JP2013230018A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

【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

Description

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。
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。
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)。
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。
特開2008−218163号公報 特開2004−60746号公報
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。
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。
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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
〔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。
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。
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。 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。 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。 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。 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。 突出部のその他の形態を示す断面図。 第2実施形態に係るロボットハンドを示す外観図。 第3実施形態に係るロボットを示す外観図。 第4実施形態に係る電子部品検査装置を示す外観図。 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。
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、
1=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、
2=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、
T=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。
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、
H≒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。
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。
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(Al23)、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。
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。
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。
(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。
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。
(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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

Claims (16)

  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
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