JPH01264582A - Ultrasonic linear motor - Google Patents

Ultrasonic linear motor

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JPH01264582A
JPH01264582A JP63092703A JP9270388A JPH01264582A JP H01264582 A JPH01264582 A JP H01264582A JP 63092703 A JP63092703 A JP 63092703A JP 9270388 A JP9270388 A JP 9270388A JP H01264582 A JPH01264582 A JP H01264582A
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JP
Japan
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slider
elastic body
vibrator
piezoelectric element
vibration
Prior art date
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Pending
Application number
JP63092703A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoki Funakubo
朋樹 舟窪
Hideo Adachi
日出夫 安達
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP63092703A priority Critical patent/JPH01264582A/en
Publication of JPH01264582A publication Critical patent/JPH01264582A/en
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To move a slider smoothly by forming a projection to a contact section with the slider of the top face of an elastic body. CONSTITUTION:A vibrator A is composed of an elastic body 40 shaped to a U shape by an elastic member and piezoelectric elements 41-43 and the like. A projection 46 is formed to the top face of the elastic body 40 in the rectangular direction to the direction of movement of a slider B. Even when the top face of the elastic body 40 as a contact surface with the slider B is polished and flatness is not kept with high accuracy, the slider B is shifted in the right direction or the left direction when the slider B is pressure-welded to the projection 46 under the state of vibrations by a proper pushing means.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧電素子等の電気・機械変換素子を振動源と
して用いた超音波リニアモータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ultrasonic linear motor using an electro-mechanical transducer such as a piezoelectric element as a vibration source.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

最近、従来の電磁型モータに代わる新しいモータとして
超音波モータが脚光を浴びている。この超音波モータは
原理的に新しいというだけでなく、従来の電磁型モータ
に比べて次のような利点を有している。
Recently, ultrasonic motors have been in the spotlight as new motors that can replace conventional electromagnetic motors. This ultrasonic motor is not only new in principle, but also has the following advantages over conventional electromagnetic motors.

■ 薄型、軽量、コンパクトである。■ Thin, lightweight, and compact.

■ ギヤなしで低速・高トルクが得られる。■ Low speed and high torque can be obtained without gears.

■ 部品構成が単純で信頼性が高い。■ The component configuration is simple and highly reliable.

■ 磁気的影響の授受がない。■ There is no exchange of magnetic influence.

■ バックラッシュがなく位置決めが容易である。■ There is no backlash and positioning is easy.

かくしてこれらの利点を生かすべく、種々の応用技術の
研究が進められている。
In order to take advantage of these advantages, various applied techniques are being researched.

超音波モータは大きくは円環型とリニア型に分けられる
。第11図はリニア型の超音波モータの従来例を示す図
である。図中左側のランジュバン型圧電振動子1を振動
させて、ホーン2の先端を弾性体からなる伝播棒3につ
きあてることにより、伝播棒3に屈曲進行波を発生させ
る。この屈曲進行波は破線矢印で示すように伝播棒3を
右方向に伝播して行く。そしてこの進行波は伝播棒3の
右端につきあてられている同様なホーン4を介してラン
ジュバン型圧電振動子5を励振させる。この時、図のL
とRとを適当に選択してインピーダンスマツチングさせ
、この進行波のエネルギーをすべて吸収させる。こうす
ると上記進行波は常に定常的に左方から右方に進むこと
になる。
Ultrasonic motors can be broadly divided into annular and linear types. FIG. 11 is a diagram showing a conventional example of a linear type ultrasonic motor. By vibrating the Langevin type piezoelectric vibrator 1 on the left side of the figure and bringing the tip of the horn 2 into contact with the propagation rod 3 made of an elastic body, a bending traveling wave is generated in the propagation rod 3. This bending traveling wave propagates rightward in the propagation rod 3 as shown by the broken line arrow. This traveling wave then excites the Langevin type piezoelectric vibrator 5 via a similar horn 4 attached to the right end of the propagation rod 3. At this time, L in the diagram
and R are appropriately selected and impedance matched to absorb all the energy of this traveling wave. In this way, the traveling wave will always travel steadily from the left to the right.

さてこのような屈曲進行波の生じている伝播棒3の表面
にスライダー6をある一定の押圧力で圧接保持させると
、スライダー6は実線矢印で示すように図中右方向へと
移動していく。
Now, when the slider 6 is held in pressure contact with the surface of the propagation rod 3 where such a bending traveling wave is generated with a certain pressing force, the slider 6 moves to the right in the figure as shown by the solid line arrow. .

第12図は上記伝播棒3の屈曲進行波とスライダー6と
の関係を模式的に示す斜視図である。なお同図中33は
伝播棒3に相当する弾性体、66はスライダー6に相当
する移動体である。第11図に示すように弾性体33の
質点Pは楕円軌跡を描いている。したがってこの楕円軌
跡を描いている弾性体33の上に移動体66を所定圧力
で圧接させると、移動体66はその進行波の進行方向と
は逆方向に駆動される。
FIG. 12 is a perspective view schematically showing the relationship between the bending traveling wave of the propagation rod 3 and the slider 6. In the figure, 33 is an elastic body corresponding to the propagation rod 3, and 66 is a moving body corresponding to the slider 6. As shown in FIG. 11, the mass point P of the elastic body 33 draws an elliptical locus. Therefore, when the movable body 66 is brought into pressure contact with the elastic body 33 which is drawing this elliptical locus under a predetermined pressure, the movable body 66 is driven in a direction opposite to the traveling direction of the traveling wave.

しかし上記の如く構成された超音波リニアモータは、装
置全体が大型化してしまうこと、また進行波が伝播棒3
の他端で吸収されて熱エネルギーに変換されてしまい効
率が悪いこと等の問題点があった。
However, with the ultrasonic linear motor configured as described above, the entire device becomes large, and the traveling wave is transmitted through the propagation rod.
There were problems such as poor efficiency as it was absorbed at the other end and converted into thermal energy.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

そこで本発明者らは次に述べるような構成の超音波リニ
アモータを提案した。
Therefore, the present inventors proposed an ultrasonic linear motor having the following configuration.

第13図は本発明者らが既に提案した超音波リニアモー
タの構成図である。Aは振動子であり、Bはスライダー
であり、Cは駆動制御系である。
FIG. 13 is a configuration diagram of an ultrasonic linear motor already proposed by the present inventors. A is a vibrator, B is a slider, and C is a drive control system.

振動子Aは弾性部材をコの字形に形成した弾性体10の
直交した二側壁に、板状の圧電素子11および12を接
着剤等を用いて固着したものである。
The vibrator A has plate-shaped piezoelectric elements 11 and 12 fixed to two perpendicular side walls of an elastic body 10 formed into a U-shape using an adhesive or the like.

なお圧電素子11は図中縦方向に、圧電索子12は横方
向に分極されている。弾性体10はビス14により基台
13に固定されている。また圧電素子11.12の電極
面からはリード線15゜16か取出され、これらを介し
て駆動制御電圧が印加される。
Note that the piezoelectric element 11 is polarized in the vertical direction in the figure, and the piezoelectric cord 12 is polarized in the horizontal direction. The elastic body 10 is fixed to the base 13 with screws 14. Further, lead wires 15 and 16 are taken out from the electrode surfaces of the piezoelectric elements 11 and 12, and a drive control voltage is applied through these.

すなわち駆動制御系Cの高周波電源から出力された交流
信号は、一方において電力増幅器18により増幅された
のち、圧電素子11に印加される。他方スイッチ19を
a側にした場合には「−90°移相器」31により位相
を−900ずらされた高周波電圧か増幅器20を介して
圧電素子12に印加される。そうすると弾性体lo上の
質点は、第14図(a)に示す如く楕円振動をする。こ
の時、スライダーBを弾性体1oの上面に抑圧すると、
図の右方向へ移動する。またスイッチ19をb側にした
場合には「+90°移相器」32により位相を+90°
ずらされた高周波電圧が増幅器20を介して圧電素子1
2に印加される。
That is, the AC signal output from the high frequency power source of the drive control system C is amplified by the power amplifier 18 on the one hand, and then applied to the piezoelectric element 11 . On the other hand, when the switch 19 is set to the a side, a high frequency voltage whose phase is shifted by -900 by the "-90° phase shifter" 31 is applied to the piezoelectric element 12 via the amplifier 20. Then, the mass point on the elastic body lo undergoes elliptical vibration as shown in FIG. 14(a). At this time, if the slider B is pressed against the upper surface of the elastic body 1o,
Move to the right in the diagram. When the switch 19 is set to the b side, the phase is changed to +90° by the "+90° phase shifter" 32.
The shifted high frequency voltage is applied to the piezoelectric element 1 via the amplifier 20.
2.

そうすると弾性体1°0上の質点は第14図(b)に示
すような楕円振動をする。この時、スライダーBを弾性
体10の上面に押圧すると、スライダーBは図の左方向
へ移動する。なお上記駆動制御系Cは、高周波電源17
の出力信号をスイッチ19を操作することにより、「−
90°移相器」31または「+90°移相器」32に導
いているが、第15図に示すように、スイッチ19をa
側にした場合は直接に増幅器20に導き、b側にした場
合はr180’移相器」21に導くようにしてもよい。
Then, the mass point on the elastic body 1°0 vibrates elliptically as shown in FIG. 14(b). At this time, when the slider B is pressed against the upper surface of the elastic body 10, the slider B moves to the left in the figure. Note that the drive control system C includes a high frequency power source 17.
By operating the switch 19, the output signal of "-
90° phase shifter" 31 or "+90° phase shifter" 32, but as shown in FIG.
If it is set to the b side, it may be led directly to the amplifier 20, and if it is set to the b side, it may be led to the r180' phase shifter 21.

このような駆動制御系りを用いて圧電素子11および1
2に電圧を印加すれば、振動子Aには傾斜往復振動が励
起される。
Using such a drive control system, the piezoelectric elements 11 and 1
When a voltage is applied to oscillator 2, tilted reciprocating vibration is excited in oscillator A.

ところが、上、記した超音波リニアモータは、装置・の
小型化およびエネルギー変換効率の向上には適している
が、次のような問題点があった。
However, although the ultrasonic linear motor described above is suitable for downsizing the device and improving energy conversion efficiency, it has the following problems.

振動子Aの上面における楕円振動または傾斜往復振動を
行なっている質点の振幅幅は、約数p程度しかないので
、スライダーBをスムーズに移動させるためには、上記
振動子Aの上面を高精度に研磨して平面度を高める必要
がある。また振動子Aを直列に多数曲べて使用する場合
には、振動子Aの高さを正確に一致させる必要があり、
非常に難しい調整を必要とする。
The amplitude width of the mass point performing elliptical vibration or tilted reciprocating vibration on the top surface of the vibrator A is only about a few p, so in order to move the slider B smoothly, the top surface of the vibrator A must be moved with high precision. It is necessary to polish to improve flatness. In addition, when using a large number of transducers A bent in series, the heights of the transducers A must be precisely matched.
Requires very difficult adjustments.

そこで本発明の目的は、振動子上面の高精度な研磨作業
や、振動子相互間の高精度な高さ調整を行なわなくても
スライダーをスムーズに移動させ得る超音波リニアモー
タを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic linear motor that can smoothly move a slider without the need for highly accurate polishing of the upper surface of the vibrator or highly accurate height adjustment between the vibrators. be.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

そこで本発明は上記課題を解決し目的を達成するために
次のような手段を講じた。すなわち、この字形をした弾
性体の第1の面に第1の圧電素子を接合し、この第1の
圧電素子を電気的に駆動して第1の定在波を発生させ、
前記第1の面に対して直交する第2の面に第2の圧電素
子を接合し、この第2の圧電素子を電気的に駆動して第
2の定在波を発生させ、前記両定在波の合成により前記
コの字形をした弾性体の任意の面に楕円振動ないし傾斜
往復振動を発生させ、この振動を発生させた面にスライ
ダーを押圧させてスライダーを直線運動させる超音波リ
ニアモータにおいて、前記弾性体の振動を発生させた面
に突条を設けるようにした。
Therefore, the present invention has taken the following measures in order to solve the above problems and achieve the objectives. That is, a first piezoelectric element is bonded to the first surface of the elastic body having this letter shape, and this first piezoelectric element is electrically driven to generate a first standing wave,
A second piezoelectric element is bonded to a second surface perpendicular to the first surface, and the second piezoelectric element is electrically driven to generate a second standing wave. An ultrasonic linear motor that generates elliptical vibration or tilted reciprocating vibration on any surface of the U-shaped elastic body by combining existing waves, and presses the slider against the surface that generates this vibration to move the slider linearly. In this case, a protrusion is provided on the surface of the elastic body where the vibration is generated.

〔作用〕[Effect]

上記手段を講じたことにより次のような作用を呈する。 By taking the above measures, the following effects are achieved.

振動子に取付けた圧電素子に電圧を印加することにより
、振動子には縦方向および横方向の振動が励起され、こ
の両方向の振動が重ね合わされることにより、振動子は
楕円振動または傾斜往復振動を行なう。そして弾性体の
突条を形成した面にスライダーを抑圧保持させれば、ス
ライダーとの接触面の平面度をそれほど高めなくても、
また振動子相互の高さを正確に一致させなくても、スラ
イダーを左右両方向にスムーズに移動させることができ
る。
By applying voltage to the piezoelectric element attached to the vibrator, the vibrator is excited to vibrate in the vertical and horizontal directions, and by superimposing the vibrations in both directions, the vibrator produces elliptical vibration or tilted reciprocating vibration. Do this. If the slider is pressed and held on the surface of the elastic body on which the protrusions are formed, the flatness of the contact surface with the slider cannot be increased that much.
Furthermore, the slider can be smoothly moved in both left and right directions even if the heights of the vibrators are not precisely matched.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の第1実施例の構成を示す斜視図である
。なお同図においては駆動回路は省略しである。Aは振
動子であり、黄銅、ステンレス鋼。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a first embodiment of the present invention. Note that the drive circuit is omitted in the figure. A is a vibrator, made of brass or stainless steel.

アルミニューム等の機械的損失の少ない弾性部材により
コの字形に形成された弾性体40と、圧電素子41およ
び42.43などから構成されている。この振動子Aは
ビス44.45により図示していない基台に固定されて
いる。弾性体40の上面には突条46がスライダーBの
移動方向く矢印方向)に対して直角方向に形成されてい
る。弾性体40の突条46を設けた壁体の下面には圧電
素子41が固着され、弾性体40の左右の側壁外面には
圧電素子42および43が接着剤等を用いて固着されて
いる。これらの圧電素子には焼き付けAg等による電極
面が設けられている。なお圧電素子42.43の取付は
箇所は同図に示す箇所に限定されるものではなく、例え
ば弾性体40の側壁内面であってもよい。
It is comprised of an elastic body 40 formed in a U-shape from an elastic material with little mechanical loss, such as aluminum, and piezoelectric elements 41, 42, 43, and the like. This vibrator A is fixed to a base (not shown) with screws 44 and 45. A protrusion 46 is formed on the upper surface of the elastic body 40 in a direction perpendicular to the moving direction of the slider B (the direction of the arrow). A piezoelectric element 41 is fixed to the lower surface of the wall provided with the protrusion 46 of the elastic body 40, and piezoelectric elements 42 and 43 are fixed to the outer surfaces of the left and right side walls of the elastic body 40 using an adhesive or the like. These piezoelectric elements are provided with electrode surfaces made of baked Ag or the like. Note that the piezoelectric elements 42 and 43 are not limited to the locations shown in the figure, but may be mounted on the inner surface of the side wall of the elastic body 40, for example.

第2図は振動子Aを振動させスライダーBを駆動するた
めの駆動制御系を示す図である。高周波電源51の出力
信号は、一方にお□いて増幅器52で増幅されたのち、
圧電索子41(本図では不図示)に印加される。また他
方においてO〜360°まで位相を可変できる移相器5
3で位相をすらされたのち、増幅器54で増幅され、圧
電素子42,43(本図では不図示)にそれぞれ印加さ
れる。
FIG. 2 is a diagram showing a drive control system for vibrating the vibrator A and driving the slider B. The output signal of the high frequency power supply 51 is amplified by an amplifier 52 on one side, and then
The voltage is applied to the piezoelectric cord 41 (not shown in this figure). On the other hand, a phase shifter 5 that can vary the phase from 0 to 360°
3, the signal is amplified by an amplifier 54, and applied to piezoelectric elements 42 and 43 (not shown in this figure), respectively.

第3図(a)〜(C)は圧電素子41および42.43
の分極方向を示す図である。圧電索子42に電圧が印加
されると、同図(a)の矢印方向に分極され、圧電素子
41に電圧が印加されると、同図(b)の矢印方向に分
極され、圧電素子43に電圧が印加されると、同図(e
)の矢印方向に分極される。このような分極方向は振動
子Aに所望の振動を励起させるために任意に設定したも
のである。
FIGS. 3(a) to 3(C) show piezoelectric elements 41 and 42.43.
It is a figure showing the polarization direction of. When a voltage is applied to the piezoelectric cord 42, it is polarized in the direction of the arrow in FIG. When a voltage is applied to the same figure (e
) is polarized in the direction of the arrow. Such a polarization direction is arbitrarily set in order to excite the vibrator A to a desired vibration.

以上のように準備された本実施例によれば、次のような
作用効果を奏する。増幅器52により増幅された電圧が
圧電素子41に印加されると、振動子Aは第4図(a)
に示す動作モードで振動する。また移相器53を通り位
相のずらされた出力電圧が増幅器54により増幅され、
圧電素子42および43に印加されると、振動子Aは第
4図(b)に示す動作モードで振動する。上記両モード
が合成されることにより、振動子Aは、第5図(a)〜
(d)に示すような振動軌跡を描く。特に突条46部分
は最大の振幅で振動する。なお突条46がどのような振
動を行なうかは、移相器53を調節して移相の程度を変
えることにより決定される。例えば第5図(a)に示す
傾斜往復振動は移相0°の場合であり、同図(b)に示
す楕−10= 円振動は移相270°の場合であり、同図(C)に示す
傾斜往復振動は移相180°の場合であり、同図(d)
に示す楕円振動は移相90°の場合である。
According to this embodiment prepared as described above, the following effects are achieved. When the voltage amplified by the amplifier 52 is applied to the piezoelectric element 41, the vibrator A becomes as shown in FIG. 4(a).
It vibrates in the operating mode shown in . Further, the output voltage whose phase has been shifted through the phase shifter 53 is amplified by the amplifier 54,
When applied to the piezoelectric elements 42 and 43, the vibrator A vibrates in the operating mode shown in FIG. 4(b). By combining the above two modes, the vibrator A becomes as shown in Fig. 5(a) -
Draw a vibration trajectory as shown in (d). In particular, the protrusion 46 portion vibrates with maximum amplitude. Note that the type of vibration that the protrusion 46 performs is determined by adjusting the phase shifter 53 to change the degree of phase shift. For example, the tilted reciprocating vibration shown in Figure 5(a) is for a phase shift of 0°, the elliptical-10 = circular vibration shown in Figure 5(b) is for a phase shift of 270°, and the elliptical vibration shown in Figure 5(C) is for a phase shift of 270°. The tilted reciprocating vibration shown in is for a phase shift of 180°, and the figure (d)
The elliptic vibration shown in is for a phase shift of 90°.

したがって、スライダーBとの接触面である弾性体40
の上面を研磨して高精度に平面度を保たなくても、上述
した振動状態にある突条46に適当な抑圧手段によって
スライダーBを圧接させれば、スライダーBは右方向あ
るいは左方向に移動する。突条46が第5図(a)また
は(b)に示す振動状態であれば、スライダーBは図中
左方向へ移動し、同図(c)または(d)に示す振動状
態であれば、図中右方向へ移動する。
Therefore, the elastic body 40 which is the contact surface with the slider B
Even if the upper surface is not polished to maintain a highly accurate flatness, if the slider B is brought into pressure contact with the protrusion 46 in the above-mentioned vibrating state using an appropriate suppressing means, the slider B will move to the right or left. Moving. If the protrusion 46 is in the vibrating state shown in FIG. 5(a) or (b), the slider B moves to the left in the figure, and if it is in the vibrating state shown in FIG. 5(c) or (d), Move to the right in the diagram.

本実施例においては、弾性体40に形成した突条46を
直方体状のものとしたが、第6図(a)(、b)に示す
如く、断面形状が三角または半円をなすものであっても
同様の効果が得られる。
In this embodiment, the protrusion 46 formed on the elastic body 40 is shaped like a rectangular parallelepiped, but it may also have a triangular or semicircular cross-sectional shape as shown in FIGS. The same effect can be obtained.

第7図は本発明の第2実施例の構成を示す側面図である
。なお本実施例で用いている振動子AはT51実施例で
用いた振動子Aと同様のものである。
FIG. 7 is a side view showing the configuration of a second embodiment of the present invention. Note that the vibrator A used in this example is the same as the vibrator A used in the T51 example.

基台60土に複数個(本例では3個)の振動子Aを所定
の間隔で配列し、ビスにより固定している。
A plurality of vibrators A (three in this example) are arranged at predetermined intervals on the base 60 and fixed with screws.

各振動子Aの上方には、回転自在なコロ61がそれぞれ
配設されており、バネ部材62により適当な押圧力で各
振動子上の突条に圧接している。なお上記バネ部材62
は取付は基板63に固定されている。そして突条46と
コロ61との間にはスライダーBが挿入されている。被
駆動体であるスライダーBは例えば磁気カード、光カー
ド、テープ等のものであってもよい。
A rotatable roller 61 is disposed above each vibrator A, and is pressed against a protrusion on each vibrator with an appropriate pressing force by a spring member 62. Note that the spring member 62
The mounting is fixed to the board 63. A slider B is inserted between the protrusion 46 and the roller 61. The slider B, which is the driven body, may be, for example, a magnetic card, an optical card, a tape, or the like.

このような装置において、振動子Aを第1実施例と同様
に第2図に示す駆動制御系を用いて振動すれば、振動子
A相互間の高さ調整を格別厳密に行なわなくても、スラ
イダーBを右方または左方へスムーズに移動させること
ができる。
In such a device, if the vibrators A are vibrated using the drive control system shown in FIG. 2 in the same way as in the first embodiment, the heights between the vibrators A can be adjusted without particular precision. Slider B can be smoothly moved to the right or left.

第8図は第1実施例および第2実施例に示した振動子A
の変形例を示す斜視図である。本変形例における振動子
AAが前記振動子Aと異なる点は、コの字形をした弾性
体70の上面に二本の突条71.72を設けたこと、お
よび縦方向の振動を二次のモードで行なわせるようにし
た点である。
FIG. 8 shows the vibrator A shown in the first embodiment and the second embodiment.
It is a perspective view showing a modification of . The vibrator AA in this modification differs from the vibrator A in that two protrusions 71 and 72 are provided on the upper surface of the U-shaped elastic body 70, and that the vertical vibration is suppressed by the secondary vibration. The point is that it can be done in mode.

すなわち本例に示す振動子AAは第1の定在波として2
次の次数のモードを使っている。弾性、体70の裏側面
には圧電素子73を固着している。
That is, the vibrator AA shown in this example has 2 as the first standing wave.
It uses modes of the following orders: A piezoelectric element 73 is fixed to the back side of the elastic body 70.

また圧電素子73を固着した面に対して直交した左右両
側壁には圧電素子74よび75が固着されている。振動
子AAはビス76.77により図示していない基台に固
定されてりる。
Further, piezoelectric elements 74 and 75 are fixed to the left and right side walls perpendicular to the surface to which the piezoelectric element 73 is fixed. The vibrator AA is fixed to a base (not shown) with screws 76 and 77.

第9図は圧電素子73の分極方向を示す図である。圧電
素子73の分極状態は、同図中矢印で示すように、中央
部位は図中下向きに、両側部分は図中上向きに分極され
る。なお圧電素子74および75は、第3図(a)およ
び(c、)と同様に分極される。
FIG. 9 is a diagram showing the polarization direction of the piezoelectric element 73. As shown by the arrows in the figure, the polarization state of the piezoelectric element 73 is such that the center portion is polarized downward in the figure and the side portions are polarized upward in the figure. Note that the piezoelectric elements 74 and 75 are polarized in the same manner as in FIGS. 3(a) and 3(c).

このように構成された振動子AAを、第2図に示す駆動
制御系を用いて振動させた場合の作用効果について説明
する。圧電素子73に電圧が印加されると、第9図の矢
印の如くに分極され、上向きおよび下向きの振動が励起
される。その結果、振動子AAは第10図に示す如く、
突条71および72部分は上方向のモードで振動し、突
条71と72との間にある中央部位は下方向のモードで
振動する。また左右の圧電素子74.75に電圧が印加
されると、第4図(b)に示したモードと同様のモード
で振動する。そして前記各モードが合成されると、第5
図(a)〜(d)、に示したのと同様な傾斜往復振動ま
たは楕円振動を行なう。
The effects when the vibrator AA configured as described above is vibrated using the drive control system shown in FIG. 2 will be described. When a voltage is applied to the piezoelectric element 73, it is polarized as shown by the arrows in FIG. 9, and upward and downward vibrations are excited. As a result, the vibrator AA is as shown in FIG.
The protrusions 71 and 72 vibrate in an upward mode, and the central portion between the protrusions 71 and 72 vibrates in a downward mode. Further, when a voltage is applied to the left and right piezoelectric elements 74 and 75, they vibrate in a mode similar to that shown in FIG. 4(b). Then, when each mode is combined, the fifth
A tilted reciprocating vibration or an elliptical vibration similar to that shown in Figures (a) to (d) is performed.

したがって第1実施例と同様にしてスライダー(不図示
)を圧接させれば、このスライダーは左右両方向に移動
することになる。本実施例においても、前記第1実施例
と同様に、弾性体70の上面の研磨作業や、振動体相互
の高精度な高さ調整を特別に必要としないという作用効
果を奏し得るのは勿論である。
Therefore, if a slider (not shown) is brought into pressure contact as in the first embodiment, this slider will move in both left and right directions. In this embodiment as well, as in the first embodiment, it is possible to achieve the effect that polishing of the upper surface of the elastic body 70 and highly accurate mutual height adjustment of the vibrating bodies are not particularly required. It is.

なお本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である
のは勿論である。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、弾性体上面のスライダーとの接触部に
突条を設けたので、弾性体の上面全域を研磨して高精度
に平面度を保たなくても、スライダーをスムーズに移動
させることができる。また振動子を多数直列に並べて使
用する場合において、振動子相互の高さを正確に一致さ
せなくても、スライダーを良好に移動させることができ
る。
According to the present invention, since the protrusion is provided on the upper surface of the elastic body at the contact portion with the slider, the slider can be moved smoothly without having to polish the entire upper surface of the elastic body to maintain highly accurate flatness. be able to. Furthermore, when a large number of vibrators are used in series, the slider can be moved satisfactorily even if the heights of the vibrators are not precisely matched.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第6図は本発明の第1実施例を示す図であり、
第1図は振動子およびスライダーの斜視図、第2図は駆
動制御系を示す構成図、第3図(a)〜(C)は圧電素
子の分極方向を示す図、第4図(a)(b)は振動子の
動作モードを示す図、第5図(a)〜(d)は突条の振
動状態を示す図、第6図(a)(b)は突条の断面形状
の変形例を示す概略図である。第7図〜第10図は本発
明の第2実施例を示す図であり、第7図は構成図、第8
図は振動子の変形例を示す斜視図、第9図は圧電素子の
分極方向を示す図、第10図は第8図に示す振動子の動
作モードを示す図である。 第11図は従来の超音波リニアモータの構成図、第12
図は同従来例の弾性体に生ずる進行波を示す図である。 第13図〜第15図は本発明の先行技術を示す図で、第
13図は超音波リニアモータの構成図、第14図(a)
(b)は振動子上に発生する振動状態を示す図、第15
図は超音波リニアモータの構成図である。 A、AA・・・振動子、B・・・スライダー、40゜7
0・・・弾性体、46,71.72・・・突条。 出願人代理人 弁理士 坪井 淳 第1図 第2図 (a)        (b)        (c)
第3図 第4図 −十  I0
1 to 6 are diagrams showing a first embodiment of the present invention,
Figure 1 is a perspective view of the vibrator and slider, Figure 2 is a configuration diagram showing the drive control system, Figures 3 (a) to (C) are diagrams showing the polarization direction of the piezoelectric element, Figure 4 (a) (b) is a diagram showing the operating mode of the vibrator, Figures 5 (a) to (d) are diagrams showing the vibration state of the protrusion, and Figures 6 (a) and (b) are deformations of the cross-sectional shape of the protrusion. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example. 7 to 10 are diagrams showing a second embodiment of the present invention, FIG. 7 is a configuration diagram, and FIG.
9 is a perspective view showing a modified example of the vibrator, FIG. 9 is a view showing the polarization direction of the piezoelectric element, and FIG. 10 is a view showing the operating mode of the vibrator shown in FIG. 8. Figure 11 is a configuration diagram of a conventional ultrasonic linear motor, Figure 12
The figure shows traveling waves generated in the elastic body of the conventional example. Fig. 13 to Fig. 15 are diagrams showing the prior art of the present invention, Fig. 13 is a configuration diagram of an ultrasonic linear motor, and Fig. 14 (a)
(b) is a diagram showing the vibration state occurring on the vibrator, No. 15
The figure is a configuration diagram of an ultrasonic linear motor. A, AA... vibrator, B... slider, 40°7
0...Elastic body, 46,71.72...Protrusion. Applicant's agent Patent attorney Jun Tsuboi Figure 1 Figure 2 (a) (b) (c)
Figure 3 Figure 4-10 I0

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  コの字形をした弾性体の第1の面に第1の圧電素子を
接合し、この第1の圧電素子を電気的に駆動して第1の
定在波を発生させ、前記第1の面に対して直交する第2
の面に第2の圧電素子を接合し、この第2の圧電素子を
電気的に駆動して第2の定在波を発生させ、前記両定在
波の合成により前記コの字形をした弾性体の任意の面に
楕円振動ないし傾斜往復振動を発生させ、この振動を発
生させた面にスライダーを押圧させてスライダーを直線
運動させる超音波リニアモータにおいて、前記弾性体の
振動を発生させた面に突条を設けたことを特徴とする超
音波リニアモータ。
A first piezoelectric element is bonded to a first surface of a U-shaped elastic body, the first piezoelectric element is electrically driven to generate a first standing wave, and the first piezoelectric element is electrically driven to generate a first standing wave. the second orthogonal to
A second piezoelectric element is bonded to the surface of the plane, the second piezoelectric element is electrically driven to generate a second standing wave, and the U-shaped elastic In an ultrasonic linear motor that generates elliptical vibration or tilted reciprocating vibration on any surface of the body and presses a slider against the surface that generates this vibration to move the slider linearly, the surface that generates the vibration of the elastic body. An ultrasonic linear motor characterized in that a protrusion is provided on the ridge.
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