(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、
面内振動によって被駆動体を駆動する矩形の圧電素子と、
前記圧電素子の第１主面の４隅方向に分離配置される支持部に面接触する上部支持部材
と、
前記第１主面と向かい合う面で前記上部支持部材と面接触する押え部材と、
前記圧電素子を挟んで前記上部支持部材に対して面対称となる位置に配設され、前記圧
電素子に面接触する下部支持部材と、
前記下部支持部材の前記圧電素子との接触面に対して反対側の面に面接触する機枠部材
と、
前記機枠部材と前記下部支持部材と前記圧電素子と前記上部支持部材と前記押え部材と
が順に積み重ねられた状態で、前記支持部の位置で押圧する弾性部材と、
が備えられていることを特徴とする圧電モーター。
【請求項２】
前記支持部が、前記圧電素子の二次の屈曲振動の節を通り、前記圧電素子の縦振動に直
交する線上にかかる範囲に配置されていること、
を特徴とする請求項１に記載の圧電モーター。
【請求項３】
前記圧電素子の前記第１主面の前記支持部が配置されている位置に励振電極が形成され
ており、
前記圧電素子の前記第１主面に向かい合う第２主面には共通電極があり、
前記上部支持部材の前記励振電極との接触面には凹凸があり、
前記下部支持部材の前記共通電極との接触面には凹凸があること、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電モーター。
【請求項４】
前記圧電素子の前記第１主面の前記支持部が配置されている位置に励振電極が形成され
ており、
前記圧電素子の第２主面に共通電極が形成されており、
前記励振電極の前記上部支持部材との接触面に凹凸が形成されており、
前記共通電極の前記下部支持部材との接触面に凹凸が形成されていること、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電モーター。
【請求項５】
前記圧電素子の前記第１主面の前記支持部が配置されている位置に励振電極が形成され
ており、
前記圧電素子の第２主面に共通電極が形成されており、
前記上部支持部材と前記励振電極の両方の接触面に凹凸が形成され、
前記下部支持部材と前記共通電極の両方の接触面に凹凸が形成されていること、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電モーター。
【請求項６】
前記上部支持部材と前記励振電極の接触面、及び前記下部支持部材と前記共通電極の接
触面に凹凸が形成されており、
さらに、前記上部支持部材と前記押え部材との接触面のいずれか、または両方と、前記
下部支持部材と前記機枠部材との接触面のいずれか、または両方に凹凸が形成されている
こと、
を特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の圧電モーター。
【請求項７】
突起部を有し請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の圧電モーターと、
前記突起部を被駆動体に付勢させる弾性部材と、
前記突起部の楕円運動によって駆動される前記被駆動体と、
が備えられていることを特徴とする駆動装置。
【請求項８】
突起部を有し請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の圧電モーターと、
前記突起部に当接する接触面と、前記第１主面に対して直交する回転軸を有する被駆動
体、または前記第１主面に対して平行な回転軸を有する被駆動体と、
が備えられていることを特徴とする請求項７に記載の駆動装置。
【請求項９】
突起部を有し請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の圧電モーターと、
前記被駆動体を支持する直線状のガイドレールと、
前記突起部に当接する接触面を有し、前記ガイドレールに沿って移動可能に支持される
被駆動体と、
が備えられていること、を特徴とする請求項７に記載の駆動装置。
【請求項１０】
突起部を有し請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の圧電モーターと、
前記突起部に当接する面が直線状に延在される固定レールと、
前記突起部を前記固定レールに付勢させる弾性部材と、を有し、
前記突起部の楕円運動によって、前記圧電モーターが前記固定レールに沿って移動可能
であること、
を特徴とする請求項７に記載の駆動装置。
【請求項１１】
アームと、前記アームを連結する関節部と、
前記関節部に配置される請求項８に記載の駆動装置と、
が備えられていることを特徴とするロボット。
【請求項１２】
電子部品を把持する把持部と、
Ｘ軸方向に前記把持部を移動させるＸ軸駆動装置と、
Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に前記把持部を移動させるＹ軸駆動装置と、を備え、
前記Ｘ軸駆動装置と前記Ｙ軸駆動装置とが、請求項１０に記載の駆動装置であること、
を特徴とする電子部品搬送装置。
【請求項１３】
被検査部材の検査を行う検査部と、
Ｘ軸方向に前記検査部を移動させる第１駆動装置と、
Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に前記検査部を移動させる第２駆動装置と、を備え、
前記第１駆動装置と前記第２駆動装置とが、請求項１０に記載の駆動装置であること、
を特徴とする電子部品検査装置。
【請求項１４】
記録媒体を搬送する搬送機構と、
前記記録媒体に液滴を吐出する吐出ヘッドと、
前記記録媒体の搬送方向に直交する方向に移動可能な請求項１０に記載の駆動装置と、
が備えられていることを特徴とするプリンター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電モーター、この圧電モーターを用いた駆動装置、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、及びプリンターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平板の圧電素子の面内振動を用いて被駆動体を回転または直線運動させる圧電モーター（圧電アクチュエーター）が知られている。このような圧電モーターの１例として、圧電素子の振動の節に相当する側面位置を一定方向に弾性部材で付勢して保持する構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の１例として、直方体の供給電極が形成される１面に対して直交する４つの側面に圧電素子を支持する支持体を設け、この支持体によって圧電素子に弾性部材によって圧縮力を与えて圧電素子を支持する構造が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、圧電素子の厚さ方向に加圧力を与えつつ圧電素子を支持する加圧体が、圧電素子の伸縮方向に、圧電素子と共に移動する圧電モーターの構造も開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２３７９７１号公報
【特許文献２】国際公開Ｗ０２００７／０８０８５１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】
【０００６】
上述の特許文献１及び特許文献２では、圧電素子の振動方向、特に屈曲振動に対して振動を制限するように圧電素子を保持する弾性部材を配置することにより、圧電素子の振動が弾性部材を通じて保持機体に漏れ、被駆動体の駆動エネルギーを損失してしまうという課題がある。また、特許文献３の構造でも、案内ケースの案内部からの振動漏れを生じ、被駆動体への駆動エネルギーの伝達効率を低下させてしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係る圧電モーターは、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、前記圧電素子の第１主面の４隅方向に分離配置される支持部に面接触する上部支持部材と、前記上部支持部材の前記第１主面と向かい合う面に面接触する押え部材と、前記圧電素子を挟んで前記上部支持部材に対して面対称となる位置に配設され、前記圧電素子に面接触する下部支持部材と、前記下部支持部材の前記圧電素子との接触面に対して反対側の面に面接触する機枠部材と、前記機枠部材と前記下部支持部材と前記圧電素子と前記上部支持部材と前記押え部材とが順に積み重ねられ他状態で、前記支持部の位置で押圧する弾性部材と、が備えられていることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、圧電素子の第１主面４隅方向に分離配置される支持部を、上部支持部材と下部支持部材とによって挟み込むように押圧して保持することから、圧電素子の確実な保持と、上部支持部材と下部支持部材への振動漏れを抑制し、被駆動体への駆動エネルギーの伝達効率を向上させることができる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に係る圧電モーターにおいて、前記支持部が、前記圧電素子の二次の屈曲振動の節を通り、前記圧電素子の縦振動に直交する線上にかかる範囲に配置されていること、が好ましい。
【００１１】
本適用例の圧電素子は、一次の縦振動モードと、二次の屈曲振動モードとを有する。二次の屈曲振動の節を通り、圧電素子の縦振動に直交する線上にかかる位置の圧電素子の変位が他より小さいことから、この位置で圧電素子を押圧支持すれば、上部支持部材と下部支持部材への振動漏れを抑制することができる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に係る圧電モーターにおいて、前記圧電素子の前記第１主面の前記支持部が配置されている位置に励振電極が形成されており、前記圧電素子の前記第１主面に向かい合う第２主面に共通電極が形成されており、前記上部支持部材の前記励振電極との接触面に凹凸が形成されており、前記下部支持部材の前記共通電極との接触面に凹凸が形成されていること、が好ましい。
【００１３】
このような構成にすれば、上部支持部材と下部支持部材とを弾性部材によって圧電素子を挟むように押圧したときに、上部支持部材の凹凸が励振電極に転写されると共に下部支持部材の凹凸が共通電極に転写されることによって、接触面の摩擦力が大きくなり、圧電素子のより確実な保持が可能となり、そのことによって振動漏れをより抑制することができる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に係る圧電モーターにおいて、前記圧電素子の前記第１主面の前記支持部が配置されている位置に励振電極が形成されており、前記圧電素子の第２主面に共通電極が形成されており、前記励振電極の前記上部支持部材との接触面に凹凸が形成されており、前記共通電極の前記下部支持部材との接触面に凹凸が形成されていること、が好ましい。
【００１５】
このような構成では、励振電極の凹凸が上部支持部材に転写され、共通電極の凹凸が下部支持部材に転写されることによって、接触面の摩擦力が大きくなり、圧電素子のより確実な保持が可能となり、そのことによって振動漏れをより抑制することができる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例に係る圧電モーターにおいて、前記圧電素子の前記第１主面の前記支持部が配置されている位置に励振電極が形成されており、前記圧電素子の第２主面に共通電極が形成されており、前記上部支持部材と前記励振電極との両方の接触面に凹凸が形成され、前記下部支持部材と前記共通電極との両方の接触面に凹凸が形成されていること、が好ましい。
【００１７】
このように、励振電極と上部支持部材の両方に凹凸を形成し、共通電極と下部支持部材の両方に凹凸を形成する構成にすれば、圧電素子のより確実な保持が可能となり、そのことによって振動漏れをより抑制することができる。なお、このような構成は、各接触面の硬度がほぼ同等な場合に効果的である。
【００１８】
［適用例６］上記適用例に係る圧電モーターにおいて、前記上部支持部材と前記励振電極との接触面、及び前記下部支持部材と前記共通電極との接触面のいずれか、または両方に凹凸が形成されており、さらに、前記上部支持部材と前記押え部材との接触面のいずれか、または両方に前記下部支持部材と前記機枠部材との接触面に凹凸が形成されていること、が好ましい。
【００１９】
このような構成によれば、圧電素子との接触面に形成される凹凸に加え、上部支持部材と押え部材との接触面、下部支持部材と機枠部材との接触面にも凹凸を形成することによって、上部支持部材と押え部材との接触面、及び下部支持部材と機枠部材との接触面においても摩擦力を高め、圧電素子をより一層確実に保持可能でき、そのことによって振動漏れをより一層抑制することができる。
【００２０】
［適用例７］本適用例に係る駆動装置は、前述した各適用例のいずれかに記載の圧電モーターと、前記突起部を被駆動体に付勢させる弾性部材と、前記突起部の楕円運動によって駆動される前記被駆動体と、が備えられていることを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、前述したように振動漏れが小さい圧電モーターを用いることによって、被駆動体への駆動エネルギーの伝達効率を高め、高効率の駆動装置を実現できる。
【００２２】
［適用例８］上記適用例に係る駆動装置において、前述した各適用例のいずれかに記載の圧電モーターと、前記突起部に当接する接触面と、前記第１主面に対して直交する回転軸を有する被駆動体、または前記第１主面に対して平行な回転軸を有する被駆動体と、が備えられていること、が好ましい。
【００２３】
このような構成にすれば、縦振動方向に直交する回転軸を有する場合には、円柱状の被駆動体の側面を突起部で押駆動し回転させることができる。また、縦振動方向に平行な回転軸を有する場合には、円盤状の被駆動体の平面を突起部で押駆動して被駆動体を回転させることができる。
【００２４】
［適用例９］上記適用例に係る駆動装置において、前述した各適用例のいずれかに記載の圧電モーターと、被駆動体を支持する直線状のガイドレールと、前記突起部に当接する接触面を有し、前記ガイドレールに沿って移動可能な被駆動体と、が備えられていること、が好ましい。
【００２５】
このような構成にすれば、被駆動体をガイドレールに沿って直線状に効率よく駆動させることができる。
【００２６】
［適用例１０］上記適用例に係る駆動装置において、前述した各適用例のいずれか一項に記載の圧電モーターと、前記突起部に当接する面が直線状に延在される固定レールと、前記突起部を前記固定レールに付勢させる弾性部材と、を有し、前記突起部の楕円運動によって、前記圧電モーターが前記固定レールに沿って移動可能であること、が好ましい。
【００２７】
このような構成では、固定レールに対して圧電モーター自身が固定レールに沿って移動可能となる。そこで例えば、圧電モーターに他の機能機構としてロール紙のカッティング装置等を取付けておけば、カッティング装置等を所定の速度、方向に効率よく移動させることを可能にする。
【００２８】
［適用例１１］本適用例に係るロボットは、アームと、前記アームを連結する関節部と、
前記関節部に配置される前述した適用例に記載の駆動装置と、が備えられていることを特徴とする。
【００２９】
本適用例によれば、振動漏れがなく駆動力の伝達効率がよい駆動装置を用いることによって、アームを高効率で駆動させることが可能なロボットを実現できる。なお、ワークを把持する指部を有するロボットハンドにおいても、指部を小さいアームとすれば、指部間の関節に前述した駆動装置を用いれば、小型化で高効率のロボットハンドの駆動を実現できる。
【００３０】
［適用例１２］本適用例に係る電子部品搬送装置は、電子部品を把持する把持部と、Ｘ軸方向に前記把持部を移動させるＸ軸駆動装置と、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に把持部を移動させるＹ軸駆動装置と、を備え、Ｘ軸駆動装置とＹ軸駆動装置とが、請求項１０に記載の駆動装置であること、を特徴とする。
【００３１】
本適用例によれば、振動漏れがなく駆動力の伝達効率がよい駆動装置を用いることによって、把持部を高効率で移動させることが可能な電子部品搬送装置を実現できる。
【００３２】
［適用例１３］本適用例に係る電子部品検査装置は、被検査部材の検査を行う検査部と、Ｘ軸方向に前記検査部を移動させる第１駆動装置と、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に前記検査部を移動させる第２駆動装置と、を備え、前記第１駆動装置と前記第２駆動装置とが、請求項１０に記載の駆動装置であること、を特徴とする。
【００３３】
本適用例によれば、前述した駆動装置は小型化・軽量化が可能であるため駆動負荷が小さく、駆動装置によって検査部を被検査部材の位置に素早く、正確な位置に移動させることができる電子部品検査装置を実現できる。
【００３４】
［適用例１４］本適用例に係るプリンターは、記録媒体を搬送する搬送機構と、前記記録媒体に液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記記録媒体の搬送方向に直交する方向に移動可能な請求項１０に記載の駆動装置と、が備えられていることを特徴とする。
【００３５】
本適用例では、前述した駆動装置を用いることによって、小型化・軽量化が可能となり、駆動負荷が小さいプリンターを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】圧電モーターを示す平面図。
【図２】図１のＤ−Ｄ切断面を示す断面図。
【図３】圧電素子の構成及び駆動方法を示す模式図であり、（ａ）は静止時の平面図、（ｂ）及び（Ｃ）は圧電素子の振動と、被駆動体の駆動方法を示し、（ｄ）は、（ｂ）と（ｃ）の振動を合成して表す模式図。
【図４】圧電素子の支持部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４と支持部材との関係を表す平面図。
【図５】圧電素子の押圧保持構造を模式的に表す断面図。
【図６】第１実施例を示す模式図であり、（ａ）は押圧する前の状態を示し、（ｂ）は押圧した状態の一部を示す断面図、（ｃ）、（ｄ）は凹凸Ｔの形状例を表す断面図と平面図。
【図７】第２実施例の一部を示す模式図であり、（ａ）は押圧する前の状態を示し、（ｂ）は凹凸形状の１例を示し、（ｃ）は押圧した状態を示す断面図。
【図８】変形例に係る第１支持部材及び第２支持部材の形状を示す平面図であり、（ａ）は変形例１、（ｂ）は変形例２、（ｃ）は変形例３、（ｄ）は変形例４を示す。
【図９】第４実施例の一部を示す模式的に示す断面図。
【図１０】駆動装置の第１実施例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ切断面を示す断面図。
【図１１】駆動装置の第２実施例を示し、（ａ）は平面図、（ａ）のＥ−Ｅ切断面を示す断面図。
【図１２】ロボットの概略構成を示す斜視図。
【図１３】ロボットハンドを簡略的に示す外観図。
【図１４】電子部品検査装置の１例を示す斜視図。
【図１５】プリンターの概略構成を示す斜視図。
【図１６】カッティング装置の１例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
なお、以下の説明で参照する図は、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
（圧電モーター）
【００３８】
図１は、圧電モーター１０を示す平面図、図２は、図１のＤ−Ｄ切断面を示す断面図である。図１、図２において、圧電モーター１０は、矩形の平面を有し面内振動によって被駆動体を駆動する圧電素子２０と、圧電素子２０の第１主面２０ａの４隅方向に分離配置される支持部の各々に当接する第１支持部材３０及び第２支持部材３１を有する。なお、第１支持部材３０及び第２支持部材３１を上部支持部材とする。
【００３９】
また、圧電モーター１０は、第１支持部材３０を押圧する第１押え板４０と、第２支持
部材３１を押圧する第２押え板４１とからなる押え部材と、圧電素子２０の第１主面２０
ａの裏面である第２主面２０ｂと当接し、圧電素子２０を挟んで、第１支持部材３０に対
して面対称となる位置に配設される第３支持部材３２と、第２支持部材３１の面対称とな
る位置に配設される第４支持部材３３と、を有している。これら第３支持部材３２と第４
支持部材３３を下部支持部材とする。これら下部支持部材を圧電素子２０に押圧する機枠
部材としてのケース７０を、さらに有している。
【００４０】
そして、ケース７０のケース底面７１に、下部支持部材（第３支持部材３２及び第４支持部材３３）と、圧電素子２０と、上部支持部材（第１支持部材３０及び第２支持部材３１）と、押え部材（第１押え板４０及び第２押え板４１）とを順に積み重ねて支持部の位置で押圧する弾性部材としての第１押えバネ６０及び第２押えバネ６１と、が備えられている。
【００４１】
第１押えバネ６０は、第１押え板４０と第１固定板５０との間に挟持されており、固定ネジ８０をケース７０に締め付けることによって、第１支持部材３０と第３支持部材３２を圧電素子２０に押圧する。
第２押えバネ６１は、第２押え板４１と第２固定板５１との間に挟持されており、固定ネジ８０をケース７０に締め付けることによって、第２支持部材３１と第４支持部材３３を圧電素子２０に押圧する。なお、図２では、第１押えバネ６０及び第２押えバネ６１が押圧していない初期状態を表している。
【００４２】
この際、図２に示すように、第１固定板５０及び第２固定板５１と、ケース７０との間には厚さ方向にギャップが存在する。これは、圧電素子２０と上部支持部材と下部支持部材と第１押え板４０及び第２押え板４１とを積み重ねた場合に、これら構成要素の厚さのばらつきを第１押えバネ６０と第２押えバネ６１で吸収するためである。なお、本実施の形態では、第１押えバネ６０と第２押えバネ６１の押圧力はおよそ数ｋｇである。
【００４３】
圧電素子２０の短辺側の端部には、突起部２８が設けられている。突起部２８は、被駆動体と接触し、その摩擦力によって被駆動体を駆動させることから被駆動体との摩擦係数は高く、且つ耐摩耗性の優れた材料が用いられる。例えば、ジルコニア、セラミックス等の硬質材料が用いられる。突起部２８は、圧電素子２０の屈曲振動によって楕円運動し、被駆動体を駆動する。
【００４４】
続いて、本実施例の圧電モーター１０に用いられる圧電素子２０、及び駆動方法について説明する。
図３は、圧電素子２０の構成及び駆動方法を示す模式図であり、（ａ）は静止時の平面図、（ｂ）及び（Ｃ）は圧電素子２０の振動と、被駆動体の駆動方法を示し、（ｄ）は、（ｂ）と（ｃ）の振動を合成して表す模式図である。
【００４５】
図３（ａ）において、圧電素子２０には、圧電体２１の第１主面２０ａ側に第１励振電極２２、第２励振電極２３、第３励振電極２４、第４励振電極２５が形成されている。また、第１主面２０ａとは表裏の関係にある第２主面２０ｂ側に共通電極２６（図２、参照）が、圧電体２１の第２主面２０ｂ側のほぼ全面に形成されている。
【００４６】
圧電体２１の材料としては、圧電性を有する材料であれば特に限定されないが、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）が好適に用いられる。また、第１励振電極２２、第２励振電極２３、第３励振電極２４、第４励振電極２５及び共通電極２６の材質としては、導電性金属であれば限定されないが、Ａｇペーストをスクリーン印刷等で形成する方法や、Ａｌ，Ａｕ，Ｗ，Ｃｕ，Ａｇなどをスパッタリング法や蒸着法などの方法で形成することができる。
【００４７】
なお、第１励振電極２２と第３励振電極２４とは電気的に接続されており、第２励振電極２３と第４励振電極２５とは、電気的に接続されている。このような電極構成によれば、第１励振電極２２と第３励振電極２４とに電荷を印加すると圧電体２１は伸長し（実線の矢印で示す）、電荷を除去すると復帰する縦振動が励起される。一方、第２励振電極２３と第４励振電極２５に電荷を印加すると圧電体２１は伸長し（破線の矢印で示す）、電荷を除去すると復帰する縦振動が励起される。
このように、第１励振電極２２と第３励振電極２４、または第２励振電極２３と第４励振電極２５に電荷を印加することにより、圧電素子２０は屈曲振動が励振される。このように励起される屈曲振動ついて図３（ｂ），（ｃ），（ｄ）を参照して説明する。
【００４８】
図３（ｂ）は、第１励振電極２２及び第３励振電極２４と共通電極２６との間に電荷を印加し、第２励振電極２３と第４励振電極２５には電荷を印加しない場合を表しており、第１励振電極２２及び第３励振電極２４が形成されている範囲で縦振動が励起される（図３（ａ）、参照）。しかし、第２励振電極２３と第４励振電極２５には電荷が印加されていないため縦振動は励起されず、その結果、圧電素子２０は、図３（ｂ）に示すように第１主面２０ａと第２主面２０ｂの平面内において二次の屈曲振動を励起する。その結果、突起部２８が図示する楕円軌道ＱLの矢印方向に楕円運動する。突起部２８は被駆動体９０に押圧されているため、突起部２８のＱL方向の楕円軌道によって、当接されている被駆動体９０をＨL方向に移動させる。
なお、図３（ｂ）に示すように、屈曲振動の中心軸をＬで表し、振動の節をＰ１，Ｐ２，Ｐ３で表し、振動モードをＬａで表している。
【００４９】
突起部２８と被駆動体９０との接触部においては、突起部２８の楕円軌道ＱLによって被駆動体９０に対して接触部の摩擦力によって駆動力が生じる。この駆動力によって被駆動体９０がＨL方向に駆動される。
【００５０】
図３（ｃ）は、第２励振電極２３及び第４励振電極２５と共通電極２６との間に電荷を印加し、第１励振電極２２及び第３励振電極２４には電荷を印加しない場合を表しており、第２励振電極２３と第４励振電極２５とが形成されている範囲で縦振動が励起される（図３（ａ）、参照）。しかし、第１励振電極２２及び第３励振電極２４には電荷が印加されていないため縦振動は励起されず、その結果、圧電素子２０は、図３（ｃ）に示すように第１主面２０ａと第２主面２０ｂの平面内において二次の屈曲振動を励起する。図３（ｃ）に示す二次の屈曲振動は、図３（ｂ）に示した二次の屈曲振動に対して逆位相となる。その結果、突起部２８が図示する楕円軌道ＱRの矢印方向に楕円運動する。突起部２８は被駆動体９０に押圧されているため、突起部２８のＱR方向の楕円運動によって、被駆動体９０をＨR方向に駆動させる。
なお、図３（ｃ）に示すように、屈曲振動の中心軸をＬで表し、振動の節をＰ１，Ｐ２，Ｐ３で表し、振動モードをＬｂで表している。
【００５１】
突起部２８と被駆動体９０との接触部においては、突起部２８の楕円軌道ＱRによって被駆動体９０に対するして摩擦力によって駆動力が生じる。この駆動力によって被駆動体９０がＨR方向に駆動される。
【００５２】
このように、第１励振電極２２及び第３励振電極２４と、第２励振電極２３及び第４励振電極２５への電荷の印加を切り換えることにより、圧電素子２０の屈曲振動の方向を変え、被駆動体９０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２０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３（ｄ）を用いて説明する。
【００５３】
図３（ｄ）は、圧電素子２０の振動モードを示す概念図である。図３（ｄ）に示すように、圧電素子２０は、図３（ｂ）、図３（ｃ）を用いて説明した振動状態の振動モードＬａ，Ｌｂを表している。振動モードＬａ，Ｌｂを合成して表すと、振動の中心軸Ｌ上に振動の節Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が存在する。
【００５４】
この振動の節Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を通り圧電素子２０の縦振動に直交する方向に延長した線Ｐｒ１，Ｐｒ２，Ｐｒ３（以降、節線Ｐｒ１，Ｐｒ２，Ｐｒ３と表す）上にかかる範囲は、圧電素子２０の変位が他の位置より小さい領域である。従って、節線Ｐｒ１，Ｐｒ２，Ｐｒ３上にかかる範囲に圧電素子２０を押圧支持する支持部を配置することが好ましく、圧電素子２０の外形部に最も近い振動の節Ｐ２，Ｐ３を含む領域に支持部を配置することがなお好ましい。
続いて、圧電素子２０押圧支持構造について図４、図５を参照して説明する。
【００５５】
図４は、圧電素子２０の支持部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４と支持部材との関係を表す平面図である。ここで、第１支持部材３０は、節線Ｐｒ２上に第１励振電極２２と第２励振電極２３とに跨るように配置されている。第１支持部材３０と第１励振電極２２とが交差する領域が支持部Ｓ１、第１支持部材３０と第２励振電極２３とが交差する領域が支持部Ｓ２である。第３支持部材３２は、圧電素子２０を挟んで第１支持部材３０とほぼ面対称となるように配置されている。
【００５６】
一方、第２支持部材３１は、節線Ｐｒ３上に第３励振電極２４と第４励振電極２５とに跨るように配置されている。第２支持部材３１と第３励振電極２４とが交差する領域が支持部Ｓ３、第２支持部材３１と第４励振電極２５とが交差する領域が支持部Ｓ４である。第４支持部材３３は、圧電素子２０を挟んで第２支持部材３１とほぼ面対称となるように配置されている。
【００５７】
以上説明したように、支持部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４各々は、圧電素子２０の４隅方向に配置されている。
【００５８】
なお、本実施の形態の圧電素子２０は、長さが３０ｍｍ、幅が７．５ｍｍ、厚さが３．０ｍｍの扁平な直方体であって、他のステップモーターやサーボモーターに比べて圧電モーター１０の小型・軽量化を可能にする。
【００５９】
図５は、圧電素子２０の押圧保持構造を模式的に表す断面図であり、図４のＣ−Ｃ切断面を表している。図５に示すように、圧電素子２０は、ケース底面７１上に第３支持部材３２及び第４支持部材３３を配設し、さらに、第３支持部材３２及び第４支持部材３３の上部に圧電素子２０を重ね、圧電素子２０の上部に第１支持部材３０及び第２支持部材３１を重ね、さらに第１押え板４０及び第２押え板４１を積み重ねて、支持部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の位置（図４参照）で第１押えバネ６０と第２押えバネ６１（図示は省略）によって押圧力Ｆで押圧支持されている。
【００６０】
さらに具体的には図４、図５に示すように、第１支持部材３０は、第１励振電極２２の表面２２ａと第２励振電極２３の表面２３ａに面接触し、第２支持部材３１は、第３励振電極２４の表面２４ａと第４励振電極２５の表面２５ａに面接触する。また、第３支持部材３２及び第４支持部材３３は、共通電極２６の表面２６ａに面接触する。なお、圧電素子２０の押圧支持は、上記各要素の接触面に凹凸を形成して摩擦力を大きくしておくことが望まれる。
【００６１】
なお、第１支持部材３０と第２支持部材３１とを一体に形成して上部支持部材とし、上部支持部材に、第１支持部Ｓ１、第２支持部Ｓ２、第３支持部Ｓ３、第４支持部Ｓ４の各々を押圧する突設部を設ける構造としてもよい。
上記各要素の接触面の構成について図６、図７に実施例を示し説明する。
（第１実施例）
【００６２】
図６は、第１実施例を示す模式図であり、（ａ）は押圧する前の状態を示し、（ｂ）は押圧した状態の一部を示す断面図である。本実施例は、第１支持部材３０と第２支持部材３１と第３支持部材３２と第３４支持部材の圧電素子２０との接触面に凹凸Ｔを形成した構成を示している。また、（ｃ）、（ｄ）は凹凸Ｔの形状を例示している。なお、第１支持部材３０、第２支持部材３１、第３支持部材３２、第４支持部材３３は、ほぼ共通仕様であるため、第１支持部材３０と、第１支持部材３０に対向する第３支持部材３２を例示して説明する。
【００６３】
図６（ａ）に示すように、第１支持部材３０の圧電素子２０に接触する側の表面３０ａ、及び第３支持部材３２の圧電素子２０側の表面３２ａには凹凸Ｔが形成されている。本実施例では、第１支持部材３０、第２支持部材３１、第３支持部材３２、及び第４支持部材３３の材質をポリイミドまたはＡＢＳ樹脂等とし、各々の長さが５．０ｍｍ、幅が６．５ｍｍ、厚さが１．０ｍｍの直方体とした。また、第１励振電極２２、第２励振電極２３、第３励振電極２４、第４励振電極２５、及び共通電極２６をＡｇペーストとした。
【００６４】
次に図６（ｂ）に示すように、第１支持部材３０と第３支持部材３２とを押圧力Ｆで押圧すると、第１支持部材３０の凹凸Ｔが励振電極２２，２３の表面２２ａ，２３ａに転写されるように喰い込む。また、第３支持部材３２の凹凸Ｔが共通電極２６の表面２６ａに転写されるように喰い込む。
【００６５】
このように、第１支持部材３０と第３支持部材３２の凹凸Ｔが各電極表面に喰い込むことによって接触面の摩擦力を大きくすることができる。なお、凹凸Ｔも様々な形態を適用することができるので、代表的な実施例を例示して説明する。
図６（ｃ）は、凹凸Ｔを直線的に形成した例であって、上段に断面図、下段に平面図を表す。凹凸Ｔは、圧電素子２０の縦振動方向に対してほぼ直交する方向に直線状に形成されている。この凹凸Ｔは、ヤスリやサンドペーパーや、硬質の転写型等を用いて形成される。凹凸Ｔのピッチや深さは、相手となる各電極の表面硬度によって決められる。
【００６６】
図６（ｄ）は、凹凸Ｔをドット状に形成した例であって、上段に断面図、下段に平面図を表す。凹凸Ｔは、第１支持部材３０の表面３０ａに、図示したように整列させてもよく、ランダム配置してもよい。このような凹凸Ｔは、硬質の転写型等で形成される。凹凸Ｔの大きさ、形状、配置数や深さは、相手となる各電極の表面硬度によって決められる。
なお、凹凸は、各電極に形成してもよく、第２実施例として図７を参照して説明する。
（第２実施例）
【００６７】
図７は、第２実施例の一部を示す模式図であり、（ａ）は押圧する前の状態を示し、（ｂ）は凹凸形状の１例を示し、（ｃ）は押圧した状態を示す断面図である。本実施例は、圧電素子２０に形成された第１励振電極２２、第２励振電極２３、第３励振電極２４、及び第４励振電極２５と、共通電極２６に凹凸を形成した構成である。第１支持部材３０及び第１励振電極２２と、第３支持部材３２と共通電極２６を例示して説明する。なお、第１実施例（図６、参照）と共通部分には同じ符号を付している。
【００６８】
図７（ａ）に示すように、第１支持部材３０及び第２支持部材３１には凹凸Ｔは形成されていない。一方、第１励振電極２２及び共通電極２６には凹凸Ｔ２が形成されている。
【００６９】
凹凸Ｔ２は、図７（ｂ）に示すように、第１支持部材３０と第１励振電極２２との交差する領域、つまり支持部Ｓ１の領域に、第１励振電極２２をパターニングすることで形成される。共通電極２６も同様である。凹凸Ｔ２は、スクリーン印刷で容易に所望の形状に形成することが可能であって、凸部または凹部に相当する部分の幅及びピッチは、電極材料と支持部材の表面硬度によって決められる。
【００７０】
そして、図７（ｃ）に示すように、圧電素子２０を挟んで第１支持部材３０と第３支持部材３２とで押圧力Ｆで押圧すると、第１励振電極２２の凹凸Ｔ２が第１支持部材３０の表面３０ａに転写されるように喰い込む。また、共通電極２６の凹凸Ｔ２が第３支持部材３２の表面３２ａに転写されるように喰い込む。このように、各電極の凹凸Ｔ２が支持部材の表面３０ａ及び３２ａに喰い込むことによって接触面の摩擦力を大きくすることができる。この際、各支持部材の表面硬度≦各電極の硬度となるような材質の組み合わせとする。
なお、励振電極側の凹凸Ｔ２と共通電極側の凹凸Ｔ２の形状は必ずしも同じでなくてもよい。
【００７１】
前述した圧電モーター１０は、圧電素子２０の４隅方向に分離配置される第１支持部Ｓ１、第２支持部Ｓ２，第３支持部Ｓ３、第４支持部Ｓ４の各々を、上部支持部材である第１支持部材３０及び第２支持部材３１と、下部支持部材である第３支持部材３２及び第４支持部材３３とによってバランスよく挟み込むように押圧して保持する。このことによって、圧電素子２０の確実な支持と、振動漏れを抑制し、被駆動体９０への駆動エネルギーの伝達効率を向上させることができる。
【００７２】
また、第１支持部Ｓ１及び第２支持部Ｓ２を、圧電素子２０の二次の屈曲振動の節Ｐ２を通る節線Ｐｒ２上にかかる領域に配置し、第３支持部Ｓ３及び第４支持部Ｓ４を、圧電素子２０の二次の屈曲振動の節Ｐ３を通る節線Ｐｒ３上にかかる領域に配置している。節線Ｐｒ２，Ｐｒ３上では圧電素子２０の変位が他より小さいことから、この位置で圧電素子２０を押圧支持すれば、振動漏れの発生をより抑制することができる。
【００７３】
また、第１主面２０ａ側の第１支持部Ｓ１の配置位置には第１励振電極２２を配置し、第２支持部Ｓ２の配置位置には第２励振電極２３を配置し、第３支持部Ｓ３の配置位置には第３励振電極２４を配置し、第４支持部Ｓ４の配置位置には第４励振電極２５を配置し、圧電素子２０の第２主面側には共通電極２６を形成している。そして、第１支持部材３０、第２支持部材３１、第３支持部材３２、第４支持部材３３が、各々第１励振電極２２、第２励振電極２３、第３励振電極２４、第４励振電極２５との各接触面に凹凸Ｔを形成している。そして、圧電素子２０を押圧支持するときに凹凸Ｔが各電極の表面に転写されることによって、接触面の摩擦力が大きくなり、圧電素子２０のより確実な支持が可能となり、そのことによって振動漏れをより抑制することができる。
【００７４】
また、上記とは逆に、第１励振電極２２、第２励振電極２３を配置し、第３励振電極２４を配置し、第４励振電極２５の各々に凹凸Ｔ２を形成することによって、凹凸Ｔ２が各支持部材の接触面に転写され、接触面の摩擦力を大きくするこことができる。
（第３実施例）
【００７５】
前述した第１実施例では、第１支持部材３０、第２支持部材３１、第３支持部材３２、第４支持部材３３に凹凸Ｔを形成した例を示し、第２実施例では、第１励振電極２２、第２励振電極２３、第３励振電極２４、第４励振電極２５に凹凸Ｔ２を形成した例を示したが、各支持部材と各電極の両方の接触面に凹凸を形成してもよい。
【００７６】
図示は省略するが、例えば、第１支持部材３０、第２支持部材３１、第３支持部材３２、第４支持部材３３の圧電素子２０との各接触面に上述した第１実施例（図６（ｃ），（ｄ）、参照）に示す凹凸Ｔを形成する。さらに、第１励振電極２２、第２励振電極２３、第３励振電極２４、及び第４励振電極２５と、共通電極２６各々の第１支持部材３０、第２支持部材３１、第３支持部材３２、第４支持部材３３との接触面に第２実施例（図７（ｂ）、参照）に示す凹凸Ｔ２も形成する。
【００７７】
このように、第１励振電極２２、第２励振電極２３、第３励振電極２４、第４励振電極２５及び共通電極２６と、第１支持部材３０、第２支持部材３１、第３支持部材３２、第４支持部材３３との両方の接触面に凹凸Ｔまたは凹凸Ｔ２を形成する構成にすれば、圧電素子２０のより確実な支持が可能となり、そのことによって振動漏れをより抑制することができる。なお、このような構成は、各接触面の硬度がほぼ同等な場合に効果的である。
【００７８】
以上説明した第１実施例〜第３実施例では、第１支持部材３０及び第２支持部材３１、第３支持部材３２及び第４支持部材３３の平面形状を長方形とし、支持部Ｓ１〜Ｓ４の形状が四角形の場合を例示したが、これら形状は長方形に限らず様々な形状を用いることができるので、それらを変形例として図示し説明する。なお、前述した第１実施例と同じ構成部分には同じ符号を付している。
（変形例）
【００７９】
図８は、変形例に係る第１支持部材３０及び第２支持部材３１の形状を例示する平面図であり、（ａ）は変形例１、（ｂ）は変形例２、（ｃ）は変形例３、（ｄ）は変形例４を示している。なお、第３支持部材３２、第４支持部材３３の形状は、第１支持部材３０と同じとする。よって、第１支持部材３０と第２支持部材３１を例示して説明する。
変形例１は、（ａ）に示すように第１支持部材３０及び第２支持部材の圧電素子２０との接触面が楕円形の例である。変形例２は、（ｂ）に示すように第１支持部材３０及び第２支持部材の圧電素子２０との接触面が圧電素子２０の幅方向端部側が狭くなった変形六角形である。変形例３は、（ｃ）に示すように第１支持部材３０及び第２支持部材の圧電素子２０との接触面が菱形形状の例である。また、変形例４は、（ｄ）に示すように第１支持部材３０及び第２支持部材の圧電素子２０との接触面がトラック形状の例を示している。
【００８０】
以上説明した変形例を用いても、前述した第１実施例〜第３実施例に示した凹凸Ｔまたは凹凸Ｔ２を形成することによって、同様な効果が得られる。
（第４実施例）
【００８１】
続いて、圧電モーター１０の第４実施例について説明する。前述した実施例１〜実施例３では、各支持部材及び各電極の接触面のいずれか一方または両方に凹凸Ｔまたは凹凸Ｔ２を形成しているが、第４実施例は、さらに上部支持部材と押え板との接触面、及び下部支持部材とケース７０との接触面にも凹凸が形成されていることを特徴とする。
【００８２】
図９は、第４実施例の一部を示す模式的に示す断面図である。なお、上部支持部材の一つである第１支持部材３０及び下部支持部材の一つである第３支持部材３２を例示して説明する。実施例１との共通部分には同じ符号を付している。また、図９では、図示を省略しているが、第１支持部材３０と第１励振電極２２との接触面のいずれか一方、または両方、及び第３支持部材３２と共通電極２６との接触面のいずれか一方、または両方に、図６あるいは図７に図示したような凹凸Ｔ，Ｔ２が形成されている。
【００８３】
図９において、第１押え板４０の第１支持部材３０との接触面４０ａには、前述した第１実施例（図６（ｃ），（ｄ）、参照）と同様な凹凸Ｔが形成されている。また、ケース底面７１の接触面７１ａにも第１押え板４０と同様な凹凸Ｔ３が形成されている。図９に示すように、第１押え板４０とケース７０とで、第１支持部材３０と第３支持部材３２を介して圧電素子２０を押圧力Ｆで押圧すると、第１押え板４０の凹凸Ｔが第１支持部材３０の接触面３０ｂに転写されるように喰い込む。また、ケース底面７１の凹凸Ｔが第３支持部材３２の接触面３２ｂに転写されるように喰い込む。
【００８４】
なお、凹凸Ｔは、第１支持部材３０の第１押え板４０との接触面３０ｂに形成してもよく、第３支持部材３２のケース底面７１との接触面３２ｂに形成してもよい。
【００８５】
このような構成にすれば、前述した第１実施例〜第３実施例で説明した凹凸Ｔまたは凹凸Ｔ２に加え、第１支持部材３０と第１押え板４０、及び第２支持部材３１と第２押え板４１との接触面に凹凸Ｔを形成し、第３支持部材３２及び第４支持部材３３とケース底面７１との接触面に凹凸Ｔを形成する。従って、これらの接触面における摩擦力を高め、圧電素子２０をより一層確実に支持することができ、そのことによって振動漏れをより一層抑制することができる。
（駆動装置・第１実施例）
【００８６】
続いて、前述した圧電モーター１０を用いた駆動装置１００について説明する。
図１０は、駆動装置の第１実施例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ切断面を示す断面図である。本実施例の駆動装置１００は、前述した第１実施例ないし第４実施例で説明した圧電モーター１０と、圧電モーター１０の突起部２８に当接する接触面１３１と、圧電モーター１０の縦振動方向に直交する回転軸１３２を有する被駆動部材としてのローター１３０とを有している。
ここで、圧電モーター１０の縦振動方向に直交する回転軸１３２とは、圧電モーター１０の第１主面２０ａ（または第２主面２０ｂ）に対して直交する回転軸１３２と置き換えて説明できる。
【００８７】
圧電モーター１０は、機枠８５に配置された状態で基台１１０に装着されている。ローター１３０は、基台１１０と上基台１４０とで回転可能に軸支されている。
【００８８】
ケース７０の長手方向の一方の側面には、切欠き部７２，７３が形成されている。また、機枠８５には、切欠き部７２，７３，の各々の配置位置に支持軸８６，８７が植立されている。そして、弾性部材としてのコイルバネ９１，９２で圧電モーター１０を支持軸８６，８７に押圧して、幅方向の位置を規制している。また、圧電モーター１０は、コイルバネ９３によって、ローター１３０に向かって付勢され、ローター１３０の接触面１３１に対して所与の押圧力が付与される。
【００８９】
このように構成された駆動装置１００は、電力が供給されると前述した圧電モーター１０の駆動原理（図３、参照）によって、ローター１３０を回転軸１３２を回転中心として時計回りまたは半時計回りに回転させることができる。
【００９０】
なお、ローターがリング形状（リングローター１５０と表す）の場合には、圧電モーター１０をリングローター１５０の内周面内側に配置することができる。このような構造では、圧電モーター１０の突起部２８がリングローター１５０の内周面１５１（接触面に相当する）に当接させることで、リングローター１５０を回転軸１５２を回転中心として時計回りまたは半時計回りに回転させることができる。
【００９１】
また、図示は省略するが、突起部２８に当接する接触面と、圧電モーター１０の第１主面２０ａに平行な回転軸１３２を有する被駆動体を有する駆動装置も実現できる。
このような被駆動体は、回転軸を有する円盤状のローターであって、突起部２８の接触面はローターの平面に当接される。よって、例えば、円盤状ディスクのようなローターの表面に突起部２８を当接させて回転駆動させる場合にも適用できる。
【００９２】
従って、本実施例の駆動装置１００は、前述した振動漏れが小さい圧電モーター１０を用いることによって、ローター１３０やリングローター１５０などの被駆動体への駆動エネルギーの伝達効率を高め、駆動効率が高い駆動装置１００を実現できる。
また、突起部２８をローター１３０やリングローター１５０にコイルバネ９３によって所与の押圧力で付勢することで、安定した駆動を実現できる。
【００９３】
なお、このような駆動装置１００は、一般のサーボモーターやステップモーター等を用いる駆動装置に対して軽量・小型化がより求められるロボットの関節部に有効である。
（駆動装置・第２実施例）
【００９４】
続いて、第２実施例に係る駆動装置１００について説明する。本実施例の駆動装置１００は、被駆動体または圧電モーター１０自身を直線的に駆動させる場合の構成に特徴を有する。
図１１は、駆動装置１００の第２実施例を示し、（ａ）は平面図、（ａ）のＦ−Ｆ切断面を示す断面図である。本実施例の駆動装置１００は、前述した第１実施例〜第４実施例で説明した圧電モーター１０と、直線状のガイドレール１２５と、圧電モーター１０に設けられる突起部２８に当接する直線状の接触面１２１を有し、ガイドレール１２５に支持されつつガイドレール１２５沿って移動可能な被駆動体１２０と、を有して構成されている。圧電モーター１０の支持構造は駆動装置１００の第２実施例（図１０、参照）と同じであるので説明を省略する。
【００９５】
本実施例の駆動装置１００は、圧電モーター１０とガイドレール１２５とが、基台１１０に対して平行になるよう装着されており、被駆動体１２０は、ガイドレール１２５に対して可動体である。このように構成される駆動装置１００は、電力が供給されると前述した圧電モーター１０の駆動原理（図３、参照）によって、被駆動体１２０をガイドレール１２５に沿って（図中、矢印Ｈ0方向）往復駆動させることができる。
【００９６】
なお、図１１に示す被駆動体１２０をガイドレール１２５に一体化して固定レール１２６とし、圧電モーター１０を固定レール１２６に沿って移動可能な被駆動体とすれば、駆動装置１００は、電力が供給されると前述した圧電モーター１０の駆動原理（図３、参照）によって、圧電モーター１０自身を固定レール１２６に沿って（図中、矢印Ｈ1方向）往復駆動させることができる。
【００９７】
従って、駆動装置１００は、前述した振動漏れが小さい圧電モーター１０を用いることによって、被駆動体１２０への駆動エネルギーの伝達効率を高め、高効率化を実現できる。
圧電モーター１０を固定体とした構成の場合には、ガイドレール１２５に沿って被駆動体１２０を直線的に往復運動させることができ、例えば、ＸＹテーブル上において、被駆動体１２０をＸ方向、またはＹ方向に移動させる装置に有効である。
【００９８】
また、圧電モーター１０自身を被駆動体とする構成では、固定レール１２６に沿って圧電モーター１０を往復駆動させることができ、圧電モーター１０に他の機能装置を取付ければ、ＸＹテーブル上において、機能装置をＸ方向またはＹ方向に移動させることが可能となる。例えば、機能装置として撮像装置を用いれば検査装置として有効であり、インク吐出ヘッドやロール紙の切断カッティング装置を用いれば、プリンター等に有効である。
また、突起部２８を被駆動体１２０または固定レールに対してコイルバネ９３によって所与の押圧力で付勢することで、被駆動体を直線駆動させる場合にも安定した駆動を実現できる。
（ロボット）
【００９９】
続いて、前述した駆動装置１００を用いたロボット２００について説明する。
図１２は、ロボット２００の概略構成を示す斜視図である。ロボット２００は、本体部２１０、アーム部２２０及びロボットハンド２３０を備えている。図示するロボット２００は、いわゆる多関節型ロボットに分類される。本体部２１０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２２０は、本体部２１０に対して回動または屈折可能に設けられており、本体部２１０にはアーム部２２０を回転させるための動力を発生させる図示しないモーターや、モーターを制御する制御部等が内蔵されている。
【０１００】
アーム部２２０は、第１フレーム２２１、第２フレーム２２２、第３フレーム２２３、第４フレーム２２４及び第５フレーム２２５から構成されている。第１フレーム２２１は、回転屈折機構を介して本体部２１０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２２２は、回転屈折機構を介して第１フレーム２２１及び第３フレーム２２３に接続されている。第３フレーム２２３は、回転屈折機構を介して第２フレーム２２２及び第４フレーム２２４に接続されている。第４フレーム２２４は、回転屈折機構を介して第３フレーム２２３及び第５フレーム２２５に接続されている。第５フレーム２２５は、回転屈折機構を介して第４フレーム２２４に接続されている。アーム部２２０は、制御部の制御によって、フレーム２２１〜２２５の各々が各回転屈折機構を中心に複合的に回転または屈折し動く。
【０１０１】
アーム部２２０の第５フレーム２２５のうち第４フレーム２２４に接続された端部とは反対側の端部には、ロボットハンド接続部２２６が接続されており、ロボットハンド接続部２２６にロボットハンド２３０が取り付けられている。ロボットハンド接続部２２６にはロボットハンド２３０に回転動作を与える圧電モーター１０を有する駆動装置１００が内蔵され、ロボットハンド２３０は対象物（ワーク）を把持することができる。
【０１０２】
なお、第１フレーム２２１〜第５フレーム２２５の各々を接続する各回転屈折機構に駆動装置１００を用いる構成とすることも可能であって、回転屈折機構には、図１０に示した圧電モーター１０と被駆動体としてのローター１３０を有する駆動装置１００が備えられ、回転屈折軸（図示せず）を回転させる。なお、ローター１３０と回転屈折軸との間に減速機構を備える構造としてもよい。
【０１０３】
本実施形態のロボット２００は、前述した振動漏れがなく、駆動力の伝達効率のよい駆動装置１００を用いることによって、アーム部２２０を高効率で駆動させることができる。
なお、ロボットハンド２３０は軽量・小型の駆動装置が求められるため、前述した駆動装置１００を用いることが有効である。
【０１０４】
図１３は、ロボットハンド２３０を簡略的に示す外観図である。ロボットハンド２３０は、基部２３１に接続された小型のアームとしての指部２４０を備えている。基部２３１と指部２４０との接続部と、各指部を接続する関節部２３２には、駆動装置１００が組み込まれている。駆動装置１００は、図１０に示した圧電モーター１０と被駆動体としてのローター１３０とが備えられ、指部２４０の各々を独立して回動させ、あたかも人間の指のように所望の形態に駆動させることができる。
【０１０５】
このように、ロボットハンド２３０の関節部２３２に、駆動装置１００を用いれば、高効率駆動と、ロボットハンド２３０の軽量化を実現できる。
なお、駆動装置１００は、前述した多関節型ロボットの他に直交型ロボットにも適合できる、そこで、直交型ロボットの応用例として電子部品搬送装置、電子部品検査装置について説明する。
（電子部品搬送装置）
【０１０６】
まず、電子部品搬送装置について説明する。なお、図示は省略する。電子部品搬送装置は、電子部品を把持する把持部と、Ｘ軸方向に把持部を移動させるＸ軸駆動装置と、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に把持部を移動させるＹ軸駆動装置と、を備えている。Ｘ軸駆動装置、及びＹ軸駆動装置には、図１１に示した駆動装置１００が用いられ、圧電モーター１０と、突起部２８に当接する面が直線状に延在される固定レール１２６と、を有し、突起部２８の楕円運動によって、圧電モーター１０が固定レール１２６に沿って移動可能である。なお、Ｘ軸駆動装置は、固定レール１２６がＹ軸方向に延在されており、Ｘ軸駆動装置では固定レール１２６がＸ軸方向に延在されている。
【０１０７】
把持部は、図１２，１３に示したロボット２００のロボットハンド２３０に相当し、指部２４０と関節部２３２とを有する構造を採用できる。また、関節部２３２には駆動装置１００を採用することができる。
【０１０８】
このような電子部品搬送装置は、振動漏れがなく駆動力の伝達効率がよい駆動装置を用いることによって、把持部を高効率で移動させることができる。つまり、電子部品を高効率で搬送させることができる。
（電子部品検査装置）
【０１０９】
図１４は、電子部品検査装置の１例を示す斜視図である。電子部品検査装置３００は、直方体状の装置基台３０１を備えている。ここで、装置基台３０１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、ＸＹ平面に直交する方向（高さ方向）をＺ方向とする。
【０１１０】
装置基台３０１上において、図中左側には給材装置３１０が配置されている。給材装置３１０の上面には、Ｙ方向に延びる一対のガイドレール３１１が給材装置３１０のＹ方向全幅にわたり配設されている。一対のガイドレール３１１の上側には直動機構を備えたステージ３１２が取付けられている。ステージ３１２の直動機構は、例えばガイドレール３１１に沿ってＹ方向に移動可能なリニアモーターを備える。そして、所与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３１２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３１２には電子部品Ｗが載置される。
【０１１１】
装置基台３０１において、給材装置３１０のＹ方向側には第２撮像部３８１が配置されている。第２撮像部３８１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。第２撮像部３８１と対向する場所に電子部品Ｗが位置したとき、第２撮像部３８１は電子部品Ｗを撮影することができる。そして、第２撮像部３８１は電子部品Ｗに光を照射してピント合わせをした後に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。
【０１１２】
装置基台３０１において、第２撮像部３８１のＹ（＋）方向側には検査台３０２が配置されている。検査台３０２は電子部品Ｗ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。
【０１１３】
装置基台３０１上において、検査台３０２のＹ（＋）方向側には除材装置３２０が配置されている。除材装置３２０の上面にはＹ方向に延びる一対のガイドレール３２１が配置されている。ガイドレール３２１には直動機構を備えたステージ３２２が取付けられている。ステージ３２２の直動機構は、ステージ３１２の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３２２はガイドレール３２１に沿って往動または復動する。ステージ３２２には電子部品Ｗが載置される。
【０１１４】
装置基台３０１のＸ（−）方向には略直方体状の支持台３０３が配置されている。装置基台３０１に比べて支持台３０３はＺ（＋）方向に高い形状となっている。支持台３０３において、Ｘ（＋）方向を向く面にはＹ方向に延びる一対のガイドレール３３１が配置され、ガイドレール３３１に沿って移動する直動機構を備えたＹステージ３７０が取付けられている。
【０１１５】
ガイドレール３７１は、前述した駆動装置１００における固定レール１２６（図１１、参照）に相当し、Ｙステージ３７０を可動支持する。Ｙステージ３７０は、前述した圧電モーター１０を含む駆動装置１００を有している。ガイドレール３７１のＹステージ３７０に向かい合う平面が、圧電モーター１０の突起部２８が当接する接触面１２１である（図１１、参照）。そして、圧電モーター１０を振動させることにより、Ｙステージ３７０はガイドレール３７１に沿ってＹ方向に往動または復動する。
【０１１６】
Ｙステージ３７０において、Ｘ（＋）方向を向く面には腕部３３０がＸ（＋）方向に延在されている。腕部３３０においてＹ（−）方向を向く面にはＸ（＋）方向に延びる一対のガイドレール３３１が配置されている。そして、ガイドレール３３１に沿って移動する直動機構を備えるＸステージ３４０が取付けられている。
【０１１７】
ガイドレール３３１は、前述した駆動装置１００における固定レール１２６（図１１参照）に相当し、Ｘステージ３４０を可動支持する。Ｘステージ３４０は、前述した圧電モーター１０を含む駆動装置１００を有している。ガイドレール３３１の一部平面が、圧電モーター１０の突起部２８が当接する接触面１２１（図１１参照）である。そして、圧電モーター１０を振動させることにより、Ｘステージ３４０はガイドレール３３１に沿ってＸ方向に往動または復動する。
【０１１８】
Ｘステージ３４０には撮像部としての第１撮像部３８０およびＺ移動装置３５０が配置されている。第１撮像部３８０は第２撮像部３８１と同様な構造と機能を備えている。Ｚ移動装置３５０は内部に直動機構を備え、直動機構はＺステージ（図示せず）を昇降させる。そして、Ｚステージには回転装置３６０が配設されている。そして、Ｚ移動装置３５０は回転装置３６０をＺ方向に昇降させることができる。Ｚ移動装置３５０の直動機構は、ガイドレール３７１に沿って駆動されるＹステージ３７０、及びガイドレール３３１に沿って駆動されるＸステージ３４０と同様に前述した駆動装置１００を備えることができる。
【０１１９】
装置基台３０１には制御部としての制御装置３９０が設置されている。制御装置３９０は電子部品検査装置３００の動作全体を制御する機能を備えている。さらに、制御装置３９０は電子部品Ｗを検査する機能を備えている。また、図示は省略するが、制御装置３９０は入力装置、出力装置を備えている。入力装置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。
【０１２０】
上述の構成において、検査部３０５では、検査対象となる電子部品Ｗの除給材、画像処理、電気的特性計測などを行う。また、ガイドレール３７１とＹステージ３７０、ガイドレール３３１とＸステージ３４０、Ｚ移動装置３５０、回転装置３６０などにより、電子部品Ｗを給材装置３１０から検査台３０２、そして除材装置３２０まで搬送する。
【０１２１】
電子部品検査装置３００によって検査される電子部品Ｗ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、電子部品Ｗの位置は、検査台３０２に載置される前に、第１撮像部３８０、第２撮像部３８１によって得られる電子部品Ｗの画像より、画像処理されて検査台３０２の所定位置に対して正確に規制される。
【０１２２】
電子部品Ｗは、小型で精密且つ多機能である場合が多いことから、いわゆる全数検査が一般的となっている。従って、検査すべき電子部品Ｗの数量が極めて大量であることから、電子部品Ｗの一連の検査時間はより短時間の検査処理を可能とすることが求められている。特に検査時間に占める電子部品Ｗの搬送時間の短縮が求められている。そこで、前述した圧電モーター１０を用いた駆動装置１００を備えるＹステージ３７０やＸステージ３４０、さらにはＺ移動装置３５０は、所定の移動速度までの加速時間、さらには停止までの減速時間を、より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３００を実現できる。
なお、電子部品Ｗの代表的なものとしては、「半導体」や、「ＣＬＤやＯＬＥＤなどの表示デバイス」、「水晶デバイス」、「各種センサー」、「インクジェットヘッド」、「各種ＭＥＭＳデバイス」などが挙げられる。
【０１２３】
なお、前述した圧電モーター１０を備える駆動装置１００は、電子部品検査装置３００に限らず、機能要素を直線的に移動させる、または回転駆動させる機能を有する装置に応用可能である。そこで、それら装置の１例としてプリンターを例示し説明する。
（プリンター）
【０１２４】
図１５は、プリンター４００の概略構成を示す斜視図である。プリンター４００は、シート状の記録媒体が搬送される搬送テーブル４０１と、搬送テーブル４０１の一方の端部に設けられ、搬送テーブル４０１の幅方向（Ｘ方向）に延在されたガイドレール４１０と、ガイドレール４１０に沿って往復移動可能で液滴を吐出する吐出ヘッド４２０と、カッティング装置４３０と、プリンター全体の制御を行う制御装置４５０と、を備えている。
【０１２５】
本実施例のプリンター４００では、記録媒体はロール紙５００であって、ロール紙５００をＹ方向に往復移動可能な搬送装置（図示せず）を備えている。また、液滴としては、インクや金属微粉とを含む液体等である。従って、本実施例では、吐出ヘッド４２０をインク吐出ヘッド４２０とし、ロール紙５００の搬送方向（Ｙ方向）に対して直交する方向（Ｘ方向）に往復移動可能である。なお、インク吐出ヘッド４２０は、各種の公知技術を用いたものが採用可能であることから説明を省略する。
【０１２６】
カッティング装置４３０は、ガイドレール４１０に沿って、往復移動を可能にする駆動装置１００とロール紙５００を所定の位置で切断するカッターを備えている。
そこで、カッティング装置４３０について説明する。
【０１２７】
図１６は、カッティング装置４３０の１例を示す断面図である。カッティング装置４３０は、駆動装置１００と、駆動装置１００に取付けられたカーター４４０とを備えている。駆動装置１００は、図１１に示した構造を用いており、ガイドレール４１０が固定体である固定レール１２６に相当し、圧電モーター１０を備える被駆動体である。
【０１２８】
圧電モーター１０は、下機枠４３１と上機枠４３２によって形成される空間内に配置されると共に、下機枠４３１に固定されている。そして、カッター枠４４１に固定されたカッター４４０が下機枠４３１に装着されている。カッター４４０の刃先は、ロール紙５００を切断可能な位置まで突出している。カッティング装置４３０は、ガイドレール４１０の図示上下方向に設けられたガイド部４１１，４１２に、下機枠４３１と上機枠４３２の各々に形成された溝部を勘合させることで、ガイドレール４１０に支持される。そして、圧電モーター１０の突起部２８がガイドレール４１０の接触面４１３に当接され、突起部２８の楕円駆動によってガイドレール４１０に沿って圧電モーター１０自身が往復移動する。
この際、カッター４４０によってロール紙５００を切断する。
【０１２９】
なお、カッター４４０は、インク吐出ヘッド４２０がインク吐出をしているときには、ロール紙５００の幅方向から外れた位置にあって、インク吐出が終了したとき、またはインク吐出をしないときにＸ方向に移動し、ロール紙５００を所定の位置で切断する。搬送テーブル４０１のロール紙５００と接触する上面のカッター４４０の移動軌跡範囲には、溝４０２が形成されるか、カッター４４０よりも硬度が低い材質（例えば、樹脂等）を配置しておくことで、カッター寿命を長くすることが可能となる。
なお、カッター４４０をＺ方向に往復移動可能なＺ駆動機構に装着し、このＺ動駆動機構として駆動装置１００を用いる構造を採用することができる。
また、インク吐出ヘッド４２０の駆動に、にカッティング装置４３０に用いた駆動装置１００を用いることが可能である。
【０１３０】
また、本実施例のプリンター４００では、インク吐出ヘッド４２０とカッティング装置４３０とが共通のガイドレール４１０によって支持されているが、各々専用のガイドレールとしてもよい。
【０１３１】
このように、プリンター４００は、カッティング装置４３０を備えており、カッティング装置４３０には図１１にて説明した構造の駆動装置１００を備えている。この駆動装置１００は、前述したような高効率駆動が可能な圧電モーター１０を備えているため、小型化・軽量化が可能であり、駆動負荷が小さいプリンター４００を実現できる。
【符号の説明】
【０１３２】
１０…圧電モーター、２０…圧電素子、２０ａ…第１主面、２０ｂ…第２主面、２２…第１励振電極、２３…第２励振電極、２４…第３励振電極、２５…第４励振電極、２６…共通電極、３０…第１支持部材、３０ａ…接触面、３１…第２支持部材、３２…第３支持部材、３２ａ…接触面、３３…第４支持部材、７０…ケース。
【図１】
0005953724.tif 000002
【図２】
0005953724.tif 000003
【図３】
0005953724.tif 000004
【図４】
0005953724.tif 000005
【図５】
0005953724.tif 000006
【図６】
0005953724.tif 000007
【図７】
0005953724.tif 000008
【図８】
0005953724.tif 000009
【図９】
0005953724.tif 000010
【図１０】
0005953724.tif 000011
【図１１】
0005953724.tif 000012
【図１２】
0005953724.tif 000013
【図１３】
0005953724.tif 000014
【図１４】
0005953724.tif 000015
【図１５】
0005953724.tif 000016
【図１６】
0005953724.tif 000017