(57)【要約】【課題】接触部の振幅の減少を低減することのできる圧電アクチュエーターを提供すること、また、この圧電アクチュエーターを備える圧電モーター、ロボットおよび電子部品搬送装置を提供する。【解決手段】圧電体を有する振動板と、前記振動板の端部に配置されており、被駆動部に接触する接触部と、を有し、前記接触部は、前記被駆動部と接触する第１部分と、前記第１部分と前記振動板との間に配置され、前記第１部分よりも剛性が低い第２部分と、を有することを特徴とする圧電アクチュエーター。また、前記第１部分および前記第２部分の並び方向と交差する方向の前記第２部分の幅は、前記第１部分の前記交差する方向の幅よりも小さい。【選択図】図１
2018019529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体を有する振動板と、
前記振動板の端部に配置されており、被駆動部に接触する接触部と、を有し、
前記接触部は、前記被駆動部と接触する第１部分と、前記第１部分と前記振動板との間に配置され、前記第１部分よりも剛性が低い第２部分と、を有することを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項２】
前記第１部分および前記第２部分の並び方向と交差する方向の前記第２部分の幅は、前記第１部分の前記交差する方向の幅よりも小さい請求項１に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項３】
前記第２部分は、前記第１部分の前記交差する方向の中央部と前記振動板とを接続している請求項２に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項４】
前記第２部分は、前記交差する方向に離間して配置されている少なくとも２つの分割片を有する請求項２に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項５】
一方の前記分割片は、前記第１部分の前記交差する方向の一方の端部と前記振動板とを接続しており、
他方の前記分割片は、前記第１部分の前記交差する方向の他方の端部と前記振動板とを接続している請求項４に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項６】
前記振動板は、凹部を有し、
前記凹部に前記第２部分の前記振動板側の端部が挿入されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項７】
前記接触部は、前記第１部分と前記第２部分との間に位置し、前記第１部分および前記第２部分の並び方向と交差する方向の幅が前記第１部分側から前記第２部分側に向けて漸減する第３部分を有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項８】
前記第１部分と前記第２部分とは、異なる材料で構成されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項９】
前記第２部分は、樹脂を含んでいる請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーター。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１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圧電モーター。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれか１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ロボット。
【請求項１２】
請求項１ないし９のいずれか１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部品搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエーター、圧電モーター、ロボットおよび電子部品搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧電素子を備える圧電アクチュエーターが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の圧電アクチュエーターは、圧電アクチュエーター本体と、圧電アクチュエーター本体の端部に設けられた接触部と、を備え、接触部が非駆動体と接触するように構成されている。また、接触部は、その軸方向において外形および横断面積が一定となっており、接触部が擦り減っても、非駆動体との接触面の形状および面積が変化しないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５５７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の圧電アクチュエーターでは、接触部の根元部分の横断面積が先端部分の横断面積よりも大きく、根元部分の剛性が先端部分の剛性よりも高くなっている。そのため、圧電アクチュエーターの振動を接触部に効率的に伝達することができず、接触部の振幅が小さくなってしまう。言い換えると、接触部の先端部分の振動軌跡を理想状態に近づけることができない。
【０００５】
本発明の目的は、接触部の振幅の減少を低減することのできる圧電アクチュエーターを提供すること、また、この圧電アクチュエーターを備える圧電モーター、ロボットおよび電子部品搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
【０００７】
本発明の圧電アクチュエーターは、圧電体を有する振動板と、
前記振動板の端部に配置されており、被駆動部に接触する接触部と、を有し、
前記接触部は、前記被駆動部と接触する第１部分と、前記第１部分と前記振動板との間に配置され、前記第１部分よりも剛性が低い第２部分と、を有することを特徴とする。
これにより、接触部の振幅の減少を低減することのできる圧電アクチュエーターを提供することができる。
【０００８】
本発明の圧電アクチュエーターでは、前記第１部分および前記第２部分の並び方向と交差する方向の前記第２部分の幅は、前記第１部分の前記交差する方向の幅よりも小さいことが好ましい。
これにより、簡単な構成で、第２部分の剛性を第１部分の剛性よりも低くすることができる。
【０００９】
本発明の圧電アクチュエーターでは、前記第２部分は、前記第１部分の前記交差する方向の中央部と前記振動板とを接続していることが好ましい。
これにより、接触部の形状が比較的単純なものとなり、例えば、接触部の製造が容易となる。
【００１０】
本発明の圧電アクチュエーターでは、前記第２部分は、前記交差する方向に離間して配置されている少なくとも２つの分割片を有することが好ましい。
これにより、簡単な構成で、第２部分の剛性を第１部分の剛性よりも低くすることができる。
【００１１】
本発明の圧電アクチュエーターでは、一方の前記分割片は、前記第１部分の前記交差する方向の一方の端部と前記振動板とを接続しており、
他方の前記分割片は、前記第１部分の前記交差する方向の他方の端部と前記振動板とを接続していることが好ましい。
これにより、接触部の形状が比較的単純なものとなり、例えば、接触部の製造が容易となる。
【００１２】
本発明の圧電アクチュエーターでは、前記振動板は、凹部を有し、
前記凹部に前記第２部分の前記振動板側の端部が挿入されていることが好ましい。
これにより、第２部分の端部が振動板によって補強され、接触部が破損し難くなる。
【００１３】
本発明の圧電アクチュエーターでは、前記接触部は、前記第１部分と前記第２部分との間に位置し、前記第１部分および前記第２部分の並び方向と交差する方向の幅が前記第１部分側から前記第２部分側に向けて漸減する第３部分を有することが好ましい。
これにより、第１部分から第２部分へ剛性を徐々に変化させることができ、第１部分と第２部分の間の部分への応力集中を低減することができる。そのため、接触部が破損し難くなる。
【００１４】
本発明の圧電アクチュエーターでは、前記第１部分と前記第２部分とは、異なる材料で構成されていることが好ましい。
これにより、簡単に、第２部分の剛性を第１部分の剛性よりも低くすることができる。
【００１５】
本発明の圧電アクチュエーターでは、前記第２部分は、樹脂を含んでいることが好ましい。
これにより、比較的簡単に、剛性の低い第２部分が得られる。
【００１６】
本発明の圧電モーターは、本発明の圧電アクチュエーターを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い圧電モーターが得られる。
【００１７】
本発明のロボットは、本発明の圧電アクチュエーターを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高いロボットが得られる。
【００１８】
本発明の電子部品搬送装置は、本発明の圧電アクチュエーターを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子部品搬送装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧電モーターの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す圧電モーターが備える圧電アクチュエーターの断面図（図１中のＡ−Ａ線断面図）である。
【図３】図１に示す圧電モーターの駆動を説明する概略図である。
【図４】図１に示す圧電アクチュエーターが有する接触部の部分拡大斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る圧電アクチュエーターの部分拡大斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る圧電アクチュエーターの部分拡大斜視図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る圧電アクチュエーターの部分拡大斜視図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る圧電アクチュエーターの部分拡大斜視図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る圧電アクチュエーターの部分拡大斜視図である。
【図１０】本発明の第７実施形態に係る圧電アクチュエーターの部分拡大斜視図である。
【図１１】本発明の第８実施形態に係る圧電アクチュエーターの平面図である。
【図１２】図１１中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３】図１１に示す圧電アクチュエーターの製造方法を示すフローチャートである。
【図１４】図１１に示す圧電アクチュエーターの製造方法を示す図である。
【図１５】図１１に示す圧電アクチュエーターの製造方法を示す図である。
【図１６】図１１に示す圧電アクチュエーターの製造方法を示す図である。
【図１７】図１１に示す圧電アクチュエーターの製造方法を示す図である。
【図１８】図１１に示す圧電アクチュエーターの製造方法を示す図である。
【図１９】本発明の第９実施形態に係るロボットの斜視図である。
【図２０】本発明の第１０実施形態に係る電子部品搬送装置の斜視図である。
【図２１】図２０に示す電子部品搬送装置が有する電子部品保持部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の圧電アクチュエーター、圧電モーター、ロボットおよび電子部品搬送装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る圧電モーターについて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電モーターの全体構成を示す概略図である。図２は、図１に示す圧電モーターが備える圧電アクチュエーターの断面図（図１中のＡ−Ａ線断面図）である。図３は、図１に示す圧電モーターの駆動を説明する概略図である。図４は、図１に示す圧電アクチュエーターが有する接触部の部分拡大斜視図である。
【００２３】
図１に示す圧電モーター１００（超音波モーター）は、回動軸Ｏまわりに回転可能な被駆動部（従動部）としてのローター６と、ローター６の外周面６１に当接する圧電アクチュエーター１と、を有している。このような圧電モーター１００では、圧電アクチュエーター１を駆動（振動）させることで、ローター６を回動軸Ｏまわりに回転させることができる。圧電モーター１００は、圧電アクチュエーター１を備えているため、後述する圧電アクチュエーター１の効果を享受することができるため、優れた信頼性を発揮することができる。なお、圧電モーター１００の構成としては図１の構成に限定されない。例えば、本実施形態では、圧電アクチュエーター１により駆動される被駆動部として、回転移動するローター６を用いているが、これに限定されず、例えば、被駆動部として直線移移動するものを用いてもよい。
【００２４】
圧電アクチュエーター１は、圧電体３２２を有する振動板３と、振動板３の端部に配置されており、被駆動部としてのローター６に接触して駆動力を伝達する接触部４と、を有し、接触部４は、ローター６と接触（当接）する第１部分としての先端部４１と、先端部４１と振動板３との間に配置され、先端部４１よりも剛性が低い第２部分としての基端部４２と、を有している。このような構成によれば、基端部４２が比較的柔らかくなり（基端部４２の剛性が先端部４１よりも低くなっているため）、圧電体３２２の伸縮により発生する振動板３の振動が基端部４２を介して先端部４１に伝わり易くなる。そのため、先端部４１の振幅を大きくすることができ（振幅の減少を低減することができ）、先端部４１の振動軌跡を理想の振動軌跡（理想の振幅）に近づけることができる。さらには、先端部４１を比較的硬くすることができるため、ローター６との摩擦による消耗を低減することができる。そのため、経時的な振動特性の変化（劣化）を低減することができる。以下、このような圧電アクチュエーター１について、詳細に説明する。
【００２５】
振動板３は、振動板３の厚さ方向から見た平面視（以下、単に「平面視」ともいう）で略長方形状をなす補強板３１（シム）と、補強板３１の一方の面に配置された複数の圧電素子３２と、を有している。そして、補強板３１の長手方向の先端部（ローター６側の端部）であって、幅方向（短手方向）の中央部には、補強板３１から突出するようにして接触部４が設けられている。
【００２６】
補強板３１としては、例えば、シリコン基板を用いることができる。また、図示しないが、補強板３１の表面には絶縁層が設けられている。例えば、補強板３１としてシリコン基板を用いる場合、絶縁層は、シリコン基板の表面を熱酸化して形成した酸化シリコンで構成することができる。
【００２７】
複数の圧電素子３２は、５つの駆動用の圧電素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅを含んでいる。圧電素子３２ｅは、補強板３１の幅方向の中央部において、補強板３１の長手方向に沿って配置されている。この圧電素子３２ｅに対して補強板３１の幅方向の一方側には圧電素子３２ａ、３２ｂが補強板３１の長手方向に沿って配置され、他方側には圧電素子３２ｃ、３２ｄが補強板３１の長手方向に沿って配置されている。
【００２８】
このように配置された５つの圧電素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅは、図２に示すように、それぞれ、補強板３１上に設けられた第１電極３２１と、第１電極３２１上に設けられた圧電体３２２と、圧電体３２２上に設けられた第２電極３２３と、を有している。
【００２９】
第１電極３２１は、圧電素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅに共通して設けられた共通電極である。一方、第２電極３２３は、圧電素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅごとに個別に設けられた個別電極である。また、圧電体３２２は、圧電素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅに共通して一体的に設けられている。なお、圧電体３２２は、圧電素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅごとに個別に設けられていてもよい。また、本実施形態とは逆に、第１電極３２１が圧電素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅごとに個別に設けられ、第２電極３２３が圧電素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅに共通して設けられていてもよい。
【００３０】
第１電極３２１および第２電極３２３の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、銅（Ｃｕ）等の金属材料が用いられる。また、第１電極３２１および第２電極３２３は、それぞれ、蒸着、スパッタリング等により形成することができる。
【００３１】
圧電体３２２は、補強板３１の厚さ方向に沿った方向の電界が印加されることにより補強板３１の長手方向に沿った方向に伸縮する。このような圧電体３２２の構成材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、タンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＴ）、メタニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の圧電セラミックスを用いることができる。圧電セラミックスで構成された圧電体３２２は、例えば、バルク材料から形成してもよいし、ゾル−ゲル法を用いて形成してもよい。なお、圧電体３２２の構成材料としては、上述した圧電セラミックスの他にも、ポリフッ化ビニリデン、水晶等を用いてもよい。
【００３２】
以上のような圧電アクチュエーター１の作動の一例を説明する。ただし、圧電アクチュエーター１の作動方法は、以下の方法に限定されない。例えば、所定の周波数の駆動信号（交番電圧）を、圧電素子３２ａ、３２ｄと圧電素子３２ｂ、３２ｃとの位相差が３０°となり、圧電素子３２ａ、３２ｄと圧電素子３２ｅとの位相差が１８０°となるように各圧電素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅに印加すると、図３に示すように、圧電素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅがそれぞれ伸縮して補強板３１がその面内方向でＳ字形状に屈曲変形（長手方向へ伸縮変形すると共に幅方向へ屈曲変形）し、接触部４の先端が楕円運動する。その結果、ローター６は、その回動軸Ｏまわりに矢印方向に回転する。なお、圧電素子３２ａ、３２ｄとの位相差が２１０°となるように圧電素子３２ｂ、３２ｃに駆動信号を印加すれば、ローター６を逆回転させることができる。
【００３３】
（接触部）
次に、圧電アクチュエーター１のローター６に接触して駆動力を伝達する部位である接触部４について詳細に説明する。接触部４は、補強板３１の長手方向の一端部（ローター６側の端部）であって、幅方向の中央部に配置され、補強板３１から突出して設けられている。また、接触部４は、接着剤５によって補強板３１に接合されている。また、前述したように、接触部４は、ローター６の外周面６１と接触する先端部４１と、先端部４１よりも振動板３側に配置され、先端部４１よりも剛性が低い基端部４２と、を有している。このような構成によれば、前述したように、基端部４２が比較的柔らかくなり、圧電体３２２の伸縮により発生する振動板３の振動が基端部４２を介して先端部４１に伝わり易くなる。そのため、先端部４１の振幅を大きくすることができ、先端部４１の振動軌跡を理想の振動軌跡に近づけることができる。さらには、先端部４１を比較的硬くすることができるため、ローター６との摩擦による消耗を低減することができる。そのため、経時的な振動特性の変化（劣化）を低減することができ、ローター６のより安定した駆動が実現できる。
【００３４】
図４に示すように、先端部４１は、振動板３の平面視（振動板３の厚さ方向から見た平面視）で、振動板３の幅方向（振動板３の平面視で、接触部４の補強板３１からの突出方向に直交する方向）に延在する長手形状をなしており、その先端面４１１がローター６との当接面となっている。そして、この先端面４１１は、平坦面で構成されている。なお、先端面４１１が平坦面であるのに対して、ローター６の外周面６１が湾曲面であるが、ローター６に対して接触部４が十分に小さいため、先端面４１１は、その全域において、外周面６１に対して面接触することになる。
【００３５】
このように、先端部４１を振動板３の幅方向に延在する長手形状とすることで、先端面４１１の面積を広くすることができると共に、先端面４１１とローター６との接触面積を広くすることができる。そのため、ローター６との摩擦に対する耐性を高めることができる。また、先端部４１は、その断面形状および断面積が振動板３の長手方向（接触部４の突出方向）に沿って一定となっている。これにより、ローター６との摩擦によって先端部４１が擦り減ったとしても、先端面４１１の形状および面積が初期状態から実質的に変化しない。そのため、ローター６との摩擦力の変動を防止することができる。よって、長時間、安定してローター６を駆動させることができる。
【００３６】
なお、先端面４１１は、平坦面で構成されているが、先端面４１１の形状は、これに限定されない。例えば、先端面４１１は、ローター６１の外周面６１の湾曲に対応した凹曲面（曲率半径がローター６の半径と同じ）であってもよく、曲率半径がローター６の半径より大きくてもよい。ローター６の半径としては、特に限定されないが、例えば、先端面４１１の幅の１０倍〜１０００倍程度とすることができる。
【００３７】
また、振動板３の平面視で、基端部４２の幅Ｗ４２は、先端部４１の幅Ｗ４１よりも小さく、Ｗ４２＜Ｗ４１の関係を満足している。なお、基端部４２の幅Ｗ４２は、基端部４２の先端部４１および基端部４２の並び方向（前述した接触部４の突出方向）と交差する方向の幅（長さ）を意味し、先端部４１の幅Ｗ４１は、先端部４１の前記交差する方向の幅（長さ）を意味する。このように、Ｗ４２＜Ｗ４１の関係を満足することで、比較的簡単な構成で、基端部４２の剛性を先端部４１の剛性よりも低くすることができる。なお、本明細書の「剛性」は、接触部４の幅方向における曲げ剛性を意味する。
【００３８】
また、基端部４２は、先端部４１の幅方向（前記交差する方向）の中央部と振動板３とを接続している。そのため、接触部４は、Ｔ字形状となっている。このような構成とすることで、基端部４２によって先端部４１をバランスよく支持することができる。また、接触部４の形状が比較的単純なものとなり、例えば、接触部４の製造が容易となる。
【００３９】
ここで、先端部４１の幅Ｗ４１と基端部４２の幅Ｗ４２の関係としては、上述したようにＷ４２＜Ｗ４１の関係を満足していれば特に限定されないが、例えば、Ｗ４１／３≦Ｗ４２≦Ｗ４１／２の関係を満足していることが好ましい。このような関係を満足することで、基端部４２の機械的強度を確保しつつ、基端部４２の剛性を先端部４１の剛性に対して十分に低くすることができる。また、先端部４１の幅Ｗ４１と補強板３１の幅Ｗ３１の関係としては特に限定されないが、例えば、Ｗ４１＜Ｗ３１の関係を満足することが好ましく、Ｗ３１／３≦Ｗ４１≦Ｗ３１／５の関係を満足することがより好ましい。このような関係を満足することで、先端部４１の過度な大型化を防止しつつ、先端面４１１の面積を十分に大きく確保することができる。また、接触部４の厚さとしては、特に限定されないが、本実施形態では、補強板３１の厚さとほぼ等しくなっている。
【００４０】
幅Ｗ４１、Ｗ４２、Ｗ３１の具体的なサイズの一例を挙げれば、例えば、幅Ｗ４１としては、２００μｍ以上、５００μｍ以下程度とすることができ、幅Ｗ４２としては、１５０μｍ以上、２５０μｍ以下程度とすることができ、幅Ｗ３１としては、１ｍｍ以上、２ｍｍ以下程度とすることができる。
【００４１】
このような接触部４の構成材料としては、特に限定されないが、耐摩耗性に優れた材料が好ましい。このような耐摩耗性に優れた材料としては、例えば、アルミナ、ジルコニア等の各種セラミックス、サファイヤ、水晶等が挙げられる。
【００４２】
以上、接触部４について説明した。なお、本実施形態では、基端部４２の横断面形状が矩形であるが、基端部４２の横断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、三角形、五角形以上の多角形、異形であってもよい。
【００４３】
このような接触部４は、接着剤５によって補強板３１に接合されている。図４に示すように、接着剤５は、基端部４２の基端面４２ａと補強板３１の先端面３１ａとの間に位置し、これらの面を接合している基部５１と、基端部４２の側面４２ｂと補強板３１の先端面３１ａとに跨って位置し、これらの面を接合しているフィレット状のフィレット部５２と、を有している。接着剤５をこのような構成とすることで、接触部４と補強板３１の接合面積が大きくなり、これらをより強固に接合することができる。つまり、フィレット部５２は、アンカー効果も備えることになる。
【００４４】
ここで、フィレット部５２は、本実施形態のように、基端部４２の延在方向の途中まで延びていることが好ましい。言い換えると、基端部４２の側面４２ｂの先端側には接着剤５が設けられていないことが好ましい。これにより、基端部４２の意図しない剛性の高まりを抑制することができる。
【００４５】
このような接着剤５としては、特に限定されないが、光硬化・熱硬化併用型接着剤（光硬化および熱硬化の両方が可能な接着剤）であることが好ましい。接着剤５として光硬化・熱硬化併用型接着剤を用いることで、後述する第８実施形態で述べるように、フィレット部５２をより確実に形成することができる。なお、光硬化・熱硬化併用型接着剤としては、特に限定されず、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤等が挙げられる。
【００４６】
以上、圧電アクチュエーター１について詳細に説明した。なお、本実施形態では、補強板３１の一方の面に圧電素子３２が配置されている構成について説明したが、例えば、補強板３１の両面に圧電素子３２が配置されていてもよい。この場合には、圧電素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅを補強板３１に対対して対称的に配置すればよい。このように、補強板３１の両面に圧電素子３２を配置することで、補強板３１の厚さ方向への撓みを低減することができる。また、圧電アクチュエーター１は、圧電アクチュエーター１を対象物に固定するための固定部と、固定部と補強板３１とを接続する接続部を有していてもよい。
【００４７】
また、本実施形態では、接触部４の基端部４２で「第２部分」が構成されているが、第２部分の構成としては特に限定されない。例えば、第２部分は、基端部４２と接着剤５との集合体で構成されていてもよいし、接着剤５で構成されていてもよい。このように、第２部分が、樹脂を含んでいることで、比較的簡単に、剛性の低い第２部分が得られる。
【００４８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る圧電アクチュエーターについて説明する。
図５は、本発明の第２実施形態に係る圧電アクチュエーターの部分拡大斜視図である。
【００４９】
本実施形態は、接触部と振動体の接合構造が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００５０】
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図５において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００５１】
図５に示すように、本実施形態の圧電アクチュエーター１では、振動板３は、凹部３１１を有し、凹部３１１に接触部４の基端部４２の基端側（補強板３１側）の端部が挿入されている。具体的には、凹部３１１は、補強板３１の先端部に形成された切り欠きであり、補強板３１をその厚さ方向に貫通していると共に、補強板３１の先端面３１ａに開放している。また、補強板３１の厚さ方向から見た平面視で、凹部３１１の幅Ｗ３１１は、基端部４２の幅Ｗ４２と等しいか、または、幅Ｗ４２よりも若干小さくなっており、凹部３１１と基端部４２が嵌合している。また、接着剤５は、基端部４２の側面４２ｂと補強板３１の先端面３１ａとに跨って位置し、これらの面を接合するフィレット部５２を有している。このように、補強板３１と接触部４とを嵌合により接合することで、これらの接合強度をより高めることができる。特に、本実施形態では、さらに接着剤５を有していることから、嵌合と接着剤５との相乗効果によって、補強板３１と接触部４との接合強度がさらに高くなる。また、補強板３１に凹部３１１を設けることで接触部４の位置決めを行うことができるため、接触部４をより精度よくかつより容易に所望の配置とすることができる。
【００５２】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態では、接着剤５を省略してもよい。また、凹部３１１の幅Ｗ３１１が、基端部４２の幅Ｗ４２よりも若干大きくなっており、凹部３１１と基端部４２の間にも接着剤５が配置されていてもよい。
【００５３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る圧電アクチュエーターについて説明する。
図６は、本発明の第３実施形態に係る圧電アクチュエーターの部分拡大斜視図である。
【００５４】
本実施形態は、接触部の構成が異なること以外は、前述した第２実施形態と同様である。
【００５５】
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００５６】
図６に示すように、本実施形態の圧電アクチュエーター１では、接触部４の基端部４２の厚さＴ４２（補強板３１の厚さ方向の長さ）が、補強板３１の厚さＴ３１よりも小さくなっている（先端部４１の厚さＴ４１と補強板３１の厚さＴ３１との関係も同様である。）。そして、接触部４および補強板３１は、厚さ方向の中心が互いに一致するように配置されている。このような配置とすることで、基端部４２の主面４２ｃと凹部３１１の底面３１１ａとの間に段差が形成される。そして、接着剤５は、基端部４２の主面４２ｃと凹部３１１の底面３１１ａとに跨って配置され、これらの面を接合するフィレット状のフィレット部５３を有している。すなわち、接着剤５は、フィレット部５２に加えてフィレット部５３を有している。接着剤５をこのような構成とすることで、例えば、前述した第２実施形態と比較して、接触部４と補強板３１との接合面積が大きくなり、これらをより強固に接合することができる。なお、フィレット部５３は、フィレット部５２と同様に、基端部４２の延在方向の途中まで延びていることが好ましい。これにより、基端部４２の意図しない剛性の高まりを抑制することができる。
【００５７】
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、各実施形態では、先端部４１の厚さＴ４１は、基端部４２の厚さＴ４２と等しいように図示されているが、これに限定されず、例えば、Ｔ４１＞Ｔ４２であってもよい。
【００５８】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る圧電アクチュエーターについて説明する。
図７は、本発明の第４実施形態に係る圧電アクチュエーターの部分拡大斜視図である。
【００５９】
本実施形態は、接触部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００６０】
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図７において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００６１】
図７に示すように、本実施形態の圧電アクチュエーター１では、接触部４は、先端部４１（第１部分）および基端部４２（第２部分）に加えて、先端部４１と基端部４２との間に位置する第３部分としての中間部４３を有している。また、中間部４３は、補強板３１の厚さ方向から見た平面視で、その幅Ｗ４３（先端部４１および基端部４２の並び方向と交差する方向の幅（長さ））が先端部４１側から基端部４２側に向けて漸減している。これにより、先端部４１から基端部４２へ剛性を徐々に変化させることができ、先端部４１と基端部４２の境界部への応力集中を低減することができる。そのため、接触部４が破損し難くなる。特に、本実施形態では、中間部４３の側面４３ａが湾曲面で構成されているため、先端部４１および基端部４２の側面と中間部４３の側面とを連続した面とすることができる。そのため、上述した効果がより顕著となる。ただし、中間部４３の側面の形状としては特に限定されず、例えば、平坦面であってもよい。
【００６２】
このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態以外の実施形態（中間部４３のない実施形態）においても、基端部４２の幅Ｗ４２は、基端部４２と先端部４１との並び方向沿って漸減または漸増する部分を有していてもよい。
【００６３】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る圧電アクチュエーターについて説明する。
図８は、本発明の第５実施形態に係る圧電アクチュエーターの部分拡大斜視図である。
【００６４】
本実施形態は、接触部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００６５】
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図８において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００６６】
図８に示すように、本実施形態の接触部４では、基端部４２（第２部分）は、接触部４の幅方向（先端部４１および基端部４２の並び方向と交差する方向）に離間して配置されている２つの分割片４２’、４２”を有している。このような構成によっても、比較的簡単な構成で、基端部４２の剛性を先端部４１の剛性よりも低くすることができる。また、一方の分割片４２’は、先端部４１の幅方向（前記交差する方向）の一方の端部と振動板３（補強板３１）とを接続しており、他方の分割片４２”は、先端部４１の幅方向（前記交差する方向）の他方の端部と振動板３（補強板３１）とを接続している。各分割片４２’、４２”の幅の合計は、先端部４１の幅よりも小さい。このように、分割片４２’、４２”が先端部４１の両端部に接続されていることで、基端部４２によって先端部４１をバランスよく支持することができる。また、また、接触部４の形状が比較的単純なものとなり、例えば、接触部４の製造が容易となる。また、先端部４１の両端部の強度を補強することができ、先端部４１の破損の可能性をより効果的に低減することができる。また、補強板３１の厚さ方向から見た平面視で、先端部４１と、分割片４２’、４２”と、補強板３１とに囲まれた空間Ｓが形成されている。このような空間Ｓを有することで、例えば、接触部４の中央部を撓ませ易くすることができ、過度な応力が加わることによる接触部４の破損の可能性を低減することができる。
【００６７】
このような第５実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、基端部４２が有する分割片の数としては、２つに限定されず、３つ以上であってもよい。例えば、基端部４２は、分割片４２’、４２”に加えて、先端部４１の幅方向の中央部と補強板３１とを連結する分割片を有していてもよい。
【００６８】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係る圧電アクチュエーターについて説明する。
図９は、本発明の第６実施形態に係る圧電アクチュエーターの部分拡大斜視図である。
【００６９】
本実施形態は、接触部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００７０】
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００７１】
図９に示すように、本実施形態の接触部４では、先端部４１と基端部４２とは、別体として構成されており、さらに先端部４１（第１部分）と基端部４２（第２部分）とは、異なる材料で構成されている。このように、先端部４１と基端部４２とを異なる材料で構成することで、簡単に、基端部４２の剛性を先端部４１の剛性よりも低くすることができる。
【００７２】
なお、先端部４１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、ジルコニア等の各種セラミックス、サファイヤ、水晶等が挙げられる。これにより、耐摩耗性に優れた先端部４１が得られる。一方、基端部４２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、補強板３１と同一の材料（例えば、シリコン）であることが好ましい。これにより、基端部４２を補強板３１と一体形成することができる。そのため、基端部４２の形成が容易となる。なお、本実施形態では、シリコン基板から基端部４２と補強板３１とが一体形成されている。
【００７３】
なお、別体として形成された先端部４１と基端部４２は、接着剤５によって接合されている。接着剤５は、先端部４１の基端面と基端部４２の先端面との間に位置し、これらの面を接合している基部５１と、先端部４１の基端面と基端部４２の側面とに跨って配置され、これらの面を接合しているフィレット部５２と、を有している。
【００７４】
このような第６実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７５】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態に係る圧電アクチュエーターについて説明する。
【００７６】
図１０は、本発明の第７実施形態に係る圧電アクチュエーターの部分拡大斜視図である。
【００７７】
本実施形態は、接触部の構成が前述した第５実施形態と第６実施形態とを組み合わせたものとなっていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００７８】
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１０において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００７９】
図１０に示すように、本実施形態の接触部４では、基端部４２は、幅方向に離間して配置された２つの分割片４２’、４２”を有している。また、先端部４１と基端部４２（分割片４２’、４２”）とは、別体として構成されており、さらに、先端部４１と基端部４２とは、異なる材料で構成されている。また、基端部４２は、補強板３１と一体形成されている。そして、先端部４１と各分割片４２’、４２”は、接着剤５によって接合されている。
【００８０】
このような第７実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８１】
＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態に係る圧電アクチュエーターについて説明する。
【００８２】
図１１は、本発明の第８実施形態に係る圧電アクチュエーターの平面図である。図１２は、図１１中のＢ−Ｂ線断面図である。図１３は、図１１に示す圧電アクチュエーターの製造方法を示すフローチャートである。図１４ないし図１８は、それぞれ、図１１に示す圧電アクチュエーターの製造方法を示す図である。
【００８３】
本実施形態は、振動体の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００８４】
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１１ないし図１８において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００８５】
図１１および図１２に示すように、本実施形態の圧電アクチュエーター１では、振動板３は、一対の振動板ユニット３Ａ、３Ｂと、一対の振動板ユニット３Ａ、３Ｂの間に位置し、これら振動板ユニット３Ａ、３Ｂを接合する接着層３９と、を有している。なお、２つの振動板ユニット３Ａ、３Ｂは、接着層３９に対して対称に構成されており、かつ、互いに同様の構成を有している。
【００８６】
振動板ユニット３Ａ、３Ｂは、それぞれ、略長方形状をなす補強板３１（シム）と、補強板３１の一方の面に配置された複数の圧電素子３２と、を有している。そして、２つの振動板ユニット３Ａ、３Ｂは、圧電素子３２同士を対向させて接着層３９を介して接合されている。接着層３９の構成材料としては特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００８７】
接着剤５は、各補強板３１の先端面３１ａと接触部４の基端部４２の基端面４２ａとの間に位置し、これらの面を接合している基部５１と、基端部４２の側面４２ｂと各補強板３１の先端面３１ａとに跨って位置し、これらの面を接合しているフィレット部５２と、２枚の補強板３１の間に位置し、各補強板３１の内面（圧電素子３２側の面）と基端部４２の基端面４２ａとを接合している内側充填部５４と、を有している。接着剤５をこのような構成とすることで、接触部４と補強板３１の接合面積が大きくなり、これらをより強固に接合することができる。
【００８８】
以上、圧電アクチュエーター１の構成について説明した。次に、圧電アクチュエーター１の製造方法について説明する。圧電アクチュエーター１の製造方法は、図１３に示すように、振動板３と接触部４とを準備する準備工程と、振動板３と接触部４とを接着剤５を介して接合した後、接着剤５を仮硬化する仮硬化工程と、接着剤５を本硬化する本硬化工程と、を有している。以下、このような製造方法について具体的に説明する。
【００８９】
（準備工程）
まず、図１４に示すように、振動板３と接触部４とを別体で準備する。なお、振動板３は、前述したように、２枚の振動板ユニット３Ａ、３Ｂを接着層３９によって貼り合せることで製造することができる。
【００９０】
（仮硬化工程）
次に、図１５に示すように、振動板３に接着剤５を塗布する。この際、接着剤５は、２枚の補強板３１の間に充填されると共に、振動板３の外側へはみ出るように配置する。なお、接着剤５は、光硬化・熱硬化併用型接着剤である。次に、図１６に示すように、接着剤５を介して接触部４と振動板３とを接着する。前述したように、接着剤５が振動板３の外側へはみ出して配置されているため、このはみ出した部分が基端部４２の側面４２ｂに接触してフィレット状になる。次に、図１７に示すように、接着剤５に紫外線ＵＶ（光）を照射して接着剤５を仮硬化する。
【００９１】
（本硬化工程）
次に、接着剤５を加熱して接着剤５を本硬化する。これにより、図１８に示すように、圧電アクチュエーター１が得られる。ここで、前述したように、本工程に先立って接着剤５の仮硬化（光硬化）を行っている。そのため、本工程中の接着剤５の流動（特に、フィレット状の部分の流動）を効果的に抑制することができる。よって、本工程中でのフィレット状の部分の消失を効果的に抑制することができ、より確実に、フィレット部５２を形成することができる。そのため、本製造方法によれば、振動板３と接触部４との接合強度が高く、機械的強度に優れた圧電アクチュエーター１が得られる。
【００９２】
このような第８実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００９３】
＜第９実施形態＞
次に、本発明の第９実施形態に係るロボットについて説明する。
図１９は、本発明の第９実施形態に係るロボットの斜視図である。
【００９４】
図１９に示すロボット１０００は、精密機器やこれを構成する部品（対象物）の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボット１０００は、６軸ロボットであり、床や天井に固定されるベース１０１０と、ベース１０１０に回動自在に連結されたアーム１０２０と、アーム１０２０に回動自在に連結されたアーム１０３０と、アーム１０３０に回動自在に連結されたアーム１０４０と、アーム１０４０に回動自在に連結されたアーム１０５０と、アーム１０５０に回動自在に連結されたアーム１０６０と、アーム１０６０に回動自在に連結されたアーム１０７０と、これらアーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０の駆動を制御する制御部１０８０と、を有している。また、アーム１０７０にはハンド接続部が設けられており、ハンド接続部にはロボット１０００に実行させる作業に応じたエンドエフェクター１０９０が装着される。また、各関節部のうちの全部または一部には圧電モーター１００（圧電アクチュエーター１）が搭載されており、この圧電モーター１００の駆動によって各アーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０が回動する。なお、各圧電モーター１００の駆動は、制御部１０８０によって制御される。
【００９５】
このようなロボット１０００は、圧電モーター１００（圧電アクチュエーター１）を備えているため、上述した圧電アクチュエーター１の効果を享受することができ、優れた信頼性を発揮することができる。
【００９６】
＜第１０実施形態＞
次に、本発明の第１０実施形態に係る電子部品搬送装置について説明する。
【００９７】
図２０は、本発明の第１０実施形態に係る電子部品搬送装置の斜視図である。図２１は、図２０に示す電子部品搬送装置が有する電子部品保持部の斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とする。
【００９８】
図２０に示す電子部品搬送装置２０００は、電子部品検査装置に適用されており、基台２１００と、基台２１００の側方に配置された支持台２２００と、を有している。また、基台２１００には、検査対象の電子部品Ｑが載置されてＹ軸方向に搬送される上流側ステージ２１１０と、検査済みの電子部品Ｑが載置されてＹ軸方向に搬送される下流側ステージ２１２０と、上流側ステージ２１１０と下流側ステージ２１２０との間に位置し、電子部品Ｑの電気的特性を検査する検査台２１３０と、が設けられている。なお、電子部品Ｑの例として、例えば、半導体、半導体ウェハー、ＣＬＤやＯＬＥＤ等の表示デバイス、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デバイス等などが挙げられる。
【００９９】
また、支持台２２００には、支持台２２００に対してＹ軸方向に移動可能なＹステージ２２１０が設けられており、Ｙステージ２２１０には、Ｙステージ２２１０に対してＸ軸方向に移動可能なＸステージ２２２０が設けられており、Ｘステージ２２２０には、Ｘステージ２２２０に対してＺ軸方向に移動可能な電子部品保持部２２３０が設けられている。また、図２１に示すように、電子部品保持部２２３０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能な微調整プレート２２３１と、微調整プレート２２３１に対してＺ軸まわりに回動可能な回動部２２３２と、回動部２２３２に設けられ、電子部品Ｑを保持する保持部２２３３と、を有している。また、電子部品保持部２２３０には、微調整プレート２２３１をＸ軸方向に移動させるための圧電アクチュエーター１（１ｘ）と、微調整プレート２２３１をＹ軸方向に移動させるための圧電アクチュエーター１（１ｙ）と、回動部２２３２をＺ軸まわりに回動させるための圧電アクチュエーター１（１θ）と、が内蔵されている。
【０１００】
このような電子部品搬送装置２０００は、圧電アクチュエーター１を備えているため、上述した圧電アクチュエーター１の効果を享受することができ、優れた信頼性を発揮することができる。
【０１０１】
以上、本発明の圧電アクチュエーター、圧電モーター、ロボットおよび電子部品搬送装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１、１ｘ、１ｙ、１θ…圧電アクチュエーター、３…振動板、３Ａ…振動板ユニット、３Ｂ…振動板ユニット、３１…補強板、３１ａ…先端面、３１１…凹部、３１１ａ…底面、３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ…圧電素子、３２１…第１電極、３２２…圧電体、３２３…第２電極、３９…接着層、４…接触部、４１…先端部、４１１…先端面、４２…基端部、４２’、４２”…分割片、４２ａ…基端面、４２ｂ…側面、４２ｃ…主面、４３…中間部、４３ａ…側面、５…接着剤、５１…基部、５２、５３…フィレット部、５４…内側充填部、６…ローター、６１…外周面、１００…圧電モーター、１０００…ロボット、１０１０…ベース、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０…アーム、１０８０…制御部、１０９０…エンドエフェクター、２０００…電子部品搬送装置、２１００…基台、２１１０…上流側ステージ、２１２０…下流側ステージ、２１３０…検査台、２２００…支持台、２２１０…Ｙステージ、２２２０…Ｘステージ、２２３０…電子部品保持部、２２３１…微調整プレート、２２３２…回動部、２２３３…保持部、Ｏ…回動軸、Ｑ…電子部品、Ｓ…空間、ＵＶ…紫外線
【図１】
2018019529.tif 000003
【図２】
2018019529.tif 000004
【図３】
2018019529.tif 000005
【図４】
2018019529.tif 000006
【図５】
2018019529.tif 000007
【図６】
2018019529.tif 000008
【図７】
2018019529.tif 000009
【図８】
2018019529.tif 000010
【図９】
2018019529.tif 000011
【図１０】
2018019529.tif 000012
【図１１】
2018019529.tif 000013
【図１２】
2018019529.tif 000014
【図１３】
2018019529.tif 000015
【図１４】
2018019529.tif 000016
【図１５】
2018019529.tif 000017
【図１６】
2018019529.tif 000018
【図１７】
2018019529.tif 000019
【図１８】
2018019529.tif 000020
【図１９】
2018019529.tif 000021
【図２０】
2018019529.tif 000022
【図２１】
2018019529.tif 000023