JPH0775354A - 振動波駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の振動波駆動装置では、移動体を支持し
且つ案内するための支持兼案内部材がレール状固定子と
は別体になっていて、該モータの組立工程では該部材を
該固定子に取付けていた。従って、部品数及び組立工数
が多くて製造コストが高いという問題点があった。本発
明の目的は、従来の駆動装置よりも安価なコストで製造
できる改良された振動波駆動装置を提供することであ
る。 【構成】 本発明は、移動体４を支持し且つ案内するた
めの支持兼案内部２８Ｃをレール状固定子２８と一体成
形で構成したことを特徴とする。このような構造にする
ことにより該固定子２８を、たとえば押出し成形（Ｅｘ
ｔｒｕｓｉｏｎ）で製造することができ、該部２８Ｃに
想到する部材及び取付作業を必要としなくなるので製造
コストを大幅に低減させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振動波駆動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の振動波駆動装置を図９乃至図１２
を参照しつつ説明する。

【０００３】図９及び図１０において、８は構造部材２
１に固定されて直線的に延在するレール状固定子、１１
はレール状固定子８に取付けられた支持部材１３ａ及び
１３ｂに両端を固定されるとともに該固定子８に対して
平行に延在するガイドバー兼移動体支持部材、４はガイ
ドバー兼移動体支持部材１１に支持されるとともに該部
材１１に案内されて該固定子８の長手方向に沿って移動
できる移動体、１は移動体４に後述の部材６及び７を介
して担持されるとともに該固定子８の一部に圧接されつ
つ該固定子８の長手方向に沿って移動体４とともに移動
する振動子、１４ａ及び１４ｂは該移動体４に固定され
た軸１５ａ及び１５ｂに回転可能に支持されるとともに
該固定子８の側壁面を転動するローラ、である。

【０００４】レール状固定子８は図に示されるように、
ほぼ溝形に近い横断面形状を有し、構造部材２１側に面
した直立壁の先端から水平方向に張り出した天板部と該
直立壁部とは肉厚の剛性構造となっているが、該天板部
の先端から溝形空間内に垂下した鉛直なフランジ部８Ａ
は肉薄で弾性構造となっており、該フランジ部８Ａには
後述の振動子１の直線部分が板ばね３により圧接される
ようになっている。フランジ部８Ａに対向する他方の直
立壁部８Ｂの面は前記ローラ１４ａ及び１４ｂの転動面
となっており、該直立壁部８Ｂと該ローラとは該移動体
４の横動きや蛇行動を防止するための第一の規制手段を
構成している。

【０００５】また、移動体４の下部にはガイドバー兼支
持部材１１に相対摺動可能に嵌合する滑り軸受１２ａ及
び１２ｂが設けられており、該軸受を介して移動体４は
ガイドバー兼支持部材１１に支持されるとともに該固定
子８の長手方向に沿って案内されるようになっている。

【０００６】また、該部材１１と移動体４の滑り軸受１
２ａ及び１２ｂとの嵌合関係が該移動体４の横動き及び
上下動を規制するための第二の規制手段を構成してい
る。

【０００７】図１０に示すように、移動体４の鉛直な板
面の一方から該固定子８の該フランジ部８Ａ側へ突出さ
れた腕もしくは板状部材７の先端には図１１に示すよう
に門形もしくはコ字形の振動子支持部材６が固定され、
該部材６の二つの腕部の先端が後述の振動子１の直線部
１Ａの内側面１ｂ（図１２）にスポット溶接等の接合手
段で固着されている。

【０００８】振動子１は図１２に示されるように、互い
に平行な二つの直線部１Ａ及び１Ｂと、該両直線部に接
続する二つの半円弧部と、から成る環状体として構成さ
れており、該振動子１の表面には歯形形状の多数の突部
１ａが刻設され、該振動子の裏面には圧電素子等の励振
素子２が接着されている。

【０００９】該励振素子２に互いに位相の異なる二つの
交流電圧を印加すると該振動子１の表面（歯形形状の突
部１ａが形成されている面）には矢印ｆの方向に循環移
動する進行波振動が生じ、該振動子の直線部１Ａ及び１
Ｂのいずれか一方に圧接させた部材に該振動の進行方向
とは逆向きの推力を与えることができる。

【００１０】前述の振動波駆動装置では、該振動子１の
直線部１Ａの表面がレール状固定子８のフランジ部８Ａ
に耐摩耗材１８（図１０）を介してばね３により圧接さ
れている。ばね３はその上端において支持部材７に固定
され、ばね３の下端は振動絶縁体５及びステンレス板１
９を介して該振動子１の直線部１Ａの裏面を押して該直
線部１Ａの表面を該固定子８のフランジ部８Ａに圧接さ
せている。

【００１１】振動子１の直線部１Ａは該固定子８のフラ
ンジ部８Ａの長手方向と平行に且つ該フランジ部に正対
するように位置決めされており、ローラ１４ａ及び１４
ｂと該固定子８の直立壁部８Ｂ（すなわちローラ転動
面）との接触位置が振動子１の直線部１Ａと同一レベル
Ｌになるように設計されている。従って、振動子１の直
線部１Ａと該フランジ部８Ａとの接触圧が変動しないよ
うに該ローラによっても保持されるようになっており、
また、移動体の横動きや蛇行動が該ローラと該直立壁部
８Ｂとによって防止されている。

【００１２】１７はガイドバー兼支持部材１１の直下位
置に配置されて該部材１１と平行に延在するスリット板
であり、スリット板１７は両端をそれぞれ支持部材１３
ａ及び１３ｂに固定されるとともに移動体４の滑り軸受
１２ａ及び１２ｂの軸受ブロックに貫設されているスリ
ット内を通って延在している。移動体４には該スリット
板１７を挟んで不図示のフォトインタラプタの発光部と
受光部とが担持されており、移動体４が移動した時には
該スリット板１７のスリットを該フォトインタラプタで
検出することにより該移動体４の移動量及び瞬時位置を
電気的パルス信号として検出している。

【００１３】振動子１の表面に前記の如き循環振動が生
じると、該固定子８のフランジ部８Ａには該フランジ部
を該固定子８の長手方向に移動させようとする推力が作
用するが、該固定子８に固定されていて動けないので該
固定子８から逆に該振動子１に逆方向推力が働き、その
結果、振動子１は該直線部１Ａに生じた振動の進行方向
と同方向に移動し、同時に該振動子１を担持している移
動体４も同方向へ動かされる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前述の構造を有する公
知の振動波駆動装置では、移動体４を支持し且つ案内す
るガイドバー兼支持部材１１が支持部材１３ａ及び１３
ｂに取付けられ、該支持部材１３ａ及び１３ｂが該固定
子８に取付けられるようになっているので部品数が多
く、また、該部材１１及び１３ａ及び１３ｂを該固定子
８に取付ける時の取付け作業が必要であるため該モータ
の組立工数が多く、従って、製造コストが高いという問
題点があった。更に、該部材１３及び１１の取付け精度
が各モータ毎に違ってしまう危険性があった。

【００１５】本発明の目的は、前述のような問題点を解
決し、前記従来のモータよりも製造コストを低減できる
とともに該部材１１の取付け精度が各モータ毎に違って
しまう危険性のない、改良された振動波駆動装置を提供
することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前述の問題点を解決する
ための最もよい解決手段は該部材１３をなくし、該部材
１１を該固定子８に一体化させてしまうことである。こ
のような解決手段をとることにより、部品数及び組立工
数の削減と部品管理コスト及び部品製造コストの削減が
できるとともに組立精度を各モータ毎にばらつかせない
ようにすることができ、品質の向上を図ることができ
る。

【００１７】

【実施例】以下に本発明により改良された振動波駆動装
置の実施例について説明する。

【００１８】＜実施例１＞図１及び図２を参照して本発
明の第一実施例の振動波駆動装置の構造を説明する。

【００１９】図１及び図２において、２８は構造部材２
１に固定されて直線的に延在するレール状固定子であ
り、固定子２８には移動体４を支持し且つ案内するため
の支持部材兼案内部材２８Ｃが一体成形されている。２
８Ａは該固定子２８に形成された振動子圧接面としての
フランジ部、２８Ｂは移動体４に保持されたローラ１４
ａ及び１４ｂの転動面となる直立壁部、２０は該移動体
４の下端に固定されるとともに該部材２８Ｃの外周部に
相対摺動可能に嵌合する係合部、７は移動体４から水平
方向に突出した部材、６は該部材７の先端から下垂して
振動子１の直線部に固着された振動子支持部材、１８は
振動子１の表面に形成された耐摩耗材、５はばね３の下
端と振動子１の直線部との間に介装された振動絶縁体、
１９はばね３の下端と振動子１の直線部との間に介装さ
れたステンレス板、１５ａは移動体４に固定されたロー
ラ軸、であり、これらの部材のうちで図９及び図１０と
同じ符号で表示したものは従来の振動波リニアモータの
構成部材と同じものである。

【００２０】移動体４に固定された係合部２０は該固定
子２８に一体化された支持部材兼案内部材２８Ｃの円柱
状の外周部に相対摺動可能に嵌合する凹曲面２０ａを有
しており、該部材２８Ｃと該係合部２０Ｃとにより移動
体４の上下方向の動きと横方向の動きとを規制する第二
の規制手段が構成されている。

【００２１】本実施例の構成では、移動体４を支持し且
つ案内するための部材２８Ｃがレール状固定子２８と一
体成形で構成されているため、部品数及び組立工数の削
減ができるとともに部品製造コスト及び部品管理コスト
並びに組立コストの削減ができ、しかも該固定子と該支
持兼案内部材との相対的取付け精度のばらつきをなくす
ことができるため振動波駆動装置の品質を向上させるこ
とができる。

【００２２】なお、本実施例のレール状固定子２８は押
出し成形（Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）もしくは引抜き（Ｄｒ
ａｗｉｎｇ）で製造するのに最適な形状であり、押出し
成形もしくは引抜き加工によれば、多数のレール状固定
子をすべて同一の精度にすることができるため、振動波
駆動装置の品質向上にも効果的である。

【００２３】＜実施例２＞図３及び図４に本発明の第二
実施例の振動波駆動装置を示す。本実施例では、移動体
４のための支持兼案内部がレール状固定子の肉部の中に
溝として形成されていることを特徴とするものである。

【００２４】図３及び４において、３８はレール状固定
子であり、該固定子３８の底面には鍵穴形の横断面形状
を有する溝３８Ｃが該固定子３８の長手方向と平行に延
在し、移動体４には該溝３８Ｃに相対摺動可能に嵌合す
る鍵穴形横断面形状を有する２個の係合部３０Ａ及び３
０Ｂが固定されている。

【００２５】本実施例の構成では、該固定子３８の占有
空間が第一実施例のレール状固定子２８のそれよりも小
さくなるため、第一実施例の効果（すなわち、従来例に
くらべて、部品数及び製造コストの低減と品質の向上）
に加えて装置の小型化が可能になるという効果も得られ
る。

【００２６】なお、図３及び図４において、３８Ａは該
固定子３８のフランジ部であって該フランジ部３８Ａは
従来例のフランジ部８Ａに該当し、３８Ｂはローラ１４
ａ及び１４ｂの転動面となる直立壁部であって該直立壁
部３８Ｂは従来例の直立壁部８Ｂに該当する。また、図
３及び４において、図９乃至図１２と同じ符号で表示さ
れた部材は従来例の部材と同じものである。

【００２７】＜他の実施例＞図５乃至図８に本発明の他
の実施例を示す。

【００２８】図５は移動体４のための支持部材兼案内部
材４８Ｃがレール状固定子４８の底面に一体成形で突設
されたレール状固定子４８を示したものであり、該部材
４８Ｃは凸形の横断面形状を有するものとして構成さ
れ、移動体４の下端には該部材４８Ｃの横断面形状に等
しい凸形の横断面形状を有する溝４０ａを有した係合部
４０が固定されている。本実施例の構成を有する振動波
リニアモータでは、移動体４が該固定子４８の長手方向
軸線を中心とする回動が不可能であるため、前記第一及
び第二の実施例にくらべて更に移動体４の走行安定性が
よくなり、該固定子４８のフランジ部４８Ａの面に対す
る移動体４の前後動を少なくする効果がある。なお、４
８Ｂは移動体４に担持されているローラ１４ａ及び１４
ｂの転動面となる該固定子の直立壁部である。また、図
５に示されていない部分の構造は従来例のそれと同じで
あるから図示を省略してある。

【００２９】図６に示す実施例では、レール状固定子５
８の底面に該固定子の長手方向に延在する逆凸形の横断
面形状を有する溝５８Ｃが該移動体４のための支持部兼
案内部として形成されていることを特徴とする。一方、
移動体４の下端には該溝５８Ｃに相対摺動可能に嵌合す
る逆凸形断面形状の係合部５０が固定され、該溝５８Ｃ
と該係合部５０との嵌合関係により該移動体４が該固定
子５８に支持されるとともに該固定子５８の長手方向に
摺動可能になっている。本実施例の構成においても移動
体４は該固定子５８のフランジ部５８Ａの面に対する前
後移動が殆ど不可能であるため第一及び第二実施例にく
らべて移動体４の走行安定性が高くなる。また、移動体
４を支持し且つ案内するための部分が該固定子５８の中
にあるため該モータを小型化することができる。

【００３０】図７はレール状固定子６８の底面と一側面
（ローラ１４ａ及び１４ｂの転動面となる直立壁部６８
の外面）に方形断面形状の突条６８Ｃ及び６８Ｄを突設
し、該突条６８Ｃ及び６８Ｄにそれぞれ嵌合する溝６０
及び７０を有した係合部を移動体４の下端に取付けた構
成となっている。本実施例の構成では、該固定子６８の
フランジ部６８Ａに対する移動体４の前後動（すなわち
横動き）は突条６８Ｃにより規制され、移動体４の上下
方向の移動は突条６８Ｄにより規制され、移動体４の重
量は突条６８Ｄにより支持される。本実施例においても
該固定子６８の長手方向軸線を中心とする移動体４の回
動は不可能であるためフランジ部６８Ａの面に対する移
動体４の前後動がなくなり、安定した走行が可能とな
る。

【００３１】図８に示す実施例ではレール状固定子７８
の底面と一側面（ローラ１４ａ及び１４ｂの転動面とな
る直立壁部７８Ｂの外面）に該固定子７８の長手方向に
延在する方形断面形状の溝７８Ｃ及び７８Ｄが形成さ
れ、該溝７８Ｃ及び７８Ｄに相対摺動可能に嵌合する方
形断面形状の係合部８０Ａ及び８０Ｂが移動体４の下端
に設けられている。本実施例の効果も図７の実施例と同
じであるが、本実施例では該移動体４との係合部分が該
固定子７８の外側に突出していないので該モータを小型
にすることができるという効果もある。

【００３２】図５乃至図８に示した各実施例のレール状
固定子も第一及び第二実施例のレール状固定子と同じ
く、移動体４のための支持部兼案内部が該固定子と一体
成形で造られているので、従来の振動波駆動装置よりも
安いコストで製造することができ、しかも動作精度のよ
い品質の一定した振動波駆動装置を実現することができ
る。

【００３３】以上の各実施例における振動波駆動装置
は、移動体にキャリッジを設け、このキャリッジに例え
ばバブルジェット式のプリンターにおける印字ヘッドが
装着されてプリンターとして用いることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、移動体を支持するとともに案内する機能と該移動体
の横動きや上下動などを防止する機能を有した支持兼案
内部をレール状固定子と一体成形するように構成したの
で従来の振動波駆動装置にくらべて部品数及び組立工数
が低減するとともに製造コストが低減され、また、該支
持兼案内部の取付け精度が一定になるため該装置の品質
が向上するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の全体構造を示す斜視図。

【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視断面図。（ｂ）は図
１のＢ−Ｂ矢視断面図。

【図３】本発明の第二実施例の全体構造を示す斜視図。

【図４】（ａ）は図３におけるＡ−Ａ矢視断面図。
（ｂ）は図３におけるＢ−Ｂ矢視断面図。

【図５】本発明の他の実施例の振動波駆動装置のレール
状固定子の横断面図と移動体の係合部の横断面図。

【図６】本発明の他の実施例の振動波駆動装置のレール
状固定子の横断面図と移動体の係合部の横断面図。

【図７】本発明の他の実施例の振動波駆動装置のレール
状固定子の横断面図と移動体の係合部の横断面図。

【図８】本発明の他の実施例の振動波駆動装置のレール
状固定子の横断面図と移動体の係合部の横断面図。

【図９】従来の振動波駆動装置の全体構造を示した斜視
図。

【図１０】（ａ）は図９のＡ−Ａ矢視断面図。（ｂ）は
図９のＢ−Ｂ矢視断面図。

【図１１】図９の一部の拡大正面図。

【図１２】従来の振動波駆動装置及び本発明の振動波駆
動装置に使用されている振動子の拡大斜視図。

【符号の説明】

１…振動子 １Ａ，１Ｂ…直線
部 ２…励振素子 ３…板ばね ４…移動体 ５…振動絶縁体 ６…振動子支持部材 ７…部材 ８，２８，３８，４８，５８，６８，７８…レール状固
定子 １１…ガイドバー兼支持部材 １２ａ，１２ｂ…
滑り軸受 １３ａ，１３ｂ…支持部材 １４ａ，１４ｂ…
ローラ １５ａ，１５ｂ…軸 １８…耐摩耗材 １９…ステンレス板 ２０，３０Ａ，３０Ｂ，４０，５０，８０Ａ，８０Ｂ…
係合部 ４０ａ，５８Ｃ，６０，７０，７８Ｃ，７８Ｄ…溝 ６８Ｃ，６８Ｄ…突条

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本新治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電素子等の振動素子が固定されていて
   該素子によって表面に進行波振動を発生する振動子と、
   該振動子の該表面の一部に接触するとともに所定方向に
   延在して固定配置されたレール状固定子と、該振動子の
   該表面の一部を該レール状固定子に圧接させる加圧手段
   と、該振動子を担持して該レール状固定子の延在方向に
   沿って移動可能な移動体と、該移動体が該レール状固定
   子の延在方向以外の方向に動くことを規制するための第
   一及び第二の規制手段と、を有して成り、該第一の規制
   手段は、該レール状固定子の振動子接触面に対向して該
   レール状固定子の長手方向に延在する移動体案内面と、
   該移動体に担持されるとともに該案内面を転動する転動
   部材と、によって構成されている振動波駆動装置におい
   て、 該第二の規制手段は、該レール状固定子の長手方向に延
   在するとともに該レール状固定子に一体成形された少な
   くとも一つの案内部と、該移動体に固定されるとともに
   該案内部に係合しつつ移動する少なくとも一以上の係合
   部と、により構成されていることを特徴とする振動波駆
   動装置。
2. 【請求項２】 該案内部は該レール状固定子の長手方向
   軸線と平行な軸線を中心とする曲面を外周に有するとと
   もに該レール状固定子の外面に該レール状固定子と一体
   成形されたガイドバーであり、該係合部は該曲面に係合
   する凹曲面を有しているものであることを特徴とする請
   求項１の振動波駆動装置。
3. 【請求項３】 該案内部は該レール状固定子の長手方向
   と平行に延在する平面を外周に有するとともに該レール
   状固定子の外面に該レール状固定子と一体成形された非
   曲線断面形状のガイドバーであり、該係合部は該ガイド
   バーの外面に係合する非曲面の凹面を有していることを
   特徴とする請求項１の振動波駆動装置。
4. 【請求項４】 該案内部は該レール状固定子の長手方向
   と平行に延在する溝部として該レール状固定子の肉部の
   中に形成され、該係合部は該溝部の内周の輪郭に等しい
   外周輪郭を有して該溝部に相対摺動可能に嵌合している
   ことを特徴とする請求項１の振動波駆動装置。
5. 【請求項５】 該案内部は該レール状固定子の側面に配
   置された第一案内部と、該レール状固定子の底面に配置
   された第二案内部と、を有し、該係合部は該第一案内部
   に係合する第一係合部と、該第二案内部に係合する第二
   係合部と、を有していることを特徴とする請求項１の振
   動波駆動装置。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３、４又は５に記載の振
   動波駆動装置における移動体に印字手段を設けたことを
   特徴とするプリンター。