JP2005218145A - 圧電アクチュエータおよび圧電アクチュエータを備えた時計並びに携帯機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ばね部23は、偏心形状の押圧調整カム26に当接され、この押圧調整カム26を回動させることにより、ばね部23の弾性力を変化させ、ロータ100を介して振動板10を付勢する押圧力を調整する。
【選択図】 図1
Description
A.全体構成
図1は、本発明の一実施形態に係る圧電アクチュエータAが組み込まれた腕時計のカレンダ表示機構の構成を示す平面図である。
B.カレンダ表示機構の構成
図3は、図1におけるカレンダ表示機構の詳細な構成を示す断面図である。この図3では、時計のカレンダ表示機構のうち圧電アクチュエータAを除いた部分の構成を示している。図3に示すように、時計は、第1の底板103と、この底板103と段違いに配置された第2の底板103´とを有している。この第2の底板103´の上には、カレンダ表示機構のうち圧電アクチュエータAを除いた部分が搭載され、第1の底板103上には、圧電アクチュエータAが搭載される。
C.圧電アクチュエータの構成
図4は圧電アクチュエータAの平面図、図5は図4中の矢印V−V方向から見た断面図、図6および図7はロータ100の部分拡大図、図8はロータ100の支持構造を示す断面図、図9は押圧調整カムによる押圧力の調整方法を示す断面図、図10は振動板10の分解斜視図、図11は圧電素子への駆動信号の供給を示す駆動構成図、図12〜図14は振動板の振動状態を示す図、図15は振動板10における振動周波数とインピーダンスとの関係を示す図、図16は振動板10におけるボンディングワイヤの接続状態を示す平面図、図17〜図20はボンディングワイヤの接続手順を示す図である。
D.圧電アクチュエータの駆動回路
以下、図21を参照しながら、上記構成からなる時計のカレンダ機構に用いられる駆動回路について説明する。
E.カレンダ表示機構の動作
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および図21を参照しつつ説明する。
1日に1回転することになる。
F.押圧力の大きさの調整手順
次に、押圧調整カム26を回転させて、ロータ100を振動板10に押し付ける押圧力の大きさを調整する手順について説明する。
G.押圧方向の調整
さて、調整作業者は上記のようにして押圧力の大きさを調整することが可能であるが、ロータ100の駆動効率を向上させるという観点からは、その押圧力がどの方向に加えられるかということも重要な要素である。
H.振動体の形状
圧電アクチュエータの駆動特性を安定化するためには、振動板の先端の当接部が常に同じ軌道を描いて周期的に運動するように、振動板における縦振動と屈曲2次振動の発生を安定化させる必要がある。
f∝1/a
屈曲2次振動の共振周波数fは、
f∝b/a2
となることが知られている。
J.本実施形態の効果
以上説明したように、本実施形態では、時計といった限られたスペースに収納可能な薄型の圧電アクチュエータAにおいて、被駆動体となるロータ100を振動板10の当接部36に押し付けることにより、ロータ100と振動板10との間に押圧力を与えるように構成し、この押圧力が押圧調整カム26の回動によって調整可能とした。これにより、振動板10をロータ100に押し付けることによって押圧力を発生させていた従来例に比べ、本実施形態では、地板102に対して遊び(可動ガタ)をなくした状態で振動板10を固定できる。これにより、振動板10の振動を受けて駆動されるロータ100による駆動特性の劣化、振動板10の耐久性の低下等を大幅に改善することができる。
I.変形例
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。
押圧機構及び調整機構の形態
実施形態においては、ロータ100を介して振動板10に押圧力を与える押圧機構として、ばね部23を有するレバー20を用い、その押圧力を調整する調整機構として押圧調整カム26を用いた。しかし、本発明はこれに限定されることはなく、例えば以下のような構成としてもよい。
ロータ100と振動板10との位置関係
ロータ100と日付表示車50との間に介在する中間歯車の数は、実施形態で例示したものに限らず、任意である。中間歯車の数によってロータ100を回転すべき方向が定まってくるため、これに応じてロータ100と振動板10の位置関係を変更する必要がある。
振動板10の形状
前記実施形態では、2枚の圧電素子30,31を有する振動板10を例示したが、本発明はこれに限らず、1枚の圧電素子を有する振動板でも、3枚以上の圧電素子を振動板に積層する構造であって適用可能である。
圧電アクチュエータを搭載する機器のバリエーション
圧電アクチュエータAの駆動形態
地板102の形状
地板102は、振動板10を固定するために、固定部11を固定する固定部凸部102Aと支持当接部12に当接する支持当接部凸部102Bを突出形成するようにした。しかし、本発明は、これに限らず、地板102には、固定部11および支持当接部12のみで振動板10を支持するような開口部を有する凹部を形成するようにしてよい。
(7)カレンダ表示機構
前記実施形態では、カレンダ表示機構として暦情報のうち日付を表示する場合を例示したが、曜日、月、年をそれぞれ表示させるカレンダ表示機構としてもよいことは勿論である。
(8)引き出し線
前記実施形態では、圧電素子30,31とリード基板14のランドとの接続をボンディングワイヤ37で接続する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図32および図33に示すように、リード基板として可撓性プリント基板(例えば、FPC(Flexible Printed Circuit))を用いることにより、ボンディングワイヤ37を用いずに、圧電素子の各電極板とリード基板のランドとの配線部を一体で形成してもよい。
(9)外部の回路基板との接続
前記実施形態では、リード基板14を介して圧電素子30,31に供給される駆動信号の入力経路については省略しているが、実際の腕時計においては、リード基板14には、駆動回路500が実装された回路基板18が接続されることになる。
Claims (4)
- 板状の基材と、前記基材に積層された平坦な長方形状の圧電素子と、前記圧電素子の短辺側に設けられ、被駆動体に当接する当接部と、を有し、
前記圧電素子の長辺方向の縦振動と屈曲2次振動を前記圧電素子に起こすことにより、前記当接部を楕円軌道で振動させて、当該当接部に当接される前記被駆動体を駆動する振動板において、
長辺の長さをa、短辺の長さをbとした場合、b/a≧0.274としたことを特徴とする振動板。 - 請求項1記載の振動板において、前記基材に前記当接部が一体に形成されていることを特徴とする振動板。
- 請求項1記載の振動板において、前記基材には、当該振動板を支持体に固定する固定部が一体に形成されていることを特徴とする振動板。
- 請求項1記載の振動板において、前記圧電素子は、前記基材の表裏に積層され、前記基材の表面に積層された圧電素子と、前記基材の裏面に積層された圧電素子とは同一形状であることを特徴とする振動板。
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