JP2013121193A - 圧電モーター、駆動装置、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、印刷装置、ロボットハンド、およびロボット - Google Patents

圧電モーター、駆動装置、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、印刷装置、ロボットハンド、およびロボット Download PDF

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Abstract

【課題】対象物を効率よく駆動することが可能な圧電モーターを提供する。
【解決手段】電圧を印加すると屈曲振動する振動体を、電極が設けられた振動体の両面が振動体の屈曲方向と交差する方向から支持部で挟持された状態で収納ケース内に収納する。そして、振動体と収納ケースとの間に生じる支持部の厚み分の隙間に、電極と電線とを接合する接合部を設ける。また、接合部の電極からの高さ及び電線の外径を支持部の厚みよりも小さくする。こうすれば、振動体の振動が収納ケースに伝わることを抑制して、対象物を効率よく駆動することができる。また、支持部の厚み分の隙間に電極への配線(接合部、電線)を収めることができるので、振動体の屈曲方向に交差する方向から支持部で振動体の両側(電極が設けられた両面)を挟持する方式において、電極への配線を確保することができる。
【選択図】図5

Description

本発明は、圧電モーター、駆動装置、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、印刷装置、ロボットハンド、およびロボットに関する。
圧電材料で形成された振動体を振動させて、対象物を駆動する圧電モーターが知られている。この圧電モーターは、電磁力を利用してローターを回転させる方式の電磁モーターに比べて小型でありながら、大きな駆動力を得ることができ、更に、対象物を高分解能で位置決めすることができるという特徴を有している。このため、たとえばカメラの駆動機構など、種々の装置のアクチュエーターとして用いられている。
圧電モーターは、次のような原理で動作する。先ず、振動体(圧電材料)を略直方体形状に形成して、長手方向の端面に凸部を設けておく。そして、振動体に所定周波数の電圧を印加することによって、振動体が伸縮する態様の振動と、振動体が屈曲する態様の振動とを同時に生じさせる。すると、振動体の端面は一方向に回転する楕円運動を開始する。そこで、端面に設けた凸部を対象物に押しつけてやれば、凸部と対象物との間に働く摩擦力によって対象物を一定方向に移動させることができる。
このような動作原理から、圧電モーターは、振動体の端面に設けられた凸部を対象物に押しつけた状態で用いる必要がある。また、対象物を駆動する時に凸部が対象物から受ける反力で振動体が逃げないように、振動体を保持しておく必要がある。それでいながら、凸部が楕円運動するように振動体の振動は許容しなければならない。そこで、凸部を突出させた状態で振動体を収納ケースに収め、その収納ケース内で、振動体の両側を屈曲方向から弾性部材を介して保持するとともに、振動体ごと収納ケースを対象物に向けて付勢する技術が提案されている(特許文献1)。
特開平11−346486号公報
しかし、提案されている技術では、振動体が発生する機械的エネルギーを、対象物の駆動のために効率よく利用することが困難であるという問題があった。これは、振動体の両側を屈曲方向から支持しているため、振動体の振動が収納ケースを介して外部に伝わり易く、外部に伝わった振動は、対象物を駆動するのに利用することができないためである。
この発明は、従来の技術が有する上述した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、対象物を効率よく駆動することが可能な圧電モーターの提供を目的とする。
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の圧電モーターは次の構成を採用した。すなわち、
圧電材料を含む振動体に電圧を印加して屈曲振動を発生させ、前記振動体の端部に設けられた凸部を対象物に接触させることによって、前記対象物を移動させる圧電モーターであって、
前記振動体の屈曲振動で前記凸部が設けられた端部が移動する屈曲方向と交差する方向を向いた前記振動体の両面に形成され、前記電圧が印加される電極と、
非導電性材料で被覆され、前記電極に電圧を印加する電線と、
前記電極と前記電線とを電気的に接合する接合部と、
前記振動体を収納する収納ケースと、
前記振動体と前記収納ケースとの間に設けられ、前記振動体の屈曲方向と交差する方向から、前記電極が設けられた前記振動体の両面を挟持する支持部と、
を備え、
前記接合部は、前記振動体の前記電極と前記収納ケースとの間に生じる前記支持部の厚み分の隙間に設けられ、
前記接合部の前記電極からの高さ及び前記電線の外径は、前記支持部の厚みよりも小さいことを要旨とする。
このような本発明の圧電モーターでは、振動体の両面に形成された電極に電線を接合して電圧を印加すると、振動体が屈曲振動することから、振動体の端部に設けられた凸部を対象物に接触させることによって、対象物を駆動することができる。そして、この振動体は、振動体の両側(電極が設けられた両面)を振動体の屈曲方向と交差する方向から支持部で挟持した状態で収納ケースに収納されている。また、電極と電線とを接合する接合部は、振動体の電極と収納ケースとの間に生じる支持部の厚み分の隙間に設けられており、接合部の電極からの高さ及び電線の外径は、支持部の厚みよりも小さくなっている。
このように振動体の両側を、振動体の屈曲方向からではなく、屈曲方向と交差する方向から支持部で挟持するようにすれば、振動体が屈曲振動すると支持部が剪断方向に変形するので、屈曲方向から挟持する場合に比べて振動体の振動が収納ケースに伝わることを抑制できる。また、対象物を駆動したときに振動体の凸部が受ける反力を、支持部が剪断方向に変形する際の剛性で受け止め、振動体が反力で逃げないように振動体を支持することができる。その結果、対象物を効率よく駆動することができる。更に、振動体の電極が設けられた面と同じ面を支持部で挟持することにより、電極への配線が制約されるところ、本発明の圧電モーターでは、振動体の電極と収納ケースとの間に生じる支持部の厚み分の隙間を利用して、電極への配線を可能としている。すなわち、接合部の電極からの高さ及び電線の外径を支持部の厚みよりも小さくして、振動体の電極と収納ケースとの隙間に電極への配線(接合部、電線)を収めることにより、振動体の屈曲方向に交差する方向から支持部で振動体の両側(電極が設けられた両面)を挟持する方式において、電極への配線を確保することができる。
上述した本発明の圧電モーターでは、振動体の凸部が設けられた端部や複数の腹部よりも屈曲振動の振幅が小さい複数の節部のうち一部の節部にて、支持部が振動体を挟持することとして、支持部が挟持していない節部にて、接合部が電極と接合していてもよい。
このように振動体の節部を支持部で挟持するようにすれば、節部と異なる部分(凸部が設けられた端部や腹部)を挟持する場合に比べて、振動体が屈曲振動する際に支持部が剪断方向に変形する変形量を大きくすることなく、振動体の屈曲振動の振幅(凸部の移動量)を増大させることができるので、対象物を駆動する上で有利となる。
また、支持部で挟持されていない節部で電極に配線すれば(電線を接合部で接合すれば)、配線が振動体の屈曲振動の妨げになることを抑制できる。しかも、振動体の屈曲振動の影響で電極から配線が外れてしまうことを抑制できるので、振動体に安定して電圧を印加する配線を確保するのに好適である。
また、こうした本発明の圧電モーターでは、電極と向き合う収納ケースの内面を、非導線材料で被覆しておいてもよい。
こうすれば、仮に収納ケースに歪みなどが生じて、収納ケースの内面が電極や接合部に触れるようなことがあったとしても、漏電することはなく、振動体に安定して電圧を印加することができる。
また、こうした本発明の圧電モーターでは、電極が4つの領域を有する場合において、連結部で接続される第1領域と第2領域とを、連結部を含めて一体に形成しておくこととして、連結部に対して互い異なる側に配置される第3領域と第4領域とを、連結部と交差する電線によって接続してもよい。
第1領域と第2領域とを電線で接続する(連結部を電線で構成する)場合には、第3領域と第4領域とを接続する電線と立体交差させる必要がある。これ対して、第1領域と第2領域とを接続する連結部を電極と一体に形成しておけば、2つの電線を立体交差させる必要がないので、振動体の電極と収納ケースと間に生じる支持部の厚み分の隙間に電極への配線を収めることが容易となる。従って、振動体の屈曲方向に交差する方向から支持部で振動体の両側(電極が設けられた両面)を挟持する方式において、電極への配線を確保するのに好適である。
また、上述した本発明の圧電モーターを用いて駆動装置や、印刷装置、ロボットハンド、ロボットなどを構成しても良い。
本発明の圧電モーターは、小型で且つ高い駆動精度を実現することができる。従って、本発明の圧電モーターを用いて駆動装置や、印刷装置、ロボットハンド、ロボットなどを構成してやれば、小型で高性能な駆動装置や、印刷装置、ロボットハンド、ロボットなどを得ることができる。
また、本発明の圧電モーターを用いて、以下のような電子部品検査装置を構成しても良い。すなわち、把持した電子部品を検査ソケットに装着して、前記電子部品の電気的特性を検査する電子部品検査装置であって、上述した本発明の何れかの圧電モーターを用いて、検査ソケットに対する電子部品の位置合わせを行うようにしてもよい。
上述したように、本発明の圧電モーターは小型で且つ高い駆動精度を実現することができるから、電子部品を精度良く位置合わせを行うことができ、且つ、小型な電子部品検査装置を実現することが可能となる。
あるいは、本発明の電子部品検査装置は、次のような態様で把握することもできる。すなわち、
把持した電子部品を検査ソケットに装着して、前記電子部品の電気的特性を検査する電子部品検査装置であって、
前記検査ソケットに対する前記電子部品の位置合わせを行う圧電モーターを備え、
前記圧電モーターは、
圧電材料を含んで形成され、電圧が印加されると屈曲振動する振動体と、
前記振動体の端部に設けられた凸部と、
前記振動体の屈曲振動で前記凸部が設けられた端部が移動する屈曲方向と交差する方向を向いた前記振動体の両面に形成され、前記電圧が印加される電極と、
非導電性材料で被覆され、前記電極に電圧を印加する電線と、
前記電極と前記電線とを電気的に接合する接合部と、
前記振動体を収納する収納ケースと、
前記振動体と前記収納ケースとの間に設けられ、前記振動体の屈曲方向と交差する方向から、前記電極が設けられた前記振動体の両面を挟持する支持部と、
を備え、
前記接合部は、前記振動体の前記電極と前記収納ケースとの間に生じる前記支持部の厚み分の隙間に設けられ、
前記接合部の前記電極からの高さ及び前記電線の外径は、前記支持部の厚みよりも小さい
ことを特徴とする電子部品検査装置という態様で把握することもできる。
更に、上述した本発明の電子部品検査装置は、次のような態様、すなわち、
電子部品が装着されて、前記電子部品の電気的特性が検査される検査ソケットと、
前記電子部品を把持する把持装置と、
前記把持装置を互いに直交する第1軸および第2軸と、前記第1軸および前記第2軸に直交する第3軸との合計三軸方向に移動させる移動装置と、
前記検査ソケットから見て前記第1軸上または前記第2軸上に設けられて、前記検査ソケットに装着される前記電子部品について、前記第1軸および前記第2軸の方向への位置および前記第3軸まわりの角度を、前記電子部品の姿勢として検出する撮像装置と、
前記検査ソケットから前記撮像装置を結ぶ前記第1軸または前記第2軸上の所定位置まで、前記電子部品を搬送する上流側ステージと、
前記検査ソケットから見て前記撮像装置が設けられている側と反対側の所定位置から、前記電子部品を搬送する下流側ステージと、
前記移動装置の動作を制御する制御装置と、
を備える電子部品検査装置であって、
前記制御装置は、
前記上流側ステージが搬送してきた前記電子部品を把持した前記把持装置を、前記撮像装置の上まで移動させる第1制御部と、
前記把持装置を移動させることによって、前記撮像装置で姿勢が確認された前記電子部品を前記検査ソケットに装着する第2制御部と、
前記把持装置を移動させることによって、前記検査ソケットで前記電気的特性が検査された前記電子部品を前記検査ソケットから前記下流側ステージに載置する第3制御部と、
を備えており、
前記把持装置は、前記撮像装置で検出された前記電子部品の姿勢に基づいて、前記電子部品を前記第1軸方向に移動させる第1の圧電モーターと、前記第2軸方向に移動させる第2の圧電モーターと、前記第3軸まわりに回転させる第3の圧電モーターとを有しており、
前記第1ないし第3の圧電モーターは、請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の圧電モーターである
ことを特徴とする電子部品検査装置という態様で把握することもできる。
このような構成の電子部品検査装置は、把持装置に設けられた第1ないし第3の圧電モーターを用いて電子部品の姿勢を調整した後、検査ソケットに装着することができる。ここで、本発明の圧電モーターは、小型で且つ対象物を精度良く駆動することができるので、把持装置に設ける第1ないし第3の圧電モーターとして特に優れている。
更には、本発明の圧電モーターを用いて、以下のような電子部品搬送装置を構成しても良い。すなわち、把持した電子部品を搬送する電子部品搬送装置であって、上述した本発明の何れかの圧電モーターを用いて、電子部品の位置合わせを行うようにしてもよい。
上述したように、本発明の圧電モーターは小型で且つ高い駆動精度を実現することができるから、電子部品を精度良く位置合わせを行うことができ、且つ、小型な電子部品搬送装置を実現することができる。
あるいは、本発明の電子部品搬送装置は、次のような態様、すなわち、
把持した電子部品を搬送する電子部品搬送装置であって、
前記電子部品の位置合わせを行う圧電モーターを備え、
前記圧電モーターは、
圧電材料を含んで形成され、電圧が印加されると屈曲振動する振動体と、
前記振動体の端部に設けられた凸部と、
前記振動体の屈曲振動で前記凸部が設けられた端部が移動する屈曲方向と交差する方向を向いた前記振動体の両面に形成され、前記電圧が印加される電極と、
非導電性材料で被覆され、前記電極に電圧を印加する電線と、
前記電極と前記電線とを電気的に接合する接合部と、
前記振動体を収納する収納ケースと、
前記振動体と前記収納ケースとの間に設けられ、前記振動体の屈曲方向と交差する方向から、前記電極が設けられた前記振動体の両面を挟持する支持部と、
を備え、
前記接合部は、前記振動体の前記電極と前記収納ケースとの間に生じる前記支持部の厚み分の隙間に設けられ、
前記接合部の前記電極からの高さ及び前記電線の外径は、前記支持部の厚みよりも小さい
ことを特徴とする電子部品搬送装置という態様で把握することもできる。
更には、上述した本発明の電子部品搬送装置は、以下のような態様、すなわち、
電子部品を把持する把持装置と、
互いに直交する第1軸および第2軸と、前記第1軸および前記第2軸に直交する第3軸との合計三軸方向に前記把持装置を移動させる移動装置と、
前記移動装置の動作を制御する制御装置と、
を備える電子部品搬送装置であって、
前記把持装置は、前記電子部品を前記第1軸方向に移動させる第1の圧電モーターと、前記第2軸方向に移動させる第2の圧電モーターと、前記第3軸まわりに回転させる第3の圧電モーターとを有しており、
前記第1ないし第3の圧電モーターは、請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の圧電モーターである
ことを特徴とする電子部品搬送装置という態様で把握することもできる。
本実施例の圧電モーターの大まかな構成を示した説明図である。 本実施例の本体部の構造を示す分解組立図である。 表電極および裏電極が設けられた本実施例の振動体に電圧を印加するための配線を示した説明図である。 圧電モーターの動作原理を示す説明図である。 X−Z平面で本体部の断面を取ることによって、本実施例の振動体の表電極および裏電極に配線されている様子を示した説明図である。 振動体の節部を示した説明図である。 変形例の振動体に設けられた表電極および表電極への配線を示した説明図である。 本実施例の圧電モーターを組み込んで構成された電子部品検査装置を例示した斜視図である。 把持装置に内蔵された微調整機構についての説明図である。 本実施例の圧電モーターを組み込んだ印刷装置を例示した斜視図である。 本実施例の圧電モーターを組み込んだロボットハンドを例示した説明図である。 ロボットハンドを備えたロボットを例示した説明図である。 実施例とは異なる態様で振動体の節部を支持部材で挟持する例を示した説明図である。
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施例を説明する。
A.装置構成:
B.圧電モーターの動作原理:
C.表電極および裏電極への配線の確保:
D.変形例:
E.適用例:
A.装置構成 :
図1は、本実施例の圧電モーター10の大まかな構成を示した説明図である。図1(a)には、本実施例の圧電モーター10の全体図が示されており、図1(b)には分解組立図が示されている。図1(a)に示されるように、本実施例の圧電モーター10は、大まかには、本体部100と、基台部200とから構成されている。本体部100は基台部200内に取り付けられており、その状態で一方向に移動可能となっている。尚、本明細書中では、本体部100の移動方向をX方向と称する。また、図中に示すように、X方向と直交する方向を、それぞれY方向、Z方向と称するものとする。
本体部100および基台部200は、それぞれ複数の部品が組み合わされて構成されている。たとえば基台部200は、略矩形形状をした基板230の上面の両側に、第1側壁ブロック210および第2側壁ブロック220が止めネジ240で締結されることによって構成されている(図1(b)を参照のこと)。圧電モーター10を組み立てる際には、本体部100の上方から、第1側壁ブロック210および第2側壁ブロック220を、止めネジ240を用いて基板230に取り付ける。
また、第1側壁ブロック210には、前方ハウジング212、中央ハウジング214、後方ハウジング216の3つの凹部が形成されている。そして、第1側壁ブロック210を基板230に取り付ける際には、前方ハウジング212に前方側圧バネ212sを収納し、後方ハウジング216に後方側圧バネ216sを収納した状態で取り付ける。その結果、本体部100は、前方側圧バネ212sおよび後方側圧バネ216sによって第2側壁ブロック220に押しつけられた状態となる。また、本体部100の側面の、第2側壁ブロック220に面する側には、前側コロ102rおよび後側コロ106rが取り付けられている。更に、本体部100の側面には加圧バネ222sが設けられている。この加圧バネ222sは、前側コロ102rの後ろ側の箇所で本体部100をX方向に押圧している。
また、前側コロ102rおよび後側コロ106rが設けられた側と反対側の本体部100の側面には、Z方向(図面上では上方)に向けて押さえコロ104rが設けられている。第1側壁ブロック210を取り付けた状態では、この押さえコロ104rは、第1側壁ブロック210の中央ハウジング214に収納される。また、本体部100の押さえコロ104rが設けられた部分の裏面側と、基板230との間には、押さえバネ232sが設けられている。このため、押さえコロ104rは中央ハウジング214の内面に対してZ方向(図面上では上方)に押しつけられた状態となっている。
図2は、本実施例の本体部100の構造を示す分解組立図である。本体部100は、大まかには、振動体ケース120内に振動部110が収納された構造となっている。振動部110は、圧電材料によって直方体形状に形成された振動体112と、振動体112の長手方向(X方向)の端面に取り付けられたセラミック製の駆動凸部114と、振動体112のZ方向を向いた一方の面を4分割して設けられた4枚の表電極116などから構成されている。また、図2では示されていないが、4枚の表電極116が設けられた側と反対側の面には、ほぼ全面を覆う裏電極が設けられており、この裏電極はグランドに接地されている。後述するように振動体112は、電圧を印加することによって振動する性質を有している。尚、本実施例の駆動凸部114は、本発明の「凸部」に相当しており、本実施例の表電極116及び裏電極は、本発明の「電極」に相当している。
振動体112は、表電極116および裏電極が設けられた両面(図2では、Z方向を向いた両面)から樹脂製の支持部材130で挟まれた状態で、振動体ケース120に収納される。更に、表電極116側の支持部材130の上から、蓋板140、皿バネ142、および押さえ板144が積層されて、押さえ板144が止めネジ146で振動体ケース120に締結される。このため振動部110は、皿バネ142のバネ力によって蓋板140及び支持部材130を介して押さえ付けられながらも、樹脂製の支持部材130が剪断変形することによって、振動体ケース120内で振動体112が振動し得る状態で収納されている。尚、本実施例の振動体ケース120及び蓋板140は、本発明の「収納ケース」に相当し、本実施例の支持部材130は、本発明の「支持部」に相当している。
図3は、表電極116及び裏電極が設けられた振動体112に電圧を印加するための配線を示した説明図である。図示されているように、振動体112のZ方向を向いた両面(支持部材130が接する両面)の一方の面には4枚の表電極116が設けられており、互いに対角線の位置にある2つの表電極116を組(表電極116a及び表電極116dの組と、表電極116b及び表電極116cの組)として、各組の表電極116同士が電極間電線300a,300bによって接続されている。上下方向(Z方向)に立体交差する電極間電線300a,300bは、絶縁材料で被覆されており、表電極116に半田302で接合されている。また、表電極116の各組において駆動凸部114から遠い側の表電極116(表電極116cと表電極116d)は、図示しない外部電源と外部電線304a,304bによって接続されている。この外部電線304a,304bも、電極間電線300a,300bと同様に、絶縁材料で被覆された電線を用いて、半田302で表電極116に接合されている。
また、前述したように、4枚の表電極116が設けられた側と反対側の振動体112の面には、ほぼ全面を覆う裏電極が設けられており、この裏電極には、グランドに接地するためのグランド電線306が半田302で接合されている。尚、本実施例の電極間電線300、外部電線304、及びグランド電線306は、本発明の「電線」に相当しており、本実施例の半田302は、本発明の「接合部」に相当している。
B.圧電モーターの動作原理 :
図4は、圧電モーター10の動作原理を示す説明図である。圧電モーター10は、振動部110の表電極116に一定周期で電圧を印加したときに、振動部110の駆動凸部114が楕円運動することによって動作する。振動部110の駆動凸部114が楕円運動するのは次の理由による。
先ず、周知のように振動体112は、正電圧を印加すると伸張する性質を有している。従って、図4(a)に示すように、4つの表電極116の全てに正電圧を印加した後、印加電圧を解除することを繰り返すと、振動体112は長手方向(X方向)に伸縮する動作を繰り返す。このように、振動体112が長手方向(X方向)に伸縮を繰り返す動作を「伸縮振動」と呼ぶ。また、正電圧を印加する周波数を変化させていくと、ある特定の周波数となったときに伸縮量が急に大きくなって、一種の共振現象が発生する。伸縮振動で共振が発生する周波数(共振周波数)は、振動体112の物性と、振動体112の寸法(幅W、長さL、厚さT)とによって決定される。
また、図4(b)あるいは図4(c)に示すように、互いに対角線の位置にある2つの表電極116を組(表電極116aおよび表電極116dの組、あるいは表電極116bおよび表電極116cの組)として、一定周期で正電圧を印加する。すると、振動体112は、長手方向(X方向)の先端部(駆動凸部114が取り付けられた部分)が、図面上で左右方向(Y方向)に首を振るような動作を繰り返す。例えば、図4(b)に示したように、表電極116aおよび表電極116dの組に正電圧を印加する度に、振動体112は、長手方向の先端部が右方向に移動する動作を繰り返す。また、図4(c)に示したように、表電極116bおよび表電極116cの組に正電圧を印加する度に、振動体112は、長手方向の先端部が左方向に移動する動作を繰り返す。このような振動体112の動作を「屈曲振動」と呼ぶ。このような屈曲振動についても、振動体112の物性と、振動体112の寸法(幅W、長さL、厚さT)とによって決まる共振周波数が存在する。従って、互いに対角線の位置にある2つの表電極116に対して、その共振周波数で正電圧を印加すると、振動体112は右方向あるいは左方向(Y方向)に大きく首を振って振動する。
ここで、図4(a)に示した伸縮振動の共振周波数も、図4(b)あるいは図4(c)に示した屈曲振動の共振周波数も、振動体112の物性や、振動体112の寸法(幅W、長さL、厚さT)によって決定される。従って、振動体112の寸法(幅W、長さL、厚さT)を適切に選んでやれば、2つの共振周波数を一致させることができる。そして、そのような振動体112に対して、図4(b)あるいは図4(c)に示すような屈曲振動の形態の電圧を共振周波数で印加すると、図4(b)あるいは図4(c)に示す屈曲振動が生じると同時に、共振によって図4(a)の伸縮振動も誘起される。その結果、図4(b)に示す態様で表電極116aおよび表電極116dの組に電圧を印加した場合には、振動体112の先端部(駆動凸部114が取り付けられた部分)が図面上で時計回りに楕円を描くような動作(楕円運動)を行う。また、図4(c)に示す態様で表電極116bおよび表電極116cの組に電圧を印加した場合には、振動体112の先端部が図面上で反時計回りの楕円運動を行う。
圧電モーター10は、このような楕円運動を利用して対象物を駆動する。すなわち、振動体112の駆動凸部114を対象物に押しつけた状態で楕円運動を発生させる。すると駆動凸部114は、振動体112が伸張する際には対象物に押しつけられた状態で左から右に向かって(あるいは右から左に向かって)移動した後、振動体112が収縮する際には対象物から離れた状態で元の位置まで復帰する動作を繰り返す。この結果、対象物は、駆動凸部114から受ける摩擦力によって一方向に駆動されることになる。また、対象物が受ける駆動力は、駆動凸部114との間で生じる摩擦力に等しいから、駆動力の大きさは、駆動凸部114と対象物との間の摩擦係数と、駆動凸部114が対象物に押しつけられる力とによって決定される。
以上に説明した圧電モーター10の動作原理から明らかなように、圧電モーター10は、駆動凸部114を対象物に押しつけた状態で使用する必要がある。このため、本実施例の圧電モーター10では、駆動凸部114を備える本体部100が基台部200に対して移動可能となっており、本体部100と基台部200との間に設けられた加圧バネ222sによって、本体部100から突き出た駆動凸部114を対象物に押しつけるようになっている(図1参照)。
また、対象物を駆動すると、駆動凸部114は対象物から反力を受ける。そして、この反力は本体部100に伝達される。上述したように本体部100は基台部200に対して移動可能としなければならないが、駆動時に受ける反力で本体部100が移動方向とは直交する方向に逃げてしまうと、対象物に対して十分な駆動力を伝達することができなくなる。また、本体部100が逃げると駆動凸部114の移動量が減少するので対象物の駆動量が少なくなる。更に、本体部100の逃げ量は、常に安定しているとは限らないから、対象物の駆動量が不安定となってしまう。そこで、図1に示すように、本実施例の圧電モーター10では、本体部100の移動方向と直交する方向から、前方側圧バネ212sおよび後方側圧バネ216sによって本体部100を第2側壁ブロック220に押しつけるようになっている。
更に、振動体112は、駆動凸部114が楕円運動するように振動体112の振動(伸縮振動および屈曲振動)が許容される状態で、振動体ケース120内に収納されていなければならない。そこで、図2に示すように、本実施例の圧電モーター10では、振動体112の屈曲方向(Y方向:駆動凸部114が設けられた端部が移動する方向)と交差する方向(Z方向:振動部110の表電極116および裏電極が設けられた両面の向いた方向)から支持部材130で挟持した状態で、振動体112が振動体ケース120に収納されている。電圧の印加により振動体112が振動する際には、支持部材130が剪断方向に変形することによって振動体112の振動が許容されるので、上述した駆動凸部114の楕円運動を発生させることができる。また、振動体112を屈曲方向と交差する方向から支持部材130で挟持することにより、振動体112の屈曲方向から挟持する場合に比べて、屈曲振動が振動体ケース120に伝わることによるエネルギーの損失を抑制して、対象物を効率よく駆動することができる。
このような支持部材130は、ポリイミドなどの樹脂材料で形成されており、支持部材130の厚みが大きくなるほど、剪断方向への変形(剪断変形)が容易となって、許容される振動体112の振幅(振動の自由度)が大きくなる。すると、駆動凸部114の移動量が増加して、対象物の駆動量や駆動スピードが向上することから、対象物を駆動する上で有利な方向に作用する。但し、支持部材130は、剪断方向に変形するときの剛性で、駆動凸部114が対象物から受ける反力を支えるようになっており、支持部材130が厚くなると、剪断変形が容易となる反面、対象物からの反力を支える剛性が低下して、対象物の駆動が減少してしまうことになる。このように支持部材130は、剪断変形によって振動体112の振動を許容しつつ、駆動凸部114が対象物から受ける反力を支える適度な剛性を備えるように、適切な厚みに設定しておく必要がある。本実施例の圧電モーターでは、1.0mmの厚さの支持部材130によって、振動体112(幅:7.5mm、長さ:30.0mm、厚さ:3.0mm)を両側から挟持するようになっている。
ここで、前述したように、支持部材130によって挟持される振動体112の両面(振動体112の屈曲方向と交差する方向に向いた両面)には、表電極116や裏電極が設けられており、これらの電極に、振動体112に電圧を印加するための各種電線(電極間電線300a,300bや、外部電線304a,304bや、グランド電線306)が半田302で接合される。しかし、このように振動体112の表電極116および裏電極が設けられる面と同じ面が支持部材130で挟持される場合には、表電極116および裏電極への配線の確保が制約されることになる。そこで、本実施例の圧電モーター10では、次のようにして振動体112の表電極116aおよび裏電極への配線を確保している。
C.表電極および裏電極への配線の確保 :
図5は、X−Z平面で本体部100の断面を取ることによって、振動体112の表電極116および裏電極115に配線されている様子を示した説明図である。図示されているように、振動体112の表電極116と蓋板140との間には、支持部材130の厚み分の空間(隙間)が生じる。前述したように支持部材130の厚みは、振動体112の振動を許容するための剪断変形のし易さと、駆動凸部114が対象物から受ける反力を支える適度な剛性とを考慮して設定されており、本実施例の圧電モーター10では、1.0mmの厚さの支持部材130が用いられている。そして、この支持部材130の厚み分の隙間を利用して、表電極116への配線が行われている。すなわち、図3に示したように、振動体112に設けられた4枚の表電極116は、互いに対角線の位置にある2つの表電極116(表電極116a及び表電極116dの組と、表電極116b及び表電極116cの組)が電極間電線300a,300bによって接続されており、これら電極間電線300a,300bは、上下方向(Z方向)に立体交差して、表電極116に半田302で接合されている。また、表電極116(表電極116cおよび表電極116d)には、外部電線304a,304bが半田302で接合されている。これら電極間電線300a,300bおよび外部電線304a,304bには、外径が支持部材130の厚みよりも小さい電線(例えば、外径:0.27mm)が用いられている。また、各種電線を表電極116に接合する半田302の厚み(表電極116からの高さ)は、支持部材130の厚みよりも小さく形成されている。このため、支持部材130の厚み分の隙間に、表電極116への配線(半田302、電極間電線300a,300b、外部電線304a,304b)を収めることができる。
また同様に、振動体ケース120の底面と振動体112の裏電極115との間にも、支持部材130の厚み分の隙間が生じる。前述したように、振動体112の4枚の表電極116が設けられた側と反対側の面には、ほぼ全面を覆う裏電極115が設けられており、裏電極115には、グランド電線306が半田302で接合されている。このグランド電線306には、外部電線304a,304bと同様に、外径が支持部材130の厚みよりも小さい電線が用いられている。また、グランド電線306を裏電極115に接合する半田302の厚み(裏電極115からの高さ)は、支持部材130の厚みよりも小さく形成されているので、支持部材130の厚み分の隙間に、裏電極115への配線(半田302、グランド電線306)を収めることができる。
以上のように本実施例の圧電モーター10では、表電極116への配線(半田302、電極間電線300a,300b、外部電線304a,304b)および裏電極115への配線(半田302、グランド電線306)が、支持部材130の厚みで生じる隙間に収められていることから、振動体112の屈曲方向と交差する方向から支持部材130で振動体112の両側(表電極116および裏電極115が設けられた両面)を挟持する方式において、表電極116および裏電極115への配線を確保することができる。
また、図5に示すように、表電極116に向き合う蓋板140の内面、および裏電極115に向き合う振動体ケース120の内面には、絶縁材料で形成された絶縁シート132が貼付されている。このため、仮に蓋板140や振動体ケース120に歪みが生じて、蓋板140の内面が表電極116の半田302に触れたり、振動体ケース120の内面が裏電極115の半田302に触れたりするようなことがあっても、漏電することはなく、振動体112に安定して電圧を印加することができる。
さらに、本実施例の圧電モーター10では、振動体112の駆動凸部114が設けられた端部よりも屈曲振動の振幅が小さい部分(節部)を支持部材130で挟持して、この支持部材130で挟持される節部とは異なる節部で各電極(表電極116および裏電極115)に配線を行うようになっている。こうすることで、より安定した配線を確保することができる。以下、この点について補足して説明する。
図6は、振動体112の節部を示した説明図である。図4を用いて前述したように、振動体112は、4つの表電極116の互いに対角線の位置にある2つの表電極116を組(表電極116aおよび表電極116dの組と、表電極116bおよび表電極116cの組)として、一定周期で正電圧を印加すると、駆動凸部114が図面上で左右方向(Y方向)に首を振るように振動体112が屈曲振動を繰り返す。図6では、振動体112に正電圧が印加されていない状態が破線で示されており、振動体112の表電極116aおよび表電極116dの組に正電圧が印加されて駆動凸部114が右方向に移動した状態が実線で示されている。
このように屈曲振動する振動体112は、全体が一様に振動する(Y方向に移動する)わけではなく、図6に示すように、駆動凸部114が設けられた先端部と同様の振幅で振動する部分である腹部117(117a,117b)と、先端部や腹部117よりも屈曲振動の振幅が小さい部分である節部118とを有する。本実施例の振動体112は、振動体112の長手方向(X方向)の中央にある中央節部118bと、駆動凸部114に近い側にある前節部118aと、駆動凸部114から遠い側にある後節部118cの3つの節部118を有している。
これら3つの節部118のうち、前節部118aおよび後節部118cは、支持部材130が振動体112を挟持する部分となっている(図5参照)。このように振動体112の節部118を支持部材130で挟持するようにすれば、節部118と異なる部分(腹部117など)を挟持する場合に比べて、振動体112が屈曲振動する際に支持部材130が剪断方向に変形する変形量を大きくすることなく、振動体112の屈曲振動の振幅(駆動凸部114の移動量)を増大させることができるので、対象物を駆動する上で有利となる。
また、支持部材130で挟持されていない中央節部118bは、前述した支持部材130の厚み分の隙間に面することになる(図5参照)。そして、本実施例の圧電モーター10では、この中央節部118bにおいて表電極116への配線(電極間電線300a,300bおよび外部電線304a,304bの半田302による接合)および裏電極115への配線(グランド電線306の半田302による接合)を行うようになっている。このように節部118で各電極への配線を行えば、配線が振動体112の屈曲振動の妨げとなることを抑制することができる。また、振動体112の屈曲振動の影響で配線が電極から外れてしまうことを抑制できるので、振動体112に安定して電圧を印加する配線を確保するのに好適である。
D.変形例 :
以下では、上述した本実施例の圧電モーター10の変形例について説明する。尚、変形例の説明にあたっては、上述の実施例と同様の構成部分については、先に説明した実施例と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図7は、変形例の振動体112に設けられた表電極116および表電極116への配線を示した説明図である。先ず、図7(a)には、表電極116に電極間電線300や外部電線304を半田302で接合する前の状態が示されている。変形例の振動体112においても、前述した実施例と同様に、表電極116が4つの領域から構成されている。このうち、表電極116bおよび表電極116cは、表電極116を形成する際に一体に形成される連結部116eによって予め接続されている。
このような変形例の振動体112おいて、表電極116に配線する際には、図7(b)に示すように、表電極116aおよび表電極116dを電極間電線300aで接続すればよく、表電極116bおよび表電極116cは、連結部116eによって予め接続されているので、前述した実施例のように電極間電線300b(図3参照)によって接続する必要がない。このため、前述した実施例に比べて表電極116への配線作業を簡素化することができる。尚、変形例の表電極116bおよび表電極116cは、本発明の「第1領域」および「第2領域」に相当し、変形例の116aおよび表電極116dは、本発明の「第3領域」および「第4領域」に相当している。
また、前述した実施例の振動体112では、2本の電極間電線300a,300bが上下方向(Z方向)に立体交差していたのに対して(図5参照)、変形例の振動体112では、電極間電線300bに代えて、連結部116eが表電極116の形成時に一体に形成されており、2本の電極間電線300a,300bを立体交差させる必要がないので、振動体112の表電極116と蓋板140との間に生じる支持部材130の厚み分の隙間に表電極の配線(半田302、電極間電線300a、外部電線304a,304b)を収めることが容易となる。従って、特に振動体112の屈曲方向と交差する方向から支持部材130で振動体112の両面(表電極116および裏電極115が設けられた両面)を挟持する方式において、表電極116への配線を確保するのに好適である。
E.適用例 :
上述した本実施例の圧電モーター10あるいは変形例の圧電モーター10は、小型で対象物を精度良く駆動することができるから、以下のような装置の駆動装置として好適に組み込むことができる。
図8は、本実施例の圧電モーター10を組み込んで構成された電子部品検査装置600を例示した斜視図である。図示した電子部品検査装置600は、大まかには基台610と、基台610の側面に立設された支持台630とを備えている。基台610の上面には、検査対象の電子部品1が載置されて搬送される上流側ステージ612uと、検査済みの電子部品1が載置されて搬送される下流側ステージ612dとが設けられている。また、上流側ステージ612uと下流側ステージ612dとの間には、電子部品1の姿勢を確認するための撮像装置614と、電気的な特性を検査するために電子部品1がセットされる検査台616とが設けられている。尚、電子部品1の代表的なものとしては、「半導体」、「CLDやOLEDなどの表示デバイス」、「水晶デバイス」、「各種センサー」、「インクジェットヘッド」、「各種MEMSデバイス」などが挙げられる。また、本実施例の検査台616は、本発明の「検査ソケット」に対応する。
また、支持台630には、基台610の上流側ステージ612uおよび下流側ステージ612dと平行な方向(Y方向)に移動可能にYステージ632が設けられており、Yステージ632からは、基台610に向かう方向(X方向)に腕部634が延設されている。また、腕部634の側面には、X方向に移動可能にXステージ636が設けられている。そして、Xステージ636には、撮像カメラ638と、上下方向(Z方向)に移動可能なZステージを内蔵した把持装置650が設けられている。また、把持装置650の先端には、電子部品1を把持する把持部652が設けられている。更に、基台610の前面側には、電子部品検査装置600の全体の動作を制御する制御装置618も設けられている。尚、本実施例では、支持台630に設けられたYステージ632や、腕部634や、Xステージ636や、把持装置650が、本発明の「電子部品搬送装置」に対応する。また、Xステージ636、Yステージ632、および把持装置650に内蔵されたZステージが、本発明の「移動装置」に対応する。更に、本実施例の制御装置618は、本発明の「第1制御部」、「第2制御部」、「第3制御部」に対応する。
以上のような構成を有する電子部品検査装置600は、次のようにして電子部品1の検査を行う。先ず、検査対象の電子部品1は、上流側ステージ612uに載せられて、検査台616の近くまで移動する。次に、Yステージ632およびXステージ636を動かして、上流側ステージ612uに載置された電子部品1の真上の位置まで把持装置650を移動させる。このとき、撮像カメラ638を用いて電子部品1の位置を確認することができる。そして、把持装置650内に内蔵されたZステージを用いて把持装置650を降下させて、把持部652で電子部品1を把持すると、そのまま把持装置650を撮像装置614の上に移動させて、撮像装置614を用いて電子部品1の姿勢を確認する。続いて、把持装置650に内蔵されている微調整機構を用いて電子部品1の姿勢を調整する。そして、把持装置650を検査台616の上まで移動させた後、把持装置650に内蔵されたZステージを動かして電子部品1を検査台616の上にセットする。把持装置650内の微調整機構を用いて電子部品1の姿勢が調整されているので、検査台616の正しい位置に電子部品1をセットすることができる。そして、検査台616を用いて電子部品1の電気的な特性の検査が終了したら、再び、今度は検査台616から電子部品1を取り上げた後、Yステージ632およびXステージ636を動かして、下流側ステージ612dの上まで把持装置650を移動させ、下流側ステージ612dに電子部品1を置く。その後、下流側ステージ612dを動かして、検査が終了した電子部品1を所定位置まで搬送する。
図9は、把持装置650に内蔵された微調整機構についての説明図である。図示されるように把持装置650内には、把持部652に接続された回転軸654や、回転軸654が回転可能に取り付けられた微調整プレート656などが設けられている。また、微調整プレート656は、図示しないガイド機構によってガイドされながら、X方向およびY方向に移動可能となっている。
ここで、図9に斜線を付して示されるように、回転軸654の端面に向けて回転方向用の圧電モーター10θが搭載されており、圧電モーター10θの駆動凸部(図示は省略)が回転軸654の端面に押しつけられている。このため、圧電モーター10θを動作させることによって、回転軸654(および把持部652)をθ方向に任意の角度だけ精度良く回転させることが可能となっている。また、微調整プレート656に向けてX方向用の圧電モーター10xと、Y方向用の圧電モーター10yとが設けられており、それぞれの駆動凸部(図示は省略)が微調整プレート656の表面に押しつけられている。このため、圧電モーター10xを動作させることによって、微調整プレート656(および把持部652)をX方向に任意の距離だけ精度良く移動させることができ、同様に、圧電モーター10yを動作させることによって、微調整プレート656(および把持部652)をY方向に任意の距離だけ精度良く移動させることが可能となっている。従って、図8の電子部品検査装置600は、圧電モーター10θ、圧電モーター10x、圧電モーター10yを動作させることにより、把持部652で把持した電子部品1の姿勢を微調整することが可能である。尚、本実施例では、圧電モーター10x、圧電モーター10yがそれぞれ本発明の「第1の圧電モーター」、「第2の圧電モーター」に対応し、圧電モーター10θが本発明の「第3の圧電モーター」に対応する。また、回転軸654や、微調整プレート656、圧電モーター10θ、圧電モーター10x、圧電モーター10yによって構成される微調整機構が、本発明の「駆動装置」に対応する。
図10は、本実施例の圧電モーター10を組み込んだ印刷装置700を例示した斜視図である。図示した印刷装置700は、印刷媒体2の表面にインクを噴射して画像を印刷するいわゆるインクジェットプリンターである。印刷装置700は、略箱形の外観形状をしており、前面のほぼ中央には排紙トレイ701や、排出口702や、複数の操作ボタン705が設けられている。また、背面側には供給トレイ703が設けられている。供給トレイ703に印刷媒体2をセットして操作ボタン705を操作すると、供給トレイ703から印刷媒体2が吸い込まれて、印刷装置700の内部で印刷媒体2の表面に画像が印刷された後、排出口702から排出される。
印刷装置700の内部には、印刷媒体2上で主走査方向に往復動するキャリッジ720と、キャリッジ720の主走査方向への動きをガイドするガイドレール710が設けられている。また、図示したキャリッジ720は、印刷媒体2上にインクを噴射する噴射ヘッド722や、キャリッジ720を主走査方向に駆動するための駆動部724などから構成されている。噴射ヘッド722の底面側(印刷媒体2に向いた側)には、複数の噴射ノズルが設けられており、噴射ノズルから印刷媒体2に向かってインクを噴射することができる。また、駆動部724には、圧電モーター10m,10sが搭載されている。圧電モーター10mの駆動凸部(図示は省略)はガイドレール710に押しつけられている。このため、圧電モーター10mを動作させることで、キャリッジ720を主走査方向に移動させることができる。また、圧電モーター10sの駆動凸部114は、噴射ヘッド722に対して押しつけられている。このため、圧電モーター10sを動作させることで、噴射ヘッド722の底面側を印刷媒体2に近付けたり、印刷媒体2から遠ざけたりすることが可能である。また、印刷媒体2として、いわゆるロール紙を用いる印刷装置700では、画像を印刷したロール紙を切断する機構が必要となる。このような場合には、キャリッジ720にカッターを取り付けて主走査方向に移動させれば、ロール紙を切断することも可能である。
図11は、本実施例の圧電モーター10を組み込んだロボットハンド800を例示した説明図である。図示したロボットハンド800は、基台802から複数本の指部803が立設されており、手首804を介してアーム810に接続されている。ここで、指部803の根元の部分は基台802内で移動可能となっており、この指部803の根元の部分に駆動凸部114を押しつけた状態で圧電モーター10fが搭載されている。このため、圧電モーター10fを動作させることで、指部803を移動させて対象物を把持することができる。また、手首804の部分にも、手首804の端面に駆動凸部114を押しつけた状態で圧電モーター10rが搭載されている。このため、圧電モーター10rを動作させることで、基台802全体を回転させることが可能である。
図12は、ロボットハンド800を備えたロボット850を例示した説明図である。図示されるようにロボット850は、複数本のアーム810と、それらアーム810の間を屈曲可能な状態で接続する関節部820とを備えている。また、ロボットハンド800はアーム810の先端に接続されている。そして、関節部820には、関節部820を屈曲させるためのアクチュエーターとして圧電モーター10jが内蔵されている。このため、圧電モーター10jを動作させることにより、それぞれの関節部820を任意の角度だけ屈曲させることが可能である。
以上、本発明の圧電モーターや、圧電モーターを搭載した各種装置について説明したが、本発明は上記の実施例や、変形例、適用例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
例えば、前述した実施例では、振動体112の3つの節部118のうち、前節部118aおよび後節部118cで振動体112が支持部材130によって挟持され、中央節部118bで表電極116への配線および裏電極115への配線が行われていた(図5および図6参照)。しかし、3つの節部118のうち一部の節部118で振動体112を支持部材130で挟持し、支持部材130で挟持されていない節部118の何れかで電極への配線を行えばよく、前述した実施例の態様に限られるわけではない。例えば、図13に示すように、中央節部118bにて振動体112を支持部材130で挟持することとして、前節部118aおよび後節部118cにて表電極116への配線(電極間電線300a,300bおよび外部電線304a,304bの半田302による接合)および裏電極115の配線(グランド電線306の半田302による接合)を行ってもよい。この場合でも、前述した実施例と同様に、支持部材130の変形量を大きくすることなく振動体112の駆動凸部114の移動量を増大させたり、振動体112の屈曲振動の影響で配線が電極から外れることを抑制したりする効果を得ることができる。また、前節部118aまたは後節部118cの何れか一方で振動体112を挟持することとして、中央節部118bで表電極116への配線および裏電極115への配線を行ってもよい。
10…圧電モーター、 100…本体部、 110…振動部、
112…振動体、 114…駆動凸部、 115…裏電極、
116…表電極、 120…振動体ケース、 130…支持部材、
132…絶縁シート、 140…蓋板、 142…皿バネ、
144…押さえ板、 146…止めネジ、 200…基台部、
210…第1側壁ブロック、 220…第2側壁ブロック、 230…基板、
240…止めネジ、 300…電極間電線、 302…半田、
304…外部電線、 306…グランド電線、 600…電子部品検査装置、
610…基台、 612d…下流側ステージ、 612u…上流側ステージ、
614…撮像装置、 616…検査台、 618…制御部、
630…支持台、 634…腕部、 638…撮像カメラ、
650…把持装置、 652…把持部、 654…回転軸、
656…微調整プレート、 700…印刷装置、 701…排紙トレイ、
702…排出口、 703…供給トレイ、 705…操作ボタン、
710…ガイドレール、 720…キャリッジ、 722…噴射ヘッド、
724…駆動部、 800…ロボットハンド、 802…基台、
803…指部、 804…手首、 810…アーム、
820…関節部、 850…ロボット

Claims (14)

  1. 圧電材料を含む振動体に電圧を印加して屈曲振動を発生させ、前記振動体の端部に設けられた凸部を対象物に接触させることによって、前記対象物を移動させる圧電モーターであって、
    前記振動体の屈曲振動で前記凸部が設けられた端部が移動する屈曲方向と交差する方向を向いた前記振動体の両面に形成され、前記電圧が印加される電極と、
    非導電性材料で被覆され、前記電極に電圧を印加する電線と、
    前記電極と前記電線とを電気的に接合する接合部と、
    前記振動体を収納する収納ケースと、
    前記振動体と前記収納ケースとの間に設けられ、前記振動体の屈曲方向と交差する方向から、前記電極が設けられた前記振動体の両面を挟持する支持部と、
    を備え、
    前記接合部は、前記振動体の前記電極と前記収納ケースとの間に生じる前記支持部の厚み分の隙間に設けられ、
    前記接合部の前記電極からの高さ及び前記電線の外径は、前記支持部の厚みよりも小さい
    ことを特徴とする圧電モーター。
  2. 請求項1に記載の圧電モーターであって、
    前記振動体は、
    前記凸部が設けられた端部と前記屈曲振動の振幅が同じである複数の腹部と、
    前記腹部よりも前記屈曲振動の振幅が小さい複数の節部と、
    を有し、
    前記支持部は、前記複数の節部のうち一部の節部で前記振動体に接しており、
    前記接合部は、前記支持部が接していない前記節部の何れかで前記電極と接合している
    ことを特徴とする圧電モーター。
  3. 請求項1または請求項2に記載の圧電モーターであって、
    前記電極と向き合う前記収納ケースの内面は、非導電性材料で被覆されている
    ことを特徴とする圧電モーター。
  4. 請求項1ないし請求項3の何れか一項に記載の圧電モーターであって、
    前記電極は、
    連結部を介して互いに接続され、前記連結部を含めて一体に形成された第1領域および第2領域と、
    前記第1領域および前記第2領域とは電気的に隔絶して形成され、前記連結部に対して互いに異なる側に配置された第3領域および第4領域と、
    を有し、
    前記第3領域と前記第4領域とは、前記連結部と交差する前記電線によって互いに接続されている
    ことを特徴とする圧電モーター。
  5. 請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の圧電モーターを備える駆動装置。
  6. 請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の圧電モーターを備える印刷装置。
  7. 請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の圧電モーターを備えるロボットハンド。
  8. 請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の圧電モーター、または請求項7に記載のロボットハンドを備えるロボット。
  9. 把持した電子部品を検査ソケットに装着して、前記電子部品の電気的特性を検査する電子部品検査装置であって、
    請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の圧電モーターを用いて、前記検査ソケットに対する前記電子部品の位置合わせを行う
    ことを特徴とする電子部品検査装置。
  10. 把持した電子部品を検査ソケットに装着して、前記電子部品の電気的特性を検査する電子部品検査装置であって、
    前記検査ソケットに対する前記電子部品の位置合わせを行う圧電モーターを備え、
    前記圧電モーターは、
    圧電材料を含んで形成され、電圧が印加されると屈曲振動する振動体と、
    前記振動体の端部に設けられた凸部と、
    前記振動体の屈曲振動で前記凸部が設けられた端部が移動する屈曲方向と交差する方向を向いた前記振動体の両面に形成され、前記電圧が印加される電極と、
    非導電性材料で被覆され、前記電極に電圧を印加する電線と、
    前記電極と前記電線とを電気的に接合する接合部と、
    前記振動体を収納する収納ケースと、
    前記振動体と前記収納ケースとの間に設けられ、前記振動体の屈曲方向と交差する方向から、前記電極が設けられた前記振動体の両面を挟持する支持部と、
    を備え、
    前記接合部は、前記振動体の前記電極と前記収納ケースとの間に生じる前記支持部の厚み分の隙間に設けられ、
    前記接合部の前記電極からの高さ及び前記電線の外径は、前記支持部の厚みよりも小さい
    ことを特徴とする電子部品検査装置。
  11. 電子部品が装着されて、前記電子部品の電気的特性が検査される検査ソケットと、
    前記電子部品を把持する把持装置と、
    前記把持装置を互いに直交する第1軸および第2軸と、前記第1軸および前記第2軸に直交する第3軸との合計三軸方向に移動させる移動装置と、
    前記検査ソケットから見て前記第1軸上または前記第2軸上に設けられて、前記検査ソケットに装着される前記電子部品について、前記第1軸および前記第2軸の方向への位置および前記第3軸まわりの角度を、前記電子部品の姿勢として検出する撮像装置と、
    前記検査ソケットから前記撮像装置を結ぶ前記第1軸または前記第2軸上の所定位置まで、前記電子部品を搬送する上流側ステージと、
    前記検査ソケットから見て前記撮像装置が設けられている側と反対側の所定位置から、前記電子部品を搬送する下流側ステージと、
    前記移動装置の動作を制御する制御装置と、
    を備える電子部品検査装置であって、
    前記制御装置は、
    前記上流側ステージが搬送してきた前記電子部品を把持した前記把持装置を、前記撮像装置の上まで移動させる第1制御部と、
    前記把持装置を移動させることによって、前記撮像装置で姿勢が確認された前記電子部品を前記検査ソケットに装着する第2制御部と、
    前記把持装置を移動させることによって、前記検査ソケットで前記電気的特性が検査された前記電子部品を前記検査ソケットから前記下流側ステージに載置する第3制御部と、
    を備えており、
    前記把持装置は、前記撮像装置で検出された前記電子部品の姿勢に基づいて、前記電子部品を前記第1軸方向に移動させる第1の圧電モーターと、前記第2軸方向に移動させる第2の圧電モーターと、前記第3軸まわりに回転させる第3の圧電モーターとを有しており、
    前記第1ないし第3の圧電モーターは、請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の圧電モーターである
    ことを特徴とする電子部品検査装置。
  12. 把持した電子部品を搬送する電子部品搬送装置であって、
    請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の圧電モーターを用いて、前記電子部品の位置合わせを行う
    ことを特徴とする電子部品搬送装置。
  13. 把持した電子部品を搬送する電子部品搬送装置であって、
    前記電子部品の位置合わせを行う圧電モーターを備え、
    前記圧電モーターは、
    圧電材料を含んで形成され、電圧が印加されると屈曲振動する振動体と、
    前記振動体の端部に設けられた凸部と、
    前記振動体の屈曲振動で前記凸部が設けられた端部が移動する屈曲方向と交差する方向を向いた前記振動体の両面に形成され、前記電圧が印加される電極と、
    非導電性材料で被覆され、前記電極に電圧を印加する電線と、
    前記電極と前記電線とを電気的に接合する接合部と、
    前記振動体を収納する収納ケースと、
    前記振動体と前記収納ケースとの間に設けられ、前記振動体の屈曲方向と交差する方向から、前記電極が設けられた前記振動体の両面を挟持する支持部と、
    を備え、
    前記接合部は、前記振動体の前記電極と前記収納ケースとの間に生じる前記支持部の厚み分の隙間に設けられ、
    前記接合部の前記電極からの高さ及び前記電線の外径は、前記支持部の厚みよりも小さい
    ことを特徴とする電子部品搬送装置。
  14. 電子部品を把持する把持装置と、
    互いに直交する第1軸および第2軸と、前記第1軸および前記第2軸に直交する第3軸との合計三軸方向に前記把持装置を移動させる移動装置と、
    前記移動装置の動作を制御する制御装置と、
    を備える電子部品搬送装置であって、
    前記把持装置は、前記電子部品を前記第1軸方向に移動させる第1の圧電モーターと、前記第2軸方向に移動させる第2の圧電モーターと、前記第3軸まわりに回転させる第3の圧電モーターとを有しており、
    前記第1ないし第3の圧電モーターは、請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の圧電モーターである
    ことを特徴とする電子部品搬送装置。
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TW101145325A TW201325059A (zh) 2011-12-06 2012-12-03 壓電馬達、驅動裝置、電子零件搬送裝置、電子零件檢查裝置、印刷裝置、機器人手部、及機器人
US13/693,550 US20130141716A1 (en) 2011-12-06 2012-12-04 Piezoelectric motor, driving device, electronic component conveying device, electronic component inspection device, printing device, robot hand, and robot
CN2012105137459A CN103151955A (zh) 2011-12-06 2012-12-04 压电马达、驱动装置、电子部件搬送装置、电子部件检查装置、印刷装置、机器人手以及机器人

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019180175A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 株式会社フコク リニア型アクチュエータ
JP2019180174A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 株式会社フコク 圧電アクチュエータ

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013255959A (ja) * 2012-06-12 2013-12-26 Seiko Epson Corp 移動機構、電子部品搬送装置、電子部品検査装置
US10088936B2 (en) * 2013-01-07 2018-10-02 Novasentis, Inc. Thin profile user interface device and method providing localized haptic response
JP6164044B2 (ja) * 2013-10-30 2017-07-19 セイコーエプソン株式会社 圧電モーター、ロボットハンド、ロボット、指アシスト装置、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、送液ポンプ、印刷装置、電子時計、投影装置
JP6467809B2 (ja) * 2014-08-13 2019-02-13 セイコーエプソン株式会社 圧電駆動装置及びその駆動方法、ロボット及びその駆動方法
CN104275600B (zh) * 2014-09-24 2017-04-12 张颖 鼠标的电路模组取放装置
CN105058366B (zh) * 2015-08-20 2017-03-22 宁波大学 一种四自由度压电微夹钳
CN105269579B (zh) * 2015-11-19 2017-03-22 南京航空航天大学 嵌入式柔性机械臂振动控制装置
JP6834262B2 (ja) * 2016-08-31 2021-02-24 セイコーエプソン株式会社 振動子、圧電アクチュエーター、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置および振動子の製造方法
CN106546770B (zh) * 2016-09-29 2019-05-21 南京邮电大学 一种基于惯性压电马达的扫描隧道显微镜
JP7151166B2 (ja) * 2018-05-18 2022-10-12 セイコーエプソン株式会社 把持装置およびロボット
CN113923321B (zh) * 2020-07-08 2022-09-02 荣耀终端有限公司 摄像头升降模组及电子设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL106296A0 (en) * 1993-07-09 1993-12-28 Nanomotion Ltd Ceramic motor
JP2005081538A (ja) * 2003-09-11 2005-03-31 Seiko Epson Corp マニピュレータおよびこれを備えた装置
GB0323920D0 (en) * 2003-10-11 2003-11-12 Johnson Electric Sa Electric motor
JP4035157B2 (ja) * 2005-12-15 2008-01-16 松下電器産業株式会社 超音波アクチュエータ
WO2007080851A1 (ja) * 2006-01-12 2007-07-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 超音波アクチュエータ
JP5245358B2 (ja) * 2007-02-14 2013-07-24 セイコーエプソン株式会社 圧電振動体、圧電アクチュエータ、および携帯機器
JP2009017735A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Olympus Corp 超音波モータ
JP5212520B2 (ja) * 2011-06-23 2013-06-19 セイコーエプソン株式会社 電子部品ハンドラ及びハンドラ
US8796906B2 (en) * 2011-12-06 2014-08-05 Seiko Epson Corporation Piezoelectric motor, driving device, electronic component conveying device, electronic component inspection device, printing device, robot hand, and robot

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019180175A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 株式会社フコク リニア型アクチュエータ
JP2019180174A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 株式会社フコク 圧電アクチュエータ

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