JPH03289372A - 超音波リニアモータ - Google Patents
超音波リニアモータInfo
- Publication number
- JPH03289372A JPH03289372A JP2088363A JP8836390A JPH03289372A JP H03289372 A JPH03289372 A JP H03289372A JP 2088363 A JP2088363 A JP 2088363A JP 8836390 A JP8836390 A JP 8836390A JP H03289372 A JPH03289372 A JP H03289372A
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- JP
- Japan
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- ultrasonic
- linear
- piezoelectric vibrator
- elastic body
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- Pending
Links
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
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】
（イ）産業上の利用分野
この発明は圧電振動子を駆動源とした超音波リニアモー
タに係り、特に直線帯状弾性体の所定箇所を拘束して、
移動体を効率よく往復走行させるのに奸通な超音波リニ
アモータに関する。
タに係り、特に直線帯状弾性体の所定箇所を拘束して、
移動体を効率よく往復走行させるのに奸通な超音波リニ
アモータに関する。
（ロ）従来技術
従来、移動体を直線状に送るリニアモータに関しては、
超音波モータの振動子を直線状に配置しても、振動によ
る推力が有効に得られず、リニアモータとしての機能が
得られていなかった。
超音波モータの振動子を直線状に配置しても、振動によ
る推力が有効に得られず、リニアモータとしての機能が
得られていなかった。
従って、一般にリニアモータには電磁力が利用されてい
たが、リニアモータは形状や材料等の制約があり、構造
的にも＠線を有し、高出力を得るためには希土類系の永
久磁石を使用しなければならずコスト高となっていた。
たが、リニアモータは形状や材料等の制約があり、構造
的にも＠線を有し、高出力を得るためには希土類系の永
久磁石を使用しなければならずコスト高となっていた。
（ハ）発明が解決しようとする問題
この発明は上記同君点を解決するためになされたもので
５直線状の振動体の振動による推力を有効に利用し、超
音波モータの特徴を有する超音波リニアモータを提供す
ることを目的とする。
５直線状の振動体の振動による推力を有効に利用し、超
音波モータの特徴を有する超音波リニアモータを提供す
ることを目的とする。
に）問題を解決するための手段
この発明の超音波リニアモータは、直線帯状弾性体に複
数の圧電振動子を等間隔に接合して得られる直線帯状振
動体の圧電振動子に超音波電気信号を印加して直線帯状
弾性体を振動させ、この直線帯状弾性体に設けた複数の
突起部に移動体を圧接し摩擦力により移動体を動かす超
音波リニアモータにおいて、圧電振動子を２組に分け、
この２組の極性を逆極性とし、夫々の組の圧電振動子に
互いにπ／２の位相差を持つ超音波電気信号を印加し、
直線帯状弾性体にπ／２の位相差を持つ定在波を生じさ
せ、前記２つの超音波電気信号の位相差の符号を変える
ことにより、定在波が合成されて生しる進行波の進行方
向を変えて、移動体の進行方向を切換えたものである。
数の圧電振動子を等間隔に接合して得られる直線帯状振
動体の圧電振動子に超音波電気信号を印加して直線帯状
弾性体を振動させ、この直線帯状弾性体に設けた複数の
突起部に移動体を圧接し摩擦力により移動体を動かす超
音波リニアモータにおいて、圧電振動子を２組に分け、
この２組の極性を逆極性とし、夫々の組の圧電振動子に
互いにπ／２の位相差を持つ超音波電気信号を印加し、
直線帯状弾性体にπ／２の位相差を持つ定在波を生じさ
せ、前記２つの超音波電気信号の位相差の符号を変える
ことにより、定在波が合成されて生しる進行波の進行方
向を変えて、移動体の進行方向を切換えたものである。
また、直線帯状弾性体の幅方向端部近傍の複数箇所を拘
束して、突起部の振動方向を揃えるようにしたものであ
る。
束して、突起部の振動方向を揃えるようにしたものであ
る。
また、突起部と圧電振動子を１対１で対応させ、突起部
の位置を圧電振動子の端の位置に揃えて配置したもので
ある。
の位置を圧電振動子の端の位置に揃えて配置したもので
ある。
更に、前記突起部の位置を圧電振動子の端から同一方向
に圧電振動子のｌ／４の長さの位置に揃えて配置したも
のである。
に圧電振動子のｌ／４の長さの位置に揃えて配置したも
のである。
（ホ）作用
直線帯状弾性体に圧電振動子の振動が加えられると、直
線帯状弾性体内に定在波が発生する。
線帯状弾性体内に定在波が発生する。
定在波は２組の圧電振動子に対応して、夫々１つずつ現
れ、その位相差は圧電振動子の位相差と同じくπ／２と
なり、これらの定在波から進行波か合成される。
れ、その位相差は圧電振動子の位相差と同じくπ／２と
なり、これらの定在波から進行波か合成される。
進行波の進む方向は２つの定在波の位相差の符号により
変わる。
変わる。
このような進行波により直線帯状弾性体の突起部の先端
は楕円状に動かされ進行波と逆方向に移動体を送る。
は楕円状に動かされ進行波と逆方向に移動体を送る。
その推力は、２組の圧電振動子の極性を逆極性とし、ま
た直線帯状弾性体の各圧電振動子間の中間距離だけ離れ
た位置で、且つ幅方向は両端部近傍の位置をネジとナツ
トで締付けて拘束することにより、突起部の振動方向が
揃い効率よく動力が得られる。
た直線帯状弾性体の各圧電振動子間の中間距離だけ離れ
た位置で、且つ幅方向は両端部近傍の位置をネジとナツ
トで締付けて拘束することにより、突起部の振動方向が
揃い効率よく動力が得られる。
突起部の位置は圧電振動子の端の位置または圧電振動子
のｌ／４の長さの位置で推力が大きくなり、効率よく動
力が得られる。
のｌ／４の長さの位置で推力が大きくなり、効率よく動
力が得られる。
（ハ）実施例
この発明に係る超音波モータの実施例を第１図乃至第４
図に基づいて説明する。
図に基づいて説明する。
第１図及び第２図はこの発明の実施例における直線帯状
振動体を示す図である。
振動体を示す図である。
７ＪＸ３図及び第４図は同実施例の作用を示す部分Ｉ「
面図である。
面図である。
図において、１は直線帯状弾性体であり、直方体形状の
表向に突起部１ａ、ｌｂ、ｌｃ及び１ｄが突設され、裏
側に圧電振動子３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄが導電性接肴
削２により接合されて直線帯状振動体が構成されている
。
表向に突起部１ａ、ｌｂ、ｌｃ及び１ｄが突設され、裏
側に圧電振動子３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄが導電性接肴
削２により接合されて直線帯状振動体が構成されている
。
突起部１ａ、Ｉｂ、ｌｃ及び１ｄと圧電振動子３ａ、３
ｂ、３ｃ及び３ｄの配列ピッチは直線帯状弾性体ｌに生
じる定ＪＥ波の波長大のｌ／２であり、突起部は圧電振
動子の右端の位置に配置され、また圧電振動子３ａ、３
ｂ。
ｂ、３ｃ及び３ｄの配列ピッチは直線帯状弾性体ｌに生
じる定ＪＥ波の波長大のｌ／２であり、突起部は圧電振
動子の右端の位置に配置され、また圧電振動子３ａ、３
ｂ。
３ｃ、及び３ｄの長さは角である。
直線帯状弾性体１の左端と圧電振動子３ａの左端との距
離はλ／４で直線帯状弾性体１の右端と圧電振動子３ｂ
の右端との距離はλ／４としている。
離はλ／４で直線帯状弾性体１の右端と圧電振動子３ｂ
の右端との距離はλ／４としている。
また、直線帯状弾性体１の幅方向両端部近傍において、
圧電振動子から各圧電振動子３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄ
間の中間距離だけ離して上記各圧電振動子：ｌａ、３ｂ
、３ｃ及び３ｄの左右両側の位置に孔１ｅを設け、これ
らの孔１ｅにネジ６を挿通しナツト６ａを螺合して例え
ば約１ ｋｇ−ｃｍのトルクで締付けて、直線帯状弾性
体１の振動を拘束している。
圧電振動子から各圧電振動子３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄ
間の中間距離だけ離して上記各圧電振動子：ｌａ、３ｂ
、３ｃ及び３ｄの左右両側の位置に孔１ｅを設け、これ
らの孔１ｅにネジ６を挿通しナツト６ａを螺合して例え
ば約１ ｋｇ−ｃｍのトルクで締付けて、直線帯状弾性
体１の振動を拘束している。
圧電振動子３ａ、３ｂのプラス極及び圧電振動子３ｃ、
３ｄのマイナス極は直線帯状振動体１に接合され導電線
材４を介して超音波電気信号源７の出力端子及び超音波
電気信号源８のグランド端子に接続されている。
３ｄのマイナス極は直線帯状振動体１に接合され導電線
材４を介して超音波電気信号源７の出力端子及び超音波
電気信号源８のグランド端子に接続されている。
圧電振動子３ａ及び３ｂのマイナス極同士は導電線材４
で接続されｂ相を形成し導電線材４を介して超音波電気
信号源７のグランド端子に接続されている。
で接続されｂ相を形成し導電線材４を介して超音波電気
信号源７のグランド端子に接続されている。
圧電振動子３Ｃ及び３ｄのプラス極同士は導電線材４で
接続されａ相を形成し導電線材４を介して超音波電気信
号源８の出力端子に接続されている。
接続されａ相を形成し導電線材４を介して超音波電気信
号源８の出力端子に接続されている。
上記構成において、超音波電気信号源７の出力信号の位
相を超音波電気信号源８の出力信号の位相よりπ／２だ
け進めてこれらの信号を圧電振動子に加えると、圧電振
動子が伸びると直線帯状弾性体１も伸びて厚みが減少し
て谷となり、圧電振動子が縮むと直線帯状弾性体１も縮
んで厚みが増大して山となる２つの定在波が発生し、そ
の位相差はπ／２となる。
相を超音波電気信号源８の出力信号の位相よりπ／２だ
け進めてこれらの信号を圧電振動子に加えると、圧電振
動子が伸びると直線帯状弾性体１も伸びて厚みが減少し
て谷となり、圧電振動子が縮むと直線帯状弾性体１も縮
んで厚みが増大して山となる２つの定在波が発生し、そ
の位相差はπ／２となる。
上記２つの定在波より進行波が合成され、その進行波は
第３図に矢印Ｒで示すように右方向に進み、突起部は楕
円軌跡を左回転方向（図示せず）に動く。
第３図に矢印Ｒで示すように右方向に進み、突起部は楕
円軌跡を左回転方向（図示せず）に動く。
突起部に移動体５を所定荷重Ｐで加圧すると、移動体５
は摩擦力で楕円軌跡と同じ左方向へ送られる。
は摩擦力で楕円軌跡と同じ左方向へ送られる。
超音波電気信号源７の出力信号の位相を超音波電気信号
源８の出力信号の位相よりπ／２だけ遅らせて、これら
の信号を圧電振動子に加えると、前記したネジ６とナツ
ト６ａにより直線帯状振動体の所定箇所を締付けて拘束
したことにより、矢印右方向の進行波を妨げることなく
第４図に示すように、進行波は矢印りで示すように左方
向に進み、突起部は楕円軌跡を右回転方向（図示せず）
に動く。
源８の出力信号の位相よりπ／２だけ遅らせて、これら
の信号を圧電振動子に加えると、前記したネジ６とナツ
ト６ａにより直線帯状振動体の所定箇所を締付けて拘束
したことにより、矢印右方向の進行波を妨げることなく
第４図に示すように、進行波は矢印りで示すように左方
向に進み、突起部は楕円軌跡を右回転方向（図示せず）
に動く。
突起部に移動体５を所定荷重Ｐで加圧すると、移動体５
は＊振力で楕円軌跡と同じ右方向へ送られる。
は＊振力で楕円軌跡と同じ右方向へ送られる。
このように、移動体を往復移動する駆動力は上記の直線
帯状弾性体の拘束や、直線帯状弾性体、圧電振動子の寸
法及び位置関係において効率よく得られる。
帯状弾性体の拘束や、直線帯状弾性体、圧電振動子の寸
法及び位置関係において効率よく得られる。
第５図はこの発明の第２の実施例における直線帯状振動
体を示す図である。
体を示す図である。
第２の実施例では突起部は圧電振動子の端から同一方向
に圧電振動子の１７４の長さの位置に配置°されている
。
に圧電振動子の１７４の長さの位置に配置°されている
。
他の構成は第１実施例と同様であり、このような構成に
よっても超音波リニアモータを得ることができる。
よっても超音波リニアモータを得ることができる。
この発明の実施例は以上のように構成されているが発明
はこれに限らず、例えば、圧電振動子１に対し、突起部
を１以上設けてもよく、その位置も実施例の通りに限定
されない。
はこれに限らず、例えば、圧電振動子１に対し、突起部
を１以上設けてもよく、その位置も実施例の通りに限定
されない。
更に、ａ相とｂ相の圧電振動子は同極に揃えて接続して
もよい。
もよい。
〈ト）発明の効果
この発明に係る超音波リニアモータによれば、これまで
説明したように、直線帯状弾性体の突起部が左または右
方向に滑らかな楕円運動を行い移動体を効率よく往復駆
動することができる。
説明したように、直線帯状弾性体の突起部が左または右
方向に滑らかな楕円運動を行い移動体を効率よく往復駆
動することができる。
また、摩擦により移動体を駆動するため、停止時に移動
体を自己保持することができるという効果がある。
体を自己保持することができるという効果がある。
史に、永久磁石やマグネットワイヤを使用しないので、
磁気的形響を受けず、磁気的ノイズを発生しないという
効果がある。
磁気的形響を受けず、磁気的ノイズを発生しないという
効果がある。
笛１図乃至第４図はこの発明に係る超音波リニアモータ
の実施例を示し、第１図はこの発明の超音波リニアモー
タの直線帯状振動体を示す正面図、第２図は同直線帯状
振動体を示す側面図、第３図及び第４図は同実施例の作
用を示す部分正面図、第５図はこの発明の１ｇ２の実施
例である超音波リニアモータの直線帯状振動体を示す正
面図である。 主な符号の説明 １ ：直線帯状弾性体 Ｉａ、ｌｂ、Ｉｃ １ｄ：突起部 １ｅ：孔 ：導電性接着剤 ３ａ、３ｂ、ｌｃ、３ｄ：圧電振動子 ：導電線材 ：移動体 ６：ネジ ６ａ：ナツト ７゜ ：超音波電気信号源
の実施例を示し、第１図はこの発明の超音波リニアモー
タの直線帯状振動体を示す正面図、第２図は同直線帯状
振動体を示す側面図、第３図及び第４図は同実施例の作
用を示す部分正面図、第５図はこの発明の１ｇ２の実施
例である超音波リニアモータの直線帯状振動体を示す正
面図である。 主な符号の説明 １ ：直線帯状弾性体 Ｉａ、ｌｂ、Ｉｃ １ｄ：突起部 １ｅ：孔 ：導電性接着剤 ３ａ、３ｂ、ｌｃ、３ｄ：圧電振動子 ：導電線材 ：移動体 ６：ネジ ６ａ：ナツト ７゜ ：超音波電気信号源
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、直線帯状弾性体に複数の圧電振動子を等間隔に接合
して得られる直線帯状振動体の圧電振動子に超音波電気
信号を印加して直線帯状弾性体を振動させ、この直線帯
状弾性体に設けた複数の突起部に移動体を圧接し摩擦力
により移動体を動かす超音波リニアモータにおいて、 圧電振動子を２組に分け、この２組の極性を逆極性とし
、夫々の組の圧電振動子に互いにπ／２の位相差を持つ
超音波電気信号を印加し、直線帯状弾性体にπ／２の位
相差を持つ定在波を生じさせ、前記２つの超音波電気信
号の位相差の符号を変えることにより、定在波が合成さ
れて生じる進行波の進行方向を変えて、移動体の進行方
向を切換えることを特徴とする超音波リニアモータ。 ２、直線帯状弾性体の幅方向端部近傍の複数箇所を拘束
して、突起部の振動方向を揃えるようにしたことを特徴
とする請求項１記載の超音波リニアモータ。 ３、突起部と圧電振動子を１対１で対応させ、突起部の
位置を圧電振動子の端の位置に揃えて配置したことを特
徴とする請求項１または２記載の超音波リニアモータ。 ４、前記突起部の位置を圧電振動子の端から同一方向に
圧電振動子の１／４の長さの位置に揃えて配置したこと
を特徴とする請求項１または２記載の超音波リニアモー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2088363A JPH03289372A (ja) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | 超音波リニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2088363A JPH03289372A (ja) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | 超音波リニアモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03289372A true JPH03289372A (ja) | 1991-12-19 |
Family
ID=13940724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2088363A Pending JPH03289372A (ja) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | 超音波リニアモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03289372A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0595426A1 (en) * | 1992-10-28 | 1994-05-04 | Nikon Corporation | Ultrasonic actuator |
| EP0601671A1 (en) * | 1992-12-11 | 1994-06-15 | Nikon Corporation | Ultrasonic actuator |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6339474A (ja) * | 1986-08-04 | 1988-02-19 | Rion Co Ltd | 超音波モ−タ |
| JPH01144371A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モータ装置 |
| JPH0223070A (ja) * | 1988-07-07 | 1990-01-25 | Toyota Motor Corp | リニア型超音波モータ |
-
1990
- 1990-04-04 JP JP2088363A patent/JPH03289372A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6339474A (ja) * | 1986-08-04 | 1988-02-19 | Rion Co Ltd | 超音波モ−タ |
| JPH01144371A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モータ装置 |
| JPH0223070A (ja) * | 1988-07-07 | 1990-01-25 | Toyota Motor Corp | リニア型超音波モータ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0595426A1 (en) * | 1992-10-28 | 1994-05-04 | Nikon Corporation | Ultrasonic actuator |
| US5404065A (en) * | 1992-10-28 | 1995-04-04 | Nikon Corporation | Ultrasonic actuator |
| EP0601671A1 (en) * | 1992-12-11 | 1994-06-15 | Nikon Corporation | Ultrasonic actuator |
| US5397955A (en) * | 1992-12-11 | 1995-03-14 | Nikon Corporation | Ultrasonic actuator |
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