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JP6361365B2 - Piezoelectric driving device and driving method thereof, robot and driving method thereof - Google Patents

Piezoelectric driving device and driving method thereof, robot and driving method thereof Download PDF

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JP6361365B2 JP2014164622A JP2014164622A JP6361365B2 JP 6361365 B2 JP6361365 B2 JP 6361365B2 JP 2014164622 A JP2014164622 A JP 2014164622A JP 2014164622 A JP2014164622 A JP 2014164622A JP 6361365 B2 JP6361365 B2 JP 6361365B2
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

本発明は、圧電駆動装置及びその駆動方法、ロボット及びその駆動方法に関する。   The present invention relates to a piezoelectric driving device and a driving method thereof, a robot and a driving method thereof.

圧電体を振動させて被駆動体を駆動する圧電アクチュエーター(圧電駆動装置)は、磁石やコイルが不要のため、様々な分野で利用されている(例えば特許文献1)。この圧電駆動装置の基本的な構成は、補強板の2つの面のそれぞれの上に、4つの圧電素子が2行2列に配置された構成であり、合計で8つの圧電素子が補強板の両側に設けられている。個々の圧電素子は、圧電体をそれぞれ2枚の電極で挟んだユニットであり、補強板は、圧電素子の一方の電極としても利用される。補強板の一端には、被駆動体としてのローターに接してローターを回転させるための突起部が設けられている。4つの圧電素子のうちの対角に配置された2つの圧電素子に交流電圧を印加すると、この2つの圧電素子が伸縮運動を行い、これに応じて補強板の突起部が往復運動又は楕円運動を行う。そして、この補強板の突起部の往復運動又は楕円運動に応じて、被駆動体としてのローターが所定の回転方向に回転する。また、交流電圧を印加する2つの圧電素子を他の2つの圧電素子に切り換えることによって、ローターを逆方向に回転させることができる。   A piezoelectric actuator (piezoelectric driving device) that drives a driven body by vibrating a piezoelectric body is used in various fields because it does not require a magnet or a coil (for example, Patent Document 1). The basic configuration of this piezoelectric drive device is a configuration in which four piezoelectric elements are arranged in two rows and two columns on each of two surfaces of the reinforcing plate, and a total of eight piezoelectric elements are included in the reinforcing plate. It is provided on both sides. Each piezoelectric element is a unit in which a piezoelectric body is sandwiched between two electrodes, and the reinforcing plate is also used as one electrode of the piezoelectric element. One end of the reinforcing plate is provided with a protrusion for rotating the rotor in contact with the rotor as a driven body. When an AC voltage is applied to two of the four piezoelectric elements arranged diagonally, the two piezoelectric elements expand and contract, and the protrusion of the reinforcing plate reciprocates or elliptically moves accordingly. I do. And according to the reciprocating motion or elliptical motion of the protrusion of the reinforcing plate, the rotor as the driven body rotates in a predetermined rotation direction. In addition, the rotor can be rotated in the reverse direction by switching the two piezoelectric elements to which the AC voltage is applied to the other two piezoelectric elements.

また、圧電駆動体(圧電振動体)を厚み方向に重ねて出力を大きくするスタック構造の圧電駆動装置が知られている(特許文献2)。この圧電駆動装置の圧電振動体は、弾性支持体で支持されている。また、非特許文献1に記載の圧電駆動装置は、圧電振動体から外装に固定されたフレキシブル基板までをジャンパ線を用いて配線している。   Further, there is known a piezoelectric driving device having a stack structure in which piezoelectric driving bodies (piezoelectric vibrating bodies) are stacked in the thickness direction to increase the output (Patent Document 2). The piezoelectric vibrating body of this piezoelectric drive device is supported by an elastic support. Moreover, the piezoelectric drive device described in Non-Patent Document 1 uses a jumper wire to wire from the piezoelectric vibrating body to the flexible substrate fixed to the exterior.

特開2004−320979号公報JP 2004-320979 A 特開平8−237971号公報JP-A-8-237971

Nanomotion社ホームページ(平成26年7月2日検索) URL:http://www.nanomotion.com/index.aspx?id=2574&itemID=1440Nanomotion website (searched July 2, 2014) URL: http://www.nanomotion.com/index.aspx?id=2574&itemID=1440

従来の圧電駆動装置では、厚み方向に空間を占有する。特に出力を大きくするために、圧電振動体を積層するスタック構造をとると大きな空間を必要とする。従来は、圧電振動体の厚みを薄くし、圧電振動体を多層化した場合であっても、圧電振動体の薄さというメリットを損なわない構造については十分に検討されていなかった。また、従来の圧電駆動装置では、圧電振動体にジャンパ線を接続しているため、振動により圧電振動体とジャンパ線との接続が切れるおそれがあった。また、圧電振動体にジャンパ線の機械的な負荷が加わるため、固有振動数(共振振動数)が変化するおそれがあった。   The conventional piezoelectric drive device occupies space in the thickness direction. In particular, in order to increase the output, a large space is required when a stack structure in which piezoelectric vibrators are stacked is taken. Conventionally, even when the thickness of the piezoelectric vibrator is reduced and the piezoelectric vibrator is multilayered, a structure that does not impair the merit of thin piezoelectric vibrator has not been sufficiently studied. Further, in the conventional piezoelectric drive device, since the jumper wire is connected to the piezoelectric vibrating body, there is a possibility that the connection between the piezoelectric vibrating body and the jumper wire is broken due to vibration. In addition, since a mechanical load of a jumper wire is applied to the piezoelectric vibrator, the natural frequency (resonance frequency) may change.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

(1)本発明の一形態によれば、圧電駆動装置が提供される。この圧電駆動装置は、圧電素子を有する圧電振動体と、前記圧電振動体が設けられた振動板と、前記振動板の厚み方向から見て前記振動板と重なる部分を有し、面内方向に弾性変形可能な第1板バネと、前記振動板と前記第1板バネとを固定する固定部材と、を備える。この形態によれば、圧電振動体を薄くすれば、それに応じて圧電駆動装置を薄く形成出来る。また、振動板の厚み方向から見て振動板と重なる部分を有さず、面と垂直な方向に弾性変形可能なバネを備える場合に比べて、圧電駆動装置を薄く形成出来る。 (1) According to one aspect of the present invention, a piezoelectric driving device is provided. The piezoelectric driving device includes a piezoelectric vibrator having a piezoelectric element, a diaphragm provided with the piezoelectric vibrator, and a portion overlapping the diaphragm as viewed from the thickness direction of the diaphragm, and is arranged in an in-plane direction. A first plate spring that is elastically deformable; and a fixing member that fixes the diaphragm and the first plate spring. According to this embodiment, if the piezoelectric vibrator is made thinner, the piezoelectric driving device can be made thinner accordingly. In addition, the piezoelectric driving device can be formed thinner than the case where a spring that can be elastically deformed in a direction perpendicular to the surface is provided without having a portion overlapping the diaphragm as viewed from the thickness direction of the diaphragm.

(2)上記形態の圧電駆動装置において、前記第1板バネは、前記圧電振動体が振動するときに、前記振動板が前記被駆動体に加える力以下の力で弾性変形可能であってもよい。 (2) In the piezoelectric driving device according to the above aspect, the first plate spring may be elastically deformed by a force equal to or less than a force applied to the driven body when the piezoelectric vibrating body vibrates. Good.

(3)上記形態の圧電駆動装置において、前記圧電駆動装置を支持する支持部材を備え、前記第1板バネは、前記支持部材に前記第1板バネを固定するための第1部位と、前記振動板と重なる部分であって前記振動板に前記第1板バネを固定するための第2部位と、を備えてもよい。この形態によれば、第2部位が第1部位に対して相対的に移動することで、第1板バネが変形し、弾性力を生じさせることが出来る。 (3) The piezoelectric drive device according to the above aspect includes a support member that supports the piezoelectric drive device, wherein the first leaf spring includes a first portion for fixing the first leaf spring to the support member, and A second portion for overlapping the diaphragm and for fixing the first leaf spring to the diaphragm. According to this aspect, the first plate spring is deformed and the elastic force can be generated by moving the second portion relative to the first portion.

(4)上記形態の圧電駆動装置において、前記第1板バネは、前記圧電振動体と接触していてもよい。この形態によれば、第1板バネが圧電振動体と接触しているので、圧電振動体の伸縮が第1板バネを変形させて、弾性力を生じさせることが出来る。 (4) In the piezoelectric drive device of the above aspect, the first leaf spring may be in contact with the piezoelectric vibrating body. According to this aspect, since the first plate spring is in contact with the piezoelectric vibrating body, the expansion and contraction of the piezoelectric vibrating body can deform the first plate spring and generate an elastic force.

(5)上記形態の圧電駆動装置において、前記振動板の厚み方向から見て前記振動板と重なる部分を有し、面内方向に弾性変形可能な第2板バネを備え、前記振動板は、前記第1板バネと前記第2板バネとの間に位置してもよい。この形態によれば、第1板バネに加え第2板バネを備えるので、弾性力を大きく出来る。また、振動板の一方の側のみに第1板バネと第2板バネがあると、弾性力が偏って振動板が湾曲するおそれがあるが、振動板が、第1板バネと第2板バネとの間に位置していれば、振動板が湾曲するおそれが少ない。 (5) In the piezoelectric drive device according to the above aspect, the piezoelectric drive device includes a second plate spring that has a portion overlapping the diaphragm as viewed from the thickness direction of the diaphragm and is elastically deformable in an in-plane direction. It may be located between the first leaf spring and the second leaf spring. According to this aspect, since the second plate spring is provided in addition to the first plate spring, the elastic force can be increased. In addition, if the first plate spring and the second plate spring are provided only on one side of the diaphragm, the elastic force may be biased and the diaphragm may be bent. However, the diaphragm is not provided with the first plate spring and the second plate. If it is located between the springs, the vibration plate is less likely to bend.

(6)本発明の一形態によれば、ロボットが提供される。このロボットは、2つのリンク部と、前記2つのリンク部を接続する関節部と、前記2つのリンク部を前記関節部で回動させる請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧電駆動装置と、を備える。この形態によれば、圧電駆動装置をロボットの駆動に利用できる。 (6) According to one aspect of the present invention, a robot is provided. The piezoelectric drive according to any one of claims 1 to 4, wherein the robot rotates two link parts, a joint part connecting the two link parts, and the two link parts at the joint part. An apparatus. According to this embodiment, the piezoelectric driving device can be used for driving the robot.

(7)本発明の一形態によれば、ロボットの駆動方法が提供される。この駆動方法は、前記圧電駆動装置の前記圧電素子に交流電圧又は脈流電圧を印加することで前記圧電駆動装置を駆動し、前記2つのリンク部を前記関節部で回動させる。 (7) According to one aspect of the present invention, a method for driving a robot is provided. In this driving method, the piezoelectric driving device is driven by applying an AC voltage or a pulsating voltage to the piezoelectric element of the piezoelectric driving device, and the two link portions are rotated by the joint portion.

(8)本発明の一形態によれば、上記形態の圧電駆動装置の駆動方法が提供される。この駆動方法は、前記圧電素子に、交流電圧又は脈流電圧を印加する。 (8) According to one aspect of the present invention, there is provided a driving method for the piezoelectric driving device according to the above aspect. In this driving method, an alternating voltage or a pulsating voltage is applied to the piezoelectric element.

本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、圧電駆動装置の他、圧電駆動装置の駆動方法、圧電駆動装置の製造方法、圧電駆動装置を搭載するロボット、圧電駆動装置を搭載するロボットの駆動方法、送液ポンプ、投薬ポンプ等、様々な形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms. For example, in addition to a piezoelectric driving device, a driving method of the piezoelectric driving device, a manufacturing method of the piezoelectric driving device, a robot equipped with the piezoelectric driving device, and a piezoelectric driving device. It can be realized in various forms such as a driving method of a robot to be mounted, a liquid feeding pump, and a medication pump.

第1実施形態の圧電駆動体ユニットの概略構成を示す平面図及び断面図。The top view and sectional drawing which show schematic structure of the piezoelectric drive unit of 1st Embodiment. 振動板の平面図。The top view of a diaphragm. 圧電振動体ユニットと駆動回路の電気的接続状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the electrical connection state of a piezoelectric vibrating body unit and a drive circuit. 圧電振動体ユニットの動作の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of operation | movement of a piezoelectric vibrating body unit. 他の実施形態としての圧電振動体ユニットの平面図。The top view of the piezoelectric vibrating body unit as other embodiment. 第1の実施形態の圧電振動体モジュールを示す斜視図。The perspective view which shows the piezoelectric vibrating body module of 1st Embodiment. 第1の実施形態の圧電振動体モジュールの分解斜視図。The disassembled perspective view of the piezoelectric vibrating body module of 1st Embodiment. 板バネが変形していないときの圧電振動体モジュールの平面図。The top view of a piezoelectric vibrating body module when a leaf | plate spring is not deform | transforming. 板バネが変形しているときの圧電振動体モジュールの平面図。The top view of a piezoelectric vibrating body module when a leaf | plate spring is deform | transforming. 第2の実施形態の圧電振動体モジュールを示す斜視図。The perspective view which shows the piezoelectric vibrating body module of 2nd Embodiment. 圧電振動体モジュールの分解斜視図。The disassembled perspective view of a piezoelectric vibrating body module. 複数の圧電振動体ユニットを有する圧電振動体モジュールの配線構造の第1の実施形態を示す説明図。Explanatory drawing which shows 1st Embodiment of the wiring structure of the piezoelectric vibrating body module which has several piezoelectric vibrating body units. 圧電振動体ユニットの配線パターンの例を示す斜視図。The perspective view which shows the example of the wiring pattern of a piezoelectric vibrating body unit. 複数の振動板を有する場合の配線の他の例を示す説明図。An explanatory view showing other examples of wiring in the case of having a plurality of diaphragms. 複数の振動板を有する場合の配線のさらに他の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the further another example of wiring in the case of having a some diaphragm. 配線構造の第3の実施形態における可撓性基板を折り畳まずに展開した状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which expand | deployed without folding the flexible substrate in 3rd Embodiment of wiring structure. 複数の振動板を有する場合の配線の他の例を示す説明図。An explanatory view showing other examples of wiring in the case of having a plurality of diaphragms. 圧電駆動装置を利用したロボットの一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the robot using a piezoelectric drive device. ロボットの手首部分の説明図。Explanatory drawing of the wrist part of a robot. 圧電駆動装置を利用した送液ポンプの一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the liquid feeding pump using a piezoelectric drive device.

A.圧電振動体ユニットの実施形態:
A1.圧電振動体ユニットの第1の実施形態:
図1(A)は、本発明の一実施形態における圧電振動体ユニット10の概略構成を示す平面図であり、図1(B)はそのB−B断面図である。圧電振動体ユニット10は、振動板200と、振動板200の両面(第1面211と第2面212)にそれぞれ配置された2つの圧電振動体100とを備える。圧電振動体100は、基板120と、基板120の上に形成された第1電極130と、第1電極130の上に形成された圧電体140と、圧電体140の上に形成された第2電極150と、を備えている。第1電極130と第2電極150は、圧電体140を挟持して圧電素子を構成する。2つの圧電振動体100は、振動板200を中心として対称に配置されている。また、この実施形態では、基板120と振動板200とが圧電素子(130,140,150)を挟むように、圧電振動体100が振動板200上に設置されている。2つの圧電振動体100は同じ構成を有しているので、以下では特に断らない限り、振動板200の下側にある圧電振動体100の構成を説明する。
A. Embodiment of piezoelectric vibrator unit:
A1. First embodiment of piezoelectric vibrator unit:
FIG. 1A is a plan view showing a schematic configuration of a piezoelectric vibrating body unit 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. The piezoelectric vibrator unit 10 includes a diaphragm 200 and two piezoelectric vibrators 100 disposed on both surfaces (first surface 211 and second surface 212) of the diaphragm 200, respectively. The piezoelectric vibrating body 100 includes a substrate 120, a first electrode 130 formed on the substrate 120, a piezoelectric body 140 formed on the first electrode 130, and a second electrode formed on the piezoelectric body 140. An electrode 150. The first electrode 130 and the second electrode 150 constitute a piezoelectric element by sandwiching the piezoelectric body 140. The two piezoelectric vibrators 100 are arranged symmetrically about the diaphragm 200. In this embodiment, the piezoelectric vibrating body 100 is installed on the vibration plate 200 so that the substrate 120 and the vibration plate 200 sandwich the piezoelectric element (130, 140, 150). Since the two piezoelectric vibrators 100 have the same configuration, the configuration of the piezoelectric vibrator 100 below the diaphragm 200 will be described below unless otherwise specified.

圧電振動体100の基板120は、第1電極130と圧電体140と第2電極150を成膜プロセスで形成するための基板として使用される。また、基板120は機械的な振動を行う振動板としての機能も有する。基板120は、例えば、Si,Al,ZrOなどで形成することができる。Si製の基板120として、例えば半導体製造用のSiウェハーを利用することが可能である。この実施形態において、基板120の平面形状は長方形である。基板120の厚みは、例えば10μm以上100μm以下の範囲とすることが好ましい。基板120の厚みを10μm以上とすれば、基板120上の成膜処理の際に基板120を比較的容易に取扱うことができる。また、基板120の厚みを100μm以下とすれば、薄膜で形成された圧電体140の伸縮に応じて、基板120を容易に振動させることができる。 The substrate 120 of the piezoelectric vibrating body 100 is used as a substrate for forming the first electrode 130, the piezoelectric body 140, and the second electrode 150 by a film forming process. The substrate 120 also has a function as a diaphragm that performs mechanical vibration. The substrate 120 can be formed of, for example, Si, Al 2 O 3 , ZrO 2 or the like. As the Si substrate 120, for example, a Si wafer for semiconductor manufacturing can be used. In this embodiment, the planar shape of the substrate 120 is a rectangle. The thickness of the substrate 120 is preferably in the range of 10 μm to 100 μm, for example. If the thickness of the substrate 120 is 10 μm or more, the substrate 120 can be handled relatively easily during the film forming process on the substrate 120. If the thickness of the substrate 120 is 100 μm or less, the substrate 120 can be easily vibrated according to the expansion and contraction of the piezoelectric body 140 formed of a thin film.

第1電極130は、基板120上に形成された1つの連続的な導電体層として形成されている。一方、第2電極150は、図1(A)に示すように、5つの導電体層150a〜150e(「第2電極150a〜150e」とも呼ぶ)に区分されている。中央にある第2電極150eは、基板120の幅方向の中央において、基板120の長手方向のほぼ全体に亘る長方形形状に形成されている。他の4つの第2電極150a,150b,150c,150dは、同一の平面形状を有しており、基板120の四隅の位置に形成されている。図1の例では、第1電極130と第2電極150は、いずれも長方形の平面形状を有している。第1電極130や第2電極150は、例えばスパッタリングによって形成される薄膜である。第1電極130や第2電極150の材料としては、例えばAl(アルミニウム)や、Ni(ニッケル)、Au(金)、Pt(白金)、Ir(イリジウム)などの導電性の高い任意の材料を利用可能である。なお、第1電極130を1つの連続的な導電体層とする代わりに、第2電極150a〜150eと実質的に同じ平面形状を有する5つの導電体層に区分してもよい。なお、第2電極150a〜150eの間の電気的接続のための配線(又は配線層及び絶縁層)と、第1電極130及び第2電極150a〜150eと駆動回路との間の電気的接続のための配線(又は配線層及び絶縁層)とは、図1では図示が省略されている。   The first electrode 130 is formed as one continuous conductor layer formed on the substrate 120. On the other hand, as shown in FIG. 1A, the second electrode 150 is divided into five conductor layers 150a to 150e (also referred to as “second electrodes 150a to 150e”). The second electrode 150e at the center is formed in a rectangular shape covering almost the entire length of the substrate 120 at the center in the width direction of the substrate 120. The other four second electrodes 150 a, 150 b, 150 c, and 150 d have the same planar shape and are formed at the four corner positions of the substrate 120. In the example of FIG. 1, both the first electrode 130 and the second electrode 150 have a rectangular planar shape. The first electrode 130 and the second electrode 150 are thin films formed by sputtering, for example. As a material of the first electrode 130 and the second electrode 150, for example, any material having high conductivity such as Al (aluminum), Ni (nickel), Au (gold), Pt (platinum), Ir (iridium) or the like is used. Is available. Instead of the first electrode 130 being one continuous conductor layer, the first electrode 130 may be divided into five conductor layers having substantially the same planar shape as the second electrodes 150a to 150e. In addition, wiring (or wiring layer and insulating layer) for electrical connection between the second electrodes 150a to 150e, and electrical connection between the first electrode 130 and the second electrodes 150a to 150e and the drive circuit The wiring for the purpose (or the wiring layer and the insulating layer) is not shown in FIG.

圧電体140は、第2電極150a〜150eと実質的に同じ平面形状を有する5つの圧電体層として形成されている。この代わりに、圧電体140を、第1電極130と実質的に同じ平面形状を有する1つの連続的な圧電体層として形成してもよい。第1電極130と圧電体140と第2電極150a〜150eとの積層構造によって、5つの圧電素子110a〜110e(図1(A))が構成される。   The piezoelectric body 140 is formed as five piezoelectric layers having substantially the same planar shape as the second electrodes 150a to 150e. Alternatively, the piezoelectric body 140 may be formed as one continuous piezoelectric layer having substantially the same planar shape as the first electrode 130. Five piezoelectric elements 110a to 110e (FIG. 1A) are configured by a laminated structure of the first electrode 130, the piezoelectric body 140, and the second electrodes 150a to 150e.

圧電体140は、例えばゾル−ゲル法やスパッタリング法によって形成される薄膜である。圧電体140の材料としては、ABO型のペロブスカイト構造を採るセラミックスなど、圧電効果を示す任意の材料を利用可能である。ABO型のペロブスカイト構造を採るセラミックスとしては、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、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等を用いることが可能である。またセラミック以外の圧電効果を示す材料、例えばポリフッ化ビニリデン、水晶等を用いることも可能である。圧電体140の厚みは、例えば50nm(0.05μm)以上20μm以下の範囲とすることが好ましい。この範囲の厚みを有する圧電体140の薄膜は、成膜プロセスを利用して容易に形成することができる。圧電体140の厚みを0.05μm以上とすれば、圧電体140の伸縮に応じて十分に大きな力を発生することができる。また、圧電体140の厚みを20μm以下とすれば、圧電振動体ユニット10を十分に小型化することができる。 The piezoelectric body 140 is a thin film formed by, for example, a sol-gel method or a sputtering method. As a material of the piezoelectric body 140, any material exhibiting a piezoelectric effect such as ceramics having an ABO 3 type perovskite structure can be used. Examples of ceramics having an ABO 3 type perovskite structure include lead zirconate titanate (PZT), barium titanate, lead titanate, potassium niobate, lithium niobate, lithium tantalate, sodium tungstate, zinc oxide, titanium Barium strontium acid (BST), strontium bismuth tantalate (SBT), lead metaniobate, lead zinc niobate, lead scandium niobate, or the like can be used. It is also possible to use a material exhibiting a piezoelectric effect other than ceramic, such as polyvinylidene fluoride and quartz. The thickness of the piezoelectric body 140 is preferably in the range of, for example, 50 nm (0.05 μm) to 20 μm. A thin film of the piezoelectric body 140 having a thickness in this range can be easily formed using a film forming process. If the thickness of the piezoelectric body 140 is 0.05 μm or more, a sufficiently large force can be generated according to the expansion and contraction of the piezoelectric body 140. Moreover, if the thickness of the piezoelectric body 140 is 20 μm or less, the piezoelectric vibrating body unit 10 can be sufficiently downsized.

図2は、振動板200の平面図である。振動板200は、長方形形状の振動体部210と、振動体部210の左右の長辺からそれぞれ3本ずつ延びる接続部220とを有しており、また、左右の3本の接続部220にそれぞれ接続された2つの取付部230を有している。なお、図2では、図示の便宜上、振動体部210にハッチングを付している。取付部230は、ネジ240によって他の部材に圧電振動体ユニット10を取り付けるために用いられる。振動板200は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、銅、銅合金、鉄−ニッケル合金などの金属材料で形成することが可能である。   FIG. 2 is a plan view of the diaphragm 200. The diaphragm 200 has a rectangular-shaped vibrating body portion 210 and three connecting portions 220 that extend from the left and right long sides of the vibrating body portion 210, respectively. Two attachment portions 230 are connected to each other. In FIG. 2, the vibrating body portion 210 is hatched for convenience of illustration. The attachment portion 230 is used for attaching the piezoelectric vibrating body unit 10 to another member with a screw 240. The diaphragm 200 can be formed of a metal material such as stainless steel, aluminum, an aluminum alloy, titanium, a titanium alloy, copper, a copper alloy, or an iron-nickel alloy, for example.

振動体部210の上面(第1面211)及び下面(第2面212)には、圧電振動体100(図1)がそれぞれ接着剤を用いて接着される。振動体部210の長さLと幅Wの比は、L:W=約7:2とすることが好ましい。この比は、振動体部210がその平面に沿って左右に屈曲する超音波振動(後述)を行うために好ましい値である。振動体部210の長さLは、例えば3.5mm以上30mm以下の範囲とすることができ、幅Wは、例えば1mm以上8mm以下の範囲とすることができる。なお、振動体部210が超音波振動を行うために、長さLは50mm以下とすることが好ましい。振動体部210の厚み(振動板200の厚み)は、例えば50μm以上700μm以下の範囲とすることができる。振動体部210の厚みを50μm以上とすれば、圧電振動体100を支持するために十分な剛性を有するものとなる。また、振動体部210の厚みを700μm以下とすれば、圧電振動体100の変形に応じて十分に大きな変形を発生することができる。   The piezoelectric vibrating body 100 (FIG. 1) is bonded to the upper surface (first surface 211) and the lower surface (second surface 212) of the vibrating body portion 210 using an adhesive. The ratio of the length L to the width W of the vibrating body part 210 is preferably L: W = about 7: 2. This ratio is a preferable value for performing ultrasonic vibration (described later) in which the vibrating body portion 210 bends left and right along the plane. The length L of the vibrating body portion 210 can be set in a range of, for example, 3.5 mm to 30 mm, and the width W can be set in a range of, for example, 1 mm to 8 mm. In addition, in order for the vibrating body part 210 to perform ultrasonic vibration, the length L is preferably set to 50 mm or less. The thickness of the vibrating body part 210 (thickness of the vibration plate 200) can be in the range of, for example, 50 μm or more and 700 μm or less. If the thickness of the vibrating body portion 210 is 50 μm or more, the vibrating body portion 210 has sufficient rigidity to support the piezoelectric vibrating body 100. Further, if the thickness of the vibrating body portion 210 is 700 μm or less, a sufficiently large deformation can be generated according to the deformation of the piezoelectric vibrating body 100.

振動板200の一方の短辺には、突起部20(「接触部」又は「作用部」とも呼ぶ)が設けられている。突起部20は、被駆動体と接触して、被駆動体に力を与えるための部材である。突起部20は、セラミックス(例えばAl)などの耐久性がある材料で形成することが好ましい。 On one short side of the diaphragm 200, a protrusion 20 (also referred to as “contact portion” or “action portion”) is provided. The protrusion 20 is a member that is in contact with the driven body and applies a force to the driven body. The protrusion 20 is preferably formed of a durable material such as ceramics (for example, Al 2 O 3 ).

図3は、圧電振動体ユニット10と駆動回路300の電気的接続状態を示す説明図である。5つの第2電極150a〜150eのうちで、対角にある一対の第2電極150a,150dが配線151を介して互いに電気的に接続され、他の対角の一対の第2電極150b,150cも配線152を介して互いに電気的に接続されている。これらの配線151,152は成膜処理によって形成しても良く、或いは、ワイヤ状の配線によって実現してもよい。図3の3つの第2電極150b,150e,150aと、第1電極130(図1)は、配線310,312,314,320を介して駆動回路300に電気的に接続されている。駆動回路300は、一対の第2電極150a,150dと第1電極130との間に周期的に変化する交流電圧又は脈流電圧を印加することにより、圧電振動体ユニット10を超音波振動させて、突起部20に接触するローター(被駆動体)を所定の回転方向に回転させることが可能である。ここで、「脈流電圧」とは、交流電圧にDCオフセットを付加した電圧を意味し、その電圧(電界)の向きは、一方の電極から他方の電極に向かう一方向である。また、他の一対の第2電極150b,150cと第1電極130との間に交流電圧又は脈流電圧を印加することにより、突起部20に接触するローターを逆方向に回転させることが可能である。このような電圧の印加は、振動板200の両面に設けられた2つの圧電振動体100に同時に行われる。なお、図3に示した配線151,152,310,312,314,320を構成する配線(又は配線層及び絶縁層)は、図1では図示が省略されている。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing an electrical connection state between the piezoelectric vibrating body unit 10 and the drive circuit 300. Among the five second electrodes 150a to 150e, a pair of diagonal second electrodes 150a and 150d are electrically connected to each other via the wiring 151, and another diagonal pair of second electrodes 150b and 150c. Are also electrically connected to each other via the wiring 152. These wirings 151 and 152 may be formed by a film forming process, or may be realized by wire-like wiring. The three second electrodes 150b, 150e, and 150a in FIG. 3 and the first electrode 130 (FIG. 1) are electrically connected to the drive circuit 300 through wirings 310, 312, 314, and 320. The drive circuit 300 ultrasonically vibrates the piezoelectric vibrator unit 10 by applying an alternating voltage or a pulsating voltage that periodically changes between the pair of second electrodes 150 a and 150 d and the first electrode 130. It is possible to rotate the rotor (driven body) in contact with the protrusion 20 in a predetermined rotation direction. Here, the “pulsating voltage” means a voltage obtained by adding a DC offset to an AC voltage, and the direction of the voltage (electric field) is one direction from one electrode to the other electrode. In addition, by applying an AC voltage or a pulsating current voltage between the other pair of second electrodes 150b and 150c and the first electrode 130, it is possible to rotate the rotor in contact with the protrusion 20 in the reverse direction. is there. Such voltage application is performed simultaneously on the two piezoelectric vibrating bodies 100 provided on both surfaces of the diaphragm 200. Note that the wirings (or wiring layers and insulating layers) constituting the wirings 151, 152, 310, 312, 314, and 320 shown in FIG. 3 are not shown in FIG.

図3に示した実施形態では、5つの圧電素子110a〜110eが以下の3組の圧電素子グループに区分されている。
(1)第1圧電素子グループPG1:圧電素子110a,110d
(2)第2圧電素子グループPG2:圧電素子110b,110c
(3)第3圧電素子グループPG3:圧電素子110e
各圧電素子グループに含まれる圧電素子110は、常に同時に駆動される。また、第1圧電素子グループPG1は、2つの圧電素子110a,110dを含むので、これらの圧電素子110a,110dの第2電極150a,150d同士が配線151を介して直接接続されている。第2圧電素子グループPG2も同様である。なお、他の実施形態として、3つ以上の圧電素子110で1組の圧電素子グループを構成することも可能であり、一般には、複数の圧電素子をN組(Nは2以上の整数)の圧電素子グループに区分することが可能である。この場合にも、同じ圧電素子グループに2つ以上の圧電素子110が含まれる場合には、それらの第2電極150同士が配線を介して直接接続される。ここで、「配線を介して直接接続される」という意味は、配線の途中に受動素子(抵抗、コイル、コンデンサなど)や能動素子を含まないことを意味する。また、本実施形態では、第1電極130として、5つの圧電素子110a〜110eに共通する1つの導電層が使用されているが、第1電極130が個々の圧電素子毎に分離されている場合には、同じ圧電素子グループに属する2つ以上の圧電素子の第1電極同士も配線を介して直接接続されることが好ましい。
In the embodiment shown in FIG. 3, the five piezoelectric elements 110a to 110e are divided into the following three groups of piezoelectric elements.
(1) First piezoelectric element group PG1: Piezoelectric elements 110a and 110d
(2) Second piezoelectric element group PG2: piezoelectric elements 110b and 110c
(3) Third piezoelectric element group PG3: Piezoelectric element 110e
The piezoelectric elements 110 included in each piezoelectric element group are always driven simultaneously. Further, since the first piezoelectric element group PG1 includes two piezoelectric elements 110a and 110d, the second electrodes 150a and 150d of these piezoelectric elements 110a and 110d are directly connected to each other via the wiring 151. The same applies to the second piezoelectric element group PG2. As another embodiment, one set of piezoelectric element groups can be configured by three or more piezoelectric elements 110. Generally, a plurality of piezoelectric elements are composed of N sets (N is an integer of 2 or more). It can be divided into piezoelectric element groups. Also in this case, when two or more piezoelectric elements 110 are included in the same piezoelectric element group, the second electrodes 150 are directly connected to each other through wiring. Here, “directly connected via wiring” means that passive elements (such as resistors, coils, capacitors, etc.) and active elements are not included in the middle of the wiring. In this embodiment, one conductive layer common to the five piezoelectric elements 110a to 110e is used as the first electrode 130, but the first electrode 130 is separated for each piezoelectric element. In addition, it is preferable that the first electrodes of two or more piezoelectric elements belonging to the same piezoelectric element group are also directly connected via a wiring.

図4は、圧電振動体ユニット10の動作の例を示す説明図である。圧電振動体ユニット10の突起部20は、被駆動体としてのローター50の外周に接触している。図4(A)に示す例では、駆動回路300(図3)は、一対の第2電極150a,150dと第1電極130との間に交流電圧又は脈流電圧を印加しており、圧電素子110a,110dは図4の矢印xの方向に伸縮する。これに応じて、圧電振動体ユニット10の振動体部210が振動体部210の平面内で屈曲して蛇行形状(S字形状)に変形し、突起部20の先端が矢印yの向きに往復運動するか、又は、楕円運動する。その結果、ローター50は、その中心51の周りに所定の方向z(図4では時計回り方向)に回転する。図2で説明した振動板200の3つの接続部220(図2)は、このような振動体部210の振動の節(ふし)の位置に設けられている。なお、駆動回路300が、他の一対の第2電極150b,150cと第1電極130との間に交流電圧又は脈流電圧を印加する場合には、ローター50は逆方向に回転する。なお、中央の第2電極150eに、一対の第2電極150a,150d(又は他の一対の第2電極150b,150c)と同じ電圧を印加すれば、圧電振動体ユニット10が長手方向に伸縮するので、突起部20からローター50に与える力をより大きくすることが可能である。なお、圧電振動体ユニット10(又は圧電振動体100)のこのような動作については、上記先行技術文献1(特開2004−320979号公報、又は、対応する米国特許第7224102号)に記載されており、その開示内容は参照により組み込まれる。   FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of the operation of the piezoelectric vibrating body unit 10. The protrusion 20 of the piezoelectric vibrating body unit 10 is in contact with the outer periphery of the rotor 50 as a driven body. In the example shown in FIG. 4A, the drive circuit 300 (FIG. 3) applies an AC voltage or a pulsating voltage between the pair of second electrodes 150a and 150d and the first electrode 130, and the piezoelectric element. 110a and 110d expand and contract in the direction of arrow x in FIG. In response to this, the vibrating body portion 210 of the piezoelectric vibrating body unit 10 is bent in the plane of the vibrating body portion 210 and deformed into a meandering shape (S-shape), and the tip of the protrusion 20 reciprocates in the direction of the arrow y. Move or elliptical. As a result, the rotor 50 rotates around the center 51 in a predetermined direction z (clockwise direction in FIG. 4). The three connection portions 220 (FIG. 2) of the diaphragm 200 described with reference to FIG. 2 are provided at the positions of the vibration nodes (interferences) of the vibration body portion 210. When the drive circuit 300 applies an AC voltage or a pulsating voltage between the other pair of second electrodes 150b and 150c and the first electrode 130, the rotor 50 rotates in the reverse direction. If the same voltage as the pair of second electrodes 150a and 150d (or the other pair of second electrodes 150b and 150c) is applied to the center second electrode 150e, the piezoelectric vibrating body unit 10 expands and contracts in the longitudinal direction. Therefore, it is possible to increase the force applied from the protrusion 20 to the rotor 50. Such an operation of the piezoelectric vibrator unit 10 (or the piezoelectric vibrator 100) is described in the above-mentioned prior art document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-320979 or corresponding US Pat. No. 7,224,102). The disclosure of which is incorporated by reference.

図4(B)は、図4(A)のように圧電振動体ユニット10がその面内方向に振動する際に、その厚み方向にも湾曲する様子を示いている。このような厚み方向の湾曲は、圧電振動体ユニット10の表面に撓み(ひずみ)を発生させる点で望ましくない。しかしながら、本実施形態の圧電振動体ユニット10では、基板120と振動板200とが圧電素子110(130,140,150)を挟むように圧電振動体100が振動板200上に設置されているので、このような望ましくない撓み(ひずみ)を基板120によって抑制することができる。図4(C)は、図4(B)とは逆に、基板120が振動板200と接するように圧電振動体100が振動板200上に設置されている例である。図4(C)の積層構造では、第2電極150の表面において望ましくない撓み(ひずみ)が過度に大きくなる可能性がある。従って、図4(B)に示すように、基板120と振動板200とが圧電素子(130,140,150)を挟むように、圧電振動体100を振動板200上に設置することが好ましい。こうすれば、圧電振動体ユニット10の故障や損傷の可能性を低減することが可能である。特に、基板120をシリコン製とすれば、撓み(ひずみ)に対して損傷し難いので好ましい。また、本実施形態では、振動板200と圧電素子110(130,140,150)とが接触している。そのため、振動板200に配線層を形成することにより、振動板200の配線層を経由して、圧電素子110に電圧を印加できる。但し、図4(C)のように、基板120が振動板200と接するように圧電振動体100を振動板200に設置すれば、駆動回路300と圧電素子110(130,140,150)との間の配線が、図4(B)に示す例に比べて容易となる。   FIG. 4B shows a state in which the piezoelectric vibrating body unit 10 is also curved in the thickness direction when the piezoelectric vibrating body unit 10 vibrates in the in-plane direction as shown in FIG. Such a curvature in the thickness direction is undesirable in that it causes bending (strain) on the surface of the piezoelectric vibrating body unit 10. However, in the piezoelectric vibrating body unit 10 of the present embodiment, the piezoelectric vibrating body 100 is installed on the vibrating plate 200 so that the substrate 120 and the vibrating plate 200 sandwich the piezoelectric element 110 (130, 140, 150). Such an undesirable deflection (strain) can be suppressed by the substrate 120. 4C is an example in which the piezoelectric vibrating body 100 is installed on the diaphragm 200 so that the substrate 120 is in contact with the diaphragm 200, contrary to FIG. 4B. In the stacked structure of FIG. 4C, an undesirable deflection (strain) on the surface of the second electrode 150 may become excessively large. Therefore, as shown in FIG. 4B, it is preferable to install the piezoelectric vibrating body 100 on the vibration plate 200 so that the substrate 120 and the vibration plate 200 sandwich the piezoelectric element (130, 140, 150). In this way, it is possible to reduce the possibility of failure or damage of the piezoelectric vibrator unit 10. In particular, it is preferable that the substrate 120 be made of silicon because it is difficult to be damaged by bending (strain). In the present embodiment, the diaphragm 200 and the piezoelectric element 110 (130, 140, 150) are in contact with each other. Therefore, by forming a wiring layer on the diaphragm 200, a voltage can be applied to the piezoelectric element 110 via the wiring layer of the diaphragm 200. However, as shown in FIG. 4C, if the piezoelectric vibrating body 100 is installed on the vibration plate 200 so that the substrate 120 is in contact with the vibration plate 200, the drive circuit 300 and the piezoelectric elements 110 (130, 140, 150) are connected. Wiring between them is easier than in the example shown in FIG.

A2.圧電振動体ユニットの他1の実施形態:
図5(A)は、本発明の更に他の実施形態としての圧電振動体ユニット10bの平面図であり、第1実施形態の図1(A)に対応する図である。図5(A)〜(C)では、図示の便宜上、振動板200の接続部220や取付部230は図示が省略されている。図5(A)の圧電振動体ユニット10bでは、一対の第2電極150b,150cが省略されている。この圧電振動体ユニット10bも、図4に示すような1つの方向zにローター50を回転させることが可能である。なお、図5(A)の3つの第2電極150a,150e,150dには同じ電圧が印加されるので、これらの3つの第2電極150a,150e,150dを、連続する1つの電極層として形成してもよい。
A2. Another embodiment of the piezoelectric vibrator unit:
FIG. 5A is a plan view of a piezoelectric vibrator unit 10b as still another embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 1A of the first embodiment. 5A to 5C, for convenience of illustration, the connection part 220 and the attachment part 230 of the diaphragm 200 are not shown. In the piezoelectric vibrating body unit 10b of FIG. 5A, the pair of second electrodes 150b and 150c are omitted. The piezoelectric vibrator unit 10b can also rotate the rotor 50 in one direction z as shown in FIG. Note that since the same voltage is applied to the three second electrodes 150a, 150e, and 150d in FIG. 5A, the three second electrodes 150a, 150e, and 150d are formed as one continuous electrode layer. May be.

図5(B)は、本発明の更に他の実施形態としての圧電振動体ユニット10cの平面図である。この圧電振動体ユニット10cでは、図1(A)の中央の第2電極150eが省略されており、他の4つの第2電極150a,150b,150c,150dが図1(A)よりも大きな面積に形成されている。この圧電振動体ユニット10cも、第1実施形態とほぼ同様な効果を達成することができる。   FIG. 5B is a plan view of a piezoelectric vibrating body unit 10c as still another embodiment of the present invention. In the piezoelectric vibrating body unit 10c, the second electrode 150e at the center in FIG. 1A is omitted, and the other four second electrodes 150a, 150b, 150c, and 150d have a larger area than that in FIG. Is formed. This piezoelectric vibrator unit 10c can also achieve substantially the same effect as that of the first embodiment.

図5(C)は、本発明の更に他の実施形態としての圧電振動体ユニット10dの平面図である。この圧電振動体ユニット10dでは、図1(A)の4つの第2電極150a,150b,150c,150dが省略されており、1つの第2電極150eが大きな面積で形成されている。この圧電振動体ユニット10dは、長手方向に伸縮するだけであるが、突起部20から被駆動体(図示省略)に対して大きな力を与えることが可能である。   FIG. 5C is a plan view of a piezoelectric vibrator unit 10d as still another embodiment of the present invention. In the piezoelectric vibrating body unit 10d, the four second electrodes 150a, 150b, 150c, and 150d in FIG. 1A are omitted, and one second electrode 150e is formed with a large area. The piezoelectric vibrating body unit 10d only expands and contracts in the longitudinal direction, but can apply a large force to the driven body (not shown) from the protrusion 20.

図1及び図5(A)〜(C)から理解できるように、圧電振動体100の第2電極150としては、少なくとも1つの電極層を設けることができる。但し、図1及び図5(A),(B)に示す実施形態のように、長方形の圧電振動体100の対角の位置に第2電極150を設けるようにすれば、圧電振動体100及び振動板200を、その平面内で屈曲する蛇行形状に変形させることが可能である点で好ましい。   As can be understood from FIG. 1 and FIGS. 5A to 5C, at least one electrode layer can be provided as the second electrode 150 of the piezoelectric vibrating body 100. However, if the second electrode 150 is provided at the diagonal position of the rectangular piezoelectric vibrator 100 as in the embodiment shown in FIGS. 1 and 5A and 5B, the piezoelectric vibrator 100 and The diaphragm 200 is preferable in that it can be deformed into a meandering shape that bends in the plane.

B.圧電振動体モジュールの実施形態:
B1.圧電振動体モジュールの第1の実施形態:
図6は、第1の実施形態の圧電振動体モジュール11を示す斜視図である。図7は、第1の実施形態の圧電振動体モジュール11の分解斜視図である。圧電振動体モジュール11は、圧電振動体ユニット10(振動板200と、圧電振動体100)と、板バネ400と、モジュール支持板500と、固定部材600と、ネジ240、242、244と、ワッシャー245と、を備える。本実施形態では、上から、第1板バネ400a、圧電振動体ユニット10、第2板バネ400b、モジュール支持板500、固定部材600の順番に配置されている。第1板バネ400a、第2板バネ400bは、区別する必要がない場合には、単に「板バネ400」と呼ぶ。なお、振動板200の接続部220と取付部230(図2)には、圧電振動体100の第2電極150a、150b、150e(図3)に電圧を印加するための配線204a、204b、204eが形成されている。なお配線204a、204b、204eは、それぞれ図3に示した配線314、310、312の一部である。
B. Embodiment of piezoelectric vibrator module:
B1. First embodiment of piezoelectric vibrator module:
FIG. 6 is a perspective view showing the piezoelectric vibrating body module 11 of the first embodiment. FIG. 7 is an exploded perspective view of the piezoelectric vibrating body module 11 according to the first embodiment. The piezoelectric vibrator module 11 includes a piezoelectric vibrator unit 10 (the diaphragm 200 and the piezoelectric vibrator 100), a leaf spring 400, a module support plate 500, a fixing member 600, screws 240, 242, and 244, and washers. 245. In the present embodiment, the first plate spring 400a, the piezoelectric vibrating body unit 10, the second plate spring 400b, the module support plate 500, and the fixing member 600 are arranged in this order from the top. The first plate spring 400a and the second plate spring 400b are simply referred to as “plate springs 400” when it is not necessary to distinguish them. It should be noted that wirings 204a, 204b, and 204e for applying a voltage to the second electrodes 150a, 150b, and 150e (FIG. 3) of the piezoelectric vibrating body 100 are connected to the connection portion 220 and the attachment portion 230 (FIG. 2) of the diaphragm 200. Is formed. Note that the wirings 204a, 204b, and 204e are part of the wirings 314, 310, and 312 shown in FIG.

第1の実施形態では、圧電振動体ユニット10を挟むように、第1板バネ400aと第2板バネ400bが配置されている。第1板バネ400aと第2板バネ400bの形状は同一である。板バネ400の形状や動作については、後述する。第1の実施形態では、2枚の板バネ400を用いたが、板バネ400の枚数は、所望される弾性力により決められる。したがって、所望される弾性力によっては、板バネ400の枚数は1枚であっても良く、2枚以上であっても良い。板バネ400の枚数が1枚の場合、1枚の板バネ400とモジュール支持板500とで圧電振動体ユニット10を挟むように板バネ400を配置することが好ましい。板バネ400の枚数が2枚以上の場合には、2枚の板バネ400が圧電振動体ユニット10を挟むように、板バネ400を配置することが好ましい。板バネ400は、圧電振動体ユニット10が振動するときに、振動板200が被駆動体50に加える力以下の力で弾性変形可能であってもよい。   In the first embodiment, the first plate spring 400a and the second plate spring 400b are arranged so as to sandwich the piezoelectric vibrating body unit 10. The shapes of the first leaf spring 400a and the second leaf spring 400b are the same. The shape and operation of the leaf spring 400 will be described later. In the first embodiment, two leaf springs 400 are used, but the number of leaf springs 400 is determined by a desired elastic force. Therefore, depending on the desired elastic force, the number of leaf springs 400 may be one, or two or more. When the number of the leaf springs 400 is one, it is preferable to dispose the leaf springs 400 so that the piezoelectric vibrating body unit 10 is sandwiched between the leaf springs 400 and the module support plate 500. When the number of the leaf springs 400 is two or more, the leaf springs 400 are preferably arranged so that the two leaf springs 400 sandwich the piezoelectric vibrating body unit 10. The leaf spring 400 may be elastically deformable with a force equal to or less than the force applied by the diaphragm 200 to the driven body 50 when the piezoelectric vibrating body unit 10 vibrates.

圧電振動体モジュール11の一方の端には、モジュール支持板500が配置されている。モジュール支持板500と、2枚の板バネ400a、400bと、圧電振動体ユニット10とは、ネジ240により一体に固定されている。   A module support plate 500 is disposed at one end of the piezoelectric vibrator module 11. The module support plate 500, the two leaf springs 400a and 400b, and the piezoelectric vibrating body unit 10 are integrally fixed by screws 240.

モジュール支持板500の外側には、固定部材600が配置されている。板バネ400は、固定部材600と、ネジ242により固定される。ただし、振動板200は、固定部材600と、直接固定されておらず、板バネ400を介して間接的に接続されている。固定部材600は、ネジ244により、圧電駆動装置の筐体(図示せず)に固定される。   A fixing member 600 is disposed outside the module support plate 500. The leaf spring 400 is fixed by a fixing member 600 and a screw 242. However, the diaphragm 200 is not directly fixed to the fixing member 600 but is indirectly connected via the leaf spring 400. The fixing member 600 is fixed to a housing (not shown) of the piezoelectric driving device by screws 244.

図8は、板バネ400が変形していないときの圧電振動体モジュール11の平面図である。図8では、図示の便宜上、板バネ400の表面にハッチングを付している。板バネ400は、固定部材600と固定される第1部位410と、振動板200と固定される第2部位420と、第1部位410と第2部位とを接続する第3部位430とを備える。本実施形態では、第1部位410は、長手方向が、固定部材600の長手方向と平行な細長い形状を有しており、ネジ242により、固定部材600に取り付けられている。但し、第1部位410は、固定部材600と固定されていれば良く、その形状は、任意である。本実施形態では、第2部位420は、略長方形をしており、ネジ240により、振動板200の取付部230に取り付けられている。そのため、板バネ400は、振動板200の厚み方向から見て振動板200と重なる部分を有している。なお、第2部位420についても、振動板200の取付部230に取り付けられていればよく、その形状は任意である。第3部位430は、第1部位410と第2部位とを接続する2本の細長い部分である。板バネ400は、略長方形の板を、額縁形状の1辺を除いた3辺の形状で打ち抜くことにより、容易に形成できる。なお、打ち抜き形状は、額縁形状の1辺を除いた3辺の形状以外の形状、例えば略長方形であってもよい。この場合、板バネ400は、1辺が太い略額縁形状としてもよい。太い辺が第2部位420に対応し、太い辺の対辺が第1部位410に対応し、残りの2辺が第3部位430となる。   FIG. 8 is a plan view of the piezoelectric vibrating body module 11 when the leaf spring 400 is not deformed. In FIG. 8, the surface of the leaf spring 400 is hatched for convenience of illustration. The leaf spring 400 includes a first part 410 that is fixed to the fixing member 600, a second part 420 that is fixed to the diaphragm 200, and a third part 430 that connects the first part 410 and the second part. . In the present embodiment, the first portion 410 has an elongated shape whose longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the fixing member 600, and is attached to the fixing member 600 by screws 242. However, the 1st site | part 410 should just be fixed with the fixing member 600, and the shape is arbitrary. In the present embodiment, the second portion 420 has a substantially rectangular shape, and is attached to the attachment portion 230 of the diaphragm 200 with a screw 240. Therefore, the leaf spring 400 has a portion that overlaps the diaphragm 200 when viewed from the thickness direction of the diaphragm 200. Note that the second portion 420 may be attached to the attachment portion 230 of the diaphragm 200, and the shape thereof is arbitrary. The third portion 430 is two elongated portions that connect the first portion 410 and the second portion. The leaf spring 400 can be easily formed by punching out a substantially rectangular plate in a shape of three sides excluding one side of the frame shape. The punching shape may be a shape other than the three-side shape excluding one side of the frame shape, for example, a substantially rectangular shape. In this case, the leaf spring 400 may have a substantially frame shape with a thick side. The thick side corresponds to the second part 420, the opposite side of the thick side corresponds to the first part 410, and the remaining two sides become the third part 430.

図9は、板バネ400が変形しているときの圧電振動体モジュール11の平面図である。圧電振動体ユニット10が伸縮すると、振動板200の突起部20が被駆動体50を力Fで押圧する。作用・反作用の法則により、突起部20及び振動板200は、被駆動体50から力Fに対する反力(−F)を受ける。ここで振動板200は、板バネ400の第2部位420とネジ240で接続されている。振動板200と板バネ400の第2部位420は、被駆動体50と反対側に移動する。これに対し、板バネ400の第1部位410は、固定部材600に固定されているので、被駆動体50から反力(−F)を受けても移動しない。第2部位420は、第1部位410に対して相対的に移動する。その結果、板バネ400の第3部位430が変形する。この変形を元に戻そうとする弾性力により、振動板200は被駆動体50の方向に押され、突起部20は、被駆動体50に押圧される。   FIG. 9 is a plan view of the piezoelectric vibrating body module 11 when the leaf spring 400 is deformed. When the piezoelectric vibrator unit 10 expands and contracts, the protrusion 20 of the diaphragm 200 presses the driven body 50 with the force F. Due to the law of action / reaction, the protrusion 20 and the diaphragm 200 receive a reaction force (−F) against the force F from the driven body 50. Here, the diaphragm 200 is connected to the second portion 420 of the leaf spring 400 with a screw 240. The second portion 420 of the diaphragm 200 and the leaf spring 400 moves to the opposite side to the driven body 50. On the other hand, since the first portion 410 of the leaf spring 400 is fixed to the fixing member 600, it does not move even if it receives a reaction force (−F) from the driven body 50. The second part 420 moves relative to the first part 410. As a result, the third portion 430 of the leaf spring 400 is deformed. The vibration plate 200 is pushed in the direction of the driven body 50 by the elastic force to restore the deformation, and the protrusion 20 is pushed by the driven body 50.

仮に、振動板200の厚み方向から見て振動板200と重なる部分を有さず、面と垂直な方向に弾性変形する板バネを使用する場合、この板バネは、例えば、板バネの表面の法線方向が圧電振動体100の長手方向と平行になるように第3部位の位置に配置される。この場合、圧電振動体モジュール11の厚さは、板バネの幅により制限される。そのため、圧電振動体100の厚さを薄くしても、圧電振動体モジュール11の厚さを、板バネの幅よりも薄く出来ない。これに対し、第1の実施形態では、振動板200の厚み方向から見て振動板200と重なる部分を有し、面内方向に弾性変形可能な板バネ400を用いるので、圧電振動体モジュール11の厚さは、圧電振動体ユニット10の厚さと、板バネ400の厚さの和である。したがって、圧電振動体100の厚さを薄くして圧電振動体ユニット10の厚さを薄くすれば、圧電振動体モジュール11の厚さも薄く出来る。したがって、圧電素子110を成膜プロセスで形成し、薄い圧電振動体100を形成出来る場合には、振動板200と重なる部分を有し、面内方向に弾性変形可能な板バネ400を用いた方が、圧電振動体モジュール11の厚さを薄く出来る。   If a leaf spring that does not overlap with the vibration plate 200 as viewed from the thickness direction of the vibration plate 200 and elastically deforms in a direction perpendicular to the surface is used, this leaf spring is, for example, the surface of the leaf spring. It arrange | positions in the position of a 3rd site | part so that a normal line direction may become parallel to the longitudinal direction of the piezoelectric vibrating body 100. FIG. In this case, the thickness of the piezoelectric vibrator module 11 is limited by the width of the leaf spring. For this reason, even if the thickness of the piezoelectric vibrating body 100 is reduced, the thickness of the piezoelectric vibrating body module 11 cannot be made smaller than the width of the leaf spring. On the other hand, in the first embodiment, since the plate spring 400 that has a portion overlapping with the vibration plate 200 when viewed from the thickness direction of the vibration plate 200 and is elastically deformable in the in-plane direction is used, the piezoelectric vibration module 11 is used. Is the sum of the thickness of the piezoelectric vibrator unit 10 and the thickness of the leaf spring 400. Therefore, if the thickness of the piezoelectric vibrating body 100 is reduced and the thickness of the piezoelectric vibrating body unit 10 is reduced, the thickness of the piezoelectric vibrating body module 11 can also be reduced. Therefore, in the case where the piezoelectric element 110 is formed by a film forming process and the thin piezoelectric vibrator 100 can be formed, the plate spring 400 that has a portion overlapping the diaphragm 200 and can be elastically deformed in the in-plane direction is used. However, the thickness of the piezoelectric vibrator module 11 can be reduced.

第1の実施形態によれば、板バネ400は、固定部材600(支持部材)と固定するための第1部位410と、振動板200と固定するための第2部位420と、第1部位410と第2部位420とを繋ぐ第3部位430とを備え、第2部位420は振動板200と重なる部分である。このような形状とすれば、板バネ400の変形(第3部位430の変形)により弾性力を生じさせることが出来る。   According to the first embodiment, the leaf spring 400 includes a first part 410 for fixing to the fixing member 600 (support member), a second part 420 for fixing to the diaphragm 200, and the first part 410. And a third part 430 that connects the second part 420, and the second part 420 is a part that overlaps the diaphragm 200. With such a shape, an elastic force can be generated by deformation of the leaf spring 400 (deformation of the third portion 430).

板バネ400は、圧電振動体100と接触していることが好ましい。板バネ400が圧電振動体100と接触していれば、圧電振動体100の伸縮が板バネ400を変形させて、弾性力を生じさせることが出来る。なお、板バネ400は、圧電振動体100と接触していなくても良い。例えば、板バネ400と、圧電振動体100との間に他のシート部材を配置しても良い。あるいは、振動板200と、板バネ400との間に配置するワッシャー245の枚数を調整することで、圧電振動体100と、板バネ400との間を離間させるようにしても良い。   The leaf spring 400 is preferably in contact with the piezoelectric vibrating body 100. If the leaf spring 400 is in contact with the piezoelectric vibrating body 100, the expansion and contraction of the piezoelectric vibrating body 100 can deform the leaf spring 400 and generate an elastic force. The leaf spring 400 may not be in contact with the piezoelectric vibrating body 100. For example, another sheet member may be disposed between the leaf spring 400 and the piezoelectric vibrating body 100. Alternatively, the piezoelectric vibrator 100 and the leaf spring 400 may be separated by adjusting the number of washers 245 disposed between the diaphragm 200 and the leaf spring 400.

圧電振動体モジュール11が複数枚の板バネ400、例えば、第1板バネ400aと第2板バネ400bとを有する場合には、圧電振動体ユニット10は、第1板バネ400aと第2板バネ400bの間に位置することが好ましい。振動板200の一方の側のみに板バネ400を設けると、弾性力が偏り振動板200が湾曲するおそれがあるが、第1板バネ400aと第2板バネ400bとの間に振動板200を配置すれば、振動板200が湾曲するおそれが少ない。   When the piezoelectric vibrator module 11 has a plurality of leaf springs 400, for example, a first leaf spring 400a and a second leaf spring 400b, the piezoelectric vibrator unit 10 includes the first leaf spring 400a and the second leaf spring. It is preferably located between 400b. If the leaf spring 400 is provided only on one side of the vibration plate 200, the elastic force is biased and the vibration plate 200 may be bent, but the vibration plate 200 is interposed between the first leaf spring 400a and the second leaf spring 400b. If it arrange | positions, there is little possibility that the diaphragm 200 will curve.

このように、圧電振動体モジュールの第1の実施形態によれば、圧電振動体100を薄くすれば、それに応じて圧電振動体ユニット10を薄く形成出来る。また、振動板200の厚み方向から見て振動板200と重なる部分を有さず、面と垂直な方向に弾性変形可能なバネを備える場合に比べて、圧電振動体ユニット10を薄く形成出来る。さらに、振動板200を、第1板バネ400aと第2板バネ400bとの間に配置することで、振動板200の湾曲を抑制できる。   Thus, according to the first embodiment of the piezoelectric vibrator module, if the piezoelectric vibrator 100 is thinned, the piezoelectric vibrator unit 10 can be formed thin accordingly. Further, the piezoelectric vibrator unit 10 can be formed thinner than a case where a spring that can be elastically deformed in a direction perpendicular to the surface is provided without having a portion overlapping the diaphragm 200 when viewed from the thickness direction of the diaphragm 200. Furthermore, the bending of the diaphragm 200 can be suppressed by arranging the diaphragm 200 between the first plate spring 400a and the second plate spring 400b.

B2.圧電モジュールの第2の実施形態:
図10は、第2の実施形態の圧電振動体モジュール11aを示す斜視図である。図11は、圧電振動体モジュール11aの分解斜視図である。図6、図7に示す圧電振動体モジュール11では、圧電振動体ユニット10が1個であるのに対し、圧電振動体モジュール11aは、圧電振動体ユニット10が3個である点が異なっている。隣り合う2つの圧電振動体ユニット10の間(10aと10bの間、及び10bと10cの間)には、3枚の板バネ400(400a、400c、400b)が配置されている。最上部の圧電振動体ユニット10aの上には、2枚の板バネ400(400aと400c)が配置され、最下部の圧電振動体ユニット10cの下には、2枚の板バネ400(400bと400c)が配置されている。以上のように、複数の圧電振動体ユニット10を積層した圧電振動体モジュール11aにおいて、振動板200と重なる部分を有し、面内方向に弾性変形可能な板バネ400を用いることができる。なお、振動板200や板バネ400は、中心面に対して面対称位置に配置することが好ましい。
B2. Second embodiment of the piezoelectric module:
FIG. 10 is a perspective view showing the piezoelectric vibrating body module 11a of the second embodiment. FIG. 11 is an exploded perspective view of the piezoelectric vibrating body module 11a. The piezoelectric vibrator module 11 shown in FIGS. 6 and 7 has one piezoelectric vibrator unit 10, whereas the piezoelectric vibrator module 11 a is different in that there are three piezoelectric vibrator units 10. . Three leaf springs 400 (400a, 400c, 400b) are arranged between two adjacent piezoelectric vibrator units 10 (between 10a and 10b and between 10b and 10c). Two leaf springs 400 (400a and 400c) are disposed on the uppermost piezoelectric vibrator unit 10a, and two leaf springs 400 (400b and 400b) are disposed below the lowermost piezoelectric vibrator unit 10c. 400c) is arranged. As described above, in the piezoelectric vibrating body module 11a in which the plurality of piezoelectric vibrating body units 10 are stacked, the leaf spring 400 that has a portion overlapping the vibrating plate 200 and can be elastically deformed in the in-plane direction can be used. The diaphragm 200 and the leaf spring 400 are preferably arranged in a plane symmetric position with respect to the center plane.

C.配線構造の実施形態:
C1.配線構造の第1の実施形態:
図12は、複数の圧電振動体ユニットを有する圧電振動体モジュールの配線構造の第1の実施形態を示す説明図である。上記圧電振動体モジュールの第2の実施形態では、2つの圧電振動体ユニット10の間に3枚の板バネ400を備える構成であったが、第3の実施形態では、2つの振動板200の間に1枚の板バネ400を備える構成として説明する。なお、上述したように、板バネ400の枚数は、所望される弾性力によって決められるものであり、2つの圧電振動体ユニット10の間に、1枚の板バネ400を配置するようにしても良い。配線構造の第1の実施形態では、3個の圧電振動体ユニット10(10a、10b、10c)と、4枚の板バネ400を備えており、板バネ400と、圧電振動体ユニット10とは交互に配置されている。
C. Embodiment of wiring structure:
C1. First embodiment of wiring structure:
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a first embodiment of a wiring structure of a piezoelectric vibrator module having a plurality of piezoelectric vibrator units. In the second embodiment of the piezoelectric vibrator module described above, the three leaf springs 400 are provided between the two piezoelectric vibrator units 10, but in the third embodiment, the two diaphragms 200 are not provided. It demonstrates as a structure provided with the leaf | plate spring 400 of 1 sheet in between. As described above, the number of leaf springs 400 is determined by the desired elastic force, and one leaf spring 400 may be disposed between the two piezoelectric vibrator units 10. good. In the first embodiment of the wiring structure, three piezoelectric vibrator units 10 (10a, 10b, 10c) and four leaf springs 400 are provided. The leaf spring 400 and the piezoelectric vibrator unit 10 are: Alternatingly arranged.

図13は、圧電振動体ユニット10の配線パターンの例を示す斜視図である。圧電振動体ユニット10aの振動板を第1振動板200aと呼び、第1振動板200aの圧電振動体を第1圧電振動体100aと呼び、第1圧電振動体100aに含まれる圧電素子を第1圧電素子とも呼ぶ。振動板200aは、接続部220と取付部230に配線204a、204b、204eと2つの配線204gとを備えている。なお、第1振動板200aの配線204a、204b、204eを第1配線とも呼ぶ。配線204a、204b、204eは、それぞれ図3に示す配線314、312、310の一部であり、配線204gは、配線320の一部である。配線204a、204b、204eは、ネジ穴200hを避けて形成されているが、2つの配線204gは、ネジ穴200hを避けていない。圧電振動体ユニット10の駆動時の第1電極130の電位はグランド電位であり、配線204g及びネジ240を介して筐体に接続されている。配線204a、204b、204eは、グランドとのショートを避けるため、ネジ穴200hを避けて形成されている。なお、図12に示した圧電振動体ユニット10bの振動板を第2振動板と呼び、第2振動板の圧電振動体を第2圧電振動体と呼び、第2圧電振動体に含まれる圧電素子を第2圧電素子とも呼ぶ。同様に、圧電振動体ユニット10cの振動板を第3振動板と呼び、第3振動板の圧電振動体を第3圧電振動体と呼び、第3圧電振動体に含まれる圧電素子を第3圧電素子とも呼ぶ。但し、第2振動板の配線(204a、204b、204e)は、第3配線と呼び、第3振動板の配線(204a、204b、204e)は、第4配線と呼ぶ。   FIG. 13 is a perspective view illustrating an example of a wiring pattern of the piezoelectric vibrator unit 10. The diaphragm of the piezoelectric vibrator unit 10a is called a first diaphragm 200a, the piezoelectric vibrator of the first diaphragm 200a is called a first piezoelectric vibrator 100a, and the piezoelectric elements included in the first piezoelectric vibrator 100a are first. Also called a piezoelectric element. The diaphragm 200a includes wirings 204a, 204b, and 204e and two wirings 204g in the connection part 220 and the attachment part 230. Note that the wirings 204a, 204b, and 204e of the first diaphragm 200a are also referred to as first wirings. The wirings 204a, 204b, and 204e are parts of the wirings 314, 312, and 310 shown in FIG. 3, respectively, and the wiring 204g is a part of the wiring 320. The wirings 204a, 204b, and 204e are formed so as to avoid the screw holes 200h, but the two wirings 204g do not avoid the screw holes 200h. The potential of the first electrode 130 when the piezoelectric vibrating body unit 10 is driven is a ground potential, and is connected to the housing via the wiring 204 g and the screw 240. The wirings 204a, 204b, and 204e are formed so as to avoid the screw holes 200h in order to avoid a short circuit with the ground. The diaphragm of the piezoelectric vibrator unit 10b shown in FIG. 12 is called a second diaphragm, the piezoelectric vibrator of the second diaphragm is called a second piezoelectric vibrator, and the piezoelectric element included in the second piezoelectric vibrator. Is also referred to as a second piezoelectric element. Similarly, the diaphragm of the piezoelectric vibrator unit 10c is called a third diaphragm, the piezoelectric vibrator of the third diaphragm is called a third piezoelectric vibrator, and the piezoelectric element included in the third piezoelectric vibrator is a third piezoelectric element. Also called an element. However, the wiring (204a, 204b, 204e) of the second diaphragm is called a third wiring, and the wiring (204a, 204b, 204e) of the third diaphragm is called a fourth wiring.

配線204a、204b、204e、204gは、第1振動板200aの第1面211aと、第2面212aと、第1面211aと第2面212aとの間の側面213aと、の3つの面に形成されている。第1面211aの配線204a、204b、204eと、第2面212aの配線204a、204b、204eとは、それぞれ、側面213aの配線の204a、204b、204eを介して繋がっている。   The wirings 204a, 204b, 204e, and 204g are arranged on three surfaces including a first surface 211a of the first diaphragm 200a, a second surface 212a, and a side surface 213a between the first surface 211a and the second surface 212a. Is formed. The wirings 204a, 204b, 204e on the first surface 211a and the wirings 204a, 204b, 204e on the second surface 212a are connected via the wirings 204a, 204b, 204e on the side surface 213a, respectively.

図12に示す例では、フレキシブル基板のような可撓性基板700に配線310、312、314を形成し、各振動板200a、200b、200cの側面213a、213b、213cにおいて、配線204a、204b、204eと、配線314、310、312とをそれぞれ接続する。なお、可撓性基板700に形成された配線を第2配線と呼ぶ。この接続は、例えばハンダや導電性ペーストにより行われても良い。この形態によれば、1枚の可撓性基板700により複数の振動板200a〜200cに配線を行うことが出来る。なお、可撓性基板700に配線310、312、314を3本ずつ形成し、3枚の振動板200a〜200cの配線204a、204b、204eとそれぞれ接続すれば、各振動板200a〜200cの圧電振動体100a〜100cを独立に制御することも可能である。なお、圧電振動体モジュール11と、可撓性基板700と、駆動回路300とを備える装置を圧電駆動装置と呼ぶ。   In the example shown in FIG. 12, wirings 310, 312, and 314 are formed on a flexible substrate 700 such as a flexible substrate, and the wirings 204 a, 204 b, 204e is connected to wirings 314, 310, and 312 respectively. Note that the wiring formed on the flexible substrate 700 is referred to as a second wiring. This connection may be performed by, for example, solder or conductive paste. According to this embodiment, wiring can be performed on the plurality of diaphragms 200a to 200c by one flexible substrate 700. If three wirings 310, 312, and 314 are formed on the flexible substrate 700 and connected to the wirings 204a, 204b, and 204e of the three diaphragms 200a to 200c, respectively, the piezoelectric elements of the diaphragms 200a to 200c are connected. It is also possible to control the vibrating bodies 100a to 100c independently. A device including the piezoelectric vibrator module 11, the flexible substrate 700, and the drive circuit 300 is referred to as a piezoelectric drive device.

配線構造の第1の実施形態によれば、振動板200aに形成された配線204b、204e、204a(第1配線)を、可撓性基板700に形成された配線310、312、314(第2配線)に接触させた状態で電気的接続を行うので、駆動回路300から圧電振動体100への配線を容易に形成出来る。   According to the first embodiment of the wiring structure, the wirings 204b, 204e, and 204a (first wiring) formed on the diaphragm 200a are replaced with the wirings 310, 312, and 314 (second wiring) formed on the flexible substrate 700. Since the electrical connection is performed in a state of being in contact with the wiring), the wiring from the drive circuit 300 to the piezoelectric vibrating body 100 can be easily formed.

配線構造の第1の実施形態によれば、配線204b、204e、204aは、振動板200aの側面213aにも形成されている。その結果、側面213aで配線204b、204e、204a(第1配線)と可撓性基板700に形成された配線310、312、314(第2配線)とを接続することにより、第1配線と第2配線とを容易に接続できる。   According to the first embodiment of the wiring structure, the wirings 204b, 204e, and 204a are also formed on the side surface 213a of the diaphragm 200a. As a result, by connecting the wirings 204b, 204e, and 204a (first wiring) and the wirings 310, 312, and 314 (second wiring) formed on the flexible substrate 700 on the side surface 213a, the first wiring and the first wiring are connected. Two wirings can be easily connected.

また、配線構造の第1の実施形態によれば、第2圧電素子を有する第2圧電振動体100bと、第2圧電振動体100bが設けられた第2振動板200bと、第2振動板200bに設けられた配線204b、204e、204a(第3配線)とを備え、配線204b、204e、204a(第3配線)と可撓性基板700に形成された配線310、312、314(第2配線)とを接続することにより、第3配線と第2配線とを容易に接続できる。なお、配線構造の第1の実施形態では、圧電振動体ユニット10が3個の場合を例にとり説明したが、圧電振動体ユニット10は1個でも、2個でも良く、あるいは3個以上であってもよい。   Also, according to the first embodiment of the wiring structure, the second piezoelectric vibrating body 100b having the second piezoelectric element, the second vibrating plate 200b provided with the second piezoelectric vibrating body 100b, and the second vibrating plate 200b. Wirings 204b, 204e, 204a (third wiring) provided on the wiring board 204, 204e, 204a (third wiring) and wirings 310, 312, 314 (second wiring) formed on the flexible substrate 700. ) Can be easily connected to the third wiring and the second wiring. In the first embodiment of the wiring structure, the case where there are three piezoelectric vibrator units 10 has been described as an example. However, the number of piezoelectric vibrator units 10 may be one, two, or three or more. May be.

C2.配線構造の第2の実施形態:
図14は、複数の振動板200を有する場合の配線の他の例を示す説明図である。配線構造の第2の実施形態では、配線310、312、314が形成された3枚の可撓性基板701により配線を行う。各可撓性基板701の配線314、310、312は、各振動板200a、200b、200cの第1面211a、211b、211cにおいて、配線204a、204b、204e(図12)と接続される。この形態によれば、各振動板200の圧電振動体100を独立に制御することも可能である。なお、配線構造の第2の実施形態でも、圧電振動体ユニット10が3個の場合を例にとり説明したが、圧電振動体ユニット10は1個でも、2個でも、あるいは3個以上であってもよい。圧電振動体ユニット10の数がn個の場合、n枚の可撓性基板701を用いれば良い。
C2. Second embodiment of wiring structure:
FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating another example of wiring when a plurality of diaphragms 200 are provided. In the second embodiment of the wiring structure, wiring is performed by three flexible substrates 701 on which wirings 310, 312, and 314 are formed. The wirings 314, 310, and 312 of each flexible substrate 701 are connected to the wirings 204a, 204b, and 204e (FIG. 12) on the first surfaces 211a, 211b, and 211c of the diaphragms 200a, 200b, and 200c. According to this embodiment, the piezoelectric vibrating body 100 of each diaphragm 200 can be controlled independently. In the second embodiment of the wiring structure, the case where there are three piezoelectric vibrating body units 10 has been described as an example. However, the number of piezoelectric vibrating body units 10 is one, two, or three or more. Also good. When the number of piezoelectric vibrator units 10 is n, n flexible substrates 701 may be used.

C3.配線構造の第3の実施形態:
図15は、複数の振動板200を有する場合の配線のさらに他の例を示す説明図である。第5の実施形態では、1枚の可撓性基板702により配線を行う。可撓性基板702は、一方の面に配線310、312、314が形成されている。可撓性基板702は、配線310、312、314が各振動板200a、200b、200cの配線204a、204b、204cと接するように7回折り畳まれている。その結果、可撓性基板702の配線310,312、314は、第1振動板200aの第1面211aの配線204a、204b、204e、第2振動板200bの第1面211bと第2面212bの配線204a、204b、204e、第3振動板200cの第2面212cの配線204a、204b、204eと接触するので、1枚の可撓性基板702により全ての圧電振動体100に電圧を印加することが出来る。なお、配線構造の第3の実施形態でも、圧電振動体ユニット10が3個の場合を例にとり説明したが、圧電振動体ユニット10は1個でも、2個でも良く、あるいは3個以上であってもよい。圧電振動体ユニット10の数がn個の場合、可撓性基板702を、2n+1回折り畳めば良い。
C3. Third embodiment of wiring structure:
FIG. 15 is an explanatory diagram showing still another example of wiring in the case where a plurality of diaphragms 200 are provided. In the fifth embodiment, wiring is performed by a single flexible substrate 702. On the flexible substrate 702, wirings 310, 312, and 314 are formed on one surface. The flexible substrate 702 is folded seven times so that the wirings 310, 312, and 314 are in contact with the wirings 204 a, 204 b, and 204 c of the diaphragms 200 a, 200 b, and 200 c. As a result, the wirings 310, 312, and 314 of the flexible substrate 702 are connected to the wirings 204a, 204b, and 204e of the first surface 211a of the first diaphragm 200a, and the first and second surfaces 211b and 212b of the second diaphragm 200b. Since the wires 204a, 204b and 204e of the third electrode 200 and the wires 204a, 204b and 204e of the second surface 212c of the third diaphragm 200c are in contact with each other, a voltage is applied to all the piezoelectric vibrators 100 by the single flexible substrate 702. I can do it. In the third embodiment of the wiring structure, the case where there are three piezoelectric vibrator units 10 has been described as an example. However, the number of piezoelectric vibrator units 10 may be one, two, or three or more. May be. When the number of piezoelectric vibrator units 10 is n, the flexible substrate 702 may be folded 2n + 1.

図16は、配線構造の第3の実施形態における可撓性基板702を折り畳まずに展開した状態を示す説明図である。可撓性基板702の配線310、312、314は、それぞれ、各振動板200の配線204b、204e、204aと接続するための配線310a〜310c、312a〜312c、314a〜314cに分かれている。このように、配線310a〜310c、312a〜312c、314a〜314cを備えることで、1枚の可撓性基板702により、各振動板200の圧電振動体100に独立して電圧を印加できる。なお、配線310を配線310a〜310cに分けず、配線312を配線312a〜312cに分けず、配線314を配線314a〜314cに分けなくても良い。この場合、全ての圧電振動体に同じ電圧を印加できる。   FIG. 16 is an explanatory view showing a state where the flexible substrate 702 in the third embodiment of the wiring structure is unfolded and unfolded. The wirings 310, 312, and 314 of the flexible substrate 702 are divided into wirings 310a to 310c, 312a to 312c, and 314a to 314c for connecting to the wirings 204b, 204e, and 204a of each diaphragm 200, respectively. As described above, by providing the wirings 310 a to 310 c, 312 a to 312 c, and 314 a to 314 c, a voltage can be independently applied to the piezoelectric vibrating body 100 of each diaphragm 200 by one flexible substrate 702. Note that the wiring 310 may not be divided into the wirings 310a to 310c, the wiring 312 may not be divided into the wirings 312a to 312c, and the wiring 314 may not be divided into the wirings 314a to 314c. In this case, the same voltage can be applied to all the piezoelectric vibrators.

C4.配線構造の第4の実施形態:
図17は、複数の振動板200を有する場合の配線の他の例を示す説明図である。配線構造の第4の実施形態では、可撓性基板703は、第1振動板200aの第2面212aの配線204a、204b、204eに接続されている。隣接する2枚の振動板200の向かい合う2つの面(例えば第1振動板200aの第1面211aと、第2振動板200bの第2面212b)との間の電気的接続は、可撓性基板703と異なる配線部材704により接続している。これらに配線部材704には、配線310、312、314の一部が設けられており、これらに配線によって、各圧電振動体ユニット10(10a、10b、10c)に圧電素子と駆動回路300とが接続される。なお、配線部材704は、可撓性があっても良く、無くても良い。なお、配線構造の第4の実施形態でも、圧電振動体ユニット10が3個の場合を例にとり説明したが、圧電振動体ユニット10は2個でも、あるいは3個以上であってもよい。圧電振動体ユニット10の数がn個(nは2以上の整数)の場合、配線部材704を、n−1個設ければ良い。
C4. Fourth embodiment of wiring structure:
FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating another example of wiring when a plurality of diaphragms 200 are provided. In the fourth embodiment of the wiring structure, the flexible substrate 703 is connected to the wirings 204a, 204b, and 204e on the second surface 212a of the first diaphragm 200a. The electrical connection between two facing surfaces of two adjacent diaphragms 200 (for example, the first surface 211a of the first diaphragm 200a and the second surface 212b of the second diaphragm 200b) is flexible. They are connected by a wiring member 704 different from the substrate 703. The wiring member 704 includes a part of the wirings 310, 312, and 314, and the piezoelectric elements and the drive circuit 300 are connected to the piezoelectric vibrator units 10 (10 a, 10 b, and 10 c) by the wiring. Connected. Note that the wiring member 704 may or may not be flexible. In the fourth embodiment of the wiring structure, the case where there are three piezoelectric vibrator units 10 has been described as an example. However, the number of piezoelectric vibrator units 10 may be two, or three or more. When the number of piezoelectric vibrating body units 10 is n (n is an integer of 2 or more), n-1 wiring members 704 may be provided.

なお、図13の例において、各振動板200の第1面211と第2面212と側面213に、第1配線(204a、204b、204e)に加えて、その振動板200に配置される圧電振動体100の圧電素子110と接続されないダミー配線を、さらに備えても良い。配線部材704の配線と、各振動板200の圧電素子110と接続されている第1配線とを接続すれば、その振動板200の圧電素子を駆動できる。一方、第2配線とダミー配線とを接続すれば、その振動板200の圧電素子を駆動しないことが可能となる。すなわち、可撓性基板703の配線パターンと、配線部材704の配線パターンと、各振動板200の第1配線(204a、204b、204e)及びダミー配線の配線パターンと、を適切に設計して配線すれば、駆動回路300は、複数の振動板200のうちの任意の振動板200に配置された圧電振動体100のみを駆動できる。   In addition, in the example of FIG. 13, in addition to the first wiring (204a, 204b, 204e) on the first surface 211, the second surface 212, and the side surface 213 of each diaphragm 200, a piezoelectric element disposed on the diaphragm 200 is provided. You may further provide the dummy wiring which is not connected with the piezoelectric element 110 of the vibrating body 100. FIG. If the wiring of the wiring member 704 and the first wiring connected to the piezoelectric element 110 of each diaphragm 200 are connected, the piezoelectric element of the diaphragm 200 can be driven. On the other hand, if the second wiring and the dummy wiring are connected, the piezoelectric element of the diaphragm 200 can be prevented from being driven. That is, the wiring pattern of the flexible substrate 703, the wiring pattern of the wiring member 704, the first wiring (204a, 204b, 204e) of each diaphragm 200, and the wiring pattern of the dummy wiring are appropriately designed and wired. Then, the drive circuit 300 can drive only the piezoelectric vibrating body 100 arranged on any diaphragm 200 among the plurality of diaphragms 200.

複数の振動板200がある場合、図12の例、図15の例で説明したように、1枚の可撓性基板700、702により全ての振動板200の配線310,312、314に配線しても良く、図14の例で説明したように、複数の可撓性基板701により接続しても良い。また、図17の例で説明したように、1枚の可撓性基板703により1枚の振動板200、例えば振動板200aの配線310,312、314に配線し、他の振動板200b、200cについては、配線部材704を用いて配線しても良い。   When there are a plurality of diaphragms 200, as described in the example of FIG. 12 and the example of FIG. 15, the wirings 310, 312, and 314 of all the diaphragms 200 are wired by one flexible substrate 700 and 702. Alternatively, as described in the example of FIG. 14, a plurality of flexible substrates 701 may be connected. Further, as described in the example of FIG. 17, wiring is performed on one diaphragm 200, for example, the wirings 310, 312, and 314 of the diaphragm 200 a by one flexible substrate 703, and the other diaphragms 200 b and 200 c. As for, wiring may be performed using the wiring member 704.

なお、配線構造の実施形態の説明においては、板バネ400を備える構成を例にとって説明したが、板バネ400は無くてもよい。   In the description of the embodiment of the wiring structure, the configuration including the leaf spring 400 has been described as an example, but the leaf spring 400 may be omitted.

D.圧電駆動装置を用いた装置の実施形態:
上述した圧電振動体ユニットを駆動装置とした圧電駆動装置は、共振を利用することで被駆動体に対して大きな力を与えることができるものであり、各種の装置に適用可能である。圧電駆動装置は、例えば、ロボット(電子部品搬送装置(ICハンドラー)も含む)、投薬用ポンプ、時計のカレンダー送り装置、印刷装置(例えば紙送り機構。ただし、ヘッドに利用される圧電駆動装置では、振動板を共振させないので、ヘッドには適用不可である。)等の各種の機器における駆動装置として用いることが出来る。以下、代表的な実施の形態について説明する。
D. Embodiments of a device using a piezoelectric drive:
A piezoelectric driving device using the above-described piezoelectric vibrating body unit as a driving device can apply a large force to a driven body by utilizing resonance, and can be applied to various devices. Examples of the piezoelectric driving device include a robot (including an electronic component conveying device (IC handler)), a dosing pump, a calendar feeding device for a clock, and a printing device (for example, a paper feeding mechanism. However, in a piezoelectric driving device used for a head, It is not applicable to the head because the diaphragm is not resonated.) And can be used as a driving device in various devices. Hereinafter, representative embodiments will be described.

図18は、上述の圧電駆動装置800を利用したロボット2050の一例を示す説明図である。ロボット2050は、複数本のリンク部2012(「リンク部材」とも呼ぶ)と、それらリンク部2012の間を回動又は屈曲可能な状態で接続する複数の関節部2020とを備えたアーム2010(「腕部」とも呼ぶ)を有している。それぞれの関節部2020には、上述した圧電駆動装置が内蔵されており、圧電駆動装置を用いて関節部2020を任意の角度だけ回動又は屈曲させることが可能である。アーム2010の先端には、ロボットハンド2000が接続されている。ロボットハンド2000は、一対の把持部2003を備えている。ロボットハンド2000にも圧電駆動装置800が内蔵されており、圧電駆動装置800を用いて把持部2003を開閉して物を把持することが可能である。また、ロボットハンド2000とアーム2010との間にも圧電駆動装置800が設けられており、圧電駆動装置800を用いてロボットハンド2000をアーム2010に対して回転させることも可能である。   FIG. 18 is an explanatory diagram showing an example of a robot 2050 using the piezoelectric driving device 800 described above. The robot 2050 includes a plurality of link portions 2012 (also referred to as “link members”) and an arm 2010 (“a” that includes a plurality of joint portions 2020 that connect the link portions 2012 in a rotatable or bendable state. It is also called “arm”. Each joint portion 2020 includes the above-described piezoelectric drive device, and the joint portion 2020 can be rotated or bent by an arbitrary angle using the piezoelectric drive device. A robot hand 2000 is connected to the tip of the arm 2010. The robot hand 2000 includes a pair of grip portions 2003. The robot hand 2000 also has a built-in piezoelectric drive device 800, and the piezoelectric drive device 800 can be used to open and close the gripping unit 2003 to grip an object. Further, a piezoelectric drive device 800 is also provided between the robot hand 2000 and the arm 2010, and the robot hand 2000 can be rotated with respect to the arm 2010 using the piezoelectric drive device 800.

図19は、図18に示したロボット2050の手首部分の説明図である。手首の関節部2020は、手首回動部2022を挟持しており、手首回動部2022に手首のリンク部2012が、手首回動部2022の中心軸O周りに回動可能に取り付けられている。手首回動部2022は、圧電駆動装置800を備えており、圧電駆動装置800は、手首のリンク部2012及びロボットハンド2000を中心軸O周りに回動させる。ロボットハンド2000には、複数の把持部2003が立設されている。把持部2003の基端部はロボットハンド2000内で移動可能となっており、この把持部2003の根元の部分に圧電駆動装置800が搭載されている。このため、圧電駆動装置800を動作させることで、把持部2003を移動させて対象物を把持することができる。   FIG. 19 is an explanatory diagram of the wrist portion of the robot 2050 shown in FIG. The wrist joint portion 2020 sandwiches the wrist rotating portion 2022, and the wrist link portion 2012 is attached to the wrist rotating portion 2022 so as to be rotatable around the central axis O of the wrist rotating portion 2022. . The wrist rotation unit 2022 includes a piezoelectric driving device 800, and the piezoelectric driving device 800 rotates the wrist link unit 2012 and the robot hand 2000 around the central axis O. The robot hand 2000 is provided with a plurality of gripping units 2003. The proximal end portion of the grip portion 2003 is movable in the robot hand 2000, and the piezoelectric drive device 800 is mounted on the base portion of the grip portion 2003. For this reason, by operating the piezoelectric driving device 800, the gripping unit 2003 can be moved to grip the object.

なお、ロボットとしては、単腕のロボットに限らず、腕の数が2以上の多腕ロボットにも圧電駆動装置800を適用可能である。ここで、手首の関節部2020やロボットハンド2000の内部には、圧電駆動装置800の他に、力覚センサーやジャイロセンサー等の各種装置に電力を供給する電力線や、信号を伝達する信号線等が含まれ、非常に多くの配線が必要になる。従って、関節部2020やロボットハンド2000の内部に配線を配置することは非常に困難だった。しかしながら、上述した実施形態の圧電駆動装置800は、通常の電動モーターや、従来の圧電駆動装置よりも駆動電流を小さくできるので、関節部2020(特に、アーム2010の先端の関節部)やロボットハンド2000のような小さな空間でも配線を配置することが可能になる。   The robot is not limited to a single-arm robot, and the piezoelectric drive device 800 can be applied to a multi-arm robot having two or more arms. Here, in the wrist joint 2020 and the robot hand 2000, in addition to the piezoelectric driving device 800, a power line for supplying power to various devices such as a force sensor and a gyro sensor, a signal line for transmitting a signal, and the like And requires a lot of wiring. Therefore, it is very difficult to arrange the wiring inside the joint portion 2020 and the robot hand 2000. However, since the piezoelectric drive device 800 of the above-described embodiment can reduce the drive current as compared with a normal electric motor or a conventional piezoelectric drive device, the joint portion 2020 (particularly, the joint portion at the tip of the arm 2010) or a robot hand. Wiring can be arranged even in a small space such as 2000.

図20は、上述の圧電駆動装置800を利用した送液ポンプ2200の一例を示す説明図である。送液ポンプ2200は、ケース2230内に、リザーバー2211と、チューブ2212と、圧電駆動装置800と、ローター2222と、減速伝達機構2223と、カム2202と、複数のフィンガー2213、2214、2215、2216、2217、2218、2219と、が設けられている。リザーバー2211は、輸送対象である液体を収容するための収容部である。チューブ2212は、リザーバー2211から送り出される液体を輸送するための管である。圧電駆動装置800の突起部20は、ローター2222の側面に押し付けた状態で設けられており、圧電駆動装置800がローター2222を回転駆動する。ローター2222の回転力は減速伝達機構2223を介してカム2202に伝達される。フィンガー2213から2219はチューブ2212を閉塞させるための部材である。カム2202が回転すると、カム2202の突起部2202Aによってフィンガー2213から2219が順番に放射方向外側に押される。フィンガー2213から2219は、輸送方向上流側(リザーバー2211側)から順にチューブ2212を閉塞する。これにより、チューブ2212内の液体が順に下流側に輸送される。こうすれば、極く僅かな量を精度良く送液可能で、しかも小型な送液ポンプ2200を実現することができる。なお、各部材の配置は図示されたものには限られない。また、フィンガーなどの部材を備えず、ローター2222に設けられたボールなどがチューブ2212を閉塞する構成であってもよい。上記のような送液ポンプ2200は、インシュリンなどの薬液を人体に投与する投薬装置などに活用できる。ここで、上述した実施形態の圧電駆動装置800を用いることにより、従来の圧電駆動装置よりも駆動電流が小さくなるので、投薬装置の消費電力を抑制することができる。従って、投薬装置を電池駆動する場合は、特に有効である。   FIG. 20 is an explanatory diagram showing an example of a liquid feed pump 2200 that uses the piezoelectric driving device 800 described above. In the case 2230, the liquid feed pump 2200 includes a reservoir 2211, a tube 2212, a piezoelectric driving device 800, a rotor 2222, a deceleration transmission mechanism 2223, a cam 2202, a plurality of fingers 2213, 2214, 2215, 2216, 2217, 2218, and 2219 are provided. The reservoir 2211 is a storage unit for storing a liquid to be transported. The tube 2212 is a tube for transporting the liquid sent out from the reservoir 2211. The protrusion 20 of the piezoelectric driving device 800 is provided in a state of being pressed against the side surface of the rotor 2222, and the piezoelectric driving device 800 rotationally drives the rotor 2222. The rotational force of the rotor 2222 is transmitted to the cam 2202 via the deceleration transmission mechanism 2223. Fingers 2213 to 2219 are members for closing the tube 2212. When the cam 2202 rotates, the fingers 2213 to 2219 are sequentially pushed outward in the radial direction by the protrusion 2202A of the cam 2202. The fingers 2213 to 2219 close the tube 2212 in order from the upstream side in the transport direction (reservoir 2211 side). Thereby, the liquid in the tube 2212 is transported to the downstream side in order. In this way, it is possible to realize a small liquid feed pump 2200 that can deliver an extremely small amount with high accuracy and that is small. In addition, arrangement | positioning of each member is not restricted to what was illustrated. Further, a member such as a finger may not be provided, and a ball or the like provided on the rotor 2222 may close the tube 2212. The liquid feed pump 2200 as described above can be used for a medication device that administers a drug solution such as insulin to the human body. Here, by using the piezoelectric driving device 800 of the above-described embodiment, the driving current becomes smaller than that of the conventional piezoelectric driving device, so that the power consumption of the medication device can be suppressed. Therefore, it is particularly effective when the medication apparatus is battery-driven.

E.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
E. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

・変形例1:
上記実施形態では、基板120の上に第1電極130と圧電体140と第2電極150とが形成されていたが、基板120を省略して、振動板200の上に第1電極130と圧電体140と第2電極150とを形成するようにしてもよい。
・ Modification 1:
In the above embodiment, the first electrode 130, the piezoelectric body 140, and the second electrode 150 are formed on the substrate 120. However, the substrate 120 is omitted, and the first electrode 130 and the piezoelectric material are formed on the vibration plate 200. The body 140 and the second electrode 150 may be formed.

・変形例2:
上記実施形態では、振動板200の両面にそれぞれ1つの圧電振動体100を設けていたが、圧電振動体100の一方を省略することも可能である。但し、振動板200の両面にそれぞれ圧電振動体100を設けるようにすれば、振動板200をその平面内で屈曲した蛇行形状に変形させることがより容易である点で好ましい。
Modification 2
In the above embodiment, one piezoelectric vibrating body 100 is provided on each of both surfaces of the vibration plate 200, but one of the piezoelectric vibrating bodies 100 can be omitted. However, providing the piezoelectric vibrating bodies 100 on both surfaces of the diaphragm 200 is preferable in that it is easier to deform the diaphragm 200 into a meandering shape bent in the plane.

以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。   The embodiments of the present invention have been described above based on some examples. However, the above-described embodiments of the present invention are for facilitating the understanding of the present invention and limit the present invention. It is not a thing. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof.

10、10a、10b、10c、10d…圧電振動体ユニット
11、11a…圧電振動体モジュール
12…チューブ
20…突起部(接触部、作用部)
50…ローター(被駆動体)
51…被駆動体の中心
100、100a、100b…圧電振動体
110a、110b、110e…圧電素子
120…基板
130…第1電極
140…圧電体
150、150a、150b、150c、150d、150e…第2電極
151、152…配線
200、200a、200b、200c…振動板
204a、204b、204c…配線
210…振動体部
211、211a、211b、211c…第1面
212、212a、212b、212c…第2面
220…接続部
230…取付部
240、242、244…ネジ
245…ワッシャー
300…駆動回路
310、310a、312、312a、314、314a、320…配線
400、400a、400b、400c…板バネ
410…第1部位
420…第2部位
430…第3部位
500…モジュール支持板
600…固定部材
700、701、702、703…可撓性基板
704…配線部材
800…圧電駆動装置
2000…ロボットハンド
2003…把持部
2010…アーム
2012…リンク部
2020…関節部
2050…ロボット
2200…送液ポンプ
2202…カム
2202A…突起部
2211…リザーバー
2212…チューブ
2213…フィンガー
2222…ローター
2223…減速伝達機構
2230…ケース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10a, 10b, 10c, 10d ... Piezoelectric vibrator unit 11, 11a ... Piezoelectric vibrator module 12 ... Tube 20 ... Projection part (contact part, action part)
50 ... Rotor (driven body)
51 ... Center of driven body 100, 100a, 100b ... Piezoelectric vibrator 110a, 110b, 110e ... Piezoelectric element 120 ... Substrate 130 ... First electrode 140 ... Piezoelectric body 150, 150a, 150b, 150c, 150d, 150e ... Second Electrodes 151, 152 ... wiring 200, 200a, 200b, 200c ... diaphragms 204a, 204b, 204c ... wiring 210 ... vibrating body parts 211, 211a, 211b, 211c ... first surface 212, 212a, 212b, 212c ... second surface 220 ... Connecting portion 230 ... Mounting portion 240, 242, 244 ... Screw 245 ... Washer 300 ... Drive circuit 310, 310a, 312, 312a, 314, 314a, 320 ... Wiring 400, 400a, 400b, 400c ... Leaf spring 410 ... No. 1 part 420 ... 2nd part 430 ... 3rd part Position 500 ... Module support plate 600 ... Fixing member 700, 701, 702, 703 ... Flexible substrate 704 ... Wiring member 800 ... Piezoelectric drive device 2000 ... Robot hand 2003 ... Holding part 2010 ... Arm 2012 ... Link part 2020 ... Joint part 2050 ... Robot 2200 ... Liquid feed pump 2202 ... Cam 2202A ... Projection 2211 ... Reservoir 2212 ... Tube 2213 ... Finger 2222 ... Rotor 2223 ... Deceleration transmission mechanism 2230 ... Case

Claims (8)

圧電素子を有する圧電振動体と、
前記圧電振動体が設けられた振動板と、
前記振動板の厚み方向から見て前記振動板と重なる部分を有し、面内方向に弾性変形可能な第1板バネと、
前記振動板と前記第1板バネとを固定する固定部材と、
を備える、圧電駆動装置。
A piezoelectric vibrator having a piezoelectric element;
A diaphragm provided with the piezoelectric vibrator;
A first leaf spring having a portion overlapping the diaphragm as viewed from the thickness direction of the diaphragm, and elastically deformable in an in-plane direction;
A fixing member for fixing the diaphragm and the first leaf spring;
A piezoelectric drive device comprising:
請求項1に記載の圧電駆動装置において、
前記第1板バネは、前記圧電振動体が振動するときに、前記振動板が被駆動体に加える力以下の力で弾性変形可能である、圧電駆動装置。
The piezoelectric drive device according to claim 1,
The first plate spring is a piezoelectric drive device that can be elastically deformed by a force equal to or less than a force applied by the diaphragm to the driven body when the piezoelectric vibrator vibrates.
請求項2に記載の圧電駆動装置において、
前記圧電駆動装置を支持する支持部材を備え、
前記第1板バネは、
前記支持部材に前記第1板バネを固定するための第1部位と、
前記振動板と重なる部分であって前記振動板に前記第1板バネを固定するための第2部位と、
を備える、圧電駆動装置。
The piezoelectric drive device according to claim 2,
A support member for supporting the piezoelectric driving device;
The first leaf spring is
A first portion for fixing the first leaf spring to the support member;
A second portion for fixing the first leaf spring to the diaphragm, which is a portion overlapping the diaphragm;
A piezoelectric drive device comprising:
請求項2または3に記載の圧電駆動装置において、
前記第1板バネは、前記圧電振動体と接触している、圧電駆動装置。
The piezoelectric drive device according to claim 2 or 3,
The piezoelectric driving device, wherein the first leaf spring is in contact with the piezoelectric vibrating body.
請求項1から4のいずれか一項に記載の圧電駆動装置において、
前記振動板の厚み方向から見て前記振動板と重なる部分を有し、面内方向に弾性変形可能な第2板バネを備え、
前記振動板は、前記第1板バネと前記第2板バネとの間に位置する、圧電駆動装置。
In the piezoelectric drive device according to any one of claims 1 to 4,
A second plate spring having a portion overlapping the diaphragm as viewed from the thickness direction of the diaphragm, and elastically deformable in an in-plane direction;
The diaphragm is a piezoelectric drive device that is located between the first plate spring and the second plate spring.
2つのリンク部と、
前記2つのリンク部を接続する関節部と、
前記2つのリンク部を前記関節部で回動させる請求項1〜5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。
Two links,
A joint part connecting the two link parts;
The piezoelectric drive device according to any one of claims 1 to 5, wherein the two link portions are rotated by the joint portion;
Robot equipped with.
請求項6に記載のロボットの駆動方法であって
前記圧電駆動装置の前記圧電素子に交流電圧又は脈流電圧を印加することで前記圧電駆動装置を駆動し、前記2つのリンク部を前記関節部で回動させる、ロボットの駆動方法。
The robot driving method according to claim 6, wherein the piezoelectric driving device is driven by applying an AC voltage or a pulsating voltage to the piezoelectric element of the piezoelectric driving device, and the two link portions are connected to the joint portion. The robot drive method is rotated by the
請求項1〜5のいずれか一項に記載の圧電駆動装置の駆動方法であって、
前記圧電素子に、交流電圧又は脈流電圧を印加する圧電駆動装置の駆動方法。
It is a drive method of the piezoelectric drive device according to any one of claims 1 to 5,
A driving method of a piezoelectric driving device in which an alternating voltage or a pulsating voltage is applied to the piezoelectric element.
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