(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、
前記振動板に一列に並んで設けられ、被駆動体と接触可能な接触部をそれぞれ有する複数の圧電駆動部と、を備え、
前記複数の圧電駆動部は、
それぞれ、独立して楕円運動が可能であり、
それぞれ、互いに同期して前記楕円運動を行なって、前記接触部を介して前記被駆動体を駆動し、
前記複数の圧電駆動部はそれぞれ、電極が設けられた圧電体を含む圧電振動体を有し、
前記振動板は、第１面と、第２面と、前記第１面と前記第２面との間をつなぐ第３面および第４面とを有し、
前記圧電振動体は、前記振動板の前記第１面に設けられており、
前記接触部は、前記振動板の前記第３面または前記第４面に設けられた突起部である、圧電駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電駆動装置において、
前記圧電駆動部は、前記第２面に設けられた圧電振動体を有する、圧電駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の圧電駆動装置において、
複数の前記接触部は、前記第３面と前記第４面の少なくとも一方に一列に並んで設けられている、圧電駆動装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の圧電駆動装置において、
前記電極は、第１電極と、第２電極と、を含み、
前記圧電振動体は、基板と、前記基板に形成された前記第１電極と、前記第１電極に形成された前記圧電体と、前記圧電体に形成された前記第２電極と、を有する、圧電駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電駆動装置において、
前記振動板は、前記基板で構成されている、圧電駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電駆動装置において、
前記基板は、シリコン基板である、圧電駆動装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の圧電駆動装置において、
前記複数の圧電駆動部が設けられた前記振動板が複数積層されている、圧電駆動装置。
【請求項８】
複数のリンク部と
前記複数のリンク部を接続する関節部と、
前記複数のリンク部を前記関節部で回動させる請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の圧電駆動装置と、
を備えるロボット。
【請求項９】
請求項１〜７までのいずれか一項に記載の圧電駆動装置の駆動方法であって、
複数の前記圧電振動体のそれぞれの前記電極に周期的に変化する電圧を印加することで前記被駆動体を駆動する、圧電駆動装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電駆動装置、及び、圧電駆動装置を備えるロボットなどの各種の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電体を振動させて被駆動体を駆動する圧電アクチュエーター（圧電駆動装置）は、磁石やコイルが不要のため、様々な分野で利用されている（例えば特許文献１）。この圧電駆動装置の基本的な構成は、補強板の２つの面のそれぞれの上に、４つの圧電素子が２行２列に配置された構成であり、合計で８つの圧電素子が補強板の両側に設けられている。個々の圧電素子は、圧電体をそれぞれ２枚の電極で挟んだユニットであり、補強板は、圧電素子の一方の電極としても利用される。補強板の一端には、被駆動体としてのローターに接してローターを回転させるための突起部が設けられている。４つの圧電素子のうちの対角に配置された２つの圧電素子に交流電圧を印加すると、この２つの圧電素子が伸縮運動を行い、これに応じて補強板の突起部が往復運動又は楕円運動を行う。そして、この補強板の突起部の往復運動又は楕円運動に応じて、被駆動体としてのローターが所定の回転方向に回転する。また、交流電圧を印加する２つの圧電素子を他の２つの圧電素子に切り換えることによって、ローターを逆方向に回転させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２０９７９号公報
【特許文献２】特開２００８−２２７１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、圧電駆動装置が被駆動体を駆動する力（以下、「駆動力」とも呼ぶ）を高める方法としては、単純には、上記した従来の圧電駆動装置を複数用いる方法が考えられる。しかしながら、この場合、用いた複数の圧電駆動装置を全体として１つの圧電駆動装置として捉えると、用いた圧電駆動装置の数に比例して圧電駆動装置の全体としてのサイズが大型化するという課題が生じる。このため、例えば、ロボットの関節を駆動するための駆動装置のように、駆動装置の配置スペースに制約があるため、小型で高出力であることが望まれる駆動装置としての適用が困難となる可能性があった。従って、高出力で、かつ、小型で軽量な圧電駆動装置の適切な構成については十分に検討されていなかった。
【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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
本発明の一形態によれば、圧電駆動装置が提供される。この圧電駆動装置は、振動板と、前記振動板に一列に並んで設けられ、被駆動体と接触可能な接触部をそれぞれ有する複数の圧電駆動部と、を備え、前記複数の圧電駆動部は、それぞれ、独立して楕円運動が可能であり、それぞれ、互いに同期して前記楕円運動を行なって、前記接触部を介して前記被駆動体を駆動する。前記複数の圧電駆動部はそれぞれ、電極が設けられた圧電体を含む圧電振動体を有す。前記振動板は、第１面と、第２面と、前記第１面と前記第２面との間をつなぐ第３面および第４面とを有す。前記圧電振動体は、前記振動板の前記第１面に設けられている。前記接触部は、前記振動板の前記第３面または前記第４面に設けられた突起部である。
この形態によれば、振動板に複数の圧電駆動部が一列に並んで設けられ、それぞれ、互いに同期して楕円運動を行なって、接触部を介して被駆動体を駆動することにより、従来のように圧電駆動装置を複数用いる場合に比べて、高出力で、かつ、小型で軽量な圧電駆動装置を実現できる。また、電極が設けられた圧電体を含む圧電振動体を含む複数の圧電駆動部が振動板に配列して設けられているので、従来のように圧電駆動装置を複数用いる場合に比べて、高出力で、かつ、小型で軽量な圧電駆動装置を実現できる。また、振動板の第１面に圧電振動体が含まれる圧電駆動部が配列して設けられているので、従来のように圧電駆動装置を複数用いる場合に比べて、高出力で、かつ、小型で軽量な圧電駆動装置を実現できる。
その他、本発明は、以下の形態としても実現することが可能である。
【０００６】
（１）発明の一形態によれば、圧電駆動装置が提供される。この圧電駆動装置は、振動板と；前記振動板に配列して設けられ、被駆動体と接触可能な接触部をそれぞれ有する複数の圧電駆動部と；を備える。
この形態によれば、振動板に複数の圧電駆動部が配列して設けられているので、従来のように圧電駆動装置を複数用いる場合に比べて、高出力で、かつ、小型で軽量な圧電駆動装置を実現できる。
【０００７】
（２）上記形態の圧電駆動装置において、前記複数の圧電駆動部はそれぞれ、電極が設けられた圧電体を含む圧電振動体を有するとしてもよい。
この形態によれば、電極が設けられた圧電体を含む圧電振動体を含む複数の圧電駆動部が振動板に配列して設けられているので、従来のように圧電駆動装置を複数用いる場合に比べて、高出力で、かつ、小型で軽量な圧電駆動装置を実現できる。
【０００８】
（３）上記形態の圧電駆動装置において、前記振動板は、第１面と、第２面と、前記第１面と前記第２面との間をつなぐ第３面および第４面とを有し；前記圧電振動体は、前記振動板の前記第１面に設けられており；前記接触部は、前記振動板の前記第３面または前記第４面に設けられた突起部であるとしてもよい。
この形態によれば、振動板の第１面に圧電振動体が含まれる圧電駆動部が配列して設けられているので、従来のように圧電駆動装置を複数用いる場合に比べて、高出力で、かつ、小型で軽量な圧電駆動装置を実現できる。
【０００９】
（４）上記形態の圧電駆動装置において、前記圧電駆動部は、前記第２面に設けられた圧電振動体を有するとしてもよい。
この形態によれば、圧電駆動部は、振動板を挟んで２つの圧電振動体を有しているので、振動板の振動の効率を高めることが容易である。
【００１０】
（５）上記形態の圧電駆動装置において、前記接触部は、前記第３面と前記第４面の少なくとも一方に一列に並んで設けられていてもよい。
この形態によれば、各圧電駆動部の圧電振動体の振動によって発生する駆動力を、それぞれ、接触部を介して被駆動体に効率よく伝えることができる。
【００１１】
（６）上記形態の圧電駆動装置において、前記複数の圧電駆動部が設けられた前記振動板が複数積層されていてもよい。
この形態によれば、振動板に沿って複数の圧電駆動部が設けられるだけでなく、振動板に垂直な方向に沿って複数の圧電駆動部が設けられているので、複数の圧電駆動部が効率良く二次元的に設けられており、従来のように圧電駆動装置を複数用いる場合に比べて、より高出力で、かつ、小型で軽量な圧電駆動装置を実現できる。
【００１２】
（７）上記形態の圧電駆動装置において、前記電極は、第１電極と、第２電極と、を含み、前記圧電振動体は、基板と、前記基板に形成された前記第１電極と、前記第１電極に形成された前記圧電体と、前記圧電体に形成された前記第２電極と、を有するものとしてもよい。
この形態によれば、圧電振動体を小型に形成することができるので、小型で軽量な圧電駆動装置を実現できる。
【００１３】
（８）上記形態の圧電駆動装置において、前記振動板は、前記基板で構成されているとしてもよい。
この形態によれば、圧電振動体の基板が振動板として構成されているので、より効率良く、高出力で、かつ、小型で軽量な圧電駆動装置を実現することができる。
【００１４】
（９）上記形態の圧電駆動装置において、前記基板は、シリコン基板であってもよい。
この形態によれば、シリコン基板を用いて、より効率良く、高出力で、かつ、小型で軽量な圧電駆動装置を実現することができる。また、圧電体の機械的品質係数Ｑｍの値は、数千であるのに対し、シリコン基板の機械的品質係数Ｑｍの値は、１０万程度である。したがって、この形態によれば、圧電振動体および振動板の機械的品質係数Ｑｍの値を大きくでき、圧電駆動装置の機械的品質係数Ｑｍの値を大きくできる。
【００１５】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、圧電駆動装置の他、圧電駆動装置の駆動方法、圧電駆動装置の製造方法、圧電駆動装置を搭載するロボット、圧電駆動装置を搭載するロボットの駆動方法、送液ポンプ、投薬ポンプ等、様々な形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の圧電駆動装置の概略構成図である。
【図２】圧電駆動部の概略構成図である。
【図３】振動板の平面図である。
【図４】各圧電駆動部と駆動回路の電気的接続状態を示す説明図である。
【図５】圧電駆動装置の動作の例を示す説明図である。
【図６】第１実施形態の変形例の圧電駆動装置の概略構成を示す側面図である。
【図７】第２実施形態の圧電駆動装置の概略構成を示す側面図である。
【図８】第３実施形態の圧電駆動装置の概略構成を示す平面図である。
【図９】第４実施形態の圧電駆動装置の概略構成図である。
【図１０】第４実施形態の圧電駆動装置の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図１１】第４実施形態の変形例の圧電駆動装置の概略構成を示す断面図である。
【図１２】第５実施形態における圧電駆動装置の概略構成図である。
【図１３】第５実施形態の圧電駆動装置の製造工程の一例の一部を示す説明図である。
【図１４】第５実施形態の圧電駆動装置の製造工程の一例の他の一部を示す説明図である。
【図１５】第５実施形態の圧電駆動装置の製造工程の一例の別の一部を示す説明図である。
【図１６】第６実施形態における圧電駆動装置の概略構成を示す側面図である。
【図１７】圧電駆動装置を利用したロボットの一例を示す説明図である。
【図１８】ロボットの手首部分の説明図である。
【図１９】圧電駆動装置を利用した送液ポンプの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態における圧電駆動装置１１の概略構成図である。図１（Ａ）は圧電駆動装置１１の平面図であり、図１（Ｂ）はその側面図である。圧電駆動装置１１は、振動板２００と、振動板２００に配列された複数の圧電駆動部１０と、を備える。圧電駆動部１０が配列された振動板２００は、支持体３０の支持部３１０で支持及び固定される。圧電駆動部１０は、振動板２００の両面にそれぞれ配置された２つの圧電振動体１００を備えている。なお、図１では、図示の便宜上、振動板２００及び支持体３０にハッチングを付して示している。
【００１８】
図２は、圧電駆動部１０の概略構成図である。図２（Ａ）は、圧電駆動部１０の平面図であり、図２（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図であり、図２（Ｃ）はそのＣ−Ｃ断面図である。圧電駆動部１０は、上記したように、振動板２００の両面（第１面２１１（「表面」あるいは「上面」とも呼ぶ）と第２面２１２（「裏面」あるいは「下面」とも呼ぶ））にそれぞれ配置された２つの圧電振動体１００を備える。圧電振動体１００は、基板１２０と、基板１２０の上に形成された第１電極１３０と、第１電極１３０の上に形成された圧電体１４０と、圧電体１４０の上に形成された第２電極１５０と、を備えている。第１電極１３０と第２電極１５０は、圧電体１４０を挟持している。２つの圧電振動体１００は、振動板２００を中心として対称に配置されている。２つの圧電振動体１００は同じ構成を有しているので、以下では特に断らない限り、振動板２００の上側にある圧電振動体１００の構成を説明する。
【００１９】
圧電振動体１００の基板１２０は、第１電極１３０と圧電体１４０と第２電極１５０を成膜プロセスで形成するための基板として使用される。また、基板１２０は機械的な振動を行う振動板としての機能も有する。基板１２０は、例えば、Ｓｉ，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２などで形成することができる。Ｓｉ（シリコン）製の基板１２０として、例えば半導体製造用のＳｉウェハーを利用することが可能である。この実施形態において、基板１２０の平面形状は長方形である。基板１２０の厚みは、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲とすることが好ましい。基板１２０の厚みを１０μｍ以上とすれば、基板１２０上の成膜処理の際に基板１２０を比較的容易に取扱うことができる。また、基板１２０の厚みを１００μｍ以下とすれば、薄膜で形成された圧電体１４０の伸縮に応じて、基板１２０を容易に振動させることができる。
【００２０】
第１電極１３０は、基板１２０上に形成された１つの連続的な導電体層として形成されている。一方、第２電極１５０は、図２（Ａ）に示すように、５つの導電体層１５０ａ〜１５０ｅ（「第２電極１５０ａ〜１５０ｅ」とも呼ぶ）に区分されている。中央にある第２電極１５０ｅは、基板１２０の幅方向の中央において、基板１２０の長手方向のほぼ全体に亘る長方形形状に形成されている。他の４つの第２電極１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄは、同一の平面形状を有しており、基板１２０の四隅の位置に形成されている。図２の例では、第１電極１３０と第２電極１５０は、いずれも長方形の平面形状を有している。第１電極１３０や第２電極１５０は、例えばスパッタリングによって形成される薄膜である。第１電極１３０や第２電極１５０の材料としては、例えばＡｌ（アルミニウム）や、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｉｒ（イリジウム）などの導電性の高い任意の材料を利用可能である。なお、第１電極１３０を１つの連続的な導電体層とする代わりに、第２電極１５０ａ〜１５０ｅと実質的に同じ平面形状を有する５つの導電体層に区分してもよい。なお、第２電極１５０ａ〜１５０ｅの間の電気的接続のための配線（又は配線層及び絶縁層）と、第１電極１３０及び第２電極１５０ａ〜１５０ｅと駆動回路との間の電気的接続のための配線（又は配線層及び絶縁層）とは、図２では図示が省略されている。
【００２１】
圧電体１４０は、第２電極１５０ａ〜１５０ｅと実質的に同じ平面形状を有する５つの圧電体層として形成されている。この代わりに、圧電体１４０を、第１電極１３０と実質的に同じ平面形状を有する１つの連続的な圧電体層として形成してもよい。第１電極１３０と圧電体１４０と第２電極１５０ａ〜１５０ｅとの積層構造によって、５つの圧電素子１１０ａ〜１１０ｅ（図２（Ａ））が構成される。
【００２２】
圧電体１４０は、例えばゾル−ゲル法やスパッタリング法によって形成される薄膜である。圧電体１４０の材料としては、ＡＢＯ３型のペロブスカイト構造を採るセラミックスなど、圧電効果を示す任意の材料を利用可能である。ＡＢＯ３型のペロブスカイト構造を採るセラミックスとしては、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、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等を用いることが可能である。またセラミック以外の圧電効果を示す材料、例えばポリフッ化ビニリデン、水晶等を用いることも可能である。圧電体１４０の厚みは、例えば５０ｎｍ（０．０５μｍ）以上２０μｍ以下の範囲とすることが好ましい。この範囲の厚みを有する圧電体１４０の薄膜は、成膜プロセスを利用して容易に形成することができる。圧電体１４０の厚みを０．０５μｍ以上とすれば、圧電体１４０の伸縮に応じて十分に大きな力を発生することができる。また、圧電体１４０の厚みを２０μｍ以下とすれば、圧電振動体１００（圧電駆動部１０）を十分に小型化することができる。
【００２３】
図３は、振動板２００の平面図である。振動板２００は、複数の貫通孔２５２により形成された、長方形形状の複数の振動体部２１０と、振動体部２１０の左右の長辺からそれぞれ３本ずつ延びる接続部２２０と、左右の３本の接続部２２０にそれぞれ接続された２つの固定部２３０を有している。但し、隣接する２つの振動体部２１０のうち、左側の振動体部２１０の右側の接続部２２０と、右側の振動体部２１０の左側の接続部２２０とは、共通する固定部２３０に接続されている。なお、図３では、図示の便宜上、振動体部２１０にハッチングを付している。固定部２３０は、接着剤によって支持体３０に圧電駆動装置１１を固定するために用いられる。振動板２００は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、銅、銅合金、鉄−ニッケル合金などの金属材料で形成することが可能である。また、ジルコニア、チタニア、アルミナ、酸化亜鉛等の金属酸化物材料で形成することも可能である。また、セラミックス、例えば、Ｓｉ，ＳｉＯ２，ＳiＣ，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２などで形成することもでき、ダイアモンドで形成することもできる。
【００２４】
振動体部２１０の上面（第１面）及び下面（第２面）には、圧電振動体１００（図２）がそれぞれ接着剤を用いて接着される。振動体部２１０の長さＬと幅Ｗの比は、Ｌ：Ｗ＝約７：２とすることが好ましい。この比は、振動体部２１０がその平面に沿って左右に屈曲する超音波振動（後述）を行うために好ましい値である。振動体部２１０の長さＬは、例えば０．１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲とすることができ、幅Ｗは、例えば０．０５ｍｍ以上８ｍｍ以下の範囲とすることができる。なお、振動体部２１０が超音波振動を行うために、長さＬは５０ｍｍ以下とすることが好ましい。振動体部２１０の厚み（振動板２００の厚み）は、例えば２０μｍ以上７００μｍ以下の範囲とすることができる。振動体部２１０の厚みを２０μｍ以上とすれば、圧電振動体１００を支持するために十分な剛性を有するものとなる。また、振動体部２１０の厚みを７００μｍ以下とすれば、圧電振動体１００の変形に応じて十分に大きな変形を発生することができる。
【００２５】
振動板２００の第１面２１１及び第２面２１２に挟まれた一方の第３面２１３には、各圧電駆動部１０に対応する突起部２０（「接触部」又は「作用部」とも呼ぶ）が一体的に設けられている。突起部２０は、被駆動体（不図示）と接触して、摺動により被駆動体に力を与えるための部材である。突起部２０は、振動板２００と同じ部材で一体に形成されている。但し、これに限定されるものではなく、別の部材を利用して振動板２００の第３面に接着剤により接着して一体的に設けられていてもよい。また突起部２０は、セラミックス（例えばＳｉ，ＳｉＣ，Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２）などの耐久性がある材料で形成することが好ましい。
【００２６】
振動板２００の固定部２３０は、図２（Ｃ）に示すように、支持体３０の支持部３１０に接着剤を用いて接着されて固定される。これにより、圧電振動体１００が固定された振動体部２１０、すなわち、圧電駆動部１０は、左右の支持部３１０で振動可能に支持される。
【００２７】
図４は、各圧電駆動部１０と駆動回路３００の電気的接続状態を示す説明図である。各圧電駆動部１０では、圧電振動体１００の５つの第２電極１５０ａ〜１５０ｅのうちで、対角にある一対の第２電極１５０ａ，１５０ｄが配線１５１を介して互いに電気的に接続され、他の対角の一対の第２電極１５０ｂ，１５０ｃも配線１５２を介して互いに電気的に接続されている。これらの配線１５１，１５２は成膜処理によって形成しても良く、或いは、ワイヤ状の配線によって実現してもよい。図４の右側にある各圧電駆動部１０の３つの第２電極１５０ｂ，１５０ｄ，１５０ｅと、第１電極１３０（図２）は、配線３１０，３１２，３１４，３２０を介して駆動回路３００に電気的に接続されている。駆動回路３００は、各圧電駆動部１０の一対の第２電極１５０ａ，１５０ｄと第１電極１３０との間に周期的に変化する交流電圧又は脈流電圧を共通に印加することにより、各圧電駆動部１０を同様に超音波振動させて、突起部２０に接触する被駆動体を駆動することができる。例えば、被駆動体がローターである場合には、ローター中心に対して所定の回転方向に回転させることが可能であり、また、被駆動体が所定方向に移動可能な移動体である場合には、所定方向に移動させることが可能である。ここで、「脈流電圧」とは、交流電圧にＤＣオフセットを付加した電圧を意味し、その電圧（電界）の向きは、一方の電極から他方の電極に向かう一方向である。また、各圧電駆動部１０の他の一対の第２電極１５０ｂ，１５０ｃと第１電極１３０との間に交流電圧又は脈流電圧を共通に印加することにより、突起部２０に接触する被駆動体としてのローターを逆方向に回転させることが可能であり、また、被駆動体としての移動体を逆方向に移動させることが可能である。また、各圧電駆動部１０の一対の第２電極１５０ａ，１５０ｄと第１電極１３０との間と、各圧電駆動部１０の他の一対の第２電極１５０ｂ，１５０ｃと第１電極１３０との間に、互いに１８０度位相がずれた交流電圧または脈流電圧を印加することも可能である。この場合、各圧電駆動部１０の一つの第２電極１５０ｅと第１電極１３０との間に、上記した互いに１８０度位相がずれた交流電圧または脈流電圧に対して、位相を調整した交流電圧または脈流電圧を印加し、調整した位相に応じて被駆動体の回転方向や移動方向を変えることが可能である。このような電圧の印加は、振動板２００の両面に設けられた各圧電振動体１００に同時に行われる。なお、図４に示した配線１５１，１５２，３１０，３１２，３１４，３２０を構成する配線（又は配線層及び絶縁層）は、図２では図示が省略されている。
【００２８】
図５は、圧電駆動装置１１の動作の例を示す説明図である。各圧電駆動部１０の突起部２０は、被駆動体としてのローター５０の中心５１に垂直な回転面（紙面垂直方向を向く面）５２の外周側に接触している。図５に示す例では、駆動回路３００（図４）は、各圧電駆動部１０の一対の第２電極１５０ａ，１５０ｄと第１電極１３０との間に交流電圧又は脈流電圧を印加しており、圧電素子１１０ａ，１１０ｄは図４の矢印ｘの方向に伸縮する。これに応じて、各圧電駆動部１０の振動体部２１０が振動体部２１０の平面内で屈曲して蛇行形状（Ｓ字形状）に変形する。これにより、各圧電駆動部１０の突起部２０の先端２２は、ローター５０の回転面５２に平行な方向の往復運動（以下、「屈曲振動」とも呼ぶ）成分と、回転面５２に垂直な方向の往復運動（以下、「縦振動」とも呼ぶ）成分とに基づいて矢印ｙの方向に楕円運動する。この際、各圧電駆動部１０は、突起部２０が回転面５２に接触している間に、突起部２０から回転面５２に対して与えられる力に基づいて発生する摩擦力に応じて、回転面５２を太い矢印で示した方向へ摺動する。この結果、ローター５０は、各圧電駆動部１０から与えられる力の総和に応じて、その中心５１の周りに所定の方向ｚ（図４では圧電駆動部１０側から見て反時計回り方向）に回転する。なお、図３で説明した振動板２００の３つの接続部２２０は、このような振動体部２１０の振動の節（ふし）の位置に設けられている。なお、駆動回路３００が、他の一対の第２電極１５０ｂ，１５０ｃと第１電極１３０との間に交流電圧又は脈流電圧を印加する場合には、突起部２０の先端２２は、逆方向に楕円分動し、ローター５０は逆方向に回転する。なお、中央の第２電極１５０ｅに、一対の第２電極１５０ａ，１５０ｄ（又は他の一対の第２電極１５０ｂ，１５０ｃ）と同じ電圧を印加すれば、圧電駆動部１０が長手方向に伸縮するので、突起部２０からローター５０に与える力をより大きくすることが可能である。なお、圧電駆動部１０（又は圧電振動体１００）のこのような動作については、上記先行技術文献１（特開２００４−３２０９７９号公報、又は、対応する米国特許第７２２４１０２号）に記載されており、その開示内容は参照により組み込まれる。
【００２９】
以上、本実施形態の圧電駆動装置１１では、振動板２００の第１面２１１に複数の圧電振動体１００が一列に配列されるとともに、第２面２１２に複数の圧電振動体１００が対をなすように一列に配列され、上下一対の圧電振動体１００から構成される複数の圧電駆動部１０が、振動板２００に一列に配列された構造を有している。これにより、従来のように、本実施形態の一つの圧電駆動部１０に対応する圧電駆動装置を複数用いた駆動装置に比べて、軽量で小型な圧電駆動装置を実現することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、圧電体１４０の長さを０．１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲とすることができ、幅Ｗは、例えば０．０５ｍｍ以上８ｍｍ以下の範囲とすることができるので小型の圧電駆動部１０を実現できる。なお、圧電体１４０の厚さを０．０５μｍ以上とすれば、圧電体１４０の伸縮に応じて十分に大きな力を発生することができる。また、圧電体１４０の厚さを２０μｍ以下とすれば、圧電体１４０に印加する電圧を６００Ｖ以下としても十分に大きな力を発生することができる。従って、圧電駆動部１０を駆動するための駆動回路３００を安価な素子で構成できる。但し、実際には圧電体１４０に印加する電圧は、２０〜４０Ｖの範囲で十分である。なお、圧電体の厚さを４００ｎｍ以上としてもよく、この場合、圧電素子で発生する力を大きく出来る。
【００３１】
圧電体１４０を、ゾル−ゲル法により形成するようにすれば、薄い圧電体を形成しやすい点で好ましい。また、圧電体の結晶の格子方向を揃え易いので、同じ電圧を加えたときの圧電体の形状の変形を大きくすることができ、また、耐圧を大きく出来る点で好ましい。なお、圧電体１４０は、スパッタ法により形成されていても良い。スパッタ法によっても、ゾル−ゲル法と同様の効果を得ることが出来る。
【００３２】
また、本実施形態では、圧電素子（１１０ａ〜１１０ｅ）が、基板１２０として、Ｓｉ製の基板等の機械的品質係数Ｑｍ値の高い基板上に形成されているので、このような基板１２０が無い場合に比べて、圧電駆動部１０の機械的品質係数Ｑｍの値を大きくできる。特に、Ｓｉ製の基板の機械的品質係数Ｑｍ値は１０万程度であるので、Ｓｉ製の基板１２０を用いると、圧電駆動部１０の機械的品質係数Ｑｍの値を大きくできる。
【００３３】
また、本実施形態では、振動体部２１０の左右の長辺からそれぞれ３本ずつ延びる接続部２２０が設けられている（図３参照）が、接続部２２０の配置位置や数は、これに限定されるものではなく、種々の配置位置や数を採用することができる。例えば、振動体部２１０の突起部２０とは反対側の短辺に接続部を設けて、振動体部２１０を片持ち状態で支持する構造としても良い。この片持ち構造とした場合には、振動体部２１０の長辺の側方側の固定部２３０(図３参照)を省略することができる。
【００３４】
図６は、第１実施形態における変形例の圧電駆動装置１１Ａ，１１Ｂの概略構成を示す側面図である。図６も図１と同様に、図示の便宜上、振動板２００及び支持体３０にハッチングを付して示している。上記実施形態では、振動板２００の両面にそれぞれ複数の圧電振動体１００が配列された構成の圧電駆動装置１１を示した。しかしながら、これに限定されるものではなく、図６（Ａ）に示すように、振動板２００の第１面２１１に複数の圧電振動体１００を配列した構成の圧電駆動装置１１Ａとしても良く、また、図６（Ｂ）に示すように、振動板２００の第２面２１２に複数の圧電振動体１００を配列した構成としてもよい。これらの圧電駆動装置１１Ａ，１１Ｂにおいても、上記第１実施形態の圧電駆動装置１１と同様に軽量で小型な圧電駆動装置を実現することができる。但し、振動板２００の両面にそれぞれ圧電振動体１００を設けた構造の方が、振動板２００の各振動体部２１０をその平面内で屈曲した蛇行形状に変形させることがより容易である点て好ましい。なお、図示は省略するが、振動板２００の第１面２１１と第２面２１２とに複数の圧電駆動部１０を交互に配列した構成や、第１面２１１と第２面とに適宜振り分けて配列した構成としてもよい。
【００３５】
Ｂ．第２実施形態：
図７は、第２実施形態における圧電駆動装置１１Ｃの概略構成を示す側面図である。図７も図１と同様に、図示の便宜上、振動板２００及び支持体３０にハッチングを付して示している。圧電駆動装置１１Ｃは、第１実施形態の圧電駆動装置１１（図１参照）を、圧電駆動部１０が配列された面（第１面２１１，第２面）に垂直な方向に沿って複数積層した構成の圧電駆動装置である。すなわち、この圧電駆動装置１１Ｃは、複数の圧電振動体１００が配列された振動板２００を、圧電振動体１００の配列された面に垂直な方向に沿って、支持体３０を介して複数積層した積層構造の圧電駆動装置である。各圧電駆動装置１１は、直下の圧電駆動装置１１の支持体３０に設けられた支持枠３１２上に接着剤で固定されている。
【００３６】
以上、本実施形態の圧電駆動装置１１Ｃでは、複数の圧電駆動部１０が振動板２００に配列された圧電駆動装置１１を、複数の圧電駆動部１０が配列された面に垂直な方向に沿って複数積層した構造を有している。これにより、従来のように、本実施形態の一つの圧電駆動部１０に対応する圧電駆動装置を複数用いた駆動装置に比べて、軽量で小型な圧電駆動装置を実現することができる。また、第１実施形態の圧電駆動装置１１では複数の圧電駆動部１０が一次元的に配列されているのに対して、第２実施形態の圧電駆動装置１１Ｃでは、複数の圧電駆動部１０が二次元的に配列されている。これにより、より効率良く複数の圧電駆動部１０を配列することができるので、より効率良く、高出力で、かつ、軽量で小型な圧電駆動装置を実現することができる。
【００３７】
Ｃ．第３実施形態：
図８は、第３実施形態における圧電駆動装置１１Ｄの概略構成を示す平面図である。圧電駆動装置１１Ｄは、振動板２００Ｄの第１面２１１及び第２面２１２に挟まれた第３面２１３に突起部２０を有する第１の圧電駆動部１０ａと、第３面２１３に対向する第４面２１４に突起部２０を有する第２の圧電駆動部１０ｂと、が交互に配列された構成の圧電駆動装置である。図８も図１と同様に、図示の便宜上、振動板２００Ｄにハッチングを付して示している。ただし、支持体３０は省略している。
【００３８】
第１の圧電駆動部１０ａ，第２の圧電駆動部１０ｂの構成は、第１実施形態の圧電駆動部１０と同じである。但し、複数の第１の圧電駆動部１０ａは、それぞれの、３つの第２電極１５０ｂ，１５０ｄ，１５０ｅと、第１電極１３０（図２参照）が、配線３１０ａ，３１２ａ，３１４ａ，３２０ａを介して駆動回路３００Ｄに電気的に接続されている。また、複数の第２の圧電駆動部１０ｂは、それぞれの、３つの第２電極１５０ｂ，１５０ｄ，１５０ｅと、第１電極１３０（図２参照）が、配線３１０ｂ，３１２ｂ，３１４ｂ，３２０ｂを介して駆動回路３００Ｄに電気的に接続されている。そして、複数の第１の圧電駆動部１０ａ及び複数の第２の圧電駆動部１０ｂは、それぞれ、駆動回路３００Ｄによってそれぞれ駆動される。駆動回路３００Ｄのうち、複数の第１の圧電駆動部１０ａを駆動する回路部分、及び、複数の第２の圧電駆動部１０ｂを駆動する回路部分は、第１実施形態の駆動回路３００と同様である。
【００３９】
本実施形態の圧電駆動装置１１Ｄにおいても、従来のように、本実施形態の一つの圧電駆動部１０に対応する圧電駆動装置を複数用いた駆動装置に比べて、軽量で小型な圧電駆動装置を実現することができる。
【００４０】
また、圧電駆動装置１１Ｄは、駆動回路３００によって複数の第１の圧電駆動部１０ａが駆動されることにより被駆動体５０ａを動作することができ、また、複数の第２の圧電駆動部１０ｂが駆動されることにより被駆動体５０ｂを駆動することができる。これにより、被駆動体５０ｂに対する圧電駆動装置１１Ｄの動作量と、圧電駆動装置１１Ｄに対する被駆動体５０ａの動作量との和の動作量で、被駆動体５０ｂに対して被駆動体５０ａを相対的に動作させることができる。
【００４１】
Ｄ．第４実施形態：
図９は、第４実施形態における圧電駆動装置１１Ｅの概略構成図であり、第１実施形態の圧電駆動装置１１の図２に対応する図面である。図９（Ａ）は、圧電駆動装置１１Ｅのうちの１つの圧電駆動部１０Ｅの概略構成を示す平面図であり、図９（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図であり、図９（Ｃ）はそのＣ−Ｃ断面図である。圧電駆動装置１１Ｅは、第１実施形態の変形例の圧電駆動装置１１Ａ（図６参照）と同様に、振動板２００Ｅの第１面２１１にのみ複数の圧電駆動部１０Ｅとしての圧電振動体１００Ｅが配列された圧電駆動装置である。圧電振動体１００Ｅは、図２と比較すればわかるように、基板１２０が省略された構造となっている。これは、基板１２０Ｅに形成された複数の圧電振動体１００Ｅの周囲に貫通孔２５２を形成することにより、基板１２０Ｅに振動体部２１０と接続部２２０と固定部２３０とを形成するとともに、基板１２０Ｅの外形形状を振動板２００Ｅの外形形状（図３参照）及び突起部２０に対応する形状として、基板１２０Ｅを振動板２００Ｅ及び突起部２０として機能させたものである。なお、その他の構成は、第１実施形態の圧電駆動装置１１の変形例の圧電駆動装置１１Ａと同じである。
【００４２】
図１０は、圧電駆動装置１１Ｅの製造工程の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１０では、基板１２０ＥとしてのＳｉウェハー１２０Ｗ上に、成膜プロセスにより、１つの圧電駆動装置１１Ｅに対応する複数の圧電素子１１０Ｅを、複数の圧電駆動装置１１Ｅのそれぞれについて形成することによって、各圧電駆動装置１１Ｅ用に配列された複数の圧電振動体１００Ｅを形成する。なお、圧電振動体１００Ｅの形成については、第１実施形態の圧電振動体１００（図２参照）と同様であるので、ここでは説明を省略する。Ｓｉ（シリコン）は、機械的品質係数Ｑｍの値が１０万程度と大きいため、圧電振動体１００Ｅ（圧電駆動部１０Ｅ）及び振動板２００Ｅの機械的品質係数Ｑｍを大きく出来る。ステップＳ２０では、Ｓｉウェハー１２０Ｗ上の各圧電駆動装置１１Ｅに対応する基板１２０Ｅの部分に、エッチングにより、振動板２００Ｅの外形形状及び突起部２０を形成するとともに、各圧電振動体１００Ｅの周りに貫通孔２５２を形成することにより、振動体部２１０と接続部２２０と固定部２３０とを形成し、Ｓｉウェハー１２０Ｗに複数の圧電駆動装置１１Ｅを形成する。ステップＳ３０では、Ｓｉウェハー１２０Ｗに形成された複数の圧電駆動装置１１Ｅを、レーザーによりダイシングして分離する。この結果、１枚のＳｉウェハー１２０Ｗから一度に複数の圧電駆動装置１１Ｅを製造することができる。
【００４３】
図１１は、第４実施形態における変形例の圧電駆動装置１１Ｆのうちの１つの圧電駆動部１０Ｆの概略構成を示す断面図である。図１１は、図９（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図に対応する。この圧電駆動装置１１Ｆは、２つの圧電駆動装置１１Ｅ（図９参照）を、それぞれの圧電駆動部１０Ｅが上下対称となるように、振動板２００Ｅである基板１２０Ｅの第２面２１２を貼り合せた圧電駆動装置であり、第１実施形態の圧電駆動装置１１（図２参照）に対応する圧電駆動装置である。
【００４４】
以上、本実施形態の圧電駆動装置１１Ｅでは、複数の圧電駆動部１０Ｅである複数の圧電振動体１００Ｅが振動板２００Ｅに配列された圧電駆動装置を、成膜プロセスにより、Ｓｉ基板１２０Ｅ上に一体的に形成することができる。また、圧電駆動装置１１Ｆは、圧電駆動装置１１Ｅを貼り合せることにより一体的に形成することができる。圧電駆動装置１１Ｅは、成膜プロセスにより、Ｓｉウェハー１２０Ｗ上に精密に製造することが可能であるので、第１実施形態及びその変形例の圧電駆動装置１１，１１Ａ〜１１Ｂに比べて、より小型で軽量な圧電駆動装置を実現することが可能である。また、成膜プロセスにより、一枚のＳｉウェハー１２０Ｗ上に同時に複数の圧電駆動装置１１Ｅを形成することができるので、製造効率を向上させることができる。
【００４５】
変形例の圧電駆動装置１１Ｆは、本実施形態の圧電駆動装置１１Ｅを貼り合せて形成するものとして説明したが、圧電駆動装置１１Ｅの基板１２０Ｅの第２面２１２側にも第１面２１１側と同様に、成膜プロセスにより、圧電振動体１００Ｅを形成することにより製造することも可能である。
【００４６】
なお、本実施形態および変形例では、Ｓｉ製の基板を圧電振動体の基板とするとともに、振動板として機能させる場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、成膜プロセスの基板として用いることができる、種々の基板を利用し、圧電振動体の基板および振動板を一体に形成するようにしてもよい。
【００４７】
Ｅ．第５実施形態：
第４実施形態では、Ｓｉ製の基板を圧電振動体の基板とするとともに振動板として機能させるように、成膜プロセスを用いて圧電振動体と振動板を一体形成した圧電駆動装置を、支持体３０の支持部３１０に接着して固定した圧電駆動装置１１Ｅ（図９参照）を示した。これに対して、以下で説明するように、成膜プロセスを用いて、圧電振動体と振動板を一体形成するのに加えて、さらに、支持体を一体形成することもできる。
【００４８】
図１２は、第５実施形態における圧電駆動装置１１Ｇの概略構成図であり、第１実施形態の図１に対応する図面である。図１２（Ａ）は圧電駆動装置１１Ｇの平面図であり、図１２（Ｂ）はその側面図である。なお、図１２は、以下の図示及び説明を容易にするため、振動板２００Ｇに３つの圧電駆動部１０Ｇが配列された構成を例として示しているが、これに限定されるものではなく、種々の個数の圧電駆動部１０Ｇが配列された構成とすることができる。
【００４９】
圧電駆動装置１１Ｇは、圧電駆動装置１１Ｅ（図９参照）と同様に、振動板２００Ｇの上面（第１面）に圧電駆動部１０Ｇとしての圧電振動体１００Ｇが一体形成されている。また、振動板２００Ｇの下面（第２面）の固定部２３０に対応する位置に、支持体３０Ｇを構成する支持部３１０が一体形成されている。この圧電駆動装置１１Ｇは、圧電駆動装置１１Ｅと同様に、成膜プロセスを用いて製造することができる。
【００５０】
図１３〜図１５は、圧電駆動装置１１Ｇの製造工程の一例を示す説明図である。まず、図１３（Ｂ）の側面図に示すように、Ｓｉウェハー１２０Ｗの上面を酸化することにより、振動板２００ＧとなるＳｉＯ２層１２０Ｇを形成し、その上面に、図１３（Ａ）の平面図に示すように、圧電振動体１００Ｇを形成する。圧電振動体１００Ｇの形成については、第１実施形態の圧電振動体１００（図２参照）と同様であるので、ここでは説明を省略する。なお、Ｓｉウェハー１２０Ｗの上面に、アルミナなどを形成することにより、振動板２００Ｇを形成するようにしもよい。
【００５１】
次に、図１４（Ａ）の平面図、図１４（Ｂ）のそのＢ−Ｂ断面図、及び、図１４（Ｃ）のそのＣ−Ｃ断面図に示すように、各圧電振動体１００Ｇの周りのＳｉＯ２層１２０Ｇ（振動板２００Ｇ）の一部をエッチング等で除去することにより、突起部２０、振動体部２１０、接続部２２０、及び、固定部２３０を形成する。
【００５２】
次に、図１５（Ａ）の平面図、図１５（Ｂ）のそのＢ−Ｂ断面図、及び、図１５（Ｃ）のそのＣ−Ｃ断面図断面図に示すように、振動板２００Ｇ（ＳｉＯ２層１２０Ｇ）の振動体部２１０の長辺方向に沿った固定部２３０に対応するＳｉウェハー１２０Ｗの部分を支持部３１０として残すように、他の部分をエッチングで除去して、支持体３０Ｇを形成する。これにより、支持体３０Ｇが一体形成された圧電駆動装置１１Ｇ（図１２参照）を製造することができる。
【００５３】
なお、図示は、省略するが、第４実施形態で説明したように、Ｓｉウェハー１２０Ｗには複数の圧電駆動装置１１Ｇを形成することができるので、これら複数の圧電駆動装置１１Ｇを、レーザーによりダイシングして分離する。これにより、１枚のＳｉウェハー１２０Ｗから一度に複数の圧電駆動装置１１Ｇを製造することができる。
【００５４】
Ｆ．第６実施形態：
図１６は、第６実施形態における圧電駆動装置１１Ｈの概略構成を示す側面図であり、第２実施形態の図７に対応する図面である。圧電駆動装置１１Ｈは、圧電駆動装置１１Ｇ（図１２参照）を、支持体３０Ｇの支持部３１０を介して他の圧電駆動装置１１Ｇに積層することにより、複数の圧電駆動装置１１Ｇを積層した積層構造の圧電駆動装置である。各圧電駆動装置１１Ｇは、上側の圧電駆動装置１１Ｇの支持部３１０の下面と下側の圧電駆動装置１１Ｇの振動板２００Ｇとの間が接着剤で接合されている。
【００５５】
Ｇ．圧電駆動装置を用いた装置の実施形態：
上述した圧電駆動装置１１〜１１Ｈは、共振を利用することで被駆動体に対して大きな力を与えることができるものであり、各種の装置に適用可能である。圧電駆動装置１１〜１１Ｈは、例えば、ロボット（電子部品搬送装置（ＩＣハンドラー）も含む）、投薬用ポンプ、時計のカレンダー送り装置、印刷装置（例えば紙送り機構。ただし、ヘッドに利用される圧電駆動装置では、振動板を共振させないので、ヘッドには適用不可である。）等の各種の機器における駆動装置として用いることが出来る。以下、代表的な実施の形態について説明する。
【００５６】
図１７は、上述の圧電駆動装置１１Ｃを利用したロボット２０５０の一例を示す説明図である。ロボット２０５０は、複数本のリンク部２０１２（「リンク部材」とも呼ぶ）と、それらリンク部２０１２の間を回動又は屈曲可能な状態で接続する複数の関節部２０２０とを備えたアーム２０１０（「腕部」とも呼ぶ）を有している。それぞれの関節部２０２０には、上述した圧電駆動装置１１Ｃが内蔵されており、圧電駆動装置１１Ｃを用いて関節部２０２０を任意の角度だけ回動又は屈曲させることが可能である。アーム２０１０の先端には、ロボットハンド２０００が接続されている。ロボットハンド２０００は、一対の把持部２００３を備えている。ロボットハンド２０００にも圧電駆動装置１１Ｃが内蔵されており、圧電駆動装置１１Ｃを用いて把持部２００３を開閉して物を把持することが可能である。また、ロボットハンド２０００とアーム２０１０との間にも圧電駆動装置１１Ｃが設けられており、圧電駆動装置１１Ｃを用いてロボットハンド２０００をアーム２０１０に対して回転させることも可能である。
【００５７】
図１８は、図１７に示したロボット２０５０の手首部分の説明図である。手首の関節部２０２０は、手首回動部２０２２を挟持しており、手首回動部２０２２に手首のリンク部２０１２が、手首回動部２０２２の中心軸Ｏ周りに回動可能に取り付けられている。手首回動部２０２２は、圧電駆動装置１１Ｃを備えており、圧電駆動装置１１Ｃは、手首のリンク部２０１２及びロボットハンド２０００を中心軸Ｏ周りに回動させる。ロボットハンド２０００には、複数の把持部２００３が立設されている。把持部２００３の基端部はロボットハンド２０００内で移動可能となっており、この把持部２００３の根元の部分に圧電駆動装置１１Ｃが搭載されている。このため、圧電駆動装置１１Ｃを動作させることで、把持部２００３を移動させて対象物を把持することができる。
【００５８】
なお、ロボットとしては、単腕のロボットに限らず、腕の数が２以上の多腕ロボットにも圧電駆動装置１１Ｃを適用可能である。ここで、手首の関節部２０２０やロボットハンド２０００の内部には、圧電駆動装置１１Ｃの他に、力覚センサーやジャイロセンサー等の各種装置に電力を供給する電力線や、信号を伝達する信号線等が含まれ、非常に多くの配線が必要になる。従って、関節部２０２０やロボットハンド２０００の内部に配線を配置することは非常に困難だった。しかしながら、上述した実施形態の圧電駆動装置１１Ｃは、通常の電動モーターや、従来の圧電駆動装置よりも駆動電流を小さくできるので、関節部２０２０（特に、アーム２０１０の先端の関節部）やロボットハンド２０００のような小さな空間でも配線を配置することが可能になる。また、圧電駆動装置１１Ｃは小型で軽量な構造であるので、同じ出力を得るために要するために複数の従来の圧電駆動装置を用いる場合に比べて、関節部２０２０やロボットハンド２０００に内蔵することがより容易であり、かつ、これらを動作させるために要する出力を発生させることが容易である。
【００５９】
図１９は、上述の圧電駆動装置１１Ｃを利用した送液ポンプ２２００の一例を示す説明図である。送液ポンプ２２００は、ケース２２３０内に、リザーバー２２１１と、チューブ２２１２と、圧電駆動装置１１Ｃと、ローター２２２２と、減速伝達機構２２２３と、カム２２０２と、複数のフィンガー２２１３、２２１４、２２１５、２２１６、２２１７、２２１８、２２１９と、が設けられている。リザーバー２２１１は、輸送対象である液体を収容するための収容部である。チューブ２２１２は、リザーバー２２１１から送り出される液体を輸送するための管である。圧電駆動装置１１Ｃの複数の突起部２０は、ローター２２２２の側面に押し付けた状態で設けられており、圧電駆動装置１１Ｃがローター２２２２を回転駆動する。ローター２２２２の回転力は減速伝達機構２２２３を介してカム２２０２に伝達される。フィンガー２２１３から２２１９はチューブ２２１２を閉塞させるための部材である。カム２２０２が回転すると、カム２２０２の突起部２２０２Ａによってフィンガー２２１３から２２１９が順番に放射方向外側に押される。フィンガー２２１３から２２１９は、輸送方向上流側（リザーバー２２１１側）から順にチューブ２２１２を閉塞する。これにより、チューブ２２１２内の液体が順に下流側に輸送される。こうすれば、極く僅かな量を精度良く送液可能で、しかも小型な送液ポンプ２２００を実現することができる。なお、各部材の配置は図示されたものには限られない。また、フィンガーなどの部材を備えず、ローター２２２２に設けられたボールなどがチューブ２２１２を閉塞する構成であってもよい。上記のような送液ポンプ２２００は、インシュリンなどの薬液を人体に投与する投薬装置などに活用できる。ここで、上述した実施形態の圧電駆動装置１１Ｃを用いることにより、従来の圧電駆動装置よりも駆動電流が小さくなるので、投薬装置の消費電力を抑制することができる。従って、投薬装置を電池駆動する場合は、特に有効である。
【００６０】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０，１０Ｅ…圧電駆動部
１０ａ，１０ｂ…圧電駆動部
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈ…圧電駆動装置
２０…突起部（接触部、作用部）
５０…ローター（被駆動体）
５０ａ，５０ｂ…ローター（被駆動体）
５１…被駆動体の中心
１００，１００Ｅ，１００Ｇ…圧電振動体
１１０，１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ，１１０ｅ…圧電素子
１２０，１２０Ｅ…基板
１２０Ｇ…ＳｉＯ２層
１２０Ｗ…Ｓｉウェハー
１３０…第１電極
１４０…圧電体
１５０，１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄ，１５０ｅ…第２電極
１５１，１５２…配線
２００，２００Ｅ，２００Ｇ…振動板
２１０…振動体部
２１１…第１面
２１２…第２面
２１３…第３面
２１４…第４面
２２０…接続部
２３０…固定部
３００，３００Ｄ…駆動回路
３１０，３１２，３１４，３２０…配線
３１０ａ，３１２ａ，３１４ａ，３２０ａ…配線
３１０ｂ，３１２ｂ，３１４ｂ，３２０ｂ…配線
２０００…ロボットハンド
２００３…把持部
２０１０…アーム
２０１２…リンク部
２０２０…関節部
２０２２…手首回動部
２０５０…ロボット
２２００…送液ポンプ
２２０２…カム
２２０２Ａ…突起部
２２１１…リザーバー
２２１２…チューブ
２２１３…フィンガー
２２２２…ローター
２２２３…減速伝達機構
２２３０…ケース
【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】
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