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JP5874406B2 - Piezoelectric actuator and electronic device including the same - Google Patents
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

本発明は、圧電素子を有する板状の振動体と、この振動体の振動によって移動する移動体とを備える圧電アクチュエーター、及びこの圧電アクチュエーターを備える電子機器に関する。   The present invention relates to a piezoelectric actuator including a plate-like vibrating body having a piezoelectric element and a moving body that moves by vibration of the vibrating body, and an electronic device including the piezoelectric actuator.

従来、例えば、特許文献1に記載されているように、圧電アクチュエーターは、圧電素子を有する振動体と、この振動体に当接される移動体とを備えて構成され、逆圧電効果による振動を伝えて移動体を移動されることにより、駆動力を得ている。このような圧電アクチュエーターでは、振動体を移動体に付勢、又は、移動体を振動体に付勢して必要な駆動力を得ている。付勢手段は、コイルばね、板ばね等の押圧力を発生させる手段と振動体又は移動体自体を移動させる手段が配置されている。   Conventionally, as described in, for example, Patent Document 1, a piezoelectric actuator is configured to include a vibrating body having a piezoelectric element and a moving body that comes into contact with the vibrating body, and vibrates due to a reverse piezoelectric effect. The driving force is obtained by moving the moving body. In such a piezoelectric actuator, a necessary driving force is obtained by biasing the vibrating body to the moving body or biasing the moving body to the vibrating body. The urging means includes means for generating a pressing force such as a coil spring and a leaf spring and means for moving the vibrating body or the moving body itself.

特開平7−184382号公報JP-A-7-184382

特許文献1に記載の圧電アクチュエーターは、衝撃が加わった場合、振動体と移動体が当節されているため、当節部分に過大な力が加わり圧電素子を破壊することがあった。特に携帯用電子機器に用いた場合、誤って落下させることは良くあるが、振動体と振動体を移動させる手段全体の重さが移動体に加わる。
落下による衝撃はビニールタイルでの1m落下で、衝突時間をt=0.0001secとすると衝撃力Fは、
F=m√(2gh)/t
m:質量、h:落下高さ、g:重力加速度
となり、重量1gfで4.52kgfの力が加わることになる。
そこで、本発明は、圧電アクチュエーターの振動体の落下の衝撃による破壊を防止することを課題とする。
In the piezoelectric actuator described in Patent Document 1, when an impact is applied, since the vibrating body and the moving body are jointed, an excessive force is applied to the joint part and the piezoelectric element may be destroyed. In particular, when used in a portable electronic device, it is often accidentally dropped, but the weight of the vibrating body and the whole means for moving the vibrating body is added to the moving body.
The impact due to the drop is 1m drop on the vinyl tile, and if the collision time is t = 0.0001 sec, the impact force F is
F = m√ (2gh) / t
m: mass, h: drop height, g: acceleration of gravity, and a force of 4.52 kgf is applied at a weight of 1 gf.
Accordingly, an object of the present invention is to prevent the piezoelectric actuator from being broken due to the impact of dropping the vibrating body.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用例に係る圧電アクチュエーターは、圧電素子を有する板状の振動体と、前記振動体の振動によって移動する移動体と、前記移動体を保持する保持部材と、前記保持部材に取り付けられた移動体軸と、前記移動体軸と前記保持部材とを固定する1軸側に可動可能な可動軸受けと、を有することを特徴とする。   Application Example 1 A piezoelectric actuator according to this application example includes a plate-like vibrating body having a piezoelectric element, a moving body that moves by vibration of the vibrating body, a holding member that holds the moving body, and the holding member And a movable bearing movable on one axis side for fixing the movable body shaft and the holding member.

本適用例によれば、落下時の衝撃により前記1軸側に可動可能な可動軸受けが移動することにより衝撃を緩和することになり、これにより振動体の破壊を防止する効果を有する。   According to this application example, the impact is mitigated by the movement of the movable bearing movable toward the one axis side due to the impact at the time of dropping, thereby having an effect of preventing the vibration body from being destroyed.

[適用例2]上記適用例に記載の圧電アクチュエーターにおいて、前記可動軸受けには、バネが取り付けられ、通常はバネ力により軸受けが片側に固定されていることを特徴とする。   Application Example 2 In the piezoelectric actuator according to the application example described above, a spring is attached to the movable bearing, and the bearing is normally fixed to one side by a spring force.

本適用例によれば、通常はバネ力により軸受けが片側に固定されていることになり、これによって移動体を移動させることができる。   According to this application example, the bearing is normally fixed to one side by a spring force, and thus the moving body can be moved.

[適用例3]上記適用例に記載の圧電アクチュエーターにおいて、前記可動軸受けは、前記振動体との距離が離れる方向に移動することを特徴とする。   Application Example 3 In the piezoelectric actuator according to the application example described above, the movable bearing moves in a direction in which the distance from the vibrating body is increased.

本適用例によれば、上記可動軸受けが、振動体との距離が離れる方向に移動するため、落下による衝撃で、振動体からの力が加わった場合、力を逃がすことになる。これによって落下による破壊を防ぐことができる。   According to this application example, since the movable bearing moves in a direction away from the vibrating body, when a force from the vibrating body is applied due to an impact caused by dropping, the force is released. This can prevent destruction due to falling.

[適用例4]上記適用例に記載の圧電アクチュエーターにおいて、前記可動軸受けは、前記移動体軸の反対側の軸受けと同軸上になることを特徴とする。   Application Example 4 In the piezoelectric actuator according to the application example described above, the movable bearing is coaxial with a bearing on the opposite side of the movable body axis.

本適用例によれば、前記可動軸受けは移動体軸の反対側の軸受けと同軸上であるため、移動体軸での回転を妨げることが無くなり、これによって回転することができる。   According to this application example, since the movable bearing is coaxial with the bearing on the opposite side of the moving body axis, the rotation on the moving body axis is not hindered and can be rotated.

[適用例5]上記適用例に記載の圧電アクチュエーターにおいて、前記反対側の軸受けには、オリフィスが用いられていることを特徴とする。   Application Example 5 In the piezoelectric actuator according to the application example described above, an orifice is used for the bearing on the opposite side.

本適用例によれば、前記可動軸受けはバネにより可動体軸受けが移動し、移動体軸が動いた場合、前記反対側の軸受けはストレート軸受けの場合、軸がこじてしまうが、オリフィスを用いることにより軸が傾いてもこじることを無くすことができる。   According to this application example, when the movable body bearing is moved by a spring and the movable body shaft is moved, the opposite bearing is a straight bearing, but the shaft is twisted, but an orifice is used. By this, it is possible to eliminate twisting even if the shaft is inclined.

[適用例6]上記適用例に記載の圧電アクチュエーターにおいて、前記可動軸受けは、衝撃が加わると可動体軸が動くことを特徴とする。   Application Example 6 In the piezoelectric actuator according to the application example described above, the movable bearing moves the movable body shaft when an impact is applied.

本適用例によれば、前記可動軸受けは衝撃が加わると可動体軸が動くため、通常では定位置に固定されたままとなり、これによって、移動体軸が負荷無く回転することができる。   According to this application example, since the movable body shaft moves when an impact is applied to the movable bearing, normally, the movable shaft remains fixed at a fixed position, and thus the movable body shaft can rotate without load.

[適用例7]本適用例に係る電子機器は、上記記載の圧電アクチュエーターを備えることを特徴とする。   Application Example 7 An electronic apparatus according to this application example includes the piezoelectric actuator described above.

本適用例によれば、上記記載の圧電アクチュエーターと同様の効果を奏することができ、これにより、動作信頼性の高い電子機器を構成及び製造することができる。このような電子機器として、腕時計等の時計や、カメラ等を例示することができる。   According to this application example, an effect similar to that of the above-described piezoelectric actuator can be obtained, whereby an electronic device with high operation reliability can be configured and manufactured. Examples of such electronic devices include watches such as watches and cameras.

実施形態1に係る圧電アクチュエーターを示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing the piezoelectric actuator according to the first embodiment. 実施形態1に係る圧電アクチュエーターを示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the piezoelectric actuator according to the first embodiment. 実施形態1に係る可動軸受けを示す通常位置図。FIG. 3 is a normal position diagram illustrating the movable bearing according to the first embodiment. 実施形態1に係る衝撃による可動軸受け移動時を示す断面図。Sectional drawing which shows the time of the movable bearing movement by the impact which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る可動軸受けを示す衝撃位置図。The impact position figure which shows the movable bearing which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係る圧電アクチュエーターを示す平面図表。FIG. 6 is a plan view showing a piezoelectric actuator according to a second embodiment. 実施形態2に係る圧電アクチュエーターを示す平面図裏。The back of the top view which shows the piezoelectric actuator which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係る電子機器を示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing an electronic apparatus according to a third embodiment.

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、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each layer and each member is made different from the actual scale so that each layer and each member can be recognized.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る圧電アクチュエーターを示す平面図である。図2は、圧電アクチュエーターを示す断面図である。
まず、実施形態1に係る圧電アクチュエーターの概略構成について説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view showing the piezoelectric actuator according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the piezoelectric actuator.
First, a schematic configuration of the piezoelectric actuator according to the first embodiment will be described.

圧電アクチュエーター100は、圧電素子を有する板状の振動体21と、この振動体21の振動によって移動する移動体51と、移動体51を保持する保持部材56と、移動体軸52と保持部材56とを固定する1軸側に可動可能な可動軸受け55とを設けている。   The piezoelectric actuator 100 includes a plate-like vibrating body 21 having a piezoelectric element, a moving body 51 that moves due to the vibration of the vibrating body 21, a holding member 56 that holds the moving body 51, a moving body shaft 52, and a holding member 56. And a movable bearing 55 that is movable on one axis side.

移動体51は、環状に形成されており、セラミック、ステンレス鋼、鉄、アルミニウム、その他の材料で構成されている。この移動体51の内周側には環状の移動体軸52が圧入されている。この移動体軸52は、保持部材56に固定された穴石53に回転可能に嵌合されている。移動体軸52にはピニオンが形成されていても良く、減速、増速輪列を構成することができる。   The moving body 51 is formed in an annular shape and is made of ceramic, stainless steel, iron, aluminum, or other materials. An annular moving body shaft 52 is press-fitted on the inner peripheral side of the moving body 51. The moving body shaft 52 is rotatably fitted to a hole 53 fixed to the holding member 56. A pinion may be formed on the moving body shaft 52, and a deceleration and a speed increasing wheel train can be configured.

駆動機構20は、圧電素子22によって全体が振動する振動体21と、この振動体21に設けられた腕部25が取り付けられるスライダー26と、スライダー26が装着される取付部材10とで構成されている。また、駆動機構20は、振動体21の圧電素子22に駆動回路(図示せず)により所定周波数の電圧を印加することにより振動する、いわゆる圧電アクチュエーターである。   The drive mechanism 20 includes a vibrating body 21 that vibrates entirely by the piezoelectric element 22, a slider 26 to which an arm portion 25 provided on the vibrating body 21 is attached, and an attachment member 10 to which the slider 26 is attached. Yes. The drive mechanism 20 is a so-called piezoelectric actuator that vibrates when a voltage having a predetermined frequency is applied to the piezoelectric element 22 of the vibrating body 21 by a drive circuit (not shown).

振動体21は、略矩形平板状に形成された補強板23と、この補強板23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23はステンレス鋼、その他の材料で構成され、略矩形平板状に形成されている。   The vibrating body 21 includes a reinforcing plate 23 formed in a substantially rectangular flat plate shape, and flat plate-shaped piezoelectric elements 22 provided on both front and back surfaces of the reinforcing plate 23. The reinforcing plate 23 is made of stainless steel or other material and has a substantially rectangular flat plate shape.

支え部材28は、伸縮可能な2本のばね29を備え、1本のねじ30によって取付部材10に取り付けられている。このばね29はスライダー26の背面に当接され、振動体21の凸部24を移動体51の側面57に押圧付勢させている。ここで、圧電素子22の材料は、特に限定されず、チタン酸ジルコニウム酸鉛(PZT)、水晶、ニオブ酸リチウム等の各種のものを用いることができる。また、圧電素子22の両面には複数の電極(本実施形態では片面に5箇所)22A,22B,22Cが形成されている。これらの電極22A,22B,22Cは駆動回路と電気的に接続されている。   The support member 28 includes two springs 29 that can expand and contract, and is attached to the attachment member 10 by a single screw 30. The spring 29 is in contact with the back surface of the slider 26 and presses and biases the convex portion 24 of the vibrating body 21 against the side surface 57 of the moving body 51. Here, the material of the piezoelectric element 22 is not particularly limited, and various materials such as lead zirconate titanate (PZT), crystal, and lithium niobate can be used. In addition, a plurality of electrodes (5 locations on one side in this embodiment) 22A, 22B, and 22C are formed on both surfaces of the piezoelectric element 22. These electrodes 22A, 22B, and 22C are electrically connected to the drive circuit.

圧電素子22に所定周波数の電圧を印加すると、圧電素子22での励振により振動体21全体が振動する。この振動は振動体21の長手方向に沿って伸縮する縦振動と振動体21の面内で屈曲する屈曲振動とが組み合わされた状態で生じ、補強板23に形成された凸部24が楕円軌道を描くように振動する。そして、凸部24に発生した振動が移動体51の側面57と当接された部分に伝達され、移動体51が回転する。   When a voltage having a predetermined frequency is applied to the piezoelectric element 22, the entire vibrating body 21 vibrates due to excitation by the piezoelectric element 22. This vibration is generated in a state where the longitudinal vibration that expands and contracts along the longitudinal direction of the vibrating body 21 and the bending vibration that is bent in the plane of the vibrating body 21 are combined, and the convex portion 24 formed on the reinforcing plate 23 has an elliptical orbit. Vibrates like drawing. And the vibration which generate | occur | produced in the convex part 24 is transmitted to the part contact | abutted with the side surface 57 of the mobile body 51, and the mobile body 51 rotates.

また、図1において、圧電素子22の電極22A,22B,22Cに電圧を印加する時、印加電極を適宜選択することで移動体51の回転方向を任意に選択できる。つまり、圧電素子22の中央の電極22Aに加えて、一方の対角線上にある一対の電極22Bを選択した場合と、他方の対角線上にある一対の電極22Cを選択した場合とでは、移動体51の回転方向が逆になる。   Further, in FIG. 1, when a voltage is applied to the electrodes 22A, 22B, and 22C of the piezoelectric element 22, the rotation direction of the moving body 51 can be arbitrarily selected by appropriately selecting the application electrode. That is, in addition to the center electrode 22A of the piezoelectric element 22, when the pair of electrodes 22B on one diagonal line is selected and when the pair of electrodes 22C on the other diagonal line are selected, the moving body 51 The direction of rotation is reversed.

前記移動体51を保持する保持部材56に固定された穴石53により、移動体軸52を保持させている。移動体軸52を固定する1軸側にバネ部材54に固定された穴石53を持つ可動軸受け55を設け、もう1軸側には穴石53が固定されている。
図2のように可動軸受け55は、衝撃の加わらない通常時には2つの穴石は同軸上にある。
A moving body shaft 52 is held by a hole 53 fixed to a holding member 56 that holds the moving body 51. A movable bearing 55 having a hole 53 fixed to the spring member 54 is provided on one axis side for fixing the moving body shaft 52, and the hole 53 is fixed on the other axis side.
As shown in FIG. 2, the movable bearing 55 has two hole stones on the same axis at the normal time when no impact is applied.

図3は、実施形態1に係る可動軸受け55を示す通常位置図である。具体的には、衝撃が加わらない、可動軸受け55を示す通常位置図である。図4は、実施形態1に係る衝撃による可動軸受け55移動時を示す断面図である。図5は、実施形態1に係る可動軸受け55を示す衝撃位置図である。衝撃時、可動軸受け55が動くことにより衝撃を逃がす。また、衝撃により軸がずれるが、穴石53のオリフィスにより軸が傾いてもこじることが無いことを示す。   FIG. 3 is a normal position diagram illustrating the movable bearing 55 according to the first embodiment. Specifically, it is a normal position diagram showing the movable bearing 55 to which no impact is applied. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the movable bearing 55 moving due to an impact according to the first embodiment. FIG. 5 is an impact position diagram illustrating the movable bearing 55 according to the first embodiment. At the time of impact, the movable bearing 55 moves to release the impact. Further, although the shaft is displaced due to the impact, it is indicated that the shaft is not twisted even if the shaft is inclined by the orifice of the hole 53.

以上述べたように、本実施形態に係る圧電アクチュエーター100によれば、以下の効果を得ることができる。
ビニールタイルなどへの落下で衝撃がかかった場合、スライダー26と圧電素子22等の重量が移動体51にかかることによる、圧電素子22、移動体51の破壊が防止されることになる。
As described above, according to the piezoelectric actuator 100 according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
When an impact is applied due to falling onto a vinyl tile or the like, the piezoelectric element 22 and the movable body 51 are prevented from being destroyed due to the weight of the slider 26 and the piezoelectric element 22 being applied to the movable body 51.

(実施形態2)
図6は、実施形態2に係る圧電アクチュエーター100を示す平面図表である。図7は、圧電アクチュエーター100を示す平面図裏である。
なお、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。
まず、実施形態2に係る圧電アクチュエーターの概略構成について説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a plan view showing the piezoelectric actuator 100 according to the second embodiment. FIG. 7 is a back view of the plan view showing the piezoelectric actuator 100.
In addition, about the component same as Embodiment 1, the same number is used and the overlapping description is abbreviate | omitted.
First, a schematic configuration of the piezoelectric actuator according to the second embodiment will be described.

圧電アクチュエーター100は、圧電素子を有する板状の振動体21と、この振動体21の振動によって移動する移動体51と、移動体51を保持する保持部材56と、移動体軸52と保持部材56とを固定する1軸側に可動可能な可動軸受け55とを設けている。   The piezoelectric actuator 100 includes a plate-like vibrating body 21 having a piezoelectric element, a moving body 51 that moves due to the vibration of the vibrating body 21, a holding member 56 that holds the moving body 51, a moving body shaft 52, and a holding member 56. And a movable bearing 55 that is movable on one axis side.

移動体51は、環状に形成されており、セラミック、ステンレス鋼、鉄、アルミニウム、その他の材料で構成されている。この移動体51の内周側には環状の移動体軸52が圧入されている。この移動体軸52は、保持部材56に固定された穴石53に回転可能に嵌合されている。移動体軸52にはピニオンが形成されていても良く、減速、増速輪列を構成することができる。   The moving body 51 is formed in an annular shape and is made of ceramic, stainless steel, iron, aluminum, or other materials. An annular moving body shaft 52 is press-fitted on the inner peripheral side of the moving body 51. The moving body shaft 52 is rotatably fitted to a hole 53 fixed to the holding member 56. A pinion may be formed on the moving body shaft 52, and a deceleration and a speed increasing wheel train can be configured.

保持部材56は、回転軸80を中心に回転可能に形成されている。回転軸80は取付部材10にベアリング等の軸受けで案内され自由に回転することができる。   The holding member 56 is formed to be rotatable about the rotation shaft 80. The rotating shaft 80 is guided to the mounting member 10 by a bearing such as a bearing and can freely rotate.

駆動機構20は、圧電素子22によって全体が振動する振動体21と、この振動体21に設けられた腕部25が取り付けられる固定ベース81と、固定ベース81が装着される取付部材10とを備えた、いわゆる圧電アクチュエーターである。また、駆動機構20は、振動体21の圧電素子22に所定周波数の電圧を印加することにより振動体21を振動させる駆動回路(図示せず)を備えている。   The drive mechanism 20 includes a vibrating body 21 that vibrates entirely by the piezoelectric element 22, a fixed base 81 to which the arm portion 25 provided on the vibrating body 21 is attached, and an attachment member 10 to which the fixed base 81 is attached. It is a so-called piezoelectric actuator. The drive mechanism 20 includes a drive circuit (not shown) that vibrates the vibrating body 21 by applying a voltage having a predetermined frequency to the piezoelectric element 22 of the vibrating body 21.

振動体21は、略矩形平板状に形成された補強板23と、この補強板23の表裏両面に設けられた平板状の前記圧電素子22、とを備えている。補強板23はステンレス鋼、その他の材料で構成され、略矩形平板状に形成されている。また、補強板23の長さ方向の一端部には凸部24が形成され、凸部24は移動体51の側面57と当接されている。この振動体21は、ねじ27にて固定ベース81に固定されている。固定ベース81は、取付部材10に装着されている。   The vibrating body 21 includes a reinforcing plate 23 formed in a substantially rectangular flat plate shape and the flat plate-like piezoelectric elements 22 provided on both the front and back surfaces of the reinforcing plate 23. The reinforcing plate 23 is made of stainless steel or other material and has a substantially rectangular flat plate shape. Further, a convex portion 24 is formed at one end portion in the length direction of the reinforcing plate 23, and the convex portion 24 is in contact with the side surface 57 of the moving body 51. The vibrating body 21 is fixed to the fixed base 81 with screws 27. The fixed base 81 is attached to the mounting member 10.

保持部材56と固定ベース81には、伸縮可能なばね29を備え、2本のばね固定ピン82によって取り付けられている。このばね29は保持部材56と固定ベース81の間に引っ張り力を与え、振動体21の凸部24を移動体51の側面57に押圧付勢させている。ここで、圧電素子22の材料は、特に限定されず、チタン酸ジルコニウム酸鉛(PZT)、水晶、ニオブ酸リチウム等の各種のものを用いることができる。   The holding member 56 and the fixed base 81 are provided with a spring 29 that can be expanded and contracted, and are attached by two spring fixing pins 82. The spring 29 applies a tensile force between the holding member 56 and the fixed base 81, and presses and biases the convex portion 24 of the vibrating body 21 against the side surface 57 of the moving body 51. Here, the material of the piezoelectric element 22 is not particularly limited, and various materials such as lead zirconate titanate (PZT), crystal, and lithium niobate can be used.

振動体21は、略矩形板状に形成され、前記圧電素子の長辺の長さを1とすると短辺の長さは0.274以上であり、かつ、一次の縦振動と二次の屈曲振動との振動比は、前記一次の縦振動の共振振動数に対する前記二次の屈曲振動の共振周波数の比が1.00よりも大きく1.03よりも小さくなるように設定されていることが望ましい。   The vibrating body 21 is formed in a substantially rectangular plate shape. When the length of the long side of the piezoelectric element is 1, the length of the short side is 0.274 or more, and primary longitudinal vibration and secondary bending are performed. The vibration ratio to the vibration is set such that the ratio of the resonance frequency of the secondary bending vibration to the resonance frequency of the primary longitudinal vibration is greater than 1.00 and less than 1.03. desirable.

一次の縦振動及び二次の屈曲振動の共振周波数が互いに近接しているので、これらの共振周波数近傍で圧電素子22に所定周波数の電圧を印加すると、一次の縦振動及び二次の屈曲振動が同時に現れ易くなり、圧電素子22での励振により振動体21全体が振動する。この振動は振動体21の長手方向に沿って伸縮する縦振動と振動体21の面内で屈曲する屈曲振動とが組み合わされた状態で生じ、補強板23に形成された凸部24が楕円軌道を描くように振動する。そして、凸部24に発生した振動が移動体51の側面57と当接された部分に伝達され、移動体51が回転する。   Since the resonance frequencies of the primary longitudinal vibration and the secondary bending vibration are close to each other, when a voltage having a predetermined frequency is applied to the piezoelectric element 22 near these resonance frequencies, the primary longitudinal vibration and the secondary bending vibration are generated. At the same time, it tends to appear, and the entire vibrator 21 vibrates due to excitation by the piezoelectric element 22. This vibration is generated in a state where the longitudinal vibration that expands and contracts along the longitudinal direction of the vibrating body 21 and the bending vibration that is bent in the plane of the vibrating body 21 are combined, and the convex portion 24 formed on the reinforcing plate 23 has an elliptical orbit. Vibrates like drawing. And the vibration which generate | occur | produced in the convex part 24 is transmitted to the part contact | abutted with the side surface 57 of the mobile body 51, and the mobile body 51 rotates.

前記移動体51を保持する保持部材56に固定された穴石53により、移動体軸52を保持させている。移動体軸52を固定する1軸側にバネ部材54に固定された穴石53を持つ可動軸受け55を設け、もう1軸側には穴石53が固定されている。   A moving body shaft 52 is held by a hole 53 fixed to a holding member 56 that holds the moving body 51. A movable bearing 55 having a hole 53 fixed to the spring member 54 is provided on one axis side for fixing the moving body shaft 52, and the hole 53 is fixed on the other axis side.

実施形態2では、実機形態1と同様、可動軸受け55は、図2のように、衝撃の加わらない通常時には2つの穴石は同軸上にある。
また、図3〜5に示すように、衝撃時、可動軸受け55が動くことにより衝撃を逃がす。また、衝撃により軸がずれるが、穴石53のオリフィスにより軸が傾いてもこじることが無いことを示す。図5は、実施形態2に係る可動軸受けを示す衝撃位置図である。
In the second embodiment, as in the case of the actual machine form 1, the movable bearing 55 has two hole stones on the same axis at the normal time when no impact is applied as shown in FIG.
As shown in FIGS. 3 to 5, the impact is released by moving the movable bearing 55 at the time of impact. Further, although the shaft is displaced due to the impact, it is indicated that the shaft is not twisted even if the shaft is inclined by the orifice of the hole 53. FIG. 5 is an impact position diagram illustrating the movable bearing according to the second embodiment.

以上述べたように、本実施形態に係る圧電アクチュエーター100によれば、以下の効果を得ることができる。
ビニールタイルなどへの落下で衝撃がかかった場合、圧電素子22等の重量が移動体51にかかることによる、圧電素子22、移動体51の破壊が防止されることになる。
As described above, according to the piezoelectric actuator 100 according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
When an impact is applied due to falling onto a vinyl tile or the like, the piezoelectric element 22 and the moving body 51 are prevented from being destroyed due to the weight of the piezoelectric element 22 and the like being applied to the moving body 51.

(実施形態3)
図8は、実施形態3に係る電子機器(時計)を示す平面図である。
まず、実施形態3に係る電子機器の概略構成について説明する。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a plan view showing an electronic apparatus (clock) according to the third embodiment.
First, a schematic configuration of the electronic device according to the third embodiment will be described.

電子機器200は、圧電素子を有する板状の振動体21と、この振動体21の振動によって移動する移動体51と、移動体51を保持する保持部材56と、移動体軸52と保持部材56とを固定する1軸側に可動可能な可動軸受け55とを設けている。   The electronic device 200 includes a plate-like vibrating body 21 having a piezoelectric element, a moving body 51 that moves due to the vibration of the vibrating body 21, a holding member 56 that holds the moving body 51, a moving body shaft 52, and a holding member 56. And a movable bearing 55 that is movable on one axis side.

移動体51は、環状に形成されており、セラミック、ステンレス鋼、鉄、アルミニウム、その他の材料で構成されている。この移動体51の内周側には環状の移動体軸52が圧入されている。この移動体軸52は、保持部材56に固定された穴石53に回転可能に嵌合されている。移動体軸52にはピニオンが形成され、4番車110の歯車と組み合わされている。4番車110のピニオンは、3番車111の歯車と組み合わされている。3番車111のピニオンは、4番車110と同軸上にある2番車112の歯車と組み合わされ、減速輪列を構成している。   The moving body 51 is formed in an annular shape and is made of ceramic, stainless steel, iron, aluminum, or other materials. An annular moving body shaft 52 is press-fitted on the inner peripheral side of the moving body 51. The moving body shaft 52 is rotatably fitted to a hole 53 fixed to the holding member 56. A pinion is formed on the moving body shaft 52 and is combined with the gear of the fourth wheel & pinion 110. The pinion of the fourth wheel 110 is combined with the gear of the third wheel 111. The pinion of the third wheel 111 is combined with the gear of the second wheel 112 on the same axis as the fourth wheel 110 to constitute a reduction wheel train.

4番車110の先端には秒針が、2番車112の先端には時針が取り付けられ、時計を構成する。   A second hand is attached to the tip of the fourth wheel 110 and an hour hand is attached to the tip of the second wheel 112 to constitute a timepiece.

駆動機構20は、圧電素子22によって全体が振動する振動体21と、この振動体21に設けられた腕部25が取り付けられるスライダー26と、スライダー26が装着される取付部材10とで構成されている。また、駆動機構20は、振動体21の圧電素子22に駆動回路(図示せず)により所定周波数の電圧を印加することにより振動する、いわゆる圧電アクチュエーターである。   The drive mechanism 20 includes a vibrating body 21 that vibrates entirely by the piezoelectric element 22, a slider 26 to which an arm portion 25 provided on the vibrating body 21 is attached, and an attachment member 10 to which the slider 26 is attached. Yes. The drive mechanism 20 is a so-called piezoelectric actuator that vibrates when a voltage having a predetermined frequency is applied to the piezoelectric element 22 of the vibrating body 21 by a drive circuit (not shown).

振動体21は、略矩形平板状に形成された補強板23と、この補強板23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23はステンレス鋼、その他の材料で構成され、略矩形平板状に形成されている。   The vibrating body 21 includes a reinforcing plate 23 formed in a substantially rectangular flat plate shape, and flat plate-shaped piezoelectric elements 22 provided on both front and back surfaces of the reinforcing plate 23. The reinforcing plate 23 is made of stainless steel or other material and has a substantially rectangular flat plate shape.

支え部材28は、伸縮可能な1本のばね29を備え、取付部材10に直接取り付けられている。このばね29はスライダー26の背面に当接され、振動体21の凸部24を移動体51の側面57に押圧付勢させている。   The support member 28 includes a single elastic spring 29 and is directly attached to the attachment member 10. The spring 29 is in contact with the back surface of the slider 26 and presses and biases the convex portion 24 of the vibrating body 21 against the side surface 57 of the moving body 51.

圧電素子22に所定周波数の電圧を印加すると、圧電素子22での励振により振動体21全体が振動する。この振動は振動体21の長手方向に沿って伸縮する縦振動と振動体21の面内で屈曲する屈曲振動とが組み合わされた状態で生じ、補強板23に形成された凸部24が楕円軌道を描くように振動する。そして、凸部24に発生した振動が移動体51の側面57と当接された部分に伝達され、移動体51が回転し、時計輪列が回転する。   When a voltage having a predetermined frequency is applied to the piezoelectric element 22, the entire vibrating body 21 vibrates due to excitation by the piezoelectric element 22. This vibration is generated in a state where the longitudinal vibration that expands and contracts along the longitudinal direction of the vibrating body 21 and the bending vibration that is bent in the plane of the vibrating body 21 are combined, and the convex portion 24 formed on the reinforcing plate 23 has an elliptical orbit. Vibrates like drawing. And the vibration which generate | occur | produced in the convex part 24 is transmitted to the part contact | abutted with the side surface 57 of the mobile body 51, the mobile body 51 rotates, and a timepiece wheel train rotates.

前記移動体51を保持する保持部材56に固定された穴石53により、移動体軸52を保持させている。移動体軸52を固定する1軸側にバネ部材54に固定された穴石53を持つ可動軸受け55を設け、もう1軸側には穴石53が固定されている。
図2のように可動軸受け55は、衝撃の加わらない通常時には2つの穴石は同軸上にある。
A moving body shaft 52 is held by a hole 53 fixed to a holding member 56 that holds the moving body 51. A movable bearing 55 having a hole 53 fixed to the spring member 54 is provided on one axis side for fixing the moving body shaft 52, and the hole 53 is fixed on the other axis side.
As shown in FIG. 2, the movable bearing 55 has two hole stones on the same axis at the normal time when no impact is applied.

以上述べたように、本実施形態に係る電子機器200によれば、以下の効果を得ることができる。
ビニールタイルなどへの落下で衝撃がかかった場合、スライダー26と圧電素子22等の重量が移動体51にかかることによる、圧電素子22、移動体51の破壊が防止されることになり、時計の故障が防止される。
As described above, according to the electronic device 200 according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
When an impact is applied due to falling onto a vinyl tile or the like, the weight of the slider 26 and the piezoelectric element 22 and the like is applied to the moving body 51, thereby preventing the piezoelectric element 22 and the moving body 51 from being destroyed. Failure is prevented.

10…取付部材 20…駆動機構 21…振動体 22…圧電素子 22A,22B,22C…電極 23…補強板 24…凸部 25…腕部 26…スライダー 27…ねじ 28…支え部材 29…ばね 51…移動体 52…移動体軸 53…穴石 54…バネ部材 55…可動軸受け 56…保持部材 57…側面 80…回転軸 81…固定ベース 82…ばね固定ピン 100…圧電アクチュエーター 110…4番車 111…3番車 112…2番車 200…電子機器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Mounting member 20 ... Drive mechanism 21 ... Vibrating body 22 ... Piezoelectric element 22A, 22B, 22C ... Electrode 23 ... Reinforcement plate 24 ... Convex part 25 ... Arm part 26 ... Slider 27 ... Screw 28 ... Supporting member 29 ... Spring 51 ... Moving body 52 ... Moving body shaft 53 ... Hole stone 54 ... Spring member 55 ... Movable bearing 56 ... Holding member 57 ... Side surface 80 ... Rotating shaft 81 ... Fixed base 82 ... Spring fixing pin 100 ... Piezoelectric actuator 110 ... Fourth wheel 111 ... Third car 112 ... Second car 200 ... Electronic equipment.

Claims (7)

圧電素子を有する板状の振動体と、
前記振動体の振動によって移動する移動体と、
前記移動体を保持する保持部材と、
前記保持部材に取り付けられた移動体軸と、
前記移動体軸と前記保持部材とを固定する1軸側に設けられ、前記移動体軸に沿う方向と交差する方向に移動可能な可動軸受けと、
を有することを特徴とする圧電アクチュエーター。
A plate-like vibrating body having a piezoelectric element;
A moving body that moves by vibration of the vibrating body;
A holding member for holding the moving body;
A moving body shaft attached to the holding member;
A movable bearing that is provided on the one-axis side that fixes the movable body axis and the holding member, and is movable in a direction intersecting the direction along the movable body axis;
A piezoelectric actuator characterized by comprising:
請求項1に記載の圧電アクチュエーターにおいて、
前記可動軸受けには、バネが取り付けられ、通常はバネ力により軸受けが片側に固定されていることを特徴とする圧電アクチュエーター。
The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein
A piezoelectric actuator, wherein a spring is attached to the movable bearing, and the bearing is normally fixed to one side by a spring force.
請求項1又は2に記載の圧電アクチュエーターにおいて、
前記可動軸受けは、前記振動体との距離が離れる方向に移動することを特徴とする圧電アクチュエーター。
The piezoelectric actuator according to claim 1 or 2,
The piezoelectric actuator is characterized in that the movable bearing moves in a direction away from the vibrating body.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の圧電アクチュエーターにおいて、
前記可動軸受けは、前記移動体軸の反対側の軸受けと同軸上になることを特徴とする圧電アクチュエーター。
In the piezoelectric actuator as described in any one of Claims 1-3,
The piezoelectric actuator is characterized in that the movable bearing is coaxial with a bearing opposite to the moving body axis.
請求項4に記載の圧電アクチュエーターにおいて、
前記反対側の軸受けには、オリフィスが用いられていることを特徴とする圧電アクチュエーター。
The piezoelectric actuator according to claim 4, wherein
A piezoelectric actuator characterized in that an orifice is used for the bearing on the opposite side.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の圧電アクチュエーターにおいて、
前記可動軸受けは、衝撃が加わると前記移動体軸が動くことを特徴とする圧電アクチュエーター。
In the piezoelectric actuator according to any one of claims 1 to 5,
The movable actuator is a piezoelectric actuator characterized in that the moving body axis moves when an impact is applied.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の圧電アクチュエーターを備えることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the piezoelectric actuator according to claim 1.
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