(57)【要約】【課題】  大きな駆動出力を効率よく、しかも安定して供給できる駆動機構と、この駆動機構を備える装置を提供する。【解決手段】  駆動機構１は、圧電素子３０を備えた略矩形の振動体２０をリング形状の被駆動体としての回転体１０１の内面壁１０２に当接して、振動体２０の振動によって回転体１０１を駆動する駆動機構１であって、振動体２０には、長手方向の両端部に一対の駆動端部材８０が設けられ、回転体１０１の内面壁１０２に前記一対の駆動端部材８０を付勢する付勢手段としてのバネ９５を備え、一対の駆動端部材８０それぞれの当接力が、略等しいことを特徴とする。装置としての時計２００は、前述の駆動機構１を備えている。【選択図】      図１
2006353030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子を備えた略矩形の振動体をリング形状の被駆動体の内面壁に当接して、前記振動体の振動によって前記被駆動体を駆動する駆動機構であって、
前記振動体には、長手方向の両端部に一対の駆動端部が設けられており、
前記被駆動体の内面壁に前記一対の駆動端部を当接する付勢手段を備え、
前記一対の駆動端部それぞれの当接力が、略等しいことを特徴とする駆動機構。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動機構において、
前記付勢手段の当接力の付勢方向が、前記一対の駆動端部と前記被駆動体の内面壁との接点を結ぶ直線に対して略垂直方向、且つ前記振動体の振動の中心節部に向かって付勢していることを特徴とする駆動機構。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の駆動機構において、
前記一対の駆動端部が、前記振動体の振動の中心節部に対して点対称位置に設けられていることを特徴とする駆動機構。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の駆動機構において、
前記振動体の長辺が、前記一対の駆動端部と前記被駆動体の内面壁との接点を結ぶ直線に対して、前記長辺と長手方向短辺とが交差する角部のうち駆動端部が設けられない角部を前記被駆動体の内面壁から離間する方向に傾斜されていることを特徴とする駆動機構。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の駆動機構において、
前記長辺と前記長手方向短辺とが交差する角部のうち前記駆動端部が設けられていない角部が、前記被駆動体の内面壁から離間する形状に形成されていることを特徴とする駆動機構。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の駆動機構において、
前記一対の駆動端部が、前記振動体の振動の中心節部を通り、前記振動体の長辺に垂直な直線に対して対称位置に設けられていることを特徴とする駆動機構。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の駆動機構において、
前記振動体の振動の中心節部の位置が、前記被駆動体の回転中心と離れた位置に配置されていることを特徴とする駆動機構。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の駆動機構において、
前記振動体には、当該振動体の振動の中心節部となる位置近傍の断面周囲を巻回して、前記振動体を浮動的に支持する支持部材が形成され、
前記振動体が、前記付勢手段による前記振動体の前記被駆動体に対する当接力の付勢方向に移動可能であることを特徴とする駆動機構。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の駆動機構において、
前記付勢手段による前記振動体の前記被駆動体に対する当接力を調整する当接力調整手段を備えていることを特徴とする駆動機構。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の駆動機構を備えることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動機構、及びこれを備える装置に関する。詳しくは、圧電素子を備えた振動体を被駆動体に当接して、振動体の振動によって被駆動体を駆動する駆動機構、及びこの駆動機構を備えた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動体と、この振動体に振動を行わせる励振手段と、振動体に接続し、振動体の振動を増幅して出力する少なくとも二つの振動出力系を有し、振動体は、面外方向の屈曲振動を行う際の振動周波数により一方の端部を固定端として他方の端部が面内方向に変位する振動板から構成され、これら可動端の内面方向における変位が各振動出力系から面内方向における振動として出力され、リング形状の被駆動体を内側から駆動する駆動機構というものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、圧電素子を備えた振動体をリング形状の被駆動体に内側から当接して、前記振動体の振動によって被駆動体を駆動する駆動機構において、振動体を被駆動体に対して近接離間方向にスライド可能な支持部材に固定し、振動体の被駆動体に対する当接力を調整する当接力調整手段を備えている駆動機構が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、回転体からなる被駆動体の回転面上に周方向に配置された少なくとも２本以上の脚部と、これらの脚部の端部を連結する胴部とから振動体が構成され、これらの脚部と胴部とをそれぞれ振動させる振動源と振動体を被駆動体に向けて付勢する付勢手段が付設されている駆動機構も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−５２０７５号公報
【特許文献２】特開平２００４−１６６４７８号公報
【特許文献３】実開平２−５７２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような特許文献１では、振動体に接続される第１、第２の二つの振動出力系をリング形状の被駆動体に内側から当接して被駆動体を駆動するが、第１の振動出力系と第２の振動出力系とは、それぞれ可動部の長さが異なることから、振動の増幅率も異なる。また、被駆動体に対する二つの振動系の駆動軌跡が同じにならないため、駆動が不安定で効率も悪くなるということが考えられる。
【０００７】
また、特許文献２によれば、被駆動体に当接する振動体に設けられた凸部（駆動端部）は一つのみが形成可能な構造であり、振動体の振動の中心節部に対して長手方向両端が略Ｓ字状に振動する振動形態としては、駆動能力を充分に活かしておらず効率が悪いことが考えられる。
【０００８】
さらに、特許文献３によれば、回転体としての被駆動体の外周部に２本の脚部を当接させ、振動源としての圧電素子をそれぞれの脚部に設けることで、２系列の振動出力を得ることができるが、これら脚部と被駆動体との当接が不安定である他、脚部の駆動軌跡の振幅が小さく、充分な駆動力が得られないというような課題がある。
【０００９】
本発明の目的は、前述した課題を解決することを要旨とし、大きな駆動出力を効率よく、しかも安定して供給できる駆動機構と、この駆動機構を備える装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の駆動機構は、圧電素子を備えた略矩形の振動体をリング形状の被駆動体の内面壁に当接して、前記振動体の振動によって前記被駆動体を駆動する駆動機構であって、前記振動体には、長手方向の両端部に一対の駆動端部が設けられており、前記被駆動体の内面壁に前記一対の駆動端部を当接する付勢手段を備え、前記一対の駆動端部それぞれの当接力が、略等しいことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、振動体の両端部に一対の駆動端部を設け、この一対の駆動端部を被駆動体の内面壁に当接し、被駆動体に駆動力を与えるため、一つの駆動端部を設ける構造に比べ、大きな駆動出力を得ることができる。また、付勢手段によって、一対の駆動端部には、略等しい当接力が付勢されるため、駆動端部それぞれの負荷が略同じになるため、安定して効率よく被駆動体を駆動することができる。
【００１２】
また、前記付勢手段の当接力の付勢方向が、前記一対の駆動端部と前記被駆動体の内面壁との接点を結ぶ直線に対して略垂直方向、且つ前記振動体の振動の中心節部に向かって付勢していることが好ましい。
【００１３】
このように付勢手段が振動体の振動の中心節部に向かって付勢しているために、一対の駆動端部に加えられる当接力が略等しくなり、駆動端部それぞれの負荷が略同じになるため、安定して効率よく被駆動体を駆動することができる。
【００１４】
また、前記一対の駆動端部が、前記振動体の振動の中心節部に対して点対称位置に設けられていることが好ましい。
【００１５】
詳しくは後述する実施の形態で説明するが、本発明の振動体は、振動方向が振動体の面内方向で、振動の中心節部を不動点として略Ｓ字状に屈曲振動する。従って、駆動端部が、前記振動体の振動の中心節部に対して点対称位置に設けられていることから、振動のバランスがよく、このことから駆動端部それぞれの振動振幅、振動軌跡がほぼ同じとなり、安定して効率よく被駆動体を駆動することができる。
【００１６】
また、前記振動体の長辺が、前記一対の駆動端部と前記被駆動体の内面壁との接点を結ぶ直線に対して、前記長辺と長手方向短辺とが交差する角部のうち駆動端部が設けられない角部を前記被駆動体の内面壁から離間する方向に傾斜されていることが好ましい。
【００１７】
本発明の振動体は、リング状の被駆動体の内側に配置されるが、被駆動体のリング内径と振動体の長さ及び幅、駆動端部の形状及び寸法の関係から、振動体の角部が被駆動体の内面壁に近接することが考えられるが、振動体を一対の駆動端部と前記被駆動体の内面壁との接点を結ぶ直線に対して傾斜させることにより、前記角部と内面壁との離間距離を確保し、振動体と内面壁との接触を防止することができる。
【００１８】
また、本発明では、前記長辺と長手方向短辺とが交差する角部のうち前記駆動端部が設けられていない角部が、前記被駆動体の内面壁から離間する形状に形成されていることが望ましい。
ここで、角部が前記被駆動体の内面壁から離間する形状とは、例えば、振動体の平面形状において角部を丸めることや振動体の両端の短辺を傾斜して形成することが考えられる。
【００１９】
振動体をこのような形状にすることにより、駆動端部と内面壁との当接（接点）位置を変えずに、振動体と内面壁との離間距離を確保することができる。
【００２０】
また、前記一対の駆動端部が、前記振動体の振動の中心節部を通り、前記振動体の長辺に垂直な直線に対して対称位置に設けられていることが望ましい。
ここで、このような駆動端部の配置としては、例えば、振動体の長手方向両端部それぞれの中央、または前述した角部それぞれに駆動端部を設けることができる。
【００２１】
このようにすることで、振動体の駆動端部以外の部位が被駆動体との離間距離確保できる他、付勢手段の当接力方向に対して振動体を垂直に配置することができ、配置構造の簡素化を実現できる。
【００２２】
また、前記振動体の振動の中心節部の位置が、前記被駆動体の回転中心と離れた位置に配置されていることが好ましい。
【００２３】
振動体の振動の中心節部の位置が、被駆動体の回転中心と一致している場合において、前述した振動体の両端に一対の駆動端部を設ける構造では、振動体と被駆動体の内面壁との間で振動体が楔効果でロックしてしまうことが考えられるが、中心節部の位置と被駆動体の回転中心とをずらすことによって、駆動端部と内面壁の接触角が鈍角になるため、振動体がロックすることを防止することができる。
【００２４】
また、本発明の構造において、前記振動体には、当該振動体の振動の中心節部となる位置近傍の断面周囲を巻回して、前記振動体を浮動的に支持する支持部材が形成され、前記振動体が、前記付勢手段による前記振動体の前記被駆動体に対する当接力の付勢方向に移動可能であることが好ましい。
【００２５】
前述したように、被駆動体は、振動体の端部に設けられる一対の駆動端部が内面壁が当接することで駆動される。従って、駆動端部がほぼ同じ条件で内面壁に付勢することが求められる。ここで、振動体が付勢手段によって内面壁に当接するまで移動可能な構造にすることによって、振動体の寸法、内面壁の直径、相互位置が多少ずれたとしても、駆動端部が、安定した当接位置、ほぼ同等の当接力を得ることができ、駆動端部それぞれの負荷が略同じになるため、安定して効率よく被駆動体を駆動することができる。
【００２６】
また、本発明では、前記付勢手段による前記振動体の前記被駆動体に対する当接力を調整する当接力調整手段を備えていることがより望ましい。
【００２７】
この構造によれば、当接力調整手段により振動体の被駆動体に対する当接力を調整することにより、振動体の被駆動体に対する駆動力を変更することができ、また被駆動速度を変更することができる。このことから、振動体の被駆動体に対する当接力を調整することで、振動体の振動を安定させるとともに、所定の範囲内において、所望の駆動力、駆動速度に調整することができる。
【００２８】
また、本発明の装置は、前述した駆動機構を備えることを特徴とする。
この発明によれば、前述の駆動機構を用いて種々の装置を構成しているので、前述のような効果が得られ、小型でありながら大きな駆動出力を効率よく、しかも安定して駆動可能な装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図４は本発明の実施形態１に係る駆動機構、圧電アクチュエータ、振動体を示し、図５は実施形態２の駆動機構、図６は実施形態３、図７は実施形態４、図８は本発明に係る装置の１例を示している。
（実施形態１）
【００３０】
図１は、実施形態１に係る駆動機構の１例を示す平面図である。図１において、駆動機構１は、リング形状の被駆動体としての回転体１０１と、この回転体１０１の内側に備えられる振動体２０を備える圧電アクチュエータ１０と、振動体２０を回転体１０１の内面壁１０２に当接させるための付勢手段としてのバネ９５と、振動体２０を内面壁１０２に対する当接力を調整するための当接力調整手段としての当接力調整部材９３と、から構成されている。
【００３１】
これら圧電アクチュエータ１０、回転体１０１、当接力調整部材９３は、第１機枠５１及び第２機枠５５とによって支持されている（図３、参照）。なお、図１では、第２機枠５５は図示を省略している。まず、本実施形態に係る圧電アクチュエータ１０の構造について説明する。
【００３２】
図２は、本実施形態に係る圧電アクチュエータ１０の構造を示す斜視図である。図２において、圧電アクチュエータ１０は、基本構成として、振動体２０と振動体２０を支持する支持部材４０とから構成されている。
【００３３】
振動体２０は、長手方向を有する矩形薄板形状をしており、長辺：短辺の寸法比が約７：２に形成され、補強板７０と、その両面に貼着された圧電素子３０と、を含んで構成されている。振動体２０の長手方向の両端部には、電極３１及び電極３４の幅の範囲、及び振動体２０の総厚みに相当する長さを有する半円柱形状の一対の駆動端部としての駆動端部材８０が、絶縁性接着剤８１によって貼着されている。
【００３４】
駆動端部材８０はジルコニア等の硬質セラミックスで形成され、振動体２０の振動の中心節部（不動点）Ｇに対して点対称となる位置に付設され、振動体２０の振動のバランスをとっている。この一対の駆動端部材８０が、前述した回転体１０１の内面壁１０２に当接され、振動体２０の振動によって、回転体１０１を所定の回転方向、所定の回転速度で駆動する。
また、補強板７０は、本実施形態ではステンレス鋼等のように靭性や強度に優れる材料が用いられている。
【００３５】
圧電素子３０は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ（登録商標））、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から選択使用される。
【００３６】
圧電素子３０は、長手方向に平行に３等分され、３等分されたうちの両側は、短辺方向に２等分されている。これら等分された圧電素子３０の表面には、電極３１〜３５が形成されている。これらの電極３１〜３５は、振動体２０の表裏両方向に設けられた圧電素子３０それぞれに、平面形状が面対称になるように形成されている。
【００３７】
圧電素子３０の平面方向中央部は、振動体２０の振動の中心節部Ｇであり、不動点である。この中心節部Ｇの近傍周縁部に合成樹脂からなる支持部材４０がインサート成形によって形成される。支持部材４０は、インサート成形により振動体２０の表面に密接されている。支持部材４０は、中心節部Ｇの近傍の断面周囲を全周にわたって巻回する枠部４１と、この枠部４１の上面には、中心節部Ｇを中心とする突起部が突設されて構成される。
【００３８】
この突起部は、円柱形状のバネ押圧部４２と支持軸４３とが段状に形成されている。バネ押圧部４２は、後述する付勢部材としてのバネ９５が当接する部位であり、円柱状にすることで、バネ９５による当接力の付勢方向が中心節部Ｇに向かうように設定されている。
【００３９】
支持軸４３は、振動体２０の表面に対して略垂直に突設されており、振動体２０の裏面側にも形成され、この一対の支持軸４３が圧電アクチュエータ１０の上下に設けられる第１機枠５１、第２機枠５５に軸支される（図３、参照）。こうして、支持部材４０によって、振動体２０は、浮動的な状態に支持される。
【００４０】
支持部材４０の枠部４１には、導通端子４４〜４９がインサートされている。これら導通端子４４〜４９は、金属で形成され、表面には金メッキ等の電導性がよい材料で被覆されている。導通端子４４〜４９は、振動体２０と共にインサート金型に装填された後、インサート成形される。また、導通端子４４〜４８は、それぞれ前述した電極３１〜３５に対応した位置に配置され、導通端子４９は、枠部４１の側面方向に設けられ、補強板７０の断面方向の略中央に配置されている。
【００４１】
導通端子４４〜４８は、一方の端面が電極３１〜３５に接続されており、導通端子４９は、補強板７０に接続されている。圧電素子３０の電極３１〜３５が形成されない反対側の表面には全面電極３６が形成されており、導電性接着剤によって補強板７０に接合されている。従って、全面電極３６と補強板７０とは同電位であり、アース電極である。これら導通端子４４〜４９は、電極３１〜３５または補強板７０に導電性接着剤、半田バンプ、熱圧着等の接続手段により接続されている。導通端子４４〜４９の他方の端面は、枠部４１の表面から僅かに突出しており、回路基板９１，９２と接続される（図３、参照）。また、回路基板９１，９２は、図示しない励振電圧を印加する励振回路、または検出回路に接続されている。
【００４２】
続いて、本実施形態の圧電アクチュエータ１０（振動体２０）の振動形態について図面を参照して説明する。
図４は、振動体２０の振動形態を模式的に示す平面図である。図４（ａ）は、電極３３と補強板７０の間に励振電圧を印加した際の振動形態を示している。まず、電極３３に励振電圧を印加した場合、この電極３３が形成されている部分の圧電素子３０が伸縮運動（矢印Ｌ方向）をする。
振動体２０は、異方性を有するため、長手方向に直交する方向（短辺方向）への伸縮より長手方向への伸縮の変位が大きく、従って、振動体２０は電極３３の略中心（支持軸４３の平面位置に相当する）を振動の中心節部として縦１次振動を行う。支持部材４０は、この縦１次振動の中心節部である中心部分に形成されるので縦１次振動に影響しない不動点に位置する。
【００４３】
図４（ｂ）は、電極３２及び電極３５と補強板７０に励振電圧を印加した際の振動形態を示している。電極３２及び電極３５に同時に電圧を印加すると、電極３２，３５が形成される範囲の圧電素子３０が伸縮振動をする（矢印Ｍ方向）。振動体２０の全体をみると、伸縮運動をする電極３２，３５の部分と伸縮振動をしない電極３１，３４の部分とが非対称になるため屈曲する。
【００４４】
従って、振動体２０は、電極３１，３２，３４，３５から等距離にある振動体２０の中心部を節として長手方向に直交する方向に屈曲２次振動する（図中、二点鎖線で表す略Ｓ字状）。支持部材４０は、この屈曲２次振動の節の近傍を支持するため、屈曲２次振動には影響を与えない不動点に位置する。
【００４５】
図４（ａ）、図４（ｂ）により、支持部材４０は、縦１次振動と屈曲２次振動の両方の節が最も近づいた位置において振動体２０を支持することになり、これらの振動に影響を与えることなしに振動体２０を支持することができる。
【００４６】
図４（ｃ）は、電極３２，３３，３５と補強板７０に電圧を印加した際の駆動端部材８０の動きを示している。図４（ｃ）において、駆動端部材８０は、縦１次振動と屈曲２次振動が複合されることで、振動体２０の振動方向が、振動体２０の面内方向において矢印Ｈ方向の回転軌跡を有する楕円運動をする。駆動端部材８０の回転体１０１との当接位置（接点）８０ａ，８０ｂは、この楕円運動の一部において、楕円運動の向きと力に応じた駆動力を被駆動体である回転体１０１に与える。
【００４７】
なお、回転体１０１に与える駆動力の向きを逆にし、回転体１０１の回転を逆にするためには、電圧を印加する電極を、中心節部Ｇを中心に線対称とするか、一方の電極を逆位相で駆動すればよい。すなわち、電極３１，３３，３４と補強板７０に電圧を印加することで、駆動端部材８０は逆向きの楕円運動を描き、この楕円運動に応じた向きに駆動力が働く。この際、駆動端部材８０と回転体１０１との当接位置と角度を適宜調整することが好ましい。
【００４８】
なお、本実施形態では、電圧を印加しない電極（図４（ａ）では電極３１，３４に相当）は振動検出に用いられ、回路基板９１，９２を介して検出信号が、図示しない検出回路に送られる。これにより、振動体２０の振動を検出し、フィードバック制御により電極に印加する電圧を調整することが可能になる。
【００４９】
次に、前述した圧電アクチュエータ１０を備える駆動機構１の構造について図１、図３を参照して、さらに詳しく説明する。
図３は、図１のＡ−Ｇ−Ａ断面図である。図１、図３において、圧電アクチュエータ１０は、振動の中心節部Ｇが、回転体１０１の回転中心Ｃとは離間した位置に配置され、振動体２０の長手方向の両端に設けられる駆動端部材８０それぞれが、回転体１０１の内面壁１０２にバネ９５によって当接されている。
【００５０】
ここで、駆動端部材８０が、内面壁１０２との当接位置（接点）８０ａ，８０ｂを結ぶ直線Ｄと、振動体２０の長手方向側面Ｅとは、角度θを有して配置されている。角度θは、振動体２０の短辺の駆動端部材８０が設けられない角部２０ｂが、内面壁１０２に接触しないように設定されている。
【００５１】
また、バネ９５（図１では、コイルバネを例示している）は、前述した直線Ｄに対して略垂直方向に配置され、当接力を中心節部Ｇ方向に付勢している。このことから、一対の駆動端部材８０は、それぞれの当接位置８０ａ，８０ｂにおいて、ほほ同じ大きさの当接力が与えられる。
【００５２】
ここで、図４（ｃ）で説明したように振動体２０に励振電圧を印加すると駆動端部材８０の当接位置８０ａ，８０ｂにおいて、矢印Ｈ方向の駆動力が回転体１０１に伝達され、回転体１０１は矢印Ｆ方向に回転される。
【００５３】
なお、バネ９５は、当接力調整部材９３を構成するバネ支持枠９４の側面に支持部材４０のバネ押圧部４２に向かって突設されるバネ案内軸９４ａに装着されている。バネ支持枠９４は、第１機枠５１の底面凸部に形成されたスライド溝５３内に装着されており、このスライド溝５３に沿ってバネ押圧部４２の方向に移動が可能であり、バネ９５の圧縮量を調整して、振動体２０の内面壁１０２に対する当接力を調整する。
【００５４】
さらに、具体的な当接力調整方法について説明する。バネ支持枠９４を固定するための固定螺子９６を緩め、スライド溝５３に沿ってバネ支持枠９４を所定の当接力となる位置に移動させ、固定螺子９６を締結する。バネ支持枠９４の固定螺子９６が挿通される挿通孔９４ｂはスライド溝５３と同方向が長孔となるトラック形状をしており、この挿通孔９４ｂの範囲において、バネ支持枠９４を前後（図中、矢印Ｂ方向）に移動し、バネ９５の弾性力を調整することで当接力を調整する。
【００５５】
続いて、図３を参照して本実施形態の駆動機構１について断面関係の構造について説明を加える。図３において、圧電アクチュエータ１０は、支持部材４０に突設された支持軸４３を第１機枠５１と第２機枠５５とによって上下を支持されている。ここで、支持軸４３は、第１機枠５１に穿設される支持孔５４と第２機枠５５に穿設される支持孔５７とに挿通され軸支されるが、支持孔５４，５７はともに、振動体２０が付勢される方向に長辺を有するトラック形状をしており、この支持孔５４，５７に沿って振動体２０を移動し内面壁１０２に当接する。
【００５６】
回転体１０１は、内面壁１０２が第１機枠５１、第２機枠５５それぞれに形成される回転体案内壁５２，５６に平面方向が支持され、この回転体案内壁５２，５６に沿って周方向に回転する。
【００５７】
また、回転体１０１の上面及び下面には、ほぼ全周にわたって略台形の支持部１０３が突設されており、この支持部１０３が、第１機枠５１、第２機枠５５によって断面方向が規制されている。支持部１０３は、第１機枠５１、第２機枠５５との接触面積を減らし、摩擦抵抗を減ずるために設けられている。
【００５８】
従って、前述した実施形態１によれば、振動体２０の両端部に一対の駆動端部材８０を設け、この一対の駆動端部材８０を回転体１０１の内面壁１０２に当接し、回転体１０１に駆動力を与えるため、一つの駆動端部を設ける構造に比べ、大きな駆動出力を得ることができる。また、バネ９５によって、一対の駆動端部材８０それぞれには、略等しい当接力が付勢されるため、駆動端部材８０それぞれの負荷が略同じになるため、安定して効率よく回転体１０１を駆動することができる。
【００５９】
また、バネ９５が振動体の振動の中心節部Ｇに向かって付勢しているために、一対の駆動端部８０それぞれに加えられる当接力が略等しくなるとともに、バネ９５の弾性力の範囲において、当接力のばらつきが小さくなり、安定した駆動力を回転体１０１に与えることができる。
【００６０】
また、本実施形態では、駆動端部材８０が、振動体２０の振動の中心節部Ｇに対して点対称位置に設けられていることから、偏心錘りのごとき機能を有し、振動のバランスがよく、このことから駆動端部材８０それぞれの振動振幅、振動軌跡がほぼ同じとなり、安定して効率よく被駆動体を駆動することができる。
【００６１】
また、振動体２０を一対の駆動端部材８０と回転体１０１の内面壁１０２との接点を結ぶ直線に対して傾斜させることにより、前記角部と内面壁との離間距離を確保し、振動体２０と内面壁１０２との接触を防止することができる。
【００６２】
さらに、振動体２０の振動の中心節部Ｇの位置と回転体１０１の回転中心Ｃとをずらすことによって、駆動端部材８０と内面壁１０２の接触角が鈍角になるため、振動体２０が回転体１０１との間で楔効果によりロックすることを防止することができる。
【００６３】
また、振動体２０がバネ９５によって内面壁１０２に当接するまで移動可能な構造にしているので、振動体２０の寸法、内面壁１０２の直径、または相互位置が多少ずれたとしても、駆動端部材８０が、安定した当接位置、ほぼ同等の当接力を得ることができ、駆動端部材８０それぞれの負荷が略同じになるため、安定して効率よく被駆動体を駆動することができる。
【００６４】
また、当接力調整部材９３により振動体２０の回転体１０１に対する当接力を調整することにより、振動体２０の回転体１０１に対する駆動力を変更することができ、また回転体の回転速度を変更することができる。このことから、振動体２０の回転体１０１に対する当接力を調整することで、振動体２０の振動を安定させるとともに、所定の範囲内において、所望の駆動力、回転速度に調整することができる。
（実施形態２）
【００６５】
続いて、本発明の実施形態２に係る駆動機構１について図面を参照して説明する。実施形態２は、前述した実施形態１に比べ、振動体の形状のみが異なり、他は共通であるため相違個所のみ説明する。また、実施形態１と同じ部材には同じ符号を附し説明する。
図５は、実施形態２に係る駆動機構１を示す平面図である。図５に示すように、振動体１２０は、長手方向の両端部の短辺を傾斜して形成されている。
【００６６】
振動体１２０の長手方向の両端部には、駆動端部材８０が設けられている。この駆動端部材８０が設けられていない長辺と短辺とが交差した角部２０ａは、実施形態１に示される角部２０ｂより回転体１０１の内面壁１０２から内側に離間している。
【００６７】
なお、上記のように振動体１２０の両端部の短辺を傾斜する形状の他に、長辺と短辺が交差する位置を丸めることによって、振動体１２０と内面壁１０２の離間距離を確保することも可能である。
【００６８】
従って、前述した実施形態２によれば、駆動端部材８０の当接位置８０ａ，８０ｂの位置を変えずに、振動体１２０と内面壁１０２との離間距離を確保することができ、所定の駆動力を得ることができる。
また、内面壁１０２の直径に対して、振動体１２０の長さ、幅を変更して振動体１２０が回転体１０１に近づくような構成にする際においても、振動体１２０の形状を前述した実施形態２による形状にすることで、振動体１２０と回転体１０１との接触を防止することができる。
（実施形態３）
【００６９】
続いて、本発明の実施形態３に係る駆動機構について図面を参照して説明する。実施形態３は、駆動端部材８０が、振動体２２０の中央部の電極３３の範囲位置に設けられていることに特徴を有しており、他の構成は、前述した実施形態１と同じである。
図６は、実施形態３に係る駆動機構１を示す平面図である。図６において、一対の駆動端部材８０は、振動体２２０の長手方向中央部に形成される電極３３の延長範囲の位置に設けられている。
【００７０】
従って、一対の駆動端部材８０は、振動体２２０の長手方向に対して垂直で、振動の中心節部Ｇを通る直線に対して対称に設けられている。ここで、振動体２２０は、駆動端部材８０と回転体１０１の内面壁１０２との当接位置（接点）８０ａ，８０ｂとを結んだ直線Ｄに対して垂直方向に、前述した付勢手段としてのバネ９５によって付勢され、所定の当接力が与えられている。
【００７１】
この実施形態３によれば、一対の駆動端部材８０が、振動体２２０の振動の中心節部Ｇを通り、前記振動体の長辺に垂直な直線に対して対称位置（中心節部Ｇに対しては点対称でもある）に設けられているので、振動体２２０の駆動端部材８０以外の部位が回転体１０１との離間距離を確保できる他、バネ９５の当接力付勢方向に対して振動体２２０を垂直に配置することができ、前述した実施形態１，２のように当接位置８０ａ，８０ｂを結ぶ直線Ｄに対して振動体が傾斜して配置する構造に比べ、レイアウト設計が容易になるという効果がある。
（実施形態４）
【００７２】
次に、本発明の実施形態４について図面を参照して説明する。実施形態４は、前述した実施形態３による振動体の形状を変更し、駆動端部材８０を使用しない形態を例示している。
図７は、本実施形態による駆動機構を示す平面図である。図７において、振動体３２０は、長辺と短辺との交差位置である角部を丸めて形成されている。ここで、回転体１０１の駆動は、振動体３２０自身を回転体１０１の内面壁１０２に当接することで行っている。
【００７３】
振動体３２０は、振動体３２０と回転体１０１の内面壁１０２との当接位置（接点）３２０ａ，３２０ｂとを結んだ直線Ｄに対して垂直方向に付勢手段としてのバネ９５によって付勢され、当接力が回転体１０１に与えられ、回転体１０１が駆動される。
【００７４】
このような実施形態４では、駆動端部材８０を備える実施形態１〜３に比べ、硬質材料からなる駆動端部材８０を用いないので、耐久性という面で若干劣ることが考えられるが、振動体の形状が簡素化され、つくり易く、製造工数も少なくコスト低減が可能である。
また、前述したように、振動体３２０のコーナー部を直接回転体１０１の内面壁１０２に当接する構造であるので、実施形態１〜３のように、振動体と内面壁が接触することにより振動体の振動に影響を及ぼすことに対する形状の配慮が不要となり小型化を可能にする他、回転体１０１内の空きスペースを大きくし、他の構造部品を搭載することを考えられる。
（駆動機構を備える装置）
【００７５】
次に、前述した駆動機構を備える機器の１例について図面を参照して説明する。この装置は、カレンダー付の時計を例示し、カレンダーの日車の駆動に前述した実施形態による駆動機構を備えている。前述した実施形態１〜４に示す駆動機構の全ての例を採用することが可能であるが、ここでは、実施形態１による駆動機構１を採用した例を示し説明する。
図８は、実施形態１による駆動機構１を用いた装置としての時計２００の平面図である。本発明に係る部分のみを表している。
【００７６】
図８において、この時計２００は、前述した圧電アクチュエータ１０と、回転体としての日車２１０を備えて構成されている。日車２１０はリング形状の円盤であり、表面に日文字２１３が表示されている。振動体２０は、前述した実施形態（図４、参照）と同様な振動形態によって、駆動端部材８０の矢印Ｈで示される駆動軌跡を描いて駆動し、日車２１０の内面壁２１１に当接して、日車２１０を矢印Ｆ方向に２４時間で１日分回転する。
【００７７】
図示しないが、日車２１０の外周に日車２１０の周方向位置規制部材を付加することができ、また、内面壁２１１の内側に周方向位置規制部材を付加することも可能である。この際、内面壁２１１の駆動端部材８０との当接範囲を避けた断面位置に周方向位置規制部材を設ける構造にすることが好ましい。
【００７８】
本発明の駆動機構を備える装置としては、前述した時計に限らず、図示しないが、回転体１０１の外周部に歯車を形成し、その歯車に噛合する伝達歯車を設け、所定の回転速度に増減速して駆動する伝達機構を備える装置とすることができる。
また、回転体１０１の内周部に歯車を形成し、回転体の１０１の内側に伝達機構を備える装置とすることもできる。
【００７９】
さらに、回転体１０１の外周部に歯車を形成し、その歯車に係合する凸部を有するベルトを伝達機構として採用することもできる。
【００８０】
従って、本発明の駆動機構を備える装置としての時計２００は、前述した実施形態１〜４に説明したように大きな駆動出力を効率よく、しかも安定して供給できる駆動機構１を備えているので、小型で駆動効率がよいという効果の他、駆動端部材を一つ備えている従来技術にくらべ、高出力（高トルク）が得られるため、様々な駆動装置に応用することが可能で、しかも、駆動機構が簡単な構造で構成できるので、小型装置に最適であり、安価な装置を提供することができる。
【００８１】
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。
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、且つ、説明しているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲に逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、材質、組み合わせ、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。
【００８２】
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、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ないから、それらの形状、材質、組み合わせなどの限定の一部もしくは全部の限定をはず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。
【００８３】
従って、このような発明によれば、大きな駆動出力を効率よく、しかも安定して供給できる駆動機構と、この駆動機構を備え、小型で比較的大きな駆動負荷にも対応できる装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態１に係る駆動機構を示す平面図。
【図２】本発明の実施形態１に係る圧電アクチュエータの構造を示す斜視図。
【図３】本発明の実施形態１に係る駆動機構における図１のＡ−Ｇ−Ａ断面図。
【図４】本発明の実施形態１に係る振動体２０の振動形態を模式的に示す平面図。（ａ）は、電極３３と補強板７０の間に励振電圧を印加した際の振動形態、（ｂ）は、電極３２及び電極３５と補強板７０に励振電圧を印加した際の振動形態、（ｃ）は、電極３２，３３，３５と補強板７０に電圧を印加した際の駆動端部材の動きを示す。
【図５】本発明の実施形態２に係る駆動機構を示す平面図。
【図６】本発明の実施形態３に係る駆動機構を示す平面図。
【図７】本発明の実施形態４に係る駆動機構を示す平面図。
【図８】本発明の駆動機構を備える装置を示す平面図。
【符号の説明】
【００８５】
１…駆動機構、１０…圧電アクチュエータ、２０…振動体、３０…圧電素子、４０…支持部材、５１…第１機枠、５５…第２機枠、７０…補強板、８０…駆動端部材、９５…付勢部材としてのバネ、９３…当接力調整部材、１０１…被駆動体としての回転体。
【図１】
2006353030.tif 000003
【図２】
2006353030.tif 000004
【図３】
2006353030.tif 000005
【図４】
2006353030.tif 000006
【図５】
2006353030.tif 000007
【図６】
2006353030.tif 000008
【図７】
2006353030.tif 000009
【図８】
2006353030.tif 000010