JP5376898B2

JP5376898B2 - 送り装置

Info

Publication number: JP5376898B2
Application number: JP2008275426A
Authority: JP
Inventors: 一将阿隅
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2028-10-27
Also published as: JP2010104198A

Description

本発明は、超音波振動子を用いた送り装置に関するものである。

従来より、超音波振動子を用いた送り装置が存在している（特許文献１参照）。図６を参照して、既存の送り装置について説明する。送り装置１は、出力部３と、スライドガイド機構５と、予圧付与機構７とを備えている。出力部３は、交差するように配置された一対の超音波振動子９を有する。一対の超音波振動子９は、一つの出力端部１１によって接続されている。スライドガイド機構５は、出力部３をベース１３に対してスライド自在に支持しており、通常、特定方向の直線移動だけを許容するローラーガイドなどによって構成されている。予圧付与機構７は、コイルばねなどによって構成されており、出力部３を被駆動部１５に向けて付勢して出力端部１１が適当な押し付け力で被駆動部１５に当接するようにしている。

しかしながら、このような送り装置においては、本発明者が調査したところ、被駆動部を駆動している間に異音が発生する現象が確認されている。
特開２０００−１５２６７１号公報

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、駆動中の異音の発生を防止することができる、送り装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る送り装置は、超音波振動子を有する出力部と、前記出力部を、被駆動部に対して当接・離隔するようにスライド自在に支持するガイド機構と、前記出力部に対して被駆動部に向けた予圧を付与する予圧付与機構とを備え、前記予圧付与機構は、コイルばねと、シート部材とを有しており、前記シート部材は、前記コイルばねの巻軸回りに湾曲して該コイルばねを外側から覆い、且つ、前記コイルばねを構成する巻線材の間を架橋しており、前記シート部材と前記巻線材との間には接合材が介在されている。

好適には、前記シート部材は、ポリイミドテープであり、前記接合材は、前記ポリイミドテープの表面に設けられている粘着層である。

本発明によれば、駆動中の異音の発生を防止することができる。

なお、本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。

以下、本発明に係る送り装置を、被駆動部を直線的に駆動するリニアタイプ送り装置として実施した場合の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

図１及び図２にそれぞれ、本発明の実施の形態に係る送り装置の平面及び側面を示す。図示は全て、説明の理解を優先し、実際の装置からトップカバー等の細部を省略している。

送り装置４１は、ベース４３と、出力部４５と、予圧付与機構４７と、ガイド機構４９とを備えている。出力部４５は、ベース４３の上に配置されており、それぞれ圧電素子を含む一対のランジュバン型超音波振動子５１と、交差保持ブラケット５３とを備えている。一対の超音波振動子５１は、交差保持ブラケット５３によって平面的にみて各軸が相互に交差するような態様で支持されている。また、一対の超音波振動子５１は円柱状の出力端部５５を共有しており、すなわち、一対の超音波振動子５１の先端には単一の出力端部５５が設けられている。本実施の形態では、例示構成として、超音波振動子５１、交差保持ブラケット５３、及び出力端部５５の組立体は、平面視、左右対称的な構成を有しており、ほぼ左右対称軸上に出力端部５５の被駆動部４２に対する当接点が位置している。

ガイド機構４９は、出力部４５とベース４３との間に設けられており、出力部４５を、被駆動部４２に対して当接・離隔するようにスライド自在に支持する。通常、ガイド機構４９は、特定方向の直線移動だけを許容するローラーガイドなどによって構成されている。

超音波振動子５１や交差保持ブラケット５３を挟んだ出力端部５５との反対側には、予圧付与機構４７が設けられている。予圧付与機構４７は、コイルばね５７と、ばね受け板５９と、シート部材６１とを備えている。

ばね受け板５９は、ベース４３上に立設されている。ばね受け板５９にはコイルばね５７の後端が接続されている。コイルばね５７の前端は、交差保持ブラケット５３の後方に接続されている。予圧付与機構４７は、コイルばね５７の弾性力によって出力部４５に対して被駆動部４２への当接にむけた予圧を付与している。

さらに、図３をも参照してシート部材の形態、配置について説明する。図３は、コイルばねに関する、巻軸と直交する断面を示す図である。シート部材６１は、筒状に湾曲させることができるものであり、具体例としては、ポリイミドテープ（パーマセル社製カプトンテープＰ−２２１）を用いることができる。シート部材６１は、図１〜図３に示されるように、コイルばね５７の巻軸回りに湾曲してコイルばね５７を外側から覆っている。シート部材６１と、コイルばね５７との間には、接合材６３が介在されている。換言するならば、シート部材６１は、接合材６３によってコイルばね５７の外周部に固定されている。接合材６３は、シート部材６１を構成しているポリイミドテープにおける表面に設けられている粘着層からなる。また、シート部材６１は、コイルばね５７を構成する巻線材同士を架橋している。

以上のように構成された送り装置４１においては、図１に示されるように出力部４５が被駆動部４２に当接している状態から、予圧付与機構４７を機能させ、出力部４５に予圧を付与する。このとき、出力部４５は、コイルばね５７の弾性力によって前方に付勢され、所望の予圧力が付与される。所望の予圧が付与されたならば、超音波振動子５１に電流を印加することで各超音波振動子５１から変位を出力させ、出力端部５５において出力変位を合成して摩擦力として取り出し、被駆動部４２を図示の駆動方向Ｔへと動作させる。

さらに、本実施の形態に係る送り装置の作用について説明する。本発明者の調査によると、既存の送り装置においては、被駆動部を駆動させている間、異音が発生する現象が確認されている。そこで、本実施の形態に係る送り装置と、比較例として図６に示した既存の送り装置とに関し、駆動時の音の発生を調べる試験を行った。

図４は、試験装置に送り装置がセットされた状態を示す図である。試験装置１０１における架台１０３上には、被駆動部４２としてのステージ１０５がスライド自在に設けられている。架台１０３上におけるステージ１０５の正面には、本実施の形態に係る送り装置４１又は比較例の送り装置がセットされる。送り装置におけるステージ１０５との反対側には、送り装置で生じる音を収集するマイク１０７が設けられており、さらに、マイク１０７は録音装置１０９（ＫＯＲＧ社製ｍｒ−１）に接続されている。

試験手順としては、本実施の形態に係る送り装置４１又は比較例の送り装置を、図４に示すように、試験装置１０１にセットし、約１．５秒ほどステージ１０５を駆動させ、約０．５秒ほど停止状態にし、再び、約１．５秒ほどステージ１０５を駆動させ、その間に生じる音を記録した。その結果を図５に示す。図５の（ａ）は、比較例の送り装置に関する結果であり、図５の（ｂ）は、本実施の形態に係る送り装置に関する結果である。

図５より明らかであるように、まず、比較例の送り装置では、図５の（ａ）において、１度目の駆動、及び、２度目の駆動ともに、ほぼ全周波数域で音の発生が確認できるのに対し、本実施の形態に係る送り装置４１では、図５の（ｂ）に示されるように、人の耳で認識される傾向にある２０［Ｈｚ］〜２０［ｋＨｚ］の周波数域で音の発生が殆ど確認されなかった。

このように、本実施の形態に係る送り装置によれば、コイルばね５７を、その外側からその巻軸回りに湾曲するような態様によりシート部材６１で覆い、コイルばね５７を構成する巻線材同士を、シート部材６１によって架橋したことで、被駆動部を駆動している間に異音が発生する現象を解消することに成功している。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

例えば、本発明は、被送り体を直線的に移動させる態様に限定されるものではなく、例えば、ロータ（被駆動部）を回転駆動させる態様として実施することもできる。

本発明の実施の形態に係る送り装置の平面図である。図１の矢印ＩＩからみた送り装置の側面図である。図２のＩＩＩ線によるコイルばねの断面を示す図である。試験装置に送り装置がセットされた状態を示す図である。送り装置における音の発生に関する試験結果を示す図である。従来の送り装置の構成を示す図である。

符号の説明

４１送り装置
４２被駆動部
４５出力部
４７予圧付与機構
４９ガイド機構
５１超音波振動子
５７コイルばね
６１シート部材

Claims

超音波振動子を有する出力部と、
前記出力部を、被駆動部に対して当接・離隔するようにスライド自在に支持するガイド機構と、
前記出力部に対して被駆動部に向けた予圧を付与する予圧付与機構とを備え、
前記予圧付与機構は、コイルばねと、シート部材とを有しており、
前記シート部材は、前記コイルばねの巻軸回りに湾曲して該コイルばねを外側から覆い、且つ、前記コイルばねを構成する巻線材の間を架橋しており、
前記シート部材と前記巻線材との間には接合材が介在されており、
前記シート部材は、前記接合材によって前記コイルばねの外周部に固定されている、
送り装置。
前記シート部材は、ポリイミドテープであり、前記接合材は、前記ポリイミドテープの表面に設けられている粘着層である請求項１の送り装置。