压电振动体及其固有振动数调整方法、压电激励器及设备

摘要

本发明公开了一种以纵向振动和弯曲振动的混合模式振动的压电激励器，由于将支撑部(62)设于弯曲振动的腹点Q的附近，因此，尽管支撑部(62)位于弯曲振动所产生的力矩所通常作用的振动部(20B)的外周部，力矩也几乎不会施加在支撑部(62)上。因此，可以视为只有纵向振动引起的伸缩位移和弯曲振动引起的弯曲位移作用于支撑部(62)，通过对第一、第二支撑部(621、622)中的至少一个进行调整便可以将纵向振动的固有振动数与弯曲振动的固有振动数的差调整为希望的值。由此，能够容易且迅速地根据谐振点实施固有振动数的调整，因而能够提高生产性并降低成本。

说明书

技术领域

本发明涉及压电振动体、压电振动体的固有振动数调整方法、压电激励器、以及电子设备。

背景技术

压电元件因其具有从电能转换到机械能的高转换效率以及快速的反应性，故近年来，已开发出了压电激励器，用于传递包括压电元件的压电振动体的振动，驱动被驱动体。

在此，作为用于压电激励器等的压电振动体，公知有：形状为矩形、梯形的板状或棒状等并以纵向一次振动和弯曲二次振动的混合模式振动的压电振动体；还公知有这样的压电振动体：通过向压电元件施加预定频率的交流电压，使该振动体处于谐振状态，从而沿着振动体的一部分所描绘的椭圆轨迹的切线方向高效驱动转子等被驱动体。

作为支撑这种振动体使其能够在与转子等抵接(接触、有力的接触)的状态下振动的支撑部的结构，在现有技术中，采用的是细的部分(括れ部：有粗有细的部分中的细的部分)或直条状的梁部件等，它们位于板状振动体的侧面，设于纵向振动和弯曲振动的节点附近的位置上，这样，通过从侧面一侧对振动体加以支撑，从而有助于压电激励器变薄(例如，文献1：特許第3614009号公報(图1等))。

此外，还有一种支撑部结构，其中，细的部分与用于在转子等上对振动体加力的L字形状的弹簧部形成为一体(例如，文献2：特許第3721928号公報(图2等))。

这样，现有技术的支撑部是在各个振动模式的位移极小的振动节点附近对振动体进行支撑，由此不防碍振动体的振动。

在此，由于压电材料的特性差异以及部件的加工尺寸、组装误差等，压电振动体的固有振动数(相当于谐振频率)很容易发生偏差。为了实现压电振动体局部的椭圆运动，需要将纵向振动和弯曲振动各自的固有振动数调整为具有规定的关系。

因此，对于固有振动数的调整，虽然可考虑利用上述的支撑部，例如通过切削支撑部来调整固有振动数等，但是，对于纵向振动和弯曲振动等的混合模式的振动体，出于调整作业效率的考虑，还是希望分别调整各振动模式各自的固有振动数。

然而，由于弯曲振动是以振动部的重心为中心点对称地进行振动，并伴随有基于纵向振动的位移方向的力矩，因而设于振动部侧面的支撑部沿振动部的长边方向下倾，力矩作用于支撑部。即，除了纵向振动的位移及弯曲振动的位移之外，力矩也作用于支撑部。因此，不仅仅限于支撑部为单纯的细长形或梁形的情况，即使如文献2所述支撑部为L字形状，并且可对L字的一端侧或另一端侧进行切削这样的情况，也无法分开调整纵向振动的固有振动数或弯曲振动的固有振动数。因此，固有振动数的调整十分困难且不便于生产，成品率很差，制造成本相当高。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的主要目的在于提供一种可容易进行固有振动数调整的压电振动体、压电振动体的固有振动数调整方法、压电激励器、以及电子设备。

本发明的压电振动体包括平板状的压电元件，所述压电振动体根据在其平面内的一个方向上发生位移的伸缩振动和在与所述方向正交的方向上发生位移的弯曲振动的两个振动模式振动，所述压电振动体的特征在于，包括：振动部，配置有所述压电元件，随着对所述压电元件的电压施加而振动；支撑部，设置于所述振动部上，用于支撑所述振动部并使其可振动；以及固定部，设置于所述支撑部上，并被安装固定在要安装所述压电振动体的安装对象上，其中，所述支撑部设置在所述振动部上的位置位于除弯曲振动的自由端部之外的腹点附近的所述振动部的外周部上，并且，所述支撑部包括：沿与伸缩振动的位移方向基本正交的方向延伸的第一支撑部、以及沿与所述第一支撑部的延伸方向基本正交的方向延伸的第二支撑部。

根据本发明，由于将支撑部设置在弯曲振动的腹点(除自由端部之外)的附近，因此，尽管支撑部位于弯曲振动的力矩所通常作用的振动部的外周部上，力矩也几乎不会施加在支撑部上。因此，可以视为只有伸缩振动引起的伸缩位移和弯曲振动引起的弯曲位移作用于支撑部。像这样的支撑部分别包括沿与伸缩振动的位移方向基本正交的方向延伸的第一支撑部、和与该第一支撑部基本正交的第二支撑部，伸缩振动引起的位移大部分由第一支撑部的变形吸收，而弯曲振动引起的位移大部分由第二支撑部的变形吸收，因此，通过这些第一支撑部和第二支撑部，以伸缩振动和弯曲振动的各振动模式相互分离的状态对振动部进行支撑。由此，通过调整第一、第二支撑部的尺寸和形状等便可以分别独立地调整伸缩振动的固有振动数和弯曲振动的固有振动数。并且，通过对这些第一、第二支撑部中至少一个进行调整，从而能够将伸缩振动的固有振动数和弯曲振动的固有振动数的差调整为希望的值。

即，在具有包含伸缩振动和弯曲振动的多个振动模式的压电振动体中，能够容易且迅速地根据谐振点实施固有振动数的调整，因此，能够提高可生产性并降低成本。并且，还能解决固有振动数的偏差，实现预定的振动特性。

对于伸缩振动，不对其作特别限定，可列举出具有长边方向的振动部激励的纵向振动以及圆板、方形板等的呼吸振动等。

此外，对于设置支撑部的位置，由于将其选定在除自由端部之外的弯曲振动的腹点附近，因此，成为伸缩振动和弯曲振动两者的腹点的振动部的伸缩位移方向上的两端部作为自由端部被释放，从而确保了很大的振幅。

在此，通过对第一、第二支撑部的伸缩振动和弯曲振动的各固有振动数进行调整，从而伸缩振动和弯曲振动两者的振幅都被确保，能够实现振动部局部上的椭圆运动。即，当伸缩振动和弯曲振动的各固有振动数的差过大时，伸缩振动或弯曲振动中任意一方的位移处于支配地位，可能无法实现椭圆运动。相反，当伸缩振动和弯曲振动的各固有振动数的差过小时，由于驱动频带带宽窄，因此很难控制频率，动作容易不稳定，但是，通过适当调整伸缩振动和弯曲振动的各固有振动数的差，从而能够在各个压电振动体中使椭圆运动轨迹保持稳定。由此，能够稳定地提供具有预定特性的压电振动体。

此外，由于将支撑部设置在振动部的外周部上，因此，例如与将销状的支撑部设置成贯穿振动部的大致中央等的情况相比，能够促进压电振动体的薄型化，并可容易地进行振动特性的调整。

在本发明的压电振动体中，优选具有一对第一支撑部，所述一对的第一支撑部从所述弯曲振动所具有的多个腹点中的相互不同的腹点的附近开始成基本平行地延伸，并且，优选所述第二支撑部连接在所述一对的第一支撑部之间。

根据本发明，在振动部的外周部，一对第一支撑部从弯曲振动的腹点附近的两个位置开始相互基本平行地延伸，并且，第二支撑部连接在这些第一支撑部之间，从而能够稳定地支撑振动部。由此，能够防止在振动部过于位移(变位)时或者受外界影响时受损。

在本发明的压电振动体中，优选所述固定部沿所述振动部中的伸缩振动的节线(pitch line：中心线)安装固定在所述安装对象上。

根据本发明，通过在支撑部上设置固定部，并使安装固定在安装对象上的固定部沿伸缩振动的节线配置，从而能够极力抑制固定部对振动造成妨碍而使伸缩振动逐渐衰退。由此，能够使振动部更大地位移，并且，因降低了激励振动所需的能量，从而能够提高驱动效率。

在本发明的压电振动体中，优选所述第一支撑部包括刚性互不相同的各个部分的第一刚性部和第二刚性部，其中，所述第一支撑部的第一刚性部具有预定刚性并与所述振动部邻接，所述第一支撑部的第二刚性部的刚性低于所述第一刚性部。

支撑部的宽度尺寸等要同时兼顾机械强度和振动能量损失而确定，当优先考虑防止振动能量向固定部侧耗损而降低支撑部的刚性时，则会因传递有压电振动体的振动的转子等的偏转、偏心、与振动部抵接的抵接面的状态变化等而很容易发生过于位移的异常振动，从而可能损坏振子。

根据本发明，由于在第一支撑部中的与振动部邻接的一侧设有刚性较高的第一刚性部，因此，能够防止包含压电元件的振动部和/或支撑部因转子等的外力所引起的异常振动或冲撞时外界的影响而受损。另一方面，由于在第一支撑部中的固定部一侧形成有刚性较低的第二刚性部，因此，能够减少通过支撑部向固定部侧耗损的振动部的振动能量，从而能够提高驱动效率。

即，现有技术中，为了防止振动能量的耗损(分散)，只有降低支撑部整体的刚性，由此，可能产生异常振动而导致受损，但是，通过构成包括刚性互不相同的第一、第二刚性部的第一支撑部，从而即使在具有异常振动等外部影响时也能够确保不发生受损的充分强度并能提高可靠性，同时还能减少振动能量的耗损，使驱动效率提高。

在此，作为在第一支撑部形成第一刚性部、第二刚性部的简便的手段，例如，可列举出使第一支撑部的幅宽在振动部一侧更粗而在另一侧更细等。因传递到振动部的外力而在振动部和第一支撑部的连接部分产生的应力根据第一刚性部的宽度尺寸按比例地分配，所以通过加粗第一刚性部便能回避应力集中，并更有效地防止受损。

当利用第一支撑部调整伸缩振动的固有振动数时，优选通过对第二刚性部进行切削等来调整尺寸、形状等。在第一支撑部中，由于因异常振动等而引起的应力在位于振动部侧的第一刚性部处更大，因此，通过不改变第一刚性部的尺寸和形状等而维持强度，可以更可靠地防止受损。

在本发明的压电振动体中，优选所述第二支撑部包括作为在该第二支撑部上刚性互不相同的各个部分的第一刚性部和第二刚性部，其中，所述第二支撑部的第一刚性部具有预定刚性并与所述固定部邻接，而所述第二支撑部的第二刚性部的刚性则低于所述第二支撑部的第一刚性部。

在此，由于在第二支撑部中，因振动部的异常振动等而引起的应力在固定部一侧更大，所以在第二支撑部中，将第一刚性部配置在固定部一侧，而将第二刚性部配置在第一支撑部一侧。

根据本发明，由于第二支撑部包括刚性不同的第一、第二刚性部，因此，即使在具有异常振动等外部影响时也能够确保不发生受损的充分强度并能提高可靠性，同时还能减少振动能量的耗损，使驱动效率提高。

另外，对于第二支撑部，通过使第二支撑部的幅宽在固定部一侧更粗而在另一端侧更细，从而可简便地形成第一、第二刚性部。由于第一刚性部较粗，因而按比例分配应力，能更有效防止受损。

当利用第二支撑部调整弯曲振动的固有振动数时，也优选不改变第一刚性部的尺寸和形状等而维持强度，同时调整第二刚性部的尺寸、形状等。

在本发明的压电振动体中，优选所述振动部通过将加强板层压在所述压电元件上而构成，并且，所述第一支撑部和所述第二支撑部与所述加强板一体形成。

根据本发明，可通过冲压等来简便地制作一体地具有第一、第二支撑部的加强板，并且，通过将压电元件层压在该加强板上，从而不但可以加强压电元件，并能降低制造成本。

在本发明的压电振动体的固有振动数调整方法中，利用上述的任一压电振动体，通过改变所述第一支撑部和所述第二支撑部中至少一个的尺寸或形状，从而调整所述压电振动体的固有振动数。

在此，作为调整第一、第二支撑部的尺寸和形状的手段，例如，可考虑通过端铣刀、超声波切削器、激光等进行切削等。

根据本发明，通过在伸缩振动和弯曲振动的各振动模式相互分离的状态下调整支撑振动部的第一、第二支撑部的尺寸和形状等，从而可以分别独立地调整伸缩振动的固有振动数和弯曲振动的固有振动数。

由此，在以伸缩振动和弯曲振动的混合模式振动的压电振动体中，能够容易且迅速地实施固有振动数的调整，并能解决固有振动数的偏差，实现希望的振动特性。

在本发明的压电振动体的固有振动数调整方法中，优选当调整所述固有振动数时，通过改变所述第一支撑部和所述第二支撑部中某一个的尺寸或形状，从而调整伸缩振动的固有振动数与弯曲振动的固有振动数的差。

根据本发明，利用第一、第二支撑部中的一个来调整伸缩振动和弯曲振动的各固有振动数的差，从而能够简便迅速地实施固有振动数的调整。即，能够解决当象分别调整伸缩振动和弯曲振动两者的固有振动数时这样根据谐振点调整固有振动数时的各种问题，例如，固有振动数稍出偏差则振动特性显著出现偏差，以及调整费事等。

根据本发明的压电激励器，包括上述的任一压电振动体，并且，所述振动部的伸缩振动的位移方向上的自由端部与传递有该压电振动体的振动的被驱动体抵接。

根据本发明，由于包括所述压电振动体，所以能够起到与上述同样的作用和效果。即，能够容易地进行固有振动数的调整，因此，能够以稳定的品质及便宜的价格提供一种根据各种驱动条件发挥出高效的驱动性能的压电激励器。

另外，通过在不由支撑部支撑的弯曲振动的腹点所位于的振动部的自由端部上实现伸缩振动和弯曲振动重叠作用的椭圆运动，从而能够高效地驱动被驱动体。

这种压电激励器(超声波电机)可以运用到例如照相机的变焦机构和自动调焦机构、打印机的喷墨头和送纸机构、电动玩具的驱动机构和姿势校正机构等之中。

在本发明的压电激励器中，优选将所述支撑部的形状设计成相对于所述振动部的伸缩振动的位移方向相互基本线对称，并且，所述自由端部的振动轨迹被相对于所述振动部的伸缩振动的位移方向基本线对称地转换。

在此，作为可线对称地转换自由端部的振动轨迹的结构，例如，可相对于压电元件的中心将多个驱动电极设置成点对称，而且，相对于伸缩振动的位移方向线对称地转换作为电压施加对象的驱动电极，由此，振动部的振动动作发生变化，振动轨迹相对于伸缩位移方向线对称地且旋转方向变为反方向地进行转换。

通过振动轨迹的转换，能够改变转子等被驱动体的移动方向。这时，被驱动体在预定的正向上被驱动，并且，也在与该正向相反的方向上被驱动。

根据上述发明，所述支撑部相对于伸缩振动的位移方向基本线对称地形成，因此，不管自由端部描绘哪个振动轨迹都能通过支撑部从两侧更具平衡地对振动部进行支撑，因此，能实现稳定的驱动。

并且，由于利用各支撑部对伸缩振动和弯曲振动的固有振动数进行调整，因此，可使一个振动轨迹与另一个振动轨迹相对称地保持一致，并且，可使以一个振动轨迹驱动的动作模式与以另一个振动轨迹驱动的动作模式下的驱动性能大致相同。或者，也可以不使两动作模式下的驱动性能大致相同而是设计预定的性能差。即，也可以调整两动作模式间的固有振动数的差。

根据本发明的电子设备，包括上述的任一压电振动体。

根据本发明，由于包括上述的压电振动体，因此可获得与上述相同的作用和效果。即，能够容易地调整压电振动体的固有振动数，并能促进低成本化。

优选本发明的电子设备是包括计时部和用于显示由所述计时部计时的信息的计时信息显示部的钟表。

在此，压电激励器例如作为日历和时分秒等的显示装置中的驱动部加以组装。

作为将压电激励器组装在钟表中的优点，其与步进电机等相比，可列举出不受磁力的影响，反应迅速、可进行细致的输送、有利于微型化及薄型化、高扭矩等。

附图说明

图1是本发明实施例中的电子表的外观图。

图2是所述实施例中的日期显示装置的俯视图。

图3是图2的局部放大图。

图4是所述实施例中的压电激励器的分解立体图。

图5是所述实施例中的压电振动体的俯视图。

图6是表示所述实施例中的压电振动体的动作的俯视图。

图7是表示所述实施例中的压电振动体的动作的俯视图。

图8A是表示所述实施例中的压电振动体的驱动频率和阻抗的关系的图表。

图8B是表示所述实施例中的压电振动体的驱动频率和纵向振动及弯曲振动的振幅的关系的图表。

图9是本发明变形例中的压电激励器的俯视图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明实施例进行说明。

在以下的描述中，对于与已说明过的结构相同的结构，采用相同的附图标记，并省略或简化其说明。

(1.整体构成)

图1是本发明实施例涉及的电子表1的外观图。电子表1是手表(watch)，其包括：作为计时部的机芯2、作为用于显示时分秒的计时信息显示部的字符板3、时针4、分针5、秒针6、以及从设于字符板3的窗口部3A显示日期的日期显示装置10。

(2.日期显示装置的构成)

图2是支撑在底板1A上的日期显示装置10的俯视图。日期显示装置10大致包括：压电激励器20、作为由压电激励器20旋转驱动的被驱动体的转子30、对转子30的旋转进行减速并传递的减速齿轮系40、以及以通过减速齿轮系40传递来的驱动力旋转的日历指示环50。

当日期更替时、或者要修改日期时，转子30由压电激励器20旋转驱动。减速齿轮系40与转子30同轴配置，并包括：与转子30一体旋转的齿轮41、与齿轮41啮合的日跨轮42、和换日轮43。

在底板1A的下方(内侧、背面)设有以水晶振荡器振荡的脉冲信号动作的步进电机(未图示)、与步进电机连接并驱动时针4、分针5、秒针6的运针(手动)齿轮系(未图示)、电池1B等。电池1B用于向步进电机和压电激励器20、对压电激励器20施加交流电压的驱动电路(未图示)等各种电路供电。

日跨轮42包括大直径部421和小直径部422。小直径部422呈直径比大直径部421小少许的圆筒形，在其外周面形成有大致为正方形的切口部423。该小直径部422与大直径部421同心地固定在大直径部421上。通过转子30上部的齿轮41与大直径部421啮合，从而，日跨轮42与转子30的旋转联动进行旋转。

在日跨轮42旁边的底板1A上设有板弹簧424，该板弹簧424的基端部固定于底板1A，前端部大致弯曲成V字形。板弹簧424的前端部设置成可出入于日跨轮42的切口部423。在靠近板弹簧424的位置上配置有触点425，当日跨轮42旋转而板弹簧424的前端部进入到切口部423中时，该触点425与板弹簧424接触。而且，在板弹簧424上施加有预定电压，当板弹簧424与触点425相接触时，该电压也施加在触点425上。因此，通过检测触点425的电压便能够检测日期输送状态，并能够检测日历指示环50在一天当中的旋转量。

此外，关于日历指示环50的旋转量，并不仅限于利用板弹簧424和触点425，也可以利用检测转子30和日跨轮42的旋转状态并输出预定脉冲信号的部件等，具体而言，公知的光电反射器件、光电断路器、MR传感器等各种旋转编码器等均可被利用。

日历指示环50为环状，在其内周面形成有内齿轮51。换日轮43具有五个齿轮，其与日历指示环50的内齿轮51啮合。在换日轮43的中心设有轴431，该轴431未牢固地(松动地)插在底板1A上形成的贯穿孔1C内。贯穿孔1C沿日历指示环50的圆周方向延伸形成。并且，换日轮43和轴431均由固定于底板1A的板弹簧432向图2的右上方加力。由于该板弹簧432的作用力也可防止日历指示环50的摇动。

(3.压电激励器的构成)

接着，对压电激励器20进行说明。压电激励器20在日期更替时或修改日期时起动，由未图示的驱动电路提供交流电压，从而驱动转子30。

图3是图2的局部放大图，图4是压电激励器20的分解立体图，图5是作为压电激励器20本体的压电振动体20A的俯视图。

如图4所示，压电激励器20包括：呈矩形板状的两个压电元件21、22；叠层结构的压电振动体20A，其具有介于压电元件21、22之间的导电加强板60；和安装有驱动电路的未图示的电路基板，压电激励器20通过滑块70可滑动地安装并固定在作为安装对象的底板1A(图2)上。

下面，对构成压电激励器20的压电振动体20A的构成及其固有振动数调整方法进行详细说明。

(压电元件的构成)

压电元件21、22由从锆钛酸铅(PZT(注册商标))、水晶、铌酸锂、钛酸钡、钛酸铅、偏铌酸铅、聚偏二氟乙烯、铌锌酸铅、铌钪酸铅等中选择的任意材料形成。

在这些压电元件21、22的表面设有通过镀着、溅射、蒸镀镍或金而形成的电极，该电极被经蚀刻等形成的槽251～254分割，从而设置有五个驱动电极261～265。具体而言，沿压电元件21的长边方向延伸的两条槽251、252将电极三等分，进一步，沿压电元件21的宽度方向延伸的槽253、254又将压电元件21的宽度方向两端侧的电极二等分，从而设置有五个驱动电极261～265。

此外，与滑块70相对的、背面侧的压电元件22上也与表面侧的压电元件21同样地设有驱动电极261～265，例如，将驱动电极261配置在驱动电极261的背面侧。

这些驱动电极261～265及加强板60通过未图示的导线及电路基板连接到驱动电路，在各驱动电极261～265与加强板60之间，压电元件21、22分别被施加电压。此外，这些驱动电极261～265相对于压电元件21、22的平面中心设置为点对称。

(加强板的构成)

加强板60由不锈钢、及其他的导电材料形成，并一体包括：配置有压电元件21、22的矩形本体61、分别从本体61的宽度方向的两侧突出的一对支撑部62、设于支撑部62的端部并固定在滑块70上的固定部63。

本体61随着向压电元件21、22的电压施加而振动，其与压电元件21、22一起构成为大致呈矩形板状的振动部20B。通过向压电元件21、22施加电压，振动部20B激励纵向一次振动和弯曲二次振动。

在本体61两侧的短边的大致中央的位置分别形成有沿长边方向突出的突起611、612，其中的一个突起611与转子30的侧面抵接。压电激励器20大致配置成与转子30的侧面垂直，突起611的朝向沿着转子30的直径方向(图3)。振动部20B的平面配置成与转子30的轴正交。虽然突起611与转子30抵接，但因另一个突起612参与激励，因而，能够增大振幅，且起动性良好。

在图5中，振动部20B上的弯曲振动的节点示为P，弯曲振动的腹点示为B。在此，振动部20B的长边方向上的端部以及突起611、621是自由端部。

(支撑部的构成)

接着，参照图5，对本实施例中最具特征的支撑部62进行说明。

支撑部62相对于振动部20B的中心线A线对称地形成，用于支撑振动部20B并使其可振动。各支撑部62包括：从振动部20B的外周部沿振动部20B的宽度方向相互平行延伸的一对第一支撑部621、和从各第一支撑部621的端部分别沿振动部20B的长边方向延伸的一对第二支撑部622，各支撑部的平面分别形成为大致的コ字形。

各第一支撑部621分别设置在振动部20B上的弯曲振动的多个腹点Q中位于自由端部间的腹点Q的附近。并且，在第一支撑部621中，与第二支撑部622相连一侧的宽度比振动部20B附近的宽度更窄，由此，形成了振动部20B侧的第一刚性部621A、和刚性低于该第一刚性部621A的第二刚性部621B。第一刚性部621A与振动部20B的长边正交的部分为圆角(fillet)形状。

各第二支撑部622从第一支撑部621的端部大致垂直于第一支撑部621延伸并相互连上，从而连接在各第一支撑部621之间。在第二支撑部622相互连上的矩形状的第一刚性部622A中，这些第二支撑部622通过细的部分631而连接于固定部63。在第二支撑部622中，与第一支撑部621相连一侧的宽度比第一刚性部622A的宽度更窄，由此，第一支撑部621侧的第二刚性部622B刚性低于第一刚性部622A。

固定部63的大致中央的部位形成有孔632，固定部63包括形状大致为L字形的突起633。在此，细的部分631和孔632沿通过振动部20B的平面中心的纵向振动的节线B配置。弯曲振动的节点P处于振动部20B的重心，压电振动体20A在纵向振动和弯曲振动双方的节点附近被固定。

(滑块的构成)

接着，回到图4，对滑块70进行说明。

滑块70包括：一对凸起部71，用于分别固定压电振动体20A的各固定部63；和滑动部72，其一体地形成在这些凸起部71之间，支撑在底板1A上，并可滑动。

在各凸起部71中形成有螺钉孔711，螺钉712穿过固定部63的孔632而与螺钉孔711螺纹结合，从而将压电振动体20A固定于滑块70。值得说明的是，固定于凸起部71的压电振动体20A和滑动部72之间存在间隙，这样，在振动时，压电振动体20A不会对螺钉722等造成干扰。

滑动部72沿底板1A(图2)上形成的未图示的槽配置，其包括两个沿压电振动体20A的长边方向延伸的长孔721。螺钉722分别插入并贯穿长孔721而与底板1A螺纹结合。即，通过滑块70，将压电振动体20A可滑动地安装并固定在底板1A上。

如图2及图3所示，像这样地被一体组装的压电振动体20A和滑块70被设于底板1A的两个压缩螺旋弹簧11向压电振动体20A的长边方向加力。弹簧11卡在底板1A上形成的弹簧安装部12和在压电振动体20A的固定部63上形成的突起633之间。通过弹簧11的加压，在压电振动体20A的突起611和转子30之间产生适当的摩擦力，能保持良好的将振动传递给压电激励器20的转子30的传递效率。

(4.压电激励器的动作)

接着，参照图5、图6、图7，对压电激励器20的动作进行说明。通过未图示的驱动电路，相对于振动部20B的中心线线对称地转换向压电元件21、22上的驱动电极261～265的电压施加，从而改变突起611的振动轨迹。

即，当只对驱动电极261、263、265施加电压时，驱动电极261、263、265在沿振动部20B的长边方向Y、且包含转子30(图3)的圆周方向的振动部20B的平面内伸缩，由于这时的振动部20B在宽度方向X上的振动动作的不平衡，因而，如图6所示，以振动部20B的重心为中心，点对称地激发弯曲振动。在图6中，用双点划线示意性示出了这时的振动部20B的振动动作。由于该弯曲振动，振动部20B沿长边方向Y下倾，但在弯曲振动的振幅最大的腹点Q(图5)的部位，并未沿振动部20B的长边方向下倾，力矩几乎没有作用于该腹点Q附近的支撑部62。

这样，振动部20B以纵向振动和弯曲振动的混合模式振动，作为基于这些纵向振动和弯曲振动的相位差的利萨如图形，突起611描绘椭圆状的振动轨迹E1。该振动轨迹E1的长轴大体上沿着连结驱动电极262、264(图5)的方向。转子30在与该振动轨迹E1的切线方向上被间歇驱动，而突起611以预定的驱动频率继续椭圆运动，从而转子30以预定速度沿正向R1(图3)旋转。这时，压电激励器20处于更改计时日期的正转模式，由于转子30的正转，日历指示环50(图2)通过减速齿轮系被正向(顺时针方向)R1输送。

另一方面，当电压只施加于驱动电极262、263、264时，如图7的双点划线所示，振动部20B的振动动作与图6所示的振动动作相对于振动部20B的长边方向线对称，突起611描绘椭圆状的振动轨迹E2。该振动轨迹E2的长轴大体上沿着连结驱动电极261、263(图5)的方向，振动轨迹E2与上述的振动轨迹E1相对于沿纵向振动的伸缩方向并通过振动部20B的重心的轴线线对称，并相互反向旋转。转子30在与该振动轨迹E2的切线方向上被驱动，并沿反向R2(图3)旋转。这时，压电激励器20处于进行日期修改时的日期更改的反转模式，由于转子30的反转，日历指示环50(图2)通过减速齿轮系被反向输送。

(5.压电振动体的固有振动数调整方法)

为了同时出现纵向振动和弯曲振动，并实现椭圆状的振动轨迹E1、E2，对上面所述的压电振动体20A中的压电元件21、22的尺寸和厚度、驱动电极的分割状态等均进行了适当的设计，但因组装压电元件21、22和加强板20时的误差等原因，压电振动体20A的固有振动数会出现偏差，可能无法实现压电激励器20预定的驱动特性。因此，必须对固有振动数进行调整。下面，将对该压电振动体20A中的固有振动数(谐振频率)的调整进行说明。

对于提供给压电振动体20A的外加电压的驱动频率，要考虑到压电振动体20A中的纵向振动的谐振点和弯曲振动的谐振点来确定。

图8A中示出了压电振动体20A的驱动频率与阻抗间的关系，图8B中了示出了压电振动体20A的驱动频率与纵向振动的振幅及弯曲振动的振幅间的关系。如图8A所示，出现了两个相对于驱动频率阻抗极小的点。在此，这些点中的频率较低的一点是纵向振动的振幅最大的谐振点，该谐振点上的驱动频率为纵向谐振频率fr1。频率较高的一点是弯曲振动的振幅最大的谐振点，该谐振点上的驱动频率为弯曲谐振频率fr2。

此外，驱动电压的波形可以是矩形波、正弦波、锯齿波、三角波等波形中的任意一种波形。

参照图8A、图8B，当在纵向谐振频率fr1和弯曲谐振频率fr2之间驱动压电振动体20A时，纵向振动和弯曲振动两者的振幅均被确保，突起611描绘椭圆状的振动轨迹E1或E2。如果使驱动频率从纵向谐振频率fr1向弯曲谐振频率fr2改变，则弯曲振动的振幅比纵向振动的振幅更加逐渐地增大，突起611描绘的椭圆轨迹发生变化。

基于此，本实施例中的压电振动体20A的固有振动数的调整是通过相对于纵向振动和弯曲振动各自的固有振动数中的任意一个固有振动数来调整另外一个固有振动数，从而改变弯曲谐振频率fr2和纵向谐振频率fr1间的差(图8B中的Δfr)。当Δfr过大时，纵向振动或弯曲振动中的任意一方的位移处于支配地位，可能无法实现椭圆运动。相反，当Δfr过小时，由于驱动频带小，因此很难控制频率，动作容易不稳定。

对于压电振动体20A的固有振动数的调整，利用支撑振动部20B的支撑部62(图5)。如前所述，当振动部20B振动时，支撑部62不会沿长边方向Y倾倒，因此，只有纵向振动引起的朝Y方向的伸缩位移和弯曲振动引起的朝X方向的位移作用于支撑部62。即，通过沿X方向延伸的第一支撑部621吸收纵向振动引起的朝Y方向的位移，通过沿Y方向延伸的第二支撑部622吸收弯曲振动引起的朝X方向的位移。由于这些第一、第二支撑部621、622，使纵向振动和弯曲振动处于了相互分离的状态，因此，通过对第一支撑部621和第二支撑部622的尺寸、形状等进行调整便可以独立调整纵向振动和弯曲振动的固有振动数。

这些第一、第二支撑部621、622的尺寸、形状的调整可通过对第一、第二支撑部621、622的外周进行切削来进行。当对这些第一、第二支撑部621、622进行切削时，假设只切削宽度窄的第二刚性部621B、622B，而不切削第一刚性部621A、622A。

在此，通过对第一支撑部621进行切削，第一支撑部621对振动部20B在Y方向上的约束力减小，使得纵向振动的固有振动数降低。这时，因为几乎不对弯曲振动的固有振动数造成影响，所以Δfr增大。

另一方面，通过对第二支撑部622进行切削，第二支撑部622对振动部20B在X方向上的约束力减小，使得弯曲振动的固有振动数降低。这时，因为几乎不对纵向振动的固有振动数造成影响，所以Δfr减小。

作为固有振动数的调整步骤，首先，对压电振动体20A的多个样本进行试验，弄清将第一支撑部621切削到何种程度时纵向振动的固有振动数便会发生怎样的变化，以及将第二支撑部622切削到何种程度弯曲振动的固有振动数便会发生怎样的变化，从而分别预先求得利用第一支撑部621时的Δfr的调整量以及利用第二支撑部622时的Δfr的调整量。优选根据切削程度(尺寸等)事先分阶段地求得该调整量。

接着，基于该Δfr的调整量、根据压电激励器20所要求的预定驱动特性来确定的Δfr的规定值、和各个压电振动体20A上的Δfr的测定值，以端铣刀、超声波切削器、激光等对第一、第二支撑部621、622中的用于调整的一方进行适当地切削，以使测量的Δfr的值接近于规定值。

此外，虽然也可以根据需要对第一、第二支撑部621、622两者都进行切削，但是，通过利用第一、第二支撑部中的一个来调整纵向振动和弯曲振动的各固有振动数的差，可以简便迅速地实施调整作业。

本实施例的压电激励器20具有沿正向R1驱动转子30的正转模式、和沿反向R2驱动转子30的反转模式，因此，要分别调整正转模式、反转模式各自的Δfr。在此，在本实施例中，不是对正转、反转的各操作模式都调整Δfr，而是为了消除正转模式、反转模式间的Δfr的差而实施固有振动数的调整。

在此，正转模式下的Δfr和反转模式下的Δfr也可以不是完全一致的，只要正转模式、反转模式两模式间的Δfr的差在预定的适当范围内即可。

如上所述，对第一、第二支撑部621、622进行切削来适当调整Δfr的值，其结果能够在各压电振动体20A中实现希望的椭圆状的振动轨迹E1、E2。

(6.本实施例的效果)

根据以上描述的实施例，能够达到下述的效果。

(1)在以纵向振动和弯曲振动的混合模式振动的压电激励器20中，由于将支撑部62设于弯曲振动的腹点Q的附近，因此，尽管支撑部62位于弯曲振动所产生的力矩所通常作用的振动部20B的外周部，力矩也不会施加在支撑部62上。因此，可以视为只有纵向振动引起的伸缩位移和弯曲振动引起的弯曲位移作用于支撑部62，通过对第一、第二支撑部621、622中的至少一个进行调整便可以将纵向振动的固有振动数与弯曲振动的固有振动数的差Δfr调整为希望的值。

即，在具有包含纵向振动和弯曲振动的多个振动模式的压电振动体20A中，能够容易且迅速地根据谐振点实施固有振动数的调整，因此，能够提高可生产性并降低成本。并且，还能解决固有振动数的偏差，实现预定的振动特性。

(2)此外，通过对第一、第二支撑部621、622的纵向振动和弯曲振动的各固有振动数进行调整，从而纵向振动和弯曲振动两者的振幅都被确保，能够在各个压电振动体20A中使振动部20B的局部上的椭圆状振动轨迹E1、E2保持稳定。由此，能够稳定地提供具有预定特性的压电振动体20A。

(3)由于将支撑部62设置在振动部20B的外周部，因此，能够有利于压电振动体20A的薄型化。

(4)支撑部62因具有一对第一支撑部621和第二支撑部622而平面形成为コ字形状，并且，支撑部62和振动部20B连接成环状，因此，能够稳定地对振动部20B进行支撑。由此，能够防止在振动部20B过于位移时或者受外界影响时受损。

(5)由于固定部63沿纵向振动的节线B配置，因此，能够极力抑制固定部63对振动造成妨碍而使纵向振动逐渐衰退。由此，能够使振动部20B更大地位移，并且，因降低了激励振动所需的能量，从而能够提高驱动效率。

(6)并且，在第一支撑部621和第二支撑部622中，将转子30等的外力所引起的应力最容易集中的部分作为宽度较宽的第一刚性部621A、622A来确保强度，而将应力不那么集中的部分作为宽度较窄的第二刚性部621B、622B，因此，不但能够防止转子等的外力引起的异常振动和撞击时外界的影响所造成的损坏，而且还能防止振动能量通过支撑部62耗损，从而可使驱动效率提高。

(7)当利用第一、第二支撑部621、622进行调整时，由于切削的是第二刚性部621B、622B，所以能够维持第一刚性部621A、622A的强度，从而更可靠地防止受损。

(8)通过一对支撑部62在振动部20B的两侧相对于纵向振动的位移方向大致线对称地形成，从而不论突起611描绘振动轨迹E1、E2中的哪一个，都能通过支撑部62从两侧更具平衡地对振动部20B进行支撑，因此，能实现稳定的驱动。

并且，由于利用各支撑部62对纵向振动和弯曲振动的固有振动数进行调整，因此，可使振动轨迹E1、E2相对称地保持一致，并且，可使正转模式和反转模式下的驱动性能大致同等。或者，也可以不使两动作模式下的驱动性能大致同等而是设计预定的性能差。即，也可以调整两动作模式间的固有振动数的差。

(9)如前所述，由于能够容易地进行固有振动数的调整，因此，能够以稳定的品质及便宜的价格提供一种根据各种驱动条件发挥出高效的驱动性能的压电激励器20。

(本发明的变形例)

本发明并不限于上述实施例，在不脱离本发明主旨的范围内，允许作出各种变形和改良。

图9中示出本发明变形例涉及的压电激励器80。该压电激励器80在一个方向上(R1方向)旋转驱动转子30，并包括矩形板状的压电振动体80A，其中，表面设有驱动电极271的压电元件21、22(参照图4)层压在加强板90的表面和背面。在此，突起911、912在加强板90上的形成位置与上述实施例中的压电振动体20A(图3)不同，突起911、912相对于振动部80B的重心在对角线上的两端侧点对称地形成。并且，支撑部62和固定部63只设置于振动部80B的一个侧面。而且，固定部63通过螺钉固定于未图示的基底上，转子30被板弹簧31向压电激励器80侧加力，从而其中的一个突起911以被加压的状态抵接到转子30的侧面。

当向驱动电极271施加电压时，由于这种振动部80B的宽度方向上的重量不平衡，所以压电振动体80A以与图6所示近似的振动动作激励纵向振动和弯曲振动。这时，未抵接到转子30的突起912发挥振动的平衡器的功能，以使振动稳定。接着，通过突起911描绘椭圆状的振动轨迹，转子30沿R1方向被旋转驱动。值得一提的是，弯曲振动的腹点位置与图5所示的腹点Q大致相同，由于弯曲振动所产生的力矩并没有施加于支撑部62，因此，通过适当地利用第一、第二支撑部621、622便能够容易地进行纵向振动和弯曲振动的各固有振动数的调整。另外，在本变形例中也能起到与上述实施例基本相同的效果。

此外，在上述实施例和变形例中都示出了在加强板的表面和背面各粘贴一个压电元件的三层结构，但并不限定于此，既可以在加强板的单面只粘贴一个压电元件，也可以在加强部件的表面和背面粘贴2～10个左右或者更多的压电元件而形成多层结构，这样，还能实现大功率化。

在上述的实施例等中只示出了平面大致为矩形状的压电振动体，然而，压电振动体的形状等并不限定于此，例如，压电振动体的形状还可以为梯形、菱形、梁形、平行四边形等。设置在压电元件上的驱动电极的分割形式等也不限定于此。进而，还可以不设置与被驱动体抵接的突起，并且，也可以使振动部的自由端部直接抵接到被驱动体。

接着，关于支撑部的形状，只要其包括第一支撑部和第二支撑部就可以，不对其作特别的限定，这些第一支撑部和第二支撑部中的第一、第二刚性部并不限于基于上述的宽度的宽与窄。例如，也可以将第一、第二支撑部设计为锥形而使刚性上存在差。另外，也可以根据第一、第二支撑部的材质等构成第一、第二刚性部。不过，在这些第一支撑部和第二支撑部中，即使第一刚性部和第二刚性部等不存在刚性差也可以利用第一支撑部、第二支撑部进行固有振动数调整。

在上述实施例中，通过第二支撑部将一对第一支撑部之间连接，并且支撑部的平面形状为コ字形，但并不限定于此，也可以考虑将第一支撑部和第二支撑部配置成大致直角而形成L字形状的支撑部。支撑部并不限于在加强板上形成，并且，支撑部不为板状而为棒状等都是可以的。

进而，在上述的矩形板状的压电振动体20A、80A中，以在其板面的平面内方向伸缩位移的纵向振动和相对于该伸缩方向弯曲位移的弯曲振动的混合模式振动，对应于此，支撑部62上形成的第一、第二支撑部621、622也在振动部20B的平面内方向上相互大致成直角地延伸，但是，第一、第二支撑部的延伸方向并不限定于此，可以根据压电振动体的振动模式适当确定。例如，如果是相对于纵向振动的伸缩平面挠曲振动的压电振动体的话，第二支撑部也可以形成为从伸缩平面内大致垂直地立起。

在所述实施例中，作为将压电振动体运用到压电激励器的例子，以手表为例进行了说明，但并不限定于此，本发明也可以运用到怀表、座钟、挂钟等之中。在这些钟表中，除了可以将其用于驱动时间、日历显示装置之外，例如还可以利用其作为驱动可动玩具类的机构。

甚至，除了电子表以外，本发明的压电激励器还可以装在照相机和打印机、电动玩具等各种电子设备内，本发明的压电激励器可以适当地运用到照相机的变焦机构、自动调焦机构、光圈调整机构、倒带机构、打印机的送纸机构、喷墨头、电动玩具类的驱动机构、姿势校正机构等之中。

进而，本发明的驱动控制装置还可以运用到计量仪器的计量指针的驱动机构、汽车等的仪表盘(instrumental panel)的计量指针的驱动机构、压电蜂鸣器、超声波电机等之中。或者，本发明的压电振动体不仅可以用作压电激励器，而且还可以用作安装在电子设备的电路基板上的振荡器。

作为被驱动体，可以采用被旋转驱动的转子、被直线驱动的线性驱动体等，并且，被驱动体的驱动方向未被限定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。即，关于本发明，只对主要的特定实施例进行了特别图示且加以了说明，对于本领域技术人员来说，可在本发明的技术思想和目的范围之内，对上述实施例中的形状、材质、数量、以及其它详细结构进行各种变形和改良。本发明的保护范围自然也包括这些变形例和实施例。

以上所披露的用于限定形状、材质等的描述只是为了便于理解本发明，并不用于对本发明进行限制，因此，以避开上述形状、材质等的部分限定或全部限定的部件的名称的描述也包含在本发明范围之内。