JPH0787765A - Spherical actuator and its assembling method - Google Patents

Spherical actuator and its assembling method

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JPH0787765A
JPH0787765A JP5254866A JP25486693A JPH0787765A JP H0787765 A JPH0787765 A JP H0787765A JP 5254866 A JP5254866 A JP 5254866A JP 25486693 A JP25486693 A JP 25486693A JP H0787765 A JPH0787765 A JP H0787765A
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JP
Japan
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rotor
stator
adjustable
stators
contact
Prior art date
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Application number
JP5254866A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Toyama
茂樹 遠山
Yasutarou Miyatani
保太朗 宮谷
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To uniformly bring every stator into contact with the surface of a rotor and to as semble a spherical actuator precisely and easily. CONSTITUTION:One fixed stator and three adjustable stators 7, 8, 9 are installed at a casing 1, and the individual stators 6 to 9 are brought uniformly into contact with a rotor 4 by the adjustable stators 7, 8, 9. When they are assembled, the fixed stator 6 is attached to the casing 1, the fixed stator is then positioned by uniformly bringing the surface of the rotor 4 into contact with its surface. Them, the adjustable stator 7 in a position facing the fixed stator 6 is brought uniformly into contact with the rotor 4, and the rotor 4 is held from both sides. Then, the residual adjustable stators 8, 9 are pressed sequentially to, and brought uniformly into contact with, the surface of the rotor 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は球面アクチュエータ及び
その組立て方法に関する。具体的にいうと、本発明は複
数のステータを精密位置決めするための技術に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a spherical actuator and a method for assembling the same. Specifically, the present invention relates to techniques for precisely positioning multiple stators.

【0002】[0002]

【従来の技術とその問題点】図8は従来の球面アクチュ
エータにおけるロータの保持構造とその問題点を示す説
明図である。この球面アクチュエータ61にあっては、
ステータ62a,62b,62c,62dの基部をケー
シング63に摺動自在に保持させてステータ62a〜6
2dをその軸心方向に変位可能とし、4つのステータ6
2a〜62dを4方向からロータ64の表面に押し付け
てロータ64を保持している。ロータ64は、その中心
Cが各ステータ62a〜62dの軸心P1,P2,P
3,P4と一致した状態で4つのステータ62a〜62
dに保持されており、必要なステータ例えば62a,6
2cに超音波振動を発生させると、ロータ64が当該ス
テータ62a,62cの軸心P1,P3の回りに回転駆
動される。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is an explanatory view showing a rotor holding structure in a conventional spherical actuator and its problems. In this spherical actuator 61,
The bases of the stators 62a, 62b, 62c, and 62d are slidably held by the casing 63, and the stators 62a to 6a-6
2d is displaceable in the axial direction, and four stators 6
The rotor 64 is held by pressing 2a to 62d against the surface of the rotor 64 from four directions. The center C of the rotor 64 is the axial centers P1, P2, P of the stators 62a to 62d.
4, the four stators 62a to 62 in a state of matching with P4.
the required stator, for example 62a, 6
When ultrasonic vibration is generated in 2c, the rotor 64 is rotationally driven around the shaft centers P1 and P3 of the stators 62a and 62c.

【0003】このような構造であると、ステータ62a
〜62dのロータ64と接触する部分の軸心P1〜P4
はステータ62a〜62dを保持するケーシング63や
ステータ62a〜62dの加工精度に依存することにな
る。しかし、実際には、4つのステータ62a〜62d
の軸心を精密に一致させることは非常に困難で、図8に
示すように4つのステータ62a〜62dの軸心P1〜
P4とロータ64の中心Cとがずれ易く、全てのステー
タ62a〜62dをロータ64の表面に均一に接触させ
ることは不可能に近かった。このため、従来の球面アク
チュエータ61にあっては、ステータ62a〜62dと
ロータ64とが片当りし、この片当りのためにロータ6
4を回転させるための駆動トルクの低下や回転ムラ等が
発生したり、ロータ64の回転数特性が低下したりし、
球面アクチュエータ61のエネルギー変換効率が低くな
るという問題があった。また、ロータ64の位置決め特
性も悪くなり、ステータ62a〜62dによるロータ6
4の保持特性も低下していた。
With such a structure, the stator 62a
Axis portions P1 to P4 of a portion of the contact member 62 to 62d that contacts the rotor 64
Depends on the machining accuracy of the casing 63 that holds the stators 62a to 62d and the stators 62a to 62d. However, in reality, the four stators 62a to 62d are
It is very difficult to precisely match the shaft centers of the four stators 62a to 62d, as shown in FIG.
P4 and the center C of the rotor 64 are easily displaced, and it was almost impossible to uniformly contact all the stators 62a to 62d with the surface of the rotor 64. Therefore, in the conventional spherical actuator 61, the stators 62a to 62d and the rotor 64 make one-sided contact, and the rotor 6 is caused by this one-sided contact.
4 causes a decrease in drive torque for rotating the motor 4, uneven rotation, and the like, and the rotation speed characteristic of the rotor 64 deteriorates.
There is a problem that the energy conversion efficiency of the spherical actuator 61 becomes low. In addition, the positioning characteristics of the rotor 64 are deteriorated, and the rotor 6 by the stators 62a to 62d is
The holding property of No. 4 was also deteriorated.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであって、その目的とする
ところは、ステータを保持するケーシング等に加工誤差
等があっても各ステータのロータと接触する部分の軸心
とロータの中心とを一致させた状態でロータを回転自在
に保持させることができる球面アクチュエータとその組
立て方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the drawbacks of the above-mentioned conventional examples, and its object is to make it possible even if the casing for holding the stator has a processing error or the like. It is an object of the present invention to provide a spherical actuator capable of rotatably holding a rotor in a state where the axial center of a portion of each stator that contacts the rotor and the center of the rotor are aligned, and an assembling method thereof.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の球面アクチュエ
ータは、複数のステータを略球状のロータの表面に圧接
させ、ステータに微小振動を発生させてロータを回転駆
動させるようにした球面アクチュエータにおいて、前記
複数のステータのうち1つのステータを固定ステータと
し、他のステータをロータの表面に均一に接触するよう
に位置調整可能な可調整ステータとしたことを特徴とし
ている。
A spherical actuator of the present invention is a spherical actuator in which a plurality of stators are brought into pressure contact with the surface of a substantially spherical rotor to generate minute vibrations in the stator to drive the rotor to rotate. One of the plurality of stators is a fixed stator, and the other stator is an adjustable stator whose position can be adjusted so as to uniformly contact the surface of the rotor.

【0006】また、本発明の球面アクチュエータの組立
て方法は、前記固定ステータにロータの表面を均一に接
触させることによってロータを位置決めした後、他の可
調整ステータをロータの表面に均一に接触させるように
位置調整して上記球面アクチュエータを組立てることを
特徴としている。
Also, in the method of assembling the spherical actuator of the present invention, the rotor is positioned by bringing the surface of the rotor into uniform contact with the fixed stator, and then another adjustable stator is brought into contact with the surface of the rotor evenly. It is characterized in that the spherical actuator is assembled by adjusting the position.

【0007】[0007]

【作用】本発明にあっては、固定ステータを1つと位置
調整可能な可調整ステータを複数個備えているので、ロ
ータの表面を固定ステータに均一に接触させるように位
置決めした後、他の可調整ステータを順次ロータの表面
に均一に接触させるように調整することができる。
In the present invention, since one fixed stator and a plurality of adjustable stators whose positions can be adjusted are provided, after the rotor is positioned so that the surface of the rotor is brought into uniform contact with the fixed stator, the other stators are not changed. The adjusting stator can be adjusted so as to sequentially contact the surface of the rotor uniformly.

【0008】従って、ステータ保持部がロータの中心か
ら外れている場合でも、固定ステータ及び可調整ステー
タの軸心をロータの中心に一致させて組み立てることが
でき、各ステータのロータ表面との片当りをなくすこと
ができる。しかも、固定ステータからロータ、各可調整
ステータという順序で順次組み付けてゆくことにより、
固定ステータを基準として各ステータを順次1つづつロ
ータ表面に均一に接触させることができ、球面アクチュ
エータを精密かつ容易に組み立てることができる。
Therefore, even when the stator holding portion is off the center of the rotor, it is possible to assemble the fixed stator and the adjustable stator so that the shaft centers of the fixed stator and the adjustable stator coincide with the center of the rotor. Can be eliminated. Moreover, by sequentially assembling the fixed stator, the rotor, and each adjustable stator,
Each stator can be brought into contact with the rotor surface uniformly one by one with the fixed stator as a reference, and the spherical actuator can be assembled accurately and easily.

【0009】[0009]

【実施例】図1は本発明の一実施例による球面アクチュ
エータAの構造を示す一部破断した平面図である。この
球面アクチュエータAにあっては、略円形の窓2を開口
されたケーシング1の空洞3内に略球体状ないし略球殻
状をしたロータ4が納められている。ロータ4は空洞3
の内壁面に接することなく、同一円周上に配置された固
定ステータ6及び可調整ステータ7,8,9のみによっ
て支持されている。なお、5はロータ4の外周面に突設
されたアームである。
1 is a partially cutaway plan view showing the structure of a spherical actuator A according to an embodiment of the present invention. In this spherical actuator A, a substantially spherical or substantially spherical shell-shaped rotor 4 is housed in a cavity 3 of a casing 1 having a substantially circular window 2 opened therein. Rotor 4 is cavity 3
It is supported only by the fixed stator 6 and the adjustable stators 7, 8, 9 arranged on the same circumference without contacting the inner wall surface of the. In addition, 5 is an arm protruding from the outer peripheral surface of the rotor 4.

【0010】各ステータ6,7,8,9は図2(a)
(b)のような構造の回転型表面波振動子からなる(但
し、ステータ7,8,9の場合には、突部11に突条2
5が設けられている)。すなわち、金属等の弾性材料に
よって形成された弾性体10は略皿状をしており、その
外周部表面には一定ピッチ毎に接触片12が突設されて
環状に配列しており、接触片12と対応して弾性体10
の外周部裏面にはPZT等の圧電素子13が貼り付けら
れている。各ステータ6,7,8,9は、図1に示すよ
うに接触片12をロータ4と接触させるようにしてロー
タ4を支持するようになっており、そのため接触片12
の上面にはロータ4の表面の曲率と同一の曲率を有する
凹状のアール面12aが設けられている。
Each of the stators 6, 7, 8 and 9 is shown in FIG.
It is composed of a rotary type surface acoustic wave oscillator having a structure as shown in (b) (however, in the case of the stators 7, 8 and 9, the protrusions 2 are formed on the protrusion 11
5 is provided). That is, the elastic body 10 made of an elastic material such as metal has a substantially dish shape, and the contact pieces 12 are projected and arranged in a ring at a constant pitch on the outer peripheral surface of the elastic body 10. Elastic body 10 corresponding to 12
A piezoelectric element 13 such as PZT is attached to the back surface of the outer peripheral portion of the. Each of the stators 6, 7, 8 and 9 is adapted to support the rotor 4 by bringing the contact piece 12 into contact with the rotor 4 as shown in FIG.
A concave rounded surface 12a having the same curvature as that of the surface of the rotor 4 is provided on the upper surface of the.

【0011】各ステータ6,7,8,9は超音波モータ
として使用されているものと同様な原理によってロータ
4を駆動するものであって、圧電素子13を振動させる
ことによって弾性体10の接触片12の表面にたわみ振
動や伸縮振動等の表面波振動を発生させるものである。
しかして、この圧電素子13を所定の駆動モードで駆動
すると、弾性体10の表面を円周方向に進む進行波(た
わみ進行波)により接触片12の表面の粒子が楕円軌道
を描いて運動し、ロータ4の表面が各ステータ6,7,
8,9の円周方向に沿って移動する。この結果、ロータ
4は各ステータ6,7又は8,9の軸心の回りに回転す
る。
Each of the stators 6, 7, 8 and 9 drives the rotor 4 according to the same principle as that used as an ultrasonic motor, and vibrates the piezoelectric element 13 to bring the elastic body 10 into contact. The surface wave vibration such as flexural vibration or stretching vibration is generated on the surface of the piece 12.
Then, when the piezoelectric element 13 is driven in a predetermined driving mode, particles on the surface of the contact piece 12 move in an elliptical orbit by a traveling wave (deflection traveling wave) traveling in the circumferential direction on the surface of the elastic body 10. , The surface of the rotor 4 is the stator 6, 7,
It moves along the circumferential direction of 8 and 9. As a result, the rotor 4 rotates around the axis of each stator 6, 7 or 8, 9.

【0012】6はロータ4をX軸と平行な軸心の回りに
回転させるための固定ステータ、7はロータ4をX軸と
平行な軸心の回りに回転させるための可調整ステータで
ある。また、8,9はロータ4をY軸と平行な軸心の回
りに回転させるための可調整ステータである。いずれの
対のステータ6,7及び8,9もロータ4を両側から挟
むように配置されている。固定ステータ6は、弾性体1
0の裏面中央部に突出している突部11をケーシング1
に嵌合されたベース14に固定されている。また、可調
整ステータ7,8,9はケーシング1内でオルダム動作
するようになっており、軸心方向に摺動可能かつ回転不
能なようにケーシング1の直孔部15内に納められたス
テータ保持部16にオルダム部17を介して保持されて
いる。さらに、ステータ保持部16とケーシング1に嵌
合されたベース18との間には、ロードセルケース19
に入れたロードセル20が摺動自在に納められており、
ロードセルケース19とステータ保持部16との間には
皿バネ21が挿入され、ベース18に螺合させたネジ2
2の先端がロードセル20に当接している。従って、ロ
ードセル20の出力をモニターしながらネジ22を回す
ことにより、ステータ6,7,8,9とロータ4との接
触圧を調整することができる。
Reference numeral 6 is a fixed stator for rotating the rotor 4 around an axis parallel to the X axis, and reference numeral 7 is an adjustable stator for rotating the rotor 4 around an axis parallel to the X axis. Reference numerals 8 and 9 are adjustable stators for rotating the rotor 4 around an axis parallel to the Y axis. Any pair of stators 6, 7 and 8, 9 are arranged so as to sandwich the rotor 4 from both sides. The fixed stator 6 is an elastic body 1.
The protrusion 11 protruding to the center of the back surface of the casing 0
It is fixed to the base 14 fitted in. Further, the adjustable stators 7, 8 and 9 are adapted to perform Oldham operation in the casing 1, and the stators are housed in the straight holes 15 of the casing 1 so as to be slidable in the axial direction and non-rotatable. It is held by the holding portion 16 via the Oldham portion 17. Further, a load cell case 19 is provided between the stator holding portion 16 and the base 18 fitted in the casing 1.
The load cell 20 put in is stored slidably,
A disc spring 21 is inserted between the load cell case 19 and the stator holding portion 16, and the screw 2 screwed into the base 18 is inserted.
The tip of No. 2 is in contact with the load cell 20. Therefore, the contact pressure between the stator 6, 7, 8, 9 and the rotor 4 can be adjusted by rotating the screw 22 while monitoring the output of the load cell 20.

【0013】図3はオルダム動作する可調整ステータ
7,8,9の保持構造を詳細に示す分解斜視図である。
オルダム部17の表裏両面にはそれぞれ全幅にわたって
角溝状の凹溝23,24が凹設されており、両凹溝2
3,24は互いに90度ねじれた方向を向いている。可
調整ステータ7,8,9の突部11には角形の突条25
が突設されており、この突条25はオルダム部17の凹
溝23内に摺動自在に挿入されており、突条25は凹溝
23の方向に沿ってスムーズに摺動できるが、凹溝23
と直交する方向にはがたつきなく挿入されている。同様
に、ステータ保持部16の表面にも凹溝24と同一断面
の突条26が突設されており、この突条26もオルダム
部17の凹溝24内に摺動自在に挿入されており、突条
26は凹溝24の方向にのみスムーズに摺動できるよう
になっている。従って、可調整ステータ7,8,9はオ
ルダム部17を介してステータ保持部16に連結されて
おり、可調整ステータ7,8,9はステータ保持部16
の軸心と垂直な方向には自由に偏心できるが、ステータ
保持部16に対して軸心の回りには回転できないよう拘
束されている。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing in detail the holding structure of the adjustable stators 7, 8 and 9 operating in Oldham.
Square grooves 23 and 24 are formed on both the front and back surfaces of the Oldham section 17 over the entire width.
3, 24 are oriented in a direction twisted by 90 degrees with respect to each other. The protrusions 11 of the adjustable stators 7, 8 and 9 have rectangular protrusions 25.
The protrusion 25 is slidably inserted into the groove 23 of the Oldham portion 17, and the protrusion 25 can slide smoothly along the direction of the groove 23. Groove 23
It is inserted without rattling in the direction orthogonal to. Similarly, a protrusion 26 having the same cross section as the groove 24 is also provided on the surface of the stator holding portion 16, and the protrusion 26 is also slidably inserted into the groove 24 of the Oldham portion 17. The ridge 26 can slide smoothly only in the direction of the groove 24. Therefore, the adjustable stators 7, 8 and 9 are connected to the stator holding portion 16 via the Oldham portion 17, and the adjustable stators 7, 8 and 9 are connected to the stator holding portion 16.
Although it can be freely eccentric in the direction perpendicular to the axis of the shaft, it is constrained from rotating with respect to the stator holding portion 16 about the axis.

【0014】この球面アクチュエータAを組み立てる場
合には、まずケーシング1に固定ステータ6を取り付け
た後、ケーシング1の空洞3内にロータ4を納入し、ロ
ータ4の表面が固定ステータ6の接触片12に均一に密
着するようにロータ4を位置決めする。ついで、固定ス
テータ6と対面する位置でケーシング1に可調整ステー
タ7やステータ保持部16等を取り付け、皿バネ21に
よって可調整ステータ7をロータ4の表面に押し付け
る。このとき、ステータ保持部16の軸心がロータ4の
中心からδだけずれていても、可調整ステータ7が皿バ
ネ21の弾性力等によってロータ4の表面に押し付けら
れると、可調整ステータ7がロータ4表面のカーブに沿
うように偏心して可調整ステータ7の軸心がロータ4の
中心と一致し、ロータ4の表面にぴったりと均一に接触
する。同時に、ロータ4は、固定ステータ6と可調整ス
テータ7によって両側から挟まれ、固定される。次ぎ
に、残りの可調整ステータ8,9のうちの1つの可調整
ステータ例えば8をケーシング1に取り付け、ロータ4
が保持されている方向と直交する方向から可調整ステー
タ8をロータ4の表面に押し付ける。この押し付け力に
よって可調整ステータ8は変位し、ロータ4の表面に均
一に接触させられる。最後に、残りの可調整ステータ9
をケーシング1に取り付け、皿バネ21の弾性力によっ
て可調整ステータ9をロータ4の表面に押し付ける。こ
の押し付け力によって可調整ステータ9も変位してロー
タ4の表面に均一に接触させられる。こうして、簡単な
作業により、図4に示すように各ステータ6,7,8,
9の軸心とロータ4の中心とを一致させた状態に球面ア
クチュエータAを組み立てることができる。
When assembling this spherical actuator A, first, the fixed stator 6 is attached to the casing 1, then the rotor 4 is delivered into the cavity 3 of the casing 1, and the surface of the rotor 4 contacts the contact piece 12 of the fixed stator 6. The rotor 4 is positioned so as to be evenly adhered to the. Then, the adjustable stator 7 and the stator holding portion 16 are attached to the casing 1 at a position facing the fixed stator 6, and the adjustable stator 7 is pressed against the surface of the rotor 4 by the disc spring 21. At this time, even if the axial center of the stator holding portion 16 is deviated from the center of the rotor 4 by δ, when the adjustable stator 7 is pressed against the surface of the rotor 4 by the elastic force of the disc spring 21 or the like, the adjustable stator 7 is moved. The shaft center of the adjustable stator 7 is eccentric along the curve of the surface of the rotor 4 to coincide with the center of the rotor 4, and the surface of the rotor 4 is contacted exactly and uniformly. At the same time, the rotor 4 is sandwiched and fixed by the fixed stator 6 and the adjustable stator 7 from both sides. Then, one of the remaining adjustable stators 8, 9 is attached to the casing 1, for example one adjustable stator 8,
The adjustable stator 8 is pressed against the surface of the rotor 4 in a direction orthogonal to the direction in which the rotor is held. Due to this pressing force, the adjustable stator 8 is displaced and brought into uniform contact with the surface of the rotor 4. Finally, the remaining adjustable stator 9
Is attached to the casing 1, and the adjustable stator 9 is pressed against the surface of the rotor 4 by the elastic force of the disc spring 21. Due to this pressing force, the adjustable stator 9 is also displaced and brought into uniform contact with the surface of the rotor 4. Thus, as shown in FIG. 4, each stator 6, 7, 8,
The spherical actuator A can be assembled in a state where the axis of 9 and the center of the rotor 4 are aligned.

【0015】あるいは、別な組み立て方法としては、つ
ぎのようにしてもよい。つまり、固定ステータ6及び可
調整ステータ7,8,9を予めケーシング1に取り付け
ておき、いずれの可調整ステータ7,8,9もロータ4
から離間させた状態にし、ロータ4を固定ステータ6に
のみ位置決めさせておく。ついで、ネジ22を締めて固
定ステータ6と対面する位置の可調整ステータ7をロー
タ4に圧接させて可調整ステータ7とロータ4とを均一
に接触させる。この後、他の可調整ステータ8,9を順
次ロータ4に圧接させてロータ4の表面に均一に接触さ
せるようにしてもよい。
Alternatively, another assembly method may be as follows. That is, the fixed stator 6 and the adjustable stators 7, 8 and 9 are attached to the casing 1 in advance, and all the adjustable stators 7, 8 and 9 are attached to the rotor 4.
And the rotor 4 is positioned only on the fixed stator 6. Then, the screw 22 is tightened to bring the adjustable stator 7 at a position facing the fixed stator 6 into pressure contact with the rotor 4 to uniformly contact the adjustable stator 7 and the rotor 4. After that, the other adjustable stators 8 and 9 may be sequentially brought into pressure contact with the rotor 4 so as to be evenly contacted with the surface of the rotor 4.

【0016】3つの可調整ステータ7,8,9を一度に
ロータ4の表面に押し付けてロータ4と各ステータ6,
7,8,9を均一に接触させようとすると、各可調整ス
テータ7,8,9が自由に変位できなくなるため、各ス
テータ6,7,8,9をロータ4に均一に接触させられ
なくなる。これに対し、上記のようにロータ4及び各可
調整ステータ7,8,9を順次調整してゆくことにより
確実に各ステータ6,7,8,9をロータ4の表面に均
一に接触させることができ、球面アクチュエータAの組
み立て作業を容易にすることができる。また、全てのス
テータを可調整ステータにするのでなく、1つを固定ス
テータにしているので、固定ステータ6を基準としてロ
ータ4を位置決めした後、各可調整ステータ7,8,9
を順次ロータ4の表面に均一に接触させた状態に調整す
ることができ、組み立て作業をより簡単にすることがで
きる。
The three adjustable stators 7, 8 and 9 are pressed against the surface of the rotor 4 at a time so that the rotor 4 and each stator 6,
When trying to make 7, 8, 9 evenly contact, each adjustable stator 7, 8, 9 cannot be freely displaced, so that each stator 6, 7, 8, 9 cannot be evenly contacted with the rotor 4. . On the other hand, by sequentially adjusting the rotor 4 and the adjustable stators 7, 8 and 9 as described above, the stators 6, 7, 8 and 9 can be surely brought into uniform contact with the surface of the rotor 4. Therefore, the assembling work of the spherical actuator A can be facilitated. In addition, not all of the stators are adjustable stators, but one is a fixed stator. Therefore, after positioning the rotor 4 with the fixed stator 6 as a reference, each adjustable stator 7, 8, 9
Can be sequentially adjusted to be in contact with the surface of the rotor 4 uniformly, and the assembling work can be further simplified.

【0017】しかして、ロータ4をX軸と平行な軸心の
回りに回転させる場合には、固定ステータ6及び可調整
ステータ7を駆動して表面に進行波を発生させ、両ステ
ータ6,7でロータ4を回転させる。このときステータ
保持部16のずれはステータ6側のオルダム部17によ
って吸収され、両ステータ6,7は全周にわたってロー
タ4の表面に均一に接触しているので、ロータ4の回転
速度や回転トルクの低下、回転ムラ等を防止することが
できる。同様に、可調整ステータ8,9を駆動してロー
タ4をY軸と平行な軸心の回りに回転させる場合にも、
可調整ステータステータ8,9がロータ4に均一に接触
しているので、ロータ駆動特性を良好にすることができ
る。
Therefore, when the rotor 4 is rotated around the axis parallel to the X axis, the fixed stator 6 and the adjustable stator 7 are driven to generate a traveling wave on the surface of the stators 6, 7 and 7. To rotate the rotor 4. At this time, the displacement of the stator holding portion 16 is absorbed by the Oldham portion 17 on the side of the stator 6, and since both the stators 6 and 7 are in uniform contact with the surface of the rotor 4 over the entire circumference, the rotation speed and the rotation torque of the rotor 4 are increased. Can be prevented and uneven rotation can be prevented. Similarly, when the adjustable stators 8 and 9 are driven to rotate the rotor 4 around the axis parallel to the Y axis,
Adjustable stator Since the stators 8 and 9 are in uniform contact with the rotor 4, the rotor drive characteristics can be improved.

【0018】しかも、各可調整ステータ7,8,9はオ
ルダム動作し、軸心と垂直な方向には偏心可能になって
いるが、軸心の回りに回転できないので、回転している
ロータ4からの反作用によって可調整ステータ7,8,
9がロータ4と反対向きに回転することがない。この結
果、可調整ステータ7,8,9のすべり(回転)による
ロータ4の駆動トルクの損失を防止することができ、ロ
ータ4の駆動特性を良好な状態に維持できる。
Moreover, each of the adjustable stators 7, 8 and 9 operates in Oldham's direction and can be eccentric in the direction perpendicular to the axis, but cannot rotate about the axis, so the rotor 4 is rotating. Adjustable stators 7,8,
9 does not rotate in the opposite direction to the rotor 4. As a result, the loss of the drive torque of the rotor 4 due to the slippage (rotation) of the adjustable stators 7, 8, 9 can be prevented, and the drive characteristics of the rotor 4 can be maintained in a good state.

【0019】なお、上記可調整ステータの構造として
は、上記のような構造に限定されるものでなく、どのよ
うな構造であっても差し支えない。例えば、上記オルダ
ム機構においても、オルダム部に突条を設け、ステータ
及びステータ保持部に凹溝を設けるようにしてもよく、
また、オルダム部に凹溝と突条を設け、ステータとステ
ータ保持部に突条と凹溝のいずれかを設けてもよい。さ
らに、以下に示すような種々の可調整ステータの保持方
法を用いてもよい。
The structure of the adjustable stator is not limited to the above structure, and any structure may be used. For example, also in the Oldham mechanism, a protrusion may be provided in the Oldham portion, and a groove may be provided in the stator and the stator holding portion.
Alternatively, the Oldham portion may be provided with the concave groove and the protrusion, and the stator and the stator holding portion may be provided with the protrusion and the concave groove. Further, various methods of holding the adjustable stator as described below may be used.

【0020】図5は可調整ステータ7,8,9の別な保
持構造を示す分解斜視図である。この可調整ステータ
7,8,9と角板状をしたステータ保持部16との間に
は角板状の中間部材31が介在させられており、ステー
タ保持部16と中間部材31とは円柱状のコロ32によ
って連結され、中間部材31と可調整ステータ7,8,
9も円柱状のコロ33によって連結されている。すなわ
ち、中間部材31の表裏両面にはそれぞれコロ32,3
3の半径よりも浅い断面円弧条の凹溝34,35が凹設
されており、両凹溝34,35は互いに90度ねじれた
方向を向いている。ステータ保持部16にはコロ32の
半径よりも浅い断面円弧状の凹溝36が凹設されてお
り、可調整ステータ7,8,9の背面の突部11にはコ
ロ33の半径よりも浅い断面円弧状の凹溝37が凹設さ
れている。しかして、ステータ保持部16と中間部材3
1とは、両側から凹溝36,34内にコロ32を挟み込
むようにして連結されており、中間部材31はステータ
保持部16に接触しない範囲でコロ32の回りに回動で
きる。また、中間部材31と可調整ステータ7,8,9
とは、両側から凹溝35,37内にコロ33を挟み込む
ようにして連結されており、可調整ステータ7,8,9
は中間部材31に接触しない範囲でコロ33の回り(中
間部材31の首振り方向と直交する首振り方向)に回動
できる。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing another holding structure for the adjustable stators 7, 8, 9. A square plate-shaped intermediate member 31 is interposed between the adjustable stators 7, 8 and 9 and the square plate-shaped stator holding unit 16, and the stator holding unit 16 and the intermediate member 31 are cylindrical. Of the intermediate member 31 and the adjustable stator 7, 8,
9 are also connected by a cylindrical roller 33. That is, the rollers 32 and 3 are provided on the front and back surfaces of the intermediate member 31, respectively.
Concave grooves 34 and 35 having an arcuate cross section shallower than the radius of 3 are provided, and both concave grooves 34 and 35 are oriented in a direction twisted by 90 degrees. The stator holding portion 16 is provided with a concave groove 36 having an arcuate cross section, which is shallower than the radius of the roller 32, and the protrusion 11 on the back surface of the adjustable stator 7, 8, 9 is shallower than the radius of the roller 33. A concave groove 37 having an arcuate cross section is provided. Thus, the stator holding portion 16 and the intermediate member 3
The rollers 1 and 1 are connected from both sides so as to sandwich the rollers 32 in the recessed grooves 36 and 34, and the intermediate member 31 can rotate around the rollers 32 within a range not contacting the stator holding portion 16. In addition, the intermediate member 31 and the adjustable stators 7, 8, 9
Are connected from both sides so that the rollers 33 are sandwiched in the concave grooves 35, 37, and the adjustable stators 7, 8, 9 are connected.
Can be rotated around the roller 33 (the swinging direction orthogonal to the swinging direction of the intermediate member 31) within a range where the intermediate member 31 is not contacted.

【0021】しかして、ステータ保持部16はケーシン
グ1に角孔状に開口された直孔部15内に納入され、軸
心方向にのみ位置調整可能となっている。中間部材31
と可調整ステータ7,8,9とはケーシング1内に遊動
自在に納められているので、可調整ステータ7,8,9
は軸心に対して小さな角度で首振り可能となっている。
このため、ステータ保持部16の軸心がロータ4の中心
からずれていても、可調整ステータ7,8,9が皿バネ
21の弾性力等によってロータ4の表面に押し付けられ
ると、可調整ステータ7,8,9がロータ4表面のカー
ブに沿うように首を振り、可調整ステータ7,8,9の
軸心がロータ4の中心と一致し、可調整ステータ7,
8,9とロータ4とがぴったりと接触する。しかも、コ
ロ32,33が凹溝36,34,35,37に嵌合して
いるので、可調整ステータ7,8,9はステータ保持部
16に対して軸心の回りには回転しないよう拘束されて
いる。これによってステータ6,7,8,9がロータ4
に片当りするのが防止され、ロータ駆動特性が向上す
る。
Therefore, the stator holding portion 16 is delivered in the straight hole portion 15 opened in the casing 1 in the shape of a square hole, and the position can be adjusted only in the axial direction. Intermediate member 31
Since the adjustable stators 7, 8 and 9 are housed in the casing 1 so as to be freely movable, the adjustable stators 7, 8 and 9 are
Can swing at a small angle to the axis.
Therefore, even if the axial center of the stator holding portion 16 is deviated from the center of the rotor 4, if the adjustable stators 7, 8 and 9 are pressed against the surface of the rotor 4 by the elastic force of the disc springs 21 or the like, the adjustable stator is adjusted. 7, 8 and 9 swing their heads along the curve of the surface of the rotor 4, and the axial centers of the adjustable stators 7, 8 and 9 coincide with the center of the rotor 4, and the adjustable stator 7,
8, 9 and rotor 4 are in close contact. Moreover, since the rollers 32, 33 are fitted in the concave grooves 36, 34, 35, 37, the adjustable stators 7, 8, 9 are restrained from rotating about the axis with respect to the stator holding portion 16. Has been done. As a result, the stators 6, 7, 8 and 9 are connected to the rotor 4
It is prevented from hitting one side, and the rotor drive characteristics are improved.

【0022】図6は可調整ステータ7,8,9のさらに
別な保持構造を示す分解斜視図である。ここでは、角板
状をした中間部材31の表裏両面にそれぞれ断面円弧状
の円弧状突条38,39が突設されており、両円弧状突
条38,39は互いに90度ねじれた方向を向いてい
る。ステータ保持部16には円弧状突条38の突出高さ
よりも浅い断面円弧状の凹溝40が全長にわたって凹設
されており、可調整ステータ7,8,9の背面の突部1
1には円弧状突条39の突出高さよりも浅い断面円弧状
の凹溝41が凹設されている。しかして、ステータ保持
部16と中間部材31とは、円弧状突条38を凹溝40
内に回動自在にはめ込んで連結されており、中間部材3
1はステータ保持部16に接触しない範囲で凹溝40の
回りに回動できる。また、中間部材31と可調整ステー
タ7,8,9とは、円弧状突条39を凹溝41内に回動
自在にはめ込んで連結されており、可調整ステータ7,
8,9は中間部材31に接触しない範囲で円弧状突条3
9の回りに回動できる。なお、図示は省略するが、中間
部材31に凹溝40,41を設け、ステータ保持部16
及び可調整ステータ7,8,9にそれぞれ円弧状突条3
8,39を設けてもよい。あるいは、中間部材31に凹
溝40(又は41)と円弧状突状39(又は38)を設
け、ステータ保持部16に円弧状突状38(又は凹溝4
0)を設け、可調整ステータ7,8,9に凹溝41(又
は円弧状突条39)を設けてもよい。
FIG. 6 is an exploded perspective view showing still another holding structure for the adjustable stators 7, 8, 9. Here, arcuate ridges 38 and 39 having arcuate cross-sections are provided on both the front and back surfaces of the square plate-shaped intermediate member 31, and the arcuate ridges 38 and 39 are twisted by 90 degrees with respect to each other. It is facing. A groove 40 having an arcuate cross section, which is shallower than the protruding height of the arcuate projection 38, is provided in the stator holding portion 16 over the entire length, and the projection 1 on the rear surface of the adjustable stator 7, 8, 9 is formed.
1 is provided with a concave groove 41 having an arcuate cross section that is shallower than the protruding height of the arcuate ridge 39. Thus, the stator holding portion 16 and the intermediate member 31 have the arc-shaped protrusion 38 and the concave groove 40.
The intermediate member 3 is rotatably fitted into the intermediate member 3 and connected.
1 can be rotated around the concave groove 40 within a range where it does not contact the stator holding portion 16. Further, the intermediate member 31 and the adjustable stators 7, 8 and 9 are connected by fitting the arcuate ridge 39 into the concave groove 41 so as to be rotatable, and the adjustable stator 7,
8 and 9 are arc-shaped protrusions 3 within a range not contacting the intermediate member 31.
It can rotate around 9. Although illustration is omitted, the intermediate member 31 is provided with the concave grooves 40 and 41, and the stator holding portion 16 is provided.
And adjustable stators 7, 8 and 9 each have an arcuate ridge 3
8, 39 may be provided. Alternatively, the intermediate member 31 is provided with the concave groove 40 (or 41) and the arcuate projection 39 (or 38), and the stator holding portion 16 is provided with the arcuate projection 38 (or the groove 4).
0) and the adjustable stators 7, 8, 9 may be provided with the concave groove 41 (or the arcuate ridge 39).

【0023】図7は可調整ステータ7,8,9のさらに
別な保持構造を示す分解斜視図である。この構造におい
ては、ゴムや軟質プラスチック、合成樹脂発泡体等の弾
性体からなる中間部材44によって可調整ステータ7,
8,9とステータ保持部16とを連結している。ステー
タ保持部16には弾性体からなる中間部材44の厚みよ
りも浅い凹部45が凹設されており、中間部材44は凹
部45内に納められ、中間部材44の凹部45から突出
した面に可調整ステータ7,8,9の背面が接触してい
る。ステータ保持部16と中間部材44との接触面、中
間部材44と可調整ステータ7,8,9との接触面は、
それぞれ一体成形したり、接着したりするのが好ましい
が、皿バネ21等の弾性力によって圧接された時に十分
な摩擦力が発生するものであれば、圧接させているだけ
でも差し支えない。しかして、ステータ保持部16の軸
心がロータ4の中心からずれていても、可調整ステータ
7,8,9がロータ4の表面に押し付けられると、弾性
体からなる中間部材44が弾性変形することにより可調
整ステータ7,8,9の軸心がロータ4の中心と一致
し、可調整ステータ7,8,9とロータ4とがぴったり
と接触する。また、弾性体からなる中間部材44を用い
た場合には、ロータ4を回転させたとき、その反作用に
よって中間部材44がねじれて可調整ステータ7,8,
9が回転するが、ロータ4の回転当初に中間部材44が
若干ねじれた後は、それ以上中間部材44がねじれ変形
しなくなるので、実質的にロータ駆動特性に影響を与え
る心配はない。
FIG. 7 is an exploded perspective view showing another holding structure for the adjustable stators 7, 8, 9. In this structure, the adjustable stator 7 is provided by the intermediate member 44 made of an elastic body such as rubber, soft plastic, or synthetic resin foam.
8, 9 and the stator holding portion 16 are connected. The stator holding portion 16 is provided with a concave portion 45 which is shallower than the thickness of the intermediate member 44 made of an elastic body. The intermediate member 44 is housed in the concave portion 45, and the surface of the intermediate member 44 protruding from the concave portion 45 can be formed. The back surfaces of the adjusting stators 7, 8 and 9 are in contact with each other. The contact surface between the stator holding portion 16 and the intermediate member 44 and the contact surface between the intermediate member 44 and the adjustable stators 7, 8 and 9 are
It is preferable that they are integrally molded or adhered to each other, but if the elastic force of the disc spring 21 or the like generates a sufficient frictional force, they may be pressed together. Even if the axial center of the stator holding portion 16 is deviated from the center of the rotor 4, when the adjustable stators 7, 8 and 9 are pressed against the surface of the rotor 4, the intermediate member 44 made of an elastic body is elastically deformed. As a result, the axial centers of the adjustable stators 7, 8 and 9 coincide with the center of the rotor 4, and the adjustable stators 7, 8 and 9 and the rotor 4 come into close contact with each other. Further, when the intermediate member 44 made of an elastic body is used, when the rotor 4 is rotated, the intermediate member 44 is twisted by its reaction and the adjustable stators 7, 8,
9 rotates, but after the intermediate member 44 is slightly twisted at the beginning of rotation of the rotor 4, the intermediate member 44 is not twisted and deformed any more, so that there is no risk of substantially affecting the rotor drive characteristics.

【0024】なお、可調整ステータの保持構造としては
上記実施例以外にも種々の方法が可能であって、例えば
一般的な自在継手に見られるような構造によってステー
タ保持部とステータとを連結し、ステータが首振り動作
するだけで軸心と直角な方向には偏心できないようにし
ても差し支えない。
As the holding structure for the adjustable stator, various methods other than the above-described embodiment are possible. For example, a structure such as that found in a general universal joint connects the stator holding portion and the stator. It does not matter even if the stator does not eccentrically move in the direction perpendicular to the axis only by swinging.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明にあっては、位置調整可能な可調
整ステータを備えているので、ステータ保持部がロータ
の中心から外れている場合でも、可調整ステータがロー
タに押し付けられることによって変位し、これによって
各ステータの軸心がロータの中心に一致させられ、各ス
テータをロータ表面に均一に接触させることができる。
According to the present invention, since the adjustable stator whose position is adjustable is provided, even when the stator holding portion is off the center of the rotor, the adjustable stator is displaced by being pressed against the rotor. In this way, the axial center of each stator is aligned with the center of the rotor, and each stator can be brought into uniform contact with the rotor surface.

【0026】また、ロータの表面を固定ステータに均一
に接触させるように位置決めした後、他の可調整ステー
タを順次ロータの表面に均一に接触させるように調整す
ることにより、固定ステータからロータ、各可調整ステ
ータという順序で順次組み付けてゆくことにより、固定
ステータを基準としてロータや各可調整ステータを精密
かつ容易に組み立てることができる。
Further, after positioning the surface of the rotor so as to make uniform contact with the fixed stator, and then adjusting other adjustable stators so as to make uniform contact with the surface of the rotor, the fixed stator, the rotor, and By sequentially assembling the adjustable stators in this order, the rotor and each adjustable stator can be accurately and easily assembled with the fixed stator as a reference.

【0027】しかして、本発明によれば、ロータを回転
させるための駆動トルクの低下や回転ムラ等をなくすこ
とができ、ロータの回転数の低下も防止することがで
き、球面アクチュエータのエネルギー変換効率を良好に
することができる。さらに、ロータを確実に保持させる
ことができ、ロータを精密に位置決めできるようにな
る。
Thus, according to the present invention, it is possible to eliminate a decrease in driving torque for rotating the rotor, uneven rotation, etc., and prevent a decrease in the rotational speed of the rotor, and energy conversion of the spherical actuator. The efficiency can be improved. Further, the rotor can be held securely, and the rotor can be precisely positioned.

【0028】また、全てのステータを可調整ステータと
せず、1つを固定ステータとしているので、コストも安
価にすることができる。
Further, since not all the stators are adjustable stators but one is a fixed stator, the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による球面アクチュエータの
構造を示す一部破断した平面図である。
FIG. 1 is a partially cutaway plan view showing a structure of a spherical actuator according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)(b)は同上のステータを示す正面図及
び断面図である。
2 (a) and 2 (b) are a front view and a cross-sectional view showing the above stator.

【図3】同上のステータをオルダム動作させるための機
構を示す分解斜視図である。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a mechanism for operating the above stator in Oldham.

【図4】4つのステータによってロータを保持している
状態を模式的に表わした概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view schematically showing a state where a rotor is held by four stators.

【図5】可調整ステータの別な保持構造を示す分解斜視
図である。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing another holding structure of the adjustable stator.

【図6】可調整ステータのさらに別な保持構造を示す分
解斜視図である。
FIG. 6 is an exploded perspective view showing still another holding structure of the adjustable stator.

【図7】可調整ステータのさらに別な保持構造を示す分
解斜視図である。
FIG. 7 is an exploded perspective view showing still another holding structure of the adjustable stator.

【図8】従来例の欠点を説明するための概略断面図であ
る。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining a defect of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケーシング 4 ロータ 6 固定ステータ 7,8,9 可調整ステータ 16 ステータ保持部 17 オルダム部 1 Casing 4 Rotor 6 Fixed stator 7, 8, 9 Adjustable stator 16 Stator holding part 17 Oldham part

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のステータを略球状のロータの表面
に圧接させ、ステータに微小振動を発生させてロータを
回転駆動させるようにした球面アクチュエータにおい
て、 前記複数のステータのうち1つのステータを固定ステー
タとし、他のステータをロータの表面に均一に接触する
ように位置調整可能な可調整ステータとしたことを特徴
とする球面アクチュエータ。
1. A spherical actuator in which a plurality of stators are pressed against the surface of a substantially spherical rotor to generate minute vibrations in the stator to drive the rotor to rotate, and one of the plurality of stators is fixed. A spherical actuator comprising a stator and an adjustable stator whose position can be adjusted so that the other stator uniformly contacts the surface of the rotor.
【請求項2】 請求項1に記載した球面アクチュエータ
の組立て方法であって、 前記固定ステータにロータの表面を均一に接触させるこ
とによってロータを位置決めした後、他の可調整ステー
タをロータの表面に均一に接触させるように位置調整し
て球面アクチュエータを組立てることを特徴とする球面
アクチュエータの組立て方法。
2. The method of assembling the spherical actuator according to claim 1, wherein after positioning the rotor by uniformly contacting the fixed stator with the surface of the rotor, another adjustable stator is attached to the surface of the rotor. A method of assembling a spherical actuator, characterized in that the spherical actuator is assembled by adjusting the position so as to make uniform contact.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006174521A (en) * 2004-12-10 2006-06-29 Olympus Corp Ultrasonic actuator
JP2008306841A (en) * 2007-06-07 2008-12-18 Konica Minolta Opto Inc Driving device and driving device unit

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