JP2003009554A - Piezoelectric actuator, timepiece, and small-sized equipment - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanism for intermittently driving a piezoelectric actuator, which can be reduced suitably in thickness. SOLUTION: When a rotor 20 is rotated by means of a stator 10 by pressing the end section 14 of the stator 10 against the step (groove) 23 of the rotor 20, the rotor 20 follows up the step (groove) 23 and the stator 10 moves in a direction perpendicular to the sending direction of the rotor 20. The piezoelectric actuator can be driven intermittently in accordance with the rotational angle or number of revolutions of the rotor 20 by providing a contactor 30 which is repetitively brought into contact and separated from the side face of the rotor 20 as the stator 10 moves and electrically detecting the contacting state of the contactor 30.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、面内方向の振動を
利用した圧電アクチュエータ、この圧電アクチュエータ
を用いた時計及び小型機器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 that utilizes in-plane vibration, a timepiece using the piezoelectric actuator, and a small device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】圧電素子は、電機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、圧電素子を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などの分野に応用さ
れている。2. Description of the Related Art Piezoelectric elements are excellent in conversion efficiency from electric machine energy to mechanical energy and responsiveness. Therefore, in recent years, various piezoelectric actuators utilizing the piezoelectric effect of piezoelectric elements have been developed. This piezoelectric actuator is applied to fields such as a shutter mechanism of a camera, an inkjet head of a printer, and an ultrasonic motor.

【０００３】図１０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平面図である。この種の
超音波モータは、突っつき型と呼ばれるものであって、
圧電素子に結合した振動片の先端に、ロータの側面を少
し傾斜させて接触させてある。回転の原理は、発振部か
らの交流電圧によって圧電素子が伸縮し、振動片が長さ
方向に往復運動すると、ロータの円周方向に分力が発生
してロータが回転するといったものである。FIG. 10 is a plan view schematically showing an ultrasonic motor using a conventional piezoelectric actuator. This kind of ultrasonic motor is called a thrust type,
The side surface of the rotor is slightly inclined and brought into contact with the tip of the resonator element coupled to the piezoelectric element. The principle of rotation is that when the piezoelectric element expands and contracts due to the AC voltage from the oscillating portion and the vibrating piece reciprocates in the length direction, a component force is generated in the circumferential direction of the rotor to rotate the rotor.

【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、小型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 come to be used in small devices, and recently, it is 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から、薄型であることが望まれる。
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。First, the wristwatch is worn by the user on his / her wrist and is therefore desired to be thin.
In order to make this wristwatch thinner, it is necessary to make the calendar display mechanism inside the wristwatch thinner.

【０００６】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
に構成して、日や曜の表示を順次切り替えるようにした
ものが一般的である。Here, the existing calendar display mechanism is configured to intermittently transmit the rotational driving force of the electromagnetic step motor to the date indicator through the train wheel for hand movement, and drive the date indicator. In general, the display of the day and the day of the week are sequentially switched.

【０００７】しかしながら、このステップモータは、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。従って、上述したカレンダ表示機構の
薄型化の要求に応えることは困難である。However, since this step motor is constructed by combining various parts such as a coil and a rotor in the thickness direction of the wristwatch, there is a limit in reducing the thickness. Therefore, it is difficult to meet the above-mentioned demand for thinning of the calendar display mechanism.

【０００８】また、腕時計の中にはカレンダ表示機構の
ある製品と、これがない製品とがあるが、生産性を向上
させるために、これらの両製品間で運針用の機械系（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なうためには、カレ
ンダ表示機構を文字板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
字板側に構成し得る様な薄型のカレンダ表示機構を構成
することが困難である。Some wristwatches have a calendar display mechanism and some do not have a calendar display mechanism. In order to improve productivity, a mechanical system for hand movement (so-called movement) is provided between these two products. It is considered to be common. In order to standardize this movement, it is necessary to arrange the calendar display 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.

【０００９】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、この駆動手
段として圧電アクチュエータに期待が集まったのであ
る。しかしながら、この様な期待に応え得る薄型の圧電
アクチュエータはこれまで提供されていない。これは次
のような理由によるものである。For the above reasons, there is a demand for a thin drive means to replace the step motor, and the piezoelectric actuator has been expected as the drive means. However, a thin piezoelectric actuator that can meet such expectations has not been provided so far. This is due to the following reasons.

【００１０】上述した超音波モータに用いられる圧電ア
クチュエータの場合、日車をある一定角度だけ回転させ
るには、ロータの回転角度を検出し、それを制御する機
構が必要である。もしくは、回転角度を検出せずとも、
ロータを間欠駆動させる機構が必要となる。In the case of the piezoelectric actuator used in the ultrasonic motor described above, in order to rotate the date dial by a certain angle, a mechanism for detecting the rotation angle of the rotor and controlling it is necessary. Or even without detecting the rotation angle,
A mechanism for intermittently driving the rotor is required.

【００１１】本発明は、このような背景の下になされた
ものであり、ロータの回転角度の検出、または間欠駆動
が可能な、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、小型機器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, which can detect a rotation angle of a rotor or can be intermittently driven, a timepiece using the same, and a small device. Is intended to provide.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の圧電アクチュエータは、面内方向に移動可
能な接触面を持つ移動体と、該移動体の前記接触面と接
触する端部と、該端部から伸びる弾性板に板状の圧電素
子を貼り合わせた振動板からなる圧電アクチュエータを
有し、発振部からの交流電圧によって圧電素子が伸縮
し、前記端部が長さ方向に往復運動することにより、前
記移動体の移動方向に分力が発生して前記端部が前記移
動体を送る際において、前記移動体と前記端部の接触点
が送り方向に対し、前記接触面内に垂直方向に移動する
ことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a piezoelectric actuator of the present invention comprises a movable body having a contact surface movable in an in-plane direction, and an end portion of the movable body which comes into contact with the contact surface. And a piezoelectric actuator composed of a vibrating plate in which a plate-shaped piezoelectric element is attached to an elastic plate extending from the end, and the piezoelectric element expands and contracts due to an AC voltage from the oscillating portion, and the end is lengthwise. By the reciprocating motion, when a component force is generated in the moving direction of the moving body and the end portion sends the moving body, the contact point between the moving body and the end portion is the contact surface with respect to the feeding direction. It is characterized by moving in the vertical direction.

【００１３】また、本発明の圧電アクチュエータは、前
記振動体の端部が接触する前記移動体の接触面に前記振
動体の端部の振幅よりも大きな段差を有することを特徴
とする。Further, the piezoelectric actuator of the present invention is characterized in that the contact surface of the moving body with which the end of the vibrating body contacts has a step greater than the amplitude of the end of the vibrating body.

【００１４】また、本発明の圧電アクチュエータは、前
記接触点が前記移動体の接触面の段差部分の側面に沿っ
て、送り方向に対して前記接触面内に垂直方向に移動す
ることを特徴とする。Further, in the piezoelectric actuator of the present invention, the contact point moves along the side surface of the step portion of the contact surface of the movable body in a direction perpendicular to the feed direction in the contact surface. To do.

【００１５】また、本発明の圧電アクチュエータは、前
記移動体を面内方向に回転可能に指示された円筒面を有
する回転体とし、前記振動板の端部とこの回転体の外周
面が接触することを特徴とする。Further, in the piezoelectric actuator of the present invention, the moving body is a rotating body having a cylindrical surface designated to be rotatable in an in-plane direction, and an end portion of the vibrating plate is in contact with an outer peripheral surface of the rotating body. It is characterized by

【００１６】また、本発明の圧電アクチュエータは、前
記回転体とその軸を支える軸受の間に間隔を設けること
で、前記回転体が送り方向に対して前記接触面内に垂直
方向に移動することができることを特徴とする。Further, in the piezoelectric actuator of the present invention, a space is provided between the rotating body and a bearing that supports the shaft of the rotating body, so that the rotating body can move in the contact surface in a direction perpendicular to the feed direction. It is characterized by being able to.

【００１７】また、本発明の圧電アクチュエータは、前
記移動体を面内方向に移動可能な平面を持つ平行移動体
し、前記振動板の端部とこの平行移動体の平面が接触す
ることを特徴とする。Further, the piezoelectric actuator of the present invention is characterized in that the moving body is a parallel moving body having a plane capable of moving in an in-plane direction, and an end portion of the vibrating plate is in contact with the plane of the parallel moving body. And

【００１８】また、本発明の圧電アクチュエータは、前
記平行移動体が送り方向に対して前記接触面内に垂直方
向に移動することができることを特徴とする。Further, the piezoelectric actuator of the present invention is characterized in that the parallel moving body can move in a direction perpendicular to the feed direction in the contact surface.

【００１９】また、本発明の圧電アクチュエータは、前
記振動板を支持する支持部が弾性変形することで、前記
振動板の端部が、送り方向に対して前記回転体または前
記平行移動体の前記接触面内に垂直方向に移動すること
を特徴とする。Further, in the piezoelectric actuator of the present invention, the end portion of the vibrating plate is elastically deformed by the supporting portion that supports the vibrating plate so that the end of the vibrating plate is the rotating body or the parallel moving body in the feed direction. It is characterized in that it moves vertically within the contact surface.

【００２０】また、本発明の圧電アクチュエータは、前
記回転体または前記平行移動体が送り方向に対し、前記
接触面内に垂直方向に移動した時、前記回転体または前
記平行移動体が接触子と接触することで、回転角度また
は移動距離を検出できることを特徴とする。Further, in the piezoelectric actuator of the present invention, when the rotating body or the parallel moving body moves in a direction perpendicular to the feed direction in the contact surface, the rotating body or the parallel moving body acts as a contactor. It is characterized in that the rotation angle or the movement distance can be detected by making contact.

【００２１】また、本発明の圧電アクチュエータは、前
記振動板が送り方向に対し、前記接触面内に垂直方向に
移動した時、前記振動体が接触子と接触することで、回
転角度または移動距離を検出できることを特徴とする。Further, in the piezoelectric actuator of the present invention, when the vibrating plate moves in a direction perpendicular to the feed direction in the contact surface, the vibrating body comes into contact with the contactor to thereby cause a rotation angle or a moving distance. Is characterized by being able to detect.

【００２２】また、本発明の圧電アクチュエータは、前
記振動板の先端が前記移動体の接触面の段差に沿って特
定の回転数または特定距離だけ移動すると、前記移動体
の接触面の段差部分の壁に、前記振動板の端部が衝突
し、停止することを特徴とする。この場合、回転または
距離を検出せずとも、この機構を繰り返すことで間欠駆
動ができるようになる。Further, in the piezoelectric actuator of the present invention, when the tip of the vibrating plate moves along the step of the contact surface of the moving body by a specific number of revolutions or by a specific distance, the step portion of the contact surface of the moving body moves. The end of the diaphragm collides with the wall and stops. In this case, intermittent driving can be performed by repeating this mechanism without detecting rotation or distance.

【００２３】本発明の時計は、前記圧電アクチュエータ
と、この圧電アクチュエータに電力を給電する電池と、
直流電圧を交流電圧に変換させる回路と、前記回転体と
連動する輪列と、この輪列と連動して回転するリング上
のカレンダ表示車とを備えることを特徴とする。カレン
ダ表示車としては日車のほかに曜車等がある。この圧電
アクチュエータは、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。The timepiece of the present invention comprises the piezoelectric actuator, a battery for supplying electric power to the piezoelectric actuator,
A circuit for converting a DC voltage into an AC voltage, a train wheel that interlocks with the rotating body, and a calendar display wheel on a ring that rotates in conjunction with the train wheel are provided. Calendar display vehicles include day wheels in addition to day wheels. Since this piezoelectric actuator has a structure suitable for thinning, the entire timepiece can be thinned.

【００２４】本発明の小型機器は、前記圧電アクチュエ
ータと、この圧電アクチュエータに電力を給電する電池
と、直流電圧を交流電圧に変換させる回路とを備えたこ
とを特徴とする。この場合、圧電アクチュエータはエネ
ルギー効率が極めて良いので、長時間の連続使用が可能
となる。なお、電池は、乾電池、水銀電池等の一次電池
の他に大容量のコンデンサ、リチウムイオン二次電池、
Ｎｉ−Ｃｄ等の蓄電能力のある二次電池であってもよ
い。A small-sized device of the present invention is characterized by including the piezoelectric actuator, a battery for supplying electric power to the piezoelectric actuator, and a circuit for converting a DC voltage into an AC voltage. In this case, since the piezoelectric actuator is extremely energy efficient, it can be used continuously for a long time. The batteries include primary batteries such as dry batteries and mercury batteries, large-capacity capacitors, lithium-ion secondary batteries,
It may be a secondary battery having a storage capacity such as Ni-Cd.

【００２５】[0025]

【発明の実施の形態】１．第１実施形態 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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION 1. First Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Such an embodiment shows one aspect of the present invention, does not limit the present invention, and can be arbitrarily modified within the scope of the present invention.

【００２６】１−１．全体構成 図１は、圧電アクチュエータの平面図であり、図２はそ
の上面図である。この圧電アクチュエータＡは、図示す
るように、板状のステータ１０、ロータ２０から概略構
成されており、地板１の上に取り付けられている。1-1. Overall Configuration FIG. 1 is a plan view of a piezoelectric actuator, and FIG. 2 is a top view thereof. As shown in the figure, the piezoelectric actuator A is roughly composed of a plate-shaped stator 10 and a rotor 20, and is mounted on the main plate 1.

【００２７】まず、ステータ１０の振動板１１は、シム
部１３に圧電素子１２ａ，１２ｂを上下面に各々張り合
わせたサンドイッチ構造をしている。シム部１３は、例
えば、リン青銅等の薄板で構成され、弾性板として作用
する。このようなサンドイッチ構造をとることにより、
振動板１１の強度を向上させることができる。従って、
この圧電アクチュエータＡを駆動装置として用いた時計
等の小型機器にあっては、小型機器を落下した際にかか
る大きな衝撃に対して耐久性を高めることができる。な
お、圧電素子１２ａ，１２ｂの材料としては、水晶、ニ
オブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタ
ニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、チタン酸ジルコン
酸鉛、亜鉛酸ニオブ酸鉛、スカンジニオブ酸鉛等の各種
のものを用いることができる。First, the vibrating plate 11 of the stator 10 has a sandwich structure in which the shim portions 13 and the piezoelectric elements 12a and 12b are attached to the upper and lower surfaces thereof, respectively. The shim portion 13 is made of, for example, a thin plate such as phosphor bronze and acts as an elastic plate. By taking such a sandwich structure,
The strength of the diaphragm 11 can be improved. Therefore,
In a small device such as a watch using the piezoelectric actuator A as a driving device, it is possible to improve durability against a large impact applied when the small device is dropped. Examples of the material of the piezoelectric elements 12a and 12b are quartz, lithium niobate, barium titanate, lead titanate, lead metaniobate, polyvinylidene fluoride, lead zirconate titanate, lead niobate zincate, lead scandiniobate, and the like. Various types of can be used.

【００２８】次に、ステータ１０の端部１４は、振動板
１１であるシム部１３から伸びている。よって、振動板
１１が振動すると、端部１４は加振され、そこには面内
方向（図１において紙面に平行な方向）の屈曲振動が励
起される。また、固定部１６には、貫通孔１７が設けら
れており、そこにネジで地板１に固着されている。ま
た、ステータ１０の端部１４はロータ２０の外周面に押
しつけられている。また、支持部１５は弾性変形するた
め、端部１４はロータ２０の外周面内を、ステータ１０
がロータ２０を送る方向に対して、垂直方向に移動でき
るようになっている。Next, the end portion 14 of the stator 10 extends from the shim portion 13 which is the diaphragm 11. Therefore, when the diaphragm 11 vibrates, the end portion 14 is vibrated, and bending vibration in the in-plane direction (the direction parallel to the paper surface in FIG. 1) is excited therein. Further, the fixing portion 16 is provided with a through hole 17, which is fixed to the main plate 1 with a screw. Further, the end portion 14 of the stator 10 is pressed against the outer peripheral surface of the rotor 20. Further, since the support portion 15 is elastically deformed, the end portion 14 moves inside the outer peripheral surface of the rotor 20 so that
Can move in a direction perpendicular to the direction in which the rotor 20 is fed.

【００２９】次に、ロータ２０は、その中心にシャフト
２２を備えており、シャフト２２は、地板１に設けられ
た軸受け（図示せず）によって軸支されている。したが
って、ロータ２０は、回転自在に地板１に軸支されてい
る。また、ロータ２０は、ステータ１０の端部１４と接
触する接触面２１に、ステータ１０の端部１４を誘導す
る段差２３が付けられている。なお、この段差２３を利
用した機構については、後で詳細に説明する。Next, the rotor 20 is provided with a shaft 22 in the center thereof, and the shaft 22 is supported by a bearing (not shown) provided on the main plate 1. Therefore, the rotor 20 is rotatably supported by the main plate 1. Further, in the rotor 20, a contact surface 21 that contacts the end portion 14 of the stator 10 is provided with a step 23 that guides the end portion 14 of the stator 10. The mechanism using the step 23 will be described later in detail.

【００３０】１−２．基本駆動特性 図３は駆動回路１００と圧電素子１２ａ，１２ｂとの接
続状態を示す図である。図に示すようにシム部１３は圧
電素子１２ａ，１２ｂの共通電極として作用し、そこに
は駆動回路１００からの接地電位ＧＮＤが給電され、圧
電素子１２ａおよび圧電素子１２ｂには駆動信号Ｖが給
電されるようになっている。一般に、圧電素子に印加す
る電界の方向と変位方向（歪み方向）とが一致する場合
を縦効果、電界の方向と変位方向とが直交する場合を横
効果というが、この例では横効果を利用して振動板１１
を振動させている。圧電素子１２ａと圧電素子１２ｂと
の分極方向は、図中の矢印で示すように両者が逆向きに
なるように設定する。このため、駆動信号Ｖが印加され
ると、一方の圧電素子が長手方向に伸びたとき、他方の
圧電素子も長手方向に伸びる。圧電素子１２ａ，１２ｂ
各々に電圧が加わるため駆動回路の電圧を有効に使用で
きる。1-2. Basic Driving Characteristics FIG. 3 is a diagram showing a connection state between the driving circuit 100 and the piezoelectric elements 12a and 12b. As shown in the figure, the shim portion 13 acts as a common electrode of the piezoelectric elements 12a and 12b, to which the ground potential GND from the driving circuit 100 is fed, and to the piezoelectric elements 12a and 12b, the driving signal V is fed. It is supposed to be done. Generally, when the direction of the electric field applied to the piezoelectric element and the displacement direction (distortion direction) are the same, the vertical effect is used, and when the direction of the electric field and the displacement direction are orthogonal, the horizontal effect is used. In this example, the horizontal effect is used. Then the diaphragm 11
Is vibrating. The polarization directions of the piezoelectric element 12a and the piezoelectric element 12b are set so that they are opposite to each other as indicated by the arrow in the figure. Therefore, when the drive signal V is applied, when one piezoelectric element extends in the longitudinal direction, the other piezoelectric element also extends in the longitudinal direction. Piezoelectric elements 12a, 12b
Since a voltage is applied to each, the voltage of the drive circuit can be effectively used.

【００３１】この図に示す結線はパラレル接続と呼ばれ
る。パラレル接続では、低電圧駆動で大きな変位を得る
ことが出来る。このため、時計など電池で駆動させる小
型機器への応用に適している。The connections shown in this figure are called parallel connections. In parallel connection, a large displacement can be obtained with low voltage driving. Therefore, it is suitable for application to battery-driven small devices such as watches.

【００３２】駆動回路１００としては、他励式のものと
自励式のものがある。まず、図４（ａ）に他励式の駆動
回路のブロック図を示す。他励式のものは、発振回路１
０１から出力される発振信号を周波数変換回路１０２で
所望の発振周波数に変換して駆動信号Ｖを生成する。こ
の場合、発振回路１０１を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１０２に分周回路を用いることにより、構成を簡易に
することができる。The drive circuit 100 includes a separately excited type and a self excited type. First, FIG. 4A shows a block diagram of a separately excited drive circuit. The separately excited type is the oscillator circuit 1.
The oscillation signal output from 01 is converted into a desired oscillation frequency by the frequency conversion circuit 102 to generate the drive signal V. In this case, the configuration can be simplified by using the oscillation circuit 101 also as the crystal oscillation circuit in the timepiece circuit for driving the hands and by using the frequency dividing circuit 102 as the frequency dividing circuit.

【００３３】次に、図４（ｂ）に自励式の駆動回路のブ
ロック図を示す。同図に示す自励式のものは、コルピッ
ツ型の発振回路１に対してフィルタ１０４を設け、所定
の周波数の信号のみを正帰還させることにより圧電素子
１２ａ，１２ｂに駆動信号Ｖを印加する。Next, FIG. 4B shows a block diagram of a self-excited drive circuit. In the self-excited type shown in the figure, a filter 104 is provided for the Colpitts type oscillation circuit 1 and only the signal of a predetermined frequency is positively fed back to apply the drive signal V to the piezoelectric elements 12a and 12b.

【００３４】図１において、圧電素子１２ａ（１２ｂ）
に駆動信号Ｖが印加されると、振動板１１は長軸方向に
振動する。すると、ステータ１０の端部１４はロータ２
０に付勢されているから、端部１４が面内方向に屈曲振
動すると、ロータ２０の接触面２１は、端部１４によっ
て叩かれる。これにより、ロータ２０に周方向の力が加
わり、ロータ２０は時計周り方向に回転する。In FIG. 1, the piezoelectric element 12a (12b)
When the drive signal V is applied to the diaphragm 11, the diaphragm 11 vibrates in the major axis direction. Then, the end portion 14 of the stator 10 is connected to the rotor 2
Since the end portion 14 is urged to 0, the contact surface 21 of the rotor 20 is hit by the end portion 14 when the end portion 14 bends and vibrates in the in-plane direction. As a result, a circumferential force is applied to the rotor 20 and the rotor 20 rotates clockwise.

【００３５】１−３．アクチュエータの間欠駆動 アクチュエータを間欠駆動させる方法として、一回転に
所定の回数だけアクチュエータの一部を導体に接触させ
ることで検出し、駆動回路で制御して間欠駆動させる方
法と、アクチュエータが所定の回数回転した後、停止す
る機構を繰り返すことで間欠駆動させる方法がある。1-3. Intermittent drive of the actuator The method of intermittently driving the actuator is to detect it by touching a part of the actuator with a conductor a predetermined number of times per revolution, and control the drive circuit to drive the actuator intermittently. There is a method of intermittently driving by repeating a mechanism of stopping after rotating.

【００３６】まず、図５（ａ）にロータ２０に段差
（溝）２３を入れることで、ステータ１０とロータ２０
の位置が、送り方向に対して接触面内に垂直方向に移動
するアクチュエータの図を示す。アクチュエータが駆動
すると、ステータ１０の端部１４はロータ２０に入った
段差（溝）２３に沿って駆動する。その時、ステータ１
０もしくはロータ２０のどちらか一方を送り方向に対し
て、接触面内に垂直方向に不可動とし、他方を可動にす
ると、可動部はロータ２０の段差（溝）２３に対応し
て、送り方向に対して、接触面内に垂直方向に移動す
る。その移動によって、可動部に接触、非接触を繰り返
す位置に導体の接触子３０を配置する。可動部には所定
の電圧が印加されており、接触子３０に接触すると、そ
の電圧が接触子３０にも印加される。したがって、接触
子３０の電圧を検出することによって、回転状態を検出
することができる。この機構によって、駆動回路で制御
して間欠駆動ができるようになる。また、図５（ａ）の
段差（溝）２３は、１回転に１回検出、（ｂ）は１回転
に２回検出するロータの例である。First, a step (groove) 23 is formed in the rotor 20 as shown in FIG.
Shows a diagram of an actuator whose position moves in the direction perpendicular to the feed plane with respect to the feed direction. When the actuator is driven, the end portion 14 of the stator 10 is driven along the step (groove) 23 that has entered the rotor 20. At that time, stator 1
When either 0 or the rotor 20 is made immovable in the vertical direction within the contact surface with respect to the feed direction and the other is made movable, the movable portion corresponds to the step (groove) 23 of the rotor 20 in the feed direction. To move vertically in the contact plane. Due to the movement, the conductor contact 30 is arranged at a position where contact and non-contact with the movable portion are repeated. A predetermined voltage is applied to the movable portion, and when the contact 30 is contacted, the voltage is also applied to the contact 30. Therefore, the rotation state can be detected by detecting the voltage of the contact 30. With this mechanism, it becomes possible to perform intermittent driving under the control of the drive circuit. Further, the step (groove) 23 in FIG. 5A is an example of a rotor that detects once per revolution, and FIG. 5B is an example of a rotor that detects twice per revolution.

【００３７】次に、図６（ａ）に１回転すると停止する
ロータを示す。このロータ２０にも図５のロータ２０と
同様に段差（溝）２３があり、その段差（溝）２３に沿
ってステータ１０の端部１４が駆動し、１回転したとこ
ろで端部１４がロータ２０の段差部分の壁２４に衝突
し、回転が止まる機構である。これに外力を加え、ステ
ータ１０の端部１４を始点に戻すことで、間欠駆動す
る。図６（ｂ）は、所定の回転角度を変えたロータ２０
の図である。また、図６（ｃ）はロータ２０の側面図で
ある。Next, FIG. 6 (a) shows a rotor which stops when it makes one revolution. This rotor 20 also has a step (groove) 23 similarly to the rotor 20 of FIG. 5, and the end portion 14 of the stator 10 is driven along the step (groove) 23, and when the rotor 14 makes one rotation, the end portion 14 is moved to the rotor 20. It is a mechanism that stops the rotation by colliding with the wall 24 at the stepped portion of. An external force is applied to this to return the end portion 14 of the stator 10 to the starting point, thereby performing intermittent driving. FIG. 6B shows a rotor 20 with a predetermined rotation angle changed.
FIG. Further, FIG. 6C is a side view of the rotor 20.

【００３８】２．第２実施形態 次に、第２実施形態は、第１実施形態で説明したアクチ
ュエータを組み込んだ時計に関するものである。2. Second Embodiment Next, a second embodiment relates to a timepiece incorporating the actuator described in the first embodiment.

【００３９】２−１．全体構成 図７は、本発明の第２実施形態に係る時計において、圧
電アクチュエータを組み込んだカレンダ表示機構の主要
構成を示す平面図である。2-1. Overall Configuration FIG. 7 is a plan view showing the main configuration of a calendar display mechanism incorporating a piezoelectric actuator in a timepiece according to a second embodiment of the present invention.

【００４０】この例の圧電アクチュエータＡは、ロータ
２０の上面にロータ２０に同心を成すように固着され外
周面に歯が形成された小径部２５を備える点を除いて、
第１実施形態で説明したものと同様に構成されている。The piezoelectric actuator A of this example is provided with a small diameter portion 25 fixed to the upper surface of the rotor 20 so as to be concentric with the rotor 20 and having teeth formed on the outer peripheral surface thereof.
The configuration is similar to that described in the first embodiment.

【００４１】次に、カレンダ表示機構は、圧電アクチュ
エータＡと連結しており、その駆動力によって駆動され
る。カレンダ表示機構の主要部は、ロータ２０の回転を
減速する減速輪列とリング状の日車６０から大略構成さ
れている。また、減速輪列は日回し中間車４０と日回し
車５０とを備えている。ここで、ステータ１０は、静止
状態において適度な加圧力でロータ２０に押しつけられ
ている。したがって、ステータ１０が面内方向に屈曲振
動すると、端部１４が振動し、ロータ２０が時計周り方
向に回転する。ロータ２０の回転は、日回し中間車４０
を介して日回し車５０に伝達され、この日回し車５０が
日車６０を時計回り方向に回転させる。このように、ス
テータ１０からロータ２０、ロータ２０から減速輪列、
減速輪列から日車６０への力の伝達は、いずれも面内方
向で行なわれる。このため、カレンダ表示機構を薄型化
することができる。Next, the calendar display mechanism is connected to the piezoelectric actuator A and is driven by its driving force. The main part of the calendar display mechanism is roughly composed of a reduction gear train that reduces the rotation of the rotor 20 and a ring-shaped date wheel 60. Further, the reduction gear train includes a date driving intermediate wheel 40 and a date driving wheel 50. Here, the stator 10 is pressed against the rotor 20 with an appropriate pressing force in a stationary state. Therefore, when the stator 10 flexurally vibrates in the in-plane direction, the end portion 14 vibrates and the rotor 20 rotates in the clockwise direction. Rotation of the rotor 20 is made by rotating the intermediate wheel 40
Is transmitted to the date indicator driving wheel 50 through the, and the date indicator driving wheel 50 rotates the date indicator 60 in the clockwise direction. In this way, the stator 10 to the rotor 20, the rotor 20 to the reduction gear train,
The transmission of force from the reduction gear train to the date indicator 60 is performed in the in-plane direction. Therefore, the calendar display mechanism can be thinned.

【００４２】図８は本発明の第２実施形態に係る時計の
断面図である。図において、斜線部分に、上述した圧電
アクチュエータＡを備えたカレンダ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。カレン
ダ表示機構の上側には、円板状の文字板７０が設けられ
ている。この文字板７０の外周部の一部には日付を表示
するための窓部７１が設けられており、窓部７１から日
車６０の日付が覗けるようになっている。また、文字板
７０の下側には、針７２を駆動するムーブメント７３、
および駆動回路１００（図示せず）が設けられている。FIG. 8 is a sectional view of a timepiece according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the calendar mechanism including the above-mentioned piezoelectric actuator A is incorporated in the shaded portion, and the thickness thereof is extremely thin, about 0.5 mm. A disc-shaped dial 70 is provided on the upper side of the calendar display mechanism. A window portion 71 for displaying the date is provided in a part of the outer peripheral portion of the dial 70, and the date of the date indicator 60 can be seen through the window portion 71. On the lower side of the dial 70, a movement 73 that drives a needle 72,
And a drive circuit 100 (not shown).

【００４３】以上の構成において、圧電アクチュエータ
Ａは、従来のステップモータのようにコイルやロータを
面外方向に積み重ねるのではなく、同一平面内に振動板
１１、ステータ１０およびロータ２０を配置した構成と
なっている。このため、構造的に薄型化に適している。
このため、カレンダ表示機構を薄型化することができ、
ひいては時計全体の厚さを薄くすることができる。さら
に、カレンダ表示機構のある時計と、係る表示機構のな
い時計との間でムーブメント７３を共通化することがで
き、生産性を向上させることができる。In the above structure, the piezoelectric actuator A does not have coils and rotors stacked in the out-of-plane direction as in the conventional step motor, but has the diaphragm 11, the stator 10 and the rotor 20 arranged in the same plane. Has become. Therefore, it is structurally suitable for thinning.
Therefore, the calendar display mechanism can be thinned,
As a result, the thickness of the entire watch can be reduced. Further, the movement 73 can be shared between the timepiece having the calendar display mechanism and the timepiece having no such display mechanism, and the productivity can be improved.

【００４４】２−２．カレンダ表示機構 次に、カレンダ表示機構の構成と動作について、駆動方
法別に説明する。2-2. Calendar Display Mechanism Next, the configuration and operation of the calendar display mechanism will be described for each driving method.

【００４５】２−２−１（ａ）．カレンダ表示機構の構
成（１） カレンダ表示機構の構成を、図７およびその断面図であ
る図８を参照しつつ説明する。図において、地板１は各
部品を配置するため底板である。ロータ２０と日車６０
を仲介する日回し中間車４０は、地板１に形成された軸
受４２に日回し中間車４０のシャフト４１が軸支されて
いるので、日回し中間車４０は、地板１に対して回動自
在に設けられている。2-2-1 (a). Configuration of Calendar Display Mechanism (1) The configuration of the calendar display mechanism will be described with reference to FIG. 7 and FIG. 8 which is a sectional view thereof. In the figure, a base plate 1 is a bottom plate for arranging each component. Rotor 20 and date wheel 60
The intermediate date driving intermediate wheel 40 which mediates between is rotatably movable with respect to the main plate 1 because the shaft 41 of the intermediate date driving intermediate wheel 40 is pivotally supported by the bearing 42 formed on the main plate 1. It is provided in.

【００４６】次に、日車６０は、リング状の形状をして
おり、その内周面に内歯車６１が形成されている。日回
し車５０は、内歯車６１に噛合している五歯の歯車５１
と、これと同心の日回し中間車５０に噛合している歯車
５２から構成されている。また、日回し車の中心にはシ
ャフト５３が設けられており、これが地板１に形成され
た軸受５４に回動自在に軸支されている。次に、ロータ
部０は溝の入ったロータ２０と、これと同心を成すよう
に固着された日回し中間車と噛合する小径部２５から構
成されている。また、ロータ部０の中心にはシャフト２
２が設けられており、これが地板１に形成された軸受２
６に回動自在に軸支されている。Next, the date dial 60 has a ring shape, and an internal gear 61 is formed on the inner peripheral surface thereof. The date indicator driving wheel 50 has a five-toothed gear 51 meshing with an internal gear 61.
And a gear 52 concentric with the date driving intermediate wheel 50. A shaft 53 is provided at the center of the date driving wheel, and the shaft 53 is rotatably supported by a bearing 54 formed on the main plate 1. Next, the rotor portion 0 is composed of a grooved rotor 20 and a small diameter portion 25 that is fixed so as to be concentric with the groove 20 and that meshes with the date driving intermediate wheel. Further, the shaft 2 is provided at the center of the rotor unit 0.
2 is provided, which is a bearing 2 formed on the main plate 1.
It is rotatably supported on the shaft 6.

【００４７】次に、接触子３０は、ロータ２０の側面に
配置され、ロータ２０が回転方向に対して垂直方向に動
く際に、ロータ２０に近づくと接触し、遠ざかると離れ
るようにする。この動作をロータ２０が１回転するにつ
き１回行なうようにロータに溝を入れる。（図５（ａ）
参照）ロータ２０には所定の電圧が印加されており、接
触子３０に接触すると、その電圧が接触子３０にも印加
される。したがって、接触子３０の電圧を検出すること
によって、回転状態を検出することができる。また、日
車６０を１日送るには、ロータを１回転させればよい。Next, the contactor 30 is arranged on the side surface of the rotor 20 so that when the rotor 20 moves in the direction perpendicular to the rotation direction, the contactor 30 comes in contact with the rotor 20 and comes apart from the rotor 20. Grooves are formed in the rotor so that this operation is performed once per one rotation of the rotor 20. (Fig. 5 (a)
A predetermined voltage is applied to the rotor 20, and when the contactor 30 is contacted, the voltage is also applied to the contactor 30. Therefore, the rotation state can be detected by detecting the voltage of the contact 30. Further, in order to feed the date dial 60 one day, the rotor may be rotated once.

【００４８】２−２−１（ｂ）．カレンダ表示機構の動
作（１） カレンダの自動更新動作について図７を参照にしつつ説
明する。各日において午前０時になったことが検出さ
れ、駆動回路１００から駆動信号Ｖが圧電素子１２ａ，
１２ｂに供給される。すると、ステータ１０の端部１４
が面内方向に屈曲振動する。これにより、ロータ２０が
時計回り方向に回転すると、日回し中間車４０が反時計
周り方向に回転を開始する。2-2-1 (b). Operation of Calendar Display Mechanism (1) The automatic updating operation of the calendar will be described with reference to FIG. It is detected that it is midnight on each day, and the drive signal V is output from the drive circuit 100 to the piezoelectric element 12a,
12b. Then, the end portion 14 of the stator 10
Bends and vibrates in the in-plane direction. As a result, when the rotor 20 rotates in the clockwise direction, the date driving intermediate wheel 40 starts rotating in the counterclockwise direction.

【００４９】ここで、駆動回路１００は、ロータ２０と
接触子３０が接触した時に駆動信号Ｖの供給を終了する
ように構成されている。Here, the drive circuit 100 is constructed to terminate the supply of the drive signal V when the rotor 20 and the contact 30 come into contact with each other.

【００５０】ロータ２０が時計回り方向に１回転する
と、日回し中間車４０を仲介して日回し車５０が時計回
り方向に１／５周し、日車６０を時計回り方向に１歯分
（１日分の日付範囲に相当する）だけ回動する。When the rotor 20 makes one revolution in the clockwise direction, the date indicator driving wheel 50 makes 1/5 turns in the clockwise direction via the date indicator driving intermediate wheel 40, and the date indicator 60 is rotated by one tooth in the clockwise direction ( It corresponds to the date range for one day).

【００５１】そして、ロータ２０の側面と接触子３０が
接触することで、駆動信号Ｖの供給が終了し、ステータ
の屈曲振動が停止する。なお、月内の日数が「３１」に
満たない月の最終日においては、上記動作が複数回繰り
返され、暦に基づく正しい日が日車６０によって表示さ
れることになる。Then, the contact of the side surface of the rotor 20 with the contact 30 terminates the supply of the drive signal V and stops the bending vibration of the stator. On the last day of the month in which the number of days in the month is less than “31”, the above operation is repeated a plurality of times, and the correct date based on the calendar is displayed by the date indicator 60.

【００５２】２−２−２（ａ）．カレンダ表示機構の構
成（２） 次に、もう一方のカレンダ表示機構の構成について、前
記ロータ部０以外の構成は前記カレンダ表示機構と同様
である。2-2-2 (a). Configuration of Calendar Display Mechanism (2) Next, regarding the configuration of the other calendar display mechanism, the configuration other than the rotor section 0 is the same as that of the calendar display mechanism.

【００５３】ロータ２０には溝が入っており、ステータ
１０が駆動するとステータ１０の端部１４が溝に沿って
動くようになっている。（図６（ａ）参照）ステータ１
０が駆動しロータ２０が１回転すると、ロータの表面に
できた段差に引っ掛かり停止する。ここで、ステータが
駆動し始める点を始点とし、停止する点を終点とする
と、終点から始点にステータ１０の端部１４を移動させ
るステータ移動装置８０を付けることによって、ロータ
は間欠的に１回転駆動できる。また、ロータ２０が１回
転に要する時間は約３秒とする。The rotor 20 has a groove, and when the stator 10 is driven, the end portion 14 of the stator 10 moves along the groove. (See FIG. 6A) Stator 1
When 0 is driven and the rotor 20 rotates once, the rotor 20 is caught by a step formed on the surface of the rotor and stopped. Here, when the starting point of the stator is the starting point and the stopping point is the ending point, the rotor is intermittently rotated once by attaching a stator moving device 80 that moves the end portion 14 of the stator 10 from the ending point to the starting point. Can be driven. The time required for the rotor 20 to make one rotation is about 3 seconds.

【００５４】２−２−１（ｂ）．カレンダ表示機構の動
作（２） カレンダの自動更新動作について図７を参照にしつつ説
明する。各日において午前０時になったことが検出さ
れ、駆動回路１００から駆動信号Ｖが圧電素子１２ａ，
１２ｂに供給される。すると、前記終点から前記始点に
ステータ移動装置８０が、ステータ１０の端部１４を始
点に移動させ、ステータ１０の端部１４が面内方向に屈
曲振動する。これにより、ロータ２０が時計回り方向に
回転すると、日回し中間車４０が反時計周り方向に回転
を開始する。2-2-1 (b). Operation of Calendar Display Mechanism (2) The automatic updating operation of the calendar will be described with reference to FIG. It is detected that it is midnight on each day, and the drive signal V is output from the drive circuit 100 to the piezoelectric element 12a,
12b. Then, from the end point to the start point, the stator moving device 80 moves the end portion 14 of the stator 10 to the start point, and the end portion 14 of the stator 10 flexurally vibrates in the in-plane direction. As a result, when the rotor 20 rotates in the clockwise direction, the date driving intermediate wheel 40 starts rotating in the counterclockwise direction.

【００５５】ここで、駆動回路１００は、駆動信号Ｖが
供給されてから４〜５秒後に駆動信号Ｖの供給を終了す
るように構成されている。これは、ロータ２０が１回転
してから停止するのに十分な時間であるからである。Here, the drive circuit 100 is configured to finish the supply of the drive signal V 4 to 5 seconds after the drive signal V is supplied. This is because it is enough time for the rotor 20 to rotate once and then stop.

【００５６】ロータ２０が時計回り方向に１回転する
と、日回し中間車４０を仲介して日回し車５０が時計回
り方向に１／５周し、日車６０を時計回り方向に１歯分
（１日分の日付範囲に相当する）だけ回動する。When the rotor 20 makes one revolution in the clockwise direction, the date indicator driving wheel 50 makes 1/5 turns in the clockwise direction via the date indicator driving intermediate wheel 40, and the date indicator 60 is rotated by one tooth in the clockwise direction ( It corresponds to the date range for one day).

【００５７】そして、ロータ２０の段差の壁２４に、ス
テータ１０の端部１４が衝突し、ロータ２０の回転が停
止し、その１〜２秒後にステータ１０の屈曲振動が停止
する。なお、月内の日数が「３１」に満たない月の最終
日においては、上記動作が複数回繰り返され、暦に基づ
く正しい日が日車６０によって表示されることになる。Then, the end portion 14 of the stator 10 collides with the stepped wall 24 of the rotor 20, the rotation of the rotor 20 is stopped, and the bending vibration of the stator 10 is stopped 1-2 seconds after that. On the last day of the month in which the number of days in the month is less than “31”, the above operation is repeated a plurality of times, and the correct date based on the calendar is displayed by the date indicator 60.

【００５８】この機構に関して、ロータ２０の回転を検
出することなく、一定時間、駆動回路に駆動信号Ｖを供
給するといった簡単な動作で、間欠駆動ができるという
点で優れている。This mechanism is excellent in that intermittent driving can be performed by a simple operation of supplying the drive signal V to the drive circuit for a fixed time without detecting the rotation of the rotor 20.

【００５９】[0059]

【発明の効果】以上説明したように本発明の発明特定事
項によれば、ロータの接触面に溝、段差を作ることによ
って、ロータとステータの端部の接触点を送り方向に対
して垂直方向に移動させる事ができる。また、接触点が
移動したとき、ロータまたはステータの位置がずれるこ
とによって、ロータの側面またはステータの端部に接触
子が接触し、回転を検出する事ができる。また、一定回
転だけ駆動するとロータの接触面の溝、段差に、ステー
タの先端が引っ掛かり、自動的に停止する事ができる。As described above, according to the features of the invention of the present invention, the contact point of the rotor and the end of the stator is perpendicular to the feed direction by forming the groove and the step on the contact surface of the rotor. Can be moved to. Further, when the contact point moves, the position of the rotor or the stator shifts, so that the contactor comes into contact with the side surface of the rotor or the end portion of the stator, and rotation can be detected. Further, when the rotor is driven for a fixed rotation, the tip of the stator is caught in the groove or step on the contact surface of the rotor, and the rotor can be automatically stopped.

【００６０】[0060]

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

【図１】 本発明の第１実施形態に係る圧電アクチュエ
ータの平面図である。FIG. 1 is a plan view of a piezoelectric actuator according to a first embodiment of the present invention.

【図２】 同実施形態に係る圧電アクチュエータの側面
図である。FIG. 2 is a side view of the piezoelectric actuator according to the same embodiment.

【図３】 同実施形態に係る駆動回路と圧電素子との接
続状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a connection state between a drive circuit and a piezoelectric element according to the same embodiment.

【図４】 （ａ）は同実施形態の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）は駆動回路を自
励式で構成した場合の回路図である。FIG. 4A is a block diagram when the drive circuit of the same embodiment is configured as a separately excited type, and FIG. 4B is a circuit diagram when the drive circuit is configured as a self-excited type.

【図５】 同実施形態に係るロータの接触面図で、
（ａ）は１回転に１回ロータもしくはステータと、接触
子が接触する場合の接触面図であり、（ｂ）は１回転に
２回接触する場合の図である。FIG. 5 is a contact surface view of the rotor according to the embodiment,
(A) is a contact surface view when a rotor or a stator contacts a contact once per rotation, (b) is a figure when contacting twice per rotation.

【図６】 同実施形態に係るロータの図で、（ａ）は１
回転すると停止する、（ｂ）は２回転すると停止するロ
ータの接触面図である。（ｃ）は（ａ）、（ｂ）のロー
タの側面図である。FIG. 6 is a diagram of a rotor according to the same embodiment, in which FIG.
FIG. 3B is a contact surface view of a rotor that stops when it rotates, and FIG. (C) is a side view of the rotor of (a) and (b).

【図７】 本発明の第２実施形態に係る時計において、
カレンダ表示機構の主要構成を示す透過平面図である。FIG. 7 shows a timepiece according to a second embodiment of the invention,
FIG. 3 is a transparent plan view showing a main configuration of a calendar display mechanism.

【図８】 同実施形態に係る圧電アクチュエータの構成
例を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a configuration example of a piezoelectric actuator according to the same embodiment.

【図９】 同実施形態に係る時計の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the timepiece according to the same embodiment.

【図１０】 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平面図である。FIG. 10 is a plan view schematically showing an ultrasonic motor using a conventional piezoelectric actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０…ステータ １１…振動板 １２ａ，１２ｂ…圧電素子 １３…シム部 １４…ステータの端部 ２０…ロータ ２１…接触面 ２３…段差（溝） ２４…段差部分の壁 ３０…接触子 ４０…日回し中間車 ５０…日回し車 ６０…日車 ７０…文字板 ７１…窓部 ７２…針 ７３…ムーブメント １００…駆動回路 10 ... Stator 11 ... diaphragm 12a, 12b ... Piezoelectric element 13 ... Shim 14 ... End of stator 20 ... rotor 21 ... Contact surface 23 ... Step (groove) 24 ... Wall at the step 30 ... Contact 40 ... Day driving intermediate car 50 ... Sun wheel 60 ... 70 ... Dial 71 ... Window 72 ... Needle 73 ... Movement 100 ... Drive circuit

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 41/187 Ｈ０１Ｌ 41/18 １０１Ａ 41/193 １０１Ｂ １０１Ｃ １０１Ｄ １０２ Ｆターム(参考） 2F082 AA00 BB02 DD03 EE02 EE03 FF01 FF08 5H680 AA19 BC02 DD01 DD15 DD23 DD53 DD82 DD95 FF04 FF25 GG02 GG23 Front page continuation (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI theme code (reference) H01L 41/187 H01L 41/18 101A 41/193 101B 101C 101D 102 F term (reference) 2F082 AA00 BB02 DD03 EE02 EE03 FF01 FF08 5H680 AA19 BC02 DD01 DD15 DD23 DD53 DD82 DD95 FF04 FF25 GG02 GG23

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 面内方向に移動可能な接触面を持つ移動
体と、該移動体の前記接触面と接触する端部と、該端部
から伸びる弾性板に板状の圧電素子を貼り合わせた振動
板からなる圧電アクチュエータを有し、発振部からの交
流電圧によって圧電素子が伸縮し、前記端部が長さ方向
に往復運動することにより、前記移動体の移動方向に分
力が発生して前記端部が前記移動体を送る際において、
前記移動体と前記端部の接触点が送り方向に対し、前記
接触面内に垂直方向に移動することを特徴とする圧電ア
クチュエータ。1. A plate-shaped piezoelectric element is attached to a movable body having a contact surface movable in an in-plane direction, an end portion of the movable body that contacts the contact surface, and an elastic plate extending from the end portion. The piezoelectric element is expanded and contracted by the AC voltage from the oscillating portion, and the end portion reciprocates in the longitudinal direction, so that a component force is generated in the moving direction of the moving body. When the end sends the moving body,
A piezoelectric actuator, wherein a contact point between the movable body and the end portion moves in a direction perpendicular to the feed direction in the contact surface. 【請求項２】 前記振動体の端部が接触する前記移動体
の接触面に前記振動体の端部の振幅よりも大きな段差を
有することを特徴とする、請求項１記載の圧電アクチュ
エータ。2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the contact surface of the moving body with which the end of the vibrating body contacts has a step greater than the amplitude of the end of the vibrating body. 【請求項３】 前記接触点が前記移動体の接触面の段差
部分の側面に沿って、送り方向に対して前記接触面内に
垂直方向に移動することを特徴とする、請求項２記載の
圧電アクチュエータ。3. The contact point according to claim 2, wherein the contact point moves along the side surface of the step portion of the contact surface of the movable body in a direction perpendicular to the feed direction within the contact surface. Piezoelectric actuator. 【請求項４】 前記段差は、前記移動体の表面に成す部
分的な凹部によって形成され、前記振動体の端部が前記
凹部に係合することによって、前記接触点は送り方向に
対して前記接触面内に垂直方向に移動することを特徴と
する、請求項３記載の圧電アクチュエータ。4. The step is formed by a partial recess formed on the surface of the moving body, and an end portion of the vibrating body engages with the recess, whereby the contact point is moved in the feeding direction. The piezoelectric actuator according to claim 3, wherein the piezoelectric actuator moves vertically in the contact surface. 【請求項５】 前記段差は、前記移動体の表面に成す部
分的な凸部によって形成され、前記振動体の端部が前記
凸部に案内されることによって、前記接触点は送り方向
に対して前記接触面内に垂直方向に移動することを特徴
とする、請求項３記載の圧電アクチュエータ。5. The step is formed by a partial convex portion formed on the surface of the moving body, and an end portion of the vibrating body is guided by the convex portion, so that the contact point moves in the feeding direction. The piezoelectric actuator according to claim 3, wherein the piezoelectric actuator moves vertically in the contact surface. 【請求項６】 前記移動体を面内方向に回転可能に指示
された円筒面を有する回転体とし、前記振動板の端部と
この回転体の外周面が接触することを特徴とする、請求
項３記載の圧電アクチュエータ。6. The rotating body having a cylindrical surface rotatably directed in an in-plane direction, wherein an end portion of the diaphragm contacts an outer peripheral surface of the rotating body. Item 3. The piezoelectric actuator according to Item 3. 【請求項７】 前記回転体とその軸を支える軸受の間に
間隔を設けることで、前記回転体が送り方向に対して前
記接触面内に垂直方向に移動することができることを特
徴とする、請求項６記載の圧電アクチュエータ。7. The rotating body can move in a direction perpendicular to the feed direction in the contact surface by providing a gap between the rotating body and a bearing that supports the shaft thereof. The piezoelectric actuator according to claim 6. 【請求項８】 前記移動体を面内方向に移動可能な平面
を持つ平行移動体し、前記振動板の端部とこの平行移動
体の平面が接触することを特徴とする、請求項３記載の
圧電アクチュエータ。8. The parallel moving body having a plane capable of moving in the in-plane direction, the end of the vibrating plate being in contact with the plane of the parallel moving body. Piezoelectric actuator. 【請求項９】 前記平行移動体が送り方向に対して前記
接触面内に垂直方向に移動することができることを特徴
とする、請求項８記載の圧電アクチュエータ。9. The piezoelectric actuator according to claim 8, wherein the parallel moving body can move in a direction perpendicular to the feed direction in the contact surface. 【請求項１０】 前記振動板を支持する支持部が弾性変
形することで、前記振動板の端部が、送り方向に対して
前記回転体または前記平行移動体の前記接触面内に垂直
方向に移動することを特徴とする、請求項６または８記
載の圧電アクチュエータ。10. The elastically deforming support portion that supports the vibration plate causes the end portion of the vibration plate to be perpendicular to the feed direction in the contact surface of the rotating body or the parallel moving body. The piezoelectric actuator according to claim 6, wherein the piezoelectric actuator moves. 【請求項１１】 前記回転体または前記平行移動体が送
り方向に対し、前記接触面内に垂直方向に移動した時、
前記回転体または前記平行移動体が接触子と接触するこ
とを特徴とする、請求項７または９記載の圧電アクチュ
エータ。11. When the rotating body or the parallel moving body moves in a direction perpendicular to the feed surface in the contact surface,
10. The piezoelectric actuator according to claim 7, wherein the rotating body or the parallel moving body contacts a contact. 【請求項１２】 前記振動板が送り方向に対し、前記接
触面内に垂直方向に移動した時、前記振動体が接触子と
接触することを特徴とする、請求項１０記載の圧電アク
チュエータ。12. The piezoelectric actuator according to claim 10, wherein the vibrating body comes into contact with the contact when the vibrating plate moves in a direction perpendicular to the feed direction in the contact surface. 【請求項１３】 前記移動体の接触面の段差部分の壁
に、前記振動板の端部が衝突し、停止することを特徴と
する、請求項７、９または１０記載の圧電アクチュエー
タ。13. The piezoelectric actuator according to claim 7, 9, or 10, wherein an end portion of the diaphragm collides with a wall of a step portion of a contact surface of the moving body and stops. 【請求項１４】 請求項１１、１２または１３記載のア
クチュエータと、この圧電アクチュエータに電力を給電
する電池と、直流電圧を交流電圧に変換させる回路と、
前記回転体と連動する輪列と、この輪列と連動して回転
するリング上のカレンダ表示車とを備えることを特徴と
する時計。14. An actuator according to claim 11, 12, or 13, a battery for supplying electric power to the piezoelectric actuator, and a circuit for converting a DC voltage into an AC voltage.
A timepiece comprising: a train wheel interlocking with the rotating body; and a calendar display wheel on a ring that rotates in conjunction with the train wheel. 【請求項１５】 請求項１１、１２または１３記載のア
クチュエータと、この圧電アクチュエータに電力を給電
する電池と、直流電圧を交流電圧に変換させる回路とを
備えたことを特徴とする小型機器。15. A small device comprising the actuator according to claim 11, 12 or 13, a battery for supplying electric power to the piezoelectric actuator, and a circuit for converting a DC voltage into an AC voltage.