(57)【要約】【課題】大きな駆動力を得ることができ、かつ、２つの部材を安定的な姿勢で相対的に回動させることができる圧電駆動装置を提供すること、また、この圧電駆動装置を備える電子部品搬送装置、ロボット、プロジェクターおよびプリンターを提供すること。【解決手段】第１部材と、第２部材と、前記第２部材を前記第１部材に対して回動軸まわりに相対的に回動可能に支持している軸受と、前記第１部材に設置されている被駆動部材と、前記第２部材を前記第１部材に対して前記回動軸まわりに相対的に回動させる駆動力を前記被駆動部材に伝達する複数の圧電アクチュエーターと、を備え、前記圧電アクチュエーターは、前記第１部材またはこれに固定されている部材に対して押圧されている状態で前記第２部材に支持され、前記回動軸に沿った方向から見たとき、前記複数の圧電アクチュエーターから前記被駆動部材への押圧力の中心は、前記軸受の外周部よりも内側にある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、
第２部材と、
前記第２部材を前記第１部材に対して回動軸まわりに相対的に回動可能に支持している軸受と、
前記第１部材に設置されている被駆動部材と、
前記第２部材を前記第１部材に対して前記回動軸まわりに相対的に回動させる駆動力を前記被駆動部材に伝達する複数の圧電アクチュエーターと、を備え、
前記圧電アクチュエーターは、前記第１部材またはこれに固定されている部材に対して押圧されている状態で前記第２部材に支持され、
前記回動軸に沿った方向から見たとき、前記複数の圧電アクチュエーターから前記被駆動部材への押圧力の中心は、前記軸受の外周部よりも内側にあることを特徴とする圧電駆動装置。
【請求項２】
前記押圧力の向きは、前記回動軸に平行な方向成分を含む請求項１に記載の圧電駆動装置。
【請求項３】
前記回動軸に沿った方向から見たとき、前記押圧力の中心は、前記回動軸に一致している請求項１または２に記載の圧電駆動装置。
【請求項４】
前記回動軸に沿った方向から見たとき、前記複数の圧電アクチュエーターは、前記軸受の外周部よりも内側にある請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧電駆動装置。
【請求項５】
前記軸受は、
前記第１部材に固定されている内輪と、
前記内輪の外側に配置され、前記第２部材に固定されている外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に配置されている複数の転動部材と、を有し、
前記回動軸に沿った方向から見たとき、前記押圧力の中心は、前記外輪よりも内側にある請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とする電子部品搬送装置。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とするロボット。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とするプロジェクター。
【請求項９】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備え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、圧電駆動装置、電子部品搬送装置、ロボット、プロジェクターおよびプリンターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電素子によって振動体を振動させて被駆動部材を駆動する圧電アクチュエーターを用いた圧電駆動装置として、例えば、特許文献１に記載の位置変更機構部のような装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の装置は、管状の支持部と、支持部の内側に、支持部と同軸的に設けられた回動体と、支持部と回動体との間に設けられた２つのリング状のベアリングと、回動体を支持部に対して回動させる１つの圧電アクチュエーターと、を有する。ここで、圧電アクチュエーターは、回動体の回動軸からずれた位置に当接している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４８３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の装置は、駆動力を１つの圧電アクチュエーターから得るため、大きな駆動力を得ることが難しい。また、特許文献１に記載の装置は、１つの圧電アクチュエーターが回動体の回動軸からずれた位置に片側から当接しているため、ベアリングの内輪と外輪との間にモーメントが生じ、その結果、支持部および回動体の相対的な姿勢が変動してしまうという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、大きな駆動力を得ることができ、かつ、２つの部材を安定的な姿勢で相対的に回動させることができる圧電駆動装置を提供すること、また、この圧電駆動装置を備える電子部品搬送装置、ロボット、プロジェクターおよびプリンターを提供することにある。
【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】
本適用例の圧電駆動装置は、第１部材と、
第２部材と、
前記第２部材を前記第１部材に対して回動軸まわりに相対的に回動可能に支持している軸受と、
前記第１部材に設置されている被駆動部材と、
前記第２部材を前記第１部材に対して前記回動軸まわりに相対的に回動させる駆動力を前記被駆動部材に伝達する複数の圧電アクチュエーターと、を備え、
前記圧電アクチュエーターは、前記第１部材またはこれに固定されている部材に対して押圧されている状態で前記第２部材に支持され、
前記回動軸に沿った方向から見たとき、前記複数の圧電アクチュエーターから前記被駆動部材への押圧力の中心は、前記軸受の外周部よりも内側にあることを特徴とする。
【０００９】
このような圧電駆動装置によれば、複数の圧電アクチュエーターを用いるため、大きな駆動力を得ることができる。その上で、回動軸に沿った方向から見たとき、複数の圧電アクチュエーターから被駆動部材への押圧力の中心が軸受の外周部よりも回動軸側（内側）にあるため、当該押圧力によって軸受の第１部材側と第２部材側との間に生じるモーメントを低減することができ、その結果、第１部材および第２部材の相対的な姿勢の安定化を図ることができる。
【００１０】
本適用例の圧電駆動装置では、前記押圧力の向きは、前記回動軸に平行な方向成分を含むことが好ましい。
【００１１】
これにより、軸受の第１部材側と第２部材側とに回動軸に平行な方向の力を安定的に加えることができる。そのため、軸受のがたつきを低減することができ、その結果、第１部材および第２部材の相対的な姿勢の安定化をより効果的に図ることができる。
【００１２】
本適用例の圧電駆動装置では、前記回動軸に沿った方向から見たとき、前記押圧力の中心は、前記回動軸に一致していることが好ましい。
【００１３】
これにより、押圧力によって軸受の第１部材側と第２部材側との間に生じるモーメントをより効果的に低減することができる。
【００１４】
本適用例の圧電駆動装置では、前記回動軸に沿った方向から見たとき、前記複数の圧電アクチュエーターは、前記軸受の外周部よりも内側にあることが好ましい。
【００１５】
これにより、押圧力によって軸受の第１部材側と第２部材側との間に生じるモーメントをより効果的に低減することができる。
【００１６】
本適用例の圧電駆動装置では、前記軸受は、
前記第１部材に固定されている内輪と、
前記内輪の外側に配置され、前記第２部材に固定されている外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に配置されている複数の転動部材と、を有し、
前記回動軸に沿った方向から見たとき、前記押圧力の中心は、前記外輪よりも内側にあることが好ましい。
【００１７】
これにより、軸受のがたつきを低減しつつ、軸受が回動軸に沿った方向およびそれに直交する径方向の双方の荷重を受けることができる。
【００１８】
本適用例の電子部品搬送装置は、本適用例の圧電駆動装置を備えることを特徴とする。
このような電子部品搬送装置によれば、第１部材および第２部材の相対的な姿勢の安定化を図ることができるという圧電駆動装置の作用・効果を用いて、電子部品搬送装置の高精度な動作を実現することができる。
【００１９】
本適用例のロボットは、本適用例の圧電駆動装置を備えることを特徴とする。
このようなロボットによれば、第１部材および第２部材の相対的な姿勢の安定化を図ることができるという圧電駆動装置の作用・効果を用いて、ロボットの高精度な動作を実現することができる。
【００２０】
本適用例のプロジェクターは、本適用例の圧電駆動装置を備えることを特徴とする。
このようなプロジェクターによれば、第１部材および第２部材の相対的な姿勢の安定化を図ることができるという圧電駆動装置の作用・効果を用いて、プロジェクターの高精度な動作を実現することができる。
【００２１】
本適用例のプリンターは、本適用例の圧電駆動装置を備えることを特徴とする。
このようなプリンターによれば、第１部材および第２部材の相対的な姿勢の安定化を図ることができるという圧電駆動装置の作用・効果を用いて、プリンターの高精度な動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る圧電駆動装置を示す断面図である。
【図２】図１に示す圧電駆動装置をＺ軸方向から見た図である。
【図３】図１に示す圧電駆動装置が備える圧電アクチュエーターの平面図である。
【図４】図３に示す圧電アクチュエーターの動作を説明するための図である。
【図５】本発明の電子部品搬送装置の実施形態を示す斜視図である。
【図６】図５に示す電子部品搬送装置が備える圧電駆動装置の概略構成を示す斜視図である。
【図７】本発明のロボットの実施形態を示す斜視図である。
【図８】本発明のプロジェクターの実施形態を示す概略図である。
【図９】本発明のプリンターの実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の圧電駆動装置、電子部品搬送装置、ロボット、プロジェクターおよびプリンター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。
【００２４】
１．圧電駆動装置
図１は、本発明の実施形態に係る圧電駆動装置を示す断面図（縦断面図）である。図２は、図１に示す圧電駆動装置をＺ軸方向から見た図（横断面図）である。図３は、図１に示す圧電駆動装置が備える圧電アクチュエーターの平面図である。図４は、図３に示す圧電アクチュエーターの動作を説明するための図である。
【００２５】
なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交している３軸としてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜用いて説明を行う。また、以下に説明する図において、これらの軸を示す矢印の先端側を「＋」、基端側を「−」とする。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」という。また、＋Ｚ軸方向側を「上」、−Ｚ軸方向側を「下」ともいう。また、Ｚ軸方向から見た状態を「平面視」という。また、図２では、説明の便宜上、駆動部５、検出部６および第２部材９の一部の図示を省略している。
【００２６】
図１に示すように、圧電駆動装置１は、第１部材８と、第２部材９と、第２部材９を第１部材８に対してＺ軸に平行な軸線ａＺ（回動軸）まわりに相対的に回動可能に支持している軸受４と、第２部材９を第１部材８に対して軸線ａＺまわりに相対的に回動させる駆動部５と、第１部材８に対する第２部材９の軸線ａＺまわりの相対的な回動を検出する検出部６（エンコーダー）と、駆動部５および検出部６を作動させる回路部７と、を有する。
【００２７】
第１部材８および第２部材９は、それぞれ、例えば、金属材料、セラミックス材料等で構成されている。第１部材８および第２部材９の平面視での外形は、それぞれ、図２に示すように円形であるが、これらの外形は、これに限定されない。
【００２８】
ここで、図１に示すように、第１部材８の一方（図１中の上側）の面には、凹部８３が形成されている。そして、凹部８３の底面は、後述する駆動部５の被駆動部材５４が設置される設置面８１を構成している。また、第１部材８の一方（図１中の上側）の面には、凹部８３の周囲に、後述する検出部６の光学スケール６４が設置される設置面８２が設けられている。
【００２９】
また、第１部材８には、凹部８３の底面に開口し、軸線ａＺを中心として第１部材８の厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通している孔８４が形成されている。図２に示すように、凹部８３および孔８４の外形は、それぞれ、Ｚ軸方向から見たとき（以下、「平面視」ともいう）、軸線ａＺを中心とする円形をなしている。これに伴い、設置面８１は、平面視で、軸線ａＺを中心とする円環状をなしている。また、設置面８２も、平面視で、軸線ａＺを中心とする円環状をなしている。
【００３０】
また、図１に示すように、第１部材８の外周面８５には、幅（径）が小さい縮径部８５１と、縮径部８５１に対して＋Ｚ軸方向側において縮径部８５１よりも幅（径）が大きい拡径部８５２と、を有する。なお、縮径部８５１および拡径部８５２の平面視での外形は、それぞれ、図示では、円形であるが、これに限定されず、例えば、四角形、五角形等の他の多角形、楕円形等であってもよい。また、孔８４は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。
【００３１】
図１に示すように、第２部材９には、第１部材８側に開放している凹部９１と、第１部材８とは反対側に開放している凹部９２と、凹部９１、９２の両底面に開口して第２部材９を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通している孔９３と、が形成されている。凹部９１は、平面視で、円形をなしており、この凹部９１内には、前述した第１部材８が挿入されている。
【００３２】
軸受４は、図１に示すように、前述した第１部材８と第２部材９との間に配置されている。この軸受４は、内輪４４と、外輪４５と、これらの間に設けられている複数の転動部材４６と、を有する。
【００３３】
内輪４４は、前述した第１部材８の外周面８５（縮径部８５１）に嵌合して固定されている。外輪４５は、前述した第２部材９の凹部９１の内周面に嵌合して固定されている。転動部材４６は、内輪４４と外輪４５との間でこれらと接触しながら転動する部材、例えば、ローラー（コロ）またはボールである。また、内輪４４、外輪４５および転動部材４６は、第１部材８および第２部材９の軸線ａＺまわりの回動方向以外の方向での相対的な移動を規制（制限）するように構成されている。
【００３４】
駆動部５は、第１部材８に設置されている被駆動部材５４と、被駆動部材５４に駆動力を伝達する複数（図示では３つ）の圧電アクチュエーター５２と、複数の圧電アクチュエーター５２を第２部材９に対して支持している複数（３つの）の支持部材５５と、を有する。
【００３５】
被駆動部材５４は、前述した第１部材８の設置面８１上に設置され、例えば、嵌合、接着剤による接着、ビス止め等により第１部材８に固定されている。また、被駆動部材５４は、第１部材８に一体的に形成されていてもよい。また、被駆動部材５４は、図２に示すように、平面視で、軸線ａＺを中心とする円環状をなしている。ここで、被駆動部材５４は、板状またはシート状をなし、例えばセラミックス材料等の比較的耐摩耗性の高い材料で構成されている。なお、被駆動部材５４の平面視形状は、図示の形状（環状）に限定されず、例えば、圧電駆動装置１の可動範囲によっては、周方向での一部が欠損していてもよい。
【００３６】
ここで、複数の圧電アクチュエーター５２は、平面視で（Ｚ軸方向から見たとき）、軸受４の外輪４５の内側に配置されている。そして、複数（３つ）の圧電アクチュエーター５２の荷重点ＰＦの中心ＰＣ（以下、単に「圧電アクチュエーター５２の中心ＰＣ」ともいう）は、平面視で、軸受４の外輪４５（軸受４の外周部）よりも内側（軸線ａＺ側）に位置している。本実施形態では、圧電アクチュエーター５２の中心ＰＣは、平面視で軸線ａＺに一致している。このように、複数の圧電アクチュエーター５２から被駆動部材５４への押圧力（以下、単に「押圧力」とも言う）の中心ＰＣが軸受４２の外周部（特に、外輪４５の内周面４８）よりも内側（軸線ａＺ側）にあるため、当該押圧力によって軸受４の第１部材８側（内輪４４）と第２部材９側（外輪４５）との間に生じるモーメントを低減することができ、その結果、第１部材８および第２部材９の相対的な姿勢の安定化を図ることができる。なお、中心ＰＣは、さらに、内輪４４（軸受４の内周面）よりも内側にあるのが好ましく、内輪４４の内周面４２と軸線ａＺとの中点を半径とする円Ｃ１よりも内側にあるのがより好ましい（図２参照）。
【００３７】
ここで、「荷重点ＰＦ」は、各圧電アクチュエーター５２から被駆動部材５４（第１部材８またはこれに固定された部材）に作用する押圧力（荷重）の中心（幾何学的中心）であって、具体的には、後述する突出部５２４と被駆動部材５４との接触部の中心である。各圧電アクチュエーター５２から被駆動部材５４に作用する押圧力（荷重）は、後述する弾性部材（図示せず）の弾性変形によってもたらされる。また、「中心ＰＣ」は、複数の荷重点ＰＦの中心であって、複数（本実施形態では３つ）の圧電アクチュエーター５２から被駆動部材５４に作用する力（荷重）の中心（全荷重の中心）である。本実施形態では、各荷重点ＰＦは、いずれも軸受４の外輪４５よりも内側にある。しかも、各荷重点ＰＦは、軸線ａＺから等距離にあり、かつ、等角度間隔であるため、中心ＰＣは、軸線ａＺと一致する。
【００３８】
なお、圧電アクチュエーター５２の中心ＰＣは、平面視で、軸受４の外輪４５（軸受４の外周部）よりも内側（軸線ａＺ側）に位置していればよく、必ずしも、軸線ａＺに一致していなくてもよい。また、複数の圧電アクチュエーター５２が平面視で軸受４の外輪４５の外側に配置されていても、第１部材８および第２部材９の相対的な姿勢の安定化を図ることができる。ただし、複数の圧電アクチュエーター５２が平面視で軸受４の外輪４５（特に外輪４５の内周面４８）の内側に配置されているほうが、複数の圧電アクチュエーター５２が平面視で軸受４の外輪４５の外側に配置されている場合に比べて、第１部材８および第２部材９の相対的な姿勢の安定化を図る効果が大きい。また、複数の圧電アクチュエーター５２が平面視で軸受４の外輪４５の外側に配置されていても、各圧電アクチュエーター５２が軸線ａＺ側に向けて押圧されるように配置すること（特に、各荷重点ＰＦを圧電アクチュエーター５２の押圧方向に延長した線分が軸受４の外輪４５の内側を通るように配置すること）で、第１部材８および第２部材９の相対的な姿勢の安定化を図る効果をある程度高めることができる。
【００３９】
図３に示すように、圧電アクチュエーター５２は、振動部５２１と、支持部５２２と、これらを接続している１対の接続部５２３と、振動部５２１から突出している突出部５２４と、を有している。なお、図３に示す圧電アクチュエーター５２は、図２中の右側に位置しＸ軸方向の駆動力を発生させる圧電アクチュエーター５２である。以下の説明では、この圧電アクチュエーター５２について代表的に説明するが、他の圧電アクチュエーター５２も、ＸＹ平面内での姿勢（駆動力の向き）が異なる以外は、同様である。
【００４０】
振動部５２１は、ＸＺ平面に沿った板状をなしている。また、振動部５２１は、Ｚ軸方向に沿って延びている長手形状をなしている。この振動部５２１は、振動部５２１の幅方向（Ｘ軸方向）の中央部に振動部５２１の長手方向に沿って配置されている圧電素子５２１５と、圧電素子５２１５に対して振動部５２１の幅方向の一方側に振動部５２１の長手方向に沿って配置されている２つの圧電素子５２１１、５２１２と、圧電素子５２１５に対して振動部５２１の幅方向の他方側に振動部５２１の長手方向に沿って配置されている２つの圧電素子５２１３、５２１４と、を有する。
【００４１】
このような振動部５２１は、図示しないが、例えば、シリコン基板等の２つの基板と、これらの基板間に配置されているチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電体と、圧電体の表裏に適宜設けられている複数の電極と、を有している。ここで、支持部５２２および１対の接続部５２３は、それぞれ、例えば、前述した振動部５２１が有する２つの基板と一体で形成されている２つの基板を有する。また、支持部５２２は、例えば、前述した振動部５２１が有する圧電体と同等の厚さを有する絶縁性のスペーサーが当該２つの基板間に介挿されている。
【００４２】
振動部５２１の長手方向（Ｚ軸方向）での一方（図３中の下側）の端部（先端部）には、その幅方向での中央部に突出部５２４が突出して設けられている。突出部５２４は、例えば、セラミックス等の耐摩耗性に優れた材料で構成され、振動部５２１に接着剤等により接合されている。この突出部５２４は、振動部５２１の振動を被駆動部材５４へ摩擦摺動により伝達する機能を有するので、伝達部とも言える。なお、突出部５２４（伝達部）の形状は、振動部５２１の駆動力を被駆動部材５４に伝達可能であればよく、図示の形状に限定されない。
【００４３】
複数の支持部材５５は、複数の圧電アクチュエーター５２に対応して設けられ、複数の圧電アクチュエーター５２が軸線ａＺを中心とする同一円周上に等角度間隔に並ぶように配置されている。そして、各支持部材５５は、例えば、金属材料、セラミックス材料等で構成され、支持部５２２および第２部材９のそれぞれに対して、例えばネジ等を用いて固定されている。
【００４４】
ここで、圧電アクチュエーター５２の支持部５２２は、図示しない弾性部材（例えば板バネ等）を介して、支持部材５５に支持されており、突出部５２４が当該弾性部材の弾性変形を伴って被駆動部材５４に対して所定圧力で接触（押圧）するように、支持部５２２が当該弾性部材および支持部材５５を介して第２部材９に対して固定されている。このように、圧電アクチュエーター５２は、第１部材８またはこれに固定されている部材（被駆動部材５４）に対して押圧されている状態で第２部材９に支持されている。本実施形態では、この押圧の方向がＺ軸方向となっている。なお、この押圧の方向は、Ｚ軸方向に限定されないが、軸受４のがたつきの影響を受け難くして第１部材８および第２部材９の相対的な姿勢の安定化を図りやすいという観点から、Ｚ軸方向成分を含んでいること（Ｚ軸方向またはＺ軸方向に対して傾斜した方向）が好ましい。
【００４５】
以上のような駆動部５が有する圧電アクチュエーター５２は、回路部７から所定周波数の駆動信号が圧電素子５２１１〜５２１５に適宜入力されることにより作動する。例えば、圧電素子５２１１、５２１４への駆動信号と圧電素子５２１２、５２１３への駆動信号との位相差を１８０°とし、圧電素子５２１１、５２１４への駆動信号と圧電素子５２１５への駆動信号との位相差を３０°とすることで、図４に示すように、各圧電素子５２１１〜５２１５の伸縮により、振動部５２１がＳ字形状に屈曲振動し、これにより、突出部５２４の先端が図中矢印αで示す方向に楕円運動する。その結果、被駆動部材５４は、突出部５２４から一方向（図中矢印βで示す方向）に駆動力を繰り返し受ける。この駆動力は、被駆動部材５４の周方向に沿った方向であり、これにより、第１部材８および第２部材９を軸線ａＺまわりに相対的に回動させる。
【００４６】
また、図４に示す場合とは逆方向に、第１部材８および第２部材９を相対的に回動させる場合には、圧電素子５２１１、５２１４への駆動信号との位相差が２１０°となるように圧電素子５２１５に駆動信号を印加すればよい。なお、図示の構成では、被駆動部材５４が第１部材８側に設置され、圧電アクチュエーター５２が第２部材９側に設置されているが、その逆に、被駆動部材５４が第２部材９側、圧電アクチュエーター５２が第１部材８側に設置されていてもよい。
【００４７】
検出部６は、第１部材８に設置されている光学スケール６４と、光学スケール６４の移動を検出するセンサー６２と、センサー６２を第２部材９に対して支持している基板６３と、を有する。
【００４８】
光学スケール６４は、前述した第１部材８の設置面８２上に設置され、例えば接着剤等を用いて第１部材８に固定されている。この光学スケール６４は、例えば、スリット板、偏光板等である。ただし、光学スケール６４は、平面視で、軸線ａＺを中心とする円環状をなしている。なお、光学スケール６４の平面視形状は、図示の形状（環状）に限定されず、例えば、圧電駆動装置１の可動範囲によっては、周方向での一部が欠損していてもよい。
【００４９】
センサー６２は、図示しないが、光学スケール６４に光を照射する半導体レーザー等の発光素子と、光学スケール６４からの反射光を受光するフォトダイオード等の受光素子と、を含んで構成されている。
【００５０】
基板６３は、例えば、配線基板であり、ネジ等を用いて第２部材９に固定されている。この基板６３は、センサー６２を支持するとともに、センサー６２および回路部７のそれぞれに電気的に接続されている。
【００５１】
以上のような検出部６では、第１部材８に対する第２部材９の軸線ａＺまわりの相対的な回動状態（回動位置、角速度等）に応じて、センサー６２の受光素子の出力信号の波形が変化する。したがって、この受光素子の出力信号に基づいて、第１部材８に対する第２部材９の軸線ａＺまわりの相対的な回動状態を検出することができる。
【００５２】
回路部７は、前述した第２部材９の凹部９２内に設置されている。この回路部７は、前述した圧電アクチュエーター５２およびセンサー６２を作動させるための回路を有する。例えば、回路部７は、圧電アクチュエーター５２を駆動（駆動信号を発生）するための駆動回路、センサー６２の発光素子を駆動するための駆動回路、センサー６２の受光素子からの信号に基づいて第１部材８に対する第２部材９の相対的な回転角度を演算するための演算回路等を含んでいる。なお、回路部７が有するセンサー６２のための回路（駆動回路、演算回路）は、検出部６に組み込まれていてもよく、この場合、センサー６２と一体化されていてもよい。また、回路部７は、圧電駆動装置１の外部に設けられていてもよい。
【００５３】
以上のように、圧電駆動装置１は、第１部材８と、第２部材９と、第２部材９を第１部材８に対して軸線ａＺ（回動軸）まわりに相対的に回動可能に支持している軸受４と、第１部材８に設置されている被駆動部材５４と、第２部材９を第１部材８に対して軸線ａＺまわりに相対的に回動させる駆動力を被駆動部材５４に伝達する複数の圧電アクチュエーター５２と、を備える。ここで、圧電アクチュエーター５２は、第１部材８またはこれに固定されている部材（被駆動部材５４）に対して押圧されている状態で第２部材９に支持されている。そして、軸線ａＺ（回動軸）に沿った方向から見たとき、複数の圧電アクチュエーター５２から被駆動部材５４への押圧力の中心ＰＣは、軸受４の外輪４５（外周部）よりも内側にある。
【００５４】
このような圧電駆動装置１によれば、複数の圧電アクチュエーター５２を用いるため、大きな駆動力を得ることができる。その上で、軸線ａＺに沿った方向から見たとき、複数の圧電アクチュエーター５２から被駆動部材５４への押圧力の中心ＰＣが軸受４の外輪４５（外周部）よりも軸線ａＺ側（内側）にあるため、当該押圧力によって軸受４の第１部材８側と第２部材９側との間に生じるモーメントを低減することができ、その結果、第１部材８および第２部材９の相対的な姿勢の安定化を図ることができる。
【００５５】
ここで、軸受４は、第１部材８に固定されている内輪４４と、内輪４４の外側に配置され、第２部材９に固定されている外輪４５と、内輪４４と外輪４５との間に配置されている複数の転動部材４６と、を有する。そして、軸線ａＺ（回動軸）に沿った方向（Ｚ軸方向）から見たとき、押圧力の中心ＰＣは、外輪４５（特に外輪４５の内周面４８）よりも内側にある。これにより、軸受４のがたつきを低減しつつ、軸受４が軸線ａＺに沿った方向（スラスト方向）およびそれに直交する径方向（ラジアル方向）の双方の荷重を受けることができる。
【００５６】
また、前述したように、各圧電アクチュエーター５２は、被駆動部材５４に対してＺ軸方向に押圧されている。したがって、各圧電アクチュエーター５２から被駆動部材５４への押圧力の向きは、軸線ａＺ（回動軸）に平行な方向成分を含む。これにより、軸受４の第１部材８側と第２部材９側とに軸線ａＺに平行な方向（Ｚ軸方向）の力を安定的に加えることができる。そのため、軸受４のがたつきを低減することができ、その結果、第１部材８および第２部材９の相対的な姿勢の安定化をより効果的に図ることができる。
【００５７】
本実施形態では、軸線ａＺ（回動軸）に沿った方向（Ｚ軸方向）から見たとき、複数の圧電アクチュエーター５２から被駆動部材５４への押圧力の中心ＰＣは、軸線ａＺ（回動軸）に一致している。また、一致していなくても、中心ＰＣは、軸線ａＺに近い位置、例えば、内輪４４の内周面４７と軸線ａＺとの中点を半径とする円Ｃ１（円の中心は軸線ａＺ）よりも内側にあるのが好ましい。これにより、当該押圧力によって軸受４の第１部材８側と第２部材９側との間に生じるモーメントをより効果的に低減することができる。
【００５８】
また、軸線ａＺ（回動軸）に沿った方向（Ｚ軸方向）から見たとき、複数の圧電アクチュエーター５２は、軸受４の外周部（特に外輪４５の内周面４８）よりも内側にある。これにより、押圧力によって軸受４の第１部材８側と第２部材９側との間に生じるモーメントをより効果的に低減することができる。また、圧電駆動装置１の小型化を図ることもできる。
【００５９】
２．電子部品搬送装置
次に、本発明の電子部品搬送装置の実施形態について説明する。
【００６０】
図５は、本発明の電子部品搬送装置の実施形態を示す斜視図である。図６は、図５に示す電子部品搬送装置が備える圧電駆動装置の概略構成を示す斜視図である。
【００６１】
図５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デバイス等が挙げられる。
【００６２】
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。
【００６３】
また、電子部品保持部２２３０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸まわりの微小な位置決めを行う位置決めユニットである圧電駆動装置１０と、電子部品Ｑを保持する保持部２２３３と、圧電駆動装置１０を介して保持部２２３３をＺ軸方向に移動可能な押圧機構部１１と、を有している。ここで、保持部２２３３は、圧電駆動装置１０を介して押圧機構部１１に支持されている。押圧機構部１１は、例えば、空気圧シリンダーまたは油圧シリンダーであり、Ｘステージ２２２０（支持体）に支持されており、圧電駆動装置１０をＺ軸方向に移動可能に構成されている。そして、押圧機構部１１は、圧電駆動装置１０を介して保持部２２３３（電子部品Ｑ）を上流側ステージ２１１０、下流側ステージ２１２０または検査台２１３０のいずれかの台（対象物）に向けて押圧可能となってる。
【００６４】
図６に示す圧電駆動装置１０は、Ｘ軸方向（図中矢印Ｘ１で示す方向）、Ｙ軸方向（図中矢印Ｙ１で示す方向）およびＺ軸まわり（図中矢印θ１で示す方向）の駆動を行う圧電駆動ユニットである。この圧電駆動装置１０は、Ｘ軸方向での駆動を行う圧電駆動装置１Ｘ（第１圧電駆動装置）と、Ｙ軸方向での駆動を行う圧電駆動装置１Ｙ（第２圧電駆動装置）と、Ｚ軸まわりの駆動を行う圧電駆動装置１θ（第３圧電駆動装置）と、を有し、これらがＺ軸方向に沿って並んで連結されている。
【００６５】
ここで、圧電駆動装置１Ｘ、１Ｙは、互いに同様の構成を有する。より具体的には、圧電駆動装置１Ｘ、１Ｙは、それぞれ、第１部材２と、図示しない駆動部からの駆動力により第１部材２に対して一方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）に相対的な第２部材３と、を有する。ただし、圧電駆動装置１ＹのＸＹ平面内での姿勢は、圧電駆動装置１Ｘとは９０°異なる。ここで、圧電駆動装置１Ｘの第２部材３は、前述した押圧機構部１１に例えばネジ、ボルト／ナット等を用いて固定されている。また、圧電駆動装置１Ｙの第２部材３は、圧電駆動装置１Ｘの第１部材２に対して、前述した姿勢となるように、例えばネジ、ボルト／ナット等を用いて固定されている。
【００６６】
圧電駆動装置１θは、前述した圧電駆動装置１である。ここで、第１部材８には、前述した保持部２２３３が例えばネジ、ボルト／ナット等を用いて固定されている。また、第２部材９には、前述した圧電駆動装置１Ｙの第１部材２が例えばネジ、ボルト／ナット等を用いて固定されている。
【００６７】
以上のように、電子部品搬送装置２０００は、圧電駆動装置１を備える。このような電子部品搬送装置２０００によれば、第１部材８および第２部材９の相対的な姿勢の安定化を図ることができるという圧電駆動装置１の作用・効果を用いて、電子部品搬送装置２０００の高精度な動作を実現することができる。
【００６８】
３．ロボット
次に、本発明のロボットの実施形態について説明する。
【００６９】
図７は、本発明のロボットの実施形態を示す斜視図である。
図７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。ここで、アーム１０６０には、アーム１０７０をアーム１０６０に対して回動させる駆動力を発生させるモーターとして機能する圧電駆動装置１が設けられている。また、アーム１０７０には、ハンド接続部（図示せず）が設けられており、この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（部材）が装着される。圧電駆動装置１の駆動は、制御部１０８０によって制御される。なお、圧電駆動装置１は、アーム１０７０以外の他のアームの駆動に用いてもよい。
【００７０】
以上のように、ロボット１０００は、圧電駆動装置１を備える。このようなロボット１０００によれば、第１部材８および第２部材９の相対的な姿勢の安定化を図ることができるという圧電駆動装置１の作用・効果を用いて、ロボット１０００の高精度な動作を実現することができる。
【００７１】
４．プロジェクター
図８は、本発明のプロジェクターの実施形態を示す概略図である。
図８に示すプロジェクター４０００は、赤色光、緑色光、青色光を出射する赤色光源４１００Ｒ、緑色光源４１００Ｇ、青色光源４１００Ｂと、レンズアレイ４２００Ｒ、４２００Ｇ、４２００Ｂと、透過型の液晶ライトバルブ（光変調部）４３００Ｒ、４３００Ｇ、４３００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム４４００と、投射レンズ（投射部）４５００と、圧電駆動装置１０と、を有している。
【００７２】
光源４１００Ｒ、４１００Ｇ、４１００Ｂから出射された光は、各レンズアレイ４２００Ｒ、４２００Ｇ、４２００Ｂを介して、液晶ライトバルブ４３００Ｒ、４３００Ｇ、４３００Ｂに入射する。各液晶ライトバルブ４３００Ｒ、４３００Ｇ、４３００Ｂは、入射した光をそれぞれ画像情報に応じて変調する。
【００７３】
各液晶ライトバルブ４３００Ｒ、４３００Ｇ、４３００Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム４４００に入射して合成される。クロスダイクロイックプリズム４４００によって合成された光は、投射光学系である投射レンズ４５００に入射する。投射レンズ４５００は、液晶ライトバルブ４３００Ｒ、４３００Ｇ、４３００Ｂによって形成された像を拡大して、スクリーン（表示面）４６００に投射する。これにより、スクリーン４６００上に所望の映像が映し出される。ここで、投射レンズ４５００は、圧電駆動装置１０に支持されており、圧電駆動装置１０の駆動により位置および姿勢の変更（位置決め）が可能となっている。これにより、スクリーン４６００に投射される映像の形状や大きさ等を調整することができる。
【００７４】
なお、上述の例では、光変調部として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Device）が挙げられる。また、投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。また、プロジェクターとしては、光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる走査型のプロジェクターであってもよい。
【００７５】
以上のように、プロジェクター４０００は、圧電駆動装置１を備える。このようなプロジェクター４０００によれば、第１部材８および第２部材９の相対的な姿勢の安定化を図ることができるという圧電駆動装置１の作用・効果を用いて、プロジェクター４０００の高精度な動作を実現することができる。
【００７６】
５．プリンター
図９は、本発明のプリンターの実施形態を示す斜視図である。
図９に示すプリンター３０００は、インクジェット記録方式のプリンターである。このプリンター３０００は、装置本体３０１０と、装置本体３０１０の内部に設けられている印刷機構３０２０、給紙機構３０３０および制御部３０４０と、を備えている。
【００７７】
装置本体３０１０には、記録用紙Ｐを設置するトレイ３０１１と、記録用紙Ｐを排出する排紙口３０１２と、液晶ディスプレイ等の操作パネル３０１３とが設けられている。
【００７８】
印刷機構３０２０は、ヘッドユニット３０２１と、キャリッジモーター３０２２と、キャリッジモーター３０２２の駆動力によりヘッドユニット３０２１を往復動させる往復動機構３０２３と、を備えている。ヘッドユニット３０２１は、インクジェット式記録ヘッドであるヘッド３０２１ａと、ヘッド３０２１ａにインクを供給するインクカートリッジ３０２１ｂと、ヘッド３０２１ａおよびインクカートリッジ３０２１ｂを搭載したキャリッジ３０２１ｃと、を有している。往復動機構３０２３は、キャリッジ３０２１ｃを往復移動可能に支持しているキャリッジガイド軸３０２３ａと、キャリッジモーター３０２２の駆動力によりキャリッジ３０２１ｃをキャリッジガイド軸３０２３ａ上で移動させるタイミングベルト３０２３ｂと、を有している。
【００７９】
給紙機構３０３０は、互いに圧接している従動ローラー３０３１および駆動ローラー３０３２と、駆動ローラー３０３２を駆動する給紙モーター３０３３と、を有している。ここで、給紙モーター３０３３は、圧電駆動装置１である。
【００８０】
制御部３０４０は、例えばパーソナルコンピューター等のホストコンピューターから入力された印刷データに基づいて、印刷機構３０２０や給紙機構３０３０等を制御する。
【００８１】
このようなプリンター３０００では、給紙機構３０３０が記録用紙Ｐを一枚ずつヘッドユニット３０２１の下部近傍へ間欠送りする。このとき、ヘッドユニット３０２１が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。
【００８２】
以上のように、プリンター３０００は、圧電駆動装置１を備える。このようなプリンター３０００によれば、第１部材８および第２部材９の相対的な姿勢の安定化を図ることができるという圧電駆動装置１の作用・効果を用いて、プリンター３０００の高精度な動作を実現することができる。
【００８３】
以上、本発明の圧電駆動装置、電子部品搬送装置、ロボット、プロジェクターおよびプリンターを、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。
【符号の説明】
【００８４】
１…圧電駆動装置、１Ｘ…圧電駆動装置、１Ｙ…圧電駆動装置、１θ…圧電駆動装置、２…第１部材、３…第２部材、４…軸受、５…駆動部、６…検出部、７…回路部、８…第１部材、９…第２部材、１０…圧電駆動装置、１１…押圧機構部、４４…内輪、４５…外輪（外周部）、４６…転動部材、４７…内周面、４８…内周面、５２…圧電アクチュエーター、５４…被駆動部材、５５…支持部材、６２…センサー、６３…基板、６４…光学スケール、８１…設置面、８２…設置面、８３…凹部、８４…孔、８５…外周面、９１…凹部、９２…凹部、９３…孔、５２１…振動部、５２２…支持部、５２３…接続部、５２４…突出部、８５１…縮径部、８５２…拡径部、１０００…ロボット、１０１０…ベース、１０２０…アーム、１０３０…アーム、１０４０…アーム、１０５０…アーム、１０６０…アーム、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、２２３３…保持部、３０００…プリンター、３０１０…装置本体、３０１１…トレイ、３０１２…排紙口、３０１３…操作パネル、３０２０…印刷機構、３０２１…ヘッドユニット、３０２１ａ…ヘッド、３０２１ｂ…インクカートリッジ、３０２１ｃ…キャリッジ、３０２２…キャリッジモーター、３０２３…往復動機構、３０２３ａ…キャリッジガイド軸、３０２３ｂ…タイミングベルト、３０３０…給紙機構、３０３１…従動ローラー、３０３２…駆動ローラー、３０３３…給紙モーター、３０４０…制御部、４０００…プロジェクター、４１００Ｂ…青色光源、４１００Ｇ…緑色光源、４１００Ｒ…赤色光源、４２００Ｂ…レンズアレイ、４２００Ｇ…レンズアレイ、４２００Ｒ…レンズアレイ、４３００Ｂ…液晶ライトバルブ、４３００Ｇ…液晶ライトバルブ、４３００Ｒ…液晶ライトバルブ、４４００…クロスダイクロイックプリズム、４５００…投射レンズ、４６００…スクリーン、５２１１…圧電素子、５２１２…圧電素子、５２１３…圧電素子、５２１４…圧電素子、５２１５…圧電素子、Ｃ１…円、Ｐ…記録用紙、ＰＣ…中心、ＰＦ…荷重点、Ｑ…電子部品、Ｘ１…矢印、Ｙ１…矢印、ａＺ…軸線、α…矢印、β…矢印、θ１…矢印
【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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