JP2774613B2 - Ultrasonic motor - Google Patents

Ultrasonic motor

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JP2774613B2
JP2774613B2 JP1255707A JP25570789A JP2774613B2 JP 2774613 B2 JP2774613 B2 JP 2774613B2 JP 1255707 A JP1255707 A JP 1255707A JP 25570789 A JP25570789 A JP 25570789A JP 2774613 B2 JP2774613 B2 JP 2774613B2
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sliding member
rotor
ultrasonic motor
fine powder
elliptical vibration
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JP1255707A
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浩之 今林
毅直 藤村
之彦 沢田
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Olympus Corp
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Olympus Optic Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、定在波型の超音波振動を利用し、楕円運動
により回転力を得る超音波モータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an ultrasonic motor that uses a standing wave type ultrasonic vibration to obtain a rotational force by an elliptical motion.

[従来の技術] 一般に、超音波モータにおいては、第3図に示すよう
に、圧電体1と接着固定された金属体2と動体3との間
に、摺動部材(スライド材)4が設けられている。
[Prior Art] Generally, in an ultrasonic motor, as shown in FIG. 3, a sliding member (sliding member) 4 is provided between a moving body 3 and a metal body 2 bonded and fixed to a piezoelectric body 1. Have been.

従来、摺動部材4としては、例えば特開昭62−23379
号公報に開示されるように、有機高分子繊維よりなるフ
エルトに熱硬化性樹脂を用いたものや、例えば特開昭62
−58887号公報に開示されるように、炭素繊維と樹脂と
の複合材を用いたものが知られている。そして、前記有
機高分子繊維としては、ポリアミド繊維やフェノール繊
維やセラミック系の短繊維等の多種のものが用いられて
いる。また、摺動部材4として、ゴムや潤滑油を用いる
ことも提案されている。
Conventionally, as the sliding member 4, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-23379
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H06-163, the use of a thermosetting resin for a felt made of an organic polymer fiber,
As disclosed in Japanese Patent Application No. -58887, one using a composite material of carbon fiber and resin is known. As the organic polymer fiber, various types such as polyamide fiber, phenol fiber, and ceramic short fiber are used. It has also been proposed to use rubber or lubricating oil as the sliding member 4.

[発明が解決しようとする課題] しかし、従来の超音波モータでは、摺動部材4として
完璧なものを用いたものはなく、時間がある程度経過す
ると、摩耗粉を発生する現象が起こっていた。これを防
止する手段として、強靭な繊維を含有させて耐摩耗性を
向上させたり、摺動性を助長させる微粉末を含有させた
りしている。ところが、超音波モータで生じる摩耗形態
は複雑であり、単純な滑り摩擦で有効な摺動部材では役
に立たない。よって、強靭な繊維を含有させれば強度は
向上するが、決して摩耗に強くなるわけではない。同様
に、セラミックスにより摺動部材を形成した場合に、強
度が上がりすぎて相手の部材を逆に摩耗させてしまって
いた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional ultrasonic motor, there is no one using a perfect sliding member 4, and after a certain period of time, a phenomenon of generating abrasion powder has occurred. As means for preventing this, tough fibers are contained to improve abrasion resistance, or fine powder is added to promote slidability. However, the form of abrasion generated by the ultrasonic motor is complicated, and a simple sliding friction cannot be used effectively by a sliding member. Therefore, if a tough fiber is contained, the strength is improved, but it does not necessarily mean that the fiber is resistant to abrasion. Similarly, when the sliding member is formed of ceramics, the strength of the sliding member is too high, causing the other member to wear.

また、従来から、摩耗粉の発生について、多種の摺動
部材の効果が提示されているが、どれも時間が経過する
と必ず摩耗粉が発生し、その粉の影響により摩耗が促進
される現象が発生している。すなわち、摩耗粉の発生の
有無が超音波モータの寿命に大きな影響を与えていた。
Conventionally, the effects of various types of sliding members on the generation of abrasion powder have been proposed, but in any case, abrasion powder is always generated after a lapse of time, and the phenomenon of abrasion is accelerated by the influence of the abrasion powder. It has occurred. That is, the presence or absence of the generation of the abrasion powder greatly affects the life of the ultrasonic motor.

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、長寿命で実用的な超音波モータを提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the conventional problems, and has as its object to provide a practical ultrasonic motor having a long life.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するため本発明は、圧電素子を振動さ
せて振動片に楕円振動を励起させ、該楕円振動により上
記振動片に圧接させた回転子を回転させる超音波モータ
において、上記振動片と回転子の相互の圧接面に、摩耗
を防ぐ為の第1の摺動部材と第2の摺動部材をそれぞれ
配置すると共に、上記振動片側に設けた第1の摺動部材
を、二硫化タングステンの微粉末を18〜22重量%および
フェノール樹脂の微粉末を18〜22重量%含有したエポキ
シ樹脂を含浸させてなる暑さ500μm以下のアルミナ短
繊維のペーパーにより形成し、上記回転子側に設けた第
2の摺動部材を、単一組成の有機材料を炭化処理してな
る厚さ300μm以下で表面粗さRa=0.1μm以下の非結晶
のカーボン膜により形成したものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic motor that vibrates a piezoelectric element to excite an elliptical vibration in a vibrating reed, and rotates a rotor pressed against the vibrating reed by the elliptical vibration. A first sliding member and a second sliding member for preventing abrasion are respectively arranged on the mutual press contact surfaces of the rotor, and the first sliding member provided on the vibrating piece side is made of tungsten disulfide. Is formed by paper of alumina short fiber having a heat of 500 μm or less and impregnated with an epoxy resin containing 18 to 22% by weight of a fine powder of the above and 18 to 22% by weight of a fine powder of a phenol resin, and provided on the rotor side. The second sliding member is formed of an amorphous carbon film having a thickness of 300 μm or less and a surface roughness Ra of 0.1 μm or less, obtained by carbonizing an organic material having a single composition.

また、本発明は上記構成において、振動片側に設けた
第1の摺動部材を、二硫化タングステンの微粉末を18〜
22重量%およびフェノール樹脂の微粉末を18〜22重量%
含有したナイロン樹脂を含浸させてなる厚さ500μm以
下のアルミナ短繊維のペーパーにより形成し、回転子側
に設けた第2の摺動部材を、回転子の端面をリン酸マン
ガン処理して二硫化モリブデンを浸積して形成したもの
である。
Further, in the present invention, the first sliding member provided on the vibrating reed side in the above-described configuration is configured such that the fine powder of tungsten disulfide is 18 to
22% by weight and 18-22% by weight of phenolic resin fine powder
The second sliding member formed on the side of the rotor is made of alumina short fiber paper having a thickness of 500 μm or less impregnated with the contained nylon resin. It is formed by immersing molybdenum.

さらに、本発明は上記構成において、振動片側に設け
た第1の摺動部材を、二硫化モリブデンの微粉末を18〜
22重量%およびフェノール樹脂の微粉末を18〜22重量%
含有したフェノール樹脂を含浸させてなる厚さ500μm
以下のアルミナ短繊維のペーパーにより形成し、回転子
側に設けた第2の摺動部材を、回転子の端面をリン酸マ
ンガン処理して二硫化モリブデンを浸積して形成したも
のである。
Further, according to the present invention, in the above configuration, the first sliding member provided on the vibrating reed side includes a fine powder of molybdenum disulfide of 18 to
22% by weight and 18-22% by weight of phenolic resin fine powder
500μm thickness impregnated with phenol resin
The second sliding member formed of the following alumina short fiber paper and provided on the rotor side is formed by immersing molybdenum disulfide by treating the end face of the rotor with manganese phosphate.

さらにまた、本発明は上記構成において、振動片側に
設けた第1の摺動部材を、セラミック系の短繊維を含有
してなるアルミニウムのコンポジット材により形成し、
回転子側に設けた第2の摺動部材を、単一組成の有機材
料を炭化処理してなる厚さ300μm以下で表面粗さRa=
0.1μm以下の非結晶カーボン膜により形成したもので
ある。
Still further, in the present invention, the first sliding member provided on the vibrating reed side is formed of an aluminum composite material containing ceramic-based short fibers.
The second sliding member provided on the rotor side is formed by carbonizing an organic material having a single composition and has a thickness of 300 μm or less and a surface roughness Ra =
It is formed of an amorphous carbon film having a thickness of 0.1 μm or less.

なお、本発明において、二硫化タングステン,二硫化
モリブデンおよびフェノール樹脂の各微粉末の重量比を
18〜22重量%としたのは、18%より少なくすると、駆動
中に温度が上昇して音が発生し、その後の回転が不安定
になって停止してしまうからである。また、22%より多
くすると、アルミナ短繊維のペーパーの強度が低下し、
駆動(縦横の振動)に伴って破損を生じ、これにより回
転が不安定になって停止してしまうからである。
In the present invention, the weight ratio of each fine powder of tungsten disulfide, molybdenum disulfide and phenol resin is defined as
The reason for setting the content to 18 to 22% by weight is that if the content is less than 18%, the temperature rises during driving, a sound is generated, and the subsequent rotation becomes unstable and stops. If it is more than 22%, the strength of the alumina short fiber paper decreases,
This is because breakage occurs due to driving (vertical and horizontal vibrations), which makes the rotation unstable and stops.

また、振動片側のアルミナ短繊維のペーパーの厚さや
回転子側のカーボン膜の厚さをそれぞれ限定したのは、
これらの厚さが厚いと、振動片から回転子へ振動が伝わ
るうちに、振動が減衰してしまい、トルクの伝達が少な
くなってしまうからである。
Also, the thickness of the alumina short fiber paper on the vibrating piece side and the thickness of the carbon film on the rotor side were limited respectively.
If the thickness is large, the vibration is attenuated while the vibration is transmitted from the vibrating piece to the rotor, and the transmission of torque is reduced.

第1図は、本発明に係る超音波モータの概念図で、二
つの共振器5の間には、電極板6と圧電素子7とが交互
に積層配置されている。また一方の共振器5には、振動
片8が積層されており、この振動片8には、回転子9が
積層されている。そして、これら各構成部材は、固定ボ
ルト10により締め付け固定されている。さらに、振動片
8と回転子9との間には、振動片8側に第1の摺動部材
11が設けられ、回転子9側に第2の摺動部材12が設けら
れている。ここに、摺動部材11および12は、上述のよう
な組み合わせで構成されている。
FIG. 1 is a conceptual diagram of an ultrasonic motor according to the present invention. Between two resonators 5, electrode plates 6 and piezoelectric elements 7 are alternately stacked. Further, a resonator element 8 is laminated on one resonator 5, and a rotor 9 is laminated on the resonator element 8. These components are fastened and fixed by fixing bolts 10. Further, a first sliding member is provided between the vibrating bar 8 and the rotor 9 on the vibrating bar 8 side.
11 is provided, and a second sliding member 12 is provided on the rotor 9 side. Here, the sliding members 11 and 12 are configured by the combination as described above.

[作 用] 上記構成の本発明の超音波モータによれば、摩耗粉の
発生が極端に少ない。このため、摩耗粉による摩耗の促
進は起こらない。樹脂だけを摺動部材として用いた場合
に比べて、初期摩耗後、振動片8側の樹脂の接触面は光
沢状に光り、摩擦による潤滑境界層が形成される。潤滑
境界層が形成されると、摩耗粉の発生が止まり安定状態
になる。また、含有されている摺動助長剤(二硫化タン
グステン,二硫化モリブデン,フェノール)により、音
の発生は抑制される。本発明は、定在波の超音波振動を
用いた超音波モータのうち、特に回転子9に対する振動
片8の接触面積が非常に小さい場合に効果がある。
[Operation] According to the ultrasonic motor of the present invention having the above configuration, generation of wear powder is extremely small. Therefore, the promotion of wear by the wear powder does not occur. Compared to the case where only the resin is used as the sliding member, the contact surface of the vibrating piece 8 with the resin shines glossy after the initial wear, and a lubricating boundary layer is formed by friction. When the lubricating boundary layer is formed, the generation of abrasion powder stops and the state becomes stable. In addition, the generation of noise is suppressed by the contained sliding promoter (tungsten disulfide, molybdenum disulfide, phenol). The present invention is particularly effective when the contact area of the vibrating piece 8 with the rotor 9 is very small in an ultrasonic motor using standing wave ultrasonic vibration.

[実施例] (第1実施例) (構成) 本実施例の超音波モータにおける要部を第2図に示
す。
Example (First Example) (Configuration) FIG. 2 shows a main part of an ultrasonic motor according to the present example.

振動片8側には、第1の摺動部材11として、二硫化タ
ングステンの微粉末を20重量%およびフェノール樹脂の
微粉末を20重量%含有したエポキシ樹脂系接着剤を含浸
してなる、アルミナとシリカのセラミック微粉末を含有
したアルミナ短繊維のペーパー(ニチアス製、ファイン
フレックスペーパー)が接触部に接着形成され、熱硬化
後、研磨により厚さが500μmとなるように構成されて
いる。使用する接着剤は脱泡処理を行っており、摺動部
材11内には空気の層が存在しない。
On the vibrating piece 8 side, as the first sliding member 11, an alumina resin impregnated with an epoxy resin adhesive containing 20% by weight of fine powder of tungsten disulfide and 20% by weight of fine powder of phenol resin is used. Alumina short fiber paper (Fineflex paper, manufactured by Nichias) containing ceramic fine powder of silica is adhered and formed at the contact portion, and after heat curing, is polished to a thickness of 500 μm. The adhesive to be used has been subjected to a defoaming treatment, and there is no air layer in the sliding member 11.

一方、回転子9側には、第2の摺動部材12として、単
一組成の有機材料を炭化処理した可撓性を有する厚さ30
0μm、表面粗さRa=0.1μmの非結晶のカーボン膜(日
清紡製、アモルファス・カーボン)が低粘度のエポキシ
系接着剤により接触部に接着され、熱硬化されている。
On the other hand, on the rotor 9 side, as the second sliding member 12, a flexible organic material having a thickness of 30 which is obtained by carbonizing an organic material having a single composition is used.
An amorphous carbon film (amorphous carbon, manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.) having a thickness of 0 μm and a surface roughness Ra of 0.1 μm is adhered to the contact portion with a low-viscosity epoxy-based adhesive and thermally cured.

(作用) 振動片8側の第1の摺動部材11において、樹脂を含浸
したアルミナ短繊維のペーパーに含まれている二硫化タ
ングステンの微粉末は、振動を助長する役目をし、ま
た、フェノール樹脂の微粉末をエポキシ樹脂に対して20
重量%含有したものは、音の発生を防止する働きがあ
る。摺動部材11自身の強度は、アルミナ短繊維によって
保持され、初期摩耗後、接触面に光沢状の潤滑境界層が
形成される。さらに、アルミナ短繊維のペーパー中のア
ルミナとシリカのセラミック微粉末は、粒径が50μm程
度であり、樹脂に比べて減耗量が非常に少ない。初期摩
耗後、接触面に露出すると振動片8側の摺動部材11の減
耗量は、セラミック微粉末の減耗量に規制されるため、
耐摩耗性が向上する。
(Operation) In the first sliding member 11 on the vibrating piece 8 side, the fine powder of tungsten disulfide contained in the resin-impregnated alumina short fiber paper serves to promote vibration, 20 resin fine powder to epoxy resin
The one containing by weight has a function of preventing generation of sound. The strength of the sliding member 11 itself is maintained by the alumina short fibers, and after initial wear, a glossy lubricating boundary layer is formed on the contact surface. Further, the ceramic fine powder of alumina and silica in the paper of the short alumina fiber has a particle size of about 50 μm, and the amount of wear is very small as compared with the resin. After the initial wear, when exposed to the contact surface, the amount of wear of the sliding member 11 on the vibrating piece 8 side is regulated by the amount of wear of the ceramic fine powder.
The wear resistance is improved.

回転子9側の摺動部材12である非結晶のカーボン膜
は、単一組成の有機材料を炭化処理して構成されてお
り、非常に強靭で、組織が緻密である。また、ある程度
の可撓性を有するため、振動片8の形状に沿って変形
し、回転力を受けやすくする。さらに、カーボンである
ため、摺動性は良好で、耐摩耗性に優れている。
The amorphous carbon film, which is the sliding member 12 on the rotor 9 side, is formed by carbonizing an organic material having a single composition, and is very tough and has a fine structure. In addition, since the vibrating piece 8 has a certain degree of flexibility, the vibrating piece 8 is deformed along the shape of the vibrating piece 8 to easily receive a rotational force. Furthermore, since it is carbon, the slidability is good and the wear resistance is excellent.

(効果) 樹脂だけの摺動部材に対して、非結晶のカーボン膜と
の併用を行うと、初期摩耗後の耐摩耗性を向上させるこ
とができる。接触表面の表面粗さは非常に小さいため、
摩耗進行の原因となる摩耗粉の発生は抑えられ、音の発
生も皆無にすることが可能である。また、摺動部材11お
よび12は硬度が高いため、潤滑剤によるトルクの減少を
最小限に抑えることが可能である。
(Effect) When a sliding member made of only resin is used together with an amorphous carbon film, abrasion resistance after initial abrasion can be improved. The surface roughness of the contact surface is very small,
The generation of wear powder which causes the progress of wear is suppressed, and the generation of noise can be completely eliminated. Further, since the sliding members 11 and 12 have high hardness, it is possible to minimize the decrease in torque due to the lubricant.

なお、本実施例の第2の摺動部材12に代えて、回転子
9の接触面を鏡面に加工した後、窒化クロム処理を行っ
たものでも、本実施例と同様に、樹脂を含浸したアルミ
ナ短繊維のペーパーの接触面に潤滑境界層が形成され、
摩耗を防止することができる。
It should be noted that, instead of the second sliding member 12 of the present embodiment, the rotor 9 having a contact surface formed into a mirror surface and then subjected to chromium nitride treatment was impregnated with resin in the same manner as in the present embodiment. A lubricating boundary layer is formed on the contact surface of the alumina short fiber paper,
Wear can be prevented.

(第2実施例) (構成) 振動片8側には、第1の摺動部材11として、二硫化モ
リブデンの微粉末を20重量%およびフェノール樹脂の微
粉末を20重量%含有したナイロン66樹脂を含浸してな
る、アルミナとシリカのセラミック微粉末を含有したア
ルミナ短繊維のペーパー(ニチアス製、ファインフンレ
ックスペーパー)が接触部にエポキシ接着剤により接着
形成され、熱硬化後、研磨により厚さが500μmとなる
ように構成されている。使用する接着剤は脱泡処理を行
っており、摺動部材11内には空気の層が存在しない。
Second Embodiment (Configuration) On the vibrating piece 8 side, as a first sliding member 11, a nylon 66 resin containing 20% by weight of a fine powder of molybdenum disulfide and 20% by weight of a fine powder of a phenol resin is used. Alumina short fiber paper (Nichias Fine Fine Rex paper) containing ceramic fine powder of alumina and silica, which is impregnated with aluminum, is adhered to the contact area with an epoxy adhesive, cured by heat, and then polished to a thickness. Is 500 μm. The adhesive to be used has been subjected to a defoaming treatment, and there is no air layer in the sliding member 11.

一方、回転子9は、合金工具鋼鋼材を熱処理した硬度
Hv650以上の材質で形成され、接触部を鏡面に加工した
後、リン酸マンガン処理を深さ10μm行い、二硫化モリ
ブデンを浸積して、第2の摺動部材12が形成されてい
る。
On the other hand, the rotor 9 has a hardness obtained by heat-treating the alloy tool steel.
The second sliding member 12 is formed of a material of Hv 650 or more, after processing the contact portion into a mirror surface, performing manganese phosphate treatment at a depth of 10 μm, and immersing molybdenum disulfide.

(作用) 第1実施例と同様に、樹脂を含浸したアルミナ短繊維
のペーパーの接触面には、光沢状の潤滑境界層が形成さ
れる。また、回転子9に浸積されている二硫化モリブデ
ンにより、摺動性がさらに助長される。
(Operation) As in the first embodiment, a glossy lubricating boundary layer is formed on the contact surface of the alumina short fiber paper impregnated with the resin. Further, the slidability is further promoted by molybdenum disulfide immersed in the rotor 9.

(効果) 二硫化モリブデンの摺動性とともに、接触面は鏡面状
態に近いため、摩耗による傷が発生せず、摩耗粉の発生
が防止できる。エポキシ樹脂と同様に、ナイロン樹脂も
接触面に潤滑境界層が形成され、初期摩耗後は耐摩耗性
が向上し、摩耗がほとんど起こらなくなる。音の発生は
二硫化モリブデンによって抑えられ、安定した回転が得
られる。また、回転子9は接着作業がなく、比較的容易
に製作することできる。よって、大量生産に適し、コス
トも低くすることが可能である。
(Effect) In addition to the slidability of molybdenum disulfide, the contact surface is close to a mirror state, so that scratches due to abrasion do not occur and generation of abrasion powder can be prevented. Like the epoxy resin, the nylon resin also forms a lubricating boundary layer on the contact surface, improves the abrasion resistance after the initial abrasion, and hardly causes abrasion. Generation of noise is suppressed by molybdenum disulfide, and stable rotation is obtained. Further, the rotor 9 can be manufactured relatively easily without any bonding work. Therefore, it is suitable for mass production and cost can be reduced.

なお、本実施例におけるナイロン66樹脂の代わりに、
ナイロン6樹脂や熱硬化樹脂のフェノール樹脂を用いて
も、同様の効果を得ることができる。
In addition, instead of the nylon 66 resin in this example,
Similar effects can be obtained by using a nylon 6 resin or a thermosetting resin phenol resin.

(第3実施例) (構成) 振動片8側には、アルミナの短繊維を含有したアルミ
ニウムのコンポジット材がろう付けにより接触部に形成
され、その後研磨により、接触面を鏡面にするととも
に、厚さを500μmにして第1の摺動部材11が形成され
ている。
(Third Embodiment) (Structure) On the vibrating piece 8 side, an aluminum composite material containing short fibers of alumina is formed on the contact portion by brazing, and then the contact surface is mirror-polished by polishing, and the thickness is increased. The first sliding member 11 is formed with a height of 500 μm.

一方、回転子9側には、第2の摺動部材12として、単
一組成の有機材料を炭化処理した可撓性を有する厚さ30
0μm、表面粗さRa=0.1μmの非結晶のカーボン膜(日
清紡製、アモルファス・カーボン)が低粘度のエポキシ
系接着剤により接触部に接着され、熱硬化されている。
On the other hand, on the rotor 9 side, as the second sliding member 12, a flexible organic material having a thickness of 30 which is obtained by carbonizing an organic material having a single composition is used.
An amorphous carbon film (amorphous carbon, manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.) having a thickness of 0 μm and a surface roughness Ra of 0.1 μm is adhered to the contact portion with a low-viscosity epoxy-based adhesive and thermally cured.

(作用) 振動片8側の摺動部材11は、振動片8と同材質であ
り、接着ではなく、ろう付けによって結合されるため、
振動片8の先端の楕円振動を減衰させにくい。また、ア
ルミナ短繊維によって摺動部材11の強度は保持され、摩
耗しにくい。さらに、第1実施例と同様にカーボン膜を
使用するため、摺動性が向上する。
(Operation) The sliding member 11 on the side of the vibrating reed 8 is made of the same material as the vibrating reed 8 and is bonded by brazing instead of bonding.
It is difficult to attenuate the elliptical vibration at the tip of the resonator element 8. Further, the strength of the sliding member 11 is maintained by the alumina short fibers, and the sliding member 11 is hardly worn. Further, since the carbon film is used as in the first embodiment, the slidability is improved.

(効果) 楕円振動は強い状態を維持できるため、トルクの高い
回転を得ることができる。音の発生はカーボンによって
減少し、回転を安定にすることができる。
(Effect) Since the elliptical vibration can maintain a strong state, rotation with high torque can be obtained. Sound generation is reduced by carbon, and rotation can be stabilized.

なお、カーボン膜の代わりに、合金工具鋼鋼材を熱処
理して硬度Hv650以上の材質の接触部を鏡面に加工した
後、リン酸マンガン処理を深さ10μm行い、二硫化モリ
ブデンを浸積したものを用いても、同様に耐摩耗性が優
れ、摺動性を良好にすることができる。
In place of the carbon film, after heat-treating the alloy tool steel and processing the contact portion of a material having a hardness of Hv 650 or more into a mirror surface, manganese phosphate treatment was performed at a depth of 10 μm, and molybdenum disulfide was immersed. Even when used, the abrasion resistance is similarly excellent and the slidability can be improved.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、振動片側の第1の摺動部材は強度を
有し、この第1の摺動部材と回転子側の第2の摺動部材
とを組み合わせることにより、第1の摺動部材の接触面
には初期摩耗後に潤滑境界面が形成され、初期摩耗後の
耐摩耗性が向上し、摩耗粉の発生を防止できる。また、
この第1の摺動部材は音の発生を効果的に防止できる。
これらにより、回転子の安定した回転を維持でき、長寿
命で実用的な超音波モータとすることができる。
According to the present invention, the first sliding member on the vibrating reed has strength, and the first sliding member is combined with the second sliding member on the rotor side to form the first sliding member. A lubricating boundary surface is formed on the contact surface of the member after the initial wear, the wear resistance after the initial wear is improved, and generation of wear powder can be prevented. Also,
The first sliding member can effectively prevent generation of sound.
Thus, stable rotation of the rotor can be maintained, and a long-life and practical ultrasonic motor can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る超音波モータの概略構成図、第2
図は本発明の第1実施例の超音波モータにおける要部を
示す斜視図、第3図は従来の超音波モータの要部を示す
縦断面図である。 5……共振器 6……電極板 7……圧電素子 8……振動片 9……回転子 10……固定ボルト 11……第1の摺動部材 12……第2の摺動部材
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ultrasonic motor according to the present invention, and FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing a main part of an ultrasonic motor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a main part of a conventional ultrasonic motor. 5 Resonator 6 Electrode plate 7 Piezoelectric element 8 Vibrating piece 9 Rotor 10 Fixing bolt 11 First sliding member 12 Second sliding member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02N 2/00 - 2/18──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02N 2/00-2/18

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】圧電素子を振動させて振動片に楕円振動を
励起させ、該楕円振動により上記振動片に圧接させた回
転子を回転させる超音波モータにおいて、 上記振動片と回転子の相互の圧接面に、摩耗を防ぐ為の
第1の摺動部材と第2の摺動部材をそれぞれ配置すると
共に、 上記振動片側に設けた第1の摺動部材を、二硫化タング
ステンの微粉末を18〜22重量%およびフェノール樹脂の
微粉末を18〜22重量%含有したエポキシ樹脂を含浸させ
てなる暑さ500μm以下のアルミナ短繊維のペーパーに
より形成し、 上記回転子側に設けた第2の摺動部材を、単一組成の有
機材料を炭化処理してなる厚さ300μm以下で表面粗さR
a=0.1μm以下の非結晶のカーボン膜により形成した、 ことを特徴とする超音波モータ。
1. An ultrasonic motor that vibrates a piezoelectric element to excite an elliptical vibration on a vibrating reed and rotates a rotor pressed against the vibrating reed by the elliptical vibration. A first sliding member and a second sliding member for preventing abrasion are respectively arranged on the pressure contact surface, and the first sliding member provided on the vibrating piece side is made of fine powder of tungsten disulfide. A second slide provided on the rotor side, made of alumina short fiber paper having a heat of 500 μm or less and impregnated with an epoxy resin containing -22% by weight and a phenol resin fine powder in an amount of 18-22% by weight. The moving member is formed by carbonizing an organic material having a single composition and has a thickness of 300 μm or less and a surface roughness R.
An ultrasonic motor formed of an amorphous carbon film having a = 0.1 μm or less.
【請求項2】圧電素子を振動させて振動片に楕円振動を
励起させ、該楕円振動により上記振動片に圧接させた回
転子を回転させる超音波モータにおいて、 上記振動片と回転子の相互の圧接面に、摩耗を防ぐ為の
第1の摺動部材と第2の摺動部材をそれぞれ配置すると
共に、 上記振動片側に設けた第1の摺動部材を、二硫化モリブ
デンの微粉末を18〜22重量%およびフェノール樹脂の微
粉末を18〜22重量%含有したナイロン樹脂を含浸させて
なる厚さ500μm以下のアルミナ短繊維のペーパーによ
り形成し、 上記回転子側に設けた第2の摺動部材を、回転子の端面
をリン酸マンガン処理して二硫化モリブデンを浸積して
形成した、 ことを特徴とする超音波モータ。
2. An ultrasonic motor that vibrates a piezoelectric element to excite an elliptical vibration in a vibrating reed, and rotates a rotor pressed against the vibrating reed by the elliptical vibration. A first sliding member and a second sliding member for preventing abrasion are respectively arranged on the press contact surface, and the first sliding member provided on the vibrating piece side is made of a fine powder of molybdenum disulfide. Formed of a short-fiber alumina paper having a thickness of 500 μm or less and impregnated with a nylon resin containing about 22% by weight and 18 to 22% by weight of a fine powder of a phenol resin, and a second slider provided on the rotor side. An ultrasonic motor, wherein the moving member is formed by immersing molybdenum disulfide by treating the end face of the rotor with manganese phosphate.
【請求項3】圧電素子を振動させて振動片に楕円振動を
励起させ、該楕円振動により上記振動片に圧接させた回
転子を回転させる超音波モータにおいて、 上記振動片と回転子の相互の圧接面に、摩耗を防ぐ為の
第1の摺動部材と第2の摺動部材をそれぞれ配置すると
共に、 上記振動片側に設けた第1の摺動部材を、二硫化モリブ
デンの微粉末を18〜22重量%およびフェノール樹脂の微
粉末を18〜22重量%含有したフェノール樹脂を含浸させ
てなる厚さ500μm以下のアルミナ短繊維のペーパーに
より形成し、 上記回転子側に設けた第2の摺動部材を、回転子の端面
をリン酸マンガン処理して二硫化モリブデンを浸積して
形成した、 ことを特徴とする超音波モータ。
3. An ultrasonic motor which vibrates a piezoelectric element to excite an elliptical vibration in a vibrating reed, and rotates a rotor pressed against the vibrating reed by the elliptical vibration. A first sliding member and a second sliding member for preventing abrasion are respectively arranged on the press contact surface, and the first sliding member provided on the vibrating piece side is made of a fine powder of molybdenum disulfide. Formed of a short-fiber alumina paper having a thickness of 500 μm or less impregnated with a phenol resin containing -22% by weight and a phenol resin fine powder of 18-22% by weight, and a second slider provided on the rotor side. An ultrasonic motor, wherein the moving member is formed by immersing molybdenum disulfide by treating the end face of the rotor with manganese phosphate.
【請求項4】圧電素子を振動させて振動片に楕円振動を
励起させて、該楕円振動により上記振動片に圧接させた
回転子を回転させる超音波モータにおいて、 上記振動片と回転子の相互の圧接面に、摩耗を防ぐ為の
第1の摺動部材と第2の摺動部材をそれぞれ配置すると
共に、 上記振動片側に設けた第1の摺動部材を、セラミック系
の短繊維を含有してなるアルミニウムのコンポジット材
により形成し、 上記回転子側に設けた第2の摺動部材を、単一組成の有
機材料を炭化処理してなる厚さ300μm以下で表面粗さR
a=0.1μm以下の非結晶カーボン膜により形成した、 ことを特徴とする超音波モータ。
4. An ultrasonic motor that vibrates a piezoelectric element to excite an elliptical vibration on a vibrating reed and rotates a rotor pressed against the vibrating reed by the elliptical vibration. A first sliding member and a second sliding member for preventing abrasion are respectively arranged on the pressure contact surface of the above, and the first sliding member provided on the vibrating piece side contains a ceramic short fiber. The second sliding member provided on the rotor side is formed by carbonizing an organic material having a single composition and has a thickness of 300 μm or less and a surface roughness R
An ultrasonic motor formed of an amorphous carbon film having a = 0.1 μm or less.
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