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超音波モータ

国内特許コード P10P006837
整理番号 中央大123
掲載日 2010年7月23日
出願番号 特願2008-333312
公開番号 特開2010-158083
登録番号 特許第5308808号
出願日 平成20年12月26日(2008.12.26)
公開日 平成22年7月15日(2010.7.15)
登録日 平成25年7月5日(2013.7.5)
発明者
  • 國井 康晴
  • 飯塚 浩二郎
  • 矢野 良平
出願人
  • 学校法人 中央大学
発明の名称 超音波モータ
発明の概要 【課題】高真空中においても優れた耐久性能を有する超音波モータを提供する。
【解決手段】超音波モータのロータ12の接触面12aに、シリコンの非晶質薄膜から成る下地層14aとこの下地層14aの表面に形成される銀薄膜から成る摩擦層14bとを有する、適度な摩擦係数を有し、かつ、潤滑性にも優れた摩擦材層14を形成することで、ステータ11の弾性体15に設けられた櫛歯15kとロータ12との接触によって発生するロータ12表面及びステータ11表面の凹凸を大幅に低減するようにした。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年の宇宙開発の進展に伴い、宇宙探査ロボットのように高真空中で、かつ、温度変化が大きな環境下で稼働する宇宙機器の開発が盛んに行われている。宇宙機器では主に、太陽電池を駆動用電源として、アームやアンテナ、あるいは、センサなどを駆動するが、これらを駆動するための小形でかつ軽量な駆動装置が望まれている。
超音波モータは、電磁モータと比較して低速高トルク特性を有し、応答性と制御性とに優れ、かつ、無通電時の保持トルクが大きいので、宇宙探査ロボットの駆動装置として期待されている。一方、超音波モータは摩擦駆動型のモータであることから、駆動時に摩擦熱が発生し、このため、耐久性の点で問題があった。
そこで従来は、ロータのステータとの接触面にテフロン(登録商標:PTEF;ポリテトラフルオロエチレン)などから成る摩擦材層を設けて、ロータとステータとの間の摩擦を低減して、耐久性を向上させた超音波モータが提案されている。
例えば、特許文献1には、櫛歯体を備えたロータのステータとの接触面(櫛歯体の表面)に、厚さが1μm~100μmで、硬度が鉛筆硬度「F」以上である樹脂膜を形成した超音波モータが開示されている。上記樹脂膜は、フェノールエポキシ樹脂またはポリアミドイド樹脂に、四フッ化エチレンなどのフッ素、二硫化モリブデン、黒鉛などの固体潤滑材を配合した塗布膜である。
また、特許文献2には、フッ素樹脂塗料に、黒鉛,窒化ボロン,マイカ,二硫化モリブデンなどの固体潤滑材と繊維状摩擦調合剤とを配合したものをステータのロータとの接触面に塗布した後これを硬化させて、ステータと一体に設けられた摩擦材層を形成することにより、必要な摩擦力を確保するとともに、耐久性を向上させるようにしている。なお、上記摩擦材層の厚さは5μm~300μmで、上記摩擦材層の摩擦係数は、0.09~0.112程度である。
【特許文献1】
特開2008-92748号公報
【特許文献2】
特開平8-23687号公報

産業上の利用分野


本発明は、超音波モータに関し、特に、高真空中で使用される超音波モータの摩擦熱による性能劣化の低減に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
圧電体と弾性体とを有するステータと、
前記ステータと接触して回転するロータとを備えた超音波モータであって、
前記ステータ又は前記ロータが接触面に摩擦材層を備え、
前記摩擦材層がシリコン又は炭素の結晶質薄膜又は非晶質膜からなる下地層と、
前記下地層の表面に形成される摩擦層とを有し、
前記摩擦層が銀薄膜であることを特徴とする超音波モータ。

【請求項2】
前記シリコンの非晶質薄膜の表面が水素終端化処理されることを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。

【請求項3】
前記銀薄膜の厚さが20nm~200nmであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の超音波モータ。

【請求項4】
前記下地層と前記摩擦層とが真空蒸着法により作製されることを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の超音波モータ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008333312thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) 中央大学 理工学部 電気電子情報通信工学科 計測制御工学研究室
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