JPS62138071A - Linear motor - Google Patents

Linear motor

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JPS62138071A
JPS62138071A JP60278186A JP27818685A JPS62138071A JP S62138071 A JPS62138071 A JP S62138071A JP 60278186 A JP60278186 A JP 60278186A JP 27818685 A JP27818685 A JP 27818685A JP S62138071 A JPS62138071 A JP S62138071A
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piezoelectric
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piezoelectric effect
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/021Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using intermittent driving, e.g. step motors, piezoleg motors
    • H02N2/023Inchworm motors

Abstract

PURPOSE:To increase the displacement of a clamping means, and to move an actuator easily on the release of the clamping means by providing a function mechanically amplifying the displacement of the length of a piezoelectric element as a drive source for the clamping means. CONSTITUTION:Voltage is applied to a piezoelectric effect element 1a, and levers 4a, 4b press guides 5a, 5b and an amplifying mechanism 6a is fixed. Voltage is applied to a piezoelectric effect element 1c, and the piezoelectric effect element 1c is extended, thus shifting an amplifying mechanism 6b in the left direction. Voltage is applied to a piezoelectric effect element 1b, and levers 4c, 4d press the guides 5a, 5b and the amplifying mechanism 6b is fastened. The levers 4a, 4b are detached from the guides 5a, 5b when the voltage of the piezoelectric effect element 1a is brought to zero, and the piezoelectric effect element 1c is shrunk and the amplifying mechanism 6a is moved in the left direction when the voltage of the piezoelectric effect element 1a is brought to zero. A series of said operation is repeated.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はりニアモータに関する。更に゛詳細には、本発
明は圧電素子を駆動源として利用し、精密な位置決めの
可能なステップ型リニアモータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a beam near motor. More specifically, the present invention relates to a step-type linear motor that uses a piezoelectric element as a drive source and is capable of precise positioning.

従来の技術 従来、リニアモータとして広く知られているものには、
まず電磁気力を利用したものがある。このようなりニア
モータは、電磁石とコイルを組合せて電磁気力を利用す
るものであり、比較的容易かつ安価にリニアモータを実
現できるが、一方でその駆動力に比して消費電力が極め
て大きいことや、アクチュエータの変位量を精密に制(
卸することが難しいことなどが欠点として挙げられる。
Conventional technology Conventionally, what is widely known as a linear motor includes:
First, there is one that uses electromagnetic force. A linear motor like this uses electromagnetic force by combining an electromagnet and a coil, and can be realized relatively easily and inexpensively, but on the other hand, the power consumption is extremely large compared to the driving force. , precisely control the amount of displacement of the actuator (
The drawback is that it is difficult to sell wholesale.

ことに、変位量の制御、即ちアクチュエータの位置決め
は、電磁石の加工精度の限界等から、特に変位量の制御
を重視して設計されたステップ型のりニアモータでも、
実現できるアクチュエータの位置決め精度は0.1mm
ステップが限界であった。
In particular, the control of the displacement amount, that is, the positioning of the actuator, is difficult due to the limitations of the processing accuracy of electromagnets, even with step-type linear motors that are designed with emphasis on the control of the displacement amount.
The actuator positioning accuracy that can be achieved is 0.1mm.
The steps were the limit.

これに対して、特に精密な位置制御を必要とする用途に
供するためにアクチュエータの駆動源として圧電素子を
利用した形式のステップ型すニアモークが実現されてい
る。このような圧電素子を利用したりニアモータの一例
を第4図に、その概略図をもって示すが、同図に示した
形式のりニアモータは、シャフト41を案内手段とし、
このシャフト41がその内側を貫通するように構成され
た1対の環状のクランプ素子42a、42bと、結合部
材43a、43bを介してこれら1対のクランプ素子4
2a42bを連結する伸縮素子44とからなるアクチュ
エータより構成されている。クランプ素子42a、42
bおよび伸縮素子44は圧電効果を有する材料によって
作製されており、クランプ素子42a、42bは電圧を
印加すると、その内径を縮小するように、また伸縮素子
44は、アクチュエータの移動方向と平行に伸縮するよ
うに構成されており、更に、各々の素子はそれぞれ別個
に印加する電圧を制御するように構成されている。
On the other hand, a step-type near moke using a piezoelectric element as a driving source of an actuator has been realized for use in applications requiring particularly precise position control. An example of a near motor using such a piezoelectric element is shown in FIG. 4, which is a schematic diagram.
A pair of annular clamp elements 42a and 42b are configured such that the shaft 41 passes through them, and these pair of clamp elements 4 are connected via coupling members 43a and 43b.
The actuator is composed of a telescopic element 44 that connects 2a42b. Clamp elements 42a, 42
b and the elastic element 44 are made of a material having a piezoelectric effect, and when a voltage is applied to the clamp elements 42a and 42b, the inner diameter of the clamp elements 42a and 42b is reduced, and the elastic element 44 expands and contracts parallel to the direction of movement of the actuator. Furthermore, each element is configured to individually control the applied voltage.

このようなりニアモータの動作を簡単に説明すると、ま
ず、クランプ素子42の一方、例えば42aに電圧を印
加すると、クランプ素子42aの内径は小さくなり、シ
ャフト41を締結する形でアクチュエータ!15をシャ
フト41上に固定する。次に伸縮素子44に電圧を印加
して伸長状態とする。次いでもう一方のクランプ素子4
2bに電圧を印加して締結状態とした後クランプ素子4
2aへの電圧の印加を止めてその締結状態を解いた後、
伸縮素子44の電圧印加を止めてその伸長状態を解く。
To briefly explain the operation of the near motor, first, when a voltage is applied to one of the clamp elements 42, for example 42a, the inner diameter of the clamp element 42a becomes smaller, and the shaft 41 is fastened to the actuator! 15 is fixed on the shaft 41. Next, a voltage is applied to the elastic element 44 to bring it into an expanded state. Then the other clamp element 4
After applying a voltage to 2b to bring it into a fastened state, the clamp element 4
After stopping the voltage application to 2a and releasing the fastened state,
The voltage application to the elastic element 44 is stopped to release the expanded state.

このような、一連の動作により、アクチュエータ45は
クランプ素子42aの側からクランプ素子42bの側に
向って伸縮素子44の伸長量に対応する距離だけ移動す
る。この動作をくり返すことによりアクチュエータ45
を所望の爪だけ移動することができる。
Through this series of operations, the actuator 45 moves from the clamp element 42a side toward the clamp element 42b side by a distance corresponding to the amount of expansion of the expandable element 44. By repeating this operation, the actuator 45
You can move only the desired nail.

上述のような、圧電素子を利用したステップ型のりニア
モータは、電磁気力利用のものに比較して、そのアクチ
ュエータの移動量を極めて精密に制御することができる
。即ち、アクチュエータの移動量を規定する伸縮素子の
1回の伸長量は数μm程度であり、前述の動作ザイクル
の回数を計数することにより、μmオーダーの移動量の
制御が可能だからである。また、その作動行程に必ずク
ランプ手段による案内手段の締結を含むために、フリク
ションによる変位の誤差も極めて小さい。
A step-type linear motor using a piezoelectric element as described above can control the amount of movement of its actuator extremely precisely compared to one using electromagnetic force. That is, the amount of one expansion and contraction of the telescopic element that defines the amount of movement of the actuator is approximately several micrometers, and by counting the number of cycles of operation described above, it is possible to control the amount of movement on the order of micrometers. In addition, since the operation stroke always includes fastening of the guide means by the clamp means, displacement errors due to friction are also extremely small.

発明が解決しようとする問題点 前述のような圧電素子を利用したりニアモータのクラン
プ手段による案内手段の締結は専ら該クランプ手段を構
成する圧電材料の変形によっているが、電圧印加による
圧電材料の変形は極めて小さく、例えば前述した従来の
りニアモータの実際の例では、400■の印加電圧に対
してクランプ手段の内径の変化は約5μmであった。
Problems to be Solved by the Invention The fastening of the guide means using a piezoelectric element as described above or by the clamping means of a near motor depends exclusively on deformation of the piezoelectric material constituting the clamping means. is extremely small; for example, in the actual example of the conventional linear motor mentioned above, the change in the inner diameter of the clamping means was about 5 μm for an applied voltage of 400 μm.

このため、該クランプ手段に電圧を印加しない状態でア
クチュエータが自由に移動することを確保するためには
、案内手段たるシャフトの寸法精度が極めて高いことが
要求される。即ち、前述の例では、電圧印加によるクラ
ンプ手段の内径の変化は5μm程度であるから、シャフ
ト表面の寸法精度は、2.5μm以下でなければ、アク
チュエータの円滑な移動が妨げられるからである。
Therefore, in order to ensure that the actuator can move freely without applying voltage to the clamping means, the shaft serving as the guiding means is required to have extremely high dimensional accuracy. That is, in the above-mentioned example, since the change in the inner diameter of the clamping means due to voltage application is about 5 μm, the dimensional accuracy of the shaft surface must be 2.5 μm or less or smooth movement of the actuator will be hindered.

このため、圧電素子を利用したりニアモータを作製する
場合には、クランプ素子とシャフトとを現物合せしなが
ら、シャフト表面を精密仕上げ加工するという極めて煩
雑な作業を要し、結果的に圧電素子を利用したりニアモ
ータを極めて高価な製品としてしまい、結果的に、その
優れた変位量制御性能にもかかわらず、電磁気力を利用
したりニアモータに代替することは及ばなかった。
Therefore, when using a piezoelectric element or manufacturing a near motor, it is necessary to precisely finish the surface of the shaft while matching the clamp element with the actual shaft, which is an extremely complicated process. However, despite its excellent displacement control performance, it has not been possible to use electromagnetic force or replace it with the near motor.

本発明は、従来の圧電素子を利用したりニアモータの、
前述のような欠点を除き、比較的容易に作製でき且つそ
の利点を保持したりニアモータを提供することにある。
The present invention utilizes a conventional piezoelectric element or a near motor.
It is an object of the present invention to provide a near motor that can be manufactured relatively easily and retains its advantages, except for the above-mentioned drawbacks.

問題点を解決するための手段 上述した、従来の圧電素子を利用したりニアモータの問
題点は、圧電材料の変形が極めて小さく、クランプ手段
を解放した状態での、アクチュエータの自由な動きを確
保するためには非常に高い工作精度が要求されることに
あった。そこで本発明者等は、クランプ手段に備わる圧
電素子の変位を機械的に増幅することにより、クランプ
手段解放時のアクチュエータの自由な移動を確保する構
造を採用することにより、リニアモータを作製する際の
工作精度に対する要求を緩和し、その高い変位制御能力
を維持したまま製造コストを下げると同時に、その動作
をより一層確実なものとすることを可能とし、本発明を
完成するに至った。
Means for solving the problem The problem with the conventional piezoelectric element or near motor described above is that the deformation of the piezoelectric material is extremely small, ensuring free movement of the actuator when the clamping means is released. This required extremely high machining precision. Therefore, the present inventors adopted a structure that ensures free movement of the actuator when the clamping means is released by mechanically amplifying the displacement of the piezoelectric element provided in the clamping means. The present invention has been completed by making it possible to reduce the requirements for machining accuracy, reduce manufacturing costs while maintaining high displacement control ability, and at the same time make the operation even more reliable.

即ち、本発明により、案内手段と、該案内手段に沿って
移動するアクチュエータからなるリニアモータであって
、該アクチュエータは1対のクランプ手段を備え、該ク
ランプ手段の各々は、第1の圧電素子と、該第1の圧電
素子の長さの変位量を機械的に増幅し且つその変位によ
って前記アクチュエータを前記案内手段に対して固定す
る手段を備え、更に前記アクチュエータは、前記1対の
クランプ手段を相互に連結し且つ該アクチュエータの移
動方向に平行な方向に伸縮する第2の圧電素子を備える
ことを特徴とするりニアモータが提供される。
That is, according to the present invention, there is provided a linear motor comprising a guide means and an actuator that moves along the guide means, the actuator being provided with a pair of clamp means, each of the clamp means having a first piezoelectric element. and means for mechanically amplifying the amount of displacement in the length of the first piezoelectric element and fixing the actuator to the guide means by the displacement, further comprising means for fixing the actuator with respect to the guide means, and the actuator is further provided with a means for mechanically amplifying the displacement amount of the length of the first piezoelectric element and fixing the actuator to the guide means by the displacement; Provided is a linear motor characterized by comprising a second piezoelectric element interconnecting the actuators and expanding and contracting in a direction parallel to the moving direction of the actuator.

本発明の好ましい態様に従えば、前記案内手段は対向す
る少なくとも1対の面を有しており、1)[1記アクチ
ユエータが前記案内手段の対向する而の内側を、該案内
手段に沿って移動するように構成することができる。
According to a preferred embodiment of the present invention, the guide means has at least one pair of opposing surfaces, and 1) [1] the actuator moves along the opposing inner side of the guide means; Can be configured to move.

また、前記固定手段は、前記第1の圧電素子の1端部に
剛構に連結されたU字状のサポートと、該サポートの脚
部に夫々傾動自在に取りつけられた1対の当接部材とか
らなり、該1対の当接部材は該第1の圧電素子の他の脚
部にも連結されて、該第1の圧電素子の伸長により該当
接部材が該サポートとの連結部を支点として傾動し、該
案内部材上に前記アクチュエータを当接・固定するよう
に構成することも可能である。
Further, the fixing means includes a U-shaped support rigidly connected to one end of the first piezoelectric element, and a pair of abutting members tiltably attached to the legs of the support. The pair of abutting members are also connected to the other leg portions of the first piezoelectric element, and as the first piezoelectric element expands, the corresponding abutting members use the connecting portion with the support as a fulcrum. It is also possible to configure the guide member so that the actuator is tilted as shown in FIG.

庇J 上述のような、本発明にかかるリニアモータの動作につ
いて説明する。第1の圧電素子は、その電圧印加による
伸長により当接部材の一端を押し、この動作によって当
接部材の他端も対応して変位する。このとき、当接部材
の傾動軸から該部材の圧電素子との連結部までの距離!
と、該傾動軸から当接部材が案内手段と当接する部位ま
での距離りとが、β〈してあれば、当接部材の案内手段
との当接部位における変位は第1の圧電素子の長さの変
位の572倍に拡大される。従って、クランプ手段解放
時には案内手段と当接部材の間隔は容易に確保されるの
で、この本発明にかかるリニアモータを作製する場合に
は従来の圧電型リニアモータのような高い工作精度は要
求されない。
Eave J The operation of the linear motor according to the present invention as described above will be explained. The first piezoelectric element pushes one end of the abutting member by expanding due to the application of a voltage, and the other end of the abutting member is also correspondingly displaced by this action. At this time, the distance from the tilting axis of the contact member to the connection part of the member with the piezoelectric element!
If the distance from the tilting axis to the part where the abutment member abuts the guide means is β<, the displacement of the abutment member at the abutment part with the guide means is equal to the displacement of the first piezoelectric element. It is magnified by 572 times the length displacement. Therefore, when the clamping means is released, the distance between the guide means and the abutting member is easily ensured, so when manufacturing the linear motor according to the present invention, high machining accuracy is not required as with conventional piezoelectric linear motors. .

このような特徴を有する本発明にかかるリニアモータの
動作について、以下に実施例を挙げてより具体的に説明
する。
The operation of the linear motor according to the present invention having such characteristics will be described in more detail with reference to examples below.

実施例 第1図は、本発明に係るリニアモータの1例を概略的に
示す図である。
Embodiment FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a linear motor according to the present invention.

圧電素子1 (la、 lb、 lc)はチタン酸ジル
コニウム酸鉛などからなるセラミック圧電材料と銀、パ
ラジウム合金などからなる内部電極とを層状に積み重ね
て一体化した積層圧電素子を利用したちのである。また
、この圧電素子1は伸縮する方向の長さは9mmであり
、直流1oovの電圧を印加した時の伸長変位は6.5
μm1その際の発生力は13kgである。
Piezoelectric elements 1 (LA, LB, LC) utilize a laminated piezoelectric element in which a ceramic piezoelectric material made of lead zirconate titanate, etc., and an internal electrode made of silver, palladium alloy, etc. are stacked in layers and integrated. . Furthermore, the length of this piezoelectric element 1 in the direction of expansion and contraction is 9 mm, and the expansion displacement when a DC voltage of 100 volts is applied is 6.5 mm.
μm1 The generated force at that time is 13 kg.

クランプ手段6a、6bは、ヒンジ2a〜2h。The clamping means 6a, 6b are hinges 2a to 2h.

サボー)3a、3b、レバー4a〜4d等の機能部材よ
り構成されるが、本実施例では放電加工により金属板よ
り一体物として作製している。材質は圧電効果素子1a
、lcと熱膨張係数がほぼ等しいインバー材を用いてお
り厚みは2mmである。
It is composed of functional members such as sabots 3a and 3b and levers 4a to 4d, but in this embodiment, it is manufactured as an integral piece from a metal plate by electrical discharge machining. The material is piezoelectric effect element 1a
, lc is used, and the thickness is 2 mm.

圧電素子1a〜1cとサポー)3a、3bおよびレバー
4a〜4dとはエポキシ樹脂などの接着剤により連結す
ることができる。また、案内手段たるガイド5a、5b
は金属棒から切削により作製した。
The piezoelectric elements 1a to 1c, supports 3a and 3b, and levers 4a to 4d can be connected with an adhesive such as epoxy resin. In addition, guides 5a and 5b serving as guide means
was made by cutting a metal rod.

まず、圧電効果素子1a、lcで発生した変位をテコの
原理を利用して機械的に増幅する機構について説明する
。圧電効果素子1aに電圧を印加すると、その変位はヒ
ンジ2aを介してレバー4aを押し上げる方向に動く。
First, a mechanism for mechanically amplifying the displacement generated in the piezoelectric effect elements 1a and lc using the lever principle will be described. When a voltage is applied to the piezoelectric effect element 1a, its displacement moves in the direction of pushing up the lever 4a via the hinge 2a.

レバー4aはヒンジ2aを輔として傾動をする。この時
の変位の増幅率nはヒンジ2aとヒンジ2bの距離βと
第1図に示すして表わされるレバー4aの長さにより、
n−L/nで表現できる。上述の機構でレバー4a。
The lever 4a tilts using the hinge 2a. The displacement amplification factor n at this time is determined by the distance β between the hinges 2a and 2b and the length of the lever 4a shown in FIG.
It can be expressed as n-L/n. Lever 4a with the above-mentioned mechanism.

4bの当接部位が外側に向かって広がり、該レバー4a
、4bがガイド5a、5bに当接して固定する。
The contact portion of lever 4b expands outward, and the lever 4a
, 4b abut against and fix the guides 5a, 5b.

次に、上述のような構造を有する本発明に係るリニアモ
ータの動作について説明する。尚、第2図に各々の圧電
素子1a〜ICに電圧を印加するタイミングを示すグラ
フを、第3図(a)〜(e)にリニアモータの各要素の
動作をステップ毎に示し、これを参照して説明する。
Next, the operation of the linear motor according to the present invention having the above-described structure will be explained. Furthermore, Fig. 2 shows a graph showing the timing of applying voltage to each of the piezoelectric elements 1a to IC, and Figs. 3(a) to 3(e) show the operation of each element of the linear motor step by step. Refer to and explain.

まず第3図(a)の如く圧電効果素子1aに電圧が印加
され、レバー4a、4bがガイド5a、5bを押しつけ
て増幅機構6aを固定する。この時の各素子への電圧印
加は、第2図のグラフの時間軸(横軸)上のα−β間に
相当する。
First, as shown in FIG. 3(a), a voltage is applied to the piezoelectric effect element 1a, and the levers 4a and 4b press the guides 5a and 5b to fix the amplification mechanism 6a. The voltage applied to each element at this time corresponds to the interval α-β on the time axis (horizontal axis) of the graph in FIG.

次に第3図ら)の如く圧電効果素子ICに電圧が印加さ
れ、圧電効果素子ICの幅は左右に6.5μm伸び、そ
れにともない増幅機hi6bは左方向に移動する。この
時の各素子への電圧印加は、第2図のグラフの時間軸(
横軸)上の6〜1間に相当する。
Next, as shown in FIG. 3, etc., a voltage is applied to the piezoelectric effect element IC, and the width of the piezoelectric effect element IC increases by 6.5 μm in the left and right directions, and the amplifier hi6b moves to the left. The voltage applied to each element at this time is based on the time axis (
It corresponds to between 6 and 1 on the horizontal axis).

次に第3図(C)の如く圧電効果素子1bに電圧が印加
され、レバー4c、4dがガイド5a、5bを押しつけ
て増幅機構6bを固定する。この時の各米子への電圧印
加は、第2図のグラフの時間軸(横軸)上の1〜6間に
相当する。
Next, as shown in FIG. 3(C), a voltage is applied to the piezoelectric effect element 1b, and the levers 4c and 4d press the guides 5a and 5b to fix the amplification mechanism 6b. The voltage applied to each Yonago at this time corresponds to the range 1 to 6 on the time axis (horizontal axis) of the graph in FIG.

次に第3図(d)の如く圧電効果素子1aの電圧を零に
するとレバー4a、4bがガイド5a、5b離れる。こ
の時の各素子への電圧印加は、第2図のグラフの時間軸
(横軸)上の6〜6間に相当する。
Next, as shown in FIG. 3(d), when the voltage of the piezoelectric effect element 1a is made zero, the levers 4a and 4b are separated from the guides 5a and 5b. The voltage applied to each element at this time corresponds to between 6 and 6 on the time axis (horizontal axis) of the graph in FIG.

次に第3図(e)の如く圧電効果素子ICの電圧を零に
すると圧電効果素子ICの幅は6,5μm縮み、それに
ともなって増幅機構6aが左方向に移動する。この時の
各素子への電圧印加は、第2図のグラフの時間軸(横軸
)上のε〜ζ間に相当する。
Next, as shown in FIG. 3(e), when the voltage of the piezoelectric effect element IC is made zero, the width of the piezoelectric effect element IC is reduced by 6.5 μm, and the amplification mechanism 6a moves to the left. The voltage applied to each element at this time corresponds to a period between ε and ζ on the time axis (horizontal axis) of the graph in FIG.

これら、第3図(a)〜(e)に示された一連の動作を
1行程としてアクチュエータは6.5μm1同図の紙1
面において右から左へ移動する。
Assuming that the series of operations shown in Fig. 3 (a) to (e) is one stroke, the actuator is 6.5 μm 1 paper 1 in the same figure.
Move from right to left in a plane.

このリニアモータの性能は電圧100■、周波数2、5
 K Hzの周期のパルス電圧を印加して駆動した場合
で、速度12mm /秒、牽引力10kgであった。ま
た、位置決め誤差は100mmの移動量に対して2μm
であった。
The performance of this linear motor is voltage 100■, frequency 2, 5
When driven by applying a pulse voltage with a period of KHz, the speed was 12 mm 2 /sec and the traction force was 10 kg. Also, the positioning error is 2 μm for a movement of 100 mm.
Met.

発明の効果 以上詳述のように、本発明に係るリニアモータは、クラ
ンプ手段の動作の駆vJ源たる圧電素子の長さの変位を
機械的に増幅する機構を備えているので、クランプ手段
の案内手段との接触部位における変位が大きく、クラン
プ手段解放時のアクチュエータの移動を容易にしている
。従って、このリニアモータを作製する際に要求される
工作精度は、ごく一般的な機械加工の精度で充分であり
、リニアモータの製造コストは旧来の電磁式リニアモー
タに十分匹敵し得るものとなる。またモータとしての駆
動力も、消費される電力に対して十分に損失の少ないも
のであると同時に、圧電素子を利用するりニアモータと
しての変位量の制御の精密さは従来の圧電素子利用のも
のと同等に確保されている。
Effects of the Invention As detailed above, the linear motor according to the present invention is equipped with a mechanism for mechanically amplifying the displacement of the length of the piezoelectric element, which is the driving force for the operation of the clamping means. The displacement at the contact portion with the guide means is large, facilitating movement of the actuator when the clamp means is released. Therefore, the machining accuracy required to manufacture this linear motor is sufficient for ordinary machining, and the manufacturing cost of the linear motor can be fully comparable to that of conventional electromagnetic linear motors. . In addition, the driving force as a motor has a sufficiently low loss compared to the power consumed, and at the same time, the precision of displacement control as a near motor using piezoelectric elements is better than that using conventional piezoelectric elements. Equally guaranteed.

このように、変位量が精密に制御できるリニアモータは
、磁気ディスクを利用したコンピュータの外部記憶装置
、プリンタヘッドの駆動装置、XYプロッタ、カメラの
オートフォーカス機構等精密な位置決めを要求される多
くの機器に利用することができ、産業上の利用分野は極
めて広い。
In this way, linear motors whose displacement can be precisely controlled are used in many applications that require precise positioning, such as computer external storage devices using magnetic disks, printer head drive devices, XY plotters, and camera autofocus mechanisms. It can be used in equipment and has an extremely wide range of industrial applications.

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

第1図は、本発明に従うリニアモータの1実施例を概略
的に示す断面図であり、 第2図は、本発明に従うリニアモータの圧電素子に電圧
を印加するタイミングを示すタイムチャートであり、 第3図(a)〜(e)は、第1図に示したりニアモータ
の動作を逐次水した図であり、 第4図は、従来の圧電材料利用型のりニアモ−タの1例
を断面にて示した図である。 (主な参照番号) 1(1a〜lc)・・圧電効果素子 2a〜2h・・ヒンジ 3a、3b・・ベース 4a〜4d・ ・レバー 5a、5b・・ガイド 5a、5b・・クランプ手段 41・・シャフト 42a、42b・・クランプ素子 43・・結合部材 44・・伸縮素子
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a linear motor according to the present invention, and FIG. 2 is a time chart showing the timing of applying voltage to the piezoelectric element of the linear motor according to the present invention. Figures 3 (a) to (e) are diagrams showing the operation of the near motor shown in Figure 1 and shown in sequence, and Figure 4 is a cross-sectional view of an example of a conventional linear near motor using piezoelectric materials. FIG. (Main reference numbers) 1 (1a to lc)... Piezoelectric effect elements 2a to 2h... Hinge 3a, 3b... Base 4a to 4d... Lever 5a, 5b... Guide 5a, 5b... Clamping means 41. - Shafts 42a, 42b... Clamp element 43... Connection member 44... Expandable element

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)案内手段と、該案内手段に沿って移動するアクチ
ュエータからなるリニアモータであって、該アクチュエ
ータは1対のクランプ手段を備え、該クランプ手段の各
々は、第1の圧電素子と、該第1の圧電素子の長さの変
位量を機械的に増幅し且つその変位によって前記アクチ
ュエータを前記案内手段に対して固定する手段を備え、 更に前記アクチュエータは、前記1対のクランプ手段を
相互に連結し且つ該アクチュエータの移動方向に平行な
方向に伸縮する第2の圧電素子を備える、ことを特徴と
する上記リニアモータ。
(1) A linear motor consisting of a guide means and an actuator that moves along the guide means, the actuator having a pair of clamp means, each of the clamp means having a first piezoelectric element and a first piezoelectric element. comprising means for mechanically amplifying the amount of displacement in the length of the first piezoelectric element and fixing the actuator to the guide means by the displacement; The linear motor described above, further comprising a second piezoelectric element connected to the actuator and expanding and contracting in a direction parallel to the moving direction of the actuator.
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