JPH0241670A - 駆動装置 - Google Patents
駆動装置Info
- Publication number
- JPH0241670A JPH0241670A JP63188192A JP18819288A JPH0241670A JP H0241670 A JPH0241670 A JP H0241670A JP 63188192 A JP63188192 A JP 63188192A JP 18819288 A JP18819288 A JP 18819288A JP H0241670 A JPH0241670 A JP H0241670A
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- JP
- Japan
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- thermal expansion
- driving body
- thermally
- elements
- driving
- Prior art date
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- Pending
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- 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】
［産業上の利用分野］
この発明は駆動装置、詳しくは熱的伸縮素子を利用した
高精度で耐久性にも富む駆動装置に関するものである。
高精度で耐久性にも富む駆動装置に関するものである。
［従来の技術］
超音波振動を利用して駆動体を駆動させる駆動装置は超
音波モーターとも称され、低騒音、高い位置決め精度等
の利点を有する為、近年自動制御用などとして広く使用
されている。
音波モーターとも称され、低騒音、高い位置決め精度等
の利点を有する為、近年自動制御用などとして広く使用
されている。
第２図は従来の超音波を利用した駆動装置の一例の基本
構成図、第３図はその原理説明図てあり、一般のモータ
ーの回転子に相当する駆動体１１の表裏を一対の弾性体
１２ではさみ込み、この弾性体１２の表面に電歪素子１
３を取付けたものである。なお、図示は省略したか、駆
動力に比例した圧力が加わる様、調圧機構も付加されて
いる。そして、この超音波を利用した駆動装置において
は、第３図に図示する様に弾性体１２の表面上の接続方
向をＸ軸、この法線方向を２軸とした場合、電歪素子１
３により弾性体１２の表面に振動を与えると、弾性波が
発生し、この弾性波は弾性体１２の表面上を伝搬して行
く。
構成図、第３図はその原理説明図てあり、一般のモータ
ーの回転子に相当する駆動体１１の表裏を一対の弾性体
１２ではさみ込み、この弾性体１２の表面に電歪素子１
３を取付けたものである。なお、図示は省略したか、駆
動力に比例した圧力が加わる様、調圧機構も付加されて
いる。そして、この超音波を利用した駆動装置において
は、第３図に図示する様に弾性体１２の表面上の接続方
向をＸ軸、この法線方向を２軸とした場合、電歪素子１
３により弾性体１２の表面に振動を与えると、弾性波が
発生し、この弾性波は弾性体１２の表面上を伝搬して行
く。
この弾性波は縦波と横波とを伴った表面波てあり、その
質点は第３図に示す通り、楕円軌道を描く様に運動する
。つまり、表面波の進行方向を十Ｘ方向とすると、質点
Ａは反時計方向に回転することになる。従って、この弾
性体１２の表面に駆動体１１を加圧接触させると、この
駆動体１１の表面は質点Ａ、Ａ′のみと接触することに
なる為、この駆動体１１は弾性体１２との摩擦により矢
印Ｎの方向に駆動されることになる。
質点は第３図に示す通り、楕円軌道を描く様に運動する
。つまり、表面波の進行方向を十Ｘ方向とすると、質点
Ａは反時計方向に回転することになる。従って、この弾
性体１２の表面に駆動体１１を加圧接触させると、この
駆動体１１の表面は質点Ａ、Ａ′のみと接触することに
なる為、この駆動体１１は弾性体１２との摩擦により矢
印Ｎの方向に駆動されることになる。
［発明が解決しようとする課題］
従来の超音波を利用した駆動装置は上記の通りの原理に
より駆動されるものてあり、摩擦力を利用している為、
接触部材の摩耗は避けられず、位置決めの精度か低下す
る為、長時間の使用や使用頻度の高い用途への使用は好
ましくないという重大な欠点があった。
より駆動されるものてあり、摩擦力を利用している為、
接触部材の摩耗は避けられず、位置決めの精度か低下す
る為、長時間の使用や使用頻度の高い用途への使用は好
ましくないという重大な欠点があった。
この発明は駆動装置のこの欠点を除去することを目的と
するものであり、熱的伸縮素子を用いた耐久性に富み、
高い位置決め精度を有する新規な駆動装置を提供せんと
するものである。
するものであり、熱的伸縮素子を用いた耐久性に富み、
高い位置決め精度を有する新規な駆動装置を提供せんと
するものである。
［課題を解決するための手段コ
この発明は、柱状をした３木の熱的伸縮素子をＨ形に組
合せて駆動体とし、該駆動体の端面な平行に設置せしめ
た二条のガイドレールの内側面に位置させ、該駆動体に
制御された信号電流を流すことにより前記ガイドレール
にそって移動させる様にすることにより上記課題を解決
せんとするものである。
合せて駆動体とし、該駆動体の端面な平行に設置せしめ
た二条のガイドレールの内側面に位置させ、該駆動体に
制御された信号電流を流すことにより前記ガイドレール
にそって移動させる様にすることにより上記課題を解決
せんとするものである。
［作 用］
駆動体を構成している３本の熱的伸縮素子のうち、進む
べき方向に対し一番後に位置した熱的伸縮素子に信号発
生器により正の信号電流を流すと、この熱的伸縮素子は
縦方向に熱膨張し、カイトレールを内側から押圧し、こ
れに固定される。
べき方向に対し一番後に位置した熱的伸縮素子に信号発
生器により正の信号電流を流すと、この熱的伸縮素子は
縦方向に熱膨張し、カイトレールを内側から押圧し、こ
れに固定される。
次に、中央の横向きに位置した熱的伸縮素子に正の信号
電流を流すと、この熱的伸縮素子は横方向に熱膨張し一
番前に位置した熱的伸縮素子を進行方向に押し出す。次
にこの押し出された熱的伸縮素子に信号電流を流して縦
方向に熱膨張させ、カイトレールを押圧させ固定せしめ
る。
電流を流すと、この熱的伸縮素子は横方向に熱膨張し一
番前に位置した熱的伸縮素子を進行方向に押し出す。次
にこの押し出された熱的伸縮素子に信号電流を流して縦
方向に熱膨張させ、カイトレールを押圧させ固定せしめ
る。
その後、後方及び中央の熱的伸縮素子への信号電流の供
給を止めると、これらはもとの長さに収縮し、進行方向
側に移動することになる。
給を止めると、これらはもとの長さに収縮し、進行方向
側に移動することになる。
この様に、３本の熱的伸縮素子に一定の順序て制御電流
を供給することにより、駆動体はガイドレールにそって
移動することになる。
を供給することにより、駆動体はガイドレールにそって
移動することになる。
［実施例］
第１図はこの発明に係る超音波駆動装置の一実施例を模
式的に描いた側面図である。
式的に描いた側面図である。
図中１は駆動体てあり、３本の熱的伸縮素子２ａ、２ｂ
、２ｃをＨ形に組合せて構成されている。
、２ｃをＨ形に組合せて構成されている。
熱的伸縮素子２ａ、２ｂ、２ｃは信号電流を供給するこ
とにより伸縮を行う素子てあり、電気的に制御される加
熱素子あるいはベルチェ効果を利用した電子冷却素子等
を用いることがてきる。
とにより伸縮を行う素子てあり、電気的に制御される加
熱素子あるいはベルチェ効果を利用した電子冷却素子等
を用いることがてきる。
そして、これら熱的伸縮素子２ａ、２ｂ、２ｃはＨ形に
組み合されて駆動体１を構成しており、平行に位置せし
められた一対のカイトレール８ａ、８ｂの間に熱的伸縮
素子２ａ、２ｂ、２ｃのそれぞれ両端部か伸長時に接す
る様に位置せしめられている。
組み合されて駆動体１を構成しており、平行に位置せし
められた一対のカイトレール８ａ、８ｂの間に熱的伸縮
素子２ａ、２ｂ、２ｃのそれぞれ両端部か伸長時に接す
る様に位置せしめられている。
なお、ガイドレール８ａ、８ｂ間の間隔文は熱的伸縮素
子２ａ、２ｂ、２ｃの伸長時の長さより若干せまく作ら
れており、収縮時にはすきまかあく様になっている。
子２ａ、２ｂ、２ｃの伸長時の長さより若干せまく作ら
れており、収縮時にはすきまかあく様になっている。
この実施例においてはカイトレール８ａ、８ｂを直線状
に設置したが、円環状としても良く、その場合には駆動
体ｌは回転運動を行うこととなる。
に設置したが、円環状としても良く、その場合には駆動
体ｌは回転運動を行うこととなる。
次に、この実施例の動作を説明すると、駆動体ｌを構成
している３本の熱的伸縮素子２ａ。
している３本の熱的伸縮素子２ａ。
２ｂ、２ｃのうち、進むべき方向に対し一番後に位置し
た熱的伸縮素子２Ｃに信号発生器（図示省略）により正
の信号電流を流すと、第１図（ｂ）に示す如くこの熱的
伸縮素子２Ｃはｙ軸方向（縦方向）に熱膨張し、ガイド
レール８ａ、８ｂを内側から押圧し、これに固定される
。次に、中央の横向きに位置した熱的伸縮素子２ｂに正
の信号電流を流すと、この熱的伸縮素子２ｂはＸ軸方向
（横方向）に熱膨張し、第１図（ｂ）に示す如く一番前
に位置した熱的伸縮素子２ａを６６分たけ進行方向に押
し出す。次にこの押し出された熱的伸縮素子２ａに信号
電流を流してｙ軸方向（縦方向）に熱膨張させ、ガイド
レール８ａ、８ｂを押圧させ固定せしめる。
た熱的伸縮素子２Ｃに信号発生器（図示省略）により正
の信号電流を流すと、第１図（ｂ）に示す如くこの熱的
伸縮素子２Ｃはｙ軸方向（縦方向）に熱膨張し、ガイド
レール８ａ、８ｂを内側から押圧し、これに固定される
。次に、中央の横向きに位置した熱的伸縮素子２ｂに正
の信号電流を流すと、この熱的伸縮素子２ｂはＸ軸方向
（横方向）に熱膨張し、第１図（ｂ）に示す如く一番前
に位置した熱的伸縮素子２ａを６６分たけ進行方向に押
し出す。次にこの押し出された熱的伸縮素子２ａに信号
電流を流してｙ軸方向（縦方向）に熱膨張させ、ガイド
レール８ａ、８ｂを押圧させ固定せしめる。
その後、後方及び中央の熱的伸縮素子２ｂ。
２Ｃへの信号電流の供給を止めると、これらはもとの長
さに収縮し、第１図（Ｃ）に示す如くΔα分たけ進行方
向側に移動することになる。
さに収縮し、第１図（Ｃ）に示す如くΔα分たけ進行方
向側に移動することになる。
この様に、３木の熱的伸縮素子２ａ、２ｂ。
２Ｃに一定の順序で制御電流を供給することにより、駆
動体ｌはカイトレール８ａ、８ｂにそって移動すること
となる。
動体ｌはカイトレール８ａ、８ｂにそって移動すること
となる。
なお中央の熱的伸縮素子２ｂに電子冷却素子を用いた場
合は、これに供給する信号電流の極性を逆にして負の電
流を流せばこの熱的伸縮素子２ｂは冷却され元の長さよ
りも更に短くなり、その変位量は第１図（ｄ）に示す通
り、Δｄ′と大きくなる。
合は、これに供給する信号電流の極性を逆にして負の電
流を流せばこの熱的伸縮素子２ｂは冷却され元の長さよ
りも更に短くなり、その変位量は第１図（ｄ）に示す通
り、Δｄ′と大きくなる。
一方、この駆動体１を後進させたいときは上述の場合と
逆の順序て各熱的伸縮素子２ａ、２ｂ。
逆の順序て各熱的伸縮素子２ａ、２ｂ。
２Ｃに信号電流を供給すれば良い。
［発明の効果コ
以上述へた如く、この発明に係る駆動装置は駆動体に信
号電流を供給するたけて左右任意の方向にこの駆動体を
移動させることかてきるものてあり、熱的伸縮素子の伸
縮作用を利用している為、騒音か極めて低く、又駆動に
は摩擦力を利用していない為、摩耗することもなく、電
気的信号により０Ｎ−ＯＦＦを行う為、高速、高精度て
位置決めを行うことかてきるすぐれた効果を有するもの
である。
号電流を供給するたけて左右任意の方向にこの駆動体を
移動させることかてきるものてあり、熱的伸縮素子の伸
縮作用を利用している為、騒音か極めて低く、又駆動に
は摩擦力を利用していない為、摩耗することもなく、電
気的信号により０Ｎ−ＯＦＦを行う為、高速、高精度て
位置決めを行うことかてきるすぐれた効果を有するもの
である。
第１図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ） 、 （ｄ）は
この発明に係る駆動装置の一実施例を模式的に描いた側
面図。 又、第２図は従来例の斜視図、第３図はその原理説明図
である。
この発明に係る駆動装置の一実施例を模式的に描いた側
面図。 又、第２図は従来例の斜視図、第３図はその原理説明図
である。
Claims (1)
- 柱状をした３本の熱的伸縮素子をＨ形に組合せて駆動体
とし、該駆動体の端面を平行に設置せしめた二条のガイ
ドレールの内側面に位置させ、該駆動体に制御された信
号電流を流すことにより前記ガイドレールにそって移動
させることを特徴とする超音波駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63188192A JPH0241670A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63188192A JPH0241670A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0241670A true JPH0241670A (ja) | 1990-02-09 |
Family
ID=16219382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63188192A Pending JPH0241670A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0241670A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04285481A (ja) * | 1991-03-13 | 1992-10-09 | Toshiba Corp | リニアステップモータ |
| JP2006325335A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Hitachi Ltd | アクチュエータおよびその材料 |
| DE102010042021A1 (de) | 2010-10-06 | 2012-04-12 | Maximilian Blomeier | Kugelhahnkugel |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6055868A (ja) * | 1983-09-07 | 1985-04-01 | Masahiko Kanai | 熱駆動ステップモ−タ |
| JPS6219089B2 (ja) * | 1980-03-31 | 1987-04-27 | Nippon Denpa Kogyo Kk |
-
1988
- 1988-07-29 JP JP63188192A patent/JPH0241670A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6219089B2 (ja) * | 1980-03-31 | 1987-04-27 | Nippon Denpa Kogyo Kk | |
| JPS6055868A (ja) * | 1983-09-07 | 1985-04-01 | Masahiko Kanai | 熱駆動ステップモ−タ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04285481A (ja) * | 1991-03-13 | 1992-10-09 | Toshiba Corp | リニアステップモータ |
| JP2006325335A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Hitachi Ltd | アクチュエータおよびその材料 |
| DE102010042021A1 (de) | 2010-10-06 | 2012-04-12 | Maximilian Blomeier | Kugelhahnkugel |
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