JPH076717Y2 - 超音波リニアモータ - Google Patents
超音波リニアモータInfo
- Publication number
- JPH076717Y2 JPH076717Y2 JP1988143818U JP14381888U JPH076717Y2 JP H076717 Y2 JPH076717 Y2 JP H076717Y2 JP 1988143818 U JP1988143818 U JP 1988143818U JP 14381888 U JP14381888 U JP 14381888U JP H076717 Y2 JPH076717 Y2 JP H076717Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- leg
- linear motor
- legs
- ultrasonic linear
- 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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Description
【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、電子機器や精密機械における駆動源として
好適な超音波リニアモータに関する。
好適な超音波リニアモータに関する。
「従来の技術」 電子機器や精密機械においては、取付のためのスペース
が少なくてすみかつ厳密な位置決めが可能であるような
アクチュエータが要求される。特に直線的な移動が要求
される場合には、回転型のアクチュエータよりリニアモ
ータの方が運動方向の変換機構が不要であるからより好
ましい。
が少なくてすみかつ厳密な位置決めが可能であるような
アクチュエータが要求される。特に直線的な移動が要求
される場合には、回転型のアクチュエータよりリニアモ
ータの方が運動方向の変換機構が不要であるからより好
ましい。
第３図（ａ）に示すのは、このようなリニアモータとし
て提案されているインチワーム（尺取り虫）機構であ
る。これは、軸31と、この軸31の回りに緩挿された管状
の走行体32とから構成されている。この走行体32は、３
つの管体（圧電アクチュエータ）33,34,35が接着剤など
により軸方向に接合されているもので、中央の管体33は
軸方向に伸縮する圧電アクチュエータ、両側の管体34,3
5は半径方向に伸縮する圧電アクチュエータである。こ
の走行体32を右に進めるときには、中央の管体33が収縮
した状態で、左側の管体34を収縮して軸31を把持し、右
の管体35を拡張して緩めておき、中央の管体33を伸張さ
せる（ｂ）。これにより右側の管体34が右へ移動し、そ
の後右側の管体35を収縮させて軸31を把持させる
（ｃ）。次に、左の管体34を拡張して緩め（ｄ）、中央
の管体33を収縮させる（ｅ）と、左の管体34が右に移動
する。従って、上記過程を順次繰り返せば走行体32が右
に移動する。
て提案されているインチワーム（尺取り虫）機構であ
る。これは、軸31と、この軸31の回りに緩挿された管状
の走行体32とから構成されている。この走行体32は、３
つの管体（圧電アクチュエータ）33,34,35が接着剤など
により軸方向に接合されているもので、中央の管体33は
軸方向に伸縮する圧電アクチュエータ、両側の管体34,3
5は半径方向に伸縮する圧電アクチュエータである。こ
の走行体32を右に進めるときには、中央の管体33が収縮
した状態で、左側の管体34を収縮して軸31を把持し、右
の管体35を拡張して緩めておき、中央の管体33を伸張さ
せる（ｂ）。これにより右側の管体34が右へ移動し、そ
の後右側の管体35を収縮させて軸31を把持させる
（ｃ）。次に、左の管体34を拡張して緩め（ｄ）、中央
の管体33を収縮させる（ｅ）と、左の管体34が右に移動
する。従って、上記過程を順次繰り返せば走行体32が右
に移動する。
ところで、上記のようなインチワーム機構においては、
尺取り虫運動による移動を行うためには、軸31と両側の
圧電アクチュエータ34,35との隙間の寸法が厳密に管理
されていなければならず、そのためには軸31の加工精度
が高くなければならない。しかし、精度の高い長い軸の
加工は非常に困難であり、従って、非常に製造コストが
高くなるか、あるいは移動距離が限定されてしまうこと
になる。
尺取り虫運動による移動を行うためには、軸31と両側の
圧電アクチュエータ34,35との隙間の寸法が厳密に管理
されていなければならず、そのためには軸31の加工精度
が高くなければならない。しかし、精度の高い長い軸の
加工は非常に困難であり、従って、非常に製造コストが
高くなるか、あるいは移動距離が限定されてしまうこと
になる。
また、管体33の圧縮応力によって軸を把持する構造であ
るから、部材の共振周波数のような高い周波数で振動さ
せると管体33が破損するため、モータとしての効率が低
いという不利点もある。
るから、部材の共振周波数のような高い周波数で振動さ
せると管体33が破損するため、モータとしての効率が低
いという不利点もある。
そこで、本出願人は、第４図に示すような新規な超音波
リニアモータを出願した（特願昭63-60714）。
リニアモータを出願した（特願昭63-60714）。
これは、互いに平行な脚部1,2のそれぞれの一端を胴部
３で連結して走行体４を構成し、この走行体４の両角部
に、脚部1,2および胴部３に対して45度の角度をなすよ
うな取付面5,5を形成し、この取付面5,5に脚部1,2およ
び胴部３に振動を付与する振動源（例えば圧電素子）6,
7を接着剤により取り付けたものである。このような走
行体４は、振動源6,7により脚部1,2および胴部３に適当
な振動を付与すると、脚部1,2の先端は胴部３の中心に
対して同一向きに回転する楕円の軌跡を描き、脚部1,2
の先端が交互にレール８に押し付けられることにより走
行するようになっている。
３で連結して走行体４を構成し、この走行体４の両角部
に、脚部1,2および胴部３に対して45度の角度をなすよ
うな取付面5,5を形成し、この取付面5,5に脚部1,2およ
び胴部３に振動を付与する振動源（例えば圧電素子）6,
7を接着剤により取り付けたものである。このような走
行体４は、振動源6,7により脚部1,2および胴部３に適当
な振動を付与すると、脚部1,2の先端は胴部３の中心に
対して同一向きに回転する楕円の軌跡を描き、脚部1,2
の先端が交互にレール８に押し付けられることにより走
行するようになっている。
「考案が解決しようとする課題」 ところが、上記のような超音波リニアモータにあって
は、振動源6,7を取付面5,5に接着剤のみで取り付けてお
り、しかも取付面5,5が水平面に対して傾斜しているの
で、長時間に亙り走行体４を振動させると、振動源6,7
が取付面5,5から離脱してしまう恐れがあった。
は、振動源6,7を取付面5,5に接着剤のみで取り付けてお
り、しかも取付面5,5が水平面に対して傾斜しているの
で、長時間に亙り走行体４を振動させると、振動源6,7
が取付面5,5から離脱してしまう恐れがあった。
本考案は上記背景に鑑みてなされたもので、脚部と胴部
に振動を付与して脚部の先端に位相が異なる楕円振動を
生じさせ、これにより走行できるとともに、振動源を走
行体に強固に取り付けることができ、長時間の振動によ
っても振動源が走行体から外れにくい上に、胴部と脚部
に対する振動付与性能に優れた超音波リニアモータを提
供することを目的とする。
に振動を付与して脚部の先端に位相が異なる楕円振動を
生じさせ、これにより走行できるとともに、振動源を走
行体に強固に取り付けることができ、長時間の振動によ
っても振動源が走行体から外れにくい上に、胴部と脚部
に対する振動付与性能に優れた超音波リニアモータを提
供することを目的とする。
「課題を解決するための手段」 上記のような課題を解決するために、この考案の超音波
リニアモータは、レール上にレール方向に配置された少
なくとも２本以上の脚部とこれらの脚部の基端部を連結
する胴部とを具備してなる走行体を形成し、この走行体
の脚部と胴部の連結部分に脚部と胴部の長さ方向に対し
て傾斜する走行面を形成し、この走行面に凹部を形成
し、この凹部に上記脚部と胴部を振動させる振動源を嵌
入し密着固定してなるものである。
リニアモータは、レール上にレール方向に配置された少
なくとも２本以上の脚部とこれらの脚部の基端部を連結
する胴部とを具備してなる走行体を形成し、この走行体
の脚部と胴部の連結部分に脚部と胴部の長さ方向に対し
て傾斜する走行面を形成し、この走行面に凹部を形成
し、この凹部に上記脚部と胴部を振動させる振動源を嵌
入し密着固定してなるものである。
「作用」 この考案の超音波リニアモータにあっては、走行体の各
部に適当な振動を付与すると、脚部の下端は胴部の中心
に対して同一の向きに回転する楕円軌道を描く。すなわ
ち、脚部の下端が交互にレールに押し付けられるが、そ
の位相が90度ずれており、走行体はレールに対して一定
の方向に移動されることになる。電源周波数を走行体の
固有振動数と等しいものとすることにより、エネルギ変
換効率のよい振動を付与することができる。
部に適当な振動を付与すると、脚部の下端は胴部の中心
に対して同一の向きに回転する楕円軌道を描く。すなわ
ち、脚部の下端が交互にレールに押し付けられるが、そ
の位相が90度ずれており、走行体はレールに対して一定
の方向に移動されることになる。電源周波数を走行体の
固有振動数と等しいものとすることにより、エネルギ変
換効率のよい振動を付与することができる。
また、走行体に形成された凹部に振動源を嵌入して固定
するようにしたので、振動源の一端面および側面が凹部
の底面および内側面に密接して振動源の接合面積が増大
し、さらに、振動源が凹部の内側面に保持されるので、
振動源を走行体により強固に固定することができる。
するようにしたので、振動源の一端面および側面が凹部
の底面および内側面に密接して振動源の接合面積が増大
し、さらに、振動源が凹部の内側面に保持されるので、
振動源を走行体により強固に固定することができる。
「実施例」 第１図および第２図は、この考案の超音波リニアモータ
の一実施例を示すものであり、これらの図において、第
４図に示す構成要素と同一の要素については同一符号を
付してその説明を省略する。
の一実施例を示すものであり、これらの図において、第
４図に示す構成要素と同一の要素については同一符号を
付してその説明を省略する。
走行体４の両角部に形成された取付面5,5の中央部には
方形状の凹部10,10が形成されており、これら凹部10,10
には直方体状の圧電素子（振動源）6,7が嵌入装着され
ている。このように、凹部10,10に圧電素子6,7を嵌入装
着すると、圧電素子6,7の４つの側面の下端部が凹部10,
10の内側面により保持されると共に、圧電素子6,7と凹
部10,10との接触面が接着剤により強固に接合される。
方形状の凹部10,10が形成されており、これら凹部10,10
には直方体状の圧電素子（振動源）6,7が嵌入装着され
ている。このように、凹部10,10に圧電素子6,7を嵌入装
着すると、圧電素子6,7の４つの側面の下端部が凹部10,
10の内側面により保持されると共に、圧電素子6,7と凹
部10,10との接触面が接着剤により強固に接合される。
次に、超音波振動による移動の機構を説明する。第１の
圧電素子６（第１図において左側）に、 Va＝Ｅ・sinωｔ 第２の圧電素子７には Vb＝Ｅ・sin（ωｔ−π/2） の電圧をそれぞれ付与する。
圧電素子６（第１図において左側）に、 Va＝Ｅ・sinωｔ 第２の圧電素子７には Vb＝Ｅ・sin（ωｔ−π/2） の電圧をそれぞれ付与する。
これによりそれぞれの圧電素子6,7は同じサイクルでそ
の長手方向に振動する。この振動は走行体４を介して各
脚部1,2の端部に伝達し、下端部はレール８の上面から
その振動に対する反力を受ける。この場合、脚部３にお
いては垂直方向の振動はほとんど伝達されず、脚部1,2
においては水平方向の振動が伝達されないから、脚部1,
2の下端には同じ脚部の圧電素子から発生する縦方向の
振動と、異なる脚部からの横方向の振動が伝達される。
また、脚部1,2の下端が受ける反力は振動とは位相が180
度異なるから、各端部は反力によって次のような振動を
受ける。第１の脚部１においては、 X1＝Ａ・sin（ωｔ＋π/2） Y1＝Ｂ・sin（ωｔ＋π） 一方、第２の脚部22においては、 X2＝Ａ・sinωｔ Y2＝Ｂ・sin（ωｔ＋π/2） のように振動する。
の長手方向に振動する。この振動は走行体４を介して各
脚部1,2の端部に伝達し、下端部はレール８の上面から
その振動に対する反力を受ける。この場合、脚部３にお
いては垂直方向の振動はほとんど伝達されず、脚部1,2
においては水平方向の振動が伝達されないから、脚部1,
2の下端には同じ脚部の圧電素子から発生する縦方向の
振動と、異なる脚部からの横方向の振動が伝達される。
また、脚部1,2の下端が受ける反力は振動とは位相が180
度異なるから、各端部は反力によって次のような振動を
受ける。第１の脚部１においては、 X1＝Ａ・sin（ωｔ＋π/2） Y1＝Ｂ・sin（ωｔ＋π） 一方、第２の脚部22においては、 X2＝Ａ・sinωｔ Y2＝Ｂ・sin（ωｔ＋π/2） のように振動する。
すなわち、脚部1,2の下端は楕円振動をする。そして第
１の脚部１と第２の脚部２の振動は、位相が90度異なる
ものである。
１の脚部１と第２の脚部２の振動は、位相が90度異なる
ものである。
脚部1,2の下端が上記のように位相が90度異なる楕円運
動をすると、走行体４は位相が遅れている方に向けて走
行する。
動をすると、走行体４は位相が遅れている方に向けて走
行する。
移動の方向を変えるときには、第２の脚部２の電源を、 Vb＝Ex・sin（ωｔ＋π/2） とすればよい。
このような超音波リニアモータによれば、走行体４の取
付面5,5に凹部10,10を形成し、この凹部10,10の圧電素
子6,7を嵌入接着したので、圧電素子6,7の下端面が凹部
10,10の底面に密接すると共に、圧電素子6,7の４つの側
面の下端部が凹部10,10の内側面に密接し、この分だけ
圧電素子6,7の接着面積が増大し、さらに、圧電素子6,7
が凹部10,10の内側面に保持されるので、従来に比べ圧
電素子6,7をより強固に固定することができる。したが
って、走行体４からの圧電素子6,7の離脱を防止するこ
とができる。
付面5,5に凹部10,10を形成し、この凹部10,10の圧電素
子6,7を嵌入接着したので、圧電素子6,7の下端面が凹部
10,10の底面に密接すると共に、圧電素子6,7の４つの側
面の下端部が凹部10,10の内側面に密接し、この分だけ
圧電素子6,7の接着面積が増大し、さらに、圧電素子6,7
が凹部10,10の内側面に保持されるので、従来に比べ圧
電素子6,7をより強固に固定することができる。したが
って、走行体４からの圧電素子6,7の離脱を防止するこ
とができる。
なお、上記実施例では凹部10を方形状に形成したが、こ
れに限ることなく、凹部の形状は圧電素子が密接した状
態で嵌入できる形状にすればよい。
れに限ることなく、凹部の形状は圧電素子が密接した状
態で嵌入できる形状にすればよい。
また、圧電素子6,7を凹部10,10に嵌入接着したが、嵌入
した後かしめてもよく、焼きばめ等により固定してもよ
い。
した後かしめてもよく、焼きばめ等により固定してもよ
い。
「考案の効果」 以上説明したように、この考案の超音波リニアモータに
よれば、脚部と胴部の連結部分に取付面を形成し、この
取付面の凹部に嵌入し密着固定した振動源から各脚部に
異なる位相の楕円振動を与えるようにすることができる
ので、脚部の楕円振動を利用してレール上を走行するこ
とができる。
よれば、脚部と胴部の連結部分に取付面を形成し、この
取付面の凹部に嵌入し密着固定した振動源から各脚部に
異なる位相の楕円振動を与えるようにすることができる
ので、脚部の楕円振動を利用してレール上を走行するこ
とができる。
本考案の超音波リニアモータは、走行体の胴部と脚部の
連結部分に形成された取付面に形成した凹部に振動源を
嵌入し密着固定しているので、振動源の周面と一端面を
走行体に密着できる結果、走行体の表面に単に振動源を
接着固定していた先願の構造のものよりも、振動源の走
行体の接合面積を増大させることができ、振動源の発生
させた振動を走行体の胴部および脚部に確実に伝達する
ことができる。
連結部分に形成された取付面に形成した凹部に振動源を
嵌入し密着固定しているので、振動源の周面と一端面を
走行体に密着できる結果、走行体の表面に単に振動源を
接着固定していた先願の構造のものよりも、振動源の走
行体の接合面積を増大させることができ、振動源の発生
させた振動を走行体の胴部および脚部に確実に伝達する
ことができる。
更に、振動源を凹部の内側に密着保持させるので、振動
源を単に走行体表面上に接着固定していた先願の構造の
ものよりも、振動源をより強固に走行体に固定すること
ができ、長期間使用しても振動源が走行体から離脱する
ことがない。
源を単に走行体表面上に接着固定していた先願の構造の
ものよりも、振動源をより強固に走行体に固定すること
ができ、長期間使用しても振動源が走行体から離脱する
ことがない。
第１図および第２図はこの考案の超音波リニアモータの
一実施例を示すものであり、第１図は超音波リニアモー
タの斜視図、第２図は同断面図、第３図は従来の断面
図、第４図は他の従来の側面図である。 1,2……脚部、３……胴部、４……走行体、6,7……圧電
素子（振動源）、８……レール、10……凹部。
一実施例を示すものであり、第１図は超音波リニアモー
タの斜視図、第２図は同断面図、第３図は従来の断面
図、第４図は他の従来の側面図である。 1,2……脚部、３……胴部、４……走行体、6,7……圧電
素子（振動源）、８……レール、10……凹部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭64−50694（ＪＰ，Ｕ) 日刊工業新聞昭和62年12月２日（水）第 ５面
Claims (1)
- 【請求項１】レール上にレール方向に配置された少なく
とも２本以上の脚部とこれらの脚部の基端部を連結する
胴部とを具備してなる走行体を形成し、この走行体の脚
部と胴部の連結部分に脚部と胴部の長さ方向に対して傾
斜する走行面を形成し、この走行面に凹部を形成し、こ
の凹部に上記脚部と胴部を振動させる振動源を嵌入し密
着固定してなる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 |
|---|---|---|---|
| JP1988143818U JPH076717Y2 (ja) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | 超音波リニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988143818U JPH076717Y2 (ja) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | 超音波リニアモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0265096U JPH0265096U (ja) | 1990-05-16 |
| JPH076717Y2 true JPH076717Y2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=31410983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988143818U Expired - Lifetime JPH076717Y2 (ja) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | 超音波リニアモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076717Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0619341Y2 (ja) * | 1987-09-25 | 1994-05-18 | 日産自動車株式会社 | 超音波リニアモータ |
-
1988
- 1988-11-02 JP JP1988143818U patent/JPH076717Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 日刊工業新聞昭和６２年１２月２日（水）第５面 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0265096U (ja) | 1990-05-16 |
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