JP2581974Y2 - 直動形ガイド装置の駆動機構 - Google Patents
直動形ガイド装置の駆動機構Info
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- JP2581974Y2 JP2581974Y2 JP1992006839U JP683992U JP2581974Y2 JP 2581974 Y2 JP2581974 Y2 JP 2581974Y2 JP 1992006839 U JP1992006839 U JP 1992006839U JP 683992 U JP683992 U JP 683992U JP 2581974 Y2 JP2581974 Y2 JP 2581974Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- elastic
- moving body
- guide device
- guide rail
- drive mechanism
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- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この考案は、小ストロークの直線
運動で精密な位置決めをする分野、例えば半導体、光デ
ィスク、ＤＡＤ（デジタル・オーディオ・ディスク）等
のような超精密加工を要する分野で利用される直動形ガ
イド装置の駆動機構に関する。
運動で精密な位置決めをする分野、例えば半導体、光デ
ィスク、ＤＡＤ（デジタル・オーディオ・ディスク）等
のような超精密加工を要する分野で利用される直動形ガ
イド装置の駆動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記の直動形ガイド装置の駆動機
構としては、移動体の摺動方向に延びるボールねじを、
移動体の所定部に設けたナットに螺合させた状態で、上
記ボールねじを回転型モータで回転させ、その回転運動
を直線運動に変換することにより、移動体を移動させる
ねじ式のものがあった。
構としては、移動体の摺動方向に延びるボールねじを、
移動体の所定部に設けたナットに螺合させた状態で、上
記ボールねじを回転型モータで回転させ、その回転運動
を直線運動に変換することにより、移動体を移動させる
ねじ式のものがあった。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】しかし、ねじ式の駆動
機構においては、ボールねじ、ナットおよび回転型モー
タ等、多くの部品を必要とするうえ、所要の位置決め精
度を得るためには、ねじのバックラッシュをなくすため
の予圧機構を設けなければならず、一層装置が複雑とな
って大型化すると共に重量が重くなるといった問題があ
った。
機構においては、ボールねじ、ナットおよび回転型モー
タ等、多くの部品を必要とするうえ、所要の位置決め精
度を得るためには、ねじのバックラッシュをなくすため
の予圧機構を設けなければならず、一層装置が複雑とな
って大型化すると共に重量が重くなるといった問題があ
った。
【０００４】一方、磁界を進行させながら移動体を移動
させる、いわゆるリニアモータ方式のものも提案されて
いるが（例えば特公平３−７５２９４号公報参照）、精
密加工を要する分野においては、磁界の影響を嫌うもの
も多く、適用が困難であった。また、コイルや永久磁石
等、多くの部品が必要であり構造が複雑となり、装置が
大型化すると共に重量も重くなる。
させる、いわゆるリニアモータ方式のものも提案されて
いるが（例えば特公平３−７５２９４号公報参照）、精
密加工を要する分野においては、磁界の影響を嫌うもの
も多く、適用が困難であった。また、コイルや永久磁石
等、多くの部品が必要であり構造が複雑となり、装置が
大型化すると共に重量も重くなる。
【０００５】そこで、この考案の目的は、小型軽量化を
図ることができ、且つ磁界の影響を嫌うような分野にも
適用することができる直動形ガイド装置の駆動機構を提
供することである。
図ることができ、且つ磁界の影響を嫌うような分野にも
適用することができる直動形ガイド装置の駆動機構を提
供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この考案に係る直動形ガイド装置の駆動機構は、ガ
イドレールに転動体を介して摺動自在に嵌合される移動
体を備えた直動形ガイド装置に装着され、移動体を摺動
方向に駆動する直動形ガイド装置の駆動機構において、
弾性材料からなる本体と、前記移動体の摺動方向におけ
る前記本体の両端部に装着された圧電振動子とを有して
成り、前記移動体及び前記ガイドレールの互いに対向す
る部位間に設けられ、当該部位の何れか一方に保持され
た弾性振動体、及び、前記一方の部位と前記弾性振動体
との間に配置され、前記弾性振動体を他方の部位側へ圧
接させる付勢手段を備えたことを特徴とするものであ
る。
め、この考案に係る直動形ガイド装置の駆動機構は、ガ
イドレールに転動体を介して摺動自在に嵌合される移動
体を備えた直動形ガイド装置に装着され、移動体を摺動
方向に駆動する直動形ガイド装置の駆動機構において、
弾性材料からなる本体と、前記移動体の摺動方向におけ
る前記本体の両端部に装着された圧電振動子とを有して
成り、前記移動体及び前記ガイドレールの互いに対向す
る部位間に設けられ、当該部位の何れか一方に保持され
た弾性振動体、及び、前記一方の部位と前記弾性振動体
との間に配置され、前記弾性振動体を他方の部位側へ圧
接させる付勢手段を備えたことを特徴とするものであ
る。
【０００７】
【作用】上記の構成の直動形ガイド装置の駆動機構は、
いわゆるリニア型超音波モータの原理を利用して移動体
を移動させる。移動体およびガイドレールの何れか一方
に取り付けられた弾性振動体が他方に加圧接触されてい
るため、圧電振動子の駆動により弾性振動体に弾性波を
誘起させると、この弾性波が弾性振動体の表面を伝播
し、弾性振動体とガイドレールの面との間に、移動体を
移動させる推力となる摩擦力が発生する。
いわゆるリニア型超音波モータの原理を利用して移動体
を移動させる。移動体およびガイドレールの何れか一方
に取り付けられた弾性振動体が他方に加圧接触されてい
るため、圧電振動子の駆動により弾性振動体に弾性波を
誘起させると、この弾性波が弾性振動体の表面を伝播
し、弾性振動体とガイドレールの面との間に、移動体を
移動させる推力となる摩擦力が発生する。
【０００８】
【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図１は、この考案の一実施例としての駆動機構
を含む直動形ガイド装置の縦断面図であり、図２は直動
形ガイド装置の概略斜視図である。これらの図を参照し
て、この直動形ガイド装置Ｂは、小ストロークの直線運
動で位置決めを行う位置決め装置として利用されるもの
であり、長尺のＵ字状ガイドレール１と、このガイドレ
ール１に摺動自在に嵌合された移動体２からなる。移動
体２は、複数のボール３を介してガイドレール１により
支承されており、このボール３は、移動体２の移動に伴
って、後述するボール循環路Ｊ（図３参照）に沿って循
環されるようになっている。また、移動体２の底面２ａ
とガイドレール１の内底面１ａとの間に、移動体２を駆
動する駆動機構Ａが設けられている。
明する。図１は、この考案の一実施例としての駆動機構
を含む直動形ガイド装置の縦断面図であり、図２は直動
形ガイド装置の概略斜視図である。これらの図を参照し
て、この直動形ガイド装置Ｂは、小ストロークの直線運
動で位置決めを行う位置決め装置として利用されるもの
であり、長尺のＵ字状ガイドレール１と、このガイドレ
ール１に摺動自在に嵌合された移動体２からなる。移動
体２は、複数のボール３を介してガイドレール１により
支承されており、このボール３は、移動体２の移動に伴
って、後述するボール循環路Ｊ（図３参照）に沿って循
環されるようになっている。また、移動体２の底面２ａ
とガイドレール１の内底面１ａとの間に、移動体２を駆
動する駆動機構Ａが設けられている。
【０００９】図１および図２を参照して、ガイドレール
１の対向する一対の内側面１ｂ，１ｃには、それぞれ長
手方向に延びる一対の断面Ｖ字状のボールガイド溝４が
形成されている。移動体２は、直方体形状をしている。
移動体２の一対の外側面２ｂ，２ｃには、ガイドレール
１のボールガイド溝４にそれぞれ対向する、一対の断面
Ｖ字状のボールガイド溝５が形成されている。ボールガ
イド溝４とこれに対向するボールガイド溝５との間に
は、上記ボール３が転動自在に介在されており、移動体
２の重量に加えて移動体２の移動方向と直交する方向の
荷重が、ボール３を介してガイドレール１により支承さ
れている。
１の対向する一対の内側面１ｂ，１ｃには、それぞれ長
手方向に延びる一対の断面Ｖ字状のボールガイド溝４が
形成されている。移動体２は、直方体形状をしている。
移動体２の一対の外側面２ｂ，２ｃには、ガイドレール
１のボールガイド溝４にそれぞれ対向する、一対の断面
Ｖ字状のボールガイド溝５が形成されている。ボールガ
イド溝４とこれに対向するボールガイド溝５との間に
は、上記ボール３が転動自在に介在されており、移動体
２の重量に加えて移動体２の移動方向と直交する方向の
荷重が、ボール３を介してガイドレール１により支承さ
れている。
【００１０】図３を参照して、上記ボール循環路Ｊは、
ボールガイド溝５とこれに対向するボールガイド溝４と
により構成されたボール往路Ｋと、移動体２の長手方向
に穿設された穴状のボール復路Ｌと、これらの両端部を
連結する一対の半円弧状の反転路Ｍとを有する無端状の
ものである。図１および図２を参照して、駆動機構Ａ
は、移動体２の底面２ａに形成された凹部２ｄに上下動
自在に取り付けられた弾性振動体６と、この弾性振動体
６の上面と凹部２ｄの内上面との間に介在し、弾性振動
体６の底面が所定の圧接力でガイドレール１の内底面１
ａに加圧接触されるように付勢する皿ばね７とを備えて
いる。弾性振動体６は、長尺の板状をした金属，プラス
チック等の弾性材料からなる本体６ａと、この本体６ａ
の、移動体２の移動方向の前後端部にそれぞれ装着され
た、ＢａＴｉＯ３やＰＺＴ等の圧電セラミックからなる
圧電振動子６ｂ，６ｃとを備えている。
ボールガイド溝５とこれに対向するボールガイド溝４と
により構成されたボール往路Ｋと、移動体２の長手方向
に穿設された穴状のボール復路Ｌと、これらの両端部を
連結する一対の半円弧状の反転路Ｍとを有する無端状の
ものである。図１および図２を参照して、駆動機構Ａ
は、移動体２の底面２ａに形成された凹部２ｄに上下動
自在に取り付けられた弾性振動体６と、この弾性振動体
６の上面と凹部２ｄの内上面との間に介在し、弾性振動
体６の底面が所定の圧接力でガイドレール１の内底面１
ａに加圧接触されるように付勢する皿ばね７とを備えて
いる。弾性振動体６は、長尺の板状をした金属，プラス
チック等の弾性材料からなる本体６ａと、この本体６ａ
の、移動体２の移動方向の前後端部にそれぞれ装着され
た、ＢａＴｉＯ３やＰＺＴ等の圧電セラミックからなる
圧電振動子６ｂ，６ｃとを備えている。
【００１１】次に、図４を参照して、駆動機構Ａによる
移動体２の駆動原理について説明する。圧電振動子６ｃ
を駆動することにより、弾性振動体６に振動を与える
と、弾性振動体６には弾性波が発生し、矢符Ｙの方向に
弾性振動体６の表面を伝播していく。弾性振動体６の表
面の質点における弾性波は、縦振幅と横振幅を持つ楕円
運動Ｐを行っており、弾性波が矢符Ｙの方向に伝播して
いく場合、楕円運動Ｐはそれに逆らう方向、つまり半時
計回りに回転している。この弾性波は１波長毎に頂点Ｑ
を有しており、弾性振動体６に圧接されたガイドレール
１の内底面１ａは、前記の頂点Ｑのみで弾性振動体６に
接するために、質点の楕円運動により摩擦力を受けるこ
とになる。すなわち、ガイドレール１を、弾性波の伝播
方向とは逆の方向すなわち矢符Ｘの方向に移動させよう
とする力が働くが、ガイドレール１が固定されているた
めに、上記摩擦力に対する反力により、弾性振動体６が
弾性波の伝播方向すなわち矢符Ｙの方向に移動されるこ
とになる。なお、弾性振動体６の前端側の圧電振動子６
ｂを駆動すると、移動体２は後方へ（矢符Ｘ方向）移動
し、後端側の圧電振動子６ｃを駆動すると、移動体２は
前方（矢符Ｙ方向）へ移動する。
移動体２の駆動原理について説明する。圧電振動子６ｃ
を駆動することにより、弾性振動体６に振動を与える
と、弾性振動体６には弾性波が発生し、矢符Ｙの方向に
弾性振動体６の表面を伝播していく。弾性振動体６の表
面の質点における弾性波は、縦振幅と横振幅を持つ楕円
運動Ｐを行っており、弾性波が矢符Ｙの方向に伝播して
いく場合、楕円運動Ｐはそれに逆らう方向、つまり半時
計回りに回転している。この弾性波は１波長毎に頂点Ｑ
を有しており、弾性振動体６に圧接されたガイドレール
１の内底面１ａは、前記の頂点Ｑのみで弾性振動体６に
接するために、質点の楕円運動により摩擦力を受けるこ
とになる。すなわち、ガイドレール１を、弾性波の伝播
方向とは逆の方向すなわち矢符Ｘの方向に移動させよう
とする力が働くが、ガイドレール１が固定されているた
めに、上記摩擦力に対する反力により、弾性振動体６が
弾性波の伝播方向すなわち矢符Ｙの方向に移動されるこ
とになる。なお、弾性振動体６の前端側の圧電振動子６
ｂを駆動すると、移動体２は後方へ（矢符Ｘ方向）移動
し、後端側の圧電振動子６ｃを駆動すると、移動体２は
前方（矢符Ｙ方向）へ移動する。
【００１２】この実施例によれば、超音波振動を利用し
て移動体２を駆動し、従来のリニアモータのように磁界
を発生させることがないので、磁界の影響を嫌うような
分野への適用が可能となる。また、移動体２の下部に弾
性振動体６を設けるのみの簡単な構造なので、小型化お
よび軽量化を図ることができる。また、弾性振動体６と
移動体２の凹部２ｄの内上面との間に皿ばね７を介在さ
せているので、移動体２への荷重負荷により、移動体２
が微小ストロークだけ下がったとしても、このストロー
ク分を皿ばね７の収縮により吸収することができる。こ
の場合、ストロークとしては微小なので、皿ばね７によ
る付勢力はほとんど変化しない。したがって、移動体２
への荷重負荷によって弾性振動体６のガイドレール１の
内底面１ａへの加圧力が変化されることを防止でき、こ
れにより、駆動機構Ａによる安定した推力を得ることが
できる。
て移動体２を駆動し、従来のリニアモータのように磁界
を発生させることがないので、磁界の影響を嫌うような
分野への適用が可能となる。また、移動体２の下部に弾
性振動体６を設けるのみの簡単な構造なので、小型化お
よび軽量化を図ることができる。また、弾性振動体６と
移動体２の凹部２ｄの内上面との間に皿ばね７を介在さ
せているので、移動体２への荷重負荷により、移動体２
が微小ストロークだけ下がったとしても、このストロー
ク分を皿ばね７の収縮により吸収することができる。こ
の場合、ストロークとしては微小なので、皿ばね７によ
る付勢力はほとんど変化しない。したがって、移動体２
への荷重負荷によって弾性振動体６のガイドレール１の
内底面１ａへの加圧力が変化されることを防止でき、こ
れにより、駆動機構Ａによる安定した推力を得ることが
できる。
【００１３】なお、この考案は上記実施例に限定される
ものではなく、例えば、弾性振動体６をガイドレール１
の内底面１ａに取り付けて、移動体２の底面に加圧接触
させるようにすること等、この考案の要旨を変更しない
範囲で種々の設計変更を施すことができる。
ものではなく、例えば、弾性振動体６をガイドレール１
の内底面１ａに取り付けて、移動体２の底面に加圧接触
させるようにすること等、この考案の要旨を変更しない
範囲で種々の設計変更を施すことができる。
【００１４】
【考案の効果】以上のように本考案の直動形ガイド装置
の駆動機構によれば、超音波振動を利用して移動体を移
動させるので、磁界の影響を嫌うような分野への適用が
可能となり、また、構造が簡単なので小型軽量化を図る
ことができる。特に、弾性振動体は移動体の摺動方向に
おける本体の両端部に圧電振動子を装着して成るもので
あるため、構造が簡素で組立も容易である。また、弾性
振動体は、移動体及びガイドレールの互いに対向する部
位間に設けられるので、取付構造が簡素で取付が容易で
あるとともに、塵埃の侵入防止効果もある。また、上記
部位の一方と弾性振動体との間に付勢手段を配置して弾
性振動体に付勢力を直接付与するので、弾性波に対する
移動体の移動の追随性に優れている。
の駆動機構によれば、超音波振動を利用して移動体を移
動させるので、磁界の影響を嫌うような分野への適用が
可能となり、また、構造が簡単なので小型軽量化を図る
ことができる。特に、弾性振動体は移動体の摺動方向に
おける本体の両端部に圧電振動子を装着して成るもので
あるため、構造が簡素で組立も容易である。また、弾性
振動体は、移動体及びガイドレールの互いに対向する部
位間に設けられるので、取付構造が簡素で取付が容易で
あるとともに、塵埃の侵入防止効果もある。また、上記
部位の一方と弾性振動体との間に付勢手段を配置して弾
性振動体に付勢力を直接付与するので、弾性波に対する
移動体の移動の追随性に優れている。
【図１】本考案の一実施例の駆動機構を含む直動形ガイ
ド装置の縦断面図である。
ド装置の縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】直動形ガイド装置の平面図である
【図４】駆動原理を示す模式図である。
１ ガイドレール ２ 移動体 ３ ボール Ａ 駆動機構 Ｂ 直動形ガイド装置 ６ 弾性振動体 ６ｂ，６ｃ 圧電振動子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−222681（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−91019（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−277186（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−177615（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−280678（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−114119（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−149195（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16C 29/00 - 29/06 H02N 2/00
Claims (1)
- 【請求項１】ガイドレールに転動体を介して摺動自在に
嵌合される移動体を備えた直動形ガイド装置に装着さ
れ、移動体を摺動方向に駆動する直動形ガイド装置の駆
動機構において、弾性材料からなる本体と、前記移動体の摺動方向におけ
る前記本体の両端部に装着された圧電振動子とを有して
成り、前記移動体及び前記ガイドレールの互いに対向す
る部位間に設けられ、当該部位の何れか一方に保持され
た弾性振動体、及び、 前記一方の部位と前記弾性振動体との間に配置され、前
記弾性振動体を他方の部位側へ圧接させる付勢手段 を備
えたことを特徴とする直動形ガイド装置の駆動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992006839U JP2581974Y2 (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 直動形ガイド装置の駆動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992006839U JP2581974Y2 (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 直動形ガイド装置の駆動機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0566328U JPH0566328U (ja) | 1993-09-03 |
| JP2581974Y2 true JP2581974Y2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=11649415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992006839U Expired - Lifetime JP2581974Y2 (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 直動形ガイド装置の駆動機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581974Y2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005233406A (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-02 | Koyo Seiko Co Ltd | 斜接型複列玉軸受およびその予圧付与方法 |
| JP5162750B2 (ja) * | 2006-10-05 | 2013-03-13 | 国立大学法人静岡大学 | 位置決め装置及び位置決め方法 |
| JP6308801B2 (ja) * | 2013-04-12 | 2018-04-11 | キヤノン株式会社 | 駆動装置、画像振れ補正装置、交換レンズ、撮像装置、及び自動ステージ |
| JP6122452B2 (ja) * | 2015-01-15 | 2017-04-26 | キヤノン株式会社 | アクチュエータ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03222681A (ja) * | 1989-11-28 | 1991-10-01 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波モータ |
-
1992
- 1992-02-19 JP JP1992006839U patent/JP2581974Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0566328U (ja) | 1993-09-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R323533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |