CN106059379B - 压电马达、驱动装置、机器人及打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供压电马达、驱动装置、机器人及打印机。压电马达特征在于，具备：压电元件、包括压电元件的振动板、设置于振动板的端部的驱动突起部以及与驱动突起部抵接并被驱动的被驱动体，驱动突起部的杨氏模量(E1)与被驱动体的杨氏模量(E2)不同。
Description
本申请是申请日为2012年12月05日、申请号为201210518333.4、发明名称为“压电马达、驱动装置、机器人及打印机”的发明申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及利用了压电体的振动的压电马达、具备该压电马达的机构的驱动装置、电子部件输送装置、电子部件检查装置、机器人及打印机。
背景技术
以往，作为压电马达，公开有专利文献1所示的搭载了具有压电陶瓷片和按压部材的压电促动器的超声波马达。该超声波马达构成为，通过压电陶瓷片的振动，由此使按压部件进行椭圆运动。超声波马达利用该按压部件的椭圆运动，使与按压部件抵接的可动体(工作台)沿着导轨移动。在该情况下，优选将按压部件的抵接部位的硬度H1、可动体的抵接部位的硬度H2设定为：H1/H2＝0.75～1.5，由此，能够有效地抑制抵接部位的磨损。
此外，在专利文献2中公开了具有压电元件和利用压电元件的振动来进行椭圆运动的驱动元件的超声波促动器(压电马达)。该超声波促动器构成为，在驱动元件以及与驱动元件抵接而被驱动的可动体的关系中，尽量减小驱动元件与可动体的抵接部分，由此，能够高效率地驱动可动体。而且，在该结构中，在驱动元件以及可动体是矾土的情况下，优选可动体的矾土比驱动元件的矾土的硬度低。
专利文献1：日本特开2004-236493号公报
专利文献2：日本特开2007-306799号公报
然而，在专利文献1中提到的按压部件以及可动体的硬度是所谓的塑性变形硬度，用维氏硬度表示。此外，在专利文献2中，虽然没有明确记载塑性变形硬度(维氏硬度)，但也做出了与驱动元件以及可动体的硬度相关的设定。这里，在超声波马达这样的压电马达中，只做出基于塑性变形硬度的设定，会存在无法有效地抑制因滑动所产生的磨损的情况，由此可知，压电马达中的磨损的机理不仅仅受到塑性变形硬度的影响。因此，只设定专利文献1以及专利文献2所示那样的塑性变形硬度等的硬度，存在难以有效地抑制因滑动所产生的磨损的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而完成的，能够通过以下的应用例或者方式来实现。
(应用例1)
本应用例所涉及的压电马达的特征在于，具备：压电元件；包括上述压电元件的振动部；设置于上述振动部的端部的驱动突起部；以及与上述驱动突起部抵接并被驱动的被驱动体，上述驱动突起部的杨氏模量E1与上述被驱动体的杨氏模量E2的关系为：E1≠E2。
根据本应用例的压电马达，在相互抵接并滑动的驱动突起部和被驱动体中，使各自的杨氏模量的值不同。杨氏模量的值大的材料具有塑性变形硬度(维氏硬度)的值也大的趋势，但未必成正比例。因此，例如在由塑性变形硬度大致相同的材料构成的2个被驱动体中，与由杨氏模量小的材料构成的被驱动体相比，由杨氏模量大的材料构成的被驱动体由于驱动突起部的抵接而在材料表面的压入量小。在该状态下得到的结果是，若驱动突起部与被驱动体抵接并滑动，则由杨氏模量大的材料构成的被驱动体被驱动突起部压入的量小，所以因滑动而产生的磨损也变少，耐磨损性出色。这样，在压电马达的驱动突起部以及被驱动体的关系中，相互抵接并滑动的各自的表面部附近的杨氏模量影响耐磨损性。并且，例如，在氮化硅的塑性变形硬度比氧化铝的硬度大而其最表面的杨氏模量比氧化铝的杨氏模量小的情况下，可知氮化硅的耐磨损性比氧化铝的差。该情况下的杨氏模量是无法通过塑性变形硬度亦即维氏硬度测定来准确测定的、表面部附近的小范围的值。由此，压电马达的特征在于，在驱动突起部与被驱动体的关系中，除了现有的塑性变形硬度之外，驱动突起部的杨氏模量E1与被驱动体的杨氏模量E2的关系为：E1≠E2。具有该特征的压电马达能够使驱动突起部以及被驱动体的耐磨损性提高，并且能够容易进行驱动突起部或者被驱动体的任一个磨损的设定等。由此，压电马达能够根据所需的功能而具备具有最佳的耐磨损性的驱动突起部以及被驱动体。
(应用例2)在上述应用例所记载的压电马达中，优选上述驱动突起部的杨氏模量E1和上述被驱动体的杨氏模量E2的关系为：E1＜E2。
根据该构成，将压电马达设定为，驱动突起部的杨氏模量E1＜被驱动体的杨氏模量E2，从而成为被驱动体比驱动突起部不易磨损的结构。由此，压电马达是在长期使用等之后更换磨损了的驱动突起部的结构，容易进行维护等，所以适用于各种装置。
(应用例3)在上述应用例所记载的压电马达中，优选上述驱动突起部的杨氏模量E1和上述被驱动体的杨氏模量E2的关系为：E1＞E2。
根据该结构，将压电马达设定为，驱动突起部的杨氏模量E1＞被驱动体的杨氏模量E2，从而成为驱动突起部比被驱动体不易磨损的结构。由此，压电马达是在长期使用等之后更换磨损了的驱动突起部的结构，容易进行维护等，所以适用于各种装置。
(应用例4)在上述应用例所记载的压电马达中，优选上述驱动突起部和上述被驱动体由相同的材料构成，。
根据该结构，压电马达的驱动突起部以及被驱动体是相同的材料，若是同一材料，则通过处理等而容易使杨氏模量不同。例如，在驱动突起部以及被驱动体为陶瓷的情况下，保持处理炉、处理空气等相同而改变烧成温度，从而得到由杨氏模量不同的陶瓷形成的驱动突起部以及被驱动体。
(应用例5)在上述应用例所记载的压电马达中优选为，上述驱动突起部和上述被驱动体由不同的材料构成。
根据该结构，压电马达的驱动突起部以及被驱动体是不同的材料，若是不同的材料，则能够与压电马达所要求的功能相对应地大范围地选择杨氏模量不同的材料。由此，得到优先考虑材料组成并由杨氏模量不同的材料构成且具有各种宽度大的特性的驱动突起部以及被驱动体。
(应用例6)在上述应用例所记载的压电马达中优选为，上述驱动突起部和上述被驱动体含有氧化镁(MgO)以及氧化铝(Al2O3)，至少从相互抵接的各自的表面部到200nm的深度的区域的杨氏模量为上述杨氏模量E1或者上述杨氏模量E2。
根据该结构，压电马达的驱动突起部以及被驱动体由耐磨损性良好的氧化铝(Al2O3)构成。并且，该氧化铝含有氧化镁(MgO)，与不含有氧化镁(MgO)的情况相比，能够增大杨氏模量的值，也能够通过氧化镁的含有率来调整杨氏模量。在该情况下，杨氏模量是指从氧化铝的表面部到200nm的深度的领域的值，该区域是通过塑性变形硬度亦即维氏硬度测定无法准确测定的小深度范围。由此，驱动突起部以及被驱动体由分别具有最佳的耐磨损性的氧化铝构成。
(应用例7)在本应用例所记载的驱动装置中，其特征在于，具备上述应用例所记载的压电马达的机构。
根据本应用例的驱动装置，压电马达的机构或者等价于压电马达的机构具备：压电元件、压电元件层叠而成的振动部、设置于振动部的端部的驱动突起部以及与驱动突起部抵接而被驱动的被驱动体。在该驱动装置中，驱动突起部以及由于驱动突起部而进行旋转驱动或者直线驱动等的被驱动体具有不同的杨氏模量，能够有效地抑制因相互的滑动所产生的磨损。
(应用例8)在本应用例所记载的电子部件输送装置中，其特征在于，具备上述应用例所记载的压电马达的机构。
根据本应用例的电子部件输送装置，压电马达的机构或者等价于压电马达的机构具备：压电元件、压电元件层叠而成的振动部、设置于振动部的端部的驱动突起部以及与驱动突起部抵接而被驱动的被驱动体。在该电子部件输送装置中，驱动突起部以及被驱动突起部驱动并用于将电子部件输送到规定位置的被驱动体具有不同的杨氏模量，并能够有效地抑制因相互的滑动所产生的磨损，由此容易进行维护等并且能够维持稳定的输送。
(应用例9)在本应用例所记载的电子部件检查装置中，其特征在于，具备上述应用例所记载的压电马达的机构。
根据本应用例的电子部件检查装置，为了输送检查的电子部件，压电马达的机构或者等价于压电马达的机构具备：压电元件、压电元件层叠而成的振动部、设置于振动部的端部的驱动突起部以及与驱动突起部抵接而被驱动的被驱动体。在该电子部件检查装置中，成为驱动突起部以及被驱动突起部驱动并将电子部件输送到规定位置的被驱动体具有不同的杨氏模量，有效地抑制因相互的滑动所产生的磨损的结构，由此将电子部件准确定位，从而能够进行迅速且准确的检查。
(应用例10)在本应用例所记载的机器人中，其特征在于，具备上述应用例所记载的压电马达的机构。
根据本应用例的机器人，压电马达的机构或者等价于压电马达的机构具备：压电元件、压电元件层叠而成的振动部、设置于振动部的端部的驱动突起部以及与驱动突起部抵接而被驱动的被驱动体。该机器人具备例如设置于机器手等并具有不同的杨氏模量的驱动突起部以及被驱动体，并能够有效地抑制因相互的滑动所产生的磨损。
(应用例11)在本应用例所记载的打印机中，其特征在于，具备上述应用例所记载的压电马达的机构。
根据本应用例的打印机，压电马达的机构或者等价于压电马达的机构具备：压电元件、压电元件层叠而成的振动部、设置于振动部的端部的驱动突起部以及与驱动突起部抵接而被驱动的被驱动体。该打印机是驱动突起部以及被驱动突起部驱动的被驱动体顺利地驱动用于切断印刷了的印刷介质的切刀等的结构等，这些驱动突起部以及被驱动体具有不同的杨氏模量，并能够有效地抑制因相互滑动所产生的磨损。
附图说明
图1(a)是表示第一实施方式所涉及的压电马达的俯视图，图1(b)是表示压电马达的剖视图。
图2(a)是表示压电促动器的结构的立体图，图2(b)是表示压电促动器的外观的立体图。
图3(a)、图3(b)是表示压电促动器的振动动作的俯视图。
图4(a)是表示陶瓷最表面的塑性变形硬度与杨氏模量的关系的图，图4(b)是表示陶瓷的压入载荷与压入深度的关系的示意图。
图5(a)是表示氧化铝的烧成温度与杨氏模量的关系的图，图5(b)是表示氧化铝中的氧化镁的含量的有无与杨氏模量的关系的图。
图6(a)是表示第二实施方式所涉及的驱动装置的俯视图，图6(b)是表示驱动装置的剖视图。
图7是表示第三实施方式所涉及的电子部件检查装置的立体图。
图8是表示电子部件检查装置的修正机构部的立体图。
图9(a)是表示第四实施方式所涉及的机器人的立体图，图9(b)是表示具有压电马达的机器人的机器手的俯视图。
图10(a)是表示第五实施方式所涉及的打印机的立体图，图10(b)是表示打印机的切割头的俯视图。
图11(a)是表示第六实施方式所涉及的液体排出装置的俯视图，图11(b)是表示液体排出装置的驱动突起部的结构的剖视图。
图12是表示液体排出装置的剖视图。
图13是表示第七实施方式所涉及的电子表的轮组构成的俯视图。
图14是表示电子表的轮组构成的剖视图。
图15(a)是表示作为变形例的行波型超声波马达的结构的立体图，图15(b)是表示行波型超声波马达的动作原理的示意图。
符号说明
1…压电马达，3…被驱动体，20…驱动装置，25…被驱动体，30…电子部件检查装置，32…检查台，35…修正机构部，40…机器人，45…机器手，50…打印机，54…导轨，55…切割头，56…环状带，57a…驱动轴，60…液体排出装置，62…管，63…球，64…转子，70…电子表，74…轮组，74a…转子，80…行波型超声波马达，100…压电促动器，130…驱动突起部。
具体实施方式
以下，结合附图对本发明的压电马达、驱动装置、电子部件检查装置、机器人以及打印机的各自的优选的一个例子按顺序进行说明。
(实施方式1)
图1(a)是表示第一实施方式所涉及的压电马达的俯视图。此外，图1(b)是表示压电马达的剖视图，表示了图1(a)中的A-A＇剖面。如图1(a)所示，压电马达1具备：基台2、在基台2上能够旋转地设置的被驱动体3、在基台2上能够滑动地固定的支承体4、对支承体4朝被驱动体3侧施力的螺旋弹簧5以及在支承体4上被螺钉6固定的压电促动器100。
首先，对压电马达1的压电促动器100进行说明。图2(a)是表示压电促动器的结构的立体图，图2(b)是表示压电促动器的外观的立体图。
如图2所示，压电促动器100是通过粘合剂、钎焊合金材等固定方法将压电元件110层叠于板状的振动板(振动部)120的一侧的面120b及其背面120c。在压电元件110的矩形的压电体111上，在与振动板120贴合的一侧形成有电极112，在另一侧形成有被分割为电极113a、113b、113c、113d、113e的电极113。压电体111采用具有压电性的材料，例如可以举出锆钛酸铅(PZT：Pb(Zr、Ti)O3)、水晶、铌酸锂(LiNbO3)等，特别是优选采用PZT。然后，将Au、Ti、Ag等导电性金属通过蒸着、溅射等进行成膜而形成电极112、113。此外，在振动板120的材料具有导电性的情况下，可以不形成电极112，而是将振动板120作为电极使用。
振动板120由不锈钢、镍合金、橡胶金属(gum metal)等形成，从加工性的容易度考虑使用不锈钢，本实施方式所涉及的压电促动器100优选使用SUS301H材、42镍基合金(日立金属制造YEF42(商标))等。振动板120具备：近似矩形的基体部120a和在朝被驱动体3(图1)施力的方向亦即基体部120a的长边方向的一方的端部中央突出地设置的驱动突起部130。驱动突起部130由氧化铝(Al2O3)形成，对被驱动体3施力并与其抵接的前端部形成为圆弧状，相对于基体部120a而成为单独的形态。该驱动突起部130的前端部并不局限于圆弧状，也可以是形成为直线状的形态。此外，振动板120具备安装部120d，该安装部120d具有用于安装到被螺旋弹簧5施力的支承体4的安装孔120e。
这样形成的压电促动器100进行如下动作。图3(a)以及图3(b)是表示压电促动器的振动动作的俯视图。如图3(a)所示，在形成于压电元件110(图2)的电极113中，在电极113c、113b、113d与未图示的电极112之间外加交流电压，由此形成有电极113c、113b、113d的压电体111(图2)的区域部分激振图示箭头所示的纵向振动。详细地说，在电极113b的区域，激振使压电促动器100在长边方向振动的纵向振动，在电极113c、113d的区域，在压电促动器100激振形状M所示的弯曲振动。由此，设置于振动板120的驱动突起部130的前端部以沿着椭圆轨道R1的方式进行振动。
此外，如图3(b)所示，在形成于压电元件110的电极113中的电极113a、113b、113e与未图示的电极112之间外加交流电压，由此形成有电极113a、113b、113e的压电体111的区域部分激振图示箭头所示的纵向振动。详细地说，在电极113b的区域，激振使压电促动器100在长边方向振动的纵向振动，在电极113a、113e的区域，在压电促动器100激振形状N所示的弯曲振动。由此，振动板120的驱动突起部130的前端部以沿着椭圆轨道R2的方式振动。这样，压电促动器100中的振动板120将由压电元件110激振的振动转换为驱动突起部130中的椭圆轨道R1、R2的振动。
返回图1，在压电马达1中，被驱动体3由氧化铝(Al2O3)形成，并通过由旋转轴7以及轴承8等构成的旋转机构而设置于基台2。旋转轴7的旋转力经由连接旋转轴7的减速或增速装置9而向其他的装置(未图示)传递。
此外，支承体4具备引导孔4a，在引导孔4a插通导销2a，从而将支承体4可滑动地固定于基台2。引导孔4a的形状形成为轨道状的平面形状，能够使支承体4在压电促动器100的施力方向滑动。而且，螺旋弹簧5的一方的端部安装于固定臂4b，该固定臂4b用于安装压电促动器100，螺旋弹簧5的另一方的端部安装于基台2所具备的弹簧安装部2b。由此，支承体4朝被驱动体3的方向被施力。此外，也可以是代替螺旋弹簧5而使用例如板簧、弹性橡胶等进行施力的结构等。
此外，在支承体4的固定臂4b上载置振动板120的安装部120d，压电促动器100通过螺钉6而被固定于固定臂4b。设置于被固定了的压电促动器100的驱动突起部130被支承体4以规定的力朝被驱动体3被施力。这样构成的压电马达1利用压电促动器100的椭圆轨道R1、R2的振动动作，对被驱动体3施加旋转驱动。压电马达1能够高效地将压电体111的振动转化为驱动突起部130的驱动振动，即使是小型的也能够产生很大驱动量(输出)。
接下来，对在压电马达1中，驱动突起部130以及驱动突起部130所抵接并驱动的被驱动体3之间的滑动的关系进行说明。图4(a)是表示陶瓷最表面的塑性变形硬度与杨氏模量的关系的图。此外，图4(b)是表示陶瓷的压入载荷与压入深度的关系的示意图。图4(a)所示的图表示形成驱动突起部130以及被驱动体3(图1)的陶瓷为氧化铝(Al2O3)和作为其他种类陶瓷的氮化硅(Si3N4)的情况。图的纵轴表示陶瓷的杨氏模量(GPa)，横轴表示陶瓷的塑性变形硬度(GPa)。该情况下的杨氏模量是氧化铝的最表面的测定值。此外，这里所说的最表面是1mN～10mN载荷的压头压入的深度、30nm～200nm左右的区域且能够利用纳米压痕仪(例如Elionix公司制造ENT1100(商标)等)计测的区域。
如图4(a)所示，氧化铝和氮化硅的塑性变形硬度与杨氏模量的关系是，若塑性变形硬度增大，则杨氏模量也增大，以大致相同的趋势变化。然而，即使是相同的塑性变形硬度，氧化铝的杨氏模量的值比氮化硅的大。根据该关系可知以下的内容。即，在陶瓷制的滑动部件中，由塑性变形硬度比氧化铝大的氮化硅形成的滑动部件比氧化铝制的滑动部件的塑性变形硬度大，还存在耐磨损性差的倾向。这样就能够解释即使是相同的塑性变形硬度，氮化硅在作为滑动面的最表面附近的杨氏模量比氧化铝小的原因。
图4(b)表示在氧化铝或者氮化硅等的表面以载荷F对压头进行按压时的该表面被压入的深度d。杨氏模量小的材料在载荷F下的弹性变形比杨氏模量大材料的弹性变形大，即，压入的深度d更深。由此，与氧化铝相比，即使塑性变形硬度相同，杨氏模量小的氮化硅的深度d也比氧化铝的深。因此，氮化硅在压入的深度d很深的状态下滑动，所以比氧化铝容易磨损，耐磨损性变差。在氧化铝彼此的比较中，如果塑性变形硬度相同而杨氏模量不同，则也会产生上述同样的耐磨损性的差异。
能够通过陶瓷的形成条件控制上述杨氏模量。图5(a)是表示氧化铝的烧成温度与杨氏模量的关系的图。此外，图5(b)是表示氧化铝中的氧化镁的含量的有无与杨氏模量的关系的图。这些图表示了形成驱动突起部130以及被驱动体3的氧化铝(Al2O3)中的氧化镁含量的有无的情况的杨氏模量，但如果是陶瓷，则存在即使是除了氧化铝以外也相同的倾向。
图5(a)纵轴表示氧化铝的杨氏模量(GPa)，横轴表示氧化铝的烧成温度(℃)。如图所示，在烧成温度为1550℃的情况下，杨氏模量为550GPa，在烧成温度为1700℃的情况下，杨氏模量为500GPa。即，可以明确氧化铝在烧成温度低的情况下的杨氏模量大。
此外，图5(b)纵轴表示氧化铝的杨氏模量(GPa)，横轴表示氧化铝中的氧化镁的含量的有无。在该情况下，烧成温度为1525℃。如图所示，不含有氧化镁的氧化铝的杨氏模量为380GPa，含有氧化镁的氧化铝的杨氏模量为540GPa。即，可以明确氧化铝在含有氧化镁的情况下的杨氏模量大。
在压电马达1中，形成压电促动器100的驱动突起部130的氧化铝的杨氏模量E1与形成被驱动体3的氧化铝的杨氏模量E2的关系是E1≠E2，进而设定为E1＜E2。如果是该设定，则在驱动突起部130与被驱动体3滑动时，驱动突起部130比被驱动体3容易磨损，从而成为使与其他装置等连结而难以拆装的被驱动体3的耐磨损性相对提高的设定。因此，压电马达1根据磨损的程度来更换具有驱动突起部130的压电促动器100。这样，压电马达1根据所需马达的功能而具备具有最佳耐磨损性的驱动突起部130以及被驱动体3，能够实现小型化并且兼具高的耐久性。
(实施方式2)
接下来，对压电马达1的机构，即，对具备压电元件110、振动板120、驱动突起部130以及被驱动突起部130驱动的被驱动体的驱动装置进行说明。图6(a)是表示第二实施方式所涉及的驱动装置的俯视图，图6(b)是表示驱动装置的剖视图。
如图6所示，驱动装置20具备：基台21、固定于基台21的支承体4、设置于支承体4并具有驱动突起部130的压电促动器100以及通过驱动突起部130的抵接而被驱动的被驱动体25。被驱动体25是具有与驱动突起部130抵接的内周面25a的环状。被驱动体25的内周面25a在直径方向形成为凹状。此外，被驱动体25相对于基台21而被滚珠轴承26保持为能够旋转。
驱动装置20的驱动突起部130以及被驱动体25由氧化铝(Al2O3)形成。此外，形成驱动突起部130的氧化铝的杨氏模量E1相对于形成被驱动体25的氧化铝的杨氏模量E2而被设定为E1＜E2。如果是该设定，则在驱动突起部130与被驱动体25摺动时，驱动突起部130比被驱动体25容易磨损。由此，相对于基台21而被支承为能够旋转的被驱动体25的耐磨损性被设定为相对于驱动突起部130相对提高。因此，在驱动装置20中，根据磨损的程度来更换容易拆装的压电促动器100，从而更换磨损了的驱动突起部130。这样，驱动装置20根据所需的功能而具备具有最佳的耐磨损性的驱动突起部130以及被驱动体25，能够实现小型化并兼具高的耐久性。此外，驱动装置20不限定于被驱动体25以环状进行旋转的方式，还可以是被驱动体形成为直线状而进行线性驱动的结构。
(实施方式3)
接下来，对压电马达1的机构，即，对具备压电元件110、振动板120、驱动突起部130以及被驱动突起部130驱动的被驱动体的电子部件检查装置进行说明。图7是表示第三实施方式所涉及的电子部件检查装置的立体图，图8是表示电子部件检查装置的修正机构部的立体图。如图7所示，电子部件检查装置30具备：长方体状的基台31和在基台31的侧部对电子部件检查装置30进行控制的控制装置38。这里，将基台31的长边方向设为Y方向(左右方向)，将在水平面上与Y方向正交的方向设为X方向(前后方向)，将铅垂方向设为Z方向(上下方向)，将修正机构部的旋转方向设为θ。此外，在该电子部件检查装置30中安装有电子部件输送装置。
电子部件检查装置30在基台31上具备：设置于基台31左方的供料部33和设置于供料部33上表面并通过导轨而沿着Y方向往动移动的载置台33a。在载置台33a上载置有电子部件300。而且，在基台31上，在供料部33的端部且在基台31的中央附近，设置有用于拍摄电子部件300的一侧的拍摄部37b。
此外，电子部件检查装置30具备：设置于拍摄部37b的与供料部33相反的一侧并用于在检查电子部件300时收发电信号的作为夹具的检查台32、设置于检查台32的与拍摄部37b相反的一侧的出料装置34以及设置于出料装置34上表面并通过导轨而沿着Y方向往动移动的载置台34a。被检查台32检查的电子部件300为了出料而被载置于载置台34a。并且，电子部件检查装置30具备：设置于基台31上方并在Y方向往复移动的Y移动部(电子部件输送装置)36b、设置于Y移动部36b并在X方向移动的X移动部(电子部件输送装置)36a、设置于X移动部36a并用于拍摄电子部件300的另一侧的拍摄部37a、设置于X移动部36a并用于对电子部件300的位置(X、Y、θ)进行微调的修正机构部(电子部件输送装置)35以及使修正机构部35朝Z方向移动的Z移动部(未图示的电子部件输送装置)。
修正机构部35具有用于把持电子部件300的把持部35a，并根据由拍摄部37a、37b拍摄的电子部件300的位置数据，对电子部品300相对于检查台32的位置进行微调。该微调是除了X移动部36a以及Y移动部36b的移动之外，用于进行更细致的位置调节。由此，将电子部件300准确地载置于检查台32来进行检查。
接下来，对修正机构部35的结构进行说明。图8是表示电子部件检查装置的修正机构部的立体图。如图8所示，修正机构部35具备：固定于X移动部36a的基部351和能够与在基部351的下表面沿着X方向设置的槽卡合而移动的X修正体部352。在基部351上，在从基部351朝下方延伸的延伸部的端部设置有向下的抵接面351a，在X修正体部352上设置有压电促动器100。而且，压电促动器100的驱动突起部130以与基部351的抵接面351a抵接的方式设置，若驱动压电促动器100，则压电促动器100沿着抵接面351a移动，与此相随，X修正体部352也在X方向移动。
此外，修正机构部35具备：固定于X修正体部352的下部的修正基体部353和能够与在修正基体部353的下表面沿着Y方向设置的槽卡合而移动的Y修正体部354。在Y修正体部354上，在Y修正体部354的突出部设置有向下的抵接面354a，在修正基体部353上设置有压电促动器100。而且，该压电促动器100的驱动突起部130以与Y修正体部354的抵接面354a抵接的方式设置，若驱动压电促动器100，则具有抵接面354a的Y修正体部354在Y方向移动。
并且，修正机构部35具备被设置为能够在Y修正体部354下部旋转的旋转体355。在旋转体355的上表面设置有抵接面355a，在Y修正体部354上设置有压电促动器100。而且，该压电促动器100的驱动突起部130以与旋转体355的抵接面355a抵接的方式设置，若驱动压电促动器100，则具有抵接面355a的旋转体355沿θ方向旋转。此外，在旋转体355上设置有未图示的把持部35a(图7)。这样的结构的修正机构部35利用3个压电促动器100而能够可靠地进行在X、Y、θ各方向的微小的位置调整。
这里，在电子部件检查装置30中，压电促动器100的驱动突起部130由氧化铝(Al2O3)形成，在基部351、Y修正体部354以及旋转体355中，至少各自的抵接面351a、354a、355a由氧化铝(Al2O3)形成。而且，形成压电促动器100的驱动突起部130的氧化铝的杨氏模量E1相对于形成作为被驱动体的基部351、Y修正体部354以及旋转体355的抵接面351a、354a、355a的氧化铝的杨氏模量E2而设定为E1＜E2。如果是该设定，则在驱动突起部130与抵接面351a、354a、355a滑动时，驱动突起部130比抵接面351a、354a、355a容易磨损，成为使抵接面351a、354a、355a的耐磨损性相对提高的设定。因此，电子部件检查装置30根据磨损的程度而更换具有比基部351、Y修正体部354以及旋转体355更容易拆装的驱动突起部130的压电促动器100。这样，电子部件检查装置30根据所需的作为检查装置的位置调整功能而具备具有最佳耐磨损性的驱动突起部130以及被驱动体(基部351、Y修正体部354、旋转体355)，从而实现修正机构部35的小型化以及高的耐久性。
(实施方式4)
接下来，对以具备压电马达1为特征的机器人进行说明。图9(a)是表示具备含有压电马达的手臂的机器人的立体图，图9(b)是表示机器人的机器手的俯视图。如图9(a)所示，机器人40由主体部41、臂部42以及机器手45等构成。主体部41被固定于例如地面、墙壁、顶棚、能够移动的台车上等。臂部42相对于主体部41可活动地设置，在主体部41内置有产生用于使臂部42旋转的动力的驱动部(未图示)、控制驱动部的控制部等。
臂部42由第一框架42a、第二框架42b、第三框架42c、第四框架42d以及第五框架42e构成。第一框架42a经由旋转弯折轴而能够旋转或者能够弯折地与主体部41连接。第二框架42b经由旋转弯折轴而与第一框架42a以及第三框架42c连接。第三框架42c经由旋转弯折轴而与第二框架42b以及第四框架42d连接。第四框架42d经由旋转弯折轴而与第三框架42c以及第五框架42e连接。第五框架42e经由旋转弯折轴而与第四框架42d连接。臂部42通过控制部的控制，使各框架42a～42e以各旋转弯折轴为中心而复合地进行旋转或者弯折动作。
在臂部42的第五框架42e中的与设置有第四框架42d侧相反的一侧连接有手臂连接部43，在该手臂连接部43上安装有机器手45。
如图9(b)所示，机器手45具备基部45a和与基部45a连接的指部45b。在基部45a与指部45b的连接部45c和指部45b的关节部45d安装有压电马达1。驱动压电马达1，从而使指部45b弯曲，并能够把持物体。该压电马达1是超小型马达，能够实现小型且可靠地把持物体的机器手45。由此，能够提供一种使用小型、轻型的机器手45来进行复杂的动作的通用性高的机器人40。
(实施方式5)
接下来，对以具备压电马达1为特征的打印机进行说明。图10(a)是表示第五实施方式所涉及的打印机的立体图，图10(b)是表示打印机的切割头的俯视图。
如图10(a)所示，打印机50具备：对印刷纸张52进行印刷的印刷部51、在与印刷部51之间保持且引导印刷纸张52的也用被用作工作台的压印平板53、用于切断印刷了的印刷纸张52的切割头55以及控制打印机50的控制部58。在该情况下，切割头55是在与印刷纸张52的输送方向正交的方向切断印刷纸张52的方式，并具有用于切断印刷纸张52的刀具55a。
而且，如图10(b)所示，用于切断印刷纸张52的机构具有：支承切割头55并引导切割头55的移动的导轨54、使切割头55沿着导轨54移动的环状带56、用于使切割头55与环状带56连结的带连结部55b、为了驱动环状带56而设置于切割头55移动的始端侧和终端侧的驱动轴57a以及从动轴57b。
驱动轴57a通过压电马达1而旋转，并驱动环状带56。在该情况下，压电马达1的旋转轴7的旋转经由增速装置9而向驱动轴57a传递。在这样的结构的打印机50中，若驱动压电马达1则驱动轴57a旋转，通过驱动轴57a的旋转，使环状带56在驱动轴57a与从动轴57b之间旋转，与旋转的环状带56连结的切割头55沿着导轨54移动。由此，切割头55的刀具55a切断印刷纸张52。
打印机50使用压电马达1来进行驱动轴57a的驱动，由此能够使驱动轴57a周围形成紧凑的结构，所以能够实现小型化，并且具有高的耐久性。
(实施方式6)
接下来，对压电马达1的机构，即，对具备压电元件110、振动板120、驱动突起部、被驱动突起部驱动的被驱动体的液体排出装置进行说明。图11(a)是表示第六实施方式所涉及的液体排出装置的俯视图，图11(b)是表示液体排出装置的驱动突起部的结构的剖视图。此外，图12是表示液体排出装置的剖视图。
如图11(a)以及图12所示，液体排出装置60具备：供液体在内部流通的管62、按压该管62的球63、使该球63在管62上转动的转子64、保持于保持体69并用于对转子64进行旋转驱动的压电促动器100A以及规定球63的转动轨迹的保持器65。这些结构部件的管62的一部分、球63、转子64、压电促动器100A以及保持器65被收纳于壳体部件61。在图12中，表示了管62被球63按压的状态。
在壳体部件61上形成有配置管62的管引导槽66。该管引导槽66具备圆弧状部分和向壳体部件61外引导管62的2个直线部分，该管引导槽66形成为U字状。管62的材料采用了硅橡胶，但也可以采用聚氨酯或其他的弹性材料。球63设置有2个，并沿着管引导槽66的圆弧状部分等间隔(180°间隔)地配置在管62与管引导槽66抵接侧的相反侧。
转子64由聚碳酸酯或其他的与聚碳酸酯等价的材料形成为环状，并且外周被压入由氧化铝形成的环64a(被驱动体)。在环64a的外周形成有剖面为圆弧凹状的凹部64b。压电促动器100A的驱动突起部130A与该凹部64b抵接。转子64被固定于壳体部件61的转子轴68支承为能够旋转。而且，在转子64的与球63对置的面设置有按压橡胶67，该按压橡胶67与球63抵接。这里，将转子64与管引导槽66的距离设定为比球63的直径与管62的直径的和小，球63被转子64的按压橡胶67朝管62侧按压，管62沿着管引导槽66的形状而被压变形。
这里，如图11(b)所示，压电促动器100A的驱动突起部130A设置于振动板120的端部的角部侧。该驱动突起部130A由氧化铝形成，并被设置为相对于振动板120独立的结构。即，在液体排出装置60中，压电促动器100A以及驱动突起部130A、作为被驱动体的环64a形成等价于压电马达的机构的结构。
这样的结构的液体排出装置60进行如下动作。首先，若对压电促动器100A外加电压，则压电促动器100A的驱动突起部130A以沿着椭圆轨道的方式振动。然后，该驱动突起部130A与环64a的凹部64b抵接，由此朝旋转方向按压转子64。通过重复该动作就能够使转子64以所希望的转速旋转。
若转子64旋转，则被按压橡胶67按压的球63一边将管62按压变形一边转动。由此，管62内的被2个球63夹着的状态的液体移动，从管62的一端被吸引的液体从另一端排出。以规定的转速反复进行上述动作，从而能够连续地排出管62内的液体。
在以上说明的构成的液体排出装置60中，压电促动器100A的驱动突起部130A由氧化铝形成，其杨氏模量E1相对于形成作为被驱动体环64a的氧化铝的杨氏模量E2而被设定为E1＞E2。如果是该设定，则在驱动突起部130A与环64a滑动时，环64a比驱动突起部130A容易磨损，成为使驱动突起部130A的耐磨损性相对提高的设定。因此，在该结构中，根据磨损的程度，在进行维护时等更换环64a。这样，液体排出装置60根据所需的作为排出装置的功能而具备具有最佳耐磨损性的驱动突起部130A以及作为被驱动体的环64a，并能够维持可靠的运转。
(实施方式7)
接下来，对压电马达1的机构，即，对具备压电元件110、振动板120、驱动突起部以及被驱动突起部驱动的被驱动体的电子表进行说明。图13是表示第七实施方式所涉及的电子表的轮组构成的俯视图，图14是表示电子表的轮组构成的剖视图。图13是从电子表70的时刻显示侧的相反侧(后盖侧)观察的图，在该图13中，上方向是电子表70的3点钟方向，下方向是9点钟方向，右方向是12点钟方向，左方向是6点钟方向。图14是以电子表70的时刻显示侧为下，以后盖侧为上的图。
如图13、图14所示，电子表70具备：用于驱动显示时刻的指针(分针75、时针76)的轮组74、驱动轮组74的压电促动器100B、电池71、控制电路部72a以及水晶芯片72b。这些电池71、控制电路部72a、水晶芯片72b等设置于未图示的电路基板。
轮组74具备：由压电促动器100B驱动的转子(被驱动体)74a、与转子74a啮合的齿轮74b以及与该齿轮74b的小齿轮74c啮合的二轮74d。在二轮74d上安装有筒小齿轮74e，在筒小齿轮74e上安装有分针75。在二轮74d的筒小齿轮74e上啮合有日期的内轮74f，在日期的内轮74f的小齿轮74g上啮合有筒轮74h。在筒轮74h上安装有时针76。上述各齿轮被轴支承于底板77以及轮组承受件78。此外，在还设置有秒针的情况下，可以设置三轮、四轮，将使二轮74d的旋转增速并与四轮一体旋转的秒轮配置在筒小齿轮74e内来安装秒针。
在这样的结构的电子表70中，若驱动压电促动器100B，则设置于振动板120的端部的角部侧的驱动突起部130B倾斜规定角度地与转子74a抵接，由此在图13中，转子74a朝逆时针方向旋转。而且，伴随着转子74a的旋转，齿轮74b朝顺时针方向旋转，在旋转到与齿轮74b卡合的爪杆73同齿轮74b(棘齿齿轮)的下一个齿卡合的时刻，压电促动器100B的驱动停止。利用压电促动器100B停止之前的旋转使分针75、时针76旋转。具体而言，齿轮74b旋转360/60＝6圈。而且，在齿轮74b旋转了6圈时，二轮74d旋转2圈，分针75旋转2圈。以如下方式进行设定，即、按照20秒间隔来驱动压电促动器100B，所以分针75在20秒间隔旋转2圈，1分钟移动6圈即移动1个刻度。
在以上说明的结构的电子表70中，压电促动器100B的驱动突起部130B由氧化铝形成，其杨氏模量E1相对于形成作为被驱动体的转子74a的氧化铝的杨氏模量E2而被设定为E1＞E2。如果是该设定，则在驱动突起部130B与转子74a滑动时，转子74a比驱动突起部130B容易磨损，成为使驱动突起部130B的耐磨损性相对提高的设定。因此，在该结构中，根据磨损的程度而在维护时等更换转子74a。这样，电子表70根据所需的作为表装置的功能而具备具有最佳的耐磨损性的驱动突起部130B以及作为被驱动体的转子74a并能够长期准确地显示时刻。
此外，这里是将压电促动器100B用于电子表70的指针的驱动，但并不局限于此，也可以用于电子表70的日期轮等的日历机构的驱动。这样一来，通常将驱动日期轮等的步进电机置换为压电促动器，从而能够实现电子表70进一步的轻薄化，并且压电促动器比步进电机更不易受到磁性的影响，所以能够实现电子表70的高耐磁化。
以上说明的压电马达1等不限定于各实施方式中的方式，接下来列举的变形例的方式也能取得与实施方式相同的效果。
(变形例1)
压电马达1的驱动突起部130以及被驱动体3采用了氧化铝，但不限定于此，也可以采用氧化锆(ZrO)、炭化硅(SiC)、氮化钛(TiN)等。此外，驱动突起部130以及被驱动体3不限定于相同的材料(氧化铝)，只要满足杨氏模量相关的条件，也可以采用不同的材料。由此，材料的选择增多，能够选择最适合驱动突起部130以及被驱动体3的形状等的材料。
(变形例2)
将压电促动器100、100A、100B的驱动突起部130、130A、130B设置为相对于振动板120独立的形态，但也可以是形成为与振动板120一体的形态。
(变形例3)
列举行波型超声波马达这样的马达作为具备压电元件110、振动板120、驱动突起部130以及被驱动突起部驱动的被驱动体3的压电马达1。图15(a)是表示作为变形例的行波型超声波马达的结构的立体图，图15(b)是表示行波型超声波马达的动作原理的示意图。行波型超声波马达80用于单镜头反光相机的自动对焦透镜驱动等，如图15(a)所示，具备：相当于被驱动体的环状的转子81、压电元件、振动板以及相当于驱动突起部并在形成为环状的一侧的面具有梳齿状突起的定子82。定子82在环状的金属上粘合有由压电陶瓷构成的压电元件。若对定子82外加高频电压，则如图15(b)所示，定子82以规定的频率共振，在梳齿状突起的前端部产生弯曲振动84。由此，定子82产生行波83。其结果是，被定子82加压并保持的转子81由于转子81与定子82之间的摩擦而旋转。
在这样的行波型超声波马达80中，为了将定子82的行波83向转子81传递，需要对转子81施加压力，必须提高接触面的精度。此外，若定子82的行波83没有很好地传递而摩擦转子81，则存在摩擦热增大的问题。因此，参考本发明的压电马达1等，将定子82的压电陶瓷的杨氏模量E1与转子81的杨氏模量E2的关系设为E1≠E2，进而根据使用目的而设定为E1＜E2或者E1＞E2。由此，行波型超声波马达80能够解决上述问题并能够实现小型化、耐久性的提高。
这样的杨氏模量设定除了能够应用于行波型超声波马达80之外，还能够应用于轴与轴承、轴承等。
Claims (10)
1.一种压电马达，其特征在于，具备：
压电元件；
包括所述压电元件的振动部；
设置于所述振动部的突起部；以及
与所述突起部接触并被驱动的被驱动体，
所述突起部的杨氏模量E1与所述被驱动体的杨氏模量E2的关系为：E1≠E2，
所述突起部和所述被驱动体含有氧化铝，
所述突起部和所述被驱动体中的至少一方含有氧化镁。
2.根据权利要求1所述的压电马达，其特征在于，
所述突起部和所述被驱动体以互不相同的比例含有所述氧化镁。
3.根据权利要求1或2所述的压电马达，其特征在于，
所述突起部的杨氏模量E1与所述被驱动体的杨氏模量E2的关系为：E1＜E2。
4.根据权利要求1或2所述的压电马达，其特征在于，
所述突起部的杨氏模量E1与所述被驱动体的杨氏模量E2的关系为：E1＞E2。
5.根据权利要求1或2所述的压电马达，其特征在于，
所述突起部和所述被驱动体由不同的材料构成。
6.根据权利要求1或2所述的压电马达，其特征在于，
至少从相互抵接的各自的表面部到200nm的深度的区域的杨氏模量为所述杨氏模量E1或者所述杨氏模量E2。
7.一种机器人，其特征在于，
具备权利要求1～6中任一项所述的压电马达的机构。
8.一种驱动装置，其特征在于，
具备权利要求1～6中任一项所述的压电马达的机构。
9.一种电子部件输送装置，其特征在于，
具备权利要求1～6中任一项所述的压电马达的机构。
10.一种打印机，其特征在于，
具备权利要求1～6中任一项所述的压电马达的机构。
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