(57)【要約】【課題】固有振動数の調整を容易に行うことができる圧電振動体、圧電振動体の固有振動数調整方法、圧電アクチュエータ、および電子機器を提供すること。【解決手段】  縦振動および屈曲振動の混合モードで振動する圧電アクチュエータにおいて、屈曲振動の腹Ｑの近傍に支持部６２が設けられているため、屈曲振動によるモーメントが通常作用する振動部２０Ｂ外周部に支持部６２がありながら、支持部６２にはモーメントが殆ど掛からない。このため、支持部６２には、縦振動による伸縮変位および屈曲振動による屈曲変位のみが作用するとみなすことができ、第１、第２支持部６２１，６２２の少なくとも一方を調整することによって、縦振動の固有振動数と屈曲振動との固有振動数の差を所望の値に調整できる。これにより、共振点に応じた固有振動数の調整を容易かつ迅速に実施できるので、生産性が向上し、低コスト化できる。【選択図】図５
2007221865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の圧電素子を有し、その面内の１つの方向の変位を生じる伸縮振動および、前記方向に直交する方向に変位を生じる屈曲振動の２つの振動モードにより振動する圧電振動体であって、
前記圧電素子が配置されて当該圧電素子への電圧印加により振動する振動部と、
前記振動部に設けられて当該振動部を振動可能に支持する支持部と、
前記支持部に設けられて前記圧電振動体が取り付けられる取付対象に取付固定される固定部とを備え、
前記支持部が前記振動部に設けられる位置は、屈曲振動の自由端部を除く腹の近傍となる当該振動部の外周部とされるとともに、
前記支持部は、伸縮振動の変位方向と略直交する方向に沿って延びる第１支持部と、前記第１支持部が延びる方向と略直交する方向に沿って延びる第２支持部とを有する
ことを特徴とする圧電振動体。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電振動体において、
前記第１支持部として、前記屈曲振動が複数有する腹のうち互いに異なる腹の近傍から略平行に延びる一対があり、
前記第２支持部は、前記一対の第１支持部の間を結んでいる
ことを特徴とする圧電振動体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧電振動体において、
前記固定部は、前記振動部における伸縮振動の節線に沿って前記取付対象に取付固定されている
ことを特徴とする圧電振動体。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の圧電振動体において、
前記第１支持部は、剛性的に相違する各部分として、所定の剛性を有し前記振動部に隣接する第１剛性部と、この第１剛性部よりも剛性が低い第２剛性部とを有する
ことを特徴とする圧電振動体。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の圧電振動体において、
前記第２支持部は、当該第２支持部において剛性的に相違する各部分として、所定の剛性を有し前記固定部に隣接する第１剛性部と、この第１剛性部よりも剛性が低い第２剛性部とを有する
ことを特徴とする圧電振動体。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の圧電振動体において、
前記振動部は、前記圧電素子に補強板を積層して構成され、
前記第１支持部および前記第２支持部は、前記補強板に一体に形成されている
ことを特徴とする圧電振動体。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の圧電振動体を用い、
前記第１支持部および前記第２支持部の少なくとも一方の寸法または形状を変更することにより、
前記圧電振動体における固有振動数を調整する
ことを特徴とする圧電振動体の固有振動数調整方法。
【請求項８】
請求項７に記載の圧電振動体の固有振動数調整方法において、
前記固有振動数の調整に際し、前記第１支持部および前記第２支持部の一方の寸法または形状を変更することにより、
伸縮振動の固有振動数と屈曲振動の固有振動数との差を調整する
ことを特徴とする圧電振動体の固有振動数調整方法。
【請求項９】
請求項１から６のいずれかに記載の圧電振動体を備え、
当該圧電振動体の振動が伝達される被駆動体には、前記振動部の伸縮振動の変位方向における自由端部が当接される
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項９に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記支持部は、前記振動部の伸縮振動の変位方向に対して互いに略線対称の形状で設けられ、
前記自由端部の振動軌跡は、前記振動部の伸縮振動の変位方向に対して略線対称に切り替えられる
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１から６のいずれかに記載の圧電振動体を備えた
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電子機器は、
計時部と、この計時部で計時された情報を表示する計時情報表示部とを備えた時計である
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、圧電振動体、圧電振動体の固有振動数調整方法、圧電アクチュエータ、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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ため、近年、圧電素子を有する圧電振動体の振動を伝達して被駆動体を駆動する圧電アクチュエータが開発されている。
ここで、圧電アクチュエータ等に用いられる圧電振動体としては、矩形や台形の板状あるいは棒状などに形成されて縦一次振動と屈曲二次振動との混合モードにより振動するものが知られ、所定周波数の交流電圧を圧電素子に印加することによって当該振動体を共振状態におき、振動体の一部が描く楕円軌跡の接線方向にロータなどの被駆動体を高効率で駆動するものが知られている。
【０００３】
このような振動体をロータ等に当接させた状態で振動可能に支持する支持部の構造としては、従来、板状とされた振動体の側面において、縦振動および屈曲振動の節の近傍となる位置に設けられた括れ部や直線状の梁部材などであり、このように側面側から振動体を支持することにより、圧電アクチュエータの薄型化が図られる（例えば、特許文献１）。
また、括れ部と、ロータなどに振動体を付勢するＬ字状のバネ部とを一体に形成したものもあった（例えば、特許文献２）。
このように、従来の支持部は、各振動モードごとの変位が極小となる振動の節の近傍で振動体を支持しており、これによって振動体の振動を妨げないようにしていた。
【０００４】
【特許文献１】特許第３６１４００９号公報（図１等）
【特許文献２】特許第３７２１９２８号公報（図２等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、圧電材料の特性のばらつきや、部材の加工寸法、組み立ての誤差などに起因して、圧電振動体の固有振動数（共振周波数に同じ）がばらつきやすいという問題がある。圧電振動体の一部における楕円運動を実現するには、縦振動および屈曲振動それぞれの固有振動数が所定の関係になるように調整する必要がある。
そこで、固有振動数の調整に前述のような支持部を利用する、例えば、支持部を切削することによって固有振動数を調整することなどが考えられるが、縦振動および屈曲振動などの混合モードの振動体では、調整作業の効率上、各振動モードそれぞれの固有振動数を別々に調整したい。
しかしながら、屈曲振動は、振動部の重心を中心として点対称に振動し、縦振動による変位方向に対するモーメントを伴うため、振動部の側面に設けられた支持部が振動部の長手方向に倒れ、支持部にモーメントが掛かる。すなわち、支持部には、縦振動による変位と、屈曲振動による変位とに加え、モーメントも作用することとなる。このため、支持部が単なる括れ形状や、梁形状である場合に限らず、特許文献２のように支持部がＬ字状であって、Ｌ字の一端側または他端側を切削し得る場合であっても、縦振動の固有振動数あるいは屈曲振動の固有振動数を互いに分離して調整することができない。したがって、固有振動数の調整が非常に困難であって生産性に劣り、また、歩留まりも悪く、製造コストが高騰していた。
【０００６】
このような問題に鑑みて、本発明の目的は、固有振動数の調整を容易に行うことができる圧電振動体、圧電振動体の固有振動数調整方法、圧電アクチュエータ、および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の圧電振動体は、平板状の圧電素子を有し、その面内の１つの方向の変位を生じる伸縮振動および、前記方向に直交する方向に変位を生じる屈曲振動の２つの振動モードにより振動する圧電振動体であって、前記圧電素子が配置されて当該圧電素子への電圧印加により振動する振動部と、前記振動部に設けられて当該振動部を振動可能に支持する支持部と、前記支持部に設けられて前記圧電振動体が取り付けられる取付対象に取付固定される固定部とを備え、前記支持部が前記振動部に設けられる位置は、屈曲振動の自由端部を除く腹の近傍となる当該振動部の外周部とされるとともに、前記支持部は、伸縮振動の変位方向と略直交する方向に沿って延びる第１支持部と、前記第１支持部が延びる方向と略直交する方向に沿って延びる第２支持部とを有することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、屈曲振動の腹（自由端部を除く）の近傍に支持部が設けられているため、屈曲振動によるモーメントが通常作用する振動部の外周部に支持部がありながら、支持部にはモーメントが殆ど掛からない。このため、支持部には、伸縮振動による伸縮変位および屈曲振動による屈曲変位のみが作用するものとみなせる。このような支持部は、伸縮振動の変位方向の略直交方向に沿った第１支持部、およびこの第１支持部と略直交する第２支持部をそれぞれ有して構成され、伸縮振動による変位の殆どは第１支持部の変形により吸収され、屈曲振動による変位の殆どは第２支持部の変形により吸収されるから、これらの第１、第２支持部により、伸縮振動および屈曲振動の各振動モードが互いに分離された状態で振動部が支持されることになる。これにより、第１、第２支持部の寸法や形状等を調整することによって、伸縮振動の固有振動数と屈曲振動の固有振動数とをそれぞれ独立して調整可能となる。そして、これら第１、第２支持部の少なくとも一方を調整することによって、伸縮振動の固有振動数と屈曲振動との固有振動数の差を所望の値に調整することが可能となる。
つまり、伸縮振動および屈曲振動を含む複数の振動モードを有する圧電振動体において、共振点に応じた固有振動数の調整を容易かつ迅速に実施できるので、生産性が向上し、低コスト化できる。また、固有振動数のばらつきを解消して所定の振動特性を実現できる。
なお、伸縮振動としては、特に限定されないが、長手方向を有する振動部が励振する縦振動や、円板、方形板等の呼吸振動などが挙げられる。
【０００９】
また、支持部を設ける位置として、自由端部を除く屈曲振動の腹の近傍を選定したので、伸縮振動および屈曲振動の両方の腹となる振動部の伸縮変位方向における両端部が自由端部として開放され、振幅を大きく確保できる。
ここで、第１、第２支持部による伸縮振動および屈曲振動の各固有振動数の調整によって、伸縮振動および屈曲振動の両方の振幅が確保され、振動部の一部における楕円運動を実現できる。すなわち、伸縮振動および屈曲振動の各固有振動数の差が大き過ぎる場合は、伸縮振動または屈曲振動どちらか一方の変位が支配的となり、楕円運動を実現できないおそれがあり、一方、伸縮振動および屈曲振動の各固有振動数の差が小さ過ぎる場合は、駆動周波数帯域の幅が狭いために駆動周波数の制御が難しく、動作が不安定となりやすいところ、伸縮振動および屈曲振動の各固有振動数の差が適切に調整されることにより、楕円運動の軌跡を個々の圧電振動体において一定のものとすることができる。これにより、所定の振動特性を充足する圧電振動体を安定的に供給することができる。
【００１０】
なお、支持部は振動部の外周部に設けられているため、例えばピン状の支持部を振動部の略中央などを貫通するように設けた場合と比べて、圧電振動体の薄型化を促進できるとともに、振動特性の調整が困難とならない。
【００１１】
本発明の圧電振動体では、前記第１支持部として、前記屈曲振動が複数有する腹のうち互いに異なる腹の近傍から略平行に延びる一対があり、前記第２支持部は、前記一対の第１支持部の間を結んでいることが好ましい。
【００１２】
この発明によれば、振動部の外周部において、屈曲振動の腹の近傍となる２箇所から一対の第１支持部が互いに略平行に延びており、これらの第１支持部の間が第２支持部で連結されることにより、振動部を安定的に支持できる。これにより、振動部の変位が過剰となった際や外乱時における破損を防止できる。
【００１３】
本発明の圧電振動体では、前記固定部は、前記振動部における伸縮振動の節線に沿って前記取付対象に取付固定されていることが好ましい。
【００１４】
この発明によれば、支持部に設けられ、取付対象に取付固定される固定部を伸縮振動の節線に沿って配置したことにより、固定部が振動の妨げとなって伸縮振動が減衰することを極力抑制できる。これにより、振動部の変位をより大きなものとすることができ、また、振動を励振するために必要となるエネルギーも少なくて済むから、駆動効率を高めることができる。
【００１５】
本発明の圧電振動体では、前記第１支持部は、剛性的に相違する各部分として、所定の剛性を有し前記振動部に隣接する第１剛性部と、この第１剛性部よりも剛性が低い第２剛性部とを有することが好ましい。
【００１６】
支持部の幅寸法などは、機械的な強度と振動エネルギー損失の兼ね合いによって定められるものであり、振動エネルギーの固定部への散逸を防ぐことを優先して支持部の剛性を低くした場合、圧電振動体の振動が伝達されるロータなどのフレ、偏心、振動部が当接される当接面の状態変化等により変位が過剰となる異常振動が生じやすく、振動子が破損するおそれがあった。
【００１７】
この発明によれば、第１支持部において、振動部に隣接する側に剛性が高い第１剛性部が設けられているので、ロータなどの外力による異常振動や衝撃時の外乱によって圧電素子を含む振動部や支持部が破損することを防止できる。一方、第１支持部における固定部側は、剛性の低い第２剛性部となっているので、支持部を通じて固定部に散逸する振動部の振動エネルギーを小さくでき、駆動効率を向上させることができる。
【００１８】
すなわち、従来は、振動エネルギーの散逸を防ぐため、支持部全体の剛性を低くするほかなく、これによって異常振動が生じて破損するおそれがあったが、剛性が相違する第１、第２剛性部を有して第１支持部が構成されていることにより、異常振動などの外乱時にも破損しない十分な強度を確保して信頼性を向上させることができるとともに、振動エネルギの損失が減って駆動効率が向上させることができる。
【００１９】
ここで、第１支持部に第１剛性部、第２剛性部を形成する簡略な手段としては、例えば、第１支持部の幅を振動部側となる一端側で太くし、他端側で細くすることが挙げられる。振動部への外力により、振動部と第１支持部との接続部分に生じる応力は第１剛性部の幅寸法に応じて按分されるので、第１剛性部を太くすることによって応力集中が回避され、破損をより防止できる。
【００２０】
なお、第１支持部を用いて伸縮振動の固有振動数を調整する場合は、第２剛性部の方を切削するなどして寸法、形状等を調整することが好ましい。異常振動などによる応力は、第１支持部においては振動部側に位置する第１剛性部でより大きくなるから、第１剛性部の寸法や形状等は変更しないで強度を維持することにより、より確実に破損を防止できる。
【００２１】
本発明の圧電振動体では、前記第２支持部は、当該第２支持部において剛性的に相違する各部分として、所定の剛性を有し前記固定部に隣接する第１剛性部と、この第１剛性部よりも剛性が低い第２剛性部とを有することが好ましい。
【００２２】
ここで、振動部の異常振動などによる応力は、第２支持部においては固定部側でより大きくなるから、第２支持部では、第１剛性部が固定部側に、第２剛性部が第１支持部側に配置されている。
この発明によれば、第２支持部が剛性の相違する第１、第２剛性部を有して構成されているので、異常振動などの外乱時にも破損しない十分な強度を確保して信頼性を向上させることができるとともに、振動エネルギの損失を減らして駆動効率を向上させることができる。
【００２３】
なお、第２支持部についても、第２支持部の幅を固定部側となる一端側で太く、他端側では細くすることによって、第１、第２剛性部を簡略に形成できる。第１剛性部が太いことによって応力を按分し、破損をより防止できる。
また、第２支持部を用いて屈曲振動の固有振動数を調整する場合も、第１剛性部の寸法や形状等は変更しないで強度を維持し、第２剛性部の寸法、形状等を調整することが好ましい。
【００２４】
本発明の圧電振動体では、前記振動部は、前記圧電素子に補強板を積層して構成され、前記第１支持部および前記第２支持部は、前記補強板に一体に形成されていることが好ましい。
【００２５】
この発明によれば、第１、第２支持部を一体に有する補強板をプレス打ち抜きなどで簡略に製作でき、この補強板に圧電素子を積層することによって、圧電素子を補強しつつ、製造コストを低減できる。
【００２６】
本発明の圧電振動体の固有振動数調整方法は、前述の圧電振動体のいずれかを用い、前記第１支持部および前記第２支持部の少なくとも一方の寸法または形状を変更することにより、前記圧電振動体における固有振動数を調整することを特徴とする。
【００２７】
ここで、第１、第２支持部の寸法や形状を調整する手段としては、例えば、エンドミル、超音波カッター、レーザーなどによる切削などが考えられる。
この発明によれば、伸縮振動および屈曲振動の各振動モードを互いに分離した状態で振動部を支持する第１、第２支持部の寸法や形状等を調整することによって、伸縮振動の固有振動数と屈曲振動の固有振動数とをそれぞれ独立して調整可能となる。
これにより、伸縮振動および屈曲振動の混合モードで振動する圧電振動体において、固有振動数の調整を容易かつ迅速に実施でき、固有振動数のばらつきを解消して所望の振動特性を実現できる。
【００２８】
本発明の圧電振動体の固有振動数調整方法では、前記固有振動数の調整に際し、前記第１支持部および前記第２支持部の一方の寸法または形状を変更することにより、伸縮振動の固有振動数と屈曲振動の固有振動数との差を調整することが好ましい。
この発明によれば、第１、第２支持部の一方を用いることによって、伸縮振動および屈曲振動の各固有振動数の差を調整することにより、固有振動数の調整を簡便かつ迅速に実施できる。すなわち、伸縮振動および屈曲振動の両方の固有振動数を別々に調整する場合のように、共振点に応じて固有振動数を調整する際に、固有振動数が少しでもばらつくと振動特性が著しくばらつき、調整に手間が掛かるなどの不都合をなくすことができる。
【００２９】
本発明の圧電アクチュエータは、前述の圧電振動体のいずれかを備え、当該圧電振動体の振動が伝達される被駆動体には、前記振動部の伸縮振動の変位方向における自由端部が当接されることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、前述の圧電振動体を備えたことにより、前述と同様の作用および効果を享受することができる。すなわち、固有振動数の調整を容易に行うことができるから、各種の駆動条件に応じて高効率の駆動性能を発揮する圧電アクチュエータを安定した品質で安価に提供できる。
なお、支持部で支持されておらず屈曲振動の腹が位置する振動部の自由端部において、伸縮振動および屈曲振動の重なりによる楕円運動を実現することにより、被駆動体を高効率で駆動できる。
このような圧電アクチュエータ（超音波モータ）は、例えば、カメラのズーム機構やオートフォーカス機構、プリンタのインクジェットヘッドや紙送り機構、可動玩具の駆動機構や姿勢補正機構などに使用できる。
【００３１】
本発明の圧電アクチュエータでは、前記支持部は、前記振動部の伸縮振動の変位方向に対して互いに略線対称の形状で設けられ、前記自由端部の振動軌跡は、前記振動部の伸縮振動の変位方向に対して略線対称に切り替えられることが好ましい。
【００３２】
ここで、自由端部の振動軌跡を線対称に切替可能な構造としては、例えば、複数の駆動電極を圧電素子の中心に対して点対称に設けるとともに、電圧印加の対象とする駆動電極を伸縮振動の変位方向に対して線対称に切り替えればよく、これにより、振動部の振動挙動が変化して振動軌跡が伸縮変位方向に対して線対称に、かつ回り方向が逆向きに切り替えられる。
この振動軌跡の切替によって、ロータなどの被駆動体の移動方向を切り替えることができる。この場合、被駆動体は、所定の正方向に駆動され、また、この正方向とは逆の方向にも駆動される。
【００３３】
前記の発明によれば、前記支持部が伸縮振動の変位方向に対して略線対称に形成されていることにより、自由端部がいずれの振動軌跡を描く場合でも、振動部が両側から支持部によってバランスよく支持され、安定的に駆動できる。
そして、各支持部を用いて伸縮振動および屈曲振動の固有振動数を調整することにより、一方の振動軌跡と他方の振動軌跡とを対称に揃え、一方の振動軌跡で駆動する動作モードと他方の振動軌跡で駆動する動作モードとにおける駆動性能を略同等にすることが可能となる。あるいは、両動作モードにおける駆動性能を略同等とせずに、所定の性能差を設けることも可能となる。すなわち、両動作モード間における固有振動数の差を調整してもよい。
【００３４】
本発明の電子機器は、前述の圧電振動体のいずれかを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、前述の圧電振動体を備えたことにより、前述と同様の作用および効果を享受できる。すなわち、圧電振動体の固有振動数を容易に調整でき、低コスト化を促進できる。
【００３５】
本発明の電子機器は、計時部と、この計時部で計時された情報を表示する計時情報表示部とを備えた時計であることが好ましい。
ここで、圧電アクチュエータは、例えば、カレンダや時分秒などの表示装置における駆動部として組み込まれる。
時計に圧電アクチュエータを組み込む利点としては、ステッピングモータなどと比べて、磁気の影響を受けない、応答性が高く微小送りが可能、小型化・薄型化に有利、高トルクなどが挙げられる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、固有振動数の調整を容易に行うことができ、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、以降の説明では、既に説明した構成と同様の構成については、同一符号を付して、説明を省略もしくは簡略化する。
【００３８】
［１．全体構成］
図１は、本実施形態に係る電子時計１の外観図である。電子時計１は、計時部としてのムーブメント２と、時分秒を表示するための計時情報表示部としての文字板３、時針４、分針５、秒針６のほか、文字板３に設けられた窓部３Ａから日付を表示する日付表示装置１０を備えた腕時計（ウォッチ）である。
【００３９】
［２．日付表示装置の構成］
図２は、底板１Ａに支持された日付表示装置１０を示す平面図である。日付表示装置１０は、圧電アクチュエータ２０と、この圧電アクチュエータ２０によって回転駆動される被駆動体としてのロータ３０と、ロータ３０の回転を減速しつつ伝達する減速輪列４０と、減速輪列４０を介して伝達される駆動力により回転する日車５０とを備えて大略構成されている。
ロータ３０は、日の変わり目、あるいは日付補正時に圧電アクチュエータ２０により回転駆動される。減速輪列４０は、ロータ３０と同軸に配置されてロータ３０と一体的に回転する歯車４１と、歯車４１に噛合する日回し中間車４２と、日回し車４３とで構成されている。
【００４０】
なお、底板１Ａの下方（裏側）には、水晶振動子が発振するパルス信号で動作するステッピングモータや（図示せず）、ステッピングモータに接続されて時針４、分針５、秒針６を駆動する運針輪列（図示せず）や、電池１Ｂ等が設けられている。電池１Ｂは、ステッピングモータや圧電アクチュエータ２０、圧電アクチュエータ２０に交流電圧を印加する駆動回路（図示せず）などの各回路に電力を供給する。
【００４１】
日回し中間車４２は、大径部４２１と小径部４２２とから構成されている。小径部４２２は、大径部４２１よりも若干小径の円筒形であり、その外周面には、略正方形状の切欠部４２３が形成されている。この小径部４２２は、大径部４２１に対し、同心をなすように固着されている。大径部４２１には、ロータ３０の上部の歯車４１が噛合していることにより、日回し中間車４２は、ロータ３０の回転に連動して回転する。
【００４２】
日回し中間車４２の側方の底板１Ａには、板バネ４２４が設けられており、この板バネ４２４の基端部が底板１Ａに固定され、先端部が略Ｖ字状に折り曲げられて形成されている。板バネ４２４の先端部は、日回し中間車４２の切欠部４２３に出入可能に設けられている。板バネ４２４に近接した位置には、接触子４２５が配置されており、この接触子４２５は、日回し中間車４２が回転し板バネ４２４の先端部が切欠部４２３に入り込んだときに、板バネ４２４と接触するようになっている。そして、板バネ４２４には、所定の電圧が印加されており、板バネ４２４が接触子４２５に接触すると、その電圧が接触子４２５にも印加される。従って、接触子４２５の電圧を検出することによって、日送り状態を検出でき、日車５０の１日分の回転量が検出できる。
【００４３】
なお、日車５０の回転量は、板バネ４２４や接触子４２５を用いたものに限らず、ロータ３０や日回し中間車４２の回転状態を検出して所定のパルス信号を出力するものなどを利用でき、具体的には、公知のフォトリフレクタ、フォトインタラプタ、ＭＲセンサ等の各種の回転エンコーダ等が利用できる。
【００４４】
日車５０は、リング状であり、その内周面に内歯車５１が形成されている。日回し車４３は、五歯の歯車を有しており、日車５０の内歯車５１に噛合している。また、日回し車４３の中心には、シャフト４３１が設けられており、このシャフト４３１は、底板１Ａに形成された貫通孔１Ｃに遊挿されている。貫通孔１Ｃは、日車５０の周回方向に沿って長く形成されている。そして、日回し車４３およびシャフト４３１は、底板１Ａに固定された板バネ４３２によって図２の右上方向に付勢されている。この板バネ４３２の付勢作用によって日車５０の揺動も防止される。
【００４５】
［３．圧電アクチュエータの構成］
次に、圧電アクチュエータ２０について説明する。圧電アクチュエータ２０は、日付の変わり目に、あるいは、日付補正時に起動され、図示しない駆動回路によって交流電圧が供給されることにより、ロータ３０を駆動する。
図３は、図２の部分拡大図であり、図４は、圧電アクチュエータ２０の分解斜視図、図５は、圧電アクチュエータ２０の本体である圧電振動体２０Ａの平面図である。
【００４６】
圧電アクチュエータ２０は、図４に示すように、矩形板状である２つの圧電素子２１，２２と、これらの圧電素子２１，２２の間に介装された導電性の補強板６０とを有する積層構造の圧電振動体２０Ａと、駆動回路が実装された図示しない回路基板とを備え、取付対象である底板１Ａ（図２）にスライダ７０によってスライド可能に取付固定されている。
以下、圧電アクチュエータ２０を構成する圧電振動体２０Ａの構成、およびその固有振動数調整方法について詳細に説明する。
【００４７】
［圧電素子の構成］
圧電素子２１，２２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から選択した任意の材料で形成されている。
これらの圧電素子２１，２２の表面には、ニッケルあるいは金などによるめっき、スパッタ、蒸着等による電極が設けられ、この電極がエッチング等による溝２５１〜２５４で分割されることにより、５つの駆動電極２６１〜２６５が設けられている。具体的に、圧電素子２１の長手方向に沿って延びる２本の溝２５１、２５２により電極は３等分され、さらに圧電素子２１の幅方向両端側の電極が圧電素子２１の幅方向に沿って延びる溝２５３，２５４により２等分されることで、５つの駆動電極２６１〜２６５が設けられている。
なお、スライダ７０と対向する裏面側の圧電素子２２にも、表面側の圧電素子２１と同様に駆動電極２６１〜２６５が設けられており、例えば駆動電極２６１の裏面側に駆動電極２６１が配置されている。
【００４８】
これらの駆動電極２６１〜２６５と補強板６０とは、図示しないリード線および回路基板を通じて駆動回路に接続され、各駆動電極２６１〜２６５と補強板６０との間で圧電素子２１，２２にそれぞれ電圧が印加される。なお、これらの駆動電極２６１〜２６５は、圧電素子２１，２２の平面中心に対して点対称に設けられている。
【００４９】
［補強板の構成］
補強板６０は、ステンレス鋼、その他の導電性材料から形成され、圧電素子２１，２２が配置される矩形状の本体６１と、本体６１の幅方向両側にそれぞれ突出する一対の支持部６２と、支持部６２の端部に設けられ、スライダ７０に固定される固定部６３とを一体に有する。
本体６１は、圧電素子２１，２２への電圧印加により振動し、圧電素子２１，２２と共に、略矩形板状の振動部２０Ｂを構成する。振動部２０Ｂは、圧電素子２１，２２への電圧印加によって縦一次振動と屈曲二次振動とを励振する。
本体６１の両側の短辺略中央には、長手方向に沿って突出する突起６１１，６１２がそれぞれ形成され、一方の突起６１１がロータ３０の側面に当接される。なお、圧電アクチュエータ２０は、ロータ３０の側面に対して略垂直に配置されており、突起６１１の向きがロータ３０の径方向に沿っている（図３）。また、振動部２０Ｂの平面はロータ３０の軸に対して直交するように配置されている。なお、突起６１１がロータ３０に当接されても、もう一方の突起６１２が励振に寄与するため、振幅を大きくでき、始動性が良好である。
図５に、振動部２０Ｂにおける屈曲振動の節をＰ、屈曲振動の腹をＢとして示した。ここで、振動部２０Ｂの長手方向における端部、および突起６１１，６１２が自由端部とされている。
【００５０】
［支持部の構成］
次に、図５を参照し、本実施形態において最も特徴的な支持部６２について説明する。
支持部６２は、振動部２０Ｂの中心線Ａに対して線対称に形成され、振動部２０Ｂを振動可能に支持する。各支持部６２は、振動部２０Ｂの外周部から振動部２０Ｂの幅方向に沿って互いに平行に延びる一対の第１支持部６２１と、各第１支持部６２１の端部からそれぞれ振動部２０Ｂの長手方向に延びる一対の第２支持部６２２とを有して平面略コ字状にそれぞれ形成されている。
【００５１】
各第１支持部６２１は、振動部２０Ｂにおける屈曲振動の複数の腹Ｑのうち、自由端部の間に位置する腹Ｑの近傍にそれぞれ設けられている。また、第１支持部６２１において、振動部２０Ｂの近傍における幅よりも、第２支持部６２２と連続する側の幅は狭くなっていて、これにより、振動部２０Ｂ側の第１剛性部６２１Ａと、この第１剛性部６２１Ａよりも剛性が低い第２剛性部６２１Ｂとが形成されている。なお、振動部２０Ｂの長辺に対して第１剛性部６２１Ａが直交する部分は、フィレット形状とされている。
【００５２】
各第２支持部６２２は、第１支持部６２１の端部から第１支持部６２１と略垂直に延びて互いに連続し、各第１支持部６２１の間を結んでいる。これらの第２支持部６２２は、第２支持部６２２が互いに連続して矩形状に設けられた第１剛性部６２２Ａにおいて、括れ部６３１を介して固定部６３に接続されている。また、第２支持部６２２において、第１剛性部６２２Ａの幅よりも、第１支持部６２１と連続する側の幅が狭く、これにより、第１剛性部６２２Ａよりも、第１支持部６２１側の第２剛性部６２２Ｂの剛性は低くなっている。
【００５３】
固定部６３は、略中央に孔６３２が形成されているとともに、略Ｌ字状の突起６３３を有する。ここで、括れ部６３１および孔６３２は、振動部２０Ｂの平面中心を通る縦振動の節線Ｂに沿って配置されている。なお、屈曲振動の節Ｐは、振動部２０Ｂの重心にあり、圧電振動体２０Ａは、これら縦振動および屈曲振動の両方の節の近傍で固定されている。
【００５４】
［スライダの構成］
次に、図４に戻って、スライダ７０について説明する。
スライダ７０は、圧電振動体２０Ａにおける各固定部６３がそれぞれ固定される一対の起立部７１と、これらの起立部７１の間に一体的に形成され、底板１Ａ（図２）にスライド可能に支持されるスライド部７２とを備えている。
各起立部７１には、ネジ孔７１１が形成されており、このネジ孔７１１に固定部６３の孔６３２を介してネジ７１２が螺合されることで、圧電振動体２０Ａがスライダ７０に固定される。なお、起立部７１に固定された圧電振動体２０Ａとスライド部７２との間には隙間があり、振動時に圧電振動体２０Ａがネジ７２２などに干渉しないようになっている。
【００５５】
スライド部７２は、底板１Ａ（図２）に形成された図示しない溝に沿って配置され、圧電振動体２０Ａの長手方向に沿って延びる長孔７２１を２つ有する。この長孔７２１には、ネジ７２２がそれぞれ挿通されて、底板１Ａに螺合される。すなわち、スライダ７０により、底板１Ａに対して圧電振動体２０Ａがスライド可能に取付固定される。
【００５６】
このように一体に組み付けられた圧電振動体２０Ａおよびスライダ７０は、図２および図３に示すように、底板１Ａに設けられた２つの圧縮コイルバネ１１によって圧電振動体２０Ａの長手方向に付勢されている。バネ１１は、底板１Ａに形成されたバネ取付部１２と、圧電振動体２０Ａの固定部６３に形成された突起６３３との間に係止される。このバネ１１による加圧により、圧電振動体２０Ａの突起６１１とロータ３０との間に適切な摩擦力が生じ、圧電アクチュエータ２０のロータ３０への振動の伝達効率が良好となっている。
【００５７】
［４．圧電アクチュエータの動作］
次に、図５、図６、図７を参照して圧電アクチュエータ２０の動作について説明する。図示しない駆動回路を通じて、圧電素子２１，２２における駆動電極２６１〜２６５への電圧印加が振動部２０Ｂの中心線Ａに対して線対称に切り替えられることにより、突起６１１の振動軌跡が変更される。
つまり、駆動電極２６１、２６３，２６５のみに電圧を印加すると、駆動電極２６１，２６３，２６５が振動部２０Ｂの長手方向Ｙに沿って、かつロータ３０（図３）の周回方向を含む振動部２０Ｂの平面内で伸縮し、この際の振動部２０Ｂの幅方向Ｘにおける振動挙動のアンバランスにより、図６に示すように、振動部２０Ｂの重心を中心として点対称に屈曲振動が誘起する。このときの振動部２０Ｂの振動挙動を図６に二点差線で模式的に図示した。この屈曲振動により、振動部２０Ｂは長手方向Ｙに倒れるが、屈曲振動の振幅が最大となる腹Ｑ（図５）の部位では、振動部２０Ｂの長手方向Ｙに対して倒れず、この腹Ｑの近傍の支持部６２には、モーメントが殆ど作用しない。
【００５８】
このように、振動部２０Ｂは、縦振動と屈曲振動との混合モードで振動し、これら縦振動と屈曲振動との位相差に基くリサージュ図形として、突起６１１は楕円状の振動軌跡Ｅ１を描く。この振動軌跡Ｅ１の長軸は、駆動電極２６２，２６４（図５）を結ぶ方向にほぼ沿っている。この振動軌跡Ｅ１との接線方向にロータ３０が間欠駆動され、突起６１１が所定の駆動周波数で楕円運動を続けることにより、ロータ３０は正方向Ｒ１（図３）に所定の速度で回転する。このとき圧電アクチュエータ２０は、計時による日付変更を行う正転モードであり、ロータ３０の正回転により、減速輪列４０を介して日車５０（図２）が正方向Ｒ１に送られる。
【００５９】
一方、駆動電極２６２，２６３，２６４のみに電圧を印加した場合は、図７に二点鎖線で示したように、振動部２０Ｂの振動挙動が図６に示したものとは振動部２０Ｂの長手方向に対して線対称となり、突起６１１が楕円状の振動軌跡Ｅ２を描く。この振動軌跡Ｅ２の長軸は、駆動電極２６１，２６３（図５）を結ぶ方向にほぼ沿い、振動軌跡Ｅ２と前述の振動軌跡Ｅ１とは、縦振動の伸縮方向に沿った振動部２０Ｂの重心を通る軸線に対して線対称であり、かつ互いに逆回りとなっている。この振動軌跡Ｅ２との接線方向にロータ３０が駆動され、逆方向Ｒ２（図３）に回転する。このとき圧電アクチュエータ２０は、日付補正時の日付変更を行う逆転モードであり、ロータ３０の逆回転により、減速輪列４０を介して日車５０（図２）が逆方向に送られる。
【００６０】
［５．圧電振動体の固有振動数調整方法］
以上説明した圧電振動体２０Ａにおける圧電素子２１，２２の寸法や厚さ、駆動電極２６１〜２６５の分割形態などは、縦振動と屈曲振動とが同時に現れ、楕円状の振動軌跡Ｅ１，Ｅ２を実現するように適宜設計されているが、圧電素子２１，２２と補強板６０とを組み立てる際などの誤差などに起因して、圧電振動体２０Ａの固有振動数がばらつき、圧電アクチュエータ２０の所定の駆動特性を実現できないおそれがある。このため、固有振動数の調整が必要となる。以下、この圧電振動体２０Ａにおける固有振動数（共振周波数）の調整について説明する。
【００６１】
圧電振動体２０Ａに供給する印加電圧の駆動周波数については、圧電振動体２０Ａにおける縦振動の共振点と屈曲振動の共振点を考慮して決められる。
図８（Ａ）に、圧電振動体２０Ａの駆動周波数とインピーダンスとの関係を示し、図８（Ｂ）には、圧電振動体２０Ａの駆動周波数と縦振動の振幅および屈曲振動の振幅との関係を示した。図８（Ａ）に示すように、駆動周波数に対してインピーダンスが極小となる点が二点現れる。ここでは、これらのうち周波数の低い方の一点は、縦振動の振幅が最大となる共振点で、この共振点における駆動周波数が、縦共振周波数ｆｒ１となる。周波数の高い方の一点は、屈曲振動の振幅が最大となる共振点で、この共振点における駆動周波数が屈曲共振周波数ｆｒ２となる。
なお、駆動電圧の波形は、矩形波、サイン波、のこぎり波、三角波など任意である。
【００６２】
これらの図８（Ａ）、（Ｂ）を参照すると、圧電振動体２０Ａを縦共振周波数ｆｒ１と屈曲共振周波数ｆｒ２との間で駆動した際に、縦振動および屈曲振動の両方の振幅が確保され、突起６１１が楕円状の振動軌跡Ｅ１またはＥ２を描くこととなる。縦共振周波数ｆｒ１から屈曲共振周波数ｆｒ２に向かって駆動周波数を変化させると、縦振動の振幅よりも屈曲振動の振幅の方が次第に大きくなり、突起６１１が描く楕円軌跡が変化する。
これらに基き、本実施形態における圧電振動体２０Ａの固有振動数の調整では、縦振動および屈曲振動の各固有振動数のいずれか一方に対して他方を調整することにより、屈曲共振周波数ｆｒ２と縦共振周波数ｆｒ１との差分（図８中、Δｆｒ）を変更することとする。Δｆｒが大き過ぎる場合は、伸縮振動または屈曲振動どちらか一方の変位が支配的となり、楕円運動を実現できないおそれがある。一方、Δｆｒが小さ過ぎる場合は、駆動周波数帯が小さいために周波数の制御が難しく、動作が不安定となりやすい。
【００６３】
圧電振動体２０Ａの固有振動数の調整には、振動部２０Ｂを支持する支持部６２（図５）を用いる。前述のように、振動部２０Ｂの振動時、支持部６２は長手方向Ｙに傾かないため、支持部６２には、縦振動によるＹ方向への伸縮変位と屈曲振動によるＸ方向への変位のみが作用する。すなわち、Ｘ方向に延びる第１支持部６２１によって、縦振動によるＹ方向への変位が吸収され、Ｙ方向に延びる第２支持部６２２によって、屈曲振動によるＸ方向への変位が吸収されることになる。これらの第１、第２支持部６２１，６２２により、縦振動および屈曲振動が互いに分離された状態とされているから、第１支持部６２１および第２支持部６２２の寸法、形状などを調整することにより、縦振動および屈曲振動の固有振動数を独立して調整可能である。
【００６４】
これらの第１、第２支持部６２１，６２２の寸法、形状の調整は、第１、第２支持部６２１，６２２の外周を切削することによって行う。なお、これら第１、第２支持部６２１，６２２を切削する際は、幅が細い第２剛性部６２１Ｂ，６２２Ｂを切削し、第１剛性部６２１Ａ，６２２Ａは切削しないものとする。
【００６５】
ここで、第１支持部６２１を切削することにより、第１支持部６２１による振動部２０ＢのＹ方向における拘束力が減少するため、縦振動の固有振動数が低下する。このとき、屈曲振動の固有振動数には殆ど影響しないため、Δｆｒは大きくなる。
一方、第２支持部６２２を切削することにより、第２支持部６２２による振動部２０ＢのＸ方向における拘束力が減少するため、屈曲振動の固有振動数が低下する。このとき、縦振動の固有振動数には殆ど影響しないため、Δｆｒは小さくなる。
【００６６】
固有振動数の調整手順としては、まず、圧電振動体２０Ａの複数サンプルについて、第１支持部６２１をどの程度切削したらどの程度、縦振動の固有振動数が変化するのか、また、第２支持部６２２をどの程度切削したらどの程度、屈曲振動の固有振動数が変化するのかを試験することにより、第１支持部６２１を用いた場合のΔｆｒの調整量、および、第２支持部６２２を用いた場合のΔｆｒの調整量をそれぞれ求めておく。この調整量は切削の度合（寸法など）に応じて段階的に求めておくことが好ましい。
そして、このΔｆｒの調整量と、圧電アクチュエータ２０に要求される所定の駆動特性を基に決められるΔｆｒの規定値と、個々の圧電振動体２０ＡにおけるΔｆｒの測定値とに基いて、測定されたΔｆｒの値を規定値に近づけるべく、第１、第２支持部６２１，６２２のうち調整に利用する一方を、エンドミル、超音波カッター、レーザなどで適宜切削する。
なお、必要に応じて、第１、第２支持部６２１，６２２の両方を切削してもよいが、第１、第２支持部の一方を用いて縦振動および屈曲振動の各固有振動数の差を調整することにより、調整作業を簡便かつ迅速に実施できる。
【００６７】
本実施形態の圧電アクチュエータ２０は、ロータ３０を正方向Ｒ１に駆動する正転モードと、ロータ３０を逆方向Ｒ２に駆動する逆転モードとを有するので、これらの正転モード、逆転モードそれぞれにおけるΔｆｒを調整する。ここで、本実施形態では、正転、逆転の各動作モードごとにΔｆｒを調整するのではなく、正転モード、逆転モードの間におけるΔｆｒの差をなくすように、固有振動数の調整を実施する。
ここで、正転モードにおけるΔｆｒと逆転モードにおけるΔｆｒとは、完全に一致しなくてもよく、正転モード、逆転モードの両モード間におけるΔｆｒの差は、所定の適正範囲に納まっていればよい。
【００６８】
以上のように、第１、第２支持部６２１，６２２の切削によりΔｆｒの値が適切に調整される結果、個々の圧電振動体２０Ａにおいて、所望の楕円状の振動軌跡Ｅ１，Ｅ２を実現することができる。
【００６９】
［６．本実施形態による効果］
以上説明した本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
（１）縦振動および屈曲振動の混合モードで振動する圧電アクチュエータ２０において、屈曲振動の腹Ｑの近傍に支持部６２が設けられているため、屈曲振動によるモーメントが通常作用する振動部２０Ｂ外周部に支持部６２があるにも関わらず、支持部６２にはモーメントが殆ど掛からない。このため、支持部６２には、縦振動による伸縮変位および屈曲振動による屈曲変位のみが作用するとみなすことができ、第１、第２支持部６２１，６２２の少なくとも一方を調整することによって、縦振動の固有振動数と屈曲振動との固有振動数の差Δｆｒを所望の値に調整することが可能となる。
つまり、縦振動および屈曲振動を含む複数の振動モードを有する圧電振動体２０Ａにおいて、共振点に応じた固有振動数の調整を容易かつ迅速に実施できるので、生産性が向上し、低コスト化できる。また、固有振動数のばらつきを解消して所定の振動特性を実現できる。
【００７０】
（２）また、第１、第２支持部６２２による縦振動および屈曲振動の各固有振動数の調整によって、縦振動および屈曲振動の両方の振幅が確保され、振動部２０Ｂの一部における楕円状の振動軌跡Ｅ１，Ｅ２を個々の圧電振動体２０Ａにおいて一定のものとすることができる。これにより、所定の振動特性を充足する圧電振動体２０Ａを安定的に供給することができる。
【００７１】
（３）支持部６２は振動部２０Ｂの外周部に設けられているため、圧電振動体２０Ａの薄型化を促進できる。
【００７２】
（４）一対の第１支持部６２１および第２支持部６２２によって支持部６２が平面コ字状に形成され、支持部６２と振動部２０Ｂとが環状に連続することにより、振動部２０Ｂを安定的に支持できる。これにより、振動部２０Ｂの変位が過剰となった際や外乱時における破損を防止できる。
【００７３】
（５）固定部６３が縦振動の節線Ｂに沿って配置されているので、固定部６３が振動の妨げとなって縦振動が減衰することを極力抑制できる。これにより、振動部２０Ｂの変位をより大きなものとすることができ、また、振動を励振するために必要となるエネルギーも少なくて済むから、駆動効率を高めることができる。
【００７４】
（６）そして、第１支持部６２１および第２支持部６２２において、ロータ３０などの外力による応力が最も集中しやすい部分を幅広の第１剛性部６２１Ａ，６２２Ａとして強度を確保しつつ、応力がさほど集中しない部分を幅狭の第２剛性部６２１Ｂ，６２２Ｂとしたので、ロータなどの外力による異常振動や衝撃時の外乱による破損を防止できるとともに、支持部６２を通じた振動エネルギの散逸を防止して駆動効率が向上させることができる。
【００７５】
（７）また、第１、第２支持部６２１，６２２を用いて調整する際、第２剛性部６２１Ｂ，６２２Ｂの方を切削しているので、第１剛性部６２１Ａ，６２２Ａの強度が維持され、より確実に破損を防止できる。
【００７６】
（８）一対の支持部６２が振動部２０Ｂの両側で縦振動の変位方向に対して略線対称に形成されていることにより、突起６１１が振動軌跡Ｅ１，Ｅ２のいずれを描く場合でも、振動部２０Ｂが両側から支持部６２によってバランスよく支持され、安定的に駆動できる。
そして、各支持部６２を用いて縦振動および屈曲振動の固有振動数を調整することにより、振動軌跡Ｅ１，Ｅ２を対称に揃え、正転モードと逆転モードとにおける駆動性能を略同等にすることが可能となる。あるいは、両動作モードにおける駆動性能を略同等とせずに、所定の性能差を設けることも可能となる。すなわち、両動作モード間における固有振動数の差を調整してもよい。
【００７７】
（９）前述のように、固有振動数の調整を容易に行うことができるから、各種の駆動条件に応じて高効率の駆動性能を発揮する圧電アクチュエータ２０を安定した品質で安価に提供できる。
【００７８】
〔本発明の変形例〕
本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変形や改良が許容される。
【００７９】
図９は、本発明の変形例に係る圧電アクチュエータ８０を示す。この圧電アクチュエータ８０は、ロータ３０を一方向（Ｒ１方向）に回転駆動するものであり、駆動電極２７１が表面に設けられた圧電素子２１，２２（図４参照）が補強板９０の表裏に積層された矩形板状の圧電振動体８０Ａを備える。ここで、突起９１１，９１２が補強板９０に形成された位置が前記実施形態における圧電振動体２０Ａ（図３）とは相違し、突起９１１，９１２は、振動部８０Ｂの重心に対して対角線上両端側で点対称に形成されている。また、支持部６２および固定部６３は、振動部８０Ｂの一方の側面にのみ設けられている。そして、固定部６３は図示略のベースにネジで固定され、板バネ３１によってロータ３０が圧電アクチュエータ８０に向かって付勢されることにより、一方の突起９１１がロータ３０の側面に加圧された状態で当接される。
【００８０】
このような圧電振動体８０Ａは、駆動電極２７１に電圧を印加すると、振動部８０Ｂの幅方向における重量のアンバランスにより、図６に示したのと近似する振動挙動で縦振動および屈曲振動を励振する。このとき、ロータ３０に当接されない突起９１２は、振動のバランサとして機能し、これによって振動が安定する。そして、突起９１１が楕円状の振動軌跡を描くことにより、ロータ３０はＲ１方向に回転駆動される。なお、屈曲振動の腹の位置は図５に示した腹Ｑと略同様であり、支持部６２には屈曲振動によるモーメントが掛からないので、第１、第２支持部６２１，６２２を適宜用いることによって、縦振動および屈曲振動の各固有振動数の調整を容易に行うことができる。このほか、本変形例においても、前記実施形態と略同様の効果を奏する。
【００８１】
なお、前記実施形態や変形例では、補強板の表裏に圧電素子が１枚ずつ貼り合わせられた３層構造のものを示したが、これに限らず、補強板の片面に圧電素子を１枚だけでもよく、また、補強部材の表裏両面に圧電素子を２枚〜１０枚程度、あるいはそれ以上の枚数貼り合わせて多層構造とすることにより、大パワー化を図ることもできる。
【００８２】
また、前記実施形態などでは、平面略矩形状の圧電振動体のみを示したが、圧電振動体の形状などは限定されず、例えば、台形、ひし形、トラス、平行四辺形などの形状であってもよい。圧電素子に設けられる駆動電極の分割態様なども限定されない。さらに、被駆動体に当接される突起が設けられていなくてもよく、振動部の自由端部が被駆動体に直接当接されていてもよい。
【００８３】
そして、支持部の形状は、第１支持部および第２支持部を有していれば特に限定されない。これらの第１支持部および第２支持部における第１、第２剛性部は、前記したような幅の拡縮によるものに限定されない。例えば、第１、第２支持部をテーパ形状として剛性に差をつけることも検討できる。そのほか、第１、第２支持部の材質等に応じて第１、第２剛性部を構成しても良い。ただし、これらの第１支持部および第２支持部において、第１剛性部および第２剛性部などによる剛性の差はなくても、第１支持部、第２支持部を用いた固有振動数の調整は可能である。
また、前記実施形態では、一対の第１支持部の間が第２支持部により連結され、支持部の形状は平面コ字状となっていたが、これに限らず、第１支持部と第２支持部とが略直角に配置されたＬ字状に支持部を形成することも考えられる。支持部は、補強板に形成されたものに限らず、また、板状でなくて棒状などとされていてもよい。
【００８４】
さらに、前述した矩形板状の圧電振動体２０Ａ，８０Ａでは、その板面の面内方向に伸縮変位する縦振動と、この伸縮方向に対して屈曲変位する屈曲振動との混合モードで振動し、これに対応して、支持部６２に形成された第１、第２支持部６２１，６２２も、振動部２０Ｂの面内方向において互いに略直角を為すように延びていたが、第１、第２支持部の延出方向はこれに限定されず、圧電振動体の振動モードに応じて適宜決めることができる。例えば、縦振動による伸縮面内に対して撓み振動する圧電振動体であれば、第２支持部は伸縮面内から略垂直に立ち上がるように形成されていてよい。
【００８５】
前記実施形態では、圧電振動体の圧電アクチュエータとしての組み込み例として腕時計を例示したが、これに限定されず、本発明は、懐中時計、置時計、掛け時計などにも組み込むことができる。これらの各種時計において、時刻やカレンダ表示装置の駆動以外に、例えばからくり人形などを駆動する機構としても利用できる。
さらに、電子時計以外に、カメラやプリンタ、可動玩具などの各種電子機器に組み込んでもよく、カメラのズーム機構やオートフォーカス機構、絞り調整機構、フィルムの巻き上げ機構、プリンタの紙送り機構やインクジェットヘッド、可動玩具類の駆動機構、姿勢補正機構などに、本発明の圧電アクチュエータを適宜使用できる。
【００８６】
またさらに、計測機器のメータ指針の駆動機構や、自動車等のインパネ（instrumental panel）のメータ指針の駆動機構、圧電ブザー、超音波モータ等に本発明の駆動制御装置を用いてもよい。あるいは、圧電アクチュエータとしてのみならず、電子機器の回路基板に実装される発振子などとしても本発明の圧電振動体を使用できる。
なお、被駆動体としては、回転駆動されるロータ、直線駆動されるリニア駆動体などを採用でき、被駆動体の駆動方向は限定されない。
【００８７】
以上、本発明を実施するための最良の構成について具体的に説明したが、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および改良を加えることができるものである。
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。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施形態における電子時計の外観図。
【図２】前記実施形態における日表示装置の平面図。
【図３】図２の部分拡大図。
【図４】前記実施形態における圧電アクチュエータの分解斜視図。
【図５】前記実施形態における圧電振動体の平面図。
【図６】前記実施形態における圧電振動体の動作を示す平面図。
【図７】前記実施形態における圧電振動体の動作を示す平面図。
【図８】前記実施形態における圧電振動体について、（Ａ）は、駆動周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフ、（Ｂ）は、駆動周波数と縦振動および屈曲振動の振幅との関係を示すグラフ。
【図９】本発明の変形例における圧電アクチュエータの平面図。
【符号の説明】
【００８９】
１・・・電子時計（電子機器）、１Ａ・・・底板（取付対象）、２・・・ムーブメント（計時部）、３・・・文字板（計時情報表示部）、４・・・時針（計時情報表示部）、５・・・分針（計時情報表示部）、６・・・秒針（計時情報表示部）、２０，８０・・・圧電アクチュエータ、２０Ａ，８０Ａ・・・圧電振動体、２０Ｂ，８０Ｂ・・・振動部、２１，２２・・・圧電素子、３０・・・ロータ（被駆動体）、６０，９０・・・補強板、６２・・・支持部、６３・・・固定部、６１１，６１２，９１１，９１２・・・突起（自由端部の一部）、６２１・・・第１支持部、６２２・・・第２支持部、６２１Ａ，６２２Ａ・・・第１剛性部、６２１Ｂ，６２２Ｂ・・・第２剛性部、Ｂ・・・節線、Ｅ１，Ｅ２・・・振動軌跡、Ｑ・・・腹。
【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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