JPS61177155A - Drive device - Google Patents
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- JPS61177155A JPS61177155A JP60016039A JP1603985A JPS61177155A JP S61177155 A JPS61177155 A JP S61177155A JP 60016039 A JP60016039 A JP 60016039A JP 1603985 A JP1603985 A JP 1603985A JP S61177155 A JPS61177155 A JP S61177155A
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- fixed
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はステッピングモータ、プランジャ等に用いて好
適な駆動装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a drive device suitable for use in stepping motors, plungers, etc.
本発明は磁気回路の空隙の大きさを積層型圧電効果素子
により変化させることにより、各空隙の磁束密度を不平
衡又は平衡状態と成し、これによって従来の電磁型駆動
装置の欠点であった低効率、発熱、高周波駆動時の特性
劣化等を解決することができる。The present invention changes the size of the air gaps in the magnetic circuit using a laminated piezoelectric effect element, thereby making the magnetic flux density of each air gap unbalanced or balanced, thereby eliminating the drawbacks of conventional electromagnetic drive devices. It is possible to solve problems such as low efficiency, heat generation, and characteristic deterioration during high frequency driving.
従来から広く用いられている電磁石を用いた駆動装置は
、一般に固定ヨークと移動ヨークとを1つ又は複数個の
空隙を介して配することにより磁気回路を構成し、この
磁気回路に電磁石等の起磁力源から磁束を通じるように
成されている。そして上記各空隙の磁束密度を電流磁界
によって不平衡に変化させて各空隙に働く吸引力に差を
生じさせ、この吸引力の差に基づいて、上記移動ヨーク
に推力、回転力、保持力等の駆動力を生じさせるように
している。Drive devices using electromagnets, which have been widely used in the past, generally configure a magnetic circuit by arranging a fixed yoke and a movable yoke with one or more gaps in between. It is configured to conduct magnetic flux from a source of magnetomotive force. Then, the magnetic flux density of each gap is changed unbalancedly by a current magnetic field to create a difference in the attraction force acting on each gap, and based on this difference in attraction force, the movable yoke is given thrust, rotational force, holding force, etc. The driving force is generated.
従来の駆動装置をステッピングモータ、プランジャ等に
応用した例を第9図〜第13図に示す。Examples in which a conventional drive device is applied to a stepping motor, a plunger, etc. are shown in FIGS. 9 to 13.
第9図は複合永久磁石形リニアステッピングモータを示
し、1は固定ヨークで、所定ピッチの磁極歯1a〜1f
が形成されている。2,3は移動ヨークで、磁極歯2a
、2b、3a、3bが形成されている。この磁極歯2a
〜3bは上記磁極歯Ia〜1fのピッチに対して、夫々
0°、90°、180°、270°の位相差を以って配
されている。4,5は駆動コイル、6は永久磁石、7は
支持部材、8は磁束の流れを示す。FIG. 9 shows a composite permanent magnet type linear stepping motor, in which 1 is a fixed yoke with magnetic pole teeth 1a to 1f at a predetermined pitch.
is formed. 2 and 3 are movable yokes with magnetic pole teeth 2a
, 2b, 3a, and 3b are formed. This magnetic pole tooth 2a
-3b are arranged with phase differences of 0°, 90°, 180°, and 270°, respectively, with respect to the pitch of the magnetic pole teeth Ia-1f. 4 and 5 are drive coils, 6 is a permanent magnet, 7 is a support member, and 8 is a flow of magnetic flux.
この第9図の状態では、コイル4.5は通電さてなく、
各磁極歯1a〜1fと2a〜3b間の磁束はバランスし
て、移動ヨーク2.3は停止している。この状態で移動
ヨーク2.3が図示の方向に着磁されるようにコイル4
.5を通電すると、磁極歯lcと2bとの間の磁束が減
少すると共に、磁極歯1dと3aとの間の磁束密度が増
大して吸引力が働き、これによって移動ヨーク2.3は
図の左方向に移動する。In this state shown in Fig. 9, the coil 4.5 is not energized,
The magnetic flux between each of the magnetic pole teeth 1a to 1f and 2a to 3b is balanced, and the moving yoke 2.3 is stopped. In this state, the coil 4 is rotated so that the moving yoke 2.3 is magnetized in the direction shown in the figure.
.. When 5 is energized, the magnetic flux between the magnetic pole teeth lc and 2b decreases, and the magnetic flux density between the magnetic pole teeth 1d and 3a increases, creating an attractive force, which causes the movable yoke 2.3 to move as shown in the figure. Move to the left.
第10図及び第11図は可変レラクタンス形ステンピン
グモータを示すもので、第10図において、9は磁極歯
が形成された固定ヨーク、10は磁極歯が形成された回
転ヨーク、11は駆動コイルで、上記固定ヨーク9の磁
極歯に設けられている。10 and 11 show a variable reluctance type stamping motor. In FIG. 10, 9 is a fixed yoke on which magnetic pole teeth are formed, 10 is a rotating yoke on which magnetic pole teeth are formed, and 11 is a drive coil. and is provided on the magnetic pole teeth of the fixed yoke 9.
第11図はコイル11の結線を示すもので、各コイル3
は、対向する2つのコイル11を組として接続され、各
組はスイッチS+ 、St 、Ssを介して電源に接続
されている。FIG. 11 shows the wiring of the coil 11, and each coil 3
The two coils 11 facing each other are connected as a set, and each set is connected to a power source via switches S+, St, and Ss.
上記構成において、スイッチSt 、 St 、Si
を順次にONと成すことにより、コイル11の各組が電
流磁界を順次に発生し、回転ヨーク10が回転する。In the above configuration, the switches St, St, Si
By sequentially turning on the coils 11, each set of coils 11 sequentially generates a current magnetic field, and the rotating yoke 10 rotates.
第12図はレーザミラー等を駆動するためのガルバノス
キャナを示し、12.13は夫々磁極歯を有する固定ヨ
ーク、14.15は永久磁石、16゜17は駆動コイル
、18は回動ヨークである。Figure 12 shows a galvano scanner for driving a laser mirror, etc., where 12 and 13 are fixed yokes each having magnetic pole teeth, 14 and 15 are permanent magnets, 16° and 17 are drive coils, and 18 is a rotating yoke. .
上記構成によれば、コイル12.13に通電することに
よって、回動コーク18と各磁極歯との間の磁束密度が
変化して、回動ヨーク18が所定角度だけ回動する。According to the above configuration, by energizing the coils 12, 13, the magnetic flux density between the rotating cork 18 and each magnetic pole tooth changes, and the rotating yoke 18 rotates by a predetermined angle.
第13図はプランジャ型ソレノイドを示すもので、駆動
コイル19に通電することにより、固定ヨーク20に発
生した電流磁界が可動ヨーク21を通り、これによって
、可動ヨーク21がばね22に抗して、固定ヨーク20
内に吸引される。FIG. 13 shows a plunger type solenoid. By energizing the drive coil 19, a current magnetic field generated in the fixed yoke 20 passes through the movable yoke 21, so that the movable yoke 21 resists the spring 22. Fixed yoke 20
sucked inside.
前述した従来の電磁型駆動装置は次のような欠点を有し
ている。The conventional electromagnetic drive device described above has the following drawbacks.
(1)、動作時には、印加電圧と駆動コイルのインピー
ダンスによって電流値が決まるため、電流が負荷に略比
例するDCモータと比べると効率が低い。(1) During operation, the current value is determined by the applied voltage and the impedance of the drive coil, so the efficiency is lower than that of a DC motor in which the current is approximately proportional to the load.
(2)、定位置を保持する場合や、最近の微細位置決め
制御で行われている複数の相に通電してステ・7プを内
挿する、いわゆるマイクロステップ動作させる場合は、
励磁電流を流し続ける必要がある。このため効率が極め
て低く、且つ発熱の原因となる。(2) When holding a fixed position or performing so-called microstep operation, which is performed in recent fine positioning control by energizing multiple phases and interpolating step 7,
It is necessary to keep the excitation current flowing. This results in extremely low efficiency and causes heat generation.
(3)、電流磁界を発生するコイルのインピーダンスが
高い周波数で増加するため、発生トルクが減少し、立上
がり特性を低下させる。(3) Since the impedance of the coil that generates the current magnetic field increases at high frequencies, the generated torque decreases and the rise characteristics deteriorate.
(4)、コイルに電流を流すため、通電による電磁ノイ
ズが発生する。(4) Electromagnetic noise is generated due to the current flowing through the coil.
本発明は磁気回路の空隙の大きさを変えるために積層型
圧電効果素子を設けている。The present invention provides a laminated piezoelectric effect element to change the size of the air gap in the magnetic circuit.
第1図は第1の実施例を示すもので、前述した第9図の
リニアステッヒピングモータと対応するものである。FIG. 1 shows a first embodiment, which corresponds to the linear stepping motor shown in FIG. 9 described above.
第1図において、31は固定ヨークで磁極歯31a〜3
1fが所定のピッチで設けられている。32a〜32d
は可動ヨークで、上記磁極歯31a〜31fに対して所
定の空隙gを介し且つ上記所定のピッチに対して夫々θ
°、90’、180’、270°の位相差を以って配さ
れている。33a。In FIG. 1, 31 is a fixed yoke with magnetic pole teeth 31a to 3.
1f are provided at a predetermined pitch. 32a-32d
is a movable yoke that connects the magnetic pole teeth 31a to 31f with a predetermined gap g and with respect to the predetermined pitch.
They are arranged with phase differences of 90', 180', and 270°. 33a.
33bはヨーク、34は永久磁石である。33b is a yoke, and 34 is a permanent magnet.
上記可動ヨーク32a〜32.dは電歪素子35a〜3
5dを介して支持部材36に支持されている。各電歪素
子35a〜35dは夫々電源E、〜E、より駆動電圧が
加えられるように成されている。上記可動ヨーク32a
〜32d1ヨーク33a、33b、永久磁石34、電歪
素子35a〜35d及び支持部材36等により、矢印3
7方向に移動する可動部38が構成されている。尚、3
9は磁束の流れを示す。The movable yokes 32a to 32. d is the electrostrictive element 35a-3
It is supported by the support member 36 via 5d. Each of the electrostrictive elements 35a to 35d is configured to receive a driving voltage from a power source E, -E, respectively. The movable yoke 32a
~32d1 The arrow 3 is
A movable part 38 that moves in seven directions is configured. In addition, 3
9 indicates the flow of magnetic flux.
上記電歪素子35a〜35(lとして第2図に示すよう
な公知の積層型圧電効果素子から成る電歪素子35が用
いられている。As the electrostrictive elements 35a to 35(l), an electrostrictive element 35 consisting of a known laminated piezoelectric effect element as shown in FIG. 2 is used.
第2図において、複数個の縦効果圧電素子40が眉間電
極41.42及び絶縁層43.44を介して積層され、
各層間電極41は電極45に接続され、各層間電極42
は電極46に接続されている。In FIG. 2, a plurality of longitudinal effect piezoelectric elements 40 are stacked with glabellar electrodes 41, 42 and insulating layers 43, 44 interposed therebetween,
Each interlayer electrode 41 is connected to an electrode 45, and each interlayer electrode 42
is connected to the electrode 46.
上記のように構成された電歪素子35は、電極45.4
6間に駆動電圧を印加することにより、矢印47で示す
方向に伸長し、電圧を除去すると元の長さに戻る。The electrostrictive element 35 configured as described above has electrodes 45.4
By applying a driving voltage between 6 and 6, it expands in the direction shown by arrow 47, and when the voltage is removed, it returns to its original length.
次に第1図のように構成されたモータの動作を第3図A
−Dと共に説明する。Next, Figure 3A shows the operation of the motor configured as shown in Figure 1.
This will be explained together with -D.
第1図において、各電源をOFFとしてE、=E b
= E C= E a = Oとすると、磁石34から
の磁束39は図示の経路を流れる。このとき磁極歯31
a 〜31fと可動ヨーク32a〜32dのうち、対向
面積が最大となる部分における吸引力によって、可動部
38が例えば左側に移動して、第3図Aに示すように安
定する。In Figure 1, with each power supply turned off, E, =E b
= E C= E a = O, the magnetic flux 39 from the magnet 34 flows along the illustrated path. At this time, the magnetic pole tooth 31
The movable portion 38 is moved, for example, to the left by the suction force at the portion of the movable yokes a to 31f and the movable yokes 32a to 32d where the opposing area is the largest, and is stabilized as shown in FIG. 3A.
ここで、電歪素子35a〜35dに夫々等しい大きさの
バイアス電圧(E−=Eb =EC= Ea )を与え
ると、各電歪素子35a〜35dは一様に伸長し空隙g
は小さくなるが、安定状態は変化しない。Here, when bias voltages of equal magnitude (E-=Eb=EC=Ea) are applied to the electrostrictive elements 35a to 35d, each of the electrostrictive elements 35a to 35d uniformly expands and the gap g
becomes smaller, but the stable state remains unchanged.
この状態でECを増大させると共にE、を減少させると
、電歪素子35cが伸長し対応する空隙gが狭まって、
磁束が増大すると共に、電歪素子35Cが縮小し対応す
る空隙gが広くなって、磁束が減少する。この結果、第
3図Bのように可動部38が吸引されて同図Aより左方
向に移動して安定する。次に同図Cに示すように、EC
,E。When EC is increased and E is decreased in this state, the electrostrictive element 35c expands and the corresponding gap g narrows.
As the magnetic flux increases, the electrostrictive element 35C shrinks, the corresponding gap g widens, and the magnetic flux decreases. As a result, as shown in FIG. 3B, the movable portion 38 is attracted, moves to the left from A in the same figure, and becomes stable. Next, as shown in Figure C, EC
,E.
を上記バイアス電圧に戻すと共に、E3を増大させEb
を減少させると、対応する空隙gが変化して、可動部3
8がさらに移動して安定する。さらに同図りのようにE
、、F、bをバイアス電圧に戻すと共に、Edを増大さ
せてECを減少させれば、可動部38が移動して安定す
る。is returned to the above bias voltage, and E3 is increased to make Eb
When , the corresponding gap g changes and the movable part 3
8 moves further and stabilizes. Furthermore, as in the same diagram, E
,,F,b are returned to the bias voltages, Ed is increased, and EC is decreased, the movable part 38 moves and stabilizes.
以上のようにして電圧E8〜Edを順次に切換えること
により、可動部38をステップ的に移動させることがで
きる。尚、可動部38を固定して、固定ヨーク31を移
動させるように成すこともできる。また電圧のかけ方を
制御することにより、アナログ的に移動させることもで
きる。さらに可動部38及び固定ヨーク31を環状ある
いは曲線を有する形状としてもよい。By sequentially switching the voltages E8 to Ed as described above, the movable portion 38 can be moved in steps. Note that it is also possible to fix the movable part 38 and move the fixed yoke 31. Furthermore, by controlling how voltage is applied, it is also possible to move in an analog manner. Further, the movable portion 38 and the fixed yoke 31 may be formed into an annular or curved shape.
第4図は第2の実施例を示し、第13図のプランジャに
適用した場合である。FIG. 4 shows a second embodiment, which is applied to the plunger of FIG. 13.
第4図Aにおいて、支持部材51によって筒状の主ヨー
ク52とバックヨーク53が支持されている。主ヨーク
52の内部には可動ヨーク54がバネ55で付勢され、
且つ主ヨーク52と空隙g1を介して設けられ、その一
部が主ヨーク52から突出している。上記バネ55の一
端は固定部材56に固定されている。バックヨーク53
の内部には前記電歪素子35が設けられて電圧Eを供給
されるように成されている。バックヨーク53と主ヨー
ク52との間には連絡ヨーク58及び磁石59が一体的
に且つ移動自在に設けられ、上記固定部材56に一端を
固定されたバネ60により付勢されている。In FIG. 4A, a cylindrical main yoke 52 and a back yoke 53 are supported by a support member 51. A movable yoke 54 is biased inside the main yoke 52 by a spring 55.
Further, it is provided with a gap g1 interposed between the main yoke 52 and a portion thereof protruding from the main yoke 52. One end of the spring 55 is fixed to a fixing member 56. back yoke 53
The electrostrictive element 35 is provided inside and is configured to be supplied with voltage E. A communication yoke 58 and a magnet 59 are integrally and movably provided between the back yoke 53 and the main yoke 52, and are biased by a spring 60 whose one end is fixed to the fixing member 56.
第4図Aの状態では、E=0で磁石59がバネ60によ
って電歪素子35に接触すると共に、短絡ヨーク58が
バックヨーク53に接触している。In the state shown in FIG. 4A, when E=0, the magnet 59 is in contact with the electrostrictive element 35 by the spring 60, and the shorting yoke 58 is in contact with the back yoke 53.
このとき主ヨーク52とバックヨーク53とは空隙gz
(但しgz >g+ とする)を以って離れている
。これによって磁束61がバックヨーク53を流れてい
る。次にこの状態で電歪素子35に所定の電圧Eを与え
ると、第4図しのようにこの電歪素子35が伸長して磁
石59をバネ60に抗して押し、これによって短絡ヨー
ク58がバックヨーク53を離れて、主ヨーク52に接
触する。従って、磁束61が主ヨーク52及び可動ヨー
ク54を流れ、これによって可動ヨーク54がバネ55
に抗して吸引され、主ヨーク52の中に引き込まれる。At this time, there is a gap gz between the main yoke 52 and the back yoke 53.
(However, gz > g+). As a result, magnetic flux 61 flows through back yoke 53. Next, when a predetermined voltage E is applied to the electrostrictive element 35 in this state, the electrostrictive element 35 expands and pushes the magnet 59 against the spring 60, as shown in FIG. leaves the back yoke 53 and contacts the main yoke 52. Therefore, the magnetic flux 61 flows through the main yoke 52 and the movable yoke 54, which causes the movable yoke 54 to move toward the spring 55.
The main yoke 52 is drawn into the main yoke 52.
この状態から電圧EをOと成せば、各部材がバ255.
60により復帰して、再び第4図Aの状態となる。尚、
電歪素子35と磁石59とを接着して置けばバネ60を
省略することも可能である。If the voltage E is set to O from this state, each member will be moved to the bar 255.
60, and returns to the state shown in FIG. 4A again. still,
If the electrostrictive element 35 and the magnet 59 are bonded together, the spring 60 can be omitted.
第5図は第3の実施例を示すもので、本発明を励磁装置
に適用した場合である。本実施例は前述した第4図のプ
ランジャから可動ヨーク54を除去したものと略等しい
構成を有している。尚、第4図と対応する部材には同一
符号を付している。FIG. 5 shows a third embodiment, in which the present invention is applied to an excitation device. This embodiment has substantially the same configuration as the plunger shown in FIG. 4 described above, with the movable yoke 54 removed. Note that the same reference numerals are given to the members corresponding to those in FIG. 4.
第5図Aにおいて、主ヨーク52の先端には磁極歯52
a、52bが空隙g3を以って対向して設けられている
。この状態から電歪素子35に電圧をEを加えると、同
図Bのように磁束64が流れて空隙g3が励磁される。In FIG. 5A, there are magnetic pole teeth 52 at the tip of the main yoke 52.
a and 52b are provided facing each other with a gap g3 in between. When a voltage E is applied to the electrostrictive element 35 from this state, a magnetic flux 64 flows as shown in FIG. 3B, and the gap g3 is excited.
従って、この励磁部分に仮想線で示すように磁性体65
を近づけることにより、この磁性体65を吸引すること
ができる。尚、図示の場合、gz>gzとなっているの
で、磁束の一部が点線66で示すようにバックヨーク5
3側にも流れるが、磁性体65を近づければ大部分の磁
束は空隙g3側に流れる。またバックヨーク53にも空
隙を設けることができる。Therefore, as shown by the imaginary line in this exciting part, the magnetic body 65
This magnetic body 65 can be attracted by bringing it close. In the case shown in the figure, since gz>gz, a part of the magnetic flux is transferred to the back yoke 5 as shown by the dotted line 66.
However, if the magnetic body 65 is brought closer, most of the magnetic flux will flow to the gap g3 side. Further, a gap can also be provided in the back yoke 53.
第6図は第4の実施例を示すもので、上記第5図の励磁
装置を6個用いてステンピングモータを構成した場合で
あり、第10図及び第11図のモータと対応している。FIG. 6 shows a fourth embodiment, in which a stamping motor is constructed using six of the excitation devices shown in FIG. 5 above, and corresponds to the motors shown in FIGS. 10 and 11. .
第6図において、6個の励磁装置A−Fはリング状支持
部材62により等間隔に配され、中央に磁極歯が形成さ
れた回転ヨーク63が配されている。プランジャは互い
に対向するAとり、BとElCとFにより組が作られ、
各組に順次に通電することにより、回転ヨーク63が回
転する。尚、第6図ではA、!=Dの組が通電された場
合が示されている。In FIG. 6, six excitation devices A to F are arranged at equal intervals by a ring-shaped support member 62, and a rotating yoke 63 in which magnetic pole teeth are formed is arranged at the center. The plungers have A facing each other, and a pair is made of B, ElC, and F.
By sequentially energizing each set, the rotating yoke 63 rotates. In addition, in Figure 6, A,! The case where the set =D is energized is shown.
第7図及び第8図は第5の実施例を示すもので、第12
図のガルバノスキャナと対応するものである。7 and 8 show the fifth embodiment, and the twelfth embodiment
This corresponds to the galvano scanner shown in the figure.
第7図及び第8図において、4個の固定ヨーク713〜
71dが設けられ、固定ヨーク71aと71bとの間に
空隙g4が設けられると共に永久磁石72aが介在され
、固定ヨーク?ICと71dとの間に空隙g4が設けら
れると共に永久磁石72bが介在されている。また回動
ヨーク73が固定ヨーク71a〜71dに対して所定の
空隙g。In FIGS. 7 and 8, four fixed yokes 713-
71d, a gap g4 is provided between the fixed yokes 71a and 71b, and a permanent magnet 72a is interposed between the fixed yokes 71a and 71b. A gap g4 is provided between the IC and 71d, and a permanent magnet 72b is interposed. Further, the rotating yoke 73 has a predetermined gap g with respect to the fixed yokes 71a to 71d.
を介して配されている。固定ヨーク71dの一側面には
短絡ヨーク板74aの一端部に形成された固定部74a
、が接着され、この固定ヨーク74aの他端部に形成さ
れた短絡部74a2が固定ヨーク71bの一側面に接触
している。固定ヨーク71dの他側面には支持板75a
が接着され、この支持板75aCは電歪素子35aが支
持され、その先端が上記短絡ヨーク板74aに接触して
いる。It is arranged through. A fixed portion 74a formed at one end of the shorting yoke plate 74a is provided on one side of the fixed yoke 71d.
, are adhered to each other, and a short circuit portion 74a2 formed at the other end of the fixed yoke 74a is in contact with one side surface of the fixed yoke 71b. A support plate 75a is provided on the other side of the fixed yoke 71d.
The supporting plate 75aC supports the electrostrictive element 35a, and its tip is in contact with the shorting yoke plate 74a.
固定ヨーク?ICの一側面には短絡ヨーク板74bの一
端部に形成された固定部74b、が接着され、この固定
ヨーク71bの他端部に形成された短絡部74b2が固
定ヨーク71aの一側面に接触している。固定ヨーク7
1cの他側面には支持板75bが接着され、この支持板
75bには電歪素子35bが支持され、その先端が上記
短絡ヨーク板74bに接触している。Fixed yoke? A fixed part 74b formed at one end of the shorting yoke plate 74b is adhered to one side of the IC, and a shorting part 74b2 formed at the other end of the fixed yoke 71b contacts one side of the fixed yoke 71a. ing. Fixed yoke 7
A support plate 75b is adhered to the other side surface of 1c, and the electrostrictive element 35b is supported on this support plate 75b, the tip of which is in contact with the shorting yoke plate 74b.
次に上記構成による動作を説明する。Next, the operation of the above configuration will be explained.
電歪素子35a、35bに電圧が加えられていない状態
では、固定ヨーク71dと71bとが短絡ヨーク板74
aにより磁気的に短絡されると共に、固定ヨーク71c
と71aとが短絡ヨーク74bにより磁気的に短絡され
ている。このため回動ヨーク73には磁束が流れ難くな
り、各空隙g。When no voltage is applied to the electrostrictive elements 35a and 35b, the fixed yokes 71d and 71b are connected to the short-circuited yoke plate 74.
a and is magnetically short-circuited by the fixed yoke 71c.
and 71a are magnetically short-circuited by a short-circuit yoke 74b. Therefore, it becomes difficult for magnetic flux to flow through the rotating yoke 73, and each gap g.
の磁束は最小となり、その大きさは等しいので回動力は
発生しない。The magnetic flux is the minimum, and since their magnitudes are equal, no rotational force is generated.
この状態で例えば電歪素子35aに電圧を加えると、こ
の電歪素子35aが伸長して短絡ヨーク板74aを押し
上げる。これによって短絡ヨーク板74aの短絡部74
a2が固定ヨーク71bを離れて、上記磁気的な短絡が
解除される。この結果、第8図のように磁石?2aの磁
束76が固定ヨーク71b=空隙’gs−回動ヨーク7
3−空隙g、−固定ヨーク71a−磁石72aに流れる
。For example, when a voltage is applied to the electrostrictive element 35a in this state, the electrostrictive element 35a expands and pushes up the shorting yoke plate 74a. As a result, the short circuit portion 74 of the short circuit yoke plate 74a
a2 leaves the fixed yoke 71b, and the magnetic short circuit is released. As a result, as shown in Figure 8, is it a magnet? The magnetic flux 76 of 2a is fixed yoke 71b = air gap 'gs - rotating yoke 7
3 - air gap g, - fixed yoke 71a - flows to magnet 72a.
従って、固定ヨーク71a、71b側の空隙g。Therefore, the gap g on the side of the fixed yokes 71a and 71b.
の磁束密度が固定ヨーク71c、71d側の空隙g、の
磁束密度より大きくなり、これによって回動ヨーク73
に反時計方向の回動力が発生する。The magnetic flux density of the fixed yokes 71c and 71d becomes larger than the magnetic flux density of the air gap g on the side of the fixed yokes 71c and 71d.
A counterclockwise rotational force is generated.
また電歪素子35aを無通電とし、電歪素子35bに電
圧を加えれば、回動ヨーク73は時計方向に回動する。Furthermore, if the electrostrictive element 35a is de-energized and a voltage is applied to the electrostrictive element 35b, the rotating yoke 73 rotates clockwise.
さらに電歪素子35a、35bに加える電圧を平衡させ
ることによって、回動ヨーク73を任意の位置に保持さ
せることができる。Further, by balancing the voltages applied to the electrostrictive elements 35a and 35b, the rotating yoke 73 can be held at an arbitrary position.
(1)、従来では空隙の磁束密度の増減が電流によって
制御されていたのに対し、本発明によれば電圧での制御
が可能となり、効率を大きく向上させることができる。(1) Conventionally, the increase and decrease of the magnetic flux density in the air gap was controlled by electric current, but according to the present invention, it is possible to control by voltage, and efficiency can be greatly improved.
(2)、駆動コイルを用いないので、高い周波数で駆動
してもインピーダンスの増加によるトルク減少はなく、
応答性を維持できる。(2) Since no drive coil is used, there is no decrease in torque due to an increase in impedance even when driven at a high frequency.
Able to maintain responsiveness.
(3)、保持制御、マイクロステップ制御のような動作
をする場合、従来は連続した励磁電流を必要としていた
が、本発明では電圧を連続して印加すればよく、消費電
流の低減による効率の向上、発熱の低減が可能となる。(3) When performing operations such as holding control and microstep control, conventionally a continuous excitation current was required, but with the present invention, it is only necessary to apply a voltage continuously, which improves efficiency by reducing current consumption. It is possible to improve the temperature and reduce heat generation.
第1図は本発明の第1の実施例を示す側面図、第2図は
積層型圧電効果素子の斜視図、第3図は第1図の動作を
示す側面図、第4図、第5図及び第6図は夫々本発明の
第2、第3及び第4の実施例を示す側面図、第7図は本
発明の第5の実施例を示す斜視図、第8図は第7図の平
面図、第9図は従来のリニアステンピングモータの側面
図、第10図は従来のステッピングモータの側面図、第
11図は第10図のコイル結線図、第12図は従来のガ
ルバノスキャナの側面図、第13図は従来のプランジャ
ソレノイドの側面図である。
なお図面に用いた符号において、
35 、35 a 、 35 b−−−−−−−一積層
型一圧N 効果素子31−−−−−−−−−−・−−−
−−−−−−−一固定ヨーク32a 〜32d −−−
−−−一可動ヨーク34・−−一−−−・−・−・・・
−・−永久磁石である。FIG. 1 is a side view showing the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a multilayer piezoelectric effect element, FIG. 3 is a side view showing the operation of FIG. 1, and FIGS. 6 and 6 are side views showing the second, third and fourth embodiments of the present invention, respectively, FIG. 7 is a perspective view showing the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is the seventh embodiment. Fig. 9 is a side view of a conventional linear stepping motor, Fig. 10 is a side view of a conventional stepping motor, Fig. 11 is a coil connection diagram of Fig. 10, and Fig. 12 is a conventional galvano scanner. FIG. 13 is a side view of a conventional plunger solenoid. In addition, in the symbols used in the drawings, 35, 35a, 35b-----One-layer type one-pressure N effect element 31-----------
------- One fixed yoke 32a to 32d ---
----1 movable yoke 34・--1---・--・-
−・− It is a permanent magnet.
Claims (1)
し、積層型圧電効果素子によって上記空隙の大きさを変
化させるようにしたことを特徴とする駆動装置。A drive device comprising a magnetic circuit including one or more air gaps and a magnetomotive force source, the size of the air gaps being changed by a laminated piezoelectric effect element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60016039A JPS61177155A (en) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | Drive device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60016039A JPS61177155A (en) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | Drive device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61177155A true JPS61177155A (en) | 1986-08-08 |
Family
ID=11905438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60016039A Pending JPS61177155A (en) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | Drive device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61177155A (en) |
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- 1985-01-30 JP JP60016039A patent/JPS61177155A/en active Pending
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