JPH03143277A - 振動波モータ - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は圧電体による超音波振動を利用し、摩擦により
駆動力を得る超音波モータに係り、詳しくは摩擦力を得
るための摺動材に関するものである。

［従来の技術］ 超音波モータにおいては、金属等の弾性材料からなる固
定体と移動体が相互に接触加圧されることにより、圧電
体による進行波振動が例えば該固定部を通して移動体へ
と伝えられ、該移動体が摩擦駆動される。

固定体と移動体の接触加圧状態は、超音波モータとして
の起動トルク、無負荷回転数、モータ効率寿命などの緒
特性を決定づける一つの要因となる。

従来固定体と移動体との接触する摺動部に用いる摺動材
の材料として、イ稟ド構造を有した樹脂材に短繊維を充
填したり（特開昭８２−１４７９７８　）　、耐摩耗性
充填材を充填（特開昭８２−１９３５７５　）させて耐
摩耗性を向上させ、モータ性能の向上を図っていた。

［発明が解決しようとしている課題］ 上述した様な特性を得るために超音波モーターの摺動材
に求められる特性は、モータの駆動原理から摺動材の耐
摩耗性があること、摩擦係数が安定していること、そし
て更に摺動面の法線方向（圧接方向）の剛性が低く、周
方向の剛性が高いことが要求される。

しかしながら、上記従来例では１、樹脂の中に短繊維或
は有機、無機粉末等がランダムに配合されているため、
耐摩耗性、摩擦係数の安定性に対しては優れているか、
摺動材の法線方向と周方向の剛性がほぼ等しくなってし
まう。そのため、モータの鳴きを防止し、高トルクを得
るために摺動部の法線方向の剛性をある程度小さくする
と、周方向の剛性も同時に小さくなり、移動体を駆動す
る力のロスになり、またモータの応答性も悪くなるとい
う欠点があった。

また、樹脂の中に長繊維だけを摺動面に平行な方向に配
向させて、摺動材に異方性をもたせた従来例もあるが、
これは本発明者の実験により摩擦係数が安定せず、モー
タ特性上悪いことが判明した。

本発明の目的は、上記した従来の問題を解決し、法線方
向に要求される特性と、周方向に要求される特性を満た
すことのできる摺動材を備えた振動波モータを提供する
ものである。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明の振動波
モータにおける摺動材は、樹脂材に短繊維と長繊維の両
方配合し、摺動面の表層、例えば摺動面近傍の少なくと
も数十μｍは短繊維だけの層とし、内部に長繊維を周方
向に配向させることにより、摺動面は摩擦係数が安定で
耐摩耗性を有し、かつ摺動材の法線方向には適度な弾性
を有し、同時に周方向の剛性を高くして、モータの鳴き
発生の防止、モータの出力も同時に向上させたものであ
る。

摺動材の母材となる樹脂は、特に限定はなく、熱硬化性
樹脂、熱可塑性樹脂など何でもよい。また短繊維として
は、炭素繊維、炭素珪素ウィスカ、窒化珪素ウィスカ、
アル主す繊維、芳香族ポリアミド繊維などを用いる。長
ｌ１１１維は摺動体内部で材料の異方性をもたせる目的
で使うため、樹脂材よりも硬いものであれば何でもよい
が、長繊維だけを摺動面と平行な方向に配向させるため
に磁界を使うときれいに配向できるので、ピアノ線など
の磁性体が使用できる。

［実　施　例］ 実施例１ 第１図は実施例１を示す振動波モータの側面図である。

１は例えば円環形状に形成された金属製の弾性体で、そ
の裏面側に圧電体２が接着剤により接着され、又その表
面側はスリットＳが周方向に沿って多数形成されている
。３は移動子で、弾性体１の当接面側に摺動材４が固着
され、不図示の加圧手段により弾性体１に加圧接触され
ている。

弾性体１の材料としては、ステンレス等の鉄系の材料、
しんちゅう、リン青銅等の銅系の材料が用いられ、その
表面は素材そのものとしたり、あるいは化学ニッケルメ
ッキ、超硬合金の溶射等の処理が施される。

摺動材４は、第２図に示すように、母材となる樹脂材４
ａ中に、短繊維４ｂが均一分散状態で充填されると共に
、長繊維４ｃが周方向（Ｘ方向）に配向されて均一に分
散されている。なお、長繊維４ｃは弾性体１と接する摺
動面から少なくとも数十μの厚さの領域内には存在しな
いようにし、長繊維が摺動面から出ないようにしている
。

このような摺動材４を使用することにより、摺動材４は
周方向（Ｘ方向）には剛性が高く、摺動面に発生する摩
擦力を効率よく移動子３に伝達でき、かつ７去線方向（
Ｙ方向）には剛性が低いため、弾性体１の振動に摺動材
４の摺動面がよく追従でき、鳴きを防止することかでき
る。

また、摺動材４の摺動面には短縁のみが露出しているの
で、安定した摺動特性が得られ、摩耗量も少なくなる。

［他の実施例］ 実施例２ 第３図は実施例２を示す。

本実施例は長繊維４ｃを移動体３との接合面側に集中さ
せ、短繊維４ｂを摺動面側に分散させて配合した例であ
る。

本実施例では移動体に摺動材４を接合しているが、これ
を弾性体１に接合してもよい。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明による振動波モタは、その摺
動側を、樹脂材の中に短繊維と長繊維を複合することに
より、摺動面と平行な方向に高い剛性をもち、法線方向
に適度な弾性をもっため、駆動力となる摩擦力を効率よ
く、移動体に伝達できると同時に、鳴きを防止でき、ざ
らに摺動面側の短繊維により、安定した摺動特性が得ら
れるため、高効率で高い信頼性を有した超音波モータが
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による振動波モータの実施例１の側面図
、第２図はその摺動材の断面図、第３図は実施例２の断
面図を示す。 １・・・弾性体　　　　　　　２・・・圧電体３・・・
移動体　　　　　　　４・・・摺動体４ａ・・・樹　脂
　　　　　４ｂ・・・短繊維４ｃ・・・長繊維 他４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　電気−機械エネルギ変換手段により進行波の形成さ
   れる弾性体と、該弾性体に圧接手段を介して当接する当
   接部材と、該弾性体又は該当接部材の対向面側のいずれ
   か一方に設けられた摺動材とから構成され、該弾性体に
   形成される進行波により、該弾性体と該当接部材とを摩
   擦力により相対移動させる振動波モータにおいて、 該摺動材は、樹脂よりなる母材中に少なくとも短繊維と
   長繊維とを含み、長繊維を摺動面に平行に配向したこと
   を特徴とする振動波モータ。 ２　摺動材の短繊維は、母材中にランダムに配向されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の振動波モータ。 ３　摺動材の長繊維は、摺動面近傍には存在しないよう
   に配向されていることを特徴とする請求項１又は２に記
   載の振動波モータ。 ４　長繊維は磁性体であることを特徴とする請求項１、
   ２又は３に記載の振動波モータ。