(57)【要約】    【課題】  安定した駆動が得られるような曲率を有する円弧形状に摺動面が成形された振動体を提供する。    【解決手段】  振動体２０は、複数の突起４を有し、突起４先端の摺動面３と接触する移動体１２に、励起した送り方向の振動を伝達する。突起４先端の摺動面３の移動体送り方向の曲率は、中立面平行曲線の腹付近における曲率に略等しく、駆動振動の最大振幅時の曲率と一致するかあるいはそれより僅かに大きな値に設定される。また、この摺動面３の曲率は駆動限界最小振幅時における中立面平行曲線の曲率の１０倍以下である。【選択図】      図１
2005278336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の突起を有し、該突起先端の摺動面と接触する移動体に、励起した送り方向の振動を伝達する振動体において、
前記摺動面は円弧形状に形成され、該摺動面の移動体送り方向の曲率が中立面平行曲線の腹付近における曲率に略等しいことを特徴とする振動体。
【請求項２】
前記摺動面のエッジ部は、丸み形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の振動体。
【請求項３】
振動波モータに組み込まれる場合、前記摺動面の移動体送り方向の曲率は、駆動振動の最大振幅時の曲率と一致するかあるいはそれより僅かに大きい曲率であることを特徴とする請求項１記載の振動体。
【請求項４】
前記摺動面の移動体送り方向の曲率は、駆動限界最小振幅時における前記中立面平行曲線の曲率の１０倍以下であることを特徴とする請求項３記載の振動体。
【請求項５】
前記摺動面の移動体送り方向の曲率は、該摺動面の径に応じて異なることを特徴とする請求項３記載の振動体。
【請求項６】
振動体に設けられた複数の突起の、移動体と接触する摺動面を研磨面に押圧した状態で研磨する摺動面研磨装置であって、
前記振動体に振動を励起させる圧電部材に給電可能な状態で前記振動体を保持する保持手段と、
前記振動体に振動を励起しながら前記研磨面に押圧された前記摺動面を円弧形状に研磨する研磨手段とを備え、
前記研磨される摺動面の移動体送り方向の曲率が一定になるように、前記摺動面を成形することを特徴とする摺動面研磨装置。
【請求項７】
前記振動体の振動振幅である研磨振幅を検出する振幅検出手段を備え、前記検出される研磨振幅が一定になるように制御することを特徴とする請求項６記載の摺動面研磨装置。
【請求項８】
前記研磨手段は、研磨砥粒を含む研磨層と、平面度を有する高硬度弾性体と、前記研磨層と前記高硬度弾性体との間に設けられた軟質層とからなる前記研磨面を有し、
前記摺動面の曲率が一定になるように成形すると同時に、該摺動面に縁だれが生じるように成形することを特徴とする請求項６または７記載の摺動面研磨装置。
【請求項９】
前記高硬度弾性体は、前記移動体と同程度の曲げ剛性を有する金属材料からなることを特徴とする請求項８記載の摺動面研磨装置。
【請求項１０】
前記保持手段は、前記振動体を回転自在に保持し、前記研磨手段は、前記保持手段によって回転自在に保持された、実駆動に近い状態の振動体と、前記移動体との相対速度を再現しながら研磨することを特徴とする請求項６記載の摺動面研磨装置。
【請求項１１】
振動体に設けられた複数の突起の、移動体と接触する摺動面を研磨面に押圧した状態で研磨する摺動面研磨方法であって、
前記振動体に振動を励起させる圧電部材に給電可能な状態で前記振動体を保持する保持ステップと、
前記振動体に振動を励起しながら前記研磨面に押圧された前記摺動面を円弧形状に研磨する研磨ステップとを有し、
前記研磨される摺動面の移動体送り方向の曲率が一定になるように、前記摺動面を成形することを特徴とする摺動面研磨方法。
【請求項１２】
前記振動体の振動振幅である研磨振幅を検出する振幅検出ステップを有し、前記検出される研磨振幅が一定になるように制御することを特徴とする請求項１１記載の摺動面研磨方法。
【請求項１３】
前記研磨ステップでは、研磨砥粒を含む研磨層と、平面度を有する高硬度弾性体と、前記研磨層と前記高硬度弾性体との間に設けられた軟質層とからなる前記研磨面を用いて前記摺動面を研磨し、前記摺動面の曲率が一定になるように成形すると同時に、該摺動面に縁だれが生じるように成形することを特徴とする請求項１１または１２記載の摺動面研磨方法。
【請求項１４】
前記高硬度弾性体は、前記移動体と同程度の曲げ剛性を有する金属材料からなることを特徴とする請求項１３記載の摺動面研磨方法。
【請求項１５】
前記保持ステップでは、前記振動体を回転自在に保持し、前記研磨ステップでは、前記回転自在に保持された、実駆動に近い状態の振動体と、前記移動体との相対速度を再現しながら研磨することを特徴とする請求項１１記載の摺動面研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の突起先端の摺動面と接触する移動体に、励起した送り方向の振動を伝達する振動体、摺動面研磨装置および摺動面研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は従来の振動波モータに組み込まれる一般的な振動体の外観を示す斜視図である。従来、振動波モータに組み込まれる一般的な振動体４２０は、弾性体４０１、圧電部材４０２および摩擦材４０５から構成される。弾性体４０１は、振動体４２０をハウジング（図示せず）にビスで取り付けるための固定部４０８と、圧電部材４０２によって励起される振動の振幅を増幅する振幅拡大部４０９と、固定部４０８および振幅拡大部４０９を連結する薄肉部４１０とが一体に成形された構造を有する。振幅拡大部４０９は、櫛歯状に形成された突起４０４および基底部４１１からなる。各突起４０４の間には、空隙からなる溝部４０７が形成されている。一方、圧電部材４０２は、弾性体４０１の基底部４１１の反突起側の面に固定されている。
【０００３】
また、各突起４０４の上面である摺動面４０３には、摩擦材４０５が接着、はんだ、溶接などにより固定されている。摩擦材としては、効率よく出力を伝達するために、摩擦係数が高く、耐摩耗性に優れた材料であることが望ましく、この条件に見合う種々の有機材料、無機材料、金属材料が用いられる。また、弾性体の材質として、鉄系の粉末焼結材が用いられるが、これに限定されるものではなく、例えばステンレス、炭素鋼、黄銅、リン青銅、アルミ、亜鉛など振動によるエネルギーロスの少ない金属（つまり、振動の減衰が小さい金属）が適合する。また、ある程度ヤング率が高く、振動の減衰が小さい高分子化合物であってもよい。
【０００４】
このような振動体が組み込まれた振動波モータでは、垂直方向から移動体が加圧された状態で摺動面と接触する。近年、高トルク振動波モータが求められており、高トルク化のために、加圧力を増加させた場合、以下のような問題があった。第１の問題として、摺動面全体の平均面圧が上昇し、摩擦材の耐久性が多少劣化するだけでなく、エッジ付近に加圧力が集中的に加わるので、移動体からの反力による局所的な高圧環境の下、摺動面を形成する摩擦材の耐久性が著しく悪化し、摩擦材のエッジ付近を破壊させてしまうおそれがあった。また、第２の問題として、摺動面のエッジと移動体との線接触によって、このエッジが移動体側の摺動面を致命的なまでに損傷させてしまうおそれがあった。
【０００５】
このような、エッジ付近の面圧集中により、エッジ付近の摩擦材が損傷し、その損傷により移動体側の摺動面も損傷するという連鎖的な上記問題に対し、特許文献１には、摺動面に曲率を持たせて接触面積を広げ、面圧を下げる弾性体が示されている。図９は突起先端の摺動面に曲率を持たせた弾性体を示す図である。図において、５５３は突起、５５８は摺動面、５５７は弾性体、５５６は圧電部材である。この弾性体５５７では、摺動面５５８に曲率を持たせることにより、接触状態を一定に保ち、安定した駆動力が得られる。そして、摺動面のエッジにより、移動体を機械的に損傷させ、接触面積が小さく、動力伝達が効率よくできないといった問題を解決する。この場合、曲率は、弾性体の弾性振動の１／２波長より小さい値に設定されている。
【０００６】
また、突起先端の摺動面のエッジと移動体とが線接触することにより、アブレッシブ摩耗が発生することを回避するために、特許文献２には、エッジに丸みを設けて線接触を回避するように成形された弾性体が示されている。図１０は突起先端の摺動面のエッジ部に丸みを持たせた弾性体を示す図である。図において、６５１は弾性体、６５２は溝部、６５３は突起、６５４は摺動面である。図１１は突起先端の摺動面のエッジ部が面取りされた弾性体を示す図である。７５１は弾性体、７５２は溝部、７５３は突起、７５５は摺動面である。摺動面７５５は、振動波により、常に移動体と平行に振動するわけではないので、そのエッジ部から移動体と接触することになるが、このような丸みあるいは面取りをエッジ部に施すことにより、突起先端の摺動面のエッジ部が移動体と線接触することを防止でき、アブレシブ摩耗を少なくすることができる。
【０００７】
また、特許文献３には、摺動面のエッジと移動体との線接触は、移動体に不要な振動を励起する加振源となるので、線接触をできるだけ避けなければならないことが示されている。また、特許文献４に記載の製造方法では、エッジ部の丸みの大きさを設定することが示されている。具体的に、エッジ部の丸みの大きさを駆動振動の振幅と同程度から１０倍程度に設定すること、丸み形状の大きさにより決まる、研磨砥粒の大きさおよび毛の長さを持つ研磨布で丸み形状を成形することが示されている。さらに、特許文献５には、エッジ部のＲ加工は量産に適さないとし、振動体と移動体との均一な接触を得るために、円周方向に均一な弾性体からなる摺動材を設けることが示されている。
【特許文献１】特許第２５４３１４５号公報
【特許文献２】特許第２５６３３２５号公報
【特許文献３】特開２０００−２３４７５号公報
【特許文献４】特開平８−４７２７０号公報
【特許文献５】特開平７−３３７０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来例では、突起先端に曲率を持たせる場合、曲率の大きさを弾性体の弾性振動の１／２波長より小さな値としているが、その説明が不十分であった。また、突起先端を円弧状に成形する具体的手段が検討されていない。つまり、多くの摩擦材の突起先端を１つずつ円弧形状に成形することは、量産性の面から無理があった。また、円弧形状の曲率をねらいの値にすることは非常に困難であった。また、丸みを設ける製造方法は、高硬度の摺動材には適用できなかった。
【０００９】
また一方、突起の先端を摺動材で連結する場合、駆動振動における振動体の中立面を摺動面側に押し上げてしまい、突起の振幅拡大効果が十分に得られず、振動発生効率を低下させてしまっていた。
【００１０】
そこで、本発明は、安定した駆動が得られるような曲率を有する円弧形状に摺動面が成形された振動体、その振動体を製造する摺動面研磨装置および摺動面研磨方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、高硬度な摩擦材にも対応でき、量産に適するように、エッジ部に丸みが設けられた摺動面を有する振動体を製造することができる摺動面研磨装置および摺動面研磨方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の振動体は、複数の突起を有し、該突起先端の摺動面と接触する移動体に、励起した送り方向の振動を伝達する振動体において、前記摺動面は円弧形状に形成され、該摺動面の移動体送り方向の曲率が中立面平行曲線の腹付近における曲率に略等しいことを特徴とする。
【００１３】
また、摺動面研磨装置は、振動体に設けられた複数の突起の、移動体と接触する摺動面を研磨面に押圧した状態で研磨する摺動面研磨装置であって、前記振動体に振動を励起させる圧電部材に給電可能な状態で前記振動体を保持する保持手段と、前記振動体に振動を励起しながら前記研磨面に押圧された前記摺動面を円弧形状に研磨する研磨手段とを備え、前記研磨される摺動面の移動体送り方向の曲率が一定になるように、前記摺動面を成形することを特徴とする。
【００１４】
また、摺動面研磨方法は、振動体に設けられた複数の突起の、移動体と接触する摺動面を研磨面に押圧した状態で研磨する摺動面研磨方法であって、前記振動体に振動を励起させる圧電部材に給電可能な状態で前記振動体を保持する保持ステップと、前記振動体に振動を励起しながら前記研磨面に押圧された前記摺動面を円弧形状に研磨する研磨ステップとを有し、前記研磨される摺動面の移動体送り方向の曲率が一定になるように、前記摺動面を成形することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に係る振動体によれば、摺動面の移動体送り方向の曲率が中立面平行曲線の腹付近における曲率に略等しいので、安定した駆動が得られるような曲率を有する円弧形状に摺動面が成形される。この振動体を用いることで、耐久性に優れ、異音を発しない安定した駆動を実現でき、高トルク化のために加圧を増やしても耐久性が劣化することのない振動波モータを得ることができる。
【００１６】
また、請求項６に係る摺動面研磨装置によれば、研磨仕上げ後の曲率を決定でき、そのような曲率を有する振動体を製造することができる。また、高硬度な摩擦材にも対応でき、量産に適するように、振動体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の振動体、摺動面研磨装置および摺動面研磨方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態における振動波モータに組み込まれる振動体の外観を示す斜視図である。この振動体２０は、弾性体１、圧電部材２および摩擦材５から構成される。弾性体１は、振動体２０をハウジング（図示せず）にビス等で取り付けるための固定部８と、圧電部材２によって励起される振動の振幅を増幅する振幅拡大部９と、固定部８および振幅拡大部９を連結する薄肉部１０とが一体に成形された構造を有する。振幅拡大部９は、櫛歯状に形成された突起４および基底部１１からなる。各突起４の間には、空隙からなる溝部７が形成されている。一方、圧電部材２は、弾性体１の基底部１１の反突起側の面に固定されている。
【００１９】
また、各突起４の上面である摺動面３には、摩擦材５が接着、はんだ、溶接などにより固定されている。摩擦材としては、効率よく出力を伝達するために、摩擦係数が高く、耐摩耗性に優れた材料であることが望ましく、この条件に見合う種々の有機材料、無機材料、金属材料が用いられる。また、弾性体１の材質として、鉄系の粉末焼結材が用いられるが、これに限定されるものではなく、例えばステンレス、炭素鋼、黄銅、リン青銅、アルミ、亜鉛など振動によるエネルギーロスの少ない金属（つまり、振動の減衰が小さい金属）が適合する。また、ある程度ヤング率が高く、振動の減衰が小さい高分子化合物であってもよい。
【００２０】
つぎに、各突起先端の摺動面の曲率について考察する。図２は駆動振動の腹付近における突起先端の摺動面と移動体との接触状態を、振動体の外径側から見た図である。図において、１２は移動体である。同図（Ａ）は突起の摺動面を円弧形状に形成していない場合を示す。図中、４ａは突起である。尚、実際の接触では、エッジ部だけで線接触が行われているわけではなく、移動体側の摺動面が振動体側の摺動面をなぞるように変形しているが、ここでは分かり易く示している。同図（Ｂ）は突起の摺動面を円弧形状に形成し、その摺動面を移動体側の摺動面とともに中立面平行曲線にほぼ一致させた場合を示す。図中、４ｂは突起である。ここで、中立面平行曲線とは、駆動振動を表す振動体中立面の曲線と平行な、振動体摺動面を通る曲線を指す（図４の波線ｍ参照）。また、移動体側の摺動面の曲率は、中立面平行曲線にほぼ一致することは、実験により既知である。
【００２１】
本発明者等は、同図（Ａ）、（Ｂ）に示す形状を有する振動体側の摺動面に、移動体側の摺動面を押し付けて接触させたときの振動体側の摺動面からの反力を計算により求めた。図３は移動体反力分布を示すグラフである。このグラフの横軸は、振動体における移動体送り方向の位相（θａｎｇｌｅ）を表す。一方、グラフの縦軸は、解析モデルの各節点における、移動体の押圧に対する振動体の摺動面からの反力分布の大きさ（Ｒｅｐｕｌｓｉｖｅ  Ｆｏｒｃｅ）を表す。本発明者等の静解析計算結果では、図２（Ａ）における移動体反力分布は、曲線ａに示す通りである。図２（Ｂ）における移動体反力分布は、曲線ｂに示す通りである。これらの計算結果から、突起４の摺動面の曲率を、中立面平行曲線における駆動振動の腹付近における曲率にほぼ一致させることにより、エッジ付近の面圧を減らして加圧力による局所的な高圧環境を抑制できることがわかる。
【００２２】
しかし、曲線ｂに示すように、図２（Ｂ）における移動体反力分布は、エッジ部分でまだ反力が大きく、不完全である。一方、円弧形状の摩擦面（摺動面）のエッジ部に丸みを持たせると、その移動体反力分布は、曲線ｃに示すように反力が均一なものとなる。図２（Ｄ）はエッジ部に丸みを持たせた場合を示す。このように、エッジ部に丸みを持たせた方が良い結果が得られた理由は２つある。その１つは、２平面の接触で見られるような、エッジ付近に応力が集中する現象の影響を緩和するからである。もう１つは、突起間の溝部で移動体がたるむことにより、エッジ付近に移動体の屈曲点が生じる現象の影響を緩和するからである。
【００２３】
このように、エッジ部に丸みを設けることは、移動体のアブレッシブ摩耗の他、上記２つの現象の影響を緩和するために、モータの耐久性向上に効果的である。本実施形態では、摺動面をそのような形状（図２（Ｄ）参照）に成形することによって、耐久性に優れ、異音を発しない滑らかな安定した駆動を実現でき、高トルク化のために加圧を増やしても耐久性が劣化することのない振動波モータを得ることができる。
【００２４】
また、振動波モータとして用いる場合、モータの回転数あるいは出力によって、駆動振動の振幅が変わるが、同時に中立面平行曲線の曲率も変化する。図４は無負荷時の振動波モータにおける振動体による移動体の駆動状態を示す図である。同図（Ａ）に示すように、最高速回転時、駆動波の振幅は最も大きく、このとき中立面平行曲線の曲率も大きくなる。この状態から、回転数を下げていくと、同図（Ｂ）に示すように、駆動波の振幅は小さくなり、中立面平行曲線の曲率も小さくなっていく。そして、振幅がある一定値以下になると、振動体と移動体はほぼ全面で接触し、モータは停止する。このときの振幅を駆動限界最小振幅とし、曲率を駆動限界最小曲率とする。
【００２５】
仮に、摺動面の曲率を、モータとして一番使用したい駆動振幅における中立面平行曲線の曲率に合わせてしまうと、摺動面の劣化や発熱による効率の低下などにより、同じ回転数あるいは出力であっても、より大きな駆動振幅が必要になった場合、エッジ部で線接触が発生し、異音を発生するなどの問題が生じるおそれがある。このため、最低でも、実駆動環境の下、最大振幅を要する条件の中立面平行曲線の曲率に合わせて、摺動面の曲率を成形しなければならない。これにより、全ての駆動条件で線接触を回避でき、安定な駆動を得ることができる。
【００２６】
また、低速駆動時、つまり駆動波が低振幅である場合、移動体側の曲率は小さくなるが、振動体側摺動面の曲率は最大振幅時の曲率になっている。このため、図２（Ｂ）に示す摺動面を有する振動体と移動体の接触は、図２（Ｃ）に示すように、最大振幅時にほぼ全域で接触していた送り方向の接触幅が小さくなる。そして、駆動中、複数の全突起の摺動面が、いずれの場所においても、移動体と接触していない状態が瞬間的に生まれることがある。この瞬間、振動体から移動体へのトルク伝達はなくなり、駆動が不安定になる。そこで、振動体から移動体へのトルクの伝達を確実に行って安定な駆動を得るために、振動体の突起先端の摺動面の曲率を数式（１）に示す条件を満足するように設定する必要がある。
【００２７】
摺動面曲率／駆動限界最小曲率  ＜  １０  ……  （１）
つぎに、上記考察されたように、振動体の摺動面を、エッジ部に丸みを持たせた円弧形状に成形する摺動面研磨装置およびその研磨方法を示す。図５は摺動面研磨装置の構成を示す斜視図である。この摺動面研磨装置は、振動体保持部４１および研磨部４２から構成される。振動体保持部４１では、振動体２０がその固定部８を挿通するビスでベース２２に固定されている。ベース２２はケース２３の下面に取り付けられており、ケース２３はロータリコネクタ２４を介してホルダ２５に取り付けられている。ロータリコネクタ２４と振動体２０の圧電部材２との間には、フィルム基板２９が接続されている。一方、研磨部４２は、ターンテーブル２６を有し、その上面には軟質層２７が設けられている。さらに、軟質層２７の上には、ラッピングフィルム２８が貼られている。
【００２８】
研磨方法は、一般的な方法と同じである。研磨砥粒を含む研磨層であるラッピングフィルム２８が平滑な上面に貼り付けられたターンテーブル２６を、試料がばたつかないように適度な早さで回転させ、そのターンテーブル２６上に、研磨液を滴下しながらホルダ２５をターンテーブル２６側に押圧することで、振動体２０の摺動面を研磨砥粒に加圧して接触させている。また、ホルダ２５が駆動源（図示せず）によって駆動されると、振動体２０は、ホルダ２５とともに、ターンテーブル２６上を径方向に繰り返し摺動（スライド）する。ここで、研磨層としては、ラッピングフィルム（住友スリーエム社製）が用いられるが、特に、本実施形態では摩擦材がセラミック材質であるので、ダイヤモンド砥粒のラッピングフィルムを使用した。
【００２９】
振動体２０は、前述したように、固定部８を挿通するビスでベース２２に固定されており、ロータリコネクタ２４に接続されているフレキシブル基板２９を通じて給電されている。そして、振動体２０に振動を励起させながら研磨することにより、摺動面を移動体送り方向の曲率が一定な円弧形状に成形している。この研磨方法を振動研磨と称し、振動体が研磨中に励振する振動の振幅を研磨振幅と称する。研磨振幅は、実駆動状態における振動振幅と同じであると考えてよく、駆動振動が最大のときの円弧形状に摺動面を成形する場合、そのときの駆動振動の振幅値を研磨振幅に設定して研磨する。
【００３０】
この研磨による成形は、研磨振幅により決まる曲率に至るまで研磨量に分布をもって進行するが、その曲率まで研磨が進むと、摺動面における押圧力に対する反力の分布が一様になり、この時点で、円弧形状の成形は事実上ストップする。その後、縁だれの成形だけが進行し、所望の円弧形状を有する摺動面の成形が完成する。このように、振動研磨では、過剰な研磨を行うことなく、研磨振幅を設定するだけで、研磨仕上げ後の曲率を決定することができる。
【００３１】
ここで、研磨振幅について説明する。研磨面への押圧力などにより決まる振動体およびターンテーブル間の系の剛性により、研磨中の振幅は変化しやすい。また、研磨による成形が進行し、摺動面の接触面積が増えるような、接触状態が変化することでも、系の剛性が変化し、研磨振幅は変わる。そこで、研磨振幅の値を一定にするため、振動体２０への入力信号を制御することが必要である。本実施形態では、振動体２０の圧電部材２に設けられたセンサ相（図示せず）からの出力信号を用いて研磨振幅を測定し、そのフィードバック制御を行っている。また、研磨振幅を検出する手段として、非接触式の振動センサなどを用いてもよい。このように、研磨振幅を制御することにより、摺動面の曲率を所望（ねらい）の値にすることが可能となる。
【００３２】
また一般に、ラッピングフィルムを用いた研磨では、ラッピングフィルムと研磨板の間に塵や埃が挟まって、縁だれが起きることを防止するため、ラッピングフィルムにテンションをかけることが行われる。本実施形態では、意図的に縁だれを起こすことを目的として、ラッピングフィルムと研磨板の間に、軟質層２７として厚さ０．５ｍｍのテフロン（登録商標）シートを挟むことにした。
【００３３】
この軟質層を設けたことにより、摺動面のエッジ部が沈み込み、エッジ部がエッジ内部の領域よりも強く研磨され、だれが生じる。だれ量の調節は、ホルダと研磨板間の押圧力の大きさによって行われる。押圧力が大きい程、だれやすく、押圧力を大きくすることで内部の領域の研磨量も多くなるが、押圧力に対するだれ量と内部領域の研磨量の増分率との間には差があるので、その範囲で調節を行い、一度に成形することが可能である。もちろん、ラッピングフィルムにテンションをかけることで、縁だれの研磨量を調節してもよい。このように、縁だれと円弧形状を一度に成形できるので、この製造方法は量産に適している。この結果、前述した図２（Ｄ）に示すような、エッジ部に丸み（縁だれ）を有する摺動面が成形される。
【００３４】
また、研磨終了を判定する際、本実施形態では、センサ相からの出力信号を確認している。面圧の高いエッジ部分の接触は、振動体にとっても不要な振動を起こそうとする加振源となるので、センサ相からの出力信号の波形を確認すると、研磨開始時には、エッジ近辺が接触したタイミングでパルス的な信号が確認される。しかし、研磨が進行するに従い、この信号レベルは下がり、ほぼ無視できる範囲まで収まった時点を、エッジの影響の無い形状の摺動面になったと判断する。研磨終了後の摺動面の形状は、前述したように、研磨振幅で決まる曲率を有する円弧形状、およびエッジ近辺の面圧上昇現象を緩和する丸み形状を有するものである。
【００３５】
さらに、研磨開始後、暫くは、最終目標とする曲率を得るための研磨振幅よりも大きな振幅値に設定することで、研磨時間を短縮できる。ただし、大きく設定し過ぎると、圧電部材が割れる、あるいは摩擦材のエッジ部が破壊するなどの問題が生じるので、そのような不具合のない範囲で設定する。
【００３６】
本実施形態では、摩擦材５は硬質のセラミック材質からなり、次のように製造される。すなわち、セラミック材質のシートからドーナツ形状に抜き取ったものを焼成してセラミックリングとし、このセラミックリングを弾性体の突起上面に接着した後、溝部をレーザ加工により切断して、摩擦材５は製造される。ここで、いわゆる「接着後の切断」と、「切断後の接着」とを比較した場合、「切断後の接着」では、各突起における摩擦材の接着層の厚みに差が生じやすく、貼り付けた時点で高さにばらつきが生じ、平面度も悪い。また、「切断後の接着」では、研磨第一工程として平面度出し行い、この後、研磨第二工程として振動研磨工程を施さなければならなくなり、コスト的にも適切でない。
【００３７】
このように、第１の実施形態の振動体によれば、摺動面の移動体送り方向の曲率が中立面平行曲線の腹付近における曲率に略等しいので、安定した駆動が得られるような曲率を有する円弧形状に摺動面が成形される。この振動体を用いることで、耐久性に優れ、異音を発しない安定した駆動を実現でき、高トルク化のために加圧を増やしても耐久性が劣化することのない振動波モータを得ることができる。また、摺動面のエッジは丸み形状に形成されているので、移動体からの反力分布をより均一にできる。また、全ての駆動条件で線接触を回避し、安定した駆動が得られる。全ての突起の摺動面のいずれかが移動体と接触しているので、常に安定した駆動が得られる。
【００３８】
また、研磨仕上げ後の曲率を決定でき、そのような曲率を有する振動体を製造することができる。また、高硬度な摩擦材にも対応でき、量産に適するように、振動体を製造することができる。また、研磨振幅の設定により曲率をねらいの値にすることができる。量産に適するように、丸み形状と円弧形状の両方の成形を行うことができる。
【００３９】
［第２の実施形態］
第２の実施形態の振動体の摺動面は、前記第１の実施形態で考察された形状を有する他、摺動幅に応じた曲率の円弧形状を有する。前記第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を用いる。
【００４０】
始めに、振動体の摺動面の幅について考察する。図１に示す振動体２０では、径方向に一次振動が励振されるので、外周側の振動振幅が大きい。また、振動体の駆動モードである面外振動の波長も、摺動面の径（摺動径）に比例して外周側で長い。このため、中立面平行曲線は、摺動径によって異なり、摺動面に形成される円弧形状の最適な曲率も、同様に摺動径によって異なる。摺動面の接触面積を増やし、平均面圧を減少させるためには、径に応じて摺動幅を広げなければならない。このとき、各径における摺動幅内では、最適な曲率の円弧形状にする必要がある。つまり、外周側の中立面平行曲線が曲率の大きい円弧になるので、外周側の摺動面の曲率を大きくしている。
【００４１】
これにより、摺動幅の広い振動波モータであっても、耐久性に優れ、異音を発しない滑らかな駆動を実現できる。また、摺動幅が広くなることで、平均面圧が下がるので、振動体および移動体間の加圧力を増加し、高トルク化を図ることができる。
【００４２】
図６は第２の実施形態における摺動面研磨装置の構成を示す斜視図である。第２の実施形態における摺動面研磨装置１４０は、振動体保持部４１および研磨部１４２から構成され、振動体保持部の構成は前記第１の実施形態と同じである。研磨部１４２は、振動体２０と略同等の外径を有する研磨盤３２、この研磨盤３２を支持する研磨支持体３３、および研磨盤３２の上面に貼られたラッピングフィルム３１から構成される。
【００４３】
前述したように、振動体２０の摺動面の幅を径に応じて拡げる場合、中立面平行曲線は摺動径に応じて異なり、摺動面に形成される円弧形状の最適な曲率も摺動径に応じて異なる。したがって、径方向に曲率の異なる摺動面の円弧形状を、摺動径に応じた最適な曲率で作ることが望ましい。
【００４４】
第２の実施形態では、正確に理想的な摺動面の円弧形状を作るために、実駆動に近い環境を作り出すことにした。すなわち、研磨盤３２の材料には、振動体２０の面外曲げ振動に対し、振動波モータとして実際に用いられる移動体と同程度の曲げ剛性を有する金属材料が用いられている。あるいは、移動体をそのまま使用することも可能である。
【００４５】
ただし、摺動面の径方向の幅（長さ）が、移動体のそれより大きい（振動体＞移動体）場合、振動体の摩擦材の一部分しか研磨されなくなってしまい、移動体の取り付け時の偏心や移動体に加わる側力の影響を強く受けることになる。このため、摺動面の径方向の幅（長さ）が、移動体のそれより小さくして（振動体＜移動体）、常に同じ効果が得られるような研磨盤を用いる。
【００４６】
このように、第２の実施形態によれば、摺動面の径方向の幅を拡げることが可能であるとともに、径に応じて最適な曲率の円弧形状を有する摺動面を成形することができる。
【００４７】
［第３の実施形態］
図７は第３の実施形態における摺動面研磨装置の構成を示す斜視図である。第３の実施形態における摺動面研磨装置２４０は、量産性を高めるために、一度に複数の振動体の摺動面を製造可能であり、振動体保持部４１および研磨部２４２から構成される。振動体保持部の構成は前記第１および第２の実施形態と同じであるが、振動体を回転駆動させるために、振動体保持部には、回転機構（図示せず）が設けられている。
【００４８】
研磨部２４２は、振動体２０によって押圧される研磨盤５２、この研磨盤５２の上に張られ、振動体２０が加圧されて接触するラッピングフィルム５１、このラッピングフィルム５１を送るモータ５３、およびラッピングフィルム５１に一定のテンションをかけるブレーキ４４を有する。研磨する場合、一度研磨に使用されたラッピングフィルム５１の場所をずらし、効率よく研磨作業を行うようにする。
【００４９】
本実施形態では、研磨盤５２は回転不能であるので、前述したように、振動体２０を回転自在に保持する振動体保持部４１を回転させながら、均一に研磨する。このとき、振動体の回転数は、研磨振幅と同じ振幅値でモータを実際に駆動させた場合の、振動体と移動体の相対速度に応じた値に再現されている。また、駆動力としては、研磨中に振動体に起きている振動を用いているが、研磨液などによって十分な相対速度が得られない場合、外部モータの出力をベルトを介してケース２３に伝達することで、補助してもよい。
【００５０】
一定方向に連続回転する実際の振動波モータでは、移動体の振動位相が振動体の振動位相よりも遅れる現象が起き、摩擦面の摩耗量を移動体送り方向でみた場合、摩耗量に偏りが生じる。これは、摺動面の面圧に偏りがあるからであり、より滑らかな駆動を得るためには、この面圧分布を緩和しなければならない。このため、実駆動状態に近い弾性体と移動体の相対速度を再現しながら、実駆動状態の接触に近い状態で研磨を行うことは、摺動面の移動体送り方向の応力分布を均一にする効果がある。このように、第３の実施形態によれば、摺動面における移動体送り方向の面圧の偏りをなくし、偏摩耗を防止できる。
【００５１】
以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、これら実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１の実施形態における振動波モータに組み込まれる振動体の外観を示す斜視図である。
【図２】駆動振動の腹付近における突起先端の摺動面と移動体との接触状態を、振動体の外径側から見た図である。
【図３】移動体反力分布を示すグラフである。
【図４】無負荷時の振動波モータにおける振動体による移動体の駆動状態を示す図である。
【図５】摺動面研磨装置の構成を示す斜視図である。
【図６】第２の実施形態における摺動面研磨装置の構成を示す斜視図である。
【図７】第３の実施形態における摺動面研磨装置の構成を示す斜視図である。
【図８】従来の振動波モータに組み込まれる一般的な振動体の外観を示す斜視図である。
【図９】突起先端の摺動面に曲率を持たせた弾性体を示す図である。
【図１０】突起先端の摺動面のエッジ部に丸みを持たせた弾性体を示す図である。
【図１１】突起先端の摺動面のエッジ部が面取りされた弾性体を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  弾性体
２  圧電部材
３  摺動面
４  突起
２０  振動体
２６  ターンテーブル
２７  軟質層
２８  ラッピングフィルム
【図１】
2005278336.tif 000003
【図２】
2005278336.tif 000004
【図３】
2005278336.tif 000005
【図４】
2005278336.tif 000006
【図５】
2005278336.tif 000007
【図６】
2005278336.tif 000008
【図７】
2005278336.tif 000009
【図８】
2005278336.tif 000010
【図９】
2005278336.tif 000011
【図１０】
2005278336.tif 000012
【図１１】
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