CN100367649C - 压电驱动装置和钟表 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压电驱动装置，其特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；旋转体，以可对上述支撑体旋转的方式被支撑，同时，使其旋转轴可移动；支撑部件，该支撑部件具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部，在上述支撑体上支撑上述振动板；以及弹性部件，该弹性部件对上述旋转体提供弹性力，使上述旋转体的外周面与上述振动板的纵向的端部相接，在上述压电元件在上述振动板的纵向上已振动的情况下，上述振动板因该振动而振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，驱动上述旋转体。
Description
本申请是申请号为99803151.8、申请日为1999年9月8日的原案申请的分案申请，该原案的首个在先申请为JP98-363543，首个在先申请日为1998年12月21日。
技术领域
本发明涉及压电传动器、和具备该压电传动器的钟表和携带装置。
技术背景
因为压电元件在从电能向机械能变换的变换效率和响应性方面良好，故近年来开发了利用压电元件的压电效应的各种压电传动器。已将该压电传动器应用于压电蜂鸣器、打印机的喷墨头、或超声波电机等的领域。
图61是示意性地示出使用了现有的压电传动器的超声波电机的平面图。如该图中所示，这种超声波电机被称为棒触(poking)型的电机，使转子面稍微倾斜，使其与连接到压电元件上的振动片的前端接触。在这样的结构中，如果压电元件利用来自振荡部的交流电压而伸缩，振动片在长度方向上往复地运动，则在转子的圆周方向上产生分力，使转子旋转。
此外，已知有下述的技术(特开平10-225151号公报)，即，具备2个超声波振子(压电元件)，使各超声波振子以其本身的电共振频率振动，利用该振动使振动片位移。
但是，压电元件的位移由施加电压来确定，但该位移是微小的，一般约为亚微米数量级，即使在以上述的共振频率振动的情况下，也是同样的。因此，利用某种放大机构对位移进行放大后，传递到转子上。但是，在使用了放大机构的情况下，为了使该机构工作，要消耗能量，存在效率下降的问题，同时，也存在装置的尺寸变大的问题。此外，在介入放大机构的情况下，也有难以将稳定的驱动力传递到转子的情况。
此外，由于用电池来驱动手表那样的小型的携带装置，故有必要将功耗和驱动电压抑制得较低。因而，在将压电传动器组装到这样的携带装置中的情况下，特别要求其能量效率高、驱动电压低。
但是，在钟表等中，在显示日期及星期等的日历显示机构中，一般通过表针用的齿轮组间歇地将电磁式的步进电机的旋转驱动力传递到日期显示器等上来驱动日期显示器。另一方面，因为将手表缠在手腕上来携带，故为了携带的方便，很长时期以来就要求薄型化。为了追求薄型化，也有必要减薄日历显示机构的厚度。但是，由于在平面外的方向上组装线圈和转子那样的部件来构成步进电机，故在减薄其厚度方面存在极限。因此，使用了步进电机的现有的日历机构存在在结构方面不适合薄型化的问题。
特别是，为了在有日历显示机构的钟表与没有相关的机构的钟表之间使表针的机械系统(所谓的机件，movement)实现共用，有必要在表盘一侧构成日历显示机构，但在电磁式的步进电机中，难以实现能在表盘一侧构成那样的薄型化。因而，现有的钟表中，有必要根据显示机构的有无，分别地设计并制造表针的机械系统，在使生产性提高时成为问题。
发明内容
本发明是考虑以上所述的情况来进行的，其目的在于提供一种通过简化导通结构而容易实现小型化的压电传动器、和具备该压电传动器的钟表和携带装置。此外，其目的在于提供这样一种压电传动器、和具备该压电传动器的钟表和携带装置，其中，可高效率地传递压电元件的振动，同时，适合于小型、薄型化，而且，能稳定地传递驱动力。
与本发明有关的压电传动器的特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；以及支撑部件，该支撑部件是具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部的弹性部件，该支撑部件对上述振动板提供弹性力，使上述振动板的纵向的端部与驱动对象相接，在上述压电元件在上述振动板的纵向上已振动的情况下，上述振动板因该压电元件的振动而振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上驱动上述驱动对象。
此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器的特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；支撑部件，该支撑部件具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部，在上述支撑体上支撑上述振动板；以及弹性部件，该弹性部件对上述振动板提供弹性力，使上述振动板的纵向的端部与驱动对象相接，在上述压电元件在上述振动板的纵向上已振动的情况下，上述振动板因该压电元件的振动而振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上驱动上述驱动对象。
此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器的特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；旋转体，具有表面背面，以与该表面背面正交的方向作为旋转轴方向，以可对上述支撑体旋转的方式被支撑；以及支撑部件，该支撑部件是具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部的弹性部件，对上述振动板提供弹性力，使上述振动板的纵向的端部与上述旋转体的表面或背面相接，在上述压电元件在上述振动板的纵向上已振动的情况下，上述振动板因该压电元件的振动而振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上对上述旋转体进行旋转驱动。
此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器的特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；旋转体，具有表面背面，以与该表面背面正交的方向作为旋转轴方向，以可对上述支撑体旋转的方式被支撑；支撑部件，该支撑部件具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部，在上述支撑体上支撑上述振动板；以及弹性部件，该弹性部件对上述振动板提供弹性力，使上述振动板的纵向的端部与上述旋转体的上述表面或背面相接，在上述压电元件在上述振动板的纵向上已振动的情况下，上述振动板因该压电元件的振动而振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上对上述旋转体进行旋转驱动。
此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器的特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；旋转体，具有外周面，以可对上述支撑体旋转的方式被支撑；以及支撑部件，该支撑部件是具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部的弹性部件，对上述振动板提供弹性力，使上述振动板的纵向的端部与上述旋转体的外周面相接，在上述压电元件在上述振动板的纵向上已振动的情况下，上述振动板因该压电元件的振动而振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上对上述旋转体进行旋转驱动。
此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器的特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；旋转体，具有外周面，以可对上述支撑体旋转的方式被支撑；支撑部件，该支撑部件具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部，在上述支撑体上支撑上述振动板；以及弹性部件，该弹性部件对上述振动板提供弹性力，使上述振动板的纵向的端部与上述旋转体的上述外周面相接，在上述压电元件在上述振动板的纵向上已振动的情况下，上述振动板因该压电元件的振动而振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上对上述旋转体进行旋转驱动。
此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器的特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；旋转体，具有外周面，以可对上述支撑体旋转的方式被支撑，同时，使其旋转轴可移动；支撑部件，该支撑部件具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部，在上述支撑体上支撑上述振动板；以及弹性部件，该弹性部件对上述旋转体提供弹性力，使上述旋转体的外周面与上述振动板的纵向的端部相接，在上述压电元件在上述振动板的纵向上已振动的情况下，上述振动板因该压电元件的振动而振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上对上述旋转体进行旋转驱动。
此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器的特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；旋转体，具有外周面，以可对上述支撑体旋转的方式被支撑；以及支撑部件，该支撑部件具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部，在上述支撑体上支撑上述振动板，上述旋转体被配置在将其外周面与上述振动板的纵向的端部相接的位置上，上述旋转体由以其弹性力将上述外周面按压到上述振动板的上述端部的弹性体来形成，在上述压电元件在上述振动板的纵向上已振动的情况下，上述振动板因该压电元件的振动而振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上对上述旋转体进行旋转驱动。
此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器的特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；选择装置，选择使上述振动板在上述振动板所属的平面内在上述纵向上振动的纵振动和使上述振动板在上述平面内在与上述纵向正交的宽度方向上摆动的弯曲振动的某一种；以及支撑部件，该支撑部件是具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部的弹性部件，该支撑部件对上述振动板提供弹性力，使上述振动板的纵向的端部与驱动对象相接，在利用上述选择装置选择了上述纵振动的情况下，上述振动板通过进行上述纵振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上驱动上述驱动对象，在利用上述选择装置选择了上述弯曲振动的情况下，上述振动板通过进行上述弯曲振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在与上述纵振动时相反的方向上驱动上述驱动对象。
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此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器的特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；旋转体，具有表面背面，以与该表面背面正交的方向作为旋转轴方向，以可对上述支撑体旋转的方式被支撑；选择装置，选择使上述振动板在上述振动板所属的平面内在上述纵向上振动的纵振动和使其在上述平面外的方向上摆动的弯曲振动的某一种；以及支撑部件，该支撑部件是具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部的弹性部件，该支撑部件对上述振动板提供弹性力，使上述振动板的纵向的端部与上述旋转体的表面或背面相接，在利用上述选择装置选择了上述纵振动的情况下，上述振动板通过进行上述纵振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上对上述旋转体进行旋转驱动，在利用上述选择装置选择了上述弯曲振动的情况下，上述振动板通过进行上述弯曲振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在与上述纵振动时相反的方向上对上述旋转体进行旋转驱动。
此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器的特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；旋转体，具有表面背面，以与该表面背面正交的方向作为旋转轴方向，以可对上述支撑体旋转的方式被支撑；选择装置，选择使上述振动板在上述振动板所属的平面内在上述纵向上振动的纵振动和使其在上述平面外的方向上摆动的弯曲振动的某一种；支撑部件，该支撑部件具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部，在上述支撑体上支撑上述振动板；以及弹性部件，该弹性部件对上述振动板提供弹性力，使上述振动板的纵向的端部与上述旋转体的表面或背面相接，在利用上述选择装置选择了上述纵振动的情况下，上述振动板通过进行上述纵振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上对上述旋转体进行旋转驱动，在利用上述选择装置选择了上述弯曲振动的情况下，上述振动板通过进行上述弯曲振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在与上述纵振动时相反的方向上对上述旋转体进行旋转驱动。
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此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器的特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；旋转体，具有外周面，以可对上述支撑体旋转的方式被支撑；选择装置，选择使上述振动板在上述振动板所属的平面内在上述纵向上振动的纵振动和使上述振动板在上述平面内在与上述纵向正交的宽度方向上摆动的弯曲振动的某一种；支撑部件，该支撑部件具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部，在上述支撑体上支撑上述振动板；以及弹性部件，该弹性部件对上述振动板提供弹性力，使上述振动板的纵向的端部与上述旋转体的外周面相接，在利用上述选择装置选择了上述纵振动的情况下，上述振动板通过进行上述纵振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上对上述旋转体进行旋转驱动，在利用上述选择装置选择了上述弯曲振动的情况下，上述振动板通过进行上述弯曲振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在与上述纵振动时相反的方向上对上述旋转体进行旋转驱动。
此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器的特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；旋转体，具有外周面，以可对上述支撑体旋转的方式被支撑，同时，使其旋转轴可移动；选择装置，选择使上述振动板在上述振动板所属的平面内在上述纵向上振动的纵振动和使上述振动板在上述平面内在与上述纵向正交的宽度方向上摆动的弯曲振动的某一种；支撑部件，该支撑部件具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部，在上述支撑体上支撑上述振动板；以及弹性部件，该弹性部件对上述旋转体提供弹性力，使上述旋转体的外周面与上述振动板的纵向的端部相接，在利用上述选择装置选择了上述纵振动的情况下，上述振动板通过进行上述纵振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上对上述旋转体进行旋转驱动，在利用上述选择装置选择了上述弯曲振动的情况下，上述振动板通过进行上述弯曲振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在与上述纵振动时相反的方向上对上述旋转体进行旋转驱动。
此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器的特征在于：具备：支撑体；振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；旋转体，具有外周面，以可对上述支撑体旋转的方式被支撑；选择装置，选择使上述振动板在上述振动板所属的平面内在上述纵向上振动的纵振动和使上述振动板在上述平面内在与上述纵向正交的宽度方向上摆动的弯曲振动的某一种；以及支撑部件，该支撑部件具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部，在上述支撑体上支撑上述振动板，上述旋转体被配置在将其外周面与上述振动板的纵向的端部相接的位置上，上述旋转体由以其弹性力将上述外周面按压到上述振动板的上述端部的弹性体来形成，在利用上述选择装置选择了上述纵振动的情况下，上述振动板通过进行上述纵振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上对上述旋转体进行旋转驱动，在利用上述选择装置选择了上述弯曲振动的情况下，上述振动板通过进行上述弯曲振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在与上述纵振动时相反的方向上对上述旋转体进行旋转驱动。
此外，从另一观点来看，与本发明有关的压电传动器是一种具有压电元件并利用上述压电元件的振动来驱动驱动对象的压电传动器，其特征在于：具备被层叠在上述压电元件的上下并由导体形成的增强部，通过上述增强部对上述压电元件供给电力。
此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器是一种具有压电元件并利用上述压电元件的振动来驱动驱动对象的压电传动器，其特征在于：具备：支撑体；以及支撑部件，由导电体形成，在上述支撑体上支撑上述压电元件，通过上述支撑部件对上述压电元件供给电力。
此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器是一种具有压电元件并利用上述压电元件的振动来驱动驱动对象的压电传动器，其特征在于：具备分别与上述压电元件的上下面接触并夹住上述压电元件的弹性导电体，通过上述弹性导电体对上述压电元件供给电力。
此外，作为另一形态，与本发明有关的压电传动器是一种具有压电元件并利用上述压电元件的振动来驱动驱动对象的压电传动器，其特征在于：具备既与上述压电元件的周围接触又被卷绕在其上的导线，通过上述导线对上述压电元件供给电力。
此外，与本发明有关的钟表的特征在于，具备：上述任一形态的压电传动器；以及由上述压电传动器进行旋转驱动的环状的日历显示轮。
此外，与本发明有关的携带装置，其特征在于，具备：上述任一形态的压电传动器；以及对上述压电传动器供给电力的电池。
附图说明
图1是示出在与本发明的第1实施形态有关的钟表中组装了压电传动器的日历显示机构的主要结构的平面图。
图2是示出与该实施形态有关的钟表的概略结构的侧剖面图。
图3是示出上述压电传动器的整体结构的平面图。
图4是说明作为上述压电传动器的构成要素的转子与凸起部的剖面的接触状态用的图。
图5是说明上述压电传动器的上述转子与上述凸起部的剖面的接触状态的另一例用的图。
图6是示出作为上述压电传动器的构成要素的振动板的侧剖面图。
图7是示出上述振动板进行纵振动的情况的图。
图8是示出对上述振动板的压电元件供给电力的结构的概略的框图。
图9是示出对上述振动板的压电元件供给电力的另一结构的概略的框图。
图10是说明在上述振动板已振动的情况下利用来自上述转子的反力进行弯曲振动的情况用的图。
图11是说明上述弯曲振动时的上述凸起部的轨道用的图。
图12是示出上述振动板的振动频率与阻抗的关系的一例的曲线图。
图13是说明上述振动板的振动时的振幅用的图。
图14是说明上述转子要进行反旋转的情况下的上述振动板的动作用的图。
图15是说明以自由旋转的方式支撑上述振动板的支撑部件的旋转中心的位置用的图。
图16是说明以自由旋转的方式支撑上述振动板的支撑部件的旋转中心的位置的另一例用的图。
图17是示出上述日历显示机构的主要结构的侧剖面图。
图18是示出上述日历显示机构的驱动电路的结构的框图。
图19是示出上述驱动电路的工作的时序图。
图20是示出上述压电传动器的第1变形形态的平面图。
图21是示出上述压电传动器的第2变形形态的振动板的侧剖面图。
图22是示出上述压电传动器的第2变形形态的振动板的另一例的平面图。
图23是示出上述压电传动器的第3变形形态的平面图。
图24是示出上述压电传动器的第3变形形态的振动板的另一例的平面图。
图25是示出上述压电传动器的第3变形形态的振动板的又一例的平面图。
图26是示出上述压电传动器的第3变形形态的振动板的再一例的平面图。
图27是示出上述压电传动器的第3变形形态的振动板的再一例的平面图。
图28是示出上述压电传动器的第4变形形态的平面图。
图29是说明上述第4变形形态的振动板的制造方法用的图。
图30是示出上述压电传动器的第4变形形态的另一例的平面图。
图31是示出上述压电传动器的第5变形形态的平面图。
图32是示出上述压电传动器的第6变形形态的平面图。
图33是说明上述压电传动器的第6变形形态的支撑部件的振幅用的图。
图34是示出上述压电传动器的第6变形形态的另一例的平面图。
图35是示出上述压电传动器的第7变形形态的平面图。
图36是说明以自由旋转的方式支撑上述压电传动器的第7变形形态的振动板的支撑部件的旋转中心的位置的用的图。
图37是说明在上述第7变形形态中上述转子要进行反旋转的情况下的上述振动板的动作用的图。
图38是示出上述压电传动器的第7变形形态的另一例的平面图。
图39是示出上述压电传动器的第7变形形态的又一变形例的平面图。
图40是示出对上述压电传动器供给驱动电压的导通结构的图。
图41是示出对上述压电传动器供给驱动电压的导通结构的变形例的图。
图42是示出上述导通结构的变形例的侧面图。
图43是示出对上述压电传动器供给驱动电压的导通结构的另一变形例的图。
图44是示出对上述压电传动器供给驱动电压的导通结构的又一变形例的图。
图45是示出上述导通结构的又一变形例的侧面图。
图46是示出与本发明的第2实施形态有关的压电传动器的整体结构的平面图。
图47是示出作为与第2实施形态有关的压电传动器的构成要素的振动板的侧面图。
图48是示出与第2实施形态有关的压电传动器的上述振动板的平面图。
图49是示出对与第2实施形态有关的压电传动器的上述振动板的压电元件供给电力的结构的图。
图50是示出与第2实施形态有关的压电传动器的上述振动板进行纵振动的情况和上述振动板进行弯曲振动的情况的图。
图51是说明与第2实施形态有关的压电传动器的上述振动板进行了纵振动时的转子的驱动方向用的图。
图52是说明与第2实施形态有关的压电传动器的上述振动板进行了弯曲振动时的转子的驱动方向用的图。
图53是示出与本发明的第3实施形态有关的压电传动器的整体结构的平面图。
图54是示出与第3实施形态有关的压电传动器的变形例的平面图。
图55是示出与本发明的第4实施形态有关的压电传动器的整体结构的平面图。
图56是示出与第4实施形态有关的压电传动器的振动板与转子的接触部附近的侧面图。
图57是示出与第4实施形态有关的压电传动器的变形例中的振动板与转子的接触部附近的侧面图。
图58是说明与第4实施形态有关的压电传动器的另一变形例的振动板进行了弯曲振动时的转子的驱动方向用的图。
图59是示出将与第4实施形态有关的压电传动器的另一变形例的上述振动板在纵振动模式与弯曲振动模式之间切换的驱动电路结构例的图，其中，(a)、(b)分别表示纵振动模式与弯曲振动模式。
图60是示出与第1至第4实施形态有关的压电传动器的变形例的图。
图61是示意性地示出使用了现有的压电传动器的超声波式电机的平面图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施形态。
A.第1实施形态
A-1.整体结构
图1是示出在与本发明的第1实施形态有关的手表中组装了压电传动器的日历显示机构的主要结构的平面图。
压电传动器A1大体由在面内方向(与图的纸面平行的方向)进行伸缩振动的振动板10和转子(旋转体)100构成。转子100被底板(支撑体)103以自由旋转的方式支撑，同时被配置在与振动板10相接的位置上，如果利用在振动板10中产生的振动来轻敲其外周面，则成为在图中用箭头示出的方向上进行旋转驱动。
其次，日历显示机构与压电传动器A1连接，利用其驱动力来驱动。日历显示机构的主要部分大体由对转子100的旋转进行减速的减速齿轮组和环状的日期显示器50构成。此外，减速齿轮组具备中间日期齿轮40和日期齿轮60。
在此，如上所述，如果振动板10在面内方向上振动，则使与振动板10相接的转子100按照顺时针方向旋转。转子100的旋转通过中间日期齿轮40传递到日期齿轮60，该日期齿轮60使日期显示器50按照顺时针方向旋转。这样，从振动板10到转子100、从转子100到减速齿轮组、从减速齿轮组到日期显示器50的力的传递都是在面内方向上进行。因此，可使日历显示机构实现薄型化。
图2是与本发明的第1实施形态有关的钟表的剖面图。在图中，将具备上述的压电传动器A1的日历显示机构组装到网格部分中，其厚度极薄，约为0.5mm。在日历显示机构的上侧，设置了圆盘状的表盘70。在该表盘70外周部的一部分上设置了用于显示日期的窗部71，从窗部71可观察日期显示器50的日期。此外，在表盘70的下侧，设置了驱动针72的机件73和后述的驱动电路(未图示)。
在以上的结构中，压电传动器A1不象现有的步进电机那样，在厚度方向上重叠线圈和转子，而是成为在同一平面内配置了振动板10和转子100的结构。因此，在结构上适合于薄型化。因此，可实现日历显示机构的薄型化，进而可减薄钟表整体的厚度。再者，可在有日历显示机构的钟表与没有相关的显示机构的钟表之间使机件实现共用，可提高生产性。
A-2.压电传动器的结构
其次，说明与本实施形态有关的压电传动器A1。如图3中所示，压电传动器A1具备在图的左右方向上形成得较长的长板状的振动板10以及在底板103(参照图1)上支撑该振动板10的支撑部件11。
在振动板10的纵向的端部35上朝向转子100一侧突出地设置了凸起部36，该凸起部36与转子100的外周面接触。通过设置这样的凸起部36，由于为了维持与转子100的接触面的状态等只对凸起部36进行研磨等的操作即可，故与转子100的接触部的管理变得容易。此外，作为凸起部36，可使用导体或非导体，但如果由非导体来形成，则一般来说，即使与由金属形成的转子100接触，也不会使压电元件30、31短路。
此外，如图示那样，在本实施形态中，从平面上来看，凸起部36成为向转子100一侧突出的曲面形状。这样，通过将与转子100相接的凸起部36作成曲面形状，即使在转子100与振动板10的位置关系发生离散(尺寸离散等)的情况下，作为曲面的转子100的外周面与曲面形状的凸起部36的接触状态不怎么变化。因而，可维持稳定的转子100与凸起部36的接触状态。
此外，如图4(a)中所示，在本实施形态中，从剖面来看，凸起部36成为向转子100一侧突出的曲面形状。另一方面，在转子100的外周面上形成了曲面形状的凹面100a，使该曲面形状的凸起部36与曲面形状的凹面100a接触。这样，由于将剖面的接触结构作成曲面与曲面接触那样的结构，故即使在有凸起部36与转子100的接触角度的离散的情况下，也能维持良好的接触状态。例如，如图4(b)中所示，如果将凸起部36和转子100的外周面作成直线形状，则只要接触角度有很小的离散，接触状态就会有大的变化。在此，为了将接触角度保持为恒定，也可考虑设置引导凸起部36的导向部件，但在这样的结构中，导致部件数的增加，成为成本增加的原因。因而，如本实施形态那样，通过将凸起部36和凹面100a作成曲面形状，不会导致成本的大幅度增加，可维持良好的接触状态。此外，可抑制凸起部36与凹面100a的啮合发生偏离这样的情况。再有，在转子100的外周面方面，不限于曲面形状的凹面100a，也可如图5中所示那样，形成V形槽100b。此时，也可减少凸起部36与转子100的接触角度的离散和V形槽100b与凸起部36的啮合发生偏离这样的情况。
回到图3，在振动板10的纵向的中央的稍微朝向转子100一侧，安装了支撑部件11的一端部(安装部)37。由螺钉39在底板103(参照图1)上支撑支撑部件11的另一端部(固定部)38。在该结构中，支撑部件11利用其弹性力在对振动板10向转子100一侧加弹性力的状态下支撑振动板10，由此，使振动板10的凸起部36与转子100的侧面相接。
如图6中所示，振动板10成为在2个长方形的压电元件30、31间配置与该压电元件30、31的形状大体相同，且其厚度比压电元件30、31的厚度薄的不锈钢等的增强板(增强部)32的层叠结构。这样，通过在压电元件30、31间配置增强板32，可减少起因于振幅板10的过振幅和外力的振动板10的损伤。此外，通过使用其厚度比压电元件30、31的厚度薄的部件作为增强板32，尽可能不妨碍压电元件30、31的振动。
在被配置在上下的压电元件30、31的表面上分别配置了电极33。从后述的导通结构通过该电极33对压电元件30、31供给电压。在此，作为压电元件30、31，可使用钛酸锆酸铅(PZT(商标))、水晶、铌酸锂、钛酸钡、钛酸铅、偏铌酸铅、聚氟化乙烯叉、铌酸锌铅((Pb(Zn 1/3-Nb 2/3)031-x-Pb Ti 03x)x根据组成不同而不同。x约为0.09)、铌酸钪铅((Pb(S c 1/2Nb1/2)1-x Tix))03)x根据组成不同而不同。x约为0.09等各种材料。
此外，在本实施形态中，以0.5μm以上的厚度来形成电极33。通常，在这样的压电元件中形成约0.1～0.3μm的厚度的电极，但在压电传动器A1中，通过形成其厚度比通常的电极厚度厚的电极，除了作为电极的功能外，使电极33具有抗折弯的增强材料的功能，使振动板10的强度提高。在此，在增加电极33的厚度的情况下，强度得到提高，但如果厚度过厚，则成为振动板10的振动的妨碍。因而，在考虑提高强度和对振动的影响的情况下，电极33的厚度最好为0.5μm以上，而且，在上下面上形成的电极33的厚度的和为增强板32的厚度以下。在如本实施形态那样，在手表的日历显示机构中装入的压电传动器A1的情况下，在考虑了薄型化、对振动的影响和强度等的情况下，由于增强板32的厚度为约0.1mm即可，故此时电极33的厚度的和为0.1mm以下即可。
在这样的结构的振动板10中，如果从后述的驱动电路通过电极33对压电元件30、31施加交流电压，则通过压电元件30、31进行伸缩而振动。此时，如图7中所示，振动板10以在纵向进行伸缩的纵振动的方式而振动，由此，振动板10在图3中用箭头示出的方向上振动(无负载状态、即凸起部36未与转子100接触的状态)。此外，如图8中所示，将振动板10作成层叠了层叠长板状的压电元件30、31的结构，通过并联连接地驱动，使压电元件30、31的极化方向(图中用箭头示出)相反，可放大在振动板10中产生的振动的振幅，可得到更大的位移。另一方面，如图9中所示，如果串联连接地驱动，使压电元件30、31的极化方向相同，则可用低电流使振动板10振动。因而，可与该压电传动器A1的使用条件(重视位移扩大的情况、或重视低功耗的情况)等相一致地决定压电元件30、31的连接结构。
A-3.压电传动器的工作
其次，说明上述结构的压电传动器A1的工作。首先，如果从未图示的驱动电路对振动板10施加电压，则通过压电元件30、31的伸缩产生挠性振动，如图3中所示，在凸起部36与转子100相接的状态下，振动板10在箭头方向上振动。伴随因该振动引起的凸起部36的位移，使转子100在图中箭头方向上旋转。这样，通过使转子100旋转，通过中间齿轮101使日期齿轮102旋转(参照图1)，切换被显示的日期及星期。
在此，在压电传动器A1中，由于将与转子100相接的凸起部36设置在偏离在图3中用点划线示出的振动板10的宽度方向(图3的上下方向)的中心线的位置上，故由于来自转子100的侧面的反力，在振动板10中产生图10中所示那样的弯曲振动。这样，除了因电压施加引起的压电元件30、31的纵振动外，如果诱发上述的弯曲振动，则如图11中所示，凸起部36就沿椭圆轨道而移动。即，如果除了纵振动外激励弯曲振动，则可得到更大的位移。这样，如果能增加凸起部36的位移，则可提高伴随该位移而被驱动的转子100的驱动效率。再有，设置凸起部36的位置不限于图示的位置，可在能利用来自上述的转子100的反力使大体呈矩形的振动板10中诱发弯曲振动的位置上设置凸起部36。
再者，如果使用纵振动共振频率与弯曲振动的共振频率大体一致的形状的振动板10，则可使凸起部36沿更大的椭圆轨道移动。这样，如果使凸起部36沿大的椭圆轨道移动，则凸起部36与转子100接触的时间变长，接触时的凸起部36的位移变大。因而，如果诱发与因压电元件30、31的伸缩引起的纵振动共振那样的弯曲振动，则可进行效率更高的驱动力的传递。
再有，如上所述，可使用振动板10中产生的纵振动与弯曲振动发生共振那样的形状的振动板，但也可使用振动板10的弯曲振动的共振频率比纵振动的共振频率高一些那样的形状的振动板。这样，如果使弯曲振动的共振频率比纵振动的共振频率高一些，则如图10中所示，在振动板10中产生弯曲振动，可使凸起部36有大的位移，同时，可使振动板10中产生的振动稳定。这是因为，如果与因对压电元件30、31的电压施加而产生的纵振动的共振频率相比，伴随该纵振动而产生的弯曲振动的共振频率低，则弯曲振动不能跟随纵振动，在振动板10中产生的整体振动变得不稳定。此外，在弯曲振动的共振频率与纵振动的共振频率差别很大的振动板中，振动板中产生的纵振动和弯曲振动的振幅变小，驱动效率降低。因而，如果振动板的弯曲振动的共振频率比纵振动的共振频率高一些，则可抑制振动板10中产生的振动的振幅、即凸起部36的位移变小的情况，同时，可产生稳定的振动。例如，在实验上已验证了，如果使用具有图12中示出的阻抗的变化特性的振动板，则凸起部36沿上述的椭圆轨道有较大的位移，同时在振动板中产生稳定的振动。具有图12中示出的特性的振动板的纵振动的阻抗的极小值的共振频率为284.3KHz、弯曲振动的阻抗的极小值的共振频率为288.6kHz。因而，如果使用振动板10的弯曲振动的共振频率比纵振动的共振频率高约2％那样的振动板10，则可得到上述那样的效果。此外，在以这种方式使弯曲振动的共振频率高一些的情况下，如果以在振动板10的纵振动的共振频率与弯曲振动的共振频率之间的频率来激励，即，如果以在这样的范围内的激励频率来驱动压电元件30、31，则容易诱发纵振动和弯曲振动两者，可在振动板10中产生图11中示出的椭圆轨道变得更大那样的振动，可实现效率更高的转子100的旋转驱动。
此外，如上所述，可以利用来自转子100的反力使振动板10中诱发弯曲振动，但也可利用来自因振动板10的纵振动引起的转子100的反力使转子100与振动板10的相接部、即凸起部36在宽度方向上产生弹性变形，使凸起部36沿上述那样的椭圆轨道移动。
此外，在该压电传动器A1中，由于凸起部36被支撑部件11的弹性力朝向转子100一侧加弹性力，故在转子100与凸起部36之间可得到充分的摩擦。由此，可减少凸起部36与转子100的滑动，可实现从凸起部36到转子100的稳定的驱动力传递和大的驱动力的传递。
此外，由于转子100和振动板10都由作为单一部件的底板103来支撑，故两者的配置间隔被维持为恒定。因而，可稳定地维持凸起部36与转子100的接触状态，可实现稳定的驱动力的传递。
此外，在与本实施形态有关的压电传动器A1中，在图13中用虚线示出的成为振动板10的中心线的振幅的波节的位置上、即振幅为极小的位置上安装了支撑部件11的端部37。具体地说，被安装在振动板10的纵向的中央部的稍微朝向转子100的一侧。这是因为，在无负载时，振动板10的重心的位置、如振动板10那样在长方形的情况下，纵向的中央部为振动的波节，但如上所述，由于来自转子100的反力等的影响，实际上如图13中所示，振动板10的振动的波节位于中央部的转子100一侧。这样，通过在成为振动的波节的位置上支撑振动板10，可减少振动能量的损失，可实现效率更高的驱动力传递。此外，如果使伴随振动板10的振动的支撑部件11的振动的波节的位置与支撑部件11的端部37大体一致，则可进一步减少振动能量的损失。再有，在振动板10的形状不是图示那样的长方形的情况下，在振动板的重心的转子100一侧进行支撑即可。这是因为，由于来自转子100的反力等的影响，振动板10的振动的波节向振动板10的重心的转子100一侧移动，使支撑部件11在该波节的位置上支撑振动板10即可。
再者，在与本实施形态有关的压电传动器A1中，由于层叠了压电元件30、31和增强板32的结构的振动板10不经放大部件就能对转子100进行旋转驱动，故结构变得简单，容易实现装置的小型化。此外，压电传动器A1的机械的构成要素是振动板10和支撑部件11等，由于在厚度方向(图1的纸面垂直方向)上未层叠部件等，故也容易实现薄型化。
此外，在压电传动器A1中，由于是只在图中用箭头示出的一个方向上驱动转子100的结构，没有向反方向驱动转子100用的另外的振动板和使振动板的朝向转子100相接的方向变化的机构，即妨碍振动板10的振动的要素少，故可以更高的效率来传递驱动力。
此外，在与本实施形态有关的压电传动器A1中，由于是只在一个方向上驱动转子100的结构，故有必要限制转子100的朝向反方向的旋转，但如果施加大的外力或增大负载，则有对抗因振动板10引起的驱动力、转子100要反方向旋转的情况。例如，在产生了超过凸起部36与转子100之间的摩擦力的反方向旋转力的情况下，两者发生滑动，容许转子100的反方向旋转。但是，在与本实施形态有关的压电传动器A 1中，如图14中所示，由于支撑部件11不是刚体，而是具有弹性，故在要朝向反方向旋转的方向的力变大而返回反方向的情况下，与转子100的反方向旋转一起，容许在凸起部36与转子100接触的状态下振动板10进行旋转。在此，如图15中所示，在本实施形态中，设定为振动板10被容许的旋转中心位于由从转子100与凸起部36的接触点A开始在点A上的与转子100的驱动方向相反的方向上延伸的线B和在点A上与线B正交的线C形成的象限内。即，容许振动板10以位于上述的象限内的支撑部件11的端部38为中心来旋转。通过在这样的位置上设置旋转中心，如果伴随转子100的反方向旋转，振动板10沿图中顺时针方向旋转，则凸起部36以进入转子100一侧的方式而位移。因而，凸起部36按压转子100的力变大，两者之间的摩擦力变大。由此，能从振动板10传递更大的转矩(使其朝向正方向旋转)，可抑制因负载增大或外力等引起的转子100的朝向反方向的旋转。即，在负载增大时，与该负载的增大相对应，可增加驱动转矩。而且，如果没有朝向反方向的力或该力减少，则振动板10利用支撑部件11的弹性力返回到图14中用点划线示出的下方的位置。
此外，除了以这种方式使两者间的摩擦力增加以外，如图16中所示，在转子100因外力等要反方向旋转的情况下，可使振动板10以下述方式旋转，即，凸起部36伴随该移动而朝向用箭头示出的驱动方向的反方向一侧逃逸。为了使振动板10以这种方式旋转，如图示那样，可这样进行设定，即，使振动板10的旋转中心位于由从转子100与凸起部36的接触点A开始在点A上的转子100的驱动方向上延伸的线D和在点A上与线D正交的线C形成的象限内。如果这样做，则如上所述，可使振动板10以凸起部36发生逃选的方式来旋转，可减少因外力等引起的转子100和凸起部36等的损伤的情况。
A-4.日历显示机构的结构
其次，一边参照图1和作为其剖面图的图17，一边说明日历显示机构的结构。在图中，底板103是配置各部件用的第1底板，此外，底板103’是对于底板103部分地具有台阶差的第2底板。在转子100的上方，设置了与转子100同轴且伴随转子100而使其旋转的齿轮100c。中间日期齿轮40由直径大的部分4b和直径小的部分4a构成，该直径小的部分4a与直径大的部分4b同心而被固定，其直径比直径大的部分4b小一些，随着伴随转子100的齿轮100c的旋转，使与齿轮100c啮合的直径大的部分4b旋转，使中间日期齿轮40旋转。直径小的部分4a的周面以大体正方形被切出缺口，形成了缺口部4c。此外，在底板103’上形成了中间日期齿轮40的轴41，在中间日期齿轮40的内部形成了与轴41连接的轴承(未图示)。因而，中间日期齿轮40以相对于底板103’自由旋转的方式被设置。再有，转子100也在内部具有轴承(未图示)，以相对于底板103自由旋转的方式被轴承支承。
其次，日期显示器50形成为环状的形状，在其内周面上形成了内齿轮5a。日期齿轮60具有五齿的齿轮，与内齿轮5a啮合。此外，在日期齿轮60的中心处设置了轴61，以自由旋转的方式支承日期齿轮60。轴61被插在底板103’上形成的贯通孔62中。贯通孔62沿日期显示器50的圆周方向被形成得较长。
其次，板簧63的一端被固定在底板103’上，另一端固定在轴61上。由此，板簧63对轴61和日期齿轮60加弹性力。此外，利用该板簧63的加弹性力的作用，防止日期显示器50的摆动。
其次，板簧64的一端被用螺栓固定在底板103’上，在另一端上形成了被弯曲成大致V字状的前端部64a。此外，接触子65被配置成在中间日期齿轮40旋转且前端部64a进入缺口部4c中时与板簧64接触。对板簧64施加了规定的电压，如果与接触子65接触，则该电压也被施加到接触子65上。因而，通过检测接触子65的电压，可检测日期输送的状态。再有，设置了与内齿轮5a啮合的手动驱动轮，如果用户对于凸缘(未图示)进行规定的操作，则也可驱动日期显示器50。
A-5.日历显示机构的工作
一边参照图1，一边说明日历的自动更新工作。在各日中，如果为凌晨0时，则检测成为凌晨0时的情况，从后述的驱动电路500对压电元件30、31供给驱动信号V。于是，振动板10如上述那样振动。由此，转子100在顺时针方向上旋转，与此相随，中间日期齿轮40在反时针方向上开始旋转。
在此，将驱动电路500构成为在板簧64与接触子65接触时驱动信号V的供给结束。在板簧64与接触子65接触的状态下，前端部64a进入缺口部4c中。因而，中间日期齿轮40从这样的状态开始旋转。
由于利用板簧63在顺时针方向上对日期齿轮60加弹性力，故直径小的部分4a一边在日期齿轮60的齿6a、6b上滑动，一边旋转。在其中途，如果缺口部4c到达日期齿轮60的齿6a的位置，则齿6a与缺口部4c啮合。此时，日期齿轮60的外接圆移动到C1所示的位置上。
其次，如果中间日期齿轮40继续在反时针方向上旋转，则日期齿轮60与中间日期齿轮40连动，在顺时针方向上只旋转一个齿的部分、即「1/5」周。再者，与其连动地，日期显示器50在顺时针方向上只旋转一个齿的部分(相当于1日的日期范围)。再有，在月内的日数不满「31」的月的最终日中，多次重复上述工作，利用日期显示器50显示基于日历的准确的日。
然后，中间日期齿轮40继续在反时针方向上旋转，如果缺口部4c到达板簧64的前端部64a的位置，则前端部64a进入缺口部4c中。于是，板簧64与接触子65接触，停止驱动信号V的供给，停止中间日期齿轮40的旋转。因而，中间日期齿轮40就1日1旋转。
但是，压电传动器A1的负载在1)板簧64的前端部64a从进入缺口部4c的状态起到脱离出来为止的第1周期(旋转的开始时)及2)缺口部4c与日期齿轮60啮合以使日期显示器50旋转的第2周期中增大。如果压电传动器A1的负载增大，则转子100与凸起部36的滑动增加，在最坏的情况下，不能驱动转子。但是，在该例的机构系统中，使第1周期不与第2周期重叠。即，为了检测日期输送状态所必要的最大转矩时与为了驱动日期显示器50所必要的最大转矩时错开。因而，可抑制压电传动器A1的峰值电流，其结果，可将电源电压维持在某个电压值以上，能使钟表可靠地工作。
A-6.驱动电路
其次，图18是对压电元件30、31施加电压的驱动电路500的框图，图19是驱动电路500的时序图。凌晨0时检测装置501是组装到机件73(参照图2)中的机械的开关，一达到凌晨0时，就输出图19(a)中示出的第1控制脉冲CTLa。此外，日期输送检测装置502以上述的板簧64和接触子65作为主要部分，板簧64与接触子65一接触，就输出图19(b)中示出的第2控制脉冲CTLb。
其次，控制电路503根据第1控制脉冲CTLa和第2控制脉冲CTLb，生成振荡控制信号CTLc(参照图19(c))。控制电路503例如由SR触发器构成，对置位端子供给第1控制脉冲CTLa，同时，对复位端子供给第2控制脉冲CTLb即可。此时，如图19(c)中所示，如果第1控制脉冲CTLa从低电平上升到高电平，则振荡控制信号CTLc从低电平变化为高电平，该状态维持到第2控制脉冲CTLb的上升为止，在该瞬时从高电平变化为低电平。
其次，在将振动板10的振动模式的次数定为n次时，将振荡电路504构成为振荡频率与fs(n)大体相等。再有，振荡电路504例如可由Colpitts型电路来构成。
此外，对该振荡电路504的供电由振荡控制信号CTLc来控制，在振荡控制信号CTLc为高电平时进行供电，在低电平时停止供电。因而，作为振荡电路504的输出的驱动信号V的信号波形，如图19(d)中所示，在振荡控制信号CTLc为高电平时进行振荡。
如上所述，中间日期齿轮401日1旋转，但该期间是限于从凌晨0时开始的时间。因而，如果振荡电路504只在该期间内振荡就足够了。在该例的驱动电路500中，通过由振荡控制信号CTLc来控制对振荡电路504的供电，在没有必要使中间日期齿轮40旋转的期间内，可使振荡电路504完全停止工作。因而，可削减振荡电路504的功耗。
A-7.压电传动器的变形例
再有，可使用以下那样的各种进行了变形的形态的压电传动器来代替上述的结构的压电传动器A1，此外，也可使用将这些变形形态组合起来的形态的压电传动器。
A-7-1.第1变形形态
在上述的实施形态中示出的压电传动器A1中，在振动板10中的与转子100的接触部上设置凸起部36，但如图20中所示，也可形成将长方形的振动板10的转子100一侧的顶点切出缺口的缺口部90，使缺口部90与转子100的侧面相接。此时，也与上述的凸起部36同样，缺口部90的表面状态的管理变得容易。在此，通过将缺口部90作成曲面形状，可与上述的压电传动器A1同样维持良好的接触状态。
A-7-2.第2变形形态
此外，在上述的实施形态中，在压电元件30、31的整个面上设置电极33，但如图21中所示，也可只在压电元件30、31的纵向的中央部附近配置电极33，在两端不配置电极33。即，压电元件30、31可作成具有在其面上有电极的电极部和位于在其两端的无电极部的结构。如果这样做，则一边可维持对转子100的驱动力，一边可降低驱动电压。这是因为，在使振动板10以其固有的振动频率振动的情况下，因该振动引起的振动板10的两端的位移足够大，即使在该部分上施加电压使两端的压电元件30、31伸缩，该位移也不会再增大。
此外，如图22中所示，也可只在压电元件30、31的宽度方向(图的上下方向)的中央部附近配置电极33，在宽度方向的两端(图的上下)不配置电极33。
A-7-3.第3变形形态
此外，在上述的实施形态中，使用长方形的振动板10，但如图23中所示，也可使用转子100一侧的宽度小的锥形的振动板95。在制造这样的形状的振动板95时，与上述的振动板10同样，层叠锥形的压电元件与增强板即可。如果使用这样的振动板95，则振动板10的转子100一侧的位移变大，可实现转子100的高速驱动。此外，由于作为图的上下方向的宽度方向的长度不均匀，故可抑制振动板10的宽度方向的共振，即，可减少宽度方向的振动。
此外，不限于图23中示出的形状，也可使用图24中示出的形状的振动板97。如该图中所示，该振动板97与作为整体形成为锥形的振动板95不同，将一部分(在图示的情况下，转子100一侧)形成为锥形。在使用了这样的形状的振动板97的情况下，也与图23中示出的振动板95同样，与长方形的振动板10相比，可实现转子100的高速驱动。
此外，不限于图23和图24中示出的那样的锥形，如果使用转子100一侧变细的形状的振动板，则可实现转子100的高速驱动。例如，也可使用图25中示出的形状的振动板98。
图23～25中示出的振动板在对转子100进行高速驱动的情况下是合适的，但在以低速、高转矩对转子100进行驱动的情况下，可使用图26中示出的形状的振动板99。如该图中所示，振动板99的形状为转子100一侧的宽度变大的形状。在该振动板99中，与长方形的振动板10相比，作为与转子100的接触部的端部96的位移变小，但要使转子100旋转的转矩增加，由此，可实现低速、高转矩的驱动。
此外，在使用23～26中示出的那样的长方形以外的旋转的振动板的情况下，在其上下面上设置的电极的形状可以是长方形。例如，如图27中所示，在振动板95上形成了长方形的电极的情况下，可实现在低驱动电压下的高速驱动。
A-7-4.第4变形形态
此外，如图28中所示，也可设置从振动板10延伸到转子100一侧的角部(延伸部)110。在设置这样的角部110的情况下，如图29中所示，如图示那样将增强板32制造成包含角部110的形状，在其上下分别层叠压电元件30、31即可。在该结构中，如果使振动板10振动，则振动板10和角部110以图28中用虚线示出的振幅振动。因而，与转子100相接的角部110的前端的位移变大，可高效率地提供驱动力。再有，角部110不限于图28中示出的形状，可以是图30中示出的形状。
A-7-5.第5变形形态
此外，如图31中所示，也可配置成使支撑部件11的端部38位于振动板10的凸起部36与转子100的连接线、即，与从在振动初期状态下的凸起部36朝向转子100的按压力F的方向垂直的线S上。即，可使支撑部件11的固定部分位于转子100与凸起部36的相接点上的驱动方向线S上。如果这样来配置振动板10、支撑部件11和转子100，使之成为这样的位置关系，则为了调整凸起部36的朝向转子100的按压力等，即使在以由螺钉39固定的端部38为中心进行了支撑部件11和振动板10的位置的微调整的情况下，转子100与凸起部36的接触位置和角度也不变化，可始终提供稳定的驱动力。此外，可防止因形状、位置偏移和随时间变化等引起的振动板与转子的接触角度的变化。
A-7-6.第6变形形态
此外，如图32中所示，也可用2个支撑部件11分别支撑振动板10的纵向的两端。如果这样做，则可抑制振动板10的宽度方向(图的上下方向)的振动，即，可抑制成为在转子100的驱动方面所需要的图的左右方向的振动的妨碍的振动。此时，如图33中所示，如果支撑部件11中的端部37与成为伴随振动板10的振动的支撑部件11的振动的波腹的位置大体一致，例如使支撑部件11的长度为支撑部件11的振动波长的1/4的长度，则可减少成为作为振动板10的纵向的图的左右方向的振动的妨碍的情况，可进一步提高效率。
此外，在以这种方式用2个支撑部件11支撑振动板10的情况下，如图34中所示，可用某一方的支撑部件11(图的右侧)支撑成为振动板10的振动的波节的位置，用另一方的支撑部件11(图的左侧)支撑振动板10上的转子100一侧的端部。如果这样做，由于使一方的支撑部件11支撑振动的波节，故可减少能量的损失，同时，另一方的支撑部件11可抑制在与转子100接触的部分附近的宽度方向的振动。
A-7-7.第7变形形态
此外，在上述的实施形态中，支撑部件11对振动板10朝向转子100一侧加弹性力，但也可如图35中所示，设置弹簧部件(弹性部件)180以便对振动板10朝向转子100一侧加弹性力。如该图中所示，在振动板10的图的上侧安装了支撑部件11，在振动板10的下侧安装了弹簧部件1g 0的一端。弹簧部件180的另一端由在底板103(参照图1)上竖直地设置的销钉181来支撑。由此，对振动板10朝向作为图的上侧的转子100一侧加弹性力，使凸起部36与转子100的侧面相接。如果以这种方式设置弹簧部件180以便对振动板10朝向转子100一侧加弹性力，则与上述的实施形态的压电传动器A1同样，可传递稳定的驱动力。
在以这种方式设置了支撑振动板10的支撑部件11和对振动板10朝向转子100一侧加弹性力的弹簧部件180的情况下，如图36中所示，也与上述的实施形态同样，以由线B和线C形成的象限内的位置(例如，如图中所示，端部38的位置)为中心以使振动板10能旋转的方式来设置即可。如果这样做，则在转子100因外力而要反方向旋转的情况下，如图37中所示，在振动板10伴随转子100的反方向旋转而旋转了后，通过振动板10返回原来的位置，伴随振动板10的返回，转子100向正方向返回，也可抑制转子100的反方向旋转。
再有，在以这种方式设置了支撑部件11和弹簧部件180的情况下，如图38中所示，可将振动板10形成为锥形。此外，也可设置角部(参照图28)。
此外，如图39中所示，也可将支撑振动板10的支撑部件11和对振动板10朝向转子100一侧加弹性力的弹簧部件设置成为一体化的弹性支撑部件600。如该图中所示，弹性支撑部件600是形状为L字状的部件，具有支撑振动板10的支撑部600a和从支撑部600a开始弯曲而延伸的弹簧部600b。而且，在支撑部600a和弹簧部600b的中间部分、即弯曲部处，由螺钉39进行支撑、同时由销钉181支撑弹簧部600b的端部，由此，对振动板10朝向转子100一侧加弹性力，由此，使凸起部36与转子100的外周面相接。此外，容许弹性支撑部件600以螺钉39的部分为中心有若干旋转，由此，与压电传动器A1同样，可限制转子100的反方向旋转。
A-7-8.第8变形形态
此外，在上述的实施形态中，将振动板10作成在增强板32的上下分别层叠了压电元件30、31的结构，但不限于此，振动板可以是层叠1个压电元件和增强板那样的简单的结构。此外，也可层叠3个以上的压电元件而构成。
A-8.对于压电传动器的导通结构
其次，说明从驱动电路500对上述的各种形态的压电传动器的压电元件供给驱动电压的导通结构。通常，通过从驱动电路500对被设置在振动板10上的电极33实施布线，可对压电元件供给电力，但以导通结构的简化为目的，也可利用图40～45中所示那样的各种导通结构对压电元件供给电力。
在上述的压电传动器A1中，振动板10成为在增强板32的上下分别层叠了压电元件30、31的结构，但图40中示出的压电传动器成为在1个压电元件251的上下分别层叠了增强板32的结构。而且，由支撑部件11a支撑上层的增强板32，由支撑部件11b支撑下层的增强板32，分别用导电体形成增强板32和支撑部件11a、11b。在该结构中，来自驱动电路500的驱动电压通过支撑部件11a、11b和增强板32供给压电元件251。如果这样做，则支撑部件11a、11b既对振动板10朝向转子100一侧加弹性力，又具有除了支撑的功能外对压电元件251供给驱动电压的导通功能。因而，没有必要另外设置对压电元件251供给驱动电压用的布线等的导通结构，结构变得简单。此外，在另外设置了导通部件的情况下，有时该导通部件成为振动板10的振动的妨碍，但在本导通结构中，没有这样的问题，可进行高效率的驱动力传递。
此外，如图41和图42中所示，在使用分别层叠增强板32和在其上下的压电元件30、31的振动板10的情况下，也可通过由导电体形成的支撑部件11c、11d从驱动电路500对压电元件30、31供给驱动电压。
如图41和图42中所示，支撑部件11c在振动板10一侧形成为分支为2个的形状，具有分支到上侧(图41的纸面跟前一侧)的上端部260和分支到下侧(图的纸面深处一侧)的下端部261。利用焊锡或导电性粘接剂等将上端部260安装到在压电元件30的面上形成的电极33上，利用焊锡或导电性粘接剂等将下端部261安装到在压电元件31的面上形成的电极33上。另一方面，将支撑部件11d安装到增强板32上，由此，从驱动电路500对压电元件30、31供给驱动电压。此时，也如上所述，支撑部件11c、11d具有支撑振动板10的功能，同时，具有对于压电元件30、31的导通功能，这样，结构变得简单，同时，可进行高效率的驱动力传递。
如上所述，可通过由导电体形成的支撑部件从驱动电路对压电元件供给驱动电压，但也可利用图43中示出的导通结构对压电元件供给驱动电压。如该图中所示，在该导通结构中，用C字状的弹性导通部件280夹持振动板10的上下面(电极33)，从增强板32对驱动电路500连接布线。如果使用这样的弹性导通部件280，则成为简单的结构，同时，可从驱动电路500对在上下被层叠的压电元件30、31供给驱动电压。
此外，如图44和图45中所示，可把导线290卷绕到振动板10上，通过被卷绕的导线290从驱动电路500对压电元件30、31供给驱动电压。即使这样做，也能用简单的导通结构对压电元件30、31供给驱动电压。再有，如上所述，在通过弹性导通部件280或导线290供给电压的情况下，振动板10的层叠结构可以是在上下面上配置电极的结构，也可以是在上下面上配置由导体构成的增强板的结构。此外，除了作为压电元件和增强板的层叠结构的振动板以外，在对压电元件供给电压的情况下，也可使用上述的弹性导通部件280或导线290。
B.第2实施形态
其次，说明与本发明的第2实施形态有关的压电传动器。再有，在第2实施形态中，关于与第1实施形态共同的构成要素，附以同一符号，省略其说明。
如图46中所示，与第2实施形态有关的压电传动器成为具备振动板310来代替与第1实施形态有关的压电传动器A1的振动板10的结构。
如图47中所示，振动板310与第1实施形态中的振动板10同样，为在增强板32的上下分别层叠了压电元件30、31的结构。如图48中所示，在压电元件30、31上配置了电极33a、33b、33c、33d这一点上与振动板10不同。此外，在振动板310中，将压电元件30(虽然未图示，但压电元件31也相同)分割为4个区域，在被分割的区域上分别配置了电极33a、33b、33c、33d。
使用图49说明对以这种方式在压电元件30的4个区域上被配置的电极33a、33b、33c、33d供给驱动电压的导通结构。如该图中所示，通过切换开关(选择装置)341的导通/关断，可切换从电源340对全部的电极33a、33b、33c、33d供给驱动电压的模式和从电源340对电极33a、33d供给驱动电压的模式。
在此，在使开关341导通、选择了对全部的电极33a、33b、33c、33d供给驱动电压的模式的情况下，如图50(a)中所示，与上述的第1实施形态同样，振动板310在纵向伸缩，在振动板310的纵向上进行纵振动(以下，称为纵振动模式)。另一方面，在使开关341关断、选择了只对电极33a、33d供给驱动电压的模式的情况下，只有被施加驱动电压的区域的压电元件33a、33d伸缩，如图50(b)中所示，振动板310在振动板310所属的平面内在宽度方向(图的上下方向)上进行弯曲振动(以下，称为弯曲振动模式)。这样，通过切换开关341，可选择振动板310的振动模式。
在与第2实施形态有关的压电传动器中，如上所述，使用可切换2个振动模式的振动板310来驱动转子100，通过操作开关341来切换振动模式，可切换转子100的驱动方向。在选择了纵振动模式的情况下，如图51中所示，由于振动板310的纵振动，由转子100与凸起部36的相接部提供图中向左的驱动力，由此，使转子100按图中顺时针方向旋转。
另一方面，在选择了弯曲振动模式的情况下，如图52中所示，由于振动板310的弯曲振动，由转子100与凸起部36的相接部提供图中向上的驱动力，由此，使转子100按图中反时针方向旋转。
在与第2实施形态有关的压电传动器中，通过切换开关341，可在正方向和反方向上驱动转子100。如上所述，由于通过切换振动板310的振动模式进行驱动方向的切换，故没有必要在每个驱动方向上设置振动板，或设置调节振动板与作为驱动对象的转子的位置关系的调节机构。因而，在不会导致结构的复杂化和装置的大型化的情况下，可将驱动方向切换为正方向或反方向。
再有，在与第2实施形态有关的压电传动器中，与上述的第1实施形态同样，也可进行各种变形。例如，可在振动板310上设置缺口部来代替凸起部36(参照图20)。此外，使支撑部件11的端部38位于振动板310的凸起部36与转子100的接线上，可使凸起部36与转子100的接触状态稳定(参照图31)。此外，除了支撑部件11之外，可设置弹簧部件，利用该弹簧部件对振动板310朝向转子100一侧加弹性力(参照图35)。
C.第3实施形态
其次，说明与本发明的第3实施形态有关的压电传动器。再有，在第3实施形态中，关于与第1和第2实施形态共同的构成要素，附以同一符号，省略其说明。
在上述的第1和第2实施形态中，利用弹簧部件或支撑部件的加弹性力力将振动板朝向转子100一侧按压，但第3实施形态为将转子100按压到振动板一侧的结构，使用图53说明该结构。如该图中所示，在本实施形态中，转子100的旋转轴100j在弹性旋转部件550的一端被支撑，旋转轴100j以弹性旋转部件550的旋转轴550a为中心，进行自由旋转。弹性旋转部件550由其一端支撑旋转轴100j且其另一端被旋转轴550a以自由旋转的方式被支撑的旋转部550b和从旋转部550b的旋转轴550a一侧开始弯曲而延伸的弹簧部550c构成。而且，通过由被竖直地设置的销钉551来支撑弹簧部550c的侧面，这样来对旋转部550b 加弹性力，使其按图中顺时针方向旋转。即，对转子100的旋转轴100j朝向图的右侧来加弹性力。
另一方面，振动板10与第1实施形态不同，在宽度方向的两端利用由刚体构成的支撑部件552进行支撑。在此，支撑部件552在成为振动板10已振动时的振动的波节的位置上支撑振动板10，固定了振动板10和支撑部件552的安装部553的位置。通过以这种方式在成为振动的波节的位置上固定振动板10，可使振动板10的振动稳定。此外，由于在固定地支撑了振动板10的情况下，对转子100朝向振动板10一侧加弹性力，故在转子100的外周面与凸起部36之间产生充分的摩擦，在两者之间可进行效率更高的驱动力传递。
此外，在具有与转子100同轴、即以旋转轴100j为旋转轴与转子100一起旋转的第1齿轮555和与第1齿轮555啮合的第2齿轮556那样的增速或减速等用的齿轮机构的情况下，如图示那样，最好这样来配置各构成要素，使弹性旋转部件550的旋转轴550a、旋转轴100j、第2齿轮556的旋转轴556a大体在一直线L上，这样来配置振动板10，使凸起部36位于从转子100的旋转轴100j开始与直线L正交的方向上。这是因为，通过作成这样的配置，即使在弹性旋转部件550由于安装时的离散、尺寸离散和接触部的磨损等而旋转了的情况下，转子100与凸起部36的接触角也几乎不变化，可维持良好的接触状态。此外，在第1齿轮555已旋转的情况下，第1齿轮555与第2齿轮556的位置关系也几乎不变化，可进行稳定的驱动力的传递。
此外，在上述的结构中，如果加到第2齿轮556上的负荷增大，即，第2齿轮556要在与作为图中反时针方向的驱动方向相反的方向上旋转的力增大，则在第1齿轮555和转子100中要在顺时针方向上旋转的力也增大。即，第1齿轮555在与第2齿轮556啮合部分中在图中右方向上受到的力就增加。与此相随，支撑旋转轴100j的弹性旋转部件550要在顺时针方向上旋转的力增加，由此，转子100的外周面按压凸起部36的力就增加。这样，如果转子100的外周面按压凸起部36的力增加，则两者间的摩擦增大，能从振动板10传递到转子100上的旋转转矩增加。这样，在该压电传动器中，伴随负荷增加，可使旋转转矩增加。相反，在负荷减少的情况下，转子100的外周面与凸起部36之间的摩擦就减少，但由于摩擦减少，可实现在低电力下的转子100的驱动。因而，在与第3实施形态有关的压电传动器中，在低负荷时，可实现在低功耗下的工作，同时可提高最大转矩。
再有，在第3实施形态中，使转子100的旋转轴100j可移动，弹性旋转部件550对转子100朝向振动板10一侧加弹性力，但不限于此，如图54中所示，也可以是由弹性体形成转子100，利用转子100本身的弹性力将转子100的外周面按压到振动板10一侧那样的结构。此时，如果在下述的位置上固定转子100的旋转轴100j的位置，即，该位置是将没有受到外力时、即没有弹性变形时的转子100配置在用图中的二点点划线示出的外周面与凸起部36交错的位置上那样的位置，则利用转子100要返回到原来的形状的弹性力，成为转子100的外周面与凸起部36按压接触的状态，在两者之间产生充分的摩擦，可进行高效率的驱动力传递。此外，作为具有这样的弹性力的转子100，如果是如图示那样具有中空部形状的转子100，则也可使用金属材料等。
此外，在第3实施形态中，除了上述的振动板10以外，也与第1实施形态同样，可使用各种形态的振动板，也可如第2实施形态中示出的振动板310那样，使用能选择纵振动模式和弯曲振动模式的振动板。
D.第4实施形态
其次，说明与本发明的第4实施形态有关的压电传动器。再有，在第4实施形态中，关于与第1至第3实施形态共同的构成要素，附以同一符号，省略其说明。
如图55中所示，与第4实施形态有关的压电传动器成为振动板10的一端重叠在圆盘状的转子100的表面上而被配置的结构。在此，如图56中所示，振动板10相对于转子100的平面，被倾斜地配置，振动板10的在转子100的平面一侧被突出地设置的凸起部700成为从倾斜方向与转子100的平面部相接的状态。
在该结构中，如果从未图示的驱动电路对振动板10的压电元件施加电压，则振动板10在图中用箭头示出的方向上进行纵振动。在该纵振动中，在以延伸到转子100的中心一侧的方式振动时，通过一端部700在与转子100的平面接触的原有状态下进行位移，对转子100在图55的用箭头示出的顺时针方向上进行旋转驱动。
再有，振动板10不仅可设置在转子100的表面一侧，也可设置在背面一侧。此外，如图57中所示，使振动板10相对于转子100的平面不倾斜，从凸起部700的下表面设置向下方突出地设置的凸起部710，使该凸起部710与转子100的平面相接。
此外，在第4实施形态中，除了上述的振动板10以外，也与第1实施形态同样，可使用各种形态的振动板。
再者，可使用能选择纵振动模式和弯曲振动模式的振动板，也可切换驱动对象的驱动方向。此时，在纵振动模式下，与上述振动板同样地振动以驱动转子100，在弯曲振动模式下，如图58中所示，设置在平面外方向上进行弯曲振动的振动板580，在弯曲振动模式下，可在与纵振动模式相反的方向、即图的右侧上驱动转子100。
在以这种方式切换纵振动模式和弯曲振动模式的情况下，构成图59中的(a)和(b)中所示那样的驱动电路即可。而且，如果如图示那样以纵振动模式和弯曲振动模式来切换开关581，则在纵振动模式下，通过被层叠配置的2个压电元件30、31以相同的相位振动，在平面方向上进行纵振动，在弯曲振动模式下，通过压电元件30、31以相反的相位振动，可使其在平面外方向上进行弯曲振动。再有，图59中的(a)和(b)中的箭头表示极化方向。
E.变形例
再有，在上述的各种实施形态中，成为压电传动器对圆盘状的转子进行旋转驱动的结构，但驱动对象不限于此，例如，可使上述的振动板10与图60中示出那样的大致长方体状的驱动部件660相接，在其纵向上驱动该长方体状部件660。
此外，与上述的各种实施形态有关的压电传动器除了被安装在上述那样的钟表的日历显示机构中以外，也可安装在用电池驱动的钟表以外的携带装置中来使用。
Claims (11)
1.一种压电驱动装置，其特征在于：
具备：
支撑体；
振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；
旋转体，以可对上述支撑体旋转的方式被支撑，同时，使其旋转轴可移动；
支撑部件，该支撑部件具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部，在上述支撑体上支撑上述振动板；以及
弹性部件，该弹性部件对上述旋转体提供弹性力，使上述旋转体的外周面与上述振动板的纵向的端部相接，
在上述压电元件在上述振动板的纵向上已振动的情况下，上述振动板因该压电元件的振动而振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，驱动上述旋转体。
2.如权利要求1中所述的压电驱动装置，其特征在于：
还具备：
旋转部件，以自由旋转的方式支撑上述旋转体的旋转轴；
第1齿轮，与上述旋转体一起共用旋转轴，与上述旋转体成为一体地旋转；以及
第2齿轮，与上述第1齿轮啮合，
在大体一条直线上配置上述旋转部件的旋转中心以及上述旋转体和上述第2齿轮的旋转轴，
上述旋转体与上述振动板的相接位置位于从上述旋转体的旋转轴开始与上述直线正交的方向上。
3.如权利要求1或2中所述的压电驱动装置，其特征在于：
伴随上述旋转体的旋转负荷的增加，使上述弹性部件将上述旋转体按压到上述振动板的上述端部一侧的力增加。
4.如权利要求1或2所述的压电驱动装置，其特征在于：
上述振动板的与上述旋转体相接的上述端部具有凸起部，该凸起部与上述旋转体相接。
5.如权利要求1或2中所述的压电驱动装置，其特征在于：
上述支撑体具有支撑上述旋转体和上述振动板这两者的单一的部件。
6.如权利要求1中所述的压电驱动装置，其特征在于：
由于上述压电元件的振动，使上述振动板产生在纵向伸缩的纵振动，利用上述振动板因该压电元件的振动而从上述旋转体受到的反作用力，使上述振动板产生在与上述纵向正交的宽度方向上摆动的弯曲振动。
7.一种钟表，其特征在于，具备：
权利要求1或2中所述的压电驱动装置；以及
由上述压电驱动装置进行旋转驱动的日历显示轮。
8.一种携带装置，其特征在于，具备：
权利要求1或2中所述的压电驱动装置；以及
对上述压电驱动装置供给电力的电池。
9.一种压电驱动装置，其特征在于：
具备：
支撑体；
振动板，层叠了呈纵向的板状的压电元件和增强部；
旋转体，具有外周面，以可对上述支撑体旋转的方式被支撑；以及
支撑部件，该支撑部件具有被固定在上述支撑体上的固定部和被安装在上述振动板上的安装部，在上述支撑体上支撑上述振动板，
上述旋转体被配置在将其外周面与上述振动板的纵向的端部相接的位置上，上述旋转体由以其弹性力将上述外周面按压到上述振动板的上述端部的弹性体来形成，
在上述压电元件在上述振动板的纵向上已振动的情况下，上述振动板因该压电元件的振动而振动，伴随因该振动引起的上述振动板的位移，在一个方向上对上述旋转体进行旋转驱动。
10.如权利要求9中所述的压电驱动装置，其特征在于：
上述振动板的与上述旋转体相接的上述端部具有凸起部，该凸起部与上述旋转体相接。
11.一种钟表，其特征在于，具备：
权利要求9或10中所述的压电驱动装置；以及
由上述压电驱动装置进行旋转驱动的日历显示轮。
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