JPH1014264A - Oscillatory driver and apparatus with oscillatory driver - Google Patents

Oscillatory driver and apparatus with oscillatory driver

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JPH1014264A
JPH1014264A JP8164880A JP16488096A JPH1014264A JP H1014264 A JPH1014264 A JP H1014264A JP 8164880 A JP8164880 A JP 8164880A JP 16488096 A JP16488096 A JP 16488096A JP H1014264 A JPH1014264 A JP H1014264A
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JP
Japan
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driving device
type driving
vibration
fluororesin
composite resin
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JP8164880A
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Japanese (ja)
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Takayuki Shirasaki
隆之 白崎
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the accuracy and the lifetime by providing an electroless nickel film of a ternary alloy on one sliding face of an oscillator or a contactor, while providing a composite resin layer of a resin or a resin compound added with a reinforcing material on the other sliding face, thereby reducing abrasion on the sliding face. SOLUTION: An electroless nickel film of a ternary alloy, e.g. Ni-P-B, is provided on one sliding face of an oscillator 2 or a mover 7, while a composite resin layer 6 where a reinforcing material, e.g. carbon fibers, is added to a base resin, i.e., fluororesin, is formed on the other sliding face. Since one of the sliding faces contains no hard silicon carbide, abrasion of the composite resin layer can be retarded on the other sliding face. Furthermore, lubrication can be enhanced in the initial stage of motion of a driver, by forming the fluororesin film uniformly on one sliding face, and adhesion of abrasive powder to the electroless nickel film or deposition thereof onto the composite resin layer 6 can be prevented by suppressing the generation of abrasive powder from the composite resin layer.

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、振動型駆動装置に
関し、さらに詳しくは、振動型駆動装置の構成部材であ
る振動体と接触体の摺接面の材料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 type driving device, and more particularly, to a material for a sliding contact surface between a vibrating member and a contact member which are members of the vibration type driving device.

【0002】[0002]

【従来の技術】振動波モータ等と称される振動型駆動装
置は、振動体とこれに加圧接触する接触体との間の摩擦
を利用して、振動体の高周波振動の振動エネルギーを接
触体(移動体)の連続的な機械運動エネルギーに変換さ
せる形式の動力発生源である。このため、両者の摺接面
は耐摩耗性の高い材質で構成されていることが必要であ
る。
2. Description of the Related Art A vibration-type driving device called a vibration wave motor or the like uses the friction between a vibrating body and a contact body that comes into pressure contact with the vibrating body to contact vibration energy of high-frequency vibration of the vibrating body. It is a power source of the type that converts it into continuous mechanical kinetic energy of the body (moving body). For this reason, it is necessary that both sliding contact surfaces are made of a material having high wear resistance.

【0003】従来の振動型駆動装置において、振動体の
摺接面には、平均粒径0.5〜3μmの炭化ケイ素(S
iC)を体積比で8〜20%均一に分散させた無電解ニ
ッケル合金膜(Ni−P)を20〜30μmの厚さで形
成し、これを100〜400℃で加熱硬化させて900
〜1400のビッカース硬さ(Hv)を得ていた。
In a conventional vibration type driving device, a silicon carbide (S) having an average particle size of 0.5 to 3 μm is formed on a sliding contact surface of a vibrating body.
An electroless nickel alloy film (Ni-P) in which iC) is uniformly dispersed in a volume ratio of 8 to 20% is formed in a thickness of 20 to 30 μm, which is heated and cured at 100 to 400 ° C. for 900.
Vickers hardness (Hv) of 11400 was obtained.

【0004】また、移動体の摺接面には、耐熱性の熱可
塑性樹脂又は液晶性の全芳香族ポリエステル樹脂等のベ
ース樹脂に、強化材として炭素ビーズを重量比で10〜
40%充填し、さらに必要に応じて潤滑剤であるフッ素
樹脂(PTFE)を重量比で5%程度充填した複合樹脂
の層を設けていた。
On the sliding surface of the moving body, a base resin such as a heat-resistant thermoplastic resin or a liquid-crystalline wholly aromatic polyester resin, and carbon beads as a reinforcing material in a weight ratio of 10 to 10 are used.
A layer of a composite resin filled with 40% and, if necessary, a fluororesin (PTFE) as a lubricant at a weight ratio of about 5% was provided.

【0005】このように振動体の摺接面に合金膜を形成
し、移動体の摺接面に複合樹脂層を形成したのは、両面
間の摩擦係数が比較的大きく、大きな駆動出力が期待で
き、且つ振動体の摺接面の摩耗がほとんどなく、移動体
の摺接面の複合樹脂層の摩耗も極力小さくすることが可
能とされたからである。
The formation of the alloy film on the sliding contact surface of the vibrating body and the formation of the composite resin layer on the sliding contact surface of the moving body as described above have a relatively large friction coefficient between both surfaces, and a large drive output is expected. This is because the sliding surface of the vibrating body is hardly worn, and the wear of the composite resin layer on the sliding surface of the moving body can be minimized.

【0006】また、複合樹脂層のベース樹脂には耐熱性
の熱可塑性樹脂が使用されるが、これは材料物性の温度
依存性が比較的小さく、駆動時の温度上昇に対しても樹
脂材の軟化に起因するトルクダウンの現象が発生せず、
駆動性能および精度を安定させることができるからであ
る。
A heat-resistant thermoplastic resin is used as the base resin of the composite resin layer. However, this resin has relatively small temperature dependence of the physical properties of the material. The phenomenon of torque down due to softening does not occur,
This is because driving performance and accuracy can be stabilized.

【0007】さらに、複合樹脂層に潤滑剤であるフッ素
樹脂(PTFE)を充填するのは、フッ素樹脂が潤滑
性、非粘着性および撥水性等の特性を有しているので、
振動体の摺接面(合金膜上)にフッ素樹脂の移着膜を形
成させることにより、両摺接面間の潤滑性を向上させ、
摩擦係数の安定化や複合樹脂層の摩耗減少を図るためで
ある。
Further, the fluororesin (PTFE) as a lubricant is filled in the composite resin layer because the fluororesin has properties such as lubricity, non-adhesion and water repellency.
By forming a fluorocarbon resin transfer film on the sliding contact surface (on the alloy film) of the vibrating body, lubricity between both sliding contact surfaces is improved,
This is for stabilizing the coefficient of friction and reducing the wear of the composite resin layer.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の振動型駆動装置において、例えば、強化材
としてカーボンビーズを重量比で30%充填し、さらに
潤滑剤としてフッ素樹脂(PTFE)を5%充填したポ
リエーテルニトリル(PEN)を複合樹脂層に採用する
と、連続運転中のワウフラッタ値の変動幅がやや大きく
なる傾向があるだけでなく、合金膜に傷が付いたり複合
樹脂層から発生する摩耗粉が多かったりするという問題
が生じた。
However, in the above-described conventional vibration type driving device, for example, carbon beads are filled at a weight ratio of 30% as a reinforcing material, and a fluororesin (PTFE) is used as a lubricant. The use of% filled polyether nitrile (PEN) for the composite resin layer not only tends to slightly increase the fluctuation range of the wow and flutter value during continuous operation, but also causes damage to the alloy film and occurs from the composite resin layer. There was a problem that the amount of wear powder was large.

【0009】また、フッ素樹脂を充填せず、カーボンビ
ーズのみを重量比で30%充填したポリエーテルニトリ
ルを複合樹脂層として採用すると、連続運転中のワウフ
ラッタ値が低下し、合金膜の一部に複合樹脂が付着する
という問題が生じた。
When a polyether nitrile filled with only carbon beads at a weight ratio of 30% without filling with a fluororesin is used as a composite resin layer, the wow and flutter value during continuous operation is reduced, and a part of the alloy film is reduced. There was a problem that the composite resin adhered.

【0010】そこで、本願発明の第1の目的は、摺接面
の摩耗が少なく、高精度且つ高寿命の振動型駆動装置を
提供することである。
Accordingly, a first object of the present invention is to provide a vibration type driving device which has a small amount of wear on the sliding contact surface, has high accuracy and has a long service life.

【0011】[0011]

【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、振動が励起される振動体と、
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
振動型駆動装置において、振動体および接触体のうち一
方の摺接面に、三元合金(例えば、ニッケル(Ni)−
リン(P)−ホウ素(B)合金)の無電解ニッケル膜を
設け、他方の摺接面に、樹脂又は樹脂組成物に強化材を
含有させた複合樹脂層を設けている。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a vibrating body whose vibration is excited,
In a vibration-type driving device that relatively frictionally drives a contact body that comes into contact with the vibrating body, a ternary alloy (for example, nickel (Ni)-
An electroless nickel film of phosphorus (P) -boron (B) alloy is provided, and a composite resin layer containing a reinforcing material in a resin or a resin composition is provided on the other sliding contact surface.

【0012】すなわち、一方の摺接面に、より硬質な炭
化ケイ素の粒子を含有しない合金膜を形成することによ
り、他方の摺接面の複合樹脂層からの摩耗粉の発生を抑
えるようにしている。
That is, by forming an alloy film containing no harder silicon carbide particles on one sliding contact surface, the generation of wear powder from the composite resin layer on the other sliding contact surface is suppressed. I have.

【0013】なお、無電解ニッケル膜として、Ni−P
−B以外に、Ni−P−CoおよびNi−P−W等のN
i−P系合金膜や、Ni−B−CoおよびNi−B−W
等のNi−B系合金膜を用いても良く、これらの無電解
ニッケル膜を、100〜400℃で加熱硬化処理して、
硬質かつ安定した合金膜とするのが望ましい。
The electroless nickel film is made of Ni-P
In addition to -B, N such as Ni-P-Co and Ni-P-W
i-P-based alloy film, Ni-B-Co and Ni-B-W
Ni-B-based alloy films may be used, and these electroless nickel films are heat-cured at 100 to 400 ° C.
It is desirable to form a hard and stable alloy film.

【0014】また、複合樹脂層としては、ポリエーテル
ニトリル(PEN)、ポーリエーテルエーテルケトン
(PEEK)もしくは液晶性の全芳香族ポリエステル
(LCP)等の熱可塑性樹脂、又は四フッ化エチレン樹
脂(PTFE)等のフッ素樹脂をベース樹脂とし、これ
に炭素繊維、粒状若しくは球状の炭素ビーズ又は炭素繊
維と炭素ビーズの混合物等の強化剤を含有させたものを
用いたり、フッ素樹脂とポリオキシベンゾイル(PO
B)又はポリイミド(PI)とからなる樹脂組成物に上
記強化材を含有させたものを用いたりするのが望まし
い。
The composite resin layer may be made of a thermoplastic resin such as polyether nitrile (PEN), polyether ether ketone (PEEK) or liquid crystalline wholly aromatic polyester (LCP), or ethylene tetrafluoride resin (PTFE). ) Or the like, and a reinforcing material such as carbon fiber, granular or spherical carbon beads or a mixture of carbon fibers and carbon beads is used as a base resin, or a fluororesin and polyoxybenzoyl (PO
It is desirable to use a resin composition comprising B) or polyimide (PI) containing the above-mentioned reinforcing material.

【0015】ここで、フッ素樹脂をベース樹脂として用
いれば、駆動装置の運転初期に、合金膜にフッ素樹脂の
均一なフィルム状の膜を形成させて潤滑性を向上させる
ことができ、複合樹脂層からの摩耗粉の発生および摩耗
粉の複合樹脂層への堆積を回避して、駆動装置の長寿命
化および回転精度の向上を図ることが可能となる。
Here, if the fluororesin is used as the base resin, a uniform film-like film of the fluororesin can be formed on the alloy film in the early stage of the operation of the driving device, so that the lubricity can be improved. It is possible to avoid the generation of wear powder from the surface and the accumulation of the wear powder on the composite resin layer, thereby extending the life of the drive device and improving the rotational accuracy.

【0016】また、強化材として炭素繊維を用いれば、
耐熱性、潤滑性および耐摩耗性に優れた複合樹脂層を形
成することが可能となる。また、強化材として、炭素繊
維に比べて分散性、流動性に優れ、配向性の少ない炭素
ビーズ(例えば、平均粒径が10〜30μmのもの)を
用いれば、均質で強化材の含有量が多く、しかも成形加
工のし易い複合樹脂層の形成が可能であるだけでなく、
素材と焼成温度とにより、硬質の炭素化カーボンを含有
する複合樹脂装置から軟質の黒鉛化カーボンを含有する
複合樹脂層まで幅広い選択が可能となる。
Further, if carbon fibers are used as the reinforcing material,
It is possible to form a composite resin layer having excellent heat resistance, lubricity and wear resistance. In addition, if carbon beads (e.g., having an average particle size of 10 to 30 [mu] m) having excellent dispersibility and fluidity as compared with carbon fibers and low orientation are used as the reinforcing material, the content of the reinforcing material is uniform. Not only is it possible to form a composite resin layer that is easy to mold and process,
Depending on the material and the sintering temperature, a wide selection can be made from a composite resin device containing hard carbonized carbon to a composite resin layer containing soft graphitized carbon.

【0017】さらに、これらの複合樹脂層に、フッ素樹
脂又はフッ素樹脂とグラファイト粉末の混合物等の潤滑
剤を含有させてもよい。なお、フッ素樹脂に比べて硬質
である熱可塑性樹脂を用いて複合樹脂層を形成する場合
に、グラファイト粉末を潤滑剤として含有させて硬さを
低減させるのが望ましい。
Further, these composite resin layers may contain a lubricant such as a fluororesin or a mixture of a fluororesin and graphite powder. When the composite resin layer is formed using a thermoplastic resin that is harder than a fluororesin, it is desirable to include graphite powder as a lubricant to reduce the hardness.

【0018】また、本願第2の発明では、振動が励起さ
れる振動体と、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型駆動装置において、振動体および
接触体のうち一方の摺接面に、フッ素樹脂を重量比で
1.5〜8.5%共析したニッケル−リン合金又はニッ
ケル−ホウ素合金等の無電解ニッケル膜を設け、他方の
摺接面に、樹脂又は樹脂組成物に強化材を含有させた複
合樹脂層を設けている。すなわち、一方の摺接面に、硬
質な炭化ケイ素の粒子に代えて潤滑性に優れたフッ素樹
脂を共析させることにより、駆動装置の運転初期の段階
から摩擦係数を安定させ、また他方の摺接面の複合樹脂
層からの摩耗粉の発生を抑えるようにしている。しか
も、複合樹脂層にフッ素樹脂が含有されていなくても合
金膜にフッ素樹脂膜が形成されるようにして、駆動装置
の長寿命化および回転精度の向上を図っている。
Further, according to the second invention of the present application, in a vibration type driving device that relatively frictionally drives a vibrating body whose vibration is excited and a contacting body that comes into contact with the vibrating body, An electroless nickel film such as a nickel-phosphorus alloy or a nickel-boron alloy obtained by eutectoid deposition of a fluororesin in a weight ratio of 1.5 to 8.5% is provided on one of the sliding surfaces, and the other sliding surface is made of a resin. Alternatively, a composite resin layer containing a reinforcing material in the resin composition is provided. That is, by replacing the hard silicon carbide particles on one of the sliding contact surfaces with eutectoid fluorocarbon resin having excellent lubricity, the friction coefficient is stabilized from the early stage of operation of the driving device, and the other sliding contact is achieved. The generation of abrasion powder from the composite resin layer on the contact surface is suppressed. In addition, the fluororesin film is formed on the alloy film even if the composite resin layer does not contain the fluororesin, thereby extending the life of the driving device and improving the rotational accuracy.

【0019】なお、上記第1の発明と同様に、無電解ニ
ッケル膜を、100〜400℃で加熱硬化処理するのが
望ましい。
It is desirable that the electroless nickel film is heat-cured at 100 to 400 ° C., as in the first invention.

【0020】また、複合樹脂層としても、第1の発明と
同様に、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポーリエー
テルエーテルケトン(PEEK)又は液晶性の芳香族ポ
リエステル(LCP)等の熱可塑性樹脂、又は四フッ化
エチレン樹脂(PTFE)等のフッ素樹脂をベース樹脂
とし、これに炭素繊維、粒状若しくは球状の炭素ビーズ
又は炭素繊維と炭素ビーズの混合物等の強化剤を含有さ
せたものを用いたり、フッ素樹脂とポリオキシベンゾイ
ル(POB)又はポリイミド(PI)とからなる樹脂組
成物に上記強化材を含有させたものを用いたりするのが
望ましい。
Further, as in the first invention, a thermoplastic resin such as polyether nitrile (PEN), polyether ether ketone (PEEK) or liquid crystalline aromatic polyester (LCP), or Using a fluororesin such as tetrafluoroethylene resin (PTFE) as a base resin and containing a reinforcing agent such as carbon fiber, granular or spherical carbon beads, or a mixture of carbon fibers and carbon beads, It is desirable to use a resin composition comprising a resin and polyoxybenzoyl (POB) or polyimide (PI) containing the above-mentioned reinforcing material.

【0021】さらに、これらの複合樹脂層に、フッ素樹
脂又はフッ素樹脂とグラファイト粉末の混合物等の潤滑
剤を含有させ、潤滑性を向上させるようにしてもよい。
Further, a lubricating agent such as a fluororesin or a mixture of a fluororesin and a graphite powder may be contained in these composite resin layers to improve lubricity.

【0022】[0022]

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

(第1実施形態)図1には、本発明の第1実施形態であ
る振動波モータ(振動型駆動装置)の全体構成を示して
おり、図2には、この振動波モータを構成する振動体と
移動体(接触体)を拡大して示している。
(First Embodiment) FIG. 1 shows an overall configuration of a vibration wave motor (vibration type driving device) according to a first embodiment of the present invention, and FIG. The body and the moving body (contact body) are shown in an enlarged manner.

【0023】これらの図において、1は薄い円環形状の
圧電素子である。2は弾性材料により作られた振動体で
あり、この振動体2の摺接面側には、λ/2あたり4個
の突起(くし歯)が等間隔で全周にわたって形成されて
いる。そして、各くし歯の表面(摺接面)には、後述す
る合金膜が形成されている。また、振動体2の摺接面と
反対側の面には圧電素子1の電極面全面が固着されてお
り、両者でステータを構成している。
In these figures, reference numeral 1 denotes a thin ring-shaped piezoelectric element. Reference numeral 2 denotes a vibrating body made of an elastic material, and four protrusions (comb teeth) per [lambda] / 2 are formed on the sliding surface side of the vibrating body 2 at equal intervals over the entire circumference. An alloy film to be described later is formed on the surface (sliding contact surface) of each comb tooth. In addition, the entire surface of the electrode surface of the piezoelectric element 1 is fixed to the surface of the vibrating body 2 opposite to the sliding contact surface, and both form a stator.

【0024】3はこの振動波モータの筐体であり、この
筐体3には、振動体2がビス4によって同心的に固定さ
れている。また、筐体3の中心部には、第1ボール軸受
11の外輪が固着されている。10は回転軸であり、こ
の回転軸10の軸方向中間部には中間部材15が、例え
ば焼ばめ等の方法により固着されている。回転軸10の
一端は、第1ボール軸受11の内輪に軸方向に摺動可能
に支持され、他端は第2ボール軸受12の内輪に軸方向
に摺動可能に支持されている。なお、第2ボール軸受1
2の外輪は、筐体3にネジ9により固定された筐体カバ
ー8の中心軸に固着されている。
Reference numeral 3 denotes a housing of the vibration wave motor, and a vibrating body 2 is concentrically fixed to the housing 3 by screws 4. The outer ring of the first ball bearing 11 is fixed to the center of the housing 3. Reference numeral 10 denotes a rotating shaft, and an intermediate member 15 is fixed to an axially intermediate portion of the rotating shaft 10 by, for example, shrink fitting. One end of the rotating shaft 10 is axially slidably supported by the inner ring of the first ball bearing 11, and the other end is axially slidably supported by the inner ring of the second ball bearing 12. The second ball bearing 1
The outer ring 2 is fixed to a central axis of a housing cover 8 fixed to the housing 3 with screws 9.

【0025】中間部材15の外周部には、環状の移動体
7が同心的に嵌合して設けられている。この移動体7
は、アルミ合金等から環状に作られた支持体5と、この
支持体5の表面に接着剤により同心的に固着された複合
樹脂層6とから構成されている。支持体5の裏面と中間
部材15のフランジ部との間には、ゴム製の弾性シート
材17が介在しており、中間部材15と第2ボール軸受
12の内輪との間に設けられた圧縮ばね部材14が発生
する軸方向付勢力がこの弾性シート部材17を介して支
持体5に軸方向に作用する構成となっている。この軸方
向付勢力により、移動体7の摺接面(複合樹脂層6の表
面)は、振動体2の摺接面に圧接される。なお、圧縮ば
ね部材14が発生する軸方向付勢力(つまりは移動体7
と振動体2との圧接力)は、第2ボール軸受12の内輪
と圧縮ばね部材14との間に設けられた不図示のスペー
サ部材によって調整することができる。
On the outer peripheral portion of the intermediate member 15, an annular moving body 7 is provided so as to fit concentrically. This moving body 7
Is composed of an annular support 5 made of an aluminum alloy or the like, and a composite resin layer 6 concentrically fixed to the surface of the support 5 with an adhesive. An elastic sheet material 17 made of rubber is interposed between the back surface of the support 5 and the flange portion of the intermediate member 15, and a compression member provided between the intermediate member 15 and the inner ring of the second ball bearing 12. The axial biasing force generated by the spring member 14 acts on the support 5 in the axial direction via the elastic sheet member 17. The sliding surface (the surface of the composite resin layer 6) of the moving body 7 is pressed against the sliding surface of the vibrating body 2 by the axial urging force. The axial biasing force generated by the compression spring member 14 (that is, the moving body 7)
The pressure contact force between the second ball bearing 12 and the compression member 14 can be adjusted by a spacer member (not shown) provided between the inner ring of the second ball bearing 12 and the compression spring member 14.

【0026】このように構成された振動波モータに対す
る要求特性を表1に示す。
Table 1 shows the required characteristics of the vibration wave motor configured as described above.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】また、上記振動波モータの主設計仕様を表
2に示す。
Table 2 shows the main design specifications of the vibration wave motor.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】また、従来の振動波モータの振動体および
本実施形態の振動波モータの振動体2の合金膜の構成
と、300℃で加熱硬化処理したときのビッカース硬さ
(Hv)および摩擦係数とを表3に示す。
Further, the structure of the alloy film of the vibrating body of the conventional vibrating wave motor and the vibrating body 2 of the vibrating wave motor of the present embodiment, the Vickers hardness (Hv) and the coefficient of friction when heat-hardened at 300 ° C. Are shown in Table 3.

【0031】[0031]

【表3】 [Table 3]

【0032】従来の振動波モータでは、表2および表3
に示すように、所定の寸法に加工したステンレス鋼の摺
接面に、平均粒径が1μm程度の炭化ケイ素(SiC)
を体積比で12%共折したNi−P−SiC合金膜を無
電解メッキ法で厚さ25μmに形成し、この合金膜を加
熱硬化してビッカース硬さを1,100程度にして振動
体を製作した。
In the conventional vibration wave motor, Tables 2 and 3
As shown in the figure, silicon carbide (SiC) having an average particle size of about 1 μm is formed on a sliding contact surface of stainless steel processed to a predetermined size.
Is formed into a Ni-P-SiC alloy film having a thickness of 25 [mu] m by electroless plating, and the alloy film is heated and hardened to a Vickers hardness of about 1,100 to form a vibrating body. Made.

【0033】これに対し、本実施形態の振動波モータの
振動体では、炭素ケイ素を共折しない無電解ニッケル膜
を形成している。例えば、表3中の実施例1に示すよう
に、三元合金の無電解ニッケル膜であるNi−P−B合
金膜を厚さ25μm程度に形成し、この合金膜を加熱硬
化してビッカース硬さを1,000程度にして振動体を
製作している。
On the other hand, in the vibrating body of the vibration wave motor of the present embodiment, an electroless nickel film which does not bend carbon silicon is formed. For example, as shown in Example 1 in Table 3, a Ni—P—B alloy film, which is an electroless nickel film of a ternary alloy, is formed to a thickness of about 25 μm, and the alloy film is heated and cured to form a Vickers hardened film. A vibrating body is manufactured with a height of about 1,000.

【0034】ここで、Ni−P−B合金膜は、リン
(P)が1〜2wt%、ホウ素(B)が1wt%以下
と、組成的には純ニッケルに近く、一般の無電解ニッケ
ルに比べてリン(P)の含有量が少ないため、靱性およ
び皮膜強度の面で優れており、摩擦係数も無電解ニッケ
ル膜(Ni−P)より小さい0.17程度である。
Here, the Ni—P—B alloy film has a composition of phosphorus (P) of 1 to 2% by weight and boron (B) of 1% by weight or less, which is close to pure nickel in composition and is similar to general electroless nickel. Compared to the electroless nickel film (Ni-P), the content of phosphorus (P) is smaller than that of the electroless nickel film (Ni-P) because the content of phosphorus (P) is small, so that it is excellent in toughness and film strength.

【0035】また、本実施形態の振動波モータでは、実
施例2および実施例3に示すように、平均粒径が1μm
以下のフッ素樹脂(PTFE)をそれぞれ重量比で2.
5%又は7.5%共折した二元合金の無電解ニッケル膜
(Ni−P)を厚さ25μm程度に形成し、この合金膜
を加熱硬化してビッカース硬さを800又は450程度
にして振動体を製作している。これらの実施例の振動体
では、摩擦係数はNi−P−B膜よりさらに小さく、実
施例2で0.11、実施例3で0.08程度である。
In the vibration wave motor according to the present embodiment, as shown in Examples 2 and 3, the average particle diameter is 1 μm.
1. The following fluororesins (PTFE) were each added at a weight ratio of 2.
A 5% or 7.5% co-folded binary alloy electroless nickel film (Ni-P) is formed to a thickness of about 25 μm, and the alloy film is heat-cured to a Vickers hardness of about 800 or 450. We are making vibrators. In the vibrating bodies of these embodiments, the coefficient of friction is even smaller than that of the Ni-P-B film.

【0036】なお、従来例および実施例1〜3の各合金
膜は、平面度が2μm以下、面粗さが中心線平均粗さ
(Ra)で0.02μm以下になるようにラッピング加
工されている。
The alloy films of the conventional example and Examples 1 to 3 were wrapped so that the flatness was 2 μm or less and the surface roughness was 0.02 μm or less in center line average roughness (Ra). I have.

【0037】次に、本実施形態の振動波モータの移動体
7に設けられる複合樹脂層の構成を表4に示す。
Next, Table 4 shows the structure of the composite resin layer provided on the moving body 7 of the vibration wave motor of this embodiment.

【0038】[0038]

【表4】 [Table 4]

【0039】本実施形態では、ベース樹脂としてPE
N、PEEK、LCP、LCP又はPTFEを用
い、これに強化材としての炭素繊維(CF)又は炭素ビ
ーズ(CB),や潤滑剤としてのフッ素樹脂又はグ
ラファイト粉末を充填して所定の寸法の複合樹脂を製作
し、これをエポキシ系の接着剤を用いて支持体5に固着
して合計13種(実施例1〜13)の複合樹脂層を製作
している。
In this embodiment, PE is used as the base resin.
N, PEEK, LCP, LCP or PTFE, which is filled with carbon fiber (CF) or carbon beads (CB) as a reinforcing material, a fluororesin or a graphite powder as a lubricant, and a composite resin having a predetermined size And affixed to the support 5 using an epoxy-based adhesive to produce a total of 13 types of composite resin layers (Examples 1 to 13).

【0040】実施例1〜9の複合樹脂層は、ベース樹脂
である熱可塑性樹脂に強化材又は強化材と潤滑剤の混合
物を充填し、円環状に射出成形したあと削り出しにより
所定の寸法のスラストワッシャ形状としたものである。
また、実施例10および実施例11の複合樹脂層は、ベ
ース樹脂である液晶性の全芳香族ポリエステルに強化材
を充填して、押出成形でシート状としたあとプレスして
所定の寸法形状としたものである。また、実施例12お
よび実施例13の複合樹脂層は、フッ素樹脂に別の樹脂
を配合した樹脂組成物に強化材を充填し、圧縮成形した
複合樹脂の丸棒材をスクライビングシートとして削り出
したあとプレスして所定の寸法形状としたものである。
The composite resin layers of Examples 1 to 9 were prepared by filling a thermoplastic resin as a base resin with a reinforcing material or a mixture of a reinforcing material and a lubricant, injection-molding into an annular shape, and then shaving the resin into a predetermined size. It has a thrust washer shape.
The composite resin layers of Examples 10 and 11 were prepared by filling a liquid crystalline wholly aromatic polyester as a base resin with a reinforcing material, extruding the sheet into a sheet, and then pressing the sheet to a predetermined size and shape. It was done. In addition, the composite resin layers of Example 12 and Example 13 were prepared by filling a resin composition in which another resin was mixed with a fluororesin with a reinforcing material, and shaving a compression-molded composite resin round bar into a scribing sheet. After that, it is pressed into a predetermined size and shape.

【0041】なお、各実施例の複合樹脂層の摺接面は、
ラップ加工して平面度が3μm以下、面粗さが中心線平
均粗さ(Ra)で0.05μm以下に仕上げられてい
る。
The sliding surface of the composite resin layer of each embodiment is
Lapping is performed to achieve a flatness of 3 μm or less and a surface roughness of 0.05 μm or less in center line average roughness (Ra).

【0042】次に、これまで説明した振動体の各種合金
膜(従来の合金膜および実施例1〜3の合金膜)と移動
体の各種複合樹脂層(実施例1〜13の複合樹脂層)と
を組み合わせて用いた振動波モータの評価結果につい
て、表5を用いて説明する。なお、この評価結果は、回
転軸10の一端に8kg・cmの回転負荷を与え、回転
軸10の他端にレーザロータリエンコーダを取り付け
て、定格の回転数60rpm、トルク8kg・cmで連
続運転を行ったときの評価結果である。
Next, the various alloy films of the vibrating body described above (conventional alloy films and the alloy films of Examples 1 to 3) and the composite resin layers of the moving body (composite resin layers of Examples 1 to 13) The evaluation result of the vibration wave motor using the combination of the above will be described with reference to Table 5. In addition, this evaluation result shows that a rotating load of 8 kg · cm is applied to one end of the rotating shaft 10, a laser rotary encoder is attached to the other end of the rotating shaft 10, and continuous operation is performed at a rated rotation speed of 60 rpm and a torque of 8 kg · cm. It is an evaluation result when performing.

【0043】[0043]

【表5】 [Table 5]

【0044】表中の評価項目の「モータ性能」は、定格
での500時間連続運転後の入力値を相対評価したもの
であり、入力値が小さい方から○,△および×で表して
いる。また、「回転精度」は、500時間の連続運転
後、回転数33.3rpm、負荷1kg・cmとしたと
きのフラッタ値を相対評価したものであり、フラッタ値
が小さい方から○,△および×で表している。また、
「相対摩耗量」は、定格で1,000時間連続運転した
後の複合樹脂層の摩耗量を相対評価したものであり、摩
耗量が小さい方から○,△および×で表している。
The "motor performance" of the evaluation items in the table is a relative evaluation of the input value after 500 hours of continuous operation at the rated value, and is represented by .largecircle., .DELTA., And x from the smaller input value. “Rotation accuracy” is a relative evaluation of the flutter value when the number of rotations is 33.3 rpm and the load is 1 kg · cm after continuous operation for 500 hours. It is represented by Also,
"Relative wear amount" is a relative evaluation of the wear amount of the composite resin layer after continuous operation at the rated time of 1,000 hours, and is represented by △, Δ and × from the smaller wear amount.

【0045】さらに、表5には、500時間の連続運転
後にモータを分解して、振動体2の摺接面と移動体7の
複合樹脂層6の摺接面とを光学顕微鏡で観察した結果を
示している。
Table 5 shows that the motor was disassembled after 500 hours of continuous operation, and the sliding surface of the vibrating body 2 and the sliding surface of the composite resin layer 6 of the moving body 7 were observed with an optical microscope. Is shown.

【0046】従来例の振動体のNi−P−SiC合金膜
と、ポリエーテルニトリル(PEN)に強化材として平
均粒子径が10μmの球状の炭素化カーボン(CB)
を重量比で30%充填した実施例1の複合樹脂層とを組
み合わせた場合、およびNi−P−SiC合金膜と、実
施例1の複合樹脂層に潤滑剤としてフッ素樹脂(PTF
E)を重量比で5%付加して充填した実施例2の複合樹
脂層とを組み合わせた場合のモータの評価結果は、いず
れもモータ性能は特に良く「○」であったが、回転精度
と相対摩耗量は「△」であった。
The conventional vibrator Ni-P-SiC alloy film and polyethernitrile (PEN) are used as reinforcing materials in the form of spherical carbonized carbon (CB) having an average particle diameter of 10 μm.
Is combined with the composite resin layer of Example 1 in which 30% by weight is filled, and the Ni-P-SiC alloy film and the composite resin layer of Example 1 are combined with a fluororesin (PTF) as a lubricant.
The evaluation results of the motor when the composite resin layer of Example 2 in which E) was added at a weight ratio of 5% were combined showed that the motor performance was particularly good and “○”. The relative wear amount was “Δ”.

【0047】この要因は、合金膜の摩擦係数が相対的に
大きいためにモータ性能は良いが、合金膜から高硬度の
炭化ケイ素の粒子が脱落して研摩剤となり、相手の複合
樹脂層の摺接面の摩耗を促進するためと考えられる。
The reason for this is that although the motor performance is good because the friction coefficient of the alloy film is relatively large, silicon carbide particles having high hardness fall off from the alloy film to become an abrasive, and the sliding of the mating composite resin layer occurs. It is considered to promote wear of the contact surface.

【0048】実施例1のNi−P−B合金膜と、PEN
に強化材又は強化材と潤滑剤の混合物を充填した実施例
1〜8の複合樹脂層とを組み合わせた場合は、ほとんど
の組み合わせについておおむね良好な評価結果が得られ
た。
The Ni—P—B alloy film of Example 1 and PEN
When the composite resin layers of Examples 1 to 8 in which the reinforcing material or the mixture of the reinforcing material and the lubricant was filled, almost good evaluation results were obtained for almost all combinations.

【0049】ただし、平均粒子径が25μm程度でやや
硬度の低い黒鉛化カーボン(CB)を重量比で30%
充填した実施例4の複合樹脂層を用いた場合は、モータ
性能および回転精度が「△」で、相対摩耗量が多く
「×」であった。この場合のモータを分解してみると、
振動体2の摺接面の一部に複合樹脂の付着物が比較的多
く見られた。
However, graphitized carbon (CB) having an average particle diameter of about 25 μm and a slightly lower hardness was used in an amount of 30% by weight.
When the filled composite resin layer of Example 4 was used, the motor performance and the rotation accuracy were “Δ”, and the relative wear amount was “X”. If you disassemble the motor in this case,
Deposits of the composite resin were relatively large on a part of the sliding surface of the vibrating body 2.

【0050】また、実施例1のNi−P−B合金膜と、
PENに強化材のみを充填した実施例1の複合樹脂層と
を組み合わせた場合、および同合金膜と、PENに平均
粒子径が12μmの粒子状の炭素化カーボン(CB)
を重量比で30%充填した実施例5の複合樹脂層とを組
み合わせた場合は、いずれもモータ性能、相対摩耗量は
「○」であったが、回転精度はフラッター値の変動が目
立ち「△」であった。この要因は、潤滑剤のPTFEが
充填されていないため、定常的に安定した摩擦面が得ら
れていないためと考えられる。
Further, the Ni—P—B alloy film of Example 1
When PEN is combined with the composite resin layer of Example 1 in which only the reinforcing material is filled, and when the same alloy film and PEN are in the form of particulate carbonized carbon (CB) having an average particle diameter of 12 μm
Were mixed with the composite resin layer of Example 5 in which 30% by weight was filled, the motor performance and the relative wear amount were all “○”, but the rotation accuracy was noticeably fluctuated in the flutter value. "Met. It is considered that this factor is because the lubricant PTFE is not filled, and a stable friction surface is not constantly obtained.

【0051】また、実施例1のNi−P−B合金膜と、
PENに炭素化カーボン(CB,)を重量比で30
%充填し、さらに潤滑剤としてフッ素樹脂だけを充填し
た実施例2,3,6の複合樹脂層とを組み合わせた場合
は、モータ性能、回転精度とも「○」であった。但し、
フッ素樹脂を重量比で5%充填した実施例2の複合樹脂
層を用いた場合は相対摩耗量が「○」であったが、10
%充填した実施例3,6の複合樹脂層を用いた場合は相
対摩耗量が「△」であった。これにより、フッ素樹脂が
多いと複合樹脂層の摩耗が多くなることがわかった。
Further, the Ni—P—B alloy film of Example 1
Carbonized carbon (CB,) is added to PEN at a weight ratio of 30.
%, And the combination of the composite resin layers of Examples 2, 3, and 6 in which only the fluororesin was filled as the lubricant, both the motor performance and the rotational accuracy were “○”. However,
When the composite resin layer of Example 2 in which the fluororesin was filled at a weight ratio of 5% was used, the relative abrasion amount was “」 ”.
When the composite resin layers of Examples 3 and 6 filled with% were used, the relative wear amount was “Δ”. Thus, it was found that when the amount of the fluorine resin was large, the wear of the composite resin layer was increased.

【0052】また、実施例1のNi−P−B合金膜と、
PENに強化材として粒子状の炭素化カーボン(CB
)を重量比で35%、フッ素樹脂を5%、さらに複合
樹脂の硬さを低くするため潤滑剤でもあるグラファイト
粉末を5%充填した実施例7の複合樹脂層とを組み合わ
せた場合、および同合金膜と、PENに強化材としてP
AN系の炭素繊維(CF)を重量比で20%、潤滑剤と
してフッ素樹脂5%とグラファイト粉末5%との混合物
を充填した実施例8の複合樹脂層とを組み合わせた場合
は、いずれも全ての評価項目が「○」で良い結果が得ら
れた。
Further, the Ni—P—B alloy film of Example 1
Particulate carbonized carbon (CB) as a reinforcement in PEN
35), 5% by weight of fluororesin, and 5% by weight of graphite powder which is also a lubricant to lower the hardness of the composite resin, in combination with the composite resin layer of Example 7; Alloy film and P as reinforcement for PEN
When all were combined with the composite resin layer of Example 8 in which AN-based carbon fiber (CF) was filled by 20% by weight and a mixture of 5% of fluororesin and 5% of graphite powder was used as a lubricant, A good result was obtained with the evaluation item of “○”.

【0053】また、実施例1のNi−P−B合金膜と、
ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)に球状の炭素
化カーボン(CB)を30%充填した実施例9の複合
樹脂層とを組み合わせた場合は、PENに同じ強化材を
同量充填した実施例1の複合樹脂層と組み合わせた場合
と同じ評価結果が得られた。これにより、ベース樹脂と
してPEEKはPENと同じ性能を有することがわかっ
た。
Further, the Ni—P—B alloy film of Example 1
When the composite resin layer of Example 9 in which polyetheretherketone (PEEK) is filled with 30% of spherical carbonized carbon (CB) is combined, the composite of Example 1 in which PEN is filled with the same amount of the same reinforcing material is used. The same evaluation result as in the case of combining with the resin layer was obtained. As a result, it was found that PEEK as a base resin has the same performance as PEN.

【0054】また、実施例1のNi−P−B合金膜と、
液晶性の全芳香族ポリエステル(LCP)に球状の炭
素化カーボン(CB)を重量比で30%充填した実施
例10の複合樹脂層とを組み合わせた場合は、モータ性
能および相対摩耗量は「○」であったが、回転精度は
「△」となった。回転精度が悪化したのは、複合樹脂層
の厚みがやや大きかったためと考えられる。
Further, the Ni—P—B alloy film of Example 1
When the liquid crystalline wholly aromatic polyester (LCP) was combined with the composite resin layer of Example 10 in which spherical carbonized carbon (CB) was filled at a weight ratio of 30%, the motor performance and the relative wear amount were “○”. , But the rotation accuracy was "△". It is considered that the rotation accuracy was deteriorated because the thickness of the composite resin layer was slightly large.

【0055】また、実施例1のNi−P−B合金膜と、
別の液晶性の全芳香族ポリエステル(LCP)にPA
N系の炭素繊維(CF)を重量比で30%充填した実施
例11の複合樹脂層とを組み合わせた場合は、モータ性
能は特に良く「○」で、回転精度および相対摩耗量も
「○」で良い結果が得られた。
Further, the Ni—P—B alloy film of Example 1
PA to another liquid crystalline wholly aromatic polyester (LCP)
When combined with the composite resin layer of Example 11 in which N-based carbon fibers (CF) were filled by 30% by weight, the motor performance was particularly good and the rotation accuracy and the relative wear amount were also good. With good results.

【0056】また、実施例1のNi−P−B合金膜と、
ベース樹脂であるフッ素樹脂にポリオキシベンゾイル
(POB)又は非熱可塑性のポリイミド(PI)を重量
比で15%配合してフッ素樹脂の強度を改善した樹脂組
成物に、強化剤として球状の炭素化カーボン(CB1)
を15%充填した実施例12および実施例13の複合樹
脂層とを組み合わせた場合は、ともにモータ性能がやや
劣り「△」であったが、回転精度は特に良く「○」で、
相対摩耗量も「○」であった。
Further, the Ni—P—B alloy film of Example 1
A resin composition in which polyoxybenzoyl (POB) or non-thermoplastic polyimide (PI) is blended at a weight ratio of 15% to a fluororesin as a base resin to improve the strength of the fluororesin, and a spherical carbonization as a reinforcing agent. Carbon (CB1)
When 15% was filled with the composite resin layers of Examples 12 and 13, the motor performance was slightly inferior in both cases, "△", but the rotational accuracy was particularly good, "回 転".
The relative wear amount was also “○”.

【0057】フッ素樹脂をベース樹脂とする複合樹脂は
特に硬度が低く、硬度が高い熱可塑性樹脂に比べて振動
のダンピング特性が大きいので、この複合樹脂を振動波
モータの摺動体として用いると、出力が小さくなるが、
特性の変動幅は特に小さく安定したモータ特性が得られ
る。
A composite resin using a fluororesin as a base resin has a particularly low hardness and a large vibration damping characteristic as compared with a thermoplastic resin having a high hardness. Is smaller,
The characteristic fluctuation width is particularly small, and stable motor characteristics can be obtained.

【0058】実施例2のNi−P系合金膜と、実施例5
〜8,10〜13の8種類の複合樹脂層とを組み合わせ
た場合は、モータ性能は実施例の合金膜を用いた場合
と全く同じ評価結果が得られたが、相対的にはややモー
タ性能が劣っていた。これは摩擦係数が実施例1のNi
−P−B合金膜が0.17であるのに対し、フッ素樹脂
を2.5%共折した実施例2のNi−P系合金膜が0.
11と小さいためと考えられる。
The Ni—P-based alloy film of Example 2 and Example 5
8 and 10 to 13, the motor performance was exactly the same as that obtained when the alloy film of the example was used, but the motor performance was relatively small. Was inferior. This is because the coefficient of friction was Ni of Example 1.
The Ni-P alloy film of Example 2 in which the fluorine resin was co-folded by 2.5% was 0.1%, while the Ni-P alloy film of 0.17 was 0.17.
It is considered that this is as small as 11.

【0059】また、炭素化カーボンのみを充填した実施
例5の複合樹脂層を用いた場合は、振動体の摺接面にフ
ッ素樹脂が共折しているためか、回転精度は「○」であ
ったが、この摺接面の合金膜の硬度がやや低いためか、
相対摩耗量は「△」となった。
When the composite resin layer of Example 5 in which only carbonized carbon was filled was used, the rotation accuracy was "o" because the fluororesin was folded together on the sliding surface of the vibrator. However, because the hardness of the alloy film on this sliding contact surface is slightly low,
The relative wear amount was “△”.

【0060】実施例のNi−P系合金膜と、実施例5
〜7,11,12の5種類の複合樹脂層とを組み合わせ
た場合は、フッ素樹脂を重量比で7.5%共折した実施
例3のNi−P系合金膜は摩擦係数が0.08とさらに
小さく、ビッカース硬度(450)もかなり低いため
か、モータ性能は全て「△」であり、実施例11の複合
樹脂層を用いた場合は、実施例2のNi−P系合金膜と
の組合せに比べて回転精度、相対摩耗量とも低下して
「△」となった。
The Ni—P-based alloy film of Example 5 and Example 5
When five types of composite resin layers of 7, 11 and 12 were combined, the Ni—P alloy film of Example 3 in which the fluorine resin was co-folded at a weight ratio of 7.5% had a friction coefficient of 0.08. Perhaps because the motor performance is all “Δ” because the Vickers hardness (450) is considerably low. When the composite resin layer of Example 11 is used, the Ni—P alloy film of Example 2 Both the rotation accuracy and the relative wear amount were lower than those of the combination, and became “△”.

【0061】また、実施例3のNi−P系合金膜と上記
5種類の複合樹脂層とを組合せて使用したモータを連続
運転後分解してみると、いずれの振動体の摺接面の合金
膜にも摺動方向の傷があり、この合金膜の硬さが不足し
ていることがわかった。
Further, when the motor using the combination of the Ni—P alloy film of Example 3 and the above five types of composite resin layers was disassembled after continuous operation, it was found that the alloy on the sliding contact surface of any vibrating body was The film also had scratches in the sliding direction, indicating that the hardness of the alloy film was insufficient.

【0062】なお、本実施形態では、振動体2の摺接面
に合金膜を形成し、移動体7の摺接面に複合樹脂層を設
けた場合について説明したが、本発明では、振動体の摺
接面に複合樹脂層を設け、移動体の摺接面に合金膜を設
けてもよい。
In the present embodiment, the case where the alloy film is formed on the sliding contact surface of the vibrating body 2 and the composite resin layer is provided on the sliding contact surface of the moving body 7 has been described. May be provided with a composite resin layer on the sliding contact surface, and an alloy film may be provided on the sliding contact surface of the moving body.

【0063】(第2実施形態)図3には、本発明の第2
実施形態である振動波モータの振動体と移動体の部分を
拡大して示している。本実施形態の振動体と移動体との
組み合わせは、図2に示した振動波モータの振動体と移
動体の組合せと互換性があり、これらを図1に示した第
1実施形態の振動波モータに組み込むことで、第2実施
形態の振動波モータを構成することができる。
(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
The vibrating body and the moving body of the vibration wave motor according to the embodiment are shown in an enlarged manner. The combination of the vibrating body and the moving body of the present embodiment is compatible with the combination of the vibrating body and the moving body of the vibration wave motor shown in FIG. 2, and these are combined with the vibration wave of the first embodiment shown in FIG. By incorporating the vibration wave motor into the motor, the vibration wave motor according to the second embodiment can be configured.

【0064】図3において、51は圧電素子、52はこ
の圧電素子51が固着された振動体である。振動体52
は、第1実施形態の振動波モータの振動体と同じ材料
(表2参照)で同じ形状に作られている。
In FIG. 3, reference numeral 51 denotes a piezoelectric element, and reference numeral 52 denotes a vibrating body to which the piezoelectric element 51 is fixed. Vibrator 52
Are made of the same material (see Table 2) and in the same shape as the vibrating body of the vibration wave motor of the first embodiment.

【0065】56は複合樹脂層であり、本実施形態では
振動体52のくし歯の表面(摺接面)にエポキシ系の接
着剤で固着されている。この複合樹脂層56は、ベース
樹脂又は樹脂組成物に、強化材又は強化材と潤滑剤との
混合物を充填した複合樹脂により形成される。
Reference numeral 56 denotes a composite resin layer, which is fixed to the surface (sliding contact surface) of the comb teeth of the vibrator 52 with an epoxy adhesive in this embodiment. The composite resin layer 56 is formed of a composite resin in which a base resin or a resin composition is filled with a reinforcing material or a mixture of a reinforcing material and a lubricant.

【0066】57は移動体であり、第1実施形態の振動
波モータの支持体5と同様にアルミ合金製で、形状寸法
も同じに作られている。この移動体57の表面(複合樹
脂層56との摺接面)には、三元合金の無電解ニッケル
膜を形成したり、フッ素樹脂を重量比で1.5〜8.5
%共折した無電解ニッケル膜(Ni−P)を形成したり
する。
A moving body 57 is made of an aluminum alloy and has the same shape and dimensions as the support 5 of the vibration wave motor of the first embodiment. A ternary alloy electroless nickel film is formed on the surface of the moving body 57 (the surface in sliding contact with the composite resin layer 56), or a fluororesin is used in a weight ratio of 1.5 to 8.5.
% Electroformed nickel film (Ni-P).

【0067】ここで、表6に本実施形態において移動体
57の摺接面に形成される合金膜を示し、表7に本実施
形態において振動体52の摺接面に設けられるの複合樹
脂層を示す。
Here, Table 6 shows an alloy film formed on the sliding contact surface of the moving body 57 in this embodiment, and Table 7 shows a composite resin layer provided on the sliding contact surface of the vibrating body 52 in this embodiment. Is shown.

【0068】[0068]

【表6】 [Table 6]

【0069】表6に示す合金膜の実施例1および実施例
2は、第1実施形態の振動波モータの合金膜(表3参
照)の実施例1および実施例2に対応するものである
が、本実施形態では、アルミ合金の移動体57に無電解
ニッケル膜を構成するため、熱変形を考慮して200℃
で加熱硬化して、表6のビッカース硬さを得ている。
The examples 1 and 2 of the alloy film shown in Table 6 correspond to the examples 1 and 2 of the alloy film (see Table 3) of the vibration wave motor of the first embodiment. In this embodiment, since the electroless nickel film is formed on the moving body 57 of the aluminum alloy, the temperature is set to 200 ° C. in consideration of thermal deformation.
To obtain the Vickers hardness shown in Table 6.

【0070】[0070]

【表7】 [Table 7]

【0071】表7に示す複合樹脂層の6種の実施例は、
第1実施形態の振動波モータの複合樹脂層(表4参照)
の実施例に対応しているものであるので、ここでは詳細
な説明は省略する。
Six examples of the composite resin layer shown in Table 7 are as follows.
Composite resin layer of vibration wave motor of first embodiment (see Table 4)
Therefore, detailed description is omitted here.

【0072】次に、これまで説明した移動体57の合金
膜(実施例1,2の合金膜)と振動体52の各種複合樹
脂層(実施例5〜13の複合樹脂層)とを組み合わせて
用いた振動波モータの評価結果について、表8を用いて
説明する。なお、この評価結果は、第1実施形態のモー
タと同様に、定格の回転数60rpm、トルク8kg・
cmで連続運転を行ったときの評価結果である。
Next, the alloy film of the moving body 57 (the alloy film of the first and second embodiments) described above is combined with the various composite resin layers of the vibrator 52 (the composite resin layers of the fifth to thirteenth embodiments). The evaluation results of the vibration wave motor used will be described with reference to Table 8. Note that, as with the motor of the first embodiment, the evaluation result is a rated rotation speed of 60 rpm and a torque of 8 kg ·
It is an evaluation result when performing continuous operation in cm.

【0073】[0073]

【表8】 [Table 8]

【0074】まず、実施例1のNi−P−B合金膜と、
PENに強化材のみを充填した実施例5の複合樹脂層と
を組み合せた場合は、モータ性能は「○」であったが、
回転精度と相対摩耗量は△でやや悪い結果であった。
First, the Ni—P—B alloy film of Example 1
When PEN was combined with the composite resin layer of Example 5 in which only the reinforcing material was filled, the motor performance was “○”,
The rotation accuracy and the relative wear amount were slightly poor in △.

【0075】また、実施例1のNi−P−B合金膜と、
PENに強化材と潤滑剤であるフッ素樹脂を充填した実
施例6の複合樹脂層とを組み合わせた場合は、モータ性
能と回転精度が「○」で相対摩耗量は「△」であった。
Further, the Ni—P—B alloy film of Example 1
When the composite resin layer of Example 6 in which PEN was filled with a reinforcing material and a fluororesin as a lubricant was combined, the motor performance and rotational accuracy were “「 ”, and the relative wear amount was“ △ ”.

【0076】また、実施例1のNi−P−B合金膜と、
PENに強化材である炭素化カーボン(CB)を重量
比で35%充填し、潤滑剤であるフッ素樹脂およびグラ
ファイト粉末を充填した実施例7の複合樹脂層を組み合
わせた場合は、モータ性能および回転精度が「○」で、
相対摩耗量が「△」であった。そして、モータを分解し
てみると、合金膜の一部に非常にわずかであるが付着物
が見られた。
Further, the Ni—P—B alloy film of Example 1
When the composite resin layer of Example 7 in which PEN is filled with carbonized carbon (CB) as a reinforcing material at a weight ratio of 35% and filled with a fluororesin and a graphite powder as a lubricant, the motor performance and the rotation were improved. Accuracy is "○",
The relative wear amount was “△”. Then, when the motor was disassembled, a very small amount of deposit was observed on a part of the alloy film.

【0077】また、実施例1のNi−P−B合金膜と、
PENに強化材である炭素繊維(CF)を重量比で20
%充填し、潤滑剤であるフッ素樹脂およびグラファイト
粉末を充填した実施例8の複合樹脂層を組み合わせた場
合は、全ての評価項目が「○」であった。
Further, the Ni—P—B alloy film of Example 1
Carbon fiber (CF) as a reinforcing material is added to PEN in a weight ratio of 20.
%, All the evaluation items were “○” when the composite resin layer of Example 8 was filled with the fluororesin and graphite powder as lubricants.

【0078】また、実施例1のNi−P−B合金膜と、
液晶性の全芳香族ポリエステル(LCP2)に炭素繊維
(CF)を30%充填した実施例11の複合樹脂層とを
組み合せた場合は、モータ性能と相対摩耗量が「○」
で、回転精度は「△」であった。なお、この場合は、複
合樹脂層に潤滑剤としてフッ素樹脂を充填し、安定した
摺接面を得る必要がある。
Further, the Ni—P—B alloy film of Example 1
When the liquid crystalline wholly aromatic polyester (LCP2) was combined with the composite resin layer of Example 11 in which carbon fiber (CF) was filled at 30%, the motor performance and the relative wear amount were “○”.
And the rotation accuracy was “△”. In this case, it is necessary to fill the composite resin layer with a fluororesin as a lubricant to obtain a stable sliding contact surface.

【0079】また、実施例のNi−P−B合金膜と、
PTFEとPOBの樹脂組成物に炭素化カーボンビーズ
(CB)を重量比で15%充填した実施例12の複合
樹脂層はモータ性能が「△」であったが、回転精度と相
対摩耗は良く「○」であった。
Further, the Ni—P—B alloy film of the embodiment,
The motor performance of the composite resin layer of Example 12 in which carbonized carbon beads (CB) were filled with 15% by weight of the resin composition of PTFE and POB was “△”, but the rotation accuracy and relative wear were good. ○ ”.

【0080】実施例2のフッ素樹脂を2.5%共折した
Ni−P合金膜と、PENに強化剤と潤滑剤のフッ素樹
脂およびグラファイト粉末とを充填した実施例7および
実施例8の複合樹脂層とを組み合わせた場合は、実施例
のNi−P−B合金膜と組み合せたときと全く同じ評
価結果が得られた。但し、実施例8の複合樹脂層を用い
た場合は、相手の合金膜に摺動方向の傷がわずかに見ら
れた。
A composite of Example 7 and Example 8 wherein the Ni-P alloy film obtained by co-folding 2.5% of the fluororesin of Example 2 and PEN were filled with a reinforcing agent, a fluororesin as a lubricant and graphite powder. When combined with the resin layer, exactly the same evaluation results were obtained as when combined with the Ni-P-B alloy film of Example. However, when the composite resin layer of Example 8 was used, a slight scratch in the sliding direction was found on the mating alloy film.

【0081】実施例2のNi−P合金膜と実施例11お
よび実施例12の複合樹脂層とを組み合わせた場合も、
実施例1のNi−P−B合金膜と組み合わせたときと同
じ結果が得られ、実施例11の複合樹脂層を用いた場合
は合金膜に摺動方向の傷が見られた。
When the Ni—P alloy film of Example 2 was combined with the composite resin layers of Examples 11 and 12,
The same result as that obtained by combining with the Ni—P—B alloy film of Example 1 was obtained, and when the composite resin layer of Example 11 was used, scratches in the sliding direction were found in the alloy film.

【0082】なお、本実施形態では、振動体52の摺接
面に複合樹脂層を設け、移動体57の摺接面に合金膜を
設けた場合について説明したが、本発明では、振動体の
摺接面に合金膜を形成し、移動体の摺接面に複合樹脂層
を設けてもよい。
In this embodiment, the case where the composite resin layer is provided on the sliding contact surface of the vibrating member 52 and the alloy film is provided on the sliding contact surface of the moving member 57 has been described. An alloy film may be formed on the sliding contact surface, and a composite resin layer may be provided on the sliding contact surface of the moving body.

【0083】また、以上の各実施形態で説明した振動波
モータの回転軸10は、例えば図1に示すように複写機
の転写ドラム駆動機構に連結され、転写ドラムを安定的
に駆動する等、種々の装置の駆動源として用いられる。
The rotating shaft 10 of the vibration wave motor described in each of the above embodiments is connected to a transfer drum driving mechanism of a copying machine as shown in FIG. 1, for example, to stably drive the transfer drum. It is used as a drive source for various devices.

【0084】なお、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。
The present invention may use the above embodiments and modified examples, or their technical elements in combination as needed.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上説明したように、本願第1の発明で
は、振動体および接触体のうち一方の摺接面に三元合金
の無電解ニッケル膜を形成し、他方の摺接面にフッ素樹
脂等の強化材を含有した複合樹脂層を形成している。ま
た、本願第2の発明では、一方の摺接面にフッ素樹脂を
共析した無電解ニッケル膜を形成し、他方の摺接面に炭
素繊維等の強化材を含有した複合樹脂層を形成してい
る。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a ternary alloy electroless nickel film is formed on one sliding surface of the vibrating body and the contact body, and fluorine is formed on the other sliding surface. A composite resin layer containing a reinforcing material such as a resin is formed. Further, in the second invention of the present application, an electroless nickel film in which a fluororesin is eutectoid is formed on one sliding contact surface, and a composite resin layer containing a reinforcing material such as carbon fiber is formed on the other sliding contact surface. ing.

【0086】このため、上記第1の発明を用いれば、一
方の摺接面側に硬質な炭化ケイ素の粒子を含有していな
いので、他方の摺接面側の複合樹脂層の摩耗を抑えるこ
とができる。
For this reason, according to the first aspect of the present invention, one of the sliding surfaces does not contain hard silicon carbide particles, so that the abrasion of the composite resin layer on the other sliding surface can be suppressed. Can be.

【0087】しかも、これら第1および第2の発明を用
いれば、駆動装置の運転初期において、上記一方の摺接
面にフッ素樹脂膜を均一に形成させて潤滑性を向上させ
ることができるとともに、複合樹脂層からの摩耗粉の発
生を抑え、その摩耗粉の無電解ニッケル膜への付着や複
合樹脂層への堆積を防止することができる。したがっ
て、振動体と接触体との間の摩擦係数を安定させ、駆動
性能や回転精度が優れ、寿命が長い振動型駆動装置を実
現することができる。
Further, according to the first and second aspects of the present invention, it is possible to improve the lubricity by uniformly forming the fluororesin film on the one sliding contact surface at the beginning of the operation of the driving device. Generation of abrasion powder from the composite resin layer can be suppressed, and adhesion of the abrasion powder to the electroless nickel film and deposition on the composite resin layer can be prevented. Therefore, it is possible to stabilize the coefficient of friction between the vibrating body and the contacting body, and realize a vibration type driving device having excellent driving performance and rotational accuracy and a long life.

【0088】なお、無電解ニッケル膜を100〜400
℃で加熱硬化処理すれば、より硬質かつ安定した合金膜
を形成することができる。
The electroless nickel film was formed to a thickness of 100 to 400.
By performing the heat hardening treatment at ℃, a harder and more stable alloy film can be formed.

【0089】また、複合樹脂層に潤滑剤を含有させれ
ば、より優れた駆動性能等を得ることができる。
Further, when a lubricant is contained in the composite resin layer, more excellent driving performance and the like can be obtained.

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

【図1】本発明の第1実施形態である振動波モータの断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a vibration wave motor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記振動波モータを構成する振動体と移動体の
部分拡大断面図である。
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of a vibrating body and a moving body constituting the vibration wave motor.

【図3】本発明の第2実施形態である振動波モータの断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a vibration wave motor according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,51 圧電素子 2,52 振動体 5 支持体 6,56 複合樹脂層 7,57 移動体 1,51 Piezoelectric element 2,52 Vibrator 5 Support 6,56 Composite resin layer 7,57 Moving body

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動が励起される振動体と、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型駆動
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摺接面に、三
元合金の無電解ニッケル膜を設け、他方の摺接面に、樹
脂又は樹脂組成物に強化材を含有させた複合樹脂層を設
けたことを特徴とする振動型駆動装置。
1. A vibration-type driving device that relatively frictionally drives a vibrating body in which vibration is excited and a contact body that comes into contact with the vibrating body, wherein one of the vibrating body and the contacting body has a sliding contact surface. A ternary alloy electroless nickel film and a composite resin layer containing a resin or a resin composition containing a reinforcing material provided on the other sliding contact surface.
【請求項2】 前記無電解ニッケル膜が、100〜40
0℃で加熱硬化処理されていることを特徴とする請求項
1に記載の振動型駆動装置。
2. The method according to claim 1, wherein the electroless nickel film has a thickness of 100 to 40.
The vibration-type driving device according to claim 1, wherein the vibration-type driving device has been subjected to a heat curing treatment at 0 ° C.
【請求項3】 前記無電解ニッケル膜が、ニッケル−リ
ン−ホウ素合金からなることを特徴とする請求項1又は
2に記載の振動型駆動装置。
3. The vibration type driving device according to claim 1, wherein the electroless nickel film is made of a nickel-phosphorus-boron alloy.
【請求項4】 前記樹脂が、熱可塑性樹脂又はフッ素樹
脂であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに
記載の振動型駆動装置。
4. The vibration type driving device according to claim 1, wherein said resin is a thermoplastic resin or a fluororesin.
【請求項5】 前記熱可塑性樹脂が、ポリエーテルニト
リル(PEN)、ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)又は液晶性の全芳香族ポリエステル(LCP)であ
ることを特徴とする請求項4に記載の振動型駆動装置。
5. The method according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is polyether nitrile (PEN), polyether ether ketone (PEE).
The vibration-type driving device according to claim 4, wherein the driving device is K) or a liquid-crystalline wholly aromatic polyester (LCP).
【請求項6】 前記フッ素樹脂が、四フッ化エチレン樹
脂(PTFE)であることを特徴とする請求項4に記載
の振動型駆動装置。
6. The vibration type driving device according to claim 4, wherein the fluororesin is a tetrafluoroethylene resin (PTFE).
【請求項7】 前記樹脂組成物が、フッ素樹脂とポリオ
キシベンゾイル(POB)又はポリイミド(PI)とか
らなることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記
載の振動型駆動装置。
7. The vibration type driving device according to claim 1, wherein the resin composition comprises a fluororesin and polyoxybenzoyl (POB) or polyimide (PI).
【請求項8】 前記強化材が、炭素繊維、粒状若しくは
球状の炭素ビーズ又は炭素繊維と炭素ビーズの混合物で
あることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載
の振動型駆動装置。
8. The vibration-type driving device according to claim 1, wherein the reinforcing material is carbon fiber, granular or spherical carbon beads, or a mixture of carbon fibers and carbon beads.
【請求項9】 前記複合樹脂層に、潤滑剤を含有させた
ことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の振
動型駆動装置。
9. The vibration type driving device according to claim 1, wherein a lubricant is contained in the composite resin layer.
【請求項10】 前記潤滑剤が、フッ素樹脂又はフッ素
樹脂とグラファイト粉末の混合物であることを特徴とす
る請求項9に記載の振動型駆動装置。
10. The vibration type driving device according to claim 9, wherein the lubricant is a fluororesin or a mixture of a fluororesin and graphite powder.
【請求項11】 振動が励起される振動体と、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型駆
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摺接面に、フ
ッ素樹脂を重量比で1.5〜8.5%共析した無電解ニ
ッケル膜を設け、他方の摺接面に、樹脂又は樹脂組成物
に強化材を含有させた複合樹脂層を設けたことを特徴と
する振動型駆動装置。
11. A vibration-type driving device that relatively frictionally drives a vibrating body for which vibration is excited and a contact body that comes into contact with the vibrating body, wherein one of the vibrating body and the contacting body has a sliding contact surface. Is provided with an electroless nickel film obtained by eutectoid deposition of a fluororesin in a weight ratio of 1.5 to 8.5%, and a composite resin layer containing a resin or a resin composition containing a reinforcing material is provided on the other sliding contact surface. A vibration type driving device characterized by the above-mentioned.
【請求項12】 前記無電解ニッケル膜が、100〜4
00℃で加熱硬化処理されていることを特徴とする請求
項11に記載の振動型駆動装置。
12. The electroless nickel film according to claim 1, wherein
The vibration-type driving device according to claim 11, wherein the vibration-type driving device has been subjected to a heat curing treatment at 00C.
【請求項13】 前記無電解ニッケル膜が、ニッケル−
リン合金又はニッケル−ホウ素合金からなることを特徴
とする請求項11又は12に記載の振動型駆動装置。
13. The method as claimed in claim 13, wherein the electroless nickel film is made of nickel-
The vibration type driving device according to claim 11, wherein the vibration type driving device is made of a phosphorus alloy or a nickel-boron alloy.
【請求項14】 前記樹脂が、熱可塑性樹脂又はフッ素
樹脂であることを特徴とする請求項11から13のいず
れかに記載の振動型駆動装置。
14. The vibration type driving device according to claim 11, wherein the resin is a thermoplastic resin or a fluororesin.
【請求項15】 前記熱可塑性樹脂が、ポリエーテルニ
トリル(PEN)、ポーリエーテルエーテルケトン(P
EEK)又は液晶性の全芳香族ポリエステル(LCP)
であることを特徴とする請求項14に記載の振動型駆動
装置。
15. The thermoplastic resin is made of polyether nitrile (PEN), polyether ether ketone (P
EEK) or liquid crystalline wholly aromatic polyester (LCP)
The vibration type driving device according to claim 14, wherein:
【請求項16】 前記フッ素樹脂が、四フッ化エチレン
樹脂(PTFE)であることを特徴とする請求項14に
記載の振動型駆動装置。
16. The vibration type driving device according to claim 14, wherein the fluororesin is a tetrafluoroethylene resin (PTFE).
【請求項17】 前記樹脂組成物が、フッ素樹脂とポリ
オキシベンゾイル(POB)又はポリイミド(PI)と
からなることを特徴とする請求項11から13のいずれ
かに記載の振動型駆動装置。
17. The vibration type driving device according to claim 11, wherein the resin composition is made of a fluororesin and polyoxybenzoyl (POB) or polyimide (PI).
【請求項18】 前記強化材が、炭素繊維、粒状若しく
は球状の炭素ビーズ又は炭素繊維と炭素ビーズの混合物
であることを特徴とする請求項11から17のいずれか
に記載の振動型駆動装置。
18. The vibration type driving device according to claim 11, wherein the reinforcing material is carbon fiber, granular or spherical carbon beads, or a mixture of carbon fibers and carbon beads.
【請求項19】 前記複合樹脂層に、潤滑剤を含有させ
たことを特徴とする請求項11から18のいずれかに記
載の振動型駆動装置。
19. The vibration-type driving device according to claim 11, wherein the composite resin layer contains a lubricant.
【請求項20】 前記潤滑剤が、フッ素樹脂又はフッ素
樹脂とグラファイト粉末の混合物であることを特徴とす
る請求項19に記載の振動型駆動装置。
20. The vibration type driving device according to claim 19, wherein the lubricant is a fluororesin or a mixture of a fluororesin and graphite powder.
【請求項21】 請求項1から20のいずれかに記載の
振動型駆動装置を備えたことを特徴とする装置。
21. A device comprising the vibration type driving device according to claim 1. Description:
JP8164880A 1996-06-25 1996-06-25 Oscillatory driver and apparatus with oscillatory driver Pending JPH1014264A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8615147B2 (en) 2010-07-21 2013-12-24 Electronics And Telecommunications Research Institute Optical switch device and method of manufacturing the same

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