JP2000188884A - Piezoelectric actuator and timepiece - Google Patents
Piezoelectric actuator and timepieceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電アクチュエー
タおよびこの圧電アクチュエータを用いた時計に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric actuator and a timepiece using the piezoelectric actuator.
【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、カメラのシャッター機構、プリンタのインクジェ
ットヘッド、あるいは超音波モータ等の分野に応用され
ている。2. Description of the Related Art Various types of piezoelectric actuators utilizing the piezoelectric effect of piezoelectric elements have been developed recently because piezoelectric elements have excellent conversion efficiency from electric energy to mechanical energy and excellent responsiveness. This piezoelectric actuator is applied to fields such as a shutter mechanism of a camera, an ink jet head of a printer, and an ultrasonic motor.
【０００３】図２０は、従来の圧電アクチュエータを用
いた超音波モータを模式的に示す図である。この超音波
モータに用いられている圧電アクチュエータ３００は、
突っつき型と呼ばれるものであり、発振部３０１と、こ
の発振部３０１からの交流電圧により伸縮する圧電素子
３０２と、振動片３０３とにより構成されている。ここ
で、振動片３０３は、基端部が圧電素子３０２に固定さ
れるとともに先端部がロータ３５０の表面に当接してお
り、ロータ３５０の法線に対してやや傾いた姿勢をなし
ている。このような構成において、発振部３０１からの
交流電圧により圧電素子３０２が伸縮すると、これによ
り振動片３０３の先端がきつつきのようにロータ３５０
の表面を叩き、ロータ３５０を歩進駆動するのである。FIG. 20 is a diagram schematically showing an ultrasonic motor using a conventional piezoelectric actuator. The piezoelectric actuator 300 used in this ultrasonic motor has:
The oscillating portion 301 includes a oscillating portion 301, a piezoelectric element 302 that expands and contracts by an AC voltage from the oscillating portion 301, and a vibrating piece 303. Here, the vibrating piece 303 has a base end portion fixed to the piezoelectric element 302 and a front end portion in contact with the surface of the rotor 350, and has a posture slightly inclined with respect to the normal line of the rotor 350. In such a configuration, when the piezoelectric element 302 expands and contracts due to the AC voltage from the oscillating unit 301, this causes the rotor 350
And drives the rotor 350 step by step.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した圧
電アクチュエータは、携帯機器に用いられるようになっ
てきており、最近では特に腕時計への搭載が期待されて
いる。さらに詳述すると次の通りである。By the way, the above-mentioned piezoelectric actuator has been used for portable equipment, and is recently expected to be mounted particularly on a wristwatch. The details are as follows.
【０００５】まず、腕時計は、ユーザが手首に装着して
携帯するものであるため、薄型であることが望まれてい
る。この腕時計を薄型化するためには、腕時計内部のカ
レンダ表示機構を薄くする必要がある。ここで、既存の
カレンダ表示機構は、電磁式のステップモータの回転駆
動力を運針用の輪列を介して日車に間欠的に伝達し、こ
の日車を送り駆動するように構成したものが一般的であ
る。しかし、このカレンダ表示機構に用いられるステッ
プモータは、コイルやロータといった各種部品を腕時計
の厚さ方向に組み合わせて構成しているので、その厚さ
を薄くすることには限界がある。[0005] First, a wrist watch is worn by the user on the wrist and is carried, so that it is desired that the wrist watch be thin. In order to make this wristwatch thinner, it is necessary to make the calendar display mechanism inside the wristwatch thinner. Here, the existing calendar display mechanism is configured to intermittently transmit the rotational driving force of the electromagnetic step motor to the date indicator via a handwheel train, and to feed and drive the date indicator. General. However, since the stepping motor used in the calendar display mechanism is configured by combining various components such as a coil and a rotor in the thickness direction of the wristwatch, there is a limit to reducing the thickness.
【０００６】また、腕時計の中にはカレンダ表示機構の
ある製品と、これがない製品があるが、生産性を向上さ
せるために、これらの両製品間で運針の機械系（いわゆ
るムーブメント）を共通化することが検討されている。
このムーブメントの共通化を行うためには、カレンダ機
構を文字盤側に配置する必要がある。しかし、上述した
電磁式のステップモータを用いる限り、文字盤側に構成
し得るような薄型のカレンダ表示機構を構成することは
困難である。[0006] Some wristwatches have a product with a calendar display mechanism and some do not, but in order to improve productivity, the mechanical system (so-called movement) of the hand movement is shared between these two products. It is considered to be.
In order to make this movement common, it is necessary to arrange a calendar mechanism on the dial side. However, as long as the above-mentioned electromagnetic step motor is used, it is difficult to configure a thin calendar display mechanism that can be configured on the dial side.
【０００７】以上のような理由により、ステップモータ
に代わる薄型の駆動手段が求められており、この駆動回
路として圧電アクチュエータに期待が集まったのであ
る。[0007] For the above reasons, a thin driving means is required instead of the stepping motor, and a piezoelectric actuator has been expected as this driving circuit.
【０００８】しかしながら、このような期待に応えうる
薄型の圧電アクチュエータはこれまで提供されていな
い。これは次の理由によるものである。However, a thin piezoelectric actuator that can meet such expectations has not been provided so far. This is for the following reason.
【０００９】まず、圧電アクチュエータを構成する圧電
素子は、電圧印可によって生じる変位が微少であり、通
常、この変位は数μｍ程度である。従って、必要な駆動
力を得るためには、この圧電素子に生じる変位を増幅し
て駆動対象に伝達する何等かの増幅機構が必要となる。First, the displacement of a piezoelectric element constituting a piezoelectric actuator caused by application of a voltage is very small, and this displacement is usually about several μm. Therefore, in order to obtain the necessary driving force, some kind of amplifying mechanism for amplifying the displacement generated in the piezoelectric element and transmitting the displacement to the driven object is required.
【００１０】しかし、この増幅機構は、ある程度の厚さ
を持ったものであり、増幅機構の構造上、これを薄くす
ることは困難であった。このため、圧電アクチュエータ
を十分に薄型化することは困難だったのである。However, this amplification mechanism has a certain thickness, and it is difficult to reduce the thickness of the amplification mechanism due to its structure. For this reason, it was difficult to make the piezoelectric actuator sufficiently thin.
【００１１】また、圧電アクチュエータを腕時計等の携
帯機器に用いる場合、さらに以下に説明する問題を解決
しなければならない。When the piezoelectric actuator is used in a portable device such as a wristwatch, the following problems must be solved.
【００１２】まず、腕時計等の携帯機器は、バッテリを
電源とするのが一般的であるため、これに搭載される圧
電アクチュエータは駆動電圧の低いものであることが求
められる。First, a portable device such as a wristwatch generally uses a battery as a power source, so that a piezoelectric actuator mounted on the device is required to have a low driving voltage.
【００１３】しかし、圧電素子に増幅機構を付加した圧
電アクチュエータの場合、電源からの電気エネルギーが
圧電素子によって運動エネルギーに変換され、この運動
エネルギーが増幅機構を介して駆動対象に与えられる際
に、増幅機構において運動エネルギーの損失が生じる。However, in the case of a piezoelectric actuator in which an amplification mechanism is added to a piezoelectric element, electric energy from a power supply is converted into kinetic energy by the piezoelectric element, and when this kinetic energy is given to a drive target via the amplification mechanism, Kinetic energy loss occurs in the amplification mechanism.
【００１４】従来の圧電アクチュエータは、この増幅機
構における運動エネルギーの損失が大きく、これを低減
することが困難であった。このため、消費電力を十分に
低く抑えることが困難であり、このことが、圧電アクチ
ュエータを腕時計等の携帯機器に適用することを妨げる
一要因となっていたのである。In the conventional piezoelectric actuator, the loss of kinetic energy in the amplification mechanism is large, and it has been difficult to reduce the loss. For this reason, it is difficult to suppress power consumption to a sufficiently low level, and this has been one factor that hinders application of the piezoelectric actuator to portable devices such as wristwatches.
【００１５】本発明は、このような背景の下になされた
ものであり、圧電素子の振動を効率よく増幅して駆動対
象に伝えることができ、かつ、薄型化に適した圧電アク
チュエータおよびこれを用いた時計を提供することを目
的としている。The present invention has been made under such a background, and a piezoelectric actuator suitable for thinning and capable of efficiently amplifying vibration of a piezoelectric element and transmitting the vibration to a driven object, and a piezoelectric actuator having the same. The purpose is to provide a used watch.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、圧電素子を弾性板に貼り付けてなる振動
板と、少なくとも一端が可動端である板状の部材であっ
て、前記振動板からの圧力を側部に受けて、前記可動端
により駆動対象を駆動する駆動力伝達部材と、前記駆動
力伝達部材の固有振動周波数とほぼ等しい周波数の振動
を前記圧電素子に発生させる駆動信号を発生する駆動回
路と、大部分が前記駆動力伝達部材の表面または前記振
動板の表面に固定され、前記振動板における前記圧電素
子に前記駆動回路からの駆動信号を伝える導線とを具備
することを特徴とする圧電アクチュエータを提供するも
のである。なお、前記駆動力伝達部材は、一端を可動端
とし、他端を固定端とし、前記固定端近傍に他よりも幅
が狭くなった括れ部を有し、前記導線は、前記駆動力伝
達部材の固定端から引き出されて前記駆動回路における
駆動信号の出力端に接続されることとしてもよく、ま
た、前記弾性板は、側部に固定部を有し、前記固定部近
傍に他よりも幅が狭くなった括れ部を有し、前記導線
は、前記弾性板の固定部から引き出されて前記駆動回路
における駆動信号の出力端に接続されることとしてもよ
い。According to the present invention, there is provided a vibration plate comprising a piezoelectric element adhered to an elastic plate, and a plate-like member having at least one movable end. A driving force transmitting member that receives a pressure from the diaphragm on a side portion and drives a driven object by the movable end, and a driving that causes the piezoelectric element to generate vibration having a frequency substantially equal to a natural vibration frequency of the driving force transmitting member. A driving circuit for generating a signal; and a conducting wire mostly fixed to the surface of the driving force transmitting member or the surface of the diaphragm, and transmitting a driving signal from the driving circuit to the piezoelectric element in the diaphragm. A piezoelectric actuator is provided. The driving force transmission member has a movable end at one end, a fixed end at the other end, and a narrowed portion near the fixed end having a width smaller than that of the other end. The elastic plate may be pulled out from a fixed end of the drive circuit and connected to an output end of a drive signal of the drive circuit. May have a narrowed portion, and the conductive wire may be drawn out from a fixed portion of the elastic plate and connected to an output terminal of a drive signal of the drive circuit.
【００１７】かかる圧電アクチュエータによれば、導線
が振動板および駆動力伝達部材の表面に固定されてお
り、導線が振動板および駆動力伝達部材と一体となって
振動するため、振動板および駆動力伝達部材に生じる振
動が減衰されにくいという利点がある。また、Ｑ（選択
度）を高く保つことができるので、振動の安定化を図る
ことができる。さらに、この圧電アクチュエータは、そ
の構造上薄型化を図ることができるという利点がある。According to such a piezoelectric actuator, the conducting wire is fixed to the surface of the diaphragm and the driving force transmitting member, and the conducting wire vibrates integrally with the diaphragm and the driving force transmitting member. There is an advantage that vibration generated in the transmission member is hardly attenuated. In addition, since Q (selectivity) can be kept high, vibration can be stabilized. Further, this piezoelectric actuator has an advantage that its thickness can be reduced due to its structure.
【００１８】また、前記導線と、前記駆動力伝達部材ま
たは前記振動板との間には絶縁層が介挿され、前記導線
はこの絶縁層に固定されていることとしてもよい。この
場合、導線と振動板および駆動力伝達部材との間の絶縁
を図ることができる。Further, an insulating layer may be interposed between the conductive wire and the driving force transmitting member or the diaphragm, and the conductive wire may be fixed to the insulating layer. In this case, insulation between the conducting wire, the diaphragm, and the driving force transmitting member can be achieved.
【００１９】また、前記絶縁層は、気相成長法によって
前記振動板の表面または前記駆動力伝達部材の表面に形
成されたものであることとしてもよい。この場合、前記
絶縁層を薄く形成することができるから、圧電アクチュ
エータの薄型化を図ることができるという利点がある。The insulating layer may be formed on a surface of the diaphragm or a surface of the driving force transmitting member by a vapor phase growth method. In this case, since the insulating layer can be formed thin, there is an advantage that the thickness of the piezoelectric actuator can be reduced.
【００２０】また、前記絶縁層は、熱可塑性樹脂を熱圧
着することによって前記振動板の表面または前記駆動力
伝達部材の表面に形成されたものとしてもよい。この場
合、導線と振動板および駆動力伝達部材との間を確実に
絶縁することができるという利点がある。Further, the insulating layer may be formed on the surface of the diaphragm or the surface of the driving force transmitting member by thermocompression bonding of a thermoplastic resin. In this case, there is an advantage that insulation between the conducting wire, the diaphragm and the driving force transmitting member can be reliably ensured.
【００２１】また、前記絶縁層は、絶縁体である薄板を
前記振動板の表面または前記駆動力伝達部材の表面に接
着したものとしてもよい。この場合、接着によって、絶
縁層と振動板および駆動力伝達部材との間には硬い接着
層が形成され、これにより、振動板および駆動力伝達部
材のＱを高く保つことができる。Further, the insulating layer may be formed by bonding a thin plate as an insulator to the surface of the diaphragm or the surface of the driving force transmitting member. In this case, the bonding forms a hard adhesive layer between the insulating layer and the vibration plate and the driving force transmission member, whereby the Q of the vibration plate and the driving force transmission member can be kept high.
【００２２】また、前記駆動力伝達部材または前記振動
板における前記括れ部には、前記絶縁層が固着されてい
ないこととしてもよい。固定端近傍の他よりも幅が狭く
なっている部分は駆動力伝達部材の振動の支持部となる
が、この支持部において、駆動力伝達部材の振動が制限
されにくくなるという利点がある。Further, the insulating layer may not be fixed to the constricted portion of the driving force transmitting member or the diaphragm. The portion having a width smaller than that of the vicinity of the fixed end is a support portion for the vibration of the driving force transmitting member, but there is an advantage that the vibration of the driving force transmitting member is less likely to be limited at this supporting portion.
【００２３】また、前記駆動回路から前記駆動力伝達部
材の固定端および買い駆動力伝達部材の表面を介して前
記振動板の表面および裏面に至る形状にパターニングさ
れた絶縁フィルムを有し、前記導線は、該絶縁フィルム
の表面にパターニングされた導線であって、前記駆動回
路から振動板の表面に至る第１の導線と、前記駆動回路
から前記振動板の裏面に至る第２の導線とからなること
としてもよく、また、前記駆動回路から前記振動板の固
定部を介して該振動板の表面および裏面に至る形状にパ
ターニングされた絶縁フィルムを有し、前記導線は、該
絶縁フィルムの表面にパターニングされた導線であっ
て、前記駆動回路から振動板の表面に至る第１の導線
と、前記駆動回路から前記振動板の裏面に至る第２の導
線とからなることとしてもよい。この場合、振動板の上
側に接続される導線を振動板および駆動力伝達部材の上
側に設け、振動板の下側に接続される導線を振動板およ
び駆動力伝達部材の下側に設けるといった面倒な配線が
不要となる。An insulating film patterned from the drive circuit to the front surface and the back surface of the diaphragm via the fixed end of the driving force transmitting member and the surface of the buying driving force transmitting member; Is a conducting wire patterned on the surface of the insulating film, comprising a first conducting wire from the driving circuit to the surface of the diaphragm, and a second conducting wire from the driving circuit to the back surface of the diaphragm. And an insulating film patterned into a shape extending from the drive circuit to the front surface and the back surface of the diaphragm via the fixed portion of the diaphragm, and the conductive wire is provided on the surface of the insulating film. It is a patterned conducting wire, which comprises a first conducting wire from the driving circuit to the front surface of the diaphragm, and a second conducting wire from the driving circuit to the back surface of the diaphragm. It may be. In this case, a conductor connected above the diaphragm is provided above the diaphragm and the driving force transmission member, and a conductor connected below the diaphragm is provided below the diaphragm and the driving force transmission member. No complicated wiring is required.
【００２４】また、前記駆動回路の電源電圧の変動を緩
和する補助キャパシタを前記絶縁フィルム上に有するこ
ととしてもよい。この場合、当該圧電アクチュエータの
駆動にのみ関わる部品を、その圧電アクチュエータ自体
に設けることができる。従って、当該圧電アクチュエー
タがある電気機器とこれがない電気機器の間で、圧電ア
クチュエータの駆動に関わらない部品を共通化すること
ができるという利点がある。Further, an auxiliary capacitor for alleviating fluctuation of the power supply voltage of the drive circuit may be provided on the insulating film. In this case, components related only to the driving of the piezoelectric actuator can be provided in the piezoelectric actuator itself. Therefore, there is an advantage that components not involved in driving the piezoelectric actuator can be shared between the electric device having the piezoelectric actuator and the electric device having no piezoelectric actuator.
【００２５】また、この発明は、圧電素子を弾性板に貼
り付けてなる振動板と、少なくとも一端が可動端である
板状の部材であって、前記振動板からの圧力を側部に受
けて、前記可動端により駆動対象を駆動する駆動力伝達
部材と、前記駆動力伝達部材の固有振動周波数とほぼ等
しい周波数の振動を前記圧電素子に発生させる駆動信号
を発生する駆動回路と、前記振動板に前記駆動力伝達部
材の固有振動周波数とほぼ等しい周波数の振動が生じて
いるときに、該振動の節が位置する前記振動板上の点の
付近に端部が接続され、この接続箇所を介して前記振動
板の圧電素子に前記駆動回路からの駆動信号を伝える導
線とを具備することを特徴とする圧電アクチュエータを
提供するものである。According to the present invention, there is provided a vibration plate having a piezoelectric element adhered to an elastic plate, and a plate-like member having at least one end being a movable end, wherein a side portion receives pressure from the vibration plate. A driving force transmitting member for driving a driven object by the movable end, a driving circuit for generating a driving signal for causing the piezoelectric element to generate a vibration having a frequency substantially equal to a natural vibration frequency of the driving force transmitting member, and the diaphragm When vibration having a frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the driving force transmitting member is generated, an end is connected near a point on the diaphragm at which a node of the vibration is located, and through this connection point. And a conductor for transmitting a drive signal from the drive circuit to the piezoelectric element of the diaphragm.
【００２６】かかる圧電アクチュエータによれば、振動
板が振動しても、当該振動板と導線の接続点は節の近傍
であるため、導線はほとんど振動しない。従って、振動
板の振動が導線に伝わって逃げにくくなるから、振動板
の振動が減衰しにくくなるという利点がある。According to such a piezoelectric actuator, even if the diaphragm vibrates, the conductive line hardly vibrates because the connection point between the diaphragm and the conductor is near the node. Therefore, there is an advantage that the vibration of the diaphragm is hardly attenuated because the vibration of the diaphragm is transmitted to the conductor and hardly escapes.
【００２７】また、この発明は、圧電素子を弾性板に貼
り付けてなる振動板と、少なくとも一端が可動端である
板状の部材であって、前記振動板からの圧力を側部に受
けて、前記可動端により駆動対象を駆動する駆動力伝達
部材と、前記駆動力伝達部材の固有振動周波数とほぼ等
しい周波数の振動を前記圧電素子に発生させる駆動信号
を発生する駆動回路と、前記振動板に前記駆動力伝達部
材の固有振動周波数とほぼ等しい周波数の振動が生じて
いるときに、該振動の節が位置する前記振動板上の点の
付近に一端が接続された導電性の弾性部材と、前記弾性
部材の他端と前記駆動回路における前記駆動信号の出力
端とを結ぶ導線とを具備することを特徴とする圧電アク
チュエータを提供するものである。According to the present invention, there is provided a vibration plate having a piezoelectric element adhered to an elastic plate, and a plate-like member having at least one end being a movable end, wherein a side portion receives pressure from the vibration plate. A driving force transmitting member for driving a driven object by the movable end, a driving circuit for generating a driving signal for causing the piezoelectric element to generate a vibration having a frequency substantially equal to a natural vibration frequency of the driving force transmitting member, and the diaphragm When a vibration having a frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the driving force transmitting member is generated, a conductive elastic member having one end connected near a point on the diaphragm at which a node of the vibration is located. And a lead wire connecting the other end of the elastic member and the output end of the drive signal in the drive circuit.
【００２８】かかる圧電アクチュエータによれば、振動
板の節においてわずかに生じた振動のエネルギーを弾性
部材を保存できるという利点がある。また、圧電アクチ
ュエータに対して衝撃力が与えられた場合であっても、
当該弾性部材が衝撃を吸収するから、接続された導線と
振動板とが外れてしまうといったことを防ぐことができ
る。According to such a piezoelectric actuator, there is an advantage that the energy of the vibration slightly generated at the node of the diaphragm can be stored in the elastic member. Further, even when an impact force is applied to the piezoelectric actuator,
Since the elastic member absorbs the shock, it is possible to prevent the connected conductive wire and the diaphragm from coming off.
【００２９】また、前記弾性部材は、導電性ゴムによっ
て構成されていることとしてもよい。この場合、振動板
の節においてわずかに生じた振動のエネルギーを導電性
ゴムが保存するという利点がある。Further, the elastic member may be made of a conductive rubber. In this case, there is an advantage that the conductive rubber saves the energy of the vibration slightly generated at the node of the diaphragm.
【００３０】また、前記弾性部材は、ばねによって構成
されていることとしてもよい。この場合にも、振動板の
節においてわずかに生じた振動のエネルギーをばねが保
存するという利点がある。Further, the elastic member may be constituted by a spring. In this case as well, there is the advantage that the spring conserves the energy of the vibrations that occur slightly at the nodes of the diaphragm.
【００３１】また、この発明は、針を回転駆動するムー
ブメントと文字盤との間に、請求項１から１７のいずれ
か１の請求項に記載の圧電アクチュエータと、前記圧電
アクチュエータによって回転駆動されるカレンダ表示車
とを有するカレンダ表示機構を設けたことを特徴とする
時計を提供するものである。かかる時計によれば、内蔵
される圧電アクチュエータが薄型化に適した構造をして
いるので、時計全体を薄型化することが可能である。According to the present invention, a piezoelectric actuator according to any one of claims 1 to 17 is provided between a movement for rotating a hand and a dial, and the piezoelectric actuator is driven to rotate by the piezoelectric actuator. The present invention provides a timepiece provided with a calendar display mechanism having a calendar display vehicle. According to such a timepiece, since the built-in piezoelectric actuator has a structure suitable for thinning, it is possible to reduce the thickness of the entire timepiece.
【００３２】[0032]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態について説明する。かかる実施の形態は、本発
明の一態様を示すものであり、この発明を限定するもの
ではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Such an embodiment shows one aspect of the present invention, and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the present invention.
【００３３】Ａ：第１の実施形態 Ａ−１：圧電アクチュエータの概略 まず、図１を参照して、本実施形態である圧電アクチュ
エータの概要を説明する。本実施形態である圧電アクチ
ュエータは、図１に示すように、板状の振動板１０とス
テータ２０とにより概略構成される。ここで、振動板１
０は、弾性板として機能するシム部１２の両表面に圧電
素子１１ａおよび１１ｂを貼り合わせて構成されてい
る。また、ステータ２０は、振動板１０の振動を駆動対
象に伝える駆動力伝達部材である。このステータ２０
は、略長方形の形状をした薄板であり、円弧状の可動端
２１と、幅が狭くなった括れ部２２と、ネジ等によって
固定された固定部２３とを有している。A: First Embodiment A-1: Outline of Piezoelectric Actuator First, an outline of a piezoelectric actuator according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the piezoelectric actuator according to the present embodiment is schematically configured by a plate-shaped diaphragm 10 and a stator 20. Here, diaphragm 1
Reference numeral 0 denotes a structure in which the piezoelectric elements 11a and 11b are bonded to both surfaces of the shim 12 functioning as an elastic plate. The stator 20 is a driving force transmitting member that transmits vibration of the diaphragm 10 to a driving target. This stator 20
Is a thin plate having a substantially rectangular shape, and has a movable end 21 having an arc shape, a constricted portion 22 having a reduced width, and a fixed portion 23 fixed with screws or the like.
【００３４】振動板１０は、図示しない駆動回路からの
交流電圧が圧電素子に印加されることにより振動する。
その際の振動モードとしては、図２（ａ）に示すように
振動板１０が上下方向に波打つように撓み振動する屈曲
振動（２次）モードと、図２（ｂ）に示すように振動板
１０が長手方向に伸縮する縦振動モードとがある。いず
れのモードで振動するかは、圧電素子１１の構成によっ
て決定されるが、いずれのモードにおいても振動板１０
の端部１３がステータ２０の側部を図１に示す矢印Ｘ方
向に押すこととなる。The diaphragm 10 vibrates when an AC voltage from a drive circuit (not shown) is applied to the piezoelectric element.
The vibration modes at this time include a bending vibration (secondary) mode in which the diaphragm 10 bends and vibrates so as to undulate in the vertical direction as shown in FIG. 2A, and a diaphragm as shown in FIG. There is a longitudinal vibration mode in which 10 expands and contracts in the longitudinal direction. In which mode the vibration is determined by the configuration of the piezoelectric element 11, the vibration plate 10 in any mode
Will push the side of the stator 20 in the direction of arrow X shown in FIG.
【００３５】ここで、ステータ２０を剛体と考えた場
合、ステータ２０は、上述のように振動板１０によって
押されることにより、図３（ａ）に示すように括れ部２
２を支点として変位する。この場合、振動板１０の端部
１３の変位は、括れ部２２を支点として、てこの原理に
よって増幅され、可動端２１に伝達される。しかし、ス
テータ２０は、いわゆる片持ち梁構造をしているため、
支持部となる括れ部２２に大きな応力が生じ、力が括れ
部２２から逃げてエネルギー損失が大きくなる。このた
め、電気エネルギーから機械エネルギーへの変換効率が
低下するといった問題がある。Here, when the stator 20 is considered to be a rigid body, the stator 20 is pushed by the diaphragm 10 as described above, and as shown in FIG.
2 is displaced with a fulcrum. In this case, the displacement of the end portion 13 of the diaphragm 10 is amplified by the principle of leverage with the constricted portion 22 as a fulcrum, and transmitted to the movable end 21. However, since the stator 20 has a so-called cantilever structure,
A large stress is generated in the constricted portion 22 serving as a support portion, and a force escapes from the constricted portion 22 to increase energy loss. For this reason, there is a problem that conversion efficiency from electric energy to mechanical energy is reduced.
【００３６】ところで、機械的な構造物に対して力を一
定にして、加振周波数を徐々に大きくしていくと、特定
の周波数で構造物の振幅は極大値となり、その後極小値
となるといった応答を繰り返す。すなわち、振幅が極大
値をとる加振周波数は複数存在し、そのような各加振周
波数を固有振動周波数という。そして、固有振動周波数
のうちの最も小さい固有振動周波数によって加振された
際の振動の態様を一次の振動モード、その次に大きい固
有振動周波数によって加振された際の振動の態様を２次
の振動モード、…、という。構造物は、この固有振動周
波数で振動する場合、その機械的インピーダンスが極小
となるため、小さな駆動力で容易に大きな変位が得られ
るのである。When the excitation frequency is gradually increased while maintaining a constant force on a mechanical structure, the amplitude of the structure becomes a maximum value at a specific frequency, and then becomes a minimum value. Repeat the response. That is, there are a plurality of excitation frequencies whose amplitudes have a maximum value, and each such excitation frequency is called a natural oscillation frequency. The mode of vibration when excited by the smallest natural frequency of the natural frequencies is the primary vibration mode, and the mode of vibration when excited by the next highest natural frequency is the secondary mode. Vibration mode. When a structure vibrates at this natural vibration frequency, its mechanical impedance is minimized, so that a large displacement can be easily obtained with a small driving force.
【００３７】本実施形態に用いられる圧電アクチュエー
タＡは、この点に着目して構成されたものであり、ステ
ータ２０の一次の振動モードもしくは高次の振動モード
の固有振動周波数にほぼ等しい周波数でステータを加振
する構成となっている。図３（ｂ）は、一次の振動モー
ドで振動した場合のステータ２０の変位を模式的に示し
たものであり、図３（ｃ）は二次の振動モードで振動し
た場合のステータ２０の変位を模式的に示したものであ
る。図３（ｂ）および（ｃ）に示すように、ステータ２
０はステータ２０が属する平面内において屈曲しながら
振動する。なお、何次の振動モードを用いるかは、駆動
対象の駆動速度等に合わせて適宜選択すればよい。The piezoelectric actuator A used in the present embodiment is constructed by paying attention to this point. The piezoelectric actuator A has a frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the primary vibration mode or higher vibration mode of the stator 20. Is excited. FIG. 3B schematically illustrates the displacement of the stator 20 when vibrating in the primary vibration mode, and FIG. 3C illustrates the displacement of the stator 20 when vibrating in the secondary vibration mode. Is schematically shown. As shown in FIGS. 3B and 3C, the stator 2
0 vibrates while bending in the plane to which the stator 20 belongs. The order of the vibration mode to be used may be appropriately selected according to the driving speed of the driving target.
【００３８】この圧電アクチュエータＡによれば、ステ
ータ２０の内部損失を大幅に減少させることができるの
で、ステータ２０の固有振動周波数からずれた周波数で
加振した場合と比較して、可動端２１の変位を大きくす
ることができる。According to the piezoelectric actuator A, the internal loss of the stator 20 can be greatly reduced, so that the movable end 21 can be vibrated at a frequency shifted from the natural vibration frequency of the stator 20. The displacement can be increased.
【００３９】また、上述した圧電アクチュエータにおい
て、振動板を振動させるための駆動信号を、駆動回路か
ら圧電素子に伝達するための配線を設ける必要がある
が、この配線の設置の態様も、当該圧電アクチュエータ
の薄型化を図るためには重要な要素となる。また、振動
板の振動をなるべく減衰させないように配線を設置する
必要もある。本実施形態にかかる圧電アクチュエータ
は、以上のような事情に鑑みて構成されたものである。
具体的には以下の通りである。Further, in the above-described piezoelectric actuator, it is necessary to provide a wiring for transmitting a driving signal for vibrating the diaphragm from the driving circuit to the piezoelectric element. This is an important factor in reducing the thickness of the actuator. Also, it is necessary to install wiring so as to minimize the vibration of the diaphragm. The piezoelectric actuator according to the present embodiment is configured in view of the above circumstances.
Specifically, it is as follows.
【００４０】Ａ−２：圧電アクチュエータの詳細な構成 図４（ａ）は、本実施形態である圧電アクチュエータの
全体構成を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）
のＡ−Ａ’線視断面図である。図４（ａ）に示すよう
に、本実施形態である圧電アクチュエータＡ１は、振動
板１０、ステータ２０、絶縁層３０、導線４０ａおよび
４０ｂならびに駆動回路５０により構成されている。な
お、図４（ｂ）においては、便宜上、図４（ａ）に示す
絶縁層３０、導線４０ａおよび４０ｂならびに駆動回路
５０を省略している。A-2: Detailed Configuration of Piezoelectric Actuator FIG. 4A is a plan view showing the overall configuration of the piezoelectric actuator according to the present embodiment, and FIG. 4B is a plan view of FIG.
3 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. As shown in FIG. 4A, the piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment includes a vibration plate 10, a stator 20, an insulating layer 30, conductive wires 40a and 40b, and a drive circuit 50. In FIG. 4B, for convenience, the insulating layer 30, the conductors 40a and 40b, and the drive circuit 50 shown in FIG. 4A are omitted.
【００４１】まず、ステータ２０は、金属製の薄板によ
り構成され、円弧状の可動端２１と、他の部位と比較し
て幅が狭くなっている括れ部２２と、ネジ等によって、
例えば腕時計の本体に固定された固定部２３を有してい
る。First, the stator 20 is made of a thin metal plate, and has a movable end 21 having an arc shape, a constricted portion 22 having a smaller width than other portions, and a screw or the like.
For example, it has a fixing portion 23 fixed to the body of the wristwatch.
【００４２】振動板１０は、図４（ａ）および（ｂ）に
示すように、リン青銅等の薄板（厚さ０．０５〜０．２
ｍｍ程度）により構成されるシム部１２の両表面に、
０．１〜０．２ｍｍ程度の圧電素子１１ａおよび１１ｂ
を貼り合わせてなるものである。ここで、シム部１２の
端部１３はステータ２０の側部に接合されている。この
ようにシム部１２の両表面上に圧電素子１１ａおよび１
１ｂを設けることにより、振動板１０の強度が向上する
こととなる。すなわち、当該圧電アクチュエータを設け
た時計が落下した際などに生じる衝撃に対する耐久性を
高めることができるのである。ここで、圧電素子１１ａ
および１１ｂの材質としては、チタン酸ジルコン酸鉛、
水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸
鉛、メタニオブ酸鉛またはポリフッ化ビニリデンなど各
種のものを用いることができる。As shown in FIGS. 4A and 4B, the diaphragm 10 is made of a thin plate of phosphor bronze or the like (having a thickness of 0.05 to 0.2).
mm) on both surfaces of the shim 12
Piezoelectric elements 11a and 11b of about 0.1 to 0.2 mm
Are bonded together. Here, the end 13 of the shim 12 is joined to the side of the stator 20. As described above, the piezoelectric elements 11a and 1a are provided on both surfaces of the shim portion 12.
By providing 1b, the strength of the diaphragm 10 is improved. That is, it is possible to increase the durability against an impact generated when the timepiece provided with the piezoelectric actuator falls, for example. Here, the piezoelectric element 11a
And 11b are made of lead zirconate titanate,
Various materials such as quartz, lithium niobate, barium titanate, lead titanate, lead metaniobate, and polyvinylidene fluoride can be used.
【００４３】シム部１２は、圧電素子１１ａおよび１１
ｂの共通電極として作用する。ここで、シム部１２は、
端部１３を介してステータ２０に接合されており、ステ
ータ２０は固定部においてカレンダ表示機構のベースに
固定された構成となっているので、シム部１２は、接地
電位に設定されることとなる。そして、シム部１２の両
表面上に貼り付けられた圧電素子１１ａおよび１１ｂに
は、駆動回路５０によって生成される駆動信号Ｖが、電
線４０ａおよび４０ｂを介して印加されることとなる。The shim portion 12 includes the piezoelectric elements 11a and 11a.
b serves as a common electrode. Here, the shim part 12
Since the stator 20 is joined to the stator 20 via the end portion 13 and is fixed to the base of the calendar display mechanism at the fixed portion, the shim portion 12 is set to the ground potential. . The drive signal V generated by the drive circuit 50 is applied to the piezoelectric elements 11a and 11b attached on both surfaces of the shim portion 12 via the electric wires 40a and 40b.
【００４４】駆動回路５０は、振動板１０の振動を発生
させるために印加される駆動信号Ｖを生成するための回
路である。この駆動回路５０としては、他励式のものと
自励式のものがある。まず、図５（ａ）は他励式の駆動
回路のブロック図である。他励式のものは、発振回路５
１から出力される発振信号を周波数変換回路５２で所望
の発振周波数に変換して駆動信号Ｖを生成し、この駆動
信号Ｖを振動板１０の圧電素子１１に供給する。この場
合、発振回路５１は、指針を駆動するための時計回路に
おける水晶発振回路と兼用し、また、周波数変換回路５
２に分周回路を用いることにより、構成を容易にするこ
とができる。The drive circuit 50 is a circuit for generating a drive signal V applied to generate vibration of the diaphragm 10. The drive circuit 50 includes a separately-excited type and a self-excited type. First, FIG. 5A is a block diagram of a separately-excited driving circuit. Oscillation circuit 5
The oscillation signal output from 1 is converted into a desired oscillation frequency by a frequency conversion circuit 52 to generate a drive signal V, and the drive signal V is supplied to the piezoelectric element 11 of the diaphragm 10. In this case, the oscillation circuit 51 also serves as a crystal oscillation circuit in a clock circuit for driving the hands, and the frequency conversion circuit 5
By using a frequency dividing circuit for 2, the configuration can be simplified.
【００４５】次に、図５（ｂ）は、自励式の駆動回路５
０のブロック図である。同図に示す自励式の駆動回路５
０は、振動子として圧電素子１１を用いてコルピッツ型
の発振回路５３を構成し、この発振回路５３を自励発振
させることにより圧電素子１１に所定の周波数の振動を
発生させるようにしたものである。ここで、所定の周波
数とは、ステータ２０の固有振動周波数のうちのいずれ
かの周波数（以下、「周波数ｆｓ」という）である。す
なわち、本実施形態において、駆動回路５０は、他励
式、自励式のいずれの方式のものでもよいが、周波数ｆ
ｓの駆動信号Ｖを発生するように構成する。FIG. 5B shows a self-excited driving circuit 5.
0 is a block diagram of FIG. Self-excited drive circuit 5 shown in FIG.
Reference numeral 0 denotes a Colpitts-type oscillation circuit 53 that uses the piezoelectric element 11 as a vibrator, and causes the piezoelectric element 11 to generate a vibration of a predetermined frequency by causing the oscillation circuit 53 to self-oscillate. is there. Here, the predetermined frequency is any one of the natural vibration frequencies of the stator 20 (hereinafter, referred to as “frequency fs”). That is, in the present embodiment, the drive circuit 50 may be of a separately-excited type or a self-excited type.
s drive signal V is generated.
【００４６】導線４０ａおよび４０ｂは、駆動回路５０
によって生成された駆動信号Ｖを振動板１０に伝達する
ためのものであり、その大部分が振動板１０とステータ
２０の表面に固定されるとともに、各々の端部がステー
タ２０の固定端２３から引き出されて、駆動回路５０に
設けられた駆動信号の出力端に接続されている。また、
絶縁層３０は、この導線４０ａおよび４０ｂと振動板１
０およびステータ２０との間に介挿されており、両者を
絶縁している。Leads 40a and 40b are connected to drive circuit 50
Is transmitted to the diaphragm 10, most of which is fixed to the surface of the diaphragm 10 and the stator 20, and each end is connected to the fixed end 23 of the stator 20. It is drawn out and connected to a drive signal output terminal provided in the drive circuit 50. Also,
The insulating layer 30 is formed of the conductive wires 40a and 40b and the diaphragm 1
0 and the stator 20 to insulate them.
【００４７】ここで、絶縁層３０ならびに導線４０ａお
よび４０ｂについてさらに詳述する。まず、絶縁層３０
は、絶縁性のフィルムであり、図４（ａ）に示すよう
に、駆動回路５０における駆動信号の出力端からステー
タ２０の固定端および該ステータ２０の表面を介して振
動板１０のほぼ中央まで延び、そこから一部が分岐して
振動板１０の裏面に至るようにパターニングされてい
る。なお、図４（ａ）において、破線によって囲んだ部
分は、最終的には図６に示すように振動板１０の裏側
（圧電素子１１ｂ側）に折り返されるが、図４（ａ）で
は折り返す前の状態が示されている。また、絶縁層３０
において、振動板１０の表面のほぼ中央に位置する端部
３１ａおよび振動板１０の裏側に位置する端部３１ｂに
は、各々スルーホールが形成されている。そして、導線
４０ａおよび４０ｂは、絶縁層３０の表面にパターニン
グされた２本の導線である。ここで、導線４０ａは、駆
動回路５０の出力端に対応した位置から絶縁層の表面に
沿ってその端部３１ａまで延び、この端部３１ａに形成
されたスルーホールを介し、端部３１ａの裏側の部分に
まで至っている。一方、導線４０ｂは、駆動回路５０の
出力端に対応した位置から絶縁層３０の表面に沿ってそ
の端部３１ｂまで延び、この端部３１ｂに形成されたス
ルーホールを介し、端部３１ｂの裏側の部分にまで至っ
ている。Here, the insulating layer 30 and the conductive wires 40a and 40b will be described in more detail. First, the insulating layer 30
Is an insulating film, as shown in FIG. 4A, from the output end of the drive signal in the drive circuit 50 to the center of the diaphragm 10 through the fixed end of the stator 20 and the surface of the stator 20. It is patterned so as to extend and partly branch therefrom to reach the back surface of the diaphragm 10. In FIG. 4A, a portion surrounded by a broken line is finally folded back to the back side (the piezoelectric element 11b side) of the diaphragm 10 as shown in FIG. 6, but in FIG. Is shown. The insulating layer 30
In (2), through-holes are formed in an end 31a located substantially at the center of the surface of the diaphragm 10 and an end 31b located on the back side of the diaphragm 10. The conductors 40 a and 40 b are two conductors patterned on the surface of the insulating layer 30. Here, the conducting wire 40a extends from the position corresponding to the output end of the drive circuit 50 along the surface of the insulating layer to the end 31a, and through the through hole formed in the end 31a, the back side of the end 31a. To the part. On the other hand, the conducting wire 40b extends from the position corresponding to the output end of the drive circuit 50 to the end 31b along the surface of the insulating layer 30 and through the through hole formed in the end 31b, the back side of the end 31b. To the part.
【００４８】そして、絶縁層３０は、図７に示すよう
に、接着層３２を介して振動板１０およびステータ２０
の表面に接着されている。この接着が行われることによ
り、上述したスルーホールを介して絶縁層３０の端部３
１ａの裏側まで延びた導線４０ａは、振動板１０の表面
のほぼ中央の部分と電気的に接続され、絶縁層３０の端
部３１ｂの裏側まで延びた導線４０ｂは、振動板１０の
裏側のほぼ中央の部分と電気的に接続される。また、絶
縁層３０の端部３１ｃに位置する導線４０ａおよび４０
ｂの各端部も、簡単な操作（例えば圧着）により駆動回
路５０の第１および第２の出力端に電気的に接続され
る。Then, as shown in FIG. 7, the insulating layer 30 is connected to the diaphragm 10 and the stator 20 via an adhesive layer 32.
Adhered to the surface. By performing this bonding, the end 3 of the insulating layer 30 is formed through the above-described through hole.
The conducting wire 40a extending to the back side of the diaphragm 1a is electrically connected to a substantially central portion of the surface of the diaphragm 10, and the conducting wire 40b extending to the back side of the end 31b of the insulating layer 30 is substantially connected to the back side of the diaphragm 10. It is electrically connected to the central part. Also, the conductors 40a and 40a located at the end 31c of the insulating layer 30
Each end of b is also electrically connected to the first and second output terminals of the drive circuit 50 by a simple operation (for example, crimping).
【００４９】このように、本実施形態によれば、絶縁層
３０ならびに導線４０ａおよび４０ｂを一体化したもの
を予め用意し、絶縁層３０をステータ２０および振動板
１０の表面に貼り付けるのみにより、導線４０ａおよび
４０ｂの配線工程のほとんどを終了することができる。
従って、導線４０ａおよび４０ｂをばらばらの状態で配
線するよりも効率的に配線を行うことができる。As described above, according to the present embodiment, an integrated structure of the insulating layer 30 and the conductors 40a and 40b is prepared in advance, and only the insulating layer 30 is attached to the surfaces of the stator 20 and the vibration plate 10. Most of the wiring steps of the conductors 40a and 40b can be completed.
Therefore, the wiring can be performed more efficiently than the wirings in which the conductive wires 40a and 40b are separated.
【００５０】また、柔軟な絶縁層３０を用いた場合、振
動板１０とステータ２０との間に段差があっても、その
段差の部分を緩やかに撓ませることができるので、導線
４０ａおよび４０ｂのパターン切れを生じさせることな
く、これらの導線の配線を行うことができる。When the flexible insulating layer 30 is used, even if there is a step between the diaphragm 10 and the stator 20, the step can be bent gently, so that the conductive wires 40a and 40b Wiring of these conductors can be performed without causing a pattern break.
【００５１】なお、絶縁層３０を振動板１０およびステ
ータ２０に接着する際に用いる接着剤の特性としては、
振動板１０およびステータ２０の振動を減衰させないた
めに、形成される接着層３２の硬度が高く、また、接着
層３２を薄く形成できるものが望ましい。The characteristics of the adhesive used when bonding the insulating layer 30 to the diaphragm 10 and the stator 20 are as follows.
In order not to attenuate the vibration of the diaphragm 10 and the stator 20, it is desirable that the hardness of the formed adhesive layer 32 be high and that the adhesive layer 32 be formed thin.
【００５２】一方、ステータ２０の括れ部２２は剛性が
弱いため、括れ部２２に対しても絶縁層３０を接着する
構成とすると、ステータ２０の括れ部２２における動作
が絶縁層３０によって制限されてしまうこととなる。On the other hand, since the constricted portion 22 of the stator 20 has low rigidity, if the insulating layer 30 is bonded to the constricted portion 22, the operation of the constricted portion 22 of the stator 20 is restricted by the insulating layer 30. Will be lost.
【００５３】そこで、本実施形態においては、図８に示
すように、ステータ２０の括れ部２２においては絶縁層
３０を接着しない構成としている。この図８において、
斜線部が絶縁層３０のうちのステータ２０に接着された
部分である。このように、括れ部２２には絶縁層３０を
接着しない構成とすることにより、ステータ２０は、絶
縁層３０によって、括れ部２２における振動が制限され
ることがなくなる。以上が本実施形態である圧電アクチ
ュエータＡ１の構成である。Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the insulating layer 30 is not bonded to the constricted portion 22 of the stator 20. In FIG. 8,
The shaded portion is the portion of the insulating layer 30 that is bonded to the stator 20. As described above, by employing a configuration in which the insulating layer 30 is not bonded to the constricted portion 22, the vibration of the constricted portion 22 of the stator 20 is not limited by the insulating layer 30. The above is the configuration of the piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment.
【００５４】Ａ−３：第１の実施形態の動作 次に、本実施形態である圧電アクチュエータＡ１の動作
を説明する。まず、駆動回路５０が動作することによっ
て圧電素子１１ａおよび１１ｂに駆動信号Ｖが印加され
ると、振動板１０は、圧電素子１１の伸縮によって縦振
動する。さらに詳述すると以下の通りである。A-3: Operation of First Embodiment Next, the operation of the piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment will be described. First, when the drive signal V is applied to the piezoelectric elements 11 a and 11 b by operating the drive circuit 50, the diaphragm 10 vibrates vertically due to expansion and contraction of the piezoelectric element 11. The details are as follows.
【００５５】シム部１２は、圧電素子１１ａおよび１１
ｂの共通電極として作用し、上述したように接地電位に
設定されている。一方、圧電素子１１ａおよび１１ｂに
は、駆動信号Ｖが印加されることとなる。ここで、圧電
素子１１ａと１１ｂとの分極方向は、図３（ａ）中の矢
印で示すように、両者は逆向きになっている。従って、
駆動信号Ｖの印加により例えば圧電素子１１ａにおいて
分極方向と同じ方向の電界が生じるときには、圧電素子
１１ｂでも分極方向と同じ方向の電界が生じることとな
る。このため、駆動信号Ｖの印加によって、圧電素子１
１ａが伸びるときには圧電素子１１ｂも伸び、圧電素子
１１ａが縮むときには圧電素子１１ｂも縮むこととな
る。そして、交流電圧を駆動信号Ｖとして与えた場合に
は、振動板１０は、この駆動信号Ｖに応じて、当該振動
板１０が属する平面内において縦振動することとなる。The shim portion 12 includes the piezoelectric elements 11a and 11a.
It functions as the common electrode b and is set to the ground potential as described above. On the other hand, the drive signal V is applied to the piezoelectric elements 11a and 11b. Here, the polarization directions of the piezoelectric elements 11a and 11b are opposite to each other, as indicated by arrows in FIG. Therefore,
For example, when an electric field in the same direction as the polarization direction is generated in the piezoelectric element 11a by the application of the drive signal V, an electric field in the same direction as the polarization direction is generated in the piezoelectric element 11b. Therefore, the application of the drive signal V causes the piezoelectric element 1
When 1a extends, the piezoelectric element 11b also expands, and when the piezoelectric element 11a contracts, the piezoelectric element 11b also contracts. When an AC voltage is applied as the drive signal V, the diaphragm 10 vibrates longitudinally in the plane to which the diaphragm 10 belongs in accordance with the drive signal V.
【００５６】このような振動が生じると、振動板１１
は、ステータ２０の側部を図３（ａ）に示す矢印方向に
押すこととなる。ここで、この振動の周波数は、駆動信
号Ｖの周波数、すなわち、ステータ２０の固有振動周波
数のうちのいずれかの周波数ｆｓにほぼ等しい周波数で
ある。従って、てこの原理によってステータ２０を加振
する場合（図３（ａ）参照）と比較して、括れ部に生じ
る応力が小さくなり、エネルギー損失が小さくなるとい
う利点がある。When such vibration occurs, the diaphragm 11
Presses the side of the stator 20 in the direction of the arrow shown in FIG. Here, the frequency of the vibration is a frequency substantially equal to the frequency of the drive signal V, that is, any one of the natural vibration frequencies fs of the stator 20. Therefore, as compared with the case where the stator 20 is vibrated by the leverage principle (see FIG. 3A), there is an advantage that the stress generated in the constricted portion is reduced and the energy loss is reduced.
【００５７】また、本実施形態においては、上述したよ
うに、導線４０ａおよび４０ｂは、振動板１０およびス
テータ２０の振動に伴って振動はするものの、振動板１
０およびステータ２０と一体となって振動する。また、
導線４０ａおよび４０ｂは、振動が起こらないステータ
２０の固定端２３から引き出される構成となっているの
で、導線が振動に与える影響が非常に小さくなる。In the present embodiment, as described above, the conductors 40a and 40b vibrate in accordance with the vibration of the diaphragm 10 and the stator 20;
It vibrates integrally with 0 and the stator 20. Also,
Since the conductors 40a and 40b are drawn out from the fixed end 23 of the stator 20 where vibration does not occur, the influence of the conductor on vibration is very small.
【００５８】ここで、本実施形態にかかる圧電アクチュ
エータＡ１において、図９に示すように、振動板１０の
両面に導線の一端を接続して振動板１０の面外方向に引
き出し、当該導線の他端を駆動回路５０に接続する構成
とすることも考えられる。しかしながら、このような構
成とした場合、振動板の振動が導線に伝わり、導線も振
動することとなる。従って、振動板におけるエネルギー
損失が大きくなるといった問題がある。また、導線の一
端は駆動回路５０に固定されているため、振動板１０が
導線によって支持されてしまうこととなる。従って、振
動板の振動が減衰しやすいといった不都合も生じる。さ
らに、本実施形態にかかる圧電アクチュエータＡ１を腕
時計等に用いる場合には、当該圧電アクチュエータが非
常に薄いことが要求されるが、図９に示すように、導線
を振動板１０の面外方向に取り出す場合には、薄型化が
制限されるといった問題も生じる。Here, in the piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 9, one end of a conducting wire is connected to both sides of the diaphragm 10 and pulled out of the plane of the diaphragm 10, and the other end of the conducting wire is connected. A configuration in which the end is connected to the drive circuit 50 is also conceivable. However, in such a configuration, the vibration of the diaphragm is transmitted to the conductor, and the conductor also vibrates. Therefore, there is a problem that energy loss in the diaphragm increases. Further, since one end of the conductor is fixed to the drive circuit 50, the diaphragm 10 is supported by the conductor. Therefore, there is an inconvenience that the vibration of the diaphragm is easily attenuated. Further, when the piezoelectric actuator A1 according to the present embodiment is used in a wristwatch or the like, the piezoelectric actuator is required to be very thin. However, as shown in FIG. When taking out, there is also a problem that the reduction in thickness is restricted.
【００５９】これに対し、本実施形態にかかる圧電アク
チュエータによれば、図９に示した態様と比較して、エ
ネルギー損失を抑えることができる。従って、振動板１
０およびステータ２０に発生する振動が減衰しにくくな
り、当該圧電アクチュエータの特性を向上させることが
できる。また、本実施形態によれば、振動板１０および
ステータ２０のＱを高く保つことができるので、振動を
安定させることができる。On the other hand, according to the piezoelectric actuator according to the present embodiment, the energy loss can be suppressed as compared with the embodiment shown in FIG. Therefore, diaphragm 1
The vibration generated in the piezoelectric actuator and the stator 20 is less likely to be attenuated, and the characteristics of the piezoelectric actuator can be improved. Further, according to the present embodiment, since the Q of the diaphragm 10 and the stator 20 can be kept high, the vibration can be stabilized.
【００６０】さらに、本実施形態によれば、ステータ２
０の側部に振動板１０の端部を当接させる構成とし、さ
らに、導線を振動板の面外方向に取り出す構成ではな
く、導線４０ａおよび４０ｂを振動板１０およびステー
タ２０に沿って平面的に構成しているので、圧電アクチ
ュエータの薄型化を図ることができる。Further, according to the present embodiment, the stator 2
The configuration is such that the end of the diaphragm 10 is in contact with the side of the diaphragm 0, and the conductors are not drawn out of the plane of the diaphragm. Therefore, the thickness of the piezoelectric actuator can be reduced.
【００６１】Ａ−４：第１の実施形態に係る圧電アクチ
ュエータの利用例 以下、図１０を参照して、上記第１の実施形態である圧
電アクチュエータＡ１を腕時計のカレンダ表示機構に用
いた場合の例を説明する。図１０に例示するカレンダ表
示機構は、上記第１の実施形態である圧電アクチュエー
タＡ１、ロータ１００、中間車１０１および日や曜が表
記された日車１０２によって構成されている。ここで、
ステータ２０は、静止状態において適度な加圧力をロー
タ１００に付与するように配置されている。A-4: Example of Using Piezoelectric Actuator According to First Embodiment Referring to FIG. 10, the piezoelectric actuator A1 according to the first embodiment is used for a calendar display mechanism of a wristwatch. An example will be described. The calendar display mechanism illustrated in FIG. 10 includes the piezoelectric actuator A1, the rotor 100, the intermediate wheel 101, and the date wheel 102 on which day and day of the week are described according to the first embodiment. here,
The stator 20 is arranged so as to apply an appropriate pressing force to the rotor 100 in a stationary state.
【００６２】既に説明したように、本実施形態では、周
波数ｆｓによりステータ２０を振動させるが、日車１０
２の回転速度は、このステータ２０の振動の周波数によ
って決定される。従って、本実施形態では、日車１０２
が所定の回転速度で回転するよう、適切な周波数でステ
ータ２０を振動させる必要があり、そのような固有振動
周波数が得られるようにステータ２０が構成されてい
る。As described above, in this embodiment, the stator 20 is vibrated by the frequency fs.
The rotation speed 2 is determined by the frequency of the vibration of the stator 20. Therefore, in the present embodiment, the date indicator 102
It is necessary to vibrate the stator 20 at an appropriate frequency so that the stator 20 rotates at a predetermined rotation speed, and the stator 20 is configured to obtain such a natural vibration frequency.
【００６３】次に、図１１を参照して、上記カレンダ表
示機構を組み込んだ時計の構成を説明する。同図におい
て、斜線部分に上述したカレンダ表示機構が組み込まれ
ており、その厚さは０．５ｍｍ程度と極めて薄い。これ
は、日車１０２を駆動する圧電アクチュエータＡ１を平
面的に構成したためである。カレンダ表示機構（斜線部
分）の上側には、円盤状の文字盤２０１が設けられてい
る。この文字盤２０１の外周部の一部には、日付を表示
するための窓部２０２が設けられており、窓部２０２か
ら日車１０２の日付が覗けるようになっている。なお、
文字盤２０１の下側には、針２０３を駆動するムーブメ
ント２０４が設けられている。Next, the configuration of a timepiece incorporating the calendar display mechanism will be described with reference to FIG. In the same drawing, the above-mentioned calendar display mechanism is incorporated in the shaded portion, and its thickness is as thin as about 0.5 mm. This is because the piezoelectric actuator A1 for driving the date wheel 102 is configured in a plane. A disk-shaped dial 201 is provided above the calendar display mechanism (hatched portion). A window 202 for displaying a date is provided in a part of the outer peripheral portion of the dial 201 so that the date of the date indicator 102 can be seen through the window 202. In addition,
A movement 204 for driving a hand 203 is provided below the dial 201.
【００６４】このような構成において、駆動回路５０に
よって生成された駆動信号の印加により振動板１０が振
動すると、ステータ２０が周波数ｆｓで振動することと
なる。そしてステータ２０の可動端２１が矢印Ｘの方向
に振動すると、ロータ１００は矢印Ｙの方向に回転する
こととなる。ロータ１００の回転は、中間車１０１を介
して日車１０２に伝達され、日車１０２が矢印Ｚの方向
に回転する。このような動作により、上述した窓部２０
２に表示される日や曜等の表示が切り換わることとな
る。以上が本実施形態である圧電アクチュエータの利用
例である。In such a configuration, when the diaphragm 10 vibrates due to the application of the drive signal generated by the drive circuit 50, the stator 20 vibrates at the frequency fs. When the movable end 21 of the stator 20 vibrates in the direction of arrow X, the rotor 100 rotates in the direction of arrow Y. The rotation of the rotor 100 is transmitted to the date indicator 102 via the intermediate wheel 101, and the date indicator 102 rotates in the direction of arrow Z. By such an operation, the above-described window portion 20
The display of the day, day, etc. displayed in 2 will be switched. The above is an application example of the piezoelectric actuator according to the present embodiment.
【００６５】Ａ−５：第１の実施形態の変形例 上記第１の実施形態は、以下に示す構成としてもよい。 （１）上記第１の実施形態における導線４０ａおよび４
０ｂと、振動板１０との接続点を、振動板１０が振動す
る際の振動の節の近傍に設ける構成としてもよい。すな
わち、図１２に示すように、絶縁層３０の端部３１ａお
よび３１ｂを振動板１０の表面における振動の節の近傍
に設け、絶縁層３０の端部３１ａおよび３１ｂに設けら
れたスルーホールを介して導線４０ａおよび４０ｂを振
動板１０の両面に接続する。ここで、振動板１０の振動
の節においては、振動の振幅が０または極小となるか
ら、導線と振動板１０の接続点は、ほとんど振動しない
こととなり、配線によって振動板１０の振動に影響が与
えられることがなくなる。なお、この場合においても、
上述したように、絶縁層３０および導線４０ｂの一部を
振動板１０の表側から裏側に折り返した構成とする。こ
の場合、端部３１ａおよび３１ｂの双方を振動の節の近
傍に設けることが好ましく、そのためには図１３（ａ）
に示した絶縁層３０の端部３１ａおよび３１ｂ間の距離
Ｄは、できる限り小さいことが望ましい。また、端部３
１ａおよび３１ｂの双方を振動の節の近傍に設けるた
め、絶縁層３０を図１３（ｂ）に示すような形状として
もよい。ここで、図１３（ｂ）に示す絶縁層３０および
導線４０ｂのうちの点線の上側の部分は、振動板１０の
裏側に折り返される。このような構成とすることによ
り、導線４０ａおよび４０ｂと振動板１０との接続部
を、ともに振動板１０の振動の節の近傍に設けることが
できる。A-5: Modification of First Embodiment The first embodiment may have the following configuration. (1) Conductors 40a and 4 in the first embodiment
The connection point between Ob and diaphragm 10 may be provided in the vicinity of a node of vibration when diaphragm 10 vibrates. That is, as shown in FIG. 12, the ends 31a and 31b of the insulating layer 30 are provided near the nodes of the vibration on the surface of the diaphragm 10, and the through-holes provided at the ends 31a and 31b of the insulating layer 30 are provided. Thus, the conductors 40 a and 40 b are connected to both surfaces of the diaphragm 10. Here, at the node of the vibration of the diaphragm 10, the amplitude of the vibration is 0 or a minimum, so that the connection point between the conductive wire and the diaphragm 10 hardly vibrates, and the wiring affects the vibration of the diaphragm 10. Will not be given. In this case, also in this case,
As described above, the insulating layer 30 and a part of the conductive wire 40b are configured to be folded from the front side to the rear side of the diaphragm 10. In this case, it is preferable to provide both ends 31a and 31b in the vicinity of the node of the vibration.
Is preferably as small as possible between the ends 31a and 31b of the insulating layer 30. Also, end 3
In order to provide both 1a and 31b near the node of vibration, the insulating layer 30 may have a shape as shown in FIG. Here, the portion above the dotted line of the insulating layer 30 and the conductive wire 40b shown in FIG. 13B is folded back to the rear side of the diaphragm 10. With such a configuration, the connection portions between the conductive wires 40a and 40b and the diaphragm 10 can be provided near the nodes of the vibration of the diaphragm 10 together.
【００６６】また、上記第１の実施形態である圧電アク
チュエータのように、圧電素子１１ａと１１ｂとの両方
に同じ駆動信号Ｖを印加する場合には、図１３（ｃ）に
示すような構成としてもよい。以下、本変形例の構成を
説明する。When the same drive signal V is applied to both the piezoelectric elements 11a and 11b as in the piezoelectric actuator according to the first embodiment, the configuration shown in FIG. Is also good. Hereinafter, the configuration of the present modified example will be described.
【００６７】本変形例においては、導線４０の一端が駆
動回路５０の出力端に接続されている。そして、駆動回
路５０からは、この一本の導線４０のみが引き出される
構成となっている。すなわち、この導線４０は、ステー
タ２０の固定部２３を介してステータ２０に沿って延
び、振動板１０が接合されている位置の付近に至ると折
れ曲がり、振動板１０の長手方向に延びる。そして、振
動板１０の中央部付近に至ると振動板の幅方向に折れ曲
がり、振動板１０の裏側に折れ曲がる。そして、この折
り返された導線の端部は絶縁層３１ｂのスルーホールを
介して圧電素子１１ｂに接続される。一方、振動板１０
の中央付近では、端部３１ａに設けられたスルーホール
を介して、導線４０の途中の部分が、圧電素子１１ａに
接続される。このようにすることにより、当該圧電アク
チュエータの構成は非常に簡易なものとすることができ
る。In this modification, one end of the conducting wire 40 is connected to the output end of the drive circuit 50. Then, only one conductive wire 40 is drawn out from the drive circuit 50. That is, the conducting wire 40 extends along the stator 20 via the fixing portion 23 of the stator 20, bends near the position where the diaphragm 10 is joined, and extends in the longitudinal direction of the diaphragm 10. Then, when reaching the vicinity of the center of the diaphragm 10, the diaphragm 10 is bent in the width direction of the diaphragm, and is bent to the back side of the diaphragm 10. Then, the end of the folded conductive wire is connected to the piezoelectric element 11b via a through hole in the insulating layer 31b. On the other hand, diaphragm 10
In the vicinity of the center, a portion of the conducting wire 40 is connected to the piezoelectric element 11a via a through hole provided in the end 31a. By doing so, the configuration of the piezoelectric actuator can be made very simple.
【００６８】（２）上記第１の実施形態においては、絶
縁層３０を振動板１０およびステータ２０に接着する構
成としたが、接着するのではなく、蒸着やスパッタリン
グ等の気相成長法を用いて、二酸化ケイ素等の絶縁層３
０を振動板１０およびステータ２０上形成することとし
てもよい。こうすることにより、絶縁層３０をさらに薄
くすることができるので、圧電アクチュエータのさらな
る薄型化を図ることができる。(2) In the first embodiment, the insulating layer 30 is bonded to the vibration plate 10 and the stator 20. However, instead of bonding, a vapor phase growth method such as vapor deposition or sputtering is used. And an insulating layer 3 such as silicon dioxide.
0 may be formed on the diaphragm 10 and the stator 20. By doing so, the thickness of the insulating layer 30 can be further reduced, so that the piezoelectric actuator can be further reduced in thickness.
【００６９】また、絶縁層３０は、熱可塑性樹脂（ポリ
イミド等）を振動板１０およびステータ２０に熱圧着す
ることによって形成することとしてもよい。また、絶縁
層３０を両面テープ等によって振動板１０およびステー
タ２０に接着する構成としてもよい。The insulating layer 30 may be formed by thermocompression bonding a thermoplastic resin (such as polyimide) to the diaphragm 10 and the stator 20. Further, the insulating layer 30 may be bonded to the diaphragm 10 and the stator 20 with a double-sided tape or the like.
【００７０】なお、上記変形例においても、図８に示し
たようにステータ２０の括れ部２２においては接着・接
合しない構成としてもよい。In the above-described modified example, as shown in FIG. 8, the constricted portion 22 of the stator 20 may not be bonded or joined.
【００７１】（３）カレンダ表示機構を有する時計にお
いて、当該カレンダ表示機構の駆動回路５０を運針用の
駆動回路と兼用する場合がある。この場合には、カレン
ダ表示機構に用いられる圧電アクチュエータを駆動する
ための電力が消費されるため、当該駆動回路から出力さ
れる運針のための電圧に変動が生じる場合があり、時計
が正確に駆動しないといった問題が生じ得る。このよう
な電圧の変動を防ぐために、運針用の駆動回路に補助キ
ャパシタを設けることがある。(3) In a timepiece having a calendar display mechanism, the drive circuit 50 of the calendar display mechanism may be used also as a drive circuit for driving hands. In this case, since power for driving the piezoelectric actuator used for the calendar display mechanism is consumed, the voltage for hand movement output from the drive circuit may fluctuate, and the watch is accurately driven. The problem of not doing so can arise. In order to prevent such voltage fluctuations, an auxiliary capacitor may be provided in the driving circuit for hand movement.
【００７２】ここで、上記補助キャパシタは、カレンダ
表示機構を有する時計においてのみ必要なものであっ
て、カレンダ表示機構を持たない時計においては必要が
ない。従って、運針用の駆動回路に当該補助キャパシタ
を内蔵する構成とすると、カレンダ表示機構がない時計
においては、この補助キャパシタが無駄なものとなる。
かかる問題を解決するためには、カレンダ表示機構があ
る時計の駆動回路と、かかる表示機構がない時計の駆動
回路を別のものとしなければならないが、このようにす
ると、生産性が低下するという問題が生じる。Here, the above-mentioned auxiliary capacitor is necessary only in a timepiece having a calendar display mechanism, and is not necessary in a timepiece without a calendar display mechanism. Therefore, if the auxiliary capacitor is incorporated in the driving circuit for hand movement, this auxiliary capacitor is useless in a timepiece without a calendar display mechanism.
In order to solve such a problem, the drive circuit of the timepiece having the calendar display mechanism must be different from the drive circuit of the timepiece without the display mechanism. However, this reduces productivity. Problems arise.
【００７３】このような問題を解決するために、本実施
形態における圧電アクチュエータＡ１を設けた場合にの
み必要となる補助キャパシタを、絶縁層３０上に設ける
構成としてもよい。図１４は、本変形例における絶縁層
３０の端部３１ｃの構成を示す図である。図１４に示す
ように、導線４０ａおよび４０ｂが絶縁層３０の端部３
１ｃにおいて運針用の駆動回路に接続されるが、本変形
例においては、この絶縁層３０の端部３１ｃ上に、補助
キャパシタ７０と、当該補助キャパシタ７０と運針用の
駆動回路の電源端子および接地端子を接続する導線７１
を設けた構成となっている。In order to solve such a problem, a configuration may be adopted in which an auxiliary capacitor, which is necessary only when the piezoelectric actuator A1 in this embodiment is provided, is provided on the insulating layer 30. FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of an end 31c of the insulating layer 30 in the present modification. As shown in FIG. 14, the conductors 40a and 40b are connected to the end 3 of the insulating layer 30.
In this modified example, the auxiliary capacitor 70 is connected on the end 31c of the insulating layer 30 to the power supply terminal of the driving circuit for driving the hand and the ground. Conductor 71 for connecting terminals
Is provided.
【００７４】このようにすることにより、補助キャパシ
タを運針用の駆動回路に内蔵する必要がなくなる。従っ
て、カレンダ表示機構がある時計の駆動回路と、かかる
表示機構がない時計の駆動回路とを共通化することがで
きるから、生産性を向上させることができる。なお、以
上の説明においては絶縁層３０の端部３１ｃに補助キャ
パシタ７０を設ける構成としたが、端部３１ｃに限ら
ず、絶縁層３０の途中部分に補助キャパシタ７０を設け
る構成としてもよい。また、補助キャパシタに限らず、
カレンダ表示機構に関するその他の電気素子を設ける構
成としてもよい。By doing so, it is not necessary to incorporate the auxiliary capacitor into the driving circuit for driving the hand. Therefore, a drive circuit for a timepiece having a calendar display mechanism and a drive circuit for a timepiece without such a display mechanism can be shared, so that productivity can be improved. In the above description, the auxiliary capacitor 70 is provided at the end 31c of the insulating layer 30. However, the configuration is not limited to the end 31c, and the auxiliary capacitor 70 may be provided at an intermediate portion of the insulating layer 30. Also, not limited to the auxiliary capacitor,
Other electrical elements related to the calendar display mechanism may be provided.
【００７５】（４）上記絶縁層３０および該絶縁層３０
の表面上に設けられた導線４０ａおよび４０ｂは、図１
５に示すような態様としてもよい。図１５に示すよう
に、本変形例にかかる圧電アクチュエータにおいては、
絶縁層３０ならびに導線４０ａおよび４０ｂはその大部
分がステータ２０上に設けられている。この絶縁層３０
ならびに導線４０ａおよび４０ｂは、一端が駆動回路５
０に接続されている。そして、駆動回路５０から引き出
され、ステータ２０の固定部２３を介してステータ２０
の長さ方向に沿って、振動板１０が接合されている付近
まで延びる。ここで、絶縁層３０はＴ字型に分岐し、一
方は振動板１０に向かって延びて振動板１０に至るとと
もに、他方は振動板１０とは反対方向に延びてステータ
２０の裏側に折れ曲がる。図１５において、破線で囲ま
れた部分は、ステータ２０の裏側に折り返される部分を
示している。(4) The insulating layer 30 and the insulating layer 30
The conductors 40a and 40b provided on the surface of FIG.
The embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 15, in the piezoelectric actuator according to the present modification,
Most of the insulating layer 30 and the conductive wires 40 a and 40 b are provided on the stator 20. This insulating layer 30
And one end of each of the conductors 40a and 40b
Connected to 0. Then, the stator 20 is pulled out of the drive circuit 50 and is fixed through the fixing portion 23 of the stator 20.
Along the length direction to the vicinity where the diaphragm 10 is joined. Here, the insulating layer 30 branches into a T-shape, one of which extends toward the diaphragm 10 and reaches the diaphragm 10, and the other extends in the opposite direction to the diaphragm 10 and bends to the back side of the stator 20. In FIG. 15, a portion surrounded by a broken line indicates a portion that is turned back to the back side of the stator 20.
【００７６】また、導線４０ａおよび４０ｂは、上記第
１の実施形態と同様に、上記絶縁層３０の表面上に固定
される。さらに詳述すると、導線４０ａは、一端が駆動
回路５０の出力端に接続され、絶縁層３０に沿って引き
出され、ステータ２０の長手方向に沿って延びるととも
に、絶縁層３０が分岐した位置において、振動板１０側
に折れ曲がり、絶縁層３０の端部において振動板１を構
成する圧電素子１１ａと接続される。一方、導線４０ｂ
は、一端が駆動回路５０の出力端に接続され、絶縁層３
０に沿って引き出され、ステータ２０の長手方向に沿っ
て延びるとともに、絶縁層３０が分岐した位置におい
て、振動板１０とは反対側に折れ曲げられ、ステータ２
０の裏側に折り返されて、振動板１０を構成する圧電素
子１１ｂに接続される。以上が本変形例における圧電ア
クチュエータの構成である。なお、本変形例にかかる圧
電アクチュエータの動作は、上記第１の実施形態である
圧電アクチュエータの動作と同様なので、説明を省略す
る。The conductive wires 40a and 40b are fixed on the surface of the insulating layer 30 as in the first embodiment. More specifically, one end of the conductive wire 40a is connected to the output end of the drive circuit 50, pulled out along the insulating layer 30, extends along the longitudinal direction of the stator 20, and at a position where the insulating layer 30 is branched. It is bent toward the vibration plate 10 and connected to the piezoelectric element 11 a constituting the vibration plate 1 at the end of the insulating layer 30. On the other hand, the conductor 40b
Has one end connected to the output end of the drive circuit 50 and the insulating layer 3
0, extends along the longitudinal direction of the stator 20, and is bent at the position where the insulating layer 30 branches off to the side opposite to the diaphragm 10, and
0, and is connected to the piezoelectric element 11b constituting the diaphragm 10. The above is the configuration of the piezoelectric actuator according to the present modification. The operation of the piezoelectric actuator according to this modification is the same as the operation of the piezoelectric actuator according to the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.
【００７７】このようにすることにより、圧電素子１１
ａおよび１１ｂの表面上に絶縁層３０ならびに導線４０
ａおよび４０ｂを設ける必要がなくなるので、当該圧電
アクチュエータのさらなる薄型化を図ることができる。By doing so, the piezoelectric element 11
a and 11b on the surface of
Since there is no need to provide the piezoelectric actuators a and 40b, the thickness of the piezoelectric actuator can be further reduced.
【００７８】Ｂ：第２の実施形態 Ｂ−１：第２の実施形態の構成 上記第１の実施形態である圧電アクチュエータＡ１にお
いては、一端が振動板１０の両面に接続された導線を、
振動板１０およびステータ２０に沿って設置し、ステー
タ２０の固定部２３から引き出して、駆動回路５０に接
続する構成であった。これに対し、本実施形態にかかる
圧電アクチュエータは、図４（ａ）に示す上記第１の実
施形態における圧電アクチュエータと比較して、振動板
１０と導線４０ａおよび４０ｂとの接続点の構成および
当該導線４０ａおよび４０ｂを引き出す態様が異なって
いる。以下、図１６を参照して、本実施形態にかかる圧
電アクチュエータの構成を説明する。なお、以下の説明
においては、上記第１の実施形態と共通する部分につい
ては同一の符号を付し、その説明を省略する。B: Second Embodiment B-1: Configuration of Second Embodiment In the piezoelectric actuator A1 according to the first embodiment, a lead wire having one end connected to both surfaces of the diaphragm 10 is used.
It was arranged along the diaphragm 10 and the stator 20, pulled out from the fixed portion 23 of the stator 20, and connected to the drive circuit 50. In contrast, the piezoelectric actuator according to the present embodiment is different from the piezoelectric actuator according to the first embodiment shown in FIG. 4A in that the configuration of the connection point between the diaphragm 10 and the conductors 40a and 40b and The manner in which the conductors 40a and 40b are drawn is different. Hereinafter, the configuration of the piezoelectric actuator according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００７９】図１６は、本実施形態にかかる圧電アクチ
ュエータに設けられた振動板１０の、当該振動板１０が
属する面に垂直な面における断面図である。同図に示す
ように、本実施形態における導線４０ａおよび４０ｂの
一端は、それぞれ振動板１０の両表面上であって、振動
板１０の振動の節の近傍に接続され、当該導線は面外方
向に引き出される構成となっている。すなわち、振動板
１０が図１６に点線で示すように縦振動する場合には、
当該振動の節は図中の○で示す部分であり、概ね振動板
１０の長手方向における中央付近となる。この振動の節
においては、振幅が０または極小となるため、当該振動
の節に一端が接続された導線４０ａおよび４０ｂは、振
動板１０の振動が伝達しにくくなる。つまり、振動板１
０の振動が導線４０ａおよび４０ｂを伝わって逃げにく
くなるから、振動板１０の節から離れた部分に導線を接
続した場合（図９参照）と比較して、振動板１０の振動
が減衰しにくくなる。FIG. 16 is a cross-sectional view of the diaphragm 10 provided in the piezoelectric actuator according to the present embodiment, taken along a plane perpendicular to the plane to which the diaphragm 10 belongs. As shown in the figure, one ends of the conductors 40a and 40b in the present embodiment are respectively connected on both surfaces of the diaphragm 10 and near the nodes of vibration of the diaphragm 10, and the conductors are placed in the out-of-plane direction. It is configured to be drawn out. That is, when the diaphragm 10 longitudinally vibrates as shown by a dotted line in FIG.
The node of the vibration is a portion indicated by a circle in the figure, and is substantially near the center of the diaphragm 10 in the longitudinal direction. At the node of this vibration, the amplitude becomes 0 or a minimum, so that the vibration of the diaphragm 10 becomes difficult to be transmitted to the conductive wires 40a and 40b each having one end connected to the node of the vibration. That is, the diaphragm 1
The vibration of the vibration plate 10 is less likely to be attenuated as compared with the case where the vibration is transmitted through the conductors 40a and 40b and the conductor is connected to a portion of the diaphragm 10 away from the node (see FIG. 9). Become.
【００８０】Ｂ−２：第２の実施形態の変形例 上記第２の実施形態においては、振動板１０に直接導線
４０ａおよび４０ｂの一端を接続する構成としたが、振
動板１０の節の位置に導電性の弾性部材、例えば導電性
ゴムを設け、この導電性ゴムを介して導線を接続する構
成としてもよい。図１７は、本変形例における振動板１
０の図１６と同一の面における断面図である。同図に示
すように、本実施形態にかかる圧電アクチュエータの振
動板１０の両面（圧電素子１１ａおよび１１ｂ）には、
導電性ゴム６０ａおよび６０ｂが設けられている。そし
て、この導電性ゴム６０ａおよび６０ｂを介してそれぞ
れ導線４０ａおよび４０ｂが接続されており、この導線
４０ａおよび４０ｂは、それぞれ振動板１０の面外方向
に引き出されている。なお、ここで、この導電性ゴム４
０ａおよび４０ｂは、上記第２の実施形態における接続
点と同様に、振動板１０が振動する際の当該振動の節に
あたる位置に設けられている。B-2: Modification of Second Embodiment In the second embodiment, one end of each of the conducting wires 40a and 40b is connected directly to the diaphragm 10, but the positions of the nodes of the diaphragm 10 are changed. It is also possible to provide a conductive elastic member, for example, conductive rubber, and to connect a conductive wire via the conductive rubber. FIG. 17 shows a diaphragm 1 according to this modification.
17 is a cross-sectional view of the same plane as that of FIG. As shown in the figure, on both surfaces (piezoelectric elements 11a and 11b) of the vibration plate 10 of the piezoelectric actuator according to the present embodiment,
Conductive rubbers 60a and 60b are provided. The conductive wires 40a and 40b are connected via the conductive rubbers 60a and 60b, respectively, and the conductive wires 40a and 40b are respectively drawn out of the plane of the diaphragm 10. Here, the conductive rubber 4
Similar to the connection points in the second embodiment, 0a and 40b are provided at positions corresponding to nodes of the vibration when the diaphragm 10 vibrates.
【００８１】上記第２の実施形態に示した構成おいて
も、振動板１０の振動が導線に伝わりにくいという利点
があったが、本実施形態においては、振動板１０の節の
近傍においてわずかに起こる振動のエネルギーを導電性
ゴム６０ａおよび６０ｂが保存する構成となっているた
め、導線４０ａおよび４０ｂはほとんど振動しないこと
となる。従って、振動板の振動を減衰させることもな
い。In the structure shown in the second embodiment, there is an advantage that the vibration of the diaphragm 10 is hardly transmitted to the conductive wire. However, in the present embodiment, the vibration is slightly generated near the node of the diaphragm 10. Since the conductive rubbers 60a and 60b are configured to store the energy of the generated vibration, the conductive wires 40a and 40b hardly vibrate. Therefore, the vibration of the diaphragm is not attenuated.
【００８２】また、この変形例によれば、当該圧電アク
チュエータが落下した場合などの衝撃も、導電性ゴムに
よって吸収することができるから、落下の衝撃によって
導線と振動板とが外れてしまうといった問題も解消でき
る。Further, according to this modification, since the impact when the piezoelectric actuator falls can be absorbed by the conductive rubber, there is a problem that the conductive wire and the vibration plate are separated by the impact of the fall. Can also be eliminated.
【００８３】なお、上記変形例においては導線の一端を
導電性ゴムを介して振動板１０に接続する構成とした
が、導電性ゴムの代わりにばね等を設ける構成としても
よい。このようにしても、上記変形例と同様の効果が得
られる。In the above-described modified example, one end of the conducting wire is connected to the diaphragm 10 via the conductive rubber, but a spring or the like may be provided instead of the conductive rubber. Even in this case, the same effect as in the above-described modification can be obtained.
【００８４】Ｃ：その他の実施形態 以上この発明の一実施形態について説明したが、上記実
施形態はあくまでも例示であり、上記実施形態に対して
は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加
えることができる。変形例としては、例えば以下のよう
なものが考えられる。C: Other Embodiments Although one embodiment of the present invention has been described above, the above embodiment is merely an example, and various modifications may be made to the above embodiment without departing from the spirit of the present invention. Can be added. For example, the following modifications can be considered.
【００８５】＜変形例１＞上記各実施形態においては、
圧電アクチュエータは、ステータ２０の固定部２３にお
いて、カレンダ表示機構のベースに固定される構成とし
たが、図１８に示すような構成としてもよい。図１８
は、本変形例にかかる圧電アクチュエータの構成を示す
平面図である。図１８に示すように、本変形例にかある
圧電アクチュエータは、ステータ２０、シム部１２およ
び圧電素子１１ａおよび１１ｂによって概ね構成され
る。なお、図１８においては、便宜上、配線（絶縁層ま
たは導線）および駆動回路５０を省略している。<Modification 1> In each of the above embodiments,
The piezoelectric actuator is configured to be fixed to the base of the calendar display mechanism at the fixing portion 23 of the stator 20, but may be configured as shown in FIG. FIG.
FIG. 9 is a plan view showing a configuration of a piezoelectric actuator according to the present modification. As shown in FIG. 18, the piezoelectric actuator according to the present modification is generally constituted by a stator 20, a shim 12, and piezoelectric elements 11a and 11b. Note that, in FIG. 18, the wiring (insulating layer or conductive wire) and the driving circuit 50 are omitted for convenience.
【００８６】図１８に示すように、本変形例にかかる圧
電アクチュエータにおいては、ステータ２０は、上記各
実施形態におけるステータとは異なり、両端が円弧状に
整形されている。そして、シム部１２は、側部に固定部
１２３を有し、シム部１２と固定部１２３との間は、他
よりも幅が狭くなっている括れ部１２２によって連結さ
れている。本変形例にかかる圧電アクチュエータは、こ
のような構成であり、振動板１２の固定部１２３におい
て、ネジ等によってカレンダ表示機構のベースに固定さ
れることとなる。このような構成としても、上記各実施
形態と同様の効果が得られる。As shown in FIG. 18, in the piezoelectric actuator according to the present modification, the stator 20 is shaped like an arc at both ends unlike the stator in each of the above embodiments. And the shim part 12 has the fixing part 123 on the side part, and the shim part 12 and the fixing part 123 are connected by the constricted part 122 which becomes narrower than others. The piezoelectric actuator according to the present modification has such a configuration, and is fixed to the base of the calendar display mechanism by screws or the like at the fixing portion 123 of the diaphragm 12. Even with such a configuration, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.
【００８７】また、本変形例のような構成とした場合、
上記第１の実施形態における絶縁層３０ならびに導線４
０ａおよび４０ｂは、図１９に示すような構成としても
よい。図１９に示すように、本変形例にかかる圧電アク
チュエータにおいては、絶縁層３０は以下に示す形状と
なっている。すなわち、絶縁層３０は、駆動回路５０に
おける駆動信号の出力端からシム部１２の固定部１２３
を介して振動板を横切り、振動板１０の裏側に折り返さ
れて振動板１０の裏面の中央部付近に至る形状となって
いるのである。なお、図１９において破線によって囲ん
だ部分は、最終的には振動板１０の裏面（圧電素子１１
ｂ側）に折り返されるが、図１９では折り返される前の
状態が示されている。In the case of the configuration as in this modification,
Insulating layer 30 and conductive wire 4 in the first embodiment.
0a and 40b may be configured as shown in FIG. As shown in FIG. 19, in the piezoelectric actuator according to the present modification, the insulating layer 30 has the following shape. That is, the insulating layer 30 is connected to the fixed portion 123 of the shim portion 12 from the output end of the drive signal in the drive circuit 50.
, And is folded back to the back side of the diaphragm 10 so as to reach the vicinity of the center of the back surface of the diaphragm 10. In FIG. 19, the portion surrounded by the broken line is finally the back surface of the diaphragm 10 (the piezoelectric element 11).
FIG. 19 shows a state before being folded back to the side b).
【００８８】そして、絶縁層３０は、振動板の表面（圧
電素子１１ａ側）における中央部付近と、振動板の裏面
（圧電素子１１ｂ側）における中央部付近において、ス
ルーホールが形成されている。そして、導線４０ａは、
駆動回路５０の出力端に対応した位置から絶縁層３０の
表面に沿って延び、振動板１０の表面における中央部付
近に位置するスルーホールを介して圧電素子１１ａに接
続されている。一方、導線４０ｂは、駆動回路５０の出
力端に対応した位置から絶縁層３０の表面に沿って延
び、振動板１０の裏面に折り返される。そして、振動板
１０の裏面の中央部付近に位置するスルーホールを介し
て圧電素子１１ｂに接続されている。このような構成と
しても、上記第１の実施形態と同様の効果が得られる。The insulating layer 30 has through holes formed near the center on the surface of the diaphragm (on the side of the piezoelectric element 11a) and near the center on the back of the diaphragm (on the side of the piezoelectric element 11b). And the conductor 40a is
It extends along the surface of the insulating layer 30 from the position corresponding to the output end of the drive circuit 50, and is connected to the piezoelectric element 11a via a through hole located near the center of the surface of the vibration plate 10. On the other hand, the conducting wire 40 b extends along the surface of the insulating layer 30 from a position corresponding to the output end of the drive circuit 50, and is folded back on the back surface of the diaphragm 10. And it is connected to the piezoelectric element 11b via a through hole located near the center of the back surface of the diaphragm 10. Even with such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
【００８９】＜変形例２＞上記第１の実施形態において
は、圧電素子１１としてバイモルフ型の圧電素子１１を
用いたが、ユニモルフ型の圧電素子を用いた構成として
もよい。<Modification 2> In the first embodiment, a bimorph type piezoelectric element 11 is used as the piezoelectric element 11, but a configuration using a unimorph type piezoelectric element may be used.
【００９０】＜変形例３＞上記各実施形態においては、
振動板１０は縦振動モードによって振動することとして
説明したが、これに限らず、振動板１０は屈曲振動（２
次）モード（図２（ａ）参照）によって振動することと
してもよい。<Modification 3> In each of the above embodiments,
Although it has been described that the diaphragm 10 vibrates in the longitudinal vibration mode, the present invention is not limited to this.
Vibration may be performed in the (next) mode (see FIG. 2A).
【００９１】[0091]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導線が振動板およびステータの表面に固定されており、
これらの振動と一体となって振動するから、振動板およ
びステータに生じる振動を減衰させることがない。ま
た、振動板およびステータのＱを高く保つことができる
ので、振動を安定させることができる。また、導線を、
振動板およびステータに沿って平面的に構成できるた
め、圧電アクチュエータの厚さを薄くすることができ
る。As described above, according to the present invention,
The conductor is fixed to the surface of the diaphragm and the stator,
Since the vibrations occur together with these vibrations, the vibrations generated in the diaphragm and the stator are not attenuated. Further, since the Q of the diaphragm and the stator can be kept high, the vibration can be stabilized. In addition,
Since the piezoelectric actuator can be configured planarly along the diaphragm and the stator, the thickness of the piezoelectric actuator can be reduced.
【００９２】また、導線とステータまたは振動板との間
に絶縁層を設ける構成とすれば、導線とステータまたは
振動板との絶縁を図ることができる（請求項４）。Further, if an insulating layer is provided between the conductor and the stator or the diaphragm, insulation between the conductor and the stator or the diaphragm can be achieved.
【００９３】絶縁層を気相成長法等によって、または熱
可塑性樹脂を熱圧着することによって振動板およびステ
ータ上に形成する場合には、絶縁層と振動板およびステ
ータとの密着性を高くすることができる。従って、振動
のＱを高く保つことができるから、振動が安定する（請
求項５および６）。When the insulating layer is formed on the diaphragm and the stator by a vapor phase growth method or by thermocompression bonding of a thermoplastic resin, the adhesion between the insulating layer and the diaphragm and the stator should be increased. Can be. Therefore, since the Q of the vibration can be kept high, the vibration is stabilized (claims 5 and 6).
【００９４】また、絶縁層を振動板およびステータに接
着する構成とした場合には、当該圧電アクチュエータを
比較的容易に作成することができる（請求項７）。When the insulating layer is bonded to the diaphragm and the stator, the piezoelectric actuator can be manufactured relatively easily.
【００９５】また、括れ部の近傍において、絶縁層がス
テータに固着されない構成とした場合には、絶縁層によ
って振動が制限されることが少なくなるため、振動の伝
達効率が向上することとなる（請求項８）。When the insulating layer is not fixed to the stator in the vicinity of the constricted portion, the vibration is less restricted by the insulating layer, so that the transmission efficiency of the vibration is improved. Claim 8).
【００９６】また、振動板の表面に設置された導線の一
部を振動板の裏面に折り返し、この折り返された導線を
振動板の裏面と接続する構成とすれば、当該圧電アクチ
ュエータの構成を簡易なものとすることができる（請求
項９、１０）。Further, if a configuration is adopted in which a part of the conducting wire provided on the surface of the diaphragm is folded back to the back surface of the diaphragm and the folded conducting wire is connected to the back surface of the diaphragm, the structure of the piezoelectric actuator is simplified. (Claims 9 and 10).
【００９７】また、補助キャパシタを絶縁層上に配置す
る構成とすれば、モジュール化、薄型化を図ることがで
きる（請求項１１）。If the auxiliary capacitor is arranged on the insulating layer, the module can be made thinner.
【００９８】また、振動板の振動の節が位置する振動板
上の点付近に、導線の接続点を設けた場合には、振動板
が振動しても、導線はほとんど振動しない。従って、振
動板の信号が導線を伝わって逃げにくくなるから、振動
板の信号が減衰しにくくすることができる（請求項１
２）。When a connection point of a conducting wire is provided near a point on the diaphragm where the vibration node of the diaphragm is located, the conducting wire hardly vibrates even if the diaphragm vibrates. Therefore, it is difficult for the signal of the diaphragm to escape along the conductor, so that the signal of the diaphragm can be hardly attenuated.
2).
【００９９】また、導線と振動板との接続点に導電性の
弾性部材を設けた場合には、振動導線が振動を抑制する
ことがほとんどなくなるから、振動板の振動を安定させ
ることができる（請求項１３、１６および１７）。Further, when a conductive elastic member is provided at the connection point between the conductive wire and the diaphragm, the vibration of the vibrating conductive line is hardly suppressed, so that the vibration of the diaphragm can be stabilized ( Claims 13, 16 and 17).
【０１００】また、本発明にかかる圧電アクチュエータ
を用いた時計によれば、当該圧電アクチュエータが薄型
化に適した構造をしているので、時計全体の薄型化を図
ることができる（請求項１８）。Further, according to the timepiece using the piezoelectric actuator according to the present invention, since the piezoelectric actuator has a structure suitable for thinning, the entire timepiece can be thinned. .
【図１】 本発明の実施形態における圧電アクチュエー
タの原理を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of a piezoelectric actuator according to an embodiment of the present invention.
【図２】 （ａ）は本発明にかかる圧電アクチュエータ
において振動板が屈曲振動（２次）モードによって振動
する様子を示す図であり、（ｂ）は振動板が縦振動モー
ドによって振動する様子を示す図である。2A is a diagram illustrating a state in which a diaphragm vibrates in a bending vibration (secondary) mode in the piezoelectric actuator according to the present invention, and FIG. 2B is a diagram illustrating a state in which the diaphragm vibrates in a longitudinal vibration mode. FIG.
【図３】 （ａ）はステータを剛体として考えたときの
振動を示す平面図であり、（ｂ）はステータの一次振動
を示す平面図であり、（ｃ）はステータの二次振動を示
す平面図である。3 (a) is a plan view showing vibration when the stator is considered as a rigid body, FIG. 3 (b) is a plan view showing primary vibration of the stator, and FIG. 3 (c) shows secondary vibration of the stator. It is a top view.
【図４】 （ａ）は本発明の第１の実施形態である圧電
アクチュエータの全体の構成を示す平面図であり、
（ｂ）は上記（ａ）のＡ−Ａ’線視断面図である。FIG. 4A is a plan view showing the overall configuration of a piezoelectric actuator according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
【図５】 （ａ）は第１の実施形態である圧電アクチュ
エータにおいて用いられる駆動回路を他励式で構成した
場合のブロック図であり、（ｂ）は自励式で構成した場
合の回路図である。FIG. 5A is a block diagram when a drive circuit used in the piezoelectric actuator according to the first embodiment is configured as a separately excited type, and FIG. 5B is a circuit diagram when configured as a self-excited type. .
【図６】 本実施形態である圧電アクチュエータを裏面
から見た場合の、振動板付近の構成を示す平面図であ
る。FIG. 6 is a plan view showing the configuration near the diaphragm when the piezoelectric actuator according to the present embodiment is viewed from the back surface.
【図７】 本発明の第１の実施形態である圧電アクチュ
エータにおける振動板またはステータと絶縁層と導線と
の位置関係を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a positional relationship among a vibration plate or a stator, an insulating layer, and a conductive wire in the piezoelectric actuator according to the first embodiment of the present invention.
【図８】 本発明の第１の実施形態である圧電アクチュ
エータにおけるステータの括れ部付近の構成を示す図で
ある。FIG. 8 is a diagram showing a configuration near a constricted portion of a stator in the piezoelectric actuator according to the first embodiment of the present invention.
【図９】 本発明の実施形態である圧電アクチュエータ
の効果を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an effect of the piezoelectric actuator according to the embodiment of the present invention.
【図１０】 本発明の第１の実施形態である圧電アクチ
ュエータを組み込んだカレンダ表示機構の構成を示す透
過平面図である。FIG. 10 is a transparent plan view showing a configuration of a calendar display mechanism incorporating the piezoelectric actuator according to the first embodiment of the present invention.
【図１１】 本発明の第１の実施形態である圧電アクチ
ュエータを組み込んだカレンダ表示機構を用いた時計の
断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a timepiece using a calendar display mechanism incorporating the piezoelectric actuator according to the first embodiment of the present invention.
【図１２】 本発明の第１の実施形態である圧電アクチ
ュエータの変形例における振動板の断面図である。FIG. 12 is a sectional view of a diaphragm in a modified example of the piezoelectric actuator according to the first embodiment of the present invention.
【図１３】 本発明の第１の実施形態である圧電アクチ
ュエータにおける絶縁層の変形例を示す図である。FIG. 13 is a view showing a modification of the insulating layer in the piezoelectric actuator according to the first embodiment of the present invention.
【図１４】 本発明の第１の実施形態である圧電アクチ
ュエータの変形例における絶縁層の端部３１ｃ付近の平
面図である。FIG. 14 is a plan view near the end 31c of the insulating layer in a modification of the piezoelectric actuator according to the first embodiment of the present invention.
【図１５】 本発明の第１の実施形態である圧電アクチ
ュエータの変形例の構成を示す平面図である。FIG. 15 is a plan view showing a configuration of a modified example of the piezoelectric actuator according to the first embodiment of the present invention.
【図１６】 本発明の第２の実施形態である圧電アクチ
ュエータにおける振動板の断面図である。FIG. 16 is a sectional view of a diaphragm in a piezoelectric actuator according to a second embodiment of the present invention.
【図１７】 本発明の第２の実施形態である圧電アクチ
ュエータの変形例における振動板の断面図である。FIG. 17 is a sectional view of a diaphragm in a modified example of the piezoelectric actuator according to the second embodiment of the present invention.
【図１８】 本発明の第１または第２の実施形態である
圧電アクチュエータの変形例の構成を示す平面図であ
る。FIG. 18 is a plan view showing a configuration of a modified example of the piezoelectric actuator according to the first or second embodiment of the present invention.
【図１９】 本発明の第１の実施形態である圧電アクチ
ュエータの変形例の構成を示す平面図である。FIG. 19 is a plan view showing a configuration of a modified example of the piezoelectric actuator according to the first embodiment of the present invention.
【図２０】 従来の圧電アクチュエータを用いた超音波
モータを模式的に示す図である。FIG. 20 is a view schematically showing an ultrasonic motor using a conventional piezoelectric actuator.
１０……振動板、１１……圧電素子、１２……シム部
（弾性板）、１３……振動板１０の端部、２０……ステ
ータ（駆動力伝達部材）、２１……可動端、２２……括
れ部、２３……固定部、３０……絶縁層、３１ａ，３１
ｂ，３１ｃ……絶縁層の端部、３２……接着層、４０，
４０ａ，４０ｂ……導線、５０……駆動回路、５１……
発振回路、５２……周波数変換回路、５３……発振回
路、５４……フィルタ、６０ａ，６０ｂ……導電性ゴ
ム、７０……補助キャパシタ、７１……導線、１００…
…ロータ、１０１……中間車、１０２……日車（カレン
ダ表示車）、１２２……括れ部、１２３……固定部、２
０１……文字盤、２０２……窓部、２０３……針、２０
４……ムーブメント、Ａ，Ａ１，３００……圧電アクチ
ュエータ、３０１……発振部、３０２……圧電素子、３
０３……振動片、３５０……ロータ。Reference numeral 10: diaphragm, 11: piezoelectric element, 12: shim (elastic plate), 13: end of diaphragm 10, 20: stator (driving force transmitting member), 21: movable end, 22 ... constricted part, 23 ... fixed part, 30 ... insulating layer, 31a, 31
b, 31c ... end of insulating layer, 32 ... adhesive layer, 40,
40a, 40b ... lead wire, 50 ... drive circuit, 51 ...
Oscillation circuit, 52 Frequency conversion circuit, 53 Oscillation circuit, 54 Filter, 60a, 60b Conductive rubber, 70 Auxiliary capacitor, 71 Conductor, 100
... Rotor, 101... Intermediate wheel, 102... Date wheel (calendar indicating vehicle), 122... Constricted portion, 123.
01: Dial, 202: Window, 203: Needle, 20
4 Movement, A, A1, 300 Piezoelectric actuator, 301 Oscillator, 302 Piezoelectric element, 3
03: vibrating piece, 350: rotor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 泰治 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 古畑 誠 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 5H680 AA06 AA19 BB11 BB15 BC02 DD01 DD15 DD23 DD24 DD28 DD39 DD40 DD44 DD53 DD67 DD82 DD88 DD92 EE12 EE24 FF04 FF08 FF16 FF26 FF30 FF31 FF32 GG02 GG11 GG18 GG19 GG23 GG42 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Taiji Hashimoto 3-3-5 Yamato, Suwa City, Nagano Prefecture Inside Seiko Epson Corporation (72) Inventor Makoto Furuhata 3-3-5 Yamato Suwa City, Nagano Prefecture Seiko Epson F term (reference) 5H680 AA06 AA19 BB11 BB15 BC02 DD01 DD15 DD23 DD24 DD28 DD39 DD40 DD44 DD53 DD67 DD82 DD88 DD92 EE12 EE24 FF04 FF08 FF16 FF26 FF30 FF31 FF32 GG02 GG11 GG18 GG19 GG23 GG42
Claims (18)
板と、 少なくとも一端が可動端である板状の部材であって、前
記振動板からの圧力を側部に受けて、前記可動端により
駆動対象を駆動する駆動力伝達部材と、 前記駆動力伝達部材の固有振動周波数とほぼ等しい周波
数の振動を前記圧電素子に発生させる駆動信号を発生す
る駆動回路と、 大部分が前記駆動力伝達部材の表面または前記振動板の
表面に固定され、前記振動板における前記圧電素子に前
記駆動回路からの駆動信号を伝える導線とを具備するこ
とを特徴とする圧電アクチュエータ。A vibrating plate having a piezoelectric element adhered to an elastic plate; and a plate-shaped member having at least one end being a movable end, wherein the movable end receives a pressure from the vibrating plate on a side portion. A driving circuit that generates a driving signal for causing the piezoelectric element to generate a vibration having a frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the driving force transmitting member; A piezoelectric actuator fixed to a surface of a member or a surface of the vibration plate, and a conducting wire for transmitting a drive signal from the drive circuit to the piezoelectric element in the vibration plate.
し、他端を固定端とし、前記固定端近傍に他よりも幅が
狭くなった括れ部を有し、 前記導線は、前記駆動力伝達部材の固定端から引き出さ
れて前記駆動回路における駆動信号の出力端に接続され
ることを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエー
タ2. The driving force transmitting member has one end as a movable end, the other end as a fixed end, and a narrowed portion near the fixed end, the width being narrower than the other. 2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator is pulled out from a fixed end of the force transmission member and connected to an output end of a drive signal in the drive circuit.
記固定部近傍に他よりも幅が狭くなった括れ部を有し、 前記導線は、前記弾性板の固定部から引き出されて前記
駆動回路における駆動信号の出力端に接続されることを
特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ。3. The elastic plate has a fixed portion on a side portion, and has a constricted portion having a width narrower than the other portion near the fixed portion, and the conductive wire is drawn out of the fixed portion of the elastic plate. 2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator is connected to an output terminal of a drive signal in the drive circuit.
前記振動板との間には絶縁層が介挿され、前記導線はこ
の絶縁層に固定されていることを特徴とする請求項１か
ら３のいずれか１の請求項に記載の圧電アクチュエー
タ。4. The apparatus according to claim 1, wherein an insulating layer is interposed between the conductive wire and the driving force transmitting member or the diaphragm, and the conductive wire is fixed to the insulating layer. The piezoelectric actuator according to claim 3.
振動板の表面または前記駆動力伝達部材の表面に形成さ
れたものであることを特徴とする請求項４に記載の圧電
アクチュエータ。5. The piezoelectric actuator according to claim 4, wherein the insulating layer is formed on a surface of the vibration plate or a surface of the driving force transmitting member by a vapor phase growth method.
ることによって前記振動板の表面または前記駆動力伝達
部材の表面に形成されたものであることを特徴とする請
求項４に記載の圧電アクチュエータ。6. The device according to claim 4, wherein the insulating layer is formed on the surface of the diaphragm or the surface of the driving force transmitting member by thermocompression bonding of a thermoplastic resin. Piezo actuator.
振動板の表面または前記駆動力伝達部材の表面に接着し
たものであることを特徴とする請求項４に記載の圧電ア
クチュエータ。7. The piezoelectric actuator according to claim 4, wherein the insulating layer is formed by bonding a thin plate as an insulator to a surface of the diaphragm or a surface of the driving force transmitting member.
おける前記括れ部には、前記絶縁層が固着されていない
ことを特徴とする請求項４から７のいずれか１の請求項
に記載の圧電アクチュエータ。8. The piezoelectric device according to claim 4, wherein the insulating layer is not fixed to the constricted portion of the driving force transmitting member or the vibration plate. Actuator.
固定端および該駆動力伝達部材の表面を介して前記振動
板の表面および裏面に至る形状にパターニングされた絶
縁フィルムを有し、前記導線は、該絶縁フィルムの表面
にパターニングされた導線であって、前記駆動回路から
振動板の表面に至る第１の導線と、前記駆動回路から前
記振動板の裏面に至る第２の導線とからなることを特徴
とする請求項２に記載の圧電アクチュエータ。9. An insulating film patterned from the drive circuit to the front and back surfaces of the diaphragm via the fixed end of the drive force transmission member and the surface of the drive force transmission member, and Is a conductive wire patterned on the surface of the insulating film, and comprises a first conductive wire from the drive circuit to the front surface of the diaphragm, and a second conductive wire from the drive circuit to the back surface of the diaphragm. The piezoelectric actuator according to claim 2, wherein:
を介して該振動板の表面および裏面に至る形状にパター
ニングされた絶縁フィルムを有し、前記導線は、該絶縁
フィルムの表面にパターニングされた導線であって、前
記駆動回路から振動板の表面に至る第１の導線と、前記
駆動回路から前記振動板の裏面に至る第２の導線とから
なることを特徴とする請求項３に記載の圧電アクチュエ
ータ。10. An insulating film patterned from the drive circuit to a surface and a back surface of the diaphragm via a fixing portion of the diaphragm, wherein the conductive wire is patterned on a surface of the insulating film. 4. A conductive wire, comprising: a first conductive wire extending from the drive circuit to the front surface of the diaphragm; and a second conductive wire extending from the drive circuit to the back surface of the diaphragm. Piezoelectric actuator.
する補助キャパシタを前記絶縁フィルム上に有すること
を特徴とする請求項９または１０に記載の圧電アクチュ
エータ。11. The piezoelectric actuator according to claim 9, further comprising an auxiliary capacitor on the insulating film for reducing a variation in a power supply voltage of the drive circuit.
動板と、 少なくとも一端が可動端である板状の部材であって、前
記振動板からの圧力を側部に受けて、前記可動端により
駆動対象を駆動する駆動力伝達部材と、 前記駆動力伝達部材の固有振動周波数とほぼ等しい周波
数の振動を前記圧電素子に発生させる駆動信号を発生す
る駆動回路と、 前記振動板に前記駆動力伝達部材の固有振動周波数とほ
ぼ等しい周波数の振動が生じているときに、該振動の節
が位置する前記振動板上の点の付近に端部が接続され、
この接続箇所を介して前記振動板の圧電素子に前記駆動
回路からの駆動信号を伝える導線とを具備することを特
徴とする圧電アクチュエータ。12. A vibrating plate having a piezoelectric element attached to an elastic plate, and a plate-shaped member having at least one end being a movable end, wherein the movable end receives a pressure from the vibrating plate on a side portion. A driving force transmitting member that drives a driven object, a driving circuit that generates a driving signal that causes the piezoelectric element to generate vibration having a frequency substantially equal to a natural vibration frequency of the driving force transmitting member, and a driving force that is applied to the diaphragm. When vibration of a frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the transmission member is occurring, the end is connected to a point on the diaphragm where the node of the vibration is located,
And a conducting wire for transmitting a drive signal from the drive circuit to the piezoelectric element of the diaphragm via the connection portion.
動板と、 少なくとも一端が可動端である板状の部材であって、前
記振動板からの圧力を側部に受けて、前記可動端により
駆動対象を駆動する駆動力伝達部材と、 前記駆動力伝達部材の固有振動周波数とほぼ等しい周波
数の振動を前記圧電素子に発生させる駆動信号を発生す
る駆動回路と、 前記振動板に前記駆動力伝達部材の固有振動周波数とほ
ぼ等しい周波数の振動が生じているときに、該振動の節
が位置する前記振動板上の点の付近に一端が接続された
導電性の弾性部材と、 前記弾性部材の他端と前記駆動回路における前記駆動信
号の出力端とを結ぶ導線とを具備することを特徴とする
圧電アクチュエータ。13. A vibrating plate having a piezoelectric element adhered to an elastic plate, and a plate-shaped member having at least one end being a movable end, wherein the movable end receives a pressure from the vibrating plate on a side portion. A driving force transmitting member that drives a driven object, a driving circuit that generates a driving signal that causes the piezoelectric element to generate vibration having a frequency substantially equal to a natural vibration frequency of the driving force transmitting member, and a driving force that is applied to the diaphragm. A conductive elastic member having one end connected near a point on the diaphragm where the node of the vibration is located when vibration having a frequency substantially equal to the natural vibration frequency of the transmission member is generated; And a lead wire connecting the other end of the drive circuit and the output end of the drive signal in the drive circuit.
とし、他端を固定端とし、前記固定端近傍に他よりも幅
が狭くなった括れ部を有することを特徴とする請求項１
２または１３に記載の圧電アクチュエータ。14. The driving force transmitting member according to claim 1, wherein one end of the driving force transmitting member is a movable end, the other end is a fixed end, and a narrowed portion near the fixed end is narrower than the other end.
14. The piezoelectric actuator according to 2 or 13.
前記固定部近傍に他よりも幅が狭くなった括れ部を有す
ることを特徴とする請求項１２または１３に記載の圧電
アクチュエータ。15. The vibration plate has a fixed portion on a side portion,
14. The piezoelectric actuator according to claim 12, further comprising a constricted portion having a width smaller than that of the other portion near the fixed portion.
構成されていることを特徴とする請求項１３から１５の
いずれか１の請求項に記載の圧電アクチュエータ。16. The piezoelectric actuator according to claim 13, wherein the elastic member is made of a conductive rubber.
れていることを特徴とする請求項１３から１５のいずれ
か１の請求項に記載の圧電アクチュエータ。17. The piezoelectric actuator according to claim 13, wherein the elastic member is constituted by a spring.
盤との間に、請求項１から１７のいずれか１の請求項に
記載の圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータ
によって回転駆動されるカレンダ表示車とを有するカレ
ンダ表示機構を設けたことを特徴とする時計。18. A piezoelectric actuator according to any one of claims 1 to 17, between a movement for rotating a hand and a dial, and a calendar display wheel rotationally driven by the piezoelectric actuator. A timepiece provided with a calendar display mechanism having the following.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10363545A JP2000188884A (en) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Piezoelectric actuator and timepiece |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10363545A JP2000188884A (en) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Piezoelectric actuator and timepiece |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000188884A true JP2000188884A (en) | 2000-07-04 |
Family
ID=18479582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10363545A Pending JP2000188884A (en) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Piezoelectric actuator and timepiece |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000188884A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003075446A1 (en) * | 2002-03-01 | 2003-09-12 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric actuator, and timepiece and portable unit with piezoelectric actuator |
| JP2007267538A (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Fujinon Corp | Drive unit |
-
1998
- 1998-12-21 JP JP10363545A patent/JP2000188884A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003075446A1 (en) * | 2002-03-01 | 2003-09-12 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric actuator, and timepiece and portable unit with piezoelectric actuator |
| US6909222B2 (en) | 2002-03-01 | 2005-06-21 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric actuator, and timepiece and portable equipment having the same |
| EP1923987A2 (en) | 2002-03-01 | 2008-05-21 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric actuator, and timepiece as well as portable apparatus equipped with the same |
| EP1923987A3 (en) * | 2002-03-01 | 2008-08-27 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric actuator, and timepiece as well as portable apparatus equipped with the same |
| JP2007267538A (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Fujinon Corp | Drive unit |
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