(57)【要約】【課題】振動体の振動を効率よく被駆動体に伝達できる駆動機構およびこの駆動機構を用いた装置を提供すること。【解決手段】圧電素子２２を備えた振動体２の腕部２４を剛体の支持体３に固定する。支持体３を被駆動体１００の半径方向に沿って配置し、振動体２の凸部２３を被駆動体１００の外周側に当接させる。支持体３が剛体なので低振動減衰特性となり、振動体２の振動が支持体３に吸収されにくい。このため、振動体２の振動を良好に被駆動体１００に伝達することができる。また、振動体２が長手方向の中心線を軸として線対称に形成されているので、被駆動体を正逆両方向に駆動できる。【選択図】  図１
2004159399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子を備えた振動体を被駆動体に当接して、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、前記振動体を支持する支持体を備え、この支持体は剛体である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、前記振動体および被駆動体のいずれか一方は、いずれか他方から離間可能に設けられていることを特徴とする駆動機構。
【請求項３】
請求項２に記載の駆動機構において、前記支持体および被駆動体のいずれか一方の他方に対する離間方向を規定する規定手段を備えていることを特徴とする駆動機構。
【請求項４】
請求項３に記載の駆動機構において、前記振動体は、前記被駆動体への当接部分を含んだ中心線を軸として線対称に形成されているとともに、前記被駆動体を正逆両方向に移動させるように振動可能であることを特徴とする駆動機構。
【請求項５】
請求項４に記載の駆動機構において、前記振動体は、前記中心線を軸とした対称位置で前記支持体に支持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から請求項５のいずれかに記載の駆動機構において、前記振動体は前記被駆動体への当接部分が描く振動軌跡の面内方向に対して略直交する方向に揺動し、前記被駆動体における前記振動体の被当接面は、前記振動体の揺動方向の断面が円弧状面に形成されており、前記振動体の揺動半径をＲとし、前記被駆動体の円弧状面の半径をｒとすると、ｒ＜Ｒであることを特徴とする駆動機構。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の駆動機構において、前記振動体は、当該振動体からの駆動力を伝達する伝達機構を備えた前記被駆動体を駆動することを特徴とする駆動機構。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の駆動機構において、前記被駆動体はベアリングを構成する回転体であるとともに、前記振動体は前記回転体の内周側から当接されることを特徴とする駆動機構。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の駆動機構において、前記被駆動体は回転体であるとともに、前記振動体は前記被駆動体の外周側から当接されることを特徴とする駆動機構。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の駆動機構において、前記支持体または前記支持体を固定する固定体は、前記振動体または前記支持体を固定する固定用、または前記振動体への配線用の孔を備えていることを特徴とする駆動機構。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の駆動機構を少なくとも一つ用いたことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子を備えた振動体を振動させて、この振動によって被駆動体を駆動する駆動機構およびこの駆動機構を用いた装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
圧電素子を備えた振動体で被駆動体を駆動する駆動機構としては、例えば、弾性部材からなる振動板の両面に圧電素子を貼設して振動体を構成するものがある（例えば特許文献１）。この駆動機構は、振動体の長手方向略中央において一つの支点で支持されており、この支点を振動体の振動の節近傍に配置することにより、振動を効率よく被駆動体に伝達できるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３３３４８０号公報  （第７〜８頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、圧電素子の振動によって発生する振動体の駆動力は比較的大きい一方で、圧電素子の振動による振動体の振動変位は駆動力に比して通常小さい。このため、圧電素子の振動によって被駆動体を駆動する際には、圧電素子の振動を効率よく被駆動体に伝達することが非常に重要となる。しかしながら、前述のような駆動機構では、振動体の振動が振動体を支持する支持部材の支持部分において吸収されてしまう可能性がある。このような場合には、振動体の振動が当該部分において減衰され、振動を良好に被駆動体に伝達できない。
【０００５】
本発明の目的は、振動体の振動を効率よく被駆動体に伝達できる駆動機構およびこの駆動機構を用いた装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の駆動機構は、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において、振動体を支持する支持体を備え、この支持体は剛体であることを特徴とする。
この発明によれば、支持体が剛体であるので一般的に低減衰特性となり、振動体が振動した際に支持体の支持部分での振動吸収が最小限に抑制される。つまり、振動体の振動が減衰されることなく被駆動体に伝達されるので、伝達効率が良好となる。
ここで、支持体が剛体であるとは、支持体が振動体よりも大きな剛性を有していることをいう。
【０００７】
本発明では、振動体および被駆動体のいずれか一方は、いずれか他方から離間可能に設けられていることが望ましい。
この発明によれば、振動体および被駆動体のいずれか一方が、いずれか他方から離間可能に設けられている。このため、振動体を被駆動体に当接して取り付ける際にも被駆動体に干渉することがなく、振動体の取付作業が容易となる。
【０００８】
本発明では、支持体および被駆動体のいずれか一方の他方に対する離間方向を規定する規定手段を備えていることが望ましい。
この発明によれば、規定手段が設けられているので、支持体および被駆動体のいずれか一方の離間方向が常に一方向に規定される。これにより、振動体の被駆動体に対する当接部分が長期間の使用によって摩耗した場合にも、常に振動体の被駆動体に対する当接角度が一定に保たれる。したがって駆動力が長期間にわたって安定することで駆動性能が安定するとともに、振動体の振動が良好に被駆動体に伝達される。
【０００９】
本発明では、振動体は、被駆動体への当接部分を含んだ中心線を軸として線対称に形成されているとともに、被駆動体を正逆両方向に移動させるように振動可能であることが望ましい。
この発明によれば、振動体が被駆動体への当接部分を含んだ中心線を軸として線対称に形成されている。したがって、被駆動体を正逆両方向に移動させるように振動する場合に、その振動挙動が中心線を軸として線対称となる。これにより、被駆動体が正逆どちらの方向にも良好に移動可能となる。つまり、例えば被駆動体が回転体の場合には、振動体の中心線が被駆動体の半径方向に沿うように配置すれば、被駆動体を正逆どちらの方向に移動させる時でも振動体の振動が良好に伝達される。あるいは、例えば被駆動体が棒状部材で直線運動をするものであれば、振動体の中心線を棒状部材の軸線方向に略直角に配置すればよい。これにより被駆動体が正逆両方向に良好に移動するので、駆動機構の可能駆動範囲が広がり、汎用性が向上する。
【００１０】
本発明では、振動体は、中心線を軸とした対称位置で支持体に支持されていることが望ましい。
この発明によれば、振動体が中心線を軸とする対称位置で支持されているので、振動体が被駆動体を正逆両方向に移動させるように振動する場合には、振動の軌道も中心を軸としてより一層良好な対称軌道を描く。これにより、振動体は被駆動体の正逆両方向の移動において同等の駆動力で駆動が可能となり、汎用性が向上する。
【００１１】
本発明では、振動体は被駆動体への当接部分が描く振動軌跡の面内方向に対して略直交する方向に揺動し、被駆動体における振動体の被当接面は、振動体の揺動方向の断面が円弧状面に形成されており、振動体の揺動半径をＲとし、被駆動体の円弧状面の半径をｒとすると、ｒ＜Ｒであることが望ましい。
この発明によれば、被駆動体に形成された円弧状面の半径ｒは、振動体の揺動半径Ｒより小さく設定されている。したがって、振動体の被駆動体への当接位置は、円弧状面の一点で安定し、振動体の揺動方向のずれが防止される。これにより、振動体の被駆動体への当接位置のばらつきによる駆動力への影響が抑制され、駆動性能が安定する。
【００１２】
本発明では、振動体は、当該振動体からの駆動力を伝達する伝達機構を備えた被駆動体を駆動することが望ましい。
この発明によれば、被駆動体に伝達機構が設けられているので、振動体から被駆動体への駆動力をさらに伝達機構で伝達することによって、被駆動体の駆動速度を所望の速度に調節可能となる。また、この伝達機構により例えば回転運動を直線運動に、あるいはその反対に変換することが可能となり、駆動機構の適用範囲が広くなる。
【００１３】
本発明では、被駆動体はベアリングを構成する回転体であるとともに、振動体は回転体の内周側から当接されることが望ましい。
この発明によれば、被駆動体がベアリングを兼ねて構成されているので、駆動機構の部品点数が減少し、製造コストが安価になる。また、振動体が回転体である被駆動体の内周側から当接されているので、振動体が被駆動体の回転軌道内に収納され、駆動機構の小型化が促進される。
【００１４】
本発明では、被駆動体は回転体であるとともに、振動体は被駆動体の外周側から当接されることが望ましい。
この発明によれば、振動体が回転体である被駆動体の外周側から当接されているので、振動体および被駆動体を平面的に配置することが可能となり、駆動機構の薄型化が促進される。
【００１５】
本発明では、支持体または支持体を固定する固定体は、振動体または支持体を固定する固定用、または振動体への配線用の孔を備えていることが望ましい。
この発明によれば、振動体または支持体を固定する固定用の孔、あるいは配線用の孔が予め設けられているので、駆動機構の組立が容易になる。
【００１６】
本発明の装置は、前述の駆動機構を少なくとも一つ用いていることが望ましい。
この発明によれば、本発明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、振動体の振動が効率よく被駆動体に伝達される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第二実施形態以降で、以下に説明する第一実施形態での構成部品と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一符号を付し、説明を簡単にあるいは省略する。
【００１８】
〔第一実施形態〕
図１には、第一実施形態にかかる駆動機構１の平面図が示されている。この図１において駆動機構１は、圧電素子２２を備えた振動体２と、振動体２を振動可能に支持する支持体３とを備えている。この駆動機構１は、円盤状の被駆動体１００とともに固定体４に固定されている。
図２には、振動体２および支持体３の拡大斜視図が示されている。この図２にも示されるように振動体２は、略矩形平板状に形成された補強板２１と、この補強板２１の表裏両面に設けられた平板状の圧電素子２２とを備えている。
補強板２１は、ステンレス鋼、その他の材料から構成され、長手方向の一端には幅方向略中央に凸部２３が一体的に形成されている。補強板２１は、凸部２３の先端が被駆動体１００の外周に当接され、当接部分において被駆動体１００に対して略直角に（つまり被駆動体１００の半径方向に沿うように）配置されている。また、補強板２１の長手方向略中央には、幅方向両側に腕部２４が一体的に形成されている。腕部２４は、補強板２１の長手方向に対してほぼ直角に突出しており、これらの端部にはそれぞれ孔２４１が穿設されている。
圧電素子２２は、補強板２１の両面の略矩形状部分に接着されている。圧電素子２２の材料は、特に限定されず、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、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。
【００１９】
また、圧電素子２２の両面には、ニッケルメッキ層および金メッキ層などが形成されて電極が形成されている。この電極は、溝によってメッキ層が互いに電気的に絶縁されることで複数の電極が形成され、これらの電極は、圧電素子２２の長手方向に沿った中心線を軸として線対称に形成されている。つまり、圧電素子２２を幅方向にほぼ三等分するように二本の溝２５Ａが形成され、これらの溝２５Ａで分割された三つの電極のうち両側の電極ではさらに長手方向をほぼ二等分するように溝２５Ｂが形成されている。これらの溝２５Ａ，２５Ｂにより、圧電素子２２の表面には五つの電極２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅが形成される。これらの電極２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅのうち、対角線上両端に位置する電極２２Ａおよび電極２２Ｅをつなぐリード線（図示せず）と、電極２２Ｂおよび電極２２Ｄをつなぐリード線（図示せず）と、電極２２Ｃに接続されたリード線（図示せず）とは、これらの電極２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅに所定周波数の電圧を印加する印加装置（図示せず）に接続されている。なお、これらの電極２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅは、補強板２１を挟んで設けられた表裏両方の圧電素子２２に同様に設けられており、例えば電極２２Ａの裏面側にも別の電極２２Ａが形成されている。
ここで、圧電素子２２に印加される電圧の周波数は、補強板２１の振動時に縦振動共振点の近くに屈曲共振点が現れて凸部２３が良好な楕円軌道を描くように設定される。また、圧電素子２２の寸法や、厚さ、材質、電極の分割形態などは、圧電素子２２に電圧が印加された時に、凸部２３が良好な楕円軌道を描きやすいように適宜決定される。なお、振動体２に印加される電圧の波形は特に限定されず、例えばサイン波、矩形波、台形波などが採用できる。
【００２０】
支持体３は、振動体２が固定される一対の固定部３１と、これらの固定部３１の間に一体的に形成され、固定体４にスライド可能に支持されるスライド部３２とを備えている。固定部３１には、腕部２４の孔２４１に対応する位置にねじ部３４が形成されている。このねじ部３４に孔２４１を貫通してねじ２６が螺合されることにより振動体２が固定部３１に固定されている。
ここで、本実施形態では支持体３はＳ８０Ｃの炭素鋼で構成され、比重７．８、ヤング率２０８ＧＰａ、ビッカース硬さ（Ｈｖ）５００の、いわゆる剛体であり、振動体２の補強板２１よりも高剛性となっている。この支持体３には、振動体２がねじ２６によって所定トルク範囲内で螺合されることで剛に固定されている。一般的に材料（特に金属）は剛体であるほど振動減衰特性が悪くなるので、本実施形態のように支持体３を剛体で構成することにより、振動体２の振動が支持体３によって吸収されにくく、また減衰しにくくなっている。なお、ねじ２６や支持体３の形状や材料は、当該部材の固有振動数が振動体２の振動周波数と同じにならないように設定されていることがより望ましい。このように設定することにより、振動体２の振動がねじ２６あるいは支持体３にさらに吸収されにくくなる。
図３には、駆動機構１の断面図が示されている。この図３にも示されるように、スライド部３２は、固定体４に凹状に形成されたスライド溝４１に配置されている。また、スライド部３２の幅方向略中央には、被駆動体１００に対する凸部２３の当接方向に沿って長孔３３が複数箇所（本実施形態では二箇所）形成されている。この長孔３３には、ねじ４２１が貫通しており、このねじ４２１は、固定体４に形成されたねじ孔４２に螺合されている。これにより、支持体３は長孔３３の長手方向にスライド可能となっている。つまり、振動体２の凸部２３は、被駆動体１００への当接部分から被駆動体１００の半径方向に沿って離間可能となっている。
なお、固定部３１とスライド部３２とは段差を有して形成されている。つまり固定部３１およびスライド部３２によって中央に凹状部分が形成されている。これにより、振動体２が固定部３１に取り付けられた時に振動体２とスライド部３２との間には隙間が形成され、振動体２が振動してもスライド部３２を貫通するねじ４２１に干渉しないようになっている。
図１に示されるように、支持体３両側の固定部３１において、被駆動体１００側とは反対の端部側面には、円柱状に突出したばね取付部３５がそれぞれ形成されている。このばね取付部３５にはばね３６の一端が挿入されている。ばね３６は、その伸縮方向が振動体２の離間方向に平行となるように配置され、他端は、固定体４に設けられた係止片３７に固定されている。このばね３６のばね力により、振動体２の凸部２３は被駆動体１００に適当な付勢力で押しつけられている。
【００２１】
被駆動体１００は、固定体４に嵌合された軸受ピン４３（図３）で回転可能に支持されている。被駆動体１００には、外周に沿って断面円弧状の凹部１０１が形成され、この凹部１０１に振動体２の凸部２３の先端が当接されている。この凹部１０１の表面は、凸部２３との摩耗を低減できるように滑らかに仕上げられている。
ここで、振動体２は腕部２４の支持位置を中心に揺動可能となっている。この時、図１にも示されるようにこの揺動半径をＲとし、また図３に示されるように被駆動体１００の凹部１０１の半径をｒとすると、ｒ＜Ｒとなるように設定されている。
【００２２】
このような駆動機構１は、次のように動作する。
印加装置により振動体２の補強板２１と圧電素子２２との間に交流電圧を印加して振動体２を振動させる。この時、圧電素子２２においては電極２２Ａ，２２Ｅおよび電極２２Ｃのみに電圧を印加することにより、凸部２３は縦振動と屈曲振動を組み合わせた楕円軌道を描いて振動する。凸部２３は、楕円軌道の一部で被駆動体１００の凹部１０１に押し付けられて、被駆動体１００との摩擦力によって被駆動体１００を円周方向に間欠回転させる。これを所定の周波数で繰り返し行うことにより、被駆動体１００は一方向に所定の回転速度で回転する。
また、被駆動体１００を反対方向に回転させる場合には、圧電素子２２に印加する電圧の電極を振動体２の長手方向に沿った中心線を軸として線対称に切り替える。つまり、圧電素子２２の電極２２Ｂ，２２Ｄおよび電極２２Ｃに所定周波数の電圧を印加すれば、凸部２３は反対方向の楕円軌道を描いて振動する。これにより、被駆動体１００は反対方向に回転する。
【００２３】
このような駆動機構１によれば、次のような効果が得られる。
（１）  振動体２が剛体の支持体３に固定されているので、支持体３の振動減衰特性が悪くなり、振動体２の振動が支持体３との結合部分で吸収されるのを最小限に抑制できる。つまり、振動体２の振動減衰を最小限に抑制できるので、振動体２の振動を良好に被駆動体１００に伝達できる。
【００２４】
（２）  振動体２が被駆動体１００の外周側から当接されているので、被駆動体１００および振動体２を固定体４上に平面的に配置でき、駆動機構１の薄型化を促進できる。
【００２５】
（３）  振動体２が被駆動体１００に対して離間可能となっているので、被駆動体１００あるいは振動体２を取り付ける際には、ばね３６を縮ませて振動体２を被駆動体１００から離間させる。振動体２および被駆動体１００を干渉させることなく組み立てることができので、駆動機構１の組立工程を簡略化できる。
また、この時支持体３は、ばね３６、長孔３３およびスライド溝４１によってその離間方向が被駆動体１００の半径方向に規制されている。つまり、これらばね３６、長孔３３、およびスライド溝４１が本発明の規制手段の役割を果たしている。これにより振動体２の被駆動体１００に対する離間方向が一定となるので、例えば長期間の使用で凸部２３が摩耗した場合でも振動体２の被駆動体１００への当接角度を一定に保持できる。したがって振動体２および被駆動体１００の摩擦力を一定にでき、駆動力を長期間にわたって安定させることができる。
【００２６】
（４）  振動体２が凸部２３を含むように長手方向に沿った中心線を軸として線対称に形成されている。このため、電圧を印加する圧電素子２２の電極を線対称に選択すれば、凸部２３が逆向きの軌道を描き、被駆動体１００を逆方向に回転させることができる。また、この時振動体２が腕部２４によって両側から長手方向に沿った中心線を軸として線対称に支持されているので、振動体２の振動軌跡が両方向で対称となる。よって、振動体２が両方向の振動に対して良好に振動して、被駆動体１００を良好に駆動できる。さらに、振動体２が被駆動体１００の半径方向に沿って当接されているので、凸部２３が逆方向の楕円軌道を描いた時に被駆動体１００に対しての駆動力が対称となり被駆動体１００を正逆両方向により一層良好に駆動できる。
【００２７】
（５）  振動体２の腕部２４から凸部２３先端までの距離Ｒは、被駆動体１００の凹部１０１の半径ｒより大きく設定されているので、凸部２３が常に被駆動体１００の厚み方向略中央で安定する。これにより、振動体２および被駆動体１００の相対的な位置のずれを防止でき、振動体２の被駆動体に対する駆動力のばらつきを抑制できる。したがって、振動体２の振動を被駆動体１００に効率よく伝達できる。
【００２８】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態の駆動機構が被駆動体の内周側に当接されているものである。
図４には、第二実施形態にかかる駆動機構１の平面図が、また図５には駆動機構１の側断面図が示されている。これらの図４および図５において、振動体２および支持体３は円盤状の固定体４に固定されており、この固定体４の外周には環状の被駆動体１００が、周方向に等間隔で配置された複数のボール４４を介して回転可能に設けられている。複数のボール４４は、被駆動体１００の内周に形成された溝１０２と、固定体４の外周に形成された傾斜部分と、固定体４に固定された環状の押さえ板４４１の傾斜部分とで挟まれることによって溝１０２に収まっている。また、固定体４と押さえ板４４１との間には環状のボール保持部４４２が介装されている。このボール保持部４４２は、外周にボール４４と同数の略半円形の切欠部分が形成され、この切欠部分にボール４４がそれぞれ配置されることで、固定体４の外周で所定間隔を保っている。
圧電素子２２の電極に接続された図示しないリード線は、固定体４に形成された配線用の孔４６を通って反対側において図示しない印加装置に接続される。
被駆動体１００には、内周に沿って半径ｒの断面円弧状の凹部１０１が形成され、この凹部１０１に振動体２の凸部２３が当接されている。なお、第二実施形態においても、第一実施形態と同様に振動体２の腕部２４から凸部２３までの距離、すなわち揺動半径をＲとすると、ｒ＜Ｒとなるように設定されている。
このような駆動機構１では、圧電素子２２に電圧を印加して振動体２を振動させると、被駆動体１００が回転する。
【００２９】
このような駆動機構１によれば、第一実施形態の（１）、（３）、（４）および（５）の効果と同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
（６）  被駆動体１００は、固定体４に対してボール４４を介して支持されることでボールベアリングの外輪を兼ねている。これにより、駆動機構１の部品点数を減少でき、製造コストを削減できる。また、この時ボール４４は円盤状の固定体４の外周に設けられており、被駆動体１００が被駆動体１００の回転中心から離れた外縁付近を内周から支持している。つまり、被駆動体１００のボール４４による回転支持位置が、凸部２３が当接される凹部１０１の位置に近いので、被駆動体１００の回転時に軸方向のずれを最小限に抑制できる。
また、振動体２が被駆動体１００の内周側に当接されているので、振動体２を被駆動体１００の内側に配置できる。被駆動体１００の回転軌道内に振動体２を収納できるので、駆動機構１の小型化を促進できる。
【００３０】
（７）  圧電素子２２の電極に接続されたリード線が固定体４に形成された孔４６を通って反対側に配線されるので、固定体４のスペースを有効に活用することができる。また、予め配線用の孔４６が形成されているので、駆動機構１の組立が簡単にできる。
【００３１】
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態は、第一実施形態の駆動機構を装置としてのオルゴールに適用したものである。
図６には、第三実施形態にかかるオルゴール５が示されている。この図６において、被駆動体１００には、被駆動体１００の回転運動を伝達する伝達機構としての輪列５１が接続されている。輪列５１には、円柱形のドラム５２が接続されており、このドラム５２に対応する櫛歯５３は、固定体４に固定されている。ドラム５２の外周表面には、所定位置に複数の突起５２１が形成されている。また、振動体２の複数の電極はそれぞれ印加装置２７に接続されており、印加装置２７には、図示しない電源回路を介して電池２７１（本実施形態ではボタン型）からの電力が供給されている。
このようなオルゴール５では、駆動機構１の駆動によって被駆動体１００が回転すると、この回転運動は輪列５１によって減速されてドラム５２に伝達される。ドラム５２が回転すると、外周表面の突起５２１がそれに対応する位置の櫛歯５３を弾き、これにより曲を奏でる。
【００３２】
このようなオルゴール５によれば、第一実施形態の（１）、（２）、（３）、（４）および（５）の効果と同様の効果が得られる他、次のような効果が得られる。
（８）  被駆動体１００に輪列５１が設けられているので、被駆動体１００の回転速度を所望の回転速度に増速あるいは減速してドラム５２に伝達することができる。
【００３３】
〔第四実施形態〕
次に、本発明の第四実施形態について説明する。第四実施形態は、第二実施形態の駆動機構を装置としての車の玩具に適用したものである。
図７（Ａ）には、第四実施形態にかかる車６の全体図を示す側面図が、また図７（Ｂ）には車６の平面図が示されている。この図７において、車６は、車体６１に前輪６２Ａ，６２Ｂと、後輪６２Ｃ，６２Ｄとが設けられている。前輪６２Ａ，６２Ｂは、それぞれ第一実施形態の駆動機構１Ａ，１Ｂを備えて構成され、固定体４Ａ，４Ｂの中心に形成された軸４５Ａ，４５Ｂによって車体６１に固定されている。被駆動体１００Ａ，１００Ｂの外周に形成された溝には環状のゴム１０３Ａ，１０３Ｂが嵌めこまれ、これによって、接地面との摩擦力を高めてタイヤの役割を果たす。一方、後輪６２Ｃ，６２Ｄは、円盤状部材の外周にゴム１０３Ｃ，１０３Ｄが嵌めこまれ、車体６１に回転可能に支持されている。
前輪６２Ａ，６２Ｂそれぞれの振動体２の電極に接続されたリード線は、固定体４に形成された孔４６（第二実施形態の図４）を貫通して、それぞれ別の印加装置に接続されている。また二つの印加装置は、車６の動作を制御する制御手段に電気的に接続されている。
【００３４】
このような車６では、  制御手段からの走行信号によって印加装置がそれぞれ振動体２Ａ，２Ｂに電圧を印加する。振動体２Ａ，２Ｂは車６の前進方向に被駆動体１００Ａ，１００Ｂを同じ回転速度で駆動し、これにより車６は前進する。
制御手段から右折の信号が送信されると、振動体２Ａに接続された印加装置はＯＮとなり、振動体２Ｂに接続された印加装置はＯＦＦとなる。これにより、振動体２Ａにのみに電圧が印加され、前輪６２Ａは回転し、前輪６２Ｂは停止する。よって、車６は右に旋回する。反対に、左折する場合には、振動体２Ｂにのみ電圧を印加すれば、車６は左に旋回する。
また、制御手段からの後進信号によって、印加装置は電圧を印加する振動体２Ａ，２Ｂの電極を変更し、振動体２Ａ，２Ｂを逆方向に振動させる。これにより、被駆動体１００Ａ，１００Ｂは逆回転し、車６が後進する。後進する場合にも、制御手段からの信号によって、右折および左折を制御できる。
このような第四実施形態によれば、第二実施形態の駆動機構１を用いているので、第一実施形態の（１）、（３）、（４）および（５）の効果と同様の効果および第二実施形態の（６）および（７）の効果と同様の効果が得られる。また、車体６１に、印加装置の動作を制御する制御手段を設けて、振動体２に電圧を印加するタイミングや電極の選択などを制御しているので、車６の走行が自動でできる。これにより、リモートコントローラなどによって制御手段に無線で指令を送信すれば、遠隔操作をすることも可能となる。
【００３５】
なお、本発明は前述の各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、各実施形態において振動体２は、剛体の支持体３に支持されることで振動の吸収を最小限に防止していたが、このような構成に限らない。例えば、振動体２の腕部２４やねじ２６が補強板２１とは別部材の剛体で構成されていてもよい。これらのような場合には、振動体２の腕部２４あるいはねじ２６、および支持体３の両方が剛体で構成されているので、より確実に振動体２の振動の伝達を防止できる。
【００３６】
振動体２は被駆動体１００に対して離間可能に設けられていたが、これに限らず例えば被駆動体１００が振動体２に対して離間可能に設けられていてもよい。要するに、いずれか一方が他方に対して離間可能であれば、部品の取付時に両者が干渉することなく、駆動機構１の組立工程を簡略化できる。また、振動体２の被駆動体１００に対する離間方向は被駆動体１００の半径方向に沿った方向のみであったが、これに限らず適宜任意の方向に離間可能に設けてよい。さらに、振動体２および被駆動体１００の離間方向は一方向に限らない。例えば振動体２を一つの支点で支持すれば、振動体２は被駆動体１００に対してこの支点を中心に回動する方向に離間することとなる。この場合でも振動体２が被駆動体１００に良好に当接されていれば、効率よく駆動力を伝達できる。
【００３７】
振動体２は長手方向略中央を腕部２４によって両側から支持されていたが、これに限らず片側から支持されるものであってもよい。その場合でも支持体３が剛体であれば振動体２の振動減衰を防止して良好な伝達効率を得ることができる。
振動体２の形状は、凸部２３を含んだ長手方向の沿った中心線を軸として線対称に形成されていたが、これに限らない。例えば、被駆動体１００を正逆両方向に駆動する必要がない場合には、必ずしも振動体２を線対称に形成する必要はない。また、圧電素子２２の電極についても、各実施形態において五つ形成されていたが、これに限らず駆動機構１の用途に応じて適宜設定してよい。
固定体４に設けられた孔４６は、第二実施形態および第四実施形態においては圧電素子２２の電極に接続されたリード線を通す配線用のものであったが、これに限らない。例えば、固定体４を駆動機構１が適用される装置にねじ止めする場合などに、固定用の孔として利用してもよい。この場合でも、予め固定体４に孔が形成されているので、駆動機構１の組立工程を簡単にできる。
被駆動体１００の形状は、各実施形態において回転体であったが、これに限らず例えば棒状部材が直線移動するものであってもよい。また、被駆動体１００に設けられる伝達機構も、第三実施形態では輪列５１であったが、これに限らず例えばラックとピニオンなどのように回転運動を直線運動に変換して伝達するものであってもよい。
【００３８】
このような駆動機構１は、第三実施形態ではオルゴール５に、また第四実施形態では車６に適用されていたが、これに限らず様々な装置に適用できる。この時、駆動機構１は一つ設けられていたが、これに限らず複数設けられていてもよく、要するに少なくとも一つ用いられていればよい。
【００３９】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、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。
したがって、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はないから、それらの形状、材質など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。
【００４０】
【発明の効果】
このような本発明によれば振動体が剛体の支持体に支持されているので、振動体の振動が支持体に吸収されず、振動の減衰を最小限に抑制でき、振動体の振動を効率よく被駆動体に伝達できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる駆動機構の平面図。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる振動体の拡大斜視図。
【図３】本発明の第一実施形態にかかる駆動機構の断面図。
【図４】本発明の第二実施形態にかかる駆動機構の平面図。
【図５】本発明の第二実施形態にかかる駆動機構の断面図。
【図６】本発明の第三実施形態にかかる駆動機構の平面図。
【図７】本発明の第四実施形態にかかる装置を示す図。
【符号の説明】
１…駆動機構、２…振動体、３…支持体、４…固定体、５…オルゴール（装置）、６…車（装置）、２１…補強板、２２…圧電素子、２３…凸部、２４…腕部、２７…印加装置、３１…固定部、３２…スライド部、３６…ばね、４１…スライド溝、４４…ボール、５１…輪列（伝達機構）、１００…被駆動体、１０１…凹部。
【図１】
2004159399.tif 000003
【図２】
2004159399.tif 000004
【図３】
2004159399.tif 000005
【図４】
2004159399.tif 000006
【図５】
2004159399.tif 000007
【図６】
2004159399.tif 000008
【図７】
2004159399.tif 000009