(57)【要約】【課題】制動手段としてのブレーキ装置を更に備えなくても、確実に制動できるアクチュエーター、およびそのアクチュエーターを用い正確に位置決め制御を可能とするロボットハンド、ロボット、搬送装置、電子部品搬送装置、および電子部品検査装置を提供する。【解決手段】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、前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第１付勢手段を備える基台と、を備え、前記保持部は、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第２付勢手段と、を備えるアクチュエーター。【選択図】図１
2013230018.tif 000002
【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、
前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、
前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、
前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第１付勢手段を備える基台と、を備え、
前記保持部は、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第２付勢手段と、を備える、
ことを特徴とするアクチュエーター。
【請求項２】
前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をＦ０、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をＦＢ、とした場合、
Ｆ０＞ＦＢ
である、
ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエーター。
【請求項３】
少なくとも２の前記突出部を備え、
前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエーター。
【請求項４】
複数本の指部を用いて対象物を把持するロボットハンドであって、
前記複数本の指部が移動可能に立設された基台と、
前記基台に設けられて前記指部の基端を駆動することによって、前記複数本の指部の間隔を変更する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、請求項１から３のいずれか一項に記載のアクチュエーターを備える、
ことを特徴とするロボットハンド。
【請求項５】
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、
前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、
前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、
前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第１付勢手段を備える基台と、を備えるアクチュエーターが備えられ、
前記アクチュエーターは、前記保持部に、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第２付勢手段と、を備える、
ことを特徴とするロボット。
【請求項６】
前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をＦ０、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をＦＢ、とした場合、
Ｆ０＞ＦＢ
である、
ことを特徴とする請求項５に記載のロボット。
【請求項７】
少なくとも２の前記突出部を備え、
前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部は配置されている、
ことを特徴とする請求項５または６に記載のロボット。
【請求項８】
被搬送物を把持する把持部と、前記把持部を駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
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、
前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、
前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、
前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第１付勢手段を備える基台と、を備えるアクチュエーターと、を備え、
前記アクチュエーターは、前記保持部に、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第２付勢手段と、を備える、
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項９】
前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をＦ０、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をＦＢ、とした場合、
Ｆ０＞ＦＢ
である、
ことを特徴とする
ことを特徴とする請求項８に記載の搬送装置。
【請求項１０】
少なくとも２の前記突出部を備え、
前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部は配置されている、
ことを特徴とする請求項８または９に記載の搬送装置。
【請求項１１】
電子部品を把持する把持部と、前記把持部を駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
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、
前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、
前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、
前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第１付勢手段を備える基台と、を備えるアクチュエーターと、を備え、
前記アクチュエーターは、前記保持部に、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第２付勢手段と、を備える、
ことを特徴とする電子部品搬送装置。
【請求項１２】
前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をＦ０、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をＦＢ、とした場合、
Ｆ０＞ＦＢ
である、
ことを特徴とする請求項１１に記載の電子部品搬送装置。
【請求項１３】
少なくとも２の前記突出部を備え、
前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置されている、
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の電子部品搬送装置。
【請求項１４】
電子部品を保持する電子部品保持手段を備える電子部品保持部と、前記電子部品保持部を移動させる電子部品保持部移動装置と、を備える電子部品搬送部と、前記電子部品を検査する電子部品検査部と、を備え、
前記電子部品搬送部は、前記電子部品を把持する把持部と、前記把持部を駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、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、前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第１付勢手段を備える基台と、を備えるアクチュエーターと、を備え、
前記アクチュエーターは、前記保持部に、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第２付勢手段と、を備える、
ことを特徴とする電子部品検査装置。
【請求項１５】
前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をＦ０、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をＦＢ、とした場合、
Ｆ０＞ＦＢ
である、
ことを特徴とする請求項１４に記載の電子部品搬送装置。
【請求項１６】
少なくとも２の前記突出部を備え、
前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置されている、
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の電子部品検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエーター、ロボットハンド、ロボット、搬送装置、電子部品搬送装置および電子部品検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品検査装置、例えば半導体（ＩＣ）検査装置における、検査対象物のＩＣが収納されたトレイなどから、電気的な性能を検査するために接続用のプローブを備えた検査台へＩＣを移動させる搬送装置では、検査時間短縮のため高速移動を可能とする駆動装置によりロボットハンドなどの把持手段を備えた部品把持部を駆動し、ＩＣを移動させている。
【０００３】
搬送装置に備える駆動源としては、正確な位置決め制御と高速駆動が可能なサーボモーターや超音波モーターなどが用いられ、検査時間の短縮が図られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
しかし、特許文献１にあるようにステージを高速で駆動し、テーブルを所定の位置に停止させるためには、例えば特許文献２に示すようなブレーキ装置を更に備えることが必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１８１６３号公報
【特許文献２】特開２００４−６０７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、近年の電子部品検査装置においては、検査台に検査対象物の電子部品を載置する際の位置決めに高い精度が要求され、部品把持部を備えるテーブルを高速で移動させる駆動装置に加え、部品把持部を微小駆動する駆動装置がテーブルに備えられるようになってきている。このテーブルに備える駆動装置としては、圧電素子を振動させ駆動対象物を駆動する圧電アクチュエーターが好適に用いられている。
【０００７】
しかし、特許文献２に示すブレーキ装置によってテーブルを制動させる際に、把持部を駆動する圧電アクチュエーターには把持部の重量によって生じる慣性力が掛かる。この慣性力が圧電アクチュエーターの圧電素子に備える振動伝達部を駆動対象物に押圧して駆動する押圧力を超えてしまうことにより、圧電素子と駆動対象物との間で滑りが発生し、正確な位置決めが困難となっていた。また、圧電素子と駆動対象物との間にブレーキ装置を備えることで、滑りを抑制することができるが、装置が大型化、複雑化することとなる。
【０００８】
そこで、駆動手段に圧電アクチュエーターを用いた場合であっても、制動手段としてのブレーキ装置を更に備えなくても、確実に制動できるアクチュエーター、およびそのアクチュエーターを用い正確に位置決め制御を可能とするロボットハンド、ロボット、搬送装置、電子部品搬送装置、およびその電子部品搬送装置を備えた検査装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
〔適用例１〕本適用例に係るアクチュエーターは、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、前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第１付勢手段を備える基台と、を備え、前記保持部は、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第２付勢手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本適用例のアクチュエーターによれば、制動手段を被駆動体へ付勢する第２付勢手段を備える突出部を有することにより、被駆動体を駆動状態から停止状態へ移行させる際に発生する被駆動体の慣性力に対して、圧電素子の停止状態における接触部と被駆動体との摩擦力、すなわち接触部が発生させる被駆動体の制動力に加え、制動手段と被駆動体との摩擦力、すなわち制動手段が被駆動体を停止させようとする制動力を発生させることにより、短時間に且つ正確に所定の位置に被駆動体を停止させることができる。従って、早い駆動速度で被駆動体が駆動される場合であっても、短時間に正確な停止位置で被駆動体を停止できるアクチュエーターを得ることができる。
【００１２】
〔適用例２〕上述の適用例において、前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をＦ０、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をＦＢ、とした場合、Ｆ０＞ＦＢであることを特徴とする。
【００１３】
上述の適用例によれば、被駆動体を駆動させる接触部と被駆動体との摩擦力に対して、制動手段と被駆動体との摩擦力の総和を小さくすることによって、被駆動体を制動させる制動力として、接触部と被駆動体との摩擦力と制動手段と被駆動体との摩擦力の総和と、が作用し確実に被駆動体を制動、停止させながらも、接触部が被駆動体を駆動させることが可能なアクチュエーターを得ることができる。
【００１４】
〔適用例３〕上述の適用例において、少なくとも２の前記突出部を備え、前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置されていることを特徴とする。
【００１５】
上述の適用例によれば、被駆動体の駆動方向を、接触部に対して往復可能に構成した場合、往復の駆動方向に対して偏りのない制動力を被駆動体に付加することができる。
【００１６】
〔適用例４〕本適用例のロボットハンドは、複数本の指部を用いて対象物を把持するロボットハンドであって、前記複数本の指部が移動可能に立設された基台と、前記基台に設けられて前記指部の基端を駆動することによって、前記複数本の指部の間隔を変更する駆動部と、を備え、前記駆動部は、上記に記載のアクチュエーターを備えることを特徴とする。
【００１７】
本適用例のロボットハンドによれば、動作の自由度を多くするためにモーターを多数備えても、電磁式のモーターなどを用いるロボットハンドに比べて小型、軽量にすることができる。さらに、制動装置をアクチュエーターとは別に備える必要がないため、なお小型、軽量のロボットハンドが実現でき、更に、制動手段によって高速で指部が駆動されても正確な位置での停止が可能となり、微細な動きを実現できるロボットハンドを得ることができる。
【００１８】
〔適用例５〕本適用例のロボットは、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、前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第１付勢手段を備える基台と、を備えるアクチュエーターが備えられ、前記アクチュエーターは、前記保持部に、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第２付勢手段と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本適用例のロボットによれば、駆動分解能が細かく、且つ高速振動の圧電素子の屈曲振動モードによる接触部の振動によって駆動される被駆動体を備えるアクチュエーターによる駆動であるため、作業対象物を正確に保持し、目的位置まで正確に高速搬送することができ、ロボットの動作時間の短縮を可能とすることができ、高い生産性が実現できる。また複雑な電子機器の組立作業などを可能にすることができる。また、アクチュエーターによって駆動されているフレーム（腕部）などの連結部を停止させる場合に、アクチュエーターに突出部を備えていることにより、正確に所定の位置にフレームを停止させることができる。従って、複雑な電子機器の組み立て作業や検査等が可能なロボットを得ることができる。さらにフレームが停止時の慣性力によって、暴走することが抑制できるため、安全な作業を可能とするロボットを得ることができる。また、ロボットハンド接続部にアクチュエーターが内蔵されていることにより、ロボットハンドは正確に対象物を把持する動作をさせることができるため、複雑な電子機器の組み立て作業や検査等が可能なロボットを提供することができる。
【００２０】
〔適用例６〕上述の適用例において、前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をＦ０、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をＦＢ、とした場合、Ｆ０＞ＦＢであることを特徴とする。
【００２１】
上述の適用例によれば、被駆動体を駆動させる接触部と被駆動体との摩擦力に対して、制動手段と被駆動体との摩擦力の総和を小さくすることによって、被駆動体を制動させる制動力として、接触部と被駆動体との摩擦力と制動手段と被駆動体との摩擦力の総和と、が作用し確実に被駆動体を制動、停止させながらも、接触部が被駆動体を駆動させることが可能なアクチュエーターを備えたロボットを得ることができる。
【００２２】
〔適用例７〕上述の適用例において、少なくとも２の前記突出部を備え、前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置されていることを特徴とする。
【００２３】
上述の適用例によれば、被駆動体の駆動方向を、接触部に対して往復可能に構成した場合、往復の駆動方向に対して偏りのない制動力を被駆動体に付加することができるアクチュエーターを備えるロボットを得ることができる。
【００２４】
〔適用例８〕本適用例の搬送装置は、被搬送物を把持する把持部と、前記把持部を駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部は、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、前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第１付勢手段を備える基台と、を備えるアクチュエーターと、を備え、前記アクチュエーターは、前記保持部に、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第２付勢手段と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
本適用例の搬送装置によれば、突出部を備えることで正確に所定に位置に被駆動体を停止させることが可能な、高い駆動分解能を有するアクチュエーターを駆動部に備えることにより、指定された搬送目標位置に、正確に搬送対象物を搬送することができる。
【００２６】
〔適用例９〕上述の適用例において、前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をＦ０、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をＦＢ、とした場合、Ｆ０＞ＦＢ、であることを特徴とする。
【００２７】
本適用例の搬送装置によれば、被駆動体を駆動させる接触部と被駆動体との摩擦力に対して、制動手段と被駆動体との摩擦力の総和を小さくすることによって、被駆動体を制動させる制動力として、接触部と被駆動体との摩擦力と制動手段と被駆動体との摩擦力の総和と、が作用し確実に被駆動体を制動、停止させながらも、接触部が被駆動体を駆動させることが可能なアクチュエーターを備えた搬送装置を得ることができる。
【００２８】
〔適用例１０〕上述の搬送装置において、少なくとも２の前記突出部を備え、前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置されていることを特徴とする。
【００２９】
上述の適用例によれば、被駆動体の駆動方向を、接触部に対して往復可能に構成した場合、往復の駆動方向に対して偏りのない制動力を被駆動体に付加することができるアクチュエーターを備える搬送装置を得ることができる。
【００３０】
〔適用例１１〕本適用例の電子部品搬送装置は、電子部品を把持する把持部と、前記把持部を駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部は、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、前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第１付勢手段を備える基台と、を備えるアクチュエーターと、を備え、前記アクチュエーターは、前記保持部に、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第２付勢手段と、を備えることを特徴とする。
【００３１】
本適用例の電子部品搬送装置によれば、駆動分解能が細かく、且つ高速振動の圧電素子の屈曲振動モードによる接触部の振動によって駆動される被駆動体を備えるアクチュエーターによる駆動であるため、把持部を目的位置まで正確に高速搬送することができ、電子部品の搬送動作時間の短縮を可能とすることができ、高い生産性が実現できる。また、アクチュエーターに突出部を備えていることにより、正確に所定の位置に把持部を停止させることができる。従って、電子部品搬送装置の動作時間の短縮を可能とすることができ、高い生産性が実現できる。
【００３２】
〔適用例１２〕上述の適用例において、前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をＦ０、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をＦＢ、とした場合、Ｆ０＞ＦＢ、であることを特徴とする。
【００３３】
上述の適用例によれば、被駆動体を駆動させる接触部と被駆動体との摩擦力に対して、制動手段と被駆動体との摩擦力の総和を小さくすることによって、被駆動体を制動させる制動力として、接触部と被駆動体との摩擦力と制動手段と被駆動体との摩擦力の総和と、が作用し確実に被駆動体を制動、停止させながらも、接触部が被駆動体を駆動させることが可能なアクチュエーターを備える電子部品搬送装置を得ることができる。
【００３４】
〔適用例１３〕上述の適用例において、少なくとも２の前記突出部を備え、前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置されていることを特徴とする。
【００３５】
上述の適用例によれば、被駆動体の駆動方向を、接触部に対して往復可能に構成した場合、往復の駆動方向に対して偏りのない制動力を被駆動体に付加することができるアクチュエーターを備える電子部品搬送装置を得ることができる。
【００３６】
〔適用例１４〕電子部品を保持する電子部品保持手段を備える電子部品保持部と、前記電子部品保持部を移動させる電子部品保持部移動装置と、を備える電子部品搬送部と、前記電子部品を検査する電子部品検査部と、を備え、前記電子部品搬送部は、前記電子部品を把持する把持部と、前記把持部を駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部は、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、前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第１付勢手段を備える基台と、を備えるアクチュエーターと、を備え、前記アクチュエーターは、前記保持部に、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第２付勢手段と、を備えることを特徴とする。
【００３７】
本電子部品検査装置によれば、駆動分解能が細かく、且つ高速振動の圧電素子の屈曲振動モードによる接触部の振動によって駆動される被駆動体を備えるアクチュエーターによる駆動であるため、把持部を目的位置まで正確に高速搬送することができ、電子部品の搬送動作時間の短縮を可能とすることができ、検査時間の短縮が実現でき、高い生産性が実現できる。また、アクチュエーターに突出部を備えていることにより、正確に所定の位置に把持部を停止させることができる。従って、電子部品検査装置の動作時間の短縮を可能とすることができ、高い生産性が実現できる。
【００３８】
〔適用例１５〕上述の適用例において、前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をＦ０、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をＦＢ、とした場合、Ｆ０＞ＦＢであることを特徴とする。
【００３９】
上述の適用例によれば被駆動体を駆動させる接触部と被駆動体との摩擦力に対して、制動手段と被駆動体との摩擦力の総和を小さくすることによって、被駆動体を制動させる制動力として、接触部と被駆動体との摩擦力と制動手段と被駆動体との摩擦力の総和と、が作用し確実に被駆動体を制動、停止させながらも、接触部が被駆動体を駆動させることが可能なアクチュエーターを備える電子部品検査装置を得ることができる。
【００４０】
〔適用例１６〕上述の適用例において、少なくとも２の前記突出部を備え、前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも１の前記突出部が配置されていることを特徴とする。
【００４１】
上述の適用例によれば、被駆動体の駆動方向を、接触部に対して往復可能に構成した場合、往復の駆動方向に対して偏りのない制動力を被駆動体に付加することができるアクチュエーターを備える電子部品検査装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態に係る圧電アクチュエーターを示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ´部断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ´部断面図、（ｄ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ´部断面図。
【図２】第１実施形態に係る圧電素子を示す、（ａ）表平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）裏平面図。
【図３】第１実施形態に係る圧電素子の動作を模式的に説明する平面図。
【図４】第１実施形態に係る圧電アクチュエーターにおける突出部の作用を説明する模式図。
【図５】第１実施形態に係る圧電アクチュエーターにおける駆動時の突出部の作用を説明する模式図。
【図６】突出部のその他の形態を示す断面図。
【図７】第２実施形態に係るロボットハンドを示す外観図。
【図８】第３実施形態に係るロボットを示す外観図。
【図９】第４実施形態に係る電子部品検査装置を示す外観図。
【図１０】第４実施形態に係る電子部品検査装置に備える電子部品搬送部のＺ移動装置の概略構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【００４４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る圧電アクチュエーターを示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ´部断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ´部断面図、（ｄ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ´部断面図である。図１（ａ）に示すように、圧電アクチュエーター１００（以下、アクチュエーター１００という）は、保持部材としての保持ケース２０と、保持ケース２０に保持される圧電素子１０と、保持ケース２０を付勢する第１付勢手段としてのケースばね６０が装着されるばね固定部５０ａを備える基台５０と、被駆動体７０と、を備えている。
【００４５】
被駆動体７０は図示するＨ方向に直線駆動される。本実施形態に係るアクチュエーター１００では、被駆動体７０で示されるＨ方向の直線駆動によって説明するが、被駆動体が回転駆動される場合であっても良い。被駆動体７０へは、基台５０に備えるばね固定部５０ａに対してケースばね６０によって保持ケース２０の付勢部２０ａが付勢され、付勢された保持ケース２０を介して圧電素子１０が付勢される。圧電素子１０には被駆動体７０の当接面７０ａと当接する当接部を有する接触部としての突起部１０ａが設けられ、詳細は後述するが、圧電素子１０の振動によって突起部１０ａが楕円軌道を描いて揺動し、この楕円運動によって被駆動体７０がＨ方向に直線駆動される。
【００４６】
保持ケース２０は、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、ケース本体２１と、ケース本体２１にねじ２３によって固定される押え板２２ａ，２２ｂと、を備えている。ケース本体２１の支持面２１ａと押え板２２ａ，２２ｂとの間に圧電素子１０が配置される。圧電素子１０は、圧電素子１０と、保持ケース２０の支持面２１ａと、の間に配置される第３支持部３２および第４支持部４２と、圧電素子１０と押え板２２ａとの間に配置され、圧電素子１０を介して第３支持部３２と対向配置される第１支持部３１と、圧電素子１０と押え板２２ｂとの間に配置され、圧電素子１０を介して第４支持部４２と対向配置される第２支持部４１と、によって挟持されて保持ケース２０に保持、固定される。
【００４７】
支持部３１，３２，４１，４２は緩衝材料により形成され、圧電素子１０の振動が保持ケース２０に漏れることを抑制している。支持部３１，３２，４１，４２を形成する緩衝材料としては、圧電素子１０に励起された振動を保持ケース２０に漏れさせない性能として、動的粘弾性（ｔａｎδ）が０．０５以下であることが好ましい。動的粘弾性（ｔａｎδ）とは、材料を引っ張りモードにおいて正弦波ひずみεを与えると、材料に生じる応力σの発生には、入力されたひずみに対して遅れの位相δが生じる。この位相δを用いて材料の動的な粘性を定量化しているのが、動的粘弾性（ｔａｎδ）である。すなわち動的粘弾性が大きい、すなわち位相δが大きい、ということは与えられたひずみを材料の内部での伝達遅れを生じることとなる。言い換えると、振動の伝達を、より遅くさせ、保持ケース２０への振動漏れを抑制することができる。支持部３１，３２，４１，４２を形成する緩衝材料としては、例えばゴム、エラストマー、ポリイミド、ポリエーテルサルフォンなどが好適に用いられるが、アクチュエーター１００の駆動によって熱が生じやすいため、耐熱性に優れるポリイミドがより好適に用いることができる。
【００４８】
図１（ａ），（ｄ）に示すように、ケース本体２１には、被駆動体７０に当接するように突出部としての制動端子８１と、制動端子８１を被駆動体７０へ付勢する第２付勢手段としての制動端子ばね８２と、が突出部収納穴２１ｂに収納されて制動部８０を構成している。制動部８０は、圧電素子１０の突起部１０ａに対して、被駆動体７０の駆動方向Ｈに沿って図面上の左右にそれぞれ配置されている。なお、本実施形態では制動部８０を２箇所に配置する例を示すが、これに限定はされない。例えば、制動部８０が、圧電素子１０の突起部１０ａに対して、被駆動体７０の駆動方向Ｈに沿って図面上の左右どちらか一方に１以上配置されていてもよい。また、制動部８０が、圧電素子１０の突起部１０ａに対して、被駆動体７０の駆動方向Ｈに沿って図面上の左右いずれにも１以上配置されていてもよい。
【００４９】
制動部８０の配置は、本実施形態に示すように被駆動体７０の駆動方向Ｈの方向に圧電素子１０の突起部１０ａを挟んで図示する左右に配置することが好ましい。このように配置することにより、後述する被駆動体７０に対する制動力を適正に配分して作用させることができる。また、第２付勢手段としてコイルばねの制動端子ばね８２を例示したが、これに限定はされない。例えば、板ばね、弾性ゴム、あるいは弾性エラストマーなどの樹脂、などで形成してもよい。
【００５０】
図２は圧電素子１０の形態を示す、（ａ）は表平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は裏平面図、である。図２（ａ）に示すように圧電素子１０は、圧電体１０ｂの一方の面１０ｃには屈曲振動を励振させる電極１１，１２，１３，１４が形成されている。更に、他方の面１０ｄには共通電極１５が形成されている。圧電体１０ｂとしては、圧電性を有する材料であれば限定されないが、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）が好適に用いられる。電極としては、導電金属であれば限定されないが、例えばＡｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｗ，Ｃｕなどをスパッタリング法、蒸着法などの方法で形成される。また、突起部１０ａは、被駆動体７０と接触し、その摩擦によって被駆動体７０を駆動させることから被駆動体７０との摩擦係数は高く、且つ耐摩耗性の優れた材料により突起部１０ａを形成し、図示しない方法で固着することで形成される。もしくは、被駆動体７０との摩擦係数は高く、且つ耐摩耗性の優れた材料を圧電体１０ｂと一体的に形成した突起部１０ａの表面にコーティングすることで形成することができる。突起部１０ａに用いる耐摩耗性に優れた材料として、セラミックス、例えばアルミナなど、が好適に用いられる。
【００５１】
図３は圧電素子１０の動作を模式図的に説明する平面図である。図３（ａ）に示すように、電極１１，１３と図２に示す共通電極１５との間に電荷を掛け、電極１２，１４には電荷を掛けないことにより、圧電素子１０における電極１１，１３に対応する部位で図示矢印の縦振動が励起される。しかし、電極１２，１４には電荷を掛けられていないため縦振動は励起されず、その結果、電極１１，１３による縦振動と、電極１２，１４の無振動によって圧電素子１０は屈曲振動が生じ圧電素子１０Ａのように振動し、突起部１０ａが図示する楕円軌道ＳRの矢印方向に揺動する。突起部１０ａの楕円軌道によるＳR方向の揺動が、当接される被駆動体７０を図示ＨR方向に駆動させる。
【００５２】
図３（ｂ）により説明する圧電素子１０の動作は、上述の図３（ａ）により説明したＨR方向への被駆動体７０の駆動方向が、逆のＨL方向に駆動される状態である。図３（ｂ）に示すように、電極１２，１４と図２に示す共通電極１５との間に電荷を掛け、電極１１，１３には電荷を掛けないことにより、圧電素子１０における電極１２，１４に対応する部位で図示矢印の縦振動が励起される。しかし、電極１１，１３には電荷を掛けられていないため縦振動は励起されず、その結果、電極１２，１４による縦振動と、電極１１，１３の無振動によって圧電素子１０は屈曲振動が生じ圧電素子１０Ｂのように振動し、突起部１０ａが図示する楕円軌道ＳLの矢印方向に揺動する。突起部１０ａの楕円軌道によるＳL方向の揺動が、当接される被駆動体７０を図示ＨL方向に駆動させる。このように電極１１，１２，１３，１４への電荷の付加を切り換えることにより、圧電素子１０の屈曲振動の方向を変え、被駆動体７０の駆動方向を容易に切り換えることができる。
【００５３】
図３（ａ），（ｂ）により、突起部１０ａの楕円軌道ＳR，ＳLによって被駆動体７０を駆動させることは説明したが、例えば図３（ａ）に示すように被駆動体７０をＨR方向に駆動させる場合における突起部１０ａと被駆動体７０との接触部での詳細を図３（ｃ）に示す。図３（ｃ）に示すように、圧電素子１０の突起部１０ａにおける被駆動体７０との接触部においては、突起部１０ａの振動による楕円軌道ＳRによって被駆動体７０に対して接触部の摩擦によって駆動力Ｆを生じる。この駆動力Ｆによって被駆動体７０がＨR方向に駆動される。この時、接触部には突起部１０ａに対して駆動力Ｆの反力としてＦ´が働き、突起部１０ａをＨR方向とは逆の方向に移動させようとするが、この反力Ｆ´による突起部１０ａ、すなわち圧電素子１０の移動を規制、抑制することにより駆動力Ｆが被駆動体７０へ伝えられ、圧電素子１０の屈曲振動を効率よく被駆動体７０の駆動に変換させることができる。
【００５４】
図４は、上述した圧電素子１０の屈曲振動によって駆動される被駆動体７０を、圧電素子１０の屈曲振動を停止させたときに確実に停止させるための制動部８０（図１参照）の作用について説明する模式図である。図４（ａ）および図１にも示すように、被駆動体７０の当接面７０ａには圧電素子１０の突起部１０ａが当接している。さらに、制動部８０の制動端子８１も被駆動体７０に当接している。上述したように、アクチュエーター１００は、被駆動体７０に突起部１０ａを所定の力で付勢させる第１付勢手段としてのケースばね６０を備え、被駆動体７０に制動部８０の制動端子８１を所定力で付勢させる第２付勢手段としての制動端子ばね８２を備えている。ケースばね６０は付勢力Ｐ１をケース本体２１に作用させ、ケース本体２１を介して突起部１０ａの被駆動体７０への付勢力が付加されている。また、制動端子ばね８２は、付勢力Ｐ２によって制動端子８１の被駆動体７０への付勢力が付加されている。
【００５５】
アクチュエーター１００が動作状態から停止状態へ移行する場合の動作を図４（ｂ）で説明する。図４（ｂ）に示すように、被駆動体７０が図示するＨR方向に駆動されている状態から停止状態にする場合、速度ｖで駆動されている被駆動体７０にＨR方向とは逆方向に加速度αを付加して停止させる。このとき、被駆動体７０には慣性力ＫがＨR方向に働く。この慣性力Ｋは被駆動体７０の重量を重量ｍとすると、
Ｋ＝α×ｍ
となる。一方、被駆動体７０のＨR方向の移動を制動する手段としては、圧電素子１０の突起部１０ａが被駆動体７０に付勢されることによる当接面７０ａとの摩擦力、および制動部８０に備える制動端子８１が被駆動体７０に付勢されることによる当接面７０ａとの摩擦力と、が被駆動体７０を制動し、停止させる。これら摩擦力を摩擦力Ｒ、被駆動体７０の当接面７０ａと突起部１０ａもしくは制動端子８１との間の摩擦係数を係数μ、被駆動体７０に突起部１０ａもしくは制動端子８１を付勢する付勢力を付勢力Ｐとした場合、
Ｒ＝μ×Ｐ
となる。この摩擦力Ｒと慣性力Ｋとの関係が、
Ｋ≦Ｒ
となることで被駆動体７０が停止するように制動される。
【００５６】
図４（ａ）に示す本実施形態に係るアクチュエーター１００では、被駆動体７０に対して、圧電素子１０の突起部１０ａと、２箇所に配置された制動端子８１と、が付勢されている。従って、圧電素子１０の突起部１０ａと、２箇所の制動端子８１と、によって発生されるアクチュエーター１００としての制動力ＲTは、次のように求められる。
【００５７】
アクチュエーター１００が停止状態においては、突起部１０ａによる制動力Ｒ1は、突起部１０ａと被駆動体７０との摩擦係数を係数μ1、ケースばね６０による付勢力を付勢力Ｐ1とすると、
Ｒ1＝μ1×Ｐ1              （１）
となる。また、１箇所の制動端子８１による制動力Ｒ2は、制動端子８１と被駆動体７０との摩擦係数を係数μ2、制動端子ばね８２による制動端子８１の付勢力を付勢力Ｐ2とすると、
Ｒ2＝μ2×Ｐ2            （２）
となる。従って、アクチュエーター１００としての制動力ＲTは、
ＲT＝Ｒ1＋２Ｒ2
＝μ1×Ｐ1＋２×μ2×Ｐ2      （３）
となり、
Ｋ≦ＲT              （４）
により被駆動体７０が停止される。すなわち、
Ｋ≦（μ1×Ｐ1＋２×μ2×Ｐ2）            （５）
と表される。
【００５８】
一方、アクチュエーター１００が駆動されている場合について、図５の概念図を用いて説明する。図５は、上述した圧電素子１０の屈曲振動によって被駆動体７０が駆動される動作について説明する模式図である。アクチュエーター１００は、図３でも説明したように、圧電素子１０の屈曲振動が突起部１０ａに描かせる楕円軌道Ｓが、ケースばね６０の付勢力（図４に示すＰ１）で生じる突起部１０ａと被駆動体７０の当接面７０ａとの当接部の摩擦力を被駆動体７０の駆動力として、被駆動体７０を駆動させるものである。従って、図５に示すように被駆動体７０の駆動力ＦHは、
ＦH≒μ1×Ｐ1              （６）
となる。一方、制動部８０においては、上述したように常に制動端子８１が被駆動体７０に制動端子ばね８１によって付勢力Ｐ2で付勢され、駆動方向ＨRに対して反対方向に制動力Ｒ2を付加している。
【００５９】
従って、アクチュエーター１００において、被駆動体７０を駆動方向ＨRへ駆動させるためには、
（２×Ｒ2）＜ＦH          （７）
となる関係、すなわち制動端子８１による被駆動体７０への制動力の総和、すなわち適用例に示す摩擦力の総和ＦＢとしての制動力の総和（２×Ｒ2）は、圧電素子１０の屈曲振動による被駆動体７０の駆動力、すなわち適用例に示す突起部１０ａと被駆動体７０との摩擦力Ｆ０としての駆動力ＦHより小さくしなければならない。
【００６０】
上述の式（２）および式（６）から式（７）は、
（２×μ2×Ｐ2）＜μ1×Ｐ1        （８）
となる。ここで、圧電素子１０の突起部１０ａおよび制動端子８１が同じ材料、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、を表面に形成された材料である場合、
μ1＝μ2
であることから、式（８）より、
（２×Ｐ2）＜Ｐ1            （９）
の関係が導き出せる。すなわち、圧電素子１０の突起部１０ａおよび制動端子８１を同じ材料で形成することにより、第１付勢手段であるケースばね６０の付勢力Ｐ1に対して、第２付勢手段である制動端子ばね８２の付勢力Ｐ2の総和を小さくすることによりアクチュエーター１００は被駆動体７０を所定方向に駆動させることができる。
【００６１】
上述した通り、制動端子８１を被駆動体７０へ付勢する第２付勢手段としての制動端子ばね８２を備える制動部８０を有するアクチュエーター１００は、被駆動体７０を駆動状態から停止状態へ移行させる場合、被駆動体７０の慣性力Ｋに対して圧電素子１０の停止状態における突起部１０ａが発生させる被駆動体７０の制動力に加え、制動部８０の制動端子８１が被駆動体７０へ制動力を発生させることにより、正確に所定の位置に被駆動体７０を停止させることができる。また、第１付勢手段であるケースばね６０のばね力に対して、第２付勢手段である制動端子ばね８２のばね力の総和を小さく（弱く）することで、圧電素子１０の屈曲振動による被駆動体７０の駆動を、制動部８０によって阻害されることなく可能にすることができる。
【００６２】
図６に制動部８０のその他の形態を示す。図６に示す制動部ユニット８０Ａは、制動端子８１および制動端子ばね８２が容器８３に収納されたユニットの形態とした。この制動部ユニットをケース本体２１の突出部収納穴２１ｂに収納することにより、上述した制動部８０（図１参照）と同じ作用動作を得ることができる。このような制動部ユニット８０Ａを用いることにより、制動端子ばね８２のばね力が異なる制動部ユニット８０Ａを準備し、制動力や駆動力の状況に対応して制動部ユニット８０Ａの組み換えによって制動端子ばね８２のばね力を調整し、最適な制動力と駆動力を備えるアクチュエーター１００を得ることができる。
【００６３】
（第２実施形態）
図７は、第１実施形態に係るアクチュエーター１００（図１参照）を備えたロボットハンド１０００を示す外観図である。図７に示すロボットハンド１０００に備えるアクチュエーター１００は、第１実施形態に係るアクチュエーター１００であって、図１に示す被駆動体７０が、図示されていないが回転駆動される形態をとり、後述するロボットハンド１０００の関節部の回転駆動モーターとして用いられる。ロボットハンド１０００は、基部１１００に接続された指部１２００を備えている。基部１１００と指部１２００との接続部１３００と、指部１２００の関節部１４００とには、回転駆動モーターとしてのアクチュエーター１００が組み込まれている。またロボットハンド１０００には制御部１５００を備え、制御部１５００によってアクチュエーター１００の駆動により接続部１３００および関節部１４００を回動させ指部１２００を人間の指のように所望の形態に変形させることができる。
【００６４】
本実施形態に係るロボットハンド１０００に、第１実施形態に係るアクチュエーター１００を用いることにより、指部１２００を駆動させ所望の対象物を把持する際に、所定の位置で正確に指部１２００を停止させることができるため、非常に脆い対象物などの強く掴むことを避けなければならない場合には、正確な指部１２００の駆動によって対象物を損傷させることがないロボットハンド１０００を得ることができる。
【００６５】
（第３実施形態）
図８は、第３実施形態に係るロボットハンド１０００備えるロボット２０００の構成を示す外観図である。ロボット２０００は、本体部２１００、アーム部２２００およびロボットハンド１０００を備える。図示するロボット２０００は、いわゆる多関節型ロボットに分類される。本体部２１００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２２００は、本体部２１００に対して可動に設けられており、本体部２１００にはアーム部２２００を回転させるための動力を発生させる図示しないアクチュエーターや、アクチュエーターを制御する制御部等が内蔵されている。
【００６６】
アーム部２２００は、第１フレーム２２１０、第２フレーム２２２０、第３フレーム２２３０、第４フレーム２２４０および第５フレーム２２５０から構成されている。第１フレーム２２１０は、回転屈折軸を介して、本体部２１００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２２２０は、回転屈折軸を介して、第１フレーム２２１０および第３フレーム２２３０に接続されている。第３フレーム２２３０は、回転屈折軸を介して、第２フレーム２２２０および第４フレーム２２４０に接続されている。第４フレーム２２４０は、回転屈折軸を介して、第３フレーム２２３０および第５フレーム２２５０に接続されている。第５フレーム２２５０は、回転屈折軸を介して、第４フレーム２２４０に接続されている。アーム部２２００は、制御部の制御によって、各フレーム２２１０〜２２５０が各回転屈折軸を中心に複合的に回転または屈折し動く。これらフレームを接続する回転屈曲軸の駆動装置として第１実施形態に係るアクチュエーター１００を用いることができる。
【００６７】
アーム部２２００の第５フレーム２２５０のうち第４フレーム２２４０が設けられた他方には、ロボットハンド接続部２３００が接続されており、ロボットハンド接続部２３００にロボットハンド１０００が取り付けられている。ロボットハンド接続部２３００にはロボットハンド１０００に回転動作を与えるアクチュエーター１００が内蔵され、ロボットハンド１０００は対象物を把持することができる。
【００６８】
本実施形態に係るロボット２０００に第１実施形態に係るアクチュエーター１００を各フレームが接続される回転屈曲軸に用いることにより、駆動されているフレームを停止させる場合に、アクチュエーター１００に制動部８０を備えていることにより、正確に所定の位置にフレームを停止させることができる。従って、複雑な電子機器の組み立て作業や検査等が可能なロボットを得ることができる。さらにフレームが停止時の慣性力によって、暴走することを抑制することができるため、安全な作業を可能とするロボットを得ることができる。また、ロボットハンド接続部２３００に第１実施形態に係るアクチュエーター１００が内蔵されていることにより、ロボットハンド１０００は正確に対象物を把持する動作をさせることができるため、複雑な電子機器の組み立て作業や検査等が可能なロボットを提供することができる。
【００６９】
（第４実施形態）
図９は、第１実施形態に係るアクチュエーター１００（図１参照）を備える、直交ロボットの一実施態様としての搬送装置としての電子部品搬送装置を備える電子部品検査装置を示す外観図である。図９に示す電子部品検査装置５０００（以下、検査装置５０００という）は、電子部品の電気的特性を検査する機能を有する部分３０００（以下、検査部３０００という）と、電子部品を所定の位置間で搬送する電子部品搬送装置である電子部品搬送ロボットとしての搬送装置部分４０００（以下、搬送装置部４０００という）と、を備える装置である。
【００７０】
図９に示す検査装置５０００は、直方体状の装置基台３０１０を備えている。装置基台３０１０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、鉛直方向をＺ（−）方向とする。
【００７１】
装置基台３０１０上において図中左側には給材装置３０２０が設置されている。給材装置３０２０の上面には、Ｙ方向に延びる一対の案内レール３０３１ａ，３０３１ｂが給材装置３０２０のＹ方向全幅にわたり凸設されている。一対の案内レール３０３１ａ，３０３１ｂの上側には直動機構を備えたステージ３０４０が取り付けられている。そのステージ３０４０の直動機構は、例えば案内レール３０３１ａ，３０３１ｂに沿ってＹ方向に延びる直動機構である。そして、この直動機構に所定のステップ数に相対する駆動信号が入力されると、直動機構がステージを前進または後退させて、ステージ３０４０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３０４０のＺ方向を向く面は載置面３０４０ａであり、載置面３０４０ａには電子部品ＥDが載置される。ステージ３０４０には吸引式の基板チャック機構が設置されている。そして、基板チャック機構が電子部品ＥDを載置面３０４０ａに固定するようになっている。
【００７２】
装置基台３０１０において給材装置３０２０のＹ方向側には撮像部としての第２撮像部３０５２が設置されている。第２撮像部３０５２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。これにより、第２撮像部３０５２と対向する場所に電子部品ＥDが位置するとき、第２撮像部３０５２は電子部品ＥDを撮影することができる。そして、第２撮像部３０５２は電子部品ＥDに光を照射してピント合わせをした後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。
【００７３】
装置基台３０１０において第２撮像部３０５２のＹ方向側には検査台３０６０が設置されている。検査台３０６０は電子部品ＥD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。
【００７４】
装置基台３０１０上において検査台３０６０のＹ方向側には除材装置３０７０が設置されている。除材装置３０７０の上面にはＹ方向に延びる一対の案内レール３０３２ａ，３０３２ｂが全幅にわたり凸設されている。一対の案内レール３０３２ａ，３０３２ｂの上側には直動機構を備えたステージ３０８０が取り付けられている。ステージ３０８０の直動機構は、給材装置３０２０が備える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３０８０は案内レール３０３２ａ，３０３２ｂに沿って往動または復動する。ステージ３０８０のＺ方向を向く面は載置面３０８０ａであり、載置面３０８０ａには電子部品ＥDが載置される。
【００７５】
装置基台３０１０のＸ（−）方向には直方体状の支持台４０１０が設置されている。装置基台３０１０に比べて支持台４０１０はＺ（＋）方向に高い形状となっている。支持台４０１０においてＸ方向を向く面にはＹ方向に延びる一対の被駆動体としての駆動レール４０２１ａ，４０２１ｂが支持台４０１０のＹ方向全幅にわたり凸設されている。駆動レール４０２１ａ，４０２１ｂのＸ方向側には、一対の駆動レール４０２１ａ，４０２１ｂに沿って移動する直動機構を備えたＹステージ４０３０が取り付けられている。駆動レール４０２１ａもしくは駆動レール４０２１ｂの少なくともどちらか一方が第１実施形態に係るアクチュエーター１００の被駆動体７０（図１参照）であり、Ｙステージ４０３０の直動機構には駆動レール４０２１ａおよび駆動レール４０２１ｂのどちらか一方もしくは両方に当接される圧電素子１０が備えられ、Ｙステージ４０３０に備える圧電素子１０を振動させることにより、固定された駆動レール４０２１ａ，４０２１ｂに対して相対的にＹステージ４０３０は駆動レール４０２１ａ，４０２１ｂに沿って往動または復動する。
【００７６】
Ｙステージ４０３０においてＸ方向を向く面にはＸ方向に延在する角柱状の腕部４０４０が設置されている。腕部４０４０において−Ｙ方向を向く面にはＸ方向に延びる一対の駆動レール４０２２ａ，４０２２ｂが腕部４０４０のＸ方向全幅にわたり凸設されている。一対の駆動レール４０２２ａ，４０２２ｂの−Ｙ方向側には駆動レール４０２２ａ，４０２２ｂに沿って移動する直動機構を備えたＸステージ４０５０が取り付けられている。駆動レール４０２２ａもしくは駆動レール４０２２ｂの少なくともどちらか一方が第１実施形態に係るアクチュエーター１００の被駆動体７０（図１参照）であり、Ｘステージ４０５０の直動機構には駆動レール４０２２ａおよび駆動レール４０２２ｂのどちらか一方もしくは両方に当接される圧電素子１０が備えられ、Ｘステージ４０５０に備える圧電素子１０を振動させることにより、固定された駆動レール４０２２ａ，４０２２ｂに対して相対的にＸステージ４０５０は駆動レール４０２２ａ，４０２２ｂに沿って往動または復動する。
【００７７】
Ｘステージ４０５０には撮像部としての第１撮像部３０５１およびＺ移動装置４０６０が設置されている。第１撮像部３０５１は第２撮像部３０５２と同様な構造と機能を備えている。そして、第１撮像部３０５１および第２撮像部３０５２にて撮像部を構成している。Ｚ移動装置４０６０は内部に直動機構を備え、直動機構はＺステージを昇降させる。そして、Ｚステージには回転装置４０７０が接続されている。そして、Ｚ移動装置４０６０は回転装置４０７０をＺ方向に昇降させることができる。Ｚ移動装置４０６０の直動機構は、駆動レール４０２１ａ，４０２１ｂに沿って駆動されるＹステージ４０３０、駆動レール４０２２ａ，４０２２ｂに沿って駆動されるＸステージ４０５０、と同様に第１実施形態に係るアクチュエーター１００もしくは第２実施形態に係るアクチュエーター３００を備えることができる。
【００７８】
回転装置４０７０は回転軸４０７０ａを備え、回転軸４０７０ａには把持部３０９０が接続されている。これにより、回転装置４０７０はＺ方向を軸にして把持部３０９０を回転させることができる。回転装置４０７０は、第１実施形態に係るアクチュエーター１００における被駆動体７０（図１参照）を、回転方向に駆動させるように用いた回転駆動機構を本実施形態では用いられ、減速装置と組み合わせて構成され、回転軸４０７０ａを所定の角度に回動させる。なお、回転機構としてはステップモーターまたはサーボモーターを用いることもできる。サーボモーターの場合には、モーターの種類は特に限定されず、ＡＣモーター、ＤＣモーター、コアレスモーター、超音波モーター等を用いることができる。上述の、Ｙステージ４０３０、Ｘステージ４０５０、Ｚ移動装置４０６０、回転装置４０７０等により可動部４０８０が構成されている。
【００７９】
装置基台３０１０のＸ方向側には制御部としての制御装置３１００が設置されている。制御装置３１００は検査装置５０００の動作を制御する機能を備えている。更に、制御装置３１００は電子部品ＥDを検査する機能を備えている。各制御装置３１００は入力装置３１００ａおよび出力装置３１００ｂを備えている。入力装置３１００ａ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３１００ｂ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。他にも検査装置５０００の状況を操作者に伝達する装置である。
【００８０】
上述の構成において、検査部３０００の主な構成としては装置基台３０１０、給材装置３０２０、ステージ３０４０、第１撮像部３０５１、第２撮像部３０５２、検査台３０６０、除材装置３０７０、ステージ３０８０、などであり、検査対象となる電子部品ＥDの除給材、画像処理、電気的特性計測、などが行われる。また搬送装置部４０００の主な構成としては支持台４０１０、駆動レール４０２１ａ，ｂ、Ｙステージ４０３０、腕部４０４０、駆動レール４０２２ａ，ｂ、Ｘステージ４０５０、Ｚ移動装置４０６０、回転装置４０７０、などであり、電子部品ＥDを給材装置３０２０から検査台３０６０、そして除材装置３０７０までを搬送する。
【００８１】
電子部品ＥDを検査する検査装置５０００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、図示しないが、検査台３０６０には電子部品ＥDの電気的特性を計測するための複数のプローブが配置され、電子部品ＥDのプローブが接触すべき位置が全てのプローブに対して正確に配置されるように、給材装置３０２０から検査台３０６０に電子部品ＥDが搬送されなければならない。電子部品ＥDは、検査台３０６０に載置される前に、第１撮像部３０５１、第２撮像部３０５２によって得られる電子部品ＥDの画像より、画像処理されて検査台３０６０に備えるプローブ位置に搬送装置部４０００によって正確に位置合わせされ、検査台３０６０に載置される。
【００８２】
更に、電子部品ＥDはより小型で精密且つ多機能化が進行していることから、いわゆる全数検査が一般的となっている。従って、電子部品ＥDの一連の検査時間は、検査すべき電子部品ＥDの数量が極めて大量であることから、より短時間の検査処理を可能とすることが求められ、特に検査時間に占める電子部品ＥDの搬送時間の短縮が求められていた。そこで、第１実施形態に係るアクチュエーター１００を備えたＹステージ４０３０、Ｘステージ４０５０、更にはＺ移動装置４０６０を検査装置５０００に備えることにより、所定の移動速度までの加速時間を短くする、すなわち加速度を大きくし移動速度を高めることにより搬送時間を短縮することができる。更に、高められた移動速度から停止までの減速時間も短く、尚且つ正確な位置に停止させるためにアクチュエーター１００に備える制動部８０が各ステージを制動する。従って、電子部品ＥDの搬送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を得ることができる。なお、電子部品ＥDとして、例えば半導体、ＬＣＤなどの表示デバイス、水晶デバイス、各種センサーデバイス、インクジェットヘッド、各種ＭＥＭＳデバイスなどを検査する電子部品検査装置として適用できる。
【００８３】
図１０は、Ｚ移動装置４０６０の概略構成を示す透過斜視図である。図１０に示すように、Ｚ移動装置４０６０の内部には、把持部３０９０を備える回転装置４０７０を所定の方向に駆動する複数の駆動装置が備えられている。駆動装置は、駆動源となる圧電アクチュエーター１００ｘ，１００ｙ，１００θと、各圧電アクチュエーター１００ｘ，１００ｙ，１００θ（以下、アクチュエーター１００ｘ，１００ｙ，１００θという）により駆動させる被駆動体としての被駆動体７１，７２、そして回転駆動される回転装置４０７０を備えている。また、回転装置４０７０を図示するＺ方向に直動させるための図示しない直動機構を備えている。
【００８４】
上述した通り、Ｚ移動装置４０６０は電子部品ＥDを把持部３０９０によって把持し、Ｙステージ４０３０、Ｘステージ４０５０によって移動され、検査台３０６０へ把持した電子部品ＥDを搬送駆動する。検査台３０６０には、電子部品ＥDの電気的な性能を検査する電気的な接点となるプローブが配置され、プローブ位置に電子部品ＥDの電極パッドが接触するように電子部品ＥDが検査台３０６０に載置される。検査される電子部品ＥDは、小型で、緻密に多くの電極パッドが配置されており、それに対応する検査台３０６０に配置されるプローブも細い電極針が緻密に配置されている。従って、電子部品ＥDを検査台３０６０へ載置する際の位置合わせ精度は、高い水準が要求される。
【００８５】
この位置合わせ精度を実現する手段として、図１０に示すようにＺ移動装置４０６０に回転装置４０７０を駆動する駆動装置としてアクチュエーター１００ｘ，１００ｙ，１００θが備えられている。
【００８６】
図１０に示すＺ移動装置４０６０の内部に備えるアクチュエーター１００ｘ，１００ｙ，１００θは上述するアクチュエーター１００を用いている。アクチュエーター１００ｘは被駆動体７１を駆動し、アクチュエーター１００ｙは被駆動体７２を駆動し、アクチュエーター１００θは回転装置４０７０を駆動する。アクチュエーター１００ｘは、被駆動体７１を図示矢印Ｐ方向、すなわちＸステージ４０５０の移動方向である図示するＸ方向に駆動するようにＺ移動装置４０６０に装着されている。なお、図示しないが、被駆動体７１は駆動方向Ｐにのみ移動可能なスライド機構を備えている。アクチュエーター１００ｙは、被駆動体７２を図示矢印Ｑ方向、すなわち図示するＹ方向である図９に示すＹステージ４０３０の移動方向に駆動するように、被駆動体７１と同期して移動するように装着されている。言い換えるなら、アクチュエーター１００ｙは被駆動体７１に固定されている。被駆動体７２は、アクチュエーター１００ｙとともにアクチュエーター１００ｘのＰ方向に駆動することが可能で、尚且つアクチュエーター１００ｙに対して相対的にＱ方向にのみ移動可能な図示しないスライド機構を備えている。
【００８７】
アクチュエーター１００θは、被駆動体７２に固定され、回転装置４０７０を被駆動体７２に対して相対的に回転駆動させる。このようにアクチュエーター１００ｘ、アクチュエーター１００ｙ、そしてアクチュエーター１００θを配置することにより、Ｚ移動装置４０６０が、Ｙステージ４０３０、Ｘステージ４０５０（図１参照）によって、所定の停止位置まで移動して停止した後に、把持部１０９０を微小移動させることが可能となり、把持部１０９０の位置精度を格段に向上させることができる。
【００８８】
このＺ移動装置４０６０は、給材装置３０２０から電子部品ＥDを把持し、Ｙステージ４０３０およびＸステージ４０５０によって高速で検査台３０６０に移動させられる。検査台３０６０に到達直前からＸステージ４０５０、Ｙステージ４０３０の移動が減速され、Ｚ移動装置４０６０は所定の位置に停止する。この時、Ｚ移動装置４０６０に備える回転装置４０７０および把持部３０９０などの重量を有する部位などにはＺ移動装置４０６０の停止加速度による慣性力が発生する。この慣性力に対して、上述の第１実施形態に係るアクチュエーター１００を用いたアクチュエーター１００ｘ，１００ｙ，１００θは、被駆動体７１，７２および回転装置４０７０が滑りを生じさせない十分な制動力を発生させることができる。
【００８９】
従って、アクチュエーター１００ｘ，１００ｙ，１００θと被駆動体７１，７２および回転装置４０７０との相対的な位置にずれが発生することを抑制できるため、電子部品ＥDを検査台３０６０に備えるプローブ位置に正確に位置決めし、載置することができる。これにより、高速で電子部品ＥDを搬送する搬送装置部４０００を備えても、正確な電子部品ＥDの検査を短時間で実行できる、生産性の高い電子部品検査装置５０００を得ることができる。また、このように搬送装置部４０００は、高い精度で電子部品を移載でき、検査台あるいは基板などに高精度で位置決めして電子部品を配置することができる電子部品搬送装置として好適に用いられる。
【符号の説明】
【００９０】
１０…圧電素子、２０ａ，２０ｂ…保持部、３１…第１支持部、３２…第２支持部、４１…第３支持部、４２…第４支持部、５０…基台、６０…ケースばね、７０…被駆動体、８０…制動部、１００…アクチュエーター。
【図１】
2013230018.tif 000003
【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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