JPS63103674A - 超音波モ−タ - Google Patents
超音波モ−タInfo
- Publication number
- JPS63103674A JPS63103674A JP61248604A JP24860486A JPS63103674A JP S63103674 A JPS63103674 A JP S63103674A JP 61248604 A JP61248604 A JP 61248604A JP 24860486 A JP24860486 A JP 24860486A JP S63103674 A JPS63103674 A JP S63103674A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic motor
- fibers
- unit
- contact
- driving force
- 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力を発生する超音波モータ
に関する。
を発生させることにより駆動力を発生する超音波モータ
に関する。
従来の技術
進行波方式による超音波モータは、固定体と移動体が相
互に加圧接触し、前記固定体に圧電体を装着した構造を
有する。時間差と位相差をつけ圧電体の両端に電圧を印
加することにより、進行波からなる超音波振動を発生さ
せることができ、固定体を通し移動体へと振動が伝達さ
れ移動体が駆動する。移動体は発生した駆動力を外部へ
伝えるため、ある程度の機械的強度が必要であり、さら
に固定体と面接触により相互に加圧接触されるため平面
性を有するものが必要で、通常の金属材料などが検討さ
れてきた。また、別法としてスライダーというものを固
定体との摩擦接触面に用い、移動体を構成することも検
討されている。
互に加圧接触し、前記固定体に圧電体を装着した構造を
有する。時間差と位相差をつけ圧電体の両端に電圧を印
加することにより、進行波からなる超音波振動を発生さ
せることができ、固定体を通し移動体へと振動が伝達さ
れ移動体が駆動する。移動体は発生した駆動力を外部へ
伝えるため、ある程度の機械的強度が必要であり、さら
に固定体と面接触により相互に加圧接触されるため平面
性を有するものが必要で、通常の金属材料などが検討さ
れてきた。また、別法としてスライダーというものを固
定体との摩擦接触面に用い、移動体を構成することも検
討されている。
発明が解決しようとする問題点
超音波モータの固定体と移動体の接触面において、モー
タとしての良好な性能を得、実用に耐えつるものは、い
まだ存在しない。移動体が単に金属材料からなる場合は
、金属どうしの接触となり、固定体および移動体の接触
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
の接触による騒音が発生し実用上問題であった。一方、
スライダーという摩擦材を固定体との摩擦接触面に用い
移動体を構成する場合、発生した駆動力を外部へ伝える
硬質材料が必要であり、両者を接着するには、接着剤を
使用しなければならない。このようにスライダーと金属
材料間に接着層が存在すると接着層の不均一さにより、
スライダーの平面性の維持が困難となり、騒音の発生、
トルクの減少などがみられるという問題点があった。さ
らに、接着剤を用いることで移動体の製作課程が煩雑で
あるという欠点も有している。
タとしての良好な性能を得、実用に耐えつるものは、い
まだ存在しない。移動体が単に金属材料からなる場合は
、金属どうしの接触となり、固定体および移動体の接触
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
の接触による騒音が発生し実用上問題であった。一方、
スライダーという摩擦材を固定体との摩擦接触面に用い
移動体を構成する場合、発生した駆動力を外部へ伝える
硬質材料が必要であり、両者を接着するには、接着剤を
使用しなければならない。このようにスライダーと金属
材料間に接着層が存在すると接着層の不均一さにより、
スライダーの平面性の維持が困難となり、騒音の発生、
トルクの減少などがみられるという問題点があった。さ
らに、接着剤を用いることで移動体の製作課程が煩雑で
あるという欠点も有している。
実用に供しつる超音波モータの移動体の条件は、
（１）モータ回転時に騒音がでにくいこと、（２）モー
タの固定部と回転部が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、 （３）モータの回転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、 の三点を満足させることであった。
タの固定部と回転部が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、 （３）モータの回転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、 の三点を満足させることであった。
問題点を解決するための手段
固定体と移動体が相互に加圧接触し、進行波からなる超
音波振動により、前記移動体が摩擦力により駆動される
超音波モータにおいて、前記移動体が、少なくとも前記
固定体に当接するよう配置された複合プラスチックから
なる摩擦接触部と、駆動力を外部へ取り出すための硬質
材料からなる動力伝達部とから構成され、両者が接着層
を含まず一体に構成される。。
音波振動により、前記移動体が摩擦力により駆動される
超音波モータにおいて、前記移動体が、少なくとも前記
固定体に当接するよう配置された複合プラスチックから
なる摩擦接触部と、駆動力を外部へ取り出すための硬質
材料からなる動力伝達部とから構成され、両者が接着層
を含まず一体に構成される。。
作用
複合プラスチックからなる摩擦接触部を用いているので
、固定体との接触摩擦による騒音の発生などはみられず
またモータとしての充分な駆動力も得られかつ磨耗も少
なく超音波モータとしての性能も長時間維持できる。さ
らに、摩擦接触部と駆動力を外部へ取り出すための硬質
材料からなる動力伝達部とが接着層を含まず一体に構成
しているので接着層の不均一さが除がれる。それゆえ、
騒音の発生、駆動力の減少などが全く起こらず安定した
性能が得られる超音波モータを構成することができる。
、固定体との接触摩擦による騒音の発生などはみられず
またモータとしての充分な駆動力も得られかつ磨耗も少
なく超音波モータとしての性能も長時間維持できる。さ
らに、摩擦接触部と駆動力を外部へ取り出すための硬質
材料からなる動力伝達部とが接着層を含まず一体に構成
しているので接着層の不均一さが除がれる。それゆえ、
騒音の発生、駆動力の減少などが全く起こらず安定した
性能が得られる超音波モータを構成することができる。
また、作成も接着層が存在する場合に比べて簡便である
。
。
実施例
本発明の超音波モータの移動体の基本構成を第１図に示
す。超音波モータは、圧電体１を装着した固定体２に移
動体３を加圧接触させる構成をとる。移動体３は、複合
プラスチック材料からなる摩擦接触部４と、硬質材料か
らなる動力伝達部５から構成する。
す。超音波モータは、圧電体１を装着した固定体２に移
動体３を加圧接触させる構成をとる。移動体３は、複合
プラスチック材料からなる摩擦接触部４と、硬質材料か
らなる動力伝達部５から構成する。
以下に移動体の翼体的作成方法の一例を述べる。ビスマ
レイミド−トリアジンに約３０重量％の可とう性付与剤
を添加してなる樹脂ＢＴ２１１２（三菱がす化学社製）
を固形分にて７重量部と、２醜に切断された芳香族ポリ
アミド繊維（ケブラー、デュポン社製）のバルブ状のも
の３重量部を混ぜて加圧式の混線機を用い、室温にて３
０分間混練した。この操作により短繊維がマトリックス
樹脂中に均一に分散した。他方ステンレス材からなる動
力伝達部において摩擦接触部が接合する部分をサンドペ
ーパーにて若干荒らし、その後有機溶剤にて洗浄した。
レイミド−トリアジンに約３０重量％の可とう性付与剤
を添加してなる樹脂ＢＴ２１１２（三菱がす化学社製）
を固形分にて７重量部と、２醜に切断された芳香族ポリ
アミド繊維（ケブラー、デュポン社製）のバルブ状のも
の３重量部を混ぜて加圧式の混線機を用い、室温にて３
０分間混練した。この操作により短繊維がマトリックス
樹脂中に均一に分散した。他方ステンレス材からなる動
力伝達部において摩擦接触部が接合する部分をサンドペ
ーパーにて若干荒らし、その後有機溶剤にて洗浄した。
そして、動力伝達部に混線物を流し込み、金型を用い圧
縮成型機で２００℃、１５０Ｋｇ／ｃＩｉの条件にて０
．５時間加圧加熱することにより樹脂を硬化させた。そ
の後、１８０℃に加熱することにより樹脂の後硬化をお
こない、さらに、摩擦接触部が均一な平面性を有するよ
うに研摩した。
縮成型機で２００℃、１５０Ｋｇ／ｃＩｉの条件にて０
．５時間加圧加熱することにより樹脂を硬化させた。そ
の後、１８０℃に加熱することにより樹脂の後硬化をお
こない、さらに、摩擦接触部が均一な平面性を有するよ
うに研摩した。
以上のようにして、動力伝達部６と摩擦接触部７が一体
になった移動体を作成した。このようにして作成した移
動体は、第２図のように、圧電体８を底面に接着した金
属よりなる固定体９にナツトにより締め付けて両者を加
圧接触させ、円盤型超音波モータを構成した。得られた
超音波モータを圧電体８による進行波を伴う振動により
駆動させたところ、次の三項目を満足した。
になった移動体を作成した。このようにして作成した移
動体は、第２図のように、圧電体８を底面に接着した金
属よりなる固定体９にナツトにより締め付けて両者を加
圧接触させ、円盤型超音波モータを構成した。得られた
超音波モータを圧電体８による進行波を伴う振動により
駆動させたところ、次の三項目を満足した。
（１）モータ回転時に騒音が全（でないこと、（２）モ
ータの固定部と回転部が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、 （３）モータの回転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。
ータの固定部と回転部が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、 （３）モータの回転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。
以上の結果から、この超音波モータの移動体は実用に値
する。一方、従来例として第３図に示すごと（に接着剤
層１０を含む構成をとり、同様に駆動させたところモー
タ回転時に騒音が発生することがあった。さらに、駆動
力におおきなバラツキがみられ、安定に性能を維持でき
なかった。
する。一方、従来例として第３図に示すごと（に接着剤
層１０を含む構成をとり、同様に駆動させたところモー
タ回転時に騒音が発生することがあった。さらに、駆動
力におおきなバラツキがみられ、安定に性能を維持でき
なかった。
以上、具体的一実施例を述べたが、複合プラスチックに
含まれる繊維として、芳香族ポリアミド繊維以外に、炭
素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、石英繊維、石綿、
スチール繊維なども同様に耐磨耗性の有する繊維として
用いることができた。また、アルミナ、マイカ、テフロ
ンなどの粉体を摩擦性能向上剤として加えることもでき
る。
含まれる繊維として、芳香族ポリアミド繊維以外に、炭
素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、石英繊維、石綿、
スチール繊維なども同様に耐磨耗性の有する繊維として
用いることができた。また、アルミナ、マイカ、テフロ
ンなどの粉体を摩擦性能向上剤として加えることもでき
る。
バインダーのための樹脂として、ここではポリイミド系
樹脂を挙げたが、それ以外にフェノール樹脂、エポキシ
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などを用いることができ
た。一方、硬質材料としてはステンレス材以外に、鋼材
、アルミ材、フェライト材などを用いることができた。
樹脂を挙げたが、それ以外にフェノール樹脂、エポキシ
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などを用いることができ
た。一方、硬質材料としてはステンレス材以外に、鋼材
、アルミ材、フェライト材などを用いることができた。
移動体の形状として、第４図（ａ）〜（ｃ）に示した３
種類の移動体を作成したが、いずれも良好な結果が得ら
れた。
種類の移動体を作成したが、いずれも良好な結果が得ら
れた。
さらに、円環状ををした超音波モータ（第５図）につい
て、本発明を実施したところ、円盤型の場合と同様に実
用に満足するものであった。但し、円環状の場合には、
接触加圧力を磁力により供給するため動力伝達部をフェ
ライト材により構成した。
て、本発明を実施したところ、円盤型の場合と同様に実
用に満足するものであった。但し、円環状の場合には、
接触加圧力を磁力により供給するため動力伝達部をフェ
ライト材により構成した。
発明の効果
超音波モータの移動体を、複合プラスチックからなる摩
擦接触部と硬質材料からなる動力伝達部とを一体に構成
することにより、接着層が不要で、騒音もな（、大きな
駆動力を得ることができ、長寿命である実用に提供しつ
る超音波モータを実現できる。
擦接触部と硬質材料からなる動力伝達部とを一体に構成
することにより、接着層が不要で、騒音もな（、大きな
駆動力を得ることができ、長寿命である実用に提供しつ
る超音波モータを実現できる。
第１図は、超音波モータの基本構成を示す断面図、第２
図は円盤型超音波モータの構成を示す斜視図、第３図は
従来例の超音波モータの構成を示す断面図、第４図は円
盤型超音波モータの移動体の構成を示す断面図、第５図
は円環状超音波モータの構成を示す斜視図である。 １．８・・・圧電体、 ２，９・・・固定体、 ３・・
・移動体、４，７・・・動力伝達部、５，６・・・摩擦
接触部ナツト、１０・・・接着層。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名菓 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 区 （ａ−） （シ） （Ｃ） 第５図
図は円盤型超音波モータの構成を示す斜視図、第３図は
従来例の超音波モータの構成を示す断面図、第４図は円
盤型超音波モータの移動体の構成を示す断面図、第５図
は円環状超音波モータの構成を示す斜視図である。 １．８・・・圧電体、 ２，９・・・固定体、 ３・・
・移動体、４，７・・・動力伝達部、５，６・・・摩擦
接触部ナツト、１０・・・接着層。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名菓 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 区 （ａ−） （シ） （Ｃ） 第５図
Claims (4)
- （１）固定体と移動体が相互に加圧接触し、進行波から
なる超音波振動により、前記移動体が摩擦力により駆動
される超音波モータにおいて、前記移動体が、少なくと
も前記固定体に当接するよう配置された複合プラスチッ
クからなる摩擦接触部と、駆動力を外部へ取り出すため
の硬質材料からなる動力伝達部とから構成され、両者が
接着層を含まず一体に構成されていることを特徴とする
超音波モータ。 - （２）複合プラスチックが少なくとも繊維を含有する特
許請求の範囲第１項記載の超音波モータ。 - （３）繊維が、芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維、ガラ
ス繊維、アルミナ繊維、石英繊維、石綿からなる群の少
なくとも一種を含む特許請求の範囲第２項記載の超音波
モータ。 - （４）硬質材料が、ステンレス材、鋼材、アルミ材、フ
ェライト材からなる群の少なくとも一種である特許請求
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 |
|---|---|---|---|
| JP61248604A JPS63103674A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 超音波モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61248604A JPS63103674A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 超音波モ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63103674A true JPS63103674A (ja) | 1988-05-09 |
Family
ID=17180586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61248604A Pending JPS63103674A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 超音波モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63103674A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5508581A (en) * | 1993-12-17 | 1996-04-16 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor with a stator and a mobile element made of improved materials |
-
1986
- 1986-10-20 JP JP61248604A patent/JPS63103674A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5508581A (en) * | 1993-12-17 | 1996-04-16 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor with a stator and a mobile element made of improved materials |
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