JPH06197570A - 増力機構付超音波モータ - Google Patents
増力機構付超音波モータInfo
- Publication number
- JPH06197570A JPH06197570A JP43A JP35936392A JPH06197570A JP H06197570 A JPH06197570 A JP H06197570A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 35936392 A JP35936392 A JP 35936392A JP H06197570 A JPH06197570 A JP H06197570A
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- JP
- Japan
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- shaft
- drive
- linear
- rollers
- 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】
【目的】摩擦伝達駆動機構を利用した駆動モジュールの
大きさをかえることなく増力，低速の直動駆動が得られ
るようにすることにある。 【構成】直動軸に押接させて径の大きい駆動ローラを配
し、これに直結させて、駆動ローラより小さな径の駆動
ローラを配し、この外径部に押接させて枠軸を配し、こ
れを出力軸とし、大小の駆動ローラは回転方向には剛な
る性質をもち径方向には所要の弾性機能を有するものと
し、各々の押接部には摩擦駆動に必要な所要の押接力を
付与して、直動軸の動きを大小の駆動ローラを介して枠
軸（出力軸）へ摩擦駆動伝達し、大小の駆動ローラの径
比の分だけ増力，減速した伝達系を構築し、リニア型超
音波モータとして一体化して構成したものである。
大きさをかえることなく増力，低速の直動駆動が得られ
るようにすることにある。 【構成】直動軸に押接させて径の大きい駆動ローラを配
し、これに直結させて、駆動ローラより小さな径の駆動
ローラを配し、この外径部に押接させて枠軸を配し、こ
れを出力軸とし、大小の駆動ローラは回転方向には剛な
る性質をもち径方向には所要の弾性機能を有するものと
し、各々の押接部には摩擦駆動に必要な所要の押接力を
付与して、直動軸の動きを大小の駆動ローラを介して枠
軸（出力軸）へ摩擦駆動伝達し、大小の駆動ローラの径
比の分だけ増力，減速した伝達系を構築し、リニア型超
音波モータとして一体化して構成したものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直動軸に駆動モジュール
を押接させて直進駆動を得るリニア型の超音波モータに
関するものである。
を押接させて直進駆動を得るリニア型の超音波モータに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の直動軸に駆動モジュールを配して
直進駆動を得るリニア型の超音波モータの一例を図４に
示す。図４はその超音波モータの一例を示す要部正面
図、図５は図４の側面図であり、圧電素子などを用いて
一体構築した駆動モジュール１′を直動軸11の案内面11
a に押接させて配し、これを取付金具 2′により固定
し、さらに案内面11a の両端部に案内ローラ４′を配し
て直動軸11が直進方向のみ運動するように軸支し、これ
られ一体構築してリニア型の超音波モータを構成してい
る。このように構成された超音波モータの駆動作用を説
明すれば、駆動モジュール１′に所要の駆動方向とし
て、例えば右方向へ駆動を得るときは、右用（図４中右
用）ヘパルス状の電源を供給すれば駆動モジュール１′
の押接下面（図４中Ａ′部）には左廻りの楕円運動した
波動が合成され（図示せず）、この面に押接している直
動軸11は波動の運動を摩擦力により伝達されて直進駆動
する。もちろん左方向の駆動を得る場合は、右用の電源
を切り左用の給電をすればよい。
直進駆動を得るリニア型の超音波モータの一例を図４に
示す。図４はその超音波モータの一例を示す要部正面
図、図５は図４の側面図であり、圧電素子などを用いて
一体構築した駆動モジュール１′を直動軸11の案内面11
a に押接させて配し、これを取付金具 2′により固定
し、さらに案内面11a の両端部に案内ローラ４′を配し
て直動軸11が直進方向のみ運動するように軸支し、これ
られ一体構築してリニア型の超音波モータを構成してい
る。このように構成された超音波モータの駆動作用を説
明すれば、駆動モジュール１′に所要の駆動方向とし
て、例えば右方向へ駆動を得るときは、右用（図４中右
用）ヘパルス状の電源を供給すれば駆動モジュール１′
の押接下面（図４中Ａ′部）には左廻りの楕円運動した
波動が合成され（図示せず）、この面に押接している直
動軸11は波動の運動を摩擦力により伝達されて直進駆動
する。もちろん左方向の駆動を得る場合は、右用の電源
を切り左用の給電をすればよい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した構成
においては、駆動モジユール１′の押接面の波動の力と
速度は駆動モジュール１′の大きさにより決まる。すな
わち、力を大きくするためには圧電素子の面積を大きく
し、速度を低速にするためには波動系路を長くとり、駆
動用波数（大出力を得るために縦波動で共振させる必要
があるため）を低くする必要がある。前者は平面方向
（面積方向）に大きくなり、後者は垂直方向に大きくな
り、結局全体が大きくなってしまう。したがって、理論
的には所望の大出力，低速を得ることは可能であるが、
実際には圧電素子を大きくすると圧電特性（電圧→力・
歪），加工精度などに問題を生じ、しかも大スペース，
大質量を要し、実用的にはあまり大きくできないので結
局、出力，速度が限定されてしまう。しかるに、例えば
省力化機器，工作機械などの超精密な位置決めの駆動源
として極めて大きな力と、低速の直動駆動を必要とする
場合、超音波モータの優れた特性があるにもかかわら
ず、実用的には力が不足し、速度が早過ぎるので活用さ
れず極めて問題となっている。本発明は上述した点に鑑
みて創案されたもので、その目的とするところは、駆動
モジュール１′の大きさ（平面，椅子直方向）を変える
ことなく、大きな直動力及び極低速が得られるように増
力機構を付与したリニア型超音波モータを提供するもの
である。
においては、駆動モジユール１′の押接面の波動の力と
速度は駆動モジュール１′の大きさにより決まる。すな
わち、力を大きくするためには圧電素子の面積を大きく
し、速度を低速にするためには波動系路を長くとり、駆
動用波数（大出力を得るために縦波動で共振させる必要
があるため）を低くする必要がある。前者は平面方向
（面積方向）に大きくなり、後者は垂直方向に大きくな
り、結局全体が大きくなってしまう。したがって、理論
的には所望の大出力，低速を得ることは可能であるが、
実際には圧電素子を大きくすると圧電特性（電圧→力・
歪），加工精度などに問題を生じ、しかも大スペース，
大質量を要し、実用的にはあまり大きくできないので結
局、出力，速度が限定されてしまう。しかるに、例えば
省力化機器，工作機械などの超精密な位置決めの駆動源
として極めて大きな力と、低速の直動駆動を必要とする
場合、超音波モータの優れた特性があるにもかかわら
ず、実用的には力が不足し、速度が早過ぎるので活用さ
れず極めて問題となっている。本発明は上述した点に鑑
みて創案されたもので、その目的とするところは、駆動
モジュール１′の大きさ（平面，椅子直方向）を変える
ことなく、大きな直動力及び極低速が得られるように増
力機構を付与したリニア型超音波モータを提供するもの
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、直動軸に駆動モジュールを配して直
進駆動を得るリニア型の超音波モータにおいて、直動軸
に押接させて径の大きい駆動ローラを配し、これに直結
させて、前記の駆動ローラより小さな径の駆動ローラを
配し、この外径部に押接させて枠軸を配し、これを出力
軸とし、前記大小の駆動ローラは回転方向には剛なる性
質をもち径方向には所要の弾性機能を有するものとし、
各々の押接部には摩擦駆動に必要な所要の押接力を付与
して、直動軸の動きを大小の駆動ローラを介して枠軸
（出力軸）へ摩擦駆動伝達し、大小の駆動ローラの径比
の分だけ増力，減速した伝達系を構築し、リニア型超音
波モータとして一体化して構成するものである。
するための手段は、直動軸に駆動モジュールを配して直
進駆動を得るリニア型の超音波モータにおいて、直動軸
に押接させて径の大きい駆動ローラを配し、これに直結
させて、前記の駆動ローラより小さな径の駆動ローラを
配し、この外径部に押接させて枠軸を配し、これを出力
軸とし、前記大小の駆動ローラは回転方向には剛なる性
質をもち径方向には所要の弾性機能を有するものとし、
各々の押接部には摩擦駆動に必要な所要の押接力を付与
して、直動軸の動きを大小の駆動ローラを介して枠軸
（出力軸）へ摩擦駆動伝達し、大小の駆動ローラの径比
の分だけ増力，減速した伝達系を構築し、リニア型超音
波モータとして一体化して構成するものである。
【０００５】
【作用】その作用は、次に述べる実施例と併せて詳述す
る。
る。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す要部正面図、
図２は図１のア矢視方向平面図、図３は図１のイーイ断
面図であり、図１，２，３において、直動軸３の上案内
面3aに駆動モジュール１を押接させ、取付金具２により
弾性的に固定する。更に、直動部３の上下案内面3aに径
の大きい各々の駆動ローラ５を配し、これに直結させて
両側より連係軸７を配し、その両側端に径の大きい駆動
ローラ５より径の小さい駆動ローラ６を配し、この直径
比が増力比となるように所要径比を設定し、径の小さい
各々の駆動ローラ６の外径部に枠軸８の案内面8aを配
し、前記連係軸７を軸受10にて回転軸支し固定する。前
記大小の駆動ローラ５，６の構造は、回転方向には剛な
る性質をもち、径方向には所要の弾性機能を有するもの
とし、各々の大小の駆動ローラ５，６の押接部には摩擦
駆動に必要な所要の押接力を付与して案内面3a，8aに配
設し、前記枠軸８の構造は、略長方形の枠状になし、枠
の中間部に直動軸３を配し、その両側部の案内面8aを案
内ローラ９で軸支し、枠軸８が長手方向（図１中横方
向）のみに直動可能なようになし、この枠軸８の一端を
出力軸8bとし、前記直動軸３の案内面3aの両端部を各々
案内ローラ４で軸支し、これらを一体化して駆動モジュ
ール１よりの力を直動軸３に伝達し、各々の大小の駆動
ローラ５，６に伝達し、この径比の分だけ増力減速して
枠軸８に伝達し、直進駆動がえられるように構成したも
のである。
図２は図１のア矢視方向平面図、図３は図１のイーイ断
面図であり、図１，２，３において、直動軸３の上案内
面3aに駆動モジュール１を押接させ、取付金具２により
弾性的に固定する。更に、直動部３の上下案内面3aに径
の大きい各々の駆動ローラ５を配し、これに直結させて
両側より連係軸７を配し、その両側端に径の大きい駆動
ローラ５より径の小さい駆動ローラ６を配し、この直径
比が増力比となるように所要径比を設定し、径の小さい
各々の駆動ローラ６の外径部に枠軸８の案内面8aを配
し、前記連係軸７を軸受10にて回転軸支し固定する。前
記大小の駆動ローラ５，６の構造は、回転方向には剛な
る性質をもち、径方向には所要の弾性機能を有するもの
とし、各々の大小の駆動ローラ５，６の押接部には摩擦
駆動に必要な所要の押接力を付与して案内面3a，8aに配
設し、前記枠軸８の構造は、略長方形の枠状になし、枠
の中間部に直動軸３を配し、その両側部の案内面8aを案
内ローラ９で軸支し、枠軸８が長手方向（図１中横方
向）のみに直動可能なようになし、この枠軸８の一端を
出力軸8bとし、前記直動軸３の案内面3aの両端部を各々
案内ローラ４で軸支し、これらを一体化して駆動モジュ
ール１よりの力を直動軸３に伝達し、各々の大小の駆動
ローラ５，６に伝達し、この径比の分だけ増力減速して
枠軸８に伝達し、直進駆動がえられるように構成したも
のである。
【０００７】なお、本実施例では圧電素子を用いた駆動
モジュール１を直動軸３に押接させたが、この駆動モジ
ュール１に限らず、直動軸３へ配設して直進駆動が可能
となるたの駆動源、例えば電磁式，エアー式，水圧式，
など種々のリニア型のモータであれば何れでも適用可能
であることは当然である。次に、このように構成された
増力機構付の超音波モータの駆動作用について説明す
る。
モジュール１を直動軸３に押接させたが、この駆動モジ
ュール１に限らず、直動軸３へ配設して直進駆動が可能
となるたの駆動源、例えば電磁式，エアー式，水圧式，
など種々のリニア型のモータであれば何れでも適用可能
であることは当然である。次に、このように構成された
増力機構付の超音波モータの駆動作用について説明す
る。
【０００８】駆動モジュール１に所要の直動方向とし
て、例えば右方向へ駆動を得るときには、右用（図１右
用）へパルス状の電源を給電すれば駆動モジュール１の
押接下面（図１Ａ部）には左廻りの楕円運動した波動が
合成され（図示せず）、この面に押接している直動軸３
は波動の運動を摩擦力のより伝達されて直進する。する
と、直動軸３に所要の弾性力を付与されて押接されてい
る径の大きい駆動ローラ５が回転し、これに直結してい
る径の小さい駆動ローラ６も回転する。更に、これに押
接している枠軸８もこの回転に相応して摩擦伝達により
直進する。もちろん、各々の駆動伝達系において直動す
る駆動力よりも、摩擦伝達力の方が大きくなるように所
要の弾性力を付与して押接力を設定し構成する。直動軸
３と枠軸３（出力軸8b）の増力比，減速比は、駆動ロー
ラ５の径と駆動ローラ６の径の比に相応して駆動伝達比
が構築されるので、例えばこの大径側と小径側の径比を
２：１とすれば、増力は２倍、減速は１／２になって出
力軸8bより直進駆動が得られる。
て、例えば右方向へ駆動を得るときには、右用（図１右
用）へパルス状の電源を給電すれば駆動モジュール１の
押接下面（図１Ａ部）には左廻りの楕円運動した波動が
合成され（図示せず）、この面に押接している直動軸３
は波動の運動を摩擦力のより伝達されて直進する。する
と、直動軸３に所要の弾性力を付与されて押接されてい
る径の大きい駆動ローラ５が回転し、これに直結してい
る径の小さい駆動ローラ６も回転する。更に、これに押
接している枠軸８もこの回転に相応して摩擦伝達により
直進する。もちろん、各々の駆動伝達系において直動す
る駆動力よりも、摩擦伝達力の方が大きくなるように所
要の弾性力を付与して押接力を設定し構成する。直動軸
３と枠軸３（出力軸8b）の増力比，減速比は、駆動ロー
ラ５の径と駆動ローラ６の径の比に相応して駆動伝達比
が構築されるので、例えばこの大径側と小径側の径比を
２：１とすれば、増力は２倍、減速は１／２になって出
力軸8bより直進駆動が得られる。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆
動モジュール１の大きさを変えることなく径の大きい駆
動ローラ５と径の小さい駆動ローラ６の外径比の分だけ
増力，減速が得られ、大きさ，質量に関しても駆動モジ
ュール１を大きくして等価の出力を得る場合と比較して
もはるかに小さい軽量になる。さらに、摩擦伝達の大小
の駆動ローラ５，６の替りに歯車←→ラックの減速機構
でも増力，減速の目的を達するが、本発明の摩擦伝達機
構では歯車のバックラシュがなく、併せて剛性が高く、
伝達系の応答性が速いので超精密な位置決め制御が出来
るなど大きな利点があり、精密で力が大きく低速の直動
を要する省力化機器，工作機械の送り、ロボットなどの
駆動源として極めて有用性の高いものとなる。
動モジュール１の大きさを変えることなく径の大きい駆
動ローラ５と径の小さい駆動ローラ６の外径比の分だけ
増力，減速が得られ、大きさ，質量に関しても駆動モジ
ュール１を大きくして等価の出力を得る場合と比較して
もはるかに小さい軽量になる。さらに、摩擦伝達の大小
の駆動ローラ５，６の替りに歯車←→ラックの減速機構
でも増力，減速の目的を達するが、本発明の摩擦伝達機
構では歯車のバックラシュがなく、併せて剛性が高く、
伝達系の応答性が速いので超精密な位置決め制御が出来
るなど大きな利点があり、精密で力が大きく低速の直動
を要する省力化機器，工作機械の送り、ロボットなどの
駆動源として極めて有用性の高いものとなる。
【図１】図１は本発明の増力機構付超音波モータの一実
施例を示す要部正面図である。
施例を示す要部正面図である。
【図２】図２は図１のア矢視方向の平面図である。
【図３】図３は図１のイーイ断面図である。
【図４】図４は従来の超音波モータの要部正面図であ
る。
る。
【図５】図５は図４の側面図である。
１ 駆動モジュール １′ 駆動モジュール ２ 取付金具 ２′ 取付金具 ３ 直動軸 ４ 案内ローラ ４′ 案内ローラ ５ 駆動ローラ ６ 駆動ローラ ７ 連係軸 ８ 枠軸 ９ 案内ローラ 10 軸受 11 直動軸 3a 案内面 8a 案内面 8b 出力軸 11a 案内面
Claims (1)
- 【請求項１】 直動軸に駆動モジュールを配して直進駆
動を得るリニア型の超音波モータにおいて、直動軸の上
下案内面に各々径の大きい駆動ローラを配設し、これに
直結させて両側より連係軸を配し、その両側端に前記駆
動ローラより径の小さい駆動ローラを配し、この直径比
が増力比となるように所要の径比を設定し、径の小さい
各々の駆動ローラの外径部に枠軸の案内面を配し、前記
連係軸を軸受にて回転軸支して固定し、前記径の大小の
駆動ローラの構造は回転方向には剛なる性質をもち、径
方向には所要の弾性機能を有するものとし、各々の径の
大小の駆動ローラの押接部には摩擦駆動に必要な所要の
押接力を付与して案内面に配設し、前記枠軸の構造は略
長方形に枠状になし、枠の中間部に直動軸を配し、その
両側部の案内面を案内ローラで軸支し、枠軸が長手方向
のみに直動可能なようにし、この枠軸の一端を出力軸と
し、前記直動軸の案内面の両端部を各々案内ローラで軸
支し、これらを一体化して、駆動モジュールよりの力を
直動軸に伝達し，さらに各々の大小の駆動ローラに伝達
し、この径比の分だけ増力減速して枠軸に伝達し、直進
駆動が得られるように構成したことを特徴とする増力機
構付超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06197570A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 増力機構付超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06197570A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 増力機構付超音波モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06197570A true JPH06197570A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=18464125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Pending JPH06197570A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 増力機構付超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06197570A (ja) |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP43A patent/JPH06197570A/ja active Pending
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