太阳诱电试制出新款超声波马达,用于驱动的压电元件采用了(Sr,Ca)NaNb5O15(该公司称之为“SCNN”)的产品,并在于07年10月2日开幕的“CEATECJAPAN2007”展会上进行了展示(图1)。主要用途设想用于手机的自动对焦和抖动补偿。原来的压电元件,其材料大多采用含铅的PZT(锆钛酸铅)。该公司认为,今后对无铅压电致动器(Actuator)的需求将会增加,所以进行了开发。
无铅压电元件材料目前还存在一个课题:对应于输入电压的位移量低于PZT。此次使用的SCNN的位移量仅为PZT的1/10左右。因此,该公司采用了通过增加元件构成层数来确保位移量的方法。此次展出的压电元件的外形尺寸为1mm×1mm×1mm。每层的厚度为18μm,共层叠了36层(图2)。层叠技术应用了积层陶瓷电容器(MLCC)中采用的印刷和烧制技术。
超声波马达采用了“双重弯曲式悬臂马达”构造,将4个压电元件排列在一起安装在悬臂上面,然后旋转悬臂(图3)。在按照2×2方式排列的压电元件的中央设置悬臂。向对角元件输入交流电,并使相邻元件之间的相位分别出现90°的差值。这样一来,悬臂前端就会像做圆周运动似的振动。通到悬臂前端的环形转子因摩擦力而与悬臂逆向旋转。
今后的开发课题是如何降低压电元件的驱动电压。目前,驱动电压p-p值高达6V(±3V)。今后将通过增加层叠数、减小每层的厚度来降低驱动电压。耗电量方面,SCNN的阻抗比PZT高,即便是试制品其耗电量也低于1mW。(