JP4376342B2

JP4376342B2 - 電子時計

Info

Publication number: JP4376342B2
Application number: JP05460099A
Authority: JP
Inventors: 賢二鈴木; 朗弘飯野
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2019-03-02
Also published as: US6515941B1; JP2000249776A; EP1041463A2; EP1041463A3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子時計に関し、更に詳しくは、カレンダ表示機能を設けても小型化できる電子時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は、従来の電子時計の一例を示す平面図である。この電子時計９００は、時刻表示用のステッピングモータ９０１の他に、カレンダ表示機構用のステッピングモータ９０２を設けて、時刻表示部に対してカレンダ部を独立駆動することにより月末の日修正の手間を無くしたオートカレンダ機能付きの電子時計である。ステッピングモータ９０２は、コイル９２１と、ステータ９２２と、ロータ９２３とから構成され、ロータ９２３には日板９０３に回転トルクを伝達する減速機構９０４が設けられている。ロータ９２３には、減速機構（減速輪列）に回転トルクを伝えるピニオン９２４が取り付けられている。減速機構９０４は、第１の日回し中間車９４１と、第２の日回し中間車９４２とから構成されている。
【０００３】
カレンダ表示機構は、内周に歯部９３１を形成した日板９０３と、第２の日回し中間車９４２と係合して日板９０３に回転トルクを伝える日回し車９３２とから構成されている。日板９０３は、カレンダ裏板（図示省略）上に回転自在に配置されている。
【０００４】
ステッピングモータ９０２は、地板９０５の裏側に取り付けた回路ブロックと電気的に接続されており、電子回路からの駆動パルスにより回転する。ステッピングモータ９０２の回転は、ロータ９２３のピニオン９２４、第１の日回し中間車９４１および第２の日回し中間車９４２を介して、日回し車９３２に伝わる。
日回し車９３２は歯部９３１と係合しているから、日回し車９３２の回転により日板９０３が回転する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ステッピングモータ９０２の発生するトルクは非常に小さいため、日板９０３を回転させるには多段の減速機構９０４が必要になる。このため、オートカレンダ機能を始めとする時刻情報の他に種々の情報表示を行なう多機能を搭載した電子時計９００の小型化は困難であるという問題があった。
【０００６】
また、ステッピングモータ９０２が電磁変換機構であるため、時刻表示用のステッピングモータ９０１に影響を与えるおそれがあり、このため、両ステッピングモータ９０１、９０２の距離をある程度確保しなければならない。これも、多機能な電子時計９００が小型化できない要因となっていた。
【０００７】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、カレンダ機構などの付加機構を付けても小型化できる電子時計を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る電子時計は、電圧を印加して変位を生じる圧電アクチュエータを、時刻表示以外の第２表示部材の一部近傍に配置すると共に前記圧電アクチュエータを第２表示部材に加圧接触させ、第２表示部材を直接駆動するようにしたものである。
【０００９】
圧電アクチュエータを構成している圧電素子に交番電圧またはパルス状電圧を印加すると、圧電効果により圧電素子が伸縮し、圧電アクチュエータに印加電圧に対応した変位が発生する。第２表示部材にこの圧電アクチュエータが加圧接触する構成にすることで、圧電アクチュエータの変位が摩擦を介してして第２表示部材の駆動力となる。第２表示部材としては、例えば日付情報を表示する日板、クロノグラフ、ムーンフェイスなどを挙げることができる。圧電アクチュエータは、ステッピングモータに比べて単位体積当たりの発生力が大きいため、ステッピングモータよりも体積を小さくでき第２表示部材の一部近傍で収まる、さらには発生力が大きいため減速機構が不要であることから、電子時計を小型にできる。また、電磁変換機構でないから、時刻表示用のステッピングモータの影響を受けない。このため、時刻表示用のステッピングモータと離して配置する必要がないため、設計自由度が大幅に増すという効果が得られる。なお、以下の発明においても、同様の作用、効果を得ることができる。
【００１０】
請求項１に係る電子時計は、地板と対向位置に時刻表示以外の第２表示部材を設け、電圧を印加して変位を生じる圧電アクチュエータを前記地板と第２表示部材との間に配置すると共に圧電アクチュエータを第２表示部材に加圧接触させ、第２表示部材を直接駆動するようにしたものである。
【００１１】
日板等の第２表示部材と地板との間に圧電アクチュエータを配置して、この圧電アクチュエータを第２表示部材に加圧接触させる積み重ね構造で直接駆動するようにしたので、平面スペースが大幅に削減でき、また減速輪列も不要になり、多機能をもつ電子時計が非常に小型に構成できる。
【００１２】
また、請求項２に係る電子時計は、地板と対向位置に時刻表示以外の第２表示部材を設け、時刻表示以外の第２表示部材の地板に対向する面に梁部を設け、圧電素子に電気信号を印加して変位を生じる圧電アクチュエータを前記梁部の側面から加圧接触させ、第２表示部材を直接駆動するようにしたものである。
【００１３】
日板等の第２表示部材の地板に対向する面に梁部を設け、その梁部の側面に圧電アクチュエータを加圧接触させる構造にすることにより、圧電アクチュエータを梁部の側面に加圧接触させる機構を平面的に配置でき、電子時計を小型化できると共に薄型化することができる。また、このような構造にすることにより、圧電アクチュエータと第２表示部材との接触状態が安定して、第２表示部材の良好な駆動安定性が得られるという効果も得られる。梁部に対して圧電アクチュエータを加圧する方法としては、圧電アクチュエータを直接付勢してもよいし、圧電アクチュエータを接触させた面と反対面から加圧するようにしてもよく、高い設計自由度が得られるという効果もあり、電子時計の小型化に有効である。
【００１４】
また、請求項３に係る電子時計は、上記電子時計における圧電アクチュエータは、表面に４分割した４つの電極を設ける共に４つの電極を２つずつ電気的に短絡させた２組の電極群を構成した第１の矩形板圧電素子と、表面にほぼ全体にわたる電極を設けた第２の矩形板圧電素子とを有する矩形板圧電振動子であって、前記矩形板圧電素子の電極に各々所定の交番電圧を印加することで矩形板圧電振動子に屈曲振動と縦振動を調和的に発生させることを特徴としている。
【００１５】
圧電アクチュエータとして矩形板圧電振動子を用いて、その振動波により日板等の第２表示部材を摩擦により直接駆動する。屈曲振動と縦振動の共振現象を用いることで、矩形板振動子の表面に楕円運動が得られることで、圧電アクチュエータと第２表示部材の加圧接触面の滑りが少なく高い効率が得られる。
【００１６】
また、請求項４に係る電子時計は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電子時計における圧電アクチュエータは、十文字に等分割した４つの電極を表面に設けると共に対角の電極同士を短絡して２組の電極群を構成した第１の矩形板圧電素子と、表面にほぼ全体にわたる電極を設けた第２の矩形板圧電素子とを有する圧電振動子であって、前記矩形板圧電素子の電極に各々所定の交番電圧を印加することで矩形板圧電振動子に屈曲振動と縦振動を調和的に発生させることを特徴としている。
【００１７】
圧電アクチュエータとして用いる矩形板圧電振動子に、十文字に等分割した４つの電極を表面に設けると共に対角の電極同士を短絡して２組の電極群を構成した第１の矩形板圧電素子を用いている。それによれば、強い屈曲振動が励振でき、請求項３記載の発明による効果に加えて、より大きな発生力が得られるため圧電アクチュエータ自体が小型になり、多機能な電子時計の小型化、薄型化に有効である。
【００１８】
また、請求項５に係る電子時計は、請求項３または請求項４に記載の電子時計における圧電アクチュエータは、第１の矩形板圧電素子と前記第２の矩形板圧電素子とを含む複数枚の矩形板圧電素子を重ねて焼成した積層圧電振動子であることを特徴としている。
【００１９】
矩形板圧電素子を重ねて焼成した積層圧電振動子を用いることで、積層数に応じて圧電アクチュエータの発生力が増すため、より小型で高出力が得られ、圧電アクチュエータ自体が大幅に小型化でき、電子時計の小型化に有利になる。
【００２０】
また、請求項６に係る電子時計は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電子時計における圧電アクチュエータの表面に突起を設け、突起を第２表示部材に加圧接触させて第２表示部材を直接駆動するようにしたことを特徴としている。
圧電アクチュエータに設けた突起で第２表示部材に加圧接触するため、圧電アクチュエータの変位から第２表示部材を摩擦で直接駆動する上で有効な変位成分のみを取り出すという効果が得られ、高性能で安定した第２表示部材の駆動が実現できる。
【００２１】
また、請求項７に係る電子時計は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電子時計において、嵌合部を有する第１の地板と第２の地板を組み合わせてなる地板を有し、第２の地板上に前記圧電アクチュエータと第２表示部材を設けたことを特徴としている。
【００２２】
地板を分割構造にし、１つの地板に圧電アクチュエータおよび時刻表示以外の第２表示部材を設けるようにしたので、第２表示部材、例えば日付機能を持たない電子時計を製造するときは、日板と日板を直接駆動するための圧電アクチュエータを設けた第２の地板を用いずに第１の地板のみで電子時計を構成することができる。逆に、日付機能などの付加機能付きの電子時計を製造するときは、時刻表示部を設けた第１の地板を変更することなく、日付機能を受け持つ第２の地板を第１の地板に嵌合させるだけで、日付機能等の付加機能を有する多機能電子時計を製造できる。このように、第２表示部材とその駆動源である圧電アクチュエータを備えた第２の地板をユニットとして用いることで、電子時計に共通する時刻表示部である第１の地板は全機種共通なものにできるため、安価に多種多様な多機能の電子時計を提供することができる。
【００２３】
また、請求項８に係る電子時計は、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電子時計において、第２表示部材の移動量を検出する第２表示部材移動量検出手段と、第２表示部材移動量検出手段により検出した信号に基づき、圧電アクチュエータを制御する制御回路と、
を備えたものである。
【００２４】
第２表示部材の移動量を検出し、この移動量に基づいて制御回路が圧電アクチュエータの駆動状態を制御する。例えば、第２表示部材が日付情報を表示する日板の場合、日板が１日分回転したか否かを第２表示部材移動量検出手段が検出し、１日分に相当する移動量になるまで制御回路によって圧電アクチュエータを駆動させ、所定の量より送り過ぎた場合は逆送りをさせて所定の移動量に位置で圧電アクチュエータの駆動を停止させる。
【００２５】
また、請求項９に係る電子時計は、請求項８記載の電子時計において、第２表示部材に係合して第２表示部材に連動する回転部材を有し、第２表示部材移動量検出手段は回転部材の回転状態を検出することで第２表示部材の移動量を間接的に検知するものであることを特徴としている。
第２表示部材の移動量を、第２表示部材に係合した回転部材の回転状態を検出することで検知する。このため、回転体の回転角度検出で良いため、第２表示部材の移動量がより精度良く検知できるので精密な付加機能駆動の制御が可能となり、高性能な電子時計が得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２７】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電子時計を示す構成図である。図２は、図１に示した電子時計の一部断面図である。この電子時計１００は、時針および分針からなる第１表示部材１、コイルブロック、輪列、回路ブロックおよび電池などから構成した時刻表示機構２と、カレンダ機構３とから構成されている。
【００２８】
カレンダ機構３は、第２表示部材である日板３１と、圧電アクチュエータとしての矩形板圧電振動子３２と、回転検出部３３とを備えている。日板３１は、表面に「１」〜「３１」までの日付が印刷されており、内側には歯部３４が形成されている。また、日板３１の下面にはリング状の梁部３５が形成されている。
【００２９】
圧電アクチュエータとしての矩形板圧電振動子３２は、日板周縁の一部近傍に配置されている。また、矩形板圧電振動子３２は、その中央部を支持部材３６により長手方向にスライド可能に支持されており、弾性部材である加圧バネ３７によってその先端が梁部３５の内面に加圧接触している。梁部３５の外周面と地板９との間にはボールベアリング７７が介在している。加圧バネ３７の他端は、地板９に設けた凸部３８により固定されている。
【００３０】
回転検出部３３は、第２表示部材と係合し連動する回転部材としての歯車３９と第２表示部材移動量検出手段としての回転センサ４０とから構成されている。
回転部材としての歯車３９は、日板３１の歯部３４に係合している。
図３は、この電子時計のカレンダ機構３の制御システムを示すブロック図である。回転センサ４０は、回路ブロックに設けた回転検出回路４１に接続されており、この回転検出回路４１の出力信号は制御回路４２に送られる。また、制御回路４２は、圧電アクチュエータ駆動回路４３を制御する。矩形板圧電振動子３２は、日板３１を駆動すると共に日板３１の回転に伴い歯車３９を回転させる。回路ブロックは、地板９の裏側に取り付けられている（図示省略）。
【００３１】
図４は、回転検出部３３の断面構成図である。回転センサ４０は溝４０１を有し、この溝４０１内部の対向面にＬＥＤ４０２とフォトトランジスタ４０３とを配置ている。歯車３９の外周部に回転センサ４０の溝４０１を配置し、歯車３９の外周部に設けられたスリット４０５が通過する。このスリット４０５を通してフォトトランジスタ４０３がＬＥＤ光を受光する。フォトトランジスタ４０３からの受光信号により、日板３１の回転が検知される。回転センサ４０の端子４０６は、回転検出回路４１に接続されている。
【００３２】
図５は、図１に示した圧電アクチュエータとしての矩形板圧電振動子３２を示す構成図である。この矩形板圧電振動子３２は共振タイプのアクチュエータであって、２枚の圧電素子で構成される。その第１層の圧電素子３２１の一面全部に電極３２２を形成し（同図（ａ））、第２層の圧電素子３２４には、十文字にほぼ等分割された４つの電極を形成しており、対角の電極同士を短絡して２組の電極群３２５、３２６を構成する（同図（ｃ））。さらに、２枚の圧電素子３２１および３２４を接合する面には、双方ともに一面全部の電極３２３（ＧＮＤ用電極）を形成し、接着剤で接合している（同図（ｂ））。また、本実施の形態では、これら電極は真空蒸着法により形成しているが、スパッタ法や印刷法などを用いてもよい。
【００３３】
この矩形板圧電振動子３２は、交番電圧を圧電素子の電極に印加して、縦振動と屈曲振動を同時に発生させてアクチュエータとして用いる。矩形板圧電振動子３２の形状は、縦振動の共振周波数と屈曲振動の共振周波数が接近するように決定されており、その共振点近傍の周波数の交番電圧を印加することで、縦振動と屈曲振動の共振点のずれに基づいて縦振動と屈曲振動の変位に位相差が生まれ、矩形板圧電振動子３２の側面に楕円軌跡の変位が得られる（同図（ｄ））。そして、このような振動を発生する矩形板圧電振動子３２を第２表示部材である日板３１に所定の圧力で加圧接触させると、摩擦を介して日板３１の駆動力が得られる。
【００３４】
圧電素子３２１は縦振動を励振させるためのものであって、圧電素子３２４は屈曲振動を励振させるためのものである。圧電素子３２４に設けられた２組の電極群３２５および３２６はどちらか一方を使用し、電極群３２５を用いて励振される屈曲振動と電極群３２６を用いて励振される屈曲振動とは、互いに発生する振動変位の方向が逆転する。すなわち、圧電素子３２４の２組の電極群３２５と３２６の選択により、矩形板圧電振動子３２の側面に発生する楕円軌跡の変位方向が逆転する。日板３１の回転方向は、電極群３２５および３２６の切換えにより決定している。なお、圧電アクチュエータとして矩形板圧電振動子を用いるが、円盤形状などの圧電振動子でも構成可能であり、その方式も限定されず単一の振動を用いた方式などでも構成できる。
【００３５】
つぎに、この電子時計の動作について説明する。制御回路４２は、２４時間経過した時点で圧電アクチュエータ駆動回路４３に対して日回し信号を出力する。これにより、矩形板圧電振動子３２の圧電素子３２１、３２４に所定の交番電圧が印加される。圧電素子３２１、３２４に交番電圧を印加すると、圧電素子３２１、３２４の圧電効果により振動する。振動状態は、図５の（ｄ）に示す通りであり、圧電素子３２１による縦振動と圧電素子３２４による屈曲振動により、矩形板圧電振動子３２の側面が楕円運動をする。矩形板圧電振動子３２の端部３２ａは、加圧バネ３７により梁部３５に加圧接触しているから、端部３２ａと梁部３５との摩擦力により日板３１が回転する。また、電子時計のメモリにはカレンダ情報が予めインプットされており、月末には小の月、大の月を判別して、制御回路４２は何日分、日板を駆動すればよいのかを判断し、圧電アクチュエータ駆動回路４３に信号を出力する。
【００３６】
日板３１が回転すると、当該日板３１の歯部３４に係合している歯車３９の回転状態を回転センサ４０が検出し、回転検出回路４１に信号を出力する。回転検出回路４１からの回転量を示す出力信号は制御回路４２に送られる。制御回路４２では、日板３１の回転量を判断し、１日分回転したところで圧電アクチュエータ駆動回路４３に停止信号を送る。この停止信号に基づいて矩形板圧電振動子３２の駆動が止み、日板３１の回転が止まる。日板３１が行き過ぎと判断された場合には、制御回路４２は逆転命令を圧電アクチュエータ駆動回路４３に出力する。
【００３７】
以上、この電子時計１００によれば、圧電アクチュエータとして矩形板圧電振動子３２を用いて日板３１を直接駆動するようにした。このため、従来のような減速輪列が不要になること、圧電アクチュエータとしての矩形板圧電振動子３２自体のサイズが非常に小さいことから、スペースをとらず、電子時計を小型かつ薄形にできる。また、ステッピングモータのような電磁変換機構を利用しないので、時刻表示機構のステッピングモータに影響を及ぼすことがない。このため、矩形板圧電振動子３２とステッピングモータとの配置関係を考慮する必要がないので、設計の自由度が増す。
【００３８】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係る電子時計を示す一部断面図である。図７は、図６の側面図である。圧電アクチュエータとして矩形板圧電振動子５０を用いている。この矩形板圧電振動子５０の構成は、実施の形態１で用いた矩形板振動子３２と基本的に同じであり駆動原理の説明は省略するが（図５参照）、長手方向の側面より出力を取り出すために２本の突起５６を設けたことを特徴としている。この電子時計２００では、第２表示部材としての日板５１の下部に圧電アクチュエータとしての矩形板圧電振動子５０を配置して、日板５１の下面より突起５６を加圧接触させて直接駆動する構造をとっている。この矩形板圧電振動子５０は、音叉形状の支持部材５２によりその中心部分を挟持し、この支持部材５２と地板５３との間に加圧バネ５４を配置した構造である。矩形板圧電振動子５０に設けられた出力取り出し用の突起５６には、摩擦係数が大きく、耐摩耗性に優れたエンジニアリングプラスチック製などの摺動材を用いる。また、この突起５６は、日板６１との加圧接触が均一であること、駆動力を効率的に伝えるため剛性が十分確保されていることが望まれる。突起５６と圧電素子３２１、３２４とは、接着することで一体化する。なお、本実施の形態では、圧電アクチュエータとしての矩形板圧電振動子５０に摩擦係数が大きく耐摩耗性に優れたエンジニアリングプラスチック製の突起５６を設けているが、突起５６を金属などの一般的な材質で構成して、日板５１の突起５６との摺動面側を摩擦係数が大きく耐摩耗性に優れた材質を貼る、あるいはコーティングなどの表面処理を施すなどの方法をとってもよい。
【００３９】
一方、日板５１は、地板周囲に設けたリング板５７の内周に配置され、日板５１とリング板５７との間にはボールベアリング５８が介在し、日板５１を回転自在に保持している。その他の構成は、実施の形態１と同様であるから説明を省略する。
【００４０】
圧電素子３２１および３２４の電極３２１、３２３および３２５と３２６のいずれか一方に所定の交番電圧を印加すると、矩形板圧電振動子５０の長手方向の側面５５に設けた突起５６が楕円運動をする（図５参照）。この突起５６は日板５１の接触面５９に加圧接触状態にあるから、突起５６の楕円運動により摩擦力を介して日板５１を直接駆動する。日板５１の制御システムは、実施の形態１のものと同じシステムを採用している。
【００４１】
この電子時計２００によれば、圧電アクチュエータとしての矩形板圧電振動子５０を日板５１の下部に配置して日板５１を直接駆動するようにしたので、電子時計２００のカレンダ機構の平面スペースを小さくできる。また、従来のような減速輪列が不要になり、また圧電アクチュエータ自体のサイズがステッピングモータに比べて非常に小さいので、電子時計２００を小型にできる。
【００４２】
実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３に係る電子時計の構造を示す平面説明図である。図９は、図８に示した電子時計の一部断面図である。この電子時計３００は、地板６０を分割構造にし、第１地板６１を時刻表示用に、第２地板６２をカレンダ表示用にしたものである。第１地板６１と第２地板６２とは、蟻溝による嵌合部６３を備え、上下方向から押し込むことにより一体化することができる。第２地板６２に、上記実施の形態２に示した矩形板圧電振動子５０および支持部材５２からなる圧電アクチュエータが配置されている。また、日板５１は、第２地板６２に設けたリング体５７の内周に配置されている。リング体５７と日板５１との間には、ボールベアリング５８が介在している。その他の構成は、実施の形態２と同様であるから説明を省略する。
【００４３】
電子時計には、カレンダ機能が付いたものと、付いていないものとがある。これらを製造するにはそれぞれ異なる地板が必要になるが、上記構成によれば、カレンダ機能が必要なときに上記第２の地板６２を取り付けるようにするから、部品（第１地板６１）をカレンダ機能付き電子時計とそうでない電子時計との間で共通化することができる。
【００４４】
この電子時計３００によれば、カレンダ機能付き電子時計とそうでない電子時計との地板を共通化できるので、製造コストを下げることができる。なお、工場における製造段階で第１地板６１と第２地板６２とを組み立てるようにしたが、最終製品状態で組み立て可能な構造にすることも可能である。
【００４５】
実施の形態４．
図１０は、この発明の実施の形態４に係る電子時計の構造を示す一部平面図である。図１１は、図１０に示した電子時計の一部断面図である。この実施の形態４に係る電子時計４００における圧電アクチュエータとしては、実施の形態２の矩形板圧電振動子５０を用いており、その支持形態と加圧方式に特徴がある。矩形板圧電振動子５０はその中央部分で支持部材１０２に固定されている。第２表示部材である日板１０１の地板に対向する面には、ほぼ中央に梁部６３が設けられている。矩形板圧電振動子５０に設けられた出力取り出し用の突起５６は日板１０１の梁部６３内面側に位置している。一方、支持部材１０２には、加圧バネ６４が設けられており、この加圧バネ６４の他端には加圧ブロック６５が設けられている。加圧ブロック６５には、回転自在のボールベアリング６６が２個取り付けてある。
【００４６】
加圧ブロック６５が加圧バネ６４により引っ張られると、ボールベアリング６６が梁部６３の外側面に当接する。これにより、日板１０１が矩形板圧電振動子５０の突起５６に対して付勢される。日板１０１は、地板６７に遊嵌されており、この加圧ブロック６５と圧電アクチュエータ５０とによって狭持されている。
係る構成であっても、電子時計４００を小型化することができる。なお、この構成において、実施の形態３のように地板を分割構造にすることもできる。
【００４７】
実施の形態５．
図１２は、この発明の実施の形態５に係る電子時計を示す一部平面図である。
図１３は、図１２に示した電子時計を示す一部断面図である。この電子時計５００は、実施の形態１の電子時計１００と略同様の構成であるが、圧電アクチュエータとして用いている矩形板圧電振動子９０が短辺に出力取り出し用の突起７１を有している点が異なる。突起７１を設けた反対側の短辺には加圧バネ７２が取り付けてあり、この加圧バネ７２により、突起７１を日板７３の梁部７４に押し当てている。加圧バネ７２は、地板７５に設けた凸部７６に支持されている。
【００４８】
この加圧バネ７２は、湾曲形状の板バネである。矩形板圧電振動子９０の中央部分は、支持部材３６により長手方向にスライドできるように支持されている。
梁部７４の外周面と地板７５との間には、ボールベアリング７７が介在している。
この電子時計５００のその他の構成および動作は、実施の形態１と同様であるから説明を省略する。なお、この構成において、実施の形態３のように地板を分割構造にすることもできる。
【００４９】
実施の形態６．
図１４は、この発明の実施の形態６に係る電子時計を示す一部平面図である。
図１５は、図１４に示した電子時計の一部断面図である。図１６は、この圧電アクチュエータによる動作原理を示す説明図である。この実施の形態６に係る電子時計６００は、非共振タイプの積層圧電アクチュエータ８０を用いた点に特徴がある。積層圧電アクチュエータ８０は、突起８３を備えている。この電子時計６００は、日板８６の内周近傍に積層圧電アクチュエータ８０を配置し、加圧バネ３７により積層圧電アクチュエータ８０の突起８３を、日板８６に加圧接触させて日板を摩擦力により直接駆動するようにしたものである。日板の内周面には、突起８３と摺動させるための摺動板８８が貼られている。この摺動板８８は、摩擦係数が大きく耐摩耗性にも優れたエンジニアリングプラスチックでできている。積層圧電アクチュエータ８０は、圧電素子８１１の積層方向にスライドできるように支持部材１０９で支持され、また加圧バネ３７は地板８４に突設した凸部８５に取り付けられている。
【００５０】
積層圧電アクチュエータ８０の圧電素子８１１は、数１０〜数１００枚積層されており、各圧電素子８１１の間にはほぼ全面の電極８１２が挟み込まれており、積層して焼成されている。各電極８１２は１枚おきに組として、それぞれ外部電極８１３で短絡されており、積層された枚数分の圧電素子８１１が並列接続された形態をなしている。この積層圧電アクチュエータ８０は、グリーンシート積層プロセスにより製造する。また、突起８３の先端は、斜めにカットされている。圧電アクチュエータ８０は、突起方向が日板内周の接線方向に対して平行になるよう配置する。これにより接触角が決まる。日板８６は、地板８４に対してボールベアリング８７を介して回転自在に保持されている。
【００５１】
つぎに、この電子時計６００の動作について説明する。積層圧電アクチュエータの圧電素子８１にパルス電圧を印加すると、積層の効果として大きな変位を得ることができる。それにより、突起８３が圧電素子の積層方向に変位するが、突起８３の先端は日板８６の摺動板８８に接触しているため、日板の可動方向に突起がわずかにしなりながら変位する。これにより、日板８６をほぼ突起８３の変位分だけ回転させることができる。そこで、圧電素子８１１にパルス状電圧を加えることで、突起８３が日板８６の内周面にそって伸び縮みを繰り返し、結果として日板８６は連続的回転する。この電子時計６００によれば、体積の小さな圧電アクチュエータで、非常にシンプルな構成でカレンダ駆動が実現できる。なお、この構成において、実施の形態３のように地板を分割構造にすることもできる。
【００５２】
他の実施の形態．
上記では、第２表示部材として日板を例に挙げたが、これに限られない。例えば曜日、月、年を表示するカレンダ板や、月齢を表示するムーンフェイズ、クロノグラフ車などを上記圧電アクチュエータにより駆動することもできる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の電子時計によれば、圧電アクチュエータにより第２表示部材に加圧接触させ、直接駆動するようにしたので、電子時計を小型化でき、設計上の自由度が増す。
【００５４】
また、この発明の電子時計（請求項１）によれば、地板と対向位置に第２表示部材を設け、圧電アクチュエータを地板と第２表示部材との間に配置すると共に圧電アクチュエータを第２表示部材に加圧接触させ、直接駆動するようにしたので、平面スペースが削減でき電子時計を小型化できる。
【００５５】
また、この発明の電子時計（請求項２）では、地板と対向位置に第２表示部材を設けるとともに第２表示部材の地板に対向する面に梁部を設け、圧電アクチュエータを梁部の側面から加圧接触させるようにしたので、電子時計の設計自由度を高め、小型化、薄型化できる。
【００５６】
また、この発明の電子時計（請求項３）によれば、圧電アクチュエータとして、表面に４分割した４つの電極を設ける共に４つの電極を２つずつ電気的に短絡させた２組の電極群を構成した第１の矩形板圧電素子と、表面にほぼ全体にわたる電極を設けた第２の矩形板圧電素子とを有する矩形板圧電振動子であって、前記矩形板圧電素子の電極に各々所定の交番電圧を印加することで矩形板圧電振動子に屈曲振動と縦振動を調和的に発生させるようにしたので、効率の良い第２表示部材駆動が可能になるから電子時計を小型化できる。
【００５７】
また、この発明の電子時計（請求項４）によれば、圧電アクチュエータとして、十文字に等分割した４つの電極を表面に設けると共に対角の電極同士を短絡して２組の電極群を構成した第１の矩形板圧電素子と、表面にほぼ全体にわたる電極を設けた第２の矩形板圧電素子とを有する圧電振動子であって、前記矩形板圧電素子の電極に各々所定の交番電圧を印加することで矩形板圧電振動子に屈曲振動と縦振動を調和的に発生させるようにしたので、より大きな発生力が得られるため圧電アクチュエータ自体が小型になり、多機能な電子時計の小型化、薄型化に有効である。
【００５８】
また、この発明の電子時計（請求項５）によれば、圧電アクチュエータとしては、複数枚の矩形板圧電素子を重ねて焼成した積層圧電振動子にしたので、積層数に応じて圧電アクチュエータの発生力が増すため、より小型で高出力が得られ、圧電アクチュエータ自体が大幅に小型化でき、電子時計の小型化できる。
また、この発明の電子時計（請求項６）によれば、圧電アクチュエータの表面に突起を設け、突起を第２表示部材に加圧接触させて第２表示部材を直接駆動するようにしたので、高性能で安定した第２表示部材の駆動が実現できる。
【００５９】
また、この発明の電子時計（請求項７）によれば、嵌合部を有する第１の地板と第２の地板を組み合わせてなる地板を有し、第２の地板上に前記圧電アクチュエータと第２表示部材を設けるようにしたので、、電子時計に共通する時刻表示部である第１の地板は全機種共通なものにできるため、多種多様な電子時計を安価に提供することができる。
【００６０】
また、この発明の電子時計（請求項８）によれば、第２表示部材の移動量を検出する第２表示部材移動量検出手段と、第２表示部材移動量検出手段により検出した信号に基づき、圧電アクチュエータを制御する制御回路とを備えており、第２表示部材の移動量を検出し、この移動量に基づいて制御回路が圧電アクチュエータの駆動状態を制御する。
【００６１】
また、この発明の電子時計（請求項９）によれば、第２表示部材に係合して第２表示部材に連動する回転部材を有し、第２表示部材移動量検出手段は回転部材の回転状態を検出することで第２表示部材の移動量を間接的に検知するようにしたので、回転体の回転角度検出で良く、第２表示部材の移動量がより精度良く検知できるので精密な付加機能駆動の制御が可能となり、高性能な電子時計が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電子時計を示す構成図である。
【図２】図１に示した電子時計の一部断面図である。
【図３】図１に示した電子時計の回路構成を示すブロック図である。
【図４】回転検出部の断面構成図である。
【図５】図１に示した圧電アクチュエータを示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る電子時計を示す一部断面図である。
【図７】図６のＡ部側面図である。
【図８】この発明の実施の形態３に係る電子時計の構造を示す平面説明図である。
【図９】図８に示した電子時計の一部断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係る電子時計の構造を示す一部平面図である。
【図１１】図１０に示した電子時計の一部断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態５に係る電子時計を示す一部平面図である。
【図１３】図１２に示した電子時計を示す一部断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態６に係る電子時計を示す一部平面図である。
【図１５】図１４に示した電子時計の一部断面図である。
【図１６】この圧電アクチュエータによる動作原理を示す説明図である。
【図１７】従来の電子時計の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１第１表示部材
２時刻表示機構
３カレンダ機構
９地板
３１日板
３２矩形板圧電振動子
３３回転検出部
３４歯部
３５梁部
３６支持部材
３７加圧バネ
３９歯車
１００電子時計

Claims

地板と対向位置に時刻表示以外の第２表示部材を設け、電圧を印加して変位を生じる矩形形状の圧電アクチュエータを前記地板と第２表示部材との間に配置すると共に圧電アクチュエータを第２表示部材の下面に加圧接触させ、第２表示部材を直接駆動するようにしたことを特徴とする電子時計。
地板と対向位置に時刻表示以外の第２表示部材を設け、
前記第２表示部材の地板に対向する面に梁部を設け、電圧を印加して変位を生じる矩形形状の圧電アクチュエータを前記地板と前記第２表示部材との間に配置するとともに前記圧電アクチュエータを前記梁部の側面に加圧接触させ、第２表示部材を直接駆動するようにしたことを特徴とする電子時計。
前記圧電アクチュエータは、
表面に４分割した４つの電極を設ける共に４つの電極を２つずつ電気的に短絡させた２組の電極群を構成した第１の矩形板圧電素子と、
表面にほぼ全体にわたる電極を設けた第２の矩形板圧電素子と、
を有する矩形板圧電振動子であって、
前記矩形板圧電素子の電極に各々所定の交番電圧を印加することで矩形板圧電振動子に屈曲振動と縦振動を調和的に発生させる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子時計。
前記圧電アクチュエータは、
十文字に等分割した４つの電極を表面に設けると共に対角の電極同士を短絡して２組の電極群を構成した第１の矩形板圧電素子と、
表面にほぼ全体にわたる電極を設けた第２の矩形板圧電素子と、
を有する圧電振動子であって、
前記矩形板圧電素子の電極に各々所定の交番電圧を印加することで矩形板圧電振動子に屈曲振動と縦振動を調和的に発生させる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子時計。
前記圧電アクチュエータは、
前記第１の矩形板圧電素子と前記第２の矩形板圧電素子とを含む複数枚の矩形板圧電素子を重ねて焼成した積層圧電振動子である、
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電子時計。
前記圧電アクチュエータの表面に突起を設け、
前記突起を第２表示部材に加圧接触させて第２表示部材を直接駆動するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電子時計。
嵌合部を有する第１の地板と第２の地板を組み合わせてなる地板を有し、
第２の地板上に前記圧電アクチュエータと第２表示部材を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電子時計。
前記第２表示部材の移動量を検出する第２表示部材移動量検出手段と、
第２表示部材移動量検出手段により検出した信号に基づき、前記圧電アクチュエータを制御する制御回路と、
を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電子時計。
第２表示部材に係合して第２表示部材に連動する回転部材を有し、
前記第２表示部材移動量検出手段は、前記回転部材の回転状態を検出することで第２表示部材の移動量を検知するものである、
ことを特徴とする請求項８に記載の電子時計。