JPH01177879A - Oscillatory wave linear motor - Google Patents

Oscillatory wave linear motor

Info

Publication number
JPH01177879A
JPH01177879A JP63001891A JP189188A JPH01177879A JP H01177879 A JPH01177879 A JP H01177879A JP 63001891 A JP63001891 A JP 63001891A JP 189188 A JP189188 A JP 189188A JP H01177879 A JPH01177879 A JP H01177879A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
vibration
amplitude
oscillations
slider
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.)
Pending
Application number
JP63001891A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Segawa
哲 瀬川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP63001891A priority Critical patent/JPH01177879A/en
Publication of JPH01177879A publication Critical patent/JPH01177879A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/08Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves

Abstract

PURPOSE:To select the characteristics of thrust and speed arbitrarily by forming recessed sections so that the groove width of the left side face and right side face of a stator having a linear section is made to differ and bringing a stator substrate into pressure-contact with side faces with the exception of the neutral plane of the stator. CONSTITUTION:An oscillatory wave linear motor is composed of a stator 1, a piezoelectric element 5, a slider 9, a cushion 11, a stator substrate 12, a linear bearing 13, etc. When a plurality of recessed sections 4 in which the groove width of the left side face and right side face of the linear section of a resonator is made to differ are shaped to one end face of the resonator having the linear section constituted of an elastic body in the stator 1 and curved oscillations having amplitude in the thickness direction of the stator 3 are excited as the direction of transmission of oscillations in the longitudinal direction, amplitude is excited vertically, using a neutral face as a boundary and in the direction vertical to the thickness direction of the stator. The two oscillations, oscillations in the longitudinal direction with amplitude in the thickness direction are combined with oscillations in the left and right direction of the stator 1, thus acquiring oscillations having an elliptical orbit.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は振動波リニアモータ、特に超音波振動を駆動
源とした超音波リニアモータに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a vibration wave linear motor, and particularly to an ultrasonic linear motor using ultrasonic vibration as a driving source.

(従来の技術) 近年、圧電セラミックなどの電気機械結合素子を用いて
超音波振動を励起することにより、直線方向の運動を得
る超音波リニアモータが、小型で高応答特性を実現でき
るモータとして注目されている。この超音波を用いた振
動波リニアモータに関しては、例えば電子通信学会技術
研究報告US86−16、US87−5等、特開昭61
−35177で紹介されている。以下、図面を参照しな
がら、従来の超音波リニアモータの一例とその原理につ
いて説明する。
(Prior technology) In recent years, ultrasonic linear motors that obtain linear motion by exciting ultrasonic vibrations using electromechanical coupling elements such as piezoelectric ceramics have attracted attention as motors that are small and can achieve high response characteristics. has been done. Regarding the vibration wave linear motor using ultrasonic waves, for example, the Institute of Electronics and Communication Engineers technical research report US86-16, US87-5, etc., JP-A-61
-35177 is introduced. An example of a conventional ultrasonic linear motor and its principle will be described below with reference to the drawings.

第5図に示す超音波リニアモータは進行波リニア型モー
タのうちトラック型振動子を用いたもので、ステータと
してトランク型の弾性振動体の下面に圧電素子5を接着
し一体化している。前記圧電素子5は第6図に示すよう
に、圧電素子の電極をA、Bの2つの電極群に区分し、
)J4(λはステータ1の固有振動モードの波長)の奇
数倍だけずらして配置する。また、各々の電極の長手(
トラック)方向の長さはλの1/2の長さにし、各々の
隣あう電極においてその分極の方向は第6図中の+−の
記号で示すように互い違い逆方向にする。そして、電極
群A、 Hの表面をそれぞれ導電性塗料などで覆うかま
たは、導線でつなぐことにより、電極群A、 Bのなか
の各々の電極をそれぞれ一つの電極にまとめる。そして
ステータ1の上にスライダが重力又はばねの力等により
所定の圧力で押し付けられている。そのスライダの摺動
面には耐摩耗性のある材料、例えは芳香族ポリアミド繊
維を充填材とし、ポリウレタン樹脂をマトリックスとし
た複合プラスチック材料で形成されたライニング面14
を設けることにより、ステータ1との摩耗を防止する。
The ultrasonic linear motor shown in FIG. 5 is a traveling wave linear motor that uses a track-type vibrator, and has a piezoelectric element 5 bonded and integrated with the lower surface of a trunk-type elastic vibrator as a stator. As shown in FIG. 6, the piezoelectric element 5 has electrodes divided into two electrode groups A and B, and
) J4 (λ is the wavelength of the natural vibration mode of the stator 1) and are shifted by an odd number of times. Also, the length of each electrode (
The length in the track direction is set to 1/2 of λ, and the polarization directions of adjacent electrodes are alternately reversed as shown by + and - symbols in FIG. Then, by covering the surfaces of electrode groups A and H with conductive paint or by connecting them with conductive wires, the electrodes in electrode groups A and B are combined into one electrode. A slider is pressed onto the stator 1 with a predetermined pressure due to gravity or the force of a spring. The sliding surface of the slider is made of a wear-resistant material, for example, a lining surface 14 made of a composite plastic material with aromatic polyamide fiber as a filler and a polyurethane resin as a matrix.
By providing this, abrasion with the stator 1 is prevented.

次に電極群AとBにそれぞれ時間的位相を90度ずらし
た交流電圧を印加すると、各電極が交互に周方向に伸縮
し、バイメタル効果によりステータ1にたわみ振動が発
生する。、その結果、電極Aと電極Bに位置、位相とも
互いに90度づつずれた電極2個の長さに相当する波長
を持つ二つの定在波が発生し、それが合成されて進行波
となる。ステータ1上の進行波は、第7図に示すように
、ステータ1の表面上の1つの点Cに着目すると、その
点Cは楕円状の軌跡を描く。
Next, when alternating current voltages whose temporal phases are shifted by 90 degrees are applied to electrode groups A and B, each electrode alternately expands and contracts in the circumferential direction, and bending vibration occurs in the stator 1 due to the bimetallic effect. As a result, two standing waves are generated at electrode A and electrode B with a wavelength corresponding to the length of the two electrodes, which are shifted by 90 degrees in position and phase from each other, and are combined to form a traveling wave. . As shown in FIG. 7, when focusing on one point C on the surface of the stator 1, the traveling wave on the stator 1 traces an elliptical trajectory.

ライニング面14はステータの進行波の頂点に接触して
いるので、スライダ9は楕円の頂点部分りの軌跡の方向
への摩擦による移動がきくため、スライダ9は進行波の
進行方向とは逆に進む。スライダの速度は楕円状の軌跡
の速度に関係し、出力の推力はステータ1とスライダ9
との摩擦係数によって決まる。
Since the lining surface 14 is in contact with the apex of the traveling wave of the stator, the slider 9 can be moved by friction in the direction of the trajectory of the apex of the ellipse. move on. The speed of the slider is related to the speed of the elliptical trajectory, and the output thrust is between stator 1 and slider 9.
It is determined by the coefficient of friction between the

また、特開昭61−191278では弾性体で構成され
たステータにステータの厚み方向に振幅を有する屈曲進
行波を励振することにより得られるステータ長手方向の
振動振幅を増大させるためステータに複数個の凸部を設
けることを提唱している。
In addition, in JP-A-61-191278, a plurality of vibration waves are installed in the stator in order to increase the vibration amplitude in the longitudinal direction of the stator, which is obtained by exciting a bending traveling wave having an amplitude in the thickness direction of the stator, in the stator made of an elastic body. It is proposed that a convex portion be provided.

(発明が解決しようとする問題点) 振動波リニアモータのスライダの速度と推力との関係を
表したモニタの特性曲線は、第8図に示すように従来の
電磁式の直流リニアモータ、電磁式リニアステップモー
タと同様速度が小さいほど推力が大きいという特徴を持
っている。また、前記超音波モータの場合、ステータは
ステータの固有振動数とそれに対応した圧電素子の電極
によって励起される振動モードが設計時において決定さ
れているので、ステータそのものが固有の特性を持って
おり、第8図に示す速度に対する推力の特性曲線の傾き
は入力電圧によらない。従って、所定の入力電圧につい
て、推力と速度の関係を任意に設定することは不可能で
ある。これは、従来の電磁リニアモータに対する超音波
リニアモータの欠点であり、問題点でもあった。
(Problem to be Solved by the Invention) The characteristic curve of the monitor representing the relationship between the speed and thrust of the slider of the vibration wave linear motor is as shown in Fig. 8. Like a linear step motor, it has the characteristic that the lower the speed, the greater the thrust. Furthermore, in the case of the ultrasonic motor, the stator's natural frequency and the corresponding vibration mode excited by the electrodes of the piezoelectric element are determined at the time of design, so the stator itself has unique characteristics. , the slope of the characteristic curve of thrust versus speed shown in FIG. 8 does not depend on the input voltage. Therefore, it is impossible to arbitrarily set the relationship between thrust and speed for a given input voltage. This is a drawback and problem of the ultrasonic linear motor compared to the conventional electromagnetic linear motor.

また凹部を複数個設けたステータによって構成される超
音波モータの場合、スライダと接するステータの片端面
における長手方向の振幅は四部の深さにより変化する。
Further, in the case of an ultrasonic motor constituted by a stator provided with a plurality of recesses, the amplitude in the longitudinal direction at one end surface of the stator in contact with the slider changes depending on the depth of the four recesses.

したがって凹部の深さがスライダの速度を制御する一変
数であるが、凹部の深さは同時にステータの固有振動数
も変化させる。このためステータ、の厚さ、幅を修正し
なければステータの固有振動数を望ましい加振周波数の
範囲に設定できない場合が生ずる。このことはステータ
を設計する際の制限となり超音波リニアモータの問題点
であった。なお、ここでいう望ましい加振周波数とは、
ひとの可聴域を越す20kHzから電源の性能により制
限される周波数、例えば200kHzまでの範囲を有す
る超音波領域の周波数である。
Therefore, although the depth of the recess is one variable that controls the speed of the slider, the depth of the recess also changes the natural frequency of the stator. For this reason, it may not be possible to set the natural frequency of the stator within a desired excitation frequency range unless the thickness and width of the stator are corrected. This was a problem in ultrasonic linear motors, as it was a limitation when designing the stator. Note that the desirable excitation frequency here is
This is a frequency in the ultrasonic range ranging from 20 kHz, which is beyond the human audible range, to a frequency limited by the performance of the power source, for example, 200 kHz.

本発明の目的は同一のステータで推力と速度の特性を任
意に選択でき、かつステータの外形が限定された場合に
おいても駆動周波数が超音波領域から逸脱することな〈
従来より広範な推力と速度を設定できる振動波リニアモ
ータを提供することにある。
The purpose of the present invention is to enable the thrust and speed characteristics to be arbitrarily selected using the same stator, and to prevent the drive frequency from deviating from the ultrasonic range even when the outer shape of the stator is limited.
The object of the present invention is to provide a vibration wave linear motor that can set a wider range of thrust and speed than conventional ones.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、弾性体で構成された直線部分を有する共振子
の一端面に振動波形を有する電気信号を機械振動に変換
する振動子を設けた構造のステータと、スライダーとを
加圧接触した振動波リニアモータにおいて、前記共振子
の他端面に左側の側面と右側の側面との溝幅が異なる複
数の四部を設け前記ステータの中立面を除くステータ側
面に、左側または右側の側面を摺動面にもつ前記スライ
ダーの摺動面を加圧接触したことを特徴とする振動波リ
ニアモータを提供する。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a stator having a structure in which a vibrator for converting an electric signal having a vibration waveform into mechanical vibration is provided on one end surface of a resonator having a straight portion made of an elastic body. In the vibration wave linear motor in which the resonator and the slider are in pressurized contact, a plurality of four parts are provided on the other end surface of the resonator, the left side surface and the right side surface having different groove widths, and the stator side surface excluding the neutral surface of the stator. Furthermore, there is provided a vibration wave linear motor characterized in that the sliding surface of the slider having the left or right side surface as the sliding surface is pressed into contact with the sliding surface.

(作用) 弾性体で構成された直線部分を有する共振子の一端面に
第1図(b)のステータ上面斜視図に示すように共振子
の直線部分左側の側面と右側の側面との溝幅が異なる凹
部4を複数個設けたステータ1に、ステータの長手方向
を振動の伝達方向としステータの厚み方向(前記凹部の
深さ方向)に振幅を有する屈曲振動を励振すると、前記
凹部を設けたステータは弾性体の中立面を境にして屈曲
振動が伝達する方向に対して垂直かつステータ厚み方向
に垂直な方向、すなわちステータの側面左右方向に振幅
を有する振動が励振される。これは前記の特徴を持つ四
部4を複数個設けたステータにおいてはステータの右側
と左側では曲げ剛性が異なり、屈曲振動が伝達すると前
記ステータの右側と左側とでは弾性体の伸縮量が異なる
のでステータに生じる曲げ歪がステータの側面左右方向
に振幅を有する振動となるためである。このステータの
左右方向の振動と、ステータ厚み方向に振幅を有し、長
手方向に伝達する進−貸渡によって長手方向の振動が得
られ、この2つの振動を組み合わせることによりステー
タの側面と中立面との交線部分を除いた右側側面あるい
は左側側面の質点は楕円軌道を有する振動となる。上記
のステータの左右方向の振動を励振する振動は進行波で
なく定在波でもよいが、ステータ厚み方向に振幅を有す
る進行波を用いることで左右方向の振動と周方向の振動
を同時に得ることができる。
(Function) As shown in the top perspective view of the stator in FIG. 1(b), a groove width between the left side and right side of the straight portion of the resonator is formed on one end surface of the resonator having a straight portion made of an elastic body. When a stator 1 provided with a plurality of recesses 4 having different values is excited with a bending vibration having an amplitude in the thickness direction of the stator (the depth direction of the recess) with the longitudinal direction of the stator as the vibration transmission direction, the recesses 4 are The stator is excited with a vibration having an amplitude in a direction perpendicular to the direction in which the bending vibration is transmitted and perpendicular to the thickness direction of the stator, that is, in the left-right direction of the side surface of the stator, with the neutral plane of the elastic body as the boundary. This is because in a stator that has a plurality of four parts 4 having the above characteristics, the bending rigidity is different between the right and left sides of the stator, and when bending vibration is transmitted, the amount of expansion and contraction of the elastic body is different between the right and left sides of the stator. This is because the bending strain generated in the stator produces vibrations with amplitude in the left-right direction of the side surface of the stator. This vibration in the left and right direction of the stator and the vibration in the longitudinal direction, which has an amplitude in the stator thickness direction and is transmitted in the longitudinal direction, are obtained, and by combining these two vibrations, the side of the stator and the neutral The mass point on the right side or left side, excluding the intersection line with the surface, vibrates with an elliptical orbit. The vibration that excites the horizontal vibration of the stator described above may be a standing wave instead of a traveling wave, but by using a traveling wave that has an amplitude in the stator thickness direction, horizontal vibration and circumferential vibration can be obtained at the same time. Can be done.

上記のステータの側面左右方向に振幅を有する振動は弾
性体の中立面を境にして振動の位相が逆転するために中
立面においては振幅はゼロとなり中立面より離れるに従
って大きくなり弾性体上面あるいは下面で最大となる。
The above-mentioned vibration that has an amplitude in the horizontal direction of the side surface of the stator has a phase reversed at the neutral plane of the elastic body, so the amplitude is zero at the neutral plane and increases as the distance from the neutral plane increases, and the elastic body It is maximum at the top or bottom.

従ってスライダの加圧接触する位置を変化させることに
より推力と速度両者の関係を規定することができる。す
なわちスライダの加圧接触位置が中立面に近い場合は速
度に対する推力の変化の割合は急になり速度よりも推力
を優先にした特性が得られ、またスライダの加圧接触位
置が中立面から離れている場合は速度に対する推力の割
合は緩やかになり推力よりも速度を優先にした特性が得
られる。従って、同一のステータで特性の異なる振動波
リニアモータが得られる。
Therefore, by changing the position where the slider makes pressure contact, the relationship between both thrust and speed can be defined. In other words, when the pressure contact position of the slider is close to the neutral plane, the ratio of change in thrust to speed becomes steep, resulting in a characteristic that prioritizes thrust over speed, and when the pressure contact position of the slider is close to the neutral plane. If the distance is far from , the ratio of thrust to speed becomes gentle, and a characteristic that gives priority to speed over thrust is obtained. Therefore, vibration wave linear motors with different characteristics can be obtained using the same stator.

また、前記凹部のステータ左側の側面と右側の側面での
溝幅の差はステータの左右方向の振動振幅の大きさに関
係し、左側の側面と右側の側面での溝幅の差を変化させ
ることによって凹部4の深さを変化させるよりもステー
タの固有振動数の変化を小さくして速度を変えることが
できる。このことは次に示す理由による。すなわち左側
の側面と右側の側面で溝幅を変えることにより、ステー
タ左側と右側での曲げ剛性が変化し、横方向の振動が誘
起される。そして前記四部4の深さを変化させる場合に
比較して、左側の側面と右側の側面での溝幅の差を変化
させることはステータの固有振動数の変化が小さいから
である。前記凹部の左側の側面と右側の側面での溝幅の
差はステータの幅および厚みが規定された場合において
も、スライダの速度と推力を決定する形状寸法パラメー
タとなる。
Furthermore, the difference in groove width between the left side and right side of the stator in the recess is related to the amplitude of vibration amplitude in the left and right direction of the stator, and the difference in groove width between the left and right sides of the stator changes. By doing this, the speed can be changed by making the change in the natural frequency of the stator smaller than by changing the depth of the recess 4. This is due to the following reasons. That is, by changing the groove width between the left side and right side, the bending rigidity on the left and right sides of the stator changes, inducing lateral vibration. Compared to changing the depth of the four portions 4, changing the difference in groove width between the left and right side surfaces results in a smaller change in the natural frequency of the stator. Even when the width and thickness of the stator are specified, the difference in groove width between the left side and right side of the recess becomes a geometrical and dimensional parameter that determines the speed and thrust of the slider.

(実施例) 第1図(a)は本発明の基本構成を示す断面図であり、
図中において1は弾性材料で構成されたトラック形状の
ステータであり、ステータ1の下面に接着された第6図
の説明図に示す電極構造を持った圧電素子5に電気信号
、例えば44kHzの周波数をもつ電気信号を入力しス
テータの厚み方向に振幅を有する屈曲進行波を励振する
。トラック形状は第5図に示すもので長手方向に80m
mの直線部分を有する。
(Example) FIG. 1(a) is a sectional view showing the basic configuration of the present invention,
In the figure, 1 is a track-shaped stator made of an elastic material, and an electric signal, for example, a frequency of 44 kHz, is sent to a piezoelectric element 5 having an electrode structure shown in the explanatory diagram of FIG. An electric signal having a width of 100 nm is input to excite a bending traveling wave having an amplitude in the thickness direction of the stator. The track shape is shown in Figure 5 and is 80m long in the longitudinal direction.
It has m straight sections.

なお、ステータ1には第1図(b)の斜視図に示すよう
にステータ左右側面における溝幅の比がたとえば1:2
の四部4を複数個等間隔に設ける。この場合ステータ1
と圧電素子5の形状寸法はその固有振動が目的とする入
力電気信号の周波数と一致させるように予め定められて
いる。また圧電素子5については前記の第6図に示す圧
電素子の電極群Aと電極群Bに互い位相が90度異なっ
た振動波形を有する電気信号を入力することにより進行
波を発生させる。
In addition, as shown in the perspective view of FIG. 1(b), the stator 1 has a groove width ratio of, for example, 1:2 on the left and right side surfaces of the stator.
A plurality of four parts 4 are provided at equal intervals. In this case stator 1
The shape and dimensions of the piezoelectric element 5 are predetermined so that its natural vibration matches the frequency of the intended input electrical signal. Further, as for the piezoelectric element 5, a traveling wave is generated by inputting electric signals having vibration waveforms whose phases are different from each other by 90 degrees to the electrode group A and the electrode group B of the piezoelectric element shown in FIG. 6.

そして進行波にともなう前記ステータ厚み方向の振動に
より第2図(a)、(b)に示すようにステータ長手方
向の振動振幅6を得ることができる。同時に第2図(c
)の平面図に示すような左右方向に振幅をもった振動7
が生ずる。厚み方向の振動振幅7が得られやすくするた
めにステータの厚みと幅との比は0.5から3が望まし
い。そして進行波による第2図(a)の長手方向の振動
振幅6と第2図(c)の左右方向の振動振幅7が組み合
わさることにより第2図(d)のステータ平面図に示す
ようにステータ1の中立面との交線部分を除いた側面に
楕円軌道をもつ振動8が生ずる。すなわち第2図(a)
、(b)のタイミング31〜34と第2図(c)のタイ
ミング31〜34が組あわさり、第2図(d)に示され
る楕円軌道のタイミング31〜34となる。このステー
タ1の左側側面に生じた前記振動8に、第1図(a)の
断面図に示すようにスライダ9をステータ1の側面に対
して加圧接触する構造をとることにより振動8の楕円軌
道のうち頂点付近の長手方向の運動、すなわち第2図(
d)において左側にスライダが位置する場合にはタイミ
ング33の運動が、右側にスライダが位置する場合には
タイミング31の運動がスライダの直線運動に変換され
る。スライダ9においてステータ1と接触する部分につ
いては耐摩耗性に優れた部材、たとえば芳香族ポリアミ
ド系の合成樹脂を用いる。また、第1図(a)において
スライダ9のステータ1の側面における加圧接触位置を
変更することが可能な構成を採用すれば第8図に示す振
動波リニアモータの垂下特性において、推力に対する速
度の傾きが同一のステータであっても変更することが可
能であり、推力又は速度優先のりニアモータが同一のス
テータにより実現できる。
The vibration in the thickness direction of the stator accompanying the traveling wave can provide a vibration amplitude 6 in the longitudinal direction of the stator as shown in FIGS. 2(a) and 2(b). At the same time, Figure 2 (c
) Vibration 7 with amplitude in the left and right direction as shown in the plan view of
occurs. In order to easily obtain a vibration amplitude of 7 in the thickness direction, the ratio between the thickness and width of the stator is preferably 0.5 to 3. The vibration amplitude 6 in the longitudinal direction of FIG. 2(a) caused by the traveling wave and the vibration amplitude 7 in the left-right direction of FIG. A vibration 8 having an elliptical orbit is generated on the side surface of the stator 1 except for the intersection line with the neutral plane. That is, Fig. 2(a)
, (b) and timings 31-34 in FIG. 2(c) are combined to become timings 31-34 of the elliptical orbit shown in FIG. 2(d). The vibration 8 generated on the left side surface of the stator 1 can be suppressed by applying a structure in which the slider 9 is brought into pressure contact with the side surface of the stator 1, as shown in the cross-sectional view of FIG. 1(a). The motion in the longitudinal direction near the apex of the orbit, that is, the motion in the longitudinal direction near the apex, that is, Fig. 2 (
In d), when the slider is located on the left side, the movement at timing 33 is converted into a linear movement of the slider, and when the slider is located on the right side, the movement at timing 31 is converted into linear movement of the slider. For the portion of the slider 9 that comes into contact with the stator 1, a material with excellent wear resistance, such as an aromatic polyamide synthetic resin, is used. In addition, if a configuration is adopted in which the pressurized contact position of the slider 9 on the side surface of the stator 1 can be changed in FIG. 1(a), in the drooping characteristic of the vibration wave linear motor shown in FIG. It is possible to change the slope of the stator even if the stator is the same, and a thrust or speed priority linear motor can be realized with the same stator.

スライダ9と接触する部分においてステータ1の右側と
左側の楕円軌道の向きは逆−であるので、ステータの右
側にスライダを加圧接触する構成をもつりニアモータは
第1図(a)の構成をとったりニアモータに対して移動
方向が逆となる。
Since the directions of the elliptical orbits of the right and left sides of the stator 1 are opposite in the part that contacts the slider 9, the near motor has the configuration shown in FIG. The direction of movement is opposite to that of the near motor.

第3図は進行波振動の励振方法の別の実施例であり、振
動子として2つのランジュバン振動子21.22を用い
ている。前記凹部を有するステータは2つの振動子の間
に位置し、この2つの振動子により厚み方向に振幅を有
する屈曲進行波をステータに励振する。ロータとステー
タの構成は第1図(a)に示したものと同じ構成でよい
FIG. 3 shows another embodiment of the traveling wave vibration excitation method, in which two Langevin oscillators 21 and 22 are used as the oscillators. The stator having the recessed portion is located between two vibrators, and these two vibrators excites a bending traveling wave having an amplitude in the thickness direction in the stator. The structure of the rotor and stator may be the same as that shown in FIG. 1(a).

第4図はステータ1に設ける凹部4の左右側面における
溝幅の比を変えた別の実施例である。ステータ1の寸法
、凹部4の深さ、個数は第1図(b)のものと同じであ
るが、凹部4の左右側面における溝幅の比を第1図(b
)のものよりも大きくしである。第1図(b)に示した
先の四部4の実施例と第4図に示した凹部4の実施例に
おいて同一の強さの振動をステータ1の下面より加振し
それぞれの第5図に示す凹部の先端外縁部の径方向の振
動13を比べると、第4図に示した凹部の左右方向の振
動に対して第1図(b)に示した四部の左右方向の振動
はその振幅は大きくなり、従って第4図に示す四部を有
するリニアモータは高速度低推力の特性をもつ。
FIG. 4 shows another embodiment in which the ratio of the groove widths on the left and right sides of the recess 4 provided in the stator 1 is changed. The dimensions of the stator 1, the depth, and the number of recesses 4 are the same as those shown in FIG.
) is larger than that of In the embodiment of the four parts 4 shown in FIG. 1(b) and the embodiment of the recessed part 4 shown in FIG. Comparing the radial vibration 13 of the outer edge of the tip of the concave portion shown in FIG. 4, the amplitude of the horizontal vibration of the four parts shown in FIG. A linear motor that is larger and therefore has four sections as shown in FIG. 4 has high speed, low thrust characteristics.

なお、目的を逸脱しない範囲内においてどのような変形
を行っても差しつかえなく、第1図(b)または第4図
の凹部4の側面形状を曲面にしてもよく、上記実施例が
本発明の請求範囲を限定するものではない。
Note that any modification may be made without departing from the purpose, and the side surface shape of the recess 4 in FIG. 1(b) or FIG. does not limit the scope of the claims.

(発明の効果) 前記凹部は直線部分を有するステータの左側の側面と右
側の側面との溝幅が異なるように設け、ステータ中立面
を除くステータ側面に、左側または右側の側面を摺動面
にもつ前記スライダーの摺動面が加圧接触する構成をな
し、前記振動子に電気信号を入力し、前記ステータにス
テータの厚み方向に振幅を有する屈曲進行波を励振する
ことにより得られる前記ステータの長手方向の振動振幅
と、前記ステータに厚み方向の振動と同時に発生する厚
み方向とステータ長手方向とに垂直な幅方向の振動振幅
とを組み合わせることによりステータ側面と中立面との
交線を除くステータ側面に楕円振動を励振しこれと加圧
接触したスライダーに直線方向の推力を発生させる振動
波リニアモータによれば、スライダの加圧接触する位置
を変化させることにより推力を優先にあるいは速度を優
先した特性を有する振動波リニアモータを同一のステー
タで実現できるという効果が有る。また、ステータの左
右側面での凹部の溝幅の差を変えることにより、振動波
リニアモータの速度と推力の特性を変えることができる
という効果がある。
(Effects of the Invention) The recessed portion is provided so that the groove widths of the left and right side surfaces of the stator having a straight portion are different, and the left or right side surface is formed as a sliding surface on the stator side surface excluding the stator neutral surface. The stator has a configuration in which the sliding surfaces of the slider are in pressure contact with each other, and is obtained by inputting an electric signal to the vibrator and exciting a bending traveling wave having an amplitude in the thickness direction of the stator in the stator. By combining the vibration amplitude in the longitudinal direction and the vibration amplitude in the width direction perpendicular to the thickness direction and the longitudinal direction of the stator, which occur simultaneously with the vibration in the thickness direction of the stator, the intersection line between the stator side surface and the neutral plane can be determined. According to the vibration wave linear motor, which excites elliptical vibration on the side surface of the stator and generates thrust in a linear direction on the slider that comes into pressure contact with the elliptical vibration, by changing the position of the slider where the slider makes pressure contact, priority is given to the thrust or the speed is increased. This has the effect that a vibration wave linear motor having characteristics that give priority to can be realized using the same stator. Furthermore, by changing the difference in the groove width of the recess on the left and right side surfaces of the stator, there is an effect that the speed and thrust characteristics of the vibration wave linear motor can be changed.

本発明の振動波リニアモータは同一のステータで推力と
速度の特性を任意に選択でき、かつステータの外形が限
定された場合においても駆動周波数が超音波領域から逸
脱する二とな〈従来より広範な推力と速度を設定できる
The vibration wave linear motor of the present invention allows the characteristics of thrust and speed to be arbitrarily selected using the same stator, and even if the outer shape of the stator is limited, the driving frequency does not deviate from the ultrasonic range (a wider range than before). You can set the appropriate thrust and speed.

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

第1図(a)は本発明の実施例を示す断面図、第1図(
b)は本発明のステータを示す斜視図、第2図(a)〜
(d)は本発明による振動の様子を示した説明図、第3
図は本発明第2の実施例のステータを示した斜視図、第
4図は本発明による四部の一実施例を示すステータ上面
の斜視図、第5図は従来の振動波リニアモータの断面図
、第6図はステータに接着する圧電素子の分極を示す説
明図、第7図は進行波による振動のようすを示した説明
図、第8図はモータの垂下特性を示した説明図である。 1・・・ステータ、4・・・凹部、5・・・圧電素子、
9・・・スライダ、11・・・クツション、12・・・
ステータ基板、13・・・りニア軸受、14・・・ライ
ニング、21.22・・・ランジュバン振動子、A、 
B・・・電極群、C,D・・・ステータ表面上の一点。
FIG. 1(a) is a sectional view showing an embodiment of the present invention;
b) is a perspective view showing the stator of the present invention, FIG. 2(a)-
(d) is an explanatory diagram showing the state of vibration according to the present invention;
Figure 4 is a perspective view showing a stator according to a second embodiment of the present invention, Figure 4 is a perspective view of the upper surface of the stator showing an embodiment of the four parts according to the present invention, and Figure 5 is a sectional view of a conventional vibration wave linear motor. , FIG. 6 is an explanatory diagram showing the polarization of the piezoelectric element bonded to the stator, FIG. 7 is an explanatory diagram showing the state of vibration due to traveling waves, and FIG. 8 is an explanatory diagram showing the drooping characteristics of the motor. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Stator, 4... Recessed part, 5... Piezoelectric element,
9...Slider, 11...Cushion, 12...
Stator board, 13... Linear bearing, 14... Lining, 21.22... Langevin vibrator, A,
B... electrode group, C, D... one point on the stator surface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  弾性体で構成された直線部分を有する共振子の一端面
に振動波形を有する電気信号を機械振動に変換する振動
子を設けた構造のステータと、スライダーとを加圧接触
した振動波リニアモータにおいて、前記共振子の他端面
に左側の側面と右側の側面との溝幅が異なる複数の凹部
を設け前記ステータの中立面を除くステータ側面に、左
側または右側の側面を摺動面にもつ前記スライダーの摺
動面を加圧接触したことを特徴とする振動波リニアモー
タ。
In a vibration wave linear motor in which a slider is brought into pressurized contact with a stator having a structure in which a vibrator for converting an electric signal having a vibration waveform into mechanical vibration is provided on one end face of a resonator having a straight portion made of an elastic body. , a plurality of recesses are provided on the other end surface of the resonator, the left side surface and the right side surface having different groove widths, and the left or right side surface is a sliding surface on the stator side surface excluding the neutral surface of the stator A vibration wave linear motor characterized in that the sliding surface of a slider is brought into pressure contact.
JP63001891A 1988-01-08 1988-01-08 Oscillatory wave linear motor Pending JPH01177879A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63001891A JPH01177879A (en) 1988-01-08 1988-01-08 Oscillatory wave linear motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63001891A JPH01177879A (en) 1988-01-08 1988-01-08 Oscillatory wave linear motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01177879A true JPH01177879A (en) 1989-07-14

Family

ID=11514205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63001891A Pending JPH01177879A (en) 1988-01-08 1988-01-08 Oscillatory wave linear motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01177879A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017043431A (en) * 2015-08-24 2017-03-02 シンフォニアテクノロジー株式会社 Workpiece carrier device
JP2019108225A (en) * 2017-12-19 2019-07-04 シンフォニアテクノロジー株式会社 Work transport device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017043431A (en) * 2015-08-24 2017-03-02 シンフォニアテクノロジー株式会社 Workpiece carrier device
JP2019108225A (en) * 2017-12-19 2019-07-04 シンフォニアテクノロジー株式会社 Work transport device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2525019B2 (en) Ultrasonic linear motor
JPS60170474A (en) Vibration wave motor
JPS59201684A (en) Vibration wave motor
US4788468A (en) Vibration wave motor
EP3134925B1 (en) Piezoelektric actuator
JPS6311073A (en) Vibrating wave motor
JPS61224880A (en) Vibration wave motor
JPS61224883A (en) Vibration wave motor
JPH01177879A (en) Oscillatory wave linear motor
JPS63316675A (en) Piezoelectric linear motor
JPH01177877A (en) Oscillatory wave motor
KR101225008B1 (en) Piezoelectric vibrator of ultrasonic motor
JP2574577B2 (en) Linear actuator
JPH08149862A (en) Ultrasonic oscillator
JPH02159982A (en) Piezoelectric actuator
JPH05252767A (en) Ultrasonic motor
JPS61191278A (en) Ultrasonic wave motor
JPH03178581A (en) Ultrasonic wave linear motor
JPH08149863A (en) Ultrasonic oscillator
JPH0552137B2 (en)
JPH01209962A (en) Ultrasonic driving device
JPH01177878A (en) Oscillatory wave motor
JPH0697863B2 (en) Piezoelectric drive
JPH0479238B2 (en)
JP2632897B2 (en) Vibration wave drive