JPH059332B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波振動をそのまま走行駆動力とす
る超音波走行台車に関するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の一般的な走行台車はモータやエンジンの
回転出力を台車の車輪に伝動して走行能力を得て
いる。

しかし、回転力の伝動機構は殆んどが機械的構
造、特に、減速機構が不可欠であるため、構造複
雑、重量大、故障が起き易い等といつた問題点が
ある。

近時、かかる点に鑑み、電気的乃至は磁気的構
成のリニアモータを駆動源とする走行体が提案さ
れ、走行速度や騒音等の点で従来の走行方式より
優れている点が確認されているが、軌道設備が大
がかりになる等の面で問題があり未だ実用化され
るには至つていない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は従来の一般的なモータやエンジンの回
転出力を利用した走行体や、いわゆるリニアモー
タを利用した走行体にある諸難点のない、全く新
たな概念の走行台車を提供することを目的として
なされたもので、その構成は、適宜の荷物、装置
などの荷重体を載架又は吊下げることができ、且
つ、敷設した軌条に支持案内されて上記荷重体と
台車本体の重量を支持しつつころがる車輪を設け
た台車本体に、超音波振動を上記軌条に沿つて進
行する表面進行波として伝搬する弾性体を、該弾
性体の表面を上記軌条表面に接触圧調整自在に当
接させて取付ける一方、該弾性体に上記表面進行
波を励起する超音波振動子を取付けて成ることを
特徴とするものである。

〔作用〕

弾性体の軌条に当接した側の表面に励起される
表面進行波が、当該弾性体と軌条の摩擦力を介し
て、車輪を有する台車を推進させる。

〔実施例〕

第１図に於て、１は軌条、２は該軌条１に車輪
３を介して架装された台車で、軌条１に架装され
て走行する台車としては一般的なものと同様であ
る。

尚、本発明が適用できる台車２としては上記の
ような軌条載架タイプのもののほか、軌条に吊下
或は跨架される形式のもがある。

４は上記台車２の底面に、軌条１側に向けて吊
下装置設した弾性体で、超音波振動を伝送できる
性質をもつ弾性材料、例えばジエラルミンのよう
に伝送損失の少ないもので形成してある。而し
て、上記弾性体４はここでは側面から見て長円環
状に形成したものを用いた。５は上記弾性体４の
下面４ａを、台車２の底面に於て、軌条１の上面
１ａとの当接圧を調整しつつ吊下する取付部材
で、弾性体４における振動の節に位置付けてあ
る。

上記当接圧の調節手段として、ここでは、例示
的に、ネジ、ナツトの組合せ構造のものを使用し
ているが、この手段は他の適宜手段に代替可能で
あること勿論である。

６，７は、上記弾性体４に於て、その上面側に
取付けた超音波振動子で、ここでは２個のランジ
ユバン型の縦振動子を取付けてある。

ここでは、振動子を駆動すると進行波は図の右
方向に進行する。進行波を上記とは逆方向に進行
させるためには、例えば振動子を弾性体４の他側
に設けておき、これを駆動するようにする。

超音波振動体の構成は次のようにしてもよい。

即ち、第３図々示のように弾性体４の平面形状
より稍小さい程度の平板状をなす圧電素子８１の
表面に、例えば、９個の電極８２を列設し、これ
らを３回路に分割し、移相器８３介して高周波電
源８４に、ここでは、120度の位相ズレを付与し
て、電源電圧を各組の電極に印加すると、図示の
例では進行波を右側に進ませることができる。
尚、この場合に於て進行波を逆方向に進めるに
は、上記移相器８３の位相ズレを逆向きにすれば
よい。

また、超音波振動体は、自由端を持つ棒状の弾
性体に、その長手方向の両端近くにそれぞれ超音
波振動子を装着し、一方の振動子を駆動用、他方
を受波用として駆動するようにしてもよい。この
ようにすると、この弾性体のたわみ振動による表
面進行波が弾性体の表面を伝搬し、前記各例の振
動体と同様の作用をする。この場合に於て、表面
進行波の進行方向の変換は、振動子の駆動、受波
の関係を逆にすることにより行う。

上記のように走行台車を構成すると、上記弾性
体４の下面４ａが軌条１の表面１ａに調整された
当接圧で接触するから、両者の間の摩擦力を介し
て、台車２は進行波の進行方向に走行することと
なる。

即ち、第２図に示すように、下向きの弾性体４
の表面に波動が図の右方へ向う進行波が励起され
ているとき、その表面上の質点に着目すると、そ
の質点は時計方向の振動をしている。

従つて、上記質点が固定した軌条の表面に当接
されていることによつて、弾性体４は右方へ向う
推力を受け、台車２を右方へ走行させることとな
るのである。

尚、本発明に於て、表面進行波が励起される弾
性体４は、台車２に複数個取付けることができ
る。

また、上記弾性体４と軌条１の当接関係は、図
の例の上、下関係に限られることなく、例えば、
弾性体４と軌条１の位置関係を逆にしたり、或
は、軌条１の側面に、横向きにした弾性体４の表
面が当接する位置関係にしてもよい。軌条１の側
面と弾性体４の表面が横向きで当接する形式は、
台車２の上下動、軌条１になだらかな凹凸があつ
ても、当接圧をほぼ一定に保つ上で効果的であ
る。

以上の実施例は、弾性体の表面に起される表面
進行波の波動を、軌条等を介して直接台車の走行
運動に変換したもの、いわば直線運動−直線運動
の変換であるが、この表面進行波を、直線運動−
回転運動に変換し、台車を走行させるようにして
もよい。

第４図イはこの例を示すもので、３１は上記実
施例における車輪３の軸、４１は該軸３１の外面
に倣いその軸に当接して囲むように形成した弾性
体である。

而して、この弾性体４１の内表面に先の実施例
と同様にして表面進行波を励起させれば、この作
用によつて軸３１に回転力を惹起するので、軸３
１に車輪３が固着されていれば、台車は走行する
こととなる。尚、台車に先の実施例の走行原理
と、この実施例の走行原理とを併せて適用すれ
ば、走行効率を高めることができる。

また、第４図イ実施例の弾性体４１と軸３１と
の関係は、弾性体に励起される表面進行波を直接
軸３１の回転運動に変換する点で、超音波振動に
よる回転機の一原理をなすものである。

この原理は、第４図ロ，ハに示す態様での実施
を可能にする。

〔発明の効果〕

本発明は以上の通りであつて、超音波振動によ
る進行波を表面に励動する弾性体を台車に装設
し、上記弾性体の表面波を台車全体の荷重を支え
た車輪を案内する軌条又は、別設した軌条乃至は
これと同等のもの（例えば、上下面か側面が平坦
な長尺な弾性体）に、適宜当接圧の下で接触させ
ることにより、台車を走行させるようにしたの
で、次のような効果がある。

従来の一般的な走行体のように出力軸が回転す
る駆動源がないので、静粛、軽量、大きな振動騒
音などが殆んどない。

駆動源にモータやエンジンのような回転する構
造部分がないので、かかる構造に起因する消耗や
故障がない。

特に、本発明走行台車は、弾性体の表面進行波
を直接台車走行力として利用するから、この表面
進行波の振動状態を制御することにより直接的に
走行速度等の制御をなすことができる。

このことは、従来の減速機を介在させた走行体
の欠点であつた歯車機構のバツクラツシユがない
ので、走行体の位置決め制御を容易且つ高精度に
なし得ることを意味し、従つて、本発明走行台車
は、例えば高精度の位置決めが要求されるロボツ
トの台車として有用である。しかも、構造が簡単
であるから、経済性も高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明台車の一例を示す側面図、第２
図は走行原理の説明図、第３図は振動子の別例を
示す平面図である。第４図イ〜ハは走行原理の別
例を示す側面図である。 １……軌条、２……台車、３……車輪、４……
弾性体、５……取付部材、６，７……超音波振動
子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 適宜の荷物、装置などの荷重体を載架又は吊
   下げることができ、且つ、敷設した軌条に支持案
   内されて上記荷重体と台車本体の重量を支持しつ
   つころがる車輪を設けた台車本体に、超音波振動
   を上記軌条に沿つて進行する表面進行波として伝
   搬する弾性体を、該弾性体の表面を上記軌条表面
   に接触圧調整自在に当接させて取付ける一方、該
   弾性体に上記表面進行波を励起する超音波振動子
   を取付けて成ることを特徴とする超音波走行台
   車。