JPS63257475A - 超音波モ−タ - Google Patents
超音波モ−タInfo
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- JPS63257475A JPS63257475A JP62089408A JP8940887A JPS63257475A JP S63257475 A JPS63257475 A JP S63257475A JP 62089408 A JP62089408 A JP 62089408A JP 8940887 A JP8940887 A JP 8940887A JP S63257475 A JPS63257475 A JP S63257475A
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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。
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。
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り、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は圧電体であり、その表面に振動体２が接着固定
されている。３は動体であり、動体３に摩擦材４が固定
されている。圧電体１に共振周波数の電気入力を加える
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
ており、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、雑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。
とが加圧接触した構成であり、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は圧電体であり、その表面に振動体２が接着固定
されている。３は動体であり、動体３に摩擦材４が固定
されている。圧電体１に共振周波数の電気入力を加える
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
ており、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、雑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り、さらに
、保持トルクの変動に帰因する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。こ
の原因は明らかでないが、駆動時間と共に摩耗粉が発生
し、この摩耗粉がブレーキトルクを増大させ、またモー
タの再起動性を悪くしているものと考えられる。
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り、さらに
、保持トルクの変動に帰因する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。こ
の原因は明らかでないが、駆動時間と共に摩耗粉が発生
し、この摩耗粉がブレーキトルクを増大させ、またモー
タの再起動性を悪くしているものと考えられる。
問題点を解決するための手段
振動体と動体の少なくとも一方の接触面に固定して、少
なくとも潤滑油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。
なくとも潤滑油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
モータの駆動と停止の繰返しにおいて、長期間、安定し
たブレーキトルクを得ることができる。さらに、共振周
波数の変動も少なくなるために安定したモータの起動が
できるようになる。
たブレーキトルクを得ることができる。さらに、共振周
波数の変動も少なくなるために安定したモータの起動が
できるようになる。
このような効果を奏する要因は明らかでないが、摩耗粉
に潤滑性が付与されるため、および潤滑油が摩擦材の表
面に滲み出てくるために、長時間安定した摩擦抵抗を得
ることができると考えられる。
に潤滑性が付与されるため、および潤滑油が摩擦材の表
面に滲み出てくるために、長時間安定した摩擦抵抗を得
ることができると考えられる。
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は動体であり、潤滑油を含
有するプラスチックよりなる摩擦材４が、訪体３に固定
して構成されている。
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は動体であり、潤滑油を含
有するプラスチックよりなる摩擦材４が、訪体３に固定
して構成されている。
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。潤滑油全含有するプラス
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。
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。潤滑油全含有するプラス
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
性良く起動し、安定回転ができるようになる。
性良く起動し、安定回転ができるようになる。
潤滑油としては、
ＣＦ３−（（○ＣＦ２ＣＦ２）ｎ−（ＯＣＦ２）ｍ）−
０ＣＦ３または ＣＦ３−［（○ＣＦＣＦ２）ｎ−（ＯＣＦ２）ｒｎ］−
０ＣＦ３Ｆ３ の化学式で示されるパーフルオロポリエーテル。
０ＣＦ３または ＣＦ３−［（○ＣＦＣＦ２）ｎ−（ＯＣＦ２）ｒｎ］−
０ＣＦ３Ｆ３ の化学式で示されるパーフルオロポリエーテル。
（Ｒ１は、飽和炭化水素基又はフェニール基含有炭化水
素基又はアルキルポリエーテル基又はカルボキシル基又
はフルオロアルキル基）で示されるアルキルシリコーン
オイル。
素基又はアルキルポリエーテル基又はカルボキシル基又
はフルオロアルキル基）で示されるアルキルシリコーン
オイル。
（Ｒ２はアルキル基、Ｒ３はアルキル基又はアリール基
、Ｒ４はアルキル基又はアルキルカルボン酸エステル基
）で示される有機錫脂肪酸塩。
、Ｒ４はアルキル基又はアルキルカルボン酸エステル基
）で示される有機錫脂肪酸塩。
Ｒ６０Ｈ（Ｒは炭素数１２以上を有するアルキル基）で
示される高級脂肪族アルコール。
示される高級脂肪族アルコール。
ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールな
どのポリアルキルグリコール。
どのポリアルキルグリコール。
炭化水素よりなる流動パラフィン、およびなどが使用可
能である。
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、ポリエーテル丈ル
フォン、ポリアミノビスマレイミド、ポリオキシペンジ
レン、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プラスチックお
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際
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。
、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、ポリエーテル丈ル
フォン、ポリアミノビスマレイミド、ポリオキシペンジ
レン、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プラスチックお
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際
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。
明する。
実施例１
ビスマレイミドトリアジン樹脂６０重量部とニトリルブ
タジェンゴム１０重量部とパラ型芳香族ポリアミド繊維
４０重量部と、表１に示すような潤滑油１〜６重量部と
よりなるそれぞれのプラスチック組成物を均一に混練し
、厚さ０．５ｍ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５０ｍｍ
＋厚さ８−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裂振
動体２が接着固定されている。３は鉄製動体であシ、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７０ ＫＨｚ、電圧４０Ｖの入力を印加して動体を初
期回転数３０゜ｒｐｍで回転させ駆動した。
タジェンゴム１０重量部とパラ型芳香族ポリアミド繊維
４０重量部と、表１に示すような潤滑油１〜６重量部と
よりなるそれぞれのプラスチック組成物を均一に混練し
、厚さ０．５ｍ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５０ｍｍ
＋厚さ８−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裂振
動体２が接着固定されている。３は鉄製動体であシ、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７０ ＫＨｚ、電圧４０Ｖの入力を印加して動体を初
期回転数３０゜ｒｐｍで回転させ駆動した。
それぞれの摩擦材上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、電源入力を切ったり入れたりし
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１に示す。
、所定の時間の駆動後、電源入力を切ったり入れたりし
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１に示す。
表１から明らかなように、潤滑油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。
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、潤滑油を含有しない場合（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
くなることがあった。
ブレーキトルクは大きく変動し、また動体が再起動しな
くなることがあった。
実施例２
溶媒を含むポリイミド樹脂７０重量部と炭素繊維ａｏｉ
量部と、表２に示すような潤滑油とよりなるそれぞれの
プラスチック組成物を均一に混練し、第３図に示すよう
に、金属製振動体の表面に塗布し、加圧加熱を行なって
厚さ０．２ｍｍの摩擦材塗膜を得た。第３図において、
１は圧電体であり、その表面に鉄製振動体２が接着固定
されている。
量部と、表２に示すような潤滑油とよりなるそれぞれの
プラスチック組成物を均一に混練し、第３図に示すよう
に、金属製振動体の表面に塗布し、加圧加熱を行なって
厚さ０．２ｍｍの摩擦材塗膜を得た。第３図において、
１は圧電体であり、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は振動体２の表面に塗布されている。３はアル
ミ製動体であシ、振動体部と動体部はネジの締め付けに
より加圧されている。
ミ製動体であシ、振動体部と動体部はネジの締め付けに
より加圧されている。
それぞれの摩擦材を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
の有無および所定時間の駆動後のブレーキトルクを測定
した結果を表２に示す。
、実施例１と同じ方法でモータを駆動させ、所定時間の
駆動後、電源入力を切ったシ入れたりしたときの再起動
の有無および所定時間の駆動後のブレーキトルクを測定
した結果を表２に示す。
ど」、Ａ下ケ白〕
表２よシ明らかなように、潤滑油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
再起動性についても問題が生じなかった。
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
再起動性についても問題が生じなかった。
これに対し、潤滑油を含有しない場合（組成番号７）、
ブレーキトルクは大きく変化し、また動体が安定して再
起動しなかった。
ブレーキトルクは大きく変化し、また動体が安定して再
起動しなかった。
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
なくとも潤滑油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、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。
なくとも潤滑油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、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など、信頼性の優れた
超音波モータを得ることができる。
超音波モータを得ることができる。
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図と第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 第３図 第４図
第２図と第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 第３図 第４図
Claims (2)
- （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
とも潤滑油を含有するプラスチック材料よりなる摩擦材
を配置した超音波モータ。 - （２）潤滑油がパーフルオロポリエーテル，アルキルシ
リコーン，有機錫脂肪酸塩，高級脂肪族アルコール，ポ
リアルキルグリコール，流動パラフィンおよびアルキル
アリル亜燐酸塩より選ばれる一種以上であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62089408A JPS63257475A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 超音波モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62089408A JPS63257475A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 超音波モ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63257475A true JPS63257475A (ja) | 1988-10-25 |
Family
ID=13969816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62089408A Pending JPS63257475A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 超音波モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63257475A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02202377A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-10 | Sadayuki Ueha | 複合振動子型超音波アクチュエータ |
| US5150000A (en) * | 1987-10-20 | 1992-09-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | Ultrasonic motor |
| US5352950A (en) * | 1990-03-30 | 1994-10-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driven motor |
| US5508581A (en) * | 1993-12-17 | 1996-04-16 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor with a stator and a mobile element made of improved materials |
| US5990597A (en) * | 1989-02-10 | 1999-11-23 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor having high drive efficiency |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP62089408A patent/JPS63257475A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5150000A (en) * | 1987-10-20 | 1992-09-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | Ultrasonic motor |
| JPH02202377A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-10 | Sadayuki Ueha | 複合振動子型超音波アクチュエータ |
| US5990597A (en) * | 1989-02-10 | 1999-11-23 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor having high drive efficiency |
| US5352950A (en) * | 1990-03-30 | 1994-10-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driven motor |
| US5508581A (en) * | 1993-12-17 | 1996-04-16 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor with a stator and a mobile element made of improved materials |
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