JPS61166767A - 超音波走行台車 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波振動をそのまま走行駆動力とする超音波
走行台車に関するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の一般的な走行台車はモータやエンジンの回転出力
を台車の車輪に伝動して走行能力を得ている。

しかし１回転力の伝動機構は殆んどが機械的構造、特に
、減速機構が不可欠であるため、構造複雑２重量大、故
障が起き易い等といった問題点がある。

近時、かかる点に鑑み、電気的乃至は磁気的構成のりニ
アモータを駆動源とする走行体が提案され、走行速度や
騒音等の点で従来の走行方式より優れている点が確認さ
れているが、軌道設備が大がかりになる等の面で問題が
あり未だ実用化されるには至っていない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は従来の一般的なモータやエンジンの回転出力を
利用した走行体や、いわゆるリニアモータを利用した走
行体にある諸難点のない、全く新たな概念の走行台車を
提供することを目的としてなされたもので、その構成は
、適宜の荷物、装置などの荷重体を載架又は吊下げるこ
とができ、且つ、敷設した軌条に支持案内されて上記荷
重体と台車本体の重量を支持しつつころがる車輪を設け
た台車本体に、超音波振動を上記軌条に沿って進行する
表面進行波として伝搬する弾性体を、該弾性体の表面を
上記軌条表面に接触圧調整自在に当接させて取付ける一
方、該弾性体に上記表面進行波を励起する超音波振動子
を取付けて成ることを特徴とするものである。

〔作用〕

弾性体の軌条に当接した側の表面に励起される表面進行
波が、当該弾性体と軌条の摩擦力を介して、車輪を有す
る台車を推進させる。

〔実施例〕

第１図に於て、１は軌条、２は該軌条１に車輪３を介し
て架装された台車で、軌条１に架装されて走行する台車
としては一般的なものと同様である。

尚１本発明が適用できる台車２としては上記のような軌
条載架タイプのもののほか、軌条に吊下或は跨架される
形式のもがある。

゛　４は上記台車２の底面に、軌条１側に向けて吊下装
置設した弾性体で、超音波振動を伝送できる性質をもつ
弾性材料１例えばジュラルミンのように伝送損失の少な
いもので形成しである。而して、上記弾性体４はここで
は側面から見て長円環状に形成したものを用いた。５は
上記弾性体４の下面４ａを１台車２の底面に於て、軌条
１の上面１ａとの当接圧を調整しつつ吊下する取付部材
で１弾性体４における振動の節に位置付けである。

上記当接圧の調節手段として、ここでは１例示的に、ネ
ジ、ナツトの組合せ構造のものを使用しているが、この
手段は他の適宜手段に代替可能であること勿論である。

６．７は、上記弾性体４に於て、その上面側に取付けた
超音波振動子で、ここでは２個のランジュバン型の縦振
動子を取付けである。

ここでは、振動子を駆動すると進行波は図の右方向に進
行する。進行波を上記とは逆方向に進行させるためには
、例えば振動子を弾性体４の他側に設けておき、これを
駆動するようにする。

超音波振動体の構成は次のようにしてもよい。

即ち、第３図々示のように弾性体４の平面形状より稍小
さい程度の平板状をなす圧電素子８１の表面に１例えば
、９個の電極８２を列設し、これらを３回路に分割し、
移相器８３介して高周波電源８４に、ここでは、１２０
度の位相ズレを付与して、電源電圧を各組の電極に印加
すると１図示の例では進行波を右側に進ませことができ
る。尚、この場合に於て進行波を逆方向に進めるには、
上記移相器８３の位相ズレを逆向きにすればよい。

また、超音波振動体は、自由端を持つ棒状の弾性体に、
その長手方向の両端近くにそれぞれ超音波振動子を装着
し、一方の振動子を駆動用、他方を受波用として駆動す
るようにしてもよい。このようにすると、この弾性体の
たわみ振動による表面進行波が弾性体の表面を伝搬し、
前記各側の振動体と同様の作用をする。この場合に於て
１表面進行波の進行方向の変換は、振動子の駆動、受波
の関係を逆にすることにより行う。

上記のように走行台車を構成すると、上記弾性体４の下
面４ａが軌条１の表面１ａに調整された当接圧で接触す
るから１両者の間の摩擦力を介して、台車２は進行波の
進行方向に走行することとなる。

即ち、第２図に示すように、下向きの弾性体４の表面に
波動が図の右方へ向う進行波が励起されているとき、そ
の表面上の質点に着目すると、その質点は時計方向の振
動をしている。

従って、上記質点が固定した軌条の表面に当接されてい
ることによって１弾性体４は右方へ向う推力を受け２台
車２を右方へ走行させることとなるのである。

尚、本発明に於て、表面進行波が励起される弾性体４は
、台車２に複数個取付けることができる。

また、上記弾性体４と軌条１の当接関係は、図の例の上
、下関係に限られることなく、例えば、弾性体４と軌条
１の位置関係を逆にしたり、或は、軌条１の側面に、横
向きにした弾性体４の表面が当接する位置関係にしても
よい、軌条１の側面と弾性体４の表面が横向きで当接す
る形式は、台車２の上下動、軌条１になだらかな凹凸が
あっても、当接圧をほぼ一定に保つ上で効果的である。

以上の実施例は１弾性体の表面に起される表面進行波の
波動を、軌条等を介して直接台車の走行運動に変換した
もの、いわば直線運動−直線運動の変換であるが、この
表面進行波を、直線運動一回転運動に変換し１台車を走
行させるようにしてもよい。

第４図（イ）はこの例を示すもので、３１は上記実施例
における車輪３の軸、４１は該軸３１の外面に倣いその
軸に当接して囲むように形成した弾性体である。

而して、この弾性体４１の内表面に先の実施例と同様に
して表面進行波を励起させれば、この作用によって軸３
１に回転力を惹起するので、軸３１に車輪３が固着され
ていれば、台車は走行することとなる６尚、台車に先の
実施例の走行原理と、この実施例の走行原理とを併せて
適用すれば、走行効率を高めることができる。

また、第４図（イ）実施例の弾性体４１と軸３１との関
係は１弾性体に励起される表面進行波を直接軸３１の回
転運動に変換する点で、超音波振動による回転機の一原
理をなすものである。

この原理は、第４図（ロ）、（ハ）に示す態様での実施
を可能にする。

〔発明の効果〕

本発明は以上の通りであって、超音波振動による進行波
を表面に励動する弾性体を台車に装設し、上記弾性体の
表面波を台車全体の荷重を支えた車輪を案内する軌条又
は、別設した軌条乃至はこれと同等のもの（例えば、上
下面か側面が平坦な長尺な弾性体）に、適宜当接圧の下
で接触させることにより、台車を走行させるようにした
ので、次のような効果がある。

従来の一般的な走行体のように出力軸が回転する駆動源
がないので、静粛、軽量、大きな振動騒音などが殆んど
ない。

駆動源にモータやエンジンのような回転する構造部分が
ないので、かかる構造に起因する消耗や故障がない。

特に、本発明走行台車は、弾性体の表面進行波を直接台
車走行力として利用するから、この表面進行波の振動状
態を制御することにより直接的に走行速度等の制御をな
すことができる。

このことは、従来の減速機を介在させた走行体の欠点で
あった歯車機構のバックラッシュがないので、走行体の
位置決め制御を容易且つ高精度になし得ることを意味し
、従って、本発明走行台車は、例えば高精度の位置決め
が要求されるロボットの台車として有用である。しかも
、構造が簡単であるから、経済性も高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明台車の一例を示す側面図、第２図は走行
原理の説明図、第３図は振動子の別例を示す平面図であ
る。第４図（イ）〜（ハ）は走行原理の別例を示す側面
図である。 １・・・軌条、２・・・台車、３・・・車輪、４・・・
弾性体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 適宜の荷物、装置などの荷重体を載架又は吊下げること
   ができ、且つ、敷設した軌条に支持案内されて上記荷重
   体と台車本体の重量を支持しつつころがる車輪を設けた
   台車本体に、超音波振動を上記軌条に沿って進行する表
   面進行波として伝搬する弾性体を、該弾性体の表面を上
   記軌条表面に接触圧調整自在に当接させて取付ける一方
   、該弾性体に上記表面進行波を励起する超音波振動子を
   取付けて成ることを特徴とする超音波走行台車。