JPS63257477A - 超音波モ−タ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、圧電体による超音波振動を利用した超音波モ
ータに関するものである。

従来の技術 一般に超音波モータは、圧電体を固定した振動体と動体
とが加圧接触した構成であシ、圧電体への電気入力によ
って圧電体と振動体に第４図に示すような超音波振動の
進行波を発生させ、動体との摩擦力によって動体を駆動
させて機械エネルギーを得る原理である。第４図におい
て、１は圧電体であシ、その表面に振動体２が接着固定
されている。３は動体であシ、動体３に摩擦材４が固定
されている。圧電体１に電気入力を加えることによって
振動体２に超音波振動の入方向の進行波が発生する。振
動体２の各質点はＢのような楕円運動をしておシ、その
各波頭は進行波の方向に対し逆向の横に動く性質がある
。しかし、進行波の谷の部分は進行波と同じ方向の横に
動く性質がある。

したがって振動体の表面に置かれた物体は波頭の上部の
みに接触して、振動体との摩擦力によってＣ方向の横に
駆動する。このような超音波モータにおいて、摩擦材と
してゴム材料やプラスチック材料の使用が提案され、ま
た、動体と振動体とが締結力によって加圧されている。

発明が解決しようとする問題点 通常のゴム材料やプラスチック材料の摩擦材を構成した
場合、超音波モータの駆動時間が長くなるにしたがって
、電気入力を停止したときの動体の回転方向の保持トル
ク（すなわちブレーキトルク）が増大し、安定したブレ
ーキ力のモータを得られないという問題があシ、さらに
、共振周波数も変化するために、安定した回転が得られ
ないという問題−がある。

問題点を解決するための手段 振動体と動体との少なくとも一方の接触面に固定して、
少なくとも金属石けんを含有するプラスチック材料より
なる摩擦材を配置する。

作　　用 保持トルクの経時変化が少なくなシ、モータの駆動と停
止の繰返しにおいて、長期間、安定したブレーキ特性を
得ることができる。さらに、印加する共握周波数の変動
も少なくなシ、安定した起動ができるようになる。

実施例 第１図は本発明の超音波モータの主要部構成の断面拡大
図である。１は圧電体であシ、その表面に金属製振動体
２が接着固定されている。３は動体であシ、金属石けん
を含有するプラスチックよりなる摩擦材４が、動体３に
固定して４成されている。振動体２と摩擦材４は締結力
によって加圧接触されている。圧電体１に共振周波数の
高周波電界を入力することにより、圧電体１と°振動体
２に超音波振動の進行波が発生する。振動体表面と接触
している摩擦材４は、振動体２との摩擦力によって、動
体３と一体となって駆動する。電力が入力されないとき
は、振動体と摩擦材との間に働く加圧力と摩擦係数との
積に相当する保持トルクすなわちブレーキ力が生じてい
る。金属石けんを含有するプラスチックよりなる摩擦材
の使用により、保持トルクの経時変化が少なくなり、モ
ータの駆動と停止を繰返しても、長期間、安定したブレ
ーキトルクを得ることができる。さらに、印加入力する
共振周波数の変動も少なく、再現良く起動し、安定回転
ができるようになる。

金属石けんとしては、ステアリン酸、リンノール酸、す
７テン酸、ラウリン酸などの鉛塩、錫鉛。

アルミニウム塩、亜鉛塩、カドミウム塩、バリウム塩、
ストロンチウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、リ
チウム塩、および非金属酸が使用可能である。

プラスチックとしては、特に制限はないが、ポリイミド
、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエステル、フェ
ノール樹脂、エポキシ樹脂、高分子量ポリエチレン、ビ
スマレイミド樹脂、トリアジン樹脂、ポリエーテルサル
フォン、ポリアミノビスマレイミド、ポリオキシベンジ
レンツボリアリレート、ポリエーテルスルフォンなどの
通常のプラスチックやエンジニアリンググラスチックお
よびポリウレタンや合成ゴムなどの可撓性を有するゴム
材料、さらに、これらのプラスチックやゴム材料に無機
や有機の粉末や繊維を複合化した複合プラスチックなど
が使用できる。

次に、本発明を具体的実施例によって、さらに詳しく説
明する。

実施例１ ビスマレイミドトリアジン樹脂５０重量部とニトリル−
ブタジェンゴム２０重量部とパラ型芳香族ポリアミド繊
維３０重量部と金属石けん６重量部とよりなる表１に示
すようなそれぞれのプラスチック組成物を均一に混練し
、厚さＳＯＯμｍのシートを成形した。それぞれのシー
トを摩擦材として用いて第２図に示すような直径５０順
、厚さ８ｍＡの円板型超音波モータを構成した。第２図
において、１は圧電体であり、その表面にステンレス製
撮動体２が接着固定されている。３は鉄製動体でちゃ、
上記摩擦材４が接着固定されている。

振動体と動体とはネジの締め付けにより加圧されている
。円板の円周方向に４波の進行波が励起されるように電
極配置し、共振周波数７０ＫＨｚ。

電圧４０Ｖの入力を印加して動体を初期回転数３００ｒ
ｐｍで回転させ、駆動した。

それぞれの摩擦材を構成したそれぞれのモータについて
、所定の時間の駆動後、電源入力を切ったシ入れたシし
たときの再起動の有無および電源切断後のブレーキトル
クを測定した結果全表１に示す。

第１表から明らかのように、金属石けんを含有するプラ
スチック材料の摩擦材を構成した場合、いずれのモータ
についても、ブレーキトルクの経時変化は小さい。また
、動体の再起動性にも問題が生じなかった。

これに対して、金属石けんを含有しない場合（組成番号
１）、ブレーキトルクは大きく変動し、また、動体が再
起動しなくなった。

実施例２ ポリアミドイミド樹脂１００重量部とマイカ粉末６０重
量部と金属石けん３重量部とよりなる表２に示すような
それぞれのプラスチック組成物を均一に混練し、厚さ５
００μｍのシートを成形した。それぞれのシートを摩擦
材として用いて第３図に示すような超音波モータを構成
した。第３図において、１は圧電体であシ、その表面に
鉄製振動体２が接着固定されている。摩擦材４は鉄製振
動体２の表面に接着固定されている。３はアルミ製動体
であシ、振動体部と動体部とはネジの締め付けにより加
圧されている。

それぞれの摩擦材全構成したそれぞれのモータについて
、実施例１と同じ方法でモータを駆動させ、所定の時間
の駆動後、電源入力を切ったシ入れたりしたときの再起
動の有無および電源切断後のブレーキトルクを測定した
結果を表２に示す。

Ｃ」−Ｌ１余白） 表２よシ明らかのように、金属石けんを含有するプラス
チック材料の摩擦打金構成した場合、いずれのモータに
ついてもブレーキトルクの経時変化は小さい。また、動
体の再起動性についても問題が生じなかった。

これに対して、金属石けん全含有しない場合（組成番号
７〕、ブレーキトルクは大きく変化し、また動体が再起
動しなくなった。

発明の効果 振動体と動体の少なくとも一方の接触面に固定して、少
なくとも金属石けんを含有するプラスチック材料よりな
る摩擦材を構成することにより、保持トルクの経時変化
が少なくなり、モータの駆動と停止の繰返しにおいて、
長期間、安定したブレーキ特性を得ることができる。さ
らに、安定した起動ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波モータの主要部構成の断面図、
第２図、第３図は一実施例の超音波モータの構成図、第
４図は超音波モータの原理を示す主要部構成図である。 １・・・・・・圧電体、２・・・・・・振動体、３・・
・・・・動体、４・・・・・・摩擦材。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 １１３　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面に進行波を発生する超音波振動体と動体とが加圧接
   触し、その両者間の摩擦力を介して該振動体により該動
   体を駆動する超音波モータにおいて、該振動体と該動体
   との少なくとも一方の接触面に固定して、少なくとも金
   属石けんを含有するプラスチック材料よりなる摩擦材を
   配した超音波モータ。