JP2002291264A - Piezoelectric actuator, driving device of piezoelectric actuator, driving method of same and mobile equipment - Google Patents

Piezoelectric actuator, driving device of piezoelectric actuator, driving method of same and mobile equipment

Info

Publication number
JP2002291264A
JP2002291264A JP2001091115A JP2001091115A JP2002291264A JP 2002291264 A JP2002291264 A JP 2002291264A JP 2001091115 A JP2001091115 A JP 2001091115A JP 2001091115 A JP2001091115 A JP 2001091115A JP 2002291264 A JP2002291264 A JP 2002291264A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
vibration
driving
piezoelectric actuator
diaphragm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001091115A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4770043B2 (en
Inventor
Hidehiro Akaha
秀弘 赤羽
Makoto Furuhata
誠 古畑
Akihiro Sawada
明宏 澤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2001091115A priority Critical patent/JP4770043B2/en
Publication of JP2002291264A publication Critical patent/JP2002291264A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4770043B2 publication Critical patent/JP4770043B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric actuator small and thin size and capable of high efficient and stable driving. SOLUTION: A drive circuit 500A computes a differential signal Vc of detection signals Va, Vb in response to the distortion of a vibration plate 10 from detection poles 34A, 34B by a subtraction circuit 501, and generates a delay signal 502 delayed by a predetermined time tp by a delay circuit 502. A comparator 503 is input by the differential signal Vc and a delay signal Vd, and a signal Ve resulting in comparison of a large and small voltages is supplied to a voltage adjustment circuit 504. The voltage adjustment circuit 504, VCO 504, and driver circuit 506 generates a drive signal Vh of frequency based on this comparison result signal Ve. Therefore, the drive circuit 500A detects distortion of the vibration plate 10 and controls the frequency of the drive signal Vh so that the vibration plate 10 is always vibrated in maximum with this distortion.

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、圧電素子を有する
圧電アクチュエータ、圧電アクチュエータの駆動装置、
圧電アクチュエータの駆動方法、時計および携帯機器に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric actuator having a piezoelectric element, a driving device for the piezoelectric actuator,
The present invention relates to a driving method of a piezoelectric actuator, a timepiece, and a portable device.

【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、圧電ブザー、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など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 recently because piezoelectric elements have excellent conversion efficiency from electric energy to mechanical energy and excellent responsiveness. This piezoelectric actuator includes a piezoelectric buzzer, a printer inkjet head,
Alternatively, it is applied to fields such as ultrasonic motors.

【0003】圧電素子の変位は供給される駆動信号の電
圧値にもよるが微小であり、サブミクロン程度であるの
が通常である。このため、何らかの増幅機構によって変
位を増幅して駆動対象に変位を伝達することが行われて
いる。しかし、増幅機構を用いた場合、それ自身を動か
すためにエネルギーが消費され、効率が低下するといっ
た問題がある上に、装置のサイズが大きくなってしまう
といった問題がある。また、増幅機構を介する場合、駆
動対象に対して安定した駆動力を伝達することが困難と
なることもある。
[0003] The displacement of the piezoelectric element is very small, depending on the voltage value of the supplied drive signal, and is usually on the order of submicron. For this reason, it has been performed to amplify the displacement by some kind of amplifying mechanism and transmit the displacement to a driven object. However, when the amplification mechanism is used, there is a problem that energy is consumed to move itself and the efficiency is reduced, and further, there is a problem that the size of the device is increased. In addition, in the case of via an amplification mechanism, it may be difficult to transmit a stable driving force to a driving target.

【0004】また、腕時計のような小型の携帯機器は電
池によって駆動されるため、消費電力や駆動信号の電圧
値を低く抑える必要がある。このような携帯機器に圧電
アクチュエータを組み込む場合、特に圧電アクチュエー
タは、そのエネルギー効率を高く、駆動信号の電圧値を
低くしたものが要求される。
[0004] In addition, since small portable devices such as wristwatches are driven by batteries, it is necessary to reduce power consumption and the voltage value of drive signals. When a piezoelectric actuator is incorporated in such a portable device, it is particularly required that the piezoelectric actuator has a high energy efficiency and a low drive signal voltage value.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、時計などに
は、日付や曜日を表示するカレンダ表示機構が備えられ
ている。これらのカレンダ表示機構には、月末の日付補
正を必要としないものがあり、これをオートカレンダ機
構と呼んでいる。このオートカレンダ機構の表示動作
は、運針用とは別に設けられた電磁式のステッピングモ
ータの回転駆動力を利用して、日車や曜車を駆動させる
のが一般的である。一方、腕時計は、手首にベルトを巻
き付けて携帯するものであるから、携帯に便利なように
薄型化の要求が古くからある。この要求は、オートカレ
ンダ表示機構を備えた腕時計であっても同様である。し
かし、オートカレンダ表示機構を備えた腕時計は、係る
機構を備えていない腕時計と比較した場合、日付表示用
の駆動源を別途設ける分だけスペースが必要となり、オ
ートカレンダ表示機構の駆動源にステッピングモータを
用いた場合、そのスペースを確保した上で薄型化を図る
ことは、非常に困難であった。
A clock or the like is provided with a calendar display mechanism for displaying a date and a day of the week. Some of these calendar display mechanisms do not require date correction at the end of the month, and this is called an automatic calendar mechanism. The display operation of the automatic calendar mechanism generally drives a date indicator or a day indicator using the rotational driving force of an electromagnetic stepping motor provided separately from the hand operation. On the other hand, a wristwatch is carried around by wrapping a belt around a wrist, and there has been an old demand for a thin wristwatch so as to be convenient to carry. This request is the same even in a wristwatch equipped with an automatic calendar display mechanism. However, when compared with a wristwatch without such a mechanism, a wristwatch equipped with an auto-calendar display mechanism requires a space for separately providing a drive source for date display, and a stepping motor is used as a drive source for the auto-calendar display mechanism. In the case of using, it is very difficult to reduce the thickness while securing the space.

【0006】そこで、高効率でありながら、小型機器へ
の搭載を可能とするアクチュエータとして、薄板矩形状
の圧電素子等から構成される振動板に駆動信号を印加す
ることにより圧電素子を長手方向に伸縮させて縦振動を
励振し、当該縦振動によって機械的に屈曲振動を誘発さ
せる圧電アクチュエータが提案されている。このような
圧電アクチュエータでは、振動板に縦振動および屈曲振
動の両者を生じさせることにより、圧電アクチュエータ
において駆動対象と接触する部位を楕円軌道で移動させ
る。これにより、この圧電アクチュエータは、小型薄型
の構成でありながら、高効率の駆動を実現している。
Therefore, as an actuator which can be mounted on a small device while having high efficiency, a piezoelectric element is driven in a longitudinal direction by applying a drive signal to a diaphragm composed of a thin rectangular piezoelectric element or the like. 2. Description of the Related Art A piezoelectric actuator that excites longitudinal vibration by expanding and contracting and mechanically induces bending vibration by the longitudinal vibration has been proposed. In such a piezoelectric actuator, by causing both the longitudinal vibration and the bending vibration on the vibration plate, a portion of the piezoelectric actuator that contacts the drive target is moved in an elliptical orbit. Thus, the piezoelectric actuator realizes highly efficient driving while having a small and thin configuration.

【0007】しかし、上述した如く、圧電アクチュエー
タは、振動板に対して縦振動を電気的に励振させ、この
縦振動によって屈曲振動を機械的に誘発させるものであ
る。このため、駆動信号を印加することにより圧電素子
の伸縮によって生じる縦振動は、駆動信号の電圧値を制
御することにより比較的容易に制御することができるも
のの、振動板の機械的な特性に応じて誘発される屈曲振
動は容易かつ正確に制御することは困難である。このた
め、振動板の加工精度のばらつき等に起因して誘発され
る屈曲振動がばらついてしまうといった、製品としての
安定度が欠落することも考えられる。また、屈曲振動
は、振動板の形状などによって決まる機械的な特性によ
って決まるため、決められた形状などの機械的条件の下
では、安定した振幅となる屈曲振動を得ることが困難で
あった。
However, as described above, the piezoelectric actuator electrically excites the longitudinal vibration with respect to the diaphragm, and mechanically induces the bending vibration by the longitudinal vibration. For this reason, the longitudinal vibration caused by the expansion and contraction of the piezoelectric element by applying the drive signal can be controlled relatively easily by controlling the voltage value of the drive signal, but according to the mechanical characteristics of the diaphragm. It is difficult to control easily and accurately the flexural vibration induced. For this reason, it is conceivable that the stability of the product is lost, such as variation in bending vibration induced due to variations in processing accuracy of the diaphragm. Further, since the bending vibration is determined by mechanical characteristics determined by the shape of the diaphragm, it has been difficult to obtain a bending vibration having a stable amplitude under mechanical conditions such as the determined shape.

【0008】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
ものであり、小型・薄型化が可能な構成でありながら、
高効率かつ安定した駆動を行うことができる圧電アクチ
ュエータ、圧電アクチュエータの駆動装置、圧電アクチ
ュエータの駆動方法、およびこの圧電アクチュエータを
備えた時計、携帯機器を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a structure that can be reduced in size and thickness.
It is an object of the present invention to provide a piezoelectric actuator, a driving device for a piezoelectric actuator, a driving method for a piezoelectric actuator, a timepiece including the piezoelectric actuator, and a portable device that can perform highly efficient and stable driving.

【009】[0099]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る圧電アクチュエータは、駆動信号が供
給されることにより、縦振動とこの縦振動にほぼ直交す
る方向に振動する屈曲振動とを発生させる圧電素子を少
なくとも1つ有する振動板と、前記振動板に設けられ、
駆動対象に当接される当接部と、を具備しており、前記
縦振動および屈曲振動に伴う前記当接部の変位によって
前記駆動対象を駆動する圧電アクチュエータであって、
前記振動板には、前記駆動対象を駆動する場合に前記振
動板の歪みを検出する歪検出部を設けたことを特徴とし
ている。
In order to solve the above-mentioned problems, a piezoelectric actuator according to the present invention is characterized in that when a driving signal is supplied, a longitudinal vibration and a bending vibration which vibrates in a direction substantially orthogonal to the longitudinal vibration are obtained. A vibration plate having at least one piezoelectric element that generates
A contact portion that is in contact with the drive target, and a piezoelectric actuator that drives the drive target by displacement of the contact portion accompanying the longitudinal vibration and the bending vibration,
The vibration plate is provided with a distortion detection unit that detects distortion of the vibration plate when driving the driving target.

【0010】この構成により、振動板には、供給される
駆動信号によって圧電素子が伸縮し、振動板に長手方向
に沿った縦振動が励振され、この縦振動に伴って屈曲振
動が誘発される。例えば、歪検出部から検出される検出
信号を用いて、駆動信号の周波数を補正するようにすれ
ば、前記振動板に安定した振動を発生させることが可能
となる。この圧電アクチュエータの構成では、厚み方向
に各種部材を積層する構造を採る必要がないため、小型
薄型化も容易である。
According to this configuration, the piezoelectric element expands and contracts in the diaphragm by the supplied drive signal, and a longitudinal vibration along the longitudinal direction is excited on the diaphragm, and a bending vibration is induced with the longitudinal vibration. . For example, if the frequency of the drive signal is corrected using the detection signal detected from the distortion detection unit, it is possible to generate stable vibration on the diaphragm. In the configuration of the piezoelectric actuator, it is not necessary to adopt a structure in which various members are stacked in the thickness direction, so that it is easy to reduce the size and thickness.

【0011】この構成において、前記縦振動の方向に延
びる線を横線として規定し、前記縦振動の節となる点を
通り前記横線に直交する方向に延び、前記振動板のうち
前記横線から見て前記当接部の反対側に位置した部分を
重量が等しい2つの部位に分割する線を縦線として規定
し、前記縦線と前記横線とが交わる交点に対し、前記当
接部と点対称な位置で、かつ前記2つの部位の重量に差
異を持たせるバランス調整部を、前記部位の少なくとも
いずれか一方に設けることが好ましい。
In this configuration, a line extending in the direction of the longitudinal vibration is defined as a horizontal line, extends in a direction perpendicular to the horizontal line through a point serving as a node of the vertical vibration, and is viewed from the horizontal line of the diaphragm. A line that divides a portion located on the opposite side of the contact portion into two portions having the same weight is defined as a vertical line, and the intersection of the vertical line and the horizontal line is point-symmetric with the contact portion. It is preferable to provide a balance adjusting portion at a position and for giving a difference in weight between the two portions to at least one of the portions.

【0012】この構成において、前記振動板には、前記
縦振動の節となる部分に支持部材を設けることが好まし
い。
In this configuration, it is preferable that a support member is provided on the diaphragm at a portion serving as a node of the longitudinal vibration.

【0013】この構成において、前記歪検出部は、前記
振動板のうち前記縦振動の節となる部分を通り前記縦振
動の振動方向に直交する方向に延びる横線から見て前記
当接部側に配置することが好ましい。
In this configuration, the strain detecting section is disposed on the side of the contact portion as viewed from a horizontal line passing through a portion of the vibration plate that is a node of the longitudinal vibration and extending in a direction orthogonal to the vibration direction of the longitudinal vibration. It is preferable to arrange them.

【0014】この構成において、前記歪検出部は、前記
振動板のうち前記縦振動の節となる部分を通り前記縦振
動の振動方向に直交する方向に延びる横線から見て前記
当接部側に配置した第1検出部と、前記振動板のうち前
記横線から見て前記当接部の逆側に配置した第2検出部
と、を具備することが好ましい。
In this configuration, the strain detecting section is disposed on the contact portion side as viewed from a horizontal line passing through a portion of the diaphragm that becomes a node of the longitudinal vibration and extending in a direction orthogonal to the vibration direction of the longitudinal vibration. It is preferable to include a first detection unit disposed and a second detection unit disposed on a side of the diaphragm opposite to the contact portion when viewed from the horizontal line.

【0015】この構成において、前記歪検出部は、検出
用電極と、この検出用電極が配置された圧電素子の部分
と、を具備することが好ましい。
In this configuration, it is preferable that the strain detecting section includes a detecting electrode and a portion of the piezoelectric element on which the detecting electrode is arranged.

【0016】この構成において、前記歪検出部は、前記
圧電素子の面上に配置された圧電センサであることが好
ましい。
In this configuration, it is preferable that the distortion detecting section is a piezoelectric sensor arranged on a surface of the piezoelectric element.

【0017】本発明に係る圧電アクチュエータの駆動装
置は、駆動信号が供給されることにより、縦振動とこの
縦振動にほぼ直交する方向に振動する屈曲振動とを発生
させる圧電素子を少なくとも1つ有する振動板と、前記
振動板に設けられ、駆動対象に当接される当接部と、前
記振動板に設けられ、前記駆動対象を駆動する場合に前
記振動板の歪みを検出する歪検出部を、を具備してお
り、前記縦振動および屈曲振動に伴う前記当接部の変位
によって前記駆動対象を駆動する圧電アクチュエータの
駆動装置であって、制御信号に基づいて周波数補正を行
った前記駆動信号を発生する駆動信号生成部と、前記歪
検出部から検出された信号に基づき、前記制御信号を生
成する制御信号生成部と、を具備したことを特徴として
いる。
A driving device for a piezoelectric actuator according to the present invention has at least one piezoelectric element that generates a longitudinal vibration and a bending vibration that vibrates in a direction substantially orthogonal to the longitudinal vibration when a driving signal is supplied. A diaphragm, a contact portion provided on the diaphragm, which is in contact with a driven object, and a distortion detecting unit provided on the diaphragm, which detects distortion of the diaphragm when driving the driven object. A driving device for a piezoelectric actuator that drives the driven object by displacement of the abutting portion caused by the longitudinal vibration and the bending vibration, wherein the driving signal has been subjected to frequency correction based on a control signal. And a control signal generator for generating the control signal based on the signal detected from the distortion detector.

【0018】この構成において、前記駆動信号生成部
は、前記制御信号の電圧値に対応する周波数を有する基
準信号を出力する電圧制御発振回路と、前記基準信号に
基づいて前記駆動信号を生成するドライバ回路と、を具
備することが好ましい。
In this configuration, the drive signal generation section includes a voltage controlled oscillation circuit that outputs a reference signal having a frequency corresponding to a voltage value of the control signal, and a driver that generates the drive signal based on the reference signal. And a circuit.

【0019】この構成において、前記歪検出部を前記振
動板のうち前記縦振動の節となる部分を通り前記縦振動
の振動方向に直交する方向に延びる横線から見て前記当
接部側に配置し、前記制御信号生成部は、前記検出され
た信号のうち振幅の最大値を検出してピーク信号を出力
するピークホールド回路と、前記ピーク信号を所定時間
遅延した遅延信号を出力する遅延回路と、前記ピーク信
号の電圧値と前記遅延信号の電圧値とを比較して比較結
果信号を出力する比較回路と、前記比較結果信号を受け
て、前記制御信号の電圧値を所定電圧値単位で調整する
電圧調整回路と、を具備すること事が好ましい。
In this configuration, the strain detecting portion is disposed on the contact portion side when viewed from a horizontal line passing through a portion of the diaphragm that becomes a node of the longitudinal vibration and extending in a direction orthogonal to the vibration direction of the longitudinal vibration. The control signal generator includes a peak hold circuit that detects a maximum value of amplitude among the detected signals and outputs a peak signal, and a delay circuit that outputs a delay signal obtained by delaying the peak signal by a predetermined time. A comparison circuit that compares the voltage value of the peak signal with the voltage value of the delay signal to output a comparison result signal, and adjusts the voltage value of the control signal in units of a predetermined voltage value in response to the comparison result signal And a voltage adjusting circuit.

【0020】この構成において、前記歪検出部を前記振
動板のうち前記縦振動の節となる部分を通り前記縦振動
の振動方向に直交する方向に延びる横線から見て前記当
接部側に配置し、前記制御信号生成部は、前記検出され
た信号の位相と、前記駆動信号の位相との位相差を検出
し、前記位相差に相当する電圧値を有する位相差電圧信
号を出力する位相差−電圧変換回路と、前記位相差電圧
信号を所定時間遅延した遅延信号を出力する遅延回路
と、前記位相差電圧信号の電圧値と前記遅延回路の電圧
値とを比較して比較結果信号を出力する比較回路と、前
記比較結果信号を受けて、前記制御信号の電圧値を所定
電圧値単位で調整する電圧調整回路と、を具備すること
が好ましい。
In this configuration, the strain detecting portion is disposed on the contact portion side as viewed from a horizontal line passing through a portion of the diaphragm that becomes a node of the longitudinal vibration and extending in a direction perpendicular to the vibration direction of the longitudinal vibration. The control signal generator detects a phase difference between the phase of the detected signal and the phase of the drive signal, and outputs a phase difference voltage signal having a voltage value corresponding to the phase difference. A voltage conversion circuit, a delay circuit that outputs a delay signal obtained by delaying the phase difference voltage signal by a predetermined time, and compares a voltage value of the phase difference voltage signal with a voltage value of the delay circuit to output a comparison result signal And a voltage adjusting circuit that receives the comparison result signal and adjusts the voltage value of the control signal in units of a predetermined voltage value.

【0021】この構成において、前記歪検出部を前記振
動板のうち前記縦振動の節となる部分を通り前記縦振動
の振動方向に直交する方向に延びる横線から見て前記当
接部側に配置し、前記制御信号生成部は、前記検出され
た信号の位相と、前記駆動信号の位相との位相差を検出
し、前記位相差に相当する電圧値を有する位相差電圧信
号を出力する位相差−電圧変換回路と、前記検出信号の
位相と前記駆動信号の位相との所定基準位相差に相当す
る電圧を有する基準位相差信号を出力する定電圧回路
と、前記位相差電圧信号と前記基準位相差信号とを比較
して比較結果信号を出力する比較回路と、前記比較結果
信号を受けて、前記制御信号の電圧値を所定電圧値単位
で調整する電圧調整回路と、を具備することが好まし
い。
In this configuration, the strain detecting portion is disposed on the contact portion side as viewed from a horizontal line passing through a portion of the diaphragm that becomes a node of the longitudinal vibration and extending in a direction orthogonal to the vibration direction of the longitudinal vibration. The control signal generator detects a phase difference between the phase of the detected signal and the phase of the drive signal, and outputs a phase difference voltage signal having a voltage value corresponding to the phase difference. A voltage conversion circuit, a constant voltage circuit that outputs a reference phase difference signal having a voltage corresponding to a predetermined reference phase difference between the phase of the detection signal and the phase of the drive signal, the phase difference voltage signal and the reference position. It is preferable to include a comparison circuit that compares the phase difference signal and outputs a comparison result signal, and a voltage adjustment circuit that receives the comparison result signal and adjusts the voltage value of the control signal in units of a predetermined voltage value. .

【0022】この構成において、前記歪検出部は、前記
振動板のうち前記縦振動の節となる部分を通り前記縦振
動の振動方向に直交する方向に延びる横線から見て前記
当接部側に配置した第1検出部と、前記振動板のうち前
記横線から見て前記当接部の逆側に配置した第2検出部
と、を具備し、前記制御信号生成部は、前記第1検出
部、第2検出部からそれぞれ検出される信号の差から差
信号を出力する減算回路と、前記差信号を所定時間遅延
した遅延信号を出力する遅延回路と、前記差信号の電圧
値と前記遅延回路の電圧値とを比較して比較結果信号を
出力する比較回路と、前記比較結果信号を受けて、前記
制御信号の電圧値を所定電圧値単位で調整する電圧調整
回路と、を具備することが好ましい。
In this configuration, the strain detecting section is disposed on the contact portion side as viewed from a horizontal line passing through a portion of the diaphragm that becomes a node of the longitudinal vibration and extending in a direction orthogonal to the vibration direction of the longitudinal vibration. A first detection unit disposed; and a second detection unit disposed on the opposite side of the abutting portion when viewed from the horizontal line of the diaphragm, wherein the control signal generation unit includes the first detection unit A subtraction circuit that outputs a difference signal from a difference between signals detected from the second detection unit, a delay circuit that outputs a delay signal obtained by delaying the difference signal by a predetermined time, a voltage value of the difference signal, and the delay circuit. And a voltage adjustment circuit that receives the comparison result signal and adjusts the voltage value of the control signal in units of a predetermined voltage value. preferable.

【0023】本発明に係る圧電アクチュエータの駆動方
法は、駆動信号が供給されることにより、縦振動とこの
縦振動にほぼ直交する方向に振動する屈曲振動とを発生
させる圧電素子を少なくとも1つ有する振動板と、前記
振動板に設けられ、駆動対象に当接される当接部と、前
記振動板に設けられ、前記駆動対象を駆動する場合に前
記振動板の歪みを検出する歪検出部を、を具備してお
り、前記縦振動および屈曲振動に伴う前記当接部の変位
によって前記駆動対象を駆動する圧電アクチュエータの
駆動方法であって、制御信号に基づいて周波数補正を行
った前記駆動信号を発生する駆動信号生成過程と、前記
歪検出部から検出された信号に基づき、前記制御信号を
生成する制御信号生成過程と、を備えたことを特徴とし
ている。
A driving method of a piezoelectric actuator according to the present invention has at least one piezoelectric element that generates a longitudinal vibration and a bending vibration that vibrates in a direction substantially orthogonal to the longitudinal vibration when a driving signal is supplied. A diaphragm, a contact portion provided on the diaphragm, which is in contact with a driven object, and a distortion detecting unit provided on the diaphragm, which detects distortion of the diaphragm when driving the driven object. A driving method of a piezoelectric actuator that drives the driven object by a displacement of the contact portion caused by the longitudinal vibration and the bending vibration, wherein the driving signal is frequency-corrected based on a control signal. And a control signal generating step of generating the control signal based on the signal detected from the distortion detecting section.

【0024】この構成において、前記歪検出部を前記振
動板のうち前記縦振動の節となる部分を通り前記縦振動
の振動方向に直交する方向に延びる横線から見て前記当
接部側に配置し、前記制御信号生成過程は、前記検出さ
れた信号のうち振幅の最大値を算出し、この最大値に基
づいて前記制御信号を生成することが好ましい。
In this configuration, the strain detecting section is arranged on the side of the abutting section as viewed from a horizontal line passing through a portion of the diaphragm that serves as a node of the longitudinal vibration and extending in a direction orthogonal to the vibration direction of the longitudinal vibration. Preferably, the control signal generating step calculates a maximum value of the amplitude of the detected signals, and generates the control signal based on the maximum value.

【0025】この構成において、前記歪検出部を前記振
動板のうち前記縦振動の節となる部分を通り前記縦振動
の振動方向に直交する方向に延びる横線から見て前記当
接部側に配置し、前記制御信号生成過程は、前記検出さ
れた信号の位相と、前記駆動信号の位相との位相差を算
出し、この位相差から前記制御信号を生成することが好
ましい。
In this configuration, the strain detecting portion is disposed on the contact portion side when viewed from a horizontal line passing through a portion of the diaphragm that becomes a node of the longitudinal vibration and extending in a direction perpendicular to the vibration direction of the longitudinal vibration. Preferably, in the control signal generation step, a phase difference between a phase of the detected signal and a phase of the drive signal is calculated, and the control signal is generated from the phase difference.

【0026】この構成において、前記歪検出部は、前記
振動板のうち前記縦振動の節となる部分を通り前記縦振
動の振動方向に直交する方向に延びる横線から見て前記
当接部側に配置した第1検出部と、前記振動板のうち前
記横線から見て前記当接部の逆側に配置した第2検出部
と、を具備し、前記制御信号生成過程は、前記第1検出
部、第2検出部からそれぞれ検出される信号の差を算出
し、この差から前記制御信号を生成するすることが好ま
しい。
In this configuration, the strain detecting section is disposed on the contact portion side as viewed from a horizontal line passing through a portion of the diaphragm that becomes a node of the longitudinal vibration and extending in a direction orthogonal to the vibration direction of the longitudinal vibration. A first detection unit disposed, and a second detection unit disposed on a side of the diaphragm opposite to the contact unit when viewed from the horizontal line, wherein the control signal generation step includes the first detection unit , A difference between signals detected from the second detection unit, and generating the control signal from the difference.

【0027】本発明に係る時計は、駆動信号が供給され
ることにより、縦振動とこの縦振動にほぼ直交する方向
に振動する屈曲振動とを発生させる圧電素子を少なくと
も1つ有する振動板と、前記振動板に設けられ、駆動対
象に当接される当接部と、前記振動板に設けられ、前記
駆動対象を駆動する場合に前記振動板の歪みを検出する
歪検出部を、を具備しており、前記縦振動および屈曲振
動に伴う前記当接部の変位によって前記駆動対象を駆動
する圧電アクチュエータと、制御信号に基づいて周波数
補正を行った前記駆動信号を発生する駆動信号生成部、
および前記歪検出部から検出された信号に基づき、前記
制御信号を生成する制御信号生成部を有する駆動装置
と、前記圧電アクチュエータによって駆動されるカレン
ダ表示車と、前記駆動装置に電力を供給する電源と、を
具備することを特徴とする。
A timepiece according to the present invention includes a diaphragm having at least one piezoelectric element that generates a longitudinal vibration and a bending vibration that vibrates in a direction substantially perpendicular to the longitudinal vibration when a driving signal is supplied thereto; A contact portion provided on the diaphragm and abutted against a driven object; and a distortion detecting unit provided on the diaphragm and detecting distortion of the diaphragm when driving the driven object. A piezoelectric actuator that drives the driven object by the displacement of the abutting portion due to the longitudinal vibration and the bending vibration, and a drive signal generation unit that generates the drive signal that has been subjected to frequency correction based on a control signal,
A driving device having a control signal generation unit for generating the control signal based on a signal detected from the distortion detection unit; a calendar display wheel driven by the piezoelectric actuator; and a power supply for supplying power to the driving device And characterized in that:

【0028】本発明に係る携帯機器は、駆動信号が供給
されることにより、縦振動とこの縦振動にほぼ直交する
方向に振動する屈曲振動とを発生させる圧電素子を少な
くとも1つ有する振動板と、前記振動板に設けられ、駆
動対象に当接される当接部と、前記振動板に設けられ、
前記駆動対象を駆動する場合に前記振動板の歪みを検出
する歪検出部を、を具備しており、前記縦振動および屈
曲振動に伴う前記当接部の変位によって前記駆動対象を
駆動する圧電アクチュエータと、制御信号に基づいて周
波数補正を行った前記駆動信号を発生する駆動信号生成
部、および前記歪検出部から検出された信号に基づき、
前記制御信号を生成する制御信号生成部を有する駆動装
置と、前記駆動装置に電力を供給する電池と、を具備す
ることを特徴とする
A portable device according to the present invention includes a diaphragm having at least one piezoelectric element that generates a longitudinal vibration and a bending vibration that vibrates in a direction substantially orthogonal to the longitudinal vibration when supplied with a drive signal. A contact portion provided on the diaphragm, abutting on a driven object, provided on the diaphragm,
A piezoelectric actuator, comprising: a distortion detection unit that detects distortion of the diaphragm when driving the driving target; and a piezoelectric actuator that drives the driving target by displacement of the contact unit accompanying the longitudinal vibration and the bending vibration. And, based on a signal detected from the drive signal generation unit that generates the drive signal subjected to frequency correction based on the control signal, and the distortion detection unit,
A driving device having a control signal generation unit for generating the control signal; and a battery for supplying power to the driving device.

【0029】[0029]

【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に、本実施形態では、本発明に
よる圧電アクチュエータによって駆動されるカレンダ表
示機構を備えた腕時計を例示する。 A.全体構成 まず、図1は、本発明の一実施形態に係る腕時計におい
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。同図に示すように、圧
電アクチュエータAは、面内方向(図の紙面と平行な方
向)に伸縮振動する振動板10を備えている。また、駆
動対象となるロータ100は地板(支持体)103に回
転自在に支持され、振動板10と当接する位置に配置さ
れており、振動板10に生じる振動によってその外周面
が叩かれると、図中矢印で示す方向に回転駆動されるよ
うになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a wristwatch provided with a calendar display mechanism driven by a piezoelectric actuator according to the present invention will be exemplified. A. Overall Configuration First, FIG. 1 is a plan view showing a main configuration of a calendar display mechanism incorporating a piezoelectric actuator in a wristwatch according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the piezoelectric actuator A includes a diaphragm 10 that expands and contracts in an in-plane direction (a direction parallel to the plane of the drawing). Further, the rotor 100 to be driven is rotatably supported by the ground plate (support) 103 and is disposed at a position where the rotor 100 comes into contact with the vibration plate 10. It is driven to rotate in the direction indicated by the arrow in the figure.

【0030】次に、カレンダ表示機構は、ロータ100
を介して圧電アクチュエータAに連結されており、ロー
タ100の駆動力によって駆動される。カレンダ表示機
構の主要部は、ロータ100の回転を減速する減速輪列
とリング状の日車50とから大略構成されている。ま
た、減速輪列は日回し中間車40と日回し車60とを備
えている。
Next, the calendar display mechanism includes the rotor 100
, And is driven by the driving force of the rotor 100. A main part of the calendar display mechanism is generally constituted by a reduction gear train for reducing the rotation of the rotor 100 and a ring-shaped date dial 50. The reduction gear train includes a date turning intermediate wheel 40 and a date turning wheel 60.

【0031】ここで、上述したように振動板10が面内
方向に振動すると、振動板10と当接しているロータ1
00が時計回りに回転させられる。ロータ100の回転
は、日回し中間車40を介して日回し車60に伝達さ
れ、この日回し車60が日車50を時計回り方向に回転
させる。このように、振動板10からロータ100、ロ
ータ100から減速輪列、減速輪列から日車50への力
の伝達は、いずれも面内方向で行われる。このため、カ
レンダ表示機構を薄型化することができる。
When the diaphragm 10 vibrates in the in-plane direction as described above, the rotor 1 in contact with the diaphragm 10
00 is rotated clockwise. The rotation of the rotor 100 is transmitted to the date indicator wheel 60 via the date indicator intermediate wheel 40, and the date indicator wheel 60 rotates the date indicator wheel 50 clockwise. As described above, the transmission of the force from the diaphragm 10 to the rotor 100, the transmission of the force from the rotor 100 to the reduction gear train, and the transmission of the force from the reduction gear train to the date wheel 50 are all performed in the in-plane direction. Therefore, the thickness of the calendar display mechanism can be reduced.

【0032】図2は本発明の一実施形態に係る時計の断
面図である。図において、網目部分に、上述した圧電ア
クチュエータAを備えたカレンダ表示機構が組み込ま
れ、時計全体を薄型にするために、カレンダ表示機構が
組み込まれる厚さDも極めて薄くなる。カレンダ表示機
構の上側には、円盤状の文字板70が設けられている。
この文字板70の外周部の一部には日付を表示するため
の窓部71が設けられており、窓部71から日車50の
日付が覗けるようになっている。また、文字板70の下
側には、針72を駆動するムーブメント73、および後
述する駆動回路(図示せず)が設けられている。
FIG. 2 is a sectional view of a timepiece according to an embodiment of the present invention. In the figure, a calendar display mechanism provided with the above-described piezoelectric actuator A is incorporated in a mesh portion, and the thickness D in which the calendar display mechanism is incorporated is extremely thin in order to make the entire timepiece thin. A disk-shaped dial 70 is provided above the calendar display mechanism.
A window 71 for displaying a date is provided on a part of the outer peripheral portion of the dial 70 so that the date of the date dial 50 can be seen through the window 71. A movement 73 for driving the hands 72 and a drive circuit (not shown) to be described later are provided below the dial 70.

【0033】以上の構成において、圧電アクチュエータ
Aは、従来のステッピングモータのようにコイルやロー
タを厚さ方向に積み重ねるのではなく、同一平面内に振
動板10およびロータ100を配置した構成となってい
る。このため、構造は、ステッピングモータ等に比べて
薄型に形成される。このように、カレンダ表示機構を薄
型化することにより、時計全体の厚さを薄くすることが
できる。例えば、昨今発電機能を備えた腕時計が種々提
案されているが、このような腕時計においては、発電機
構と運針駆動用のモータ機構といった少なくとも2つの
大きな構成要素を搭載しなくてはならず、このようにカ
レンダ表示機構を薄型化できることのメリットは大きい
と言える。さらに、カレンダ表示機構を薄型化すること
により、カレンダ表示機構をある時計と、係る表示機構
のない時計との間でムーブメント73を共通化すること
ができ、生産性を高めることができる。
In the above configuration, the piezoelectric actuator A has a configuration in which the diaphragm 10 and the rotor 100 are arranged in the same plane, instead of stacking coils and rotors in the thickness direction unlike a conventional stepping motor. I have. Therefore, the structure is formed thinner than a stepping motor or the like. Thus, the thickness of the entire timepiece can be reduced by reducing the thickness of the calendar display mechanism. For example, various wristwatches having a power generation function have been proposed in recent years. In such a wristwatch, at least two large components such as a power generation mechanism and a motor mechanism for driving the hand movement must be mounted. It can be said that the merit of reducing the thickness of the calendar display mechanism is great. Further, by reducing the thickness of the calendar display mechanism, the movement 73 can be shared between a timepiece having a calendar display mechanism and a timepiece having no such display mechanism, thereby increasing productivity.

【0034】B.カレンダ表示機構の構成 次に、カレンダ表示機構の構成を、図1およびその断面
図である図3を参照しつつ説明する。図において、地板
103は、各部品を配置するための第1の底板であり、
底板103´は、底板103に対して部分的に段差を持
った第2の底板である。
B. Configuration of Calendar Display Mechanism Next, the configuration of the calendar display mechanism will be described with reference to FIG. 1 and FIG. In the figure, a base plate 103 is a first bottom plate for arranging each component,
The bottom plate 103 ′ is a second bottom plate having a step partially with respect to the bottom plate 103.

【0035】圧電アクチュエータAによって回転駆動さ
れるロータ100の上方には、ロータ100と同軸で、
かつロータ100によって回転させられる歯車100c
が設けられている。日回し中間車40は、大径部4bと
これと同心を成すように固着され大径部4bよりも若干
小径に形成された小径部4aとから構成されており、ロ
ータ100に伴う歯車100cの回転に伴って、歯車1
00cと歯合する大径部4bが回転させられて中間車4
0が回転させられるようになっている。小径部4aの周
面は略正方形状に切り欠かれ、切欠部4cが形成されて
いる。
Above the rotor 100, which is driven to rotate by the piezoelectric actuator A, is coaxial with the rotor 100,
And a gear 100c rotated by the rotor 100
Is provided. The date turning intermediate wheel 40 includes a large-diameter portion 4b and a small-diameter portion 4a which is fixed concentrically with the large-diameter portion 4b and has a slightly smaller diameter than the large-diameter portion 4b. With rotation, gear 1
The large diameter portion 4b meshing with the intermediate wheel 4c is rotated.
0 is rotated. The peripheral surface of the small diameter portion 4a is cut out in a substantially square shape, and a cutout portion 4c is formed.

【0036】また、底板103´には日回し中間車40
のシャフト41が形成されており、日回し中間車40の
内部にはシャフト41と連結する軸受(図示せず)が形
成されている。従って、日回し中間車40は、底板10
3´に対して回転自在に設けられている。なお、ロータ
100も内部に軸受(図示せず)を有しており地板10
3に対して回転自在に軸支されている。
The date intermediate wheel 40 is provided on the bottom plate 103 '.
And a bearing (not shown) connected to the shaft 41 is formed inside the date turning intermediate wheel 40. Therefore, the date intermediate wheel 40 is connected to the bottom plate 10.
3 'is provided rotatably with respect to 3'. The rotor 100 also has a bearing (not shown) inside, and
3 and is rotatably supported.

【0037】次に、日車50は、リング状の形状をして
おり、その内周面に内歯車5aが形成されている。日回
し車60は五歯の歯車を有しており、内歯車5aに噛合
している。また、日回し車60の中心にはシャフト61
が設けられており、日回し車60を回転自在に軸支して
いる。シャフト61は、底板103´に形成された貫通
孔62に遊挿されている。貫通孔62は日車50の周回
方向に沿って長く形成されている。
Next, the date dial 50 has a ring shape, and an internal gear 5a is formed on an inner peripheral surface thereof. The date wheel 60 has a five-tooth gear and meshes with the internal gear 5a. A shaft 61 is provided at the center of the date driving wheel 60.
Are provided, and the date wheel 60 is rotatably supported. The shaft 61 is loosely inserted into a through hole 62 formed in the bottom plate 103 '. The through hole 62 is formed to be long along the rotation direction of the date indicator 50.

【0038】次に、板バネ63は、その一端は底板10
3´に固定され、他端はシャフト61を図1の右上方向
に弾圧している。これにより、板バネ63は、シャフト
61および日回し車60を付勢する。また、この板バネ
63の付勢作用によって日車50の揺動も防止される。
Next, one end of the leaf spring 63 is connected to the bottom plate 10.
3 ', and the other end presses the shaft 61 in the upper right direction in FIG. Thus, the leaf spring 63 biases the shaft 61 and the date wheel 60. Further, swinging of the date wheel 50 is prevented by the urging action of the leaf spring 63.

【0039】次に、板バネ64は、一端が底板103´
にねじ止めされており、その他端には略V字状に折り曲
げられた先端部64aが形成されている。また、接触子
65は、日回し中間車40が回転し先端部64aが切欠
部4cに入り込んだときに板バネ64と接触するように
配置されている。板バネ64には所定の電圧が印加され
ており、接触子65に接触すると、その電圧が接触子6
5にも印加される。従って、接触子65の電圧を検出す
ることによって、日送り状態を検出することができる。
なお、内歯車5aに噛合する手動駆動車を設け、ユーザ
が竜頭(図示せず)に対して所定の操作を行うと、日車
50を駆動するようにしてもよい。
Next, one end of the leaf spring 64 has a bottom plate 103 '.
The other end is formed with a distal end portion 64a bent in a substantially V-shape. The contact 65 is arranged so as to come into contact with the leaf spring 64 when the date turning intermediate wheel 40 rotates and the tip end portion 64a enters the notch 4c. A predetermined voltage is applied to the leaf spring 64. When the leaf spring 64 comes into contact with the contact 65, the voltage is applied to the contact 6.
5 is also applied. Therefore, the date feeding state can be detected by detecting the voltage of the contact 65.
Note that a manually driven wheel that meshes with the internal gear 5a may be provided, and the date wheel 50 may be driven when the user performs a predetermined operation on the crown (not shown).

【0040】C.圧電アクチュエータ C1.圧電アクチュエータの概略構成 次に、本実施形態に係る圧電アクチュエータAについて
説明する。図4に示すように、圧電アクチュエータA
は、図の左右方向に長く形成された長板状の振動板10
と、この振動板10を地板103(図1および図3参
照)に支持する支持部材11とを備えている。
C. Piezoelectric actuator C1. Schematic Configuration of Piezoelectric Actuator Next, the piezoelectric actuator A according to the present embodiment will be described. As shown in FIG.
Is a long plate-shaped diaphragm 10 formed long in the left-right direction of the drawing.
And a support member 11 for supporting the diaphragm 10 on the ground plate 103 (see FIGS. 1 and 3).

【0041】振動板10の長手方向の端部35には、当
接部36がロータ100側に向けて突設されており、後
述するバネ部材300等によってこの当接部36がロー
タ100の外周面に押圧した状態で接触させられてい
る。このような当接部36を設けることにより、ロータ
100との接触面の状態等を維持するために当接部36
に対してのみ研磨等の作業を行えばよいので、ロータ1
00との接触部の管理が容易となる。また、当接部36
としては、導体または非導体のものを用いることができ
るが、非導体から形成するようにすれば、一般的に金属
から形成されるロータ100と接触しても圧電素子3
0,31が短絡しないようにすることができる。
A contact portion 36 is provided at the longitudinal end 35 of the diaphragm 10 so as to protrude toward the rotor 100. The contact portion 36 is formed on the outer periphery of the rotor 100 by a spring member 300 described later. It is brought into contact with the surface while being pressed. By providing such a contact portion 36, the contact portion 36 is maintained in order to maintain the state of the contact surface with the rotor 100.
Since it is only necessary to perform operations such as polishing on the
The management of the contact portion with 00 becomes easy. The contact portion 36
Can be used, a conductor or a non-conductor can be used. However, if it is made of a non-conductor, the piezoelectric element 3 can be made even when it comes into contact with the rotor 100 which is generally made of metal.
0, 31 can be prevented from being short-circuited.

【0042】また、図示のように本実施形態では、当接
部36は、平面的に視てロータ100側に突出した曲面
形状となっている。このように、ロータ100と当接す
る当接部36を曲面形状にすることにより、ロータ10
0と振動板10の位置関係が、寸法ばらつき等によりば
らついた場合であっても、曲面であるロータ100の外
周面と曲面形状の当接部36との接触状態がさほど変化
しないようにしている。これにより、ロータ100と当
接部36の接触を安定した状態で維持させている。
As shown in the figure, in the present embodiment, the contact portion 36 has a curved shape protruding toward the rotor 100 when viewed in plan. In this manner, by making the contact portion 36 that contacts the rotor 100 a curved surface, the rotor 10
Even if the positional relationship between 0 and the diaphragm 10 fluctuates due to dimensional variations or the like, the contact state between the curved outer peripheral surface of the rotor 100 and the curved contact portion 36 does not change much. . Thus, the contact between the rotor 100 and the contact portion 36 is maintained in a stable state.

【0043】振動板10の長手方向の中央部付近には、
略L字状の支持部材11の一端部37が取り付けられて
いる。支持部材11は一端部37から振動板10の長手
方向にほぼ直交する方向からロータ100側に屈曲して
おり、この屈曲している支持部材11の他端部38は、
軸部39により地板103(図1参照)に回動自在に支
持されている。即ち、支持部材11は軸部39を中心と
して回動自由となっているため、バネ部材300によっ
て振動板10をロータ100に対して所望の押圧力で押
し当てることが可能となる。また、支持部材11は振動
板10を構成する後述の補助板32と一体に形成されて
もよい。
Near the center in the longitudinal direction of the diaphragm 10,
One end 37 of the substantially L-shaped support member 11 is attached. The support member 11 is bent from one end 37 to the rotor 100 side in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the diaphragm 10, and the other end 38 of the bent support member 11 is
The shaft portion 39 is rotatably supported on the base plate 103 (see FIG. 1). That is, since the support member 11 is freely rotatable about the shaft 39, the diaphragm 10 can be pressed against the rotor 100 by the spring member 300 with a desired pressing force. Further, the support member 11 may be formed integrally with an auxiliary plate 32 described later, which constitutes the diaphragm 10.

【0044】支持部材11における振動板10の長手方
向と略平行に延在する部位11aには、バネ部材300
の一端部300aが係合されている。バネ部材300は
そのほぼ中央部分でピン300bによって地板103
(図1および図3参照)に回動自在に支持されている。
また、他端部300cが地板103に係合しているが、
この他端部300cの位置によって支持部材11に付与
する押圧力を変動させることができる。具体的には、他
端部300cをピン300bを中心として図中時計回り
に変位させれば、バネ部材300の一端部300aが支
持部材11の部位11aを上方側に押圧する力が増加
し、他端部300cを反時計回りに変位させればその押
圧力が減少するようになっている。ここで、支持部材1
1を上方側に押圧する力が増加すると、支持部材11は
軸部39を中心として図中反時計回りに回動しようとす
る力が増大するため、当接部36がロータ100を押圧
する力が増大する。一方、支持部材11を上方側に押圧
する力が減少すると、支持部材11は反時計回りに回動
しようとする力が減少するため、当接部36がロータ1
00を押圧する力が減少する。即ち、他端部300cの
位置を調整することにより、当接部36がロータ100
に付与する押圧力を調整することができ、これにより圧
電アクチュエータAの駆動特性の調整等を可能とする。
A spring member 300 is provided on a portion 11a of the support member 11 extending substantially in parallel with the longitudinal direction of the diaphragm 10.
Is engaged at one end 300a. The spring member 300 is fixed to the base plate 103 by a pin 300b at a substantially central portion thereof.
(See FIGS. 1 and 3).
The other end 300c is engaged with the main plate 103,
The pressing force applied to the support member 11 can be changed depending on the position of the other end 300c. Specifically, if the other end 300c is displaced clockwise in the drawing around the pin 300b, the force of the one end 300a of the spring member 300 pressing the portion 11a of the support member 11 upward increases. When the other end 300c is displaced counterclockwise, the pressing force is reduced. Here, the support member 1
1 increases, the force of the support member 11 to rotate counterclockwise about the shaft 39 in the figure increases, so that the contact portion 36 presses the rotor 100. Increase. On the other hand, when the force for pressing the support member 11 upward decreases, the force for the support member 11 to rotate in the counterclockwise direction decreases.
The force pressing 00 is reduced. That is, by adjusting the position of the other end portion 300c, the contact portion 36
Of the piezoelectric actuator A can be adjusted.

【0045】図5に示すように、振動板10は、2つの
長方形状の圧電素子30,31の間に、これらの圧電素
子30,31とほぼ同形状であり、かつ圧電素子30,
31よりも肉厚の薄いステンレス鋼などの補強板32を
配置した積層構造となっている。このように圧電素子3
0,31の間に補強板32を配置することにより、振動
板10の過振幅や落下などによる外部からの衝撃力に起
因する振動板10の損傷を低減し、耐久性を向上させて
いる。また、補強板32としては、圧電素子30,31
よりも肉厚の薄いものを用いることにより、圧電素子3
0,31の振動を極力妨げないようにしている。なお、
上述した支持部材11を当該補強板32と一体形成すれ
ば、製造工程を簡略化することができる。
As shown in FIG. 5, the vibration plate 10 has substantially the same shape as the piezoelectric elements 30, 31 between two rectangular piezoelectric elements 30, 31.
It has a laminated structure in which a reinforcing plate 32 made of stainless steel or the like thinner than 31 is arranged. Thus, the piezoelectric element 3
By arranging the reinforcing plate 32 between 0 and 31, damage to the diaphragm 10 due to an external impact force due to excessive amplitude or dropping of the diaphragm 10 is reduced, and durability is improved. Further, as the reinforcing plate 32, the piezoelectric elements 30, 31
By using a thinner element, the piezoelectric element 3
The vibration of 0, 31 is prevented as much as possible. In addition,
If the support member 11 described above is formed integrally with the reinforcing plate 32, the manufacturing process can be simplified.

【0046】図6に示すように、上下に配置された圧電
素子30,31の面上には、この圧電素子30,31の
ほぼ全面を覆うように電極33がそれぞれ配置されてい
る。そして、これらの電極33を介して圧電素子30,
31に、駆動回路500から駆動信号が供給されるよう
になっている。ここで、圧電素子30,31としては、
チタン酸ジルコニウム酸鉛(PZT(商標))、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、亜鉛ニオブ酸
鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いるこ
とができる。ここで、亜鉛ニオブ酸鉛の組成式は、[P
b(Zn1/3−Nb2/3)O31-X (PbTi
3X]、(但し、Xは組成により異なり、X=0.09程
度)となり、スカンジウムニオブ酸鉛の組成式は、
[{Pb((Sc1/2−Nb1/21-X TiX)O3]、
(但し、Xは組成により異なり、X=0.09程度)となる。
As shown in FIG. 6, electrodes 33 are arranged on the surfaces of the piezoelectric elements 30, 31 arranged vertically so as to cover almost the entire surfaces of the piezoelectric elements 30, 31, respectively. Then, the piezoelectric element 30,
A drive signal is supplied to the drive circuit 31 from the drive circuit 500. Here, as the piezoelectric elements 30 and 31,
Lead zirconate titanate (PZT ™), quartz,
Various materials such as lithium niobate, barium titanate, lead titanate, lead metaniobate, polyvinylidene fluoride, lead zinc niobate, and lead scandium niobate can be used. Here, the composition formula of lead zinc niobate is [P
b (Zn 1/3 -Nb 2/3 ) O 3 ) 1-X (PbTi
O 3 ) X ], where X varies depending on the composition and X = 0.09, and the composition formula of lead scandium niobate is
[{Pb ((Sc 1/2 -Nb 1/2 ) 1-x Ti x ) O 3 ],
(However, X differs depending on the composition, and X = 0.09).

【0047】圧電素子30,31の分極方向が逆の場合
には、例えば図7に示すように、上面、中央、下面の電
位が各々+V、0、+V(もしくは−V、0、−V)と
なるように駆動回路500から駆動信号を印加すれば、
板状の圧電素子が伸び縮みするように変位することにな
り、本実施形態ではこのような伸縮による変位を利用し
ている。なお、圧電素子30,31の分極方向を同一と
なるようにした場合、上面、中央、下面の電位が各々+
V、0、−V(もしくは−V、0、+V)となるように
電圧を印加すればよい。
When the polarization directions of the piezoelectric elements 30 and 31 are opposite, for example, as shown in FIG. 7, the potentials of the upper surface, the center and the lower surface are + V, 0 and + V (or -V, 0 and -V), respectively. If a drive signal is applied from the drive circuit 500 so that
The plate-like piezoelectric element is displaced so as to expand and contract, and the present embodiment utilizes such displacement due to expansion and contraction. When the polarization directions of the piezoelectric elements 30 and 31 are set to be the same, the potentials of the upper surface, the center, and the lower surface are respectively +
A voltage may be applied so as to be V, 0, -V (or -V, 0, + V).

【0048】また、振動板10には、その面上に、ある
所定位置に検出用電極34A,34Bが形成されている
(図20参照)。この場合、検出用電極34A,34B
は、圧電素子30の前面に電極を形成し、検出用電極3
4A,34Bの部分を電極33と絶縁させるようにして
形成すればよい。この検出用電極34A,34Bは、振
動板10に発生する振動を歪みとして検出するもので、
当該検出用電極34A,34Bに対向する圧電素子と共
に歪みゲージとしての機能を果たすものである。検出用
電極34A,34Bからの検出信号の電圧値は、歪みの
大きさに比例するものである。この検出用電極34A,
34Bの配置位置に関しては後述するものとする。
Further, on the surface of the diaphragm 10, detection electrodes 34A and 34B are formed at certain predetermined positions (see FIG. 20). In this case, the detection electrodes 34A, 34B
Form electrodes on the front surface of the piezoelectric element 30 and
The portions 4A and 34B may be formed so as to be insulated from the electrode 33. The detection electrodes 34A and 34B detect vibration generated in the diaphragm 10 as distortion.
Together with the piezoelectric elements facing the detection electrodes 34A and 34B, they function as strain gauges. The voltage values of the detection signals from the detection electrodes 34A and 34B are proportional to the magnitude of the distortion. This detection electrode 34A,
The arrangement position of 34B will be described later.

【0049】このように構成される振動板10は、駆動
回路500から電極33,33を介して圧電素子30,
31に交流の駆動信号が印加されると、圧電素子30,
31には、長手方向に伸縮する振動が発生する。その
際、図8に示すように、圧電素子30,31が長手方向
に伸縮することにより、振動板10が長手方向に伸縮す
る縦振動を起こすようになっており、これにより振動板
10は図4中矢印で示す方向に振動することになる。こ
のように圧電素子30,31への駆動信号の印加によっ
て振動板10が電気的に縦振動で励振すると、振動板1
0の重量バランスのアンバランスさによって振動板10
の重心を中心とした回転モーメントが発生する。図9に
示すように、この回転モーメントによって振動板10が
幅方向(図4の上下方向)に揺動する屈曲振動が誘発さ
れるようになっている。本実施形態では、より大きな屈
曲振動を誘発させるために、振動板10の当接部36が
設けられた側と反対側の端部16にバランス調整部部1
8を設けることにより、より大きな回転モーメントを発
生させるようにしている。
The vibrating plate 10 having such a structure is provided with the piezoelectric elements 30 and 33 from the drive circuit 500 via the electrodes 33 and 33.
When an AC drive signal is applied to the piezoelectric element 31, the piezoelectric elements 30,
At 31, vibration that expands and contracts in the longitudinal direction is generated. At this time, as shown in FIG. 8, the piezoelectric element 30, 31 expands and contracts in the longitudinal direction, so that the diaphragm 10 generates longitudinal vibration that expands and contracts in the longitudinal direction. 4 vibrates in the direction indicated by the middle arrow. As described above, when the vibration plate 10 is electrically excited by the longitudinal vibration by the application of the drive signal to the piezoelectric elements 30 and 31, the vibration plate 1
Diaphragm 10 due to the unbalance of the weight balance of zero.
A rotation moment is generated about the center of gravity. As shown in FIG. 9, the bending moment induces a bending vibration in which the diaphragm 10 swings in the width direction (vertical direction in FIG. 4). In the present embodiment, in order to induce a larger bending vibration, the balance adjusting section 1 is attached to the end 16 of the diaphragm 10 opposite to the side where the contact section 36 is provided.
By providing 8, a larger rotational moment is generated.

【0050】このように、振動板10に縦振動と屈曲振
動とを生じさせ、両者が結合されることにより、振動板
10の当接部36におけるロータ100との接触部分
は、図10に示すように、楕円軌道に沿って移動するこ
とになる。そして、当接部36が楕円軌道を描くことに
より、当接部36がロータ100側に膨らんだ位置にあ
るときに、当接部36がロータ100に対して押圧接触
し、一方当接部36がロータ100側から待避した位置
にあるときには、当接部36がロータ100から離間す
る(或いは、接触していても押圧力が小さくなる)。従
って、圧電アクチュエータAは、両者の押圧力の大きい
間、つまり当接部36がロータ100側にある時、当接
部36の変位方向にロータ100を回動駆動させるので
ある。
As described above, longitudinal vibration and bending vibration are generated in the vibration plate 10, and the vibration vibration and the bending vibration are combined, so that the contact portion of the contact portion 36 of the vibration plate 10 with the rotor 100 is shown in FIG. Thus, it moves along an elliptical orbit. The contact portion 36 draws an elliptical trajectory, so that when the contact portion 36 is in a position swelling toward the rotor 100, the contact portion 36 comes into pressure contact with the rotor 100, while the contact portion 36 contacts the rotor 100. When is located at a position retracted from the rotor 100 side, the contact portion 36 is separated from the rotor 100 (or the pressing force is reduced even if the contact portion 36 is in contact with the rotor 100). Therefore, the piezoelectric actuator A drives the rotor 100 to rotate in the direction of displacement of the contact portion 36 while the pressing force of both is large, that is, when the contact portion 36 is on the rotor 100 side.

【0051】ここで、バランス調整部18は、図11に
示すように、縦振動の振動方向に延びる線を横線Wとし
て規定し、縦振動の節となる点を通り縦振動の振動方向
に直交する方向に延び、振動板10のうち横線Wから見
て当接部36の反対側に位置した部分を重量が等しい2
つの部位a,bに分割する線を縦線Lとして規定し、縦
線Lと横線Wとが交わる交点Oに対し、当接部36と点
対称な位置で、かつ2つの部位a,bの重量に差異を持
たせるものである。また、バランス調整部18は、当接
部36と同形状或いは同じ重量にすればよい。
Here, as shown in FIG. 11, the balance adjusting section 18 defines a line extending in the vibration direction of the longitudinal vibration as a horizontal line W, and passes through a point serving as a node of the longitudinal vibration and is orthogonal to the vibration direction of the longitudinal vibration. And a portion of the diaphragm 10 that is located on the opposite side of the contact portion 36 when viewed from the horizontal line W is equal in weight to 2
A line dividing the two parts a and b is defined as a vertical line L, and the intersection point O where the vertical line L and the horizontal line W intersect is a point symmetrical position with the contact part 36 and the two parts a and b This is to make the weight different. The balance adjusting section 18 may have the same shape or the same weight as the contact section 36.

【0052】C2.振動板のインピーダンス特性 次に、振動板10のような機械的構造物が有するインピ
ーダンス特性について説明する。振動板10等の機械的
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
値(即ち、インピーダンスが極小値)となり、その後極
小値(インピーダンスの極大値)となるといった応答を
繰り返す。即ち、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共振周波数という。
そして、共振周波数は縦振動および屈曲振動の各々に存
在し、振動板10のような矩形状の構造物では、図12
に例示するようなインピーダンスと周波数の関係を有す
るのが一般的である。図示の例ではある所定次数(例え
ば一次)の縦振動のインピーダンスの極小値がfkHz
であり、ある所定次数(例えば二次)の屈曲振動のイン
ピーダンスの極小値がFkHzであり、両振動のインピ
ーダンスの極小値は異なっている(ここで、Δf=F−
fはf×0.01程度が望ましく、例えばf=196k
Hzの場合には、F=196kHz〜200kHzの範
囲内)。
C2. Next, the impedance characteristics of a mechanical structure such as the diaphragm 10 will be described. When the force applied to a mechanical structure such as the diaphragm 10 is kept constant and the excitation frequency is gradually increased, the amplitude of the structure at a specific frequency becomes a maximum value (that is, the impedance has a minimum value). , And thereafter, a response of a minimum value (a maximum value of the impedance) is repeated. That is, there are a plurality of excitation frequencies whose amplitudes have a maximum value, and each such excitation frequency is called a resonance frequency.
The resonance frequency exists in each of the longitudinal vibration and the bending vibration, and in a rectangular structure such as the diaphragm 10, FIG.
Generally, it has a relationship between impedance and frequency as exemplified in FIG. In the illustrated example, the minimum value of the impedance of the longitudinal vibration of a predetermined order (for example, the first order) is fkHz.
Where the minimum value of the impedance of the bending vibration of a certain order (for example, the second order) is FkHz, and the minimum value of the impedance of both the vibrations is different (here, Δf = F−
f is desirably about f × 0.01, for example, f = 196 k
Hz, F = 196 kHz to 200 kHz).

【0053】各振動の共振周波数と印加される駆動信号
の周波数との関係は、印加される駆動信号の電圧値が一
定であるとき、各振動の振幅は各振動の共振周波数を最
大として駆動信号の周波数が共振周波数から離れると、
次第に小さくなる特性となる。また、振動板10の屈曲
振動は、縦振動時の重力アンバランスで誘発されるた
め、縦振動の振幅の大きさ等により縦振動との位相差が
ずれる。即ち、駆動信号の周波数によって縦振動の位相
と屈曲振動の位相の差が変化する特性を有している。必
要な駆動を得るためには、各々の振動をどの程度の振幅
で、かつどの程度の位相差で励振させるかを設定する必
要があるが、これらは上述した如く、振動板10の特性
から圧電素子30,31に印加される駆動信号の周波数
に依存される。本実施形態では、図12に示すように、
一次の縦振動の共振周波数と二次の屈曲振動の共振周波
数の間のある値fsの周波数を駆動信号の周波数として
採用し、当該周波数の駆動信号を圧電素子30,31に
供給するといった駆動を行う。
The relationship between the resonance frequency of each vibration and the frequency of the applied drive signal is such that when the voltage value of the applied drive signal is constant, the amplitude of each vibration is such that the resonance frequency of each vibration is maximized. Is shifted from the resonance frequency,
The characteristics become gradually smaller. Further, since the bending vibration of the diaphragm 10 is induced by the gravitational imbalance at the time of the longitudinal vibration, the phase difference from the longitudinal vibration is shifted due to the magnitude of the amplitude of the longitudinal vibration and the like. That is, it has a characteristic that the difference between the phase of the longitudinal vibration and the phase of the bending vibration changes according to the frequency of the drive signal. In order to obtain the necessary drive, it is necessary to set the amplitude of each vibration and the phase difference to be excited. It depends on the frequency of the drive signal applied to the elements 30, 31. In the present embodiment, as shown in FIG.
Driving such that a frequency of a certain value fs between the resonance frequency of the primary longitudinal vibration and the resonance frequency of the secondary bending vibration is adopted as the frequency of the drive signal, and the drive signal of the frequency is supplied to the piezoelectric elements 30 and 31. Do.

【0054】C3.検出用電極 次に、検出用電極について、図13ないし図15に基づ
いて説明する。図13は、振動板10の面上の四隅近傍
に配置された検出用電極P1、P2、P3、P4を示し
たものである。図14および図15は、この検出用電極
P1〜P4のうち、検出用電極P1,P4からの検出さ
れた検出信号の電圧値を無負荷状態、駆動状態に分けて
実験した結果である。図14は無負荷(フリー)状態
で、振動板10の圧電素子30,31に供給される駆動
信号の周波数を変化させたときに得られた検出用電極P
1,P4から検出される検出信号の電圧値およびインピ
ーダンスを示した図である。図15は駆動状態で、振動
板10の圧電素子30,31に供給される駆動信号の周
波数を変化させたときに得られた検出用電極P1,P4
から検出される検出信号の電圧値、差電圧値を示した差
信号およびロータ100の回転数を示した図である。図
14および図15において、特性線aは検出用電極P1
から検出される検出信号、特性線bは検出用電極P2か
ら検出される検出信号、特性線cはインピーダンス、特
性線dはロータ回転数、特性線eは差信号をそれぞれ示
している。
C3. Next, the detection electrode will be described with reference to FIGS. FIG. 13 shows detection electrodes P1, P2, P3, and P4 arranged near four corners on the surface of diaphragm 10. FIGS. 14 and 15 show the results of experiments in which the voltage values of the detection signals detected from the detection electrodes P1 and P4 among the detection electrodes P1 to P4 are divided into a no-load state and a drive state. FIG. 14 shows a detection electrode P obtained when the frequency of the drive signal supplied to the piezoelectric elements 30 and 31 of the diaphragm 10 is changed in a no-load (free) state.
FIG. 3 is a diagram illustrating voltage values and impedances of detection signals detected from P1 and P4. FIG. 15 shows detection electrodes P1 and P4 obtained when the frequency of the drive signal supplied to the piezoelectric elements 30 and 31 of the diaphragm 10 is changed in the driving state.
FIG. 5 is a diagram showing a voltage value of a detection signal detected from the above, a difference signal indicating a difference voltage value, and a rotation speed of the rotor 100. 14 and 15, the characteristic line a is the detection electrode P1.
, A characteristic line b indicates a detection signal detected from the detection electrode P2, a characteristic line c indicates impedance, a characteristic line d indicates a rotor speed, and a characteristic line e indicates a difference signal.

【0055】次に、図14および図15から検知された
ことに付いて述べる。前提として、駆動条件下(押圧
力、駆動トルク等)を、無負荷状態、駆動状態に拘わら
ず、振動板10はほぼ同じ振動(縦振動、屈曲振動)を
行なうものとする。 ロータ100を駆動していない(フリー状態)とき、
検出用電極P1,P4から得られる検出信号の電圧値
(特性線a,b)は、縦振動の共振点付近の検出信号が
最大となる。 ロータ駆動時(定電圧値の駆動信号入力)の検出信号
の電圧値(特性線a,b)とロータ回転数(特性線d)
から、検出用電極P1とP4からの検出信号はロータ駆
動時異なっている。これは、検出用電圧P1は、ロータ
駆動時の振動板10がロータ100から受ける反作用に
より歪むため、振動そのものによる歪みとロータ100
からの反作用による歪みとの両方の作用により、検出用
電極P1の位置にある圧電素子による圧電効果で電圧が
発生していると考えられる。 検出用電極P1の検出信号の電圧値の最大とロータ1
00の回転数(特性線d)の最大とはほぼ一致する。 検出用電極P1の電圧値から検出用電極P2の電圧値
を引いた電圧値(特性線e)の最大はロータ回転数(特
性線d)の最大とほぼ一致する。このから、検出用電
極P1の電圧値から検出用電極P4の電圧値を引くこと
により縦振動による発生電圧成分が相殺されると考えら
れる。このため、差信号は、ロータ駆動時のおおよその
歪みを検出していると見なされる。これは、振動板10
からロータ100への力の受け渡しが、どのように行わ
れていたかを示すものであり、ロータの駆動力や回転数
と密接な関係がある。
Next, what is detected from FIGS. 14 and 15 will be described. As a premise, it is assumed that the diaphragm 10 performs substantially the same vibration (longitudinal vibration, bending vibration) regardless of the driving conditions (pressing force, driving torque, etc.) regardless of the no-load state and the driving state. When the rotor 100 is not driven (free state),
As for the voltage values (characteristic lines a and b) of the detection signals obtained from the detection electrodes P1 and P4, the detection signals near the resonance point of the longitudinal vibration become maximum. The voltage value (characteristic lines a and b) of the detection signal and the number of rotations of the rotor (characteristic line d) when the rotor is driven (drive signal input of a constant voltage value)
Therefore, the detection signals from the detection electrodes P1 and P4 are different when the rotor is driven. This is because the detection voltage P1 is distorted by the reaction that the diaphragm 10 receives from the rotor 100 when the rotor is driven.
It is considered that the voltage is generated by the piezoelectric effect of the piezoelectric element at the position of the detection electrode P1 due to both the action and the distortion caused by the reaction. The maximum of the voltage value of the detection signal of the detection electrode P1 and the rotor 1
The rotation speed (characteristic line d) of 00 substantially coincides with the maximum. The maximum of the voltage value (characteristic line e) obtained by subtracting the voltage value of the detection electrode P2 from the voltage value of the detection electrode P1 substantially coincides with the maximum of the rotor speed (characteristic line d). From this, it is considered that the voltage component generated by the longitudinal vibration is canceled by subtracting the voltage value of the detection electrode P4 from the voltage value of the detection electrode P1. For this reason, the difference signal is regarded as detecting an approximate distortion when the rotor is driven. This is the diaphragm 10
It shows how the force was transferred from the rotor to the rotor 100, and has a close relationship with the driving force and the rotation speed of the rotor.

【0056】検出用電極の配置位置 2つの電極を用いて検出を行う場合 ロータ100を駆動していないとき同じ振動をしてお
り、かつロータ駆動時に1つの電極のみがロータ100
からの反作用力を受け易い位置に設ければよい。つま
り、検出用電極P2とP3であってもよい。 1つの電極を用いて検出する場合 1)ロータ100からの反作用力による歪みで検出した
電圧値≫振動板本来の振動(実施形態では1次の縦振動
と2次の屈曲振動)による歪みを検出することにより発
生した電圧値となる位置に設ける(図21の検出用電極
34C、図23の検出用電極34E)。 2)検出用電極内で振動板本来の振動による歪みで発生
する電圧値を相殺し、ロータ100からの反作用による
歪みで発生した検出信号のみを検出できるような位置に
電極を設ける(図22の検出用電極34D)。 3)振動の節でありかつロータ100からの反作用によ
る歪みで発生した検出信号を検出できる位置に電極を設
ける。
Arrangement Position of Detection Electrodes When Detection is Performed Using Two Electrodes When the rotor 100 is not driven, the same vibration occurs, and only one electrode is driven when the rotor 100 is driven.
What is necessary is just to provide in the position which is easy to receive the reaction force from. That is, the detection electrodes P2 and P3 may be used. When detecting using one electrode 1) Voltage value detected by distortion due to reaction force from rotor 100 divided by distortion inherent to diaphragm (first-order longitudinal vibration and second-order bending vibration in the embodiment) This is provided at a position where a voltage value generated by the above operation is obtained (the detection electrode 34C in FIG. 21 and the detection electrode 34E in FIG. 23). 2) An electrode is provided at a position in the detection electrode where a voltage value generated due to distortion due to vibration inherent in the diaphragm is canceled out and only a detection signal generated due to distortion due to a reaction from the rotor 100 can be detected (see FIG. 22). Detection electrode 34D). 3) An electrode is provided at a position that is a node of vibration and can detect a detection signal generated by distortion due to a reaction from the rotor 100.

【0057】D.駆動回路の構成 駆動回路500は、2つの検出信号を使う回路と、1つ
の検出信号を使う回路とに分けられる。 D1.2つの検出信号を使う駆動回路 この駆動回路には、図16に示すように、振動板10の
面上には、当接部36近傍に配置された検出用電極34
Aと、バランス部18近傍に配置された検出用電極34
Bとを備えた振動板10が用いられる。この検出用電極
34Aおよび34Bは、前述した検出用電極P1および
P4(図12)に対応している。
D. Configuration of Driving Circuit The driving circuit 500 is divided into a circuit using two detection signals and a circuit using one detection signal. D1.2 Drive Circuit Using Two Detection Signals As shown in FIG. 16, the drive circuit includes a detection electrode 34 disposed near the contact portion 36 on the surface of the diaphragm 10.
A and a detection electrode 34 arranged near the balance portion 18
B is used. The detection electrodes 34A and 34B correspond to the detection electrodes P1 and P4 (FIG. 12) described above.

【0058】D1−1.駆動回路500Aの構成 次に、図17に基づいて駆動回路500Aについて説明
する。この駆動回路500Aは、減算回路501と、遅
延回路502と、比較回路503と、電圧調整回路50
4と、電圧制御発振回路(Voltage Controlled Oscilla
tor:VCO)505と、ドライバ回路506とを具備
して構成されている。検出用電極34Aからは検出信号
Vaが検出され、検出用電極34Bからは検出信号Vb
が検出される。減算回路501は、検出用電極34Aで
検出される検出信号Vaと、検出用電極34Bで検出さ
れる検出信号Vbとの差を演算する回路で、差信号Vc
を遅延回路502および比較回路503に出力する。こ
の際、差信号Vcの電圧値は、Vc=|Va−Vb|と
なる。また、この減算回路501はブリッジ回路によっ
て構成してしてもよい。遅延回路502は、差信号Vc
を所定時間tpだけ遅延して遅延信号Vdとして比較回
路503に出力する。
D1-1. Configuration of Drive Circuit 500A Next, the drive circuit 500A will be described with reference to FIG. The drive circuit 500A includes a subtraction circuit 501, a delay circuit 502, a comparison circuit 503, and a voltage adjustment circuit 50.
4 and a Voltage Controlled Oscilla
(tor: VCO) 505 and a driver circuit 506. The detection signal Va is detected from the detection electrode 34A, and the detection signal Vb is detected from the detection electrode 34B.
Is detected. The subtraction circuit 501 is a circuit that calculates the difference between the detection signal Va detected by the detection electrode 34A and the detection signal Vb detected by the detection electrode 34B.
To the delay circuit 502 and the comparison circuit 503. At this time, the voltage value of the difference signal Vc is Vc = | Va-Vb |. Further, the subtraction circuit 501 may be constituted by a bridge circuit. The delay circuit 502 outputs the difference signal Vc
Is delayed by a predetermined time tp and output to the comparison circuit 503 as a delay signal Vd.

【0059】比較回路503は、差信号Vcの電圧値と
遅延信号Vdの電圧値とを比較するもので、差信号Vc
≧遅延信号Vdの場合には、”H”となる比較結果信号
Veを電圧調整回路504に出力し、差信号Vc<遅延
信号Vdの場合には、”L”となる比較結果信号Veを
電圧調整回路504に出力する。電圧調整回路504
は、比較結果信号Veを受けてVCO505に出力され
る調整信号Vfの電圧値を所定電圧値Vf0単位で変化さ
せるものである。即ち、電圧調整回路504は、”H”
の比較結果信号Veを受けた場合、調整信号Vfの電圧
値を所定電圧値Vf0だけ上昇させ、”L”の比較結果信
号Veを受けた場合、調整信号Vfの電圧値を所定電圧
値Vf0だけ下降させる。また、電圧調整回路504は初
期値Vf1を記憶しており、起動時にはこの初期値Vf1を
電圧値とする調整信号VfをVCO505に出力する。
The comparison circuit 503 compares the voltage value of the difference signal Vc with the voltage value of the delay signal Vd.
If ≧ delay signal Vd, a comparison result signal Ve that becomes “H” is output to voltage adjustment circuit 504, and if difference signal Vc <delay signal Vd, comparison result signal Ve that becomes “L” is applied to voltage Output to the adjustment circuit 504. Voltage adjustment circuit 504
Is for changing the voltage value of the adjustment signal Vf output to the VCO 505 in response to the comparison result signal Ve in units of a predetermined voltage value Vf0. That is, the voltage adjustment circuit 504 outputs “H”
When the comparison result signal Ve is received, the voltage value of the adjustment signal Vf is increased by a predetermined voltage value Vf0. When the comparison result signal Ve of “L” is received, the voltage value of the adjustment signal Vf is increased by the predetermined voltage value Vf0. Lower it. The voltage adjustment circuit 504 stores an initial value Vf1, and outputs an adjustment signal Vf having the initial value Vf1 as a voltage value to the VCO 505 at the time of startup.

【0060】VCO(電圧制御発振回路)505は、調
整信号Vfを受けて、ドライバ回路506に出力される
基準信号Vgの周波数を調整するものである。即ち、V
CO505は、調整信号Vfの電圧値が前回の調整信号
Vfの電圧値よりも高くなった場合、基準信号Vgの周
波数を所定値f0だけ上げ、調整信号Vfの電圧値が前
回の調整信号Vfの電圧値よりも低くなった場合、基準
信号Vgの周波数を所定値f0だけ下げるように調整さ
れる。また、VCO505は、起動時に、初期値Vf1の
調整信号Vfを受けた場合に、ある周波数の基準信号V
gを出力する。この周波数は、例えば周波数fsta(約
284.0kHz)とする。ドライバ回路506は、基
準信号Vgを受けて、この基準信号Vgの周波数で一定
の電圧値となる駆動信号Vhを振動板10の電極33に
向けて出力する。そして、この駆動信号Vhは振動板1
0の圧電素子30,31に供給される。
The VCO (voltage controlled oscillation circuit) 505 receives the adjustment signal Vf and adjusts the frequency of the reference signal Vg output to the driver circuit 506. That is, V
When the voltage value of the adjustment signal Vf becomes higher than the voltage value of the previous adjustment signal Vf, the CO 505 increases the frequency of the reference signal Vg by a predetermined value f0, and the voltage value of the adjustment signal Vf becomes higher than the voltage value of the previous adjustment signal Vf. When the voltage becomes lower than the voltage value, the frequency of the reference signal Vg is adjusted so as to be lowered by a predetermined value f0. When the VCO 505 receives the adjustment signal Vf of the initial value Vf1 at the time of startup, the VCO 505
Output g. This frequency is, for example, a frequency fsta (about 284.0 kHz). Driver circuit 506 receives reference signal Vg, and outputs drive signal Vh having a constant voltage value at the frequency of reference signal Vg toward electrode 33 of diaphragm 10. The driving signal Vh is applied to the diaphragm 1
0 is supplied to the piezoelectric elements 30 and 31.

【0061】D1−2.駆動回路500Aの動作 次に、駆動回路500Aの動作を、図18のフローチャ
ートに基づいて説明する。まず、この駆動回路500A
は、電源(図示せず)を供給することによって起動され
るものである。電源が投入されることにより、電圧調整
回路504は予め設定された初期値Vf1の調整信号Vf
をVCO505に対して出力する(ステップSa1)。
VCO505は、調整信号Vfを受けて、初期値Vf1に
対応した周波数fsの基準信号Vgをドライバ回路506
に出力する(ステップSa2)。ドライバ回路506
は、周波数fsの基準信号Vgを受けて、周波数fstaの
駆動信号Vhを振動板10の電極33,33に出力する
(ステップSa3)。そして、振動板10の圧電素子3
0,31は、電極33を介して供給された駆動信号Vh
を受けて、前述した如く、縦振動および屈曲振動を発生
する(ステップSa4)。
D1-2. Operation of Drive Circuit 500A Next, the operation of the drive circuit 500A will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the driving circuit 500A
Are activated by supplying a power supply (not shown). When the power is turned on, the voltage adjustment circuit 504 adjusts the adjustment signal Vf of the preset initial value Vf1.
Is output to the VCO 505 (step Sa1).
The VCO 505 receives the adjustment signal Vf, and outputs a reference signal Vg having a frequency fs corresponding to the initial value Vf1 to the driver circuit 506.
(Step Sa2). Driver circuit 506
Receives the reference signal Vg of the frequency fs and outputs the drive signal Vh of the frequency fsta to the electrodes 33 of the diaphragm 10 (step Sa3). Then, the piezoelectric element 3 of the diaphragm 10
0, 31 are the drive signals Vh supplied via the electrodes 33
Then, as described above, longitudinal vibration and bending vibration are generated (step Sa4).

【0062】次に、減算回路501は、検出用電極34
A,34Bから検出信号Va,Vbを読込み(ステップ
Sa5)、下記の(1)式によって差信号Vcを算出
し、遅延回路502および比較回路503に出力する
(ステップSa6)。 Vc=|Va−Vb| ・・・(1) 遅延回路502は、差信号Vcを受け、所定時間(tp
秒)だけ遅延した遅延信号Vdを比較回路503に出力
する(ステップSa7)。比較回路503は、差信号V
cの電圧値と遅延信号Vdの電圧値とを比較する(ステ
ップSa8)。ステップSa8の比較において、差信号
Vcの電圧値が遅延信号Vdの電圧値以上の場合、即
ち、 Vc≧Vd ・・・(2) である場合には(ステップSa8;YES)、比較回路
503は、”H”レベルの比較結果信号Veを電圧調整
回路504に出力する(ステップSa9)。一方、ステ
ップSa8の比較において、差信号Vcの電圧値が遅延
信号Vdの電圧値よりも小さい場合、即ち、 Vc<Vd ・・・(3) である場合には(ステップSa8;NO)、比較回路5
03は、”L”レベルの比較結果信号Veを電圧調整回
路504に出力する(ステップSa10)。
Next, the subtraction circuit 501 is connected to the detection electrode 34.
The detection signals Va and Vb are read from A and 34B (step Sa5), the difference signal Vc is calculated by the following equation (1), and output to the delay circuit 502 and the comparison circuit 503 (step Sa6). Vc = | Va−Vb | (1) The delay circuit 502 receives the difference signal Vc, and receives a predetermined time (tp
The delay signal Vd is output to the comparison circuit 503 (step Sa7). The comparison circuit 503 outputs the difference signal V
The voltage value of c and the voltage value of the delay signal Vd are compared (step Sa8). In the comparison in step Sa8, when the voltage value of the difference signal Vc is equal to or more than the voltage value of the delay signal Vd, that is, when Vc ≧ Vd (2) (step Sa8; YES), the comparison circuit 503 determines , Output the comparison result signal Ve at the “H” level to the voltage adjustment circuit 504 (step Sa9). On the other hand, when the voltage value of the difference signal Vc is smaller than the voltage value of the delay signal Vd in the comparison in step Sa8, that is, when Vc <Vd (3) (step Sa8; NO), the comparison is made. Circuit 5
03 outputs the "L" level comparison result signal Ve to the voltage adjustment circuit 504 (step Sa10).

【0063】これにより、電圧調整回路504は、比較
結果信号Veを受けて、この比較結果信号Veが”H”
レベルの場合には、先の基準信号Vfの電圧値に所定電
圧値Vf0を加えた電圧値を有する基準信号Vfを生成
し、VCO505に出力する。一方、比較結果信号Ve
が”L”レベルの場合には、先の基準信号Vfの電圧値
から所定電圧値Vf0を引いた電圧値を有する基準信号V
fを生成し、VCO505に出力する(ステップSa1
1)。電圧調整回路504が再び調整信号VfをVCO
505に対して出力し、VCO505が調整信号Vfを
受けて周波数が変更された基準信号Vgをドライバ回路
506に出力し(ステップSa2)、ドライバ回路50
6が周波数の基準信号Vgを受けて、変更された周波数
fの駆動信号Vhを振動板10の電極33,33に出力
する(ステップSa3)。これにより、駆動信号Vhの
周波数は、検出される振動板10の歪みに応じて順次変
更されることとなる。
As a result, the voltage adjusting circuit 504 receives the comparison result signal Ve, and sets the comparison result signal Ve to “H”.
In the case of the level, a reference signal Vf having a voltage value obtained by adding a predetermined voltage value Vf0 to the voltage value of the reference signal Vf is generated and output to the VCO 505. On the other hand, the comparison result signal Ve
Is "L" level, the reference signal V having a voltage value obtained by subtracting a predetermined voltage value Vf0 from the voltage value of the reference signal Vf.
f is generated and output to the VCO 505 (step Sa1).
1). The voltage adjustment circuit 504 again outputs the adjustment signal Vf to the VCO
Then, the VCO 505 outputs the reference signal Vg whose frequency has been changed in response to the adjustment signal Vf to the driver circuit 506 (step Sa2).
6 receives the frequency reference signal Vg and outputs the drive signal Vh of the changed frequency f to the electrodes 33 of the diaphragm 10 (step Sa3). Thus, the frequency of the drive signal Vh is sequentially changed according to the detected distortion of the diaphragm 10.

【0064】次に、図19および図20に、駆動信号V
hの周波数fが一定になるまでの動作状況について説明
する。図19は差信号Vc、ロータの回転数Nの周波数
特性、図20は動作のタイミングチャートを示してい
る。ここでは、起動時の駆動信号Vhの周波数をfst
a、回転数が最大となったときの駆動信号Vhの周波数
をfsとする。図19から明らかなように、差信号Vc
の電圧値と回転数Nとはほぼ同じ曲線を描くことにな
り、差信号Vcの最大値と回転数Nの最大値とはほぼ同
じ周波数fs付近の発生していることが分かる。そし
て、駆動回路500Aを起動させた場合には、図20に
示す如く、振動板10に歪みが発生し、また遅延信号V
dの初期値を差信号Vcの最小値(例えば、歪みが無い
ときの差信号)よりも低く設定しておくことにより、差
信号Vc≧遅延信号Vdとなるので、VCO505から
出力される基準信号Vgの周波数fは上昇する。その後
も差信号Vc≧遅延信号の関係を維持し続けるため、基
準信号Vgの周波数fは徐々に上がっていく。そして、
駆動信号Vhの周波数fがfsを越えた場合、即ち、差
信号Vc<遅延信号Vdとなった場合には、VCO50
5から出力される基準信号Vgの周波数fを下げる。こ
れにより、駆動信号Vhの周波数をほぼ一定の周波数f
sに近づけることができる。
Next, FIGS. 19 and 20 show drive signals V
An operation situation until the frequency f of h becomes constant will be described. 19 shows a frequency characteristic of the difference signal Vc and the number of rotations N of the rotor, and FIG. 20 shows a timing chart of the operation. Here, the frequency of the drive signal Vh at the time of starting is fst
a, Let fs be the frequency of the drive signal Vh when the number of revolutions is at a maximum. As is clear from FIG. 19, the difference signal Vc
And the rotation speed N draw substantially the same curve, and it can be seen that the maximum value of the difference signal Vc and the maximum value of the rotation speed N occur near the same frequency fs. When the drive circuit 500A is activated, the diaphragm 10 is distorted as shown in FIG.
By setting the initial value of d to be lower than the minimum value of the difference signal Vc (for example, the difference signal when there is no distortion), the difference signal Vc becomes equal to or longer than the delay signal Vd, so that the reference signal output from the VCO 505 is obtained. The frequency f of Vg increases. After that, the frequency f of the reference signal Vg gradually increases to maintain the relationship of the difference signal Vc ≧ the delay signal. And
When the frequency f of the drive signal Vh exceeds fs, that is, when the difference signal Vc <the delay signal Vd, the VCO 50
The frequency f of the reference signal Vg output from 5 is lowered. As a result, the frequency of the drive signal Vh is set to a substantially constant frequency f.
s.

【0065】D2.1つの検出信号を使う駆動回路 この駆動回路には、図21に示すように、振動板10の
面上には、当接部36近傍に配置された検出用電極34
Cを備えた振動板10が用いられる。この検出用電極3
4Cは、図12の検出用電極P1に対応したもので、検
出信号Vaが出力される。この検出用電極34Cは振動
板10がロータ100と接触したときの歪みを検出する
ものであるから、図22のように振動板10に設けられ
た検出用電極34D、図23のように設けられた検出用
電極34Eであってもよく、要は、支持部材11から当
接部36までの間に負荷によって生じる歪みを検出する
ものであればよい。
D2.1 Driving Circuit Using One Detection Signal As shown in FIG. 21, this driving circuit includes a detecting electrode 34 disposed near the contact portion 36 on the surface of the diaphragm 10.
The diaphragm 10 provided with C is used. This detection electrode 3
4C corresponds to the detection electrode P1 in FIG. 12, and outputs a detection signal Va. Since the detection electrode 34C detects distortion when the diaphragm 10 comes into contact with the rotor 100, the detection electrode 34D is provided on the diaphragm 10 as shown in FIG. 22, and is provided as shown in FIG. The detection electrode 34 </ b> E may be used as long as it detects distortion caused by a load between the support member 11 and the contact portion 36.

【0066】D2−1.駆動回路500Bの構成 次に、図24に基づいて駆動回路500Bについて説明
する。この駆動回路500Bは、ピークホールド回路5
07と、遅延回路502と、比較回路503と、電圧調
整回路504と、電圧制御発振回路(Voltage Controll
ed Oscillator:VCO)505と、ドライバ回路50
6とを具備して構成されている。ここで、ピークホール
ド回路507以外は、前述した駆動回路500Aの構成
と同様であるので、その説明を省略するものとする。ピ
ークホールド回路507は、検出用電極34Cで検出さ
れた検出信号Vaの電圧値のピーク値をホールドしたピ
ーク信号Vpを遅延回路502および比較回路503に
出力するものである。また、遅延回路502は、このピ
ーク信号Vpを所定時間tpだけ遅延して遅延信号Vq
として比較回路503に出力する。
D2-1. Configuration of Drive Circuit 500B Next, the drive circuit 500B will be described with reference to FIG. The drive circuit 500B includes a peak hold circuit 5
07, the delay circuit 502, the comparison circuit 503, the voltage adjustment circuit 504, and the voltage control oscillation circuit (Voltage Control Oscillator).
ed Oscillator (VCO) 505 and driver circuit 50
6 is provided. Here, the configuration other than the peak hold circuit 507 is the same as the configuration of the above-described drive circuit 500A, and thus the description thereof is omitted. The peak hold circuit 507 outputs a peak signal Vp, which holds the peak value of the voltage value of the detection signal Va detected by the detection electrode 34C, to the delay circuit 502 and the comparison circuit 503. The delay circuit 502 delays the peak signal Vp by a predetermined time tp to delay the peak signal Vp.
Is output to the comparison circuit 503.

【0067】D2−2.駆動回路500Bの動作 次に、駆動回路500Bの動作を、図25のフローチャ
ートに基づいて説明する。まず、この駆動回路500B
は、電源(図示せず)を投入することによって起動され
るものである。電源が供給されることにより、電圧調整
回路504は予め設定された初期値Vf1の調整信号Vf
をVCO505に対して出力する(ステップSb1)。
VCO505は、調整信号Vfを受けて、初期値Vf1に
対応した周波数fsの基準信号Vgをドライバ回路506
に出力する(ステップSb2)。ドライバ回路506
は、周波数fsの基準信号Vgを受けて、周波数fstaの
駆動信号Vhを振動板10の電極33,33に出力する
(ステップSb3)。そして、振動板10の圧電素子3
0,31は、電極33を介して供給された駆動信号Vh
を受けて、前述した如く、縦振動および屈曲振動を発生
する(ステップSb4)。
D2-2. Operation of Drive Circuit 500B Next, the operation of the drive circuit 500B will be described based on the flowchart of FIG. First, the driving circuit 500B
Is activated by turning on a power supply (not shown). When the power is supplied, the voltage adjustment circuit 504 adjusts the adjustment signal Vf of the preset initial value Vf1.
Is output to the VCO 505 (step Sb1).
The VCO 505 receives the adjustment signal Vf, and outputs a reference signal Vg having a frequency fs corresponding to the initial value Vf1 to the driver circuit 506.
(Step Sb2). Driver circuit 506
Receives the reference signal Vg of the frequency fs and outputs the drive signal Vh of the frequency fsta to the electrodes 33 of the diaphragm 10 (step Sb3). Then, the piezoelectric element 3 of the diaphragm 10
0, 31 are the drive signals Vh supplied via the electrodes 33
Then, as described above, longitudinal vibration and bending vibration are generated (step Sb4).

【0068】次に、ピークホールド回路507は、検出
用電極34Cから検出信号Vaを読込み(ステップSb
5)、この検出信号Vaの電圧値のピーク値をピーク信
号Vpとして出力する(ステップSb6)。遅延回路5
02は、ピーク信号Vpを受け、所定時間(tp秒)だ
け遅延した遅延信号Vqを比較回路503に出力する
(ステップSb7)。比較回路503は、ピーク信号V
pの電圧値と遅延信号Vqの電圧値とを比較する(ステ
ップSb8)。ステップSb8の比較において、ピーク
信号Vpの電圧値が遅延信号Vqの電圧値以上の場合、
即ち、 Vp≧Vq ・・・(4) である場合には(ステップSb8;YES)、比較回路
503は、”H”レベルの比較結果信号Veを電圧調整
回路504に出力する(ステップSb9)。一方、ステ
ップSb8の比較において、ピーク信号Vpの電圧値が
遅延信号Vqの電圧値よりも小さい場合、即ち、 Vp<Vq ・・・(5) である場合には(ステップSb8;NO)、比較回路5
03は、”L”レベルの比較結果信号Veを電圧調整回
路504に出力する(ステップSb10)。
Next, the peak hold circuit 507 reads the detection signal Va from the detection electrode 34C (step Sb).
5) The peak value of the voltage value of the detection signal Va is output as the peak signal Vp (step Sb6). Delay circuit 5
02 receives the peak signal Vp and outputs a delay signal Vq delayed by a predetermined time (tp seconds) to the comparison circuit 503 (step Sb7). The comparison circuit 503 detects the peak signal V
The voltage value of p and the voltage value of the delay signal Vq are compared (step Sb8). In the comparison in step Sb8, when the voltage value of the peak signal Vp is equal to or more than the voltage value of the delay signal Vq,
That is, if Vp ≧ Vq (4) (step Sb8; YES), the comparison circuit 503 outputs an “H” level comparison result signal Ve to the voltage adjustment circuit 504 (step Sb9). On the other hand, when the voltage value of the peak signal Vp is smaller than the voltage value of the delay signal Vq in the comparison in step Sb8, that is, when Vp <Vq (5) (step Sb8; NO), the comparison is performed. Circuit 5
03 outputs the “L” level comparison result signal Ve to the voltage adjustment circuit 504 (step Sb10).

【0069】これにより、電圧調整回路504は、比較
結果信号Veを受けて、この比較結果信号Veが”H”
レベルの場合には、先の基準信号Vfの電圧値に所定電
圧値Vf0を加えた電圧値を有する基準信号Vfを生成
し、VCO505に出力する。一方、比較結果信号Ve
が”L”レベルの場合には、先の基準信号Vfの電圧値
から所定電圧値Vf0を引いた電圧値を有する基準信号V
fを生成し、VCO505に出力する(ステップSb1
1)。電圧調整回路504が再び調整信号VfをVCO
505に対して出力し、VCO505が調整信号Vfを
受けて、電圧値に対応させた周波数が変更された基準信
号Vgをドライバ回路506に出力し(ステップSb
2)、ドライバ回路506が周波数の基準信号Vgを受
けて、周波数fが変更された駆動信号Vhを振動板10
の電極33,33に出力する(ステップSa3)。これ
により、駆動信号Vhの周波数は、検出される振動板1
0の歪みに応じて順次変更されることとなる。
As a result, the voltage adjusting circuit 504 receives the comparison result signal Ve, and sets the comparison result signal Ve to “H”.
In the case of the level, a reference signal Vf having a voltage value obtained by adding a predetermined voltage value Vf0 to the voltage value of the reference signal Vf is generated and output to the VCO 505. On the other hand, the comparison result signal Ve
Is "L" level, the reference signal V having a voltage value obtained by subtracting a predetermined voltage value Vf0 from the voltage value of the reference signal Vf.
f is generated and output to the VCO 505 (step Sb1).
1). The voltage adjustment circuit 504 again outputs the adjustment signal Vf to the VCO
505, and the VCO 505 receives the adjustment signal Vf, and outputs the reference signal Vg whose frequency corresponding to the voltage value has been changed to the driver circuit 506 (step Sb).
2) The driver circuit 506 receives the frequency reference signal Vg, and supplies the driving signal Vh having the changed frequency f to the diaphragm 10.
(Step Sa3). As a result, the frequency of the drive signal Vh is
It is sequentially changed according to the distortion of 0.

【0070】D3.1つの検出信号を使う他の駆動回路 D3−1.駆動回路500Cの構成 次に、図26に基づいて駆動回路500Cについて説明
する。この駆動回路500Cは、位相差−電圧変換回路
508と、定電圧回路509と、比較回路503と、電
圧調整回路504と、電圧制御発振回路(Voltage Cont
rolled Oscillator:VCO)505と、ドライバ回路
506とを具備して構成されている。ここで、位相差−
電圧変換回路508および定電圧回路509以外は、前
述した駆動回路500Aの構成と同様であるので、その
説明を省略するものとする。位相差−電圧変換回路50
8は、検出用電極53Cから検出された検出信号Vaの
位相と、駆動信号Vhの位相との位相差を検出し、平均
位相差に相当する電圧値を有する位相差電圧信号Vjを
比較回路503に出力する。ここで、図27に基づい
て、位相差−電圧変換回路508の概要構成について説
明する。位相差−電圧変換回路508は、位相差検出部
508Aおよび平均電圧変換部508Bとに大別され
る。位相差検出部508Aは、検出信号Vaおよび駆動
信号Vhが入力され、両信号の位相差に相当するパルス
幅を有する位相差信号Vpdを生成し、平均電圧変換部5
08Bに出力する。図28に検出信号Vaおよび駆動信
号Vhの位相差が小さい場合(位相差=Δφ1の場合)
の例を示す。検出信号Vaおよび駆動信号Vhの波形が
それぞれ図28(a)に示すような場合、検出される位
相差に相当する位相差信号Vpdのパルス幅は、図28
(b)に示すようにΔφ1となる。そこで、平均電圧変
換部508Bは、図示しない積分回路により位相差信号
Vpdのパルス幅Δφ1に相当する平均電圧値Vav1を有
する位相差電圧信号Vjを生成し、比較回路503に出
力する。
D3.1 Other driving circuit using one detection signal D3-1. Configuration of Drive Circuit 500C Next, the drive circuit 500C will be described with reference to FIG. The drive circuit 500C includes a phase difference-voltage conversion circuit 508, a constant voltage circuit 509, a comparison circuit 503, a voltage adjustment circuit 504, and a voltage control oscillation circuit (Voltage Control Oscillator).
A rolled oscillator (VCO) 505 and a driver circuit 506 are provided. Here, the phase difference −
Except for the voltage conversion circuit 508 and the constant voltage circuit 509, the configuration is the same as that of the above-described drive circuit 500A, and a description thereof will be omitted. Phase difference-voltage conversion circuit 50
8 detects a phase difference between the phase of the detection signal Va detected from the detection electrode 53C and the phase of the drive signal Vh, and compares the phase difference voltage signal Vj having a voltage value corresponding to the average phase difference with the comparison circuit 503. Output to Here, a schematic configuration of the phase difference-voltage conversion circuit 508 will be described with reference to FIG. The phase difference-voltage conversion circuit 508 is roughly divided into a phase difference detection section 508A and an average voltage conversion section 508B. The phase difference detector 508A receives the detection signal Va and the drive signal Vh, generates a phase difference signal Vpd having a pulse width corresponding to the phase difference between the two signals, and outputs the average voltage converter 5d.
08B. FIG. 28 shows a case where the phase difference between the detection signal Va and the drive signal Vh is small (phase difference = Δφ1)
Here is an example. When the waveforms of the detection signal Va and the drive signal Vh are as shown in FIG. 28A, the pulse width of the phase difference signal Vpd corresponding to the detected phase difference is as shown in FIG.
It becomes Δφ1 as shown in FIG. Therefore, the average voltage conversion unit 508B generates a phase difference voltage signal Vj having an average voltage value Vav1 corresponding to the pulse width Δφ1 of the phase difference signal Vpd by an integrating circuit (not shown), and outputs the same to the comparison circuit 503.

【0071】また、図29に検出信号Vaおよび駆動信
号Vhの位相差が大きい場合(位相差=Δφ2の場合)
の例を示す。検出信号Vaおよび駆動信号Vhの波形が
それぞれ図29(a)に示すような場合、検出される位
相差に相当する位相差信号Vpdのパルス幅は、図29
(b)に示すようにΔφ2となる。そこで、平均電圧変
換部508Bは、図示しない積分回路により位相差信号
Vpdのパルス幅Δφ2に相当する平均電圧値Vav2を有
する位相差電圧信号Vjを生成し、比較回路503に出
力する。
FIG. 29 shows a case where the phase difference between detection signal Va and drive signal Vh is large (when phase difference = Δφ2).
Here is an example. When the waveforms of the detection signal Va and the drive signal Vh are as shown in FIG. 29A, the pulse width of the phase difference signal Vpd corresponding to the detected phase difference is
It becomes Δφ2 as shown in FIG. Therefore, the average voltage converter 508B generates a phase difference voltage signal Vj having an average voltage value Vav2 corresponding to the pulse width Δφ2 of the phase difference signal Vpd by an integrating circuit (not shown), and outputs the same to the comparison circuit 503.

【0072】また、定電圧回路509は、予め求めた検
出信号Vaの位相と、駆動信号Vhの位相との最適な位
相差に相当する電圧値を有する基準位相差信号Vkを比
較回路503に出力するものである。
The constant voltage circuit 509 outputs to the comparison circuit 503 a reference phase difference signal Vk having a voltage value corresponding to an optimum phase difference between the phase of the detection signal Va and the phase of the drive signal Vh obtained in advance. Is what you do.

【0073】D3−2.駆動回路500Cの動作 次に、駆動回路500Cの動作を、図30のフローチャ
ートに基づいて説明する。まず、この駆動回路500C
は、電源(図示せず)を投入することによって起動され
るものである。電源が供給されることにより、電圧調整
回路504は予め設定された初期値Vf1の調整信号Vf
をVCO505に対して出力する(ステップSc1)。
VCO505は、調整信号Vfを受けて、初期値Vf1に
対応した周波数fsの基準信号Vgをドライバ回路506
に出力する(ステップSc2)。ドライバ回路506
は、周波数fsの基準信号Vgを受けて、周波数fstaの
駆動信号Vhを振動板10の電極33,33に出力する
(ステップSc3)。そして、振動板10の圧電素子3
0,31は、電極33を介して供給された駆動信号Vh
を受けて、前述した如く、縦振動および屈曲振動を発生
する(ステップSc4)。
D3-2. Operation of Drive Circuit 500C Next, the operation of the drive circuit 500C will be described with reference to the flowchart in FIG. First, the drive circuit 500C
Is activated by turning on a power supply (not shown). When the power is supplied, the voltage adjustment circuit 504 adjusts the adjustment signal Vf of the preset initial value Vf1.
Is output to the VCO 505 (step Sc1).
The VCO 505 receives the adjustment signal Vf, and outputs a reference signal Vg having a frequency fs corresponding to the initial value Vf1 to the driver circuit 506.
(Step Sc2). Driver circuit 506
Receives the reference signal Vg of the frequency fs and outputs the drive signal Vh of the frequency fsta to the electrodes 33 of the diaphragm 10 (step Sc3). Then, the piezoelectric element 3 of the diaphragm 10
0, 31 are the drive signals Vh supplied via the electrodes 33
Then, as described above, longitudinal vibration and bending vibration are generated (Step Sc4).

【0074】次に、位相差−電圧変換回路508は、検
出用電極34Cから検出信号Vaおよび駆動信号Vhを
読込み(ステップSc5)、この検出信号Vaの位相と
駆動信号Vhの位相の位相差から、前述した如くの処理
によって、位相差電圧信号Vjを生成し、比較回路に出
力する(ステップSc6)。比較回路503は、位相差
電圧信号Vjの電圧値と定電圧回路509から出力され
る基準位相差信号Vkの電圧値とを比較する(ステップ
Sc7)。ステップSc8の比較において、位相差電圧
信号Vjの電圧値が基準位相差信号Vkの電圧値以上の
場合、即ち、 Vj≧Vk ・・・(6) である場合には(ステップSc8;YES)、比較回路
503は、”H”レベルの比較結果信号Veを電圧調整
回路504に出力する(ステップSc8)。一方、ステ
ップSc8の比較において、位相差電圧信号Vjの電圧
値が基準位相差信号Vkの電圧値よりも小さい場合、即
ち、 Vj<Vk ・・・(7) である場合には(ステップSc8;NO)、比較回路5
03は、”L”レベルの比較結果信号Veを電圧調整回
路504に出力する(ステップSc9)。
Next, the phase difference-voltage conversion circuit 508 reads the detection signal Va and the drive signal Vh from the detection electrode 34C (Step Sc5), and determines the phase difference between the phase of the detection signal Va and the phase of the drive signal Vh. The phase difference voltage signal Vj is generated by the processing as described above and output to the comparison circuit (step Sc6). The comparison circuit 503 compares the voltage value of the phase difference voltage signal Vj with the voltage value of the reference phase difference signal Vk output from the constant voltage circuit 509 (Step Sc7). If the voltage value of the phase difference voltage signal Vj is equal to or higher than the voltage value of the reference phase difference signal Vk in the comparison in step Sc8, that is, if Vj ≧ Vk (6) (step Sc8; YES), The comparison circuit 503 outputs the "H" level comparison result signal Ve to the voltage adjustment circuit 504 (Step Sc8). On the other hand, in the comparison in step Sc8, when the voltage value of the phase difference voltage signal Vj is smaller than the voltage value of the reference phase difference signal Vk, that is, when Vj <Vk (7) (step Sc8; NO), comparison circuit 5
03 outputs the "L" level comparison result signal Ve to the voltage adjustment circuit 504 (step Sc9).

【0075】これにより、電圧調整回路504は、比較
結果信号Veを受けて、この比較結果信号Veが”H”
レベルの場合には、先の基準信号Vfの電圧値に所定電
圧値Vf0を加えた電圧値を有する基準信号Vfを生成
し、VCO505に出力する。一方、比較結果信号Ve
が”L”レベルの場合には、先の基準信号Vfの電圧値
から所定電圧値Vf0を引いた電圧値を有する基準信号V
fを生成し、VCO505に出力する(ステップSc1
0)。電圧調整回路504が再び調整信号VfをVCO
505に対して出力し、VCO505が調整信号Vfを
受けて、電圧値に対応させた周波数が変更された基準信
号Vgをドライバ回路506に出力し(ステップSc
2)、ドライバ回路506が周波数の基準信号Vgを受
けて、周波数fが変更された駆動信号Vhを振動板10
の電極33,33に出力する(ステップSc3)。これ
により、駆動信号Vhの周波数は、検出される振動板1
0の歪みに応じて順次変更されることとなる。
As a result, the voltage adjustment circuit 504 receives the comparison result signal Ve and changes the comparison result signal Ve to "H".
In the case of the level, a reference signal Vf having a voltage value obtained by adding a predetermined voltage value Vf0 to the voltage value of the reference signal Vf is generated and output to the VCO 505. On the other hand, the comparison result signal Ve
Is "L" level, the reference signal V having a voltage value obtained by subtracting a predetermined voltage value Vf0 from the voltage value of the reference signal Vf.
f is generated and output to the VCO 505 (step Sc1).
0). The voltage adjustment circuit 504 again outputs the adjustment signal Vf to the VCO
505, and the VCO 505 receives the adjustment signal Vf, and outputs the reference signal Vg whose frequency corresponding to the voltage value has been changed to the driver circuit 506 (step Sc).
2) The driver circuit 506 receives the frequency reference signal Vg, and supplies the driving signal Vh having the changed frequency f to the diaphragm 10.
(Step Sc3). As a result, the frequency of the drive signal Vh is
It is sequentially changed according to the distortion of 0.

【0076】E.カレンダ表示機構の動作 次に、圧電アクチュエータAを駆動する駆動回路500
の駆動構成について、図31を参照しつつ説明する。な
お、駆動回路500は、前述した駆動回路500A、5
00B、500Cのうち、何れであってもよい。同図に
示すように、駆動回路500には、午前0時検出手段6
01および日送り検出手段602が設けられている。午
前0時検出手段601は、ムーブメント73(図2参
照)に組み込まれた機械的なスイッチであり、午前0時
になると、制御信号を駆動回路500に出力する。ま
た、日送り検出手段602は、上述した板バネ64と接
触子65(図1参照)を主要部とするものであり、板バ
ネ64と接触子65が接触する、即ち日送り終了を検出
すると制御信号を駆動回路500に出力する。
[0076] E. Operation of Calendar Display Mechanism Next, a driving circuit 500 for driving the piezoelectric actuator A
Will be described with reference to FIG. Note that the driving circuit 500 includes the driving circuits 500A,
00B or 500C. As shown in FIG.
01 and a date feed detecting means 602 are provided. The midnight detection means 601 is a mechanical switch incorporated in the movement 73 (see FIG. 2), and outputs a control signal to the drive circuit 500 at midnight. The date feed detecting means 602 includes the above-described leaf spring 64 and the contact 65 (see FIG. 1) as main parts. When the leaf spring 64 and the contact 65 come into contact with each other, that is, when the end of date feed is detected. The control signal is output to the drive circuit 500.

【0077】駆動回路500は、午前0時検出手段60
1から供給される制御信号と日送り検出手段602から
供給される制御信号とに基づいて、駆動が開始される。
これによって、前述した如く、駆動回路500が動作を
開始し、振動板10を振動さえることによって、ロータ
100を回転させる。日回し中間車40は1日に1回転
するが、その期間は午前0時から開始する限られた時間
である。従って、駆動回路500は当該期間のみ発振し
ていれば足りる。この例の駆動回路500にあっては、
駆動制御信号により駆動回路500の構成回路全てを非
動作状態に設定することにより、日回し中間車40を回
動させる必要のない期間は、駆動回路500の動作を完
全に停止させている。従って、駆動回路500の消費電
力を削減することができる。
The drive circuit 500 includes the midnight detection means 60.
Driving is started based on the control signal supplied from 1 and the control signal supplied from the date feed detecting means 602.
Thus, as described above, the drive circuit 500 starts operating, and vibrates the diaphragm 10 to rotate the rotor 100. The daily turning intermediate wheel 40 makes one rotation per day, but the period is a limited time starting from midnight. Therefore, it is sufficient that the drive circuit 500 oscillates only during the period. In the drive circuit 500 of this example,
By setting all the constituent circuits of the drive circuit 500 to the non-operation state by the drive control signal, the operation of the drive circuit 500 is completely stopped during the period in which the date intermediate wheel 40 does not need to be turned. Therefore, power consumption of the driving circuit 500 can be reduced.

【0078】次に、上記構成の圧電アクチュエータAを
備えたカレンダ表示機構の自動更新動作について図1、
図3、図4および図31を参照しつつ説明する。各日に
おいて午前0時になると、午前0時検出手段601によ
って午前0時になったことが検出され、駆動回路500
が起動される。これにより、駆動回路500から縦振動
の共振周波数にほぼ一致するロータ回転数が最大となる
周波数の駆動信号Vhが振動板10の圧電素子30,3
1に電極33,33を介して供給される。
Next, the automatic updating operation of the calendar display mechanism provided with the piezoelectric actuator A having the above-described structure will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIGS. 3, 4 and 31. At midnight on each day, the midnight detection means 601 detects that it is midnight, and the driving circuit 500
Is started. As a result, the drive signal Vh of the frequency at which the rotor rotation speed substantially coincides with the resonance frequency of the longitudinal vibration is maximized from the drive circuit 500 and the piezoelectric elements 30 and 3 of the diaphragm 10 are driven.
1 is supplied via electrodes 33, 33.

【0079】駆動回路500からの駆動信号Vhが電極
33,33に印加されると、圧電素子30,31が伸縮
によって撓み振動し、振動板10が縦振動する。この
際、上述したように圧電素子30,31の分極方向を同
一となるようにした場合には、上面、中央、下面の電位
が各々+V、0、−V(もしくは−V、0、+V)とな
るように電圧を印加する。また、圧電素子30,31の
分極方向が逆の場合には、上面、中央、下面の電位が各
々+V、0、+V(もしくは−V、0、−V)となるよ
うに電圧を印加する(図7参照)。そして、振動板10
が縦方向に電気的に励振されると、振動板10の重量バ
ランスのアンバランスさによって機械的に屈曲振動が誘
発される。そして、縦振動と屈曲振動が合成されること
により、当接部36が楕円軌道に沿って変位し、ロータ
100を駆動する。
When the drive signal Vh from the drive circuit 500 is applied to the electrodes 33, 33, the piezoelectric elements 30, 31 flex and vibrate due to expansion and contraction, and the diaphragm 10 vibrates longitudinally. At this time, when the polarization directions of the piezoelectric elements 30 and 31 are set to be the same as described above, the potentials of the upper surface, the center, and the lower surface are + V, 0, and -V (or -V, 0, and + V), respectively. A voltage is applied so that When the polarization directions of the piezoelectric elements 30 and 31 are opposite, a voltage is applied so that the potentials of the upper surface, the center, and the lower surface are + V, 0, + V (or -V, 0, -V), respectively ( (See FIG. 7). And the diaphragm 10
Is electrically excited in the vertical direction, bending vibration is induced mechanically by the imbalance of the weight balance of the diaphragm 10. Then, by combining the longitudinal vibration and the bending vibration, the contact portion 36 is displaced along the elliptical orbit, and drives the rotor 100.

【0080】このように駆動回路500によって圧電ア
クチュエータAが駆動されることにより、ロータ100
が図4中時計回り方向に回転し、これに伴って日回し中
間車40が反時計回り方向に回転を開始する。
When the piezoelectric actuator A is driven by the driving circuit 500 in this manner, the rotor 100
Rotates in the clockwise direction in FIG. 4, and accordingly, the date turning intermediate wheel 40 starts rotating in the counterclockwise direction.

【0081】ここで、駆動回路500は、図1に示す板
バネ64と接触子65が接触した時に駆動信号の供給を
停止するように構成されている。板バネ64と接触子6
5とが接触する状態では先端部64aが切欠部4cに入
り込んでいる。従って、日回し中間車40は、そのよう
な状態から回転を開始する。
Here, the drive circuit 500 is configured to stop supplying the drive signal when the leaf spring 64 and the contact 65 shown in FIG. 1 come into contact with each other. Leaf spring 64 and contact 6
In a state where the contact portion 5 is in contact with the front end portion 5, the front end portion 64a enters the cutout portion 4c. Accordingly, the date intermediate wheel 40 starts rotating from such a state.

【0082】日回し車60は板バネ63によって時計回
り方向に付勢されているため、小径部4aは日回し車6
0の歯6a,6bに摺動しつつ回転することになる。そ
の途中で切欠部4cが日回し車60の歯6aの位置に達
すると、歯6aが切欠部4cと噛合する。
Since the date driving wheel 60 is urged clockwise by the leaf spring 63, the small diameter portion 4a is
It rotates while sliding on the zero teeth 6a, 6b. When the notch 4c reaches the position of the tooth 6a of the date wheel 60 on the way, the tooth 6a meshes with the notch 4c.

【0083】次に、日回し中間車40が引き続き反時計
回り方向に回動すると、日回し車60は日回し中間車4
0に連動して1歯分、即ち「1/5」周だけ時計回り方
向に回動する。さらに、これに連動して、日車50が時
計回り方向に1歯分(1日分の日付範囲に相当する)だ
け回動される。なお、月内の日数が「31」に満たない
月の最終日においては、上記動作が複数回繰返され、暦
に基づく正しい日が日車50によって表示されることに
なる。
Next, when the date turning intermediate wheel 40 continues to rotate counterclockwise, the date driving wheel 60 is rotated.
In conjunction with 0, it rotates clockwise by one tooth, that is, "1/5" circumference. Further, in conjunction with this, the date wheel 50 is rotated clockwise by one tooth (corresponding to a date range for one day). On the last day of the month in which the number of days in the month is less than "31", the above operation is repeated a plurality of times, and the correct date based on the calendar is displayed by the date indicator 50.

【0084】そして、日回し中間車40が引き続き反時
計回り方向に回動して、切欠部4cが板バネ64の先端
部64aの位置に達すると、先端部64aが切欠部4c
に入り込む。すると、板バネ64と接触子65とが接触
して、駆動信号の供給が終了し、日回し中間車40の回
転が停止する。従って、日回し中間車40は、1日に1
回転することになる。
When the date intermediate wheel 40 continues to rotate counterclockwise and the notch 4c reaches the position of the tip 64a of the leaf spring 64, the tip 64a is moved to the notch 4c.
Get into it. Then, the leaf spring 64 and the contact 65 come into contact with each other, the supply of the drive signal ends, and the rotation of the date intermediate wheel 40 stops. Therefore, the date intermediate wheel 40 is operated once a day.
Will rotate.

【0085】F.本実施形態の効果 以上説明したように、本実施形態では、腕時計といった
限られたスペースに設置可能な薄型の圧電アクチュエー
タAを用いて高効率でカレンダ表示機構を駆動すること
ができる。また、圧電アクチュエータAを駆動する駆動
回路500は、振動板10の歪みを検出してこの歪みか
ら振動板10の振動状態を検出し、常に同じ振動状態を
保つように駆動信号Vhの周波数を制御するようにした
から、振動板の振動に伴って回転するロータ100を常
に最適な回転数で駆動することが可能となる。これによ
り、振動板10に供給される駆動信号Vhの電気エネル
ギーを、ロータ100の機械エネルギー(回転)へ変換
する変換効率を高めることができ、効率の良い圧電アク
チュエータAを実現することが可能となる。この結果、
圧電アクチュエータAは、安定した駆動制御を行うこと
ができる。
F. Effects of this embodiment As described above, in this embodiment, the calendar display mechanism can be driven with high efficiency using the thin piezoelectric actuator A that can be installed in a limited space such as a wristwatch. The drive circuit 500 for driving the piezoelectric actuator A detects the distortion of the diaphragm 10, detects the vibration state of the diaphragm 10 from the distortion, and controls the frequency of the drive signal Vh so as to always maintain the same vibration state. Thus, it is possible to always drive the rotor 100 that rotates with the vibration of the diaphragm at an optimum rotation speed. Thereby, the conversion efficiency of converting the electric energy of the drive signal Vh supplied to the diaphragm 10 into the mechanical energy (rotation) of the rotor 100 can be increased, and an efficient piezoelectric actuator A can be realized. Become. As a result,
The piezoelectric actuator A can perform stable drive control.

【0086】F.変形例 なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではな
く、以下に例示するような種々の変形が可能である。
F. Modifications The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications as exemplified below are possible.

【0087】(変形例1)上述した実施形態において
は、圧電アクチュエータAおよび駆動回路500を腕時
計に搭載されるカレンダ表示機構の駆動源として採用し
た場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、他の種類の機器、例えば玩具などの
アミューズメント機器の駆動機構や小型送風機の駆動機
構に適用することが可能である。また、上述したように
圧電アクチュエータAは、薄型化、小型化が可能であ
り、かつ高効率での駆動が可能であるため、電池駆動さ
れる携帯機器等に搭載するアクチュエータとして好適で
ある。
(Modification 1) In the above-described embodiment, the case where the piezoelectric actuator A and the drive circuit 500 are employed as a drive source of a calendar display mechanism mounted on a wristwatch has been described as an example. The present invention is not limited to this, and can be applied to other types of devices, for example, a driving mechanism of an amusement device such as a toy or a driving mechanism of a small blower. Further, as described above, the piezoelectric actuator A can be made thinner and smaller, and can be driven with high efficiency. Therefore, the piezoelectric actuator A is suitable as an actuator mounted on a battery-driven portable device or the like.

【0088】その具体例としては、圧電アクチュエータ
Aおよび駆動回路500を、決済機能を有する非接触型
ICカードに採用することが考えられる。図32に非接
触型ICカードの外観斜視図を示す。非接触型ICカー
ド400の表面側には、残金表示を行う残金表示カウン
タ401が設けられている。残金表示カウンタは401
は、4桁の残金を表示するものであり、図33に示すよ
うに、上位2桁を表示する上位桁表示部402と、下位
2桁を表示する下位桁表示部403と、を備えている。
As a specific example, it is conceivable to employ the piezoelectric actuator A and the drive circuit 500 in a non-contact type IC card having a settlement function. FIG. 32 shows an external perspective view of a non-contact type IC card. On the front side of the non-contact type IC card 400, a balance display counter 401 for displaying the balance is provided. The balance display counter is 401
Displays a four-digit balance, and includes, as shown in FIG. 33, an upper digit display unit 402 for displaying the upper two digits and a lower digit display unit 403 for displaying the lower two digits. .

【0089】図34に上位桁表示部402の詳細構成側
面図を示す。上位桁表示部402は、ロータ100Aを
介して圧電アクチュエータA1に連結されており、ロー
タ100Aの駆動力によって駆動される。上位桁表示部
402の主要部は、送り爪402Aを有しロータ100
Aが1/n回転すると1回転する駆動ギア402Aと、
駆動ギア402Aの1回転で1目盛分回転する第1上位
桁表示車402Bと、第1上位桁表示車402Bの1回
転で1目盛分回転する第2上位桁表示車402Cと、第
1上位桁表示車402Bの非回転時に第1上位桁表示車
402Bを固定する固定部材402Dと、を備えて構成
されている。なお、第2上位桁表示車402Bについて
も、第2上位桁表示車402Cを固定する図示しない固
定部材が設けられている。
FIG. 34 is a detailed configuration side view of the upper digit display section 402. The upper digit display section 402 is connected to the piezoelectric actuator A1 via the rotor 100A, and is driven by the driving force of the rotor 100A. The main part of the upper digit display section 402 has a feed claw 402A and has a rotor 100
A drive gear 402A that makes one rotation when A rotates 1 / n;
A first upper digit display wheel 402B that rotates by one division with one rotation of the drive gear 402A, a second upper digit display wheel 402C that rotates by one division with one rotation of the first upper digit display wheel 402B, and a first upper digit And a fixing member 402D for fixing the first upper digit display wheel 402B when the display wheel 402B is not rotating. Note that a fixing member (not shown) for fixing the second upper digit display wheel 402C is also provided for the second upper digit display wheel 402B.

【0090】駆動ギア402Aは、ロータ100Aが1
/n回転すると1回転する。そして送り爪402Aは、
第1上位桁表示車402Bの送りギア部402B3に噛
合しており、第1上位桁表示車402Bは1目盛分回転
することとなる。さらに、第1上位桁表示車402Bが
回転し、1回転すると、第1上位桁表示車402Bに設
けられている送りピン402Bが送りギア402B2を
回転させ、送りギア402Bが噛合している第2上位桁
表示車402Cの送りギア402Cを回転させ、第2上
位桁表示車402Cを1目盛分回転させることとなる。
下位桁表示部403は、ロータ100Bを介して圧電ア
クチュエータA2に連結されており、ロータ100Bの
駆動力によって駆動される。下位桁表示部403の主要
部は、送り爪403A1を有しロータ100Bが1/n
回転すると1回転する駆動ギア403Aと、駆動ギア4
03Aの1回転で1目盛分回転する第1下位桁表示車4
03Bと、第1下位桁表示車403Bの1回転で1目盛
分回転する第2下位桁表示車403Cと、を備えてい
る。
The driving gear 402A has the rotor 100A
/ N rotations make one rotation. And the feed claw 402A is
The first upper-digit display wheel 402B is engaged with the feed gear portion 402B3 of the first upper-digit display wheel 402B, so that the first upper-digit display wheel 402B rotates by one scale. Further, when the first upper digit display wheel 402B rotates and makes one revolution, the feed pin 402B provided on the first upper digit display wheel 402B rotates the feed gear 402B2, and the second gear in which the feed gear 402B meshes. The feed gear 402C of the upper digit display wheel 402C is rotated, and the second upper digit display wheel 402C is rotated by one scale.
The lower digit display unit 403 is connected to the piezoelectric actuator A2 via the rotor 100B, and is driven by the driving force of the rotor 100B. The main part of the lower digit display section 403 has a feed claw 403A1 and the rotor 100B is 1 / n.
A drive gear 403A that rotates once when rotated, and a drive gear 4
The first lower digit display wheel 4 that rotates by one division in one rotation of 03A
03B, and a second lower digit display wheel 403C that rotates by one division with one rotation of the first lower digit display wheel 403B.

【0091】図35に下位桁表示部403の詳細構成正
面図を、図36に詳細構成側面図をそれぞれ示す。第1
下位桁表示車403Bは、駆動ギア403Aの送り爪4
03A1に噛合する送りギア部403B1を有してお
り、駆動ギア403Aの1回転で1目盛分回転する。そ
して、第1下位桁表示車403Bには、送りピン403
B2が設けられており、第1下位桁表示車403Bが1
回転回転する毎に、送りギア403Bを回転させ、第2
下位桁表示車403Cを1目盛分回転させる。この場合
において、第1下位桁表示車403Bの固定部材403
Dは、非回転時に送りギア部403B1に噛合して第1
下位桁表示車403Bを固定する。また、第2下位桁表
示車403Cの固定部材403Eは、第2下位桁表示車
403Cの非回転時に送りギア部403Fに噛合して第
2下位桁表示車403Cを固定する。この場合におい
て、アクチュエータA1およびアクチュエータA2は、
駆動回路200Bにより同期して駆動されるように設定
されており、駆動回路200Bは、図示しないICカー
ドチップにより決済金額に相当する駆動制御信号が入力
されることにより駆動されている。
FIG. 35 is a front view of the detailed configuration of the lower digit display section 403, and FIG. 36 is a side view of the detailed configuration. First
The lower digit display wheel 403B is provided with the feed pawl 4 of the drive gear 403A.
It has a feed gear portion 403B1 that meshes with 03A1, and rotates by one graduation with one rotation of the drive gear 403A. Then, the feed pin 403 is provided on the first lower digit display wheel 403B.
B2 is provided, and the first lower digit display wheel 403B is 1
The feed gear 403B is rotated every time it rotates.
The lower digit display wheel 403C is rotated by one scale. In this case, the fixing member 403 of the first lower-digit display wheel 403B is used.
D meshes with the feed gear portion 403B1 during non-rotation and
The lower digit display wheel 403B is fixed. Further, the fixing member 403E of the second lower digit display wheel 403C meshes with the feed gear portion 403F when the second lower digit display wheel 403C is not rotating, and fixes the second lower digit display wheel 403C. In this case, the actuator A1 and the actuator A2 are
The drive circuit 200B is set to be driven in synchronization with the drive circuit 200B, and is driven by input of a drive control signal corresponding to a payment amount by an IC card chip (not shown).

【0092】以上のような構成により、非接触ICカー
ドのような薄型の装置においても、機械的に残金額表示
を行うことができ、駆動時以外は、電源を必要とせず
に、表示を行えるので、低商品電力で表示を行えると共
に、電源がが無くなった場合においても、それまでの表
示を保持することができる。
With the above configuration, even in a thin device such as a non-contact IC card, the remaining amount can be displayed mechanically, and the display can be performed without a power source except during driving. Therefore, the display can be performed with low commercial power, and the display can be maintained even when the power supply is lost.

【0093】(変形例2)上記圧電アクチュエータの電
源としては、電池(一次電池および二次電池)の他、太
陽電池、熱発電機、機械式発電機および蓄電装置(コン
デンサ或いは二次電池)を有する発電機構内蔵型の電源
を用いるように構成することも可能である。
(Modification 2) As a power source of the piezoelectric actuator, in addition to batteries (primary batteries and secondary batteries), a solar battery, a thermoelectric generator, a mechanical generator, and a power storage device (capacitor or secondary battery) are provided. It is also possible to use a power supply with a built-in power generation mechanism.

【0094】(変形例3)また、上述した実施形態で
は、振動板10が振動することにより、当接部36に当
接しているロータ100を回転駆動する場合を例示した
が、本発明はこれに限らず、駆動対象を直線状に駆動す
るリニアアクチュエータに適用することも可能である。
(Modification 3) In the above embodiment, the case where the vibration plate 10 vibrates to rotate the rotor 100 which is in contact with the contact portion 36 has been exemplified. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a linear actuator that drives a drive target in a straight line.

【0095】(変形例4)また、上述した実施形態で
は、矩形状の振動板10を用いるようにしていたが、振
動板10の形状は矩形状に限るものではなく、長手方向
を有する形状であればよく、例えば台形状、平行四辺形
状、ひし形状、三角形状等の様々な形状のものを用いる
ことができる。
(Modification 4) In the above-described embodiment, the rectangular diaphragm 10 is used. However, the shape of the diaphragm 10 is not limited to a rectangular shape, but may be a shape having a longitudinal direction. Any shape may be used as long as it has a trapezoidal shape, a parallelogram shape, a rhombus shape, a triangular shape, or the like.

【0096】(変形例5)また、上述した実施形態で
は、歪検出部を検出用電極とこの電極が位置する圧電素
子の部分とで構成するものとしたが、本発明はこれに限
らず、板状の圧電素子を振動板に貼着して圧電センサと
して用いてもよい。
(Modification 5) In the above-described embodiment, the strain detecting section is constituted by the detecting electrode and the portion of the piezoelectric element where this electrode is located. However, the present invention is not limited to this. A plate-like piezoelectric element may be attached to the diaphragm to be used as a piezoelectric sensor.

【0097】[0097]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
振動板の歪みを検出し、この歪みから振動板を常に最大
で振動するになるように駆動信号の周波数を制御するよ
うにしたから、常に駆動対象を最適な動作で駆動するこ
とが可能となる。さらに、小型・薄型化が可能な構成で
ありながら、高効率かつ安定した駆動を行うことができ
る。
As described above, according to the present invention,
Since the distortion of the diaphragm is detected and the frequency of the drive signal is controlled so that the diaphragm always vibrates at the maximum from the distortion, it is possible to always drive the drive target with an optimal operation. . Further, high efficiency and stable driving can be performed while having a configuration that can be reduced in size and thickness.

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

【図1】 本発明の一実施形態に係る腕時計におけるカ
レンダ表示機構の主要部の構成を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a main part of a calendar display mechanism in a wristwatch according to an embodiment of the present invention.

【図2】 前記腕時計の概略構成を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of the wristwatch.

【図3】 前記カレンダ表示機構の主要部を示す断面図
である。
FIG. 3 is a sectional view showing a main part of the calendar display mechanism.

【図4】 前記カレンダ表示機構の構成要素である圧電
アクチュエータの構成を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of a piezoelectric actuator which is a component of the calendar display mechanism.

【図5】 前記圧電アクチュエータの構成要素である振
動板を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a diaphragm which is a component of the piezoelectric actuator.

【図6】 前記振動板の圧電素子の面上に形成される電
極部を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing an electrode portion formed on a surface of a piezoelectric element of the vibration plate.

【図7】 前記振動板の圧電素子に電圧を印加する際の
概略の駆動構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a schematic drive configuration when a voltage is applied to a piezoelectric element of the diaphragm.

【図8】 前記振動板が縦振動する様子を模式的に示す
図である。
FIG. 8 is a view schematically showing a state in which the diaphragm vibrates longitudinally.

【図9】 前記振動板が屈曲振動する様子を模式的に示
す図である。
FIG. 9 is a view schematically showing a state in which the diaphragm undergoes bending vibration.

【図10】 前記振動板の振動時における当接部の軌道
を説明するための図である。
FIG. 10 is a view for explaining the trajectory of the contact portion when the diaphragm vibrates.

【図11】 アンバランス調整部の配置位置を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing an arrangement position of an unbalance adjustment unit.

【図12】 前記振動板の振動周波数とインピーダンス
との関係の一例を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing an example of a relationship between a vibration frequency of the diaphragm and impedance.

【図13】 前記振動板の4隅に設けられた検出用電極
の配置位置を示す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing an arrangement position of detection electrodes provided at four corners of the diaphragm.

【図14】 無負荷状態で振動板を駆動させたときに得
られる検出信号の電圧値およびインピーダンスを示す特
性図である。
FIG. 14 is a characteristic diagram showing a voltage value and an impedance of a detection signal obtained when the diaphragm is driven in a no-load state.

【図15】 駆動状態で振動板を駆動させたときに得ら
れる検出信号の電圧値、インピーダンスおよびロータ回
転数を示す特性図である。
FIG. 15 is a characteristic diagram showing a voltage value, an impedance, and a rotor speed of a detection signal obtained when the diaphragm is driven in a driving state.

【図16】 前記振動板に設けた検出用電極の配置位置
を示す平面図である。
FIG. 16 is a plan view showing an arrangement position of a detection electrode provided on the diaphragm.

【図17】 本実施形態に用いられる駆動回路の構成を
示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of a drive circuit used in the present embodiment.

【図18】 同駆動回路の動作を示すフローチャートで
ある。
FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the driving circuit.

【図19】 差信号Vc、ロータの回転数Nの周波数特
性を示す特性図である。
FIG. 19 is a characteristic diagram illustrating frequency characteristics of a difference signal Vc and a rotation speed N of a rotor.

【図20】 差信号Vc、遅延信号Vd、駆動信号Vh
の周波数を示すタイミングチャートである。
FIG. 20 shows a difference signal Vc, a delay signal Vd, and a drive signal Vh.
6 is a timing chart showing the frequency of the data.

【図21】 前記振動板に設けた他の検出用電極の配置
位置を示す平面図である。
FIG. 21 is a plan view showing an arrangement position of another detection electrode provided on the diaphragm.

【図22】 前記振動板に設けた他の検出用電極の配置
位置を示す平面図である。
FIG. 22 is a plan view showing an arrangement position of another detection electrode provided on the diaphragm.

【図23】 前記振動板に設けた他の検出用電極の配置
位置を示す平面図である。
FIG. 23 is a plan view showing an arrangement position of another detection electrode provided on the diaphragm.

【図24】 本実施形態に用いられる他の駆動回路の構
成を示すブロック図である。
FIG. 24 is a block diagram illustrating a configuration of another drive circuit used in the present embodiment.

【図25】 同駆動回路の動作を示すフローチャートで
ある。
FIG. 25 is a flowchart showing the operation of the driving circuit.

【図26】 本実施形態に用いられる他の駆動回路の構
成を示すブロック図である。
FIG. 26 is a block diagram illustrating a configuration of another drive circuit used in the present embodiment.

【図27】 位相差−電圧変換回路の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration of a phase difference-voltage conversion circuit.

【図28】 位相差−電圧変換回路における位相差が小
さい場合の波形を示す図である。
FIG. 28 is a diagram showing a waveform when the phase difference in the phase difference-voltage conversion circuit is small.

【図29】 位相差−電圧変換回路における位相差が大
きい場合の波形を示す図である。
FIG. 29 is a diagram showing waveforms when the phase difference in the phase difference-voltage conversion circuit is large.

【図30】 同駆動回路の動作を示すフローチャートで
ある。
FIG. 30 is a flowchart showing the operation of the driving circuit.

【図31】 圧電アクチュエータおよび駆動回路をカレ
ンダ表示機構に用いた場合のブロック図である。
FIG. 31 is a block diagram when a piezoelectric actuator and a drive circuit are used in a calendar display mechanism.

【図32】 残金表示カウンタの構成の説明図である。FIG. 32 is an explanatory diagram of a configuration of a balance display counter.

【図33】 上位桁表示部の詳細構成正面図である。FIG. 33 is a front view showing a detailed configuration of an upper digit display unit.

【図34】 上位桁表示部の詳細構成側面図である。FIG. 34 is a detailed configuration side view of the upper digit display unit.

【図35】 下位桁表示部の詳細構成正面図である。FIG. 35 is a detailed configuration front view of a lower digit display section.

【図36】 下位桁表示部の詳細構成側面図である。FIG. 36 is a detailed configuration side view of a lower digit display unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・振動板 11・・・支持部材 30,31・・・圧電素子 33・・・電極 34A,34B,34C,34D,34E・・・検出用
電極 36・・・当接部 100・・・ロータ 500、500A、500B、500C・・・駆動回路 501・・・減算回路 502・・・遅延回路 503・・・比較回路 504・・・電圧調整回路 505・・・電圧制御発振回路(VCO) 506・・・ドライバ回路 507・・・ピークホールド回路 508・・・位相差−電圧変換回路 509・・・定電圧回路 A……圧電アクチュエータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vibration plate 11 ... Support member 30, 31 ... Piezoelectric element 33 ... Electrode 34A, 34B, 34C, 34D, 34E ... Detection electrode 36 ... Contact part 100 ... -Rotor 500, 500A, 500B, 500C ... drive circuit 501 ... subtraction circuit 502 ... delay circuit 503 ... comparison circuit 504 ... voltage adjustment circuit 505 ... voltage control oscillation circuit (VCO) 506: driver circuit 507: peak hold circuit 508: phase difference-voltage conversion circuit 509: constant voltage circuit A: piezoelectric actuator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤田 明宏 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) 2F082 AA00 BB02 DD01 DD10 EE02 EE03 EE05 EE06 FF01 5H680 AA06 AA19 BB02 BB20 BC02 BC04 CC02 DD11 DD15 DD23 DD27 DD34 DD46 DD65 DD73 DD83 DD95 DD98 EE10 EE12 EE20 EE24 FF26 FF30 FF32 GG02 GG43  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Akihiro Sawada 3-3-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano Seiko Epson Corporation F-term (reference) 2F082 AA00 BB02 DD01 DD10 EE02 EE03 EE05 EE06 FF01 5H680 AA06 AA19 BB02 BB20 BC02 BC04 CC02 DD11 DD15 DD23 DD27 DD34 DD46 DD65 DD73 DD83 DD95 DD98 EE10 EE12 EE20 EE24 FF26 FF30 FF32 GG02 GG43

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 駆動信号が供給されることにより、縦振
動とこの縦振動にほぼ直交する方向に振動する屈曲振動
とを発生させる圧電素子を少なくとも1つ有する振動板
と、 前記振動板に設けられ、駆動対象に当接される当接部
と、を具備しており、 前記縦振動および屈曲振動に伴う前記当接部の変位によ
って前記駆動対象を駆動する圧電アクチュエータであっ
て、 前記振動板には、前記駆動対象を駆動する場合に前記振
動板の歪みを検出する歪検出部を設けたことを特徴とす
る圧電アクチュエータ。
1. A vibration plate having at least one piezoelectric element that generates a longitudinal vibration and a bending vibration that vibrates in a direction substantially orthogonal to the longitudinal vibration when a drive signal is supplied, and provided on the diaphragm. A piezoelectric actuator that drives the object to be driven by displacement of the abutting part accompanying the longitudinal vibration and the bending vibration, wherein the vibration plate A piezoelectric actuator, further comprising: a distortion detecting unit that detects distortion of the diaphragm when driving the driving target.
【請求項2】 請求項1記載の圧電アクチュエータにお
いて、 前記縦振動の方向に延びる線を横線として規定し、前記
縦振動の節となる点を通り前記横線に直交する方向に延
び、前記振動板のうち前記横線から見て前記当接部の反
対側に位置した部分を重量が等しい2つの部位に分割す
る線を縦線として規定し、 前記縦線と前記横線とが交わる交点に対し、前記当接部
と点対称な位置で、かつ前記2つの部位の重量に差異を
持たせるバランス調整部を、前記部位の少なくともいず
れか一方に設けることを特徴とする圧電アクチュエー
タ。
2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein a line extending in the direction of the longitudinal vibration is defined as a horizontal line, and extends in a direction perpendicular to the horizontal line through a point serving as a node of the vertical vibration. A line that divides a portion located on the opposite side of the abutting portion as viewed from the horizontal line into two portions having the same weight is defined as a vertical line, and an intersection of the vertical line and the horizontal line is defined as A piezoelectric actuator, characterized in that a balance adjusting part is provided at at least one of the parts at a point symmetrical position with respect to the contact part and for giving a difference in weight between the two parts.
【請求項3】 請求項1または2記載の圧電アクチュエ
ータにおいて、 前記振動板には、前記縦振動の節となる部分に支持部材
を設けたことを特徴とする圧電アクチュエータ。
3. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein a supporting member is provided on the vibration plate at a portion serving as a node of the longitudinal vibration.
【請求項4】 請求項1記載の圧電アクチュエータにお
いて、 前記歪検出部は、前記振動板のうち前記縦振動の節とな
る部分を通り前記縦振動の振動方向に直交する方向に延
びる横線から見て前記当接部側に配置したことを特徴と
する圧電アクチュエータ。
4. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the strain detecting section is viewed from a horizontal line extending through a portion of the vibration plate that becomes a node of the longitudinal vibration and extending in a direction orthogonal to the vibration direction of the longitudinal vibration. A piezoelectric actuator disposed on the contact portion side.
【請求項5】 請求項1記載の圧電アクチュエータにお
いて、 前記歪検出部は、前記振動板のうち前記縦振動の節とな
る部分を通り前記縦振動の振動方向に直交する方向に延
びる横線から見て前記当接部側に配置した第1検出部
と、前記振動板のうち前記横線から見て前記当接部の逆
側に配置した第2検出部と、を具備したことを特徴とす
る圧電アクチュエータ。
5. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the strain detecting section is viewed from a horizontal line passing through a portion of the vibration plate that serves as a node of the longitudinal vibration and extending in a direction orthogonal to the vibration direction of the longitudinal vibration. A first detecting portion disposed on the contact portion side, and a second detecting portion disposed on the opposite side of the contact portion of the diaphragm as viewed from the horizontal line. Actuator.
【請求項6】 請求項1〜6記載の圧電アクチュエータ
において、 前記歪検出部は、検出用電極と、この検出用電極が配置
された圧電素子の部分と、を具備したことを特徴とする
圧電アクチュエータ。
6. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the strain detecting section includes a detecting electrode, and a portion of the piezoelectric element on which the detecting electrode is arranged. Actuator.
【請求項7】 請求項1〜6記載の圧電アクチュエータ
において、 前記歪検出部は、前記圧電素子の面上に配置された圧電
センサであることを特徴とする圧電アクチュエータ。
7. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the strain detecting section is a piezoelectric sensor arranged on a surface of the piezoelectric element.
【請求項8】 駆動信号が供給されることにより、縦振
動とこの縦振動にほぼ直交する方向に振動する屈曲振動
とを発生させる圧電素子を少なくとも1つ有する振動板
と、前記振動板に設けられ、駆動対象に当接される当接
部と、前記振動板に設けられ、前記駆動対象を駆動する
場合に前記振動板の歪みを検出する歪検出部を、を具備
しており、 前記縦振動および屈曲振動に伴う前記当接部の変位によ
って前記駆動対象を駆動する圧電アクチュエータの駆動
装置であって、 制御信号に基づいて周波数補正を行った前記駆動信号を
発生する駆動信号生成部と、 前記歪検出部から検出された信号に基づき、前記制御信
号を生成する制御信号生成部と、を具備したことを特徴
とする圧電アクチュエータの駆動装置。
8. A vibration plate having at least one piezoelectric element that generates a longitudinal vibration and a bending vibration that vibrates in a direction substantially orthogonal to the longitudinal vibration when a driving signal is supplied, and provided on the diaphragm. And a contact portion that is in contact with a driving target, and a distortion detection unit provided on the diaphragm and configured to detect distortion of the diaphragm when driving the driving target. A drive device for a piezoelectric actuator that drives the driven object by displacement of the contact portion due to vibration and bending vibration, and a drive signal generation unit that generates the drive signal whose frequency is corrected based on a control signal, A driving device for a piezoelectric actuator, comprising: a control signal generation unit that generates the control signal based on a signal detected from the distortion detection unit.
【請求項9】 請求項8記載の圧電アクチュエータの駆
動装置において、 前記駆動信号生成部は、前記制御信号の電圧値に対応す
る周波数を有する基準信号を出力する電圧制御発振回路
と、 前記基準信号に基づいて前記駆動信号を生成するドライ
バ回路と、を具備したことを特徴とする圧電アクチュエ
ータの駆動装置。
9. The driving device for a piezoelectric actuator according to claim 8, wherein the drive signal generation unit outputs a reference signal having a frequency corresponding to a voltage value of the control signal, and the reference signal. And a driver circuit for generating the drive signal based on the driving signal.
【請求項10】 請求項8または9記載の圧電アクチュ
エータの駆動装置において、 前記歪検出部を前記振動板のうち前記縦振動の節となる
部分を通り前記縦振動の振動方向に直交する方向に延び
る横線から見て前記当接部側に配置し、 前記制御信号生成部は、前記検出された信号のうち振幅
の最大値を検出してピーク信号を出力するピークホール
ド回路と、 前記ピーク信号を所定時間遅延した遅延信号を出力する
遅延回路と、 前記ピーク信号の電圧値と前記遅延信号の電圧値とを比
較して比較結果信号を出力する比較回路と、 前記比較結果信号を受けて、前記制御信号の電圧値を所
定電圧値単位で調整する電圧調整回路と、を具備したこ
とを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
10. The driving device for a piezoelectric actuator according to claim 8, wherein the distortion detecting section is arranged to pass through a portion of the vibration plate, which is a node of the longitudinal vibration, in a direction orthogonal to the vibration direction of the longitudinal vibration. The control signal generation unit is disposed on the contact portion side when viewed from the extending horizontal line, and the control signal generation unit detects a maximum value of amplitude among the detected signals and outputs a peak signal; A delay circuit that outputs a delay signal delayed by a predetermined time; a comparison circuit that compares a voltage value of the peak signal with a voltage value of the delay signal to output a comparison result signal; A driving device for a piezoelectric actuator, comprising: a voltage adjusting circuit that adjusts a voltage value of a control signal in units of a predetermined voltage value.
【請求項11】 請求項8または9記載の圧電アクチュ
エータの駆動装置において、 前記歪検出部を前記振動板のうち前記縦振動の節となる
部分を通り前記縦振動の振動方向に直交する方向に延び
る横線から見て前記当接部側に配置し、 前記制御信号生成部は、前記検出された信号の位相と、
前記駆動信号の位相との位相差を検出し、前記位相差に
相当する電圧値を有する位相差電圧信号を出力する位相
差−電圧変換回路と、 前記位相差電圧信号を所定時間遅延した遅延信号を出力
する遅延回路と、 前記位相差電圧信号の電圧値と前記遅延回路の電圧値と
を比較して比較結果信号を出力する比較回路と、 前記比較結果信号を受けて、前記制御信号の電圧値を所
定電圧値単位で調整する電圧調整回路と、を具備したこ
とを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
11. The driving device for a piezoelectric actuator according to claim 8, wherein the strain detecting portion is arranged to pass through a portion of the diaphragm that becomes a node of the longitudinal vibration and to intersect at right angles with the vibration direction of the longitudinal vibration. The control signal generation unit is disposed on the contact portion side as viewed from the extending horizontal line, and the phase of the detected signal,
A phase difference-voltage conversion circuit that detects a phase difference from the phase of the drive signal and outputs a phase difference voltage signal having a voltage value corresponding to the phase difference; and a delay signal obtained by delaying the phase difference voltage signal by a predetermined time. A delay circuit that outputs a comparison result signal by comparing a voltage value of the phase difference voltage signal with a voltage value of the delay circuit, and receives a comparison result signal, and outputs a voltage of the control signal. A driving device for a piezoelectric actuator, comprising: a voltage adjusting circuit for adjusting a value in a predetermined voltage value unit.
【請求項12】 請求項8または9記載の圧電アクチュ
エータの駆動装置において、 前記歪検出部を前記振動板のうち前記縦振動の節となる
部分を通り前記縦振動の振動方向に直交する方向に延び
る横線から見て前記当接部側に配置し、 前記制御信号生成部は、前記検出された信号の位相と、
前記駆動信号の位相との位相差を検出し、前記位相差に
相当する電圧値を有する位相差電圧信号を出力する位相
差−電圧変換回路と、 前記検出信号の位相と前記駆動信号の位相との所定基準
位相差に相当する電圧を有する基準位相差信号を出力す
る定電圧回路と、 前記位相差電圧信号と前記基準位相差信号とを比較して
比較結果信号を出力する比較回路と、 前記比較結果信号を受けて、前記制御信号の電圧値を所
定電圧値単位で調整する電圧調整回路と、を具備したこ
とを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
12. The driving device for a piezoelectric actuator according to claim 8, wherein the distortion detecting section is arranged to pass through a portion of the vibration plate, which is a node of the longitudinal vibration, in a direction orthogonal to the vibration direction of the longitudinal vibration. The control signal generation unit is disposed on the contact portion side as viewed from the extending horizontal line, and the phase of the detected signal,
A phase difference-voltage conversion circuit that detects a phase difference from the phase of the drive signal and outputs a phase difference voltage signal having a voltage value corresponding to the phase difference; and a phase of the detection signal and a phase of the drive signal. A constant voltage circuit that outputs a reference phase difference signal having a voltage corresponding to the predetermined reference phase difference, a comparison circuit that compares the phase difference voltage signal with the reference phase difference signal and outputs a comparison result signal, A driving device for a piezoelectric actuator, comprising: a voltage adjusting circuit that receives a comparison result signal and adjusts a voltage value of the control signal in units of a predetermined voltage value.
【請求項13】 請求項8または9記載の圧電アクチュ
エータの駆動装置において、 前記歪検出部は、前記振動板のうち前記縦振動の節とな
る部分を通り前記縦振動の振動方向に直交する方向に延
びる横線から見て前記当接部側に配置した第1検出部
と、前記振動板のうち前記横線から見て前記当接部の逆
側に配置した第2検出部と、を具備し、 前記制御信号生成部は、前記第1検出部、第2検出部か
らそれぞれ検出される信号の差から差信号を出力する減
算回路と、 前記差信号を所定時間遅延した遅延信号を出力する遅延
回路と、 前記差信号の電圧値と前記遅延回路の電圧値とを比較し
て比較結果信号を出力する比較回路と、 前記比較結果信号を受けて、前記制御信号の電圧値を所
定電圧値単位で調整する電圧調整回路と、を具備したこ
とを特徴とする圧電アクチュエータの駆動装置。
13. The driving device for a piezoelectric actuator according to claim 8, wherein the strain detecting unit passes through a portion of the diaphragm that becomes a node of the longitudinal vibration, and is orthogonal to a vibration direction of the longitudinal vibration. A first detection portion disposed on the contact portion side as viewed from a horizontal line extending to the second portion, and a second detection portion disposed on the opposite side of the contact portion as viewed from the horizontal line in the diaphragm, The control signal generation unit includes a subtraction circuit that outputs a difference signal from a difference between signals detected from the first detection unit and the second detection unit, and a delay circuit that outputs a delay signal obtained by delaying the difference signal by a predetermined time. A comparison circuit that compares the voltage value of the difference signal with the voltage value of the delay circuit and outputs a comparison result signal; and receiving the comparison result signal, and sets the voltage value of the control signal in units of a predetermined voltage value. And a voltage adjusting circuit for adjusting. Drive apparatus for a piezoelectric actuator according to claim.
【請求項14】 駆動信号が供給されることにより、縦
振動とこの縦振動にほぼ直交する方向に振動する屈曲振
動とを発生させる圧電素子を少なくとも1つ有する振動
板と、前記振動板に設けられ、駆動対象に当接される当
接部と、前記振動板に設けられ、前記駆動対象を駆動す
る場合に前記振動板の歪みを検出する歪検出部を、を具
備しており、 前記縦振動および屈曲振動に伴う前記当接部の変位によ
って前記駆動対象を駆動する圧電アクチュエータの駆動
方法であって、 制御信号に基づいて周波数補正を行った前記駆動信号を
発生する駆動信号生成過程と、 前記歪検出部から検出された信号に基づき、前記制御信
号を生成する制御信号生成過程と、を具備したことを特
徴とする圧電アクチュエータの駆動方法。
14. A vibration plate having at least one piezoelectric element that generates a longitudinal vibration and a bending vibration that vibrates in a direction substantially orthogonal to the longitudinal vibration when a drive signal is supplied thereto, and provided on the diaphragm. And a contact portion that is in contact with the driving target, and a distortion detection unit provided on the diaphragm and configured to detect a distortion of the diaphragm when driving the driving target. A method for driving a piezoelectric actuator that drives the driven object by displacement of the contact portion caused by vibration and bending vibration, wherein a driving signal generating step of generating the driving signal with frequency correction based on a control signal; A control signal generating step of generating the control signal based on a signal detected by the distortion detecting unit.
【請求項15】 請求項14記載の圧電アクチュエータ
の駆動方法において、 前記歪検出部を前記振動板のうち前記縦振動の節となる
部分を通り前記縦振動の振動方向に直交する方向に延び
る横線から見て前記当接部側に配置し、 前記制御信号生成過程は、前記検出された信号のうち振
幅の最大値を算出し、この最大値に基づいて前記制御信
号を生成することを特徴とする圧電アクチュエータの駆
動方法。
15. The method of driving a piezoelectric actuator according to claim 14, wherein the distortion detecting section passes through a portion of the diaphragm that becomes a node of the longitudinal vibration and extends in a direction perpendicular to the vibration direction of the longitudinal vibration. The control signal generating step calculates the maximum value of the amplitude of the detected signal, and generates the control signal based on the maximum value. Driving method of the piezoelectric actuator.
【請求項16】 請求項15記載の圧電アクチュエータ
の駆動方法において、 前記歪検出部を前記振動板のうち前記縦振動の節となる
部分を通り前記縦振動の振動方向に直交する方向に延び
る横線から見て前記当接部側に配置し、 前記制御信号生成過程は、前記検出された信号の位相
と、前記駆動信号の位相との位相差を算出し、この位相
差から前記制御信号を生成することを特徴とする圧電ア
クチュエータの駆動方法。
16. The driving method of a piezoelectric actuator according to claim 15, wherein the distortion detecting section passes through a portion of the diaphragm that becomes a node of the longitudinal vibration and extends in a direction orthogonal to the vibration direction of the longitudinal vibration. The control signal generation step calculates a phase difference between the phase of the detected signal and the phase of the drive signal, and generates the control signal from the phase difference. A method for driving a piezoelectric actuator.
【請求項17】 請求項15記載の圧電アクチュエータ
の駆動方法において、 前記歪検出部は、前記振動板のうち前記縦振動の節とな
る部分を通り前記縦振動の振動方向に直交する方向に延
びる横線から見て前記当接部側に配置した第1検出部
と、前記振動板のうち前記横線から見て前記当接部の逆
側に配置した第2検出部と、を具備し、 前記制御信号生成過程は、前記第1検出部、第2検出部
からそれぞれ検出される信号の差を算出し、この差から
前記制御信号を生成することを特徴とする圧電アクチュ
エータの駆動方法。
17. The driving method of a piezoelectric actuator according to claim 15, wherein the strain detecting section extends in a direction orthogonal to the vibration direction of the longitudinal vibration through a portion of the diaphragm that becomes a node of the longitudinal vibration. A first detection unit disposed on the contact portion side as viewed from a horizontal line, and a second detection unit disposed on the opposite side of the vibration plate from the contact portion as viewed from the horizontal line; The driving method of the piezoelectric actuator, wherein the signal generation step calculates a difference between signals respectively detected from the first detection unit and the second detection unit, and generates the control signal from the difference.
【請求項18】 駆動信号が供給されることにより、縦
振動とこの縦振動にほぼ直交する方向に振動する屈曲振
動とを発生させる圧電素子を少なくとも1つ有する振動
板と、前記振動板に設けられ、駆動対象に当接される当
接部と、前記振動板に設けられ、前記駆動対象を駆動す
る場合に前記振動板の歪みを検出する歪検出部を、を具
備しており、 前記縦振動および屈曲振動に伴う前記当接部の変位によ
って前記駆動対象を駆動する圧電アクチュエータと、 制御信号に基づいて周波数補正を行った前記駆動信号を
発生する駆動信号生成部、および前記歪検出部から検出
された信号に基づき、前記制御信号を生成する制御信号
生成部を有する駆動装置と、 前記圧電アクチュエータによって駆動されるカレンダ表
示車と、 前記駆動装置に電力を供給する電源と、を具備すること
を特徴とする時計。
18. A vibration plate having at least one piezoelectric element that generates a longitudinal vibration and a bending vibration that vibrates in a direction substantially orthogonal to the longitudinal vibration when a driving signal is supplied, and provided on the diaphragm. And a contact portion that is in contact with the driving target, and a distortion detection unit provided on the diaphragm and configured to detect a distortion of the diaphragm when driving the driving target. A piezoelectric actuator that drives the driven object by a displacement of the abutting portion caused by vibration and bending vibration; a driving signal generating unit that generates the driving signal whose frequency is corrected based on a control signal; and the distortion detecting unit. A driving device having a control signal generation unit that generates the control signal based on the detected signal; a calendar display wheel driven by the piezoelectric actuator; and an electric power supplied to the driving device. Timepiece characterized by comprising a power supply for feeding and.
【請求項19】 駆動信号が供給されることにより、縦
振動とこの縦振動にほぼ直交する方向に振動する屈曲振
動とを発生させる圧電素子を少なくとも1つ有する振動
板と、前記振動板に設けられ、駆動対象に当接される当
接部と、前記振動板に設けられ、前記駆動対象を駆動す
る場合に前記振動板の歪みを検出する歪検出部を、を具
備しており、 前記縦振動および屈曲振動に伴う前記当接部の変位によ
って前記駆動対象を駆動する圧電アクチュエータと、 制御信号に基づいて周波数補正を行った前記駆動信号を
発生する駆動信号生成部、および前記歪検出部から検出
された信号に基づき、前記制御信号を生成する制御信号
生成部を有する駆動装置と、 前記駆動装置に電力を供給する電池と、を具備すること
を特徴とする携帯機器。
19. A vibration plate having at least one piezoelectric element that generates a longitudinal vibration and a bending vibration that vibrates in a direction substantially orthogonal to the longitudinal vibration when a driving signal is supplied thereto, and is provided on the diaphragm. And a contact portion that is in contact with the driving target, and a distortion detection unit provided on the diaphragm and configured to detect a distortion of the diaphragm when driving the driving target. A piezoelectric actuator that drives the driven object by the displacement of the abutting portion due to vibration and bending vibration; a driving signal generating unit that generates the driving signal whose frequency is corrected based on a control signal; and the distortion detecting unit. A portable device comprising: a driving device having a control signal generation unit that generates the control signal based on a detected signal; and a battery that supplies power to the driving device.
JP2001091115A 2001-03-27 2001-03-27 Piezoelectric actuator driving device, piezoelectric actuator driving method, timepiece, and portable device Expired - Fee Related JP4770043B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001091115A JP4770043B2 (en) 2001-03-27 2001-03-27 Piezoelectric actuator driving device, piezoelectric actuator driving method, timepiece, and portable device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001091115A JP4770043B2 (en) 2001-03-27 2001-03-27 Piezoelectric actuator driving device, piezoelectric actuator driving method, timepiece, and portable device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002291264A true JP2002291264A (en) 2002-10-04
JP4770043B2 JP4770043B2 (en) 2011-09-07

Family

ID=18945801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001091115A Expired - Fee Related JP4770043B2 (en) 2001-03-27 2001-03-27 Piezoelectric actuator driving device, piezoelectric actuator driving method, timepiece, and portable device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4770043B2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004074945A1 (en) * 2003-02-21 2004-09-02 Seiko Epson Corporation Drive device, timer device, and method of controlling timer device
WO2006004108A1 (en) * 2004-07-07 2006-01-12 Seiko Epson Corporation Piezoelectric actuator and device
EP1617490A1 (en) 2004-07-12 2006-01-18 Seiko Epson Corporation Piezoelectric actuator and device
US7119475B2 (en) 2003-03-31 2006-10-10 Seiko Epson Corporation Driving method of piezoelectric actuator, driving apparatus of piezoelectric actuator, electronic watch, electronics, control program of piezoelectric actuator, and storage medium
JP2007147647A (en) * 2003-02-21 2007-06-14 Seiko Epson Corp Drive device
US7298066B2 (en) 2004-11-09 2007-11-20 Seiko Epson Corporation Drive apparatus for piezoelectric actuator, drive method for piezoelectric actuator, electronic device, control program for drive apparatus for piezoelectric actuator, and recording medium
JP2012513189A (en) * 2008-12-18 2012-06-07 ディスカバリー テクノロジー インターナショナル,インク. Piezoelectric quasi-resonant motor based on acoustic standing wave with combined resonator
WO2013141377A1 (en) * 2012-03-23 2013-09-26 株式会社ニコン Drive apparatus for vibrating actuator, and optical device
JP2019215365A (en) * 2013-04-23 2019-12-19 マイクロ モーション インコーポレイテッド Method for generating drive signal for vibration sensor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000324860A (en) * 1999-05-07 2000-11-24 Nikon Corp Oscillating actuator and method for driving the same
JP2000333480A (en) * 1999-03-15 2000-11-30 Seiko Epson Corp Piezoelectric actuator, watch and portable apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000333480A (en) * 1999-03-15 2000-11-30 Seiko Epson Corp Piezoelectric actuator, watch and portable apparatus
JP2000324860A (en) * 1999-05-07 2000-11-24 Nikon Corp Oscillating actuator and method for driving the same

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007147647A (en) * 2003-02-21 2007-06-14 Seiko Epson Corp Drive device
JPWO2004074945A1 (en) * 2003-02-21 2006-06-01 セイコーエプソン株式会社 Drive device, timing device, and control method of timing device
WO2004074945A1 (en) * 2003-02-21 2004-09-02 Seiko Epson Corporation Drive device, timer device, and method of controlling timer device
US7119475B2 (en) 2003-03-31 2006-10-10 Seiko Epson Corporation Driving method of piezoelectric actuator, driving apparatus of piezoelectric actuator, electronic watch, electronics, control program of piezoelectric actuator, and storage medium
WO2006004108A1 (en) * 2004-07-07 2006-01-12 Seiko Epson Corporation Piezoelectric actuator and device
US7514843B2 (en) 2004-07-07 2009-04-07 Seiko Epson Corporation Piezoelectric actuator and device
EP1617490A1 (en) 2004-07-12 2006-01-18 Seiko Epson Corporation Piezoelectric actuator and device
US7119476B2 (en) 2004-07-12 2006-10-10 Seiko Epson Corporation Piezoelectric actuator and device
US7298066B2 (en) 2004-11-09 2007-11-20 Seiko Epson Corporation Drive apparatus for piezoelectric actuator, drive method for piezoelectric actuator, electronic device, control program for drive apparatus for piezoelectric actuator, and recording medium
JP2012513189A (en) * 2008-12-18 2012-06-07 ディスカバリー テクノロジー インターナショナル,インク. Piezoelectric quasi-resonant motor based on acoustic standing wave with combined resonator
US8710719B2 (en) 2008-12-18 2014-04-29 Discovery Technology International, Inc. Piezoelectric quasi-resonance linear motors based on acoustic standing waves with combined resonator
WO2013141377A1 (en) * 2012-03-23 2013-09-26 株式会社ニコン Drive apparatus for vibrating actuator, and optical device
JP2019215365A (en) * 2013-04-23 2019-12-19 マイクロ モーション インコーポレイテッド Method for generating drive signal for vibration sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP4770043B2 (en) 2011-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1737114B1 (en) Piezoelectric actuator drive device, electronic device, and drive method thereof
EP1355412B1 (en) Drive circuit for piezoelectric actuator
JP4211781B2 (en) Piezoelectric actuator driving method, piezoelectric actuator driving apparatus, electronic timepiece, and electronic apparatus
CN1906843B (en) Piezoelectric actuator drive apparatus, electronic device, driving method thereof
JPH09233862A (en) Method and device for generating power using piezoelectric body, and electronic equipment
WO2000038309A1 (en) Piezoelectric actuator, time piece, and portable device
JP4770043B2 (en) Piezoelectric actuator driving device, piezoelectric actuator driving method, timepiece, and portable device
WO2005083873A1 (en) Drive controlling device, electronic apparatus, drive controlling method for electronic apparatus, drive controlling program for electronic apparatus, recording medium
JP4923548B2 (en) Piezoelectric actuator drive control method, piezoelectric actuator drive control apparatus, and electronic apparatus
JP2002223577A (en) Piezoelectric actuator, clock, mobile apparatus, and designing and manufacturing methods of the piezoelectric actuator
US20040233793A1 (en) Analog electronic timepiece
JP4265255B2 (en) Piezoelectric actuator driving device, driving method, timepiece, and electronic apparatus
JP3614009B2 (en) Piezoelectric actuator, driving method of piezoelectric actuator, portable device, and timepiece
JP3614111B2 (en) Piezoelectric actuator, timepiece, portable device, and adjustment method for adjusting pressing force in piezoelectric actuator
JP2002223576A (en) Piezoelectric actuator, clock, and mobile apparatus
JP2000188882A (en) Drive device, calendar displaying device, portable apparatus, and timepiece
JP3832260B2 (en) Piezoelectric actuators, watches and portable devices
JP2009219212A (en) Drive controller and control method for piezoelectric actuator, and electronic apparatus
JP4385630B2 (en) Analog electronic clock
JP3832278B2 (en) Piezoelectric actuators, watches and small equipment
JP2002233174A (en) Piezoelectric actuator, manufacturing method for the actuator, wrist watch, and portable apparatus
JP2006042438A (en) Drive speed adjusting method of piezoelectric actuator, drive apparatus of piezoelectric actuator, electronic equipment, control program and storage medium for drive apparatus of piezoelectric actuator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080229

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110222

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110425

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110524

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110606

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140701

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees