CN102017387A - 直线驱动型超声波马达 - Google Patents

Abstract

提供一种能够得到稳定的推压力、与外部装置的关系中的制约较少的小型的直线驱动型超声波马达。至少具备具有压电元件的超声波振子、通过与超声波振子之间的摩擦力而被驱动的被驱动部件、推压超声波振子以使得在超声波振子与被驱动部件之间产生摩擦力的推压部件、形成有第1收容凹部、在其内部收容有超声波振子和推压部件的第1壳体部件、可移动地支承被驱动部件的导引机构、和形成有第2收容凹部、在其内部收容有滚动部件的第2壳体部件。

Description

直线驱动型超声波马达

技术领域

本发明涉及直线驱动(linear drive)型超声波马达。

背景技术

作为以往的直线驱动型超声波马达，例如可以举出专利文献1记载的振动装置(图3A、图3B)。这里，图3A、图3B是表示以往的直线驱动型超声波马达的结构的图，图3A是分解立体图，图3B是纵剖视图。

图3A、图3B所示的振动装置具备收容有振动体901的壳体(case)906、在壳体906内通过而与振动体901接触的移动体904、以及产生使移动体904与振动体901加压接触的推压力(施力)的推压弹簧905。推压弹簧905安装在壳体906的外侧。在壳体906的面向振动体901的一侧形成有开口部，推压弹簧905的推压力通过开口部作用在振动体901上。即，该振动装置形成了推压弹簧905覆盖壳体906的开口部并且安装在壳体906的外侧的构造，产生推压力的推压弹簧905的变形部(覆盖开口部的平面部)露出。

专利文献1：日本专利特许第3524248号说明书

发明内容

发明要解决的问题

但是，在专利文献1记载的振动装置中，在安装在某种外部装置上的情况下，为了避免推压弹簧905的推压力的变化，产生使得推压弹簧905不接触在外部装置的部件上、即必须避开推压弹簧905来进行配置的设计的限制。

本发明是鉴于上述问题而做出的，目的是提供一种能够得到稳定的推压力、与外部装置的关系的制约较少的、小型的直线驱动型超声波马达。

为了解决上述问题、达到目的，有关本发明的直线驱动型超声波马达的特征在于，至少具备：超声波振子，具有压电元件；被驱动部件，通过与超声波振子之间的摩擦力而被驱动；推压部件，推压超声波振子，以使得在超声波振子与被驱动部件之间产生摩擦力；第1壳体部件，形成有第1收容凹部，在其内部收容有超声波振子和推压部件；导引机构，可移动地支承被驱动部件；以及第2壳体部件，形成有第2收容凹部，在其内部收容有导引机构。

在有关本发明的直线驱动型超声波马达中，优选的是，在第1收容凹部的端面与第2收容凹部的端面相互接触的状态下，将第1壳体部件与第2壳体部件相互组装。

在有关本发明的直线驱动型超声波马达中，也可以是，通过将沿着被驱动部件的驱动方向设在第1收容凹部的端面上的第1槽部、和沿着被驱动部件的驱动方向设在第2收容凹部的端面上的第2槽部相互对置配置而形成开口部；被驱动部件穿过开口部而朝向第1壳体部件与第2壳体部件的外侧延伸。

发明效果

有关本发明的直线驱动型超声波马达能够得到稳定的推压力，与外部装置的关系中的制约较少，并且能够小型化。

附图说明

图1是表示有关本发明的实施方式的超声波马达的结构的分解立体图。

图2是表示组装后的状态的超声波马达的外观的立体图。

图3A是表示以往的直线驱动型超声波马达的结构的图，图3A是分解立体图。

图3B是表示以往的直线驱动型超声波马达的结构的图，图3B是纵剖视图。

标号说明

10 超声波马达(直线驱动型超声波马达)

10g 开口部

11 第1壳体部件

11g 第1槽部

11h 螺孔

11s 端面

12 第2壳体部件

12g 第2槽部

12h 螺孔

16 第1收容凹部

18 第2收容凹部

21 推压部件

22 振子(超声波振子)

22a 驱动元件

23 支承部件

24 被驱动部件

24a 平面部

24b 曲面部

25、26、27、28 滚动部件(导引机构)

29 导引部件

29a、29b、29c、29d 导引孔部

31 连结部

36 推压螺钉(加压部件)

37 壳体固定螺钉

具体实施方式

以下，参照图1、图2对有关本发明的实施方式的超声波马达10(直线驱动型超声波马达)进行说明。另外，并不通过以下的实施方式限定本发明。这里，图1是表示超声波马达10的结构的分解立体图，图2是表示组装后的状态的超声波马达10的外观的立体图。

如图1所示，超声波马达10具备作为超声波振子的振子22、被驱动部件24、推压部件21、第1壳体部件11、作为导引机构的滚动部件25、26、27、28及第2壳体部件12。

以下，对各部件详细地说明。

振子22、第1壳体部件11及壳体部件12都具备大致长方体状的外形，在第1壳体部件11的内部中形成有第1收容凹部16，在壳体部件12的内部中形成有第2收容凹部18。

在第1收容凹部16内，在超声波马达10的高度方向(图1的z方向)上从开口侧(端面11s侧)起依次收容有振子22、推压部件21。推压部件21是长板状的板簧，并且配置为，使其长度方向沿着超声波马达10、第1壳体部件11的长度方向(图1的x方向)。

另一方面，在第2收容凹部18内，在超声波马达10的高度方向上，从开口侧(端面12s侧)起依次收容有导引部件29、滚动部件25、26、27、28。滚动部件25、26、27、28配置为，使其沿着第2壳体部件12的长度方向各两个地成为两列。

导引部件29呈将长板状部件在宽度方向中心进行弯折的形状。该导引部件29，当收容在第2收容凹部18内以使弯折部配置在第2壳体部件12的内部中时，在对应于滚动部件25、26、27、28的位置上分别具备作为贯通孔的导引孔部29a、29b、29c、29d。导引部件29优选的是，通过与设在第2收容凹部18内的卡合部(未图示)卡合而将其位置固定。通过该结构，在壳体部件12的第2收容凹部18内，4个滚动部件25、26、27、28通过被从导引部件29的导引孔部29a、29b、29c、29d的下侧向上侧分别插通，在可滚动的状态下被定位。

被驱动部件24是截面为D形的轴状部件，当将第1壳体部件11与第2壳体部件12相互组装时，平面部24a经由驱动元件22a与振子22相接，曲面部24b抵接在滚动部件25上。

第1壳体部件11和第2壳体部件12在第1收容凹部16的端面11s与第2收容凹部18的端面12s相互接触的状态下相互组装。该组装通过将壳体固定螺钉37螺合到设在第2壳体部件12上的螺孔12h中而进行。

在第1收容凹部16的端面11s上，沿着驱动被驱动部件24的方向(x方向)形成有第1槽部11g。另一方面，在第2收容凹部18的端面12s上，形成有第2槽部12g，以使得其在将第1壳体部件11与第2壳体部件12相互组装时对应于第1槽部11g。第1槽部11g、第2槽部12g通过在组装后相互对置配置而形成开口部10g。被驱动部件24穿过该开口部10g朝向第1壳体部件11、第2壳体部件12的外侧延伸。

另一方面，在第1壳体部件11、第2壳体部件12内，被驱动部件24抵接支承在突出到导引部件29的导引孔部29a、29b、29c、29d的上侧的滚动部件25、26、27、28上。被驱动部件24通过支承在沿着第2壳体部件12的长度方向配置的滚动部件25、26、27、28上，能够沿着壳体部件12的长度方向、即被驱动部件24的长度方向移动。

推压部件21的长度方向的两端部的上面能够由推压螺钉36(加压部件)推压。推压螺钉36通过设在第1壳体部件11的上面的作为贯通孔的螺孔11h，前端延伸到第1收容凹部16内。此外，推压部件21成为长度方向的中央部的下面与振子22的定位用的支承部件23抵接的配置。这里，支承部件23固定在振子22的长度方向(图1的x方向)中央。此外，振子22由超声波振子(例如压电元件)构成。另外，超声波振子的驱动方法是公知的，所以在以下的图中，用来驱动振子22的电配线省略。此外，在第1壳体部件11的第1收容凹部16内，形成有与支承部件23的伸出部卡合的卡合槽(未图示)。

如图1、图2所示，在被驱动部件24的两端部，设有用来连结外部装置(未图示)的连结部31，能够实现直线可动装置。

以上的结构的超声波马达10的组装如以下这样进行。

首先，将推压部件21装入到第1壳体部件11的第1收容凹部16中。接着，通过将支承部件23的伸出部与第1壳体部件11的卡合部嵌合，将振子22固定在第1壳体部件11上。另外，由于将支承部件23的伸出部与第1壳体部件11的卡合部嵌合，所以在此状态下能够一体地进行操作。

接着，在第2收容凹部18内，从由滚动部件25、26、27、28支承着被驱动部件24的状态的壳体部件12侧，用壳体固定螺钉37将第1壳体部件11与第2壳体部件12相互组装。进而，在组装后，通过调节推压螺钉36向第1收容凹部16内的延伸量，将推压部件21带来的推压力设定为希望的值。在推压力的设定后，也能够通过例如将推压螺钉36相对于第1壳体部件11的螺孔11h粘接而固定。另外，推压力的调节也可以通过推压部件21的材质、形状的变更来进行。

第1壳体部件11具有与推压部件21相比足够高的刚性，即使第1壳体部件11接触在未图示的外部装置的部件上，也不会有例如推压部件21的挠曲量变化的情况。因此，外部装置的设计自由度提高。此外，由于推压部件21没有露出到第1壳体部件11的外部，所以能够使第1壳体部件11的外形匹配于外部装置而用于安装的定位。进而，也可以在第1壳体部件11上设置安装孔而直接安装在外部装置上。

另外，如果被驱动部件能够移动，则作为导引机构，也可以采用设置例如不会滚动的半球状的部件、或在第2壳体部件上在与被驱动部件接触的部分上设置半球状的突起部、或使接触部分成为平滑的面等的结构。

在以上的结构中，通过推压部件21将振子22相对于被驱动部件24进行推压，在振子22与被驱动部件24之间产生摩擦力，所以通过振子22的振动，被驱动部件24沿其长度方向移动。进而，由于被驱动部件24一边受滚动部件25、26、27、28支承一边移动，所以能够得到稳定的推压力。

由于能够将第1壳体部件11相对于外部装置固定，所以能够稳定地获得推压部件21带来的推压力，并且能够适用于范围广的直线可动装置。

一般，在超声波马达装置中，将主要的结构关键部件形成为封装化的单元构造，这在通用性、特性稳定化的方面是有效的，但也要求小型化。对此，在以往的超声波马达中，在将推压部件(施力部件)内包在壳体部件中的状态下进行小型化，使得推压力的偏差容易变大，较困难。但是，在将推压部件露出安装在壳体上的状态下，作为壳体保护内容物的功能并不充分。

相对于此，根据有关上述实施方式的超声波马达，能够实现能容易地进行推压部件21的定位、并且组装及维护也简单的单元构造。即，向箱状的第1壳体部件11的开口部侧导引并收容振子22，向与开口部相反侧导引并收容推压部件21。由此，能够实现小型化，并且由于作为刚体的第1壳体部件11将包括推压部件21的各部件覆盖保护，所以第1壳体部件11能够固定在外部装置上、或为了定位而抵接在外部装置上等。这对于壳体部件12是同样的。

进而，在由第2壳体部件12封闭的空间内，通过推压部件21的推压力，振子22接触在被驱动部件24上，所以能够防止异响的发生。此外，通过将推压部件21、振子22的任意其一或两者进行位置限制，能够抑制在被驱动部件24的精密的驱动中不需要的共振的发生。进而，通过将振子22配置到推压部件21与被驱动部件24之间的构造，被驱动部件24的移动变得顺畅。

此外，由于超声波马达10由第1壳体部件11和第2壳体部件12这两个壳体部件构成，所以组装时及维护时的作业变得容易。

工业实用性

以上，有关本发明的直线驱动型超声波马达适合于小型设备的高精度的驱动。

Claims (3)

1.一种直线驱动型超声波马达，其特征在于，至少具备：

超声波振子，具有压电元件；

被驱动部件，通过与上述超声波振子之间的摩擦力而被驱动；

推压部件，推压上述超声波振子，以使得在上述超声波振子与上述被驱动部件之间产生摩擦力；

第1壳体部件，形成有第1收容凹部，在其内部收容有上述超声波振子和上述推压部件；

导引机构，可移动地支承上述被驱动部件；以及

第2壳体部件，形成有第2收容凹部，在其内部收容有上述导引机构。

2.如权利要求1所述的直线驱动型超声波马达，其特征在于，

在上述第1收容凹部的端面与上述第2收容凹部的端面相互接触的状态下，将上述第1壳体部件与上述第2壳体部件相互组装。

3.如权利要求2所述的直线驱动型超声波马达，其特征在于，

通过将沿着上述被驱动部件的驱动方向设在上述第1收容凹部的端面上的第1槽部、和沿着上述被驱动部件的驱动方向设在上述第2收容凹部的端面上的第2槽部相互对置配置而形成开口部；

上述被驱动部件穿过上述开口部而朝向上述第1壳体部件与上述第2壳体部件的外侧延伸。

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