(57)【要約】【課題】設定された駆動量に対して駆動対象物の駆動がオーバーランすることを確実に防止でき、構造が簡易でかつ制御も容易に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、圧電素子を有する振動体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の回転が伝達されるゼネバ駆動車４３１およびゼネバ被駆動車４３５を備える間欠伝達装置４３と、ゼネバ駆動車４３１の回転位置を検出可能な回転検出装置と、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とを備える。ゼネバ駆動車４３１は、１回転する角度範囲に、ゼネバ被駆動車４３５を回転する駆動範囲と、ゼネバ被駆動車４３５を回転しない規制範囲とを備える。規制範囲は、駆動信号の供給を停止し、ゼネバ駆動車４３１の回転位置が駆動範囲から規制範囲に移動した後、規制範囲内でゼネバ駆動車４３１の回転が停止する角度に設定する。【選択図】図５
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【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で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が伝達されて回転する駆動車およびこの駆動車の回転に連動して間欠的に回転する被駆動車を備える間欠伝達装置と、
前記駆動車が所定の回転位置に達したことを検出可能な回転位置検出手段と、
前記圧電素子に駆動信号を供給して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、
前記駆動制御手段は、外部からの駆動開始信号に基づいて前記圧電素子への駆動信号の供給を開始し、かつ、前記回転位置検出手段で前記駆動車が所定の回転位置に達したことを検出すると前記駆動信号の供給を停止し、
前記駆動車は、駆動車が１回転する角度範囲に、駆動車の回転に連動して前記被駆動車を回転する駆動範囲と、駆動車が回転しても前記被駆動車を回転しない規制範囲とが設定され、
前記規制範囲は、前記駆動制御手段によって前記圧電素子への駆動信号の供給が停止された後、前記規制範囲内で駆動車の回転が停止されるよう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２】
請求項１に記載の圧電駆動装置において、
前記規制範囲は、前記駆動範囲以上の角度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３】
請求項１または請求項２に記載の圧電駆動装置において、
前記規制範囲は、前記駆動範囲の２倍の角度以下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から請求項３のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記規制範囲は、前記駆動信号の供給を停止した後における前記振動体の減衰振動による駆動車の回転角度と、前記ローターから駆動車までの駆動系の慣性によって前記停止の後に回転する駆動車の回転角度との合計値よりも大きな角度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５】
請求項４に記載の圧電駆動装置において、
前記回転位置検出手段は、前記ローターの回転エネルギーが伝達されて回転する回転検出車と、この回転検出車の回転位置を検出するセンサーとを備えて構成され、
前記規制範囲は、さらに前記回転位置検出手段の検出誤差量と、前記回転検出車と駆動車との位相ズレ量とを加算した値よりも大きな角度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、
前記回転位置検出手段で検出する前記駆動車の所定の回転位置は、前記駆動範囲内であり、かつ、前記駆動信号の供給が停止された後、駆動車の回転が停止されるまでに、前記駆動車の回転位置が規制範囲に達する位置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、
前記ローターから間欠伝達装置の駆動車までの伝達経路には、
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を備え、
前記間欠伝達装置の駆動車は、前記弾性装置で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、
前記ローターおよび前記間欠伝達装置の駆動車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間欠伝達装置の駆動車に伝達され、
前記間欠伝達装置の被駆動車および回転伝達装置によって回転される回転対象物間には減速輪列が設けられ、前記間欠伝達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９】
請求項８に記載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、
前記回転位置検出手段は、前記回転検出車が所定角度回転したことを検出し、
前記駆動制御手段は、圧電アクチュエーターの駆動開始後、前記回転位置検出手段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９のいずれかに記載の圧電駆動装置において、
前記間欠伝達装置は、前記被駆動車から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ていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の圧電駆動装置において、
前記間欠伝達装置は、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、
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ていることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１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１３】
請求項１２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】
電子時計の指針の運針のように、一定角度のステップ運動をさせる場合、一般的には電磁式のステッピングモータが用いられている。
一方で、磁界の影響を受けないように、圧電アクチュエーターで指針を駆動する方法も知られている。
電磁式ステッピングモータは、入力パルス数に応じて駆動対象の駆動量が一義的に決まるのに対し、圧電アクチュエーターは摩擦力で駆動するため、入力エネルギーに対して駆動対象（被駆動体）の駆動量が一義的に決まらない。このため、接点やセンサーなどを用いて被駆動体の駆動量を検出している（例えば、特許文献１参照）。
【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、圧電アクチュエーターで被駆動体を駆動した場合、接点やセンサーによって被駆動体の駆動量を検出した検出結果に応じて駆動を停止したとしても、駆動系の慣性の影響で被駆動体はすぐには停止しないため、オーバーランが生じる。
【０００５】
さらに、本発明者が鋭意研究した結果、駆動源として圧電アクチュエーターを用いた場合、圧電アクチュエーターは、駆動信号の入力を停止しても減衰振動をしており、それによって被駆動体が駆動してオーバーランが生じることが新たに分かってきた。
【０００６】
このようなオーバーランが生じた際に、前記特許文献１の第３実施形態では、ローターを逆回転して戻している。
しかしながら、この場合、ローターをどちらの方向にも回転できるように圧電アクチュエーターを構成しなければならず、圧電アクチュエーターの構成が複雑になったり、駆動効率が低下するおそれがある。
さらに、オーバーランが生じた際に、ローターを逆回転する制御に時間がかかり、例えば、時計のように、１秒間隔や２０秒間隔でステップ運針をしなければならない場合に、制御が複雑になるという問題もある。
【０００７】
本発明の目的は、設定された駆動量に対して駆動対象物の駆動がオーバーランすることを確実に防止でき、構造が簡易でかつ制御も容易に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】
【０００８】
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で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が伝達されて回転する駆動車およびこの駆動車の回転に連動して間欠的に回転する被駆動車を備える間欠伝達装置と、前記駆動車が所定の回転位置に達したことを検出可能な回転位置検出手段と、前記圧電素子に駆動信号を供給して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、前記駆動制御手段は、外部からの駆動開始信号に基づいて前記圧電素子への駆動信号の供給を開始し、かつ、前記回転位置検出手段で前記駆動車が所定の回転位置に達したことを検出すると前記駆動信号の供給を停止し、前記駆動車は、駆動車が１回転する角度範囲に、駆動車の回転に連動して前記被駆動車を回転する駆動範囲と、駆動車が回転しても前記被駆動車を回転しない規制範囲とが設定され、前記規制範囲は、前記駆動制御手段によって前記圧電素子への駆動信号の供給が停止された後、前記規制範囲内で駆動車の回転が停止されるように設定されていることを特徴とする。
【０００９】
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、ローターの回転が間欠伝達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。また、前記回転エネルギーは回転力などを含むものである。
また、前記駆動車の駆動範囲および規制範囲は、少なくとも１つずつ設ければよいが、各範囲を２つ以上設けてもよい。例えば、駆動範囲および規制範囲を交互に設定して、各範囲を２つずつ設けてもよい。
【００１０】
本発明によれば、回転位置検出手段で駆動車が所定の回転位置に達したことを検出すると、駆動制御手段は圧電素子への駆動信号の供給を停止している。また、駆動車は、駆動信号の供給を停止してからも、振動体の減衰振動や駆動系の慣性などで回転するが、この回転角度の最大値は実験などによって予め予測できる。従って、駆動車が所定の回転位置に達して駆動信号の供給を停止した後、駆動車が停止する位置が規制範囲内となるように設定できる。
このため、駆動信号の供給を停止した後に、駆動車の回転角度は規制範囲を超えることがないため、駆動車が規制範囲に入ったために回転が規制された被駆動車は停止した状態のままで保持される。従って、駆動信号の供給を停止した後に、振動体の減衰振動等で駆動車が多少回転しても、駆動車は規制範囲内で停止し、被駆動車も駆動車が規制範囲にあることで回転が規制されて停止するため、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。このため、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。
特に、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によって回転対象物を一定角度毎に動かすことができれば、指針の一定角度毎のステップ運針を実現でき、指針の位置ずれも防止でき、指示精度を向上できる。
【００１１】
ここで、前記規制範囲は、前記駆動範囲以上の角度に設定されていることが好ましい。
例えば、駆動範囲が６０度の角度に設定されていた場合、規制範囲は６０度以上、例えば１２０度に設定すればよい。
本発明によれば、規制範囲が駆動範囲以上であるため、駆動車がオーバーランした場合に、駆動車が規制範囲を超えて再度駆動範囲まで回転し、このために被駆動車の再度回転し始めることを確実に防止できる。
【００１２】
本発明の圧電駆動装置において、前記規制範囲は、前記駆動範囲の２倍の角度以下に設定されていることが好ましい。
例えば、駆動範囲が６０度の角度範囲に設定されていた場合、規制範囲はその２倍である１２０度以下に設定すればよい。
規制範囲を駆動範囲に比べて大きくすると、駆動車のオーバーラン時に被駆動車が回転することを防止できる利点があるが、一方で、駆動車を回転させた際の回転伝達の効率が低下する。例えば、駆動範囲が６０度で規制範囲が３００度の場合、駆動車が１回転（３６０度回転）した際に、被駆動車が回転できるのは、その１／６の角度範囲のみであり、その他の５／６の角度範囲は規制範囲とされて被駆動車の回転が規制される。このため、圧電駆動装置の伝達効率が低下する。
これに対し、本発明によれば、規制範囲を駆動範囲の２倍以下の角度範囲に制限しているので、駆動車が１回転（３６０度回転）した際の駆動範囲を１／３以上にすることができ、圧電駆動装置の伝達効率を向上できる。
【００１３】
本発明の圧電駆動装置において、前記規制範囲は、前記駆動信号の供給を停止した後における前記振動体の減衰振動による駆動車の回転角度と、前記ローターから駆動車までの駆動系の慣性によって前記停止の後に回転する駆動車の回転角度との合計値よりも大きな角度に設定されていることが好ましい。
【００１４】
圧電駆動装置において、駆動車のオーバーランが発生する原因としては、振動体を停止しても減衰振動が生じて駆動車が回転してしまうことと、ローターから駆動車までの駆動系の慣性によって駆動車が回転してしまうことが想定できる。
従って、本発明によれば、駆動車が駆動範囲を超えた時点で振動体を停止させた際に、前記減衰振動や慣性によって駆動車がオーバーランしても、駆動車を規制範囲内で停止させることができる。このため、駆動車がオーバーランで再度駆動範囲に入ってしまい、被駆動車が回転してしまうことがなく、被駆動車や回転対象物を一定角度毎に正確に駆動することができる。
【００１５】
ここで、前記回転位置検出手段は、前記ローターの回転エネルギーが伝達されて回転する回転検出車と、この回転検出車の回転位置を検出するセンサーとを備えて構成され、前記規制範囲は、さらに前記回転位置検出手段の検出誤差量と、前記回転検出車と駆動車との位相ズレ量とを加算した値よりも大きな角度に設定されていることが好ましい。
【００１６】
駆動車の回転位置を回転検出車およびセンサーを備える回転位置検出手段で検出する場合、回転位置検出手段の検出誤差量や、回転検出車と駆動車との位相ズレ量が、検出位置精度に影響する。このため、回転位置検出手段で位置検出を行った際に、駆動車が目的の位置からずれている可能性がある。そのため、駆動車が既に駆動範囲を超えているのにもかかわらず、回転位置検出手段の検出では駆動範囲を超えていないと判断してしまい、駆動車がオーバーランするおそれがある。
本発明では、前記回転位置検出手段の検出誤差を考慮して規制範囲を設定しているので、上記のような誤検出によってオーバーランが生じても、規制範囲内で駆動車が停止するため、被駆動車や回転対象物を一定角度毎に正確に駆動することができる。
【００１７】
本発明の圧電駆動装置において、前記回転位置検出手段で検出する前記駆動車の所定の回転位置は、前記駆動範囲内であり、かつ、前記駆動信号の供給が停止された後、駆動車の回転が停止されるまでに、前記駆動車の回転位置が規制範囲に達する位置に設定されていることが好ましい。
【００１８】
本発明では、前記駆動信号の供給を停止して振動体を停止した後の、減衰振動や駆動系の慣性などによる駆動車のオーバーランを考慮し、駆動車が駆動範囲を超える手前で前記駆動信号の供給を停止し振動体を停止しても、前記オーバーランによって駆動車が駆動範囲を超えて停止するように設定したものである。
この場合、駆動車は、オーバーランを含んで駆動範囲を超えた時点で停止するため、規制範囲を小さな角度範囲に設定することができる。例えば、駆動範囲が６０度の場合で、オーバーランによって５度程度回転する場合、本発明では、駆動車が駆動範囲を５５度回転したポイントを回転位置検出手段で検出しこの検出結果により振動体を停止させ、前記オーバーランによって駆動範囲（６０度）回転するようにすれば、オーバーラン時の回転伝達を規制する規制範囲を小さくでき、例えば、３０度程度にすることもできる。このため、駆動車が１回転する間の駆動範囲を大きくでき、圧電駆動装置の伝達効率を向上することができる。
【００１９】
本発明の圧電駆動装置において、前記ローターから間欠伝達装置の駆動車までの伝達経路には、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を備え、前記間欠伝達装置の駆動車は、前記弾性装置で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。
【００２０】
弾性装置を設ければ、圧電アクチュエーターの起動時に加わる負荷から、前記弾性装置以降に設けられる輪列や回転対象物（指針等）の慣性負荷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、弾性装置をローターと前記駆動車との間に設けているので、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間欠伝達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。
【００２１】
さらに、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える伝達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。
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、間欠伝達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、間欠伝達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。
【００２２】
さらに、ローターを振動体により一方の所定方向に回転すれば、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禁止することができる。
その上、弾性装置と間欠伝達装置は同一経路上に設けることができるので、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。
【００２３】
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。
【００２４】
本発明の圧電駆動装置において、前記ローターおよび前記間欠伝達装置の駆動車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間欠伝達装置の駆動車に伝達され、前記間欠伝達装置の被駆動車および回転伝達装置によって回転される回転対象物間には減速輪列が設けられ、前記間欠伝達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。
【００２５】
本発明では、ローターの回転は増速輪列で増速されて間欠伝達装置の駆動車に伝達され、さらに、間欠伝達装置の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。間欠伝達装置では、駆動車の回転に連動して被駆動車が回転する。この際、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。
そして、本発明では、ローターからの回転を増速して間欠伝達装置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、間欠伝達装置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。
【００２６】
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、前記回転位置検出手段は、前記回転検出車が所定角度回転したことを検出し、前記駆動制御手段は、圧電アクチュエーターの駆動開始後、前記回転位置検出手段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ことが好ましい。
ここで、回転位置検出手段は、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。
【００２７】
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、回転位置検出手段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。
【００２８】
本発明の圧電駆動装置において、前記間欠伝達装置は、前記被駆動車から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ていることが好ましい。
【００２９】
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ものであり、例えば、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や、アンクルおよびガンギを備えた装置などが利用できる。
本発明は、間欠伝達装置として、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間欠伝達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。
【００３０】
本発明の圧電駆動装置において、前記間欠伝達装置は、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、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ていることが好ましい。
【００３１】
本発明では、ゼネバ歯車装置を用いて間欠伝達装置を構成しているので、間欠伝達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。
さらに、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、ゼネバ被駆動車を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を設定できる。
【００３２】
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。
【００３３】
本発明の圧電駆動装置では、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間欠伝達装置の駆動車は、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。
【００３４】
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間欠伝達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。
【００３５】
本発明の圧電駆動装置では、前記間欠伝達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、間欠伝達装置の被駆動車と伝達車とが同一の軸上に形成されているので、間欠伝達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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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】
【００３９】
［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、後述する各実施形態において、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。
【００４０】
［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２、３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。
【００４１】
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。
【００４２】
［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。
【００４３】
［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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
このような振動体２１の駆動電極に、所定周波数の電圧（駆動信号）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。
【００４７】
このような圧電アクチュエーター２０における駆動特性を図４に示す。
図４（Ａ）は、振動体２１でローター３０を回転している際に、振動体２１の駆動を開始した時点（時間０sec）からの経過に伴うローター３０の速度変化を示すグラフである。
図４（Ｂ）は、時間経過に伴う振動体２１のローター３０に当接する当接部２５のＸ軸方向の変位を表すグラフであり、図４（C）は同じく当接部２５のY軸方向の変位を表すグラフである。
【００４８】
そして、図４では、図４の一点鎖線で示す時点（0.0025秒経過時）で振動体２１への駆動信号の入力を停止した状態を示している。図４から分かるように、振動体２１への駆動信号の入力を停止しても、振動体２１は減衰振動をするため、ローター３０の回転速度も一旦上昇してから低下する。このため、ローター３０の回転速度が「０」になるまでに所定の時間が掛かり、その間はローター３０の回転が伝達されることになる。そこで、本実施形態では、後述するように、間欠伝達装置４３を設けたものである。
【００４９】
［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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
［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、３，５に示すように、回転検出車４１と、弾性装置４２と、間欠伝達装置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。
なお、図５は、第１実施形態の回転伝達装置を示す平面図である。
【００５３】
［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。
【００５４】
［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、間欠伝達装置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５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。
【００５５】
渦巻バネ４２６は、断面円形状のばね素線を図５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。
【００５６】
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。
【００５７】
［間欠伝達装置の構成］
間欠伝達装置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。
【００５８】
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６（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。
【００５９】
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６（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６（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６（Ｃ）に示すように、ゼネバ被駆動車４３５も連動して回転する。図６（Ｃ）の状態からゼネバ駆動車４３１がさらに回転すると、爪４３２がゼネバ被駆動車４３５の歯４３６を送りきる。その場合には、ゼネバ駆動車４３１の爪４３２の背後に形成されている溝縁４３４が歯４３７と噛合っているので歯４３７を送ることになる。この溝縁４３４が歯４３７を送りきった状態が図６（Ａ）である。そして、図６（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。この際、ゼネバ駆動車４３１がオーバーランしてさらに回転したとしても、ゼネバ駆動車４３１の次の爪４３２がゼネバ被駆動車４３５の歯４３６に当接する位置までゼネバ駆動車４３１が回転しなければ、ゼネバ駆動車４３１の回転がゼネバ被駆動車４３５に伝達されることはない。
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。従って、規制範囲は、ゼネバ駆動車４３１の回転によって、爪４３２が、図６（Ａ）の位置すなわち図６（Ｂ）の一点鎖線で示す位置から、図６（Ｂ）の実線の位置まで回転する角度範囲Ｒ１となる。
一方、ゼネバ駆動車４３１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。従って、駆動範囲は、爪４３２が、図６（Ｂ）の実線の位置から、図６（Ｂ）の点線の位置すなわち図６（Ａ）の位置まで回転する角度範囲Ｒ２となる。
従って、ゼネバ被駆動車４３５は、ゼネバ駆動車４３１の回転に連動して間欠的に回転する。
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）ごと間欠的に回転し、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間欠伝達装置を構成している。
【００６０】
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６（Ｂ）に示すように、ゼネバ駆動車４３１が図６（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。
【００６１】
［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１〜３，５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。
【００６２】
［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（回転位置検出手段）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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
［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。
【００６６】
［時計の回路構成］
次に、時計１の回路構成について、図７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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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装置が構成されている。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
［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。
【００７４】
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から指針までの慣性負荷や歯車噛合摩擦抵抗および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。
【００７５】
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）の慣性負荷と歯車噛合摩擦抵抗および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。
【００７６】
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。
【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。
【００７８】
なお、本実施形態において、規制範囲を１２０度に設定したのは、以下の理由からである。
時計の指針を１ステップ移動させるのに、ローター３０およびローター歯車３１が７．５度回転する場合、前述の通り、回転検出車４１が４５度回転し、ゼネバ駆動車４３１は１８０度回転する。
このときのゼネバ駆動車４３１の位置ずれの見積りは、以下の３つの位置ずれ量を加算すればよい。
第１の位置ずれは、検出位置のオーバーラン量である。これは、回転検出装置７０のセンサーと回転検出車４１との感度やタイムラグなどであり、センサーの感度及びローターの回転速度等も加味したシミュレーションにより回転検出車４１で最大１０度のズレとなる。この場合、ゼネバ駆動車４３１では４倍に増速されるので、最大４０度のズレが見込まれる。
第２の位置ずれは、振動体２１の減衰や駆動系の慣性オーバーランである。これは、図４（Ａ）の駆動信号供給停止後のローターの回転状況の解析によりローター３０で最大２．５度を見込んでおり、ゼネバ駆動車４３１では最大２．５度×４倍×６倍＝最大６０度を見込んでいる。
第３の位置ずれは、回転検出車４１とゼネバ駆動車４３１の組み込み時にすでに持っているズレ量である。すなわち、ゼネバ駆動車４３１の歯車に対するカナ４２１の位相ズレで決まる。例えば、カナ４２１の歯数を１８枚に設定した場合、１ピッチ２０度のため、最大２０度のズレ量が見込まれる。
従って、第１〜第３の位置ずれ量を加算すると最大１２０度のズレ量となり、本実施形態では、ゼネバ駆動車４３１を所定の位置で停止させようとしても、最大で１２０度ずれる可能性があることが分かる。従って、ゼネバ駆動車４３１を駆動範囲の６０度回転して停止させようとした際に、上記の第１〜３のズレ量の発生原因でオーバーランが生じても、そのオーバーラン量はゼネバ駆動車４３１を最大で１２０度回転させるものであるため、前記規制範囲として１２０度としておけば、ゼネバ駆動車４３１にオーバーランが生じてもゼネバ駆動車４３１が規制範囲を超えて再度駆動範囲まで回転することがないため、ゼネバ被駆動車４３５が回転してしまうことも防止できる。
【００７９】
［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）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。
（２）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間欠伝達装置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等の慣性負荷や歯車噛合摩擦抵抗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負荷や歯車噛合摩擦抵抗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、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】
（３）間欠伝達装置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、ローターの回転エネルギーを、弾性装置を介さずに間欠伝達装置に伝達する第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。
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。
【００８１】
（４）その上、第１，２の伝達経路を設けた場合、第１の伝達経路における間欠伝達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。
【００８２】
（５）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。
【００８３】
（６）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。
【００８４】
（７）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間欠伝達装置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。
【００８５】
（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。
【００８６】
（９）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。
【００８７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る電子時計１Ａにおける圧電駆動装置１０Ａについて図８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４２の渦巻バネ４２６Ａを巻き上げている。
【００８８】
すなわち、第２実施形態では、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４３１Ｂ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。
【００８９】
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。
【００９０】
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、一体で回転する軸部材およびカナ４３８によって、ゼネバ被駆動車４３５Ａと同軸上に配置され、渦巻バネ４２６Ａの他端が係合される伝達車が構成されている。
【００９１】
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。
【００９２】
このような本実施形態によれば、前記各実施形態の効果と略同様の効果を奏することができる。
【００９３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る時計における圧電駆動装置１０Ｂについて図９，１０に基づいて説明する。
図９は、時計における圧電駆動装置１０Ｂを示す平面図である。図１０は、圧電駆動装置１０Ｂを示す縦断面図である。
圧電駆動装置１０Ｂは、間欠伝達装置４３Ａとして、原動車５０および従動車６２を使用したものである。
【００９４】
圧電駆動装置１０Ｂは、振動体２１、振動体２１により駆動されるローター３０、ローター３０と一体化されたローター歯車３１、ローター歯車３１と噛合して回転される中間車３３と、中間車３３により回転される原動車５０と、ローター伝え車６０とを含んで構成されている。
ローター３０は、ローター歯車３１とともにローター回転軸３２に固定されている。
原動車５０は、中間車３３と噛合する原動かな５１と、原動カム５２と、これらの原動かな５１と原動カム５２とを固定する原動回転軸５３とを備えて構成されている。
原動カム５２は、原動回転軸５３を中心とする円弧状のカム面５２１と、このカム面５２１に連続し、かつ径方向に凹む凹部状のカム面５２２を有している。
【００９５】
ローター伝え車６０は、ローター伝え歯車６１と、渦巻バネ４２６と、従動車６２と、伝え車回転軸６３とを備えて構成され、図１０に示すように、伝え車回転軸６３を回転軸としてローター伝え歯車６１、渦巻バネ４２６、従動車６２の順番に配置されている。
ローター伝え歯車６１は、ローター歯車３１と噛合し、伝え車回転軸６３により回転自在に支持されている。ローター伝え歯車６１には、位置決め板６４が固定されている。位置決め板６４は、全体略円形の板状部材であり、側面の一部に弦状の側部６４１を有している。弦状の側部６４１の中央には、径方向に突出する位置決め用係止片６４２が形成されている。位置決め用係止片６４２は、中間部分で従動車６２側に曲折され、先端が従動車６２に向かって延設されている。
【００９６】
従動車６２は、伝え車回転軸６３に固定されている。従動車６２には、回転軸方向に貫通する位置決め穴６５およびばね用係止穴６６が形成されている。位置決め穴６５は、従動車６２の外周に沿って形成された長孔であり、位置決め用係止片６４２の先端が挿入されている。従動車６２の外周には、径方向に突出する９つの従動歯６７が４０度毎の間隔に形成され、従動歯６７の先端部が半円弧状に加工されている。
渦巻バネ４２６の外周側の端部は、ばね用係止穴６６に係止され、中心軸側の端部は、ローター伝え歯車６１の筒部に巻かれることにより固定されている。
【００９７】
次に、圧電駆動装置１０Ｂの動作を説明する。
ローター３０は、振動体２１により図９において反時計回り（矢印Ａの方向）に回転する。ローター３０の回転は、ローター歯車３１を介して中間車３３とローター伝え歯車６１にそれぞれ伝達される。中間車３３の回転は原動車５０に伝達される。ローター伝え歯車６１の回転は、渦巻バネ４２６の弾性エネルギーを介して従動車６２に伝達される。
ここで、ローター３０からローター伝え歯車６１までの輪列は、ローター３０が２０度回転する場合に、ローター伝え歯車６１が４０度に増速、すなわち２倍に増速して回転する設定となっている。また、ローター３０の回転は、原動車５０に増速して伝達され、ローター３０が２０度回転する場合に、原動車５０が１８０度回転する設定となっている。従動車６２は、原動車５０の原動カム５２によって、間欠的に駆動される。従って、原動カム５２のカム面５２１が従動歯６７に当接して従動車６２の回転を規制している間は、従動車６２は停止したままで、渦巻バネ４２６が弾性変形して、ローター３０の回転エネルギーを弾性エネルギーとして蓄積する。
【００９８】
続けて、原動車５０が回転して、従動車６２の回転を規制している原動カム５２が反時計回りに送られて、凹部状のカム面５２２が従動車６２と対向する位置まで送られると、その間に従動車６２の規制が解除され、従動車６２が、渦巻バネ４２６の弾性エネルギーにより回転し始める。さらに、原動車５０が回転して、カム面５２１が従動歯６７に当接する位置まで送られると、再び従動車６２の回転を規制する。すなわち、原動カム５２の回転角度範囲において、カム面５２１が従動歯６７に当接している角度範囲により規制範囲が設定され、カム面５２２が従動歯６７と当接して従動歯６７の回転を許容する角度範囲により駆動範囲が設定されている。
従って、従動車６２は、ローター歯車３１からローター伝え歯車６１に伝達され、渦巻バネ４２６に蓄積されたエネルギーによって回転される被駆動車であり、原動車５０は、その回転によって前記従動車６２を間欠的に回転させる駆動車である。
そして、従動車６２と一体に回転する従動車カナ６３Ａに噛合う歯車(図示せず)を経由して指針を取り付けている指針車が駆動して指針が駆動されることになる。
【００９９】
このような本実施形態によれば、前記第１実施形態と略同様の効果を奏することができる。
特に、圧電アクチュエーター２０の駆動によって従動車６２に回転エネルギーが加えられるとともに、原動車５０によって従動車６２が一定角度毎に回転を規制されるので、圧電アクチュエーター２０の駆動量に対して従動車６２の回転量が一義的に決まらなくても、従動車６２が一定角度回転すれば、原動車５０が従動車６２の回転角度を一定角度に規制するので、従動車６２の回転量は正確に一定となる。従って、圧電アクチュエーター２０によって回転される従動車６２のオーバーランを防止できるので、従動車６２の回転角度の精度を向上させることができ、従動車６２で回転される指針等の指示精度を向上させることができる。
【０１００】
［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、本発明の間欠伝達装置は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、被駆動車に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。
【０１０１】
また、前記各実施形態では、回転を伝達する経路に渦巻バネ４２６を設けていたが、圧電駆動装置としては、渦巻バネ４２６を設けずに設計してもよい。
【０１０２】
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４３１，４３１Ａ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。
なお、駆動車の回転位置を検出する回転位置検出装置は、ローターから駆動車までのいずれかの回転体の回転位置を検出するようにしてもよい。上記いずれかの回転体の回転位置を検出する検出装置も本発明の回転位置検出装置に含まれる。
【０１０３】
また、振動体の振動によって回転するローターは、一方の所定方向に回転するものの他、一方の所定方向とは逆方向の第２方向に回転する両方向回転のものでも良い。両方向回転の場合は、回転位置検出手段により検出される駆動車の所定位置は、図６では、ゼネバ駆動車４３１の規制範囲のほぼ中央部位置である。その場合は、回転位置検出手段がゼネバ駆動車４３１の規制範囲（規制部４３３）の中央部位置を検出した際に駆動信号の供給を停止する。その時、ゼネバ被駆動車４３５の歯４３６と４３７は、上記規制範囲の中央部位置を挟むように配置されている。そこで、前述した第１の位置ずれ、第２の位置ずれ、第３の位置ずれが生じても、ゼネバ被駆動車４３５の歯４３６と４３７がゼネバ駆動車４３１の規制範囲から外れないように上記規制範囲及び上記歯４３６と４３７の関係等を設計しておく。そうすれば、ローターが両方回転する用途に用いた場合、ゼネバ駆動車４３１が所定位置に達したことを回転位置検出手段が検出し、駆動制御手段により駆動信号の供給を停止しても、ゼネバ駆動車４３１の規制範囲でゼネバ被駆動車４３５の歯４３６と４３７を回転規制できる。
上記の両方向回転の場合の用途は、例えば時計のカレンダー送りの駆動源に用いることができ、通常は暦車を一方の所定方向に回転させるが、暦修正時には暦車を逆方向に回転させることができ、あるいは携帯カメラの絞り機構を両方回転で駆動し、また携帯カメラの絞り機構を両方回転で駆動することができる。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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】
【０１０７】
【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】圧電アクチュエーターのローターの駆動状態を示すグラフ。
【図５】第１実施形態の回転伝達装置を示す平面図。
【図６】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７】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８】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９】本発明の第３実施形態に係る圧電駆動装置の要部を示す平面図。
【図１０】第３実施形態の圧電駆動装置の要部を示す断面図。
【符号の説明】
【０１０８】
１、１Ａ…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…回転伝達装置、４１…回転検出車、４２…弾性装置、４３、４３Ａ…間欠伝達装置、４４…三番車、４５…二番車、４６…日の裏車、５０…原動車、６２…従動車、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…カナ、４２２…軸、４２３…バネ係止部材、４２６、４２６Ａ…渦巻バネ、４３１、４３１Ａ…ゼネバ駆動車、４３２…爪、４３３…規制部、４３１Ｂ…カナ、４３５、４３５Ａ…ゼネバ被駆動車、４３６、４３７…歯。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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