JPS5999977A - リニアモ−タ - Google Patents

リニアモ−タ

Info

Publication number
JPS5999977A
JPS5999977A JP57207809A JP20780982A JPS5999977A JP S5999977 A JPS5999977 A JP S5999977A JP 57207809 A JP57207809 A JP 57207809A JP 20780982 A JP20780982 A JP 20780982A JP S5999977 A JPS5999977 A JP S5999977A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ring
electrostrictive
cylindrical
clamp
linear motor
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.)
Pending
Application number
JP57207809A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Masaki
健 正木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57207809A priority Critical patent/JPS5999977A/ja
Publication of JPS5999977A publication Critical patent/JPS5999977A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/021Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using intermittent driving, e.g. step motors, piezoleg motors

Landscapes

  • Linear Motors (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超精密位桁決め機構等に用いられ、直進運動
を行なうリニアモータに関する。
従来例の構成とその問題点 従来、直進、運動を得るためには、ステッピングモータ
やDCモータの回転運動をネジやカムにより直線運動に
変換する方法がよく用いられている。
これらの方法は回転運動を直線運動に機構的に変換して
いるため結合部におけるガタやモータの振動を完全に除
去することはできす、丑だ構造的に大型の装置になると
いう問題点がある。
一方直接直進運動を得るものに油圧シリンダーや空圧シ
リンダがあるがこれらは装置として非常に大きくなり、
制御が難かしく、そのため超精密位置決めを行なうこと
は非常に困難である。
一方高精密な位置決めを行なうだめの微動機構としては
、電歪素子や磁歪素子を用いたシャクトリ虫型微動機構
が知られている。
第1図は電歪素子を用いたシャクトリ虫型微動機構の説
明図である。以下図にしたがって微動機構を説明する。
微動機構は′電歪索子1の両端にクランプ素子2,3を
取り付けた構成である。イではクランプ素子2,3は固
定ステージ4にクラップし同定している。口でクランプ
素子2をフリーにする0ハで電歪索子1に電圧をかけ伸
ばすとクランプ素子2は図の左方に進行1”る。ごてク
ランプ素子2を固定し、ホでクランプ素子3をフリーに
する。へで電歪素子1への印加電圧を切ると71L歪素
子1は縮斗りクランプ素子3は左方へ進行し、1・でク
ランプ素子3を固定すると、イの状態か左方に進行した
状態となる。このイから1・寸でのル− プが微動機構
の微動メカJニズノ・である。クランプ素子のクランプ
方法としては、電磁力や静電力を利用すればよい。
以上/J<シたように、電歪素子の電歪による歪か極め
て微小であるので、微小な移動の高精度な位置決めが可
能である。しかし、次のような問題点がある。第1にシ
ャクトリ虫ハIjの間欠の運動であるため、位置決めに
は有効であるが一定速度で移動するステージ等には利用
できない0.第2に電歪索子の電歪による歪が極めて微
小であるため移動速度が小さい。第3に移動する時はク
ランプ素子がフリーとな−、/こ状f13であるので機
械的なイく安定性を生じる。
発明の目的 本発明は以上に小(また電歪素rの利点を牛かし、かつ
凍続1−2だ面線運動を高精度に実現するりニアモータ
を得ることを目的とする。。
発明の構成 本発明は2枚の電歪素子全力いに逆り向にII、!、i
り合わせたリング状素Pと、リング状素子の内周部に配
さ一、iE、f(筒状の電歪素子を有シフ、これらに印
加する電圧を制御1−て筒状電歪素子に貫通させ/こシ
ャフト又はリング状素子列周に固定したプロ、りのいず
れか一方を1b線運動させるようにし2だリニアモータ
である。
実施例の説明 以斗に本発明の一実施例を図面を用いて説明する0 第2図および第3図は、本発明の第一の実施例を示して
いる。2板の電歪素子51.52を互いに逆方向に貼り
合わぜたバイモルフ型電歪素f−をリング状に形成した
2′つのリング状素子5,6の外周を固定ブロック7に
!内当な間隔を4.・いて取りつけ固定する。リング状
素子6,6の内周側にt」、それぞ才り径力向に伸縮す
る電歪素子で形成し、た円筒状のクランプ素子8,9が
取りつけられている〜クランプ素子8,9とスライドシ
ャフト10と&:tニー4“き−i (d、めあいで構
成される。
リング状素子5は両面と貼りイ」け面に電極11が設け
ら]1ており図に示すように貼り付は而と刻面間に電圧
Aが印加される。捷だクランプ素子8゜9は内、外周」
−に電極12が形成され両者間に電圧Cが印加される。
リング状素子5,6とクランプ素子8,9は絶縁され、
運動上ガタかない」:うにずきまなく取り伺けられてい
る。
次に、第3図および第4図により動作を説明する。第3
図のイル二は第4図の時刻イル二における各素子の状態
を示している。丑だ、第4図a。
bは各々リング状素子5,6に印加さ7する電圧波形で
、振幅■、立−Fり時間Toの三角波が印加される。同
図c、dは各々クランプ素子8,9に加えられる電圧波
形である0い丑、イにおいては、クランプ素子8には電
圧がかかっておらずフリーであり、リング状素子6に印
加する電圧も0でその変位置はOである。一方クランプ
素子9には第4図dの′電圧が印7711されスライド
シャフト10をクランプ1−22、リング状素)6には
第4図すの電圧か印加されて速度V/ T oで変位し
ている。rlにおいては、2つのクランプ素子−8,9
ともに電r[h c 。
dが印加されるのでスライドシャット10をクランプし
、リング状素子6,6にも電圧a、bか印加さtlて同
じ速度V / ’roで変位している0・・に↓・・い
ては、クランプ素子9には7ti圧dが印加さJLずク
ランプをはずし、リング状素子−6は変1’j;l O
の位置に戻る。一方のリング状素コ、i″−5に」、そ
の丑−ま速度V/Toで変f化シている。二においては
、クランプ素子9に円び電圧dが加えられリング状素チ
ロにも電圧すが印加され速度V / T oで変位を始
める1〕この」二うにして、クランプ素−f−8,9に
クランプさノI/こスライドシャット1oは速度V /
 T o で図の左方へ移動する。
第4図e、fはそれぞれスライドシャフト10の速度と
それに加わる力のタイミングチャー 1・である。eに
示すように速度はV / T o  と常に一定である
C)力の力は周期的に変動しているが0になることはな
い。
本実M、5例は、リング状素1:とクランプ素トのべ7
 ・・4 ソ アを2つ用いた例であるが、数を増やすことにより、ス
ライドシャフト10に加わる力の変動は小さくなり、同
時にスライドシャフト1oの移動パワーが大きくなる。
また、本実施例はスライドシャフト1.0が移動する実
施例であるが、スライドシャフト10を固□ 定とし、ブロック7の方を移動させることも可能である
。これに」:り長い移動距離をとることができる0また
バイモルフ型の電歪素子を用いているので低電圧でも大
きな変位を得ることができるため速度を大きくすること
も可能である。
なお、リング秋素子、クランプ素子に加える電圧□ の位相、電圧値2周波数を制御することにより運動のさ
せ方を自由に調整することができる。
第5図は、本発明のリニアモータを超精密旋盤に用いた
例で、リニアモータを2軸設は切削により曲面を形成す
るものである。2軸をコントロールして面を形成するた
め、移動機構は間欠した送)機構ではなく連続した運動
が必要とされる。また、サブミクロンの位置精度が必要
となる。本発明のリニアモータはこの要求を実現可能と
する。
第6図の構成を以下説明する。高い回転精度を得るため
、空気軸受を用いたスピンドル13に被切削材14が真
空吸着し取りつけられている。バイト15けダイヤモン
ド刃バイトである。バイト15の送り方向(X軸)、バ
イトの切り込み方向(Z軸)はそれぞれ2軸のスライド
ガイドシャフト161,162および17j、iγ2に
よる自走型のリニアモータ16,17で制御される。
第6図は、第6図で示したリニアモータ16゜17の構
成図である。バイモルフ型電歪素子18とクランプ素子
19を複数個用いている。スライドガイドシャフト20
は固定され、それに沿ってキャリッジ21がスムーズな
運動をするために空気軸受22を用いている。この構成
をX軸方向。
z軸方向各々に2Mi設け、各々のスライドガイドシャ
フト20をそれぞれ2軸スライドガイドシヤフト161
.162,171.172となるように構成する。バイ
ト15の送り方向はスライドガイドシャフト161,1
62に沿ってキャリッジ9 べ−:′ 163が移動して行なわれ、一方バイト15の切削深度
はスライドガイドしヤ7.”ト171. 、172に沿
ってキャリッジ173が移□動して戸な、、、われる。
このように、超精密旋繋に本発明のリニアモータを用い
ることによシ、高い形状精度の曲面ミラーなどを容易I
ることができ、テ。  □以上のよ、うに、本発明は2
枚の電歪、素子を貼見合わせタリング状素子と、このリ
ング族素子の内を有し、これらに印加:大る電圧、を制
御曽て筒状電歪素子に貫通させたシ:=フト又はリン)
体素子外、。
周に固定したブロックの一方を直線運動させるようにし
たりニアモータで、高精度で、しかも一定速度の安定し
た連続運動をするリニアモータを得
【図面の簡単な説明】
第1図イ〜トは従来のリニア雪−タ?−例に纂□ける動
作を説明するた:、めの側面図、巣゛2図は本発明によ
るリニアモータの実施例におけ木分解斜視10、−二・ 図、第3図イル二は本発明によるリニアモータの実施例
における動作を説明するだめの側面図、第4図a〜fは
第3図におけるリニアモータの動作を説明するための波
形図、第5図は本発明によるリニアモータの応用例を示
す斜視図、第6図は第5図の構成の要部断面図である。 1・・・・・電歪素子、2,3・・・・・クランプ素子
、4・・・・・・固定ステージ、6,6・・・・・バイ
モルフ型電歪素子、7・・・・・・固定グロック、8,
9・・・・・・クランプ素子、i o・−=スライドシ
ャフト、11.12・・・・・・電極、13・・・・・
・スピンドル、14・・・・・・被切削材、15・・・
・・・バイト、16.17・・・・・・リニアモータ、
18・・・・・・バイモルフ型電歪素子、19・・・・
・・クランプ素子、20・・・・・・スライドガイドシ
ャフト、21・・・・・キャリッジ、22・・・・・空
気軸受、51.52・・・・・・電歪素子〇 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第3
図 第2図 −413− 第6図 手続補正書 昭和夕とイ1−7 月/9日 昭和57年特許願第 207809号 2発明の名称 リニアモータ 3補正をする者 11+ f’iとの関1);        牛〒  
 許   出   願   人[1所  大阪府門頁市
大字門真1006番地名 fi・ (582)松下電器
産業株式会社代表者    山  下  俊  彦 4代理人 〒571 住 +Ji   大阪府門真市大字門真1006番地松
下電器産業株式会社内 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2枚の電歪素子を互いに逆方向に貼り合わせたリ
    ング状素子の内周部に径方向に伸縮する筒状電歪素子を
    配し、前記リング状素子および筒状電歪素子に印加する
    電圧を制御して前記筒状電歪素子に貫通させたシャフト
    またはリング状素子の外部に配されたブロックのいずれ
    か一方を移動させることを特徴とするりニアモータ。
JP57207809A 1982-11-26 1982-11-26 リニアモ−タ Pending JPS5999977A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57207809A JPS5999977A (ja) 1982-11-26 1982-11-26 リニアモ−タ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57207809A JPS5999977A (ja) 1982-11-26 1982-11-26 リニアモ−タ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5999977A true JPS5999977A (ja) 1984-06-08

Family

ID=16545854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57207809A Pending JPS5999977A (ja) 1982-11-26 1982-11-26 リニアモ−タ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5999977A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6382078U (ja) * 1986-11-17 1988-05-30
JPS63121785U (ja) * 1987-01-30 1988-08-08
JPH05328753A (ja) * 1991-01-19 1993-12-10 Smc Corp アクチュエータ
US7355325B2 (en) * 2006-06-15 2008-04-08 Piezomotor Uppsala Ab Wide frequency range electromechanical actuator
US7408289B2 (en) * 2005-09-27 2008-08-05 Samsung Techwin Co., Ltd. Piezoelectric actuator, and apparatus and method for actuating the same
US20110107962A1 (en) * 2009-11-10 2011-05-12 Chen ya-mei Piezoelectric actuators

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6382078U (ja) * 1986-11-17 1988-05-30
JPS63121785U (ja) * 1987-01-30 1988-08-08
JPH05328753A (ja) * 1991-01-19 1993-12-10 Smc Corp アクチュエータ
US7408289B2 (en) * 2005-09-27 2008-08-05 Samsung Techwin Co., Ltd. Piezoelectric actuator, and apparatus and method for actuating the same
US7355325B2 (en) * 2006-06-15 2008-04-08 Piezomotor Uppsala Ab Wide frequency range electromechanical actuator
US20110107962A1 (en) * 2009-11-10 2011-05-12 Chen ya-mei Piezoelectric actuators
US8324785B2 (en) * 2009-11-10 2012-12-04 The Regents Of The University Of California Piezoelectric actuators

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6940209B2 (en) Ultrasonic lead screw motor
CN1026278C (zh) 压电致动器
US5432395A (en) Direct-drive field actuator motors
CN107742993B (zh) 单相激励型面内振动超声电机及其单相激励方法
US5726520A (en) Direct drive field actuator motors
EP0160707B1 (en) Piezoelectric stepping rotator
JP2506170B2 (ja) X−yステ―ジ
JPS5999977A (ja) リニアモ−タ
CN104038100B (zh) 基于多足旋转压电驱动器实现的跨尺度驱动激励方法
JPH05219764A (ja) アーマチュアが超音波振動により駆動される回転又は線形電動機
JPS6311070A (ja) 圧電アクチユエ−タ
JPS62225181A (ja) 振動波モ−タ
CN110661445A (zh) 一种并联式三自由度压电谐振自致动机构及其激励方法
JPH1155966A (ja) 把持装置
JPH012830A (ja) 放電加工装置
JP3356790B2 (ja) 超音波リニアモータ
JPS6285682A (ja) 圧電駆動機構
JPS63274894A (ja) 送り装置
JPS60256814A (ja) 微小変位駆動装置
JPS6084890A (ja) アクチユエ−タ
JPS63294268A (ja) 圧電アクチュエ−タ
JPS63141680A (ja) 圧電アクチユエ−タ
JPS63161883A (ja) 圧電形アクチユエ−タ
Uchino et al. Compact piezoelectric ultrasonic motors
JPS6135172A (ja) 圧電モ−タ