JP2006242745A - Electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電アクチュエータとこの圧電アクチュエータにより駆動される被駆動体とを備える装置本体と、この装置本体に連結されたリストバンドとを備える電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic apparatus including a device main body including a piezoelectric actuator and a driven body driven by the piezoelectric actuator, and a wristband connected to the device main body.
従来より、圧電アクチュエータとこの圧電アクチュエータにより回転駆動されるロータ(被駆動体)を備える時計本体と、この時計本体に連結されたリストバンドとを備える電子時計が知られている(例えば、特許文献1)。この種の電子時計は、ロータの回転により歯車輪列を回転させ、この歯車輪列内の歯車軸に取り付けた時針や分針を回転させるように構成されている。
しかし、従来の構成では、この種の電子機器を床等に落としてしまった場合に、その落下衝撃力により、ロータの滑りが生じてしまう場合や圧電アクチュエータ等が損傷してしまうおそれがあった。一方、かかる不具合を解消するために、緩衝部材を配置すると、その分、部品点数が増大し、電子機器の大型化を招いてしまう。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、部品点数の増大を回避しつつ、耐衝撃性を向上させることが可能な圧電アクチュエータを備えた電子機器を提供することを目的としている。
However, in the conventional configuration, when this type of electronic device is dropped on the floor or the like, the drop impact force may cause the rotor to slip or damage the piezoelectric actuator or the like. . On the other hand, if a buffer member is arranged in order to eliminate such inconvenience, the number of parts increases accordingly, leading to an increase in the size of the electronic device.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an electronic apparatus including a piezoelectric actuator capable of improving impact resistance while avoiding an increase in the number of components. .
上記課題を解決するため、本発明は、圧電アクチュエータとこの圧電アクチュエータにより駆動される被駆動体とを備える装置本体と、この装置本体に連結されたリストバンドとを備える電子機器において、前記圧電アクチュエータ又は被駆動体の一方を、他方の部材に付勢して接触させ、この接触状態において、前記一方の部材の揺動方向を、前記リストバンドの延びる方向に沿わせたことを特徴とする。この構成によれば、圧電アクチュエータ又は被駆動体の一方が他方に付勢されて接触しているときに、一方の部材の揺動方向が、リストバンドの延びる方向に沿う方向となるため、この揺動方向からの外部衝撃力をリストバンドで吸収することができ、圧電アクチュエータと被駆動体とを押しつける方向に作用する衝撃力を小さくすることができ、これによって、圧電アクチュエータと被駆動体との衝突による破損や被駆動体の送り量の変動が回避される。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an electronic apparatus including a device main body including a piezoelectric actuator and a driven body driven by the piezoelectric actuator, and a wristband connected to the device main body. Alternatively, one of the driven bodies is urged and brought into contact with the other member, and in this contact state, the swinging direction of the one member is aligned with the extending direction of the wristband. According to this configuration, when one of the piezoelectric actuator or the driven body is biased to contact the other, the swinging direction of the one member is a direction along the direction in which the wristband extends. The external impact force from the swinging direction can be absorbed by the wristband, and the impact force acting in the direction of pressing the piezoelectric actuator and the driven body can be reduced, whereby the piezoelectric actuator and the driven body can be reduced. Damage due to collisions and fluctuations in the feed amount of the driven body are avoided.
また、本発明は、圧電アクチュエータとこの圧電アクチュエータにより駆動される被駆動体とを備える装置本体と、この装置本体に連結されたリストバンドとを備える電子機器において、前記被駆動体を、前記圧電アクチュエータに付勢して接触させ、この接触状態において、前記被駆動体の揺動方向を、前記リストバンドの延びる方向に沿わせたことを特徴とする。この構成によれば、被駆動体が圧電アクチュエータに付勢されて接触しているときに、被駆動体の揺動方向が、リストバンドの延びる方向に沿う方向となるため、この揺動方向からの外部衝撃力をリストバンドで吸収することができ、圧電アクチュエータと被駆動体とを押しつける方向に作用する衝撃力を小さくすることができ、これによって、圧電アクチュエータと被駆動体との衝突による破損や被駆動体の送り量の変動が回避される。
上記構成において、前記被駆動体を前記圧電アクチュエータに付勢して接触させ、この接触状態において、前記被駆動体の揺動方向と前記リストバンドの延びる方向との間の角度を45度以内にすることが好ましい。
また、上記構成において、前記圧電アクチュエータが、基部と、この基部にネック部を介して連結された振動部とを有し、前記ネック部を基準に前記振動部が揺動する方向を、前記リストバンドの延びる方向に沿わせてもよい。この構成によれば、ネック部を基準に振動部が揺動する方向が、リストバンドの延びる方向となるため、外部衝撃力による振動部の強制揺動を抑制することができ、強制揺動による圧電アクチュエータの破損が回避される。また、上記構成において、前記被駆動体を前記圧電アクチュエータに付勢して接触させ、この接触状態において、前記振動部の揺動方向と前記リストバンドの延びる方向との間の角度を45度以内にすることが好ましい。
According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus including a device main body including a piezoelectric actuator and a driven body driven by the piezoelectric actuator, and a wristband connected to the device main body. The actuator is biased to contact, and in this contact state, the swinging direction of the driven body is set along the direction in which the wristband extends. According to this configuration, when the driven body is urged to contact with the piezoelectric actuator, the swinging direction of the driven body is a direction along the direction in which the wristband extends. The external impact force can be absorbed by the wristband, and the impact force acting in the direction in which the piezoelectric actuator and the driven body are pressed can be reduced, thereby causing damage due to the collision between the piezoelectric actuator and the driven body. And fluctuations in the feed amount of the driven body are avoided.
In the above configuration, the driven body is urged and brought into contact with the piezoelectric actuator, and in this contact state, the angle between the swinging direction of the driven body and the extending direction of the wristband is within 45 degrees. It is preferable to do.
Further, in the above configuration, the piezoelectric actuator includes a base portion and a vibration portion coupled to the base portion via a neck portion, and a direction in which the vibration portion swings with respect to the neck portion is defined as the list. It may be along the direction in which the band extends. According to this configuration, since the direction in which the vibrating portion swings with respect to the neck portion is the direction in which the wristband extends, the forced swinging of the vibrating portion due to an external impact force can be suppressed. Damage to the piezoelectric actuator is avoided. Further, in the above configuration, the driven body is urged and brought into contact with the piezoelectric actuator, and in this contact state, an angle between the swinging direction of the vibrating portion and the extending direction of the wristband is within 45 degrees. It is preferable to make it.
また、本発明は、圧電アクチュエータとこの圧電アクチュエータにより駆動される被駆動体とを備える装置本体と、この装置本体に連結されたリストバンドとを備える電子機器において、前記圧電アクチュエータが、基部と、この基部にネック部を介して連結された振動部とを有し、前記振動部が揺動する方向を、前記リストバンドの延びる方向に沿わせたことを特徴とする。この構成によれば、振動部が揺動する方向が、リストバンドの延びる方向となるため、外部衝撃力による振動部の強制揺動を抑制することができ、強制揺動による圧電アクチュエータの破損が回避される。
また、上記構成において、前記被駆動体を前記圧電アクチュエータに付勢して接触させ、この接触状態において、前記振動部の揺動方向と前記リストバンドの延びる方向との間の角度を45度以内にすることが好ましい。
また、上記構成において、前記被駆動体を前記圧電アクチュエータに付勢して接触させ、この接触状態において、前記振動部の揺動方向と前記リストバンドの延びる方向との間の角度を45度以内にすることが好ましい。また、上記構成において、前記被駆動体として、前記圧電アクチュエータにより回転駆動される回転体、又は、前記アクチュエータにより直線方向に駆動されるスライダを使用してもよい。また、上記構成において、前記電子機器を、時刻を表示する時刻表示部を有する時計として構成してもよい。
Further, the present invention provides an electronic device including a device main body including a piezoelectric actuator and a driven body driven by the piezoelectric actuator, and a wristband connected to the device main body, wherein the piezoelectric actuator includes a base, And a vibration part connected to the base part via a neck part, and a direction in which the vibration part swings is aligned with a direction in which the wristband extends. According to this configuration, since the direction in which the vibration unit swings is the direction in which the wristband extends, the forced swing of the vibration unit due to an external impact force can be suppressed, and the piezoelectric actuator can be damaged by the forced swing. Avoided.
Further, in the above configuration, the driven body is urged and brought into contact with the piezoelectric actuator, and in this contact state, an angle between the swinging direction of the vibrating portion and the extending direction of the wristband is within 45 degrees. It is preferable to make it.
Further, in the above configuration, the driven body is urged and brought into contact with the piezoelectric actuator, and in this contact state, an angle between the swinging direction of the vibrating portion and the extending direction of the wristband is within 45 degrees. It is preferable to make it. In the above configuration, a rotating body that is rotationally driven by the piezoelectric actuator or a slider that is driven in a linear direction by the actuator may be used as the driven body. In the above configuration, the electronic device may be configured as a timepiece having a time display unit for displaying time.
本発明は、圧電アクチュエータ又は被駆動体の一方を、他方の部材に付勢して接触させ、この接触状態において、一方の部材の揺動方向を、リストバンドの延びる方向に沿わせたので、一方の部材の揺動方向からの外部衝撃力をリストバンドで吸収することができ、圧電アクチュエータと被駆動体との衝突による破損や被駆動体の送り量の変動が回避される。 In the present invention, one of the piezoelectric actuator or the driven body is urged and brought into contact with the other member, and in this contact state, the swinging direction of one member is aligned with the direction in which the wristband extends. The external impact force from the swinging direction of one member can be absorbed by the wristband, and damage due to collision between the piezoelectric actuator and the driven body and fluctuations in the feed amount of the driven body are avoided.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。本実施形態では、本発明を腕時計に適用した場合について例示する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the case where the present invention is applied to a wristwatch is illustrated.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る腕時計の外観構成を示す図である。図1に示すように、腕時計1は、時計本体部(装置本体)1aと、この時計本体部1aの12時位置及び6時位置に連結されたリストバンド1bとを備えて構成されている。時計本体部1aは、筐体(胴)200と、この筐体200内に設けられた円盤状の文字板202とを備え、この文字板202の上面には、秒針61と、分針(長針)62と、時針(短針)63からなる3つの表示指針が設けられている。文字板202には、その円周に沿って、時刻を示す記号(図示せず)が等間隔に配置されており、表示指針61〜63の各々が指し示す記号(本実施形態では、記号には文字も含まれるものとする)により、現在時刻が表示される。また、時計本体部1aには、時刻修正及びカレンダ修正を行うための竜頭2が取り付けられている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing an external configuration of a wristwatch according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
文字板202には、略矩形にくり抜かれてなる日表示窓204と、24時表示部205と、月表示部206と、年表示窓208とがそれぞれ設けられている。日表示窓204には、暦の「日」を示す「1」乃至「31」のいずれか1の数字が表示される。この場合、後述するように、1位の数字と10位の数字とは別々の日車(暦表示車)に付され、暦の「日」は、各日車に付された数字によって表示される。24時表示部205には、その円周に沿って、24等分された時刻を示す記号が等間隔に配置されており、24時表示針(表示指針)205aが指し示す記号により「時間」が表示される。
The
また、月表示部206には、その円周に沿って、暦の「月」を示す、例えば「JAN」(1月を示す)〜「DEC」(12月を示す)のいずれか1の記号が等間隔に配置され、月表示針(表示指針)206aが指し示す記号により暦の「月」が表示される。また、年表示窓208には、閏年から何年目であるかを示す、数字「0」乃至「3」のいずれか1の数字が表示され、閏年であれば、数字「0」を表示し、それ以降、「1」「2」「3」を表示する。これにより、ユーザは暦の「年」を知ることができる。
In addition, the
この時計本体部1a内には、文字板202と略同形状の円盤状の地板303(図3)が配置され、この地板303を挟んで、時計の表側にはカレンダ機構(暦表示手段)が配置されている。なお、この地板303には、カレンダ機構等や運針機構E(図4)の各歯車の一端が軸支される。
A disc-shaped main plate 303 (FIG. 3) having the same shape as the
図2はカレンダ機構を示す図である。カレンダ機構は、上記地板303の一方の面(時計1の表側)に支持され、その駆動源は、圧電アクチュエータ71である。この圧電アクチュエータ71は、圧電素子を備え、この圧電素子の振動により、ロータ(被駆動体)72の外周部を突っつき、これによって、当該ロータ72を回転させる。このロータ72はロータかな72aを一体に備え、このロータかな72aには、中間車74が噛み合う。この中間車74の中間車かな74aには、中間車75が噛み合い、その中間車かな75aには、中間車76が噛み合う。この中間車76は、制御車かな77に噛み合い、この制御車かな77は、制御車78と一体に形成される。ここまでは制御車78を回すための減速輪列である。
FIG. 2 is a view showing a calendar mechanism. The calendar mechanism is supported on one surface of the main plate 303 (the front side of the timepiece 1), and the drive source is a
上述した中間車75には、ロータ72の送り量検出用のばねスイッチ300が設けられ、このばねスイッチ300は、図3に示すように、中間車75の支持軸に固定されたばね接点301と、地板303に設けられた回路基板303a上に設けられる導通端子部302とから構成されている。この導通端子部302は、ロータ72の送り量が暦を1日分送る送り量になる毎に、つまり、その送り量に対応する角度だけ中間車75が回転する毎に、ばね接点301を介して導通状態(閉状態)から非導通の状態(開状態)に切り替わるように、回路基板303aの配線パターンの一部として構成され、後述する制御部A(図4)がこのばねスイッチ300の閉状態への切り替わりを検出することにより、ロータ72の送り量が暦を1日分送る送り量となったことを検出する。すなわち、このばねスイッチ300は、ロータ72の送り量を検出するロータ送り量検出手段として機能する。なお、図3において、符号304は、カレンダ機構の各歯車の一端(時計表側)を軸支する押さえ板である。
The
制御車78は、爪数が異なる複数の爪車を備え、いずれかの爪車が、図2中、制御車78の上方に位置する、1位の日車89を回す日回し車90と、10位の日車92を回す日回し車87と、図中で制御車78の右下に位置する、月車82を回す月表示中間車79とにそれぞれ噛み合う。ここで、1位の日車89の外周表面には「0」〜「9」の数字が周方向に等間隔に表示され、10位の日車92の外周表面には「空領域」と「1」〜「3」の数字が周方向に等間隔に表示される。なお、「空領域」とは数字の記載がない領域で、該当日が一桁の「日」(すなわち、1日〜9日)に相当するとき、10位に位置付けられる。
The
上述した日表示窓204(図1)には、1位の日車89上の数字「0」〜「9」と、10位の日車92上の「空領域」或いは数字「1」〜「3」との組み合わせにより、暦の「日」を示す「1」乃至「31」のいずれかの数字が表示される。
上述した制御車78が回転すると、まず、1位の日車89に対応する歯車体の1位送り爪を介して、日回し車90および1位日かな88が回転し、これと一体に1位の日車89が回転し、その外周表面上の数字「0」〜「9」が、原則的に、1日に1回の割合で周方向に一つ送られる。この制御車78の回転に応じて、1位の日車89の回転が進み、10位が繰り上がる日付に至ると、今度は、10位の日車92に対応した歯車体の10位送り爪を介して、日回し車87および10位日かな91が回転し、これと一体に10位の日車92が回転し、その外周表面上の「空領域」或いは数字「1」〜「3」が、10日に1回の割合で周方向に一つ送られる。
In the date display window 204 (FIG. 1) described above, the numbers “0” to “9” on the
When the
また、制御車78の回転に対応して、1位の日車89及び10位の日車92の回転が進み、「月」の表示が繰り上がる日付に至ると、今度は、月車82に対応した歯車体の月送り爪を介して、月表示中間車79及び月検出車80が回転し、これと一体に月車82が回転する。そして、月車82に接続された月表示針206aが回転し、月表示部206上の暦の「月」を示す「JAN」(1月を示す)〜「DEC」(12月を示す)のいずれか1の記号が指し示され、暦の「月」表示が行われる。
In response to the rotation of the
月検出車80には、年表示中間車83が噛み合い、この年表示中間車83には年送り車84が噛み合う。そして、この年送り車84には、年表示車208aを回す年車(暦表示車)85が噛み合う。この年表示車208aの表面(時計表側)には、「0」〜「4」の数字が周方向に等間隔に表示される。この場合、年送り車84は、1年の期間を経て、初めて年車85を90度回転させるように構成される。従って、年表示車208aは1年に1回送られ、年表示窓208には、数字「0」〜「4」が順に表示され、例えば、それは閏年から何年目であるかを表示し、これにより、暦の「年」が表示される。
The year detection
すなわち、このカレンダ機構は、ロータ72の回転を歯車輪列を介して減速して制御車78を回転し、この制御車78の回転により、日車(1位の日車89及び10位の日車92)、月車82及び年車85をそれぞれ回転するように構成されている。
また、この腕時計1においては、竜頭2が多段階で軸方向に引き出し自在に支持され、この竜頭2の引き出しがない通常位置(0段引きの位置(図1に示す位置))では、竜頭2は空回りし、1段引きの位置では、竜頭2が暦修正輪列(図2中、歯車88a、88b、88c)を介して中間車76と噛み合い、竜頭2の回転により暦修正が可能となり、2段引きの位置では、竜頭2が図示を省略した時修正輪列を介して後述する運針機構Eと噛み合い、竜頭2の回転により時刻修正が可能となっている。
That is, the calendar mechanism decelerates the rotation of the
Further, in the
上記24時表示部205では、その駆動力が、カレンダ機構の駆動源とは異なり、地板303の裏側に配置された運針機構Eの駆動源から取られる。すなわち、運針機構Eの筒車(時針(短針)63を支持する筒車)に筒車体93が一体化されており、この筒車体93には、24時検出車94が噛み合う。そして、この24時検出車94には、24時車95が噛み合い、この24時車95の回転により、24時表示針205aが回転する。この24時表示針205aは1時間に15度(1/24日分)送られる。
この24時検出車94には、中間車75に設けられた上記ばねスイッチ300と略同様のばねスイッチ310(図2中、ばね接点のみを示す)が設けられ、このばねスイッチ310は、表示指針205aが「午前零時」を指し示した場合に開状態から閉状態に切り替わり、後述する制御部Aによって「午前零時(24時)」か否かが検出される。すなわち、このばねスイッチ310は、「午前零時」を検出する24時検出手段として機能する。
In the 24-
The 24-
図4は腕時計1の電気的構成を機械的構成と共に示す図である。同図に示すように、腕時計1は、制御部Aと、発電部Bと、電源部Cと、指針駆動部Dと、時刻表示部として機能する運針機構Eと、日付機構駆動部Fと、カレンダ機構(ロータ72のみを示す)とを備えている。
FIG. 4 is a diagram showing an electrical configuration of the
発電部Bは、交流電力を発電するものであり、回転錘45を備えている。この回転錘45は、ユーザの手首などの動きに伴って旋回可能に設けられており、回転錘45の旋回(運動エネルギー)が増速用ギア46を介して発電装置40に伝達されるようになっている。発電装置40は、発電用ステータ42と、この発電用ステータ42の内部に回転可能に設けられた発電用ロータ43と、発電用ステータ42に接続された発電コイル44とを備えており、発電用ロータ43が回転錘45の旋回(運動エネルギー)により回転し、この回転により発電コイル44に交流電圧が誘起されるようになっている。つまり、腕時計1がユーザに装着されている間、ユーザが何らかの動作をするに伴い、回転錘45が旋回することにより、発電が行われる。
The power generation unit B generates AC power and includes a rotating
電源部Cは、発電部Bからの交流電圧を整流して蓄電し、蓄電した電力を昇圧して各構成部分へ給電する。具体的に説明すると、電源部Cは、整流回路として作用するダイオード47、大容量コンデンサ48及び昇降圧回路49から構成されている。昇降圧回路49は、3つの容量49a、49b及び49cを用いて多段階の昇圧及び降圧ができるようになっており、制御部Aからの制御信号によって指針駆動部Dに供給する電圧を調整することができる。また、昇降圧回路49の出力電圧はモニタ信号によって制御部Aにも供給されており、これによって、制御部Aは、出力電圧をモニタしている。ここで、電源部Cは、Vdd(高電圧側)を基準電位(グランド)に取り、Vss(低電圧側)を電源電圧として生成している。
The power supply unit C rectifies and stores the AC voltage from the power generation unit B, boosts the stored power, and supplies power to each component. More specifically, the power supply unit C includes a
指針駆動部Dは、制御部Aの制御の下、運針機構Eに様々な駆動パルスを供給するものである。本実施形態では、指針駆動部Dは、秒針61を駆動する秒針駆動部D1と、時針63、分針62及び24時表示針205aを駆動する時分針駆動部D2とから構成されている。さらに説明すると、秒針駆動部D1は、直列に接続されたpチャンネルMOS33aとnチャンネルMOS32a、及びpチャンネルMOS33bとnチャンネルMOS32bによって構成されたブリッジ回路を備えている。また、秒針駆動部D1は、pチャンネルMOS33a及び33bとそれぞれ並列に接続された回転検出用抵抗35a及び35bと、これらの抵抗35a及び35bにチョッパパルスを供給するためのサンプリング用のpチャンネルMOS34a及び34bを備えている。従って、これらのMOS32a、32b、33a、33b、34a及び34bの各ゲート電極に制御部Aからそれぞれのタイミングで極性及びパルス幅の異なる制御パルスが印加されることにより、運針機構Eの一部を構成する秒針運針機構E1に、例えば極性の異なる駆動パルスなどの様々の駆動パルスを供給する。
The pointer drive unit D supplies various drive pulses to the hand movement mechanism E under the control of the control unit A. In the present embodiment, the pointer drive unit D includes a second hand drive unit D1 that drives the
また、時分針駆動部D2は、秒針駆動部D1と略同様に構成され、制御部Aから極性及びパルス幅の異なる制御パルスが印加されることにより、運針機構Eの一部を構成する時分針運針機構E2に、例えば極性の異なる駆動パルスなどの様々の駆動パルスを供給する。 The hour / minute hand driving unit D2 is configured in substantially the same manner as the second hand driving unit D1, and a control pulse having a polarity and a pulse width different from the control unit A is applied to form the hour / minute hand constituting a part of the hand movement mechanism E. Various drive pulses such as drive pulses having different polarities are supplied to the hand movement mechanism E2.
運針機構Eは、秒針運針機構E1と時分針駆動部E2から構成される。秒針運針機構E1は、ステッピングモータ10を備え、このステッピングモータ10により秒針61を回転駆動する。詳述すると、ステッピングモータ10は、秒針駆動部D1から供給される駆動パルスによって磁力を発生する駆動コイル11と、この駆動コイル11によって励磁されるステータ12と、さらに、ステータ12の内部において励磁される磁界により回転するロータ13を備えている。また、ステッピングモータ10は、ロータ13がディスク状の2極の永久磁石によって構成されたPM型(永久磁石回転型)で構成されている。ステータ12には、駆動コイル11で発生した磁力によって異なった磁極がロータ13の周りのそれぞれの相(極)15及び16に発生するように磁気飽和部17が設けられている。また、ロータ13の回転方向を規定するために、ステータ12の内周の適当な位置には内ノッチ18が設けられており、コギングトルクを発生させてロータ13が適当な位置に停止するようにしている。このステッピングモータ10のロータ13の回転は、かなを介してロータ13に噛合された秒中間車51及び秒車52からなる輪列50によって秒針61に伝達され、秒針61が回転駆動される。
The hand movement mechanism E includes a second hand movement mechanism E1 and an hour / minute hand drive unit E2. The second hand moving mechanism E <b> 1 includes a stepping
また、時分針駆動部E2は、ステッピングモータ20を備えており、ステッピングモータ20が分針62を回転駆動することにより、この分針62の回転に連動して、時針63と24時表示針205aとを回転駆動する。詳述すると、ステッピングモータ20は、上記ステッピングモータ10と同様に、ステータ22とロータ23を備え、ステータ22には、駆動コイル21で発生した磁力によって異なった磁極がロータ23の周りのそれぞれの相(極)25及び26に発生するように磁気飽和部27Aが設けられている。また、ロータ23の回転方向を規定するために、ステータ22の内周の適当な位置には内ノッチ28Aが設けられ、コギングトルクを発生させてロータ23が適当な位置に停止するようになっている。
The hour / minute hand drive unit E2 includes a stepping
このステッピングモータ20のロータ23の回転は、かなを介してロータ23に噛合された四番車26、三番車27、二番車28、日の裏車29、筒車(時指示車)93a、筒車体93、24時検出車94及び24時車95からなる輪列30によって各針に伝達される。二番車28には分針62が接続され、筒車93aには時針63が接続され、さらに、24時車95には24時表示針205aが接続されている。ロータ23の回転に連動してこれらの各針によって時分が表示される。
The rotation of the
日付機構駆動部Fは、制御部Aの制御の下、圧電アクチュエータ71の圧電素子に交流電圧を印加することにより、圧電アクチュエータ71に振動を生じさせ、この振動によりロータ72の外周部を突っついて当該ロータ72を回転駆動させ、これによって、カレンダ機構を駆動させる。
Under the control of the control unit A, the date mechanism driving unit F applies an AC voltage to the piezoelectric element of the
制御部Aは、腕時計1の各部を制御するものであり、指針駆動部D及び運針機構Eを制御して、秒針61、時針63、分針62及び24時表示針205aを回転駆動して現在時刻を表示させ、24時検出車94に設けられたばねスイッチ(図示せぬ)が閉状態となった場合、この24時検出をトリガーにして日付機構駆動部Fによりカレンダ機構を駆動して暦送りを行う。この暦送り時には、まず、カレンダ機構を1日分だけ回転駆動する1日送り処理が実行され、送られた日を検出して非存在日であるか否かを判定するカレンダ検出処理が実行され、非存在日であると判断すると、実際の存在日を表示させるべくカレンダ機構を駆動していわゆる月末補正を行うカレンダ補正処理が実行される。
The control unit A controls each part of the
図5は圧電アクチュエータ71を周辺構成と共に示す図であり、図6はその断面図を示している。
圧電アクチュエータ71は、ステンレス等の金属材料から形成された補強板400の両面に圧電素子401、402を配置して概略構成され、地板303に固定される基部71aと、この基部71aにネック部71bを介して連結される振動部(圧電素子401、402の配置領域)71cとを備えている。
圧電素子401、402は、略長方形形状を有し、その長手方向が、補強板400の略長方形部分(71cに相当する部分)の長手方向と略一致するように該部分の両面に各々接着され、これらによって振動部71cが構成されている。
FIG. 5 is a view showing the
The
The
この圧電素子401、402の材料は、特に限定されず、例えば、チタン酸ジルコニウム酸鉛(PZT(登録商標))、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。
また、圧電素子401、402の表面には、ニッケルや金等による電極(図示せず)が設けられ、これら電極には、図6に示すように、基部71aに固定されたリード基板405a、405bから延出するばね接点406a、406bが各々接触し、このばね接点406a、406bを介して各圧電素子401、402の電極とリード基板405a、405bとが電気的に接続される。
The material of the
Electrodes (not shown) made of nickel, gold, or the like are provided on the surfaces of the
この基部71aには、図5に示すように、複数のピン孔407a、407b、407cが設けられ、このうちの両端のピン孔407a、407cに地板303から突出する位置決めピン(図示せず)が挿通されて圧電アクチュエータ71が地板303に位置決めされ、この位置決め状態で、圧電アクチュエータ71の上方(地板303と反対側)から押さえ板410(図6)が配置され、その上方からピン孔407bにねじ411が挿通されて、このねじ411により、圧電アクチュエータ71が地板303に固定される。
この場合、図6に示すように、地板303上の回路基板303aがリード基板405bと接触することにより、回路基板303aがリード基板405bを介して圧電素子402に電気的に接続され、また、押さえ板410の裏面には、リード基板405aと接触する回路基板303bが設けられ、この回路基板303bが、リード基板405aを介して圧電素子401に電気的に接続される。
As shown in FIG. 5, the
In this case, as shown in FIG. 6, when the
この圧電アクチュエータ71においては、圧電素子401、402が、繰り返し電圧が印可された時に、圧電素子401、402が長手方向に伸縮する、いわゆる縦振動(図5中X方向の振動)と、圧電素子401、402の平面中心に対して点対称に、縦振動に直交する方向に屈曲する、いわゆる屈曲振動とを同時に行い、補強板400に一体に形成された当接部400aを楕円軌道に近似した軌道Rを描いて運動するように構成されている。なお、補強板400には、当接部400aの移動軌跡が所望の軌道Rとなるように、当接部400aの対称位置にバランス部400bが一体に形成されている。
上記ロータ13は、この当接部400aの軌道Rに沿った運動によって図2中反時計回り方向Zに回転駆動され、カレンダ機構が駆動される。
In the
The
ここで、圧電素子401、402の縦振動の共振周波数と、屈曲振動の共振周波数とは互いに近接していることが好ましく、より具体的には、縦振動の共振周波数に対する屈曲振動の共振周波数の比が、1.00より小さいと、良好な楕円軌道を得ることができず、また、1.03より大きいと両振動の振幅が同時に大きくなる振動周波数を設定できないため、上記周波数比は、1.00より大きく、1.03以下であることが望ましい。また、圧電素子401、402の長辺と短辺との寸法比を、0.274より小さくした場合、良好な楕円軌道を得ることができないため、0.274以上であることが望ましい。
Here, it is preferable that the resonance frequency of the longitudinal vibration and the resonance frequency of the bending vibration of the
さて、本実施形態では、図5に示すように、ロータ72が、ロータ支持体420に回転自在に保持され、このロータ支持体420に挿通されたピン430を中心に揺動自在に配置されると共に、地板303に設けられた軸431に巻回された押しばね435によって、図中反時計回り、つまり、圧電アクチュエータ71側に付勢されて当接部400aに接触される。これにより、ロータ72と圧電アクチュエータ71との接触圧が、圧電アクチュエータ71の駆動時にロータ72を高効率で回転可能な適正圧に保たれ、圧電アクチュエータ71によるロータ72の送り量(単位時間当たりの送り量)が十分に確保される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the
ところで、腕時計1が落下等によって外部から衝撃を受けた場合に、この外部衝撃力が、ロータ72と圧電アクチュエータ71とを押しつける方向に作用すると、圧電アクチュエータ71又はロータ72に破損が生じるおそれがある。また、圧電アクチュエータ71の駆動時に上記方向に外部衝撃力が作用すると、圧電アクチュエータ71の振幅量が小さくなってしまい、ロータ72を十分に送ることができなくなってしまうおそれがある。
そこで、本構成では、押しばね(付勢手段)435によってロータ72が圧電アクチュエータ71側に付勢されて接触状態のときに、図5に示すように、ロータ72の揺動方向α1が、リストバンド1bの延びる方向βに沿う方向となるように、圧電アクチュエータ71、ロータ72、ロータ支持体420及び押しばね435等の配置構成が決められている。
ここで、上記揺動方向α1は、具体的には、ロータ72を含むロータブロック(ユニット)の重心が揺動支点(ピン430の中心G1)を中心に揺動する揺動方向、言い換えると、ロータ72の回転中心C1と揺動支点G1とを結ぶ線分L1に対して垂直方向であり、この揺動方向α1とリストバンド1bの延びる方向βとの角度θ1が45度以下、より望ましくは30度以下に設定されている。
By the way, when the
Therefore, in the present configuration, when the
Here, the swing direction α1 is specifically the swing direction in which the center of gravity of the rotor block (unit) including the
このため、腕時計1がロータ72の揺動方向α1と一致する方向から外部衝撃力を受けた場合、例えば、腕時計1がリストバンド1bの連結側を重力方向に向けた姿勢(重力方向が6時方向又は12時方向の姿勢)で床に落下した場合、リストバンド1bが真っ先に床に衝突するため、落下の衝撃をリストバンド1bで吸収することができ、ロータ72と圧電アクチュエータ71とを押しつける方向α1に作用する衝撃力を小さくすることができる。
また、腕時計1がそれ以外の方向から外部衝撃力を受けた場合、例えば、重力方向が3時方向(竜頭2側)又は9時方向(竜頭2と反対側)の姿勢で床に落下した場合は、上記揺動方向α1に作用する衝撃力は、上記外部衝撃力の分力であり、ロータ72と圧電アクチュエータ71とを押しつける方向α1に作用する衝撃力は小さいものとなる。
For this reason, when the
Further, when the
また、この圧電アクチュエータ71においては、その振動部71bが幅狭のネック部71bを介して基部71aに連結されるため、このネック部71bを基準に揺動する方向γ1(図5)に揺動し易い。
このため、外部衝撃力が上記揺動方向γ1に大きく作用すると、振動部71cがネック部71bを基準に強制的に揺動され、ネック部71bに負荷がかかって、ネック部71b近傍が破損するおそれがあるが、本構成では、図5に示すように、振動部71cがネック部71bを基準に揺動し易い方向γ1についても、リストバンド1bの延びる方向βに沿わせているので、このγ1方向からの外部衝撃力を、リストバンド1bによって吸収することができ、外部衝撃力による振動部71cの強制揺動を抑制することができる。また、このγ1方向以外の方向からの外部衝撃力については、このγ1方向に作用する衝撃力は外部衝撃力は小さいものとなり、振動部71cの強制揺動を生じさせるものとはならない。従って、本構成では、強制揺動による圧電アクチュエータ71の破損を回避することができる。
より具体的には、本構成では、上記揺動方向γ1とリストバンド1bの延びる方向βとの間の角度θ2を45度以下、より望ましくは30度以下に設定することにより、強制揺動による圧電アクチュエータ71の破損を回避することができる。
Further, in the
For this reason, when an external impact force acts greatly in the swing direction γ1, the
More specifically, in this configuration, the angle θ2 between the swing direction γ1 and the direction β in which the
このように、本構成では、ロータ72が圧電アクチュエータ71側に付勢されて接触状態のときに、ロータ72の揺動方向α1が、リストバンド1bの延びる方向βに沿うようにしたので、腕時計1がいずれの方向から外部衝撃力を受けたとしても、ロータ72と圧電アクチュエータ71とを押しつける方向α1に作用する衝撃力を小さくすることができ、圧電アクチュエータ71とロータ72との衝突による破損やロータ72の送り量の変動を回避することができる。
しかも、本構成では、圧電アクチュエータ71がネック部71bを基準に揺動し易い方向γ1を、リストバンド1bの延びる方向βに沿わせたので、外部衝撃力による強制揺動を抑制することができ、強制揺動による圧電アクチュエータ71の破損についても回避することができる。
また、本構成では、リストバンド1bの衝撃吸収性を利用して、圧電アクチュエータ71及びロータ72への負荷を低減するため、緩衝部材を配置しなくても耐衝撃性を高くすることができ、耐衝撃性が高く、小型化が容易な腕時計1を提供することが可能となる。なお、本構成では、リストバンド1bの材質を限定するものではないが、リストバンド1bの材質として、衝撃吸収性を有する材質、例えば、樹脂やゴム等を用いることが望ましい。
Thus, in this configuration, when the
In addition, in this configuration, the direction γ1 in which the
Further, in this configuration, since the load on the
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態に係る腕時計1は、図7に示すように、ロータ72の揺動方向α1とリストバンド1bの延びる方向βとの間の角度θ1が、30度以下であって、かつ、圧電アクチュエータ71がネック部71bを基準に揺動する方向γ1と上記方向βとが略一致するように、カレンダ機構、圧電アクチュエータ71、ロータ72、ロータ支持体420及び押しばね435等の配置構成が設定されている。なお、それ以外の構成については、上記第1実施形態に係る腕時計1と同一であるため、同一構成の部分については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
このように、本構成では、ロータ72の揺動方向α1を、リストバンド1bの延びる方向βに対して30度以内にするので、腕時計1が外部衝撃力を受けても、ロータ72と圧電アクチュエータ71とを押しつける方向α1に作用する衝撃力を小さくすることができ、圧電アクチュエータ71とロータ72との衝突による破損やロータ72の送り量の変動を回避することができる。
しかも、本構成では、圧電アクチュエータ71がネック部71bを基準に揺動し易い方向γ1を、リストバンド1bの延びる方向βに略一致させているので、この揺動方向γ1から受けた外部衝撃力をリストバンド1bによって効率よく吸収することができ、第1実施形態の構成に比して、外部衝撃力による圧電アクチュエータ71の強制揺動をより抑制することができ、強制揺動による圧電アクチュエータ71の破損をより確実に回避することができる。これらにより、耐衝撃性が高く、小型化が容易な腕時計1を提供することが可能となる。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 7, in the
As described above, in this configuration, the swinging direction α1 of the
In addition, in this configuration, the direction γ1 in which the
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態に係る腕時計1は、圧電アクチュエータ71を揺動自在に支持してロータ72側に付勢するようにした点を除いて、第1実施形態に係る腕時計1と略同一である。以下、同一構成の部分は同一符号を付して説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
図8は、圧電アクチュエータ71を周辺構成と共に示す図である。なお、この図において、リストバンド1bの延びる方向βは紙面上下方向に相当している。
この腕時計1において、圧電アクチュエータ71は、ピン孔407bに挿通されたピン421を中心に揺動自在に支持され、地板303に設けられた軸432に巻回された押しばね(付勢手段)436によって、地板303に回転自在に支持されたロータ72側に付勢され、これによって、当接部400aがロータ72に接触している。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The
FIG. 8 is a diagram showing the
In the
本構成では、図8に示すように、圧電アクチュエータ71が付勢されてロータ72に接触している状態のときに、圧電アクチュエータ71の揺動方向(ピン421の中心G1(揺動支点)を中心に振動部71cの中心C1が揺動する方向)α2が、リストバンド1bの延びる方向βに略一致する方向となるように、圧電アクチュエータ71及び押しばね436等の配置構成が決められている。
このように、本構成では、圧電アクチュエータ71を付勢してロータ72に接触させると共に、この接触状態において、圧電アクチュエータ71の揺動方向α2が、リストバンド1bの延びる方向βと略一致するようにしたので、この揺動方向α2から受けた外部衝撃力を、リストバンド1bによって効率よく吸収することができ、第1実施形態の構成に比して、圧電アクチュエータ71とロータ72とを押しつける方向に作用する衝撃力をより小さくすることができる。従って、圧電アクチュエータ71とロータ72との衝突による破損やロータ72の送り量の変動を確実に回避することができる。
しかも、本構成では、上記揺動方向α2が、圧電アクチュエータ71がネック部71bを基準に揺動し易い方向と略一致するため、第1実施形態に比して、外部衝撃力による圧電アクチュエータ71の強制揺動をより抑制することができ、強制揺動による圧電アクチュエータ71の破損を確実に回避することができる。これらにより、耐衝撃性が高く、小型化が容易な腕時計1を提供することが可能となる。
In this configuration, as shown in FIG. 8, when the
Thus, in this configuration, the
In addition, in this configuration, the swing direction α2 substantially coincides with the direction in which the
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態に係る腕時計1は、ロータ72に代えて、図9に示すように、回転型駆動装置100を具備する点を除いて、第1実施形態に係る腕時計1と略同一である。以下、同一構成の部分は同一符号を付して説明を省略し、異なる部分を詳細に説明する。
図10は、回転型駆動装置100の平面図である。回転型駆動装置100は、環状の回転体(被駆動体)101と、この回転体101の内側に配置され、回転体101を回転駆動する圧電アクチュエータ102とを備えている。圧電アクチュエータ102は、圧電アクチュエータ102を振動可能に固定する支持体103を介して固定板104に取り付けられ、また、回転体101は、外周に歯車が形成され、固定板104に回転自在に支持され、これらは固定板104を介して地板303に固定されている。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The
FIG. 10 is a plan view of the
圧電アクチュエータ102は、図11に示すように、略矩形平板状に形成された補強板105と、この補強板105の両面に設けられた矩形平板状の圧電素子106とを備えて構成されている。
補強板105は、ステンレス鋼等で形成され、圧電素子106が両面に配置される振動部105aと、この振動部105aの両側に幅狭のネック部105bを介して連結される基部105cとを備え、振動部105aの短辺の一方には、幅方向略中央に断面略円弧凸状の当接部105dが長手方向に突出するように一体的に形成され、基部105cには、貫通孔107が形成されている。
As shown in FIG. 11, the
The reinforcing
この圧電素子106には、上記第1実施形態で説明した圧電素子401、402と同様に電極が設けられ、腕時計1の回路基板303aから繰り返し電圧が印可された時に、圧電素子106が長手方向に伸縮する、いわゆる縦振動と、圧電素子106の平面中心に対して点対称に、縦振動に直交する方向に屈曲する、いわゆる屈曲振動とを同時に行い、図12に示すように、補強板105に一体に形成された当接部105dを楕円軌道に近似した軌道Rを描いて運動させるように構成されている。
The
支持体103は、硬質プラスチック等で形成され、固定板104にスライド自在に支持されるスライド部109と、このスライド部109の両側縁から延出する一対の固定部110とを備えている。固定部110には、補強板105の基部105cに設けられた貫通孔107に対応する位置にねじ孔111が形成され、このねじ孔111に、貫通孔107を貫通してねじ112が螺合されることにより、圧電アクチュエータ102が支持体103に固定される。
スライド部109は、固定板104のスライド溝(図示せず)内に配置され、当該スライド部109のスライド方向(振動部105aの長手方向と一致する方向)に延びる複数の長孔113を備え、これら長孔113には、当該スライド部109をスライド自在に固定板104に固定するねじや位置決め用突起(図示せず)が係合している。
The
The
また、固定板104には、図10に示すように、圧電アクチュエータ102の当接部105dと反対側であって、当該圧電アクチュエータ102の両側に、一対のばね支持部104aが設けられ、これらばね支持部104aは、振動部105aの長手方向に沿って、コイルばね(付勢手段)120の一端を各々支持する。これらコイルばね120の他端は、支持体103の固定部110に設けられた突起103a(図11)に各々挿入されて位置決めされ、このコイルばね120によって、支持体103に一体的に固定された圧電アクチュエータ102が、図10中紙面上方向に付勢され、当接部105dが回転体101の内面に接触させられる。
これにより、回転体101と圧電アクチュエータ102との接触圧が、圧電アクチュエータ102の駆動時に回転体101を高効率でスライド可能な適正圧に保たれ、圧電アクチュエータ102による回転体101の送り量が十分に確保される。
Further, as shown in FIG. 10, the fixed
As a result, the contact pressure between the
以上の構成の下、この腕時計1では、圧電アクチュエータ102が、図12に示すように駆動され、この駆動により回転体101を図9に示すZ方向にスライド移動(回転)させ、カレンダ機構の歯車輪列が回転駆動される。
ところで、本構成では、図9に示すように、コイルばね120による圧電アクチュエータ102の付勢方向(揺動方向)α3が、リストバンド1bの延びる方向βと略一致する方向となるように、当該回転型駆動装置100が配置されている。
このように、圧電アクチュエータ102の付勢方向α3を、リストバンド1bの延びる方向βに沿わせたので、このα3方向から受けた外部衝撃力を、リストバンド1bによって効率よく吸収することができ、圧電アクチュエータ102と回転体101とを押しつける方向に作用する衝撃力を小さくすることができ、圧電アクチュエータ102と回転体101との衝突による破損や回転体101の送り量の変動を回避することができる。
また、本構成では、上記付勢方向α3が、圧電アクチュエータ102の振動部105aがネック部105bを基準に揺動し易い方向と一致するため、このα3方向からの外部衝撃力を受けても、リストバンド1bで衝撃力が吸収されて、圧電アクチュエータ102の強制揺動を抑制でき、強制揺動による圧電アクチュエータ102の破損を回避することができる。これらにより、耐衝撃性が高く、小型化が容易な腕時計1を提供することが可能となる。
Under the above configuration, in this
By the way, in this configuration, as shown in FIG. 9, the biasing direction (swinging direction) α3 of the
Thus, since the urging direction α3 of the
Further, in this configuration, the biasing direction α3 coincides with a direction in which the vibrating
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、圧電アクチュエータをカレンダ機構の駆動源とする場合について例示したが、圧電アクチュエータを、運針機構E(時刻表示部)の駆動源としてもよい。また、圧電アクチュエータによって回転体(ロータ72又は回転体101)を回転駆動させる場合を例示したが、被駆動体を、直線方向に移動可能に案内されたスライダ部材とし、このスライダ部材を、圧電アクチュエータで直線方向に駆動させてもよい。この場合、このスライド部材によって、例えば、充電レベル、暦又は時刻のいずれかを表示するように構成すればよい。
The above-described embodiments merely show one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the piezoelectric actuator is used as the driving source of the calendar mechanism is illustrated, but the piezoelectric actuator may be used as the driving source of the hand movement mechanism E (time display unit). Further, the case where the rotating body (the
また、上述の実施形態では、本発明をカレンダ機構を具備する腕時計に適用したが、これに限らず、その他の腕時計(電波時計を含む)や、腕時計型のPDA(Personal Digital Assistants)及び携帯電話機等の電子機器、或いは、圧電アクチュエータで駆動可能な被駆動体を備えると共にリストバンドを備えた電子機器(装飾品を含む)に広く適用することができる。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to a wristwatch having a calendar mechanism. However, the present invention is not limited to this, and other wristwatches (including radio timepieces), wristwatch-type PDAs (Personal Digital Assistants), and mobile phones. The present invention can be widely applied to electronic devices such as the above, or electronic devices (including ornamental items) that include a driven body that can be driven by a piezoelectric actuator and also include a wristband.
1…腕時計(電子機器)、1a…時計本体部(装置本体)、1b…リストバンド、202…文字板、71、102…圧電アクチュエータ、72…ロータ(被駆動体)、71a、105c…基部、71b、105b…ネック部、71c、105a…振動部、101…回転体(被駆動体)、401、402…圧電素子、435、436…押しばね(付勢手段)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記圧電アクチュエータ又は被駆動体の一方を、他方の部材に付勢して接触させ、この接触状態において、前記一方の部材の揺動方向を、前記リストバンドの延びる方向に沿わせたことを特徴とする電子機器。 In an electronic device including a device main body including a piezoelectric actuator and a driven body driven by the piezoelectric actuator, and a wristband connected to the device main body,
One of the piezoelectric actuator or the driven body is urged and brought into contact with the other member, and in this contact state, the swinging direction of the one member is aligned with the direction in which the wristband extends. And electronic equipment.
前記被駆動体を、前記圧電アクチュエータに付勢して接触させ、この接触状態において、前記被駆動体の揺動方向を、前記リストバンドの延びる方向に沿わせたことを特徴とする電子機器。 In an electronic device including a device main body including a piezoelectric actuator and a driven body driven by the piezoelectric actuator, and a wristband connected to the device main body,
An electronic apparatus, wherein the driven body is urged and brought into contact with the piezoelectric actuator, and in this contact state, a swinging direction of the driven body is set along a direction in which the wristband extends.
前記圧電アクチュエータが、基部と、この基部にネック部を介して連結された振動部とを有し、前記振動部が揺動する方向を、前記リストバンドの延びる方向に沿わせたことを特徴とする電子機器。 In an electronic device including a device main body including a piezoelectric actuator and a driven body driven by the piezoelectric actuator, and a wristband connected to the device main body,
The piezoelectric actuator has a base portion and a vibration portion connected to the base portion via a neck portion, and a direction in which the vibration portion swings is along a direction in which the wristband extends. Electronic equipment.
The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is configured as a timepiece having a time display unit that displays time.
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