JPH1042579A

JPH1042579A - 振動波モータ

Info

Publication number: JPH1042579A
Application number: JP8193649A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Maruyama; 裕丸山; Koji Kitani; 耕治木谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 1998-02-13
Anticipated expiration: 2016-07-23
Also published as: US5917269A; JP3792790B2

Abstract

(57)【要約】【課題】摩耗が少なく長時間の駆動の可能な高寿命の
振動波モータを提供することにある。【解決手段】振動体１に振動波を形成し、もって前記
振動体１と、前記振動体１と加圧接触する接触体２とを
摩擦力により相対移動させる振動波モータにおいて、前
記振動体１と前記接触体２との接触部のいずれか一方
に、硬質粒子と前記硬質粒子より軟質な軟質金属からな
り、前記軟質金属の表面から前記硬質粒子を０．２μｍ
〜２μｍ突出させた摺動面を有する摺動材料６を用い
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振動体に振動波を生じさ
せ、この振動体に接触する接触体との間で摩擦駆動によ
り相対移動を起こさせる振動波モータに係り、詳しくは
加圧接触部における摺動材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】進行性振動波を利用した振動波モータの
原理的概要は下記のようである。全長がある長さλの整
数倍であるような金属等の弾性体材料でリング状に形成
された弾性体の片面に、周方向に配列された二群の複数
個の圧電素子を固着したものを振動体（ステータ）とす
る。

【０００３】これらの圧電素子は、各群内ではλ／２の
ピッチにて、かつ交互に逆の伸縮極性となるように配列
されており、また両群間にはλ／４の奇数倍のずれがあ
るように配列されている。圧電素子の両群にはそれぞれ
電極膜が施されている。

【０００４】いずれかの一群（以下Ａ相と称す）のみに
交流電圧を印加すれば、上記振動体は、前記Ａ相の各圧
電素子の中央点及びそこからλ／２おきの点が腹の位
置、また前記腹の位置間の中央点が節の位置であるよう
な曲げ振動の定在波（波長λ）が弾性体の全周にわたっ
て発生する。

【０００５】また、他の一群（以下Ｂ相と称す）のみに
交流電圧を印加すると、同様に定在波が生ずるが、その
腹及び節の位置はＡ相による定在波に対して、位置的に
λ／４ずれた位相になる。

【０００６】両Ａ、Ｂ相に、周波数が同じで、かつ互い
に９０°の時間的位相差を有する交番信号を同時に印加
すると、両者の定住波の合成の結果、弾性体には周方向
に振動する曲げ振動の進行波（波長λ）が発生し、この
とき、厚みを有する上記弾性体の各点は楕円運動をす
る。

【０００７】よって、弾性体の片面に移動体（ロータ）
として、例えばリング状の移動体を直接加圧接触させて
おけば、前記移動体は弾性体から周方向の摩擦力を受け
回転駆動される。また、前記楕円運動の周方向成分を増
やすために、振動体の圧電素子固着面と反対側に周方向
に複数個の径方向の溝をいれると、振動の中立面が圧電
素子固着面側に移動し、入力される交番信号が同じ振幅
でも回転数が上がり、モータ効率をも上げる効果が大き
い。

【０００８】このような原理に基づく振動波モータは、
低速高トルクのモータ特性を有し、高精度回転や高精度
位置決めに適している。また、摩擦力により駆動するた
めには摩擦係数が大きい方がモータ性能上望ましい。

【０００９】しかしながら弱点として、加圧接触部に用
いられるている摺動材料が摩耗し易いことが挙げられ
る。そのため摺動材料は耐摩耗性が良く、かつ熱伝導率
が高く耐摩耗性に悪影響を与える摩擦熱を放熱し易いこ
と、そして、さらに重要なことは、実用上入手し易く、
材料および加工コストが安い材料が望ましい。

【００１０】そこで、通常はアルミニウム合金の表面を
硬化処理したり、また、セラミックス粒子を含有したメ
ッキ処理が施され、さらに、アルミニウム合金の中では
耐摩耗性の比較的良いシリコン（Ｓｉ）を含有したアル
ミニウム系合金が振動波モータの摺動材として提案され
ている。

【００１１】また、これに対する相手材料として、現在
のところ、通常の金属より硬質なセラミックスか、また
は摺動材料の摺動面に薄い膜を形成し潤滑性を与える樹
脂材料などが比較的耐摩耗性が良好で長時間にわたり摩
耗面の変化が少ないので振動波モータにおいて提案され
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本出願に係る発明の目
的は、従来使用していたシリコン粒子を含有したアルミ
ニウム系合金からなる摺動材料の性能をさらに向上さ
せ、摩耗が少なく長時間の駆動の可能な高寿命の振動波
モータを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の振動波モータに
おける摺動材料は、その材料の含有する硬質粒子を軟質
金属表面より突出させ摺動面とし摺動材料それ自体の耐
摩耗性を向上させることにある。

【００１４】具体的にこの摺動材料は、３〜４０重量％
のシリコンを含有するアルミニウム−シリコン系合金
や、５〜３０重量％の炭化ケイ素を含有する無電解ニッ
ケルメッキであり、その硬質物質（上記シリコン、炭化
ケイ素）の突出量はわずか０．２〜２μｍで耐摩耗性の
向上は著しい。

【００１５】さらに、上述のアルミニウム−シリコン系
合金の窪んだアルミニウム合金の表面にその突出した高
さ以下の厚さの酸化膜層やメッキ層を形成することで、
軟質のアルミニウム合金の表面を硬化させ、さらに耐摩
耗性の向上を図ることができる。

【００１６】そして、これらの摺動材料に対する相手材
としては、樹脂材料で、フッ素樹脂、カーボンファイバ
ーを含むことが望ましい。また硬質のセラミックスで例
えば酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ
素、室化ケイ素などでも良好である。

【００１７】以上のような摺動材料は耐摩耗性を良く、
摩耗量が少なく安定した変化の少ない摺動面を長時間維
持できるので性能の安定した、しかも長寿命の振動波モ
ータが可能となる。

【００１８】

【実施の形態】図１は本発明による振動波モータの一実
施の形態を示す断面図である。

【００１９】図中、１は振動体で、可撓性を有する例え
ばステンレス、リン青銅、アルミ合金からなるリング状
の金属弾性体３の一端面に、前述の如く複数個に分極さ
れた２群の圧電素子４をリング状に形成した圧電素子群
を耐熱性のエポキシ樹脂系接着剤で同心円状に接着する
と共に、金属弾性体３の他端面に樹脂材料や無機材料か
らなる振動体側摺動材５を同様に接着して形成され、金
属弾性体３の他端面にはモータ効率を上げるために櫛歯
状に複数の溝が周方向に規則的に形成されている。

【００２０】２はアルミニウム合金からなるリング状の
移動体側の摺動材６（場合によっては表面処理層６’が
ある）をゴムリング７を介して支持体８に取付けた接触
体である移動体で、支持体８はネジ１１により出力軸１
２に固定されている。

【００２１】そして、振動体１の摺動面と移動体２の摺
動面は、加圧用の板ばね１６により、軸方向に例えば５
ｋｇｆの荷重で加圧接触されている。９はベアリング、
１３はカバー、１４，１５は与圧カラー、１７はカラー
で、ネジ１１により出力軸１２に固定されている。振動
体摺動面の径方向の段差５’は、振動波モータそれぞれ
の摩耗しろによって異なるが、ここでは、０．０５ｍｍ
とした。なお図１の摺動部の幅ａは０．８ｍｍ、ｂは
１．３ｍｍ、摺動部の直径ｃは３０ｍｍである。そし
て、交互に厚み方向に分極処理された圧電素子からなる
２群の圧電素子に振動体１の固有の周波数の交流電圧な
どの交番信号を印加すると、振動体１は共振を起こし、
その周方向に進行性振動波を生じ、振動体１に加圧接触
している移動体２が、振動体１と移動体２の摺動面の摩
擦力によって、回転駆動される。

【００２２】摺動材料の評価は、回転数３００ｒｐｍ、
トルク３００ｇｃｍ、連続１００時間で行った。

【００２３】

【実施例】

（実施例１）移動体２の摺動材６には、耐摩耗性のＳｉ
粒子を含むアルミニウム−シリコン系合金（以下Ａｌ−
Ｓｉ系合金）を用いた。これには急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系
合金粉末を粉末治金法により製造した押し出し材料（例
えば、住友軽金属工業（株）Ａｌ−Ｓｉ系合金ＰＡシリ
ーズＳｉ含有量２０％，３０％，４０％）と、溶解鋳造
法による押し出し材料であるアルミニウム合金（例え
ば、住友軽金属工業（株）Ａｌ−Ｓｉ系合金ＳＣシリー
ズＳｉ含有量３％，８％，１２％）があり、これらはＳ
ｉを含有するため、一般にアルミニウム合金よりも良好
な耐摩耗性を有することで知られている。

【００２４】当初これらの材料を用いて、前述の図１の
摺動材６に機械加工し、その摺動面をラップ加工して評
価したが、最も耐摩耗性の良いＳｉ含有量の多いＡｌ−
Ｓｉ系合金においても、ときどきＡｌ−Ｓｉ系合金の摺
動面に傷や、さらに傷の進んだ深さサブμｍ以上の摩耗
個所が円周上に幅０．３ｍｍ以上生じることがあり、モ
ータ性能が劣化することがわかった。

【００２５】なお、振動体１側の摺動材６の材料には、
カーボンファイバー１０〜３０重量％と、残りをポリテ
トラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥ）樹脂からなる材
料やポリイミド１０〜５０重量％を含有したＰＴＦＥ樹
脂などの樹脂系材料を使用した。

【００２６】そこで、Ａｌ−Ｓｉ系合金の摩耗の発生を
調べるために、摺動材料６のＡｌ−Ｓｉ系合金の摺動面
を振動波モータの駆動初期時から経時的に光学顕微鏡や
電子顕微鏡で詳細に観察したところ、硬質粒子と軟質金
属とからなる材料特有の摩耗現象が起っていることがわ
かった。

【００２７】すなわち、図６の（ａ）に示すように、Ａ
ｌ−Ｓｉ系合金は一般に軟質のＡｌ合金２１（Ｃｕ，Ｍ
ｇ他含有ビッカース硬度８０〜１２０程度）の中に、硬
いＳｉ粒子２０（形状は比較的角ばっているが粒径１μ
ｍ〜約２０μｍ、ビッカース硬度９００〜１２００程
度）があり、摺動開始直後は機械加工したＡｌ−Ｓｉ系
合金表面から、まず初めに軟質のＡｌ合金２１が摺動表
面から非常にわずかづつであるが削れ摩耗を開始し、こ
の摩耗によりできた摩耗粉が直接または一度相手材の樹
脂に埋れて互いに凝着しつつ、Ａｌ合金２１自身を再び
攻撃をはじめ、Ａｌ合金の摩耗がさらに進み、摩耗粉は
さらに増え、この現象がくり返えされＡｌ合金はときに
突発的に、急激に摩耗が拡大、Ｓｉ粒さえも巻き込み摩
耗が進展することがわかった。

【００２８】ただ、特に移動体２側の摺動材５にＰＴＦ
Ｅ合金の樹脂を使用した場合には、図６の（ｂ）に示す
ように、ＰＴＦＥを主成分とする膜２２（厚さはせいぜ
い１〜２μｍ以下）が摺動材６（Ａｌ−Ｓｉ系合金）の
摺動面に形成され、摺動を開始してから短時間で安定し
た膜形成がなされると、一種のカバーとして働き、Ａｌ
−Ｓｉ系合金の摩耗は起こりにくいこともわかった。

【００２９】その際のＡｌ−Ｓｉ系合金の摺動面を観察
すると、Ｓｉ粒子２０は表面が摺動した結果平滑であ
り、その周囲にあるＡｌ合金２１はそのＳｉ粒子２０の
平滑面よりわずか（サブμｍ〜１μｍ程度）に窪んでい
ることがわかった。

【００３０】すなわち、この窪み部のＡｌ合金はわずか
ではあるが摩耗しつつ、ＰＴＦＥ膜２２とともに安定化
することとなる。そしてＡｌ合金地のわずかな窪みは実
験した全てのＡｌ−Ｓｉ系合金において同じように形成
され、Ａｌ−Ｓｉ系合金特有の摩耗現象であった。

【００３１】ところで、Ａｌ−Ｓｉ系合金の摺動面の摺
動前の状況は加工方法、例えば切削、研削、ラップ、研
磨等により異なっている。各々の加工方法による摺動面
の状況を電子顕微鏡観察から想像すると図８の様にな
る。

【００３２】図８の（ａ）のダイヤモンド工具での切削
では、硬いＳｉ粒子２０が工具刃先によって引っかけら
れて欠けや一部脱落が起こり、Ａｌ合金部２１もこすり
つけられ塑性流動が生じて凹凸がある。

【００３３】図８（ｂ）のダイヤモンド粒子を含んだレ
ジンボンド砥石での研削では、切削と比べ顕著ではない
が、切削と同様にＳｉ粒子２０の欠けとＡｌ合金部２１
の塑性流動による凹凸がみられる。

【００３４】図８（ｃ）のダイヤモンド粒子のラップ加
工では、Ｓｉ粒子２０の欠けや脱落はみられないが、Ａ
ｌ合金部２１の塑性流動は比較的起こり、Ａｌ合金部２
１の流動によりＳｉ粒子２０が明瞭に区別できず、研磨
と比べＳｉ粒子２０とＡｌ合金部２１の傷の多い面とな
った。

【００３５】図８（ｄ）の研磨加工では、１μｍ以下の
酸化シリコン粒子とバフ布を用いると、Ｓｉ粒子２０と
Ａｌ合金部２１とも殆ど傷等もみられない平滑な鏡面
（平面度０．１μｍ〜０．０５μｍ以上）を呈した。

【００３６】これら加工による表面の状況と前述の摺動
後の摺動面の状況を考え合せると、あらかじめ摺動前
に、Ａｌ−Ｓｉ系合金の表面を研磨により平滑にした後
に、図２のようにＳｉ粒子２０に対しＡｌ合金２１をわ
ずかながら取り除いておくことができれば、Ａｌ−Ｓｉ
系合金の突発的な摩耗は起らなくなると予想された。

【００３７】そこで、Ａｌは両性金属であり、酸、アル
カリに腐食され易いことから、例えばフッ化水素水溶液
や水酸化ナトリウム水溶液を使って腐食（エッチング）
させたところ、フッ化水素水溶液（濃度５％）中で、温
度２０℃で６０秒で、また水酸化ナトリウム水溶液（濃
度１０％）中で、温度２０℃で同じく６０秒で０．５μ
ｍ前後の腐食により（なお腐食後は充分の水洗いをし
た）、Ａｌ合金地をＳｉ粒子平滑面より窪ますことが可
能であった。

【００３８】また腐食時間や温度を変えることで、Ａｌ
合金部の窪み量は±０．１μｍの精度でコントロールが
可能であった。

【００３９】このようにして作った図２のＡｌ合金の窪
み部を有する（Ｓｉ粒の突起を有する）Ａｌ−Ｓｉ系合
金を、振動波モータの移動体側の摺動材６に用いて評価
したところ、前述のＡｌ−Ｓｉ系合金にときどき発生す
る急激な摩耗の発生をほとんど防ぐことができた。

【００４０】また、Ｓｉ含有量も耐摩耗性に関係し、そ
の量が多い方が耐摩耗性は良くなるが、評価した入手可
能な材料３重量％〜４０重量％含有したＡｌ−Ｓｉ系合
金のうち、３重量％を除く全てのＡｌ−Ｓｉ系合金の摺
動面表面のＳｉ粒子をＡｌ合金地よりわずか０．２〜
２．０μｍ程度突出させることで、その耐摩耗性に向上
がみられた。

【００４１】さらにＳｉ粒子の突出量を増やして行くと
（エッチングによるＡｌ合金部の除去を増やすと）Ｓｉ
粒子の脱落が起り易くなり、脱落したＳｉ粒子がＡｌ合
金、Ｓｉ粒子の摩耗を発生させ、かえって良い結果が得
られなかった。

【００４２】また、相手材である振動体１の摺動材５と
の組み合せは、振動波モータの仕様上の寿命との関係で
選定されるが、前述の摺動面に形成する膜が出来易いＰ
ＴＦＥが含有され、また強化材として繊維状のファイバ
ーが入ったもの、とりわけカーボンファイバーはカーボ
ンが摩耗して潤滑剤となり、摺動面への悪い影響が少な
く望ましく、相手の移動体２の摺動材６へのカーボン材
による攻撃性（アルミ合金を削り易い）は増えるもの
の、摺動材５の耐摩耗量、つまり、時間当たりの摩耗量
はたいへん少ないことがわかった。

【００４３】（実施例２）通常のアルミニウム合金（Ａ
ｌ−Ｃｕ，Ａｌ−Ｍｎ，Ａｌ−Ｍｇ，Ａｌ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ，Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）では、耐摩耗性はＡｌ−Ｓｉ
系に比べ劣るため、炭化ケイ素（ＳｉＣ）粉末（形状は
略球形に近く、平均粒径は１〜３μｍ、ビッカース硬度
１５００以上）を含有したニッケル−リンの（Ｎｉ−
Ｐ、ビッカース硬度３００〜４００）の無電解メッキ処
理により、その表面をメッキすることで耐摩耗性を向上
させることができることは知られている。

【００４４】しかし、その摺動面（摺動材６の表面処理
層６’）を詳細に観察すると、図７の（ａ）、（ｂ）に
示すように、硬質のＳｉＣ粒子２３は摺動開始から摺動
後でわずかに突出し、ニッケル合金２４が窪んでいるこ
とがわかった。

【００４５】また、ニッケル合金の摩耗粉は、摺動表面
で凝着し振動波モータの回転やトルクの安定性に影響を
及ぼすだけでなく、それ自身の耐摩耗性も悪くすること
もわかってきた。

【００４６】そこで、図３のように、あらかじめ切削、
研削、研摩等により平滑にした摺動材の表面処理層６’
の表面のＳｉＣ粒２３を含有したＮｉ−Ｐメッキ２４の
表面に、例えば塩酸と硝酸が３：１からなる王水を脱脂
面にて塗布し１〜２分間放置後、洗浄して王水を取り去
ることで、メッキ中のＮｉ−Ｐ合金だけを０．５μｍ〜
２．０μｍ程度腐食し除去することができた。

【００４７】このようにして作った摺動材の表面処理層
６’（移動体側の摺動材）と、カーボンファイバー２０
重量％とＰＴＦＥ樹脂８０重量％からなる樹脂複合材料
（振動体側の摺動材）を用いて、図１の振動波モータに
組み込み評価したところ、ＳｉＣ粒含有のＮｉ−Ｐメッ
キからなる摺動材の耐摩耗性は向上し、またモータの性
能の安定性も良好となった。

【００４８】なお、ＳｉＣ粒の含有量は、メッキ液内の
含有量と処理条件により変化するが、最大３０％ぐらい
まで可能であった。本実施例では５重量％〜３０重量％
までのサンプルで検討したが、あまり多くなるとＮｉ−
ＰメッキによるＳｉＣ粒子の保持力が弱くなり、脱粒し
易く耐摩耗性は却って良くなくなる。また少なすぎても
耐摩耗性の効果は劣るが、５％程度あれば効果がみられ
た。

【００４９】ただ、Ｎｉ−Ｐ合金表面の方がＡｌ−Ｓｉ
系合金表面よりＰＴＦＥによる膜の形成がより不安定で
少ない。また、上述のＳｉＣ粒子は、ほぼ球状であり脱
落もし易すい。しかしながら、通常のアルミニウム合金
表面に簡単にメッキできるので、メッキ装置さえあれば
実施例１よりも製造コストは安価になる利点がある。（実施例３）前述の実施例１に示したＳｉ粒子が突出し
Ａｌ合金が窪んだＡｌ−Ｓｉ系合金の摺動面を有する摺
動材を用いて、図１の振動波モータの軸方向の加圧をさ
らに８ｋｇｆに増やし、振動波モータの性能を高トルク
が出るようにしたところ、すなわち摺動条件をより厳し
くしたところ、Ａｌ合金の摩耗は起り易くなることがわ
かった。

【００５０】そこで、さらに耐摩耗性を上げるため、図
４に示すように、エッチングにより窪ませたＡｌ合金２
１の表面に、陽極酸化処理や化成処理により酸化アルミ
ニウムの層２５をＳｉ粒の表面から突出しない範囲で形
成させた（Ｓｉ粒子上には酸化アルミニウムは形成され
ない）。

【００５１】このような薄い酸化アルミニウムの層の硬
さの測定は困難であるが、針によるひっかき試験をする
限り、酸化アルミニウムの層を形成した方がＡｌ合金に
傷が入り難い。

【００５２】このような摺動材６の表面処理層６’を用
いて、図１の振動波モータの軸方向の加圧を８ｋｇｆで
評価したところ、アルマイト層を形成しない摺動材６よ
りもアルミ合金部の傷が入りにくく、摺動材としてさら
に良好な耐摩耗性を有していることがわかった。

【００５３】（実施例４）実施例３と同様の振動波モー
タを使い、図５に示すようにエッチングにより窪んだＡ
ｌ合金２１に無電解Ｎｉ−Ｐメッキ２６を施したＡｌ−
Ｓｉ系合金を摺動材６の表面処理層６’として用いて評
価した。

【００５４】この場合も、メッキ上の原理から導電性を
有するＡｌ合金のみのメッキ層の形成が可能となる。

【００５５】なお、本実施例では実施例３と同様に、メ
ッキ層の厚さをＳｉ粒子より突出しないようにした。こ
のメッキ層は、Ａｌ合金に比べ硬く、耐摩耗性は良好に
なった。なお、無電解Ｎｉ−Ｐメッキは、熱処理（２０
０〜４００℃）をすることで硬化させることができ、そ
の固さを最大ビッカース硬度で５００〜６００にするこ
とができ、さらに耐摩耗性を良好にすることができる。

【００５６】（実施例５）実施例１および２の移動体２
側の摺動材６に対し、振動体１側の摺動材５に酸化アル
ミニウムを用いて同じく図１の振動波モータで評価し
た。

【００５７】すなわち、あらかじめ前述の実施例１およ
び２の硬質粒子である各々のＳｉ粒子、ＳｉＣ粒子を突
出させたＡｌ−Ｓｉ系合金、ＳｉＣ粒子含有のＮｉ−Ｐ
合金を移動体２側の摺動材６として評価した結果、軟質
材料の摩耗が減り、その結果、摩耗粉の悪影響が減り、
酸化アルミニウムと硬質粒子Ｓｉ、またはＳｉＣとの摺
動となり耐摩耗性は向上した。

【００５８】なお、酸化アルミニウムには焼結したセラ
ミックス、溶射によるセラミックスを用いた。いづれも
ビッカース硬度で１４００〜１５００程度であった。酸
化アルミニウムの場合は前述した実施例１、実施例２の
振動体側の摺動材の樹脂複合材と異なりＰＴＦＥの膜形
成がないため、振動波モータにおいて、硬度粒子Ｓｉ、
ＳｉＣとの摩耗が生じ始めると摩耗が急激に進み、モー
タとして供し得なくなるが、硬質粒子を突出させた表面
の効果は大きく、摩耗は少なくなった。

【００５９】なお、酸化アルミニウムの他、酸化ジルコ
ニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素など比較的入手し易い
硬質セラミックスを用いて同様の評価を行った。

【００６０】その結果は、基本的に酸化アルミニウムと
同じであり良好であることがわかった。ただ、コストを
考えると安価な酸化物セラミックスでとくにアルミナが
望ましい。

【００６１】（実施例６）実施例１と同様にアルミニウ
ム合金にセラミック粒子であるアルミナ粒子、炭化ケイ
素粒子を含有した材料を用いて評価を行った。この材料
はセラミックス粒子を成形したプリフォームに溶融アル
ミ合金を非加圧で浸透させる方法で比較的セラミックス
の含有量の高い複合材料を作ることができる。さらに、
こうして作ったインゴットを再溶融し、溶融アルミ合金
で希釈することによって鋳造可能な流動性が得られ、鋳
造で成形することが可能となる。本方法によれば、セラ
ミックスの含有量を６０〜７０重量％とすることが可能
であり、粒子の径も大きく、平均１０μｍから６０μｍ
まで変えることができる。

【００６２】評価したアルミニウム−アルミナ合金は、
アルミナ粒子の含有量は６０重量％でアルミナ粒子径が
平均１０μｍのものを使用し、アルミニウム−炭化ケイ
素合金は、炭化ケイ素７０重量％で平均粒径１０μｍの
ものを使用した。各々の摺動面平滑化した後、エッチン
グにより２μｍ程度粒子を突出させた。なお、その他の
条件、評価等は全て実施例１と同じである。

【００６３】その評価結果は良好で、エッチングによる
平滑な硬質粒子の突き出しとアルミニウム合金の凹みは
耐摩耗性の向上に極めて効果的である。特に、本材料は
セラミックス粒子が大きく含有比率も多いので、耐摩耗
性の前述の例より優れている。

【００６４】また、鋳造での成形が可能なため、セラミ
ックスだけの材料のように加工費が高くはならないが、
含有量の多い分だけ加工は難しく、アルミニウム−シリ
コン系合金と比べて材料、加工費とも高くなる。

【００６５】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１〜１４
に係る発明では、振動波モータにおける摺動材料に硬質
粒子が軟質金属より突出した金属材料を用いることによ
り、基本的に硬質粒子と相手材料との摺動条件になり、
悪影響を与える軟質金属の摩耗粉がなくなり、摺動材料
の摩耗が少なくなり、結果として振動波モータの寿命が
伸びるばかりでなく振動波モータの回転変動やトルク変
動もなくなりより安定したモータ性能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による振動波モータの一実施の形態を示
す断面図。

【図２】実施例１のＡｌ−Ｓｉ系合金からなる摺動材料
の断面図。

【図３】実施例２のＳｉＣ含有のＮｉ−Ｐメッキからな
る摺動層の断面図。

【図４】実施例３のＡｌ−Ｓｉ系合金からなる摺動材料
の断面図。

【図５】実施例４のＡｌ−Ｓｉ系合金からなる摺動材料
の断面図。

【図６】従来のＡｌ−Ｓｉ系合金の摺動面の断面図。

【図７】従来のＳｉＣ含有Ｎｉ−Ｐメッキの摺動面の断
面図。

【図８】摺動材料の表面の加工方法例を示す断面図。

【符号の説明】

１…振動体２…移動体３…弾性体４…圧電素子５…摺動材６…摺動材５’…摺動材の段差６’…摺動材の表面処理層２０…Ｓｉ粒子２１…Ａｌ合金２３…ＳｉＣ粒子２４…Ｎｉ−Ｐメッキ層２５…Ａｌの酸化膜２６…Ｎｉ−Ｐメッキ層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動体に振動波を形成し、もって前記振
動体と、前記振動体と加圧接触する接触体とを摩擦力に
より相対移動させる振動波モータにおいて、前記振動体
と前記接触体との接触部のいずれか一方に、硬質粒子と
前記硬質粒子より軟質な軟質金属からなり、前記軟質金
属の表面から前記硬質粒子を０．２μｍ〜２μｍ突出さ
せた摺動面を有する摺動材料を用いたことを特徴とする
振動波モータ。
【請求項２】請求項１において、前記摺動材料は、平
滑な材料表面に対して軟質金属をエッチング処理して硬
質粒子を突出させて摺動面を形成したことを特徴とする
振動波モータ。
【請求項３】請求項１または２において、突出した前
記硬質粒子から窪んだ前記軟質金属表面の上に、別の硬
質物質を皮膜形成して摺動面としたことを特徴とする振
動波モータ。
【請求項４】請求項１、２または３において、前記摺
動材料は、シリコン粒子またはアルミナ粒子、または炭
化ケイ素粒子を含んだアルミニウム合金であることを特
徴とする振動波モータ。
【請求項５】請求項４において、含有したシリコン粒
子の含有量は、３重量％〜４０重量％であることを特徴
とする振動波モータ。
【請求項６】請求項１、２または３において、前記摺
動材料は、炭化ケイ素粒子を含んだニッケル合金である
ことを特徴とする振動波モータ。
【請求項７】請求項６において、前記炭化ケイ素粒子
の含有量は５重量％〜３０重量％であることを特徴とす
る振動波モータ。
【請求項８】請求項３において、前記摺動材料の窪ん
だ前記軟質金属表面の上に形成した硬質物質が酸化膜で
あることを特徴とする振動波モータ。
【請求項９】請求項３において、前記摺動材の窪んだ
前記軟質金属表面の上に形成した硬質物質がメッキ層で
あることを特徴とする振動波モータ。
【請求項１０】請求項１において、前記振動体と前記
接触体との接触部のいずれか他方の摺動材料の少なくと
も接触表面は樹脂材料であることを特徴とする振動波モ
ータ。
【請求項１１】請求項１０において、前記樹脂材料は
フッ素樹脂を含有することを特徴とする振動波モータ。
【請求項１２】請求項１０または１１において、前記
樹脂材料はカーボンファイバーを含む樹脂複合材料であ
ることを特徴とする振動波モータ。
【請求項１３】請求項１において、前記振動体と前記
接触体との接触部のいずれか他方の摺動材料は硬質のセ
ラミックスであることを特徴とする振動波モータ。
【請求項１４】請求項１３において、前記セラミック
スは酸化アルミニウムまたは酸化ジルコニウムまたは炭
化ケイ素または窒化ケイ素であることを特徴とする振動
波モータ。