JP2010110159A - 超音波モータのスライダおよび超音波モータ - Google Patents

Abstract

【課題】耐摩耗性を向上させることで耐久性を高めた導電性を有する超音波モータのスライダおよび超音波モータを提供する。
【解決手段】圧電素子２により生じたステータ３の進行波により、ロータ５に連結された出力軸６を駆動する超音波モータ１において、上記ロータ５の下面に接着され、かつ上記ステータ３に圧接し、このステータ３の進行波により、上記ロータ５を回転させるスライダ４であって、上記スライダ４は非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂１００重量部と、導電性カーボン２〜１５重量部と、ＰＴＦＥ樹脂粉末、黒鉛粉末およびシリコーン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１つの粉末０．５〜５重量部とを配合された樹脂組成物からなるシート材である。
【選択図】図１

Description

本発明は超音波モータのスライダおよび該スライダを用いた超音波モータに関する。

従来、進行波を回転力に変換して駆動する超音波モータは、基板上に円盤状のステータが取り付けられ、ステータの上に、高分子樹脂からなるスライダ材を介して円盤状のロータが重ねられ、ロータが出力軸の基端側の鍔状の押圧部に連結された皿ばねによりステータ側に圧接されている。このステータの周縁部の下面に設けた複数の圧電素子に、位相差のある高周波電圧を印加することにより、ステータに進行波を発生させる。この進行波により、ステータにスライダ材を介して圧接されているロータが回転するようになっている。ロータが回転すると、ロータと皿ばねとの摩擦力によって皿ばねが回転し、皿ばねに連結された出力軸がロータと一体に回転する。このような超音波モータは、低回転で高トルクを得られるため駆動用モータ等として利用されている（特許文献１等参照）。

このような従来の超音波モータは、真空中または乾燥雰囲気中での作動時にステータにおいて、接触しているスライダに静電気が帯電し、静電気によってスライダに埃などが吸着する、スライダが摩耗しやすくなる等の問題があった。スライダの摩耗や埃の吸着により、ロータの回転が阻害されたり、寿命が短くなる。特に真空中では、放電が十分に行なわれないため、静電気の蓄積が早まって超音波モータの寿命が極端に短くなっていた。また、真空中では、熱の伝達も悪く、ロータとステータとの摩擦により発生する熱が十分に放熱されず、ロータおよびステータが加熱してステータに接着されている圧電素子が外れたり、ステータの共振周波数がずれてステータの進行波の発生が阻害され、モータ効率が低下する、寿命が短くなるなどの問題があった。また、真空室内で使用される装置の駆動モータとしてこのような超音波モータを用いると、その寿命が短いためにメンテナンスが頻繁に必要となり作業効率が低下するという問題もあった。

これらの問題に対して、スライダに導電性物質を付加させるかもしくはスライダを導電性有機材料で形成して、スライダへの静電気の蓄積を防止して乾燥雰囲気中もしくは真空中で超音波モータを長時間使用できるようにした超音波モータが知られている（特許文献２参照）。このスライダは、例えばポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記す）樹脂などの高分子樹脂で形成されており、そのステータに接する側の表面に粉末状の導電性物質が塗布された構造となっている。
特開平１−２０６８８０号公報 特開平９−９８５８７号公報

しかしながら、特許文献２のようにＰＴＦＥ樹脂からなるスライダでは、摩擦に対して耐摩耗性に乏しく耐久性が満足しないという問題がある。特にスライダが圧接されながら摩擦摺動する相手材のステータ表面は櫛歯状のため、ＰＴＦＥ樹脂からなるスライダの耐久性は非常に乏しいという問題がある。

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、耐摩耗性を向上させることで耐久性を高めた導電性を有する超音波モータのスライダおよび超音波モータを提供することを目的とする。

本発明の超音波モータのスライダは、圧電素子により生じたステータの進行波により、ロータに連結された出力軸を駆動する超音波モータにおいて、上記ロータの下面に接着され、かつ上記ステータに圧接し、このステータの進行波により、上記ロータを回転させるスライダであって、上記スライダは非射出成形性超高分子量ポリエチレン（以下、超高分子量ポリエチレンをＵＨＭＷＰＥと記す）樹脂１００重量部と、導電性カーボン２〜１５重量部と、ＰＴＦＥ樹脂粉末、黒鉛粉末およびシリコーン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１つの粉末０．５〜５重量部とを配合された樹脂組成物からなるシート材であることを特徴とする。

上記非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂が、重量平均分子量１００万〜４００万のＵＨＭＷＰＥ樹脂であることを特徴とする。

上記導電性カーボンが、ケッチェンブラックであることを特徴とする。また、このケッチェンブラックは、一次粒子径が３０ｎｍ〜３８ｎｍであることを特徴とする。また、このケッチェンブラックは、ＢＥＴ比表面積が１０００〜１５００ｍ^２／ｇであることを特徴とする。

上記粉末が、平均粒子径５〜３０μｍの粉末であることを特徴とする。また、上記ＰＴＦＥ樹脂粉末が、アルキルビニルエーテルで変性された変性ＰＴＦＥ樹脂粉末であることを特徴とする。また、上記黒鉛粉末が、固定炭素９８．５重量％以上の人造黒鉛であることを特徴とする。また、上記シリコーン樹脂粉末が、球状のシリコーン樹脂粉末であることを特徴とする。

上記スライダの表面抵抗値（ＪＩＳ Ｋ７１９４）が、１．０×１０^２〜１．０×１０^１２Ω／□（Ω／ｓｑ）であることを特徴とする。また、上記スライダのシート厚さが、０．０４〜１．０ｍｍであることを特徴とする。

上記スライダの表面が、上記非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子同士の粒界に上記導電性カーボンと上記粉末とが配されていることを特徴とする。

本発明の超音波モータは、出力軸に連結されたロータと、このロータの下面に接着されたスライダと、このスライダを介して上記ロータが圧接するステータと、このステータの下面に接着し、このステータに進行波を生じさせる圧電素子とを備えてなり、上記ステータに生じた進行波により、上記ロータを回転させ、出力する超音波モータであって、上記本発明のスライダを用いることを特徴とする。

本発明の超音波モータのスライダ（請求項１）は、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂１００重量部と、導電性カーボン２〜１５重量部と、ＰＴＦＥ樹脂粉末、黒鉛粉末およびシリコーン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１つの粉末０．５〜５重量部とを配合した樹脂組成物からなるシート材であるので、乾燥雰囲気中または真空中で作動させてもスライダに静電気が帯電しない。また、摩擦特性に変動が無く、櫛歯状のステータに対しても耐摩耗性が優れる。

請求項２に記載のスライダは、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂が、分子量１００万〜４００万のＵＨＭＷＰＥ樹脂であるので、低摩擦特性、耐摩耗特性を併せ持つスライダとなる。

請求項３に記載のスライダは、導電性カーボンが、ケッチェンブラックであるので、表面抵抗値の安定性が優れるスライダとなる。また、請求項４に記載のスライダは、上記ケッチェンブラックの一次粒子径が３０〜３８ｎｍであるので少量の配合量であっても所望の表面抵抗値が得られるスライダとなる。また、請求項５に記載のスライダは、上記ケッチェンブラックのＢＥＴ比表面積が１０００〜１５００ｍ^２／ｇであるので、少量の配合量であっても表面抵抗値の安定性がより優れるスライダとなる。

請求項６に記載のスライダは、ＰＴＦＥ樹脂粉末、黒鉛粉末、シリコーン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１つの粉末が、平均粒子径５〜３０μｍの粉末であるので、低摩擦特性の安定性に優れるスライダとなる。

請求項７〜請求項９に記載のスライダは、ＰＴＦＥ樹脂粉末がアルキルビニルエーテルで変性された変性ＰＴＦＥ樹脂粉末であるので、また、黒鉛粉末が固定炭素９８．５重量％以上の人造黒鉛であるので、また、シリコーン樹脂粉末が球状のシリコーン樹脂粉末であるので、耐摩耗性を犠牲にすることなく低摩擦特性に優れるスライダとなる。

請求項１０に記載のスライダは、表面抵抗値（ＪＩＳ Ｋ７１９４）が１．０×１０^２〜１．０×１０^１２Ω／□であるので、静電気の帯電が確実に防止できる。

請求項１１に記載のスライダは、シート厚さが０．０４〜１．０ｍｍであるので、ステータとの面接触が容易になる。

請求項１２に記載のスライダの表面は、上記非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子同士の粒界に上記導電性カーボンと上記粉末とが配されている構造であるので、少量のカーボン配合量であっても表面抵抗値の安定性が優れる。

本発明の超音波モータ（請求項１３）は、ステータの下面に接着された圧電素子によりステータに進行波を生じさせ、ステータに、スライダを介してロータを圧接し、ロータをステータの進行波により回転させて、ロータに連結された出力軸を駆動するようにした超音波モータであり、上記スライダとして本発明のスライダを用いたことを特徴とするので、乾燥雰囲気中または真空中で作動させてもスライダに静電気が帯電せず、また、摩擦特性に変動が無く、櫛歯状のステータに対しても耐摩耗性が優れる、耐久性に優れた長寿命の超音波モータを得ることができる。

本発明の超音波モータのスライダおよび本発明の超音波モータを図面により説明する。図１は本発明の超音波モータの一実施例を示す一部切欠き断面図である。図１に示すように、本発明の超音波モータ１は、出力軸６に連結されたロータ５と、このロータ５の下面に接着されたスライダ４と、このスライダ４を介してロータ５が圧接するステータ３と、このステータ３の下面に接着し、このステータ３に進行波を生じさせる圧電素子２とを備え、ステータ３に生じた進行波により、ロータ５を回転させ、このロータ５に連結された出力軸６を駆動する超音波モータ１である。ステータ３は金属製の基盤１１上に取り付けられており、例えばリン青銅で形成されている。また、ロータ５は、例えばアルミニウム合金で形成されている。また、基盤１１の上には、ロータ５やステータ３を覆うようにして、例えばアルミニウム合金で形成されたケーシング１２が取り付けられている。

超音波モータ１の出力軸６は、基盤１１、ステータ３、ロータ５のそれぞれの中心孔を貫通し、出力軸６の中程に設けられている鍔状の押圧部６ａに連結された皿ばね７によりロータ５がステータ３側にスライダ４を介して圧接されるとともに、ロータ５と出力軸６とが連結されている。出力軸６の基端側は、ケーシング１２の中央孔から超音波モータ１の外部に突出している。また、出力軸６の基端側の端部には、出力軸の回転速度を検出するロータリーエンコーダ１５が設けられている。なお、出力軸６は、出力軸６の中程に圧入されたベアリング８を介して基盤１１の中央孔に保持されているとともに、ケーシング１２内部の中央孔付近の凹部に設けられたベアリング９に保持されている。

ベアリング８および９は、例えば、マルテンサイト系ステンレス（ＳＵＳ４４０Ｃなど）や、アルミニウム合金、セラミック、合成樹脂などの非磁性材料で形成すれば、磁場が発生する場所で超音波モータを使用した場合に、周囲の磁場に与える影響を少なくできる。また、例えばセラミック、合成樹脂などの非磁性材料のみで形成したものを用いることで、周囲の磁場に与える影響をより少なくできる。さらに、出力軸６の中程に圧入されたベアリング８の代わりに、例えばアルミニウム合金、合成樹脂などの非磁性材料で形成されたブッシュを用いることもできる。

ステータ３の基盤１１側の面には、分極された多数の圧電素子２が接着され、それらは駆動用高周波の１／４波長の間隔を開けて２組に分けられており、それぞれの組の圧電素子２がケーブル１４を介して、超音波モータ１の外部に設けられた高周波電圧を印加する駆動回路１３に接続されている。超音波モータ１は、それぞれの組の圧電素子２に駆動回路１３から９０°位相差のある高周波電圧を印加することよりステータ３に進行波が発生し、ステータ３に発生した進行波によって、ステータ３にスライダ４を介して圧接されているロータ５が回転する。駆動回路１３は、その内部に、高周波電圧を発生させて印加する駆動装置や、ロータリーエンコーダ１５に接続された回転速度制御装置を有する。

ステータ３の周縁部のスライダ４側には、多数の溝が放射状に設けられて、ステータ３の周縁部に複数の櫛歯３ａが形成されている。また、ロータ５と皿ばね７との接触部分に摩擦材１０が設けられて、ロータ５のトルクを皿ばね７に効率よく伝達できる。

スライダ４は、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂１００重量部と、導電性カーボン２〜１５重量部と、ＰＴＦＥ樹脂粉末、黒鉛粉末およびシリコーン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１つの粉末０．５〜５重量部とを配合された樹脂組成物からなるシート材である。導電性カーボンは、スライダ４に導電性を付与するための導電性付与材であり、各粉末は、スライダ４に潤滑性を付与するための潤滑性付与材である。スライダ４を上記の樹脂組成物からなるシート材とすることで、スライダ４の表面に発生する静電気をステータ３を介して基盤１１の任意位置に接続されたアース（図示せず）へ逃がし、静電気の帯電を防止してスライダ４の摩耗量の増大や埃などの静電吸着を防止できる。

本発明に用いる樹脂組成物のベース樹脂は、非射出成形性のＵＨＭＷＰＥ樹脂である。ＵＨＭＷＰＥ樹脂は、エチレンを重合して得られる結晶性の熱可塑性樹脂であるポリエチレン（以下、ポリエチレンをＰＥと記す）樹脂の、通常２万〜３０万の分子量を、５０万〜７００万までに高めたＰＥ樹脂であり、このものは非粘着性、低摩擦特性を有し、絶縁性が高く静電気を帯びやすい。ＵＨＭＷＰＥ樹脂の中でも特に分子量が１００万をこえるものは、溶融時の粘度が極めて高く、ほとんど流動しないため、通常の射出成形法によって成形することは非常に困難であり、圧縮成形またはラム押し出し成形によって成形される。このような非射出成形性のＵＨＭＷＰＥ樹脂は、射出成形可能なＵＨＭＷＰＥ樹脂より低摩擦特性であり、また、耐摩耗性にも優れているため、相手材となる櫛歯状のステータに対しても耐摩耗性が優れる。よって、低摩擦特性の経時的安定性が優れるようになる。非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂からシート材を形成するには、圧縮成形によって円筒形に成形した後、かつら剥きのように切削加工することにより製造する。

本発明に用いる非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の重量平均分子量は、１００万〜４００万であることが好ましい。分子量をこの範囲とすることで、低摩擦特性がさらに優れ、耐摩耗特性が向上する。このような非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂としては、三井化学社製、商品名ハイゼックスミリオン（重量平均分子量５０万〜６００万）、ミペロン（重量平均分子量２００万）が挙げられる。

導電性付与材となる導電性カーボンとしては、カーボンファイバーやカーボンナノチューブ、フラーレン、またはカーボンパウダーがあり、いずれも使用できる。これらの中で、カーボンパウダーは形状異方性が無くコストパフォーマンスに優れるため好ましい。カーボンパウダーとしてはカーボンブラックがある。導電性カーボンに、カーボンブラックを採用することで、少量の配合であってもシート材の表面抵抗値が所望の範囲とすることができる。カーボンを少量配合することによるメリットは、シート材を製造する上での均一分散性であり、これにより低摩擦特性の不安定化を抑えることができる。

カーボンブラックとしては、サーマルブラック法、アセチレンブラック法等の分解法、チャンネルブラック法、ガスファーネスブラック法、オイルファーネスブラック法、松煙法、ランプブラック法等の不完全燃焼法のいずれの製法で製造されたものも使用できるが、導電性の観点からファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）が好ましく用いられ、このうちケッチェンブラックが導電性に優れるためより好ましい。

特に、一次粒子径が３０〜３８ｎｍのケッチェンブラックを採用すると少量の配合量であっても所望の表面抵抗値が得られるシート材となるので好ましい。また、ＢＥＴ比表面積１０００〜１５００ｍ^２／ｇのケッチェンブラックを採用すると少量の配合量であっても表面抵抗値の安定性が優れるシート材となるので好ましい。このようなケッチェンブラックとしては、ケッチェンブラックインターナショナル社製ケッチェンブラックＥＣ−６００ＪＤが挙げられる。

導電性カーボンの配合量は、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂１００重量部に対して、２〜１５重量部であることが以下の理由から好ましい。導電性カーボンの配合量が２重量部より少量であれば、スライダの表面抵抗値が１．０×１０^１２Ω／□より大きくなり静電気の帯電を防止できなくなり、１５重量部より多量になればスライダの成形性に劣る。また、低摩擦特性および耐摩耗特性にも悪影響を及ぼす。

潤滑性付与材となるＰＴＦＥ樹脂粉末、黒鉛粉末、シリコーン樹脂粉末のいずれか一以上の粉末を配合することにより、シート材の低摩擦特性が安定する。また、これらの潤滑性付与材を配合することにより、ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子同士の界面に導電性カーボンが均一に分散しやすくなり、少量のカーボン配合量であっても表面抵抗値の安定性が優れるようになると考えられる。

ＰＴＦＥ樹脂粉末は、成形用の粉末であってもよく、固体潤滑剤用の粉末であってもよい。また、アルキルビニルエーテルで変性されたＰＴＦＥ樹脂の粉末であれば、低摩擦特性を維持したままスライダの耐摩耗性が高められるので好ましい。

黒鉛粉末は、天然黒鉛と人造黒鉛に大別され、人造黒鉛は製造工程中にできるカーボランダムのため潤滑性能を阻害されることと、黒鉛化の十分に進んだ黒鉛を造ることが難しいため一般的には潤滑剤には適していないとされている。天然黒鉛は完全に黒鉛化されたものが産出されるため、非常に高い潤滑特性を有しており固体潤滑剤として適している。しかし、不純物を多く含み、この不純物が潤滑性を低下させるため、不純物を除去しなければならないが、完全に除去することは困難である。

本発明に好ましい黒鉛粉末としては、安定した摩擦特性が得やすいため、固定炭素９８．５重量％以上の人造黒鉛である。

シリコーン樹脂粉末は、球状のシリコーン樹脂が低摩擦特性の安定性に優れ好適に使用できる。本発明におけるシリコーン樹脂粉末は、メチルシルセスキオキサン単位およびフェニルシルセスキオキサン単位からなるか、又はフェニルシルセスキオキサン単位からなり、メチルシルセスキオキサン単位は(ＣＨ₃)ＳｉＯ_3/2、フェニルシルセスキオキサン単位は(Ｃ₆Ｈ₅)ＳｉＯ_3/2で示され、また、(ＣＨ₃）₂(Ｃ₆Ｈ₅)ＳｉＯ_1/2、(ＣＨ₃）₃ＳｉＯ_1/2、(Ｃ₆Ｈ₅）₃ＳｉＯ_1/2、(ＣＨ₃）（Ｃ₆Ｈ₅）₂ＳｉＯ_1/2、(ＣＨ₃）₂ＳｉＯ_2/2、(Ｃ₆Ｈ₅）₂ＳｉＯ_2/2、(ＣＨ₃）（Ｃ₆Ｈ₅）ＳｉＯ_2/2およびＳｉＯ_4/2を少量含んでいてもよい。上記球状のシリコーン樹脂は、耐摩耗性の低下を防止する特性を有する。シリコーン樹脂粉末として、球状のシリコーン樹脂粉末を採用することにより、低摩擦特性を維持したままシート材の耐摩耗性を向上することができるので好ましい。

潤滑性付与材としての上記粉末の配合量は、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂１００重量部に対して、０．５〜５重量部であることが以下の理由から好ましい。上記粉末の配合量が０．５重量部より少量であれば、シート材に所望の低摩擦特性が付与されず、５重量部より多量になればシート材の耐摩耗特性が低下するおそれがある。

各粉末を、平均粒子径が５〜３０μｍの範囲のものを使用することによって、シート材の低摩擦特性の安定性が優れるようになる。粉末の平均粒子径が５μｍより小径であれば、シート材を製造する上での均一分散性が低下するおそれがあり、低摩擦特性の安定性への影響が考えられる。３０μｍより大径であればシート材の強度が低下するおそれがある。なお、平均粒子径はマイクロトラック法により測定される。

本発明の超音波モータのスライダの表面は、非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂の粒子同士の粒界に導電性カーボンと潤滑性付与材となる粉末とが配されている。導電性カーボンは、上述の潤滑性付与材の働きなどにより粒界に均一に分散するようになり、スライダの表面抵抗値を１．０×１０^２〜１．０×１０^１２Ω／□にすることができる。表面抵抗値をこの範囲とすることで、静電気の帯電が確実に防止できる。

シート材である本発明の超音波モータのスライダ４の厚さは、０．０４〜１．０ｍｍであり、この範囲の厚みにすることでステータ３の上表面への面接触が容易になる。シート材の厚さが０．０４ｍｍより薄いとシート材の取り扱い性が悪くなり、ロータ５との接着作業で不良率が高くなる。１．０ｍｍより厚くなると柔軟性が悪くなるためステータ３の上表面への面接触性が低下する。

本発明の超音波モータのスライダは以下の製造方法で製造することができる。ベース樹脂の非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂と、導電性カーボンと、潤滑性付与材のＰＴＦＥ樹脂粉末、黒鉛粉末、シリコーン樹脂粉末のいずれか一以上の粉末の各原料を秤量し、均一混合物とする。この均一混合物を成形金型内に投入し、予備成形、焼成、本成形からなる圧縮成形によって成形素材であるビレットを成形する。このビレットを旋盤に取り付け、かつら剥きのごとくスカイブ加工することによりシート材として製造する。

実施例に用いる原材料を一括して以下に示す。
（１）非射出成形性ＵＨＭＷＰＥ樹脂：三井化学社製；ハイゼックスミリオン２４０Ｓ、重量平均分子量は２００万である。
（２）カーボンブラック：ケッチェンブラックインターナショナル社製；ケッチェンブラックＥＣ−６００ＪＤ、１次粒子径は３４ｎｍであり、ＢＥＴ比表面積は、１２７０ｍ^２／ｇである。
（３）ＰＴＦＥ樹脂粉末：喜多村社製；ＫＴＬ−６１０、平均粒子径１２μｍである。
（４）黒鉛粉末：Ｔｉｍｃａｌ Ｇｒａｐｈｉｔｅ ａｎｄ Ｃａｒｂｏｎ社製；ＴＩＭＲＥＸ ＫＳ−２５、固定炭素９９．９重量％、平均粒子径２５μｍである。
（５）シリコーン樹脂粉末：信越化学工業社製；ＫＭＰ−５９０、平均粒子径２μｍである。
（６）射出成形可能ＵＨＭＷＰＥ樹脂：三井化学社製；リュブマー、重量平均分子量は５０万である。
（７）ポリエーテルエーテルケトン樹脂：ビクトレックス・エムシー社製；ＰＥＥＫ−４５０Ｐ

実施例１〜実施例３および比較例１
表１に示した配合割合で原材料をヘンシェルミキサー乾式混合機にてドライブレンドし、プレス機を用いて０．５ＭＰａの圧力を加え、外径φ１２２ｍｍ、内径φ６４ｍｍ、高さ１００ｍｍの円筒素形材を予備成形し、３７０℃で５時間焼成した。焼成された円筒素形材を用いて、スカイブ加工にて厚さ０．２ｍｍのシート材を得た。このシート材をカットして縦１０ｍｍ、横２５ｍｍの試験片を作製した。得られた試験片を用いて以下に示す摩擦摩耗試験および導電性試験を行ない、動摩擦係数、摩耗深さおよび表面抵抗値を測定した。結果を表１に併記する。また、実施例２の試験片の表面の顕微鏡（×５００）写真を図２に示す。

比較例２および比較例３
表１に示した配合割合で原材料をヘンシェルミキサー乾式混合機にてドライブレンドし、２軸溶融押出機によってペレットを製造した。このペレットを射出成形機で、直径４０ｍｍ、長さ１０ｍｍの円柱素形材に成形した後、この円柱素形材を切削加工して、厚さ１ｍｍ、縦３０ｍｍ、横１０ｍｍの試験片に仕上げた。得られた試験片を実施例１と同様の試験に供し、同様の測定を実施した。結果を表１に併記する。

＜摩擦摩耗試験＞
摩擦摩耗試験は、ピンオンディスク型試験機を使用した。試験条件は、相手材に炭素鋼Ｓ４５Ｃを用い、試験片をゴム製基材の表面に貼り付けた状態（相手材との接触面：先端φ５ｍｍ×幅１０ｍｍ）で、滑り速度３０ｍ／ｍｉｎ、面圧０．５ＭＰａ、相手材の表面温度５０℃にて３０時間供試し、試験開始直後と１０時間毎の動摩擦係数および試験終了直後の摩耗深さを測定した。

＜導電性試験＞
導電性試験は、ＪＩＳ Ｋ７１９４に準拠し、電圧電流法で、試験片の表面抵抗値（Ω／□）を測定した。

表１に示したとおり、本発明の樹脂組成物からなるシート材である各実施例は、表面抵抗値（ＪＩＳ Ｋ７１９４）が、１．０×１０^２〜１．０×１０^１２Ω／□の範囲にあり、初期の摩擦係数が低く、３０時間の試験運転において摩擦係数の変化が小さく、耐摩耗性も満足していた。また、本発明の樹脂組成物の必須成分である潤滑性付与材を含まない比較例１は、各実施例と比較して経時的に摩擦係数が高くなっており、摩擦特性が不安定である。また、本発明の樹脂組成物のベース樹脂と異なる樹脂を用いた比較例２および比較例３は、試験片自体あるいは相手材の摩耗深さが実施例と比較し、大きくなっていた。

本発明の超音波モータのスライダは、所定の樹脂組成物からなるシート材から形成されているので、耐摩耗性に優れるとともに導電性を有し、真空中等で使用される超音波モータに好適に利用できる。

本発明の超音波モータおよびそのスライダの一実施例を示す一部切欠き断面図である。 実施例２のシート材表面の拡大写真およびその模式図である。

符号の説明

１ 超音波モータ
２ 圧電素子
３ ステータ
４ スライダ
５ ロータ
６ 出力軸
７ 皿ばね
８ 軸受
９ 軸受
１０ 摩擦材
１１ 基盤
１２ ケーシング
１３ 制御装置
１４ ケーブル
１５ エンコーダ

Claims (13)

1. 圧電素子により生じたステータの進行波により、ロータに連結された出力軸を駆動する超音波モータにおいて、前記ロータの下面に接着され、かつ前記ステータに圧接し、このステータの進行波により、前記ロータを回転させるスライダであって、
   前記スライダは、非射出成形性超高分子量ポリエチレン樹脂１００重量部と、導電性カーボン２〜１５重量部と、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末、黒鉛粉末およびシリコーン樹脂粉末から選ばれた少なくとも１つの粉末０．５〜５重量部とを配合された樹脂組成物からなるシート材であることを特徴とする超音波モータのスライダ。
2. 前記非射出成形性ポリエチレン樹脂が、重量平均分子量１００万〜４００万の超高分子量ポリエチレン樹脂であることを特徴とする請求項１記載の超音波モータのスライダ。
3. 前記導電性カーボンが、ケッチェンブラックであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の超音波モータのスライダ。
4. 前記ケッチェンブラックは、一次粒子径が３０〜３８ｎｍであることを特徴とする請求項３記載の超音波モータのスライダ。
5. 前記ケッチェンブラックは、ＢＥＴ比表面積が１０００〜１５００ｍ^２／ｇであることを特徴とする請求項３または請求項４記載の超音波モータのスライダ。
6. 前記粉末が、平均粒子径５〜３０μｍの粉末であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項記載の超音波モータのスライダ。
7. 前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末が、アルキルビニルエーテルで変性された変性ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項記載の超音波モータのスライダ。
8. 前記黒鉛粉末が、固定炭素９８．５重量％以上の人造黒鉛であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項記載の超音波モータのスライダ。
9. 前記シリコーン樹脂粉末が、球状のシリコーン樹脂粉末であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項記載の超音波モータのスライダ。
10. 前記スライダの表面抵抗値（ＪＩＳ Ｋ７１９４）が、１．０×１０^２〜１．０×１０^１２Ω／□であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項記載の超音波モータのスライダ。
11. 前記スライダのシート厚さが、０．０４〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか一項記載の超音波モータのスライダ。
12. 前記スライダの表面は、前記非射出成形性超高分子量ポリエチレン樹脂の粒子同士の粒界に前記導電性カーボンと前記粉末とが配されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか一項記載の超音波モータのスライダ。
13. 出力軸に連結されたロータと、このロータの下面に接着されたスライダと、このスライダを介して前記ロータが圧接するステータと、このステータの下面に接着し、このステータに進行波を生じさせる圧電素子とを備えてなり、前記ステータに生じた進行波により、前記ロータを回転させ、出力する超音波モータであって、
    前記スライダが請求項１ないし請求項１２のいずれか一項記載のスライダであることを特徴とする超音波モータ。