JPH1152075A - アクチュエータおよびそれを用いた時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない部品数で複数の出力を得ることのでき
るアクチュエータおよびそれを用いた時計を提供するこ
と。 【解決手段】 アクチュエータ１０において、振動板１
２に形成した圧電素子２１にある周波数の信号を印加す
ると、振動板１２は所定の周波数で面外方向に屈曲振動
し、一方の端部１２５は可動端として面内方向に変位を
繰り返す。また、圧電素子２１に異なる周波数の信号を
印加して、振動板１２に異なる周波数の屈曲振動を行わ
せると、他方の端部１２６が可動端として面内方向に変
位を繰り返す。これらの変位は、振動板１２の端部１２
５、１２６および弾性変形可能な括れ部３１Ａ、３１Ｂ
に基端側３２１Ａ、３２２Ｂが連結しているレバー３２
Ａ、３２Ａの自由端３２２Ａ、３２２から増幅されて出
力され、従動部材５００を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は振動体を用いたタイ
プのアクチュエータ、およびそれを用いた時計に関する
ものである。さらに詳しくは、振動板の振動を出力する
ための振動出力系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】腕時計などにおいて日、曜などを表示す
るカレンダー表示機構には、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などにも間欠的に伝達し
てそれを送り駆動するのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、時計の
薄型化を図るには、カレンダー送りのための機構も薄型
化する必要があるが、従来からある機構ではこのような
薄型化を図ることができない。

【０００４】そこで、カメラのシャッター用、プリンタ
のインクジェットヘッド用などに近年採用されつつある
圧電素子を用いたアクチュエータなど、従来のカレンダ
ー表示機構で使用されていなかったアクチュエータを採
用することが考えられる。しかしながら、カレンダー表
示機構では、１つの日車において通常の送り動作に加え
て、早送りあるいは逆送りなど、異なる送り動作を行わ
せる必要があり、このような動作毎にアクチュエータを
設けることはスペース的に無理である。一方、１つのア
クチュエータの出力を輪列によって変換して伝達するこ
とにより、上記の各動作を行わせるのでは、従来からあ
るカレンダー表示機構に比してサイズ的なメリットがな
い。

【０００５】そこで、本発明の課題は、少ない部品数で
複数の出力を得ることのできるアクチュエータおよびそ
れを用いた時計を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係るアクチュエータでは、振動体と、該振
動体に振動を行わせる励振手段と、前記振動体に接続
し、該振動体の振動を増幅して出力する少なくとも２つ
の振動出力系を有し、前記振動体および各々の振動出力
系を含む各振動系は、異なる共振周波数を備えるととも
に、前記励振手段は、前記振動体に対して前記各振動系
の共振周波数に対応する振動を行わせるように構成され
ていることを特徴とする。

【０００７】本発明では、１つの振動体に対して、共振
周波数の異なる振動系を構成する２つ以上の振動出力系
が構成されているので、励振手段が振動体をいずれの周
波数で振動させるかによって、複数の振動出力系のいず
れから出力を得るかを選択できる。それ故、複数の振動
出力系をそれぞれから異なる出力を得るように構成して
おくだけで、１つのアクチュエータで２つ以上の動作を
行うことができる。しかも、複数の振動出力系は、振動
体および励振手段を共用しているので、アクチュエータ
を構成する部品点数が少なくて済む。それ故、アクチュ
エータの低コスト化および小型化を図ることができる。

【０００８】本発明において、前記振動体は、面外方向
の屈曲振動を行う際の振動周波数により一方の端部を固
定端として他方の端部が面内方向に変位する振動板から
構成され、該可動端の面内方向における変位が前記の各
振動出力系から面内方向における振動として出力される
ように構成することが好ましい。

【０００９】このように構成した場合には、励振手段が
振動板を駆動すると、振動板は面外方向に屈曲振動し、
その少なくとも一方の端部は可動端として面内方向に変
位する。ここに、可動端には振動出力系が接続してお
り、この振動出力系は、可動端の面内方向の変位を増幅
して面内方向の振動として出力する。従って、本発明の
アクチュエータは、振動板の面外方向の屈曲振動を面内
方向の振動として取り出す新たなタイプのアクチュエー
タであり、少ない部品で構成できるとともに、振動板が
面外方向に屈曲振動を行う厚さ寸法の空間内に構成する
ことができる。

【００１０】本発明において、前記励振手段としては、
前記振動板の少なくとも一方の面に構成された圧電素子
と、該圧電素子の駆動回路とを備えているものを用いる
ことができる。ここで、圧電素子としてはバイモルフあ
るいはユニモルフのいずれのタイプのものをも使用可能
である。このように構成すると、圧電素子を薄くしても
強度を保て、かつ、容量を大きくすることが容易なの
で、電気的エネルギーが入りやすくなる。また、振動板
に圧電素子を積層するだけでよいので、アクチュエータ
の薄型化に適している。

【００１１】本発明において、前記励振手段としては、
前記振動板の方に構成された磁性体と、該磁性体に対峙
する電磁磁石と、該電磁磁石に対する駆動回路とを備え
ているものを用いることもできる。

【００１２】本発明において、前記の各振動出力系は、
前記振動板の端部を保持する弾性部と、該弾性部の側お
よび当該端部の側に基端側が連結し、先端側が自由端で
あるレバーとによって構成できる。このように構成する
と、レバーも振動系に含まれるため、共振周波数が低く
なる。それ故、駆動回路の消費電流を低く抑えることが
できる。また、後述する腕時計のカレンダー機構におい
て日車（従動部材）を直動する場合でも、減速機構が不
要であるため、この点でも腕時計など薄型装置に搭載す
るのに適している。

【００１３】この場合に、前記弾性部は、前記振動板に
対して平面的に配置された板状部材の括れ部として構成
することが好ましい。また、前記レバーについても、前
記振動板に対して平面的に配置された板状レバーを用い
ることが好ましい。

【００１４】本発明において、前記の各振動出力系は、
各々のレバーが同一の従動部材を異なる方向に向けて駆
動する形態、同一の従動部材を互いに同一の方向に向け
て駆動する形態のいずれであってもよい。

【００１５】本発明に係るアクチュエータは、薄型化に
適しているので、腕時計のカレンダー表示機構の駆動装
置などとして用いるのに適している。このような用途に
本発明に係るアクチュエータを利用する場合には、前記
カレンダー表示機構には、前記振動出力系からの振動を
内周縁あるいは外周縁で受けて回転するリング状のカレ
ンダー表示車を用いればよい。また、カレンダー表示車
の内周縁または外周縁には、前記アクチュエータの休止
期間中、前記の各振動出力系の各レバーのうち、一つの
レバーがノッチ内に位置しているときに他のレバーがノ
ッチ外にある複数のノッチを構成しておくことが好まし
い。このように構成すると、いずれかのレバーが常にノ
ッチ内に位置し、このノッチ内に位置するレバーはスト
ッパーとして機能する。それ故、カレンダー表示車が外
乱によって誤って回転するという不具合を防止すること
ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態を説明する。

【００１７】［実施の形態１］図１（Ａ）、（Ｂ）はそ
れぞれ、本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ１
０の平面図、および断面図である。

【００１８】これらの図に示すアクチュエータ１０は、
概ね、それが搭載されるベース（図示せず。）にそれぞ
れねじ止め固定された厚さが０．５ｍｍ程度の２枚のプ
レート１１Ａ、１１Ｂと、これらのプレート１１Ａ、１
１Ｂに対して平面的に配置され、矢印Ａで示すような面
外方向の屈曲振動が可能なように両端が各プレート１１
Ａ、１１Ｂに支持された厚さが０．０５ｍｍ程度の振動
板１２（振動体）と、この振動板１２に屈曲振動を行わ
せる励振手段２０とが構成されている。

【００１９】振動板１２は、上面側に厚さが０．２ｍｍ
程度のユニモルフ型の圧電素子２１が構成された矩形部
１２０と、この矩形部１２０の両側のうち、一方の端部
１２５において第１の細幅部１２１を介して連接する第
１の振動板側接続部１２３と、他方の端部１２６におい
て第２の細幅部１２２を介して連接する第２の振動板側
接続部１２４とが構成されている。

【００２０】励振手段２０は、振動板１２の上面側に形
成された前記のユニモルフ型の圧電素子２１と、この圧
電素子２１および振動板１２をそれぞれ両極としてそれ
らの間に駆動信号を印加する駆動回路２２（図１（Ｂ）
を参照。）とから構成されている。

【００２１】駆動回路２２としては、図２（Ａ）に示す
ように、発振回路２２１から出力された信号を周波数変
換回路２２２で振動系の共振周波数に対応した周波数の
駆動信号にして圧電素子２１に印加する他励式の回路、
図２（Ｂ）に示すように、コルビッツ発振回路２２３に
対して、可変周波数のフィルタ２２４、およびその周波
数の切換回路２２５を設け、この切換回路２２５によっ
て所定の周波数の信号のみを帰還させることにより、振
動系の共振周波数に対応した周波数の駆動信号を圧電素
子２１に印加する自励式の回路などを用いることができ
る。

【００２２】本形態では、以下に説明するようによう
に、１枚の振動板に対して第１および第２の振動出力系
が構成され、これら第１および第２の振動出力系が属す
る振動系の共振周波数が異なる。そこで、本形態では、
図２（Ａ）に示す駆動回路２２では周波数変換回路２２
２の設定の切り換え、図２（Ｂ）に示す駆動回路２２で
は切換回路２２５を介してのフィルタ２２４の設定値の
切り換えによって、異なる周波数の信号を駆動回路２２
から圧電素子２１に対して印加することが可能になって
いる。

【００２３】再び図１（Ａ）、（Ｂ）において、本形態
のアクチュエータ１０では、前記の２枚のプレート１１
Ａ、１１Ｂを利用して、振動板１２の面外方向の屈曲振
動を面内方向の振動として増幅して出力する第１および
第２の振動出力系３０Ａ、３０Ｂが構成されている。す
なわち、第１および第２の振動出力系３０Ａ、３０Ｂに
おいて、プレート１１Ａ、１１Ｂは振動板１２を両端部
１２５、１２６のそれぞれが可動端として動作するよう
に支持し、かつ、これらの両端部１２５、１２６のそれ
ぞれには、振動板１２が面外方向の屈曲振動をしたとき
に各可動端の面内方向における変位を面内方向の振動と
して出力する第１および第２のレバー３２Ａ、３２Ｂが
連結されている。このように構成するにあたって、第１
のプレート１１Ａは、前記のベースにねじ止めされた部
分１１８Ａと、この部分から振動板１２の一方の端部１
２５に形成されている第１の振動板側接続部１２３の下
側を通って振動板１２の反対側に延びる第１のレバー３
２Ａとから構成されている。第２のプレート１１Ｂは、
振動板１２を中心に第１のプレート１１Ａに対して略点
対称に配置されているが、第１のプレート１１Ａと同
様、前記のベースにねじ止めされた部分１１８Ｂと、こ
の部分から振動板１２の他方の端部１２６に形成されて
いる第２の振動板側接続部１２４の下側を通って振動板
１２の反対側に延びる第２のレバー３２Ｂとから構成さ
れている。ここで、振動板１２の第１および第２の振動
板側接続部１２３、１２４は、第１および第２のレバー
３２Ａ、３２Ｂの基端側３２１Ａ、３２１Ｂに接合され
ている。

【００２４】また、第１および第２のプレート１１Ａ、
１１Ｂのいずれにおいても、第１および第２のレバー３
２Ａ、３２Ｂと本体部分１１８Ａ、１１８Ｂとのつけ根
部分には第１および第２の括れ部３１Ａ、３１Ｂ（弾性
部）がそれぞれ構成されているので、これら第１および
第２の括れ部３１Ａ、３１Ｂよりやや先端側において、
振動板１２の第１および第２の振動板側接続部１２３、
１２４と第１および第２のレバー３２Ａ、３２Ｂの基端
側３２１Ａ、３２１Ｂとが接合している状態にある。従
って、第１および第２のレバー３２は、互いに近接する
第１および第２の括れ部３１Ａ、３１Ｂの側と、振動板
１２の各端部１２５、１２６の側とに基端側３２１Ａ、
３２１Ｂがそれぞれ連結し、そこから先端側が自由端３
２２Ａ、３２２Ｂとして延びている構造になっている。

【００２５】このような第１および第２のレバー３２
Ａ、３２Ｂと振動板１２との連結構造によって、本形態
では、振動板１２が後述するように面外方向に屈曲振動
したときに、両端部１２５、１２６の面内方向における
変位を増幅して面内方向の振動として第１および第２の
レバー３２Ａ、３２Ｂの自由端３２２Ａ、３２２Ｂから
出力する第１および第２の振動出力系３０Ａ、３０Ｂが
構成されている。

【００２６】このように構成したアクチュエータ１０で
は、第１のレバー３２Ａが長く、第２のレバー３２Ｂが
短いため、第１のレバー３２Ａは第２のレバー３２Ｂよ
りも質量が大きい。このため、振動板１２および第１の
振動出力系３０Ａからなる第１の振動系３００Ａと、振
動板１２および第２の振動出力系３０Ｂからなる第２の
振動系３００Ｂとの間では、第１の振動系３００Ａの共
振周波数が第２の振動系３００Ｂの共振周波数よりも低
い。

【００２７】そこで、励振手段２０を構成する駆動回路
２２は、第１の振動系３００Ａの共振周波数に対応する
駆動信号と、第２の振動系３００Ｂの共振周波数に対応
する駆動信号とをそれぞれ出力する。従って、駆動回路
２２が第１の振動系３００Ａの共振周波数に対応する駆
動信号を圧電素子２１に印加したときには、図３（Ａ）
または図３（Ｂ）に模式的に示すように、振動板１２は
第１の振動系３００Ａの共振周波数に対応する屈曲振動
を行うので、このときは、振動体１２の他方の端部１２
６が固定端となり、図３（Ａ）、（Ｂ）に矢印Ｆで示す
ように、一方の端部１２５のみが可動端として面内方向
の振動を行う。その結果、この一方の端部１２５に基端
側３２１Ａが接続している第１のレバー３２Ａは、第１
の括れ部３１Ａを支点として自由端３２２Ａが振動板１
２の面内方向で振動し、それを矢印ＣＡで示すように従
動部材５００に伝達する。これに対して、駆動回路２２
が第２の振動系３００Ｂの共振周波数に対応する駆動信
号を圧電素子２１に印加したときには、図３（Ｃ）また
は図３（Ｄ）に模式的に示すように、振動板１２は第２
の振動系３００Ｂの共振周波数に対応する屈曲振動を行
うので、このときは、振動板１２の一方の端部１２５が
固定端となり、図３（Ｃ）、（Ｄ）に矢印Ｆで示すよう
に、他方の端部１２６のみが可動端として面内方向の振
動を行う。その結果、この他方の端部１２６に基端側３
２１Ｂが接続している第２のレバー３２Ｂは、第２の括
れ部３１Ｂを支点として自由端３２２Ｂが振動板１２の
面内方向で振動し、それを矢印ＣＢで示すように従動部
材５００に伝達する。

【００２８】このように、本形態のアクチュエータ１０
では、１つの振動板１２に対して、共振周波数の異なる
第１および第２の振動出力系３０Ａ、３０Ｂが接続され
ているので、励振手段２０が振動板１２をいずれの周波
数で振動させるかによって、第１および第２の振動出力
系３０Ａ、３０Ｂのいずれから出力を得るかを選択でき
る。それ故、第１および第２の振動出力系３０Ａ、３０
Ｂをそれぞれから異なる出力を得るように構成しておく
だけで、１つのアクチュエータ１０で２つの動作を行う
ことができる。しかも、第１および第２の振動出力系３
０Ａ、３０Ｂは、振動板１２および励振手段２０を共用
しているので、アクチュエータ１０を構成する部品点数
が少なくて済む。それ故、アクチュエータ１０の低コス
ト化および小型化を図ることができる。

【００２９】また、本形態のアクチュエータ１０は、振
動板１２の面外方向の屈曲振動を第１および第２のレバ
ー３２Ａ、３２Ｂの自由端３２２Ａ、３２２Ｂで面内方
向の振動として取り出す新たなタイプのアクチュエータ
１０であり、少ない部品で構成できる。また、アクチュ
エータ１０は、振動板１２の上下に部材を配置する必要
がないので、振動板１２が面外方向に屈曲振動を行う厚
さ寸法の狭い空間内に構成することができ、薄型の装置
内に搭載できる。また、本形態では、振動板１２に第１
および第２のレバー３２Ａ、３２Ｂを連結したため、第
１および第２のレバー３２Ａ、３２Ｂも含めた振動系が
構成されているので、共振周波数が低い。それ故、駆動
回路２２の消費電流を低く抑えることができる。また、
後述する腕時計のカレンダー機構において日車（従動部
材５００）を直動する場合でも、減速機構が不要である
など、この点でも薄型装置に搭載するのに適している。
さらに、第１および第２の振動出力系３０Ａ、３０Ｂと
して、振動板１２に対して平面的に配置されたプレート
１１Ａ、１１Ｂ（板状部材）を用い、このプレート１１
Ａ、１１Ｂの第１および第２の括れ部３１Ａ、３１Ｂに
よって振動板１２の端部が面内方向に変位するのを可能
にしているので、分厚いばねなどを用いていない分、ア
クチュエータ１０の薄型化に適している。また、振動の
出力もプレート状の第１および第２のレバー３２Ａ、３
２Ｂ（板状レバー）から行うため、この点からもアクチ
ュエータ１０の薄型化に適している。さらにまた、励振
手段２０として、振動板１２の上面側に形成したユニモ
ルフ型の圧電素子２１を用いていることから、圧電素子
２１を薄くしても強度を保て、かつ、容量を大きくする
ことが容易なので、電気的エネルギーが入りやすくな
る。しかも、アクチュエータ１０の薄型化に適してい
る。

【００３０】ここで、第１のレバー３２Ａと第２のレバ
ー３２Ｂとを比較すると、第２のレバー３２Ｂの自由端
３２２Ｂの動作は周波数が高いが、振幅は第１のレバー
３２Ａの自由端３２２Ａの方が大きい。従って、本形態
では、以下に説明するように、第２のレバー３２Ｂでカ
レンダー表示の通常の送り動作を行い、第１のレバー３
２Ａでカレンダー表示の早送りを行う。

【００３１】本形態のアクチュエータ１０を、腕時計の
カレンダー表示機構５０の駆動装置として用いる際に
は、第１および第２のレバー３２Ａ、３２Ｂの自由端３
２２Ａ、３２２Ｂのいずれもが日車５１に内接するよう
にアクチュエータ１０を配置する。このように構成した
状態で、通常の日送りの際には、駆動回路２２から第１
の振動系３００Ａの共振周波数に対応する駆動信号を圧
電素子２１に印加し、第１のレバー３２Ａによって日車
５１を矢印Ｄの方向に回転させる。これに対して、日表
示の修正を行うために日車５１を早送りする場合には、
駆動回路２２から第２の振動系３００Ｂの共振周波数に
対応する駆動信号を圧電素子２１に印加し、第２のレバ
ー３２Ｂによって日車５１を矢印Ｄの方向に早送りす
る。このように、１つのアクチュエータ１０において、
振動板１２を異なる周波数で屈曲振動させて第１および
第２の振動出力系３０Ａ、３０Ｂを選択的に振動させれ
ば、複雑な切換機構を用いて輪列の切換を行わなくて
も、日車５１の回転速度を変えることができる。

【００３２】［実施の形態２］図４（Ａ）、（Ｂ）はそ
れぞれ、本発明の実施の形態２に係るアクチュエータ１
０の平面図、および断面図である。

【００３３】これらの図に示すアクチュエータ１０も、
概ね、それが搭載されるベース（図示せず。）に２ヵ所
でねじ止め固定された厚さが０．５ｍｍ程度のプレート
１１と、これらのプレート１１に対して平面的に配置さ
れ、面外方向の屈曲振動が可能なように両端が各プレー
ト１１に支持された厚さが０．０５ｍｍ程度の振動板１
２と、この振動板１２に屈曲振動を行わせる圧電素子２
１および駆動回路２２からなる励振手段２０とが構成さ
れている点は、実施の形態１と同様である。

【００３４】本形態のアクチュエータ１０でも、実施の
形態１と同様、前記のプレート１１を利用して、振動板
１２を両端部１２５、１２６のそれぞれが可動端として
動作するように支持し、これらの両端部１２５、１２６
のそれぞれに、振動板１２が面外方向の屈曲振動をした
ときに両端部１２５、１２６（各可動端）の面内方向に
おける変位を面内方向の振動として増幅し、出力する第
１および第２の振動出力系３０Ａ、３０Ｂが構成されて
いる。

【００３５】このような振動出力系を構成するにあたっ
て、本形態では、プレート１１には、本体部分１１１の
両端部から同じ方向に延びて振動板１２の両端部１２
５、１２６に形成されている第１および第２の振動板側
接続部１２３、１２４の下側を通って振動板１２の反対
側に延びる第１および第２のレバー３２Ａ、３２Ｂが構
成され、第１のレバー３２Ａと第２のレバー３２Ｂの自
由端３２２Ａ、３２２Ｂ同士は向き合っている。従っ
て、第１のレバー３２Ａと第２のレバー３２Ｂは、同一
の従動部材５００をそれぞれ逆方向に駆動することにな
る。

【００３６】第１および第２のレバー３２Ａ、３２Ｂに
おいて、本体部分１１１とのつけ根部分には第１および
第２の括れ部３１Ａ、３１Ｂがそれぞれ構成され、これ
ら第１および第２の括れ部３１Ａ、３１Ｂよりやや先端
側において、振動板１２の第１および第２の振動板側接
続部１２３、１２４の下側を通る基端部分３２１Ａ、３
２１Ｂが振動板１２との接合部分になっている。従っ
て、第１および第２のレバー３２Ａ、３２Ｂは、互いに
近接する第１および第２の括れ部３１の側と、振動板１
２の各端部１２５、１２６の側とに基端側３２１Ａ、３
２１Ｂがそれぞれ連結し、そこから先端側が自由端３２
２Ａ、３２２Ｂとして延びている構造になっている。

【００３７】このような第１および第２のレバー３２
Ａ、３２Ｂと振動板１２との連結構造によって、本形態
では、振動板１２が後述するように面外方向に屈曲振動
したときに、振動板１２の端部１２５、１２６（可動
端）の面内方向における変位を増幅して面内方向の振動
として第１および第２のレバー３２Ａ、３２Ｂの自由端
３２２Ａ、３２２Ｂから出力する第１および第２の振動
出力系３０Ａ、３０Ｂが構成されている。

【００３８】このように構成したアクチュエータ１０で
も、第１のレバー３２が長く、第２のレバー３２が短い
ため、第１のレバー３２は第２のレバー３２よりも質量
が大きい。このため、振動板１２および第１の振動出力
系３０Ａからなる第１の振動系３００Ａと、振動板１２
および第２の振動出力系３０Ｂからなる第２の振動系３
００Ｂとの間では、第１の振動系３００Ａの共振周波数
が第２の振動系３００Ｂの共振周波数よりも低い。

【００３９】また、励振手段２０を構成する駆動回路２
２は、実施の形態１と同様、第１の振動系３００Ａの共
振周波数に対応する駆動信号と、第２の振動系３００Ｂ
の共振周波数に対応する駆動信号とをそれぞれ出力する
ことが可能である。従って、駆動回路２２が第１の振動
系３００Ａの共振周波数に対応する駆動信号を圧電素子
２１に印加したときには、振動板１２の一方の端部１２
５のみが可動端として面内方向の振動を行う。その結
果、この一方の端部１２５に基端側３２１Ａが接続して
いる第１のレバー３２Ａは、第１の括れ部３１を支点と
して自由端３２２側が振動板１２の面内方向で振動し、
それを矢印ＣＡで示すように従動部材５００に伝達す
る。これに対して、駆動回路２２が第２の振動系３００
Ｂの共振周波数に対応する駆動信号を圧電素子２１に印
加したときには、振動板１２の他方の端部１２６のみが
可動端として面内方向の振動を行う。その結果、この他
方の端部１２６に基端側３２１Ｂが接続している第２の
レバー３２Ａは、第２の括れ部３１Ｂを支点として自由
端３２２Ｂが振動板１２の面内方向で振動し、矢印ＣＢ
で示すように、第１のレバー３２Ａとは反対向きの力を
従動部材５００に伝達する。

【００４０】このように構成したアクチュエータ１０
を、実施の形態１と同様、腕時計のカレンダー表示機構
５０の駆動装置として用いる際には、第１および第２の
レバー３２Ａ、３２Ｂの自由端３２２Ａ、３２２Ｂのい
ずれもが日車５１に内接するようにアクチュエータ１０
を配置する。このように構成した状態で、通常の日送り
の際には、駆動回路２２から第１の振動系３００Ａの共
振周波数に対応する駆動信号を圧電素子２１に印加し、
第１のレバー３２Ａによって日車５１を矢印ＤＡで示す
方向に回転させる。これに対して、日表示の修正を行う
ために日車５１を逆送りする場合には、駆動回路２２か
ら第２の振動系３００Ｂの共振周波数に対応する駆動信
号を圧電素子２１に印加し、第２のレバー３２Ｂによっ
て日車５１を矢印ＤＢで示す方向に逆送りする。このよ
うに、１つのアクチュエータ１０において、振動板１２
を異なる周波数で屈曲振動させて第１および第２の振動
出力系３０Ａ、３０Ｂを選択的に振動させれば、複雑な
切換機構を用いて輪列の切換を行わなくても、日車５１
の回転方向や回転速度を変えることができる。

【００４１】［実施の形態３］図５（Ａ）、（Ｂ）はそ
れぞれ、本発明の実施の形態３に係るアクチュエータ１
０の平面図、および断面図である。

【００４２】これらの図に示すアクチュエータ１０は、
概ね、それが搭載されるベース（図示せず。）にそれぞ
れねじ止め固定された厚さが０．５ｍｍ程度の２枚のプ
レート１１Ａ、１１Ｂと、これらのプレート１１Ａ、１
１Ｂに対して平面的に配置され、面外方向の屈曲振動が
可能なように両端が各プレート１１Ａ、１１Ｂに支持さ
れた厚さが０．０５ｍｍ程度の振動板１２と、この振動
板１２に屈曲振動を行わせる圧電素子２１および駆動回
路２２からなる励振手段２０とが構成されている。振動
板１２は、基本的な構成が実施の形態１と同様であるた
め、それらの説明を省略する。

【００４３】本形態のアクチュエータ１０でも、実施の
形態１と同様、前記の２枚のプレート１１Ａ、１１Ｂを
利用して、振動板１２の面外方向の屈曲振動を面内方向
の振動として出力する第１および第２の振動出力系３０
Ａ、３０Ｂが構成されていることに第１の特徴を有す
る。また、本形態では、第１および第２の振動出力系３
０Ａ、３０Ｂを交互に動作させて、２つの出力系の一方
がストッパーとして機能するように構成されていること
に第２の特徴を有する。

【００４４】すなわち、本形態では、実施の形態１と同
様、第１および第２のプレート１１Ａ、１１Ｂのいずれ
にも、第１および第２のレバー３２Ａ、３２Ｂと、これ
らの第１および第２のレバー３２Ａ、３２Ｂと本体部分
１１８Ａ、１１８Ｂとのつけ根部分に第１および第２の
括れ部３１Ａ、３１Ｂとがそれぞれ構成されている。こ
こで、第１のレバー３２は第２のレバー３２よりわずか
に長いため、第１のレバー３２は第２のレバー３２より
も質量がわずかであるが大きい。このため、振動板１２
および第１の振動出力系３０Ａからなる第１の振動系３
００Ａと、振動板１２および第２の振動出力系３０Ｂか
らなる第２の振動系３００Ｂとの間では、第１の振動系
３００Ａの共振周波数が第２の振動系３００Ｂの共振周
波数よりもやや低い。

【００４５】また、励振手段２０を構成する駆動回路２
２は、実施の形態１と同様、第１の振動系３００Ａの共
振周波数に対応する駆動信号と、第２の振動系３００Ｂ
の共振周波数に対応する駆動信号とをそれぞれ出力する
ことが可能である。従って、駆動回路２２が第１の振動
系３００Ａの共振周波数に対応する駆動信号を圧電素子
２１に印加したときには、振動板１２の一方の端部１２
５のみが可動端として面内方向の振動を行う。その結
果、この一方の端部１２５に基端側３２１Ａが接続して
いる第１のレバー３２Ａは、第１の括れ部３１を支点と
して自由端３２２側が振動板１２の面内方向で振動し、
それを矢印ＣＡで示すように従動部材５００に伝達す
る。これに対して、駆動回路２２が第２の振動系３００
Ｂの共振周波数に対応する駆動信号を圧電素子２１に印
加したときには、振動板１２の他方の端部１２６のみが
可動端として面内方向の振動を行う。その結果、この他
方の端部１２６に基端側３２１Ｂが接続している第２の
レバー３２Ａは、第２の括れ部３１Ｂを支点として自由
端３２２Ｂが振動板１２の面内方向で振動し、この振動
は矢印ＣＢで示すように従動部材５００に伝達される。

【００４６】このように構成したアクチュエータ１０
を、実施の形態１と同様、腕時計のカレンダー表示機構
５０の駆動装置として用いる際にも、本形態では、第１
および第２のレバー３２の自由端３２２のいずれもが日
車５１に内接するようにアクチュエータ１０を配置す
る。但し、本形態では日車５１の内周縁５１１には所定
の間隔で複数のノッチ５１２が形成され、アクチュエー
タ１０の休止期間中、第１および第２の振動出力系３０
の各レバー３２Ａ、３２Ｂのうち、一方のレバーがノッ
チ５１２内に位置しているときには、必ず、他方のレバ
ーがノッチ５１２外（山部分５１３に相当する部分）に
ある。このため、駆動回路２２から駆動信号を圧電素子
２１に印加して、日送りを行う際には、ノッチ５１２の
外にあって日車５１の内周縁５１１に強く当接している
方のレバーによって、日車５１を所定の角度分（一ステ
ップ分）、回転させる。このようにして、日車５１の一
ステップ分の回転が終了したときには、それまでノッチ
５１２の外にあって日車５１を駆動したレバー３２がノ
ッチ５１２内に嵌まる一方、それまでノッチ５１２内に
あって日車５１の駆動に関与しなかったレバー３２がノ
ッチ５１２外に位置する。このように、アクチュエータ
１０の休止期間中、第１および第２の振動出力系３０
Ａ、３０Ｂの各レバー３２Ａ、３２Ｂのうち、一方のレ
バーがノッチ５１２内に位置してれば、このノッチ５１
２内のレバーがストッパーとして機能する。それ故、日
車５１に外部から衝撃などの外乱が加わっても、日車５
１が不用意に回転してしまうことがない。

【００４７】［その他の実施の形態］上記の実施の形態
のいずれにおいても、本形態のアクチュエータ１０で腕
時計のカレンダー表示機構５０の日車５１を回転させる
例であったが、アクチュエータ１０によって曜車を回転
させてもよい。また、本発明を適用したアクチュエータ
１０は、腕時計のカレンダー機構だけでなく、時刻、
月、年、月齢、太陽位置、さらには、水深、気圧、温
度、湿度、方位、速度などを表示する装置の駆動装置と
して利用できる。さらには、表示装置以外の各種装置の
駆動装置として利用できることは勿論である。

【００４８】また、上記形態では、圧電素子２１として
ユニモルフ型のものを用いたが、それに限らず、バイモ
ルフ型の圧電素子２１を用いてもよい。

【００４９】さらに、図６に示すように、励振手段２０
としては、振動板１２の方に構成された永久磁石または
可動鉄片などの磁性体２３と、該磁性体２３に対峙する
電磁磁石２４と、該電磁磁石２４に対する駆動回路２５
とを備えたものなど、振動板１２を面外方向に屈曲振動
させるものであればいずれの励振手段２０を用いてもよ
い。

【００５０】さらにまた、振動出力系の数については限
定がなく、図７に示すように、多角形、あるいは円形の
振動板を用いれば、たとえば４つの振動出力系３０を構
成することもできる。

【００５１】なお、本発明に係るアクチュエータは、従
動部材がリング状のカレンダー表示車などである用途に
限定されるものではなく、リニア状に往復動するアクチ
ュエータや、振動を起こすアクチュエータなどへの利用
も可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアク
チュエータでは、１つの振動体に対して、共振周波数の
異なる振動系を構成する複数の振動出力系が構成されて
いるので、励振手段が振動体をいずれの周波数で振動さ
せるかによって、複数の振動出力系のいずれから出力を
得るかを選択できる。それ故、各振動出力系をそれぞれ
から異なる出力を得るように構成しておくだけで、１つ
のアクチュエータで２つ以上の動作を行うことができ
る。しかも、各振動出力系は、振動体および励振手段を
共用しているので、アクチュエータを構成する部品点数
が少なくて済む。それ故、アクチュエータも低コスト化
および小型化を図ることができる。

【００５３】本発明において、振動体として、面外方向
の屈曲振動を行う際の振動周波数により一方の端部を固
定端として他方の端部が面内方向に変位する振動板を用
い、この可動端の変位が各振動出力系から面内方向にお
ける振動として出力される場合には、振動板の面外方向
の屈曲振動を面内方向の振動として取り出すことのでき
る新たなタイプのアクチュエータを構成できる。また、
このアクチュエータは、少ない部品で構成できるととも
に、振動板が面外方向に屈曲振動を行う厚さ寸法の空間
内に構成できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形
態１に係るアクチュエータ、およびそれを腕時計のカレ
ンダー表示機構において日車の駆動用に用いた場合の平
面図、および断面図である。

【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形
態１に係るアクチュエータを駆動するための駆動回路の
例を示す回路ブロック図である。

【図３】（Ａ）ないし（Ｄ）は、それぞれ本発明の実施
の形態１に係るアクチュエータにおける振動板の屈曲振
動を示す説明図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形
態２に係るアクチュエータ、およびそれを腕時計のカレ
ンダー表示機構において日車の駆動用に用いた場合の平
面図、および断面図である。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ本発明の実施の形
態３に係るアクチュエータ、およびそれを腕時計のカレ
ンダー表示機構において日車の駆動用に用いた場合の平
面図、および断面図である。

【図６】本発明を適用したアクチュエータの励振手段と
して、電磁磁石を用いた例を示す説明図である。

【図７】本発明を適用したアクチュエータにおいて４つ
の振動出力系を構成した例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ アクチュエータ １１Ａ、１１Ｂ プレート １２ 振動板（振動体） ２０ 励振手段 ２１ ユニモルフ型の圧電素子 ２２ 駆動回路 ３０ 振動出力系 ３０Ａ 第１の振動出力系 ３０Ｂ 第２の振動出力系 ３１Ａ、３１Ｂ 括れ部（弾性部） ３２Ａ、３２Ｂ レバー ５０ カレンダー表示機構 ５１ リング状の日車（カレンダー表示車／従動部
材） １２１ 振動板の第１の細幅部 １２２ 振動板の第２の細幅部 １２５ 振動板の一方の端部 １２６ 振動板の他方の端部 ３２１Ａ、３２１Ｂ レバーの基端側 ３２２Ａ、３２２Ｂ レバーの自由端 ５００ 従動部材 ５１１ 日車の内周縁 ５１２ 日車のノッチ ３００Ａ 第１の振動系 ３００Ｂ 第２の振動系

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動体と、該振動体に振動を行わせる励
   振手段と、前記振動体に接続し、該振動体の振動を増幅
   して出力する少なくとも２つの振動出力系を有し、 前記振動体および各々の振動出力系を含む各振動系は、
   異なる共振周波数を備えるとともに、 前記励振手段は、前記振動体に対して前記各振動系の共
   振周波数に対応する振動を行わせるように構成されてい
   ることを特徴とするアクチュエータ。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記振動体は、面外
   方向の屈曲振動を行う際の振動周波数により一方の端部
   を固定端として他方の端部が面内方向に変位する振動板
   から構成され、該可動端の面内方向における変位が前記
   の各振動出力系から面内方向における振動として出力さ
   れることを特徴とするアクチュエータ。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記励振手段は、前
   記振動板の少なくとも一方の面に構成された圧電素子
   と、該圧電素子の駆動回路とを備えていることを特徴と
   するアクチュエータ。
4. 【請求項４】 請求項２において、前記励振手段は、前
   記振動板の方に構成された磁性体と、該磁性体に対峙す
   る電磁磁石と、該電磁磁石に対する駆動回路とを備えて
   いることを特徴とするアクチュエータ。
5. 【請求項５】 請求項２ないし４のいずれかにおいて、
   前記の各振動出力系は、各々、前記振動板の端部を保持
   する弾性部と、該弾性部の側および当該端部の側に基端
   側が連結し、先端側が自由端であるレバーとを備えてい
   ることを特徴とするアクチュエータ。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記弾性部は、前記
   振動板に対して平面的に配置された板状部材の括れ部と
   して構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
7. 【請求項７】 請求項５において、前記レバーは、前記
   振動板に対して平面的に配置された板状レバーであるこ
   とを特徴とするアクチュエータ。
8. 【請求項８】 請求項６または７において、前記の各振
   動出力系には、前記レバーが同一の従動部材を互いに異
   なる方向に向けて駆動する振動出力系が含まれているこ
   とを特徴とするアクチュエータ。
9. 【請求項９】 請求項６または７において、前記の各振
   動出力系は、各々のレバーが同一の従動部材を同一の方
   向に向けて駆動するように構成されていることを特徴と
   するアクチュエータ。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかに規定す
    るアクチュエータをカレンダー表示機構の駆動装置とし
    て用いたことを特徴とする時計。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、前記カレンダー
    表示機構は、前記の各振動出力系からの振動を周縁で受
    けて回転するリング状のカレンダー表示車を備えている
    ことを特徴とする時計。
12. 【請求項１２】 請求項１１において、前記カレンダー
    表示車は、前記アクチュエータの休止期間中、前記の各
    振動出力系の各レバーのうち、一つのレバーがノッチ内
    に位置しているときに他のレバーがノッチ外にある複数
    のノッチを周縁に備えていることを特徴とする時計。