(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲振動モードが励振されて振動し、または前記屈曲振動モードと縦振動モードとが同
時に励振されて振動する圧電素子と、
前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆
動体と、
前記圧電素子を保持する第１保持部および第２保持部と、
前記第１保持部および前記第２保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動
体へ付勢する付勢手段を有する基台と、を備え、
前記第１保持部は、前記圧電素子の前記屈曲振動モードの振動に沿っている面である振動面に交差する方向に配置され、前記圧電素子の一方に配置される第１支持部および第２支持部と、前記第１支持部に前記圧電素子を介して対向して前記圧電素子の他方に配置される第３支持部と、前記第２支持部に前記圧電素子を介して対向して前記圧電素子の前記他方に配置される第４支持部と、を有し、
前記第２保持部は、前記圧電素子の前記振動面に交差する方向に配置され、前記圧電素
子の一方に配置される第５支持部および第６支持部と、前記第５支持部に前記圧電素子を
介して対向して前記圧電素子の他方に配置される第７支持部と、前記第６支持部に前記圧
電素子を介して対向して前記圧電素子の前記他方に配置される第８支持部と、を有し、
前記圧電素子は、前記接触部がある端部とは反対側の端部が加圧されていないことを特徴とするアクチュエーター。
【請求項２】
前記圧電素子は、前記屈曲振動モードの屈曲振動方向に直交する方向に沿った長さをＬ
、前記屈曲振動方向に沿った長さをＷ、とする矩形基板であり、
前記圧電素子は、前記第１支持部と前記第３支持部と、が前記圧電素子を支持する第１
支持領域と、前記第２支持部と前記第４支持部と、が前記圧電素子を支持する第２支持領
域と、前記第５支持部と前記第７支持部と、が前記圧電素子を支持する第３支持領域と、
前記第６支持部と前記第８支持部と、が前記圧電素子を支持する第４支持領域と、を有し
、
前記第１支持領域の第１図心Ｑ１および前記第２支持領域の第２図心Ｑ２と、前記圧電
素子の前記長さＬ方向の一方の端部からの前記長さＬ方向の距離を距離ＤL１およびＤL２
とし、
前記第３支持領域の第３図心Ｑ３および前記第４支持領域の第４図心Ｑ４と、前記圧電
素子の前記長さＬ方向の他方の端部からの前記長さＬ方向の距離を距離ＤL３およびＤL４
とした場合の、
前記距離ＤL１，ＤL２，ＤL３，ＤL４が、
０．０６５Ｌ≦ＤL１≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL２≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL３≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL４≦０．３１５Ｌ
であり、
前記圧電素子の前記第１〜第４支持領域が形成される面の投影面積を面積Ｓ、前記第１
支持領域の面積を面積Ｓ１、前記第２支持領域の面積を面積Ｓ２、前記第３支持領域の面
積を面積Ｓ３、前記第４支持領域の面積を面積Ｓ４、とした場合、
１／６０＜Ｓ１／Ｓ＜１／８
１／６０＜Ｓ２／Ｓ＜１／８
１／６０＜Ｓ３／Ｓ＜１／８
１／６０＜Ｓ４／Ｓ＜１／８
である、
ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエーター。
【請求項３】
前記第１図心Ｑ１および前記第３図心Ｑ３と、前記圧電素子の前記長さＷ方向の一方の
端部からの前記長さＷ方向の距離を距離ＤW１およびＤW３とし、
前記第２図心Ｑ２および前記第４図心Ｑ４と、前記圧電素子の前記長さＷ方向の他方の
端部からの前記長さＷ方向の距離を距離ＤW２およびＤW４とした場合の、
前記距離ＤW１，ＤW２，ＤW３，ＤW４が、
０．０７Ｗ≦ＤW１≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW２≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW３≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW４≦０．４３Ｗであり、且つ前記第１支持領域と前記第２支持領域
とは重ならず、前記第３支持領域と前記第４支持領域とは重ならない、
ことを特徴とする請求項２に記載のアクチュエーター。
【請求項４】
前記第１、第２、第３および第４支持領域の外縁部は、前記圧電素子の前記振動面の外
縁部の内側である、
ことを特徴とする請求項２または３に記載のアクチュエーター。
【請求項５】
回動可能な関節部が設けられた腕部と、
前記腕部に設けられたハンド部と、
前記腕部が設けられた本体部と、
を備えたロボットであって、
前記関節部に設けられて前記関節部を屈曲あるいは回転駆動させる駆動部を有しており、
前記駆動部は、請求項１から４のいずれか一項に記載のアクチュエーターを備える、
ことを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエーター、ロボットハンド、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、送液ポンプ、印刷装置、電子時計、投影装置および搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアクチュエーターの駆動方法として、圧電体を２つの振動モードで励振し、圧電体の端部に備えた突起部に楕円軌道を持たせ、突起部に当接する被駆動部を所定の方向に駆動する方法が知られている。このアクチュエーターでは、圧電体を被駆動部へ付勢するために、保持ケース内に弾性部材を介して圧電体の振動面の側面側を押圧して保持し、付勢手段によって被駆動体の方向に保持ケースを付勢することによって、圧電体を被駆動体へ付勢する（特許文献１，２）。あるいは、圧電体の外縁部の一部を挟持し、圧電体を保持する保持ケースを被駆動体に対して付勢し、圧電体を被駆動体に付勢する構成も開示されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００７／８０８５１号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００８／５１５６３号パンフレット
【特許文献３】特開２００７−１８９９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述の特許文献１，２では、圧電体の振動方向、特に屈曲振動に対して振動を制限するように圧電体を保持する弾性部材を配置することにより、圧電体の振動が弾性部材を通じて保持ケースに漏れ、被駆動体の駆動エネルギーを多く損失してしまう虞があった。また、特許文献３であっても、圧電体を保持ケースの案内部からの振動漏れを生じ、被駆動体の駆動エネルギーを多く損失してしまう虞があった。
【０００５】
そこで、圧電体を保持ケースに保持しながらも、保持ケースへの圧電体の振動漏れを抑制し、圧電体の振動を確実に被駆動体の駆動に変換するアクチュエーター、およびそのアクチュエーターを駆動部に備えるロボットハンド、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、送液ポンプ、印刷装置、電子時計、投影装置および搬送装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
〔適用例１〕本適用例のアクチュエーターは、屈曲振動モードが励振されて振動し、または前記屈曲振動モードと縦振動モードとが同時に励振されて振動する圧電素子と、前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、前記圧電素子を保持する第１保持部および第２保持部と、前記第１保持部および前記第２保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する付勢手段を有する基台と、を備え、前記第１保持部は、前記圧電素子の前記振動面に交差する方向に配置され、前記圧電素子の一方に配置される第１支持部および第２支持部と、前記第１支持部に前記圧電素子を介して対向して前記圧電素子の他方に配置される第３支持部と、前記第２支持部に前記圧電素子を介して対向して前記圧電素子の前記他方に配置される第４支持部と、を有し、前記第２保持部は、前記圧電素子の前記振動面に交差する方向に配置され、前記圧電素子の一方に配置される第５支持部および第６支持部と、前記第５支持部に前記圧電素子を介して対向して前記圧電素子の他方に配置される第７支持部と、前記第６支持部に前記圧電素子を介して対向して前記圧電素子の前記他方に配置される第８支持部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
圧電素子の屈曲振動によって被駆動体を駆動させるアクチュエーターにおいて、圧電素子の振動面内において屈曲振動が励振される、または屈曲振動と縦振動とが同時に励振されるが、その場合、意図しない振動としてのあおり振動が励振される。発生したあおり振動は、圧電素子の屈曲振動による被駆動体の駆動効率を低下させてしまう。本適用例のアクチュエーターによれば、振動面の一方の面側に配置される４個の支持部と、一方の面側に配置された４個の支持部に対向配置される他方の面側の４個の支持部と、によって構成される４箇所の圧電素子の支持領域が、あおり振動を抑制し、圧電素子の屈曲振動による被駆動体の駆動効率の低下を抑制することができる。したがって、高い駆動効率を備えるアクチュエーターを得ることができる。
【０００９】
〔適用例２〕上述の適用例において、前記圧電素子は、前記屈曲振動モードの屈曲振動方向に直交する方向に沿った長さをＬ、前記屈曲振動方向に沿った長さをＷ、とする矩形基板であり、前記圧電素子は、前記第１支持部と前記第３支持部と、が前記圧電素子を支持する第１支持領域と、前記第２支持部と前記第４支持部と、が前記圧電素子を支持する第２支持領域と、前記第５支持部と前記第７支持部と、が前記圧電素子を支持する第３支持領域と、前記第６支持部と前記第８支持部と、が前記圧電素子を支持する第４支持領域と、を有し、前記第１支持領域の第１図心Ｑ１および前記第２支持領域の第２図心Ｑ２と、前記圧電素子の前記長さＬ方向の一方の端部からの前記長さＬ方向の距離を距離ＤL１およびＤL２とし、前記第３支持領域の第３図心Ｑ３および前記第４支持領域の第４図心Ｑ４と、前記圧電素子の前記長さＬ方向の他方の端部からの前記長さＬ方向の距離を距離ＤL３およびＤL４とした場合の、前記距離ＤL１，ＤL２，ＤL３，ＤL４が、
０．０６５Ｌ≦ＤL１≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL２≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL３≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL４≦０．３１５Ｌ
であり、前記圧電素子の前記第１〜第４支持領域が形成される面の投影面積を面積Ｓ、前記第１支持領域の面積を面積Ｓ１、前記第２支持領域の面積を面積Ｓ２、前記第３支持領域の面積を面積Ｓ３、前記第４支持領域の面積を面積Ｓ４、とした場合、
１／６０＜Ｓ１／Ｓ＜１／８
１／６０＜Ｓ２／Ｓ＜１／８
１／６０＜Ｓ３／Ｓ＜１／８
１／６０＜Ｓ４／Ｓ＜１／８
であることを特徴とする。
【００１０】
上述の適用例によれば、圧電素子の突起部側にある振動面内での振幅の小さい位置となる節の近傍に、第１支持領域と第２支持領域との２箇所の支持領域によって圧電素子を支持することにより、圧電素子の屈曲振動を阻害することなく駆動させながら、あおり振動を抑制することができる。また、突起部への被駆動体からの反力による圧電素子の移動を突起部近傍領域で抑制することができる。また、突起部に最も遠い位置にある振動面内での振幅の小さい位置となる節の近傍において、第１支持領域と第２支持領域との２箇所の支持領域によって圧電素子を支持することにより、圧電素子の屈曲振動を阻害することなく駆動させながら、あおり振動を抑制することができる。また、第１支持領域および第２支持領域の支持領域近傍の節を中心として、被駆動体からの突起部への反力によって圧電素子に生じるモーメントを効果的に抑制することができる。これにより、保持部に圧電素子を安定して保持させることができ、被駆動体の確実な駆動を得ることができるアクチュエーターが実現できる。
【００１１】
さらに、支持領域の領域面積を圧電素子の振動面の投影面積の１／６０より大きくすることよって、圧電素子と支持部との保持力不足によるすべりを回避し、圧電素子の屈曲振動を確実に被駆動体の駆動力にすることができる。また、支持領域の領域面積を圧電素子の振動面の投影面積の１／８より小さくすることによって、圧電素子と支持部との保持力が過剰とならないようにすることができ、圧電素子に所望の屈曲振動を励振させることができる。
【００１２】
〔適用例３〕上述の適用例において、前記第１図心Ｑ１および前記第３図心Ｑ３と、前記圧電素子の前記長さＷ方向の一方の端部からの前記長さＷ方向の距離を距離ＤW１およびＤW３とし、前記第２図心Ｑ２および前記第４図心Ｑ４と、前記圧電素子の前記長さＷ方向の他方の端部からの前記長さＷ方向の距離を距離ＤW２およびＤW４とした場合の、
前記距離ＤW１，ＤW２，ＤW３，ＤW４が、
０．０７Ｗ≦ＤW１≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW２≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW３≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW４≦０．４３Ｗ
であり、且つ前記第１支持領域と前記第２支持領域とは重ならず、前記第３支持領域と前記第４支持領域とは重ならないことを特徴とする。
【００１３】
上述の適用例によれば、あおり振動の抑制がより確実におこなわれ、高い駆動効率を備えるアクチュエーターを得ることができる。
【００１４】
〔適用例４〕上述の適用例において、前記第１、第２、第３および第４支持領域の外縁部は、前記圧電素子の前記振動面の外縁部の内側であることを特徴とする。
【００１５】
上述の適用例によれば、このように第１、第２、第３および第４支持領域を形成することにより、第１〜第８支持部によって圧電素子が挟持、保持されても、圧電素子の屈曲振動の妨げになることが回避でき、保持部材への振動の漏れを抑制することができる。
【００１６】
〔適用例５〕上述の適用例において、前記第１支持部と前記第３支持部の少なくとも一方、前記第２支持部と前記第４支持部の少なくとも一方、前記第５支持部と前記第７支持部の少なくとも一方、および前記第６支持部と前記第８支持部の少なくとも一方、には緩衝部を含むことを特徴とする。
【００１７】
上述の適用例によれば、圧電素子を振動面に交差する方向に挟持するように緩衝材料による緩衝部を含む第１支持部と第３支持部の少なくとも一方、第２支持部と第４支持部の少なくとも一方、第５支持部と第７支持部の少なくとも一方、および第６支持部と第８支持部の少なくとも一方、を備えることにより、圧電素子の振動が保持材へ漏れることを抑制することができる。これによって、圧電素子の振動が無駄なく接触部の揺動を発生させ、接触部に当接される被駆動体の回転もしくは直線運動へ変換することができる。すなわち、駆動効率の高いアクチュエーターを得ることができる。また、緩衝部は、振動面方向の振動を振動変位として許容することにより、被駆動体の駆動に必要な振動を維持することができる。更に、節近傍の支持領域では振動変位が分布するが、その変位を緩衝部を形成する緩衝材料によって許容することにより、被駆動体の駆動に必要な振動を維持することができる。すなわち、駆動効率の高いアクチュエーターを得ることができる。
【００１８】
〔適用例６〕上述の適用例において、前記第１支持部と前記第３支持部の少なくとも一方、前記第２支持部と前記第４支持部の少なくとも一方、前記第５支持部と前記第７支持部の少なくとも一方、および前記第６支持部と前記第８支持部の少なくとも一方、には弾性部を含むことを特徴とする。
【００１９】
上述の適用例によれば、第１支持部と第３支持部の少なくとも一方、第２支持部と第４支持部の少なくとも一方、第５支持部と第７支持部の少なくとも一方、および第６支持部と第８支持部の少なくとも一方に弾性部材を配置することにより、弾性部材の弾性力に対する保持部と圧電素子との間の摩擦力によって、振動による保持部と圧電素子との相対的な位置ずれを抑制することができる。
【００２０】
〔適用例７〕本適用例のロボットハンドは、複数本の指部を用いて対象物を把持するロボットハンドであって、前記複数本の指部が移動可能に立設された基台と、前記基台に設けられて前記指部の基端を駆動することによって、前記複数本の指部の間隔を変更する駆動部と、を備え、前記駆動部は、上述のアクチュエーターを備えることを特徴とする。
【００２１】
本適用例のロボットハンドによれば、動作の自由度を多くするためにモーターを多数備えても、電磁式のモーターなどを用いるロボットハンドに比べて小型、軽量にすることができる。
【００２２】
〔適用例８〕本適用例のロボットは、回動可能な関節部が設けられた腕部と、前記腕部に設けられたハンド部と、前記腕部が設けられた本体部と、を備えたロボットであって、前記関節部に設けられて前記関節部を屈曲あるいは回転駆動させる駆動部を有しており、前記駆動部は、上述のアクチュエーターを備えることを特徴とする。
【００２３】
本適用例のロボットによれば、駆動分解能が細かく、且つ高速振動のアクチュエーターによる駆動であるため、作業対象物を正確に保持し、目的位置まで正確に高速搬送することができ、ロボットの動作時間の短縮を可能とすることができ、高い生産性が実現できる。また複雑な電子機器の組立作業などを可能にすることができる。また、関節部を多く備える、いわゆる多関節型ロボットであっても、電磁式のモーターなどを用いるロボットに比べて小型、軽量にすることができる。
【００２４】
〔適用例９〕本適用例の電子部品搬送装置は、電子部品を把持する把持部と、前記把持部を駆動する駆動部と、を備える電子部品搬送装置であって、前記駆動部は、上述のアクチュエーターを備えることを特徴とする。
【００２５】
本適用例の電子部品搬送装置によれば、駆動分解能が細かく、且つ高速振動であるため電子部品などを正確な位置に高速で搬送することができ、電子部品の検査時間、組立時間の短縮を可能とすることができる。また複雑な電子機器の組立作業などを可能にすることができる。
【００２６】
〔適用例１０〕本適用例の電子部品検査装置は、電子部品を把持する把持部と、前記把持部を駆動する駆動部と、前記電子部品を検査する検査部と、を備える電子部品検査装置であって、前記駆動部は、上述のアクチュエーターを備えることを特徴とする。
【００２７】
本適用例の電子部品検査装置によれば、駆動分解能が細かく、且つ高速振動なアクチュエーターまたは電子部品搬送装置を備えることにより、検査対象の電子部品などを正確な位置に高速で搬送することができ、電子部品の検査時間、組立時間の短縮を可能とすることができる。
【００２８】
〔適用例１１〕本適用例の送液ポンプは、液体が流れる液体チューブと、前記液体チューブの一部に側方から当接して前記液体チューブを閉塞する閉塞部と、前記閉塞部を保持した状態で移動することによって、前記液体チューブの閉塞位置を移動させる移動部と、前記移動部を駆動する駆動部と、を備える送液ポンプであって、前記駆動部は、上述のアクチュエーターを備えることを特徴とする。
【００２９】
本適用例の送液ポンプによれば、駆動分解能が高いアクチュエーターを駆動部として用いることにより、わずかな液体量であっても高い精度で送液可能となり、しかも小型の送液ポンプを得ることができる。
【００３０】
〔適用例１２〕本適用例の印刷装置は、被記録媒体上に画像を印刷する印刷ヘッドと、
前記印刷ヘッドを移動させる駆動部と、を備える印刷装置であって、前記駆動部は、上述のアクチュエーターを備えることを特徴とする。
【００３１】
本適用例の印刷装置によれば、駆動装置部位に駆動分解能が細かく、且つ高速振動のアクチュエーターを備えることで、駆動対象物を目的位置まで正確に高速移動させることができ、印刷装置の動作時間の短縮を可能とすることができ、高い生産性が実現できる。また、高速に駆動させることができることから、長い直線駆動を行わせる印刷媒体を切断するカッターの駆動をスムーズに行うことができる。
【００３２】
〔適用例１３〕本適用例の電子時計は、同軸状に歯車が設けられた回動可能な回転円板と、複数の歯車を含んで構成された歯車列と、前記歯車列に接続され、時刻を指し示す指針と、前記回転円板を駆動する駆動部と、前記駆動部に電力を供給する電力供給部と、を備える電子時計であって、前記駆動部は、上述のアクチュエーターを備えることを特徴とする。
【００３３】
本適用例の電子時計によれば、高い駆動分解能のアクチュエーターを駆動部として備えることにより、正確な水晶チップの基準時間信号に基づいて生成された駆動信号により、高い分解能を備えるアクチュエーターを駆動し正確な時刻表示が可能となる電子時計を得ることができる。
【００３４】
〔適用例１４〕本適用例の投影装置は、光学レンズを含み、光源からの光を投影する投影部と、前記光学レンズによる前記光の投影状態を調整する調整部と、前記調整部を駆動する駆動部とを備える投影装置であって、前記駆動部は、上述のアクチュエーターを備えることを特徴とする。
【００３５】
本適用例の投影装置によれば、光学レンズの焦点を合わせる調整機構に駆動分解能の高いアクチュエーターを用いることにより、極わずかな駆動量によって微妙な焦点合わせを可能にすることができる。
【００３６】
〔適用例１５〕本適用例の搬送装置は、対象物を搬送する搬送装置であって、上述のアクチュエーターを有する駆動部を備えることを特徴とする。
【００３７】
本適用例の搬送装置によれば、駆動分解能が高いアクチュエーターを駆動部に備えることにより、指定された搬送目標位置に、正確に搬送対象物を搬送することができる。
【００３８】
〔適用例１６〕本適用例のロボットは、回動可能な関節部が設けられた腕部と、前記腕部に設けられたハンド部と、前記腕部が設けられた本体部と、を備えたロボットであって、前記関節部に設けられて前記関節部を屈曲あるいは回転駆動させる駆動部を有しており、前記駆動部は、屈曲振動モードが励振されて振動し、または前記屈曲振動モードと縦振動モードとが同時に励振されて振動する圧電素子と、前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、前記圧電素子を保持する第１保持部および第２保持部と、前記第１保持部および前記第２保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する付勢手段を有する基台と、を備え、前記第１保持部は、前記圧電素子の前記振動面に交差する方向に配置され、前記圧電素子の一方に配置される第１支持部および第２支持部と、前記第１支持部に前記圧電素子を介して対向して前記圧電素子の他方に配置される第３支持部と、前記第２支持部に前記圧電素子を介して対向して前記圧電素子の前記他方に配置される第４支持部と、を有し、前記第２保持部は、前記圧電素子の前記振動面に交差する方向に配置され、前記圧電素子の一方に配置される第５支持部および第６支持部と、前記第５支持部に前記圧電素子を介して対向して前記圧電素子の他方に配置される第７支持部と、前記第６支持部に前記圧電素子を介して対向して前記圧電素子の前記他方に配置される第８支持部と、を有するアクチュエーターを備えることを特徴とする。
【００３９】
本適用例のロボットによれば、駆動分解能が細かく、且つ高速振動のアクチュエーターによる駆動であるため、作業対象物を正確に保持し、目的位置まで正確に高速搬送することができ、ロボットの動作時間の短縮を可能とすることができ、高い生産性が実現できる。また複雑な電子機器の組立作業などを可能にすることができる。また、関節部を多く備える、いわゆる多関節型ロボットであっても、電磁式のモーターなどを用いるロボットに比べて小型、軽量にすることができる。また、圧電素子のあおり振動が抑制され、圧電素子の屈曲振動による被駆動体の駆動効率の低下が抑制された、高い駆動効率を備えるアクチュエーターが備えられることで、高効率のロボットを得ることができる。
【００４０】
〔適用例１７〕上述の適用例のロボットにおいて、前記圧電素子は、前記屈曲振動モードの屈曲振動方向に直交する方向に沿った長さをＬ、前記屈曲振動方向に沿った長さをＷ、とする矩形基板であり、前記圧電素子は、前記第１支持部と前記第３支持部と、が前記圧電素子を支持する第１支持領域と、前記第２支持部と前記第４支持部と、が前記圧電素子を支持する第２支持領域と、前記第５支持部と前記第７支持部と、が前記圧電素子を支持する第３支持領域と、前記第６支持部と前記第８支持部と、が前記圧電素子を支持する第４支持領域と、を有し、前記第１支持領域の第１図心Ｑ１および前記第２支持領域の第２図心Ｑ２と、前記圧電素子の前記長さＬ方向の一方の端部からの前記長さＬ方向の距離を距離ＤL１およびＤL２とし、前記第３支持領域の第３図心Ｑ３および前記第４支持領域の第４図心Ｑ４と、前記圧電素子の前記長さＬ方向の他方の端部からの前記長さＬ方向の距離を距離ＤL３およびＤL４とした場合の、前記距離ＤL１，ＤL２，ＤL３，ＤL４が、
０．０６５Ｌ≦ＤL１≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL２≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL３≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL４≦０．３１５Ｌ
であり、前記圧電素子の前記第１〜第４支持領域が形成される面の投影面積を面積Ｓ、前記第１支持領域の面積を面積Ｓ１、前記第２支持領域の面積を面積Ｓ２、前記第３支持領域の面積を面積Ｓ３、前記第４支持領域の面積を面積Ｓ４、とした場合、
１／６０＜Ｓ１／Ｓ＜１／８
１／６０＜Ｓ２／Ｓ＜１／８
１／６０＜Ｓ３／Ｓ＜１／８
１／６０＜Ｓ４／Ｓ＜１／８
であることを特徴とする。
【００４１】
上述の適用例によれば、アクチュエーターに備える圧電素子が確実に保持部へ保持されることにより屈曲振動を確実に被駆動体の駆動力とすることができる。従って、関節部の駆動制御が正確に行われることにより、作業対象物を正確に保持し、目的位置まで正確に高速搬送することができ、ロボットの動作時間の短縮を可能とすることができ、高い生産性が実現できる。また複雑な電子機器の組立作業などを可能にするロボットを得ることができる。
【００４２】
〔適用例１８〕上述の適用例のロボットにおいて、前記第１図心Ｑ１および前記第３図心Ｑ３と、前記圧電素子の前記長さＷ方向の一方の端部からの前記長さＷ方向の距離を距離ＤW１およびＤW３とし、前記第２図心Ｑ２および前記第４図心Ｑ４と、前記圧電素子の前記長さＷ方向の他方の端部からの前記長さＷ方向の距離を距離ＤW２およびＤW４とした場合の、前記距離ＤW１，ＤW２，ＤW３，ＤW４が、
０．０７Ｗ≦ＤW１≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW２≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW３≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW４≦０．４３Ｗ
であり、且つ前記第１支持領域と前記第２支持領域とは重ならず、前記第３支持領域と前記第４支持領域とは重ならないことを特徴とする。
【００４３】
上述の適用例によれば、圧電素子の意図しないあおり振動の抑制がより確実におこなわれる、高い駆動効率を備えるアクチュエーターを用いることにより、高効率のロボットを得ることができる。
【００４４】
〔適用例１９〕本適用例の電子部品搬送装置は、電子部品を把持する把持部と、前記把持部を駆動する駆動部と、を備える電子部品搬送装置であって、前記駆動部は、屈曲振動モードが励振されて振動し、または前記屈曲振動モードと縦振動モードとが同時に励振されて振動する圧電素子と、前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、前記圧電素子を保持する第１保持部および第２保持部と、前記第１保持部および前記第２保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する付勢手段を有する基台と、を備え、前記第１保持部は、前記圧電素子の前記振動面に交差する方向に配置され、前記圧電素子の一方に配置される第１支持部および第２支持部と、前記第１支持部に前記圧電素子を介して対向して前記圧電素子の他方に配置される第３支持部と、前記第２支持部に前記圧電素子を介して対向して前記圧電素子の前記他方に配置される第４支持部と、を有し、前記第２保持部は、前記圧電素子の前記振動面に交差する方向に配置され、前記圧電素子の一方に配置される第５支持部および第６支持部と、前記第５支持部に前記圧電素子を介して対向して前記圧電素子の他方に配置される第７支持部と、前記第６支持部に前記圧電素子を介して対向して前記圧電素子の前記他方に配置される第８支持部と、を有するアクチュエーターを備えることを特徴とする。
【００４５】
本適用例の電子部品搬送装置によれば、駆動分解能が細かく、且つ高速振動のアクチュエーターによる駆動であるため、作業対象物を正確に保持し、目的位置まで正確に高速搬送することができ、電子部品搬送装置の動作時間の短縮を可能とすることができ、高い生産性が実現できる。また、圧電素子のあおり振動が抑制され、圧電素子の屈曲振動による被駆動体の駆動効率の低下が抑制された、高い駆動効率を備えるアクチュエーターが備えられることで、高効率の電子部品搬送装置を得ることができる。
【００４６】
〔適用例２０〕上述の電子部品搬送装置において、前記圧電素子は、前記屈曲振動モードの屈曲振動方向に直交する方向に沿った長さをＬ、前記屈曲振動方向に沿った長さをＷ、とする矩形基板であり、前記圧電素子は、前記第１支持部と前記第３支持部と、が前記圧電素子を支持する第１支持領域と、前記第２支持部と前記第４支持部と、が前記圧電素子を支持する第２支持領域と、前記第５支持部と前記第７支持部と、が前記圧電素子を支持する第３支持領域と、前記第６支持部と前記第８支持部と、が前記圧電素子を支持する第４支持領域と、を有し、前記第１支持領域の第１図心Ｑ１および前記第２支持領域の第２図心Ｑ２と、前記圧電素子の前記長さＬ方向の一方の端部からの前記長さＬ方向の距離を距離ＤL１およびＤL２とし、前記第３支持領域の第３図心Ｑ３および前記第４支持領域の第４図心Ｑ４と、前記圧電素子の前記長さＬ方向の他方の端部からの前記長さＬ方向の距離を距離ＤL３およびＤL４とした場合の、前記距離ＤL１，ＤL２，ＤL３，ＤL４が、
０．０６５Ｌ≦ＤL１≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL２≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL３≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL４≦０．３１５Ｌ
であり、前記圧電素子の前記第１〜第４支持領域が形成される面の投影面積を面積Ｓ、前記第１支持領域の面積を面積Ｓ１、前記第２支持領域の面積を面積Ｓ２、前記第３支持領域の面積を面積Ｓ３、前記第４支持領域の面積を面積Ｓ４、とした場合、
１／６０＜Ｓ１／Ｓ＜１／８
１／６０＜Ｓ２／Ｓ＜１／８
１／６０＜Ｓ３／Ｓ＜１／８
１／６０＜Ｓ４／Ｓ＜１／８
であることを特徴とする。
【００４７】
上述の適用例によれば、アクチュエーターに備える圧電素子が確実に保持部へ保持されることにより屈曲振動を確実に被駆動体の駆動力とすることができる。従って、関節部の駆動制御が正確に行われることにより、作業対象物を正確に保持し、目的位置まで正確に高速搬送することができ、電子部品搬送装置の動作時間の短縮を可能とすることができ、高い生産性が実現できる。
【００４８】
〔適用例２１〕上述の電子部品搬送装置において、前記第１図心Ｑ１および前記第３図心Ｑ３と、前記圧電素子の前記長さＷ方向の一方の端部からの前記長さＷ方向の距離を距離ＤW１およびＤW３とし、前記第２図心Ｑ２および前記第４図心Ｑ４と、前記圧電素子の前記長さＷ方向の他方の端部からの前記長さＷ方向の距離を距離ＤW２およびＤW４とした場合の、前記距離ＤW１，ＤW２，ＤW３，ＤW４が、
０．０７Ｗ≦ＤW１≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW２≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW３≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW４≦０．４３Ｗ
であり、且つ前記第１支持領域と前記第２支持領域とは重ならず、前記第３支持領域と前記第４支持領域とは重ならないアクチュエーターを備えることを特徴とする。
【００４９】
上述の適用例によれば、圧電素子の意図しないあおり振動の抑制がより確実におこなわれる、高い駆動効率を備えるアクチュエーターを用いることにより、高効率の電子部品搬送装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１実施形態に係るアクチュエーターの、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ´部の断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ´部の断面図、（ｄ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ´部の断面図。
【図２】第１実施形態に係るアクチュエーターのその他の形態における、図１（ａ）に示すＢ−Ｂ´部およびＣ−Ｃ´部の相当する位置での断面図。
【図３】第１実施形態に係る圧電素子の電極配置を示す、（ａ）は表平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は裏平面図。
【図４】第１実施形態に係る圧電素子の振動動作を説明する平面図。
【図５】第１実施形態に係る圧電素子のあおり振動を説明する断面図。
【図６】第１実施形態に係る圧電素子の支持領域の形態を示す平面概念図。
【図７】第１実施形態に係るアクチュエーターのその他の実施形態を示す断面図。
【図８】圧電素子のその他の形態を示す、（ａ）は電極配置を示す表平面図、側面図、裏平面図、（ｂ）は圧電素子の振動動作の説明図。
【図９】第２実施形態に係るアクチュエーターの概略部分断面図。
【図１０】第３実施形態に係るロボットハンドを示す外観図。
【図１１】第４実施形態に係るロボットを示す外観図。
【図１２】第５実施形態に係る電子部品搬送装置を備える電子部品検査装置を示す外観図。
【図１３】第６実施形態に係る送液ポンプを示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。
【図１４】第７実施形態に係るプリンターを示す、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すプリンターに備えるカッティングヘッドの平面図。
【図１５】第８実施形態に係る電子時計の内部構造を示す構成図。
【図１６】第９実施形態に係る投影装置を示す外観図。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【００５２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のアクチュエーターを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ´部の断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ´部の断面図、（ｄ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ´部の断面図、である。図１（ａ）に示すように、アクチュエーター１００は、保持部材としての保持ケース２１と、保持ケース２１にねじ２３によって装着される押え板２２ａとによって構成される第１保持部２０ａと、保持ケース２１にねじ２３によって装着される押え板２２ｂとによって構成される第２保持部２０ｂと、が構成されている。第１保持部２０ａおよび第２保持部２０ｂには圧電素子１０が保持され、保持ケース２１の付勢手段としてのばね６０が装着されるばね固定部５０ａを備える基台５０と、被駆動体７１もしくは被駆動体７２と、を備えている。
【００５３】
被駆動体７１は図示するＲ方向に回転駆動され、被駆動体７２は図示するＨ方向に直線駆動される。本実施形態に係るアクチュエーター１００では、被駆動体７２で示されるＨ方向の直線駆動によって説明するが、回転駆動される被駆動体７１であっても良い。被駆動体７２へは、基台５０に備えるばね固定部５０ａに対してばね６０によって保持ケース２１の付勢部２１ａが付勢され、付勢された保持ケース２１を介して第１保持部２０ａおよび第２保持部２０ｂによって保持された圧電素子１０が付勢される。圧電素子１０には被駆動体７２と接触する接触部を有する突起部１０ａが設けられ、詳細は後述するが、圧電素子１０の振動によって突起部１０ａが楕円軌道を描いて揺動し、この楕円運動によって被駆動体７２がＨ方向に直線駆動される。
【００５４】
図１（ｃ），（ｄ）に示すように、第１保持部２０ａと第２保持部２０ｂは、保持ケース２１と、保持ケース２１にねじ２３によって固定される押え板２２ａ，２２ｂと、を備えている。保持ケース２１の支持面２１ｂと押え板２２ａ，２２ｂとの間に圧電素子１０が配置される。第１保持部２０ａは、圧電素子１０と、保持ケース２１の支持面２１ｂと、の間に配置される第３支持部３３および第４支持部３４と、圧電素子１０と押え板２２ａとの間に配置され、圧電素子１０を介して第３支持部３３と対向配置される第１支持部３１と、圧電素子１０を介して第４支持部３４と対向配置される第２支持部３２と、によって圧電素子１０を挟持する。第２保持部２０ｂは、圧電素子１０と、保持ケース２１の支持面２１ｂと、の間に配置される第７支持部４３および第８支持部４４と、圧電素子１０と押え板２２ｂとの間に配置され、圧電素子１０を介して第７支持部４３と対向配置される第５支持部４１と、圧電素子１０を介して第８支持部４４と対向配置される第６支持部４２と、によって圧電素子１０を挟持する。
【００５５】
支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４は緩衝材料により形成され、圧電素子１０の振動が保持ケース２１に漏れることを抑制している。支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４を形成する緩衝材料としては、圧電素子１０に励起された振動を保持ケース２１に漏れさせない性能として、動的粘弾性（ｔａｎδ）が０．０５以下であることが好ましい。動的粘弾性（ｔａｎδ）とは、材料を引っ張りモードにおいて正弦波ひずみεを与えると、材料に生じる応力σの発生には、入力されたひずみに対して遅れの位相δが生じる。この位相δを用いて材料の動的な粘性を定量化しているのが、動的粘弾性（ｔａｎδ）である。動的粘弾性が大きい、すなわち位相δが大きい、ということは与えられたひずみを材料の内部での伝達遅れを生じることとなる。言い換えると、振動の伝達を、より遅くさせ、保持ケース２１への振動漏れを抑制することができる。支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４を形成する緩衝材料としては、例えばゴム、エラストマー、ポリイミド、ポリエーテルサルフォンなどが好適に用いられるが、アクチュエーター１００の駆動によって熱が生じやすいため、耐熱性に優れるポリイミドがより好適に用いることができる。
【００５６】
緩衝材料によって支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４を構成することが好ましいが、これに限定はされない。例えば、図１に示す支持部３２，３４，４２，４４が、図２に示す形態であっても良い。図２は図１（ａ）に示すＢ−Ｂ´部もしくはＣ−Ｃ´部のその他の形態の断面部を示す断面図である。図２に示すように、第１保持部２０ａでは、保持ケース２１の支持面２１ｂに支持突起２１ｃ，２１ｄを形成し、支持突起２１ｃと緩衝材料により形成される第１支持部３１とにより圧電素子１０を挟持し、支持突起２１ｄと緩衝材料により形成される第２支持部３２とにより圧電素子１０を挟持し、第２保持部２０ｂでは、保持ケース２１の支持面２１ｂに支持突起２１ｅ，２１ｆを形成し、支持突起２１ｅと緩衝材料により形成される第５支持部４１とにより圧電素子１０を挟持し、支持突起２１ｆと緩衝材料により形成される第６支持部４２とにより圧電素子１０を挟持する構成であってもよい。
【００５７】
図３は圧電素子１０の形態を示す、（ａ）は表平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は裏平面図、である。図３（ａ）に示すように圧電素子１０は、圧電体１０ｂの一方の面１０ｃには屈曲振動を励振させる電極１１，１２，１３，１４が形成されている。更に、他方の面１０ｄには共通電極１５が形成されている。圧電体１０ｂとしては、圧電性を有する材料であれば限定されないが、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）が好適に用いられる。電極としては、導電金属であれば限定されないが、例えばＡｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｃｕなどの金属を、スパッタリング法、蒸着法などの方法により電極に形成する。また、突起部１０ａは、被駆動体７２と接触し、その摩擦によって被駆動体７２を駆動させることから被駆動体７２との摩擦係数は高く、且つ耐摩耗性の優れた材料により突起部１０ａを形成し、図示しない方法で固着することで形成される。もしくは、被駆動体７２との摩擦係数は高く、且つ耐摩耗性の優れた材料を圧電体１０ｂと一体的に形成した突起部１０ａの表面にコーティングすることで形成することができる。突起部１０ａに用いる耐摩耗性に優れた材料として、セラミックス、例えばアルミナなど、が好適に用いられる。
【００５８】
図４は圧電素子１０の動作を模式図的に説明する平面図である。図４（ａ）に示すように、電極１１，１３と図３に示す共通電極１５との間に電荷を掛け、電極１２，１４には電荷を掛けないことにより、圧電素子１０における電極１１，１３に対応する部位で図示矢印の縦振動が励起される。しかし、電極１２，１４には電荷を掛けられていないため縦振動は励起されず、その結果、電極１１，１３による縦振動と、電極１２，１４の無振動によって圧電素子１０は屈曲振動が生じ圧電素子１０Ａのように振動し、突起部１０ａが図示する楕円軌道ＳRの矢印方向に揺動する。突起部１０ａの楕円軌道によるＳR方向の揺動が、当接される被駆動体７２を図示ＨR方向に駆動させる。
【００５９】
図４（ｂ）により説明する圧電素子１０の動作は、上述の図４（ａ）により説明したＨR方向への被駆動体７２の駆動方向が、逆のＨL方向に駆動される状態である。図４（ｂ）に示すように、電極１２，１４と図３に示す共通電極１５との間に電荷を掛け、電極１１，１３には電荷を掛けないことにより、圧電素子１０における電極１２，１４に対応する部位で図示矢印の縦振動が励起される。しかし、電極１１，１３には電荷を掛けられていないため縦振動は励起されず、その結果、電極１２，１４による縦振動と、電極１１，１３の無振動によって圧電素子１０は屈曲振動が生じ圧電素子１０Ｂのように振動し、突起部１０ａが図示する楕円軌道ＳLの矢印方向に揺動する。突起部１０ａの楕円軌道によるＳL方向の揺動が、当接される被駆動体７２を図示ＨL方向に駆動させる。
【００６０】
このように電極１１，１２，１３，１４への電荷の付加を切り換えることにより、圧電素子１０の屈曲振動の方向を変え、被駆動体７２の駆動方向を容易に切り換えることができる。上述の圧電素子１０の屈曲振動および縦振動の２つの振動モードにおける振動の節について図４（ｃ）を用いて説明する。図４（ｃ）は圧電素子１０の振動モードの概念を示す図である。図４（ｃ）に示すように、圧電素子１０は、図４（ａ），（ｂ）を用いて説明した振動状態の屈曲振動モードによって圧電素子１０Ａ，１０Ｂに示す振動状態となる。この時、振動停止状態の圧電素子１０の被駆動体７２への付勢方向に沿った、本実施形態に係る圧電素子１０では中心線となる線Ｍは、振動状態における圧電素子１０Ａでは線ＭA，圧電素子１０Ｂでは線ＭBのように屈曲した軌跡となる。この屈曲振動に対応する線ＭAおよび線ＭBと、縦振動モードに対応する線Ｍと、が互いに交差する位置が、振動の節Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３（以下、節Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３という）と呼ばれている。
【００６１】
図４（ａ），（ｂ）により、突起部１０ａの楕円軌道ＳR，ＳLによって被駆動体７２を駆動させることは説明したが、例えば図４（ａ）に示すように被駆動体７２をＨR方向に駆動させる場合における突起部１０ａと被駆動体７２との接触部での詳細を図４（ｄ）に示す。図４（ｄ）に示すように、圧電素子１０の突起部１０ａにおける被駆動体７２との接触部においては、突起部１０ａの振動による楕円軌道ＳRによって被駆動体７２に対して接触部の摩擦によって駆動力Ｆを生じる。この駆動力Ｆによって被駆動体７２がＨR方向に駆動される。この時、接触部には突起部１０ａに対して駆動力Ｆの反力としてＦ´が働き、突起部１０ａをＨR方向とは逆の方向に移動させようとするが、この反力Ｆ´による突起部１０ａ、すなわち圧電素子１０の移動を規制、抑制することにより駆動力Ｆが被駆動体７２へ伝えられ、圧電素子１０の屈曲振動を効率よく被駆動体７２の駆動に変換させることができる。
【００６２】
上述した節Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３では、圧電素子１０の振動において振動面内での移動が少ない位置、すなわち振幅の小さい位置となることから、節Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のいずれか近傍に支持部を配置することが好ましく、突起部１０ａの近傍にある振動面内での振幅の小さい位置である節Ｐ１の近傍に支持部を配置することにより圧電素子１０の屈曲振動を阻害することなく駆動させながら、突起部１０ａへの反力Ｆ´による移動を突起部１０ａ近傍領域で抑制することができる。また、突起部１０ａに最も遠い位置にあり、振動面内での振幅の小さい位置である節Ｐ２の近傍に支持部を配置することにより、圧電素子１０の屈曲振動を阻害することなく駆動させながら、節Ｐ１の近傍に配置される支持部を中心として、反力Ｆ´によって圧電素子１０に生じるモーメントを効果的に抑制することができ、突起部１０ａの反力Ｆ´による移動を規制することができる。すなわち、線Ｍに沿って圧電素子１０の外形部に最も近い節Ｐ１，Ｐ２の近傍領域に支持部を配置することが好ましい。
【００６３】
なお、図４（ｂ）に示すように被駆動体７２がＨL方向に駆動される場合においても、節Ｐ１の近傍に配置される支持部によって支持し、節Ｐ２の近傍に配置される支持部によって支持することにより、上述の図４（ｄ）での説明と同じように、突起部１０ａの近傍にある振動面内での振幅の小さい位置である節Ｐ１に配置した支持部により保持ケース２１に圧電素子１０を保持することにより、圧電素子１０の屈曲振動を阻害することなく駆動させながら、突起部１０ａへの被駆動体７２からの反力による移動を近傍領域で抑制することができる。また、突起部１０ａに最も遠い位置にあり、振動面内での振幅の小さい位置である節Ｐ２の近傍に配置される支持部により保持ケース２１に圧電素子１０を保持することにより、圧電素子１０の屈曲振動を阻害することなく駆動させながら、節Ｐ１の近傍に配置される支持部を中心として、被駆動体７２からの反力によって圧電素子１０に生じるモーメントを効果的に抑制することができ、突起部１０ａの反力Ｆ´による移動を規制することができる。
【００６４】
圧電素子１０の振動の理論的な形態は、図４に示すような振動面内での屈曲振動が励振される状態である。しかし、実際の振動の形態としては、図５に示すように振動面外の振動も起こしている。図５（ａ）は図４（ｃ）に示す圧電素子１０の中心線となる線Ｍにおける断面を示す断面図である。圧電素子１０に図４に示す屈曲振動を励振させると、同時に図５（ａ）に示すような振動面に交差する方向の振動状態１０Ｃ，１０Ｄ、いわゆる「あおり振動」が発生する。このあおり振動１０Ｃ，１０Ｄに対して図５（ｂ），（ｃ）に示すように、圧電素子１０の中心線の線Ｍに沿った支持点Ｇ０によって、圧電素子１０が支持されることにより、線Ｍに交差する方向の断面方向においてもあおり振動１０Ｃ，１０Ｄが発生する。
【００６５】
このあおり振動１０Ｃ，１０Ｄに対して、本実施形態に係るアクチュエーター１００では、図１（ｃ），（ｄ）に示すように支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４を形成することで上述のあおり振動を抑制することができる。すなわち、図５（ｂ），（ｃ）に示す支持点Ｇ１，Ｇ２によってあおり振動１０Ｃ，１０Ｄの挙動を抑制することができる。
【００６６】
上述のあおり振動を抑制し、且つ圧電素子１０の屈曲振動によって描かれる突起部１０ａの楕円軌道をより大きくするための支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４の態様について説明する。図６は支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４の圧電素子１０との接地部、いわゆる支持領域の形状の形態を示す平面概念図である。図６（ａ）に示すように、圧電素子１０の振動面における第１支持領域Ｆ１は、第１支持部３１および第３支持部３３により圧電素子１０が支持される領域を示し、第２支持領域Ｆ２は、第２支持部３２および第４支持部３４により圧電素子１０が支持される領域を示し、圧電素子１０の振動面における第３支持領域Ｆ３は、第５支持部４１および第７支持部４３により圧電素子１０が支持される領域を示し、圧電素子１０の振動面における第４支持領域Ｆ４は、第６支持部４２および第８支持部４４により圧電素子１０が支持される領域を示す。支持領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、本実施形態においては円形に形成され、その円形状の図心が第１支持領域Ｆ１はＱ１、第２支持領域Ｆ２はＱ２、第３支持領域Ｆ３はＱ３、第４支持領域Ｆ４はＱ４である。なお、支持領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は円形状に限定されず、例えば楕円形状、あるいは矩形形状であってもよく、また、支持領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の各々が異なる形状であってもよい。
【００６７】
圧電素子１０は屈曲振動方向に略直交する方向において、突起部１０ａを除く長さＬ、屈曲振動方向の幅Ｗ、に形成されている。このように形成された圧電素子１０のＬ方向の突起部１０ａ側の端部から節Ｐ１はＬP1の距離に、節Ｐ２は他方の端部からＬP2の距離に存在している。節Ｐ１の位置ＬP1および節Ｐ２の位置ＬP2は、理論シミュレーションから、
ＬP1≒０．１３Ｌ
ＬP2≒０．１３Ｌ
であることが得られた。
【００６８】
また、図６（ｂ）に示す、支持領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４のＬ方向の配置は、次の範囲に形成されることが好ましい。まず第１支持領域Ｆ１を例に説明する。第１支持領域Ｆ１の外形と、圧電素子１０のＬ方向の突起部１０ａ側の端部との距離δ21は、
０≦δ21≦ＬP1
として、圧電素子１０の外形からはみ出さず、尚且つ節Ｐ１の位置を越えないように配置される。また、圧電素子１０のＬ方向の突起部１０ａ側の端部に最も離れた第１支持領域Ｆ１の外形までの距離ＬF1は、
ＬP1≦ＬF1＜Ｌ／２
となるように配置される。すなわち、第１支持領域Ｆ１の領域内に節Ｐ１のＬ方向位置であるＬP1が含まれるように配置されている。
【００６９】
次に、第２支持領域Ｆ２の場合にも同様に、第２支持領域Ｆ２の外形と、圧電素子１０のＬ方向の突起部１０ａ側の端部との距離δ22は、
０≦δ22≦ＬP1
として、圧電素子１０の外形からはみ出さず、尚且つ節Ｐ１の位置を越えないように配置される。また、圧電素子１０のＬ方向の突起部１０ａ側の端部に最も離れた第２支持領域Ｆ２の外形までの距離ＬF2は、
ＬP1≦ＬF2＜Ｌ／２
となるように配置される。すなわち、第２支持領域Ｆ２の領域内に節Ｐ１のＬ方向位置であるＬP1が含まれるように配置されている。
【００７０】
また、第３支持領域Ｆ３の場合には節Ｐ２との関係において、第３支持領域Ｆ３の外形と、圧電素子１０のＬ方向の突起部１０ａ側と反対側の端部との距離δ23は、
０≦δ23≦ＬP2
として、圧電素子１０の外形からはみ出さず、尚且つ節Ｐ２の位置を越えないように配置される。また、圧電素子１０のＬ方向の突起部１０ａと反対側の端部に最も離れた第３支持領域Ｆ３の外形までの距離ＬF3は、
ＬP2≦ＬF3＜Ｌ／２
となるように配置される。すなわち、第３支持領域Ｆ３の領域内に節Ｐ２のＬ方向位置であるＬP2が含まれるように配置されている。
【００７１】
そして、第４支持領域Ｆ４の場合には節Ｐ２との関係において、第４支持領域Ｆ４の外形と、圧電素子１０のＬ方向の突起部１０ａ側と反対側の端部との距離δ24は、
０≦δ24≦ＬP2
として、圧電素子１０の外形からはみ出さず、尚且つ節Ｐ２の位置を越えないように配置される。また、圧電素子１０のＬ方向の突起部１０ａと反対側の端部に最も離れた第４支持領域Ｆ４の外形までの距離ＬF4は、
ＬP2≦ＬF4＜Ｌ／２
となるように配置される。すなわち、第４支持領域Ｆ４の領域内に節Ｐ２のＬ方向位置であるＬP2が含まれるように配置されている。
【００７２】
このように、支持領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の圧電素子１０のＬ方向の配置が設定される。上述の、
ＬP1≒０．１３Ｌ
ＬP2≒０．１３Ｌ
の条件から、図６（ａ）に示す支持領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の図心Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の圧電素子１０のＬ方向端部からの位置ＤL１，ＤL２，ＤL３，ＤL４は、
０．０６５Ｌ≦ＤL１≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL２≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL３≦０．３１５Ｌ
０．０６５Ｌ≦ＤL４≦０．３１５Ｌ
となるように設定することが好ましい。なお好ましくは、
ＤL１≒０．１３Ｌ
ＤL２≒０．１３Ｌ
ＤL３≒０．１３Ｌ
ＤL４≒０．１３Ｌ
として、支持領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の図心Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４位置を節Ｐ１，Ｐ２の位置に近づける。
【００７３】
また、図６（ｂ）に示す、支持領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４のＷ方向の配置は、次の範囲に形成されることが好ましい。まず第１支持領域Ｆ１を例に説明する。第１支持領域Ｆ１の外形と、圧電素子１０のＷ方向の一方の端部との距離δ11は、
δ11≧０
として、圧電素子１０の外形からはみ出さずに配置される。また、圧電素子１０のＷ方向の一方の端部に最も離れた第１支持領域Ｆ１の外形までの距離ＷF1は、
ＷF1＜Ｗ／２
となるように配置される。すなわち、第１支持領域Ｆ１の領域内にＷ方向位置で節Ｐ１が含まれないように配置されている。
【００７４】
次に、第２支持領域Ｆ２の場合にも同様に、第２支持領域Ｆ２の外形と、圧電素子１０のＷ方向の他方の端部との距離δ12は、
δ12≧０
として、圧電素子１０の外形からはみ出さずに配置される。また、圧電素子１０のＷ方向の他方の端部に最も離れた第２支持領域Ｆ２の外形までの距離ＷF2は、
ＷF2＜Ｗ／２
となるように配置される。すなわち、第２支持領域Ｆ２の領域内にＷ方向位置で節Ｐ１が含まれないように配置されている。
【００７５】
また、第３支持領域Ｆ３の場合には、第３支持領域Ｆ３の外形と、圧電素子１０のＷ方向の一方の端部との距離δ13は、
δ13≧０
として、圧電素子１０の外形からはみ出さずに配置される。また、圧電素子１０のＷ方向の一方の端部に最も離れた第３支持領域Ｆ３の外形までの距離ＷF3は、
ＷF3＜Ｗ／２
となるように配置される。すなわち、第３支持領域Ｆ３の領域内にＷ方向位置で節Ｐ２が含まれないように配置されている。
【００７６】
そして、第４支持領域Ｆ４の場合には、第４支持領域Ｆ４の外形と、圧電素子１０のＷ方向の他方の端部との距離δ14は、
δ14≧０
として、圧電素子１０の外形からはみ出さずに配置される。また、圧電素子１０のＷ方向の他方の端部に最も離れた第４支持領域Ｆ４の外形までの距離ＷF4は、
ＷF4＜Ｗ／２
となるように配置される。すなわち、第４支持領域Ｆ４の領域内にＷ方向位置で節Ｐ２が含まれないように配置されている。
【００７７】
また、第１支持領域Ｆ１の領域面積を面積Ｓ１、第２支持領域Ｆ２の領域面積を面積Ｓ２、第３支持領域Ｆ３の領域面積を面積Ｓ３、第４支持領域Ｆ４の領域面積を面積Ｓ４、圧電素子１０の振動面の投影面積をＳ（Ｓ＝Ｌ×Ｗ）、とした場合、
１／６０≦Ｓ１／Ｓ≦１／８
１／６０≦Ｓ２／Ｓ≦１／８
１／６０≦Ｓ３／Ｓ≦１／８
１／６０≦Ｓ４／Ｓ≦１／８
とすることが好ましい。支持領域の領域面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４がＳ／６０より狭くなると、圧電素子１０を保持する保持力が小さくなり意図しない振動、例えばあおり振動の抑制が困難となる。また支持領域の領域面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４がＳ／８より広くなると、圧電素子１０の保持力が強くなり、突起部１０ａが描く楕円軌道が小さくなり、アクチュエーター１００の出力および効率などが低下し、アクチュエーター１００の性能低下となってしまう。
【００７８】
支持領域の領域面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を確保し、圧電素子１０のＷ方向の支持領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の領域を上述した条件を満足させるために、図６（ｂ）に示す支持領域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の図心Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の圧電素子１０の外形からの位置ＤW１，ＤW２，ＤW３，ＤW４は、
０．０７Ｗ≦ＤW１≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW２≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW３≦０．４３Ｗ
０．０７Ｗ≦ＤW４≦０．４３Ｗ
であることが好ましい。
【００７９】
図７は、支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４のその他の形態を示す断面図である。図７（ａ）に示す断面図は、図１（ａ）に示すＢ−Ｂ´部、もしくはＣ−Ｃ´部における断面を示している。図７に示すように、第１支持部３１および第２支持部３２は第１支持部材３０ａに形成され一体化されている。同様に、第３支持部３３および第４支持部３４は第２支持部材３０ｂに形成され、第５支持部４１および第６支持部４２は第３支持部材４０ａに形成され、第７支持部４３および第８支持部４４は第４支持部材４０ｂに形成され、それぞれ一体化されている。このように形成することで、部品点数を削減することができ、アクチュエーターのコストダウンを可能とすることができる。
【００８０】
なお、本実施形態に係るアクチュエーター１００は、図８に示す圧電素子２００を用いても良い。図８（ａ）は電極配置を示す表平面図、側面図、裏平面図を示し、図８（ｂ），（ｃ）は圧電素子２００の屈曲動作を説明する平面概念図、である。圧電素子２００は圧電素子１０に対して電極の配置が異なる形態であり、圧電素子１０と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００８１】
図８（ａ）に示すように、圧電素子２００は、圧電体１０ｂの一方の面１０ｃには屈曲振動を励振させる電極１１，１２，１３，１４と、縦振動を励振させる電極１６と、が形成されている。更に、他方の面１０ｄには共通電極１５が形成されている。そして、このように形成された圧電素子２００は、図８（ｂ），（ｃ）に示すように動作する。図８（ｂ），（ｃ）は圧電素子２００の動作を模式図的に説明する平面図である。図８（ｂ）に示すように、電極１１，１３，１６と図８（ａ）に示す共通電極１５との間に電荷を掛け、電極１２，１４には電荷を掛けないことにより、圧電素子２００における電極１１，１３，１６に対応する部位で図示矢印の縦振動が励起される。しかし、電極１２，１４には電荷を掛けられていないため縦振動は励起されず、その結果、電極１１，１３による縦振動と、電極１２，１４の無振動によって圧電素子２００は屈曲振動が生じ圧電素子２００Ａのように振動する。この屈曲振動と電極１６による圧電素子２００の縦振動が同時に生じ、突起部１０ａが図示する楕円軌道ＳRの矢印方向に揺動する。突起部１０ａの楕円軌道によるＳR方向の揺動が、当接される被駆動体７２を図示ＨRに駆動させる。
【００８２】
図８（ｃ）により説明する圧電素子２００の動作は、上述の図８（ｂ）により説明したＨR方向への被駆動体７２の駆動方向が、逆のＨL方向に駆動される状態である。図８（ｃ）に示すように、電極１２，１４，１６と図８（ａ）に示す共通電極１５との間に電荷を掛け、電極１１，１３には電荷を掛けないことにより、圧電素子２００における電極１２，１４，１６に対応する部位で図示矢印の縦振動が励起される。しかし、電極１１，１３には電荷を掛けられていないため縦振動は励起されず、その結果、電極１２，１４による縦振動と、電極１１，１３の無振動によって圧電素子２００は屈曲振動が生じ圧電素子２００Ｂのように振動する。この屈曲振動と電極１６による圧電素子２００の縦振動が同時に生じ、突起部１０ａが図示する楕円軌道ＳLの矢印方向に揺動する。突起部１０ａの楕円軌道によるＳL方向の揺動が、当接される被駆動体７２を図示ＨLに駆動させる。
【００８３】
（第２実施形態）
図９に第２実施形態に係るアクチュエーターの支持部である、図１（ａ）に指示するＢ−Ｂ´部、およびＣ−Ｃ´部の概略断面図を示す。なお、第２実施形態に係るアクチュエーターは第１実施形態に係るアクチュエーター１００に対して支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４に弾性部材を含む点が異なり、その他の構成は同じであるため、第１実施形態に係るアクチュエーター１００と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００８４】
図９（ａ）に示すアクチュエーター３００は、第１支持部３１、第２支持部３２、第５支持部４１および第６支持部４２に弾性部材としての皿ばね９１ａ，９１ｂと、緩衝部材８１ａ，８１ｂとを備えている。押え板２２ａ，２２ｂと緩衝部材８１ａ，８１ｂとの間に配置されて撓ませられた皿ばね９１ａ，９１ｂのばね力によって、圧電素子１０は緩衝部材８１ａ，８１ｂを介して保持ケース２１に保持、固定される。このように支持部に皿ばね９１ａ，９１ｂのような弾性部材を配置することによって、弾性部材のばね弾性が安定した圧電素子１０の保持力を支持部に持たせることができるので、圧電素子１０の屈曲振動を妨げたり、振動の漏れを生じたりすることを抑制することができ、安定した駆動力を発生するアクチュエーターを得ることができる。
【００８５】
支持部に弾性部材を備える形態は、上述した図９（ａ）に示す皿ばね９１には限定されず、例えば図９（ｂ）に示すようにコイルばね９２ａ，９２ｂを備えるアクチュエーター３１０であっても良い。また、図９（ｃ）に示すように第１支持部３１、第２支持部３２、第５支持部４１および第６支持部４２に弾性部材としての皿ばね９１ａ，９１ｂを備え、更に第３支持部３３、第４支持部３４、第７支持部４３および第８支持部４４にも皿ばね９３ａ，９３ｂを備えるアクチュエーター３２０であっても良い。このように支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４の双方に皿ばね９１ａ，９１ｂ，９３ａ，９３ｂを配置することで、圧電素子１０への緩衝部材８１ａ，８１ｂ，８３ａ，８３ｂを介して付加される押圧力をバランスよく配置させることができる。
【００８６】
上述では、弾性部材として皿ばね９１ａ，９１ｂ，９３ａ，９３ｂ、コイルばね９２ａ，９２ｂを例示したが、例えば図９（ｄ）に示すように支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４は共に緩衝材料により形成され、押え板２４ａ，２４ｂと保持ケース２１の支持面２１ｂとの間で、支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４によって圧電素子１０を挟持した際に、押え板２４ａ，２４ｂを弾性部材として図示する押え板２４ｃ，２４ｄ形状のように撓ませ、撓みの応力によって圧電素子１０を保持する構成としたアクチュエーター３３０であっても良い。このように構成することで、弾性部材としての皿ばね９１ａ，９１ｂ，９３ａ，９３ｂやコイルばね９２ａ，９２ｂを必要としないため、低コストのアクチュエーター３３０を得ることができる。
【００８７】
第１実施形態に係るアクチュエーター１００は、圧電素子１０を振動面に交差する方向に挟持するように緩衝材料を含む支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４を備えることにより、圧電素子１０の振動が保持ケース２１へ漏れることを抑制することができる。これによって、圧電素子１０の振動が無駄なく突起部１０ａの揺動を発生させ、突起部１０ａに当接される被駆動体７１，７２の回転もしくは直線運動へ変換することができる。すなわち、駆動効率の高いアクチュエーターを得ることができる。更に、支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４を圧電素子１０の振動の節の近傍領域に設けることにより、圧電素子１０の振動の節を含む領域が圧電素子１０の振動により移動の少ない領域、言い換えると振幅の小さい領域であることから、保持ケース２１への振動漏れを抑制することができる。また、支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４は、振動の節の内の外側の２箇所の節の近傍に支持領域を形成して配置されことにより、被駆動体からの圧電素子１０の突起部１０ａへの反力に対して、容易に圧電素子１０を移動させないようにすることで、なお一層、圧電素子１０の振動による突起部１０ａの揺動を、突起部１０ａに当接される被駆動体７１，７２に確実に伝達し、回転もしくは直線運動へ変換することができる。
【００８８】
さらに、第１支持部３１と第３支持部３３により形成される第１支持領域Ｆ１と第２支持部３２と第４支持部３４により形成される第２支持領域Ｆ２とが、圧電素子１０の節を含む中心線の両側に形成されることにより、圧電素子１０の本来の屈曲振動に対して意図しないで発生する振動、すなわちあおり振動を抑制することができる。また、第５支持部４１と第７支持部４３により形成される第３支持領域Ｆ３と第６支持部４２と第８支持部４４により形成される第４支持領域Ｆ４とも、圧電素子１０の節を含む中心線の両側に形成されることにより、なお一層、あおり振動を抑制することができる。
【００８９】
また、アクチュエーター３００，３１０，３２０，３３０のように支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４に弾性部材としての皿ばね９１ａ，９１ｂ，９３ａ，９３ｂ、コイルばね９２ａ，９２ｂ、もしくは押え板２４ａ，２４ｂの撓み弾性によって保持ケース２１内で緩衝材料により形成される支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４が押圧され、その反発力に対する保持ケース２１と圧電素子１０との間の摩擦力によって、振動による相対的な位置ずれを抑制することができる。なお緩衝材料により形成される支持部３１，３２，３３，３４，４１，４２，４３，４４による圧電素子１０の支持領域を接着剤などにより固着しても良い。接着剤としては、例えばセメダインＹ６１１（商標）などのアクリル系接着剤が適応可能である。この接着剤は高温に優れており、接着剤樹脂の弾性によって良好な伸縮運動を確保することができる。
【００９０】
（第３実施形態）
図１０は、第１実施形態に係るアクチュエーター１００（図１参照）を備えたロボットハンド１０００を示す外観図である。図１０に示すロボットハンド１０００に備えるアクチュエーター１００は、第１実施形態に係るアクチュエーター１００であって、回転駆動される被駆動体７１を備えている（図１参照）形態をとり、後述するロボットハンド１０００の関節部の回転駆動モーターとして用いられる。ロボットハンド１０００は、基部１１００に接続された指部１２００を備えている。基部１１００と指部１２００との接続部１３００と、指部１２００の関節部１４００とには、回転駆動モーターとしてのアクチュエーター１００が組み込まれている。またロボットハンド１０００には制御部１５００を備え、制御部１５００によってアクチュエーター１００の駆動により接続部１３００および関節部１４００を回動させ指部１２００を人間の指のように所望の形態に変形させることができる。なお、本実施形態に係るロボットハンド１０００は、第２実施形態に係るアクチュエーター３００を備えることもできる。
【００９１】
（第４実施形態）
図１１は、第３実施形態に係るロボットハンド１０００備えるロボット２０００の構成を示す外観図である。ロボット２０００は、本体部２１００、アーム部２２００およびロボットハンド１０００を備え、図示するロボット２０００は、いわゆる多関節型ロボットに分類される。本体部２１００は、例えば床、壁、天井、移動可能な台車の上などに固定される。アーム部２２００は、本体部２１００に対して可動に設けられており、本体部２１００にはアーム部２２００を回転させるための動力を発生させる図示しないアクチュエーターや、アクチュエーターを制御する制御部等が内蔵されている。
【００９２】
アーム部２２００は、第１フレーム２２１０、第２フレーム２２２０、第３フレーム２２３０、第４フレーム２２４０および第５フレーム２２５０から構成されている。第１フレーム２２１０は、回転屈折軸を介して、本体部２１００に回転可能または屈折可能に接続されている。第２フレーム２２２０は、回転屈折軸を介して、第１フレーム２２１０および第３フレーム２２３０に接続されている。第３フレーム２２３０は、回転屈折軸を介して、第２フレーム２２２０および第４フレーム２２４０に接続されている。第４フレーム２２４０は、回転屈折軸を介して、第３フレーム２２３０および第５フレーム２２５０に接続されている。第５フレーム２２５０は、回転屈折軸を介して、第４フレーム２２４０に接続されている。アーム部２２００は、制御部の制御によって、各フレーム２２１０〜２２５０が各回転屈折軸を中心に複合的に回転または屈折し動く。
【００９３】
アーム部２２００の第５フレーム２２５０のうち第４フレーム２２４０が設けられた他方には、ロボットハンド接続部２３００が接続されており、ロボットハンド接続部２３００にロボットハンド１０００が取り付けられている。ロボットハンド接続部２３００にはロボットハンド１０００に回転動作を与えるアクチュエーター１００が内蔵され、ロボットハンド１０００は対象物を把持することができる。小型、軽量のロボットハンド１０００を用いることによって、汎用性が高く、複雑な電子機器の組み立て作業や検査等が可能なロボットを提供することができる。
【００９４】
（第５実施形態）
図１２は、第１実施形態に係るアクチュエーター１００（図１参照）を備える、直交ロボットの一実施形態としての電子部品搬送装置としての電子部品搬送ロボットを備える電子部品検査装置を示す外観図である。図１２に示す電子部品検査装置５０００（以下、検査装置５０００という）は、電子部品の電気的特性を検査する機能を有する部分３０００（以下、検査部３０００という）と、電子部品を所定の位置間を搬送する電子部品搬送装置である電子部品搬送ロボットとしての搬送装置部分４０００（以下、搬送装置部４０００という）と、を備える装置である。
【００９５】
図１２に示す検査装置５０００は、直方体状の装置基台３０１０を備えている。装置基台３０１０の長手方向をＹ方向とし、水平面においてＹ方向と直交する方向をＸ方向とする。そして、鉛直方向をＺ（−）方向とする。
【００９６】
装置基台３０１０上において図中左側には給材装置３０２０が設置されている。給材装置３０２０の上面には、Ｙ方向に延びる一対の案内レール３０３１ａ，３０３１ｂが給材装置３０２０のＹ方向全幅にわたり凸設されている。一対の案内レール３０３１ａ，３０３１ｂの上側には直動機構を備えたステージ３０４０が取付けられている。そのステージ３０４０の直動機構は、例えば案内レール３０３１ａ，３０３１ｂに沿ってＹ方向に延びるリニアモーターを備えた直動機構である。そして、この直動機構に所定のステップ数に相対する駆動信号がリニアモーターに入力されると、リニアモーターが前進または後退して、ステージ３０４０が同ステップ数に相当する分だけ、Ｙ方向に沿って往動または復動する。ステージ３０４０のＺ方向を向く面は載置面３０４０ａであり、載置面３０４０ａには電子部品ＥDが載置される。ステージ３０４０には吸引式の基板チャック機構が設置されている。そして、基板チャック機構が電子部品ＥDを載置面３０４０ａに固定するようになっている。
【００９７】
装置基台３０１０において給材装置３０２０のＹ方向側には撮像部としての第２撮像部３０５２が設置されている。第２撮像部３０５２は、受光する光を電気信号に変換するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）素子等を搭載した電気回路基板、ズーム機構を備えた対物レンズ、落射照明装置、自動焦点合わせ機構を備えている。これにより、第２撮像部３０５２と対向する場所に電子部品ＥDが位置するとき、第２撮像部３０５２は電子部品ＥDを撮影することができる。そして、第２撮像部３０５２は電子部品ＥDに光を照射してピント合わせをした後撮影することにより、焦点の合った画像を撮影することができる。
【００９８】
装置基台３０１０において第２撮像部３０５２のＹ方向側には検査台３０６０が設置されている。検査台３０６０は電子部品ＥDを検査するときに電気信号を送受信するための治具である。
【００９９】
装置基台３０１０上において検査台３０６０のＹ方向側には除材装置３０７０が設置されている。除材装置３０７０の上面にはＹ方向に延びる一対の案内レール３０３２ａ，３０３２ｂが全幅にわたり凸設されている。一対の案内レール３０３２ａ，３０３２ｂの上側には直動機構を備えたステージ３０８０が取付けられている。ステージ３０８０の直動機構は、給材装置３０２０が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。そして、ステージ３０８０は案内レール３０３２ａ，３０３２ｂに沿って往動または復動する。ステージ３０８０のＺ方向を向く面は載置面３０８０ａであり、載置面３０８０ａには電子部品ＥDが載置される。
【０１００】
装置基台３０１０のＸ（−）方向には略直方体状の支持台４０１０が設置されている。装置基台３０１０に比べて支持台４０１０はＺ（＋）方向に高い形状となっている。支持台４０１０においてＸ方向を向く面にはＹ方向に延びる一対の被駆動体としての駆動レール４０２１ａ，４０２１ｂが支持台４０１０のＹ方向全幅にわたり凸設されている。駆動レール４０２１ａ，４０２１ｂのＸ方向側には、一対の駆動レール４０２１ａ，４０２１ｂに沿って移動する直動機構を備えたＹステージ４０３０が取付けられている。駆動レール４０２１ａもしくは駆動レール４０２１ｂの少なくともどちらか一方が第１実施形態に係るアクチュエーター１００の被駆動体７２（図１参照）であり、Ｙステージ４０３０の直動機構には駆動レール４０２１ａおよび駆動レール４０２１ｂのどちらか一方もしくは両方に当接される圧電素子１０が備えられ、Ｙステージ４０３０に備える圧電素子１０を振動させることにより、固定された駆動レール４０２１ａ，４０２１ｂに対して相対的にＹステージ４０３０は駆動レール４０２１ａ，４０２１ｂに沿って往動または復動する。
【０１０１】
Ｙステージ４０３０においてＸ方向を向く面にはＸ方向に延在する角柱状の腕部４０４０が設置されている。腕部４０４０において−Ｙ方向を向く面にはＸ方向に延びる一対の駆動レール４０２２ａ，４０２２ｂが腕部４０４０のＸ方向全幅にわたり凸設されている。一対の駆動レール４０２２ａ，４０２２ｂの−Ｙ方向側には駆動レール４０２２ａ，４０２２ｂに沿って移動する直動機構を備えたＸステージ４０５０が取付けられている。駆動レール４０２２ａもしくは駆動レール４０２２ｂの少なくともどちらか一方が第１実施形態に係るアクチュエーター１００の被駆動体７２（図１参照）であり、Ｘステージ４０５０の直動機構には駆動レール４０２２ａおよび駆動レール４０２２ｂのどちらか一方もしくは両方に当接される圧電素子１０が備えられ、Ｘステージ４０５０に備える圧電素子１０を振動させることにより、固定された駆動レール４０２２ａ，４０２２ｂに対して相対的にＸステージ４０５０は駆動レール４０２２ａ，４０２２ｂに沿って往動または復動する。
【０１０２】
Ｘステージ４０５０には撮像部としての第１撮像部３０５１およびＺ移動装置４０６０が設置されている。第１撮像部３０５１は第２撮像部３０５２と同様な構造と機能を備えている。そして、第１撮像部３０５１および第２撮像部３０５２にて撮像部を構成している。Ｚ移動装置４０６０は内部に直動機構を備え、直動機構はＺステージを昇降させる。そして、Ｚステージには回転装置４０７０が接続されている。そして、Ｚ移動装置４０６０は回転装置４０７０をＺ方向に昇降させることができる。Ｚ移動装置４０６０の直動機構は、駆動レール４０２１ａ，４０２１ｂに沿って駆動されるＹステージ４０３０、駆動レール４０２２ａ，４０２２ｂに沿って駆動されるＸステージ４０５０、と同様に第１実施形態に係るアクチュエーター１００もしくは第２実施形態に係るアクチュエーター３００を備えることができる。
【０１０３】
回転装置４０７０は回転軸４０７０ａを備え、回転軸４０７０ａには把持部３０９０が接続されている。これにより、回転装置４０７０はＺ方向を軸にして把持部３０９０を回転させることができる。回転装置４０７０は第１実施形態に係るアクチュエーター１００において被駆動体７１（図１参照）を用いた回転駆動機構を本実施形態では用いられ、減速装置と組み合わせて構成され、回転軸４０７０ａを所定の角度に回動させる。なお、回転機構としてはステップモーターまたはサーボモーターを用いることもできる。サーボモーターの場合には、モーターの種類は特に限定されず、ＡＣモーター、ＤＣモーター、コアレスモーター、超音波モーター等を用いることができる。上述の、Ｙステージ４０３０、Ｘステージ４０５０、Ｚ移動装置４０６０、回転装置４０７０等により可動部４０８０が構成されている。
【０１０４】
装置基台３０１０のＸ方向側には制御部としての制御装置３１００が設置されている。制御装置３１００は検査装置５０００の動作を制御する機能を備えている。更に、制御装置３１００は電子部品ＥDを検査する機能を備えている。各制御装置３１００は入力装置３１００ａおよび出力装置３１００ｂを備えている。入力装置３１００ａはキーボートや入力コネクター等であり、信号やデータの他に操作者の指示を入力する装置である。出力装置３１００ｂは表示装置や外部装置に出力する出力コネクター等であり、信号やデータを他装置へ出力する。他にも検査装置５０００の状況を操作者に伝達する装置である。
【０１０５】
上述の構成において、検査部３０００の主な構成としては装置基台３０１０、給材装置３０２０、ステージ３０４０、第１撮像部３０５１、第２撮像部３０５２、検査台３０６０、除材装置３０７０、ステージ３０８０、などであり、検査対象となる電子部品ＥDの除給材、画像処理、電気的特性計測、などが行われる。また搬送装置部４０００の主な構成としては支持台４０１０、駆動レール４０２１ａ，ｂ、Ｙステージ４０３０、腕部４０４０、駆動レール４０２２ａ，ｂ、Ｘステージ４０５０、Ｚ移動装置４０６０、回転装置４０７０、などであり、電子部品ＥDを給材装置３０２０から検査台３０６０、そして除材装置３０７０までを搬送する。
【０１０６】
電子部品ＥDを検査する検査装置５０００は、一般的にクリーン環境、すなわち防塵環境下に設置される。また、図示しないが、検査台３０６０には電子部品ＥDの電気的特性を計測するための複数のプローブが配置され、電子部品ＥDのプローブが接触すべき位置が全てのプローブに対して正確に配置されるように、給材装置３０２０から検査台３０６０に電子部品ＥDが搬送されなければならない。電子部品ＥDの位置は、検査台３０６０に載置される前に、第１撮像部３０５１、第２撮像部３０５２によって得られる電子部品ＥDの画像より、画像処理されて検査台３０６０に備えるプローブ位置に搬送装置部４０００によって正確に位置合わせされ、検査台３０６０に載置される。
【０１０７】
更に、電子部品ＥDはより小型で精密且つ多機能化が進行していることから、いわゆる全数検査が一般的となっている。従って、電子部品ＥDの一連の検査時間は、検査すべき電子部品ＥDの数量が極めて大量であることから、より短時間の検査処理を可能とすることが求められ、特に検査時間に占める電子部品ＥDの搬送時間の短縮が求められていた。そこで、第１実施形態に係るアクチュエーター１００もしくは第２実施形態に係るアクチュエーター３００を備えたＹステージ４０３０、Ｘステージ４０５０、更にはＺ移動装置４０６０を検査装置５０００に備えることにより、所定の移動速度までの加速時間、更には停止までの減速時間、を短く制御することが可能となり、検査時間の短い電子部品検査装置を得ることができる。なお、電子部品ＥDとして、例えば半導体、ＬＣＤなどの表示デバイス、水晶デバイス、各種センサーデバイス、インクジェットヘッド、各種ＭＥＭＳデバイスなどを検査する電子部品検査装置として適用できる。
【０１０８】
（第６実施形態）
図１３は、第１実施形態に係るアクチュエーター１００を組み込んで構成された第６実施形態に係る送液ポンプ６０００を例示した説明図である。図１３（ａ）には送液ポンプ６０００を上面視した平面図が示されており、図１３（ｂ）には送液ポンプ６０００を側面視した断面図が示されている。図１３に示すように送液ポンプ６０００は、矩形形状のケース６１００内に円板形状のローター６２００（移動部）が回転可能に設けられており、ケース６１００とローター６２００との間には、薬液などの液体が内部を流通するチューブ６３００（液体チューブ）が挟持されている。また、チューブ６３００の一部は、ローター６２００に設けられたボール６４００（閉塞部）によって押しつぶされて閉塞した状態となっている。このためローター６２００が回転すると、ボール６４００がチューブ６３００を押しつぶす位置が移動するので、チューブ６３００の内部に存在している液体が送液される。そして、アクチュエーター１００の突起部１０ａをローター６２００の側面に押し付けた状態で設けることにより、ローター６２００を駆動する駆動部として用いることができる。このように圧電素子１０の突起部１０ａの微小な楕円軌道を描く動作によって被駆動部を駆動するアクチュエーター１００を駆動部として用いることにより、わずかな液体量であっても高い精度で送液可能となり、しかも小型な送液ポンプ６０００を実現することができる。なお、本実施形態に係る送液ポンプ６０００は、第２実施形態に係るアクチュエーター３００を備えることもできる。
【０１０９】
（第７実施形態）
図１４は第１実施形態に係るアクチュエーター１００を組み込んだ第７実施形態に係るプリンターを示し、（ａ）はプリンターを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すプリンターが備えるカッティングヘッドを示す平面図、である。
【０１１０】
図１４（ａ）に示すように、プリンター７０００は、被記録媒体としての印刷用紙７０２０へ印刷する印刷部７０１０と、印刷部７０１０との間に印刷用紙７０２０を保持し且つガイドするステージでもあるプラテン７０３０と、印刷された印刷用紙７０２０を切断するためのカッティングヘッド７０５０と、プリンター７０００を制御する制御部７０８０と、を備えている。この場合、カッティングヘッド７０５０は、印刷用紙７０２０の搬送される方向と直交する方向に印刷用紙７０２０を切断する方式であって、印刷用紙７０２０切断用のカッター７０５０ａを有している。
【０１１１】
そして、印刷用紙７０２０を切断するための機構は、図１４（ｂ）に示すように、カッティングヘッド７０５０を支持しカッティングヘッド７０５０の移動をガイドするガイドレール７０４０と、ガイドレール７０４０に沿ってカッティングヘッド７０５０を移動させるリング状ベルト７０６０と、リング状ベルト７０６０にカッティングヘッド７０５０を連結させるためのベルト連結部７０５０ｂと、リング状ベルト７０６０を駆動するために、カッティングヘッド７０５０が移動する始端側および終端側に設けられた駆動軸７０７０ａおよび従動軸７０７０ｂと、を有している。
【０１１２】
駆動軸７０７０ａは、アクチュエーター１００により回転して、リング状ベルト７０６０を駆動する。この場合、アクチュエーター１００の回転軸の回転は、増速装置７０９０を介して駆動軸７０７０ａへ伝達されるようになっている。このような構成のプリンター７０００は、アクチュエーター１００が駆動すると駆動軸７０７０ａが回転し、駆動軸７０７０ａの回転により、駆動軸７０７０ａと従動軸７０７０ｂとの間をリング状ベルト７０６０が回転し、回転するリング状ベルト７０６０と連結したカッティングヘッド７０５０がガイドレール７０４０に沿って移動する。これにより、カッティングヘッド７０５０のカッター７０５０ａが印刷用紙７０２０を切断する。
【０１１３】
プリンター７０００は、駆動軸７０７０ａの駆動にアクチュエーター１００を用いることにより、駆動軸７０７０ａまわりをコンパクトな構成にすることができるため、小型化が可能であり、併せて高耐久性も有している。
【０１１４】
（第８実施形態）
図１５は、第１実施形態に係るアクチュエーター１００を組み込んだ第８実施形態に係る電子時計８０００の内部構造を例示した説明図である。図１５では、電子時計８０００の時刻表示側とは反対側（裏蓋側）から見た平面図が示されている。図１５に例示した電子時計８０００の内部には、円板形状の回転円板８１００と、回転円板８１００の回転を、時刻を表示する指針（図示省略）に伝達する歯車列８２００と、回転円板８１００を駆動する駆動部としてのアクチュエーター１００と、電力供給部８３００と、水晶チップ８４００と、ＩＣ８５００とを備えている。また、電力供給部８３００や、水晶チップ８４００、ＩＣ８５００は、図示しない回路基板に搭載されている。歯車列８２００は、複数の歯車や図示しないラチェットを含んで構成されている。尚、図示が煩雑となることを避けるために、図１５では、歯車の歯先を結んだ線を実線で表し、歯車の歯元を結んだ線を一点鎖線で表している。
【０１１５】
回転円板８１００には、同軸に小さな歯車８１００ａが設けられており、この歯車８１００ａが歯車列８２００と噛み合わされている。このため回転円板８１００の回転は、所定の比率で減速されながら歯車列８２００を伝わる。そして、この歯車の回転が時刻を表す指針に伝達されて時刻を表示する。そして、本実施例のアクチュエーター１００の突起部１０ａを回転円板８１００の側面に押し付けた状態で設けることにより、回転円板８１００を回転させる駆動部として用いることができる。なお、本実施形態に係る電子時計８０００は、第２実施形態に係るアクチュエーター３００を備えることもできる。
【０１１６】
（第９実施形態）
図１６は、第１実施形態に係るアクチュエーター１００を組み込んだ第９実施形態に係る投影装置９０００を例示した説明図である。図示されるように投影装置９０００は、光学レンズを含んだ投影部９１００を備えており、内蔵する光源（図示は省略）からの光を投影することによって画像を表示する。そして、投影部９１００に含まれる光学レンズの焦点を合わせるための調整機構９２００（調整部）を、駆動部としてアクチュエーター１００を用いて駆動するようにしても良い。アクチュエーター１００は位置決めの分解能が高いので、微妙な焦点合わせを行うことができる。また、光源からの光を投影しない間は、レンズカバー９３００で投影部９１００の光学レンズを覆うことで、光学レンズに傷が付くことを防ぐことができる。このレンズカバー９３００を開閉させる駆動部として、アクチュエーター１００を用いることもできる。なお、本実施形態に係る投影装置９０００は、第２実施形態に係るアクチュエーター３００を備えることもできる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０…圧電素子、２０ａ，２０ｂ…保持部、３１…第１支持部、３２…第２支持部、３３…第３支持部、３４…第４支持部、４１…第５支持部、４２…第６支持部、４３…第７支持部、４４…第８支持部、５０…基台、６０…ばね、７１，７２…被駆動体、１００…アクチュエーター。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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