JP2000188885A

JP2000188885A - 圧電アクチュエータおよびその製造方法ならびに時計

Info

Publication number: JP2000188885A
Application number: JP10363547A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Funasaka; 司舩坂; Osamu Miyazawa; 修宮澤; Taiji Hashimoto; 泰治橋本; Makoto Furuhata; 誠古畑
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2000-07-04

Abstract

(57)【要約】【課題】圧電素子の振動を効率よく駆動対象に伝える
ことができて薄型化に適し、かつ製造が容易な圧電アク
チュエータおよびその製造方法ならびに該圧電アクチュ
エータを用いた時計を提供する。【解決手段】圧電素子の振動に伴って振動する弾性部
１１と、この振動をロータ１００に伝達するステータ部
１２とを一枚の板状部材を加工することにより、一体と
して構成した。これにより、圧電アクチュエータの構成
は非常に簡易となり、作成も容易となる。また、ステー
タ部１２の固有振動周波数にほぼ等しい周波数でステー
タ部１２を加振するので、ステータ部１２の内部損失を
大幅に減少させることができる。また、当該圧電アクチ
ュエータは平面的に構成されているので、腕時計のカレ
ンダ表示機構の薄型化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電アクチュエー
タおよびその製造方法ならびに該圧電アクチュエータを
用いた時計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧電素子は、電気エネルギーから機械エ
ネルギーへの変換効率や、応答性に優れていることか
ら、近年、圧電素子の圧電効果を利用した各種の圧電ア
クチュエータが開発されている。この圧電アクチュエー
タは、カメラのシャッター機構、プリンタのインクジェ
ットヘッド、あるいは超音波モータ等の分野に応用され
ている。

【０００３】図２０は、従来の圧電アクチュエータを用
いた超音波モータを模式的に示す図である。この超音波
モータに用いられている圧電アクチュエータ３００は、
突っつき型と呼ばれるものであり、発振部３０１と、こ
の発振部３０１からの交流電圧により伸縮する圧電素子
３０２と、振動片３０３とにより構成されている。ここ
で、振動片３０３は、基端部が圧電素子３０２に固定さ
れるとともに先端部がロータ３５０の表面に当接してお
り、ロータ３５０の法線に対してやや傾いた姿勢をなし
ている。このような構成において、発振部３０１からの
交流電圧により圧電素子３０２が伸縮すると、これによ
り振動片３０３の先端がきつつきのようにロータ３５０
の表面を叩き、ロータ３５０を歩進駆動するのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した圧
電アクチュエータは、携帯機器に用いられるようになっ
てきており、最近では特に腕時計への搭載が期待されて
いる。さらに詳述すると次の通りである。

【０００５】まず、腕時計は、ユーザが手首に装着して
携帯するものであるため、薄型であることが望まれてい
る。この腕時計を薄型化するためには、腕時計内部のカ
レンダ表示機構を薄くする必要がある。ここで、既存の
カレンダ表示機構は、電磁式のステップモータの回転駆
動力を運針用の輪列を介して日車に間欠的に伝達し、こ
の日車を送り駆動するように構成したものが一般的であ
る。しかし、このカレンダ表示機構に用いられるステッ
プモータは、コイルやロータといった各種部品を腕時計
の厚さ方向に組み合わせて構成しているので、その厚さ
を薄くすることには限界がある。

【０００６】また、腕時計の中にはカレンダ表示機構の
ある製品と、これがない製品があるが、生産性を向上さ
せるために、これらの両製品間で運針の機械系（いわゆ
るムーブメント）を共通化することが検討されている。
このムーブメントの共通化を行うためには、カレンダ機
構を文字盤側に配置する必要がある。しかし、上述した
電磁式のステップモータを用いる限り、文字盤側に構成
し得るような薄型のカレンダ表示機構を構成することは
困難である。

【０００７】以上のような理由により、ステップモータ
に代わる薄型の駆動手段が求められており、この駆動回
路として圧電アクチュエータに期待が集まったのであ
る。

【０００８】しかしながら、このような期待に応えうる
薄型の圧電アクチュエータはこれまで提供されていな
い。これは次の理由によるものである。

【０００９】まず、圧電アクチュエータを構成する圧電
素子は、電圧印可によって生じる変位が微少であり、通
常、この変位は数μｍ以下である。従って、必要な駆動
力を得るためには、この圧電素子に生じる変位を増幅し
て駆動対象に伝達する何等かの増幅機構が必要となる。

【００１０】しかし、この増幅機構は、ある程度の厚さ
を持ったものであり、増幅機構の構造上、これを薄くす
ることは困難であった。このため、圧電アクチュエータ
を十分に薄型化することは困難だったのである。

【００１１】また、圧電アクチュエータを腕時計等の携
帯機器に用いる場合、さらに以下に説明する問題を解決
しなければならない。

【００１２】まず、腕時計等の携帯機器は、バッテリを
電源とするのが一般的であるため、これに搭載される圧
電アクチュエータは消費電力の低いものであることが求
められる。

【００１３】しかし、圧電素子に増幅機構を付加した圧
電アクチュエータの場合、電源からの電気エネルギーが
圧電素子によって運動エネルギーに変換され、この運動
エネルギーが増幅機構を介して駆動対象に与えられる際
に、増幅機構において運動エネルギーの損失が生じる。

【００１４】従来の圧電アクチュエータは、この増幅機
構における運動エネルギーの損失が大きく、これを低減
することが困難であった。このため、消費電力を十分に
低く抑えることが困難であり、このことが、圧電アクチ
ュエータを腕時計等の携帯機器に適用することを妨げる
一要因となっていたのである。

【００１５】本発明は、このような背景の下になされた
ものであり、圧電素子の振動を効率よく増幅して駆動対
象に伝えることができ、かつ、薄型化に適した圧電アク
チュエータおよびその製造方法ならびに当該圧電アクチ
ュエータを用いた時計を提供することを目的としてい
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、長尺部を有
し、該長尺部の一端である可動端を駆動対象に押し当て
る姿勢で支持された一枚の板状の部材であって、前記長
尺部の側部から突出した弾性部を有する振動板と、前記
弾性部の表面に固定された圧電素子と、前記長尺部の固
有振動周波数とほぼ等しい周波数の振動を前記圧電素子
に発生させる駆動信号を発生する駆動回路とを具備する
ことを特徴とする圧電アクチュエータを提供するもので
ある。

【００１７】かかる圧電アクチュエータによれば、弾性
部と長尺部とが一体の板状部材によって形成されるの
で、圧電アクチュエータの構成は非常に簡易となり、作
成も容易となるという利点がある。また、長尺部の固有
振動周波数にほぼ等しい周波数で長尺部を加振するの
で、長尺部の内部損失を大幅に減少させることができ
る。従って、長尺部の変位を大きくすることができると
いう利点がある。

【００１８】また、前記振動板は、前記長尺部の前駆可
動端から隔たった部分において他よりも幅が狭くなって
いることとしてもよく、また、前記振動板は、前記弾性
部の側部の一部において他よりも幅が狭くなっているこ
ととしてもよい。

【００１９】ここで、前記振動板は、一枚の板状部材を
機械加工して形成したものであることとしてもよい。こ
の場合、圧電アクチュエータを非常に容易に製造するこ
とができる。

【００２０】また、前記振動板は、一枚の板状部材にエ
ッチングを施すことによって形成したものであることと
してもよい。この場合、板状部材に応力をかけることな
く振動板を形成することができるので、該振動板が非常
に薄く、かつ小さい部品であっても、容易に加工するこ
とができる。また、硬い板状部材を加工して振動板を形
成する場合であっても、化学的手段により、容易に加工
することができる。

【００２１】また、前記弾性部は、ハーフエッチングを
施すことにより、前記長尺部よりも薄く形成したもので
あることとしてもよい。この場合も、板状部材に応力を
かけることなく振動板を形成することができるので、該
振動板が非常に薄く、かつ小さい部品であっても、容易
に加工することができる。また、硬い板状部材を加工し
て振動板を形成する場合であっても、化学的手段によ
り、容易に加工することができる。

【００２２】また、前記振動板は、高強度セラミックス
の板状部材によって形成され、該振動版を圧電素子とと
もに焼結することによって前記弾性部の表面上に前記圧
電素子を固定することとしてもよい。この場合、圧電ア
クチュエータの製造工程が非常に簡便なものとなる。

【００２３】本発明は、少なくとも一端が可動端であ
り、該可動端を駆動対象に押し当てる姿勢で支持された
板状の駆動力伝達部材と、前記駆動力伝達部材と平行な
平面を構成するように該駆動力伝達部材に接合された板
状の部材であって、表面に圧電素子が固定された弾性板
と、前記駆動力伝達部材の固有振動周波数とほぼ等しい
周波数の振動を前記圧電素子に発生させる駆動信号を発
生する駆動回路とを具備することを特徴とする圧電アク
チュエータを提供するものである。かかる圧電アクチュ
エータによれば、圧電アクチュエータの製造工程が容易
になるという利点がある。ここで、前記駆動力伝達部材
は、前記可動端から隔たった部分において他よりも幅が
狭くなっていることとしてもよく、また、前記弾性板
は、側部の一部において他よりも幅が狭くなっているこ
ととしてもよい。

【００２４】また、前記弾性板は、溶接によって前記駆
動力伝達部材に接合されていることとしてもよい。この
場合、圧電アクチュエータの製造工程が容易なものとな
る。

【００２５】また、前記弾性板は、直接接合によって前
記駆動力伝達部材に接合されていることとしてもよく、
また、前記弾性板は、拡散接合によって前記駆動力伝達
部材に接合されていることとしてもよい。この場合、振
動板と駆動力伝達部材とを、容易かつ確実に接合するこ
とができる。

【００２６】また、前記弾性板の端部近傍部の表面を、
前記駆動力伝達部材の表面上に接合してなることとして
もよい。この場合、圧電アクチュエータの製造工程が容
易なものとなる。

【００２７】また、前記弾性板の表面における前記駆動
力伝達部材の表面と対向している領域の一部を該駆動力
伝達部材と接合してなることとしてもよい。この場合、
駆動力伝達部材の振動は、接合された弾性板によって制
限されることが少なくなるから、エネルギー効率の向上
を図ることができる。

【００２８】また、前記弾性板は、端部近傍部が階段状
に折り曲げられ、該端部近傍部が前記駆動力伝達部材の
表面上に接合され、前記弾性板のうち該端部近傍部を除
く部分が、該駆動力伝達部材の厚さ方向の中央部付近か
ら、前記駆動力伝達部材と平行に突出してなることとし
てもよい。この場合、圧電アクチュエータの薄型化を図
ることができる。

【００２９】また、前記弾性板の端部が、前記駆動力伝
達部材の側部であって、当該駆動力伝達部材の厚さ方向
における中央部に接合されていることとしてもよい。こ
の場合、振動板から駆動力伝達部材への振動の伝達効率
が向上させることができる。

【００３０】また、前記弾性板は、前記駆動力伝達部材
に接合される部分の近傍において、他の部位よりも幅が
狭くなっていることとしてもよい。この場合、駆動力伝
達部材の振動は、接合された弾性板によって制限される
ことが少なくなるから、エネルギー効率の向上を図るこ
とができる。

【００３１】本発明は、長尺部を有し、該長尺部の一端
である可動端を駆動対象に押し当てる姿勢で支持された
一枚の板状の部材であって、前記長尺部の側部から突出
した弾性部を有する振動板を製造する振動板製造工程
と、前記振動板における弾性部の表面に圧電素子を固定
する圧電素子固定工程とを具備することを特徴とする圧
電アクチュエータの製造方法を提供するものである。か
かる圧電アクチュエータの製造方法によれば、該圧電ア
クチュエータを非常に容易な製造工程で製造することが
できる。

【００３２】ここで、前記振動板製造工程では、機械加
工により、１枚の板状部材から前記振動板を形成するこ
ととしてもよい。この場合、該圧電アクチュエータを非
常に容易な製造工程で製造することができる。

【００３３】また、前記振動板製造工程では、エッチン
グにより、１枚の板状部材から前記振動板を形成するこ
ととしてもよい。この圧電アクチュエータの製造方法に
よれば、この場合、板状部材に応力をかけることなく振
動板を形成することができるので、該振動板が非常に薄
く、かつ小さい部品であっても、容易に加工することが
できる。また、硬い板状部材を加工して振動板を形成す
る場合であっても、化学的手段により、容易に加工する
ことができる。

【００３４】また、前記振動板製造工程では、前記振動
板における弾性部に選択的にハーフエッチングを施し、
該弾性部の板厚を薄くする工程を含むこととしてもよ
い。この場合、板状部材に応力をかけることなく振動板
を形成することができるので、該振動板が非常に薄く、
かつ小さい部品であっても、容易に加工することができ
る。また、硬い板状部材を加工して振動板を形成する場
合であっても、化学的手段により、容易に加工すること
ができる。

【００３５】また、前記圧電素子固定工程では、高強度
セラミックスによって形成された前記振動板を、圧電素
子とともに焼結することによって、前記弾性部の表面上
に前記圧電素子を固定する工程を含むこととしてもよ
い。この場合にも、当該圧電アクチュエータの製造工程
が非常に簡易なものとなる。

【００３６】また、この発明は、少なくとも一端が可動
端であり、該可動端を駆動対象に押し当てる姿勢で支持
された板状の駆動力伝達部材を製造する駆動力伝達部材
製造工程と、板状の弾性板を製造する弾性板製造工程
と、前記駆動力伝達部材と平行な平面を構成するよう
に、前記弾性板を該駆動力伝達部材に固定して振動板を
製造する振動板製造工程と、前記振動板における弾性板
の表面に圧電素子を固定する圧電素子固定工程とを具備
することを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法を
提供するものである。かかる圧電アクチュエータの製造
方法によれば、非常に容易な製造工程により当該圧電ア
クチュエータを製造することができる。

【００３７】ここで、前記振動板製造工程では、前記弾
性板を、前記駆動力伝達部材に溶接することにより固定
して前記振動板を製造することとしてもよい。この場
合、圧電アクチュエータの製造工程を非常に簡易なもの
とすることができる。

【００３８】また、前記振動板製造工程では、前記弾性
板を、前記駆動力伝達部材に直接接合することにより固
定して前記振動板を製造することとしてもよく、また、
前記振動板製造工程では、前記弾性板を、前記駆動力伝
達部材に拡散接合することにより固定して前記振動板を
製造することとしてもよい。この場合、振動板と駆動力
伝達部材とを、容易かつ確実に接合することができる。

【００３９】また、この発明は、針を回転駆動するムー
ブメントと文字盤の間に、請求項１から１８のいずれか
１の請求項に記載の圧電アクチュエータと、該圧電アク
チュエータによって回転駆動されるカレンダ表示車とを
有するカレンダ表示機構を設けたことを特徴とする時計
を提供するものである。かかる時計によれば、内蔵され
る圧電アクチュエータが薄型化に適した構造をしている
ので、時計全体を薄型化することができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態について説明する。かかる実施の形態は、本発
明の一形態を示すものであり、この発明を限定するもの
ではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。

【００４１】Ａ：第１の実施形態Ａ−１：第１の実施形態の構成図１は、この発明の一実施形態である圧電アクチュエー
タＡ１を用いた腕時計のカレンダ表示機構の構成を例示
する平面図である。図１に示すように、当該カレンダ表
示機構は、本実施形態である圧電アクチュエータＡ１
と、この圧電アクチュエータＡ１によって歩進駆動され
ることにより回転するロータ１００と、このロータ１０
０に係合する中間車１０１と、日や曜が表記されてお
り、中間車１０１と連動する日車１０２と、これらの各
部が設置されるベース（図示略）によって構成されてい
る。

【００４２】図２は、上記カレンダ表示機構を組み込ん
だ時計の構成を示す断面図である。同図において、斜線
部分に上述したカレンダ表示機構が組み込まれており、
その厚さは０．５ｍｍ程度と極めて薄い。これは、日車
１０２を駆動する圧電アクチュエータＡ１を平面的に構
成したためである。カレンダ表示機構（斜線部分）の上
側には、円盤状の文字盤２０１が設けられている。この
文字盤２０１の外周部の一部には、日付を表示するため
の窓部２０２が設けられており、この窓部２０２から日
車１０２に表記された日や曜が覗けるようになってい
る。なお、文字盤２０１の下側には、運針２０３を駆動
するムーブメント２０４が設けられている。

【００４３】図３（ａ）および（ｂ）は、本実施形態に
おける圧電アクチュエータＡ１を時計の文字盤側から見
た平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’
線視断面図である。図３（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、本実施形態である圧電アクチュエータＡ１は、振動
板１、圧電素子２ａおよび２ｂならびに駆動回路３によ
って概略構成されている。なお、図３（ａ）において
は、便宜上、図３（ｂ）に示す駆動回路３および配線を
省略している。

【００４４】振動板１は、金属製の板を打ち抜き加工等
により整形した１枚の板状部材であるが、図４に示すよ
うに、弾性部１１と、ステータ部１２と、ばね部１３と
に分けることができる。ここで、ステータ部１２は、そ
の先端部が駆動対象たるロータ１００に押し当てられる
可動端１２１となっている。この可動端１２１は、図４
に示すように円弧状に整形されている。可動端１２１と
は反対側のステータ部１２の端部は、支持部１２３とな
っている。そして、この支持部１２３にはスルーホール
１２５が形成されている。また、ステータ部１２におけ
る支持部１２３の近傍の部分は、他よりも幅の狭い括れ
部１２２となっている。ばね部１３は、ステータ部１２
と直角をなすように支持部１２３から細長く延びてい
る。弾性部１１は、長方形をなしており、ステータ部１
２の側部における可動端１２１と括れ部１２２との間の
位置から、ステータ部１２に対して直角に突出してい
る。

【００４５】この振動板１は、カレンダ表示機構のベー
スに設けられたピン１０３をスルーホール１２４に挿通
させることにより、図１に示す態様で支持される。この
状態において、ばね部１３の先端近傍の部分はカレンダ
表示機構のベースから突出したピン１０４からの反力Ｗ
を受け、この反力Ｗは、てこの原理により、ピン１０３
を支点としてステータ部１２に伝達される。このため、
ステータ部１２の先端は、常時、一定の圧力でロータ１
００に押し当てられるのである。

【００４６】また、振動板１を構成する弾性部１１の両
表面上には、図３（ｂ）に示すように、圧電素子２ａお
よび２ｂが貼り付けられている。この圧電素子２ａおよ
び２ｂは、各々の分極方向が逆方向になるように弾性部
１１に貼り付けられている。このように弾性部１１の両
表面上に圧電素子２ａおよび２ｂを設けることにより、
弾性部１１および圧電素子２ａおよび２ｂからなる部分
の強度が向上することとなる。すなわち、当該圧電アク
チュエータＡ１を設けた時計が落下した際などに生じる
衝撃に対する耐久性を高めることができるのである。

【００４７】ここで、圧電素子２ａおよび２ｂの材料と
しては、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、
チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン等
の各種のものを用いることができるが、以下の説明にお
いては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いるもの
とする。

【００４８】振動板１１および圧電素子２ａおよび２ｂ
と、駆動回路３との間には、図３（ｂ）に示すような配
線がなされている。このような配線の態様をパラレル接
続といい、このパラレル接続においては、弾性部１１
は、圧電素子２ａおよび２ｂの共通電極として作用し、
そこには駆動回路３から接地電位が給電される。そし
て、弾性部１１の両表面上に貼り付けられた圧電素子２
ａおよび２ｂには、駆動回路３によって生成される駆動
信号Ｖが給電されることとなる。

【００４９】駆動回路３は、この駆動信号Ｖを生成する
ための回路である。この駆動回路３としては、他励式の
ものと自励式のものがある。まず、図５（ａ）は、他励
式の駆動回路のブロック図である。他励式のものは、発
振回路３１から出力される発振信号を周波数変換回路３
２で所望の発振周波数に変換して駆動信号Ｖを生成し、
この駆動信号Ｖを圧電素子２ａおよび２ｂに供給する。
この場合、発振回路３１は、指針を駆動するための時計
回路における水晶発振回路と兼用し、また、周波数変換
回路３２に分周回路を用いることにより、構成を容易に
することができる。

【００５０】次に、図５（ｂ）は、自励式の駆動回路３
のブロック図である。同図に示す自励式の駆動回路３
は、振動子として圧電素子２ａおよび２ｂを用いてコル
ピッツ型の発振回路３３を構成し、この発振回路３３を
自励発振させることにより圧電素子に所定の周波数の振
動を発生させるようにしたものである。

【００５１】ここで、本実施形態において、駆動回路３
は、以上説明した他励式、自励式のいずれの方式のもの
でもよいが、ステータ部１２の固有振動周波数のうちの
いずれかの周波数とほぼ等しい周波数の駆動信号Ｖを発
生するように構成する。以上が本実施形態である圧電ア
クチュエータＡ１の構成である。

【００５２】Ａ−２：第１の実施形態の動作次に、本実施形態の動作を説明する。まず、駆動回路３
によって生成された駆動信号Ｖを印加された圧電素子２
ａおよび２ｂは、長手方向に伸縮振動し、これに伴って
弾性部１１は縦振動する。さらに詳述すると以下の通り
である。

【００５３】弾性部１１は、圧電素子２ａおよび２ｂの
共通電極として作用し、そこには駆動回路３から接地電
位ＧＮＤが給電される。一方、圧電素子２ａおよび２ｂ
には駆動信号Ｖが給電されることとなる。ここで、圧電
素子２ａと圧電素子２ｂとの分極方向は、図３（ｂ）中
の矢印で示すように両者は逆向きになっている。従っ
て、駆動信号Ｖの印加により例えば圧電素子２ａにおい
て分極方向と同じ方向の電界が生じるときには、圧電素
子２ｂでも分極方向と同じ方向の電界が生じることとな
る。このため、駆動信号Ｖの印加によって、圧電素子２
ａが伸びるときには圧電素子２ｂも伸び、圧電素子２ａ
が縮むときには圧電素子２ｂも縮むこととなる。そし
て、交流電圧を駆動信号Ｖとして与えた場合には、弾性
部１１は、この駆動信号Ｖに応じて、当該弾性部１１が
属する面内において長さ方向に縦振動することとなる。
この振動の周波数は、駆動信号Ｖの周波数、すなわち、
ステータ部１２の固有振動周波数のうちのいずれかの周
波数ｆｓとほぼ等しい周波数である。このような振動が
生じると、弾性部１１は、ステータ部１２の側部を図３
（ａ）に示す矢印方向に押すこととなる。

【００５４】振動部１１から上述したような圧力を受け
ると、ステータ部１２は屈曲振動することとなる。以
下、この屈曲振動について詳述する。

【００５５】まず、ステータ部１２を剛体と考えた場
合、ステータ部１２は、上述のように振動部１１からの
圧力を受けることにより、図６（ａ）に示すように括れ
部１２２を支点として変位する。この場合、振動部１１
の端部の変位は、括れ部１２２を支点としててこの原理
によって増幅され、可動端１２１に伝達される。しか
し、ステータ部１２は、いわゆる片持ち梁構造をしてい
るため、支持部となる括れ部１２２に大きな応力が生
じ、力が括れ部１２２から逃げてエネルギー損失が大き
くなる。このため、電気エネルギーから機械エネルギー
への変換効率が低下するといった問題がある。

【００５６】ところで、機械的な構造物に対して力を一
定にして、加振周波数を徐々に大きくしていくと、特定
の周波数で構造物の振幅は最大となり、その後極小とな
るといった応答を繰り返す。すなわち、振幅が極大値を
とる加振周波数は複数存在し、そのような各加振周波数
を固有振動周波数という。そして、固有振動周波数のう
ちの最も小さい固有振動周波数によって加振された際の
振動の態様を一次の振動モード、その次に大きい固有振
動周波数によって加振された際の振動の態様を２次の振
動モード、…、という。構造物は、この加振振動周波数
で振動する場合、その機械的インピーダンスが極小とな
るため、小さな駆動力で容易に大きな変位が得られるの
である。

【００５７】本実施形態である圧電アクチュエータＡ１
は、この点に着目して構成されたものであり、ステータ
に１２の１次の振動モードもしくは高次の振動モードの
固有振動周波数にほぼ等しい周波数でステータ部１２を
加振する構成となっている。図６（ｂ）は、一次の振動
モードで振動した場合のステータ部１２の変位を模式的
に示したものであり、図６（ｃ）は、２次の振動モード
で振動した場合のステータ部１２の変位を模式的に示し
たものである。図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、
ステータ部１２は、ステータ部１２が属する平面内にお
いて屈曲しながら振動する。なお、何次の振動モードを
用いるかは、駆動対象の駆動速度等に合わせて適宜選択
し、駆動回路３によって生成される駆動信号Ｖの周波数
を調整すればよい。

【００５８】このようにして生じたステータ部１２の屈
曲振動により、ステータ部１２の可動端１２１は、ロー
タ１００の外周面を叩くように変位する。これにより、
ロータ１００に周方向の力がかかるから、ロータ１００
が回転し、図１における日車１０２の歩進駆動が行われ
るのである。

【００５９】以上説明したように、本実施形態である圧
電アクチュエータＡ１によれば、弾性部１１とステータ
部１２とが一体の板状部材によって形成されるから、圧
電アクチュエータＡ１の構成は非常に簡易となり、作成
も容易となる。

【００６０】また、本実施形態である圧電アクチュエー
タＡ１によれば、ステータ部１２の固有振動周波数にほ
ぼ等しい周波数でステータ部１２を加振するから、ステ
ータ部１２の内部損失を大幅に減少させることができ
る。従って、ステータ部１２を剛体として捉え、その固
有振動周波数からずれた周波数で加振した場合と比較し
て、ステータ部１２の変位を大きくすることができる。
さらに、本実施形態である圧電アクチュエータＡ１は、
振動板１および圧電素子２ａおよび２ｂにより平面的に
構成されるため、圧電アクチュエータＡ１の薄型化を図
ることができる。

【００６１】Ａ−３：第１の実施形態の変形例上記第１の実施形態である圧電アクチュエータＡ１は以
下に示す構成としてもよい。なお、以下に示す変形例に
おいて、上記第１の実施形態と共通の部分については同
一の符号を付してその説明を省略する。

【００６２】上記第１の実施形態においては、弾性部１
１とステータ部１２とが同一の厚さであることとした
が、弾性部１１の両面には圧電素子２ａおよび２ｂが貼
り付けられるから、その部分は、ステータ部１２よりも
厚くなる。ここで、圧電アクチュエータのさらなる薄型
化を図るために、弾性部１１およびステータ部１２によ
り構成される振動板１全体を薄いものとすると、ステー
タ部１２の剛性が低下し、これにより、ステータ部１２
の耐久性が低下するといった問題が生じ得る。そこで、
本変形例では、圧電素子２ａおよび２ｂが貼り付けられ
る弾性部１１の厚さのみをステータ部１２よりも薄いも
のとし、上述したような不都合を生じることなく、圧電
アクチュエータのさらなる薄型化を図る。

【００６３】図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す本変形例
にかかる圧電アクチュエータのＡ−Ａにおける断面図で
ある。同図に示すように、弾性部１１がステータ部１２
よりも薄くなった分だけ圧電アクチュエータが薄くな
る。また、ステータ部１２の厚さは変わらないから、ス
テータ部１２の剛性は低下せず、振動伝達の効果が低下
することもない。

【００６４】Ａ−４：第１の実施形態である圧電アクチ
ュエータの製造方法次に、上記第１の実施形態である圧電アクチュエータの
製造方法の例を説明する。

【００６５】Ａ−４−１：焼結による加工上記第１の実施形態においては、振動板１は金属製の板
状部材によって形成されることとしたが、これに限ら
ず、ジルコニア等の高強度セラミックスにより形成する
こととしてもよい。この場合、圧電素子を作成する工程
は以下のようにすることが可能である。

【００６６】高強度セラミックスによって図４に示すよ
うな形状の振動板１を形成し、この振動板１を構成する
弾性部１１の両表面上に圧電素子２ａおよび２ｂを配置
する。そして、この振動板１と圧電素子２ａおよび２ｂ
とをともに焼結することにより、圧電素子２ａおよび２
ｂが振動板１の弾性部１１に貼り付け、図３（ａ）に示
すような圧電アクチュエータを形成する。このように、
非常に簡易な工程によって、圧電アクチュエータを製作
することができる。

【００６７】Ａ−４−２：エッチングによる加工上記変形例（３）の振動板１は、弾性部１１がステータ
部１２に比較して薄い構成となっているが、このような
形状の振動板１を作成する際には、ハーフエッチングを
用いてもよい。以下、図８を参照して、この場合の振動
板１の製造工程の具体例を説明する。

【００６８】工程ａ：一次エッチングまず、長方形の板状部材４０のうち、図８（ａ）に示す
斜線部分をエッチングによって完全に除去する。これに
より、弾性部１１、ステータ部１２およびばね部１３を
有する振動板１が形成される。なお、上記第１の実施形
態である圧電アクチュエータＡ１は、この時点における
振動板１を用いればよい。

【００６９】工程ｂ：二次エッチング次に、上記工程ａによって形成された振動板１のうちの
弾性部１１の表面および裏面にあたる領域（図８（ｂ）
中の斜線部）に対してエッチングを行う。ここで、この
際のエッチングは、上記工程ａにおけるエッチングとは
異なり、弾性部１１が完全に除去される前にエッチング
を止めるものである。この方法をハーフエッチングとい
い、このようにすることにより、振動板１のうちの弾性
部１１にあたる部分のみを他の部位（ステータ部１２）
よりも薄く加工することができるのである。このハーフ
エッチングの深さは、圧電素子２ａおよび２ｂの厚さと
同じくらいにするのが好ましい。

【００７０】この後、振動板１の弾性部１１の両面に圧
電素子２ａおよび２ｂを貼り付け、所定の配線を設ける
ことにより、圧電アクチュエータを製造することができ
る。

【００７１】このようにエッチングを用いた製造方法に
よれば、加工する板状部材に応力をかけずに振動板１を
形成することができる。従って、本発明にかかる圧電ア
クチュエータにおいて用いられるような、非常に薄く、
小さい部品であっても、比較的容易に加工することがで
きる。また、硬い板状部材を加工して振動板１を形成す
る場合であっても、化学薬品等によって化学的に容易に
加工することができる。

【００７２】Ａ−４−３：その他の製造方法以上示した製造方法の他にも、機械的な加工、例えば、
プレス形成、切削加工およびワイヤ加工等を用いて振動
板１を形成してもよい。

【００７３】Ｂ：第２の実施形態Ｂ−１：第２の実施形態の構成次に本発明の第２の実施形態である圧電アクチュエータ
Ａ２の構成を説明する。上記第１の実施形態である圧電
アクチュエータＡ１においては、弾性部１１とステータ
部１２が一体の板状部材で構成されていた。これに対
し、本実施形態である圧電アクチュエータＡ２において
は、弾性部とステータ部とは別個の板状部材であり、こ
れらの部材を溶接によって接合することによって振動板
１ａを構成するようになっている。以下、図面を参照し
て、本実施形態である圧電アクチュエータＡ２の詳細を
説明するが、上記第１の実施形態である圧電アクチュエ
ータＡ１と共通する部分については同一の符号を付し
て、その説明を省略する。

【００７４】図９（ａ）および（ｂ）は、本実施形態で
ある圧電アクチュエータＡ２の全体構成を示す図であ
る。同図に示すように、本実施形態である圧電アクチュ
エータＡ２は、圧電素子２ａおよび２ｂ、弾性部１１
ａ、ステータ部１２ａおよび駆動回路３によって構成さ
れている。

【００７５】本実施形態においては、弾性部１１ａの長
さ方向とステータ部１２ａの長さ方向とが９０度に近い
角度をなすように弾性部１１ａとステータ部１２ａとを
配置し、弾性部１１ａの端部をステータ部１２ａの表面
に溶接によって接合した構成となっている。図９（ａ）
および（ｂ）において、斜線部が溶接によって接合され
た部分である。そして、弾性部１１ａのうちのステータ
部１２ａに溶接されていない部分の両表面には、上記第
１の実施形態と同様に圧電素子２ａおよび２ｂが貼り付
けられる。なお、弾性部１１ａとステータ部１２ａとの
接合には、レーザ溶接および抵抗溶接等、種々の方法を
用いることができる。また、本実施形態にかかる圧電ア
クチュエータＡ２の動作は、上記第１の実施形態である
圧電アクチュエータＡ１と同様なので説明を省略する。

【００７６】このような構成とすることにより、圧電ア
クチュエータの製造が容易となる。また、弾性部１１ａ
とステータ部１２ａとを接合する構成とすると、以下に
示す変形例にように、様々な態様で振動板１１ａとステ
ータ部１２ａとを接合することができる。

【００７７】Ｂ−２：第２の実施形態の変形例上記第２の実施形態である圧電アクチュエータＡ２は、
以下のような構成としてもよい。（１）上記第２の実施形態である圧電アクチュエータに
おいては、図９（ａ）および（ｂ）に示したように、弾
性部１１ａとステータ部１２ａとが重なる領域のすべて
を溶接する構成としたが、この弾性部１１ａとステータ
部１２ａとが重なる領域の一部分のみを溶接する構成と
してもよい。例えば、図１０（ａ）および（ｂ）に示す
ように、弾性部１１ａとステータ部１２ａとが重なる領
域のうちの一点のみを溶接によって接合する構成として
もよい。図１０（ａ）および（ｂ）において、斜線部分
が溶接によって接合された部分である。このようにする
ことにより、ステータ部１２ａの屈曲振動は、接合され
た弾性部１１ａによって制限されることが少なくなる。
従って、弾性部１１ａからステータ部１２ａに振動が伝
達する際に、エネルギーが損失しにくくなるから、当該
圧電アクチュエータのエネルギー効率の向上を図ること
ができる。

【００７８】（２）上記第２の実施形態である圧電アク
チュエータＡ２においては、弾性部１１ａの一部をステ
ータ部１２ａの表面上に接合することとしたが、単に接
合するだけではなく、図１４に示すような構成としても
よい。この図１１は、本変形例にかかる圧電アクチュエ
ータを、ステータ部１２ａが属する面に垂直な面であっ
て、弾性部１１ａの長さ方向に平行な面で切った場合の
弾性部１１ａおよびステータ部１２ａの断面図である。
図１１に示すように、弾性部１１ａは、その端部の近傍
が階段状に折り曲げられ、その端部がステータ部１２ａ
の表面上において接合される構成となっている。そし
て、弾性部１１ａのうちの上記端部近傍を除く部分は、
ステータ部１２ａの属する面と平行になっている。この
ような構成とすることにより、圧電アクチュエータの薄
型化を図ることができる。

【００７９】（３）上記第２の実施形態である圧電アク
チュエータＡ２においては、弾性部１１ａがステータ部
１２ａの表面上に溶接された構成としたが、弾性部１１
ａをステータ部１２ａの側部に溶接する構成としてもよ
い。図１２は、この場合の圧電アクチュエータの構成を
示す図である。同図において、斜線部が溶接によって接
合された部分である。本変形例にかかる圧電アクチュエ
ータによれば、以下に示す利点がある。

【００８０】まず、弾性部１１ａをステータ部１２ａの
表面に接合した圧電アクチュエータ、すなわち上記第２
の実施形態にかかる圧電アクチュエータＡ２の場合、弾
性部１１ａの振動に伴ってステータ部１２ａは屈曲振動
するが、弾性部１１ａはステータ部１２ａの上表面に接
合されており、ステータ部１２ａの中心軸からずれた部
分に力が加わるため、ステータ部１２ａは、図１３に示
すように、矢印Ｘの方向にわずかにねじれながら屈曲振
動することとなる。すなわち、弾性部からステータ部１
２ａに伝達される振動のエネルギーの一部が、ステータ
部１２ａにねじれを生じさせるために費やされてしまう
のである。従って、振動部１１ａからステータ部１２ａ
への振動の伝達効率が低下することとなる。

【００８１】これに対し、本変形例にかかる圧電アクチ
ュエータによれば、上述したようなステータ部１２ａの
ねじれは生じない。従って、上述したステータ部１２ａ
の表面上に弾性部１１ａが接合された圧電アクチュエー
タと比較して、弾性部１１ａの振動を効率よくステータ
部１２ａに伝達することとなる。なお、弾性部１１ａの
厚さがステータ部１２ａの厚さよりも薄い構成とする場
合には、図１４に示すように、弾性部１１ａの端部を、
ステータ部１２ａの厚さ方向における中央部に位置する
ように接合すれば、上記効果と同様の効果が得られる。

【００８２】（４）上記第２の実施形態である圧電アク
チュエータＡ２を構成する弾性部１１ａは、幅が一定の
長方形の板状部材によって形成されることとしたが、こ
れに限らず、弾性部１１ａは、ステータ部１２ａとの接
合部の近傍において他の部位よりも幅が狭くなっている
構成としてもよい。図１５に、この場合の圧電アクチュ
エータの構成を示す。この場合の弾性部１１ａとステー
タ部１２ａとの接合の態様は、弾性部１１ａとステータ
部１２ａとが重なる領域のすべてを接合することとして
もよいし、または上記（１）に示したように弾性部１１
ａとステータ部１２ａとが重なる領域内の一点を接合す
ることとしてもよい。このような構成とすることによ
り、ステータ部１２ａの屈曲振動は、接合された振動部
１１ａによって制限されることが少なくなる。従って、
エネルギーの損失が少なくなるから、当該圧電アクチュ
エータのエネルギー効率の向上を図ることができる。

【００８３】Ｂ−３：第２の実施形態である圧電アクチ
ュエータの製造方法上記第２の実施形態においては、弾性部とステータ部を
溶接によって接合することとしたが、以下に示す方法に
よって接合することとしてもよい。

【００８４】（１）直接接合直接接合とは、複数の板状部材を接着剤やソルダーを用
いずに原子レベルで接合する技術であり、以下の工程か
らなる。接合する複数の板状部材に親水化処理を行う。上記複数の板状部材を重ねる。アニーリングする（例えば２００〜８００℃程度まで
加熱し、その後徐冷する。）

【００８５】上述したにおいて親水化処理を行うこと
により、図１６（ａ）に示すように、板状部材にＯＨ基
を付加することができる。そして、このような処理を施
された板状部材を重ねてアニーリングすると、図１６
（ａ）中の破線で囲んだ部分からＨ２Ｏが生成すること
となる。これにより、図１６（ｂ）に示すように、部材
―Ｏ―部材といった共有結合が生じ、複数の板状部材は
非常に強く結合されることとなる。

【００８６】（２）拡散接合拡散接合とは、複数の板状部材を重ねて熱処理すること
により一方の板状部材の界面に、他方の板状部材の原子
を拡散させて中間層を生成することによって接合する技
術である。例えば、ＳｉＣと鉄の両面を重ね合わせ、高
温（１０００℃程度）で数時間放置する。すると、Ｓｉ
Ｃと鉄の界面にＳｉ、Ｃ、Ｆｅの化合物が形成され、接
合が行われる。

【００８７】（３）当該圧電アクチュエータを量産する
場合には、以下に示す工程で生産することとしてもよ
い。

【００８８】工程ａ：圧電素子となるＰＺＴの板状部材
（以下、「ＰＺＴ部材」という）と、弾性部となる板状
部材（以下、「基板」という）を接合まず、図１７（ａ）に示すように、２枚のＰＺＴ部材５
０ａおよび５０ｂの間に、基板５１を挟んで接着する。
ここで、基板５１は、ＰＺＴ部材５０ａおよび５０ｂよ
りも幅が広く、重ねた場合には、図１７（ａ）に示すよ
うに、基板５１の一部が、その両表面に接合されるＰＺ
Ｔ部材５０ａおよび５０ｂからはみ出すこととなる。

【００８９】工程ｂ：切断次に、図１７（ｂ）に示すように、上述した工程ａによ
って接合されたサンドイッチ構造の部材を、所定の大き
さに切断する。図１７（ｂ）に示す例においては、破線
に沿って切断されることとなる。なお、この切断には、
ダイシングカッター等を用いることができる。

【００９０】工程ｃ：ステータ部に溶接図１７（ｃ）に示すように、上記工程ｂによって分割さ
れた部材のうち、圧電素子が貼り付けられていない部分
を、圧電アクチュエータのステータ部１２ａに接合す
る。なお、この場合の接合は、溶接によって接合するこ
ととしてもよいし、また、上述した直接接合または拡散
接合を用いて接合することとしてもよい。また、ステー
タ部１２ａは、上記第１の実施形態において説明したよ
うに、エッチングによって形成してもよいし、プレス形
成、切削加工等の機械加工によって形成してもよい。

【００９１】工程ｄ：配線上述した工程によって接合された圧電素子および弾性部
と、駆動回路とを接続するための配線を行う。以上示し
た工程ａ〜ｄによって本実施形態である圧電アクチュエ
ータを製造することができる。

【００９２】このように、この製造方法によれば、基板
とＰＺＴ部材とを接合してから、圧電アクチュエータと
して用いられる際の大きさに切断するため、弾性部と圧
電素子との寸法のずれがほとんどなくなる。

【００９３】Ｃ：その他の実施形態以上この発明の実施形態について説明したが、上記実施
形態はあくまでも例示であり、上記実施形態に対して
は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加
えることができる。変形例としては、例えば以下のよう
なものが考えられる。

【００９４】（１）上記第１および第２の実施形態にお
いては、ステータ部１２または１２ａの支持部１２３に
おいて振動板１を支持し、この支持部１２３の近傍に他
よりも幅が狭くなった括れ部１２２を設ける構成とした
が、これに限らず、以下のような構成としてもよい。図
１８（ａ）は本変形例にかかる圧電アクチュエータの構
成を示す平面図であり、図１８（ｂ）は該圧電アクチュ
エータを構成する振動板の構成を示す平面図である。図
１８（ａ）および（ｂ）に示すように、本変形例にかか
る圧電アクチュエータの振動板１ｂは、ステータ部１２
ｂと該ステータ部１２ｂの側部から突出した弾性部１１
ｂを有する。そして、ステータ部１２ｂの両端は、円弧
状に整形されている。また、弾性部１１ｂの側部には固
定部１２５が設けられており、この固定部１２５は、他
の部位よりも幅が狭くなっている括れ部１２２ｂによっ
て弾性部１１ｂと連結された形状となっている。また、
固定部１２５は、ステータ部１２ｂの一端がロータに対
してある程度の加圧力をもって接するような姿勢で、ネ
ジ等によってカレンダ表示機構のベース等に固定される
構成となっている。そして、本実施形態においても、図
１８（ｂ）に示すように、ステータ部１２ｂ、弾性部１
１ｂ、括れ部１２２ｂおよび固定部１２５は、一枚の板
状部材によって形成されている。このような構成とした
場合であっても、上記各実施形態にかかる圧電アクチュ
エータと同様の効果が得られる。

【００９５】（２）上記第１および第２の実施形態にお
いては、弾性部の両面に圧電素子を貼り付け、駆動回路
にパラレル接続する構成としたが、弾性部の片面のみに
圧電素子を張り付け、当該弾性部および圧電素子と駆動
回路との間の配線を、図１９に示すような態様で構成す
るものとしてもよい。このような構成とすることによ
り、弾性部の片面にのみ圧電素子を貼り付ければよく、
加工が容易となる。また、圧電素子および弾性部と駆動
回路とを接続すればよいので、上述したように弾性部の
両面に圧電素子を設けた場合と比較して、配線が容易に
なる。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
弾性部とステータ部とが一体の板状部材によって形成さ
れるので、圧電アクチュエータの構成は非常に簡易とな
り、機械加工等の比較的簡便な加工方法によって振動板
を形成することができる。また、ステータ部の固有振動
周波数にほぼ等しい周波数でステータ部を加振するの
で、ステータ部の内部損失を大幅に減少できる。従っ
て、ステータ部の変位を大きくすることができ、ロータ
を効率よく駆動することができる。

【００９７】また、一枚の板状部材にエッチングまたは
ハーフエッチングを施すことによって、上記板状部材に
応力をかけることなく振動板を形成することとした場合
には、振動板が非常に薄く、かつ小さい部品であって
も、容易に加工することができる。また、硬い板状部材
を加工して振動板を形成する場合であっても、化学的手
段により、容易に加工することができる。

【００９８】また、ハーフエッチングを施すことによ
り、振動板のうちの弾性部の厚さを、ステータ部よりも
薄くすることとすれば、当該圧電アクチュエータの薄型
化を図ることができる。

【００９９】また、振動板を高強度セラミックスによっ
て形成し、この振動板を圧電素子とともに焼結すること
によって振動板上に圧電素子を固定することとすれば、
圧電アクチュエータの製造工程は非常に簡便なものとな
る。

【０１００】また、弾性部とステータ部とを別々の板状
部材で形成し、これらを接合することとすれば、圧電ア
クチュエータの製造が非常に容易なものとなる。また、
この接合には、溶接、直接接合および拡散接合等の方法
を用いることができるので、弾性部とステータ部を容易
かつ確実に接合することができる。

【０１０１】また、弾性部の表面上の一点でステータと
接合することとしてもよく、この場合には、ステータ部
の振動が接合された弾性部によって制限されることが少
なくなるから、エネルギー効率の向上を図ることができ
る。また、振動板は、ステータに接合される部分の近傍
において、他よりも幅が狭くなっている構成とした場合
にも、同様の効果が得られる。

【０１０２】本発明にかかる圧電アクチュエータを時計
に利用した場合には、当該圧電アクチュエータが平面的
に構成されているので、腕時計の薄型化に寄与すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態である圧電アクチュエータ
を組み込んだカレンダ表示機構の構成を示す透過平面図
である。

【図２】本発明の実施形態である圧電アクチュエータ
を組み込んだカレンダ表示機構を用いた時計の断面図で
ある。

【図３】（ａ）は本発明の第１の実施形態である圧電
アクチュエータの全体の構成を示す平面図であり、
（ｂ）は上記（ａ）のＡ−Ａ’線視断面図である。

【図４】本実施形態である圧電アクチュエータを構成
する振動板の全体の構成を示す平面図である。

【図５】（ａ）は第１の実施形態である圧電アクチュ
エータにおいて用いられる駆動回路を他励式で構成した
場合のブロック図であり、（ｂ）は自励式で構成した場
合の回路図である。

【図６】（ａ）はステータ部を剛体として考えたとき
の振動を示す平面図であり、（ｂ）はステータ部の一次
振動を示す平面図であり、（ｃ）はステータ部の二次振
動を示す平面図である。

【図７】（ａ）は本発明の第１の実施形態である圧電
アクチュエータの変形例の構成を示す平面図であり、
（ｂ）は上記（ａ）のＡ−Ａ’線視断面図である。

【図８】（ａ）は、本実施形態である圧電アクチュエ
ータの振動板をエッチングを用いて形成する場合の一次
エッチングの態様であり（ｂ）は二次エッチングの態様
である。

【図９】（ａ）は本発明の第２の実施形態である圧電
アクチュエータの全体の構成を示す平面図であり、
（ｂ）は上記（ａ）のＡ−Ａ’線視断面図である。

【図１０】（ａ）は本発明の第２の実施形態である圧
電アクチュエータの変形例の構成を示す平面図であり、
（ｂ）は上記（ａ）のＡ−Ａ’線視断面図である。

【図１１】本発明の第２の実施形態である圧電アクチ
ュエータの変形例の、弾性部およびステータ部の属する
面に垂直な面であって、弾性部の長さ方向に平行な面に
おける断面図である。

【図１２】（ａ）は本発明の第２の実施形態である圧
電アクチュエータの変形例の構成を示す平面図であり、
（ｂ）は上記（ａ）のＡ−Ａ’線視断面図である。

【図１３】本発明の第２の実施形態である圧電アクチ
ュエータの動作を示す断面図である。

【図１４】本発明の第２の実施形態である圧電アクチ
ュエータの変形例の構成を示す断面図である。

【図１５】本発明の第２の実施形態である圧電アクチ
ュエータの変形例の構成を示す平面図である。

【図１６】直接接合をした場合の接合の態様を、模式
的に示した図である。

【図１７】本発明の第２の実施形態である圧電アクチ
ュエータの製造工程の例を示す斜視図である。

【図１８】（ａ）は本発明の第１および第２の実施形
態である圧電アクチュエータの変形例の構成を示す平面
図であり、（ｂ）は該圧電アクチュエータを構成する振
動板の構成を示す平面図である。

【図１９】本発明の第１および第２の実施形態である
圧電アクチュエータの変形例の構成を示す断面図であ
る。

【図２０】従来の圧電アクチュエータを用いた超音波
モータを模式的に示す図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ……振動板、２ａ，２ｂ……圧電素子、
３……駆動回路、１１……弾性部、１１ａ……弾性部
（弾性板）、１２……ステータ部（長尺部）、１２ａ…
…ステータ部（駆動力伝達部材）、３１……発振回路、
３２……周波数変換回路、３３……発振回路、１００…
…ロータ、１０１……中間車、１０２……日車（カレン
ダ表示車）、１０３，１０４……ピン、１２１……可動
端、１２２……括れ部、１２３……支持部、１２４……
スルーホール、２０１……文字盤、２０２……窓部、２
０３……針、２０４……ムーブメント、Ａ１，Ａ２，３
００……圧電アクチュエータ、３０１……発振部、３０
２……圧電素子、３０３……振動片、３５０……ロー
タ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋本泰治長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者古畑誠長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内Ｆターム(参考） 2C057 AF93 AP14 AP31 5H680 AA00 AA06 AA19 BB02 BB15 BC01 BC02 BC04 DD01 DD15 DD23 DD24 DD28 DD44 DD53 DD55 DD73 DD82 DD85 DD92 EE10 EE12 EE24 FF08 FF12 FF13 FF16 FF25 FF26 FF30 FF32 GG02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長尺部を有し、該長尺部の一端である可
動端を駆動対象に押し当てる姿勢で支持された一枚の板
状の部材であって、前記長尺部の側部から突出した弾性
部を有する振動板と、前記弾性部の表面に固定された圧電素子と、前記長尺部の固有振動周波数とほぼ等しい周波数の振動
を前記圧電素子に発生させる駆動信号を発生する駆動回
路とを具備することを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】前記振動板は、前記長尺部の前記可動端
から隔たった部分において他よりも幅が狭くなっている
ことを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエー
タ。
【請求項３】前記振動板は、前記弾性部の側部の一部
において他よりも幅が狭くなっていることを特徴とする
請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】前記振動板は、一枚の板状部材を機械加
工して形成したものであることを特徴とする請求項１か
ら３のいずれか１の請求項に記載の圧電アクチュエー
タ。
【請求項５】前記振動板は、一枚の板状部材にエッチ
ングを施すことによって形成したものであることを特徴
とする請求項１から３のいずれか１の請求項に記載の圧
電アクチュエータ。
【請求項６】前記弾性部は、ハーフエッチングを施す
ことにより、前記長尺部よりも薄く形成したものである
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１の請求項
に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項７】前記振動板は、高強度セラミックスの板
状部材によって形成され、該振動板を圧電素子とともに
焼結することによって前記弾性部の表面上に前記圧電素
子を固定することを特徴とする請求項１から６のいずれ
か１の請求項に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項８】少なくとも一端が可動端であり、該可動
端を駆動対象に押し当てる姿勢で支持された板状の駆動
力伝達部材と、前記駆動力伝達部材と平行な平面を構成するように該駆
動力伝達部材に接合された板状の部材であって、表面に
圧電素子が固定された弾性板と、前記駆動力伝達部材の固有振動周波数とほぼ等しい周波
数の振動を前記圧電素子に発生させる駆動信号を発生す
る駆動回路とを具備することを特徴とする圧電アクチュ
エータ。
【請求項９】前記駆動力伝達部材は、前記可動端から
隔たった部分において他よりも幅が狭くなっていること
を特徴とする請求項８に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１０】前記弾性板は、側部の一部において他
よりも幅が狭くなっていることを特徴とする請求項８に
記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１１】前記弾性板は、溶接によって前記駆動
力伝達部材に接合されていることを特徴とする請求項８
から１０のいずれか１の請求項に記載の圧電アクチュエ
ータ。
【請求項１２】前記弾性板は、直接接合によって前記
駆動力伝達部材に接合されていることを特徴とする請求
項８から１０のいずれか１の請求項に記載の圧電アクチ
ュエータ。
【請求項１３】前記弾性板は、拡散接合によって前記
駆動力伝達部材に接合されていることを特徴とする請求
項８から１０のいずれか１の請求項に記載の圧電アクチ
ュエータ。
【請求項１４】前記弾性板の端部近傍部の表面を、前
記駆動力伝達部材の表面上に接合してなることを特徴と
する請求項８から１３のいずれか１の請求項に記載の圧
電アクチュエータ。
【請求項１５】前記弾性板の表面における前記駆動力
伝達部材の表面と対向している領域の一部を該駆動力伝
達部材と接合してなることを特徴とする請求項１４に記
載の圧電アクチュエータ。
【請求項１６】前記弾性板は、端部近傍部が階段状に
折り曲げられ、該端部近傍部が前記駆動力伝達部材の表
面上に接合され、前記弾性板のうち該端部近傍部を除く
部分が、該駆動力伝達部材の厚さ方向の中央部付近か
ら、前記駆動力伝達部材と平行に突出してなることを特
徴とする請求項８から１３のいずれか１の請求項に記載
の圧電アクチュエータ。
【請求項１７】前記弾性板の端部が、前記駆動力伝達
部材の側部であって、当該駆動力伝達部材の厚さ方向に
おける中央部に接合されていることを特徴とする請求項
８から１３のいずれか１の請求項に記載の圧電アクチュ
エータ。
【請求項１８】前記弾性板は、前記駆動力伝達部材に
接合される部分の近傍において、他の部位よりも幅が狭
くなっていることを特徴とする請求項８から１７のいず
れか１の請求項に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１９】長尺部を有し、該長尺部の一端である
可動端を駆動対象に押し当てる姿勢で支持された一枚の
板状の部材であって、前記長尺部の側部から突出した弾
性部を有する振動板を製造する振動板製造工程と、前記振動板における弾性部の表面に圧電素子を固定する
圧電素子固定工程とを具備することを特徴とする圧電ア
クチュエータの製造方法。
【請求項２０】前記振動板製造工程では、機械加工に
より、１枚の板状部材から前記振動板を形成することを
特徴とする請求項１９に記載の圧電アクチュエータの製
造方法。
【請求項２１】前記振動板製造工程では、エッチング
により、１枚の板状部材から前記振動板を形成すること
を特徴とする請求項１９に記載の圧電アクチュエータの
製造方法。
【請求項２２】前記振動板製造工程では、前記振動板
における弾性部に選択的にハーフエッチングを施し、該
弾性部の板厚を薄くする工程を含むことを特徴とする請
求項１９から２１のいずれか１の請求項に記載の圧電ア
クチュエータの製造方法。
【請求項２３】前記圧電素子固定工程では、高強度セ
ラミックスによって形成された前記振動板を、圧電素子
とともに焼結することによって、前記弾性部の表面上に
前記圧電素子を固定する工程を含むことを特徴とする請
求項１９から２２のいずれか１の請求項に記載の圧電ア
クチュエータの製造方法。
【請求項２４】少なくとも一端が可動端であり、該可
動端を駆動対象に押し当てる姿勢で支持された板状の駆
動力伝達部材を製造する駆動力伝達部材製造工程と、板状の弾性板を製造する弾性板製造工程と、前記駆動力伝達部材と平行な平面を構成するように、前
記弾性板を該駆動力伝達部材に固定して振動板を製造す
る振動板製造工程と、前記振動板における弾性板の表面に圧電素子を固定する
圧電素子固定工程とを具備することを特徴とする圧電ア
クチュエータの製造方法。
【請求項２５】前記振動板製造工程では、前記弾性板
を、前記駆動力伝達部材に溶接することにより固定して
前記振動板を製造することを特徴とする請求項２４に記
載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項２６】前記振動板製造工程では、前記弾性板
を、前記駆動力伝達部材に直接接合することにより固定
して前記振動板を製造することを特徴とする請求項２４
に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項２７】前記振動板製造工程では、前記弾性板
を、前記駆動力伝達部材に拡散接合することにより固定
して前記振動板を製造することを特徴とする請求項２４
に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項２８】針を回転駆動するムーブメントと文字
盤の間に、請求項１から１８のいずれか１の請求項に記
載の圧電アクチュエータと、該圧電アクチュエータによ
って回転駆動されるカレンダ表示車とを有するカレンダ
表示機構を設けたことを特徴とする時計。