(57)【要約】【課題】低電力で駆動でき、設計上の制約も無くすことが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、振動体２１で回転されるローター３０を有する圧電アクチュエーター２０と、ローター３０の回転を伝達する回転伝達装置４０とを備える。回転伝達装置４０は、ローター３０からの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４２と、ゼネバ駆動車４３１およびゼネバ被駆動車４３５を備えて回転エネルギーを伝達可能に構成され、ゼネバ被駆動車４３５を所定角度回転した際にはゼネバ被駆動車４３５からゼネバ駆動車４３１への駆動を規制する回転規制装置４３とを備える。弾性装置４２および回転規制装置４３は、前記回転エネルギーが弾性装置４２および回転規制装置４３の一方を介して他方に伝達されるように配置され、ローター３０と弾性装置４２と回転規制装置４３とは、当該回転エネルギーを伝達する直列経路を構成する。【選択図】図４
2010187524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子を有する振動体、および、前記振動体により一方の所定方向に回転されるローターを有する圧電アクチュエーターと、
前記ローターの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を備えた圧電駆動装置であって、
前記回転伝達装置は、
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と、
駆動車および前記駆動車の回転に伴い回転される被駆動車を備え、前記駆動車の回転に伴って前記被駆動車が所定角度回転し、前記所定角度回転した際には前記被駆動車から前記駆動車への駆動を規制する回転規制装置とを備え、
前記弾性装置と前記回転規制装置とは、前記ローターから伝達される前記回転エネルギーが前記弾性装置および前記回転規制装置の一方を介して他方に伝達されるように配置され、
前記ローターと前記弾性装置と前記回転規制装置とは、前記回転エネルギーを伝達する直列経路を構成す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、
前記回転規制装置の駆動車は、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を特徴とする圧電駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の圧電駆動装置において、
前記ローターから前記弾性装置までの間に配置される回転検出車と、
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を特徴とする圧電駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の圧電駆動装置において、
前記回転検出車は、前記ローターの回転を増速する歯車であることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記ローターから前記回転規制装置までの間には、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規制装置に伝達され、
前記回転規制装置から前記回転対象物までの間には、減速輪列が設けられ、
前記回転規制装置の被駆動車の回転は、前記減速輪列で減速されて前記回転対象物に伝達され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、
前記回転規制装置は、前記被駆動車から前記駆動車へは回転を伝達しない非可逆歯形伝達装置で構成され、
前記非可逆歯形伝達装置は、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ていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電駆動装置において、
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前記ゼネバ被駆動車を回転させない規制部とを備え、
前記ゼネバ駆動車の回転範囲には、前記爪が前記ゼネバ被駆動車の歯に当接して前記ゼネバ被駆動車を回転させる駆動範囲と、前記規制部が前記ゼネバ被駆動車の歯に当接して前記ゼネバ被駆動車を回転させない規制範囲とが設けられ、
前記規制範囲は、前記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において、
前記弾性装置は、渦巻バネを有することを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記回転伝達装置は、前記ローターからの回転が伝達されるローター伝達車を備え、
前記ローター伝達車および前記回転規制装置の駆動車は、同じ回転軸上に配置され、
前記弾性装置は、一端が前記ローター伝達車に係合され、他端が前記駆動車に係合されていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記回転伝達装置は、前記回転規制装置の被駆動車と同じ回転軸上に配置された伝達車を備え、
前記弾性装置は、一端が前記被駆動車に係合され、他端が前記伝達車に係合されていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０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１２】
請求項１１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、圧電素子および圧電素子で回転駆動されるローターを有する圧電アクチュエーターと、圧電アクチュエーターの駆動力を弾性エネルギーとして蓄積可能な渦巻ばねと、この渦巻ばねに蓄積された弾性エネルギーで回転される第２ローター伝え歯車とを備えている。
この圧電駆動装置は、圧電アクチュエーターの起動の際、圧電アクチュエーターの駆動力が渦巻ばねの弾性エネルギーとして蓄積されてから、第２ローター伝え歯車が回転を開始するため、第２ローター伝え歯車、指針車および指針の各慣性モーメントによる負荷を圧電アクチュエーターで受けることがなく、起動時の負荷が軽減され、低電力で圧電アクチュエーターを駆動できるものである。
さらに、この圧電駆動装置は、被回転体の回転角度を所定角度に規制する回転規制装置を備え、ローターの回転エネルギーが弾性装置を介さずに回転規制装置に伝達される第１の伝達経路と、ローターの回転エネルギーが弾性装置に伝達される第２の伝達経路とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４５５０５号公報
【発明の概要】
【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、渦巻ばねによって回転させられる各歯車等の各慣性モーメントによる負荷を圧電アクチュエーターが受けないため、圧電アクチュエーターの起動時の負荷が軽減される一方で、起動時には第１の伝達経路における回転規制装置が解除されるまでは、第２の伝達経路における渦巻ばねの弾性エネルギーを蓄積しなければならず、圧電アクチュエーターの起動時には、圧電アクチュエーターに常に負荷が加わる問題点があった。
このため、特に、指針が細い場合などで指針等の慣性モーメントによる負荷が小さい場合でも、回転規制装置が解除されるまでは一定の負荷が圧電アクチュエーターに加わり、消費電力も増大するという問題があった。
また、第１の伝達経路と第２の伝達経路のタイミングを合わせる必要があり、設計上の制約があった。
【０００５】
本発明の目的は、低電力で駆動でき、かつ、設計上の制約も無くすことが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】
【０００６】
本発明の圧電駆動装置は、圧電素子を有する振動体、および、前記振動体により一方の所定方向に回転されるローターを有する圧電アクチュエーターと、前記ローターの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を備えた圧電駆動装置であって、前記回転伝達装置は、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と、駆動車および前記駆動車の回転に伴い回転される被駆動車を備え、前記駆動車の回転に伴って前記被駆動車が所定角度回転し、前記所定角度回転した際には前記被駆動車から前記駆動車への駆動を規制する回転規制装置とを備え、前記弾性装置と前記回転規制装置とは、前記ローターから伝達される前記回転エネルギーが前記弾性装置および前記回転規制装置の一方を介して他方に伝達されるように配置され、前記ローターと前記弾性装置と前記回転規制装置とは、前記回転エネルギーを伝達する直列経路を構成することを特徴とする。
なお、弾性装置および回転規制装置は、回転エネルギーが互いに直列に伝達されるように、ローターに対して直列に接続されていればよく、当該ローターに対して直接接続されていなくてもよい。
【０００７】
ここで、振動体は、少なくとも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一方の所定方向に回転させるように構成されていればよい。例えば、振動体は、圧電素子自体を振動させてローターを回転させるように構成してもよいし、板状の圧電素子と補強板とを積層させたものを振動させてローターを回転させるように構成してもよい。また、ローターが一方の所定方向に回転するとは、ローターが第１方向および逆方向の第２方向に回転する場合に、第１又は第２のいずれか一方の決められた方向にローターが回転することを意味する。
なお、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、ローターの回転が弾性装置および回転規制装置を介して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、二番車等が駆動対象となる。
【０００８】
また、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。
さらに、前記弾性装置と前記回転規制装置とが、前記ローターから伝達される前記回転エネルギーが前記弾性装置および前記回転規制装置の一方を介して他方に伝達されるように配置され、前記ローターと前記弾性装置と前記回転規制装置とが、前記回転エネルギーを伝達する直列経路を構成するとは、前記ローター、前記弾性装置および前記回転規制装置が、前記回転エネルギーを伝達する同一経路（直列経路）上に配置されていることを意味する。具体的には、前記回転エネルギーが、前記ローターから前記弾性装置を介して前記回転規制装置に伝達されるように、前記ローターと前記弾性装置と前記回転規制装置とが直列に配置される場合と、当該回転エネルギーが、前記ローターから前記回転規制装置を介して前記弾性装置に伝達されるように、これらが直列に配置される場合とが挙げられる。
【０００９】
本発明によれば、圧電アクチュエーターを停止状態から起動させる際、回転伝達装置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ない。よって、圧電アクチュエーターで直接回転する部分の慣性モーメントは、上記回転対象物の分だけ小さくなる。従って、圧電アクチュエーターの起動時の負荷が軽減され起動性が良好となり、消費電力も低減する。また上記回転対象物を所定角度だけ回転させる場合でも、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、起動性が向上するとともに、低電力で駆動することができる。
また、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、回転規制装置によって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、回転規制装置を設けることで、回転エネルギーを伝達しつつ、かつ、被駆動車の回転角度を一定にすることができる。従って、被駆動車の回転に基づいて回転する回転対象物の回転角度も一定にすることができる。
【００１０】
さらに、ローターは振動体により一方の所定方向に回転されるので、ローターから伝達される弾性エネルギーは前記一方の所定方向で蓄積されることになり、弾性装置は上記弾性エネルギーを蓄積しやすくかつ効率よく蓄積できる。加えて、ローターが振動体により一方の所定方向とその逆方向の双方に回転させられ前述の駆動車も上記双方に回転させられる場合には、駆動車と被駆動車との噛み合い部に生じているバックラッシにより被駆動車の回転方向の位置が定まりにくくなるが、本発明ではローターが一方の所定方向に回転するとともに回転後は振動体により停止させられているので、前述のようなバックラッシの影響を受けることがなく、従って前記駆動車の回転角度が安定する。このため、被駆動車を所定角度に確実に回転することができ、同時に被駆動車が駆動車を回転することを確実に規制することができる。
【００１１】
その上、回転伝達装置において、ローターと弾性装置と回転規制装置とを、ローターの回転エネルギー伝達の同一経路上に設けているので、特許文献１のように、第１の伝達経路と第２の伝達経路の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。更に、圧電アクチュエーターの起動時に、駆動車の回転は特に規制されていないため、特許文献１に記載の構成に比べて、圧電アクチュエーターの起動時に加わる負荷を小さくでき、消費電力を低減できる。
【００１２】
さらに、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、回転規制装置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。
【００１３】
さらに、回転エネルギーを駆動車から被駆動車に伝達しながら、前記駆動車の回転に伴って前記被駆動車が所定角度回転した際には前記被駆動車から前記駆動車への駆動を禁止する回転規制装置は、通常、ゼネバ歯車装置などの非可逆歯形伝達装置で実現できる。ゼネバ歯車装置のような非可逆歯形伝達装置は、駆動車から被駆動車への回転は伝達できるが、逆に被駆動車から駆動車への回転の伝達は非常に効率が低く、通常は、回転を伝達することができない。
従って、本発明は、回転規制装置として、被駆動車から駆動車への回転効率が低い非可逆歯形伝達装置等を用いることで、被駆動車が所定角度回転した際に、前記被駆動車から前記駆動車への駆動を禁止しているので、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回転規制装置によって被駆動車および駆動車間で止まり、ローター側に伝達することを防止できる。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。
【００１４】
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、前記回転規制装置の駆動車は、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。
【００１５】
弾性装置を、圧電アクチュエーターと回転規制装置との間に設ければ、圧電アクチュエーターの起動時に加わる負荷から、回転規制装置の被駆動車を含めた被駆動車以降の回転部材の慣性モーメントによる負荷やそれらの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規制装置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。
【００１６】
本発明の圧電駆動装置において、前記ローターから前記弾性装置までの間に配置される回転検出車と、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。
【００１７】
ここで、例えば、回転エネルギーの伝達経路における弾性装置の下流に回転検出車が配置されている場合、当該回転検出車は、弾性装置に弾性エネルギーが所定量だけ蓄積された後に回転することとなる。換言すると、回転検出車は、実際にローターが回転をし始めてから弾性装置に弾性エネルギーが所定量だけ蓄積されるまでは回転しないこととなる。このため、ローターが所定角度回転した場合でも回転検出車は回転せず、弾性エネルギーが前記所定量だけ蓄積されると回転検出車が回転し始め、当該回転検出車の所定位置までの回転を回転検出装置が検出した時点では、それまで回転し続けているローターは、前記所定角度以上回転してしまう可能性がある。すなわち、当該ローターが回転し過ぎてしまう可能性がある。このような場合、このローターの回転し過ぎにより、弾性装置の弾性エネルギーも蓄積され過ぎてしまうので、回転規制装置の駆動車を所定角度以上に回転させ、結局は回転対象物を所定位置以上に回転させてしまうことが生じうる。例えば、回転対象物が時刻等を指示する指針である場合には、正確な時刻表示を損ねてしまう可能性がある。
【００１８】
これに対し、本発明では、ローターから弾性装置までの間に回転検出車を配置しているので、回転検出装置は、ローターの所定回転角度を正確に検出でき、ひいては、弾性装置の弾性エネルギーを所定量だけ正確に蓄積できる。このため、弾性装置に蓄積された所定量の弾性エネルギーの解放により、回転規制装置の駆動車は所定角度だけ駆動され、同様に被駆動車も所定位置まで駆動されることとなるので、回転対象物も所定位置まで正確に駆動できるようになる。従って、例えば、回転対象物が時刻等を指示する指針である場合には、正確な時刻表示を行うことができるようになる。
【００１９】
本発明の圧電駆動装置において、前記回転検出車は、前記ローターの回転を増速する歯車であることが好ましい。
なお、本発明の増速とは、第１の歯車の回転に基づいて第２の歯車が回転する場合であって、第１の歯車が回転する回転角度に対して第２の歯車が回転する回転角度が大きくなっている関係を言う。
本発明によれば、回転検出車が、ローターの回転を増速する歯車であるので、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、回転検出装置によるローターの回転検出精度を向上できる。従って、駆動制御装置による圧電アクチュエーターの駆動を精度良く制御できる。
【００２０】
本発明の圧電駆動装置において、前記ローターから前記回転規制装置までの間には、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規制装置に伝達され、前記回転規制装置から前記回転対象物までの間には、減速輪列が設けられ、前記回転規制装置の被駆動車の回転は、前記減速輪列で減速されて前記回転対象物に伝達されることが好ましい。
【００２１】
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規制装置（駆動車）に伝達され、さらに、回転規制装置（被駆動車）から減速輪列で減速されて回転対象物に伝達される。回転規制装置では、駆動車の回転に連動して被駆動車が回転する。この増速輪列とは、前述の増速を実現させる歯車列をいう。
以上のように駆動車はローターに対して増速されているため回転角度が大きくなっており、駆動車における被駆動車の回転を規制する規制範囲を大きく確保することができるので、前記回転規制をし易く且つ確実とすることができる。
【００２２】
例えば、ローターの回転角度が小さくとも駆動車の回転角度を１８０度という大きな角度で回転でき、その場合、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。
そして、本発明では、ローターからの回転を増速して回転規制装置の駆動車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。
また、回転規制装置の被駆動車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。
【００２３】
本発明の圧電駆動装置において、前記回転規制装置は、前記被駆動車から前記駆動車へは回転を伝達しない非可逆歯形伝達装置で構成され、前記非可逆歯形伝達装置は、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ていることが好ましい。
【００２４】
本発明では、ゼネバ歯車装置を用いて回転規制装置を構成しているので、回転規制装置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。
【００２５】
本発明の圧電駆動装置において、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前記ゼネバ被駆動車を回転させない規制部とを備え、前記ゼネバ駆動車の回転範囲には、前記爪が前記ゼネバ被駆動車の歯に当接して前記ゼネバ被駆動車を回転させる駆動範囲と、前記規制部が前記ゼネバ被駆動車の歯に当接して前記ゼネバ被駆動車を回転させない規制範囲とが設けられ、前記規制範囲は、前記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。
【００２６】
本発明では、ゼネバ駆動車における規制範囲を比較的大きく確保できるため、振動体を停止した後の減衰振動や、回転していたローターなどの慣性によって駆動車の回転にオーバーランなどが生じても、前記規制範囲を超えて次の駆動範囲に入ってしまうことを未然に防止できる。このため、ゼネバ被駆動車が所定角度だけ確実に回転できるように、圧電アクチュエーターの駆動量の制御がし易くなる。
【００２７】
本発明の圧電駆動装置において、前記弾性装置は、渦巻バネを有することが好ましい。
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、弾性装置が渦巻バネを有するので、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。
【００２８】
本発明の圧電駆動装置において、前記回転伝達装置は、前記ローターからの回転が伝達されるローター伝達車を備え、前記ローター伝達車および前記回転規制装置の駆動車は、同じ回転軸上に配置され、前記弾性装置は、一端が前記ローター伝達車に係合され、他端が前記駆動車に係合されていることが好ましい。
【００２９】
本発明によれば、同軸上に配置されたローター伝達車および回転規制装置の駆動車の間に、弾性装置を配置させることができるので、弾性装置をコンパクトに配置できる。
また、ローターと同軸に配置されたローター歯車上に、駆動車を設け、それらの間に弾性装置を配置した場合、ローター、ローター歯車、弾性装置、駆動車が軸方向に重なるため、厚さ寸法も大きくなる。これに対し、本発明では、ローター伝達車は、ローターとは別の軸に配置できるため、ローター伝達車、弾性装置、駆動車のみが積層され、ローターが積層されない分、薄型化できる。
【００３０】
或いは、本発明の圧電駆動装置において、前記回転伝達装置は、前記回転規制装置の被駆動車と同じ回転軸上に配置された伝達車を備え、前記弾性装置は、一端が前記被駆動車に係合され、他端が前記伝達車に係合されていることが好ましい。
本発明によれば、回転規制装置の被駆動車と、回転伝達装置の伝達車とが同一の軸上に形成されているので、回転規制装置の出力側に弾性装置を配置する場合に、弾性装置をコンパクトに配置できる。
【００３１】
ここで、本発明の圧電駆動装置では、前記振動体は、板状に形成されるとともに、前記ローターの外周面に接触する当接部を有して構成され、前記振動体および前記ローターのいずれか一方を、前記振動体および前記ローターのいずれか他方に対して押圧する押圧手段を備えていることが好ましい。
また、振動体は少なくとも板状に形成されていればよく、例えば、菱形、台形、平行四辺形等に形成されてもよい。また、当接部は、少なくとも、ローターの外周面に接触するように設けられていればよく、例えば、板状振動体の端部から突出した形状とされてもよく、または、板状振動体の隅部で形成されてもよい。また、押圧手段によって、ローターが振動体に向かって押されてもよく、振動体がローターに向かって押されてもよい。押圧手段の押圧方向は、ローターの回転軸に対して略直交する方向であり、押圧方向と、振動体の振動方向とが同一平面上となることが好適である。
本発明によれば、振動体が板状に形成されているので、圧電駆動装置の薄型化を促進できる。また、押圧手段を備えているので、当接部とローターの外周面との摩擦力を増大でき、振動体の振動によってローターを回転させる際の駆動力を確実に伝達できる。
【００３２】
本発明の電子機器は、前述の圧電駆動装置と、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。
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。
【００３３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】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２】第１実施形態の回転伝達装置を示す断面図。
【図３】第１実施形態の回転伝達装置を示す断面図。
【図４】第１実施形態の回転伝達装置を示す平面図。
【図５】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６】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７】本発明の第２実施形態に係る時計の要部を示す平面図。
【図８】本発明の第３実施形態に係る時計の回転伝達装置を示す平面図。
【図９】第３実施形態の弾性装置を示す斜視図。
【図１０】第３実施形態の弾性装置を示す斜視図。
【図１１】第３実施形態の弾性装置および回転規制装置を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、後述する第２実施形態及び第３実施形態において、以下に説明する第１実施形態での構成部材と同じ構成部材および同様な機能を有する構成部材には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
【００３６】
［全体構成］
図１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２、３はその要部の断面図である。
なお、図１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１において、上方向（中心から時刻修正機構８０に向かう方向）が電子時計１の３時方向、下方向（中心から回転伝達装置４０に向かう方向）が９時方向、右方向（中心から圧電アクチュエーター２０に向かう方向とは反対方向）が１２時方向、左方向（中心から圧電アクチュエーター２０に向かう方向）が６時方向となっている。図２、３も、電子時計１の時刻表示側を下（地板３側）、裏蓋側を上（輪列受４側）にした図となっている。
【００３７】
図１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。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。
【００３８】
［圧電駆動装置の構成］
図１〜３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。
【００３９】
［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２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。
【００４０】
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。
【００４１】
圧電アクチュエーター２０の長手方向の一側面には支持部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。
【００４２】
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。
【００４３】
［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。
【００４４】
ローター案内体３２０は、図１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。
【００４５】
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１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が回転される一方の所定方向とは、図１における時計回り方向となる。
【００４６】
［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２〜４に示すように、回転検出車４１と、弾性装置４２と、回転規制装置４３と、三番車４４と、二番車４５と、日の裏車４６と、筒車４７とを備えている。
【００４７】
［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。
【００４８】
［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、回転規制装置４３のゼネバ駆動車４３１に固定された軸受けリング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けリング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。
【００４９】
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を介して伝達されるローター伝達車が構成されている。このローター伝達車に渦巻バネ４２６の一端が係合されている。
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４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。
【００５０】
渦巻バネ４２６は、断面矩形状の薄板ばね素線を図４における平面視で中央側から外周側に向かって反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。
【００５１】
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。
【００５２】
［回転規制装置の構成］
回転規制装置４３は、ローター３０の回転エネルギーが弾性装置４２を介して伝達されるように配置される。すなわち、この回転規制装置４３は、ローター３０および弾性装置４２とともに、当該ローター３０の回転エネルギーを伝達する直列経路を構成する。このような回転規制装置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けリング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。
【００５３】
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５（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。
【００５４】
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５（Ａ）の状態からゼネバ駆動車４３１が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５（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が回転すると、図５（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５（Ａ）の状態に戻った位置でゼネバ被駆動車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。
【００５５】
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への駆動を禁止する回転規制装置を構成している。
【００５６】
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５（Ｂ）に示すように、ゼネバ駆動車４３１が図５（Ｂ）の矢印方向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、ゼネバ駆動車４３１が逆方向に回転する場合、爪４３２が歯４３７に当接するが、爪４３２の先端において図５の（Ｂ）の歯４３６に当接する側とは反対側の面が傾斜して形成されていることで、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。
【００５７】
［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１〜４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。
【００５８】
［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（図６参照）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ー等の受光素子を備えた反射型や透過型の光センサーが用いられる。本実施形態では、反射型の光センサーが用いられ、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。
【００５９】
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、反射型光センサーでは、光センサー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、光センサーを地板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。
【００６０】
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、光センサーの他、ばね等によるメカ接点、磁気センサーによるものなど、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ーが利用できる。
【００６１】
［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および小鉄車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。
【００６２】
［時計の回路構成］
次に、時計１の回路構成について、図６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。
【００６３】
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３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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
また、二針時計のように、２０秒間隔で分針を３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３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。
【００６７】
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。
【００６８】
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装置が構成されている。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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から回転検出車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から三番車４４、二番車４５、日の裏車４６、筒車４７まで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。
【００７２】
［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。
【００７３】
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の慣性モーメントによる負荷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から指針までの各回転体の慣性モーメントによる負荷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。
【００７４】
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）の慣性モーメントによる負荷と、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。
【００７５】
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。
【００７６】
例えば、本実施形態では、ローター歯車３１から回転検出車４１までの増速比は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からゼネバ駆動車４３１までの増速比は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。
【００７７】
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３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。
【００７８】
［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）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、ゼネバ被駆動車４３５を間欠的に回転し、かつ、その回転角度を所定角度に規制する回転規制装置とを同一経路に配置している。すなわち、ローターと弾性装置と回転規制装置とは、前記回転エネルギーを伝達する同一経路（直列経路）上に配置されている。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による負荷や軸受負荷であり、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による負荷や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。
【００７９】
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による負荷が圧電アクチュエーター２０に作用しないため、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。
【００８０】
（２）回転規制装置４３として、非可逆歯形伝達装置である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を介して回転対象物側に伝達しながら、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、特許文献１のように、ローターの回転エネルギーを、弾性装置を介さずに回転規制装置に伝達する第１の伝達経路と、ローターの回転エネルギーを弾性装置に伝達する第２の伝達経路とを設ける必要が無い。このため、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。
【００８１】
さらに、ローター３０は振動体２１により一方の所定方向に回転されるので、ローター３０から伝達される回転エネルギーで蓄積される弾性エネルギーは前記一方の所定方向で蓄積されることになり、渦巻きバネ４２６は上記弾性エネルギーを蓄積しやすく、かつ効率よく蓄積できる。加えて、ローター３０が振動体２１により一方の所定方向とその逆方向の双方に回転させられ前述のゼネバ駆動車４３１も上記双方に回転させられる場合には、ゼネバ駆動車４３１とゼネバ被駆動車４３５との噛み合い部のバックラッシによりゼネバ被駆動車４３５の回転方向の位置が定まりにくくなるが、本実施形態ではローター３０が一方の所定方向に回転するとともに回転後は振動体２１により停止させられるので、前述のようなバックラッシの影響を受けることがなく、従ってゼネバ駆動車４３１の回転角度が安定する。このため、ゼネバ被駆動車４３５を所定角度に確実に回転することができ、同時にゼネバ被駆動車４３５がゼネバ駆動車４３１を回転することを確実に禁止することができる。
【００８２】
（３）その上、特許文献１では、回転規制装置による規制が解除されるまでは、第２の伝達経路における弾性装置で渦巻バネの弾性エネルギーを蓄積しなければならず、圧電アクチュエーター２０の起動時には常に負荷が加わる問題点があった。
一方、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。
【００８３】
（４）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の振幅を所定の振幅に到達させ、ローターの回転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。
【００８４】
（５）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、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、その衝撃力が渦巻バネ４２６で緩衝され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規制手段を別途設ける必要が無く、部品点数を少なくできる。
【００８５】
（６）渦巻バネ４２６を備えているので、当該渦巻バネ４２６の巻き数を増加させることにより大きな変位量を容易に確保することができ、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、上記のように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、その衝撃を回転規制装置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。
【００８６】
（７）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、回転検出車４１が所定角度（４５度）回転したことを回転検出装置７０で検出して圧電アクチュエーター２０の駆動が停止した後、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の回転が余裕を持って規制されるため、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。
【００８７】
（８）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。
【００８８】
（９）回転検出装置７０が、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。その理由は、次の通りである。
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。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。更に、ローター３０と弾性装置４２（特に渦巻きバネ４２６）との間に回転検出車４１を設けていることにより、ローター３０の回転エネルギーが弾性エネルギーとして渦巻きバネ４２６に蓄積される前の段階で当該ローター３０の回転を検出できる。従って、圧電アクチュエーター２０の駆動に応じたローター３０の回転をより正確に検出でき、弾性装置４２の後側（ローターとは反対側）に回転検出車４１を設ける場合に比べて、当該ローター３０及び指針を一層正確に移動できる。
【００８９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る時計１Ａにおける圧電駆動装置１０Ａについて図７に基づいて説明する。
第１実施形態では、回転伝達装置４０において、圧電アクチュエーター２０の回転エネルギーを弾性装置４２の渦巻バネ４２６に弾性エネルギーとして蓄積した後、その弾性エネルギーによってゼネバ歯車装置のゼネバ駆動車４３１、ゼネバ被駆動車４３５を回転させていた。
これに対し、第２実施形態では、圧電アクチュエーター２０の回転エネルギーで、ゼネバ歯車装置のゼネバ駆動車４３１Ａ、ゼネバ被駆動車４３５Ａを回転させ、ゼネバ被駆動車４３５Ａの回転によって弾性装置の渦巻バネ４２６Ａを巻き上げている。
【００９０】
すなわち、第２実施形態では、ローター３０の回転エネルギーが、ゼネバ駆動車４３１Ａおよびゼネバ被駆動車４３５Ａにより構成される回転規制装置を介して、弾性装置の渦巻きバネ４２６Ａに伝達されるように、これらローター３０と回転規制装置と弾性装置とが配置される。すなわち、ローター３０と回転規制装置と弾性装置とは、当該ローター３０の回転エネルギーを伝達する直列経路を構成する。
具体的に、ローター３０により回転される回転検出車４１の回転は、ゼネバ駆動車４３１Ａと一体で回転するカナ４３４に伝達される。ゼネバ駆動車４３１Ａは、サイズは異なるが、第１実施形態のゼネバ駆動車４３１と同様に、１８０度間隔で爪４３２が形成され、各爪４３２間は規制部４３３とされている。
【００９１】
また、ゼネバ被駆動車４３５Ａは、その外周に歯４３６が形成され、２つの歯４３６が前記規制部４３３に当接している状態では回転が規制され、ゼネバ駆動車４３１Ａの爪４３２が歯４３６に当接するとゼネバ被駆動車４３５Ａが所定角度回転するようになっている。従って、第２実施形態のゼネバ歯車装置もゼネバ駆動車４３１Ａの回転に伴い、ゼネバ被駆動車４３５Ａは間欠的にかつ一定角度ごと回転する。ゼネバ被駆動車４３５Ａがこの一定角度回転した後では、ゼネバ被駆動車４３５Ａは回転できないため、ゼネバ被駆動車４３５Ａの回転方向位置は定まる。この際は、ゼネバ被駆動車４３５Ａがゼネバ駆動車４３１Ａを駆動することは禁止される。
【００９２】
そして、ゼネバ被駆動車４３５Ａには渦巻バネ４２６Ａの外周側の端部が固定され、渦巻バネ４２６Ａの内周側の端部は、ゼネバ被駆動車４３５Ａの中心位置に配置された軸部材に固定されている。そして、この軸部材と一体に回転するカナ４３８によって三番車４４が回転し、当該三番車４４によって二番車４５、日の裏車４６、筒車４７が第１実施形態と同様に回転している。ゼネバ被駆動車４３５Ａは、上記軸部材に回転可能に支持されている。従って、本実施形態では、前記軸部材に一体となって回転するカナ４３８は、ゼネバ被駆動車４３５Ａと同軸上に配置され、渦巻バネ４２６Ａの他端が係合されており、伝達車でもある。
なお、回転検出車４１の回転は、第１実施形態と同様に回転検出装置４０によって検出される。即ち、回転検出車４１が所定量回転したことを回転検出装置４０が検出することによって、ローター３０が所定量回転したことが検出されるものであり、この検出により圧電アクチュエーター２０の駆動は停止される。
【００９３】
このような第２実施形態では、圧電アクチュエーター２０のローター３０が回転すると、回転検出車４１を介してゼネバ駆動車４３１Ａが回転し、連動してゼネバ被駆動車４３５Ａが間欠的にかつ一定角度ごとに回転する。
ゼネバ被駆動車４３５Ａの回転に伴い、渦巻バネ４２６Ａが巻き上げられて弾性エネルギーが蓄積される。そして、その弾性エネルギーが所定値以上となると、カナ４３８が回転し、三番車４４から指針までの回転体も連動して回転する。
【００９４】
このような本実施形態によれば、前述の時計１と略同様の効果を奏することができる。
【００９５】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る時計１Ｂにおける圧電駆動装置１０Ｂについて図８〜図１１に基づいて説明する。
本実施形態に係る時計１Ｂは、第１実施形態の圧電駆動装置１０に代えて圧電駆動装置１０Ｂを有するほかは、前述の時計１と同様の構成を有する。また、圧電駆動装置１０Ｂは、第１実施形態の回転伝達装置４０に代えて回転伝達装置４０Ｂを有するほかは、前記圧電駆動装置１０と同様の構成を有する。この回転伝達装置４０Ｂは、前述の回転伝達装置４０と同様に、圧電アクチュエーター２０により生じた駆動力を分針および時針に伝達して、当該分針および時針を回転させるものである。
【００９６】
ここで、第１実施形態では、ゼネバ駆動車４３１は、１８０度間隔で配置された２つの爪４３２を有し、ローター歯車３１が７．５度回転すると、当該ローター歯車３１の回転が回転検出車４１により増速されて、ゼネバ駆動車４３１が１８０度回転する構成であった。
これに対し、本実施形態における回転伝達装置４０Ｂでは、ゼネバ駆動車５０９は、１２０度間隔で配置された３つの爪５０９１を有する。そして、ローター歯車３１が１２度回転すると、当該ローター歯車３１の回転が回転検出車４９により増速されて、ゼネバ駆動車５０９が１２０度回転する構成とされている。また、圧電駆動装置４０Ｂを構成する三番車５２には、詳しくは後述するが、滑りトルク構造を構成している。
このような回転伝達装置４０Ｂは、図８に示すように、第１実施形態の回転検出車４１、弾性装置４２、回転規制装置４３および三番車４４に代えて、回転検出車４９、弾性装置５０、回転規制装置５１および三番車５２を備えるほかは、第１実施形態の回転伝達装置４０と同様の構成を備える。
【００９７】
［回転検出車の構成］
回転検出車４９は、ローター３０と弾性装置５０との間に配置され、ローター３０の回転を増速させて、当該ローター３０の回転エネルギーを弾性装置５０に伝達する。すなわち、回転検出車４９は、ローター３０と弾性装置５０との間に配置される増速比１０倍の増速輪列を構成する。このような回転検出車４９は、ローター歯車３１に噛み合うカナ４９１と、当該カナ４９１と同軸で一体的に回転する歯車４９２と、当該歯車４９２を貫通する複数の孔４９３とを有する。この回転検出車４９は、地板３および輪列受４で回転自在に支持されている。
このうち、複数の孔４９３は、カナ４９１の回転軸を中心とし所定の半径を有する仮想の円周上に、３０度間隔で形成されている。これら孔４９３は、前述の回転検出装置７０により、回転検出車４９の回転を検出する際に利用される。
【００９８】
［弾性装置の構成］
図９および図１０は、弾性装置５０の斜視図であって、図９は、図８における紙面の観察側とは反対側から弾性装置５０を見た斜視図であり、図１０は、図８における紙面の観察側から見た斜視図である。
弾性装置５０は、内部に設けられた渦巻きバネ５０４により、回転検出車４９を介して伝達されるローター３０の回転エネルギーを弾性エネルギーに変換して蓄積し、更に伝達された回転エネルギーを回転規制装置５１に伝達する。この弾性装置５０は、図８〜図１０に示すように、カナ５０１、軸５０２、バネ係止部材５０３、渦巻きバネ５０４、バネ保持部５０５、バネ係止部５０６、押さえ部５０７、ピン５０８およびゼネバ駆動車５０９を備える。
【００９９】
カナ５０１は、図８および図９に示すように、回転検出車４９の歯車４９２に噛み合い、地板３および輪列受４に回転自在に支持された軸５０２と一体的に回転する。
バネ係止部材５０３は、図９および図１０に示すように、軸５０２と一体的に構成されており、当該軸５０２の回転に伴って回転する。このバネ係止部材５０３は、当該軸５０２と同軸となるように弾性装置５０内に収容される渦巻きバネ５０４の内周側の端部を係止する。
【０１００】
渦巻きバネ５０４は、図８〜図１０に示すように、平板状のばね素材を図８における平面視で中央側から外周側にかけて反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５０４は、カナ５０１、軸５０２およびバネ係止部材５０３が、ゼネバ駆動車５０９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５０１に伝達された駆動力を弾性エネルギーとして蓄積する。
【０１０１】
バネ保持部５０５は、図９および図１０に示すように、渦巻きバネ５０４の外周を囲むように等間隔に３つ配置されている。これらバネ保持部５０５の内壁には、渦巻きバネ５０４の外周が当接され、これにより、当該渦巻きバネ５０４は弾性装置５０内に保持される。なお、これら各バネ保持部５０５は、軸５０２に向かって突出する突出部５０５１を有する。これら各突出部５０５１により、渦巻きバネ５０４が軸５０２の軸方向へ抜けることを防止している。
バネ係止部５０６は、図８〜図１０に示すように、３つのバネ保持部５０５のうちの１つに隣接配置され、当該各バネ保持部５０５によって囲まれる渦巻きバネ５０４の外周側の端部を、当該隣接するバネ保持部５０５とともに係止する。このように渦巻きバネ５０４の外周側の端部が係止された状態で、当該渦巻きバネ５０４の内周側の端部を係止するバネ係止部材５０３と軸５０２とが一体的に回転させられると、渦巻きバネ５０４の巻き数は増大する。
【０１０２】
押さえ部５０７およびピン５０８は、渦巻きバネ５０４の初期の撓み位置を固定する。
このうち、押さえ部５０７は、図８および図１０に示すように、軸５０２におけるカナ５０１とは反対側に取り付けられ、また、ピン５０８は、後述するゼネバ駆動車５０９におけるカナ５０１とは反対側の面から突出している。そして、これら押さえ部５０７およびピン５０８により、渦巻バネ５０４に初期撓み（初期弾性変形）が設定された状態で、当該渦巻きバネ５０４は、バネ係止部材５０３およびバネ係止部５０６に係止される。
さらに、前記押さえ部５０７とバネ係止部材５０３は、軸５０２にそれぞれ一体的に配置されており、軸５０２の軸線方向に僅かの隙間を有してゼネバ駆動車５０９を挟むように、当該ゼネバ駆動車５０９を回転可能に保持している。
【０１０３】
ゼネバ駆動車５０９は、本発明の弾性装置の一部を構成するとともに、本発明の回転規制装置を構成する駆動車に相当する。このゼネバ駆動車５０９は、図８〜図１０に示すように、平面視略円形状を有し、当該ゼネバ駆動車５０９には、外周部分から外側に突出する爪５０９１と、当該爪５０９１を挟んで内側に没入する一対の凹部５０９２との組が、１２０度の間隔で３組形成されている。これら爪部５０９１および凹部５０９２は、後述する回転規制装置５１を構成するゼネバ被駆動車５１１の歯５１１１，５１１２と係合し、当該ゼネバ被駆動車５１１の回転に寄与する。
また、ゼネバ駆動車５０９における各爪５０９１間の円弧状の外周面は、ゼネバ駆動車５０９が回転してもゼネバ被駆動車５１１の回転を規制する規制部５０９３として形成されている。
【０１０４】
なお、このようなゼネバ駆動車５０９は、バネ保持部５０５、バネ係止部５０６およびピン５０８を有し、合成樹脂により、これらが一体的に形成されている。これにより、これら各部位を別部材で構成して当該各部材を組み合せる場合に比べ、弾性装置５０の部品点数を削減することができるほか、当該弾性装置５０の組立性を向上することができる。更に、これらを金属等により形成した場合に比べ、弾性装置５０（特に、ゼネバ駆動車５０９）の慣性モーメントを低減できる。このため、爪５０９１の厚み寸法は、歯５１１１との噛み合わせを考慮して大きくすることも可能となる。
【０１０５】
［回転規制装置の構成］
回転規制装置５１は、ローター３０の回転エネルギーが弾性装置５０を介して伝達されるように配置される。すなわち、この回転規制装置５１は、ローター３０および弾性装置５０とともに、当該ローター３０の回転エネルギーを伝達する直列経路を構成する。このような回転規制装置５１は、前述のゼネバ駆動車５０９と、当該ゼネバ駆動車５０９から回転力が伝達されるゼネバ被駆動車５１１を有する。すなわち、ゼネバ駆動車５０９は、弾性装置５０及び回転規制装置５１のそれぞれを構成する。
このゼネバ被駆動車５１１は、図８に示すように、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５１１１と、各歯５１１１に対応して形成された歯５１１２と、中心軸に設けられたカナ５１１３とを有する。
これら歯５１１１と、当該歯５１１１の反回転方向に位置する歯５１１２との間隔は２０度程度と小さな小間隔とされ、当該歯５１１１の回転方向に位置する歯５１１２との間隔は５０度程度と大きな大間隔とされている。
【０１０６】
図１１は、ゼネバ駆動車５０９およびゼネバ被駆動車５１１を示す図である。詳述すると、ゼネバ駆動車５０９の規制部５０９３に、ゼネバ被駆動車５１１の歯５１１１が当接し、当該ゼネバ被駆動車５１１の回転が規制された状態を示す図である。
図１１に示すように、前記大間隔部分を挟む２つの歯５１１２，５１１１がゼネバ駆動車５０９の規制部５０９３に当接している状態では、ゼネバ被駆動車５１１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５１１は、ゼネバ駆動車５０９により回転が規制された状態とされている。
【０１０７】
このゼネバ被駆動車５１１の回転規制状態は、ゼネバ駆動車５０９が回転して当該ゼネバ駆動車５０９の回転方向側の凹部５０９２に歯５１１１が嵌り込んで、爪５０９１が歯５１１１に当接するまで継続される。すなわち、本実施形態では、ゼネバ駆動車５０９が回転して、ある爪５０９１と歯５１１１とが離間してから、当該ゼネバ駆動車５０９が１２０度回転する間は、ゼネバ被駆動車５１１の回転が規制される。
そして、ゼネバ駆動車５０９の爪５０９１が、ゼネバ被駆動車５１１の歯５１１１に当接した状態から更にゼネバ駆動車５０９が回転すると、当該爪５０９１により押し込まれたゼネバ被駆動車５１１も連動して回転する。この後、爪５０９１と歯５１１１とが離間した状態となることで、ゼネバ被駆動車５１１の回転は停止する。
【０１０８】
すなわち、本実施形態では、ローター３０およびローター歯車３１が１２度回転して、ゼネバ駆動車５０９が１２０度回転する際に、爪５０９１と歯５１１１とが当接状態にある間（駆動範囲）では、ゼネバ駆動車５０９の回転に応じて、ゼネバ被駆動車５１１は回転する。一方、爪５０９１と歯５１１１とが離間状態にある間（規制範囲）では、ゼネバ駆動車５０９が回転しても、ゼネバ被駆動車５１１は回転しない。従って、ゼネバ被駆動車５１１は、ゼネバ駆動車５０９の回転に伴って間欠的に回転する。
【０１０９】
以上のように、ゼネバ駆動車５０９からの回転によってゼネバ被駆動車５１１は間欠的に回転し、かつ、その回転角度は所定角度（７２度）に設定されている。一方、ゼネバ被駆動車５１１側が回転しても、その回転はゼネバ駆動車５０９に規制され、当該ゼネバ駆動車５０９側には伝達されない。従って、ゼネバ駆動車５０９およびゼネバ被駆動車５１１は、非可逆歯形伝達装置とされ、これらは、ゼネバ駆動車５０９の１２０度の回転に伴ってゼネバ被駆動車５１１が７２度回転し、回転した際にはゼネバ被駆動車５１１からゼネバ駆動車５０９への回転の伝達を規制する回転規制装置５１を構成している。
【０１１０】
さらに、爪５０９１は、前述の爪４３２と同様に、当該爪５０９１の先端がゼネバ駆動車５０９の回転方向に向かって傾斜して形成されており、当該爪５０９１は、左右非対称の歯形形状とされている。このため、爪５０９１が歯５１１１に当接すると、当該爪５０９１は歯５１１１をゼネバ被駆動車５１１の回転方向に押すため、ゼネバ被駆動車５１１は回転駆動される。
一方、ゼネバ駆動車５０９が逆方向に回転する場合、爪５０９１が歯５１１２に当接するが、ゼネバ駆動車５０９が正方向に回転する場合に爪５０９１が歯５１１２に当接する面とは反対側にあたる爪５０９１の先端面が傾斜されていることで、爪５０９１は歯５１１２をゼネバ被駆動車５１１の回転中心方向に押すため、ゼネバ被駆動車５１１に回転を伝達できないように構成されている。
【０１１１】
［爪および歯の配置］
このような爪５０９１のゼネバ駆動車５０９における配置、および、歯５１１１のゼネバ被駆動車５１１における配置は、図１１に示すように、当該歯５１１１が規制部５０９３に当接し、ゼネバ被駆動車５１１の回転（図１１中矢印Ｓ方向への回転）が規制されている場合に、歯５１１１と規制部５０９３との当接点において当該歯５１１１に加わる力の作用方向（図１１中矢印Ｖ方向であり、換言すると摩擦角）が、当該当接点Ａ１において、当接点Ａ１とゼネバ被駆動車５１１の回転中心Ｃ１とを結んだ直線Ｗに対してゼネバ被駆動車５１１の回転方向であるＳ方向とは反対方向側に向くように設定されている。
【０１１２】
ここで、歯５１１１と規制部５０９３とが接触している場合には、前述のように、ゼネバ駆動車５０９が回転しても、ゼネバ被駆動車５１１は回転しないことが求められる。しかしながら、歯５１１１に加わる力の作用方向（当接点Ａ１におけるゼネバ駆動車５０９の回転接線方向に作用する力と、当該ゼネバ駆動車５０９の直径方向に作用する力とにより規定される力の作用方向である矢印Ｖ方向）が前記直線Ｗに対してＳ方向側を向く場合には、ゼネバ駆動車５０９の回転に伴って、歯５１１１が規制部５０９３を乗り上げて（食い込んで）しまう場合がある。このような場合、本来回転が規制されるはずのゼネバ被駆動車５１１が破損した上で回転してしまうという可能性がある。
【０１１３】
これに対し、規制部５０９３に当接した際の歯５１１１に対する力の作用方向（矢印Ｖ方向）が前記直線Ｗに対してＳ方向とは反対側を向かせるように、歯５１１１および規制部５０９３の位置（換言すると、歯５１１１および爪５０９１の位置）を前述のように設定することにより、このような歯５１１１の乗り上げ（食い込み）を規制することができる。従って、歯５１１１をゼネバ被駆動車５１１の外周にそれぞれ７２度間隔で配置し、当該歯５１１１のＳ方向側に２２度ずらして歯５１１２を配置し、また、爪５０９１をゼネバ駆動車５０９の外周に１２０度間隔でそれぞれ配置することにより、歯５１１１が規制部５０９３に当接している状態で、ゼネバ被駆動車５１１の回転を確実に規制することができる。
【０１１４】
［ゼネバ被駆動車以降の輪列の構成］
ゼネバ被駆動車５１１から日の裏車４６までの間には、図８に示したように、三番車５２および二番車４５が直列に配置され、これらは減速輪列を構成する。
このうち、三番車５２は、外周に歯５２１１が形成された三番伝達車５２１と、当該三番伝達車５２１に軸支されたカナ５２２とを有する。このうち、三番伝達車５２１は、ゼネバ被駆動車５１１のカナ５１１３と噛合し、カナ５２２は、二番車４５と噛合する。
【０１１５】
ここで、三番伝達車５２１には、カナ５２２の回転軸を挟持する一対の挟持部５２１２，５２１３が形成されている。これら挟持部５２１２，５２１３は、弾性変形可能に形成され、カナ５２２の回転軸を共に外側から中心側に押圧して、当該カナ５２２との間に所定の摩擦トルクを確保するようにしている。従って、通常状態では三番伝達車５２１とカナ５２２とは一体に回転する。
ここで、指針の指示位置を修正するリューズ操作が行われた場合には、時刻修正機構８０を介して二番車４５のカナ５２２に強制的な回転トルクが働く。この場合、ゼネバ被駆動車５１１の回転が、ゼネバ駆動車５０９により規制された状態であり、カナ５２２が強力に回転させられても三番伝達車５２１の挟持部５２１２，５２１３が摩擦スリップする。このため、三番車５２より上流の構造（例えば、圧電アクチュエーター２０側）に通常時とは逆方向の負荷が加わることを防止することができる。
【０１１６】
一方、時計１Ｂの落下時等の外部衝撃が生じた際には、二番車４５の二番カナ４５１にアンバランス状態で取り付けられた分針や、筒車４７にアンバランス状態で取り付けられた時針が回転させられ、大きな回転トルクが、二番車４５を介してカナ５２２に伝達される可能性がある。この場合、ゼネバ被駆動車５１１の回転が、ゼネバ駆動車５０９により規制されて、三番伝達車５２１は回転がロックされた状態となっている。同時に、当該カナ５２２は、前述の挟持部５２１２，５２１３の間でスリップせずに摩擦保持されている。このため、上記のような外乱が加わっても、分針や時針は位置ずれを起こすことなく正しい位置に保持されることになる。よって外部衝撃が加わっても指針が移動して時刻表示が狂うことがない。
なお、上記挟持部５２１２，５２１３がカナ５２２を挟持する上記所定の摩擦トルクは、上記リューズ操作時には、カナ５２２が挟持部５２１２，５２１３内でスリップして回転できるが、通常時や上記外部衝撃時には、カナ５２２が当該挟持部５２１２，５２１３とスリップせず三番伝達車５２１と一体に回転できる、程度の大きさに設定されている。
【０１１７】
また、このような三番車５２の構造により、大きな分針のトルクに対応することが可能となり、分針の選択自由度を向上できる。
具体的に、分針から伝達される大きなトルクに応じて空転させる歯車としては、三番車５２の他、二番車４５が考えられる。しかしながら、当該二番車４５および三番車５２は減速輪列を構成しているため、二番車４５に滑りトルクを持たせる場合には、三番車５２に滑りトルクを持たせる場合に比べ、当該滑りトルクの値が大きくなる。これに対し、三番車５２に滑りトルクを持たせることにより、当該滑りトルクの値を小さくすることができるので、三番車５２を安定して加工できるほか、前述のように、分針の選択自由度を向上することができ、時計１Ｂの設計自由度を向上することができる。
以上説明した本実施形態に係る時計１Ｂによれば、前述の時計１と同様の効果を奏することができる。
【０１１８】
［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、本発明の回転規制装置は、前記各実施形態のゼネバ歯車装置に限定されるものではなく、回転エネルギーを伝達でき、かつ、回転角度が所定角度毎に規制されるものであればよい。
【０１１９】
また、前記実施形態では、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、前記実施形態では、ローター歯車３１と弾性装置４２，５０との間に回転検出車４１，４９を配置していたが、このような回転検出車４１，４９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。また、回転検出車は、当該ローター歯車の回転エネルギーが弾性装置および回転規制装置に伝達される伝達経路とは異なる伝達経路上に設けられていてもよく、更には、弾性装置の下流側に設けられていてもよい。
【０１２０】
また、前記第１および第２実施形態では、ゼネバ駆動車４３１、４３１Ａが有する爪４３２は、当該ゼネバ駆動車４３１，４３１Ａの外周において１８０度間隔で配置されているとし、更に、前記第３実施形態では、ゼネバ駆動車５０９が有する爪５０９１は、当該ゼネバ駆動車５０９の外周において１２０度間隔で配置されるとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、爪は９０度間隔で配置されていてもよく、これら爪の配置間隔は、適宜設定可能であり、当該爪の配置に応じて、ゼネバ被駆動車の歯の形成位置も、適宜設定可能である。
【０１２１】
前記第３実施形態では、三番車５２は、当該三番車５２に滑りトルクを持たせるために、カナ５２２を挟持する挟持部５２１２を有するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、他の構成によりカナ５２２を軸支してもよく、更には、当該滑りトルクを二番車４５に持たせる構成としてもよい。
【０１２２】
なお、前述した各実施形態は、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体は、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。
【０１２３】
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体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。
【０１２４】
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。
【符号の説明】
【０１２５】
１、１Ａ、１Ｂ…電子時計、１０、１０Ａ、１０Ｂ…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、２５…当接部、３０…ローター、３１…ローター歯車、４０、４０Ｂ…回転伝達装置、４１、４９…回転検出車、４２、５０…弾性装置、４３、５１…回転規制装置、４４、５２…三番車、４５…二番車、４６…日の裏車、７０…回転検出装置、８０…時刻修正機構、１０４…制御回路、１０６…時計駆動回路、４２１、５０１…カナ、４２２、５０２…軸、４２３、５０３…バネ係止部材、４２６、４２６Ａ、５０４…渦巻バネ、４３１、４３１Ａ、５０９…ゼネバ駆動車、４３２、５０９１…爪、４３３、５０９３…規制部、４３４…カナ、４３５、４３５Ａ、５１１…ゼネバ被駆動車、４３６、４３７、５１１１、５１１２…歯。
【図１】
2010187524.tif 000003
【図２】
2010187524.tif 000004
【図３】
2010187524.tif 000005
【図４】
2010187524.tif 000006
【図５】
2010187524.tif 000007
【図６】
2010187524.tif 000008
【図７】
2010187524.tif 000009
【図８】
2010187524.tif 000010
【図９】
2010187524.tif 000011
【図１０】
2010187524.tif 000012
【図１１】
2010187524.tif 000013