JP6848614B2 - 圧電駆動装置、圧電駆動装置の駆動方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、圧電駆動装置、圧電駆動装置の駆動方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターに関するものである。

特許文献１に記載の圧電駆動装置は、ローターと、ローターに当接する複数の圧電駆動部と、を有している。また、各圧電駆動部を順方向に楕円振動させる駆動モードと、逆方向に楕円振動させる駆動モードと、縦振動させる駆動モードと、を選択可能となっている。

特開２０１６−１５２７０５号公報

ここで、圧電駆動装置の重要なパラメーターとして、駆動力（ローターを回転させる力）と、保持力（ローターを保持する力）と、がある。保持力を大きくする場合には、圧電駆動部の数を多くすればよいが、単に、圧電駆動部の数を多くしてしまうと、駆動力が過剰に大きくなり過ぎたり、装置の大型化を招いたりしてしまう。

本発明の目的は、駆動力を過剰に大きくせずに、保持力を高めることができる圧電駆動装置、圧電駆動装置の駆動方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターを提供することにある。

上記目的は、下記の本発明により達成される。

本発明の圧電駆動装置は、従動部に向けて押圧され、振動部と、前記従動部と当接し前記振動部の振動を前記従動部に伝達する伝達部と、を備える第１圧電振動モジュールおよび第２圧電振動モジュールを有し、
前記第２圧電振動モジュールの前記従動部への押圧力は、前記第１圧電振動モジュールの前記従動部への押圧力よりも大きく、
前記第１圧電振動モジュールの前記伝達部は、押圧方向に振動する縦振動および前記押圧方向と交差する方向に振動する横振動の複合振動である屈曲振動を行い、
前記第２圧電振動モジュールの前記伝達部は、押圧方向に振動する縦振動を行うことを特徴とする。
これにより、駆動力を過剰に大きくせずに、保持力を高めることができる圧電駆動装置が得られる。

本発明の圧電駆動装置では、前記従動部に押圧されていない状態において、
前記第２圧電振動モジュールの前記伝達部の前記縦振動の振幅は、前記第１圧電振動モジュールの前記伝達部の前記縦振動の振幅よりも大きいことが好ましい。
これにより、第２圧電振動モジュールを縦振動させることで、より確実に、第２圧電振動モジュールと従動部との摩擦力を減少させることができる。そのため、第１圧電振動モジュールの屈曲振動によって、よりスムーズに従動部を移動させることができる。

本発明の圧電駆動装置では、前記第１圧電振動モジュールの前記振動部および前記第２圧電振動モジュールの前記振動部は、同じ構成であることか好ましい。
これにより、圧電駆動装置の構成が簡単なものとなる。

本発明の圧電駆動装置では、前記第１圧電振動モジュールおよび前記第２圧電振動モジュールは、前記振動部に配置され、前記押圧方向と交差する方向に並んで配置されている少なくとも一対の振動領域を有し、
前記第１圧電振動モジュールは、前記一対の振動領域を異なる位相で伸縮させることで前記伝達部を前記屈曲振動させ、
前記第２圧電振動モジュールは、前記一対の振動領域を同じ位相で伸縮させることで前記伝達部を前記縦振動させることが好ましい。
これにより、簡単な構成で、第１圧電振動モジュールを屈曲振動させると共に、第２圧電振動モジュールを縦振動させることができる。

本発明の圧電駆動装置では、前記第１圧電振動モジュールの前記振動部および前記第２圧電振動モジュールの前記振動部は、互いに異なる構成であることが好ましい。
これにより、第１圧電振動モジュールおよび第２圧電振動モジュールをそれぞれ適した構成とすることができるため、より効率的な駆動が可能な圧電駆動装置となる。

本発明の圧電駆動装置では、前記第２圧電振動モジュールの前記縦振動を生じさせる振動領域の面積が、前記第１圧電振動モジュールの前記縦振動を生じさせる振動領域の面積よりも大きいことが好ましい。
これにより、第２圧電振動モジュールを縦振動させることで、より確実に、第２圧電振動モジュールと従動部との摩擦力を減少させることができる。

本発明の圧電駆動装置では、前記第２圧電振動モジュールは、前記振動領域を１つ有していることが好ましい。
これにより、振動領域を大きくすることができ、第２圧電振動モジュールの縦振動の振幅をより大きくすることができる。

本発明の圧電駆動装置では、前記第１圧電振動モジュールの前記伝達部を前記屈曲振動させつつ、前記第２圧電振動モジュールの前記伝達部を前記縦振動させることで、前記従動部を移動させる第１モードと、
前記第１圧電振動モジュールおよび前記第２圧電振動モジュールの駆動を停止し、前記第１圧電振動モジュールおよび前記第２圧電振動モジュールで前記従動部を保持する第２モードと、を有していることが好ましい。
これにより、従動部を所定位置まで移動させた後には、その位置に従動部を保持することができる。そのため、従動部の意図しない移動が抑制され、圧電駆動装置の信頼性が向上する。

本発明の圧電駆動装置では、前記第１圧電振動モジュールの前記伝達部および前記第２圧電振動モジュールの前記伝達部を前記縦振動させることで、前記従動部の移動を許容する第３モードを有していることが好ましい。
これにより、例えば、操作者が手動（自らの手で）で従動部を操作することができ、圧電駆動装置の使い勝手がより向上する。

本発明の圧電駆動装置の駆動方法は、従動部に向けて押圧され、振動部と、前記従動部と当接し前記振動部の振動を前記従動部に伝達する伝達部と、を備える第１圧電振動モジュールおよび第２圧電振動モジュールを有する圧電駆動装置の駆動方法であって、
前記第２圧電振動モジュールの前記従動部への押圧力を、前記第１圧電振動モジュールの前記従動部への押圧力よりも大きくした状態で、
前記第１圧電振動モジュールの前記伝達部が、押圧方向に振動する縦振動および前記押圧方向と交差する方向に振動する横振動の複合振動である屈曲振動を行うと共に、
前記第２圧電振動モジュールの前記伝達部が、押圧方向に振動する縦振動を行うことにより前記従動部を従動させることを特徴とする。
これにより、駆動力を過剰に大きくせずに、保持力を高めることができる。

本発明のロボットは、本発明の圧電駆動装置を備えること特徴とする。
これにより、本発明の圧電駆動装置の効果を享受でき、信頼性の高いロボットが得られる。

本発明の電子部品搬送装置は、本発明の圧電駆動装置を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電駆動装置の効果を享受でき、信頼性の高い電子部品搬送装置が得られる。

本発明のプリンターは、本発明の圧電駆動装置を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電駆動装置の効果を享受でき、信頼性の高いプリンターが得られる。

本発明のプロジェクターは、本発明の圧電駆動装置を備えることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電駆動装置の効果を享受でき、信頼性の高いプロジェクターが得られる。

本発明の第１実施形態に係る圧電駆動装置を示す斜視図である。 図１に示す圧電駆動装置が有する圧電振動モジュールを示す平面図である。 図２中のＡ−Ａ線断面図である。 図２中のＢ−Ｂ線断面図である。 図２に示す圧電振動モジュールの順回転振動モードを示す図である。 図２に示す圧電振動モジュールの逆回転振動モードを示す図である。 図２に示す圧電振動モジュールの縦振動モードを示す図である。 図１に示す圧電駆動装置の駆動方法を説明するための図である。 図１に示す圧電駆動装置の駆動方法を説明するための図である。 図１に示す圧電駆動装置の駆動方法を説明するための図である。 図１に示す圧電駆動装置の駆動方法を説明するための図である。 従来構成で実現できる駆動力および保持力の一例を示す表である。 本発明の構成で実現できる駆動力および保持力の一例を示す表である。 本発明の第２実施形態に係る圧電駆動装置が有する第２圧電振動モジュールの平面図である。 図１４中のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第３実施形態に係る圧電駆動装置を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るロボットを示す斜視図である。 本発明の第５実施形態に係る電子部品搬送装置を示す斜視図である。 図１８に示す電子部品搬送装置が有する電子部品保持部を示す斜視図である。 本発明の第６実施形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。 本発明の第７実施形態に係るプロジェクターの全体構成を示す概略図である。

以下、本発明の圧電駆動装置、圧電駆動装置の駆動方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る圧電駆動装置について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電駆動装置を示す斜視図である。図２は、図１に示す圧電駆動装置が有する圧電振動モジュールを示す平面図である。図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図２中のＢ−Ｂ線断面図である。図５は、図２に示す圧電振動モジュールの順回転振動モードを示す図である。図６は、図２に示す圧電振動モジュールの逆回転振動モードを示す図である。図７は、図２に示す圧電振動モジュールの縦振動モードを示す図である。図８ないし図１１は、それぞれ、図１に示す圧電駆動装置の駆動方法を説明するための図である。図１２は、従来構成で実現できる駆動力および保持力の一例を示す表である。図１３は、本発明の構成で実現できる駆動力および保持力の一例を示す表である。以下では、説明の便宜上、図１ないし図１３中の上側を「上」とも言い、図１ないし図１３中の下側を「下」とも言う。

図１に示す圧電駆動装置１は、回転モーター（超音波モーター）として利用され、回転軸Ｏまわりに回転可能なローター２（従動部）と、ローター２の上面２１に当接する複数の圧電振動モジュール３と、各圧電振動モジュール３を支持するステージ４と、ステージ４を介して各圧電振動モジュール３をローター２に向けて付勢する付勢部５と、各圧電振動モジュール３の駆動を独立して制御する制御部６と、を有している。また、複数の圧電振動モジュール３には、少なくとも１つの第１圧電振動モジュール３Ａと、少なくとも１つの第２圧電振動モジュール３Ｂとが含まれている。

第１圧電振動モジュール３Ａは、ローター２を回転軸Ｏまわりに回転（移動）させる駆動部としての機能と、ローター２をその状態で保持する（すなわち移動を規制する）保持部としての機能と、を併せ持っている。一方、第２圧電振動モジュール３Ｂは、ローター２を回転軸Ｏまわりに回転させる駆動部としての機能を実質的に有しておらず、ローター２をその状態で保持する保持部としての機能のみを有している。すなわち、圧電駆動装置１は、第１圧電振動モジュール３Ａによってローター２を回転させ、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂによってローター２を保持する構成となっている。

このような構成によれば、第１圧電振動モジュール３Ａだけでローター２を移動させるため、ローター２の駆動力が過剰（必要以上）に大きくなってしまうことを抑制することができる。また、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂの両方でローター２を保持するため、ローター２の保持力をより高めることができる。また、後述するように、第２圧電振動モジュール３Ｂは、第１圧電振動モジュール３Ａよりも大きな力でローター２に押し当てられており、その分、第１圧電振動モジュール３Ａよりも大きな保持力を発揮できる。そのため、所定の大きさの保持力を発揮するために必要な圧電振動モジュール３の数を少なくすることができ、圧電駆動装置１の小型化を図ることもできる。以下、このような圧電駆動装置１について、詳細に説明する。

ローター２は、円板状をなしており、回転軸Ｏまわりに回転可能に軸受されている。ただし、ローター２の構成としては、特に限定されない。

そして、ローター２の上面２１に当接して複数の圧電振動モジュール３が配置されている。また、複数の圧電振動モジュール３には、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂがそれぞれ少なくとも１つずつ含まれており、これらが回転軸Ｏまわりに配置されている。なお、本実施形態では、複数の圧電振動モジュール３が、２つの第１圧電振動モジュール３Ａと、１つの第２圧電振動モジュール３Ｂと、を含む構成となっている。ただし、圧電振動モジュール３の数は、特に限定されないし、圧電振動モジュール３に含まれる第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂの数もそれぞれ特に限定されない。また、ローター２を回転させることができれば、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂの配置も特に限定されない。

次に、圧電振動モジュール３の構成について簡単に説明する。なお、本実施形態では、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂの構成が互いに同じであるため、以下では、「圧電振動モジュール３」の構成として説明する。

図２に示すように、圧電振動モジュール３は、振動可能な振動部３１と、振動部３１を支持する支持部３２と、振動部３１および支持部３２を接続する一対の接続部３３と、振動部３１に設けられた伝達部３４と、を有している。振動部３１は、略長方形状の板状をなし、その先端部に伝達部３４が設けられている。また、支持部３２は、振動部３１の基端側を囲むＵ字形状となっている。

このような構成の圧電振動モジュール３では、伝達部３４の先端部においてローター２の上面２１に当接し、支持部３２においてステージ４に固定されている。なお、ステージ４は、ばね部材（板ばね、スプリングばね）等の付勢部５によってローター２側（図２中下方側）に向けて付勢されており、これにより、伝達部３４が十分な摩擦力を持ってローター２の上面２１と接触している。そのため、スリップが抑制され、伝達部３４を介して振動部３１の振動を効率的にローター２へ伝達することができる。

また、図１に示すように、圧電振動モジュール３は、第１基板３５と、第２基板３６と、を有している。また、振動部３１は、第１基板３５と第２基板３６との間に設けられた圧電素子３７を有し、支持部３２は、第１基板３５と第２基板３６との間に設けられた間座３８を有している。なお、間座３８は、支持部３２の厚さを振動部３１の厚さに揃えるためのスペーサーとして機能する。

図２に示すように、圧電素子３７は、５つの圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅを含んでいる。そして、圧電素子３７Ａ、３７Ｂは、振動部３１の幅方向の一方側（図２中右側）に位置し、振動部３１の長手方向に並んで配置されている。また、圧電素子３７Ｄ、３７Ｅは、振動部３１の幅方向の他方側（図２中の左側）に位置し、振動部３１の長手方向に並んで配置されている。また、圧電素子３７Ｃは、振動部３１の幅方向の中央部に位置し、振動部３１の長手方向に沿って配置されている。なお、圧電素子３７の構成としては、特に限定されず、例えば、圧電素子３７Ｃを省略してもいい。

また、図３および図４に示すように、５つの圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅは、それぞれ、圧電体３７２と、圧電体３７２の上面に設けられた第１電極３７１と、圧電体３７２の下面に設けられた第２電極３７３と、を有している。そして、圧電体３７２の第１電極３７１と第２電極３７３とで挟まれた領域が振動領域３７０となっている。

第１電極３７１は、圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅに共通して設けられた共通電極である。一方、第２電極３７３は、圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅごとに個別に設けられた個別電極である。ここで、圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅの第２電極３７３の幅（図２中の横方向の長さ）は、それぞれ、ほぼ等しい。また、圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｄ、３７Ｅの第２電極３７３の長さ（図２中の上下方向の長さ）は、圧電素子３７Ｃの第２電極３７３の長さの約１／２である。ただし、圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅの第２電極３７３のサイズは、これに限定されない。

また、圧電体３７２は、圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅに共通して一体的に設けられている。なお、圧電体３７２は、圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅごとに個別に設けられていてもよい。

圧電体３７２は、振動部３１の厚さ方向に沿った方向の電界が印加されることで振動部３１の長手方向に沿った方向に伸縮する。圧電体３７２の構成材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、タンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＴ）、メタニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の圧電セラミックスを用いることができる。圧電セラミックスで構成された圧電体３７２は、例えば、バルク材料から形成してもよいし、ゾル−ゲル法やスパッタリング法を用いて形成してもよい。なお、圧電体３７２の構成材料としては、上述した圧電セラミックスの他にも、ポリフッ化ビニリデン、水晶等を用いてもよい。

以上のような構成の圧電振動モジュール３では、図示しない電源部より供給される駆動電圧を第１電極３７１と第２電極３７３との間に印加すると、駆動電圧のパターンに応じて各圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅが振動し、振動部３１全体が振動する。

次に、圧電振動モジュール３の振動モードについて説明する。圧電振動モジュール３は、伝達部３４が順方向（第１方向）に回転する順回転振動モードと、伝達部３４が順方向と逆方向（第２方向）に回転する逆回転振動モードと、伝達部３４が振動部３１の長手方向に振動する縦振動モードと、を有しており、これらの振動モードを選択（切替）できるようになっている。ただし、第２圧電振動モジュール３Ｂについては、縦振動モードで駆動することができれば、順回転振動モードまたは逆回転振動モードに切り替えることができなくてもよい。

順回転振動モードは、図５に示すように、図中の反時計回りに伝達部３４を楕円運動させる振動モードである。このような回転振動モードを行うには、例えば、図５中の電圧Ｖ１を圧電素子３７Ａ、３７Ｅに印加し、電圧Ｖ２を圧電素子３７Ｃに印加し、電圧Ｖ３を圧電素子３７Ｂ、３７Ｄに印加する。これにより、振動部３１は、その長手方向（圧電振動モジュール３とローター２との並び方向。付勢部５による押圧方向）に伸縮する縦振動を行いつつ、その幅方向（長手方向に交差（直交）する方向）に２次で屈曲する横振動を行う。このような縦振動と横振動とが合成され、振動部３１がＳ字状に屈曲振動し、それに伴って、伝達部３４が縦振動と横振動の複合振動である反時計回りの回転振動（楕円振動）を行う。このように、圧電素子３７Ａ、３７Ｅと、圧電素子３７Ｂ、３７Ｄと、圧電素子３７Ｃと、を異なる位相で伸縮させることで、伝達部３４を回転振動させることができる。ただし、伝達部３４を反時計回りに楕円運動させることができれば、圧電振動モジュール３に印加する電圧パターンは、特に限定されない。

逆回転振動モードは、図６に示すように、図中の時計回りに伝達部３４を楕円運動させる振動モードである。このような回転振動モードを行うには、例えば、図６中の電圧Ｖ１’を圧電素子３７Ａ、３７Ｅに印加し、電圧Ｖ２’を圧電素子３７Ｃに印加し、電圧Ｖ３’を圧電素子３７Ｂ、３７Ｄに印加する。これにより、振動部３１は、その長手方向に伸縮する縦振動を行いつつ、その幅方向に２次で屈曲する横振動を行う。このような縦振動と横振動とが合成され、振動部３１が逆Ｓ字状に屈曲振動し、それに伴って、伝達部３４が縦振動と横振動の複合振動である時計回りの回転振動（楕円振動）を行う。このように、圧電素子３７Ａ、３７Ｅと、圧電素子３７Ｂ、３７Ｄと、圧電素子３７Ｃと、を異なる位相で伸縮させることで、伝達部３４を回転振動させることができる。ただし、伝達部３４を時計回りに楕円運動させることができれば、圧電振動モジュール３に印加する電圧パターンは、特に限定されない。

縦振動モードは、図７に示すように、振動部３１の長手方向（圧電振動モジュール３とローター２との並び方向。付勢部５による押圧方向）に伝達部３４を振動させる振動モードである。このような縦振動モードを行うには、例えば、図７中の電圧Ｖ４を各圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅに印加する。これにより、振動部３１は、その長手方向に伸縮する縦振動を行い、それに伴って、伝達部３４が縦振動を行う。このように、圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅを同じ位相で伸縮させることで、伝達部３４を縦振動させることができる。特に、電圧Ｖ４を圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅに印加することで、縦振動モードにおける縦振動の振幅を、順回転振動モードおよび逆回転振動モードにおける縦振動の振幅よりも大きくすることができる。ただし、伝達部３４を縦振動させることができれば、圧電振動モジュール３に印加する電圧パターンは、特に限定されない。

なお、本実施形態の縦振動モードは、実質的に縦振動だけを含む振動モードである。このように、縦振動モードは、縦振動だけを含む振動モードであることが好ましい。しかしながら、縦振動モードとしては、例えば、前述した順回転振動モードおよび逆回転振動モードよりも小さい振幅の横振動を含んでいてもよい。すなわち、順回転振動モードおよび逆回転振動モードよりも小さい駆動力を発生する回転振動を行うモードであってもよい。

以上、圧電振動モジュール３について説明した。なお、圧電振動モジュール３としては、上述したような順回転振動モード、逆回転振動モードおよび縦振動モードで駆動することができれば、特に限定されない。例えば、支持部３２および接続部３３を省略してもよいし、圧電素子３７の構成（圧電素子の数、配置）も特に限定されない。また、圧電振動モジュール３として、例えば、本実施形態の圧電振動モジュール３を複数積層させた（重ね合わせた）構成としてもよい。これにより、より駆動力の大きい圧電振動モジュール３となる。

次に、圧電駆動装置１の駆動方法について説明する。圧電駆動装置１は、ローター２を保持する（移動を規制する）保持モード（第１モード）と、ローター２を回転させる駆動モード（第２モード）と、ローター２の回転を許容し、ローター２を手動で回転させることができる手動モード（第３モード）と、を有し、これらのうちの１つのモードを選択可能となっている。なお、保持モード、駆動モード、手動モードの選択は、制御部６によって行われる。

まず、保持モードについて説明する。保持モードは、ローター２の移動を規制するモードである。このモードでは、図８に示すように、全ての圧電振動モジュール３（第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂ）が駆動（振動）を停止している。前述したように、各圧電振動モジュール３は、付勢部５によってローター２側に付勢されており、各伝達部３４が十分な摩擦力を持ってローター２の上面２１と接触している。そのため、この状態では、各圧電振動モジュール３によってローター２が保持されており、ローター２の回転（移動）が阻止されている。このような保持モードを有することで、ローター２を所定の位置（回転角度）に保持することができる。また、ローター２の意図しない移動を抑制することができ、圧電駆動装置１の安全性や使い勝手（利便性）が向上する。

ここで、前述したように、第２圧電振動モジュール３Ｂのローター２への押圧力は、第１圧電振動モジュール３Ａのローター２への押圧力よりも大きい。すなわち、第２圧電振動モジュール３Ｂは、第１圧電振動モジュール３Ａよりも強い力でローター２に押し付けられており、第２圧電振動モジュール３Ｂとローター２との摩擦力が、第１圧電振動モジュール３Ａとローター２との摩擦力よりも大きい。これにより、例えば、従来のように、全ての圧電振動モジュール３が同じ力でローター２に押し付けられている場合と比べて、所定の保持力を得るために必要な圧電振動モジュール３の数を少なくすることができる。したがって、圧電駆動装置１の小型化を図ることができる。

なお、第２圧電振動モジュール３Ｂのローター２への押圧力としては、特に限定されないが、第２圧電振動モジュール３Ｂのローター２への押圧力をＮ２とし、第１圧電振動モジュール３Ａのローター２への押圧力をＮ１としたとき、２≦Ｎ２／Ｎ１≦１０であることが好ましく、３≦Ｎ２／Ｎ１≦５であることがより好ましい。これにより、第２圧電振動モジュール３Ｂのローター２への押圧力を十分に高めることができる。また、上述するように、第２圧電振動モジュール３Ｂを縦振動させた際に、第２圧電振動モジュール３Ｂとローター２との摩擦力を十分に減少させることができ、駆動モードにおいて、ローター２をスムーズに移動させることができる。

次に、駆動モードについて説明する。駆動モードは、各圧電振動モジュール３を駆動（振動）させて、ローター２を回転させるモードである。このモードでは、図９に示すように、第１圧電振動モジュール３Ａを回転振動モードで駆動し、第２圧電振動モジュール３Ｂを縦振動モードで駆動する。これにより、第１圧電振動モジュール３Ａの伝達部３４によってローター２が送り出され、ローター２が回転軸Ｏまわりに回転（従動）する。なお、第２圧電振動モジュール３Ｂに生じている縦振動モードは、ローター２を回転させる駆動力を実質的に発生せず、ローター２の回転を許容するための振動である。このように、第２圧電振動モジュール３Ｂを、ローター２を移動させる駆動部として用いないことで、ローター２の駆動力が過剰（必要以上）に大きくなってしまうことを抑制することができる。

ここで、駆動モードの際、第２圧電振動モジュール３Ｂを縦振動させる理由について説明する。前述したように、第２圧電振動モジュール３Ｂは、ローター２に向けて付勢されており、非駆動状態において、第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４は、十分な摩擦力を持ってローター２に当接している。そのため、第２圧電振動モジュール３Ｂが駆動（振動）していないと、第２圧電振動モジュール３Ｂが抵抗（ブレーキ）となって、第１圧電振動モジュール３Ａを駆動させてローター２を回転させようとしても、ローター２を回転させることができないか、または、回転してもその回転速度が低下してしまう等の問題が生じるおそれがある。

そこで、駆動力を発生させない第２圧電振動モジュール３Ｂについて、ローター２との摩擦力を減少させ、ローター２の回転を許容する必要があり、これを実現するのが縦振動モードである。この振動モードは、ローター２に対して接近、離間する方向の往復振動であるため、離間する方向に振動した際にローター２との摩擦力が低下する（伝達部３４がローター２から離間すれば摩擦力は０となる）。そのため、平均すれば停止状態（非駆動状態）と比べて伝達部３４とローター２との摩擦力が小さくなり、ローター２の移動を許容することができる。なお、第２圧電振動モジュール３Ｂは、縦振動モードの際、ローター２と離間する時間を有していることが好ましい。これにより、伝達部３４とローター２との平均的な摩擦力をより小さくすることができる。

ここで、第２圧電振動モジュール３Ｂでは各圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅの伸縮によって縦振動を生じさせているのに対して、第１圧電振動モジュール３Ａでは圧電素子３７Ｃの伸縮によって縦振動を生じさせている。そのため、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂに印加する電圧（図５中の電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、図７中の電圧Ｖ４）が同じ大きさであっても、ローター２と接触していない状態（他の部材と接触していない自然状態）において、第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４の縦振動の振幅は、第１圧電振動モジュール３Ａの伝達部３４の縦振動の振幅よりも大きくなる。本実施形態では、圧電素子３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅの振動領域３７０の大きさの合計が、圧電素子３７Ｃの振動領域３７０の約３倍であるため、第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４の縦振動の振幅は、第１圧電振動モジュール３Ａの伝達部３４の縦振動の振幅の約３倍となる。

このように、第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４の縦振動の振幅が第１圧電振動モジュール３Ａの伝達部３４の縦振動の振幅よりも大きいことから、第２圧電振動モジュール３Ｂのローター２への押圧力が第１圧電振動モジュール３Ａのローター２への押圧力よりも大きくても、第２圧電振動モジュール３Ｂを縦振動させた際に、第２圧電振動モジュール３Ｂとローター２との摩擦力を十分に低下させることができる。言い換えると、第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４の縦振動の振幅が第１圧電振動モジュール３Ａの伝達部３４の縦振動の振幅よりも大きいため、第２圧電振動モジュール３Ｂのローター２への押圧力を第１圧電振動モジュール３Ａのローター２への押圧力よりも大きくすることが可能となる。

ここで、自然状態における第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４の縦振動の振幅としては、特に限定されないが、第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４の縦振動の振幅をＧ２とし、第１圧電振動モジュール３Ａの伝達部３４の縦振動の振幅をＧ１としたとき、２≦Ｇ２／Ｇ１≦１０であることが好ましく、３≦Ｇ２／Ｇ１≦５であることがより好ましい。これにより、振幅Ｇ２を十分に大きくすることができ、第２圧電振動モジュール３Ｂを縦振動させることで、より確実に、第２圧電振動モジュール３Ｂとローター２との摩擦力を十分に低下させることができる。また、振幅Ｇ２が過剰に大きくなることが防止され、例えば、第２圧電振動モジュール３Ｂの破損や消費電力の増大等を抑制することができる。

また、押圧力Ｎ１、Ｎ２の比率（Ｎ２／Ｎ１）をＮとし、振幅Ｇ１、Ｇ２の比（Ｇ２／Ｇ１）をＧとしたとき、例えば、０．５Ｇ≦Ｎ≦Ｇであることが好ましく、０．６Ｇ≦Ｎ≦０．９Ｇであることがより好ましい。これにより、第２圧電振動モジュール３Ｂのローター２への押圧力Ｎ２を十分に大きくすることができる。そのため、保持モードにおいて所定の保持力を得るために必要な圧電振動モジュール３の数を少なくすることができる。したがって、圧電駆動装置１の小型化を図ることができる。また、第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４をローター２から離間させることができる程度に振幅Ｇ２を確保することができる。そのため、第２圧電振動モジュール３Ｂを縦振動させた際に、第２圧電振動モジュール３Ｂとローター２との摩擦力をより小さくすることができる。そのため、駆動モードにおいて、よりスムーズにローター２を回転させることができる。

以上、駆動モードについて説明した。なお、本実施形態では、駆動モードとして、全ての第１圧電振動モジュール３Ａを順回転振動モードで駆動させる構成について説明したが、少なくとも１つの第１圧電振動モジュール３Ａを順回転振動モードで駆動させれば、他の第１圧電振動モジュール３Ａを縦振動モードで駆動させてもよい。このように、第１圧電振動モジュール３Ａの一部を縦振動モードで駆動させることで、ローター２の回転速度およびトルクを低下させることができる。また、本実施形態では、駆動モードとして、全ての第１圧電振動モジュール３Ａを順回転振動モードで駆動させる構成について説明したが、反対に、図１０に示すように、全ての第１圧電振動モジュール３Ａを逆回転振動モードで駆動させてもよい。これにより、ローター２を逆回転させることができる。

次に、手動モードについて説明する。手動モードは、各圧電振動モジュール３を駆動（振動）させて、ローター２を手動で自在に移動させることができるようにするモードである。このモードでは、図１１に示すように、全ての圧電振動モジュール３（第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂ）を縦振動モードで駆動する。これにより、全ての圧電振動モジュール３とローター２との摩擦力を減少させることができ、手動でローター２を動かすことのできる状態となる。なお、手動モードでは、第１圧電振動モジュール３Ａが回転振動ではなく縦振動を行っているため、第１圧電振動モジュール３Ａの振動によるローター２の回転は、実質的に生じない。

このような手動モードは、例えば、操作者が手動（自らの手で）でローター２を操作したい場合や、圧電駆動装置１の制御部６にローター２の動きを教示する（記憶させる）場合に好適に使用することができる。

以上、圧電駆動装置１について説明した。このような圧電駆動装置１は、前述したように、ローター２（従動部）に向けて押圧され、振動部３１と、ローター２と当接し振動部３１の振動をローター２に伝達する伝達部３４と、を備える第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂを有している。また、第２圧電振動モジュール３Ｂのローター２への押圧力は、第１圧電振動モジュール３Ａのローター２への押圧力よりも大きい。また、第１圧電振動モジュール３Ａの伝達部３４は、押圧方向（振動部３１の長手方向）に振動する縦振動および押圧方向と交差する方向（振動部３１の幅方向）に振動する横振動の複合振動である回転振動（屈曲振動）を行い、第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４は、押圧方向（振動部３１の長手方向）に振動する縦振動を行う。このような構成によれば、第１圧電振動モジュール３Ａだけでローター２を移動させるため、ローター２の駆動力が過剰に大きくなってしまうことを抑制することができる。また、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂの両方でローター２を保持するため、ローター２の保持力をより高めることができる。すなわち、駆動力を過剰に大きくせずに、保持力を高めることができる圧電駆動装置１が得られる。さらには、第２圧電振動モジュール３Ｂは、第１圧電振動モジュール３Ａよりも大きな力でローター２に押し当てられているため、第１圧電振動モジュール３Ａよりも大きな保持力を発揮することができる。そのため、所定の大きさの保持力を発揮するために必要な圧電振動モジュール３の数を少なくすることができ、圧電駆動装置１の小型化を図ることもできる。

上述の効果を図１２および図１３に基づいてより分かり易く説明する。図１２には、従来構成として、５つの第１圧電振動モジュール３Ａ（５つの圧電振動モジュール３）が設けられている構成を示し、図１３には、本発明の構成として、２つの第１圧電振動モジュール３Ａおよび１つの第２圧電振動モジュール３Ｂ（３つの圧電振動モジュール３）が設けられている構成を示す。なお、両構成ともに、圧電振動モジュール３とローター２との摩擦係数は０．３であり、ローター２の保持力として３（Ｎ）が求められており、ローター２の駆動力として１．２（Ｎ）が求められている。また、第１圧電振動モジュール３Ａのローター２への押圧力は２（Ｎ）であり、第２圧電振動モジュール３Ｂのローター２への押圧力は６（Ｎ）である。

図１２に示す従来構成では、５つの第１圧電振動モジュール３Ａによってローター２の保持力の目標値である３（Ｎ）を確保している。一方で、５つの第１圧電振動モジュール３Ａによってローター２の駆動力が目標値である１．２（Ｎ）を大きく上回って、３（Ｎ）となっている。これでは、駆動力が過剰に大きくなってしまい（オーバースペックとなってしまい）、使用し難い圧電駆動装置１となる。また、５つの圧電振動モジュール３を用いていることから、図１３に示す本発明の構成に対して、圧電駆動装置１の大型化やコスト増を招いてしまう。

これに対して、図１３に示す本発明の構成では、２つの第１圧電振動モジュール３Ａおよび１つの第２圧電振動モジュール３Ｂによってローター２の保持力の目標値である３（Ｎ）を確保している。一方で、２つの第１圧電振動モジュール３Ａによってローター２の駆動力が目標値である１．２（Ｎ）を確保している。これにより、保持力および駆動力が共に目標値となり、極めて使用し易い圧電駆動装置１となる。また、３つの圧電振動モジュール３を用いていることから、図１２に示す従来構成に対して、圧電駆動装置１の小型化や低コスト化を図ることができる。このように、圧電駆動装置１によれば、駆動力を過剰に大きくせずに、保持力を高めることができる。

また、前述したように、ローター２（従動部）に向けて押圧され、振動部３１と、ローター２と当接し振動部３１の振動をローター２に伝達する伝達部３４と、を備える第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂを有する圧電駆動装置１の駆動方法は、第２圧電振動モジュール３Ｂのローター２への押圧力を、第１圧電振動モジュール３Ａのローター２への押圧力よりも大きくした状態で、第１圧電振動モジュール３Ａの伝達部３４が、押圧方向（振動部３１の長手方向）に振動する縦振動および押圧方向と交差する方向（振動部３１の幅方向）に振動する横振動の複合振動である回転振動（屈曲振動）を行うと共に、第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４が、押圧方向（振動部３１の長手方向）に振動する縦振動を行うことによりローター２を回転（従動）させるようになっている。このような駆動方法によれば、第１圧電振動モジュール３Ａだけでローター２を回転させるため、ローター２の駆動力が過剰に大きくなってしまうことを抑制することができる。また、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂの両方でローター２を保持するため、ローター２の保持力をより高めることができる。すなわち、駆動力を過剰に大きくせずに、保持力を高めることができる。さらには、第２圧電振動モジュール３Ｂは、第１圧電振動モジュール３Ａよりも大きな力でローター２に押し当てられているため、第１圧電振動モジュール３Ａよりも大きな保持力を発揮することができる。そのため、所定の大きさの保持力を発揮するために必要な圧電振動モジュール３の数を少なくすることができ、圧電駆動装置１の小型化を図ることもできる。

また、前述したように、圧電駆動装置１では、ローター２に押圧されていない状態（自然状態）において、第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４の縦振動の振幅は、第１圧電振動モジュール３Ａの伝達部３４の縦振動の振幅よりも大きくなっている。これにより、第２圧電振動モジュール３Ｂを縦振動させることで、より確実に、第２圧電振動モジュール３Ｂとローター２との摩擦力を減少させることができる。そのため、第１圧電振動モジュール３Ａの回転振動によって、よりスムーズにローター２を移動させることができる。

また、前述したように、圧電駆動装置１では、第１圧電振動モジュール３Ａの振動部３１および第２圧電振動モジュール３Ｂの振動部３１は、同じ構成である。これにより、圧電駆動装置１の構成が簡単なものとなる。なお、前記「同じ構成」とは、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂが共に縦振動モードおよび回転振動モードで振動できることを言う。そのため、縦振動モードおよび回転振動モードで振動できれば、例えば、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂは、その全体的な構成が互いに異なっていてもよい。例えば、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂの一方が、支持部３２および接続部３３を有していなくてもよいし、異なる形状であってもよいし、振動部３１での圧電素子３７の配置が互いに異なっていてもよい。

また、前述したように、圧電駆動装置１では、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂは、振動部３１に配置され、押圧方向（振動部３１の長手方向）と交差する方向（振動部３１の幅方向）に並んで配置されている少なくとも一対の振動領域３７０を有している。そして、第１圧電振動モジュール３Ａは、一対の振動領域３７０を異なる位相で伸縮させることで伝達部３４を回転振動させ、第２圧電振動モジュール３Ｂは、一対の振動領域３７０を同じ位相で伸縮させることで伝達部３４を縦振動させる。これにより、簡単な構成で、第１圧電振動モジュール３Ａを回転振動させると共に、第２圧電振動モジュール３Ｂを縦振動させることができる。

また、前述したように、圧電駆動装置１は、第１圧電振動モジュール３Ａの伝達部３４を回転振動させつつ、第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４を縦振動させることで、ローター２を移動させる駆動モード（第１モード）と、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂの駆動を停止し、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂでローター２を保持する保持モード（第２モード）と、を有している。これにより、ローター２を所定位置まで移動させた後には、その位置にローター２を保持することができる。そのため、ローター２の意図しない移動が抑制され、圧電駆動装置１の信頼性が向上する。

また、前述したように、圧電駆動装置１は、さらに、第１圧電振動モジュール３Ａの伝達部３４および第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４を縦振動させることで、ローター２の移動を許容する手動モード（第３モード）を有している。これにより、例えば、操作者が手動（自らの手で）でローター２を操作することができ、圧電駆動装置１の使い勝手がより向上する。また、手動モードは、圧電駆動装置１の制御部６にローター２の動きを教示する（記憶させる）場合に好適に使用することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る圧電駆動装置について説明する。

図１４は、本発明の第２実施形態に係る圧電駆動装置が有する第２圧電振動モジュールの平面図である。図１５は、図１４中のＣ−Ｃ線断面図である。

以下、第２実施形態の圧電駆動装置について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

本発明の第２実施形態に係る圧電駆動装置は、第２圧電振動モジュールの構成が異なること以外は、前述した第１実施形態とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。

本実施形態の圧電駆動装置１では、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂは、互いに異なる構成である。第１圧電振動モジュール３Ａの構成は、前述した第１実施形態の構成と同様であるため、以下では、第２圧電振動モジュール３Ｂの構成について説明する。

第２圧電振動モジュール３Ｂは、前述した第１実施形態の構成に対して圧電素子３７の構成が異なっている。図１４に示すように、本実施形態の第２圧電振動モジュール３Ｂでは、圧電素子３７は、振動部３１のほぼ全域に広がって配置された１つの圧電素子３７Ｆを有している。また、図１５に示すように、圧電素子３７Ｆは、圧電体３７２と、圧電体３７２の上面に設けられた第１電極３７１と、圧電体３７２の下面に設けられた第２電極３７３と、を有している。そして、圧電体３７２の第１電極３７１と第２電極３７３とで挟まれた領域が振動領域３７０となっている。このような構成の第２圧電振動モジュール３Ｂでは、図７に示す電圧Ｖ４を圧電素子３７Ｆに印加することで、縦振動モードを行うことができる。すなわち、圧電素子３７Ｆが伸縮振動し、伝達部３４が縦振動する。

第２圧電振動モジュール３Ｂにおいて縦振動を生じさせる圧電素子３７Ｆの振動領域３７０の面積は、第１圧電振動モジュール３Ａにおいて縦振動を生じさせる圧電素子３７Ｃの振動領域３７０の面積よりも大きい。そのため、駆動電圧が同じ大きさであれば、第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４の縦振動の振幅は、第１圧電振動モジュール３Ａの伝達部３４の縦振動の振幅よりも大きくなる。これにより、駆動モードの際、より確実に第２圧電振動モジュール３Ｂとローター２の摩擦力を低下させることができる。なお、本実施形態では、圧電素子３７Ｆの振動領域３７０の面積は、圧電素子３７Ｃの振動領域３７０の面積の約３倍であるため、第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４の縦振動の振幅は、第１圧電振動モジュール３Ａの伝達部３４の縦振動の振幅の約３倍となる。

以上、本実施形態の圧電駆動装置１について説明した。このような圧電駆動装置１では、前述したように、第１圧電振動モジュール３Ａの振動部３１および第２圧電振動モジュール３Ｂの振動部３１は、互いに異なる構成である。これにより、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂをそれぞれ適した構成とすることができるため、より効率的な駆動が可能な圧電駆動装置１となる。なお、前記「異なる構成」とは、第１圧電振動モジュール３Ａは、縦振動モードおよび回転振動モードで振動できるが、第２圧電振動モジュール３Ｂは、縦振動モードで振動できるが回転振動モードで振動できないことを言い、それ以外の構成については、特に限定されない。例えば、第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂの一方が、支持部３２および接続部３３を有していなくてもよいし、異なる形状となっていてもよい。

また、前述したように、本実施形態の圧電駆動装置１では、第２圧電振動モジュール３Ｂの縦振動を生じさせる振動領域３７０（圧電素子３７Ｆの振動領域３７０）の面積が、第１圧電振動モジュール３Ａの縦振動を生じさせる振動領域３７０（圧電素子３７Ｃの振動領域３７０）の面積よりも大きくなっている。そのため、第２圧電振動モジュール３Ｂの伝達部３４の縦振動の振幅は、第１圧電振動モジュール３Ａの伝達部３４の縦振動の振幅よりも大きくなる。これにより、第２圧電振動モジュール３Ｂを縦振動させることで、より確実に、第２圧電振動モジュール３Ｂとローター２との摩擦力を減少させることができる。

ここで、圧電素子３７Ｆの振動領域３７０の面積としては、特に限定されないが、圧電素子３７Ｆの振動領域３７０の面積をＭ２とし、圧電素子３７Ｃの振動領域３７０の面積をＭ１としたとき、２≦Ｍ２／Ｍ１≦１０であることが好ましく、３≦Ｍ２／Ｍ１≦５であることがより好ましい。これにより、面積Ｍ２を十分に大きくすることができ、第２圧電振動モジュール３Ｂを縦振動させることで、より確実に、第２圧電振動モジュール３Ｂとローター２との摩擦力を十分に低下させることができる。また、面積Ｍ２が過剰に大きくなることが防止され、例えば、第２圧電振動モジュール３Ｂの過剰な大型化を抑制することができる。

特に、本実施形態では、第２圧電振動モジュール３Ｂは、振動領域３７０を１つ有している。これにより、振動部３１内により大きな振動領域３７０を設けることができ、第２圧電振動モジュール３Ｂの縦振動の振幅をより大きくすることができる。

以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る圧電駆動装置について説明する。
図１６は、本発明の第３実施形態に係る圧電駆動装置を示す斜視図である。

以下、第３実施形態の圧電駆動装置１について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

本発明の第３実施形態に係る圧電駆動装置は、従動部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。

図１６に示すように、本実施形態の圧電駆動装置１は、直動モーターとして利用され、方向Ｘに沿って直線移動可動なスライダー７（従動部）と、スライダー７の上面７１に当接する複数の圧電振動モジュール３（第１圧電振動モジュール３Ａおよび第２圧電振動モジュール３Ｂ）と、複数の圧電振動モジュール３を支持するステージ４と、ステージ４を介して圧電振動モジュール３をローター２に向けて付勢する付勢部５と、各圧電振動モジュール３の駆動を独立して制御する制御部６と、を有している。このような構成の圧電駆動装置１についても、前述した第１実施形態と同様に、駆動モードにおいて、第１圧電振動モジュール３Ａを順回転振動モード（逆回転振動モード）で駆動し、第２圧電振動モジュール３Ｂを縦振動モードで駆動することで、スライダー７を方向Ｘに移動することができる。

スライダー７は、板状をなしており、レール（誘導部材）等によって、実質的に、方向Ｘにのみ往復移動できるようになっている。ただし、スライダー７の構成としては、特に限定されない。そして、スライダー７の上面７１に当接して複数の圧電振動モジュール３（２つの第１圧電振動モジュール３Ａおよび１つの第２圧電振動モジュール３Ｂ）が配置されている。また、複数の圧電振動モジュール３は、方向Ｘ（スライダー７の移動方向）に沿って配置されている。

このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係るロボットについて説明する。
図１７は、本発明の第４実施形態に係るロボットを示す斜視図である。

図１７に示すロボット１０００は、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボット１０００は、６軸ロボットであり、床や天井に固定されるベース１０１０と、ベース１０１０に回動自在に連結されたアーム１０２０と、アーム１０２０に回動自在に連結されたアーム１０３０と、アーム１０３０に回動自在に連結されたアーム１０４０と、アーム１０４０に回動自在に連結されたアーム１０５０と、アーム１０５０に回動自在に連結されたアーム１０６０と、アーム１０６０に回動自在に連結されたアーム１０７０と、これらアーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０の駆動を制御するロボット制御部１０８０と、を有している。また、アーム１０７０にはハンド接続部が設けられており、ハンド接続部にはロボット１０００に実行させる作業に応じたエンドエフェクター１０９０が装着される。また、各関節部のうちの全部または一部には圧電駆動装置１が搭載されており、この圧電駆動装置１の駆動によって各アーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０が回動する。なお、各圧電駆動装置１の駆動は、ロボット制御部１０８０によって制御される。また、圧電駆動装置１は、エンドエフェクター１０９０に搭載され、エンドエフェクター１０９０の駆動に用いられてもよい。

このようなロボット１０００は、圧電駆動装置１を備えている。そのため、上述した圧電駆動装置１の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る電子部品搬送装置について説明する。

図１８は、本発明の第５実施形態に係る電子部品搬送装置を示す斜視図である。図１９は、図１８に示す電子部品搬送装置が有する電子部品保持部を示す斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とする。

図１８に示す電子部品搬送装置２０００は、電子部品検査装置に適用されており、基台２１００と、基台２１００の側方に配置された支持台２２００と、を有している。また、基台２１００には、検査対象の電子部品Ｑが載置されてＹ軸方向に搬送される上流側ステージ２１１０と、検査済みの電子部品Ｑが載置されてＹ軸方向に搬送される下流側ステージ２１２０と、上流側ステージ２１１０と下流側ステージ２１２０との間に位置し、電子部品Ｑの電気的特性を検査する検査台２１３０と、が設けられている。なお、電子部品Ｑの例として、例えば、半導体、半導体ウェハー、ＣＬＤやＯＬＥＤ等の表示デバイス、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デバイス等などが挙げられる。

また、支持台２２００には、支持台２２００に対してＹ軸方向に移動可能なＹステージ２２１０が設けられており、Ｙステージ２２１０には、Ｙステージ２２１０に対してＸ軸方向に移動可能なＸステージ２２２０が設けられており、Ｘステージ２２２０には、Ｘステージ２２２０に対してＺ軸方向に移動可能な電子部品保持部２２３０が設けられている。

また、図１９に示すように、電子部品保持部２２３０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能な微調整プレート２２３１と、微調整プレート２２３１に対してＺ軸まわりに回動可能な回動部２２３２と、回動部２２３２に設けられ、電子部品Ｑを保持する保持部２２３３と、を有している。また、電子部品保持部２２３０には、微調整プレート２２３１をＸ軸方向に移動させるための圧電駆動装置１（１ｘ）と、微調整プレート２２３１をＹ軸方向に移動させるための圧電駆動装置１（１ｙ）と、回動部２２３２をＺ軸まわりに回動させるための圧電駆動装置１（１θ）と、が内蔵されている。なお、圧電駆動装置１ｘ、１ｙとして、前述した第３実施形態のものを用いることができ、圧電駆動装置１θとして、前述した第１、第２実施形態のものを用いることができる。

このような電子部品搬送装置２０００は、圧電駆動装置１を備えている。そのため、上述した圧電駆動装置１の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係るプリンターについて説明する。
図２０は、本発明の第６実施形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。

図２０に示すプリンター３０００は、装置本体３０１０と、装置本体３０１０の内部に設けられている印刷機構３０２０、給紙機構３０３０および制御部３０４０と、を備えている。また、装置本体３０１０には、記録用紙Ｐを設置するトレイ３０１１と、記録用紙Ｐを排出する排紙口３０１２と、液晶ディスプレイ等の操作パネル３０１３とが設けられている。

印刷機構３０２０は、ヘッドユニット３０２１と、キャリッジモーター３０２２と、キャリッジモーター３０２２の駆動力によりヘッドユニット３０２１を往復動させる往復動機構３０２３と、を備えている。また、ヘッドユニット３０２１は、インクジェット式記録ヘッドであるヘッド３０２１ａと、ヘッド３０２１ａにインクを供給するインクカートリッジ３０２１ｂと、ヘッド３０２１ａおよびインクカートリッジ３０２１ｂを搭載したキャリッジ３０２１ｃと、を有している。

往復動機構３０２３は、キャリッジ３０２１ｃを往復移動可能に支持しているキャリッジガイド軸３０２３ａと、キャリッジモーター３０２２の駆動力によりキャリッジ３０２１ｃをキャリッジガイド軸３０２３ａ上で移動させるタイミングベルト３０２３ｂと、を有している。

給紙機構３０３０は、互いに圧接している従動ローラー３０３１および駆動ローラー３０３２と、駆動ローラー３０３２を駆動する給紙モーターである圧電駆動装置１と、を有している。

制御部３０４０は、例えばパーソナルコンピュータ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷機構３０２０や給紙機構３０３０等を制御する。

このようなプリンター３０００では、給紙機構３０３０が記録用紙Ｐを一枚ずつヘッドユニット３０２１の下部近傍へ間欠送りする。このとき、ヘッドユニット３０２１が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。

このようなプリンター３０００は、圧電駆動装置１を備えている。そのため、上述した圧電駆動装置１の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。なお、本実施系形態では、圧電駆動装置１が給紙用の駆動ローラー３０３２を駆動しているが、この他にも、例えば、キャリッジ３０２１ｃを駆動してもよい。

＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態に係るプロジェクターについて説明する。

図２１は、本発明の第７実施形態に係るプロジェクターの全体構成を示す概略図である。

図２１に示すプロジェクター４０００は、ＬＣＤ方式のプロジェクターであり、光源４０１０と、ミラー４０２１、４０２２、４０２３と、ダイクロイックミラー４０３１、４０３２と、液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂと、ダイクロイックプリズム４０５０と、投射レンズ系４０６０と、圧電駆動装置１と、を備えている。

光源４０１０としては、例えば、ハロゲンランプ、水銀ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）等が挙げられる。また、この光源４０１０としては、白色光が出射するものが用いられる。そして、光源４０１０から出射された光は、まず、ダイクロイックミラー４０３１によって赤色光（Ｒ）とその他の光とに分離される。赤色光は、ミラー４０２１で反射された後、液晶表示素子４０４０Ｒに入射し、その他の光は、ダイクロイックミラー４０３２によってさらに緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とに分離される。そして、緑色光は、液晶表示素子４０４０Ｇに入射し、青色光は、ミラー４０２２、４０２３で反射された後、液晶表示素子４０４０Ｂに入射する。

液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂは、それぞれ、空間光変調器として用いられる。これらの液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂは、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの原色に対応する透過型の空間光変調器であり、例えば縦１０８０行、横１９２０列のマトリクス状に配列した画素を備えている。各画素では、入射光に対する透過光の光量が調整され、各液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂにおいて全画素の光量分布が協調制御される。このような液晶表示素子４０４０Ｒ、４０４０Ｇ、４０４０Ｂによってそれぞれ空間的に変調された光は、ダイクロイックプリズム４０５０で合成され、ダイクロイックプリズム４０５０からフルカラーの映像光ＬＬが出射される。そして、出射された映像光ＬＬは、投射レンズ系４０６０によって拡大されて、例えばスクリーン等に投射される。圧電駆動装置１は、投射レンズ系４０６０に含まれる少なくとも１つのレンズを光軸方向に移動させて焦点距離を変更することができる。

このようなプロジェクター４０００は、圧電駆動装置１を備えている。そのため、上述した圧電駆動装置１の効果を享受することができ、高い信頼性を発揮することができる。

以上、本発明の圧電駆動装置、圧電駆動装置の駆動方法、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

また、前述した実施形態では、圧電駆動装置をロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクターに適用した構成について説明したが、圧電駆動装置は、これら以外の各種電子デバイスに適用することができる。

１、１ｘ、１ｙ、１θ…圧電駆動装置、２…ローター、２１…上面、３…圧電振動モジュール、３Ａ…第１圧電振動モジュール、３Ｂ…第２圧電振動モジュール、３１…振動部、３２…支持部、３３…接続部、３４…伝達部、３５…第１基板、３６…第２基板、３７、３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ、３７Ｄ、３７Ｅ、３７Ｆ…圧電素子、３７０…振動領域、３７１…第１電極、３７２…圧電体、３７３…第２電極、３８…間座、４…ステージ、５…付勢部、６…制御部、７…スライダー、７１…上面、１０００…ロボット、１０１０…ベース、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０…アーム、１０８０…ロボット制御部、１０９０…エンドエフェクター、２０００…電子部品搬送装置、２１００…基台、２１１０…上流側ステージ、２１２０…下流側ステージ、２１３０…検査台、２２００…支持台、２２１０…Ｙステージ、２２２０…Ｘステージ、２２３０…電子部品保持部、２２３１…微調整プレート、２２３２…回動部、２２３３…保持部、３０００…プリンター、３０１０…装置本体、３０１１…トレイ、３０１２…排紙口、３０１３…操作パネル、３０２０…印刷機構、３０２１…ヘッドユニット、３０２１ａ…ヘッド、３０２１ｂ…インクカートリッジ、３０２１ｃ…キャリッジ、３０２２…キャリッジモーター、３０２３…往復動機構、３０２３ａ…キャリッジガイド軸、３０２３ｂ…タイミングベルト、３０３０…給紙機構、３０３１…従動ローラー、３０３２…駆動ローラー、３０４０…制御部、４０００…プロジェクター、４０１０…光源、４０２１、４０２２、４０２３…ミラー、４０３１、４０３２…ダイクロイックミラー、４０４０Ｂ、４０４０Ｇ、４０４０Ｒ…液晶表示素子、４０５０…ダイクロイックプリズム、４０６０…投射レンズ系、ＬＬ…映像光、Ｏ…回転軸、Ｐ…記録用紙、Ｑ…電子部品、Ｖ１、Ｖ１’、Ｖ２、Ｖ２’、Ｖ３、Ｖ３’、Ｖ４…電圧、Ｘ…方向

Claims (13)

1. 従動部に向けて押圧され、長手形状をなす振動部と、前記従動部と当接し前記振動部の振動を前記従動部に伝達する伝達部と、を備える第１圧電振動モジュールおよび第２圧電振動モジュールを有し、
   前記第１圧電振動モジュールの前記振動部の長手方向と、前記第１圧電振動モジュールの押圧方向とが一致し、
   前記第２圧電振動モジュールの前記振動部の長手方向と、前記第２圧電振動モジュールの押圧方向とが一致し、
   前記第２圧電振動モジュールの前記従動部への押圧力は、前記第１圧電振動モジュールの前記従動部への押圧力よりも大きく、
   前記第１圧電振動モジュールの前記伝達部は、押圧方向に振動する縦振動および前記押圧方向と交差する方向に振動する横振動の複合振動である屈曲振動を行い、
   前記第２圧電振動モジュールの前記伝達部は、押圧方向に振動する縦振動を行い、
   前記従動部に押圧されていない状態において、前記第２圧電振動モジュールの前記伝達部の縦振動の振幅をＧ２とし、前記第１圧電振動モジュールの前記伝達部の縦振動の振幅をＧ１としたとき、２≦Ｇ２／Ｇ１≦１０であることを特徴とする圧電駆動装置。
2. 前記第１圧電振動モジュールの前記振動部および前記第２圧電振動モジュールの前記振動部は、同じ構成である請求項１に記載の圧電駆動装置。
3. 前記第１圧電振動モジュールおよび前記第２圧電振動モジュールは、前記振動部に配置され、前記押圧方向と交差する方向に並んで配置されている少なくとも一対の振動領域を有し、
   前記第１圧電振動モジュールは、前記一対の振動領域を異なる位相で伸縮させることで前記伝達部を前記屈曲振動させ、
   前記第２圧電振動モジュールは、前記一対の振動領域を同じ位相で伸縮させることで前記伝達部を前記縦振動させる請求項２に記載の圧電駆動装置。
4. 前記第１圧電振動モジュールの前記振動部および前記第２圧電振動モジュールの前記振動部は、互いに異なる構成である請求項１に記載の圧電駆動装置。
5. 前記第２圧電振動モジュールの前記縦振動を生じさせる振動領域の面積が、前記第１圧電振動モジュールの前記縦振動を生じさせる振動領域の面積よりも大きい請求項４に記載の圧電駆動装置。
6. 前記第２圧電振動モジュールは、前記振動領域を１つ有している請求項５に記載の圧電駆動装置。
7. 前記第１圧電振動モジュールの前記伝達部を前記屈曲振動させつつ、前記第２圧電振動モジュールの前記伝達部を前記縦振動させることで、前記従動部を移動させる第１モードと、
   前記第１圧電振動モジュールおよび前記第２圧電振動モジュールの駆動を停止し、前記第１圧電振動モジュールおよび前記第２圧電振動モジュールで前記従動部を保持する第２モードと、を有している請求項１ないし６のいずれか１項に記載の圧電駆動装置。
8. 前記第１圧電振動モジュールの前記伝達部および前記第２圧電振動モジュールの前記伝達部を前記縦振動させることで、前記従動部の移動を許容する第３モードを有している請求項７に記載の圧電駆動装置。
9. 従動部に向けて押圧され、長手形状をなす振動部と、前記従動部と当接し前記振動部の振動を前記従動部に伝達する伝達部と、を備える第１圧電振動モジュールおよび第２圧電振動モジュールを有する圧電駆動装置の駆動方法であって、
   前記第１圧電振動モジュールの前記振動部の長手方向と、前記第１圧電振動モジュールの押圧方向とが一致し、
   前記第２圧電振動モジュールの前記振動部の長手方向と、前記第２圧電振動モジュールの押圧方向とが一致し、
   前記第２圧電振動モジュールの前記従動部への押圧力を、前記第１圧電振動モジュールの前記従動部への押圧力よりも大きくした状態で、
   前記第１圧電振動モジュールの前記伝達部が、押圧方向に振動する縦振動および前記押圧方向と交差する方向に振動する横振動の複合振動である屈曲振動を行うと共に、
   前記第２圧電振動モジュールの前記伝達部が、押圧方向に振動する縦振動を行うことにより前記従動部を従動させ、
   前記従動部に押圧されていない状態において、前記第２圧電振動モジュールの前記伝達部の縦振動の振幅をＧ２とし、前記第１圧電振動モジュールの前記伝達部の縦振動の振幅をＧ１としたとき、２≦Ｇ２／Ｇ１≦１０であることを特徴とする圧電駆動装置の駆動方法。
10. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えること特徴とするロボット。
11. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とする電子部品搬送装置。
12. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とするプリンター。
13. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の圧電駆動装置を備えることを特徴とするプロジェクター。

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