(57)【要約】【課題】振動板の振動を阻害しない支持部を備える圧電アクチュエーター。【解決手段】圧電素子３０及び短辺と長辺とを有する平面視で長方形の振動板２１を積層した積層体と、振動板２１の長辺から該長辺に略直交する方向に延在する支持部３１と、を含む圧電アクチュエーター１であって、支持部３１における長辺に沿った方向の寸法である幅と支持部３１の長辺から突出する方向の寸法である長さとの比が略１：１〜略１：４の範囲内であることを特徴とする圧電アクチュエーター１。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子及び短辺と長辺とを有する平面視で長方形の振動板を積層した積層体と、前記振動板の長辺から該長辺に略直交する方向に延在する支持部と、を含む圧電アクチュエーターであって、
前記支持部における前記長辺に沿った方向の寸法である幅と前記支持部の前記長辺から突出する方向の寸法である長さとの比が略１：１〜略１：４の範囲内であることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電アクチュエーターであって、前記比が略１：１であることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項３】
請求項１に記載の圧電アクチュエーターであって、前記比が略１：３〜略１：４の範囲内であることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターであって、
前記振動板は、前記長辺の寸法が略７．０ｍｍであり前記短辺の寸法が略２．０ｍｍであることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターであって、
前記振動板は、前記長辺の寸法が略２１．０ｍｍであり前記短辺の寸法が略５．６ｍｍであることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターであって、
前記振動板及び前記支持部はＳＵＳ３０１又はＦｅ−４２Ｎｉ合金からなることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターを備えたことを特徴とするロボットハンド。
【請求項８】
請求項７に記載のロボットハンドを備えた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、圧電アクチュエーター、ロボット及びロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電アクチュエーターは、高周波の交流電圧等の駆動電圧を機械的振動に変換する圧電素子と、該圧電素子によって駆動される被駆動部と、を少なくとも有する駆動装置である。圧電モーターは、圧電アクチュエーターの一種である。圧電モーターは、上述の被駆動部としてローターを用いた駆動装置であり、圧電素子の振動を回転力として利用可能な駆動装置である。一般的に圧電素子は、圧電素子を補強し該圧電素子と共に振動する振動板と積層されて用いられる。そして圧電素子は、他の部材により振動可能に保持、すなわち固定されることが一般的である。例えば特許文献１では、圧電素子を該圧電素子に付加された支持部により支持台に固定する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２２３８１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、上述の圧電アクチュエーターは、支持部が圧電素子及び振動板の動作すなわち振動を阻害しかねないとう課題がある。支持部は振動板を固定すると共に、該振動板と共に振動もする部材である。したがって、形状あるいは材質によっては、振動板の振動を阻害して圧電アクチュエーターの性能を低下の原因となってしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
［適用例１］本適用例の圧電アクチュエーターは、圧電素子及び短辺と長辺とを有する平面視で長方形の振動板を積層した積層体と、上記振動板の長辺から該長辺に略直交する方向に延在する支持部と、を含む圧電アクチュエーターであって、上記支持部における上記長辺に沿った方向の寸法である幅と上記支持部の上記長辺から突出する方向の寸法である長さとの比が略１：１〜略１：４の範囲内であることを特徴とする。
【０００７】
このような構成であれば、圧電素子の振動を効率的に駆動力に変換できる。したがって、小型化かつ軽量化されており、消費電力も低減された圧電アクチュエーターを得ることができる。
【０００８】
［適用例２］上述の圧電アクチュエーターであって、上記比が略１：１であることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【０００９】
このような構成であれば、圧電素子の振動をより一層効率的に駆動力に変換できる。したがって、より一層小型化かつ軽量化されており、消費電力もより一層低減された圧電アクチュエーターを得ることができる。
【００１０】
［適用例３］上述の圧電アクチュエーターであって、上記比が略１：３〜略１：４の範囲内であることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【００１１】
このような構成であれば、圧電素子の振動をより一層効率的に駆動力に変換できる。したがって、より一層小型化かつ軽量化されており、消費電力もより一層低減された圧電アクチュエーターを得ることができる。
【００１２】
［適用例４］上述の圧電アクチュエーターであって、上記振動板は、上記長辺の寸法が略７．０ｍｍであり上記短辺の寸法が略２．０ｍｍであることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【００１３】
このような寸法の振動板を備える圧電アクチュエーターは、圧電素子の振動をより一層効率的に駆動力に変換できる。したがって、より一層小型化かつ軽量化されており、消費電力もより一層低減された圧電アクチュエーターを得ることができる。
【００１４】
［適用例５］上述の圧電アクチュエーターであって、上記振動板は、上記長辺の寸法が略２１．０ｍｍであり上記短辺の寸法が略５．６ｍｍであることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【００１５】
このような寸法の振動板を備える圧電アクチュエーターは、圧電素子の振動をより一層効率的に駆動力に変換できる。したがって、より一層小型化かつ軽量化されており、消費電力もより一層低減された圧電アクチュエーターを得ることができる。
【００１６】
［適用例６］上述の圧電アクチュエーターであって、上記振動板及び上記支持部はＳＵＳ３０１又はＦｅ−４２Ｎｉ合金からなることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【００１７】
このような材料で形成された振動板を備える圧電アクチュエーターは、圧電素子の振動をより一層効率的に駆動力に変換できる。したがって、より一層小型化かつ軽量化されており、消費電力もより一層低減された圧電アクチュエーターを得ることができる。
【００１８】
［適用例７］上述の圧電アクチュエーターを備えたことを特徴とするロボットハンド。
【００１９】
このような構成であれば、ロボットハンドを、同一の作業の用いられる他のロボットハンドに比べて小型化そして軽量化することが可能となる。
【００２０】
［適用例８］上述のロボットハンドを備えたことを特徴とするロボット。
【００２１】
このような構成であれば、ロボットを、同一の作業の用いられる他のロボットに比べて小型化そして軽量化することが可能となる。そしてこのような構成のロボットであれば、同一の作業を他のロボットに比べて低い消費電力で実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態にかかる圧電モーターの分解斜視図。
【図２】圧電素子の第２電極の区分を突出部と共に示す平面図。
【図３】第１の実施形態の圧電モーターが備える振動体を示す平面図。
【図４】縦共振周波数と支持部長さとの関係を、固定時と非固定時の双方で求めた結果を示す図。
【図５】屈曲共振周波数と支持部長さとの関係を、固定時と非固定時の双方で求めた結果を示す図。
【図６】固定時の縦共振周波数と非固定時の縦共振周波数との差を求めた結果を示す図。
【図７】固定時の屈曲共振周波数と非固定時の屈曲共振周波数との差を求めた結果を示す図。
【図８】第１の実施形態の振動体に屈曲共振周波数の駆動電圧を印加した場合における振動を求めた結果を示す図。
【図９】第２の実施形態にかかる振動体に、屈曲共振周波数の駆動電圧を印加した場合における振動を求めた結果を示す図。
【図１０】実施例１の振動体を示す図。
【図１１】実施例１の振動板の厚さが略０．５ｍｍである場合の縦共振周波数を、固定時と非固定時の双方について示す図。
【図１２】実施例１の振動板の厚さが略１．０ｍｍである場合の縦共振周波数を、固定時と非固定時の双方について示す図。
【図１３】実施例１の振動板の厚さが略０．５ｍｍである場合の屈曲共振周波数を、固定時と非固定時の双方について示す図。
【図１４】実施例１の振動板の厚さが略１．０ｍｍである場合の屈曲共振周波数を、固定時と非固定時の双方について示す図。
【図１５】実施例１の振動板の厚さが略０．５ｍｍである場合における固定時の共振周波数と非固定時の共振周波数の差を、縦共振周波数及び屈曲共振周波数の双方について示す図。
【図１６】実施例１の振動板の厚さが略１．０ｍｍである場合における固定時の共振周波数と非固定時の共振周波数の差を、縦共振周波数及び屈曲共振周波数の双方について示す図。
【図１７】材質が異なる複数種の振動体において、該振動体を固定した場合の縦共振周波数と屈曲共振周波数を求めた結果を示す図。
【図１８】材質が異なる複数種の振動体において、該振動体を固定しない場合の縦共振周波数と屈曲共振周波数を求めた結果を示す図。
【図１９】材質が異なる複数種の振動体において、固定時の縦共振周波数と非固定時の縦共振周波数との差、及び、固定時の屈曲共振周波数と非固定時の屈曲共振周波数との差を求めた結果を示す図。
【図２０】第３の実施形態にかかるロボットの概略を示す図。
【図２１】第３の実施形態にかかるロボットハンドの概略を示す図。
【図２２】ロボットハンドが備える第１の指の概略を示す図。
【図２３】第２の実施形態にかかる振動体を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態にかかる圧電アクチュエーターについて、図面を参照しつつ述べる。なお本発明の実施の形態は、以下の各図に示す構造、形状に限定されるものではない。また、以下の各図においては、各構成要素を図面で認識可能な程度の寸法とするため、該構成要素の縮尺を実際とは異ならせてある。
【００２４】
（第１の実施形態）
本実施形態、及び後述する各実施形態の圧電アクチュエーターとしての圧電モーターは、振動体１１の一部である支持部３１の形状に特徴を有している。そこで、まず圧電モーター１の概略について説明した後、支持部３１について説明する。
【００２５】
＜圧電モーター＞
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる圧電モーター１の分解斜視図である。図示するように、圧電モーター１は、基台２、被駆動部としてのローター（回転体）３、圧電素子３０と振動板２１の積層体を含む振動体１１、振動体１１を固定する付勢手段８０、等から構成されている。ローター３は、基台２の一方の面に対して略垂直方向の回転軸ｒを有している。
【００２６】
図示するように、振動体１１は、振動板２１と該振動板の両面に配置された圧電素子３０等で構成されている。圧電素子３０は後述するように駆動電圧としての交流電圧の印加により振動する圧電体層４０を含む部材であり、平面視で矩形である。振動板２１は厚さ略０．５ｍｍのＳＵＳ３０１からなる板状部材であり、圧電素子３０と略同一の平面形状を有している。振動板２１は、圧電素子３０を補強する機能も果たしている。そして振動板２１自体は振動しないが、圧電素子３０と積層されているため、圧電素子３０が振動すると振動板２１も略同等に振動する。
【００２７】
振動体１１は、支持部３１と突出部（摺動部）２５とをさらに備えている。支持部３１は、振動板２１の双方の長辺から突き出している部材である。支持部３１は、該長辺に略直交する方向に延在する腕状の部分と該腕状の部分の先端に位置する略円形に広がった部分とを有している。そして上述の略円形の部分には、貫通孔２７が形成されている。振動板２１と支持部３１は、上述のＳＵＳ３０１の板材から一体的に成型されている。一方、突出部２５はアルミナからなり、振動板２１の長辺方向の一方の端部に、該端部から突出するように接着されている。なお、突出部２５は、支持部３１と同様に振動板と一体的に形成することもできる。
【００２８】
振動体１１は、突出部２５がローター３に所定の圧力で当接するように支持部３１を（正確には貫通孔２７）介して、後述する付勢手段８０に固定されている。駆動電圧の印加により圧電素子３０が振動すると、圧電素子３０に積層された部材である振動板２１、及び該振動板を含む振動体１１全体が振動する。そして後述するように、振動板２１の端部から突出する突出部２５は、楕円軌道を描くように振動する。ローター３が、かかる楕円軌道を描く振動が伝導されて所定の速度で回転することで、圧電モーター１としての機能を果たす。
【００２９】
ここで圧電素子３０について説明する。図示するように、圧電素子３０は、圧電体層４０と、圧電体層４０の振動板２１側に設けられた第１電極５０と、圧電体層４０の第１電極５０とは反対側に設けられた第２電極６０と、を含んでいる。第１電極５０は、圧電体層４０の振動板２１側の略全面に亘って形成されている。一方、第２電極６０は、第１の溝部７１及び第２の溝部７２によって、互いに電気的に隔離された５つの電極（第２電極６０ａ〜６０ｅ）に分割されている。そして第１電極５０は、かかる複数に分割された第２電極６０（６０ａ〜６０ｅ）に対する共通電極として機能している。なお、第２電極６０（６０ａ〜６０ｅ）及び溝部（７１，７２）については後述する。
【００３０】
圧電体層４０は、電気機械変換作用を示す圧電材料、特に圧電材料の中でも一般式ＡＢＯ3で示されるペロブスカイト構造を有する金属酸化物からなる。圧電体層４０としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等が好適である。具体的には、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）、ジルコニウム酸鉛（ＰｂＺｒＯ3）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ），ＴｉＯ3）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）又は、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ3）等を用いることができる。
【００３１】
図２は、圧電素子３０の第２電極６０の区分を突出部２５と共に示す平面図である。第２電極６０は、第１の溝部７１により短辺方向に略三等に分割されている。そして短辺方向における両側の２つの電極は、第２の溝部７２によって、さらに長辺方向に略二等に分割されている。したがって第２電極６０は、第２電極６０ａ〜６０ｅの計５つの電極に分割されている。
【００３２】
第２電極６０ａ、第２電極６０ｅ、及び第２電極６０ｃのみに選択的に駆動電圧を印加すると、圧電素子３０には、主に第２電極６０ｃによって圧電素子３０の長辺方向の略中心を中心に伸縮する縦一次振動が励振される。また、主に第２電極６０ａと第２電極６０ｅによって、圧電素子３０の面内で縦一次振動と直交する方向、つまり圧電素子３０の短軸方向に沿って屈曲する屈曲二次振動が励振される。
【００３３】
上記双方の振動の程度、すなわち圧電素子３０の振幅は、駆動電圧の周波数によって変動する。振幅の逆数を振動体１１のインピーダンスとした場合、駆動周波数に対してインピーダンスが極小となる周波数、すなわち振幅がピークとなる周波数が、上記双方の振動毎に現れる。かかる周波数が共振周波数（共振点）である。縦一次振動がピークとなる周波数が縦共振周波数（ｆｒ１）であり、屈曲二次振動がピークとなる周波数が屈曲共振周波数（ｆｒ２）である。そして、縦共振周波数の方が屈曲共振周波数よりも低い値（周波数）となる。双方の共振周波数の略中間の周波数で圧電アクチュエーターを駆動することで、圧電素子３０に縦一次振動と屈曲二次振動の双方を励振させることができる。
そして、かかる縦一次振動と屈曲二次振動とを組み合せることで、圧電素子３０に、図２における二点鎖線で示されるように伸縮しながら屈曲する振動を励振させることができる。その結果、突出部２５は、かかる２つの振動を組み合わせた楕円軌道Ｒを描いて振動する。
【００３４】
突出部２５を反対方向に回転させる場合には、圧電素子３０において駆動電圧を印加する第２電極６０を、振動体１１の長辺方向に沿った中心線を軸として線対称に切り替えればよい。すなわち、複数に分割された第２電極６０のうち、第２電極６０ｂ、第２電極６０ｄ及び第２電極６０ｃのみに選択的に駆動電圧を印加することにより得られる縦一次振動と、第２電極６０ｂと第２電極６０ｄによって得られる屈曲二次振動とを組み合せることで、図示する回転（振動）方向（右回り方向）とは反対の方向に回転する楕円振動を得ることができる。
【００３５】
ここで図１に戻り、付勢手段８０について説明する。付勢手段８０は、振動体１１を保持する保持部材８１と、保持部材８１に一端が固定されたコイルばね等のばね部材８２と、ばね部材８２の他端に当接すると共に基台２に固定された支持ピン８３と、を少なくとも備えている。
【００３６】
保持部材８１は、振動体１１の支持部３１が固定される一対の固定部８４と、固定部８４の間に一体的に設けられて基台２に対してスライド移動可能に支持されるスライド部８５とを備えている。固定部８４には、支持部３１の貫通孔２７に対応して、ねじ部材８６が螺合される雌ねじ部８７が形成されている。この雌ねじ部８７に支持部３１の後述する貫通孔２７を挿通したねじ部材８６を螺合させることで、振動体１１は保持部材８１に対して固定される。
【００３７】
スライド部８５には、厚さ方向に貫通し、且つスライド方向に延設された長孔である２つのスライド孔８８が設けられている。そして、各スライド孔８８に挿通されて基台２に固定されたスライドピン８９によって、スライド部８５は基台２に対してスライド移動可能に支持されている。
【００３８】
ばね部材８２は、スライド部８５のスライド方向に沿って配置されたコイルばねである。ばね部材８２は、固定部８４に一端が固定されると共に、基台２に固定された支持ピン８３の側面に他端が当接するように配置されている。ばね部材８２は、振動体１１が備える突出部２５をローター３に向かって付勢、すなわち押圧する。かかる状態で圧電素子３０に楕円軌道を描く振動を発生させることで、ローター３を回転駆動することができる。上述したように、圧電素子３０は任意の方向の楕円振動を発生させることができる。したがって、本実施形態の圧電モーター１は、右回り（正転）と左回り（逆転）とのどちらの方向にも回転可能である。
【００３９】
上述したように、圧電素子３０は駆動電圧の印加により振動する。そして、圧電素子３０と積層されている振動板２１、及び圧電素子３０と振動板２１の積層体を含む振動体１１も同様に振動する。すなわち、圧電素子３０及び該圧電素子を構成要素とする圧電モーター１は、電気エネルギーを運動エネルギーに変換している。
【００４０】
振動体１１は支持部３１を介して保持部材８１の固定部８４に固定されている。圧電素子３０と振動板２１の積層体は、支持部３１により保持部材８１に固定された状態で振動する。支持部３１は、上述の振動をできる限り妨げず、かつ振動体１１を保持部材８１（の固定部８４）に対して固定する機能を果たしている。したがって、支持部３１の態様は、電気エネルギーを運動エネルギーに変換する効率であるエネルギー変換効率に大きく影響する。
本実施形態の圧電モーター１は、支持部３１の形状（平面形状）を工夫することで、上述のエネルギー変換効率を向上させている。以下、本実施形態の圧電モーター１が備える支持部３１について説明する。
【００４１】
＜支持部＞
図３は、本実施形態の圧電モーター１が備える振動体１１を示す平面図である。なお、本図では、圧電素子３０の図示を省略している。振動板２１及び支持部３１は、好適例として厚さ略０．５ｍｍのＳＵＳ３０１を成型して一体的に形成されている。振動板２１の寸法は、長辺ａが略７．０ｍｍ、短辺ｂが略２．０ｍｍである。
【００４２】
支持部３１は、振動板２１の長辺方向における略中央から突き出るように形成されている。そして支持部３１は、上述したように腕状の部分とその端部の円形の部分とを有している。そして該円形の部分には貫通孔２７が形成されている。
ここで、支持部３１の腕状の部分における、振動板２１の長辺に沿った方向の寸法である幅を、支持部幅Ｂと定義する。そして、支持部３１の腕状の部分における、振動板２１の長辺から突出する方向の寸法である長さ、すなわち支持部３１の延在する方向の寸法を、支持部長さＬと定義する。
【００４３】
好適例における本実施形態の支持部３１は、支持部幅Ｂが略０．６ｍｍであり支持部長さＬが略２．０ｍｍである。したがって、支持部幅Ｂと支持部長さＬの比が、略１：３．３である。本実施形態の支持部３１は、支持部幅Ｂと支持部長さＬとの比をかかる値とすることで、振動体１１を、該振動体の振動を大きく妨げることなく、付勢手段８０に固定することを可能としている。すなわち本実施形態の圧電モーター１は、支持部３１を上述の形状とすることで、高いエネルギー変換効率を得ている。以下の記載において、支持部幅Ｂと支持部長さＬとの比が、振動体１１の振動に及ぼす影響について説明する。
【００４４】
図４〜図７は、本実施形態の振動体１１、及び振動体１１と類似する形態であって、支持部幅Ｂは０．６ｍｍであり支持部長さＬの寸法のみを変化させた複数の振動体の共振周波数等を、該振動体を固定した場合と固定しない場合に分けてシミュレーションした結果を示す図である。
なお、振動体１１を振動させるためには、支持部３１を介して固定する必要がある。しかし、支持部３１の形状を好適なものとするためには、支持部３１の形状が振動に及ぼす影響を確認する必要がある。そこで上記図４〜図７では、振動体１１を固定した場合と振動体１１を固定しない場合、言い換えると振動に影響を及ぼさない理想的な支持部３１を介して固定して振動させた場合の双方を、シミュレーションで求めている。
【００４５】
図４は、縦共振周波数ｆｒ１と支持部長さＬとの関係を、振動体１１の支持部３１を固定部８４に固定した場合、すなわち振動体１１の固定時と、振動体１１の非固定時、すなわち振動体１１が固定されずに言わば宙に浮いた状態、の双方で求めた結果を示す図である。図示するように、支持部長さＬが０．４ｍｍ〜２．４ｍｍの範囲、すなわち支持部幅Ｂと支持部長さＬの比が略１：０．６６〜略１：４．０の範囲において、固定時の縦共振周波数ｆｒ１と非固定時の縦共振周波数ｆｒ１は、大きくは乖離していない。すなわち、かかる範囲の支持部３１を用いた場合、振動体１１を固定部８４に固定した場合であっても、非固定時と略同等の縦一次振動が得られると推定される。
【００４６】
図５は、屈曲共振周波数ｆｒ２と支持部長さＬとの関係を、固定時と、非固定時の双方で求めた結果を示す図である。図示するように、支持部長さＬが１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲、すなわち支持部幅Ｂと支持部長さＬの比が略１：２．５〜略１：５．０の範囲において、固定時の屈曲共振周波数ｆｒ２と非固定時の屈曲共振周波数ｆｒ２は、大きくは乖離していない。
【００４７】
しかし、支持部長さＬが略１．１ｍｍの近辺、すなわち上述のＢとＬの比が略１：１．８の近辺では、双方の屈曲共振周波数ｆｒ２は極端に大きく乖離している。また、支持部長さＬが０．１ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲、すなわち上述のＢとＬの比が略１：０．１７〜略１：１．７の範囲においても、双方の屈曲共振周波数ｆｒ２は略１３ｋＨｚ、すなわち略４．５％乖離している。
【００４８】
図６は、固定時の縦共振周波数ｆｒ１と非固定時の縦共振周波数ｆｒ１との差を求めた結果を示す図である。図示するように、支持部長さＬが０．４ｍｍ〜２．４ｍｍの範囲、すなわちＢとＬの比が略１：０．６６〜略１：４の範囲において、双方の縦共振周波数ｆｒ１の差は略１ｋＨｚ以内に収まっている。
図７は、固定時の屈曲共振周波数ｆｒ２と非固定時の屈曲共振周波数ｆｒ２との差を求めた結果を示す図である。支持部長さＬが１．８ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲、すなわちＢとＬの比が略１：３〜略１：５の範囲において、上述の差は略２ｋＨｚ以内に収まっている。
【００４９】
以上述べたように、支持部幅Ｂが略０．６ｍｍの支持部３１を備える振動体１１について、固定時と非固定時の双方における縦共振周波数ｆｒ１をシミュレーションで求めた結果、支持部長さＬが０．４ｍｍ〜２．４ｍｍの範囲において、双方の縦共振周波数ｆｒ１の差が少ないことが判る。
同様に、上述の振動体１１について、固定時と非固定時の双方における屈曲共振周波数ｆｒ２をシミュレーションで求めた結果、支持部長さＬが１．８ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲において、双方の屈曲共振周波数ｆｒ２の差が少ないことが判る。
したがって、支持部長さＬが１．８ｍｍ〜２．４ｍｍの場合、すなわちＢとＬの比が略１：３．３〜略１：４の範囲において、振動体１１の固定時と非固定時における共振周波数の差が、縦共振周波数ｆｒ１と屈曲共振周波数ｆｒ２の双方とも少ないことが判明する。
【００５０】
固定時の共振周波数と非固定時の共振周波数との差が少ないということは、振動体１１が固定されることが振動体１１の振動に及ぼす影響が少ないものと推定される。すなわち、振動体１１が、支持部長さＬが上記の範囲の支持部３１で保持部材８１（の固定部８４）に固定された場合は、エネルギー変換効率の低下が少ないものと推定される。
【００５１】
上述したように、本実施形態の振動体１１が備える支持部３１における上述の比は略１：３．３であり、上述の略１：３〜略１：４の範囲内に収まっている。したがって、本実施形態の圧電モーター１は、振動体１１が支持部３１を介して保持部材８１に固定されているにもかかわらず、圧電素子３０に印加される電気エネルギーを高い変換効率でローター３の回転運動に変換できる。
【００５２】
図８は、本実施形態の圧電モーター１における振動体１１に屈曲共振周波数ｆｒ２の駆動電圧を印加した場合における振動（変形）を、シミュレーションにより求めた結果を示す図である。図８（ａ）は振動体１１が固定されている場合の振動を示す図であり、図８（ｂ）は振動体１１が固定されていない場合の振動を示す図である。なお、振動体１１が固定されるとは、上述したように、振動体１１の支持部３１がねじ部材８６により保持部材８１に対して固定されるということである。すなわち、振動体１１が固定されるということは、支持部３１が固定されるということである。
【００５３】
図８に示すように、本実施形態の圧電モーター１が備える振動体１１、すなわち支持部幅Ｂと支持部長さＬの比が略１：３．３である支持部３１を備える振動体は、固定されたときの振動と固定されていないときの振動との差が非常に少ない。これは、支持部３１のＢとＬの比が略１：３．３の場合、支持部３１、及び振動板２１における該支持部に連なる部分が振動の節となるためであると考えられる。
【００５４】
長尺状の部材が屈曲振動する場合、一般的に「腹」と「節」が出現する。「腹」は振幅が極大となる部分であり、「節」は腹と腹の中間に位置する振幅が極小となる部分である。節の部分は、非固定時も振動しない。したがって、振動板２１の支持部３１に連なる部分が振動の節となる場合、固定時の振動と非固定時の振動とにあまり差が生じないこととなる。そして、固定時の振動と非固定時の振動との差が少ないということは、振動体１１が固定されている場合であっても、非固定時に類似する振動、すなわち略理想的な振動が得られているということである。
【００５５】
＜本実施形態の効果＞
以上述べたように、本実施形態にかかる圧電モーター１、すなわち上述の支持部３１を備える圧電モーター１は、振動体１１を固定しているにもかかわらず、略理想的な振動が得られている。したがって、圧電素子３０に印加される電気エネルギーを効率的にローター３の回転に変換できる。すなわち、高いエネルギー変換効率を有しており、省エネルギー化を実現できている。
【００５６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の圧電モーターについて説明する。本実施形態の圧電モーターは、第１の実施形態の圧電モーター１と略同一の構成を有しており、支持部３１の支持部幅Ｂと支持部長さＬの比のみが異なっている。そこで、本実施形態においては圧電モーターの図示及び説明の記載は省略して、振動体等についてのみ説明する。なお、以下の記載において、「本（第２の）実施形態の圧電モーターが備える振動体１２」を「本（第２の）実施形態の振動体１２」と称する。他の構成要素についても同様とする。
【００５７】
図２３は、本実施形態の振動体１２を示す図である。振動体１２は、振動板２２と支持部３２と突出部２５と貫通孔２７を含んでいる。なお、上記図３と同様に、圧電素子３０の図示は省略している。本実施形態の振動板２２は、上述の第１の実施形態の振動板２１と略同一である。すなわち厚さ略０．５ｍｍのＳＵＳ３０１材で形成され、長辺ａが略７．０ｍｍ、短辺ｂが略２．０ｍｍの矩形である。そして本実施形態の支持部３２は、第１の実施形態の支持部３１と支持部長さＬのみが異なっている。すなわち本実施形態の支持部３２は、支持部幅Ｂが略０．６ｍｍで支持部長さＬが略０．６ｍｍである。したがって、支持部幅Ｂと支持部長さＬの比が略１：１である。
【００５８】
上述したように、そして図４及び図６に示すように、固定時の縦共振周波数ｆｒ１と非固定時の縦共振周波数ｆｒ１は、支持部幅Ｂと支持部長さＬの比が略１：０．６６〜略１：４．０の範囲において大きくは乖離していない。すなわち、上記の比が略１：１の場合においても、縦共振周波数ｆｒ１については、固定時と非固定時の差が少ない。
また、図５及び図７に示すように支持部長さＬが略０．６ｍｍの場合、固定時の屈曲共振周波数ｆｒ２と非固定時の屈曲共振周波数ｆｒ２の差は略１３ｋＨｚ、比率にして略４．５％であり、極端に大きな差は無い。そして、支持部長さＬが１．１ｍｍの近辺の場合のような（屈曲共振周波数の）急激な変化も見られない。
【００５９】
このように、本実施形態の支持部３２を用いた場合、上記第１の実施形態の支持部３１を用いた場合と同様に、縦共振周波数ｆｒ１と屈曲共振周波数ｆｒ２の双方は、振動体１２の固定時と非固定時とであまり大きくは変動しない。したがって、本実施形態の振動体１２は、支持部３２で保持部材８１の固定部８４（図１参照）に固定された場合であっても、エネルギー変換効率の低下が少ないものと推定される。
【００６０】
図９は、第１の実施形態における図８に相当する図である。すなわち図９は、振動体１２に屈曲共振周波数ｆｒ２の駆動電圧を印加した場合における振動を、シミュレーションにより求めた結果を示す図である。図９（ａ）は、振動体１２が固定されている場合の振動を示す図である。図９（ｂ）は、振動体１２が固定されていない場合の振動を示す図である。
【００６１】
図示するように、本実施形態の振動体１２、すなわち支持部幅Ｂと支持部長さＬの比が略１：１である支持部３２を備える振動体１２は、固定されたときの振動と固定されていないときの振動との差が少ない。これは、第１の実施形態の振動体１１と同様に、支持部３２、及び振動板２２における該支持部に連なる部分が、振動の節となるためであると考えられる。したがって、本実施形態の支持部３２を備える振動体１２は、固定されている場合であっても、非固定時の振動に類似する振動、すなわち略理想的な振動を得ることができる。
【００６２】
＜本実施形態の効果＞
以上述べたように、本実施形態にかかる支持部３２を備える圧電モーターは、振動体１２を固定しているにもかかわらず、略理想的な振動が得られる。したがって、圧電素子３０に印加される電気エネルギーを効率的にローター３の回転に変換でき、省エネルギー化を実現できる。
【００６３】
また、本実施形態の振動体１２は、第１の実施形態の振動体１１に比べて支持部長さＬが短い。したがって、本実施形態の振動体１２を用いた場合、圧電モーターを小型化できるという利点がある。本実施形態の振動板２２は、第１の実施形態の振動板２１と同一の大きさである。したがって、該振動板に積層される圧電素子３０の大きさも変わらない。したがって、本実施形態の振動体１２が発揮する駆動力は、第１の実施形態の振動体１１が発揮する駆動力と殆んど変わらない。すなわち、実施形態の振動体１２を備える圧電モーターは、駆動力に対する外形寸法を相対的に縮小できる。そのため、本実施形態の振動体１２を用いることで、省エネルギー化され、かつ小型化された圧電モーターを実現できる。
【００６４】
次に、振動体等の寸法及び該振動体が備える振動板の厚さ等が変動した場合について、実施例として説明する。
【００６５】
（実施例１）
まず、実施例１として、振動体及び振動体を構成する各要素の寸法を、上記の各実施形態における該寸法に比べて拡大させた場合の共振周波数等を示す。図１０は、実施例１の振動体１３を示す図である。振動体１３は、振動板２３、支持部３３（３３ａ，３３ｂ）、突出部２５を含んでいる。なお上記の図３及び図２３と同様に圧電素子３０の図示は省略する。
【００６６】
図１０（ａ）は、振動板２３と該振動板と一体的に形成される支持部３３ａを含む振動体１３を示す図である。図１０（ｂ）は、振動板２３と該振動板と一体的に形成される支持部３３ｂを含む振動体１３を示す図である。振動板２３は、長辺ａの寸法が略２１ｍｍ、短辺ｂの寸法が略５．６ｍｍの平面視で矩形の板状部材である。したがって、長辺ａと短辺ｂの（寸法の）比は、上述の第１の実施形態及び第２の実施形態の振動板（２１，２２）における比と類似している。
振動板２３の材質はＳＵＳ３０１材であり、厚さは略０．５ｍｍ又は略１．０ｍｍである。したがって、振動板２３と一体的に形成される支持部３３（ａ，ｂ）の厚さも略０．５ｍｍ又は略１．０ｍｍの２種類が存在する。
【００６７】
支持部３３ａと支持部３３ｂとは、支持部幅Ｂと支持部長さＬの比が異なっている。支持部３３ａは、支持部幅Ｂが略２．０ｍｍで支持部長さＬが略２．０ｍｍである。したがって、支持部幅Ｂと支持部長さＬの比は略１：１である。支持部３３ｂは、支持部幅Ｂが略２．０ｍｍで支持部長さＬが略７．０ｍｍである。したがって、支持部幅Ｂと支持部長さＬの比は略１：３．５であり略１：３〜略１：４の範囲内に含まれている。
【００６８】
図１１〜図１６は、実施例１の振動板２３に、支持部幅Ｂが略２．０ｍｍであり支持部長さＬが略０．４〜略８．０ｍｍである各種の支持部を組み合せた場合の共振周波数等を、振動体１３の固定時と非固定時の双方について示す図である。すなわち、振動板２３に本実施例の支持部３３（ａ，ｂ）を含む、各種の支持部を組み合せた場合の、共振周波数等を示す図である。
【００６９】
図１１は、振動板２３の厚さが略０．５ｍｍである場合の縦共振周波数を、固定時と非固定時の双方について示す図である。図１２は、振動板２３の厚さが略１．０ｍｍである場合の縦共振周波数を、固定時と非固定時の双方について示す図である。図１３は、振動板２３の厚さが略０．５ｍｍである場合の屈曲共振周波数を、固定時と非固定時の双方について示す図である。図１４は、振動板２３の厚さが略１．０ｍｍである場合の屈曲共振周波数を、固定時と非固定時の双方について示す図である。図１５は、振動板２３の厚さが略０．５ｍｍである場合における固定時の共振周波数と非固定時の共振周波数の差を、縦共振周波数及び屈曲共振周波数の双方について示す図である。図１６は、振動板２３の厚さが略１．０ｍｍである場合における固定時の共振周波数と非固定時の共振周波数の差を、縦共振周波数及び屈曲共振周波数の双方について示す図である。
【００７０】
上述したように、実施例１の振動板２３及び支持部３３（ａ，ｂ）は、平面視で第１の実施形態の振動板２１及び支持部３１の略３倍の寸法を有している。かかる場合において、図１１〜図１６に示すように、共振周波数等は第１の実施形態における共振周波数等と類似する傾向を示している。特に屈曲共振周波数については顕著に類似している。すなわち、支持部幅Ｂと支持部長さＬの比が略１：１である場合、あるいは略１：３〜略１：４の範囲内に含まれる場合、固定時と非固定時の共振周波数の差は低下している。したがって、支持部幅Ｂと支持部長さＬの比が上述の値（あるいは範囲）である限り、振動板及び支持体の寸法（大きさ）が変動した場合であっても、駆動電圧をローター３の回転に変換する変換効率を向上できる。
【００７１】
また、図１１と図１３と図１５の３図と、図１２と図１４と図１６の３図と、を比較すると判るように、振動板２３及び支持部（３３ａ，３３ｂ）の厚さは、固定時の共振周波数と非固定時の共振周波数の差等にあまり影響しない。すなわち、支持部幅Ｂと支持部長さＬの比が略１：１である場合、あるいは略１：３〜略１：４の範囲内に含まれる場合、振動板２３等の厚さにかかわらず上述のエネルギー変換効率の向上効果を得ることができる。したがって、必要とされる駆動力の増加に合せて振動板等の厚さを増加させることも容易になる。
【００７２】
以上述べたように、上記の６図に示す実施例１の結果、及び第１〜第２の実施形態の結果を利用することで、支持部の形状等の設定が容易となり、圧電モーターの支持部の製造条件を簡便化できる。すなわち、必要とされる駆動力等にかかわらず、エネルギー変換効率の高い圧電モーター、すなわち省エネルギー化された圧電モーターを実現することが可能となる。
【００７３】
（実施例２）
次に、実施例２として、振動板及び支持部の材質を変更した場合について説明する。本実施例２の振動板及び支持部は、上述の実施例１の振動板２３及び支持部３３の類似するものである。すなわち、長辺ａが略２１ｍｍ、短辺ｂが略５．６ｍｍで、支持部幅Ｂが略２．０ｍｍである。振動板及び支持部の厚さは略０．５ｍｍの一種類である。実施例１との違いは、振動板及び支持部の形成材料である。実施例２の振動板及び支持部は、異方性のＳＵＳ３０１、異方性の４２Ｎｉ（ニッケル略４２％、鉄略５６％の合金）、等方性の４２Ｎｉ、の計３種類の材料が用いられている。そこで、振動板２３及び支持部３３の形状を示す図は省略し、共振周波数等を示す図のみを用いて説明する。また、符号の付与も省略する。
【００７４】
図１７〜図１９は、上述の各材料を用いて形成された振動板及び支持部を用いた場合の共振周波数等を、シミュレーションにより求めた結果を示す図である。
【００７５】
図１７（ａ）〜１７（ｃ）は、固定時、すなわち振動体を固定した場合の縦共振周波数と屈曲共振周波数を、支持部長さＬを略０．４ｍｍ〜略８．０ｍｍの間で変化させて求めた結果を示す図である。図１７（ａ）は、振動板の材質として異方性ＳＵＳ３０１を用いた場合の結果を示す図である。図１７（ｂ）は、振動板の材質として異方性４２Ｎｉを用いた場合の結果を示す図である。図１７（ｃ）は、振動板の材質として等方性４２Ｎｉを用いた場合の結果を示す図である。
【００７６】
縦共振周波数と屈曲共振周波数とが逆転する時点の支持部長さＬは、異方性材料（異方性ＳＵＳ３０１及び異方性４２Ｎｉ）では略４．５ｍｍであり、等方性材料（等方性４２Ｎｉ）では略５．５ｍｍである。すなわち、材料により若干の差はあるものの、全体としては略類似する傾向を有しており、異方性材料と等方性材料の差、及びＳＵＳ３０１と４２Ｎｉの差は、支持部幅Ｂと支持部長さＬの比に比べて共振周波数に大きくは影響しないと言える。
【００７７】
図１８（ａ）〜１８（ｃ）は、非固定時、すなわち振動体を固定しない場合の縦共振周波数と屈曲共振周波数を、支持部長さＬを略０．４ｍｍ〜略８．０ｍｍの間で変化させて求めた結果を示す図である。図１８（ａ）は、振動板の材質として異方性ＳＵＳ３０１を用いた場合の結果を示す図である。図１８（ｂ）は、振動板の材質として異方性４２Ｎｉを用いた場合の結果を示す図である。図１８（ｃ）は、振動板の材質として等方性４２Ｎｉを用いた場合の結果を示す図である。
【００７８】
縦共振周波数と屈曲共振周波数とが逆転する時点の支持部長さＬは、異方性材料（異方性ＳＵＳ３０１及び異方性４２Ｎｉ）では略５．７ｍｍであり、等方性材料（等方性４２Ｎｉ）では略６．５ｍｍである。材料により若干の差はあるものの、全体としては類似する傾向を有している。したがって、固定時と同様に、異方性材料と等方性材料の差は、及びＳＵＳ３０１と４２Ｎｉの差は、支持部幅Ｂと支持部長さＬの比に比べて共振周波数に大きくは影響しないと言える。
【００７９】
図１９（ａ）〜１９（ｃ）は、（振動体の）固定時の縦共振周波数と非固定時の縦共振周波数との差、及び、固定時の屈曲共振周波数と非固定時の屈曲共振周波数との差を、支持部長さＬを略０．４ｍｍ〜略８．０ｍｍの間で変動させて求めた結果を示す図である。図１９（ａ）は、振動板の材質として異方性ＳＵＳ３０１を用いた場合の結果を示す図である。図１９（ｂ）は、振動板の材質として異方性４２Ｎｉを用いた場合の結果を示す図である。図１９（ｃ）は、振動板の材質として等方性４２Ｎｉを用いた場合の結果を示す図である。
【００８０】
図示するように、縦共振周波数と屈曲共振周波数とでは、支持部長さＬの変動の影響が大きく異なっている。上記３種類の材料における縦共振周波数の固定時と非固定時との差は、支持部長さＬが略０．４ｍｍ〜略８．０ｍｍまで変動する間で、略２ｋＨｚ以内に収まっている。一方、上記３種類の材料における屈曲共振周波数の固定時と非固定時との差は、支持部長さＬが４．０ｍｍ以上の範囲であれば略２ｋＨｚ以内に収まっているが、２．０ｍｍ〜４．０ｍｍの範囲では大きく変動している。そして、０．４ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲でも最大で１０ｋＨｚ近く変動している。
【００８１】
しかし、縦共振周波数と屈曲共振周波数の双方共に、材料の差は少ない。上記３種類の材料で、類似した結果を示している。したがって、固定時の共振周波数と非固定時の共振周波数という観点からも、異方性材料と等方性材料の差は、及びＳＵＳ３０１と４２Ｎｉの差は、支持部幅Ｂと支持部長さＬの比に比べて共振周波数に大きくは影響しないと言える。
【００８２】
以上、図１７〜図１９を用いて説明したように、材料の差は、支持部幅（Ｂ）と支持部長さ（Ｌ）に比に比べると、振動体の共振周波数に与える影響は少ない。したがって、第１の実施形態の振動体１１における上述の比（略１：３〜略１：４）、あるいは第２の実施形態の振動体１２における上述の比（１：１）を保つ限り、振動板及び該振動板と一体的に形成される支持部の形成材料は、圧電モーターの使用条件に合せて広い範囲から選択することができる。したがって、使用環境を含めた広い条件下で使用される圧電モーターにおいて、エネルギー変換効率の高い圧電モーター、すなわち省エネルギー化された圧電モーターを実現することが可能となる。
【００８３】
（第３の実施形態）
次に第３の実施形態として、第１の実施形態にかかる圧電モーター１、あるいは第２の実施形態等に記載した振動体、振動板、及び支持部を備える圧電モーターのいずれかと同様の構成の圧電モーターを備えたロボットハンド、及び該ロボットハンドを備えたロボットについて、図２０〜図２２を用いて説明する。
【００８４】
図２０は、ロボットハンド（２０１，２０２）を備えた、本発明の第３の実施形態にかかるロボット２００の概略を示す図である。ロボット２００は第１のアーム２４０と第２のアーム２５０を備えており、夫々のアーム（２４０，２５０）の先端には、第１のロボットハンド２０１と第２のロボットハンド２０２が配置されている。第１のロボットハンド２０１と第２のロボットハンド２０２とは、互いに略同一の構成を有している。そこで、以降、第１のロボットハンド２０１（以下、単に「ロボットハンド２０１」と称する。）についてのみ説明する。
【００８５】
図２１は、本発明の第３の実施形態にかかるロボットハンド２０１の概略を示す図である。図２１（ａ）、図２１（ｂ）に示すように、ロボットハンド２０１は、手のひら２２５と、第１の指２１０と第２の指２２０を備えている。第１の指２１０は第１のリンク２１１と第２のリンク２１２で構成され、第２の指２２０は第１のリンク２２１と第２のリンク２２２で構成されている。そしてロボットハンド２０１は、把持するワークの大小により使用するリンク変更可能である。
【００８６】
図２１（ａ）は、ロボットハンド２０１が大型ワーク２３３を把持している状態を示している。大型ワーク２３３は、第１の指２１０の第１のリンク２１１と、第２の指２２０の第１のリンク２２１と、で把持されている。そして、第１の指２１０の第２のリンク２１２は第１のリンク２１１の中に格納され、第２の指２２０の第２のリンク２２２は第１のリンク２２１の中に格納されている。
【００８７】
図２１（ｂ）は、ロボットハンド２０１が小型ワーク２３４を把持している状態を示している。小型ワーク２３４は、第１の指２１０の第２のリンク２１２と第２の指２２０の第２のリンク２２２とで把持されている。
このように、ロボットハンド２０１は把持するワークにより使用するリンクを変更することで、夫々のワーク（２３３，２３４）を好適に把持できる。そしてロボットハンド２０１は、ワークの把持及び第２のリンク（２１２，２２２）の格納等のために複数の駆動機構としての圧電モーターを備えている。
【００８８】
図２２（ａ）〜（ｄ）は、ロボットハンド２０１が備える第１の指２１０の概略を示す図である。なお、第２の指２２０も同一の構成を有している。図２２（ａ）は、第２のリンク２１２が、第１のリンク２１１に形成された溝２２６（図２２（ｄ）参照）内に格納された状態を示している。図２２（ｂ）は、第２のリンク２１２が第１のリンク２１１から取り出される途中の状態を示している。図２２（ｃ）は、第２のリンク２１２が第１のリンク２１１から取り出された状態を示している。
【００８９】
かかる動作は第２の関節（回転軸）２１５を中心に行われる。そして第１のリンク２１１の開閉動作は第１の関節（回転軸）２１３を中心に行われる。そして各関節（２１３，２１５）には、駆動用のアクチュエーターとして、上述の第１の実施形態にかかる圧電モーター１と同様の構成を有する第２の圧電モーター２１４及び第３の圧電モーター２１６が配置されている。
上述したように、第２のリンク２１２は、小型ワーク２３４を把持するリンクである。したがって第３の圧電モーター２１６には、第２の圧電モーター２１４に比べて小型かつ低駆動力の圧電モーターを用いることができる。
【００９０】
このようにロボットハンド２０１は、把持動作を行うためのアクチュエーターとして、第１の実施形態の圧電モーター１に類似する構成の圧電モーター（２１４，２１６）を用いている。上述したように、第１の実施形態の圧電モーター１は、エネルギー変換効率が向上しているため、同一の作業の実施に要する電力を節減できる。また、エネルギー変換効率が高いということは、同一のトルク等を発揮する圧電モーターを小型化できるということである。したがって、本実施形態のロボットハンド２０１、及び該ロボットハンドを備えるロボット２００は、小型化、軽量化され、かつ低コスト化されている。そしてロボット２００は、同一の作業を、他のロボットに比べて低電力すなわち低コストで実施できる。
【００９１】
なお、ロボットハンド（２０１，２０２）のみではなく、第１のアーム２４０及び第２のアーム２５０を駆動するためのアクチュエーターとしても、第１の実施形態にかかる圧電モーター１と同様の構成を有する圧電モーターを用いることができる。
また、圧電モーターを上述のようにロボットハンドの把持動作を行うためのアクチュエーターとして用いる場合、歯車等の増減速手段を介して用いることが好ましい。一般に、圧電モーターの回転数はかなり速いため、リンク（第１のリンク２１１等）の動きに合せて、回転数の減速を要する場合もあり得る。また一方では、回転数の増速を要する場合もあり得る。かかる場合において、圧電モーターを歯車等の増減速手段を介して用いることで、多様な動作を行うロボットハンドのアクチュエーターとして、圧電モーターを好適に利用できる。
【００９２】
本発明の実施の形態は、上述の各実施形態以外にも、様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００９３】
（変形例）
上述の第３の実施形態では、上述の第１の実施形態等にかかる圧電モーター（１等）を用いる機器として、ロボットハンド２０１及び該ロボットハンドを用いるロボット２００について述べた。しかし、上述の圧電モーター（１等）を用いる機器は、ロボット２００に限定される物ではない。時計のカレンダー送り装置、ＩＣハンドラー、印刷装置、投薬ポンプ等の各種の機器におけるアクチュエーターとして用いることができる。
【符号の説明】
【００９４】
１…圧電アクチュエーターとしての圧電モーター、２…基台、３…被駆動部としてのローター、１１…第１の実施形態の振動体、１２…第２の実施形態の振動体、１３…実施例１の振動体、２１…第１の実施形態の振動板、２２…第２の実施形態の振動板、２３…実施例１の振動板、２５…突出部、２７…貫通孔、３０…圧電素子、３１…第１の実施形態の支持部、３２…第２の実施形態の支持部、３３…実施例１の支持部、４０…圧電体層、５０…第１電極、６０…第２電極、７１…第１の溝部、７２…第２の溝部、８０…付勢手段、８１…保持部材、８２…ばね部材、８３…支持ピン、８４…固定部、８５…スライド部、８６…ねじ部材、８７…雌ねじ部、８８…スライド孔、８９…スライドピン、２００…ロボット、２０１…第１のロボットハンド、２０２…第２のロボットハンド、２１０…第１の指、２１１…第１のリンク、２１２…第２のリンク、２１３…第１の関節、２１４…第２の圧電モーター、２１５…第２の関節、２１６…第３の圧電モーター、２２０…第２の指、２２１…第１のリンク、２２２…第２のリンク、２２５…手のひら、２２６…溝、２３３…大型ワーク、２３４…小型ワーク、２４０…第１のアーム、２５０…第２のアーム。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2015213430.tif 000021
【図２０】
2015213430.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年7月9日(2015.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
第１の辺、第２の辺、前記第１の辺と前記第２の辺との間をつなぐ第３の辺および第４
の辺、を有する振動板と、
前記基台に固定され、前記第１の辺から前記第１の辺に略直交する方向に設けられた第
１の支持部と、
前記基台に固定され、前記第２の辺から前記第２の辺に略直交する方向に設けられた第
２の支持部と、
被駆動部と接触可能な接触部と、を備え、
前記第１の辺に沿った方向の前記第１の支持部の第１長さと、前記第１の辺から突出す
る方向の前記第１の支持部の第２長さとの比が略１：０．６６〜略１：４であり、
前記第２の辺に沿った方向の前記第２の支持部の長さは、前記第１長さと略等しく、
前記第２の辺から突出する方向の前記第２の支持部の長さは、前記第２長さと略等しい
ことを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電アクチュエーターであって、
前記第１長さと前記第２長さとの比が略１：１〜略１：４であることを特徴とする圧電
アクチュエーター。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧電アクチュエーターであって、
前記第１の辺および前記第２の辺は、前記第３の辺および前記第４の辺よりも長いこと
を特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターであって、
前記第１の辺の長さと前記第２の辺の長さは略等しく、
前記第３の辺の長さと前記第４の辺の長さは略等しいことを特徴とする圧電アクチュエ
ーター。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターであって、前記比が略１：
１であることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターであって、前記比が略１：
３〜略１：４の範囲内であることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターであって、
前記振動板は、前記第１の辺の長さが略７．０ｍｍであり前記第３の辺の長さが略２．
０ｍｍであることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターであって、
前記振動板は、前記第１の辺の長さが略２１．０ｍｍであり前記第３の辺の長さが略５
．６ｍｍであることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターであって、
前記振動板、前記第１の支持部及び前記第２の支持部は一体形成されていることを特徴
とする圧電アクチュエーター。
【請求項１０】
請求項９に記載の圧電アクチュエーターであって、
前記振動板、前記第１の支持部及び前記第２の支持部はＳＵＳ３０１又はＦｅ−４２Ｎ
ｉ合金を含むことを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターであって、
前記振動板は、異方性材料を含むことを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターを備えたことを特徴とす
るロボットハンド。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の圧電アクチュエーターを備えたことを特徴とす
るロボット。