超音波モータ用の仮止め治具、ケースユニットおよび超音波モータの予圧調整方法
【課題】設置後の予圧調整の必要をなくし格段に作業性を向上できる超音波モータ用の仮止め治具およびケースユニットを提供する。
【解決手段】仮止め治具１００は、被駆動体に当接される超音波モータ２００に用いられ、駆動子２１０を一体に保持する内部ケース２３０に対して、押圧力を与える外部ケース２４０に着脱可能であり、外部ケース２４０に固着されたとき、押圧力に対抗して内部ケース２３０を外部ケース２４０に仮止め可能である。したがって、仮止めの際に内部ケース２３０にかかる予圧を確定させておき、超音波モータ２００を所定位置に設置し、仮止めを外すことで容易に駆動子２１０を被駆動体に当接させることができる。その結果、超音波モータ２００の設置後に予圧調整を行う必要がなくなり格段に作業性が向上する。また、超音波モータ２００の設置前に駆動子２１０の脱落を防止することができる。
【解決手段】仮止め治具１００は、被駆動体に当接される超音波モータ２００に用いられ、駆動子２１０を一体に保持する内部ケース２３０に対して、押圧力を与える外部ケース２４０に着脱可能であり、外部ケース２４０に固着されたとき、押圧力に対抗して内部ケース２３０を外部ケース２４０に仮止め可能である。したがって、仮止めの際に内部ケース２３０にかかる予圧を確定させておき、超音波モータ２００を所定位置に設置し、仮止めを外すことで容易に駆動子２１０を被駆動体に当接させることができる。その結果、超音波モータ２００の設置後に予圧調整を行う必要がなくなり格段に作業性が向上する。また、超音波モータ２００の設置前に駆動子２１０の脱落を防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波モータ用の仮止め治具、ケースユニットおよび超音波モータの予圧調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、矩形板状の圧電素子を駆動させる超音波モータが知られており、スライダやステージ等を駆動させる駆動機構に用いられている。そのような超音波モータでは圧電素子がケースに保持された構造を有している。図８は、従来の超音波モータ８００を示す斜視図である。図８に示すように、従来の超音波モータ８００は、圧電素子８１０を把持する内ケース８３０が外ケース８４０に収容されている。
【０００３】
そのような超音波モータについて、Ｌ１Ｂ２モードで駆動される矩形板状の圧電アクチュエータを保持するアクチュエータケースについても提案がなされている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１記載のアクチュエータケースでは、第１ケース部が圧電アクチュエータを直接に把持しており、第２ケース部は、第１ケース部を嵌挿保持している。そして、円柱形状で第１ケース部の側壁部に取り付けられたコマを具備し、予圧により第１ケース部の側壁部を圧電アクチュエータに押し付け、圧電アクチュエータは側壁部を介して外壁部を押圧している。このときコマの側面が外壁部と接触することで、圧電アクチュエータの厚さ方向でのぶれを抑制している。上記の機構では、圧電素子の被駆動体との当接側とは逆の側からバネにより予圧が掛けられている。
【０００４】
また、超音波モータの予圧機構についても開発がなされている（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２記載の超音波モータは、ロータと、このロータの外周面に多数個配置するとともに、２個の超音波振動子を直交配置した駆動子と、この駆動子をロータの外周面に押し付ける予圧手段と、２個の超音波振動子４に接続される位相の異なる交流電源とを具備している。そして、製造が容易な小さな超音波振動子を複数個配置して、大きなトルクを発生させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８７７５６号公報
【特許文献２】特開２０００−１５２６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような予圧機構では、スライダのような被駆動体に圧電素子を当接させた後、バネ調整用のネジを締めたり緩めたりすることで予圧を調整するか、直接の押し付けにより予圧を調整するしかなく、それらの作業は困難かつ煩雑である。特に、あらかじめケースから出ている圧電素子を押し付け、バネを押し縮めながら超音波モータを設置するのは、困難である。また、圧電アクチュエータの取り付け前の搬送時等にケースが外に飛び出すこともあり、取り扱いが不便である。このように圧電アクチュエータの設置には困難が伴う。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、設置後の予圧調整の必要をなくし格段に作業性を向上できる超音波モータ用の仮止め治具、ケースユニットおよび超音波モータの予圧調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記の目的を達成するため、本発明の仮止め治具は、被駆動体に当接される超音波モータに用いられ、駆動子を一体に保持する内部ケースに対して、押圧力を与える外部ケースに着脱可能であり、前記外部ケースに固着されたとき、前記押圧力に対抗して前記内部ケースを前記外部ケースに仮止め可能であることを特徴としている。
【０００９】
このように本発明の仮止め治具は、押圧力に対抗して内部ケースを外部ケースに仮止めすることができる。したがって、仮止めの際に内部ケースにかかる予圧を確定させておき、超音波モータを所定位置に設置し、仮止めを外すことで容易に駆動子を被駆動体に当接させることができる。その結果、超音波モータの設置後に予圧調整を行う必要がなくなり格段に作業性が向上する。また、超音波モータの設置前の搬送時等において駆動子の脱落を防止することができる。
【００１０】
（２）また、本発明の仮止め治具は、貫通孔を有し、前記外部ケースに着脱可能な本体部と、前記貫通孔に挿通可能な柱状体と、を備え、前記本体部が前記外部ケースに固着され、前記柱状体が前記貫通孔に挿通されることで、前記柱状体が、前記内部ケースに当接し、前記押圧力に対抗して前記内部ケースが前記外部ケースに仮止めされることを特徴としている。
【００１１】
このように、本発明の仮止め治具は、外部ケースに固着された本体部において、柱状体が貫通孔に挿通されることで、内部ケースを外部ケースに仮止めすることができる。これにより、柱状体の挿通および抜出しにより容易に内部ケースを外部ケースに仮止めすることができる。
【００１２】
（３）また、本発明の仮止め治具は、前記本体部が、前記貫通孔を２箇所以上有し、前記柱状体は、２本以上が同時に用いられることを特徴としている。２箇所の貫通孔に２本の柱状体を挿通することにより、外部ケースからかかる押圧力をバランスよく制限し、内部ケースを仮止めすることができる。その結果、内部ケースの姿勢が崩れず、予圧調整が容易となる。
【００１３】
（４）また、本発明のケースユニットは、上記の仮止め治具と、前記内部ケースおよび前記外部ケースと、を備え、前記仮止め治具により前記内部ケースを前記外部ケースに仮止めすることを特徴としている。これにより、外部ケースは仮止め治具を固着させて、仮止め治具による内部ケースの仮止めを可能にする。その結果、外部ケース設置の作業性が向上する。
【００１４】
（５）また、本発明のケースユニットは、前記駆動子の被駆動体に当接する摺動チップの近傍を除き、当接面を覆うカバーを更に備えることを特徴としている。このように当接面を覆うカバーにより超音波モータの外観がシンプルとなり、駆動子のケースからの飛び出しも防止することができる。
【００１５】
（６）また、本発明の予圧調整方法は、外部ケース内に設置され、前記外部ケースから押圧力を与えられた内部ケースに、駆動子を保持させるステップと、前記内部ケースを前記外部ケースに仮止めする仮止め治具を、前記外部ケースに固着するステップと、前記内部ケースへの前記外部ケースからの押圧力を調整し、前記外部ケースに対して前記内部ケースを仮止めするステップとを含むことを特徴としている。
【００１６】
これにより、仮止めの際に内部ケースにかかる予圧を確定させておき、超音波モータを所定位置に設置し、仮止めを外すことで容易に圧電素子を被駆動体に当接させることができる。その結果、超音波モータの設置後に予圧調整を行う必要がなくなり格段に作業性が向上する。また、超音波モータの設置前の搬送時等において駆動子の脱落を防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、設置後の予圧調整の必要をなくし格段に作業性を向上できる。また、外部ケースの設置前の搬送時等において圧電素子の脱落を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】仮止め治具および超音波モータの斜視図である。
【図１Ｂ】仮止め治具および超音波モータの斜視図である。
【図２Ａ】仮止めされている超音波モータを示す平面図である。
【図２Ｂ】仮止めされている超音波モータを示す正面図である。
【図２Ｃ】仮止めされている超音波モータを示す側面図である。
【図３Ａ】カバーを取り外した超音波モータの斜視図である。
【図３Ｂ】カバーを取り外した超音波モータおよび仮止め治具を示す斜視図である。
【図４】超音波モータの主面に平行な面による断面図である。
【図５】超音波モータの主面に平行な面による断面図である。
【図６Ａ】駆動子の平面図である。
【図６Ｂ】駆動子の平面図である。
【図６Ｃ】駆動子の平面図である。
【図７Ａ】駆動子を動作させるための電気的構成を示す図である。
【図７Ｂ】駆動子を動作させるための電気的構成を示す図である。
【図８】従来の超音波モータを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。また、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００２０】
図１Ａおよび図１Ｂは、仮止め治具１００および超音波モータ２００の斜視図である。図１Ａは、仮止め治具１００を超音波モータ２００から外している状態、図１Ｂは、仮止め治具１００を超音波モータ２００に取り付け、仮止めしている状態を示している。
【００２１】
また、図２Ａ〜図２Ｃは、それぞれ仮止め治具１００により仮止めされている超音波モータ２００の平面図、正面図および側面図を示している。図２Ａ中の矢印２Ｂ、図２Ｂ中の矢印２Ｃは、それぞれの方向から見た図面が図２Ｂ、図２Ｃに対応することを示している。
【００２２】
（仮止め治具）
仮止め治具１００は、本体部１１０および柱状体１２０を備えている。本体部１１０は、板状に形成されており、長手方向に両端側にそれぞれ一対の切欠き１１３、着脱用のネジ止め孔１１５および柱状体挿通用の貫通孔１１６を有している。切欠き１１３は、外部ケース２４０に固着させたときに、カバー２５０に当たらないよう両端の隅に形成されている。
【００２３】
本体部１１０は、外部ケース２４０に着脱可能である。着脱用のネジ止め孔１１５は、本体部１１０を外部ケース２４０に固着させる際にネジ止めにより固着するための孔である。なお、着脱手段は、所定位置に固着できるものであれば、ネジ止めに限定されない。本体部１１０が外部ケース２４０に対して所定位置に固着されることで、外部ケース２４０と内部ケース２３０との相対位置が決まり、仮止め時に予圧を確定することができる。その結果、予圧調整の作業が容易になる。なお、仮止めを外した後に本体部１１０を外部ケース２４０から外すため、仮止め機構により超音波モータ２００が嵩張ることはない。
【００２４】
柱状体挿通用の貫通孔１１６は、本体部１１０を外部ケース２４０に固着させた状態で、柱状体１２０を挿通させるための孔である。したがって、孔の大きさはほぼ柱状体１２０の外径程度であり、柱状体１２０の挿通および抜き出しが容易で、かつ柱状体１２０の位置がずれない程度にフィットする大きさであることが好ましい。また、柱状体１２０により内部ケース２３０を安定的に固定するためには、本体部１１０は、貫通孔１１６を２箇所以上有していることが好ましい。そして、２本以上の柱状体１２０が同時に用いられることで、外部ケース２４０からの押圧力に対してバランスをとりやすくなる。
【００２５】
このようにして、仮止め治具１００は外部ケース２４０に固着されたとき、押圧力に対抗して内部ケース２３０を外部ケース２４０に仮止めできる。したがって、仮止めの際に内部ケース２３０にかかる予圧を確定させておき、超音波モータ２００を所定位置に設置し、仮止めを外すことで容易に圧電素子を被駆動体に当接させることができる。その結果、超音波モータ２００の設置後に予圧調整を行う必要がなくなり格段に作業性が向上する。また、超音波モータ２００の設置前の搬送時等において駆動子２１０の脱落を防止することができる。
【００２６】
柱状体１２０は、ボルト形状に形成されており、頭部１２５および柱体部１２６を有している。柱状体１２０は、強度等を考慮すると金属製であることが好ましいが、樹脂製であってもよい。柱体部１２６が外部ケース２４０の貫通孔１１６に挿通され、内部ケース２３０の当接面２３１に当接することで外部ケース２４０に対して内部ケース２３０を固定することができる。このように、仮止め治具１００は、外部ケース２４０に固着された本体部１１０において、柱状体１２０が貫通孔１１６に挿通されることで、内部ケース２３０を外部ケース２４０に仮止めすることができる。これにより、柱状体１２０の挿通および抜出しにより容易に内部ケース２３０を外部ケース２４０に仮止めすることができる。
【００２７】
柱体部１２６は、円柱形状であることが好ましいが、角柱であってもよい。また、柱状体１２０の挿通および抜き出しを容易にするため、リベットのように柱体部１２６にネジ山が切られていない形状が好ましいが、柱体部１２６および貫通孔１１６に互いに係合するネジ山が切られていてもよい。
【００２８】
頭部１２５は、貫通孔１１６に挿通された柱状体１２０を止める。柱状体１２０には頭部１２５は必須でなく、柱状体１２０は、頭部１２５のないピン形状であってもよい。ただし、頭部１２５があった方が、柱状体１２０が十分に挿通しているか否かが分かり易く、挿通したときに外部ケース２４０を損傷し難い。
【００２９】
（超音波モータ）
超音波モータ２００は、駆動子２１０、内部ケース２３０、外部ケース２４０およびカバー２５０を有している。駆動子２１０は、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス等の材料で構成された矩形の圧電素子であり、その厚さ方向に分極されている。駆動電極２１２、２１３および共通電極は、例えば、圧電体に銀ペーストを塗布し、焼成することによって形成される。摺動チップ２１５には、アルミナや窒化珪素、炭化珪素等の耐摩耗性に優れる材料が好適に用いられ、これらは接着力の強いエポキシ樹脂接着剤等を用いて圧電素子に固定されている。駆動子２１０は、交流電圧の印加によりＬ１Ｆ１モードで駆動し、主面に平行な面内の方向に楕円運動する。また、駆動子２１０は、摺動チップ２１５を有し、この摺動チップ２１５を介してスライダ等の被駆動体３００に当接することで被駆動体３００を駆動する。駆動子２１０の詳細については後述する。
【００３０】
内部ケース２３０は、駆動子２１０を一体に保持する。内部ケース２３０は、凹形状に形成されており、所定箇所で駆動子２１０を挟み固定することで把持している。内部ケース２３０は駆動子２１０に直接接触するため、比較的柔らかい材質で形成されていることが好ましく、また駆動子２１０とともに運動するため、軽い材質で形成されていることが好ましい。
【００３１】
また、内部ケース２３０は、駆動子２１０の温度上昇および駆動子２１０からの熱伝導による内部ケース２３０自体の温度上昇に耐える材料により形成されていることが好ましく、超音波モータ２００の振動に対して耐久性のある樹脂材料が好適に用いられる。具体的には、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等のエンジニアリングプラスチックが好適に用いられる。
【００３２】
外部ケース２４０は、板状で一端に開口部を有する中空に形成されており、駆動子２１０を内部ケース２３０ごと収容する。外部ケース２４０には、アルミニウムやステンレス等の金属材料あるいは樹脂材料が好適に用いられる。外部ケース２４０は、内部にコイルバネ２３５を有しており、コイルバネ２３５は内部ケース２３０を被駆動体３００側に押圧している。また、外部ケース２４０は、ネジ止め孔２４１を有しており、ネジ止めにより仮止め治具１００の本体部１１０を着脱可能にしている。本体部１１０が外部ケース２４０に固着され、仮止めがなされたときには仮止め治具１００により内部ケース２３０への押圧力が制限される。その結果、外部ケース２４０に対して内部ケース２３０が固定される。また、外部ケース２４０は、カバー２５０の爪を嵌め込むための切れ目２４５を有している。外部ケース２４０の内部の構成については後述する。
【００３３】
カバー２５０は、外部ケース２４０の開口部を覆うことにより、駆動子２１０の当接面を覆う。カバーにより超音波モータ２００の外観がシンプルとなり、素子の飛び出しも防止することができる。ただし、被駆動体３００に当接する摺動チップ２１５の近傍には窓２５３が設けられており、駆動子２１０の摺動チップ２１５の動作が妨げられない。カバー２５０は、外部ケース２４０の被駆動体３００側に嵌合するように断面コ字に形成されており、外部ケース２４０の切れ目に嵌め込み可能なように２４５端部に爪２５５を有している。カバー２５０を設けることで、仮止めがされていない場合でも駆動子２１０の脱落が防止される。
【００３４】
図３Ａは、カバー２５０を取り外した超音波モータ２００の斜視図である。このように、カバー２５０の無い超音波モータ２００であっても、仮止め治具１００を用いて仮止めし予圧調整することができる。図３Ａに示すように、内部ケース２３０は、当接面２３１において柱状体１２０と当接する。そして、柱状体１２０により押圧力に対抗して内部ケース２３０を外部ケース２４０に対して固定することができる。図３Ｂは、カバー２５０を取り外した超音波モータ２００と、これに対して内部ケース２３０を固定している仮止め治具１００とを示す斜視図である。図３Ｂに示すように、柱状体１２０が、駆動子２１０と外部ケース２４０との隙間において内部ケース２３０の当接面２３１に当接している。このようにして、柱状体１２０が、内部ケース２３０の押圧力に対抗することで内部ケース２３０が外部ケース２４０に仮止めされる。なお、駆動子２１０は脆く、壊れやすいため、直接、柱状体１２０に触れないことが望ましい。
【００３５】
なお、仮止め治具１００、内部ケース２３０および外部ケース２４０は、ケースユニットを構成する。このように仮止め治具を伴うケースユニットとして、あるいは超音波モータユニットとして取引可能である。
【００３６】
（予圧調整方法および超音波モータの設置方法）
次に、仮止め治具１００を用いた予圧調整方法および超音波モータ２００の設置方法を説明する。あらかじめ、外部ケース２４０から被駆動体３００の方向に押圧力が与えられている内部ケース２３０を外部ケース２４０内に収容しておく。
【００３７】
まず、駆動子２１０を内部ケース２３０に収容し把持、固定する。次に、仮止め治具１００の本体部１１０を、ネジ止めにより外部ケース２４０に固着する。そして、内部ケース２３０への外部ケース２４０からの予圧を調整しつつ仮止めする。そして、予圧調整した超音波モータ２００を被駆動体３００に対する所定の位置に設置する。そして、仮止めを外すことで、予圧が解放され、駆動子２１０の摺動チップ２１５が被駆動体３００に当たる。そして、本体部１１０を外部ケース２４０から取り外す。このようにして、予圧調整および超音波モータ２００の設置を行う。
【００３８】
（内部構造）
次に、外部ケース２４０の内部構造を説明する。図４および図５は、超音波モータ２００の主面に平行な面による断面図である。図４は、駆動子２１０および内部ケース２３０の表面が現れる厚さ位置での断面を示している。図５は、駆動子２１０および内部ケース２３０も切断される厚さ位置での断面を示している。図４および図５は、仮止め治具１００により内部ケース２３０を仮止めされ、所定箇所に設置された超音波モータ２００を示している。
【００３９】
超音波モータ２００は、スライド自在に配置された被駆動体３００に当接され、超音波モータ２００の駆動により被駆動体３００はスライドされる。駆動子２１０には圧電素子が用いられる。駆動子２１０は、一方の主面に設けられた２つの駆動電極２１２、２１３と、他方の主面に設けられた共通電極（図示せず）とを有している。駆動電極２１２、２１３は、駆動子２１０の主面を同一形状の長方形で２分割して形成される各領域にそれぞれ独立して設けられている。そして、駆動電極２１２、２１３の短辺側に位置する側面の一方（外部ケース２４０の開口側）には、被駆動体３００に当接する摺動チップ２１５が設けられている。
【００４０】
内部ケース２３０は、駆動子２１０の側面の一部を把持するための爪部２３２を有している。爪部２３２は駆動子２１０の変形の対称性を考慮し、駆動子２１０の各側面の中心を把持する位置に設けることが好ましい。なお、「把持」とは、対象物を厚み方向に挟み込んで保持することをいう。但し、挟み込んだ状態において、その接触面を接着剤で接着することを除外するものではない。一対のコイルバネ２３５は、駆動子２１０の主面に平行な面内において内部ケース２３０を被駆動体３００への当接方向へ押圧している。一方、一対のコイルバネ２３３は、駆動子２１０の主面に平行な面内において上記の当接方向に直交する方向に内部ケース２３０を押圧している。
【００４１】
外部ケース２４０は、内部ケース２３０との間に、コマ２３４（円柱部材）、一対のコイルバネ２３３および２３５を備えている。なお、コイルバネは、押圧力を与えるものであれば、その他の弾性体であってもよい。外部ケース２４０は、一方が開口した中空の形状を有し、その内腔の底面および一方の側面にコイルバネを有している。超音波モータ２００の摺動チップ２１５が露出するように外部ケースの開口面を覆うカバーを設けてもよい。外部ケース２４０は、たとえばリニアスライド装置を構成するフレーム等に固定し、被駆動体３００の位置に応じた一定の位置に設置することができる。
【００４２】
コイルバネ２３３、２３５は、外部ケース２４０の本体と内部ケース２３０との間に配設される。内部ケース２３０の外側壁および外底壁にはそれぞれ、コイルバネ２３３および２３５を配置するための凹部が形成されている。また、外部ケース２４０の内側壁および内底壁にもコイルバネ２３３および２３５を配置するための凹部が形成されている。コイルバネ２３３および２３５は、爪部２３２からの距離が等しい位置に配置されていることが好ましく、これにより、爪部２３２が駆動子２１０を安定して把持して、内部ケース２３０を介して駆動子２１０を押圧することができる。
【００４３】
仮止め治具１００を用いれば、摺動チップ２１５を被駆動体３００に押しあてる力を調整する予圧調整が容易である。したがって、コイルバネ２３５の伸縮を調節するための調節ネジ等は必要ではないが、後で微調整が可能なように外底壁部に設けておいてもよい。
【００４４】
コマ２３４は、その中心軸が駆動子２１０の主面と直交するように、内部ケース２３０のコイルバネ２３３の配設側の反対側に配設される。コマ２３４には、ステンレス、真鍮、アルミニウム、鋳鉄等の金属材料や、樹脂材料またはセラミックスが好適に用いられる。コマ２３４は、内部ケース２３０の側壁部から曲面の一部が露出している。内部ケース２３０にはコマ２３４を回転自在に保持することができるように、凹状切り欠きが形成されている。
【００４５】
駆動子２１０は、被駆動体３００への当接方向に変形するために、内部ケース２３０の側壁には２個のコマ２３４が当接方向に並べて配設されており、これにより駆動子２１０を安定して保持することができる。また、被駆動体３００への当接方向にはコマ２３４は回転できるために、駆動子２１０の当接方向への変位は妨げられない。なお、内部ケース２３０が樹脂製であること等により、内部ケース２３０が外部ケース２４０に対して滑る状態であれば、コマ２３４は必要ない。
【００４６】
（駆動子）
次に、駆動子２１０の駆動について説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、駆動子２１０の平面図である。駆動子２１０は、Ｌ１Ｆ１モードで主面に平行な面内で楕円運動する。図６Ｂに示すように、駆動子２１０が第一次縦振動モードで振動する際の伸縮方向は、図６Ｂ中、矢印Ａの方向と平行である。また、図６Ｃに示すように、駆動子２１０が第一次屈曲振動モードで振動する際の方向（剪断方向）は、図６Ｂに示す矢印Ａと平行であるが、図６Ｃに示すように、駆動子２１０の両端で方向が互いに逆となる。図６Ｂに示す第一次縦振動モードと図６Ｃに示す第一次屈曲振動モードとが合成（縮退）することによって、摺動チップ２１５は楕円運動をし、駆動力が生ずる。
【００４７】
図７Ａおよび図７Ｂは、駆動子２１０を動作させるための電気的構成を示す図である。図７Ａに示すように、駆動子２１０は、矩形の圧電基板の一方の主面を２分割するように、駆動電極２１２、２１３が設けられている。他方の主面は接地されている。２つの駆動電極２１２、２１３は、互いに絶縁された状態で個別に設けられる。駆動子２１０の駆動回路は、２つの交流電圧源４０１および４０２によって構成される。交流電圧源４０１は、電極２１２にＶ０ｓｉｎωｔの電圧を印加し、交流電圧源４０２は、電極２１３にＶ０ｃｏｓωｔの電圧を印加する。
【００４８】
このように、駆動子２１０の電極４０１および４０２に対して位相がπ／２ずれた電圧Ｖ０ｓｉｎωｔおよびＶ０ｃｏｓωｔが印加されると、駆動子２１０には、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、長手方向に伸縮する第一次縦振動モードの振動と、幅方向（剪断方向）で屈曲する第一次屈曲振動モードの振動とが発生する。そして、第一次縦振動モードの共振周波数と、第一次屈曲振動モードの共振周波数とが等しいときに、両振動モードが合成（縮退）され、駆動子２１０のチップには楕円振動が発生する。このような駆動子２１０に対しては、弾性体等により予圧をかけておくことが必要となり、そのために予圧調整が必要となる。
【符号の説明】
【００４９】
１００ 仮止め治具
１１０ 本体部
１１３ 切欠き
１１５ ネジ止め孔
１１６ 貫通孔
１２０ 柱状体
１２５ 頭部
１２６ 柱体部
２００ 超音波モータ
２１０ 駆動子
２１２、２１３ 駆動電極
２１５ 摺動チップ
２３０ 内部ケース
２３１ 当接面
２３２ 爪部
２３３、２３５ コイルバネ
２３４ コマ
２４０ 外部ケース
２４１ ネジ止め孔
２４５ 切れ目
２５０ カバー
２５３ 窓
２５５ 爪
３００ 被駆動体
４０１、４０２ 交流電圧源
８００ 超音波モータ
８１０ 圧電素子
８３０ 内ケース
８４０ 外ケース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波モータ用の仮止め治具、ケースユニットおよび超音波モータの予圧調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、矩形板状の圧電素子を駆動させる超音波モータが知られており、スライダやステージ等を駆動させる駆動機構に用いられている。そのような超音波モータでは圧電素子がケースに保持された構造を有している。図８は、従来の超音波モータ８００を示す斜視図である。図８に示すように、従来の超音波モータ８００は、圧電素子８１０を把持する内ケース８３０が外ケース８４０に収容されている。
【０００３】
そのような超音波モータについて、Ｌ１Ｂ２モードで駆動される矩形板状の圧電アクチュエータを保持するアクチュエータケースについても提案がなされている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１記載のアクチュエータケースでは、第１ケース部が圧電アクチュエータを直接に把持しており、第２ケース部は、第１ケース部を嵌挿保持している。そして、円柱形状で第１ケース部の側壁部に取り付けられたコマを具備し、予圧により第１ケース部の側壁部を圧電アクチュエータに押し付け、圧電アクチュエータは側壁部を介して外壁部を押圧している。このときコマの側面が外壁部と接触することで、圧電アクチュエータの厚さ方向でのぶれを抑制している。上記の機構では、圧電素子の被駆動体との当接側とは逆の側からバネにより予圧が掛けられている。
【０００４】
また、超音波モータの予圧機構についても開発がなされている（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２記載の超音波モータは、ロータと、このロータの外周面に多数個配置するとともに、２個の超音波振動子を直交配置した駆動子と、この駆動子をロータの外周面に押し付ける予圧手段と、２個の超音波振動子４に接続される位相の異なる交流電源とを具備している。そして、製造が容易な小さな超音波振動子を複数個配置して、大きなトルクを発生させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８７７５６号公報
【特許文献２】特開２０００−１５２６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような予圧機構では、スライダのような被駆動体に圧電素子を当接させた後、バネ調整用のネジを締めたり緩めたりすることで予圧を調整するか、直接の押し付けにより予圧を調整するしかなく、それらの作業は困難かつ煩雑である。特に、あらかじめケースから出ている圧電素子を押し付け、バネを押し縮めながら超音波モータを設置するのは、困難である。また、圧電アクチュエータの取り付け前の搬送時等にケースが外に飛び出すこともあり、取り扱いが不便である。このように圧電アクチュエータの設置には困難が伴う。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、設置後の予圧調整の必要をなくし格段に作業性を向上できる超音波モータ用の仮止め治具、ケースユニットおよび超音波モータの予圧調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記の目的を達成するため、本発明の仮止め治具は、被駆動体に当接される超音波モータに用いられ、駆動子を一体に保持する内部ケースに対して、押圧力を与える外部ケースに着脱可能であり、前記外部ケースに固着されたとき、前記押圧力に対抗して前記内部ケースを前記外部ケースに仮止め可能であることを特徴としている。
【０００９】
このように本発明の仮止め治具は、押圧力に対抗して内部ケースを外部ケースに仮止めすることができる。したがって、仮止めの際に内部ケースにかかる予圧を確定させておき、超音波モータを所定位置に設置し、仮止めを外すことで容易に駆動子を被駆動体に当接させることができる。その結果、超音波モータの設置後に予圧調整を行う必要がなくなり格段に作業性が向上する。また、超音波モータの設置前の搬送時等において駆動子の脱落を防止することができる。
【００１０】
（２）また、本発明の仮止め治具は、貫通孔を有し、前記外部ケースに着脱可能な本体部と、前記貫通孔に挿通可能な柱状体と、を備え、前記本体部が前記外部ケースに固着され、前記柱状体が前記貫通孔に挿通されることで、前記柱状体が、前記内部ケースに当接し、前記押圧力に対抗して前記内部ケースが前記外部ケースに仮止めされることを特徴としている。
【００１１】
このように、本発明の仮止め治具は、外部ケースに固着された本体部において、柱状体が貫通孔に挿通されることで、内部ケースを外部ケースに仮止めすることができる。これにより、柱状体の挿通および抜出しにより容易に内部ケースを外部ケースに仮止めすることができる。
【００１２】
（３）また、本発明の仮止め治具は、前記本体部が、前記貫通孔を２箇所以上有し、前記柱状体は、２本以上が同時に用いられることを特徴としている。２箇所の貫通孔に２本の柱状体を挿通することにより、外部ケースからかかる押圧力をバランスよく制限し、内部ケースを仮止めすることができる。その結果、内部ケースの姿勢が崩れず、予圧調整が容易となる。
【００１３】
（４）また、本発明のケースユニットは、上記の仮止め治具と、前記内部ケースおよび前記外部ケースと、を備え、前記仮止め治具により前記内部ケースを前記外部ケースに仮止めすることを特徴としている。これにより、外部ケースは仮止め治具を固着させて、仮止め治具による内部ケースの仮止めを可能にする。その結果、外部ケース設置の作業性が向上する。
【００１４】
（５）また、本発明のケースユニットは、前記駆動子の被駆動体に当接する摺動チップの近傍を除き、当接面を覆うカバーを更に備えることを特徴としている。このように当接面を覆うカバーにより超音波モータの外観がシンプルとなり、駆動子のケースからの飛び出しも防止することができる。
【００１５】
（６）また、本発明の予圧調整方法は、外部ケース内に設置され、前記外部ケースから押圧力を与えられた内部ケースに、駆動子を保持させるステップと、前記内部ケースを前記外部ケースに仮止めする仮止め治具を、前記外部ケースに固着するステップと、前記内部ケースへの前記外部ケースからの押圧力を調整し、前記外部ケースに対して前記内部ケースを仮止めするステップとを含むことを特徴としている。
【００１６】
これにより、仮止めの際に内部ケースにかかる予圧を確定させておき、超音波モータを所定位置に設置し、仮止めを外すことで容易に圧電素子を被駆動体に当接させることができる。その結果、超音波モータの設置後に予圧調整を行う必要がなくなり格段に作業性が向上する。また、超音波モータの設置前の搬送時等において駆動子の脱落を防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、設置後の予圧調整の必要をなくし格段に作業性を向上できる。また、外部ケースの設置前の搬送時等において圧電素子の脱落を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】仮止め治具および超音波モータの斜視図である。
【図１Ｂ】仮止め治具および超音波モータの斜視図である。
【図２Ａ】仮止めされている超音波モータを示す平面図である。
【図２Ｂ】仮止めされている超音波モータを示す正面図である。
【図２Ｃ】仮止めされている超音波モータを示す側面図である。
【図３Ａ】カバーを取り外した超音波モータの斜視図である。
【図３Ｂ】カバーを取り外した超音波モータおよび仮止め治具を示す斜視図である。
【図４】超音波モータの主面に平行な面による断面図である。
【図５】超音波モータの主面に平行な面による断面図である。
【図６Ａ】駆動子の平面図である。
【図６Ｂ】駆動子の平面図である。
【図６Ｃ】駆動子の平面図である。
【図７Ａ】駆動子を動作させるための電気的構成を示す図である。
【図７Ｂ】駆動子を動作させるための電気的構成を示す図である。
【図８】従来の超音波モータを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。また、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００２０】
図１Ａおよび図１Ｂは、仮止め治具１００および超音波モータ２００の斜視図である。図１Ａは、仮止め治具１００を超音波モータ２００から外している状態、図１Ｂは、仮止め治具１００を超音波モータ２００に取り付け、仮止めしている状態を示している。
【００２１】
また、図２Ａ〜図２Ｃは、それぞれ仮止め治具１００により仮止めされている超音波モータ２００の平面図、正面図および側面図を示している。図２Ａ中の矢印２Ｂ、図２Ｂ中の矢印２Ｃは、それぞれの方向から見た図面が図２Ｂ、図２Ｃに対応することを示している。
【００２２】
（仮止め治具）
仮止め治具１００は、本体部１１０および柱状体１２０を備えている。本体部１１０は、板状に形成されており、長手方向に両端側にそれぞれ一対の切欠き１１３、着脱用のネジ止め孔１１５および柱状体挿通用の貫通孔１１６を有している。切欠き１１３は、外部ケース２４０に固着させたときに、カバー２５０に当たらないよう両端の隅に形成されている。
【００２３】
本体部１１０は、外部ケース２４０に着脱可能である。着脱用のネジ止め孔１１５は、本体部１１０を外部ケース２４０に固着させる際にネジ止めにより固着するための孔である。なお、着脱手段は、所定位置に固着できるものであれば、ネジ止めに限定されない。本体部１１０が外部ケース２４０に対して所定位置に固着されることで、外部ケース２４０と内部ケース２３０との相対位置が決まり、仮止め時に予圧を確定することができる。その結果、予圧調整の作業が容易になる。なお、仮止めを外した後に本体部１１０を外部ケース２４０から外すため、仮止め機構により超音波モータ２００が嵩張ることはない。
【００２４】
柱状体挿通用の貫通孔１１６は、本体部１１０を外部ケース２４０に固着させた状態で、柱状体１２０を挿通させるための孔である。したがって、孔の大きさはほぼ柱状体１２０の外径程度であり、柱状体１２０の挿通および抜き出しが容易で、かつ柱状体１２０の位置がずれない程度にフィットする大きさであることが好ましい。また、柱状体１２０により内部ケース２３０を安定的に固定するためには、本体部１１０は、貫通孔１１６を２箇所以上有していることが好ましい。そして、２本以上の柱状体１２０が同時に用いられることで、外部ケース２４０からの押圧力に対してバランスをとりやすくなる。
【００２５】
このようにして、仮止め治具１００は外部ケース２４０に固着されたとき、押圧力に対抗して内部ケース２３０を外部ケース２４０に仮止めできる。したがって、仮止めの際に内部ケース２３０にかかる予圧を確定させておき、超音波モータ２００を所定位置に設置し、仮止めを外すことで容易に圧電素子を被駆動体に当接させることができる。その結果、超音波モータ２００の設置後に予圧調整を行う必要がなくなり格段に作業性が向上する。また、超音波モータ２００の設置前の搬送時等において駆動子２１０の脱落を防止することができる。
【００２６】
柱状体１２０は、ボルト形状に形成されており、頭部１２５および柱体部１２６を有している。柱状体１２０は、強度等を考慮すると金属製であることが好ましいが、樹脂製であってもよい。柱体部１２６が外部ケース２４０の貫通孔１１６に挿通され、内部ケース２３０の当接面２３１に当接することで外部ケース２４０に対して内部ケース２３０を固定することができる。このように、仮止め治具１００は、外部ケース２４０に固着された本体部１１０において、柱状体１２０が貫通孔１１６に挿通されることで、内部ケース２３０を外部ケース２４０に仮止めすることができる。これにより、柱状体１２０の挿通および抜出しにより容易に内部ケース２３０を外部ケース２４０に仮止めすることができる。
【００２７】
柱体部１２６は、円柱形状であることが好ましいが、角柱であってもよい。また、柱状体１２０の挿通および抜き出しを容易にするため、リベットのように柱体部１２６にネジ山が切られていない形状が好ましいが、柱体部１２６および貫通孔１１６に互いに係合するネジ山が切られていてもよい。
【００２８】
頭部１２５は、貫通孔１１６に挿通された柱状体１２０を止める。柱状体１２０には頭部１２５は必須でなく、柱状体１２０は、頭部１２５のないピン形状であってもよい。ただし、頭部１２５があった方が、柱状体１２０が十分に挿通しているか否かが分かり易く、挿通したときに外部ケース２４０を損傷し難い。
【００２９】
（超音波モータ）
超音波モータ２００は、駆動子２１０、内部ケース２３０、外部ケース２４０およびカバー２５０を有している。駆動子２１０は、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス等の材料で構成された矩形の圧電素子であり、その厚さ方向に分極されている。駆動電極２１２、２１３および共通電極は、例えば、圧電体に銀ペーストを塗布し、焼成することによって形成される。摺動チップ２１５には、アルミナや窒化珪素、炭化珪素等の耐摩耗性に優れる材料が好適に用いられ、これらは接着力の強いエポキシ樹脂接着剤等を用いて圧電素子に固定されている。駆動子２１０は、交流電圧の印加によりＬ１Ｆ１モードで駆動し、主面に平行な面内の方向に楕円運動する。また、駆動子２１０は、摺動チップ２１５を有し、この摺動チップ２１５を介してスライダ等の被駆動体３００に当接することで被駆動体３００を駆動する。駆動子２１０の詳細については後述する。
【００３０】
内部ケース２３０は、駆動子２１０を一体に保持する。内部ケース２３０は、凹形状に形成されており、所定箇所で駆動子２１０を挟み固定することで把持している。内部ケース２３０は駆動子２１０に直接接触するため、比較的柔らかい材質で形成されていることが好ましく、また駆動子２１０とともに運動するため、軽い材質で形成されていることが好ましい。
【００３１】
また、内部ケース２３０は、駆動子２１０の温度上昇および駆動子２１０からの熱伝導による内部ケース２３０自体の温度上昇に耐える材料により形成されていることが好ましく、超音波モータ２００の振動に対して耐久性のある樹脂材料が好適に用いられる。具体的には、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等のエンジニアリングプラスチックが好適に用いられる。
【００３２】
外部ケース２４０は、板状で一端に開口部を有する中空に形成されており、駆動子２１０を内部ケース２３０ごと収容する。外部ケース２４０には、アルミニウムやステンレス等の金属材料あるいは樹脂材料が好適に用いられる。外部ケース２４０は、内部にコイルバネ２３５を有しており、コイルバネ２３５は内部ケース２３０を被駆動体３００側に押圧している。また、外部ケース２４０は、ネジ止め孔２４１を有しており、ネジ止めにより仮止め治具１００の本体部１１０を着脱可能にしている。本体部１１０が外部ケース２４０に固着され、仮止めがなされたときには仮止め治具１００により内部ケース２３０への押圧力が制限される。その結果、外部ケース２４０に対して内部ケース２３０が固定される。また、外部ケース２４０は、カバー２５０の爪を嵌め込むための切れ目２４５を有している。外部ケース２４０の内部の構成については後述する。
【００３３】
カバー２５０は、外部ケース２４０の開口部を覆うことにより、駆動子２１０の当接面を覆う。カバーにより超音波モータ２００の外観がシンプルとなり、素子の飛び出しも防止することができる。ただし、被駆動体３００に当接する摺動チップ２１５の近傍には窓２５３が設けられており、駆動子２１０の摺動チップ２１５の動作が妨げられない。カバー２５０は、外部ケース２４０の被駆動体３００側に嵌合するように断面コ字に形成されており、外部ケース２４０の切れ目に嵌め込み可能なように２４５端部に爪２５５を有している。カバー２５０を設けることで、仮止めがされていない場合でも駆動子２１０の脱落が防止される。
【００３４】
図３Ａは、カバー２５０を取り外した超音波モータ２００の斜視図である。このように、カバー２５０の無い超音波モータ２００であっても、仮止め治具１００を用いて仮止めし予圧調整することができる。図３Ａに示すように、内部ケース２３０は、当接面２３１において柱状体１２０と当接する。そして、柱状体１２０により押圧力に対抗して内部ケース２３０を外部ケース２４０に対して固定することができる。図３Ｂは、カバー２５０を取り外した超音波モータ２００と、これに対して内部ケース２３０を固定している仮止め治具１００とを示す斜視図である。図３Ｂに示すように、柱状体１２０が、駆動子２１０と外部ケース２４０との隙間において内部ケース２３０の当接面２３１に当接している。このようにして、柱状体１２０が、内部ケース２３０の押圧力に対抗することで内部ケース２３０が外部ケース２４０に仮止めされる。なお、駆動子２１０は脆く、壊れやすいため、直接、柱状体１２０に触れないことが望ましい。
【００３５】
なお、仮止め治具１００、内部ケース２３０および外部ケース２４０は、ケースユニットを構成する。このように仮止め治具を伴うケースユニットとして、あるいは超音波モータユニットとして取引可能である。
【００３６】
（予圧調整方法および超音波モータの設置方法）
次に、仮止め治具１００を用いた予圧調整方法および超音波モータ２００の設置方法を説明する。あらかじめ、外部ケース２４０から被駆動体３００の方向に押圧力が与えられている内部ケース２３０を外部ケース２４０内に収容しておく。
【００３７】
まず、駆動子２１０を内部ケース２３０に収容し把持、固定する。次に、仮止め治具１００の本体部１１０を、ネジ止めにより外部ケース２４０に固着する。そして、内部ケース２３０への外部ケース２４０からの予圧を調整しつつ仮止めする。そして、予圧調整した超音波モータ２００を被駆動体３００に対する所定の位置に設置する。そして、仮止めを外すことで、予圧が解放され、駆動子２１０の摺動チップ２１５が被駆動体３００に当たる。そして、本体部１１０を外部ケース２４０から取り外す。このようにして、予圧調整および超音波モータ２００の設置を行う。
【００３８】
（内部構造）
次に、外部ケース２４０の内部構造を説明する。図４および図５は、超音波モータ２００の主面に平行な面による断面図である。図４は、駆動子２１０および内部ケース２３０の表面が現れる厚さ位置での断面を示している。図５は、駆動子２１０および内部ケース２３０も切断される厚さ位置での断面を示している。図４および図５は、仮止め治具１００により内部ケース２３０を仮止めされ、所定箇所に設置された超音波モータ２００を示している。
【００３９】
超音波モータ２００は、スライド自在に配置された被駆動体３００に当接され、超音波モータ２００の駆動により被駆動体３００はスライドされる。駆動子２１０には圧電素子が用いられる。駆動子２１０は、一方の主面に設けられた２つの駆動電極２１２、２１３と、他方の主面に設けられた共通電極（図示せず）とを有している。駆動電極２１２、２１３は、駆動子２１０の主面を同一形状の長方形で２分割して形成される各領域にそれぞれ独立して設けられている。そして、駆動電極２１２、２１３の短辺側に位置する側面の一方（外部ケース２４０の開口側）には、被駆動体３００に当接する摺動チップ２１５が設けられている。
【００４０】
内部ケース２３０は、駆動子２１０の側面の一部を把持するための爪部２３２を有している。爪部２３２は駆動子２１０の変形の対称性を考慮し、駆動子２１０の各側面の中心を把持する位置に設けることが好ましい。なお、「把持」とは、対象物を厚み方向に挟み込んで保持することをいう。但し、挟み込んだ状態において、その接触面を接着剤で接着することを除外するものではない。一対のコイルバネ２３５は、駆動子２１０の主面に平行な面内において内部ケース２３０を被駆動体３００への当接方向へ押圧している。一方、一対のコイルバネ２３３は、駆動子２１０の主面に平行な面内において上記の当接方向に直交する方向に内部ケース２３０を押圧している。
【００４１】
外部ケース２４０は、内部ケース２３０との間に、コマ２３４（円柱部材）、一対のコイルバネ２３３および２３５を備えている。なお、コイルバネは、押圧力を与えるものであれば、その他の弾性体であってもよい。外部ケース２４０は、一方が開口した中空の形状を有し、その内腔の底面および一方の側面にコイルバネを有している。超音波モータ２００の摺動チップ２１５が露出するように外部ケースの開口面を覆うカバーを設けてもよい。外部ケース２４０は、たとえばリニアスライド装置を構成するフレーム等に固定し、被駆動体３００の位置に応じた一定の位置に設置することができる。
【００４２】
コイルバネ２３３、２３５は、外部ケース２４０の本体と内部ケース２３０との間に配設される。内部ケース２３０の外側壁および外底壁にはそれぞれ、コイルバネ２３３および２３５を配置するための凹部が形成されている。また、外部ケース２４０の内側壁および内底壁にもコイルバネ２３３および２３５を配置するための凹部が形成されている。コイルバネ２３３および２３５は、爪部２３２からの距離が等しい位置に配置されていることが好ましく、これにより、爪部２３２が駆動子２１０を安定して把持して、内部ケース２３０を介して駆動子２１０を押圧することができる。
【００４３】
仮止め治具１００を用いれば、摺動チップ２１５を被駆動体３００に押しあてる力を調整する予圧調整が容易である。したがって、コイルバネ２３５の伸縮を調節するための調節ネジ等は必要ではないが、後で微調整が可能なように外底壁部に設けておいてもよい。
【００４４】
コマ２３４は、その中心軸が駆動子２１０の主面と直交するように、内部ケース２３０のコイルバネ２３３の配設側の反対側に配設される。コマ２３４には、ステンレス、真鍮、アルミニウム、鋳鉄等の金属材料や、樹脂材料またはセラミックスが好適に用いられる。コマ２３４は、内部ケース２３０の側壁部から曲面の一部が露出している。内部ケース２３０にはコマ２３４を回転自在に保持することができるように、凹状切り欠きが形成されている。
【００４５】
駆動子２１０は、被駆動体３００への当接方向に変形するために、内部ケース２３０の側壁には２個のコマ２３４が当接方向に並べて配設されており、これにより駆動子２１０を安定して保持することができる。また、被駆動体３００への当接方向にはコマ２３４は回転できるために、駆動子２１０の当接方向への変位は妨げられない。なお、内部ケース２３０が樹脂製であること等により、内部ケース２３０が外部ケース２４０に対して滑る状態であれば、コマ２３４は必要ない。
【００４６】
（駆動子）
次に、駆動子２１０の駆動について説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、駆動子２１０の平面図である。駆動子２１０は、Ｌ１Ｆ１モードで主面に平行な面内で楕円運動する。図６Ｂに示すように、駆動子２１０が第一次縦振動モードで振動する際の伸縮方向は、図６Ｂ中、矢印Ａの方向と平行である。また、図６Ｃに示すように、駆動子２１０が第一次屈曲振動モードで振動する際の方向（剪断方向）は、図６Ｂに示す矢印Ａと平行であるが、図６Ｃに示すように、駆動子２１０の両端で方向が互いに逆となる。図６Ｂに示す第一次縦振動モードと図６Ｃに示す第一次屈曲振動モードとが合成（縮退）することによって、摺動チップ２１５は楕円運動をし、駆動力が生ずる。
【００４７】
図７Ａおよび図７Ｂは、駆動子２１０を動作させるための電気的構成を示す図である。図７Ａに示すように、駆動子２１０は、矩形の圧電基板の一方の主面を２分割するように、駆動電極２１２、２１３が設けられている。他方の主面は接地されている。２つの駆動電極２１２、２１３は、互いに絶縁された状態で個別に設けられる。駆動子２１０の駆動回路は、２つの交流電圧源４０１および４０２によって構成される。交流電圧源４０１は、電極２１２にＶ０ｓｉｎωｔの電圧を印加し、交流電圧源４０２は、電極２１３にＶ０ｃｏｓωｔの電圧を印加する。
【００４８】
このように、駆動子２１０の電極４０１および４０２に対して位相がπ／２ずれた電圧Ｖ０ｓｉｎωｔおよびＶ０ｃｏｓωｔが印加されると、駆動子２１０には、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、長手方向に伸縮する第一次縦振動モードの振動と、幅方向（剪断方向）で屈曲する第一次屈曲振動モードの振動とが発生する。そして、第一次縦振動モードの共振周波数と、第一次屈曲振動モードの共振周波数とが等しいときに、両振動モードが合成（縮退）され、駆動子２１０のチップには楕円振動が発生する。このような駆動子２１０に対しては、弾性体等により予圧をかけておくことが必要となり、そのために予圧調整が必要となる。
【符号の説明】
【００４９】
１００ 仮止め治具
１１０ 本体部
１１３ 切欠き
１１５ ネジ止め孔
１１６ 貫通孔
１２０ 柱状体
１２５ 頭部
１２６ 柱体部
２００ 超音波モータ
２１０ 駆動子
２１２、２１３ 駆動電極
２１５ 摺動チップ
２３０ 内部ケース
２３１ 当接面
２３２ 爪部
２３３、２３５ コイルバネ
２３４ コマ
２４０ 外部ケース
２４１ ネジ止め孔
２４５ 切れ目
２５０ カバー
２５３ 窓
２５５ 爪
３００ 被駆動体
４０１、４０２ 交流電圧源
８００ 超音波モータ
８１０ 圧電素子
８３０ 内ケース
８４０ 外ケース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動体に当接される超音波モータに用いられ、
駆動子を一体に保持する内部ケースに対して、押圧力を与える外部ケースに着脱可能であり、
前記外部ケースに固着されたとき、前記押圧力に対抗して前記内部ケースを前記外部ケースに仮止め可能であることを特徴とする超音波モータ用の仮止め治具。
【請求項２】
貫通孔を有し、前記外部ケースに着脱可能な本体部と、
前記貫通孔に挿通可能な柱状体と、を備え、
前記本体部が前記外部ケースに固着され、前記柱状体が前記貫通孔に挿通されることで、前記柱状体が、前記内部ケースに当接し、前記押圧力に対抗して前記内部ケースが前記外部ケースに仮止めされることを特徴とする請求項１記載の超音波モータ用の仮止め治具。
【請求項３】
前記本体部は、前記貫通孔を２箇所以上有し、
前記柱状体は、２本以上が同時に用いられることを特徴とする請求項２記載の超音波モータ用の仮止め治具。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の仮止め治具と、
前記内部ケースおよび前記外部ケースと、を備え、
前記仮止め治具により前記内部ケースを前記外部ケースに仮止めすることを特徴とする超音波モータ用のケースユニット。
【請求項５】
前記駆動子の被駆動体に当接する摺動チップの近傍を除き、当接面を覆うカバーを更に備えることを特徴とする請求項４記載の超音波モータ用のケースユニット。
【請求項６】
外部ケース内に設置され、前記外部ケースから押圧力を与えられた内部ケースに、駆動子を保持させるステップと、
前記内部ケースを前記外部ケースに仮止めする仮止め治具を、前記外部ケースに固着するステップと、
前記内部ケースへの前記外部ケースからの押圧力を調整し、前記外部ケースに対して前記内部ケースを仮止めするステップとを含むことを特徴とする超音波モータの予圧調整方法。
【請求項１】
被駆動体に当接される超音波モータに用いられ、
駆動子を一体に保持する内部ケースに対して、押圧力を与える外部ケースに着脱可能であり、
前記外部ケースに固着されたとき、前記押圧力に対抗して前記内部ケースを前記外部ケースに仮止め可能であることを特徴とする超音波モータ用の仮止め治具。
【請求項２】
貫通孔を有し、前記外部ケースに着脱可能な本体部と、
前記貫通孔に挿通可能な柱状体と、を備え、
前記本体部が前記外部ケースに固着され、前記柱状体が前記貫通孔に挿通されることで、前記柱状体が、前記内部ケースに当接し、前記押圧力に対抗して前記内部ケースが前記外部ケースに仮止めされることを特徴とする請求項１記載の超音波モータ用の仮止め治具。
【請求項３】
前記本体部は、前記貫通孔を２箇所以上有し、
前記柱状体は、２本以上が同時に用いられることを特徴とする請求項２記載の超音波モータ用の仮止め治具。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の仮止め治具と、
前記内部ケースおよび前記外部ケースと、を備え、
前記仮止め治具により前記内部ケースを前記外部ケースに仮止めすることを特徴とする超音波モータ用のケースユニット。
【請求項５】
前記駆動子の被駆動体に当接する摺動チップの近傍を除き、当接面を覆うカバーを更に備えることを特徴とする請求項４記載の超音波モータ用のケースユニット。
【請求項６】
外部ケース内に設置され、前記外部ケースから押圧力を与えられた内部ケースに、駆動子を保持させるステップと、
前記内部ケースを前記外部ケースに仮止めする仮止め治具を、前記外部ケースに固着するステップと、
前記内部ケースへの前記外部ケースからの押圧力を調整し、前記外部ケースに対して前記内部ケースを仮止めするステップとを含むことを特徴とする超音波モータの予圧調整方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１７２０７９（Ｐ２０１０−１７２０７９Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０７０８（Ｐ２００９−１０７０８）
【出願日】平成２１年１月２１日（２００９．１．２１）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２１日（２００９．１．２１）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Ｆターム（参考）】
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