JPS62196082A - 超音波モ−タ - Google Patents
超音波モ−タInfo
- Publication number
- JPS62196082A JPS62196082A JP61035964A JP3596486A JPS62196082A JP S62196082 A JPS62196082 A JP S62196082A JP 61035964 A JP61035964 A JP 61035964A JP 3596486 A JP3596486 A JP 3596486A JP S62196082 A JPS62196082 A JP S62196082A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic motor
- fiber
- motor according
- fixed part
- fibers
- Prior art date
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- Pending
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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
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/163—Motors with ring stator
-
- 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
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/005—Mechanical details, e.g. housings
- H02N2/0065—Friction interface
- H02N2/007—Materials
-
- 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
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/166—Motors with disc stator
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、圧電体を用いて進行波をともなう超音波振動
を発生させることにより駆動することのできるモータに
関する。
を発生させることにより駆動することのできるモータに
関する。
従来の技術
超音波モータにおいては、固定部と移動部が相互に接触
加圧されることにより圧電体による進行波をともなう固
定部の振動が、摩擦力を介して移動部へと伝えられ移動
部が駆動される。その固定部と移動部の接触加圧状態に
より超音波モータとしての起動トルク、無負荷回転数、
モータ効率、寿命などの緒特性を決定ずける一つの要因
となる。圧電体を装着してなる固定部に移動部を加圧接
触させ、圧電体の進行波をともなう微少振動により移動
部が移動する超音波モータにおいて、従来固定部は金属
により構成されていた。また、移動部も金属により構成
されていた。別法として、スライダーというゴムなどの
摩擦係数の大きな第三の物体を移動部に装着し、固定部
に加圧接触させるという方法もとられていた。さらに、
圧電体から発生する超音波振動を効率良く伝えるため、
固定部は複数のスリットの入った形状をとることが望ま
しいと提案されている。
加圧されることにより圧電体による進行波をともなう固
定部の振動が、摩擦力を介して移動部へと伝えられ移動
部が駆動される。その固定部と移動部の接触加圧状態に
より超音波モータとしての起動トルク、無負荷回転数、
モータ効率、寿命などの緒特性を決定ずける一つの要因
となる。圧電体を装着してなる固定部に移動部を加圧接
触させ、圧電体の進行波をともなう微少振動により移動
部が移動する超音波モータにおいて、従来固定部は金属
により構成されていた。また、移動部も金属により構成
されていた。別法として、スライダーというゴムなどの
摩擦係数の大きな第三の物体を移動部に装着し、固定部
に加圧接触させるという方法もとられていた。さらに、
圧電体から発生する超音波振動を効率良く伝えるため、
固定部は複数のスリットの入った形状をとることが望ま
しいと提案されている。
発明が解決しようとする問題点
超音波モータにおいて、固定部と移動部の接触面におい
て、モータとしての良好な性能を得、実用に耐えうるち
のは、いまだ存在しない。固定部をステンレス、アルミ
ニウム、鉄鋼などの金属材料で構成し、金属の移動部を
用いる金属どうしの接触では、固定部および回転部の接
触面は、超精密加工を施し平面加工精度をミクロンオー
ダーにする必要があった。さらに、超音波振動下では金
属どうしの接触による騒音が発生し実用上問題であった
。金属以外の接触として、スライダーという考えのちと
に異方性を持たせたスライダー、可きょう性を有するス
ライダー、ゴムなどの摩擦係数の大きなスライダーなど
の提案が成されているが、通常の市販のそのような摩擦
材料を用いると、接触面が摩擦することによって生じる
磨耗が原因で、起動トルク、無負荷回転数、効率等の諸
性能の劣化が起こり、モータの寿命が非常に短（なると
いう欠点を有しており、かつスライダーという余分な構
成部品が必要となり構造が複雑となる。さらに、固定部
を複数のスリットの入った形状を金属材料で構成する場
合、切削加工に手間がかかり、固定部の作成が非常に困
難であった。
て、モータとしての良好な性能を得、実用に耐えうるち
のは、いまだ存在しない。固定部をステンレス、アルミ
ニウム、鉄鋼などの金属材料で構成し、金属の移動部を
用いる金属どうしの接触では、固定部および回転部の接
触面は、超精密加工を施し平面加工精度をミクロンオー
ダーにする必要があった。さらに、超音波振動下では金
属どうしの接触による騒音が発生し実用上問題であった
。金属以外の接触として、スライダーという考えのちと
に異方性を持たせたスライダー、可きょう性を有するス
ライダー、ゴムなどの摩擦係数の大きなスライダーなど
の提案が成されているが、通常の市販のそのような摩擦
材料を用いると、接触面が摩擦することによって生じる
磨耗が原因で、起動トルク、無負荷回転数、効率等の諸
性能の劣化が起こり、モータの寿命が非常に短（なると
いう欠点を有しており、かつスライダーという余分な構
成部品が必要となり構造が複雑となる。さらに、固定部
を複数のスリットの入った形状を金属材料で構成する場
合、切削加工に手間がかかり、固定部の作成が非常に困
難であった。
実用に供しつる超音波モータの固定部の要件としては、
（１）簡単に作成可能なこと、（２）モータ駆動時に騒
音がでに（いこと、（３）移動部と加圧接触することに
よって生じる駆動力（トルク）が大きいこと、（４）モ
ータの駆動時に接触面が摩擦することにより発生する磨
耗量が極力少なく、長時間安定に性能が維持できること
、の四点が挙げられる。
（１）簡単に作成可能なこと、（２）モータ駆動時に騒
音がでに（いこと、（３）移動部と加圧接触することに
よって生じる駆動力（トルク）が大きいこと、（４）モ
ータの駆動時に接触面が摩擦することにより発生する磨
耗量が極力少なく、長時間安定に性能が維持できること
、の四点が挙げられる。
一φ−
問題を解決するための手段
圧電体を装着してなる固定部に移動部を加圧接触させ、
圧電体の進行波をともなう超音波振動により移動部が移
動する超音波モータにおいて、固定部を少な（とも繊維
を含有する複合プラスチック材から構成する。
圧電体の進行波をともなう超音波振動により移動部が移
動する超音波モータにおいて、固定部を少な（とも繊維
を含有する複合プラスチック材から構成する。
作用
固定部を少なくとも繊維を含有する複合プラスチック材
で構成することにより、金属どうしの接触による騒音は
発生しない。さらに、この複合プラスチック材からなる
固定部が、移動部との接触表面において従来提案されて
いたスライダーの役目も兼ねｆＡｌｌえるので、スライ
ダーという余分な構成部品を用いる必要もなく単純化さ
れる。繊維を含有しているので、移動部との接触面が摩
擦することにより発生する磨耗量を少な（することがで
きる。加えて、このような複合プラスチック材で固定部
を構成する際、スリットの入った複雑な形状も、金属加
工するのに比べ容易に作成することができるという利点
を有する。
で構成することにより、金属どうしの接触による騒音は
発生しない。さらに、この複合プラスチック材からなる
固定部が、移動部との接触表面において従来提案されて
いたスライダーの役目も兼ねｆＡｌｌえるので、スライ
ダーという余分な構成部品を用いる必要もなく単純化さ
れる。繊維を含有しているので、移動部との接触面が摩
擦することにより発生する磨耗量を少な（することがで
きる。加えて、このような複合プラスチック材で固定部
を構成する際、スリットの入った複雑な形状も、金属加
工するのに比べ容易に作成することができるという利点
を有する。
実施例
連続繊維からなる炭素繊維織布にエポキシ樹脂を含浸さ
せてなるプリプレグを、マンドレルを用いて通常の筒巻
き法により巻き取り、円環状に予備成型した。その際複
数のスリットの入った構造にするため、巻き付ける前に
予めスリットの部分を切断しておいた。これを温度１５
０℃、圧力１０ ｋｇ ／ ｃｄの条件で２時間放置す
ることにより、樹脂を硬化させ円環状の成型体を得た。
せてなるプリプレグを、マンドレルを用いて通常の筒巻
き法により巻き取り、円環状に予備成型した。その際複
数のスリットの入った構造にするため、巻き付ける前に
予めスリットの部分を切断しておいた。これを温度１５
０℃、圧力１０ ｋｇ ／ ｃｄの条件で２時間放置す
ることにより、樹脂を硬化させ円環状の成型体を得た。
ここにおいて、炭素繊維の体積含有率は約７０％であっ
た。
た。
別法として円筒状の成型体を作成後、切断加工してスリ
ットの入った構造にすることもできる。得られた円環状
の成型体は、第１図に示すごと（、円環状の円周方向ａ
および軸方向すには繊維が配向し、一方中心から遠ざか
る方向Ｃには配向していない。それ故得られた成型体は
弾性率に異方性を有していた。
ットの入った構造にすることもできる。得られた円環状
の成型体は、第１図に示すごと（、円環状の円周方向ａ
および軸方向すには繊維が配向し、一方中心から遠ざか
る方向Ｃには配向していない。それ故得られた成型体は
弾性率に異方性を有していた。
この円環状の成型体を固定部１として、圧電体２を市販
の接着剤を用いて張り合わせ、移動部３をその重力を利
用することにより固定部に加圧接触させた。ここで移動
部３は摩擦熱の放散ができるように熱伝導の良好である
材料として金属を用いた。このようにして得られた超音
波モータを圧電体２による進行波を伴う振動により駆動
させると、従来、固定部を金属材料で構成した場合には
キーキーという騒音が発生していたのに比べ全く騒音は
しなかった。また駆動力に関しても、接触加圧力を調整
することにより金属どうしの接触の場合およびスライダ
ーを用いた接触の場合と同等以上の駆動力が得られた。
の接着剤を用いて張り合わせ、移動部３をその重力を利
用することにより固定部に加圧接触させた。ここで移動
部３は摩擦熱の放散ができるように熱伝導の良好である
材料として金属を用いた。このようにして得られた超音
波モータを圧電体２による進行波を伴う振動により駆動
させると、従来、固定部を金属材料で構成した場合には
キーキーという騒音が発生していたのに比べ全く騒音は
しなかった。また駆動力に関しても、接触加圧力を調整
することにより金属どうしの接触の場合およびスライダ
ーを用いた接触の場合と同等以上の駆動力が得られた。
これは固定部を繊維を用いることにより、弾性率に異方
性を有する構造にし、振動を効率良く移動部に伝達する
ことができたためであると思われる。また、スライダー
という余分な構成部品も不必要で超音波モータとしての
構成が非常に単純化され作成が容易になった。
性を有する構造にし、振動を効率良く移動部に伝達する
ことができたためであると思われる。また、スライダー
という余分な構成部品も不必要で超音波モータとしての
構成が非常に単純化され作成が容易になった。
さらに実際に超音波モータを１００万回転駆動させた後
その磨耗した深さを表面形状測定器にて測定した。磨耗
したのは固定部であり、その磨耗量は１００万回後でも
３．０μｍと非常に少なかった。また、駆動中回転数の
変化あるいは騒音の発生などは全くみられず初期状態と
同様の条件にて回転していた。駆動条件としては、回転
角９０”のステップ回転にて負荷を３００ｇｆ・Ｃｌ１
１とし、見掛けの回転数が１００ｒｐｎで行った。これ
は同条件でおこなった金属どうしの磨耗量よりはるかに
少ない。さらに比較のため、スライダーを介在させる方
式で、スライダーとして従来からクラッチのライニング
材として用いられている摩擦係数の比較的大きな市販の
摩擦材料を試験した。比較例の場合には同条件にて約５
万回回転したところで停止した。この際、磨耗が激しく
約５万回で約６０μＩ削れており駆動とともに回転数が
減少してゆき実用に全（耐えるものではなかった。また
、駆動中若干の騒音が発生した。
その磨耗した深さを表面形状測定器にて測定した。磨耗
したのは固定部であり、その磨耗量は１００万回後でも
３．０μｍと非常に少なかった。また、駆動中回転数の
変化あるいは騒音の発生などは全くみられず初期状態と
同様の条件にて回転していた。駆動条件としては、回転
角９０”のステップ回転にて負荷を３００ｇｆ・Ｃｌ１
１とし、見掛けの回転数が１００ｒｐｎで行った。これ
は同条件でおこなった金属どうしの磨耗量よりはるかに
少ない。さらに比較のため、スライダーを介在させる方
式で、スライダーとして従来からクラッチのライニング
材として用いられている摩擦係数の比較的大きな市販の
摩擦材料を試験した。比較例の場合には同条件にて約５
万回回転したところで停止した。この際、磨耗が激しく
約５万回で約６０μＩ削れており駆動とともに回転数が
減少してゆき実用に全（耐えるものではなかった。また
、駆動中若干の騒音が発生した。
ここでは繊維として炭素繊維を用いた場合について詳細
に述べたが、それ以外にガラス繊維、炭化けい素繊維、
アルミナ繊維、芳香族ポリアミド繊維、石英繊維などを
用いることができる。また、樹脂として熱硬化性樹脂で
あるエポキシ樹脂を用いたが、熱可そ性樹脂およびその
他の熱硬化性樹脂を用いることができる。
に述べたが、それ以外にガラス繊維、炭化けい素繊維、
アルミナ繊維、芳香族ポリアミド繊維、石英繊維などを
用いることができる。また、樹脂として熱硬化性樹脂で
あるエポキシ樹脂を用いたが、熱可そ性樹脂およびその
他の熱硬化性樹脂を用いることができる。
超音波モータの形状として円環状のものについて示した
が、第２図に示したような円盤状の構成からなる超音波
モータの固定部を繊維を含有する複合プラスチック材か
ら構成した場合も同様に良好な結果が得られる。本実施
例のように固定部を繊維を含有する複合プラスチック材
から構成することにより、従来金属で構成されていた場
合と比較し軽量になるという利点も有する。
が、第２図に示したような円盤状の構成からなる超音波
モータの固定部を繊維を含有する複合プラスチック材か
ら構成した場合も同様に良好な結果が得られる。本実施
例のように固定部を繊維を含有する複合プラスチック材
から構成することにより、従来金属で構成されていた場
合と比較し軽量になるという利点も有する。
発明の効果
本発明によれば、磨耗によるモータ諸性能の低下および
劣化がほとんど起こらず、トルクも大きく、かつモータ
回転時に全（騒音がでない、実用に提供しうる超音波モ
ータを実現できる。
劣化がほとんど起こらず、トルクも大きく、かつモータ
回転時に全（騒音がでない、実用に提供しうる超音波モ
ータを実現できる。
第１図は、円環状の超音波モータの構成を示す斜視図、
第２図は、円盤状の超音波モータの構成を示す斜視図で
ある。
第２図は、円盤状の超音波モータの構成を示す斜視図で
ある。
Claims (7)
- （１）圧電体を装着してなる固定部に移動部を加圧接触
させ、前記圧電体の進行波をともなう微少振動により摩
擦力を介して移動部が移動する超音波モータにおいて、
前記固定部が少なくとも繊維を含有する複合プラスチッ
ク材から構成されることを特徴とする超音波モータ。 - （２）固定部が繊維を含有することにより弾性率に異方
性を有する特許請求の範囲第１項記載の超音波モータ。 - （３）繊維が、炭素繊維、ガラス繊維、炭化けい素繊維
、アルミナ繊維、芳香族ポリアミド繊維、石英繊維、か
らなる群の少なくとも一つからなる特許請求の範囲第１
項記載の超音波モータ。 - （４）繊維が、連続繊維からなる特許請求の範囲第１項
記載の超音波モータ。 - （５）固定部が複数のスリットの入った形状をとる特許
請求の範囲第１項記載の超音波モータ。 - （６）移動部が固定部との接触面においては少なくとも
金属よりなる特許請求の範囲第１項記載の超音波モータ
。 - （７）超音波モータの形状が円環状あるいは円盤状から
なる特許請求の範囲第１項記載の超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61035964A JPS62196082A (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 超音波モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61035964A JPS62196082A (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 超音波モ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62196082A true JPS62196082A (ja) | 1987-08-29 |
Family
ID=12456641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61035964A Pending JPS62196082A (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | 超音波モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62196082A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989008945A1 (en) * | 1988-03-15 | 1989-09-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Supersonic motor with magnetic encoder |
| JPH01264581A (ja) * | 1988-04-14 | 1989-10-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モータ |
| JPH02164284A (ja) * | 1988-04-12 | 1990-06-25 | Tomio Kotaki | 超音波アクチュエータ |
| US5508581A (en) * | 1993-12-17 | 1996-04-16 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor with a stator and a mobile element made of improved materials |
| US6406728B1 (en) | 1999-04-06 | 2002-06-18 | Eldon Roth | Method for treating ammoniated meats |
| US6564700B2 (en) | 2000-05-26 | 2003-05-20 | Freezing Machines, Inc. | Apparatus for producing a target pH in a foodstuff |
| US6844018B1 (en) | 2001-08-07 | 2005-01-18 | Freezing Machines, Inc. | Method for mixing meat products to produce a pH adjusted meat product |
| US7214398B2 (en) | 1998-12-17 | 2007-05-08 | Freezing Machines, Inc. | Method for producing a pH enhanced comminuted meat product |
-
1986
- 1986-02-20 JP JP61035964A patent/JPS62196082A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989008945A1 (en) * | 1988-03-15 | 1989-09-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Supersonic motor with magnetic encoder |
| JPH02164284A (ja) * | 1988-04-12 | 1990-06-25 | Tomio Kotaki | 超音波アクチュエータ |
| JPH01264581A (ja) * | 1988-04-14 | 1989-10-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モータ |
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| US6406728B1 (en) | 1999-04-06 | 2002-06-18 | Eldon Roth | Method for treating ammoniated meats |
| US7004065B2 (en) | 1999-04-06 | 2006-02-28 | Freezing Machines, Inc. | Apparatus for treating ammoniated meats |
| US7322284B2 (en) | 1999-04-06 | 2008-01-29 | Freezing Machines, Inc. | Apparatus and method for exposing comminuted foodstuff to a processing fluid |
| US8043644B2 (en) | 1999-04-06 | 2011-10-25 | Freezing Machines, Inc. | Method for exposing comminuted foodstuffs to a processing fluid |
| US6564700B2 (en) | 2000-05-26 | 2003-05-20 | Freezing Machines, Inc. | Apparatus for producing a target pH in a foodstuff |
| US6844018B1 (en) | 2001-08-07 | 2005-01-18 | Freezing Machines, Inc. | Method for mixing meat products to produce a pH adjusted meat product |
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