JPH10191664A - 駆動装置およびこれを用いた装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ等の駆動装置において、湿気により摺
動面に固着が生ずる。 【解決手段】 互いに接触する複数の構成部材（例え
ば、電気−機械エネルギー変換により振動が励起される
振動体１とこの振動体に接触する接触体３）が相対移動
して駆動力を発生する振動装置において、複数の構成部
材を収容する装置ケーシング５，１８内に、吸湿手段１
７を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに接触する複
数の構成部材が相対移動して駆動力を発生するタイプの
振動装置、例えば振動型駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】振動型駆動装置は、電気−機械エネルギ
ー変換素子に周波信号を印加して弾性体（振動体）に進
行性の高周波振動を発生させ、この弾性体の端面に押圧
接触させた移動体（接触体）を摩擦駆動して駆動力を得
るように構成されたものである。

【０００３】なお、振動型駆動装置の高寿命化および性
能安定化を図るため、弾性体の端面には、表面改質材料
や高分子材料などからなるライニング材が接合されてい
る場合がある。

【０００４】ここで、弾性体と接触体との安定した摩擦
力を得るためには、これらの摺動面の接触状態を均一に
保つことが必要である。そのため、弾性体（あるいはラ
イニング材）と移動体との摺動面の平面度および表面粗
さ等には高精度が要求される

【０００５】。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、摺動面
の接触状態は、平面度および表面粗さ等だけではなく、
周囲の湿度によっても大きく変化する。すなわち、湿度
が上昇すると摺動面に水分が入り込み、弾性体（あるい
はライニング材）と移動体の間の摩擦力が増大し、移動
体の回転が妨げられるおそれがある。

【０００６】また、停止状態で放置している間に高湿に
なると、相対湿度が低下した後でも摺動面の水分が抜け
ず、弾性体（あるいはライニング材）と移動体とが固着
して起動できなくなるおそれがある。

【０００７】さらに、高湿状態で回転させていると、低
湿状態に比べて摺動面の摩擦量が多くなり、性能の悪化
を招くおそれがある。

【０００８】なお、実公平３−１６９３号公報には、駆
動装置のケーシングの気密性を高めて、摺動面に湿気が
入り込まないようにした構造が開示されているが、温度
変化に伴って発生するケーシング内外の圧差による湿気
の流入を阻止できるほどの気密性を確保するのは困難で
ある。

【０００９】そこで、本願発明は、簡単な構成で、湿気
による悪影響を効果的に除去できるようにした駆動装置
およびこれを用いた装置を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願発明では、互いに接触する複数の構成部材
（例えば、電気−機械エネルギー変換により振動が励起
される振動体とこの振動体に接触する接触体）が相対移
動して駆動力を発生する振動装置において、複数の構成
部材を収容する装置ケーシング内に、吸湿手段を設けて
いる。

【００１１】すなわち、装置ケーシング内に流入した湿
気を吸湿手段に吸湿除去させるようにして、構造的にも
簡単で、かつ効果的に摺動面の除湿ができ、湿気による
悪影響の少ない駆動装置を実現している。

【００１２】なお、吸湿手段としては、塩化カルシウ
ム、塩化コバルト、シリカゲル、塩化マグネシウム又は
石灰等を成分として有するものが望ましい。

【００１３】また、吸湿手段として、水分を吸収して変
色する性質を有するもの（例えば、塩化コバルトやシリ
カゲル）を用い、装置ケーシング外からこの吸湿手段を
観察可能とすることにより、吸湿手段の交換時期等を簡
単かつ確実に知ることができるようにするのが望まし
い。

【００１４】また、吸湿手段を装置ケーシング内におけ
る上記複数の構成部材の接触部近傍やケーシング接合部
又はこの近傍に配設することにより、ケーシング接合部
から湿気がケーシング内に流入しても、その湿気が構成
部材の接触部に到達する前に吸収できるようにするのが
望ましい。

【００１５】そして、本願発明では、このような駆動装
置を駆動源として用いることにより、安定した動作や長
時間放置後のスムーズな始動等を確保できる装置を実現
している。

【００１６】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１には、本願発明の第１実施形態で
ある振動型モータ（振動型駆動装置）を示している。こ
の振動型モータは、リング状の金属等からなる弾性体１
を有し、この弾性体１の端面には圧電素子（電気−機械
エネルギー変換素子）２が接着固定されている。圧電素
子２は弾性体１のもう一方の端面上に貼り合わされた樹
脂、金属、セラミック等から作られたスライダ材３の表
面に進行波を生じるように両端面に電極が配置され、分
極処理が施されている。なお、弾性体１、圧電素子２お
よびスライダ材３がモータのステータを構成する。

【００１７】弾性体１における圧電素子２の反対側の面
には、コントローラ１５およびモータドライバ１６から
の駆動信号や、圧電素子２に設けられた弾性体１の振動
状態を検知するセンサからの信号を取り出すためのフレ
キシブル基板４が固定されている。

【００１８】また、図２に示すように、弾性体１の内周
部１ａは薄肉円盤状になっており、この内周部１ａはベ
ース５に接着又はネジにより固定されている。スライダ
材３の表面には、ロータ（移動体）６が防振ゴム７を介
して弾性体１と同軸にて接触しており、ロータ６には、
板バネ８によってスライダ材３への圧接力が付与されて
いる。なお、板バネ８の内径部は、シャフト１０に締ま
り嵌合したディスクフランジ９に固定されている。

【００１９】シャフト１０はベース５に外輪が固定され
た軸受１１，１２によって回転自在に支持されており、
軸受１２の内輪に止め輪１３を係合させて板バネ８の加
圧反力による軸方向の移動を阻止している。なお、ディ
スクフランジ９と軸受１１との間に配設されたスペーサ
１４は、軸受１１に予圧を与えて、シャフト１０の振れ
回り量を低減している。

【００２０】このように駆動部分が構成され振動型モー
タでは、コントローラ１５およびドライバ１６から圧電
素子２に駆動信号が入力されると、弾性体１に進行性振
動が励起され、スライダー材３の表面には進行波が発生
する。ロータ６はこの進行波とは逆の向きに摩擦力を受
けて回転し、シャフト１０を介して回転力を外部に伝達
する。なお、図２に示すように、弾性体１が櫛歯状にな
っているのは、ロータ６との接触面での周方向の振幅を
増幅させるためである。また、スライダ材３にはリング
状の突起３−ａが形成されており、この部分でロータ６
と接触している。

【００２１】そして、上記駆動部分は、ベース５とこれ
にネジ等によって固定されたケーシング１８の内側に収
容される。なお、ベース５およびケーシング１８は、請
求の範囲にいう装置ケーシングに相当する。ベース５と
ケーシング１８との接合部には、パッキンやＯリングな
どからなるシール部材１９を設け、接合部を密封して水
滴や水蒸気がケーシング内部に流入するのを防いでい
る。

【００２２】また、軸受１１と軸受１２との間にも、シ
ール保持部材２０により保持したシール部材２１を設
け、軸受１１，１２側から弾性体１とロータ６との接触
部に水や水蒸気が流入するのを防いでいる。なお、シー
ル保持部材２０はベース５に通気不能に接着固定されて
いる。

【００２３】ケーシング１８の内壁には、図３に示すよ
うな円環シート状の吸湿材１７が配設されており、組立
時にケーシング１８内に流入した湿気および組立後にケ
ーシング１８とベース５の接合部や軸受１１，１２側か
らシールを通り抜けて流入したた微量の湿気を吸収す
る。これにより、ケーシング内を乾燥状態とすることが
でき、ステータとロータ６との摺動面の摩擦状態に対す
る湿気の影響を除去することがでる。このため、振動型
モータを安定的に駆動することができるとともに、長時
間放置したような場合の固着を防止することができる。

【００２４】この吸湿材１７は、図４に示すように、湿
気を吸収する部分１７ａと、これを包装する樹脂フィル
ム１７ｂやシート１７ｃからなる。湿気吸収部分１７ａ
は、塩化カルシウムをパイプにしみこませたものを用い
ており、シート状に容易に形成できる。しかし、塩化カ
ルシウムは金属等へ直接に接触させると腐食させる場合
があるため透湿性の低いポリエチレン等の樹脂フィルム
１７ｂと透湿性のあるレーヨン紙、和紙からなる薄厚の
シート１７ｃで覆っている。これにより塩化カルシウム
の成分の外部流出を防ぐことができる。なお、樹脂フィ
ルム１７ｂとシート１７ｃの面積比を変えて、単位時間
あたりの吸水量を変化させることもできる。

【００２５】なお、本実施形態では、吸湿材には本実施
例以外に、例えばシリカゲルや塩化マグネシウム、石
灰、多孔質体で物理的に水分を吸着させること利用した
ものなどあるいはこれらを複合したものでもよく、また
形状等も円環状、シート状に限るものではない。さら
に、包装材料もダストフリー包材、合成繊維など、ある
いはこれらを複合したものでもよい。また、モータ構成
材料に腐食等の悪影響を及ぼさなければ包装はなくても
良い。

【００２６】また、図５に示すように軸受１１′，１
２′に両シールドタイプを用い、軸受内輪とシャフト１
０および軸受外輪とベース５との嵌合部に水蒸気に対し
てシール性のある接着剤を塗布するなどして、ある程度
の気密性が保たせ、かつ吸湿材を吸湿能力が十分な量を
入れる場合はシール材を一部あるいは全部除去しても構
わない。

【００２７】（第２実施形態）図６には、本願発明の第
２実施形態である振動型モータを示している。なお、こ
の振動型モータの基本構成は第１実施形態のものと同じ
であるので、共通部分については同符号を付して説明に
代える。

【００２８】本実施形態のモータでは、ベース５におい
てケーシング１８が固定された側の反対側にもケーシン
グ２２を設け、ベース５とケーシング２２の接合部およ
びシャフト１０とケーシング２２の間にシール部材２
３，２４を設けて各接合部を密封している。

【００２９】そして、吸湿材２５がベース５とケーシン
グ１８の接合部に配設され、吸湿材２６がベース５とケ
ーシング２２の接合部に配設されている。さらに、吸湿
材２７をシャフト１０とケーシング２２の接合部近傍に
配設されている。

【００３０】このように吸湿材２５，２６，２７を接合
部や接合部近傍（つまりは接合部とステータおよびロー
タ６の摺動面との間）に配設することにより、接合部か
ら流入した湿気がステータとロータ６の摺動面に到る前
に吸湿材２５，２６，２７により吸収することができ
る。これにより、効率的に湿気を吸収でき、摺動面の固
着による不起動を防ぐことができる。

【００３１】なお、本実施形態では３ケ所に吸湿材を配
置したが、吸湿材２６，２７をまとめて、図７のように
吸湿材２８を軸受１１と軸受１２との間に配置すること
で吸湿材の部品数を減らすことも可能である。

【００３２】（第３実施形態）図８には、本願発明の第
３実施形態である振動型モータを示している。なお、こ
の振動型モータの基本構成は第１実施形態のものと同じ
であるので、共通部分については同符号を付して説明に
代える。

【００３３】本実施形態のモータでは、ケーシング１８
に形成した孔に筒状のインジケータ筐体３１を挿設し、
このインジケータ筐体３１におけるケーシング１８内の
部分に吸湿材２９を充填するとともに、インジケータ筐
体３１におけるケーシング１８外の部分（フランジ部）
にガラスなどの透明な材質でできた表示窓３０をはめ込
んでいる。なお、インジケータ筐体３１のフランジ部と
ケーシング１８の外面との間にはパッキン３２が配設さ
れ、インジケータ筐体３１はケーシング１８にネジ等で
着脱可能に取り付けられている。

【００３４】吸湿材２９は吸湿量によって変色する物
質、例えば塩化コバルトやシリカゲルを有している。こ
のため、モータ外部から表示窓３０を通して吸湿材２９
の色を観察することにより、吸湿材２９が吸収した水分
量を確認することができる。これにより、吸湿材２９を
設けたことでモータ内部の湿気を吸収できるだけでな
く、吸湿材２９の吸湿能力が低下してきたことを容易に
確認でき、吸湿材２９（インジケータ全体）の交換を適
切に行うことができる。

【００３５】なお、図１のケーシング１８を透明な材料
で作ることでも同様の効果を得ることができる。

【００３６】（第４実施形態）図９には、本願発明の第
４実施形態である振動型モータを、このモータを用いた
装置とともに示している。この装置は、シート搬送に用
いるローラ駆動装置である。

【００３７】ローラ３３の一端３３ａは装置筐体３４に
軸受３５により回転自在に支持されており、他端に設け
られた穴３３ｂには、装置筐体３４にベース５がネジに
より取り付けられた振動型モータのシャフト１０が軽圧
入されている。なお、シャフト１０はローラ３３の径方
向外側から止めネジ３６でローラ３３に対する回転が規
制されている。

【００３８】モータの内部には、シャフト１０の回転を
検出するためのエンコーダヘッド３７および周方向に光
学的あるいは磁気的にスリットの入ったエンコーダパル
ス板３８が設けられている。エンコーダヘッド３７から
出た電線はケーシング１８に開けられた孔を貫通してモ
ータ外部にあるエンコーダ表示駆動装置４０に接続され
る。このエンコーダ表示駆動装置４０で検出された信号
をもとにコントローラ１５はモータの回転速度およびロ
ーラ３３の位置を制御している。

【００３９】なお、ケーシング１８の孔は電線を通した
後、水蒸気に対してシール性のある接着剤３９により隙
間が埋められている。

【００４０】吸湿材１７′はベース５に固定されてお
り、モータ内部の湿気を吸収して乾燥状態を保持する。
この結果、ステータとロータとの摺動面の固着を防ぐこ
とができ、モータ性能を安定させローラ３３の回転ムラ
等も抑えることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれ
ば、装置ケーシング内に流入した湿気を吸湿手段に吸湿
除去させるようにしているので、構造的に簡単で、かつ
効果的に摺動面の除湿ができ、駆動部の摺動部の摩擦状
態の不安定化や固着等、湿気による悪影響の少ない駆動
装置を実現することができる。

【００４２】なお、吸湿手段として、水分を吸収して変
色する性質を有するものを用いれば、装置ケーシング外
からこの吸湿手段を観察可能とすることにより、吸湿手
段の交換時期等を簡単かつ確実に知ることができる。

【００４３】また、吸湿手段を装置ケーシング内におけ
る上記複数の構成部材の接触部近傍やケーシング接合部
又はこの近傍に配設することにより、ケーシング接合部
から湿気がケーシング内に流入しても、その湿気が構成
部材の接触部に到達する前に吸収できる。

【００４４】そして、本願発明では、このような駆動装
置を駆動源として用いることにより、安定した動作や長
時間放置後のスムーズな始動等を確保できる装置を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である振動型モータの断
面図および回路ブロック図である。

【図２】上記モータのステータの斜視図である。

【図３】上記モータ内に取り付けられる吸湿材の斜視図
である。

【図４】上記吸湿材の断面図である。

【図５】上記第１実施形態の変形例を示す断面図および
回路ブロック図である。

【図６】本発明の第２実施形態である振動型モータの断
面図および回路ブロック図である。

【図７】上記第２実施形態の変形例を示す断面図および
回路ブロック図である。

【図８】本発明の第３実施形態である振動型モータの断
面図および回路ブロック図である。

【図９】本発明の第４実施形態である振動型モータとこ
れを用いたシート搬送装置の断面図および回路ブロック
図である。

【符号の説明】

１ 弾性体 ２ 圧電素子 ３ スライダ材 ４ フレキシブル基板 ５ ベース ６ ロータ ７ ゴム ８ 加圧バネ ９ ディスクフランジ １０ シャフト １１，１２ 軸受 １３ 止め輪 １４ スペーサ １５ コントローラ １６ モータドライバ １７，２５，２６，２７，２８，２９ 吸湿材 １８，２２ ケーシング １９，２１，２３，２４，３２ シール部材 ２０ シール保持部材 ３０ 表示窓 ３１ インジケータ筐体 ３３ ローラ ３４ 筐体 ３５ 軸受 ３７ エンコーダヘッド ３８ エンコーダパルス板 ４０ エンコーダ表示駆動装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに接触する複数の構成部材が相対移
   動して駆動力を発生する振動装置において、 前記複数の構成部材を収容する装置ケーシング内に、吸
   湿手段を設けたことを特徴とする駆動装置。
2. 【請求項２】 前記吸湿手段は、塩化カルシウム、塩化
   コバルト、シリカゲル、塩化マグネシウム又は石灰を有
   することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 【請求項３】 前記吸湿手段は、水分を吸収して変色す
   る性質を有することを特徴とする請求項１又は２に記載
   の駆動装置。
4. 【請求項４】 前記吸湿手段は、塩化コバルト又はシリ
   カゲルを有することを特徴とする請求項３に記載の駆動
   装置。
5. 【請求項５】 前記装置ケーシング外から前記吸湿手段
   の観察を可能とする手段を有することを特徴とする請求
   項３又は４に記載の駆動装置。
6. 【請求項６】 前記吸湿手段が、シート状に形成されて
   いることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載
   の駆動装置。
7. 【請求項７】 前記吸湿手段に包装を施したことを特徴
   とする請求項１から６のいずれかに記載の駆動装置。
8. 【請求項８】 前記吸湿手段を、前記装置ケーシング内
   における前記複数の構成部材の接触部近傍に配設したこ
   とを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の駆動
   装置。
9. 【請求項９】 前記吸湿手段を、前記装置ケーシング内
   におけるケーシング接合部又はこの近傍に配設したこと
   を特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の駆動装
   置。
10. 【請求項１０】 前記複数の構成部材が、電気−機械エ
    ネルギー変換により振動が励起される振動体とこの振動
    体に接触する接触体とを有することを特徴とする請求項
    １から９のいずれかに記載の駆動装置。
11. 【請求項１１】 請求項１から１０のいずれかに記載の
    駆動装置を用いたことを特徴とする装置。