JPS63257477A - Ultrasonic motor - Google Patents
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Abstract
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an ultrasonic motor that utilizes ultrasonic vibrations produced by a piezoelectric body.
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シ、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は圧電体であシ、その表面に振動体2が接着固定
されている。3は動体であシ、動体3に摩擦材4が固定
されている。圧電体1に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シ、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、進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。Conventional technology Generally, an ultrasonic motor has a configuration in which a vibrating body to which a piezoelectric body is fixed is in pressure contact with a moving body, and an electric input to the piezoelectric body generates an ultrasonic wave between the piezoelectric body and the vibrating body as shown in Fig. 4. The principle is to generate a traveling wave of sonic vibration and drive the moving body by the frictional force with the moving body to obtain mechanical energy. In FIG. 4, 1 is a piezoelectric body, and a vibrating body 2 is adhesively fixed to the surface of the piezoelectric body. 3 is a moving body, and a friction material 4 is fixed to the moving body 3. By applying electrical input to the piezoelectric body 1, a traveling wave in the input direction of ultrasonic vibration is generated in the vibrating body 2. Each mass point of the vibrating body 2 moves in an ellipse as shown by B, and each wave crest has the property of moving laterally in the opposite direction to the direction of the traveling wave. However, the trough portion of the traveling wave has the property of moving laterally in the same direction as the traveling wave.
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。Therefore, an object placed on the surface of the vibrating body contacts only the top of the wave and is driven laterally in the C direction by the frictional force with the vibrating body. In such an ultrasonic motor, it has been proposed to use a rubber material or a plastic material as a friction material, and the moving body and the vibrating body are pressurized by a fastening force.
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シ、さらに
、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。Problems to be Solved by the Invention When the friction material is made of ordinary rubber or plastic material, as the drive time of the ultrasonic motor increases, the holding torque in the rotating direction of the moving object ( In other words, there is the problem that the brake torque (brake torque) increases, making it impossible to obtain a motor with a stable braking force.Furthermore, since the resonant frequency also changes, there is a problem that stable rotation cannot be obtained.
問題点を解決するための手段
振動体と動体との少なくとも一方の接触面に固定して、
少なくとも金属石けん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。Means for solving the problem: A vibrating body is fixed to the contact surface of at least one of the moving body,
A friction material made of a plastic material containing at least metal soap is disposed.
作 用
保持トルクの経時変化が少なくなシ、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、印加する共握周波数の変動
も少なくなシ、安定した起動ができるようになる。Since there is little change in the operating holding torque over time, stable braking characteristics can be obtained over a long period of time when the motor is repeatedly driven and stopped. Furthermore, there is little variation in the applied co-grip frequency, allowing stable startup.
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は動体であシ、金属石けん
を含有するプラスチックよりなる摩擦材4が、動体3に
固定して4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。金属石けんを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、再現良く起動し、安定回転
ができるようになる。Embodiment FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of the main components of an ultrasonic motor according to the present invention. 1 is a piezoelectric body, and a metal vibrating body 2 is adhesively fixed to the surface of the piezoelectric body. 3 is a moving body, and a friction material 4 made of plastic containing metal soap is fixed to the moving body 3. The vibrating body 2 and the friction material 4 are brought into pressure contact by a fastening force. By inputting a high frequency electric field having a resonant frequency to the piezoelectric body 1, a traveling wave of ultrasonic vibration is generated in the piezoelectric body 1 and the vibration body 2. The friction material 4 in contact with the surface of the vibrating body is driven integrally with the moving body 3 by the frictional force with the vibrating body 2. When no electric power is input, a holding torque, that is, a braking force corresponding to the product of the pressing force acting between the vibrating body and the friction material and the friction coefficient is generated. By using a friction material made of plastic containing metal soap, the holding torque changes little over time, and even if the motor is repeatedly driven and stopped, stable braking torque can be obtained for a long period of time. Furthermore, there is little variation in the applied resonant frequency, allowing for highly reproducible startup and stable rotation.
金属石けんとしては、ステアリン酸、リンノール酸、す
7テン酸、ラウリン酸などの鉛塩、錫鉛。Metal soaps include lead salts such as stearic acid, phosphorous acid, heptathenic acid, lauric acid, and tin lead.
アルミニウム塩、亜鉛塩、カドミウム塩、バリウム塩、
ストロンチウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、リ
チウム塩、および非金属酸が使用可能である。aluminum salt, zinc salt, cadmium salt, barium salt,
Strontium salts, calcium salts, magnesium salts, lithium salts, and non-metallic acids can be used.
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、ポリエーテルサル
フォン、ポリアミノビスマレイミド、ポリオキシベンジ
レンツボリアリレート、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グラスチックお
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機
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。There are no particular restrictions on the plastic, but polyimide, polyamideimide, polyamide, polyester, phenol resin, epoxy resin, high molecular weight polyethylene, bismaleimide resin, triazine resin, polyether sulfone, polyamino bismaleimide, polyoxybenzylene resin, etc. Ordinary plastics and engineering glass such as arylate and polyether sulfone, flexible rubber materials such as polyurethane and synthetic rubber, and composites made by combining these plastics and rubber materials with inorganic and organic powders and fibers. Plastic etc. can be used.
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。Next, the present invention will be explained in more detail with reference to specific examples.
実施例1
ビスマレイミドトリアジン樹脂50重量部とニトリル−
ブタジェンゴム20重量部とパラ型芳香族ポリアミド繊
維30重量部と金属石けん6重量部とよりなる表1に示
すようなそれぞれのプラスチック組成物を均一に混練し
、厚さSOOμm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50順
、厚さ8mA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製
撮動体2が接着固定されている。3は鉄製動体でちゃ、
上記摩擦材4が接着固定されている。Example 1 50 parts by weight of bismaleimide triazine resin and nitrile
Each plastic composition shown in Table 1, consisting of 20 parts by weight of butadiene rubber, 30 parts by weight of para-type aromatic polyamide fiber, and 6 parts by weight of metal soap, was uniformly kneaded to form a sheet having a thickness of SOO μm. Using each sheet as a friction material, a disc-type ultrasonic motor with a diameter of 50 mm and a thickness of 8 mA as shown in FIG. 2 was constructed. In FIG. 2, 1 is a piezoelectric body, and a stainless steel moving body 2 is adhesively fixed to the surface of the piezoelectric body. 3 is a moving body made of iron,
The friction material 4 is adhesively fixed.
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70KHz。The vibrating body and the moving body are pressurized by tightening screws. The electrodes are arranged so that four traveling waves are excited in the circumferential direction of the disk, and the resonance frequency is 70 KHz.
電圧40Vの入力を印加して動体を初期回転数300r
pmで回転させ、駆動した。Applying a voltage of 40V to the moving body at an initial rotation speed of 300r
It was rotated and driven at pm.
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
、所定の時間の駆動後、電源入力を切ったシ入れたシし
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
クを測定した結果全表1に示す。For each motor that made up each friction material, after driving for a predetermined period of time, we measured whether or not it restarted when the power input was turned off and on, and the brake torque after the power was turned off.The results are shown in Table 1. show.
第1表から明らかのように、金属石けんを含有するプラ
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。As is clear from Table 1, when the friction material is made of a plastic material containing metal soap, the change in brake torque over time is small for all motors. Further, no problem occurred with respect to restartability of the moving object.
これに対して、金属石けんを含有しない場合(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
起動しなくなった。On the other hand, when no metal soap was contained (composition number 1), the brake torque varied greatly and the moving body did not restart.
実施例2
ポリアミドイミド樹脂100重量部とマイカ粉末60重
量部と金属石けん3重量部とよりなる表2に示すような
それぞれのプラスチック組成物を均一に混練し、厚さ5
00μm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3図に示すような超音波モータを構成
した。第3図において、1は圧電体であシ、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は鉄製振
動体2の表面に接着固定されている。3はアルミ製動体
であシ、振動体部と動体部とはネジの締め付けにより加
圧されている。Example 2 Each plastic composition shown in Table 2, consisting of 100 parts by weight of polyamide-imide resin, 60 parts by weight of mica powder, and 3 parts by weight of metal soap, was uniformly kneaded to a thickness of 5 parts by weight.
A sheet of 00 μm was molded. An ultrasonic motor as shown in FIG. 3 was constructed using each sheet as a friction material. In FIG. 3, 1 is a piezoelectric body, and an iron vibrating body 2 is adhesively fixed to the surface of the piezoelectric body. The friction material 4 is adhesively fixed to the surface of the iron vibrating body 2. 3 is an aluminum moving body, and the vibrating body portion and the moving body portion are pressurized by tightening screws.
それぞれの摩擦材全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、所定の時間
の駆動後、電源入力を切ったシ入れたりしたときの再起
動の有無および電源切断後のブレーキトルクを測定した
結果を表2に示す。For each motor fully configured with each friction material, the motor was driven in the same manner as in Example 1, and after driving for a predetermined time, whether or not it restarted when the power input was turned off and on, and after the power was turned off. Table 2 shows the results of measuring the brake torque.
C」−L1余白)
表2よシ明らかのように、金属石けんを含有するプラス
チック材料の摩擦打金構成した場合、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。C''-L1 margin) As is clear from Table 2, when the friction hammer is constructed of a plastic material containing metal soap, the change in brake torque over time is small for all motors. Further, no problem occurred with respect to restartability of the moving object.
これに対して、金属石けん全含有しない場合(組成番号
7〕、ブレーキトルクは大きく変化し、また動体が再起
動しなくなった。On the other hand, when no metal soap was contained (composition number 7), the brake torque changed significantly and the moving body did not restart.
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
なくとも金属石けん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、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。Effects of the Invention By configuring a friction material made of a plastic material containing at least metal soap and fixed to the contact surface of at least one of the vibrating body and the moving body, changes in holding torque over time are reduced, and the motor is driven and stopped. In the repetition of
It is possible to obtain stable braking characteristics for a long period of time. Furthermore, stable startup will be possible.
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、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
113 図FIG. 1 is a sectional view of the main components of the ultrasonic motor of the present invention;
FIGS. 2 and 3 are block diagrams of an ultrasonic motor according to an embodiment, and FIG. 4 is a block diagram of main parts showing the principle of the ultrasonic motor. 1... Piezoelectric body, 2... Vibrating body, 3...
...Moving object, 4...Friction material. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 113
Claims (1)
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、少なくとも金
属石けんを含有するプラスチック材料よりなる摩擦材を
配した超音波モータ。In an ultrasonic motor, an ultrasonic vibrating body that generates a traveling wave on its surface and a moving body are in pressure contact with each other, and the vibrating body drives the moving body through frictional force between the two. An ultrasonic motor having a friction material made of a plastic material containing at least metallic soap fixed to at least one contact surface of the motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62089411A JPS63257477A (en) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | Ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62089411A JPS63257477A (en) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | Ultrasonic motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63257477A true JPS63257477A (en) | 1988-10-25 |
Family
ID=13969903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62089411A Pending JPS63257477A (en) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | Ultrasonic motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63257477A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5508581A (en) * | 1993-12-17 | 1996-04-16 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor with a stator and a mobile element made of improved materials |
JP2004175102A (en) * | 2002-11-28 | 2004-06-24 | Degussa Ag | Sintering powder for selective laser sintering, producing method for the powder, its production method, and molded body |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP62089411A patent/JPS63257477A/en active Pending
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