(57)【要約】【課題】被駆動部の位置を高精度に検出する。【解決手段】発明の駆動装置は、駆動部と、駆動部により駆動される被駆動部と、設定された原点に対する被駆動部の位置を検出する位置検出部と、を備える。原点は、被駆動部が予め定められた基準位置に到達した際に、基準位置を基準として設定される。【選択図】図２
2016083000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部と、
前記駆動部により駆動される被駆動部と、
設定された原点に対する前記被駆動部の位置を検出する位置検出部と、
を備え、
前記原点は、前記被駆動部が予め定められた基準位置に到達した際に、前記基準位置を基準として設定される
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動装置であって、
前記基準位置が前記原点に設定されることを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の駆動装置であって、
前記基準位置は、前記駆動部による前記被駆動部の移動を規制するストッパーによって移動不可となった位置であることを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の駆動装置であって、
前記被駆動部が前記基準位置に到達した際に、電気的に導通または遮断を示す信号を発生するスイッチを備え、
前記被駆動部の前記基準位置への到達は、前記スイッチによる前記信号の発生に従って検出される
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の駆動装置であって、
前記駆動部は、前記被駆動部を駆動する駆動力を発生する圧電駆動装置を含み、
前記圧電駆動装置は、
第１面及び第２面を有する振動板と、前記振動板の前記第１面及び第２面のうちの少なくとも一方の面に配置された圧電振動体と、を有し、
前記圧電振動体は、圧電体と、前記圧電体を挟持する第１電極及び第２電極とを有する、
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項６】
手に装着され、指関節を回動させる指関節駆動装置であって、
前記手に装着される第１支持部と、
前記第１支持部よりも指先側に装着される第２支持部と、
前記第１支持部に対して回動可能に設けられ、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する第１リンク部と、
前記第１リンク部または前記第２支持部を被駆動部として駆動する第１駆動部と、
設定された原点に対する前記被駆動部の位置を検出する位置検出部と、
を備え、
前記原点は、前記被駆動部が予め定められた基準位置に到達した際に、前記基準位置を基準として設定される
ことを特徴とする指関節駆動装置。
【請求項７】
請求項６に記載の指関節駆動装置であって、
前記第１支持部と前記手の指との間に力センサーを備え、
前記第１駆動部によって、前記被駆動部を、前記原点を基準として設定された与圧検出位置まで移動し、前記与圧検出位置で前記力センサーによって検出される値を装着与圧として保持することが可能である
ことを特徴とする指関節駆動装置。
【請求項８】
駆動装置の駆動方法であって、
前記駆動装置は、
駆動部と、
前記駆動部により駆動される被駆動部と、
設定された原点に対する前記被駆動部の位置を検出する位置検出部と、
を備え、
前記駆動部によって前記被駆動部を駆動し、前記被駆動部が予め定められた基準位置に到達した際に、前記基準位置を基準として前記原点を設定する
ことを特徴とする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、駆動装置、指関節駆動装置、及び、駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、手に装着され、その装着状態で指の動作を補助する、すなわち、指関節を屈伸（屈曲あるいは伸展）させる駆動装置（指関節駆動装置）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４５８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来技術の指関節駆動装置では、指の屈伸に応じて変化する指の位置がわからないため、装着者の指の動作を指の屈伸の状態に応じて適切に補助する点で不十分であった。このため、指の屈伸に応じて変化する指の位置を高精度に検出することが望まれていた。
【０００５】
なお、上述した課題は、人の手の指の関節の動きを補助する駆動装装置（指関節駆動装置）に限らず、被駆動部を駆動する種々の駆動装置や駆動方法に共通する課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、駆動装置が提供される。この駆動装置は、駆動部と；前記駆動部により駆動される被駆動部と；設定された原点に対する前記被駆動部の位置を検出する位置検出部と；を備える。前記原点は、前記被駆動部が予め定められた基準位置に到達した際に、前記基準位置を基準として設定される。
上記形態の駆動装置では、被駆動部が予め定められた基準位置に到達した際に、基準位置を基準として原点が設定されるので、被駆動部の原点を高精度に設定することが可能である。これにより、設定された原点に対する被駆動部の位置を高精度に検出することが可能である。
【０００８】
（２）上記形態の駆動装置において、前記基準位置が前記原点に設定されるようにしてもよい。
この構成によれば、あらかじめ設定されている基準位置を原点としているので、被駆動部の原点をより高精度に設定することが可能である。これにより、設定された原点に対する被駆動部の位置をより高精度に検出することが可能である。
【０００９】
（３）上記形態の駆動装置において、前記基準位置は、前記駆動部による前記被駆動部の移動を規制するストッパーによって移動不可となった位置としてもよい。
この構成によれば、ストッパーによって移動不可となった位置を基準位置としているので、被駆動部の基準位置を高精度に設定することが可能である。これにより、設定された原点に対する被駆動部の位置を高精度に検出することが可能である。
【００１０】
（４）上記形態の駆動装置において、前記被駆動部が前記基準位置に到達した際に、電気的に導通または遮断を示す信号を発生するスイッチを備え、前記被駆動部の前記基準位置への到達は、前記スイッチによる前記信号の発生に従って検出されるようにしてもよい。
この構成によれば、基準位置の到達をスイッチによる信号の発生によって高精度に検出することが可能であり、被駆動部の基準位置を高精度に設定することが可能である。これにより、設定された原点に対する被駆動部の位置を高精度に検出することが可能である。
【００１１】
（５）上記形態の駆動装置において、前記駆動部は、前記被駆動部を駆動する駆動力を発生する圧電駆動装置を含み、前記圧電駆動装置は、第１面及び第２面を有する振動板と、前記振動板の前記第１面及び第２面のうちの少なくとも一方の面に配置された圧電振動体と、を有し、前記圧電振動体は、圧電体と、前記圧電体を挟持する第１電極及び第２電極とを有するものとしてもよい。
この構成によれば、駆動装置を簡単で小型で薄型な構造とすることができるので、駆動装置の小型化や薄型化を図ることができる。
【００１２】
（６）本発明の他の形態は、手に装着され、指関節を回動させる指関節駆動装置である。この指間接駆動装置は、前記手に装着される第１支持部と；前記第１支持部よりも指先側に装着される第２支持部と；前記第１支持部に対して回動可能に設けられ、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する第１リンク部と；前記第１リンク部または前記第２支持部を被駆動部として駆動する第１駆動部と；設定された原点に対する前記被駆動部の位置を検出する位置検出部と；を備える。前記原点は、前記被駆動部が予め定められた基準位置に到達した際に、前記基準位置を基準として設定される。
上記形態の指間接駆動装置では、被駆動部が予め定められた基準位置に到達した際に、基準位置を基準として原点が設定されるので、被駆動部の原点を高精度に設定することが可能である。これにより、設定された原点に対する被駆動部の位置を高精度に検出することが可能である。
【００１３】
（７）上記形態の指関節駆動装置において、前記第１支持部と前記手の指との間に力センサーを備え、前記第１駆動部によって、前記被駆動部を、前記原点を基準として設定された与圧検出位置まで移動し、前記与圧検出位置で前記力センサーによって検出される値を装着与圧として保持することが可能であるようにしてもよい。
上記形態の指関節駆動装置では、原点を基準として設定された与圧検出位置における装着与圧を検出し保持することができる。これにより、装着与圧を考慮して力センサーの検出値を利用することができる。
【００１４】
（８）本発明の更に他の形態は、駆動装置の駆動方法であって、前記駆動装置は、駆動部と；前記駆動部により駆動される被駆動部と；設定された原点に対する前記被駆動部の可動範囲中の位置を検出する相対位置検出型の位置検出部と；を備え、前記駆動部によって前記被駆動部を駆動し、前記被駆動部が予め定められた基準位置に到達した際に、前記基準位置を基準として前記原点を設定することを特徴とする駆動装置の駆動方法である。
【００１５】
本発明は、上述した形態以外の種々の形態で実現することも可能である。駆動装置、指関節駆動装置、駆動装置の駆動方法、指関節駆動装置の駆動方法、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した一時的でない記録媒体（non-transitory storage medium）等の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実施形態の指関節駆動装置を手に装着された状態で示す斜視図である。
【図２】指関節駆動装置の指関節駆動部を拡大して示す斜視図である。
【図３】第１の駆動ユニットの概略構成例を示す平面図である。
【図４】圧電駆動装置の概略構成を示す平面図および断面図である。
【図５】圧電駆動装置と駆動回路の電気的接続状態を示す説明図である。
【図６】圧電駆動装置の作動の例を示す説明図である。
【図７】指関節駆動装置の使用手順の一例を示す説明図である。
【図８】指関節駆動装置の初期設定動作の手順を示す説明図である。
【図９】初期設定動作を模式的に示す説明図である。
【図１０】指関節駆動装置の着脱動作の手順を示す説明図である。
【図１１】指関節駆動装置を設置するクレードルの例を示す概略斜視図である。
【図１２】第２実施形態の指関節駆動装置の指関節駆動部を人差し指に装着した状態で拡大して示す斜視図である。
【図１３】第２実施形態の指関節駆動装置の初期設定動作の手順を示す説明図である。
【図１４】初期設定動作を模式的に示す説明図である。
【図１５】第２実施形態の初期設定動作の変形例の手順を示す説明図である。
【図１６】変形例の初期設定動作を模式的に示す説明図である。
【図１７】第３実施形態の指関節駆動装置の一部を拡大して示す説明図である。
【図１８】第３実施形態の指関節駆動装置の装着動作の手順を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の駆動装置として、指に装着されて、指が屈曲あるいは伸展する動きを補助（アシスト）する指関節駆動装置を例に説明する。
【００１８】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．指関節駆動装置の構成：
図１，図２は、第１実施形態の指関節駆動装置１０００を手７００に装着された状態で示す斜視図である。この指関節駆動装置１０００は、手の甲７０５に装着されるベース部１１００と、ベース部１１００に連結され、人差し指７０１に装着される指関節駆動部１２００とを備えている。但し、図１は人差し指７０１をまっすぐに伸展した状態とし、親指側から見た状態で示しているのに対して、図２は人差し指７０１を屈曲した状態とし、小指側から見た状態を拡大して示している。
【００１９】
指関節駆動装置１０００は、例えば事故や病気などによって指の曲げ伸ばしに支障が生じた人や、握力が低下した人、高齢のために力が弱くなった老人等の手７００に装着されることを想定している。第１実施形態の指関節駆動装置１０００は、ベース部１１００が手の甲７０５上に装着されるとともに、指関節駆動部１２００が人差し指７０１に装着されることによって、手７００に装着される。具体的には、ベース部１１００に設けられた挟持部材１１１０が手の甲７０５及び手のひら７０６の両側から手７００を挟持することによって、ベース部１１００が手の甲７０５上に装着される。また、指関節駆動部１２００に設けられた後述する装着バンド１２７０Ａ，１２７０Ｂによって人差し指７０１に装着される。指関節駆動装置１０００は、指関節駆動部１２００が装着された人差し指７０１の指関節の屈伸（すなわち、回動）を補助するために用いられる。
【００２０】
ベース部１１００は、後述する指関節駆動部１２００の駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂを駆動する駆動回路３００（不図示）、駆動回路３００の動作を制御する制御回路４００（不図示）、電源回路（不図示）等を備える。
【００２１】
指関節駆動部１２００は、固定部１２１０と、第２リンク部１２２０と、第１支持部１２３０と、第１リンク部１２４０と、第２支持部１２５０と、を備え、これらの部材同士が指元側から指先側へ向かって順に連結されている。指関節駆動部１２００は、その固定部１２１０がベース部１１００に設けられた人差し指用の取付部１１０１ｉに取り付けられることにより、ベース部１１００に連結固定される。なお、これらの５つの部材１２１０〜１２５０を、「第１部材１２１０」〜「第５部材１２５０」とも呼ぶ。また、指関節駆動部１２００は、更に、図２に示すように、２つの駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂを備えている。そして、これら駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂは、ベース部１１００に備えられる駆動回路３００に電気的に接続されており、駆動回路３００とともにベース部１１００に備えられる制御回路４００による駆動回路３００の制御によって駆動される。
【００２２】
第１支持部１２３０は、装着状態で人差し指７０１の基節７０２の背側に配置される。第１支持部１２３０は、人差し指７０１の基節７０２の背側を覆うような外形形状をなす部材である。また、第１支持部１２３０は、第１の装着バンド１２７０Ａを用いて人差し指７０１の基節７０２に装着される。第１の装着バンド１２７０Ａは、その一端部は第１支持部１２３０の一方の側面１２３３に固定され、その他端部は第１支持部１２３０の他方の側面１２３２に設けられたバンド取付部１２３４に着脱可能に固定される。
【００２３】
第２支持部１２５０は、第１支持部１２３０よりも指先側、すなわち、人差し指７０１の中節７０３の背側に配置される。第２支持部１２５０も、第１支持部１２３０と同様に、中節７０３の背側を覆うような外形形状をなす部材である。また、第２支持部１２５０は、第１支持部１２３０と同様に、第２の装着バンド１２７０Ｂを用いて人差し指７０１の中節７０３に装着される。第２の装着バンド１２７０Ｂは、その一端部は第２支持部１２５０の一方の側面１２５３に固定され、その他端部は第２支持部１２５０の他方の側面１２５２に設けられたバンド取付部１２５４に着脱可能に固定される。
【００２４】
第１リンク部１２４０は、第１支持部１２３０側の端部が回動支持部１２４３を介して第１支持部１２３０に連結されるとともに、反対側の端部が不図示のスライド機構によって第２支持部１２５０の上面１２５１に沿ってスライド可能な状態で第２支持部１２５０に連結されている。第１リンク部１２４０のスライド機構は、第１の駆動ユニット１２６０Ａによって駆動される。第1リンク部１２４０のスライドに応じて、第１リンク部１２４０が第１支持部１２３０に対して回動支持部１２４３を回動軸として回動させることができる。これにより、人差し指７０１の基節７０２と中節７０３との間の近位指節間関節７０７（第２関節）の屈伸に対応させて、第１支持部１２３０に対して第１リンク部１２４０を回動させ、第２支持部１２５０を第１支持部１２３０に対して相対的に接近または離間した状態とすることができる。
【００２５】
第２リンク部１２２０は、ベース部１１００に取り付けられた固定部１２１０側の端部が回動支持部１２２３を介して固定部１２１０に連結されるとともに、反対側の端部が不図示のスライド機構によって第１支持部１２３０の上面１２３１に沿ってスライド可能な状態で第１支持部１２３０に連結されている。第２リンク部１２２０のスライド機構は、第２の駆動ユニット１２６０Ｂによって駆動される。第２リンク部１２２０のスライドに応じて、第２リンク部１２２０が固定部１２１０に対して回動支持部１２２３を回動軸として回動させることができる。これにより、人差し指７０１の中手指節関節（第３関節）７０８の屈伸に対応させて、固定部１２１０に対して第２リンク部１２２０を回動させ、第１支持部１２３０を固定部１２１０に対して相対的に接近または離間した状態とすることができる。
【００２６】
なお、図２のように、第１支持部１２３０を固定部１２１０に対して相対的に接近した状態、および、第２支持部１２５０を第１支持部１２３０に対して相対的に接近した状態は、人差し指７０１を曲げた状態（手７００を握った状態）に相当する。また、図１のように、第１支持部１２３０を固定部１２１０に対して相対的に離間した状態、および、第２支持部１２５０を第１支持部１２３０に対して相対的に離間した状態は、人差し指７０１を伸ばした状態（手７００を開いた状態）に相当する。
【００２７】
各部１２１０〜１２５０の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン等のような各種樹脂材料や、アルミニウム等のような各種金属材料を用いることができる。また、装着バンド１２７０Ａ、１２７２０Ｂの構成材料としては、特に限定されず、例えば、シリコーンゴム等のような各種ゴム材料を用いることができる。
【００２８】
なお、人差し指７０１だけでなく、ベース部１１００の中指に対応する取付部１１０１ｍに、指関節駆動部１２００と同様の中指用の指関節駆動部をその固定部を介して取り付けるようにしてもよい。また、ベース部１１００に薬指用や小指用、親指用の取付部を設けて、それぞれ、対応する指関節駆動部をその固定部を介して取り付けるようにしてもよい。
【００２９】
図３は、第１の駆動ユニット１２６０Ａの概略構成例を示す平面図である。なお、以下では、説明の都合上、図３中の紙面手前側を「表側」、その反対側を「裏側」と言う。第１の駆動ユニット１２６０Ａは、第１リンク部１２４０を第２支持部１２５０に対してスライドさせる力をスライド機構に付与し、これにより、第１リンク部１２４０を第１支持部１２３０に対して回動支持部１２４３を回動軸として回動させる駆動部である。
【００３０】
第１の駆動ユニット１２６０Ａは、図３に示すように、圧電駆動装置１０と、ギヤトレイン５０３と、エンコーダー６０３と、を備えている。
【００３１】
ギヤトレイン５０３は、圧電駆動装置１０によって回転される第１のローター５０と、第１のローター５０によって回転される第２のローター５２と、第２のローター５２によって回転される第３のローター５４と、第３のローター５４によって回転される第４のローター５６と、を有している。第４のローター５６の回転運動は、不図示のスライド機構において直線運動に変換される。
【００３２】
エンコーダー６０３は、円板６４と、２つの光学センサー６６Ａ，６６Ｂと、不図示のギアと、を備える。円板６４は、所定のピッチで形成されたスリット６５を有し、不図示のギアを介して第１のローター５０の回転に応じて回転する。光学センサー６６Ａ，６６Ｂは、それぞれ、回転する円板６４に光を照射し、光がスリット６５を通過するか否かにより、スリット６５の位置を検知するフォトインタラプターである。第１の光学センサー６６Ａと第２の光学センサー６６Ｂとが生成する信号の周期は同じである。この信号の１周期を２πとしたときに、第１の光学センサー６６Ａの生成する信号の位相と第２の光学センサー６６Ｂの生成する信号の位相とがπ／２だけすれるように、光学センサー６６Ａ，６６Ｂが配置されることが好ましい。なお、本実施形態では、円板６４にスリットを設けたが、スリット６５の代わりに反射板を設けてもよい。この場合、光学センサー６６Ａ，６６Ｂとしては、フォトリフレクター使用される。
【００３３】
エンコーダー６０３は、２つの光学センサー６６Ａ，６６Ｂの生成するパルス信号の位相及び不図示のカウンターのカウント値が示すパルス信号のパルス数に基づいて、あらかじめ設定された原点位置からの相対的な変位量を検出する相対位置検出型（インクリメンタルタイプ）のエンコーダーである。エンコーダー６０３は、直接的には第１のローター５０の回転の変位量を検出し、間接的には第１の駆動ユニット１２６０Ａによって駆動される第１リンク部１２４０（「被駆動部」に相当する）の第１支持部１２３０に対する回動（回転）の変位量を、あらかじめ設定した原点（基準）位置（カウンターのカウント値が「０」に設定された位置）に対する相対的な変位量として検出する。なお、このエンコーダー６０３が本発明の「位置検出部」に相当する。
【００３４】
なお、図示は省略するが、第２の駆動ユニット１２６０Ｂも第１の駆動ユニット１２６０Ａと同様の構成を有している。第２の駆動ユニット１２６０Ｂは、第２リンク部１２２０を第１支持部１２３０に対してスライドさせる力をスライド機構に付与し、これにより、第２リンク部１２２０を固定部１２１０に対して回動支持部１２２３を回動軸として回動させる駆動部である。第２の駆動ユニット１２６０Ｂのエンコーダー６０３は、直接的には第１のローター５０の回転の変位量を検出し、間接的には第２の駆動ユニット１２６０Ｂによって駆動される第２リンク部１２２０（「被駆動部」に相当する）の固定部１２１０に対する回動（回転）の変位量を、あらかじめ設定した原点位置（カウンターのカウント値が「０」に設定された位置）に対する相対的な変位量として検出する。
【００３５】
図４（Ａ）は、圧電駆動装置１０の概略構成を示す平面図であり、図４（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。圧電駆動装置１０は、振動板２００と、振動板２００の両面（第１面２１１と第２面２１２）にそれぞれ配置された２つの圧電振動体１００とを備える。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を挟持して圧電素子を構成する。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。また、この実施形態では、基板１２０と振動板２００とが圧電素子（１３０，１４０，１５０）を挟むように、圧電振動体１００が振動板２００上に設置されている。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の下側にある圧電振動体１００の構成を説明する。
【００３６】
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。
【００３７】
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４（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４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４では図示が省略されている。
【００３８】
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４（Ａ））が構成される。
【００３９】
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、圧電駆動装置１０を十分に小型化することができる。
【００４０】
振動板２００は、長方形形状の振動体部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とを有しており、また、左右の３本の接続部２２０にそれぞれ接続された２つの取付部２３０を有している。取付部２３０は、ネジ２４０によって他の部材に圧電駆動装置１０を取り付け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。
【００４１】
振動体部２１０の上面（第１面２１１）及び下面（第２面２１２）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３．５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲とすることができ、幅Ｗは、例えば１ｍｍ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５０μｍ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５０μｍ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。
【００４２】
振動板２００の一方の短辺には、突起部２０（「接触部」又は「作用部」とも呼ぶ）が設けられている。突起部２０は、被駆動体と接触して、被駆動体に力を与えるための部材である。突起部２０は、セラミックス（例えばＡｌ２Ｏ３）などの耐久性がある材料で形成することが好ましい。
【００４３】
図５は、圧電駆動装置１０と駆動回路３００の電気的接続状態を示す説明図である。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、ワイヤー状の配線によって実現してもよい。図４の３つの第２電極１５０ｂ，１５０ｅ，１５０ａと、第１電極１３０とは、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。なお、図５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４では図示が省略されている。
【００４４】
駆動回路３００は、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印加することにより、圧電駆動装置１０を超音波振動させて、突起部２０に接触するローター（被駆動体）５０を駆動する駆動力を発生し、ローター５０を所定の回転方向に回転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、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ことにより、突起部２０に接触するローターを逆方向に回転させ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２つの圧電振動体１００に同時に行われる。
【００４５】
また、第２の電極１５０ｅと第１電極１３０との間に直流電圧を印加することにより、突起部２０のローターへの接触力を高めて、ローターの回転を停止させることができる。なお、ローターの回転を停止させる状態を「ロックモード」とも呼ぶ）。また、第２の電極１５０ｅと第１電極１３０との間に交流電圧または脈流電圧を印加することにより、突起部２０のローターへの接触力を周期的に変化させて、指関節駆動装置１０００の状態を人力によって変化可能な状態（「フリーモード」とも呼ばれる）とすることができる。
【００４６】
駆動回路３００による圧電駆動装置１０への電圧の印加は、制御回路４００からの指示によって実行される。制御回路４００は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリーを有するコンピューター装置であり、メモリーに記憶されている各種の制御プログラムを実行することに、駆動回路３００の動作を制御して、駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂの圧電駆動装置１０を駆動することにより、指関節駆動装置１０００の動作を制御する。
【００４７】
図５に示した実施形態では、５つの圧電素子１１０ａ〜１１０ｅが以下の３組の圧電素子グループに区分されている。
（１）第１圧電素子グループＰＧ１：圧電素子１１０ａ，１１０ｄ
（２）第２圧電素子グループＰＧ２：圧電素子１１０ｂ，１１０ｃ
（３）第３圧電素子グループＰＧ３：圧電素子１１０ｅ
各圧電素子グループに含まれる圧電素子１１０は、常に同時に駆動される。また、第１圧電素子グループＰＧ１は、２つの圧電素子１１０ａ，１１０ｄを含むので、これらの圧電素子１１０ａ，１１０ｄの第２電極１５０ａ，１５０ｄ同士が配線１５１を介して直接接続されている。第２圧電素子グループＰＧ２も同様である。なお、他の実施形態として、３つ以上の圧電素子１１０で１組の圧電素子グループを構成することも可能であり、一般には、複数の圧電素子をＮ組（Ｎは２以上の整数）の圧電素子グループに区分することが可能である。この場合にも、同じ圧電素子グループに２つ以上の圧電素子１１０が含まれる場合には、それらの第２電極１５０同士が配線を介して直接接続される。ここで、「配線を介して直接接続される」という意味は、配線の途中に受動素子（抵抗、コイル、コンデンサなど）や能動素子を含まないことを意味する。また、本実施形態では、第１電極１３０として、５つの圧電素子１１０ａ〜１１０ｅに共通する１つの導電層が使用されているが、第１電極１３０が個々の圧電素子毎に分離されている場合には、同じ圧電素子グループに属する２つ以上の圧電素子の第１電極同士も配線を介して直接接続されることが好ましい。
【００４８】
図６は、圧電駆動装置１０の作動の例を示す説明図である。圧電駆動装置１０の突起部２０は、被駆動体としてのローター５０の外周に接触している。図６（Ａ）に示すように、駆動回路３００（図５）によって、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が印加されている場合には、圧電素子１１０ａ，１１０ｄは図６（Ａ）の矢印ｘの方向に伸縮する。これに応じて、圧電駆動装置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）に変形し、突起部２０の先端が矢印ｙの向きに往復運動するか、又は、楕円運動する。その結果、ローター５０は、その回転軸Ｏ１の周りに所定の方向ｚ（図６（Ａ）では時計回り方向）に回転する。図４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、ローター５０は逆方向に回転する。
【００４９】
また、図６（Ｂ）に示すように、中央の第２電極１５０ｅと第１電極１３０との間に交流電圧または脈流電圧が印加されている場合には、圧電駆動装置１０が長手方向（図６（Ｂ）の矢印ｘの方向）に伸縮する。これに応じて、圧電駆動装置１０の振動体部２１０が長手方向に変形し、突起部２０の先端が矢印ｘの方向に往復運動する。なお、図６（Ｂ）の破線は、圧電駆動装置１０が長手方向に縮んだ状態を示し、実線は長手方向に伸びた状態を示している。その結果、ローター５０の回転を制動する制動状態と制動しないフリー状態とが交互に繰り返され、指関節駆動装置１０００の状態が人力によって変化可能な状態であって、指関節駆動装置１０００の装着時および着脱時に指の関節を動作させることが可能な状態（「フリーモード」とも呼ばれる）が実現される。なお、中央の第２電極１５０ｅと第１電極１３０との間に直流電圧が印加されている場合には、圧電駆動装置１０が長手方向に伸びた状態が維持され、ローター５０の回転を停止させた状態（ロックモード）が実現される。
【００５０】
なお、ロックモード及びフリーモードは、４つの第２電極１５０ａ〜１５０ｄと第１電極１３０との間に、同一の電圧を印加することによって実行可能である。また、５つの第２電極１５０ａ〜１５０ｅと第１電極１３０との間に、同一の電圧を印加することによっても実行可能である。また、一対の第２電極１５０ａ，１５０ｄ（又は他の一対の第２電極１５０ｂ，１５０ｃ）と同じ電圧を中央の第２電極１５０ｅに印加すれば、圧電駆動装置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、圧電駆動装置１０（又は圧電振動体１００）の上記動作については、先行技術文献（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。
【００５１】
第１支持部１２３０と第２支持部１２５０と第１リンク部１２４０と第１の駆動ユニット１２６０Ａが本発明の「第１支持部」と「第２支持部」と「第１リンク部」と「第１駆動部」に相当する。また、固定部１２１０と第２支持部１２５０と第２リンク部１２２０と第２の駆動ユニット１２６０Ｂも本発明の「第１支持部」と「第２支持部」と「第１リンク部」と「第１駆動部」に相当する。
【００５２】
Ａ２．指関節駆動装置の動作：
図７は、指関節駆動装置１０００の使用手順の一例を示す説明図である。本例では、指関節駆動装置１０００は、図７に示すように、初期設定動作（ステップＳ１０）、装着動作（ステップＳ２０）、アシスト動作（ステップＳ３０）、及び、脱着動作（ステップＳ４０）が、この順に実行されることによって使用されるものとする。以下では、各動作について順に説明する。
【００５３】
図８は、指関節駆動装置１０００の初期設定動作の手順を示す説明図である。図９は、初期設定動作を模式的に示す説明図である。この初期設定動作は、指関節駆動装置１０００のベース部１１００に設けられた電源スイッチ（不図示）の投入時、あるいは、ベース部１１００に設けられた初期設定スイッチ（不図示）の入力時に、各駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂについて、それぞれ、制御回路４００によって実行される。従って、これら電源スイッチの投入あるいは初期設定スイッチの入力が、本発明の「原点設定指示」に相当する。なお、この際、指関節駆動装置１０００は、例えば、第１リンク部１２４０及び第２リンク部１２２０側（図１）を下向きにして机等の台上に置いておけばよい。
【００５４】
初期設定動作が開始されると、制御回路４００は、ステップＳ１０２において、指関節駆動装置１０００が手を開く動作に対応する開放動作となるように第１の駆動ユニット１２６０Ａの駆動を開始する。具体的には、第１支持部１２３０に対して第１リンク部１２４０が伸展するように回動支持部１２４３を回動軸として回動し、第１支持部１２３０に対して第２支持部１２５０が相対的に離間するように、第１の駆動ユニット１２６０Ａの駆動を開始する。これにより、第１リンク部１２４０は、第１支持部１２３０に対する可動範囲（回動可能範囲）の中で、駆動を開始した位置から手を開く側（開放側）へ向かって駆動される。
【００５５】
そして、制御回路４００は、ステップＳ１０４において、第１の駆動ユニット１２６０Ａの駆動動作に応じて変化するエンコーダー６０３のカウンターの値（カウント値）を取得する。なお、このカウント値は既に設定される原点位置（カウント値が０の位置）を基準とする相対的な位置を示す値であり、第１の駆動ユニット１２６０Ａが開放側へ駆動される場合には減少し、反対に手を握る側（把握側）へ向かって駆動される場合には増加する。そこで、ステップＳ１０６では、それぞれ、取得したカウント値が前のカウント値より減少しているか否か判断し、カウント値の減少が無くなるまでステップＳ１０４におけるカウント値の取得を繰り返す。図９に示すように、取得したカウント値の減少が停止して減少限界となった場合には、ステップＳ１０６において、制御回路４００は、第１の駆動ユニット１２６０Ａの被駆動部である第１リンク部１２４０が、最大開放に対応する位置であると判断する。そして、制御回路４００は、ステップＳ１０８において第１の駆動ユニット１２６０Ａの駆動を停止する。また、制御回路４００は、ステップＳ１１０において、エンコーダー６０３のカウンターを初期化し（カウント値：０）、この位置を原点位置、すなわち、第１の駆動ユニット１２６０Ａの被駆動部（第１リンク部１２４０）の動作の基準位置に設定し、初期設定動作を終了する。
【００５６】
第２の駆動ユニット１２６０Ｂにおいても、被駆動部である第２リンク部１２２０に対して同様の動作が実行される。
【００５７】
なお、第１の駆動ユニット１２６０Ａの被駆動部である第１リンク部１２４０の最大の開放位置は、あらかじめ設けられたストッパーによって、第１リンク部１２４０が第１支持部１２３０に対してこれ以上伸展方向に回動できなくなる位置（移動が不可となる位置）に設定されている。同様に、第２の駆動ユニット１２６０Ｂの被駆動部である第２リンク部１２２０の最大の開放位置は、あらかじめ設けられたストッパーによって、第２リンク部１２２０が固定部１２１０に対してこれ以上伸展方向に回動できなくなる位置（移動不可となる位置）に設定されている。但し、これに限定されるものではなく、第１リンク部１２４０及び第２リンク部１２２０が部品の形状に応じて物理的にこれ以上伸展方向に回動できなくなる位置（移動が不可となる位置）としてもよい。また、移動不可となる位置からあらかじめ定めた変位量（例えば、所定数のカウント値）だけ変位させた位置を原点として設定するようにしてもよい。
【００５８】
図１０は、指関節駆動装置１０００の着脱動作の手順を示す説明図である。指関節駆動装置１０００の着脱動作、すなわち、装着動作あるいは脱着動作は、指関節駆動装置１０００のベース部１１００に設けられた着脱スイッチ（不図示）の入力時に、制御回路４００によって実行される。着脱動作が開始されると、制御回路４００は、ステップＳ２０２において、駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂの圧電駆動装置１０の駆動を、上述したフリーモードで開始する。これにより、指関節駆動装置１０００の開放動作及び把握動作を人力で自由に動かして、手７００に装着あるいは手７００からの脱着を行なうことができる。そして、制御回路４００は、ステップＳ２０４において、装着あるいは脱着が終了して、指関節駆動装置１０００のベース部１１００に設けられた着脱終了スイッチ（不図示）の入力があって、着脱動作が終了するまで待機する。そして、制御回路４００は、着脱終了スイッチの入力時には、ステップＳ２０６において、駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂのフリーモードでの駆動を終了させ、着脱動作を終了する。
【００５９】
なお、指関節駆動装置１０００の装着後のアシスト動作（図７のステップＳ３０）の実行開始は、指関節駆動装置１０００のベース部１１００に設けられたアシスト動作開始スイッチの入力により、制御回路４００によって実行される。そして、アシスト動作の実行終了は、ベース部１１００に設けられたアシスト動作終了スイッチの入力により、制御回路４００によって実行される。なお、アシスト動作としては、例えば、予め制御回路４００に記憶されたリハビリ手順に従って手７００の動きをアシストする動作や、装着者が自身の手７００を動かす動作に応じて、その動きをアシストする動作等種々の動作が考えらえる。例えば、あらかじめ複数種類のアシスト動作が選択可能に用意されている場合には、例えば、ベース部１１００に設けられた選択スイッチにより選択されたアシスト動作が、制御回路４００によって実行される。
【００６０】
以上説明したように、第１実施形態の指関節駆動装置１０００は、装着前に上述した初期設定動作（図８）を行なうことにより、駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂのエンコーダー６０３の原点位置をあらかじめ定めた位置に設定することが可能である。これにより、指関節駆動装置１０００を原点位置に基づいて高精度に動作させることができ、高精度にアシスト動作を実行することができる。また、指関節駆動装置１０００が装着される手指の不自由な装着者に対して、着脱を容易に行なうことができる。
【００６１】
図１１は、指関節駆動装置１０００を設置するクレードル１３００の例を示す概略斜視図である。上記実施形態においては、任意の台上に指関節駆動装置１０００を置いて初期設定し、指関節駆動装置１０００の最大の開放位置を原点とする場合を例に説明した。これに対して、図１１に示したクレードル１３００の手形枠１３１０の設置位置１３１２に指関節駆動装置１０００を設置し、手形枠１３１０の底面によって規定される開放限界の位置を原点位置として設定するようにしてもよい。この場合には、クレードル１３００の手形枠１３１０の底面構造に応じて、指関節駆動装置１０００の可動範囲中の任意の位置に原点位置を設定することができる。
【００６２】
なお、上述した初期設定動作では、指関節駆動装置１０００の駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂをそれぞれ開放側に駆動し、取得したカウント値の減少が停止して減少限界となり、これ以上開放側へ駆動することが不可となった位置、例えば、最大開放位置あるいはクレードル１３００で規定される開放位置に到達した場合に、その位置を原点位置として設定している。しかしながら、原点位置として設定される位置は、これに限定されるものではない。指関節駆動装置１０００を把握側に駆動し、取得したカウント値の増加が停止して増加限界となり、これ以上把握側へ駆動することが不可となった位置、例えば、最大把握位置あるいはレードルで規定される把握位置に到達した場合に、その位置を原点位置として設定するようにしてもよい。
【００６３】
また、上述した初期設定動作では、駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂを備え、各駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂのエンコーダー６０３についてそれぞれ初期設定動作が実行される場合を例に説明したが、指関節駆動部が３つの駆動ユニットを備えている場合には、３つの駆動ユニットのエンコーダーについてそれぞれ初期設定動作が実行される。また、他の指にも指関節駆動部が装着される場合には、その指関節駆動に備える駆動ユニットのエンコーダーについてもそれぞれ初期設定動作が実行される。すなわち、指関節駆動装置に備える駆動ユニットのエンコーダーごとに初期設定が実行される。
【００６４】
Ｂ．第２実施形態：
図１２は、第２実施形態の指関節駆動装置１０００Ｂの指関節駆動部１２００Ｂを人差し指７０１に装着した状態で拡大して示す斜視図である。第２実施形態の指関節駆動装置１０００Ｂの指関節駆動部１２００Ｂは、第１支持部１２３０に対する第１リンク部１２４０の回動の方向に沿って、第１支持部１２３０の外側面および第１リンク部１２４０の内側面に設けられた接点スイッチ１２８０Ａを備えている点が第１実施形態の指関節駆動装置１０００と異なっている。また、指関節駆動部１２００Ｂは、固定部１２１０に対する第２リンク部１２２０の回動の方向に沿って、固定部１２１０の外側面および第２リンク部１２２０の内側面に設けられた接点スイッチ１２８０Ｂを備えている点が第１実施形態の指関節駆動装置１０００と異なっている。そして、第２実施形態の指関節駆動装置１０００Ｂは、後述するように、制御回路４００において、これらの接点スイッチ１２８０Ａ，１２８０Ｂによって得られる信号に基づいて初期設定動作が実行される点が第１実施形態の指関節駆動装置１０００と異なっている。なお、その他の構成及び動作は、第１実施形態の指関節駆動装置１０００と同じであるので説明を省略する。
【００６５】
これらの接点スイッチ１２８０Ａ，１２８０Ｂは、第１実施形態で説明した最大の開放位置の直前のあらかじめ定めた基準位置Ｐｒでスイッチが電気的に遮断した状態（オフ）から電気的導通した状態（オン）となるように設置された基準位置検出スイッチである。以下、接点スイッチを「基準位置検出スイッチ」とも呼ぶ。
【００６６】
図１３は、第２実施形態の指関節駆動装置１０００Ｂの初期設定動作の手順を示す説明図である。図１４は、初期設定動作を模式的に示す説明図である。この初期設定動作も、第１実施形態の場合（図８）と同様に、電源スイッチ（不図示）の投入時、あるいは、初期設定スイッチ（不図示）の入力時に、各駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂについて、それぞれ、制御回路４００によって実行される。なお、この際、指関節駆動装置１０００Ｂは、第１実施形態の場合と同様に、台上に置いておけばよい。また、クレードル１３００（図１１）の手形枠１３１０に設置されるようにしてもよい。但し、この場合のクレードル１３００の手形枠１３１０の底面で規定される開放の位置は、基準位置検出スイッチ１２８０Ａ，１２８０Ｂで規定される基準位置よりも開放側に設定される。
【００６７】
初期設定動作が開始されると、制御回路４００は、ステップＳ１０２において、指関節駆動装置１０００Ｂが開放動作となるように第１の駆動ユニット１２６０Ａの駆動を開始する。これにより、第１リンク部１２４０は、第１支持部１２３０に対する可動範囲（回動可能範囲）の中で、駆動を開始した位置から手を開く側（開放側）へ向かって駆動される。
【００６８】
そして、制御回路４００は、ステップＳ１０７において、第１の駆動ユニット１２６０Ａによって、第１リンク部１２４０が基準位置Ｐｒに到達し、第１の基準位置検出スイッチ１２８０Ａがオンとなって第１の位置検出信号がアクティブとなるまで待機する。第１の位置検出信号がアクティブとなった時には、制御回路４００は、ステップＳ１０８において、第１の駆動ユニット１２６０Ａの駆動を停止する。そして、制御回路４００は、ステップＳ１１０において、第１の駆動ユニット１２６０Ａのエンコーダー６０３のカウンターを初期化し（カウント値：０）、初期設定動作を終了する。これにより、この基準位置Ｐｒが、原点位置、すなわち、第１の駆動ユニット１２６０Ａの被駆動部（第１リンク部１２４０）の動作の基準位置に設定される。
【００６９】
第２の駆動ユニット１２６０Ｂにおいても、第２の基準位置検出スイッチ１２８０Ｂによる第２の位置検出信号に基づいて、被駆動部である第２リンク部１２２０に対して同様の動作が実行される。
【００７０】
以上説明したように、第２実施形態の指関節駆動装置１０００Ｂは、装着前に上述した初期設定動作を行なうことにより、駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂのエンコーダー６０３の原点位置を、それぞれ、あらかじめ設定した基準位置Ｐｒに設定することが可能である。これにより、指関節駆動装置１０００を原点位置に基づいて高精度に動作させることができ、高精度にアシスト動作を実行することができる。
【００７１】
図１５は、第２実施形態の初期設定動作の変形例の手順を示す説明図である。変形例の初期設定動作も、上記実施形態（図１３）と同様に、電源スイッチ（不図示）の投入時、あるいは、初期設定スイッチ（不図示）の入力時に、各駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂについて、それぞれ、制御回路４００によって実行される。なお、この際、指関節駆動装置１０００Ｂは、上記第２実施形態の場合と同様に、台上に置いておけばよい。また、クレードル１３００（図１１）の手形枠１３１０に設置されるようにしてもよい。
【００７２】
初期設定動作が開始されると、制御回路４００は、ステップＳ１２２において、指関節駆動装置１０００Ｂが開放動作となるように第１の駆動ユニット１２６０Ａの駆動を開始する。これにより、第１リンク部１２４０は、第１支持部１２３０に対する可動範囲（回動可能範囲）の中で、駆動を開始した位置から手を開く側（開放側）へ向かって駆動される。
【００７３】
次に、制御回路４００は、ステップＳ１２４において、ステップＳ１０４（図８）と同様に、第１の駆動ユニット１２６０Ａのエンコーダー６０３のカウンターの値（カウント値）を取得する。そして、制御回路４００は、ステップＳ１２６において、ステップＳ１０７（図１３）と同様に、第１リンク部１２４０が基準位置Ｐｒに到達し、第１の基準位置検出スイッチ１２８０Ａがオンとなって第１の位置検出信号がアクティブとなるか否か判断する。第１の位置検出信号がアクティブである場合には、制御回路４００は、後述するステップＳ１３８を実行する。一方、第１の位置検出信号がアクティブでない場合には、制御回路４００は、ステップＳ１２８において、取得したカウント値が前のカウント値より減少しているか否か判断する。
【００７４】
ここで、制御回路４００は、カウント値が減少している場合には、ステップＳ１２４に戻って処理を繰り返し、カウント値の減少が無くなった場合には、ステップＳ１３０において、指関節駆動装置１０００Ｂが把握動作となるように第１の駆動ユニット１２６０Ａの駆動を開始する。これにより、指関節駆動装置１０００Ｂの第１リンク部１２４０は、第１の駆動ユニット１２６０Ａによって最大の開放位置から把握側へ向かって駆動される。
【００７５】
把握側への駆動開始後、制御回路４００は、ステップＳ１３２において、ステップＳ１２４と同様に、第１の駆動ユニット１２６０Ａのエンコーダー６０３のカウンターの値（カウント値）を取得する。そして、制御回路４００は、ステップＳ１３４において、ステップＳ１２６と同様に、第１の位置検出信号がアクティブとなるか否か判断する。第１の位置検出信号がアクティブである場合には、制御回路４００は、後述するステップＳ１３８を実行する。一方、第１の位置検出信号がアクティブでない場合には、制御回路４００は、ステップＳ１３６において、取得したカウント値が前のカウント値より増加しているか否か判断する。
【００７６】
ここで、制御回路４００は、カウント値が増加している場合には、ステップＳ１３２に戻って処理を繰り返し、カウント値の増加が無くなった場合には、ステップＳ１２２に戻って、最初から処理をやり直す。
【００７７】
ステップＳ１２４あるいはステップＳ１３４において、第１の位置検出信号がアクティブとなった場合には、制御回路４００は、ステップＳ１３８において、第１の駆動ユニット１２６０Ａの駆動を停止する。そして、制御回路４００は、ステップＳ１４０において、第１の駆動ユニット１２６０Ａのエンコーダー６０３のカウンターを初期化し（カウント値：０）、初期設定動作を終了する。これにより、この基準位置Ｐｒが、原点位置、すなわち、第１の駆動ユニット１２６０Ａの被駆動部（第１リンク部１２４０）の動作の基準位置に設定される。
【００７８】
第２の駆動ユニット１２６０Ｂにおいても、第２の基準位置検出スイッチ１２８０Ｂによる第２の位置検出信号に基づいて、被駆動部である第２リンク部１２２０に対して同様の動作が実行される。
【００７９】
図１６は、変形例の初期設定動作を模式的に示す説明図である。変形例の初期設定動作では、図１６に示すように、基準位置Ｐｒよりも開放側に駆動開始位置Ｐｓがあった場合に、第２実施形態の初期設定動作（図１３）では、最大の開放位置（カウント値の減少限界位置）まで駆動されたとしても、位置検出信号がアクティブとならず、原点位置の設定が不可となる。これに対して変形例の初期設定動作では、最大の開放位置まで駆動されたとしても、その位置から把握側への駆動が開始され、基準位置Ｐｒに到達した時点で位置検出信号がアクティブとなるので、原点位置の設定が可能となる。
【００８０】
なお、第２実施形態の初期設定動作（図１３）では、基準位置検出スイッチ（接点スイッチ）１２８０Ａ，１２８０Ｂによって設定される基準位置は、第１実施形態で説明した最大開放の位置の直前とされているが、これに限定されるものではなく、任意の位置に設定可能である。そして、基準位置が任意の位置に設定される場合には、図１６に示した状態が発生する可能性が高い。従って、基準位置が任意の位置に設定される場合には、変形例の初期設定動作は特に有効である。なお、上記した基準位置検出スイッチ（接点スイッチ）１２８０Ａ，１２８０Ｂは、基準位置に到達したときに、電気的に遮断した状態（オフ）から電気的に導通した状態(オン)となって、これに応じた信号を発生するものとして説明したが、これに限定されるものではない。基準位置検出スイッチ１２８０Ａ，１２８０Ｂは、基準位置に到達したときに、電気的に導通した状態（オン）から電気的に遮断した状態(オフ)となり、これに応じた信号を発生するものであってもよい。
【００８１】
Ｃ．第３実施形態：
図１７は、第３実施形態の指関節駆動装置１０００Ｃの一部を拡大して示す説明図である。第３実施形態の指関節駆動装置１０００Ｃは、以下で説明する構成及び着脱動作の相違を除いて、第１実施形態の指関節駆動装置１０００及び第２実施形態の指関節駆動装置１０００Ｂと同じである。すなわち、第３実施形態の指関節駆動装置１０００Ｃの指関節駆動部１２００Ｃは、図１７に示すように、第２支持部１２５０と人差し指７０１の中節７０３の背側との間に設けられた第１の力センサーＳ１と、第２の装着バンド１２７０Ｂと中節７０３の腹側との間に設けられた第２の力センサーＳ２と、を有している。図示は省略するが、同様に、第１支持部１２３０と人差し指７０１の基節７０２の背側との間にも第１の力センサーＳ１が設けられ、第１の装着バンド１２７０Ａと基節７０２の腹側との間にも第２の力センサーＳ２が設けられている。第１の力センサーＳ１の検出値の変化に基づいて開放動作あるいは把握動作を判定することができる。例えば、第１の力センサーＳ１の検出値が基準値に比べて増加する場合には、開放動作と判定することができ、検出値が基準値に比べて減少する場合には、把握動作と判定することができる。また、第２の力センサーＳ２の検出値の変化に基づいて把持対象物の把持状態や物体への接触状態等を判定することができる。例えば、第２の力センサーＳ２の検出値が基準値に比べて増加する場合には、把持状態や接触状態を判定することができ、検出値が基準値に比べて減少する場合には、非把持状態や非接触状態（フリー状態）を判定することができる。
【００８２】
図１８は、第３実施形態の指関節駆動装置１０００Ｃの装着動作の手順を示す説明図である。指関節駆動装置１０００Ｃの装着動作は、指関節駆動装置１０００Ｃのベース部１１００に設けられた装着スイッチ（不図示）の入力時に、制御回路４００によって実行される。装着動作が開始されると、制御回路４００は、ステップＳ２１２において、駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂの圧電駆動装置１０の駆動を、上述したフリーモードで開始する。これにより、指関節駆動装置１０００Ｃの開放動作及び把握動作を人力で自由に動かして、手７００への指関節駆動装置１０００Ｃの装着を行なうことができる。そして、制御回路４００は、ステップＳ２１４において、装着が終了して、指関節駆動装置１０００Ｃのベース部１１００に設けられた装着終了スイッチ（不図示）の入力があって、装着動作が終了するまで待機する。そして、制御回路４００は、装着終了スイッチの入力時には、ステップＳ２１６において、駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂのフリーモードでの駆動を終了させる。次に、制御回路４００は、ステップＳ２１８において、指関節駆動装置１０００Ｃが、装着によって２つの力センサーＳ１，Ｓ２で検出される装着与圧を測定するための与圧検出姿勢となるように、駆動ユニット１２６０Ａ，１２６０Ｂを駆動する。そして、制御回路４００は、ステップＳ２２０において、与圧検出姿勢における２つの力センサーＳ１，Ｓ２の検出値を、それぞれの装着与圧として不図示のメモリーに記憶し、装着動作を終了する。記憶された装着与圧は、上述した開放動作や把握動作の判定、把持状態や接触動作の判定のために用いられる。例えば、上述した基準値として用いられる。なお、装着スイッチの入力が、本発明の「装着用圧測定指示」に相当する。また、与圧検出姿勢に対応する被駆動部である第１リンク部１２４０及び第２リンク部１２２０の位置が、本発明の与圧検出位置に相当する。
【００８３】
なお、第３実施形態の指関節駆動装置１０００Ｃの脱着動作は、第１実施形態の指関節駆動装置１０００の着脱動作（図１０）と同様に実行することができる。
【００８４】
Ｄ．変形例：
Ｄ１．変形例１：
以上、本発明の駆動装置として指関節駆動装置を例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、指関節駆動装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。上記実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００８５】
Ｄ２．変形例２：
上記した実施形態は人の手の指の関節の動きを補助する駆動装置（指関節駆動装置）を例に説明したが、これに限定されるものではなく、人の足の指、肘、手首、膝、首、腰、等の他の生体部位の動きを補助する駆動装置においても適用可能である。また、人のみならず動物などの生体部位や、ロボット等の生体以外のものの動きを補助する駆動装置にも適用可能である。
【００８６】
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】
【００８７】
１０…圧電駆動装置
２０…突起部
５０，５２，５４，５６…ローター
６４…円板
６５…スリット
６６Ａ，６６Ｂ…光学センサー
１００…圧電振動体
１１０…圧電素子
１１０ａ〜１１０ｅ…圧電素子
１２０…基板
１３０…第１電極
１４０…圧電体
１５０…第２電極
１５０ａ〜１５０ｅ…導電体層（第２電極）
１５１，１５２…配線
２００…振動板
２１０…振動体部
２１１…第１面
２１２…第２面
２２０…接続部
２３０…取付部
２４０…ネジ
３００…駆動回路
３１０…配線
４００…制御回路
５０３…ギヤトレイン
６０３…エンコーダー
７００…手
７０１…人差し指
７０２…基節
７０３…中節
７０５…手の甲
７０６…てのひら
７０７…近位指節間関節（第２関節）
７０８…中手指関節（第３関節）
７０９…遠位指節関節（第１関節）
１０００…指関節駆動装置
１０００Ｂ…指関節駆動装置
１０００Ｃ…指関節駆動装置
１１００…ベース部
１１０１ｉ…取付部
１１０１ｍ…取付部
１１１０…挟持部材
１２００…指関節駆動部
１２００Ｂ…指関節駆動部
１２００Ｃ…指関節駆動部
１２１０…固定部
１２２０…第２リンク部
１２２３…回動支持部
１２３０…第１支持部
１２３１…上面
１２３２…側面
１２３３…側面
１２３４…バンド取付部
１２４０…第１リンク部
１２４３…回動支持部
１２５０…第２支持部
１２５１…上面
１２５２…側面
１２５３…側面
１２５４…バンド取付部
１２６０Ａ，１２６０Ｂ…駆動ユニット
１２７０Ａ，１２７０Ｂ…装着バンド
１２８０Ａ，１２８０Ｂ…接点スイッチ（基準位置検出スイッチ）
１３００…クレードル
１３１０…手形枠
１３１２…設置位置
Ｓ１，Ｓ２…力センサー
【図１】
2016083000.tif 000003
【図２】
2016083000.tif 000004
【図３】
2016083000.tif 000005
【図４】
2016083000.tif 000006
【図５】
2016083000.tif 000007
【図６】
2016083000.tif 000008
【図７】
2016083000.tif 000009
【図８】
2016083000.tif 000010
【図９】
2016083000.tif 000011
【図１０】
2016083000.tif 000012
【図１１】
2016083000.tif 000013
【図１２】
2016083000.tif 000014
【図１３】
2016083000.tif 000015
【図１４】
2016083000.tif 000016
【図１５】
2016083000.tif 000017
【図１６】
2016083000.tif 000018
【図１７】
2016083000.tif 000019
【図１８】
2016083000.tif 000020