JPH09215350A - 超音波リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、安定した押圧力と円滑なリニア移動
が得られる小型、高性能で製造の容易な超音波リニアモ
ータを提供する。 【解決手段】超音波振動子５４は、積層型圧電素子５４
ａの振動変位により伸縮振動と定在波とが同時に発生さ
れ、振動子５４表面の定在波の腹に対応する位置に突設
される摺動突起５４ｂでの回転軌跡を描いた駆動によ
り、リニアガイドの中ガイド５２を移動させるようにな
っていて、この時、超音波振動子５４は，定在波の節位
置より突出された支持軸５４ｃを振動子５４両側に設け
た押圧板５５により押圧保持され、これら押圧板５５を
外ガイド部５１に固定された支持部材５７に回動可能に
支持するとともに、これら押圧板５５に対する押圧力と
して共通のコイルバネ６０より偏倚力を作用させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気−機械エネル
ギー変換素子を駆動源とする超音波モータ、例えば定在
波型の超音波モータにより被駆動部材を直線運動させる
超音波リニアモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、精密機械や光学機器などの分野で
は、電磁型モータに比べて小型でありながら高トルクが
得られ、さらに、ストロークが長く高分解能である等の
利点を有する超音波モータが多々使用される傾向にあ
る。

【０００３】このような超音波モータは、回転型とリニ
ア型とに大別され、このうちリニア型のものとしては、
特開平６−２８４７５２号や特開平６−１０５５７１号
に開示されたものが知られている。

【０００４】このうち特開平６−２８４７５２号公報に
開示される超音波モータは、電気−機械エネルギー変換
素子が固着され、長手方向に伸縮する共振周波数と該伸
縮の方向を伝播方向とする横波の弾性波が定在すべき周
波数とが一致するように長手方向と幅の寸法が設定さ
れ、且つ前記電気−機械エネルギー変換素子の振動変位
により前記伸縮振動と定在波とが同時に発生される振動
子と、この振動子表面の定在波の腹に対応する位置より
突出するように設けられ、前記両振動により回転軌跡を
描いて駆動される摺動突起と、前記振動子の定在波の節
に対応する位置より振動子の両側面に突出するように設
けられた支持軸とを具備し、前記支持軸を押圧すること
により前記振動子を被駆動部材に押圧して被駆動部材を
移動させるようにしたものである。

【０００５】具体的な構成例としては、図７（Ａ）
（Ｂ）に示すように、振動子２は、略直方体形状の弾性
体３と、この弾性体３の上端部に長手方向に沿って２ケ
所設けられた矩形の切欠３ａにそれぞれ積層型圧電素子
４を挟み込んで固定し、また、弾性体３の振動の腹とな
る下端面位置には、２つの摺動部材５をそれぞれ固着し
ている。このような振動子２は、２次の定在波の節とな
る位置であって、前記２つの積層型圧電素子４の間とな
る弾性体３の両側面から支持軸６をそれぞれ突設してい
る。また、振動子２を着力点たる支持軸６を介して該支
持軸６を係合する凹部を有する係止部材７によって支持
するとともに、摺動部材５を介して被駆動部材９へ向か
って付勢し、さらに係止部材７を、片持ち梁の板バネ１
１の一端部にねじ１２で締結し、この板ばね１１の他端
部を台座１３を介してねじ１２で基礎１４に固定するよ
うにしている。

【０００６】また、同特開平６−２８４７５２号公報に
は、上述の他に、振動子２に押圧力を与える手段として
板バネの取り付け方や形状を工夫した例なども開示され
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
超音波リニアモータでは、その特性である高分解能であ
るとともに、さらにロングストロークが得られるという
利点を有しており、これら利点を生かすために被駆動部
材を精密に移動させるリニアガイドを設けるようにして
いる。

【０００８】しかしながら、前述した従来例にあって
は、板ばね７が固定されている基礎１４と被駆動部材９
との関連構成が明確に開示されておらず、超音波リニア
モータを小型、高性能に構成したものとして十分なもの
と言えなかった。

【０００９】また、超音波リニアモータでは、振動子２
への押圧力が変化するとその駆動推力が変化することが
知られており、振動子２への押圧力はモータの特性に大
きな影響を与える。

【００１０】ところが、前述した従来例にあっては、使
用する板ばね７によって押圧力が決まってしまうため、
板ばね７を含めて他の構成要素の製作時の誤差によって
押圧力が変わってしまうことになり、モータの特性に影
響を与えるという欠点があった。特に、小型に構成する
超音波リニアモータでは、板ばね７のスパンをあまり長
くはできないため、必然的にばね定数の大きなばねとな
り、上述した製作誤差の影響を受け易いものになってい
る。また、振動子２の両側の支持軸６をそれぞれ別個の
板ばね７で押圧しているので、ばね力量の差により振動
子２が被駆動部材に対し垂直に押圧されず移動が不安定
になる問題点も有していた。

【００１１】一方、特開平６−１０５５７１号公報に
は、コイルばねにより振動子を被駆動部材に押圧し、調
整ねじによりコイルばねの押圧力を調整可能にしたもの
が開示されている。

【００１２】このような特開平６−１０５５７１号公報
に開示される超音波リニアモータにあっては、コイルば
ね手段を支持する枠体は小型化された振動子と比較して
大きなものである。また振動子を保持する保持部材は、
コイルばねによって付勢されながら振動子が被駆動部材
の移動方向に移動しないように保持しているが、かかる
保持のための構成については明確でなく、具体的な保持
機構が使用されるとなれば、その構成は大きなものとな
って、超音波モータ全体の寸法を大きくし、さらに価格
的にも高価になるという問題点があった。

【００１３】このようにして従来の超音波リニアモータ
においては、小型化された超音波振動子と比べて、この
振動子を支持および付勢するための手段が小型化されて
おらず、また製造上、振動子に対する安定した押圧力を
得るのが難しかった。

【００１４】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、安定した押圧力と円滑なリニア移動が得られる，小
型、高性能で製造の容易な超音波リニアモータを提供す
ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
電気−機械エネルギー変換素子を有する超音波振動子に
より被駆動部材を押圧することで該被駆動部材を駆動す
るようにした超音波リニアモータにおいて、前記振動子
を挟むように配置され前記振動子の定在波の節に対応す
る位置に前記被駆動部材に対する押圧力を作用させる一
対の押圧部材と、これら押圧部材を回動可能に支持する
支持部材と、前記一対の押圧部材に対して前記被駆動部
材への押圧力となる偏倚力を同時に作用させる弾性部材
とにより構成している。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載にお
いて、弾性部材による偏倚力を調節可能にしている。請
求項３記載の発明は、請求項１記載において、支持部材
は固定部材に固定され、前記被駆動部材は前記固定部材
との間に多数介在されるボールまたはローラーを介して
移動自在に設けられていて、前記支持部材は、前記固定
部材に対する固定位置を前記被駆動部材の移動ストロー
ク両側最終端のボールまたはローラー位置よりも内側に
位置するようにしている。

【００１７】この結果、請求項１記載の発明によれば、
超音波振動子を挟むように配置される一対の押圧部材は
共通の弾性部材により偏倚力を作用できるので、構成を
小型化でき、しかも各押圧部材に作用される力に差が生
じにくくできて超音波振動子を垂直方向から被駆動部材
に押し当てることができるので、ムラの少ない精密な移
動が期待できる。

【００１８】また、請求項２記載の発明によれば、弾性
部材による偏倚力を調節できるようになるので、最も効
率の良い押圧力に簡単に得られることになる。また請求
項３記載の発明によれば、支持部材の固定部材に対する
固定位置を被駆動部材の移動ストローク両側最終端のボ
ールまたはローラー位置よりも内側に位置させること
で、弾性部材の偏倚力による固定部材であるリニアガイ
ドの外ガイド部での変形が防止でき、これによりリニア
ガイドは強度を増すために不必要に大きくすることな
く、被駆動部材を移動全ストロークにわたって円滑に移
動させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施の形態
を示す分解斜視図である。

【００２０】図において、５１はリニアガイドの外ガイ
ド部で、この外ガイド部５１は、下面中央部に、その長
手方向に沿って切欠部５１１を形成し、この切欠部５１
２内壁の両側にＶ溝５１２を形成し、このＶ溝５１２に
保持したボール又はクロスローラーを介して中ガイド５
２を切欠部５１１に沿って移動自在に設けている。この
場合、中ガイド５２の両側側面にもボール又はクロスロ
ーラーを保持するＶ溝５２１を形成している。

【００２１】このような構成では、中ガイド５２の移動
に伴いボール又はクロスローラーが外ガイド部５１及び
中ガイド５２に設けられたＶ溝５１２、５２１中を転動
して、これらボール又はクロスローラーの位置が中ガイ
ド５２の移動量の１／２だけ移動するようになる。な
お、ここで、５３ａ及び５３ｃは移動ストローク左側最
終端でのボール又はローラー列の両端位置、５３ｂ及び
５３ｄは移動ストローク右側最終端でのボール又はロー
ラー列の両端位置を示している。実際には、５３ａと５
３ｃとの間、また５３ｂと５３ｄとの間には、図示しな
い複数のボール又はローラが並べて配置されていること
になる。

【００２２】また、外ガイド５１の上面には、切欠部５
１１に沿って、該切欠部５１１に貫通する長穴部５１ａ
を形成するとともに、この長穴部５１ａの一方端部に該
長穴部５１ａと直交する方向に溝部５１ｂを有してい
る。

【００２３】このような外ガイド５１上面に超音波振動
子５４を載置している。この超音波振動子５４は、上部
に積層型圧電素子５４ａを設け、下面に定在波の腹に対
応する位置から突出して摺動突起５４ｂを設け、さら
に、定在波の節に対応する位置に、両側面に突出するよ
うに支持軸５４ｃを設けている。つまり、この場合、超
音波振動子５４は、上部に積層型圧電素子５４ａとして
電気−機械エネルギー変換素子を設けるとともに、その
長手方向に伸縮する共振周波数と該伸縮の方向を伝播方
向とする横波の弾性波が定在すべき周波数とが一致する
ように長手方向と幅の寸法が設定され、かつ電気−機械
エネルギー変換素子の振動変位により伸縮振動と定在波
とを同時に発生するようにしており、その下面側に定在
波の腹に対応する位置より突出するように両振動により
回転軌跡を描いて駆動される摺動突起５４ｂを設け、さ
らに定在波の節に対応する位置より圧電素子５４ａの両
側面に突出するように支持軸５４ｃを設けるようにして
いる。

【００２４】そして、このような超音波振動子５４は、
摺動突起５４ｂが外ガイド部５１に設けられた長穴部５
１ａを介して中ガイド５２に圧接するようになってい
る。超音波振動子５４の長手方向両側にそれぞれ押圧板
５５を設けている。この押圧板５５は、中央部にＶ溝５
５１を有し、このＶ溝５５１により、超音波振動子５４
の支持軸５４ｃを押圧保持するようにしている。そし
て、これら押圧板５５の一方端の間を押圧板支持軸５６
により回動可能に支持している。

【００２５】これら押圧板５５の外側に沿わせて押圧板
支持部材５７Ｒ、５７Ｌを配置している。これら押圧板
支持部材５７Ｒ、５７Ｌは、その一方端の間を押圧板５
５とともに上述の押圧板支持軸５６により支持してい
て、押圧板５５をガタなく回動可能に保持するようにし
ている。また、これら押圧板支持部材５７Ｒ，５７Ｌ
は、外ガイド部５１の上面に固定ねじ５８で一体に固定
している。

【００２６】なお、これらの固定ねじ５８による固定位
置は、リニアガイドのストローク最終端のボール又はロ
ーラー位置５３ｂと５３ｃの間になるようにしている。
超音波振動子５４の両側に設けられた押圧板５５の他方
端部の上にバネ座５９を設けている。このバネ座５９
は、押圧板５５の他方端部を同時にコイルバネ６０によ
り付勢するためのものである。

【００２７】この場合、コイルバネ６０の中空部にバネ
軸６１を挿通し、このバネ軸６１をナット６２にねじ込
み、コイルバネ６０を押圧することで、バネ座５９を介
して押圧板５５に押圧板支持軸５６を中心とした時計方
向の偏倚力を作用するようにしている。ナット６２は、
外ガイド部５１上面の長溝５１ｂに嵌め込まれる。ナッ
ト６２両側の肉薄部分の上面に押圧板支持部材５７の他
方端部の下面が当接し、ナット６２が抜けないようにし
ている。ナット６２は、長溝５１ｂの中で縦方向に若干
量移動できるようになっており、ナット６２の上面が押
圧板支持部材５７下面に当接するとき、ナット６２下面
と長溝５１ｂの底面は離間する。

【００２８】しかして、このような構成によると、超音
波振動子５４の両側に配置された押圧板５５は、押圧板
支持軸５６を中心に回動可能にしているものの、位置移
動は不可能になっているので、押圧板５５のＶ溝部５５
１によって支持軸５４ｃを押圧保持される超音波振動子
５４は、その長手方向には移動できない。

【００２９】これにより、超音波振動子５４が駆動され
超音波振動が発生し摺動突起５４ｂの圧接される中ガイ
ド５２に伝えられると、中ガイド５２のみが外ガイド部
５１の中空部５１２に沿って相対的に移動されるように
なる。

【００３０】この場合、押圧板５５は、押圧板支持軸５
６による押圧板支持点から超音波振動子５４を押圧保持
する押圧点までの距離と、押圧板支持点からバネ座５９
を介してコイルバネ６０によって付勢される付勢点まで
の距離との比をほぼ１：２の梃子状に構成しているの
で、超音波振動子５４の支持軸５４ｃを直接押圧するよ
うにした場合に比べて、バネ力量を約１／２に設定でき
る。

【００３１】また、ナット６２は、外ガイド部５１上面
の長溝５１ｂに嵌め込まれて回転しないようになってい
るので、コイルバネ６０の付勢力を調節するためにバネ
軸６１を回してもナット６２が回転することなく、超音
波モータの組立後でもバネ軸６１を回すだけで、容易に
バネの付勢力を調節できる。

【００３２】また、ナット６２は、押圧板支持部材５７
Ｒ，５７Ｌの他方端部下面に当接されていて、バネ軸６
１を支持しているので、コイルバネ６０の偏倚力によっ
て押圧板支持部材５７Ｒ，５７Ｌ、ひいてはリニアガイ
ドの外ガイド部５１を変形させようとする力は、固定ね
じ５８で固定した部分に集約することができる。一方、
押圧板支持部材５７Ｒ，５７Ｌを外ガイド部５１上面に
固定する位置は、リニアガイドの移動ストローク両側最
終端のボールまたはローラー位置５３ｂ，５３ｃの内側
（間）に構成されているので、外ガイド部５１に変形を
生じにくくでき、中ガイド５２は、移動全ストロークに
わたってムラのない円滑な移動ができる。

【００３３】さらに、押圧板支持部材５７Ｒ，５７Ｌ
は、その両端部を図示のように薄く構成しているので、
そのスペースを利用して超音波振動子部を覆うためのカ
バーや装置に組込むための固定部材が取付けでき、リニ
アガイドも小型に構成することができる。

【００３４】従って、このようにすれば、超音波振動子
５４の両側に設けた押圧板を１個のコイルバネ６０の偏
倚力で押圧していることで超音波振動子５４の両側の押
圧力のアンバランスが生じにくく往復移動時でも可逆性
の高い安定した移動が得られ、さらに１個のコイルバネ
６０で構成したので、その分省スペースとなり小型で安
価な超音波リニアモータを提供できる。

【００３５】また、押圧板５５は梃子状に構成したの
で、これを付勢するバネ力量が小さくでき、省スペース
でもバネ定数の小さなバネが構成できるので、構成要素
の製作誤差による押圧力のバラツキを小さくすることが
できて、製作の容易を実現できる。

【００３６】さらに超音波振動子５４をリニアガイドの
外ガイド部５１の長穴部５１ａ上に設けるとともに、中
ガイド５２に圧接するように構成し、超音波振動子５４
の両側に押圧板５５と押圧板支持部材５７Ｒ、５７Ｌを
設けたので、高さ方向にも低く構成でき、小型の超音波
リニアモータが得られる。

【００３７】さらにまた、押圧板支持部材５７Ｒ、５７
Ｌをリニアガイドの外ガイド部５１に固定する固定部を
リニアガイドの移動ストローク最終端のボールまたはロ
ーラー位置５３ｂ，５３ｃよりも内側に構成したので、
この小底部の下側に常にボールまたはローラーが存在す
ることになる。したがって、移動全ストロークにわたっ
て押圧力によるリニアガイド部５１の変形が生じにくく
でき、安定した移動が得られる。そして、リニアガイド
部５１の変形を防止できることで、ガイド部５１が不必
要に大型、高価になるのを防止することもできる。

【００３８】さらに、コイルバネ６０によるバネ力量
は、バネ軸６１をねじ込むことで容易に調節できるよう
になっているので、超音波振動子５４の最も効率の良い
押圧力に簡単に調節でき，またバネ軸６１は、本実施例
による超音波モータの端部に構成されるので、この超音
波リニアモータを，例えば装置に組込むための結合部材
を取付けたり、この超音波リニアモータを組合せて３軸
のマイクロマニピュレータを構成する場合でも、組立後
に外部からバネ力量を調節可能に構成することは容易で
あり、組立性に優れ性能の高いマイクロマニピュレータ
が提供できる。

【００３９】なお、押圧板５５は、図２に示すように押
圧板支持軸５６で支持される部分をＶ溝５５２としても
よい。このようにすることで、押圧板支持軸５６による
支持部での嵌合ガタがなくなり、超音波振動子の位置精
度がさらに向上する。 （第２の実施の形態）図３は、本発明の第２の実施の形
態を示したもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図
（一部断面図）、（Ｃ）は平面図におけるＸ−Ｙ断面図
である。

【００４０】この第２の実施の形態では、前述した第１
の実施の形態の超音波振動子及びその押圧保持構成を、
リニアガイドの外ガイド部に対して並列に２個ならべて
構成し、超音波リニアモータとしての駆動力を増したも
のである。従って、構成要素は第１の実施の形態とほぼ
同一であるので、同一部分には同符号を付して説明を省
略し、主として第１の実施の形態と異なる部分のみを説
明する。

【００４１】この場合、リニアガイドの外ガイド部５１
は、２箇所の長穴５１ａを並設していて、これら長穴５
１ａに対して２個の超音波振動子５４を配置するととも
に、これら超音波振動子５４を中ガイド５２に圧接して
いる。

【００４２】また、２個の超音波振動子５４の間には、
押圧板支持部材５７Ｍを配置していて、この押圧板支持
部材５７Ｍおよび両側の支持部材５７Ｌ、５７Ｒにより
２個の押圧板支持軸５６とバネ座５９を同時に支持する
ようにしている。

【００４３】しかして、このような構成とすると、中ガ
イド５２は２個の超音波振動子５４により駆動されるの
で大きな駆動力が得られることになる。従って、このよ
うにすれば、２個の超音波振動子５４の間に設けた押圧
板支持部材５７Ｍが共用できるので、省スペースで構成
でき、２個の超音波振動子５４を使用しても、それほど
大型とならないで、大きな駆動力の超音波リニアモータ
を実現できることになる。

【００４４】なお、押圧板５５は、押圧板支持軸５６で
支持される部分を第１の実施の形態で述べたＶ溝状にし
てもよい。 （第３の実施の形態）図４は、本発明の第３の実施の形
態を示したもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図
（一部断面図）、（Ｃ）は平面図におけるＸ−Ｙ断面図
である。

【００４５】この第３の実施の形態では、前述した第１
の実施の形態のコイルバネに代えて板バネで押圧板を付
勢するように構成したもので、他の部分は第１の実施の
形態とほぼ同じであるので、同一部分には同符号を付し
て説明を省略し、主として第１の実施の形態と異なる部
分のみを説明する。

【００４６】この場合、押圧板５５の外側に沿わせて配
置される押圧板支持部材５７Ｒ、５７Ｌ上にＵ字状の板
バネ６０のそれぞれの先端をネジなどにより固定し、ま
た、この板バネ６０の曲り部にナット６０ａを一体に設
け、このナット６０ａに調節ねじ６１をねじ込むことに
よりバネ座５９を介して超音波振動子５４の両側に設け
られた押圧板５５を同時に付勢するように構成してい
る。

【００４７】しかして、このように構成すると、調節ね
じ６１の回転により、板バネ６０の付勢力を簡単に調節
することができる。また板バネ６０は押圧板支持部材５
７Ｒ，５７Ｌに固定しているので、第１の実施の形態と
同様にリニアガイドの外ガイド部５１の変形が生じにく
くなる。

【００４８】従って、このようにしても第１の実施の形
態で述べたと同様な効果を期待できる。なお、押圧板５
５は、押圧板支持軸５６で支持される部分を第１の実施
の形態で述べたＶ溝状にしてもよい。 （第４の実施の形態）図５は、本発明の第４の実施の形
態を示したもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は平面図に
おけるＸ−Ｙ断面図である。

【００４９】この第４の実施の形態では、前述した第２
の実施の形態と同様に、超音波リニアモータとしての駆
動力を増すために超音波振動子及びその押圧保持構成を
リニアガイドに対して並列に２個ならべて構成し、付勢
手段として第３の実施の形態で述べた板バネを用いて押
圧板を付勢するように構成したものである。従って、構
成要素は第１の実施の形態とほぼ同一であるので、同一
部分には同符号を付して説明を省略し、主として第１の
実施の形態と異なる部分のみを説明する。

【００５０】この場合、リニアガイドの外ガイド部５１
は、２箇所の長穴５１ａを並設していて、これら長穴５
１ａに対して２個の超音波振動子５４を配置するととも
に、これら超音波振動子５４を中ガイド５２に圧接して
いる。

【００５１】また、２個の超音波振動子５４の間には、
押圧板支持部材５７Ｍを配置していて、この押圧板支持
部材５７Ｍの一方端に対して押圧板支持部材５７Ｒを、
および押圧板支持部材５７Ｍの他方端に対して押圧板支
持部材５７Ｌをそれぞれ押圧板支持軸５６により回動可
能に支持している。また、押圧板支持部材５７Ｒ、５７
Ｌ上にＳ字状の板バネ６０を配置し、この板バネ６０の
それぞれの先端をネジなどにより押圧板支持部材５７
Ｒ、５７Ｌ上に固定し、また、この板バネ６０の２つの
曲り部にそれぞれナット６０ａを一体に設け、これらナ
ット６０ａに調節ねじ６１をねじ込むことによりバネ座
５９を介して各押圧板５５を付勢するように構成してい
る。

【００５２】しかして、このように構成すると、中ガイ
ド５２は、２個の超音波振動子５４により駆動されるの
で，大きな駆動力が得られることになる。従って、この
ようにしても第２の実施の形態で述べたと同様な効果を
期待できる。

【００５３】なお、押圧板５５は、押圧板支持軸５６で
支持される部分を第１の実施の形態で述べたＶ溝状にし
てもよい。 （第５の実施の形態）図６は、本発明の第５の実施の形
態を示したもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図
（一部断面図）、（Ｃ）は平面図におけるＸ−Ｙ断面図
である。

【００５４】この第５の実施の形態では、前述した第１
の実施の形態の押圧板支持部材をリニアガイドの外ガイ
ド部と一体に構成し、押圧板支持軸を２体にわけ、両側
にそれぞれに設けたものである。またバネ軸はリニアガ
イドの外ガイド部に直接ねじ込むように構成したもので
ある。他の部分は第１の実施の形態とほぼ同じであるの
で、同一部分には同符号を付して説明を省略し、主とし
て第１の実施の形態と異なる部分のみを説明する。

【００５５】この場合、リニアガイドの外ガイド部５１
は、長穴５１ａを形成していて、この長穴５１ａに対し
て超音波振動子５４を配置するとともに、これら超音波
振動子５４を中ガイド５２に圧接している。

【００５６】また、外ガイド部５１上面には長穴５１ａ
を挟んで一対の押圧板支持突起部５１ｃを突設し、これ
ら押圧板支持突起部５１ｃに押圧板支持軸５６を設け
て、これら押圧板支持軸５６により超音波振動子５４の
支持軸５４ｃを直接押圧する押圧板５５の一方端部を回
動可能に支持するようにしている。そして、押圧板５５
の他方端部の上にバネ座５９を設け、このバネ座５９を
バネ軸６１に支持されたコイルバネ６０により付勢する
ようにしている。

【００５７】この場合、バネ軸６１の位置及び押圧板支
持軸５６の固定位置は、リニアガイドのストローク最終
端のボールまたはローラーの位置５３ｂと５３ｃの間に
なるようにしている。

【００５８】しかして、このような構成によると、押圧
板支持軸５６位置は、第１の実施の形態の場合よりも超
音波振動子５４を押圧保持する支持軸５４ｃに近付ける
ようにでき、コイルバネ６０による付勢力は、押圧板支
持軸５６から超音波振動子５４の支持軸５４ｃまでの距
離と押圧板支持軸５６からコイルバネ６０の付勢点まで
の距離との比に逆比例して小さくできるので、より弱い
バネ力により適正な押圧力を確保することができる。

【００５９】また、押圧板支持軸５６の固定位置及びバ
ネ軸６１のねじ込み位置は、リニアガイド最終端のボー
ル又はローラー位置５３ｂ，５３ｃの内側（間）に構成
されているので、前述したと同様にリニアガイドの外ガ
イド部５１での変形が生じにくくでき、移動全ストロー
クに渡ってムラのない円滑な移動が実現できる。

【００６０】従って、このようにすれば、第１の実施の
形態と同様な効果に、さらに構成部品が少なくできるの
で、小形化と価格的にも安価なものが得られる。なお、
押圧板５５は、押圧板支持軸５６で支持される部分を第
１の実施の形態で述べたＶ溝状にしてもよい。また、コ
イルバネ６０に代えて、第３の実施の形態で述べた板バ
ネを用いることもできる。さらに、第２及び第４の実施
の形態で述べたように超音波振動子５４を２個並設する
ような構成にもできる。

【００６１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、超
音波振動子を挟むように配置される一対の押圧部材は共
通の弾性部材により偏倚力を作用するようにしたので、
その分省スペースとなり、小型で安価なものが得られ、
しかも各押圧部材に作用される偏倚力に差が生じにくく
できるので、各押圧部材による押圧力のアンバランスが
生じにくくでき、ムラの少ない精密な移動が期待でき、
往復移動時でも可逆性の高い安定した移動が得られる。

【００６２】また、弾性部材による偏倚力を調節できる
ようになるので、最も効率の良い押圧力に簡単に得ら
れ、組立性に優れた性能の良い超音波リニアモータを提
供できる。

【００６３】さらに、支持部材の固定部材に対する固定
位置を被駆動部材の移動ストローク両側最終端のボール
またはローラー位置よりも内側に位置させることで、弾
性部材の偏倚力による固定部材であるリニアガイドの外
ガイド部での変形が防止でき、これによりリニアガイド
は強度を増すために不必要に大型化し、高価になること
を防止でき、しかも、被駆動部材を移動全ストロークに
わたって円滑に移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す分解斜視図。

【図２】第１の実施の形態に用いられる押圧板の他例を
示す図。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示したもので、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図（一部断面図）、
（Ｃ）は平面図におけるＸ−Ｙ断面図。

【図４】本発明の第３の実施の形態を示したもので、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図にお
けるＸ−Ｙ断面図。

【図５】本発明の第４の実施の形態を示したもので、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は平面図におけるＸ−Ｙ断面
図。

【図６】本発明の第５の実施の形態を示したもので、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図にお
けるＸ−Ｙ断面図。

【図７】従来の超音波リニアモータの一例を示す概略的
構成図。

【符号の説明】

５１…外ガイド部、 ５１１…切欠部、 ５１２…Ｖ溝、 ５１ａ…長穴部、 ５１ｂ…溝部、 ５１ｃ…押圧板支持突起部、 ５２…中ガイド、 ５２１…Ｖ溝、 ５３ａ〜５３ｄ…ボール又はクロスローラー、 ５４…超音波振動子、 ５４ａ…積層型圧電素子、 ５４ｂ…摺動突起、 ５４ｃ…支持軸、 ５５…押圧板、 ５５１…Ｖ溝、 ５６…押圧板支持軸、 ５７Ｒ、５７Ｌ…押圧板支持部材、 ５８…固定ねじ、 ５９…バネ座、 ６０…コイルバネ、 ６０ａ…ナット、板バネ、 ６１…バネ軸、 ６２…ナット。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気−機械エネルギー変換素子を有する
   超音波振動子により被駆動部材を押圧することで該被駆
   動部材を駆動するようにした超音波リニアモータにおい
   て、 前記振動子を挟むように配置され前記振動子の定在波の
   節に対応する位置に前記被駆動部材に対する押圧力を作
   用させる一対の押圧部材と、 これら押圧部材を回動可能に支持する支持部材と、 前記一対の押圧部材に対して前記被駆動部材への押圧力
   となる偏倚力を同時に作用させる弾性部材とを具備した
   ことを特徴とする超音波リニアモータ。
2. 【請求項２】 弾性部材による偏倚力を調節可能にした
   ことを特徴とする請求項１記載の超音波リニアモータ。
3. 【請求項３】 支持部材は固定部材に固定され、前記被
   駆動部材は前記固定部材との間に多数介在されるボール
   またはローラーを介して移動自在に設けられていて、 前記支持部材は、前記固定部材に対する固定位置を前記
   被駆動部材の移動ストローク両側最終端のボールまたは
   ローラー位置よりも内側に位置することを特徴とする請
   求項１記載の超音波リニアモータ。