DE3913211C2

DE3913211C2 -

Info

Publication number: DE3913211C2
Application number: DE3913211A
Authority: DE
Inventors: Akio Okazaki Aichi Jp Inagaki; Kiyotaka Chita Aichi Jp Nakai; Hitoshi Toyota Aichi Jp Tauchi
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1988-04-22
Filing date: 1989-04-21
Publication date: 1991-06-27
Also published as: US4939404A; GB2217925A; GB8909313D0; DE3913211A1; JPH01270776A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vibrationswellenmotor mit einem Stator, an dessen oberer Fläche eine Wanderwelle erzeugt wird, durch die ein zum Erzielen einer gleichmäßigen, geräuscharmen Drehung unter Zwischensetzen eines Blattelements aus einem abriebfesten Material dagegengedrückter Rotor in Umlauf versetzt wird.

Aus der DE-OS 36 10 304 ist bereits ein Vibrationswellenmotor dieser Art bekannt, bei dem zwischen dem schwingenden Stator und dem Rotor ein Blattelement in Form eines Flansches mit einem Berührungsbereich zur Übertragung von Reibungskraft für den Drehantrieb des Rotors derart angeordnet ist, daß sich beim Erzeugen der Wanderwelle der Berührungspunkt zwischen dem Berührungsbereich des Blattelements und dem Stator im wesentlichen in der Schwingungsrichtung des Stators bewegt. Hierdurch soll der Schlupf zwischen dem Berührungsbereich und dem Stator verringert werden. Zu diesem Zweck wird der Berührungsbereich aus abriebfestem Material hergestellt, wobei zur Vergrößerung der Biegesteifigkeit eine entsprechende Dicke des Berührungsbereichs vorgesehen ist. Ferner läßt sich die Biegesteifigkeit verbessern, indem der Berührungsbereich aus einem Material mit hohem Elastizitätsmodul oder einem leichten, harten Material wie Aluminiumoxid-Keramik hergestellt wird. Hierdurch läßt sich jedoch weder die Reibungskraftübertragung noch die Abriebfestigkeit maßgeblich verbessern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Vibrationswellenmotor der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß eine hohe Reibungskraft bei minimalem Abrieb an den in Reibberührung stehenden Flächen übertragbar und zugleich eine lange Lebensdauer des Vibrationswellenmotors gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Blattelement aus 100 Gewichtteilen Grundmaterial mit sehr hoher Wärmebeständigkeit wie Polyether-Ether-Keton-Harz oder Polyethersulfon-Harz, 10-70 Gewichtsteilen fluorhaltigem Harz zur Erhöhung der Abriebfestigkeit und 5-10 Gewichtsteilen faserförmigem Füllmaterial wie aromatischem Polyamid oder Kaliumtitanat zur Erhöhung der Reibungskraft besteht. Auf diese Weise läßt sich mit relativ geringem Aufwand ein hoher Wirkungsgrad des Vibrationswellenmotors und eine hohe Dauerfestigkeit bzw. Lebensdauer gewährleisten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des Vibrationswellenmotors und

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Rotors des Vibrationswellenmotors gemäß Fig. 1.

Gemäß den Fig. 1 und 2 hat ein Vibrationswellenmotor 10 ein Gehäuse 11, in dem ein Rotor 12 mit einer Achse 12a und einem Ringteil 12b in Form einer kreisförmigen Platte umläuft. Der Ringteil 12b des Rotors 12 ist drehbar an einem Stator 13 angebracht, der mit einem piezoelektrischen Element 14 verbunden ist. Durch Erregung des piezoelektrischen Elements 14 wird am Stator 13 eine Wanderwelle erzeugt, durch die der Ringteil 12b des Rotors 12 um dessen Achse 12a gedreht wird. Auf bekannte Weise wird mittels einer Andruckvorrichtung 15 eine Reibungskraft zwischen dem Rotor 12 und dem Stator 13 hervorgerufen. Zur Verhinderung von Abrieb zwischen einer unteren Fläche 12c des Rotors 12 und einer oberen Fläche 13a des Stators 13 ohne Verringerung der Reibungskraft zwischen diesen wird ein Blattelement 16 benutzt, das an der unteren Fläche 12c des Rotors 12 befestigt ist. Es ist eine Vielzahl von Blattelementen mit den folgenden unterschiedlichen Zusammensetzungen anwendbar.

Zum Herstellen des Blattelements 16 für ein erstes Ausführungsbeispiel wurden zunächst fluorhaltiges Harz zu 40 Gewichtteilen als Zusatzharz und Fasern aus aromatischem Polyamid zu 10 Gewichtteilen in Form von 1-mm-Fasern als Füllmaterial in Polyether-Ether- Keton-Harz bzw. PEEK-Harz mit 100 Gewichtteilen als Grundharz bzw. Grundmaterial eingemischt, wodurch eine Gemischmasse erhalten wurde. Dieses Gemenge wurde dann in einem Einspritzverfahren zu einer flachen Platte geformt, wonach die sich ergebende Platte bzw. das Blattelement 16 mittels eines Klebemittels der Epoxy-Familie an der unteren Fläche 12c des Rotors 12 befestigt wurde. Nach dem Befestigen wurden über den Ringteil 12b überstehende Teile des Blattelements 16 abgeschnitten, so daß die Außendurchmesser des Blattelements 16 und des Ringteils 12b übereinstimmten.

Nach dem Zusammenbau des Vibrationswellenmotors 10 wurden das Anlaufdrehmoment, die Leerlaufdrehzahl des Rotors 12 und der durch das Verhältnis aus der mechanischen Ausgangsleistung zu der an das piezoelektrische Element 14 angelegten Spannung definierte Wirkungsgrad gemessen. Ferner wurde der Abriebsgrad der oberen Fläche 13a des Stators 13 und des Blattelements 16 mittels eines Meßinstruments nach 1000 Betriebszyklen des Motors 10 gemessen, die jeweils aus dem Betrieb des Motors 10 unter einer Belastung von 4 kg · cm bei einer Ist-Drehzahl von 100 min^-1 über eine Minute und einem nachfolgenden Stillstand des Motors 10 über drei Minuten bestanden. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle aufgelistet.

Außer diesem ersten Ausführungsbeispiel sind in der nachstehenden Tabelle weitere vier Ausführungsbeispiele und vier Vergleichsbeispiele dargestellt.

Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß mti dem Vibrationswellenmotor gemäß den Ausführungsbeispielen folgende Ergebnisse erzielt werden:

(1) Durch Hinzufügen der Fasern zum Blattelement, das in Gleitberührung mit der oberen Fläche des Stators ist, wird die Reibungskraft erhöht, wodurch das Anlaufdrehmoment erhöht wird.
(2) Durch Verwendung des Harzes mit der sehr hohen Wärmebeständigkeit als Grundmaterial wird die Lebensdauer des ganzen Motors verlängert.
(3) Durch Hinzufügen des fluorhaltigen Harzes zum Blattelement wird die Abriebfestigkeit erhöht.

Claims

Vibrationswellenmotor mit einem Stator, an dessen oberer Fläche eine Wanderwelle erzeugt wird, durch die ein zum Erzielen einer gleichmäßigen, geräuscharmen Drehung unter Zwischensetzen eines Blattelements aus einem abriebfesten Material dagegengedrückter Rotor in Umlauf versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattelement (16) aus 100 Gewichtteilen Grundmaterial mit sehr hoher Wärmebeständigkeit wie Polyether- Ether-Keton-Harz oder Polyethersulfon-Harz, 10-70 Gewichtteilen fluorhaltigem Harz zur Erhöhung der Abriebfestigkeit und 5-10 Gewichtteilen faserförmigem Füllmaterial wie aromatischem Polyamid oder Kaliumtitanat zur Erhöhung der Reibungskraft besteht.