(57)【要約】【課題】駆動停止時に外力が加わってもローターが回転することを防止できる圧電駆動装置を提供すること。【解決手段】圧電駆動装置１０は、支持部２７に弾性変形部２８を介して片持ち支持された振動体２１と、ローター３０と、ローター３０を回転自在に支持するローター案内体と、当接部２５およびローター３０を互いに押圧させる押圧手段と、ローター３０が第１回転方向と逆の第２回転方向に回転した場合は、その回転を回転対象物に伝達しない回転伝達阻止手段４３とを備える。ローター３０の回転中心３０１を、振動体２１の弾性変形部２８からローター３０および当接部２５の接点Ｓを通る直線Ｒ１で区分けされる領域３０Ａ，３０Ｂにおいて、接点Ｓに対して第２回転方向側の領域３０Ｂに配置する。外力が加わってローター案内体３２０が揺動した際にローター３０は第２回転方向に回転するが、回転伝達阻止手段４３でその回転は伝達されない。【選択図】図９
2010178502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電アクチュエーターと、
前記圧電アクチュエーターから出力される回転エネルギーを回転対象物に伝達する回転伝達装置と、
前記圧電アクチュエーターの駆動を制御する駆動制御手段とを備えた圧電駆動装置であって、
前記圧電アクチュエーターは、
圧電素子および当接部を有し、前記圧電素子への駆動信号の供給により振動するとともに、支持部に対して弾性変形部を介して片持ち支持された振動体と、
前記振動体の振動によって第１の回転方向に回転されるローターと、
前記ローターを回転自在に支持し、かつ、ローターと振動体とが互いに押圧された状態で揺動可能に設けられたローター案内体と、
前記振動体の当接部およびローターを互いに押圧させる押圧手段とを備え、
前記駆動制御手段は、前記圧電素子への駆動信号の供給を制御して圧電アクチュエーターの駆動を制御可能に構成され、
前記回転伝達装置は、前記ローターが前記第１の回転方向とは逆方向である第２の回転方向に回転した場合に、その回転が回転対象物に伝達することを阻止する回転伝達阻止手段を備え、
前記振動体が静止状態にあるときに、前記ローターの回転中心は、前記振動体の弾性変形部と前記ローターおよび振動体の当接部の接点とを通る直線で前記ローターを２つの領域に区分けした際に、前記接点に対して第２の回転方向側に位置する領域に配置されていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電駆動装置において、
前記回転伝達阻止手段は、ローターの回転が伝達される駆動車と、前記駆動車によって回転される被駆動車とを備え、
前記駆動車および被駆動車は、前記振動体に駆動信号が供給されてローターが回転し、かつ、前記駆動車が所定角度以上駆動した場合には、被駆動車に回転が伝達されるが、駆動信号が供給されておらず、かつ、前記振動体またはローターに外力が加わってローターが第２の回転方向に回転した場合には、前記駆動車が所定角度以上駆動しないために被駆動車に回転が伝達されないことを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の圧電駆動装置において、
前記回転伝達阻止手段は、ゼネバ駆動車およびゼネバ被駆動車を備えたゼネバ歯車装置で構成され、
前記ゼネバ駆動車は、前記ゼネバ被駆動車の歯に係合して前記ゼネバ被駆動車を回転させる爪と、
前記ゼネバ被駆動車の歯が当接してゼネバ被駆動車を回転しない規制部とを備え、
前記ゼネバ駆動車の回転範囲には、前記爪がゼネバ被駆動車の歯に当接してゼネバ被駆動車を回転する駆動範囲と、前記規制部がゼネバ被駆動車の歯に当接してゼネバ被駆動車を回転しない規制範囲とが設けられ、前記規制範囲は駆動範囲以上の回転角度範囲に設定されていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載の圧電駆動装置において、
前記回転伝達阻止手段は、ローターが第１の回転方向に回転することは許可し、第２の回転方向に回転することは規制する回転規制装置で構成されていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電駆動装置において、
前記回転規制装置は、ローターの回転が伝達されて回転する駆動車と、前記駆動車によって回転される被駆動車とを備えて構成され、
前記駆動車および被駆動車の少なくとも一方には、ローターが第１の回転方向に回転した場合にはその回転を駆動車から被駆動車に伝達し、ローターが第２の回転方向に回転した場合には駆動車から被駆動車への回転を規制する左右非対称歯形が設けられていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記ローターから回転伝達阻止手段までの間には増速輪列が設けられ、前記ローターの回転は前記増速輪列で増速されて前記回転伝達阻止手段に伝達され、
前記回転伝達阻止手段から前記回転伝達装置によって回転される回転対象物までの間には減速輪列が設けられていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記ローターから伝達される回転エネルギーを弾性エネルギーとして蓄積可能な弾性装置を備え、
前記弾性装置および前記回転伝達阻止手段は、前記回転伝達装置において前記回転エネルギーが直列に伝達されるように配置されていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の圧電駆動装置と、前記圧電駆動装置により駆動される被駆動部とを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項８に記載の電子機器において、
前記被駆動部は、計時部で計時された計時情報を表示する計時情報表示部であることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエーターを備える圧電駆動装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁界の影響を受けにくい圧電素子を用いた圧電駆動装置が知られ、時計の時刻針等を駆動する駆動装置として利用されている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、特許文献１に記載の圧電駆動装置は、圧電アクチュエーターと、圧電アクチュエーターで回転されるローターと、ローターを回転自在に支持するローター案内体と、振動体およびローターを互いに押圧させる押圧バネと、圧電アクチュエーターの駆動制御装置とを備える。さらに、圧電駆動装置のローターまたは輪列には、ローターが一方の方向に回転することは許可し、逆方向に回転することは規制するラチェット機構を設けている。そして、圧電アクチュエーター停止時に、時計を落下することなどで圧電駆動装置に外力が加わり、その外力が指針等の回転対象物からローターに伝達された場合に、ローターを前記回転許可方向に回転させるモーメントに比べて、振動体がローターに押圧して発生する最大静止摩擦力による保持モーメントが常に大きくなるように設定し、静止摩擦力でローターの回転を規制する構造がとられている。この構造によると、ジャンパ等の規制手段を設けずに、駆動停止時に外力によってローターが回転することを防止でき、負荷の増大や駆動時間の増大を防止できる圧電駆動装置が提供できる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２８３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記圧電駆動装置では、回転対象物から回転力がローターに加わった場合には、前記ラチェット機構および静止摩擦力による保持モーメントによって駆動停止中のローターが回転してしまうことを防止することができるが、外力によってローター自身が回転する場合に、その回転を防止するものではなかった。
【０００５】
例えば、図１９に示すような圧電駆動装置１００は、ローター案内体３２０に支持されたローター３０と、支持部２７に弾性変形部２８を介して片持ち固定された振動体２１とを備える。振動体２１に設けられた当接部２５と、前記ローター３０とは、図示略の押圧手段によって押圧されている。なお、ローター３０は、第１回転方向Ａには回転を許容され、第１回転方向Ａとは逆方向となる第２回転方向Ｂには図示略のラチェット機構で回転を規制されている。
【０００６】
このような圧電駆動装置１００において、振動体２１が停止されている状態で、振動体２１、ローター３０、ローター案内体３２０は、図１９に示す位置に配置されている場合、振動体２１が停止していても、外力が加わってローター案内体３２０が揺動すると、ローター３０が回転してしまうという問題があった。
すなわち、圧電駆動装置１００に外力が働き、ローター案内体３２０が揺動軸３２１を中心に揺動すると、ローター３０は、振動体２１が停止しているのにもかかわらず、次のような動作によって第１回転方向Ａに回転していた。
【０００７】
図２０に示すように、外力が働くことに伴ってローター案内体３２０が揺動して振動体２１側に移動し、ローター３０が２点鎖線の位置から実線で示す位置に移動すると、ローター３０に押されて振動体２１も実線の位置まで移動する。この際、図２０では、ローター３０から振動体２１に加わる力の方向（図２０の矢印Ｆ１の方向）が、ローター３０および当接部２５の接点Ｓから振動体２１の回動中心となる弾性変形部２８に向かう方向（図２０の１点鎖線Ｒ１の方向）に対して、第２回転方向Ｂ側（第１回転方向Ａとは反対側方向）に向いているので、地板などに固定された支持部２７に対して弾性変形部２８が弾性変形し、振動体２１は当接部２５がローター３０の第２回転方向Ｂに移動するように傾く。
【０００８】
ローター案内体３２０は揺動しているため、振動体２１側に移動した後は逆方向に移動する。ローター案内体３２０が逆方向に移動すると、ローター３０も、図２１の２点鎖線の位置から実線の位置に移動する。この際、振動体２１は弾性変形していた弾性変形部２８が元の状態に戻り、振動体２１の当接部２５はローター３０に当接したまま第１回転方向Ａ側に移動する。
さらに、ローター案内体３２０が揺動により振動体２１から離れる方向に移動すると、図２２に示すように、ローター３０は振動体２１から離れる。このローター３０が振動体２１から離れるまでは、図２１に示すように、ローター３０には第１回転方向Ａに移動する当接部２５が接触しているため、ローター３０は振動体２１により第１回転方向Ａに突き出されて回転する。特に、ローター３０が振動体２１の当接部２５から離れると、当接部２５による摩擦力も加わらないため、ローター３０は第１回転方向Ａに比較的大きく回転する。この際、前記ラチェット機構はローター３０が第１回転方向Ａに回転することは許容しているので、ローター３０は第１回転方向Ａに回転することになる。
【０００９】
従って、振動体２１の停止中に外乱によりローター案内体３２０が左右に揺動すると、ローター３０が第１回転方向Ａに回転してしまうことになる。このため、例えば、圧電駆動装置１００を用いて、時計の時針および分針を２０秒間隔でステップ運針している場合に、圧電駆動装置１００の停止中に衝撃などが加わってローター案内体３２０が揺動すると、ローター３０が回転して指針が移動してしまい、時刻指示がずれてしまうという問題が生じる。
また、図２３に示すように、ローター案内体３２０に対する振動体２１の位置を変えた圧電駆動装置１００においても同様の問題が生じていた。
このような駆動停止中に外力が加わることでローターが回転してしまう問題は、指針を駆動する場合に限らず、様々な回転対象物を圧電駆動装置１００で駆動する場合に共通する問題であった。
【００１０】
本発明の目的は、駆動停止時に外力が加わってもローターが回転することを防止できる圧電駆動装置および電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の圧電駆動装置は、圧電アクチュエーターと、前記圧電アクチュエーターから出力される回転エネルギーを回転対象物に伝達する回転伝達装置と、前記圧電アクチュエーターの駆動を制御する駆動制御手段とを備えた圧電駆動装置であって、前記圧電アクチュエーターは、圧電素子および当接部を有し、前記圧電素子への駆動信号の供給により振動するとともに、支持部に対して弾性変形部を介して片持ち支持された振動体と、前記振動体の振動によって第１の回転方向に回転されるローターと、前記ローターを回転自在に支持し、かつ、ローターと振動体とが互いに押圧された状態で揺動可能に設けられたローター案内体と、前記振動体の当接部およびローターを互いに押圧させる押圧手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記圧電素子への駆動信号の供給を制御して圧電アクチュエーターの駆動を制御可能に構成され、前記回転伝達装置は、前記ローターが前記第１の回転方向とは逆方向である第２の回転方向に回転した場合に、その回転が回転対象物に伝達することを阻止する回転伝達阻止手段を備え、前記振動体が静止状態にあるときに、前記ローターの回転中心は、前記振動体の弾性変形部から前記ローターおよび振動体の当接部の接点と通る直線で前記ローターを２つの領域に区分けした際に、前記接点に対して第２の回転方向側に位置する領域に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
ここで、振動体は、板状の圧電素子と補強板とを積層させて構成され、駆動信号が圧電素子に与えられることで振動し、その振動によってローターを回転させるように構成されていればよい。
また、本発明の圧電駆動装置で駆動される回転対象物としては、ローターの回転が伝達されて回転駆動されるものであればよい。例えば、指針式時計の駆動装置として本発明の圧電駆動装置を用いた場合は、時針や分針などの指針や、それらの指針が取り付けられる筒車、二番車等が回転対象となる。
【００１３】
本発明によれば、振動体が静止状態（非駆動状態）にあるときに、前記ローターの回転中心は、前記振動体の弾性変形部から前記ローターおよび振動体の当接部の接点を通る直線で前記ローターを２つの領域に区分けした際に、前記接点に対して第２の回転方向側に位置する領域に配置されている。このため、前記圧電駆動装置に外力が加わり、この外力によってローター案内体が揺動してローターが振動体を押圧した際に、その押圧方向（前記ローターおよび振動体の当接部の接線に対する垂線方向で、ローターの回転中心から前記接点を通過する方向）は、ローターおよび振動体の当接部の接点から前記振動体の弾性変形部に向かう方向に対し、ローターの第１回転方向側に向くことになる。従って、前記ローターで押された振動体は前記弾性変形部をほぼ中心として前記当接部がローターの第１回転方向側に移動するように前記弾性変形部が変形して傾く。このため、ローター案内体が反動により反対方向に揺動しローターが振動体から離れる方向に移動すると、前記弾性変形部には逆方向の弾性反発力が働き、前記振動体の当接部は、ローターを第２回転方向に突き出す。このため、ローターは第２回転方向に回転しようとするが、前記回転伝達阻止手段で第２回転方向の回転は伝達されないため、回転対象物は第２回転方向に回転することはない。
【００１４】
この本発明の動作を、図１〜４を参照して説明する。
本発明の圧電駆動装置１０は、図１に示すように、ローター案内体３２０に支持されたローター３０と、支持部２７に弾性変形部２８を介して片持ち支持された振動体２１とを備える。振動体２１に設けられた当接部２５と、前記ローター３０とは、図示略の押圧手段によって押圧されている。なお、図示略の回転伝達阻止手段により、図１におけるローター３０の反時計回り（第１回転方向Ａ）の回転は回転対象物に伝達され、ローター３０の時計回り（第２回転方向Ｂ）の回転は回転対象物に伝達されないようにされている。
【００１５】
このような圧電駆動装置１０において、振動体２１が停止されている状態（静止状態）で、振動体２１、ローター３０、ローター案内体３２０は、図１に示す位置に配置されている。ここで、圧電駆動装置１０は、図１９〜２３に示す圧電駆動装置１００と異なり、前記ローター３０の回転中心３０１は、前記振動体２１の弾性変形部２８から前記ローター３０および振動体２１の当接部２５の接点Ｓを通る直線Ｒ１で前記ローター３０を２つの領域３０Ａ，３０Ｂに区分けした際に、前記接点Ｓに対して第２の回転方向Ｂ側に位置する領域３０Ｂに配置されている。
そして、外乱などによってローター案内体３２０が揺動し、振動体２１に近づく方向に回動すると、ローター３０に当接している振動体２１は、図２に示すように、ローター３０に押される。この際、ローター３０から振動体２１に加わる力の方向Ｆ２は、ローター３０および当接部２５の接点Ｓから振動体２１の回動中心となる弾性変形部２８に向かう方向（１点鎖線Ｒ１の方向）に対して、第１回転方向Ａ側に向くことになる。前記力の方向Ｆ２は、図１と図２０、２３の各圧電駆動装置１０，１００を比較して分かるように、ローター３０に対する振動体２１の配置位置や向きによって設定でき、より具体的には、前記直線Ｒ１に対してローター３０の回転中心３０１が領域３０Ａ，３０Ｂのどちら側にあるのかによって設定することができる。
このように設定することで、圧電駆動装置１０においては、地板などに固定された支持部２７に対して弾性変形部２８が弾性変形し、図２の実線で示すように、振動体２１は当接部２５が接点Ｓに対してローター３０の第１回転方向Ａ側に移動するように傾く。
【００１６】
すなわち、本発明の圧電駆動装置では、前記振動体が静止状態、すなわち駆動が停止して静止している状態にあるときに、外力が加わって前記ローターが振動体を押圧した際に、前記ローターおよび振動体の当接部の接線に対する垂線方向に加わる力のベクトルを、前記ローターおよび振動体の当接部の接点から前記振動体の弾性変形部に向かう方向と、この方向に対して直交する方向に分解した際に、前記直交方向が前記ローターの第１回転方向となるように配置されていることになり、ローターが振動体を押圧して振動体を押し込んだ際に、その押圧力の分力によって、振動体は、当接部がローターの第１回転方向側に確実に移動するように傾く。
【００１７】
次に、ローター案内体３２０が揺動によって振動体２１から離れる方向に移動すると、ローター３０は図３の２点鎖線の位置から実線の位置に移動する。このため、振動体２１は弾性変形していた弾性変形部２８が元の状態に戻り、振動体２１の当接部２５はローター３０に当接したまま第２回転方向Ｂに移動する。さらに、ローター案内体３２０が揺動によって振動体２１からより離れる方向に移動すると、ローター３０は振動体２１から離れて図４の実線の位置に移動する。
このため、ローター３０は、振動体２１により突き出されて第２回転方向Ｂ（時計回り方向）に回転する。
ところで、本発明では、ローター３０が第２回転方向Ｂに回転した場合に、その回転を回転対象物に伝達することを阻止する回転伝達阻止手段が設けられている。このため、ローター３０が第２回転方向Ｂに回転しても、その回転は回転対象物には伝達されないため、回転対象物は回転することがない。
【００１８】
なお、このような作用は、図５に示すように、ローター案内体３２０と振動体２１との配置が異なっていても、ローター３０の回転中心３０１が、直線Ｒ１で二分される領域３０Ａ，３０Ｂのうち、第２回転方向Ｂ側の領域３０Ｂに位置していれば同じである。
従って、本発明では、振動体２１の停止中に外乱によりローター案内体３２０が揺動しても、ローター３０および振動体２１の配置によってローター３０は第２回転方向Ｂ側のみに回転するように設定されており、さらに、回転伝達阻止手段によって第２回転方向Ｂのローター３０の回転は回転対象物に伝達されないため、振動体２１の停止中は回転対象物が回転することを防止できる。このため、例えば、圧電駆動装置１０を用いて、時計の時針および分針を２０秒間隔でステップ運針している場合に、圧電駆動装置１０の停止中に衝撃などが加わってローター案内体３２０が揺動しても、ローター３０の回転が回転対象物に伝達されることがなく、指針が移動することもなく、時刻指示がずれてしまうことも防止できる。
なお、ローター案内体３２０の揺動軸３２１は、前記力の方向Ｆ２が前記直線Ｒ１に対して前記接点Ｓを基点にして前記第１回転方向Ａ側を向くならばどこに配置されてもよく、例えば揺動軸３２１は、直線Ｒ１に対して図２の反対側に配置されてもよい。あるいは揺動軸３２１を備えずにローター案内体３２０が振動体２１側に直線状に押圧されて移動するものでもよい。
なお、ローター３０と振動体２１の当接部２５とを互いに押圧する押圧手段は、図１〜図４に図示したようにローター案内体３２０側に設ける他、振動体２１側に設けるようにしても良い。例えば、振動体２１の前記弾性変形部２８の弾性力を用いるものでもよい。
【００１９】
本発明の圧電駆動装置において、前記回転伝達阻止手段は、ローターの回転が伝達される駆動車と、前記駆動車によって回転される被駆動車とを備え、前記駆動車および被駆動車は、前記振動体に駆動信号が供給されてローターが回転し、かつ、前記駆動車が所定角度以上駆動した場合には、被駆動車に回転が伝達されるが、駆動信号が供給されておらず、かつ、前記振動体またはローターに外力が加わってローターが第２の回転方向に回転した場合には、前記駆動車が所定角度以上駆動しないために被駆動車に回転が伝達されないことが好ましい。
【００２０】
本発明では、前記回転伝達阻止手段は、駆動車が所定角度以上駆動した場合に被駆動車に回転を伝達するため、駆動車を駆動した際に被駆動車を間欠的に回転する装置が利用できる。このような回転伝達阻止手段としては、例えば、ゼネバ歯車装置や、アンクルを揺動させてガンギ車を回転させる装置等が用いられる。
駆動車から被駆動車に回転を伝達する際に、ゼネバ歯車装置のように、駆動車の回転に対して被駆動車を間欠的に回転させるように構成する。このため、駆動車が所定角度回転するまでは被駆動車は回転せず、駆動車が所定角度以上回転すると被駆動車は回転することになる。
このような構成によれば、振動体２１の停止中に前記外力によってローターが第２回転方向Ｂに回転する場合の駆動車の回転角度に比べて、前記駆動車が被駆動車に回転を伝達するようになる所定角度を大きくすることにより、前記外力によってローターが第２回転方向Ｂに回転しても被駆動車には回転が伝達せず、駆動信号で振動体を作動させた場合のみ回転を伝達することができる。
例えば、圧電駆動装置を用いて、時計の時針および分針を２０秒間隔でステップ運針している場合、振動体を停止している２０秒間に外力が加わった際に、ローターが第２回転方向に回転する角度は予め想定できる。従って、ローターが第２回転方向に回転した際の駆動車の回転角度θ１も予め想定できる。そこで、振動体でローターを回転させて駆動車を回転させた際に被駆動車に回転を伝達する回転角度θを前記回転角度θ１よりも大きくしておけば、振動体が停止中にローターが回転してもその回転が被駆動車に伝達されることがない。
このため、駆動車および被駆動車を間欠的に回転するように設定するだけで回転伝達阻止手段を構成でき、回転伝達阻止手段を簡易な構造にできて安価に提供できる。
【００２１】
この際、前記回転伝達阻止手段は、ゼネバ駆動車およびゼネバ被駆動車を備えたゼネバ歯車装置で構成され、前記ゼネバ駆動車は、前記ゼネバ被駆動車の歯に係合して前記ゼネバ被駆動車を回転させる爪と、前記ゼネバ被駆動車の歯が当接してゼネバ被駆動車を回転しない規制部とを備え、前記ゼネバ駆動車の回転範囲には、前記爪がゼネバ被駆動車の歯に当接してゼネバ被駆動車を回転する駆動範囲と、前記規制部がゼネバ被駆動車の歯に当接してゼネバ被駆動車を回転しない規制範囲とが設けられ、前記規制範囲は駆動範囲以上の回転角度範囲に設定されていることが好ましい。
【００２２】
本発明では、例えば、ゼネバ駆動車において、駆動範囲を６０度の回転角度に設定し、規制範囲を１２０度の回転角度に設定することができる。そして、振動体を駆動した際に、ローターから増速輪列を介してゼネバ駆動車が回転するようにすることなどで、ゼネバ駆動車が１８０度回転すると指針等の回転対象物が所定の１ステップ分回転するように設定できる。この際、ゼネバ駆動車が１８０度回転して振動体を停止させた際の位置を適宜設定しておくことで、例えば、外力によってローターが第２回転方向に回転しても、前記ゼネバ駆動車が前記回転角度θ以上回転しないとゼネバ被駆動車に回転が伝達しないように設定できる。このため、外力によってローターが第２回転方向に回転し、ゼネバ駆動車が回転角度θ１（＜θ）回転しても、その回転はゼネバ被駆動車には伝達せず、振動体の停止中に回転対象物が回転することを防止できる。
また、ゼネバ歯車装置は、ゼネバ被駆動車の歯をゼネバ駆動車の規制部に当接させることで、ゼネバ被駆動車からゼネバ駆動車への回転伝達を規制することができる。従って、例えば、時計を落下した場合の衝撃などが指針に加わっても、指針からの回転力はゼネバ被駆動車およびゼネバ駆動車間で止まり、指針の回転が規制される。このため、時計を落下した場合に、その落下の衝撃で指針の指示がずれてしまうことも防止できる。
【００２３】
さらに、ゼネバ駆動車が駆動範囲を超えて規制範囲まで回転すると、ゼネバ被駆動車は回転が伝達されなくなり停止する。このため、ローターを所定角度以上回転させた際に、ゼネバ被駆動車の回転角度を所定角度に規制できる。すなわち、本発明では、ゼネバ歯車装置を設けることで、回転エネルギーを伝達しつつ、かつ、ゼネバ被駆動車つまりは回転対象物の回転角度を一定にすることができる。
ところで、圧電アクチュエーターを用いて時計等の指針を駆動させる際には、指針を一定間隔で動かすことが非常に重要であるので、圧電アクチュエーターを用いた圧電駆動装置が、一定角度のステップ運動を実現できない場合には、指針の位置がずれて、大きな問題となる。
本発明によれば、ローターの駆動によって回転対象物が回転されるとともに、回転伝達阻止手段によって回転対象物が一定角度毎に回転を規制されるので、回転対象物の回転量は一定となる。これによって、圧電アクチュエーターによって回転される回転対象物のオーバーランを防止できるので、ローターの回転角度を厳密に制御する必要がなく、回転対象物の回転角度の精度を向上させることができ、回転対象物で回転される指針等の表示手段の表示精度を向上させることができる。
【００２４】
本発明の圧電駆動装置において、前記回転伝達阻止手段は、ローターが第１の回転方向に回転することは許可し、第２の回転方向に回転することは規制する回転規制装置で構成されていてもよい。
ここで、回転規制装置としては、例えば、ラチェット機構等を用いることができる。
【００２５】
本発明によれば、回転規制装置によって、ローターが第２の回転方向に回転することが規制されているため、振動体の停止中に外乱によりローター案内体が揺動しても、ローターおよび振動体の配置によってローターは第２回転方向側のみに回転するように設定されており、さらに、回転伝達阻止手段によってローターは第２回転方向には回転できないように規制されているため、振動体の停止中は回転対象物が回転することを防止できる。このため、例えば、圧電駆動装置を用いて、時計の時針および分針を２０秒間隔でステップ運針している場合に、圧電駆動装置の停止中に衝撃などが加わってローター案内体が揺動しても、ローターが回転することがなく、指針が移動することもなく、時刻指示がずれてしまうことも防止できる。
【００２６】
なお、本発明においては、図２に示すように、振動体の停止中にローター案内体およびローターが揺動すると、ローターも第１回転方向に僅かに回転することがある。しかし、ローターによって振動体が押し込まれ引き込まれた時には前記弾性変形部を変形させるためにもエネルギーが消費され、かつ、ローターと振動体の当接部とが接触したままであるため、当接部の移動量も小さい。このため、例えば、ローターが第２回転方向に回転することを規制する回転規制装置としてラチェット機構を用いている場合に、振動体の停止中にローターが第１回転方向に回転しても、ラチェットの爪が次の歯に係合する位置までローターが回転することはなく、振動体が元の位置に戻る際には、ローターも前記ラチェットの爪が元の歯に当接する位置に戻るため、ローターは第１および第２のどちらの回転方向にも回転することはない。
【００２７】
ここで、前記回転規制装置は、ローターの回転が伝達されて回転する駆動車と、前記駆動車によって回転される被駆動車とを備えて構成され、前記駆動車および被駆動車の少なくとも一方には、ローターが第１の回転方向に回転した場合にはその回転を駆動車から被駆動車に伝達し、ローターが第２の回転方向に回転した場合には駆動車から被駆動車への回転を規制する左右非対称歯形が設けられていることが好ましい。
【００２８】
例えば、駆動車の歯を、その先端側を第１の回転方向側に傾斜して左右非対称歯形とすることができる。このように形成することで、ローターが第１回転方向に回転する場合には被駆動車の歯を、被駆動車の回転方向に押して被駆動車を回転させ、かつ、ローターが第２回転方向に回転する場合には被駆動車の歯を被駆動車の回転中心側に押して被駆動車を回転しないように設計できる。
回転規制装置を、左右非対称歯形を利用して構成すれば、ラチェット機構などを用いる場合に比べて簡単な構成にできて安価に提供できる。
【００２９】
なお、回転伝達阻止手段としてゼネバ歯車装置を用い、かつ、ゼネバ歯車装置に左右非対称歯形を設けることもできる。この場合、このゼネバ歯車装置だけで、振動体の停止時にローターが回転した場合にその回転を回転対象物に伝達することを阻止でき、かつ、指針等の回転対象物側からの回転力はゼネバ被駆動車がゼネバ駆動車で回転を規制されることで伝達を防止できる。従って、ローターの第１回転方向の回転のみを回転対象物に伝達する回転伝達阻止手段と、外乱などで回転対象物からの回転がローター側に伝達されて回転対象物が回転してしまうことを防止する装置とを別々に設ける場合に比べて部品点数を少なくでき、コストを大幅に低減でき、圧電駆動装置の小型化も容易となる。
【００３０】
本発明の圧電駆動装置において、前記ローターから回転伝達阻止手段までの間には増速輪列が設けられ、前記ローターの回転は前記増速輪列で増速されて前記回転伝達阻止手段に伝達され、前記回転伝達阻止手段から前記回転伝達装置によって回転される回転対象物までの間には減速輪列が設けられていることが好ましい。
【００３１】
本発明では、ローターの回転は増速輪列で増速されて回転阻止伝達手段に伝達され、さらに、回転阻止伝達手段から減速輪列で減速されて回転対象物に伝達される。このため、ローターが１ステップ分回転した際の回転阻止伝達手段における回転量を増幅でき、回転の規制を確実に行うことができる。
さらに、回転阻止伝達手段を、例えば、ゼネバ歯車装置のように、駆動車の回転に連動して被駆動車が回転する構成とすれば、ローターが第２回転方向に回転することを規制しつつ、ローターが第１回転方向に回転した場合には、その回転によって被駆動車を一定角度毎回転することもできる。
すなわち、駆動車の回転量にバラツキが生じても被駆動車の回転量を一定にするためには、例えば、駆動車が１８０度回転する間に、１２０度の範囲は被駆動車を回転しない規制範囲とし、残りの６０度の範囲で被駆動車を回転する駆動範囲とすればよい。このようにすれば、駆動車は被駆動車を回転する６０度の駆動範囲以上回転すれば、規制範囲での回転量にバラツキが生じても、被駆動車を一定角度回転することができる。すなわち、規制範囲をある程度大きく確保することで、駆動車のバラツキに影響されずに被駆動車を一定角度回転することができる。
【００３２】
そして、本発明では、ローターからの回転を増速して回転阻止伝達手段に伝達しているので、仮に、駆動車を１８０度回転する場合でも、ローターの回転角度は増速比に応じて小さくできる。ローターの回転角度を小さくできれば、圧電アクチュエーターの駆動時間も短くでき、その分、消費電力も低減できる。
一方、特許文献１では、振動体がローターを押圧して発生する最大静止摩擦力による保持モーメントが大きくなるように、ローターからの出力は減速輪列を介して伝達する必要がある。このため、回転対象物を同じ角度だけ回転する場合に、本発明のようにローターの出力を増速輪列で伝達すれば、減速輪列で伝達する場合に比べてローターの駆動時間を短くでき、その分消費電力を低減できる。従って、圧電駆動装置を電池で駆動する場合には、電池寿命を長くできる。
また、回転阻止伝達手段の出力は減速輪列で減速できるため、前記増速輪列の増速比は、回転対象物の回転速度に左右されずに、圧電アクチュエーターの駆動時間と、駆動車の回転量（回転角度）とを考慮して容易に設定できる。
【００３３】
本発明の圧電駆動装置において、前記ローターから伝達される回転エネルギーを弾性エネルギーとして蓄積可能な弾性装置を備え、前記弾性装置および前記回転伝達阻止手段は、前記回転伝達装置において前記回転エネルギーが直列に伝達されるように配置されていることが好ましい。
ここで、前記弾性装置および回転伝達阻止手段が、前記回転伝達装置において前記回転エネルギーが直列に伝達されるように配置されているとは、前記ローターから伝達される回転エネルギーが、前記弾性装置および回転伝達阻止手段の一方を介して他方に伝達されるように、前記弾性装置および回転伝達阻止手段が配置されていることを意味する。すなわち、前記弾性装置および回転伝達阻止手段は、前記回転エネルギーを伝達する同一経路に配置されている。
【００３４】
本発明では、圧電アクチュエーターを停止状態から起動させる際、回転エネルギーを伝達する経路に弾性装置が設けられているので、比較的慣性モーメントの大きい指針等の回転対象物は、圧電アクチュエーターにより直接回転されず、圧電アクチュエーターで直接回転させる部分の慣性モーメントが回転対象物の分だけ小さくなる。従って、回転対象物を所定角度だけ回転させる場合に、圧電アクチュエーターの駆動時間を短くすることができるので、駆動信号を供給する時間も短くなって、始動性が向上されるとともに、低電力で駆動することができる。
その上、本発明は、弾性装置と回転伝達阻止手段を同一経路上に設けているので、これらを２つの経路に分けた場合のように駆動タイミングを合わせる必要がなく、設計上の制約も無くすことができ、圧電駆動装置を容易に設計、製造することができる。
なお、前記回転エネルギーは回転力などを含むものであり、弾性エネルギーは弾性力などを含むものである。
【００３５】
さらに、回転対象物を所定角度だけ回転させる場合に、ローターを所定角度以上回転させれば、蓄積された弾性エネルギーによって、ローターの回転時間よりも長い時間をかけて回転対象物を回転させることもできるので、ローターを所定角度だけ回転させた時点で圧電アクチュエーターを停止させても、回転対象物を所定角度まで回転させることができる。
【００３６】
本発明の圧電駆動装置において、前記ローターの回転エネルギーは、前記弾性装置に伝達されて弾性エネルギーとして蓄積され、前記回転伝達阻止手段は、前記弾性装置に蓄積された弾性エネルギーが伝達されて回転駆動されることが好ましい。
【００３７】
弾性装置を、圧電アクチュエーターと回転伝達阻止手段との間に設ければ、圧電アクチュエーターの起動時に加わる負荷から、回転伝達阻止手段の慣性モーメントや軸受負荷を無くすことができる。このため、圧電アクチュエーターの起動時の負荷を軽減でき、その分、消費電力も低減できる。
また、落下等で回転対象物が回転した際に、その回転対象物からの回転（衝撃）を、弾性装置を介さずに回転伝達阻止手段で受けることができる。そのため、弾性装置の弾性力を大きく設定する必要が無く、圧電アクチュエーターの起動時に、弾性装置による負荷を低減できるため、圧電駆動装置を低電力で駆動することができる。
【００３８】
本発明の圧電駆動装置において、前記増速輪列は、回転検出車を備え、前記回転検出車が所定角度回転したことを検出する回転検出装置と、前記圧電アクチュエーターの駆動開始後、前記回転検出装置で前記回転検出車が所定角度回転したことを検出すると前記圧電アクチュエーターを駆動する駆動信号の出力を停止する駆動制御装置とを備えることが好ましい。
ここで、回転検出装置は、回転検出車の回転を連続して検出するものでもよいし、間欠的に検出するものでもよい。
【００３９】
本発明では、ローターの回転に連動する増速輪列に回転検出車を配置しているので、ローターの回転角度が小さい場合でも、回転検出車の回転角度を大きくでき、その回転を容易に検出することができる。例えば、ローターの回転から回転検出車までの増速比を６倍とすれば、仮にローターが７．５度回転した際に、回転検出車は４５度回転する。ローターが７．５度回転したことを直接検出しようとすると、回転角度が小さいために精度良く検出することが難しい。これに対し、本発明では、増速された回転検出車で検出できるので、検出精度も向上できる。
そして、本発明では、回転検出装置で回転検出車が所定角度回転したことを検出すると、前記圧電アクチュエーターを停止しているので、圧電アクチュエーターの駆動も精度良く制御できる。
【００４０】
本発明の圧電駆動装置では、前記弾性装置は、渦巻バネであることが好ましい。
ここで、渦巻バネとして、時計等に使用されるひげぜんまいや、動力ぜんまいを使用できる。
本発明によれば、弾性装置として渦巻バネを用いているので、大きな変位量を確保するために、渦巻バネの巻き数を増加させても、Ｕ字バネや片持ちバネを使用する場合と比べて、設置空間をそれほど広げることなく、渦巻バネを配置できる。さらに、大きな変位量を確保すれば、弾性装置の変位量に関わらず略一定の弾性エネルギーを生じさせることができる。従って、外部の衝撃の大小に関わらず、回転対象物が弾性装置から略一定の弾性エネルギーを受けるので、回転対象物の動作を安定させることができる。
【００４１】
本発明の電子機器は、前述の圧電駆動装置と、この圧電駆動装置により駆動される被駆動部とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、圧電駆動装置を駆動源とする各種電子機器を構成できる。この際、圧電駆動装置による被駆動部の駆動が磁界に影響されることを防止でき、かつ、駆動時の消費電力も低減できる。
【００４２】
本発明の電子機器において、前記被駆動部は、計時部で計時された計時情報を表示する計時情報表示部であることが好ましい。
本発明によれば、圧電駆動装置によって時計の指針などの計時情報表示部を駆動できるため、指針等の駆動が磁界に影響されることを防止でき、かつ、計時情報表示部の指針等を低電力で駆動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図６は、本実施形態における圧電駆動装置を用いた電子機器としての電子時計１の概略構成を示す平面図であり、図７、８はその要部の断面図である。
なお、図６は、電子時計１の時刻表示側とは反対側（裏蓋側）から見た図であり、この図６において、上方向が電子時計１の３時方向、下方向が９時方向、右方向が１２時方向、左方向が６時方向となっている。図７、８も、電子時計１の時刻表示側を下、裏蓋側を上にした図となっている。
【００４４】
図６に示すように、電子時計１は、時刻を表示する指針を駆動する圧電駆動装置１０と、電池２と、ＩＣ５と、水晶振動子６とを備えている。電池２、ＩＣ５、水晶振動子６等は、図示しない回路基板に設けられている。電池２は、電池押え部で保持されている
また、本実施形態の電子時計１は、指針として時針および分針を備えた二針式の腕時計である。
【００４５】
［圧電駆動装置の構成］
図６〜８に示すように、指針を駆動する圧電駆動装置１０は、圧電アクチュエーター２０と、圧電アクチュエーター２０の出力を回転対象物である指針まで伝達する回転伝達装置４０とを備えている。
【００４６】
［圧電アクチュエーターの構成］
圧電アクチュエーター２０は、振動体２１と、ローター３０とを備えて構成されている。振動体２１は、図７に示すように、２枚の長方形かつ板状の圧電素子２２の間に、これらの圧電素子２２と略同形状であり、かつ圧電素子２２よりも肉厚の薄いステンレス鋼等の補強板２３を挟んで接着した積層構造を有している。
圧電素子２２としては、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ（商標））、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、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。
【００４７】
振動体２１は、一短辺の幅方向端部に当接部２５を有している。この当接部２５は、補強板２３を切断成形する等の方法により得られたものであり、緩やかな曲面を持った先端部分を圧電素子２２から突出させている。振動体２１は、この当接部２５の先端をローター３０の外周面に当接させる姿勢を保っている。
なお、本実施形態では、当接部２５は、振動体２１の幅方向の中心軸に対して偏心した位置に形成されているため、圧電アクチュエーター２０は、振動体２１の幅方向の重量バランスがアンバランスとされ、屈曲振動が生じやすいように構成されている。なお、振動体２１の他の短辺には、前記当接部２５と同様の突起部２６が振動体２１の平面中心に対して対象となる位置に形成され、前記振動体２１の屈曲振動がより生じやすいようにされている。
【００４８】
圧電アクチュエーター２０の長手方向の一側面には弾性変形部２８を介して支持部２７が形成されている。支持部２７は、補強板２３と一体形成されたものである。この支持部２７は、地板などにネジ等で固定されている。
また、支持部２７には圧電素子用回路基板が取り付けられ、圧電素子２２の表面に設けられる駆動電極に、回路基板が伸ばされて回路基板の表面に配置されているリード線が接続され、圧電素子２２を駆動可能に構成されている。
弾性変形部２８は、幅寸法が小さくされているため、ローター３０から補強板２３に力が加わった際に、弾性変形して補強板２３を傾けることができるように構成されている。
【００４９】
このような振動体２１の駆動電極に、所定周波数の電圧を印加すると、圧電素子２２が長手方向に沿って伸縮する縦一次振動モードの振動を励振する。このとき、振動体２１の対角線上両端には当接部２５、突起部２６が設けられているので、振動体２１は全体として長手方向中心線に対して重量がアンバランスとなる。このアンバランスにより、振動体２１は長手方向に略直交する方向に屈曲する屈曲二次振動モードの振動を励振する。したがって、振動体２１は、これらの縦一次振動モードおよび屈曲二次振動モードを組み合わせた振動を励振し、当接部２５は、略楕円軌道を描いて振動する。
【００５０】
［ローターの構成］
前記振動体２１に当接して駆動されるローター３０は、ローター案内体３２０に回転自在に保持されている。このローター３０およびローター案内体３２０によってローターブロックが構成されている。また、ローター３０には、ローター３０と一体で回転するローター歯車３１が設けられている。
【００５１】
ローター案内体３２０は、図６に示すように、揺動軸３２１を中心に揺動自在に配置され、押圧手段である押圧バネ３５の一端がローター案内体３２０のピン３２２に当接されている。
押圧バネ３５の他端は地板などに設けられた固定ピン３６に係止され、固定ピン３６およびローター案内体３２０間に配置された押圧バネ３５が撓んでローター案内体３２０を付勢するようにされている。
【００５２】
このローター案内体３２０が押圧手段（押圧バネ３５）によって付勢されることで、ローター３０は圧電アクチュエーター２０の当接部２５に所定の当接力（接触圧）で当接されている。このため、前記圧電アクチュエーター２０の振動体２１が振動し、当接部２５が略楕円軌道を描いて振動すると、この当接部２５が側面に当接されたローター３０も回転する。本実施形態では、図６，９において、ローター３０は時計回りに回転する。従って、本実施形態では、ローター３０が回転される第１回転方向Ａとは、図６，９における時計回り方向となる。なお、図９の各歯車における回転方向を示す矢印Ａは、ローター３０が第１回転方向Ａに回転した際の各歯車の回転方向を示している。
【００５３】
［ローターおよび振動体の配置］
ここで、図６、９に示すように、ローター３０と、振動体２１の当接部２５とは押圧バネ３５で互いに押圧されている。そして、振動体２１が静止状態にあるときに、前記ローター３０の回転中心３０１は、振動体２１の弾性変形部２８からローター３０および振動体２１の当接部２５の接点Ｓを通る直線Ｒ１で前記ローター３０の平面を２つの領域３０Ａ，３０Ｂに区分けした際に、前記接点Ｓに対して第２回転方向Ｂ側に位置する領域３０Ｂに配置されている。
従って、ローター３０が振動体２１を押圧した際に、振動体２１に加わる力の方向Ｆ２が、ローター３０および当接部２５の接点Ｓから振動体２１の回動中心となる弾性変形部２８に向かう方向（１点鎖線Ｒ１の方向）に対して、第１回転方向Ａ側に向くように設定されている。
具体的には、ローター３０から線Ｆ２方向の力が加わった際に、その力のベクトルを、前記１点鎖線Ｒ１の方向と、この方向に対して直交する方向に分解した際に、前記直交方向が前記ローター３０を第１回転方向Ａに回転させる方向となるように、ローター３０に対する振動体２１の配置位置や向きが設定されている。
このため、振動体２１が停止している際に、電子時計１を落下することなどで外力が加わって前記ローター３０が振動体２１を押圧すると、振動体２１は弾性変形部２８部分が変形し、前記ローター３０に対して前記当接部２５がローター３０の第１回転方向Ａ側に移動するように傾くことになる。
【００５４】
［回転伝達装置の構成］
回転伝達装置４０は、ローター３０の回転エネルギーを回転対象物に伝達するものであり、図７〜９に示すように、回転検出車４１と、弾性装置４２と、回転伝達阻止手段４３と、三番車４４と、二番車４５と、日の裏車４６、筒車４７とを備えている。
【００５５】
［回転検出車の構成］
回転検出車４１は、前記ローター歯車３１に噛み合うカナ４１１と、カナ４１１と一体に回転する歯車４１２とを備え、地板３および輪列受４で回転自在に支持されている。
歯車４１２は、中心軸に配置されたボス部４１２Ａと、外周に配置された円環状のリム部４１２Ｂと、ボス部４１２Ａからリム部４１２Ｂに向かって放射状に複数本設けられたスポーク部４１２Ｃを備えて構成されている。このため、ボス部４１２Ａおよびリム部４１２Ｂ間は、スポーク部４１２Ｃを除いて孔が形成されている。
【００５６】
［弾性装置の構成］
弾性装置４２は、カナ４２１と、軸４２２と、バネ係止部材４２３と、回転伝達阻止手段４３のゼネバ駆動車４３１に固定された軸受リング４２４と係止ピン４２５と、渦巻きバネ４２６と、カバー４２７とを備えている。ゼネバ駆動車４３１は中心部に固定された軸受リング４２４により軸４２２に対して回転可能に配置されている。
カナ４２１は、地板３および輪列受４に回転自在に支持された軸４２２と一体に回転し、前記回転検出車４１の歯車４１２に噛み合っている。
バネ係止部材４２３は、軸４２２に嵌合されて一体に回転し、前記渦巻バネ４２６の内周側の端部が係止されている。この渦巻きバネ４２６の外周側の端部は、前記係止ピン４２５に係止されている。従って、本実施形態では、一体で回転するカナ４２１、軸４２２、バネ係止部材４２３によって、ローター３０からの回転が回転検出車４１を介して伝達され、かつ、渦巻バネ４２６の一端が係合されるローター伝達車が構成されている。
カバー４２７は、軸４２２に対して所定平面位置にて固定されており、バネ４２６の中間部が輪列受４側に飛び出してくることを防止している。さらにカバー４２７は、上記所定平面位置にて軸４２２に固定されていることにより、図７に図示するように、渦巻きバネ４２６の外端を固定した係止ピン４２５を側面で度決めして位置決めすることができる。この位置決めにより渦巻きバネ４２６の弾性力によりゼネバ駆動車４３１を所定回転位置、すなわち係止ピン４２５がカバー４２７の側壁に度当たりしている位置に保持されるものである。
【００５７】
渦巻バネ４２６は、断面円形状のばね素線を図９における平面上で時計回りの渦巻状に巻いて形成されている。この渦巻バネ４２６は、カナ４２１、軸４２２、バネ係止部材４２３が、ゼネバ駆動車４３１よりも時計回りに先行して回転することにより、巻き数が増える方向に弾性変形して、カナ４２１に伝達された駆動力を弾性エネルギーとして蓄積することができる。
【００５８】
また、前記渦巻バネ４２６は、初期撓み（初期弾性変形）を持たせた状態で、バネ係止部材４２３および係止ピン４２５に係止されている。具体的には、圧電アクチュエーター２０が停止されている状態、すなわちカナ４２１、軸４２２、カバー４２７が停止している状態において、前記初期撓みによる弾性力は、ゼネバ駆動車４３１の係止ピン４２５がカバー４２７の側壁に確実に当接する程度に設定されている。この状態においては、ゼネバ被駆動車４３５の歯４３６と歯４３７とがゼネバ駆動車４３１の規制部４３３に当接しており、ゼネバ被駆動車４３５は回転方向に位置決めされているとともに、ゼネバ被駆動車４３５側からの回転力が生じてもゼネバ被駆動車４３５の回転は禁止されている。さらに上記のように初期撓みを持たせると、時針、分針等の指針が重たい（慣性モーメントが大きい）場合であっても、針を駆動しやすくなる。
【００５９】
［回転伝達阻止手段の構成］
回転伝達阻止手段４３は、非可逆歯形伝達装置であるゼネバ歯車装置で構成され、ゼネバ駆動車（原動歯車）４３１と、ゼネバ駆動車４３１によって回転するゼネバ被駆動車（従動歯車）４３５とを備えている。
ゼネバ駆動車４３１は、中央部に固定された軸受リング４２４を介して前記軸４２２に対して回転自在に支持されている。そして、ゼネバ駆動車４３１の回転軸を中心とした対称位置つまりゼネバ駆動車４３１の回転方向に１８０度間隔の２箇所に、ゼネバ被駆動車４３５に係合する爪（歯）４３２が設けられている。また、この２つの爪４３２の間にある円弧状の外周面により、規制部４３３が構成されている。この規制部４３３の中心軸からの半径は、爪（歯）４３２の歯底円半径よりも大きく、かつ、歯先円半径よりも小さく設定されている。
【００６０】
ゼネバ被駆動車４３５は、その外周面において回転方向に７２度間隔の５箇所に形成された歯４３６と、各歯４３６に対応して形成された歯４３７と、中心軸に設けられたカナ４３８とを備えている。
歯４３６と歯４３７との間隔は、歯４３６を基準にその反回転方向に配置された歯４３７との間隔は２０度程度と小さな小間隔とされ、回転方向に配置された歯４３７との間隔は５０度程度と大きな大間隔とされている。
そして、図１０（Ａ）に示すように、前記大間隔部分を挟む２つの歯４３７，４３６がゼネバ駆動車４３１の規制部４３３に当接している状態では、ゼネバ被駆動車４３５は回転方向および反回転方向のいずれにも回転することができない。すなわち、ゼネバ被駆動車４３５は、ゼネバ駆動車４３１で回転が規制された状態とされている。
【００６１】
このゼネバ被駆動車４３５の回転規制状態は、ゼネバ駆動車４３１が回転して爪４３２が歯４３６に当接するまで継続される。本実施形態では、図１０（Ａ）の状態からゼネバ駆動車４３１が第１回転方向Ａに１２０度回転する間は、ゼネバ被駆動車４３５の回転が規制される。
そして、図１０（Ｂ）に示すように、ゼネバ駆動車４３１の爪４３２が、ゼネバ被駆動車４３５の歯４３６に当接した状態からさらにゼネバ駆動車４３１が第１回転方向Ａに回転すると、図１０（Ｃ）に示すように、ゼネバ被駆動車４３５も連動して回転する。そして、図１０（Ａ）の状態のように、爪４３２と歯４３６の係合が外れるとゼネバ被駆動車４３５の回転は停止する。
すなわち、本実施形態では、ゼネバ駆動車４３１が１８０度回転すると、そのうちの１２０度回転している間（規制範囲）は、ゼネバ被駆動車４３５は回転が規制されて停止しているが、残りの６０度回転する間（駆動範囲）は、ゼネバ駆動車４３１に連動してゼネバ被駆動車４３５が７２度回転する。すなわち、ゼネバ被駆動車４３５は、ゼネバ駆動車４３１の回転に伴い間欠的に回転する。
以上のように、ゼネバ駆動車４３１からの回転によってゼネバ被駆動車４３５は間欠的に回転し、かつ、その回転角度は所定角度に設定されている。一方、ゼネバ被駆動車４３５側が回転しても、その回転はゼネバ駆動車４３１に規制されてゼネバ駆動車４３１側には伝達されない。従って、ゼネバ駆動車４３１およびゼネバ被駆動車４３５は、非可逆歯形伝達装置とされ、ゼネバ駆動車４３１の回転に伴ってゼネバ被駆動車４３５が所定角度（７２度）回転し、前記所定角度回転した際には、つまりゼネバ駆動車４３１が規制範囲にあるときには、前記ゼネバ被駆動車４３５からゼネバ駆動車４３１への駆動を禁止している。
【００６２】
さらに、前記爪４３２は、その先端がゼネバ駆動車４３１の回転方向に向かって傾斜して形成されており、左右非対称の歯形形状とされている。このため、図１０（Ｂ）に示すように、ゼネバ駆動車４３１が図１０（Ｂ）の第１回転方向Ａに回転してゼネバ被駆動車４３５の歯４３６に当接すると、爪４３２は歯４３６をゼネバ被駆動車４３５の回転方向に押すため、ゼネバ被駆動車４３５は回転駆動される。
一方、図１１に示すように、ゼネバ駆動車４３１が第２回転方向Ｂ（ローター３０が第２回転方向Ｂに回転する方向）に回転する場合、爪４３２が歯４３７に当接するまではゼネバ駆動車４３１の回転をゼネバ被駆動車４３５に伝達することはなく、爪４３２が歯４３７に当接した場合も、爪４３２の先端が傾斜されていることで、爪４３２は歯４３７をゼネバ被駆動車４３５の回転中心方向（図１１の矢印Ｃ方向）に押すため、ゼネバ被駆動車４３５に回転を伝達できないように構成されている。
従って、本実施形態では、ゼネバ駆動車４３１の爪４３２が左右非対称歯形とされていることにより、振動体２１の停止時にローター３０が第２回転方向Ｂに回転しても、その回転はゼネバ被駆動車４３５には伝達されることがない。このため、本実施形態では、左右非対称歯形の爪（歯）４３２を備えるゼネバ駆動車４３１およびゼネバ被駆動車４３５からなるゼネバ歯車装置によって回転伝達阻止手段４３が構成されている。
【００６３】
［ゼネバ被駆動車以降の輪列の構成］
ゼネバ被駆動車４３５のカナ４３８は、図６〜９に示すように、三番車４４に噛み合い、三番車４４のカナ４４１は、二番車４５に噛み合っている。さらに、二番車４５には二番カナ４５１が設けられ、この二番カナ４５１は日の裏車４６に噛み合い、日の裏車４６のカナ４６１は筒車４７に噛み合っている。
二番車４５の二番カナ４５１の先端には図示しない分針が取り付けられる。また、筒車４７の先端には図示しない時針が取り付けられる。これらの各歯車４４〜４６は、地板３および輪列受４に軸支されている。
なお、秒針を設ける場合には、通常の時計と同様に、四番車や、四番車と一体に回転する秒カナを二番カナ４５１内に配置して秒針を取り付ければよい。但し、本実施形態では、秒針が設けられていないため、二番カナ４５１の内部には二番カナ４５１を回転自在に支持する軸部材４８が設けられている。
【００６４】
［回転検出装置の構成］
本実施形態の電子時計１は、回転検出車４１の回転を検出する回転検出装置７０を備えている。
回転検出装置７０は、回転検出車４１のスポーク部４１２Ｃあるいはスポーク部４１２Ｃ間の孔部分を検出することで、回転検出車４１が所定角度回転したかを検出している。
具体的には、回転検出装置７０は、ＬＥＤ等の発光素子およびフォトトランジスタ等の受光素子を備えた反射型や透過型の光センサが用いられる。本実施形態では、反射型の光センサが用いられ、歯車４１２の裏蓋側から光を投射し、孔を通して地板３で反射した光あるいはスポーク部４１２Ｃで反射した光を受光するように設定し、その受光素子の出力で回転検出を行っている。
【００６５】
より具体的には、本実施形態では、回転検出装置７０からの回転検出車４１の孔を通して地板３で反射した光を受光素子で受光して検出するように構成されている。このため、スポーク部４１２Ｃが回転方向に４５度間隔で形成されている場合、前記孔を透過する反射光の検出も回転検出車４１が４５度回転する毎に、受光素子の出力が所定値以上となるオン状態と、所定値未満となるオフ状態とに変化することになる。従って、受光素子の出力を所定の閾値と比較することで、回転検出車４１が４５度回転したか否かを検出できる。
なお、一般に、反射型光センサでは、光センサの受発光面から反射面まで所定の距離が必要となる。従って、スポーク部４１２Ｃで反射させる場合に比べて、地板３で反射させるほうが、光センサを地板３に近づけて配置でき、その分、時計１を薄型化できる利点がある。
【００６６】
なお、回転検出装置７０は、回転検出車４１の移動量（回転角度）を検出するものに限らず、例えば、ローター３０やローター歯車３１の移動量を直接検出するものでもよい。すなわち、ローター３０から渦巻バネ４２６の手前に設けられ、ローター３０またはローター３０と共に回転する部材の移動量を検出すればよい。
また、回転検出装置７０としては、光センサの他、ばね等によるメカ接点、磁気センサによるものなど、ローター３０や回転検出車４１の回転量（回転角度）を検出可能な各種センサが利用できる。
【００６７】
［時刻修正機構の構成］
本実施形態の電子時計１においても、リュウズ操作で時刻を修正する時刻修正機構８０が設けられている。この時刻修正機構８０は、従来から利用されているものであり、リュウズ操作で回転する巻真８１、オシドリ８２、カンヌキ８３、ツヅミ車８４、小鉄車８５等を備えている。
そして、リュウズを引き出し、オシドリ８２、カンヌキ８３の動作でツヅミ車８４を小鉄車８５にかみ合わせた状態でリュウズを回転し、小鉄車８５のカナ８５１に噛み合っている日の裏車４６をリュウズ操作で回転する。すると、前記ゼネバ被駆動車４３５がゼネバ駆動車４３１で回転が規制されているため、三番車４４、二番車４５は回転せず、二番車４５に対して二番カナ４５１が滑って回転し、分針の指示が修正される。また、日の裏車４６の回転により筒車４７も回転するため、時針の指示も連動して修正される。
【００６８】
［時計の回路構成］
次に、時計１の回路構成について、図１２に基づいて説明する。
時計１の駆動回路は、一次電池や二次電池等の各種電池２からなる電源１０１によって駆動される発振回路１０２、分周回路１０３、制御回路１０４を備えている。
発振回路１０２は、水晶振動子６等の基準発振源を有し、発振信号を分周回路１０３に出力する。
分周回路１０３は、発振回路１０２から出力された発振信号が入力され、この発振信号に基づいて時計基準信号（例えば１Ｈｚの信号）を出力する。
【００６９】
制御回路１０４は、分周回路１０３から出力された基準信号に基づいて時刻をカウントするとともに、時計仕様にあった時計駆動信号の出力を時計駆動回路１０６に指示する。
例えば、時計１が時針、分針、秒針を備える場合のように１秒ごとにステップ運針を行う場合には、制御回路１０４は、時計駆動信号を１秒に１回出力するように時計駆動回路１０６に指示する。
一方、本実施形態のように、時計１が時針および分針の２針時計であり、分針を２０秒間隔で２度ずつ送る場合には、制御回路１０４は、時計駆動信号を２０秒に１回出力するように時計駆動回路１０６に指示する。
【００７０】
また、制御回路１０４は、前述の回転検出装置７０と接続され、回転検出装置７０から出力される検出信号をトリガーとして、時計駆動回路１０６の動作を制御する。
そして、前記制御回路１０４は、回転検出装置７０から検出信号が出力されると、つまりローター３０が所定量移動したことを検出すると、時計駆動回路１０６に対して駆動信号の出力を停止させる制御つまり圧電アクチュエーター２０を停止させる制御を行う。
【００７１】
例えば、秒針を１秒間隔でステップ運針する場合、制御回路１０４は時計駆動回路１０６に対して１秒毎に駆動信号を出力するように指示する。この場合、回転検出装置７０は、秒針が１秒分つまり６度回転するのに対応する所定角度だけローター３０が回転することを検出するように設定され、回転検出装置７０でローター３０が前記所定角度回転したことを検出すると、制御回路１０４は時計駆動回路１０６に対して駆動信号の出力を停止させる。このため、圧電アクチュエーター２０は１秒間隔で秒針を１秒分移動させる量だけ駆動する。
また、二針時計のように、２０秒間隔で分針を２度ずつ送る場合は、制御回路１０４は時計駆動回路１０６に対して２０秒毎に駆動信号を出力するように指示する。この場合、回転検出装置７０は、分針が２０秒分つまり２度回転するのに対応する所定角度だけローター３０が回転することを検出するように設定され、回転検出装置７０でローター３０が前記所定角度回転したことを検出すると、制御回路１０４は時計駆動回路１０６に対して駆動信号の出力を停止させる。
【００７２】
また、制御回路１０４には、リューズやボタンなどの時刻修正機構８０の操作を検出する操作検出部１０９が接続されている。操作検出部１０９は、時刻修正機構８０の所定の操作を検出すると、その操作を検出して所定の信号を制御回路１０４に送る。制御回路１０４は、操作検出部１０９からの信号に基づいて、時計駆動回路１０６に対し、駆動信号の出力つまり圧電アクチュエーター２０の駆動開始や、駆動信号の出力停止つまり圧電アクチュエーター２０の駆動停止を指示する。
例えば、時刻修正のために、リューズを引き出した際には、指針の運針を停止する必要がある。このため、操作検出部１０９がリューズの引き出し操作の検出信号を出力すると、制御回路１０４は、圧電アクチュエーター２０の駆動を停止する制御信号を時計駆動回路１０６に出力する。一方、操作検出部１０９がリューズの押し込み操作の検出信号を出力すると、制御回路１０４は、圧電アクチュエーター２０の駆動を開始する制御信号を時計駆動回路１０６に出力する。
従って、制御回路１０４によって、圧電アクチュエーター２０の駆動を制御する駆動制御手段が構成されている。
【００７３】
時計駆動回路１０６は、制御回路１０４からの制御信号を受けて、圧電アクチュエーター２０の駆動信号を出力する。具体的には、時計駆動回路１０６は、交流信号（パルス信号）によって圧電アクチュエーター２０の圧電素子２２に所定周波数の駆動電圧を印加させて駆動する。
なお、圧電アクチュエーター２０の駆動周波数の制御方法は特に限定せず、例えば、特許文献（特開２００６−２０４４５号公報）に開示されているように、圧電素子２２へ供給される駆動信号の周波数を、駆動可能な周波数範囲を含む広い範囲でスイープ（変化）させ、確実に圧電アクチュエーター２０を駆動させる方法でも良いし、特許文献（特開２００６−３３９１２号公報）に開示されているように、圧電素子２２に供給される駆動信号の周波数と圧電素子２２の振動状態から得られる検出信号との位相差を駆動に適した所定の目標位相差となるように駆動信号の周波数を変更させる方法でも良いし、あらかじめ温度毎に設定された固定周波数で駆動させる方法でも良い。
また、圧電アクチュエーター２０の圧電素子２２に電圧印加の対象となっていない検出電極を設け、この検出電極から出力される検出信号を制御回路１０４にフィードバックして前記駆動信号の周波数を制御してもよい。この検出信号によって、制御回路１０４は、圧電アクチュエーター２０の駆動状態を確認して、駆動信号の周波数をフィードバック制御できる。
【００７４】
圧電アクチュエーター２０の出力は、前述の通り、回転伝達装置４０を介して伝達される。
この回転伝達装置４０は、圧電アクチュエーター２０から出力される回転エネルギーを時刻表示に適した移動量に変換して計時情報表示部である時刻表示部（指針）１１０に伝達する。本実施形態では、ローター歯車３１、回転検出車４１、ゼネバ駆動車４３１までは増速輪列とされ、ゼネバ被駆動車４３５、三番車４４、二番車４５、日の裏車４６、筒車４７は減速輪列であるため、所定の増減速比で圧電アクチュエーター２０の移動量（ローター３０の回転量）を時刻表示の移動量に変化する。
【００７５】
［圧電駆動装置の起動時の動作］
次に、圧電駆動装置１０の起動時の動作について説明する。
まず、停止状態の圧電アクチュエーター２０の振動体２１に対し、時計駆動回路１０６により駆動信号（駆動電圧）が印加されると、振動体２１が振動してローター３０が回転する。そして、ローター３０からローター歯車３１、回転検出車４１を介してカナ４２１に回転エネルギーが伝達される。
カナ４２１の回転に伴い、軸４２２、バネ係止部材４２３が回転し、渦巻バネ４２６が巻き上げられて弾性変形し、伝達された回転エネルギーが渦巻バネ４２６の弾性エネルギーとして蓄積される。
【００７６】
渦巻バネ４２６が巻き上げられた初期状態では、渦巻バネ４２６に蓄積された弾性エネルギーも小さい。このため、渦巻バネ４２６からゼネバ駆動車４３１に加わる回転エネルギーも小さく、ゼネバ駆動車４３１は停止状態を維持する。一方、渦巻バネ４２６に蓄積された弾性エネルギーが大きくなり、ゼネバ駆動車４３１に加わる回転エネルギーが所定の大きさに達すると、ゼネバ駆動車４３１が回転し始める。
ところで、前述の通り、ゼネバ駆動車４３１が回転し始めてから、その爪４３２がゼネバ被駆動車４３５の歯４３６に当接するまでは、ゼネバ駆動車４３１の回転エネルギーはゼネバ被駆動車４３５に伝達されない。従って、ゼネバ駆動車４３１を回転させるために、渦巻バネ４２６から加える回転エネルギーは、ゼネバ駆動車４３１の慣性モーメントおよび軸受負荷を合計した負荷に等しい大きさの回転エネルギーであればよく、ゼネバ被駆動車４３５から指針までの慣性モーメントや軸受負荷は影響しない。従って、圧電アクチュエーター２０の駆動開始からゼネバ駆動車４３１が回転するまでのタイムラグは非常に小さいものにできる。
【００７７】
次に、ゼネバ駆動車４３１が回転し始めてから約１２０度回転すると、爪４３２がゼネバ被駆動車４３５の歯４３６に当たり、ゼネバ被駆動車４３５が回転し始める。なお、ゼネバ被駆動車４３５を回転させるためには、各回転体（ゼネバ被駆動車４３５、三番車４４、二番車４５、日の裏車４６、筒車４７および各指針）の慣性モーメントと、これらの各回転体の軸受負荷とを合計した負荷に等しい大きさの回転エネルギーである。
従って、ゼネバ駆動車４３１の爪４３２がゼネバ被駆動車４３５の歯４３６に当接した際に、前記所定の回転エネルギーをゼネバ被駆動車４３５に加えることができなかった場合は、ゼネバ駆動車４３１が一旦停止するため、渦巻バネ４２６が巻き上げられて弾性エネルギーが蓄積され、その弾性エネルギーにより加えられる回転エネルギーが前記所定値以上となれば、ゼネバ駆動車４３１およびゼネバ被駆動車４３５は回転し始める。
【００７８】
そして、ゼネバ駆動車４３１の爪４３２がゼネバ被駆動車４３５の歯４３６に当たってからゼネバ駆動車４３１が所定角度回転して前記爪４３２とゼネバ被駆動車４３５との係合が解除されると、仮にゼネバ駆動車４３１が回転し続けても、ゼネバ被駆動車４３５は停止する。
例えば、本実施形態では、ローター歯車３１および回転検出車４１の増速比は６倍とされ、ローター３０およびローター歯車３１が７．５度回転すると、回転検出車４１が４５度回転する。回転検出車４１では、スポーク部４１２Ｃは４５度間隔で配置されているため、回転検出装置７０は、回転検出車４１が４５度回転する毎に検出信号を出力する。また、本実施形態では、回転検出車４１とゼネバ駆動車４３１の増速比は４倍とされているので、回転検出車４１が４５度回転すると、ゼネバ駆動車４３１は１８０度回転することになる。そして、ゼネバ駆動車４３１が１８０度回転すると、規制範囲（本実施形態では１２０度）にゼネバ被駆動車４３５が当接している間はゼネバ被駆動車４３５の回転は規制されてゼネバ被駆動車４３５は回転できないが、爪４３２がゼネバ被駆動車４３５の歯４３６に当接している駆動範囲（本実施形態では６０度）ではゼネバ被駆動車４３５は７２度回転して停止する。
また、回転検出車４１が４５度回転したことを回転検出装置７０が検出すると、その検出信号により圧電アクチュエーター２０の駆動も停止される。
【００７９】
ゼネバ被駆動車４３５が７２度回転すると、ゼネバ被駆動車４３５から筒車４７までは減速輪列であるため、分針が取り付けられた二番カナ４５１は２度回転し、時針が取り付けられた筒車４７も連動して約０．１７度回転する。従って、時計駆動回路１０６から２０秒間隔で駆動信号を出力して圧電アクチュエーター２０を駆動し、回転検出車４１が４５度回転したら圧電アクチュエーター２０を停止することで、分針および時針は２０秒間隔でステップ運針し、時刻を指示することができる。
【００８０】
［停止時に外力が加わった際の動作］
圧電アクチュエーター２０が停止している状態、例えば、圧電アクチュエーター２０が２０秒間隔でステップ運針している場合に、その駆動と駆動との間の停止状態時に、電子時計１に外力が加わってローター案内体３２０が揺動した場合（振動体２１よりも慣性モーメントが大きいローター案内体３２０が主体的に揺動する場合）には、前記図１〜４で説明した動作と同じく、次のように動作する。
すなわち、前述したように、振動体２１がローター３０の揺動によって押された場合、弾性変形部２８は弾性変形し、振動体２１は、当接部２５がローター３０の第１回転方向Ａ側に移動する向きに傾く。
【００８１】
次に、ローター案内体３２０が逆方向に移動すると、ローター３０は実線の位置から２点鎖線の位置に移動する。この際、振動体２１は弾性変形していた弾性変形部２８が元の状態に戻り、振動体２１の当接部２５はローター３０に当接したまま移動する。このため、ローター３０は振動体２１により突き出されて第２回転方向Ｂ（時計回り方向）に回転しようとする。この際、前記ローター３０は、ゼネバ駆動車４３１の左右非対称歯形の爪４３２がゼネバ被駆動車４３５の歯４３７に当接するまで第２回転方向Ｂに回転するが、その間はゼネバ被駆動車４３５に回転は伝達されない。さらに、図１１に示すように爪４３２が歯４３７に当接すると、ゼネバ駆動車４３１はロックされて回転が停止するため、ゼネバ被駆動車４３５に回転が伝達されることはない。
従って、振動体２１の停止中に外乱によりローター案内体３２０が揺動しても、ゼネバ駆動車４３１からゼネバ被駆動車４３５つまりは回転対象物に回転が伝達されることを防止できる。このため、例えば、圧電駆動装置１０を用いて、時計の時針および分針を２０秒間隔でステップ運針している場合に、圧電駆動装置１０の停止中に衝撃などが加わってローター案内体３２０が揺動しても、ローター３０からの回転が回転対象物に伝達されることがなく、よって指針が移動することもなく、時刻指示がずれてしまうことも防止できる。
【００８２】
［本実施形態による効果］
本実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）本発明によれば、圧電駆動装置１０に外力が加わり、ローター案内体３２０が揺動してローター３０が振動体２１を押圧した際に、前記ローター３０に対して前記当接部２５がローター３０の第１回転方向Ａ側に移動するように前記弾性変形部２８が変形して振動体２１が傾くようにしている。このため、ローター案内体３２０が揺動により振動体２１から離れる方向に移動する際には、ローター３０は第２回転方向に回転しようとするが、前記回転伝達阻止手段４３によって第２回転方向の回転は回転対象物に伝達されない。従って、振動体２１の停止中に外乱によりローター案内体３２０が揺動しても、回転対象物が回転することを防止できる。このため、例えば、圧電駆動装置１０を用いて、時計の時針および分針を２０秒間隔でステップ運針している場合に、圧電駆動装置１０の停止中に衝撃などが加わってローター案内体３２０が揺動しても、指針が移動することもなく、時刻指示がずれてしまうことも防止できる。
【００８３】
（２）回転伝達阻止手段４３として、ゼネバ歯車装置を用いたので、ゼネバ駆動車４３１の爪４３２部分の形状を左右非対称とすることで、ローター３０が第１回転方向Ａに回転した場合にはその回転を伝達し、第２回転方向に回転した場合には伝達しない回転伝達阻止手段４３を容易に構成することができる。このため、回転伝達阻止手段４３の構成を簡単にでき、部品点数も少なくできる。さらに、ゼネバ歯車装置を用いれば、回転対象物を間欠運転させる際に、ローター３０の回転角度のばらつきの影響を受けずに済み、指針等を正確な１ステップ分の回転角度で駆動させることができる。
すなわち、ゼネバ歯車装置だけでローター３０が第１回転方向に回転した場合のみ回転対象物に回転を伝達することができ、かつ、指針等の回転対象物側からの回転力はゼネバ被駆動車４３５およびゼネバ駆動車４３１で規制されるために回転対象物の回転を規制できる。従って、ローター３０からの第１回転方向の回転のみを伝達する回転伝達阻止手段４３と、回転対象物からの回転がローター３０に伝達されることを防止する装置とを別々に設ける場合に比べて部品点数を少なくでき、コストを大幅に低減でき、圧電駆動装置１０の小型化も容易となる。
【００８４】
（３）圧電アクチュエーター２０から出力される回転エネルギーを伝達する回転伝達装置４０において、圧電アクチュエーター２０からの回転エネルギーを弾性エネルギーとして蓄積する弾性装置４２と、ゼネバ駆動車４３１およびゼネバ被駆動車４３５を備えて構成される回転伝達阻止手段４３とを同一経路に配置している。このため、圧電アクチュエーター２０の起動時の負荷は、回転伝達経路において渦巻バネ４２６の手前側にあるローター３０、ローター歯車３１、回転検出車４１、カナ４２１、軸４２２等の慣性モーメントや歯車噛合摩擦および軸受負荷であり、ゼネバ駆動車４３１から指針までの各回転体の慣性モーメントや歯車噛合摩擦および軸受負荷は圧電アクチュエーター２０に作用しない。このため、圧電アクチュエーター２０に加わる起動時の負荷が軽減され起動性が良好となり、消費電力も低減できる。
特に、アナログ時計では、指針は大きな慣性モーメントを持ち、かつ、指針形状は時計のデザイン（モデル）で変化する。このため、時計のモデル毎に指針による慣性モーメントも異なり、従来の方法では消費電力も変化する。このことは、電池で駆動される時計の場合、モデルによって電池寿命も変化してしまうことになる。
これに対し、本実施形態では、前記渦巻バネ４２６を設けることで、指針の慣性モーメントが圧電アクチュエーター２０に作用しないため、通常駆動時及び外乱時における指針の慣性モーメントの変化の影響をキャンセルでき、低電力で駆動でき、かつモデルによる電池寿命の変化を防止できる。
その上、指針に比べて慣性モーメントの大きな円板状の指針も使用することができ、時計のデザイン自由度を向上できる。
【００８５】
（４）回転伝達阻止手段４３としてゼネバ歯車装置を用いているので、圧電アクチュエーター２０からの回転エネルギーをゼネバ駆動車４３１およびゼネバ被駆動車４３５を介して伝達しながら、ゼネバ被駆動車４３５の回転角度を一定角度毎、具体的には７２度毎に規制することができる。このため、本実施形態の時計１は、ローター３０の回転エネルギーを複数の伝達経路で伝達する必要が無く、電子時計１の設計上の制約が少なくなり、設計や製造を容易に行うことができる。
【００８６】
（５）本実施形態では、圧電アクチュエーター２０の起動時に、ゼネバ駆動車４３１の第１回転方向Ａの回転は特に規制されていないため、圧電アクチュエーター２０の起動時に加わる負荷を、特許文献１に比べて小さくでき、この点でも消費電力を低減できる効果がある。
【００８７】
（６）渦巻バネ４２６を備え、圧電アクチュエーター２０に加わる起動時の負荷が軽減されることによって、短時間で圧電アクチュエーター２０の駆動速度を所望の速度に上げることが可能となり、起動時間が短縮されるので、消費電力をさらに低減させることができる。
【００８８】
（７）ゼネバ被駆動車４３５は、各歯４３６，４３７がゼネバ駆動車４３１の規制部４３３に当接している間は、ゼネバ駆動車４３１によって回転が規制されるため、時計１が落下した場合など、外部からの衝撃が指針に作用した場合に、指針の揺動を抑制することができる。
さらに、仮に、ゼネバ駆動車４３１がゼネバ被駆動車４３５を駆動回転している最中などに落下の衝撃が、ゼネバ被駆動車４３５からゼネバ駆動車４３１に加わったとしても、渦巻バネ４２６が設けられているので、その衝撃力が圧電アクチュエーター２０側に伝達されることを防止でき、圧電アクチュエーター２０の動作を安定させることができる。
その上、ゼネバ被駆動車４３５の回転をゼネバ駆動車４３１で規制できるため、リュウズを操作して時刻修正を行う場合に、三番車４４等の回転を規制する手段を別途設ける必要が無く、部品点数を少なくできる。
【００８９】
（８）渦巻バネ４２６を備えているので、大きな変位量を確保するために、渦巻バネ４２６の巻き数を増加させても、Ｕ字ばねや片持ちばねを使用する場合と比べて、設置空間をそれほど広げることなく、渦巻バネ４２６を配置できる。
さらに、渦巻バネ４２６を備えているので、大きな変位量を確保することができ、渦巻バネ４２６の変位量に関わらず略一定の弾性エネルギーを生じさせることができる。従って、外部の衝撃の大小に関わらず、ゼネバ駆動車４３１が渦巻バネ４２６から略一定の弾性エネルギーを受けるので、ゼネバ駆動車４３１やゼネバ被駆動車４３５の動作を安定させることができる。
その上、指針から衝撃が加わっても回転伝達阻止手段４３で受けることができ、渦巻バネ４２６でその力を受ける必要がないため、渦巻バネ４２６の弾性力を大きく設定する必要がない。このため、圧電アクチュエーター２０の起動時に、渦巻バネ４２６によって加わる負荷を低減でき、圧電駆動装置１０をより低電力で駆動できる。
【００９０】
（９）ゼネバ駆動車４３１は、ゼネバ被駆動車４３５を回転させるための爪４３２が１８０度間隔で設けられており、ゼネバ駆動車４３１が１８０度回転する内、前記爪４３２がゼネバ被駆動車４３５に係合してゼネバ被駆動車４３５を回転させるのは、ゼネバ駆動車４３１が６０度回転する駆動範囲であり、残りの１２０度の範囲は、規制部４３３がゼネバ被駆動車４３５の各歯４３６，４３７に当接してゼネバ被駆動車４３５の回転を規制する規制範囲となっている。
このため、圧電アクチュエーター２０を駆動してから、回転検出装置７０で回転検出車４１が所定角度（４５度）回転したことを検出して圧電アクチュエーター２０の駆動を停止した後、例えば、振動体２１の減衰振動やローター３０等の慣性でゼネバ駆動車４３１がオーバーランしても、爪４３２とゼネバ被駆動車４３５との係合が外れた後はゼネバ被駆動車４３５の回転が規制されるため、ゼネバ被駆動車４３５は間欠駆動され、かつ、その回転角度を常に一定（本実施形態では７２度）にすることができる。このため、ゼネバ被駆動車４３５の回転が伝達される指針の移動量も常に一定にでき、ステップ運針する指針の位置精度を確保できる。
【００９１】
（10）圧電素子２２が矩形板状に形成されているので、圧電駆動装置１０の薄型化を促進できる。
【００９２】
（11）回転検出装置７０を設け、回転検出車４１つまりはローター３０の移動量を検出しているので、指針の移動量も正確に設定できる。すなわち、圧電アクチュエーター２０の振動体２１とローター３０とは摩擦によってトルクを伝達しているので、圧電アクチュエーター２０の駆動時間によってローター３０の回転量を正確に設定することは難しい。そこで、本実施形態では、ローター３０とダイレクトに駆動する回転検出車４１の移動量を回転検出装置７０で検出しており、回転検出装置７０でローター３０が所定量移動したことを検出した時点で駆動を停止しているので、ローター３０つまりは指針を正確に移動できる。
【００９３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図１３を参照して説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略または簡略する。
第２実施形態の回転伝達阻止手段４３は、第１実施形態と同様のゼネバ駆動車４３１、ゼネバ被駆動車４３５を用いて構成されているが、ゼネバ駆動車４３１の爪４３２Ａ及びゼネバ被駆動車４３５の歯４３６Ａ，４３７Ａは、左右対称歯形とされている。このため、振動体２１の停止時にローター３０が第２回転方向Ｂに回転し、ゼネバ駆動車４３１の爪４３２Ａがゼネバ被駆動車４３５の歯４３７Ａに当接すると、ゼネバ被駆動車４３５は第２回転方向Ｂに回転してしまうことになる。
【００９４】
そこで、第２実施形態では、振動体２１の停止時に、ゼネバ駆動車４３１の爪４３２Ａが所定の位置になるように制御している。すなわち、図１４（Ａ）の状態から振動体２１を駆動してローター３０およびゼネバ駆動車４３１を第１回転方向Ａに回転し、ゼネバ駆動車４３１の爪４３２Ａがゼネバ被駆動車４３５の歯４３６Ａに当接してからゼネバ駆動車４３１を駆動範囲（約６０度）回転させると、図１４（Ｂ）に示すように、ゼネバ被駆動車４３５は１ステップ分（７２度）回転する。
そして、この状態では、ゼネバ被駆動車４３５の歯４３６Ａ，４３７Ａは、ゼネバ駆動車４３１の規制部に当接するため、図１４（Ｃ）に示すように、ゼネバ駆動車４３１をさらに第１回転方向Ａに規制範囲（約１２０度）回転させてもゼネバ被駆動車４３５が回転することはない。
【００９５】
そこで、ゼネバ駆動車４３１を、図１４（Ｃ）の状態、つまり図１４（Ａ）の状態から１８０度回転させた状態で振動体２１を停止させる。ゼネバ駆動車４３１の回転角度は、回転検出車４１に連動しているため、回転検出車４１の回転角度を検出することで、ゼネバ駆動車４３１の回転角度や停止位置を制御することができる。
【００９６】
図１４（Ｃ）に示すゼネバ駆動車４３１が停止している状態で、外乱によってローター３０が第２回転方向Ｂに回転しても、ゼネバ駆動車４３１が約１２０度回転して、図１４（Ｃ）の２点鎖線で示すように、ゼネバ被駆動車４３５の歯４３７Ａに当接する位置まで移動しなければ、ゼネバ駆動車４３１の第２回転方向Ｂの回転がゼネバ被駆動車４３５に伝達されることはない。
そして、例えば、２０秒間隔でステップ運針している時計において、振動体２１が停止中の２０秒間で外乱によってローター３０が第２回転方向Ｂに回転した場合に、ローター案内体３２０の揺動角度や揺動回数は予め予測でき、ゼネバ駆動車４３１の最大回転角度も予め想定できる。そして、本実施形態では外乱によってゼネバ駆動車４３１が１２０度回転することは無いため、外乱によってローター３０が第２回転方向Ｂに回転してもゼネバ被駆動車４３５に回転が伝達することは防止できる。
すなわち、本実施形態の回転伝達阻止手段４３は、ゼネバ駆動車４３１の停止位置を制御し、外乱によってローター３０が第２回転方向Ｂに回転しても、ゼネバ駆動車４３１の爪４３２Ａがゼネバ被駆動車４３５の歯４３７Ａに当接して回転が伝達される位置までゼネバ駆動車４３１が回転することがないようにすることで、第２回転方向Ｂの回転伝達を阻止している。
【００９７】
このような本実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
さらに、ゼネバ駆動車４３１の爪４３２Ａ及びゼネバ被駆動車４３５の歯４３６Ａ、４３７Ａを左右対称歯形で形成できるため、第１実施形態のゼネバ駆動車４３１及びゼネバ被駆動車４３５に比べてゼネバ駆動車４３１及びゼネバ被駆動車４３５の設計・製造が容易になり、ゼネバ駆動車４３１及びゼネバ被駆動車４３５の製造コストを低減できる。
【００９８】
なお、本実施形態においても、前記爪４３２Ａを第１実施形態の爪４３２と同様に左右非対称歯形で形成してもよい。この場合、外乱によってローター３０が第２回転方向Ｂに回転した際に、ゼネバ駆動車４３１の爪４３２Ａがゼネバ被駆動車４３５の歯４３７Ａに当接するまでは回転を伝達することがなく、さらに、仮に、ゼネバ駆動車４３１の爪４３２Ａがゼネバ被駆動車４３５の歯４３７Ａに当接しても回転を伝達することがないため、振動体２１の停止時に外乱によって指針等が移動することをより確実に防止できる。
【００９９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図１５〜１８を参照して説明する。なお、第３実施形態において、第１、２実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略または簡略する。
第３実施形態は、ローター３０の回転に伴い揺動するアンクル５１と、このアンクル５１によって回転されるガンギ車５６とを備えた回転伝達阻止手段５０を用いたものである。
なお、ローター３０と振動体２１との配置位置等の関係は、前記第１，２実施形態と同様に設定され、振動体２１の停止時に外乱でローター３０を支持するローター案内体（図示略）が揺動した際には、ローター３０は第２回転方向Ｂに回転されることになる。
【０１００】
前記アンクル５１は、アンクル本体部５２と、２つの爪５３，５４と、偏心カム５５とを備えて構成されている。
アンクル本体部５２は、回転軸５２０を中心に揺動可能に設けられている。そして、前記偏心カム５５が配置される凹部５２１と、前記回転軸５２０を挟んで両側に延設された第１アーム部５２２および第２アーム部５２３とを備え、これらが一体的に形成されている。
第１アーム部５２２の先端には爪５３が取り付けられ、第２アーム部５２３の先端には爪５４が取り付けられている。
【０１０１】
偏心カム５５は、前記ローター３０のローター歯車３１に噛み合う歯車５５１と、歯車５５１の回転軸５５２に対して偏心配置されて歯車５５１と一体に回転する偏心板５５３とを備えている。
したがって、ローター３０の回転に伴い偏心カム５５が回転すると、回転軸５５２を中心に偏心板５５３が回転し、偏心板５５３の移動によって凹部５２１が押されて、アンクル本体部５２が回転軸５２０を中心に左右に遥動する。
【０１０２】
２つの爪５３，５４の先端部には傾斜面５３１、５４１が形成されている。傾斜面５３１、５４１は、アンクル５１が揺動して爪５３，５４が後述するガンギ車５６の歯５７に当接する際に、ガンギ車５６に回転駆動力を発生させるために設けられている。
【０１０３】
ガンギ車５６は、所定数の歯５７を備えた歯車であり、地板３に対して回転自在に支持されている。歯５７の先端には、２つの爪５３，５４の傾斜面５３１、５４１が当接する傾斜面５７１が形成されている。また、各歯５７間には、ガンギ車５６が回転した際に、ガンギ車５６の回転角度を一定角度毎に規制するために、２つの爪５３，５４が係止される歯溝５８が形成されている。
【０１０４】
このアンクル５１が一方の方向（図１５において時計回り方向）に揺動して、アンクル５１の一方の爪５３がガンギ車５６の歯５７と当接すると、ガンギ車５６の歯５７が押されるので、ガンギ車５６が一定方向（図１５において時計回り方向）に回転する。そして、アンクル５１の一方の爪５３がガンギ車５６の歯溝５８に移動すると、ガンギ車５６の移動が停止される。さらに、アンクル５１が移動して一方の爪５３は歯溝５８の奥に向かって移動するが、爪５３が歯溝５８内を移動している間は、ガンギ車５６は停止状態に維持される。
【０１０５】
次に、アンクル５１が偏心カム５５の回転に伴い、アンクル５１が他方の方向（図１５，１６において反時計回り方向）に揺動すると、アンクル５１の他方の爪５４がガンギ車５６の歯５７の傾斜面５７１に当接するとともに、アンクル５１の一方の爪５３は歯溝５８から離れる。そして、爪５４が歯５７を押すことで、ガンギ車５６は一定方向（図１５，１６において時計回り方向）に回転する。さらに、アンクル５１が移動すると他方の爪５４は歯溝５８の奥に向かって移動するが、爪５４が歯溝５８内を移動している間も、ガンギ車５６は停止状態に維持される。
以上のような動作が可能なように、アンクル５１の各爪５３，５４は、ガンギ車５６の各歯５７の位置に対応して配置されている。
【０１０６】
従って、本実施形態では、ローター３０の回転に伴い、アンクル５１が揺動すると、各爪５３，５４の一方がガンギ車５６の歯５７に当接してガンギ車５６を一定方向に回転させるが、その爪５３，５４が歯溝５８内を移動している間、ガンギ車５６は停止されるため、ローター３０および偏心カム５５が回転し続け、アンクル５１が揺動し続けていても、ガンギ車５６が間欠的にかつ一方方向に回転する。
ここで、アンクル５１は、ローター３０が第１回転方向Ａおよび第２回転方向Ｂのいずれに回転しても同じように揺動する。このため、例えば、いずれか一方の爪５３，５４が歯溝５８の奥まで移動した状態で振動体２１を停止しておけば、振動体２１の停止中に外乱によってローター３０が第２回転方向Ｂに回転しても、他方の爪５３，５４が歯５７に当接する位置まで移動する間はローター３０の回転がガンギ車５６に伝達されず、回転対象物も回転することがない。
なお、アンクル５１の停止位置は、アンクル５１の第１アーム部５２２、第２アーム部５２３の位置を検出する光センサ等を用いることで検出できる。
【０１０７】
従って、外乱でローター３０が回転した際にガンギ車５６が回転し始めるまでのローター３０の回転角度を、外乱時に、ローター３０が第２回転方向Ｂに回転する角度よりも大きく設定することで、前記アンクル５１およびガンギ車５６によって回転伝達阻止手段５０を構成することができる。
【０１０８】
なお、このガンギ車５６が停止している際のローター３０の回転角度は、アンクル５１の揺動角度、つまり偏心カム５５の偏心量などで設定することができる。
例えば、図１５，１６に示すアンクル５１の偏心カム５５に対して、図１７，１８に示すアンクル５１Ａの偏心カム５５Ａは、偏心量が小さい。このため、アンクル５１に対してアンクル５１Ａの揺動角度も小さくなる。このため、アンクル５１の爪５３，５４の歯溝５８内での移動量Ｌ１に対し、アンクル５１Ａの爪５３Ａ，５４Ａの歯溝５８内での移動量Ｌ２も小さくなる。従って、歯溝５８内を爪が移動してガンギ車５６が停止している際に、ローター３０が回転する角度も、アンクル５１を用いた場合に比べてアンクル５１Ａを用いたほうが小さくなる。
【０１０９】
そして、前述したように、外乱でローター３０が回転した際にガンギ車５６が回転し始めるまでのローター３０の回転角度は予測できるため、その回転角度に応じてアンクル５１の揺動角度を設定すればよい。
なお、アンクル５１，５１Ａに設けられる爪５３，５４，５３Ａ，５４Ａの長さは、アンクル５１，５１Ａの揺動角度に応じて調整されている。
【０１１０】
このような第３実施形態においても、回転伝達阻止手段５０を設けることにより、外乱でローター３０が回転しても、その回転が回転対象物に伝達することを阻止できるため、前記各実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
さらに、アンクル５１，５１Ａおよびガンギ車５６は、ガンギ車５６からアンクル５１，５１Ａ側には回転を伝達することができない非可逆歯形伝達装置であり、振動体２１の停止中に外乱によって指針等の回転対象物が回転しようとしても、歯溝５８内の爪５３，５４，５３Ａ，５４Ａによってガンギ車５６が係止されることで、回転対象物の回転も規制される。この点でも前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１１１】
［本発明の変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本発明の回転伝達阻止手段は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、ローター３０から回転対象物までの輪列に設けられたラチェット歯車と、このラチェット歯車に係合する爪とを備えたラチェット機構を用いてもよい。要するに、回転伝達阻止手段は、ローター３０の第１回転方向の回転を回転対象物に伝達することは許容し、第２回転方向の回転を回転対象物に伝達することは禁止するものであればよい。
【０１１２】
また、前記第１，２実施形態では、ローター３０からゼネバ歯車装置のゼネバ駆動車４３１までは増速輪列としていたが、増速せずに回転を伝達してもよい。
さらに、前記第１，２実施形態では、ローター歯車３１とゼネバ駆動車４３１との間に回転検出車４１を配置していたが、この回転検出車４１を設けなくてもよい。その場合、例えば、ローター歯車３１部分で回転を検出すればよい。
一方、第３実施形態においても、ローター３０と偏心カム５５，５５Ａとの間に増速輪列を設けてもよいし、この増速輪列に回転検出車４１を設けてアンクル５１，５１Ａの位置を検出してもよい。
【０１１３】
また、ゼネバ駆動車４３１における爪４３２，４３２Ａの数は、前記実施形態のように、１８０度間隔で２箇所設ける場合に限らず、１箇所のみに設けてもよいし、３箇所以上に設けてもよい。これらは、ゼネバ歯車装置における駆動範囲および規制範囲の角度設定等によって適宜設定すればよい。
【０１１４】
なお、前述した第１，２実施形態は、弾性装置の弾性エネルギーにより回転対象物が回転するものであったが、弾性装置により駆動される被駆動車は、非回転駆動するものであっても良い。上記非回転駆動は、例えば、直線駆動、直線往復駆動、円弧往復駆動等である。
さらに、本発明では、弾性装置４２を設けなくてもよい。また、第３実施形態において、ローター３０から回転対象物までの駆動経路のいずれかに第１，２実施形態と同様の弾性装置を設けてもよい。
【０１１５】
また、本発明の圧電駆動装置は、時計に限らず、各種電子機器の駆動源としても利用できる。すなわち、本発明の圧電駆動装置を有する電子機器としては、例えば、表示針を圧電駆動装置で駆動する各種計器類や、ターンテーブルのように被駆動車を駆動させる電子機器などでもよい。特に、本発明の圧電駆動装置は、ステッピングモータなどに比べて耐磁性能に優れているため、耐磁性が要求される駆動源として広く利用できる。
【０１１６】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質等を限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質等の限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の圧電駆動装置の要部を説明する説明図。
【図２】本発明の圧電駆動装置の要部を説明する説明図。
【図３】本発明の圧電駆動装置の要部を説明する説明図。
【図４】本発明の圧電駆動装置の要部を説明する説明図。
【図５】本発明の圧電駆動装置の要部を説明する説明図。
【図６】本発明の第１実施形態に係る時計の要部を示す平面図。
【図７】第１実施形態の回転伝達装置を示す断面図。
【図８】第１実施形態の回転伝達装置を示す断面図。
【図９】第１実施形態の回転伝達装置を示す平面図。
【図１０】第１実施形態のゼネバ歯車装置の動作を説明する説明図。
【図１１】第１実施形態のゼネバ歯車装置の動作を説明する説明図。
【図１２】第１実施形態の時計における回路構成を示すブロック図。
【図１３】本発明の第２実施形態の回転伝達装置を示す平面図。
【図１４】第２実施形態のゼネバ歯車装置の動作を説明する説明図。
【図１５】本発明の第３実施形態の回転伝達装置を示す平面図。
【図１６】本発明の第３実施形態の回転伝達装置を示す平面図。
【図１７】本発明の第３実施形態の回転伝達装置を示す平面図。
【図１８】本発明の第３実施形態の回転伝達装置を示す平面図。
【図１９】本発明の背景技術の要部を説明する説明図。
【図２０】本発明の背景技術の要部を説明する説明図。
【図２１】本発明の背景技術の要部を説明する説明図。
【図２２】本発明の背景技術の要部を説明する説明図。
【図２３】本発明の背景技術の要部を説明する説明図。
【符号の説明】
【０１１８】
１…電子時計、１０…圧電駆動装置、２０…圧電アクチュエーター、２１…振動体、２２…圧電素子、２３…補強板、２５…当接部、２７…支持部、２８…弾性変形部、３０…ローター、３５…押圧バネ、４０…回転伝達装置、４１…回転検出車、４２…弾性装置、４３，５０…回転伝達阻止手段、５１，５１Ａ…アンクル、５６…ガンギ車、７０…回転検出装置、１０４…制御回路、３２０…ローター案内体、４３１…ゼネバ駆動車、４３２，４３２Ａ…爪、４３３…規制部、４３５…ゼネバ被駆動車、４３６，４３７，４３６Ａ，４３７Ａ…歯。
【図１】
2010178502.tif 000003
【図２】
2010178502.tif 000004
【図３】
2010178502.tif 000005
【図４】
2010178502.tif 000006
【図５】
2010178502.tif 000007
【図６】
2010178502.tif 000008
【図７】
2010178502.tif 000009
【図８】
2010178502.tif 000010
【図９】
2010178502.tif 000011
【図１０】
2010178502.tif 000012
【図１１】
2010178502.tif 000013
【図１２】
2010178502.tif 000014
【図１３】
2010178502.tif 000015
【図１４】
2010178502.tif 000016
【図１５】
2010178502.tif 000017
【図１６】
2010178502.tif 000018
【図１７】
2010178502.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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