JP5485536B2 - Feeder - Google Patents

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Description

本発明は、超音波振動子を用いた送り装置に関するものである。   The present invention relates to a feeding device using an ultrasonic transducer.

従来、超音波振動子を用いた送り装置としては、特開2000−152671号公報に例示されるように、交差態様で配置された一対の超音波振動子を一つの出力端部で接続するタイプや、特公平3−81119号公報に例示されるように、複数の超音波振動子を行列状に配置するタイプが存在している。   Conventionally, as a feeding device using an ultrasonic transducer, as illustrated in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-152671, a type in which a pair of ultrasonic transducers arranged in an intersecting manner is connected at one output end. As exemplified in Japanese Patent Publication No. 3-81119, there is a type in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged in a matrix.

図16を参照して、前者のタイプの送り装置について説明する。送り装置1は、出力部3と、スライドガイド機構5と、予圧付与機構7とを備えている。出力部3は、交差するように配置された一対の超音波振動子9を有する。一対の超音波振動子9は、一つの出力端部11によって接続されている。スライドガイド機構5は、出力部3をベース13に対してスライド自在に支持しており、通常、特定方向の直線移動だけを許容するローラーガイドなどによって構成されている。予圧付与機構7は、コイルばねなどによって構成されており、出力部3を被駆動部15に向けて付勢して出力端部11が適当な押し付け力で被駆動部15に当接するようにしている。スライドガイド機構5は、所定の支持溝に複数の球体が転動可能に配置された構造を有している。   With reference to FIG. 16, the former type of feeder will be described. The feeding device 1 includes an output unit 3, a slide guide mechanism 5, and a preload applying mechanism 7. The output unit 3 has a pair of ultrasonic transducers 9 arranged so as to cross each other. The pair of ultrasonic transducers 9 are connected by one output end 11. The slide guide mechanism 5 supports the output unit 3 so as to be slidable with respect to the base 13, and is usually configured by a roller guide that allows only linear movement in a specific direction. The preload applying mechanism 7 is constituted by a coil spring or the like, and urges the output portion 3 toward the driven portion 15 so that the output end portion 11 contacts the driven portion 15 with an appropriate pressing force. Yes. The slide guide mechanism 5 has a structure in which a plurality of spheres are arranged in a predetermined support groove so as to roll.

本発明者の調査によると、このような構成の送り装置においては、使用期間が進むにつれて出力部のスライド態様に円滑性が失われていく現象が生じている。
特開2000−152671号公報 特公平3−81119号公報
According to the investigation of the present inventor, in the feeding device having such a configuration, a phenomenon occurs in which the smoothness of the slide state of the output unit is lost as the use period proceeds.
JP 2000-152671 A Japanese Examined Patent Publication No. 3-81119

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、長期に亙り出力部の円滑なスライドを確保することができる、送り装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a feeding device that can ensure a smooth slide of an output unit over a long period of time.

上述した課題を解決するため、本発明に係る送り装置は、超音波振動子を有する出力部と、前記出力部を、被駆動部に対して当接・離隔するようにスライド自在に支持するガイド機構と、前記出力部に対して被駆動部に向けた予圧を付与する予圧付与機構とを備え、前記ガイド機構は、移動体と、固定台とを有し、前記移動体と前記固定台との間には、左右一対の相互当接摺動部が設けられており、相互当接摺動部のそれぞれは、凹面と、該凹面に組み入れられて当接する凸面とを含み、前記凸面は、スライド方向に延び、且つ、該スライド方向と直交する断面形状が、該スライド方向に亙って一定となっている。   In order to solve the above-described problems, a feeding device according to the present invention includes an output unit having an ultrasonic transducer, and a guide that slidably supports the output unit so that the output unit abuts and separates from a driven unit. And a preload applying mechanism that applies a preload toward the driven portion to the output unit, and the guide mechanism includes a movable body and a fixed base, and the movable body and the fixed base A pair of left and right mutual abutting sliding portions is provided between each of the two, and each of the mutual abutting sliding portions includes a concave surface and a convex surface that is incorporated into and abuts on the concave surface, A cross-sectional shape extending in the sliding direction and orthogonal to the sliding direction is constant over the sliding direction.

前記相互当接摺動部はそれぞれ、開口側が相互に対面しているV字状又はU字状の二つの案内溝と、それら案内溝に挟まれるように配置された円柱部材とを有しており、体面しあう前記二つの案内溝の一方は、前記移動体に支持され、他方は、前記固定台に支持され、且つ、前記円柱部材は、前記移動体及び前記固定台の双方に対して非固定状態に保たれており、前記凹面は、前記案内溝により構成され、前記凸面は、前記円柱部材の弧状側面によって構成されているようにしてもよい。   Each of the mutual abutting sliding portions has two V-shaped or U-shaped guide grooves whose opening sides face each other, and a columnar member disposed so as to be sandwiched between the guide grooves. One of the two guide grooves facing each other is supported by the movable body, the other is supported by the fixed base, and the columnar member is attached to both the movable body and the fixed base. It is maintained in an unfixed state, and the concave surface may be constituted by the guide groove, and the convex surface may be constituted by an arcuate side surface of the columnar member.

前記相互当接摺動部はそれぞれ、V字状又はU字状の案内溝と、該案内溝の開口側に対面して配置される柱状部材とを有しており、前記案内溝は、前記移動体及び前記固定台の一方に支持され、前記柱状部材は、他方に支持されており、前記凹面は、前記案内溝により構成され、前記凸面は、前記柱状部材の弧状凸面によって構成されているようにしてもよい。   Each of the mutual abutting sliding portions has a V-shaped or U-shaped guide groove and a columnar member disposed facing the opening side of the guide groove, Supported by one of the movable body and the fixed base, the columnar member is supported by the other, the concave surface is constituted by the guide groove, and the convex surface is constituted by an arc-shaped convex surface of the columnar member. You may do it.

本発明によれば、長期に亙り出力部の円滑なスライドを確保することができる。   According to the present invention, a smooth slide of the output unit can be ensured over a long period of time.

なお、本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。   The other features of the present invention and the operational effects thereof will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

以下、本発明に係る送り装置を、被駆動部を直線的に駆動するリニアタイプ送り装置として実施した場合の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment in which a feeding device according to the present invention is implemented as a linear type feeding device that linearly drives a driven portion will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

図1、図2及び図3にそれぞれ、本発明の第1の実施の形態に係る送り装置の平面、背面及び側面を示す。説明の理解を優先し、図は全て、トップカバーを省略しており、また、背面については後述の予圧付与機構を省略している。   FIGS. 1, 2 and 3 show a plane, a back surface and a side surface of the feeding device according to the first embodiment of the present invention, respectively. Prioritizing the understanding of the explanation, the top cover is omitted in all the drawings, and the preload applying mechanism described later is omitted on the back surface.

送り装置41は、ベース43と、出力部45と、予圧付与機構47と、ガイド機構49とを備えている。出力部45は、ベース43の上に配置されており、それぞれ圧電素子を含む一対のランジュバン型超音波振動子51と、交差保持ブラケット53とを備えている。一対の超音波振動子51は、交差保持ブラケット53によって平面的にみて各軸が相互に交差するような態様で支持されている。また、一対の超音波振動子51は円柱状の出力端部55を共有しており、すなわち、一対の超音波振動子51の先端には単一の出力端部55が設けられている。本実施の形態では、例示構成として、超音波振動子51、交差保持ブラケット53、及び出力端部55の組立体は、平面視、左右対称的な構成を有しており、ほぼ左右対称軸上に出力端部55の被駆動部42に対する当接点が位置している。   The feeding device 41 includes a base 43, an output unit 45, a preload applying mechanism 47, and a guide mechanism 49. The output unit 45 is disposed on the base 43 and includes a pair of Langevin type ultrasonic transducers 51 each including a piezoelectric element, and a cross holding bracket 53. The pair of ultrasonic transducers 51 are supported by the cross holding bracket 53 in such a manner that the axes cross each other as viewed in a plan view. The pair of ultrasonic transducers 51 share a cylindrical output end 55, that is, a single output end 55 is provided at the tip of the pair of ultrasonic transducers 51. In the present embodiment, as an exemplary configuration, the assembly of the ultrasonic transducer 51, the cross holding bracket 53, and the output end portion 55 has a configuration that is symmetric in plan view and is substantially on a symmetric axis. The contact point of the output end 55 with respect to the driven part 42 is located.

超音波振動子51や交差保持ブラケット53を挟んだ出力端部55との反対側には、予圧付与機構47が設けられている。予圧付与機構47は、コイルばね57と、ばね受け板59とを備えている。   A preload applying mechanism 47 is provided on the side opposite to the output end 55 with the ultrasonic transducer 51 and the cross holding bracket 53 interposed therebetween. The preload applying mechanism 47 includes a coil spring 57 and a spring receiving plate 59.

ばね受け板59は、ベース43上に立設されている。ばね受け板59にはコイルばね57の後端が接続されている。コイルばね57の前端は、交差保持ブラケット53の後方に接続されている。予圧付与機構47は、コイルばね57の弾性力によって出力部45に対して被駆動部42への当接にむけた予圧を付与している。   The spring receiving plate 59 is erected on the base 43. A rear end of the coil spring 57 is connected to the spring receiving plate 59. The front end of the coil spring 57 is connected to the rear of the cross holding bracket 53. The preload applying mechanism 47 applies a preload for contacting the driven portion 42 to the output portion 45 by the elastic force of the coil spring 57.

ガイド機構49は、出力部45とベース43との間に設けられており、出力部45を、被駆動部42に対して当接・離隔するようにスライド自在に支持する。図2によく示されているように、ガイド機構49は、出力部45を支持する移動体61と、それと組み合わされ且つベース43に対して固定される固定台62とを有する。移動体61と固定台62との間には、左右一対の相互当接摺動部65が設けられている。   The guide mechanism 49 is provided between the output unit 45 and the base 43, and supports the output unit 45 so as to be slidable so as to be in contact with or separated from the driven unit 42. As well shown in FIG. 2, the guide mechanism 49 includes a moving body 61 that supports the output unit 45, and a fixed base 62 that is combined therewith and fixed to the base 43. A pair of left and right abutting sliding portions 65 are provided between the moving body 61 and the fixed base 62.

図4及び図5に基づいて、より詳細に説明する。図4は、相互当接摺動部を示す図である。図5は、一方の案内レールとそれに組み入れられる円柱部材とを示す斜視図である。まず、図4に示されるように、相互当接摺動部65のそれぞれは、凹面67と、その凹面に組み入れられて凹面と当接する凸面69とを含んでいる。   This will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram illustrating the mutual contact sliding portion. FIG. 5 is a perspective view showing one guide rail and a columnar member incorporated therein. First, as shown in FIG. 4, each of the mutual contact sliding portions 65 includes a concave surface 67 and a convex surface 69 that is incorporated in the concave surface and contacts the concave surface.

本実施の形態に沿って具体的に説明すると、移動体61と固定台62とにはそれぞれ、左右一対の案内レール63が設けられている。そして、かかる案内レール63のそれぞれには、V字状又はU字状の案内溝71が形成されている。左右それぞれにおいて二つの案内レール63が、溝の開口側が相互に対面するように配置されている。そして、一つの相互当接摺動部65は、開口側が相互に対面している二つの案内溝71と、それら案内溝に挟まれるように配置された円柱部材73とを有している。体面しあう二つの案内溝71の一方は、移動体61に対して固定され、他方は、固定台62に対して固定されている。円柱部材73は、二つの案内溝71の間にあって、移動体61及び固定台62の双方に対して非固定状態に保たれている。すなわち、凹面67は、案内溝71により構成され、凸面69は、円柱部材73の弧状側面によって構成されている。円柱部材73及び案内レール63は、スライド方向に延び、且つ、スライド方向と直交する断面形状がスライド方向に亙って一定となっており、このため、それらの一部である凸面69及び凹面67もまた、スライド方向に延び、且つ、スライド方向と直交する断面形状が少なくとも相互摺動範囲においてはスライド方向に亙って一定となっている。凹面67と凸面69との接触は、スライド方向と直交する断面においてみて、全体が接触している関係には無く、部分的に接触している関係にある。   Specifically, along the present embodiment, the moving body 61 and the fixed base 62 are provided with a pair of left and right guide rails 63, respectively. Each of the guide rails 63 is formed with a V-shaped or U-shaped guide groove 71. Two guide rails 63 are arranged on the left and right sides so that the opening sides of the grooves face each other. And the one mutual contact sliding part 65 has the two guide grooves 71 which the opening side has mutually faced, and the cylindrical member 73 arrange | positioned so that these guide grooves may be pinched | interposed. One of the two guide grooves 71 that face each other is fixed to the moving body 61, and the other is fixed to the fixed base 62. The columnar member 73 is located between the two guide grooves 71 and is kept in an unfixed state with respect to both the moving body 61 and the fixed base 62. That is, the concave surface 67 is configured by the guide groove 71, and the convex surface 69 is configured by the arc-shaped side surface of the cylindrical member 73. The columnar member 73 and the guide rail 63 extend in the sliding direction, and the cross-sectional shape orthogonal to the sliding direction is constant over the sliding direction. For this reason, the convex surface 69 and the concave surface 67 that are a part thereof. Further, the cross-sectional shape extending in the sliding direction and orthogonal to the sliding direction is constant over the sliding direction at least in the mutual sliding range. The contact between the concave surface 67 and the convex surface 69 is not in the relationship of being in contact with each other but in the relationship of being in partial contact as seen in a cross section orthogonal to the sliding direction.

以上のように構成された送り装置41においては、図1に示されるように出力部45が被駆動部42に当接している状態から、予圧付与機構47を機能させ、出力部45に予圧を付与する。このとき、出力部45は、コイルばね57の弾性力によって前方に付勢され、所望の予圧力が付与される。所望の予圧が付与されたならば、超音波振動子51に電流を印加することで各超音波振動子51から変位を出力させ、出力端部55において出力変位を合成して摩擦力として取り出し、被駆動部42を図示の駆動方向Tへと動作させる。   In the feeding device 41 configured as described above, the preload applying mechanism 47 is caused to function from the state where the output portion 45 is in contact with the driven portion 42 as shown in FIG. Give. At this time, the output unit 45 is biased forward by the elastic force of the coil spring 57, and a desired pre-pressure is applied. When a desired preload is applied, a displacement is output from each ultrasonic transducer 51 by applying a current to the ultrasonic transducer 51, and the output displacement is synthesized at the output end 55 to be taken out as a frictional force. The driven part 42 is operated in the driving direction T shown in the figure.

さらに、本実施の形態に係る送り装置の作用について説明する。本発明者の調査によると、既存の送り装置として先に説明した所定の支持溝に複数の球体が転動可能に配置されたスライドガイド機構においては、使用期間が進むにつれて出力部のスライド態様に円滑性が失われていく現象が生じている。そこで、本実施の形態に係る送り装置と、複数の球体を有するスライドガイド機構を備えた比較例としての送り装置に関し、スライド円滑性の経時変化を調べる試験を行った。   Furthermore, the operation of the feeding device according to the present embodiment will be described. According to the inventor's investigation, in the slide guide mechanism in which a plurality of spheres are arranged so as to be able to roll in the predetermined support groove described above as an existing feeding device, the sliding state of the output unit is changed as the use period proceeds. There is a phenomenon in which smoothness is lost. Therefore, a test for examining a change in slide smoothness over time was performed on a feeding device according to the present embodiment and a feeding device as a comparative example provided with a slide guide mechanism having a plurality of spheres.

図6は、試験装置に送り装置がセットされた状態を示す図である。試験装置101における架台103上には、プッシュプルゲージ105及びマイクロメータ107が搭載されている。プッシュプルゲージ105は、ステージ109によって、送り装置に対して接近・離隔方向にスライド自在に設けられている。なお、プッシュプルゲージとしては、株式会社イマダのデジタルフォースゲージ(DPZS+DPU500N)を使用した。   FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the feeding device is set in the test device. A push-pull gauge 105 and a micrometer 107 are mounted on the gantry 103 in the test apparatus 101. The push-pull gauge 105 is slidable in the approaching / separating direction with respect to the feeding device by the stage 109. In addition, as a push-pull gauge, a digital force gauge (DPZS + DPU500N) manufactured by Imada Co., Ltd. was used.

試験手順としては、まず、試験装置101の架台103上に、本実施の形態に係る送り装置41又は比較例の送り装置をセットし、送り装置の出力端部の先端に、プッシュプルゲージを接触させる。そして、送り装置側の予圧を開放し、状態を変更しながらプッシュプルゲージ105側で予圧の測定を行う。具体的には、マイクロメータ107を回し、プッシュプルゲージ105を図中左側(送り装置から離隔する側)にストローク量0.1[mm]ずつ移動させ、それぞれの位置で予圧を測定する。図中左側へ合計ストローク量1.0[mm]の移動が終了したならば、今度は逆に、プッシュプルゲージ105を図中右側(送り装置に接近する側)にストローク量0.1[mm]ずつ移動させ、それぞれの位置で予圧を測定する。図中右側へ合計ストローク量1.0[mm]移動させ、試験開始時のセットポジションに戻るようにする。   As a test procedure, first, the feeder 41 according to the present embodiment or the feeder of the comparative example is set on the frame 103 of the test apparatus 101, and a push-pull gauge is brought into contact with the tip of the output end of the feeder. Let Then, the preload on the feeder side is released, and the preload is measured on the push-pull gauge 105 side while changing the state. Specifically, the micrometer 107 is turned to move the push-pull gauge 105 to the left side (side away from the feeder) in the figure by a stroke amount of 0.1 [mm], and the preload is measured at each position. When the movement of the total stroke amount 1.0 [mm] to the left side in the figure is finished, the push-pull gauge 105 is reversed to the right side (the side closer to the feeding device) in the figure and the stroke amount is 0.1 [mm]. ] And measure the preload at each position. Move the total stroke amount 1.0 [mm] to the right in the figure to return to the set position at the start of the test.

図7に試験結果を示す。(a)は比較例の送り装置に関するものであり、(b)は本実施の形態に係る送り装置に関するものである。図7の(a)に示されるように、まず、比較例の送り装置では、製造後の状態すなわち駆動前の状態では、ガイド機構のスライド円滑性は極めて良好であり、ヒステリシスは殆どみられず、予圧力は、出力端部(プッシュプルゲージ)のストローク量ときれいに比例していることが分る。その一方で、被駆動部を100[m]走行させた後の試験結果では、非常に大きなヒステリシスがみられ、ガイド機構のスライド円滑性が損なわれていることが分る。すなわち、ストローク量を増加させていく向きの変化では、ガイド機構が追従せずに、予圧力が大きく下降しており、ストローク量を増加から減少に転じた瞬間にガイド機構には大きな負荷がかかり、さらに、ストローク量を減少させていく向きの変化でも、ガイド機構が抵抗となって、予圧力が大きく上昇していることが分る。かかる比較例の送り装置に対し、本実施の形態に係る送り装置41では、図7の(b)に示されるように、駆動前も、走行後もヒステリシス自体は一定して僅かに存在しているものの、ヒステリシスの変化は生じなかった。しかも、走行後の試験結果は、比較例の100[m]走行の条件とは大いに異なり、100倍の10[km]走行後のものであり、実使用においてもガイド機構49のスライド円滑性が損なわれず、当初設計どおりの性能が長期に亙って確保されるという極めて優秀な装置となっている。   FIG. 7 shows the test results. (A) is related to the feeding device of the comparative example, (b) is related to the feeding device according to the present embodiment. As shown in FIG. 7A, first, in the feeding device of the comparative example, the sliding smoothness of the guide mechanism is very good in the state after manufacture, that is, the state before driving, and almost no hysteresis is observed. The preload is clearly proportional to the stroke amount of the output end (push-pull gauge). On the other hand, in the test result after the driven part travels 100 [m], it can be seen that a very large hysteresis is seen and the smoothness of sliding of the guide mechanism is impaired. In other words, with the change in the direction of increasing stroke amount, the guide mechanism does not follow and the preload decreases greatly, and a large load is applied to the guide mechanism at the moment when the stroke amount changes from increasing to decreasing. Furthermore, it can be seen that even when the stroke direction is decreased, the guide mechanism becomes a resistance and the preload is greatly increased. In contrast to the feeding device of this comparative example, in the feeding device 41 according to the present embodiment, as shown in FIG. 7B, the hysteresis itself is constant and slightly present before and after driving. However, there was no change in hysteresis. Moreover, the test results after running are very different from the 100 [m] running conditions of the comparative example, and are 100 times after 10 [km] running, and the sliding smoothness of the guide mechanism 49 is also possible in actual use. It is an extremely excellent device that can maintain the performance as originally designed for a long time without being damaged.

また、上記の試験が終了した後に、本実施の形態に係る送り装置41、及び、比較例の送り装置の双方を分解調査したところ、比較例の送り装置では、ガイド機構におけるV字状溝に削れた痕が確認されたが、本実施の形態に係る送り装置41では、そのような痕は全くみられなかった。   Further, after the above test was completed, both the feeding device 41 according to the present embodiment and the feeding device of the comparative example were disassembled and investigated, and in the feeding device of the comparative example, the V-shaped groove in the guide mechanism was Although the scraped trace was confirmed, such a trace was not seen at all in the feeding device 41 according to the present embodiment.

このように、本実施の形態に係る送り装置によれば、ガイド機構において、スライド方向に延び、且つ、スライド方向と直交する断面形状がスライド方向に亙って一定となる凸面が、凹面に対し、全体ではなく部分的に接触している関係で当接されているため、凸面が凹面を削ることなく円滑に摺動する。よって、ガイド機構におけるスライド円滑性の経時変化が極めて微小で、長期に亙り出力部の円滑なスライドを確保することができる。また、本実施の形態では、案内溝に組み入れられるのは一つの円柱部材だけであるため、複数の部材を組み入れた場合のように、部材相互間の寸法精度が不足することによる、出力部の首振り発生、振動発生、案内溝の削れ発生等の問題を生じることもない。   Thus, according to the feeding device according to the present embodiment, in the guide mechanism, the convex surface that extends in the sliding direction and whose cross-sectional shape perpendicular to the sliding direction is constant over the sliding direction is Since the contact is made in a partial contact relationship rather than the whole, the convex surface slides smoothly without scraping the concave surface. Therefore, the change in slide smoothness with time in the guide mechanism is extremely small, and a smooth slide of the output unit can be ensured over a long period of time. Further, in this embodiment, since only one cylindrical member is incorporated in the guide groove, the output portion of the output unit due to insufficient dimensional accuracy between the members as in the case of incorporating a plurality of members. There are no problems such as the occurrence of swinging, the occurrence of vibrations, and the occurrence of shaving of the guide grooves.

次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図8に、本発明の第2の実施の形態に関する図2と同態様の図を示す。第2の実施の形態は、第1の実施の形態に対し、案内溝及び凸面の形成態様が異なる。ガイド機構149は、図8に示されるように、移動体61と、それと組み合わされ且つベース43に対して固定される固定台62とを有する。移動体61と固定台62との間には、左右一対の相互当接摺動部165が設けられている。相互当接摺動部165のそれぞれは、凹面と、その凹面に組み入れられて凹面と当接する凸面とを含んでいる。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 shows a diagram of the same mode as FIG. 2 relating to the second embodiment of the present invention. The second embodiment differs from the first embodiment in the manner of forming the guide groove and the convex surface. As shown in FIG. 8, the guide mechanism 149 includes a movable body 61 and a fixed base 62 that is combined with the movable body 61 and fixed to the base 43. A pair of left and right mutual abutting sliding portions 165 are provided between the moving body 61 and the fixed base 62. Each of the mutual contact sliding portions 165 includes a concave surface and a convex surface that is incorporated in the concave surface and contacts the concave surface.

本実施の形態に沿って具体的に説明すると、固定台62には左右一対の案内レール63が設けられ、移動体61には左右一対の柱状部材173が設けられている。案内レール63のそれぞれには、V字状又はU字状の案内溝が形成されている。左右それぞれにおいて、柱状部材173は、案内レール63の溝の開口側と対面するように配置されている。そして、一つの相互当接摺動部165は、一つの案内溝と、案内溝に挟まれるように配置された一つの柱状部材173とを有している。案内溝は、固定台62に対して固定され、柱状部材173は、移動体61に対して固定されている。すなわち、本実施の形態では、凹面は、案内溝により構成され、凸面は、柱状部材173の弧状凸面によって構成されている。柱状部材173及び案内レール63は、スライド方向に延び、且つ、スライド方向と直交する断面形状がスライド方向に亙って一定となっており、このため、それらの一部である凸面及び凹面もまた、スライド方向に延び、且つ、スライド方向と直交する断面形状が少なくとも相互摺動範囲においてはスライド方向に亙って一定となっている。凹面と凸面との接触は、スライド方向と直交する断面においてみて、全体が接触している関係には無く、部分的に接触している関係にある。   Specifically, along the present embodiment, the fixed base 62 is provided with a pair of left and right guide rails 63, and the movable body 61 is provided with a pair of left and right columnar members 173. Each of the guide rails 63 is formed with a V-shaped or U-shaped guide groove. The columnar member 173 is disposed so as to face the opening side of the groove of the guide rail 63 on each of the left and right sides. Each one of the abutting sliding portions 165 has one guide groove and one columnar member 173 arranged so as to be sandwiched between the guide grooves. The guide groove is fixed to the fixed base 62, and the columnar member 173 is fixed to the moving body 61. That is, in the present embodiment, the concave surface is configured by a guide groove, and the convex surface is configured by an arc-shaped convex surface of the columnar member 173. The columnar member 173 and the guide rail 63 extend in the sliding direction, and the cross-sectional shape orthogonal to the sliding direction is constant over the sliding direction. Therefore, the convex surface and the concave surface which are a part of them are also formed. The cross-sectional shape extending in the sliding direction and orthogonal to the sliding direction is constant over the sliding direction at least in the mutual sliding range. The contact between the concave surface and the convex surface is not in a relationship in which the whole is in contact but in a relationship in which it is in partial contact as seen in a cross section orthogonal to the sliding direction.

このような本実施の形態においても、前述の実施の形態と同様に、ガイド機構において、スライド方向に延び、且つ、スライド方向と直交する断面形状がスライド方向に亙って一定となる凸面が、凹面に対し、全体ではなく部分的に接触している関係で当接されているため、凸面が凹面を削ることなく円滑に摺動する。よって、ガイド機構におけるスライド円滑性の経時変化が極めて微小で、長期に亙り出力部の円滑なスライドを確保することができる。また、本実施の形態では、案内溝に組み入れられるのは一つの柱状部材だけであるため、複数の部材を組み入れた場合のように、部材相互間の寸法精度が不足することによる、出力部の首振り発生、振動発生、案内溝の削れ発生等の問題を生じることもない。   In this embodiment as well, as in the above-described embodiment, in the guide mechanism, the convex surface that extends in the sliding direction and whose cross-sectional shape perpendicular to the sliding direction is constant over the sliding direction, Since the contact with the concave surface is in contact with a part rather than the whole, the convex surface slides smoothly without scraping the concave surface. Therefore, the change in slide smoothness with time in the guide mechanism is extremely small, and a smooth slide of the output unit can be ensured over a long period of time. Further, in this embodiment, since only one columnar member is incorporated into the guide groove, the output portion of the output unit due to insufficient dimensional accuracy between the members as in the case of incorporating a plurality of members. There are no problems such as the occurrence of swinging, the occurrence of vibrations, and the occurrence of shaving of the guide grooves.

また、第2の実施の形態に送り装置に関しても、第1の実施の形態と同様な試験を行っており、本発明の二つの実施の形態と、比較例とのそれぞれのヒステリシスの結果を図9にまとめて示す。なお、ヒステリシスは、ストローク量0.5[mm]の位置おける値を採用している。これより分るように、本発明は、ヒステリシスの変化は殆ど無く、長期の使用に亙ってもスライド円滑性が損なわれず、当初設計どおりの性能が長期に亙って確保される。   Also, with respect to the feeder according to the second embodiment, the same test as that of the first embodiment is performed, and the hysteresis results of the two embodiments of the present invention and the comparative example are shown in FIG. 9 is shown collectively. As the hysteresis, a value at a stroke amount of 0.5 [mm] is adopted. As can be seen from the above, the present invention has almost no change in hysteresis, the slide smoothness is not impaired even after long-term use, and the performance as originally designed is ensured over the long term.

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。   Although the contents of the present invention have been specifically described with reference to the preferred embodiments, various modifications can be made by those skilled in the art based on the basic technical idea and teachings of the present invention. It is self-explanatory.

本発明においては、相互当接摺動部が、凹面と、それに組み入れられて当接する凸面とを含み、凸面は、スライド方向に延びており、且つ、該スライド方向と直交する断面形状が、該スライド方向に亙って一定であればよいため、凹凸の設置態様は様々に採り得る。例えば、相互当接摺動部を構成する凹凸の設置対象を、移動体及び固定台のいずれが担うかは、適宜改変することができる。よって、図2及び図8の態様において、凹凸の設置対象をそれぞれ逆に担当させたような図10及び図11に示す態様も可能である。また、相互当接摺動部を構成する凹凸の内外の支持対象を、移動体及び固定台のいずれが担うかは、適宜改変することができる。よって、図2及び図8の態様において、凹凸の内外の支持対象をそれぞれ逆に担当させたような図12及び図13に示す態様も可能である。さらに、上記を組み合わせ、図2及び図8の態様において、凹凸の設置対象及び凹凸の内外の支持対象の双方をそれぞれ逆に担当させたような図14及び図15に示す態様も可能である。   In the present invention, the mutual abutting sliding portion includes a concave surface and a convex surface that is incorporated into and abuts with the concave surface, the convex surface extends in the sliding direction, and a cross-sectional shape orthogonal to the sliding direction is Since it is only necessary to be constant over the sliding direction, various uneven installation modes can be adopted. For example, it is possible to appropriately change which of the moving body and the fixed base bears the object to be provided with the unevenness constituting the mutual contact sliding portion. Therefore, in the modes of FIGS. 2 and 8, the modes shown in FIGS. 10 and 11 in which the objects to be unevenly set are assigned in reverse are also possible. In addition, it can be appropriately modified as to which of the movable body and the fixed base bears the support object inside and outside the unevenness constituting the mutual contact sliding portion. Therefore, in the modes of FIGS. 2 and 8, the modes shown in FIGS. 12 and 13 in which the objects to be supported on the inside and outside of the unevenness are handled in reverse are also possible. Further, by combining the above, the embodiment shown in FIGS. 14 and 15 in which both the uneven installation object and the internal and external support objects are in charge of each other in the embodiment shown in FIGS. 2 and 8 is also possible.

また、本発明は、被送り体を直線的に移動させる態様に限定されるものではなく、例えば、ロータ(被駆動部)を回転駆動させる態様として実施することもできる。   The present invention is not limited to a mode in which the fed body is moved linearly, and can be implemented as a mode in which, for example, the rotor (driven unit) is rotationally driven.

さらに、本発明を適用する出力部の態様は、交差態様で配置された一対の超音波振動子を一つの出力端部で接続するタイプには限定されず、例えば、複数の超音波振動子を行列状に配置するタイプを採用することも可能である。   Furthermore, the mode of the output unit to which the present invention is applied is not limited to a type in which a pair of ultrasonic transducers arranged in an intersecting mode is connected at one output end. For example, a plurality of ultrasonic transducers are connected. It is also possible to adopt a type of arrangement in a matrix.

本発明の実施の形態に係る送り装置の平面図である。It is a top view of the feeder which concerns on embodiment of this invention. 図1の矢印IIからみた送り装置の背面図である。It is a rear view of the feeder seen from the arrow II of FIG. 図1の矢印IIIからみた送り装置の側面図である。It is a side view of the feeding device seen from the arrow III of FIG. 本実施の形態に関し、移動体と案内レールとの間の部分を示す図である。It is a figure which shows the part between a mobile body and a guide rail regarding this Embodiment. 本実施の形態に関し、一方の案内レールとそれに組み入れられる円柱部材とを示す斜視図である。It is a perspective view which shows one guide rail and the cylindrical member integrated in it regarding this Embodiment. 試験装置に送り装置がセットされた状態を示す図である。It is a figure which shows the state by which the feeder was set to the test apparatus. 駆動前後における予圧力とストローク量との関係を示し、(a)は比較例の送り装置に関するものであり、(b)は本実施の形態に係る送り装置に関するものである。The relationship between the pre-load before and after driving and the stroke amount is shown. (A) relates to the feeding device of the comparative example, and (b) relates to the feeding device according to the present embodiment. 本発明の改変された実施の形態に関する図2と同態様の図である。FIG. 3 is a diagram similar to FIG. 2 for a modified embodiment of the present invention. 本発明の二つの実施の形態と、比較例とのそれぞれのヒステリシスの結果をまとめて示すものである。The hysteresis results of the two embodiments of the present invention and the comparative example are collectively shown. 本発明に関する相互当接摺動部の構成の改変例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a structure of the mutual contact sliding part regarding this invention. 本発明に関する相互当接摺動部の構成の改変例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a structure of the mutual contact sliding part regarding this invention. 本発明に関する相互当接摺動部の構成の改変例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a structure of the mutual contact sliding part regarding this invention. 本発明に関する相互当接摺動部の構成の改変例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a structure of the mutual contact sliding part regarding this invention. 本発明に関する相互当接摺動部の構成の改変例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a structure of the mutual contact sliding part regarding this invention. 本発明に関する相互当接摺動部の構成の改変例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a structure of the mutual contact sliding part regarding this invention. 従来の送り装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional feeder.

符号の説明Explanation of symbols

41 送り装置
42 被駆動部
45 出力部
47 予圧付与機構
49、149 ガイド機構
51 超音波振動子
61 移動体
62 固定台
63 案内レール
65、165 相互当接摺動部
67 凹面
69 凸面
71 案内溝
73 円柱部材
173 柱状部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 41 Feeder 42 Driven part 45 Output part 47 Preload giving mechanism 49, 149 Guide mechanism 51 Ultrasonic vibrator 61 Moving body 62 Fixed base 63 Guide rail 65,165 Mutual contact sliding part 67 Concave surface 69 Convex surface 71 Guide groove 73 Columnar member 173 Columnar member

Claims (1)

超音波振動子を有する出力部と、
前記出力部を、被駆動部に対して当接・離隔するようにスライド自在に支持するガイド機構と、
前記出力部に対して被駆動部に向けた予圧を付与する予圧付与機構とを備え、
前記ガイド機構は、移動体と、固定台とを有し、
前記移動体と前記固定台との間には、左右一対の相互当接摺動部が設けられており、
相互当接摺動部のそれぞれは、凹面と、該凹面に組み入れられて当接する凸面とを含み、
前記凸面は、スライド方向に延び、且つ、該スライド方向と直交する断面形状が、該スライド方向に亙って一定であり、
前記相互当接摺動部は、それぞれ、開口側が相互に対面しているV字状又はU字状の二つの案内溝と、それら案内溝に挟まれるように配置された円柱部材とを有しており、
対面しあう前記二つの案内溝の一方は、前記移動体に支持され、他方は、前記固定台に支持され、且つ、前記円柱部材は、前記移動体及び前記固定台の双方に対して非固定状態に保たれており、
前記凹面は、前記案内溝により構成され、前記凸面は、前記円柱部材の弧状側面によって構成されている、
送り装置。
An output unit having an ultrasonic transducer;
A guide mechanism that slidably supports the output unit so as to be in contact with or separated from the driven unit;
A preload application mechanism that applies a preload toward the driven section to the output section;
The guide mechanism has a moving body and a fixed base,
Between the movable body and the fixed base, a pair of left and right mutual abutting sliding portions are provided,
Each of the mutual abutting sliding parts includes a concave surface and a convex surface that is incorporated into and abuts on the concave surface,
The convex surface extends in the sliding direction, and a cross-sectional shape orthogonal to the sliding direction is constant over the sliding direction,
Each of the mutual abutting sliding portions has two V-shaped or U-shaped guide grooves whose opening sides face each other, and a cylindrical member disposed so as to be sandwiched between the guide grooves. And
One of the two guide grooves facing each other is supported by the movable body, the other is supported by the fixed base, and the cylindrical member is not fixed to both the movable body and the fixed base. Kept in a state,
The concave surface is constituted by the guide groove, and the convex surface is constituted by an arc-shaped side surface of the cylindrical member.
Feeder.
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