JPH07293657A - ボールねじを具備した駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボールねじを具備した駆動装置であって、出
力を確保しつつ小型化を達成したものを提供すること。 【構成】 偏平にして高出力が得られる超音波モータ２
４、２５をナット５、６の駆動手段として採用し、上記
の効果を得ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボールねじを具備した
駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の駆動装置として例えば実
開平３−４７７８７号公報において開示されているもの
があり、その概略を図８に示す。図示のように、当該駆
動装置においては、左右２種類のねじ溝１０１ａ、１０
１ｂが互いに交差する状態で形成されたねじ軸１０１
と、該ねじ溝１０１ａ、１０１ｂ各々の一方ずつに対応
するボール循環路（図示せず）が設けられて該ねじ軸１
０１に遊嵌された２つのナット１０２及び１０３と、該
ボール循環路内に配列収容されて該ねじ軸１０１及びナ
ット１０２、１０３の相対回転に伴って循環する多数の
ボール（図示せず）とからなるボールねじを備えてい
る。

【０００３】上記ナット１０２及び１０３は各々２個ず
つの玉軸受１０６及び１０７によってその両端部にて支
承されており、回転自在である。なお、該各玉軸受１０
６、１０７は、本体１０８ａ及び蓋１０８ｂ、１０８ｃ
からなる支持部材１０８によって支持されている。ま
た、図において、参照符号１０９は、玉軸受１０６、１
０７の外輪のずれ止めをなす外輪カラーを示す。

【０００４】上記両ナット１０２、１０３の中央部には
タイミングプーリ１１０、１１１が夫々固設されてい
る。また、支持部材１０８の上部に２台のステッピング
モータ１１３及び１１４が取付具１１５、１１６を介し
て取り付けられており、該各ステッピングモータ１１
３、１１４の出力軸にもタイミングプーリ１１８、１１
９が嵌着されている。そして、互いに対応する両タイミ
ングプーリ１１０及び１１８と、タイミングプーリ１１
１及び１１９とに、タイミングベルト１２１、１２２が
各々駆け回されている。

【０００５】かかる構成の駆動装置においては、図示の
ように、例えばねじ軸１０１の先端に駆動されるべきロ
ボットハンド１２３を取り付けて使用される。この状態
で両ステッピングモータ１１３、１１４を作動させて各
ナット１０２及び１０３の回転方向及び回転速度を適宜
変化させることにより、ねじ軸１０１、従ってロボット
ハンド１２３の進退運動及び回転運動並びにこれらを組
み合せた運動を自在に行わせることができる。両ナット
１０２及び１０３とねじ軸１０１との運動関係は次表の
ようである。

【表１】

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した構成の駆動装
置においては、駆動すべきロボットハンド１２３の進
退、回転及びこれらの複合運動について、２つのナット
１０２及び１０３の回転制御のみにて行うことができる
故、装置の構造が簡単となり、しかも部品も共用できる
ものが多いので、コストの低減等の効果が奏されるとさ
れている。

【０００７】しかしながら、最近要望が高まっている装
置の小型化の問題に関しては未だ十分な結果が得られて
いないのが実情である。

【０００８】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みてなさ
れたものであって、出力を確保しつつ小型化を達成した
駆動装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、左右２種類の
ねじ溝が形成されたねじ軸と、該ねじ溝各々の一方ずつ
に対応するボール循環路が設けられて該ねじ軸に遊嵌さ
れた複数のナットと、該ボール循環路内に配列収容され
て該ねじ軸及びナットの相対回転に伴って循環する複数
のボールと、前記ナット各々を回転自在に支持する支持
機構と、前記ナット各々を個別に回転駆動し得る駆動手
段とを備えた駆動装置において、前記駆動手段につき、
前記支持機構側に前記ナットと同心的に設けられた振動
体と、該振動体に結合されて該振動体を励振する圧電素
子と、該振動体と接合するように前記ナット側に設けら
れた動体とを含む超音波モータからなるように構成した
ものである。

【００１０】

【作用】かかる構成の駆動装置においては、偏平な超音
波モータの作動によって両ナットが適宜回転駆動され、
ねじ軸が進退運動及び回転運動並びにこれらを組み合わ
せた運動を行う。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付図面を参
照しつつ説明する。まず、第１実施例としての駆動装置
を説明する。

【００１２】図１に示すように、当該駆動装置において
は、駆動対象としてのロボットハンド１が一端部に取り
付けられた１本のねじ軸３と、夫々略円筒状に形成され
て該ねじ軸３に遊嵌した２つのナット５及び６とからな
るボールねじを具備している。このねじ軸３には左右２
種類のねじ溝３ａ及び３ｂが互いに交差する状態にて形
成されており、図２に示すように、両ナット５及び６に
は各々戻り管８、９が設けられることなどによって該各
ねじ溝３ａ、３ｂ各々の一方ずつに対応するボール循環
路が形成されている。そして、これらボール循環路内に
は多数のボール１１が配列収容されており、ねじ軸３及
び両ナット５、６の相対回転に伴ってボールが循環する
ようになされている。

【００１３】上記両ナット５及び６は各々、その相互対
向端部近傍にて例えば図１に示すように単列アンギュラ
形のラジアル玉軸受１４、１５により支承されており、
また、これらラジアル玉軸受１４及び１５は、ベース１
７上に固設された支持部材としてのブラケット１８に形
成された円筒状の支持部１８ａ内に嵌入され、支持され
ている。詳しくは、図１に示すように、該両ラジアル玉
軸受１４、１５は各々アンギュラ形として接触角が与え
られた側が互いに向き合うように配置されている。そし
て、上記支持部１８ａの内周所定部位に円環状の突部１
８ｂが形成されており、一方のラジアル玉軸受１４の外
輪がこの突部１８ｂに当接している。また、該支持部１
８ａの内周には、両ラジアル玉軸受１４、１５を挟んで
該突部１８ｂとは反対側に雌ねじ部１８ｃが形成されて
おり、該雌ねじ部１８ｃにはロックナット１９が螺合
し、他方のラジアル玉軸受１５の外輪が該ロックナット
１９に当接している。また、上記両ナット５、６の相互
対向端部にフランジ５ａ、６ａが形成されており、両ラ
ジアル玉軸受１４、１５の各内輪が該フランジ５ａ、６
ａに当接している。なお、上記ブラケット１８と、両ラ
ジアル玉軸受１４、１５とを、両ナット５及び６を回転
自在に支持するという意味で支持機構と総称する。

【００１４】図２からも明らかなように、両ナット５及
び６は互いに近接して配置され、その端部同士が例えば
平面座形のスラスト玉軸受２０を介して相対回転自在に
接合されている。詳しくは、図２から明らかなように、
夫々平板状かつ円環状にして該スラスト玉軸受２０の玉
２０ａを挟んで位置する２枚の軌道盤２０ｂ、２０ｃの
各々がナット５及び６の端面に溶接等の手段を以て固着
されている。なお、このように両ナット５及び６を互い
に近接させて接合する構成は、ねじ軸３の左右２種類の
ねじ溝３ａ及び３ｂを互いに交差する状態にて形成した
ことによって可能となっているものである。

【００１５】かかる構成を採用したことによって、該各
ナット５、６及びこれらを回転自在に支える軸受構造の
小型化、特に各ナット５、６の軸方向における小型化が
達成されている。なお、上記スラスト玉軸受２０を設け
ることをせず、ナット５及び６の端面自体をすべり軸受
として直接接合させてもよい。但し、このようにスラス
ト玉軸受２０を介装することによって、両ナット５及び
６の相対回転が極めて円滑となる。

【００１６】ところで、上述のように２つのナット５及
び６についてその端部同士をスラスト玉軸受２０を介し
て接合させた構成においては、該スラスト玉軸受２０の
玉２０ａ、軌道盤２０ｂ、２０ｃが互いに僅かでも遊離
することによる作動不良等を防ぐべく、図１において矢
印Ｇ及びＨにて示すように所要のアキシアル荷重が予め
付与されることが望ましい。前述したアンギュラ形ラジ
アル玉軸受１４及び１５は、ラジアル荷重と共にこの付
与するアキシアル荷重の反力をも受けるために採用さ
れ、かつ、各々アンギュラ形としての接触角が与えられ
た側が互いに向き合うように配置されたものである。ラ
ジアル荷重及びアキシアル荷重を同時に負荷するための
構成はこの他にも種々考えられるが、上記の構成によれ
ば単に２つのアンギュラ形ラジアル玉軸受を設けるだけ
で負荷することができ、それ故に部品点数が少なくな
り、しかも、両ラジアル玉軸受１４、１５をナット５、
６の相互接合端部近傍にコンパクトに配置しているの
で、装置の構造の簡略化及び小型化が図られている。な
お、前述したように、両ラジアル玉軸受１４、１５の内
外輪について、ナット５、６のフランジ５ａ、６ａ、上
記支持部１８ａの突部１８ｂ及びロックナット１９によ
ってアキシアル方向において押え込むこととし、上記ア
キシアル荷重を付与している。この構成においては、図
８に示した従来の駆動装置において玉軸受１０６及び１
０７の間に介装されているような外輪カラー１０９は不
要であり、部品点数が更に少なく抑えられ、この点から
も装置の構造の簡略化及び小型化が達成されている。ま
た、図１において、上記支持部１８ａ、両ナット５、６
及び両ラジアル玉軸受１４、１５により画定される空間
２１にはグリース等の潤滑剤（図示せず）が充填されて
いると共に、該空間２１からの潤滑剤の漏出及び外部よ
り塵埃等が侵入することを防ぐべく所定のシール（図示
せず）が施されている。

【００１７】上記両ナット５及び６を回転駆動する駆動
手段が設けられており、次にこの駆動手段について説明
する。

【００１８】図１に示すように、上記ナット５及び６の
各々に対応して、これらを個別に回転駆動し得る超音波
モータ２４及び２５が設けられており、該両超音波モー
タ２４、２５が上記駆動手段として作用する。該各超音
波モータ２４及び２５は次のように構成されている。な
お、両超音波モータ２４、２５は互いに同様に構成され
ている故、一方のナット６を回転駆動する超音波モータ
２５についてのみ詳しい説明を行い、他方のナット５を
駆動する超音波モータ２４に関しては説明を省略する。
但し、図１において、この説明を省く超音波モータ２４
が具備する各構成部材につき、説明を行う超音波モータ
２５が具備する各構成部材と対応するものに、同じアル
ファベットａ、ｂ、ｃ、……を付して２４ａ、２４ｂ、
２４ｃ、……として示している。

【００１９】図１及び図３に示すように、この超音波モ
ータ２５は、環状に形成されて振動体として作用するス
テータ２５ａと、該ステータ２５ａの一端面略全面に亘
って結合されて該ステータ２５ａを励振する圧電素子２
５ｂと、同様に環状に形成されて該ステータ２５ａの他
端面と接合するように設けられたロータ２５ｃすなわち
動体とを有している。

【００２０】ステータ２５ａは、ブラケット１８の円筒
状支持部１８ａの両端開口部を閉塞すべく図示しないシ
ールを介して設けられた一対の蓋２７に取り付けられて
おり、ナット６に対して遊嵌した状態にて同心的に配置
されている。また、ロータ２５ｃはナット６に嵌合して
いる。なお、図３から明らかなように、上記円筒状支持
部１８ａの開口部には座ぐり部１８ｅが形成されてお
り、該蓋２７に形成されたボス部２７ａが該座ぐり部１
８ｅに嵌入されている。また、前述したねじ軸３は、該
蓋２７の中心に形成された開口部２７ｂに挿通されてい
る。

【００２１】ここで、上記ステータ２５ａ及びロータ２
５ｃの更なる詳細とその作動原理について説明する。

【００２２】図４に示すように、ステータ２５ａのロー
タ２５ｃとの接合側には多数の歯２５ｆが円周に沿って
等ピッチにて形成されている。そして、該ロータ２５ｃ
には、これらの歯２５ｆに対して摺接する平板状のスラ
イダ２５ｇ（図３も参照）が全周に亘って固着されてい
る。

【００２３】一方、作動原理に関しては下記のようであ
る。

【００２４】ステータ２５ａの背面側に結合された圧電
素子２５ｂに通電することにより所要の超音波振動を発
生させると、該ステータ２５ａが固有の振動数を以て励
振され、該ステータ２５ａのロータ２５ｃとの接合側に
図５において符号Ｕにて示す波状の振動モードが生ず
る。この波は例えば矢印Ｐ方向に向う進行波となり、こ
のとき、該波の頂点は符号Ｔで示すような楕円運動を行
い、ステータ２５ａに接触しているロータ２５ｃは摩擦
によって矢印Ｑ方向に作動する。但し、図５において
は、圧電素子２５ｂと前述したスライダ２５ｇは省略し
ている。そして、圧電素子２５ｂへの給電を断てばロー
タ２５ｃは摩擦によって直ちに完全に停止し、また、印
加電圧と電流の向きを換えることにより回転の正逆の切
換えも簡単に行える。

【００２５】ここで、ロータ２５ｃに対して上記のよう
に超音波振動に基づく駆動力を有効に与えるためには、
ロータ２５ｃとステータ２５ａとを単に接触させるので
はなく、互いに圧接させる必要があり、本実施例におい
てもそのようになされている。この圧接のための構成に
ついて説明する。但し、この圧接のための構成に関して
も双方の超音波モータ２４及び２５は同様である故、一
方の超音波モータ２５についてのみ説明し、他方の超音
波モータ２４についての説明は省略する。但し、図１に
おいて、この説明を省略する超音波モータ２４が具備す
る圧接用の各構成部材につき、説明を行う超音波モータ
２５が圧接用として具備する各構成部材と対応するもの
に、同じアルファベットｈ、ｉ、……を付して２４ｈ、
２４ｉ、……として示している。

【００２６】すなわち、図１及び図３において、上記ロ
ータ２５ｃは、ナット６の軸方向において摺動可能とな
っている。そして、該ロータ２５ｃのステータ２５ａと
の接合側とは反対側に、付勢手段として作用するばね部
材、この場合皿ばね２５ｈが配設されており、ロータ２
５ｃは該皿ばね２５ｈによってステータ２５ａに対して
圧接されている。かかる構成においては、この皿ばね２
５ｈのばね定数を適宜定設し、必要量撓ませて所望の付
勢力を得ることにより、ロータ２５ｃの駆動力を自在に
設定することが出来る。なお、図１及び図３に示すよう
に、ナット６を支承するラジアル玉軸受１５の内輪と該
皿ばね２５ｈとの間にはカラー２５ｉが介装されてお
り、これによって反力受けがなされている。すなわち、
付勢手段としての皿ばね２５ｈをこのようにラジアル玉
軸受１５の内輪とロータ２５ｃとの間に介装することに
よって、該ラジアル玉軸受１５について、その軸受とし
ての本来の機能に加えて、内輪を、圧接力の反力を受け
る部材としても活用しているのであり、この点からも部
品点数の削減が達成されている。

【００２７】ところで、図１に示し、また前述もしたよ
うに、両ナット５及び６が互いに近接して配置されてそ
の一端部同士がスラスト玉軸受２０を介して相対回転自
在に接合されており、これによって、該各ナット５、６
とこれらを回転自在に支える両ラジアル玉軸受１４及び
１５を含む軸受構造との小型化、この場合、両ナット
５、６の軸方向における小型化が達成されている。当該
駆動装置においては、かかる構成に加え、次の構成が採
用されている。

【００２８】すなわち、図１から明らかなように、前述
した両超音波モータ２４及び２５は上記両ナット５、６
の相互接合側とは反対側の端部に対応して設けられてい
る。この構成によれば、上記各ナット５、６、両ラジア
ル玉軸受１４、１５並びに該両超音波モータ２４及び２
５がブラケット１８の円筒状支持部１８ａ内にコンパク
トにまとまって収容され、この構成と上述の構成とが相
まって駆動装置全体としての小型化が達成されている。

【００２９】なお、駆動手段として採用した超音波モー
タには、小型であるという点の他、下記のような長所が
ある。 （１）電磁気モータに比較して低速・高トルクを得るこ
とができる。 （２）直流モータと同様な垂下特性を持っており、かつ
応答性が良いため、高精度な速度制御、位置制御が可
能。 （３）ステータとロータとは摩擦力を発生させるために
互いに強く接合させており、そのために静止時の保持ト
ルクが大きく電磁ブレーキ等が不要。 （４）電磁気モータが有する巻線がなく、簡単な構造で
あり、低価格にして量産性に優れている。 （５）設計の自由度が高く、前述したように装置の構造
内にコンパクトに納めることができる。 （６）磁気作用を原理としていないから、磁場の影響を
周囲に与えないと共に、磁場の影響を受けることもな
い。

【００３０】さて、上記した構成の駆動装置において
は、両超音波モータ２４及び２５を個別に作動させて各
ナット５及び６の回転方向及び回転速度を適宜変化させ
ることによって、ねじ軸３、従ってロボットハンド１の
進退運動及び回転運動並びにこれらの複合運動を自在に
行わせることができる。なお、両ナット５及び６とねじ
軸３との運動関係については、図８に示した従来の駆動
装置と同様であり、該従来装置の説明中に示した表１の
ように行われるのでその説明は省略する。

【００３１】次に、本発明の第２実施例としての駆動装
置を図６に基づいて説明する。なお、当該駆動装置は以
下に説明する部分以外は前述した第１実施例としての駆
動装置と同様に構成されている故、装置全体としての説
明は省略して要部のみの説明に留める。また、以下の説
明において、該第１実施例としての駆動装置の構成部分
と同一又は対応する構成部分に関しては同じ参照符号を
用いている。

【００３２】図示のように、当該駆動装置においては、
両ナット５及び６は互いに近接して配置されかつ接合さ
せられ、各々その相互接合端部以外の部位、この場合軸
方向における略中央部にて単列ラジアル玉軸受３１及び
３２によって支承されている。また、これらラジアル玉
軸受３１及び３２は、支持部材としてのブラケット１８
が有する円筒状支持部１８ａ内に嵌入され、支持されて
いる。そして、両超音波モータ２４及び２５は、上記両
ナット５及び６の相互接合端部近傍に設けられている。
かかる構成によれば、両ナット５、６、両ラジアル玉軸
受３１、３２並びに両超音波モータ２４及び２５がブラ
ケット１８の円筒状支持部１８ａ内にコンパクトにまと
まって収容され、駆動装置全体としての小型化が達成さ
れている。

【００３３】ここで、上記両超音波モータ２４及び２５
の構成について詳述する。なお、両超音波モータ２４、
２５は互いに同様に構成されている故、一方のナット６
を回転駆動する超音波モータ２５についてのみ詳しい説
明を行い、他方のナット５を駆動するモータ２４に関し
ては説明を省略する。但し、図６において、この説明を
省く超音波モータ２４が具備する各構成部材につき、説
明を行う超音波モータ２５が具備する各構成部材と対応
するものに、同じアルファベットａ、ｂ、ｃ，・・・・
・を付して２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、・・・として示し
ている。

【００３４】図示のように、各ナット５及び６の相互接
合端部にはフランジ５ａ、６ａが各々形成されており、
一方のナット６に関し、そのフランジ６ａの該フランジ
５ａとの接合側とは反対側にスライダ２５ｇが固着され
ている。そして、該スライダ２５ｇに対してステータ２
５ａが接合している。すなわち、このフランジ６ａが超
音波モータ２５の動体として作用すべくなされている。
このように、ナットの一部を動体として活用しているの
で、部品点数が少なく抑えられている。該ステータ２５
ａはその背面側に結合された圧電素子２５ｂと共に受材
２５ｋに取り付けられている。この受材２５ｋは環状に
形成され、ブラケット１８の円筒状支持部１８ａ内に摺
動自在に嵌挿されている。これにより、振動体としての
ステータ２５ａがナット６に対して該ナット６の軸方向
において可動となっている。

【００３５】上記受材２５ｋに対して上記ステータ２５
ａ及び圧電素子２５ｂとは反対側に皿ばね２５ｈが配設
されており、該ステータ２５ａは該受材２５ｋと共に付
勢され、動体としての上記フランジ６ａに対して圧接さ
れている。なお、ナット６を支承するラジアル玉軸受３
２の外輪と該皿ばね２５ｈとの間にはカラー２５ｍが介
装されており、これによって反力受けがなされる。付勢
手段としての皿ばね２５ｈをこのようにラジアル玉軸受
３２の外輪とステータ２５ａとの間に介装することによ
って、該ラジアル玉軸受３２について、その軸受として
の本来の機能に加えて、外輪を、圧接力の反力を受ける
部材としても活用しているのであり、この点からも部品
点数の削減が達成されている。なお、このラジアル玉軸
受３２の外輪自体は、上記カラー２５ｍとの係合側とは
反対側において、蓋２７に形成されたボス部２７ａと係
合し、反力受けがなされている。また、該蓋２７に関し
ては、ブラケット１８の円筒状支持部１８ａに対してボ
ルト３４によって締結されている。

【００３６】続いて、上記両ナット５及び６の相互接合
の構成について説明する。

【００３７】図６に示すように、両ナット５及び６に形
成された各フランジ５ａ、６ａ間に、転動体としての複
数のころ３５が円周方向に沿って介装されている。ま
た、該各ころ３５を保持する円環状の保持器３６が設け
られている。そして、一方のナット６に、軸方向におい
て突出する保持部６ｂが形成されており、該保持部６ｂ
がこの保持器３６に内嵌することによって該保持器３６
の半径方向への移動が規制されている。このアキシアル
方向における軸受の構成を採用したことにより、両ナッ
ト５及び６の相対回転が円滑に行われる。なお、この構
成においては、図１乃至図５に第１実施例として示した
駆動装置に比して、両ナット５及び６のフランジ５ａ、
６ａがスラスト軸受の軌道盤として活用され、部品点数
が少なく抑えられる。

【００３８】なお、これまで説明した第１実施例及び第
２実施例の各駆動装置においては、ねじ軸３に形成され
た左右のねじ溝３ａ、３ｂが互いに交差しており、この
構成に基づいて両ナット５及び６を互いに近接させて配
置しているが、下記の構成とすることも可能である。

【００３９】すなわち、図７に示すように、ねじ軸３に
ついて、その略中央部を境として左及び右の各ねじ溝３
ａ、３ｂを分けて形成し、該両ねじ溝３ａ、３ｂの各々
に対応するように各ナット５及び６を離間して配置す
る。なお、該図において、参照符号３８は、該両ナット
５、６を図示しないブラケットに対して回転自在に取り
付けるための軸受、この場合アンギュラ形ラジアル玉軸
受を示す。

【００４０】なお、上記各実施例にて示したねじ軸３に
形成された２種類のねじ溝３ａ及び３ｂについては、そ
のピッチが互いに等しくてもよいし、異なってもよい。
但し、ピッチが異なる場合、両ナット５及び６の回転速
度制御を変化させる必要が生ずる。

【００４１】また、上記各実施例においては、ボールね
じのナットが２つ設けられているが、例えば４つや６つ
など、その数については、駆動力の増大等の必要に応じ
て適宜設定され得る。

【００４２】また、本発明は、前述した両実施例の構成
に限らず、各実施例の構成をその一部ずつでも互いに組
み合わせたり、応用させ合うことなどによって多岐にわ
たる構成を実現できるものである。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による駆動
装置においては、ねじ軸をして進退運動、回転運動及び
これらの複合運動を行わせるべく設けられた複数のナッ
トを回転駆動する駆動手段が、固定側としての支持機構
側に該ナットと同心的に設けられた振動体と、該振動体
に結合されて該振動体を励振する圧電素子と、該振動体
と接合するように該ナット側に設けられた動体とを含む
超音波モータから成る。このように偏平にして高出力が
得られる超音波モータを駆動手段として採用したので、
出力を確保しつつ小型化が達成されるのである。また、
本発明による駆動装置においては、上記振動体及び動体
の少なくともいずれか一方が上記ナットに対して該ナッ
トの軸方向において可動とされ、かつ、付勢手段によっ
て互いに圧接されている。かかる構成においては、該付
勢手段による付勢力を適宜設定することにより、該動体
の駆動力を自在に設定することが出来るという効果が得
られる。また、本発明による駆動装置においては、ねじ
軸の左右２種類のねじ溝各々が互いに交差する状態にて
形成され、これに基づき上記ナット各々が互いに近接し
て配置されてその一端部同士が相対回転自在に接合さ
れ、また、上記超音波モータは該ナットの他端側に設け
られている。この前者の構成、すなわちナット各々をそ
の一端部同士にて接合する構成を採用したことによって
該各ナット及びこれらを回転自在に支える軸受構造の小
型化、特に各ナットの軸方向における小型化が達成され
ている。また、後者の構成、すなわち超音波モータを各
ナットの他端側に配設する構成を採用したことにより各
ナット及びその軸受構造並びに各超音波モータがコンパ
クトにまとめて組み付けられ、これら両者の構成が相ま
って駆動装置全体としての更なる小型化が達成されるも
のである。更に、本発明による駆動装置においては、上
記各ナットの相互接合部間にスラスト軸受が介装され、
これによって各ナットの相対回転が極めて円滑となる。
また、本発明による駆動装置においては、上記各ナット
を回転自在に支持する支持機構が、該各ナットをその相
互接合端部近傍にてかつ少なくともラジアル方向におい
て支承する軸受と、該軸受を支持する支持部材とを有す
る。このように、各軸受を各ナットの相互接合端部近傍
にコンパクトに配置した構成の故、装置の構造の簡略化
及び更なる小型化が図られている。また、本発明による
駆動装置においては、上記ナットを支承する軸受がアン
ギュラ形ラジアル軸受からなる。すなわち、上述のよう
に各ナットについてその端部同士を例えばスラスト玉軸
受を介して接合させた構成においては、該スラスト玉軸
受の玉及び軌道盤が互いに僅かでも遊離することによる
作動不良等を防ぐべく、所要のアキシアル荷重が予め付
与されることが望ましい。アンギュラ形ラジアル軸受
は、ラジアル荷重と共にこの付与するアキシアル荷重の
反力をも受けるために採用され、かつ、各々アンギュラ
形としての接触角が与えられた側が互いに向き合うよう
に配置されるものである。ラジアル荷重及びアキシアル
荷重を同時に負荷するための構成はこの他にも種々考え
られるが、上記の構成によれば単に２つのアンギュラ形
ラジアル軸受を設けるだけで負荷することができ、それ
故に部品点数がより少なくなるのである。また、本発明
による駆動装置においては、上記振動体及び動体を互い
に圧接する付勢手段がばね部材からなり、該ばね部材は
上記ナットを支承する軸受と該振動体若しくは動体との
間に介装されている。すなわち、該軸受について、その
軸受としての本来の機能に加えて、圧接力の反力を受け
る部材としても活用しているのであり、この点からも部
品点数の削減が達成されている。加えて、本発明による
駆動装置においては、上記ナット各々にフランジが形成
され、該フランジが超音波モータの動体として活用され
ている。よって、部品点数が少く抑えられ、装置の小型
化が図られる。また、本発明による駆動装置において
は、上記ナット各々が互いに近接して配置されかつ接合
させられ、該各ナットの相互接合端部にフランジが形成
され、該フランジ間に転動体が介装されている。これに
よって各ナットの相対回転が円滑に行われると共に、該
フランジがスラスト軸受の軌道盤として作用し活用され
るから特別に軌道輪を設ける必要がなく、この点からも
部品点数が少なくなる。また、本発明による駆動装置に
おいては、上記超音波モータは該各ナットの相互接合端
部近傍に設けられ、該ナットが該接合端部以外の部位に
て軸受により支承されている。この構成を採用したこと
により、該各ナット、軸受及び超音波モータがコンパク
トにまとまって収容され、駆動装置全体としての小型化
が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例としての駆動装置
の、断面を含む正面図である。

【図２】図２は、図１に示した駆動装置の一部の縦断面
図である。

【図３】図３は、図１に示した駆動装置の一部の拡大図
である。

【図４】図４は、図１に示した駆動装置が具備する超音
波モータの一部の、一部断面を含む拡散分解斜視図であ
る。

【図５】図５は、図４に示した超音波モータの作動原理
を説明するための概略図である。

【図６】図６は、本発明の第２実施例としての駆動装置
の要部の縦断面図である。

【図７】図７は、本発明の第３実施例としての駆動装置
の要部の正面図である。

【図８】図８は、従来の駆動装置の、一部断面を含む正
面図である。

【符号の説明】

１ ロボットハンド（駆動対象） ３ ねじ軸 ３ａ、３ｂ ねじ溝 ５、６ ナット １１ ボール １４、１５ アンギュラ形ラジアル玉軸受 １８ ブラケット（支持部材） ２０ スラスト玉軸受 ２４、２５ 超音波モータ ２４ａ、２５ａ ステータ（振動体） ２４ｂ、２５ｂ 圧電素子 ２４ｃ、２５ｃ ロータ（動体） ２４ｈ、２５ｈ 皿ばね（付勢手段） ３１ ラジアル玉軸受 ３５ ころ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右２種類のねじ溝が形成されたねじ軸
   と、該ねじ溝各々の一方ずつに対応するボール循環路が
   設けられて該ねじ軸に遊嵌された複数のナットと、該ボ
   ール循環路内に配列収容されて該ねじ軸及びナットの相
   対回転に伴って循環する複数のボールと、前記ナット各
   々を回転自在に支持する支持機構と、前記ナット各々を
   個別に回転駆動し得る駆動手段とを備え、前記駆動手段
   は、前記支持機構側に前記ナットと同心的に設けられた
   振動体と、該振動体に結合されて該振動体を励振する圧
   電素子と、該振動体と接合するように前記ナット側に設
   けられた動体とを含む超音波モータからなることを特徴
   とする駆動装置。
2. 【請求項２】 前記振動体及び動体の少なくともいずれ
   か一方は前記ナットに対して該ナットの軸方向において
   可動とされ、かつ、付勢手段によって互いに圧接されて
   いることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
3. 【請求項３】 前記左右２種類のねじ溝各々が互いに交
   差する状態にて形成され、これに基づき前記ナット各々
   が互いに近接して配置されてその一端部同士が相対回転
   自在に接合されていることを特徴とする請求項１又は請
   求項２記載の駆動装置。
4. 【請求項４】 前記超音波モータは前記ナットの他端側
   に設けられていることを特徴とする請求項３記載の駆動
   装置。
5. 【請求項５】 前記ナット間にスラスト軸受が介装され
   ていることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の駆
   動装置。
6. 【請求項６】 前記支持機構は、前記ナット各々をその
   相互接合端部近傍にてかつ少なくともラジアル方向にお
   いて支承する軸受と、該軸受を支持する支持部材とを有
   することを特徴とする請求項３乃至請求項５のうちいず
   れか１記載の駆動装置。
7. 【請求項７】 前記ナットを支承する軸受はアンギュラ
   形ラジアル軸受からなることを特徴とする請求項６記載
   の駆動装置。
8. 【請求項８】 前記付勢手段はばね部材からなり、該ば
   ね部材は前記ナットを支承する軸受と前記振動体若しく
   は動体との間に介装されていることを特徴とする請求項
   ６乃至請求項７のうちいずれか１記載の駆動装置。
9. 【請求項９】 前記ナット各々にはフランジが形成さ
   れ、該フランジが前記動体となされていることを特徴と
   する請求項１乃至請求項８のうちいずれか１記載の駆動
   装置。
10. 【請求項１０】 前記ナット各々の相互接合端部にはフ
    ランジが形成され、該フランジ間に転動体が介装されて
    いることを特徴とする請求項３乃至請求項９のうちいず
    れか１記載の駆動装置。
11. 【請求項１１】 前記超音波モータは前記ナット各々の
    相互接合端部近傍に設けられ、前記支持機構は、該ナッ
    ト各々を該接合端部以外の部位にて支承する軸受と、該
    軸受を支持する支持部材とを有することを特徴とする請
    求項３及び請求項５並びに請求項８乃至請求項１０のう
    ちいずれか１記載の駆動装置。