压电驱动装置以及机器人的制作方法

1.本发明涉及压电驱动装置以及具备压电驱动装置的机器人。


背景技术：

2.在专利文献1的带超声波电机的驱动装置中，公开了用多个螺栓将超声波电机固定在移动台上，并且在超声波电机内设置有保持在壳体上的压电元件和螺旋弹簧等的结构。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2006-280150号公报
6.但是，在专利文献1中，由于在超声波电机内具备保持压电元件和螺旋弹簧等的壳体，因此存在难以使超声波电机小型化的课题。


技术实现要素：

7.压电驱动装置具备：两个振动体，具有振动部以及传递部，所述振动部具有压电元件，所述传递部配置于所述振动部并向被驱动体传递驱动力；以及固定部，具有供销或螺钉插通的贯通孔，两个所述振动体沿着所述被驱动体的驱动方向排列设置，所述固定部配置在两个所述振动体之间，并固定两个所述振动体。
8.机器人具有上述记载的压电驱动装置。
附图说明
9.图1是表示第一实施方式所涉及的压电驱动装置以及压电电机的俯视图。
10.图2是表示从传递部侧观察压电驱动装置时的状态的侧视图。
11.图3是图1中的a-a线剖视图。
12.图4是表示压电驱动装置所具有的振动体的俯视图。
13.图5是表示对振动体施加的驱动信号的图。
14.图6是表示第二实施方式所涉及的压电驱动装置的俯视图。
15.图7是图6中的b-b线剖视图。
16.图8是表示第三实施方式所涉及的压电驱动装置的俯视图。
17.图9是表示第四实施方式所涉及的压电驱动装置的俯视图。
18.图10是具备第五实施方式所涉及的臂的机器人的概要图。
19.图11是机器人的手部的放大图。
20.附图标记说明
[0021]1…
压电驱动装置，2
…
振动体，2a～2f
…
压电元件，5
…
固定部，6
…
施力部，7
…
间隔件，21
…
振动部，24
…
传递部，51
…
第一贯通孔，52
…
第二贯通孔，71
…
第一贯通孔，72
…
第二贯通孔，90
…
螺钉，91
…
头部，100
…
作为被驱动体的滑动件，120
…
作为被驱动体的转
子，300
…
作为被固定部的载物台，500
…
机器人，l1、l2
…
虚拟线，o
…
旋转轴。
具体实施方式
[0022]
1.第一实施方式
[0023]
图1是表示第一实施方式所涉及的压电驱动装置1以及压电电机10的俯视图。图2是表示从传递部24侧观察压电驱动装置1时的状态的侧视图。需要说明的是，在图2中，为了说明振动部21的结构，省略了一个传递部24的图示。图3是图1中的a-a线剖视图。图4是表示压电驱动装置1所具有的振动体2的俯视图。图5是表示对振动体2施加的驱动信号的图。
[0024]
需要说明的是，在以后的各图中，为了便于说明，根据需要适当夸张地图示了各部分的尺寸，各部分的尺寸未必与实际的尺寸一致。
[0025]
以下，为了便于说明，也将图1中的纸面跟前侧称为“上”、“上侧”，将图1中的纸面里侧称为“下”、“下侧”。另外，将振动体2的滑动件100侧称为“前端侧”，将滑动件100的相反侧称为“基端侧”。另外，将相互正交的三个轴设为x轴、y轴以及z轴，将沿着x轴的方向称为x轴方向，将沿着y轴的方向称为y轴方向，将沿着z轴的方向称为z轴方向。
[0026]
在本实施方式中，x轴方向是作为被驱动体的滑动件100所移动的方向(移动方向)，或者是作为被驱动体的滑动件100驱动的方向(驱动方向)。+x轴方向为图1中的纸面右侧方向。-x轴方向是与+x轴方向相反的方向，为图1中的纸面左侧方向。在本实施方式中，y轴方向是前端侧、基端侧的方向。+y轴方向为前端侧。-y轴方向是与+y轴方向相反的方向，为基端侧的方向。在本实施方式中，z轴方向为上下方向、厚度方向。+z轴方向为图1中的纸面跟前侧(上方向)。-z轴方向是与+z轴方向相反的方向，为图1中的纸面里侧(下方向)。
[0027]
如图1所示，压电电机10具有：作为被驱动体的滑动件100，其能够在x轴方向上直线移动；压电驱动装置1，其与滑动件100的侧面101抵接；以及控制装置(省略图示)，其控制压电驱动装置1的驱动。压电电机10通过控制装置的控制来驱动压电驱动装置1，由压电驱动装置1产生的驱动力被传递至滑动件100，滑动件100沿x轴方向直线移动。
[0028]
作为压电电机10的结构，没有特别限定。例如，也可以沿着滑动件100的延伸方向配置多个图1所示的压电驱动装置1，通过多个压电驱动装置1的驱动使滑动件100移动。另外，压电驱动装置1也可以不与滑动件100的侧面101抵接，而与滑动件100的顶面102抵接。
[0029]
另外，被驱动体并不限定于如滑动件100那样进行直线移动，例如也可以是能够绕旋转轴旋转的转子等。在被驱动体为转子的情况下，在成为转子的平坦面的顶面，位于转子弯曲的侧面侧，通过使压电驱动装置1抵接，能够使转子绕旋转轴旋转。
[0030]
如图1所示，压电驱动装置1具有：两个振动体2，其沿着成为后述的驱动方向的x轴方向排列设置；以及一对施力部6，其在成为厚度方向的z轴方向上将该两个振动体2夹在中间而配置。需要说明的是，振动体2也被称为所谓的压电致动器。
[0031]
如图1～图3所示，压电驱动装置1具有将两个振动体2和一对施力部6固定在作为被固定部的载物台300的固定部5。另外，固定部5配置在两个振动体2之间，并且具有为了固定在被固定部而供销或螺钉插通的贯通孔(第一贯通孔51、第二贯通孔52)，固定两个振动体2。
[0032]
如图2、图3所示，在x轴方向上排列的两个振动体2在z轴方向上层叠有多个，详细情况将在后面叙述。另外，以将重叠多个振动体2而构成的层叠体200夹在中间的方式配设
有施力部6。
[0033]
换言之，层叠体200是在与滑动件100的驱动方向(x轴方向)垂直的方向(z轴方向)上重叠多个振动体2而构成的。因此，层叠体200和施力部6在相对于滑动件100的驱动方向垂直的方向上重叠。需要说明的是，通过重叠振动体2而构成层叠体200，与由1层振动体2构成压电驱动装置1的情况相比，提高了驱动力。
[0034]
如图1、图4所示，两个振动体2分别具有：振动部21；支承部22，其支承振动部21；连接部23，其连接振动部21和支承部22；以及传递部24，其固定在振动部21的前端，将振动部21的振动传递到滑动件100。另外，两个振动体2具有一个在y轴方向上延伸的辅助固定部3。
[0035]
辅助固定部3在x轴方向上配置在两个振动体2之间。两个振动体2构成为相对于通过辅助固定部3的x轴方向的中心线j1的y-z平面对称的外形形状。中心线j1也可以说是振动体2的对称轴。
[0036]
两个振动体2的结构彼此相同，因此，以下为了便于说明，以位于+x轴方向的振动体2为代表进行说明，对于位于-x轴方向的振动体2，仅说明与位于+x轴方向的振动体2不同的部分。
[0037]
如图4所示，振动部21形成为以z轴方向为厚度方向，且在包含x轴以及y轴的x-y平面上扩展的板状。另外，在从+z轴方向俯视观察时，振动部21形成为以x轴方向为短边，且以y轴方向为长边的长方形。振动部21通过在y轴方向上伸缩的同时在x轴方向上弯曲而进行s字状的弯曲振动。需要说明的是，振动部21的形状只要能够发挥其功能即可，没有特别限定。
[0038]
如图4所示，振动部21具有使振动部21弯曲振动的驱动用的压电元件2a～2f以及检测振动部21的振动的检测用的压电元件2g。在振动部21的x轴方向的中央部，压电元件2c、2d在y轴方向上排列配置。另外，在压电元件2c、2d的-x轴方向上，压电元件2a、2b在y轴方向上排列配置，在+x轴方向上，压电元件2e、2f在y轴方向上排列配置。这些压电元件2a～2f分别通过通电而在y轴方向上伸缩。另外，驱动用的压电元件的数量和配置只要能够使振动部21弯曲振动即可，没有特别限定。
[0039]
压电元件2g配置在压电元件2c、2d之间。压电元件2g接受与振动部21的弯曲振动对应的外力，输出与所接受到的外力对应的检测信号。因此，压电驱动装置1能够基于从压电元件2g输出的检测信号来检测振动部21的振动状态。需要说明的是，检测用的压电元件的数量和配置只要能够检测振动部21的振动即可，没有特别限定。另外，也可以省略检测用的压电元件。
[0040]
如图2所示，振动部21由具备压电元件2a～2g的压电元件层27和夹着压电元件层27的一对基板28构成。各基板28例如是硅基板。另外，压电元件2a～2f由一对电极夹着压电体而构成。需要说明的是，压电体以及电极省略图示。
[0041]
作为压电体的构成材料，没有特别限定，例如能够使用锆钛酸铅(pzt)、钛酸钡、钛酸铅、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂、钨酸钠、氧化锌、钛酸钡锶(bst)、钽酸锶铋(sbt)、偏铌酸铅、钪铌酸铅等压电陶瓷。另外，作为压电体，除了上述的压电陶瓷以外，也可以使用聚偏氟乙烯、水晶等。
[0042]
另外，作为压电体的形成方法，没有特别限定，可以由块状材料形成，也可以使用溶胶-凝胶法或溅射法形成。在本实施方式中，使用溶胶-凝胶法形成压电体。由此，例如与
由块状材料形成的情况相比，能够得到较薄的压电体，能够实现振动体2的薄型化。
[0043]
如图1、图2所示，在重叠多个振动体2而成为层叠体200的情况下，传递部24配置在重叠的振动部21的+y轴方向的前端侧的端部(前端部)。传递部24形成为具有前端部241。前端部241从振动部21向+y轴方向弯曲而突出成凸形状，并且沿z轴方向延伸而形成。
[0044]
在压电驱动装置1被固定在后述的机器人500(图10)等的作为被固定部的载物台300(图3、图4)上的情况下，前端部241与滑动件100的侧面101接触，并且被施力部6按压在侧面101上。因此，振动部21的振动经由传递部24被传递到滑动件100。作为传递部24的构成材料，没有特别限定，例如可以列举出氧化锆、氧化铝、二氧化钛等各种陶瓷。通过由这些材料构成传递部24，成为耐久性优异的传递部24。
[0045]
如图1、图4所示，支承部22具有支承振动部21的功能。在从+z轴方向俯视观察时，支承部22形成为包围振动部21的x轴方向的两侧以及基端侧的u字形状。另外，支承部22的结构只要能够发挥其功能即可，没有特别限定。
[0046]
另外，如图4所示，连接部23是成为振动部21的弯曲振动的波节的部分。具体来说，连接部23连接振动部21的y轴方向的中央部和支承部22。连接部23位于振动部21的+x轴方向和-x轴方向，连接振动部21和支承部22。
[0047]
另外，连接部23的结构只要能够发挥其功能即可，没有特别限定。例如，本实施方式的连接部23分别由一根梁构成，但也可以由多根梁构成。
[0048]
如图1～图4所示，辅助固定部3是辅助固定部5而将两个振动体2(在本实施方式中为两个层叠体200)和一对施力部6固定在作为被固定部的载物台300的部分。辅助固定部3与一对施力部6的固定部5相对设置，形成为与振动体2(层叠体200)的厚度相等，配置在一对固定部5之间，具有辅助基于固定部5对载物台300的固定的功能。
[0049]
如图1～图4所示，辅助固定部3具有第一辅助贯通孔31，该第一辅助贯通孔31的内径与后述的固定部5所具有的第一贯通孔51的内径相同。另外，辅助固定部3具有第二辅助贯通孔32，该第二辅助贯通孔32的内径与固定部5所具有的第二贯通孔52的内径相同。另外，辅助固定部3具有第一辅助基准孔33，该第一辅助基准孔33的内径与固定部5所具有的第一基准孔53的内径相同。另外，辅助固定部3具有第二辅助基准孔34，该第二辅助基准孔34的形状与固定部5所具有的第二基准孔54的形状相同。
[0050]
如图4所示，辅助固定部3在x轴方向上配置在两个振动体2之间。辅助固定部3在中心线j1的+x轴方向上，在基端侧具有第一辅助贯通孔31，在前端侧具有第二辅助贯通孔32。另外，辅助固定部3在中心线j1的-x轴方向上，在基端侧具有第一辅助基准孔33，在前端侧具有第二辅助基准孔34。
[0051]
如图2、图3所示，振动体2的支承部22、连接部23以及辅助固定部3由层间部29和夹着层间部29的一对基板28构成。层间部29位于一对基板28之间，经由配置在与基板28之间的绝缘性的粘接剂(省略图示)与基板28接合。另外，从+z轴方向俯视观察时，层间部29具有与基板28实质上相同的形状以及大小。另外，层间部29具有绝缘性。
[0052]
作为层间部29的构成材料没有特别限定，例如能够使用氧化锆、氧化铝、二氧化钛等各种陶瓷、各种金属材料、硅、各种树脂材料等。其中，优选使用各种陶瓷、各种金属材料、硅，由此，可以得到硬质的层间部29。另外，在使用金属材料的情况下，为了对层间部29赋予绝缘性，例如需要对其表面实施绝缘处理等加工。另外，通过使用硅，能够使用硅晶片工艺
配置层间部29，因此能够高效地制造振动体2。需要说明的是，压电元件层27和层间部29形成为大致相同的厚度。
[0053]
控制装置例如由计算机构成，具有处理信息的处理器、与处理器可通信地连接的存储器、外部接口。另外，在存储器中保存有可由处理器执行的程序，处理器读入并执行存储在存储器中的程序。这样的控制装置接收来自主计算机(省略图示)的指令，基于该指令来驱动振动体2。
[0054]
例如，如果对压电元件2a、2f施加图5所示的驱动信号v1，对压电元件2c、2d施加驱动信号v2，对压电元件2b、2e施加驱动信号v3，则振动部21在y轴方向上伸缩振动(省略图示)，并且在x轴方向上以倒s字状弯曲振动(省略图示)。该向y轴方向的伸缩振动和向x轴方向的弯曲振动合成，使得传递部24的前端部241进行逆时针描绘椭圆轨道(省略图示)的椭圆运动。由此，滑动件100被送出，滑动件100向-x轴方向移动。另外，从压电元件2g输出与振动部21的弯曲振动中包含的y轴方向的伸缩振动对应的检测信号vpu。
[0055]
另外，当切换驱动信号v1、v3的波形时，振动部21在y轴方向上伸缩振动(省略图示)，并且在x轴方向上以s字状弯曲振动(省略图示)。该向y轴方向的伸缩振动和向x轴方向的弯曲振动合成，使得传递部24的前端部241进行顺时针描绘椭圆轨道(省略图示)的椭圆运动。由此，滑动件100被送出，滑动件100向+x轴方向移动。另外，从压电元件2g输出与振动部21的弯曲振动中包含的y轴方向的伸缩振动对应的检测信号vpu。
[0056]
需要说明的是，如上所述，-x轴方向的振动体2与通过中心线j1的y-z平面对称地构成。另外，与+x轴方向的振动体2不同的结构如图4所示，构成于振动部21的压电元件2a～2g构成为与+x轴方向的振动体2中的压电元件2a～2g的朝向相同。换言之，施加驱动信号v1～v3的压电元件2a～2f的配置在两个振动体2中相同。
[0057]
具体来说，在-x轴方向的振动部21中，在振动部21的x轴方向的中央部，压电元件2c、2d在y轴方向上排列配置。另外，在压电元件2c、2d的-x轴方向上，压电元件2a、2b在y轴方向上排列配置，在+x轴方向上，压电元件2e、2f在y轴方向上排列配置。通过这样配置压电元件2a～2g，使两个振动体2的振动部21的弯曲振动的朝向一致。
[0058]
如图1、图4所示，在从+z轴方向俯视观察时，本实施方式的振动体2在x轴方向上形成有两个。另外，如图2、图3所示，振动体2通过将这两个振动体2作为1层，在作为厚度方向的z轴方向上以相同朝向层叠为多层，从而构成层叠体200。如上所述，辅助固定部3与支承部22、连接部23同样地构成，从而构成为振动体2的一部分以及层叠体200的一部分。
[0059]
需要说明的是，振动体2还包括辅助固定部3，每1层成为由基板28夹着压电元件层27以及层间部29的上侧和下侧的结构。另外，在z轴方向上重合的振动体2例如通过绝缘性的粘接剂(省略图示)接合。另外，以将多个振动体2重合而构成的层叠体200夹在中间的方式，利用绝缘性的粘接剂(省略图示)接合一对施力部6。
[0060]
在本实施方式中，在沿z轴方向重合的振动体2中，以一个振动体2的基板28和另一个振动体2的基板28重合的方式配置。但是，在重合的振动体2中，例如也可以由一个基板构成一个振动体2的基板28和另一个振动体2的基板28。即，一个振动体2的基板28也可以兼作另一个振动体2的基板28。
[0061]
如使用图1所说明的那样，一对施力部6从z轴方向的两侧夹着由振动体2层叠而成的层叠体200。即，如图1～图3所示，在层叠体200的+z轴方向配置有一个施力部6，在-z轴方
向配置有另一个施力部6。通过施力部6的这种配置，能够从厚度方向的两侧均衡地对层叠体200施力。因此，能够抑制层叠体200的姿势的偏差，特别是向z轴方向的倾斜，并且能够将由层叠体200产生的驱动力更有效地传递到滑动件100。因此，成为具有高驱动效率的压电驱动装置1。但是，并不限定于该配置，也可以省略任一个施力部6。
[0062]
由于z轴方向的一对施力部6的结构彼此相同，因此以下为了便于说明，以位于+z轴方向的施力部6为代表进行说明，省略对位于-z轴方向的施力部6的说明。
[0063]
施力部6呈板状，具有通过将层叠体200向滑动件100施力而将传递部24推压到作为被驱动体的滑动件100的侧面101的功能。需要说明的是，以下将层叠体200替换为振动体2进行说明。
[0064]
施力部6经由绝缘性的粘接剂(省略图示)等接合部件与振动体2的上表面接合。施力部6具有保持振动体2的保持部61和将振动体2向滑动件100施力的一对弹簧部63、64。
[0065]
如使用图1～图3说明的那样，压电驱动装置1具有将两个振动体2和一对施力部6固定在作为被固定部的载物台300的固定部5。本实施方式的固定部5与施力部6一体地形成。具体来说，固定部5通过施力部6所具有的一对弹簧部63、64与施力部6的保持部61连接。换言之，施力部6具有连接保持部61和固定部5的一对弹簧部63、64。
[0066]
施力部6以及固定部5相对于通过x轴方向的中心线j1的y-z平面对称地构成。施力部6形成为以固定部5为中心(以中心线j1为中心)，且在x轴方向上具有两个保持部61以及两对弹簧部63、64。由此，施力部6与沿x轴方向形成的两个振动体2对应地覆盖振动体2的上表面。另外，如上所述，在从作为层叠方向的+z轴方向俯视观察时，固定部5配置在两个振动体2之间。
[0067]
如图1～图3所示，固定部5具有板状且呈矩形形状的固定部主体50。固定部主体50在中心线j1的+x轴方向上在基端侧具有第一贯通孔51，在前端侧具有第二贯通孔52。第一贯通孔51、第二贯通孔52在将固定部5向载物台300固定时，供固定用的螺钉90插通。本实施方式的第一贯通孔51、第二贯通孔52形成为相同的孔径。
[0068]
另外，固定部主体50在中心线j1的-x轴方向上在基端侧具有第一基准孔53，在前端侧具有第二基准孔54。第一基准孔53、第二基准孔54在将固定部5(压电驱动装置1)向载物台300固定时，在进行压电驱动装置1的位置调整时使用。第二基准孔54在以第一基准孔53为基准进行压电驱动装置1的角度调整时使用。
[0069]
如图1、图3所示，在第一基准孔53、第二基准孔54中分别插通有设置在载物台300上的基准销313、314。本实施方式的第一基准孔53形成为圆形，第二基准孔54形成为长孔形状的孔。
[0070]
施力部6(保持部61以及弹簧部63、64)和固定部5(固定部主体50)一体地形成。保持部61、弹簧部63、64以及固定部主体50例如能够由硅基板一体地形成。由此，能够得到具有充分的机械强度以及弹性的施力部6、固定部5。
[0071]
在施力部6、固定部5的制造中能够使用硅晶片工艺，也能够以高加工精度制造施力部6、固定部5。另外，通过由硅基板形成施力部6、固定部5，能够减小与振动体2的热膨胀系数之差，因此能够减少热应力的产生，能够抑制振动体2的挠曲、变形等。施力部6、固定部5的构成材料没有特别限定，例如也能够使用各种树脂材料、各种金属材料、各种玻璃材料、各种陶瓷材料等。
[0072]
固定部5(固定部主体50)被x轴方向的两个保持部61夹着，配置于在z轴方向上与振动体2一体地形成的辅助固定部3的外表面。如图3所示，固定部5(固定部主体50)是用于将压电驱动装置1固定在机器人等的载物台300的部分。具体来说，固定部5在z轴方向上夹着辅助固定部3，并通过螺钉90固定在载物台300上。
[0073]
如图1～图3所示，保持部61与振动体2的支承部22的外表面接合。如图2所示，在保持部61的与振动部21重叠的部分形成有向内侧开口的凹部611。通过该凹部611，在保持部61与振动部21之间形成间隙。由此，可以抑制保持部61与振动部21的接触。因此，不会阻碍振动部21的振动，能够更稳定地驱动压电驱动装置1。
[0074]
在从+z轴方向俯视观察时，弹簧部63、64配置在保持部61与固定部5(固定部主体50)之间。另外，弹簧部63、64在振动体2的施力方向即y轴方向上排列配置。这样，通过将弹簧部63、64在y轴方向上排列配置，能够以更稳定且更强的作用力将振动体2向滑动件100施力。
[0075]
弹簧部63、64分别具有在y轴方向上以等间距排列的多个弹簧65。另外，在+x轴方向上具有的弹簧部63、64的弹簧65的-x轴方向的端部即一端与固定部5(固定部主体50)连接，+x轴方向的端部即另一端与保持部61连接。另外，在-x轴方向上具有的弹簧部63、64的弹簧65的作为+x轴方向的端部的一端与固定部5(固定部主体50)连接，作为-x轴方向的端部的另一端与保持部61连接。
[0076]
另外，通过在使多个弹簧65向+y轴方向弹性变形的状态下将压电驱动装置1固定在载物台300上，振动体2被向+y轴方向施力，传递部24被按压在滑动件100的侧面101上。
[0077]
本实施方式的压电驱动装置1不具有收容压电驱动装置1的壳体等。因此，与现有的压电驱动装置相比，可以实现小型化。由此，在制造压电驱动装置1时，能够增加既定的晶片中的部件的获取个数。另外，在本实施方式中，实施了在x-y平面上排列形成两个振动体2的二联化。需要说明的是，不仅是二联化，也可以进行三联化等多联化。由此，能够进一步增加获取个数。
[0078]
如图1～图3所示，在压电驱动装置1中，朝向+z轴方向，按照施力部6(包括固定部5)、振动体2(包括辅助固定部3)、施力部6(包括固定部5)的顺序层叠。因此，固定部5和辅助固定部3在作为层叠方向的z轴方向上重叠而构成。
[0079]
在固定部5和辅助固定部3中，固定部5的第一贯通孔51和辅助固定部3的第一辅助贯通孔31作为相同内径的贯通孔在大致相同位置沿z轴方向相连地形成。同样地，固定部5的第二贯通孔52和辅助固定部3的第二辅助贯通孔32作为相同内径的贯通孔在大致相同位置沿z轴方向相连地形成。
[0080]
另外，固定部5的第一基准孔53和辅助固定部3的第一辅助基准孔33作为相同内径的贯通孔在大致相同位置沿z轴方向相连地形成。固定部5的第二基准孔54和辅助固定部3的第二辅助基准孔34作为大致相同形状的贯通孔在大致相同位置沿z轴方向相连地形成。
[0081]
如图2、图3所示，作为本实施方式的被固定部的机器人的载物台300具有连接固定部310，该连接固定部310与和施力部6一体构成的固定部5的固定部主体50相对，向+z轴方向突出并向y轴方向延伸。连接固定部310是在其上表面固定压电驱动装置1的部位。具体来说，连接固定部310在其上表面固定构成压电驱动装置1的两个固定部5以及被两个固定部5夹着的辅助固定部3。
[0082]
在连接固定部310，与固定部5的第一贯通孔51、第二贯通孔52相对地分别形成有使螺钉90螺合而固定的螺纹孔311。另外，在连接固定部310，与固定部5的第一基准孔53相对地从上表面向+z轴方向突出设置有基准销313。同样地，在连接固定部310，与固定部5的第二基准孔54相对地从上表面向+z轴方向突出设置有基准销314。两个基准销313、314以相同的外径形成为圆柱形状。
[0083]
对将压电驱动装置1固定在载物台300的顺序进行说明。
[0084]
首先，以使基准销313插通于压电驱动装置1的固定部5的第一基准孔53，并且使基准销314插通于第二基准孔54的方式，将压电驱动装置1的下侧的固定部5载置于载物台300的连接固定部310的上表面。
[0085]
然后，以基准销313为基准，利用第一基准孔53与基准销313的间隙，第二基准孔54与基准销314的间隙，进行压电驱动装置1向y轴方向的移动，以及压电驱动装置1向x轴方向的旋转(角度调整)，进行压电驱动装置1相对于滑动件100的位置调整。通过进行位置调整，与压电驱动装置1的振动部21连接的传递部24能够在适当的方向(例如垂直的方向)以适当的按压力按压滑动件100的侧面101。
[0086]
需要说明的是，在位置调整结束后，相对于固定部5的第一贯通孔51、第二贯通孔52，从上侧分别插入螺钉90，并分别与连接固定部310的螺纹孔311螺合，由此，如图1、图3所示，将压电驱动装置1固定在载物台300。
[0087]
在本实施方式中，振动体2作为多层的层叠结构而成为4层的层叠结构，但不限于此，也可以是1层的结构。另外，振动体2的层叠数可以适当设定。需要说明的是，通过层叠振动体2，与1层的情况相比，能够得到较高的驱动力。另外，在本实施方式中，固定部5的贯通孔具有两个(第一贯通孔51、第二贯通孔52)，但不限于此，贯通孔也可以具有一个。
[0088]
另外，本实施方式的辅助固定部3与振动体2一体地形成。但是，辅助固定部3也可以构成为具有与层叠的振动体2的厚度相等的厚度，并填埋上下的固定部5之间的间隙。因此，辅助固定部3并不限定于层间部29和基板28的层叠结构，也可以层叠多片硅基板而构成，也可以由各种硬质树脂材料或各种金属材料等一体构成。
[0089]
根据本实施方式，能够得到以下的效果。
[0090]
本实施方式的压电驱动装置1具备两个振动体2和固定部5。另外，两个振动体2分别具有：振动部21，其具有压电元件2a～2f；以及传递部24，其配置于振动部21，且向作为被驱动体的滑动件100传递驱动力。另外，两个振动体2沿着滑动件100的驱动方向(x轴方向)排列设置。另外，固定部5配置在两个振动体2之间，固定两个振动体2。
[0091]
根据该结构，与利用不同的固定部5固定各个振动体2的情况相比，能够使压电驱动装置1小型化。另外，在压电驱动装置1相对于作为被驱动体的滑动件100的位置调整中，能够同时进行两个振动体2的位置调整，从而使位置调整变得更容易。
[0092]
本实施方式的压电驱动装置1具有将两个振动体2向滑动件100施力的板状的施力部6。另外，施力部6和两个振动体2在与驱动方向(x轴方向)垂直的方向上重叠。
[0093]
根据该结构，能够通过硅晶片工艺等形成施力部6、振动体2，从而能够实现压电驱动装置1的小型化。另外，使压电驱动装置1的制造变得更容易。
[0094]
在本实施方式的压电驱动装置1中，施力部6和固定部5一体地形成。
[0095]
通过该结构，固定部5能够与施力部6一起通过硅晶片工艺等形成，从而能够实现
压电驱动装置1的小型化。使压电驱动装置1的制造变得更容易。
[0096]
2.第二实施方式
[0097]
图6是表示第二实施方式所涉及的压电驱动装置1a的俯视图。图7是图6中的b-b线剖视图。
[0098]
本实施方式的压电电机10a与第一实施方式的压电电机10相比，压电驱动装置1a的结构不同。压电驱动装置1a与第一实施方式的压电驱动装置1相比，固定部5a、辅助固定部3a的结构不同。大不相同的是压电驱动装置1a具有间隔件7。
[0099]
其他结构与第一实施方式相同。需要说明的是，以后的说明以与第一实施方式的不同点为中心进行说明，关于相同的结构省略其说明。另外，在图6、图7中，对与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记。
[0100]
如图6、图7所示，本实施方式的固定部5a具有与第一实施方式的固定部主体50的外形形状同样地形成的固定部主体50a。另外，在固定部主体50a，在中心线j1上具有成为大致矩形形状的贯通孔的第一贯通孔51a和成为长孔形状的贯通孔的第二贯通孔52a。第一贯通孔51a以比螺钉90的头部91的外径大的直径形成。另外，第二贯通孔52a的形状为长孔形状，直线部分的宽度形成为比螺钉90的头部91的外径小。需要说明的是，第一贯通孔51a也可以是圆形。
[0101]
因此，即使将螺钉90插通于第一贯通孔51a，也无法将固定部5a固定于后述的载物台300a。另外，即使将螺钉90插通于第二贯通孔52a，也无法将固定部5a固定于后述的载物台300a。
[0102]
本实施方式的辅助固定部3a形成为与第一实施方式的辅助固定部3的外形形状相同。辅助固定部3a以与固定部5a所具有的第一贯通孔51a相对地以同样的形状具有第一辅助贯通孔31a。另外，辅助固定部3a以与固定部5a所具有的第二贯通孔52a相对地以同样的形状具有第二辅助贯通孔32a。
[0103]
固定部5a的第一贯通孔51a和辅助固定部3a的第一辅助贯通孔31a在大致相同位置沿z轴方向相连地形成。同样地，固定部5a的第二贯通孔52a和辅助固定部3a的第二辅助贯通孔32a在大致相同位置沿z轴方向相连地形成。
[0104]
本实施方式的间隔件7形成为板状，具有比固定部5a的固定部主体50a的外形稍小的矩形形状的间隔件主体70。本实施方式的间隔件7在z轴方向上配置在上侧的固定部5a与固定该固定部5a的螺钉90的头部91之间。
[0105]
间隔件主体70以与固定部5a的第一贯通孔51a的大致中心位置相对地具有内径比螺钉90的头部91的外径小的第一贯通孔71。另外，间隔件主体70以与固定部5a的第二贯通孔52a的大致中心位置相对地具有内径比螺钉90的头部91的外径小的第二贯通孔72。间隔件7能够使用硅、各种树脂材料、各种金属材料等。
[0106]
本实施方式是如下情况下的实施方式：螺钉90的头部91的外径(头部91的平面尺寸)比固定部5a的第一贯通孔51a、第二贯通孔52a的平面尺寸小，一并进行位置调整。另外，反过来说，是如下情况下的实施方式：固定部5a的第一贯通孔51a、第二贯通孔52a的平面尺寸比螺钉90的头部91的平面尺寸大，一并进行位置调整。具体来说，设想了将压电驱动装置1a固定于载物台300a时的固定用的螺钉90例如像钟表的组装用的螺钉那样小的情况。同时，也考虑了与该情况下的位置调整的平衡。
[0107]
在本实施方式中，如图7所示，固定压电驱动装置1a的载物台300a具有与第一实施方式中的连接固定部310相同的连接固定部310a。连接固定部310a在其上表面经由间隔件7固定构成压电驱动装置1a的两个固定部5a以及被两个固定部5a夹着的辅助固定部3a。在连接固定部310a，与固定部5a的第一贯通孔51a、第二贯通孔52a的大致中心位置相对地分别形成有使螺钉90螺合而固定的螺纹孔311a。
[0108]
对将压电驱动装置1a固定于载物台300a的顺序进行说明。
[0109]
首先，以使压电驱动装置1a的固定部5a的第一贯通孔51a、第二贯通孔52a位于包含连接固定部310a的螺纹孔311a的位置的方式，将压电驱动装置1a的固定部5a载置于载物台300a的连接固定部310a的上表面。然后，在上侧的固定部5a的上表面载置间隔件7。
[0110]
接着，从间隔件7的上方将螺钉90分别插通于第一贯通孔71、第二贯通孔72，使螺钉90以不倒下的程度与连接固定部310a的螺纹孔311a螺合。在该状态下，对压电驱动装置1a相对于滑动件100进行位置调整。在位置调整结束的情况下，通过使各个螺钉90与螺纹孔311a螺合到底，如图7所示，在隔着间隔件7的状态下，将压电驱动装置1a固定于载物台300a。
[0111]
本实施方式的压电电机10a具有压电驱动装置1a和作为被驱动体的滑动件100。另外，压电驱动装置1a驱动滑动件100。但是，压电电机10a也可以具有相对于旋转轴旋转的转子来作为被驱动体。在该情况下，压电驱动装置1a也能够对转子传递驱动力。
[0112]
根据本实施方式，除了第一实施方式的效果以外，还能够起到以下的效果。
[0113]
本实施方式的压电驱动装置1a在固定部5a与固定固定部5a的螺钉90的头部91之间具有间隔件7。另外，固定部5a的第一贯通孔51a的形状形成为比螺钉90的头部91的外径大。另外，间隔件7具有内径比螺钉90的头部91的外径小的第一贯通孔71。
[0114]
根据该结构，通过用螺钉90的头部91按压间隔件7，能够以间隔件7的面的按压力固定固定部5a。因此，容易调整将压电驱动装置1a固定于载物台300a时的固定部5a的按压力。另外，同时能够以螺钉90为中心进行角度调整。
[0115]
3.第三实施方式
[0116]
图8是表示第三实施方式所涉及的压电驱动装置1b的俯视图。
[0117]
本实施方式的压电电机10b与第一实施方式的压电电机10相比，不同点在于具备以旋转轴o为中心旋转的转子120来作为被驱动体。另外，由于压电电机10b具备转子120，因此用于对转子120赋予驱动力的压电驱动装置1b的配置不同。
[0118]
其他结构与第一实施方式相同。需要说明的是，以后的说明以与第一实施方式的不同点为中心进行说明，关于相同的结构省略其说明。另外，在图8中，对与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记。需要说明的是，在本实施方式中，省略了基准孔、基准销等。
[0119]
如图8所示，本实施方式的压电电机10b作为被驱动体，如上所述，具有以旋转轴o为中心旋转的转子120。另外，本实施方式的压电驱动装置1b构成为，在将从两个振动体2的振动部21朝向传递部24的直线设为虚拟线的情况下，虚拟线向旋转轴o侧倾斜。
[0120]
需要说明的是，在本实施方式中，将+x轴方向的振动体2的虚拟线设为虚拟线l1，将-x轴方向的振动体2的虚拟线设为虚拟线l2。在本实施方式中，虚拟线l1、l2与各自的传递部24与转子120的侧面121抵接而传递驱动力的方向一致。另外，虚拟线l1、l2成为相对于与转子120的侧面121相交的点的切线垂直交叉的线。换言之，虚拟线l1、l2向与转子120的
旋转轴o交叉的方向倾斜。
[0121]
在本实施方式中，两个振动体2与虚拟线l1、l2一致地朝向旋转轴o而构成。具体来说，构成振动体2的振动部21、支承部22、连接部23以及传递部24与虚拟线l1、l2一致地朝向旋转轴o而构成。另外，在本实施方式中，两个施力部6b也与虚拟线l1、l2一致地朝向旋转轴o而构成。具体来说，构成施力部6b的保持部61以及弹簧部63、64与虚拟线l1、l2一致地朝向旋转轴o而构成。
[0122]
如图8所示，在两个振动体2之间构成的固定部5b，由于两个振动体2与虚拟线l1、l2一致地倾斜构成，因此在从+z轴方向俯视观察时构成为大致梯形形状。并且，辅助固定部3b也与固定部5b相对，在从+z轴方向俯视观察时构成为大致梯形形状。
[0123]
本实施方式的固定部5b具有板状的大致梯形形状的固定部主体50b。固定部主体50b在中心线j1上的基端侧具有第一贯通孔51b、在前端侧具有第二贯通孔52b。辅助固定部3b具有第一辅助贯通孔31b，该第一辅助贯通孔31b与固定部5b的第一贯通孔51b相对且内径相同。另外，辅助固定部3b具有第二辅助贯通孔32b，该第二辅助贯通孔32b与固定部5b的第二贯通孔52b相对且内径相同。
[0124]
需要说明的是，固定部5b、辅助固定部3b的结构和形成方法与第一实施方式相同。另外，虽然省略了固定压电驱动装置1b的载物台的图示，但在连接固定部(省略图示)，与第一贯通孔51b、第二贯通孔52b相对地形成有螺纹孔(省略图示)。另外，连接固定部通过从上侧的第一贯通孔51b、第二贯通孔52b插通的螺钉90的螺合，固定包括固定部5b的压电驱动装置1b。
[0125]
对本实施方式的转子120的旋转动作进行说明。
[0126]
本实施方式的压电驱动装置1b与第一实施方式的压电驱动装置1同样地构成，因此压电元件2a～2f的配置也相同。因此，如图5所示，当对压电元件2a、2f施加驱动信号v1，对压电元件2c、2d施加驱动信号v2，对压电元件2b、2e施加驱动信号v3时，振动部21在y轴方向上伸缩振动(省略图示)，并且在x轴方向上以倒s字状弯曲振动(省略图示)。该向y轴方向的伸缩振动和向x轴方向的弯曲振动合成，使得传递部24的前端部241进行逆时针描绘椭圆轨道(省略图示)的椭圆运动。由此，转子120以旋转轴o为中心向顺时针方向旋转。
[0127]
另外，当切换驱动信号v1、v3的波形时，振动部21在y轴方向上伸缩振动(省略图示)，并且在x轴方向上以s字状弯曲振动(省略图示)。该向y轴方向的伸缩振动和向x轴方向的弯曲振动合成，使得传递部24的前端部241进行顺时针描绘椭圆轨道(省略图示)的椭圆运动。由此，转子120以旋转轴o为中心向逆时针方向旋转。
[0128]
根据本实施方式，除了第一实施方式的效果以外，还能够起到以下的效果。
[0129]
在本实施方式的压电驱动装置1b中，被驱动体是以旋转轴o为中心旋转的转子120。另外，从两个振动体2的振动部21朝向传递部24的虚拟线l1、l2向旋转轴o侧倾斜。
[0130]
根据该结构，在本实施方式中，虚拟线l1、l2成为相对于与转子120的侧面121相交的点的切线垂直交叉的线。因此，对于以旋转轴o为中心旋转的转子120，能够将压电驱动装置1b的驱动力向旋转轴o传递，因此能够有效地将驱动力向转子120传递。另外，不需要调整压电驱动装置1b相对于以旋转轴o为中心旋转的转子120的角度。另外，还能够抑制传递部24的前端部241的磨损的单边削减。
[0131]
4.第四实施方式
[0132]
图9是表示第四实施方式所涉及的压电驱动装置1c的俯视图。
[0133]
本实施方式的压电驱动装置1c与第一实施方式的压电驱动装置1相比，具有两个固定部5c。另外，两个固定部5c构成为能够以螺钉95为支点旋转。需要说明的是，本实施方式的压电驱动装置1c是将第三实施方式的压电驱动装置1b变形后的实施方式。
[0134]
如图9所示，压电驱动装置1c成为如下结构：在+x轴方向的固定部5c中，在+x轴方向上，与第一实施方式的振动体2同样地构成的振动体2c和与第一实施方式的施力部6同样地构成的施力部6c连结于固定部5c。另外，压电驱动装置1c成为如下结构：在-x轴方向的固定部5c中，在-x轴方向上，与第一实施方式的振动体2同样地构成的振动体2c和与第一实施方式的施力部6同样地构成的施力部6c连结于固定部5c。
[0135]
在此，与第三实施方式同样地，在将从两个振动体2c的振动部21朝向传递部24的直线设为虚拟线的情况下，虚拟线成为向旋转轴o(图8)侧倾斜的结构。需要说明的是，将+x轴方向的振动体2c的虚拟线设为虚拟线l3，将-x轴方向的振动体2c的虚拟线设为虚拟线l4。
[0136]
两个固定部5c在基端侧分别具有第一贯通孔51c。另外，在两个固定部5c，在前端侧具有成为共用的贯通孔的第二贯通孔52c。
[0137]
在将压电驱动装置1c固定于载物台(省略图示)时，将固定部5c载置在载物台的连接固定部(省略图示)上。首先，进行压电驱动装置1c的角度调整。在该情况下，将螺钉95插通于共用的第二贯通孔52c而与连接固定部螺合。然后，利用夹具(省略图示)等按压两个固定部5c的中央侧的侧面55，使虚拟线l3、l4的角度θ可变，由此以使虚拟线l3、l4朝向作为被驱动体的转子(省略图示)的旋转轴(省略图示)的方式调整两个振动体2c的朝向。在调整了两个振动体2c的朝向之后，将螺钉96插通于各个第一贯通孔51c并与连接固定部螺合，由此固定包括两个固定部5c的压电驱动装置1c。
[0138]
根据本实施方式的压电驱动装置1c，固定部5c独立形成，即使被驱动体(转子)的大小(半径)改变，也能够朝向其旋转轴调整两个振动体2c的朝向(角度θ)并固定。因此，能够将压电驱动装置1c的驱动力向旋转轴o传递，因此能够有效地将驱动力向转子传递。
[0139]
5.第五实施方式
[0140]
图10是具备第五实施方式所涉及的臂550的机器人500的概要图。图11是机器人500的手部580的放大图。
[0141]
在本实施方式中，对将第一实施方式中的压电驱动装置1应用于机器人500的例子进行说明。需要说明的是，也可以将上述的压电驱动装置1a、1b应用于机器人500。
[0142]
图10所示的机器人500是6轴的垂直多关节机器人，能够进行精密仪器，构成该精密仪器的部件的供给材料、去除材料、搬运以及组装等作业。
[0143]
机器人500具有基台510、与基台510连接的臂550、设置在臂550的前端部的力检测器(省略图示)以及手部580。另外，机器人500具有产生驱动臂550的动力的多个驱动源。
[0144]
基台510是将机器人500安装在任意设置部位的基座部分。基台510的设置部位没有特别限定，例如可以列举出地板、墙壁、天棚、可移动的台车上等。
[0145]
臂550由第一臂551、第二臂552、第三臂553、第四臂554、第五臂555、第六臂556等构成，它们从基台510侧向前端侧依次连结。
[0146]
第一臂551与基台510连接。在第六臂556的前端可装卸地安装有例如把持各种部
件等的手部580。手部580是末端执行器，并且具备两根手指581。手部580能够由两根手指581把持例如各种部件等。
[0147]
在第五臂555中，作为驱动第六臂556的驱动源，使用多个第一实施方式的压电驱动装置1。另外，在第一臂551和第二臂552的接合部设置有关节部。在关节部组装有电机(省略图示)、减速器(省略图示)。在其他臂之间也同样地设置有关节部。另外，各驱动源由控制装置(省略图示)控制。
[0148]
如图11所示，多个压电驱动装置1沿着第五臂555的内周排列，将传递部24朝向第六臂556配置。即，多个压电驱动装置1设置在第五臂555与第六臂556之间的关节部。
[0149]
具体来说，多个压电驱动装置1在第六臂556的成为平坦面的顶面，位于弯曲的侧面侧，使传递部24抵接而施加驱动力。由此，能够使第六臂556相对于第五臂555以转动轴j为中心转动。
[0150]
另外，压电驱动装置1也用于手部580。具体来说，在构成手部580的每个手指581进行设置。各个压电驱动装置1通过使对应的手指581直线移动，提供接近转动轴j的方向以及离开转动轴j的方向的驱动力。由此，能够使两根手指581彼此向接近或离开的方向移动。
[0151]
需要说明的是，本实施方式的机器人500例示了6轴的垂直多关节机器人，但本发明的机器人并不限定于此，例如，机器人的关节数是任意的。另外，除了垂直多关节机器人以外，也能够应用于水平多关节机器人。
[0152]
根据本实施方式，能够起到以下的效果。
[0153]
本实施方式的机器人500具有上述的压电驱动装置1。
[0154]
根据这样的结构，机器人500具有能够实现小型化的压电驱动装置1，由此能够实现机器人500的小型化。
[0155]
6.变形例1
[0156]
也可以将第二实施方式中的使用了间隔件7的压电驱动装置1a用于第三实施方式所示的将转子120作为被驱动体的结构。在该情况下，也能够同样地起到第二实施方式中的效果。这在第二实施方式～第四实施方式中也同样。
[0157]
7.变形例2
[0158]
第一实施方式中的固定部5与施力部6的弹簧部63、64连接而一体地形成。但是，并不限定于此，固定部5和施力部6也可以独立形成。这在第二实施方式～第四实施方式中也同样。