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公開番号2025171229
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2024076348
出願日2024-05-09
発明の名称圧電アクチュエータおよびマニピュレーションシステム
出願人日本精工株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B25J 7/00 20060101AFI20251113BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】剛性を向上した圧電アクチュエータおよびマニピュレーションシステムを提供する。
【解決手段】圧電アクチュエータ30は、軸方向Aにおける先端側A1に配置された第一転がり軸受332と、前記軸方向Aにおける基端側A2に配置された第二転がり軸受333と、を有し、前記第一転がり軸受332と前記第二転がり軸受333とが背面組合せ形で配置された先端機構部33と、前記先端機構部33に固定され、マイクロツールを保持可能なツールホルダ34と、圧電素子322を有し、前記先端機構部33よりも前記基端側A2に設けられた基端機構部32と、を備え、前記先端機構部33は、前記第一転がり軸受332の外輪332aの前記先端側A1に接続された外輪規制部334aと、前記第二転がり軸受333の内輪333bと前記圧電素子322とを前記軸方向Aに連結する伝達部336と、を有する。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
軸方向における先端側に配置された第一転がり軸受と、前記軸方向における基端側に配置された第二転がり軸受と、を有し、前記第一転がり軸受と前記第二転がり軸受とが背面組合せ形で配置された先端機構部と、
前記先端機構部に固定され、マイクロツールを保持可能なツールホルダと、
圧電素子を有し、前記先端機構部よりも前記基端側に設けられた基端機構部と、
を備え、
前記先端機構部は、
前記第一転がり軸受の外輪の前記先端側に接続された外輪規制部と、
前記第二転がり軸受の内輪と前記圧電素子とを前記軸方向に連結する伝達部と、
を有する、
圧電アクチュエータ。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記先端機構部は、前記第一転がり軸受の内輪の軸穴および前記第二転がり軸受の内輪の軸穴を前記軸方向に挿通し、前記第一転がり軸受の内輪の前記先端側への移動を規制する内輪規制部を有する固定軸を有し、
前記基端機構部は、前記圧電素子の前記基端側に設けられ、前記固定軸に接続された蓋部を有する、
請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記先端機構部は、前記第一転がり軸受の外輪と前記第二転がり軸受の外輪とによって前記軸方向に挟み込まれた外輪間座を有する、
請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記先端機構部は、前記第二転がり軸受の外輪の前記基端側に接続されたハウジング固定部を有する、
請求項３に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
前記ツールホルダは、前記固定軸を前記軸方向に挿通し、前記固定軸に対して前記軸方向に移動可能である、
請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項６】
前記ツールホルダは、前記ツールホルダを前記軸方向に貫通する内部空間を有する、
請求項５に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の圧電アクチュエータと、
前記基端機構部に接続され、前記圧電アクチュエータを移動可能なマニピュレータと、
前記圧電素子に電圧を印加可能な制御部と、
を備える、
マニピュレーションシステム。
【請求項８】
前記圧電アクチュエータおよび前記マニピュレータを２つ備える、
請求項７に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項９】
前記マイクロツールを観察可能な顕微鏡を備える、
請求項８に記載のマニピュレーションシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータおよびマニピュレーションシステムに関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、マイクロツールを用いて微細な作業を行うマニピュレーションシステムがある。微細作業に用いられるマニピュレーションシステムは、例えば、先端にマイクロツールを有する圧電アクチュエータを備える（例えば、特許文献１および特許文献２）。
【０００３】
圧電アクチュエータは、圧電素子に電圧を印加することによってマイクロツールを微動させ、微動するマイクロツールによって試料への穿孔および切削等を実施する。
【０００４】
マイクロツールを微動駆動可能な圧電アクチュエータは、医療分野において、細胞に微細作業を施す際に用いられる。
【０００５】
例えば、顕微授精を行うとき、圧電アクチュエータの先端に設けられたマイクロツールによって卵子に穴を開ける。また、スフェロイドの断面を観察するとき、圧電アクチュエータの先端に設けられたマイクロツールによってスフェロイドを切削し、観察部位を露出させる。
【０００６】
マイクロツールを微動駆動可能な圧電アクチュエータは、産業分野において、樹脂材料に埋没した異物の掘り出し、集束イオンビーム（ＦＩＢ）加工用のマーキング、微細配線の切断等に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００３－１５７４号公報
特開２０１３－２４０８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
先端に設けられたマイクロツールによって試料への微細作業を行う圧電アクチュエータは、微細作業時に試料からマイクロツールの先端に負荷がかかる可能性があるため、高剛性化が求められる。
【０００９】
上記事情を踏まえ、本発明は、剛性を向上した圧電アクチュエータおよびマニピュレーションシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の圧電アクチュエータは、軸方向における先端側に配置された第一転がり軸受と、前記軸方向における基端側に配置された第二転がり軸受と、を有し、前記第一転がり軸受と前記第二転がり軸受とが背面組合せ形で配置された先端機構部と、前記先端機構部に固定され、マイクロツールを保持可能なツールホルダと、圧電素子を有し、前記先端機構部よりも前記基端側に設けられた基端機構部と、を備え、前記先端機構部は、前記第一転がり軸受の外輪の前記先端側に接続された外輪規制部と、前記第二転がり軸受の内輪と前記圧電素子とを前記軸方向に連結する伝達部と、を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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