JP2880837B2 - Planar drive type piezoelectric motor - Google Patents
Planar drive type piezoelectric motorInfo
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- JP2880837B2 JP2880837B2 JP3300774A JP30077491A JP2880837B2 JP 2880837 B2 JP2880837 B2 JP 2880837B2 JP 3300774 A JP3300774 A JP 3300774A JP 30077491 A JP30077491 A JP 30077491A JP 2880837 B2 JP2880837 B2 JP 2880837B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子の伸縮運動を
駆動源として平面的変位を得る平面駆動型圧電モータに
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar drive type piezoelectric motor which obtains a planar displacement by using expansion and contraction of a piezoelectric element as a drive source.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のモータとしては、ロータの外周に
複数個の鉄片を一定ピッチで配置すると共に、ステータ
の内周にロータの鉄片に対して一定角度ずつ順次ずらせ
て複数個の磁極を配置し、各磁極を順次励磁して鉄片を
吸引することにより、ロータを一定角度ずつ回転させる
ステッピングモータがある。2. Description of the Related Art In a conventional motor, a plurality of iron pieces are arranged at a constant pitch on the outer periphery of a rotor, and a plurality of magnetic poles are arranged on the inner circumference of a stator by sequentially shifting the iron pieces of the rotor by a predetermined angle. There is a stepping motor that sequentially excites each magnetic pole and attracts an iron piece to rotate the rotor by a certain angle.
【0003】ところが、このような磁力によるロータの
鉄片の吸引でロータを回転させるステッピングモータで
は、ロータを回転させたときに発生する慣性力に抗し
て、磁極と鉄片とを整合する位置で確実に停止させるこ
とが困難であった。そこで、この点を改善するモータと
して、特開昭61−22775号公報で提案された圧電
モータが提案されている。この圧電モータは、図10に
示すように、円板状のロータ20の一面に、ロータ20
の回転軸を中心として放射状に一定ピッチで断面形状が
二等辺三角形をした複数の係合歯21を形成し、このロ
ータ20の一面に対向させて複数本のレバー22を配置
してある。このレバー22は、ロータ20の回転軸に対
して放射状に配置され、ロータ20の軸方向(図10で
は紙面に直交する方向)に進退自在となっている。そし
て、このレバー22の係合歯21に対向する部分には、
この係合歯21に噛合可能で係合歯21と同一ピッチの
複数の送り歯23が形成してある。However, in a stepping motor that rotates the rotor by attracting the iron piece of the rotor by such a magnetic force, the stepping motor is surely positioned at a position where the magnetic pole and the iron piece are aligned against the inertial force generated when the rotor is rotated. It was difficult to stop. Therefore, a piezoelectric motor proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-22775 has been proposed as a motor that improves this point. As shown in FIG. 10, this piezoelectric motor has a rotor 20
A plurality of engaging teeth 21 having a cross-sectional shape of an isosceles triangle are formed at a constant pitch radially about the rotation axis of the rotor 20, and a plurality of levers 22 are arranged to face one surface of the rotor 20. The lever 22 is arranged radially with respect to the rotation axis of the rotor 20, and is capable of moving forward and backward in the axial direction of the rotor 20 (in FIG. 10, a direction perpendicular to the paper surface). Then, in a portion of the lever 22 facing the engagement tooth 21,
A plurality of feed dogs 23 which can mesh with the engagement teeth 21 and have the same pitch as the engagement teeth 21 are formed.
【0004】ここで、各レバー22の送り歯23の係合
歯21に対する位置関係をレバー22の本数が5本の場
合について説明すると、図10の位置イの送り歯23が
係合歯21と整合して噛合しているとすると、位置ロの
送り歯23は係合歯21と1/5ピッチずれ、位置ハで
は2/5ピッチ、位置ニでは3/5ピッチ、位置ホでは
4/5ピッチずれるように形成してある。Here, the positional relationship between the feed teeth 23 of the respective levers 22 and the engagement teeth 21 will be described with respect to the case where the number of the levers 22 is five. If the teeth are aligned and engaged, the feed dog 23 at the position B is shifted by 1/5 pitch from the engagement tooth 21, 2/5 pitch at the position C, 3/5 pitch at the position d, and 4/5 at position E. It is formed so as to shift the pitch.
【0005】上記レバー22のロータ20と対向する面
と反対側の面には、伸縮自在なアクチュエータ(図示せ
ず)がロータ20の係合歯21の形成面に対して垂直に
配置してある。このアクチュエータは、多数枚の圧電セ
ラミックを積層し、各圧電セラミックに電圧を印加する
と、圧電セラミックの歪みの総和によりアクチュエータ
が積層方向に伸び、レバー22をロータ20の係合歯2
1の形成面側に前進させ、電圧の印加を停止すると、歪
みが無くなりアクチュエータが縮み、レバー22をロー
タ20の係合歯21の形成面から後退させるというよう
に動作する。On the surface of the lever 22 opposite to the surface facing the rotor 20, a retractable actuator (not shown) is arranged perpendicular to the surface on which the engaging teeth 21 of the rotor 20 are formed. . In this actuator, a large number of piezoelectric ceramics are laminated, and when a voltage is applied to each piezoelectric ceramic, the actuator extends in the laminating direction due to the total distortion of the piezoelectric ceramics, and the lever 22 is moved to the engagement teeth
When the voltage is stopped when the voltage is stopped, the actuator contracts and the lever 22 moves back from the surface on which the engaging teeth 21 of the rotor 20 are formed.
【0006】この圧電モータでは、図10に示す位置イ
のレバー22の送り歯23が係合歯21に噛合している
状態から回転を開始する場合、位置ロのレバー22に対
応するアクチュエータを伸長させ、位置イのレバー22
に対応するアクチュエータを収縮させる。このとき、位
置ロのレバー22の送り歯23はロータ20の係合歯2
1の時計方向における傾斜面に位置しているので、レバ
ー22の前進により送り歯23が係合歯21の傾斜面を
押すことにより、ロータ20を時計方向に回転させ、送
り歯23と係合歯21とが完全に噛合する状態までロー
タ20を回転させる。このとき、ロータ20は1/5ピ
ッチだけ回転する。In this piezoelectric motor, when rotation starts from a state in which the feed dog 23 of the lever 22 at the position A shown in FIG. 10 is engaged with the engagement tooth 21, the actuator corresponding to the lever 22 at the position B is extended. The lever 22 in the position a.
The actuator corresponding to is contracted. At this time, the feed dog 23 of the lever 22 at the position B is
1 is located on the inclined surface in the clockwise direction, the forward movement of the lever 22 causes the feed dog 23 to push the inclined surface of the engaging tooth 21, thereby rotating the rotor 20 clockwise and engaging with the feed dog 23. The rotor 20 is rotated until the teeth 21 are completely engaged. At this time, the rotor 20 rotates by 1/5 pitch.
【0007】以下、同様にして位置ハのレバー22に対
応するアクチュエータを伸長させ、位置ロのレバー22
に対応するアクチュエータを収縮させるというようにす
れば、ロータ20は1/5ピッチずつ回転する。ここ
で、位置イ〜ホに対応するアクチュエータの伸縮を一定
サイクルで繰り返すと、ロータ20を一定速度で回転さ
せることができる。In the same manner, the actuator corresponding to the lever 22 at the position C is extended, and the lever 22 at the position
Is contracted, the rotor 20 rotates by 1 / pitch at a time. Here, if the expansion and contraction of the actuator corresponding to the positions A to E are repeated in a constant cycle, the rotor 20 can be rotated at a constant speed.
【0008】この圧電モータでは、機械的な係合により
ロータを回転させるので、回転停止位置を正確なものと
することができる。In this piezoelectric motor, since the rotor is rotated by mechanical engagement, the rotation stop position can be made accurate.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
圧電モータを用いて直線的な位置決めを行う場合、圧電
モータは円動作をするものであるため、円動作を直線動
作に変換する必要があり、この変換による精度の低下を
避けることができないという問題がある。さらに、直線
的な位置決めをさらに発展させた平面的な位置決めが要
望されるような用途では、円動作を直線動作に変換する
場合の精度の低下により、さらに位置決め精度は悪くな
るという問題があった。However, when linear positioning is performed using the above-described piezoelectric motor, since the piezoelectric motor performs a circular operation, it is necessary to convert the circular operation into a linear operation. There is a problem that a decrease in accuracy due to this conversion cannot be avoided. Furthermore, in applications where planar positioning that further develops linear positioning is required, there has been a problem that the precision in converting a circular motion into a linear motion is reduced, thereby further lowering the positioning accuracy. .
【0010】本発明は上述の点に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、平面的な位置決めを精
度良く行うことができる平面駆動型圧電モータを提供す
ることにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a planar drive type piezoelectric motor which can accurately perform planar positioning.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、平面状の固定子と、この固定子上に移
動自在に配置される可動子とからなり、上記固定子に直
交する2方向で複数の歯を列設すると共に、夫々の歯を
上記2方向における両側が夫々傾斜面となった尖頭状に
形成し、上記歯に係脱自在な係合部と、この係合部を上
記歯に係脱させるように進退させる圧電素子を駆動源と
する伸縮自在なアクチュエータとからなる複数の押圧体
を上記可動子に設けてある。According to the present invention, in order to achieve the above object, a flat stator and a mover movably disposed on the stator are provided. In addition, a plurality of teeth are arranged in two directions, and each tooth is formed into a pointed shape having inclined surfaces on both sides in the two directions. The movable element is provided with a plurality of pressing members including a telescopic actuator which is driven by a piezoelectric element that moves forward and backward so as to engage and disengage the joint portion with the tooth.
【0012】なお、歯の形成を容易とするために、上記
歯を円錐形に形成してもよい。また、例えば2方向で位
置決め精度を異ならせたいような場合に、上記歯の傾斜
面の傾斜角度を2方向において夫々異ならせるようにし
てもよい。また、平面的な位置決めを精度良く行うため
の具体的な歯及び押圧体の形成方法の一例としては、上
記固定子に直交する2方向で夫々一定ピッチで複数の歯
を列設すると共に、上記可動子に上記2方向で夫々一定
ピッチで複数の押圧体を設け、一方向をX方向とすると
共に、他方向をY方向とした場合に、X方向における押
圧体のピッチPx、及びY方向における押圧体のピッチ
Pyを、 Px=nx・px+px/mx Py=ny・py+py/my 但し、mx:X方向における押圧体数 my:Y方向における押圧体数 px:歯のX方向のピッチ py:歯のY方向のピッチ nx,ny:0を含む正の整数 とすればよい。In order to facilitate the formation of the teeth, the teeth may be formed in a conical shape. Further, for example, when it is desired to make the positioning accuracy different in two directions, the inclination angles of the inclined surfaces of the teeth may be made different in two directions. Further, as an example of a specific method of forming the teeth and the pressing body for accurately performing the planar positioning, a plurality of teeth are arranged in a row at a constant pitch in two directions orthogonal to the stator. When a plurality of pressing bodies are provided on the mover at a constant pitch in each of the two directions, and one direction is defined as the X direction and the other direction is defined as the Y direction, the pressing body pitch Px in the X direction and the Y direction are defined. Px = nx · px + px / mx Py = ny · py + py / my where mx is the number of pressed bodies in the X direction, my is the number of pressed bodies in the Y direction, and px is the pitch of the teeth in the X direction. May be a positive integer including the pitch nx, ny: 0 in the Y direction.
【0013】[0013]
【作用】本発明は、上述のように構成することにより、
可動子を直線動作させることができるようにし、これに
より従来のように円動作を直線動作に変換する必要を無
くして、高精度な位置決めを行えるようにし、しかも可
動子を2方向において直線動作可能とすることにより、
平面内の任意の方向に対して可動子を動作させることが
できるようにし、つまりは可動子を平面動作させること
ができるようにし、これにより平面的な位置決めを精度
良く行うことができるようにしたものである。The present invention has the above-described structure,
The mover can be moved linearly, which eliminates the need to convert circular motion to linear motion as in the past, enabling high-precision positioning, and allowing the mover to move linearly in two directions. By doing
The mover can be operated in an arbitrary direction in a plane, that is, the mover can be operated in a plane, so that planar positioning can be accurately performed. Things.
【0014】[0014]
【実施例】(実施例1)図1乃至図5に本発明の一実施
例を示す。本実施例の平面駆動型圧電モータでは、図1
に示すように、平面状の固定子1と、この固定子1の上
に移動自在に配置された可動子3とからなる。ここで、
可動子3を固定子1の上に移動自在に設ける方法として
は、例えば可動子3を固定子1に対して磁気的に吸引さ
せて(あるいは反発させ)保持させるようにすればよ
い。但し、可動子3が固定子1の上を移動自在であるな
らば、他の方法を用いても構わない。上記固定子1の可
動子3に対向する面には、複数の歯2が直交する2方向
(図1中のX,Y方向)に沿って一定ピッチで列設して
ある。また、可動子3には、電圧の印加により歪みを生
じる圧電素子を駆動源とする複数のアクチュエータ6
と、これらアクチュエータ6の先端に夫々取り付けられ
上記歯2と係脱自在な複数個の係合部7,8とからなる
押圧体4,5を設けてある。(Embodiment 1) FIGS. 1 to 5 show an embodiment of the present invention. In the planar drive type piezoelectric motor of this embodiment, FIG.
As shown in FIG. 1, the stator 1 includes a planar stator 1 and a mover 3 movably disposed on the stator 1. here,
As a method of movably providing the mover 3 on the stator 1, for example, the mover 3 may be magnetically attracted (or repelled) to the stator 1 and held. However, if the mover 3 is movable on the stator 1, another method may be used. On the surface of the stator 1 facing the mover 3, a plurality of teeth 2 are arranged at a constant pitch in two orthogonal directions (X and Y directions in FIG. 1). Further, the movable element 3 includes a plurality of actuators 6 each of which includes a piezoelectric element which generates a distortion due to application of a voltage as a driving source.
And pressing members 4 and 5, each of which is attached to the tip of these actuators 6 and includes a plurality of engaging portions 7 and 8 which can be disengaged from the teeth 2.
【0015】上記固定子1の歯2は、図8(a)に示す
ように、X,Y方向の両側に斜面を有する正4角錐形に
形成してある。そして、本実施例では可動子3は、図2
(b)に示すように、偏平直方体状の基体のX方向にお
ける両端縁に沿ってアクチュエータ6と係合部8とから
なる複数個の押圧体5を夫々設け、Y方向における両側
縁に沿う上記押圧体5を列設した間にアクチュエータ6
と係合部7とからなる複数個の押圧体4を夫々設けてあ
る。ここで、係合部7,8は夫々は3角柱を横向きにし
た形状であり、係合部7は両側の傾斜面が上記固定子1
の歯2のX方向の斜面に沿う方向として形成してあり、
係合部8は両側の傾斜面が上記固定子1の歯2のY方向
の斜面に沿う方向として形成してある。従って、上記係
合部7,8を以降の説明ではX係合部7及びY係合部8
と識別して呼ぶことにする。As shown in FIG. 8A, the teeth 2 of the stator 1 are formed in a regular quadrangular pyramid having inclined surfaces on both sides in the X and Y directions. In the present embodiment, the mover 3 is arranged as shown in FIG.
As shown in (b), a plurality of pressing members 5 each comprising an actuator 6 and an engaging portion 8 are provided along both end edges in the X direction of the flat rectangular parallelepiped base, and the pressing members 5 along both side edges in the Y direction are provided. While the pressing members 5 are lined up, the actuator 6
And a plurality of pressing members 4 each comprising an engaging portion 7. Here, each of the engaging portions 7 and 8 has a shape in which a triangular prism is turned sideways, and the engaging portions 7 have inclined surfaces on both sides of the stator 1.
Is formed as a direction along the slope of the teeth 2 in the X direction,
The engaging portion 8 is formed so that the inclined surfaces on both sides are along the inclined surfaces of the teeth 2 of the stator 1 in the Y direction. Therefore, in the following description, the engaging portions 7 and 8 will be referred to as the X engaging portion 7 and the Y engaging portion 8.
Will be identified and called.
【0016】そして、互いに隣合うX係合部7のピッチ
を図3(a)に示すようにPxとし、互いに隣合う歯2
のX方向におけるピッチをpxとした場合、 Px=nx・px+px/mx 但し、mx:X方向における押圧体4の数 nx:0を含む正の整数 とし、互いに隣合うY係合部8のピッチを図3(b)に
示すようにPyとし、互いに隣合う歯2のY方向におけ
るピッチをpyとした場合、 Py=ny・py+py/my 但し、my:Y方向における押圧体5の数 ny:0を含む正の整数 としてある。なお、以下の説明を簡単にするために、図
2及び図3に示すように、上記mx=my=3、nx=
ny=2とした場合について説明する。The pitch between the X engaging portions 7 adjacent to each other is set to Px as shown in FIG.
Px = nx × px + px / mx where mx is a positive integer including the number of pressing bodies 4 in the X direction, nx: 0, and the pitch of the Y engaging portions 8 adjacent to each other. Is Py, as shown in FIG. 3B, and the pitch in the Y direction of the teeth 2 adjacent to each other is py, where Py = ny · py + py / my, where: my: the number of pressing bodies 5 in the Y direction ny: It is a positive integer including 0. In order to simplify the following description, as shown in FIGS. 2 and 3, mx = my = 3 and nx = my = 3
The case where ny = 2 will be described.
【0017】上記平面駆動型圧電モータの動作を図4に
基づいて説明する。なお、まず上記平面駆動型圧電モー
タのX方向への駆動動作を説明する。ここで、説明の都
合上、各X係合部7を図1における左側のものから順
に、7a,7b,7cとし、さらに夫々に対応する各ア
クチュエータ6を、6a,6b,6cとして説明する。
いま、アクチュエータ6aに電圧が印加され、アクチュ
エータ6aが伸長して、図4(a)に示すように、X係
合部7aの先端が対向する固定子1の2つの歯2の間の
部分に夫々係合しているものとする。The operation of the planar drive type piezoelectric motor will be described with reference to FIG. First, the driving operation of the flat drive type piezoelectric motor in the X direction will be described. Here, for convenience of explanation, the X engaging portions 7 will be described as 7a, 7b, 7c in order from the left side in FIG. 1, and the corresponding actuators 6 will be described as 6a, 6b, 6c.
Now, when a voltage is applied to the actuator 6a, the actuator 6a expands, and as shown in FIG. 4A, the tip of the X engaging portion 7a is located between the two teeth 2 of the stator 1 facing each other. It is assumed that each is engaged.
【0018】この状態で、アクチュエータ6bを伸長さ
せると共に、アクチュエータ6a,から電圧の印加状態
を解除して収縮させると、X係合部7bが歯2の傾斜面
に係合し、このときのアクチュエータ6bから受ける押
圧力で可動子3に図4中の矢印で示す進行方向の力が加
わり、可動子3が移動する。そして、X係合部7bが図
4(b)に示すように歯2の間に完全に係合する位置ま
で移動する。ここで、X係合部7のピッチPxを上述の
ように2px+px/3としてあるので、可動子3はp
x/3だけ移動する。In this state, when the actuator 6b is extended and the voltage applied from the actuator 6a is released and contracted, the X engaging portion 7b engages with the inclined surface of the tooth 2, and the actuator The force in the traveling direction indicated by the arrow in FIG. 4 is applied to the mover 3 by the pressing force received from 6b, and the mover 3 moves. Then, the X engaging portion 7b moves to a position where it is completely engaged between the teeth 2 as shown in FIG. Here, since the pitch Px of the X engaging portion 7 is 2px + px / 3 as described above, the mover 3
Move by x / 3.
【0019】次には、アクチュエータ6cを伸長させる
と共に、アクチュエータ6bを収縮させる。この際にア
クチュエータ6cから受ける押圧力で可動子3はさらに
進行方向に移動し、図4(c)に示すようにX係合部7
cが歯2の間に完全に係合する位置まで移動する。以
下、アクチュエータ6aを伸長、アクチュエータ6cを
収縮させるというようにして、順次サイクリックにアク
チュエータ6a,6b,6cを伸縮させて行けば、図4
中の矢印方向に所定ピッチずつ進行する。Next, the actuator 6c is extended and the actuator 6b is contracted. At this time, the mover 3 further moves in the advancing direction by the pressing force received from the actuator 6c, and as shown in FIG.
Move to a position where c fully engages between teeth 2. Hereinafter, if the actuators 6a, 6b, and 6c are sequentially extended and contracted cyclically by extending the actuator 6a and contracting the actuator 6c, FIG.
It advances by a predetermined pitch in the direction of the middle arrow.
【0020】上記アクチュエータ6a,6b,6cを上
述の場合と逆の順番でサイクリックに伸縮させると、図
4中の矢印で示す進行方向とは逆に進行、つまりは後退
させることができる。以上の説明は、X方向への駆動動
作であったが、Y方向に関しても同様の駆動動作でpy
/3ずつ移動させることができる。つまり、本実施例の
平面駆動型圧電モータでは、X方向にpx/3、Y方向
にpy/3のステップで移動するモータとすることがで
きるのである。When the actuators 6a, 6b, 6c are cyclically expanded and contracted in the reverse order to the above-described case, the actuators 6a, 6b, 6c can move in a direction opposite to the direction indicated by the arrow in FIG. In the above description, the driving operation in the X direction was performed.
/ 3 can be moved. That is, the planar drive type piezoelectric motor of this embodiment can be a motor that moves in steps of px / 3 in the X direction and py / 3 in the Y direction.
【0021】ところで、上述の説明ではX方向への駆動
とY方向への駆動とが独立して行われる場合についての
説明であったが、図5(イ),(ロ)の(a)〜(c)
に示すようにX方向への駆動とY方向への駆動を同時に
行うと、X,Y方向に対して角度を持った方向へも移動
させることができる。例えば、X,Y方向のピッチp
x,pyが等しい場合には、X,Y方向に対して45°
の方向に可動子3を移動させることができる。さらに、
X,Y方向でピッチや駆動速度を異ならせることによ
り、可動子3の移動方向を変えることも可能である。In the above description, the driving in the X direction and the driving in the Y direction are performed independently. However, FIGS. 5A and 5B show (a) to (b). (C)
When the driving in the X direction and the driving in the Y direction are performed at the same time as shown in (1), it is possible to move in a direction having an angle with respect to the X and Y directions. For example, the pitch p in the X and Y directions
When x and py are equal, 45 ° with respect to the X and Y directions
Mover 3 can be moved in the direction of. further,
By changing the pitch and the driving speed in the X and Y directions, the moving direction of the mover 3 can be changed.
【0022】(実施例2)図6及び図7に本発明のさら
に他の実施例を示す。本実施例は、位置決め精度をさら
に高めるための平面駆動型圧電モータの駆動方法を示す
ものである。本実施例の駆動方法を可動子3をX方向に
駆動した場合について説明する。図6(a)はX係合部
7cが歯2の間に係合した状態を示し、同図(c)は同
図(a)の状態から1ステップだけ駆動され、X係合部
7aが歯2間に係合した状態を示す。この1ステップ期
間において、アクチュエータ6cを収縮させると同時
に、アクチュエータ6aを伸長させると、X係合部7
a,7cが同時に歯2の傾斜面に係合する同図6(b)
に示す状態が存在する。(Embodiment 2) FIGS. 6 and 7 show still another embodiment of the present invention. This embodiment shows a driving method of a planar drive type piezoelectric motor for further improving the positioning accuracy. The driving method of the present embodiment will be described for the case where the mover 3 is driven in the X direction. FIG. 6A shows a state in which the X engaging portion 7c is engaged between the teeth 2, and FIG. 6C is driven by one step from the state of FIG. It shows a state in which it is engaged between the teeth 2. In this one step period, when the actuator 6c is contracted and the actuator 6a is extended at the same time, the X engaging portion 7
a, 7c simultaneously engages the inclined surface of the tooth 2 in FIG.
The state shown in FIG.
【0023】そこで、図7(b)〜(d)に示すよう
に、3個のアクチュエータ6を徐々に伸縮させ、途中で
伸縮状態を停止させれば、図6(b)に示す1ステップ
(px/3)の間の位置で可動子3を位置決めすること
ができる。つまりは、位置決めを1ステップ以下で行う
ことができる。これはY方向に関しても同様に行うこと
ができる。Therefore, as shown in FIGS. 7B to 7D, if the three actuators 6 are gradually expanded and contracted and the expansion and contraction state is stopped halfway, one step (FIG. 6B) is performed. px / 3), the mover 3 can be positioned at a position between (px / 3). That is, the positioning can be performed in one step or less. This can be similarly performed in the Y direction.
【0024】(実施例3) ところで、上記実施例1及び実施例2との上記平面駆動
型圧電モータの駆動方法を組み合わせることも可能であ
る。具体的には、実施例1で説明した駆動方法により複
数ステップ(1ステップはp/3)で所望の距離を移動
させ(これを粗動と呼ぶ)、その移動後に実施例2で説
明した複数の係合部7,8を歯2と同時に係合させて位
置決めを行う(これを微動と呼ぶ)ようにすることがで
きる。このようにした場合には、粗動により高速に可動
子3を移動させ、且つ微動により高精度に位置決めを行
うことができる。ここで、位置決め時間を短くするに
は、X,Y方向の夫々の粗動のステップ数Ux,Uyは
次式を満足することが望ましい。 (Embodiment 3) By the way, it is also possible to combine the driving method of the above-mentioned planar drive type piezoelectric motor with the above-mentioned Embodiment 1 and Embodiment 2. Specifically, a desired distance is moved in a plurality of steps (1 step is p / 3) by the driving method described in the first embodiment (this is referred to as coarse movement), and after the movement, the plurality of movements described in the second embodiment are performed. The engaging portions 7 and 8 are engaged simultaneously with the teeth 2 to perform positioning (this is called fine movement). In this case, the mover 3 can be moved at a high speed by the coarse movement, and the positioning can be performed with high accuracy by the fine movement. Here, to reduce the positioning time
Is, X, step number Ux in the Y direction of each of the coarse, Uy, it is preferable to satisfy the following equation.
【0025】 Lx−px/3<Ux・px/3≦Lx Ly−py/3<Uy・py/3≦Ly 但し、Lx:X方向の所定の位置までの距離 Ly:Y方向の所定の位置までの距離 (実施例4) 上記各実施例においては、固定子1の歯2が図8(a)
に示す4角錐形である場合について説明したが、同図
(b)に示す円錐形にしてもよい。この場合には、歯2
にX,Y方向における傾斜面、つまりは互いに直交する
傾斜面を形成する必要がなく、歯2の加工が容易となる
利点がある。Lx−px / 3 <Ux · px / 3 ≦ Lx Ly−py / 3 <Uy · py / 3 ≦ Ly, where Lx: distance to a predetermined position in the X direction Ly: predetermined position in the Y direction (Embodiment 4) In each of the above embodiments, the teeth 2 of the stator 1 are shown in FIG.
Although the case of a quadrangular pyramid shown in FIG. 1 has been described, a conical shape shown in FIG. In this case, tooth 2
In addition, there is no need to form inclined surfaces in the X and Y directions, that is, inclined surfaces orthogonal to each other, and there is an advantage that machining of the teeth 2 is facilitated.
【0026】(実施例5)図9は本発明のさらに他の実
施例を示したものであり、本実施例では4角錐形の歯2
のX,Y方向における夫々の面の頂角を、θx,θyに
示すように異ならせてある。このようにすると、1ステ
ップにおける可動子3の移動距離を異ならせることがで
きる。(Embodiment 5) FIG. 9 shows still another embodiment of the present invention.
The apex angles of the respective surfaces in the X and Y directions are made different as shown by θx and θy. In this way, the moving distance of the mover 3 in one step can be made different.
【0027】[0027]
【発明の効果】本発明は上述のように、平面状の固定子
と、この固定子上に移動自在に配置される可動子とから
なり、上記固定子に直交する2方向で複数の歯を列設す
ると共に、夫々の歯を上記2方向における両側が夫々傾
斜面となった尖頭状に形成し、上記歯に係脱自在な係合
部と、この係合部を上記歯に係脱させるように進退させ
る圧電素子を駆動源とする伸縮自在なアクチュエータと
からなる複数の押圧体を上記可動子に設けてあるので、
可動子を直線動作させることができ、このため従来のよ
うに円動作を直線動作に変換する必要が無く、高精度な
位置決めを行え、しかも可動子を2方向において直線動
作可能としてあるので、平面内の任意の方向に対して可
動子を動作させることができ、つまりは可動子を平面動
作させることができ、このため平面的な位置決めを精度
良く行うことができる。As described above, the present invention comprises a planar stator and a mover movably disposed on the stator, and a plurality of teeth are formed in two directions perpendicular to the stator. The teeth are arranged in a row and each tooth is formed into a pointed shape having inclined surfaces on both sides in the two directions. An engaging portion that can be disengaged from the tooth and the engaging portion is disengaged from the tooth. Since a plurality of pressing bodies composed of a telescopic actuator that is driven by a piezoelectric element that moves forward and backward so as to cause the movable element to be provided,
Since the mover can be operated linearly, there is no need to convert a circular operation into a linear operation as in the prior art, high-precision positioning can be performed, and the mover can be operated linearly in two directions. The movable element can be operated in an arbitrary direction within the above, that is, the movable element can be operated in a plane, so that planar positioning can be accurately performed.
【0028】また、上記歯を円錐形に形成すると、角錐
の場合のように傾斜面の精度が要求されず、歯を容易に
形成することができる。さらに、歯の両側に傾斜面の角
度を2方向において夫々異ならせると、例えば2方向で
位置決め精度を異ならせることが可能となる。When the teeth are formed in a conical shape, the accuracy of the inclined surface is not required as in the case of a pyramid, and the teeth can be easily formed. Further, if the angles of the inclined surfaces on both sides of the tooth are different in two directions, for example, the positioning accuracy can be different in the two directions.
【図1】本発明の一実施例の構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】(a)〜(d)は可動子の斜視図、平面図、正
面図及び側面図である。FIGS. 2A to 2D are a perspective view, a plan view, a front view, and a side view of a mover.
【図3】(a),(b)はX,Y方向夫々における歯及
び押圧体の形成状態を示す説明図である。FIGS. 3A and 3B are explanatory views showing the formation state of teeth and pressing bodies in the X and Y directions, respectively.
【図4】可動子を一方向に移動させた場合の動作説明図
である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram when the mover is moved in one direction.
【図5】X,Y方向に同時に可動子を移動させた場合の
動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram when a mover is simultaneously moved in X and Y directions.
【図6】さらに他の実施例の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory view of still another embodiment.
【図7】同上におけるアクチュエータの駆動方法の説明
図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a driving method of the actuator in the above.
【図8】(a),(b)は夫々別形状の歯を示す斜視図
である。FIGS. 8A and 8B are perspective views showing teeth of different shapes.
【図9】(a)〜(c)はさらに他の歯の形成方法を示
す平面図、側面図及び正面図である。FIGS. 9A to 9C are a plan view, a side view, and a front view showing still another method of forming teeth.
【図10】従来の圧電モータの構造及び動作の説明図で
ある。FIG. 10 is an explanatory view of the structure and operation of a conventional piezoelectric motor.
1 固定子 2 歯 3 可動子 4,5 押圧体 6 アクチュエータ 7,8 係合部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 2 Teeth 3 Mover 4,5 Pressing body 6 Actuator 7,8 Engaging part
Claims (4)
自在に配置される可動子とからなり、上記固定子に直交
する2方向で複数の歯を列設すると共に、夫々の歯を上
記2方向における両側が夫々傾斜面となった尖頭状に形
成し、上記歯に係脱自在な係合部と、この係合部を上記
歯に係脱させるように進退させる圧電素子を駆動源とす
る伸縮自在なアクチュエータとからなる複数の押圧体を
上記可動子に設けて成ることを特徴とする平面駆動型圧
電モータ。1. A stator comprising: a planar stator; and a mover movably disposed on the stator. A plurality of teeth are arranged in two directions orthogonal to the stator, and each tooth is arranged. Are formed in a pointed shape having inclined surfaces on both sides in the two directions, and an engaging portion that can be engaged and disengaged with the tooth, and a piezoelectric element that advances and retreats so as to engage and disengage the engaging portion with the tooth. A planar drive type piezoelectric motor, wherein a plurality of pressing bodies each including an extendable actuator serving as a driving source are provided on the movable element.
徴とする請求項1記載の平面駆動型圧電モータ。2. A planar drive type piezoelectric motor according to claim 1, wherein said teeth are formed in a conical shape.
いて夫々異ならせて成ることを特徴とする平面駆動型圧
電モータ。3. A planar drive type piezoelectric motor, wherein said inclined surfaces of said teeth have different inclination angles in two directions.
ピッチで複数の歯を列設すると共に、上記可動子に上記
2方向で夫々一定ピッチで複数の押圧体を設け、一方向
をX方向とすると共に、他方向をY方向とした場合に、
X方向における押圧体のピッチPx、及びY方向におけ
る押圧体のピッチPyを、 Px=nx・px+px/mx Py=ny・py+py/my 但し、mx:X方向における押圧体数 my:Y方向における押圧体数 px:歯のX方向のピッチ py:歯のY方向のピッチ nx,ny:0を含む正の整数 として成ることを特徴とする請求項1記載の平面駆動型
圧電モータ。4. A plurality of teeth are arranged in a row at a constant pitch in two directions orthogonal to the stator, and a plurality of pressing bodies are provided on the mover at a constant pitch in the two directions, respectively. Direction and the other direction is the Y direction,
The pitch Px of the pressing body in the X direction and the pitch Py of the pressing body in the Y direction are as follows: Px = nx · px + px / mx Py = ny · py + py / my where mx: number of pressing bodies in the X direction my: pressing in the Y direction 2. The planar drive type piezoelectric motor according to claim 1, wherein the body number px: the pitch of the teeth in the X direction py: the pitch of the teeth in the Y direction nx, ny: a positive integer including 0. 3.
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1991
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