JPS63305773A - 超音波リニアモ−タ - Google Patents
超音波リニアモ−タInfo
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- JPS63305773A JPS63305773A JP62141018A JP14101887A JPS63305773A JP S63305773 A JPS63305773 A JP S63305773A JP 62141018 A JP62141018 A JP 62141018A JP 14101887 A JP14101887 A JP 14101887A JP S63305773 A JPS63305773 A JP S63305773A
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- Japan
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- legs
- driving
- drive
- linear motor
- driving legs
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- Pending
Links
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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
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/001—Driving devices, e.g. vibrators
- H02N2/003—Driving devices, e.g. vibrators using longitudinal or radial modes combined with bending modes
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「技術分野」
本発明は、撮動子を用いたリニアモータに間する。
「従来技術およびその問題点」
圧電振動子や電歪振動子を利用したモータは、従来各禮
擾案されているが、特開昭５８−１４８６８２号は振動
子の界面に励振される横波と縦波の合成された進行波に
よって駆動力を得るモータを提案している。この超音波
振動を利用したモータは、その進行波１８縦波と横波を
合成しで得ているために、電歪素子に特定の分極処理を
施し、これらに位相の異なる二つ以上の周波電圧を振動
子に印加しなければならない、このためその製造工程が
複雑で、また電源回路も複雑なものを要した。
擾案されているが、特開昭５８−１４８６８２号は振動
子の界面に励振される横波と縦波の合成された進行波に
よって駆動力を得るモータを提案している。この超音波
振動を利用したモータは、その進行波１８縦波と横波を
合成しで得ているために、電歪素子に特定の分極処理を
施し、これらに位相の異なる二つ以上の周波電圧を振動
子に印加しなければならない、このためその製造工程が
複雑で、また電源回路も複雑なものを要した。
「発明の目的」
本発明は、以上の超音波モータとは異なる動作原理によ
って作動し、製造が容易で、新規な超音波リニアモータ
を得ることを目的とする。また本発明は、特に振動を容
易に増幅することができる振動子を用いたりニアモータ
を得ることを目的とする。
って作動し、製造が容易で、新規な超音波リニアモータ
を得ることを目的とする。また本発明は、特に振動を容
易に増幅することができる振動子を用いたりニアモータ
を得ることを目的とする。
「発明の概要」
本発明のりニアモータは、共振周波数の異なる二本の駆
動足に振動を与えると、二本の駆動足の間に振動の遅れ
または進みが生じることに着目し、この遅れまたは進み
により、リニアな駆動力を得るものであって、ざらに二
本の駆動足に振動を与える素子を種々研究の結果、特に
ランジュバン形振動子は、通常の振動子に比して、圧電
撮動が１０倍程度に増幅されるという事実に着目して完
成されたものである。
動足に振動を与えると、二本の駆動足の間に振動の遅れ
または進みが生じることに着目し、この遅れまたは進み
により、リニアな駆動力を得るものであって、ざらに二
本の駆動足に振動を与える素子を種々研究の結果、特に
ランジュバン形振動子は、通常の振動子に比して、圧電
撮動が１０倍程度に増幅されるという事実に着目して完
成されたものである。
すなわち本発明は、弾性体からなる移動子に、運動方向
にＭｒＷｌさせて、共振周波数の異なる二本の駆動足を
設け、この移動子に、二本の駆動足に振動を与えるラン
ジュバン形振動子を挟着し、このランジュバン形振動子
に所定の周波電圧を印加することを特徴としている。二
本の駆動足の振動の遅れまたは進みは、二本の駆動足の
共振周波数、およびランジュバン形振動子に加える周波
電圧の周波数によって変化する。よって周波数を変化さ
せることによって、移動速度の調整および移動方向の変
換を行なうことができる。
にＭｒＷｌさせて、共振周波数の異なる二本の駆動足を
設け、この移動子に、二本の駆動足に振動を与えるラン
ジュバン形振動子を挟着し、このランジュバン形振動子
に所定の周波電圧を印加することを特徴としている。二
本の駆動足の振動の遅れまたは進みは、二本の駆動足の
共振周波数、およびランジュバン形振動子に加える周波
電圧の周波数によって変化する。よって周波数を変化さ
せることによって、移動速度の調整および移動方向の変
換を行なうことができる。
「発明の実施例」
以下図示実施例について本発明を説明する。第１図、第
２図は本発明による超音波リニアモータの第一の実施例
を示すものである。移動子］Ｏは、左右の駆動足１１．
１２と、この駆動足１１．１２の高さ方向の中間部を接
続する接続部１３を有しで、略Ｈ字状をしている。この
駆動足１１と１２は、接続部１３からの一方の突出部が
走行足１１ａ、１２ａを構成し、その端部が走行面２０
と接触する。また他方の突出部は伝達足１１ｂ、１２ｂ
を構成し、その間にスペーサ１４を介してランジュバン
形振動子１５が挟着されでいる。これらの要素の接着は
例えばエポキシ樹脂系の接着材によって行なうことがで
きる。
２図は本発明による超音波リニアモータの第一の実施例
を示すものである。移動子］Ｏは、左右の駆動足１１．
１２と、この駆動足１１．１２の高さ方向の中間部を接
続する接続部１３を有しで、略Ｈ字状をしている。この
駆動足１１と１２は、接続部１３からの一方の突出部が
走行足１１ａ、１２ａを構成し、その端部が走行面２０
と接触する。また他方の突出部は伝達足１１ｂ、１２ｂ
を構成し、その間にスペーサ１４を介してランジュバン
形振動子１５が挟着されでいる。これらの要素の接着は
例えばエポキシ樹脂系の接着材によって行なうことがで
きる。
移動子１０は、弾性材料、例えばアルミニウム、黄銅、
ステンレス、鉄、合成樹脂材料、セラミック材料、ガラ
ス材料、あるいはこれらを複合した複合材料等、振動を
良好に伝達し得る弾性材料（音響材料）から構成される
。
ステンレス、鉄、合成樹脂材料、セラミック材料、ガラ
ス材料、あるいはこれらを複合した複合材料等、振動を
良好に伝達し得る弾性材料（音響材料）から構成される
。
第４図は、ランジュバン形振動子１５の基本系を示すも
のである。このランジュバン型振動子１５は、鉄やアル
ミニウム合金等の弾性材料からなる一対の棒体１５ａ、
１５ａの間に、永久分極の向きを逆にした２枚の圧電セ
ラミックス１５ｂ、１５ｂを挟着したものである０図の
＋および−は、分極処理の一例を示すもので、勿論十と
−は逆にすることができる。この振動子は、２枚の圧電
セラミ・ンクス１５ｂ、１５ｂの中間と、両表面の間に
駆動電圧を与えると、一対の棒体１５ａ、１５ｂの表面
間に伸縮（振動）が生じ、しかもその振幅は、通常の振
動子に比して１０倍程度大きい、そしてこの伸縮（振動
）が、伝達足１１ｂと伝達足１２ｂを介し、走行足１１
ａと走行足１２ａに伝達される。第１図、第２図の実施
例の移動子１０のＨ字形状は、ランジュバン形振動子１
５の振動を拡大して走行足１］ａ、１２ａに伝達するた
めに効果的であるが、第５図のように、駆動足（走行足
）１１．１２の一端部に接続部１３を設け、この接続部
１３の基部側・において、駆動足１１と１２の間にラン
ジュバン形振動子１５を挟着しても、特にこの振動子１
５の振動が大きいことから、本発明は十分寅現可能であ
る。
のである。このランジュバン型振動子１５は、鉄やアル
ミニウム合金等の弾性材料からなる一対の棒体１５ａ、
１５ａの間に、永久分極の向きを逆にした２枚の圧電セ
ラミックス１５ｂ、１５ｂを挟着したものである０図の
＋および−は、分極処理の一例を示すもので、勿論十と
−は逆にすることができる。この振動子は、２枚の圧電
セラミ・ンクス１５ｂ、１５ｂの中間と、両表面の間に
駆動電圧を与えると、一対の棒体１５ａ、１５ｂの表面
間に伸縮（振動）が生じ、しかもその振幅は、通常の振
動子に比して１０倍程度大きい、そしてこの伸縮（振動
）が、伝達足１１ｂと伝達足１２ｂを介し、走行足１１
ａと走行足１２ａに伝達される。第１図、第２図の実施
例の移動子１０のＨ字形状は、ランジュバン形振動子１
５の振動を拡大して走行足１］ａ、１２ａに伝達するた
めに効果的であるが、第５図のように、駆動足（走行足
）１１．１２の一端部に接続部１３を設け、この接続部
１３の基部側・において、駆動足１１と１２の間にラン
ジュバン形振動子１５を挟着しても、特にこの振動子１
５の振動が大きいことから、本発明は十分寅現可能であ
る。
そして本発明は、以上の移動子１０の駆動足１１と１２
の共振周波数を異ならせ、ランジュバン形振動子１５に
所定の周波数の駆動電圧を加えるようにしたものである
。駆動足１１と１２の共振周波数は、例えばその厚さを
異ならせることにより異ならせることができる。この共
振周波数は、ランジュバン形振動子１５に加える周波電
圧の周波数を勘案して決定する０例えばランジュバン形
振動子１５に加える周波電圧の駆動周波数を５０ｋＨｚ
および４５ｋＨｚとするときには、駆動足１１と１２の
一方（例えば駆動足１１）の共振周波数を５０ｋＨｚ
、 Ｗ動足１２を４５ｋＨｚとする。このように駆動足
１１と１２の共振周波数をランジュパン形振動子１５に
加える駆動電圧の周波数と同一に設定すると、最も効率
的に、駆動足１１と１２を振動させることができる。
の共振周波数を異ならせ、ランジュバン形振動子１５に
所定の周波数の駆動電圧を加えるようにしたものである
。駆動足１１と１２の共振周波数は、例えばその厚さを
異ならせることにより異ならせることができる。この共
振周波数は、ランジュバン形振動子１５に加える周波電
圧の周波数を勘案して決定する０例えばランジュバン形
振動子１５に加える周波電圧の駆動周波数を５０ｋＨｚ
および４５ｋＨｚとするときには、駆動足１１と１２の
一方（例えば駆動足１１）の共振周波数を５０ｋＨｚ
、 Ｗ動足１２を４５ｋＨｚとする。このように駆動足
１１と１２の共振周波数をランジュパン形振動子１５に
加える駆動電圧の周波数と同一に設定すると、最も効率
的に、駆動足１１と１２を振動させることができる。
上記構成の本超音波すニアモークは、振動子１５に５０
ｋ）ｌｚの駆動周波数の駆動電圧を与えると、移動子１
０が第３図（Ａ）に示すように左行し、４５ｋＨｚの駆
動電圧を与えると同図ＣＢ）に示すように右行する。
ｋ）ｌｚの駆動周波数の駆動電圧を与えると、移動子１
０が第３図（Ａ）に示すように左行し、４５ｋＨｚの駆
動電圧を与えると同図ＣＢ）に示すように右行する。
その理由は次の通りである。いまランジュバン形振動子
１５に５０ｋＨｚの駆動電圧を与えると、これと同一の
共振周波数をもつ駆動足１１（走行足１１ａ）の振動変
位は、駆動足１１とは共振周波数の異なる駆動足１２（
走行足１２ａ）のそれに対して先行する。つまり駆動足
１１の変位は、駆動足１２の変位に対して位相が進む形
となり、駆動足１１と１２の同一方向の振動変位が交互
に生しる結果、移動子１０は走行面２０上を左行する。
１５に５０ｋＨｚの駆動電圧を与えると、これと同一の
共振周波数をもつ駆動足１１（走行足１１ａ）の振動変
位は、駆動足１１とは共振周波数の異なる駆動足１２（
走行足１２ａ）のそれに対して先行する。つまり駆動足
１１の変位は、駆動足１２の変位に対して位相が進む形
となり、駆動足１１と１２の同一方向の振動変位が交互
に生しる結果、移動子１０は走行面２０上を左行する。
別言すると、駆動足１１と１２の共振周波数の差は、こ
の振動変位が交互に生じるように定める。
の振動変位が交互に生じるように定める。
これに対し、ランジュバン形振動子１５に４５ｋＨｚの
駆動電圧を与えると、以上とちょうど逆の状態が生じ、
移動子１０が右行する。すなわち、いまランジュバン形
振動子１５に４５ｋＨｚの駆動電圧を与えると、これと
同一の共振周波数をもつ駆動足１２の振動変位は、駆動
足１２とは共振周波数の異なる駆動足１１のそれに対し
て先行する。
駆動電圧を与えると、以上とちょうど逆の状態が生じ、
移動子１０が右行する。すなわち、いまランジュバン形
振動子１５に４５ｋＨｚの駆動電圧を与えると、これと
同一の共振周波数をもつ駆動足１２の振動変位は、駆動
足１２とは共振周波数の異なる駆動足１１のそれに対し
て先行する。
つまり駆動足１２の変位は、駆動足１１の変位に対して
位相が進む形となり、駆動足１１と１２の同一方向の振
動変位が交互に生じる結果、移動子１０は走行面２ｏ上
を右行する。
位相が進む形となり、駆動足１１と１２の同一方向の振
動変位が交互に生じる結果、移動子１０は走行面２ｏ上
を右行する。
駆動足１１と１２の共振周波数自体は、その足の長さの
変更、材質の変更等によって、任意の値とすることがで
き、よってランジュバン形振動子１５に与える駆動周波
数と相俟ち、所要の移動特性のりニアモーフを得ること
ができる。
変更、材質の変更等によって、任意の値とすることがで
き、よってランジュバン形振動子１５に与える駆動周波
数と相俟ち、所要の移動特性のりニアモーフを得ること
ができる。
なお駆動足１１と１２の高さおよび間隔は、以上の動作
が得られるように定めればよいが、その高ざｈを約１０
ｍｍ、間隔ｌを約２０ｍｍとしたところ、よい結果が得
られた。
が得られるように定めればよいが、その高ざｈを約１０
ｍｍ、間隔ｌを約２０ｍｍとしたところ、よい結果が得
られた。
「発明の効果」
以上のように本発明の超音波リニアモータは、従来の超
音波モータとは異なる動作原理を持つものであって、し
かも極めて簡単な構造の移動子と、ランジュバン形振動
子とによって構成することができる。ランジュバン形振
動子は、その圧電体に特別な分極処理を要するが、通常
の圧電振動子に比して、非常に大きい振幅が得られると
いう効果があり、これを用いるメリットは十分存在する
。そして移動方向の変更もランジュバン形振動子に加え
る駆動電圧の周波数の変更で行なうことができ、構造が
簡単で使用が容易な新規なリニアモータを提供できる。
音波モータとは異なる動作原理を持つものであって、し
かも極めて簡単な構造の移動子と、ランジュバン形振動
子とによって構成することができる。ランジュバン形振
動子は、その圧電体に特別な分極処理を要するが、通常
の圧電振動子に比して、非常に大きい振幅が得られると
いう効果があり、これを用いるメリットは十分存在する
。そして移動方向の変更もランジュバン形振動子に加え
る駆動電圧の周波数の変更で行なうことができ、構造が
簡単で使用が容易な新規なリニアモータを提供できる。
第１図は本発明の超音波リニアモータの実施例を示す正
面図、第２図は移動子の斜視図、第２図は同移動子とラ
ンジュバン形振動子を組み合わせた状態を示す正面図、
第３図（Ａ）、ＣＢ）は本発明によるリニアモータの動
作原理を示す、駆動足の変形の様子を拡大して描いた模
式図、第４図はランジュバン形振動子の例を示す斜視図
、第５図は本発明の他の実施例を示す正面図である。 １０−・・移動子、１１．１２・−駆動足、ｌｌａ、１
２ ａ−”走行足、ｌｌｂ、１２ｋ）−伝達足、１３・
−接続部、１５−・・ランジュバン形振動子、２０−・
・走行面。 特許出願人 アルプス電気株式会社 同代理人 三 浦 邦 夫 同 松井 茂 １１ａ １２ａ ｌｌａ
１２ａ第１図 第２図
面図、第２図は移動子の斜視図、第２図は同移動子とラ
ンジュバン形振動子を組み合わせた状態を示す正面図、
第３図（Ａ）、ＣＢ）は本発明によるリニアモータの動
作原理を示す、駆動足の変形の様子を拡大して描いた模
式図、第４図はランジュバン形振動子の例を示す斜視図
、第５図は本発明の他の実施例を示す正面図である。 １０−・・移動子、１１．１２・−駆動足、ｌｌａ、１
２ ａ−”走行足、ｌｌｂ、１２ｋ）−伝達足、１３・
−接続部、１５−・・ランジュバン形振動子、２０−・
・走行面。 特許出願人 アルプス電気株式会社 同代理人 三 浦 邦 夫 同 松井 茂 １１ａ １２ａ ｌｌａ
１２ａ第１図 第２図
Claims (3)
- （１）弾性体からなる移動子に、運動方向に離間させて
、共振周波数の異なる二本の駆動足を設け、かつこの移
動子に、上記二本の駆動足に振動を与えるランジュバン
形振動子を設け、このランジュバン形振動子に所定の周
波電圧を印加することを特徴とする超音波リニアモータ
。 - （２）特許請求の範囲第１項において、移動子は、二本
の駆動足の中間に、両足を接続する接続部を有し、この
接続部の一方の側の駆動足の間にランジュバン形振動子
が挟着され、他方の側の駆動足が走行面に当接する超音
波リニアモータ。 - （３）特許請求の範囲第１項において、移動子は、二本
の駆動足の端部に、両足を接続する接続部を有し、この
二本の駆動足の接続部側の基部の間に、ランジュバン形
振動子が挟着されている超音波リニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62141018A JPS63305773A (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 超音波リニアモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62141018A JPS63305773A (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 超音波リニアモ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63305773A true JPS63305773A (ja) | 1988-12-13 |
Family
ID=15282283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62141018A Pending JPS63305773A (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 超音波リニアモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63305773A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0294486U (ja) * | 1989-01-09 | 1990-07-26 | ||
| JPH0294484U (ja) * | 1989-01-09 | 1990-07-26 | ||
| JPH02118491U (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-21 | ||
| JPH02118493U (ja) * | 1989-03-10 | 1990-09-21 | ||
| JPH0429576A (ja) * | 1990-05-24 | 1992-01-31 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 超音波モータ |
| CN104485837A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-01 | 南京航空航天大学 | 一种复合振子驻波超声电机及其激励方法 |
-
1987
- 1987-06-05 JP JP62141018A patent/JPS63305773A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0294486U (ja) * | 1989-01-09 | 1990-07-26 | ||
| JPH0294484U (ja) * | 1989-01-09 | 1990-07-26 | ||
| JPH02118491U (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-21 | ||
| JPH0724956Y2 (ja) * | 1989-03-08 | 1995-06-05 | アルプス電気株式会社 | 超音波リニアモータ |
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