JP2533802Y2 - 超音波リニアモータ - Google Patents
超音波リニアモータInfo
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- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Description
【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の使用分野 この考案は圧電振動子を駆動源とした超音波リニアモ
ータに係り、特に、圧電振動子の分極方向を交互に変え
て配置し、移動体を効率よく往復走行させるのに好適な
超音波リニアモータに関する。
ータに係り、特に、圧電振動子の分極方向を交互に変え
て配置し、移動体を効率よく往復走行させるのに好適な
超音波リニアモータに関する。
（ロ）従来技術 一般にリニアモータには電磁力を利用したモータが供
されていたが、このリニアモータは形状や材料などの制
約があり、構造的にも巻線を有し、高出力を得るために
は希土類系の永久磁石を使用しなければならずコスト高
になっていた。
されていたが、このリニアモータは形状や材料などの制
約があり、構造的にも巻線を有し、高出力を得るために
は希土類系の永久磁石を使用しなければならずコスト高
になっていた。
又、超音波モータとしては、円環状のモータや直線状
のモータが種々開発されているが、今までの直線状のモ
ータでは振動子を直線上に配置しても、振動による推力
が得られず、リニアモータとしての機能が得られていな
かった。
のモータが種々開発されているが、今までの直線状のモ
ータでは振動子を直線上に配置しても、振動による推力
が得られず、リニアモータとしての機能が得られていな
かった。
（ハ）考案が解決しようとする問題 この考案は上記問題点を解決するためになされたもの
で、直線状の振動体の振動による推力を有効に利用し、
超音波モータの特徴を有する超音波リニアモータを提供
することを目的とする。
で、直線状の振動体の振動による推力を有効に利用し、
超音波モータの特徴を有する超音波リニアモータを提供
することを目的とする。
（ニ）問題点を解決するための手段 この考案の超音波リニアモータは、直線帯状弾性体に
複数の圧電振動子を等間隔に接合して得られる直線帯状
振動帯の圧電振動子に超音波電気信号を印加して直線帯
状弾性体を振動させ、直線帯状弾性体に設けた複数の突
起部に移動体を圧接し摩擦力により移動体を動かす超音
波リニアモータにおいて、 前記圧電振動子を直線弾性体の表裏にそれぞれ接合
し、裏面の圧電振動子の中心位置を表面の圧電振動子の
中心位置から同一方向に直線帯状振動体に生じる定在波
の波長λの1/4の長さの位置に揃えて配置し、表面の圧
電振動子の組と裏面の圧電振動子の組の２組に分け、そ
れぞれの組の圧電振動子に互いにπ/2の位相差を持つ超
音波電気信号を印加し、直線帯状振動体にπ/2の位相差
を持つ定在波を生じさせ、前記２つの超音波電気信号の
位相の符号を変えることにより定在波が合成されて生じ
る疑似進行波の進行方向を変えて移動体の進行方向を切
換えることを特徴とする。
複数の圧電振動子を等間隔に接合して得られる直線帯状
振動帯の圧電振動子に超音波電気信号を印加して直線帯
状弾性体を振動させ、直線帯状弾性体に設けた複数の突
起部に移動体を圧接し摩擦力により移動体を動かす超音
波リニアモータにおいて、 前記圧電振動子を直線弾性体の表裏にそれぞれ接合
し、裏面の圧電振動子の中心位置を表面の圧電振動子の
中心位置から同一方向に直線帯状振動体に生じる定在波
の波長λの1/4の長さの位置に揃えて配置し、表面の圧
電振動子の組と裏面の圧電振動子の組の２組に分け、そ
れぞれの組の圧電振動子に互いにπ/2の位相差を持つ超
音波電気信号を印加し、直線帯状振動体にπ/2の位相差
を持つ定在波を生じさせ、前記２つの超音波電気信号の
位相の符号を変えることにより定在波が合成されて生じ
る疑似進行波の進行方向を変えて移動体の進行方向を切
換えることを特徴とする。
又、隣り合う圧電振動子の極性を交互に変え、直線振動
体の表面に接合した圧電振動子と突起部を１対１に対応
させ、この対をなす圧電振動子と突起部をλ/2の長さの
範囲内に配置したことを特徴とするものである。
体の表面に接合した圧電振動子と突起部を１対１に対応
させ、この対をなす圧電振動子と突起部をλ/2の長さの
範囲内に配置したことを特徴とするものである。
（ホ）作用 直線帯状弾性体に圧電振動子の振動が加えられると、
直線帯状弾性体に２組の圧電振動子に対応して、定在波
がそれぞれ１つずつ現れ、その位相差は圧電振動子の位
相差と等しくπ/2となり、これらの定在波を合成して進
行波が形成される。発生したそれぞれの定在波が直線帯
状弾性体の端面からの反射波等によりこの進行波に多少
の歪みを発生させる。この波を疑似進行波とする。
直線帯状弾性体に２組の圧電振動子に対応して、定在波
がそれぞれ１つずつ現れ、その位相差は圧電振動子の位
相差と等しくπ/2となり、これらの定在波を合成して進
行波が形成される。発生したそれぞれの定在波が直線帯
状弾性体の端面からの反射波等によりこの進行波に多少
の歪みを発生させる。この波を疑似進行波とする。
この疑似進行波の進む方向は２つの定在波の位相差の
符号により変わる。
符号により変わる。
このような疑似進行波により直線帯状弾性体の突起物
の先端は楕円状に動かされ疑似進行波と逆方向に移動体
を送る。この移動体を送る力、すなわち、推力は直線帯
状弾性体の表裏両面に圧電振動子を接合し、表面と裏面
の圧電振動子の位置を同じ方向にλ/4の長さだけずらし
て配置し、しかも直線帯状弾性体の表面の圧電振動子と
突起部の各対をλ/2の長さの範囲内に配置することによ
り移動体を効率よく往復移動させることが可能になる。
の先端は楕円状に動かされ疑似進行波と逆方向に移動体
を送る。この移動体を送る力、すなわち、推力は直線帯
状弾性体の表裏両面に圧電振動子を接合し、表面と裏面
の圧電振動子の位置を同じ方向にλ/4の長さだけずらし
て配置し、しかも直線帯状弾性体の表面の圧電振動子と
突起部の各対をλ/2の長さの範囲内に配置することによ
り移動体を効率よく往復移動させることが可能になる。
（ヘ）実施例 この考案に係る超音波モータの実施例を第１図乃至第
10図に基づいて説明する。
10図に基づいて説明する。
第１図は本考案の直線帯状振動体を示す正面断面図、
第２図は同直線帯状振動体を示す側面図、第３図は同直
線帯状振動体の電気接続の状態を示す正面図である。
第２図は同直線帯状振動体を示す側面図、第３図は同直
線帯状振動体の電気接続の状態を示す正面図である。
図において、１は直線帯状弾性体であり、直方体形状
の表面に突起部1a,1b及び1cが突設され、この突起部か
ら所定の距離だけ左へ寄った位置に圧電振動子3a,3b及
び3cが導電性接着剤２により接合され、裏面には表面の
圧電振動子から夫々直線帯状弾性体１に生ずる定在波の
波長λの1/4の長さだけ右へ寄った位置に圧電振動子3d,
3e及び3fが導電性接着剤２により接合されて直線帯状振
動体が構成されている。
の表面に突起部1a,1b及び1cが突設され、この突起部か
ら所定の距離だけ左へ寄った位置に圧電振動子3a,3b及
び3cが導電性接着剤２により接合され、裏面には表面の
圧電振動子から夫々直線帯状弾性体１に生ずる定在波の
波長λの1/4の長さだけ右へ寄った位置に圧電振動子3d,
3e及び3fが導電性接着剤２により接合されて直線帯状振
動体が構成されている。
突起部1a,1b及び1cと圧電振動子3a,3b及び3cそして3
d,3e及び3fの配列ピッチはλ/2であり、圧電振動子3a,3
b,3c,3d,3e及び3fの長さはｌである。
d,3e及び3fの配列ピッチはλ/2であり、圧電振動子3a,3
b,3c,3d,3e及び3fの長さはｌである。
直線帯状弾性体１の左端と圧電振動子3aの中心との距
離はλ/2、また直線帯状弾性体１の右端と圧電振動子3f
の中心との距離はλ/2としている。
離はλ/2、また直線帯状弾性体１の右端と圧電振動子3f
の中心との距離はλ/2としている。
また、直線帯状弾性体１の表面に設けた突起部1a,1b
及び1cと夫々対をなす圧電振動子3a,3b及び3cは各対ご
とにλ/2の長さの範囲内に設けられて配置されている。
及び1cと夫々対をなす圧電振動子3a,3b及び3cは各対ご
とにλ/2の長さの範囲内に設けられて配置されている。
第２図に示すように、直線帯状弾性体１の幅Ｗは2l/3
を越えず圧電振動子の幅W2は直線帯状弾性体１の幅Ｗを
越えない。
を越えず圧電振動子の幅W2は直線帯状弾性体１の幅Ｗを
越えない。
さらに、突起部の幅W1は直線帯状弾性体１の幅Ｗの1/
2を越えない。
2を越えない。
第３図に示すように、圧電振動子3a,3b及び3cは交互
に極性を変えて直線帯状弾性体１の表面に接合され導電
線材４を介して超音波電気信号源７の出力側端子に接続
されている。
に極性を変えて直線帯状弾性体１の表面に接合され導電
線材４を介して超音波電気信号源７の出力側端子に接続
されている。
圧電振動子3d,3e及び3fは交互に極性を変えて直線帯
状弾性体１の裏面に接合され導電線材４を介して超音波
電気信号源６の出力側端子に接続されている。超音波電
気信号源６及び７のグランド側端子は導電線材４を介し
て直線帯状弾性体１に接続されている。
状弾性体１の裏面に接合され導電線材４を介して超音波
電気信号源６の出力側端子に接続されている。超音波電
気信号源６及び７のグランド側端子は導電線材４を介し
て直線帯状弾性体１に接続されている。
上記構成において、第４図に示す超音波電気信号によ
り超音波電気信号源７の出力信号をcoswtとし位相を超
音波電気信号源６の出力信号sinwtの位相よりπ/2だけ
進めてこれらの信号を圧電振動子に加えると、圧電振動
子が伸びると直線帯状弾性体１も伸びて厚みが減少して
谷となり、圧電振動子が縮むと直線帯状弾性体１も縮ん
で厚みが増大して山となる２つの定在波が発生し、その
位相差はπ/2となる。第９図は＋π/2位相のずれた定在
波との合成波である疑似進行波、（図では、歪み成分を
なくした進行波として表す）第10図は−π/2位相のずれ
た定在波との合成波である疑似進行波である。（図で
は、歪み成分をなくした進行波として表す）上記２つの
定在波より疑似進行波が合成され、その疑似進行波は第
５図に矢印Ｌで示すように左方向に進み、突起部は第５
図及び第７図に示すように楕円軌跡を右回転方向に動
く。
り超音波電気信号源７の出力信号をcoswtとし位相を超
音波電気信号源６の出力信号sinwtの位相よりπ/2だけ
進めてこれらの信号を圧電振動子に加えると、圧電振動
子が伸びると直線帯状弾性体１も伸びて厚みが減少して
谷となり、圧電振動子が縮むと直線帯状弾性体１も縮ん
で厚みが増大して山となる２つの定在波が発生し、その
位相差はπ/2となる。第９図は＋π/2位相のずれた定在
波との合成波である疑似進行波、（図では、歪み成分を
なくした進行波として表す）第10図は−π/2位相のずれ
た定在波との合成波である疑似進行波である。（図で
は、歪み成分をなくした進行波として表す）上記２つの
定在波より疑似進行波が合成され、その疑似進行波は第
５図に矢印Ｌで示すように左方向に進み、突起部は第５
図及び第７図に示すように楕円軌跡を右回転方向に動
く。
突起部に移動体５を所定荷重Ｐで加圧すると、移動体
５は摩擦力で矢印FRの方向に送られる。
５は摩擦力で矢印FRの方向に送られる。
超音波電気信号源７の出力信号を−coswtとし位相を
超音波電気信号源６の出力信号sinwtの位相よりπ/2だ
け遅らせてこれらの信号を圧電振動子に加えると、第６
図に示すように、疑似進行波は矢印Ｒで示すように右方
向に進み、突起部は第６図及び第８図に示すように楕円
軌跡を左回転方向に動く。
超音波電気信号源６の出力信号sinwtの位相よりπ/2だ
け遅らせてこれらの信号を圧電振動子に加えると、第６
図に示すように、疑似進行波は矢印Ｒで示すように右方
向に進み、突起部は第６図及び第８図に示すように楕円
軌跡を左回転方向に動く。
突起部に移動体５を所定荷重Ｐで加圧すると、移動体
５は摩擦力で矢印FL方向に送られる。
５は摩擦力で矢印FL方向に送られる。
このように、移動体５を往復移動する駆動力は上述の
直線帯状弾性体及び圧電振動子の寸法および位置関係に
おいて効率よく得られる。
直線帯状弾性体及び圧電振動子の寸法および位置関係に
おいて効率よく得られる。
この考案の実施例は以上のように構成されているが考
案はこれに限らず、例えば、圧電振動子１に対し、突起
部を１以上設けてもよく、その位置も実施例の通りに限
定されない。
案はこれに限らず、例えば、圧電振動子１に対し、突起
部を１以上設けてもよく、その位置も実施例の通りに限
定されない。
更に、ａ相とｂ相の圧電振動子は互いに逆極に接続し
てもよい。
てもよい。
（ト）考案の効果 以上、説明したようにこの考案の超音波リニアモータ
によれば、直線帯状弾性体の突起部が滑らかな楕円運動
を行い移動体を効率よく往復駆動することができる。
によれば、直線帯状弾性体の突起部が滑らかな楕円運動
を行い移動体を効率よく往復駆動することができる。
また、摩擦により移動体を駆動するため、停止時に移
動体を自己保持することができるという効果を得ること
ができる。
動体を自己保持することができるという効果を得ること
ができる。
更に、マグネットワイヤを使用していないので磁気的
影響を受けず磁気的ノイズを発生しないという効果があ
る。
影響を受けず磁気的ノイズを発生しないという効果があ
る。
しかも、構造が簡単であって、また、安価に構成する
ことができるため実施も容易であるなどの優れた特長を
有している。
ことができるため実施も容易であるなどの優れた特長を
有している。
第１図乃至第10図はこの考案に係る超音波リニアモータ
の実施例を示し、第１図は本考案の直線帯状振動体を示
す正面断面図、第２図は同直線帯状振動体を示す側面
図、第３図は同直線帯状振動体の電気接続の状態を示す
正面図、第４図は超音波信号波形を示す図、第５図及び
第６図は疑似進行波の波動方向を示す図、第７図及び第
８図は同実施例の作用を示す部分表面図、第９図及び第
10図はａ相とｂ相の定在波からなる疑似進行波の図であ
る。 主な符号の説明 1:直線帯状弾性体 1a,1b,1c:突起部 2:導電性接着剤 3a,3b,3c,3d,3e,3f:圧電振動子 4:導電線材 5:移動体 6,7:超音波電気信号源
の実施例を示し、第１図は本考案の直線帯状振動体を示
す正面断面図、第２図は同直線帯状振動体を示す側面
図、第３図は同直線帯状振動体の電気接続の状態を示す
正面図、第４図は超音波信号波形を示す図、第５図及び
第６図は疑似進行波の波動方向を示す図、第７図及び第
８図は同実施例の作用を示す部分表面図、第９図及び第
10図はａ相とｂ相の定在波からなる疑似進行波の図であ
る。 主な符号の説明 1:直線帯状弾性体 1a,1b,1c:突起部 2:導電性接着剤 3a,3b,3c,3d,3e,3f:圧電振動子 4:導電線材 5:移動体 6,7:超音波電気信号源
Claims (2)
- 【請求項１】直線帯状弾性体に複数の圧電振動子を等間
隔に接合して得られる直線帯状振動体の圧電振動子に超
音波電気信号を印加して直線帯状弾性体を振動させ、直
線帯状弾性体に設けた複数の突起部に移動体を圧接し摩
擦力により移動体を動かす超音波リニアモータにおい
て、 前記圧電振動子を直線帯状弾性体の表裏にそれぞれ接合
し、裏面の圧電振動子の中心位置を表面の圧電振動子の
中心位置から同一方向に直線帯状振動体に生ずる定在波
の波長λの1/4の長さの位置に揃えて配置し、表面の圧
電振動子の組と裏面の圧電振動子の組の２組に分け、そ
れぞれの組の圧電振動子に互いにπ/2の位相差を持つ超
音波電気信号を印加し、直線帯状振動体にπ/2の位相差
を持つ定在波を生じさせ、前記２つの超音波電気信号の
位相の符号を変えることにより定在波が合成されて生じ
る擬似進行波の進行方向を変えて移動体の進行方向を切
換えることを特徴とする超音波リニアモータ。 - 【請求項２】隣り合う圧電振動子の極性を交互に変え、
直線帯状振動体の表面に接合した圧電振動子と突起部を
１対１に対応させ、この対をなす圧電振動子と突起部を
λ/2の長さの範囲内に配置したことを特徴とする請求項
１記載の超音波リニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990039562U JP2533802Y2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | 超音波リニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990039562U JP2533802Y2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | 超音波リニアモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04184U JPH04184U (ja) | 1992-01-06 |
| JP2533802Y2 true JP2533802Y2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=31548585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990039562U Expired - Fee Related JP2533802Y2 (ja) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | 超音波リニアモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2533802Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6339474A (ja) * | 1986-08-04 | 1988-02-19 | Rion Co Ltd | 超音波モ−タ |
| JPH0223070A (ja) * | 1988-07-07 | 1990-01-25 | Toyota Motor Corp | リニア型超音波モータ |
-
1990
- 1990-04-16 JP JP1990039562U patent/JP2533802Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04184U (ja) | 1992-01-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |