JP2017175697A - 駆動装置、超音波モーター、ロボット、ハンド、及びポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】通電用配線に故障があった場合でも、装置の動作を継続する。
【解決手段】駆動装置は、電力の供給を受けて力を発生させる複数の動力発生装置を備え、前記複数の動力発生装置は、それぞれ２以上の動力発生装置が直列に接続されている複数の動力発生装置組を構成し、前記複数の動力発生装置組が並列に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動装置、圧電駆動装置、超音波モーター、ロボット、ハンド、及びポンプに関する。

ピエゾ素子（圧電素子）によって駆動されるピエゾインジェクターを備えた噴射装置が知られている（例えば特許文献１）。この噴射装置では、複数のピエゾ素子が並列に駆動回路に接続されている。駆動回路からピエゾ素子に電力を供給する通電用配線に故障が検出された時に、各ピエゾ素子と並列に設けられているスイッチをオンすることで強制放電用回路を形成し、ピエゾ素子に蓄えられた電荷を速やかに放電させて燃料噴射を停止する。

特開２００６−２００４４６号公報

特許文献１の噴射装置の場合、スイッチと、スイッチの制御回路とが必要となり装置の小型化が難しい。また、通電用配線の故障として、ピエゾ素子を並列に配置した場合には短絡があり、ピエゾ素子に電圧が印加されないため、燃料噴射が停止される。また、ピエゾ素子を直列に配置した場合にも、開放による通電用配線の故障があり、この場合もピエゾ素子に電圧が印加されないため、燃料噴射が停止される。しかし、通電用配線に故障があった場合であっても、燃料噴射装置（ピエゾ素子）の動作を継続したい場合がある。このような通電用配線に故障があった場合に、装置の動作を継続するという課題は、燃料噴射装置に限られず、ピエゾ素子（圧電素子）を有する動力発生装置や、他の電動の動力発生装置に共通する課題である。

本発明は、上述の課題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。

（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、電力の供給を受けて力を発生させる複数の動力発生装置を備え、前記複数の動力発生装置は、それぞれ２以上の動力発生装置が直列に接続されている複数の動力発生装置組を構成し、前記複数の動力発生装置組が並列に接続されている。
この形態によれば、１個の動力発生装置組の１個の動力発生装置に短絡異常が発生しても、その動力発生装置組の他の動力発生装置に電力を供給できるので、動作を継続できる。また、１個の動力発生装置組のいずれかで開放異常があった場合にも、他の動力発生装置組に電力を供給できるので、駆動装置の動作を継続できる。

（２）本発明の他の一形態によれば、駆動装置が提供される。この駆動装置は、電力の供給を受けて振動する複数の振動体を備え、前記複数の振動体は、それぞれ２以上の振動体が直列に接続されている複数の振動体組を構成し、前記複数の振動体組が並列に接続されている。
この形態によれば、１個の振動体組の１個の振動体に短絡異常が発生しても、その振動体組の他の振動体に電力を供給できるので、動作を継続できる。また、１個の振動体組のいずれかで開放異常があった場合にも、他の振動体組に電力を供給できるので、駆動装置の動作を継続できる。

（３）上記形態において、前記振動体は、圧電素子を含んでいてもよい。
この形態によれば、圧電素子を含む振動体に短絡異常や開放異常が生じても、駆動装置の動作を継続できる。

（４）上記形態において、前記複数の振動体は、前記振動体の駆動力を被駆動体に伝達する伝達部を備えてもよい。
この形態によれば、振動体の駆動力を被駆動体に伝達できる。

（５）上記形態において、前記振動体組を構成する２以上の振動体は、積層されていてもよい。
この形態によれば、駆動装置の駆動力を大きくできる。また、各振動体への配線が容易である。

（６）本発明の一形態によれば、超音波モーターが提供される。この超音波モーターは、被駆動体と、前記被駆動体を駆動する形態２から５のいずれか一つに記載の駆動装置と、を備える。
この形態によれば、１個の振動体組の１個の振動体に短絡異常が発生しても、その振動体組の他の振動体に電力を供給できるので、超音波モーターの動作を継続できる。また、１個の振動体組のいずれかで開放異常があった場合にも、他の振動体組に電力を供給できるので、超音波モーターの動作を継続できる。

本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、駆動装置、圧電駆動装置の他、超音波モーター、超音波モーターを備えるロボット、超音波モーターを備えるハンド、超音波モーターを備えるポンプ等様々な形態で実現することができる。

第１の実施形態の駆動装置を示す説明図。 第２の実施形態の駆動装置を示す説明図。 第２の実施形態における振動体と駆動回路の間の配線の一例を示す配線図。 図３の接続状態を示す等価回路図。 第３の実施形態の駆動装置を示す説明図。 第３の実施形態の振動体組を示す説明図。 第３の実施形態の駆動装置の等価回路図。 第４の実施形態の駆動装置を示す説明図。 駆動装置を利用したロボットの一例を示す説明図。 図９に示したロボットの手首部分の説明図。 駆動装置を利用した指アシスト装置を示す説明図。 駆動装置を利用したポンプの一例を示す説明図。

・第１の実施形態：
図１は、第１の実施形態の駆動装置１０を示す説明図である。駆動装置１０は、複数（第１の実施形態では６個）の動力発生装置ＭＡ１、ＭＡ２、ＭＢ１、ＭＢ２、ＭＣ１、ＭＣ２と、電源ＤＣと、連動スイッチＳＷと、被駆動体５０と、出力軸５１と、を備える。動力発生装置ＭＡ１は、コイルＣＡ１と、ローターＲＡ１と、出力部ＯＡ１とを備える。ローターＲＡ１は、磁石を有する回転体であり、コイルＣＡ１に電流が流れると、回転する。ローターＲＡ１の中心には、出力部ＯＡ１が設けられている。ＯＡ１は、例えばギアを有しており、被駆動体５０の外周に接触している。すなわち、動力発生装置ＭＡ１は、コイルＣＡ１に電流が流されると、ローターＲＡ１を回転させ、その回転は、出力部ＯＡ１を介して被駆動体５０を駆動（回転）させる。他の動力発生装置ＭＡ２、ＭＢ１、ＭＢ２、ＭＣ１、ＭＣ２についても同様にそれぞれコイルＣＡ２、ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＣ１、ＣＣ２、ローターＲＡ２、ＲＢ１、ＲＢ２、ＲＣ１、ＲＣ２、出力部ＯＡ２、ＯＢ１、ＯＢ２、ＯＣ１、ＯＣ２を備え、被駆動体５０を駆動（回転）させる。

第１の実施形態では、コイルＣＡ１、ＣＡ２が直列に接続されている。その結果、動力発生装置ＭＡ１、ＭＡ２が直列に接続されて動力発生装置組ＰＭＡを形成している。同様に、動力発生装置ＭＢ１、ＭＢ２が直列に接続されて動力発生装置組ＰＭＢを形成し、動力発生装置ＭＣ１、ＭＣ２が直列に接続されて動力発生装置組ＰＭＣを形成している。なお、動力発生装置ＭＡ１、ＭＡ２が被駆動体５０を挟んで対称位置に配置され、動力発生装置ＭＢ１、ＭＢ２は被駆動体５０を挟んで対称位置に配置され、動力発生装置ＭＣ１、動力発生装置ＭＣ２が被駆動体５０を挟んで対称位置に配置されている。そのため、引き出し線が交差しないように引き出し線を作図すると図面が見難くなるため、動力発生装置ＭＢ１、ＭＢ２、ＭＣ１、ＭＣ２に括弧書きで動力発生装置組を示す符号ＰＭＢ、ＰＭＣを追記している。第１の実施形態では、動力発生装置組ＰＭＡ、ＰＭＢ、ＰＭＣは、並列に接続されている。

電源ＤＣは、動力発生装置ＭＡ１、ＭＡ２、ＭＢ１、ＭＢ２、ＭＣ１、ＭＣ２に電力を供給する。連動スイッチＳＷは、連動して電流の向きを切り換えるスイッチＳＷ１、ＳＷ２を備え、コイルＣＡ１、ＣＡ２、ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＣ１、ＣＣ２に流れる電流の向きを切り換える。

第１の実施形態では、電源ＤＣから電力の供給を受けて力を発生させる複数の動力発生装置ＭＡ１、ＭＡ２、ＭＢ１、ＭＢ２、ＭＣ１、ＭＣ２を備え、それらのうちの２個づつの動力発生装置（ＭＡ１、ＭＡ２）、（ＭＢ１、ＭＢ２）、（ＭＣ１、ＭＣ２）が、それぞれ直列に接続されて複数の動力発生装置組ＰＭＡ、ＰＭＢ、ＰＭＣを構成し、それらの複数の動力発生装置組ＰＭＡ、ＰＭＢ、ＰＭＣが並列に接続されている構成を有する。従って、例えば、動力発生装置ＭＡ１のコイルＣＡ１に短絡異常が発生しても、同じ動力発生装置組ＰＭＡに属する他の動力発生装置ＭＡ２に電力が供給されて、被駆動体５０を駆動（回転）でき、駆動装置１０の動作の継続ができる。他のコイルに短絡異常が発生した場合でも同様に、同じ動力発生装置組に属する他の動力発生装置に電力が供給されて、被駆動体５０を駆動（回転）でき、駆動装置１０の動作の継続ができる。また、いずれかの動力発生装置組（例えばＰＭＡ）で、開放異常があった場合、他の動力発生装置組ＰＭＢ、ＰＭＣには電力が供給されるので、被駆動体５０を駆動（回転）でき、駆動装置１０の動作の継続ができる。

・変形例１：
上記第１の実施形態では、１つの動力発生装置組を構成する２個の動力発生装置が被駆動体５０を挟んで対称位置に配置されているが、これ以外の配置を採用しても良い。例えば１つの動力発生装置組を構成する２個の動力発生装置ＭＡ１、ＭＡ２が隣接するように配置されていてもよい。

・変形例２：
また、上記第１の実施形態では、２個の動力発生装置が直列に接続されて１つの動力発生装置組を形成しているが、３個以上の動力発生装置が直列に接続されて１つの動力発生装置組を形成してもよい。例えば、３個動力発生装置ＭＡ１、ＭＣ１、ＭＢ２が直列に接続されて第１の動力発生装置組を形成し、他の３個の動力発生装置ＭＡ２、ＭＣ２、ＭＢ１が直列に接続されて第２の動力発生装置組を形成し、第１の動力発生装置組と第２の動力発生装置組とが並列に接続される構成であってもよい。

以上のように、駆動装置１０は、電力の供給を受けて力を発生させる複数の動力発生装置を備え、複数の動力発生装置は、それぞれ２以上の動力発生装置が直列に接続された複数の動力発生装置組を構成し、複数の動力発生装置組が並列に接続されている構成であれば、上記第１の実施形態及び変形例１、２に示した構成に限られず、様々な構成が可能である。

・第２の実施形態：
図２は、第２の実施形態の駆動装置１１を示す説明図である。駆動装置１１は、複数（第２の実施形態では６個）の振動体１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃ１、１０Ｃ２と、被駆動体５０と、出力軸５１と、を備える。振動体１０Ａ１は、振動体１０Ａ１の駆動力を被駆動体５０に伝達する伝達部２０を備える。振動体１０Ａ１は、電力の供給を受けて振動し、この振動は伝達部２０により被駆動体５０に伝達され、被駆動体５０を駆動（回転）させる。他の振動体１０Ａ２、１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃ１、１０Ｃ２についても同様にそれぞれ伝達部２０を備え、被駆動体５０を駆動（回転）させる。伝達部２０は、例えば、セラミックスで作成された部材であり、接着剤によって振動体に接合されている。

図３は、第２の実施形態における振動体１０Ａ１、１０Ａ２と駆動回路３００の間の配線の一例を示す配線図である。なお、図３では、駆動回路３００と、２個の振動体１０Ａ１、１０Ａ２のみを図示し、他の４つの振動体１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃ１、１０Ｃの図示を省略している。振動体１０Ａ１は、振動部２１０及び振動部２１０に配置された５個の圧電素子１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅを備える。圧電素子１１０ｅは、略長方形形状に形成されており、振動部２１０の幅方向の中央において、振動部２１０の長手方向に沿って形成されている。圧電素子１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄは、振動部２１０の四隅の位置に形成されている。振動部２１０の短辺の一方には、伝達部２０が配置されている。振動体１０Ａ２や図示しない振動体１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃ１、１０Ｃついても同様である。

駆動回路３００は、３個の端子組３００ｂｃ、３００ａｄ、３００ｅを有している。端子組３００ｂｃは、振動体１０Ａ１、１０Ａ２の圧電素子１１０ｂ、１１０ｃに電力を供給するための端子であり、端子組３００ａｄは、振動体１０Ａ１、１０Ａ２の圧電素子１１０ａ、１１０ｄに電力を供給するための端子であり、端子組３００ｅは、振動体１０Ａ１、１０Ａ２の圧電素子１１０ｅに電力を供給するための端子である。

図４は、図３の接続状態を示す等価回路図である。振動体１０Ａ１、１０Ａ２の圧電素子は、以下のように接続されている。
（ａ） 振動体１０Ａ１の圧電素子１１０ｂ、１１０ｃが並列に接続されて並列接続ペアを形成
（ｂ） 振動体１０Ａ２の圧電素子１１０ｂ、１１０ｃが並列に接続されて並列接続ペアを形成
（ｃ） （ａ）、（ｂ）の２個の並列接続ペアが直列に接続
（ｄ） 振動体１０Ａ１の圧電素子１１０ｅと振動体１０Ａ２の圧電素子１１０ｅとが直列に接続
（ｅ） 振動体１０Ａ１の圧電素子１１０ａ、１１０ｄが並列に接続されて並列接続ペアを形成
（ｆ） 振動体１０Ａ２の圧電素子１１０ａ、１１０ｄが並列に接続されて並列接続ペアを形成
（ｇ） （ｅ）、（ｆ）の２個の並列接続ペアが直列に接続
振動体１０Ｂ１、１０Ｂ２についても同様に接続されている。

なお、図２から分かるように、直列に接続された振動体１０Ａ１、１０Ａ２は被駆動体５０を挟んで対称位置に配置されている。同様に、振動体１０Ｂ１、１０Ｂ２は被駆動体５０を挟んで対称位置に配置され、振動体１０Ｃ１、１０Ｃ２は被駆動体５０を挟んで対称位置に配置されている。

以上のように、第２の実施形態の駆動装置１１は、電力の供給を受けて振動する複数の振動体１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃ１、１０Ｃ２を備え、それらのうちの２個の振動体（１０Ａ１、１０Ａ２）、（１０Ｂ１、１０Ｂ２）、（１０Ｃ１、１０Ｃ２）がそれぞれ直列に接続されて複数の振動体組Ｐ１０Ａ、Ｐ１０Ｂ、Ｐ１０Ｃを構成し、複数の振動体組Ｐ１０Ａ、Ｐ１０Ｂ、Ｐ１０Ｃが並列に接続されている。第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、例えば、振動体１０Ａ１の圧電素子１１０ａに短絡異常が発生しても、同じ振動体組に属する他の振動体１０Ａ２に電力が供給されて、被駆動体５０を駆動（回転）でき、駆動装置１１の動作の継続ができる。他の圧電素子に短絡異常が発生した場合でも同様に、同じ振動体組に属する他の振動体に電力が供給されて、被駆動体５０を駆動（回転）でき、駆動装置１１の動作の継続ができる。また、振動体組Ｐ１０Ａに属する振動体のいずれかで、開放異常があった場合、他の振動体組Ｐ１０Ｂ、Ｐ１０Ｃには電力が供給されるので、被駆動体５０を駆動（回転）でき、駆動装置１１の動作の継続ができる。

第２の実施形態においても、第１の実施形態の変形例１のように、同じ振動体組を構成する振動体が、隣接するように配置されていてもよい。また、第１の実施形態の変形例２のように３以上の振動体が直列に接続されていてもよい。

・第３の実施形態：
図５は、第３の実施形態の駆動装置１２を示す説明図である。第３の実施形態の駆動装置１２は、６個の振動体組１０Ａ１ｍ、１０Ｂ１ｍ、１０Ｃ１ｍ、１０Ｄ１ｍ、１０Ｅ１ｍ、１０Ｆ１ｍと被駆動体５０と、出力軸５１と、を備える。後述するように振動体組１０Ａ１ｍ、１０Ｂ１ｍ、１０Ｃ１ｍ、１０Ｄ１ｍ、１０Ｅ１ｍ、１０Ｆ１ｍは、それぞれ複数の振動体を有する。

図６は、第３の実施形態の振動体組１０Ａ１ｍを示す説明図である。振動体組１０Ａ１ｍ、１０Ｂ１ｍ、１０Ｃ１ｍ、１０Ｄ１ｍ、１０Ｅ１ｍ、１０Ｆ１ｍは同一の構造なので、振動体組１０Ａ１ｍを例にとって説明する。振動体組１０Ａ１ｍは、複数（ここでは５枚）の振動体１０Ａ１が積層されている。各振動体１０Ａ１は、圧電素子を配置する振動部２１０と、振動部を支持する支持部２２０と、伝達部２０と、を備えている。支持部２２０には配線基板３１０が接続されている。配線基板３１０の端部には、上述した駆動回路３００（図３、図４）が接続されている。駆動回路３００については、図６では省略されている。

図７は、第３の実施形態の駆動装置の等価回路図である。ここでは、圧電素子１１０ｅの接続についてのみ図示している。各振動体組１０Ａ１ｍ、１０Ｂ１ｍ、１０Ｃ１ｍ、１０Ｄ１ｍ、１０Ｅ１ｍ、１０Ｆ１ｍのそれぞれに含まれる５個の圧電素子１１０ｅは直列に接続されてそれぞれ１つの振動体組を構成しており、６つの振動体組は、すべて並列に接続されている。図７では、他の圧電素子１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄの接続については省略されているが、図４で示したものと同様である。

以上のように、第３の実施形態の駆動装置１２は、電力の供給を受けて振動する複数の振動体１０Ａ１を備え、それらのうちの５個の振動体は積層され、それぞれ直列に接続されて複数の振動体組１０Ａ１ｍ、１０Ｂ１ｍ、１０Ｃ１ｍ、１０Ｄ１ｍ、１０Ｅ１ｍ、１０Ｆ１ｍを構成し、それらの複数の振動体組が並列に接続されている。第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、例えば、振動体１０Ａ１の圧電素子１１０ａに短絡異常が発生しても、同じ振動体組に属する他の４つの振動体１０Ａ１に電力が供給されて、被駆動体５０を駆動（回転）でき、駆動装置１２の動作の継続ができる。他の圧電素子に短絡異常が発生した場合でも同様に、同じ振動体組に属する他方の振動体１０Ａ１に電力が供給されて、被駆動体５０を駆動（回転）でき、駆動装置１２の動作の継続ができる。また、振動体組１０Ａ１ｍ、１０Ｂ１ｍ、１０Ｃ１ｍ、１０Ｄ１ｍ、１０Ｅ１ｍ、１０Ｆ１ｍのいずれか、例えば振動体組１０Ａ１ｍで、開放異常があった場合、他の振動体組１０Ｂ１ｍ、１０Ｃ１ｍ、１０Ｄ１ｍ、１０Ｅ１ｍ、１０Ｆ１ｍには電力が供給されるので、被駆動体５０を駆動（回転）でき、駆動装置１２の動作の継続ができる。

上記実施形態では、振動体組１０Ａ１ｍは、５個の振動体１０Ａ１が積層されて構成されているものとしたが、積層する振動体１０Ａ１の数は、２以上の任意の値としてもよい。例えば、１０個の振動体１０Ａ１が積層されて、積層されていてもよい。また、振動体組の数も６個に限られず、２以上であればよい。

・第４の実施形態：
図８は、第４の実施形態の駆動装置１３を示す説明図である。第４の実施形態の駆動装置１３は、１０個の振動体組１０Ａ１ｍ、１０Ａ２ｍ、１０Ｂ１ｍ、１０Ｂ２ｍ、１０Ｃ１ｍ、１０Ｃ２ｍ、１０Ｄ１ｍ、１０Ｄ２ｍ、１０Ｅ１ｍ、１０Ｅ２ｍと、被駆動体５０と、出力軸５１と、を備える。振動体組１０Ａ１ｍ、１０Ａ２ｍ、１０Ｂ１ｍ、１０Ｂ２ｍ、１０Ｃ１ｍ、１０Ｃ２ｍ、１０Ｄ１ｍ、１０Ｄ２ｍ、１０Ｅ１ｍ、１０Ｅ２ｍは、第３の実施形態の振動体組と同様の構成を有しており、それぞれ複数の振動体を有する。この例では、振動体組１０Ａ１ｍと１０Ａ２ｍとが直列に接続されて、振動体組Ｐ１０Ａｍを形成しているが、配線経路は図示を省略している。他の振動体組、例えば振動体組（１０Ｂ１ｍ、１０Ｂ２ｍ）、振動体組（１０Ｃ１ｍ、１０Ｃ２ｍ）、振動体組（１０Ｄ１ｍ、１０Ｄ２ｍ）、振動体組（１０Ｅ１ｍ、１０Ｅ２ｍ）についても同様に直列に接続されている。また、複数の移動体組は、すべて並列に接続されている。

第３の実施形態の駆動装置１３においても同様に、圧電素子に短絡異常が発生した場合や開放異常があった場合に、駆動装置１３の動作の継続ができる。なお、第１の実施形態の変形例２、３で説明したように、３以上の振動体組が直列に接続され、さらに並列に接続されていてもよい。

上述した駆動装置１１〜１３では、図２，５、８に示す様に、被駆動体５０の円周面に伝達部２０が接触しているが、被駆動体５０の円板表面に接触する構成であってもよい。

・他の実施形態：
上述した駆動装置１１〜１３（以下「駆動装置１１等」と呼ぶ。）は、共振を利用することで被駆動体材に対して大きな力を与えることができるものであり、圧電アクチュエーター、超音波モーターとして各種の装置に適用可能である。駆動装置１１等は、例えば、ロボット（電子部品搬送装置（ＩＣハンドラー）も含む）、投薬用ポンプ、時計のカレンダー送り装置、印刷装置（例えば紙送り機構。）等の各種の機器における駆動装置として用いることが出来る。以下、代表的な実施の形態について説明する。

図９は、上述の駆動装置１１等を利用したロボット２０５０の一例を示す説明図である。ロボット２０５０は、複数本のリンク部２０１２（「リンク部材」とも呼ぶ）と、それらリンク部２０１２の間を回動又は屈曲可能な状態で接続する複数の関節部２０２０とを備えたアーム２０１０（「腕部」とも呼ぶ）を有している。それぞれの関節部２０２０には、上述した駆動装置１１等が内蔵されており、駆動装置１１等を用いて関節部２０２０を任意の角度だけ回動又は屈曲させることが可能である。なお、図９では、図示の都合上、駆動装置１１等を１個だけ図示している。アーム２０１０の先端には、ハンド２０００が接続されている。ハンド２０００は、一対の把持部２００３を備えている。ハンド２０００にも駆動装置１１等が内蔵されており、駆動装置１１等を用いて把持部２００３を開閉して物を把持することが可能である。また、ハンド２０００とアーム２０１０との間にも駆動装置１１等が設けられており、駆動装置１１等を用いてハンド２０００をアーム２０１０に対して回転させることも可能である。

図１０は、図９に示したロボット２０５０の手首部分の説明図である。手首の関節部２０２０は、手首回動部２０２２を挟持しており、手首回動部２０２２に手首のリンク部２０１２が、手首回動部２０２２の中心軸Ｏ周りに回動可能に取り付けられている。手首回動部２０２２は、駆動装置１１等を備えており、駆動装置１１等は、手首のリンク部２０１２及びハンド２０００を中心軸Ｏ周りに回動させる。ハンド２０００には、複数の把持部２００３が立設されている。把持部２００３の基端部はハンド２０００内で移動可能となっており、この把持部２００３の根元の部分に駆動装置１０が搭載されている。このため、駆動装置１１等を動作させることで、把持部２００３を移動させて対象物を把持することができる。

なお、ロボットとしては、単腕のロボットに限らず、腕の数が２以上の多腕ロボットにも駆動装置１１等を適用可能である。ここで、手首の関節部２０２０やハンド２０００の内部には、駆動装置１１等の他に、力覚センサーやジャイロセンサー等の各種装置に電力を供給する電力線や、信号を伝達する信号線等が含まれ、非常に多くの配線が必要になる。従って、関節部２０２０やハンド２０００の内部に配線を配置することは非常に困難だった。しかしながら、上述した実施形態の駆動装置１１等は、通常の電動モーターや、従来の圧電駆動装置よりも駆動電流を小さくできるので、関節部２０２０（特に、アーム２０１０の先端の関節部）やハンド２０００のような小さな空間でも配線を配置することが可能になる。

上記説明では、ハンド２０００を備えるロボット２０５０を例にとって説明したが、ハンド２０００は、ロボット２０５０の部品としてのみならず、単独の製品として構成されていても良い。

図１１は、上述の駆動装置１１等を利用した指アシスト装置１０００を示す説明図である。指アシスト装置１０００は、第１の指アシスト部１００１と、第２の指アシスト部１００２と、ベース部材１００３と、を備え、指７００に装着される。第１の指アシスト部１００１は、駆動装置１１等と、減速機５０１と、指支持部７０１と、を備える。第２の指アシスト部１００２は、駆動装置１１等と、減速機５０２と、指支持部７０２と、バンド７０３と、を備える。バンド７０３を除き、第１の指アシスト部１００１と第２の指アシスト部１００２とは、ほぼ同じ構成である。バンド７０３は、指７００の腹側から第２の指アシスト部１００２を固定する。なお、バンド７０３は、第１の指アシスト部１００１にも、設けられるが、図１１では省略されている。指アシスト装置１０００は、駆動装置１１等により、指７００の屈伸をアシストする。なお、本実施形態では、指アシスト装置１０００は、指７００の屈伸をアシストするものとして説明したが、指７００の代わりにロボットのハンドを用い、ハンドと指アシスト装置１０００とを一体化してもよい。この場合、ハンドが、駆動装置１１等により駆動され、屈伸する。

図１２は、上述の駆動装置１１等を利用したポンプの一例としての送液ポンプ２２００を示す説明図である。送液ポンプ２２００は、ケース２２３０内に、リザーバー２２１１と、チューブ２２１２と、駆動装置１１等と、ローター２２２２と、減速伝達機構２２２３と、カム２２０２と、複数のフィンガー２２１３、２２１４、２２１５、２２１６、２２１７、２２１８、２２１９と、が設けられている。リザーバー２２１１は、輸送対象である液体を収容するための収容部である。チューブ２２１２は、リザーバー２２１１から送り出される液体を輸送するための管である。駆動装置１１等の伝達部２０は、ローター２２２２の側面に押し付けた状態で設けられており、駆動装置１１等がローター２２２２を回転駆動する。ローター２２２２の回転力は減速伝達機構２２２３を介してカム２２０２に伝達される。フィンガー２２１３から２２１９はチューブ２２１２を閉塞させるための部材である。カム２２０２が回転すると、カム２２０２の突起部２２０２Ａによってフィンガー２２１３から２２１９が順番に放射方向外側に押される。フィンガー２２１３から２２１９は、輸送方向上流側（リザーバー２２１１側）から順にチューブ２２１２を閉塞する。これにより、チューブ２２１２内の液体が順に下流側に輸送される。こうすれば、極く僅かな量を精度良く送液可能で、しかも小型な送液ポンプ２２００を実現することができる。なお、各部材の配置は図示されたものには限られない。また、フィンガーなどの部材を備えず、ローター２２２２に設けられたボールなどがチューブ２２１２を閉塞する構成であってもよい。上記のような送液ポンプ２２００は、インシュリンなどの薬液を人体に投与する投薬装置などに活用できる。ここで、上述した実施形態の駆動装置１１等を用いることにより、従来の圧電駆動装置よりも駆動電流が小さくなるので、投薬装置の消費電力を抑制することができる。従って、投薬装置を電池駆動する場合は、特に有効である。

以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

１０…駆動装置、１０Ａ１…振動体、１０Ａ１ｍ…振動体組、１０Ａ２…振動体、１０Ａ２ｍ…振動体組、１０Ｂ１…振動体、１０Ｂ１ｍ…振動体組、１０Ｂ２…振動体、１０Ｂ２ｍ…振動体組、１０Ｃ１…振動体、１０Ｃ１ｍ…振動体組、１０Ｃ２…振動体、１０Ｃ２ｍ…振動体組、１０Ｄ１ｍ…振動体組、１０Ｄ２ｍ…振動体組、１０Ｅ１ｍ…振動体組、１０Ｅ２ｍ…振動体組、１０Ｆ１ｍ…振動体組、１１…駆動装置、１２…駆動装置、１３…駆動装置、２０…伝達部、５０…被駆動体、５１…出力軸、１１０ａ…圧電素子、１１０ｂ…圧電素子、１１０ｃ…圧電素子、１１０ｄ…圧電素子、１１０ｅ…圧電素子、２１０…振動部、２２０…支持部、３００…駆動回路、３００ａｄ…端子組、３００ｂｃ…端子組、３００ｅ…端子組、３１０…配線基板、５０１…減速機、５０２…減速機、７００…指、７０１…指支持部、７０２…指支持部、７０３…バンド、１０００…指アシスト装置、１００１…第１の指アシスト部、１００２…第２の指アシスト部、１００３…ベース部材、２０００…ハンド、２００３…把持部、２０１０…アーム、２０１２…リンク部、２０２０…関節部、２０２２…手首回動部、２０５０…ロボット、２２００…送液ポンプ、２２０２…カム、２２０２Ａ…突起部、２２１１…リザーバー、２２１２…チューブ、２２１３…フィンガー、２２１４…フィンガー、２２１５…フィンガー、２２１６…フィンガー、２２１７…フィンガー、２２１８…フィンガー、２２１９…フィンガー、２２２２…ローター、２２２３…減速伝達機構、２２３０…ケース、ＣＡ１…コイル、ＣＡ２…コイル、ＣＢ１…コイル、ＣＢ２…コイル、ＣＣ１…コイル、ＣＣ２…コイル、ＤＣ…電源、ＭＡ１…動力発生装置、ＭＡ２…動力発生装置、ＭＢ１…動力発生装置、ＭＢ２…動力発生装置、ＭＣ１…動力発生装置、ＭＣ２…動力発生装置、ＯＡ１…出力部、ＯＡ２…出力部、ＯＢ１…出力部、ＯＢ２…出力部、ＯＣ１…出力部、ＯＣ２…出力部、Ｐ１０Ａ…振動体組、Ｐ１０Ａｍ…振動体組、Ｐ１０Ｂ…振動体組、Ｐ１０Ｃ…振動体組、ＰＭＡ…動力発生装置組、ＰＭＢ…動力発生装置組、ＰＭＣ…動力発生装置組、ＲＡ１…ローター、ＲＡ２…ローター、ＲＢ１…ローター、ＲＢ２…ローター、ＲＣ１…ローター、ＲＣ２…ローター、ＳＷ…連動スイッチ、ＳＷ１…スイッチ、ＳＷ２…スイッチ

Claims (9)

1. 電力の供給を受けて力を発生させる複数の動力発生装置を備え、
   前記複数の動力発生装置は、それぞれ２以上の動力発生装置が直列に接続されている複数の動力発生装置組を構成し、
   前記複数の動力発生装置組が並列に接続されている、
   駆動装置。
2. 電力の供給を受けて振動する複数の振動体を備え、
   前記複数の振動体は、それぞれ２以上の振動体が直列に接続されている複数の振動体組を構成し、
   前記複数の振動体組が並列に接続されている、
   駆動装置。
3. 前記振動体は、圧電素子を含む、請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記複数の振動体は、前記複数の振動体の駆動力を被駆動体に伝達する伝達部を備える、請求項２または３に記載の駆動装置。
5. 前記振動体組を構成する前記２以上の振動体は、積層されている、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の駆動装置。
6. 被駆動体と、
   前記被駆動体を駆動する請求項２乃至５のいずれか一項に記載の駆動装置と、
   を備える超音波モーター。
7. 請求項６に記載の超音波モーターを備えるロボット。
8. 請求項６に記載の超音波モーターを備えるハンド。
9. 請求項６に記載の超音波モーターを備えるポンプ。

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