JP2001018166A - 超音波モータ用ステータの研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧電素子を接合する接合面の研磨むらを防止す
ることができる超音波モータ用ステータの研磨方法を提
供する。 【解決手段】圧電素子１２を接合するための接合面１１
ａを有するプレステータ２０が、研磨装置３０の定盤３
２に対して接合面１１ａが対向するように配置される。
そして、その定盤３２が回転して、液体と砥粒とを混合
した研磨液により接合面１１ａが所定の粗さに研磨され
る。従って、研磨液は液体であるので、接合面１１ａ全
体に一様に行き渡り、接合面１１ａが均一に研磨され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波モータ用ス
テータの研磨方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波モータのステータには、金属より
なるブロック体に圧電素子を接着剤等により接合したも
のが知られている。この場合、圧電素子とブロック体と
を電気的に導通させる必要があって、従来より接合面を
できるだけ平滑にして圧電素子とブロック体とが確実に
導通状態となるようにしていた。しかし、接合面を平滑
にした場合、接着強度が低下し、ブロック体から圧電素
子が剥離する虞があるため、超音波モータの出力を上げ
ることができなかった。

【０００３】又、圧電素子とブロック体との導通を確実
とし、しかも圧電素子の剥離を防止するには、接着時の
圧電素子への加圧力を高くしなければならないが、加圧
力を高くすると、セラミック製である圧電素子が割れて
しまう。

【０００４】そこで、本出願人は、先に特開平６−１５
３５４２号公報において、上記不具合を解消した技術を
提案している。即ち、該公報では、ブロック体の圧電素
子（圧電セラミック）を接合する面が、２．０［μｍ］
以上１０．０［μｍ］以下の所定の粗さとなるように研
磨される。このようにすれば、ブロック体の接合面に存
在する凹凸の凸部が接着剤に食い込むという、所謂くさ
び効果が生じる。

【０００５】従って、圧電素子とブロック体とを低い加
圧力で接合させても、上記したくさび効果により容易に
前記接合面の凸部が圧電素子と接触し、圧電素子とブロ
ック体とが確実に導通状態となる。しかも、このときの
加圧力が低くてすむので、圧電素子が割れる心配はな
い。更に、ブロック体の接合面の凹部に接着剤が十分に
まわり込むので、圧電素子とブロック体とが強固に接合
される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うにブロック体の接合面を均一に研磨するのは難しい。
そのため、接合面に研磨むらが生じる場合があって、こ
のような研磨むらは接合不良や導通不良を引き起こす要
因となるので、確実に研磨むらをなくすことが望まれて
いた。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、圧電素子を接合する
接合面の研磨むらを防止することができる超音波モータ
用ステータの研磨方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、圧電素子を接合するため
の接合面を有する被接合体を研磨装置の定盤に対して前
記接合面が対向するように配置し、その定盤と前記被接
合体とを相対的に回転させて接合面を研磨材により所定
の粗さに研磨する超音波モータ用ステータの研磨方法で
あって、前記研磨材は、液体と砥粒とを混合した研磨液
よりなる超音波モータ用ステータの研磨方法である。

【０００９】請求項２に記載の発明は、圧電素子を接合
するための接合面を有する被接合体を研磨装置の定盤に
対して前記接合面が対向するように配置し、その定盤と
前記被接合体とを相対的に回転させて接合面を研磨材に
より所定の粗さに研磨する超音波モータ用ステータの研
磨方法であって、前記定盤の回転中心軸線よりオフセッ
トした位置に前記被接合体を回転可能に支持し、前記定
盤を回転、又は前記被接合体を回転中心軸線を中心に公
転、若しくは前記定盤を回転させるとともに前記被接合
体を回転中心軸線を中心に公転させるようにした超音波
モータ用ステータの研磨方法である。

【００１０】請求項３に記載の発明は、圧電素子を接合
するための接合面を有する被接合体を研磨装置の定盤に
対して前記接合面が対向するように配置し、その定盤と
前記被接合体とを相対的に回転させて接合面を研磨材に
より所定の粗さに研磨する超音波モータ用ステータの研
磨方法であって、前記研磨材は、液体と砥粒とを混合し
た研磨液よりなり、前記定盤の回転中心軸線よりオフセ
ットした位置に前記被接合体を回転可能に支持し、前記
定盤を回転、又は前記被接合体を回転中心軸線を中心に
公転、若しくは前記定盤を回転させるとともに前記被接
合体を回転中心軸線を中心に公転させるようにした超音
波モータ用ステータの研磨方法である。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか１項に記載の超音波モータ用ステータの研磨方
法において、前記被接合体を押圧手段により前記定盤に
押圧するようにした超音波モータ用ステータの研磨方法
である。

【００１２】従って、請求項１に記載の発明によれば、
液体と砥粒とを混合した研磨液により接合面が研磨され
る。研磨液は液体であるので、接合面全体に一様に行き
渡り、接合面が均一に研磨される。

【００１３】請求項２に記載の発明によれば、定盤の回
転中心軸線よりオフセットした位置に被接合体が回転可
能に支持され、定盤が回転、又は被接合体が回転中心軸
線を中心に公転、若しくは定盤が回転されるとともに被
接合体が回転中心軸線を中心に公転される。すると、定
盤における内周と外周の回転速度差により、被接合体が
自転する。つまり、被接合体は自転しながら、その接合
面が研磨される。従って、接合面の研磨方向が常に変わ
りながら研磨されるので、その接合面が均一に研磨され
る。

【００１４】請求項３に記載の発明によれば、定盤の回
転中心軸線よりオフセットした位置に被接合体が回転可
能に支持され、定盤が回転、又は被接合体が回転中心軸
線を中心に公転、若しくは定盤が回転されるとともに被
接合体が回転中心軸線を中心に公転される。すると、定
盤における内周と外周の回転速度差により、被接合体が
自転する。つまり、被接合体は自転しながら、定盤上の
液体と砥粒とを混合した研磨液によりその接合面が研磨
される。従って、液体である研磨液は接合面全体に一様
に行き渡るとともに、接合面の研磨方向が常に変わりな
がら研磨されるので、その接合面が均一に研磨される。

【００１５】請求項４に記載の発明によれば、被接合体
が押圧手段により定盤に押圧されるので、接合面が確実
に研磨される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１〜図６に従って説明する。図１は、超音波
モータ１の断面図を示す。超音波モータ１のハウジング
２は基台３とカバー４とから構成される。基台３にはボ
ールベアリング５のアウタレース５ａが固着される。ボ
ールベアリング５のインナレース５ｂは回転軸６に固着
される。前記カバー４にはすべり軸受７が固着される。
そして、回転軸６は、ボールベアリング５とすべり軸受
７によってハウジング２に対して回転可能に支持され
る。

【００１７】前記基台３にはステータ８が固定される。
ステータ８は、振動板９、ボスリング１０、ベースリン
グ１１及び圧電素子１２で構成される。振動板９の中央
部には、ボスリング１０がロウ付けにより接合される。
ボスリング１０は、基台３に対してネジ１３により締め
付け固定され、ステータ８を支持している。

【００１８】振動板９の外周部には、後述するロータ１
５に振動を伝達する振動伝達部９ａが形成される。振動
板９の外周部下面にはベースリング１１がロウ付けによ
り接合される。ベースリング１１の下面には圧電素子１
２が接着剤により接合される。従って、ベースリング１
１の下面は、圧電素子１２を接合する接合面１１ａとな
る。圧電素子１２は、公知の方法で分極処理が施され、
その分極された各箇所には公知の電極（図示しない）が
設けられる。

【００１９】前記ステータ８の上面には、前記振動伝達
部９ａに当接するライニング材１４を備えたロータ１５
が配設される。ロータ１５は、回転軸６に対して軸方向
移動可能に、かつ相対回転不能に連結される。つまり、
ロータ１５と回転軸６は一体に回転する。

【００２０】ロータ１５の上面は、皿バネ１６とプレー
ト１７とからなる加圧付勢部材１８により加圧される。
即ち、皿バネ１６を弾性変形させた状態で、前記プレー
ト１７が回転軸６に対して回転不能に、かつサークリッ
プ１９によりそれ以上上動不能に連結される。このよう
にして、皿バネ１６の弾性力によって、ロータ１５は前
記ステータ８に所定の圧接力で圧接される。

【００２１】このように構成された超音波モータ１で
は、圧電素子１２に高周波駆動電圧が印加されると該圧
電素子１２が振動し、圧電素子１２の振動がベースリン
グ１１を介してステータ８の振動伝達部９ａにおいて進
行波振動に変換される。そして、この進行波振動に基づ
いてロータ１５が回転し、回転軸６が回転するようにな
っている。

【００２２】次に、本実施形態のステータ８を製造する
際のベースリング１１と圧電素子１２との接合方法につ
いて説明する。図６は、圧電素子１２を接合する前のス
テータ（以下、プレステータという）２０を示す。即
ち、プレステータ２０は前記ステータ８を製造する工程
における中間製造物であって、振動板９と、該振動板９
に接合されたベースリング１１及びボスリング１０で構
成される。そして、このようなプレステータ２０は、ス
テータの製造工程の一つである接合面研磨工程におい
て、図２〜図４に示す研磨装置３０によって、ベースリ
ング１１の接合面１１ａが２．０［μｍ］以上１０．０
［μｍ］以下の所定の粗さに研磨される。

【００２３】研磨装置３０は、定盤支持躯体３１により
回転可能に支持された円形状の定盤３２が回転駆動部３
３により図３において時計回り方向（矢印Ａ１方向）に
回転駆動するように構成される。定盤支持躯体３１に
は、定盤３２の回転中心軸線Ｌ１に対してオフセットし
た位置において、該軸線Ｌ１と平行な中心軸線Ｌ２を持
つ円筒状のプレステータ支持部３４が備えられる。

【００２４】接合面研磨工程では、先ずプレステータ支
持部３４にプレステータ２０が挿入される。このとき、
ボスリング１０の下面１０ａ及びベースリング１１の接
合面１１ａが定盤３２の上面３２ａと接触するように配
置される。そして、ボスリング１０の下面１０ａ及びベ
ースリング１１の接合面１１ａが定盤３２の上面３２ａ
に圧接するように、プレステータ２０の挿入後に、プレ
ステータ押え３５が載置される。尚、プレステータ２０
及びプレステータ押え３５は、プレステータ支持部３４
に対して遊嵌した状態である。

【００２５】図５に示すように、定盤３２の上面３２ａ
には接合面１１ａを研磨するための研磨液３６が供給さ
れる。この研磨液３６は、砥粒と水、若しくは砥粒と防
錆剤の混合液である。尚、本実施形態の砥粒には、炭化
けい素質研削材が用いられている。

【００２６】そして、定盤３２が回転駆動部３３により
矢印Ａ１方向に回転すると、図４に示すように、その定
盤３２における内周と外周の回転速度差（外周の回転速
度は内周のそれより速い）により、プレステータ２０が
矢印Ａ２方向に自転する。つまり、プレステータ２０が
自転しながらボスリング１０の下面１０ａ及びベースリ
ング１１の接合面１１ａが定盤３２の回転により研磨さ
れる。従って、その下面１０ａ及び接合面１１ａの研磨
方向が常に変わりながら研磨されるので、その下面１０
ａ及び接合面１１ａが均一に研磨される。

【００２７】しかも、この場合、液体である研磨液３６
は接合面１１ａ全体に一様に行き渡るため、更に研磨む
らが防止される。このようにして、ベースリング１１の
接合面１１ａが２．０［μｍ］以上１０．０［μｍ］以
下の所定の粗さに均一に研磨される。そのため、本実施
の形態では、接合面１１ａと圧電素子１２と接着剤にて
接合するにあたり、その接合面１１ａと圧電素子１２間
の接合不良や導通不良の発生が少なくなる。

【００２８】上記したように、本実施の形態では、以下
に示す特徴がある。 （１）定盤３２の回転中心軸線Ｌ１よりオフセットした
位置にプレステータ２０を回転可能に支持した。そのた
め、定盤３２が回転すると、その定盤３２における内周
と外周の回転速度差により、プレステータ２０が自転す
る。又、プレステータ２０（ベースリング１１）の接合
面１１ａの研磨に、液体よりなる研磨液を使用した。従
って、プレステータ２０は自転しながら、回転する定盤
３２上の研磨液３６により接合面１１ａが研磨される。
このとき、液体である研磨液３６は接合面１１ａ全体に
一様に行き渡るとともに、接合面１１ａの研磨方向が常
に変わりながら研磨されるので、その接合面１１ａを均
一に研磨することができる。

【００２９】（２）プレステータ押え３５によりプレス
テータ２０を定盤３２に押圧するようにした。そのた
め、接合面１１ａが定盤３２に圧接するので、接合面１
１ａを確実に研磨することができる。

【００３０】（３）プレステータ２０の上にプレステー
タ押え３５を載せるだけであるので、プレステータ２０
を定盤３２に押圧する手段を容易に構成することができ
る。 （４）研磨装置３０は、プレステータ支持部３４を固
定、定盤３２を回転する構成としたため、研磨装置３０
を比較的簡単な構成とすることができる。

【００３１】尚、本発明は上記実施形態の他、以下の態
様にて実施してもよい。 ○上記実施の形態の研磨装置３０では、定盤３２を回転
し、プレステータ支持部３４を固定した構成としたが、
定盤３２を固定し、プレステータ支持部３４を回転中心
軸線Ｌ１を中心に公転させる構成であってもよい。又、
定盤３２及びプレステータ支持部３４をともに回転する
構成としてもよい。

【００３２】○上記実施の形態では、定盤３２の回転中
心軸線Ｌ１よりオフセットした位置にプレステータ２０
を回転可能に支持してプレステータ２０（ベースリング
１１）の接合面１１ａを研磨する研磨装置３０を用いる
とともに、接合面１１ａの研磨に、液体よりなる研磨液
３６を使用したが、このような研磨装置３０又は研磨液
３６のいずれか一方を用いるだけであってもよい。

【００３３】例えば、上記した研磨装置３０の定盤３２
に砥粒を固定した研磨材を装着し、その研磨材により接
合面１１ａを研磨するようにしてもよい。又、定盤３２
の回転中心軸線Ｌ１にプレステータ２０の中心軸線を一
致させ、研磨液３６により接合面１１ａを研磨するよう
にしてもよい。このようにしても、接合面１１ａを均一
に研磨することができる。

【００３４】○上記実施の形態では、プレステータ２０
を定盤３２側に押圧する手段としてプレステータ押え３
５を用いたが、その他の手段を用いてプレステータ２０
を定盤３２側に押圧するようにしてもよい。又、プレス
テータ２０の自重で足りれば、プレステータ押え３５を
使用する必要はない。

【００３５】上記各実施の形態から把握できる請求項以
外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載
する。 （イ）請求項２〜４のいずれか１項に記載の超音波モー
タ用ステータの研磨方法において、前記定盤（３２）を
回転させるようにしたことを特徴とする超音波モータ用
ステータの研磨方法。このようにすれば、研磨装置を比
較的簡単な構成とすることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
圧電素子を接合する接合面の研磨むらを防止することが
できる超音波モータ用ステータの研磨方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態の超音波モータの断面図。

【図２】 研磨装置の概略断面図。

【図３】 研磨装置の斜視図。

【図４】 研磨装置の要部斜視断面図。

【図５】 研磨装置の要部拡大断面図。

【図６】 ステータの構成を示す断面図。

【符号の説明】

１１ａ…接合面、１２…圧電素子、２０…被接合体とし
てのプレステータ、３０…研磨装置、３２…定盤、３５
…押圧手段としてのプレステータ押え、３６…研磨材と
しての研磨液、Ｌ１…回転中心軸線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 光年 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA12 AB04 AC04 BA02 BA07 BA09 CA01 CB01 DA02 5H680 AA00 BB03 BB16 CC07 DD01 DD02 DD15 DD23 DD53 DD66 DD75 DD85 EE03 EE11 FF08 FF14 GG34 GG41

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電素子（１２）を接合するための接合
   面（１１ａ）を有する被接合体（２０）を研磨装置（３
   ０）の定盤（３２）に対して前記接合面（１１ａ）が対
   向するように配置し、その定盤（３２）と前記被接合体
   （２０）とを相対的に回転させて接合面（１１ａ）を研
   磨材（３６）により所定の粗さに研磨する超音波モータ
   用ステータの研磨方法であって、 前記研磨材（３６）は、液体と砥粒とを混合した研磨液
   （３６）よりなることを特徴とする超音波モータ用ステ
   ータの研磨方法。
2. 【請求項２】 圧電素子（１２）を接合するための接合
   面（１１ａ）を有する被接合体（２０）を研磨装置（３
   ０）の定盤（３２）に対して前記接合面（１１ａ）が対
   向するように配置し、その定盤（３２）と前記被接合体
   （２０）とを相対的に回転させて接合面（１１ａ）を研
   磨材（３６）により所定の粗さに研磨する超音波モータ
   用ステータの研磨方法であって、 前記定盤（３２）の回転中心軸線（Ｌ１）よりオフセッ
   トした位置に前記被接合体（２０）を回転可能に支持
   し、前記定盤（３２）を回転、又は前記被接合体（２
   ０）を回転中心軸線（Ｌ１）を中心に公転、若しくは前
   記定盤（３２）を回転させるとともに前記被接合体（２
   ０）を回転中心軸線（Ｌ１）を中心に公転させるように
   したことを特徴とする超音波モータ用ステータの研磨方
   法。
3. 【請求項３】 圧電素子（１２）を接合するための接合
   面（１１ａ）を有する被接合体（２０）を研磨装置（３
   ０）の定盤（３２）に対して前記接合面（１１ａ）が対
   向するように配置し、その定盤（３２）と前記被接合体
   （２０）とを相対的に回転させて接合面（１１ａ）を研
   磨材（３６）により所定の粗さに研磨する超音波モータ
   用ステータの研磨方法であって、 前記研磨材（３６）は、液体と砥粒とを混合した研磨液
   （３６）よりなり、 前記定盤（３２）の回転中心軸線（Ｌ１）よりオフセッ
   トした位置に前記被接合体（２０）を回転可能に支持
   し、前記定盤（３２）を回転、又は前記被接合体（２
   ０）を回転中心軸線（Ｌ１）を中心に公転、若しくは前
   記定盤（３２）を回転させるとともに前記被接合体（２
   ０）を回転中心軸線（Ｌ１）を中心に公転させるように
   したことを特徴とする超音波モータ用ステータの研磨方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の超
   音波モータ用ステータの研磨方法において、 前記被接合体（２０）を押圧手段（３５）により前記定
   盤（３２）に押圧するようにしたことを特徴とする超音
   波モータ用ステータの研磨方法。