JP2002263979A - Feeding device - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、リニア搬送装置や
X−Yテーブル、回転テーブル等に用いられる送り装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a feeder used for a linear transfer device, an XY table, a rotary table and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、圧電体の分極方向と同じ方向
に電界を印加することにより、圧電体に厚み−縦変位
(33モード変位)が生じ、また、圧電体の分極方向に
垂直な方向に電界を印加することにより圧電体に厚み−
滑り変位(15モード変位)が生ずることが知られてお
り、このような33モード変位を使用した圧電素子(3
3モード素子)と15モード変位を利用した圧電素子
(15モード素子)を利用した各種の送り装置が提案さ
れている。2. Description of the Related Art Conventionally, when an electric field is applied in the same direction as the polarization direction of a piezoelectric body, a thickness-longitudinal displacement (33 mode displacement) is generated in the piezoelectric body, and a direction perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric body is generated. By applying an electric field to the
It is known that a sliding displacement (15-mode displacement) occurs, and a piezoelectric element (3
Various feeders using a piezoelectric element (15 mode element) using a 15 mode displacement and a 3 mode element have been proposed.
【0003】例えば、特開平4−221792号公報に
は、1個の33モード素子と1個の15モード素子から
なる脚部で可動体を支持するように構成された送り装置
が開示されている。この脚部は33モード素子が可動体
に固定され、15モード素子が固定体に接地する構成と
なっている。この脚部を2本(第1脚部と第2脚部とす
る)用いた送り装置の動作は、概略、次の通りである。For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 4-221792 discloses a feeder configured to support a movable body with a leg composed of one 33-mode element and one 15-mode element. . The leg has a configuration in which a 33-mode element is fixed to the movable body and a 15-mode element is grounded to the fixed body. The operation of the feeder using two legs (a first leg and a second leg) is roughly as follows.
【0004】最初に、第1脚部の15モード素子はその
接地面が可動体の進行方向にずれるように剪断変形して
おり、33モード素子を伸長させて第1脚部が接地した
状態にあるものとし、このとき、第2脚部は接地面から
浮かせた状態としておく。この状態とすることを第1工
程とする。次に、第1脚部の15モード素子の剪断変形
の方向を逆転させると、この15モード素子の接地位置
は変化しないため、第1脚部における33モード素子が
15モード素子の変形量ほど進行方向に移動する。つま
り、可動体が15モード素子の変形量ほど進行方向に移
動することとなる。この間に第2脚部の15モード素子
をその接地面が進行方向に移動するように剪断変形させ
ておく。この工程が第2工程である。[0004] First, the 15-mode element of the first leg is sheared so that the ground contact surface is displaced in the traveling direction of the movable body, and the 33-mode element is extended to bring the first leg into contact with the ground. At this time, the second leg is left floating from the ground contact surface. This state is referred to as a first step. Next, when the direction of the shear deformation of the 15 mode element of the first leg is reversed, the ground position of the 15 mode element does not change, so that the 33 mode element in the first leg advances by the amount of deformation of the 15 mode element. Move in the direction. That is, the movable body moves in the traveling direction by the amount of deformation of the 15-mode element. During this time, the 15-mode element of the second leg is sheared so that the ground contact surface moves in the traveling direction. This step is the second step.
【0005】第3工程では、第2脚部の33モード素子
を伸長させて第2脚部を接地し、一方で、第1脚部の3
3モード素子を縮ませて第1脚部の15モード素子を接
地面から浮かせた状態とする。こうして第2脚部が接地
して可動体を支持した状態となる。次に、第4工程にお
いては、第2脚部の15モード素子の剪断変形の方向を
逆転させることにより、前記第2工程と同様に可動体を
進行方向に15モード素子の変形量ほど移動させ、その
間に第1脚部の15モード素子をその接地面が進行方向
に移動するように剪断変形を起こさせる。In a third step, the 33 mode element of the second leg is extended to ground the second leg, while the third mode element of the first leg is grounded.
The three-mode element is contracted so that the 15-mode element of the first leg is lifted from the ground plane. In this way, the second leg is in contact with the ground and supports the movable body. Next, in the fourth step, the movable body is moved in the traveling direction by the amount of deformation of the 15-mode element by reversing the direction of the shear deformation of the 15-mode element of the second leg in the same manner as in the second step. In the meantime, the 15-mode element of the first leg is caused to undergo a shear deformation so that the ground contact surface moves in the traveling direction.
【0006】この第4工程終了後に第1脚部を接地さ
せ、また、第2脚部については接地面から浮かせると、
第1工程後の状態と同じとなる。つまり、第4工程以降
に第1脚部と第2脚部について第1工程から第4工程を
繰り返すことにより、所定距離ほど可動体を移動させる
ことが可能となる。When the first leg is grounded after the fourth step, and the second leg is lifted from the ground,
This is the same as the state after the first step. That is, by repeating the first to fourth steps for the first leg and the second leg after the fourth step, the movable body can be moved by a predetermined distance.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、15モ
ード素子は分極方向と駆動電界の印加方向が直交するた
めに、駆動電界の大きさを大きくするにも問題があり、
また、駆動電界によって分極が消滅するおそれがある。
15モード素子に脱分極が起こった際には再分極ができ
ず、送り装置自体が使用不能となる問題があった。However, since the polarization direction of the 15-mode device is perpendicular to the direction of application of the driving electric field, there is a problem in increasing the magnitude of the driving electric field.
Further, the polarization may be extinguished by the driving electric field.
When depolarization occurs in the 15-mode element, repolarization cannot be performed, and there has been a problem that the feeder itself cannot be used.
【0008】また、15モード素子は、分極後に分極に
用いた電極を除去して新たに駆動用電極を設けなければ
ならない等、製造工程が複雑であり、変位量を大きく取
るために素子長を長くすると、より大きな駆動電圧を印
加する必要が生じて、送り装置の使用時の安全性が低下
する問題があった。Further, the manufacturing process of the 15-mode device is complicated, for example, the electrode used for polarization must be removed after polarization to newly provide a driving electrode. If the length is long, it becomes necessary to apply a larger driving voltage, and there is a problem that the safety at the time of using the feeding device is reduced.
【0009】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、構造が簡単で長寿命な送り装
置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and has as its object to provide a feeder having a simple structure and a long life.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】即ち、本発明によれば、
被搬送体に所定の力を加えて被搬送体を所定方向へ移動
させる送り装置であって、伸縮変位する第1の圧電素子
を有し、前記第1の圧電素子の伸長によって被搬送体に
対して押圧力を加える第1の駆動部と、前記第1の圧電
素子の伸縮方向と略直交する方向に伸縮変位する第2の
圧電素子を有し、前記第2の圧電素子の伸縮によって前
記第1の駆動部に対して押圧力または引張力を与える第
2の駆動部と、を具備し、前記第1の圧電素子を伸長さ
せた状態で前記第2の圧電素子を伸縮させることによっ
て被搬送体を前記第2の圧電素子の伸縮方向へ移動させ
ることを特徴とする送り装置、が提供される。That is, according to the present invention,
A feed device for applying a predetermined force to a transported object to move the transported object in a predetermined direction, comprising a first piezoelectric element that expands and contracts, and is provided to the transported object by extension of the first piezoelectric element. A first driving unit that applies a pressing force to the first piezoelectric element, and a second piezoelectric element that expands and contracts in a direction substantially perpendicular to the expansion and contraction direction of the first piezoelectric element. A second driving unit for applying a pressing force or a pulling force to the first driving unit, and the second piezoelectric element is expanded and contracted in a state where the first piezoelectric element is expanded. A feeder is provided, which moves a carrier in a direction in which the second piezoelectric element expands and contracts.
【0011】このような送り装置においては、第1の圧
電素子および第2の圧電素子については伸縮変位(厚み
−縦変位)を利用することから、圧電素子の駆動によっ
て分極が消滅することはなく、これによって送り装置の
長寿命化が可能となる。また、本発明の送り装置におい
ては少なくとも2個の圧電素子の駆動によって被搬送体
の移動が可能であるために制御が容易である。In such a feeder, since the first piezoelectric element and the second piezoelectric element use expansion and contraction displacement (thickness-longitudinal displacement), the polarization does not disappear by driving the piezoelectric elements. Thus, the service life of the feeder can be extended. Further, in the feeder of the present invention, since the transported body can be moved by driving at least two piezoelectric elements, the control is easy.
【0012】このような本発明の送り装置に用いられる
第1の駆動部と第2の駆動部とからなる送り機構を複数
用いることにより、被搬送体の二次元方向での移動また
は所定角度の回転が可能となる。例えば、互いに直交す
るX方向とY方向を定めたときに、送り機構を、第2の
圧電素子の伸縮方向がX方向に一致するように所定数配
設し、かつ、第2の圧電素子の伸縮方向がY方向に一致
するように所定数配設すると、第2の圧電素子の伸縮方
向が搬送体の移動方向となることから、X方向またはY
方向へ被搬送体を移動させることが可能となる。By using a plurality of feed mechanisms including the first drive unit and the second drive unit used in the feed device of the present invention, the transported object can be moved in a two-dimensional direction or can be moved at a predetermined angle. Rotation becomes possible. For example, when the X direction and the Y direction orthogonal to each other are determined, a predetermined number of feed mechanisms are arranged so that the expansion and contraction direction of the second piezoelectric element matches the X direction, and If a predetermined number of expansion and contraction directions are arranged so as to match the Y direction, the expansion and contraction direction of the second piezoelectric element becomes the moving direction of the carrier, so that the X direction or the Y direction
The transported object can be moved in the direction.
【0013】また、複数の送り機構を、同心円上に、そ
の第2の圧電素子の伸縮方向が同心円の法線方向と一致
するように配設して、これら複数の送り機構の第1の圧
電素子を伸長させた状態で第2の圧電素子を同心円にお
ける時計回り方向または反時計回り方向のいずれか一方
の同じ方向に伸縮させると、被搬送体に回転力を付与す
ることができ、被搬送体を所定角度回転させることが可
能となる。Further, a plurality of feed mechanisms are arranged on a concentric circle so that the direction of expansion and contraction of the second piezoelectric element coincides with the normal direction of the concentric circle. When the second piezoelectric element is expanded and contracted in the clockwise direction or the counterclockwise direction in the concentric circle in a state where the element is extended, a rotational force can be applied to the transported object, and the transported It is possible to rotate the body by a predetermined angle.
【0014】このような送り装置において、第1の駆動
部と第2の駆動部はそれぞれ圧電素子のみからなる構造
とすることも可能であるが、以下のような構造とするこ
とが好ましい。即ち、第1の駆動部は固定された基台に
取り付けられた第1の支持部材と被搬送体に対して当接
または離隔する当接部材とを有し、第2の駆動部は基台
に固定された第2の支持部材を有する構造として、第1
の圧電素子を当接部材と第1の支持部材との間に配置し
て当接部材が被搬送体に対して押圧または離隔するよう
に伸縮させ、第2の圧電素子を第2の支持部材に接合し
て第1の圧電素子の伸縮方向と直交する方向において第
1の支持部材に対して引張もしくは離隔または押圧する
ように伸縮させると、第1の駆動部の変位量を多く取る
ことができ、しかも第2の圧電素子が第1の圧電素子に
対してダメージを与えることがなく、装置が長寿命化さ
れ、信頼性にも優れたものとなる。In such a feeder, the first drive unit and the second drive unit may each have a structure composed of only a piezoelectric element, but preferably have the following structure. That is, the first drive unit has a first support member attached to a fixed base and a contact member that comes into contact with or separates from the transported object, and the second drive unit has a base. As a structure having a second support member fixed to the
Is arranged between the contact member and the first support member, and the contact member is expanded or contracted so as to press or separate from the transported object, and the second piezoelectric element is moved to the second support member. When the first support member is expanded and contracted so as to be pulled, separated, or pressed against the first support member in a direction perpendicular to the direction of expansion and contraction of the first piezoelectric element, a large amount of displacement of the first drive unit can be obtained. In addition, the second piezoelectric element does not damage the first piezoelectric element, so that the life of the device is prolonged and the reliability is improved.
【0015】また、第1の駆動部を挟んで第2の駆動部
と対向する第3の駆動部を設けることも好ましい。この
場合には、第3の駆動部に備えられた第3の圧電素子
は、第1の圧電素子の伸縮方向と略直交し、かつ、第2
の圧電素子の伸縮方向と略一直線上にある方向に伸縮変
位し、伸長によって前記第1の駆動部に対して押圧力を
加える。そして、第2の圧電素子の伸長/縮小に同期さ
せて第3の圧電素子を縮小/伸長させる、つまり伸長と
縮小を互いに逆に行うことで、第1の駆動部をよりスム
ーズに駆動することが可能となる。[0015] It is also preferable to provide a third drive section opposed to the second drive section with the first drive section interposed therebetween. In this case, the third piezoelectric element provided in the third drive section is substantially perpendicular to the direction of expansion and contraction of the first piezoelectric element, and
Expands and contracts in a direction substantially in line with the expansion and contraction direction of the piezoelectric element, and applies a pressing force to the first drive unit by extension. Then, the third piezoelectric element is contracted / expanded in synchronization with the extension / reduction of the second piezoelectric element, that is, the first driving section is driven more smoothly by performing the expansion and contraction in opposite directions. Becomes possible.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。本発明の送り装置
は、圧電体の厚み−縦変位(33モード変位)を利用し
た圧電素子を少なくとも2個組み合わせて、所定の運動
を行わせるものである。使用される圧電体の材料(圧電
セラミックス、高分子圧電体、単結晶圧電体等)や形態
(板状、ブロック状等、単板、積層体等)には限定はな
いが、実用的には、圧電セラミックスからなる積層型圧
電素子が好適に用いられる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The feeder of the present invention performs a predetermined motion by combining at least two piezoelectric elements using the thickness-longitudinal displacement (33 mode displacement) of the piezoelectric body. The material (piezoelectric ceramic, polymer piezoelectric, single crystal piezoelectric, etc.) and form (plate, block, single plate, laminated body, etc.) of the piezoelectric material used are not limited, but practically A laminated piezoelectric element made of piezoelectric ceramics is preferably used.
【0017】積層型圧電素子には、表裏主面に電極膜が
形成された板状の圧電体を金属板を介しながら接着剤を
用いて逐次積層することで形成される接着型と呼ばれる
ものや、電極が印刷されたグリーンシートを積層して一
体化したものを焼成して作製される一体焼成型等がある
が、好ましくは、例えば、図10(a)に示すような、
一層の圧電体95の厚みを薄くして、内部電極96と交
互に幾層にも重ねた一体焼成型の積層型圧電素子97a
が好適に用いられる。内部電極96は交互に外部電極9
8と接続されて一対とされ、分極と駆動を兼ねて用いら
れるために、圧電体95の分極が駆動電圧の印加によっ
て消滅することはない。The laminated piezoelectric element includes a so-called adhesive type formed by sequentially laminating a plate-like piezoelectric body having an electrode film formed on the front and back principal surfaces with an adhesive while interposing a metal plate. There is an integrated fired type produced by stacking and integrating green sheets on which electrodes are printed, and preferably, for example, as shown in FIG.
An integrated firing type laminated piezoelectric element 97a in which the thickness of one piezoelectric body 95 is reduced and the internal electrodes 96 are alternately stacked in several layers
Is preferably used. The internal electrodes 96 alternate with the external electrodes 9
8, the polarization of the piezoelectric body 95 is not extinguished by the application of the driving voltage because it is paired and used for both polarization and driving.
【0018】なお、図10(a)に示した積層型圧電素
子97aは、一般的に積層コンデンサ型と呼ばれるもの
であるが、この他に、図10(b)に示すように、全て
の内部電極96を素子側面に露出させるとともに、一層
おきに絶縁層99を形成して、一層おきに内部電極96
が外部電極98に接続された全面電極型と呼ばれる積層
型圧電素子97bや、図10(c)に示すように、圧電
体95の積層方向において内部電極96が重畳しない部
分に応力緩和層94を形成したスリット型と呼ばれる積
層型圧電素子97c等が知られており、本発明におい
て、使用される積層型圧電素子の形態に限定はない。The multilayer piezoelectric element 97a shown in FIG. 10A is generally called a multilayer capacitor type. In addition to this, as shown in FIG. The electrodes 96 are exposed on the side surfaces of the element, and an insulating layer 99 is formed every other layer, and the internal electrodes 96 are formed every other layer.
Is connected to an external electrode 98, and a stress relief layer 94 is provided on a portion of the piezoelectric element 95 where the internal electrode 96 does not overlap in the stacking direction of the piezoelectric body 95, as shown in FIG. A formed multi-layer piezoelectric element 97c called a slit type is known, and in the present invention, the form of the multi-layer piezoelectric element used is not limited.
【0019】このような積層型圧電素子を用いた本発明
の送り装置の一実施形態を示す説明図を図1に示す。図
1に示した送り装置は、X方向に延在するガイド32に
沿って被搬送体31を送り機構10によって移動させる
ものである。送り機構10は、ガイド32と所定間隔を
維持して固定されている基台33との間に設けられてお
り、第1駆動部15aと第2駆動部15bから構成され
ている。FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a feeder of the present invention using such a laminated piezoelectric element. The feed device shown in FIG. 1 moves a transported body 31 by a feed mechanism 10 along a guide 32 extending in the X direction. The feed mechanism 10 is provided between the guide 32 and a base 33 fixed at a predetermined distance, and includes a first drive unit 15a and a second drive unit 15b.
【0020】第1駆動部15aは、被搬送体31に対し
て当接または離隔する第1当接部材11と、基台33に
取り付けられた第1支持部材13と、第1当接部材11
と第1支持部材13との間に設けられた第1圧電素子1
2とを有し、第1圧電素子12の伸縮方向、つまり厚み
−縦変位方向はY方向となっている。また、第2駆動部
15bは、第1支持部材13に接合された第2当接部材
21と、基台33に固定された第2支持部材23と、第
2当接部材21と第2支持部材23との間に設けられた
第2圧電素子22とを有し、第2圧電素子22の伸縮方
向は、第1圧電素子12の伸縮方向と垂直な方向である
X方向となっている。The first drive section 15a includes a first contact member 11 that contacts or separates from the transported body 31, a first support member 13 attached to the base 33, and a first contact member 11
Piezoelectric element 1 provided between the first piezoelectric member 1 and the first support member 13
2, the direction of expansion and contraction of the first piezoelectric element 12, that is, the thickness-longitudinal displacement direction is the Y direction. The second driving unit 15b includes a second contact member 21 joined to the first support member 13, a second support member 23 fixed to the base 33, the second contact member 21 and the second support member. A second piezoelectric element provided between the first piezoelectric element and the second piezoelectric element; and a second piezoelectric element provided between the first piezoelectric element and the second piezoelectric element.
【0021】図2は送り機構10の駆動形態の一例を示
した説明図であり、図2においては、第1圧電素子12
と第2圧電素子22および被搬送体31についてのみ符
号を示している。図2(a)に示す状態、すなわち、第
1圧電素子12と第2圧電素子22はいずれも駆動され
ておらず、第1当接部材11は被搬送体31と微小間隔
ほど離隔している状態を初期状態とする。図2(a)〜
(e)の各図において、位置P1は、第1駆動部15a
のX方向配設位置(座標)を示している。FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a driving mode of the feed mechanism 10. In FIG.
And only the second piezoelectric element 22 and the transported body 31 are denoted by reference numerals. The state shown in FIG. 2A, that is, neither the first piezoelectric element 12 nor the second piezoelectric element 22 is driven, and the first contact member 11 is spaced apart from the transported body 31 by a small distance. Let the state be the initial state. FIG.
In each figure of (e), the position P1 is the first driving unit 15a.
In the X direction are shown.
【0022】この図2(a)に示す初期状態から、ま
ず、第1圧電素子12を伸長させて第1当接部材11を
被搬送体31に当接させ(この当接位置を点Sで示
す)、かつ、第1駆動部15aが所定の力で被搬送体3
1を押圧している状態とする(図2(b))。次に、第
1圧電素子12を伸長させた状態で、第2圧電素子22
を伸長させて第1駆動部15aにX方向の所定の力を押
圧すると、この押圧力が第1支持部材13と基台33と
の接合面を起点として第1駆動部15aが回転または剪
断するように作用し、第1当接部材11の位置がX方向
右側(以下「+X方向」という)に移動する(図2
(c))。このとき、第1当接部材11と被搬送体31
との間の押圧力によって生じている摩擦力によって、被
搬送体31も第1当接部材11の移動とともに+X方向
へ移動する。From the initial state shown in FIG. 2A, first, the first piezoelectric element 12 is extended to bring the first contact member 11 into contact with the conveyed body 31 (this contact position is indicated by a point S). Shown), and the first driving unit 15a operates the transported body 3 with a predetermined force.
1 is pressed (FIG. 2B). Next, with the first piezoelectric element 12 extended, the second piezoelectric element 22
Is extended, and a predetermined force in the X direction is pressed against the first drive unit 15a, the pressing force causes the first drive unit 15a to rotate or shear from the joint surface between the first support member 13 and the base 33 as a starting point. The first contact member 11 moves to the right in the X direction (hereinafter referred to as the “+ X direction”) (FIG. 2).
(C)). At this time, the first contact member 11 and the transferred object 31
The transported object 31 also moves in the + X direction along with the movement of the first contact member 11 due to the frictional force generated by the pressing force between the first contact member 11 and the second contact member 11.
【0023】続いて、第2圧電素子22を伸長させたま
まの状態で第1圧電素子12を縮ませる。これにより被
搬送体31と第1当接部材11とが離隔し、被搬送体3
1は+X方向へ所定距離だけ移動した状態に維持される
(図2(d))。さらに、第2圧電素子22を縮ませる
と、送り機構10は、図2(a)に示した状態に戻る
(図2(e))。送り機構10のこのような動作を所定
回数繰り返すことによって、図1において被搬送体31
を、実線で示した位置からその右端が位置E2に到達す
るまで移動させることができる。Subsequently, the first piezoelectric element 12 is contracted while the second piezoelectric element 22 remains extended. As a result, the transferred object 31 and the first contact member 11 are separated from each other, and the transferred object 3
1 is maintained in a state of having moved a predetermined distance in the + X direction (FIG. 2D). Further, when the second piezoelectric element 22 is contracted, the feed mechanism 10 returns to the state shown in FIG. 2A (FIG. 2E). By repeating such an operation of the feed mechanism 10 a predetermined number of times, the transported object 31 in FIG.
Can be moved from the position shown by the solid line until the right end thereof reaches the position E2.
【0024】なお、図2(d)の状態から図2(e)の
状態へ移行する際には、第1当接部材11は、被搬送体
31を元の位置に戻すことがない程度の摩擦力で被搬送
体31と接触していてもよい。つまり、図2(a)に示
した初期状態において、第1当接部材11は第1当接部
材11の位置が移動しても被搬送体31が移動しない程
度の摩擦力が生じている状態で被搬送体31と接してい
てもよい。When shifting from the state shown in FIG. 2D to the state shown in FIG. 2E, the first contact member 11 has such an extent that the transported body 31 is not returned to the original position. It may be in contact with the transported body 31 by frictional force. In other words, in the initial state shown in FIG. 2A, the first contact member 11 is in a state where a frictional force is generated such that the transferred body 31 does not move even if the position of the first contact member 11 moves. May be in contact with the transported body 31.
【0025】図3は送り機構10の駆動形態の別の例を
示した説明図であり、図2と同様の形式で示されてい
る。図3(a)および図3(b)に示した状態は先に図
2(a)および図2(b)に示した状態と同じであり、
図3(b)の状態から、第1圧電素子12を伸長させた
状態で第2圧電素子22を縮ませて第1駆動部15aを
第2駆動部15b側に引っ張ると、この引張力が第1支
持部材13と基台33との接合面を起点として第1駆動
部15aが回転または剪断するように作用し、第1当接
部材11の位置がX方向左側(以下「−X方向」とい
う)に移動する(図3(c))。このとき、第1当接部
材11と被搬送体31との間の押圧力によって生じてい
る摩擦力によって、被搬送体31も第1当接部材11の
移動とともに−X方向へ移動する。FIG. 3 is an explanatory view showing another example of the drive mode of the feed mechanism 10, and is shown in the same format as FIG. The state shown in FIGS. 3A and 3B is the same as the state previously shown in FIGS. 2A and 2B,
From the state of FIG. 3B, when the second piezoelectric element 22 is contracted while the first piezoelectric element 12 is extended and the first driving section 15a is pulled toward the second driving section 15b, this tensile force is reduced to the second driving section 15b. The first driving unit 15a acts so as to rotate or shear from the joint surface between the first support member 13 and the base 33, and the position of the first contact member 11 is set to the left side in the X direction (hereinafter referred to as “−X direction”). ) (FIG. 3 (c)). At this time, the transported object 31 also moves in the −X direction along with the movement of the first contact member 11 due to the frictional force generated by the pressing force between the first contact member 11 and the transported body 31.
【0026】続いて、第2圧電素子22を縮ませたまま
の状態で第1圧電素子12を縮ませる。これにより被搬
送体31と第1当接部材11とが離隔し、被搬送体31
は−X方向へ所定距離だけ移動した状態に維持される
(図3(d))。さらに第2圧電素子22を伸長させて
元の長さに戻すと、送り機構10は図3(a)に示した
状態に戻る(図3(e))。送り機構10のこのような
駆動を所定回数行うことによって、図1において、被搬
送体31を実線で示した位置からX方向の左端が位置E
1に到達するまで移動させることができる。Subsequently, the first piezoelectric element 12 is contracted while the second piezoelectric element 22 is kept contracted. As a result, the transported body 31 and the first contact member 11 are separated from each other, and the transported body 31
Are maintained in a state where they have moved a predetermined distance in the −X direction (FIG. 3D). When the second piezoelectric element 22 is further extended and returned to the original length, the feed mechanism 10 returns to the state shown in FIG. 3A (FIG. 3E). By performing such driving of the feed mechanism 10 a predetermined number of times, in FIG. 1, the left end of the transported body 31 in the X direction from the position indicated by the solid line is located at the position E.
It can be moved until it reaches 1.
【0027】なお、図2と図3に示した駆動形態を合わ
せることによって、より高速な被搬送体31の移動が可
能となる。例えば、被搬送体31を+X方向へ高速移動
させる場合には、先ず、図2(a)→図2(b)→図2
(c)→図2(d)の順番に先に説明した順序で第1駆
動部15aおよび第2駆動部15bを駆動する。そし
て、図2(d)の状態から図3(d)の状態に移行する
ように第1圧電素子12を縮ませたまま第2圧電素子2
2を縮ませ、その後に第1圧電素子12を伸長させて図
3(c)の状態となるようにする(図2(d)→図3
(d)→図3(c))。さらに、図3(c)の状態から
図2(c)の状態となるように、第1圧電素子12を伸
長させたまま第2圧電素子22を伸長させる(図3
(c)→図2(c)。このような駆動形態によれば、第
1当接部材11の+X方向への移動量を大きく取ること
ができ、被搬送体31の移動速度を増大させることが可
能となる。被搬送体31の移動を停止させる場合には、
図2(c)→図2(d)→図2(e)の順序で第1駆動
部15aおよび第2駆動部15bを駆動すればよい。By combining the driving modes shown in FIGS. 2 and 3, it is possible to move the transported body 31 at a higher speed. For example, when the transported body 31 is moved at a high speed in the + X direction, first, FIG. 2 (a) → FIG. 2 (b) → FIG.
(C) → Drive the first drive unit 15a and the second drive unit 15b in the order described earlier in the order of FIG. 2 (d). Then, while the first piezoelectric element 12 is contracted so as to shift from the state of FIG. 2D to the state of FIG.
2 is contracted, and then the first piezoelectric element 12 is extended so that the state shown in FIG. 3C is obtained (FIG. 2D → FIG. 3).
(D) → FIG. 3 (c)). Further, the second piezoelectric element 22 is extended while the first piezoelectric element 12 is extended so that the state of FIG. 3C is changed to the state of FIG.
(C) → FIG. 2 (c). According to such a driving mode, the moving amount of the first contact member 11 in the + X direction can be increased, and the moving speed of the transported body 31 can be increased. When stopping the movement of the transported body 31,
The first drive unit 15a and the second drive unit 15b may be driven in the order of FIG. 2 (c) → FIG. 2 (d) → FIG. 2 (e).
【0028】同様に、被搬送体31を−X方向へ高速移
動させる場合には、図3(a)→図3(b)→図3
(c)→図3(d)→図2(d)→図2(c)→図3
(c)→図3(d)→図3(e)の順序で第1駆動部1
5aおよび第2駆動部15bを駆動すればよい。Similarly, when the transported body 31 is moved at a high speed in the -X direction, FIG. 3 (a) → FIG. 3 (b) → FIG.
(C) → FIG. 3 (d) → FIG. 2 (d) → FIG. 2 (c) → FIG.
(C) → FIG. 3 (d) → FIG. 3 (e).
5a and the second drive unit 15b may be driven.
【0029】送り機構10は、このように、第1圧電素
子12と第2圧電素子22について、厚み−縦変位を用
いて駆動することから、分極方向と逆の方向に電界を印
加して分極が消滅しまたは分極の向きが反転しても、再
分極が可能であり、装置寿命が長期化される。また、送
り機構10は2個の圧電素子の制御により駆動可能であ
ることから、制御が容易である。Since the feed mechanism 10 drives the first piezoelectric element 12 and the second piezoelectric element 22 using the thickness-longitudinal displacement as described above, the feed mechanism 10 applies the electric field in the direction opposite to the polarization direction to perform the polarization. Even if disappears or the direction of polarization is reversed, repolarization is possible, and the device life is prolonged. Further, since the feed mechanism 10 can be driven by controlling two piezoelectric elements, the control is easy.
【0030】上述のように、第1当接部材11は被搬送
体31に当接して被搬送体31との間で所定の摩擦力を
生ずる部材であることから、耐摩耗性に優れつつも適度
な摩擦力を発生させる材料によって構成することが好ま
しく、例えば、超硬や硬質ステンレス材等の金属材料や
炭化珪素(SiC)や窒化珪素(Si3N4)等のエン
ジニアリングセラミックス材料が好適に用いられる。第
1支持部材13は、第2駆動部15bから受ける押圧力
によって変形する材料であって、しかも、所定の剛性を
有していなければならず、例えば、ステンレス鋼等の金
属材料が好適に用いられる。As described above, the first abutting member 11 is a member that abuts on the transported body 31 and generates a predetermined frictional force with the transported body 31. It is preferable to use a material that generates an appropriate frictional force. For example, a metal material such as a super-hard or hard stainless steel or an engineering ceramic material such as silicon carbide (SiC) or silicon nitride (Si 3 N 4 ) is preferable. Used. The first support member 13 is a material that is deformed by a pressing force received from the second drive unit 15b, and must have a predetermined rigidity. For example, a metal material such as stainless steel is preferably used. Can be
【0031】第2当接部材21は、第2圧電素子22に
生ずる変位を減衰させることなく第1駆動部15aへ伝
える必要があることから、所定の硬度および剛性を有
し、変形し難い材料を用いることが好ましく、例えば、
第1当接部材11と同様の硬質金属材料またはエンジニ
アリングセラミックス材料が用いられる。第2当接部材
21と第1駆動部15aとの接合には、エポキシ系接着
剤等の接着強度の大きい接着材が好適に用いられ、この
とき、接着剤によって第2圧電素子22に生ずる変位が
吸収されることのないように、厚みや硬度を調節するこ
とが好ましい。なお、第2当接部材21は必ずしも必要
ではなく、第2圧電素子22の伸縮方向端面の一方を直
接に第1駆動部15aと接合しても構わない。Since the second contact member 21 needs to transmit the displacement generated in the second piezoelectric element 22 to the first drive portion 15a without attenuating the material, the second contact member 21 has a predetermined hardness and rigidity and is hardly deformed. It is preferable to use, for example,
The same hard metal material or engineering ceramic material as the first contact member 11 is used. For bonding the second contact member 21 and the first drive unit 15a, an adhesive having a high adhesive strength such as an epoxy-based adhesive is suitably used. At this time, the displacement generated in the second piezoelectric element 22 by the adhesive is used. It is preferable to adjust the thickness and the hardness so that is not absorbed. Note that the second contact member 21 is not always necessary, and one of the end faces in the expansion and contraction direction of the second piezoelectric element 22 may be directly joined to the first drive unit 15a.
【0032】第2支持部材23は、第2圧電素子22の
変位によって生ずる発生力の殆どが第1駆動部15aへ
印加されるように不動である必要がある。このため第2
支持部材23は、硬質金属材料等を用いて十分な強度と
硬度を有するように設計することが好ましい。基台33
は、第2圧電素子22を駆動させたときに撓まない程度
に十分な剛性を有する必要があり、例えば、硬質金属部
材が好適に用いられる。第1支持部材13または第2支
持部材23と基台33との接合には、接着剤を用いる方
法、ネジ止めする方法等を用いることができる。The second support member 23 needs to be immovable so that most of the force generated by the displacement of the second piezoelectric element 22 is applied to the first drive unit 15a. For this reason the second
The support member 23 is preferably designed to have sufficient strength and hardness using a hard metal material or the like. Base 33
Needs to have sufficient rigidity so as not to bend when the second piezoelectric element 22 is driven. For example, a hard metal member is suitably used. The first support member 13 or the second support member 23 and the base 33 can be joined by a method using an adhesive, a method of screwing, or the like.
【0033】第1圧電素子12は、第1当接部材11を
所定の圧力で被搬送体31に押圧すればよいことから、
極端に大きな変位量を必要とするものではない。これに
対し、第2圧電素子22の変位量は第1駆動部15aの
変形量を決めて被搬送体31の移動量を決めるものであ
るから、被搬送体31の高速移動を実現するためには、
変位量の大きい素子を用いることが好ましい。The first piezoelectric element 12 has only to press the first contact member 11 against the transported object 31 with a predetermined pressure.
It does not require an extremely large displacement. On the other hand, the amount of displacement of the second piezoelectric element 22 determines the amount of deformation of the first driving unit 15a and the amount of movement of the object 31. Therefore, in order to realize high-speed movement of the object 31. Is
It is preferable to use an element having a large displacement.
【0034】なお、第2圧電素子22を所定量変位させ
ることによって第2駆動部15bから所定の押圧力を第
1駆動部15aへ加える場合には、その押圧力を第1支
持部材13もしくは第1圧電素子12または第1当接部
材11のいずれかに印加すればよい。しかし、第1圧電
素子12にこの押圧力を印加すると第1圧電素子12の
故障につながるおそれがあり、また、第1当接部材11
にこの押圧力を印加すると、第1当接部材11の変位量
は第2圧電素子22の変位量と等しくなるために、被搬
送体31の移動速度を早くするには第2圧電素子22と
して変位量の大きなものを用いる必要がある。When a predetermined pressing force is applied to the first driving unit 15a from the second driving unit 15b by displacing the second piezoelectric element 22 by a predetermined amount, the pressing force is applied to the first supporting member 13 or the first driving unit 15a. It may be applied to either the first piezoelectric element 12 or the first contact member 11. However, if this pressing force is applied to the first piezoelectric element 12, there is a possibility that the first piezoelectric element 12 may fail.
When this pressing force is applied, the amount of displacement of the first contact member 11 becomes equal to the amount of displacement of the second piezoelectric element 22. It is necessary to use a large displacement.
【0035】これに対し、第2駆動部15bからの押圧
力を第1支持部材13に印加した場合には、第1支持部
材13と基台33との接合部が起点となって第1支持部
材13が回転または剪断変形することから、第1当接部
材11は結果的に変位拡大されて移動することになる。
この変位拡大量を大きく取る1つの方法は、第1支持部
材13のY方向長さを長く取ることであり、実使用条件
において可能な範囲で長く取ることができる。On the other hand, when the pressing force from the second drive section 15b is applied to the first support member 13, the joint between the first support member 13 and the base 33 becomes the starting point and the first support Since the member 13 is rotated or sheared, the first contact member 11 moves as a result of being displaced and enlarged.
One way to increase the displacement enlargement amount is to increase the length of the first support member 13 in the Y direction, which can be as long as possible under actual use conditions.
【0036】変位拡大量を大きく取る別の方法は、第2
駆動部15bからの押圧力を第1支持部材13における
基台33との接合部近傍に印加する方法であるが、この
場合には第1当接部材11を変形させるために大きな押
圧力を必要とする。これに対して、第2駆動部15bか
らの押圧力を第1支持部材13における第1圧電素子1
2との接合部近傍とすれば、適度な押圧力で第1当接部
材11の移動量を拡大させることができる。Another method for increasing the displacement enlargement amount is as follows.
In this method, the pressing force from the driving unit 15b is applied to the vicinity of the joint between the first support member 13 and the base 33. In this case, a large pressing force is required to deform the first contact member 11. And On the other hand, the pressing force from the second drive unit 15b is applied to the first piezoelectric element 1 in the first support member 13.
2, the amount of movement of the first contact member 11 can be increased with an appropriate pressing force.
【0037】ここで、例えば、図4(a)に示す第1支
持部材13aのように、第2駆動部15bから押圧力を
受ける部分と基台33との接合部との間にくびれた部分
を設けると、第2駆動部15bからの押圧力による変形
が容易となる。また、図4(b)に示す第1支持部材1
3bのように、基台33との接合部が支点となるように
基台33との接合面積を小さくすることによっても第2
駆動部15bからの押圧力による変形が容易となる。Here, for example, like the first support member 13a shown in FIG. 4 (a), a constricted portion between the portion receiving the pressing force from the second driving portion 15b and the joint portion with the base 33. Is provided, the deformation due to the pressing force from the second driving unit 15b is facilitated. Further, the first support member 1 shown in FIG.
3b, the joint area with the base 33 is reduced so that the joint with the base 33 becomes a fulcrum.
Deformation due to the pressing force from the driving unit 15b is facilitated.
【0038】次に、本発明の送り装置の別の実施形態を
示す説明図を図5に示す。図5に示した送り装置が図1
に示した送り装置と異なる点は、第1駆動部15aと接
合していない第2当接部材21aを有する第2駆動部1
5b´を備えている点と、基台33はガイド32に嵌合
してガイド32の長手方向にスライド可能なクランプ3
4と連結されており、第1当接部材11はガイド32に
当接する点、の2点である。第2当接部材21aは第1
駆動部15aを変形させない程度の押圧力で第1駆動部
15aに当接していると、第2圧電素子22の変位量お
よび発生力を有効に利用することができるために好まし
い。但し、駆動原理の観点からは、第2当接部材21a
は、第2圧電素子22の変位量よりも短い距離で第1駆
動部15aと離隔していてもよい。Next, an explanatory view showing another embodiment of the feeder of the present invention is shown in FIG. The feeding device shown in FIG.
Is different from the feeding device shown in FIG. 1 in that the second driving unit 1 having the second contact member 21a not joined to the first driving unit 15a
5b ', and the base 33 is fitted to the guide 32 so that the clamp 3 is slidable in the longitudinal direction of the guide 32.
4 and the first contact member 11 contacts the guide 32 at two points. The second contact member 21a is
It is preferable that the first driving unit 15a be in contact with the first driving unit 15a with a pressing force that does not deform the driving unit 15a because the displacement amount and the generated force of the second piezoelectric element 22 can be effectively used. However, from the viewpoint of the driving principle, the second contact member 21a
May be separated from the first drive unit 15a by a distance shorter than the displacement amount of the second piezoelectric element 22.
【0039】第1駆動部15aと第2駆動部15b´か
らなる送り機構10´は、図1に示した送り機構10と
同様に、図2に示す駆動形態により駆動することが可能
である。送り機構10´を図2に示す駆動形態に従って
駆動すると、ガイド32が固定され、かつ、クランプ3
4が可動な場合には、送り機構10´が基台33および
クランプ34とともに−X方向へ移動し、逆に、クラン
プ34および基台33が固定され、ガイド32が可動な
場合には、ガイド32が+X方向へ移動する。The feed mechanism 10 'including the first drive section 15a and the second drive section 15b' can be driven by the drive mode shown in FIG. 2, similarly to the feed mechanism 10 shown in FIG. When the feed mechanism 10 ′ is driven according to the drive mode shown in FIG. 2, the guide 32 is fixed and the clamp 3
4 is movable, the feed mechanism 10 ′ moves in the −X direction together with the base 33 and the clamp 34, and conversely, when the clamp 34 and the base 33 are fixed and the guide 32 is movable, 32 moves in the + X direction.
【0040】しかしながら、送り機構10´について
は、第2当接部材21´が第1駆動部15aと接合され
ていないために、図3に示した駆動形態を用いることは
できない。このため、ガイド32が固定されてクランプ
34が可動な場合に、送り機構10´を基台33とクラ
ンプ34とともに+X方向へ移動させ、逆に、クランプ
34および基台33が固定されてガイド32が可動な場
合に、ガイド32を−X方向へ移動させるためには、図
6に示した駆動形態を用いる。However, the drive mechanism shown in FIG. 3 cannot be used for the feed mechanism 10 'because the second contact member 21' is not joined to the first drive section 15a. Therefore, when the guide 32 is fixed and the clamp 34 is movable, the feed mechanism 10 ′ is moved in the + X direction together with the base 33 and the clamp 34, and conversely, the clamp 34 and the base 33 are fixed and the guide 32 is fixed. In order to move the guide 32 in the −X direction when is movable, the driving mode shown in FIG. 6 is used.
【0041】図6は、送り機構10´の位置が固定され
ている場合に、ガイド32を−X方向へ移動させる形態
を示した説明図である。図6の各図に示した位置P1
は、第1駆動部15aを駆動していない状態における第
1駆動部15aのX方向配設位置(座標)を示してお
り、図6(a)は送り機構10´を動作させていない初
期状態を示している。FIG. 6 is an explanatory view showing an embodiment in which the guide 32 is moved in the -X direction when the position of the feed mechanism 10 'is fixed. The position P1 shown in each figure of FIG.
FIG. 6A shows an X direction arrangement position (coordinates) of the first drive unit 15a in a state where the first drive unit 15a is not driven. FIG. 6A shows an initial state in which the feed mechanism 10 'is not operated. Is shown.
【0042】図6(a)に示した初期状態から、最初に
第2駆動機構15b´における第2圧電素子22を伸長
させて、第1駆動部15aを+X側に倒すように変形を
起こさせる(図6(b))。その後、第1圧電素子12
を伸長させ、第1当接部材11をガイド32に当接させ
てガイド32に対して所定の押圧力を印加し、第1当接
部材11とガイド32との間に所定の摩擦力を生じさせ
る(図6(c))。なお、図6(c)に示した点S´が
第1当接部材11とガイド32との当接位置を示してい
る。続いて、図6(c)に示した状態から第2圧電素子
22を縮めると、第1駆動部15aが元の姿勢に戻ろう
として、このときガイド32が点S´の位置が位置P1
へくるように−X方向へ移動する(図6(d))。さら
に、第1圧電素子12を縮めると、送り機構10´は図
6(a)に示した初期状態に戻る(図6(e))。First, from the initial state shown in FIG. 6A, the second piezoelectric element 22 in the second drive mechanism 15b 'is extended to deform the first drive section 15a so as to tilt it to the + X side. (FIG. 6 (b)). Then, the first piezoelectric element 12
Is extended, the first contact member 11 is brought into contact with the guide 32, a predetermined pressing force is applied to the guide 32, and a predetermined frictional force is generated between the first contact member 11 and the guide 32. (FIG. 6C). Note that a point S ′ shown in FIG. 6C indicates a contact position between the first contact member 11 and the guide 32. Subsequently, when the second piezoelectric element 22 is contracted from the state shown in FIG. 6C, the first drive unit 15a attempts to return to the original posture, and at this time, the position of the point S 'is changed to the position P1.
It moves in the -X direction so as to come up (FIG. 6D). Further, when the first piezoelectric element 12 is contracted, the feed mechanism 10 'returns to the initial state shown in FIG. 6A (FIG. 6E).
【0043】送り機構10´のように、第2当接部材2
1aが第1駆動部15aと接合されていない場合には、
第2圧電素子22の伸縮を、矩形波電圧を用いて急峻に
行うことで、第1駆動部15aに衝撃力を加える、つま
り、第1駆動部15aを+X方向に弾き飛ばすような力
を加えることによって、第1駆動部15aを+X方向に
倒れるように変形させることも可能である。この場合に
は、第2当接部材21aが第1駆動部15aに当接した
状態で送り機構10´を駆動する場合と比較して、第1
駆動部15aを大きく変形させることができる。Like the feed mechanism 10 ', the second contact member 2
When 1a is not joined to the first drive unit 15a,
By performing the expansion and contraction of the second piezoelectric element 22 steeply using a rectangular wave voltage, an impact force is applied to the first drive unit 15a, that is, a force that flips the first drive unit 15a in the + X direction is applied. Thereby, the first driving unit 15a can be deformed so as to fall in the + X direction. In this case, as compared with the case where the feed mechanism 10 ′ is driven in a state where the second contact member 21a is in contact with the first drive unit 15a, the first
The driving section 15a can be greatly deformed.
【0044】送り機構10´においては、第1圧電素子
12についても、ガイド32に衝撃力を加えるように駆
動することが可能である。第1圧電素子12と第2圧電
素子22を駆動した結果として、第1圧電素子12から
ガイド32に印加される衝撃力がX方向の成分を有して
いれば、ガイド32と送り機構10´との相対的な移動
が可能となる。なお、前述した送り機構10について
も、第1圧電素子12を急峻に変形させる駆動方法を用
いることができる。In the feed mechanism 10 ′, the first piezoelectric element 12 can also be driven so as to apply an impact force to the guide 32. As a result of driving the first piezoelectric element 12 and the second piezoelectric element 22, if the impact force applied from the first piezoelectric element 12 to the guide 32 has a component in the X direction, the guide 32 and the feed mechanism 10 'are used. Relative movement is possible. Note that the above-described feed mechanism 10 can also use a driving method that sharply deforms the first piezoelectric element 12.
【0045】次に、本発明の送り装置のさらに別の実施
形態を示す説明図を図7に示す。図7に示した送り装置
は、図1に示した送り機構10を構成する第1駆動部1
5aおよび第2駆動部15bに加えて、第1駆動部15
aを挟んで第2駆動部15bと対向する第3駆動部15
cを有する送り機構10´´を備えている。第3駆動部
15cは、第1駆動部15aと接合された第3当接部材
21´と、X方向に伸縮変位して、第1駆動部15aに
対して所定の押圧力を加える第3圧電素子22´と、第
3圧電素子22´を保持する第3支持部材23´とから
なる。Next, FIG. 7 is an explanatory view showing still another embodiment of the feeder of the present invention. The feed device shown in FIG. 7 includes a first driving unit 1 that constitutes the feed mechanism 10 shown in FIG.
5a and the second driving unit 15b, the first driving unit 15
a third drive unit 15 opposed to the second drive unit 15b across
c) is provided. The third driving unit 15c is configured to expand and contract in the X direction with a third contact member 21 ′ joined to the first driving unit 15a to apply a predetermined pressing force to the first driving unit 15a. It comprises an element 22 'and a third support member 23' for holding the third piezoelectric element 22 '.
【0046】このような送り機構10´´の駆動方法
は、先に図2および図3に示した駆動方法を合わせて用
いればよい。つまり、第2圧電素子22を伸長させる動
作に同期させて第3圧電素子22´を縮ませ、一方、第
2圧電素子22を縮ませる動作に同期させて第3圧電素
子22´を伸長させることで、第1駆動部15aを+X
方向と−X方向のいずれの方向にも容易に倒れるよう変
形させることができる。Such a driving method of the feed mechanism 10 ″ may be used in combination with the driving methods shown in FIGS. 2 and 3. That is, the third piezoelectric element 22 'is contracted in synchronization with the operation of extending the second piezoelectric element 22, while the third piezoelectric element 22' is extended in synchronization with the operation of contracting the second piezoelectric element 22. Then, the first driving unit 15a is set to + X
It can be deformed so that it can easily fall in any of the direction and the -X direction.
【0047】上述したように、本発明の送り装置に用い
られる送り機構は、基本的に、第2駆動部に設けられた
第2圧電素子の伸縮方向に被搬送体が移動するように被
搬送体に対して所定の力を加えるように駆動するもので
ある。以下、送り機構10を例として、送り機構10を
複数具備する送り装置の実施の形態について図面を参照
しながら説明する。なお、当然に以下に示す送り装置の
実施の形態においては、送り機構10に代えて送り機構
10´・10´´を用いることが可能である。As described above, the feed mechanism used in the feeder of the present invention basically includes a transport mechanism that moves the transport object in the expansion and contraction direction of the second piezoelectric element provided in the second drive unit. It is driven to apply a predetermined force to the body. Hereinafter, an embodiment of a feeder including a plurality of feed mechanisms 10 will be described with reference to the drawings, using the feed mechanism 10 as an example. Of course, in the embodiment of the feeding device described below, it is possible to use feeding mechanisms 10 ′ and 10 ″ instead of the feeding mechanism 10.
【0048】図8は8個の送り機構10(以下「送り機
構10a〜10h」とする)を、正方形の頂点および各
辺の中点に配置したX−Yテーブル40を示した平面図
である。X−Yテーブル40は、固定された基台41の
上面に、送り機構10a〜10dについては第2圧電素
子22の伸縮方向がX方向に一致するように配設され、
送り機構10e〜10hについては第2圧電素子22の
伸縮方向がY方向に一致するように配設され、送り機構
10a〜10h上にスライドテーブル42が載置された
構造を有している。FIG. 8 is a plan view showing an XY table 40 in which eight feed mechanisms 10 (hereinafter referred to as "feed mechanisms 10a to 10h") are arranged at the vertices of a square and the midpoint of each side. . The XY table 40 is disposed on the upper surface of the fixed base 41 such that the expansion and contraction directions of the second piezoelectric elements 22 match the X direction for the feed mechanisms 10a to 10d,
The feed mechanisms 10e to 10h are arranged such that the expansion and contraction direction of the second piezoelectric element 22 matches the Y direction, and have a structure in which the slide table 42 is mounted on the feed mechanisms 10a to 10h.
【0049】従って、X−Yテーブル40においては、
送り機構10a〜10dを駆動し、この間においては送
り機構10e〜10hについては駆動を行わないことに
よってスライドテーブル42をX方向へ移動させること
が可能であり、逆に、送り機構10e〜10hを駆動
し、この間においては送り機構10a〜10dについて
は駆動を行わないことによってスライドテーブル42を
Y方向へ移動させることが可能である。なお、スライド
テーブル42の下面に送り機構10a〜10hを取り付
けて、第1当接部材11が基台41に接する構造とする
と、スライドテーブル42が自走する構造とすることが
できる。Therefore, in the XY table 40,
It is possible to move the slide table 42 in the X direction by driving the feed mechanisms 10a to 10d and not driving the feed mechanisms 10e to 10h during this time. Conversely, the feed mechanisms 10e to 10h are driven. During this time, the slide table 42 can be moved in the Y direction by not driving the feed mechanisms 10a to 10d. When the feed mechanisms 10a to 10h are attached to the lower surface of the slide table 42 and the first contact member 11 is configured to be in contact with the base 41, the slide table 42 can be configured to run on its own.
【0050】図9は3個の送り機構10(以下「送り機
構10i〜10k」とする)を、同心円M上に第2圧電
素子22の伸縮方向がこの同心円Mの法線方向と一致す
るように配置した回転送り装置50を示した平面図であ
る。回転送り装置50は、固定された基台51の上面に
送り機構10i〜10kが配設されており、送り機構1
0i〜10k上に回転テーブル52が配置された構造を
有している。FIG. 9 shows three feeding mechanisms 10 (hereinafter referred to as "feeding mechanisms 10i to 10k") such that the direction of expansion and contraction of the second piezoelectric element 22 on the concentric circle M coincides with the normal direction of the concentric circle M. FIG. 3 is a plan view showing a rotary feeder 50 arranged in the first embodiment. In the rotary feeder 50, feed mechanisms 10i to 10k are provided on the upper surface of a fixed base 51.
It has a structure in which the turntable 52 is arranged on 0i to 10k.
【0051】回転送り装置50では、送り機構10i〜
10kを同時に、第1圧電素子を伸長させた状態で第2
圧電素子22が伸長するようにして駆動することによっ
て、回転テーブル52を時計回りの方向に所定角度回転
させることができる。また、逆に、第1の圧電素子を伸
長させた状態で第2圧電素子が縮むように駆動すること
によって、回転テーブル52を反時計回りの方向に回転
させることができ、送り機構10i〜10kの駆動を連
続的に行うことにより、回転モータとして用いることが
可能である。なお、送り機構10i〜10kを回転テー
ブル52の下面に取り付けて、第1当接部材11を基台
51に当接させた構造とすると、自走式回転装置とする
ことができる。In the rotary feeder 50, the feed mechanisms 10i to 10i
10k simultaneously with the second piezoelectric element with the first piezoelectric element extended.
By driving the piezoelectric element 22 so as to extend, the rotary table 52 can be rotated clockwise by a predetermined angle. Conversely, by driving the second piezoelectric element to contract while the first piezoelectric element is extended, the rotary table 52 can be rotated in a counterclockwise direction, and the feed mechanisms 10i to 10k can be rotated. By performing the driving continuously, it can be used as a rotary motor. When the feed mechanisms 10i to 10k are attached to the lower surface of the turntable 52 and the first contact member 11 is brought into contact with the base 51, a self-propelled rotary device can be obtained.
【0052】以上、本発明の送り装置の実施の形態につ
いて説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではない。例えば、図1に示した送り装置にお
いて送り機構10をX方向に少なくとも2個配置し、図
2に示した駆動形態を用いる場合には、一方の送り機構
10について図2(d)から図2(e)の状態へ変化さ
せる際に、他方の送り機構10については図2(b)か
ら図2(c)の状態へ変化させるようにすると、1個の
送り機構10を用いる場合と比較して、より高速で被搬
送体31を移動させることが可能である。The embodiment of the feeder according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, when at least two feed mechanisms 10 are arranged in the X direction in the feed device shown in FIG. 1 and the driving mode shown in FIG. 2 is used, one feed mechanism 10 is changed from FIG. When the state is changed to the state shown in FIG. 2E, the state of the other feed mechanism 10 is changed from the state shown in FIG. 2B to the state shown in FIG. Thus, the transported body 31 can be moved at a higher speed.
【0053】また、図8に示したX−Yテーブル40に
おいては、スライドテーブル42を3点支持する3箇所
の位置にX方向移動用の送り機構10を配置し、同様
に、スライドテーブル42を3点支持する3箇所の位置
にY方向移動用の送り機構10を配置した形態とするこ
とができる。さらに、図9に示した回転送り装置50に
おいては、送り機構10i〜10kを回転テーブル52
を時計回りに回転させる駆動にのみ用い、回転中心に対
して送り機構10i〜10kの配設位置と点対称な位置
に、回転テーブル52を反時計回りに回転させるための
別の3個の送り機構10を設けることも可能である。こ
のように、送り機構10のみならず、送り機構10´・
10´´を複数組み合わせることにより、被搬送体によ
り複雑な移動、例えば、平面的なスライド移動と回転移
動の両方が可能な送り装置を実現することも可能であ
る。In the XY table 40 shown in FIG. 8, the feed mechanism 10 for moving in the X direction is arranged at three positions supporting the slide table 42 at three points. It is possible to adopt a form in which the feed mechanism 10 for moving in the Y direction is arranged at three positions supporting three points. Further, in the rotary feeder 50 shown in FIG.
Is used only for driving to rotate clockwise, and another three feeds for rotating the turntable 52 counterclockwise to a position symmetrical with the position of the feed mechanisms 10i to 10k with respect to the rotation center. It is also possible to provide a mechanism 10. Thus, not only the feed mechanism 10 but also the feed mechanism 10 '
By combining a plurality of 10 ″, it is also possible to realize a feeder that can perform more complicated movement, for example, both planar slide movement and rotational movement, by the transported body.
【0054】[0054]
【発明の効果】上述の通り、本発明の送り装置によれ
ば、圧電素子の厚み−縦変位を用いることから、分極方
向と逆の方向に電界を印加して分極が消滅しまたは分極
の向きが反転した場合にも、再分極が可能である。こう
して装置寿命が長期化され、信頼性も高められる。ま
た、送り機構は2個の圧電素子を最小単位とすることか
ら制御が容易である。さらに、グリーンシートを用いた
一体焼成法によって使用する積層型圧電素子を製造する
ことにより、生産性を向上させることが可能である。As described above, according to the feeder of the present invention, since the thickness-longitudinal displacement of the piezoelectric element is used, the electric field is applied in the direction opposite to the polarization direction, and the polarization disappears or the direction of the polarization. Is reversed, repolarization is possible. Thus, the life of the device is prolonged and the reliability is enhanced. Further, since the feed mechanism uses two piezoelectric elements as a minimum unit, control is easy. Further, by manufacturing a laminated piezoelectric element to be used by an integral firing method using a green sheet, it is possible to improve productivity.
【図1】本発明の送り装置の一実施形態を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory view showing one embodiment of a feeder of the present invention.
【図2】図1に示す送り装置の一駆動形態を示す説明
図。FIG. 2 is an explanatory view showing one driving mode of the feeder shown in FIG. 1;
【図3】図1に示す送り装置の別の駆動形態を示す説明
図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing another driving mode of the feeding device shown in FIG. 1;
【図4】本発明の送り装置の別の実施形態を示す説明
図。FIG. 4 is an explanatory view showing another embodiment of the feeder of the present invention.
【図5】本発明の送り装置のさらに別の実施形態を示す
説明図。FIG. 5 is an explanatory view showing still another embodiment of the feeder of the present invention.
【図6】図5に示す送り装置の一駆動形態を示す説明
図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing one driving mode of the feeding device shown in FIG. 5;
【図7】本発明の送り装置のさらに別の実施形態を示す
説明図。FIG. 7 is an explanatory view showing still another embodiment of the feeder of the present invention.
【図8】本発明の送り装置に用いられる送り機構を用い
たX−Yテーブルの構造を示す平面図。FIG. 8 is a plan view showing the structure of an XY table using a feed mechanism used in the feed device of the present invention.
【図9】本発明の送り装置に用いられる送り機構を用い
た回転送り装置の構造を示す平面図。FIG. 9 is a plan view showing a structure of a rotary feeder using a feed mechanism used in the feeder of the present invention.
【図10】本発明の送り装置に好適に用いられる圧電素
子の一実施形態を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view showing one embodiment of a piezoelectric element suitably used for the feeder of the present invention.
10・10a〜10k;送り機構 10´・10´´;送り機構 11;第1当接部材 12;第1圧電素子 13・13a・13b;第1支持部材 15a;第1駆動部 15b;第2駆動部 15c;第3駆動部 21・21´;第2当接部材 22;第2圧電素子 23;第2支持部材 31;被搬送体 32;ガイド 33;基台 34;クランプ 40;X−Yテーブル 41;基台 42;スライドテーブル 50;回転送り装置 51;基台 52;回転テーブル 94;応力緩和層 95;圧電体 96;内部電極 97a〜97c;積層型圧電素子 98;外部電極 99;絶縁層 10.10a to 10k; feed mechanism 10 '/ 10' '; feed mechanism 11; first contact member 12; first piezoelectric element 13.13a / 13b; first support member 15a; first drive unit 15b; Drive unit 15c; third drive unit 21 · 21 ′; second contact member 22; second piezoelectric element 23; second support member 31; transported body 32; guide 33; base 34; clamp 40; Table 41; base 42; slide table 50; rotary feeder 51; base 52; rotary table 94; stress relief layer 95; piezoelectric body 96; internal electrodes 97a to 97c; laminated piezoelectric element 98; layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邉 雅幸 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 太平洋 セメント株式会社内 (72)発明者 福永 了一 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 太平洋 セメント株式会社内 (72)発明者 関 順子 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 太平洋 セメント株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masayuki Watanabe 2-4-2 Daisaku, Sakura City, Chiba Prefecture Inside the Cement Co., Ltd. (72) Ryoichi Fukunaga 2-4-2 Daisaku, Sakura City, Chiba Pacific Within Cement Co., Ltd. (72) Inventor Junko Seki 2-4-2 Daisaku, Sakura-shi, Chiba Pref. Pacific Ocean Cement Co., Ltd.
Claims (5)
所定方向へ移動させる送り装置であって、 伸縮変位する第1の圧電素子を有し、前記第1の圧電素
子の伸長によって被搬送体に対して押圧力を加える第1
の駆動部と、 前記第1の圧電素子の伸縮方向と略直交する方向に伸縮
変位する第2の圧電素子を有し、前記第2の圧電素子の
伸縮によって前記第1の駆動部に対して押圧力または引
張力を与える第2の駆動部と、 を具備し、 前記第1の圧電素子を伸長させた状態で前記第2の圧電
素子を伸縮させることによって被搬送体を前記第2の圧
電素子の伸縮方向へ移動させることを特徴とする送り装
置。1. A feeding device for applying a predetermined force to a transported object to move the transported object in a predetermined direction, comprising a first piezoelectric element that expands and contracts and expands the first piezoelectric element. The pressing force is applied to the transferred object by
And a second piezoelectric element that expands and contracts in a direction substantially perpendicular to the direction in which the first piezoelectric element expands and contracts. And a second driving unit for applying a pressing force or a tensile force, wherein the second piezoelectric element is expanded and contracted in a state where the first piezoelectric element is expanded, so that the object to be conveyed is moved to the second piezoelectric element. A feeding device for moving an element in the direction of expansion and contraction.
体を移動させることができるように、前記第1の駆動部
と前記第2の駆動部とからなる送り機構が、第2の圧電
素子の伸縮方向がX方向に一致するように所定数配設さ
れ、かつ、第2の圧電素子の伸縮方向がY方向に一致す
るように所定数配設されていることを特徴とする請求項
1に記載の送り装置。2. A feed mechanism comprising a first drive unit and a second drive unit is provided with a second piezoelectric device so that a transported object can be moved in an X direction and a Y direction orthogonal to each other. A predetermined number of elements are arranged so that expansion and contraction directions of the elements coincide with the X direction, and a predetermined number are arranged so that expansion and contraction directions of the second piezoelectric elements coincide with the Y direction. 2. The feeding device according to 1.
からなる送り機構が同心円上に第2の圧電素子の伸縮方
向が前記同心円の法線方向と一致するように複数配設さ
れ、 複数の前記送り機構の第1の圧電素子を伸長させた状態
で第2の圧電素子を前記同心円における時計回り方向ま
たは反時計回り方向のいずれか一方の同じ方向に伸縮さ
せることによって被搬送体を所定角度回転させることを
特徴とする請求項1に記載の送り装置。3. A plurality of feed mechanisms including the first drive unit and the second drive unit are arranged on a concentric circle such that the direction of expansion and contraction of a second piezoelectric element coincides with the normal direction of the concentric circle. When the first piezoelectric elements of the plurality of feed mechanisms are extended, the second piezoelectric element is conveyed by expanding and contracting in the clockwise direction or the counterclockwise direction in the concentric circle. The feeding device according to claim 1, wherein the body is rotated by a predetermined angle.
し、 前記第2の駆動部は、 前記基台に固定された第2の支持部材を有し、 前記第1の圧電素子は前記当接部材と前記第1の支持部
材との間に位置し、前記当接部材が被搬送体に対して押
圧または離隔するように伸縮し、 前記第2の圧電素子は前記第2の支持部材に接合され、
前記第1の圧電素子の伸縮方向と直交する方向において
前記第1の支持部材に対して引張もしくは離隔または押
圧するように伸縮することを特徴とする請求項1から請
求項3のいずれか1項に記載の送り装置。4. The first drive unit includes: a first support member attached to a fixed base; and a contact member that is in contact with or separated from a transported body. A second driving unit having a second support member fixed to the base, wherein the first piezoelectric element is located between the contact member and the first support member; The contact member expands and contracts so as to press or separate from the transferred object, and the second piezoelectric element is joined to the second support member,
4. The first piezoelectric element expands and contracts so as to be pulled, separated or pressed against the first support member in a direction orthogonal to the expansion and contraction direction of the first piezoelectric element. The feeding device according to item 1.
動部と対向する第3の駆動部を具備し、 前記第3の駆動部は、 前記第1の圧電素子の伸縮方向と略直交し、かつ、前記
第2の圧電素子の伸縮方向と略一直線上にある方向に伸
縮変位し、伸長によって前記第1の駆動部に対して押圧
力を加える第3の圧電素子を有し、 前記第2の圧電素子の伸長/縮小に同期させて前記第3
の圧電素子を縮小/伸長させることを特徴とする請求項
1から請求項4のいずれか1項に記載の送り装置。5. A device according to claim 1, further comprising: a third driving unit that faces the second driving unit with the first driving unit interposed therebetween, wherein the third driving unit is configured to move in a direction in which the first piezoelectric element expands and contracts. A third piezoelectric element that extends and contracts in a direction that is substantially orthogonal to and substantially in line with the expansion and contraction direction of the second piezoelectric element and applies a pressing force to the first drive unit by extension. The third piezoelectric element in synchronization with the extension / reduction of the second piezoelectric element.
The feed device according to any one of claims 1 to 4, wherein the piezoelectric element is reduced / expanded.
Priority Applications (1)
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