スライダ駆動用アクチュエータ
【課題】振動体の形状精度に大きく影響されることなくスライドを案内レールの長手方向に安定して直線駆動することのできるスライダ駆動用アクチュエータを提供する。
【解決手段】モータケーシング１１内に収容された超音波リニアモータ１２が、互いに平行な少なくとも二本の脚部１３ｃ，１３ｄを有する振動体１３と、振動体１３を所定方向に付勢して脚部１３ｃ，１３ｄの先端に固着された摺動部材１５を案内レールと平行に配置された固定部材３の平面部３ａに押し当てる圧縮コイルばね１６とを備えてなるスライダ駆動用アクチュエータにおいて、固定部材３の平面部３ａに当接する摺動部材１５の先端を球面形状とした。
【解決手段】モータケーシング１１内に収容された超音波リニアモータ１２が、互いに平行な少なくとも二本の脚部１３ｃ，１３ｄを有する振動体１３と、振動体１３を所定方向に付勢して脚部１３ｃ，１３ｄの先端に固着された摺動部材１５を案内レールと平行に配置された固定部材３の平面部３ａに押し当てる圧縮コイルばね１６とを備えてなるスライダ駆動用アクチュエータにおいて、固定部材３の平面部３ａに当接する摺動部材１５の先端を球面形状とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアガイドのスライダを案内レールの長手方向に直線駆動するスライダ駆動用アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアガイドのスライダを案内レールの長手方向に直線駆動するスライダ駆動用アクチュエータとして、従来、図５に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。同図に示されるスライダ駆動用アクチュエータはモータケーシング１１と、このモータケーシング１１内に収容された超音波リニアモータ１２（図６参照）とからなり、モータケーシング１１はリニアガイドのスライダ１に固定されている。
【０００３】
超音波リニアモータ１２はアルミニウムなどの金属材料をほぼコ字形に成形してなる振動体１３（図６参照）を備えており、この振動体１３の肩部１３ａ，１３ｂには、圧電素子１４が振動体１３の脚部１３ｃ，１３ｄに対してほぼ４５度の角度で固着されている。また、超音波リニアモータ１２は振動体１３を所定の方向に付勢して脚部１３ｃ，１３ｄの先端に固着された摺動部材１５を固定部材３（図５参照）の平面部３ａに押し当てる付勢手段としての圧縮コイルばね１６と、振動体１３を固定部材３の平面部３ａに対して進退可能に支持する振動体支持部材１７とを備えており、固定部材３はリニアガイドの案内レール２と平行に配置されている。なお、摺動部材１５はカーボン、カーボンファイバ、ポリイミドなどの低摩擦材料から形成されている。
【特許文献１】特開平０６−２８４７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなスライダ駆動用アクチュエータは、例えば特開平０１−３１５２８２号公報や特開平０２−０００９２５号公報に開示されたものと比較して、長期間に渡って安定した機能を保つことができるが、次のような問題点を有していた。すなわち、上述したスライダ駆動用アクチュエータでは、固定部材３の平面部３ａを摺動する摺動部材として平板状の摺動部材１５を用いてリニアガイドのスライダ１を直線駆動する構成となっている。このため、固定部材３の平面部３ａに対する摺動部材１５の接触面積が振動体１３の形状精度によって変化し、摺動部材１５と固定部材３との接触部に生じる摩擦力も振動体１３の形状精度によって変化するため、スライダ１の移動速度にばらつきが生じやすいという問題があった。
【０００５】
また、図７に示すように、振動体１３の脚部１３ｃ，１３ｄが固定部材３の平面部３ａに対して若干傾いている場合には、摺動部材１５の角部が固定部材３の平面部３ａに当接するため、摺動部材１５に偏摩耗が生じ、固定部材３との摩擦力が大きくなるとともに、摩耗粉が摺動部材１５と固定部材３との間に入り込むことによって滑りを生じ、圧電素子１４の制御状態がさらに不安定なものになるなどの問題もあった。
【０００６】
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、振動体の形状精度に大きく影響されることなくスライドを案内レールの長手方向に安定して直線駆動することのできるスライダ駆動用アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、リニアガイドのスライダを案内レールの長手方向に直線駆動するものであって、前記スライダに固定されたモータケーシングと、このモータケーシング内に収容された超音波リニアモータとからなり、前記超音波リニアモータが互いに平行な少なくとも二本の脚部を有する振動体と、この振動体を所定方向に付勢して前記脚部の先端に固着された摺動部材を前記案内レールと平行に配置された固定部材の平面部に押し当てる付勢手段とを備えてなるスライダ駆動用アクチュエータにおいて、前記固定部材の平面部に当接する前記摺動部材の先端を球面形状としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るスライダ駆動用アクチュエータでは、振動体の脚部が固定部材の平面部に対して若干傾いていても摺動部材が固定部材の平面部にほぼ一定の面積で接触するので、振動体の形状精度に大きく影響されることなくスライドを案内レールの長手方向に安定して直線駆動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の第１の実施形態に係るスライダ駆動用アクチュエータの断面図を図１に示す。同図に示されるスライダ駆動用アクチュエータはモータケーシング１１と、このモータケーシング１１内に収容された超音波リニアモータ１２とからなり、モータケーシング１１はリニアガイドのスライダに固定されている。
【００１０】
超音波リニアモータ１２はアルミニウムなどの金属材料をほぼコ字形に成形してなる振動体１３を備えており、この振動体１３の肩部１３ａ，１３ｂ（図２参照）には、圧電素子１４が振動体１３の脚部１３ｃ，１３ｄに対してほぼ４５度の角度で固着されている。また、超音波リニアモータ１２は振動体１３を所定の方向に付勢して脚部１３ｃ，１３ｄの先端に固着された摺動部材１５（図２及び図３参照）を固定部材３の平面部３ａに押し当てる付勢手段としての圧縮コイルばね１６と、振動体１３を固定部材３の平面部３ａに対して進退可能に支持する振動体支持部材１７とを備えており、固定部材３はリニアガイドの案内レールと平行に配置されている。
【００１１】
摺動部材１５はカーボン、カーボンファイバ、ポリイミド、セラミック、耐摩耗性金属（例えばＳＵＪ２、ＳＣＭ４１５、ＳＣＭ４２０、ＳＣＭ４３５）などの低摩擦材料からなり、固定部材３の平面部３ａに当接する摺動部材１５の先端は球面形状となっている。
【００１２】
このような構成において、圧電素子１４で発生した超音波振動が振動体１３に伝わると、振動体１３の脚部１３ｃ，１３ｄが案内レールの長手方向に沿って同一周波数で楕円振動し、脚部１３ｃ，１３ｄの先端に固着された摺動部材１５が固定部材３の平面部３ａを案内レールの長手方向に摺動することによって、スライダが案内レールの長手方向に直線駆動される。このとき、脚部１３ｃ，１３ｄの先端に固着された摺動部材１５はその先端が球面形状となっているため、図４に示すように、振動体１３の脚部１３ｃ，１３ｄが固定部材３の平面部３ａに対して若干傾いていても摺動部材１５が固定部材３の平面部３ａにほぼ一定の面積で接触する。したがって、固定部材３の平面部３ａに対する摺動部材１５の接触面積が振動体１３の形状精度によって大きく変化することがないので、振動体１３の形状精度に大きく影響されることなくスライドを案内レールの長手方向に安定して直線駆動することができる。
【００１３】
また、前述した従来例のように、摺動部材１５が固定部材３の平面部３ａに片当たりすることもないので、摺動部材１５の偏摩耗を防止できると共に、摩耗した摺動部材１５と固定部材３との間に摩耗粉が入り込むことによって滑りが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスライダ駆動用アクチュエータの断面図である。
【図２】図１に示す振動体の正面図である。
【図３】図２に示す振動体の底面図である。
【図４】図２に示す振動体の脚部が固定部材の平面部に対して傾いている場合の摺動部材と固定部材との接触状態を示す図である。
【図５】従来のスライダ駆動用アクチュエータの一例を示す斜視図である。
【図６】図５に示すスライダ駆動用アクチュエータの断面図である。
【図７】図５に示す振動体の脚部が固定部材の平面部に対して傾いている場合の摺動部材と固定部材との接触状態を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１ スライダ
２ 案内レール
３ 固定部材
１１ モータケーシング
１２ 超音波リニアモータ
１３ 振動体
１３ｃ，１３ｄ 脚部
１４ 圧電素子
１５ 摺動部材
１６ 圧縮コイルばね
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアガイドのスライダを案内レールの長手方向に直線駆動するスライダ駆動用アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアガイドのスライダを案内レールの長手方向に直線駆動するスライダ駆動用アクチュエータとして、従来、図５に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。同図に示されるスライダ駆動用アクチュエータはモータケーシング１１と、このモータケーシング１１内に収容された超音波リニアモータ１２（図６参照）とからなり、モータケーシング１１はリニアガイドのスライダ１に固定されている。
【０００３】
超音波リニアモータ１２はアルミニウムなどの金属材料をほぼコ字形に成形してなる振動体１３（図６参照）を備えており、この振動体１３の肩部１３ａ，１３ｂには、圧電素子１４が振動体１３の脚部１３ｃ，１３ｄに対してほぼ４５度の角度で固着されている。また、超音波リニアモータ１２は振動体１３を所定の方向に付勢して脚部１３ｃ，１３ｄの先端に固着された摺動部材１５を固定部材３（図５参照）の平面部３ａに押し当てる付勢手段としての圧縮コイルばね１６と、振動体１３を固定部材３の平面部３ａに対して進退可能に支持する振動体支持部材１７とを備えており、固定部材３はリニアガイドの案内レール２と平行に配置されている。なお、摺動部材１５はカーボン、カーボンファイバ、ポリイミドなどの低摩擦材料から形成されている。
【特許文献１】特開平０６−２８４７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなスライダ駆動用アクチュエータは、例えば特開平０１−３１５２８２号公報や特開平０２−０００９２５号公報に開示されたものと比較して、長期間に渡って安定した機能を保つことができるが、次のような問題点を有していた。すなわち、上述したスライダ駆動用アクチュエータでは、固定部材３の平面部３ａを摺動する摺動部材として平板状の摺動部材１５を用いてリニアガイドのスライダ１を直線駆動する構成となっている。このため、固定部材３の平面部３ａに対する摺動部材１５の接触面積が振動体１３の形状精度によって変化し、摺動部材１５と固定部材３との接触部に生じる摩擦力も振動体１３の形状精度によって変化するため、スライダ１の移動速度にばらつきが生じやすいという問題があった。
【０００５】
また、図７に示すように、振動体１３の脚部１３ｃ，１３ｄが固定部材３の平面部３ａに対して若干傾いている場合には、摺動部材１５の角部が固定部材３の平面部３ａに当接するため、摺動部材１５に偏摩耗が生じ、固定部材３との摩擦力が大きくなるとともに、摩耗粉が摺動部材１５と固定部材３との間に入り込むことによって滑りを生じ、圧電素子１４の制御状態がさらに不安定なものになるなどの問題もあった。
【０００６】
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、振動体の形状精度に大きく影響されることなくスライドを案内レールの長手方向に安定して直線駆動することのできるスライダ駆動用アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、リニアガイドのスライダを案内レールの長手方向に直線駆動するものであって、前記スライダに固定されたモータケーシングと、このモータケーシング内に収容された超音波リニアモータとからなり、前記超音波リニアモータが互いに平行な少なくとも二本の脚部を有する振動体と、この振動体を所定方向に付勢して前記脚部の先端に固着された摺動部材を前記案内レールと平行に配置された固定部材の平面部に押し当てる付勢手段とを備えてなるスライダ駆動用アクチュエータにおいて、前記固定部材の平面部に当接する前記摺動部材の先端を球面形状としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るスライダ駆動用アクチュエータでは、振動体の脚部が固定部材の平面部に対して若干傾いていても摺動部材が固定部材の平面部にほぼ一定の面積で接触するので、振動体の形状精度に大きく影響されることなくスライドを案内レールの長手方向に安定して直線駆動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の第１の実施形態に係るスライダ駆動用アクチュエータの断面図を図１に示す。同図に示されるスライダ駆動用アクチュエータはモータケーシング１１と、このモータケーシング１１内に収容された超音波リニアモータ１２とからなり、モータケーシング１１はリニアガイドのスライダに固定されている。
【００１０】
超音波リニアモータ１２はアルミニウムなどの金属材料をほぼコ字形に成形してなる振動体１３を備えており、この振動体１３の肩部１３ａ，１３ｂ（図２参照）には、圧電素子１４が振動体１３の脚部１３ｃ，１３ｄに対してほぼ４５度の角度で固着されている。また、超音波リニアモータ１２は振動体１３を所定の方向に付勢して脚部１３ｃ，１３ｄの先端に固着された摺動部材１５（図２及び図３参照）を固定部材３の平面部３ａに押し当てる付勢手段としての圧縮コイルばね１６と、振動体１３を固定部材３の平面部３ａに対して進退可能に支持する振動体支持部材１７とを備えており、固定部材３はリニアガイドの案内レールと平行に配置されている。
【００１１】
摺動部材１５はカーボン、カーボンファイバ、ポリイミド、セラミック、耐摩耗性金属（例えばＳＵＪ２、ＳＣＭ４１５、ＳＣＭ４２０、ＳＣＭ４３５）などの低摩擦材料からなり、固定部材３の平面部３ａに当接する摺動部材１５の先端は球面形状となっている。
【００１２】
このような構成において、圧電素子１４で発生した超音波振動が振動体１３に伝わると、振動体１３の脚部１３ｃ，１３ｄが案内レールの長手方向に沿って同一周波数で楕円振動し、脚部１３ｃ，１３ｄの先端に固着された摺動部材１５が固定部材３の平面部３ａを案内レールの長手方向に摺動することによって、スライダが案内レールの長手方向に直線駆動される。このとき、脚部１３ｃ，１３ｄの先端に固着された摺動部材１５はその先端が球面形状となっているため、図４に示すように、振動体１３の脚部１３ｃ，１３ｄが固定部材３の平面部３ａに対して若干傾いていても摺動部材１５が固定部材３の平面部３ａにほぼ一定の面積で接触する。したがって、固定部材３の平面部３ａに対する摺動部材１５の接触面積が振動体１３の形状精度によって大きく変化することがないので、振動体１３の形状精度に大きく影響されることなくスライドを案内レールの長手方向に安定して直線駆動することができる。
【００１３】
また、前述した従来例のように、摺動部材１５が固定部材３の平面部３ａに片当たりすることもないので、摺動部材１５の偏摩耗を防止できると共に、摩耗した摺動部材１５と固定部材３との間に摩耗粉が入り込むことによって滑りが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスライダ駆動用アクチュエータの断面図である。
【図２】図１に示す振動体の正面図である。
【図３】図２に示す振動体の底面図である。
【図４】図２に示す振動体の脚部が固定部材の平面部に対して傾いている場合の摺動部材と固定部材との接触状態を示す図である。
【図５】従来のスライダ駆動用アクチュエータの一例を示す斜視図である。
【図６】図５に示すスライダ駆動用アクチュエータの断面図である。
【図７】図５に示す振動体の脚部が固定部材の平面部に対して傾いている場合の摺動部材と固定部材との接触状態を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１ スライダ
２ 案内レール
３ 固定部材
１１ モータケーシング
１２ 超音波リニアモータ
１３ 振動体
１３ｃ，１３ｄ 脚部
１４ 圧電素子
１５ 摺動部材
１６ 圧縮コイルばね
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアガイドのスライダを案内レールの長手方向に直線駆動するものであって、前記スライダに固定されたモータケーシングと、このモータケーシング内に収容された超音波リニアモータとからなり、前記超音波リニアモータが互いに平行な少なくとも二本の脚部を有する振動体と、この振動体を所定方向に付勢して前記脚部の先端に固着された摺動部材を前記案内レールと平行に配置された固定部材の平面部に押し当てる付勢手段とを備えてなるスライダ駆動用アクチュエータにおいて、
前記固定部材の平面部に当接する前記摺動部材の先端を球面形状としたことを特徴とするスライダ駆動用アクチュエータ。
【請求項１】
リニアガイドのスライダを案内レールの長手方向に直線駆動するものであって、前記スライダに固定されたモータケーシングと、このモータケーシング内に収容された超音波リニアモータとからなり、前記超音波リニアモータが互いに平行な少なくとも二本の脚部を有する振動体と、この振動体を所定方向に付勢して前記脚部の先端に固着された摺動部材を前記案内レールと平行に配置された固定部材の平面部に押し当てる付勢手段とを備えてなるスライダ駆動用アクチュエータにおいて、
前記固定部材の平面部に当接する前記摺動部材の先端を球面形状としたことを特徴とするスライダ駆動用アクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−７９３５９（Ｐ２００８−７９３５９Ａ）
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５２２９３（Ｐ２００６−２５２２９３）
【出願日】平成１８年９月１９日（２００６．９．１９）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１９日（２００６．９．１９）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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