(57)【要約】【課題】小型化を図ることのできる回転直動変換装置を提供すること。【解決手段】回転直動変換装置は、圧電体により振動する振動部と、前記振動部に接続されている凸部と、を備える駆動部と、筐体と、第１ねじ部と、前記凸部と接触し前記駆動部の駆動力を受ける被駆動面と、を備え、筐体に対して軸心の周りに回動する回転部材と、前記第１ねじ部に螺合している第２ねじ部を備える直動部材と、前記筐体に配置されていて前記直動部材が回転することを規制する規制部と、を有する。【選択図】図１
2019213255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体により振動する振動部と、前記振動部に接続されている凸部と、を備える駆動部と、
筐体と、
第１ねじ部と、前記凸部と接触し前記駆動部の駆動力を受ける被駆動面と、を備え、筐体に対して軸心の周りに回動する回転部材と、
前記第１ねじ部に螺合している第２ねじ部を備える直動部材と、
前記筐体に配置されていて前記直動部材が回転することを規制する規制部と、
を有することを特徴とする回転直動変換装置。
【請求項２】
前記被駆動面は、前記軸心に直交し、
前記軸心に沿って前記振動部と前記凸部とが並んでいる、請求項１に記載の回転直動変換装置。
【請求項３】
前記被駆動面は、前記軸心の周囲にある円筒面であり、
前記軸心と直交する方向に前記振動部と前記凸部とが並んでいる、請求項１に記載の回転直動変換装置。
【請求項４】
前記回転部材を支持する基台と、
前記回転部材と前記基台との間に位置する軸受と、を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回転直動変換装置。
【請求項５】
前記軸受は、スラスト軸受であり、
前記スラスト軸受のスラスト方向が前記軸心に沿っている請求項４に記載の回転直動変換装置。
【請求項６】
前記回転部材の前記軸心に沿う方向への変位を規制する規制部を有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の回転直動変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転直動変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているモーター内臓型ボールネジ装置は、ボールねじ軸と、ボールねじ軸に装着されたボールねじナットおよびボールスプラインナットと、ボールねじナットを回転させてボールねじ軸をその軸方向に移動させるダイレクトドライブモーターと、ボールスプラインナットを回転させてボールねじ軸をその軸周りに回転させるダイレクトドライブモーターと、を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７３３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように回転直動変換装置にダイレクトドライブモーターを用いると、電磁モーターであるダイレクトドライブモーター自体の小型化が困難であり、装置の小型化を図ることが難しいという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の適用例に係る回転直動変換装置は、圧電体により振動する振動部と、前記振動部に接続されている凸部と、を備える駆動部と、
筐体と、
第１ねじ部と、前記凸部と接触し前記駆動部の駆動力を受ける被駆動面と、を備え、筐体に対して軸心の周りに回動する回転部材と、
前記第１ねじ部に螺合している第２ねじ部を備える直動部材と、
前記筐体に配置されていて前記直動部材が回転することを規制する規制部と、
を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転直動変換装置を示す断面図である。
【図２】図１に示す回転直動変換装置の変形例を示す断面図である。
【図３】図１に示す回転直動変換装置が有する圧電モーターを示す平面図である。
【図４】図３に示す圧電モーターの斜視図である。
【図５】図３に示す圧電モーターが有する圧電アクチュエーターの分解斜視図である。
【図６】図１に示す回転直動変換装置の側面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る回転直動変換装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の回転直動変換装置を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る回転直動変換装置を示す断面図である。図２は、図１に示す回転直動変換装置の変形例を示す断面図である。図３は、図１に示す回転直動変換装置が有する圧電モーターを示す平面図である。図４は、図３に示す圧電モーターの斜視図である。図５は、図３に示す圧電モーターが有する圧電アクチュエーターの分解斜視図である。図６は、図１に示す回転直動変換装置の側面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」ともいい、下側を「下」ともいう。
【０００９】
図１に示す回転直動変換装置１は、例えば、ロボットや当該ロボットに装着されるロボットハンドの駆動機構として用いられる。ただし、回転直動変換装置１が用いられる機器としては、特に限定されず、ロボットの他、例えば、プリンターのヘッドを駆動するための駆動機構、プロジェクターの光量を調整するライトバルブの駆動機構等に用いることができる。
【００１０】
また、回転直動変換装置１は、基台２（筐体）と、回転部材３と、基台２に対して回転部材３をその中心軸Ｊまわりに回転可能に接続するスラスト軸受６およびラジアル軸受９と、回転部材３を回転させる圧電駆動部としての圧電モーター５と、回転部材３の回転量を検知する位置検知部としてのロータリーエンコーダー７と、回転部材３に螺合し、回転部材３の回転運動によって中心軸Ｊに沿って直動運動する直動部材４と、直動部材４の中心軸Ｊに沿った直動運動を許容しつつ中心軸Ｊまわりの回転運動を規制する回転規制部８と、を有する。
【００１１】
このような構成の回転直動変換装置１では、圧電モーター５を駆動して回転部材３を中心軸Ｊまわりに回転させると、直動部材４が中心軸Ｊに沿った方向（図１の上下方向）に直動する。このような回転直動変換装置１によれば、簡単な構成で、回転部材３の回転運動を直動部材４の直動運動に変換することができる。特に、回転部材３を回転させる駆動源として電磁モーターよりも小型化が容易である圧電モーター５を用いているため、従来の構成と比べて、回転直動変換装置１の小型化を図ることができる。以下、回転直動変換装置１が有する各部の構成について順次詳細に説明する。
【００１２】
基台２は、略筒状をなし、例えば、ステンレス鋼で構成されている。そして、基台２の内部に回転部材３および圧電モーター５が収納されている。ただし、基台２の形状や材料としては、特に限定されない。
【００１３】
回転部材３は、円盤状の回転体３１と、回転体３１の中心部から上方に突出する第２ねじ部としてのねじ部３２と、回転体３１の中央部から下方に突出するギャップ形成部３３と、ギャップ形成部３３の下面に設けられた規制部としてのストッパー３４と、回転体３１の上面に配置された環状の被駆動部材３５と、を有する。
【００１４】
ねじ部３２およびギャップ形成部３３は、それぞれ、回転体３１の中心軸Ｊと同軸的に設けられている。また、ねじ部３２およびギャップ形成部３３は、それぞれ、回転体３１と一体的に形成されている。回転体３１、ねじ部３２およびギャップ形成部３３は、例えば、ステンレス鋼で構成されている。また、回転体３１は、ねじ部３２およびギャップ形成部３３よりも大きな径を有し、中心軸Ｊに沿った方向からの平面視で、ねじ部３２およびギャップ形成部３３よりも外側に突出している。ただし、これに限定されず、例えば、ねじ部３２およびギャップ形成部３３は、それぞれ、回転体３１と別体で構成され、接着剤、ねじ等によって回転体３１に固定されていてもよい。
【００１５】
回転体３１は、その中心軸Ｊまわりに回転可能に基台２に支持されている。基台２には、回転体３１の下側に位置し、回転体３１の下面と対向する回転部材支持部２１が設けられている。そして、回転部材支持部２１と回転体３１との間には、軸受としてのスラスト軸受６が設けられており、このスラスト軸受６を介して回転体３１が基台２に回転可能に支持されている。このように、回転体３１と回転部材支持部２１との間に軸受を設けることにより、基台２に対して円滑に回転体３１を回転させることができる。
【００１６】
スラスト軸受６は、回転体３１の下面に固定された上輪６１と、回転部材支持部２１の上面に固定された下輪６２と、上輪６１および下輪６２の間に配置された複数の球６３と、を有する。つまり、上輪６１、球６３および下輪６２が中心軸Ｊに沿う方向に並んで配置されている。このように、軸受としてスラスト軸受６を用いることにより、スラスト軸受６のスラスト方向が中心軸Ｊに沿うため、スラスト軸受６によって、中心軸Ｊに沿った力（アキシャル荷重）を効果的に受け止めることができる。そのため、回転直動変換装置１の機械的強度を高めることができる。
【００１７】
なお、スラスト軸受６の構成は、図示の構成に限定されず、例えば、回転体３１が上輪６１を兼ねていてもよく、回転部材支持部２１が下輪６２を兼ねていてもよい。すなわち、回転体３１と上輪６１とが一体で形成され、回転部材支持部２１と下輪６２とが一体で形成されていてもよい。また、スラスト軸受６としては、特に限定されず、例えば、スラスト玉軸受、スラストアンギュラ玉軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受等から選択して用いることができる。
【００１８】
ラジアル軸受９は、ギャップ形成部３３の側面に固定された内輪９１と、回転部材２１の内面に固定された外輪９２と、内輪９１および外輪９２の間に配置された複数の球９３と、を有する。このように、スラスト軸受６に加えてラジアル軸受９を用いることにより、ラジアル軸受９によって、中心軸Ｊに直交する方向に沿った力（ラジアル荷重）を効果的に受け止めることができる。そのため、回転直動変換装置１の機械的強度を高めることができる。また、中心軸Ｊに沿う方向および中心軸Ｊに直交する面方向の両方向について、回転部材３を基台２に対して位置決めすることができる。そのため、よりスムーズに回転部材３を基台２に対して回転させることができる。
【００１９】
また、軸受としては、図１に示す構成に限定されず、例えば、図２に示すような組合せアンギュラ軸受６Ａを用いてもよい。なお、組合せアンギュラ軸受６Ａは、２つのアンギュラ軸受６０Ａを組み合わせた背面組合せアンギュラ軸受であるが、この他にも、正面組合せアンギュラ軸受、並列組合せアンギュラ軸受を用いてもよい。
【００２０】
ギャップ形成部３３の下面にはストッパー３４が固定されている。ギャップ形成部３３とストッパー３４との固定方法としては、特に限定されないが、例えば、接着剤、ねじ止め等を用いることができる。ストッパー３４は、円盤状をなしている。また、ストッパー３４は、ギャップ形成部３３よりも大きな径を有し、中心軸Ｊに沿う方向からの平面視で、ギャップ形成部３３よりも外側に突出している。また、ストッパー３４は、回転部材支持部２１よりも下側に位置し、ストッパー３４の上面３４１の外縁部が回転部材支持部２１の下面２１１と対向している。言い換えると、ギャップ形成部３３により形成された回転体３１とストッパー３４との間の空隙に回転部材支持部２１が位置している。また、ストッパー３４の上面３４１と回転部材支持部２１の下面２１１とは非接触でかつこれらの間のギャップＧは、十分に狭くなっている。
【００２１】
このような構成によれば、例えば、振動、落下等の衝撃によって回転部材３が基台２に対して上方に変位しても、ストッパー３４が回転部材支持部２１と当接することによりそれ以上の変位が規制される。そのため、スラスト軸受６のスラスト方向へのがたつきを小さく抑えることができると共に、回転部材３の基台２からの離脱を防止することができる。ギャップＧとしては、特に限定されないが、例えば、０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下とするのが好ましい。これにより、スラスト軸受６のスラスト方向へのがたつきを十分に小さく抑えることができる。なお、本実施形態の変形例として、例えば、ストッパー３４と回転部材支持部２１との間にもスラスト軸受６を設けてもよい。本実施形態では、ギャップＧの分だけスラスト軸受６がスラスト方向にがたつくおそれがあるが、上記の構成によれば、ギャップＧが存在しないため、スラスト軸受６のスラスト方向のがたつきを実質的になくすことができる。
【００２２】
このようなストッパー３４の下側には、回転体３１の回転変位量を検出するためのロータリーエンコーダー７が設けられている。このように、回転部材３の下側にロータリーエンコーダー７を配置することにより、ロータリーエンコーダー７を回転部材３に対して直動部材４と反対側に配置することができ、その配置の自由度が十分に高くなる。回転直動変換装置１は、ロータリーエンコーダー７により検出した回転体３１の回転変位量に基づいて、直動部材４の直動変位量を検出することができる。そのため、ロータリーエンコーダー７の検出結果を圧電モーター５の駆動にフィードバックすることにより、直動部材４の直動運動を精度よく制御することができる。
【００２３】
ロータリーエンコーダー７としては、回転体３１の回転時にその回転変位量を検出するインクリメンタル型のエンコーダーであってもよいし、回転体３１の回転有無に関わらず、回転体３１の原点からの絶対位置を検出するアブソリュート型のエンコーダーであってもよい。本実施形態では、ロータリーエンコーダー７としてアブソリュート型のエンコーダーを用いている。アブソリュート型のエンコーダーを用いることにより、直動部材４の現在位置（原点からの移動量）を容易に検出することができる。
【００２４】
このようなロータリーエンコーダー７は、ストッパー３４の下面に固定されたスケール７１と、スケール７１の下側に設けられ、基台２に固定された光学素子７２と、を有する。スケール７１は、円盤状をなし、その下面に図示しないパターンが設けられている。一方で、光学素子７２は、スケール７１のパターンに向けて光を照射する発光素子７２１と、スケール７１のパターンを撮像する撮像素子７２２と、を有する。このような構成のロータリーエンコーダー７では、撮像素子７２２により取得されるパターンの画像をテンプレートマッチングすることにより、回転体３１の原点からの絶対位置を検出することができる。
【００２５】
以上、位置検知部としてロータリーエンコーダー７を用いた場合を説明したが、直動部材４の直動変位量や現在位置を検出することができれば、位置検知部の構成は、特に限定されない。例えば、位置検知部として、基台に固定された光学素子と、直動部材４に固定されたスケールと、を有するリニアエンコーダーを用いてもよい。
【００２６】
回転部材３の説明に戻って、回転体３１の上面には、中心軸Ｊと同軸的に配置されたねじ部３２と、中心軸Ｊと同軸的に配置され、平面視でねじ部３２を囲む環状の被駆動部材３５と、が設けられている。ねじ部３２は、管状をなしており、その内周面には中心軸Ｊに沿った螺旋状の溝３２１が形成されている。また、ねじ部３２は、ボールねじナットとなっており、溝３２１に係合する複数の球３２２が無限循環するための図示しない流路を有する。
【００２７】
被駆動部材３５は、圧電モーター５と当接する部材であり、その上面が圧電モーター５と当接する被駆動面３５１となっている。また、被駆動面３５１は、中心軸Ｊに対して直交している。被駆動部材３５の構成材料としては、特に限定されないが、耐摩耗性に優れた材料が好ましい。耐摩耗性に優れた材料としては、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラミックス等の各種セラミックス、サファイヤ、水晶等が挙げられる。なお、本実施形態では、回転体３１と被駆動部材３５とを別体で形成しているが、これに限定されず、これらを一体で形成してもよい。つまり、回転体３１が被駆動部材３５を兼ね、回転体３１の上面が被駆動面３５１となっていてもよい。
【００２８】
図３および図４に示すように、圧電モーター５は、複数の圧電アクチュエーター５１が積層された積層体５２と、積層体５２を被駆動面３５１に向けて付勢する付勢部材５３と、を有する。また、付勢部材５３は、積層体５２を支持する支持部５３１と、基台２に固定された固定部５３２と、支持部５３１と固定部５３２とを接続する一対の梁部５３３と、を有する。
【００２９】
また、図３に示すように、各圧電アクチュエーター５１は、長手形状をなす振動部５１１と、振動部５１１を支持する支持部５１２と、振動部５１１と支持部５１２とを接続する一対の接続部５１３と、振動部５１１の先端部に設けられ、被駆動部材３５に振動部５１１の駆動力を伝達する凸部５１４と、を有する。そして、圧電アクチュエーター５１は、支持部５１２において付勢部材５３の支持部５３１に固定されている。また、凸部５１４は、振動部５１１から突出して設けられ、付勢部材５３によって、その先端部が被駆動面３５１に押し付けられている。
【００３０】
凸部５１４の構成材料としては、特に限定されないが、耐摩耗性に優れた材料が好ましい。耐摩耗性に優れた材料としては、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラミックス等の各種セラミックス、サファイヤ、水晶等が挙げられる。
【００３１】
また、振動部５１１には圧電素子５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ、５１１ｅが設けられている。図５に示すように、圧電素子５１１ａ〜５１１ｅは、それぞれ、一対の電極５１１１、５１１２と、一対の電極に挟まれた圧電体５１１３と、を有し、振動部５１１の長手方向に伸縮可能となっている。また、電極５１１１は、圧電素子５１１ａ〜５１１ｅで共通化されており、電極５１１２は、圧電素子５１１ａ〜５１１ｅに対応して分割されている。これら各圧電素子５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄ、５１１ｅに所定の駆動信号を印加することにより、振動部５１１が面内振動し、それに合わせて凸部５１４が楕円運動する。凸部５１４の楕円運動によって被駆動部材３５が送り出されて、回転部材３が基台２に対して中心軸Ｊまわりに回転（正回転／逆回転）する。
【００３２】
圧電モーター５の駆動を停止した状態すなわち凸部５１４が楕円運動を停止している状態では、付勢部材５３によって凸部５１４が被駆動面３５１に押し付けられているため、凸部５１４と被駆動面３５１との間に生じる摩擦力によって回転部材３の回転が阻止され、回転部材３の位置が保持される。すなわち、圧電モーター５によれば、ブレーキ機構を別途設けることなく、その駆動を停止するだけで回転部材３の回転を阻止することができる。そのため、回転直動変換装置１の小型化を図ることができる。
【００３３】
なお、圧電素子５１１ａ〜５１１ｅが有する圧電体５１１３の構成材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、タンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＴ）、メタニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の圧電セラミックスを用いることができる。圧電セラミックスで構成された圧電体は、例えば、ゾル−ゲル法やスパッタリング法を用いて形成してもよいし、バルク材料から形成してもよい。また、圧電体５１１３の構成材料としては、上述した圧電セラミックスの他にもポリフッ化ビニリデン、水晶等を用いてもよい。
【００３４】
以上、圧電モーター５について説明した。このような圧電モーター５は、同じトルクを発生させる場合に、従来のような電磁モーターと比べて小型化が容易である。したがって、回転部材３を回転させる駆動源として、圧電モーター５を用いることにより、回転直動変換装置１の小型化を図ることができる。
【００３５】
なお、圧電モーター５の構成としては、圧電素子の振動によって被駆動部材３５を回転させることができれば、特に限定されない。例えば、本実施形態では、複数の圧電アクチュエーター５１が積層された積層体５２が用いられているが、これに限定されず、１つの圧電アクチュエーター５１を用いてもよい。また、本実施形態では、振動部５１１が面内振動する構成となっているが、これに限定されず、振動部５１１が面外振動すなわち厚さ方向に振動する構成となっていてもよい。
【００３６】
ここで、図３に示すように、振動部５１１と凸部５１４とは、中心軸Ｊに沿って配置されている。言い換えると、振動部５１１の長手方向が中心軸Ｊと平行である。このような姿勢で圧電モーター５を配置することにより、圧電モーター５の平面的な広がり（中心軸Ｊに直交する方向への広がり）を抑制することができる。そのため、回転直動変換装置１の小型化を図ることができる。
【００３７】
また、圧電モーター５は、直動部材４と中心軸Ｊに直交する方向に並んで配置されている。言い換えると、中心軸Ｊに直交する方向から見て、圧電モーター５は、前記直動部材４と重なるように配置されている。これにより、直動部材４の周囲の空間を圧電モーター５の配置スペースとして有効利用することができるため、デッドスペースを低減でき、回転直動変換装置１の小型化を図ることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、圧電駆動部である圧電モーター５は、２つ設けられている（図１参照）。このように、複数の圧電モーター５を配置することにより、より大きなトルクで回転部材３を回転させることができる。また、２つの圧電モーター５は、中心軸Ｊに沿う方向からの平面視で、中心軸Ｊを間に挟むように配置されている。すなわち、中心軸Ｊに対してその一方側に１つ圧電モーター５が配置され、他方側にも１つの圧電モーター５が配置されている。特に、本実施形態では、２つの圧電モーター５は、回転体３１の周方向に反って等角度間隔で配置されている。これにより、２つの圧電モーター５をバランスよく配置することができると共に、これらの干渉を効果的に低減することができる。ただし、圧電モーター５の数としては、特に限定されず、配置スペースの大きさ、求められるトルク等によって、適宜設定することができ、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００３９】
図１に示すように、直動部材４は、中心軸Ｊと一致する軸心Ｊ１を有し、中心軸Ｊに沿って延在する柱状（棒状）の軸部４１と、中心軸Ｊ（軸心Ｊ１）に沿って軸部４１に設けられた螺旋状の溝４２１を有する第１ねじ部としてのねじ部４２と、を有する。このような直動部材４は、例えば、ステンレス鋼で構成されている。ただし、直動部材４の形状や材料は、特に限定されない。
【００４０】
溝４２１は、複数の球３２２を介してねじ部３２の溝３２１と螺合している。このように、球３２２を介して溝４２１、３２１が螺合することにより、すなわち、これらをボールねじ構造とすることにより、バックラッシュを低減することができる。
【００４１】
直動部材４は、回転規制部８によって、中心軸Ｊに沿った直動運動が許容されると共に、中心軸Ｊまわりの回転運動が規制されている。そのため、回転部材３が回転すると、直動部材４は、回転部材３と共に回転することなく、中心軸Ｊに沿って直動する。このように、回転部材３と直動部材４とを螺合により接続することにより、回転部材３の回転運動を直動部材４の直動運動に容易に変換することができる。ここで、溝４２１、３２１のリード角を十分に小さくし、セルフロックがかかる構成となっていてもよい。これにより、直動部材４に加わる中心軸Ｊに沿う方向への力によって、回転部材３が回転してしまうことを抑制することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、球３２２を介して溝４２１、３２１が螺合しているが、これに限定されず、例えば、溝４２１、３２１が球３２２を介さずに直接螺合していてもよい。また、ねじ形状としては、特に限定されず、角ねじ、台形ねじ、インボリュートねじ等であってもよい。
【００４３】
図６に示すように、回転規制部８は、基台２に固定され中心軸Ｊに沿って延在するガイド部材８１と、直動部材４に固定され中心軸Ｊに直交する方向に延在する従動部材８２と、従動部材８２を付勢してガイド部材８１に押し付ける付勢部材８３と、を有する。付勢部材８３によって従動部材８２がガイド部材８１に付勢されることより、直動部材４の回転運動が規制される。一方、従動部材８２がガイド部材８１と摺動することにより、直動部材４の中心軸Ｊに沿った直動運動が許容される。特に、本実施形態では、ガイド部材８１および従動部材８２がそれぞれ円柱状をなしているため、これらは実質的に点接触する。そのため、ガイド部材８１と従動部材８２との摺動抵抗を十分に小さくすることができ、直動部材４の中心軸Ｊに沿った直動運動をより円滑にかつより小さい力で行うことができる。
【００４４】
付勢部材８３は、一端部が基台２に固定された板ばねで構成されている。また、付勢部材８３は、中心軸Ｊに対して傾いて配置されており、図６に示す矢印Ａの方向に従動部材８２を付勢している。すなわち、付勢部材８３は、従動部材８２を中心軸Ｊに直交する方向に付勢してガイド部材８１に押し付けていると共に、従動部材８２を中心軸Ｊに沿った方向に付勢して回転部材３に押し付けている。これにより、直動部材４の回転方向へのがたつきおよび中心軸Ｊに沿った方向へのがたつきを低減することができる。そのため、直動部材４を精度よく直動運動させることができる。
【００４５】
なお、回転規制部８の構成としては、特に限定されない。例えば、付勢部材８３は、板ばねではなくてコイルばねであってもよい。また、例えば、回転規制部８は、直動部材４の外周に形成され、中心軸Ｊに沿って延在する凹部と、凹部に係合し、基台２に固定された凸部と、を有する構成としてもよい。この場合、凹部と凸部の配置は逆転していてもよい。
【００４６】
以上、回転直動変換装置１について説明した。このような回転直動変換装置１は、前述したように、圧電体５１１３により振動する振動部５１１と、振動部５１１に接続されている凸部５１４と、を備える駆動部としての圧電モーター５と、筐体としての基台２と、第１ねじ部としてのねじ部４２と、凸部５１４と接触し圧電モーター５の駆動力を受ける被駆動面３５１と、を備え、基台２に対して軸心Ｊ１の周りに回動する回転部材３と、ねじ部４２に螺合している第２ねじ部としてのねじ部３２を備える直動部材４と、基台２に配置されていて直動部材４が回転することを規制する規制部としての回転規制部８と、を有する。このような構成の回転直動変換装置１によれば、直動部材４と回転部材３とが螺合しているため、簡単な構成で、回転部材３の回転運動を直動部材４の直動運動に変換することができる。また、圧電モーター５を用いているため、従来のような電磁モーターを用いる場合と比較して、回転直動変換装置１の小型化を図ることができる。
【００４７】
また、前述したように、被駆動面３５１は、軸心Ｊ１に直交し、軸心Ｊ１に沿って振動部５１１と凸部５１４とが並んでいる。これにより、圧電モーター５の軸心Ｊ１に直交する方向への広がりを抑制することができる。そのため、回転直動変換装置１の小型化を図ることができる。
【００４８】
また、前述したように、回転直動変換装置１は、回転部材３を支持する基台２と、回転部材３と基台２との間に位置する軸受としてのスラスト軸受６と、を有する。これにより、基台２に対して回転部材３を円滑に回転させることができる。特に、軸受は、スラスト軸受６であり、スラスト軸受６のスラスト方向が軸心Ｊ１に沿っている。これにより、スラスト軸受６によって、軸心Ｊ１に沿った力を効果的に受け止めることができる。そのため、回転直動変換装置１の機械的強度を高めることができる。
【００４９】
また、前述したように、回転直動変換装置１は、回転部材３の軸心Ｊ１に沿う方向への変位を規制する規制部としてのストッパー３４を有する。これにより、基台２からの回転部材３の離脱を抑制することができる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係る回転直動変換装置を示す断面図である。
【００５１】
本実施形態に係る回転直動変換装置１は、圧電モーター５および被駆動面３５１の配置が異なること以外は、前述した第１実施形態の回転直動変換装置と同様である。なお、以下の説明では、第２実施形態の回転直動変換装置１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図７では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００５２】
図７に示すように、本実施形態の回転直動変換装置１では、被駆動部材３５が円管状をなし、中心軸Ｊ（軸心Ｊ１）と同軸的に配置されている。そして、被駆動部材３５の外周面が被駆動面３５１となっている。そのため、被駆動面３５１は、中心軸Ｊと平行となっている。
【００５３】
また、圧電モーター５は、振動部５１１と凸部５１４とが中心軸Ｊに直交する方向に沿って配置されている。言い換えると、振動部５１１の長手方向が中心軸Ｊと直交し、振動部５１１の厚さ方向が中心軸Ｊに沿っている。このような姿勢で圧電モーター５を配置することにより、凸部５１４を被駆動面３５１に押し付け易くなる。また、例えば、前述した第１実施形態と比べて、圧電モーター５の高さ方向の広がり（中心軸Ｊに沿った方向への広がり）を抑制することができる。そのため、回転直動変換装置１の低背化を図ることができる。
【００５４】
以上のように、本実施形態の回転直動変換装置１では、被駆動面３５１は、軸心Ｊ１の周囲にある円筒面であり、軸心Ｊ１と直交する方向に振動部５１１と凸部５１４とが並んでいる。このような構成とすることにより、凸部５１４を被駆動面３５１に押し付け易くなると共に、回転直動変換装置１の低背化を図ることができる。
【００５５】
以上、本発明の回転直動変換装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…回転直動変換装置、２…基台、２１…回転部材支持部、２１１…下面、３…回転部材、３１…回転体、３２…ねじ部、３２１…溝、３２２…球、３３…ギャップ形成部、３４…ストッパー、３４１…上面、３５…被駆動部材、３５１…被駆動面、４…直動部材、４１…軸部、４２…ねじ部、４２１…溝、５…圧電モーター、５１…圧電アクチュエーター、５１１…振動部、５１１ａ〜５１１ｅ…圧電素子、５１２…支持部、５１３…接続部、５１４…凸部、５１１１、５１１２…電極、５１１３…圧電体、５２…積層体、５３…付勢部材、５３１…支持部、５３２…固定部、５３３…梁部、６…スラスト軸受、６１…上輪、６２…下輪、６３…球、６Ａ…組合せアンギュラ軸受、６０Ａ…アンギュラ軸受、７…ロータリーエンコーダー、７１…スケール、７２…光学素子、７２１…発光素子、７２２…撮像素子、８…回転規制部、８１…ガイド部材、８２…従動部材、８３…付勢部材、９…ラジアル軸受、９１…内輪、９２…外輪、９３…球、Ａ…矢印、Ｇ…ギャップ、Ｊ…中心軸、Ｊ１…軸心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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