81在轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度為最高速度時，與開始轉(zhuǎn)子 4的驅(qū)動的情況相比，轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N下降。因此，加壓部8將轉(zhuǎn)子4與前端部 3a之間的壓力N的值從附降低成N2。使轉(zhuǎn)子4進行定速旋轉(zhuǎn)運動時，無需像對轉(zhuǎn)子4進行加速時那樣增大轉(zhuǎn)矩。而且， 這種情況下，若轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N高，則存在旋轉(zhuǎn)速度被轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間產(chǎn)生的摩擦力抑制的情況。因此，在使轉(zhuǎn)子4進行定速旋轉(zhuǎn)運動時，與開始轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動的情況相比，加壓部8降低轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N。由此，壓電促動器1能夠高效率地驅(qū)動轉(zhuǎn)子4，能夠提高最高速度。在從時刻t3到時刻t4的期間中，如波形204所示，壓電促動器1使轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)減速，在時刻t4，使轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)停止。在該期間中，為了使轉(zhuǎn)子4減速，需要增大轉(zhuǎn)矩。因此，加壓部8將轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力N的值再次變更為W。這種情況下，控制部 22根據(jù)控制信號而使電壓變更部213進行將電壓提高成規(guī)定的電壓的變更。由此，通過直流電源部211生成的電壓被電壓變更部213變更成規(guī)定的電壓而向第三壓電元件81供給。S卩，加壓控制部20的電壓供給部21將向第三壓電元件81施加的電壓變更得較高。第三壓電元件81在通過電壓供給部21變更的電壓的作用下，與支承軸 5平行的方向的厚度擴大，將轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N的值變更為m。S卩，第三壓電元件 81停止轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動時，與轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度為最高速度的情況相比，轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N上升。因此，加壓部8將轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力N的值從N2提升為附。在時刻t4以后，如波形201所示，壓電促動器1是使轉(zhuǎn)子4停止的狀態(tài)(停止中)。 在該期間中，加壓部8進行與到上述的時刻tl為止的期間同樣的動作。如上所述，壓電促動器1具備在沿著支承軸5的第一方向上進行厚度切變振動的第一壓電元件6 ；在通過各驅(qū)動塊3的中心的中心圓的切線方向、即各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向(第二方向)上進行厚度切變振動的第二壓電元件7。因此，壓電促動器1能夠通過第一壓電元件6使驅(qū)動塊3的基部北及前端部3a 相對于基體部2向與支承軸5平行的方向振動。而且，壓電促動器1能夠通過第二壓電元件7使驅(qū)動塊3的前端部3a相對于基體部2及驅(qū)動塊3的基部3b，向通過各驅(qū)動塊3的中心的中心圓的切線方向、即各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向進行振動。而且，壓電促動器1具備在通過前端部3a驅(qū)動的轉(zhuǎn)子4(被驅(qū)動體)與前端部3a 之間產(chǎn)生壓力的加壓部8。而且，加壓部8具備根據(jù)轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動狀態(tài)對轉(zhuǎn)子4與前端部 3a之間的壓力進行變更的第三壓電元件81。因此，壓電促動器1能夠?qū)?yīng)于轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動狀態(tài)將轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力設(shè)定成最佳。因此，根據(jù)本實施方式的壓電促動器1，通過獨立地控制第一壓電元件6和第二壓電元件7，能夠獨立地控制驅(qū)動塊3的前端部3a的向與支承軸5平行的方向的振動和前端部3a的向各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向的振動。因此，與以往相比，能夠高效率地進行驅(qū)動塊3向各方向的振動，從而能夠使轉(zhuǎn)子4高效率地旋轉(zhuǎn)。另外，第三壓電元件81在驅(qū)動的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度快的狀態(tài)下，與轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度慢的狀態(tài)相比，能降低轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力。由此，壓電促動器1在驅(qū)動轉(zhuǎn)子4時，當(dāng)轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度慢時，增大轉(zhuǎn)矩，在轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度快時減小轉(zhuǎn)矩。因此，與以往相比，壓電促動器1能夠使轉(zhuǎn)子4高效率地旋轉(zhuǎn)。而且，第三壓電元件81在轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度為最高速度時，與使轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動開始或停止時相比，降低轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力。由此，壓電促動器1在驅(qū)動轉(zhuǎn)子4 時，在需要大轉(zhuǎn)矩的加速狀態(tài)(開始轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動時)或減速狀態(tài)(停止轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動時) 的情況下，可以將驅(qū)動轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)矩增大。而且，在不需要大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度為最高速度時，可以將驅(qū)動轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)矩減小。因此，與以往相比，壓電促動器1能夠使轉(zhuǎn)子4 高效率地旋轉(zhuǎn)。而且，能夠減少轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的摩擦，因此壓電促動器1能夠提高轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的最高速度。在此，最高速度也可以包括接近最高速度的旋轉(zhuǎn)速度。此外，第三壓電元件81在轉(zhuǎn)子4能夠向上述的第二方向自由動作的狀態(tài)(自由輪狀態(tài))的情況下，變更轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力，以使得轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間產(chǎn)生的摩擦力實際上成為0。由此，壓電促動器1能夠使轉(zhuǎn)子4成為自由輪狀態(tài)。另外，本實施方式中的壓電促動器1能夠通過加壓部8的第三壓電元件81來變更轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力，因此能夠使轉(zhuǎn)子4對應(yīng)于各種狀態(tài)(驅(qū)動狀態(tài))。圖5是表示本實施方式中的壓電促動器1的各狀態(tài)與日本特開2007-236138號公報所記載的以往的壓電促動器的比較的表。在該表中，各狀態(tài)表示第三壓電元件81的狀態(tài) (應(yīng)力的有無)、轉(zhuǎn)子4的滑動面的加壓的有無、及對第三壓電元件81的電壓施加的有無。 而且，各狀態(tài)分別表示轉(zhuǎn)子4為停止中的情況和驅(qū)動中的情況這兩種情況。另外，在本實施方式中，加壓部8也可以與第三壓電元件81 —起包含產(chǎn)生轉(zhuǎn)子4 與前端部3a之間的壓力的未圖示的彈簧構(gòu)件(彈性構(gòu)件)。狀態(tài)(a)表示轉(zhuǎn)子4在停止中而轉(zhuǎn)子4為自由輪狀態(tài)，且轉(zhuǎn)子4在停止中，未對第三壓電元件81進行電壓施加的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，第三壓電元件81在轉(zhuǎn)子4的停止中未從電壓供給部21施加電壓。因此，第三壓電元件81成為無應(yīng)力狀態(tài)，轉(zhuǎn)子4的滑動面成為未被加壓的狀態(tài)。因此，轉(zhuǎn)子4成為自由輪狀態(tài)。另外，在此，是加壓部8不包含彈簧構(gòu)件的情況。狀態(tài)(b)表示轉(zhuǎn)子4在停止中而轉(zhuǎn)子4為自由輪狀態(tài)，且轉(zhuǎn)子4在停止中而對第三壓電元件81進行電壓施加的狀態(tài)。另外，在此，是加壓部8包含彈簧構(gòu)件的情況。在該狀態(tài)下，第三壓電元件81在轉(zhuǎn)子4的停止中從電壓供給部21施加電壓(負電壓)。由此， 第三壓電元件81的與支承軸5平行的方向的厚度縮小，抵消彈簧構(gòu)件產(chǎn)生的加壓。因此， 轉(zhuǎn)子4成為自由輪狀態(tài)。即，壓電促動器1在加壓部8包含彈簧構(gòu)件的方式下，能夠?qū)崿F(xiàn)自由輪狀態(tài)。另外，在狀態(tài)(b)中，當(dāng)驅(qū)動轉(zhuǎn)子4時，由于存在彈簧構(gòu)件產(chǎn)生的加壓，因此電壓供給部21既可以對第三壓電元件81不施加電壓，也可以施加電壓(負電壓)。電壓供給部 21施加電壓(負電壓)時，壓電促動器1能夠?qū)?yīng)于轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動狀態(tài)，降低轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力。由此，與以往相比，壓電促動器1能夠使轉(zhuǎn)子4高效率地旋轉(zhuǎn)。狀態(tài)(c)表示轉(zhuǎn)子4在停止中而轉(zhuǎn)子4為鎖定狀態(tài)，且轉(zhuǎn)子4在停止中而未對第三壓電元件81進行電壓施加的狀態(tài)。另外，在此，是加壓部8包含彈簧構(gòu)件的情況。在該狀態(tài)下，第三壓電元件81在轉(zhuǎn)子4的停止中不從電壓供給部21施加電壓。即，轉(zhuǎn)子4的滑動面被彈簧構(gòu)件加壓而成為鎖定狀態(tài)。由此，壓電促動器1在轉(zhuǎn)子4的停止中成為鎖定狀態(tài)時，無需對第三壓電元件81施加電壓。因此，壓電促動器1在轉(zhuǎn)子4為停止中而轉(zhuǎn)子4 為鎖定狀態(tài)時能夠減少消耗電力。另外，在狀態(tài)(c)中，驅(qū)動轉(zhuǎn)子4時，第三壓電元件81從電壓供給部21施加電壓。 由此，壓電促動器1能夠?qū)?yīng)于轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動狀態(tài)變更轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力。因此，與以往相比，壓電促動器1能夠使轉(zhuǎn)子4高效率地旋轉(zhuǎn)。狀態(tài)(d)表示轉(zhuǎn)子4在停止中而轉(zhuǎn)子4為鎖定狀態(tài)，且轉(zhuǎn)子4在停止中而對第三壓電元件81進行電壓施加的狀態(tài)。另外，在此，加壓部8可以是包含彈簧構(gòu)件的情況和不包含彈簧構(gòu)件的情況的任一方式。在該狀態(tài)下，第三壓電元件81在轉(zhuǎn)子4的停止中從電壓供給部21施加電壓。即，轉(zhuǎn)子4的滑動面被第三壓電元件81加壓而成為鎖定狀態(tài)。另外，在狀態(tài)(d)中，驅(qū)動轉(zhuǎn)子4時，第三壓電元件81從電壓供給部21施加電壓。 由此，壓電促動器1能夠?qū)?yīng)于轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動狀態(tài)，變更轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力。因此，與以往相比，壓電促動器1能夠使轉(zhuǎn)子4高效率地旋轉(zhuǎn)。接下來，在壓電促動器1中，說明加壓部8的動作的另一例。圖6是表示本實施方式中的加壓部的動作的另一例的圖。在圖6中，與圖4同樣地，示出在時刻tl開始轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動且在時刻t4停止轉(zhuǎn)子 4的驅(qū)動的例子。除了圖6(b)的波形20 與圖4(b)不同的點之外，圖6分別與圖4相同。 在此，說明圖6(b)中的波形20加。在從時刻tl到時刻t4的期間中，如波形20 所示，加壓部8對應(yīng)于轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度而變更轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N。在此，參照波形20 說明從時刻tl到時刻t4 的期間中的加壓部8的動作。首先，在從時刻tl到時刻t2的期間中，如波形20 所示，加壓部8對應(yīng)于轉(zhuǎn)子4 的旋轉(zhuǎn)速度而降低轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N。這種情況下，控制部22根據(jù)控制信號而使電壓變更部213進行對應(yīng)于轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度而降低電壓的變更。由此，通過直流電源部 211生成的電壓被電壓變更部213變更(降低)電壓而向第三壓電元件81供給。S卩，加壓
11控制部20的電壓供給部21對應(yīng)于轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度變更向第三壓電元件81施加的電壓。 第三壓電元件81在通過電壓供給部21變更(降低)的電壓的作用下，與支承軸5平行的方向(第一方向)的厚度縮小，并對應(yīng)于轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度將轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N 的值從m變更為N2。接下來，在從時刻t2到時刻t3的期間中，如波形204所示，轉(zhuǎn)子4維持大致最高速度的旋轉(zhuǎn)速度。因此，如波形20 所示，加壓部8維持轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N2。接下來，在從時刻t3到時刻t4的期間中，如波形20 所示，加壓部8對應(yīng)于轉(zhuǎn)子 4的旋轉(zhuǎn)速度而提高轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N。這種情況下，控制部22根據(jù)控制信號而使電壓變更部213進行對應(yīng)于轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度而提升電壓的變更。由此，將直流電源部 211產(chǎn)生的電壓通過電壓變更部213變更電壓并供給到第三壓電元件81。S卩，加壓控制部 20的電壓供給部21對應(yīng)于轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度變更向第三壓電元件81施加的電壓。第三壓電元件81在通過電壓供給部21變更的電壓的作用下，與支承軸5平行的方向的厚度擴大， 并對應(yīng)于轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度將轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N的值從N2變更為W。到時刻tl的期間及時刻t4以后的期間中的加壓部8的動作與圖4相同。如上所述，第三壓電元件81對應(yīng)于轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度，變更轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力。即，第三壓電元件81在轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動狀態(tài)為被驅(qū)動的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度快的狀態(tài)下，與轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度為慢的狀態(tài)下相比，能降低轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力。由此，壓電促動器1當(dāng)驅(qū)動轉(zhuǎn)子4時，在轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度慢的情況下增大轉(zhuǎn)矩，在轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)速度快的情況下減小轉(zhuǎn)矩。因此，本實施方式中的壓電促動器1與圖4所示的方式同樣地，能夠使轉(zhuǎn)子4高效率地旋轉(zhuǎn)?！吹诙嵤┓绞健到酉聛恚f明本發(fā)明的第二實施方式中的壓電促動器1。本實施方式中的壓電促動器1對第三壓電元件81施加交流電壓，并檢測轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力。壓電促動器1基于檢測出的壓力，對轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力進行反饋控制。因此，在本實施方式中，壓電促動器1的加壓控制部的結(jié)構(gòu)與圖2中的加壓控制部20不同。另外，壓電促動器1的基本的結(jié)構(gòu)與圖1及圖3A及圖;3B中的第一實施方式相同。圖7是表示本實施方式中的壓電促動器1的一例的加壓控制部20a的簡要框圖。 在圖7中，對與圖2相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注同一符號。在圖7中，加壓控制部20a具備電壓供給部21a及控制部22a。加壓控制部20a將生成的電壓作為輸出端子A與B之間的電位差而輸出驅(qū)動信號，經(jīng)由信號線向第三壓電元件81供給。電壓供給部21a基于從控制部2 供給的控制信號，變更對第三壓電元件81施加的電壓，供給(施加)到第三壓電元件81。電壓供給部21a將使交流信號與直流電壓重疊得到的驅(qū)動信號向第三壓電元件81供給。而且，電壓供給部21a具備直流電源部211、開關(guān)部212、電壓變更部213、交流信號生成部214、重疊電路部215(加法運算電路)、線圈231 及FB(反饋)信號接收電路232。另外，壓電促動器1具備檢測部23。在此，檢測部23包括線圈231、FB信號接收電路232及第三壓電元件81。而且，在本實施方式中，電壓變更部 213將直流電源部211生成的直流電壓根據(jù)電阻分壓變更后的電壓向重疊電路部215輸出。交流信號生成部214基于從控制部2 供給的控制信號，生成交流信號。交流信號生成部214將生成的交流信號向重疊電路部215 (加法運算電路)供給。重疊電路部215是由運算放大器(演算放大電路)等構(gòu)成的加法運算電路。重疊電路部215使交流信號生成部214生成的交流信號與從電壓變更部213供給的直流電壓重疊，生成驅(qū)動信號。重疊電路部215將生成的驅(qū)動信號向電壓供給部21a的輸出端子A輸
出ο線圈231根據(jù)轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力，檢測第三壓電元件81產(chǎn)生的電動勢引起的與輸出端子β相連的信號線中的交流信號的電流的變化，并作為交流信號向ra信號接收電路232輸出。FB信號接收電路232基于從線圈231供給的交流信號，檢測轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力的變化，并將檢測結(jié)果向控制部2 供給。另外，第三壓電元件81通過施加電壓，與支承軸5平行的方向的厚度擴大，并且通過轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力，產(chǎn)生電動勢。檢測部23經(jīng)由線圈231和FB信號接收電路232，檢測該第三壓電元件81產(chǎn)生的電動勢引起的電流變化，并基于檢測到的電流變化， 檢測轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力。控制部22a向電壓供給部21a供給控制信號，變更向第三壓電元件81施加的電壓。即，控制部22a向電壓供給部21a供給控制信號，控制轉(zhuǎn)子4與驅(qū)動塊3的前端部3a 之間的壓力。而且，控制部2 進行對應(yīng)于轉(zhuǎn)子4的驅(qū)動狀態(tài)使第三壓電元件81變更轉(zhuǎn)子 4與驅(qū)動塊3的前端部3a之間的壓力的控制。而且，控制部22a向電壓供給部21a供給控制信號，使交流信號生成部214生成的交流信號與從電壓變更部213供給的直流電壓重疊， 并將驅(qū)動信號向第三壓電元件81施加?？刂撇? 基于檢測部23所檢測到的轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力，對電壓供給部21a變更上述驅(qū)動信號。具體而言，控制部22a向交流信號生成部214供給控制信號，變更驅(qū)動信號。由此，交流信號生成部214變更向第三壓電元件81供給的驅(qū)動信號。接著，對本實施方式的壓電促動器1的動作進行說明。首先，在本實施方式的壓電促動器1中，通過驅(qū)動塊3使轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)的動作與第一實施方式相同。而且，本實施方式的壓電促動器1中的加壓部8的動作與圖4及圖6所示的第一實施方式相同。在此，對本實施方式的一例的加壓控制部20a的反饋控制進行說明。如圖7所示，在加壓控制部20a中，控制部2 使交流信號生成部214生成交流信號。重疊電路部215使交流信號生成部214生成的交流信號與從電壓變更部213供給的直流電壓重疊，生成驅(qū)動信號。重疊電路部215將生成的驅(qū)動信號向第三壓電元件81供給。 由此，控制部22a控制轉(zhuǎn)子4與驅(qū)動塊3的前端部3a之間的壓力。另外，控制部2 在檢測部23中，基于經(jīng)由線圈231和FB信號接收電路232檢測到的轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力，使交流信號生成部214變更交流信號。然而，由于干擾(外部的環(huán)境或狀況)等，存在控制部2 要控制的壓力與實際上轉(zhuǎn)子4與驅(qū)動塊3的前端部3a之間產(chǎn)生的壓力產(chǎn)生偏差的情況。這種情況下，控制部2 為了消除干擾等產(chǎn)生的影響使交流信號生成部214變更交流信號。即，控制部2 基于檢測部23所檢測到的轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力，接著進行變更向第三壓電元件81供給的電壓的反饋控制。如上所述，本實施方式中的壓電促動器1具備將交流信號與直流電壓重疊得到的驅(qū)動信號向第三壓電元件81供給的電壓供給部21a ；檢測轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力的檢測部23。而且，控制部2 基于檢測部23所檢測到的壓力，對電壓供給部21a變更向第三壓電元件81供給的驅(qū)動信號。由此，控制部2 能夠減少干擾等產(chǎn)生的影響，能夠高精度地控制轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力。因此，與以往相比，本實施方式中的壓電促動器1能夠使轉(zhuǎn)子4高效率地旋轉(zhuǎn)。此外，檢測部23在第三壓電元件81中，基于根據(jù)轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力所產(chǎn)生的電動勢，檢測轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間產(chǎn)生的壓力。由此，無需設(shè)置對轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間產(chǎn)生的壓力進行檢測的傳感器。因此，本實施方式中的壓電促動器1能夠抑制部件數(shù)的增加并高精度地控制轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力。接著，在本實施方式的壓電促動器1中，說明基于檢測到的壓力，對轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力進行反饋控制的另一例。圖8是表示本實施方式中的壓電促動器1的另一例的加壓控制部20b的簡要框圖。在圖8中，對與圖7相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注同一符號。在圖8中，加壓控制部20b具備電壓供給部21b及控制部22a。加壓控制部20b將生成的電壓作為輸出端子A與B之間的電位差而輸出驅(qū)動信號，并經(jīng)由信號線向第三壓電元件81供給。電壓供給部21b基于從控制部2 供給的控制信號，變更向第三壓電元件81施加的電壓，向第三壓電元件81供給(施加)。電壓供給部21b將交流信號與直流電壓重疊得到的驅(qū)動信號向第三壓電元件81供給。而且，電壓供給部21b具備直流電源部211、開關(guān)部 212、電壓變更部213、交流信號生成部214、重疊電路部耦合電路)、線圈231及FB 信號接收電路232。本例中的電壓供給部21b的重疊電路部的結(jié)構(gòu)與圖7中的重疊電路部 215不同。重疊電路部21 是例如由電容器等構(gòu)成的AC耦合電路。重疊電路部21 使交流信號生成部214生成的交流信號與從電壓變更部213供給的直流電壓重疊，生成驅(qū)動信號。重疊電路部21 將生成的驅(qū)動信號向電壓供給部21b的輸出端子A輸出。另外，本例中的加壓控制部20b的動作除了重疊電路部21 使直流電壓與交流信號重疊而生成驅(qū)動信號的方法不同這一點之外，與圖7所示的加壓控制部20a相同。重疊電路部21 如上所述通過使用了電容器的AC耦合電路而使交流信號與直流電壓重疊。由此，重疊電路部21 與圖7所示的重疊電路部215相比能夠簡單地使交流信號與直流電壓重疊?！吹谌龑嵤┓绞健荡送?，說明本發(fā)明的第三實施方式中的壓電促動器1。本實施方式中的壓電促動器 1在對第一壓電元件6和第二壓電元件7進行驅(qū)動的控制循環(huán)中，控制轉(zhuǎn)子4與前端部3a 之間的壓力。另外，本實施方式中的壓電促動器1的結(jié)構(gòu)與第二實施方式相同。在本實施方式的壓電促動器1中，加壓部8的動作與第二實施方式不同。即，控制部22a的動作與第二實施方式不同。以下，說明本實施方式的壓電促動器1的動作。圖9是表示本實施方式中的壓電促動器1的動作的一例的圖。圖9(a)表示第一組的驅(qū)動塊31 (前端部31a)的Y方向的位移(波形205)。圖 9(b)表示第二組的驅(qū)動塊32 (前端部32a)的Y方向的位移(波形206)。在此，Y方向是與支承軸5平行的方向(第一方向)，例如，圖1中的第一方向的上方為Y軸的正方向。另外，圖9 (c)表示第一組的驅(qū)動塊31 (前端部31a)的Xl方向的位移(波形207)。 圖9 (d)表示第二組的驅(qū)動塊32 (前端部32a)的X2方向的位移(波形208)。在此，Xl方向及X2方向是各驅(qū)動塊3的中心的轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)圓的切線方向(第二方向)，例如，圖1中的旋轉(zhuǎn)方向R的前方為Xl軸及X2軸的正方向。另外，圖9(e)表示轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力(轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力) N (波形 209)。另外，圖9是電源部10的第一端子Tl和第二端子T2產(chǎn)生的正弦波的電壓波形的相位差為180°的情況的例子。這種情況下，如波形205及波形206所示，向Y軸方向驅(qū)動的第一組的驅(qū)動塊31 (前端部31a)及第二組的驅(qū)動塊32 (前端部32a)的相對于時間的位移描繪出具有180°的相位差(半周期的時間差)的正弦波形的軌跡。此時，在波形205中如粗線(例如，時刻t5至?xí)r刻偽的期間)所示，第一組的驅(qū)動塊31 (前端部31a)在Y軸方向的位移超過接觸位置yl時與轉(zhuǎn)子4接觸。而且，在波形206中如粗線(例如，時刻t9 至?xí)r刻tl2的期間)所示，和第二組的驅(qū)動塊32 (前端部32a)同樣地與轉(zhuǎn)子4接觸。在此，波形205所示的第一組的驅(qū)動塊31的軌跡和波形206所示的第二組的驅(qū)動塊32的軌跡具有180°的相位差。因此，第一組的驅(qū)動塊31 (前端部31a)和第二組的驅(qū)動塊32 (前端部32a)與轉(zhuǎn)子4交替接觸而對轉(zhuǎn)子4進行支承。另外，圖9是電源部10的第三端子T3和第四端子T4產(chǎn)生的正弦波的電壓波形的相位差為180°時的例子。這種情況下，如波形207及波形208所示，向Xl軸方向及X2軸方向驅(qū)動的第一組的驅(qū)動塊31 (前端部31a)的相對于時間的位移及第二組的驅(qū)動塊32 (前端部32a)的相對于時間的位移描繪正弦波形的軌跡。在此，在波形207中如粗線(例如，時刻t5至?xí)r刻偽的期間)所示，第一組的驅(qū)動塊31 (前端部31a)在與轉(zhuǎn)子4接觸期間(波形205中粗線部分期間)向沿著轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)方向的Xl軸正方向移動。而且，在波形208中如粗線(例如，時刻t9至?xí)r刻tl2的期間)所示，第二組的驅(qū)動塊32 (前端部32a)也同樣地在與轉(zhuǎn)子4接觸期間(波形206中的粗線部分期間)向沿著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的X2軸正方向移動。如上所述，第一組的驅(qū)動塊31 (前端部31a)和第二組的驅(qū)動塊32 (前端部32a) 進行位移時，如波形209所示，本實施方式中的加壓部8變更轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N。具體而言，在從時刻t5至?xí)r刻偽的期間，第一組的驅(qū)動塊31 (前端部31a)與轉(zhuǎn)子4接觸，并向Xl軸正方向位移。該期間內(nèi)的從時刻t6到時刻t7的期間(XI軸正方向的位移速度成為最大的期間)，加壓部8進行提高轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N的變更。S卩，控制部2 對電壓變更部213或交流信號生成部214進行控制，從時刻t6到時刻t7的期間，使電壓供給部21提高向第三壓電元件81供給的電壓。第三壓電元件81 在從時刻t6至?xí)r刻t7的期間，在通過電壓供給部21變更的電壓的作用下，與支承軸5平行的方向的厚度擴大。由此，加壓部8在從時刻t6至?xí)r刻t7的期間，提高轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N。即，第三壓電元件81在前端部31a沿著Xl軸正方向(第二方向)振動時，在前端部31a的位移速度成為最大的期間且轉(zhuǎn)子4與前端部31a接觸的期間，與轉(zhuǎn)子4和前端部31a不接觸的期間相比，能提高轉(zhuǎn)子4與前端部31a之間的壓力N。另外，轉(zhuǎn)子4與前端部31a接觸的期間變短，在前端部31a的Y方向的位移成為最大的時刻，前端部31a的Xl軸正方向的位移速度成為最大時，壓電促動器1能夠最高效率地驅(qū)動轉(zhuǎn)子4。因此，從時刻t6到時刻t7的期間(Pl)以滿足上述的條件的方式，被設(shè)定作為位于從時刻t5至?xí)r刻偽的期間的中央的期間。在從時刻tl3至?xí)r刻tl4的期間中，與從時刻t6到時刻t7的期間同樣地，加壓部 8提高轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N。同樣地，在從時刻t9至?xí)r刻tl2的期間，第二組的驅(qū)動塊32(前端部32a)與轉(zhuǎn)子 4接觸，并向X2軸正方向位移。在該期間內(nèi)的從時刻tlO至?xí)r刻til的期間(X2軸正方向的位移速度成為最大的期間)中，加壓部8進行提高轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N的變更。S卩，控制部2 控制電壓變更部213或交流信號生成部214，在從時刻tlO至?xí)r刻 til的期間，使電壓供給部21提高向第三壓電元件81供給的電壓。第三壓電元件81在從時刻tlO至?xí)r刻til的期間，在通過電壓供給部21變更的電壓的作用下，與支承軸5平行的方向的厚度擴大。由此，加壓部8在從時刻tlO至?xí)r刻til的期間，提高轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N。即，第三壓電元件81在前端部3 沿著X2軸正方向(第二方向)振動時，在前端部32a的位移速度成為最大的期間且轉(zhuǎn)子4與前端部3 接觸期間，與轉(zhuǎn)子4和前端部3 不接觸的期間相比，能提高轉(zhuǎn)子4與前端部3 之間的壓力N。另外，轉(zhuǎn)子4與前端部3 接觸的期間變短，在前端部32a的Y方向的位移成為最大的時刻，前端部32a的X2軸正方向的位移速度成為最大時，壓電促動器1能夠最高效率地驅(qū)動轉(zhuǎn)子4。因此，從時刻tlO至?xí)r刻til的期間(Pl)以滿足上述的條件的方式，被設(shè)定作為位于從時刻t9至?xí)r刻tl2的期間的中央的期間。在從時刻tl5至?xí)r刻tl6的期間，與從時刻tlO至?xí)r刻til的期間同樣地，加壓部 8能提高轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N。如以上所述，在本實施方式的壓電促動器1中，第三壓電元件81在前端部3a沿著 Xl軸方向或X2軸方向(第二方向)振動時，在前端部3a的位移速度成為最大的期間且轉(zhuǎn)子4與前端部3a接觸的期間，與其他期間相比，轉(zhuǎn)子4與前端部3a之間的壓力N升高。由此，與以往相比，本實施方式中的壓電促動器1能夠使轉(zhuǎn)子4高效率地旋轉(zhuǎn)。接著，說明具備本實施方式的壓電促動器1的透鏡鏡筒及照相機(攝像裝置)的一例。本實施方式的透鏡鏡筒(更換透鏡)形成照相機體并形成照相機系統(tǒng)。更換透鏡能夠切換根據(jù)公知的AF(自動聚焦)控制而進行對焦動作的AF模式和根據(jù)來自攝影者的手動輸入而進行對焦動作的MF(手動聚焦)模式。圖10是表示本發(fā)明的另一實施方式中的透鏡鏡筒103及照相機101的簡要結(jié)構(gòu)圖。如圖10所示，照相機101(攝像裝置)具備內(nèi)置有攝像元件108的照相機體102 和具有透鏡107的透鏡鏡筒103。透鏡鏡筒103是能夠向照相機體102進行裝卸的更換透鏡。透鏡鏡筒103具備透鏡107、凸輪筒106、壓電促動器1等。壓電促動器1在照相機101的聚焦動作時被用作驅(qū)動透鏡107的驅(qū)動源。從壓電促動器1的轉(zhuǎn)子4得到的驅(qū)動力直接向凸輪筒106傳遞。透鏡107是由凸輪筒106保持，通過壓電促動器1的驅(qū)動力與光軸方向L大致平行地移動，從而進行焦點調(diào)節(jié)的聚焦透鏡。在使用照相機101時，通過設(shè)置在透鏡鏡筒103內(nèi)的透鏡組(包含透鏡107)，在攝
16像元件108的攝像面上成像出被攝體圖像。通過攝像元件108，將成像出的被攝體圖像轉(zhuǎn)換成電信號，并對該信號進行A/D轉(zhuǎn)換，從而得到圖像數(shù)據(jù)。如以上說明所示，照相機101及透鏡鏡筒103具備上述壓電促動器1。因此，與以往相比，能夠使轉(zhuǎn)子4高效率地旋轉(zhuǎn)，并高效率地驅(qū)動透鏡107。在本實施方式中，示出了透鏡鏡筒103是更換透鏡的例子，但并不局限于此，例如，也可以是與照相機體一體型的透鏡鏡筒。另外，本發(fā)明并未限定為上述的各實施方式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍能夠進行變更。本發(fā)明既可以是實施上述第一至第三各實施方式的任一種的方式，也可以是將多個組合來實施的方式。在上述的各實施方式中，第一壓電元件6及第二壓電元件7也可以不是厚度切變變形，而是沿厚度方向進行變形。這種情況下，能夠得到與進行厚度切變變形的壓電元件的情況同樣的效果。另外，在上述的各實施方式中，也可以是第三壓電元件81使用層疊型的壓電元件的方式。層疊型的壓電元件能夠增大施加電壓引起的厚度的變化。因此，使用層疊型的壓電元件時，加壓部8能夠增大第三壓電元件81進行的壓力的變更范圍。而且，說明了第一壓電元件6、第二壓電元件7及第三壓電元件81是包含鋯鈦酸鹽的材料的方式，但也可以是不包含鋯鈦酸鹽的其他材料的方式。另外，在上述的各實施方式中，加壓部8既可以是具備彈簧構(gòu)件等彈性構(gòu)件的方式，也可以是不具備的方式。在具備彈簧構(gòu)件等彈性構(gòu)件的方式的情況下，在轉(zhuǎn)子4為停止中而轉(zhuǎn)子4為鎖定狀態(tài)時，無需對第三壓電元件81施加電壓。因此，在轉(zhuǎn)子4為停止中而轉(zhuǎn)子4為鎖定狀態(tài)時，能夠減少消耗電力。而且，雖然說明了加壓部8具備橡膠構(gòu)件82的方式，但也可以是不具備橡膠構(gòu)件82的方式。另外，可以是設(shè)有在轉(zhuǎn)子4為停止中而轉(zhuǎn)子4為鎖定狀態(tài)時機械性地夾緊而將轉(zhuǎn)子4鎖定的機械夾緊部的方式。機械夾緊部例如與支承軸5同軸地在軸上具備按動式的圓珠筆那樣的機構(gòu)，也可以是在轉(zhuǎn)子4為停止中將轉(zhuǎn)子4機械性地鎖定的方式。而且，還可以是機械夾緊部通過螺線管或來自外部的按壓而將轉(zhuǎn)子4鎖定的方式。另外，在上述第二實施方式中，雖然說明了使用線圈231檢測壓力的方式，但也可以是使用霍爾元件等的其他方式。而且，在檢測壓力時，說明了使用第三壓電元件81作為傳感器的方式，但也可以是另外設(shè)置檢測壓力的傳感器的方式。另外，在上述第二實施方式中，說明了通過使用了運算放大器的加法運算電路或 AC耦合電路而將直流電壓和交流信號重疊的方式，但也可以是使用其他方法進行重疊的方式。另外，在上述第三實施方式中，說明了使用第二實施方式的結(jié)構(gòu)的方式，但只要是如圖9(e)那樣能夠提高轉(zhuǎn)子4的滑動面上的壓力N的結(jié)構(gòu)即可，也可以是其他的方式。例如，只要能夠通過電壓變更部213來進行圖9(e)那樣的壓力的變更即可，也可以使用第一實施方式的結(jié)構(gòu)。另外，在上述各實施方式中，加壓控制部20的各部既可以通過專用的硬件來實現(xiàn)，而且，也可以是控制部22 (或22a)由存儲器及CPU構(gòu)成，控制部22(或22a)的各功能通過程序來實現(xiàn)。
17
另外，在上述各實施方式中，說明了驅(qū)動塊3的數(shù)目為每組三個，兩組總計六個， 隔一個配置不同組的驅(qū)動塊3的情況，但本發(fā)明并不局限于此。例如，可以將驅(qū)動塊3的數(shù)目形成為每組兩個，三組總計六個，或每組四個，四組總計16個等。而且，也可以每隔兩個配置不同組的驅(qū)動塊3等。如此，能夠變更驅(qū)動塊3的總數(shù)、組合數(shù)、配置等。此時，可以對應(yīng)于驅(qū)動塊3的總數(shù)、組合數(shù)、配置等，變更電源部10的輸出端子的數(shù)目、產(chǎn)生的正弦波的電壓波形的相位差等。
權(quán)利要求
1.一種壓電促動器，其具備沿著第一方向進行厚度切變振動的第一壓電元件； 被所述第一壓電元件驅(qū)動，沿著所述第一方向進行振動的第一構(gòu)件； 被所述第一構(gòu)件支承，沿著第二方向進行厚度切變振動的第二壓電元件； 被所述第二壓電元件驅(qū)動，沿著所述第二方向進行振動的第二構(gòu)件；以及在被所述第二構(gòu)件驅(qū)動的被驅(qū)動體與所述第二構(gòu)件之間產(chǎn)生壓力的加壓部， 所述加壓部通過對應(yīng)于所述被驅(qū)動體的驅(qū)動狀態(tài)發(fā)生變形的第三壓電元件來變更所述壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電促動器，其中，當(dāng)所述驅(qū)動狀態(tài)是被驅(qū)動的所述被驅(qū)動體的速度比較快的狀態(tài)時，與所述速度是比較慢的狀態(tài)時相比，所述第三壓電元件以降低所述壓力的方式進行變形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電促動器，其中，當(dāng)所述被驅(qū)動體的速度是最高速度時，與開始或停止所述被驅(qū)動體的驅(qū)動時相比，所述第三壓電元件以降低所述壓力的方式進行變形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的壓電促動器，其中，當(dāng)所述第二構(gòu)件沿著所述第二方向進行振動時，在所述第二構(gòu)件的速度成為最大的期間且所述被驅(qū)動體與所述第二構(gòu)件接觸的期間，與其他的期間相比，所述第三壓電元件以提高所述壓力的方式進行變形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的壓電促動器，其中，在所述被驅(qū)動體處于沿所述第二方向?qū)嶋H上能夠自由動作的狀態(tài)時，所述第三壓電元件以使所述被驅(qū)動體與所述第二構(gòu)件之間產(chǎn)生的摩擦力實際上成為0的方式進行變形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的壓電促動器，其中，所述壓電促動器具備控制部，該控制部變更向所述第三壓電元件施加的電壓，控制所述壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓電促動器，其中， 所述壓電促動器具備將交流信號與直流電壓重疊得到的驅(qū)動信號向所述第三壓電元件供給的電壓供給部；以及檢測所述壓力的檢測部，所述控制部基于由所述檢測部檢測到的壓力，對所述電壓供給部變更所述驅(qū)動信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電促動器，其中，所述檢測部在所述第三壓電元件中，基于根據(jù)所述壓力而產(chǎn)生的電動勢來檢測所述壓力。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的壓電促動器，其中， 所述加壓部包含與所述第三壓電元件一起生成所述壓力的彈性構(gòu)件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的壓電促動器，其中， 所述第三壓電元件是層疊型的壓電元件。
11.一種透鏡鏡筒，其具備權(quán)利要求1至10中任一項所述的壓電促動器。
12.—種攝像裝置，其具備權(quán)利要求1至10中任一項所述的壓電促動器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓電促動器、透鏡鏡筒及攝像裝置，壓電促動器具備沿著第一方向進行厚度切變振動的第一壓電元件；被第一壓電元件驅(qū)動，沿著第一方向進行振動的第一構(gòu)件；被第一構(gòu)件支承，沿著第二方向進行厚度切變振動的第二壓電元件；被第二壓電元件驅(qū)動，沿著第二方向進行振動的第二構(gòu)件；在被第二構(gòu)件驅(qū)動的被驅(qū)動體與第二構(gòu)件之間產(chǎn)生壓力的加壓部。加壓部具備對應(yīng)于被驅(qū)動體的驅(qū)動狀態(tài)變更被驅(qū)動體與第二構(gòu)件之間的壓力的第三壓電元件。
文檔編號G03B17/12GK102447415SQ20111030225
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者桑野邦宏 申請人:株式會社尼康