压电驱动装置、机器人以及它们的驱动方法

申请号 CN201510477540.3 申请日 2015-08-06 公开(公告)号 CN105375815A 公开(公告)日 2016-03-02
申请人 精工爱普生株式会社; 发明人 岩崎友寿; 小西晃雄; 梶野喜一; 上條浩一; 宫泽修; 荒川丰; 山田大介;
摘要 本 发明 涉及压电驱动装置、 机器人 以及它们的驱动方法。在压电元件的 电极 焊接 线状的 导线 的配线结构中需要用于导线的空间,另外,配线作业中容易断线。压电驱动装置具备振动板、以及具有 基板 和设置在上述基板上的压电元件的压电振动体。压电元件具有第1电极、第2电极和压电体,在基板上,第1电极、压电体、和第2电极按照该顺序被层叠。以基板和振动板夹着压电元件的方式将压电振动体设置在振动板上。在振动板上形成有包括与第1电极对应的第1配线和与第2电极对应的第2配线的配线图案,第1电极和第1配线经由第1层叠导电部经由连接,第2电极和上述第2配线经由第2层叠导电部连接。
权利要求

1.一种压电驱动装置,其特征在于,具备:
振动板;以及
压电振动体,其具有基板、设置在所述基板与所述振动板之间的压电体、设置在所述压电体与所述基板之间的第1电极、和设置在所述压电体与所述振动板之间的第2电极,在所述振动板上形成有与所述第1电极或者所述第2电极的至少一方电连接的配线图案。
2.根据权利要求1所述的压电驱动装置,其特征在于,
所述配线图案包括与所述第1电极电连接的第1配线、和与所述第2电极电连接的第
2配线。
3.根据权利要求2所述的压电驱动装置,其特征在于,
所述第1电极和所述第1配线经由第1层叠导电部电连接,所述第2电极和所述第2配线经由第2层叠导电部电连接。
4.根据权利要求3所述的压电驱动装置,其特征在于,
包括设置在所述第1电极与所述配线图案之间的至少1层导电图案,
所述第1层叠导电部和所述第2层叠导电部形成在各层的导电图案上。
5.根据权利要求4所述的压电驱动装置,其特征在于,
所述至少1层的导电图案中的处于在层叠方向上与所述基板最远的位置的导电图案通过面接触与所述振动板的所述配线图案电连接。
6.根据权利要求4或者5所述的压电驱动装置,其特征在于,
在所述至少1层的导电图案中的处于在层叠方向上与所述第2电极最近的位置的导电图案与所述第2电极之间设置有绝缘层,
处于与所述第2电极最近的位置的导电图案和所述第2电极经由设置在所述绝缘层上的多个接触孔电连接。
7.根据权利要求4~6中的任意一项所述的压电驱动装置,其特征在于,所述至少1层的导电图案包括第1导电图案、第2导电图案、和设置在所述第1导电图案与所述第2导电图案之间的绝缘层,
所述第1导电图案内的所述第1层叠导电部和所述第2导电图案内的所述第1层叠导电部经由设置在所述绝缘层的多个接触孔电连接,
所述第1导电图案内的所述第2层叠导电部和所述第2导电图案内的所述第2层叠导电部经由设置在所述绝缘层的多个接触孔电连接。
8.根据权利要求1~7中的任意一项所述的压电驱动装置,其特征在于,所述振动板包括未载置有所述压电振动体的表面部分,
所述配线图案延伸到未载置有所述压电振动体的表面部分。
9.根据权利要求1~8中的任意一项所述的压电驱动装置,其特征在于,所述压电体的厚度为0.05μm以上20μm以下。
10.根据权利要求1~9中的任意一项所述的压电驱动装置,其特征在于,所述振动板由导电性部件形成,
所述配线图案的一部分遍及所述振动板的侧面而形成,并与所述振动板电连接。
11.根据权利要求1~10中的任意一项所述的压电驱动装置,其特征在于,所述压电振动体具备多个由所述第1电极、所述压电体、和所述第2电极构成的压电元件,
在将同时被驱动的一个以上的压电元件作为1组压电元件组的情况下,所述多个压电元件被划分为N组的压电元件组,其中,N为2以上的整数,
在各组的压电元件组中,在该压电元件组包括2个以上的压电元件的情况下,该2个以上的压电元件的所述第2电极彼此经由连接配线直接连接,
与所述N组的压电元件组的所述第2电极分别对应地以相互绝缘的状态设置N个所述第2配线和N个所述第2层叠导电部。
12.根据权利要求1~11中的任意一项所述的压电驱动装置,其特征在于,具备突起部,该突起部被设置在所述振动板,并能够与被驱动体接触。
13.一种机器人,其特征在于,具有:
多个连杆部;
关节部,其连接所述多个连杆部;以及
利用所述关节部使所述多个连杆部转动的权利要求1~12中的任意一项所述的压电驱动装置。
14.一种机器人的驱动方法,是权利要求13所述的机器人的驱动方法,其特征在于,所述压电驱动装置的驱动电路通过将交流电压或者在交流电压加上偏置电压后的电压作为驱动电压施加到所述第1电极和所述第2电极之间,利用所述关节部使所述多个连杆部转动。
15.根据权利要求1~12中的任意一项所述的压电驱动装置的驱动方法,其特征在于,将交流电压或者在交流电压加上偏置电压后的电压作为驱动电压施加到所述第1电极与所述第2电极之间。

说明书全文

压电驱动装置、机器人以及它们的驱动方法

技术领域

[0001] 本发明涉及压电驱动装置、以及具备压电驱动装置的机器人等各种装置。

背景技术

[0002] 以往已知一种使用了压电元件的压电致动器(压电驱动装置)(例如专利文献1等)。该压电驱动装置的基本构成是在加强板的2个面的各个上将4个压电元件配置成2行2列的构成,合计8个压电元件被设置在加强板的两侧。各个压电元件是分别以2枚电极夹着压电体的单元,加强板也作为压电元件的一方的电极被利用。在加强板的一端设置有用于与作为被驱动体的转子接触来使转子旋转的突起部。若对4个压电元件中的配置在对的2个压电元件施加交流电压,则该2个压电元件进行伸缩运动,与此对应,加强板的突起部进行往复运动或者椭圆运动。而且,对应于该加强板的突起部的往复运动或者椭圆运动,作为被驱动体的转子沿着规定的旋转方向旋转。另外,通过将施加交流电压的2个压电元件切换为其它2个压电元件,能够使转子向反方向旋转。
[0003] 以往,作为使用于压电驱动装置的压电体,使用所谓的状的压电体。在本说明书中,“块状的压电体”意味着厚度为100μm以上的压电体。利用块状的压电体的理由是为了使从压电驱动装置赋予给被驱动体的充分大而想要增大压电体的厚度。
[0004] 专利文献1:日本特开2004-320979号公报
[0005] 专利文献2:日本特开平8-111991号公报
[0006] 然而,在将压电驱动装置收纳在较小的空间(例如机器人的关节内)来使用的情况下,在使用了以往的压电体的压电驱动装置中,有可能配线空间不足,有想要将压电体减薄到小于100μm的厚度这种期望。然而,以往没有充分研究对于适合厚度较小的压电体的压电驱动装置的结构。
[0007] 另外,以往,驱动电路与压电元件之间的配线通过在压电元件的电极焊接线状的导线来进行(专利文献1,2)。因此,需要用于导线的空间,另外,存在配线作业中容易断线这个课题。

发明内容

[0008] 本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而完成的,能够作为以下的方式或者应用例实现。
[0009] (1)根据本发明的一方式,提供一种具有振动板和压电振动体的压电驱动装置。上述压电振动体具有基板、设置在上述基板与上述振动板之间的压电体、设置在上述压电体与上述基板之间的第1电极、和设置在上述压电体与上述振动板之间的第2电极。在上述振动板形成有与上述第1电极或者上述第2电极的至少一方电连接的配线图案。
[0010] 根据该压电驱动装置,形成在振动板的配线图案与第1电极和第2电极的至少一方电连接,所以与使用导线、焊料使第1电极、第2电极与驱动电路连接的情况相比,能够将配线用的空间抑制得较小,另外,能够降低断线的可能性。
[0011] (2)在上述压电驱动装置中,上述配线图案也可以包括与上述第1电极电连接的第1配线、和与上述第2电极电连接的第2配线。
[0012] 根据该构成,振动板的配线图案的第1配线和第2配线与第1电极和第2电极连接,所以将配线用的空间抑制得较小,另外,能够降低断线的可能性。
[0013] (3)在上述压电驱动装置中,也可以是上述第1电极和上述第1配线经由第1层叠导电部电连接,上述第2电极和上述第2配线经由第2层叠导电部电连接。
[0014] 根据该构成,振动板的配线图案的第1配线和第2配线经由第1层叠导电部和第2层叠导电部分别与第1电极和第2电极连接,所以与使用导线、焊料的情况相比,能够将配线用的空间抑制得较小,另外,能够降低断线的可能性。
[0015] (4)在上述压电驱动装置中,也可以包括设置在上述第1电极与上述配线图案之间的至少1层导电图案,上述第1层叠导电部和上述第2层叠导电部形成在各层的导电图案上。
[0016] 根据该构成,能够经由1层以上的导电图案,使压电元件的第1电极以及第2电极和振动板的配线图案容易连接。
[0017] (5)在上述压电驱动装置中,也可以是所述至少1层的导电图案中的处于在层叠方向上与所述基板最远的位置的导电图案通过面接触与所述振动板的所述配线图案电连接。
[0018] 根据该构成,处于与基板最远的位置的导电图案通过面接触与振动板的配线图案电连接,所以能够可靠并且容易地连接两者。
[0019] (6)在上述压电驱动装置中,也可以在所述至少1层的导电图案中的处于在层叠方向上与所述第2电极最近的位置的导电图案与所述第2电极之间设置有绝缘层,处于与所述第2电极最近的位置的导电图案和所述第2电极经由设置在所述绝缘层上的多个接触孔电连接。
[0020] 根据该构成,由于利用多个接触孔连接导电图案和第2电极,所以能够降低两者之间的薄膜电阻(寄生电阻)。
[0021] (7)在上述压电驱动装置中,也可以是所述至少1层的导电图案包括第1导电图案、第2导电图案、和设置在所述第1导电图案与所述第2导电图案之间的绝缘层,所述第1导电图案内的所述第1层叠导电部和所述第2导电图案内的所述第1层叠导电部经由设置在所述绝缘层上的多个接触孔电连接,所述第1导电图案内的所述第2层叠导电部和所述第2导电图案内的所述第2层叠导电部经由设置在所述绝缘层上的多个接触孔电连接。
[0022] 根据该构成,由于利用多个接触孔使导电图案彼此电连接,所以能够降低两者之间的薄膜电阻(寄生电阻)。
[0023] (8)在上述压电驱动装置中,也可以是所述振动板包括未载置有所述压电振动体的表面部分,所述配线图案延伸到未载置有所述压电振动体的表面部分。
[0024] 根据该构成,能够容易地进行压电元件的电极和驱动电路的连接。
[0025] (9)在上述压电驱动装置中,上述压电体的厚度也可以为0.05μm以上20μm以下。
[0026] 在该构成中,导电图案通过多个接触孔连接,降低薄膜电阻(寄生电阻),所以在使用厚度为0.05μm以上20μm以下的薄膜的压电体的情况下,即使提高施加给压电体的电压,也可以是损失少、提高效率。
[0027] (10)在上述压电驱动装置中,也可以是上述振动板由导电性部件形成,[0028] 上述配线图案的一部分遍及上述振动板的侧面而形成,并与上述振动板电连接。
[0029] 根据该构成,能够容易使压电元件的电极和振动板电连接。
[0030] (11)在上述压电驱动装置中,所述压电振动体具备多个由所述第1电极、所述压电体、和所述第2电极构成的压电元件,
[0031] 在将同时被驱动的一个以上的压电元件作为1组压电元件组的情况下,所述多个压电元件被划分为N组(N为2以上的整数)的压电元件组,
[0032] 在各组的压电元件组中,在该压电元件组包括2个以上的压电元件的情况下,该2个以上的压电元件的所述第2电极彼此经由连接配线直接连接,
[0033] 与所述N组的压电元件组的所述第2电极分别对应地以相互绝缘的状态设置N个所述第2配线和N个所述第2层叠导电部,
[0034] 根据该构成,能够使用N个第2层叠导电部使N组压电元件组的第2电极与振动板的N个第2配线容易连接。
[0035] (12)上述压电驱动装置也可以具备突起部,该突起部被设置在所述振动板,并能够与被驱动体接触。
[0036] 根据该构成,能够使用突起部使被驱动体动作。
[0037] 本发明能够以各种方式实现,例如,除了压电驱动装置之外,能够以压电驱动装置的驱动方法、压电驱动装置的制造方法、搭载压电驱动装置的机器人等各种装置以及其驱动方法等各种方式实现。附图说明
[0038] 图1是表示第1实施方式的压电驱动装置的概略结构的俯视图以及剖视图。
[0039] 图2是振动板的俯视图。
[0040] 图3是表示压电驱动装置和驱动电路的电连接状态的说明图。
[0041] 图4是表示压电驱动装置的动作的例子的说明图。
[0042] 图5是压电振动体的剖视图。
[0043] 图6是压电驱动装置的制造流程图
[0044] 图7是表示图6的步骤S100中的压电振动体的制造工序的说明图。
[0045] 图8是表示紧接着图7的工序的说明图。
[0046] 图9是表示各种配线层、绝缘层的一个例子的俯视图。
[0047] 图10是表示形成在振动板上的配线图案的一个例子的俯视图。
[0048] 图11是表示形成在振动板上的配线图案的其它例子的俯视图。
[0049] 图12是压电驱动装置的层叠配线结构的示意图。
[0050] 图13是表示压电元件和驱动电路的等效电路的电路图。
[0051] 图14是表示其它层叠配线结构的示意图。
[0052] 图15是其它实施方式的压电驱动装置的俯视图。
[0053] 图16是表示利用了压电驱动装置的机器人的一个例子的说明图。
[0054] 图17是机器人的手腕部分的说明图。
[0055] 图18是表示利用了压电驱动装置的送液的一个例子的说明图。

具体实施方式

[0056] ·第1实施方式:
[0057] 图1(A)是表示本发明的第1实施方式中的压电驱动装置10的概略结构的俯视图,图1(B)是其B-B剖视图。压电驱动装置10具备振动板200、和分别配置在振动板200的两面(第1面211和第2面212)的2个压电振动体100。压电振动体100具备基板120、形成在基板120上的第1电极130、形成在第1电极130上的压电体140、和形成在压电体140上的第2电极150。第1电极130和第2电极150夹持压电体140来构成压电元件。2个压电振动体100以振动板200为中心对称配置。另外,在该实施方式中,以基板120和振动板200夹持压电元件(130、140、150)的方式将压电振动体100设置在振动板200上。2个压电振动体100具有相同的构成,所以以下只要未特别说明,对处于振动板200的下侧的压电振动体100的构成进行说明。
[0058] 压电振动体100的基板120作为用于通过成膜工序形成第1电极130、压电体140、和第2电极150的基板被使用。另外,基板120也可以具有作为进行机械式的振动的振动板的功能。基板120能够例如由Si、Al2O3、ZrO2等形成。作为Si制的基板120,能够利用例如半导体制造用的Si晶片。在该实施方式中,基板120的平面形状为长方形。基板120的厚度优选例如10μm以上100μm以下的范围。如果将基板120的厚度设为10μm以上,则在基板120上的成膜处理时能够比较容易处理基板120。另外,如果将基板120的厚度设为100μm以下,则能够根据由薄膜形成的压电体140的伸缩,容易地使基板120振动。
[0059] 第1电极130形成为在基板120上形成的一个连续的导电体层。另一方面,如图1(A)所示,第2电极150被划分为5个导电体层150a~150e(也称为“第2电极150a~
150e”)。处于中央的第2电极150e在基板120的宽度方向的中央,形成为遍及基板120的长边方向的几乎全体的长方形形状。其它4个第2电极150a、150b、150c、150d具有相同的平面形状,并形成在基板120的四角的位置。在图1的例子中,第1电极130和第2电极
150均具有长方形的平面形状。第1电极130、第2电极150是例如通过溅射所形成的薄膜。
作为第1电极130、第2电极150的材料,能够利用例如Al()、Ni(镍)、Au(金)、Pt(白金)、Ir(铱)等导电性高的任意的材料。此外,也可以代替使第1电极130成为一个连续的导电体层,而划分为具有与第2电极150a~150e实际相同的平面形状的5个导电体层。
此外,用于第2电极150a~150e间的电连接的配线(或者配线层以及绝缘层)、和用于第
1电极130以及第2电极150a~150e与驱动电路之间的电连接的配线(或者配线层以及绝缘层)在图1中省略图示。
[0060] 压电体140形成为具有与第2电极150a~150e实际相同的平面形状的5个压电体层。也可以取而代之,将压电体140形成为具有与第1电极130实际相同的平面形状的一个连续的压电体层。通过第1电极130、压电体140、和第2电极150a~150e的层叠结构来构成5个压电元件110a~110e(图1(A))。
[0061] 压电体140是例如通过溶胶凝胶法或溅射法形成的薄膜。作为压电体140的材料,能够利用采用ABO3型的矿结构的陶瓷等显现压电效果的任意材料。作为采用ABO3型的钙钛矿结构的陶瓷,能够使用例如锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡、钛酸铅、铌酸、铌酸锂、钽酸锂、钨酸钠、化锌,钛酸锶钡(BST)、钽酸锶铋(SBT)、偏铌酸铅、锌铌酸铅、钪铌酸铅等。也可以使用陶瓷以外的显现压电效果的材料,例如聚偏氟乙烯、晶等。压电体140的厚度优选例如50nm(0.05μm)以上20μm以下的范围。具有该范围的厚度的压电体140的薄膜能够利用成膜工序,容易地形成。如果将压电体140的厚度设为0.05μm以上,则能够根据压电体140的伸缩而产生充分大的力。另外,如果将压电体140的厚度设为20μm以下,则能够使压电驱动装置10充分小型化。
[0062] 图2是振动板200的俯视图。振动板200具有长方形形状的振动体部210、和从振动体部210的左右的长边分别各延伸3条的连接部220,另外,并具有分别与左右3条连接部220连接的2个安装部230。此外,图2中,为了便于图示,在振动体部210附加影线。安装部230用于利用螺丝240在其它部件安装压电驱动装置10。振动板200例如能够由不锈、铝、铝合金、钛、钛合金、铜合金-镍合金等金属材料形成。
[0063] 在振动体部210的上表面(第1面211)以及下表面(第2面212),分别使用粘合剂粘合压电振动体100(图1)。振动体部210的长度L与宽度W之比优选L:W=约7:2。该比是为了振动体部210进行沿着其平面左右折曲的声波振动(后述)而优选的值。振动体部210的长度L例如能够为3.5mm以上30mm以下的范围,宽度W例如能够为1mm以上
8mm以下的范围。此外,振动体部210为了进行超声波振动,长度L优选为50mm以下。振动体部210的厚度(振动板200的厚度)例如能够为50μm以上700μm以下的范围。如果将振动体部210的厚度设为50μm以上,则为了支承压电振动体100而具有充足的刚性。
另外,若将振动体部210的厚度设为700μm以下,则能够根据压电振动体100的变形而产生充分大的变形。
[0064] 在振动板200的一个短边设置有突起部20(也称为“接触部”或者“作用部”)。突起部20是用于与被驱动体接触来对被驱动体赋予力的部件。突起部20优选由陶瓷(例如Al2O3)等有耐久性的材料形成。
[0065] 图3是表示压电驱动装置10和驱动电路300的电连接状态的说明图。5个第2电极150a~150e中处于对角的一对第2电极150a、150d经由配线151相互电连接,其它的对角的一对第2电极150b、150c也经由配线152相互电连接。这些配线151、152可以通过成膜处理形成,或者可以通过线状的配线来实现。处于图3的右侧的3个第2电极150b、150e、150d、和第1电极130(图1)经由配线310、312、314、320与驱动电路300电连接。驱动电路300通过对一对第2电极150a、150d与第1电极130之间施加周期性地变化的交流电压或者脉动电压,能够使压电驱动装置10进行超声波振动,使与突起部20接触的转子(被驱动体)沿着规定的旋转方向旋转。此处,“脉动电压”意味着对交流电压附加了DC偏置的电压,该电压(电场)的方向是从一个电极朝向另一个电极的一方向。另外,通过对其它的一对第2电极150b、150c与第1电极130之间施加交流电压或者脉动电压,能够使与突起部20接触的转子向反方向旋转。在设置在振动板200的两面的2个压电振动体100同时进行这样的电压的施加。此外,图3所示的构成配线151、152、310、312、314、320的配线(或者配线层以及绝缘层)在图1中省略图示。
[0066] 在图3所示的实施方式中,5个压电元件110a~110e被划分成以下的3组的压电元件组。
[0067] (1)第1压电元件组PG1:压电元件110a、110d
[0068] (2)第2压电元件组PG2:压电元件110b、110c
[0069] (3)第3压电元件组PG3:压电元件110e
[0070] 各压电元件组所包含的压电元件110始终同时被驱动。另外,第1压电元件组PG1包括2个压电元件110a、110d,所以这些压电元件110a、110d的第2电极150a、150d彼此经由连接配线151直接连接。第2压电元件组PG2也相同。此外,作为其它实施方式,也能够由3个以上的压电元件110构成1组的压电元件组,一般能够将多个压电元件划分为N组(N为2以上的整数)的压电元件组。在这种情况下,在相同的压电元件组包括2个以上的压电元件110时,它们的第2电极150彼此经由连接配线直接连接。此处,“经由连接配线直接连接”这样的意思意味在连接配线的中途不包括无源元件(电阻、线圈、电容器等)、有源元件。另外,在本实施方式中,作为第1电极130,使用5个压电元件110a~110e共用的一个导电层,但在按照各个压电元件的每个使第1电极130分离的情况下,优选属于相同的压电元件组的2个以上的压电元件的第1电极彼此也经由连接配线直接连接。
[0071] 图4是表示压电驱动装置10的动作的例子的说明图。压电驱动装置10的突起部20与作为被驱动体的转子50的外周接触。在图4(A)所示的例子中,驱动电路300(图3)对一对第2电极150a、150d与第1电极130之间施加交流电压或者脉动电压,压电元件110a、
110d在图4的箭头x的方向上伸缩。与此对应,压电驱动装置10的振动体部210在振动体部210的平面内折曲而变形为弯曲形状(S字形状),突起部20的前端在箭头y的方向上进行往复运动,或者进行椭圆运动。结果转子50绕着其中心51沿着规定的方向z(图4中顺时针方向)旋转。图2说明的振动板200的3个连接部220(图2)被设置在这样的振动体部210的振动的关节的位置上。此外,在驱动电路300对其它一对第2电极150b、150c与第1电极130之间施加交流电压或者脉动电压的情况洗,转子50向反方向旋转。此外,如果对中央的第2电极150e施加与一对第2电极150a、150d(或者其它一对第2电极150b、
150c)相同的电压,则压电驱动装置10在长边方向上伸缩,所以能够使从突起部20赋予给转子50的力更大。此外,压电驱动装置10(或者压电振动体100)的这种动作在上述先行技术文献1(日本特开2004-320979号公报,或者,对应的美国专利第7224102号)中记载,其公开内容通过参照引用。
[0072] 图4(B)示出如图4(A)那样压电驱动装置10在其面内方向振动时,在其厚度方向上也弯曲的样子。这样的厚度方向的弯曲在使压电驱动装置10的表面产生挠曲(变形)的这一点考虑不理想。然而,在本实施方式的压电驱动装置10中,由于以基板120和振动板200夹着压电元件(130、140、150)的方式将压电振动体100设置在振动板200上,所以能够通过基板120抑制这样的不理想的挠曲(变形)。图4(C)与图4(B)相反,是以基板120与振动板200接触的方式将压电振动体100设置在振动板200上的例子。在图4(C)的层叠结构中,在第2电极150的表面上,不理想的挠曲(变形)有可能过度变大。因此,如图4(B)所示,优选以基板120和振动板200夹着压电元件(130、140、150)的方式将压电振动体100设置在振动板200上。这样,能够降低压电驱动装置10的故障、损伤的可能性。特别是,如果使基板120为制,则对于挠曲(变形),难以损伤,所以优选。
[0073] 图5是更详细地示出图1(B)所示的压电振动体100的剖面结构的一个例子的剖视图。压电振动体100具备基板120、绝缘层125、第1电极130、压电体140、第2电极150、绝缘层160、和层叠导电部172。此外,在图5中,对多个第2电极150和多个层叠导电部172附注下标“c”或者“d”来区分。此外,在图5中,图3所示的配线151、152省略图示。在本说明书中,“层叠导电部”这个语句意味着通过蒸(vapor deposition)、溅射、离子镀、电镀等成膜工序(层叠工序)所形成的导电体。
[0074] 绝缘层125形成在基板120上,使基板120与第1电极130之间绝缘。第1电极130形成在绝缘层125上。压电体140形成在第1电极130上。第2电极150形成在压电体140上。绝缘层160形成在第2电极150上。此外,第1电极130优选俯视时具有不与压电体140重叠的部分(图5中,在压电体140的左右伸出的部分)。其理由是为了容易使第1电极130与形成在振动板200上的配线图案(后述)连接。层叠导电部172与第1电极130连接。绝缘层160以层叠导电部172能够与第2电极150接触的方式在其一部分具有开口(接触孔)。此外,优选在绝缘层160形成多个接触孔。对于该点,进一步后述。
[0075] 图6是表示压电驱动装置10的制造流程图的说明图。在步骤S100中,通过在基板120上形成压电元件110来形成压电振动体100。此时,作为基板120,能够利用例如Si晶片。在1枚Si晶片上能够形成多个压电振动体100。另外,Si的机械品质因数Qm的值大到10万左右,所以能够增大压电振动体100、压电驱动装置10的机械品质因数Qm。在步骤S200中,切割形成有压电振动体100的基板120,分割成各个压电振动体100。此外,也可以在切割基板120前研磨基板120的背面,使基板120成为所希望的厚度。在步骤S300中,在振动板200的两面利用粘合剂粘合2个压电振动体100。在步骤S400中,通过配线使压电振动体100的配线层和驱动电路电连接。
[0076] 图7是表示图6的步骤S100中的压电振动体100的制造工序的说明图。图7中示出在基板120上形成图5的右半部分的上部所示的压电元件110d的工序。在步骤S110中,准备基板120,在基板120的表面形成绝缘层125。作为绝缘层125,能够利用例如将基板120的表面热氧化所形成的SiO2层。此外,作为绝缘层,能够使用氧化铝(Al2O3)、丙烯酸、聚酰亚胺等有机材料。此外,在基板120为绝缘体的情况下,形成绝缘层125的工序可以省略。
[0077] 在步骤S120中,在绝缘层125上形成第1电极130。第1电极130例如能够通过溅射形成。
[0078] 在步骤S130中,在第1电极130上形成压电体140。具体而言,例如能够使用溶胶凝胶法来形成压电体140。即,将压电体材料的溶胶凝胶溶液滴落于基板120(第1电极130)上,并使基板120高速旋转,来在第1电极130上形成溶胶凝胶溶液的薄膜。之后,以
200~300℃的温度进行预烧结来在第1电极130上形成压电体材料的第1层。之后,通过反复多次溶胶凝胶溶液的滴落、高速旋转、预烧结的循环来在第1电极130上将压电体层形成到所希望的厚度。此外,1循环所形成的压电体的一层的厚度也取决于溶胶凝胶溶液的粘度、基板120的旋转速度,成为约50nm~150nm的厚度。使压电体层形成到所希望的厚度后,以600℃~1000℃的温度进行烧结来形成压电体140。如果使烧结后的压电体140的厚度为50nm(0.5μm)以上20μm以下,则能够实现小型的压电驱动装置10。此外,如果使压电体140的厚度为0.05μm以上,则能够根据压电体140的伸缩而产生充分大的力。另外,如果使压电体140的厚度为20μm以下,则即使施加给压电体140的电压为600V以下也能够产生充分大的力。结果能够利用廉价的元件构成用于驱动压电驱动装置10的驱动电路
300。此外,即使使压电体的厚度为8μm以上,该情况下,也能够增大压电元件所产生的力。
此外,预烧结、烧结的温度、时间是一个例子,根据压电体材料,适当地选择。
[0079] 在使用溶胶凝胶法来形成压电体材料的薄膜后进行烧结的情况下,与混合原料粉末进行烧结的以往的烧结法相比较,存在(a)容易形成薄膜、(b)容易对齐晶格方向而进行结晶化、(c)能够提高压电体的耐压这些优点。
[0080] 在步骤S140中,在压电体140上形成第2电极150。第2电极150的形成与第1电极同样地,能够通过溅射进行。
[0081] 在步骤S150中,对第2电极150和压电体140进行图案化。在本实施方式中,通过使用氩离子束的离子蚀刻来进行第2电极150和压电体140的图案化。此外,通过控制离子蚀刻的时间,能够仅对第2电极150和压电体140进行图案化,而不对第1电极130进行图案化。此外,也可以代替使用离子蚀刻来进行图案化,而通过其它任意的图案化方法(例如,使用氯类的气体的干式蚀刻)来进行图案化。
[0082] 在步骤S160中,在第1电极130和第2电极150上形成绝缘层160。作为绝缘层160,能够使用含磷的氧化硅膜(PSG膜)、含·磷的氧化硅膜(BPSG膜)、NSG膜(不含硼、磷等杂质的氧化硅膜)、氮化硅膜(Si3N4膜)等。绝缘层160例如能够通过CVD法形成。在绝缘层160形成后,进行用于形成第2电极150的连接用的多个接触孔160c的图案化。
[0083] 在步骤S170中,形成导电体层,并进行图案化。该导电体层例如能够由铝形成,通过溅射形成。之后,通过对导电体层进行图案化来形成与第2电极150连接的第2层叠导电部172。
[0084] 图8是表示紧接着图7的工序的工序的说明图。在图8(A)中,在图7(H)的层叠结构上形成绝缘层260,并进行图案化来形成多个接触孔260c。在图8(B)中,在层叠结构的整个面上通过溅射等形成第2层叠导电部272。通过图7(A)~图8(B)的工序,完成在压电元件(130、140、150)上形成与第2电极150连接的第2层叠导电部172、272的压电振动体100。此外,关于第1电极130,也形成与第1电极130连接的1层以上的第1层叠导电部,但在图7以及图8中省略图示。
[0085] 图8(C)示出在图6的步骤S300中,在振动板200粘合压电振动体100的工序。在图8(C)之前,在振动板200的表面形成绝缘层202,在绝缘层202上形成包括配线332的配线图案。绝缘层202例如能够通过涂覆聚酰亚胺等绝缘性树脂来形成。在图8(C)中,使用粘合剂将通过图7(A)~图8(C)的工序制成的压电振动体100粘贴到振动板200上。此时,在压电振动体100的基板120与振动板200之间以夹着压电元件(130、140、150)的方式将压电振动体100设置在振动板200上。此外,图8(C)中,省略粘贴到振动板200的下面的另一个压电振动体100的图示。
[0086] 图9(A)~(E)是表示图8(C)所示的各种配线层、绝缘层的一个例子的俯视图。这些按照层叠顺序排列,按照从最下层的图9(E)到最上层的图9(A)的顺序对各层进行说明。图9(E)示出包括第2电极150的导电层图案。该导电层图案包括用于5个压电元件
110a~110e(图3)的5个第2电极150a~150e,还具备包围它们的外周的第1层叠导电部150g。该第1层叠导电部150g与第1电极130连接。此外,5个第2电极150a~150e与第1层叠导电部150g之间分离,通过绝缘层相互绝缘,但在图9(E)中省略绝缘层的图示。在前述的图7以及图8中省略该第1层叠导电部150g的图示。另外,以下说明的存在于图9(A)~(D)的各层的第1电极130用的各种的图案在图7和图8中也省略图示。
[0087] 图9(D)示出在第2电极150的导电层图案上所形成的绝缘层160。虚线是为了参考而示出图9(E)的5个第2电极150a~150e的轮廓的。如图7(G)所说明那样,在绝缘层160形成多个接触孔160c。更具体而言,在与5个第2电极150a~150e相当的5个区域的各个中遍及各区域的全体大致均匀地形成接触孔160c。另外,在与第1电极130用的第1层叠导电部150g相当的区域中也形成有多个接触孔160c。沿着基板120的4边的全部形成有第1层叠导电部150g,在与其中的3个边相当的区域中形成有多个接触孔160c。
[0088] 图9(C)示出在绝缘层160上形成的导电图案170。该导电图案170是处于层叠方向上与第2电极150最近的位置的导电图案。该导电图案170包括与第1电极130连接的一个第1层叠导电部171、和与5个第2电极150a~150e连接的5个第2层叠导电部172a~172e。第1层叠导电部171经由绝缘层160的多个接触孔160c和下层侧的第1层叠导电部150g(图9(E))与第1电极130连接。另外,5个第2层叠导电部172a~172e经由绝缘层160的多个接触孔160c分别与第2电极150a~150e连接。
[0089] 图9(B)示出在导电图案170上所形成的绝缘层260。虚线是为了参考而示出图9(A)所示的第2层叠导电部的轮廓的。如图8(A)说明那样,在绝缘层260形成多个接触孔
260c。
[0090] 图9(A)示出在压电振动体100的最上部所形成的导电图案270。该导电图案270是处于在层叠方向上离基板120最远的位置的导电图案270。该导电图案270包括与第1电极130连接的第1层叠导电部271、和同与图3说明的3组压电元件组PG1、PG2、PG3对应的3组第2电极(150a+150d)、(150b+150c)、150e连接的3个第2层叠导电部272ad、272bc、272e。
[0091] 用于第1压电元件组PG1的第2层叠导电部272ad经由图9(B)的绝缘层260的多个接触孔260c与图9(C)的2个第2层叠导电部172a,172d连接,而且,经由图9(D)的绝缘层160的多个接触孔160c与2个第2电极150a、150d连接。该第2层叠导电部272ad为了与图9(C)的2个第2层叠导电部172a、172d连接,而从与图9(C)的第2层叠导电部172a对应的区域,依次沿着与邻接的其它2个第2层叠导电部172e、172c对应的区域延伸到与第2层叠导电部172d对应的区域。该第2层叠导电部272ad中通过第2层叠导电部
272ad未被电连接的第2层叠导电部172e、172c的上面的区域相当于图3所示的连接配线
151。在图9(B)的绝缘层260中,在与第2层叠导电部272ad对应的区域(虚线所示)中,仅在相当于与第2层叠导电部272ad连接的层叠导电部172a、172d的部分形成有接触孔
260c。结果能够形成使第2层叠导电部272ad与其下层侧的2个第2层叠导电部172a、172d连接,而不与下层侧的其它层叠导电部171、172b、172c、172e连接这种连接结构。这种与第
1压电元件组PG1用的第2层叠导电部272ad相关的连接结构对于第2压电元件组PG2用的第2层叠导电部272bc也几乎相同。另外,这些2个第2层叠导电部272ad、272bc相互不交叉而相互分离绝缘。
[0092] 第3压电元件组PG3用的第2层叠导电部272e经由图9(B)的绝缘层260的多个接触孔260c与图9(C)的第2层叠导电部172e连接,而且,经由图9(D)的绝缘层160的多个接触孔160c与第2电极150e连接。该第2层叠导电部272e也不与其它2个第2层叠导电部272ad、272bc交叉,而相互分离绝缘。这样,在本实施方式中,与3组压电元件组PG1、PG2、PG3对应地,3个第2层叠导电部272ad、272bc、272e以相互绝缘的状态设置。结果能够分别驱动3组压电元件组PG1、PG2、PG3。此外,一般,在多个压电元件110被划分为N组(N为2以上的整数)的压电元件组的情况下,优选使这些第2层叠导电部以相互绝缘的状态设置。
[0093] 第1电极130用的第1层叠导电部271经由图9(B)的绝缘层260的多个接触孔260c与图9(C)的第1层叠导电部171连接,而且,经由图9(D)的绝缘层160的多个接触孔
160c与图9(E)的第1层叠导电部150g连接,经由该第1层叠导电部150g与第1电极130连接。
[0094] 图10是表示形成在振动板200上的配线图案330的一个例子的说明图。配线图案330包括与图9(A)所示的第1层叠导电部271连接的第1配线331、和与第2层叠导电部272ad、272bc、272e连接的第2配线332ad、332bc、332e。这4种配线331、332ad、332bc、332e以与图9(A)的4种层叠导电部271、272ad、272bc、272e面接触的状态连接。在将压电振动体100粘合于振动板200的情况下(图8(C)),图10的左右反转的状态下与图9(A)的导电图案270接触。
[0095] 此外,一般,在多个压电元件110被划分为N组(N为2以上的整数)的压电元件组的情况下,优选在压电振动体100侧的最上层使N个第2层叠导电部以相互绝缘的状态设置,另一方面,在振动板200的配线图案330上使对应的N个第2配线以相互绝缘的状态设置。这样,通过使振动板200和压电振动体100以面接触的状态粘合,能够容易进行配线连接。
[0096] 振动板200上的配线图案330中3组压电元件组PG1~PG3用的3个第2配线332ad、332bc、332e经由处于振动板200的一侧(图10(A)的上侧)的连接部220延伸到安装部230的位置。这是为了在该安装部230的位置上,使第2配线332ad、332bc、332e与驱动电路300(图3)连接。第1电极130用的第1配线331经由处于振动板200的另一侧(图10(A)的下侧)的连接部220延伸到安装部230的位置。这是为了在该安装部230的位置上,使第1配线331与驱动电路300连接。此外,这些配线331、332ad、332bc、332e分别与图3所示的配线320、314、310、312连接。这样,优选振动板200上的配线图案330(331、
332ad、332bc、332e)延伸到未载置压电振动体100的表面部分。通过这样,能够容易地进行压电元件110的电极130、150与驱动电路300的连接。
[0097] 这样,形成在振动板200上的配线331、332ad、332bc、332e以与处于压电振动体100的最上部的层叠导电部271、272ad、272bc、272e面接触的状态电连接。因此,与使用导线和焊料来进行电连接的情况相比,能够降低作业中的断线的可能性。另外,与使用导线相比,能够实现省空间化。而且,振动板200与压电振动体100之间的配线连接作业只使两者的表面彼此对齐,所以实现配线的短时间化,由于作业容易,所以能够防止由作业者带来的偏差。另外,成为压电元件110的电极130、150被夹在压电元件110与振动板200之间的状态,在外侧表面没有电极130、150,所以也有不良减少、耐久性提高的效果。
[0098] 图10(B)示出图10(A)的B-B剖面。振动板200上的配线图案330中,第1电极130用的第1配线331延伸到振动板200的侧面。在本实施方式中,振动板200由金属材料等的导电性部件形成。因此,第1配线331在振动板200的侧面中与振动板200电连接。结果能够使压电元件110的第1电极130和振动板200电连接。但是,也可以使第1配线331以不延伸到振动板200的侧面的方式形成。
[0099] 图11是表示形成在振动板200上的配线图案330的其它例子的说明图。此处,在图10的配线图案330上还形成绝缘层340,在绝缘层340的多个位置设置有开口340w。如图11(B)所示,从开口340w露出配线331、332ad、332bc、332e的一部分。从开口340w露出的331、332ad、332bc、332e的部分作为焊盘发挥作用,与处于振动体100的最上部的层叠导电部271、272ad、272bc、272e以面接触的状态电连接。这样,也可以利用绝缘层340覆盖配线图案330,并且,仅使作为焊盘所需要的配线部分从绝缘层340露出。这样,配线图案330的形状的自由度提高,所以能够更容易地形成配线图案330。此外,也可以代替从绝缘层340的开口340w使配线331、332ad、332bc、332e的一部分露出,而在开口340w内填充焊料膏、焊料粒。此时,在振动板200上载置压电振动体100后进行焊料的回流,能够执行配线连接。
[0100] 图12是压电驱动装置10的层叠配线结构的示意图。此处,也示出与图8(C)、图9以及图10所说明的层叠配线结构的对应关系。此外,在图12中,为了方便图示,在基板
120上仅描绘出一个压电元件110,在图12(A)中,描绘出使压电振动体100和振动板200分离的状态。在振动板200的表面形成绝缘层202,在绝缘层202上形成包括配线331、332的配线图案330。配线332代表图10所示的3个第2配线332ad、332bc、332e。压电元件
110的第1电极130经由接触孔CH1与第1层叠导电部LC1连接。第1层叠导电部LC1代表图9所示的2层的第1层叠导电部171、271。压电元件110的第2电极150经由接触孔CH2与第2层叠导电部LC2连接。第2层叠导电部LC2代表图9所示的2层的第2层叠导电部172、272。此外,接触孔CH1、CH2代表图9所示的2个绝缘层160、260的接触孔160c、
260c。
[0101] 图12(B)示出图12(A)的俯视图。沿着第1电极130的周边的整周均匀地形成有多个第1电极130用的接触孔CH1。另外,遍及第2电极150的全域均匀地形成有多个第2电极150用的接触孔CH2。如该示意图所示,如果形成多个接触孔CH1、CH2,则如以下说明那样,具有降低寄生电阻,而不会使施加到压电元件110的两端的电压过度降低这种效果。
[0102] 图13是表示压电元件110和驱动电路300的等效电路的电路图。压电元件110与第1电极130的寄生电阻R1、压电体140的静电电容C、和第2电极150的寄生电阻R2的串联连接等效。从驱动电路300向压电元件110供给交流电压或者脉动电压作为驱动电压Vd。此时,施加给压电元件110的电压Vc成为Vd/{1+jω(R1+R2)}。如图12所示,如果使用多个接触孔CH1、CH2来使电极130、150与层叠导电部LC1、LC2连接,则能够降低第1电极130的寄生电阻R1、第2电极150的寄生电阻R2,所以能够增大施加给压电元件110的电压Vc,而能够更高效地驱动压电元件110。另外,一方面优选接触孔CH1、CH2的面积较大,另一方面为了接触孔CH1、CH2而优选不减少压电元件110的面积。为了满足这2个期望,在图12(B)所示的俯视中,遍及第2电极150的区域的全体来形成多个接触孔CH2,另外,第1电极130遍及相当于第2电极150的外周的区域的全体来形成多个接触孔CH1。因此,作为第1电极130的形状,优选形成为具有包围第2电极150的外周全体并且存在于比第2电极150靠外侧的框状区域。
[0103] 图14示出图12的变形例。此处,使图12所示的第1电极用的多个接触孔CH1相互连结来形成一个大的接触孔CH1a。第2电极用的多个接触孔CH2也相同,相互连结来形成一个大的接触孔CH2a。即使这样的构成,也能够获得与图12的层叠配线结构相同的效果。
[0104] 此外,如图12以及图14的示意图所示,第1层叠导电部LC1以及第2层叠导电部LC2能够至少形成为一层的导电图案。但是,如图8(C)以及图9说明那样,也可以使用2层以上的导电图案(图9的170、270)来实现第1层叠导电部LC1以及第2层叠导电部LC2。此时,优选在各层的导电图案(图9的170、270)形成第1层叠导电部LC1(图9的171、
271)和第2层叠导电部LC2(图9的172、272)。如果使用2层以上的导电图案,则与仅使用
1层的导电图案的情况相比,配线连接结构的自由度增加,能够更容易地构成希望的配线连接结构。另外,在设置2层以上的导电图案的情况下,优选在邻接的2个层的导电图案之间设置绝缘层。
[0105] 如以上那样,根据第1实施方式的压电驱动装置10,振动板200的配线图案330的第1配线331和第2配线332与第1电极130和第2电极150连接,所以与使用导线和焊料使振动板200的配线图案330和第1电极130以及第2电极150连接的情况相比,能够将配线用的空间抑制得较小,另外,能够降低断线的可能性。另外,第1配线331和第2配线332经由第1层叠导电部LC1(171、271)和第2层叠导电部LC2(172、272)与第1电极130和第2电极150连接,所以配线用的空间的降低效果和断线的可能性的降低效果显著。另外,以基板120和振动板200夹着压电元件110的方式将压电振动体100设置在振动板200上,所以能够通过基板抑制这种不希望的挠曲(变形)。结果能够降低压电驱动装置10的故障、损伤的可能性。
[0106] ·压电驱动装置的其它的实施方式:
[0107] 图15(A)是作为本发明的其它实施方式的压电驱动装置10b的俯视图,是与第1实施方式的图1(A)对应的图。在图15(A)~(C)中,为了便于图示,振动板200的连接部220、安装部230省略图示。在图15(A)的压电驱动装置10b中,省略一对第2电极150b、
150c。该压电驱动装置10b也能够沿着图4(A)所示的一个方向z使转子50旋转。此外,由于对图15(A)的3个第2电极150a、150e、150d施加相同的电压,所以也可以使这3个第
2电极150a、150e、150d形成为连续的一个电极层。
[0108] 图15(B)是作为本发明的其它实施方式的压电驱动装置10c的俯视图。在该压电驱动装置10c中,省略图1(A)的中央的第2电极150e,其它4个第2电极150a、150b、150c、150d形成为比图1(A)大的面积。该压电驱动装置10c也能够实现与第1实施方式几乎相同的效果。
[0109] 图15(C)是作为本发明的其它实施方式的压电驱动装置10d的俯视图。在该压电驱动装置10d中,省略图1(A)的4个第2电极150a、150b、150c、150d,一个第2电极150e以较大的面积形成。该压电驱动装置10d只在长边方向上伸缩,但能够从突起部20对被驱动体(图示省略)赋予较大的力。
[0110] 如从图1以及图15(A)~(C)理解的,作为压电振动体100的第2电极150,能够至少设置一个电极层。但是,如图1以及图15(A)、(B)所示的实施方式那样,如果在长方形的压电振动体100的对角的位置设置第2电极150,则在能够使压电振动体100以及振动板200变形为在其平面内折曲的弯曲形状这一点优选。
[0111] ·使用压电驱动装置装置的实施方式:
[0112] 上述的压电驱动装置10通过利用共振,能够对被驱动体赋予较大的力,可以应用于各种装置。压电驱动装置10例如能够作为机器人(也包括电子部件输送装置(IC自动分拣机))、投药用泵,时钟的日历进给装置、打印装置(例如送纸机构。其中,在利用于头的压电驱动装置中,不使振动板共振,所以不能够应用于头。)等各种设备中的驱动装置使用。以下,对代表性的实施方式进行说明。
[0113] 图16是表示利用上述的压电驱动装置10的机器人2050的一个例子的说明图。机器人2050具有臂2010(也称为“臂部”),该臂2010具备多条连杆部2012(也称为“连杆部件”)、和以能够转动或者折曲的状态将这些连杆部2012之间连接起来的多个关节部2020。在各个关节部2020内置上述的压电驱动装置10,能够使用压电驱动装置10使关节部2020转动或者折曲任意的角度。在臂2010的前端连接有机器人手部2000。机器人手部2000具备一对把持部2003。在机器人手部2000也能内置压电驱动装置10,能够使用压电驱动装置10使把持部2003开闭来把持物。另外,在机器人手部2000与臂2010之间也设置有压电驱动装置10,能够使用压电驱动装置10使机器人手部2000相对于臂2010旋转。
[0114] 图17是图16所示的机器人2050的手腕部分的说明图。手腕的关节部2020夹持手腕转动部2022,手腕的连杆部2012以能够绕手腕转动部2022的中心轴O转动的方式被安装在手腕转动部2022。手腕转动部2022具备压电驱动装置10,压电驱动装置10使手腕的连杆部2012以及机器人手部2000绕中心轴O转动。在机器人手部2000竖立设置有多个把持部2003。把持部2003的基端部在机器人手部2000内能够移动,在该把持部2003的根部的部分搭载有压电驱动装置10。因此,通过使压电驱动装置10动作,能够使把持部2003移动来把持对象物。
[0115] 此外,作为机器人,并不局限于单臂的机器人,在臂的数目为2个以上的多臂机器人也能够应用压电驱动装置10。此处,在手腕的关节部2020、机器人手部2000的内部,除了压电驱动装置10之外,还包括对力觉传感器、陀螺传感器等各种装置供给电力的电力线、传递信号的信号线等,需要非常多的配线。因此,在关节部2020、机器人手部2000的内部配置配线非常困难。然而,上述的实施方式的压电驱动装置10与通常的电动达、以往的压电驱动装置相比能够减小驱动电流,所以即使在关节部2020(特别是,臂2010的前端的关节部)、机器人手部2000这样的较小的空间中也能够配置配线。
[0116] 图18是表示利用上述的压电驱动装置10的送液泵2200的一个例子的说明图。送液泵2200在壳体2230内设置有贮存器2211、管2212、压电驱动装置10、转子2222、减速传递机构2223、凸轮2202、和多个指状物2213、2214、2215、2216、2217、2218、2219。贮存器
2211是用于收纳作为输送对象的液体的收纳部。管2212是用于输出从贮存器2211送出的液体的管。压电驱动装置10的突起部20以被按压到转子2222的侧面的状态被设置,压电驱动装置10对转子2222进行旋转驱动。转子2222的旋转力经由减速传递机构2223传递给凸轮2202。指状物2213~2219是用于使管2212关闭的部件。若凸轮2202旋转,则通过凸轮2202的突起部2202A,指状物2213~2219按顺序被向放射方向外侧按压。指状物
2213~2219从输送方向上游侧(贮存器2211侧)按顺序使管2212关闭。由此,管2212内的液体按顺序被向下游侧输送。这样,能够精度良好地输送极少的量,并且能够实现小型的送液泵2200。此外,各部件的配置并不限于图示的。另外,也可以是不具备指状物等部件,而设置在转子2222的滚珠等使管2212关闭的构成。上述的送液泵2200能够利用于对人体注射胰岛素等药液的投药装置等。此处,通过使用上述的实施方式的压电驱动装置10,与以往的压电驱动装置相比,驱动电流变小,所以能够抑制投药装置的消耗电力。因此,在电池驱动投药装置的情况下,特别有效。
[0117] ·变形例:
[0118] 此外,该发明并不限于上述的实施例、实施方式,在不脱离其要旨的范围内在各种方式中都能够实施,例如也能够进行如下的变形。
[0119] ·变形例1:
[0120] 在上述实施方式中,在振动板200的两面分别设置一个压电振动体100,但也可以省略一个压电振动体100。但是,如果在振动板200的两面分别设置压电振动体100,则在使振动板200变形为在其平面内折曲的弯曲形状变形更容易这一点优选。
[0121] ·变形例2:
[0122] 上述实施方式说明的剖面结构、配线连接结构仅是一个例子,也能够采用其它剖面结构、配线连接结构。例如,配线连接结构的层的种类、层的数目也能够适当地采用上述的实施方式以外的任意的方式。另外,形成在振动板200的配线图案无需形成与压电元件110的第1电极130电连接的第1配线和与第2电极150电连接的第2配线双方,也可以仅形成与第1电极130和第2电极150中的一方电连接的配线。此时,第1电极130和第
2电极150中的另一方能够经由形成在振动板200上的配线图案以外的任意的电连接配线与驱动电路连接。
[0123] 以上,基于几个实施例对本发明的实施方式进行了说明,但上述的发明的实施方式是为了使本发明的理解变得容易的方式,并不限定本发明。本发明不脱离其主旨以及权利要求,能够进行变更、改进,并且,本发明包括其等价物是当然的。
[0124] 符号说明
[0125] 10、10b、10c、10d…压电驱动装置;20…突起部;50…转子;51…中心;100…压电振动体;110、110a~110e…压电元件;120…基板;125…绝缘层;130…第1电极;140…压电体;150、150a~150e…第2电极;150g…第1层叠导电部;151、152…连接配线;160…绝缘层;160c…接触孔;170…导电图案;171…第1层叠导电部;172、172a~172e…第2层叠导电部;200…振动板;202…绝缘层;210…振动体部;211…第1面;212…第2面;220…连接部;230…安装部;240…螺丝;260…绝缘层;260c…接触孔;270…导电图案;271…第1层叠导电部;272、272ad、272bc、272e…第2层叠导电部;300…驱动电路;310、312、314…配线;320…配线;330…配线图案;331…第1配线;332、332ad、332bc、332e…第2配线;340…绝缘层;340w…开口;2000…机器人手部;2003…把持部;2010…臂;2012…连杆部;2020…关节部;2050…机器人;2200…送液泵;2202…凸轮;2202A…突起部;2211…贮存器;2212…管;2213…指状物;2222…转子;2223…减速传递机构;2230…壳体;CH1a…接触孔;CH2a…接触孔;LC1…第1层叠导电部;LC2…第2层叠导电部;HC1、HC2…接触孔;
PG1…第1压电元件组;PG2…第2压电元件组;PG3…第3压电元件组。
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