CN104426421B - 驱动装置及钟表 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种驱动装置以及钟表。驱动装置的特征在于,具有:旋转自如地设置的转子;多个振动构件,其具有以与上述转子的外周面抵接的方式配置的作用部、和具有通过施加电压而伸缩的伸缩驱动部且使上述作用部沿上述转子的旋转方向滑动的动作部;以及对上述伸缩驱动部施加电压的驱动电路,以通过各振动构件的上述作用部夹持上述转子的方式配置上述多个振动构件。
Description
技术领域
本发明涉及驱动装置以及钟表。
背景技术
历来公知利用像压电元件或者电失真元件那样通过施加电压而伸缩的元件的驱动装置(驱动装置)。
例如,作为利用压电元件的压电效应的驱动装置,提出了叠置多个压电元件、把施加电压时的伸缩作为驱动源的层积型的驱动装置;或者粘合两张板状的压电元件,通过在一方的压电元件上在伸长方向上施加电压、在另一方的压电元件上在缩短方向上施加电压,使产生对于压电元件的延展方向垂直方向(即对于压电元件的粘合面垂直的方向)的弯度的双压电晶片型的驱动装置;或者在金属板的一面上粘合板状的压电元件,通过在该压电元件上施加电压使之伸缩,使产生弯度的单压电晶片型的驱动装置等。
使用这样的压电元件的驱动装置,比较小型和轻质,特别像手表等小型的电子设备那样,在装入目的地的收纳空间小的电子设备内安装的情况下优良。
但是,层积型的驱动装置驱动力强,有高的响应性,但是为驱动需要高电压和高频率,难以节电。单压电晶片型或者双压电晶片型等,不叠置压电元件作为单板使用的单板型的驱动装置,节电化容易但是驱动力弱,响应性差。因此,为作为驱动装置使用,需要在提高可靠性方面下功夫。
这点,例如在日本特开2000-152671号公报中,公开了一种具有通过施加电压使发生超声波振动的超声波振子(压电体振子)的超声波电动机。在日本特开2000-152671号公报中记载的超声波电动机中,具有正交配置两个超声波振子(压电体振子)的驱动子、转子、把驱动子压在转子的外周面上的预压单元、和给予两个超声波振子相位不同的交流信号的交流电源,通过在超声波振子上施加电压使驱动子进行超声波振动,其尖端接触转子的外周面,使转子转动。
但是,日本特开2000-152671号公报中记载的驱动装置,因为在转子的周围配置多个具有两个超声波振子(压电体振子)的驱动子,所以装置全体复杂化、大型化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构比较简单、能够实现小型化、轻质化同时能够稳定地使转子旋转的驱动装置以及具有该驱动装置的钟表。
本发明的方式之一是一种驱动装置,其特征在于,该驱动装置具有:旋转自如地设置的转子;多个振动构件,其具有以与上述转子的外周面抵接的方式配置的作用部、和具有通过施加电压而伸缩的伸缩驱动部且使上述作用部沿上述转子的旋转方向滑动的动作部;以及在上述伸缩驱动部上施加电压的驱动电路,以通过各振动构件的上述作用部夹持上述转子的方式配置上述多个振动构件。
附图说明
图1是第一实施方式中的驱动装置的立体图。
图2是第一实施方式中的驱动装置的侧视图。
图3是第一实施方式中的驱动装置的分解立体图。
图4A、图4B是第一实施方式中的驱动装置的俯视图,图4A表示未在压电元件上施加电压的状态,图4B表示在压电元件上施加电压的状态。
图5是第一实施方式中的驱动装置的重要部位框图。
图6是表示从图5中表示的驱动电路向压电元件施加的电压波形的一例的图。
图7是表示把第一实施方式中的驱动装置装入钟表内的状态的俯视图。
图8是第二实施方式中的驱动装置的立体图。
图9是第二实施方式中的驱动装置的侧视图。
图10是第二实施方式中的驱动装置的分解立体图。
图11A、图11B是第二实施方式中的驱动装置的俯视图,图11 A表示未在压电元件上施加电压的状态,图11B表示在压电元件上施加电压的状态。
图12是表示从驱动电路向压电元件施加的电压波形的一个变形例的图。
图13是表示驱动装置的一个变形例的俯视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
下面参照图1到图7说明本发明的驱动装置以及具有该驱动装置的钟表的第一实施方式。
本实施方式的驱动装置,例如用于旋转驱动构成手表的日期机构等的圆盘针(例如图7中表示的圆盘针510)或者使指针动作的运针机构动作,但是可应用本发明的驱动装置的实施方式不限于此。
图1是本实施方式中的驱动装置的立体图,图2是图1中表示的驱动装置的侧视图,图3是图1中表示的驱动装置的分解立体图。另外,图4是本实施方式中的驱动装置的重要部位框图。
驱动装置100具有旋转自如地设置的转子(Rotor;转子)1、具有作为伸缩驱动部的压电元件23的多个振动构件2(在本实施方式中为第一振动构件2a、第二振动构件2b)、和在压电元件23上施加电压的驱动电路10。
另外,本实施方式的驱动装置100,如从图1到图3所示,具有保持转子1的保持框体3以及作为驱动装置100的盖部起作用的盖构件4。
转子1具有形成为圆筒状的旋转体11和在旋转体11的径向中央部设置的转子旋转轴12。转子1在被保持在保持框体3内的状态下以转子旋转轴12的轴中心作为旋转中心自如地旋转。
保持转子1的保持框体3是例如通过树脂等形成为大体长方体形状的构件。此外,构成保持框体3的材料不限于树脂。
保持框体3中的长度方向的大体中央部,成为以比长度方向的两端部低的方式被切割的转子保持部31。
在转子保持部31的大体中央部,形成收纳转子旋转轴12的轴承孔32。
转子保持部31为下述深度:在轴承孔32内插入转子1的转子旋转轴12、在转子保持部31内收纳转子1的旋转体11的状态下,旋转体11的上表面和保持框体3的上表面大体成为一个面。
另外,在保持框体3中的长度方向的两端部的上表面上,设置嵌入后述的盖构件4的卡合孔43的卡合突起33。
振动构件2(在本实施方式中是第一振动构件2a、第二振动构件2b。此外,在简单地称“振动构件2”时,包含第一振动构件2a以及第二振动构件2b)具有以抵接于转子1的外周面的方式配置的作用部21、和具有通过施加电压伸缩的作为伸缩驱动部的压电元件23、使作用部21沿转子1的旋转方向滑动的动作部22。
图4A以及图4B是从上侧(图2、图3中的上侧)观察本实施方式中的驱动装置100的俯视图。此外在图4A以及图4B中,为图示内部结构,省略后述的盖构件4的顶板41的图示。
如图4A以及图4B所示,在本实施方式中,具有作用部21和动作部22正交的形成L形的一对振动构件2(即第一振动构件2a、第二振动构件2b)。
在本实施方式的振动构件2中,在动作部22的基端侧(与设置作用部21的一侧相反侧),设置在保持框体3上固定的支持部24。此外,振动构件2例如通过对薄的金属板施行弯曲加工等一体形成。
一对振动构件2(第一振动构件2a、第二振动构件2b)以在支持部24在保持框体3上固定的状态下,作用部21彼此以及动作部22彼此分别互相面对的方式配置。在该状态下,各作用部21以在保持框体3的转子保持部31内夹持转子1的方式配置。作用部21压在转子1侧,能够维持抵接于旋转体11的外周面的状态。
动作部22是具有弹性的薄板状的部件,在动作部22的表面(在本实施方式中外侧的面)上粘贴作为伸缩驱动部的压电元件23。动作部22在其基端侧被固定的状态下,伴随压电元件23的伸缩而弯曲,动作部22的自由端侧(设置作用部21的一侧)在接近保持框体3的位置和从保持框体3离开的位置之间摆动。
这里把在第一振动构件2a的动作部22上粘贴的压电元件23作为第一压电元件23a,把在第二振动构件2b的动作部22上粘贴的压电元件23作为第二压电元件23b。此外,在简单地作为“压电元件23”表示时,包含第一压电元件23a以及第二压电元件23b。
如图5所示,在各压电元件23(第一压电元件23a以及第二压电元件23b)上连接驱动电路10,从驱动电路10向第一压电元件23a以及第二压电元件23b用规定的波形图形施加电压。
在本实施方式中,压电元件23在不施加电压的状态下成为伸长状态。由此,在压电元件23上不施加电压的状态下,如图4A所示,一对振动构件2的动作部22互相沿保持框体3的长度方向大体平行地对置。
对此,当施加电压时压电元件23成为收缩状态。由此,在压电元件23上施加电压的状态下,如图4B所示,一对振动构件2的各动作部22的自由端侧向离开保持框体3的方向翘(弯曲)。与此相伴,如图4B中的箭头所示,作用部21保持抵接于转子1的旋转体11的外周面的状态向转子保持部31的外侧方向滑动。由此,转子1如图4B中的旋转箭头所示,向正转方向(在本实施方式中为逆时针方向)旋转。
当对于压电元件23的电压的施加停止时,压电元件23返回原来的伸长状态,各动作部22也复原回原来互相平行对置的状态。
图6是表示在本实施方式中从驱动电路向第一压电元件23a以及第二压电元件23b施加的电压的波形图形的图。在图6中,用实线表示在第一压电元件23a上施加的电压的波形图形,用虚线表示在第二压电元件23b上施加的电压的波形图形。
在本实施方式中,驱动电路10以在使作用部21在转子1的反转方向上滑动时比在使作用部21在转子1的正转方向上滑动时滑动速度快的方式在压电元件23上施加电压。
另外,驱动电路10在多个振动构件2(在本实施方式中为第一振动构件2a、第二振动构件2b)的每一个上以不同的波形图形施加电压。
也就是说,在本实施方式中,驱动电路10如图6所示,以对于第一压电元件23a以及第二压电元件23b在相同的定时从低电压慢慢成为高的电压的方式施加电压(图6中表示的正转区间中的电压施加)。然后,对于第一压电元件23a,在施加的电压成为最大的定时停止电压的施加。由此对于第一压电元件23a的施加电压成为0。对此,对于第二压电元件23b,在施加的电压成为最大后,在经过规定时间后停止电压的施加(也就是说使对于第二压电元件23b的施加电压成为0),使停止电压的施加的定时在第一压电元件23a以及第二压电元件23b中偏移。
如图6所示,通过从驱动电路10对于第一压电元件23a以及第二压电元件23b分别以不同的波形图形施加电压,各作用部21在大体相同的定时在使转子1向正转方向(逆时针方向)旋转的方向(即朝向保持框体3的外侧的方向)上慢慢地滑动,其后,仅第一振动构件2a的作用部21在使转子1向反转(即顺时针)旋转的方向(即朝向保持框体3的内侧的方向)上急速地滑动。然后,在其规定时间后,第二振动构件2b的作用部21在使转子1向反转(即顺时针)旋转的方向(即朝向保持框体3的内侧的方向)上急速地滑动。
从使对于第一压电元件23a的电压的施加停止到使对于第二压电元件23b的电压的施加停止的“规定时间”例如对于正转区间5是1的程度。另外,使该“规定时间”(即时间的偏移)成为何种程度,考虑驱动装置100的大小、转子1的大小或者重量、在转子1的转子旋转轴12上连接的旋转对象(例如图7中表示的齿轮512等)的大小或重量等适宜设定。
在与转子1的外周面滑动接触的作用部21缓慢地运动的情况下,转子1由于摩擦而伴随作用部21的运动向与作用部21移动的方向相同的方向旋转。对此,在作用部21急速地运动的情况下,转子1因为惯性,与作用部21接触的摩擦部分滑动,不追随作用部21的运动,在已经旋转的情况下继续在该旋转方向上旋转。
另外,在夹持转子1的两个作用部21大体同时运动的情况下,转子1伴随该运动向与作用部21移动的方向相同的方向旋转。对此,在两个作用部21的运动的定时偏移的情况下,与不运动的一方的作用部21的接触成为摩擦阻力,转子1不容易旋转。
如上述,转子1即使仅通过在作用部21的移动速度中设置差也向一个方向旋转,另外,在使两个作用部21在相同的定时移动后,即使仅通过使复原到原来的状态的定时偏移也向一个方向旋转。
在本实施方式中,组合这两个原理,在使两个作用部21在使转子1向正转方向(在本实施方式中逆时针方向)旋转的方向(即朝向保持框体3的外侧的方向)上缓慢地滑动后,偏移定时地使两个作用部21在反方向迅速地滑动。由此能够更可靠地使转子1向逆时针方向旋转。
盖构件4具有矩形的顶板41、在沿顶板41的长度方向面对的两边的端部在点对称位置垂直设置的一对端子板44、和在面对该各端子板44的位置垂直设置的支持部45。
盖构件4例如通过对薄的金属板施行弯曲加工等一体形成。此外,盖构件4的形状、结构等不限于图示例。
顶板41作为覆盖驱动装置100的上部的盖部起作用。
在顶板41的大体中央,形成贯通插入转子旋转轴12的轴贯通插入孔42。
另外,在顶板41的轴贯通插入孔42的两侧,在与保持框体3的卡合突起33对应的位置,设置在组装状态下嵌入卡合突起33的卡合孔43。
盖构件4通过把保持框体3的卡合突起33嵌入卡合孔43内而在保持框体3上固定。
各端子板44在动作部22的基端侧与压电元件23电气连接。端子板44与驱动电路10连接,压电元件23通过端子板44与驱动电路10电气连接。
支持部45是例如在将驱动装置100安装在表壳501(参照图7)的内部等的情况下在未图示的底板或者基板上等固定的部分。
支持部45的自由端侧弯曲成L形,在底板或者基板上等安装驱动装置100的情况下在底板或者基板上通过小螺丝等固定支持部45。
此外,支持部45设置的位置或者形状等不限于图示例。
图7是表示把驱动装置100装入具有指针502等的钟表500(例如手表)的表壳501的内部等的状态的图。
在图7中,例示通过本实施方式的驱动装置100旋转驱动通过使数字从日期窗口503中露出进行日期显示的圆盘针510的情况。
如图7所示,在驱动装置100的转子1的转子旋转轴12上安装第一齿轮512,该第一齿轮512与在圆盘针510的旋转轴511上设置的未图示的龆轮(小齿轮)啮合。
在圆盘针510上,沿其周缘依次书写表示日期的数字(从1到31的数字)。通过驱动装置100的转子1旋转,当圆盘针510通过第一齿轮512以旋转轴511作为轴中心旋转时,从日期窗口503露出的数字被切换,由此,能够适宜地显示日期。
此外,通过驱动装置100使圆盘针510旋转的结构,这里仅是例示而不作限定。在驱动装置100和圆盘针510之间也可以中间介入更多个齿轮,也可以在驱动装置100的转子1的转子旋转轴12上直接安装圆盘针510。
另外,通过驱动装置100旋转驱动的对象不限于圆盘针510。例如作为用于旋转驱动指针502的驱动源也可以使用本实施方式的驱动装置100。
下面说明本实施方式中的驱动装置100以及具有该驱动装置100的钟表500的作用。
在本实施方式中,在组装驱动装置100时,如图3所示,在保持框体3的转子保持部31内配置转子1。
进而,在保持框体3的两侧,以互相的作用部21彼此、动作部22彼此面对的方式配置一对振动构件2。此时,振动构件2a、2b的作用部21都位于保持框体3的转子保持部31内,转子1的旋转体11由两个作用部21夹持。
最后,从上部配置盖构件4,使转子旋转轴12的上端部插入轴贯通插入孔42内,同时保持框体3的卡合突起33嵌入卡合孔43内。在该状态下,盖构件4的端子板44分别与在振动构件2a、2b的动作部22上设置的压电元件23(第一压电元件23a、第二压电元件23b)的基端侧接触。由此驱动装置100的组装结束。
在把驱动装置100装入钟表500内时,通过小螺丝等把盖构件4的支持部45固定在表壳501内的底板或者基板上等。然后在转子旋转轴12上安装作为旋转对象的齿轮等。
在使驱动装置100动作时,从驱动电路10向第一压电元件23a以及第二压电元件23b分别施加波形图形不同的电压。
也就是说,如图6所示,对于第一压电元件23a,慢慢地施加电压,在成为最大电压时停止电压的施加(即、使施加电压为零)。对于第二压电元件23b,在和第一压电元件23a相同的定时慢慢施加电压,在成为最大电压时在规定时间维持该电压,从使对于第一压电元件23a的电压的施加停止时起经过规定时间后使电压的施加停止(即、使施加电压为零)。
通过在第一压电元件23a以及第二压电元件23b施加这样的波形图形的电压,首先,伴随电压的施加,一对振动构件2的各压电元件23大体同时慢慢收缩,如图4B所示,动作部22朝向外侧弯曲,一对作用部21一边滑动接触于转子1的旋转体11的外周面,一边分别慢慢地向外侧(图4B中用箭头表示的方向)滑动。转子1伴随作用部21的运动,向正转方向(在图4B中用旋转箭头表示的逆时针的方向)旋转。
其后,当施加电压成为最大时,驱动电路10首先使对于一方的振动构件2a的第一压电元件23a的电压的施加停止。通过这样一口气降低施加电压,第一压电元件23a急速地伸长到原来的状态,振动构件2a的作用部21立即复原到原来的位置(图4A中表示的位置)。此时,在振动构件2a的作用部21和转子1的旋转体11之间,施加与正转方向相反的摩擦,但是因为作用部21的运动快,所以摩擦部分滑动,转子1通过惯性继续向正转方向(逆时针方向)旋转。另外,此时,因为另一方的振动构件2b的动作部22维持向外侧弯曲的状态不变地维持作用部21的姿势,所以与该振动构件2b的作用部21的接触成为摩擦阻力,妨碍转子1向反方向(即在本实施方式中顺时针方向,在图4B中与用旋转箭头表示的方向相反的方向)的旋转。进而,驱动电路10在从使对于第一压电元件23a的电压的施加停止起经过规定时间后,使对于另一方的振动构件2b的第二压电元件23b的电压的施加停止。在这种情况下也通过一口气使施加电压降低,第二压电元件23b急速地伸长到原来的状态,振动构件2b的作用部21立即复原到原来的位置(图4A中表示的位置)。然后在这种情况下在振动构件2b的作用部21和转子1的旋转体11之间,也施加与正转方向反方向的摩擦,但是因为作用部21的运动快,所以摩擦部分滑动,转子1通过惯性继续向正转方向(逆时针方向)旋转。另外,此时,因为另一方的振动构件2a的动作部22返回到原来的位置不变地维持作用部21的姿势,所以与该振动构件2a的作用部21的接触成为摩擦阻力,妨碍转子1向反方向(即在本实施方式中是顺时针方向。与在图4B中用旋转箭头表示的方向相反的方向)的旋转。
通过重复根据这样的波形图形的电压的施加,转子1继续向正转方向(图4B中用旋转箭头表示的逆时针的方向)旋转。
如上所述,根据本实施方式,通过以利用各振动构件2的作用部21夹持转子1的方式配置多个振动构件2(在本实施方式中一对振动构件2a、2b),通过在压电元件23上施加电压使压电元件23收缩而使动作部22弯曲,使与动作部22连接设置的作用部21沿转子1的正转方向滑动。由此,通过比较简单的结构能够稳定地使转子1旋转,能够实现装入了驱动装置100的钟表500等的小型化、轻质化。另外,因为通过多个作用部21夹持转子1,所以比单臂支持转子1的情况不容易发生旋转轴的振摆,能够更稳定地使转子1旋转。
另外,在本实施方式中,设置一对作用部21和动作部22形成正交的L形的振动构件2,以作用部21彼此以及动作部22彼此分别互相面对的方式配置振动构件2。因此,因为能够通过两个作用部21从面对的位置夹持转子1,不在转子1上施加偏应力,所以能够稳定而且可靠地使转子1旋转。
另外,驱动电路10以在使作用部21在转子1的反转方向(在本实施方式中顺时针方向)滑动时比在使作用部21在转子1的正转方向(在本实施方式中逆时针方向)滑动时滑动速度更快的方式施加电压。由此,在作用部21和转子1之间慢慢地给予摩擦力地对转子1施加正转方向的旋转力,一旦转子1开始向正转方向旋转后,已经发生的旋转通过惯性维持。因此,在作用部21返回原来的位置时,也能够继续使转子1在正转方向旋转。
另外,驱动电路10对于多个振动构件2的压电元件(第一压电元件23a以及第二压电元件23b)的每一个以不同的波形图形施加电压。即在本实施方式中,在停止对第一压电元件23a的电压的施加后,在规定时间后停止对第二压电元件23b的电压的施加。这样,通过使停止电压施加的(或者使电压降低)的定时偏移,在把一方的振动构件2的作用部21返回原来的位置时,另一方的振动构件2的作用部21成为摩擦阻力,能够防止转子1向反转方向(在本实施方式中顺时针方向)旋转(或者通过要反转来停止转子1的旋转)。
另外,本实施方式的驱动装置100通过振动构件2的振动,每次极微小地使转子1旋转。因此,例如与使用步进电动机的情况下比较,可以减少为使电动机的旋转速度减速设置的齿轮数,根据旋转对象的转数,能够不通过齿轮而通过驱动装置100直接使旋转对象旋转。因此,能够减少部件数,实现钟表500等的装置全体的小型化、轻质化。
[第二实施方式]
下面参照图8到图11A以及图11B说明本发明的驱动装置以及具有该驱动装置的钟表的第二实施方式。此外,在本实施方式中,因为仅顶板以及端子板的结构和第一实施方式不同,所以以下特别说明和第一实施方式的不同点。
图8是本实施方式中的驱动装置的立体图,图9是图8表示的驱动装置的侧视图,图10是图8表示的驱动装置的分解立体图。
如从图8到图10所示,驱动装置200具有和第一实施方式同样的转子1、一对振动构件2。
在本实施方式中,保持转子1的保持框体5和第一实施方式相同,在长度方向的大体中央部具有转子保持部51,在该转子保持部51的大体中央部,形成接收转子旋转轴12的轴承孔52。
另外,驱动装置200具有底板构件6。底板构件6具有成为驱动装置200的底板的矩形的底面板61、和在沿底面板61的长度方向面对的两边的端部且点对称位置垂直设置的一对端子板63。
在底面板61的大体中央部且与保持框体5的轴承孔52对应的位置,形成接收转子旋转轴12的孔部62。
底板构件6例如通过对薄的金属板施行弯曲加工一体形成。此外,底板构件6的形状、结构等不限于图示例。
另外,驱动装置200具有作为覆盖驱动装置200的上部的盖部起作用的矩形的顶板7。在顶板7的大体中央部形成贯通插入转子旋转轴12的上端部的轴贯通插入孔71。
此外,因为其他的结构和在第一实施方式中说明的结构相同,所以对于同一构件附以相同的符号,省略其说明。
下面说明本实施方式中的驱动装置200以及具有该驱动装置200的钟表500的作用。
在本实施方式中,在组装驱动装置200时,如图10所示,在底板构件6的底面板61上配置保持框体5,在保持框体5的转子保持部51内配置转子1。此时,使转子旋转轴12贯通插入保持框体5的轴承孔52以及底板构件6的孔部62内。
接着,在保持框体5的两侧,以互相的作用部21彼此、动作部22彼此面对的方式配置一对振动构件2。此时,振动构件2a、2b的作用部21都位于保持框体5的转子保持部51内,使得用两个作用部21夹持转子1的旋转体11。在该状态下,底板构件6的端子板63分别与在振动构件2a、2b的动作部22上设置的压电元件23(第一压电元件23a、第二压电元件23b)的基端侧接触。
最后从上部载放顶板7,在顶板7的轴贯通插入孔71内插入转子旋转轴12的上端部。由此,驱动装置200的组装结束。
此外,因为钟表500的组装步骤等和在第一实施方式中说明的组装步骤相同,所以省略其说明。
另外,在使驱动装置100动作的情况下,和第一实施方式相同,驱动电路10通过在压电元件23上施加电压使动作部22动作,使作用部21在转子1的正转方向(在本实施方式中逆时针方向)上滑动。由此,如图11A以及图11B所示,转子1在正转方向(在本实施方式中逆时针方向)上旋转。另外,驱动电路10在对压电元件23施加电压时使电压慢慢上升,在施加电压达到最大时,停止电压的施加(即、使施加电压为0)。这样,通过以在使作用部21在转子1的反转方向(在本实施方式中顺时针方向)滑动时比在使作用部21在转子1的正转方向(在本实施方式中逆时针方向)滑动时滑动速度更快的方式在压电元件23上施加电压,在作用部21和转子1之间慢慢地给予摩擦力地向转子1施加正转方向的旋转力后,在使作用部21返回原来的位置时也能够通过惯性维持在转子1上已经发生的旋转,继续使转子1在正转方向上旋转。
另外,驱动电路10对于多个振动构件2的压电元件(第一压电元件23a以及第二压电元件23b)的每一个以不同的波形图形施加电压。即在本实施方式中,在对于第一压电元件23a的电压的施加停止后,在规定时间后停止对于第二压电元件23b的电压的施加。这样,通过使停止施加电压(或者降低电压)的定时偏移,在使一方的振动构件2的作用部21返回原来的位置时,另一方的振动构件2的作用部21成为摩擦阻力,能够防止转子1向反转方向(在本实施方式中顺时针方向)旋转(或者通过要反转停止转子1的旋转)。
此外,关于其他点因为和在第一实施方式中说明的相同,所以省略其说明。
如上所述,根据本实施方式,在能够得到和第一实施方式同样的效果之外,还能够得到以下的效果。
也就是说,在本实施方式中,驱动装置200因为用顶板7和底板构件6从上下夹持保持框体5而固定,所以能够比较简单、轻质地构成驱动装置200。
此外,以上说明了本发明的实施方式,但是本发明不限于这些实施方式,在不脱离其宗旨的范围内,不用说能够进行各种变形。
例如,在上述各实施方式中,例示出对于第一压电元件23a以及第二压电元件23b分别以不同的波形图形施加电压的情况,但是对于第一压电元件23a以及第二压电元件23b施加的电压的波形图形不限于此。
例如,如图12所示,也可以仅偏移施加的定时地对于第一压电元件23a以及第二压电元件23b施加相同波形图形的电压。
在这种情况下,在第一压电元件23a上施加电压的区间和在第二压电元件23b上施加电压的区间偏移的部分中,即使一方的振动构件2的作用部21与转子1的旋转体11滑动接触地使转子1旋转,另一方的振动构件2的作用部21的接触也成为摩擦阻力,妨碍转子1的旋转。因此,仅在对于第一压电元件23a施加电压的区间和对于第二压电元件23b施加电压的区间一致的区间(图12中的“正转区间”)内在转子1上施加正转方向的旋转力。然后,一旦转子1开始旋转时,即使在作用部21返回原来的位置的情况下(即在与转子1的正转方向相反的方向上滑动的情况下),转子1也通过惯性继续在已经发生旋转的方向上旋转。
此外,这样,在仅使施加的定时偏移地对于第一压电元件23a以及第二压电元件23b施加相同波形图形的电压的情况下,优选施加电压的定时仅偏移作用部21返回原来的位置所需的时间量。例如,如果是十分之九的时间慢慢地提高施加电压、十分之一的时间一口气降低施加电压的情况,使在第一压电元件23a以及第二压电元件23b上施加电压的定时仅偏移波长的周期的十分之一。由此,能够最大限度确保能够使转子1稳定旋转的正转区间,同时在作用部21返回原来的位置时把通过另一方的作用部21的接触作为摩擦阻力利用,能够防止转子1向反方向旋转。
这样在仅使施加电压的定时偏移的情况下,因为不需要准备多个从驱动电路10施加的电压的波形图形,所以能够减轻驱动电路10的负担。
另外,在上述各实施方式中,表示出这样的例子:以在使作用部21在使转子1向正转方向(在本实施方式中逆时针方向)旋转的方向(即朝向保持框体3的外侧的方向)滑动的情况下慢慢地滑动、在使作用部21向反方向滑动的情况下迅速地滑动的方式,在作用部21的移动速度中设置差,而且在使两个作用部21在与转子1的正转方向的反方向滑动时使滑动的定时偏移。
但是,转子1因为即使仅通过在作用部21的移动速度中设置差也向一个方向旋转,另外即使在使两个作用部21在相同的定时移动后,仅通过使复原到原来的状态的定时便宜也向一个方向旋转,所以也可以采用上述两种方法中仅通过任何一种使转子1旋转的结构。
例如,在转子1的旋转轴上安装的旋转对象是某程度重的物品的情况下,即使仅通过在使作用部21向使转子1向正转方向(在本实施方式中逆时针方向)旋转的方向(即朝向保持框体3的外侧的方向)滑动的情况下使慢慢地滑动、在使作用部21向反方向滑动的情况下迅速地滑动这样的方法,通过惯性也能够使转子1在正转方向上继续旋转。
另外,在上述各实施方式中,例示了伸缩驱动部是压电元件23的情况,但是伸缩驱动部只要是通过施加电压而伸缩的物体即可,不限于压电元件。
例如,也可以是在多个电极层之间夹入电解质层、作为薄板状的导电性高分子执行器。导电性高分子执行器,因为通过施加电压,在电解质层内发生离子的移动,通过电极附近的分子膨胀物理地变形,板状部中产生弯曲,所以通过将其粘贴在动作部22上,伴随电压的施加能够使动作部22弯曲。
另外,在上述各实施方式中,把逆时针的旋转方向作为转子1的正转方向,但是转子1的正转方向不限于逆时针方向,也可以是顺时针方向。在这种情况下,例如通过在使作用部21朝向保持框体3的内侧移动时慢慢地滑动、在使作用部21朝向保持框体3的外侧移动时迅速地滑动,能够使转子1向顺时针方向旋转。另外,在偏移两个作用部21的移动定时的情况下,在把作用部21返回到原来的状态(在这种情况下作用部21从保持框体3离开的状态)时,偏移该移动定时。
另外,也能够做成可通过切换控制信号正反转的结构。
另外在上述各实施方式中,例示出具有两个振动构件2的情况,但是振动构件2的数目不限于两个。
例如,如图13所示,在底板构件8上配置三个振动构件2(2a、2b、2c),使各振动构件2a、2b、2c的作用部21大体等间隔地抵接于转子1的旋转体11的外周面。另外,使在各振动构件2a、2b、2c的动作部22上设置的压电元件23(23a、23b、23c)上分别连接端子板9,与驱动电路10电气连接。
在这种情况下,对于各压电元件23a、23b、23c可以分别施加不同波形图形的电压,也可以偏移定时地施加相同波形图形的电压。波形图形的变化方法或者电压的施加定时的偏移方法,和在本实施方式中已叙述的振动构件是两个的情况相同。
此外,振动构件2的数目不限于3个,也可以设置更多个(例如4个以上)的振动构件2。
这样,在取振动构件2的数目为多个的情况下,能够得到更大的使转子1旋转的旋转力,能够提高驱动装置的驱动力。
另外,在上述实施方式中,例示出把驱动装置100装入钟表500中的情况,但是应用驱动装置100的对象不限于钟表500。
例如在计步器或者心率计、高度计、气压计等的终端装置中也可以应用驱动装置100。
以上说明了本发明的几个实施方式,但本发明的范围并未限于上述实施方式,包括与权利要求所记载的发明的范围均等的范围。
Claims (16)
1.一种驱动装置,其特征在于,
具有:
旋转自如地设置的转子;
多个振动构件,其具有作用部和动作部,该作用部以与上述转子的外周面抵接的方式配置,该动作部具有通过施加电压而伸缩的伸缩驱动部,并使上述作用部沿上述转子的旋转方向滑动;以及
对上述伸缩驱动部施加电压的驱动电路,
以通过各振动构件的上述作用部夹持上述转子的方式配置上述多个振动构件,
上述驱动电路以下述方式对上述伸缩驱动部施加电压:在使上述作用部在上述转子的反转方向上滑动时的滑动速度比在使上述作用部在上述转子的正转方向上滑动时的滑动速度快。
2.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,
作为上述多个振动构件,具有一对上述作用部和上述动作部正交的形成为L字状的振动构件,
上述振动构件以上述作用部彼此以及上述动作部彼此分别互相面对的方式配置。
3.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,
上述驱动电路在上述多个振动构件的每一个上以不同的波形图形施加电压。
4.根据权利要求2所述的驱动装置,其特征在于,
上述驱动电路在上述多个振动构件的每一个上以不同的波形图形施加电压。
5.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,
上述驱动电路在上述多个振动构件的每一个上使定时偏移地施加电压。
6.根据权利要求2所述的驱动装置,其特征在于,
上述驱动电路在上述多个振动构件的每一个上使定时偏移地施加电压。
7.根据权利要求3所述的驱动装置,其特征在于,
上述驱动电路在上述多个振动构件的每一个上使定时偏移地施加电压。
8.根据权利要求4所述的驱动装置,其特征在于,
上述驱动电路在上述多个振动构件的每一个上使定时偏移地施加电压。
9.一种驱动装置,其特征在于,
具有:
旋转自如地设置的转子;
多个振动构件,其具有作用部和动作部,该作用部以与上述转子的外周面抵接的方式配置,该动作部具有通过施加电压而伸缩的伸缩驱动部,并使上述作用部沿上述转子的旋转方向滑动;以及
对上述伸缩驱动部施加电压的驱动电路,
以通过各振动构件的上述作用部夹持上述转子的方式配置上述多个振动构件,
上述驱动电路在上述多个振动构件的每一个上以不同的波形图形施加电压。
10.根据权利要求9所述的驱动装置,其特征在于,
作为上述多个振动构件,具有一对上述作用部和上述动作部正交的形成为L字状的振动构件,
上述振动构件以上述作用部彼此以及上述动作部彼此分别互相面对的方式配置。
11.根据权利要求9所述的驱动装置,其特征在于,
上述驱动电路在上述多个振动构件的每一个上使定时偏移地施加电压。
12.根据权利要求10所述的驱动装置,其特征在于,
上述驱动电路在上述多个振动构件的每一个上使定时偏移地施加电压。
13.一种钟表,其特征在于,具有:
权利要求1所述的驱动装置;以及
表壳。
14.一种钟表,其特征在于,具有:
权利要求2所述的驱动装置;以及
表壳。
15.一种钟表,其特征在于,具有:
权利要求9所述的驱动装置;以及
表壳。
16.一种钟表,其特征在于,具有:
权利要求10所述的驱动装置;以及
表壳。
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