JPH081911Y2 - XY coordinate positioning mechanism - Google Patents

XY coordinate positioning mechanism

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JPH081911Y2
JPH081911Y2 JP14723688U JP14723688U JPH081911Y2 JP H081911 Y2 JPH081911 Y2 JP H081911Y2 JP 14723688 U JP14723688 U JP 14723688U JP 14723688 U JP14723688 U JP 14723688U JP H081911 Y2 JPH081911 Y2 JP H081911Y2
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JP
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legs
moving
positioning mechanism
linear motor
coordinate positioning
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一正 大西
徹 中澤
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Alps Alpine Co Ltd
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Alps Electric Co Ltd
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【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、ペンプロッタやロボット等に用いられる
X−Y座標位置決め機構に係り、特に駆動手段に特徴の
あるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Industrial Application Field" The present invention relates to an XY coordinate positioning mechanism used in a pen plotter, a robot or the like, and is characterized by a driving means in particular.

「従来の技術」 従来、この種のX−Y座標位置決め機構を用いた装置
としては、第6図に示すペンプロッタが知られている。
"Prior Art" Conventionally, a pen plotter shown in Fig. 6 is known as an apparatus using this type of XY coordinate positioning mechanism.

これは、X軸方向に配置されたねじ軸1が、ガイド軸
2に、ブロック3、4が取り付けられるとともに、これ
らブロック3、4間にY軸方向に架け渡されたねじ軸
5、ガイド軸6に、記録ペンを内蔵したペンキャリッジ
7が取り付けられ、ねじ軸1をステッピングモータによ
り回転させることによりブロック3をねじ軸1に沿って
往復移動させてペンキャリッジ7をX軸方向に移動さ
せ、またねじ軸5をステッピングモータにより回転させ
ることによりY軸方向にペンキャリッジ7を往復移動さ
せるものである。
This is because the screw shaft 1 arranged in the X-axis direction, the blocks 3 and 4 are attached to the guide shaft 2, and the screw shaft 5 and the guide shaft bridged between the blocks 3 and 4 in the Y-axis direction. A pen carriage 7 having a built-in recording pen is attached to 6, and the screw shaft 1 is rotated by a stepping motor to reciprocate the block 3 along the screw shaft 1 to move the pen carriage 7 in the X-axis direction. Further, the pen carriage 7 is reciprocated in the Y-axis direction by rotating the screw shaft 5 with a stepping motor.

「考案が解決しようとする課題」 しかしながら、このような従来のペンプロッタにおけ
るX−Y座標位置決め機構にあっては、ブロック3およ
びペンキャリッジ7を移動させるために、駆動源として
ステッピングモータを用い、この回転運動をねじ軸1、
ねじ軸5により直線運動に変換しているので、ねじのバ
ックラッシュおよび累積誤差により位置決め精度に限界
があり、また高速移動性に欠けるという欠点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a conventional XY coordinate positioning mechanism in a pen plotter, a stepping motor is used as a drive source to move the block 3 and the pen carriage 7. This rotary motion is
Since the linear motion is converted by the screw shaft 5, there is a drawback that the positioning accuracy is limited due to the backlash and accumulated error of the screw, and the high speed mobility is lacking.

さらに、真直度等の精度の高い長いねじ軸1およびね
じ軸5を加工するのは非常に困難であり、したがってブ
ロック3およびペンキャリッジ7の移動距離には限界が
あった。
Further, it is very difficult to machine the long screw shaft 1 and the screw shaft 5 having high accuracy such as straightness, and therefore, the moving distance of the block 3 and the pen carriage 7 is limited.

ところで、出願人は、構成部材の共振状態を利用した
効率の良い超音波リニアモータを考案した(特願昭63-6
0713号、特願昭63-60714号)。これは、レールに直交す
る方向に振動する少なくとも1対の脚部と、これらの脚
部を連結するとともにレールの方向に振動する胴部とか
ら走行体(振動体)を構成し、これらの脚部と胴部とを
適度に位相が異なるように振動させ、レール上を走行さ
せるようにしたものである。
By the way, the applicant has devised an efficient ultrasonic linear motor utilizing the resonance state of the constituent members (Japanese Patent Application No. 63-6).
0713, Japanese Patent Application No. 63-60714). This comprises a traveling body (vibrating body) composed of at least one pair of legs that vibrate in a direction orthogonal to the rail, and a body that connects these legs and vibrates in the direction of the rail. The body and the body are vibrated so that their phases are appropriately different from each other so that they can travel on the rail.

この考案は、上記超音波リニアモータを用いた新規な
X−Y座標位置決め機構を提供することにより、上記従
来のX−Y座標位置決め機構の欠点を解決することを目
的している。
The present invention aims to solve the drawbacks of the conventional XY coordinate positioning mechanism by providing a new XY coordinate positioning mechanism using the ultrasonic linear motor.

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために、この考案の第1の請求項
にかかるX−Y座標位置決め機構は、X軸方向に配置さ
れたガイドに沿って移動する移動体と、Y軸方向に配置
されたガイドに沿って移動する移動体とを有するX−Y
座標位置決め機構において、上記各移動体に、該移動体
の移動方向に配置された少なくとも2本以上の脚部とこ
れらの脚部の端部を連結する胴部と上記脚部と胴部との
連結部にそれぞれ傾斜させて取り付けられて、これら脚
部と胴部とをそれぞれ振動させる振動源とを備えてなる
超音波リニアモータを、脚部の先端を各ガイドに圧接さ
せてそれぞれ設け、振動源を位相差をもって同時に駆動
して上記各脚部の先端に楕円振動を励起させる構成とし
たことを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, an XY coordinate positioning mechanism according to a first aspect of the present invention is a moving body that moves along a guide arranged in the X-axis direction. And an moving body that moves along a guide arranged in the Y-axis direction.
In the coordinate positioning mechanism, at least two or more legs arranged in the moving direction of each of the moving bodies, a body connecting the ends of the legs, the body, and the body. An ultrasonic linear motor, which is attached to the connecting portion with a tilt, is provided with a vibration source that vibrates the leg portion and the body portion, respectively. It is characterized in that the sources are simultaneously driven with a phase difference to excite elliptical vibration at the tips of the legs.

また、第2の請求項にかかるX−Y座標位置決め機構
は、移動体に、この移動体の移動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端部を連結する
胴部とからなり、かつ上記各脚部と胴部とがそれぞれ電
圧の付与により振動する構成とされた振動体を備えた超
音波リニアモータを、上記脚部の先端を上記各ガイドに
圧接させてそれぞれ設け、上記振動体の各脚部と胴部と
を位相差をもって同時に駆動して上記各脚部の先端に楕
円振動を励起させる構成としたことを特徴とするもので
ある。
An XY coordinate positioning mechanism according to a second aspect of the present invention is a body for connecting a moving body with at least two or more legs arranged in a moving direction of the moving body and end portions of these legs. An ultrasonic linear motor comprising a vibrating body configured to vibrate when a voltage is applied to each of the leg portion and the body portion, and the tip of the leg portion is pressed against each of the guides. It is characterized in that each is provided, and each leg and the body of the vibrating body are simultaneously driven with a phase difference to excite elliptical vibration at the tip of each leg.

「作用」 このように構成されたX−Y座標位置決め機構におい
ては、超音波リニアモータの脚部および胴部の振動源に
それぞれ適当に位相の異なる電圧を与え、脚部と胴部を
伸縮させると、脚部の先端は胴部の中心に対して同一の
向きに回転する楕円の軌跡を描く。そして、ガイドに、
脚部の先端が交互に常に一方に向けて押し付けられるの
で、その力の反作用で移動体は超音波リニアモータとと
もに一定の方向に直線移動する。
[Operation] In the XY coordinate positioning mechanism configured as described above, voltages having different phases are appropriately applied to the vibration sources of the leg and the body of the ultrasonic linear motor to expand and contract the leg and the body. And, the tip of the leg draws an elliptical locus that rotates in the same direction with respect to the center of the body. And in the guide,
Since the tips of the legs are alternately pressed toward one side, the moving body moves linearly in a certain direction together with the ultrasonic linear motor due to the reaction of the force.

「実施例」 以下、この考案のX−Y座標位置決め機構をペンプロ
ッタに適用した場合の一実施例を第1図ないし第4図に
基づいて説明する。
[Embodiment] An embodiment in which the XY coordinate positioning mechanism of the present invention is applied to a pen plotter will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.

これらの図において、11、12は、支持盤13にX軸方向
に間隔をおいて固定されたガイド軸であって、これらガ
イド軸11、12には、それぞれブロック14、15が軸方向に
移動自在に嵌入されている。ブロック14、15間には、ガ
イド軸16、17がY軸方向に間隔をおいて架け渡されてお
り、これによりブロック14、15は一体的に移動するよう
になっている。ガイド軸16、17には、ペン18が取り付け
られたペンキャリッジ(移動体)19が、その貫通孔19
A、19Bをガイド軸16、17に嵌入させて軸方向に移動自在
に取り付けられている。ガイド軸(ガイド)16の上方の
部分はカットされて平面部16Aが形成されており、一方
ペンキャリッジ19には、その上面から貫通孔19Aに貫通
する貫通部19Cが形成され、さらにペンキャリッジ19の
上面には、箱状の支持部材20が貫通部19Cの上方の開口
を塞ぐようにしてビス21により固定されている。
In these figures, 11 and 12 are guide shafts fixed to the support plate 13 at intervals in the X-axis direction, and blocks 14 and 15 are moved in the axial direction on these guide shafts 11 and 12, respectively. It is freely inserted. Guide shafts 16 and 17 are bridged between the blocks 14 and 15 at intervals in the Y-axis direction, so that the blocks 14 and 15 are integrally moved. A pen carriage (moving body) 19 having a pen 18 attached to the guide shafts 16 and 17 has a through hole 19 formed therein.
A and 19B are fitted in the guide shafts 16 and 17, and are attached so as to be movable in the axial direction. The upper portion of the guide shaft (guide) 16 is cut to form a flat surface portion 16A, while the pen carriage 19 is formed with a penetrating portion 19C penetrating from the upper surface thereof to the through hole 19A. A box-shaped support member 20 is fixed to the upper surface of the with a screw 21 so as to close the opening above the penetrating portion 19C.

30は、超音波リニアモータであって、この超音波リニ
アモータ30は、互いに平行な脚部31、32とこれらの脚部
31、32の一端を連結する胴部33とからなる振動体34が弾
性材料により断面がほぼ正方形で全体がコ字状に形成さ
れ、その角の部分は、脚部31、32および胴部33に対して
45度の角度をなすように面取りされ、この取付面35に圧
電素子36、37が接着剤などで取り付けられて構成されて
いる。ここで、振動体34の材質としては、アルミニウ
ム、ジュラルミン、鉄、真鍮あるいはステンレス鋼など
の金属材料、アルミナ、ガラスあるいは炭化珪素などの
無機材料、ポリイミド系樹脂あるいはナイロンなどの有
機材料などが使用できる。また、圧電素子36、37は、積
層型圧電アクチュエータあるいは単板の圧電セラミック
スが使用され、上記取付面35に直交する方向に、伸縮す
るようになっている。
Reference numeral 30 denotes an ultrasonic linear motor. The ultrasonic linear motor 30 includes leg portions 31 and 32 that are parallel to each other and these leg portions.
A vibrating body 34, which is composed of a body portion 33 that connects one ends of 31 and 32, is made of an elastic material and has a substantially square cross-section and is formed in a U shape as a whole. The corner portions of the vibrating body 34 are leg portions 31, 32 and the body portion 33. Against
It is chamfered to form an angle of 45 degrees, and piezoelectric elements 36 and 37 are attached to the attachment surface 35 with an adhesive or the like. Here, as the material of the vibrating body 34, a metal material such as aluminum, duralumin, iron, brass or stainless steel, an inorganic material such as alumina, glass or silicon carbide, an organic material such as a polyimide resin or nylon can be used. . Further, the piezoelectric elements 36 and 37 are made of a laminated piezoelectric actuator or a single-plate piezoelectric ceramic, and are adapted to expand and contract in a direction orthogonal to the mounting surface 35.

この超音波リニアモータ30は、上記支持部材20に次の
ようにして取り付けられている。すなわち、超音波リニ
アモータ30は、その脚部31、32をガイド軸16の平面部16
Aに当接させてペンキャリッジ19の貫通部19Cに装入さ
れ、そして胴部33の中央部に形成された小さな凹所33A
に、支持部材20の天壁20Aにガイド軸16に向かって進退
可能に挿入されたピン40の尖った先端が突入され、さら
に支持部材20の天壁20Aと胴部33との間にピン40を囲ん
でコイルばね(弾性部材)41が取り付けられ、これによ
り超音波リニアモータ30は、支持部材20に対して移動す
るのを阻止されるとともに、その脚部31、32がガイド軸
16の平面部16Aに圧接されている。
The ultrasonic linear motor 30 is attached to the support member 20 as follows. That is, in the ultrasonic linear motor 30, the leg portions 31 and 32 of the ultrasonic linear motor 30 are arranged on the flat surface portion 16 of the guide shaft 16.
A small recess 33A formed in the central portion of the body 33 by being inserted into the penetrating portion 19C of the pen carriage 19 by being brought into contact with A.
Into the top wall 20A of the support member 20, a pointed tip of a pin 40 inserted so as to be able to advance and retreat toward the guide shaft 16 is inserted, and the pin 40 is provided between the top wall 20A of the support member 20 and the body portion 33. A coil spring (elastic member) 41 is attached to surround the ultrasonic linear motor 30 so that the ultrasonic linear motor 30 is prevented from moving with respect to the support member 20, and its leg portions 31 and 32 are guided by the guide shaft.
It is pressed against the flat surface portion 16A of 16.

他方、ブロック(移動体)14にも同様にして超音波リ
ニアモータ30が設けられている。すなわち、超音波リニ
アモータ30は、その脚部31、32をガイド軸(ガイド)11
の平面部11Aに当接させてブロック14の貫通部14Cに装入
され、そして胴部33の凹所33Aに、支持部材20の天壁20A
に挿入されたピン40の先端が突入されて支持部材20に対
して移動するのを阻止されるともに、コイルばね41によ
り、その脚部31、32がガイド軸11の平面部11Aに圧接さ
れている。
On the other hand, the block (moving body) 14 is similarly provided with an ultrasonic linear motor 30. That is, the ultrasonic linear motor 30 has its legs 31, 32 guided by the guide shaft (guide) 11
Of the support member 20 is inserted into the through portion 14C of the block 14 by being brought into contact with the flat surface portion 11A of the supporting member 20,
The tip end of the pin 40 inserted in the is inserted and is prevented from moving with respect to the support member 20, and the coil spring 41 presses the leg portions 31 and 32 thereof against the flat surface portion 11A of the guide shaft 11. There is.

このように構成されたX−Y座標位置決め機構を用い
たペンプロッタにおいて、超音波リニアモータ30により
ペンキャリッジ19を移動させるには、第1の圧電素子36
に付与する電圧を、 Va=E・sinωt とし、第2の圧電素子37には、 Vb=E・sin(ωt−π/2) の電圧を付与する。すると、各端部は圧電素子36、37に
よって次のような振動を受ける。第1の脚部31において
は、 X1=A・sin(ωt+π/2) Y1=B・sin(ωt+π) 一方、第2の脚部32においては、 X2=A・sinωt Y2=B・sin(ωt+π/2) のように振動する。
In the pen plotter using the XY coordinate positioning mechanism configured as described above, in order to move the pen carriage 19 by the ultrasonic linear motor 30, the first piezoelectric element 36 is used.
The voltage to be applied to Va is E = sin · ωt, and the voltage of Vb = E · sin (ωt−π / 2) is applied to the second piezoelectric element 37. Then, each end is subjected to the following vibrations by the piezoelectric elements 36 and 37. In the first leg portion 31, X 1 = A · sin (ωt + π / 2) Y 1 = B · sin (ωt + π), while in the second leg portion 32, X 2 = A · sin ωt Y 2 = B・ Vibrate like sin (ωt + π / 2).

すなわち、脚部31、32の先端は楕円振動をし、第1の
脚部31と第2の脚部32の振動は、位相が90度異なるもの
であるから、ガイド軸16の平面部16Aには、脚部31、32
の先端が交互に常に一方に向けて押し付けられるので、
その反作用でペンキャリッジ19は超音波リニアモータ30
とともにガイド軸16に沿って一方向に移動する。
That is, the tips of the leg portions 31 and 32 make an elliptical vibration, and the vibrations of the first leg portion 31 and the second leg portion 32 are different in phase by 90 degrees. The legs 31, 32
Since the tips of are always pressed in one direction,
The reaction causes the pen carriage 19 to move to the ultrasonic linear motor 30.
At the same time, it moves in one direction along the guide shaft 16.

なお、移動の方向を変えるには、第2の脚部32に付与
する電圧を、 Vb=E・sin(ωt+π/2) とすればよい。
To change the direction of movement, the voltage applied to the second leg portion 32 may be Vb = E · sin (ωt + π / 2).

同様にして、ブロック14を超音波リニアモータ30によ
ってガイド軸11に沿って移動させることができる。
Similarly, the block 14 can be moved along the guide shaft 11 by the ultrasonic linear motor 30.

このようなペンプロッタのX−Y座標位置決め機構に
あっては、移動体34の固有振動数によって振動させるこ
とにより、脚部31、32の先端を楕円振動させ、これによ
りペンキャリッジ19を脚部31、32の先端とガイド軸16と
の摩擦力により移動させるので、ペンキャリッジ19を高
速で移動することができ、しかも精度良く位置決めでき
る。さらに、電源が「OFF」の状態のときには、ブレー
キの働きをする利点がある。ブロック14についても同様
の効果が得られる。
In such an XY coordinate positioning mechanism for a pen plotter, the tip ends of the leg portions 31 and 32 are caused to oscillate by vibrating at the natural frequency of the moving body 34, whereby the pen carriage 19 is moved to the leg portion. Since it is moved by the frictional force between the tip ends of 31, 32 and the guide shaft 16, the pen carriage 19 can be moved at a high speed and can be positioned with high accuracy. Further, there is an advantage that it works as a brake when the power is in the "OFF" state. The same effect can be obtained for the block 14.

また、ねじ軸等の伝達機構を用いず直接超音波リニア
モータ30のみによりペンキャリッジ19またはブロック14
を駆動し、しかも超音波リニアモータ30がステッピング
モータのようなコイルや磁石を備えた複雑な構図でな
く、簡単な構造であるので、全体を小型、軽量にするこ
とができる。
In addition, the pen carriage 19 or the block 14 can be directly driven only by the ultrasonic linear motor 30 without using a transmission mechanism such as a screw shaft.
In addition, since the ultrasonic linear motor 30 does not have a complicated composition including coils and magnets like a stepping motor but has a simple structure, the entire structure can be made small and lightweight.

さらに、ねじ軸を用いていないので、ペンキャリッジ
19およびブロック14の移動距離を長くすることができ
る。
Furthermore, since the screw shaft is not used, the pen carriage
The moving distance of 19 and the block 14 can be lengthened.

さらには、磁界の発生がないので、たとえば磁気記録
用の媒体に対する処理においてこれらの媒体に有害な影
響を与えることがない。
Furthermore, since no magnetic field is generated, no adverse effect is exerted on these media in the processing for media for magnetic recording, for example.

しかも、圧電素子36,37がガイド軸16に直接当接する
構成とはなっていないので、振動による圧電素子36,37
の割れ等を防いで、これを高い耐久性を有したものとす
ることができる。
Moreover, since the piezoelectric elements 36, 37 are not configured to directly contact the guide shaft 16, the piezoelectric elements 36, 37 due to vibration
It is possible to prevent cracks and the like from having a high durability.

第5図は超音波リニアモータの他の例を示すものであ
る。
FIG. 5 shows another example of the ultrasonic linear motor.

同図において、71、72は脚部、73は胴部である。これ
らは、それぞれ断面正方形の柱状に形成された積層圧電
アクチュエータであり、高周波電源からの電圧により、
それぞれ長手方向に伸縮する。胴部73の両端には、正六
面体状の鉄のブロック74、75が、該ブロック74、75の面
に形成した穴76に胴部73の端部を嵌入させ、エポキシ樹
脂等を用いて接合されている。これらのブロック74、75
の他面には、それぞれ脚部71、72が同様の方法で接合さ
れており、全体でコ字状の振動体77を構成している。
In the figure, 71 and 72 are legs, and 73 is a body. These are laminated piezoelectric actuators each formed in a columnar shape with a square cross section.
Each expands and contracts in the longitudinal direction. At both ends of the body portion 73, regular hexahedral iron blocks 74 and 75 are inserted into the holes 76 formed in the surfaces of the blocks 74 and 75, and the ends of the body portion 73 are joined together by using epoxy resin or the like. Has been done. These blocks 74, 75
Leg portions 71 and 72 are joined to the other surface in the same manner to form a U-shaped vibrator 77 as a whole.

このように構成された超音波リニアモータ70において
は、胴部73の圧電アクチュエータに付与する電圧を、 Va=Ex・sinωt とし、脚部71、72には、第1の脚部71に、 Vb=Ey・sin(ωt+3π/2) 第2の脚部72に、 Vc=Ey・sin(ωt+π/2) の電圧を付与すると、脚部71、72の先端はそれぞれ楕円
振動をする。そして第1の脚部71と第2の脚部72の振動
は、 X1=−X2,Y1=−Y2 であるから、位相が180度異なるものである。
In the ultrasonic linear motor 70 configured as above, the voltage applied to the piezoelectric actuator of the body 73 is Va = Ex · sinωt, and the legs 71 and 72 have the first leg 71 and Vb = Ey · sin (ωt + 3π / 2) When a voltage of Vc = Ey · sin (ωt + π / 2) is applied to the second leg portion 72, the tips of the leg portions 71 and 72 each make an elliptical vibration. Since the vibrations of the first leg 71 and the second leg 72 are X 1 = −X 2 and Y 1 = −Y 2 , the phases are different by 180 degrees.

したがって、このような超音波リニアモータ70によっ
てもペンキャリッジ19またはブロック14を移動させるこ
とができる。
Therefore, the pen carriage 19 or the block 14 can be moved also by such an ultrasonic linear motor 70.

なお、移動方向を逆にするには、胴部73に加える電圧
の位相を Va=Ex・sin(ωt+π) とすればよい。
In order to reverse the moving direction, the phase of the voltage applied to the body 73 may be Va = Ex · sin (ωt + π).

なお、上記実施例では、この考案に係るX−Y座標位
置決め機構をペンプロッタに適用した場合について示し
たが、これに限らずロボット等にも応用できる。
In the above embodiment, the XY coordinate positioning mechanism according to the present invention is applied to the pen plotter, but the invention is not limited to this and can be applied to a robot or the like.

「考案の効果」 以上説明したように、この考案の第1の請求項にかか
るX−Y座標位置決め機構は、移動体に、この移動体の
移動方向に配置された少なくとも2本以上の脚部とこれ
らの脚部の端部を連結する胴部と上記脚部と胴部との連
結部にそれぞれ傾斜させて取り付けられて、これらの脚
部と胴部とをそれぞれ振動させる振動源とを備えてなる
超音波リニアモータを、その脚部の先端をガイドに圧接
させて設け、振動源を位相差をもって同時に駆動して上
記各脚部の先端に楕円振動を励起させる構成とした。
[Advantages of the Invention] As described above, the XY coordinate positioning mechanism according to the first aspect of the present invention has at least two leg portions arranged in the moving body in the moving direction of the moving body. And a vibration source that is attached to the body portion that connects the end portions of these leg portions and the connection portion that connects the leg portion and the body portion in an inclined manner and that vibrates the leg portion and the body portion, respectively. The ultrasonic linear motor is formed by pressing the tips of its legs to the guides, and the vibration sources are simultaneously driven with a phase difference to excite elliptical vibration at the tips of the legs.

また、第2の請求項にかかるX−Y座標位置決め機構
は、移動体に、この移動体の移動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端部を連結する
胴部とからなり、かつ上記各脚部と胴部とがそれぞれ電
圧の付与により振動する構成とされた振動体を備えた超
音波リニアモータを、上記脚部の先端を上記各ガイドに
圧接させてそれぞれ設け、上記振動体の各脚部と胴部と
を位相差をもって同時に駆動して上記各脚部の先端に楕
円振動を励起させる構成とした。
An XY coordinate positioning mechanism according to a second aspect of the present invention is a body for connecting a moving body with at least two or more legs arranged in a moving direction of the moving body and end portions of these legs. An ultrasonic linear motor comprising a vibrating body configured to vibrate when a voltage is applied to each of the leg portion and the body portion, and the tip of the leg portion is pressed against each of the guides. Each of them is provided so that each leg and the body of the vibrating body are simultaneously driven with a phase difference to excite elliptical vibration at the tip of each leg.

したがって、この考案のX−Y座標位置決め機構で
は、脚部と胴部により構成される振動体をその固有振動
数によって振動させることにより、脚部の先端を楕円振
動させ、これにより移動体を脚部の先端とガイドとの摩
擦力により移動させるので、移動体を高速で移動させる
ことができ、しかも精度良く位置決めできる。さらに、
電源が「OFF」の状態のときには、移動体がロック状態
になり、保持機構が不要となるという利点がある。
Therefore, in the XY coordinate positioning mechanism of the present invention, the vibrating body composed of the leg portion and the body portion is vibrated at its natural frequency to cause the tip of the leg portion to make an elliptical vibration, thereby moving the moving body to the leg. Since it is moved by the frictional force between the tip of the section and the guide, the moving body can be moved at high speed and can be positioned with high accuracy. further,
When the power supply is in the "OFF" state, the moving body is locked and there is an advantage that the holding mechanism is unnecessary.

さらには、従来のようにねじ軸等の伝達機構を用いず
直接超音波リニアモータのみにより移動体を駆動し、し
かも超音波リニアモータが簡単な構造であるので、全体
を小型、軽量にすることができる。
In addition, the moving body is directly driven only by the ultrasonic linear motor without using a transmission mechanism such as a screw shaft as in the past, and the ultrasonic linear motor has a simple structure. You can

加えて、ねじ軸を用いていないので、移動体の移動距
離を長くすることができる。
In addition, since the screw shaft is not used, the moving distance of the moving body can be lengthened.

さらには、振動源がガイドに直接当接する構成となっ
ていないので、例えば圧電素子等の振動源の割れ等を防
いで、これを高い耐久性を有したものとすることができ
る。
Furthermore, since the vibration source is not in direct contact with the guide, it is possible to prevent the vibration source such as a piezoelectric element from cracking and to have high durability.

しかも、磁界の発生がないので、そのような考慮の必
要な装置にも応用できる等の効果が得られる。
Moreover, since no magnetic field is generated, it is possible to obtain an effect that the magnetic field can be applied to a device that requires such consideration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図ないし第4図はこの考案のX−Y座標位置決め機
構を用いたペンプロッタの一実施例を示す図であって、
第1図は斜視図、第2図はペンキャリッジ部の断面図、
第3図は第2図のIII-III線視断面図、第4図はブロッ
ク部の断面図である。 第5図はこの考案に係る超音波リニアモータの他の例を
示す図である。 第6図は従来のX−Y座標位置決め機構を用いたペンプ
ロッタを示す斜視図である。 11……ガイド軸(ガイド)、12……ガイド軸、14……ブ
ロック(移動体)、15……ブロック、16……ガイド軸
(ガイド)、17……ガイド軸、19……ペンキャリッジ
(移動体)、19A、19B……貫通孔、19……貫通部、20…
…支持部材、20A……天壁、30……超音波リニアモー
タ、31、32……脚部、33……胴部、34……振動体、36、
37……圧電素子、40……ピン、41……コイルばね(弾性
部材)、70……超音波リニアモータ、71、72……脚部、
73……胴部、74、75……ブロック、77……振動体。
1 to 4 are views showing an embodiment of a pen plotter using the XY coordinate positioning mechanism of the present invention.
1 is a perspective view, FIG. 2 is a cross-sectional view of a pen carriage portion,
FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view of a block portion. FIG. 5 is a diagram showing another example of the ultrasonic linear motor according to the present invention. FIG. 6 is a perspective view showing a pen plotter using a conventional XY coordinate positioning mechanism. 11 …… guide axis (guide), 12 …… guide axis, 14 …… block (moving body), 15 …… block, 16 …… guide axis (guide), 17 …… guide axis, 19 …… pen carriage ( Moving body), 19A, 19B ... through hole, 19 ... through portion, 20 ...
… Supporting member, 20A… Top wall, 30… Ultrasonic linear motor, 31, 32… Leg part, 33… Body part, 34… Vibrating body, 36,
37 …… Piezoelectric element, 40 …… Pin, 41 …… Coil spring (elastic member), 70 …… Ultrasonic linear motor, 71,72 …… Legs,
73 …… Body, 74,75 …… Block, 77 …… Vibrator.

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】X軸方向に配置されたガイドに沿って移動
する移動体と、Y軸方向に配置されたガイドに沿って移
動する移動体とを有するX−Y座標位置決め機構におい
て、 上記各移動体に、該移動体の移動方向に配置された少な
くとも2本以上の脚部と、これらの脚部の端部を連結す
る胴部と、上記脚部と胴部との連結部にそれぞれ傾斜さ
せて取り付けられて、これら脚部と胴部とをそれぞれ振
動させる振動源とを備えてなる超音波リニアモータが、
上記脚部の先端を上記各ガイドに圧接してそれぞれ設け
られてなり、 かつ上記振動源が位相差をもって同時に駆動されて上記
各脚部の先端に楕円振動を励起させる構成とされている
ことを特徴とするX−Y座標位置決め機構。
1. An XY coordinate positioning mechanism having a moving body moving along a guide arranged in the X-axis direction and a moving body moving along a guide arranged in the Y-axis direction. At least two or more legs arranged in the moving direction of the moving body, a body connecting the ends of the legs, and an inclination to the connecting portion between the legs and the body. And an ultrasonic linear motor that is attached and has a vibration source that vibrates the legs and the body, respectively,
The tip of the leg is provided in pressure contact with each of the guides, and the vibration sources are simultaneously driven with a phase difference to excite elliptical vibration at the tip of the leg. Characteristic XY coordinate positioning mechanism.
【請求項2】X軸方向に配置されたガイドに沿って移動
する移動体と、Y軸方向に配置されたガイドに沿って移
動する移動体とを有するX−Y座標位置決め機構におい
て、 上記各移動体には、該移動体の移動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端部を連結す
る胴部とからなり、かつ上記各脚部と胴部とがそれぞれ
電圧の付与により振動する構成とされた振動体を備えた
超音波リニアモータが、上記脚部の先端を上記各ガイド
に圧接してそれぞれ設けられてなり、 上記振動体の各脚部と胴部とが位相差をもって同時に駆
動されて上記各脚部の先端に楕円振動を励起させる構成
とされていることを特徴とするX−Y座標位置決め機
構。
2. An XY coordinate positioning mechanism having a moving body which moves along a guide arranged in the X-axis direction and a moving body which moves along a guide arranged in the Y-axis direction. The moving body includes at least two legs arranged in the moving direction of the moving body and a body connecting the ends of these legs, and each of the legs and the body are respectively formed. An ultrasonic linear motor having a vibrating body configured to vibrate when a voltage is applied is provided by pressing the tips of the legs to the guides, and the legs and the body of the vibrating body. And Y are simultaneously driven with a phase difference to excite elliptical vibration at the tips of the legs, and an XY coordinate positioning mechanism.
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