JPS6331479A - 超音波モ−タ - Google Patents
超音波モ−タInfo
- Publication number
- JPS6331479A JPS6331479A JP61172001A JP17200186A JPS6331479A JP S6331479 A JPS6331479 A JP S6331479A JP 61172001 A JP61172001 A JP 61172001A JP 17200186 A JP17200186 A JP 17200186A JP S6331479 A JPS6331479 A JP S6331479A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- ultrasonic motor
- cooling
- 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
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- 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、圧電体等の電気−機械変換手段を用いて駆動
力を発生する超音波モータに関するちのである。
力を発生する超音波モータに関するちのである。
従来の技術
従来この種の圧電体の電気−機械変換手段を用いた超音
波モータは、例えば、特開昭５９−３９８０１号公報に
示されているように、第３図のような構成になっている
。すなわち、２つの円形の圧電体２，３と、円形の弾性
体１とを厚み方向に重ねて構成したステータと、そのス
テータに面接触する円形のロータ７とを備え、前記ステ
ータ表面には振動エネルギを作用させるためのリング状
の突起１ａを有しており、圧電体２，３に互いに位相の
ずれた電気信号を印加することにより、回転力を得るよ
うになっている。
波モータは、例えば、特開昭５９−３９８０１号公報に
示されているように、第３図のような構成になっている
。すなわち、２つの円形の圧電体２，３と、円形の弾性
体１とを厚み方向に重ねて構成したステータと、そのス
テータに面接触する円形のロータ７とを備え、前記ステ
ータ表面には振動エネルギを作用させるためのリング状
の突起１ａを有しており、圧電体２，３に互いに位相の
ずれた電気信号を印加することにより、回転力を得るよ
うになっている。
発明が解決しようとする問題点
このように構成された超音波モータは、単位体積当たり
蓄えられるエネルギ密度が大きいため、同じ出力を取り
出す場合、従来の電磁モータに比較して、小形のもので
よいという長所をもっている。しかし、現在のところモ
ータ効率が４５％程度であり、モータ人力電力の約半分
程度が損失となり、上述の小形であるという超音波モー
タの温度上昇を大きくして゛しまう。超音波モータは、
ステータの形状及び材質（密度、ヤング率）等で決めら
れるある一定の共振周波数でドライブされる時、最も能
率の良いものであるが、上述の温度上昇により、このド
ライブ周波数が変化し、その結果、モータ出力が低下し
てしまうという問題点があった。
蓄えられるエネルギ密度が大きいため、同じ出力を取り
出す場合、従来の電磁モータに比較して、小形のもので
よいという長所をもっている。しかし、現在のところモ
ータ効率が４５％程度であり、モータ人力電力の約半分
程度が損失となり、上述の小形であるという超音波モー
タの温度上昇を大きくして゛しまう。超音波モータは、
ステータの形状及び材質（密度、ヤング率）等で決めら
れるある一定の共振周波数でドライブされる時、最も能
率の良いものであるが、上述の温度上昇により、このド
ライブ周波数が変化し、その結果、モータ出力が低下し
てしまうという問題点があった。
そこで本発明は、損失によるステータ温度上昇を、後述
の手段により極力おさえ、ドライブ周波数の変化を少な
（し、モータ出力の低減を防止しようとするものである
。
の手段により極力おさえ、ドライブ周波数の変化を少な
（し、モータ出力の低減を防止しようとするものである
。
問題点を解決するための手段
その手段として、超音波モータを構成するステータとロ
ータが対向する空隙部のロータ端面あるいは、ロータ軸
に放射状の冷却用羽恨等の冷却手段を設けたものである
。
ータが対向する空隙部のロータ端面あるいは、ロータ軸
に放射状の冷却用羽恨等の冷却手段を設けたものである
。
作用
本構成では、冷却用羽恨が、ロータと一体に構成されて
いるため、モータに電源が供給され、ロータが駆動され
ると同時に、前記冷却用羽恨が冷却能力を発揮する。従
って、モータのステータ温度上昇を防ぎ、ドライブ周波
数の温度変化を少なくし、モータ出力の低減を小さくす
ることができる。又超音波モータへの入力電力を大きく
すると、モータ回転数も大きくなるため冷却用羽恨によ
る冷却効果も大きくなり、温度上昇はある範囲に抑制さ
れることになる。
いるため、モータに電源が供給され、ロータが駆動され
ると同時に、前記冷却用羽恨が冷却能力を発揮する。従
って、モータのステータ温度上昇を防ぎ、ドライブ周波
数の温度変化を少なくし、モータ出力の低減を小さくす
ることができる。又超音波モータへの入力電力を大きく
すると、モータ回転数も大きくなるため冷却用羽恨によ
る冷却効果も大きくなり、温度上昇はある範囲に抑制さ
れることになる。
実施例
以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。第１図は第一の実施例を示すものである。
。第１図は第一の実施例を示すものである。
１は弾性体で、例えば、鉄ステンレス等の金属である。
この弾性体１の底面には、圧電体２及び圧電体３が、樹
脂接着剤にて強固に接合されている。又弾性体１の上面
には、リング状の突起部１ａが設けられ、機械ひずみの
据幅を拡大し、有効に出力がとりだされる構造になって
いる。これらにより、ステータ４が構成される。尚、円
形の圧電体２及び３は、それぞれ周方向に、正極、負極
、交互にｎ分極（ｎ：偶数）されている。そして圧電体
２と圧電体３は、機械的に位相が、π／２（電気角〉ず
れた状態で接合されている。（−分極幅を電気角でπと
する。）圧電体２と圧電体３には、電圧が印加できるよ
う、リード線（図示せず）が取り付けられている。
脂接着剤にて強固に接合されている。又弾性体１の上面
には、リング状の突起部１ａが設けられ、機械ひずみの
据幅を拡大し、有効に出力がとりだされる構造になって
いる。これらにより、ステータ４が構成される。尚、円
形の圧電体２及び３は、それぞれ周方向に、正極、負極
、交互にｎ分極（ｎ：偶数）されている。そして圧電体
２と圧電体３は、機械的に位相が、π／２（電気角〉ず
れた状態で接合されている。（−分極幅を電気角でπと
する。）圧電体２と圧電体３には、電圧が印加できるよ
う、リード線（図示せず）が取り付けられている。
ステータ４は、節円にて固定台５に接着固定されている
。そしてステータ４の中心部には、ベアリング９が設け
られ、ロータ７の回転軸７ａがはまり込むようになって
いる。一方通虱穴１２が設けられたロータ７には、耐磨
耗のライニング材６が接着され、前述のステータ４のリ
ング状の突起部１ａと接触するようになっている。又回
転軸７ａの先端はネジが切られており、ライニング材６
とリング状突起部１ａが適当な荷重で接触し、加圧され
る様スプリングワッシャ１０とナツト１１で締めつけら
れる構造になっている。又ステータ４とロータ７が対向
する空隙部のロータ端面には、放射状の冷却用羽恨８が
構成されている。
。そしてステータ４の中心部には、ベアリング９が設け
られ、ロータ７の回転軸７ａがはまり込むようになって
いる。一方通虱穴１２が設けられたロータ７には、耐磨
耗のライニング材６が接着され、前述のステータ４のリ
ング状の突起部１ａと接触するようになっている。又回
転軸７ａの先端はネジが切られており、ライニング材６
とリング状突起部１ａが適当な荷重で接触し、加圧され
る様スプリングワッシャ１０とナツト１１で締めつけら
れる構造になっている。又ステータ４とロータ７が対向
する空隙部のロータ端面には、放射状の冷却用羽恨８が
構成されている。
以上のように構成された冷却手段を備えた超音波モータ
の動作を説明する。
の動作を説明する。
超音波モータは、ステータの形状及び材質（密度、ヤン
グ率）等で決まる、ある一定の共振周波数において駆動
される。今、圧電体２及び３に、π／２位相の異なる前
記共振周波数２相交流電圧を印加すると、ステータ４は
、進行性の機械ひずみの波を発生する。従ってステータ
４と加圧接触しているロータ７は、波の頂点でのみ接触
し、（ｎ／２箇所で接触）、前記波の進行方向とは逆方
向に、波の頂点速度で送られ、ロータ軸７ａを中心に回
転することになる。従って、ステータ４とロータ７とが
対面する空隙部のロータ端面に設けられた放射状の冷却
用羽恨８も回転し、ロータの通風穴１２を空気の吸入口
として、ステータ４の」二面に強制的に風を送り、冷却
を行い、損失によるステータの温度」１昇を抑制するよ
うに働く。
グ率）等で決まる、ある一定の共振周波数において駆動
される。今、圧電体２及び３に、π／２位相の異なる前
記共振周波数２相交流電圧を印加すると、ステータ４は
、進行性の機械ひずみの波を発生する。従ってステータ
４と加圧接触しているロータ７は、波の頂点でのみ接触
し、（ｎ／２箇所で接触）、前記波の進行方向とは逆方
向に、波の頂点速度で送られ、ロータ軸７ａを中心に回
転することになる。従って、ステータ４とロータ７とが
対面する空隙部のロータ端面に設けられた放射状の冷却
用羽恨８も回転し、ロータの通風穴１２を空気の吸入口
として、ステータ４の」二面に強制的に風を送り、冷却
を行い、損失によるステータの温度」１昇を抑制するよ
うに働く。
尚、ステータに設けられている突起１ａは、スリット入
りの突起であるため、冷却用羽恨８（：よって送られ、
ステータを冷却した暖かい空気は、この溝を通って外部
へ強制的に押し出されるため、熱が前記空隙部に閉じ込
められることはない。このようにして°ステータの温度
上昇が抑制されると、ドライブ周波数の温度による変化
も小さくおさえられ、モータの出力の低減を小さくする
ことが可能となる。
りの突起であるため、冷却用羽恨８（：よって送られ、
ステータを冷却した暖かい空気は、この溝を通って外部
へ強制的に押し出されるため、熱が前記空隙部に閉じ込
められることはない。このようにして°ステータの温度
上昇が抑制されると、ドライブ周波数の温度による変化
も小さくおさえられ、モータの出力の低減を小さくする
ことが可能となる。
尚、第１図において、放射状の冷却用羽恨８は、８個設
けられているが、これに限定するものではない。又冷却
用羽恨Ｓが径方向に直線的な形状になっているが、これ
に限定するものではな（、風量を増大するような、各種
形状（例えば、円弧状の羽根が、周方向にい（つも並べ
られているもの。）が考えられる。又ロータの通風穴１
２も８個に限定するものではない。
けられているが、これに限定するものではない。又冷却
用羽恨Ｓが径方向に直線的な形状になっているが、これ
に限定するものではな（、風量を増大するような、各種
形状（例えば、円弧状の羽根が、周方向にい（つも並べ
られているもの。）が考えられる。又ロータの通風穴１
２も８個に限定するものではない。
第２図は、本発明の他の実施例を示すものである。超音
波モータの構成は、第一の実施例とほぼ同様であるが、
ステータに風を送る為の冷却用羽恨８が前述のロータ端
面でなく、ロータ軸７ａにボス１３を介して放射状に設
けたものである。動作は、第一の実施例で述べたと同様
である。尚、第２図において放射状の冷却用羽恨８は、
８個設けられているが、この数に限定するものではない
。
波モータの構成は、第一の実施例とほぼ同様であるが、
ステータに風を送る為の冷却用羽恨８が前述のロータ端
面でなく、ロータ軸７ａにボス１３を介して放射状に設
けたものである。動作は、第一の実施例で述べたと同様
である。尚、第２図において放射状の冷却用羽恨８は、
８個設けられているが、この数に限定するものではない
。
又、冷却用羽恨が径方向にＭ線的な形状になっているが
、これに限定するものではなく、円弧状のもの等、風量
を増大する各種形状のものが考えられる。通風穴１２も
８個に限定するものではない。
、これに限定するものではなく、円弧状のもの等、風量
を増大する各種形状のものが考えられる。通風穴１２も
８個に限定するものではない。
発明の効果
以上の（清に、本発明は弾性体とこの弾性体を励振させ
る為の圧電体とで構成されたステータと、ある適当な荷
重で、前記ステータに加圧接触されたロータとで構成さ
れる超音波モータにおいて、前記モータを冷却するよう
、ロータとステータの対向する空隙部に、冷却用羽恨等
の冷却手段を設け、モータに電源が供給され、ロータが
駆動されたとき、冷却用羽恨により送風を行い、モータ
のステータ温度上昇を防ぎ、ドライブ周波数の温度によ
る変化を少なくシ、モータ出力の低減を小さくすること
ができる。
る為の圧電体とで構成されたステータと、ある適当な荷
重で、前記ステータに加圧接触されたロータとで構成さ
れる超音波モータにおいて、前記モータを冷却するよう
、ロータとステータの対向する空隙部に、冷却用羽恨等
の冷却手段を設け、モータに電源が供給され、ロータが
駆動されたとき、冷却用羽恨により送風を行い、モータ
のステータ温度上昇を防ぎ、ドライブ周波数の温度によ
る変化を少なくシ、モータ出力の低減を小さくすること
ができる。
第１図は本発明の第一の実施例における冷却手段を備え
た超音波モータの上面図および正面断面図、第２図は本
発明の第二の実施例における冷却手段を備えた超音波モ
ータの上面図および正面断面図、第３図は従来例の超音
波モータの分解斜視図である。 １・・・・・・弾性体、２．３・・・・・・圧電体、４
・・・・・・ステータ、７・・・・・・ロータ、７ａ・
・・・・・回転軸、８，１４・・・・・・冷却用羽恨。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第１図
７−ローフ ８−；＋却訂剖梗 ｌａ−一安起 第 ２ 図
１２−ｍ−通風・友１２．
１４−一一玲咳Ｆ刑扶第３図
た超音波モータの上面図および正面断面図、第２図は本
発明の第二の実施例における冷却手段を備えた超音波モ
ータの上面図および正面断面図、第３図は従来例の超音
波モータの分解斜視図である。 １・・・・・・弾性体、２．３・・・・・・圧電体、４
・・・・・・ステータ、７・・・・・・ロータ、７ａ・
・・・・・回転軸、８，１４・・・・・・冷却用羽恨。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第１図
７−ローフ ８−；＋却訂剖梗 ｌａ−一安起 第 ２ 図
１２−ｍ−通風・友１２．
１４−一一玲咳Ｆ刑扶第３図
Claims (3)
- （１） 弾性体と、この弾性体を励振させる圧電体とで
構成されたステータと、ある適当な荷重で前記ステータ
に加圧接触されたロータとを備え、前記ロータとステー
タの対向する空隙部に冷却手段を設けた超音波モータ。 - （２） 冷却手段は、ロータとステータの対向する空隙
部のロータ端面に放射状に冷却用羽根を設けて構成した
特許請求の範囲第１項記載の超音波モータ。 - （３） 冷却手段は、ロータのロータ軸に放射状に冷却
用羽恨を設けて構成した特許請求の範囲第１項記載の超
音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61172001A JPS6331479A (ja) | 1986-07-22 | 1986-07-22 | 超音波モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61172001A JPS6331479A (ja) | 1986-07-22 | 1986-07-22 | 超音波モ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6331479A true JPS6331479A (ja) | 1988-02-10 |
Family
ID=15933681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61172001A Pending JPS6331479A (ja) | 1986-07-22 | 1986-07-22 | 超音波モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6331479A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4983874A (en) * | 1988-07-05 | 1991-01-08 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Vibrator and ultrasonic motor employing the same |
| US5025186A (en) * | 1989-06-26 | 1991-06-18 | Seiko Instruments Inc. | Ultrasonic motor |
| JP2012050320A (ja) * | 2010-07-26 | 2012-03-08 | Canon Inc | 振動波モータ |
-
1986
- 1986-07-22 JP JP61172001A patent/JPS6331479A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4983874A (en) * | 1988-07-05 | 1991-01-08 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Vibrator and ultrasonic motor employing the same |
| US5025186A (en) * | 1989-06-26 | 1991-06-18 | Seiko Instruments Inc. | Ultrasonic motor |
| JP2012050320A (ja) * | 2010-07-26 | 2012-03-08 | Canon Inc | 振動波モータ |
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