超音波モータ

 Nanomotion
 ナノモーション社の超音波モータ(ピエゾモータ)は、高分解能、高速応答性、省スペースです。
 さらに超音波モータ自体磁場を発生せず、また外部磁場の影響を受けないこと、高真空でも使用可能など一般の電動モータやその他のアクチュエータと比較しても一歩抜きん出た次世代アクチュエータとして世界中で使用されています。


 メーカーサイト
 
 


英文カタログ
 2011年ですが最新版です
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概要と応用事例
 ナノモーションの概要と応用事例を紹介します
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SPring8でご採用いただきました
 理化学研究所播磨事業所の放射光科学総合研究センター様(SPring-8)に、超高真空対応超音波モータを納入いたしました。
 公式サイトにある「SACLAを支える日本の力」に弊社社名が掲載されました。
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 ナノモーション ラインナップ

超音波モータ 主な特徴 
HRシリーズ 直線および回転ステージを動かすのに用いられます。
速度は数μm/secから250mm/secまでの広い可変域を持ち一般的な摩擦抵抗の少ないステージなどの機器に簡単に取り付けられます。
真空仕様品もあります。 
LSシリーズ 位置決め完了後のジッターがなく、モータの持つ最高の分解能の元で行なう繰り返し動作の用途に適しています。 
STシリーズ 高分解能の直線および回転運動制御に用いられます。
最大速度250mm/secで数十nmのステップ送りができる性能を持ち、微小ステップ送りや線形送りに最適です。 
EDGEシリーズ ナノモーションが扱う市販品としては最小の工業用超音波モータです。
ASICベースのドライバで駆動され、市販の多くのサーボコントローラに接続して制御が可能です。 

ステージ 主な特徴 
FBステージ 単一または多軸アプリケーションに使用できる標準モジュラーリニアステージ群です。ステージは、クロスローラベアリング、リニアエンコーダおよびナノモーション超音波モータ(HRシリーズ)を採用しています。
真空仕様品もあります。
FBR60 直径60mmのセラミックリングと非接触光学エンコーダを組み合わせたクロスローラ回転ベアリングで構成されています。分解能は0.5arc秒です。
FBZ075 くさび形Zステージで、水平移動を垂直移動に変換します。
FGB ゴニオステージで、1arc秒までの分解能を得るためにテープ目盛りの他、ダイレクト光学エンコーダを用いています。

アンプ 主な特徴 
AB1A 標準アンプで過酷な仕様にも適応し広範囲に用いられています。
供給電圧:48VDC 最大HRエレメント数:32
AB2 独自のDCモードを用いて、1ナノメータレベルの位置決めを可能にした超高分解能(UHR)機能を搭載しています。
供給電圧:24VDC 最大HRエレメント数:16
AB4 12V電源駆動用コンパクトタイプのドライバです。
供給電圧:12VDC 最大HRエレメント数:4
AB5 PLCをはじめ市販のコントローラで制御可能なリニア増幅器です。従来必要だった超音波モータを動かすための特別なアルゴリズムは不要です。
供給電圧:24VDC 最大HRエレメント数:32

ベルト 主な特徴 
CSベルト 超音波モータのエレメントが接触するベルトを、直線、リングおよびディスク型の標準品のほか特注品も取り扱っています。
ベルトの材質はセラッミクベルトまたはセラミックコーティングした鉄製ベルトの2種類があります。
CRリング
CDディスク


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超音波モータ紹介

 超音波モータは、電圧をかけることで歪む物質(本製品はセラミック)を利用して、うまく運動するよう工夫されたモータです。電動モータのような回転機構はなく構造が単純です。
 次の動画はナノモーション社の超音波モータが動く様子を極端に表現した動画です。
 

 ナノモーション社の超音波モータは次の大きな特徴があります。
(1)高い真空度でも使用可能(真空タイプのみ)
   ◯グリスなど蒸発しやすいものが使われていない
   ◯発熱が少なく、空気による放熱が不要
(2)磁場を嫌う環境でも使用可能(非磁性タイプのみ)
   ◯モータ基部はセラミック製のため非磁性
   ◯非磁性モータのケーシングには磁性のないチタンを使用

 真空中で電動モータを使うと軸受のグリスなどが蒸発し悪影響を与えたり、空気による放熱ができないなど電動モータが使えない環境で超音波モータが多く使われています。また超音波モータは回転系ではないためステージを直接リニアに動かすことができ、省スペース・軽量化が図れます。当社でも人工衛星での実験用に納入したことがあります。
 
 非磁性を生かしたところでは、医療機器としてMRI(核磁気共鳴画像法)を使った遠隔手術装置のアクチュエータへの使用が海外で実績があります。MRIでは強い磁場が発生し、医療用ボンベやイス、胸ポケットのペンなど金属製品がMRIへ向かって飛んで行く事故が発生することがあります。これほどの強い磁場の中でも使用できるアクチュエータのひとつが超音波モータです。
 株式会社工苑
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更新:2016年10月24日