(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体と被駆動体を備える振動型駆動装置であって、
前記被駆動体を回転自在に支持する軸受を備え、
前記軸受は、
複数の転動体と、
前記転動体と接触する第１の軌道面を有する第１の軸受部と、
前記転動体と接触する第２の軌道面を有する第２の軸受部と、
前記転動体と接触する第３の軌道面を有する第３の軸受部と、を有し、
前記第２の軸受部と前記第３の軸受部のいずれか一方は、前記被駆動体と同一素材で一体に形成され、
前記第２の軸受部および前記第３の軸受部は前記被駆動体に接合され、前記第２の軸受部および前記第３の軸受部が前記軸受の軸に沿った方向に前記転動体を介して相互に押し付け合うことにより、前記転動体が前記第１の軌道面、前記第２の軌道面および前記第３の軌道面に圧接していることを特徴とする振動型駆動装置。
【請求項２】
前記第２の軸受部と前記第３の軸受部を前記軸受の軸に沿った方向に相互に押し付け合う手段を有することを特徴とする請求項１に記載の振動型駆動装置。
【請求項３】
第２の軸受部および前記第３の軸受部のいずれか一方と前記被駆動体とが当接する当接部を有し、前記当接部の一部が接合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型駆動装置。
【請求項４】
前記当接部が離散的に複数設けられていることを特徴とする請求項３に記載の振動型駆動装置。
【請求項５】
前記被駆動体の回転駆動力を外部に出力する出力軸と、
前記被駆動体と前記出力軸とを接合する駆動力伝達部材と、を有し、
前記第３の軸受部は、前記駆動力伝達部材と同一素材で一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項６】
前記駆動力伝達部材と前記被駆動体とは、同一素材で一体に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の振動型駆動装置。
【請求項７】
前記駆動力伝達部材は、ゴム部材を介した摩擦力によって前記被駆動体と結合されていることを特徴とする請求項５に記載の振動型駆動装置。
【請求項８】
前記被駆動体は、前記軸受の軸に沿った方向に締結される第１の部品と第２の部品から構成され、
前記第２の軸受部は前記第２の部品と同一素材で一体に形成され、前記第３の軸受部は前記第１の部品と同一素材で一体に形成され、
前記軸受の軸に沿った方向に相互に押し付け合った状態で結合されていることを特徴とする請求項１に記載の振動型駆動装置。
【請求項９】
前記振動体を前記被駆動体に対して加圧する付勢手段と、
前記付勢手段を支持する基台と、を有し、
前記第１の軸受部は、前記基台に接合されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の振動型駆動装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９いずれか１項に記載の振動型駆動装置と、
被検者に対して所定の診断または手術を行う多関節ロボットと、を備える医用システムであって、
前記多関節ロボットは、複数の関節部を有し、
前記振動型駆動装置は、前記関節部に組み込まれて前記関節部での回転運動を行うことを特徴とする医用システム。
【請求項１１】
磁場を発生する磁場発生手段を有し、
前記磁場発生手段が発生した磁場の内部または近傍に前記多関節ロボットが配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の医用システム。
【請求項１２】
請求項１乃至９いずれか１項に記載の振動型駆動装置と、
トナーまたはインクにより用紙に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段へ用紙を搬送しまたは前記画像形成手段で所定の画像が形成された用紙を搬送する搬送ユニットと、備え、
前記搬送ユニットは、前記振動型駆動装置により回転駆動されるローラによって用紙を搬送することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１乃至９いずれか１項に記載の振動型駆動装置と、
前記振動型駆動装置によって所定の方向に移動するステージと、を備えることを特徴とする位置決めステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動体と被駆動体とを加圧接触させ、振動体に振動を励振させることによって振動体と被駆動体とを相対的に回転移動させる振動型駆動装置と、振動型駆動装置を用いた画像形成装置、位置決めステージ及び医用システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気−機械エネルギ変換素子を弾性体に接合して振動体を構成し、振動体と被駆動体とを加圧接触させた状態で振動体に所定の振動を励振することにより、振動体と被駆動体とを相対的に移動させる種々の振動型駆動装置が知られている。例えば、円環状の振動体と円環状の被駆動体とを相対的に回転移動させる振動型駆動装置として、被駆動体を回転自在に支持する軸受を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された振動型駆動装置は、軸受の外輪がスラスト方向に分割され、外筒の内周と軸受の外輪の外周とが螺合され、分割された外輪が相互に転動体を押圧する構成となっている。こうして軸受を高剛性化することで、ブレのない安定した回転性能を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１７４５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載された振動型駆動装置では、分割された二つの外輪が軸方向に沿って相互に転動体を押し付け合う構造を実現するために外筒が必要となるため、部品点数が多くなり、また、小型化が容易ではないという問題がある。
【０００６】
本発明は、部品点数の増加が抑えられ、小型化が容易な振動型駆動装置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】
【０００７】
本発明の一態様は、振動体と被駆動体を備える振動型駆動装置であって、前記被駆動体を回転自在に支持する軸受を備え、前記軸受は、複数の転動体と、前記転動体と接触する第１の軌道面を有する第１の軸受部と、前記転動体と接触する第２の軌道面を有する第２の軸受部と、前記転動体と接触する第３の軌道面を有する第３の軸受部と、を有し、前記第２の軸受部と前記第３の軸受部のいずれか一方は、前記被駆動体と同一素材で一体に形成され、前記第２の軸受部および前記第３の軸受部は前記被駆動体に接合され、前記第２の軸受部および前記第３の軸受部が前記軸受の軸に沿った方向に前記転動体を介して相互に押し付け合うことにより、前記転動体が前記第１の軌道面、前記第２の軌道面および前記第３の軌道面に圧接していることを特徴とする振動型駆動装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、部品点数の増加を抑えることができると共に、小型化が容易となり、また、安定的な回転を長期にわたって維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る振動型駆動装置の概略構成を示す斜視図及び断面図である。
【図２】図１の振動型駆動装置の構成をスラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体及び軸受の概略構成を示す断面図と、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体及び軸受の概略構成を示す断面図と、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。
【図５】図４の被駆動体及び軸受の構造を組み立て時の時系列で示す斜視図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体及び軸受の概略構成を示す断面図と、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体及び軸受の概略構成を示す断面図と、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。
【図８】本発明の第６実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体及び軸受の概略構成を示す断面図と、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。
【図９】図８の第１の部品と第２の部品との電気抵抗溶接工程を説明する図である。
【図１０】本発明の第７実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体に対して設けられる軸受及び駆動力伝達部材の概略構成を示す断面図と、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。
【図１１】本発明の第８実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体、軸受及びフランジの組み付け状態を示す断面図である。
【図１２】本発明の第９実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体、軸受及びフランジの組み付け状態を示す断面図と、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の第１０実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体、軸受及びフランジの組み付け状態を示す断面図と、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。
【図１４】図１の振動型駆動装置を用いた画像形成装置の部分的な構成を示す側面図と、画像形成装置が備える搬送ユニットの概略構成を示す上面図である。
【図１５】図１の振動型駆動装置を用いた位置決めステージの概略構成を示す斜視図である。
【図１６】図１の振動型駆動装置を用いた多関節ロボットの概略構成を示す斜視図と、多関節ロボットを備えるＭＲＩ診断装置の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る振動型駆動装置１００の概略構成を示す斜視図である。図１（ｂ）は、振動型駆動装置１００の概略構成を示す断面図である。図２は、振動型駆動装置１００の構成を、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。振動型駆動装置１００は、全体として円板状或いは円柱状の形状を有し、振動体１、被駆動体２、加圧部材３、出力軸４、駆動力伝達部材５、基台８、軸受９及び回り止め部材１０を有する。
【００１２】
振動体１は、円環状の圧電素子６と弾性体７とを有する。電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子６は、弾性体７に接合されている。周知の技術により、圧電素子６に所定の交流電圧（駆動電圧）を印加することにより、弾性体７に進行性の振動波を生じさせることができる。弾性体７は、ステンレス等の金属からなり、円環状の基部７ａと、基部７ａの上面（被駆動体２側）に周方向に等間隔で形成された突起部７ｂとを有する。進行性の振動波は、被駆動体２との摩擦摺動面である突起部７ｂの表面（上面）に形成される。
【００１３】
回り止め部材１０は、基台８に接着剤等で固定された後述の第１の軸受部９ａからラジアル方向（出力軸４の軸方向と直交する方向）に延出しており、弾性体７の隣接する突起部７ｂの間に挿入されている。これにより、振動体１は、基台８に対して相対的に回転不能となる一方で、スラスト方向（出力軸４の軸方向と平行な方向）には移動可能に取り付けられている。加圧部材３は、振動体１と被駆動体２とを加圧接触させるための付勢手段であり、ここでは円環状の板バネを用いている。加圧部材３は、基台８と振動体１との間に配置されて、振動体１を被駆動体２側に向けて押し付けている。これにより、振動体１の上面である弾性体７の突起部７ｂの上面が被駆動体２の下面である後述の摩擦摺動部２ａと加圧接触する。
【００１４】
軸受９は、被駆動体２を回転自在に支持する部材である。軸受９は、複数の転動体９ｄ、第１の軸受部９ａ、第２の軸受部９ｂ及び第３の軸受部９ｃを有する。第１実施形態では、複数の転動体９ｄ、第１の軸受部９ａ及び第２の軸受部９ｂはそれぞれ単体の部品であるが、第３の軸受部９ｃは、同一素材から駆動力伝達部材５の一部として一体的に形成されている。
【００１５】
第１の軸受部９ａの外周面には、断面Ｖ字形状の溝１１が形成されている。複数の転動体９ｄは、後述するように、第２の軸受部９ｂの軌道面と第３の軸受部９ｃの軌道面からの押圧力を受けて、溝１１の斜面に接触している。つまり、溝１１の斜面は、複数の転動体９ｄが転動する軌道面（第１の軌道面）となっている。
【００１６】
第２の軸受部９ｂは、複数の転動体９ｄを転動させるための、スラスト方向に対して一定の角度を持つ軌道面（第２の軌道面）を有する。また、第３の軸受部９ｃは、複数の転動体９ｄを転動させるための、スラスト方向に対して一定の角度を持つ軌道面（第３の軌道面）を有する。第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃは、それぞれの軌道面が向き合った状態で被駆動体２に固定されている。具体的には、第２の軸受部９ｂと、第３の軸受部９ｃを有する駆動力伝達部材５は、軸受９の軸に沿った方向（スラスト方向）に押し付けられた状態で、接着剤により被駆動体２に固定されている。
【００１７】
第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃをスラスト方向に押し付ける力は、第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃの軌道面によって転動体９ｄを回転中心である出力軸４に向けて押し付ける力に変換される。こうして、複数の転動体９ｄは、第１の軸受部９ａの軌道面（溝１１の斜面）に押圧され、第１の軸受部９ａ、第２の軸受部９ｂ及び第３の軸受部９ｃの各軌道面と圧接した状態で保持される。このようにして、軸受９では、ラジアル方向及びスラスト方向のガタをなくすことによって剛性が高められており、したがって、被駆動体２をブレなく安定して回転させることができる。
【００１８】
被駆動体２は、振動体１に励振される駆動振動のうち、回転方向の駆動に寄与しない振動成分に対して変形することで適切な接触状態を維持するための、バネ性を有する摩擦摺動部２ａを有する。そして、被駆動体２は、振動体１の上面である弾性体７の突起部７ｂの上面に形成される進行性の振動波によって摩擦摺動部２ａが摩擦駆動されることにより、その中心である出力軸４回りに回転駆動される。このとき、被駆動体２の回転駆動力は、被駆動体２に接合された駆動力伝達部材５を介して、駆動力伝達部材５に接合された出力軸４に伝達される。こうして、被駆動体２の回転に従って回転する出力軸４から外部へ回転駆動力を取り出すことができる。
【００１９】
ここで、被駆動体２の摩擦摺動部２ａのバネ性が適切に維持されるためには、被駆動体２が不要に振動することなく、安定的に位置と形状が保たれる必要がある。その手段としては、一般的には、被駆動体２に十分な質量を与える手法や、スラスト方向の中心軸を含む断面での断面形状を大きくして剛性を高める手法等が採られる。しかしながら、これらの手法では、振動型駆動装置１００の小型化や軽量化を図ることは難しい。
【００２０】
これに対して、振動型駆動装置１００では、前述の通り、第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃとが、スラスト方向において押し付けられた状態で被駆動体２に固定されている。こうして、第１の軸受部９ａ、第２の軸受部９ｂ及び第３の軸受部９ｃの各軌道面に転動体９ｄが圧接される予圧機構が構成されることにより、軸受９を高剛性化することができる。また、第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃ（駆動力伝達部材５）とが被駆動体２に接着されて被駆動体２の剛性が高められることにより、被駆動体２の変位や変形が抑制され、被駆動体２の位置と形状を安定的に保つことが可能となる。その結果、被駆動体２を大型化させることなく不要な振動の発生を抑制して、安定した回転性能を得ることができる。換言すれば、振動型駆動装置１００は、被駆動体２を小型軽量化させることで被駆動体２自体の剛性が低下しても、被駆動体２と一体となる軸受９の剛性によって被駆動体２の剛性の不足を補うことができる構成となっている。
【００２１】
＜第２実施形態＞
図３（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体２Ｊ及び軸受９の概略構成を示す断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す被駆動体２Ｊ及び軸受９の、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。ここでは、第１実施形態に係る振動型駆動装置１００と共通する部品の図示を省略しており、それらの説明も省略することとする。
【００２２】
軸受については、軸受を構成する各部が単一の部品であるか或いは他の部材と一体になっているかの違いはあるものの、機能面では実質的に変わりはないため、軸受を構成する各部については同じ符号を付している。このことは、後述する第３実施形態乃至第６実施形態でも同様とする。なお、図２に示す第１の軸受部９ａは、第１実施形態で説明したものと同じであるが、振動体１側の一部の図示を省略しており、後述する第３実施形態乃至第６実施形態でも図示の際に同様に振動体１側の一部の図示を省略することとする。
【００２３】
本発明の第２実施形態に係る振動型駆動装置が第１実施形態に係る振動型駆動装置１００と大きく異なる点は次の２点である。第１点目は、被駆動体２Ｊは、第１実施形態に係る振動型駆動装置１００を構成する第２の軸受部９ｂと被駆動体２とが同一素材から一体的に構成されたものである点である。第２点目は、被駆動体２Ｊに対して駆動力伝達部材５が螺合により取り付けられる点である。
【００２４】
第１実施形態で説明した振動型駆動装置１００において、振動体１の摩擦摺動面で発生する振動波（駆動振動）の振幅は、高々、数ミクロンである。そのため、駆動振動に対して摩擦摺動部２ａの下面（摩擦摺動面）を全周にわたって均一に接触させ、駆動振動によって生じる回転方向成分の推力を効率的に被駆動体２の回転方向の駆動力に変換することが、被駆動体２の駆動精度を高める重要な要素となる。
【００２５】
第１実施形態で説明した振動体１と被駆動体２とを摩擦摺動面の全周にわたって均一に接触させるためには、摩擦摺動部２ａの摩擦摺動面の平面性が高いことに加え、被駆動体２の回転位相に対する摩擦摺動面の面振れが小さいことが求められる。また、被駆動体２を回転自在に支持する軸受９の振れ精度は、軸受９と被駆動体２との接続状態（組み付け状態）及び軸受９の構成に大きく依存する。なお、軸受９の振れ精度とは、具体的には、転動体９ｄが転動する軌道面の精度、軸受９を構成する各部の位置精度、軸受９と被駆動体２との接続精度及び位置精度である。
【００２６】
このような事情に鑑み、被駆動体２Ｊでは、同一素材を１回のチャッキングで旋盤加工することにより、第２の軸受部９ｂと摩擦摺動部２ａとが同心に形成されている。そのため、被駆動体２Ｊにおいて、摩擦摺動部２ａと第２の軸受部９ｂの軌道面の同軸度は極めて高く、また、摩擦摺動部２ａの摩擦摺動面と第２の軸受部９ｂの軌道面のそれぞれがスラスト方向となす角度も極めて高精度なものとなる。よって、第２の軸受部９ｂが一体的に形成された被駆動体２Ｊを用いた振動型駆動装置では、第１実施形態に係る振動型駆動装置１００と比較して、より高精度に被駆動体２Ｊを回転駆動させることが可能となる。また、加圧反力を主として受ける第２の軸受部９ｂは、被駆動体２Ｊの一部として形成されることによって剛性が高められているため、第２の軸受部９ｂの軌道面が安定し、これにより高い加圧状態でも安定した回転駆動を高い精度で行うことが可能になる。
【００２７】
また、第２実施形態でも、第３の軸受部９ｃは駆動力伝達部材５の一部として形成されている。そこで、被駆動体２Ｊの内周面１２に不図示の雌螺子を形成し、第３の軸受部９ｃの外周面１３に不図示の雄螺子を形成し、これら雌螺子と雄螺子とを螺合させることによって、駆動力伝達部材５と被駆動体２Ｊとを結合させる構成としている。このとき、螺子の締め付けトルクを調整することにより、第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃの各軌道面が転動体９ｄに与える押圧力の大きさを管理することができる。
【００２８】
軸受９を構成する各部の弾性変形を考慮し、第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃのそれぞれに突き当て面を設け、各突き当て面が当接するまで駆動力伝達部材５（第３の軸受部９ｃ）を捻り込むことによって、転動体９ｄが受ける押圧力を管理してもよい。図３（ａ）には、第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃの各突き当て面が当接している状態が示されている。
【００２９】
第２実施形態では、螺子を被駆動体２Ｊに形成することで、被駆動体２Ｊのスラスト方向に多くの巻数の螺子を形成することができる。これにより、第３の軸受部９ｃと被駆動体２Ｊとの螺合部の剛性を高めることができ、螺子の緩みや変形等による軸支性能の低下を防止することができる。
【００３０】
第３の軸受部９ｃ（駆動力伝達部材５）の上面には、１箇所に、穴部１４が設けられている。第３の軸受部９ｃの被駆動体２Ｊへの組み付け時には、例えば、穴部１４にピン等を挿入した状態で第３の軸受部９ｃを固定し、被駆動体２Ｊの内周面１２の雌螺子と第３の軸受部９ｃの外周面１３の雄螺子とが螺合するように、被駆動体２Ｊを回転させる。これにより、組み立て作業性を向上させることができ、また、第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃの各軌道面から転動体９ｄが受ける押圧力の大きさを容易に調整することができる。
【００３１】
なお、穴部１４は、１箇所に限られず、複数箇所に設けられていてもよく、穴部１４の数と位置に対応したピンを配した冶具を用いることにより、組み立て作業性を更に向上させることができる。また、被駆動体２Ｊの下面（振動体１側の面）に、穴部１４と同様の治具用の穴を設けた構成へと変更してもよい。
【００３２】
＜第３実施形態＞
図４（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体２Ｋ及び軸受９の概略構成を示す断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す被駆動体２Ｋ及び軸受９の、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。ここでも、第１実施形態に係る振動型駆動装置１００と共通する部品の図示を省略しており、それらの説明も省略することとする。
【００３３】
本発明の第３実施形態に係る振動型駆動装置が第１実施形態に係る振動型駆動装置１００と大きく異なる点は次の２点である。第１点目は、被駆動体２Ｋは、第１実施形態に係る振動型駆動装置１００を構成する第３の軸受部９ｃ、駆動力伝達部材５及び被駆動体２が同一素材から一体的に構成されたものである点である。第２点目は、第２の軸受部９ｂは、被駆動体２Ｋに対する圧入によって第３の軸受部９ｃと当接した状態で保持されることである。
【００３４】
被駆動体２Ｋでは、第２実施形態で説明した被駆動体２Ｊと同様に、同一素材を１回のチャッキングで旋盤加工することにより、第３の軸受部９ｃと摩擦摺動部２ａを同心に形成することができる。これにより、第３の軸受部９ｃの軌道面が安定し、高い加圧状態でも安定した回転駆動を高い精度で行うことが可能になる。
【００３５】
第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃのそれぞれに設ける突き当て部の寸法は、第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃとが相互に押し付け合う力による弾性変形を考慮して設定することができる。組み付け時には、第３の軸受部９ｃに対して突き当て部まで第２の軸受部９ｂを圧入することで、目標とする予圧機構を構成することができる。
【００３６】
図５は、第３実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体２Ｋ及び軸受９の構造を、組み立て時の時系列で示す斜視図である。図５（ａ）は、被駆動体２Ｋ及び軸受９を、図４（ｂ）とは異なる方向から見た分解斜視図である。図５（ｂ）は、被駆動体２Ｋに第１の軸受部９ａと転動体９ｄとが配置され、第２の軸受部９ｂが圧入される前の状態を示す斜視図である。図５（ｃ）は、被駆動体２Ｋに対して第２の軸受部９ｂの圧入が完了した状態を示す斜視図（図４（ａ）の状態と同じ状態を示す斜視図）である。図５（ａ）〜（ｃ）から、極めて容易に、被駆動体２Ｋと軸受９とを組み付けることができることがわかる。
【００３７】
被駆動体２Ｋの下面において第２の軸受部９ｂが圧入される内径側の近傍には、複数の穴部１５が設けられている。複数の穴部１５は、第２の軸受部９ｂの圧入反力によって被駆動体２Ｋを外周方向へ押し広げる力を吸収し、被駆動体２Ｋの摩擦摺動部２ａが変形するのを防止する働きをする。穴部１５の形状は、円形に限られず、楕円形状や矩形であってもよく、また、被駆動体２Ｋの外周と同心円に設けられる円周状の溝でもよい。
【００３８】
なお、第２の軸受部９ｂを、圧入に代えて緩嵌により被駆動体２Ｋに組み付けることによって軸受９が構成されるようにしてもよい。その場合、第２の軸受部９ｂを被駆動体２Ｋの第３の軸受部９ｃに対してスラスト方向に押圧した状態で、第２の軸受部９ｂと被駆動体２Ｋとの嵌合部を接着剤により固定すればよい。
【００３９】
第２実施形態では第２の軸受部９ｂを被駆動体２に一体的に形成し、第３実施形態では第３の軸受部９ｃを被駆動体２に一体的に形成した。このとき、第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃのうち、断面形状の大きい部材を被駆動体２と一体化させることにより、同様の構成でありながら被駆動体２の質量と剛性をより大きくして、駆動特性を安定化させることが可能になる。
【００４０】
＜第４実施形態＞
図６（ａ）は、本発明の第４実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体２Ｌ及び軸受９の概略構成を示す断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す被駆動体２Ｌ及び軸受９の、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。ここでも、第１実施形態に係る振動型駆動装置１００と共通する部品の図示を省略しており、また、それらの説明も省略することとする。
【００４１】
第４実施形態での被駆動体２Ｌは、第１の部品２Ｐと第２の部品２Ｑとがスラスト方向においてボルト１６により結合される構造を有する。第１の部品２Ｐは、第１実施形態で説明した被駆動体２の一部と駆動力伝達部材５及び第３の軸受部９ｃが同一素材から一体的に形成された構造を有する。第２の部品２Ｑは、第１実施形態で説明した被駆動体２の一部と摩擦摺動部２ａ及び第２の軸受部９ｂが同一素材から一体的に形成された構造を有する。
【００４２】
第１の部品２Ｐと第２の部品２Ｑとをボルト１６によって締結する過程で、転動体９ｄは、第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃの軌道面に当接し、第１の軸受部９ａの軌道面へと押圧され、配設位置が規制されてゆく。その際に、被駆動体２Ｌの回転中心を挟んで対向するボルト１６を対にして締結してゆく、所謂、対向締めを行うことで、第１の軸受部９ａに対する第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃの軸心出しを行うことができる。こうして、高精度な軸支を実現することができる。また、被駆動体２Ｌと軸受９の組み付けは、これらの全ての構成部材を組み込んだ状態でボルト１６による第１の部品２Ｐと第２の部品２Ｑとを締結すればよいため、容易である。
【００４３】
＜第５実施形態＞
第５実施形態では、第４実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体２Ｌの第１の変形例について説明する。図７（ａ）は、本発明の第５実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体２Ｌａ及び軸受９の概略構成を示す断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す被駆動体２Ｌａ及び軸受９の、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。
【００４４】
被駆動体２Ｌの第１の変形例である被駆動体２Ｌａは、コイルバネ１７にボルト１６を挿通した状態で、第１の部品２Ｐａと第２の部品２Ｑとがボルト１６によって締結される構成となっている。第１の部品２Ｐａは、第４実施形態で説明した第１の部品２Ｐに更にコイルバネ１７を配置するための孔部が設けられた構造を有する。第２の部品２Ｑは、第４実施形態で説明した第２の部品２Ｑと同じである。
【００４５】
一般的に、軸受は、外輪及び内輪の軌道面を転動体が転がることによる繰返し応力を受けながら動作するが、この繰返し応力の大きさが軸受の寿命を決定する大きな要因となる。そこで、コイルバネ１７を配置した締結構造としてコイルバネ１７の変位量（圧縮量）を調整することにより、第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃがスラスト方向において相互に押し付け合う力を細かく設定することができる。これにより、振動型駆動装置の使用可能時間に応じた軸受９の繰返し応力を決定することとなる内部予圧力を安定して管理することが可能となる。
【００４６】
＜第６実施形態＞
第６実施形態では、第４実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体２Ｌの第２の変形例について説明する。図８（ａ）は、本発明の第６実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体２Ｌｂ及び軸受９の概略構成を示す断面図である。被駆動体２Ｌの第２の変形例である被駆動体２Ｌｂは、第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂとが、電気抵抗溶接によって溶接領域１８´において接合された構造を有する。
【００４７】
図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す被駆動体２Ｌｂ及び軸受９の、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。但し、図８（ｂ）には、第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂとを電気抵抗溶接により接合する前の部品での状態が示されている。第１の部品２Ｐｂは、第４実施形態で説明した第１の部品２Ｐに、電気抵抗溶接を行うための後述の電極１９を配置するための環状溝２０と、電気抵抗溶接時に溶解する環状突起１８ａとが設けられた構造を有する。第２の部品２Ｑｂは、第４実施形態で説明した第２の部品２Ｑに、電気抵抗溶接時に溶解する環状突起１８ｂが設けられた構造を有する。
【００４８】
図９は、第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂとの電気抵抗溶接工程を説明する図である。図９（ａ）は、第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂの電気抵抗溶接前の配置状態を示す断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂに対して円筒状の電極１９を配置した状態を示す図である。
【００４９】
図９（ａ）に示すように、第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂとを、第１の軸受部９ａ及び転動体９ｄを内包させた状態とする。この時点で、概ね、環状突起１８ａ，１８ｂは突き合わされた状態となる。次に、図９（ａ）に示す状態の第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂとを、図９（ｂ）に示すように電気抵抗器の一対の電極１９間に挟み込み、環状突起１８ａ，１８ｂが突き合わされた状態となるように同軸に配置し、所定の力でスラスト方向に加圧保持する。
【００５０】
続いて、第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂとを介して対向する電極１９間に電流を流す。このとき、環状突起１８ａ，１８ｂに電流が集中し、電気抵抗による発熱で局部的に昇温が生じて溶融することで、第１の部品２Ｐｂの下面と第２の部品２Ｑｂの上面とが密着する。環状突起１８ａ，１８ｂの溶融後に電流印加を停止することで、溶融部が凝固することで、図８（ａ）に示した溶接領域１８´が形成され、第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂとが接合される。このとき、第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂとが電極１９によって加圧された状態で溶接領域１８´が形成されるため、第２の軸受部９ｂと第３の軸受部９ｃの各軌道面によって転動体９ｄが第１の軸受部９ａの軌道面に押圧された状態が維持される。
【００５１】
なお、第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂとは、例えば、オーステーナイト系ステンレス等の電気抵抗の大きい金属材料からなる。一方、転動体９ｄには、タングステンカーバイドやジルコニア等の非導電性材料からなるものが用いられる。よって、電気抵抗溶接時には、転動体９ｄを介した電気経路が絶縁され、溶接すべき環状突起１８ａ，１８ｂに電流（電気的経路）を集中させて、効率的に所望する位置で溶接を行うことができる。ここでは、第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂのそれぞれに環状突起１８ａ，１８ｂを設けたが、いずれか一方にのみ環状突起を設けた構成としてもよい。また、環状突起に代えて、複数の島状の突起が離散的に配置された構成としてもよい。
【００５２】
ところで、電気抵抗溶接を行う場合、２つの電極１９のそれぞれから溶接位置である環状突起１８ａ，１８ｂの接触面までの距離が異なると、溶接部位が十分な溶融温度へ上がらずに所望の溶接品質が得られないことが起こり得る。この問題を解決する方法として、２つの電極１９の大きさを変えることにより、溶接部位が十分な溶融温度に達するように調整する方法がある。しかし、この方法には、２つの電極１９の消耗度合いに差が発生するため、経時的な電極特性の管理が難しいという問題がある。よって、２つの電極１９のそれぞれから溶接部位までの距離を一致させることが理想である。また、電気抵抗溶接では、電流が被溶接物である第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂを通過する過程で溶接に必要な電圧が低下するため、電極間隔は短くすることが望ましい。
【００５３】
そこで、第６実施形態では、第１の部品２Ｐｂに環状溝２０を形成して、環状溝２０に電極１９を挿入配置することで、電極１９から環状突起１８ａの先端面までの距離を短くしている。即ち、第２の部品２Ｑｂに形成された環状突起１８ｂと第２の部品２Ｑｂに接触するように配置される電極１９との間の距離と、第１の部品２Ｐｂに形成された環状突起１８ａと環状溝２０に挿入配置された電極１９との間の距離とを、略一致させている。
【００５４】
なお、電気抵抗溶接に限らず、アーク溶接やレーザ溶接によって第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂとを溶接してもよい。その場合には、環状突起１８ａ，１８ｂを設けず、第１の部品２Ｐｂと第２の部品２Ｑｂとの当接部の外周近傍が溶接部位となる。
【００５５】
＜第７実施形態＞
第７実施形態では、第１実施形態で説明した軸受９と駆動力伝達部材５の変形例について説明する。図１０（ａ）は、本発明の第７実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体２に対して設けられる軸受２９及び駆動力伝達部材２５の概略構成を示す断面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す被駆動体２、軸受２９及び駆動力伝達部材２５の、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。ここでも、第１実施形態に係る振動型駆動装置１００と共通する部品の図示を省略しており、また、それらの説明も省略することとする。
【００５６】
被駆動体２は、第１実施形態で説明したものと同等である。軸受２９は、複数の転動体２９ｄ、第１の軸受部２９ａ、第２の軸受部２９ｂ及び第３の軸受部２９ｃを有する。駆動力伝達部材２５は、フランジ２１と、円環状で板状のゴム部材２２とを有する。
【００５７】
転動体２９ｄ及び第１の軸受部２９ａはそれぞれ、第１実施形態で説明した軸受９を構成する転動体９ｄ及び第１の軸受部９ａと同じである。第１の軸受部２９ａについては、不図示の振動体１側の一部の図示を省略している。第２の軸受部２９ｂは、外周にスラスト方向に延びる延出部を有しており、この延出部の内周面に螺子２３ａが形成されている。第３の軸受部２９ｃは、フランジ２１の一部として、同一素材から一体的に形成されており、第３の軸受部２９ｃの外周面には、第２の軸受部２９ｂの螺子２３ａと螺合する螺子２３ｂが形成されている。
【００５８】
図１０に示す部品の組み付けは、以下の通りに行われる。先ず、第３の軸受部２９ｃに対して第１の軸受部２９ａを配置した後、所定数の転動体２９ｄを軌道位置に配置する。そして、フランジ２１において第３の軸受部２９ｃが設けられている面にゴム部材２２を配置する。なお、ゴム部材２２の内径は、概ね、第３の軸受部２９ｃの外径と等しいが、ゴム部材２２の内径側がフランジ２１から浮き上がることのない値に設定されている。
【００５９】
続いて、第２の軸受部２９ｂを、第３の軸受部２９ｃに対して締め付けトルクを調整して螺合させ、これにより、スラスト方向で相互に押し付け合う力を所定の値に管理する。次に、内周面に接着剤が塗布された被駆動体２を第２の軸受部２９ｂに挿嵌し、被駆動体２のフランジ２１側の面をゴム部材２２を接触させた状態で、被駆動体２の内周面と第２の軸受部２９ｂの外周面との間に介在する接着剤を硬化させる。これにより、組み付けは完了する。
【００６０】
組み付け後は、フランジ２１と被駆動体２とは、ゴム部材２２の摩擦力によって一体的に回転するように（換言すれば、相対的に回転移動することができないように）結合され、また、第２の軸受部２９ｂは被駆動体２に接着されている。そのため、第２の軸受部２９ｂと第３の軸受部２９ｃは被駆動体２の回転に追従して同じ方向に回転し、相対的に位置が変わることはないため、第２の軸受部２９ｂと第３の軸受部２９ｃの螺合部が緩むことはない。したがって、第２の軸受部２９ｂと第３の軸受部２９ｃの螺合部に緩みが生じて軸受２９の剛性が低下することはない。
【００６１】
また、フランジ２１が薄肉であり平面精度を出しにくい場合でも、フランジ２１の平面性の影響がゴム部材２２により緩和されるため、被駆動体２の高精度に加工された摩擦摺動部２ａの平面性を維持することができる。更に、フランジ２１の上面を回転出力の取り出し面として用いることができ、この場合、フランジ２１に加わる外力がゴム部材２２により緩和されて被駆動体２に直接作用することを回避することができる。これにより、被駆動体２と振動体１との安定した接触状態を維持することが可能となる。
【００６２】
＜第８実施形態＞
図１１は、本発明の第８実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体２、軸受２９及びフランジ２１の組み付け状態を示す断面図である。ここでは、第１実施形態に係る振動型駆動装置１００と共通する部品の図示を省略しており、それらの説明も省略することとする。また、軸受については、第７実施形態で説明した軸受２９とは、組み付け方法に違いに起因する部分的な違いはあるが、基本的な構成は同じであるため、第７実施形態で説明した軸受２９と同じ部位については、同じ符号を付して、説明を省略する。これは、後述する第９実施形態及び第１０実施形態でも同様とする。
【００６３】
フランジ２１は、第７実施形態で説明したものと同等である。第２の軸受部２９ｂの延出部の外周面には螺子２３ｃが形成されており、この点で第７実施形態と異なる。被駆動体２の内周面には、第２の軸受部２９ｂの螺子２３ｃと螺合する螺子２３ｄが形成されており、この点で第７実施形態と異なる。
【００６４】
被駆動体２、軸受２９及びフランジ２１の組み付けは、先ず、第３の軸受部２９ｃに第１の軸受部２９ａを配置した後、所定数の転動体２９ｄを軌道位置に配置し、第２の軸受部２９ｂを第３の軸受部２９ｃに対して締め付けトルクを調整して螺合させる。これにより、スラスト方向において第２の軸受部２９ｂと第３の軸受部２９ｃが相互に押し付け合う力を所定の値に管理することは、第７実施形態と同様である。
【００６５】
続いて、被駆動体２がフランジ２１に当接するまで、被駆動体２を第２の軸受部２９ｂに対して螺合させる。このとき、フランジ２１と被駆動体２の当接面は、例えば、接着剤等で接合される。これにより、フランジ２１と被駆動体２とは、相対的に回転移動することができないように接合され、よって、第７実施形態と同様に第２の軸受部２９ｂと第３の軸受部２９ｃの螺合部に緩みが生じて軸受２９の剛性が低下することはない。
【００６６】
なお、第２の軸受部２９ｂにおいて、螺子２３ａ，２３ｃは同時加工により形成することが可能であり、高精度に中心軸を出すことが可能である。よって、第２の軸受部２９ｂ、フランジ２１及び被駆動体２を高精度に、これらの中心軸に沿って螺合させることが可能になることにより、被駆動体２をブレなく安定して回転させることができる。
【００６７】
＜第９実施形態＞
図１２は、本発明の第９実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体２、軸受２９及びフランジ２１の組み付け状態を示す断面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す被駆動体２、軸受２９及びフランジ２１の、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。なお、第１実施形態に係る振動型駆動装置１００と共通する部品の図示を省略しており、それらの説明も省略することとする。
【００６８】
被駆動体２及びフランジ２１は、第７実施形態で説明したものと同じである。第２の軸受部２９ｂの延出部の外周面には、スラスト方向に延在する複数の凸部２４が設けられている。ここでは、凸部２４は、周方向に等間隔で３箇所に設けられている。
【００６９】
被駆動体２、軸受２９及びフランジ２１の組み付けは、先ず、第３の軸受部２９ｃに第１の軸受部２９ａを配置した後、所定数の転動体２９ｄを軌道位置に配置し、第２の軸受部２９ｂを第３の軸受部２９ｃに対して締め付けトルクを調整して螺合させる。これにより、スラスト方向において第２の軸受部２９ｂと第３の軸受部２９ｃとが相互に押し付け合う力を所定の値に管理することは、第７実施形態と同様である。続いて、被駆動体２を第２の軸受部２９ｂの外周面に設けられた凸部２４に沿わせて挿嵌し、被駆動体２をフランジ２１に当接させ、フランジ２１と被駆動体２の当接面を、例えば、接着剤等で固定する。また、第２の軸受部２９ｂに設けられた複数の凸部２４と被駆動体２の内周面との接触面の少なくとも１箇所を接着剤により接合する。
【００７０】
これにより、第７実施形態と同様に、第２の軸受部２９ｂと第３の軸受部２９ｃの螺合部に緩みが生じて軸受２９の剛性が低下することはない。また、被駆動体２と第２の軸受部２９ｂの接合部が離散的なため、第２の軸受部２９ｂの真円度や転動体２９ｄの動きに伴う変形の影響を被駆動体２が受け難く、これにより、摩擦摺動部２ａの平滑性と平面度を良好に維持することができる。
【００７１】
なお、凸部２４は、第２の軸受部２９ｂに１箇所以上設けられていればよく、また、第２の軸受部２９ｂではなく被駆動体２に設けられていてもよい。更に、第３の軸受部２９ｃの外周面が被駆動体２の内周面と当接するように第２の軸受部２９ｂと第３の軸受部２９ｃの形状を変更した上で、第３の軸受部２９ｃの外周面に凸部２４を設けてもよい。形状変更例としては、例えば、第２の軸受部２９ｂの延出部に相当する部位を第３の軸受部２９ｃに設け、第２の軸受部２９ｂの外周面を第３の軸受部２９ｃに設けた内周面と螺合又は嵌合させる構成が挙げられる。
【００７２】
凸部２４の形状は、棒状に限らず、Ｒ形状、球面形状或いはローレット形状等でもよい。被駆動体２と第２の軸受部２９ｂとの間隙には、接着剤が充填されてもいてもよく、これにより被駆動体２と第２の軸受部９ｂの接合力を強固にすることができる。
【００７３】
＜第１０実施形態＞
図１３は、本発明の第１０実施形態に係る振動型駆動装置を構成する被駆動体２、軸受２９及びフランジ２１の組み付け状態を示す断面図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示す被駆動体２、軸受２９及びフランジ２１の、スラスト方向の中心軸を含む断面で示す分解斜視図である。なお、第１実施形態に係る振動型駆動装置１００と共通する部品の図示を省略しており、それらの説明も省略することとする。
【００７４】
フランジ２１は、第７実施形態で説明したものと同じである。第２の軸受部２９ｂは、第９実施形態で説明した物と同じである。被駆動体２は、その内周面に第２の軸受部２９ｂに設けられた凸部２４と嵌合する凹部２７が設けられている点で、第９実施形態と異なる。第２の軸受部２９ｂに設けられた凸部２４と被駆動体２に設けられた凹部２７とを嵌合させることにより、被駆動体２と第２の軸受部２９ｂとを、周方向において滑りが生じることなく、相対的な回転移動を確実に防止することができる。また、第９実施形態と同様の効果も、当然に、得られる。第２の軸受部２９ｂと被駆動体２との嵌合は、凹凸形状に限らず、１箇所のキーとキー溝の組合せでもよく、連続した凹凸形状やギア形状でもあってもよい。
【００７５】
＜第１１実施形態＞
第１１実施形態では、振動型駆動装置１００を用いた画像形成装置について説明する。図１４（ａ）は、振動型駆動装置１００を用いた画像形成装置２００の部分的な構成を示す側面図である。
【００７６】
画像形成装置２００は、例えば、プリンタや複写機等であり、感光体３１、露光光源３２、現像器３３、帯電部３４、転写器３５、搬送ユニット３６及び定着器３７を有する。帯電部３４は、感光体３１を帯電させる。露光光源３２から感光体３１の表面へ光が照射され、感光体３１の表面に静電潜像が形成される。現像器３３は、トナー等を有し、静電潜像をトナーで現像する。転写器３５は、感光体３１上に形成されたトナー画像を用紙等の記録媒体３８に転写する。搬送ユニット３６は、記録媒体３８を搬送する。定着器３７は、記録媒体３８に形成されたトナー画像を定着させる。
【００７７】
図１４（ｂ）は、搬送ユニット３６の概略構成を示す上面図である。搬送ユニット３６は、モータ保持部材３９ａ、ローラ保持部材３９ｂ、振動型駆動装置１００及びローラ４０を有する。
【００７８】
搬送ユニット３６は、モータ保持部材３９ａとローラ保持部材３９ｂにより、画像形成装置２００の不図示の本体に保持されている。振動型駆動装置１００は、被駆動体２を摩擦駆動することにより高トルクを発生することができる。この特性を利用して、振動型駆動装置１００の出力軸４はローラ４０に直結されて、ローラ４０を直接駆動している。これにより、電磁モータを用いた場合のようにギアで減速を行う必要がないため、ギアのバックラッシによる停止位置精度のバラツキやギアの駆動音等を低減することが可能となり、高精度で静粛性の高い搬送装置を実現することができる。また、振動型駆動装置１００は、振動体１と被駆動体２とが摩擦接触しているため、起動の高速化が可能である。そのため、搬送ユニット３６は、例えば、印刷時に用紙の移動停止が頻繁に繰り返されるインクジェットプリンタ等に好適である。なお、振動型駆動装置１００は、搬送ユニット３６に制限されず、感光体３１の回転駆動装置としても用いることができる。
【００７９】
＜第１２実施形態＞
第１２実施形態では、振動型駆動装置１００を用いた位置決めステージについて説明する。位置決めステージとして、集積回路の小型高密度化や電子機器の小型化等を背景として、微細加工やハンダ付けを高精度に行うための位置決めステージが求められている。ステージを駆動する駆動源がステージと共に移動する構成では、駆動源を含む位置決めステージ全体の大型化や重量化が、イナーシャによるステージの停止位置精度をばらつかせる原因となるため、ステージ全体の小型軽量化が求められる。一般的な電磁モータを駆動源とする位置決めステージでは、ボールギアを用いて複数のギアで減速することにより位置決め精度の向上を図っている。しかし、この場合には、構成が複雑となり、小型軽量化を図ることは難しい。
【００８０】
これに対して，駆動源として振動型駆動装置１００を用いることにより、高い位置決め精度を有する位置決めステージを、簡易な構成で実現し、且つ、小型軽量化を図ることができる。図１５は、振動型駆動装置１００を用いた位置決めステージ３００の概略構成を示す斜視図である。位置決めステージ３００は、ステージ４５、エンコーダセンサ４６、エンコーダスケール４７を有する。ステージ４５は、Ｘ方向駆動用とＹ方向駆動用の２つの振動型駆動装置１００により駆動される。
【００８１】
摩擦駆動により微少送りが可能な振動型駆動装置１００を搭載した位置決めステージ３００では、例えば、ステージ４５側に配置された不図示のラックと振動型駆動装置１００に取り付けられた不図示のピニオンギアとの組合せにより低速で駆動することができる。こうして、位置決めステージ３００の構造を簡素化して、小型軽量化を実現することができると共に、停止位置精度の向上を図ることができる。また、位置決めステージ３００の可動部側面に設けられたエンコーダスケール４７をエンコーダセンサ４６で読み取り、ステージ４５の相対移動量を検出する。検出された相対移動量を振動型駆動装置１００の駆動制御にフィードバックすることにより、ステージ４５を高精度に位置決めすることができる。
【００８２】
＜第１３実施形態＞
第１３実施形態では、振動型駆動装置１００を用いた多関節ロボットについて説明する。ここでは、多関節ロボットを医用システムであるＭＲＩ診断装置に適用した例について説明する。図１６（ａ）は、振動型駆動装置１００を用いた多関節ロボット６０の概略構成を示す斜視図である。図１６（ｂ）は、多関節ロボット６０を備えるＭＲＩ診断装置４００の概略構成を示す斜視図である。
【００８３】
ＭＲＩ診断装置４００では高磁場を発生させるため、磁石を使用する電磁モータをはじめとして、磁性を帯びる材質を用いた装置を設置する場合には、診断画像への影響が生じないように予防措置を施す必要がある。これに対して、振動型駆動装置１００は、磁石を使用しないため、ＭＲＩ診断装置４００の近傍又は内部に設置することができる。
【００８４】
多関節ロボット６０は、医療器具６１と、医療器具６１を保持し、移動可能に構成された多関節アームとを備える。多関節アームは、各々回転１自由度を持つ第１関節部６２、第２関節部６３、第３関節部６４、第４関節部６５を介して第１アーム７１、第２アーム７２、第３アーム７３、第４アーム７４が直列に連結された４軸垂直多関節構造を有する。各関節部に不図示の振動型駆動装置１００が組み込まれており、それぞれの振動型駆動装置１００が各関節部での回転運動を行うことで各アームを駆動する。そして、ＭＲＩ診断装置４００によって被検者の画像情報を取得しながら、第４アーム７４の先端に装着された医療器具６１が任意の医療処置を行う。
【００８５】
具体的には、図１６（ｂ）に示すように、多関節ロボット６０は、ドーナツ型のＭＲＩ診断装置４００の近傍に配置されている。ＭＲＩ診断装置４００は、環状に構成された磁場発生部５１と、被験者が入る円筒部分であるボア５２と、被検者５４を横たわらせる処置台５３と、処置台５３をボア５２に対して接近／離間させる支持台５５とを有する。多関節ロボット６０は、医療器具６１をボア５２に挿入可能な位置に配置されている。
【００８６】
ＭＲＩ診断装置４００により取得した画像情報に基づき、多関節ロボット６０が駆動されて、医療器具６１による医療処置が行われる。医療処置としては、各種の手術や診断等であり、医療器具６１の具体例としては、エンドエフェクタ、メス、鉗子、ニードル、プローブ及び診断用器具等を挙げることができる。
【００８７】
支持台５５にも、処置台５３を移動するための駆動源として振動型駆動装置１００が装備されている。前述の通り、振動型駆動装置１００は磁石を使用していないため、磁場発生部５１の近傍に配置することが可能であり、よって、処置台５３の設計の自由度を上げることが可能である。また、振動型駆動装置１００は、多関節ロボット６０の関節部に直接配置してアームを直接駆動することができ、ギアやベルト等の駆動力伝達のための部品点数を少なくして、医療装置の応答性を高めることができる。更に、多関節ロボット６０全体を非磁性材料で構成することができるため、ボア５２内で医療処置を行う際の被検者５４の画像情報への影響を最小限に抑えることができる。
【００８８】
ここでは、ドーナツ型のＭＲＩ診断装置４００のボア５２内に医療器具６１を挿入する例を示したが、ＭＲＩ診断装置の構成はドーナツ型に限定されるものではない。また、多関節ロボット６０として、４軸垂直多関節型の構成について説明したが、これに限らず、水平多関節型や平行リンク機構型のものであってもよく、各関節部での動作の自由度、振動型駆動装置１００の設置場所や数は限定されるものではない。
【００８９】
＜その他の実施形態＞
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１    振動体
２，２Ｊ，２Ｋ，２Ｌ，２Ｌａ，２Ｌｂ    被駆動体
２Ｐ，２Ｐａ，２Ｐｂ    第１の部品
２Ｑ，２Ｑｂ    第２の部品
３    加圧部材
４    出力軸
５    駆動力伝達部材
６    圧電素子
７    弾性体
８    基台
９，２９    軸受
９ａ，２９ａ    第１の軸受部
９ｂ，２９ｂ    第２の軸受部
９ｃ，２９ｃ    第３の軸受部
９ｄ    転動体
２１    フランジ
２２    ゴム部材
３６    搬送ユニット
４５    ステージ
５１    磁場発生部
５２    ボア
６０    多関節ロボット
１００    振動型駆動装置
２００    画像形成装置
３００    位置決めステージ
４００    ＭＲＩ診断装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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