JP2563563B2 - 超音波リニアモータ - Google Patents
超音波リニアモータInfo
- Publication number
- JP2563563B2 JP2563563B2 JP1061762A JP6176289A JP2563563B2 JP 2563563 B2 JP2563563 B2 JP 2563563B2 JP 1061762 A JP1061762 A JP 1061762A JP 6176289 A JP6176289 A JP 6176289A JP 2563563 B2 JP2563563 B2 JP 2563563B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrating body
- linear motor
- ultrasonic linear
- elastic
- mechanical output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、圧電セラミックなどの圧電体により励振し
た弾性振動を駆動力とする超音波リニアモータに関す
る。
た弾性振動を駆動力とする超音波リニアモータに関す
る。
従来の技術 近年、圧電セラミック等の圧電体により構成した振動
体に弾性振動を励振し、これを駆動力とした超音波リニ
アモータが注目されている。
体に弾性振動を励振し、これを駆動力とした超音波リニ
アモータが注目されている。
以下、図面を参照しながら超音波リニアモータの従来
技術について説明を行う。
技術について説明を行う。
第３図は従来の超音波リニアモータの斜視図であり、
固定部材１に摩擦材2a,2bを貼り合わせてレールを構成
し、この固定部材１の両面を挟持する圧電体4a,4bと弾
性体3a,3bと移動子５より移動体を構成している。
固定部材１に摩擦材2a,2bを貼り合わせてレールを構成
し、この固定部材１の両面を挟持する圧電体4a,4bと弾
性体3a,3bと移動子５より移動体を構成している。
第３図において、弾性体3a,3bに貼られている圧電体4
a,4bが振動した時、弾性体3a,3bの表面に進行波が発生
し、この弾性体3a,3bと固定部材１に接着している摩擦
材2a,2bとの摩擦により、圧電体4a,4bと弾性体3a,3b及
び移動子５からなる移動体がレール上を移動する。
a,4bが振動した時、弾性体3a,3bの表面に進行波が発生
し、この弾性体3a,3bと固定部材１に接着している摩擦
材2a,2bとの摩擦により、圧電体4a,4bと弾性体3a,3b及
び移動子５からなる移動体がレール上を移動する。
発明が解決しようとする課題 以上、説明した従来の超音波リニアモータは、移動距
離が長い場合、あるいは移動軌道上に曲面部を有する場
合には、摩擦材を移動軌道上全面に設置しなければなら
ず、しかも全面にわたって表面精度を出すのは困難であ
る。また、移動軌道上全面にわたって摩擦材を設置する
ことにより、製造価格も高価になる。
離が長い場合、あるいは移動軌道上に曲面部を有する場
合には、摩擦材を移動軌道上全面に設置しなければなら
ず、しかも全面にわたって表面精度を出すのは困難であ
る。また、移動軌道上全面にわたって摩擦材を設置する
ことにより、製造価格も高価になる。
課題を解決するための手段 正方形断面を有する弾性体角柱の少なくとも隣合う２
つの長方形側面に圧電体を接着して振動体を構成し、上
記圧電体に電圧を印加して上記振動体に撓み振動を励振
し、上記振動体の振動の腹の位置から機械出力を取り出
す超音波リニアモータにおいて、上記振動体の上記弾性
体角柱の両端部を機械出力取り出し部とし、かつ機械出
力取り出し部の表面に200μｍ以下の厚みを有する樹脂
層を形成し、樹脂層を介して機械出力を取り出す。
つの長方形側面に圧電体を接着して振動体を構成し、上
記圧電体に電圧を印加して上記振動体に撓み振動を励振
し、上記振動体の振動の腹の位置から機械出力を取り出
す超音波リニアモータにおいて、上記振動体の上記弾性
体角柱の両端部を機械出力取り出し部とし、かつ機械出
力取り出し部の表面に200μｍ以下の厚みを有する樹脂
層を形成し、樹脂層を介して機械出力を取り出す。
作 用 上記機械出力取り出し位置の表面に樹脂層を形成し、
上記樹脂層を介して機械出力を取り出すことにより、移
動体の移動軌道上の全面にわたって摩擦材を設ける必要
がないため、製造が容易であり、しかも摩擦材としての
樹脂層も少量で済むため、安価になる。さらに、機械出
力取り出し位置の表面精度が出しやすく、安定した摩擦
接触状態が得られるため、簡単に安定した機械出力を取
り出すことができ、効率の高い超音波リニアモータの実
現が可能である。
上記樹脂層を介して機械出力を取り出すことにより、移
動体の移動軌道上の全面にわたって摩擦材を設ける必要
がないため、製造が容易であり、しかも摩擦材としての
樹脂層も少量で済むため、安価になる。さらに、機械出
力取り出し位置の表面精度が出しやすく、安定した摩擦
接触状態が得られるため、簡単に安定した機械出力を取
り出すことができ、効率の高い超音波リニアモータの実
現が可能である。
実施例 以下、図面に従って本発明の実施例について詳細な説
明を行う。
明を行う。
第１図（ａ）は、本発明の一実施例の振動体の構造を
示す斜視図である。同図において、６は正方形断面を有
する弾性体角柱であり、隣合う４つの長方形側面に圧電
体として圧電セラミックを接着して振動体を構成してい
る。第１図（ｂ）は同図（ａ）を矢印の方向から見た振
動体の側面図であり、同図（ａ）にて見えている長方形
側面には圧電セラミック7aと7b、それの反対面には圧電
セラミック7cと7d、また同図（ａ）にて見えているもう
１つの長方形側面には圧電セラミック8aと8b、それの反
対面には圧電セラミック8cと8dが接着されている。ここ
で、圧電セラミック内の正負の符号は分極の方向であ
る。
示す斜視図である。同図において、６は正方形断面を有
する弾性体角柱であり、隣合う４つの長方形側面に圧電
体として圧電セラミックを接着して振動体を構成してい
る。第１図（ｂ）は同図（ａ）を矢印の方向から見た振
動体の側面図であり、同図（ａ）にて見えている長方形
側面には圧電セラミック7aと7b、それの反対面には圧電
セラミック7cと7d、また同図（ａ）にて見えているもう
１つの長方形側面には圧電セラミック8aと8b、それの反
対面には圧電セラミック8cと8dが接着されている。ここ
で、圧電セラミック内の正負の符号は分極の方向であ
る。
また、9aと9bは振動体を位置固定するための支持穴で
ある。
ある。
さらに、10a,10bは機械出力端で、弾性体角柱６の両
端を円柱状に加工しており、本発明が特徴とするごと
く、この機械出力端10a,10bの表面に樹脂層11を形成し
ている。この樹脂層の厚さとしては、厚すぎると振動体
の振動を抑制してしまい、効率のよいモータが得られな
いため好ましくなく、200μｍ以下の厚さが好ましい。
端を円柱状に加工しており、本発明が特徴とするごと
く、この機械出力端10a,10bの表面に樹脂層11を形成し
ている。この樹脂層の厚さとしては、厚すぎると振動体
の振動を抑制してしまい、効率のよいモータが得られな
いため好ましくなく、200μｍ以下の厚さが好ましい。
次に、具体的実施例について、さらに詳しく説明す
る。
る。
（実施例１） 第１図に示すように両端を円柱状に加工した弾性体角
柱の円柱部に、厚さ50μｍの四フッ化エチレン樹脂をコ
ーティングした。次に、弾性体角柱の長方形側面に圧電
セラミックを接着することにより振動体を構成した。
柱の円柱部に、厚さ50μｍの四フッ化エチレン樹脂をコ
ーティングした。次に、弾性体角柱の長方形側面に圧電
セラミックを接着することにより振動体を構成した。
上記円柱部にコーティングする樹脂層としては、四フ
ッ化エチレン樹脂に限定されるものではなく、200℃以
上の耐熱性を有する樹脂を用いることができ、例えばポ
リエーテルエーテルケトン樹脂などをコーティングする
ことも可能である。
ッ化エチレン樹脂に限定されるものではなく、200℃以
上の耐熱性を有する樹脂を用いることができ、例えばポ
リエーテルエーテルケトン樹脂などをコーティングする
ことも可能である。
（実施例２） 第１図に示すように両端を円柱状に加工した弾性体角
柱の長方形側面に圧電セラミックを接着した。次に、弾
性体角柱の円柱部に、厚さ50μｍのポリイミドフィルム
を接着することにより振動体を構成した。
柱の長方形側面に圧電セラミックを接着した。次に、弾
性体角柱の円柱部に、厚さ50μｍのポリイミドフィルム
を接着することにより振動体を構成した。
上記円柱部に接着する樹脂フィルムとしては、ポリイ
ミドフィルムに限定されるものではなく、200℃以上の
耐熱性を有する樹脂フィルムを用いることができ、例え
ば充填材あるいは繊維強化した四フッ化エチレン樹脂フ
ィルムなどを用いることも可能である。
ミドフィルムに限定されるものではなく、200℃以上の
耐熱性を有する樹脂フィルムを用いることができ、例え
ば充填材あるいは繊維強化した四フッ化エチレン樹脂フ
ィルムなどを用いることも可能である。
（実施例３） 第１図に示すように両端を円柱状に加工した弾性体角
柱の円柱部に、この円柱の外径寸法にくり抜いた芳香族
ポリエステル樹脂製の円筒を接着した。次に、この芳香
族ポリエステル樹脂層の厚みが100μｍになるように研
削加工した。さらに、弾性体角柱の長方形側面に圧電セ
ラミックを接着することにより振動体を構成した。
柱の円柱部に、この円柱の外径寸法にくり抜いた芳香族
ポリエステル樹脂製の円筒を接着した。次に、この芳香
族ポリエステル樹脂層の厚みが100μｍになるように研
削加工した。さらに、弾性体角柱の長方形側面に圧電セ
ラミックを接着することにより振動体を構成した。
上記円柱部に接着する円筒状樹脂としては、芳香族ポ
リエステル樹脂に限定されるものではなく、200℃以上
の耐熱性を有する樹脂を用いることができ、例えば炭素
繊維，芳香族ポリアミド繊維あるいはガラス繊維などの
繊維やグラファイトなどの充填材で強化した繊維強化プ
ラスチックなどを用いることができる。
リエステル樹脂に限定されるものではなく、200℃以上
の耐熱性を有する樹脂を用いることができ、例えば炭素
繊維，芳香族ポリアミド繊維あるいはガラス繊維などの
繊維やグラファイトなどの充填材で強化した繊維強化プ
ラスチックなどを用いることができる。
以上述べてきた実施例においては、機械出力取り出し
位置の全面に樹脂層を形成したが、これらに限定される
ものではなく、機械出力取り出し位置の表面のうち必要
最小限の部分だけに、部分的に樹脂層を形成することも
可能である。
位置の全面に樹脂層を形成したが、これらに限定される
ものではなく、機械出力取り出し位置の表面のうち必要
最小限の部分だけに、部分的に樹脂層を形成することも
可能である。
例えば、上記実施例においては、機械出力端を円柱に
加工したが、この機械出力端が角柱の場合には、振動体
がレールと摩擦接触する一面だけに樹脂層を設けてもよ
いのは、言うまでもない。
加工したが、この機械出力端が角柱の場合には、振動体
がレールと摩擦接触する一面だけに樹脂層を設けてもよ
いのは、言うまでもない。
第２図は、以上述べたような振動体を使用した超音波
リニアモータの一構成例である。同図において、12は振
動体Ａ、13は振動体Ｂであり、支持棒14によって、二つ
の振動体の先端でレール17を挟むようにして、支持穴を
介して結合されている。15は加圧用バネであり、加圧調
整ネジ16によって、振動体の先端とレール17との加圧力
を調整する。
リニアモータの一構成例である。同図において、12は振
動体Ａ、13は振動体Ｂであり、支持棒14によって、二つ
の振動体の先端でレール17を挟むようにして、支持穴を
介して結合されている。15は加圧用バネであり、加圧調
整ネジ16によって、振動体の先端とレール17との加圧力
を調整する。
振動体A12と振動体B13の相対する先端は、レールに垂
直な方向の振動の振幅は反対方向に、レールに平行な方
向の振動の振幅は同方向になるようにする。同図中の矢
印は、二つの撓み振動によって作られる先端部の軌跡で
ある。これによって、振動体A12と振動体B13の相対する
二組みの先端は、それぞれ振動体自信をレール17に沿っ
て移動させるように交互に動作する。
直な方向の振動の振幅は反対方向に、レールに平行な方
向の振動の振幅は同方向になるようにする。同図中の矢
印は、二つの撓み振動によって作られる先端部の軌跡で
ある。これによって、振動体A12と振動体B13の相対する
二組みの先端は、それぞれ振動体自信をレール17に沿っ
て移動させるように交互に動作する。
発明の効果 本発明によれば、製造が容易で安価な、しかも効率の
高い超音波リニアモータを提供できる。
高い超音波リニアモータを提供できる。
第１図（ａ）は、本発明の一実施例における超音波リニ
アモータの振動体の構造を示す斜視図、同図（ｂ）は同
側面図、第２図は本発明の一実施例の超音波リニアモー
タの概観斜視図、第３図は従来の超音波リニアモータの
概観斜視図である。 １……固定部材、2a、ｂ……摩擦材、 3a、ｂ……弾性体、4a、ｂ……圧電体、 ５……移動子、６……弾性体角柱、 7a、ｂ、ｃ、ｄ……圧電セラミック、 8a、ｂ、ｃ、ｄ……圧電セラミック、 9a、ｂ……支持穴、 10a、ｂ……機械出力端、11……樹脂層、 12……振動体Ａ、13……振動体Ｂ、 14……支持棒、15……加圧用バネ、 16……加圧調整ネジ、17……レール。
アモータの振動体の構造を示す斜視図、同図（ｂ）は同
側面図、第２図は本発明の一実施例の超音波リニアモー
タの概観斜視図、第３図は従来の超音波リニアモータの
概観斜視図である。 １……固定部材、2a、ｂ……摩擦材、 3a、ｂ……弾性体、4a、ｂ……圧電体、 ５……移動子、６……弾性体角柱、 7a、ｂ、ｃ、ｄ……圧電セラミック、 8a、ｂ、ｃ、ｄ……圧電セラミック、 9a、ｂ……支持穴、 10a、ｂ……機械出力端、11……樹脂層、 12……振動体Ａ、13……振動体Ｂ、 14……支持棒、15……加圧用バネ、 16……加圧調整ネジ、17……レール。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−294281（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−124785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−262068（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】正方形断面を有する弾性体角柱の少なくと
も隣合う２つの長方形側面に圧電体を接着して振動体を
構成し、前記圧電体に電圧を印可して前記振動体に撓み
振動を励振し、前記振動体の振動の腹の位置から機械出
力を取り出す超音波リニアモータにおいて、前記振動体
の前記弾性体角柱の両端部を機械出力取り出し部とし、
かつ前記機械出力取り出し部の表面に200μｍ以下の厚
みを有する樹脂層を形成し、前記樹脂層を介して機械出
力を取り出すことを特徴とする超音波リニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1061762A JP2563563B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 超音波リニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1061762A JP2563563B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 超音波リニアモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02241377A JPH02241377A (ja) | 1990-09-26 |
| JP2563563B2 true JP2563563B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=13180476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1061762A Expired - Lifetime JP2563563B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 超音波リニアモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2563563B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101902153A (zh) * | 2010-07-23 | 2010-12-01 | 海德星科技（厦门）有限公司 | 一种线性压电马达 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111082703B (zh) * | 2020-01-08 | 2023-07-25 | 哈尔滨工程大学 | 一种灯浮标供电装置及带有该装置的灯浮标 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63124785A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-28 | Taga Electric Co Ltd | 超音波モ−タ |
| JPS63294281A (ja) * | 1987-05-25 | 1988-11-30 | Hiroshi Shimizu | 圧電駆動装置 |
-
1989
- 1989-03-14 JP JP1061762A patent/JP2563563B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101902153A (zh) * | 2010-07-23 | 2010-12-01 | 海德星科技（厦门）有限公司 | 一种线性压电马达 |
| CN101902153B (zh) * | 2010-07-23 | 2012-06-13 | 海德星科技（厦门）有限公司 | 一种线性压电马达 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02241377A (ja) | 1990-09-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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