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公開番号2024102656
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-31
出願番号2023006693
出願日2023-01-19
発明の名称駆動装置
出願人株式会社ミクロブ
代理人個人
主分類H02N 2/04 20060101AFI20240724BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】駆動軸と該駆動軸に摩擦係合する移動体又は支持体とを圧電素子の駆動によって相対移動させる駆動装置の移動速度や駆動力を向上させる。
【解決手段】駆動装置800は、駆動軸812と、該駆動軸812に摩擦係合する移動体802又は支持体と、電気信号を機械的な振動に変換する圧電素子811A,811Bとを備え、圧電素子811A,811Bの駆動により駆動軸812と移動体802又は支持体とを相対移動させる駆動装置である。駆動軸812の一端に第1圧電素子811Aが固定され、他端に第2圧電素子811Bが固定されている。
【選択図】図20
特許請求の範囲【請求項１】
駆動軸と、該駆動軸に摩擦係合する移動体又は支持体と、電気信号を機械的な振動に変換する圧電素子とを備え、前記圧電素子の駆動により前記駆動軸と前記移動体又は支持体とを相対移動させる駆動装置であって、
前記駆動軸の一端に第１圧電素子が固定され、他端に第２圧電素子が固定されている、駆動装置。
続きを表示（約 180 文字）【請求項２】
前記第１圧電素子の駆動を制御する第１制御部と、前記第２圧電素子を駆動する第２制御部とを備えている、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記第１制御部と前記第２制御部は、波形、周波数及び位相のうち少なくとも１つが互いに異なる電気信号を前記第１圧電素子と前記第２圧電素子に同時に供給する、請求項２に記載の駆動装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気エネルギーを駆動力に変換する駆動装置に関するものであって、特に、
圧電素子の駆動により機械的動作を実行する駆動装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、微小部品のピックアップや組み立て、細胞操作などにマイクロマニピュレータが用いられている（例えば特許文献１参照）。特許文献１のマイクロマニピュレータは、微小な把持対象物を把持するために、作業ツールとして開閉可能な複数本の把持アームを有するマイクログリッパーを備えている。マイクロマニピュレータの作業ツールとしては、マイクログリッパーの他に、例えばピペットや注射針などが使用される。
【０００３】
また、特許文献１では、把持対象物が微小なため、顕微鏡を介して把持対象物を撮像するカメラが設けられており、オペレータはディスプレイに出力された画像を参照して把持アームを操作可能になっている。また、特許文献１のマニピュレータは、把持アーム先端部を中心としてマイクログリッパーを円弧状に移動可能な姿勢変更機構と、該マイクログリッパー及び姿勢変更機構を３次元移動させるＸＹＺ移動機構とを備え、把持アーム先端部を顕微鏡視野内で姿勢変更可能に構成している。
【０００４】
一方、電気エネルギーを機械的仕事に変換する装置として、圧電素子を利用した駆動装置がある。本出願人は、ガイド部材と拘束部材とで支持された駆動軸の一端に圧電素子を取り付け、当該圧電素子を伸縮させることで駆動軸を軸方向に移動させる駆動装置を提案している（特許文献２参照）。このような駆動装置では、鋸波の単一パルス又は連続パルスを圧電素子に電圧印加し、駆動軸と該駆動軸に摩擦係合する移動体又は支持体との接触面の状態を固着状態（スティック）と滑り状態（スリップ）とに変化させて、駆動軸と移動体又は支持体とを相対移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００５－３４２８４４号公報
特開２０１５－１２８３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２の駆動装置は、駆動軸の一端に固定された圧電素子の駆動によって、駆動軸と移動体又は支持体とを高い分解能で相対移動させることができる。しかしながら、特許文献２の駆動装置は、１つの圧電素子の駆動で駆動軸と移動体又は支持体とを相対移動させるので、移動速度や駆動力を向上させるには限界があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、駆動軸と該駆動軸に摩擦係合する移動体又は支持体とを圧電素子の駆動によって相対移動させる駆動装置の移動速度や駆動力を向上させることを技術的課題としている。
【０００８】
本発明の一実施態様の駆動装置は、駆動軸と、該駆動軸に摩擦係合する移動体又は支持体と、電気信号を機械的な振動に変換する圧電素子とを備え、前記圧電素子の駆動により前記駆動軸と前記移動体又は支持体とを相対移動させる駆動装置であって、前記駆動軸の一端に第１圧電素子が固定され、他端に第２圧電素子が固定されているものである。
【０００９】
上記一実施態様の駆動装置によれば、駆動軸の両端に第１圧電素子及び第２圧電素子を備えているので、それらの圧電素子を同時に駆動させることで駆動装置の移動速度や駆動力を向上できる。ひいては低速、低駆動力から高速、高駆動力までの駆動可能範囲を広げることができるので汎用性が向上する。
【００１０】
上記一実施態様の駆動装置において、前記第１圧電素子の駆動を制御する第１制御部と、前記第２圧電素子を駆動する第２制御部とを備えているようにしてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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