專利名稱：壓電致動器、鐘表及電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有壓電元件的壓電致動器，具有該壓電致動器的鐘表以及電子設備。
背景技術：
壓電元件由于從電能向機械能的轉換效率高、響應性能好，所以近年來在開發(fā)利用壓電元件的壓電效應的各種壓電致動器，并應用于壓電蜂鳴器、打印機的噴墨頭或超聲波電機等領域。并且，最近提出適用于手表的日歷顯示機構等對小型化要求高的用途的壓電致動器等(例如，參照專利文獻1)。
專利文獻1特開2001-286166號公報但是，為了向上述壓電致動器的壓電元件供給驅動信號，需要利用導線等對壓電元件實施布線，但是具有該布線作業(yè)煩雜的問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，提供一種可以容易地實施壓電元件的布線的壓電致動器，具有該壓電致動器的鐘表以及電子設備。
為了達到上述目的，本發(fā)明的壓電致動器包括振動板，具有板狀基體部件和疊層在該基體部件上的壓電元件，在該壓電元件被提供驅動信號時振動；和通過所述振動板的振動而被驅動的被驅動體，其特征在于，具有固定所述振動板的固定部；和布線基板，被固定在所述固定部上，向所述壓電元件提供來自驅動所述壓電元件的驅動電路的驅動信號，所述布線基板具有延伸到被設在所述壓電元件上的電極的導通部件。
根據本發(fā)明，布線基板構成為具有壓電元件布線用的導通部件，所以能夠簡化該布線基板和壓電元件的布線時的作業(yè)工序，因此可以容易進行裝配。
此處，優(yōu)選所述布線基板具有絕緣板和配置在該絕緣板上的導電膜材料，所述導通部件是通過延展所述導電膜材料而形成。根據該構成，導電膜材料被用作布線，能夠減少布線施加給振動板的負荷，使振動板的振動穩(wěn)定。
并且，優(yōu)選所述導通部件由按壓所述電極的導電性彈性部件形成。具體講，所述布線基板具有金屬板、和覆蓋所述金屬板一面的絕緣板或絕緣片，所述導通部件由一體地成形于所述金屬板上的彈簧板構成。根據該構成，不需要對壓電元件上的布線進行錫焊等的接合作業(yè)，所以容易裝配。
另外，優(yōu)選構成為，所述振動板具有被疊層在所述基體部件表面上的第1壓電元件，和被疊層在所述基體部件背面上的第2壓電元件，所述布線基板分別固定在所述固定部的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)?，在固定于所述固定部表面?zhèn)鹊乃霾季€基板上，設有延伸到被設在所述第1壓電元件的所述電極的所述導通部件，同時在固定于所述固定部背面?zhèn)鹊乃霾季€基板上，設有延伸到被設在所述第2壓電元件的所述電極的所述導通部件。在這種優(yōu)選構成中，優(yōu)選構成為具有導通部，導通分別固定在所述固定部的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊乃霾季€基板。
并且，優(yōu)選構成為，振動板具有被疊層在所述基體部件表面上的第1壓電元件，和被疊層在所述基體部件背面上的第2壓電元件，所述布線基板形成為撓性基板，所述布線基板的一端固定在所述固定部的表面?zhèn)?，另一端固定在所述固定部的背面?zhèn)?，同時在被固定在所述固定部表面?zhèn)鹊乃霾季€基板的一端，設有延伸到所述第1壓電元件的所述導通部件，在被固定在所述固定部背面?zhèn)鹊乃霾季€基板的另一端，設有延伸到所述第2壓電元件的所述導通部件。
根據這種優(yōu)選構成，與從一個布線基板向基體部件表面和背面的各個壓電元件布線的結構相比，不需要把接合于布線基板的布線從表面?zhèn)鹊膲弘娫h(huán)繞連接到背面?zhèn)鹊膲弘娫希虼伺c這種布線方式相比，可以減少布線施加給振動板的負荷，使振動板的振動穩(wěn)定。
并且，優(yōu)選構成為，還具有抬高部件，介于所述布線基板和所述固定部之間，使從所述布線基板延伸的所述導通部件的高度高于所述壓電元件。根據這種構成，在把導通部件布線于壓電元件上時，不會形成該導通部件壓在壓電元件上的狀態(tài)，所以能夠減少布線施加給振動板的負荷，穩(wěn)定振動板的振動。
并且，優(yōu)選構成為，所述布線基板被固定在所述固定部上并且組件化。在這種優(yōu)選構成中，優(yōu)選構成為，所述固定部和所述布線基板利用設在所述支撐板上的定位部件被定位。
根據這種構成，可以提高裝配壓電致動器時的裝配性。并且，可以提高固定部和布線基板的定位精度。
另外，這些壓電致動器也可以適用于鐘表和各種電子設備。
根據本發(fā)明，可以容易實施在壓電元件上的布線。
圖1是表示本發(fā)明的實施方式的鐘表的日歷顯示機構的俯視圖。
圖2是表示該實施方式的鐘表的概略構成的剖面圖。
圖3是表示該實施方式的日歷顯示機構的主要部分的剖面圖。
圖4是表示該實施方式的壓電致動器的結構的俯視圖。
圖5是從圖4中的箭頭V-V方向觀看的剖面圖。
圖6是從側面觀看該實施方式的轉子的側視圖。
圖7是從側面觀看該實施方式的轉子的側視圖。
圖8是表示該實施方式的支撐轉子的結構的剖面圖。
圖9是表示該實施方式的壓電致動器的按壓調整機構和調整方法的剖面圖。
圖10是表示該實施方式的壓電致動器的振動板的分解立體圖。
圖11是表示該實施方式中向壓電元件供給驅動信號時的驅動結構的圖。
圖12是表示該實施方式的振動板縱向振動時的狀態(tài)的示意圖。
圖13是表示該實施方式的振動板彎曲振動時的狀態(tài)的示意圖。
圖14是說明該實施方式的振動板的抵接部的軌跡的圖。
圖15是表示所述振動板的振動頻率和阻抗的關系的一個示例圖。
圖16是表示該實施方式的振動板的表面?zhèn)鹊母┮晥D。
圖17是表示該實施方式的振動板的背面?zhèn)鹊母┮晥D。
圖18是沿圖16的A-A’線的剖面圖。
圖19是沿圖16的B-B’線的剖面圖。
圖20是說明該實施方式的振動板在基體部件上的布線的圖。
圖21是表示其他方式的振動板的表面?zhèn)鹊母┮晥D。
圖22是表示該振動板的背面?zhèn)鹊母┮晥D。
圖23是沿圖21的C-C’線的剖面圖。
圖24是表示其他方式的振動板的結構的剖面圖。
圖25是表示其他方式的振動板的結構的剖面圖。
圖26是表示該實施方式中向壓電致動器供給驅動信號的驅動電路的結構圖。
圖27是表示在該實施方式中向與振動板的振動方向平行的方向施加按壓力時，振動板和轉子的位置關系的俯視圖。
圖28是表示在該實施方式中向，與振動板的振動方向垂直的方向施加按壓力時，振動板和轉子的位置關系的俯視圖。
圖29是表示在該實施方式中，向與振動板的振動方向垂直的方向施加按壓力時，振動板和轉子的位置關系的俯視圖。
圖30是表示在該實施方式中，向與振動板的振動方向傾斜30°向施加按壓力時，振動板和轉子的位置關系的俯視圖。
圖31是表示在該實施方式中，向與振動板的振動方向傾斜30°向施加按壓力時，振動板和轉子的位置關系的俯視圖。
圖32是表示所述振動板的具體大小的俯視圖。
圖33是表示實驗結果的諧振頻率的表。
圖34是表示形成于振動板的壓電元件的電極變形例的俯視圖。
圖35是表示形成于振動板的壓電元件的電極變形例的俯視圖。
圖36是表示形成于振動板的壓電元件的電極變形例的俯視圖。
圖中10振動板；11固定部；11A定位孔；14、14A、14B導線基板；15、15A～15C銅箔；15A’～15C’金屬板；16絕緣板；17A～17C連接部；17A～17C’彈簧板；18電路基板；30、31壓電元件；32基體部件；33A～33D供電用電極；34檢測用電極；36抵接部；80抬高部件；81接地導通部件；85絕緣片；100轉子；102底板；500驅動電路；A壓電致動器。
具體實施例方式
以下，參照
本發(fā)明的實施方式。
A.整體結構圖1表示裝配了本實施方式的壓電致動器A的手表的日歷顯示機構的結構的俯視圖。如圖1所示，壓電致動器A具有底板102、矩形振動板10和轉子100。轉子100是被振動板10驅動的被驅動體，振動板10產生振動敲擊其外周面使其進行順時針旋轉，向日期顯示齒輪50傳遞驅動力。該轉子100通過作為減速齒輪組的日期旋轉中間齒輪40和日期旋轉齒輪60連接環(huán)狀的日期顯示齒輪50。該日期顯示齒輪50是轉子100的驅動對象，與轉子100的驅動連動，被驅動著旋轉。
圖2是圖1所示鐘表的剖面圖。在該圖中，在網狀部分裝配具有壓電致動器A的日歷顯示機構。在該日歷顯示機構的上方設置圓盤狀的文字板70。在該文字板70的外周部局部設置顯示日期的窗口部71，可以從窗口部71觀察日期顯示齒輪50的日期。并且，在文字板70的下方，設置驅動針72的運動機構73和后述的驅動電路500。
B.日歷顯示機構的結構圖3是表示圖1中的日歷顯示機構的詳細構成的剖面圖。如圖3所示，鐘表具有第1底板103，和與該底板103呈階梯差狀配置的第2底板103’。在該第2底板103’上安裝著日歷顯示機構中除壓電致動器A以外的部分，在第1底板103上安裝著壓電致動器A。
如圖3所示，用于支撐日期旋轉中間齒輪40的軸41在第2底板103’上立起。在日期旋轉中間齒輪40的下面設置軸承(未圖示)，軸41的前端部收容在該軸承內。日期旋轉中間齒輪40由小徑部4a和大徑部4b構成。小徑部4a是略小于大徑部4b的圓筒形狀，在其外周面形成大致正方形的切口部4c。該小徑部4a緊固在大徑部4b上，并且形成同心狀態(tài)。在大徑部4b上嚙合著轉子100上部的齒輪100c。因此，利用由大徑部4b和小徑部4a構成的日期旋轉中間齒輪40與轉子100的旋轉連動，以軸41為旋轉軸進行旋轉。
日期顯示齒輪50如圖1所示形成為環(huán)狀，在其內周面形成內齒輪5a。日期旋轉齒輪60是具有五齒的齒輪，并且嚙合在內齒輪5a上。如圖3所示，在日期旋轉齒輪60的中心設置軸61，其游嵌于形成在第2底板103’上的貫通孔62中。該貫通孔62具有沿著日期顯示齒輪50的軌跡方向延伸的眼眉形狀。彈簧板63的一方固定在底板103’上，另一方將軸61按壓在圖1的右上方向。彈簧板63對軸61和日期旋轉齒輪60施力。利用該彈簧板63的施力作用限制日期顯示齒輪50的搖動。
彈簧板64的一側用螺釘固定在103’上，另一側形成大致彎曲成V字狀的前端部64a。接觸銷65被配置成，在日期旋轉中間齒輪40旋轉，并且前端部64a進入切口部4c時，與彈簧板64接觸。在彈簧板64被施加規(guī)定的電壓并與接觸銷65接觸時，該電壓也施加給接觸銷65。因此，通過檢測接觸銷65的電壓，可以檢測日期前進狀態(tài)。另外，也可以設置與內齒輪5a嚙合的手動驅動齒輪，使用者通過對表把(均未圖示)進行規(guī)定操作來驅動日期顯示齒輪50。
在以上構成中，壓電致動器A的振動板10從驅動電路500被施加驅動電壓，從而在包含其板面的平面內振動。該振動板10產生的振動敲擊轉子100的外周面，如圖1中的箭頭所示，驅動轉子100順時針旋轉。該轉子100的旋轉通過日期旋轉中間齒輪40傳遞給日期旋轉齒輪60，該日期旋轉齒輪60使日期顯示齒輪50順時針方向旋轉。
C.壓電致動器的結構圖4是壓電致動器A的俯視圖，圖5是從圖4中的箭頭V-V方向觀看的剖面圖，圖6和圖7是轉子100的部分放大圖，圖8是表示轉子100的支撐結構的剖面圖，圖9是表示按壓調整凸輪的按壓力的調整方法的剖面圖，圖10是振動板10的分解立體圖，圖11是向壓電元件供給驅動信號時的驅動結構圖，圖12～圖14是表示振動板的振動狀態(tài)的圖，圖15是振動板10的振動頻率和阻抗的關系圖。
如圖4所示，壓電致動器A具有不同于底板103的其他底板102，振動板10，桿20，按壓調整凸輪26和轉子100。另外，本實施方式的壓電致動器A的底板102和底板103是分別設置的，但也可以構成省略底板102，在底板103的一部分設置振動板10、桿20、按壓調整凸輪26和轉子100的壓電致動器A。
壓電致動器A的轉子100在內部具有軸承(未圖示)，由底板102支撐的桿20的軸24插入該軸承。轉子100能夠以該軸24為中心旋轉。
如圖4所示，振動板10形成為平坦的長方形狀。該振動板10如圖10所示，形成為在兩個長方形狀壓電元件30、31之間配置基體部件32的疊層結構。該基體部件32形成為和壓電元件30、31大致相同的長方形狀，而且利用壁厚比壓電元件30、31薄的不銹鋼等導體構成。在包圍基體部件32的兩個長邊中的一方形成固定部11。如圖所示，固定部11形成為相對基體部件32的長邊平行延伸的尺寸較長的狀態(tài)。并且，在固定部11穿通設置定位孔11A。
螺釘13如圖4和圖5所示插通定位孔11A，并旋合固定在底板102的固定部凸部102A上，由此振動板10被固定在固定部凸部102A上。并且，在基體部件32中與固定部11相反的一側部位，形成從壓電元件30、31鼓出的支撐抵接部12，該支撐抵接部12如圖5所示，被設置在底板102的支撐抵接部凸部102B上。
振動板10如圖5所示，從基體部件32中被壓電元件30、31夾持的部分向兩側鼓出的固定部11和支撐抵接部12被放置在底板102上。另一方面，固定部11和支撐抵接部12在使基體部件32和壓電元件30、31與底板102之間具有空間39的狀態(tài)下，將振動板10固定在底板102上。支撐抵接部12被放置在底板102上，而固定部11通過螺釘13被牢靠地固定在底板102上。
并且，如圖4和圖10所示，在基體部件32突起設置抵接部36。抵接部36被按壓著接觸轉子100的外周面。作為抵接部36，可以使用導體或非導體，但如果利用非導體形成，一般可以使隔著由金屬形成的轉子100的底板102和壓電元件30、31不短路。為了防止其短路，也可以對旋轉支撐轉子100的軸24實施絕緣處理。
并且，抵接部36形成為俯視時在轉子100側突出的圓弧狀。這樣，通過使與轉子100抵接的抵接部36形成為圓弧狀，在即使轉子100和振動板10的位置關系因尺寸偏差等而變化時，也可以使形成為圓弧狀的抵接部36的外周面的一部分，經常以相同的接觸面積抵接圓形轉子100的外周面。因此，轉子100和抵接部36的接觸可以保持穩(wěn)定的狀態(tài)。
另外，如圖3和圖6所示，在轉子100的外周面，沿著圓周方向形成剖面為圓弧狀的凹槽100A。如果使抵接部36抵接該凹槽100A的槽底，可以防止轉子100脫離。而且，凹槽100A的剖面形成為圓弧狀(曲面狀)，同時接觸該凹槽100A的抵接部36也形成為圓弧狀，所以凹槽100A和抵接部36的接觸成為點接觸，可以穩(wěn)定地進行能量傳遞。另外，如圖7所示，也可以形成剖面大致為“コ”狀的轉子100’的凹槽100A’。
桿20如圖3和圖4所示，在其長度方向延伸的臂的中途部位形成插通孔22，在其中插通著從底板102立起設置的軸21。這樣，通過使插通孔22插通軸21，桿20由底板102支撐著可以轉動。并且，在桿20的一方形成大致U字狀的彈簧部23。在桿20的另一方設置具有軸24的轉子安裝部25，轉子100由軸24支撐著可以旋轉。
另外，根據圖8詳細說明轉子100相對軸24的安裝結構。
一般，位于文字板70下側的運動機構73具有底板103(圖3)和壓板99，并借助該壓板99被按壓在底板103上，由此固定運動機構73的各個部位。因此，由桿20的軸24支撐的轉子100，可以利用壓板99的環(huán)狀凸部99A來防止松脫。
并且，如上所述，轉子100按壓著振動板10的抵接部36，所以轉子100的軸承需要耐久性和強度。因此，使用由耐磨損性優(yōu)異的紅寶石材料構成的軸承101。通過向該軸承101和軸24之間注油，可以進一步提高耐磨損性。不限于該軸承101，只要是耐磨損性優(yōu)異的軸承即可(例如軸瓦軸承)。另外，轉子100的高度方向的間隙確定是利用壓板99的環(huán)狀凸部99A確定到高度方向上側的間隙，利用軸24的階梯部確定到高度方向下側的間隙。此外，轉子100是在直徑尺寸較小的部位、即在軸承101處確定間隙。由此，施加給轉子100的負荷力矩減小。
下面，返回到圖4，按壓調整凸輪26被按壓著接觸彈簧部23的前端部。該按壓調整凸輪26如圖9所示具有貫通孔26A，在該貫通孔26A嵌裝著在底板102上立起設置的螺釘支撐部26B，在該螺釘支撐部26B的內側刻制設置與螺釘27旋合的螺紋牙。在按壓調整凸輪26和底板102之間設置墊塊28，通過固定螺釘27，按壓調整凸輪26在底板102上被固定成限制其轉動的狀態(tài)。
此處，如果松動螺釘27，按壓調整凸輪26能夠以該螺釘27為轉動中心轉動。此時，調整作業(yè)者把大致形成為L字狀的調整用端子29插入穿通設置在按壓調整凸輪26上的端子引導孔26C中，通過手動移動該調整用端子29，可以容易進行按壓調整凸輪26的轉動調整。
從該按壓調整凸輪26向彈簧部23的按壓力，如圖4所示，使形成為U字狀的彈簧部23的兩個腿之間變狹小。此時，在彈簧部23產生的彈性力，使轉子安裝部25以軸21為中心向順時針方向旋轉。由此，安裝在轉子安裝部25上的轉子100的外周面被按壓著接觸抵接部36。
根據這種構成，可以通過調整按壓調整凸輪26，調整施加給振動板10的壓力。如果使按壓調整凸輪26旋轉，并且按照圖4中的虛線所示，使彈簧部23產生較大變形，轉子安裝部25抗拒該彈簧部23的彈性力，以軸21為中心向圖中順時針方向位移，通過轉子100施加給振動板10的按壓力增加。另外，如果調整按壓調整凸輪26，并且按照圖中的實線所示，擴大彈簧部23的兩個腿之間，則彈簧部23的彈性力減少，通過轉子100施加給振動板10的按壓力減少。另外，按壓調整凸輪26的調整可以是基于手動作業(yè)的調整，也可以利用自動裝配鐘表的運轉機構的自動裝配機進行調整。
下面，參照圖10說明振動板10。
如上所述，振動板10是在壓電元件30、31之間配置板狀基體部件32的疊層結構。該結構降低起因于過度振動或因掉落等產生的外部沖擊力對振動板10的損傷，提高耐久性。并且，作為基體部件32，使用壁厚比壓電元件30、31薄的部件，從而盡力不妨礙壓電元件30、31的振動。由于使上述的固定部11、支撐抵接部12和抵接部36與該基體部件32形成為一體，可以簡化制造工序。
并且，在配置于基體部件32上側的壓電元件30的表面和背面上粘貼長方形狀的供電用電極33A、33B，以覆蓋該壓電元件30的大致整個表面。同樣，在配置于基體部件32下側的壓電元件31的表面和背面上粘貼長方形狀的供電用電極33C、33D，以覆蓋該壓電元件31的大致整個表面。并且，在供電用電極33C形成矩形狀的檢測用電極34(參照圖17)，利用切口與該供電用電極33C的其他區(qū)域絕緣分離，并從振動板10的長度方向的大致中央向一側延伸。該檢測用電極34是用于獲得表示振動板10的振動的檢測信號的電極。
此處，作為壓電元件30、31，可以使用鈦酸鋯酸鉛(PZT(商標))、石英、鈮酸鋰、鈦酸鋇、鈦酸鉛、亞鈮酸鉛、聚氟化亞乙烯基、鋅鈮酸鉛、鈧鈮酸鉛等各種材料。此處，鋅鈮酸鉛的組成式是[Pb(Zn1/3-Nb2/3)O3]1-x(PbTiO3)(其中，x因組分而不同，x約為0.09)，鈧鈮酸鉛的組成式是[{Pb((Sc1/2-Nb1/2)1-xTix)O3}](其中，x因組分而不同，x約為0.09)。
在壓電元件30的極化方向和壓電元件31的極化方向相反的情況下，例如圖11所示，從驅動電路500向上述供電用電極33A、基體部件32、供電用電極33C分別提供交流驅動信號，以使供電用電極33A、基體部件32、供電用電極33C的電位分別成為+V、VDD、+V(或-V、VDD、-V其中VDD為驅動電路500的接地電位)。此處，+V的驅動信號和-V的驅動信號是相位反轉的交流信號。另外，如上所述，由于利用導體形成基體部件32，所以能夠省略與壓電元件30、31接觸的供電用電極33B、33D，在圖11中也省略記述。
這樣構成的振動板10，從驅動電路500通過供電用電極33A～33D向壓電元件30、31提供交流驅動信號，在壓電元件30、31產生在長度方向伸縮的振動。此時，如圖4和圖12中的箭頭X所示，產生壓電元件30、31在長度方向伸縮的縱向振動。
并且，在振動板10產生縱向振動時，如圖13所示，借助因振動板10的重量平衡的不平衡程度形成的以振動板10的重心為中心的旋轉力矩，誘發(fā)在寬度方向搖動的彎曲振動。在產生這種縱向振動和彎曲振動，并且兩者相結合時，振動板10的抵接部36中與轉子100的外周面接觸的部分，如圖14所示，在沿著橢圓軌跡的順時針方向振動。即，抵接部36中與轉子100接觸的部分大幅位移。另外，也可以在振動板10中與設有抵接部36的一側相反的一側端部設置平衡部89，從而誘發(fā)更大的彎曲振動，產生更大的旋轉力矩。
如上所述，振動板10產生縱向振動和彎曲振動相結合的振動，但該振動中是縱向振動模式占優(yōu)勢還是彎曲振動模式占優(yōu)勢，這依賴于供給壓電元件30、31的驅動信號的頻率。圖15是表示振動板10的振動頻率和阻抗的關系的一個示例的圖。如該圖所示，縱向振動模式的阻抗的極小值即諧振頻率f1、和彎曲振動模式的阻抗的極小值即諧振頻率f2，具有互不相同的值。因此，如果利用在諧振頻率f1和諧振頻率f2之間阻抗為極大值的頻率f3、和與彎曲振動模式的諧振頻率f2之間的頻率f2’驅動壓電元件30、31，則壓電元件30、31均進行縱向振動的同時誘發(fā)彎曲振動。另外，壓電元件30、31以接近彎曲振動模式的諧振頻率f2的頻率f2’被驅動，由此誘發(fā)較大的彎曲振動，振動板10的抵接部36描繪出更大的橢圓軌跡。這樣，抵接部36描繪的橢圓變大，所以通過抵接部36施加給轉子100的旋轉力也變大，驅動效率提高。另外，該驅動效率是利用轉子100相對供給壓電元件30、31電能的每單位時間的功(即旋轉速×負荷力矩)來定義的。
這樣，抵接部36描繪順時針的橢圓軌跡，在抵接部36處于在轉子100側鼓起的位置時，抵接部36按壓轉子100的按壓力變大，而在抵接部36處于從轉子100側避開的位置時，抵接部36按壓轉子100的按壓力變小。因此，壓電致動器A在兩者的按壓力較大的期間，即抵接部36處于在轉子100側鼓起的位置時，驅動轉子100在抵接部36的位移方向轉動。
D.壓電元件30、31上的布線連接及制造方法下面，說明壓電元件30、31上的布線連接及制造方法。
圖16是表示振動板10的上面(表面)的俯視圖，圖17是表示振動板10的下面(背面)的俯視圖，圖18是表示沿圖16的A-A’線的剖面圖。另外，在圖18的剖面圖中，省略圖示供電用電極33A、33C和檢測用電極34。
在本實施方式中，為了在振動板10的驅動信號輸入端，進行從驅動電路500向設在壓電元件30、31的供電用電極33A、33C供給驅動信號的輸入用布線，以及在振動板10的振動狀態(tài)輸出端，進行從設在壓電元件31的檢測用電極34向驅動電路500供給檢測信號的輸出用布線，使用兩個導線基板14A、14B。這些導線基板14A、14B如圖16～圖18所示，設置在振動板10的固定部11上。具體講，在固定部11的上面和下面分別通過粘接或焊接等固定有抬高部件80，在該抬高部件80上通過粘接或焊接等固定著上述導線基板14A、14B。該抬高部件80用于使以基體部件32(固定部11)為基準時的導線基板14A、14B的高度高于壓電元件30、31。
上述導線基板14A、14B例如在聚酰亞胺等絕緣板16上設置作為導電膜的銅箔15而構成。具體而言，固定部11表面?zhèn)鹊膶Ь€基板14A的上面如圖16所示，利用一塊銅箔15A將其上面大致整體覆蓋。另外，在該銅箔15A形成朝向振動板10側延伸的連接部17A。該連接部17A如圖18所示形成為從絕緣板16懸伸的狀態(tài)，作為連接導線基板14A和供電用電極33A之間的布線(導通部件)起作用，其前端接合在供電用電極33A上。連接部17A和供電用電極33A的接合例如通過錫焊或電阻焊等進行，可以保持接合可靠性。
另一方面，固定部11背面?zhèn)鹊膶Ь€基板14B的上面如圖17所示，被相互離開的兩塊銅箔15B、15C覆蓋，在各個銅箔15B、15C形成連接部17B、17C，這些連接部17B、17C形成為朝向振動板10側延伸，并且從絕緣板16懸伸的狀態(tài)。連接部17B作為連接導線基板14B和檢測用電極34之間的布線起作用，連接部17C作為連接導線基板14B和供電用電極32C之間的布線起作用。即，連接部17B的前端接合在設于壓電元件31表面上的供電用電極33C上，連接部17C的前端接合在檢測用電極34上。這些連接部17B、17C和檢測用電極34及供電用電極33C的接合，例如通過錫焊或電阻焊等進行，可以保持接合可靠性。
這樣，在本實施方式中構成為，把使導線基板14A、14B的銅箔15A、15B、15C延伸形成的連接部17A、17B、17C用作供電用電極33A、33C及檢測用電極34的布線。根據這種構成，與利用導線等其他部件對振動板10和導線基板14A、14B進行布線的情況相比，可以簡化布線時的作業(yè)工序，由此可以提高裝配性。并且，可以減小施加給振動板10的布線的負荷，所以能夠穩(wěn)定振動板10的振動，結果，可以減少施加給壓電致動器A的運動性能的影響。
另外，在本實施方式中構成為，從設在固定部11上側的導線基板14A向基體部件32表面?zhèn)鹊膲弘娫?0布線，從設在固定部11下側的導線基板14B向基體部件32背面?zhèn)鹊膲弘娫?1布線。由此，在夾著基體部件32，在導線基板背面?zhèn)鹊膲弘娫喜季€時，與從一個導線基板向各個壓電元件30、31布線的結構相比，不需要把從導線基板延伸的布線從表面?zhèn)鹊膲弘娫h(huán)繞連接到背面?zhèn)鹊膲弘娫?，因此與這種布線方式相比，可以減少布線施加給振動板10的負荷，穩(wěn)定振動板10的振動。
并且，在本實施方式中構成為，把供電用電極33A、33C和檢測用電極34設置在相當于振動板10振動的節(jié)點的部位，所以能夠防止與該供電用電極33A、33C和檢測用電極34連接的上述連接部17A～17C因振動板10的振動而剝離。由此，沒必要使連接部17A～17C和供電用電極33A、33C及檢測用電極34的接合強度太強，所以容易進行接合連接部17A～17C和供電用電極33A、33C及檢測用電極34時的裝配，可以提高裝配性。
另外，在本實施方式中構成為，在固定部11上設置導線基板14A、14B時，隔著抬高部件80。因此，在把從各個導線基板14A、14B延伸的連接部17A、17B、17C接合在供電用電極33A、33C及檢測用電極34上時，連接部17A、17B、17C不是壓在壓電元件30、31上，而是形成連接部17A從壓電元件30上方直接到達供電用電極33A，連接部17B、17C從壓電元件30下方直接到達供電用電極33C和檢測用電極34的狀態(tài)。由此，可以進一步減小連接部17A、17B、17C施加給振動板10的負荷。
可是，在本實施方式中，向供電用電極33A和供電用電極33C提供相同相位的驅動信號。即，在本實施方式中構成為，使連接供電用電極33A的銅箔15A和連接供電用電極33C的銅箔15C電氣導通，向供電用電極33A、33C提供相同相位的驅動信號。以下參照圖19說明該構成。
圖19是沿圖16的B-B’線的剖面圖。如該圖所示，安裝了上述驅動電路500的電路基板18，在底板102上被配置成使設有作為導電圖形的銅箔18A的一面朝上。固定部11下側的導線基板14B從上側壓接在該電路基板18上，電路基板18的銅箔18A和導線基板14B的銅箔15B及15C直接接觸，由此電路基板18和導線基板14B形成電氣連接。
并且如圖19和圖16所示，在配置于固定部11上面?zhèn)鹊膶Ь€基板14A的銅箔15A上，設置從該導線基板14A朝向電路基板18延伸的導通用彈簧板37。該導通用彈簧板37的前端部37A如圖19中的點劃線所示，一直延伸到電路基板18的安裝位置下方，在把固定部11安裝在底板102上時，導通用彈簧板37向上方撓曲，其前端部37A壓接在電路基板18上面的銅箔18A上。由此，電路基板18的銅箔18A和導線基板14A的銅箔15A導通。如上所述，電路基板18和導線基板14B也導通，結果，導線基板14A和導線基板14B導通。
另一方面，基體部件32如上所述構成為被施加有驅動電路500的接地電位即VDD電壓。在本實施方式中，通過向設在基體部件32的固定部11施加VDD電壓，向基體部件32施加VDD電壓。具體講，如圖16所示，配置于固定部11上面?zhèn)鹊膶Ь€基板14A，在從上方觀看時，不是整體覆蓋固定部11上面，而是形成為固定部11的一部分露出的形狀。在該露出部11B，如圖20所示，連接著用于與驅動電路500(上述電路基板18)的接地電位(VDD電壓)導通的接地導通部件81。
根據以上構成，連接供電用電極33A的銅箔15A和連接供電用電極33C的銅箔15C電氣導通，可以向供電用電極33A、33C提供相同相位的驅動信號，同時向基體部件32施加VDD電壓。
此處，在本實施方式中構成為，預先使上述振動板10和導線基板14A、14B組件化，在裝配到壓電致動器A上時與電路基體18導通。以下說明該構成。
如圖19所示，在底板102上除上述固定部凸部(螺旋銷)102A外，立起設置著兩個引導銷150A、150B，如圖16～圖18所示，在固定部11上除固定部凸部102A的上述定位孔11A外，穿通設置著用于插通上述引導銷150A、150B的兩個銷孔151A、151B。另外，在上述導線基板14A、14B如圖19所示，也穿通設置著用于插通固定部凸部102A、引導銷150A、150B的定位孔140、銷孔152A、152B，與此相同，在抬高部件80上也穿通設置有用于插通固定部凸部102A、引導銷150A、150B的定位孔153、銷孔153A、153B。
這些固定部11、導線基板14A、14B和抬高部件80，如上所述，按照導線基板14B、抬高部件80、固定部11、抬高部件80、導線基板14A的順序進行疊層，并通過粘接或焊接等固定各個部件。此時，各個部件被定位成與穿通設在各部件上的定位孔、銷孔重疊。并且，導線基板14A的銅箔15A延伸形成的連接部17A接合在供電用電極33A上，導線基板14B的銅箔15B延伸形成的連接部17B接合在檢測用電極34上，該導線基板14B的銅箔15C延伸形成的連接部17C接合在供電用電極33C上，導線基板14A、14B與固定部11形成一體，振動板10和導線基板14A、14B形成為組件。
和導線基板14A、14B形成為組件的振動板10被安裝在底板102上，并且其固定部11插通設于底板102的上述固定部凸部102A、引導銷150A、150B。此時，設在導線基板14A上的導通用彈簧板37的前端部18A按壓配置在底板102上的電路基板18的銅箔18A，導線基板14A和電路基板18導通，并且導線基板14B的銅箔15B、15C與電路基板18的銅箔18A接觸，導線基板14B和電路基板18導通。在本實施方式中構成為，把設有導線基板14A、14B的固定部11插通上述固定部凸部102A、引導銷150A、150B，利用該固定部凸部102A、引導銷150A、150B進行導線基板14A、14B和電路基板18的相對定位，沒有必要分別進行各個部件的定位。
并且，在振動板10安裝在底板102上后，如圖19所示，導線基板14A的上面被絕緣板154覆蓋，實現與手表的其他部件的電絕緣，另外在絕緣板154上放置著壓板155。螺釘13從該壓板155的上面插通固定在上述固定部凸部102A上，利用該螺釘13加壓壓板155，結果，上述振動板10壓接在底板102上，消除底板102和振動板10之間的松動。并且，利用壓板155的按壓力，加強導線基板14A和導通用彈簧37的連接、以及導線基板14B和電路基板18的連接。
這樣，在本實施方式中構成為，使振動板10和導線基板14A、14B成為組件，所以容易進行振動板10在底板102上的安裝、以及振動板10和電路基板18之間的布線這些裝配作業(yè)，并且可以使品質穩(wěn)定。另外構成為使用固定部凸部102A、引導銷150A、150B這些共用部件進行固定部11和導線基板14A、14B的各自定位，所以沒有必要分別進行這些固定部11和導線基板14A、14B的各自定位。
此處，在本實施方式中說明的結構如下，使導線基板14A、14B的銅箔15A、15B、15C延伸，進行導線基板14A、14B和壓電元件30、31的布線，但不限于此，也可以構成為在導線基板14A、14B分別連接彈簧板，使用該彈簧板進行導線基板14A、14B和壓電元件30、31的布線。參照圖21～圖23說明這種構成。
圖21是表示本實施方式以外的其他方式的振動板10的上面(表面)側的俯視圖，圖22是表示該振動板10的下面(背面)側的俯視圖，圖23是沿圖21的C-C’線的剖面圖。在圖23所示的剖面圖中，省略圖示供電用電極33A～33D和檢測用電極34。如這些圖所示，在本方式中，上述的導線基板14A利用絕緣片85、和粘貼在該絕緣片85上的金屬板15A’構成，導線基板14B利用絕緣片85、和粘貼在該絕緣片85上的相互離開的兩塊金屬板15B’、15C’構成。絕緣片85是上述絕緣基板16的替代品，金屬板15A’～15C’是上述銅箔15A～15C的替代品。在金屬板15A’連接著作為與供電用電極33A的布線部件的彈簧板17A’，在金屬板15B’連接著作為與檢測用電極34的布線部件的彈簧板17B’，在金屬板15C’連接著作為與供電用電極33C的布線部件的彈簧板17C’。這些金屬板15A’～15C’和彈簧板17A’～17C’的連接可以通過焊接等進行連接，也可以使它們形成為一體。
彈簧板17A’如圖23所示被折彎成山形，其前端部從壓電元件30的上方點接觸供電用電極33A，通過與彈簧板17A’的接觸減小施加給壓電元件30的負荷。彈簧板17B’、17C’的前端部也從壓電元件30的下方點接觸供電用電極33C和檢測用電極34，通過與彈簧板17B’、17C’的接觸減小施加給壓電元件30的負荷。由此，防止由于布線阻礙振動板10的振動。
并且，導線基板14A、14B和壓電元件30、31的布線使用彈簧板17A’～17C’構成，由此在壓電元件30、31上布線時不需要進行錫焊等作業(yè)，另外由于布線時不會向壓電元件30、31施加熱量，所以壓電元件30、31不會受到布線的熱影響，可以穩(wěn)定其性能。
另外，也可以如圖24所示構成為利用非導電性粘接劑把金屬板15A’～15C’粘貼在固定部11上，以代替在固定部11和金屬板15A’～15C’之間設置絕緣片85的結構。根據該構成，絕緣用部件數量減少，可以減少成本，并且可以實現薄型、小型化。
并且，示例了導線基板14A、14B的導通使用導通用彈簧板37的結構，但不限于此。即，如圖25所示，也可以利用一塊撓性印刷基板14’(例如FPC(Flexible Printed Circuit))構成導線基板14A、14B。該撓性印刷基板14’是在聚酯等絕緣片16’上粘貼作為導體圖形的銅箔15’構成的。在把該撓性印刷基板14’安裝在固定部11上時，把絕緣片16’粘接在固定部11的表面?zhèn)然虮趁鎮(zhèn)鹊奶Ц卟考?0上，并且使銅箔15’成為表面?zhèn)?，然后將固定?1環(huán)繞彎曲，將另一端粘接在固定部11的背面?zhèn)然虮砻鎮(zhèn)鹊奶Ц卟考?0上。由此，與導線基板14A、14B使用兩塊基板的結構相比，可以削減成本，能夠容易使固定部11的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)葘ā?br>
E.壓電致動器的驅動電路以下，參照圖26說明利用上述構成形成的鐘表的日歷機構使用的驅動電路。
如該圖所示，驅動電路500具有凌晨0點檢測單元501；控制電路503；日期前進檢測單元502和諧振電路504。凌晨0點檢測單元501是裝配在運動機構73(參照圖2)的機械開關，在到達凌晨0點時，向控制電路503輸出控制信號。日期前進檢測單元502以上述的彈簧板64和接觸銷65(參照圖1)為主要部件，在彈簧板64和接觸銷65接觸、即檢測到日期前進結束時，向控制電路503輸出控制信號。
控制電路503根據從凌晨0點檢測單元501供給的控制信號、和從日期前進檢測單元502供給的控制信號，向諧振電路504輸出諧振控制信號。該諧振控制信號在通過凌晨0點檢測單元501檢測到凌晨0點的時間點，從低電平上升為高電平，在之后通過日期前進檢測單元502檢測到日期前進結束時，從高電平下降到低電平。
諧振電路504在諧振控制信號為高電平時被供電，在低電平時停止供電，在諧振控制信號為高電平時，通過供電用電極33A～33D向壓電元件30、31供給規(guī)定頻率的驅動信號。接收到該驅動信號的壓電元件30、31進行上述的伸縮動作。
如上所述，日期旋轉中間齒輪40在變更日期時旋轉一周，此期間是限定為凌晨0點的時間。因此，諧振電路504僅在該期間諧振即足以。在該示例的驅動電路500中，利用高電平或低電平的諧振控制信號控制對諧振電路504的供電，在不需要使日期旋轉中間齒輪40轉動的期間，使諧振電路504的動作完全停止。因此，可以降低諧振電路504的不必要的電力消耗。
在本實施方式中，說明了在日期旋轉中間齒輪40的小徑部4a的圓周面形成一個切口部4c的情況，但在形成多個(例如4個)的情況下，在進行日期變更時，使日歷中間齒輪40僅旋轉1/4周即可。
F.日歷顯示機構的動作參照圖1和圖26說明具有如上構成的壓電致動器A的日歷顯示機構的自動更新動作。
在每天到達凌晨0點時，利用圖21所示的凌晨0點檢測單元501檢測出已到達凌晨0點，從控制電路503向諧振電路504輸出諧振控制信號。由此，從諧振電路504通過供電用電極33A～33D向壓電元件30、31供給規(guī)定頻率的驅動信號。在向供電用電極33A～33D供給來自驅動電路500的驅動信號時，壓電元件30、31通過伸縮而撓曲振動，振動板10進行縱向振動。
此時，如上所述，在壓電元件30、31的極化方向為反方向的情況下，從驅動電路500供給交流的驅動信號，以使上面、中央、下面的電位分別為+V、VDD、+V(或-V、VDD、-V)。
并且，振動板10在縱向被電氣激勵時，借助振動板10的重量平衡的不平衡程度誘發(fā)機械彎曲振動。并且，縱向振動和彎曲振動相結合，由此抵接部36沿著橢圓軌跡振動，并驅動轉子100。
這樣，利用驅動電路500驅動壓電致動器A的振動板10，圖1所示的轉子100向圖1中順時針方向旋轉，隨之日期旋轉中間齒輪40開始向逆時針方向旋轉。
此處，驅動電路500構成為，在圖1所示彈簧板64和接觸銷65接觸時停止供給驅動信號。在彈簧板64和接觸銷65接觸的狀態(tài)下，前端部64a進入切口部4c。因此，日期旋轉中間齒輪40從該狀態(tài)下開始旋轉。
日期旋轉齒輪60借助彈簧板63被向順時針方向施力，所以小徑部4a滑動著接觸日期旋轉齒輪60的齒6a、6b。在其中途，切口部4c到達日期旋轉齒輪60的齒6a位置時，齒6a與切口部4c嚙合。
然后，日期旋轉中間齒輪40繼續(xù)向逆時針方向轉動，日期旋轉齒輪60與日期旋轉中間齒輪40連動，并且在順時針方向僅轉動一個齒的量，即僅轉動“1/5”周。另外，與此連動，日期顯示齒輪50在順時針方向僅轉動一個齒的量(相當于一天的日期范圍)。另外，在月份內的天數不足“31”的月份的最后一天，反復數次上述動作，通過日期顯示齒輪50顯示基于西歷的正確日期。
并且，日期旋轉中間齒輪40繼續(xù)向逆時針方向轉動，在切口部4c到達彈簧板64的前端部64a的位置時，前端部64a進入切口部4c。這樣，彈簧板64和接觸銷65接觸，結束供給驅動信號，日期旋轉中間齒輪40停止旋轉。因此，日期旋轉中間齒輪40形成為一天旋轉一周。
G.按壓力大小的調整步驟下面，說明使按壓調整凸輪26旋轉，調整把轉子100按壓在轉動板10上的按壓力大小的步驟。
在鐘表的運動機構裝配工序中，調整作業(yè)者把安裝了壓電致動器A的運動機構設定為用于檢測轉子100的轉速的未圖示的轉速傳感器。作為該轉速傳感器，優(yōu)選例如激光測位儀等那樣的能夠以非接觸狀態(tài)直接檢測出檢測對象的轉速的傳感器。
然后，調整作業(yè)者進行規(guī)定的操作，使驅動電路500轉移為調整模式。與此相應，從控制電路503向諧振電路504輸出諧振控制信號，從諧振電路504通過供電用電極33A～33D向壓電元件30、31供給規(guī)定頻率的驅動信號。由此，振動板10振動，伴隨抵接部36的位移，開始驅動轉子100。
然后，調整作業(yè)者利用改錐松動螺釘27，在該狀態(tài)下向端子引導孔26C插入調整用端子29，并慢慢地轉動按壓調整凸輪26。此時，調整作業(yè)者利用未圖示的監(jiān)視器等一面監(jiān)視轉速傳感器的檢測值，一面使按壓調整凸輪26至少旋轉一周以上。并且，調整按壓調整凸輪26的方向，使轉速傳感器的檢測值達到最高。在這樣確定方向后，調整作業(yè)者固定螺釘27，把按壓調整凸輪26固定在底板102上。
另外，該按壓力的調整除上述手動作業(yè)調整外，也可以利用自動裝配鐘表的運動機構的自動裝配機進行調整。
H.按壓方向的調整另外，調整作業(yè)者可以按照上面所述調整按壓力的大小，但從提高轉子100的驅動效率方面考慮，該按壓力被施加到哪個方向也是重要因素。
以下舉例說明分別不同的三種按壓方向。另外，在這些附圖中，省略了彈簧部，但如上述實施方式所述，可以在支撐轉子100的桿的一部分設置彈簧部，也可以另外設置彈簧部件，或者可以僅利用安裝桿時的轉子的按壓力，使振動板產生按壓力。
圖27是表示轉子100施加給振動板10的按壓力方向為0°100和振動板10的位置關系的俯視圖。在該圖中，利用雙點劃線表示的直線P1是表示轉子100的移動方向的線。該直線P1形成為與振動板10的振動方向大致平行的關系。通過向轉子100施加箭頭a方向的力，向抵接部36施加箭頭b方向的按壓力。
下面，圖28和圖29是表示轉子100施加給振動板10的按壓力方向為90°100和振動板10的位置關系的俯視圖。在圖28中，利用雙點劃線表示的直線P2是表示轉子100的移動方向的線。該直線P2形成為與振動板10的振動方向大致垂直的關系。通過向轉子100施加箭頭a2方向的力，向抵接部36施加箭頭b2方向(與振動方向垂直的方向)的按壓力。
并且，在圖29中，利用雙點劃線表示的直線P3是從轉子100和抵接部36的抵接部分向振動板10的振動方向延伸的線。通過在該直線P3上設置轉動中心，轉子100向抵接部36施加大致90°過向轉子100施加箭頭a3方向的力，向抵接部36施加箭頭b3方向(與振動方向垂直的方向)的按壓力。
下面，圖30和圖31是表示轉子100施加給振動板10的按壓力方向為30°100和振動板10的位置關系的俯視圖。在圖30中，利用雙點劃線表示的直線P4是從轉子100和抵接部36的抵接部分向相對振動板10的振動方向傾斜30°100施加箭頭a4方向的力，向抵接部36施加箭頭b4方向(相對振動方向傾斜30°方向)的按壓力。
并且，在圖31中，利用雙點劃線表示的直線P5是從轉子100和抵接部36的抵接部分向相對振動板10的振動方向傾斜30°線。在與該直線P5垂直的線上，而且是直線P5成為切線的位置設置轉子100的轉動中心。由此，轉子100向抵接部36施加大致30°力。即，通過向轉子100施加箭頭a5方向的力，向抵接部36施加箭頭b5方向(相對振動方向傾斜30°)
另外，在上述示例中，按壓力的方向僅僅是一個示例，實際上根據彈簧部23的形狀和彈性特性、抵接部36的位置和形狀、轉子100的直徑等條件，設定最佳的按壓方向。
I.振動體的形狀為了穩(wěn)定壓電致動器的驅動特性，需要穩(wěn)定地產生振動板的縱向振動和彎曲二次振動，以使振動板前端的抵接部經常進行描繪相同軌跡的周期性運動。
關于這一點，在文獻“作為電子電路元件的電氣機械振子及其應用”(コロナ公司)的第9頁記載有，“在長方形的振動板的長邊和短邊的比率為1∶0.272時，縱向振動和第2橫向振動減弱”。另外，所說的第2橫向振動相當于本實施方式中的彎曲二次振動。
但是，壓電致動器使用的振動板不是該文獻公開的單純矩形板，其前端具有抵接部。因此，即使長邊和短邊的比為文獻公開的比率，也不能獲得穩(wěn)定的縱向振動和彎曲二次振動。
因此，本發(fā)明者們著眼于抵接部的質量(慣性)對縱向振動和彎曲二次振動的影響，通過以下研究，求出具有抵接部的振動板的長邊和短邊的最佳尺寸比。
本發(fā)明者們假定了圖32所示的振動板10。具體講，壓電元件為PZT，長邊為7mm，短邊為1.98mm，基體部件的材料為不銹鋼(SUS301)，厚度為0.1mm，抵接部的寬度尺寸為0.5mm，突出尺寸為0.45mm，質量為0.16mg。并且，在固定部上延伸的梁的寬度尺寸為0.4mm，長度為0.5mm。
在上述形狀的振動板中，對具有抵接部的振動板和沒有抵接部的振動板進行了振動模擬實驗，其結果如圖33所示。在圖33中，( )內的數值表示實測值。根據圖33所示結果判明，有無抵接部對彎曲二次振動的影響大于對縱向振動的影響，通過設置抵接部，縱向振動的諧振頻率和彎曲二次振動的諧振頻率之差增大。
為了使縱向振動和彎曲二次振動退縮，認為減少因附加抵接部而增大的縱向振動的諧振頻率和彎曲二次振動的諧振頻率之差比較有效。
此處，如果設振動板的長邊長度為a，短邊長度為b，則縱向振動的諧振頻率f為f 1/a，彎曲二次振動的諧振頻率f為f b/a2。
因此，判明通過改變短邊長度b，減少縱向振動和彎曲二次振動的諧振頻率之差，可以消除抵接部的影響。
在沒有抵接部時，由于產生減弱的邊之比為b/a＝1/0.272＝7mm/1.90mm，在有抵接部時，所以需要使b/a＝7mm/1.92mm＝1/0.274。
并且，通過實驗發(fā)現，短邊長度在實驗中的最佳值為加長了0.06mm的1.98mm。這被認為是在縱向振動和彎曲二次振動的諧振頻率非常接近時，由于微小的驅動頻率差，兩種振動的比率大幅變動。此時的邊之比為b/a＝1/0.283＝7mm/1.98mm。
根據該實驗結果，最佳的振動板的邊之比b/a為，b/a 0.274的范圍(1＞b/a)。
J.本實施方式的效果如上所述，在本實施方式中構成為，在可以收納在鐘表的有限空間中的薄型壓電致動器A中，通過把作為被驅動體的轉子100按壓在振動板10的抵接部36上，向轉子100和振動板10之間施加按壓力，該按壓力可以借助按壓調整凸輪26的轉動進行調整。由此，與把振動板10按壓在轉子100上產生按壓力的以往示例相比，在本實施方式中，可以在底板102上把振動板10固定成沒有游隙(可動松動)的狀態(tài)。因此，可以大幅改善接受振動板10的振動而被驅動的轉子100的驅動特性的劣化、振動板10的耐久性降低等。
另外，在本實施方式中構成為，把使導線基板14A、14B的銅箔15A、15B、15C延伸形成的連接部17A、17B、17C，用作供電用電極33A、33C和檢測用電極34的布線。根據該構成，與利用導線等其他部件進行振動板10和導線基板14A、14B的布線時相比，可以簡化布線時的作業(yè)工序，所以能夠提高裝配性。
另外，通過向振動板10施加合適的按壓力，可以有效驅動壓電致動器A。
K.變形例本發(fā)明不限于上述實施方式，可以進行以下示例的各種變形。
(1)按壓機構和調整機構的方式在實施方式中，作為通過轉子100向振動板10施加按壓力的按壓機構，使用具有彈簧部23的桿20，作為調整該按壓力的調整機構使用按壓調整凸輪26。但是，本發(fā)明不限于此，例如可以形成以下構成。
如果在圖3所示的振動板10和底板102之間具有空閑空間，則彈簧部只要是可以收納在該空間中的形狀(例如彈簧板，彈簧形狀等)即可，也可以與桿20另外獨立形成。
并且，調整機構不限于按壓調整凸輪26，只要是調整由彈簧部產生的彈性力的結構即可。
(2)轉子100和振動板10的位置關系介于轉子100和日期顯示齒輪50之間的中間齒輪的數量，不限于實施方式的示例數量，可以是任意數量。由于根據中間齒輪的數量確定使轉子100旋轉的方向，所以需要相應地變更轉子100和振動板10的位置關系。
(3)振動板10的形狀在上述實施方式中，示例了具有兩個壓電元件30、31的振動板10，但本發(fā)明不限于此，可以是具有一個壓電元件的振動板，也可以適用在振動板上疊層三個以上的壓電元件的結構。
并且，在上述實施方式中，使用長方形的振動板10，但振動板10的形狀不限于長方形，只要是具有長度方向的形狀即可，例如，可以使用梯形、平行四邊形、菱形、三角形等各種形狀。
另外，粘貼在壓電元件上的電極的形狀不限于圖10所示形狀，也可以按照圖34～圖36所示形成于壓電元件上。
例如，在形成圖34所示電極的情況下，通過向電極I和電極II供給驅動信號進行驅動。使從電極I部分產生縱向振動，從電極II部分產生振動，從電極III部分不產生振動，由此相對縱向方向的伸縮產生不平衡，彎曲二次振動被激勵，相對抵接部產生沿著某方向(例如順時針方向)的橢圓軌跡的振動。另一方面，在使抵接部在反轉方向(例如逆時針方向)振動時，通過向電極I和電極III供給驅動信號進行驅動。使從電極I部分產生縱向振動，從電極III部分產生振動，從電極II部分不產生振動即可。在使抵接部進行正轉/反轉的情況下，采用上述構成即可，但特別是僅在一個方向驅動的情況下，使電極I和電極II形成為一體即可。
圖35表示沒有圖34的電極I的情況。通過向電極II供給驅動信號，也可以產生縱向振動。
圖36表示利用整個電極I進行驅動的情況。該振動體利用形狀上的不平衡(抵接部)激勵彎曲二次振動。也可以形成按虛線所示使壓電體中產生不振動部分的電極III。
另外，上述的壓電致動器A的固定部11被旋合固定在底板102的固定部凸部102A上，支撐抵接部12被放置在底板102的支撐抵接部凸部102B上，由此形成單支撐振動板10的結構。但是，本發(fā)明不限于此，也可以是與固定部11相同，將支撐抵接部12旋合固定在支撐抵接部凸部102B上，從而形成雙支撐振動板10的結構的壓電致動器A。
并且，上述的壓電致動器A形成為把振動板10、轉子100設在底板102上的結構，但本發(fā)明不限于底板102，只要是可以支撐構成壓電致動器A的部件的部位即可。
(4)安裝壓電致動器的設備的變形并且，在上述實施方式中，以把壓電致動器A用作安裝在鐘表上的日歷顯示機構的壓電致動器為例進行了說明，但本發(fā)明不限于此，也可以用于利用時針、分針、秒針顯示時間的時間顯示機構。
另外，也可以適用于其他類型的設備，例如適用于玩具等娛樂設備或小型鼓風機等電子設備的壓電致動器。并且，上述的壓電致動器A可以做到薄型化、小型化，而且可以高效驅動，所以適合用作安裝在利用電池驅動的便攜式設備上的壓電致動器。
(5)壓電致動器A的驅動方式在上述實施方式中，示例了通過振動板10振動，驅動與抵接部36抵接的轉子100旋轉的情況，但不限于此，本發(fā)明也可以適用于以直線方式驅動被驅動體的壓電致動器。在該情況下，形成為被驅動體向振動板10施加按壓力的結構。
另外，在上述實施方式的壓電致動器A中，如手表那樣為了獲得利用極小電能驅動轉子100的驅動力，使振動板10的抵接部36沿著橢圓軌跡振動。但是，本發(fā)明不限于此，也可以使抵接部36沿著振動板10的長度方向進行縱向振動，由此驅動轉子100旋轉。
(6)底板102的形狀底板102為了固定振動板10，突出形成固定固定部11的固定部凸部102A和與支撐抵接部12抵接的支撐抵接部凸部102B。但是，本發(fā)明不限于此，也可以在底板102上形成凹部，其具有僅利用固定部11和支撐抵接部12支撐振動板10的開口部。
(7)日歷顯示機構在上述實施方式中，作為日歷顯示機構示例了顯示日歷信息中的日期的情況，但當然也可以是分別顯示星期、月、年的日歷顯示機構。
權利要求
1.一種壓電致動器，包括振動板，具有板狀基體部件和疊層在該基體部件上的壓電元件，在該壓電元件被提供驅動信號時振動；和通過所述振動板的振動而被驅動的被驅動體，其特征在于，具有固定所述振動板的固定部；布線基板，被固定在所述固定部上，向所述壓電元件提供來自驅動所述壓電元件的驅動電路的驅動信號，所述布線基板具有延伸到被設在所述壓電元件上的電極的導通部件。
2.根據權利要求1所述的壓電致動器，其特征在于，所述布線基板具有絕緣板和配置在該絕緣板上的導電膜材料，所述導通部件是通過延展所述導電膜材料而形成。
3.根據權利要求1所述的壓電致動器，其特征在于，所述導通部件由按壓所述電極的導電彈性部件形成。
4.根據權利要求1所述的壓電致動器，其特征在于，所述布線基板具有金屬板、和覆蓋所述金屬板一面的絕緣板或絕緣片，所述導通部件由一體地成形在所述金屬板上的彈簧板構成。
5.根據權利要求1～4中任一項所述的壓電致動器，其特征在于，所述振動板具有被疊層在所述基體部件表面上的第1壓電元件，和被疊層在所述基體部件背面上的第2壓電元件，所述布線基板被分別固定在所述固定部的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)龋诠潭ㄓ谒龉潭ú勘砻鎮(zhèn)鹊乃霾季€基板上，設有延伸到被設在所述第1壓電元件的所述電極的所述導通部件，在固定于所述固定部背面?zhèn)鹊乃霾季€基板上，設有延伸到被設在所述第2壓電元件的所述電極的所述導通部件。
6.根據權利要求5所述的壓電致動器，其特征在于，具有導通分別被固定在所述固定部的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊乃霾季€基板的導通部。
7.根據權利要求1～3中任一項所述的壓電致動器，其特征在于，所述振動板具有被疊層在所述基體部件表面上的第1壓電元件，和被疊層在所述基體部件背面上的第2壓電元件，所述布線基板形成為具有柔性，所述布線基板的一端被固定在所述固定部的表面?zhèn)?，另一端被固定在所述固定部的背面?zhèn)龋⑶以诒还潭ㄔ谒龉潭ú勘砻鎮(zhèn)鹊乃霾季€基板的一端，設有延伸到所述第1壓電元件的所述導通部件，在被固定在所述固定部背面?zhèn)鹊乃霾季€基板的另一端，設有延伸到所述第2壓電元件的所述導通部件。
8.根據權利要求1～7中任一項所述的壓電致動器，其特征在于，還具有抬高部件，介于所述布線基板和所述固定部之間，使從所述布線基板延伸的所述導通部件的高度高于所述壓電元件。
9.根據權利要求1～8中任一項所述的壓電致動器，其特征在于，所述布線基板被固定在所述固定部上而形成組件化。
10.根據權利要求9所述的壓電致動器，其特征在于，所述固定部和所述布線基板由設在所述支撐板上的定位部件被定位。
11.一種鐘表，其特征在于，具有權利要求1～10中任一項所述的壓電致動器；輸出驅動所述振動板的驅動信號的驅動電路；向所述驅動電路供給電力的電源；由所述壓電致動器驅動，顯示包括日歷信息的時間信息的時間信息單元。
12.一種電子設備，其特征在于，具有權利要求1～10中任一項所述的壓電致動器；輸出驅動所述振動板的驅動信號的驅動電路；向所述驅動電路供給電力的電源；由所述壓電致動器驅動的驅動對象。
全文摘要
一種容易進行壓電元件的布線的壓電致動器。壓電致動器(A)包括具有板狀基體部件(32)和疊層在該基體部件上的壓電元件(30、31)，并且通過向該壓電元件(30、31)提供驅動信號而產生振動的振動板(10)；和通過所述振動板的振動而被驅動的轉子(100)，還包括固定所述振動板(10)的固定部(11)；導線基板(14A、14B)，其被固定在所述固定部(10)上，用于向所述壓電元件提供來自驅動所述壓電元件(30、31)的驅動電路(500)的驅動信號，所述導線基板(14A、14B)具有延伸到設于所述壓電元件(30、31)上的供電用電極(33A、33C)和檢測用電極(34)的連接部(17A～17C)。
文檔編號G04C13/00GK1658093SQ20051000840
公開日2005年8月24日 申請日期2005年2月17日 優(yōu)先權日2004年2月19日
發(fā)明者北原丈二, 關重彰 申請人:精工愛普生株式會社