[发明专利]用于振动波电机的压电振动器

说明书

本发明公开了一种由非铅基压电材料制成的振动器，其能够以低功耗在足够的速度下被驱动，尤其用于振动波电机，所述振动器包括：压电元件(101)，所述压电元件包括具有电极(1、2)的压电材料(3)；以及弹性体(5)，其中，在所述压电材料中包含的Pb组分小于1000ppm，并且振动模式A和B具有谐振频率f_A和f_B，其在所述弹性体中产生波前彼此相交的振动波，满足|f_B‑f_A|2kHz，优选地(Ba,Ca)(Ti,Zr)O₃基的矩形振动器具有两种具有垂直节线的面外弯曲模式。

本申请是发明名称为“用于振动波电机的压电振动器”、国际申请日为2017年12月21日、国际申请号为PCT/JP2017/045990、国家申请号为201780080923.4的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种振动器，并且本发明还涉及各自使用所述振动器的振动波驱动装置、振动波电机和电子装置。

背景技术

最近，电子装置的尺寸减小和能力的改进已取得进步，并且还已要求超声电机具有更小的尺寸并且以更低的功耗在更高的速度下操作。PTL 1公开了一种超声电机，所述超声电机采用包括矩形振动板和压电元件的振动器，并且是以两种振动模式(即，正常振动和进给振动)的组合而被驱动的。

通常基于锆钛酸铅(PZT)的材料用作用在振动器中的压电陶瓷。这些材料在ABO₃型钙钛矿金属氧化物的A位点处包含大量铅，因此对环境的影响被认为是一个问题。为了解决该问题，提出了使用不包含铅(或者含铅量小于1000ppm)的钙钛矿金属氧化物的压电陶瓷。

PTL 2公开了一种压电陶瓷，在所述压电陶瓷中，通过用钙(Ca)替换钛酸钡的A位点的部分并且用锆(Zr)替换B位点的部分来改进压电特性。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本专利特开No.2012-231622

PTL 2：日本专利特开No.2009-215111

发明内容

然而，难以用PTL 2中公开的非铅基压电陶瓷直接地替换用在PTL 1中公开的超声电机中的铅基压电陶瓷。换句话说，这样的替换引起如下问题：电机速度降低并且驱动期间的功耗(即，例如在0.2m/s的恒定速度下的输入功率)增加。原因大概如下。所述铅基压电陶瓷和所述非铅基压电陶瓷在密度和杨氏模量方面彼此不同。因此，即使当在使用所述铅基压电陶瓷的情况下令人满意地驱动振动器时，在使用所述非铅基压电陶瓷的情况下同一振动器的驱动性能也会降低。

为了处理上面提到的问题，本发明提供一种振动器，即使利用所述非铅基压电陶瓷，所述振动器也具有小尺寸并且以低功耗在高速度下操作。本发明进一步提供各自使用所述振动器的振动波驱动装置、振动波电机和电子装置。

为此，本发明提供一种振动器，所述振动器包括：压电元件，所述压电元件包括压电材料和电极；以及弹性体，其中，包含在所述压电材料中的Pb成分小于1000ppm，并且振动模式A下的谐振频率f_A和振动模式B下的谐振频率f_B满足(f_B-f_A)的绝对值2(kHz)的关系，所述振动模式A和所述振动模式B在所述弹性体中产生振动波，其中所述振动波的波前彼此相交。

根据本发明，不仅使用所述非铅基压电陶瓷的所述振动器、而且各自使用所述振动器的振动波驱动装置、振动波电机和光学装置均能够各自以低功耗在足够的速度下被驱动。

参考附图，本发明的另外的特征将从示例性实施例的以下描述中变得显而易见。

附图说明

[图1A]图1A是图示根据本发明的振动器的实施例的示意图。