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JPH09327183A - Oscillatory wave drive unit and equipment provided with this unit - Google Patents

Oscillatory wave drive unit and equipment provided with this unit

Info

Publication number
JPH09327183A
JPH09327183A JP8144398A JP14439896A JPH09327183A JP H09327183 A JPH09327183 A JP H09327183A JP 8144398 A JP8144398 A JP 8144398A JP 14439896 A JP14439896 A JP 14439896A JP H09327183 A JPH09327183 A JP H09327183A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic
vibration wave
friction
frictional
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8144398A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Tamai
淳 玉井
Itsuki Fujimoto
一城 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP8144398A priority Critical patent/JPH09327183A/en
Publication of JPH09327183A publication Critical patent/JPH09327183A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the durability and develop a large driving force by forming a frictional contact section of either a vibrator or a contactor from fiber contained resin and forming that of the other member from ceramic. SOLUTION: In the case of a ring-shaped vibrating motor, a vibrator 1 is formed in the shape of a ring and a plurality of projections are formed in the circumferential direction of an upper face of it. Frictional material 1a joined to the end of each projection which is a contact section is made mainly of fluorine contained resin and contains carbon fiber. To a contact section of a contactor 2, ceramic frictional material is joined. The frictional material for the contactor 2 is first formed into a ring-shaped thin plate and then is pasted to the surface of the contactor 2 with an epoxy adhesive and a part of the face corresponding to a sliding face is processed to be smooth. A sensing element 3 receives an alternating voltage and generates progressive vibrating waves in the projections of the vibrator 1. As a result, driving force can be increased with the increase in a coefficient of friction and the adhesion of the frictional materials is suppressed and thereby the decrease in frictional force can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気−機械エネル
ギー変換素子等によって振動体に振動を励起し、これに
接触する接触体を摩擦駆動する振動波駆動装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration wave driving apparatus for exciting a vibration in a vibrating body by an electro-mechanical energy conversion element or the like and frictionally driving a contact body in contact therewith.

【0002】[0002]

【従来の技術】上記のような振動波駆動装置の振動体お
よび接触体の摩擦接触面には摩擦材が取り付けられ、振
動体に発生した振動が効率よく接触体に伝わるようにな
っている。例えば、特開平5−211785号公報に
は、振動体側の摩擦材および接触体側の摩擦材のうち一
方がポリイミド系樹脂により形成され、他方がアルミナ
により形成された振動波駆動装置が提案されている。
2. Description of the Related Art A friction material is attached to the frictional contact surfaces of a vibrating body and a contact body of a vibration wave driving device as described above so that vibrations generated in the vibrating body can be efficiently transmitted to the contact body. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-212785 proposes a vibration wave driving device in which one of a friction material on the vibrating body side and a friction material on the contacting body side is formed of a polyimide resin and the other is formed of alumina. .

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂は
摩耗し易く、振動波駆動装置の短寿命化の一因となって
いるという問題がある。また、樹脂の一部がアルミナの
摺動面に付着して振動波駆動装置のスムーズな動作を妨
げ(例えば、回転ムラを生じさせ)て性能を低下させて
しまったりする。
However, there is a problem that the resin easily wears, which contributes to shortening the life of the vibration wave driving device. In addition, a part of the resin may adhere to the sliding surface of the alumina to hinder the smooth operation of the vibration wave driving device (for example, cause uneven rotation), resulting in deterioration of performance.

【0004】また、このような樹脂との摺動により相手
方の摩擦材の表面に厚い樹脂の移着膜が形成されると、
この移着膜は相手方摩擦材の摩耗防止膜としての働きを
有するが、移着膜の存在により摩擦材が樹脂同士で摺動
するかたちとなるため、摩擦面同士の摩擦係数が実質的
に小さくなり、大きな駆動力を発生することができなく
なるという弊害を伴う。
When a thick resin transfer film is formed on the surface of the friction material of the other party by sliding with such a resin,
This transfer film functions as an anti-wear film for the friction material on the other side, but since the friction material slides between the resins due to the presence of the transfer film, the friction coefficient between the friction surfaces is substantially small. Therefore, there is an adverse effect that a large driving force cannot be generated.

【0005】さらに、振動波駆動装置を高湿度下に放置
した上で乾燥させると、振動体側の摩擦材と接触体側の
摩擦材とが固着して振動波駆動装置の起動を妨げるとい
う現象が生ずる場合があるが、上記移着膜が形成される
と、両摺動面のすき間を埋めて広い面積に固着力が作用
することになるため、振動体と接触体の固着が強固にな
るという問題もある。
Further, when the vibration wave driving device is left in a high humidity and then dried, a phenomenon occurs in which the friction material on the vibrating body side and the friction material on the contacting body side adhere to each other to prevent the vibration wave driving device from starting. However, when the transfer film is formed, the gap between both sliding surfaces is filled and a fixing force acts on a large area, so that the vibrating body and the contact body are firmly fixed to each other. There is also.

【0006】そこで、本願発明の第1の目的は、耐久性
が高く、大きな駆動力を発生できるようにした振動波駆
動装置を提供することにある。
Therefore, a first object of the present invention is to provide a vibration wave drive device having high durability and capable of generating a large driving force.

【0007】また、本願発明の第2の目的は、摩擦材間
の固着を確実に防止できるようにした振動波駆動装置を
提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a vibration wave drive device capable of reliably preventing sticking between friction materials.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本願第1の発明では、振動を発生する振動体と、こ
の振動体に接触する接触体とを相対的に摩擦駆動する振
動波駆動装置において、振動体および接触体のうち一方
の摩擦接触部を繊維含有樹脂により形成し、他方の摩擦
接触部をセラミックにより形成している。
In order to achieve the above object, in the first invention of the present application, a vibration wave for relatively frictionally driving a vibrating body that generates vibration and a contact body that contacts the vibrating body. In the drive device, one of the vibrating body and the contacting body is made of a fiber-containing resin, and the other is made of ceramic.

【0009】すなわち、炭素繊維やチタン酸カリウム繊
維等の繊維強化材を含有して耐摩耗性を向上させた樹脂
を摩擦材として摩擦接触部に接合等することにより、振
動波駆動装置の長寿命化を図るとともに、摩擦係数の増
加による発生駆動力の増大を図っている。しかも、繊維
含有樹脂の摩擦接触の相手方として硬質のセラミックを
用いることにより、移着膜自体の形成を防止して固着現
象を抑制するとともに、摩擦力の低下を防止することが
できるようにしている。
That is, by bonding a resin containing a fiber reinforced material such as carbon fiber or potassium titanate fiber and having improved wear resistance to a friction contact portion as a friction material, the vibration wave drive device has a long life. In addition to increasing the friction coefficient, the driving force generated is increased. Moreover, by using a hard ceramic as a counterpart of the frictional contact of the fiber-containing resin, it is possible to prevent the transfer film itself from being formed, suppress the sticking phenomenon, and prevent the reduction of the frictional force. .

【0010】さらに言えば、繊維含有樹脂との摩擦によ
る摩耗は単に研削作用で生じるだけでなく、化学的作用
すなわち2つの材料間での相互拡散が原因で生じること
もあるので、単に硬いだけでは十分とはいえず、これら
を考慮した材料として、本発明ではセラミックを選定し
ている。
Furthermore, since abrasion due to friction with the fiber-containing resin is not only caused by a grinding action, but also caused by a chemical action, that is, mutual diffusion between two materials, it is not simply hard. This is not sufficient, and ceramics are selected in the present invention as a material in consideration of these.

【0011】ここで、固着現象は、ブロックゲージのリ
ンギングや光学平面同士が強い力で密着する現象と同じ
もので、すき間に存在する油や水の表面張力の作用で生
じる。
Here, the sticking phenomenon is the same as the ringing of the block gauge or the phenomenon that the optical planes are brought into close contact with each other with a strong force, and is caused by the surface tension of oil or water existing in the gap.

【0012】振動波駆動装置の場合、摩擦力を発生させ
るために2つの摩擦面間に与えている圧接力のため、樹
脂側の面が硬質な相手材側の面にならい、その2面間の
すき間が非常に狭い範囲の状態になり、そういった部分
の面積を広く形成してしまう。この状態のまま高湿度下
に保持されると、前記の非常に狭いすき間に水分が凝縮
する。水分が凝縮できるすき間の距離は相対湿度によっ
て異なり、湿度が高い程距離も大きくなる。この値は、
例えば相対湿度90%で0.01μm、97%で0.0
36μmである。
In the case of an oscillatory wave drive device, because of the pressure contact force applied between two friction surfaces to generate a friction force, the surface on the resin side follows the surface on the side of a hard mating material, and between the two surfaces. The gap becomes a very narrow range, and the area of such a part is widened. When kept in this state under high humidity, water is condensed in the very narrow gap. The distance in which water can be condensed depends on the relative humidity, and the higher the humidity, the greater the distance. This value is
For example, relative humidity of 90% is 0.01 μm, 97% is 0.0
36 μm.

【0013】そして、この水分が凝縮した所に密着力
(スティクッションと呼ばれている)が作用する。本出
願人の実験によれば、セラミックと金属との摩擦材の組
み合わせでは、相対湿度が高い程この密着力が強くな
り、片方が樹脂摩擦材の場合は、高湿度下に一度保持し
た上、低湿度下に放置した時に密着力が一層強くなっ
た。これは、次のいずれかの理由により説明できる。第
1に湿度が高い程水分が凝縮する距離は増加するので、
水分が凝縮する投影面積も増加するためと考えられる。
但し、投影面積が増加する程度は表面の粗さの性状によ
って異なる。そして、面積が増加したので密着力も増加
するかといえば、必ずしもそうではない。なぜなら、凝
縮した距離が増加する程、単位面積当りの吸引力(密着
力)が低下するからである。例えば、凝縮距離が2倍に
なったとき、その凝縮している面積が2倍以上になれば
全体の密着力は増加するのである。金属とセラミックの
組み合わせではそうなっていたと思われる。
Then, an adhesion force (called a stick cushion) acts on the place where the water is condensed. According to the experiment by the applicant, in the combination of the friction material of ceramic and metal, the higher the relative humidity is, the stronger this adhesive force is, and in the case where one of them is the resin friction material, after being held once under high humidity, The adhesion became stronger when left in low humidity. This can be explained by any of the following reasons. First, the higher the humidity, the greater the distance that water will condense, so
It is considered that the projected area where water condenses also increases.
However, the extent to which the projected area increases depends on the nature of the surface roughness. And, as the area increases, so does the adhesive strength, which is not necessarily the case. This is because the suction force (adhesion force) per unit area decreases as the condensed distance increases. For example, when the condensation distance is doubled and the condensed area is doubled or more, the overall adhesion is increased. It seems that was the case with the combination of metal and ceramics.

【0014】また、片方が樹脂の場合は、凝縮距離が2
倍になっても、凝縮する面積は2倍までは増加しないと
考えられる。
If one is made of resin, the condensation distance is 2
Even if it doubles, it is considered that the condensed area does not increase up to twice.

【0015】以上から、平衡状態では相対湿度が97%
という高湿度下より、90%程度の方が強い密着力が作
用することもあるかもしれない。あるいは、別の考え方
として後退接触角が著しく小さくなっているのかもしれ
ない。つまり、一度高湿度下で凝縮した水分が低湿度下
に置かれることにより、メニスカスの曲率が極めて小さ
くなっている可能性がある。凝縮している面積がほとん
ど変化しないまま、凝縮水分の内圧が低下していると思
われる。これは平衡状態ではない。初めから同じ低湿度
下に置いた状態とは異なる。
From the above, the relative humidity is 97% in the equilibrium state.
There is a possibility that a stronger adhesive force may be exerted at about 90% than under high humidity. Or, as another way of thinking, the receding contact angle may be extremely small. That is, there is a possibility that the curvature of the meniscus may be extremely small due to the water once condensed under high humidity being placed under low humidity. It seems that the internal pressure of condensed water is decreasing while the condensed area remains almost unchanged. This is not in equilibrium. It is different from the condition that it is kept in the same low humidity from the beginning.

【0016】いずれにしても、本発明によれば、前述し
たように樹脂に比べて著しく硬い繊維状の強化材を含有
した摩擦材とセラミック等の硬質材とを実質的に接触さ
せることができるので、水分が凝縮するような狭いすき
間が広い範囲で形成されることはなくなる。繊維含有樹
脂もセラミックも充分硬質なので「相手の面形状になら
う」というような挙動は示さないからである。
In any case, according to the present invention, as described above, the friction material containing the fibrous reinforcing material, which is significantly harder than the resin, can be substantially brought into contact with the hard material such as ceramic. Therefore, a narrow gap where water is condensed is not formed in a wide range. This is because neither the fiber-containing resin nor the ceramic is sufficiently hard to show the behavior of "accompaniing the surface shape of the other party".

【0017】さらに、移着膜の形成状態は相手材の材質
及び表面粗さやその形状による。例えば、以下の実施形
態でも説明するが、クロムの場合はその表面に移着膜が
厚く形成され易い。この移着膜を採取してその成分を分
析すると、多量のクロムが検出される。つまり、強化材
ないしは樹脂とクロムが化学的に反応していたとみられ
る。このような材料はアルミ、チタン、鉛などが知られ
ているが、これらは表面の不動態皮膜(酸化膜)を一度
むけば、化学的に非常に活性(他元素とすぐ結合しよう
とする)な金属ばかりである。また、表面粗さやその形
状によっては、やすりで軟質な材料をこすったときのよ
うに、やすりの目の目づまり現象と似た現象で移着膜も
形成され易くなる。
Furthermore, the formation state of the transfer film depends on the material and surface roughness of the mating material and its shape. For example, as will be described in the following embodiments, in the case of chromium, a transfer film is likely to be formed thick on its surface. When this transfer film is collected and its components are analyzed, a large amount of chromium is detected. In other words, it seems that the reinforcing material or resin and the chromium chemically reacted. Aluminum, titanium, lead, etc. are known as such materials, but they are chemically very active (trying to bond with other elements immediately) once the surface passivation film (oxide film) is peeled off. It's all metal. Further, depending on the surface roughness and the shape thereof, the transfer film is likely to be formed by a phenomenon similar to the phenomenon of clogging of the file eye, such as when rubbing a file soft material.

【0018】しかし、セラミックは化学的反応性は低い
材料なので、相手材との反応は起こりにくい。また、セ
ラミックは、もともと1500℃以上の高温で焼き固め
て作製されたもので、表層だけでなく内部まで安定な酸
化物、窒化物あるいは炭化物になっている。このため、
通常の金属がその表面のごく薄い層(アルミニウム、チ
タン、ステンレスなどの不動態皮膜の厚さでわずか0.
01μm以下)だけ酸化物になっているのとは異なり、
摩擦による摩耗があったとしても、常に化学的に安定し
た表面になっている。したがって、相手材としてはセラ
ミックが最適である。
However, since ceramic has a low chemical reactivity, it hardly reacts with the mating material. The ceramic was originally produced by baking at a high temperature of 1500 ° C. or higher, and is an oxide, nitride, or carbide that is stable not only in the surface layer but also inside. For this reason,
Normal metal has a very thin layer on its surface (passivation film thickness of aluminum, titanium, stainless steel, etc.
(01 μm or less) is different from the oxide,
The surface is always chemically stable, even if there is wear due to friction. Therefore, ceramic is the most suitable as the mating material.

【0019】前述したアルミニウムなどの金属は不動態
皮膜の再生が間に合わない程の速い摩耗あるいは瞬間的
に表面が削られるような挙動を示したとき、相手材とす
ぐに反応して焼き付く現象を起こすので、相手材として
は不適である。
When the above-mentioned metal such as aluminum exhibits such a behavior that the passive film is too fast to be regenerated in a timely manner or the surface is momentarily scraped, it reacts immediately with the mating material to cause a phenomenon of seizure. Therefore, it is not suitable as a mating material.

【0020】なお、セラミックの中でも、特に耐摩耗性
に優れたアルミナ又はジルコニアを主成分とするものを
用いて、一層耐摩耗性を向上させるのが望ましい。
Among the ceramics, it is desirable to further improve the wear resistance by using one having alumina or zirconia as a main component, which is particularly excellent in wear resistance.

【0021】樹脂側に含有されている繊維強化材との摩
擦で摩耗しないためには、ビッカース硬さで1500程
度は必要であるが、その上で化学反応性を考慮に入れる
必要がある。炭化ケイ素、窒化ケイ素及びサイアロンの
場合はアルミナに比べて若干摩耗が多い。この理由は、
それらのセラミック中にケイ素が含まれていて、この元
素が空気中の酸素と反応してSiO2 となり、この酸化
ケイ素がビッカース硬さで500程度とセラミック自身
より軟質なため摩耗を生じるからと考えられる。いわゆ
る酸化摩耗である。また、窒化アルミの場合は、窒化ア
ルミが他のセラミックに比べ若干軟質であるため、摩擦
材の周上にキズがつく可能性がある。以上より、アルミ
ナ又はジルコニアを主成分とするセラミックが相手材と
して特に適する。
Vickers hardness of about 1500 is necessary in order to prevent abrasion due to friction with the fiber reinforcing material contained on the resin side, but it is necessary to take chemical reactivity into consideration. Silicon carbide, silicon nitride and sialon are slightly more worn than alumina. The reason for this is
It is considered that silicon is contained in these ceramics, and this element reacts with oxygen in the air to form SiO2, and this silicon oxide has a Vickers hardness of about 500, which is softer than the ceramics themselves and causes wear. . This is so-called oxidative wear. Further, in the case of aluminum nitride, since aluminum nitride is slightly softer than other ceramics, scratches may occur on the circumference of the friction material. From the above, a ceramic containing alumina or zirconia as a main component is particularly suitable as a mating material.

【0022】また、本願第2の発明では、セラミックの
摩擦接触面の中心線平均粗さを0.5μm以上確保する
ことにより、摩擦材同士の固着を効果的に抑制できるよ
うにしている。
Further, in the second aspect of the present invention, by securing the center line average roughness of the friction contact surface of the ceramic to be 0.5 μm or more, it is possible to effectively suppress the adhesion of the friction materials.

【0023】セラミックのような材料は、延性のある金
属とは異なり、表面をラップ加工等の平滑化加工を施す
に当たり鋭利な凸面が残存しにくく、なめらかな面を得
やすい。硬質な材料の方に他の部分より特に突出した鋭
利な凸部が数ヶ所存在すると、その局部だけ異常に面圧
が高くなり、相手材を削りやすくなる傾向がある。
Unlike a ductile metal, a material such as ceramic is unlikely to have a sharp convex surface when subjected to a smoothing process such as a lapping process, and thus a smooth surface is easily obtained. If the hard material has a number of sharp projections that are particularly protruding from other portions, the surface pressure will be abnormally high only at those local portions, and the mating material tends to be easily scraped.

【0024】単に固着現象を抑制する目的であれば、粗
面にする程度は大きい程良いが、余り表面粗さが大きい
と相手の樹脂摩擦材の摩耗が増加する。このため、本発
明では、セラミックの摩擦表面を適度に粗面にして、前
述した振動体と接触体の固着現象を緩和させる効果を得
ている。
For the purpose of simply suppressing the sticking phenomenon, the rougher the surface, the better. However, if the surface roughness is too large, the wear of the mating resin friction material increases. Therefore, in the present invention, the friction surface of the ceramic is appropriately roughened to obtain the effect of alleviating the above-mentioned phenomenon of sticking between the vibrating body and the contact body.

【0025】なお、固着現象抑制のためアルミナの表面
粗度を大きくすることが永続的に効果を発揮するのは、
アルミナの摩耗がほとんど皆無だからである。摩擦駆動
中に摩耗して、表面粗さが変化してしまっては望しくな
い。
In order to suppress the sticking phenomenon, increasing the surface roughness of alumina has a permanent effect.
This is because there is almost no wear of alumina. It is not desirable if the surface roughness changes due to wear during friction driving.

【0026】そして、本願第3の発明では、平滑化処理
したセラミックの角部をバフ研磨又は化学研磨によって
丸くすることにより、中心線平均粗さを減少させること
なく樹脂の摩耗を少なくしている。
In the third invention of the present application, the corners of the smoothed ceramic are rounded by buffing or chemical polishing to reduce the abrasion of the resin without reducing the center line average roughness. .

【0027】具体的には、一旦凹凸をもった面にバフ研
磨又は化学研磨を施すと、図4(b)に示すように、平
面上に球の一部(任意の曲面の一部でも良い)をふせて
多くならべたような表面形状になり、角がとれて、相手
材を摩耗させにくくなる(なお、図4(b)の右図は、
縦軸と横軸の倍率が異なるので、一定の曲率に表示され
ていない)ので、セラミックの凹部に摩耗粉が堆積せ
ず、固着抑制作用も一層効果的になる。
Specifically, once the surface having irregularities is subjected to buffing or chemical polishing, as shown in FIG. 4B, a part of a sphere (a part of an arbitrary curved surface may be formed on a plane). ) Is added to form a flat surface shape, and the corners are sharpened, making it difficult for the mating material to wear (Note that the right diagram in Fig. 4 (b)
Since the ordinate and the abscissa have different magnifications, they are not displayed with a constant curvature.) Therefore, abrasion powder is not accumulated in the concave portion of the ceramic, and the sticking suppressing effect is further effective.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1実施形態)図1は、本発明の第1実施形態である
リング状振動波モータ(振動波駆動装置)を示してい
る。なお、この振動波モータの駆動原理は、特開昭59
−201685号公報等によりすでに公知であるのでこ
こでは説明を省略する。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a ring-shaped vibration wave motor (vibration wave drive device) according to a first embodiment of the present invention. The driving principle of this vibration wave motor is disclosed in JP-A-59 / 59
Since it is already known from Japanese Patent Publication No. 2016165, etc., its explanation is omitted here.

【0029】同図において、1は振動体である。この振
動体1は直径30mmのリング状に形成されており、上
面周方向には多数の突起が形成されている。各突起の先
端、すなわち接触部には、摩擦材1aが接合されてい
る。この摩擦材1aは、フッ素樹脂を基材として作られ
ており、直径10μm、長さ0.1mmの炭素繊維が2
0重量パーセント含有されている。
In the figure, 1 is a vibrating body. The vibrating body 1 is formed in a ring shape having a diameter of 30 mm, and a large number of protrusions are formed in the circumferential direction of the upper surface. The friction material 1a is joined to the tip of each protrusion, that is, the contact portion. The friction material 1a is made of a fluororesin as a base material, and is made of carbon fiber having a diameter of 10 μm and a length of 0.1 mm.
Contains 0 weight percent.

【0030】2は移動体(接触体)であり、この接触体
2の接触部には、後述する摩擦材が接合されている。
Reference numeral 2 denotes a moving body (contact body), and a friction material, which will be described later, is joined to the contact portion of the contact body 2.

【0031】3は振動体1に接合された電気−機械エネ
ルギー変換素子であり、この変換素子3は交番電圧を受
けて振動体1の突起部に進行性振動波を発生させる。そ
の結果、前記の移動体が回転するわけであるが、この動
きは摩擦力を介して生じる相対的なもので、振動体1を
固定すれば移動体2が回転し、反対に移動体2を固定す
れば振動体1が回転する。
Reference numeral 3 denotes an electro-mechanical energy conversion element joined to the vibrating body 1. The converting element 3 receives an alternating voltage and generates a progressive vibration wave on the protrusion of the vibrating body 1. As a result, the moving body rotates, but this movement is a relative movement that occurs via frictional force, and if the vibrating body 1 is fixed, the moving body 2 rotates and, conversely, the moving body 2 is rotated. If fixed, the vibrating body 1 rotates.

【0032】図2は、本実施形態で検討した、移動体2
への接合用摩擦材の一覧である。これらの摩擦材はリン
グ状の薄板として製作された後、移動体2の表面にエポ
キシ系接着剤で貼り付けられる。その後、この摩擦材の
摺動面に相当する面に3μm大のダイヤ砥粒を供給した
ラップ盤により平滑化加工を施す。
FIG. 2 shows the moving body 2 studied in this embodiment.
Is a list of friction materials for joining to. These friction materials are manufactured as a ring-shaped thin plate and then attached to the surface of the moving body 2 with an epoxy adhesive. After that, a surface corresponding to the sliding surface of the friction material is smoothed by a lapping machine supplied with 3 μm-sized diamond abrasive grains.

【0033】このようにして加工された摩擦材2の摺動
面は、気孔を有するアルミナを除くと、すべて中心線平
均粗さ(Ra)で0.1μm以下になっていた。
The sliding surfaces of the friction material 2 processed in this manner were all less than 0.1 μm in center line average roughness (Ra) except for alumina having pores.

【0034】次に、凸部の割合を変えるために、前述し
たような一旦滑らかな表面粗さを有した表面をさらに2
0μm大という大きなダイヤ砥粒を使用して、ラップ盤
により表面加工した。つまり、故意に表面に無数の傷を
つけたということである。これにより、後述するように
中心線平均粗さ(Ra)が0.5μm以上の摩擦材を作
ることができる。なお、本実施形態では、この後さらに
凸部の一部だけを平滑化するため再度3μm大のダイヤ
砥粒でラップ加工したアルミナも試作した。
Next, in order to change the ratio of the convex portions, a surface having once smooth surface roughness as described above is further added to the surface.
Using diamond abrasive grains as large as 0 μm, the surface was processed by a lapping machine. In other words, it means that they have intentionally scratched the surface. This makes it possible to produce a friction material having a center line average roughness (Ra) of 0.5 μm or more, as will be described later. In addition, in the present embodiment, in order to further smooth only a part of the convex portion, an alumina lapped with diamond abrasive grains having a size of 3 μm was manufactured as a prototype.

【0035】ここで、本実施形態でいう凸部の割合につ
いて説明する。通常材料の表面粗さの状態を分析する
と、最も凸部になった所から最も凹んだ所まで、それら
の占める面積がいろいろな割合で分布している。
Here, the ratio of the convex portions in the present embodiment will be described. Analysis of the surface roughness of ordinary materials shows that the areas occupied by them are distributed in various proportions from the most convex to the most concave.

【0036】例えば砥石や遊離砥粒を使用して仕上げら
れた面は、最も高い所近傍と最も低い所近傍の占める面
積は比較的小さくなっていて、例えば図3(a)に示す
ように、ベアリングレシオと称するグラフで表わせば、
縦軸に凹凸の高さ、横軸に上記面積の累積値をとったと
きにS字形状のグラフで表される。
For example, the surface finished by using a grindstone or loose abrasive grains has a relatively small area in the vicinity of the highest place and the vicinity of the lowest place. For example, as shown in FIG. If expressed in a graph called bearing ratio,
The height of the unevenness is plotted on the vertical axis, and the cumulative value of the area is plotted on the horizontal axis, which is represented by an S-shaped graph.

【0037】先端がある角度をもったバイトで切削され
た面は、図3(b)に示すように、直線形状のグラフで
表される。また、先端が丸形状のバイトで切削された面
は、図3(c)に示すように、下に凸の多次元曲線のグ
ラフで表される。
The surface cut with a cutting tool having a certain angle is represented by a linear graph as shown in FIG. 3 (b). Further, the surface of which the tip is cut with a round-shaped cutting tool is represented by a graph of a downwardly convex multidimensional curve, as shown in FIG.

【0038】また、一旦荒らした面の凸部の一部だけを
平滑化した面は、図3(d)に示すグラフで表される。
なお、図3(a)〜(d)における右側の図では、表面
形状を横方向より縦方向を拡大して示している。
A surface obtained by smoothing only a part of the convex portion of the once roughened surface is represented by the graph shown in FIG. 3 (d).
In the drawings on the right side in FIGS. 3A to 3D, the surface shape is shown in a larger scale in the vertical direction than in the horizontal direction.

【0039】本実施形態で定義する凸部の割合は、表面
形状で最も高い所(H)から0.1μm低い所までの占
める面積の割合である。0.1μmという数字は前述し
た水分の凝縮を生じる可能性がある距離である。なぜな
ら、この割合が大きい程水分が凝縮する面積が増加し、
移動体2と振動体1の固着力も増加する傾向があるから
である。
The ratio of the convex portions defined in this embodiment is the ratio of the area occupied from the highest point (H) in the surface shape to the lowest point by 0.1 μm. The number of 0.1 μm is the distance that may cause the condensation of water mentioned above. Because the larger this ratio is, the more the area where water is condensed increases.
This is because the fixing force between the moving body 2 and the vibrating body 1 also tends to increase.

【0040】次に、図2を参照して、各摩擦材の評価に
ついて説明する。NO.1のステンレス鋼は、JIS規
格SUS420J2相当であり、焼入焼戻しによりビッ
カース硬さ700に調質されたものである。表面に穴は
ほとんど認められなかったので気孔率は0%としてい
る。表面粗さは最大粗さで0.1μmだったので、前述
した定義より凸部の割合は100%になる。このステン
レス鋼を移動体2に接合した状態で図1の振動波モータ
を100時間駆動した場合のステンレス鋼の摩耗量は、
2.2μmであった。
Next, the evaluation of each friction material will be described with reference to FIG. NO. The stainless steel No. 1 is equivalent to JIS standard SUS420J2, and was tempered to a Vickers hardness of 700 by quenching and tempering. Porosity was set to 0% because almost no holes were observed on the surface. Since the maximum surface roughness was 0.1 μm, the ratio of the convex portions was 100% according to the above definition. When the vibration wave motor of FIG. 1 is driven for 100 hours with the stainless steel joined to the moving body 2, the wear amount of the stainless steel is
It was 2.2 μm.

【0041】また、このステンレス鋼の摩耗粉は赤さび
状であり、走査型電子顕微鏡による観察では、薄片状
で、鉄鋼材料で生じる典型的なフレッチング摩耗粉に似
ている。また、相手材であるフッ素樹脂の摩耗量は30
μmであった。なお、他の材料のときも同じ傾向にある
が、一般にステンレス鋼の摩耗量が多くなる程樹脂側の
摩耗量も多くなった。これは、クロム以外については、
発生した摩耗粉が樹脂側を削って摩耗させるという機構
が支配的だからである。
The wear particles of this stainless steel are red rust-like, and when observed with a scanning electron microscope, they are flaky and resemble the typical fretting wear particles generated in steel materials. In addition, the amount of wear of the mating material fluororesin is 30
μm. Although the same tendency was observed for other materials, generally, as the wear amount of stainless steel increased, the wear amount on the resin side also increased. This is for non-chrome
This is because the mechanism in which the generated abrasion powder scrapes and wears the resin side is dominant.

【0042】なお、ステンレスの場合、発生した赤さび
状摩耗粉はヘマタイト(Fe2 O3)と考えられ、これ
はビッカース硬さで500程度といわれている。つまり
母材のステンレスより軟質な摩耗粉である。発生する摩
耗粉が赤さびではなく黒さびすなわちマグネタイト(F
e3 O4 )であったなら、そのビッカース硬さは150
程度で小さいと考えられているので、相手の樹脂を削る
作用はもう少し小いと思われる。
In the case of stainless steel, the generated red rust-like wear powder is considered to be hematite (Fe2 O3), which has a Vickers hardness of about 500. That is, the wear powder is softer than the base material, stainless steel. The generated abrasion powder is not red rust but black rust, that is, magnetite (F
e3 O4), the Vickers hardness is 150
Since it is considered to be small in size, it seems that the action of scraping the resin of the other party is a little smaller.

【0043】次に、NO.1の摩擦材を使用した振動波
モータを100時間駆動させて摺動面同士をなじませた
後、相対湿度95%の環境下で4時間放置し、次いで湿
度を50%に低下させて1日放置した後、移動体2を振
動体1からはがしてみることで、移動体2と振動体1の
固着の程度を調べると、固着程度は「強」という結果が
得られた。これは移動体2側の摺動面に、相手側の炭素
繊維が多数移着していたからと考えられる。
Next, in the case of NO. After driving the vibration wave motor using the friction material of No. 1 for 100 hours to make the sliding surfaces conform to each other, leave it in the environment of relative humidity of 95% for 4 hours, and then reduce the humidity to 50% for 1 day. After leaving, the moving body 2 was peeled off from the vibrating body 1 to examine the degree of sticking between the moving body 2 and the vibrating body 1, and the result was that the degree of sticking was “strong”. It is considered that this is because a large number of carbon fibers on the other side were transferred to the sliding surface on the moving body 2 side.

【0044】NO.2のクロムメッキは、NO.3のP
VDクロムと同様な評価が得られた。PVDクロムと
は、膜形成と同時にクロム中に窒素を注入するPVD
(物理蒸着)法によるクロム膜である。
NO. The chrome plating of No. 2 is NO. P of 3
The same evaluation as VD chromium was obtained. PVD chrome is PVD in which nitrogen is injected into chrome at the same time as film formation.
It is a chromium film formed by the (physical vapor deposition) method.

【0045】クロム自身の摩耗量は、ステンレスと比較
するとかなり小さいが、相手材樹脂の摩耗量はステンレ
スの場合と変わらなかった。ここで、クロム側の摩擦面
を観察すると、かなり厚い(1〜2μm)の移着膜がま
だらに形成されていた。この移着膜をはぎ取って走査型
電子顕微鏡に付属したEPMAにより分析したところ、
多量のクロムが検出された。但し、クロムの摩耗粉自体
は確認できなかった。走査電子顕微鏡ではクロム原子レ
ベルの大きさはみえないことから、クロムと相手の炭素
繊維ないし樹脂が化学的に反応を起こし、主に樹脂側を
摩耗させたと考えられる。
Although the amount of wear of chromium itself is considerably smaller than that of stainless steel, the amount of wear of the mating material resin was not different from that of stainless steel. Here, when observing the friction surface on the chromium side, a considerably thick (1-2 μm) transfer film was mottled. When this transfer film was peeled off and analyzed by EPMA attached to a scanning electron microscope,
A large amount of chromium was detected. However, chrome abrasion powder itself could not be confirmed. Since the size of the atomic level of chromium is not visible in the scanning electron microscope, it is considered that chromium and the carbon fiber or resin of the partner chemically react with each other, and mainly wear the resin side.

【0046】NO.4の熱処理をしていないニッケル−
リンメッキはビッカース硬さで550程度で非晶質の格
子構造である。この材料の摩耗結果は当材料、相手材料
ともステンレスの場合と同程度である。
NO. 4 nickel not heat treated
Phosphorous plating has an amorphous lattice structure with a Vickers hardness of about 550. The wear results of this material are similar to those of stainless steel for both this material and the mating material.

【0047】NO.5のステンレスの表面に30μm厚
のイオン窒化処理したもの及びNO.6の高速度鋼の場
合は、硬さがステンレス母材より硬いせいか、ステンレ
スの場合より若干摩耗が少ないもののやはり赤さび状の
摩耗粉を発生した。
NO. The surface of the stainless steel of No. 5 was ion-nitrided to a thickness of 30 μm and NO. In the case of the high-speed steel No. 6, probably because the hardness was harder than the stainless base metal, although the abrasion was slightly less than that of the stainless steel, red rust-like abrasion powder was generated.

【0048】NO.7の塩浴中で高速度鋼の表面にバナ
ジウムを拡散させてバナジウム炭化物を10μmの厚さ
で表面に形成させたものや、NO.8の高速度鋼の表面
に窒化チタンを3μm程度物理蒸着させたもの及びN
O.9のチタンカーバイドを3μm程度化学蒸着させた
ものは、その表面硬さが極めて硬いため、それら自身の
摩耗はほとんど認められなかった。しかし、理由は不明
であるが、相手側の樹脂はステンレスの場合の半分位摩
耗していた。
NO. Vanadium carbide was formed on the surface of vanadium carbide by diffusing vanadium on the surface of high speed steel in the salt bath of No. 7 or NO. 8 high-speed steel with physical vapor deposition of titanium nitride on the surface of about 3 μm and N
O. The titanium carbide of No. 9 which was chemically vapor-deposited to a thickness of about 3 μm had very hard surface hardness, so that almost no abrasion was observed. However, for unknown reasons, the resin on the other side was worn about half that of stainless steel.

【0049】また、NO.10の超硬やNO.11のT
iCを主成分にしたサーメットの場合も同様の結果であ
った。
Further, NO. 10 super hard and NO. 11 T
Similar results were obtained in the case of cermet containing iC as a main component.

【0050】なお、本評価において、ビッカース硬さを
マクロ硬さとしているのは、超硬のように硬質なタング
ステンカーバイドと、やや軟質なコバルトといった相が
混在しているとき、それらの相単体の硬さの影響が出な
い程充分に圧痕を大きくして硬さ試験したという意味で
ある。気孔が内在している場合も同じである。例えば同
じ組成のアルミナの場合でも、気孔率が異なればマクロ
硬さは異なる。
In this evaluation, the Vickers hardness is defined as a macro hardness when the hard tungsten carbide such as cemented carbide and the slightly soft cobalt phases are mixed. This means that the hardness test was performed with a sufficiently large indentation so that the effect of hardness was not exerted. The same applies when the pores are internal. For example, even in the case of alumina having the same composition, the macro hardness differs if the porosity is different.

【0051】次に、アルミナの評価について説明する。
まず、No.12の気孔率15%を内在するアルミナで
は、その穴のため中心線平均粗さが若干大きな値にな
る。摩耗の結果はアルミナ自身が0.1μm以下であ
り、摩耗量の測定に使用している表面形状測定機の精度
では読み取り不能な範囲になっていた。また、相手側の
樹脂の摩耗量もステンレス等の時に比べて1/10程度
になっていた。
Next, the evaluation of alumina will be described.
First, no. In the case of alumina 12 having a porosity of 15%, the center line average roughness is slightly large due to the holes. As a result of abrasion, alumina itself was 0.1 μm or less, which was in an unreadable range with the accuracy of the surface profile measuring instrument used for measuring the amount of abrasion. Also, the amount of wear of the resin on the other side was about 1/10 of that of stainless steel or the like.

【0052】但し、固着については凸部の割合が85%
もあるせいか、ステンレスなどの材料と大差なく、相手
の炭素繊維の移着が認められた。
However, with regard to fixation, the proportion of convex portions is 85%.
Perhaps because of this, the transfer of the carbon fiber of the other party was confirmed, which was not much different from the materials such as stainless steel.

【0053】NO.13の透光性アルミナやNO.14
の単結晶アルミナであるサファイヤについては、摩耗結
果はNO.12のアルミナとほとんど同じ程度で小さか
ったが、表面の平滑化処理が3μm大のダイヤ砥粒によ
るのみで、中心線平均粗さが0.1μm以下と小さくな
っており、固着がNO.12のアルミナと同程度であっ
た。
NO. 13 translucent alumina or NO. 14
For sapphire, which is a single crystal alumina of No. 1, the wear results are Although it was almost as small as the alumina of No. 12, the surface smoothing treatment was performed only by diamond abrasive grains having a size of 3 μm, the center line average roughness was as small as 0.1 μm or less, and the adhesion was NO. It was about the same as the alumina of No. 12.

【0054】No.15の多孔性アルミナについては中
心線平均粗さが0.5μmになり、固着の結果に明らか
に効果が認められた。すなわち移動体2を振動体1から
はがす時軽い力で分離できた上、炭素繊維の移着もごく
わずかであった。
No. With respect to the porous alumina of No. 15, the center line average roughness was 0.5 μm, and a clear effect was recognized in the result of fixation. That is, when the moving body 2 was detached from the vibrating body 1, the moving body 2 could be separated with a light force, and the transfer of the carbon fibers was also very small.

【0055】No.16〜21のアルミナは、無孔性ア
ルミナの表面の平滑化処理を変化させたものである。N
o.16は、3μm大のダイヤ砥粒を使用して、銅製の
ラップ盤で仕上げたものである。No.17〜19は、
上記ラップ仕上げの後10,20又は40μm大のダイ
ヤ砥粒を使用して表面を荒らしたものである。ダイヤ砥
粒が大きいもの程中心線平均粗さは大きくなり、相手材
の摩耗量はやや増加するが、固着に対しては良好な結果
になった。
No. Alumina Nos. 16 to 21 are obtained by changing the surface smoothing treatment of non-porous alumina. N
o. No. 16 is finished with a copper lapping machine using 3 μm size diamond abrasive grains. No. 17 to 19 are
After the lapping, the surface is roughened by using diamond abrasive grains having a size of 10, 20 or 40 μm. The larger the diamond abrasive grain, the larger the center line average roughness, and the amount of wear of the mating material slightly increased, but good results were obtained for sticking.

【0056】No.20,21のアルミナは、No.1
9と同等の平滑化処理を行なった後、3μm大のダイヤ
砥粒を使用してごく短時間ラップ加工し、さらにその後
1μm大のダイヤ砥粒を使用したバフ研磨(No.2
0)又はフッ化アンモニウム液をしみ込ませた布でこす
ることによる化学研磨(No.21)を行ない、所定の
表面形状に仕上げたものである。前者のラップ加工は、
40μm大砥粒で荒らした表面の凸部の頂点付近のみを
平滑化するために行なった処理であり、凸部の形状は図
3(d)に模式的に表示してある。また、後者のバフ仕
上げは、凸部の表面形状を図4(a)に示すように、頂
点付近の角部に丸みを帯びさせるために行われる。そし
て、これらのサンプルによる結果は摩耗も少なく、固着
に対しても良好であった。
No. Alumina of Nos. 20 and 21 is No. 1
After performing a smoothing treatment equivalent to that of No. 9, lapping was performed for a very short time using 3 μm size diamond abrasive grains, and then buffing was performed using 1 μm size diamond abrasive grains (No. 2).
0) or chemical polishing (No. 21) by rubbing with a cloth impregnated with an ammonium fluoride solution to finish to a predetermined surface shape. The former lap processing is
This process was performed to smooth only the vicinity of the apexes of the protrusions on the surface roughened with 40 μm large abrasive grains, and the shape of the protrusions is schematically shown in FIG. 3 (d). In addition, the latter buffing is performed so that the corners near the apex are rounded as shown in FIG. 4A. The results of these samples were that they were less worn and that they were better adhered.

【0057】その他、No.22〜28についての各種
セラミックの評価結果は、SiC繊維入りアルミナとア
ルミナ−ジルコニア及びジルコニアを除いて、それ自身
の摩耗が若干認められ、また相手材の摩耗もアルミナに
比べて多くなっていた。
Other, No. Regarding the evaluation results of various ceramics of Nos. 22 to 28, some wear was observed in themselves except for the alumina containing SiC fiber, alumina-zirconia and zirconia, and the wear of the mating material was also larger than that of alumina.

【0058】以上の評価結果によれば、本実施形態のモ
ータの移動体2側の摩擦材としては、金属、炭火物やサ
ーメットに比べてセラミックが好ましく、セラミックの
中でもアルミナやジルコニアを主成分とするものが好ま
しい。しかも、アルミナを主成分とするものの中でもN
o.20,21のバフ研磨又は化学研磨を行なったもの
が最適である。
According to the above evaluation results, the friction material on the moving body 2 side of the motor of this embodiment is preferably ceramics as compared with metals, charcoal and cermets, and among the ceramics, alumina and zirconia are the main components. Those that do are preferred. Moreover, among those containing alumina as the main component, N
o. The one that has been subjected to buffing or chemical polishing of 20, 21 is most suitable.

【0059】なお、本実施形態では、振動体1に炭素繊
維含有フッ素樹脂を接合し、移動体2にセラミック等を
接合した場合について説明したが、移動体2に炭素繊維
含有フッ素樹脂を接合し、振動体1にセラミック等を接
合してもよい。
In this embodiment, the case where the carbon fiber-containing fluororesin is joined to the vibrating body 1 and the ceramic or the like is joined to the moving body 2 has been described. However, the carbon fiber-containing fluororesin is joined to the moving body 2. A ceramic or the like may be bonded to the vibrating body 1.

【0060】(第2実施形態)図5は、本発明の第2実
施形態の振動波モータ(振動波駆動装置)の断面を示し
ている。このモータの振動子(振動体)は、駆動用及び
センサー用圧電素子(電気−機械又は機械−電気エネル
ギー変換素子)3と電極板4とを、上部振動子構成体1
と下部振動子構成体5との間に挟んだ上、ボルト6によ
り締結して構成されている。また、上部振動子構成体1
とボルト6との間には、これらを電気的に絶縁するため
に、絶縁シート7が介装されている。
(Second Embodiment) FIG. 5 shows a cross section of a vibration wave motor (vibration wave drive device) according to a second embodiment of the present invention. A vibrator (vibrating body) of this motor includes a piezoelectric element (electric-mechanical or mechanical-electrical energy converting element) 3 for driving and a sensor and an electrode plate 4, and an upper vibrator constituent body 1.
It is sandwiched between the lower oscillator structure 5 and the lower oscillator structure 5 and then fastened with a bolt 6. In addition, the upper oscillator structure 1
An insulating sheet 7 is interposed between the bolt 6 and the bolt 6 to electrically insulate them.

【0061】振動子の摺動面1bに生じる振動変位の大
きさは、くびれ部1dの太さにより調整される。この摺
動面1bには、移動体(接触体)2の摺動面2bがコイ
ルバネ8の付勢力で圧接される。振動子の摺動面1bに
生じた変位は、摩擦により移動体2に伝えられ、ギヤ9
を介して外部に出力される。
The magnitude of the vibration displacement generated on the sliding surface 1b of the vibrator is adjusted by the thickness of the constricted portion 1d. The sliding surface 2b of the moving body (contact body) 2 is pressed against the sliding surface 1b by the urging force of the coil spring 8. The displacement generated on the sliding surface 1b of the vibrator is transmitted to the moving body 2 by friction, and the gear 9
Output to the outside through

【0062】図6は、本モータの摺動部の拡大図であ
り、上記第1実施形態で説明した摩擦材を組み込んだ部
分を示す。
FIG. 6 is an enlarged view of the sliding portion of this motor, showing a portion incorporating the friction material described in the first embodiment.

【0063】上部振動子構成体1には、別部材であるリ
ング形状のアルミナ等の摩擦材1aが接着結合されてい
る。従来は、上部振動子構造体1は快削黄銅を切削加工
した上、全面に厚さ30μm程度のNi−P−SiCメ
ッキを施して、そのメッキそのものを摩擦材としていた
が、本実施形態では、この上部振動子構成体1は亜鉛ダ
イカストで作製した上、耐食性を保持するために厚さ5
μm程度のNi−Pメッキ処理をしてある。
A ring-shaped friction material 1a such as alumina, which is a separate member, is adhesively bonded to the upper vibrator assembly 1. Conventionally, the upper vibrator structure 1 was formed by cutting free-cutting brass and then plating the entire surface with Ni—P—SiC with a thickness of about 30 μm and using the plating itself as a friction material. , This upper oscillator structure 1 was made by zinc die casting and had a thickness of 5 to maintain corrosion resistance.
Ni-P plating processing of about μm is performed.

【0064】また、リング状の摩擦材はステンレスの場
合はプレス打抜き加工により製作されるが、アルミナ等
のセラミックの場合は管状の焼成体を製作した後、ダイ
ヤモンド砥粒を含有した切断用砥石で輪切りにして製作
される。そして、この輪切り状態のセラミックを上部振
動子構成体1にエポキシ樹脂により接着した後、その摺
動面に第1実施形態で説明した平滑化加工を施す。
The ring-shaped friction material is produced by press punching in the case of stainless steel, but in the case of ceramics such as alumina, a tubular fired body is produced and then a cutting stone containing diamond abrasive grains is used. It is made into slices. Then, after the ceramic in a sliced state is adhered to the upper oscillator structure 1 with an epoxy resin, the sliding surface thereof is subjected to the smoothing processing described in the first embodiment.

【0065】なお、セラミックの場合、上記方法に代え
て、シート成形法により直接リング状部材を打抜いて作
っても良い。
In the case of ceramic, instead of the above method, the ring-shaped member may be directly punched out by a sheet forming method.

【0066】一方、移動体2側の摩擦材については、図
6に図示してある通り、移動体2の摺動面に樹脂製の摩
擦材料2aをスプレーによりコーティングする。この樹
脂は、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)を基材
にして、その強化材としてチタン酸カリウムのウイスカ
ー(直径0.5μm、長さ20μm)を重量で20%含
有させたものである。
On the other hand, as for the friction material on the moving body 2 side, as shown in FIG. 6, the sliding surface of the moving body 2 is coated with the friction material 2a made of resin by spraying. This resin is made by using PEEK (polyether ether ketone) as a base material and containing 20% by weight of potassium titanate whiskers (diameter 0.5 μm, length 20 μm) as a reinforcing material.

【0067】なお、第1実施形態で用いた樹脂製の摩擦
材には、強化材として直径10μm、長さ0.1mm程
度の太くて長い炭素繊維が使えるが、これは振動体の振
幅も大きく、摺動面の幅も広く、その面内で炭素繊維を
均一に分散させることが可能だからである。
In the resin-made friction material used in the first embodiment, thick and long carbon fibers having a diameter of 10 μm and a length of about 0.1 mm can be used as a reinforcing material, but this also has a large vibration amplitude. This is because the sliding surface has a wide width and the carbon fibers can be uniformly dispersed within the sliding surface.

【0068】例えば、本実施形態の振動波モータの直径
が10mmである場合には、第1実施形態の振動波モー
タの30mmに比べて小径なので、振動子の摺動部で発
生させる変位が小さくなるように設計するのが普通であ
る。また、摺動面の幅も外径に応じて小さくする。これ
は第1に振動子の歪(無次元)を大きくすると振動子の
内部損失も大きくなる傾向があるため、これを抑える必
要があるからであり、第2に摺動損失(相対的すべりに
よるもの)に影響する摺動面の当たり(接触面圧)を均
一に保つためである。
For example, when the diameter of the vibration wave motor of this embodiment is 10 mm, the diameter is smaller than 30 mm of the vibration wave motor of the first embodiment, so the displacement generated at the sliding portion of the vibrator is small. It is usually designed to be Also, the width of the sliding surface is reduced according to the outer diameter. This is because, firstly, when the strain (dimensionless) of the vibrator is increased, the internal loss of the vibrator also tends to be increased, and this must be suppressed. Secondly, the sliding loss (due to relative slippage) This is to keep the contact (contact surface pressure) of the sliding surface, which affects the (object), uniform.

【0069】以上2つの実施形態で説明した振動波モー
タMは、例えば図7に示すように、カメラのレンズ鏡筒
71内に取り付けられ、ズーミングやAF動作のため
に、ギヤ列72を介してレンズ駆動部材73を光軸方向
に移動させる。なお、第1実施形態のモータは、第2実
施形態のモータに比べて駆動トルクが大きいので、ギヤ
列を介さずにレンズを駆動することもできる。
The vibration wave motor M described in the above two embodiments is mounted in the lens barrel 71 of the camera, for example, as shown in FIG. 7, and via the gear train 72 for zooming and AF operation. The lens driving member 73 is moved in the optical axis direction. Since the motor of the first embodiment has a larger drive torque than the motor of the second embodiment, the lens can be driven without the gear train.

【0070】(発明と実施の形態との関係)上記実施形
態において、第1実施形態の振動体1および第2実施形
態の上部振動子構成体1が本発明にいう振動体に、移動
体2が本発明にいう接触に、摩擦材1a,2aが本発明
にいうに摩擦接触部にそれぞれ相当する。
(Relationship between Invention and Embodiment) In the above embodiment, the vibrating body 1 of the first embodiment and the upper vibrating body 1 of the second embodiment are the vibrating body of the present invention and the moving body 2. Corresponds to the contact according to the present invention, and the friction materials 1a and 2a correspond to the friction contact portions according to the present invention.

【0071】なお、以上が本発明の各構成と実施形態の
各構成との対応関係であるが、本発明はこれら実施形態
の構成に限られるものではなく、請求項に示した機構ま
たは実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であれ
ばどのようなものであってもよい。
The above is the correspondence relationship between each configuration of the present invention and each configuration of the embodiment, but the present invention is not limited to the configuration of these embodiments, and the mechanism or the embodiment shown in the claims. Any structure may be used as long as the function of the structure can be achieved.

【0072】また、本発明は、以上の実施形態および変
形例、またはそれら技術要素を必要に応じて組み合わせ
て用いてもよい。
Further, the present invention may be used by combining the above-mentioned embodiments and modified examples, or their technical elements as needed.

【0073】さらに、本発明は、一眼レフカメラ、レン
ズシャッタカメラ、ビデオカメラ等、種々の形態のカメ
ラに適用することができ、さらにはカメラ以外の光学機
器やその他の装置、さらにはそれらカメラや光学機器や
その他の装置に適用される装置またはこれらを構成する
要素に対しても適用することができる。
Further, the present invention can be applied to various types of cameras such as a single-lens reflex camera, a lens shutter camera, a video camera, etc., and further, optical devices other than the camera and other devices, and those cameras and It can also be applied to devices applied to optical devices and other devices or elements constituting these devices.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上説明したように、本願第1の発明に
よれば、繊維を含有して耐摩耗性を向上させた樹脂を摩
擦接触部に使用しているので、振動波駆動装置の長寿命
化を図ることができるとともに、摩擦係数の増加による
発生駆動力の増大を図ることができる。しかも、相手方
の摩擦接触部をセラミックにより形成しているので、こ
こに樹脂の移着膜が形成されるのを防止することがで
き、摩擦材同士の固着を抑制するとともに摩擦力の低下
を防止することができる。
As described above, according to the first invention of the present application, since the resin that contains fibers and has improved wear resistance is used for the friction contact portion, the length of the vibration wave driving device is long. The life can be extended, and the driving force generated due to the increase in the friction coefficient can be increased. Moreover, since the mating frictional contact portion is made of ceramic, it is possible to prevent the transfer film of resin from being formed there, and prevent the friction materials from sticking to each other and prevent the frictional force from decreasing. can do.

【0075】また、本願第2の発明によれば、セラミッ
クの接触面の中心線平均粗さを0.5μm以上確保して
いるので、摩擦材同士の固着を効果的に抑制することが
できる。
Further, according to the second aspect of the present invention, since the center line average roughness of the contact surface of the ceramic is 0.5 μm or more, it is possible to effectively prevent the friction materials from sticking to each other.

【0076】さらに、本願第3の発明によれば、セラミ
ックの鋭利な角部をバフ研磨又は化学研磨により丸くす
ることができるので、中心線平均粗さを減少させること
なく、つまりは固着抑制作用を損なうことなく樹脂側の
摩耗を防止することができる。
Further, according to the third invention of the present application, the sharp corners of the ceramic can be rounded by buffing or chemical polishing, so that the center line average roughness is not reduced, that is, the sticking suppressing action. It is possible to prevent abrasion on the resin side without damaging the resin.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態であるリング型振動波モ
ータの斜視図、部分断面図および動作説明図である。
FIG. 1 is a perspective view, a partial cross-sectional view, and an operation explanatory view of a ring-type vibration wave motor that is a first embodiment of the present invention.

【図2】上記振動波モータに適用される各種摩擦材の適
否を評価した結果を示す表図である。
FIG. 2 is a table showing the results of evaluation of suitability of various friction materials applied to the vibration wave motor.

【図3】上記摩擦材の表面の粗さ形状とベアリングレシ
オを示すグラフ図である。
FIG. 3 is a graph showing a surface roughness profile and a bearing ratio of the friction material.

【図4】上記摩擦材の表面の粗さ形状とベアリングレシ
オを示すグラフ図である。
FIG. 4 is a graph showing a surface roughness profile and a bearing ratio of the friction material.

【図5】本発明の第2実施形態である棒状振動波モータ
の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a rod-shaped vibration wave motor that is a second embodiment of the present invention.

【図6】上記振動波モータの部分拡大図である。FIG. 6 is a partially enlarged view of the vibration wave motor.

【図7】上記振動波モータを用いたレンズ鏡筒の断面図
である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a lens barrel using the vibration wave motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 振動体,上部振動子構成体 1a 振動体側の摩擦材 2 移動体 2a 移動体側の摩擦材 3 機械−電気エネルギー変換素子 4 電極板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibrating body, upper vibrator constituent body 1a Friction material on the vibrating body side 2 Moving body 2a Friction material on the moving body side 3 Mechanical-electrical energy conversion element 4 Electrode plate

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動を発生する振動体と、この振動体に
接触する接触体とを相対的に摩擦駆動する振動波駆動装
置において、 前記振動体および前記接触体のうち一方の摩擦接触部が
繊維含有樹脂により形成され、他方の摩擦接触部がセラ
ミックにより形成されていることを特徴とする振動波駆
動装置。
1. A vibration wave drive device that relatively frictionally drives a vibrating body that generates vibration and a contact body that contacts the vibrating body, wherein one of the vibrating body and the contact body has a frictional contact portion. An oscillatory wave drive device characterized in that it is formed of a fiber-containing resin, and the other frictional contact portion is formed of ceramics.
【請求項2】 前記繊維が、炭素又はチタン酸カリウム
であることを特徴とする請求項1に記載の振動波駆動装
置。
2. The vibration wave driving device according to claim 1, wherein the fiber is carbon or potassium titanate.
【請求項3】 前記セラミックが、アルミナ又はジルコ
ニアを主成分とすることを特徴とする請求項1又は2に
記載の振動波駆動装置。
3. The vibration wave driving device according to claim 1, wherein the ceramic contains alumina or zirconia as a main component.
【請求項4】 前記セラミックの摩擦接触部の中心線平
均粗さが、0.5μm以上であることを特徴とする請求
項1から3のいずれかに記載の振動波駆動装置。
4. The vibration wave drive device according to claim 1, wherein the center line average roughness of the frictional contact portion of the ceramic is 0.5 μm or more.
【請求項5】 前記セラミックの摩擦接触部が、バフ研
磨又は化学研磨されていることを特徴とする請求項1か
ら4のいずれかに記載の振動波駆動装置。
5. The vibration wave driving device according to claim 1, wherein the frictional contact portion of the ceramic is buffed or chemically polished.
【請求項6】 請求項1から5のいずれかに記載の振動
波駆動装置を備えたことを特徴とする装置。
6. An apparatus comprising the vibration wave driving device according to any one of claims 1 to 5.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007146883A (en) * 2005-11-24 2007-06-14 Advics:Kk Laminated shim for disc brake
JP2012203085A (en) * 2011-03-24 2012-10-22 Nikon Corp Vibration actuator, lens barrel and electronic apparatus
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