JP3103965B2 - 直進移動機構 - Google Patents
直進移動機構Info
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【0001】
【産業上の技術分野】本発明は圧電素子を駆動源とする
電子部品、機械部品などの各種部品を移動供給する直進
移動機構に関し、特に、その低背化および安定性の向上
を目的とした直進移動機構に関する。
電子部品、機械部品などの各種部品を移動供給する直進
移動機構に関し、特に、その低背化および安定性の向上
を目的とした直進移動機構に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の直進移動機構の一つとして図3に
示す構成のもの、即ち、圧電素子貼着基板1の両面に圧
電素子2を貼着したいわゆるバイモルフ構造でなる加振
体3の一端を基台4に傾斜立設させて固定し、他端を連
結部材の一端に固定し、連結部材の他端を被移動部品6
を載置するいわゆるトラフ7の下面に直接又はトラフ取
付けテーブル8(図示せず)を介して固定してなるもの
である。前記それぞれの固定は銀ろう付け、スポット溶
接、ねじ止め等の適宜の手段によって行なわれている。
示す構成のもの、即ち、圧電素子貼着基板1の両面に圧
電素子2を貼着したいわゆるバイモルフ構造でなる加振
体3の一端を基台4に傾斜立設させて固定し、他端を連
結部材の一端に固定し、連結部材の他端を被移動部品6
を載置するいわゆるトラフ7の下面に直接又はトラフ取
付けテーブル8(図示せず)を介して固定してなるもの
である。前記それぞれの固定は銀ろう付け、スポット溶
接、ねじ止め等の適宜の手段によって行なわれている。
【0003】前記加振体3は給電線を介して駆動電源か
らの交流電圧印加によって基台4と加振体3との固定部
所を支点としてたわみ振動を発生し、当該たわみ振動は
連結部材5を介してトラフ7へ伝達され、トラフ7上に
載置される被移動部品6を一方向へ移動させるものであ
る。
らの交流電圧印加によって基台4と加振体3との固定部
所を支点としてたわみ振動を発生し、当該たわみ振動は
連結部材5を介してトラフ7へ伝達され、トラフ7上に
載置される被移動部品6を一方向へ移動させるものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来の直進移
動機構にあっては、加振体3の基台4への固定および加
振体3の連結部材5への固定は圧電素子2を貼着する圧
電素子貼着基盤1の長手方向外方を固定部所としている
ために直進移動機構の低背化および安定性向上を図る上
で支障となっている。更に、連結部材5を別個の平行に
配設してなるものにあっては、単一部材ででないことに
よる連結部材5の加振体3及びトラフ7又はトラフ取付
けテーブル8への取付け、固定の容易性を害するばかり
でなく、個々の連結部材5の曲げ剛性の差異に起因して
生じるトラフ7へのひねり振動付加によって被移動部品
6の円滑なる直進移動に少なからぬ支障をもたらしてい
る。
動機構にあっては、加振体3の基台4への固定および加
振体3の連結部材5への固定は圧電素子2を貼着する圧
電素子貼着基盤1の長手方向外方を固定部所としている
ために直進移動機構の低背化および安定性向上を図る上
で支障となっている。更に、連結部材5を別個の平行に
配設してなるものにあっては、単一部材ででないことに
よる連結部材5の加振体3及びトラフ7又はトラフ取付
けテーブル8への取付け、固定の容易性を害するばかり
でなく、個々の連結部材5の曲げ剛性の差異に起因して
生じるトラフ7へのひねり振動付加によって被移動部品
6の円滑なる直進移動に少なからぬ支障をもたらしてい
る。
【0005】本発明は前期した従来の直進移動機構が有
していた問題点を解決すること、即ち、直進移動機構を
低背化せしめることによるその直進移動機構に前後する
装置や機構への接続を容易ならしめるとともに安定性の
向上を図り、さらに連結部材5を単一部材とすることに
よって連結部材5の加振体3及びトラフ7への取付け、
固定を容易ならしめ、また曲げ剛性の差異に起因して生
じるトラフ7へのひねり振動を消失させることによって
被移動部品6の移動を円滑に行うことを課題とするもの
である。
していた問題点を解決すること、即ち、直進移動機構を
低背化せしめることによるその直進移動機構に前後する
装置や機構への接続を容易ならしめるとともに安定性の
向上を図り、さらに連結部材5を単一部材とすることに
よって連結部材5の加振体3及びトラフ7への取付け、
固定を容易ならしめ、また曲げ剛性の差異に起因して生
じるトラフ7へのひねり振動を消失させることによって
被移動部品6の移動を円滑に行うことを課題とするもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧電素子貼着
基板1の表裏両面に圧電素子2を貼着してなる加振体3
の一端を基台4に傾斜立設させて固定し、他端を連結部
材5の一端に固定し、その連結部材5の他端を被移動部
品6を載置するトラフ7にトラフ取付けテーブル8を介
して固定してなる直進移動機構において、前記圧電素子
貼着基板1を導電性と高弾性を具有する板状物で構成
し、その板状物の長手方向の左右両端部の四所側方に開
孔を有する突出部11を設け、それら突出部11に形成
された上部一対の開孔間及び下部一対の開孔間まで圧電
素子2を伸長させることを可能にし、前記連結部材5を
弾性を具有する板状物で構成し、その板状物の先端部に
開孔を有し、平行に延伸する二の細長帯状部51と、そ
の細長帯状部51の長手方向の中間部分から前記長手方
向に直交して延伸し、二の細長帯状部51をつなぐ接合
部52との単一部材で前記連結部材5を構成してなる直
進移動機構である。
基板1の表裏両面に圧電素子2を貼着してなる加振体3
の一端を基台4に傾斜立設させて固定し、他端を連結部
材5の一端に固定し、その連結部材5の他端を被移動部
品6を載置するトラフ7にトラフ取付けテーブル8を介
して固定してなる直進移動機構において、前記圧電素子
貼着基板1を導電性と高弾性を具有する板状物で構成
し、その板状物の長手方向の左右両端部の四所側方に開
孔を有する突出部11を設け、それら突出部11に形成
された上部一対の開孔間及び下部一対の開孔間まで圧電
素子2を伸長させることを可能にし、前記連結部材5を
弾性を具有する板状物で構成し、その板状物の先端部に
開孔を有し、平行に延伸する二の細長帯状部51と、そ
の細長帯状部51の長手方向の中間部分から前記長手方
向に直交して延伸し、二の細長帯状部51をつなぐ接合
部52との単一部材で前記連結部材5を構成してなる直
進移動機構である。
【0007】
【作用】以下、図1及び図2により本発明を説明する。
加振体3を構成する圧電素子2はチタン酸ジルコン酸鉛
等の三成分系複合ペロブスカイト酸化物Pb(Zr,T
i)O3、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタ
ル酸リチウム(LiTaO3)等の単結晶圧電材の板状
物でならしめ、当該圧電素子を貼着する圧電素子貼着基
板1は不銹鋼、ばね鋼、工具鋼等の導電性と高弾性を具
有する板状物でならしめる。ここで圧電素子2の圧電素
子貼着基板1への貼着はエポキシ樹脂等の接着剤、接着
性を有する高分子フィルムを介しての加温加圧を付加し
ての接着等の適宜の手段によって行われる。
加振体3を構成する圧電素子2はチタン酸ジルコン酸鉛
等の三成分系複合ペロブスカイト酸化物Pb(Zr,T
i)O3、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタ
ル酸リチウム(LiTaO3)等の単結晶圧電材の板状
物でならしめ、当該圧電素子を貼着する圧電素子貼着基
板1は不銹鋼、ばね鋼、工具鋼等の導電性と高弾性を具
有する板状物でならしめる。ここで圧電素子2の圧電素
子貼着基板1への貼着はエポキシ樹脂等の接着剤、接着
性を有する高分子フィルムを介しての加温加圧を付加し
ての接着等の適宜の手段によって行われる。
【0008】圧電素子貼着基板1に貼着される圧電素子
2の長さは、直進移動機構の低背化を図り、かつ加振体
3のたわみ変位量を極大ならしめる見地から圧電素子貼
着基板1の長さと同等に近いものとする。これは前記加
振体3のたわみ変位量は圧電素子の長さの二乗に比例す
るからである。本発明において、圧電素子2の長さと圧
電素子貼着基板1の長さとを前記の如き関係とし得たの
は圧電素子貼着基板1の形状にある。即ち、加振体3の
基台4及び連結部材5への取付け、固定は加振体3を構
成する圧電素子貼着基板1の上下縦方向へ突出させるの
でなく、左右の側方へ突出する突出部11と基台4及び
連結部材5との間でそれぞれ行わしめるからである。か
くして、圧電素子貼着基板1の側方へ突出する突出部1
1に形成された上部一対の開孔間、及び下部一対の開孔
間まで圧電素子2を伸長させることが可能になり、圧電
素子2の長さを圧電素子貼着基板1の長さと同等に近い
ものとすることができる。ここで、加振体3の基台4及
び連結部材5への取付け、固定は開孔を通してねじ止め
によって行う。前記取付け、固定はこの手段に限定され
るものではなく、開孔を設けない場合にあっては銀ろう
付け、スポット溶接等より行ってもよい。
2の長さは、直進移動機構の低背化を図り、かつ加振体
3のたわみ変位量を極大ならしめる見地から圧電素子貼
着基板1の長さと同等に近いものとする。これは前記加
振体3のたわみ変位量は圧電素子の長さの二乗に比例す
るからである。本発明において、圧電素子2の長さと圧
電素子貼着基板1の長さとを前記の如き関係とし得たの
は圧電素子貼着基板1の形状にある。即ち、加振体3の
基台4及び連結部材5への取付け、固定は加振体3を構
成する圧電素子貼着基板1の上下縦方向へ突出させるの
でなく、左右の側方へ突出する突出部11と基台4及び
連結部材5との間でそれぞれ行わしめるからである。か
くして、圧電素子貼着基板1の側方へ突出する突出部1
1に形成された上部一対の開孔間、及び下部一対の開孔
間まで圧電素子2を伸長させることが可能になり、圧電
素子2の長さを圧電素子貼着基板1の長さと同等に近い
ものとすることができる。ここで、加振体3の基台4及
び連結部材5への取付け、固定は開孔を通してねじ止め
によって行う。前記取付け、固定はこの手段に限定され
るものではなく、開孔を設けない場合にあっては銀ろう
付け、スポット溶接等より行ってもよい。
【0009】前記構成でなる加振体3は別個に配設して
なる従前の連結部材5との組合わせでも直進移動機構と
して機能し得ることは勿論であるが、より望ましくは本
発明の連結部材5との組合わせを採りいれた直進移動機
構とすることである。
なる従前の連結部材5との組合わせでも直進移動機構と
して機能し得ることは勿論であるが、より望ましくは本
発明の連結部材5との組合わせを採りいれた直進移動機
構とすることである。
【0010】連結部材5は不銹鋼、ばね鋼、工具鋼等の
弾性を有する板状物でならしめ、平行に延伸する二の細
長帯状部51の長手方向と加振体3の長手方向を一致さ
せて加振体3と固定する。連結部材5と加振体3との固
定を前記の固定形態とすることにより連結部材5におい
て平行に延伸する二の細長帯状部51をつなぐ接合部5
2の長手方向は加振体3の長手方向と直交関係になる。
弾性を有する板状物でならしめ、平行に延伸する二の細
長帯状部51の長手方向と加振体3の長手方向を一致さ
せて加振体3と固定する。連結部材5と加振体3との固
定を前記の固定形態とすることにより連結部材5におい
て平行に延伸する二の細長帯状部51をつなぐ接合部5
2の長手方向は加振体3の長手方向と直交関係になる。
【0011】加振体3と連結部材5との取付け、固定を
前記の如き固定形態とすること,即ち連結部材5を構成
する平行に延伸する二の細長帯状部51はその先端部に
設けられた開孔を通してねじ止めにより加振体3とトラ
フ7又はトラフ取付けテーブル8に取付け、固定される
ため,同一機能を発揮させるにおいても連結部材の長さ
は従前より短くなり,直進移動機構の低背化に寄与する
ことになる。連結部材5のトラフ7又はトラフ取付けテ
ーブル8への取付け、固定において重要なることは被移
動部品6の移動を高い移動速度の下,円滑に行わしめる
ためには被移動部品の移動方向前方に配設する連結部材
5の厚さを移動方向後方に配設するそれよりも厚いもの
を配設することである。連結部材5の厚さを移動方向前
方と後方を同一厚さのものとしても被移動部品の移動は
可能ではある。しかし移動速度は十分なものが得られな
いため連結部材5は前記したように厚さの異なるものを
用いる構成とすることはきわめて有効である。
前記の如き固定形態とすること,即ち連結部材5を構成
する平行に延伸する二の細長帯状部51はその先端部に
設けられた開孔を通してねじ止めにより加振体3とトラ
フ7又はトラフ取付けテーブル8に取付け、固定される
ため,同一機能を発揮させるにおいても連結部材の長さ
は従前より短くなり,直進移動機構の低背化に寄与する
ことになる。連結部材5のトラフ7又はトラフ取付けテ
ーブル8への取付け、固定において重要なることは被移
動部品6の移動を高い移動速度の下,円滑に行わしめる
ためには被移動部品の移動方向前方に配設する連結部材
5の厚さを移動方向後方に配設するそれよりも厚いもの
を配設することである。連結部材5の厚さを移動方向前
方と後方を同一厚さのものとしても被移動部品の移動は
可能ではある。しかし移動速度は十分なものが得られな
いため連結部材5は前記したように厚さの異なるものを
用いる構成とすることはきわめて有効である。
【0012】
【実施例】本発明に係る直進移動機構の一実施例として
以下の構成になるものは、発明の効果において本発明の
目的がいかんなく発揮されている。即ち圧電素子2は圧
電材料・チタン酸ジルコン酸鉛を用い,これを長さ35
mm,幅18mm,厚さ0.6mmの長方形薄板状に成
形し,その表裏面に電極を形成し分極処理を施したもの
を用いる。前記圧電素子2は長さ40mm,突出部11
先端間の幅40mm,それ以外の部分の幅22mm,厚
さ3.8mmの圧電素子貼着基板1に接着剤・エポキシ
樹脂を用いて貼着する。貼着後は加振体3の電気的絶縁
及び防湿を図るため,加振体3の外面は柔軟性を有する
難燃性ブチルテープにより被覆される。
以下の構成になるものは、発明の効果において本発明の
目的がいかんなく発揮されている。即ち圧電素子2は圧
電材料・チタン酸ジルコン酸鉛を用い,これを長さ35
mm,幅18mm,厚さ0.6mmの長方形薄板状に成
形し,その表裏面に電極を形成し分極処理を施したもの
を用いる。前記圧電素子2は長さ40mm,突出部11
先端間の幅40mm,それ以外の部分の幅22mm,厚
さ3.8mmの圧電素子貼着基板1に接着剤・エポキシ
樹脂を用いて貼着する。貼着後は加振体3の電気的絶縁
及び防湿を図るため,加振体3の外面は柔軟性を有する
難燃性ブチルテープにより被覆される。
【0013】連結部材5は1.5mm,2.0mmと厚
さの異なる二の部材で構成し,その形状、寸法は共に平
行に延伸する細長帯状部51の長さ24mm,幅9m
m,その先端間の幅40mm,二の細長帯状部51をつ
なぐ接合部52の長さ22mm,幅4mmとしている。
次に前記実施例に係る加振体3と連結部材5との組合わ
せになる直進移動機構において圧電素子2に交番電圧2
0Vを印加したときの共振周波数はトラフ7上に載置さ
れる被移動部品6の大きさ及び重量によつて変動するが
200〜300Hzと従来の共振周波数より高い値を示
している。これは加振体3の長さが短くなったことに起
因して振動周波数が高くなったことによるものである。
さの異なる二の部材で構成し,その形状、寸法は共に平
行に延伸する細長帯状部51の長さ24mm,幅9m
m,その先端間の幅40mm,二の細長帯状部51をつ
なぐ接合部52の長さ22mm,幅4mmとしている。
次に前記実施例に係る加振体3と連結部材5との組合わ
せになる直進移動機構において圧電素子2に交番電圧2
0Vを印加したときの共振周波数はトラフ7上に載置さ
れる被移動部品6の大きさ及び重量によつて変動するが
200〜300Hzと従来の共振周波数より高い値を示
している。これは加振体3の長さが短くなったことに起
因して振動周波数が高くなったことによるものである。
【0014】
【発明の効果】本発明のもたらす第一の効果は加振体3
の長さ及び連結部材5の長さを短くし得る構成を可能な
らしめた結果,直進移動構成の低背化を実現し得たこと
である。この低背化の効果は直進移動機構に前後して接
続される他の装置,機構との接続を容易にすると同時に
直進移動機構自体の安定性を高め得たことである。
の長さ及び連結部材5の長さを短くし得る構成を可能な
らしめた結果,直進移動構成の低背化を実現し得たこと
である。この低背化の効果は直進移動機構に前後して接
続される他の装置,機構との接続を容易にすると同時に
直進移動機構自体の安定性を高め得たことである。
【0015】本発明の第二の効果は加振体3の長さ及び
連結部材5の長さを短くし得たことにより,直進移動機
構の共振周波数が高くなったことを受けて被移動部品6
の移動速度は従前の同型の機構に比し1.4倍も高くな
り、加えて被移動部品6の跳ね上りも殆んど消失させ得
たことである。更に第三の効果として連結部材5の幅は
従来と同一の曲げ剛性であっても広くし得ることが可能
になつたため,トラフ7を幅広とすることができ,その
ため外径の大なる部品の移動をも可能ならしめたことで
ある。
連結部材5の長さを短くし得たことにより,直進移動機
構の共振周波数が高くなったことを受けて被移動部品6
の移動速度は従前の同型の機構に比し1.4倍も高くな
り、加えて被移動部品6の跳ね上りも殆んど消失させ得
たことである。更に第三の効果として連結部材5の幅は
従来と同一の曲げ剛性であっても広くし得ることが可能
になつたため,トラフ7を幅広とすることができ,その
ため外径の大なる部品の移動をも可能ならしめたことで
ある。
【0016】本発明の第四の効果は連結部材5を長さの
短い単一部材とし得たことにより,直進移動機構の組立
を容易ならしめたことである。
短い単一部材とし得たことにより,直進移動機構の組立
を容易ならしめたことである。
【図1】は本発明の直進移動機構の正面図である。
【図2】は本発明の直進移動機構の側面図である。
【図3】は従来の直進移動機構の正面図である。
1.圧電素子貼着基板 2.圧電素子 3.加振体 4.基台 5.連結部材 6.被移動部品 7.トラフ 8.トラフ取付けテーブル 11.突出部 51.細長帯状部 52.接合部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B65G 27/00 - 27/34
Claims (1)
- 【請求項1】圧電素子貼着基板1の表裏両面に圧電素子
2を貼着してなる加振体3の一端を基台4に傾斜立設さ
せて固定し、他端を連結部材5の一端に固定し、その連
結部材5の他端を被移動部品6を載置するトラフ7にト
ラフ取付けテーブル8を介して固定してなる直進移動機
構において、前記圧電素子貼着基板1を導電性と高弾性
を具有する板状物で構成し、その板状物の長手方向の左
右両端部の四ケ所側方に開孔を有する突出部11を設
け、それら突出部11に形成された上部一対の開孔間及
び下部一対の開孔間まで圧電素子2を伸長させることを
可能にし、前記連結部材5を弾性を具有する板状物で構
成し、その板状物の先端部に開孔を有し、平行に延伸す
る二の細長帯状部51と、その細長帯状部51の長手方
向の中間部分から前記長手方向に直交して延伸し、二の
細長帯状部51をつなぐ接合部52との単一部材で前記
連結部材5を構成してなる直進移動機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08058158A JP3103965B2 (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 直進移動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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