JPS63299786A

JPS63299786A - 超音波モ−タ

Info

Publication number: JPS63299786A
Application number: JP62131554A
Authority: JP
Inventors: Masanori Sumihara; 正則住原; Yoshinobu Imasaka; 喜信今坂; Hiroshi Komeno; 米野　寛
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1988-12-07

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）本発明は圧電体等による超音波振動によって駆ｌｊノさ
れる超音波モータに関する。

（従来の技術）一般に超音波モータは、圧電体によって超音波等の進行
波を発生する振動体と、動体とを加圧接触させてなり、
それらの間の摩擦力を利用して振動体の進行波により動
体を回転駆動する。そのため振動体と動体との間の摩擦
接触状態によって、超音波モータの出力、効率、あるい
は痔命などの諸特性が左右される。

将来の超音波モータは振動体と動体との間にスライダー
と呼ばれる摩擦係数の大なる摩擦材を介在させているが
、そのスライダーの具体的構成、あるいはその効果は、
殆ど知られておらず、したがって、振動体と動体との間
の摩擦状態を経時的に一定に保ち、安定な長寿命の超音
波モータは存在していないのが現状である。

（発明が解決しようとする問題点）上記、超音波モータの現状に鑑み、振動体と動体との間
の摩擦接触を一定に維持する方法として、従来、振動体
の表面および、それに接触する摩擦材の表面を超精密加
工することが行なわれている。

しかしながら、その加工状態が劣悪な場合は、加圧接触
度に不均一さを生じ、駆動時に騒音を発する問題があっ
た。また、出力を向上させるため一般の摩擦材を単に振
動体と動体との間に介在させることも行なわれるが、摩
耗の進行につれて加圧接触状態が変化してモータ特性の
劣化を生じ、寿命を低下する問題点があった。

本発明は上記のような従来の超音波モータに有する問題
点を解決し、とくに超精密加工を要しない超音波モータ
の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記の問題点を、圧電体によって進行波を発生
する振動体に、動体を加圧接触させ、それらの間に作用
する摩擦力を利用して、上記進行波によって上記動体を
回転駆動する構成の超音波モータにおいて、上記加圧接
触を、有機質結合材により結合した繊維強化プラスチッ
ク層を表面層とし、ゴム状弾性体を裏面層とする二層構
造の摩擦材を介して行なう構成により解決する。

（作　用）本発明は摩擦材の裏面層にゴム状弾性体層を設けたので
、それにより表面層の繊維強化プラスチック層表面の凹
凸や、うねりが吸収され、したがって振動体の表面およ
び摩擦材の表面を均一な加工接触状態とし、そのため超
精密加工と同等な加圧接触による長寿命な超音波モータ
が容易に構成できる。

さらに摩擦材は繊維強化プラスチック層は無機繊維また
は耐熱性有機繊維を５０重量％以上を含んでいるので摩
耗度が少なく長寿命になり、また裏面層にゴム状弾性体
層を設けたため、回転駆動時に騒音が発生しない超音波
モータが形成可能になる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例の超音波モータを示す一部切
欠分解斜視図、第２図はその要部の摩擦材の断面を示す
図である。

第１図において１は圧電体で、これに振動体２が接着固
定されている。３は動体であり前記振動体２との間に摩
擦材４が介在している。第２図を参照して、前記摩擦材
４は、表面層が有機質結合材により強固に結合する繊維
強化プラスチック５を有し、ＩＡ面層がゴム状弾性体６
により構成された二重構造に形成されている。

前記繊維強化プラスチック５を形成する有機質結合材は
特に限定されず、たとえば天然ゴム、合成ゴム、ゴム変
性熱効果樹脂、可とう性付与硬化性樹脂、熱可塑性エラ
ストマ等を単独、または組合せて使用できる。

以下、実施例を具体的に説明する。なお、具体例の振動
体２と動体３との間の加圧接触では、Ｎ振材４を接着固
定した動体３を振動体２に図示しないばねを用いて圧着
させたが、これに限定されるものではなく、また、振動
体２はステンレス材を使用したが、これは圧電体１の振
動を吸収しない摩擦材４と高い摩擦力を有すれば他のも
のであってもよい。

実施例１耐熱性有機繊維として、炭素繊維の平織織布（東し社製
、トレカ、商標）に、可とう性付与ビスマレイミド・ト
リアジン樹脂（三菱ガス化学社製。

１３　Ｔ２１１２　、カタログＮα）を含浸後、加熱加
圧形成して、繊維含有率が７０重量％である厚さ０．４
ｍｍの繊維強化プラスチックを得た。これにゴム状弾性
体として厚さ０　、５ｍｍの可とう性付与ビスマレイミ
ド・トリアジン樹脂製シートを接着して。

厚さ０．９ｍｍのシート状摩擦材を得た。この摩擦材を
使用する際には、表面部を研磨して繊維強化プラスチッ
ク層の厚みを０　、３ｍｍとした。

この繊維強化プラスチック５とゴム状弾性体６により二
層構造を有する摩擦材４を、第１図に示すように図示を
省略したばねを用いて、下面に圧電体１を接着した振動
体２と動体３との間に圧着して、直径４０ｍｍの円板型
超音波モータを作製した。

この円板型超音波モータを駆動させたところ、騒音の発
生はなく、６００ｇｆ−ｃｍの大きな起動トルクと７０
０ｒｐｍの無負荷回転数が得られた。また、回転方向と
は逆方向に３００ｇｆ−Ｃ１１の負荷をかけ２５０ｒｐ
ｍの回転速度で回転させたところ、経時的な回転数の低
下も認められず５００万回回転後も安定したモータ性能
を示した。さらに、５００万回回転後の摩擦材の摩耗減
少厚さを測定したところ、２９戸と非常に少なく、５０
０万回回転後も起動トルク、無負荷回転数共に初期とほ
とんど変化なく、安定したモータ性能を維持していた。

比較のため、実施例１と同様の炭素繊維と可とう性付与
ビスマレイミド・トリアジン樹脂よりなる繊維強化プラ
スチックのみを摩擦材として使用し、実施例１と同様に
して摩擦材を研磨後、円板型超音波モータを作製し、駆
動させたところ、騒音が発生し、初期には駆動トルク、
無負荷回転数共に実施例１と比較して小さな値を示した
。さらに、長時間駆動させた際には、起動トルク、無負
荷回転数共に初期との変化幅が、実施例１に比べて大き
かった。

実施例２耐熱性有機繊維としては、芳香族ポリアミド繊維の平織
織布（デュポン社製品、ケブラー、商標）に、ゴム変性
フェノール樹脂（三井東圧化学社製。

ミレックスＲＮ、商標）を含浸後、加熱加圧成形して、
繊維含有率が７０重量％である厚さ０．４ｍｍの繊維強
化プラスチックを得た。これに、ゴム状弾性体として厚
さ０　、５ｍｍの熱可塑性ウレタンフィルム（旭硝子社
製、ニーファインＦ、商標）を熱圧着して、厚さ０　、
９ｍｍのシート状摩擦材を得た。この摩擦材は使用する
際には、表面部を研磨して繊維強化プラスチック層の厚
みを０．３ｍｍとした。

この繊維強化プラスチック５とゴム状弾性体６により二
層構造を有する摩擦材４を、実施例１と同様に第２図に
示すように、ばね（図示省略）を用いて、下面に圧電体
１を接着した振動体２と動体３との間に圧着し、直径４
０ｍ＋ｍの円板型超音波モータを作製した。

この円板型超音波モータを駆動させたところ、騒音の発
生はなく、８００ｇ）ｃ＋＊の大きな起動トルクと９０
０ｒｐｍの無負荷回転数が得られた。また、回転方向と
は逆方向に３００ｇｆ−ｃｍの負荷をかけ２５０ｒｐ＋
ｍの回転速度で回転させたところ、経時的な回転数の低
下も認められず５００万回回転後も安定したモータ性能
を示した。さらに、５００万回回転後の摩擦材の摩耗減
少厚さを測定したところ、３６戸と非常に少なく、ＳＯ
Ｏ万回回転後も起動トルク、無負荷回転数共に初期とは
ほとんど変化がなく、安定したモータ性能を維持してい
た。

比較のため、実施例２と同様の芳香族ポリアミド繊維と
ゴム変性フェノール樹脂よりなる繊維強化プラスチック
のみを摩擦材として使用し、実施例２と同様にして摩擦
材を研磨後５円板型超音波モータを作製し、駆動させた
ところ、騒音が発生し、初期には起動トルク、無負荷回
転数共に実施例２と比較して小さな値を示した。さらに
、長時間駆動させた際には、起動トルク、無負荷回転数
共に初期との変化幅が、実施例２に比べて大きかった・なお、上記二つの実施例においては、無機繊維または耐
熱性有機繊維として、炭素繊維と芳香族ポリアミド繊維
を用いたが、これに限るものではなく、無機あるいは耐
熱性を有する有機の繊維を複合プラスチック中に１重量
含有率にて５０％以上含んでいればよい、また、無機繊
維と耐熱性有機繊維を一緒に用いたものであってもよい
ことはいうまでもなく、無機繊維と耐熱性有機繊維とを
組み合わせることも任意である。

以上、本発明を具体的に説明した。無機繊維または耐熱
性有機繊維として、炭素繊維と芳香族ポリアミド繊維を
使用したが、無機あるいは耐熱性を有する有機繊維を複
合プラスチック中に、重量含有率で５０％以上含んでお
ればよく、そのため無機繊維と耐熱性有機繊維を単独に
、または任意の組合せで用いてもよいことは勿論である
。

さらに、それら繊維の形状として織布を用いたが、それ
以外のパルプ、フェルトあるいは短繊維等を単体または
組合せて用いてもよいことは論をまたない。さらにゴム
状弾性体として、可とう性付与ビスマレイミド・トリア
ジン樹脂と熱可塑性ウレタンを使用したが、これは天然
ゴム、合成ゴム、ゴム変性熱硬化性樹脂、可とう性付与
硬化樹脂、熱可塑性エラストマを単独、または組合せて
用いることができる。

（発明の効果）本発明によれば、表面層が有機質結合材により結合され
た繊維強化プラスチックからなり、内部層がゴム状弾性
体によってなる二層構造を有する摩擦材と、圧電体によ
り進行波を発生する振動体と動体との間に介在させるこ
とにより、長時間駆動させても摩擦材の摩耗量は著しく
少なく、しかも繊維強化プラスチック表面または振動体
表面の凹凸やうねりを吸収することができると同時に、
摩擦材内部に振動吸収機構を有するため、振動体表面及
び摩擦材表面の超精密加工を必要とせず、均一な加工接
触状態が得られ、しかも、摩耗によるモータ特性の劣化
がなく、長寿命で無騒音の超音波モータを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す一部切欠分解斜
視図、第２図はその要部の摩擦材を説明する断面図であ
る。１　・・・圧電体、　２・・・振動体、　３・・・動体
、　４　・・・摩擦材、　５　・・・繊維強化プラスチ
ック、　６　・・・ゴム状弾性体。特許出願人　松下電器産業株式会社第１図１−圧電体２−囲体３−９−跡４−０摩靭５−　靭但也フ゛う人士・、り６０．−　丁ム仄弾（シ木第２図１６．−圧電体２−項罰体３９．−動体４−　摩擦材５−、＃ｍ強化アラ入チック６０．−コ“ム状５ｆ！杓イへ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　進行波を発生する圧電体からなる振動体に、動
体を加圧接触させ、それらの間に作用する摩擦力を利用
して、上記進行波によって上記動体を回転駆動させる構
造の超音波モータにおいて、上記加圧接触を、有機質結
合材によって結合された繊維強化プラスチック層を表面
層とし、ゴム状弾性体を裏面層とする二層構造の摩擦材
を介して行なうことを特徴とする超音波モータ。
（２）　繊維強化プラスチック層は、無機繊維または耐
熱性有機繊維を重量％で５０％以上を含んで構成されて
い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。
（３）　ゴム状弾性体が、天然ゴム、合成ゴム、ゴム変
性熱硬化性樹脂、可とう性付与硬化樹脂、熱可塑性エラ
ストマの、少なくとも一種からな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。