JP2903615B2 - Linear ultrasonic motor - Google Patents
Linear ultrasonic motorInfo
- Publication number
- JP2903615B2 JP2903615B2 JP2094521A JP9452190A JP2903615B2 JP 2903615 B2 JP2903615 B2 JP 2903615B2 JP 2094521 A JP2094521 A JP 2094521A JP 9452190 A JP9452190 A JP 9452190A JP 2903615 B2 JP2903615 B2 JP 2903615B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resonator
- mover
- ultrasonic motor
- movers
- linear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は進行波により駆動を行うリニア型超音波モー
タに関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a linear ultrasonic motor driven by a traveling wave.
従来のリニア型超音波モータとして、表面波を用いた
ものが「自動化技術」第15巻第12号に「超音波モータ開
発のアプローチ」という題目の特集の中で報告されてい
る。これは、陸上トラック型の共振子の一つの直線部と
可動子とを接触させ、共振子を固定し共振子対可動子の
応対速度あるいは相対変位を発生させるものである。A conventional linear type ultrasonic motor using a surface wave is reported in "Automation Technology," Vol. 15, No. 12, in a special issue entitled "Approach to Ultrasonic Motor Development." In this method, one linear portion of a land track type resonator is brought into contact with a mover to fix the resonator and generate a response speed or relative displacement between the resonator and the mover.
前記従来のリニア型超音波モータは、陸上トラック型
の共振子を周回する進行波をエネルギーを一方の直線部
で接触してる可動子にしか伝達しておらず、他方の直線
部の進行波の伝達が無駄になっており、モータの効率が
悪いという問題点があった。The conventional linear ultrasonic motor transmits a traveling wave orbiting a land track type resonator only to a movable element that is in contact with one linear portion of energy, and transmits a traveling wave of the other linear portion. There is a problem that the transmission is wasted and the efficiency of the motor is low.
本発明は、二つの直線部の進行波のエネルギーを利用
し、効率の良いリニア型超音波モータを提供する。The present invention provides an efficient linear type ultrasonic motor utilizing the energy of traveling waves of two linear portions.
本発明によるリニア型超音波モータは、陸上トラック
型共振子の直線部に可動子を接触させ、共振子と可動子
との相対速度あるいは相対変位を発生する超音波モータ
において、共振子内側にあり周期的印加電圧を受け共振
子を周回する進行波を発生する圧電素子と、共振子を中
心とし対称に配置され、共振子と接触する直線部の可動
範囲以上の長さを有する2個の可動子と、2個の可動子
上にそれぞれ1個ずつあり、2点間の相対速度あるいは
相対変位の基点となるPA,PB点と、2個の可動子を互い
に平行で逆方向に移動させ、PA,PB点間に相対速度ある
いは相対変位を発生させる移動機構と、2個の可動子を
同期して移動させる同期機構と、前記共振子と2個の可
動子とを、前記共振子上に発生する進行波で2個の可動
子が移動するのに最適に接触させる接触調節機構とによ
り構成されることを特徴とする。A linear ultrasonic motor according to the present invention is an ultrasonic motor in which a mover is brought into contact with a linear portion of a land track type resonator to generate a relative speed or a relative displacement between the resonator and the mover. A piezoelectric element that generates a traveling wave that circulates around the resonator by receiving a periodically applied voltage, and two movable elements that are symmetrically arranged around the resonator and have a length equal to or longer than the movable range of a linear portion that contacts the resonator. And the two movers move in parallel and in opposite directions to each other, one point on each of the two movers, the points P A and P B that are the base points for the relative speed or relative displacement between the two points. A moving mechanism for generating a relative speed or a relative displacement between the points P A and P B , a synchronizing mechanism for moving the two movers in synchronization, the resonator and the two movers, Ideal for moving two movers with traveling waves generated on the resonator And a contact adjustment mechanism for contacting the contact.
本発明に従うリニア型超音波モータの原理作用につい
て図面を用いて詳細に説明する。The principle operation of the linear ultrasonic motor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明によるリニア型超音波モータの一実施
例の構成を示す正面図であり、第2図は側面図である。FIG. 1 is a front view showing the configuration of an embodiment of a linear ultrasonic motor according to the present invention, and FIG. 2 is a side view.
共振子1の形状は直線部と曲線部とからなる陸上トラ
ック型である。圧電素子6を可動子A2および可動子B3と
接触していない部分に備えてある。本実施例では、直線
部の可動子と接触していない内側に備えてある。圧電素
子6の印加電圧を周期的に変化させると、圧電素子の伸
縮により共振子1を周回する進行波が発生する。The shape of the resonator 1 is a land track type including a straight portion and a curved portion. The piezoelectric element 6 is provided in a portion not in contact with the mover A2 and the mover B3. In this embodiment, the linear portion is provided on the inner side not in contact with the mover. When the voltage applied to the piezoelectric element 6 is periodically changed, a traveling wave circling the resonator 1 is generated by expansion and contraction of the piezoelectric element.
可動子A2および可動子B3は前記共振子1のそれぞれの
直線部に接触している。そして、接触調節フレーム7に
支持された接触調節ローラ8が接触圧を調節している。
接触圧が適当な大きさになると、上述の共振子1を周回
する進行波により可動子A2および可動子B3は、共振子1
の直線部と接触しながら滑り移動を行う。The mover A2 and the mover B3 are in contact with the respective linear portions of the resonator 1. Then, a contact adjusting roller 8 supported by the contact adjusting frame 7 adjusts the contact pressure.
When the contact pressure reaches an appropriate level, the moving elements A2 and B3 are caused to move by the traveling waves circling the resonator 1 described above.
Sliding movement is performed while contacting the linear part of.
本実施例のリニア型超音波モータは、可動子A2および
可動子B3が移動することで、基点PAと基点PBとの間に相
対速度あるいは相対変位を発生するものである。しか
し、通常リニア型超音波モータの動作は摩擦を利用した
ものであるため、指令値に対して定まった応答が得られ
ない。そのため自由な状態では可動子A2と可動子3の移
動に差異を生じ可動子が1往復すると基点PAおよび基点
PBは元の状態に戻らない。そこで、本実施例では可動子
A2と可動子B3が互いに平行で逆方向に周期をとって移動
するよう同期機構が備わっている。本実施例では、可動
子A2および可動子B3にラックを設け、設触調節フレーム
7と一体である同期機構ピニオン支持10に支持された同
期機構ピニオン9を可動子A2および可動子B3のラックと
組み合わせ、同期機構を構成している。Linear type ultrasonic motor of the present embodiment, since the movable element A2 and the movable element B3 moves, is to generate the relative velocity or relative displacement between the base point P A and the base point P B. However, since the operation of the linear ultrasonic motor normally uses friction, a fixed response to the command value cannot be obtained. Origin P A and base For that reason and varies the movement of the movable element A2 and the movable element 3 is in a free state mover reciprocates once
P B does not return to its original state. Therefore, in this embodiment, the mover
A synchronizing mechanism is provided so that A2 and the mover B3 move in parallel and in opposite directions at regular intervals. In this embodiment, a rack is provided on the mover A2 and the mover B3, and the synchronization mechanism pinion 9 supported by the synchronization mechanism pinion support 10 integrated with the touch adjustment frame 7 is combined with the rack of the mover A2 and the mover B3. Combination and synchronization mechanism.
以上のように第1図および第2図に示した構成で本発
明によるリニア型超音波モータを実現できる。As described above, the linear ultrasonic motor according to the present invention can be realized with the configuration shown in FIGS.
次に第3図から第5図を用いて可動子11の駆動原理に
ついて詳細に説明する。尚、ここで可動子11は可動子A2
あるいは可動子B3を示す。Next, the driving principle of the mover 11 will be described in detail with reference to FIGS. Here, mover 11 is mover A2
Alternatively, the mover B3 is shown.
第3図は、圧電素子6が繰り返し電圧を印加された場
合の印加電圧−弾性変形量関係図である。第4図は、陸
上トラック型の共振子3を弾性波が伝搬する様子を示す
弾性波伝搬原理図である。第5図は、共振子3の進行波
により可動子11が移動する様子を示す可動子駆動原理図
である。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the applied voltage and the amount of elastic deformation when a voltage is repeatedly applied to the piezoelectric element 6. FIG. 4 is an elastic wave propagation principle diagram showing a state in which an elastic wave propagates through the land track type resonator 3. FIG. 5 is a principle diagram of the mover drive showing how the mover 11 moves by the traveling wave of the resonator 3.
第3図の時間−印加電圧関係曲線のように圧電素子6
に繰り返し電圧を印加すると圧電素子のヒステリシス特
性で若干の遅れがあるがほぼ時間−弾性変形量関係曲線
のように変形を繰り返す。As shown in the time-applied voltage relationship curve of FIG.
When a voltage is repeatedly applied to the piezoelectric element, there is a slight delay in the hysteresis characteristic of the piezoelectric element, but the deformation is repeated almost like a time-elastic deformation relation curve.
そこで、第4図及び第5図に示すように配置した圧電
素子6a〜6eに位相をずらし周期T時間の繰り返し電圧の
印加を行う。図では、一方の直線部にしか圧電素子を配
置していないが、もう一方の直線部にも同様に圧電素子
を配置し同期して繰り返し電圧の印加を行う。第4図の
圧電素子6a〜6eがそれぞれ第3図のA〜Eの状態にあれ
ば、第5図の共振子盤面12のように共振子1は変形して
いる。この状態で時間が進むと、第5図のT/4時間後の
共振子盤面13のようになる。繰り返し電圧の印加を続け
れば、第5図に示す進行波14が共振子1の盤上に起き
る。そして、第5図の可動子11のポイントが点Fにあっ
たのがT/4時間後に点Gに移動するように、前記可動子1
1は進行波14の方向に移動を行う。Then, the phase is shifted to the piezoelectric elements 6a to 6e arranged as shown in FIG. 4 and FIG. In the figure, the piezoelectric element is arranged only on one linear part, but the piezoelectric element is arranged on the other linear part in the same manner, and the voltage is repeatedly applied synchronously. When the piezoelectric elements 6a to 6e in FIG. 4 are in the states A to E in FIG. 3, respectively, the resonator 1 is deformed like the resonator board surface 12 in FIG. When the time advances in this state, the state becomes like the resonator board surface 13 after T / 4 time in FIG. If the voltage is repeatedly applied, the traveling wave 14 shown in FIG. Then, the point of the mover 11 shown in FIG.
1 moves in the direction of the traveling wave 14.
本発明によれば、陸上トラック型共振子の2つの直線
部を利用でき、効率のよいリニア型超音波モータが提供
できる。また、可動子を長くすることで可動範囲を大き
くでき、さらに保持トルクに関し超音波モータであるた
めエネルギーを必要とせず、例えば宇宙大型構造物の姿
勢、振動制御等の駆動源を提供できる。ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, two linear parts of a land track type resonator can be utilized and an efficient linear type ultrasonic motor can be provided. Further, the movable range can be increased by lengthening the mover, and further, since the ultrasonic motor is used for the holding torque, no energy is required, and for example, a driving source for controlling the attitude and vibration of a large space structure can be provided.
第1図は本発明によるリニア型超音波モータの一実施例
の構成を示す正面図、第2図は同じく側面図、第3図は
印加電圧−弾性変形量関係図、第4図は弾性波伝搬原理
図、第5図は可動子駆動原理図である。 1……共振子、2……可動子A、3……可動子B、4…
…基点PA、5……基点PB、6……圧電素子、7……接触
調節フレーム、8……接触調節ローラ、9……同期機構
ピニオン、10……同期機構ピニオン支持、11……可動
子、12,13……共振点盤面、14……進行波。FIG. 1 is a front view showing the structure of an embodiment of a linear ultrasonic motor according to the present invention, FIG. 2 is a side view thereof, FIG. 3 is a diagram showing the relationship between applied voltage and elastic deformation, and FIG. FIG. 5 is a diagram of the principle of propagation, and FIG. 1 ... resonator, 2 ... mover A, 3 ... mover B, 4 ...
Reference point P A , 5 Reference point P B , 6 Piezoelectric element, 7 Contact adjustment frame, 8 Contact adjustment roller, 9 Synchronous mechanism pinion, 10 Synchronous mechanism pinion support, 11 Movable element, 12, 13… Resonant point board surface, 14… Traveling wave.
Claims (1)
接触させ、共振子と可動子との相対速度あるいは相対変
位を発生する超音波モータにおいて、共振子内側にあり
周期的印加電圧を受け共振子を周回する進行波を発生す
る圧電素子と、共振子を中心とし対称に配置され、共振
子と接触する直線部の可動範囲以上の長さを有する2個
の可動子と、2個の可動子上にそれぞれ1個ずつあり、
2点間の相対速度あるいは相対変位の基点となるPA,PB
点と、2個の可動子を互いに平行で逆方向に移動させ、
PA,PB点間に相対速度あるいは相対変位を発生させる移
動機構と、2個の可動子を同期して移動させる同期機構
と、前記共振子と2個の可動子とを、前記共振子上に発
生する進行波で2個の可動子が移動するのに最適に接触
させる接触調節機構とにより構成されることを特徴とす
るリニア型超音波モータ。An ultrasonic motor for generating a relative speed or a relative displacement between a resonator and a movable element by bringing the movable element into contact with a linear portion of a land track type resonator. A piezoelectric element for generating a traveling wave circling the receiving resonator, two movable elements symmetrically arranged around the resonator and having a length equal to or longer than a movable range of a linear portion in contact with the resonator; There is one on each mover,
P A , P B which is the base point of relative speed or relative displacement between two points
Move the point and the two movers in parallel and in opposite directions,
A moving mechanism for generating a relative speed or a relative displacement between the points P A and P B , a synchronizing mechanism for moving the two movers synchronously, and the resonator and the two movers, A linear ultrasonic motor, comprising: a contact adjusting mechanism that optimally contacts two movers with a traveling wave generated above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2094521A JP2903615B2 (en) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | Linear ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2094521A JP2903615B2 (en) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | Linear ultrasonic motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03293977A JPH03293977A (en) | 1991-12-25 |
| JP2903615B2 true JP2903615B2 (en) | 1999-06-07 |
Family
ID=14112636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2094521A Expired - Lifetime JP2903615B2 (en) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | Linear ultrasonic motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2903615B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004003930A1 (en) * | 2000-12-21 | 2004-01-08 | Japan Science And Technology Corporation | Feeder |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012099291A1 (en) * | 2011-01-19 | 2012-07-26 | Kim Dal Hyun | Propulsion device for moving body using principle of progressive waves and method thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3106889U (en) | 2004-07-29 | 2005-01-27 | 成元 安島 | Manipulative instruments |
| JP3120694U (en) | 2006-01-10 | 2006-04-20 | 浩二 藤田 | Air conditioner outdoor unit using centrifugal fan |
-
1990
- 1990-04-10 JP JP2094521A patent/JP2903615B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3106889U (en) | 2004-07-29 | 2005-01-27 | 成元 安島 | Manipulative instruments |
| JP3120694U (en) | 2006-01-10 | 2006-04-20 | 浩二 藤田 | Air conditioner outdoor unit using centrifugal fan |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004003930A1 (en) * | 2000-12-21 | 2004-01-08 | Japan Science And Technology Corporation | Feeder |
| US6982535B2 (en) | 2000-12-21 | 2006-01-03 | Japan Science & Technology Agency | Feeder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03293977A (en) | 1991-12-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4692651A (en) | Vibration wave motor | |
| EP0475752B1 (en) | Vibration-driven motor | |
| JP2903615B2 (en) | Linear ultrasonic motor | |
| US4810923A (en) | Vibration wave motor | |
| US20080100178A1 (en) | Electrical-to-mechanical transducer apparatus and method | |
| JPH03289368A (en) | Ultrasonic linear motor | |
| JP3192022B2 (en) | Ultrasonic motor | |
| JPH1189253A (en) | Driving pulse generator | |
| JPH0619340Y2 (en) | Rail support structure for ultrasonic linear motor | |
| JP3582310B2 (en) | Driving device using electromechanical transducer | |
| JPH03178581A (en) | ultrasonic linear motor | |
| JP2586045B2 (en) | Vibration motor | |
| JPH05122951A (en) | Drive mechanism | |
| JPH02188168A (en) | Ultrasonic linear motor | |
| JP2622286B2 (en) | Ultrasonic linear motor | |
| JPH01321875A (en) | Ultrasonic actuator and its control method | |
| JPH09117166A (en) | Ultrasonic motor | |
| JPH0632570B2 (en) | Vibration wave motor | |
| JPH03155374A (en) | Ultrasonic motor | |
| JP2717718B2 (en) | Ultrasonic linear motor | |
| JPH05122955A (en) | Piezoelectric driving motor | |
| JPH03120694U (en) | ||
| JPH07170763A (en) | Drive method of ultrasonic motor | |
| Yatagai et al. | 3Pb4-7 Structural design for R-SIDM with stacked piezoelectric actuator | |
| JPH0378475A (en) | Linear ultrasonic motor |