(57)【要約】【課題】相手材の摩耗を抑制することができると共に、湿度の影響による保持トルク又は保持力の低下を抑制することができ、更に用途に応じた特性が毀損されることのない振動型アクチュエータを提供する。【解決手段】圧電素子２ｃと弾性体２ｂとを有する振動体２と、振動体２と加圧接触する被駆動体１とを備え、振動体２に励起した振動によって振動体２と被駆動体１とを相対的に移動させる振動型アクチュエータ１０において、振動体２において被駆動体１と接触する摩擦部である突起部２ａ又は被駆動体１において突起部２ａと接触する摩擦部の少なくとも一方が、気孔を有するステンレス焼結体からなり、気孔の一部には樹脂が含浸されている。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気−機械エネルギ変換素子と弾性体とを有する振動体と、前記振動体と加圧接触する被駆動体とを備え、前記振動体に励起した振動によって前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させる振動型アクチュエータであって、
前記振動体において前記被駆動体と接触する第１の接触部または前記被駆動体において前記振動体と接触する第２の接触部の少なくとも一方が、気孔を有するステンレス焼結体を含み、前記気孔の一部には樹脂が含浸されていることを特徴とする振動型アクチュエータ。
【請求項２】
前記被駆動体が、前記ステンレス焼結体からなることを特徴とする請求項１に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項３】
前記被駆動体は、本体部と、前記本体部に設けられて前記振動体と接触する前記第２の接触部と、を有し、
前記第２の接触部の前記ステンレス焼結体は、前記本体部と直接に結合していることを特徴とする請求項２に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項４】
前記本体部に凹部が設けられ、前記凹部に前記ステンレス焼結体が設けられることを特徴とする請求項３に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項５】
前記第１の接触部は、前記弾性体に設けられており、前記第１の接触部の前記ステンレス焼結体は、前記弾性体と直接結合していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項６】
前記弾性体に凹部が設けられ、前記凹部に前記ステンレス焼結体が設けられることを特徴とする請求項５に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項７】
前記樹脂は、セラミック粉末を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項８】
前記ステンレス焼結体は、マルテンサイト系ステンレスからなり、ビッカース硬さが６００ＨＶ以上であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項９】
前記ステンレス焼結体は、オーステナイト系ステンレスからなり、表面に窒化物相が存在することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータと、
前記振動型アクチュエータの駆動によって位置決めされる部材と、を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
気孔を有するステンレス焼結体を含む摩擦部を有し、前記気孔の一部に樹脂が含浸されていることを特徴とする摩擦材。
【請求項１２】
前記ステンレス焼結体の気孔に含浸された樹脂がセラミック粉末を含有していることを特徴とする請求項１１に記載の摩擦材。
【請求項１３】
前記樹脂は、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の摩擦材。
【請求項１４】
前記摩擦部は前記ステンレス焼結体からなることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか1項に記載の摩擦材。
【請求項１５】
基材を有し、
前記摩擦部の前記ステンレス焼結体は、前記基材と直接に結合していることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか1項に記載の摩擦材。
【請求項１６】
前記樹脂は、前記ステンレス焼結体にまだら状に分散していることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の摩擦材。
【請求項１７】
前記樹脂中にセラミック粒子が分散していることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の摩擦材。
【請求項１８】
基材と、前記基材に設けられ、気孔を有するステンレス焼結体を含む摩擦部と、を有する摩擦材の作製方法であって、
前記基材に対してステンレス粉末から成形体を成形し、前記ステンレス粉末の成形体と前記基材とが接触した状態で前記成形体と前記基材とを一体に焼結させることにより、前記成形体が焼結してなる前記ステンレス焼結体を前記基材に対して一体的に形成することを特徴とする摩擦材の作製方法。
【請求項１９】
前記基材に凹部が設けられ、前記凹部に前記ステンレス粉末を充填し、前記凹部に充填された前記ステンレス粉末に圧力を加えることにより前記基材に対して前記ステンレス粉末から成形体を成形することを特徴とする請求項１８に記載の摩擦材の作製方法。
【請求項２０】
前記ステンレス粉末に圧力を加える際に用いる加圧部材における加圧方向と略平行な面と前記凹部の側壁面との間に一定のクリアランスを設けることを特徴とする請求項１９に記載の摩擦材の作製方法。
【請求項２１】
前記基材に凹部が設けられ、前記凹部に前記ステンレス粉末を含有するスラリーを充填し、前記スラリーを乾燥させることにより前記基材に対して前記ステンレス粉末から成形体を成形することを特徴とする請求項１８に記載の摩擦材の作製方法。
【請求項２２】
前記基材を金型に挿入した後に前記基材と前記金型とによって形成された空間に前記ステンレス粉末を充填し、前記ステンレス粉末を圧縮して成形し、前記成形されたステンレス粉末と前記基材とを一体で前記金型から取り出し、前記成形されたステンレス粉末を前記基材と一体で焼結させることを特徴とする請求項１８に記載の摩擦材の作製方法。
【請求項２３】
前記ステンレス粉末としてマルテンサイト系ステンレスの粉末を用い、
前記成形されたステンレス粉末を前記基材と一体焼結させた後に急冷することにより、前記ステンレス焼結体に焼き入れを施すことを特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか1項に記載の摩擦材の作製方法。
【請求項２４】
前記ステンレス焼結体の気孔の一部に樹脂を含浸させることを特徴とする請求項１８乃至２３のいずれか1項に記載の摩擦材の作製方法。
【請求項２５】
前記樹脂がセラミック粉末を含有し、前記ステンレス焼結体の気孔の一部に前記セラミック粉末を分散させることを特徴とする請求項２４項に記載の摩擦材の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相手材と接触する摩擦材とその作製方法、摩擦材を用いた振動型アクチュエータ及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気−機械エネルギ変換素子を備える振動体と被駆動体とを加圧接触させ、振動体に所定の振動を励起させて振動体から被駆動体へ摩擦駆動力を与えることによって、振動体と被駆動体とを相対的に移動させる振動型アクチュエータが知られている。例えば、回転駆動型の振動型アクチュエータは保持トルクが大きい（リニア駆動型の振動型アクチュエータでは保持力が大きい）ため、外力が作用しても無通電の状態で振動体と被駆動体との位置関係を維持することができる。つまり、振動型アクチュエータの駆動直後には、駆動時に発生した最大の発生トルクと同等の保持トルク又は保持力が得られる。
【０００３】
しかし、振動型アクチュエータには、高湿度下に放置されると、摩擦面（摩擦摺動面）に水分が吸着することで、その後の起動時に保持トルク又は保持力が低下するという問題がある。この問題を解決する技術として特許文献１には、チタン炭硫化物相を分散させたステンレス摩擦材の表層部を窒化処理する技術が記載されている。具体的には、チタン炭硫化物相を分散させたステンレス材にイオン窒化等の窒化処理を施して表層のチタン炭硫化物相をチタン窒化物相等に変化させることにより、チタン窒化物相等が分散した硬化層を生成させる。チタン窒化物相等は硬くて摩耗し難いため、摩擦摩耗によって摩擦面に微細な凸部が形成され、摩擦面に水分が吸着しても、凸部が水膜を打ち破ることにより真実接触部が確保される。これにより、高湿度下に放置された後の保持トルク又は保持力の低下を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２３６１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、チタン窒化物相等の硬質粒子が相手材に食い込むことで摩擦駆動力を発生させるアブレシブ摩耗が生じる。そのため、大きな保持トルク又は保持力を得ようとすると、相手材の摩耗量が増加してしまう等の問題が生じる。
【０００６】
また、振動型アクチュエータに用いられる摩擦材には、湿度に対する摩擦特性以外にも、種々の特性が求められる。例えば、振動型アクチュエータの用途に応じた耐摩耗性、摩耗の進行に伴う摩擦力の変化の程度、被駆動体と振動体の相対位置に関係なく一定の摩擦力が得られること、さらには、摩耗粉の飛散が少ないこと等の特性が求められる。ところで、特許文献１に記載された技術では、チタン窒化物等の粒子径、量、形態及び分散状態等が、窒化処理前の鋼材中に晶出したチタン炭硫化物に依存する。したがって、窒化処理によって振動型アクチュエータ用の摩擦材を作製する際に摩擦面の状態や特性を自由にデザインし、制御することは容易ではない。
【０００７】
更に、振動型アクチュエータに用いられる振動体には、摩擦特性のみならず、摩擦材による振動減衰等ができる限り生じないようにするために、摩擦材は必要な領域のみに設けることが望まれる。これに対応して、接着や溶接、ろう付け等の接合手法を用いた場合、接合不良や接合むら生じてしまうことで、振動特性が不安定になるおそれがある。
【０００８】
本発明は、相手材の摩耗を抑制することができると共に、湿度の影響による保持トルク又は保持力の低下を抑制することができ、更に用途に応じた特性が毀損されることのない振動型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】
【０００９】
本発明に係る振動型アクチュエータは、電気−機械エネルギ変換素子と弾性体とを有する振動体と、前記振動体と加圧接触する被駆動体とを備え、前記振動体に励起した振動によって前記振動体と前記被駆動体とを相対的に移動させる振動型アクチュエータであって、前記振動体において前記被駆動体と接触する第１の接触部または前記被駆動体において前記振動体と接触する第２の接触部の少なくとも一方が、気孔を有するステンレス焼結体を含み、前記気孔の一部には樹脂が含浸されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、相手材の摩耗を抑制することができると共に、湿度の影響による保持トルク又は保持力の低下を抑制することができ、更に用途に応じた特性が阻害されることのない振動型アクチュエータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】第１の振動型アクチュエータの概略構成を説明するための図である。
【図１Ｂ】第１の振動型アクチュエータの概略構成を説明するための図である。
【図１Ｃ】第１の振動型アクチュエータの概略構成を説明するための図である。
【図１Ｄ】第１の振動型アクチュエータの概略構成を説明するための図である。
【図２Ａ】ステンレス焼結体を含む接触（摩擦部）を有する突起部の概略構成を説明するための図である。
【図２Ｂ】ステンレス焼結体を含む接触（摩擦部）を有する突起部の概略構成を説明するための図である。
【図３Ａ】第２の振動型アクチュエータの概略構成を説明するための図である。
【図３Ｂ】第２の振動型アクチュエータの概略構成を説明するための図である。
【図３Ｃ】第２の振動型アクチュエータの概略構成を説明するための図である。
【図３Ｄ】第２の振動型アクチュエータの変形例の概略構成を説明するための図である。
【図３Ｅ】第２の振動型アクチュエータの変形例の概略構成を説明するための図である。
【図４】被駆動体の第２の作製方法を模式的に説明するための工程図である。
【図５】平滑化処理後の摩擦部と本体部の研磨面における境界近傍の微構造を示す写真である。
【図６】被駆動体の第３の作製方法を模式的に説明するための工程図である。
【図７】第３の振動型アクチュエータの概略構成を説明する断面図である。
【図８】第３の振動型アクチュエータの分解断面図である。
【図９Ａ】第３の振動型アクチュエータが有する振動体に設けられた摩擦部を説明するための図である。
【図９Ｂ】第３の振動型アクチュエータが有する振動体に設けられた摩擦部を説明するための図である。
【図１０Ａ】第４の振動型アクチュエータを構成する振動体を説明するための図である。
【図１０Ｂ】第４の振動型アクチュエータを構成する振動体を説明するための図である。
【図１０Ｃ】第４の振動型アクチュエータを構成する振動体を説明するための図である。
【図１０Ｄ】第４の振動型アクチュエータを構成する振動体を説明するための図である。
【図１１】実施例３の被駆動体の摩擦部の摩擦面の状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図１２】実施例１〜３及び比較例１の振動型アクチュエータの保持トルクの測定結果を示す図である。
【図１３】実施例４〜６及び比較例２の振動型アクチュエータの保持トルクの測定結果を示す図である。
【図１４Ａ】実施例５の往復駆動前の摩擦部の摩擦面の状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図１４Ｂ】７万回の往復駆動が終了した後の実施例５の摩擦面の状態を示す顕微鏡写真である。
【図１４Ｃ】実施例６の往復駆動前の摩擦部の摩擦面の状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図１５】金型を用いた摩擦材の作製方法を模式的に説明するための図である。
【図１６】摩擦材が形成された摩擦試験用ピンの別の作製方法を模式的に説明するための図である。
【図１７】振動型アクチュエータを搭載したロボットの概略構造を示す斜視図である。
【図１８】レンズ鏡筒が備えるレンズ駆動機構概略構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の実施の形態に係る第１の振動型アクチュエータの構成例について説明する。図１Ａ〜図１Ｃは、第１の振動型アクチュエータ１０の概略構成を説明するための図であり、図１Ａは、振動型アクチュエータ１０の概略構成を示す斜視図である。振動型アクチュエータ１０は、被駆動体１及び振動体２を備える。振動体２は、基材である略矩形平板状の弾性体２ｂと、弾性体２ｂの一方の面に接着剤等により接合された略平板状の圧電素子２ｃと、弾性体２ｂにおいて圧電素子２ｃが接合されている面の反対側の面に設けられた２つの突起部２ａとを有する。
【００１３】
説明の便宜上、図１Ａに示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を規定する。Ｘ軸方向は、２つの突起部２ａを結ぶ方向であり、後述するように、被駆動体１と振動体２の相対的な移動方向である。Ｚ軸方向は、弾性体２ｂの厚み方向であり、突起部２ａの突出方向である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸及びＺ軸の両軸と直交する方向であり、弾性体２ｂの幅方向である。被駆動体１は、不図示の加圧手段により、Ｚ軸方向において２つの突起部２ａと加圧接触している。以降、振動体２において被駆動体１と接触する部分を第１の接触部、被駆動体１において振動体２の第１の接触部と接触する部分を第２の接触部とする。振動型アクチュエータ１０では、例えば、突起部２ａの先端にＸ軸方向とＺ軸方向とを含む面内（ＺＸ面内）で楕円運動を生じさせることにより、被駆動体１と振動体２とをＸ軸方向に相対的に移動させることができる。
【００１４】
図１Ｂは、圧電素子２ｃの電極構造を示す平面図である。電気−機械エネルギ変換素子の一例である圧電素子２ｃには、Ｘ軸方向に２等分された電極領域が形成されており、各電極領域における分極方向は同一方向（＋）となっている。例えば、面外１次曲げ振動モードと面外２次曲げ振動モードの各共振周波数に近い周波数の交番電圧ＶＡ，ＶＢを圧電素子２ｃの２つの電極に図１Ｂに示すように印加する。これにより、面外１次曲げ振動モードの振動と面外２次曲げ振動モードの振動が合成されることで、突起部２ａにＺＸ面内での楕円運動が生じ、この楕円運動によって被駆動体１と振動体２とをＸ軸方向に相対移動させることができる。
【００１５】
なお、面外１次曲げ振動モードは、Ｙ軸方向での曲げ振動であり、振動体２にＸ軸方向と略平行に２本の節線が現れる振動モードである。面外２次曲げ振動モードは、Ｘ軸方向での曲げ振動であり、振動体２にＹ軸方向と略平行に３本の節線が生じる振動モードである。２つの突起部２ａは、面外１次曲げ振動モードの振動の腹となる位置、且つ、面外２次曲げ振動モードの振動の腹となる位置に設けられている。このようにして振動体２の突起部２ａにＺＸ面内で楕円運動を生じさせる原理は周知であるので、より詳細な説明は省略する。
【００１６】
図１Ｃは、被駆動体１の概略構成を示す斜視図である。角棒状の被駆動体１は、一定の気孔率を有するようにステンレス粉末を焼結させたステンレス焼結体からなり、被駆動体１の一方のＸＹ面が突起部２ａと加圧接触する第２の接触部（摩擦面、摩擦摺動面）となっている。被駆動体１は、例えば、ステンレス粉末を周知の成形方法によって角棒状に成形し、成形体を真空雰囲気等の非酸化雰囲気で焼結させ、得られた焼結体の少なくとも摩擦面を研磨（研削）加工することにより作製される。ステンレス粉末としては、例えば、ＪＩＳ規格で規定されるＳＵＳ４２０ｊ２粉末（例えば、平均粒径が１０μｍ程度）を用いることができる。この場合の焼結条件としては、例えば、真空雰囲気、１１００℃で３０分間保持する焼結処理を行った後、急冷するプロセスを用いることができる。ＳＵＳ４２０ｊ２焼結体を作製する場合、焼結温度からの急冷処理を通じて焼結体に対して焼き入れによる硬化処理を施すことができる。これにより、ＳＵＳ４２０ｊ２焼結体からなる被駆動体１の耐摩耗性を高めて、振動型アクチュエータ１０の耐久性を向上させることができる。この効果を得るためには、ＳＵＳ４２０ｊ２焼結体のビッカース硬さは、６００ＨＶ以上であることが望ましい。
【００１７】
被駆動体１であるステンレス焼結体は、一定量の気孔を有する。したがって、振動型アクチュエータ１０が高湿度環境下に放置されて被駆動体１の第２の接触部（摩擦面）に水分（水分子）が付着しても、気孔が水分の排斥場所となることで、突起部２ａと被駆動体１との間の真実接触部が確保されやすくなる。その結果、振動型アクチュエータ１０の保持力の低下を抑制することができる。また、被駆動体１は、従来技術で説明したような、硬質粒子が相手材に食い込むことで摩擦駆動力を発生させる摩擦材とは異なり、相手材である突起部２ａの摩耗を促進することはない。このステンレス焼結体の摩擦面における突起部２ａと接触する範囲の気孔の割合（以下、「表面気孔率」という。）は平均値が約５〜４０％の時に、保持トルク又は保持力の低下が低減される効果が確認されている。特に耐摩耗性の観点から表面気孔率の平均値は１０％前後であることが望ましい。表面気孔率は、例えば、顕微鏡を用いて摩擦面の表面を画像として画像処理ソフトに取り込むことにより、測定することができる。なお、ステンレス焼結体の摩擦面は徐々に摩耗していくため、軽微な摩耗であれば表面気孔率はほぼ変わらないが、摩耗後でも表面気孔率は前述の通りであることが望ましい。
【００１８】
上述した効果は、被駆動体１がＳＵＳ４２０ｊ２焼結体からなる場合に限定されず、その他のステンレス材の焼結体からなる場合にも得ることができる。なお、被駆動体１に存在する気孔は、摩耗粉の吸収（吸着）場所となるため、摩擦面での摩耗粉の堆積が抑制されることによって、駆動性能に変化が生じることを抑制することができると共に摩耗粉の飛散により美観を損なう等の問題の発生を回避することができる。また、摩耗粉の外部への飛散が抑制されることで、振動型アクチュエータ１０を装備した電子機器等の各種機器への摩耗粉の影響を抑制することができる。
【００１９】
図１Ｄは、被駆動体１の変形例の概略構成を示す斜視図である。被駆動体１の変形例は、基材である本体部１ｂと、本体部１ｂに設けられた摩擦部１ａとを有する。摩擦部１ａは、振動体２の突起部２ａと接触する第２の接触部であり、振動型アクチュエータ１０を駆動すると振動体２の突起部２ａと摩擦摺動する部位である。摩擦部１ａは、ステンレス焼結体を含み、気孔（空孔）が存在する。これらの気孔が水分の排斥場所となることで、突起部２ａと摩擦部１ａとの間の真実接触部が確保されやすくなる。その結果、振動型アクチュエータ１０の保持力の低下を抑制することができる。また、摩擦部１ａに存在する気孔は摩耗粉の吸収（吸着）場所となるため、摩擦面（摩擦摺動面）での摩耗粉の堆積が抑制されることによって、駆動性能に変化が生じることを抑制することができる。更に、摩耗粉の外部への飛散が抑制されることで、振動型アクチュエータを装備した電子機器等の各種機器への摩耗粉の影響を抑制することができる。加えて、摩擦部１ａは、従来技術で説明したような、硬質粒子が相手材に食い込むことで摩擦駆動力を発生させる摩擦材とは異なり、相手材である突起部２ａの摩耗を促進してしまうことはない。
【００２０】
摩擦部１ａの本体部１ｂへの形成方法を説明する。まず、ステンレス粉末を分散させたスラリー（ペースト）を、角棒状のステンレス材からなる本体部１ｂの１つの面上にスクリーン印刷法等を用いて塗布することにより、ステンレス粉末を本体部１ｂ上に成形する。続いて、スラリー塗布部（ステンレス粉末の成形部）と本体部１ｂとを一体で所定温度に加熱して焼成することにより、成形されたステンレス粉末を焼結させる。これにより、ステンレス焼結体である摩擦部１ａと角棒状の本体部１ｂが一体焼結により直接に結合した被駆動体１を得ることができる。なお、摩擦部１ａと本体部１ｂが直接に結合したとは、接着剤やろう材等の他の素材を介さずに結合していることをいう。
【００２１】
また、本体部１ｂにはＳＵＳ３０４等のステンレス材が用いられ、摩擦部１ａの原料となるステンレス粉末には平均粒径が１０μｍ程度のＳＵＳ４２０ｊ２粉末を用いることができる。この場合の焼結条件は、上述した被駆動体１の焼結条件と同じである。
【００２２】
被駆動体１やその摩擦部１ａにステンレス焼結体を用いると共に或いはその代わりに、突起部２ａの第１の接触部にステンレス焼結体を設けて摩擦面を形成してもよい。図２Ａ、図２Ｂは、ステンレス焼結体からなる摩擦部（第１の接触部）２ａａを有する突起部２ａの概略構成を説明するための図である。図２Ａは、摩擦部２ａａを有する突起部２ａの概略構成を示す斜視図であり、図２Ｂは、摩擦部２ａａを有する突起部２ａの概略構成を示す断面図である。弾性体２ｂには、例えば、ＳＵＳ４２０ｊ２等の板状のステンレス材をプレス加工することにより、弾性体２ｂに突起部２ａを一体的に形成すると共に、突起部２ａの先端の中心部に凹部を形成した部材を用いることができる。突起部２ａの凹部には、摩擦部１ａと同等の組織（微構造）を有する摩擦部２ａａが設けられ、摩擦部２ａａは、例えば、弾性体２ｂとの一体焼結により形成される。摩擦部２ａａの表面は略球面状に形成されており、これにより、被駆動体１との接触位置を規定することができると共に、摩擦部２ａａの摩耗の進行に伴って形成される面を円形に維持することができる。その結果、振動型アクチュエータ１０の性能を安定させることができる。
【００２３】
次に、本発明の実施の形態に係る摩擦材が用いられる第２の振動型アクチュエータの構成について説明する。図３Ａ〜図３Ｃは、第２の振動型アクチュエータ２０の概略構成を説明するための図であり、図３Ａは、振動型アクチュエータ２０の分解斜視図である。振動型アクチュエータ２０は、リング状の被駆動体５及び３個の振動体２を備える。３個の振動体２はそれぞれ、２つの突起部２ａを結ぶ方向が被駆動体５の内周又は外周と同心の円の接線方向となるように、不図示の基台に配置され、これにより被駆動体５をその周方向に回転させることができる。なお、振動体２の突起部２ａの先端と被駆動体５において径方向と略平行な一方の面（摩擦面５ｄ（図３Ｂ参照））とが、不図示の加圧手段により加圧接触している。同じ仕様の３個の振動体２を配置した上で、各振動体２が配置される基台と被駆動体５のそれぞれの大きさ（形状）を変えることにより、種々の外径及び内径を有する振動型アクチュエータを作製することができる。
【００２４】
被駆動体５は、例えば、オーステナイト系ステンレスの一種であるＳＵＳ３１６粉末の焼結体からなり、振動体２と接触する第２の接触部の摩擦面５ｄには窒化層が設けられると共に樹脂が含浸されている。図３Ｂは、被駆動体５の製造工程を模式的に示す図である。ＳＵＳ３１６粉末を周知の成形方法を用いて円環状に成形し、所定の条件で焼結することにより、平均粒径が例えば７５μｍ程度の焼結体５ａを作製する。焼結体５ａに対して切削加工を施すことによって形状を整えた後に、焼結体５ａにおいて径方向と略平行な一方の面に耐摩耗性を高めるための硬化処理を施す。具体的には、イオン窒化法により、窒化層５ｂを設ける。更に、窒化層５ｂの表面に液状のエポキシ樹脂５ｃを塗布し、焼結体５ａを５０℃に保持することによりエポキシ樹脂の粘度を低下させて、窒化層５ｂの気孔部へ含浸させる。この含浸処理は真空雰囲気で行ってもよい。これによりエポキシ樹脂５ｃの気孔への含浸を促進することができる。その後、エポキシ樹脂５ｃの硬化処理を、例えば、焼結体５ａを８０℃に１時間保持することにより行う。続いて、窒化層５ｂ上の樹脂硬化部の除去処理を、例えば、ＧＣ＃３２０のエメリー紙を用いて行った後、銅定盤と多結晶ダイヤモンド（平均粒径：３μｍ）とを用いた研磨加工（ラッピング）を行い、平滑化された摩擦面５ｄを形成する。これにより、被駆動体５が得られる。
【００２５】
なお、振動型アクチュエータ２０において、摩耗粉を気孔内部に堆積させるためには、被駆動体５が有する全ての気孔に樹脂を含浸させずに、一部に気孔を残存させることが望ましい。このような被駆動体５に対する樹脂含浸は、図１を参照して説明した被駆動体１に対しても同様に適用することができる。また、被駆動体５に求められる特性に応じて、液状のエポキシ樹脂中にグリーンカーボランダム（ＧＣ）或いはホワイトアランダムセラミック粉末（ＷＡ）等のセラミック粉末を混合してもよい。添加するセラミック粉末の種類、粒径、粒形態、量等は、焼結体５ａの気孔率や気孔径等を考慮した上で、被駆動体５に要求される特性に応じて適宜調整することができる。また、エポキシ樹脂に代えて、アクリル樹脂を用いて含浸処理を行ってもよい。
【００２６】
被駆動体５に用いられるステンレス材はオーステナイト系ステンレスに限定されるものではなく、ＳＵＳ４２０ｊ２等のマルテンサイト系ステンレスのリング状焼結体であってもよい。被駆動体５にＳＵＳ４２０ｊ２粉末の焼結体を用いる場合、焼結温度で所定時間保持した後に急冷処理を行うことにより、焼き入れが行われて硬度を高めることができ、これにより耐摩耗性（耐久性）を向上させることができる。但し、湿度の影響による保持トルク又は保持力の低下を抑制するという本発明の目的に照らせば、被駆動体５の摩擦面５ｄが硬化処理された面であることは必須ではなく、また、窒化層５ｂに樹脂が含浸されていることも必須ではない。図３Ｃは、窒化層を設けない場合の被駆動体５の製造工程を模式的に示す図である。被駆動体５にＳＵＳ４２０ｊ２粉末の焼結体を用いる場合には、焼き入れにより硬度を高めることができるため、窒化層は必須ではなくなる。その一方で、耐摩耗性を高める（耐久性を向上させる）という特性が得られるように、摩擦面５ｄは、硬化処理が施されると共に樹脂の含浸処理が施された面であることが望ましい。
【００２７】
図３Ｄ、図３Ｅは、第２の振動型アクチュエータの変形例の概略構成を説明するための図である。
【００２８】
図３Ｄは、第２の振動型アクチュエータの変形例の被駆動体５の斜視図である。図３Ｅは、当該被駆動体５のスラスト軸を含む断面図であり、２つ現れる断面のうちの一方のみを表している。被駆動体５は、第２の接触部としての摩擦部５ａａ及び基材である本体部５ｂｂを有する。摩擦部５ａａは振動体２の突起部２ａと加圧接触し、振動型アクチュエータを駆動すると突起部２ａに励起された楕円運動による摩擦駆動力を受ける。摩擦部５ａａは、本体部５ｂｂに設けられた円環状の凹部（溝）に埋設されるように配置されている。
【００２９】
被駆動体５の第１の作製方法について説明する。まず、ＳＵＳ３１６から成り、一方の面に凸部５ｂ２が形成され、凸部５ｂ２に凹部５ｂ１が形成された本体部５ｂｂを準備する。なお、本体部５ｂｂの作製方法はこれに限定されない。具体的には、ＳＵＳ３１６粉末（平均粒径１０μｍの水アトマイズ粉末）に対して銅粉末（平均粒径：１０μｍ）を２重量％混合した混合粉末を作製する。次いで、混合粉末を凹部５ｂ１に充填し、筒状のポンチ（加圧部材）を用いて約５０ＭＰａ（１．５トン／３００ｍｍ２）の圧力を所定時間加えて成形した後、本体部５ｂｂと一体で、真空雰囲気中、１１００℃で１時間保持し、窒素ガスにて急冷する。これにより、本体部５ｂｂと強固に結合したステンレス焼結体が形成される。
【００３０】
摩擦部５ａａは、高い耐摩耗性を有することが望ましい。ここで、ＳＵＳ３１６は、オーステナイト系ステンレスであり、オーステナイト系ステンレスでは、マルテンサイト変態を用いた硬化方法を採ることができない。そこで、ステンレス焼結体の上面を凸部５ｂ２と共に切削加工した後、ステンレス焼結体の表面にイオン窒化法により窒化層を形成する。最後に、銅定盤を有する周知のラッピング装置と多結晶ダイヤモンド粉末（平均粒径：３μｍ）とを用いて、窒化層の表面を凸部５ｂ２の表面と共に平滑化する。これにより、凸部５ｂ２の上面と摩擦部５ａａとが同一平面となる。平滑化処理では、本体部１ｂから突出している焼結体及び凸部５ｂ２のみを平滑化処理すればよいため、処理時間の短縮を図ることができる。その結果、摩擦部５ａａを有する被駆動体５を得ることができる。
【００３１】
次に、窒化処理を行わないことにより、製造工程の工数を削減することが可能な被駆動体５の第２の作製方法について説明する。図４は、被駆動体５の第２の作製方法を模式的に説明するための工程図である。被駆動体５の本体部５ｂｂは、例えば、フェライト系ステンレスであるＳＵＳ４３０の切削加工により作製されるが、作製方法はこれに限定されるものではない。ＳＵＳ４３０の熱膨張率の値は、摩擦部５ａａの原料となるマルテンサイト系ステンレスであるＳＵＳ４２０ｊ２の熱膨張率に近い。そのため、本体部５ｂｂにＳＵＳ４３０を用いることにより、焼結により摩擦部５ａａが形成されたときに、摩擦部５ａａにクラックが生じることを抑制することができる。なお、熱膨張率を含めた諸特性が摩擦部５ａａに用いられるステンレス材と類似している鉄系材料を本体部５ｂｂに用いることは、クラックの発生を抑制するだけでなく、摩擦部５ａａと本体部５ｂｂとの相互拡散による密着性の向上を図る観点からも望ましい。
【００３２】
本体部５ｂｂには周方向に凹部５ｂ１が設けられている。摩擦部５ａａの原料となるＳＵＳ４２０ｊ２粉末（例えば、平均粒径：１０μｍ）を凹部５ｂ１に充填し、表層付近の粉末をすり切ることで凹部５ｂ１が形成されている凸部と同一高さの粉末充填部５ａ１を形成する。なお、摩擦部５ａａの原料にマルテンサイト系ステンレスを用いることにより、焼結処理に引き続いて焼き入れによる硬化処理を行うことができる。粉末充填部５ａ１を形成する際に造粒した粉体を使用すると、粉体の流動性が向上する。これにより、次工程であるプレス工程で用いるポンチ等への粉体の付着を低減することができる等、取り扱い性を向上させることができる。続いて、筒状のポンチ８を用いて粉末充填部５ａ１を、例えば１〜１５ｔｏｎ／３００ｍｍ２の圧力で加圧するプレス工程を行うことにより圧粉体５ａ２とする。その際、ポンチ８の内外周面（加圧方向と略平行な面）と凹部５ｂ１の内外周壁面（側壁面）との間に充分なクリアランスを設ける。振動体２の突起部２ａと摩擦摺動する領域は圧粉体５ａ２の中央付近であり、その部分では、ポンチ８による加圧力が作用しているためにＳＵＳ４２０ｊ２粉末の充填密度は高められている。
【００３３】
続いて、圧粉体５ａ２が形成された本体部５ｂｂの焼結処理を行う。焼結処理は、例えば、真空雰囲気中（真空炉内）、１１５０℃で１時間保持した後に１０５０℃に温度を下げ、１０５０℃で３０分間保持した後に、同一炉内において窒素ガスで急冷することによって行う。これにより、粉末充填部５ａ１は、焼結体５ａ３となって本体部５ｂｂと直接に結合して一体化する。なお、別途実施した硬さ試験により、焼結体５ａ３において前段のプレス工程においてポンチ８による加圧力が作用した部分でのビッカース硬さは６００ＨＶ以上となっていた。すなわち、焼結工程において同時に焼き入れ硬化が行われたことが確認された。
【００３４】
次いで、焼結体５ａ３の凹部に液状エポキシ樹脂５ｃを塗布し、５０℃で３０分間保持することにより液状エポキシ樹脂５ｃの粘度を低下させることにより、焼結体５ａ３の気孔の一部へ液状エポキシ樹脂５ｃを含浸させる。このとき、含浸処理を真空中で行ってもよい。これにより液状エポキシ樹脂５ｃの気孔への含浸を促進することができる。その後、例えば、液状エポキシ樹脂５ｃを８０℃で１時間放置することにより、液状エポキシ樹脂５ｃを硬化させる。これにより、焼結体５ａ３は樹脂含浸部５ａ４となる。なお、摩擦部５ａａに求められる特性に応じて、液状エポキシ樹脂５ｃ中にグリーンカーボランダム（ＧＣ）或いはホワイトアランダムセラミック粉末（ＷＡ）等のセラミック粉末を混合してもよい。これにより、焼結体５ａ３の気孔の一部にセラミック粉末を分散させることができる。添加するセラミック粉末の種類、粒径、粒形態、量等は、焼結体５ａ３の気孔率や気孔径等を考慮した上で、摩擦部５ａａに要求される特性に応じて適宜調整することができる。凸部５ｂ２の上面部及び硬化した樹脂含浸部５ａ４を切削加工した後、切削加工面を銅定盤に当接させ、銅定盤を回転させながら銅定盤に多結晶ダイヤモンド粒子（平均粒径：３μｍ）を含む研磨材（スラリー）を滴下することにより平滑化処理（研磨処理）を行う。なお、凸部５ｂ２及び硬化した樹脂含浸部５ａ４の上面部の除去は、切削加工に代えて、グリーンカーボランダム（ＧＣ）等の粒子からなる砥石による研削加工によって行ってもよい。
【００３５】
図５は、平滑化処理後の摩擦部５ａａと本体部５ｂｂ（凸部５ｂ２）の研磨面（表面）における境界近傍の微構造を示す写真である。摩擦部５ａａの中心部（写真左側）と本体部５ｂｂ（写真右側）との境界部では、写真上で黒く見える気孔が多く、摩擦部５ａａの中心部よりも密度が小さくなっていることがわかる。これは、ポンチ８の加圧力が直接的に作用する圧粉体５ａ２の中心部では粉末充填密度が高いために焼結体密度は高くなり、ポンチ８の加圧力が直接的に作用しない圧粉体５ａ２の周縁部では、粉末充填密度が小さいために焼結体密度も小さくなるからである。摩擦部５ａａでは、中心部と周縁部（本体部５ｂｂとの境界部）とに焼結体密度の差又は傾斜を設けることによって、緻密体である本体部５ｂｂと一体で焼結処理を行った場合であっても、焼結体にクラック等が発生することが抑制されると考えられる。なお、クラックの発生が抑制される効果は、ＳＵＳ４２０ｊ２よりも熱膨張率の大きなオーステナイト系ステンレスＳＵＳ３０４を摩擦部５ａａに用いた場合であっても同様に得ることができる。
【００３６】
図６は、被駆動体５の第３の作製方法を模式的に説明するための工程図である。準備する本体部５ｂｂは、第２の作製方法で用いたものと同じであるため、ここでの説明を省略する。ＳＵＳ４２０ｊ２粉末（平均粒径：１０μｍ）のスラリーを作製する。作製したスラリーを凹部５ｂ１に充填した後、８０℃で１時間保持して乾燥させることにより、粉末充填部５ａ１を形成する。次に、筒状の形状を有し、径方向中央部に窪み（凹部）が形成されたポンチ９を用いて、粉末充填部５ａ１を１７０ＭＰａ（＝約５ｔｏｎ／３００ｍｍ２）で加圧することにより圧粉体５ａ２とする。ポンチ９の窪みは、凸部５ｂ２を凹部５ｂ１側に倒すことができる形状に設計されている。そのため、凸部５ｂ２が粉末充填部５ａ１側に倒れることで、圧粉体５ａ２の表面と凸部５ｂ２とはほぼ同じ高さとなる。その後、第２の作製方法と同様に焼結処理と平滑化処理を行う。これにより、平滑な表面を有する摩擦部５ａａを備える被駆動体５が得られる。
【００３７】
なお、スラリーにバインダ等の有機物が多く含まれる場合には、焼結処理に先立って、圧粉体５ａ２及び本体部５ｂｂが酸化されない条件で、脱バインダ（脱脂）処理を行うことが望ましい。焼結処理後には、焼結体５ａ３を形成している粒子間の接合性を高めるために、エポキシ系或いはアクリル系等の接着剤を焼結体５ａ３に含浸させてもよい。第３の作製方法では、凸部５ｂ２において凹部５ｂ１側に折り曲げられた部分を、切削加工等で除去する工程を設けることなく平滑化処理（研削加工又は研磨加工）によって除去することができるため、摩擦部５ａａの表面を短時間で所望の状態に仕上げることが可能となる。
【００３８】
次に、本発明の実施の形態に係る摩擦材が用いられる第３の振動型アクチュエータの構成例について説明する。図７は、第３の振動型アクチュエータ３０の概略構成を説明する断面図である。図８は、振動型アクチュエータ３０の分解断面図であり、主要部品のみを示している。振動型アクチュエータ３０では、大略的に、フランジ１９、側面カバー２５、ハウジング２１ａ，２１ｂからなるケースに内部構成部品が収容されている。振動型アクチュエータ３０は、内部構成部品として、被駆動体１１Ａ，１１Ｂ、振動体１２、支持部材１４、フレキシブルプリント配線基板１３、加圧ばね２３ａ，２３ｂ及び加圧力均一化リング２４ａ，２４ｂを有する。また、振動型アクチュエータ３０は、回転伝達部材２２ａ，２２ｂ、内部軸受け１５ａ，１５ｂ、シャフト１６、軸受け２６ａ，２６ｂ、Ｅリング１７及びスペーサ１８を有する。
【００３９】
振動型アクチュエータ３０は、２つの被駆動体１１Ａ，１１Ｂで振動体１２を挟み込むことで、被駆動体が１つの振動型アクチュエータと比べて、２倍のトルクを発生させることができる。また、振動体１２に２つの被駆動体１１Ａ，１１Ｂを押し当てるための加圧ばね２３ａ，２３ｂによる加圧力の反力は、その中心にある出力軸であるシャフト１６の張力になっているだけである。よって、加圧ばね２３ａ，２３ｂに起因するスラスト力は、軸受け２６ａ，２６ｂには加わらない。そのため、加圧ばね２３ａ，２３ｂに起因するスラスト力を受け止める大きな軸受けは不要であり、またその軸受けの摩擦によるエネルギ損失も生じない。このような構造により、小型、高トルク、高効率という特性を実現することができる。また、加圧ばね２３ａ，２３ｂに起因するスラスト力は、軸受け２６ａ，２６ｂには加わらないため、振動体１２を支持する支持部材１４には被駆動体１１Ａ，１１Ｂの回転トルクに起因するねじれ反力のみが加わることから、シャフト１６の軸方向での剛性は小さくても構わない。そして、支持部材１４自体を、シャフト１６の軸方向と直交する方向で柔軟な構成とすることで、振動体１２の振動を阻害しないようにしている。支持部材１４は、ハウジング２１ａと側面カバー２５との間に挟まれることによって固定されている。ハウジング２１ａには軸受け２６ａが固定されており、スペーサ１８を介してＥリング１７を設けることで、シャフト１６にスラスト力が加わっても、振動型アクチュエータ３０の摩擦部（詳細は後述する）の加圧力には影響が及ばない構造となっている。
【００４０】
振動体１２は、中央部分に電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子１２ｃが配置され、圧電素子１２ｃ、支持部材１４及びフレキシブルプリント配線基板１３を挟んで２つの弾性体１２ａ，１２ｂが互いに電気抵抗溶接により接合された構造を有する。フレキシブルプリント配線基板１３は、圧電素子１２ｃに電力を供給し、また、圧電素子１２ｃの変形の結果として生じる電圧を検出する端子としての役割を担う。
【００４１】
振動型アクチュエータ３０は、圧電素子１２ｃを中心として、シャフト１６の軸方向で略対称な構造を有している。振動体１２が樹脂製の内部軸受け１５ａ，１５ｂによって挟まれるように振動体１２と内部軸受け１５ａ，１５ｂにシャフト１６を挿入する。ここで、振動体１２は略円柱状に構成されており、２つの曲げ振動を合成することで縄跳びでの縄のような振動運動を行う。内部軸受け１５ａ，１５ｂは、振動体１２に励起される振動を阻害しないように振動のほぼ節となる位置に配置され、これにより、振動体１２とシャフト１６との直接接触を回避しながら、シャフト１６との同軸性が確保されている。シャフト１６には、被駆動体１１Ａ，１１Ｂと、被駆動体１１Ａ，１１Ｂを振動体１２に押し当てて摩擦力を発生させる加圧ばね２３ａ，２３ｂが挿入されている。加圧ばね２３ａと被駆動体１１Ａとの間及び加圧ばね２３ｂと被駆動体１１Ｂとの間にはそれぞれ、加圧ばね２３ａ，２３ｂの端部で生じる加圧ムラを軽減するための樹脂製の加圧力均一化リング２４ａ，２４ｂが配置されている。
【００４２】
被駆動体１１Ａは、バネ性を有する円環状の金属摩擦部材３１と円環状の弾性体３２とを接着した後に金属摩擦部材３１の摩擦面を平滑化加工し、回転伝達部材２２ａに弾性体３２を接着することにより形成される。被駆動体１１Ｂの構造は、被駆動体１１Ａと同じである。回転伝達部材２２ａ，２２ｂは、シャフト１６に圧入される。
【００４３】
図９Ａ、図９Ｂは、振動体１２に設けられた摩擦部１２ｄを説明するための図である。図９Ａは、図７に示す領域Ａの拡大図である。バネ性を有する金属摩擦部材３１は、加圧バネ２３ａ，２３ｂが伸びようとする力によって振動体１２に設けられた摩擦部（第１の接触部）１２ｄと加圧接触する第２の接触部である。図９Ｂは、弾性体１２ａの斜視図である。摩擦部１２ｄは、振動型アクチュエータ２０の被駆動体５と同様のステンレス焼結体であり、接着剤により弾性体１２ａに接合されている。ステンレス焼結体は、一般には振動減衰が大きく、特に焼結体の気孔部に樹脂が含浸されている場合に振動減衰が大きくなる傾向が顕著に現れる。しかし、ステンレス焼結体である摩擦部１２ｄが、弾性体１２ａの一部にのみ形成されている場合には、摩擦部１２ｄが原因で振動が減衰することは実質的に起こらない。つまり、摩擦部１２ｄを金属摩擦部材３１と接触するように振動体１２（弾性体１２ａ）の一部に設けることで、振動が減衰しにくいという振動体１２に要求される特性を確保することができる。また、摩擦部１２ｄが基材である弾性体１２ａの一部に設けられる場合、振動型アクチュエータ２０について上述した第２の作製方法又は第３の作製方法によって形成することができる。その際、弾性体１２ａの外周を囲む金型等の治具を用いることで、弾性体１２ａに粉末充填部５ａ１を容易に形成することができる。
【００４４】
次に、本発明の実施の形態に係る摩擦材が用いられる第４の振動型アクチュエータの構成例について説明する。図１０Ａ〜図１０Ｄは、第４の振動型アクチュエータを構成する振動体４２を説明するための図である。図１０Ａは、振動体４２の斜視図である。振動体４２の下面には不図示の圧電素子が接合されている。振動体４２は、周方向に進む進行型の駆動振動（進行波）が励起されることにより、振動体４２の摩擦部となる上面に加圧接触する不図示の被駆動体に回転駆動力を与える周知の振動型アクチュエータに用いられる。振動体４２の上面部は、周方向に一定の間隔で凹凸が繰り返される櫛歯状に形成されており、これにより振動体４２に励起される振動変位を拡大することができる。
【００４５】
図１０Ｂは、振動体４２の作製に用いられる前駆体４１（振動体４２に加工される前の状態にある部品）の斜視図である。図１０Ｃは、前駆体４１の加工方法を模式的に説明するための図である。図１０Ｄは、振動体４２の断面図である。櫛歯状の摩擦部を形成する場合に、個々の凸部にステンレス焼結体からなる摩擦部を設けることは、製造工程が複雑になるために望ましいものではない。そこで、例えば、円環状で周方向に溝部が形成された本体部４２ｂを準備すると共に、この溝部に嵌合可能なステンレス焼結体からなる摩擦部材４２ａを準備する。なお、摩擦部材４２ａは、振動型アクチュエータ２０の被駆動体５と同様に作製することができる。本体部４２ｂの溝部に接着剤を塗布し、溝部に摩擦部材４２ａ（第２の接触部）を嵌め込む。こうして、本体部４２ｂに摩擦部材４２ａが接合された状態で、上面の平滑化処理を行うことにより、前駆体４１が得られる。若しくは、振動型アクチュエータ２０の第２の作製方法や第３の作製方法と同様にして、凹部にステンレス焼結体からなる摩擦部材４２ａを形成し、上面の平滑化処理を行う。これによっても、前駆体４１が得られる。なお、上述したスクリーン印刷法を用いて、凹部が形成されていない円環状の本体部の上面に、振動型アクチュエータ１０の摩擦部１ａと同様の摩擦部を形成してもよい。また、スラリーを塗布する場合、スピンコートの要領で本体部４２ｂを回転させながら、遠心力を利用して塗布膜の厚さの均一化を図ってもよい。
【００４６】
得られた前駆体４１の上面部に対して図１０Ｃに示すようにカッター４３による切削加工を施すことにより溝（凹部）を形成することで、前駆体４１の上面部を櫛歯状の形状に加工する。これにより、図１０Ｄに示すように、本体部４２ｂに形成された個々の凸部の上面に摩擦部材４２ａが配置された振動体４２を得ることができる。摩擦部材４２ａは、被駆動体１，５と同等と同様の効果を奏する。
【００４７】
次に、上述した各種の振動型アクチュエータの動作特性、特に高湿度環境下に放置された後の起動特性について説明する。振動型アクチュエータには、高湿度環境下に放置された後の起動特性が低下するという問題がある。つまり、振動体に励起された振動による摩擦駆動力が被駆動体に効率よく作用しないことで、振動体と被駆動体との相対移動速度の立ち上がりが鈍くなるという問題がある。その原因としては、振動型アクチュエータを湿度のある環境に放置しておくと、振動体と被駆動体の摩擦面に水分子が吸着し、摩擦面が滑りやすくなることが考えられる。特に、高湿度環境下に置かれた場合には、水分が水膜として存在してしまうことで、更に滑りやすくなるものと考えられる。
【００４８】
振動型アクチュエータを湿度のある環境に放置すると摩擦面が滑りやすくなる理由は、混合潤滑状態や流体潤滑状態を考慮すると説明が可能である。即ち、乾燥環境下（低湿度環境下）では固体の真実接触部によって大きな摩擦力が得られるが、摩擦面間に水が存在すると、その水膜が摩擦面と垂直方向の力を支えてしまい、固体の真実接触面積は減少してしまう。水自体は、固体とは異なり、剪断方向に抵抗する力が極めて小さいため、振動型アクチュエータの起動時に水で支えられた面積比率が容易に大きくなり、被駆動体と振動体との摩擦面での摩擦力が小さくなってしまう。また、振動型アクチュエータの保持トルク（保持力）も、起動特性の低下の問題と同様の理由で、被駆動体と振動体との摩擦面に存在する水分の影響で低下する。この理由も上述した混合潤滑状態や流体潤滑状態を考慮すると説明が可能である。
【００４９】
これに対応して、本実施の形態に係る摩擦材の摩擦部１ａ，２ａａ，５ａａ，４２ａは、ステンレス焼結体を含み、且つ、空孔を有している。これにより、摩擦部の摩擦面と、その摩擦材と摩擦接触する部材の摩擦面との間に湿度等に起因した水分が存在した場合でも、その水分が焼結体の気孔に移動するため、摩擦面間の真実接触面積の低下を抑制することができる。したがって、互いに摩擦接触する振動体と被駆動体の少なくとも一方の摩擦面に本実施の形態に係る摩擦材を適用することにより、振動体と被駆動体との摩擦面での真実接触面積の低下を抑制することができる。つまり、互いに摩擦接触する振動体と被駆動体の少なくとも一方の摩擦面が本実施の形態に係る摩擦材からなる振動型アクチュエータでは、高湿度環境下に放置された後の起動特性の低下を抑制することができる。
【００５０】
次に、振動型アクチュエータ２０の構成を例として行った試験結果について説明する。試験では、振動型アクチュエータ２０の被駆動体５として、図３Ｃに示す被駆動体５を用いた。
【００５１】
実施例１〜３の振動型アクチュエータを、被駆動体５を用いて作製した。比較例１の振動型アクチュエータには、通常のステンレス作製方法により作製された鋳造ビレットを圧延加工した丸棒を切削加工により切り出したＳＵＳ４２０ｊ２溶製材からなり、摩擦面にイオン窒化法により窒化層を設けた被駆動体を用いた。なお、ＳＵＳ４２０ｊ２溶製材は、緻密質な組織（微構造）を有する。実施例１の振動型アクチュエータには、ＳＵＳ４２０ｊ２粉末を焼結させたステンレス焼結体からなり、焼結処理における焼結温度での保持後に急冷することで焼き入れ処理（硬化処理）が施された被駆動体５を用いた。実施例２の振動型アクチュエータには、図３Ｂに示したように、ＳＵＳ３１６粉末を周知の成形方法を用いて円環状に成形し、所定の条件で焼結した後に、窒化層を設けたステンレス焼結体にエポキシ樹脂を含浸させた被駆動体５を用いた。実施例３の振動型アクチュエータには、実施例１に用いた被駆動体５と同等のステンレス焼結体にセラミック粉末であるＧＣ＃２０００を含むエポキシ樹脂を含浸させた被駆動体５を用いた。図１１は、実施例３の被駆動体５の摩擦部の摩擦面の状態（微構造）を示す電子顕微鏡写真である。結合したステンレス粒子間に気孔が存在しており、気孔の一部にセラミック粉末を含む樹脂が含浸している状態を確認することができる。実施例１〜３の振動型アクチュエータのそれぞれに用いられている被駆動体５の作製には、上述した振動型アクチュエータ２０の被駆動体５の作製方法を用いることができる。
【００５２】
作製した実施例１〜３の振動型アクチュエータのそれぞれについて、被駆動体の回転角度範囲を０°〜５０°として７万回の往復駆動を行い、更に、回転角度範囲を５０°〜１００°として５千回の往復駆動を行った。このような往復駆動によって、突起部２ａと摩擦面５ｄに「馴染み」が生じる。馴染みとは、摩擦面の真実接触部周辺の二面間距離が近付いたことをいう。馴染みが生じることによって突起部２ａでは摩擦面５ｄに対する接触面積が広がり、これに伴って摩擦面同士の二面間距離の近い部分の面積が増加する。突起部２ａと摩擦面５ｄに馴染みが生じた後は、湿度の影響を更に強く受けることとなり、摩擦面が滑りやすくなる。即ち、摩擦材と相手部材とが一定領域（真実接触部）で接触しているときに、馴染みが生じる前（馴染み前）と馴染みが生じた後（馴染み後）とを比較すると、馴染み後では、馴染み前に互いに接触していなかった部分の距離が小さくなっている。このような状態で互いに接触していない二面間に水分（水分子）が存在すると、その水分が垂直抗力を支えることになるため、真実接触面積が減少して摩擦面の剪断力（摩擦係数）が低下する。一方、互いに接触していない二面間に水分が存在しない場合には、真実接触面積が増加することで、高い摩擦係数が得られる。したがって、馴染みが生じた部分に水分が存在するか否かによって、摩擦面の滑りやすさに大きな違いが生じるものと考えられる。このような理由から、摩擦面における水分の影響が現れやすくなるように、上述の往復駆動を行っている。
【００５３】
往復駆動後の各振動型アクチュエータを、温度が６０℃で相対湿度が９０％の高湿度環境に１２時間放置し、続いて室温環境（温度が２５℃で相対湿度が５０％）に取り出して２時間放置した後、被駆動体５の周方向での保持トルクを測定した。なお、保持トルクの測定は、次のようにして行った。即ち、図３Ａの構成の通りに被駆動体５と３個の振動体２を配置し、これらの間の加圧力を９００ｇｆ（９Ｎ）とした。この場合、突起部２ａには１個当たり１５０ｇｆの荷重が掛かった。突起部２ａの接触部は略円形であり、その直径が０．９ｍｍである場合、みかけの面圧は２３５ｇｆ（２４Ｎ）／ｍｍ２となる。振動型アクチュエータの径方向中心を通って径方向と直交する軸部材を配置し、軸部材と被駆動体５とを連結させ、軸部材を回転させて被駆動体５を回転させることで、突起部に対して被駆動体５を相対的に回転移動させることができるようにした。軸部材にプーリーを取り付けると共にプーリーに弾性を有する糸を巻きつけ、この糸を引張り試験機によって巻き上げてプーリーを回転させることにより軸部材を回転させた。このときの引張り試験機のロードセルからの出力を力に換算した数値から保持トルクを求めた。
【００５４】
なお、本試験では、糸を介して被駆動体５に外力を動的に付与しているため、その間の摩擦抵抗力の変化を連続的に捉えているが、その際にスティックスリップが生じた静摩擦力に相当するノコギリ刃の頂点部分の数値を保持トルクとして読み取っている。スティックスリップが現れる最大速度は２ｍｍ／ｍｉｎであったため、測定時間を短縮することを目的として、保持トルクを求めるための突起部２ａと被駆動体５との相対移動速度には、この最大速度を用いた。
【００５５】
図１２は、保持トルクの測定結果を示す図である。被駆動体５の動き始めは、比較的高いトルクを示すが、一旦、動き始めて突起部２ａと摩擦面５ｄの相対位置が変わると、保持トルクが動き始めに比べて低下していることがわかる。この結果から、高湿度環境にさらされても、当初の真実接触部は維持されていることで動き始めは高い保持トルクが維持されるが、摩擦面同士の相対的位置が移動した後は、前述した水膜の影響で急激に保持トルクの低下が引き起こされるものと考えられる。つまり、摩擦面５ｄには水分（水分子）が吸着すると考えられ、突起部２ａと摩擦面５ｄ間に水分が膜となって存在することで、摩擦面間の摩擦力が低下すると考えられる。
【００５６】
比較例１では、スティックスリップ（保持トルクの大きさの変動幅）が小さく、これは摩擦面が流体潤滑状態に近いためと考えられる。それとは反対に、実施例１〜３では保持トルクの大きさの変動幅が大きく、これは、摩擦面の相対速度と摩擦係数が負の関係になる混合潤滑状態となったために、比較例１よりもスティックスリップが明瞭に現れた結果と考えられる。
【００５７】
保持トルクの大きさの序列は、比較例１＜実施例１＜実施例２＜実施例３となっており、実施例３の保持トルクは、約０．９６ｋｇｆ・ｃｍ〔０．１０Ｎ・ｍ〕となって、比較例１の保持トルクの約０．３０ｋｇｆ・ｃｍ〔０．０３Ｎ・ｍ〕の３倍の値を示した。実施例１では、摩擦面５ｄに水分が付着しても、気孔が水分の排斥場所となることにより突起部２ａとの真実接触部が確保された結果、比較例よりも大きな保持トルクを示したものと考えられる。
【００５８】
比較例１及び実施例１〜３の全てで、摩擦面５ｄにおいて高湿度環境下に放置する前の往復駆動を行っていない部分（馴染みを生じさせていない部分）での保持トルクは、往復駆動させた部分よりも大きな値を示した。このことから、摩擦摺動を繰り返すことによって摩擦面に馴染みが生じることで、水膜の影響が顕著に現れると考えられる。実施例２，３では、往復駆動後の摩擦面５ｄにおけるステンレス部分に摩擦により生成した酸化被膜と樹脂の移着膜が存在し、これらの膜が突起部２ａと摩擦部材を構成するステンレス材との金属同士の直接接触を防止する。その結果、実施例２に用いられている摩擦部材（樹脂が含浸されたステンレス焼結体）は、実施例１に用いられている摩擦部材（樹脂が含浸されていないステンレス焼結体）よりも高い耐摩耗性を有する。実施例２が実施例１よりも大きな保持トルクを示したのは、実施例２では、耐摩耗性の違いに起因して実施例１よりも馴染みの進行が遅く、作製当初の摩擦面の状態からの変化が小さいことによると推測される。
【００５９】
同様に、実施例３が実施例２よりも大きな保持トルクを示したのは、セラミック粉末の有無に起因する耐摩耗性の差に起因するものと考えられる。つまり、樹脂中にセラミック粉末が含まれている構造のように、硬くてしかも相手材とは拡散反応しにくい膜が摩擦面に存在している構造では、高い耐摩耗性が得られる。実施例３が実施例２よりも大きな保持トルクを示したのは、実施例３では、耐摩耗性の違いに起因して実施例２よりも馴染みの進行が遅く、作製当初の摩擦面の状態からの変化が小さいことによると推測される。
【００６０】
なお、ステンレスは変形抵抗が大きく、耐食性も高いため、摩擦材として適している面がある一方で、摩擦条件によっては表面の酸化被膜が損傷して金属凝着（又は焼き付き）が生じるおそれがある。この問題に対して、ステンレス焼結体の気孔の一部に樹脂を含浸させておくと、気孔に含浸された樹脂が摩擦面に移動して付着することで、直接の金属接触が防止され、これにより金属凝着（又は焼き付き）の発生を抑制することができる。また、実施例１〜３には気孔を有する摩擦材（ステンレス焼結体）が用いられているため、摩擦材の摩擦面では実質面圧が高くなる。その結果、実施例１〜３に用いられている摩擦材では、摩擦面の硬化処理を行わなければ、比較例１に用いられている緻密質なステンレス材よりも耐摩耗性で劣ることは否めない。そこで、耐摩耗性（耐久性）をも考慮して、気孔を有するステンレス焼結体を摩擦材として用いる場合には、焼き入れ処理を行うか又は少なくとも摩擦面に窒化処理を行う等の硬化処理を行うことが望ましい。窒化処理を行った場合、ステンレス焼結体には、窒化処理の条件や表面からの深さに応じて窒素を含有する領域（窒化物相（化合物相）からなる層、窒素が拡散した層、それらの中間状態の層等）が形成される。窒化物相からなる層は、ステンレスのクロムや鉄と窒素が化合した窒化物からなる層である。窒素が拡散した層は、ステンレスの格子間に窒素原子が拡散した層である。中間状態の層は、窒素原子とクロム原子が互いに近接集合しているが、安定な化合物にはなっていない状態の層である。
【００６１】
次に、図３Ｄに示す第２の振動型アクチュエータ２０の変形例を用いた試験結果について説明する。比較例２及び実施例４〜６の振動型アクチュエータを、互いに異なる摩擦部５ａａを有する被駆動体５を用いて作製した。比較例２には、摩擦部５ａａとしてのＳＵＳ４２０ｊ２溶製材からなる円環状部材が接着剤により本体部５ｂｂの凹部５ｂ１に接合された被駆動体５が用いられ、突起部２ａに対する摩擦面となる円環状部材の表面には、イオン窒化法により窒化層が設けられた。なお、ＳＵＳ４２０ｊ２溶製材は、通常のステンレス作製方法により作製された鋳造ビレットを圧延加工した丸棒を切削加工により切り出したものであり、緻密質な組織（微構造）を有する。
【００６２】
実施例４には、ＳＵＳ４２０ｊ２粉末を焼結させたステンレス焼結体からなり、焼結処理における焼結温度での保持後に急冷することで焼き入れ処理（硬化処理）が施された摩擦部５ａａを有する被駆動体５が用いられた。実施例５には、実施例４で用いられている摩擦部５ａａと同等のステンレス焼結体にエポキシ樹脂を含浸させた摩擦部５ａａを有する被駆動体５が用いられた。実施例６には、実施例４で用いられている摩擦部５ａａと同等のステンレス焼結体にグリーンカーボランダムセラミック粉末を含むエポキシ樹脂を含浸させた被駆動体５が用いられた。実施例４〜６に用いられている被駆動体５の作製方法は、図４を参照して説明した通りである。よって、実施例４〜６に用いられている被駆動体５では、摩擦部５ａａであるステンレス焼結体は本体部５ｂｂとの一体焼結によって形成されている。
【００６３】
作製した振動型アクチュエータのそれぞれについて、実施例１〜３や比較例１に施した往復駆動を施した。これにより、突起部２ａと摩擦部５ａａの摩擦面に「馴染み」が生じさせた。その後、実施例４〜６や比較例２の各振動型アクチュエータを、実施例１〜３や比較例１と同じ条件で高湿度環境に放置し、さらに、実施例１〜３や比較例１と同じ方法で被駆動体５の周方向での保持トルクを測定した。
【００６４】
図１３は、保持トルクの測定結果を示す図である。被駆動体５（摩擦部５ａａ）の動き始めは、比較的高いトルクを示すが、一旦、動き始めて突起部２ａと摩擦部５ａａの摩擦面の相対位置が変わると、保持トルクが動き始めに比べて低下していることがわかる。
【００６５】
この結果から、高湿度環境にさらされても、当初の真実接触部は維持されていることで動き始めは高い保持トルクが維持されるが、摩擦面同士の相対的位置が移動した後は、前述した水膜の影響で急激に保持トルクの低下が引き起こされるものと考えられる。つまり、摩擦部５ａａの摩擦面には水分（水分子）が吸着すると考えられ、突起部２ａと摩擦部５ａａの摩擦面間に水分が膜となって存在することで、摩擦面間の摩擦力が低下すると考えられる。
【００６６】
保持トルクの大きさの序列は、比較例２＜実施例４＜実施例５＜実施例６となっており、実施例６の保持トルクは、約１．００ｋｇｆ・ｃｍ〔０．１０Ｎ・ｍ〕となって、比較例２の保持トルクの約０．３０ｋｇｆ・ｃｍ〔０．０３Ｎ・ｍ〕の３倍の値を示した。実施例４では、摩擦部５ａａの摩擦面に水分が付着しても、気孔が水分の排斥場所となることにより突起部２ａとの真実接触部が確保された結果、比較例２よりも大きな保持トルクを示したものと考えられる。
【００６７】
比較例２及び実施例４〜６の全てで、摩擦部５ａａにおいて高湿度環境下に放置する前の往復駆動を行っていない部分（馴染みを生じさせていない部分）での保持トルクは、往復駆動させた部分よりも大きな値を示した。このことから、摩擦摺動を繰り返すことによって摩擦面に馴染みが生じることで、水膜の影響が顕著に現れると考えられる。実施例５，６では、往復駆動後の摩擦部５ａａの摩擦面におけるステンレス部分に、摩擦により生成した酸化被膜と樹脂の移着膜が存在し、これらの膜が突起部２ａと摩擦部５ａａを構成するステンレス材との金属同士の直接接触を防止する。その結果、実施例５に用いられている摩擦部５ａａ（樹脂が含浸されたステンレス焼結体）は、実施例４に用いられている摩擦部５ａａ（樹脂が含浸されていないステンレス焼結体）よりも高い耐摩耗性を有する。実施例５が実施例４よりも大きな保持トルクを示したのは、実施例５では、耐摩耗性の違いに起因して実施例４よりも馴染みの進行が遅く、作製当初の摩擦面の状態からの変化が小さいことによると推測される。
【００６８】
図１４Ａは、実施例５の往復駆動前の摩擦面の状態（微構造）を示す電子顕微鏡写真である。結合したステンレス粒子間に気孔が存在しており、気孔の一部に樹脂が含浸している状態を確認することができる。図１４Ｂは、７万回の往復駆動が終了した後の実施例５の摩擦面の状態を示す顕微鏡写真である。摩擦摺動範囲の気孔部には茶色を呈する摩耗粉が確認され、摩耗粉は、その色と成分分析からヘマタイト〔Ｆｅ（Ｃｒ）２Ｏ３〕であることが確認された。図１４Ｃは、実施例６の往復駆動前の摩擦面の状態（微構造）を示す電子顕微鏡写真である。ステンレス中に樹脂がまだら状に分散しており、まだら状に分散した樹脂中にセラミック粒子（セラミック粉末）が分散していることを確認することができる。
【００６９】
次に、本発明に係る摩擦材の別の作製方法について説明する。図１５は、金型を用いた摩擦材の作製方法を模式的に説明するための図である。ここでは、ピンオンディスク摩擦試験機（ＪＩＳ  Ｒ  １６１３−１９９３）での試験用ピンに摩擦材を形成するが、振動型アクチュエータ３０の摩擦材を同様の方法を用いて作製することが可能である。なお、摩擦材の周囲に摩擦材が一体的に形成される基材の壁部がない構造のものを作製する場合（摩擦材を凹部に形成しない場合）には、本方法が至便である。
【００７０】
第１の金型５３に設けられた円柱状空間に円柱形状を有する第２の金型５４を挿入する。このとき、第１の金型５３と第２の金型５４の間には一定のクリアランスがあるため、第２の金型５４は挿入された円柱状の空間において、そのスラスト方向（図では上下方向）に移動可能となっている。続いて、第１の金型５３の円柱状空間にステンレス粉末を充填するための空間部５１が形成されるように、摩擦材（焼結体）を形成する基材となる円柱形状の弾性体５２ｂを第２の金型５４と同様に、第１の金型５３の円柱状空間に挿入する。空間部５１にステンレス粉末を充填し、粉末充填部５２ａ１を形成する。粉末充填部５２ａ１をポンチ５５を用いて加圧、圧縮することにより成形体５２ａ２とする。
【００７１】
続いて、ノックアウトピン５６を用いて第２の金型５４を弾性体５２ｂ側へ押し出すことにより、成形体５２ａ２を弾性体５２ｂと共に取り出す。このとき、弾性体５２ｂと成形体５２ａ２とは結合しており、強い力を加えない限り成形体５２ａ２が弾性体５２ｂから離れることはない。なお、ステンレス粉末同士を結合するバインダの種類、ステンレス粉末に対する添加比率及びポンチ５５による加圧成形圧力を調整することによって、成形体強度と密度を調整することができる。弾性体５２ｂと一体化された成形体５２ａ２を、図４を参照して説明した圧粉体５ａ２の焼結条件と同じ条件で焼結処理することにより、成形体５２ａ２は、弾性体５２ｂと強固に結合した焼結体５２ａ３となる。焼結体５２ａ３の上面を研削加工又は研磨加工により平滑化処理することで、摩擦材である焼結体５２ａ３が形成された摩擦試験用ピンを得ることができ、上記と同様の方法により、振動型アクチュエータ３０の摩擦材を得ることができる。なお、焼結体５２ａ３の側面（円周曲面）は、摩擦面とならないため、焼結処理後のままでよい。
【００７２】
図１６は、摩擦材が形成された摩擦試験用ピンの別の作製方法を模式的に説明するための図である。摩擦材（焼結体）を形成する基材となる弾性体６２ｂとして、入手が容易な直径が１０ｍｍφのＳＵＳ３０４丸棒を準備し、その一方の端面に切削加工等により側壁部６２ｂ２を有する凹部６２ｂ１を形成する。但し、弾性体６２ｂの直径は１０ｍｍφに限定されるものではない。弾性体６２ｂの凹部６２ｂ１にステンレス粉末（例えば、ＳＵＳ３１６Ｌ）を充填して粉末充填部６２ａを形成した後、粉末充填部６２ａをポンチ５５により加圧、圧縮することにより成形体６２ａ２とする。弾性体６２ｂと一体化された成形体６２ａ２を、図４を参照して説明した圧粉体５ａ２の焼結条件と同じ条件で焼結処理することにより、成形体６２ａ２は、弾性体６２ｂと強固に結合した焼結体６２ａ３となる。最後に、側壁部６２ｂ２を除去する切削処理（例えば、円筒研削処理）と、焼結体６２ａ３の上面の平滑化処理を行う。これにより、摩擦材である焼結体６２ａ３が形成された摩擦試験用ピンを得ることができ、上記と同様の方法により、振動型アクチュエータ３０の摩擦材を得ることができる。
【００７３】
上述した摩擦材の作製方法では、図１５を参照して説明した第１の金型５３を用いた成形方法とは異なり、ここでは、ステンレス粉末として、バインダ（例えば、ステアリン酸エマルジョン、ポリビニルアルコール等）を含まないものを用いる。一般に、バインダを混合させずに金型を用いてステンレス粉末を圧縮した場合、成形体の強度が小さいために、金型から取り出す際に破壊してしまうことが多い。これに対して、金型に相当する弾性体６２ｂに側壁部６２ｂ２を有する凹部６２ｂ１を形成し、凹部６２ｂ１でステンレス粉末から成形体を成形した場合、成形体６２ａ２を取り出す必要がないため、成形体６２ａ２の破壊は起こらない。また、焼結体を作製するにあたって、バインダの役割は主に焼結までの間、成形体の形状を維持することにある。しかし、バインダを含有している場合には、焼結処理前に脱バインダ工程が必要であり、脱バインダ工程は、一般的に大気中、４００℃前後の温度に所定時間保持することで行われる。その際、脱バインダ後に成形体の強度が小さくなることで、焼結処理時に成形体の形状を維持することができずにクラックが生じてしまうことがある。また、脱バインダ工程でステンレス粉末の粒子表面が酸化してしまうことで、焼結反応での粒子同士の金属拡散結合が阻害されてしまい、粒子間が十分に結合せずに所望の強度が得られないこともある。特に、気孔率の大きい焼結体を作製する場合に、焼結時の収縮率が大きくなるため、このような不都合が生じやすい。
【００７４】
また、焼結時の収縮を部分的に拘束せずにできる限り自由に収縮することができるように、焼結中に成形体を乗せる板として、摩擦係数の小さいカーボン等が用いられる。しかし、成形体にかかる重力によって焼結時の収縮が阻害されることで、焼成体に変形や割れが発生することがある。これに対して、弾性体６２ｂに設けられた凹部６２ｂ１に成形体６２ａ２を形成すれば、得られる焼成体に変形や割れが生じる可能性を著しく低減することができる。この理由は、側壁部６２ｂ２が存在するために成形体６２ａ２自体が外力に対して強くなり、バインダを用いなくとも成形体６２ａ２が凹部６２ｂ１において形状を維持することができるためである。つまり、側壁部６２ｂ２を有する凹部６２ｂ１が設けられていることにより、成形体６２ａ２は、その形状を崩すことなく維持することができる。
【００７５】
次に、振動型アクチュエータ１０，２０，３０の応用例について説明する。図１７は、振動型アクチュエータを搭載したロボット１００の概略構造を示す斜視図であり、ここでは、産業用ロボットの一種である水平多関節ロボットを例示している。産業用ロボット等のアーム関節部の曲げやハンド部の把持動作や回転動作に用いられる回転駆動型モータには、低回転数で高トルクが得られるＴＮ特性（負荷トルク−回転速度の関係を示す垂下特性）を有するものが求められる。そこで、例えば、回転駆動型の振動型アクチュエータ２０（又は振動型アクチュエータ３０）が、ロボット１００において、アーム関節部１１１ａ〜１１１ｃやハンド部１１２に内蔵される。
【００７６】
不図示の基台に取り付けられているアーム関節部１１１ａは、アーム１２０ａをそのスラスト軸を中心軸として回転させる。アーム関節部１１１ｂは、アーム１２０ａ，１２０ｂの交差角度を変えることができるようにアーム１２０ａ，１２０ｂを接続し、アーム関節部１１１ｃは、アーム１２０ｂ，１２０ｃの交差角度を変えることができるようにアーム１２０ｂ，１２０ｃを接続する。ハンド部１１２は、アーム１２０ｄと、アーム１２０ｄの一端に取り付けられる把持部１２１と、アーム１２０ｄと把持部１２１とを接続するハンド関節部１２２とを有し、ハンド関節部１２２は把持部１２１を回転させる。振動型アクチュエータ２０（又は振動型アクチュエータ３０）は、アーム関節部１１１ａ〜１１１ｃ及びハンド関節部１２２の回転駆動装置として用いられる。
【００７７】
続いて、リニア駆動型の振動型アクチュエータ１０を備える撮像装置（光学機器）について説明する。図１８は、レンズ鏡筒が備えるレンズ駆動機構２００の概略構造を示す斜視図である。レンズ駆動機構２００は、振動体２０１、レンズホルダ２０２、第１のガイドバー２０３、第２のガイドバー２０４、加圧磁石２０５及びレンズ２０６を備える。振動体２０１及び第２のガイドバー２０４はそれぞれ、図１で説明した振動型アクチュエータ１０を構成する振動体２及び被駆動体１に対応する。
【００７８】
第１のガイドバー２０３及び第２のガイドバー２０４は、互いに平行となるように、不図示の基体に保持されている。レンズホルダ２０２は、レンズ２０６を保持する円筒状のホルダ部２０２ａ、振動体２０１と加圧磁石２０５を保持する保持部２０２ｂ、第１のガイドバー２０３が挿通されるガイド部２０２ｃを有する。第１のガイドバー２０３に対してガイド部２０２ｃが移動自在に挿通されることにより第１のガイド部が形成される。
【００７９】
加圧磁石２０５は、永久磁石と、永久磁石の両端に配置される２つのヨークから構成される。加圧磁石２０５と第２のガイドバー２０４との間には磁気回路が形成され、これら部材間に吸引力が発生することにより、加圧磁石２０５と第２のガイドバー２０４との間に配置された振動体２０１が、第２のガイドバー２０４へ押し当てられる。これにより、振動体２０１が有する２つの突起部（振動体２の突起部２ａに対応する）が第２のガイドバー２０４と加圧接触して、第２のガイド部が形成される。なお、第２のガイド部は、磁気による吸引力を利用してガイド機構を形成しており、加圧磁石２０５は第２のガイドバー２０４とは非接触となっている。そのため、第２のガイド部が外力を受ける等した場合に振動体２０１と第２のガイドバー２０４とが引き離される状態が生じることが予想される。その対策として、レンズ駆動機構２００では、レンズホルダ２０２に設けられた脱落防止部２０２ｄが第２のガイドバー２０４に当接することで、レンズホルダ２０２（振動体２０１）が所定位置に戻るように構成されている。
【００８０】
振動体２０１の駆動方法は、振動体２の駆動方法と同じであり、振動体２０１が有する２個の突起部に楕円振動を発生させることで、振動体２０１と第２のガイドバー２０４との間に摩擦駆動力を発生させる。このとき、第１のガイドバー２０３と第２のガイドバー２０４は固定されているため、発生した摩擦駆動力によって、レンズホルダ２０２を第１のガイドバー２０３と第２のガイドバー２０４の長さ方向に沿って移動させることができる。なお、レンズ駆動機構２００では、加圧機構に磁力を用いているが、これに限られず、ばねによる付勢力を加圧機構に用いてもよい。また、レンズ駆動機構２００には、リニア駆動型の振動型アクチュエータ１０が用いられているが、これに限られず、図３Ａ又は図７に示した回転駆動型の振動型アクチュエータ２０，３０を用いてもよい。即ち、振動型アクチュエータ２０，３０の回転出力が、カムピンとカム溝との係合やギア等によって、レンズを保持する部材を光軸方向に直線的に移動させる駆動力に変換される構造とすればよい。振動型アクチュエータによるレンズの駆動は、オートフォーカス用レンズの駆動に好適であるが、これに限られず、ズーム用レンズの駆動にも用いることができる。更に、振動型アクチュエータは、手ぶれ補正時のレンズ又は撮像素子の駆動に用いることもできる。
【００８１】
以上、本発明をその好適な実施の形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施の形態は本発明の一実施の形態を示すものにすぎず、各実施の形態を適宜組み合わせることも可能である。本発明に係る振動型アクチュエータは、図１７及び図１８を参照して説明したロボット及びレンズ鏡筒（撮像装置）に限定されるものではなく、振動型アクチュエータの駆動による位置決めが必要とされる部品を備える電子機器に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１，５  被駆動体
２  振動体
２ａ  突起部
２ａａ  摩擦部
２ｂ  弾性体
２ｃ  圧電素子
５ｃ  エポキシ樹脂
１０，２０，３０  振動型アクチュエータ
４２ａ  摩擦部材
４２ｂ  本体部
１００  ロボット
２００  レンズ駆動機構
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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