JPH04310342A - 直線駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ−Ｙステ−ジの駆動
機構等として利用可能な直線駆動機構に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のＸ−Ｙステ−ジの駆動機構として
は、ステップモ−タ、ＡＣモ−タ或いはＤＣモ−タ等を
使用したボ−ルねじにより回転運動を直線運動に変換す
るようにしたものや、ダイレクトドライブモ−タ（ＤＤ
モ−タ）のシャフトの回転力をラック・ピニオン機構を
介して直線運動に変換するようにしたもの等が知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ボ−ルねじ
による直線駆動機構は、高価である上に、モ−タとボ−
ルねじをカップリングにより繋ぐ必要性上、カップリン
グのロストモ−ションにより駆動機構の剛性が低下し、
あるいは位置決め精度が低下する等の不都合を伴う。ま
た、高精度なマイクロステップ駆動では駆動速度に変化
をつけ難い欠点がある。一方、ラック・ピニオン機構に
おいても歯車にバックラッシュがあるためその分だけ位
置決め精度が低下する不都合がある。さらに、これら従
来の直線駆動機構に共通した問題点として、例えば分析
機器のＸ−Ｙステ−ジに適用された場合に駆動源として
使用されている各種モ−タが磁場を発生させるため、そ
の磁場により分析に悪影響が及ぶことが考えられる。さ
らにまた、これらの機構には可動体を停止位置に保持す
るためのブレ−キ機構が必要であり、機構が大型、複雑
化する欠点がある。

【０００４】本発明は、これらの不都合を一挙に解決す
ることのできる直線駆動機構を提供することを目的とし
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る直線駆動機
構は、以上の目的を達成するために、進退可能な可動体
上の進退方向に沿って伸びる案内面に回転型超音波モ−
タのシャフトを圧接して摩擦駆動するようにしたことを
特徴とする。

【０００６】

【作用】このような構成のものであると、超音波モ−タ
は小型かつ安価である上に、変速駆動が容易であり、磁
場を発生することもない。しかも、シャフトを案内面に
常時圧接させておくためロストモ−ションやバックラッ
シュに起因したガタがなく、その上、超音波モータの保
持トルクが大きいので駆動されないときは案内面に保持
力を作用させることができブレ−キ機構も不要になる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【０００８】図１および図２はこの直線駆動機構を適用
したＸＹステ−ジを示しており、支持基部１上に可動体
たるＹ軸ステ−ジ２が取り付けられ、その上に更に可動
体たるＸ軸ステ−ジ３が取り付けられている。Ｙ軸ステ
−ジ２に対する直線駆動機構は、支持基部１上に互いに
平行に配設されＹ軸ステ−ジ２を滑動可能に支持する一
対のＹ軸用リニアガイド５と、本体部６ａを支持基部１
の下面に固定されそのシャフト６ｂを支持基部１を貫通
してＹ軸ステ−ジ２の下面に取り付けた案内面たるＹ軸
用フラットバ−７に圧接させてなるＹ軸用超音波モ−タ
６と、Ｙ軸ステ−ジ２の位置を検出するためのＹ軸用セ
ンサ（リニアスケ−ル）８およびＹ軸用検出器９とによ
り構成されている。また、Ｘ軸ステ−ジ３に対する直線
駆動機構は、Ｙ軸ステ−ジ２上に互いに平行に配設され
Ｘ軸ステ−ジ３を滑動可能に支持する一対のＸ軸用リニ
アガイド１０と、本体部１１ａをＹ軸ステ−ジ２の下面
に固定されそのシャフト１１ｂをＹ軸ステ−ジ２を貫通
してＸ軸ステ−ジ３の下面に取り付けた案内面たるＸ軸
用フラットバ−１２に圧接させてなるＸ軸用超音波モ−
タ１１と、Ｘ軸ステ−ジ３の位置を検出するためのＸ軸
用センサ（リニアスケ−ル）１３およびＸ軸用検出器１
４とにより構成されている。

【０００９】超音波モ−タの組付構造は、Ｘ軸用１１、
Ｙ軸用６とも機構的にほぼ同じであり、Ｘ軸用１１につ
いてのみ説明する。図３に部分破断して示すように、Ｘ
軸用フラットバ−１２はヒンジ１５を介してＸ軸ステ−
ジ３に取り付けられており、このフラットバ−１２に予
圧機構１６を利用してＸ軸用超音波モ−タ１１のシャフ
ト１１ｂを圧接させている。すなわち、予圧機構１６は
支点１６ａの回りに回動可能に枢支されたア−ム１６ｂ
と、このア−ム１６ｂの先端部に軸着されたバックアッ
プベアリング１６ｃと、該ア−ム１６ｂの基端部を板ば
ね１６ｄを介して押圧するボルト１６ｅと、超音波モ−
タ１１のシャフト１１ｂの反フラットバ−側を支持する
一対のサポ−トベアリング１６ｆとを具備してなり、ボ
ルト１６ｅの位置を調節することで、板ばね１６ｄを介
して図４に模式的に示すようにバックアップベアリング
１６ｃをフラットバ−１２に弾接させるようにしている
。このとき、超音波モ−タ１１のシャフト１１ｂが反フ
ラットバ−側から一対のサポ−トベアリング１６ｆによ
って支持されているので、予圧は結果的に矢印に示すよ
うに両側からシャフト１１ｂとフラットバ−１６ｃを互
いに圧接させる方向に加えられることになる。その結果
、超音波モ−タ１１のシャフト１１ｂが駆動されること
により、フラットバ−１２がシャフト１１ｂの回転の接
線方向に力を受け、Ｘ軸ステ−ジ３をＸ軸用リニアウェ
イ１０のガイドに従って移動させることになる。したが
って、その移動量をリニアスケ−ル１３および検出器１
４を介してフィ−ドバック制御することで、Ｘ軸ステ−
ジ３の駆動、位置決めを行うことが可能になる。以上は
Ｙ軸用超音波モ−タ６に対しても殆ど同様である。

【００１０】このような構成のものであると、超音波モ
−タ６、１１は小型かつ安価である上に変速駆動が容易
であり、磁場も発生することがない。このため、分析器
などに好適に適用することが可能になる。しかも、シャ
フト６ｂ、１１ｂをフラットバ−７、１２に常時圧接さ
せておくためロストモ−ションやバックラッシュに起因
したガタがなく、高精度の位置決めが可能になる。さら
に、停止したときはフラットバ−７、１２に保持力が作
用するので、別段のブレ−キ機構も不要にできる。その
上、一対のサポ−トベアリング１６ｆが図４に示すよう
に超音波モ−タ１１のシャフト１１ｂのＸ軸方向に偏位
した位置に対称的に転接しているので、フラットバ−１
２が進退したときに対応するサポ−トベアリング１６ｆ
がシャフト１１ｂに掛かる荷重を確実に支持できること
になり、これにより進退方向の剛性を高め、位置決め精
度を一層向上させることが可能になる。

【００１１】なお、予圧機構としては図５に示すように
サポ−トベアリング１６ｆを３個またはそれ以上設ける
ことも有効になる。勿論、進退方向の剛性がさほど要求
されない場合には、図６に示すようにサポ−トベアリン
グ１６ｆを１個だけ設けておいてもよい。また、予圧は
ばねを利用したものの他にソレノイド、圧電素子などを
利用したもの等でもよい。予圧をサポ−トベアリング側
からかけることもできる。さらに、フラットバ−は矩形
に限らず、円筒状であってもよい。さらにまた、上記実
施例ではフラットバ−をヒンジを介して取り付けている
が、フラットバ−がリニアガイドに対して並行であるこ
とが確かな場合にはヒンジを省略することができる。そ
の他の構成も本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形
が可能である。

【００１２】

【発明の効果】本発明の直線駆動機構は、以上のような
構成であるから、簡単かつ安価に構成できて高精度の位
置決めが可能になり、磁気を嫌う目的・用途に対しても
使用でき、ブレ−キ機構も不要にできるなどの効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、直線駆動機構を組み
込んだＸＹステ−ジの平面図。

【図２】図１の一部省略した正面図。

【図３】図１に対応した部分破断平面図。

【図４】同実施例における予圧機構を説明する模式図。

【図５】本発明の他の実施例を示す図４に対応した図。

【図６】本発明のさらに他の実施例を示す図４および図
５に対応した図。

【符号の説明】

２…可動体（Ｙ軸ステ−ジ） ３…可動体（Ｘ軸ステ−ジ） ７、１２…案内面（フラットバ−） ６、１１…超音波モ−タ ６ｂ、１１ｂ…シャフト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】進退可能な可動体上の進退方向に沿って伸
   びる案内面に回転型超音波モ−タのシャフトを圧接して
   摩擦駆動することを特徴とする直線駆動機構。