JPH0787706B2 - 超音波リニアモ−タ - Google Patents
超音波リニアモ−タInfo
- Publication number
- JPH0787706B2 JPH0787706B2 JP61256039A JP25603986A JPH0787706B2 JP H0787706 B2 JPH0787706 B2 JP H0787706B2 JP 61256039 A JP61256039 A JP 61256039A JP 25603986 A JP25603986 A JP 25603986A JP H0787706 B2 JPH0787706 B2 JP H0787706B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- driving
- linear motor
- vibration
- ultrasonic linear
- piezoelectric
- 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 - Fee Related
Links
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/08—Electric 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
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は圧電体を用いて駆動力を発生する超音波リニア
モータに関する。
モータに関する。
従来の技術 近年圧電セラミック等の圧電体を用いた駆動体に弾性振
動を励振し、これを駆動力とした超音波リニアモータが
注目されている。
動を励振し、これを駆動力とした超音波リニアモータが
注目されている。
以下、図面を参照しながら超音波リニアモータの従来技
術について説明を行う。
術について説明を行う。
第４図は従来の超音波リニアモータの原理説明図であ
る。発振器１は駆動のため交流信号を出力する。圧電体
２は分極の向きを揃えて、弾性体３、４と共にランジュ
バン型振動子５を構成している。発振器１からの駆動信
号が圧電体２に印加されると、ランジュバン型振動子は
矢印６の方向に振動する。この振動は段付きホーン７に
よって拡大されて、機械的に整合を取られて伝送棒８の
一端に伝えられる。伝送棒８は曲げ振動モードで振動
し、矢印９の方向に曲げ振動の進行波が励起される。し
かし、このままでは伝送棒８の他端で振動が反射される
ので、伝送棒８には曲げ振動の定在波が励起される。従
って、伝送棒８に接触して設置された移動体10は移動で
きない。そこで、伝送棒８を伝わってきた振動を機械的
整合をとって段付きホーン12に伝え、前述のランジュバ
ン型振動子５と同様にして、圧電体14と弾性体15、16と
からランジュバン型振動子17を構成して、伝送してきた
矢印13の方向の振動を受けて電気量に変換して、電気的
な整合負荷18によって反射なく吸収する。これで、伝送
棒８には反射波がなくなり、曲げ振動の進行波が励振で
きるので、移動体11は矢印11の方向へ移動する。
る。発振器１は駆動のため交流信号を出力する。圧電体
２は分極の向きを揃えて、弾性体３、４と共にランジュ
バン型振動子５を構成している。発振器１からの駆動信
号が圧電体２に印加されると、ランジュバン型振動子は
矢印６の方向に振動する。この振動は段付きホーン７に
よって拡大されて、機械的に整合を取られて伝送棒８の
一端に伝えられる。伝送棒８は曲げ振動モードで振動
し、矢印９の方向に曲げ振動の進行波が励起される。し
かし、このままでは伝送棒８の他端で振動が反射される
ので、伝送棒８には曲げ振動の定在波が励起される。従
って、伝送棒８に接触して設置された移動体10は移動で
きない。そこで、伝送棒８を伝わってきた振動を機械的
整合をとって段付きホーン12に伝え、前述のランジュバ
ン型振動子５と同様にして、圧電体14と弾性体15、16と
からランジュバン型振動子17を構成して、伝送してきた
矢印13の方向の振動を受けて電気量に変換して、電気的
な整合負荷18によって反射なく吸収する。これで、伝送
棒８には反射波がなくなり、曲げ振動の進行波が励振で
きるので、移動体11は矢印11の方向へ移動する。
第５図は移動体10と伝送棒８の接触状況を拡大して描い
たものである。同図は進行波の励起によって、伝送棒８
の表面の質点Ａが長軸2w、短軸2uの楕円運動をしている
様子を示し、伝送棒８上に置かれた移動体10が楕円の頂
点で接触することにより、波と進行方向とは逆方向にｖ
＝ω×ｕの速度で運動する様子を示している。即ち移動
体10は任意の静圧で伝送棒８に押し付けられて、伝送棒
８の表面に接触し、移動体10と伝送棒８との摩擦力で波
の進行方向と逆方向に速度ｖで駆動される。両者の間に
すべりがある時は、速度が上記のｖよりも小さくなる。
たものである。同図は進行波の励起によって、伝送棒８
の表面の質点Ａが長軸2w、短軸2uの楕円運動をしている
様子を示し、伝送棒８上に置かれた移動体10が楕円の頂
点で接触することにより、波と進行方向とは逆方向にｖ
＝ω×ｕの速度で運動する様子を示している。即ち移動
体10は任意の静圧で伝送棒８に押し付けられて、伝送棒
８の表面に接触し、移動体10と伝送棒８との摩擦力で波
の進行方向と逆方向に速度ｖで駆動される。両者の間に
すべりがある時は、速度が上記のｖよりも小さくなる。
発明が解決しようとする問題点 以上説明したように、従来の超音波リニアモータは、振
動子としてランジュバン型振動子を採用しているため形
状が大きくなり、また伝送棒の一端で振動を電気的に吸
収しているので、電気入力に対する機械出力の割合（効
率）が小さい。また、伝送棒と段付きホーンの機械的整
合が取りにくく、製造が困難であるなどの欠点がある。
動子としてランジュバン型振動子を採用しているため形
状が大きくなり、また伝送棒の一端で振動を電気的に吸
収しているので、電気入力に対する機械出力の割合（効
率）が小さい。また、伝送棒と段付きホーンの機械的整
合が取りにくく、製造が困難であるなどの欠点がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、簡単な構造
で、しかも効率の良い超音波リニアモータを提供するこ
とを目的としている。
で、しかも効率の良い超音波リニアモータを提供するこ
とを目的としている。
問題点を解決するための手段 角柱形弾性体の少なくとも隣合う２側面に圧電体を貼り
付けて駆動体を構成し、圧電体に交流電圧をそれぞれ印
加して、駆動体に両端を振動の腹とする複数の（基本次
の）曲げ振動の弾性振動を励振し、駆動体の振動の節点
近傍を介して駆動体を支持することにより、駆動体上に
接触して設置された移動体を移動させる。
付けて駆動体を構成し、圧電体に交流電圧をそれぞれ印
加して、駆動体に両端を振動の腹とする複数の（基本次
の）曲げ振動の弾性振動を励振し、駆動体の振動の節点
近傍を介して駆動体を支持することにより、駆動体上に
接触して設置された移動体を移動させる。
作 用 角柱形弾性体の少なくとも隣合う２側面に圧電体を貼り
付けて駆動体を構成し、圧電体に交流電圧をそれぞれ印
加して、駆動体に駆動効率の高い両端を振動の腹とする
複数の（基本次の）曲げ振動の弾性振動を励起し、駆動
体の振動が０になる節点近傍を介して駆動体を支持する
ことにより簡単な支持構造で確実な駆動体支持を行うこ
とにより、簡単構造で小型で軽量な超音波リニアを実現
する。
付けて駆動体を構成し、圧電体に交流電圧をそれぞれ印
加して、駆動体に駆動効率の高い両端を振動の腹とする
複数の（基本次の）曲げ振動の弾性振動を励起し、駆動
体の振動が０になる節点近傍を介して駆動体を支持する
ことにより簡単な支持構造で確実な駆動体支持を行うこ
とにより、簡単構造で小型で軽量な超音波リニアを実現
する。
実施例 以下、図面に従って本発明の一実施例について詳細な説
明を行う。
明を行う。
第１図は本発明の１実施例の超音波リニアモータの斜視
図である。同図において、19および20は駆動体であり、
それぞれ第２図に示すように、角柱形の弾性体24の隣り
合った２つの側面に、主面に電極付けされ厚さ方向に分
極された圧電体25および26が貼り付けられて構成されて
いる。この駆動体19（または20）を構成する圧電体の一
方に交流電圧を印加すると、第３図に示すような変位分
布で振動をする。また、他方の圧電体に交流電圧を印加
すると、駆動体19（または20）は、第３図に示した方向
と90度異なった（紙面に垂直な方向）に振動する。
図である。同図において、19および20は駆動体であり、
それぞれ第２図に示すように、角柱形の弾性体24の隣り
合った２つの側面に、主面に電極付けされ厚さ方向に分
極された圧電体25および26が貼り付けられて構成されて
いる。この駆動体19（または20）を構成する圧電体の一
方に交流電圧を印加すると、第３図に示すような変位分
布で振動をする。また、他方の圧電体に交流電圧を印加
すると、駆動体19（または20）は、第３図に示した方向
と90度異なった（紙面に垂直な方向）に振動する。
故に、第２図に示すようにxyz座標をとり、圧電体25お
よび26に駆動信号として V1cos（ωｔ）,V2sin（ωｔ） を印加すれば、弾性体21の中心部はxy平面内で楕円運動
をする。（もしV1＝V2ならば円運動である。）また、圧
電体22および23に V1cos（ωｔ）,V2cos（ωｔ） を印加すれば、弾性体21の中心部はxy平面内で直線運動
をする。
よび26に駆動信号として V1cos（ωｔ）,V2sin（ωｔ） を印加すれば、弾性体21の中心部はxy平面内で楕円運動
をする。（もしV1＝V2ならば円運動である。）また、圧
電体22および23に V1cos（ωｔ）,V2cos（ωｔ） を印加すれば、弾性体21の中心部はxy平面内で直線運動
をする。
駆動体19および20は、第３図に示すように、２箇所の節
点を有するので、第１図に示すように、この２箇所の節
点を介して支持体21で支持すれば、機械的損失なく駆動
体19および20の位置固定ができる。駆動体19および20の
圧電体が貼っていない面の中心部に、耐磨耗性のスライ
ダ23を介して移動体22を接触して設置すれば、移動体22
は矢印27の方向に移動する。尚、移動体22の移動方向の
反転は、圧電体に印加する一方の駆動信号を反転すれば
良い。
点を有するので、第１図に示すように、この２箇所の節
点を介して支持体21で支持すれば、機械的損失なく駆動
体19および20の位置固定ができる。駆動体19および20の
圧電体が貼っていない面の中心部に、耐磨耗性のスライ
ダ23を介して移動体22を接触して設置すれば、移動体22
は矢印27の方向に移動する。尚、移動体22の移動方向の
反転は、圧電体に印加する一方の駆動信号を反転すれば
良い。
発明の効果 本発明によれば、効率の良い、しかも簡単な構成で小型
の超音波リニアモータを提供できる。
の超音波リニアモータを提供できる。
第１図は本発明の一実施例の超音波リニアモータの斜視
図、第２図は第１図の実施例で用いた駆動体の斜視図、
第３図は第１図の実施例で用いた駆動体の変位分布図、
第４図は従来の超音波リニアモータの動作説明図、第５
図は超音波リニアモータの原理の説明図である。 19、20……駆動体、21……支持体、22……移動体、23…
…スライダ、24……弾性体、25、26……圧電体。
図、第２図は第１図の実施例で用いた駆動体の斜視図、
第３図は第１図の実施例で用いた駆動体の変位分布図、
第４図は従来の超音波リニアモータの動作説明図、第５
図は超音波リニアモータの原理の説明図である。 19、20……駆動体、21……支持体、22……移動体、23…
…スライダ、24……弾性体、25、26……圧電体。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−259484（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−59777（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−55012（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−191396（ＪＰ，Ｕ) 西独国特許公開1488698（ＤＥ，Ａ) 西独国特許公開3309239（ＤＥ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】角柱形弾性体の少なくとも隣合う２側面に
圧電体を貼り付けて駆動体を構成し、該圧電体に交流電
圧をそれぞれ印加して、該駆動体に両端を振動の腹とす
る複数の曲げ振動の弾性振動を励振し、該駆動体の振動
の節点近傍を介して該駆動体を支持することにより、該
駆動体上に接触して設置された移動体を移動させること
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 |
|---|---|---|---|
| JP61256039A JPH0787706B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 超音波リニアモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256039A JPH0787706B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 超音波リニアモ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63110968A JPS63110968A (ja) | 1988-05-16 |
| JPH0787706B2 true JPH0787706B2 (ja) | 1995-09-20 |
Family
ID=17287062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61256039A Expired - Fee Related JPH0787706B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 超音波リニアモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0787706B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2543163B2 (ja) * | 1988-11-22 | 1996-10-16 | 松下電器産業株式会社 | 超音波リニアモ―タ |
| JPH02211072A (ja) * | 1989-02-08 | 1990-08-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波リニアモータ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1488698C3 (de) | 1965-08-05 | 1973-11-15 | Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen | Elektrische Antriebsvorrichtung, insbesondere Antriebsvorrichtung fur eine kleine mechanische Nutzlast |
| DE3309239C2 (ja) | 1983-03-15 | 1991-09-12 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6155012A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-19 | Canon Inc | 振動波による搬送方法及び装置 |
-
1986
- 1986-10-28 JP JP61256039A patent/JPH0787706B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1488698C3 (de) | 1965-08-05 | 1973-11-15 | Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen | Elektrische Antriebsvorrichtung, insbesondere Antriebsvorrichtung fur eine kleine mechanische Nutzlast |
| DE3309239C2 (ja) | 1983-03-15 | 1991-09-12 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63110968A (ja) | 1988-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5039899A (en) | Piezoelectric transducer | |
| US4580073A (en) | Vibration wave motor with plural projection vibrator | |
| US4339682A (en) | Rotative motor using a piezoelectric element | |
| JPH04190684A (ja) | 超音波駆動装置及びその方法 | |
| JPH0117354B2 (ja) | ||
| US5436522A (en) | Vibration drive actuator | |
| US5146129A (en) | Vibration wave motor | |
| US4399386A (en) | Rotative motor using plural arrays of piezoelectric elements | |
| US4399385A (en) | Rotative motor using a triangular piezoelectric element | |
| JPS63316675A (ja) | 圧電リニアモ−タ | |
| JPH0787706B2 (ja) | 超音波リニアモ−タ | |
| JPS62203570A (ja) | 超音波モ−タ | |
| JP2004304963A (ja) | 圧電アクチュエータ | |
| JPH01264582A (ja) | 超音波リニアモータ | |
| JP3741875B2 (ja) | 自走式弾性表面波モータ | |
| JP2568707B2 (ja) | 超音波モータ | |
| JPH0315278A (ja) | 超音波モータ | |
| JPH0270277A (ja) | 超音波モータ | |
| JPS60174078A (ja) | 圧電モ−タ | |
| JP2874174B2 (ja) | 超音波振動子及び超音波モータ | |
| JPS602082A (ja) | 超音波振動を利用した直進駆動装置 | |
| JPH06169582A (ja) | 超音波駆動装置 | |
| JPH07110143B2 (ja) | 平面型超音波アクチュエータ | |
| JPS59191488A (ja) | 表面波モ−タの固定子の改良 | |
| JP2543149B2 (ja) | 超音波リニアモ―タ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |