JP2000188887A - Piezoelectric actuator and timepiece - Google Patents

Piezoelectric actuator and timepiece

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JP2000188887A
JP2000188887A JP10363549A JP36354998A JP2000188887A JP 2000188887 A JP2000188887 A JP 2000188887A JP 10363549 A JP10363549 A JP 10363549A JP 36354998 A JP36354998 A JP 36354998A JP 2000188887 A JP2000188887 A JP 2000188887A
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stator
frequency
piezoelectric actuator
rotor
vibration
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JP10363549A
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Japanese (ja)
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Osamu Miyazawa
修 宮澤
Tsukasa Funasaka
司 舩坂
Taiji Hashimoto
泰治 橋本
Makoto Furuhata
誠 古畑
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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  • Shutters For Cameras (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reversely rotate an object to be driven and, in addition, to reduce the thickness of the object by bringing a driving force transmitting member into contact with the object, in a first section in which the amplitude of the oscillation of the transmitting member increases when the member oscillates at a first frequency, or in a second section in which the amplitude decreases when the member oscillates at a second frequency. SOLUTION: Since the frequency of the driving signal of a piezoelectric actuator is normally set at a first frequency fs1, a stator 20 oscillates in a primary oscillation mode. In this case, a rotor receives a force Xa from the stator 20 and rotates in the direction shown by the arrow a1. When a user switches the frequency fs1 to a second frequency fs2 through prescribed operation, namely, when the stator 20 oscillates in a secondary oscillation mode, the rotor receives another force Xb from the stator 20 and reversely rotates. Since the rotating direction of the rotor can be inverted without providing any special mechanism, the thickness of a calendar displaying mechanism, etc., using this piezoelectric actuator can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電アクチュエー
タおよびこれを用いた時計に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric actuator and a timepiece using the same.

【0002】[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種々の圧電ア
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。
2. Description of the Related Art Various types of piezoelectric actuators utilizing the piezoelectric effect of piezoelectric elements have been developed in recent years because piezoelectric elements have excellent conversion efficiency from electric energy to mechanical energy and excellent responsiveness. This piezoelectric actuator is applied to fields such as a shutter mechanism of a camera, an ink jet head of a printer, and an ultrasonic motor.

【0003】図17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200は、
突っつき型と呼ばれるものであり、発振部201と、こ
の発振部201からの交流電圧により伸縮する圧電素子
202と、振動片203とにより構成されている。ここ
で、振動片203は、基端部が圧電素子201に固定さ
れるとともに先端部がロータ204の表面に当接してお
り、ロータ204の法線に対して角度θだけ傾いた姿勢
をなしている。このような構成において、発振部201
からの交流電圧により圧電素子202が伸縮すると、こ
れにより振動片203の先端がきつつきのようにロータ
204の表面を叩き、ロータ204を歩進駆動するので
ある。
FIG. 17 is a diagram schematically showing an ultrasonic motor using a conventional piezoelectric actuator. The piezoelectric actuator 200 used for this ultrasonic motor has
The oscillating portion 201 includes a oscillating portion 201, a piezoelectric element 202 that expands and contracts by an AC voltage from the oscillating portion 201, and a vibrating piece 203. Here, the vibrating reed 203 has a base end portion fixed to the piezoelectric element 201 and a front end portion in contact with the surface of the rotor 204, and has a posture inclined by an angle θ with respect to a normal line of the rotor 204. I have. In such a configuration, the oscillation unit 201
When the piezoelectric element 202 expands and contracts due to an AC voltage from the rotor, the tip of the vibrating piece 203 strikes the surface of the rotor 204 as if poking, thereby driving the rotor 204 step by step.

【0004】[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。
By the way, the above-mentioned piezoelectric actuator has been used for portable equipment, and is recently expected to be mounted particularly on a wristwatch. The details are as follows.

【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から、薄型であることが望まれる。
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。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て、日や曜の表示を順次切替える
ようにしたものが一般的である。
[0005] First, a wristwatch is worn by the user on the wrist and is carried, so that it is desired that the wristwatch be thin.
In order to make this wristwatch thinner, it is necessary to make the calendar display mechanism inside the wristwatch thinner. The existing calendar display mechanism is configured to intermittently transmit the rotational driving force of the electromagnetic step motor to the date indicator via a wheel train for hand movement, and to feed and drive the date indicator, thereby setting the date and day. Is generally switched sequentially.

【0006】ここで、かかるカレンダ表示機構は、通常
は日車を一定の方向(正方向)に回転させることにより
日付や曜日を順に表示させるものであるが、時には日付
表示等の修正や調整を行うために、上述した通常の方向
とは逆の方向(逆方向)に日車を回転させることができ
ることが望ましい。上述したステップモータは、このよ
うな場合において、正・逆回転を電気的な制御によって
切替えることができるという利点がある。
Here, such a calendar display mechanism normally displays a date and a day of the week by rotating a date wheel in a fixed direction (forward direction), but sometimes corrects or adjusts the date display or the like. In order to do so, it is desirable that the date wheel can be rotated in a direction (reverse direction) opposite to the normal direction described above. The above-described step motor has an advantage that in such a case, the forward / reverse rotation can be switched by electric control.

【0007】しかしながら、このステップモータは、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。従って、上述したカレンダ表示機構の
薄型化の要求に応えることは困難である。
However, since this step motor is constructed by combining various components such as a coil and a rotor in the thickness direction of the wristwatch, there is a limit to reducing the thickness. Therefore, it is difficult to meet the above demand for a thinner calendar display mechanism.

【0008】また、腕時計の中にはカレンダ表示機構の
ある製品と、これがない製品とがあるが、生産性を向上
させるために、これらの両製品間で運針用の機械系(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
ダ表示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
ることが困難である。
[0008] Some wristwatches have a product with a calendar display mechanism and others do not, but in order to improve productivity, a mechanical system (a so-called movement) is used between these two products. Common use is being considered. In order to make this movement common, it is necessary to arrange the calendar display mechanism on the dial side. But,
As long as the above-mentioned electromagnetic step motor is used, it is difficult to configure a thin calendar display mechanism that can be configured on the dial side.

【0009】以上のような理由により、ステップモータ
に変わる薄型の駆動手段が求められており、この駆動手
段として圧電アクチュエータに期待が集まったのであ
る。しかしながら、このような期待に応え得る薄型の圧
電アクチュエータはこれまで提供されていない。これは
次のような理由によるものである。
For the above reasons, there is a demand for a thin drive means instead of a step motor, and a piezoelectric actuator has been expected as this drive means. However, a thin piezoelectric actuator that can meet such expectations has not been provided so far. This is due to the following reasons.

【0010】まず、上述したきつつき型の超音波モータ
に用いられる圧電アクチュエータの場合、ロータを通常
とは逆に回転させるためには、ロータの表面に対する振
動片の傾きθを変化させる必要があり、この切換のため
の機構(切換機構)が必要となる。
First, in the case of the piezoelectric actuator used in the above-described plucking type ultrasonic motor, it is necessary to change the inclination θ of the vibrating reed with respect to the surface of the rotor in order to rotate the rotor in the opposite direction. A mechanism (switching mechanism) for this switching is required.

【0011】また、圧電アクチュエータを構成する圧電
素子は、電圧印加によって生じる変位が微少であり、通
常、この変位は数μm程度である。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らかの増幅機構が必要となる。
The displacement of the piezoelectric element constituting the piezoelectric actuator caused by the application of a voltage is very small, and this displacement is usually about several μm. Therefore, in order to obtain a necessary driving force, some kind of amplifying mechanism for amplifying the displacement generated in the piezoelectric element and transmitting it to the driven object is required.

【0012】しかしながら、上述した切換機構および増
幅機構はある程度の厚さをもったものとなる。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。
However, the switching mechanism and the amplification mechanism described above have a certain thickness. For this reason, it was difficult to make the piezoelectric actuator sufficiently thin.

【0013】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。
Further, when the piezoelectric actuator is used in a portable device such as a wristwatch, the following problems must be solved.

【0014】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
められている。
First, a portable device such as a wristwatch generally uses a battery as a power source. Therefore, it is required that a piezoelectric actuator mounted on the device has low power consumption.

【0015】しかし、圧電素子に切替機構または増幅機
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切替機構または増幅機構を
介して駆動対象に与えられる際に、当該切替機構または
増幅機構において運動エネルギーの損失が生じる。
However, in the case of a piezoelectric actuator in which a switching mechanism or an amplification mechanism is added to a piezoelectric element, electric energy from a power source is converted into kinetic energy by the piezoelectric element, and the kinetic energy is driven via the switching mechanism or the amplification mechanism. Kinetic energy is lost in the switching mechanism or the amplification mechanism.

【0016】従来の圧電アクチュエータは、この運動エ
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。
In the conventional piezoelectric actuator, the loss of the kinetic energy is large, and it is difficult to reduce the loss. For this reason, it is difficult to suppress power consumption to a sufficiently low level, and this has been one factor that hinders application of the piezoelectric actuator to portable devices such as wristwatches.

【0017】本発明は、このような背景の下になされた
ものであり、駆動対象の回転運動を逆転可能であり、か
つ、圧電素子の振動を効率よく増幅して駆動対象に伝え
ることができる、薄型化に適した圧電アクチュエータお
よびこれを用いた時計を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made under such a background, and is capable of reversing the rotational motion of a driven object and efficiently amplifying the vibration of the piezoelectric element and transmitting the amplified vibration to the driven object. It is another object of the present invention to provide a piezoelectric actuator suitable for thinning and a timepiece using the same.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】この発明は、圧電素子を
弾性板に貼り付けてなる振動板と、長尺状の板状部材で
あって、前記振動板からの圧力を側部に受けて面内方向
に屈曲振動し、側部により駆動対象を駆動する駆動力伝
達部材と、前記駆動力伝達部材の固有振動周波数である
第1または第2の周波数のうちのいずれかの周波数を有
する駆動信号を前記圧電素子に供給する駆動回路と、前
記第1および第2の周波数の切換えを行う切換手段とを
具備し、前記駆動力伝達部材に第1の周波数の振動が生
じた際には、該駆動力伝達部材の長手方向に沿って進む
につれて該駆動力伝達部材の振動の振幅が増大する第1
の区間において該駆動力伝達部材と前記駆動対象が接触
し、前記駆動力伝達部材に第2の周波数の振動が生じた
際には、該駆動力伝達部材の長手方向に沿って進むにつ
れて該駆動力伝達部材の振動の振幅が減少する第2の区
間において該駆動力伝達部材と前記駆動対象とが接触す
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。
According to the present invention, there is provided a vibration plate having a piezoelectric element adhered to an elastic plate, and a long plate-like member which receives a pressure from the vibration plate on its side. A driving force transmitting member that bends and vibrates in an in-plane direction and drives a driven object by a side portion, and a drive having any one of a first frequency and a second frequency that is a natural vibration frequency of the driving force transmitting member. A driving circuit for supplying a signal to the piezoelectric element; and a switching unit for switching between the first and second frequencies. When vibration of the first frequency occurs in the driving force transmitting member, A first amplitude in which the amplitude of vibration of the driving force transmitting member increases as the driving force transmitting member advances along the longitudinal direction;
When the driving force transmitting member comes into contact with the object to be driven in the section of, and the driving force transmitting member generates a second frequency vibration, the driving force transmitting member moves along the longitudinal direction of the driving force transmitting member. According to another aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric actuator, wherein the driving force transmitting member and the object to be driven come into contact with each other in a second section where the amplitude of the vibration of the force transmitting member decreases.

【0019】かかる圧電アクチュエータによれば、生成
される駆動信号の周波数を切換えることにより駆動力伝
達部材の振動モードを切換えることができ、これによ
り、駆動対象の駆動方向を逆転することが可能である。
また、駆動力伝達部材の固有振動周波数で該駆動力伝達
部材を加振するので、駆動力伝達部材の内部損失を大幅
に減少させることができる。従って、駆動力伝達部材の
変位を大きくすることができるという利点がある。
According to such a piezoelectric actuator, the vibration mode of the driving force transmitting member can be switched by switching the frequency of the generated driving signal, whereby the driving direction of the driven object can be reversed. .
Further, since the driving force transmitting member is vibrated at the natural vibration frequency of the driving force transmitting member, the internal loss of the driving force transmitting member can be greatly reduced. Therefore, there is an advantage that the displacement of the driving force transmitting member can be increased.

【0020】ここで、前記駆動力伝達部材は、側部に前
記駆動対象と接触する突起部を有することとしてもよ
い。この場合、駆動対象の回転方向の変位量をより拡大
して取り出すことができる。従って、駆動対象を、より
高速で駆動することができるという利点がある。
Here, the driving force transmitting member may have a projection on a side portion that comes into contact with the object to be driven. In this case, the amount of displacement of the driven object in the rotation direction can be further expanded and taken out. Therefore, there is an advantage that the drive target can be driven at a higher speed.

【0021】また、前記駆動回路は、抵抗値の異なる2
以上の抵抗を有し、前記切換手段は、前記駆動回路に設
けられた前記2以上の抵抗のうちのいずれかを選択的に
切換えることにより、前記第1および第2の周波数の切
換えを行うこととしてもよい。この場合、比較的容易な
構成によって、異なる周波数の駆動信号のうちのいずれ
かを選択して生成することができるという利点がある。
Further, the driving circuit has two resistors having different resistance values.
Having the above-described resistance, the switching means switching the first and second frequencies by selectively switching any one of the two or more resistances provided in the drive circuit. It may be. In this case, there is an advantage that any one of the drive signals of different frequencies can be selected and generated by a relatively easy configuration.

【0022】また、前記駆動回路は、容量の異なる2以
上のキャパシタを有し、前記切換手段は、前記2以上の
キャパシタの少なくとも一部について、前記駆動回路に
接続するか否かを切換えることにより、前記第1および
第2の周波数の切換えを行うこととしてもよい。この場
合にも、比較的容易な構成によって、異なる周波数の駆
動信号のうちのいずれかを選択して生成することができ
るという利点がある。
Further, the driving circuit has two or more capacitors having different capacities, and the switching means switches at least a part of the two or more capacitors to connect or not to the driving circuit. The first and second frequencies may be switched. Also in this case, there is an advantage that any one of the drive signals having different frequencies can be selected and generated by a relatively easy configuration.

【0023】また、本発明は、針を回転駆動するムーブ
メントと文字盤との間に、請求項1から4のいずれか1
の請求項に記載の圧電アクチュエータと、前記圧電アク
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
た圧電アクチュエータが薄型化に適した構造をしてお
り、また、駆動対象の回転を逆転させるための切換機構
が不要なので、時計全体を薄型化することができる。ま
た、駆動対象の回転運動を容易に逆転可能であるから、
カレンダ表示機構によって表示される日や曜等を容易に
修正することができるという利点がある。
Further, according to the present invention, there is provided any one of claims 1 to 4 between a movement for rotating a hand and a dial.
A timepiece, comprising: a calendar display mechanism including the piezoelectric actuator according to claim 1 and a calendar display wheel rotationally driven by the piezoelectric actuator. According to such a timepiece, the built-in piezoelectric actuator has a structure suitable for thinning, and a switching mechanism for reversing the rotation of the driven object is unnecessary, so that the entire timepiece can be thinned. Also, since the rotational movement of the driven object can be easily reversed,
There is an advantage that the date, day of the week, etc. displayed by the calendar display mechanism can be easily corrected.

【0024】[0024]

【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
明の一態様を示すものであり、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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Such an embodiment shows one aspect of the present invention, and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the present invention.

【0025】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によって回転駆動され
るロータ100と、このロータ100に係合する中間車
101と、日や曜が表記され、中間車101と連動して
回転する日車102と、これらが設置されるベース(図
示略)とにより構成されている。
A: First Embodiment A-1: Configuration of First Embodiment FIG. 1 is a plan view illustrating the configuration of a calendar display mechanism of a wristwatch using a piezoelectric actuator A1 according to an embodiment of the present invention. FIG. As shown in FIG. 1, the calendar display mechanism is a piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment.
And a rotor 100 that is rotationally driven by the piezoelectric actuator A1, an intermediate wheel 101 that engages with the rotor 100, a date wheel 102 on which the date and day are written and that rotates in conjunction with the intermediate wheel 101, And a base (not shown) to be installed.

【0026】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110が設けられている。この
文字盤110の外周部の一部には、日付を表示するため
の窓部111が設けられており、この窓部111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110の下側には、針112を駆動す
るムーブメント113や、後述する駆動回路(図示略)
が配置されている。
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a timepiece incorporating the calendar display mechanism. In the figure, the above-mentioned calendar display mechanism is incorporated in the shaded portion,
Its thickness is as thin as about 0.5 mm. This is because the piezoelectric actuator A1 for driving the date wheel 102 is configured in a plane. A disk-shaped dial 110 is provided above the calendar display mechanism (shaded portion). A window 111 for displaying a date is provided on a part of the outer peripheral portion of the dial 110, and the day and day of the day indicated on the date dial 102 can be seen through the window 111. . A movement 113 for driving the hands 112 and a drive circuit (not shown) to be described later are provided below the dial 110.
Is arranged.

【0027】図3(a)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110側から見た平面
図であり、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
0、ステータ20および駆動回路30によって概略構成
されている。また、振動板10は、その端部13におい
てステータ20の側部に接合されている。なお、図3
(a)においては、便宜上、図3(b)に示す駆動回路
30および配線を省略している。
FIG. 3A is a plan view of the piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment as viewed from the dial 110 of the timepiece, and FIG. 3B is a line AA 'in FIG. 3A. FIG. As shown in FIGS. 3A and 3B, the piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment includes a diaphragm 1
0, a stator 20, and a drive circuit 30. Further, the diaphragm 10 is joined to a side portion of the stator 20 at an end portion 13. Note that FIG.
3A, the drive circuit 30 and wiring shown in FIG. 3B are omitted for convenience.

【0028】振動板10は、リン青銅等の薄板(厚さ
0.05〜0.2mm程度)により構成されるシム部1
2の両表面上に、厚さ0.1〜0.2mm程度の圧電素
子11aおよび11bを貼り合わせて構成されるもので
ある。この圧電素子11aおよび11bは、各々の分極
方向が逆向きになるようにシム部12に貼り付けられて
いる。このようにシム部12の両表面上に圧電素子11
aおよび11bを設ける構成とした場合、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。なお、圧電素子
11aおよび11bの材料としては、チタン酸ジルコン
酸鉛、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チ
タン酸鉛、メタニオブ酸およびポリフッ化ビニリデンな
ど各種のものを用いることができる。
The diaphragm 10 is a shim 1 made of a thin plate (about 0.05 to 0.2 mm thick) of phosphor bronze or the like.
The piezoelectric elements 11a and 11b each having a thickness of about 0.1 to 0.2 mm are bonded to both surfaces of the piezoelectric element 11. The piezoelectric elements 11a and 11b are attached to the shim 12 such that the polarization directions of the piezoelectric elements 11a and 11b are opposite to each other. As described above, the piezoelectric elements 11 are provided on both surfaces of the shim 12.
When the configuration provided with a and 11b is employed, it is possible to increase the durability against the impact generated when the timepiece provided with the piezoelectric actuator A1 falls. As the material of the piezoelectric elements 11a and 11b, various materials such as lead zirconate titanate, quartz, lithium niobate, barium titanate, lead titanate, metaniobate, and polyvinylidene fluoride can be used.

【0029】また、振動板11と、駆動回路30との間
には、図3(b)に示すような配線(パラレル接続)が
なされている。そして、シム部12と圧電素子11aお
よび11bとの間には、駆動信号30によって生成され
た駆動信号Vが印加される構成となっている。
A wiring (parallel connection) as shown in FIG. 3B is provided between the diaphragm 11 and the drive circuit 30. The drive signal V generated by the drive signal 30 is applied between the shim 12 and the piezoelectric elements 11a and 11b.

【0030】また、ステータ20は、振動板11の振動
をロータ100に伝達する駆動力伝達部材として作用
し、図3(a)に示すように、円弧状の先端部21と、
細長い形状をした長尺部22と、他の部位と比較して幅
が狭くなっている括れ部23と、ネジ等によって、カレ
ンダ表示機構のベースに固定された固定部24とを有し
ている。なお、以下の説明においては、ステータ20の
固有振動周波数(詳細は後述する)のうち、最も小さい
ものを周波数fs1(第1の周波数)、次に大きいもの
を周波数fs2(第2の周波数)とよぶ。
The stator 20 functions as a driving force transmitting member for transmitting the vibration of the diaphragm 11 to the rotor 100, and as shown in FIG.
It has an elongated portion 22 having an elongated shape, a constricted portion 23 having a smaller width than other portions, and a fixing portion 24 fixed to the base of the calendar display mechanism by screws or the like. . In the following description, among the natural vibration frequencies of the stator 20 (details will be described later), the smallest one is a frequency fs1 (first frequency), and the next largest one is a frequency fs2 (second frequency). Call.

【0031】また、ステータ20の長尺部22の側部
は、駆動対象たるロータ100に当接しており、ステー
タ20の振動に伴って、ロータ100が回転する構成と
なっている。なお、ロータ100の回転動作の詳細は後
述する。
The long side portion 22 of the stator 20 is in contact with the rotor 100 to be driven, and the rotor 100 rotates with the vibration of the stator 20. The details of the rotation operation of the rotor 100 will be described later.

【0032】次に、図4を参照して、駆動回路30の構
成を説明する。駆動回路30は、圧電素子11aおよび
11bの伸縮振動を発生させる駆動信号Vを生成するた
めの回路であり、図4に示すように振動子11、反転増
幅器31、帰還抵抗32、増幅器33、スイッチング素
子34、キャパシタ35および37ならびに抵抗36a
および36bにより構成されている。ここで、振動子1
1は、上述した圧電素子11aおよび11bならびにこ
れらに挟まれたシム部12によって構成されている。そ
して、圧電素子11aおよび11bに接続された電極の
うちの一方の電極は反転増幅器31の入力端子に接続さ
れ、他方の電極は増幅器33の出力端子に接続されてお
り、この増幅器33の入力端子は反転増幅器31の出力
端子に接続されている。また、反転増幅器31の入力端
子、出力端子間には、帰還抵抗32が並列に接続されて
いる。
Next, the configuration of the drive circuit 30 will be described with reference to FIG. The drive circuit 30 is a circuit for generating a drive signal V for causing expansion and contraction vibration of the piezoelectric elements 11a and 11b. As shown in FIG. 4, the vibrator 11, the inverting amplifier 31, the feedback resistor 32, the amplifier 33, Element 34, capacitors 35 and 37 and resistor 36a
And 36b. Here, the vibrator 1
Reference numeral 1 is composed of the above-described piezoelectric elements 11a and 11b and a shim 12 sandwiched therebetween. One of the electrodes connected to the piezoelectric elements 11a and 11b is connected to the input terminal of the inverting amplifier 31, and the other electrode is connected to the output terminal of the amplifier 33. Is connected to the output terminal of the inverting amplifier 31. Further, a feedback resistor 32 is connected in parallel between the input terminal and the output terminal of the inverting amplifier 31.

【0033】また、反転増幅器31の入力端子はキャパ
シタ35を介して接地され、出力端子はスイッチング素
子34を介して抵抗36aまたは36bのいずれかの一
端に接続され、これらの抵抗の他端はキャパシタ37を
介して接地されている。ここで、スイッチング素子34
は、例えば腕時計に設けられたスイッチに対して所定の
操作を行うことによって、抵抗36a側または抵抗36
b側のいずれかに切換えることができるようになってい
る。
The input terminal of the inverting amplifier 31 is grounded via a capacitor 35, the output terminal is connected to one end of a resistor 36a or 36b via a switching element 34, and the other end of these resistors is connected to a capacitor. It is grounded via 37. Here, the switching element 34
For example, by performing a predetermined operation on a switch provided on a wristwatch, the resistance 36a side or the resistance 36
It can be switched to any one of the b-side.

【0034】駆動回路30は以上のような構成であり、
自励発振することにより、圧電素子11に対して駆動信
号Vを出力する。ここで、スイッチング素子34の切り
換えによって反転増幅器41に接続される抵抗が切換わ
るため、反転増幅器41の出力端子における電圧の位相
遅れ量が変化し、この結果、駆動信号Vの周波数も変化
することとなる。本実施形態である圧電アクチュエータ
においては、腕時計の通常の使用時には、スイッチング
素子34の一端が抵抗36a側に接続されており、この
場合には、駆動信号Vの周波数が上述した周波数fs1
とほぼ等しくなるように、キャパシタ35および37の
容量ならびに抵抗36aの大きさが設定されている。
The driving circuit 30 is configured as described above.
The drive signal V is output to the piezoelectric element 11 by self-excited oscillation. Here, since the resistance connected to the inverting amplifier 41 is switched by switching the switching element 34, the amount of phase delay of the voltage at the output terminal of the inverting amplifier 41 changes, and as a result, the frequency of the drive signal V also changes. Becomes In the piezoelectric actuator according to the present embodiment, during normal use of the wristwatch, one end of the switching element 34 is connected to the resistor 36a, and in this case, the frequency of the drive signal V changes to the frequency fs1 described above.
The capacitances of the capacitors 35 and 37 and the size of the resistor 36a are set so as to be substantially equal to.

【0035】一方、ユーザが腕時計に設けられたスイッ
チに対して所定の操作を行うことにより、スイッチング
素子34の接続は抵抗36bに切換わる。そして、この
場合には、駆動信号Vの周波数が周波数fs2とほぼ等
しくなるように、キャパシタ35および37の容量なら
びに抵抗36bの大きさが設定されている。以上が本実
施形態である圧電アクチュエータA1の詳細な構成であ
る。
On the other hand, when the user performs a predetermined operation on a switch provided on the wristwatch, the connection of the switching element 34 is switched to the resistor 36b. In this case, the capacitances of the capacitors 35 and 37 and the size of the resistor 36b are set so that the frequency of the drive signal V becomes substantially equal to the frequency fs2. The above is the detailed configuration of the piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment.

【0036】A−2:第1の実施形態の動作 次に、本実施形態である圧電アクチュエータA1の動作
を説明する。まず、駆動回路30によって生成された駆
動信号Vを印加された圧電素子11aおよび11bは、
長手方向に伸縮振動し、これに伴って振動板10は縦振
動する。さらに詳述すると以下の通りである。
A-2: Operation of First Embodiment Next, the operation of the piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment will be described. First, the piezoelectric elements 11a and 11b to which the drive signal V generated by the drive circuit 30 is applied are:
The diaphragm 10 vibrates in the longitudinal direction, and the diaphragm 10 vibrates longitudinally. The details are as follows.

【0037】上述したように、シム部12は、圧電素子
11aおよび11bの共通電極として作用し、シム部1
2と圧電素子11aおよび11bとの間には、駆動信号
Vが印加されることとなる。ここで、圧電素子11aと
圧電素子11bとの分極方向は、図3(b)の矢印で示
すように両者が逆方向となるように設定されている。こ
のため、駆動信号Vが印加されると、一方の圧電素子が
長手方向に伸びたときには、他方の圧電素子も長手方向
に伸びる。従って、圧電素子11aおよび11bに交流
電圧が印加されると、この圧電素子11aおよび11b
に挟まれたシム部12は、当該シム部12が属する面内
において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20の固有振
動周波数のうちの周波数fs1または周波数fs2であ
る。このような振動が生じると、振動板10の端部13
は、ステータ20の側部を図3(a)に示す矢印方向に
押すこととなる。
As described above, the shim 12 functions as a common electrode for the piezoelectric elements 11a and 11b, and the shim 1
The drive signal V is applied between the piezoelectric element 2 and the piezoelectric elements 11a and 11b. Here, the polarization directions of the piezoelectric element 11a and the piezoelectric element 11b are set so that they are opposite to each other as shown by the arrow in FIG. Therefore, when the drive signal V is applied, when one of the piezoelectric elements extends in the longitudinal direction, the other piezoelectric element also extends in the longitudinal direction. Therefore, when an AC voltage is applied to the piezoelectric elements 11a and 11b, the piezoelectric elements 11a and 11b
Is vertically vibrated in the plane to which the shim 12 belongs. The frequency of this oscillation is
The frequency of the drive signal V, that is, the frequency fs1 or fs2 of the natural vibration frequency of the stator 20. When such vibration occurs, the end 13 of the diaphragm 10
Presses the side of the stator 20 in the direction of the arrow shown in FIG.

【0038】振動板10から上述したような圧力を受け
ると、ステータ20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。
When the pressure as described above is received from the diaphragm 10, the stator 20 undergoes bending vibration. Less than,
This bending vibration will be described in detail.

【0039】まず、ステータ20を剛体として考えた場
合、ステータ20は、上述したように振動板10からの
圧力を受けることにより、図5(a)に示すように括れ
部23を支点として変位する。この場合、振動板10の
端部13の変位は、括れ部23を支点としててこの原理
によって増幅され、ステータ20の長尺部22および先
端部21に伝達される。しかし、ステータ20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
23に大きな応力が生じ、力が括れ部23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。
First, when the stator 20 is considered as a rigid body, the stator 20 receives the pressure from the diaphragm 10 as described above, and is displaced with the constricted portion 23 as a fulcrum as shown in FIG. . In this case, the displacement of the end portion 13 of the diaphragm 10 is amplified by this principle with the constricted portion 23 as a fulcrum, and transmitted to the long portion 22 and the tip portion 21 of the stator 20. However, since the stator 20 has a so-called cantilever structure, a large stress is generated in the constricted portion 23 serving as a support portion, and the force escapes from the constricted portion 23 to increase energy loss. For this reason, there is a problem that conversion efficiency from electric energy to mechanical energy is reduced.

【0040】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極大値となり、その後極小値
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(周波数fs1)に
よって加振された際の振動の態様を1次の振動モード、
その次に大きい固有振動周波数(周波数fs2)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、この固有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。
By the way, when the excitation frequency is gradually increased while keeping the force applied to the mechanical structure constant, the amplitude of the structure becomes a maximum value at a specific frequency and then becomes a minimum value. Repeat the response. That is, there are a plurality of excitation frequencies whose amplitudes have a maximum value, and each such excitation frequency is called a natural oscillation frequency. Then, the mode of vibration when excited by the smallest natural vibration frequency (frequency fs1) among the natural vibration frequencies is represented by a primary vibration mode,
The mode of vibration when excited by the next highest natural vibration frequency (frequency fs2) is represented by a secondary vibration mode,.
That. When a structure vibrates at this natural vibration frequency, its mechanical impedance is minimized, so that a large displacement can be easily obtained with a small driving force.

【0041】本実施形態である圧電アクチュエータにお
いては、上述したように、駆動信号Vの周波数がステー
タ20の固有振動周波数のうちの周波数fs1または周
波数fs2に設定されている。従って、駆動信号Vを印
加された振動板10は周波数fs1またはfs2で振動
し、ステータ20にはこの振動が伝達する。この結果、
ステータ20は一次の振動モードまたは二次の振動モー
ドで屈曲振動することとなる。
In the piezoelectric actuator according to the present embodiment, as described above, the frequency of the drive signal V is set to the frequency fs1 or fs2 of the natural vibration frequency of the stator 20. Therefore, the diaphragm 10 to which the drive signal V is applied vibrates at the frequency fs1 or fs2, and this vibration is transmitted to the stator 20. As a result,
The stator 20 bends and vibrates in the primary vibration mode or the secondary vibration mode.

【0042】図5(b)は、ステータ20を周波数fs
1で加振した場合(すなわち、一次の振動モードで振動
する場合)のステータ20の変位の態様を模式的に示す
図であり、図5(c)は、ステータ20を周波数fs2
で加振した場合(すなわち、二次の振動モードで振動す
る場合)のステータ20の変位の態様を模式的に示す図
である。図5(b)および(c)に示すように、ステー
タ20はステータ20が属する平面内において屈曲しな
がら振動する。そして、ステータ20がこのような振動
をすることにより、その長尺部22の側部は、ロータ1
00を叩くように変位することとなる。
FIG. 5B shows that the frequency of the stator 20 is changed to the frequency fs.
FIG. 5C is a diagram schematically illustrating a mode of displacement of the stator 20 when the vibration is performed at 1 (that is, when the vibration is performed in the primary vibration mode), and FIG.
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a mode of displacement of a stator 20 when the vibration is applied in (i.e., when the vibration is performed in a secondary vibration mode). As shown in FIGS. 5B and 5C, the stator 20 vibrates while bending in a plane to which the stator 20 belongs. When the stator 20 vibrates in such a manner, the side of the long portion 22 is
It will be displaced so as to hit 00.

【0043】ここで、図6(a)および(b)を参照し
て、本実施形態である圧電アクチュエータA1における
ステータ20とロータ100との位置関係について詳述
する。上述したように、本実施形態である圧電アクチュ
エータA1においては、ステータ20は一次または二次
の振動モードで振動する。図6(a)は、ステータ20
が一次の振動モードで振動した場合の変位の態様および
ロータ100を示す平面図であり、図6(b)はステー
タ20が二次の振動モードで振動した場合の変位の態様
およびロータ100を示す図である。
Here, the positional relationship between the stator 20 and the rotor 100 in the piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). As described above, in the piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment, the stator 20 vibrates in the primary or secondary vibration mode. FIG. 6A shows the stator 20.
FIG. 6B is a plan view showing a mode of displacement and a rotor 100 when vibrated in a primary vibration mode. FIG. 6B shows a mode of displacement and a rotor 100 when the stator 20 vibrates in a secondary vibration mode. FIG.

【0044】本実施形態である圧電アクチュエータA1
においては、ステータ20が一次の振動モードで振動し
た場合、ステータ20の長手方向に沿って先端部21に
向かってに進むにつれてステータ20の振動の振幅が増
大する区間(図6(a)に示す区間a1)において、ス
テータ20とロータ100とが接触する。これに対し、
ステータ20が二次の振動モードで振動した場合、ステ
ータ20の長手方向に沿って先端部21に向かって進む
につれてステータ20の振動の振幅が減少する区間(図
6(b)に示す区間b1)において、ステータ20とロ
ータ100とが接触するのである。
The piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment
In the case where the stator 20 vibrates in the primary vibration mode, the amplitude of the vibration of the stator 20 increases as the stator 20 moves toward the tip 21 along the longitudinal direction (see FIG. 6A). In the section a1), the stator 20 and the rotor 100 come into contact with each other. In contrast,
When the stator 20 vibrates in the secondary vibration mode, a section in which the amplitude of the vibration of the stator 20 decreases as the stator 20 moves toward the tip 21 along the longitudinal direction (a section b1 shown in FIG. 6B). , The stator 20 and the rotor 100 come into contact with each other.

【0045】ステータ20およびロータ100をこのよ
うな位置に配置することにより、ステータ20が一次の
振動モードで振動した場合にロータ100がステータ2
0から受ける力Xaの方向と、ステータ20が二次の振
動モードで振動した場合にロータ100がステータ20
から受ける力Xbの方向とが異なるようになる。これに
より、ステータ20が一次の振動モードで振動した場合
と、二次の振動モードで振動した場合とでは、ロータ1
00の回転方向が逆となるのである。以下、ロータ10
0の回転動作について詳述する。なお、以下では、ステ
ータ20が一次の振動モードで振動した場合と、ステー
タ20が二次の振動モードで振動した場合とに分けて説
明する。
By arranging the stator 20 and the rotor 100 at such positions, when the stator 20 vibrates in the primary vibration mode, the rotor 100
0 and the direction of the force Xa received from the rotor 100 when the rotor 100 vibrates in the secondary vibration mode.
And the direction of the force Xb received from the motor becomes different. As a result, the rotor 1 is different between the case where the stator 20 vibrates in the primary vibration mode and the case where the stator 20 vibrates in the secondary vibration mode.
The rotation direction of 00 is reversed. Hereinafter, the rotor 10
The rotation operation of 0 will be described in detail. Hereinafter, a case where the stator 20 vibrates in the primary vibration mode and a case where the stator 20 vibrates in the secondary vibration mode will be described separately.

【0046】a.ステータ20が一次の振動モードで振
動した場合 本実施形態である圧電アクチュエータA1は、通常の使
用時においては、駆動信号Vの周波数が周波数fs1に
設定されているから、ステータ20は一次の振動モード
で振動することとなる。この場合、ロータ100は、ス
テータ20から図6(a)に示す力Xaを受け、矢印a
1の方向に回転することとなる。さらに詳述すると、ロ
ータ100がステータ20から受ける力Xaは、図7
(a)に示すように、ロータ100の半径方向の成分X
a1と、ロータ100の接線方向の成分Xa2とに分解
することができる。そして、ロータ100は、この力X
aの接線方向の成分Xa2によって、図中の矢印a1の
方向に回転することとなる。
A. When the Stator 20 Vibrates in the Primary Vibration Mode In the piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment, in normal use, the frequency of the drive signal V is set to the frequency fs1. It will vibrate. In this case, the rotor 100 receives the force Xa shown in FIG.
1 will be rotated. More specifically, the force Xa that the rotor 100 receives from the stator 20 is as shown in FIG.
As shown in (a), the radial component X of the rotor 100
a1 and a component Xa2 in the tangential direction of the rotor 100. Then, the rotor 100 applies this force X
Due to the component Xa2 in the tangential direction of a, the rotation is performed in the direction of arrow a1 in the figure.

【0047】ここで、図1に示すカレンダ表示機構にお
いては、上述したようにロータ100がa1の方向に回
転すると、中間車101は矢印a2の方向に回転し、こ
れに伴って日車102は矢印a3の方向に回転すること
となる。腕時計の通常の使用時においては、カレンダ表
示機構がこのように動作することにより、窓部に表示さ
れる日や曜等が順に切換わることとなる。すなわち、
「31」→「1」→「2」といった具合である。
Here, in the calendar display mechanism shown in FIG. 1, when the rotor 100 rotates in the direction of a1 as described above, the intermediate wheel 101 rotates in the direction of arrow a2, and the date wheel 102 It rotates in the direction of arrow a3. During normal use of the wristwatch, the calendar display mechanism operates in this manner, whereby the day, day, and the like displayed on the window are switched in order. That is,
For example, “31” → “1” → “2”.

【0048】b.ステータ20が二次の振動モードで振
動した場合 これに対し、ユーザが腕時計に設けられたスイッチに対
して所定の操作を行うことにより、駆動信号Vの周波数
が周波数fs2に切換わった場合、すなわち、ステータ
20が二次の振動モードで振動した場合には、ロータ1
00は、ステータ20から図6(b)に示す力Xbを受
け、矢印b1の方向に回転することとなる。さらに詳述
すると、ロータ100がステータ20から受ける力Xb
は、図7(b)に示すように、ロータ100の半径方向
の成分Xb1と、ロータ100の接線方向の成分Xb2
とに分解することができる。そして、ロータ100は、
この力Xbの接線方向の成分Xb2によって、図中の矢
印b1の方向に回転することとなる。
B. When the stator 20 vibrates in the secondary vibration mode On the other hand, when the user performs a predetermined operation on a switch provided on the wristwatch, the frequency of the drive signal V is switched to the frequency fs2, When the stator 20 vibrates in the secondary vibration mode, the rotor 1
00 receives the force Xb shown in FIG. 6B from the stator 20, and rotates in the direction of the arrow b1. More specifically, the force Xb that the rotor 100 receives from the stator 20
7B, a radial component Xb1 of the rotor 100 and a tangential component Xb2 of the rotor 100, as shown in FIG.
And can be disassembled. And the rotor 100
Due to the tangential component Xb2 of the force Xb, the force Xb rotates in the direction of the arrow b1 in the figure.

【0049】ここで、図1に示すカレンダ表示機構にお
いては、上述したようにロータ100がb1の方向に回
転すると、中間車101は矢印b2の方向に回転し、こ
れに伴って日車102は矢印b3の方向に回転すること
となる。従って、窓部に表示される日付は、「2」→
「1」→「31」といった具合に、通常とは逆の方向に
切換わることとなる。このようにユーザは、腕時計に設
けられたスイッチに対して所定の操作を行うことによっ
て、日車102を通常とは逆の方向に回転させ、これに
より日や曜の表示を修正または調節することができるの
である。
In the calendar display mechanism shown in FIG. 1, when the rotor 100 rotates in the direction of b1 as described above, the intermediate wheel 101 rotates in the direction of the arrow b2, and the date wheel 102 It rotates in the direction of arrow b3. Therefore, the date displayed in the window changes from “2” to
The direction is switched in a direction opposite to the normal direction, such as “1” → “31”. As described above, the user rotates the date wheel 102 in a direction opposite to the normal direction by performing a predetermined operation on the switch provided on the wristwatch, thereby correcting or adjusting the display of the day or day. You can do it.

【0050】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、駆動信号Vの周波数を
切換えることによってロータ100の回転方向を逆転す
ることができる。このように、本実施形態である圧電ア
クチュエータA1においては、特別な機構を設けること
なくロータ100の回転方向を逆転することができるか
ら、当該圧電アクチュエータA1を用いたカレンダ表示
機構等の薄型化に寄与することができ、ひいては当該カ
レンダ表示機構を内蔵した腕時計の薄型化を図ることが
できる。
As described above, according to the piezoelectric actuator A1 of the present embodiment, the rotation direction of the rotor 100 can be reversed by switching the frequency of the drive signal V. As described above, in the piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment, since the rotation direction of the rotor 100 can be reversed without providing a special mechanism, the thickness of a calendar display mechanism or the like using the piezoelectric actuator A1 can be reduced. This can contribute to the thickness of the wristwatch incorporating the calendar display mechanism.

【0051】B:第2の実施形態 図8は、この発明の第2の実施形態である圧電アクチュ
エータA2において用いられるステータ40の構成を示
す平面図である。上記第1の実施形態である圧電アクチ
ュエータA1におけるステータ20は、一端が自由端、
他端が固定端であり、当該固定端の近傍には他の部位よ
りも幅が狭くなっている括れ部が設けられた構成であっ
た。これに対し、本実施形態である圧電アクチュエータ
A2を構成するステータ40は、図8に示すように、長
方形の板状部材である長尺部42の両端に自由端として
動作する端部41aおよび41bを有しており、括れ部
43および固定端44が長尺部42の側部に設けられた
構成となっている。なお、以下では、ステータ40の固
有振動周波数のうち、最も小さいものを周波数fs
1’、次に大きいものを周波数fs2’として説明す
る。また、本実施形態である圧電アクチュエータA2の
他の部位は、上記第1の実施形態にかかる圧電アクチュ
エータA1と同様なので、説明を省略する。
B: Second Embodiment FIG. 8 is a plan view showing a configuration of a stator 40 used in a piezoelectric actuator A2 according to a second embodiment of the present invention. One end of the stator 20 in the piezoelectric actuator A1 according to the first embodiment is a free end,
The other end is a fixed end, and a constricted portion that is narrower than other portions is provided near the fixed end. On the other hand, as shown in FIG. 8, the stator 40 constituting the piezoelectric actuator A2 according to the present embodiment has end portions 41a and 41b which operate as free ends at both ends of a long portion 42 which is a rectangular plate member. And the constricted portion 43 and the fixed end 44 are provided on the side of the long portion 42. In the following, among the natural vibration frequencies of the stator 40, the lowest one is the frequency fs.
1 'and the next largest frequency will be described as a frequency fs2'. The other parts of the piezoelectric actuator A2 according to the present embodiment are the same as those of the piezoelectric actuator A1 according to the first embodiment, and thus description thereof will be omitted.

【0052】図9(a)は、本実施形態にかかるステー
タ40を周波数fs1’で加振した場合のステータ40
の変位の態様およびロータ100を模式的に示す図であ
り、図9(b)は、ステータ40を周波数fs2’で加
振した場合のステータ40の変位の態様およびロータ1
00を模式的に示す図である。
FIG. 9A shows a state where the stator 40 according to the present embodiment is vibrated at the frequency fs1 '.
FIG. 9B is a diagram schematically showing the mode of displacement of the rotor 40 and the mode of displacement of the stator 40 when the stator 40 is vibrated at the frequency fs2 ′.
It is a figure which shows 00 schematically.

【0053】本実施形態である圧電アクチュエータA2
におけるステータ40とロータ100との位置関係は、
上記第1の実施形態である圧電アクチュエータにおける
ステータ20とロータ100との位置関係と概ね同様と
なる。すなわち、以下の通りである。
The piezoelectric actuator A2 according to the present embodiment
The positional relationship between the stator 40 and the rotor 100 in
The positional relationship between the stator 20 and the rotor 100 in the piezoelectric actuator according to the first embodiment is substantially the same. That is, it is as follows.

【0054】本実施形態におけるステータ40が一次の
振動モードで振動した場合、ステータ40の長手方向に
沿って端部41aに向かって進むにつれてステータ40
の振動の振幅が増大する区間a2において、ステータ4
0とロータ100とが接触する。これに対し、ステータ
40が二次の振動モードで振動した場合、ステータ40
の長手方向に沿って端部41aに向かって進むにつれて
ステータ40の振動の振幅が減少する区間b2におい
て、ステータ40とロータ100とが接触するのであ
る。
When the stator 40 in the present embodiment vibrates in the primary vibration mode, the stator 40 moves toward the end 41a along the longitudinal direction of the stator 40.
In the section a2 where the amplitude of the vibration of the
0 comes into contact with the rotor 100. On the other hand, when the stator 40 vibrates in the secondary vibration mode,
The stator 40 and the rotor 100 come into contact in a section b2 where the amplitude of the vibration of the stator 40 decreases as it proceeds toward the end 41a along the longitudinal direction of the stator 40.

【0055】そして、本実施形態によれば、ステータ4
0が一次の振動モードで振動した場合には、図9(a)
に示すような方向の力Xaがロータ100に対して与え
られ、上記第1の実施形態と同様の原理によって、ロー
タ100は矢印a1の方向に回転する。これに対し、ス
テータ40が二次の振動モードで振動した場合には、図
9(b)に示すような方向の力Xbがロータ100に対
して与えられるため、ロータ100は矢印b1の方向に
回転する。
According to the present embodiment, the stator 4
FIG. 9A shows a case where 0 vibrates in the primary vibration mode.
Is applied to the rotor 100, and the rotor 100 rotates in the direction of the arrow a1 according to the same principle as in the first embodiment. On the other hand, when the stator 40 vibrates in the secondary vibration mode, a force Xb in the direction shown in FIG. 9B is applied to the rotor 100, and the rotor 100 is moved in the direction of the arrow b1. Rotate.

【0056】このように、本実施形態である圧電アクチ
ュエータA2においても、上記第1の実施形態である圧
電アクチュエータA1と同様の効果が得られる。
As described above, also in the piezoelectric actuator A2 according to the present embodiment, the same effects as those of the piezoelectric actuator A1 according to the first embodiment can be obtained.

【0057】C:変形例 以上この発明の一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。
C: Modifications Although one embodiment of the present invention has been described above, the above embodiment is merely an example, and various modifications may be made to the above embodiment without departing from the spirit of the present invention. be able to. For example, the following modifications can be considered.

【0058】<変形例1> (1)上記第1の実施形態においては、ステータは、一
端が単純支持され、他端が自由端として動作する構成で
あり、上記第2の実施形態においては、ステータは、両
端が自由端として動作する構成としたが、これに限ら
ず、ステータの支持の態様は、両端単純支持としてもよ
い。図10は、ステータ60の両端を単純支持とした場
合の圧電アクチュエータの構成を例示する平面図であ
る。図10に示すように、ステータ60の端部61aお
よび61bは、ネジ等によってカレンダ表示機構のベー
スに固定されており、この端部61aおよび61bの近
傍には、他よりも幅が狭くなっている括れ部62aおよ
び62bが設けられている。また、図11(a)は、ス
テータ60が一次の振動モードによって振動した場合の
ステータ60の振動の態様と、ロータ100とを示す図
であり、図11(b)は、ステータ60が二次の振動モ
ードによって振動した場合のステータ60の変位の態様
と、ロータ100とを示す図である。本変形例における
ステータ60とロータ100との位置関係は、上記各実
施形態と概ね同様である。すなわち、以下の通りとな
る。
<Modification 1> (1) In the first embodiment, the stator is configured such that one end is simply supported and the other end operates as a free end. In the second embodiment, Although both ends of the stator are configured to operate as free ends, the present invention is not limited to this, and the manner of supporting the stator may be simple support at both ends. FIG. 10 is a plan view illustrating the configuration of the piezoelectric actuator when both ends of the stator 60 are simply supported. As shown in FIG. 10, the ends 61a and 61b of the stator 60 are fixed to the base of the calendar display mechanism by screws or the like, and the width near the ends 61a and 61b is narrower than the other. Constrictions 62a and 62b are provided. FIG. 11A is a diagram illustrating a mode of vibration of the stator 60 when the stator 60 vibrates in the primary vibration mode, and the rotor 100, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing a mode of displacement of a stator 60 when vibrated in the vibration mode of FIG. The positional relationship between the stator 60 and the rotor 100 in this modification is substantially the same as in each of the above embodiments. That is, it is as follows.

【0059】本変形例において、ステータ60が一次の
振動モードで振動した場合、図11(a)に示すよう
に、ステータ60の長手方向に端部61aに向かって進
むにつれてステータ60の振動の振幅が減少する区間a
3において、ステータ60とロータ100とが接触す
る。一方、ステータ60が二次の振動モードで振動した
場合には、図11(b)に示すように、ステータ60の
長手方向に沿って端部61aに向かって進むにつれてス
テータ60の振動の振幅が増加する区間b3において、
ステータ60とロータ100とが接触するようになって
いる。
In this modification, when the stator 60 vibrates in the primary vibration mode, as shown in FIG. 11A, the amplitude of the vibration of the stator 60 increases as it goes toward the end 61a in the longitudinal direction of the stator 60. Section a where
At 3, the stator 60 and the rotor 100 come into contact. On the other hand, when the stator 60 vibrates in the secondary vibration mode, as shown in FIG. 11B, the amplitude of the vibration of the stator 60 increases as it proceeds toward the end 61a along the longitudinal direction of the stator 60. In the increasing section b3,
The stator 60 and the rotor 100 come into contact with each other.

【0060】このような構成において、ステータ60が
一次の振動モードで振動した場合には、図11(a)に
示すような方向の力Xaがロータ100に対して与えら
れるため、ロータ100は、矢印b1の方向に回転す
る。これに対し、ステータ60が二次の振動モードによ
って振動した場合には、図11(b)に示すような方向
の力Xbがロータ100に対して与えられるため、ロー
タ100は矢印a1の方向に回転する。
In such a configuration, when the stator 60 vibrates in the primary vibration mode, a force Xa in the direction shown in FIG. 11A is applied to the rotor 100. It rotates in the direction of arrow b1. On the other hand, when the stator 60 vibrates in the secondary vibration mode, a force Xb in the direction shown in FIG. 11B is applied to the rotor 100, and the rotor 100 is moved in the direction of the arrow a1. Rotate.

【0061】(2)さらに、ステータの両端を固定端と
する構成としてもよい。図12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る。図12に
示すように、本変形例にかかる圧電アクチュエータにお
いては、ステータ70の端部71aおよび71bがネジ
等によってカレンダ表示機構のベースに固定された構成
となっている。
(2) Further, a configuration may be adopted in which both ends of the stator are fixed ends. FIG. 12 is a plan view showing a configuration of a piezoelectric actuator according to the present modification. As shown in FIG. 12, the piezoelectric actuator according to the present modification has a configuration in which ends 71a and 71b of a stator 70 are fixed to a base of a calendar display mechanism by screws or the like.

【0062】図13(a)は、ステータ70が一次の振
動モードで振動した場合のステータ70の変位の態様と
ロータ100とを示す図であり、図13(b)は、ステ
ータ70が二次の振動モードで振動した場合のステータ
70の変位の態様とロータ100とを示す図である。図
13(a)および(b)に示すように、本変形例におい
ても、ステータ70とロータ100との接触位置は、上
記変形例1(1)に示した圧電アクチュエータと同様と
なるので、ステータ70が一次の振動モードで振動した
場合と、二次の振動モードで振動した場合とでは、ロー
タ100の回転方向が逆となるのである。
FIG. 13 (a) is a diagram showing the manner of displacement of the stator 70 and the rotor 100 when the stator 70 vibrates in the primary vibration mode, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing a mode of displacement of a stator 70 and a rotor 100 when vibrated in the vibration mode of FIG. As shown in FIGS. 13A and 13B, also in this modification, the contact position between the stator 70 and the rotor 100 is the same as that of the piezoelectric actuator shown in the above modification 1 (1). The direction of rotation of the rotor 100 is reversed between when the 70 vibrates in the primary vibration mode and when it vibrates in the secondary vibration mode.

【0063】このように、本変形例にかかる圧電アクチ
ュエータによっても、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。
As described above, the same effects as those of the piezoelectric actuators according to the above-described embodiments can be obtained by the piezoelectric actuator according to the present modification.

【0064】<変形例2>図14に示すように、ステー
タ20の側部に、ロータ100と接触する突起部50を
設ける構成としてもよい。本変形例にかかる圧電アクチ
ュエータによれば、ロータ100の回転方向の変位量を
より拡大して取り出すことができる。従って、この突起
50を設けない圧電アクチュエータと比較して、ロータ
をより速く回転させることができ、また、低い電圧によ
って駆動できるという利点がある。
<Modification 2> As shown in FIG. 14, a configuration may be adopted in which a protrusion 50 that contacts the rotor 100 is provided on the side of the stator 20. According to the piezoelectric actuator of this modification, the amount of displacement of the rotor 100 in the rotation direction can be further expanded and taken out. Therefore, there is an advantage that the rotor can be rotated faster and can be driven by a low voltage as compared with the piezoelectric actuator without the projection 50.

【0065】なお、図14においては、突起部50が、
ステータ20の長手方向に対して垂直な方向に突出した
構成としたが、これに限らず、例えば、ステータ20の
長手方向に対して所定の角度だけ傾いた形状で突起部5
0が突出する構成としてもよい。また、図14において
は、ロータ100の中心からステータ20への垂線上に
おいてロータ100と突起部50が接触する構成となっ
ているが、これに限らず、この垂線からずれた位置にお
いてロータ100と突起部50が接触する構成としても
よい。このようにすることにより、ロータ100を正方
向に回転させる場合と、逆方向に回転させる場合とで
は、ロータ100の回転速度または駆動力等が異なるこ
ととなる。
In FIG. 14, the projection 50 is
Although the configuration is such that it protrudes in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the stator 20, the present invention is not limited to this.
A configuration in which 0 protrudes may be adopted. Further, in FIG. 14, the rotor 100 and the protrusion 50 are configured to be in contact with each other on a perpendicular line from the center of the rotor 100 to the stator 20. However, the present invention is not limited to this. It is good also as a structure which the projection part 50 contacts. By doing so, the rotation speed or the driving force of the rotor 100 differs between the case where the rotor 100 is rotated in the forward direction and the case where the rotor 100 is rotated in the reverse direction.

【0066】<変形例3>上記第1の実施形態において
は、駆動回路30中の反転増幅器31の出力端子に接続
される抵抗を切り換えることによって駆動信号Vの周波
数を切換える構成としたが、これに限らず、例えば、キ
ャパシタを切換えることにより、駆動信号Vの周波数を
切換える構成としてもよい。図15(a)は、この場合
の駆動回路30の構成を示す回路図である。図15
(a)に示すように、本変形例にかかる駆動回路30に
おいては、腕時計に設けられたスイッチに対して所定の
操作を行うことにより、駆動回路30中のスイッチング
素子34が切換わり、これに伴ってキャパシタ37aお
よび37bのうちのいずれかを選択的に接続することが
できる構成となっている。これにより、駆動信号の周波
数を周波数fs1(fs1’)または周波数fs2(f
s2’)のうちのいずれかに切換えることができるので
ある。このような構成としても、上記各実施形態と同様
の効果が得られる。
<Modification 3> In the first embodiment, the frequency of the drive signal V is switched by switching the resistance connected to the output terminal of the inverting amplifier 31 in the drive circuit 30. The present invention is not limited to this. For example, the frequency of the drive signal V may be switched by switching a capacitor. FIG. 15A is a circuit diagram showing a configuration of the drive circuit 30 in this case. FIG.
As shown in (a), in the drive circuit 30 according to the present modification, by performing a predetermined operation on a switch provided on the wristwatch, the switching element 34 in the drive circuit 30 is switched. Accordingly, the configuration is such that any one of the capacitors 37a and 37b can be selectively connected. Thereby, the frequency of the drive signal is changed to the frequency fs1 (fs1 ′) or the frequency fs2 (f
s2 '). Even with such a configuration, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.

【0067】なお、駆動回路30は、図15(b)に示
すような構成としてもよい。すなわち、図15(a)に
示した駆動回路30に加え、反転増幅器31の入力端
に、スイッチング素子34aを介してキャパシタ35a
および35bを設ける。なお、スイッチング素子34と
34aとは、連動して切り換わる構成としてもよいし、
別個に切換えることができる構成としてもよい。このよ
うにしても、上記各実施形態と同様の効果が得られる。
The drive circuit 30 may have a configuration as shown in FIG. That is, in addition to the driving circuit 30 shown in FIG. 15A, the input terminal of the inverting amplifier 31 is connected to the capacitor 35a via the switching element 34a.
And 35b are provided. The switching elements 34 and 34a may be configured to switch in conjunction with each other,
It is good also as a structure which can be switched separately. Even in this case, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.

【0068】<変形例4>上記各実施形態においては、
シム部の両表面に圧電素子を貼り付けて振動板を構成
し、この振動板を駆動回路にパラレル接続する構成とし
たが、シム部の片面のみに圧電素子を貼り付けて振動板
を構成し、当該振動板と駆動回路との配線を、図16に
示すような態様(シリアル接続)で構成することとして
もよい。このような構成とすることにより、シム部の片
面にのみ圧電素子を貼り付ければよいので製造が容易と
なり、また、配線も簡易なものとすることができる。
<Modification 4> In each of the above embodiments,
A piezoelectric element is attached to both surfaces of the shim to form a diaphragm, and this diaphragm is connected in parallel to the drive circuit.However, a piezoelectric element is attached to only one side of the shim to form a diaphragm. The wiring between the diaphragm and the drive circuit may be configured in a mode (serial connection) as shown in FIG. With such a configuration, the piezoelectric element may be attached only to one surface of the shim portion, so that the manufacturing is facilitated and the wiring can be simplified.

【0069】<変形例5>上記各実施形態においては、
ステータを、一次の振動モードまたは二次の振動モード
で振動させる構成としたが、本発明はこれに限定される
ものではなく、ステータの振動モードはさらに高次の振
動モードであってもよいことは勿論である。
<Modification 5> In each of the above embodiments,
Although the stator is configured to vibrate in the primary vibration mode or the secondary vibration mode, the present invention is not limited to this, and the vibration mode of the stator may be a higher vibration mode. Of course.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
駆動回路によって生成される駆動信号の周波数を切換え
ることにより駆動力伝達部材の振動モードを切換えるこ
とができ、これにより、駆動対象の振動方向を逆転する
ことが可能であるから、複雑な切換機構を設けることな
くロータの回転を逆転することが可能となる。また、ス
テータをその固有振動周波数で加振するので、ステータ
の内部損失を大幅に減少させることができる。従って、
ステータの変位を大きくすることができる。
As described above, according to the present invention,
By switching the frequency of the driving signal generated by the driving circuit, the vibration mode of the driving force transmitting member can be switched, and the vibration direction of the driven object can be reversed. The rotation of the rotor can be reversed without the provision. Further, since the stator is vibrated at its natural vibration frequency, the internal loss of the stator can be greatly reduced. Therefore,
The displacement of the stator can be increased.

【0071】また、長尺部の側部に、ロータと接触する
突起部を設けた場合には、ロータの回転方向の変位をよ
り拡大して取り出すことができるので、より大きな駆動
力でロータ100を回転させることができる(請求項
2)。
In the case where a protruding portion which comes into contact with the rotor is provided on the side of the long portion, the displacement in the rotation direction of the rotor can be expanded and taken out. Can be rotated (claim 2).

【0072】また、駆動回路内に複数の抵抗または複数
のキャパシタを設けて、これらのうちのいずれかを選択
的に切換える構成とすれば、比較的容易な構成によっ
て、駆動信号の周波数を切換えることができる(請求項
3および4)。
Further, if a plurality of resistors or a plurality of capacitors are provided in the drive circuit and any one of them is selectively switched, the frequency of the drive signal can be switched by a relatively easy configuration. (Claims 3 and 4).

【0073】本発明にかかる圧電アクチュエータによれ
ば、複雑な切換機構を設けることなく、駆動対象の回転
を逆転することができるので、当該圧電アクチュエータ
を腕時計のカレンダ表示機構に用いた場合には、当該腕
時計の薄型化に寄与することができる。また、駆動回路
に設けられた抵抗等を切換えることのみによって駆動対
象が逆転する構成となっているので、ユーザは容易にカ
レンダ表示機構の日車を逆転させることができ、これに
より日や曜の修正や調節を容易に行うことができる(請
求項5)。
According to the piezoelectric actuator of the present invention, the rotation of the driven object can be reversed without providing a complicated switching mechanism. Therefore, when the piezoelectric actuator is used for a calendar display mechanism of a wristwatch, This can contribute to a reduction in the thickness of the wristwatch. In addition, since the driving target is reversed only by switching the resistance or the like provided in the driving circuit, the user can easily reverse the date indicator of the calendar display mechanism, thereby setting the date and day. Correction and adjustment can be easily performed (claim 5).

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施形態に係る時計におい
て、圧電アクチュエータを組み込んだカレンダ表示機構
の主要構成を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a main configuration of a calendar display mechanism incorporating a piezoelectric actuator in a timepiece according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1の実施形態にかかる時計の断面
図である。
FIG. 2 is a sectional view of the timepiece according to the first embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 3A is a plan view showing the overall configuration of a piezoelectric actuator according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【図4】 本発明の第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の構成を示す回路図
である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a drive circuit used in the piezoelectric actuator according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 (a)はステータを剛体として考えたときの
振動を示す平面図であり、(b)はステータが一次の振
動モードで振動する際の態様を示す平面図であり、
(c)はステータが二次の振動モードで振動する際の態
様を示す平面図である。
FIG. 5A is a plan view showing vibration when the stator is considered as a rigid body, and FIG. 5B is a plan view showing an aspect when the stator vibrates in a primary vibration mode;
(C) is a plan view showing an aspect when the stator vibrates in the secondary vibration mode.

【図6】 (a)はステータが一次の振動モードで振動
した場合のステータの変位の態様およびこの場合のロー
タの回転方向を示す平面図であり、(b)はステータが
二次の振動モードで振動した場合のステータの変位の態
様およびこの場合のロータの回転方向を示す平面図であ
る。
FIG. 6A is a plan view showing a mode of displacement of the stator when the stator vibrates in a primary vibration mode and a rotation direction of the rotor in this case, and FIG. FIG. 4 is a plan view showing a mode of displacement of a stator when vibrated at a direction and a rotation direction of a rotor in this case.

【図7】 (a)はステータが一次の振動モードで振動
した場合のロータの回転運動を説明するための図であ
り、(b)はステータが二次の振動モードで振動した場
合のロータの回転運動を説明するための図である。
FIG. 7A is a diagram for explaining a rotational motion of a rotor when a stator vibrates in a primary vibration mode, and FIG. 7B is a diagram for explaining a rotor motion when the stator vibrates in a secondary vibration mode. It is a figure for explaining rotation movement.

【図8】 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る。
FIG. 8 is a plan view illustrating an overall configuration of a piezoelectric actuator according to a second embodiment of the present invention.

【図9】 (a)は、第2の実施形態である圧電アクチ
ュエータにおいてステータが一次の振動モードで振動し
た場合のステータの変位およびこの場合のロータの回転
方向を示す平面図であり、(b)は、ステータが二次の
振動モードで振動した場合のステータの変位およびこの
場合のロータの回転方向を示す平面図である。
FIG. 9A is a plan view showing the displacement of the stator when the stator vibrates in a primary vibration mode in the piezoelectric actuator according to the second embodiment and the rotation direction of the rotor in this case, and FIG. 4) is a plan view showing the displacement of the stator when the stator vibrates in the secondary vibration mode and the rotation direction of the rotor in this case.

【図10】 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
る。
FIG. 10 is a plan view showing a configuration of a modified example of the piezoelectric actuator according to the first and second embodiments of the present invention.

【図11】 (a)は、同変形例にかかる圧電アクチュ
エータにおいて、ステータが一次の振動モードで振動し
た場合のステータの変位の態様およびロータを示す平面
図であり、(b)はステータが二次の振動モードで振動
した場合のステータの変位の態様およびロータを示す平
面図である。
FIG. 11A is a plan view showing a state of displacement of a stator and a rotor when the stator vibrates in a primary vibration mode in the piezoelectric actuator according to the modification, and FIG. It is a top view which shows the aspect of the displacement of the stator when it vibrates in the next vibration mode, and a rotor.

【図12】 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
る。
FIG. 12 is a plan view illustrating a configuration of a modified example of the piezoelectric actuator according to the first and second embodiments of the present invention.

【図13】 (a)は、同変形例にかかる圧電アクチュ
エータにおいて、ステータが一次の振動モードで振動し
た場合のステータの変位の態様およびロータを示す平面
図であり、(b)はステータが二次の振動モードで振動
した場合のステータの変位の態様およびロータを示す図
である。
FIG. 13A is a plan view showing a mode of displacement of a stator and a rotor when the stator vibrates in a primary vibration mode in the piezoelectric actuator according to the modification, and FIG. It is a figure which shows the aspect of the displacement of a stator, and the rotor when it vibrates in the next vibration mode.

【図14】 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
る。
FIG. 14 is a plan view showing a configuration of a modified example of the piezoelectric actuator according to the first and second embodiments of the present invention.

【図15】 本発明の第1および第1の実施形態である
圧電アクチュエータにおける駆動回路の変形例を示す図
である。
FIG. 15 is a diagram showing a modified example of the drive circuit in the piezoelectric actuator according to the first and first embodiments of the present invention.

【図16】 本発明の第1および第2の実施形態の変形
例の構成を示す断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a configuration of a modification of the first and second embodiments of the present invention.

【図17】 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。
FIG. 17 is a view schematically showing an ultrasonic motor using a conventional piezoelectric actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……振動板、11……振動子、11a,11b……
圧電素子、12……シム板(弾性板)、13……振動板
の端部、20,40,60,70……ステータ(駆動力
伝達部材)、21……先端部、22……長尺部、23,
43,62a,62b……括れ部、24……固定部、3
0……駆動回路、31……反転増幅器、32……帰還抵
抗、33……増幅器、34,34a……スイッチング素
子、35,35a,35b,37,37a,37b……
キャパシタ、36,36a,36b……抵抗、41a,
41b61a,61b,71a,71b……端部、42
……長尺部、44……固定部、50……突起部、100
……ロータ(駆動対象)、101……中間車、102…
…日車(カレンダ表示車)、110……文字盤、111
……窓部、112……針、113……ムーブメント、A
1、A2、200……圧電アクチュエータ、201……
発振部、202……圧電素子、203……振動片、20
4……ロータ。
10: diaphragm, 11: vibrator, 11a, 11b ...
Piezoelectric element, 12: Shim plate (elastic plate), 13: End portion of diaphragm, 20, 40, 60, 70 ... Stator (drive force transmitting member), 21: Tip portion, 22: Long Part, 23,
43, 62a, 62b ... constricted part, 24 ... fixed part, 3
0 ... Drive circuit, 31 ... Inverting amplifier, 32 ... Feedback resistor, 33 ... Amplifier, 34,34a ... Switching element, 35,35a, 35b, 37,37a, 37b ...
Capacitors, 36, 36a, 36b..., Resistors, 41a,
41b 61a, 61b, 71a, 71b ... end portions, 42
... Long part, 44 ... Fixed part, 50 ... Protrusion, 100
...... Rotor (drive target), 101 ... Intermediate wheel, 102 ...
… Date indicator (calendar display), 110… dial, 111
... window, 112 ... needle, 113 ... movement, A
1, A2, 200 ... piezoelectric actuator, 201 ...
Oscillator, 202, piezoelectric element, 203, vibrating piece, 20
4 ... rotor.

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) 2H081 BB18 5H680 AA06 AA08 AA12 AA19 BC02 DD01 DD15 DD23 DD27 DD53 DD82 DD92 FF04 FF26 FF31 GG01 GG02 GG23 Continued on the front page (72) Inventor Taiji Hashimoto 3-3-5 Yamato, Suwa City, Nagano Prefecture Inside Seiko Epson Corporation (72) Inventor Makoto Furuhata 3-3-5 Yamato Suwa City, Nagano Prefecture Inside Seiko Epson Corporation F term (reference) 2H081 BB18 5H680 AA06 AA08 AA12 AA19 BC02 DD01 DD15 DD23 DD27 DD53 DD82 DD92 FF04 FF26 FF31 GG01 GG02 GG23

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電素子を弾性板に貼り付けてなる振動
板と、 長尺状の板状部材であって、前記振動板からの圧力を側
部に受けて面内方向に屈曲振動し、側部により駆動対象
を駆動する駆動力伝達部材と、 前記駆動力伝達部材の固有振動周波数である第1または
第2の周波数のうちのいずれかの周波数を有する駆動信
号を前記圧電素子に供給する駆動回路と、 前記第1および第2の周波数の切換えを行う切換手段と
を具備し、 前記駆動力伝達部材に第1の周波数の振動が生じた際に
は、該駆動力伝達部材の長手方向に沿って進むにつれて
該駆動力伝達部材の振動の振幅が増大する第1の区間に
おいて該駆動力伝達部材と前記駆動対象が接触し、前記
駆動力伝達部材に第2の周波数の振動が生じた際には、
該駆動力伝達部材の長手方向に沿って進むにつれて該駆
動力伝達部材の振動の振幅が減少する第2の区間におい
て該駆動力伝達部材と前記駆動対象とが接触することを
特徴とする圧電アクチュエータ。
A vibration plate having a piezoelectric element adhered to an elastic plate; and a long plate-shaped member, which receives a pressure from the vibration plate on a side portion to bend and vibrate in an in-plane direction, A driving force transmitting member for driving a driving object by a side portion, and a driving signal having any one of a first frequency and a second frequency, which is a natural vibration frequency of the driving force transmitting member, is supplied to the piezoelectric element. A drive circuit; and a switching means for switching between the first and second frequencies. When vibration of the first frequency is generated in the drive force transmitting member, a longitudinal direction of the drive force transmitting member is provided. In the first section in which the amplitude of the vibration of the driving force transmission member increases as traveling along the driving force transmission member, the driving force transmission member comes into contact with the driven object, and vibration of the driving frequency transmission member has a second frequency. In some cases,
A piezoelectric actuator, wherein the driving force transmitting member and the object to be driven come into contact with each other in a second section in which the amplitude of the vibration of the driving force transmitting member decreases as the driving force transmitting member advances in the longitudinal direction. .
【請求項2】 前記駆動力伝達部材は、側部に前記駆動
対象と接触する突起部を有す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。
2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the driving force transmitting member has a protrusion on a side portion that comes into contact with the driven object.
【請求項3】 前記駆動回路は、抵抗値の異なる2以上
の抵抗を有し、 前記切換手段は、前記駆動回路に設けられた前記2以上
の抵抗のうちのいずれかを選択的に切換えることによ
り、前記第1および第2の周波数の切換えを行うことを
特徴とする請求項1または2に記載の圧電アクチュエー
タ。
3. The drive circuit has two or more resistors having different resistance values, and the switching means selectively switches any one of the two or more resistors provided in the drive circuit. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the first and second frequencies are switched by:
【請求項4】 前記駆動回路は、容量の異なる2以上の
キャパシタを有し、 前記切換手段は、前記2以上のキャパシタの少なくとも
一部について、前記駆動回路に接続するか否かを切換え
ることにより、前記第1および第2の周波数の切換えを
行うことを特徴とする請求項1または2に記載の圧電ア
クチュエータ。
4. The drive circuit has two or more capacitors having different capacities, and the switching means switches at least a part of the two or more capacitors to connect or not to be connected to the drive circuit. 3. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the first and second frequencies are switched.
【請求項5】 針を回転駆動するムーブメントと文字盤
との間に、請求項1から4のいずれか1の請求項に記載
の圧電アクチュエータと、前記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。
5. A piezoelectric actuator according to claim 1, between a movement for rotating a hand and a dial, and a calendar display wheel rotationally driven by the piezoelectric actuator. A timepiece provided with a calendar display mechanism having the following.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010040080A (en) * 2008-08-01 2010-02-18 Sharp Corp Driving unit and optical pick-up device including the same

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