JPH05296227A - ボールジョイントの角度変更装置 - Google Patents
ボールジョイントの角度変更装置Info
- Publication number
- JPH05296227A JPH05296227A JP4125545A JP12554592A JPH05296227A JP H05296227 A JPH05296227 A JP H05296227A JP 4125545 A JP4125545 A JP 4125545A JP 12554592 A JP12554592 A JP 12554592A JP H05296227 A JPH05296227 A JP H05296227A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball joint
- sphere
- vibrating element
- vibrator
- angle
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- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 細管部の屈曲部や分岐部も通過できる細管検
査装置に用いられるボールジョイントに適用できるボー
ルジョイントの角度変更装置を提供する。 【構成】 ボールジョイントの球体収容部材２内部に、
３個の振動素子が組み合わされてなる振動子３が３組所
定の配列により配設され、この振動子３がボールジョイ
ントの球体１に当接された状態で所定方向に回転される
ことにより、球体１が回転され、ボールジョイントの角
度が変更されるものである。なお、振動子３の個数は、
必要に応じて４個以上とすることもできる。
査装置に用いられるボールジョイントに適用できるボー
ルジョイントの角度変更装置を提供する。 【構成】 ボールジョイントの球体収容部材２内部に、
３個の振動素子が組み合わされてなる振動子３が３組所
定の配列により配設され、この振動子３がボールジョイ
ントの球体１に当接された状態で所定方向に回転される
ことにより、球体１が回転され、ボールジョイントの角
度が変更されるものである。なお、振動子３の個数は、
必要に応じて４個以上とすることもできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はボールジョイントの角度
変更装置に関する。さらに詳しくは、振動子によりボー
ルジョイントの角度が変更されてなるボールジョイント
の角度変更装置に関する。
変更装置に関する。さらに詳しくは、振動子によりボー
ルジョイントの角度が変更されてなるボールジョイント
の角度変更装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来よりボールジョイントの角度変更装
置として、電磁モータや油圧モータなどが用いられてい
る。
置として、電磁モータや油圧モータなどが用いられてい
る。
【０００３】この電磁モータや油圧モータなどはその小
型化に限界があるため、かかる従来の角度変更装置によ
り角度変更がなされるボールジョイントの小型化にもそ
れに伴う限界が生じる。
型化に限界があるため、かかる従来の角度変更装置によ
り角度変更がなされるボールジョイントの小型化にもそ
れに伴う限界が生じる。
【０００４】しかるに、最近の原子力発電プラントに見
られるように、細管部の損傷が発電プラントの停止につ
ながるような大事故を引き起こすこともまれではない。
そのため、細管部の屈曲部や分岐部も通過できる管内検
査装置の開発が切望されている。
られるように、細管部の損傷が発電プラントの停止につ
ながるような大事故を引き起こすこともまれではない。
そのため、細管部の屈曲部や分岐部も通過できる管内検
査装置の開発が切望されている。
【０００５】しかしながら、従来のボールジョイントで
は、その小型化に限界があるため、このような要求に応
ずることはできない。
は、その小型化に限界があるため、このような要求に応
ずることはできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、細管部の屈曲
部や分岐部も通過できる管内検査装置に用いられるボー
ルジョイントに適用できるボールジョイントの角度変更
装置を提供することを目的とする。
術の問題点に鑑みなされたものであって、細管部の屈曲
部や分岐部も通過できる管内検査装置に用いられるボー
ルジョイントに適用できるボールジョイントの角度変更
装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はボールジョイン
トの角度変更装置であって、前記ボールジョイントの球
体収納部材内に、３個の振動素子が組み合わされてなる
振動子が、少なくとも３組、所定の配列により配設さ
れ、前記振動子の各先端部が、前記ボールジョイントの
球体収納部材内に配設された球体を所定方向に付勢する
球体付勢手段により、前記球体に当接され、前記振動子
の各先端部が、前記球体に当接された状態で、所望によ
り所定方向に回転され、該回転により前記球体が回転さ
れることを特徴とするボールジョイントの角度変更装置
に関する。
トの角度変更装置であって、前記ボールジョイントの球
体収納部材内に、３個の振動素子が組み合わされてなる
振動子が、少なくとも３組、所定の配列により配設さ
れ、前記振動子の各先端部が、前記ボールジョイントの
球体収納部材内に配設された球体を所定方向に付勢する
球体付勢手段により、前記球体に当接され、前記振動子
の各先端部が、前記球体に当接された状態で、所望によ
り所定方向に回転され、該回転により前記球体が回転さ
れることを特徴とするボールジョイントの角度変更装置
に関する。
【０００８】
【作用】本発明のボールジョイントの角度変更装置にお
いては、ボールジョイントの球体収納部材内に、３個の
振動素子が組み合わされてなる振動子が、少なくとも３
組、所定の配列により、各先端部がボールジョイントの
球体に当接され状態で配設され、この状態でこれらの振
動子の各先端部が所望により所定方向に回転されるの
で、ボールジョイントの球体が所望の方向に回転され
る。それにより、ボールジョイントの角度が所定方向に
変更される。このように本発明では電磁モータや油圧モ
ータを用いないので、ボールジョイントの角度変更装置
を飛躍的に小型化できる。
いては、ボールジョイントの球体収納部材内に、３個の
振動素子が組み合わされてなる振動子が、少なくとも３
組、所定の配列により、各先端部がボールジョイントの
球体に当接され状態で配設され、この状態でこれらの振
動子の各先端部が所望により所定方向に回転されるの
で、ボールジョイントの球体が所望の方向に回転され
る。それにより、ボールジョイントの角度が所定方向に
変更される。このように本発明では電磁モータや油圧モ
ータを用いないので、ボールジョイントの角度変更装置
を飛躍的に小型化できる。
【０００９】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を実施
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
【００１０】図１は本発明の一実施例の概略図、図２は
本発明における角度変更原理の説明図、図３〜５は本発
明における振動子の駆動パターンの説明図、図６は振動
素子の駆動装置のブロック図である。図において、１は
球体、２は球体収納部材、３は振動子、４は振動素子、
５はバネ部材を示す。
本発明における角度変更原理の説明図、図３〜５は本発
明における振動子の駆動パターンの説明図、図６は振動
素子の駆動装置のブロック図である。図において、１は
球体、２は球体収納部材、３は振動子、４は振動素子、
５はバネ部材を示す。
【００１１】本発明のボールジョイントの角度変更装置
は、ボールジョイントの球体１を収納している球体収納
部材２内に所定配列により配設された３個の振動子３の
各先端部が、球体１に当接され、そしてこの当接状態を
維持するため、この球体１は、同じく球体収納部材２内
に所定配列により配設された複数個のバネ部材５によ
り、振動子３方向に付勢された構成とされている。
は、ボールジョイントの球体１を収納している球体収納
部材２内に所定配列により配設された３個の振動子３の
各先端部が、球体１に当接され、そしてこの当接状態を
維持するため、この球体１は、同じく球体収納部材２内
に所定配列により配設された複数個のバネ部材５によ
り、振動子３方向に付勢された構成とされている。
【００１２】球体１のサイズはボールジョイントの使用
目的に応じて適宜選定される。またその材質も同様にボ
ールジョイントの使用目的に応じて適宜選定されるが、
振動子３より発生する回転力が有効に伝達される点、振
動子３とボールジョィントとの接触部の摩耗や変形を防
ぐ点などを考慮して、セラミックスや硬質メッキを施し
た金属を用いるのが好ましい。
目的に応じて適宜選定される。またその材質も同様にボ
ールジョイントの使用目的に応じて適宜選定されるが、
振動子３より発生する回転力が有効に伝達される点、振
動子３とボールジョィントとの接触部の摩耗や変形を防
ぐ点などを考慮して、セラミックスや硬質メッキを施し
た金属を用いるのが好ましい。
【００１３】球体収納部材２の内部には、先端部が球体
１に当接された３個の振動子３が球体１を任意の方向に
回転できる位置に配設されている。この３個の振動子３
は、同一円周上に配置されさえしなければ、その配置関
係には特に限定はないが、駆動方向による能力を均一に
するために、間隔が均等となる関係位置にて配設される
のが好ましい。本発明においては、振動子３の個数は３
個に限定されるものではなく、制御系の制約がない場合
においては４個以上とされてもよい。
１に当接された３個の振動子３が球体１を任意の方向に
回転できる位置に配設されている。この３個の振動子３
は、同一円周上に配置されさえしなければ、その配置関
係には特に限定はないが、駆動方向による能力を均一に
するために、間隔が均等となる関係位置にて配設される
のが好ましい。本発明においては、振動子３の個数は３
個に限定されるものではなく、制御系の制約がない場合
においては４個以上とされてもよい。
【００１４】この振動子３は先端部が結合されて一体化
されている３個の振動素子４から構成されている。この
振動素子４は、例えば、積層された圧電セラミックスか
らなる。また、その形状およびサイズは、ボールジョイ
ントの使用目的に応じて適宜選定されるが、振動子３と
して一体化された場合に有効な回転力が発生される点
（図２参照）、各方向に均等に運動を生じさせられる点
などを考慮して、正三角錐の頂点を中心とする３本の稜
の位置に振動素子４が配置されるが好ましい。振動素子
４の先端部は、振動素子４Ａ，４Ｂ，４Ｃから発生した
振動が、球体１への有効な駆動力となるよう先端部で一
体に結合されており、ボールジョィントとの接触部であ
る結合部の先端は、摩耗や破損を防ぐため平面あるいは
球面形状として接触面積を大きくし、また、駆動力を効
果的に伝達するため、例えば、表面に金属をコーティン
グされた形態で結合されている（図２参照）。
されている３個の振動素子４から構成されている。この
振動素子４は、例えば、積層された圧電セラミックスか
らなる。また、その形状およびサイズは、ボールジョイ
ントの使用目的に応じて適宜選定されるが、振動子３と
して一体化された場合に有効な回転力が発生される点
（図２参照）、各方向に均等に運動を生じさせられる点
などを考慮して、正三角錐の頂点を中心とする３本の稜
の位置に振動素子４が配置されるが好ましい。振動素子
４の先端部は、振動素子４Ａ，４Ｂ，４Ｃから発生した
振動が、球体１への有効な駆動力となるよう先端部で一
体に結合されており、ボールジョィントとの接触部であ
る結合部の先端は、摩耗や破損を防ぐため平面あるいは
球面形状として接触面積を大きくし、また、駆動力を効
果的に伝達するため、例えば、表面に金属をコーティン
グされた形態で結合されている（図２参照）。
【００１５】また、この振動素子４には、図６に示す駆
動装置の振動素子ドライバＣ３から、信号ケーブルを介
して駆動信号が供給される。
動装置の振動素子ドライバＣ３から、信号ケーブルを介
して駆動信号が供給される。
【００１６】球体収納部材２の内部には、図示のごとく
バネ部材５が配設されている。このバネ部材５の付勢力
により、球体１と振動子３との接触が維持されている。
バネ部材５のバネ定数やその数量は、ボールジョイント
の使用目的に応じて適宜選定される。４個以上の振動子
３が用いられた場合、これらの振動子３の配置が適宜調
整されることにより、バネ部材５が省略されてもよい。
バネ部材５が配設されている。このバネ部材５の付勢力
により、球体１と振動子３との接触が維持されている。
バネ部材５のバネ定数やその数量は、ボールジョイント
の使用目的に応じて適宜選定される。４個以上の振動子
３が用いられた場合、これらの振動子３の配置が適宜調
整されることにより、バネ部材５が省略されてもよい。
【００１７】球体収納部材２には、明瞭には図示されて
いないが、振動子３およびバネ部材５が配設される位置
に取付け座が形成され、さらに振動素子４の信号ケーブ
ルが貫通する位置には貫通孔が形成されている。球体収
納部材２のその余の構成は、従来のボールジョイントの
球体収納部と同様であるので、その構成の詳細な説明は
省略する。
いないが、振動子３およびバネ部材５が配設される位置
に取付け座が形成され、さらに振動素子４の信号ケーブ
ルが貫通する位置には貫通孔が形成されている。球体収
納部材２のその余の構成は、従来のボールジョイントの
球体収納部と同様であるので、その構成の詳細な説明は
省略する。
【００１８】次に、振動子３の基本的動作を、図３〜５
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００１９】図３は、第１振動素子４Ａ、第２振動素子
４Ｂおよび第３振動素子４Ｃが順次伸縮した場合の振動
子３の動作の説明図である。図３（ｂ）に示すように、
第１振動素子４Ａ、第２振動素子４Ｂおよび第３振動素
子４Ｃが順次伸縮した場合は、図３（ａ）に示すように
振動子３は、振動素子４の取付基部に平行な面内におい
て回転運動を行う。
４Ｂおよび第３振動素子４Ｃが順次伸縮した場合の振動
子３の動作の説明図である。図３（ｂ）に示すように、
第１振動素子４Ａ、第２振動素子４Ｂおよび第３振動素
子４Ｃが順次伸縮した場合は、図３（ａ）に示すように
振動子３は、振動素子４の取付基部に平行な面内におい
て回転運動を行う。
【００２０】図４は、第１振動素子４Ａと第３振動素子
４Ｃとが同一位相で伸縮し、第２振動素子４Ｂがそれに
遅れて伸縮した場合の振動子３の動作の説明図である。
図４（ｂ）に示すように、第１振動素子４Ａと第３振動
素子４Ｃとが同一位相で伸縮し、第２振動素子４Ｂがそ
れに遅れて伸縮した場合は、図４（ａ）に示すように振
動子３は、振動素子４の取付基部に垂直で、振動素子４
Ｂを含む平面内において回転運動を行う。
４Ｃとが同一位相で伸縮し、第２振動素子４Ｂがそれに
遅れて伸縮した場合の振動子３の動作の説明図である。
図４（ｂ）に示すように、第１振動素子４Ａと第３振動
素子４Ｃとが同一位相で伸縮し、第２振動素子４Ｂがそ
れに遅れて伸縮した場合は、図４（ａ）に示すように振
動子３は、振動素子４の取付基部に垂直で、振動素子４
Ｂを含む平面内において回転運動を行う。
【００２１】図５は、振動素子４Ｃ，４Ｂ，４Ａの順で
位相が４５度ずつ遅れて伸縮した場合の振動子３の動作
の説明図である。図５（ｂ）に示すように、振動素子４
Ｃ，４Ｂ，４Ａの順で位相が４５度ずつ遅れて伸縮した
場合は、図５（ａ）に示すように振動子３は、図３
（ａ）と図４（ａ）の双方の振動面と垂直な面内におい
て、回転運動を行う。
位相が４５度ずつ遅れて伸縮した場合の振動子３の動作
の説明図である。図５（ｂ）に示すように、振動素子４
Ｃ，４Ｂ，４Ａの順で位相が４５度ずつ遅れて伸縮した
場合は、図５（ａ）に示すように振動子３は、図３
（ａ）と図４（ａ）の双方の振動面と垂直な面内におい
て、回転運動を行う。
【００２２】この３つの動作を３個の振動子３の位置に
応じて適宜組合せることにより、球体１は所望の方向に
回転され、それに伴いボールジョイントの角度も所望の
角度に変更される。
応じて適宜組合せることにより、球体１は所望の方向に
回転され、それに伴いボールジョイントの角度も所望の
角度に変更される。
【００２３】本発明の振動素子４の駆動装置は、図６に
示すように、振動素子４と、この振動素子４を駆動する
振動素子ドライバＣ３と、この振動素子ドライバＣ３に
動作指令を入力する振動素子動作指令展開ユニットＣ２
と、この振動素子動作指令展開ユニットＣ２に動作指令
を入力する各駆動ユニット動作指令展開ユニットＣ１
と、これらを接続する信号ケーブルとからなっている。
示すように、振動素子４と、この振動素子４を駆動する
振動素子ドライバＣ３と、この振動素子ドライバＣ３に
動作指令を入力する振動素子動作指令展開ユニットＣ２
と、この振動素子動作指令展開ユニットＣ２に動作指令
を入力する各駆動ユニット動作指令展開ユニットＣ１
と、これらを接続する信号ケーブルとからなっている。
【００２４】各駆動ユニット動作指令展開ユニットＣ１
は、球体１が回転すべき方向に対応して、各駆動ユニッ
トが振動すべき面の方向を導く機能を有する。
は、球体１が回転すべき方向に対応して、各駆動ユニッ
トが振動すべき面の方向を導く機能を有する。
【００２５】振動素子動作指令展開ユニットＣ２は、各
駆動ユニットが振動すべき面の方向に対応して、それぞ
れの駆動ユニットを構成する振動素子４がとるべき伸縮
運動の位相関係を導く機能を有する。
駆動ユニットが振動すべき面の方向に対応して、それぞ
れの駆動ユニットを構成する振動素子４がとるべき伸縮
運動の位相関係を導く機能を有する。
【００２６】振動素子ドライバＣ３は、振動素子動作指
令展開ユニットＣ２で導かれた各振動素子４を伸縮させ
る位相関係に応じて、振動波形（図３，４，５では三角
波で示されているが、正弦波、方形波など駆動効率の高
い波形が必要に応じて選定される）を発生させ、それに
よって各振動素子４を伸縮させる機能を有する。
令展開ユニットＣ２で導かれた各振動素子４を伸縮させ
る位相関係に応じて、振動波形（図３，４，５では三角
波で示されているが、正弦波、方形波など駆動効率の高
い波形が必要に応じて選定される）を発生させ、それに
よって各振動素子４を伸縮させる機能を有する。
【００２７】各駆動ユニット動作指令展開ユニットＣ１
および振動素子動作指令展開ユニットＣ２の機能を実現
するには、例えば、マイクロコンピュータを用いて、球
体１の回転方向と、振動子３の振動面と、振動素子４の
伸縮の位相の相互の関係を表わす関数あるいは表を記憶
させておき、球体１の回転指令に応じた値を出力させる
ことにより実現できる。
および振動素子動作指令展開ユニットＣ２の機能を実現
するには、例えば、マイクロコンピュータを用いて、球
体１の回転方向と、振動子３の振動面と、振動素子４の
伸縮の位相の相互の関係を表わす関数あるいは表を記憶
させておき、球体１の回転指令に応じた値を出力させる
ことにより実現できる。
【００２８】また、振動素子ドライバＣ３の機能は、例
えば、市販されている位相調整機能付き発振器を用いて
実現できる。
えば、市販されている位相調整機能付き発振器を用いて
実現できる。
【００２９】各駆動ユニット動作指令展開ユニットＣ１
は、入力された角度変更指令に基づいて、振動素子動作
指令展開ユニットＣ２に動作指令を出力する。振動素子
動作指令展開ユニットＣ２は、振動素子ドライバＣ３に
振動素子の伸縮指令を出力する。振動素子ドライバＣ３
は、この伸縮指令により振動素子４を駆動する。
は、入力された角度変更指令に基づいて、振動素子動作
指令展開ユニットＣ２に動作指令を出力する。振動素子
動作指令展開ユニットＣ２は、振動素子ドライバＣ３に
振動素子の伸縮指令を出力する。振動素子ドライバＣ３
は、この伸縮指令により振動素子４を駆動する。
【００３０】これにより前述のように球体１が回転さ
れ、ボールジョイントの角度変更がなされる。
れ、ボールジョイントの角度変更がなされる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明のボールジョ
イントの角度変更装置によれば、電磁モータや油圧モー
タを用いることなくボールジョイントの角度変更がなさ
れる。また、電磁モータや油圧モータを用いないので、
角度変更装置を飛躍的に小型化できる。したがって、細
管内部の検査装置に好適に用いることができる。
イントの角度変更装置によれば、電磁モータや油圧モー
タを用いることなくボールジョイントの角度変更がなさ
れる。また、電磁モータや油圧モータを用いないので、
角度変更装置を飛躍的に小型化できる。したがって、細
管内部の検査装置に好適に用いることができる。
【図１】本発明の一実施例の概略図である。
【図２】本発明における角度変更原理の説明図である。
【図３】本発明における振動子の駆動パターンの説明図
である。
である。
【図４】本発明における振動子の駆動パターンの説明図
である。
である。
【図５】本発明における振動子の駆動パターンの説明図
である。
である。
【図６】振動素子の駆動装置のブロック図である。
１ 球体 ２ 球体収納部材 ３ 振動子 ４ 振動素子 ５ バネ部材
Claims (1)
- 【請求項１】 ボールジョイントの角度変更装置であっ
て、前記ボールジョイントの球体収納部材内に、３個の
振動素子が組み合わされてなる振動子が、少なくとも３
組、所定の配列により配設され、前記振動子の各先端部
が、前記ボールジョイントの球体収納部材内に配設され
た球体を所定方向に付勢する球体付勢手段により、前記
球体に当接され、前記振動子の各先端部が、前記球体に
当接され状態で所望により所定方向に回転され、該回転
により前記球体が回転されることを特徴とするボールジ
ョイントの角度変更装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4125545A JP3065427B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | ボールジョイントの角度変更装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4125545A JP3065427B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | ボールジョイントの角度変更装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296227A true JPH05296227A (ja) | 1993-11-09 |
| JP3065427B2 JP3065427B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=14912855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4125545A Expired - Fee Related JP3065427B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | ボールジョイントの角度変更装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3065427B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0661871A1 (en) * | 1993-12-28 | 1995-07-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing unit mounted in an eyeball assembly separately from the camera unit |
| JP2008141898A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-19 | Duplo Seiko Corp | アクチュエータおよび搬送装置 |
| JP2010190637A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Mitsutoyo Corp | 姿勢制御装置 |
| US7832947B2 (en) * | 2007-03-28 | 2010-11-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Driving mechanism |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4550850B2 (ja) | 2007-03-27 | 2010-09-22 | 株式会社東芝 | 圧電モータシステム |
-
1992
- 1992-04-17 JP JP4125545A patent/JP3065427B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0661871A1 (en) * | 1993-12-28 | 1995-07-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing unit mounted in an eyeball assembly separately from the camera unit |
| US6734914B1 (en) | 1993-12-28 | 2004-05-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Image recording unit and camera permitting 360° rotation |
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