JP3156103B2 - 起動性を向上した超音波モータ - Google Patents
起動性を向上した超音波モータInfo
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- JP3156103B2 JP3156103B2 JP18162192A JP18162192A JP3156103B2 JP 3156103 B2 JP3156103 B2 JP 3156103B2 JP 18162192 A JP18162192 A JP 18162192A JP 18162192 A JP18162192 A JP 18162192A JP 3156103 B2 JP3156103 B2 JP 3156103B2
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- rotor
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ステータに進行波を生
じさせてロータを回転させるようにした超音波モータに
関し、特にロータのステータ側の面に接着させる摺動材
を改良して起動性を向上したものである。
じさせてロータを回転させるようにした超音波モータに
関し、特にロータのステータ側の面に接着させる摺動材
を改良して起動性を向上したものである。
【０００２】
【従来の技術】超音波モータは公知のように、例えばリ
ン青銅製のステータに圧電素子を接着してそれに駆動信
号を印加することにより進行波を発生させ、ステータに
圧接したロータを回転させるようになっている。またス
テータの進行波を有効にロータに作用させるため、ロー
タとステータとの間に適切な摩擦力が生じる様に摺動材
をロータに接着している。
ン青銅製のステータに圧電素子を接着してそれに駆動信
号を印加することにより進行波を発生させ、ステータに
圧接したロータを回転させるようになっている。またス
テータの進行波を有効にロータに作用させるため、ロー
タとステータとの間に適切な摩擦力が生じる様に摺動材
をロータに接着している。
【０００３】超音波モータの出力特性は、ロータのステ
ータ側の面に接着する摺動材の特性により影響を受ける
ことが多い。そのため摺動材として、液体潤滑を含有す
るプラスチックよりなる摩擦材を備えることにより超音
波モータの駆動時の騒音を低減し、またトルク等の機械
出力の経時劣化を抑制したものが提案されている（特開
平２−１８４２７５号公報）。また摩擦材（スライダ
材）として、フッ素樹脂を母材とし熱可塑性樹脂または
熱硬化性樹脂を充填した複合樹脂を使用することによ
り、摩擦力を安定なものにして出力性能を安定化し、か
つ高出力にしたものも提案されている（特開平２−２８
５９７４号公報）。さらにステータがステンレス、リン
青銅、アルミニウム等により形成されているため、ロー
タとの摩擦により、あるいは湿度、熱などによって摺動
材が劣化されて起動性が低下するという問題がある。こ
のため、摺動材として、炭素繊維を添加した樹脂から形
成したもの（特開昭６２−５８８８７号公報）、あるい
は芳香族ポリアミド繊維または炭素繊維を添加したポリ
イミド樹脂から形成したもの（特開昭６３−１２１４８
０号公報）が知られている。
ータ側の面に接着する摺動材の特性により影響を受ける
ことが多い。そのため摺動材として、液体潤滑を含有す
るプラスチックよりなる摩擦材を備えることにより超音
波モータの駆動時の騒音を低減し、またトルク等の機械
出力の経時劣化を抑制したものが提案されている（特開
平２−１８４２７５号公報）。また摩擦材（スライダ
材）として、フッ素樹脂を母材とし熱可塑性樹脂または
熱硬化性樹脂を充填した複合樹脂を使用することによ
り、摩擦力を安定なものにして出力性能を安定化し、か
つ高出力にしたものも提案されている（特開平２−２８
５９７４号公報）。さらにステータがステンレス、リン
青銅、アルミニウム等により形成されているため、ロー
タとの摩擦により、あるいは湿度、熱などによって摺動
材が劣化されて起動性が低下するという問題がある。こ
のため、摺動材として、炭素繊維を添加した樹脂から形
成したもの（特開昭６２−５８８８７号公報）、あるい
は芳香族ポリアミド繊維または炭素繊維を添加したポリ
イミド樹脂から形成したもの（特開昭６３−１２１４８
０号公報）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の超音波モータで
は、摺動材を種々改良したものが提案されているが、ロ
ータがステータに圧接された状態で摩擦摺動しており、
湿気が介在すると金属イオンが発生しやすくなり、それ
により錆などが発生してロータがステータにはりつき、
起動性が低下するという問題があった。また本出願人は
先に、摺動材として、銅害防止材（トリアゾール系化合
物やジアミン系化合物）をフッ素樹脂に添加した材料に
より形成することを提案している。この提案に係る摺動
材を使用した超音波モータは、起動性がかなり改善でき
たが、その永続性に問題があった。本発明者が鋭意研究
した結果、摺動材成形時の焼成温度によりに銅害防止材
が分解、散逸し、そのために十分満足できる起動性が得
られないことがあることを知った。そこで本発明は、超
音波モータの摺動材をさらに改良して、摺動材が銅害防
止材を十分に含んだ状態で形成し、摩擦熱や湿気にかか
わらずロータのステータへのはりつきを防止し、超音波
モータの起動性を永続的に向上できるようにすることを
目的とする。
は、摺動材を種々改良したものが提案されているが、ロ
ータがステータに圧接された状態で摩擦摺動しており、
湿気が介在すると金属イオンが発生しやすくなり、それ
により錆などが発生してロータがステータにはりつき、
起動性が低下するという問題があった。また本出願人は
先に、摺動材として、銅害防止材（トリアゾール系化合
物やジアミン系化合物）をフッ素樹脂に添加した材料に
より形成することを提案している。この提案に係る摺動
材を使用した超音波モータは、起動性がかなり改善でき
たが、その永続性に問題があった。本発明者が鋭意研究
した結果、摺動材成形時の焼成温度によりに銅害防止材
が分解、散逸し、そのために十分満足できる起動性が得
られないことがあることを知った。そこで本発明は、超
音波モータの摺動材をさらに改良して、摺動材が銅害防
止材を十分に含んだ状態で形成し、摩擦熱や湿気にかか
わらずロータのステータへのはりつきを防止し、超音波
モータの起動性を永続的に向上できるようにすることを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ステータの一
方の面に圧電素子を接着して進行波の発生を可能とし、
ステータの他の面に摺動材を介してロータを圧接し、ス
テータに生じる進行波によりロータを回転するようにし
た超音波モータにおいて、上記目的を達成したものであ
る。そのため摺動材は、銅害防止材を含有する融点３０
０℃以下の低融点フッ素樹脂を耐熱性繊維やヘルト、ペ
ーパ等の耐摩耗材に塗布して加熱、加圧して形成された
ものにした。また摺動材は、銅害防止材と、繊維状の耐
摩耗材あるいは耐熱性樹脂からなる耐摩耗材と、融点が
３００℃以下の低融点フッ素樹脂とが混合された混合物
が、加熱、加圧されて形成されたものでもよい。
方の面に圧電素子を接着して進行波の発生を可能とし、
ステータの他の面に摺動材を介してロータを圧接し、ス
テータに生じる進行波によりロータを回転するようにし
た超音波モータにおいて、上記目的を達成したものであ
る。そのため摺動材は、銅害防止材を含有する融点３０
０℃以下の低融点フッ素樹脂を耐熱性繊維やヘルト、ペ
ーパ等の耐摩耗材に塗布して加熱、加圧して形成された
ものにした。また摺動材は、銅害防止材と、繊維状の耐
摩耗材あるいは耐熱性樹脂からなる耐摩耗材と、融点が
３００℃以下の低融点フッ素樹脂とが混合された混合物
が、加熱、加圧されて形成されたものでもよい。
【０００６】前記において低融点フッ素樹脂の融点を３
００℃以下のものにしたのは、その後の加熱処理温度を
３００℃以下にして添加された銅害防止材が分解散逸さ
れないようにするためである。銅害防止材としては、３
−（Ｎ−サリチロイル）アミノ−１，２，４−トリアゾ
ール、デカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラ
ジド、Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル
−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニル］ヒドラジン
などを適用できる。その添加重量はフッ素樹脂１００に
対して少なくとも０．１以上含むのが望ましい。耐摩耗
材としては、耐熱性のアラミド繊維、カーボン繊維、Ｐ
ＯＢ（ポリオキシベンゾイルホモポリマー）などを適用
でき、特にそれらの不織布、ヘルト、ペーパーなどのシ
ート状のものを使用するのが望ましい。これらシート状
のものを使用すると、繊維の分散性、平坦性、伝熱性が
良く、摺動材を形成する後工程が不要になる利点もあ
る。
００℃以下のものにしたのは、その後の加熱処理温度を
３００℃以下にして添加された銅害防止材が分解散逸さ
れないようにするためである。銅害防止材としては、３
−（Ｎ−サリチロイル）アミノ−１，２，４−トリアゾ
ール、デカメチレンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラ
ジド、Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル
−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニル］ヒドラジン
などを適用できる。その添加重量はフッ素樹脂１００に
対して少なくとも０．１以上含むのが望ましい。耐摩耗
材としては、耐熱性のアラミド繊維、カーボン繊維、Ｐ
ＯＢ（ポリオキシベンゾイルホモポリマー）などを適用
でき、特にそれらの不織布、ヘルト、ペーパーなどのシ
ート状のものを使用するのが望ましい。これらシート状
のものを使用すると、繊維の分散性、平坦性、伝熱性が
良く、摺動材を形成する後工程が不要になる利点もあ
る。
【０００７】
【作用】上記の超音波モータの摺動材は、融点が３００
℃以下のフッ素樹脂が使用されるため、形成時の加熱は
３００℃以下でよいために添加された銅害防止材が分解
散逸するようなことがない。よって、モータ回転による
摩擦熱や湿気により、ロータのステータへのはりつきを
防止して常に起動性を良好に保つことができる。なお前
記はりつきを防止できるのは、高温高湿時に、スライダ
材とステータとの間に金属イオンが発生するが、銅害防
止材により金属イオンが金属錯体に化学変化されるの
で、錆などが生じにくくなるためと考えられる。
℃以下のフッ素樹脂が使用されるため、形成時の加熱は
３００℃以下でよいために添加された銅害防止材が分解
散逸するようなことがない。よって、モータ回転による
摩擦熱や湿気により、ロータのステータへのはりつきを
防止して常に起動性を良好に保つことができる。なお前
記はりつきを防止できるのは、高温高湿時に、スライダ
材とステータとの間に金属イオンが発生するが、銅害防
止材により金属イオンが金属錯体に化学変化されるの
で、錆などが生じにくくなるためと考えられる。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。超
音波モータは、円盤状のステータ１の一方の面に圧電素
子２が接着され、公知のようにそれが２区分されて、そ
れぞれに９０度位相差の駆動信号が印加されることによ
りステータ１に進行波が生じるようになっている。ステ
ータ１の他方の面にロータ３が重ねられ、それがバネ材
４でステータ１に圧接され、ステータ１の進行波の作動
によりロータ３が回転するようになっている。バネ材４
は出力軸５の鍔部５ａに固定され、ロータ３の回転に伴
いバネ材４と鍔部５ａを介して出力軸５が一体に回転す
るようになっている。またステータ１に接するロータ面
に摺動材６が接着されて、ステータ１に生じた進行波が
ロータ３に有効に作用するようになっている。
音波モータは、円盤状のステータ１の一方の面に圧電素
子２が接着され、公知のようにそれが２区分されて、そ
れぞれに９０度位相差の駆動信号が印加されることによ
りステータ１に進行波が生じるようになっている。ステ
ータ１の他方の面にロータ３が重ねられ、それがバネ材
４でステータ１に圧接され、ステータ１の進行波の作動
によりロータ３が回転するようになっている。バネ材４
は出力軸５の鍔部５ａに固定され、ロータ３の回転に伴
いバネ材４と鍔部５ａを介して出力軸５が一体に回転す
るようになっている。またステータ１に接するロータ面
に摺動材６が接着されて、ステータ１に生じた進行波が
ロータ３に有効に作用するようになっている。
【０００９】摺動材６は、銅害防止材として旭電化工業
社製の［ＣＤＡ−１］を融点３００℃以下の低融点フッ
素樹脂の液状物に添加して、耐熱性のアラミド繊維に塗
布し、乾燥後に、２６０〜２９０℃に１０分保持してプ
レス油圧力１００ｋｇ／ｃｍ2 で加圧してシート状に形
成し、さらにリングにカットして摺動材６とした。なお
摺動材を形成するのに使用した各材料の混合割合は、低
融点フッ素樹脂の重量を１００としてそれぞれの重量割
合を下記の表１に示すものとした。このようにして得ら
れた摺動材をロータに接着して超音波モータを回転駆動
し、その起動特性をテストして結果を表１に示した。
社製の［ＣＤＡ−１］を融点３００℃以下の低融点フッ
素樹脂の液状物に添加して、耐熱性のアラミド繊維に塗
布し、乾燥後に、２６０〜２９０℃に１０分保持してプ
レス油圧力１００ｋｇ／ｃｍ2 で加圧してシート状に形
成し、さらにリングにカットして摺動材６とした。なお
摺動材を形成するのに使用した各材料の混合割合は、低
融点フッ素樹脂の重量を１００としてそれぞれの重量割
合を下記の表１に示すものとした。このようにして得ら
れた摺動材をロータに接着して超音波モータを回転駆動
し、その起動特性をテストして結果を表１に示した。
【００１０】
【表１】 また低融点フッ素樹脂に、銅害防止材の他に耐熱性樹脂
としてＰＯＢを添加したもの、あるいは比較例として銅
害防止材を添加しないものを使用して摺動材を作製し、
それぞれを超音波モータに取り付けて、起動特性をテス
トし、その結果も表１に示した。なお表１中の湿度テス
トの条件は、８０℃、９５％ＲＨ、９６時間静止状態で
の放置とした。
としてＰＯＢを添加したもの、あるいは比較例として銅
害防止材を添加しないものを使用して摺動材を作製し、
それぞれを超音波モータに取り付けて、起動特性をテス
トし、その結果も表１に示した。なお表１中の湿度テス
トの条件は、８０℃、９５％ＲＨ、９６時間静止状態で
の放置とした。
【００１１】また上記サンプルについて、湿度テストを
するとともに耐久テストとして１万回回転した後、定格
回転と無負荷回転をさせてその結果を表２に示した。な
お前記の比較例１、２は回転しないのでテスト不能であ
った。
するとともに耐久テストとして１万回回転した後、定格
回転と無負荷回転をさせてその結果を表２に示した。な
お前記の比較例１、２は回転しないのでテスト不能であ
った。
【表２】 上記の表１、２から、融点３００℃以下のフッ素樹脂を
耐摩耗材に塗布した後、３００℃以下に加熱するととも
に加圧して形成した本発明の摺動材を超音波モータに適
用した場合、湿度にかかわらず起動性が良く、銅害防止
材を使用しない比較例のものでは、起動性が悪いことが
わかる。また融点が３００℃以下のフッ素樹脂に銅害防
止材と耐熱樹脂とを添加し、成形温度が２６０℃のサン
プルＢでは、湿度テスト後の回転数が少し低下したが、
成形温度が２９０℃のサンプルＣは良好な回転数であ
り、成形温度は３００℃以下で高い方が望ましいことが
わかる。
耐摩耗材に塗布した後、３００℃以下に加熱するととも
に加圧して形成した本発明の摺動材を超音波モータに適
用した場合、湿度にかかわらず起動性が良く、銅害防止
材を使用しない比較例のものでは、起動性が悪いことが
わかる。また融点が３００℃以下のフッ素樹脂に銅害防
止材と耐熱樹脂とを添加し、成形温度が２６０℃のサン
プルＢでは、湿度テスト後の回転数が少し低下したが、
成形温度が２９０℃のサンプルＣは良好な回転数であ
り、成形温度は３００℃以下で高い方が望ましいことが
わかる。
【００１２】次ぎに、銅害防止材［ＣＤＡ］（１重量
部）と繊維状の耐摩耗材［アラミド繊維］（３０重量
部）と、融点が３００℃以下の低融点フッ素樹脂（１０
０重量部）とを混合し、その混合物を２７０℃に加熱す
るとともに加圧して摺動材を作製し、前記と同様に湿度
テスト前後の回転状態をテストしたが、回転数８０〜１
００ｒｐｍとなり、起動性は良好であった。
部）と繊維状の耐摩耗材［アラミド繊維］（３０重量
部）と、融点が３００℃以下の低融点フッ素樹脂（１０
０重量部）とを混合し、その混合物を２７０℃に加熱す
るとともに加圧して摺動材を作製し、前記と同様に湿度
テスト前後の回転状態をテストしたが、回転数８０〜１
００ｒｐｍとなり、起動性は良好であった。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、ロータに接着される摺
動材が、銅害防止材を添加した融点３００℃以下のフッ
素樹脂を含むように形成されているので、成形時の加熱
温度が３００℃以下となり、添加された銅害防止材が分
解、散逸することがなく、高温高湿状態に置かれても金
属イオンが発生しにくくて錆の発生を防止でき、超音波
モータの起動性を長いこと良好に保つことができる。
動材が、銅害防止材を添加した融点３００℃以下のフッ
素樹脂を含むように形成されているので、成形時の加熱
温度が３００℃以下となり、添加された銅害防止材が分
解、散逸することがなく、高温高湿状態に置かれても金
属イオンが発生しにくくて錆の発生を防止でき、超音波
モータの起動性を長いこと良好に保つことができる。
【図１】本発明の起動特性を向上した超音波モータの断
面図である。
面図である。
１ ステータ ３ ロータ ６ 摺動材
Claims (2)
- 【請求項１】 ステータの一方の面に圧電素子を接着し
て進行波の発生を可能とし、ステータの他の面に摺動材
を介してロータを圧接し、ステータに生じる進行波によ
りロータを回転するようにした超音波モータにおいて、
摺動材は、銅害防止材を含有する融点３００℃以下の低
融点フッ素樹脂を耐熱性繊維やヘルト、ペーパ等の耐摩
耗材に塗布して加熱、加圧して形成されていることを特
徴とする起動性を向上した超音波モータ。 - 【請求項２】 ステータの一方の面に圧電素子を接着し
て進行波の発生を可能とし、ステータの他の面に摺動材
を介してロータを圧接し、ステータに生じる進行波によ
りロータを回転するようにした超音波モータにおいて、
摺動材は、銅害防止材と耐摩耗材と、融点が３００℃以
下の低融点フッ素樹脂とを混合した材料が加熱、加圧さ
れて形成されていることを特徴とする起動性を向上した
超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18162192A JP3156103B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 起動性を向上した超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18162192A JP3156103B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 起動性を向上した超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH066988A JPH066988A (ja) | 1994-01-14 |
| JP3156103B2 true JP3156103B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=16103998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18162192A Expired - Fee Related JP3156103B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 起動性を向上した超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3156103B2 (ja) |
-
1992
- 1992-06-17 JP JP18162192A patent/JP3156103B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH066988A (ja) | 1994-01-14 |
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Legal Events
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