JP5849661B2 - Piezoelectric motor, drive device, electronic component inspection device, electronic component transport device, printing device, robot hand, and robot - Google Patents
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Description
本発明は、圧電モーター、駆動装置、電子部品検査装置、電子部品搬送装置、印刷装置、ロボットハンド、およびロボットに関する。 The present invention relates to a piezoelectric motor, a driving device, an electronic component inspection device, an electronic component transport device, a printing device, a robot hand, and a robot.
圧電材料で形成された部材(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。 A piezoelectric motor that drives an object by vibrating a member (vibrating body) formed of a piezoelectric material is known. This piezoelectric motor is smaller than an electromagnetic motor that uses an electromagnetic force to rotate a rotor, but can obtain a large driving force, and can also position an object with high resolution. It has characteristics. For this reason, it is used as an actuator for various devices such as a camera drive mechanism.
圧電モーターは、次のような原理で動作する。先ず、振動体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ることで、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。 The piezoelectric motor operates on the following principle. First, the vibrating body is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and a convex portion is provided on the end face in the longitudinal direction. Then, by applying a voltage having a predetermined frequency to the vibrating body, a vibration in a mode in which the vibrating body expands and contracts and a vibration in a mode in which the vibrating body bends are simultaneously generated. Then, the end face of the vibrating body starts an elliptical motion that rotates in one direction. Therefore, by pressing the convex portion provided on the end surface against the target object, the target object can be moved in a certain direction by the frictional force acting between the convex portion and the target object.
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保持ケースに収め、その保持ケース内で、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、振動体ごと保持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)。 From such an operating principle, it is necessary to use the piezoelectric motor in a state where the convex portion provided on the end face of the vibrating body is pressed against the object. In addition, it is necessary to hold the vibrating body so that the vibrating body does not escape due to the reaction force that the convex portion receives from the target when driving the target. Nevertheless, the vibration of the vibrating body must be allowed so that the convex part moves elliptically. Therefore, the vibrating body is housed in a holding case with the convex portion protruding, and in the holding case, both sides of the vibrating body are held from the bending direction via an elastic member, and the holding case together with the vibrating body is used as an object. There has been proposed a technique for energizing it (Patent Document 1).
しかし、提案されている技術では、振動体が発生するエネルギーを、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、振動体の振動が保持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、対象物を駆動するために利用することができないためである。 However, the proposed technique has a problem that it is difficult to efficiently use the energy generated by the vibrating body for driving the object. This is because both sides of the vibrating body are supported from the bending direction, so that the vibration of the vibrating body can be easily transmitted to the outside through the holding case, and the vibration transmitted to the outside can be used to drive the object. This is because it cannot be done.
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。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-described problems of the conventional technology, and an object thereof is to provide a piezoelectric motor capable of efficiently driving an object.
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、
圧電材料を含んで形成され、端面に凸部が突設された振動体と、
前記振動体を収容する振動体ケースと、
前記振動体の前記凸部を対象物に接触させる方向に前記振動体ケースを付勢する付勢手段と、
を有し、前記振動体に伸縮振動と屈曲振動とを発生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、
前記振動体ケース内で前記振動体の屈曲方向と交差する方向から前記振動体の両側を挟持し、動的粘弾性を有する材料を含んで形成された緩衝部と、
前記振動体ケースに取り付けられる押さえ蓋と、
前記押さえ蓋と前記緩衝部との間に設けられ、前記押さえ蓋によって圧縮される弾性部と、
を備え、
前記緩衝部と前記弾性部との間には、前記振動体の伸縮方向および屈曲方向への移動が制限された押さえ板が設けられている
ことを特徴とする。
In order to solve at least a part of the problems described above, the piezoelectric motor of the present invention employs the following configuration. That is,
A vibrating body formed including a piezoelectric material and having a protruding portion projecting from an end face;
A vibrating body case for housing the vibrating body;
Biasing means for biasing the vibrating body case in a direction in which the convex portion of the vibrating body is brought into contact with an object;
A piezoelectric motor that moves the object by generating stretching vibration and bending vibration in the vibrating body,
A buffer portion formed by including a material having dynamic viscoelasticity, sandwiching both sides of the vibrating body from a direction intersecting a bending direction of the vibrating body in the vibrating body case,
A holding lid attached to the vibrator case;
An elastic portion provided between the pressing lid and the buffer portion and compressed by the pressing lid;
With
Between the buffer portion and the elastic portion, there is provided a pressing plate in which movement of the vibrating body in the expansion / contraction direction and the bending direction is restricted.
このような構成を有する本発明の圧電モーターにおいては、振動体ケースに収容された振動体は、振動体の屈曲方向と交差する方向から、緩衝部によって両側を挟持されているので、振動体の振動が振動体ケースに伝わり難く、従って、対象物を効率よく駆動することができる。また、緩衝部は、動的粘弾性を有する材料を含んで形成されているので、振動体の振動は、緩衝部が変形する際に減衰され、この意味からも振動体ケースに伝わり難い。尚、動的粘弾性(tanδ)とは、次のような指標である。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、材料にも正弦波の応力σが生じるが、応力σの位相は、入力されたひずみに対して位相δだけ遅れが生じる。この位相δを用いて材料の動的な粘性を定量化した指標が、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。言い換えると、振動の伝達をより遅くさせ、振動体ケースへ振動が伝わることを抑制することができる。また、緩衝部は、押さえ蓋で圧縮された弾性部によって振動体に押し付けられている。このため、振動体や緩衝部の寸法が、振動体の挟持方向(振動体の屈曲方向と交差する方向)にばらついても、弾性部の弾性変形によってばらつきを吸収することができる。更に、緩衝部と弾性部との間には押さえ板が設けられており、この押さえ板は、振動体の振動方向(振動体の伸縮方向および屈曲方向)への移動が制限されている。尚、「移動が制限されている」とは、ある移動量を超えては移動できない状態になっていることをいう。このため、振動体の凸部が対象物から反力を受けた場合でも、押さえ板の移動が制限されているので弾性部が剪断方向に大きく変形することはない。このように、本発明によれば、振動体や緩衝部の挟持方向への寸法ばらつきは、弾性部が弾性変形することによって吸収し、それでいながら、振動体の振動方向や対象物から反力を受ける方向に対しては、弾性部がほとんど変形しないようにすることができる。その結果、振動体や緩衝部の厚さを実測して、振動体に対する緩衝部を選別して組み付けるなどの面倒な作業が不要となり、圧電モーターを容易に製造することが可能となる。 In the piezoelectric motor of the present invention having such a configuration, the vibrating body housed in the vibrating body case is sandwiched on both sides by the buffering portion from the direction intersecting the bending direction of the vibrating body. The vibration is difficult to be transmitted to the vibrating body case, and therefore the object can be driven efficiently. Moreover, since the buffer part is formed including the material which has dynamic viscoelasticity, the vibration of a vibrating body is attenuate | damped when a buffer part deform | transforms and it is hard to be transmitted to a vibrating body case also from this meaning. The dynamic viscoelasticity (tan δ) is an index as follows. When a sine wave strain ε is applied in the tensile mode of the material, a sine wave stress σ is also generated in the material, but the phase of the stress σ is delayed by a phase δ with respect to the input strain. An index obtained by quantifying the dynamic viscosity of the material using the phase δ is dynamic viscoelasticity (tan δ). That is, the fact that the dynamic viscoelasticity is large, that is, the phase δ is large causes a delay in transmission of a given strain inside the material. In other words, it is possible to further slow down the transmission of vibrations and suppress the transmission of vibrations to the vibrating body case. In addition, the buffer portion is pressed against the vibrating body by an elastic portion compressed by the pressing lid. For this reason, even if the dimensions of the vibrating body and the buffer portion vary in the holding direction of the vibrating body (the direction intersecting the bending direction of the vibrating body), variations can be absorbed by the elastic deformation of the elastic portion. Further, a pressing plate is provided between the buffer portion and the elastic portion, and the pressing plate is restricted from moving in the vibration direction of the vibrating body (the expansion / contraction direction and bending direction of the vibrating body). “Movement is restricted” means that the vehicle cannot move beyond a certain amount of movement. For this reason, even when the convex part of the vibrating body receives a reaction force from the object, the elastic part is not greatly deformed in the shearing direction because the movement of the pressing plate is restricted. As described above, according to the present invention, the dimensional variation in the holding direction of the vibrating body and the buffer portion is absorbed by the elastic portion being elastically deformed, and yet the reaction force from the vibrating direction of the vibrating body and the object. The elastic part can be prevented from being almost deformed with respect to the receiving direction. As a result, troublesome operations such as actually measuring the thickness of the vibrating body and the buffer and selecting and assembling the buffer with respect to the vibrating body become unnecessary, and the piezoelectric motor can be easily manufactured.
また、上述した本発明の圧電モーターにおいては、押さえ板が押さえ蓋に嵌合することによって、押さえ板の移動が制限されるようにしてもよい。たとえば、押さえ蓋の一部に凹部を形成しておき、この凹部に押さえ板の一部(押さえ板の端面、あるいは押さえ板から突設させた凸部など)が、押さえ蓋の凹部に嵌合し、その結果、振動体の振動方向(伸縮方向および屈曲方向)には押さえ板が移動しないようにすることができる。もちろん、押さえ板の全体が、押さえ蓋の凹部に嵌合してもよい。更には、押さえ板に凹部を形成しておき、押さえ蓋から突設させた凸部が押さえ板の凹部に嵌合するようにしてもよい。 In the piezoelectric motor of the present invention described above, the movement of the pressing plate may be limited by fitting the pressing plate to the pressing lid. For example, a recess is formed in a part of the presser lid, and a part of the presser plate (an end surface of the presser plate or a convex part protruding from the presser plate) fits into the recess of the presser lid. As a result, the pressing plate can be prevented from moving in the vibration direction (stretching direction and bending direction) of the vibrating body. Of course, the entire pressing plate may be fitted into the recess of the pressing lid. Furthermore, a concave portion may be formed in the pressing plate, and a convex portion protruding from the pressing lid may be fitted into the concave portion of the pressing plate.
こうすれば、緩衝部が弾性部によって振動体に押し付けられ、且つ、押さえ板の移動が制限される構造を、簡単に実現することが可能となる。 In this way, it is possible to easily realize a structure in which the buffer portion is pressed against the vibrating body by the elastic portion and the movement of the pressing plate is restricted.
また、上述した本発明の圧電モーターにおいては、緩衝部と接触する部分の押さえ板の表面(接触面)に凹凸を形成しておいてもよい。あるいは逆に、押さえ板と接触する部分の緩衝部の表面(接触面)に凹凸を形成しておいても良い。 Further, in the above-described piezoelectric motor of the present invention, irregularities may be formed on the surface (contact surface) of the pressing plate in the portion that contacts the buffer portion. Or conversely, unevenness may be formed on the surface (contact surface) of the buffer portion at the portion in contact with the pressing plate.
こうすれば、弾性部が押さえ板を押し付ける力で、押さえ板に形成された凹凸が緩衝部に食い込み、あるいは緩衝部に形成された凹凸が押さえ板に食い込むので、押さえ板との接触面で緩衝部が滑り難くなる。このため、対象物の駆動中に凸部が受ける反力で、緩衝部ごと振動体が動いてしまう事態が生じ難くなる。尚、押さえ板あるいは緩衝部に形成する凹凸は、種々の態様の凹凸とすることができる。たとえば、凸部の先端が尖ったノコギリ歯状の凹凸としてもよいし、表面をザラザラさせる程度の細かな凹凸としてもよい。あるいは、押さえ板および緩衝部の両方に凹凸を形成し、一方に形成された凹凸と、他方に形成された凹凸とが嵌合するようにしてもよい。 In this way, the elastic portion presses the holding plate, and the unevenness formed on the holding plate bites into the buffer portion, or the unevenness formed on the buffer portion bites into the holding plate, so that the buffer surface is buffered at the contact surface with the holding plate. The part becomes difficult to slip. For this reason, it becomes difficult to produce the situation where a vibrating body moves with the buffer part by the reaction force which a convex part receives during the drive of a target object. In addition, the unevenness | corrugation formed in a pressing plate or a buffer part can be made into the unevenness | corrugation of a various aspect. For example, it may be a sawtooth-shaped unevenness with a sharpened tip, or a fine unevenness that causes the surface to be rough. Alternatively, the unevenness formed on one side and the unevenness formed on the other may be fitted to both the pressing plate and the buffer part.
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。 Further, a driving device, a printing device, a robot hand, a robot, or the like may be configured using the above-described piezoelectric motor of the present invention.
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可能であり、しかも容易に製造することができる。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、ロボットなどを容易に製造することができる。 The piezoelectric motor of the present invention is small in size, can realize high driving accuracy, and can be easily manufactured. Therefore, if a drive device, a printing device, a robot hand, a robot, or the like is configured using the piezoelectric motor of the present invention, a small, high-performance drive device, a printing device, a robot hand, a robot, etc. can be easily manufactured. Can do.
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。 Moreover, you may comprise the following electronic component inspection apparatuses using the piezoelectric motor of this invention. That is, an electronic component inspection apparatus for inspecting the electrical characteristics of the electronic component by mounting the gripped electronic component on the inspection socket, and using any one of the above-described piezoelectric motors of the present invention, Parts may be aligned.
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可能であり、しかも容易に製造することができる。このため、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容易に製造することが可能となる。 As described above, the piezoelectric motor of the present invention is small in size, can achieve high driving accuracy, and can be easily manufactured. For this reason, it is possible to accurately align the electronic components and easily manufacture a small electronic component inspection apparatus.
また、上述した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、本発明の電子部品検査装置は、
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、端面に凸部が突設されて、伸縮振動および屈曲振動を行う振動体と、
前記振動体を収容する振動体ケースと、
前記振動体の前記凸部を対象物に接触させる方向に前記振動体ケースを付勢する付勢手段と、
前記振動体ケース内で前記振動体の屈曲方向と交差する方向から前記振動体の両側を挟持し、動的粘弾性を有する材料を含んで形成された緩衝部と、
前記振動体ケースに取り付けられる押さえ蓋と、
前記押さえ蓋と前記緩衝部との間に設けられ、前記押さえ蓋によって圧縮される弾性部と、
を備え、
前記緩衝部と前記弾性部との間には、前記振動体の伸縮方向および屈曲方向への移動が制限された押さえ板が設けられている
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。
Moreover, the electronic component inspection apparatus of the present invention described above can be grasped in the following manner. That is, the electronic component inspection apparatus of the present invention is
An electronic component inspection device that inspects the electrical characteristics of the electronic component by mounting the gripped electronic component on an inspection socket,
A piezoelectric motor for aligning the electronic component with the inspection socket;
The piezoelectric motor is
A vibrating body that is formed including a piezoelectric material, has a convex portion projecting from an end surface thereof, and performs stretching vibration and bending vibration;
A vibrating body case for housing the vibrating body;
Biasing means for biasing the vibrating body case in a direction in which the convex portion of the vibrating body is brought into contact with an object;
A buffer portion formed by including a material having dynamic viscoelasticity, sandwiching both sides of the vibrating body from a direction intersecting a bending direction of the vibrating body in the vibrating body case,
A holding lid attached to the vibrator case;
An elastic portion provided between the pressing lid and the buffer portion and compressed by the pressing lid;
With
A holding plate is provided between the buffer portion and the elastic portion, and the movement of the vibrating body in the expansion and contraction direction and the bending direction is limited. You can also.
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。
Furthermore, the electronic component inspection apparatus of the present invention described above has the following aspect, that is,
An inspection socket in which an electronic component is mounted and the electrical characteristics of the electronic component are inspected;
A gripping device for gripping the electronic component;
A moving device for moving the grip device in a total of three axial directions including a first axis and a second axis orthogonal to each other and a third axis orthogonal to the first axis and the second axis;
The electronic component provided on the first shaft or the second shaft as viewed from the inspection socket and mounted on the inspection socket, the position in the direction of the first shaft and the second shaft, and the An imaging device for detecting an angle about a third axis;
An upstream stage for transporting the electronic component from the inspection socket to the predetermined position on the first axis or the second axis connecting the imaging device;
A downstream stage that conveys the electronic component from a predetermined position opposite to the side on which the imaging device is provided when viewed from the inspection socket;
An electronic component inspection device comprising: a control device that controls the operation of the mobile device,
The controller is
A first control unit that moves the gripping device that grips the electronic component conveyed by the upstream stage to above the imaging device;
A second control unit for mounting the electronic component whose posture is confirmed by the imaging device to the inspection socket by moving the gripping device;
A third control unit configured to place the electronic component whose electrical characteristics have been inspected by the inspection socket on the downstream stage by moving the gripping device;
With
The gripping device includes a first piezoelectric motor that moves the electronic component in the first axial direction based on the attitude of the electronic component detected by the imaging device, and a second that moves the electronic component in the second axial direction. And a third piezoelectric motor that rotates around the third axis,
Said 1st thru | or 3rd piezoelectric motor is a piezoelectric motor as described in any one of Claim 1 thru | or 4, It can also grasp | ascertain in the aspect of the electronic component inspection apparatus characterized by the above-mentioned.
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あり、対象物を効率良く、尚且つ精度良く駆動することができ、しかも容易に製造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。 The electronic component inspection apparatus having such a configuration can be mounted on the inspection socket after adjusting the posture of the electronic component using the first to third piezoelectric motors provided in the gripping device. Here, the piezoelectric motor of the present invention is small in size, can drive an object efficiently and accurately, and can be easily manufactured, so the first to third piezoelectric elements provided in the gripping device. It is particularly excellent as a motor.
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。 Furthermore, you may comprise the following electronic component conveyance apparatuses using the piezoelectric motor of this invention. In other words, the electronic component conveying apparatus conveys the gripped electronic component, and the electronic component may be aligned using any one of the above-described piezoelectric motors of the present invention.
上述したように、本発明の圧電モーターは小型であり、対象物を効率良く、尚且つ精度良く駆動することができ、しかも容易に製造することができるから、電子部品搬送装置に組み込む圧電モーターとして特に優れている。 As described above, the piezoelectric motor of the present invention is small in size, can drive an object efficiently and accurately, and can be easily manufactured. Especially excellent.
あるいは、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、
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、端面に凸部が突設されて、伸縮振動および屈曲振動を行う振動体と、
前記振動体を収容する振動体ケースと、
前記振動体の前記凸部を対象物に接触させる方向に前記振動体ケースを付勢する付勢手段と、
前記振動体ケース内で前記振動体の屈曲方向と交差する方向から前記振動体の両側を挟持し、動的粘弾性を有する材料を含んで形成された緩衝部と、
前記振動体ケースに取り付けられる押さえ蓋と、
前記押さえ蓋と前記緩衝部との間に設けられ、前記押さえ蓋によって圧縮される弾性部と、
を備え、
前記緩衝部と前記弾性部との間には、前記振動体の伸縮方向および屈曲方向への移動が制限された押さえ板が設けられている
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。
Or the electronic component conveyance apparatus of this invention is the following aspects, namely,
An electronic component transport device for transporting a gripped electronic component,
A piezoelectric motor for aligning the electronic components;
The piezoelectric motor is
A vibrating body that is formed including a piezoelectric material, has a convex portion projecting from an end surface thereof, and performs stretching vibration and bending vibration;
A vibrating body case for housing the vibrating body;
Biasing means for biasing the vibrating body case in a direction in which the convex portion of the vibrating body is brought into contact with an object;
A buffer portion formed by including a material having dynamic viscoelasticity, sandwiching both sides of the vibrating body from a direction intersecting a bending direction of the vibrating body in the vibrating body case,
A holding lid attached to the vibrator case;
An elastic portion provided between the pressing lid and the buffer portion and compressed by the pressing lid;
With
A holding plate is provided between the buffer portion and the elastic portion to restrict movement of the vibrating body in the expansion / contraction direction and the bending direction. You can also.
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軸および第2軸に直交する第3軸との合計三軸方向に前記把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。
Furthermore, the electronic component conveying apparatus of the present invention described above has the following aspects, that is,
A gripping device for gripping electronic components;
A moving device that moves the handle device in a total of three axial directions including a first axis and a second axis orthogonal to each other and a third axis orthogonal to the first axis and the second axis;
An electronic component transport device comprising: a control device that controls the operation of the moving device,
The gripping device includes: a first piezoelectric motor that moves the electronic component in the first axis direction; a second piezoelectric motor that moves the electronic component in the second axis direction; and a third piezoelectric motor that rotates about the third axis. A piezoelectric motor,
Said 1st thru | or 3rd piezoelectric motor is a piezoelectric motor as described in any one of Claim 1 thru | or 4, It can also grasp | ascertain in the aspect of the electronic component conveyance apparatus characterized by the above-mentioned.
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.振動体の挟持構造:
D.変形例:
E.適用例:
Hereinafter, in order to clarify the contents of the present invention described above, examples will be described in the following order.
A. Device configuration:
B. Principle of operation of piezoelectric motor:
C. Vibration body clamping structure:
D. Variation:
E. Application example:
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。
A. Device configuration :
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a rough configuration of the
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。
The
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。尚、本実施例では、本体部100をX方向に押圧する加圧バネ222sが、本発明の「付勢手段」に対応する。
In addition, the first
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。
A
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の一方の側面を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。尚、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側面には、側面の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。尚、本実施例では、駆動凸部114が本発明の「凸部」に対応する。
FIG. 2 is an exploded view showing the structure of the
振動部110は、表電極116および裏電極が設けられた両側面(図2では、Z方向の両側面)から、動的粘弾性を有する材料(ポリイミド樹脂や、ゴム、エラストマーなど)で形成された緩衝部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側の緩衝部130の上から、金属材料で形成された板状の押さえ板140、弾性部142、および押さえ蓋144が載せられて、押さえ蓋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、弾性部142の弾性力によって押さえ付けられながらも、樹脂製の緩衝部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、本実施例では、弾性部142として皿バネが用いられている。また、緩衝部130が振動体112を両側から挟持する方向(Z方向)は、後述するように、振動体112が屈曲振動する方向と交差する方向となっている。
The
B.圧電モーターの動作原理 :
図3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。
B. Principle of operation of piezoelectric motor:
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation principle of the
先ず、周知のように圧電材料は、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3(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、圧電材料で形成された振動体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。
First, as is well known, a piezoelectric material has a property of expanding when a positive voltage is applied. Therefore, as shown in FIG. 3A, when applying a positive voltage to all the four
また、図3(b)あるいは図3(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、図面上で右方向あるいは左方向に首を振るような動作を繰り返す。たとえば図3(b)に示したように、表電極116aおよび表電極116dの組に一定周期で正電圧を印加すると、振動体112は、先端部を図面上で右方向に振るような動作を繰り返す。また、図3(c)に示したように、表電極116bおよび表電極116cの組に一定周期で正電圧を印加すると、先端部を図面上で左方向に振るような動作を繰り返す。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。
Further, as shown in FIG. 3B or FIG. 3C, a pair of two
ここで、図3(a)に示した伸縮振動の共振周波数も、図3(b)あるいは図3(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3(b)あるいは図3(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3(b)あるいは図3(c)に示す屈曲振動が生じると同時に、共振によって図3(a)の伸縮振動も誘起される。その結果、図3(b)に示す態様で電圧を印加した場合には、振動体112の先端部分(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運動を開始する。また、図3(c)に示す態様で電圧を印加した場合には、振動体112の先端部分が図面上で反時計回りに楕円運動を開始する。
Here, both the resonance frequency of the stretching vibration shown in FIG. 3A and the resonance frequency of the bending vibration shown in FIG. 3B or FIG. It is determined by the dimensions (width W, length L, thickness T). Therefore, if the dimensions (width W, length L, thickness T) of the vibrating
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。
The
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、振動体112を伸縮方向(X方向)および屈曲方向(Y方向)に振動させて使用する。このため振動体112は、伸縮方向および屈曲方向の振動を許容した状態で、振動体ケース120内に収納しておく必要がある。また、振動体112を振動させて対象物を移動させる際には、対象物からの反力が駆動凸部114にかかる。この反力によって振動体112が振動体ケース120内で動くと、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り、駆動凸部114の移動量が減少するので対象物の駆動量も小さくなる。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。そこで本実施例の圧電モーター10では、図2に示すように、振動体ケース120内で、振動体112の屈曲方向に交差する方向(Z方向)から、振動体112の両側面を緩衝部130で挟持することによって振動体112を保持する構造を採用している。この保持構造では、緩衝部130が剪断方向に変形することによって振動体112の振動を許容し、且つ、緩衝部130が剪断方向に変形する時の剛性によって、対象物からの反力で動かないように振動体112を保持しておくことができる。
As is apparent from the operation principle of the
もっとも、この保持構造は、圧電材料で形成されているため製造ばらつきの生じ易い振動体112を、ポリイミド樹脂で形成されているため製造ばらつきの生じ易い緩衝部130で両側から挟持した構造となっている。このため、振動体112および緩衝部130での製造ばらつきが累積するので厚さ方向(Z方向)の寸法に大きなばらつきが生じ易い。そして緩衝部130は、対象物からの反力を受けても振動体112が動かない程度の剛性が必要なので、この寸法のばらつきを緩衝部130で吸収することは困難である。そこで、本実施例の圧電モーター10では、振動体112を単に緩衝部130で挟持するのではなく、押さえ板140や、弾性部142、押さえ蓋144によって緩衝部130を振動体112に押し付けて振動体112を挟持する構造を採用している。
However, this holding structure has a structure in which the vibrating
C.振動体の挟持構造 :
図4(a)は、本実施例の振動部110の断面を取ることによって、振動体112を挟持する構造を示した説明図である。また、図4(b)は、振動体112を挟持する構造を概念的に示した説明図である。図4(a)に示されるように、振動体112は、Z方向の両側を緩衝部130に挟まれた状態で振動体ケース120内に収納されている。尚、緩衝部130は接着剤によって振動体112に貼り付けられている。そして、振動体ケース120に収容された振動体112および緩衝部130の上からは、押さえ板140と弾性部142(本実施例では皿バネ)と押さえ蓋144とが載せられて、止めネジ146で押さえ蓋144が振動体ケース120に取り付けられている。
C. Vibrating body clamping structure:
FIG. 4A is an explanatory diagram illustrating a structure in which the vibrating
また、押さえ蓋144の内面側(振動体112に向いた側)には凹部144cが形成されており、止めネジ146で押さえ蓋144を振動体ケース120に取り付けると、弾性部142が圧縮されて、押さえ板140の上面側が凹部144cに嵌り込むようになっている。ここで、止めネジ146で押さえ蓋144を振動体ケース120に取り付けると、弾性部142がZ方向に圧縮されると同時に、緩衝部130もZ方向に圧縮される。しかし、弾性部142のZ方向への剛性は、緩衝部130のZ方向への剛性よりも十分に小さい値に設定されている。
Further, a
図4(b)には、振動体ケース120内で振動体112が挟持されている様子が概念的に示されている。図4(b)では、大きな剛性を有する緩衝部130を大きなバネで表し、小さな剛性を有する弾性部142を小さなバネで表している。また、止めネジ146は図示が省略されている。図示されているように、本実施例の圧電モーター10では、振動体112の両側を大きな剛性を有する緩衝部130で挟んでおき、それら全体(振動体112および両側の緩衝部130)を、緩衝部130よりも小さな剛性を有する弾性部142で、押さえ板140を介して振動体ケース120に押し付けて保持する構造となっている。また、少なくとも振動部110が組み立てられた状態では、押さえ板140の上面側が凹部144c内に嵌り込むので、押さえ板140が、振動体112の振動方向(X方向およびY方向)に移動することが制限された状態となっている。このようにすることで、たとえ、振動体112や緩衝部130の厚さ方向(Z方向)の寸法に大きなばらつきが生じた場合でも、振動体112を緩衝部130によって適切に保持した状態で、振動体ケース120内に収納することが可能となる。以下、この点について詳しく説明する。
FIG. 4B conceptually shows a state in which the vibrating
図5は、振動体ケース120内に振動体112および緩衝部130を収納する様子を示した説明図である。図5(a)には、押さえ蓋144が振動体ケース120に取り付けられる前の状態が示されており、図5(b)には、押さえ蓋144が、図示しない止めネジ146で振動体ケース120に取り付けられた状態が示されている。押さえ蓋144を振動体ケース120に取り付ける前の状態では、弾性部142および緩衝部130の何れにも圧縮力はかかっていない。この状態から、図示しない止めネジ146を用いて押さえ蓋144を振動体ケース120に押し付けると、弾性部142および緩衝部130に圧縮力が作用する。
FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which the vibrating
もっとも、前述したように、弾性部142の剛性は緩衝部130の剛性に比べて小さく設定されている。このため、弾性部142および緩衝部130に同じ大きさの力が作用しても、緩衝部130はほとんど変形することなく、もっぱら弾性部142が変形する。その結果、押さえ蓋144が振動体ケース120に取り付けられた状態では、図5(b)に示されるように、緩衝部130はほとんど縮まずに、もっぱら弾性部142が縮んだ状態となる。このとき、緩衝部130が振動体112に押し付けられる力は、弾性部142にかかる圧縮力(弾性部142を縮ませる力)と等しくなる。
However, as described above, the rigidity of the
ここで、振動体112および緩衝部130の寸法がばらつくと、弾性部142の圧縮量が変化するので、弾性部142の圧縮力、すなわち緩衝部130が振動体112に押し付けられる力も変化する。しかし、図5に示されるように、弾性部142は大きく圧縮して使用されるので、振動体112および緩衝部130の寸法ばらつきによって弾性部142の圧縮量が変化したとしても、全体の圧縮量に対する変化は僅かな比率に過ぎない。このため、振動体112および緩衝部130に寸法ばらつきが発生しても、緩衝部130が振動体112に押し付けられる力がばらつくことを回避することが可能となる。
Here, if the dimensions of the vibrating
また、このことは次のように考えることができる。すなわち、振動体112および緩衝部130で、ある大きさの寸法ばらつきが発生したとして、その寸法ばらつきを緩衝部130または弾性部142の変形で吸収する場合を考える。緩衝部130は、大きな剛性を有しているため、寸法ばらつきを緩衝部130の変形で吸収しようとすると圧縮力が大きく変化する。これに対して、緩衝部130よりも剛性の小さな弾性部142であれば、同じ大きさの寸法ばらつきを吸収しても圧縮力は僅かしか変化しない。このため、緩衝部130よりも小さな剛性を有する弾性部142を設けることで、振動体112や緩衝部130の寸法ばらつきの影響を受けることなく、常に適切な力で緩衝部130が振動体112に押し付けられるようにすることが可能となる。
This can be considered as follows. That is, let us consider a case where dimensional variations of a certain size occur in the vibrating
もっとも、緩衝部130よりも剛性の小さな箇所(本実施例では弾性部142)を設けただけでは、対象物を駆動した時の反力で緩衝部130に剪断方向の力がかかると剛性の小さな箇所が変形して、対象物の駆動時に振動体112が反力で動いてしまう。しかし、本実施例では、図4を用いて前述したように、押さえ板140が凹部144cに嵌り込むようになっている。このため、図5(b)に示したように、対象物からの反力で弾性部142が剪断方向に変形しようとしても、押さえ板140が押さえ蓋144に干渉する。その結果、弾性部142が剪断変形することがなく、緩衝部130の剪断方向への剛性によって振動体112をしっかりと保持することが可能となる。
However, if only a portion having a smaller rigidity than the buffer portion 130 (the
以上に詳しく説明したように、本実施例の圧電モーター10では、たとえ振動体112と緩衝部130とで大きな寸法ばらつきが発生した場合でも、押さえ板140と押さえ蓋144との間に設けた弾性部142の変形によって吸収することができる。このため、振動体112や緩衝部130の厚さ方向(Z方向)の寸法を実測して、振動体112に対する緩衝部130を選別して組み付けるなどの面倒な作業を行わなくても、緩衝部130が振動体112に適切な力で押し付けられた状態で、振動体ケース120に収容することができる。その結果、圧電モーター10を容易に製造することが可能となる。また、小さな剛性の弾性部142を用いて緩衝部130を振動体112に押し付けているにも拘わらず、対象物を駆動した時の反力に対しては、緩衝部130の剛性でしっかりと振動体112を保持することが可能となる。
As described in detail above, in the
D.変形例 :
上述した本実施例の圧電モーター10には、種々の変形例が存在する。以下では、これらの変形例について簡単に説明する。尚、以下の変形例では、上述した本実施例の圧電モーター10と異なる部分に焦点を当てて説明し、本実施例の圧電モーター10と同様な構成については、同じ番号を付すこととして説明を省略する。
D. Modified example:
There are various modifications to the
上述した実施例では、押さえ板140が押さえ蓋144の凹部144cに嵌り込むことによって、押さえ板140のX方向あるいはY方向への移動が制限されるものとして説明した。しかし、押さえ板140のX方向あるいはY方向への移動が制限されるのであれば、必ずしも押さえ板140が凹部144cに嵌り込まない形態であっても構わない。たとえば、図6に示されるように、押さえ板140が振動体ケース120の内壁面に干渉して、押さえ板140のX方向あるいはY方向への移動が制限されるようにしてもよい。あるいは、押さえ蓋144から突設させた凸部が、押さえ板140に設けた凹部に嵌合するようにしてもよい。
In the above-described embodiments, it has been described that the
また、上述した実施例では、押さえ板140は緩衝部130に対して単に押し付けられているだけであるものとして説明した。しかし、図7に示すように、押さえ板140と緩衝部130とが接触する部分の、押さえ板140側(あるいは緩衝部130の側)の表面に凹凸を設けてもよい。たとえば、弾性部142から押し付けられることによって、押さえ板140の表面に設けた凹凸が、ポリイミド樹脂製の緩衝部130の表面に食い込むようにしたり、あるいは押さえ板140および緩衝部130の表面に凹凸を設けてお互いの凹凸が噛み合うようにしたりしてもよい。
In the above-described embodiments, the
こうすれば、圧電モーター10を長い期間に亘って使用している間に、押さえ板140と緩衝部130(あるいは緩衝部130と振動体ケース120)との間で緩衝部130が滑ってしまうことを確実に回避することが可能となる。もちろん、押さえ板140と緩衝部130との接触面だけでなく、緩衝部130と振動体ケース120との接触面にも、振動体ケース120の側に凹凸を設けてもよい。こうすれば、緩衝部130と振動体ケース120との接触面で、緩衝部130が滑ってしまうことを防止することが可能となる。
In this way, the
E.適用例 :
上述した本実施例の圧電モーター10は、小型で対象物を精度良く駆動することができ、しかも容易に製造することができるので、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。
E. Application example:
The
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」や、「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。
FIG. 8 is a perspective view illustrating an electronic
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。更に、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、本実施例では、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。
Further, the
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。
The electronic
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。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a fine adjustment mechanism built in the
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。
Here, as shown by hatching in FIG. 9, the piezoelectric motor 10θ for the rotation direction is mounted toward the end surface of the
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。
FIG. 10 is a perspective view illustrating a
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。
Inside the
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。
FIG. 11 is an explanatory view illustrating a
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。
FIG. 12 is an explanatory view illustrating a
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。 As described above, the piezoelectric motor of the present invention and various devices equipped with the piezoelectric motor have been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, modified examples, and application examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It is possible to implement in the mode.
10…圧電モーター、 100…本体部、 102r…前側コロ、
104r…押さえコロ、 106r…後側コロ、 110…振動部、
112…振動体、 114…駆動凸部、 116…表電極、
120…振動体ケース、 130…緩衝部、 140…押さえ板、
142…弾性部、 144…押さえ蓋、 144c…凹部、
146…止めネジ、 200…基台部、 210…第1側壁ブロック、
212…前方ハウジング、 212s…前方側圧バネ、
214…中央ハウジング、 216…後方ハウジング、
216s…後方側圧バネ、 220…第2側壁ブロック、
222s…加圧バネ、 230…基板、 232s…押さえバネ、
240…止めネジ、 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…制御装置、
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
10 ... piezoelectric motor, 100 ... main body, 102r ... front roller,
104r ... presser roller, 106r ... rear roller, 110 ... vibrating part,
112 ... Vibrating body, 114 ... Drive projection, 116 ... Front electrode,
120 ... Vibrating body case, 130 ... Buffer part, 140 ... Holding plate,
142: elastic part, 144: holding lid, 144c: concave part,
146 ... Set screw, 200 ... Base, 210 ... First side wall block,
212 ... front housing, 212s ... front side pressure spring,
214 ... center housing, 216 ... rear housing,
216s ... rear side pressure spring, 220 ... second side wall block,
222 s ... pressurizing spring, 230 ... substrate, 232 s ... holding spring,
240 ... set screw, 600 ... electronic component inspection device, 610 ... base,
612d: downstream stage, 612u: upstream stage,
614 ... Imaging device, 616 ... Inspection table, 618 ... Control device,
630 ... support base, 634 ... arm, 638 ... imaging camera,
650 ... gripping device, 652 ... gripping part, 654 ... rotating shaft,
656 ... fine adjustment plate, 700 ... printing device, 701 ... discharge tray,
702 ... Discharge port, 703 ... Supply tray, 705 ... Operation buttons,
710: guide rails, 720 ... carriage, 722 ... jetting head,
724 ... Drive unit, 800 ... Robot hand, 802 ... Base,
803 ... finger part, 804 ... wrist, 810 ... arm,
820 ... Joint part, 850 ... Robot
Claims (14)
前記振動体を収容する振動体ケースと、
前記振動体の前記凸部を対象物に接触させる方向に前記振動体ケースを付勢する付勢手段と、
を有し、前記振動体に伸縮振動と屈曲振動とを発生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、
前記振動体ケース内で前記振動体の屈曲方向と交差する方向から前記振動体の両側を挟持し、動的粘弾性を有する材料を含んで形成された緩衝部と、
前記振動体ケースに取り付けられる押さえ蓋と、
前記押さえ蓋と前記緩衝部との間に設けられ、前記押さえ蓋によって圧縮される弾性部と、
を備え、
前記緩衝部と前記弾性部との間には、前記振動体の伸縮方向および屈曲方向への移動が制限された押さえ板が設けられている
ことを特徴とする圧電モーター。 A vibrating body formed including a piezoelectric material and having a protruding portion projecting from an end face;
A vibrating body case for housing the vibrating body;
Biasing means for biasing the vibrating body case in a direction in which the convex portion of the vibrating body is brought into contact with an object;
A piezoelectric motor that moves the object by generating stretching vibration and bending vibration in the vibrating body,
A buffer portion formed by including a material having dynamic viscoelasticity, sandwiching both sides of the vibrating body from a direction intersecting a bending direction of the vibrating body in the vibrating body case,
A holding lid attached to the vibrator case;
An elastic portion provided between the pressing lid and the buffer portion and compressed by the pressing lid;
With
A piezoelectric motor, wherein a pressing plate is provided between the buffer portion and the elastic portion, the movement of the vibrating body being restricted in the expansion / contraction direction and the bending direction.
前記押さえ板が前記押さえ蓋に嵌合することを特徴とする圧電モーター。 The piezoelectric motor according to claim 1,
The piezoelectric motor, wherein the pressing plate is fitted to the pressing lid.
前記押さえ板は、前記緩衝部との接触面に凹凸が形成されている
ことを特徴とする圧電モーター。 The piezoelectric motor according to claim 1 or 2,
The presser plate is formed with irregularities on the contact surface with the buffer portion.
前記緩衝部は、前記押さえ板との接触面に凹凸が形成されている
ことを特徴とする圧電モーター。 The piezoelectric motor according to claim 1 or 2,
The buffer portion is formed with irregularities on a contact surface with the pressing plate.
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。 An electronic component inspection device that inspects the electrical characteristics of the electronic component by mounting the gripped electronic component on an inspection socket,
An electronic component inspection apparatus, wherein the electronic component is aligned with the inspection socket using the piezoelectric motor according to claim 1.
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、端面に凸部が突設されて、伸縮振動および屈曲振動を行う振動体と、
前記振動体を収容する振動体ケースと、
前記振動体の前記凸部を対象物に接触させる方向に前記振動体ケースを付勢する付勢手段と、
前記振動体ケース内で前記振動体の屈曲方向と交差する方向から前記振動体の両側を挟持し、動的粘弾性を有する材料を含んで形成された緩衝部と、
前記振動体ケースに取り付けられる押さえ蓋と、
前記押さえ蓋と前記緩衝部との間に設けられ、前記押さえ蓋によって圧縮される弾性部と、
を備え、
前記緩衝部と前記弾性部との間には、前記振動体の伸縮方向および屈曲方向への移動が制限された押さえ板が設けられている
ことを特徴とする電子部品検査装置。 An electronic component inspection device that inspects the electrical characteristics of the electronic component by mounting the gripped electronic component on an inspection socket,
A piezoelectric motor for aligning the electronic component with the inspection socket;
The piezoelectric motor is
A vibrating body that is formed including a piezoelectric material, has a convex portion projecting from an end surface thereof, and performs stretching vibration and bending vibration;
A vibrating body case for housing the vibrating body;
Biasing means for biasing the vibrating body case in a direction in which the convex portion of the vibrating body is brought into contact with an object;
A buffer portion formed by including a material having dynamic viscoelasticity, sandwiching both sides of the vibrating body from a direction intersecting a bending direction of the vibrating body in the vibrating body case,
A holding lid attached to the vibrator case;
An elastic portion provided between the pressing lid and the buffer portion and compressed by the pressing lid;
With
An electronic component inspection apparatus, wherein a pressing plate is provided between the buffer portion and the elastic portion, the movement of the vibrating body being restricted in the expansion and contraction direction and the bending direction.
前記電子部品を把持する把持装置と、
前記把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。 An inspection socket in which an electronic component is mounted and the electrical characteristics of the electronic component are inspected;
A gripping device for gripping the electronic component;
A moving device for moving the grip device in a total of three axial directions including a first axis and a second axis orthogonal to each other and a third axis orthogonal to the first axis and the second axis;
The electronic component provided on the first shaft or the second shaft as viewed from the inspection socket and mounted on the inspection socket, the position in the direction of the first shaft and the second shaft, and the An imaging device that detects an angle around a third axis as a posture of the electronic component;
An upstream stage for transporting the electronic component from the inspection socket to the predetermined position on the first axis or the second axis connecting the imaging device;
A downstream stage that conveys the electronic component from a predetermined position opposite to the side on which the imaging device is provided when viewed from the inspection socket;
A control device for controlling the operation of the mobile device;
An electronic component inspection apparatus comprising:
The controller is
A first control unit that moves the gripping device that grips the electronic component conveyed by the upstream stage to above the imaging device;
A second control unit for mounting the electronic component whose posture is confirmed by the imaging device to the inspection socket by moving the gripping device;
A third control unit configured to place the electronic component whose electrical characteristics have been inspected by the inspection socket on the downstream stage by moving the gripping device;
With
The gripping device includes a first piezoelectric motor that moves the electronic component in the first axial direction based on the attitude of the electronic component detected by the imaging device, and a second that moves the electronic component in the second axial direction. And a third piezoelectric motor that rotates around the third axis,
The electronic component inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the first to third piezoelectric motors are the piezoelectric motors according to any one of claims 1 to 4.
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。 An electronic component transport device for transporting a gripped electronic component,
An electronic component transport apparatus, wherein the electronic component is aligned using the piezoelectric motor according to any one of claims 1 to 4.
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、端面に凸部が突設されて、伸縮振動および屈曲振動を行う振動体と、
前記振動体を収容する振動体ケースと、
前記振動体の前記凸部を対象物に接触させる方向に前記振動体ケースを付勢する付勢手段と、
前記振動体ケース内で前記振動体の屈曲方向と交差する方向から前記振動体の両側を挟持し、動的粘弾性を有する材料を含んで形成された緩衝部と、
前記振動体ケースに取り付けられる押さえ蓋と、
前記押さえ蓋と前記緩衝部との間に設けられ、前記押さえ蓋によって圧縮される弾性部と、
を備え、
前記緩衝部と前記弾性部との間には、前記振動体の伸縮方向および屈曲方向への移動が制限された押さえ板が設けられている
ことを特徴とする電子部品搬送装置。 An electronic component transport device for transporting a gripped electronic component,
A piezoelectric motor for aligning the electronic components;
The piezoelectric motor is
A vibrating body that is formed including a piezoelectric material, has a convex portion projecting from an end surface thereof, and performs stretching vibration and bending vibration;
A vibrating body case for housing the vibrating body;
Biasing means for biasing the vibrating body case in a direction in which the convex portion of the vibrating body is brought into contact with an object;
A buffer portion formed by including a material having dynamic viscoelasticity, sandwiching both sides of the vibrating body from a direction intersecting a bending direction of the vibrating body in the vibrating body case,
A holding lid attached to the vibrator case;
An elastic portion provided between the pressing lid and the buffer portion and compressed by the pressing lid;
With
An electronic component transport apparatus, wherein a pressing plate is provided between the buffer portion and the elastic portion, the movement of the vibrating body being restricted in a stretching direction and a bending direction.
互いに直交する第1軸および第2軸と、前記第1軸および第2軸に直交する第3軸との合計三軸方向に前記把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。 A gripping device for gripping electronic components;
A moving device that moves the handle device in a total of three axial directions including a first axis and a second axis orthogonal to each other and a third axis orthogonal to the first axis and the second axis;
An electronic component transport device comprising: a control device that controls the operation of the moving device,
The gripping device includes: a first piezoelectric motor that moves the electronic component in the first axis direction; a second piezoelectric motor that moves the electronic component in the second axis direction; and a third piezoelectric motor that rotates about the third axis. A piezoelectric motor,
The electronic component conveying apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the first to third piezoelectric motors are piezoelectric motors according to any one of claims 1 to 4.
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