JPH08251948A - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材Info
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- JPH08251948A JPH08251948A JP7055318A JP5531895A JPH08251948A JP H08251948 A JPH08251948 A JP H08251948A JP 7055318 A JP7055318 A JP 7055318A JP 5531895 A JP5531895 A JP 5531895A JP H08251948 A JPH08251948 A JP H08251948A
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Links
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- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 19
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
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- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 長期にわたって駆動力のムラや食い付きが発
生しない、極めて安定に動作する長寿命の摺動部材を提
供することを目的とする。 【構成】 超音波アクチュエータの摺動部分に用いる摺
動部材に砥粒を含有させる。砥粒の粒度を超音波アクチ
ュエータの超音波振動の振幅よりも大きい粒度とする。
生しない、極めて安定に動作する長寿命の摺動部材を提
供することを目的とする。 【構成】 超音波アクチュエータの摺動部分に用いる摺
動部材に砥粒を含有させる。砥粒の粒度を超音波アクチ
ュエータの超音波振動の振幅よりも大きい粒度とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波アクチュエータの
摺動部分に用いる摺動部材に関する。
摺動部分に用いる摺動部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は先に特開平６−１０５５７１
号公報において、並進運動を発生させる超音波アクチュ
エータを提案している。図３において、１０は超音波ア
クチュエータ、１１は弾性体、１２は積層圧電体、１３
は摺動部材である。この装置では積層圧電体１２に正弦
波電圧を印加すると、弾性体１１に図４に示すような伸
縮振動(a) と屈曲振動(b) とが同時に励起される。そし
てこれら両振動が合成されて、摺動部材１３には楕円形
の回転振動が発生する。そこで図５に示す如く摺動部材
１３に被駆動体６をバネ８にて押圧接触させれば、被駆
動体６は超音波アクチュエータ１０の長手方向に向けて
並進運動することになる。なお、５はガイド部材、７は
支持具、９は枠体である。
号公報において、並進運動を発生させる超音波アクチュ
エータを提案している。図３において、１０は超音波ア
クチュエータ、１１は弾性体、１２は積層圧電体、１３
は摺動部材である。この装置では積層圧電体１２に正弦
波電圧を印加すると、弾性体１１に図４に示すような伸
縮振動(a) と屈曲振動(b) とが同時に励起される。そし
てこれら両振動が合成されて、摺動部材１３には楕円形
の回転振動が発生する。そこで図５に示す如く摺動部材
１３に被駆動体６をバネ８にて押圧接触させれば、被駆
動体６は超音波アクチュエータ１０の長手方向に向けて
並進運動することになる。なお、５はガイド部材、７は
支持具、９は枠体である。
【０００３】このような超音波アクチュエータでは、摺
動部材を超音波楕円振動させて、これを被駆動体に押当
てて駆動力を得ていることから、かかる摺動面には衝撃
性の荷重と摩擦力が動的に作用し、過酷な使用条件にお
かれることになる。したがって、この摺動部材の材質い
かんが超音波アクチュエータの特性や寿命を決定する。
動部材を超音波楕円振動させて、これを被駆動体に押当
てて駆動力を得ていることから、かかる摺動面には衝撃
性の荷重と摩擦力が動的に作用し、過酷な使用条件にお
かれることになる。したがって、この摺動部材の材質い
かんが超音波アクチュエータの特性や寿命を決定する。
【０００４】このような背景に鑑みて、公知技術ではな
いが、本出願人は特願平５−２２２８４９号において、
摺動部材に砥粒を含有させると良好な特性が得られるこ
とを開示している。
いが、本出願人は特願平５−２２２８４９号において、
摺動部材に砥粒を含有させると良好な特性が得られるこ
とを開示している。
【０００５】即ち、同出願に係る発明を完成する過程で
得られた知見によると、図６に示すように、摺動部分の
材料は、その表面で微細な細片１が常に脱落と再付着を
繰り返している。脱落した細片１のうち一部は摺動面に
再付着せずに分離するが、さらにそのうちの一部は被駆
動体６の表面に固着して移着膜３となり、残りが摩耗粉
４となる。そこで、超音波アクチュエータの動作を安定
させるには、移着膜３が生じないようにすればよい。し
かし、図７に示すように、摺動部で脱落した細片１の全
てを拾い集めて摺動部に再付着させながら摺動していく
ことは、現象として不自然であり、不可能である。まし
て、図８に示すように、一旦広範囲に付着した移着膜３
を掻きとって、狭い範囲の摺動部に再付着させながら摺
動していくことはできない。
得られた知見によると、図６に示すように、摺動部分の
材料は、その表面で微細な細片１が常に脱落と再付着を
繰り返している。脱落した細片１のうち一部は摺動面に
再付着せずに分離するが、さらにそのうちの一部は被駆
動体６の表面に固着して移着膜３となり、残りが摩耗粉
４となる。そこで、超音波アクチュエータの動作を安定
させるには、移着膜３が生じないようにすればよい。し
かし、図７に示すように、摺動部で脱落した細片１の全
てを拾い集めて摺動部に再付着させながら摺動していく
ことは、現象として不自然であり、不可能である。まし
て、図８に示すように、一旦広範囲に付着した移着膜３
を掻きとって、狭い範囲の摺動部に再付着させながら摺
動していくことはできない。
【０００６】そこで先願発明では発想を転換し、図９に
示すように摺動部材１３に砥粒２を含有させて研磨性を
持たせた。このようにすれば、たとえ被駆動体６に移着
膜３が付着しても摺動と共に削り落とされ、被駆動体６
も僅かに削られて、常に新しい面が摺動し合うようにな
る。
示すように摺動部材１３に砥粒２を含有させて研磨性を
持たせた。このようにすれば、たとえ被駆動体６に移着
膜３が付着しても摺動と共に削り落とされ、被駆動体６
も僅かに削られて、常に新しい面が摺動し合うようにな
る。
【０００７】具体的には、砥粒を含有する材料として、
市販のドレッサボードを裁断して摺動部材として用いた
ところ、10万回往復後においても被駆動体の表面は初期
と同様な純白で、付着物はなく摩耗粉もほとんど目視で
きなかった。また摺動部材の表面も特に変化なく、摩耗
していなかった。
市販のドレッサボードを裁断して摺動部材として用いた
ところ、10万回往復後においても被駆動体の表面は初期
と同様な純白で、付着物はなく摩耗粉もほとんど目視で
きなかった。また摺動部材の表面も特に変化なく、摩耗
していなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが上述の先願の
技術において、砥粒の粒度はいくらでも良いわけではな
く、粒度が適切でない場合、特に超音波振動の振幅に対
して砥粒の粒度が小さすぎる場合に、問題点を生じるお
それがあった。図２は、そのような問題点を説明するた
めの概念図にであって、砥粒の粒度が特に小さい摺動材
料の挙動を説明する図である。同図(a) は摺動材料１３
が楕円振動の軌跡の上部にきた状態、同図(b) は摺動材
料１３が楕円振動の底部にきて被駆動体６と接触してい
る状態を示す。同図(b) から明らかなように、砥粒２の
粒度が小さいと、摺動材料１３が被駆動体６に接触した
とき、母材の粘弾性によって砥粒２が摺動材料１３の中
に潜ってしまう。その結果、第１に砥粒が被駆動体６の
表面を充分に削ることができず、表面に移着膜が発生し
て超音波アクチュエータの寿命が短くなるおそれがある
という問題点があった。第２に、砥粒が摺動材料１３の
中に潜るために充分な接触圧力を被駆動体６に加えるこ
とができず、超音波アクチュエータの駆動効率が低下す
るおそれがあった。
技術において、砥粒の粒度はいくらでも良いわけではな
く、粒度が適切でない場合、特に超音波振動の振幅に対
して砥粒の粒度が小さすぎる場合に、問題点を生じるお
それがあった。図２は、そのような問題点を説明するた
めの概念図にであって、砥粒の粒度が特に小さい摺動材
料の挙動を説明する図である。同図(a) は摺動材料１３
が楕円振動の軌跡の上部にきた状態、同図(b) は摺動材
料１３が楕円振動の底部にきて被駆動体６と接触してい
る状態を示す。同図(b) から明らかなように、砥粒２の
粒度が小さいと、摺動材料１３が被駆動体６に接触した
とき、母材の粘弾性によって砥粒２が摺動材料１３の中
に潜ってしまう。その結果、第１に砥粒が被駆動体６の
表面を充分に削ることができず、表面に移着膜が発生し
て超音波アクチュエータの寿命が短くなるおそれがある
という問題点があった。第２に、砥粒が摺動材料１３の
中に潜るために充分な接触圧力を被駆動体６に加えるこ
とができず、超音波アクチュエータの駆動効率が低下す
るおそれがあった。
【０００９】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、長期にわたって駆動力のムラや食い付きが発生しな
い、極めて安定に動作する長寿命の摺動部材を提供する
ことを目的とする。
で、長期にわたって駆動力のムラや食い付きが発生しな
い、極めて安定に動作する長寿命の摺動部材を提供する
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】一般に、ドレッサボード
のような研磨材料を使用して研磨作業を行うときには、
砥粒の物性、バインダ（ボンド材）の弾性や粘度、被研
磨品との相対速度など各種のパラメータを被研磨品に応
じて選択する必要がある。
のような研磨材料を使用して研磨作業を行うときには、
砥粒の物性、バインダ（ボンド材）の弾性や粘度、被研
磨品との相対速度など各種のパラメータを被研磨品に応
じて選択する必要がある。
【００１１】しかしながら、発明者らの研究によれば、
超音波アクチュエータの摺動部材として使用する限りに
おいては、砥粒の粒度が最も重要であり、ある程度粒度
を大きくすれば、他のパラメータに関わりなく一応の特
性が得られることが判明した。
超音波アクチュエータの摺動部材として使用する限りに
おいては、砥粒の粒度が最も重要であり、ある程度粒度
を大きくすれば、他のパラメータに関わりなく一応の特
性が得られることが判明した。
【００１２】そこで、請求項１に係る本発明の摺動部材
では、前記超音波アクチュエータの超音波振動の振幅よ
りも大きい粒度の砥粒を含有することを特徴としてい
る。
では、前記超音波アクチュエータの超音波振動の振幅よ
りも大きい粒度の砥粒を含有することを特徴としてい
る。
【００１３】この場合、請求項２に記載したように、前
記砥粒の粒度が超音波振動の振幅の２５倍以上であるこ
とが望ましい。
記砥粒の粒度が超音波振動の振幅の２５倍以上であるこ
とが望ましい。
【００１４】また、請求項３に係る発明では、１０μｍ
以上の粒度の砥粒を用いることとした。
以上の粒度の砥粒を用いることとした。
【００１５】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る摺動
部材の実施例を説明する。
部材の実施例を説明する。
【００１６】本実施例では、摺動部材１３として、市販
のドレッサボードを裁断して用い、被駆動体６の材料は
ジルコニアとした。ドレッサボードはダイヤモンド砥粒
を含む砥石をドレッシングするのに用いるもので、ダイ
ヤモンドよりもやや硬度の低い砥粒をレジンで繋いだも
のである。
のドレッサボードを裁断して用い、被駆動体６の材料は
ジルコニアとした。ドレッサボードはダイヤモンド砥粒
を含む砥石をドレッシングするのに用いるもので、ダイ
ヤモンドよりもやや硬度の低い砥粒をレジンで繋いだも
のである。
【００１７】以上の構成は前記特願平５−２２２８４９
号に記載の摺動材料と共通である。但し本願に特有の構
成として、砥粒の平均的な粒径即ち粒度が、約１０μｍ
の仕様のものを、特に選定して用いている。この材料を
所定の寸法に裁断したものを、第３図中の摺動部材１３
として用いた。尚、同図に示す超音波アクチュエータの
楕円振動の直径即ち超音波振動の振幅は、有限要素法に
よるシミュレーションの結果、約０．３８μｍである。
従って砥粒の粒度は、超音波振動の振幅の約２５倍と、
十分に大きい。
号に記載の摺動材料と共通である。但し本願に特有の構
成として、砥粒の平均的な粒径即ち粒度が、約１０μｍ
の仕様のものを、特に選定して用いている。この材料を
所定の寸法に裁断したものを、第３図中の摺動部材１３
として用いた。尚、同図に示す超音波アクチュエータの
楕円振動の直径即ち超音波振動の振幅は、有限要素法に
よるシミュレーションの結果、約０．３８μｍである。
従って砥粒の粒度は、超音波振動の振幅の約２５倍と、
十分に大きい。
【００１８】（作用）
【００１９】粒度を大きくすると寿命が長くなる理由に
ついては、次のように推測される。
ついては、次のように推測される。
【００２０】図２に示す如く粒度が小さい場合には、砥
粒１３は被駆動体６に接触したとき衝撃と面圧を受けて
バインダの中に潜り込んでしまう。このため被駆動体６
の表面を削取ることができなくなって、移着膜が発生す
る。しかも砥粒が突出していたときに得られたスパイク
効果がなくなって駆動力が低下する。
粒１３は被駆動体６に接触したとき衝撃と面圧を受けて
バインダの中に潜り込んでしまう。このため被駆動体６
の表面を削取ることができなくなって、移着膜が発生す
る。しかも砥粒が突出していたときに得られたスパイク
効果がなくなって駆動力が低下する。
【００２１】ところが図１に示す如く粒度が大きいと、
被駆動体６との接触時の荷重によっては砥粒１３がバイ
ンダ中に潜り込めなくなり、前記した不具合が発生しな
くなる。
被駆動体６との接触時の荷重によっては砥粒１３がバイ
ンダ中に潜り込めなくなり、前記した不具合が発生しな
くなる。
【００２２】このような考察からすると、バインダ材の
弾性や粘度も大きく影響するはずだと予測される。しか
しながら、実際には、粒度を超音波振動の振幅より大き
く設定しさえすれば、バインダ材の種類を問わずに良好
な耐久性が得られる。
弾性や粘度も大きく影響するはずだと予測される。しか
しながら、実際には、粒度を超音波振動の振幅より大き
く設定しさえすれば、バインダ材の種類を問わずに良好
な耐久性が得られる。
【００２３】なお、超音波アクチュエータを長期に安定
動作させる観点からは砥粒の粒度さえ前述のように設定
すれば十分な効果が得られるのであるが、さらに摩耗粉
の発生をも防止しようとすれば、砥粒の硬度を被駆動体
の硬度と一致させるか若しくは砥粒がわずかに硬いよう
に設定することが望ましい。
動作させる観点からは砥粒の粒度さえ前述のように設定
すれば十分な効果が得られるのであるが、さらに摩耗粉
の発生をも防止しようとすれば、砥粒の硬度を被駆動体
の硬度と一致させるか若しくは砥粒がわずかに硬いよう
に設定することが望ましい。
【００２４】また、本実施例では、本出願人の先願に係
る超音波アクチュエータを例に説明したが、本発明の効
果はこの超音波アクチュエータに特有のものではなく、
超音波振動を伴う摺動要素に、普遍的に該当するもので
ある。したがって、本発明はあらゆる形式の超音波アク
チュエータや、その他超音波振動を伴う摺動要素への適
用を包含する。
る超音波アクチュエータを例に説明したが、本発明の効
果はこの超音波アクチュエータに特有のものではなく、
超音波振動を伴う摺動要素に、普遍的に該当するもので
ある。したがって、本発明はあらゆる形式の超音波アク
チュエータや、その他超音波振動を伴う摺動要素への適
用を包含する。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の摺動部材に
よれば、ドレッサボードのような市販の安価な研磨素材
を、その砥粒の粒度を選択して使用するだけで、長期に
わたって駆動力のムラや食い付きが発生せず、駆動効率
の安定した長寿命の超音波アクチュエータが得られる。
よれば、ドレッサボードのような市販の安価な研磨素材
を、その砥粒の粒度を選択して使用するだけで、長期に
わたって駆動力のムラや食い付きが発生せず、駆動効率
の安定した長寿命の超音波アクチュエータが得られる。
【図１】本発明による摺動部材の作用を説明する模式図
である。(a) は摺動部材１３が超音波楕円振動の軌跡の
上端に位置する状態を示し、(b) は下端位置において被
駆動体６を摩擦駆動する状態を示す。
である。(a) は摺動部材１３が超音波楕円振動の軌跡の
上端に位置する状態を示し、(b) は下端位置において被
駆動体６を摩擦駆動する状態を示す。
【図２】小さな砥粒を用いた摺動部材の作用を説明する
模式図であって、図１に対応するものである。
模式図であって、図１に対応するものである。
【図３】先願に係る超音波アクチュエータの本体を示す
正面図である。
正面図である。
【図４】図３の超音波アクチュエータの動作を説明する
図である。
図である。
【図５】図３の超音波アクチュエータの全体構成を示す
正面図である。
正面図である。
【図６】従来の砥粒を含まない摺動部材の挙動を説明す
る模式図である。
る模式図である。
【図７】従来の砥粒を含まない摺動部材の挙動を説明す
る模式図である。
る模式図である。
【図８】従来の砥粒を含まない摺動部材の挙動を説明す
る模式図である。
る模式図である。
【図９】従来の砥粒を含まない摺動部材の挙動を説明す
る模式図である。
る模式図である。
１ 細片 ２ 砥粒 ３ 移着膜 ４ 摩耗粉 ５ ガイド部材 ６ 被駆動体 ７ 支持具 ８ バネ ９ 枠体 １０ 超音波アクチュエータ １１ 弾性体 １２ 積層圧電体 １３ 摺動部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 粂井 一裕 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 藤村 毅直 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 超音波アクチュエータの摺動部分に用い
る摺動部材であって、前記超音波アクチュエータの超音
波振動の振幅よりも大きい粒度の砥粒を含有することを
特徴とする摺動部材。 - 【請求項２】 前記砥粒の粒度が超音波振動の振幅の２
５倍以上であることを特徴とする請求項１記載の摺動部
材。 - 【請求項３】 超音波アクチュエータの摺動部分に用い
る摺動部材であって、１０μｍ以上の粒度の砥粒を含有
することを特徴とする摺動部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7055318A JPH08251948A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7055318A JPH08251948A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 摺動部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08251948A true JPH08251948A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12995211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7055318A Pending JPH08251948A (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08251948A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023183917A3 (en) * | 2022-03-25 | 2024-02-08 | Novartis Ag | Membrane actuated hydrodynamic dispensing system |
| US12048647B2 (en) | 2017-01-20 | 2024-07-30 | Bausch + Lomb Ireland Limited | Piezoelectric dispenser with replaceable ampoule |
| US12090087B2 (en) | 2020-04-17 | 2024-09-17 | Bausch + Lomb Ireland Limited | Hydrodynamically actuated preservative free dispensing system having a collapsible liquid reservoir |
| US12186234B2 (en) | 2018-04-12 | 2025-01-07 | Bausch + Lomb Ireland Limited | Topical ocular delivery methods and devices for use in the same |
| US12290472B2 (en) | 2020-04-17 | 2025-05-06 | Bausch + Lomb Ireland Limited | Hydrodynamically actuated preservative free dispensing system |
| US12290471B2 (en) | 2017-12-08 | 2025-05-06 | Bausch + Lomb Ireland Limited | Fluid delivery alignment system |
| US12295881B2 (en) | 2018-07-03 | 2025-05-13 | Bausch + Lomb Ireland Limited | Topical ocular delivery devices and methods for using the same |
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| US12611326B2 (en) | 2024-05-02 | 2026-04-28 | Bausch + Lomb Ireland Limited | Hydrodynamically actuated preservative free dispensing system having a collapsible liquid reservoir |
-
1995
- 1995-03-15 JP JP7055318A patent/JPH08251948A/ja active Pending
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