(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、
長手方向を有し、当該長手方向にほぼ沿って対向する辺部を有する板状の圧電素子と補強部とが積層された振動板と、
前記支持体に対して振動可能に、かつ前記振動板の前記長手方向の一端部が駆動対象に当接するように前記振動板を支持する部材であって、一方の前記辺部を支持する第１の支持部材と、
前記支持体に対して振動可能に、かつ前記振動板の前記一端部が前記駆動対象と当接するように支持する部材であって、他方の前記辺部を支持する第２の支持部材とを備え、
前記第１の支持部材と前記第２の支持部材は、前記振動板を支持する部位に同量の力が作用した場合に、それぞれ変形量が異なる部材であり、
前記振動板は、前記圧電素子の伸縮により、前記長手方向に伸縮する縦振動、および前記長手方向と直交する幅方向に揺動する屈曲振動が組合わさった振動が生じるようになされており、当該振動による前記一端部の変位によって前記駆動対象を駆動する
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１の支持部材と前記第２の支持部材は、それぞれ異なる弾性率を有する部材である
ことを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記第１の支持部材と前記第２の支持部材は、それぞれ形状が異なる部材である
ことを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記第１の支持部材、前記第２の支持部材および両者は、前記振動板の振動の節となる位置で前記振動板を支持する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
支持体と、
長手方向を有する板状の圧電素子と補強部とが積層された振動板と、
前記支持体に対して振動可能に、かつ前記振動板の前記長手方向の一端部が駆動対象に当接するように前記振動板を支持する支持部材とを備え、
前記振動板には、その厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されており、
前記振動板は、前記圧電素子の伸縮により、前記長手方向に伸縮する縦振動、および前記長手方向と直交する幅方向に揺動する屈曲振動が組合わさった振動が生じるようになされており、当該振動による前記一端部の変位によって前記駆動対象を駆動する
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項６】
支持体と、
長手方向を有する板状の圧電素子と補強部とが積層された振動板と、
前記支持体に対して振動可能に、かつ前記振動板の前記長手方向の一端部が駆動対象に当接するように前記振動板を支持する支持部材と、
前記振動板の前記圧電素子の面上に部分的に設けられ、当該圧電素子に電力を供給するための電極部であって、前記振動板の重心を中心として回転対称とならない形状の電極部とを備え、
前記振動板は、前記電極部を介した電力供給による前記圧電素子の伸縮によって、前記長手方向に伸縮する縦振動、および前記長手方向と直交する幅方向に揺動する屈曲振動が組合わさった振動が生じるようになされており、当該振動による前記一端部の変位によって前記駆動対象を駆動する
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項７】
前記電極部は、複数の矩形状の矩形電極部から構成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項８】
前記支持部材は、前記振動板の振動の節となる位置で前記振動板を支持する
ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータによって回転駆動されるリング状のカレンダー表示車と
を具備することを特徴とする時計。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれかに記載の圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータに電力を供給する電池と
を具備することを特徴とする携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高効率の圧電アクチュエータ、時計および携帯機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電素子は、電気エネルギーから機械エネルギーへの変換効率や、応答性に優れていることから、近年、圧電素子の圧電効果を利用した各種の圧電アクチュエータが開発されている。この圧電アクチュエータは、圧電ブザー、プリンタのインクジェットヘッド、あるいは超音波モータなどの分野に応用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、圧電素子の変位は印加電圧にもよるが微小であり、サブミクロン程度であるのが通常であり、上述した共振周波数で振動させる場合でも同様である。このため、なんらかの増幅機構によって変位を増幅してロータに伝達することが行われている。しかし、増幅機構を用いた場合、それ自身を動かすためにエネルギーが消費され、効率が低下するといった問題があるとともに、構成の複雑化に伴って装置サイズが大きくなってしまうといった問題もある。
【０００４】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、簡易な構成でありながら、高効率の駆動が可能な圧電アクチュエータ、これを備えた時計および携帯機器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の圧電アクチュエータは、支持体と、
長手方向を有し、当該長手方向にほぼ沿って対向する辺部を有する板状の圧電素子と補強部とが積層された振動板と、
前記支持体に対して振動可能に、かつ前記振動板の前記長手方向の一端部が駆動対象に当接するように前記振動板を支持する部材であって、一方の前記辺部を支持する第１の支持部材と、
前記支持体に対して振動可能に、かつ前記振動板の前記一端部が前記駆動対象と当接するように支持する部材であって、他方の前記辺部を支持する第２の支持部材とを備え、
前記第１の支持部材と前記第２の支持部材は、前記振動板を支持する部位に同量の力が作用した場合に、それぞれ変形量が異なる部材であり、
前記振動板は、前記圧電素子の伸縮により、前記長手方向に伸縮する縦振動、および前記長手方向と直交する幅方向に揺動する屈曲振動が組合わさった振動が生じるようになされており、当該振動による前記一端部の変位によって前記駆動対象を駆動することを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に記載の圧電アクチュエータは、請求項１に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記第１の支持部材と前記第２の支持部材は、それぞれ異なる弾性率を有する部材であることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項３に記載の圧電アクチュエータは、請求項１に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記第１の支持部材と前記第２の支持部材は、それぞれ形状が異なる部材であることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項４に記載の圧電アクチュエータは、請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記第１の支持部材、前記第２の支持部材および両者は、前記振動板の振動の節となる位置で前記振動板を支持することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項５に記載の圧電アクチュエータは、支持体と、
長手方向を有する板状の圧電素子と補強部とが積層された振動板と、
前記支持体に対して振動可能に、かつ前記振動板の前記長手方向の一端部が駆動対象に当接するように前記振動板を支持する支持部材とを備え、
前記振動板には、その厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されており、
前記振動板は、前記圧電素子の伸縮により、前記長手方向に伸縮する縦振動、および前記長手方向と直交する幅方向に揺動する屈曲振動が組合わさった振動が生じるようになされており、当該振動による前記一端部の変位によって前記駆動対象を駆動することを特徴としている。
【００１０】
また、請求項６に記載の圧電アクチュエータは、支持体と、
長手方向を有する板状の圧電素子と補強部とが積層された振動板と、
前記支持体に対して振動可能に、かつ前記振動板の前記長手方向の一端部が駆動対象に当接するように前記振動板を支持する支持部材と、
前記振動板の前記圧電素子の面上に部分的に設けられ、当該圧電素子に電力を供給するための電極部であって、前記振動板の重心を中心として回転対称とならない形状の電極部とを備え、
前記振動板は、前記電極部を介した電力供給による前記圧電素子の伸縮によって、前記長手方向に伸縮する縦振動、および前記長手方向と直交する幅方向に揺動する屈曲振動が組合わさった振動が生じるようになされており、当該振動による前記一端部の変位によって前記駆動対象を駆動することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項７に記載の圧電アクチュエータは、請求項６に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記電極部は、複数の矩形状の矩形電極部から構成されていることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項８に記載の圧電アクチュエータは、請求項５ないし７のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記支持部材は、前記振動板の振動の節となる位置で前記振動板を支持することを特徴としている。
【００１３】
また、請求項９に記載の時計は、請求項１ないし８のいずれかに記載の圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータによって回転駆動されるリング状のカレンダー表示車とを具備することを特徴としている。
【００１４】
また、請求項１０に記載の携帯機器は、請求項１ないし８のいずれかに記載の圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータに電力を供給する電池とを具備することを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
Ａ．全体構成
まず、本発明の様々な実施形態に係る圧電アクチュエータを説明するに先立ち、これらの圧電アクチュエータが組み込まれる腕時計のカレンダー表示機構の主要構成について説明する。図１に示すように、圧電アクチュエータＡは、面内方向（図の紙面と平行な方向）に伸縮振動する振動板１０およびロータ１００から大略構成されている。ロータ１００は地板１０３に回転自在に支持されるとともに、振動板１０と当接する位置に配置されており、振動板１０に生じる振動によってその外周面が叩かれると、図中矢印で示す方向に回転駆動されるようになっている。
【００１６】
次に、カレンダー表示機構は、圧電アクチュエータＡと連結しており、その駆動力によって駆動される。カレンダー表示機構の主要部は、ロータ１００の回転を減速する減速輪列とリング状の日車５０から大略構成されている。また、減速輪列は日回し中間車４０と日回し車６０とを備えている。
【００１７】
ここで、上述したように振動板１０が面内方向に振動すると、振動板１０と当接しているロータ１００が時計回り方向に回転させられる。ロータ１００の回転は、日回し中間車４０を介して日回し車６０に伝達され、この日回し車６０が日車５０を時計回り方向に回転させる。
【００１８】
Ｂ．第１実施形態
Ｂ−１．構成
次に、本発明の第１実施形態に係る圧電アクチュエータＡ１について説明する。図２に示すように、圧電アクチュエータＡ１は、図の左右方向に長く形成された長板状の振動板１０と、この振動板１０を地板１０３（図１参照）に支持する第１の支持部材１１ａおよび第２の支持部材１１ｂとを備えている。
【００１９】
振動板１０の長手方向の一端部３５には、ステンレス鋼等から形成される突起部３６がロータ１００側に向けて突設されており、この突起部３６がロータ１００の外周面に接触している。このような突起部３６を設けることにより、ロータ１００との接触面の状態等を維持するために突起部３６に対してのみ研磨等の作業を行えばよいので、ロータ１００との接触部の管理が容易となる。また、このような突起部３６を設けることにより、振動板１０の重量バランスにアンバランスさを持たせ、後述するように当該突起部３６が楕円軌道に沿って移動するようにしている。
【００２０】
また、図示のように本実施形態では、突起部３６は、平面的に視てロータ１００側に突出した曲面形状になされている。このようにロータ１００と当接する突起部３６を曲面形状にすることにより、ロータ１００と振動板１０の位置関係がばらついた（寸法ばらつきなどによる）場合にも、曲面であるロータ１００の外周面と曲面形状の突起部３６との接触状態がさほど変化しない。従って、安定したロータ１００と突起部３６の接触状態を維持することができる。
【００２１】
振動板１０の長手方向に沿った対向する辺部１０ａ，１０ｂの中央よりもややロータ１００側には、それぞれ第１の支持部材１１ａおよび第２の支持部材１１ｂの一端部３７ａ，３７ｂが取り付けられている。ここで、辺部１０ａ，１０ｂにおいて端部３７ａ，３７ｂが取り付けられる位置を結ぶ線Ｓが、この振動板１０の重心Ｇ（突起部３６の質量分だけ長手方向の中心よりも若干ロータ１００側になる）を通るような位置に端部３７ａ，３７ｂが取り付けられている。なお、本実施形態では、矩形状の振動板を採用しているので、辺部１０ａ，１０ｂは長手方向と完全に沿ったものとなっているが、台形状などの振動板を採用した場合には、長手方向（台形の高さ方向）にほぼ沿う辺、つまり両側の脚辺部に２つの支持部材を取り付けるようにすればよい。
【００２２】
第１の支持部材１１ａおよび第２の支持部材１１ｂは、平面形状が略Ｌ字状の部材であり、端部３７ａ，３７ｂから辺部１０ａ，１０ｂに対して直交する方向に延びる取付部１３７ａ，１３７ｂと、取付部１３７ａ，１３７ｂからロータ１００側に屈曲して延びる固定部１３８ａ，１３８ｂとから構成されている。固定部１３８ａ，１３８ｂの端部３８ａ，３８ｂは、ネジ３９により地板１０３（図１参照）に固定支持されている。
【００２３】
この構成の下、第１の支持部材１１ａおよび第２の支持部材１１ｂは、その弾性力によって振動板１０をロータ１００側に付勢した状態で支持しており、これにより振動板１０の突起部３６はロータ１００の側面に当接させられている。このようにロータ１００に当接させられた突起部３６が変位すると、ロータ１００と突起部３６との間の摩擦によりロータ１００も突起部３６に伴って移動させられ、図２中矢印で示す方向に回転駆動されるようになっている。
【００２４】
また、図示のように、第１の支持部材１１ａおよび第２の支持部材１１ｂにおける振動板１０を支持する部分である取付部１３７ａ，１３７ｂの平面方向の幅が異なっている。ここでは、取付部１３７ａの幅ｔよりも、取付部１３７ｂの幅Ｔが大きくなっており（厚さおよび材質は同じとする）、これにより取付部１３７ａ，１３７ｂ全体としての剛性が異なることになり、両者に同じ量の力が加わった場合の変形量はそれぞれ異なる。つまり、第１の支持部材１１ａおよび第２の支持部材１１ｂによって振動板１は、辺部１０ａ，１０ｂにおいてアンバランスに支持されているのである。
【００２５】
図３に示すように、振動板１０は、２つの長方形状の圧電素子３０，３１の間に、これらの圧電素子３０，３１とほぼ同形状であり、かつ圧電素子３０，３１よりも肉厚の小さいステンレス鋼などの補強板（補強部）３２を配置した積層構造となっている。このように圧電素子３０，３１の間に補強板３２を配置することにより、振動板１０の過振幅や外力に起因する振動板１０の損傷を低減することができる。また、補強板３２としては、圧電素子３０，３１よりも肉厚の小さいものを用いることにより、圧電素子３０，３１の振動を極力妨げないようにしている。
【００２６】
上下に配置された圧電素子３０，３１の面上には、それぞれ電極３３が配置されている。この電極３３を介して圧電素子３０，３１に電圧が供給されるようになっている。ここで、圧電素子３０，３１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（（Pb(Zn1/3-Nb2/3)03 1-x-Pb Ti 03 x)xは組成により異なる。x=0.09程度）、スカンジウムニオブ酸鉛（（Pb((Sc1/2Nb1/2)1-x Tix)) 03)xは組成により異なる。x=0.09程度）等の各種のものを用いることができる。
【００２７】
このような構成の振動板１０は、駆動回路から電極３３を介して圧電素子３０，３１に交流電圧が印加されると、圧電素子３０，３１が伸縮することによって振動するようになっている。ここで、駆動回路としては、振動板１０を振動子とした自励発振回路、例えばコルピッツ型の発振回路を用いることができる。もちろん、自励発振回路以外にも、他励発振により駆動回路を構成するようにしてもよい。
【００２８】
上記のような駆動回路から交流電圧が印加されると、図４に示すように、振動板１０が長手方向に伸縮する縦振動で振動するようになっており、これにより振動板１０は図２中矢印で示す方向（図の左右方向）に振動することになる。このように圧電素子３０，３１に交流電圧を印加して縦振動を励振すると、振動板１０の重量バランスのアンバランスさと、第１の支持部材１１ａおよび第２の支持部材１１ｂによる支持構造のアンバランスさによって、図５に示すように、振動板１０に幅方向に揺動する屈曲振動が誘発されることになる。具体的には、振動板１０が縦振動をした場合、振動板１０の重量バランスおよび支持構造のアンバランスさによって、その支点（無負荷時には振動板１０の重心）を中心とした回転モーメントが作用し、振動板１０に図示のような屈曲振動が誘発されるようになっている。
【００２９】
このような縦振動と屈曲振動とが生じ、両者が結合されると、振動板１０の突起部３６におけるロータ１００の外周面との接触部分は、図６に示すように楕円軌道に沿って移動することになる。つまり、突起部３６におけるロータ１００との接触部分が大きく変位することになる。従って、突起部３６の移動に伴って回転駆動されるロータ１００の駆動量を多くすることができ、より効率の高い駆動が可能となる。
【００３０】
Ｂ−２．動作
次に、上記第１実施形態に係る圧電アクチュエータＡ１が組み込まれた腕時計のカレンダー表示機構の動作について説明する。まず、図示せぬ駆動回路から振動板１０に電圧が印加されると、圧電素子３０，３１の伸縮によって撓み振動し、上述したように突起部３６がロータ１００と当接した状態で振動板１０が楕円軌道に沿って移動する。このような突起部３６の変位に伴ってロータ１００が図中矢印方向に回転させられる。ロータ１００が回転させられることにより、中間車１０１を介して日車１０２が回転させられ（図１参照）、表示される日や曜が切り換わるようになっている。
【００３１】
上記のように突起部３６を楕円軌道に沿って移動させる場合、矩形状の振動板１０の各辺部１０ａ，１０ｂ等の寸法は、図７に示すようなインピーダンス特性を有するような寸法に設定することが好ましい。図７に示すインピーダンスの変化特性は、屈曲振動の共振周波数が縦振動の共振周波数よりも若干（例えば２％程度）大きくなるようになっている。このように縦振動の共振周波数よりも屈曲振動の共振周波数が若干大きくなるような形状の振動板１０を用い、両者の共振周波数の間の周波数で振動板１０を駆動すれば、振動板１０に生じる縦振動と屈曲振動の両者を大きくすることができ、より大きな楕円軌道に沿って突起部３６を移動させることができる。
【００３２】
本実施形態では、振動板１０の形状設定による駆動効率の向上に加え、第１の支持部材１１ａおよび第２の支持部材１１ｂによる振動板１０の支持構造をアンバランスとすることにより、振動板１０により大きな屈曲振動を誘発させるようにしている。これにより、縦振動により大きな屈曲振動を結合させて、駆動部である突起部３６をより大きな楕円軌道に沿って移動させている。従って、圧電アクチュエータＡ１では、上述したアンバランスな支持構造を採用することにより、さらに高効率での駆動を可能としている。
【００３３】
また、このように大きな振動を生じさせる支持構造を採用するとともに、上述したように重心Ｇを通る線Ｓ上の部位、つまり縦振動の節となる位置で振動板１０を支持することにより、支持構造による振動エネルギーの損失を抑制し、さらに高効率での駆動を可能としている。
【００３４】
また、圧電アクチュエータＡ１では、アンバランスな支持構造を採用するといった手法により高効率での駆動を可能としているので、増幅機構などを設けたりする必要がなく、構成も簡易である。
【００３５】
Ｂ−３．変形例
なお、上述した第１実施形態では、取付部１３７ａ，１３７ｂの幅が異なる第１の支持部材１１ａおよび第２の支持部材１１ｂを用いることにより、アンバランスな支持構造とするようにしていたが、これに限らず、同じ力を受けた場合の第１の支持部材１１ａおよび第２の支持部材１１ｂの変形量が異なる、つまり振動板１０の支持部分の全体としての剛性が異なる構造であればよい。例えば、第１の支持部材１１ａおよび第２の支持部材１１ｂを同じ形状とした場合、第１の支持部材１１ａの材質として銅を採用し、第２の支持部材１１ｂの材質として鉄を採用するといったように弾性率の異なる材質のものを使用するようにしてもよい。もちろん、異なる材質のものを第１の支持部材１１ａおよび第２の支持部材１１ｂとして採用した場合にも、それぞれの形状が異なるものであってもよい。
【００３６】
また、上述した第１実施形態のよう取付部１３７ａ，１３７ｂの幅が異なる第１の支持部材１１ａおよび第２の支持部材１１ｂを用いる以外にも、図８に示すような第１の支持部材８１ａおよび第２の支持部材８１ｂを用いるようにしてもよい。同図に示すように、第１の支持部材８１ａの取付部８７ａは、振動板１０側が二手に分岐した形状となっており、分岐した略直線形状の先端部８８ａ，８９ａがそれぞれ振動板１０の辺部１０ａに取り付けられている。一方、第２の支持部材８１ｂの取付部８７ｂも、取付部８７ａと同様に振動板１０側が二手に分岐した形状となっており、分岐した略円弧状の先端部８８ｂ，８９ｂがそれぞれ振動板１０の辺部１０ｂに取り付けられている。ここで、図示のように、第１の支持部材８１ａの先端部８８ａ，８９ａと第２の支持部材８１ｂの先端部８８ｂ，８９ｂとは、幅や形状が異なっており、これにより振動板１０の支持構造が上述した第１実施形態と同様にアンバランスとなる。従って、上記第１実施形態と同様に、高効率の駆動が可能となる。
【００３７】
また、図９に示すように、振動板１０の辺部１０ｂを第２の支持部材８１ｂで支持し、辺部１０ａを第１実施形態と同様の第１の支持部材１１ａで支持するような構造であってもよい。要するに、辺部１０ａ，１０ｂのそれぞれを支持する支持部材の全体として剛性が異なるような構造であればよく、どのような形状、材質の支持部材を採用するかは、他の様々な設計条件（例えば、コスト、振動特性、設置スペースなど）に応じて適宜決定すればよい。
【００３８】
Ｃ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態に係る圧電アクチュエータについて図１０を参照しながら説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と共通する構成要素には、同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３９】
図１０に示すように、第２実施形態に係る圧電アクチュエータＡ２は、振動板１１０の辺部１０ｂを支持する第２の支持部材１１ｂを有しておらず、第１の支持部材１１ａによって辺部１０ａのみが支持された構造となっている。また、第２実施形態における振動板１１０は、その厚さ方向（図の紙面垂直方向）に貫通するほぼ円状の貫通孔１０ｃが形成されている点で振動板１０と相違しており、圧電素子３０，３１と補強板３２との積層構造（図３参照）である点等の他の構成は振動板１０と同様である。
【００４０】
第２実施形態では、上述したような貫通孔１０ｃが形成された振動板１１０を採用することにより、振動板１１０の重量バランスがアンバランスになるようにし、圧電素子の伸縮による縦振動により誘発される屈曲振動の振幅をより大きなものとしている。従って、突起部３６の変位が大きくなり、高効率での動作が可能となる。
【００４１】
また、第２実施形態では、高効率での動作を可能とするために、貫通孔１０ｃが形成された振動板１１０を用いており、増幅機構などの他の部品等を設ける必要がなく、構成が簡易である。
【００４２】
なお、上述した第２実施形態では、振動板１１０を第１の支持部材１１ａのみで支持するようにしていたが、上述した第１実施形態およびその変形例で説明した様々な支持構造を採用するようにしてもよい。
【００４３】
また、貫通孔１０ｃの形状や、貫通孔１０ｃを形成する位置も図示のようなものに限らず、他の形状の貫通孔を形成するようにしてもよいし、他の位置に貫通孔を形成するようにしてもよい。また、複数の貫通孔１０ｃを形成するようにしてもよい。
【００４４】
Ｄ．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態に係る圧電アクチュエータについて図１１および図１２を参照しながら説明する。なお、第３実施形態において、第１および第２実施形態と共通する構成要素には、同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００４５】
図１１に示すように、第３実施形態に係る圧電アクチュエータＡ３は、振動板２１０の辺部１０ｂを支持する第２の支持部材１１ｂを有しておらず、第１の支持部材１１ａによって辺部１０ａのみが支持された構造となっている。また、第３実施形態における振動板２１０は、圧電素子の面上に形成される電極２１１の形状が異なる以外の構造は、第１実施形態における振動板１０と同様であり、以下、電極２１１の形状について説明する。
【００４６】
図１１および図１２に示すように、振動板２１０を構成する圧電素子３０の面上には、その全面ではなく部分的に電極２１１が形成されている。具体的には、電極２１１は、振動板２１０におけるロータ１００と反対側の端部１３５側の部位、および辺部１０ａ側の部位には形成されておらず、これらの部位以外の圧電素子３０上に形成されている。つまり、電極２１１は、振動板２１０の重心Ｇを中心として１８０°回転させた場合に重ならない形状、つまり重心Ｇを中心として回転対称とならないような形状に形成されているのである。なお、図示はしないが、圧電素子３１の面上にも同形状の電極２１１が形成されている。
【００４７】
この構成の下、上記のような形状の電極２１１に電力が供給されると、圧電素子３０，３１における面上に電極２１１が形成された部分が伸縮し、縦振動することになる。このため、電気的に伸縮駆動される圧電素子の形状は、上述したように重心Ｇを中心とした回転対称とならない形状である。従って、振動板１０には、その重心Ｇを中心とした回転モーメントが作用し、幅方向に揺動する屈曲振動が誘発されるようになっている。
【００４８】
第３実施形態では、上述したような形状の電極２１１を圧電素子の面上に形成することにより、圧電素子の伸縮による縦振動により屈曲振動を誘発することができる。従って、突起部３６の変位が大きくなり、高効率での動作が可能となる。
【００４９】
なお、上述したように圧電素子の面上に形成する電極の形状は、重心Ｇを中心として回転対称とならない形状であればよく、上記形状の電極２１１以外の形状であってもよい。例えば、図１３に示すように、振動板２１０における辺部１０ｂ側の部位と端部３５側の部位に電極を形成しないような形状であってもよい。また、図１４に示すように、辺部１０ａ側の部位、端部３５側の部位および端部１３５側の部位を除く部分に電極２１１を形成するようにしてもよい。
【００５０】
また、図１５および図１６に示すように、圧電素子の面上に形成する電極を複数の矩形状の電極を用いて形成するようにしてもよい。図１５に示すように、この変形例における振動板２１０は、圧電素子３０の面上を４分割したうち、図の右上部分を除く３つの部分にそれぞれ３つの矩形状の矩形電極部１４１が形成されており、これら３つの矩形電極部１４１によって形成される電極の形状が、第３実施形態と同様に重心Ｇを中心として回転対称とならない形状となっている。このようにすれば、電極形成工程が簡易となる。また、矩形電極部１４１の配置を変えて、図１６に示すような形状の電極を形成するようにしてもよい。
【００５１】
また、上述した第３実施形態では、振動板２１０を第１の支持部材１１ａのみで支持するようにしていたが、上述した第１実施形態およびその変形例で説明した様々な支持構造を採用するようにしてもよい。
【００５２】
Ｅ．変形例
なお、本発明は、上述した様々な実施形態に限定されるものではなく、以下のような種々の変形が可能である。
【００５３】
（変形例１）
上述した様々な実施形態における振動板は、平面形状が矩形状であったが、振動板の形状はこれに限らず、台形状や平行四辺形状等の長手方向を有するものであればよい。
【００５４】
（変形例２）
また、上述した様々な実施形態における振動板は、圧電素子３０，３１と補強板３２とを積層した構造であったが、これに限らず、１つの圧電素子と補強板とを積層した構造であってもよい。また、３つ以上の圧電素子と２つ以上の補強板とを積層した構造であってもよい。
【００５５】
（変形例３）
また、上述した様々な実施形態においては、本発明に係る圧電アクチュエータを腕時計のカレンダー表示機構に搭載した場合について説明したが、これに限らず、電池駆動される携帯機器などに搭載するようにしてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成でありながら、高効率の駆動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る圧電アクチュエータを備えた時計のカレンダー表示機構の主要構成を示す平面図である。
【図２】  本発明の第１実施形態に係る圧電アクチュエータの全体構成を示す平面図である。
【図３】  前記圧電アクチュエータの構成要素である振動板を示す側断面図である。
【図４】  前記振動板が縦振動する様子を示す図である。
【図５】  前記振動板が縦振動することにより誘発される屈曲振動を説明するための図である。
【図６】  前記振動板の振動時における前記振動板の一端側に設けられた突起部の軌道を説明するための図である。
【図７】  前記振動板の振動周波数とインピーダンスとの関係の一例を示すグラフである。
【図８】  第１実施形態に係る前記圧電アクチュエータの変形例の全体構成を示す平面図である。
【図９】  第１実施形態に係る前記圧電アクチュエータの他の変形例の全体構成を示す平面図である。
【図１０】  本発明の第２実施形態に係る圧電アクチュエータの全体構成を示す平面図である。
【図１１】  本発明の第３実施形態に係る圧電アクチュエータの全体構成を示す平面図である。
【図１２】  第３実施形態に係る前記圧電アクチュエータの構成要素である振動板を示す斜視図である。
【図１３】  第３実施形態に係る前記圧電アクチュエータの変形例の全体構成を示す平面図である。
【図１４】  第３実施形態に係る前記圧電アクチュエータの他の変形例の全体構成を示す平面図である。
【図１５】  第３実施形態に係る前記圧電アクチュエータのその他の変形例の全体構成を示す平面図である。
【図１６】  第３実施形態に係る前記圧電アクチュエータのさらにその他の変形例の全体構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１０……振動板、１０ａ……辺部、１０ｂ……辺部、１０ｃ……貫通孔、１１ａ……第１の支持部材、１１ｂ……第２の支持部材、３０，３１……圧電素子、３２……補強板、３５……端部、３６……突起部、３７ａ……端部、３７ｂ……端部、８１ａ……第１の支持部材、８１ｂ……第２の支持部材、８８ａ……先端部、８８ｂ……先端部、８９ａ……先端部、８９ｂ……先端部、１００……ロータ、１１０……振動板、１３７ａ……取付部、１３７ｂ……取付部、１４１……矩形電極部、２１０……振動板、２１１……電極、Ａ，Ａ１，Ａ２，Ａ３……圧電アクチュエータ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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