JP7314713B2

JP7314713B2 - 圧電駆動装置およびロボット

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Publication number: JP7314713B2
Application number: JP2019151027A
Authority: JP
Inventors: 友寿岩▲崎▼; 豊荒川
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Filing date: 2019-08-21
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Description

本開示は、圧電駆動装置およびロボットに関する。

特許文献１には、回転軸を中心にして回転可能な被駆動体と、圧電素子を用いて被駆動部を回転させる振動体とを備える装置が記載されている。この装置では、振動体は、被駆動体の上端面に接触するように、上端面の上方に設けられており、振動によって被駆動体を回転させる。

特開２０１６－０６３７１２号公報

上述した装置では、被駆動体の厚み方向、つまり、回転軸に沿った方向に振動体と被駆動体とが並んでいるため、被駆動体の回転軸に沿った方向における装置の小型化が困難であった。

本開示の一形態によれば、圧電駆動装置が提供される。この圧電駆動装置は、被駆動部を有し、回転軸を中心に回転するローターと、圧電素子を有し、前記圧電素子の変形によって、前記ローターを回転させる駆動力を前記被駆動部に付与する振動部と、前記ローターを支持するベアリングと、を備える。前記被駆動部は、前記回転軸から前記ローターの外周側に向かって順に連接された、第１部分、第２部分、および第３部分を有し、前記第１部分は、前記回転軸の軸方向に沿った所定の領域を有し、前記所定の領域内において、前記ベアリングの内輪に接続され、前記第２部分は、前記軸方向からの平面視において、前記ベアリングに重なり、前記第３部分は、前記軸方向に垂直な方向からの平面視において、前記所定の領域の両端より内側に、前記振動部と接触する接触面を有する。

第１実施形態の圧電駆動装置の概略構成を示す第１の説明図。第１実施形態の圧電駆動装置の概略構成を示す第２の説明図。第１実施形態の振動部の構成を示す説明図。第１実施形態の振動部の動作を示す説明図。第２実施形態の圧電駆動装置の概略構成を示す説明図。第３実施形態のロボットの概略構成を示す説明図。

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における圧電駆動装置１０の概略構成を示す第１の説明図である。図２は、第１実施形態における圧電駆動装置１０の概略構成を示す第２の説明図である。本実施形態における圧電駆動装置１０は、圧電駆動装置１０の外形を区画するケース２０と、ケース２０の内部に収容されたローター６０と、ケース２０に対して回転可能にローター６０を支持するベアリング５０と、ローター６０に対して駆動力を付与する振動部３０とを備えている。圧電駆動装置１０は、複数の振動部３０を備えている。各振動部３０は、圧電素子３２を備えており、圧電素子３２の変形を用いてローター６０を回転させる駆動力を発生させる。ローター６０の回転は、回転軸部７０を介して圧電駆動装置１０の外部に伝達される。尚、圧電駆動装置１０は、ケース２０に対するローター６０の回転方向や、回転角や、回転速度を検出するエンコーダーを備えてもよい。エンコーダーは、光学式であっても、磁気式であってもよい。圧電駆動装置１０のことを超音波モーター、または、圧電モーターと呼ぶことがある。

ケース２０は、下ケース２９と蓋部２３とによって構成されている。下ケース２９は、底面部２１と、底面部２１の外周縁から蓋部２３に向かって立設された側面部２２とを備えている。底面部２１は、その中央に、回転軸部７０が貫通する開口部が設けられている。底面部２１の、開口部から奥まった位置には、ベアリング５０の外輪が接続される突起部２４が設けられている。底面部２１の外周縁の内側には、振動部３０が接続される段差部２５が設けられている。ベアリング５０や振動部３０の接続については後述する。蓋部２３は、下ケース２９にベアリング５０とローター６０と振動部３０とが接続された後に、ねじによって下ケース２９の側面部２２の上端部分に接続される。尚、蓋部２３には、配線等が通る貫通孔が設けられてもよい。

振動部３０は、固定部材３６を介してケース２０の段差部２５に固定されている。振動部３０は、圧電素子３２を有する本体部３１と、本体部３１に接続された先端部３３とを備えている。圧電素子３２に交流電流が供給されることによって、圧電素子３２とともに本体部３１が変形して、先端部３３が振動する。先端部３３は、振動によってローター６０に繰り返し接触して、ローター６０に駆動力を付与する。本実施形態では、振動部３０は、ねじによって固定部材３６に固定されている。固定部材３６は、ねじによって段差部２５に固定されている。尚、振動部３０の具体的な構成および動作については後述する。

図２には、蓋部２３から底面部２１に向かって視た振動部３０とローター６０とが表されている。本実施形態における圧電駆動装置１０には、４つの振動部３０が設けられている。４つの振動部３０は、等間隔に配置されている。尚、圧電駆動装置１０に設けられる振動部３０の数は、４つに限られず、１つから３つでもよいし、５つ以上でもよい。振動部３０は、等間隔に配置されなくてもよい。

ローター６０は、上述した回転軸部７０と、回転軸部７０に接続された被駆動部４０とを有している。本実施形態では、ローター６０は、回転軸ＲＸを中心に回転可能な中空の回転軸部７０を有している。尚、ローター６０は、中実の回転軸部７０を有してもよい。回転軸ＲＸに沿って下ケース２９から蓋部２３に向かう方向を軸方向ＡＤと呼び、回転軸ＲＸに直交し、回転軸ＲＸから外側に向かう方向を径方向ＲＤと呼ぶ。また、ローター６０の回転方向を周方向ＣＤと呼ぶ。これらの方向ＡＤ，ＲＤ，ＣＤは、各図において適宜図示した。

被駆動部４０は、回転軸ＲＸから径方向ＲＤに向かって順に連接された、第１部分４１と、第２部分４２と、第３部分４３とを有している。本実施形態では、回転軸部７０と第１部分４１と第２部分４２と第３部分４３とが一体に形成されている。図１および図２には、回転軸部７０と被駆動部４０との境界線が二点鎖線で表されており、第１部分４１と第２部分４２との境界線と、第２部分４２と第３部分４３との境界線とが二点鎖線で表されている。回転軸部７０は、被駆動部４０と別体として形成されてもよい。第３部分４３は、第１部分４１および第２部分４２とは別体として形成されてもよい。第１部分４１は、第２部分４２および第３部分４３とは別体として形成されてもよい。第１部分４１と第２部分４２と第３部分４３とは、それぞれ別体として形成されてもよい。これらの場合、別体として形成された各部は、ねじや溶接や接着等によって互いに連接するように固定される。尚、図１および図２に示した各部の分割位置は、説明上、便宜的に付したものであり、各部の機能に鑑みて適宜設定されてもよい。

第１部分４１は、回転軸部７０と被駆動部４０とを接続する機能、および、ベアリング５０によって回転軸部７０を回転可能に支持する機能を果たす。第１部分４１は、径方向ＲＤに沿って回転軸部７０に接続されている。第１部分４１は、軸方向ＡＤに沿って、ローター６０の所定の領域ＳＳを占有している。本実施形態では、第１部分４１は、回転軸ＲＸを中心とする円筒形状を有している。第１部分４１には、ベアリング５０の内輪が接続されている。

第２部分４２は、第１部分４１と第３部分４３とを接続する機能を果たし、ベアリング５０に接しない形状を有する。第２部分４２は、径方向ＲＤに沿って第１部分４１に接続されている。第２部分４２は、回転軸ＲＸを中心とする円環形状を有している。第２部分４２は、軸方向ＡＤからの平面視においてベアリング５０に重なる領域Ｒ１を有している。

第３部分４３は、振動部３０から駆動力を受ける機能を果たす。第３部分４３は、軸方向ＡＤに沿って第２部分４２に接続されている。本実施形態では、第３部分４３は、屈曲した形状を有している。第３部分４３は、回転軸ＲＸを中心とする円筒形状を有する部分と、回転軸ＲＸを中心とする円環形状を有する部分とによって構成されている。本実施形態では、第３部分４３は、軸方向ＡＤにおけるローター６０の両端よりも内側に、振動部３０と接触する第１面４６を有している。第１面４６は、径方向ＲＤおよび周方向ＣＤに沿った面、換言すれば、回転軸ＲＸに垂直な面であり、かつ、第３部分４３を挟んでベアリング５０とは反対側の面である。軸方向ＡＤにおける第１面４６と第２部分４２との間の距離Ｌ１は、軸方向ＡＤにおける第３部分４３の中央と第２部分４２との間の距離Ｌ２よりも長い。軸方向ＡＤにおける第３部分４３の第１面４６と蓋部２３との間の距離は、軸方向ＡＤにおける第１部分４１と蓋部２３との間の距離よりも長い。第３部分４３は、径方向ＲＤからの平面視においてベアリング５０に重なる領域Ｒ２を有している。第１面４６は、この領域Ｒ２に配置されている。つまり、第１面４６は、径方向ＲＤからの平面視においてベアリング５０に重なるように配置されている。

本実施形態では、ローター６０は、アルミニウム合金によって形成されている。ローター６０は、アルミニウム合金ではなく、例えば、ステンレス鋼やチタン合金等の他の金属材料によって形成されてもよいし、セラミック材料や樹脂材料によって形成されてもよい。被駆動部４０の第３部分４３は、例えば、アルミナ層や、ジルコニア層や、チタン酸バリウム層等の表面処理層を有してもよい。第３部分４３の第１面４６に上述した表面処理層が設けられることによって、振動部３０との接触による第１面４６の摩耗を抑制できる。

ベアリング５０は、径方向ＲＤにおけるローター６０の第１部分４１の外側に設けられている。ベアリング５０は、ケース２０に対して回転可能にローター６０を支持している。本実施形態では、ベアリング５０として、回転軸ＲＸを中心とする円環形状を有するローラーベアリングが用いられている。ベアリング５０は、ローラーベアリングではなく、例えば、ボールベアリングであってもよい。ローター６０がベアリング５０に支持されることによって、ローター６０は、回転軸ＲＸを中心にして円滑に回転できる。

ベアリング５０の外輪は、第１支持部材５６とケース２０の底面部２１とによって挟持されている。第１支持部材５６は、回転軸ＲＸを中心とする円環形状を有している。周方向ＣＤに垂直な第１支持部材５６の断面は、Ｌ字形状を有している。本実施形態では、第１支持部材５６の外内周側面とケース２０の突起部２４の内周側面とのそれぞれに、ねじ部が設けられており、ねじ部同士が嵌め合わされることによって、第１支持部材５６が突起部２４に固定されている。

ベアリング５０の内輪は、第２支持部材５７とローター６０の第１部分４１とによって挟持されている。第２支持部材５７は、回転軸ＲＸを中心とする円環形状を有している。周方向ＣＤに垂直な第２支持部材５７の断面は、第１支持部材５６の断面を１８０度回転させたＬ字形状を有している。本実施形態では、ローター６０の回転軸部７０の外周側面と第２支持部材５７の内周側面とのそれぞれに、ねじ部が設けられており、ねじ部同士が嵌め合わされることによって、第２支持部材５７がローター６０に固定されている。

図１に示すように、ベアリング５０と第１支持部材５６と第２支持部材５７とを用いて、下ケース２９に対して、ローター６０が回転可能に接続された後、図２に示すように、振動部３０が予め接続された固定部材３６が、下ケース２９に接続される。

図３は、振動部３０の構成を示す説明図である。振動部３０は、上述したとおり、本体部３１と、先端部３３とを備えている。本体部３１は、長方形の板形状を有している。振動部３０は、本体部３１の長手方向が軸方向ＡＤに沿う向きに配置されている。本体部３１の長辺の中央には、本体部３１を支持する支持部３４が設けられている。支持部３４は、図示しないばね等の弾性部材を介して固定部材３６に固定されている。先端部３３は、本体部３１の一方の短辺の中央に設けられている。先端部３３は、被駆動部４０の第３部分４３に面している。

本体部３１は、第１圧電素子３２Ａと、第２圧電素子３２Ｂと、第３圧電素子３２Ｃと、第４圧電素子３２Ｄと、第５圧電素子３２Ｅとを有している。各圧電素子３２Ａ～３２Ｅは、本体部３１の長手方向に沿って配置されている。図３において、第１圧電素子３２Ａは、本体部３１の中央に配置されている。第２圧電素子３２Ｂと第３圧電素子３２Ｃとは、第１圧電素子３２Ａの左側に配置されている。第２圧電素子３２Ｂは、支持部３４よりも下方に配置されている。第３圧電素子３２Ｃは、支持部３４よりも上方に配置されている。第４圧電素子３２Ｄと第５圧電素子３２Ｅとは、第１圧電素子３２Ａの右側に配置されている。第４圧電素子３２Ｄは、支持部３４よりも下方に配置されている。第５圧電素子３２Ｅは、支持部３４よりも上方に配置されている。

各圧電素子３２Ａ～３２Ｅは、両面に電極が設けられた圧電体と、圧電体を挟持する一対の振動板とによって構成されている。本実施形態では、圧電体は、チタン酸ジルコン酸鉛によって形成されている。圧電体は、チタン酸ジルコン酸鉛ではなく、例えば、チタン酸バリウムや水晶によって形成されてもよい。振動板は、シリコンによって形成されている。圧電体と振動板との間は、絶縁性の接着剤によって接着されている。電極は、図示しない配線によって、図示しないスイッチング素子を介して電源に接続されている。

本実施形態では、本体部３１と支持部３４とは、一体に形成されている。本体部３１と支持部３４とは、シリコンによって形成されている。先端部３３は、耐摩耗性に優れる材料によって形成されることが好ましい。本実施形態では、先端部３３は、アルミナによって形成されている。

図４は、振動部３０の動作を示す説明図である。第２圧電素子３２Ｂと第５圧電素子３２Ｅとに供給される交流電流の位相と、第３圧電素子３２Ｃと第４圧電素子３２Ｄとに供給される交流電流の位相とを１８０度異ならせ、かつ、第１圧電素子３２Ａに供給される交流電流の位相と、第２圧電素子３２Ｂと第５圧電素子３２Ｅとに供給される交流電流の位相とを９０度異ならせることによって、本体部３１を二次元的に変形させて、先端部３３を楕円運動させることができる。先端部３３が楕円運動を繰り返すことによって、先端部３３と被駆動部４０の第３部分４３とが繰り返し接触する。先端部３３と第３部分４３とが接触する際に、先端部３３は、周方向ＣＤに沿った駆動力を第３部分４３に伝達する。そのため、先端部３３が楕円運動を繰り返す間、被駆動部４０は、回転軸ＲＸを中心にして回転する。尚、上述した各圧電素子３２Ａ～３２Ｅに供給される交流電流を１８０度反転させることによって、被駆動部４０を逆向きに回転させることができる。

以上、説明した本実施形態の圧電駆動装置１０によれば、振動部３０とローター６０とを径方向ＲＤからの平面視において重なるように配置できる。そのため、軸方向ＡＤにおいて圧電駆動装置１０を小型化できる。特に、本実施形態では、振動部３０の先端部３３とローター６０の第３部分４３とが軸方向ＡＤに沿って並んで配置された圧電駆動装置１０を、軸方向ＡＤにおいて小型化できる。

また、本実施形態では、振動部３０が接触する第３部分４３の第１面４６は、第３部分４３を挟んでベアリング５０とは反対側に設けられている。そのため、振動部３０と第１面４６との接触によって生じた摩耗粉がベアリング５０の内部に入り込むことを抑制できるので、ローター６０の回転が阻害されることを抑制できる。

また、本実施形態では、第１面４６は、軸方向ＡＤにおける第３部分４３の中央よりも、第２部分４２から遠い位置に設けられている。そのため、第１面４６と蓋部２３との間に、振動部３０を配置するためのクリアランスを確保しやすくできるので、軸方向ＡＤにおける圧電駆動装置１０の小型化の効果を高めることができる。

また、本実施形態では、第３部分４３は、径方向ＲＤからの平面視においてベアリング５０に重なる領域Ｒ２を有している。そのため、第１面４６と蓋部２３との間に、振動部３０を配置するためのクリアランスを確保しやすくできるので、軸方向ＡＤにおける圧電駆動装置１０の小型化の効果を高めることができる。

また、本実施形態では、第１面４６は、径方向ＲＤからの平面視においてベアリング５０に重なるように配置されている。そのため、第１面４６と蓋部２３との間に、振動部３０を配置するためのクリアランスを確保しやすくできるので、軸方向ＡＤにおける圧電駆動装置１０の小型化の効果を高めることができる。

Ｂ．第２実施形態：
図５は、第２実施形態における圧電駆動装置１０ｂの概略構成を示す説明図である。第２実施形態の圧電駆動装置１０ｂでは、ケース２０ｂに対する振動部３０の向きと、ローター６０ｂの被駆動部４０ｂの構成とが第１実施形態と異なる。その他の構成は、特に説明しない限り、図１に示した第１実施形態と同じである。

振動部３０は、本体部３１の長手方向が径方向ＲＤに沿うようにケース２０ｂの内部に配置されている。本実施形態では、振動部３０を固定する固定部材３６が設けられておらず、振動部３０は、下ケース２９ｂの段差部２５ｂに固定されている。尚、本実施形態では、軸方向ＡＤに沿った段差部２５ｂの高さは、第１実施形態の段差部２５の高さよりも低い。軸方向ＡＤに沿った側面部２２ｂの高さは、第１実施形態の側面部２２の高さよりも低い。

ローター６０ｂの被駆動部４０ｂに設けられた第３部分４３ｂは、屈曲した形状を有しておらず、回転軸ＲＸを中心とする円筒形状を有する部分のみによって構成されている。第３部分４３ｂは、回転軸ＲＸを中心とする円筒面である第２面４７を有している。第２面４７は、第３部分４３ｂの外周側面に配置されている。第２面４７には、振動部３０の先端部３３が接触する。尚、第１部分４１ｂは、第１実施形態の第１部分４１と同じ形状を有しており、第２部分４２ｂは、第１実施形態の第２部分４２と同じ形状を有している。

以上、説明した本実施形態の圧電駆動装置１０ｂによれば、被駆動部４０ｂの第３部分４３ｂには、振動部３０と接触する第２面４７が、回転軸ＲＸを中心とする円筒面となるように設けられている。そのため、本体部３１の長手方向が径方向ＲＤに沿うように振動部３０を配置することができる。したがって、第１実施形態の圧電駆動装置１０に比べて、軸方向ＡＤにおける圧電駆動装置１０ｂをさらに小型化できる。

Ｃ．第３実施形態：
図６は、第３実施形態におけるロボット１００の概略構成を示す斜視図である。本実施形態におけるロボット１００は、第１実施形態で説明した圧電駆動装置１０と、基部１１０と、基部に接続された第１アーム１２１と、圧電駆動装置１０を介して第１アームに接続された第２アーム１２２と、制御部１５０とを備えている。ロボット１００は、制御部１５０の制御下で、例えば、精密機器の搬送や、精密機器の組み立てを行う。尚、図６では、圧電駆動装置１０が図１に示した向きとは上下逆向きに配置されている。

第１アーム１２１の一端は、基部１１０に固定されている。第１アーム１２１の他端には、圧電駆動装置１０のケース２０が固定されている。第２アーム１２２の一端は、圧電駆動装置１０の回転軸部７０に固定されている。第２アーム１２２の他端には、エンドエフェクターが接続される取付部１３０が設けられている。第２アーム１２２は、圧電駆動装置１０によって駆動されて、第１アーム１２１に対して回転する。つまり、本実施形態では、圧電駆動装置１０は、ロボット１００における関節としての機能を有する。

制御部１５０は、１以上のプロセッサーと、主記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェースとを備えるコンピューターによって構成されている。本実施形態では、制御部１５０は、主記憶装置上に読み込んだプログラムや命令をプロセッサーが実行することによって、ロボット１００の動作を制御する。ロボット１００の動作には、圧電駆動装置１０の回転軸部７０の回転が含まれる。尚、制御部１５０は、コンピューターではなく、複数の回路の組み合わせによって構成されてもよい。

以上、説明した本実施形態のロボット１００によれば、第１実施形態で説明した圧電駆動装置１０を介して第１アーム１２１と第２アーム１２２とが接続されている。そのため、軸方向ＡＤにおいてロボット１００の関節部分を小型化できる。特に、本実施形態のロボット１００では、軸方向ＡＤにおいてロボット１００全体を小型化できる。尚、ロボット１００は、第２実施形態で説明した圧電駆動装置１０ｂを介して第１アーム１２１と第２アーム１２２とが接続されてもよい。

Ｄ．他の実施形態：
（Ｄ１）上述した第１実施形態における圧電駆動装置１０では、振動部３０が接触する第１面４６は、径方向ＲＤに沿って設けられている。これに対して、第１面４６は、径方向ＲＤに対して傾斜した方向に沿って設けられてもよい。この場合、振動部３０を径方向ＲＤに対して傾斜して配置できるため、軸方向ＡＤにおいて、圧電駆動装置１０をさらに小型化できる。

（Ｄ２）上述した第２実施形態における圧電駆動装置１０ｂでは、振動部３０ｂが接触する第２面４７は、回転軸ＲＸを中心とする円筒面となるように設けられている。これに対して、第２面４７は、軸方向ＡＤに対して傾斜した方向に沿って設けられてもよい。この場合、振動部３０を軸方向ＡＤに対して傾斜して配置できるため、径方向ＲＤにおける圧電駆動装置１０ｂの大型化を抑制しつつ、軸方向ＡＤにおいて、圧電駆動装置１０を小型化できる。

（Ｄ３）上述した第１実施形態における圧電駆動装置１０では、振動部３０と接触する第１面４６は、回転軸ＲＸに垂直な面であり、かつ、第３部分４３を挟んでベアリング５０とは反対側の面に設けられている。これに対して、第１面４６は、回転軸ＲＸに垂直な面であり、かつ、ケース２０の底面部２１に対向する面に設けられてもよい。この場合、振動部３０は、第３部分４３と、ケース２０の底面部２１との間に配置される。

（Ｄ４）上述した第１実施形態における圧電駆動装置１０では、軸方向ＡＤにおける第１面４６と第２部分４２との間の距離Ｌ１は、軸方向ＡＤにおける第３部分４３の中央と第２部分４２との間の距離Ｌ２よりも長い。これに対して、軸方向ＡＤにおける第１面４６と第２部分４２との間の距離Ｌ１は、軸方向ＡＤにおける第３部分４３の中央と第２部分４２との間の距離Ｌ２と同じでもよいし、軸方向ＡＤにおける第３部分４３の中央と第２部分４２との間の距離Ｌ２よりも短くてもよい。この場合であっても、振動部３０とローター６０とを径方向ＲＤからの平面視において重なるように配置できるため、軸方向ＡＤにおいて、圧電駆動装置１０を小型化できる。

（Ｄ５）上述した各実施形態における圧電駆動装置１０，１０ｂでは、被駆動部４０，４０ｂの第３部分４３，４３ｂは、径方向ＲＤからの平面視においてベアリング５０に重なる領域Ｒ２を有している。これに対して、第３部分４３，４３ｂは、径方向ＲＤからの平面視においてベアリング５０に重なる領域を有しなくてもよい。

（Ｄ６）上述した各実施形態における圧電駆動装置１０，１０ｂでは、振動部３０は、径方向ＲＤからの平面視においてベアリング５０に重なる領域Ｒ２において、第３部分４３，４３ｂと接触する。これに対して、振動部３０は、径方向ＲＤからの平面視においてベアリング５０に重ならない第３部分４３，４３ｂの領域において、第３部分４３，４３ｂに接触してもよい。

（Ｄ７）上述した各実施形態における圧電駆動装置１０，１０ｂでは、被駆動部４０，４０ｂの第２部分４２，４２ｂは、回転軸ＲＸを中心とする円環形状を有している。これに対して、第２部分４２，４２ｂは、第１部分４１，４１ｂと第３部分４３，４３ｂとを接続する機能を果たし、ベアリング５０と接しない形状であれば、円環形状以外の種々の形状で設けられてもよい。例えば、第２部分４２，４２ｂは、車輪のスポークのように第１部分４１，４１ｂと第３部分４３，４３ｂとの間に放射状に設けられてもよい。この場合、ローター６０，６０ｂを軽量化できる。

Ｅ．他の形態：
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

（１）本開示の一形態によれば、圧電駆動装置が提供される。この圧電駆動装置は、被駆動部を有し、回転軸を中心に回転するローターと、圧電素子を有し、前記圧電素子の変形によって、前記ローターを回転させる駆動力を前記被駆動部に付与する振動部と、前記ローターを支持するベアリングと、を備える。前記被駆動部は、前記回転軸から前記ローターの外周側に向かって順に連接された、第１部分、第２部分、および第３部分を有し、前記第１部分は、前記回転軸の軸方向に沿った所定の領域を有し、前記所定の領域内において、前記ベアリングの内輪に接続され、前記第２部分は、前記軸方向からの平面視において、前記ベアリングに重なり、前記第３部分は、前記軸方向に垂直な方向からの平面視において、前記所定の領域の両端より内側に、前記振動部と接触する接触面を有する。
この形態の圧電駆動装置によれば、軸方向に垂直な方向からの平面視において振動部とローターとが重なるように、振動部とローターとを配置できる。そのため、軸方向において圧電駆動装置を小型化できる。

（２）上記形態の圧電駆動装置において、前記接触面は、前記回転軸に垂直な面であってもよい。
この形態の圧電駆動装置によれば、振動部と第３部分とが軸方向に並んで配置された圧電駆動装置を軸方向において小型化できる。

（３）上記形態の圧電駆動装置において、前記接触面は、前記第３部分に対して、前記第３部分の前記ベアリングに対向する面とは反対側の面であってもよい。
この形態の圧電駆動装置によれば、振動部とローターとの接触によって生じた摩耗粉がベアリングの内部に入り込むことを抑制できる。そのため、ローターの回転が阻害されることを抑制できる。

（４）上記形態の圧電駆動装置において、前記接触面と前記第２部分との間の前記軸方向に沿った距離は、前記第３部分の中央と前記第２部分との間の前記軸方向に沿った距離よりも長くてもよい。
この形態の圧電駆動装置によれば、軸方向における圧電駆動装置の小型化の効果を高めることができる。

（５）上記形態の圧電駆動装置において、前記接触面は、前記回転軸を中心とする円筒面であってもよい。
この形態の圧電駆動装置によれば、軸方向における圧電駆動装置の小型化の効果を高めることができる。

（６）上記形態の圧電駆動装置において、前記第３部分は、前記回転軸に垂直な方向からの平面視において、前記ベアリングに重なる領域を有してもよい。
この形態の圧電駆動装置によれば、軸方向における圧電駆動装置の小型化の効果を高めることができる。

（７）上記形態の圧電駆動装置において、前記接触面は、前記回転軸に垂直な方向からの平面視において、前記ベアリングに重なってもよい。
この形態の圧電駆動装置によれば、軸方向における圧電駆動装置の小型化の効果を高めることができる。

本開示は、圧電駆動装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ロボット等の形態で実現することができる。

１０…圧電駆動装置、２０…ケース、２１…底面部、２２…側面部、２３…蓋部、２４…突起部、２５…段差部、２９…下ケース、３０…振動部、３１…本体部、３２…圧電素子、３２Ａ…第１圧電素子、３２Ｂ…第２圧電素子、３２Ｃ…第３圧電素子、３２Ｄ…第４圧電素子、３２Ｅ…第５圧電素子、３３…先端部、３４…支持部、３６…固定部材、４０…被駆動部、４１…第１部分、４２…第２部分、４３…第３部分、４６…第１面、４７…第２面、５０…ベアリング、５６…第１支持部材、５７…第２支持部材、６０…ローター、７０…回転軸部、１００…ロボット、１１０…基部、１２１…第１アーム、１２２…第２アーム、１３０…取付部、１５０…制御部

Claims

被駆動部を有し、回転軸を中心に回転するローターと、
圧電素子を有し、前記圧電素子の変形によって、前記ローターを回転させる駆動力を前
記被駆動部に付与する振動部と、
前記ローターを支持するベアリングと、
を備え、
前記被駆動部は、前記回転軸から前記ローターの外周側に向かって順に連接された、第
１部分、第２部分、および第３部分を有し、
前記第１部分は、前記回転軸の軸方向に沿った所定の領域を有し、前記所定の領域内に
おいて、前記ベアリングの内輪に接続され、
前記第２部分は、前記軸方向からの平面視において、前記ベアリングに重なり、
前記第３部分は、前記軸方向に垂直な方向からの平面視において、前記所定の領域の両
端より内側に、前記振動部と接触する接触面を有し、
前記接触面は、前記回転軸に垂直な面である、圧電駆動装置。
請求項１に記載の圧電駆動装置であって、
前記接触面は、前記第３部分に対して、前記第３部分の前記ベアリングに対向する面と
は反対側の面である、圧電駆動装置。
請求項２に記載の圧電駆動装置であって、
前記接触面と前記第２部分との間の前記軸方向に沿った距離は、前記第３部分の中央と
前記第２部分との間の前記軸方向に沿った距離よりも長い、圧電駆動装置。
請求項１に記載の圧電駆動装置であって、
前記接触面は、前記回転軸を中心とする円筒面である、圧電駆動装置。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の圧電駆動装置であって、
前記第３部分は、前記回転軸に垂直な方向からの平面視において、前記ベアリングに重
なる領域を有する、圧電駆動装置。
請求項５に記載の圧電駆動装置であって、
前記接触面は、前記回転軸に垂直な方向からの平面視において、前記ベアリングに重な
る、圧電駆動装置。
第１アームと、
前記第１アームに対して回転する第２アームと、
前記第２アームを駆動する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の圧電駆動装置
と、
を備えるロボット。