JPS6292777A - リニアモ−タ - Google Patents
リニアモ−タInfo
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- JPS6292777A JPS6292777A JP60230232A JP23023285A JPS6292777A JP S6292777 A JPS6292777 A JP S6292777A JP 60230232 A JP60230232 A JP 60230232A JP 23023285 A JP23023285 A JP 23023285A JP S6292777 A JPS6292777 A JP S6292777A
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- Japan
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- electrostrictive
- effect element
- linear motor
- voltage
- electrostrictive effect
- Prior art date
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- Pending
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/021—Electric 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
- H02N2/023—Inchworm motors
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は機器の精密位置決めに用いられる電歪効果素子
を利用した尺取虫型のリニアモータに関する。
を利用した尺取虫型のリニアモータに関する。
従来、この釉の尺取虫型のリニアモータは第５図に示す
構造からなっている。足の役割をはだす２個の円筒状電
歪効果素子からなるクランプ素子７ａ、７ｂがガイドの
役割をはたすアルミナ棒などからなるシャフト８にはめ
られている。クランプ素子７ａ、７ｂは端面に設けられ
た電極に電圧を印加すると電歪効果によりクランプ素子
７ａ、７ｂの円筒の内径が小さくなり、シャフト８をし
めつける。通常はこの円筒の内径の変化は電圧４００Ｖ
ＤＣ印加して５μｍ位である。伸縮素子９は両端面に電
極が付けられた円筒状の電歪効果素子から出来ており、
電極に電圧を印加すると軸方向に伸びる性質を有する。
構造からなっている。足の役割をはだす２個の円筒状電
歪効果素子からなるクランプ素子７ａ、７ｂがガイドの
役割をはたすアルミナ棒などからなるシャフト８にはめ
られている。クランプ素子７ａ、７ｂは端面に設けられ
た電極に電圧を印加すると電歪効果によりクランプ素子
７ａ、７ｂの円筒の内径が小さくなり、シャフト８をし
めつける。通常はこの円筒の内径の変化は電圧４００Ｖ
ＤＣ印加して５μｍ位である。伸縮素子９は両端面に電
極が付けられた円筒状の電歪効果素子から出来ており、
電極に電圧を印加すると軸方向に伸びる性質を有する。
結合材１０は円筒状のアルミナから出来ており、伸縮素
子９の端面の電極とクランプ素子７ａ、７ｂの端面の電
極とを結合している。
子９の端面の電極とクランプ素子７ａ、７ｂの端面の電
極とを結合している。
上述した便来の尺取虫型のリニアモータは、シャフト８
とクランプ素子７ａ、７ｂの間で、クランプ素子７ａ、
７ｂを５μｍ縮小変形することにより可動部を着脱する
ため、シャフト８の外径とクランプ素子７ａ、７ｂ内径
との間隙の寸法精度が５μｍ以内でなければならない。
とクランプ素子７ａ、７ｂの間で、クランプ素子７ａ、
７ｂを５μｍ縮小変形することにより可動部を着脱する
ため、シャフト８の外径とクランプ素子７ａ、７ｂ内径
との間隙の寸法精度が５μｍ以内でなければならない。
この間隙の寸法精度を得るためには、シャフト８とクラ
ンプ素子７ａ 、 ７ｂを現物合わせしながら、超精密
加工を行って作製している。このため従来の尺取虫型の
ＩＪ ニアモータそのものの価格はきわめて高く、電磁
式のリニアモータなどにとってかわることは出来ない欠
点があった。
ンプ素子７ａ 、 ７ｂを現物合わせしながら、超精密
加工を行って作製している。このため従来の尺取虫型の
ＩＪ ニアモータそのものの価格はきわめて高く、電磁
式のリニアモータなどにとってかわることは出来ない欠
点があった。
本発明の目的はかかる従来欠点を除去したすニアモータ
を提供することにある。
を提供することにある。
本発明の電歪形リニアモータは断面１字状固定部材と第
１の蝶つがいを介して一端を接続して断面Ｅの字状に張
設された第１電歪効果素子と、第１！歪効果素子の他端
に蝶つがいを介して分岐して接続し、かつ案内板に接し
た互いに異なる向きに回転する上下一対の第１及び第２
可動部材と、第１に歪効果素子を保持し、かつ第１及び
第２可動部材と蝶つがいを介して開口端側の端部が接続
する固定部材が第１′ｒｌＬ歪効果素子の中心軸上に延
長線上に対称配設した第２の電歪効果素子と第３及び第
４可動部材との間に第３を歪効果素子が蝶つがいを介し
て接続されたことを特徴とする。
１の蝶つがいを介して一端を接続して断面Ｅの字状に張
設された第１電歪効果素子と、第１！歪効果素子の他端
に蝶つがいを介して分岐して接続し、かつ案内板に接し
た互いに異なる向きに回転する上下一対の第１及び第２
可動部材と、第１に歪効果素子を保持し、かつ第１及び
第２可動部材と蝶つがいを介して開口端側の端部が接続
する固定部材が第１′ｒｌＬ歪効果素子の中心軸上に延
長線上に対称配設した第２の電歪効果素子と第３及び第
４可動部材との間に第３を歪効果素子が蝶つがいを介し
て接続されたことを特徴とする。
以下、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の平面図である。
電歪効果素子＋（１ａ、ｘｂ、ｘｃ）はチタン酸ジルコ
ニウム酸鉛などからなるセラミック電歪材と鏝パラジウ
ム合金などからなる内部電極とを層状に積み重ねて一体
化した積層したものである。電歪効果素子１は伸縮する
方向の長さは９朋であり、歪は電圧ＩＱＱＶ ＤＣ印
加時６．５μｍ２発生力は１３Ｋｇである。増幅機構１
ｓａ、ｓｂ）としてはヒンジ２ａ〜２ｈ 、ベース３ａ
、３ｂ、レバー４ａ〜４ｄから構成される。材質は電歪
効果素子１ａ、ＩＣと熱膨張係数がほぼ等しいインバー
材を用いておシ、厚みは２皿である。増幅機構６は放電
加工により金属板より一体物として作製しである。
ニウム酸鉛などからなるセラミック電歪材と鏝パラジウ
ム合金などからなる内部電極とを層状に積み重ねて一体
化した積層したものである。電歪効果素子１は伸縮する
方向の長さは９朋であり、歪は電圧ＩＱＱＶ ＤＣ印
加時６．５μｍ２発生力は１３Ｋｇである。増幅機構１
ｓａ、ｓｂ）としてはヒンジ２ａ〜２ｈ 、ベース３ａ
、３ｂ、レバー４ａ〜４ｄから構成される。材質は電歪
効果素子１ａ、ＩＣと熱膨張係数がほぼ等しいインバー
材を用いておシ、厚みは２皿である。増幅機構６は放電
加工により金属板より一体物として作製しである。
増幅機構６（６ａ、６ｂ）は電歪効果素子ＩＣの両端に
接着されているが、電歪効果素子ＩＣは一般に引張りや
ネジレに弱いという性質を有しているので電歪効果素子
ＩＣに圧縮力が加わるようにバネ１１を用いて増幅機構
６（ｓａ、６ｂ）を引張り合うように組み立てである。
接着されているが、電歪効果素子ＩＣは一般に引張りや
ネジレに弱いという性質を有しているので電歪効果素子
ＩＣに圧縮力が加わるようにバネ１１を用いて増幅機構
６（ｓａ、６ｂ）を引張り合うように組み立てである。
なお本実施例ではバネを用いているが、他にもボルト締
めなどによっても同様の効果が見られる。
めなどによっても同様の効果が見られる。
電歪効果素子１ａ〜１ｃと増幅機構６ａ、６ｂとはエポ
キシ樹脂などの接着剤により接着しである。
キシ樹脂などの接着剤により接着しである。
ガイド５ａ、５ｂは８に材などの金属棒から切削により
作製しである。ガイド５ａ、５ｂの断面形状は、第２図
に示すようにＶ字形状をなしており、逆に増＠機構６（
６ａ、６ｂ）のガイドとの接触部の断面形状は逆Ｖ字に
なっており、はめおいの関係になる。
作製しである。ガイド５ａ、５ｂの断面形状は、第２図
に示すようにＶ字形状をなしており、逆に増＠機構６（
６ａ、６ｂ）のガイドとの接触部の断面形状は逆Ｖ字に
なっており、はめおいの関係になる。
このようなはめあいにしておくことにより増幅機構６（
ｓａ、６ｂ）が＾Ｕ次的に有する平面上の振動を防止す
ることが出来る。本実施例ではＶ字形状を採用したがＵ
字形状においても同様の効果が見られる。
ｓａ、６ｂ）が＾Ｕ次的に有する平面上の振動を防止す
ることが出来る。本実施例ではＶ字形状を採用したがＵ
字形状においても同様の効果が見られる。
次に、電歪効果素子１ａ、ＩＣで発生した歪を機械的に
テコの原理を用いて増幅する機構について説明する。歪
の増幅は電歪効果素子１ａＫ！圧を印加するととンジ２
ａを介してレバー４ａ２押し上げる方向に動ごく。レバ
ー４ａはヒンジ２ｂを回転運動をする。この時の歪の増
幅率ｎはヒンジ２ａとヒンジ２ｂの距離ｌと第１図に示
すＬで表わされるレバー４ａの長さにより、ｎ＝Ｌ／ｌ
で表現できる。上述の機構でレバー４ａ〜４ｄが矢印の
方向にひろがり、ガイド５ａ、５ｂを押して固定する。
テコの原理を用いて増幅する機構について説明する。歪
の増幅は電歪効果素子１ａＫ！圧を印加するととンジ２
ａを介してレバー４ａ２押し上げる方向に動ごく。レバ
ー４ａはヒンジ２ｂを回転運動をする。この時の歪の増
幅率ｎはヒンジ２ａとヒンジ２ｂの距離ｌと第１図に示
すＬで表わされるレバー４ａの長さにより、ｎ＝Ｌ／ｌ
で表現できる。上述の機構でレバー４ａ〜４ｄが矢印の
方向にひろがり、ガイド５ａ、５ｂを押して固定する。
次に本発明実施例構造のリニアモータの動作について説
明する。
明する。
各電歪効果素子１８〜ＩＣに第３図に示す波形の電圧を
印加すると、第４図（ａ）〜（ｅ）に示すステップで電
歪効果素子１と増幅機構６からなる駆動部が移動する。
印加すると、第４図（ａ）〜（ｅ）に示すステップで電
歪効果素子１と増幅機構６からなる駆動部が移動する。
まず第４図（ａ）の如く電歪効果素子１ａに電圧が印加
され、レバー４ａ、４ｂがガイド５ａ。
され、レバー４ａ、４ｂがガイド５ａ。
５ｂを押しつけて増幅機構６ａを固定する。次に第４図
（ｂ）の如く電歪効果素子ＩＣに電圧が印加され、電歪
効果素子ＩＣの幅は左右に６．５μｍ伸び、それにとも
ない増幅機構６ｂは左方向に移動する。
（ｂ）の如く電歪効果素子ＩＣに電圧が印加され、電歪
効果素子ＩＣの幅は左右に６．５μｍ伸び、それにとも
ない増幅機構６ｂは左方向に移動する。
次に第４図（Ｃ）の如く電歪効果素子１ｂに電圧が印加
され、レバー４ｃ、４ｄがガイド５ａ、５ｂを押しつけ
て増幅機構６ｂを固定する。次に輌４図（ｄ）の如く電
歪効果素子１ａの電圧を零にするとレバー４ａ、４ｂが
ガイド５ａ、５ｂから離れる。次に第４図（ｅ）の如く
電歪効果素子ＩＣの電圧を零にすると、電歪効果素子Ｉ
Ｃの幅は６５μｍ縮み、それにともなって増幅機構６ａ
が左方向に移動する。このようにして１工程で６．５μ
ｍ左方向へ移動する。
され、レバー４ｃ、４ｄがガイド５ａ、５ｂを押しつけ
て増幅機構６ｂを固定する。次に輌４図（ｄ）の如く電
歪効果素子１ａの電圧を零にするとレバー４ａ、４ｂが
ガイド５ａ、５ｂから離れる。次に第４図（ｅ）の如く
電歪効果素子ＩＣの電圧を零にすると、電歪効果素子Ｉ
Ｃの幅は６５μｍ縮み、それにともなって増幅機構６ａ
が左方向に移動する。このようにして１工程で６．５μ
ｍ左方向へ移動する。
このＩＪ ニアモータの性能は周波数２．５ Ｋ Ｈｚ
の周期パルス駆動した場合に速度１２．暢／秒、力１０
Ｋｇであった。位置決め精度は移動するストロークが１
００ｍｊ＋の場合で２μｍであった。
の周期パルス駆動した場合に速度１２．暢／秒、力１０
Ｋｇであった。位置決め精度は移動するストロークが１
００ｍｊ＋の場合で２μｍであった。
図は本発明−実施例のす＝アモータの駆動電圧波形図、
第４図（ａ）〜（ｅ）は本発明一実施例の動作原理状態
を示す平面図、第５図は従来のリニアモータの断面図。
第４図（ａ）〜（ｅ）は本発明一実施例の動作原理状態
を示す平面図、第５図は従来のリニアモータの断面図。
１（１ａ〜ｌｃ）・・・・・・電歪効果素子、２ａ〜２
ｈ・・・・・・ヒンジ、３ａ、３ｂ・・・・・・ベース
、４ａ〜４ｄ・・・・・・レバー、５ａ、５ｂ・・・・
・・ガイド、６（ｓａ、ｓｂ）・・・・・・増幅機構、
７ａ、７ｂ・・・・・・クランプ素子、８・・・・・・
シャフト、９・・・・・・伸縮素子、１０・・・・・・
結合材、１１・・・・・・バネ。
ｈ・・・・・・ヒンジ、３ａ、３ｂ・・・・・・ベース
、４ａ〜４ｄ・・・・・・レバー、５ａ、５ｂ・・・・
・・ガイド、６（ｓａ、ｓｂ）・・・・・・増幅機構、
７ａ、７ｂ・・・・・・クランプ素子、８・・・・・・
シャフト、９・・・・・・伸縮素子、１０・・・・・・
結合材、１１・・・・・・バネ。
′−）、
代理人 弁理士 内 原 晋、 弓。
回
噴
妹
Claims (3)
- （１）第１電歪効果素子の発生歪の方向を回転させなが
ら量を拡大する機械的増幅装置が前記第１電歪効果素子
に接続され、２個の前記機械的増幅装置が第２電歪効果
素子の両端及び弾性体に接続され、かつ前記機械的増幅
装置に２個の案内板が外接されたことを特徴とするリニ
アモータ。 - （２）前記機械的増幅装置と前記案内板の接触部分の断
面形状がＶ又はＵ字形状からなることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のリニアモータ。 - （３）前記機械的増幅装置がコの字状固定部材と、前記
固定部材と蝶つがいを介して接続された第１及び第２可
動部材と、前記第１及び第２可動部材と蝶つがいを介し
て接続された連結部材とからなることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のリニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60230232A JPS6292777A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | リニアモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60230232A JPS6292777A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | リニアモ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6292777A true JPS6292777A (ja) | 1987-04-28 |
Family
ID=16904606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60230232A Pending JPS6292777A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | リニアモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6292777A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2702895A1 (fr) * | 1993-03-19 | 1994-09-23 | Renault | Système d'entraînement linéaire utilisant des actionneurs piézoélectriques. |
| EP2621065A4 (en) * | 2010-09-24 | 2018-03-28 | National University Corporation Shizuoka University | Inchworm actuator |
-
1985
- 1985-10-15 JP JP60230232A patent/JPS6292777A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2702895A1 (fr) * | 1993-03-19 | 1994-09-23 | Renault | Système d'entraînement linéaire utilisant des actionneurs piézoélectriques. |
| EP2621065A4 (en) * | 2010-09-24 | 2018-03-28 | National University Corporation Shizuoka University | Inchworm actuator |
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