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技術 直進移動機構

出願人 株式会社セラテック
発明者 富岡清
出願日 1996年2月9日 (24年9ヶ月経過) 出願番号 1996-058158
公開日 1997年8月19日 (23年3ヶ月経過) 公開番号 1997-219544
状態 特許登録済
技術分野 往復動コンベヤ 圧電、電歪、磁歪装置 超音波モータ、圧電モータ、静電モータ
主要キーワード 傾斜立設 跳ね上り 長方形薄板状 不銹鋼 移動部品 長手方向外方 銀ろう付け 移動方向前方
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この項目の情報は公開日時点(1997年8月19日)のものです。
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図面 (4)

課題

直進移動機構の低背化を図ることによる前後する装置,機構への接続を容易ならしめると共に安定性を高めること等。

解決手段

その長手方向の左右両端部四ケ所側方に突出部を設けてなる圧電素子着基板と平行に延伸する二の細長帯状部と前記細長滞状部の長手方向の中間部から前記長手方向に直交して延伸し,前記二の細長帯状部をつなぐ接合部との単一部材でなる連結部材により構成せしめる直進移動機構。

概要

背景

従来の直進移動機構の一つとして図3に示す構成のもの,即ち圧電素子着基板1の両面に圧電素子2を貼着したいわゆるバイモルフ構造でなる加振体3の一端を基台4に傾斜立設させて固定,他端を連結部材5の一端に固定し,連結部材5の他端を被移動部品6を載置するいわゆるトラフ7の下面に直接又はトラフ取付けテーブル(図示さず)を介して固定してなるものがる。前記それぞれの固定は銀ろう付けスポット溶接,ねじ止め等の適宜の手段によって行われている。

前記加振体3は給電線を介しての駆動電源からの交流電圧印加によって基台4と加振体3との固定部所支点としてたわみ振動を発生,当該たわみ振動は連結部材5を介してトラフ7に伝達され,トラフ7上に載置される被移動部品6を一方向に移動させるものである。

概要

直進移動機構の低背化を図ることによる前後する装置,機構への接続を容易ならしめると共に安定性を高めること等。

その長手方向の左右両端部四ケ所側方に突出部を設けてなる圧電素子貼着基板と平行に延伸する二の細長帯状部と前記細長滞状部の長手方向の中間部から前記長手方向に直交して延伸し,前記二の細長帯状部をつなぐ接合部との単一部材でなる連結部材により構成せしめる直進移動機構。

目的

本発明は前記した従来の直進移動機構が有していた問題点を解決すること,即ち直進移動機構を低背化せしめることによる前後する装置,機構への接続を容易ならしめると共に安定性の向上を図り、更に連結部材5を単一部材とすることによって連結部材5の加振体3及びトラフ7への取付け、固定を容易ならしめ,また曲げ剛性差異に起因して生じるトラフ7へのひねり振動消失させることによって被移動部品6の移動を円滑に行うことを課題とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

加振体3を圧電素子2と圧電素子貼着基板1でならしめ,前記圧電素子2を前記圧電素子貼着基板1の表裏両面に貼着してなる構成と前記圧電素子貼着基板1を導電性高弾性具有する板状物であって,その形状を長手方向の左右両端部の四ケ所側方開孔を有する突出部11を設けてなる構成でならしめる直進移動機構

請求項2

連結部材5を弾性を具有する板状物であって,その先端部に開孔を有し平行に延伸する二の細長帯状部51と前記細長帯状部51の長手方向の中間部から前記長手方向に直交して延伸し,前記二の細長帯状部51をつなぐ接合部52との単一部材でなる構成でならしめる直進移動機構。

請求項3

移動部品6の移動方向前方に配設する連結部材5の厚さを移動方向後方に配設するそれよりも厚いものとする構成でならしめる請求項2の直進移動機構。

請求項4

請求項1と請求項2との組合わせによって構成せしめる直進移動機構。

請求項5

請求項1と請求項3との組合わせによって構成せしめる直進移動機構。

請求項6

加振体3の外面を柔軟性を有し,かつ難燃性を有するブチルテープ被覆した構成でなる請求項1の直進移動機構。

技術分野

0001

本発明は圧電素子駆動源とする電子部品機械部品等の各種部品を移動供給する直進移動機構に係るものである。

背景技術

0002

従来の直進移動機構の一つとして図3に示す構成のもの,即ち圧電素子貼着基板1の両面に圧電素子2を貼着したいわゆるバイモルフ構造でなる加振体3の一端を基台4に傾斜立設させて固定,他端を連結部材5の一端に固定し,連結部材5の他端を被移動部品6を載置するいわゆるトラフ7の下面に直接又はトラフ取付けテーブル(図示さず)を介して固定してなるものがる。前記それぞれの固定は銀ろう付けスポット溶接,ねじ止め等の適宜の手段によって行われている。

0003

前記加振体3は給電線を介しての駆動電源からの交流電圧印加によって基台4と加振体3との固定部所支点としてたわみ振動を発生,当該たわみ振動は連結部材5を介してトラフ7に伝達され,トラフ7上に載置される被移動部品6を一方向に移動させるものである。

発明が解決しようとする課題

0004

前記した従来の直進移動機構にあっては加振体3の基台4への固定及び加振体3の連結部材5への固定は圧電素子2を貼着する圧電素子貼着基板1の長手方向外方を固定部所としているため直進移動機構の低背化及び安定性向上を図る上で支障となっている。更に連結部材5を別個の平行に配設してなるものにあっては単一部材でないことによる連結部材5の加振体3及びトラフ7又はトラフ取付けテーブル8への取付け、固定の容易性を害するばかりでなく,個々の連結部材5の曲げ剛性差異に起因して生じるトラフ7へのひねり振動付加によって被移動部品6の円滑なる直進移動に少なからぬ支障をもたらしている。

0005

本発明は前記した従来の直進移動機構が有していた問題点を解決すること,即ち直進移動機構を低背化せしめることによる前後する装置,機構への接続を容易ならしめると共に安定性の向上を図り、更に連結部材5を単一部材とすることによって連結部材5の加振体3及びトラフ7への取付け、固定を容易ならしめ,また曲げ剛性の差異に起因して生じるトラフ7へのひねり振動を消失させることによって被移動部品6の移動を円滑に行うことを課題とするものである。

課題を解決するための手段

0006

本発明は前記課題の解決を図るため以下の手段を採るものである。即ち直進移動機構において加振体3を圧電素子2と圧電素子貼着基板1でならしめ,圧電素子2を圧電素子貼着基板1の表裏両面に貼着してならしめる構成と前記圧電素子貼着基板1を導電性高弾性具有する板状物であって,その形状を長手方向の左右両端部の四ケ所側方開孔を有する突出部11を設けてならしめる構成を採るものである。

0007

次に連結部材5は弾性を具有する板状物であってその先端部に開孔を有し平行に延伸する二の細長帯状部51と当該細長帯状部51の長手方向の中間部から前記長手方向に直交して延伸し,前記二の細長帯状部51をつなぐ接合部52との単一部材でならしめる構成を採るものである。

発明を実施するための最良の形態

0008

以下,図1及び図2を用いて本発明の実施の形態に付き説明する。第一の実施の形態は加振体3を構成する圧電素子2はチタン酸ジルコン酸鉛等の三成分系複合ペロブスカイト酸化物Pb(Zr,Ti)O3,ニオブ酸リチウム(LiNbO3),タンタル酸リチウム(LiTaO3)等の単結晶圧電材の板状物でならしめ,当該圧電素子を貼着する圧電素子貼着基板1は不銹鋼ばね鋼工具鋼等の導電性と高弾性を具有する板状物でならしめる。ここで圧電素子2の圧電素子貼着基板1への貼着はエポキシ樹脂等の接着剤接着性を有する高分子フィルムを介しての加温加圧を付加しての接着等の適宜の手段によって行われる。

0009

圧電素子貼着基板1に貼着される圧電素子2の長さは直進移動機構の低背化を図り,かつ加振体3のたわみ変位量を極力大ならしめるべき見地から圧電素子貼着基板1の長さと同等に近いものとする。これは前記加振体3のたわみ変位量は圧電素子の長さの二乗に比例するからである。本発明において圧電素子2の長さと圧電素子貼着基板1の長さとを前記の如き関係とし得たのは圧電素子貼着基板1の形状にある。即ち加振体3の基台4と連結部材5への取付け、固定は加振体3を構成する圧電素子貼着基板1の左右の側方に突出する突出部11と基台4,連結部材5との間でそれぞれ行わしめるからである。ここで加振体3の基台4と連結部材への取付け、固定は開孔を通してのねじ止めによって行う。前記取付け、固定はこの手段に限定されるものではなく,開孔を設けない場合にあっては銀ろう付け,スポット溶接等により行なうことでもよい。

0010

前記構成でなる加振体3は別個の平行に配設してなる従前の連結部材5との組合せにおいても直進移動機構として機能し得ることは勿論であるが,より望ましくは本発明になる連結部材5との組合わせをとり入れた直進移動機構とすることである。

0011

第二の実施の形態は連結部材5は不銹鋼,ばね鋼,工具鋼等の弾性を有する板状物でならしめ,平行に延伸する二の細長帯状部51の長手方向と加振体3の長手方向を一致させて加振体3と固定する。連結部材5と加振体3との固定を前記の固定形態とすることにより連結部材5において平行に延伸する二の細長帯状部51をつなぐ接合部52の長手方向は加振体3の長手方向と直交関係になる。

0012

加振体3と連結部材5との取付け、固定を前記の如き固定形態とすること,即ち連結部材5を構成する平行に延伸する二の細長帯状部51はその先端部に設けられた開孔を通してねじ止めにより加振体3とトラフ7又はトラフ取付けテーブル8に取付け、固定されるため,同一機能を発揮させるにおいても連結部材の長さは従前より短くなり,直進移動機構の低背化に寄与することになる。連結部材5のトラフ7又はトラフ取付けテーブル8への取付け、固定において重要なることは被移動部品6の移動を高い移動速度の下,円滑に行わしめるためには被移動部品の移動方向前方に配設する連結部材5の厚さを移動方向後方に配設するそれよりも厚いものを配設することである。連結部材5の厚さを移動方向前方と後方を同一厚さのものとしても被移動部品の移動は可能ではある。しかし移動速度は十分なものが得られないため連結部材5は前記したように厚さの異なるものを用いる構成とすることはきわめて有効である。

0013

本発明に係る直進移動機構の一実施例として以下の構成になるものは発明の効果において本発明の目的がいかんなく発揮されている。即ち圧電素子2は圧電材料・チタン酸ジルコン酸鉛を用い,これを長さ35mm,幅18mm,厚さ0.6mmの長方形薄板状成形し,その表裏面に電極を形成し分極処理を施したものを用いる。前記圧電素子2は長さ40mm,突出部11先端間の幅40mm,それ以外の部分の幅22mm,厚さ3.8mmの圧電素子貼着基板1に接着剤・エポキシ樹脂を用いて貼着する。貼着後は加振体3の電気的絶縁及び防湿を図るため,加振体3の外面は柔軟性を有する難燃性ブチルテープにより被覆される。

0014

連結部材5は1.5mm,2.0mmと厚さの異なる二の部材で構成し,その形状、寸法は共に平行に延伸する細長帯状部51の長さ24mm,幅9mm,その先端間の幅40mm,二の細長帯状部51をつなぐ接合部52の長さ22mm,幅4mmとしている。次に前記実施例に係る加振体3と連結部材5との組合わせになる直進移動機構において圧電素子2に交番電圧20Vを印加したときの共振周波数はトラフ7上に載置される被移動部品6の大きさ及び重量によって変動するが200〜300Hzと従来の共振周波数より高い値を示している。これは加振体3の長さが短くなったことに起因して振動周波数が高くなったことによるものである。

発明の効果

0015

本発明のもたらす第一の効果は加振体3の長さ及び連結部材5の長さを短くし得る構成を可能ならしめた結果,直進移動構成の低背化を実現し得たことである。この低背化の効果は直進移動機構に前後して接続される他の装置,機構との接続を容易にすると同時に直進移動機構自体の安定性を高め得たことである。

0016

本発明の第二の効果は加振体3の長さ及び連結部材5の長さを短くし得たことにより,直進移動機構の共振周波数が高くなったことを受けて被移動部品6の移動速度は従前の同型の機構に比し1.4倍も高くなり、加えて被移動部品6の跳ね上りも殆んど消失させ得たことである。更に第三の効果として連結部材5の幅は従来と同一の曲げ剛性であっても広くし得ることが可能になったため,トラフ7を幅広とすることができ,そのため外径の大なる部品の移動をも可能ならしめたことである。

0017

本発明の第四の効果は連結部材5を長さの短い単一部材とし得たことにより,直進移動機構の組立を容易ならしめたことである。

図面の簡単な説明

0018

図1は本発明の直進移動機構の正面図である。
図2は本発明の直進移動機構の側面図である。
図3は従来の直進移動機構の正面図である。

--

0019

1.圧電素子貼着基板
2.圧電素子
3.加振体
4.基台
5.連結部材
6.被移動部品
7.トラフ
8.トラフ取付けテーブル
11.突出部
51.細長帯状部
52.接合部

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