JP5953724B2 - 圧電モーター、駆動装置、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、プリンター - Google Patents
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Description
前記関節部に配置される前述した適用例に記載の駆動装置と、が備えられていることを特徴とする。
なお、以下の説明で参照する図は、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
(圧電モーター)
部材31を押圧する第2押え板41とからなる押え部材と、圧電素子20の第1主面20
aの裏面である第2主面20bと当接し、圧電素子20を挟んで、第1支持部材30に対
して面対称となる位置に配設される第3支持部材32と、第2支持部材31の面対称とな
る位置に配設される第4支持部材33と、を有している。これら第3支持部材32と第4
支持部材33を下部支持部材とする。これら下部支持部材を圧電素子20に押圧する機枠
部材としてのケース70を、さらに有している。
第2押えバネ61は、第2押え板41と第2固定板51との間に挟持されており、固定ネジ80をケース70に締め付けることによって、第2支持部材31と第4支持部材33を圧電素子20に押圧する。なお、図2では、第1押えバネ60及び第2押えバネ61が押圧していない初期状態を表している。
図3は、圧電素子20の構成及び駆動方法を示す模式図であり、(a)は静止時の平面図、(b)及び(C)は圧電素子20の振動と、被駆動体の駆動方法を示し、(d)は、(b)と(c)の振動を合成して表す模式図である。
このように、第1励振電極22と第3励振電極24、または第2励振電極23と第4励振電極25に電荷を印加することにより、圧電素子20は屈曲振動が励振される。このように励起される屈曲振動ついて図3(b),(c),(d)を参照して説明する。
なお、図3(b)に示すように、屈曲振動の中心軸をLで表し、振動の節をP1,P2,P3で表し、振動モードをLaで表している。
なお、図3(c)に示すように、屈曲振動の中心軸をLで表し、振動の節をP1,P2,P3で表し、振動モードをLbで表している。
上述の圧電素子20の屈曲振動および縦振動の2つの振動モードにおける振動の節について図3(d)を用いて説明する。
続いて、圧電素子20押圧支持構造について図4、図5を参照して説明する。
上記各要素の接触面の構成について図6、図7に実施例を示し説明する。
(第1実施例)
図6(c)は、凹凸Tを直線的に形成した例であって、上段に断面図、下段に平面図を表す。凹凸Tは、圧電素子20の縦振動方向に対してほぼ直交する方向に直線状に形成されている。この凹凸Tは、ヤスリやサンドペーパーや、硬質の転写型等を用いて形成される。凹凸Tのピッチや深さは、相手となる各電極の表面硬度によって決められる。
なお、凹凸は、各電極に形成してもよく、第2実施例として図7を参照して説明する。
(第2実施例)
なお、励振電極側の凹凸T2と共通電極側の凹凸T2の形状は必ずしも同じでなくてもよい。
(第3実施例)
(変形例)
変形例1は、(a)に示すように第1支持部材30及び第2支持部材の圧電素子20との接触面が楕円形の例である。変形例2は、(b)に示すように第1支持部材30及び第2支持部材の圧電素子20との接触面が圧電素子20の幅方向端部側が狭くなった変形六角形である。変形例3は、(c)に示すように第1支持部材30及び第2支持部材の圧電素子20との接触面が菱形形状の例である。また、変形例4は、(d)に示すように第1支持部材30及び第2支持部材の圧電素子20との接触面がトラック形状の例を示している。
(第4実施例)
(駆動装置・第1実施例)
図10は、駆動装置の第1実施例を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のE−E切断面を示す断面図である。本実施例の駆動装置100は、前述した第1実施例ないし第4実施例で説明した圧電モーター10と、圧電モーター10の突起部28に当接する接触面131と、圧電モーター10の縦振動方向に直交する回転軸132を有する被駆動部材としてのローター130とを有している。
ここで、圧電モーター10の縦振動方向に直交する回転軸132とは、圧電モーター10の第1主面20a(または第2主面20b)に対して直交する回転軸132と置き換えて説明できる。
このような被駆動体は、回転軸を有する円盤状のローターであって、突起部28の接触面はローターの平面に当接される。よって、例えば、円盤状ディスクのようなローターの表面に突起部28を当接させて回転駆動させる場合にも適用できる。
また、突起部28をローター130やリングローター150にコイルバネ93によって所与の押圧力で付勢することで、安定した駆動を実現できる。
(駆動装置・第2実施例)
図11は、駆動装置100の第2実施例を示し、(a)は平面図、(a)のF−F切断面を示す断面図である。本実施例の駆動装置100は、前述した第1実施例〜第4実施例で説明した圧電モーター10と、直線状のガイドレール125と、圧電モーター10に設けられる突起部28に当接する直線状の接触面121を有し、ガイドレール125に支持されつつガイドレール125沿って移動可能な被駆動体120と、を有して構成されている。圧電モーター10の支持構造は駆動装置100の第2実施例(図10、参照)と同じであるので説明を省略する。
圧電モーター10を固定体とした構成の場合には、ガイドレール125に沿って被駆動体120を直線的に往復運動させることができ、例えば、XYテーブル上において、被駆動体120をX方向、またはY方向に移動させる装置に有効である。
また、突起部28を被駆動体120または固定レールに対してコイルバネ93によって所与の押圧力で付勢することで、被駆動体を直線駆動させる場合にも安定した駆動を実現できる。
(ロボット)
図12は、ロボット200の概略構成を示す斜視図である。ロボット200は、本体部210、アーム部220及びロボットハンド230を備えている。図示するロボット200は、いわゆる多関節型ロボットに分類される。本体部210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220は、本体部210に対して回動または屈折可能に設けられており、本体部210にはアーム部220を回転させるための動力を発生させる図示しないモーターや、モーターを制御する制御部等が内蔵されている。
なお、ロボットハンド230は軽量・小型の駆動装置が求められるため、前述した駆動装置100を用いることが有効である。
なお、駆動装置100は、前述した多関節型ロボットの他に直交型ロボットにも適合できる、そこで、直交型ロボットの応用例として電子部品搬送装置、電子部品検査装置について説明する。
(電子部品搬送装置)
(電子部品検査装置)
なお、電子部品W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。
(プリンター)
そこで、カッティング装置430について説明する。
この際、カッター440によってロール紙500を切断する。
なお、カッター440をZ方向に往復移動可能なZ駆動機構に装着し、このZ動駆動機構として駆動装置100を用いる構造を採用することができる。
また、インク吐出ヘッド420の駆動に、にカッティング装置430に用いた駆動装置100を用いることが可能である。
Claims (14)
- 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、
面内振動によって被駆動体を駆動する矩形の圧電素子と、
前記圧電素子の第1主面の4隅方向に分離配置される支持部に面接触する上部支持部材
と、
前記第1主面と向かい合う面で前記上部支持部材と面接触する押え部材と、
前記圧電素子を挟んで前記上部支持部材に対して面対称となる位置に配設され、前記圧
電素子に面接触する下部支持部材と、
前記下部支持部材の前記圧電素子との接触面に対して反対側の面に面接触する機枠部材
と、
前記機枠部材と前記下部支持部材と前記圧電素子と前記上部支持部材と前記押え部材と
が順に積み重ねられた状態で、前記支持部の位置で押圧する弾性部材と、
が備えられていることを特徴とする圧電モーター。 - 前記支持部が、前記圧電素子の二次の屈曲振動の節を通り、前記圧電素子の縦振動に直
交する線上にかかる範囲に配置されていること、
を特徴とする請求項1に記載の圧電モーター。 - 前記圧電素子の前記第1主面の前記支持部が配置されている位置に励振電極が形成され
ており、
前記圧電素子の前記第1主面に向かい合う第2主面には共通電極があり、
前記上部支持部材の前記励振電極との接触面には凹凸があり、
前記下部支持部材の前記共通電極との接触面には凹凸があること、
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧電モーター。 - 前記圧電素子の前記第1主面の前記支持部が配置されている位置に励振電極が形成され
ており、
前記圧電素子の第2主面に共通電極が形成されており、
前記励振電極の前記上部支持部材との接触面に凹凸が形成されており、
前記共通電極の前記下部支持部材との接触面に凹凸が形成されていること、
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧電モーター。 - 前記圧電素子の前記第1主面の前記支持部が配置されている位置に励振電極が形成され
ており、
前記圧電素子の第2主面に共通電極が形成されており、
前記上部支持部材と前記励振電極の両方の接触面に凹凸が形成され、
前記下部支持部材と前記共通電極の両方の接触面に凹凸が形成されていること、
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧電モーター。 - 前記上部支持部材と前記励振電極の接触面、及び前記下部支持部材と前記共通電極の接
触面に凹凸が形成されており、
さらに、前記上部支持部材と前記押え部材との接触面のいずれか、または両方と、前記
下部支持部材と前記機枠部材との接触面のいずれか、または両方に凹凸が形成されている
こと、
を特徴とする請求項3ないし請求項5のいずれかに記載の圧電モーター。 - 突起部を有し請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の圧電モーターと、
前記突起部を被駆動体に付勢させる弾性部材と、
前記突起部の楕円運動によって駆動される前記被駆動体と、
が備えられていることを特徴とする駆動装置。 - 突起部を有し請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の圧電モーターと、
前記突起部に当接する接触面と、前記第1主面に対して直交する回転軸を有する被駆動
体、または前記第1主面に対して平行な回転軸を有する被駆動体と、
が備えられていることを特徴とする請求項7に記載の駆動装置。 - 突起部を有し請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の圧電モーターと、
前記被駆動体を支持する直線状のガイドレールと、
前記突起部に当接する接触面を有し、前記ガイドレールに沿って移動可能に支持される
被駆動体と、
が備えられていること、を特徴とする請求項7に記載の駆動装置。 - 突起部を有し請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の圧電モーターと、
前記突起部に当接する面が直線状に延在される固定レールと、
前記突起部を前記固定レールに付勢させる弾性部材と、を有し、
前記突起部の楕円運動によって、前記圧電モーターが前記固定レールに沿って移動可能
であること、
を特徴とする請求項7に記載の駆動装置。 - アームと、前記アームを連結する関節部と、
前記関節部に配置される請求項8に記載の駆動装置と、
が備えられていることを特徴とするロボット。 - 電子部品を把持する把持部と、
X軸方向に前記把持部を移動させるX軸駆動装置と、
X軸方向に直交するY軸方向に前記把持部を移動させるY軸駆動装置と、を備え、
前記X軸駆動装置と前記Y軸駆動装置とが、請求項10に記載の駆動装置であること、
を特徴とする電子部品搬送装置。 - 被検査部材の検査を行う検査部と、
X軸方向に前記検査部を移動させる第1駆動装置と、
X軸方向に直交するY軸方向に前記検査部を移動させる第2駆動装置と、を備え、
前記第1駆動装置と前記第2駆動装置とが、請求項10に記載の駆動装置であること、
を特徴とする電子部品検査装置。 - 記録媒体を搬送する搬送機構と、
前記記録媒体に液滴を吐出する吐出ヘッドと、
前記記録媒体の搬送方向に直交する方向に移動可能な請求項10に記載の駆動装置と、
が備えられていることを特徴とするプリンター。
Priority Applications (4)
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