JPH05168259A - 超音波モータ用摩擦材及びその製造方法 - Google Patents

超音波モータ用摩擦材及びその製造方法

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JPH05168259A
JPH05168259A JP3353387A JP35338791A JPH05168259A JP H05168259 A JPH05168259 A JP H05168259A JP 3353387 A JP3353387 A JP 3353387A JP 35338791 A JP35338791 A JP 35338791A JP H05168259 A JPH05168259 A JP H05168259A
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JP
Japan
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friction material
ultrasonic motor
thermosetting resin
resin
length
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JP3353387A
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English (en)
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Tamotsu Muto
保 武藤
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Nisshinbo Holdings Inc
Original Assignee
Nisshinbo Industries Inc
Nisshin Spinning Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波モータに装着した際、耐摩耗性に優
れ、充分な出力トルクを長期に亘って安定して取り出す
ための超音波モータ用摩擦材を提供する。 【構成】 本発明の超音波モータは、少なくとも熱硬化
性樹脂、芳香族ポリアミド繊維、直径が10μm以上で
長さが50μm以上のチタン酸カリウム及び必要に応じ
加えられるロックウール繊維を含有することを特徴とす
るものであり、又、本発明の超音波モータ用摩擦材の製
造方法は、少なくとも熱硬化性樹脂、芳香族ポリアミド
繊維、直径が10μm以上で長さが50μm以上のチタ
ン酸カリウム及び必要に応じロックウール繊維を含む組
成物を分散媒中で分散した後、濾材上に濾取し、得られ
たシート状物を加熱加圧成型に付すことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波モータの接触摩
擦面に装着して好適な摩擦材及びその製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来技術】超音波モータは、弾性振動体に圧電セラミ
ックスを接着し、該圧電セラミックスに高周波電圧を印
加することにより、弾性振動体に超音波振動を励起し、
この励起された振動を該弾性振動体に加圧接触された移
動体に接触摩擦力により伝え、駆動力を得ることを原理
とする。このため、弾性振動体と移動体の接触摩擦状態
は、超音波モータの出力トルク、回転数、入出力効率、
寿命などの諸性能を決定づける要因となる。
【0003】上記超音波モータについては、弾性振動体
又は移動体の接触摩擦面に摩擦材を装着することによ
り、安定した接触摩擦状態を得ることが提案されている
(特開昭62−23585号公報参照)が、このような
摩擦材が備えるべき性質としては、 1接触摩擦により生じる摩耗が小さいこと 2摩擦係数μが安定で、且つ、高いこと 3長時間にわたって性質劣化が小さく安定していること 4摩擦音が生じないこと 等が挙げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
ら工業的に用いられてきた摩擦材においては、 1摩擦係数の高い材料は摩耗が大きく或いは摩擦係数が
不安定である 2摩耗が小さい材料では摩擦係数が低い という現象が多く見られ、超音波モータ内の接触摩擦面
に使用した場合も例外ではないため、これまでに提案さ
れている超音波モータ用摩擦材は、摩擦係数が低くても
摩耗を少なくして長寿命化を図るものが多かった(例え
ば、特開平01−248975号公報、特開平01−2
55483号公報参照)。
【0005】本発明は、超音波モータに装着した際、耐
摩耗性に優れ、しかも充分な出力トルクを長期にわたっ
て安定に取り出すための超音波モータ用摩擦材及びその
製造方法を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用した超音波モータ用摩擦材は、少なくと
も熱硬化性樹脂、芳香族ポリアミド繊維、直径が10μ
m以上で長さが50μm以上のチタン酸カリウム及び必
要に応じ加えられるロックウール繊維を含有することを
特徴とするものであり、又、その製造方法は、少なくと
も熱硬化性樹脂、芳香族ポリアミド繊維、直径が10μ
m以上で長さが50μm以上のチタン酸カリウム及び必
要に応じロックウール繊維を分散媒中で分散した後、濾
材上に濾取し、得られたシート状物を加熱加圧成型に付
すことを特徴とするものである。
【0007】以下に本発明を詳細に説明する。
【0008】まず、本発明で使用する熱硬化性樹脂とし
ては、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ゴム変性フェ
ノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、ポリウレタン
樹脂等、周知のものの1種又は2種以上を挙げることが
でき、特に制限はなく、又、耐熱性繊維として使用され
る芳香族ポリアミド繊維も従来から周知のものである。
【0009】他の成分として、本発明ではチタン酸カリ
ウムを使用するが、このチタン酸カリウムには直径が1
0μm以上で且つ長さが50μm以上のものを選択し、
他の成分により確実に支持されるようにする。他の材料
から推測すると、本発明では直径が100μm程度まで
で長さが2〜3mm程度のものであれば使用することが
できるものと考えられる。
【0010】尚、本発明においては、耐熱性繊維として
使用される芳香族ポリアミド繊維にロックウール繊維を
併用してもよく、更に、カーボンブラック、グラファイ
ト、フッ化グラファイト、硫化モリブデン、メラミン粉
末、カシューダスト等の摩擦係数を調整できる成分を、
適宜に調整剤として加えることもできる。但し、使用時
の騒音対策の観点からは、ロックウールを併用する場合
は、熱硬化性樹脂としてゴム変成フェノール樹脂を使用
することが好ましい。
【0011】上記成分の配合割合としては、耐熱繊維と
して芳香族ポリアミド繊維を使用する場合、熱硬化性樹
脂を20〜80体積%、好ましくは30〜50体積%、
芳香族ポリアミド繊維を10〜75体積%、好ましくは
30〜50体積%、チタン酸カリウムを5〜50体積
%、好ましくは20〜40体積%という範囲を例示する
ことができる。
【0012】又、耐熱繊維として芳香族ポリアミド繊維
とロックウール繊維とを併用する場合は、熱硬化性樹脂
を30〜80体積%、好ましくは30〜50体積%、芳
香族ポリアミド繊維を2〜60体積%、好ましくは2〜
40体積%、ロックウールを5〜40体積%、好ましく
は20〜30体積%、チタン酸カリウムを5〜40体積
%、好ましくは20〜40体積%という範囲を例示する
ことができる。
【0013】本発明において、芳香族ポリアミド繊維を
使用する場合、熱硬化性樹脂の量を20体積%以下とす
ると、得られる摩擦材に樹脂の回りきらない空隙部分が
できてしまい、又、80体積%を越えると金型の隙間か
ら樹脂が這い上がり、所定の組成の摩擦材を得ることが
困難となる。又、芳香族ポリアミド繊維の量を10体積
%以下とすると、成分を分散媒中に分散した後に濾別し
て得たシート状物が、ハンドリング中に崩壊するという
不都合があり、他の成分の所要量を確保する必要から7
5体積%が最大含有量となる。又、チタン酸カリウムの
量を5体積%以下とすると効果がなく、50体積%以上
とするとやはり樹脂が回りきらない空隙部分ができ、摩
耗が増えてしまう。
【0014】上記状況は芳香族ポリアミド繊維とロック
ウール繊維とを併用した場合でも同様であって、例え
ば、芳香族ポリアミド繊維の量を3体積%未満とする
と、濾別して得たシート状物がハンドリング中に崩壊す
るという不都合がある。
【0015】而して、上記構成の本発明摩擦材は、以下
に説明する本発明製造方法により製造することができ
る。即ち、まず原料を上記組成割合となるように計量
し、次いで適宜の分散媒中で分散する。この際の攪拌装
置としては特に限定はない。次に、濾材で分散した成分
を濾別してシート状物を得る。この場合の濾材として
は、濾布、濾紙等適宜の材料を使用することができる
が、投入した原材料が濾過後に濾材に残るというロスの
少ないものが望ましい。尚、濾過時間を短縮するために
減圧濾過することもできる。
【0016】上記分散媒としては、常温で液体であり、
且つ、構成成分を溶解しないことが必要であり、例えば
水を使用する。
【0017】次に濾取されたシート状物を乾燥する。こ
の工程では水分が除去できればよいので、例えば60
℃、1晩程度の乾燥で充分である。そして、シート状物
を加熱加圧成型することにより、本発明摩擦材を得るこ
とができるのであるが、この際の条件としては、熱硬化
性樹脂としてポリイミド樹脂を使用したものの場合、2
00〜220℃で10分〜30分、圧力200kgf/
cm2、フェノール樹脂を使用したものの場合、150
〜170℃で10分〜30分、200kgf/cm2
いう範囲を例示することができる。
【0018】上記のようにして得られた本発明摩擦材
は、必要に応じ耐水研磨紙を用い水をつけて研磨しても
よいが、耐熱繊維としてロックウールを併用した摩擦材
の場合は研磨を省略することもできる。
【0019】
【実施例】次に本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。
【0020】実施例1 熱硬化性樹脂としてのポリイミド樹脂(三井石油化学、
商品名テクマイト)を40体積%、芳香族ポリアミド繊
維パルプ(東レ−デュポン、商品名ケブラー)を30体
積%、チタン酸カリウム(クボタ、TXAX−A、直径
20〜50μm、長さ80〜350μm)を30体積%
含む組成を水中で分散し、濾別してシート状物を得た
後、60℃で1晩乾燥した。その後、220℃で10分
間、200kgf/cm2の圧力下に処理し、本発明摩
擦材の一例を製造した。
【0021】比較例1 チタン酸カリウムを変えた(大塚化学、TISMO−
D、直径0.2〜0.5μmで長さ10〜20μm)以
外は実施例1と同一の組成を同様に処理し、比較例1の
摩擦材を製造した。
【0022】比較例2 実施例1と同一組成の原材料を乾式混合(ヘンシェルミ
キサーによる)した後、型に入れ、実施例1と同条件プ
レスし、3mm厚の比較例2の摩擦材を製造した。
【0023】上記のようにして得られた摩擦材のそれぞ
れにつき、定速すべり試験を行った。即ち、試験すべき
摩擦材を端面に取付けた円筒材を5cm/秒で回転さ
せ、該円筒材端面の摩擦材に対し、ステンレス材を5K
gfの力で押しつけ、摩耗量を測定したのである。その
結果を以下の表1に示す。
【表1】
【0024】又、上記とは別にモータ実装試験を行っ
た。即ち、松下電器製の超音波モーターであるUSM−
40Dに実際に摩擦材を装着し、摩耗量を測定したので
ある。その結果、実施例1の摩擦材では100時間で1
0μmの摩耗であったのに対し、比較例1の摩擦材では
14時間で摩耗のためモータが停止してしまい、摩耗量
は270μmであった。又、比較例2の摩擦材では10
0時間で50μmの摩耗であった。
【0025】実施例2 ポリイミド樹脂(ローヌ・プーラン、商品名ケルイミド
601)を40体積%、芳香族ポリアミド繊維パルプ
(東レ−デュポン、商品名ケブラー)を7.5体積%、
ロックウール(日東紡、ロックファイバー#15)を2
2.5体積%、チタン酸カリウム(クボタ、TXAX−
A、直径20〜50μm、長さ80〜350μm)を3
0体積%含有する組成物を、実施例1と同様に処理し、
実施例2の摩擦材を得た。
【0026】実施例3 熱硬化性樹脂としてのゴム変性フェノール樹脂(三井東
圧化学、RN−2410)を40体積%、芳香族ポリア
ミド繊維パルプ(東レ−デュポン、商品名ケブラー)を
7.5体積%、ロックウール(日東紡、ロックファイバ
ー#15)を22.5体積%、チタン酸カリウム(クボ
タ、TXAX−A、直径20〜50μm、長さ80〜3
50μm)30体積%含有する組成物を、実施例2と同
様に処理し、実施例3の摩擦材を得た。
【0027】上記実施例2及び3の摩擦材につき、モー
タ実装試験を行った。即ち、松下電器製の超音波モータ
ーであるUSM−40Dを無負荷運転し、一定時間毎に
300gfcmの負荷をかけ、その時の回転数を測定し
たのである。その結果を以下の表2に示す。
【表2】
【0028】表2から明らかなように、従来品ではモー
タの所定の性能を出すためには数10時間のエージング
が必要であったが、実施例2及び3の摩擦材を使用した
場合は、エージングが不要な超音波モータを製作するこ
とが可能となった。
【0029】又、上記実施例3の摩擦材につき、高周波
騒音の測定をしたところ、従来の超音波用摩擦材で問題
となっていた高周波騒音の発生がなかった。
【0030】
【発明の効果】本発明の摩擦材は、熱硬化性樹脂、芳香
族ポリアミド繊維及び直径20μm以上で長さ50μm
以上のチタン酸カリウムよりなり、耐摩耗性に優れるも
のである。
【0031】又、上記構成に更にロックウールを配合し
た場合は、超音波モータの所定の性能を出すためのエー
ジングが不要になり、熱硬化性樹脂としてゴム変性フェ
ノール樹脂を用いるた場合は、従来の超音波モータ用摩
擦材で問題となっていた高周波騒音の発生を抑制するこ
とができる。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも熱硬化性樹脂、芳香族ポリア
    ミド繊維及び直径が10μm以上で長さが50μm以上
    のチタン酸カリウムを含有することを特徴とする超音波
    モータ用摩擦材。
  2. 【請求項2】 少なくとも熱硬化性樹脂、芳香族ポリア
    ミド繊維、ロックウール繊維及び直径が10μm以上で
    長さが50μm以上のチタン酸カリウムを含有すること
    を特徴とする超音波モータ用摩擦材。
  3. 【請求項3】 熱硬化性樹脂が、ポリイミド樹脂、フェ
    ノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、ポリウレタン
    樹脂である請求項1又は2に記載の超音波モータ用摩擦
    材。
  4. 【請求項4】 熱硬化樹脂が、ゴム変性フェノール樹脂
    である請求項1又は2に記載の超音波モータ用摩擦材。
  5. 【請求項5】 少なくとも熱硬化性樹脂、芳香族ポリア
    ミド繊維及び直径が10μm以上で長さが50μm以上
    のチタン酸カリウムを分散媒中で分散した後、濾材上に
    濾取し、得られたシート状物を加熱加圧成型に付すこと
    を特徴とする超音波モータ用摩擦材の製造方法。
  6. 【請求項6】 少なくとも熱硬化性樹脂、芳香族ポリア
    ミド繊維、ロックウール繊維及び直径が10μm以上で
    長さが50μm以上のチタン酸カリウムを分散媒中で分
    散した後、濾材上に濾取し、得られたシート状物を加熱
    加圧成型に付すことを特徴とする超音波モータ用摩擦材
    の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記分散媒は水である請求項5又は6に
    記載の超音波モータ用摩擦材の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009123042A1 (ja) * 2008-03-31 2009-10-08 宇部興産株式会社 摩擦材及び摩擦材用樹脂組成物

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