(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の外周面を有する移動子と、
前記移動子の前記外周面に接触可能な円弧状の断面を有する当接面が形成される振動子と、
前記移動子と前記振動子とを３００Ｎ〜６００Ｎの予圧力で加圧接触させる予圧手段と、
前記振動子に超音波振動を発生させることにより前記移動子を移動させる振動手段と、
前記移動子の前記外周面に接触可能に配置される潤滑剤供給手段と、
を備え、
前記移動子の前記外周面は前記振動子と接触可能な移動子側接触面を有し、
前記振動子の前記当接面は前記移動子側接触面と接触可能な振動子側接触面を有し、
前記移動子側接触面の硬度（Ａ）は前記振動子側接触面の硬度（Ｂ）よりも高く、
前記移動子側接触面の硬度（Ａ）と前記振動子側接触面の硬度（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が１より大きく且つ２０以下であり、
前記潤滑剤供給手段は多孔質性の樹脂部材に潤滑剤を含浸させた供給体を有し、
前記移動子の前記移動子側接触面が前記供給体に接触することで前記移動子側接触面に潤滑剤が供給され、
前記移動子側接触面に供給された潤滑剤が前記移動子の回転に伴い前記振動子側接触面に供給されて、前記移動子側接触面と前記振動子側接触面との間に潤滑剤の膜が形成されることを特徴とする振動アクチュエータ。
【請求項２】
前記移動子側接触面の硬度（Ａ）と前記振動子側接触面の硬度（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が１より大きく且つ５以下である請求項１に記載の振動アクチュエータ。
【請求項３】
前記移動子又は前記振動子のうち少なくとも１つは、各々、前記移動子側接触面又は前記振動子側接触面に形成された薄膜を有し、
所定の条件に応じて、前記薄膜が形成された前記移動子側接触面又は前記薄膜が形成された前記振動子側接触面の硬度は、各々、前記移動子の母材又は前記振動子の母材の硬度とする請求項１又は２に記載の振動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、振動子に発生させた超音波振動を利用して移動子を駆動する振動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、圧電素子等を含む振動子に超音波振動を発生させ、振動子に加圧接触された移動子を両部材間の摩擦力によって駆動する振動アクチュエータが実現されている。ここで、振動アクチュエータが長期間駆動する場合において、移動子が振動子と接触する部分のうち、特に高頻度で摺動し摩擦する箇所が出てくる。移動子の表面のうち高頻度で振動子と摺動する部分は、それ以外の部分より摩耗の度合いが大きくなる。その結果、移動子の表面には摩耗の大きな箇所と摩耗の小さな箇所ができ、両者の境目には段差や凹凸が形成され、移動子が振動子に対して摺動する際に振動アクチュエータの円滑な動作が妨げられるおそれがある。
【０００３】
このような問題に鑑みて、例えば特許文献１の振動アクチュエータでは、ロータ（移動子）の摺動部の硬度をステータ（振動子）の端部の硬度よりも大きくすることで、ロータ（移動子）の変形を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４５１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、長期間の使用に亘って振動アクチュエータの動作を円滑にし、振動アクチュエータの寿命を長くするために、移動子の摩耗を防止することが必要である。一方で、振動アクチュエータは駆動力ができるだけ高いことが望ましい。特に、例えば振動アクチュエータをロボットハンドの関節等に使用する場合において出力部材をダイレクト駆動するためには、高い駆動力が必要となる。すなわち、振動アクチュエータの駆動力を向上させるために高い予圧をかける必要がある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に見られるように時計やカメラに使用する振動アクチュエータにおいては、移動子には、超鋼、ルビー、鉄、セラミック等を材料として使用したり、硬化処理を施したりしている。一方、振動子にはポリイミド樹脂、フッ化樹脂、ナイロン等の樹脂素材を材料として用いている。そのため、移動子と振動子との硬度差は極めて大きく、高い予圧をかけた場合には振動子の摩耗や変形を生じさせる。従って、特許文献１の振動アクチュエータは低い予圧力しかかけておらず、高い予圧力をかけることができないため、高いトルクを出すことができない。
【０００７】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、振動アクチュエータの高寿命化と高トルク化とを両立することを実現した振動アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る振動アクチュエータは、円筒形状の外周面を有する移動子と、移動子の外周面に接触可能な円弧状の断面を有する当接面が形成される振動子と、移動子と振動子とを３００Ｎ〜６００Ｎの予圧力で加圧接触させる予圧手段と、振動子に超音波振動を発生させることにより移動子を移動させる振動手段と、移動子の外周面に接触可能に配置される潤滑剤供給手段とを備え、移動子の外周面は振動子と接触可能な移動子側接触面を有し、振動子の当接面は移動子側接触面と接触可能な振動子側接触面を有し、移動子側接触面の硬度（Ａ）は振動子側接触面の硬度（Ｂ）よりも高く、移動子側接触面の硬度（Ａ）と振動子側接触面の硬度（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が１より大きく且つ２０以下であり、潤滑剤供給手段は多孔質性の樹脂部材に潤滑剤を含浸させた供給体を有し、移動子の移動子側接触面が供給体に接触することで移動子側接触面に潤滑剤が供給され、移動子側接触面に供給された潤滑剤が移動子の回転に伴い振動子側接触面に供給されて、移動子側接触面と振動子側接触面との間に潤滑剤の膜が形成されることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る振動アクチュエータは、移動子側当接面の硬度（Ａ）と振動子側当接面の硬度（Ｂ）との硬度比（Ａ／Ｂ）が１より大きく且つ５以下であってもよい。
【００１０】
また、移動子又は振動子のうち少なくとも１つは、各々、移動子側接触面又は振動子側接触面に形成された薄膜を有し、所定の条件に応じて、薄膜が形成された移動子側接触面又は薄膜が形成された振動子側接触面の硬度は、各々、移動子の母材又は振動子の母材の硬度としてもよい。
すなわち所定の条件に応じては、移動子側母材の硬度（ａ”）と振動子側母材の硬度（ｂ”）との比（ａ”／ｂ”）が１より大きく且つ２０以下であってもよい。さらに、移動子側母材の硬度（ａ”）と振動子側接触面の硬度（Ｂ）との比（ａ”／Ｂ）が１より大きく且つ２０以下であってもよい。またさらに、移動子側接触面の硬度（Ａ）と振動子側母材の硬度（ｂ”）との比（Ａ／ｂ”）が１より大きく且つ２０以下であってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、振動アクチュエータの長期間の使用における動作の円滑化と高トルク化とを両立することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１又は２に係る振動アクチュエータの構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した振動アクチュエータに関して、縦軸に移動子のトルク、横軸にロータの硬度／ステータの硬度の比をとった場合の概念図である。
【図３】図１に示した振動アクチュエータに関して、ｘ軸に圧電素子の体積、ｙ軸にロータとステータとの間に働く摩擦力の大きさ、ｚ軸に予圧力の大きさをとり、体積を移動子のトルクとして表した概念図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係る振動アクチュエータの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、この発明の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この実施の形態１に係る振動アクチュエータ１０１を示す。振動アクチュエータ１０１は、超音波振動を利用して略円筒状のロータ１を軸方向周り（矢印Ｐ及び矢印Ｑ参照）に回転させるものであって、ロータ１に一方の端部側で接触するステータ２を備えている。また、ステータ２の他方の端部側には、ステータ２に超音波振動を発生させる圧電素子３と、第一基部ブロック４及び第二基部ブロック５とが順次設けられている。圧電素子３は複数の圧電素子板を積層したものであり、これらの圧電素子板に図示しない駆動回路から交流電圧を印加することによってステータ２に超音波振動が発生する。尚、ステータ２及び圧電素子３は全体として略円筒状の外形を有しており、ロータ１の軸方向とステータ２及び圧電素子３の軸方向とが直交している。ここで、ロータ１、ステータ２及び圧電素子３は、振動アクチュエータ１０１における移動子、振動子及び振動手段をそれぞれ構成している。
【００１５】
ロータ１は、同一の円筒形状を有する第一ロータ部材１ａ及び第二ロータ部材１ｂと、これらのロータ部材１ａ、１ｂの中央部を貫通するロータ軸１ｃとを備えている。第一ロータ部材１ａ及び第二ロータ部材１ｂは、ロータ軸１ｃの両端部にそれぞれ一体として固定されており、ロータ軸１ｃの中心軸線を回転中心として、第一ロータ部材１ａ、第二ロータ部材１ｂ及びロータ軸１ｃが一体として回転するようになっている。また、ロータ１の外周部には、例えば振動アクチュエータ１０１をロボットハンドとして適用した場合に、その腕部や指部を構成する部材となる柱状のアーム部材６が設けられている。アーム部材６は、第一ロータ部材１ａの外周面１ａａ及び第二ロータ部材１ｂの外周面１ｂａにそれぞれ固定されており、ロータ１とアーム部材６とが一体として回転可能となっている。
【００１６】
ここで、以下の説明の便宜上、ステータ２及び圧電素子３の中心軸をＺ軸として規定し、その正方向を第二基部ブロック５側からステータ２側へ向かう方向とする。また、Ｚ軸に対して直交するロータ軸１ｃの中心軸をＸ軸として規定するとともに、Ｚ軸及びＸ軸に直交するようにＹ軸が延びているものと規定する。
ロータ１側となるステータ２の端部には、Ｚ軸に沿って正方向に突出するとともにＸ軸に沿って直線状に延びる一対の第一突出爪部２ａ及び第二突出爪部２ｂが形成されている。第一突出爪部２ａの先端部において、内側、すなわち凹部２ｃ側に位置する部位には、第一ロータ部材１ａの外周面１ａａ及び第二ロータ部材１ｂの外周面１ｂａに沿った円弧状の断面を有する第一当接面２ａ１が形成されている。この第一当接面２ａ１は一対の第一接触面２ａ２を有すると共に、この第一接触面２ａ２において第一ロータ部材１ａの外周面１ａａ及び第二ロータ部材１ｂの外周面１ｂａと接触している。同様に、第二突出爪部２ｂの先端部において内側に位置する部位にも、第一当接面２ａ１と同様の断面を有する第二当接面２ｂ１が形成されている。また、第二当接面２ｂ１は一対の第二接触面２ｂ２を有すると共に、この第二接触面２ｂ２において第一ロータ部材１ａの外周面１ａａ及び第二ロータ部材１ｂの外周面１ｂａと接触している。つまり、ステータ２は、第一突出爪部２ａの第一当接面２ａ１及び第二突出爪部２ｂの第二当接面２ｂ１において、ロータ１の第一ロータ部材１ａ及び第二ロータ部材１ｂと接触可能となっている。
ここで、第一ロータ部材１ａの外周面１ａａ及び第二ロータ部材１ｂの外周面１ｂａは、移動子側接触面を構成する。移動子側接触面とは、ロータ１の回転移動範囲に応じてロータ１がステータ２と接触可能な部分をいう。なお、本実施の形態において、移動子側接触面はアーム部材６の取り付け部分を除いた外周面１ａａ及び外周面１ｂａ全体をいう。
また、第一接触面２ａ２及び第二接触面２ｂ２は、振動子側接触面を構成する。振動子側接触面とは、ステータにおいてロータと接触可能な部分をいう。
【００１７】
また、第一突出爪部２ａと第二突出爪部２ｂとの間に形成された凹部２ｃの内部には、潤滑剤として潤滑油が含浸された略直方体の供給体１０が設けられている。供給体１０は、可撓性及び／又は弾性を有する多孔質性の樹脂部材に、オイルやグリスなどの潤滑油等の潤滑剤を含浸させたものである。潤滑油には、例えば、フッ素系、グリコール系、合成炭化水素系、又はエステル系のオイルやグリスを使用することができる。供給体１０は潤滑剤供給手段を構成する。
【００１８】
また、振動アクチュエータ１０１は、ロータ１とステータ２とを加圧接触させるための予圧部材８を備えている。予圧部材８は、ステータ２及び圧電素子３の中央部をＺ軸に沿って延びる軸部８ａを有している。軸部８ａの一端は、ステータ２から突出してロータ１の第一ロータ部材１ａと第二ロータ部材１ｂとの間に延出しており、ロータ軸１ｃの外周部を囲んで回転可能に支持する取付部８ｂに連結されている。一方、軸部８ａの他端は第二基部ブロック５の内部に延出しており、コイルばね等から構成される付勢部８ｃに連結されている。付勢部８ｃは、軸部８ａ及び取付部８ｂを介してロータ軸１ｃを矢印Ｆで示される方向（Ｚ軸の負方向）に付勢しており、それにより、ロータ１とステータ２とが加圧接触するようになっている。ここで、軸部８ａ、取付部８ｂ及び付勢部８ｃから構成される予圧部材８は、振動アクチュエータ１０１における予圧手段を構成するものである。
【００１９】
次に、この発明の実施の形態１に係る振動アクチュエータの動作について説明する。
図１に示すように、まず圧電素子３の複数の圧電素子板に対して図示しない駆動回路から交流電圧が印加されると、各圧電素子板は、振動方向が互いに異なる超音波振動をそれぞれ発生する。これらの超音波振動が複合振動としてステータ２に伝達されると、ステータ２の第一突出爪部２ａ及び第二突出爪部２ｂの先端部にＸ軸周りの楕円振動が発生する。また、第一突出爪部２ａの第一当接面２ａ１及び第二突出爪部２ｂの第二当接面２ｂ１にはＸ軸周りの楕円振動による進行波が発生し、これらの当接面２ａ１及び２ｂ１と、ロータ１の第一ロータ部材１ａの外周面１ａａ及び第二ロータ部材１ｂの外周面１ｂａとの間に作用する摩擦力により、ロータ１及びアーム部材６が矢印Ｐまたは矢印Ｑで示される方向に回転される。尚、ロータ１の回転方向は、圧電素子３の各圧電素子板に印加する交流電圧に応じて制御される。
また、圧電素子３の発生する超音波振動は、圧電素子３から振動子２に伝達された超音波振動において、その振幅が最も大きくなる振動の腹又は振動の腹の近傍が、振動子２の第一突出爪部２ａの第一当接面２ａ１及び第二突出爪部２ｂの第二当接面２ｂ１の位置となる、すなわち、第一当接面２ａ１及び第二当接面２ｂ１に含まれるように、圧電素子３に印加する交流電圧を制御することによって振動の位相が制御されている。このため、振動の腹の位置又はその近傍となる第一当接面２ａ１及び第二当接面２ｂ１では、超音波振動の振幅が大きくなっている、すなわち、振動が大きくなっている。
【００２０】
また、第一ロータ部材１ａの外周面１ａａ及び第二ロータ部材１ｂの外周面１ｂａには、潤滑部材１０と接触することによって、表面張力のポンプ効果により潤滑部材１０が保持する潤滑油が供給される。さらに、潤滑部材１０から外周面１ａａ及び１ｂａに供給された潤滑油は、最も振動が大きくなる振動子２の第一当接面２ａ１及び第二当接面２ｂ１との接触面に集まる。そのため、潤滑油は外周面１ａａ及び外周面１ｂａと第一当接面２ａ１及び第二当接面２ｂ１との接触箇所全体に浸透し油膜を形成する。
【００２１】
次に、図２を参照にして、ロータ１とステータ２との硬度比について説明する。図２は、ロータ１の硬度（Ａ）とステータ２の硬度（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）と、ロータのトルクとの関係を概念的に示したグラフである。なお、ロータ１及びステータ２の硬度は一般的な硬さ試験機によって同じ指標に基づいて測る。本実施の形態における硬度は、ビッカーズ硬度に基づく値だが、ロックウェル硬度等を用いてもよい。
このグラフにおいて、ロータ１の材料にはセラミックが用いられており、ビッカース硬度においてＨＶ１７００である。図２において、(i）はステータ２の材料としてセラミックを用いた場合を示している。また、ステータ２の材料として、（ii）は炭素鋼を、（iii）はアルミニウムを用いた場合を示している。
また、図２のグラフの領域（ａ）はロータ１の硬度（Ａ）とステータ２の硬度（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が１より大きく且つ５以下となる領域を示している。ここで、本実施の形態においては、ロータ１の硬度（Ａ）とステータ２の硬度（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）は１より大きく且つ５以下となる値をとり、領域（ａ）内に表される。また、上述した（ｉ）及び（ii）は領域（ａ）内にある。
またさらに、領域（ｂ）は両者の硬度比（Ａ／Ｂ）が１より大きく且つ２０以下となる範囲を示している。ここで、（iii）は領域（ａ）外かつ領域（ｂ）内にあり、ステータ２の材料にアルミニウムを用いた場合の硬度比（Ａ／Ｂ）は、５より大きく２０以下となる。
また、（iv）はステータ２の材料として樹脂素材を用いた従来の振動アクチュエータにおけるロータ１の硬度（Ａ）とステータ２の硬度（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）を示し、領域（ｃ）はロータ１に樹脂材料を用いたときに考えられうる硬度比（Ａ／Ｂ）とトルクの範囲を示している。
【００２２】
図２の領域（ｃ）より、ステータ２の材料として樹脂素材を用いた場合、ロータ１の硬度（Ａ）とステータ２の硬度（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が極度に大きくなり、必要な高いトルクを得ることができないことが明らかである。すなわち、領域（ｃ）においては、ロータ１の硬度（Ａ）に対してステータ２の硬度（Ｂ）が低すぎるため、１０Ｎ以下の予圧力しかかけることができず、高いトルクを得ることができない。
一方、領域（ａ）においては、ロータ１の硬度（Ａ）とステータ２の硬度（Ｂ）との差が小さく、硬度比（Ａ／Ｂ）が小さいため、非常に高い予圧力（３００Ｎ〜６００Ｎ）をかけることができる。そのため、アーム部材６をダイレクト駆動できるだけの高いトルクが振動アクチュエータ１０１に発生する。
【００２３】
次に、本発明にかかる振動アクチュエータ１０１のトルクと、ステータ２の材料として樹脂素材を用いた従来の振動アクチュエータのトルクとの違いを、図３を用いて説明する。図３は、それぞれｘ軸に圧電素子の体積を、ｙ軸にロータとステータとの関係を表す係数を、またｚ軸に予圧力をとり、その結果描き出される３次元的なグラフの体積を振動アクチュエータのトルクの大きさとして概念的に表したものである。なお、ロータとステータとの関係を表す係数とは、ロータとステータとの摩擦の度合い、変形の度合いに応じて変動する係数であり、摩擦係数が大きい場合、変形が少ないほど大きくなる。
ここで、図３（ａ）はステータ２の材料が樹脂素材である振動アクチュエータのトルクの大きさを表している。また、図３（ｂ）は本発明にかかる振動アクチュエータ１０１のトルクの大きさを表す。前述した通り、図３（ｂ）の振動アクチュエータ１０１は図３（ａ）の振動アクチュエータよりも予圧力が低い。また、図３（ａ）の振動アクチュエータは前述したように時計やカメラに使用されるものなので、圧電素子は小さい。またさらに、ステータとロータと関係を表す係数も小さい。従って、図３（ｂ）の振動アクチュエータ１０１の方がより高いトルクを得られることがわかる。
【００２４】
以上説明したように、振動アクチュエータ１０１において、ロータ１の硬度（Ａ）とステータ２の硬度（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）を１より大きく５以下とすることで、ロータ１が摩耗せず、長期間の使用であっても振動アクチュエータ１０１の円滑な動作が保たれる。また、ロータ１とステータ２との間の硬度の差が大きすぎず、高い予圧力をかけることができる。その結果、アーム部材６の駆動に必要な高いトルクを得ることができる。すなわち、振動アクチュエータ１０１を長期間使用した場合であっても動作の円滑化及び高トルク化を両立することができる。
【００２５】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る振動アクチュエータ１０２について説明する。
振動アクチュエータ１０２は、図１に示される実施の形態１の振動アクチュエータ１０１と同様の構成の振動アクチュエータにおいて、ロータ１の硬度（Ａ）とステータ２の硬度（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）を５より大きく２０以下としたものである。従って、全体の構成についての詳細な説明は省略する。
【００２６】
ここで、振動アクチュエータ１０２におけるロータ１の硬度（Ａ）とステータ２の硬度（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）は、上述したように図２のグラフにおいては、領域（ｂ）（領域（ａ）を除く）に表される。従って、本実施の形態においてもロータ１の硬度（Ａ）とステータ２の硬度（Ｂ）との差が小さく、硬度比（Ａ／Ｂ）が小さいため、１００Ｎ以上の高い予圧力をかけることができる。そのため、アーム部材６をダイレクト駆動できるだけの高いトルクが振動アクチュエータ１０２に発生する。
また、振動アクチュエータ１０２に発生するトルクは振動アクチュエータ１０１に発生するトルクよりは小さくなるものの、アーム部材６をダイレクト駆動するのに必要なトルクの発生を維持しつつ、振動アクチュエータ１０１よりも安価に構成することができる。
【００２７】
実施の形態３．
図４に示すように、振動アクチュエータ１０３は、球体状の移動子であるロータ３１と、ロータ３１が接触する振動子であるステータ３２とを備えている。ロータ３１側に位置するステータ３２の端部には、略円環状に形成された３つの突出爪部３２ａ〜３２ｃがロータ３１に向かって突出するように設けられており、これらの突出爪部３２ａ〜３２ｃには、ロータ３１の外表面３１ａに対応する球状の当接面３２ａ１〜３２ｃ１がそれぞれ形成されている。また、突出爪部３２ａ〜３２ｃの内側に形成された凹部３２ｄの内部には、実施の形態１における供給体１０と同様の樹脂を材料とする略円筒状の供給体３３が設けられており、この供給体３３には、実施の形態１と同様の潤滑油が含浸されている。さらに、ロータ３１の上部には予圧手段３４が配置されており、この予圧手段３４によってロータ３１がステータ３２に対して加圧されている。
ここで、ロータ３１の外表面３１ａは、移動子側接触面を構成する。なお、本実施の形態において、移動子側接触面は外表面３１ａ全体をいうが、これに限られず、ステータ３２と接触可能な部分であれば外表面３１ａの一部であってもよい。
また、当接面３２ａ１〜３２ｃ１は、振動子側接触面を構成する。
【００２８】
また、ロータ３１の硬度（Ａ’）とステータ３２の硬度（Ｂ’）との比（Ａ’／Ｂ’）は、実施の形態１と同様、１より大きく５以下となっている。また、上記以外の構成については、実施の形態１と同様である。従って、振動アクチュエータ１０３を、球体状のロータ３１を駆動するように構成しても、実施の形態１と同様に長期間の使用であっても動作の円滑さが保たれ、かつ高いトルクを得られるようになっている。
【００２９】
以上の実施の形態１及び２において、移動子である各ロータは略円筒状または球体状の部材として構成されたが、移動子の形状を円筒状及び球体状に限定するものではない。例えば、円環状の移動子を軸方向周りに回転させる振動アクチュエータや、棒状や柱状の移動子を直線移動させる、いわゆるリニア型の振動アクチュエータ等、他の形状を有する移動子を備えた振動アクチュエータに本発明を適用することも可能である。
【００３０】
また、実施の形態１又は２において、硬度の調整はロータ１の外周面１ａａ及び１ｂａに硬質薄膜処理を施してもよい。ロータ１の回転移動範囲にあわせてロータ１がステータ２と接触可能な範囲（移動子側接触面）が外周面１ａａ及び１ｂａの一部である場合には、該範囲にのみ硬質薄膜処理を施すこともできる。また、アーム部材６の取り付け部分を含む外周面１ａａ及び１ｂａ全体に硬質薄膜処理を施すことができる。硬質薄膜処理には、セラミックの溶射によりロータの外周面に厚さ１２μ〜２０μｍのセラミックの表層を形成する方法が考えられるが、これに限られず、他の硬質薄膜処理方法であってもよい。また、実施の形態３におけるロータ３１の外表面３１ａについても同様とする。ここで、ロータ１の外周面１ａａ及び１ｂａに硬質薄膜処理によって形成された薄膜は、移動子側表層を構成する。また、外周面１ａａ及び１ｂａに硬質薄膜処理が施されるロータ１は、移動子側表層に対して移動子側母材を構成する。
【００３１】
また、実施の形態１又は２において、移動子側接触面と振動子側接触面との硬度の調整はステータ２の突出爪部２ａ、２ｂ、当接面２ａ１、２ｂ１、接触面２ａ２、２ｂ２に硬質薄膜処理を施してもよい。当接面２ａ１、２ｂ１及び接触面２ａ２、２ｂ２は摺動面を構成する。またここで、ステータ２の突出爪部２ａ、２ｂ及び摺動面２ａ１、２ａ２、２ｂ１、２ｂ２に硬質薄膜処理によって形成された薄膜は、振動子側表層を構成する。また、突出爪部２ａ、２ｂ及び摺動面２ａ１、２ａ２、２ｂ１、２ｂ２に硬質薄膜処理が施されるステータ２は、振動子側表層に対して振動子側母材を構成する。なお、硬質薄膜処理は突出爪部２ａ、２ｂ全体に施されるのみならず、摺動面２ａ１、２ａ２、２ｂ１、２ｂ２のみに施されてもよい。
【００３２】
またさらに、実施の形態１又は２においてロータ１の外周面１ａａ及び１ｂａに硬質薄膜処理を施す場合、所定の条件に応じて、移動子側接触面の硬度（Ａ）には薄膜の硬度（ａ’）ではなく母材の硬度（ａ”）が支配的に働く。また、ステータ２の突出爪部２ａ、２ｂ及び摺動面２ａ１、２ａ２、２ｂ１、２ｂ２に硬質薄膜処理を施した場合も同様である。ここで、所定の条件とは、例えば、薄膜の膜厚が予圧による各部材の変形量及び超音波振動の振幅値の合計値以下（１０μｍ以下）のときをいう。
そのため、ロータ１の外周面１ａａ及び１ｂａに硬質薄膜処理によって形成された薄膜の膜厚が１０μｍ以下である場合は、ロータ１（移動子側母材）の硬度（ａ”）とステータ２（振動子側母材）の硬度（ｂ”）との比（ａ”／ｂ”）が１より大きく２０以下となる必要がある。またこの場合、ステータ２にも膜厚が１０μｍより大きい硬質薄膜処理を施すのであれば、ロータ１（移動子側母材）の硬度（ａ”）とステータ２に形成された薄膜（振動子側表層）の硬度（ｂ’）との比（ａ”／ｂ’）が１より大きく２０以下となる。
また一方、ロータ１の外周面１ａａ及び１ｂａ上の薄膜の膜厚が１０μｍより大きい場合は、ロータ１側の薄膜（移動子側表層）の硬度（ａ’）とステータ２（振動子側母材）の硬度（ｂ”）との比（ａ’／ｂ”）が１より大きく２０以下となる。また、この場合、硬質薄膜処理を施したステータ２側の薄膜の膜厚が１０μｍよりも大きい場合は、ロータ１側の薄膜（移動子側表層）の硬度（ａ’）とステータ２側の薄膜（振動子側表層）の硬度（ｂ’）との比（ａ’／ｂ’）が１より大きく２０以下となる。
但し、所定の条件とは、本実施の形態に限られず、表面処理の状態等に応じて適宜設定することができる。また、硬度の比はより高いトルクを必要とする場合には１より大きく５以下とすることが好ましい。
【００３３】
以上より、すなわち、ロータ１又はステータ２のうち少なくとも１つに表面処理を施す場合、各部材の変形量や超音波振動の振幅値等に応じて、各接触面の硬度の比をとることが適切な場合もあり、一方で、各母材の硬度の比をとることが適切な場合もある。
【符号の説明】
【００３４】
１，３１  ロータ（移動子）、２，３２  ステータ（振動子）、３  圧電素子（振動手段）、８  予圧部材（予圧手段）、３３  供給体（潤滑剤供給手段）、３４  予圧手段、１ａａ，１ｂａ  外周面（移動子側接触面）、２ａ１  第一当接面（振動子側接触面）、２ｂ１  第二当接面（振動子側接触面）、３１ａ  外表面（移動子側接触面）、１０１，１０２，１０３  振動アクチュエータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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