CN1658093A - 压电致动器、钟表及电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种容易进行压电元件的布线的压电致动器。压电致动器(A)包括:具有板状基体部件(32)和叠层在该基体部件上的压电元件(30、31),并且通过向该压电元件(30、31)提供驱动信号而产生振动的振动板(10);和通过所述振动板的振动而被驱动的转子(100),还包括:固定所述振动板(10)的固定部(11);导线基板(14A、14B),其被固定在所述固定部(10)上,用于向所述压电元件提供来自驱动所述压电元件(30、31)的驱动电路(500)的驱动信号,所述导线基板(14A、14B)具有延伸到设于所述压电元件(30、31)上的供电用电极(33A、33C)和检测用电极(34)的连接部(17A~17C)。

Description

压电致动器、钟表及电子设备
技术领域
本发明涉及具有压电元件的压电致动器,具有该压电致动器的钟表以及电子设备。
背景技术
压电元件由于从电能向机械能的转换效率高、响应性能好,所以近年来在开发利用压电元件的压电效应的各种压电致动器,并应用于压电蜂鸣器、打印机的喷墨头或超声波电机等领域。并且,最近提出适用于手表的日历显示机构等对小型化要求高的用途的压电致动器等(例如,参照专利文献1)。
专利文献1特开2001-286166号公报
但是,为了向上述压电致动器的压电元件供给驱动信号,需要利用导线等对压电元件实施布线,但是具有该布线作业烦杂的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于,提供一种可以容易地实施压电元件的布线的压电致动器,具有该压电致动器的钟表以及电子设备。
为了达到上述目的,本发明的压电致动器包括:振动板,具有板状基体部件和叠层在该基体部件上的压电元件,在该压电元件被提供驱动信号时振动;和通过所述振动板的振动而被驱动的被驱动体,其特征在于,具有:固定所述振动板的固定部;和布线基板,被固定在所述固定部上,向所述压电元件提供来自驱动所述压电元件的驱动电路的驱动信号,所述布线基板具有延伸到被设在所述压电元件上的电极的导通部件。
根据本发明,布线基板构成为具有压电元件布线用的导通部件,所以能够简化该布线基板和压电元件的布线时的作业工序,因此可以容易进行装配。
此处,优选所述布线基板具有绝缘板和配置在该绝缘板上的导电膜材料,所述导通部件是通过延展所述导电膜材料而形成。根据该构成,导电膜材料被用作布线,能够减少布线施加给振动板的负荷,使振动板的振动稳定。
并且,优选所述导通部件由按压所述电极的导电性弹性部件形成。具体讲,所述布线基板具有金属板、和覆盖所述金属板一面的绝缘板或绝缘片,所述导通部件由一体地成形于所述金属板上的弹簧板构成。根据该构成,不需要对压电元件上的布线进行锡焊等的接合作业,所以容易装配。
另外,优选构成为,所述振动板具有:被叠层在所述基体部件表面上的第1压电元件,和被叠层在所述基体部件背面上的第2压电元件,所述布线基板分别固定在所述固定部的表面侧和背面侧,在固定于所述固定部表面侧的所述布线基板上,设有延伸到被设在所述第1压电元件的所述电极的所述导通部件,同时在固定于所述固定部背面侧的所述布线基板上,设有延伸到被设在所述第2压电元件的所述电极的所述导通部件。在这种优选构成中,优选构成为具有导通部,导通分别固定在所述固定部的表面侧和背面侧的所述布线基板。
并且,优选构成为,振动板具有:被叠层在所述基体部件表面上的第1压电元件,和被叠层在所述基体部件背面上的第2压电元件,所述布线基板形成为挠性基板,所述布线基板的一端固定在所述固定部的表面侧,另一端固定在所述固定部的背面侧,同时在被固定在所述固定部表面侧的所述布线基板的一端,设有延伸到所述第1压电元件的所述导通部件,在被固定在所述固定部背面侧的所述布线基板的另一端,设有延伸到所述第2压电元件的所述导通部件。
根据这种优选构成,与从一个布线基板向基体部件表面和背面的各个压电元件布线的结构相比,不需要把接合于布线基板的布线从表面侧的压电元件环绕连接到背面侧的压电元件上,因此与这种布线方式相比,可以减少布线施加给振动板的负荷,使振动板的振动稳定。
并且,优选构成为,还具有抬高部件,介于所述布线基板和所述固定部之间,使从所述布线基板延伸的所述导通部件的高度高于所述压电元件。根据这种构成,在把导通部件布线于压电元件上时,不会形成该导通部件压在压电元件上的状态,所以能够减少布线施加给振动板的负荷,稳定振动板的振动。
并且,优选构成为,所述布线基板被固定在所述固定部上并且组件化。在这种优选构成中,优选构成为,所述固定部和所述布线基板利用设在所述支撑板上的定位部件被定位。
根据这种构成,可以提高装配压电致动器时的装配性。并且,可以提高固定部和布线基板的定位精度。
另外,这些压电致动器也可以适用于钟表和各种电子设备。
根据本发明,可以容易实施在压电元件上的布线。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的钟表的日历显示机构的俯视图。
图2是表示该实施方式的钟表的概略构成的剖面图。
图3是表示该实施方式的日历显示机构的主要部分的剖面图。
图4是表示该实施方式的压电致动器的结构的俯视图。
图5是从图4中的箭头V-V方向观看的剖面图。
图6是从侧面观看该实施方式的转子的侧视图。
图7是从侧面观看该实施方式的转子的侧视图。
图8是表示该实施方式的支撑转子的结构的剖面图。
图9是表示该实施方式的压电致动器的按压调整机构和调整方法的剖面图。
图10是表示该实施方式的压电致动器的振动板的分解立体图。
图11是表示该实施方式中向压电元件供给驱动信号时的驱动结构的图。
图12是表示该实施方式的振动板纵向振动时的状态的示意图。
图13是表示该实施方式的振动板弯曲振动时的状态的示意图。
图14是说明该实施方式的振动板的抵接部的轨迹的图。
图15是表示所述振动板的振动频率和阻抗的关系的一个示例图。
图16是表示该实施方式的振动板的表面侧的俯视图。
图17是表示该实施方式的振动板的背面侧的俯视图。
图18是沿图16的A-A’线的剖面图。
图19是沿图16的B-B’线的剖面图。
图20是说明该实施方式的振动板在基体部件上的布线的图。
图21是表示其他方式的振动板的表面侧的俯视图。
图22是表示该振动板的背面侧的俯视图。
图23是沿图21的C-C’线的剖面图。
图24是表示其他方式的振动板的结构的剖面图。
图25是表示其他方式的振动板的结构的剖面图。
图26是表示该实施方式中向压电致动器供给驱动信号的驱动电路的结构图。
图27是表示在该实施方式中向与振动板的振动方向平行的方向施加按压力时,振动板和转子的位置关系的俯视图。
图28是表示在该实施方式中向,与振动板的振动方向垂直的方向施加按压力时,振动板和转子的位置关系的俯视图。
图29是表示在该实施方式中,向与振动板的振动方向垂直的方向施加按压力时,振动板和转子的位置关系的俯视图。
图30是表示在该实施方式中,向与振动板的振动方向倾斜30°向施加按压力时,振动板和转子的位置关系的俯视图。
图31是表示在该实施方式中,向与振动板的振动方向倾斜30°向施加按压力时,振动板和转子的位置关系的俯视图。
图32是表示所述振动板的具体大小的俯视图。
图33是表示实验结果的谐振频率的表。
图34是表示形成于振动板的压电元件的电极变形例的俯视图。
图35是表示形成于振动板的压电元件的电极变形例的俯视图。
图36是表示形成于振动板的压电元件的电极变形例的俯视图。
图中:10振动板;11固定部;11A定位孔;14、14A、14B导线基板;15、15A~15C铜箔;15A’~15C’金属板;16绝缘板;17A~17C连接部;17A~17C’弹簧板;18电路基板;30、31压电元件;32基体部件;33A~33D供电用电极;34检测用电极;36抵接部;80抬高部件;81接地导通部件;85绝缘片;100转子;102底板;500驱动电路;A压电致动器。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
A.整体结构
图1表示装配了本实施方式的压电致动器A的手表的日历显示机构的结构的俯视图。如图1所示,压电致动器A具有底板102、矩形振动板10和转子100。转子100是被振动板10驱动的被驱动体,振动板10产生振动敲击其外周面使其进行顺时针旋转,向日期显示齿轮50传递驱动力。该转子100通过作为减速齿轮组的日期旋转中间齿轮40和日期旋转齿轮60连接环状的日期显示齿轮50。该日期显示齿轮50是转子100的驱动对象,与转子100的驱动连动,被驱动着旋转。
图2是图1所示钟表的剖面图。在该图中,在网状部分装配具有压电致动器A的日历显示机构。在该日历显示机构的上方设置圆盘状的文字板70。在该文字板70的外周部局部设置显示日期的窗口部71,可以从窗口部71观察日期显示齿轮50的日期。并且,在文字板70的下方,设置驱动针72的运动机构73和后述的驱动电路500。
B.日历显示机构的结构
图3是表示图1中的日历显示机构的详细构成的剖面图。如图3所示,钟表具有第1底板103,和与该底板103呈阶梯差状配置的第2底板103’。在该第2底板103’上安装着日历显示机构中除压电致动器A以外的部分,在第1底板103上安装着压电致动器A。
如图3所示,用于支撑日期旋转中间齿轮40的轴41在第2底板103’上立起。在日期旋转中间齿轮40的下面设置轴承(未图示),轴41的前端部收容在该轴承内。日期旋转中间齿轮40由小径部4a和大径部4b构成。小径部4a是略小于大径部4b的圆筒形状,在其外周面形成大致正方形的切口部4c。该小径部4a紧固在大径部4b上,并且形成同心状态。在大径部4b上啮合着转子100上部的齿轮100c。因此,利用由大径部4b和小径部4a构成的日期旋转中间齿轮40与转子100的旋转连动,以轴41为旋转轴进行旋转。
日期显示齿轮50如图1所示形成为环状,在其内周面形成内齿轮5a。日期旋转齿轮60是具有五齿的齿轮,并且啮合在内齿轮5a上。如图3所示,在日期旋转齿轮60的中心设置轴61,其游嵌于形成在第2底板103’上的贯通孔62中。该贯通孔62具有沿着日期显示齿轮50的轨迹方向延伸的眼眉形状。弹簧板63的一方固定在底板103’上,另一方将轴61按压在图1的右上方向。弹簧板63对轴61和日期旋转齿轮60施力。利用该弹簧板63的施力作用限制日期显示齿轮50的摇动。
弹簧板64的一侧用螺钉固定在103’上,另一侧形成大致弯曲成V字状的前端部64a。接触销65被配置成,在日期旋转中间齿轮40旋转,并且前端部64a进入切口部4c时,与弹簧板64接触。在弹簧板64被施加规定的电压并与接触销65接触时,该电压也施加给接触销65。因此,通过检测接触销65的电压,可以检测日期前进状态。另外,也可以设置与内齿轮5a啮合的手动驱动齿轮,使用者通过对表把(均未图示)进行规定操作来驱动日期显示齿轮50。
在以上构成中,压电致动器A的振动板10从驱动电路500被施加驱动电压,从而在包含其板面的平面内振动。该振动板10产生的振动敲击转子100的外周面,如图1中的箭头所示,驱动转子100顺时针旋转。该转子100的旋转通过日期旋转中间齿轮40传递给日期旋转齿轮60,该日期旋转齿轮60使日期显示齿轮50顺时针方向旋转。
C.压电致动器的结构
图4是压电致动器A的俯视图,图5是从图4中的箭头V-V方向观看的剖面图,图6和图7是转子100的部分放大图,图8是表示转子100的支撑结构的剖面图,图9是表示按压调整凸轮的按压力的调整方法的剖面图,图10是振动板10的分解立体图,图11是向压电元件供给驱动信号时的驱动结构图,图12~图14是表示振动板的振动状态的图,图15是振动板10的振动频率和阻抗的关系图。
如图4所示,压电致动器A具有:不同于底板103的其他底板102,振动板10,杆20,按压调整凸轮26和转子100。另外,本实施方式的压电致动器A的底板102和底板103是分别设置的,但也可以构成省略底板102,在底板103的一部分设置振动板10、杆20、按压调整凸轮26和转子100的压电致动器A。
压电致动器A的转子100在内部具有轴承(未图示),由底板102支撑的杆20的轴24插入该轴承。转子100能够以该轴24为中心旋转。
如图4所示,振动板10形成为平坦的长方形状。该振动板10如图10所示,形成为在两个长方形状压电元件30、31之间配置基体部件32的叠层结构。该基体部件32形成为和压电元件30、31大致相同的长方形状,而且利用壁厚比压电元件30、31薄的不锈钢等导体构成。在包围基体部件32的两个长边中的一方形成固定部11。如图所示,固定部11形成为相对基体部件32的长边平行延伸的尺寸较长的状态。并且,在固定部11穿通设置定位孔11A。
螺钉13如图4和图5所示插通定位孔11A,并旋合固定在底板102的固定部凸部102A上,由此振动板10被固定在固定部凸部102A上。并且,在基体部件32中与固定部11相反的一侧部位,形成从压电元件30、31鼓出的支撑抵接部12,该支撑抵接部12如图5所示,被设置在底板102的支撑抵接部凸部102B上。
振动板10如图5所示,从基体部件32中被压电元件30、31夹持的部分向两侧鼓出的固定部11和支撑抵接部12被放置在底板102上。另一方面,固定部11和支撑抵接部12在使基体部件32和压电元件30、31与底板102之间具有空间39的状态下,将振动板10固定在底板102上。支撑抵接部12被放置在底板102上,而固定部11通过螺钉13被牢靠地固定在底板102上。
并且,如图4和图10所示,在基体部件32突起设置抵接部36。抵接部36被按压着接触转子100的外周面。作为抵接部36,可以使用导体或非导体,但如果利用非导体形成,一般可以使隔着由金属形成的转子100的底板102和压电元件30、31不短路。为了防止其短路,也可以对旋转支撑转子100的轴24实施绝缘处理。
并且,抵接部36形成为俯视时在转子100侧突出的圆弧状。这样,通过使与转子100抵接的抵接部36形成为圆弧状,在即使转子100和振动板10的位置关系因尺寸偏差等而变化时,也可以使形成为圆弧状的抵接部36的外周面的一部分,经常以相同的接触面积抵接圆形转子100的外周面。因此,转子100和抵接部36的接触可以保持稳定的状态。
另外,如图3和图6所示,在转子100的外周面,沿着圆周方向形成剖面为圆弧状的凹槽100A。如果使抵接部36抵接该凹槽100A的槽底,可以防止转子100脱离。而且,凹槽100A的剖面形成为圆弧状(曲面状),同时接触该凹槽100A的抵接部36也形成为圆弧状,所以凹槽100A和抵接部36的接触成为点接触,可以稳定地进行能量传递。另外,如图7所示,也可以形成剖面大致为“コ”状的转子100’的凹槽100A’。
杆20如图3和图4所示,在其长度方向延伸的臂的中途部位形成插通孔22,在其中插通着从底板102立起设置的轴21。这样,通过使插通孔22插通轴21,杆20由底板102支撑着可以转动。并且,在杆20的一方形成大致U字状的弹簧部23。在杆20的另一方设置具有轴24的转子安装部25,转子100由轴24支撑着可以旋转。
另外,根据图8详细说明转子100相对轴24的安装结构。
一般,位于文字板70下侧的运动机构73具有底板103(图3)和压板99,并借助该压板99被按压在底板103上,由此固定运动机构73的各个部位。因此,由杆20的轴24支撑的转子100,可以利用压板99的环状凸部99A来防止松脱。
并且,如上所述,转子100按压着振动板10的抵接部36,所以转子100的轴承需要耐久性和强度。因此,使用由耐磨损性优异的红宝石材料构成的轴承101。通过向该轴承101和轴24之间注油,可以进一步提高耐磨损性。不限于该轴承101,只要是耐磨损性优异的轴承即可(例如轴瓦轴承)。另外,转子100的高度方向的间隙确定是利用压板99的环状凸部99A确定到高度方向上侧的间隙,利用轴24的阶梯部确定到高度方向下侧的间隙。此外,转子100是在直径尺寸较小的部位、即在轴承101处确定间隙。由此,施加给转子100的负荷力矩减小。
下面,返回到图4,按压调整凸轮26被按压着接触弹簧部23的前端部。该按压调整凸轮26如图9所示具有贯通孔26A,在该贯通孔26A嵌装着在底板102上立起设置的螺钉支撑部26B,在该螺钉支撑部26B的内侧刻制设置与螺钉27旋合的螺纹牙。在按压调整凸轮26和底板102之间设置垫块28,通过固定螺钉27,按压调整凸轮26在底板102上被固定成限制其转动的状态。
此处,如果松动螺钉27,按压调整凸轮26能够以该螺钉27为转动中心转动。此时,调整作业者把大致形成为L字状的调整用端子29插入穿通设置在按压调整凸轮26上的端子引导孔26C中,通过手动移动该调整用端子29,可以容易进行按压调整凸轮26的转动调整。
从该按压调整凸轮26向弹簧部23的按压力,如图4所示,使形成为U字状的弹簧部23的两个腿之间变狭小。此时,在弹簧部23产生的弹性力,使转子安装部25以轴21为中心向顺时针方向旋转。由此,安装在转子安装部25上的转子100的外周面被按压着接触抵接部36。
根据这种构成,可以通过调整按压调整凸轮26,调整施加给振动板10的压力。如果使按压调整凸轮26旋转,并且按照图4中的虚线所示,使弹簧部23产生较大变形,转子安装部25抗拒该弹簧部23的弹性力,以轴21为中心向图中顺时针方向位移,通过转子100施加给振动板10的按压力增加。另外,如果调整按压调整凸轮26,并且按照图中的实线所示,扩大弹簧部23的两个腿之间,则弹簧部23的弹性力减少,通过转子100施加给振动板10的按压力减少。另外,按压调整凸轮26的调整可以是基于手动作业的调整,也可以利用自动装配钟表的运转机构的自动装配机进行调整。
下面,参照图10说明振动板10。
如上所述,振动板10是在压电元件30、31之间配置板状基体部件32的叠层结构。该结构降低起因于过度振动或因掉落等产生的外部冲击力对振动板10的损伤,提高耐久性。并且,作为基体部件32,使用壁厚比压电元件30、31薄的部件,从而尽力不妨碍压电元件30、31的振动。由于使上述的固定部11、支撑抵接部12和抵接部36与该基体部件32形成为一体,可以简化制造工序。
并且,在配置于基体部件32上侧的压电元件30的表面和背面上粘贴长方形状的供电用电极33A、33B,以覆盖该压电元件30的大致整个表面。同样,在配置于基体部件32下侧的压电元件31的表面和背面上粘贴长方形状的供电用电极33C、33D,以覆盖该压电元件31的大致整个表面。并且,在供电用电极33C形成矩形状的检测用电极34(参照图17),利用切口与该供电用电极33C的其他区域绝缘分离,并从振动板10的长度方向的大致中央向一侧延伸。该检测用电极34是用于获得表示振动板10的振动的检测信号的电极。
此处,作为压电元件30、31,可以使用钛酸锆酸铅(PZT(商标))、石英、铌酸锂、钛酸钡、钛酸铅、亚铌酸铅、聚氟化亚乙烯基、锌铌酸铅、钪铌酸铅等各种材料。此处,锌铌酸铅的组成式是[Pb(Zn1/3-Nb2/3)O3]1-x(PbTiO3)(其中,x因组分而不同,x约为0.09),钪铌酸铅的组成式是[{Pb((Sc1/2-Nb1/2)1-xTix)O3}](其中,x因组分而不同,x约为0.09)。
在压电元件30的极化方向和压电元件31的极化方向相反的情况下,例如图11所示,从驱动电路500向上述供电用电极33A、基体部件32、供电用电极33C分别提供交流驱动信号,以使供电用电极33A、基体部件32、供电用电极33C的电位分别成为+V、VDD、+V(或-V、VDD、-V:其中VDD为驱动电路500的接地电位)。此处,+V的驱动信号和-V的驱动信号是相位反转的交流信号。另外,如上所述,由于利用导体形成基体部件32,所以能够省略与压电元件30、31接触的供电用电极33B、33D,在图11中也省略记述。
这样构成的振动板10,从驱动电路500通过供电用电极33A~33D向压电元件30、31提供交流驱动信号,在压电元件30、31产生在长度方向伸缩的振动。此时,如图4和图12中的箭头X所示,产生压电元件30、31在长度方向伸缩的纵向振动。
并且,在振动板10产生纵向振动时,如图13所示,借助因振动板10的重量平衡的不平衡程度形成的以振动板10的重心为中心的旋转力矩,诱发在宽度方向摇动的弯曲振动。在产生这种纵向振动和弯曲振动,并且两者相结合时,振动板10的抵接部36中与转子100的外周面接触的部分,如图14所示,在沿着椭圆轨迹的顺时针方向振动。即,抵接部36中与转子100接触的部分大幅位移。另外,也可以在振动板10中与设有抵接部36的一侧相反的一侧端部设置平衡部89,从而诱发更大的弯曲振动,产生更大的旋转力矩。
如上所述,振动板10产生纵向振动和弯曲振动相结合的振动,但该振动中是纵向振动模式占优势还是弯曲振动模式占优势,这依赖于供给压电元件30、31的驱动信号的频率。图15是表示振动板10的振动频率和阻抗的关系的一个示例的图。如该图所示,纵向振动模式的阻抗的极小值即谐振频率f1、和弯曲振动模式的阻抗的极小值即谐振频率f2,具有互不相同的值。因此,如果利用在谐振频率f1和谐振频率f2之间阻抗为极大值的频率f3、和与弯曲振动模式的谐振频率f2之间的频率f2’驱动压电元件30、31,则压电元件30、31均进行纵向振动的同时诱发弯曲振动。另外,压电元件30、31以接近弯曲振动模式的谐振频率f2的频率f2’被驱动,由此诱发较大的弯曲振动,振动板10的抵接部36描绘出更大的椭圆轨迹。这样,抵接部36描绘的椭圆变大,所以通过抵接部36施加给转子100的旋转力也变大,驱动效率提高。另外,该驱动效率是利用转子100相对供给压电元件30、31电能的每单位时间的功(即旋转速×负荷力矩)来定义的。
这样,抵接部36描绘顺时针的椭圆轨迹,在抵接部36处于在转子100侧鼓起的位置时,抵接部36按压转子100的按压力变大,而在抵接部36处于从转子100侧避开的位置时,抵接部36按压转子100的按压力变小。因此,压电致动器A在两者的按压力较大的期间,即抵接部36处于在转子100侧鼓起的位置时,驱动转子100在抵接部36的位移方向转动。
D.压电元件30、31上的布线连接及制造方法
下面,说明压电元件30、31上的布线连接及制造方法。
图16是表示振动板10的上面(表面)的俯视图,图17是表示振动板10的下面(背面)的俯视图,图18是表示沿图16的A-A’线的剖面图。另外,在图18的剖面图中,省略图示供电用电极33A、33C和检测用电极34。
在本实施方式中,为了在振动板10的驱动信号输入端,进行从驱动电路500向设在压电元件30、31的供电用电极33A、33C供给驱动信号的输入用布线,以及在振动板10的振动状态输出端,进行从设在压电元件31的检测用电极34向驱动电路500供给检测信号的输出用布线,使用两个导线基板14A、14B。这些导线基板14A、14B如图16~图18所示,设置在振动板10的固定部11上。具体讲,在固定部11的上面和下面分别通过粘接或焊接等固定有抬高部件80,在该抬高部件80上通过粘接或焊接等固定着上述导线基板14A、14B。该抬高部件80用于使以基体部件32(固定部11)为基准时的导线基板14A、14B的高度高于压电元件30、31。
上述导线基板14A、14B例如在聚酰亚胺等绝缘板16上设置作为导电膜的铜箔15而构成。具体而言,固定部11表面侧的导线基板14A的上面如图16所示,利用一块铜箔15A将其上面大致整体覆盖。另外,在该铜箔15A形成朝向振动板10侧延伸的连接部17A。该连接部17A如图18所示形成为从绝缘板16悬伸的状态,作为连接导线基板14A和供电用电极33A之间的布线(导通部件)起作用,其前端接合在供电用电极33A上。连接部17A和供电用电极33A的接合例如通过锡焊或电阻焊等进行,可以保持接合可靠性。
另一方面,固定部11背面侧的导线基板14B的上面如图17所示,被相互离开的两块铜箔15B、15C覆盖,在各个铜箔15B、15C形成连接部17B、17C,这些连接部17B、17C形成为朝向振动板10侧延伸,并且从绝缘板16悬伸的状态。连接部17B作为连接导线基板14B和检测用电极34之间的布线起作用,连接部17C作为连接导线基板14B和供电用电极32C之间的布线起作用。即,连接部17B的前端接合在设于压电元件31表面上的供电用电极33C上,连接部17C的前端接合在检测用电极34上。这些连接部17B、17C和检测用电极34及供电用电极33C的接合,例如通过锡焊或电阻焊等进行,可以保持接合可靠性。
这样,在本实施方式中构成为,把使导线基板14A、14B的铜箔15A、15B、15C延伸形成的连接部17A、17B、17C用作供电用电极33A、33C及检测用电极34的布线。根据这种构成,与利用导线等其他部件对振动板10和导线基板14A、14B进行布线的情况相比,可以简化布线时的作业工序,由此可以提高装配性。并且,可以减小施加给振动板10的布线的负荷,所以能够稳定振动板10的振动,结果,可以减少施加给压电致动器A的运动性能的影响。
另外,在本实施方式中构成为,从设在固定部11上侧的导线基板14A向基体部件32表面侧的压电元件30布线,从设在固定部11下侧的导线基板14B向基体部件32背面侧的压电元件31布线。由此,在夹着基体部件32,在导线基板背面侧的压电元件上布线时,与从一个导线基板向各个压电元件30、31布线的结构相比,不需要把从导线基板延伸的布线从表面侧的压电元件环绕连接到背面侧的压电元件上,因此与这种布线方式相比,可以减少布线施加给振动板10的负荷,稳定振动板10的振动。
并且,在本实施方式中构成为,把供电用电极33A、33C和检测用电极34设置在相当于振动板10振动的节点的部位,所以能够防止与该供电用电极33A、33C和检测用电极34连接的上述连接部17A~17C因振动板10的振动而剥离。由此,没必要使连接部17A~17C和供电用电极33A、33C及检测用电极34的接合强度太强,所以容易进行接合连接部17A~17C和供电用电极33A、33C及检测用电极34时的装配,可以提高装配性。
另外,在本实施方式中构成为,在固定部11上设置导线基板14A、14B时,隔着抬高部件80。因此,在把从各个导线基板14A、14B延伸的连接部17A、17B、17C接合在供电用电极33A、33C及检测用电极34上时,连接部17A、17B、17C不是压在压电元件30、31上,而是形成连接部17A从压电元件30上方直接到达供电用电极33A,连接部17B、17C从压电元件30下方直接到达供电用电极33C和检测用电极34的状态。由此,可以进一步减小连接部17A、17B、17C施加给振动板10的负荷。
可是,在本实施方式中,向供电用电极33A和供电用电极33C提供相同相位的驱动信号。即,在本实施方式中构成为,使连接供电用电极33A的铜箔15A和连接供电用电极33C的铜箔15C电气导通,向供电用电极33A、33C提供相同相位的驱动信号。以下参照图19说明该构成。
图19是沿图16的B-B’线的剖面图。如该图所示,安装了上述驱动电路500的电路基板18,在底板102上被配置成使设有作为导电图形的铜箔18A的一面朝上。固定部11下侧的导线基板14B从上侧压接在该电路基板18上,电路基板18的铜箔18A和导线基板14B的铜箔15B及15C直接接触,由此电路基板18和导线基板14B形成电气连接。
并且如图19和图16所示,在配置于固定部11上面侧的导线基板14A的铜箔15A上,设置从该导线基板14A朝向电路基板18延伸的导通用弹簧板37。该导通用弹簧板37的前端部37A如图19中的点划线所示,一直延伸到电路基板18的安装位置下方,在把固定部11安装在底板102上时,导通用弹簧板37向上方挠曲,其前端部37A压接在电路基板18上面的铜箔18A上。由此,电路基板18的铜箔18A和导线基板14A的铜箔15A导通。如上所述,电路基板18和导线基板14B也导通,结果,导线基板14A和导线基板14B导通。
另一方面,基体部件32如上所述构成为被施加有驱动电路500的接地电位即VDD电压。在本实施方式中,通过向设在基体部件32的固定部11施加VDD电压,向基体部件32施加VDD电压。具体讲,如图16所示,配置于固定部11上面侧的导线基板14A,在从上方观看时,不是整体覆盖固定部11上面,而是形成为固定部11的一部分露出的形状。在该露出部11B,如图20所示,连接着用于与驱动电路500(上述电路基板18)的接地电位(VDD电压)导通的接地导通部件81。
根据以上构成,连接供电用电极33A的铜箔15A和连接供电用电极33C的铜箔15C电气导通,可以向供电用电极33A、33C提供相同相位的驱动信号,同时向基体部件32施加VDD电压。
此处,在本实施方式中构成为,预先使上述振动板10和导线基板14A、14B组件化,在装配到压电致动器A上时与电路基体18导通。以下说明该构成。
如图19所示,在底板102上除上述固定部凸部(螺旋销)102A外,立起设置着两个引导销150A、150B,如图16~图18所示,在固定部11上除固定部凸部102A的上述定位孔11A外,穿通设置着用于插通上述引导销150A、150B的两个销孔151A、151B。另外,在上述导线基板14A、14B如图19所示,也穿通设置着用于插通固定部凸部102A、引导销150A、150B的定位孔140、销孔152A、152B,与此相同,在抬高部件80上也穿通设置有用于插通固定部凸部102A、引导销150A、150B的定位孔153、销孔153A、153B。
这些固定部11、导线基板14A、14B和抬高部件80,如上所述,按照导线基板14B、抬高部件80、固定部11、抬高部件80、导线基板14A的顺序进行叠层,并通过粘接或焊接等固定各个部件。此时,各个部件被定位成与穿通设在各部件上的定位孔、销孔重叠。并且,导线基板14A的铜箔15A延伸形成的连接部17A接合在供电用电极33A上,导线基板14B的铜箔15B延伸形成的连接部17B接合在检测用电极34上,该导线基板14B的铜箔15C延伸形成的连接部17C接合在供电用电极33C上,导线基板14A、14B与固定部11形成一体,振动板10和导线基板14A、14B形成为组件。
和导线基板14A、14B形成为组件的振动板10被安装在底板102上,并且其固定部11插通设于底板102的上述固定部凸部102A、引导销150A、150B。此时,设在导线基板14A上的导通用弹簧板37的前端部18A按压配置在底板102上的电路基板18的铜箔18A,导线基板14A和电路基板18导通,并且导线基板14B的铜箔15B、15C与电路基板18的铜箔18A接触,导线基板14B和电路基板18导通。在本实施方式中构成为,把设有导线基板14A、14B的固定部11插通上述固定部凸部102A、引导销150A、150B,利用该固定部凸部102A、引导销150A、150B进行导线基板14A、14B和电路基板18的相对定位,没有必要分别进行各个部件的定位。
并且,在振动板10安装在底板102上后,如图19所示,导线基板14A的上面被绝缘板154覆盖,实现与手表的其他部件的电绝缘,另外在绝缘板154上放置着压板155。螺钉13从该压板155的上面插通固定在上述固定部凸部102A上,利用该螺钉13加压压板155,结果,上述振动板10压接在底板102上,消除底板102和振动板10之间的松动。并且,利用压板155的按压力,加强导线基板14A和导通用弹簧37的连接、以及导线基板14B和电路基板18的连接。
这样,在本实施方式中构成为,使振动板10和导线基板14A、14B成为组件,所以容易进行振动板10在底板102上的安装、以及振动板10和电路基板18之间的布线这些装配作业,并且可以使品质稳定。另外构成为使用固定部凸部102A、引导销150A、150B这些共用部件进行固定部11和导线基板14A、14B的各自定位,所以没有必要分别进行这些固定部11和导线基板14A、14B的各自定位。
此处,在本实施方式中说明的结构如下,使导线基板14A、14B的铜箔15A、15B、15C延伸,进行导线基板14A、14B和压电元件30、31的布线,但不限于此,也可以构成为在导线基板14A、14B分别连接弹簧板,使用该弹簧板进行导线基板14A、14B和压电元件30、31的布线。参照图21~图23说明这种构成。
图21是表示本实施方式以外的其他方式的振动板10的上面(表面)侧的俯视图,图22是表示该振动板10的下面(背面)侧的俯视图,图23是沿图21的C-C’线的剖面图。在图23所示的剖面图中,省略图示供电用电极33A~33D和检测用电极34。如这些图所示,在本方式中,上述的导线基板14A利用绝缘片85、和粘贴在该绝缘片85上的金属板15A’构成,导线基板14B利用绝缘片85、和粘贴在该绝缘片85上的相互离开的两块金属板15B’、15C’构成。绝缘片85是上述绝缘基板16的替代品,金属板15A’~15C’是上述铜箔15A~15C的替代品。在金属板15A’连接着作为与供电用电极33A的布线部件的弹簧板17A’,在金属板15B’连接着作为与检测用电极34的布线部件的弹簧板17B’,在金属板15C’连接着作为与供电用电极33C的布线部件的弹簧板17C’。这些金属板15A’~15C’和弹簧板17A’~17C’的连接可以通过焊接等进行连接,也可以使它们形成为一体。
弹簧板17A’如图23所示被折弯成山形,其前端部从压电元件30的上方点接触供电用电极33A,通过与弹簧板17A’的接触减小施加给压电元件30的负荷。弹簧板17B’、17C’的前端部也从压电元件30的下方点接触供电用电极33C和检测用电极34,通过与弹簧板17B’、17C’的接触减小施加给压电元件30的负荷。由此,防止由于布线阻碍振动板10的振动。
并且,导线基板14A、14B和压电元件30、31的布线使用弹簧板17A’~17C’构成,由此在压电元件30、31上布线时不需要进行锡焊等作业,另外由于布线时不会向压电元件30、31施加热量,所以压电元件30、31不会受到布线的热影响,可以稳定其性能。
另外,也可以如图24所示构成为利用非导电性粘接剂把金属板15A’~15C’粘贴在固定部11上,以代替在固定部11和金属板15A’~15C’之间设置绝缘片85的结构。根据该构成,绝缘用部件数量减少,可以减少成本,并且可以实现薄型、小型化。
并且,示例了导线基板14A、14B的导通使用导通用弹簧板37的结构,但不限于此。即,如图25所示,也可以利用一块挠性印刷基板14’(例如FPC(Flexible Printed Circuit))构成导线基板14A、14B。该挠性印刷基板14’是在聚酯等绝缘片16’上粘贴作为导体图形的铜箔15’构成的。在把该挠性印刷基板14’安装在固定部11上时,把绝缘片16’粘接在固定部11的表面侧或背面侧的抬高部件80上,并且使铜箔15’成为表面侧,然后将固定部11环绕弯曲,将另一端粘接在固定部11的背面侧或表面侧的抬高部件80上。由此,与导线基板14A、14B使用两块基板的结构相比,可以削减成本,能够容易使固定部11的表面侧和背面侧导通。
E.压电致动器的驱动电路
以下,参照图26说明利用上述构成形成的钟表的日历机构使用的驱动电路。
如该图所示,驱动电路500具有:凌晨0点检测单元501;控制电路503;日期前进检测单元502和谐振电路504。凌晨0点检测单元501是装配在运动机构73(参照图2)的机械开关,在到达凌晨0点时,向控制电路503输出控制信号。日期前进检测单元502以上述的弹簧板64和接触销65(参照图1)为主要部件,在弹簧板64和接触销65接触、即检测到日期前进结束时,向控制电路503输出控制信号。
控制电路503根据从凌晨0点检测单元501供给的控制信号、和从日期前进检测单元502供给的控制信号,向谐振电路504输出谐振控制信号。该谐振控制信号在通过凌晨0点检测单元501检测到凌晨0点的时间点,从低电平上升为高电平,在之后通过日期前进检测单元502检测到日期前进结束时,从高电平下降到低电平。
谐振电路504在谐振控制信号为高电平时被供电,在低电平时停止供电,在谐振控制信号为高电平时,通过供电用电极33A~33D向压电元件30、31供给规定频率的驱动信号。接收到该驱动信号的压电元件30、31进行上述的伸缩动作。
如上所述,日期旋转中间齿轮40在变更日期时旋转一周,此期间是限定为凌晨0点的时间。因此,谐振电路504仅在该期间谐振即足以。在该示例的驱动电路500中,利用高电平或低电平的谐振控制信号控制对谐振电路504的供电,在不需要使日期旋转中间齿轮40转动的期间,使谐振电路504的动作完全停止。因此,可以降低谐振电路504的不必要的电力消耗。
在本实施方式中,说明了在日期旋转中间齿轮40的小径部4a的圆周面形成一个切口部4c的情况,但在形成多个(例如4个)的情况下,在进行日期变更时,使日历中间齿轮40仅旋转1/4周即可。
F.日历显示机构的动作
参照图1和图26说明具有如上构成的压电致动器A的日历显示机构的自动更新动作。
在每天到达凌晨0点时,利用图21所示的凌晨0点检测单元501检测出已到达凌晨0点,从控制电路503向谐振电路504输出谐振控制信号。由此,从谐振电路504通过供电用电极33A~33D向压电元件30、31供给规定频率的驱动信号。在向供电用电极33A~33D供给来自驱动电路500的驱动信号时,压电元件30、31通过伸缩而挠曲振动,振动板10进行纵向振动。
此时,如上所述,在压电元件30、31的极化方向为反方向的情况下,从驱动电路500供给交流的驱动信号,以使上面、中央、下面的电位分别为+V、VDD、+V(或-V、VDD、-V)。
并且,振动板10在纵向被电气激励时,借助振动板10的重量平衡的不平衡程度诱发机械弯曲振动。并且,纵向振动和弯曲振动相结合,由此抵接部36沿着椭圆轨迹振动,并驱动转子100。
这样,利用驱动电路500驱动压电致动器A的振动板10,图1所示的转子100向图1中顺时针方向旋转,随之日期旋转中间齿轮40开始向逆时针方向旋转。
此处,驱动电路500构成为,在图1所示弹簧板64和接触销65接触时停止供给驱动信号。在弹簧板64和接触销65接触的状态下,前端部64a进入切口部4c。因此,日期旋转中间齿轮40从该状态下开始旋转。
日期旋转齿轮60借助弹簧板63被向顺时针方向施力,所以小径部4a滑动着接触日期旋转齿轮60的齿6a、6b。在其中途,切口部4c到达日期旋转齿轮60的齿6a位置时,齿6a与切口部4c啮合。
然后,日期旋转中间齿轮40继续向逆时针方向转动,日期旋转齿轮60与日期旋转中间齿轮40连动,并且在顺时针方向仅转动一个齿的量,即仅转动“1/5”周。另外,与此连动,日期显示齿轮50在顺时针方向仅转动一个齿的量(相当于一天的日期范围)。另外,在月份内的天数不足“31”的月份的最后一天,反复数次上述动作,通过日期显示齿轮50显示基于西历的正确日期。
并且,日期旋转中间齿轮40继续向逆时针方向转动,在切口部4c到达弹簧板64的前端部64a的位置时,前端部64a进入切口部4c。这样,弹簧板64和接触销65接触,结束供给驱动信号,日期旋转中间齿轮40停止旋转。因此,日期旋转中间齿轮40形成为一天旋转一周。
G.按压力大小的调整步骤
下面,说明使按压调整凸轮26旋转,调整把转子100按压在转动板10上的按压力大小的步骤。
在钟表的运动机构装配工序中,调整作业者把安装了压电致动器A的运动机构设定为用于检测转子100的转速的未图示的转速传感器。作为该转速传感器,优选例如激光测位仪等那样的能够以非接触状态直接检测出检测对象的转速的传感器。
然后,调整作业者进行规定的操作,使驱动电路500转移为调整模式。与此相应,从控制电路503向谐振电路504输出谐振控制信号,从谐振电路504通过供电用电极33A~33D向压电元件30、31供给规定频率的驱动信号。由此,振动板10振动,伴随抵接部36的位移,开始驱动转子100。
然后,调整作业者利用改锥松动螺钉27,在该状态下向端子引导孔26C插入调整用端子29,并慢慢地转动按压调整凸轮26。此时,调整作业者利用未图示的监视器等一面监视转速传感器的检测值,一面使按压调整凸轮26至少旋转一周以上。并且,调整按压调整凸轮26的方向,使转速传感器的检测值达到最高。在这样确定方向后,调整作业者固定螺钉27,把按压调整凸轮26固定在底板102上。
另外,该按压力的调整除上述手动作业调整外,也可以利用自动装配钟表的运动机构的自动装配机进行调整。
H.按压方向的调整
另外,调整作业者可以按照上面所述调整按压力的大小,但从提高转子100的驱动效率方面考虑,该按压力被施加到哪个方向也是重要因素。
以下举例说明分别不同的三种按压方向。另外,在这些附图中,省略了弹簧部,但如上述实施方式所述,可以在支撑转子100的杆的一部分设置弹簧部,也可以另外设置弹簧部件,或者可以仅利用安装杆时的转子的按压力,使振动板产生按压力。
图27是表示转子100施加给振动板10的按压力方向为0°100和振动板10的位置关系的俯视图。在该图中,利用双点划线表示的直线P1是表示转子100的移动方向的线。该直线P1形成为与振动板10的振动方向大致平行的关系。通过向转子100施加箭头a方向的力,向抵接部36施加箭头b方向的按压力。
下面,图28和图29是表示转子100施加给振动板10的按压力方向为90°100和振动板10的位置关系的俯视图。在图28中,利用双点划线表示的直线P2是表示转子100的移动方向的线。该直线P2形成为与振动板10的振动方向大致垂直的关系。通过向转子100施加箭头a2方向的力,向抵接部36施加箭头b2方向(与振动方向垂直的方向)的按压力。
并且,在图29中,利用双点划线表示的直线P3是从转子100和抵接部36的抵接部分向振动板10的振动方向延伸的线。通过在该直线P3上设置转动中心,转子100向抵接部36施加大致90°过向转子100施加箭头a3方向的力,向抵接部36施加箭头b3方向(与振动方向垂直的方向)的按压力。
下面,图30和图31是表示转子100施加给振动板10的按压力方向为30°100和振动板10的位置关系的俯视图。在图30中,利用双点划线表示的直线P4是从转子100和抵接部36的抵接部分向相对振动板10的振动方向倾斜30°100施加箭头a4方向的力,向抵接部36施加箭头b4方向(相对振动方向倾斜30°方向)的按压力。
并且,在图31中,利用双点划线表示的直线P5是从转子100和抵接部36的抵接部分向相对振动板10的振动方向倾斜30°线。在与该直线P5垂直的线上,而且是直线P5成为切线的位置设置转子100的转动中心。由此,转子100向抵接部36施加大致30°力。即,通过向转子100施加箭头a5方向的力,向抵接部36施加箭头b5方向(相对振动方向倾斜30°)
另外,在上述示例中,按压力的方向仅仅是一个示例,实际上根据弹簧部23的形状和弹性特性、抵接部36的位置和形状、转子100的直径等条件,设定最佳的按压方向。
I.振动体的形状
为了稳定压电致动器的驱动特性,需要稳定地产生振动板的纵向振动和弯曲二次振动,以使振动板前端的抵接部经常进行描绘相同轨迹的周期性运动。
关于这一点,在文献“作为电子电路元件的电气机械振子及其应用”(コロナ公司)的第9页记载有,“在长方形的振动板的长边和短边的比率为1∶0.272时,纵向振动和第2横向振动减弱”。另外,所说的第2横向振动相当于本实施方式中的弯曲二次振动。
但是,压电致动器使用的振动板不是该文献公开的单纯矩形板,其前端具有抵接部。因此,即使长边和短边的比为文献公开的比率,也不能获得稳定的纵向振动和弯曲二次振动。
因此,本发明者们着眼于抵接部的质量(惯性)对纵向振动和弯曲二次振动的影响,通过以下研究,求出具有抵接部的振动板的长边和短边的最佳尺寸比。
本发明者们假定了图32所示的振动板10。具体讲,压电元件为PZT,长边为7mm,短边为1.98mm,基体部件的材料为不锈钢(SUS301),厚度为0.1mm,抵接部的宽度尺寸为0.5mm,突出尺寸为0.45mm,质量为0.16mg。并且,在固定部上延伸的梁的宽度尺寸为0.4mm,长度为0.5mm。
在上述形状的振动板中,对具有抵接部的振动板和没有抵接部的振动板进行了振动模拟实验,其结果如图33所示。在图33中,( )内的数值表示实测值。根据图33所示结果判明,有无抵接部对弯曲二次振动的影响大于对纵向振动的影响,通过设置抵接部,纵向振动的谐振频率和弯曲二次振动的谐振频率之差增大。
为了使纵向振动和弯曲二次振动退缩,认为减少因附加抵接部而增大的纵向振动的谐振频率和弯曲二次振动的谐振频率之差比较有效。
此处,如果设振动板的长边长度为a,短边长度为b,则纵向振动的谐振频率f为:
f  1/a,
弯曲二次振动的谐振频率f为:
f  b/a2。
因此,判明通过改变短边长度b,减少纵向振动和弯曲二次振动的谐振频率之差,可以消除抵接部的影响。
在没有抵接部时,由于产生减弱的边之比为b/a=1/0.272=7mm/1.90mm,在有抵接部时,所以需要使b/a=7mm/1.92mm=1/0.274。
并且,通过实验发现,短边长度在实验中的最佳值为加长了0.06mm的1.98mm。这被认为是在纵向振动和弯曲二次振动的谐振频率非常接近时,由于微小的驱动频率差,两种振动的比率大幅变动。此时的边之比为b/a=1/0.283=7mm/1.98mm。
根据该实验结果,最佳的振动板的边之比b/a为,b/a 0.274的范围(1>b/a)。
J.本实施方式的效果
如上所述,在本实施方式中构成为,在可以收纳在钟表的有限空间中的薄型压电致动器A中,通过把作为被驱动体的转子100按压在振动板10的抵接部36上,向转子100和振动板10之间施加按压力,该按压力可以借助按压调整凸轮26的转动进行调整。由此,与把振动板10按压在转子100上产生按压力的以往示例相比,在本实施方式中,可以在底板102上把振动板10固定成没有游隙(可动松动)的状态。因此,可以大幅改善接受振动板10的振动而被驱动的转子100的驱动特性的劣化、振动板10的耐久性降低等。
另外,在本实施方式中构成为,把使导线基板14A、14B的铜箔15A、15B、15C延伸形成的连接部17A、17B、17C,用作供电用电极33A、33C和检测用电极34的布线。根据该构成,与利用导线等其他部件进行振动板10和导线基板14A、14B的布线时相比,可以简化布线时的作业工序,所以能够提高装配性。
另外,通过向振动板10施加合适的按压力,可以有效驱动压电致动器A。
K.变形例
本发明不限于上述实施方式,可以进行以下示例的各种变形。
(1)按压机构和调整机构的方式
在实施方式中,作为通过转子100向振动板10施加按压力的按压机构,使用具有弹簧部23的杆20,作为调整该按压力的调整机构使用按压调整凸轮26。但是,本发明不限于此,例如可以形成以下构成。
如果在图3所示的振动板10和底板102之间具有空闲空间,则弹簧部只要是可以收纳在该空间中的形状(例如弹簧板,弹簧形状等)即可,也可以与杆20另外独立形成。
并且,调整机构不限于按压调整凸轮26,只要是调整由弹簧部产生的弹性力的结构即可。
(2)转子100和振动板10的位置关系
介于转子100和日期显示齿轮50之间的中间齿轮的数量,不限于实施方式的示例数量,可以是任意数量。由于根据中间齿轮的数量确定使转子100旋转的方向,所以需要相应地变更转子100和振动板10的位置关系。
(3)振动板10的形状
在上述实施方式中,示例了具有两个压电元件30、31的振动板10,但本发明不限于此,可以是具有一个压电元件的振动板,也可以适用在振动板上叠层三个以上的压电元件的结构。
并且,在上述实施方式中,使用长方形的振动板10,但振动板10的形状不限于长方形,只要是具有长度方向的形状即可,例如,可以使用梯形、平行四边形、菱形、三角形等各种形状。
另外,粘贴在压电元件上的电极的形状不限于图10所示形状,也可以按照图34~图36所示形成于压电元件上。
例如,在形成图34所示电极的情况下,通过向电极I和电极II供给驱动信号进行驱动。使从电极I部分产生纵向振动,从电极II部分产生振动,从电极III部分不产生振动,由此相对纵向方向的伸缩产生不平衡,弯曲二次振动被激励,相对抵接部产生沿着某方向(例如顺时针方向)的椭圆轨迹的振动。另一方面,在使抵接部在反转方向(例如逆时针方向)振动时,通过向电极I和电极III供给驱动信号进行驱动。使从电极I部分产生纵向振动,从电极III部分产生振动,从电极II部分不产生振动即可。在使抵接部进行正转/反转的情况下,采用上述构成即可,但特别是仅在一个方向驱动的情况下,使电极I和电极II形成为一体即可。
图35表示没有图34的电极I的情况。通过向电极II供给驱动信号,也可以产生纵向振动。
图36表示利用整个电极I进行驱动的情况。该振动体利用形状上的不平衡(抵接部)激励弯曲二次振动。也可以形成按虚线所示使压电体中产生不振动部分的电极III。
另外,上述的压电致动器A的固定部11被旋合固定在底板102的固定部凸部102A上,支撑抵接部12被放置在底板102的支撑抵接部凸部102B上,由此形成单支撑振动板10的结构。但是,本发明不限于此,也可以是与固定部11相同,将支撑抵接部12旋合固定在支撑抵接部凸部102B上,从而形成双支撑振动板10的结构的压电致动器A。
并且,上述的压电致动器A形成为把振动板10、转子100设在底板102上的结构,但本发明不限于底板102,只要是可以支撑构成压电致动器A的部件的部位即可。
(4)安装压电致动器的设备的变形
并且,在上述实施方式中,以把压电致动器A用作安装在钟表上的日历显示机构的压电致动器为例进行了说明,但本发明不限于此,也可以用于利用时针、分针、秒针显示时间的时间显示机构。
另外,也可以适用于其他类型的设备,例如适用于玩具等娱乐设备或小型鼓风机等电子设备的压电致动器。并且,上述的压电致动器A可以做到薄型化、小型化,而且可以高效驱动,所以适合用作安装在利用电池驱动的便携式设备上的压电致动器。
(5)压电致动器A的驱动方式
在上述实施方式中,示例了通过振动板10振动,驱动与抵接部36抵接的转子100旋转的情况,但不限于此,本发明也可以适用于以直线方式驱动被驱动体的压电致动器。在该情况下,形成为被驱动体向振动板10施加按压力的结构。
另外,在上述实施方式的压电致动器A中,如手表那样为了获得利用极小电能驱动转子100的驱动力,使振动板10的抵接部36沿着椭圆轨迹振动。但是,本发明不限于此,也可以使抵接部36沿着振动板10的长度方向进行纵向振动,由此驱动转子100旋转。
(6)底板102的形状
底板102为了固定振动板10,突出形成固定固定部11的固定部凸部102A和与支撑抵接部12抵接的支撑抵接部凸部102B。但是,本发明不限于此,也可以在底板102上形成凹部,其具有仅利用固定部11和支撑抵接部12支撑振动板10的开口部。
(7)日历显示机构
在上述实施方式中,作为日历显示机构示例了显示日历信息中的日期的情况,但当然也可以是分别显示星期、月、年的日历显示机构。

Claims (12)

1.一种压电致动器,包括:振动板,具有板状基体部件和叠层在该基体部件上的压电元件,在该压电元件被提供驱动信号时振动;和通过所述振动板的振动而被驱动的被驱动体,其特征在于,具有:
固定所述振动板的固定部;
布线基板,被固定在所述固定部上,向所述压电元件提供来自驱动所述压电元件的驱动电路的驱动信号,
所述布线基板具有延伸到被设在所述压电元件上的电极的导通部件。
2.根据权利要求1所述的压电致动器,其特征在于,所述布线基板具有绝缘板和配置在该绝缘板上的导电膜材料,所述导通部件是通过延展所述导电膜材料而形成。
3.根据权利要求1所述的压电致动器,其特征在于,所述导通部件由按压所述电极的导电弹性部件形成。
4.根据权利要求1所述的压电致动器,其特征在于,所述布线基板具有金属板、和覆盖所述金属板一面的绝缘板或绝缘片,所述导通部件由一体地成形在所述金属板上的弹簧板构成。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的压电致动器,其特征在于,
所述振动板具有:被叠层在所述基体部件表面上的第1压电元件,和被叠层在所述基体部件背面上的第2压电元件,
所述布线基板被分别固定在所述固定部的表面侧和背面侧,
在固定于所述固定部表面侧的所述布线基板上,设有延伸到被设在所述第1压电元件的所述电极的所述导通部件,在固定于所述固定部背面侧的所述布线基板上,设有延伸到被设在所述第2压电元件的所述电极的所述导通部件。
6.根据权利要求5所述的压电致动器,其特征在于,具有导通分别被固定在所述固定部的表面侧和背面侧的所述布线基板的导通部。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的压电致动器,其特征在于,
所述振动板具有:被叠层在所述基体部件表面上的第1压电元件,和被叠层在所述基体部件背面上的第2压电元件,
所述布线基板形成为具有柔性,
所述布线基板的一端被固定在所述固定部的表面侧,另一端被固定在所述固定部的背面侧,并且在被固定在所述固定部表面侧的所述布线基板的一端,设有延伸到所述第1压电元件的所述导通部件,在被固定在所述固定部背面侧的所述布线基板的另一端,设有延伸到所述第2压电元件的所述导通部件。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的压电致动器,其特征在于,还具有抬高部件,介于所述布线基板和所述固定部之间,使从所述布线基板延伸的所述导通部件的高度高于所述压电元件。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的压电致动器,其特征在于,所述布线基板被固定在所述固定部上而形成组件化。
10.根据权利要求9所述的压电致动器,其特征在于,所述固定部和所述布线基板由设在所述支撑板上的定位部件被定位。
11.一种钟表,其特征在于,具有:
权利要求1~10中任一项所述的压电致动器;
输出驱动所述振动板的驱动信号的驱动电路;
向所述驱动电路供给电力的电源;
由所述压电致动器驱动,显示包括日历信息的时间信息的时间信息单元。
12.一种电子设备,其特征在于,具有:
权利要求1~10中任一项所述的压电致动器;
输出驱动所述振动板的驱动信号的驱动电路;
向所述驱动电路供给电力的电源;
由所述压电致动器驱动的驱动对象。
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