JP3492505B2 - 超音波モータ用ステータ及び超音波モータ - Google Patents

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
ータ及び超音波モータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波モータでは、図３９に示す
ように、ステータ８１は振動弾性体８２と、振動弾性体
８２に取付けられて振動波（進行波）を発生させるため
の圧電素子８３とから構成される。環状の振動弾性体８
２の表面には所定間隔ごとに突起部８２ａが形成されて
いる。ロータ（図示せず）は突起部８２ａにて振動弾性
体８２と接触する。従来、振動弾性体８２の製造方法と
して、フライス盤による溝切加工や旋盤による研削加工
などによって突起部８２ａを形成する方法や、突起部８
２ａを有する振動弾性体８２を焼結や鍛造などによって
製造する方法が採られていた。これらの製造方法は、ど
れも製造に手間と時間がかかって非効率であるという問
題があった。

【０００３】例えば特開平８−２９８７９３号公報や特
開平８−２１４５６９号公報などに開示されたステータ
は、振動板（振動体）、振動板の外周部下面に接合した
ベースリング（リング状金属部材）、及びベースリング
の下面に接着した圧電素子（電気−機械エネルギー変換
素子）を備えている。振動板には、プレス加工により、
径方向に折り曲げられ垂直方向に延びたステータ接触部
としての複数の突起が形成されている。

【０００４】特開平８−２１４５６９号公報に開示され
た例えば図４０（ａ），（ｂ）に示すステータ８５で
は、弾性振動体（振動板）８６は板材８７の一部を図４
０（ａ）ではＬ字状に折り曲げることで突起８６ａを形
成し、図４０（ｂ）ではロータ８８との接触面積を稼げ
るようにクランク状に折り曲げて突起８６ｂを形成して
いる。振動板８６の裏面には突起８６ａ，８６ｂと対応
する位置に環状のベースリング８９と圧電素子９０とが
ろう付けにより接合されている。このように板材８７を
折り曲げ加工することにより突起８６ａ，８６ｂを形成
すれば、突起８６ａ，８６ｂを形成するための加工が簡
単で済み、製造工程が大幅に簡略化される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、板材８
７をＬ字状やクランク状に折り曲げた構成では、板材８
７の厚み分しか振動伝達域が確保されないため、振動伝
達域が狭いことから効率よく突起８６ａ，８６ｂに振動
を伝達させることができ難かった。そのため、振動板８
６に必要な振動を発生させようとすると、振動板８６と
圧電素子９０の間に振動を増幅させるためのベースリン
グ８８を介在させる必要があった。ベースリング８８を
介在させることは、部品点数の増加と、各部品を接着剤
やろう付けによって接合させるための接合工程数の増加
というという問題を招くことになる。

【０００６】各部品を接合する工程数が増えると、接着
剤やろう付けの忘れによる振動遮断不良を招いたり、接
着剤やろう付けの接合不良による振動伝達のロスを引き
起こすという問題を招来する。

【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、その第１の目的は、１枚板を折曲
成形して形成した振動弾性体の突起への振動伝達域を広
く確保して、突起の可動体との接触面に必要な振幅の振
動波を発生させられるようにすることで、ベースリング
などの振動を伝達する助けとなる補助部材を無くすこと
ができる超音波モータ用ステータ及び超音波モータを提
供することにある。第２の目的は、圧電素子からの振動
を突起に効率良く伝達することにある。第３の目的は、
振動弾性体から可動体に伝達される駆動力を内外周でず
れ難くすることにある。第４の目的は、圧電素子からの
振動を無駄なく突起の可動体との接触面に伝達すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため請求項１に記載の発明では、超音波モータ用ステ
ータには、一枚の板材に形成された多数の延出部を該板
材の表面に接触するように折り曲げることで、可動体と
接触することになる多数の突起が列設されている振動弾
性体と、前記振動弾性体の裏面に固定された圧電素子と
が備えられている。

【０００９】第２の目的を達成するため請求項２に記載
の発明では、請求項１に記載の発明において、前記突起
は、前記延出部が前記板材の表面に全面で密着する状態
に折り曲げられて形成されている。

【００１０】第３の目的を達成するため請求項３に記載
の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明におい
て、前記振動弾性体は円環状を有し、前記突起は、その
外周側ほど幅広に形成されている。

【００１１】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載の発明において、前記突起は、隣接するもの同士の対
向する各側面がほぼ平行をなすように形成されている。
第４の目的を達成するため請求項５に記載の発明では、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明におい
て、前記圧電素子は円環状を有し、その内外径が前記突
起の内外径で挟まれた範囲内に位置するように、前記振
動弾性体に固定されている。

【００１２】請求項６に記載の発明では、超音波モータ
には、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のステ
ータが備えられている。 （作用）請求項１に記載の発明によれば、振動弾性体に
列設されている多数の突起は、一枚の板材に形成した多
数の延出部を板材の表面に接触するように折り曲げるこ
とで形成される。圧電素子から突起に振動が伝達される
ときの振動伝達域が十分広く確保される。従って、ベー
スリングなどの振動を増幅させるための部材を振動弾性
体と圧電素子との間に介在させず、振動弾性体の裏面に
圧電素子を直接固定した構成であっても、突起の可動体
との接触面には必要な振幅の振動波が発生する。

【００１３】請求項２に記載の発明によれば、突起は、
延出部が板材の表面に全面で密着状態に折り曲げられる
ことにより形成されるので、圧電素子からの振動が突起
に効率良く伝達される。

【００１４】請求項３に記載の発明によれば、突起は、
外周側が幅広に形成されているため、振動弾性体と可動
体との接触面積が外周側で広く確保される。その結果、
振動弾性体から可動体に伝達される駆動力が内外周でず
れ難い。

【００１５】請求項４に記載の発明によれば、突起は、
隣接するもの同士の対向する側面がほぼ平行をなすよう
に外周側が幅広であるため、振動弾性体から可動体に伝
達される駆動力が内外周で一層ずれ難い。

【００１６】請求項５に記載の発明によれば、圧電素子
はその内外径が突起の内外径の間に挟まれた範囲内に位
置するように振動弾性体に固定されているので、圧電素
子からの振動が突起の可動体との接触面に無駄なく伝達
される。

【００１７】請求項６に記載の発明によれば、超音波モ
ータには、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の
ステータが備えられているため、請求項１〜請求項５の
いずれか一項に記載の発明と同様の作用が得られる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
具体化した第１実施形態を図１〜図７に従って説明す
る。

【００１９】図７は超音波モータ１の断面を示し、ハウ
ジング２は基台３とカバー４とから構成されている。ハ
ウジング２内に嵌挿された回転軸５は１組のボールベア
リング６，７により回転可能に支持されている。ステー
タ８は、それぞれ環状を有する振動弾性体９、圧電素子
１０および座板１１が一体的に接合されることにより形
成されており、基台３の上面に座板１１を介して固着さ
れている。振動弾性体９は、１枚の板材１２から折曲加
工により形成されている。

【００２０】ステータ８の上方には可動体としての円盤
状のロータ１３が配設されている。ロータ１３は回転軸
５に対してスラスト方向に移動可能かつラジアル方向に
一体回転可能に嵌着されている。 ロータ１３の外周縁
に肉厚に形成された円環体１３ａの下面にはライニング
材１４が固着されている。ロータ１３は振動弾性体９に
対し、ライニング材１４の下面と、振動弾性体９の外周
縁表面（同図における上面）に櫛歯状に形成された突起
９ａとが接触する状態で当接している。

【００２１】ワッシャ１５およびカラー１６により上方
への移動が規制された状態で回転軸５に嵌挿された加圧
プレート１７と、ロータ１３の上面に配設された防振ゴ
ム１８との間に介装された円錐台形状の板バネ１９によ
って、ロータ１３は振動弾性体９に圧接するように下方
に付勢されている。

【００２２】圧電素子１０は、進行波振動を発生させる
ための公知の方法で分極処理が施され、その分極された
各箇所の下面に電極板（図示しない）が２組の群をなし
て設けられる。この電極板群に９０°位相差の高周波交
流電圧が印加されると、圧電素子９が振動する。そし
て、この振動は振動弾性体９の突起９ａに伝わり、ロー
タ１３と接触する各突起９ａの上面に進行波振動が発生
する。この進行波振動によりロータ１３がステータ８に
摺動して回転することで、超音波モータ１は駆動され
る。

【００２３】次に、ステータ８について詳しく説明す
る。図１はステータ８の一部切り欠き斜視図である。ス
テータ８は、振動弾性体９と圧電素子１０を備えてい
る。振動弾性体９は円環状の鋼体（金属製）にて形成さ
れ、その外周縁表面には多数の突起９ａが周方向に沿っ
て一定間隔に櫛歯状に列設されている。振動弾性体９
は、突起９ａに相当する多数の延出部１２ａが外側に向
かって放射状に延びる略円環状の一枚の板材１２（図４
参照）からなる。突起９ａは、多数の延出部１２ａを内
側に折り曲げることにより形成され、各延出部１２ａは
折曲げたときの下面全体で板材１２の表面に密着してい
る。突起９ａは振動弾性体９の外周側ほど幅が広くな
り、平面視において台形形状を有しており、隣同士の互
いに対向する径方向の側面が平行となっている。振動弾
性体９の中心部には回転軸５が挿通される挿通孔９ｂが
形成されている。

【００２４】図２に示すように、圧電素子１０の内外径
は、振動弾性体９の内外径に対して、外径が小さく内径
が大きく形成されている。圧電素子１０の径方向断面領
域Ａが突起９ａの径方断面領域Ｂの範囲内に配置されて
いる。

【００２５】次に、振動弾性体９の製造方法を説明す
る。図３に示すように、板材１２を形成するために打抜
成形用の金型２０を使用する。上型２０ａが下降するこ
とで下型２０ｂにセットされた板材（原材）２１が打抜
かれて板材１２が形成される（図３（ａ），（ｂ））。
板材１２は、図４に示すように多数の延出部１２ａが外
側へ放射状に延びる略円環形状に打抜かれる。

【００２６】次に図５に示すように、板材１２を折曲加
工するために３種類の金型２２，２３，２４を使用す
る。まず図５（ａ），（ｂ）に示すように、上型２２ａ
が下降することで下型２２ｂにセットされた板材１２が
折曲げられ、延出部１２ａが垂直に立つＬ字状に折曲げ
られる。次に、この板材１２を図５（ｃ）に示すように
金型２３にセットし、上型２３ａが下降することで下型
２３ｂにセットされた板材１２の垂直に立つ延出部１２
ａが内側に斜めに傾く状態に折曲げられる。次に、この
板材１２を図５（ｄ）に示す金型２４にセットし、上型
２４ａが下降することで下型２４ｂにセットされた板材
１２の内側に斜めに傾く延出部１２ａが板材１２の表面
に完全に密着した状態に折曲げられる。こうして図６に
示すように１枚の板材１２からなる振動弾性体９が形成
される。

【００２７】この後、振動弾性体９の裏面に圧電素子１
０が接着剤またはろう付けにより接合され、図１，図２
に示すステータ８が製造される。このようにステータ８
は、振動弾性体９と圧電素子１０との２つの部材だけか
らなるので、部材９，１０同士を接合するための接着工
程あるいはろう付け工程が１度で済む。

【００２８】このステータ８が組付けられた超音波モー
タ１が駆動されるときは、圧電素子１０からの振動は、
突起９ａを伝播してロータ１３との接触面に伝達され
る。このとき、延出部１２ａが板材１２の表面に完全に
密着されて形成された突起９ａであり、しかも振動弾性
体９が１枚板からなるので、圧電素子１０からの振動が
確実に伝達され、突起９ａのロータ１３との接触面には
十分振幅の大きな進行波が形成される。さらに図２に示
すように、圧電素子１０の径方向断面領域Ａが突起９ａ
の径方断面領域Ｂの範囲内に配置されているので、圧電
素子１０からの振動を無駄なく突起９ａとロータ１３と
の接触面に伝達される。このことも、突起９ａのロータ
１３との接触面にできる進行波の振幅を大きくするのに
寄与する。従って、振幅の大きな進行波振動によりロー
タ５が回転するので、このステータ８を備えた超音波モ
ータ１は高トルクになる。

【００２９】また、突起９ａは振動弾性体９の外側ほど
幅が広くなる平面視が台形形状であり、しかも隣同士の
互いに対向する径方向の側面が平行となっているので、
突起９ａとロータ１３との接触面積が外周側で広く、内
外周での駆動力がずれ難い。

【００３０】さらに、ステータ８は振動弾性体９と圧電
素子１０との２部材からなるだけであり、その接合面の
１箇所だけをろう付けすればよいので、従来技術で述べ
たベースリングを有する構造に比べ、接着剤やろう付け
忘れによる振動の遮断や、接着剤やろう付けの接合不良
による振動のロスなどが発生し難くなる。

【００３１】以上詳述したように本実施形態によれば、
以下の効果が得られる。 （１）１枚の板材１２の延出部１２ａを、その折曲げた
ときの内側全面を表面に完全に密着させるように折曲げ
て突起９ａを形成したので、振動伝達域を広く確保で
き、ベースリングを無くしても、圧電素子１０からの振
動を確実に突起９ａのロータ１３との接触面に伝播する
ことができる。

【００３２】（２）ステータ８の径方向において、圧電
素子１０の断面領域Ａが突起９ａの断面領域Ｂの範囲内
に位置するので、圧電素子１０からの振動を無駄なく突
起９ａのロータ１３との接触面に伝達できる。

【００３３】（３）突起９ａは外周側ほど幅が広くなる
台形形状を有し、隣同士の対向する側面が平行となって
いるので、突起９ａとロータ１３との接触面積が外周側
で広く、内外周での駆動力のずれを小さく抑えることが
できる。

【００３４】（４）ステータ８を振動弾性体９と圧電素
子１０とからなる二部材で構成できたので、接合箇所が
一箇所で済み、従来技術で述べたベースリングを有する
構造に比べ、接着剤やろう付け忘れによる振動の遮断
や、接着剤やろう付けの接合不良による振動のロスが発
生し難くなる。また、部材の接合工程を一度で済ませら
れる。

【００３５】（５）延出部１２ａを外側に放射状に延び
るように有する板材１２を採用し、延出部１２ａを内側
に折り曲げるようにしたので、突起９ａの幅や数を設定
する際の自由度を高く確保できる。つまり、外側に折り
曲げる場合に比べ、突起９ａを周方向に密に配置し易
い。

【００３６】（第２実施形態）以下、本発明を具体化し
た第２実施形態を図８〜図１１に従って説明する。本実
施形態では、１枚板でできた振動弾性体の形状は前記第
１実施形態と基本的に同じであるが、振動弾性体を製造
するときの板材の形状および折曲方法が第１実施形態と
異なる。第１実施形態と同じ構成については同じ符号を
使って説明する。

【００３７】図８，図９に示すように、ステータ８は、
振動弾性体２５と圧電素子１０との二部材からなる。振
動弾性体２５は円環状の鋼体（金属製）にて形成され、
その外周縁表面には多数の突起２５ａが周方向に沿って
一定間隔に櫛歯状に列設されている。

【００３８】振動弾性体２５は、図１０に示すように、
多数の延出部２６ａが内側に向かって放射状に延びる略
円環状を有する１枚の板材２６から形成されている。板
材２６は、打抜きされたものである。各延出部２５ａを
外側へ二つ折りに折り曲げることにより、図１１に示す
ように突起２５ａが形成された振動弾性体２５が製造さ
れる。突起２５ａは振動弾性体２５の外周側ほど幅が広
く、隣同士の対向する側面が互いに平行となるような平
面視において台形状を有している。このため、突起２５
ａとロータ１３との接触面積が外周側で広く、内外周で
駆動力がずれ難い。

【００３９】図８，図９に示すように、各延出部２５ａ
は折曲げた下面全体が板材２５の表面と完全に密着して
おり、圧電素子１０からの振動が突起２５ａにその全体
に亘って伝播する。また、図９に示すように、圧電素子
１０の内外径が、振動弾性体２５の内外径の範囲内に設
定され、圧電素子１０の径方向断面領域Ａが突起２５ａ
の径方断面領域Ｂの範囲内に位置している。振動弾性体
２５の中心部には回転軸５が挿通される挿通孔２５ｂが
形成されている。

【００４０】よって、本実施形態によれば、第１実施形
態と同様の効果（１）〜（４）が得られる。また、板材
２５は延出部２５ａが内側に延びる形状であるため、第
１実施形態の板材１２に比べ、板材（原材）からより多
くの枚数の板材２５を採ることができる。

【００４１】（第３実施形態）以下、本発明を具体化し
た第３実施形態を図１２〜図１４に従って説明する。本
実施形態は、１枚板でできた振動弾性体を製造するとき
の板材の形状および折曲方法が前記各実施形態と異なる
変形例である。第１実施形態と同じ構成については同じ
符号を使って説明する。

【００４２】図１２，図１３に示すように、ステータ８
は、振動弾性体２７と圧電素子１０との二部材からな
る。振動弾性体２７は円環状の鋼体（金属製）にて形成
され、その外周縁表面には多数の突起２７ａが周方向に
沿って一定間隔に櫛歯状に列設されている。

【００４３】振動弾性体２７は、図１４に示すように、
外側に向かって放射状に延びる多数の延出部２８ａと、
内側に向かって放射状に延びる多数の延出部２８ｂとを
有する略円環状の１枚の板材２８から形成されている。
板材２８は、打抜きされたものである。各延出部２８ａ
を内側へ、各延出部２８ｂを外側へそれぞれ二つ折りに
折り曲げることにより、突起２７ａは形成されている。
突起２７ａは振動弾性体２７の外周側ほど幅が広く、隣
同士の対向する側面が互いに平行となるような平面視に
おいて台形状を有している。このため、突起２７ａとロ
ータ１３との接触面積が外周側で広く、内外周で駆動力
がずれ難い。

【００４４】図１２，図１３に示すように、各延出部２
８ａ，２８ｂは折曲げた下面全体が板材２８の表面と完
全に密着しており、圧電素子１０からの振動が突起２７
ａにその全体に亘って伝播する。また、図１３に示すよ
うに、圧電素子１０の内外径が、振動弾性体２７の内外
径の範囲内に設定され、圧電素子１０の径方向断面領域
Ａが突起２７ａの径方断面領域Ｂの範囲内に位置してい
る。振動弾性体２７の中心部には回転軸５が挿通される
挿通孔２７ｂが形成されている。

【００４５】よって、本実施形態によれば、第１実施形
態と同様の効果（１）〜（４）が得られる。 （第４実施形態）以下、本発明を具体化した第４実施形
態を図１５，図１６に従って説明する。本実施形態は、
１枚板でできた振動弾性体の形状が前記各実施形態と異
なる変形例である。第１実施形態と同じ構成については
同じ符号を使って説明する。

【００４６】図１５，図１６に示すように、ステータ８
は、振動弾性体２９と圧電素子１０との二部材からな
る。振動弾性体２９は円環状の鋼体（金属製）にて形成
され、その外周縁表面には多数の突起２９ａが周方向に
沿って一定間隔に櫛歯状に列設されている。

【００４７】振動弾性体２９は、外側に向かって放射状
に延びる多数の延出部３０ａを有する略円環状の１枚の
板材３０から形成されている。各延出部３０ａを内側へ
二つ折りに折り曲げることにより、突起２９ａは形成さ
れている。突起２９ａは振動弾性体２９の外周側ほど幅
が広く、隣同士の対向する側面が互いに平行となるよう
な平面視において台形状を有している。このため、突起
２９ａとロータ１３との接触面積が外周側で広く、内外
周で駆動力がずれ難い。

【００４８】各延出部３０ａは折曲げた下面全体が板材
３０の表面と完全に密着しており、圧電素子１０からの
振動が突起２９ａにその全体に亘って伝播する。また、
図１６に示すように、圧電素子１０の内外径が、振動弾
性体２９の内外径の範囲内に設定され、圧電素子１０の
径方向断面領域Ａが突起２９ａの径方断面領域Ｂの範囲
内に位置している。

【００４９】振動弾性体２９は内周寄りに凹部２９ｂを
有し、凹部２９ｂの外周部位が周方向に亘る屈曲部２９
ｃになっている。圧電素子１０からの振動は屈曲部２９
ｃによって中央への伝達が小さく抑制され、突起２９ａ
に効率良く伝達される。振動弾性体２９の中心部には回
転軸５が挿通される挿通孔２９ｂが形成されている。

【００５０】よって、本実施形態によれば、第１実施形
態と同様の効果（１）〜（５）が得られ、しかも屈曲部
２９ｃによって中央部への振動の伝達ロスが小さく抑え
られるため、突起２９ａへの振動の伝達効率を高めるこ
とができる。

【００５１】（第５実施形態）以下、本発明を具体化し
た第５実施形態を図１７，図１８に従って説明する。本
実施形態は、１枚板でできた振動弾性体の突起形状が前
記各実施形態と異なる変形例である。第１実施形態と同
じ構成については同じ符号を使って説明する。

【００５２】図１７，図１８に示すように、ステータ８
は、振動弾性体３１と圧電素子１０との二部材からな
る。振動弾性体３１は円環状の鋼体（金属製）にて形成
され、その外周縁表面には多数の突起３１ａが周方向に
沿って一定間隔に櫛歯状に列設されている。

【００５３】振動弾性体３１は、第１実施形態で使用し
た１枚の板材１２から形成され、その折曲げの仕方を変
えることでＬ字状に屈曲する突起３１ａが形成されてい
る。振動弾性体３１を製造するときには、各延出部１２
ａの先端部をまず直角に屈曲させた後、延出部１２を内
側へ二つ折りに折り曲げることにより、板材１２の面と
直交して突出する凸部３１ｂを内周側に有した突起３１
ａが形成される。ロータ１３は凸部３１ｂと接触するの
で、両者の接触面積は前記各実施形態に比べて狭くはな
るが、延出部１２ａが板材１２の表面に全面密着した密
着面を通って、圧電素子１０から突起２９ａ全体に伝達
される振動が凸部３１ｂに集中するため、凸部３１ｂの
ロータ１３との接触面には十分振幅の大きな進行波が発
生する。

【００５４】また、図１８に示すように、圧電素子１０
の内外径が突起３１ａの内外径の範囲内に設定され、圧
電素子１０の径方向断面領域Ａが突起３１ａの径方向断
面領域Ｂの範囲内に位置しているため、圧電素子１０か
らの振動が無駄なく突起３１ａに伝達され、このことも
進行波の振幅を高めることに寄与する。よって、ベース
リングを無くしても、高い振幅の進行波が得られる。そ
の他、第１実施形態で述べた効果（４），（５）が得ら
れる。なお、振動弾性体３１の中心部には回転軸５が挿
通される挿通孔３１ｃが形成されている。

【００５５】（第６実施形態）以下、本発明を具体化し
た第６実施形態を図１９〜図２２に従って説明する。本
実施形態は、１枚板でできた振動弾性体を、従来の切削
品や焼結品と略同一形状となるように形成した例であ
る。第１実施形態と同じ構成については同じ符号を使っ
て説明する。

【００５６】図１９，図２０に示すように、ステータ８
は、振動弾性体３３と圧電素子１０との二部材からな
る。振動弾性体３３は円環状の鋼体（金属製）にて形成
され、その外周縁表面には突起３３ａと肉厚部３３ｂと
が周方向に沿って互い違いに一定間隔で列設されてい
る。

【００５７】振動弾性体３３は、図２１に示すように、
外側に向かってそれぞれ放射状に延びる幅の狭い延出部
３４ａと、幅の広い延出部３４ｂとが周方向に交互に配
置された略円環状の１枚の板材３４から形成されてい
る。板材３４は、打抜きされたものである。図１９〜図
２２に示すように、各延出部３４ａを板材３４の面と直
交する高さ方向に延びるように自身の内面に密着させる
ように二つ折りに曲げることにより突起３３ａが形成さ
れ、各延出部３４ｂを内側へ板材３４の面に密着させる
ように二つ折りに曲げることにより肉厚部３３ｂが形成
されている。延出部３４ａの端面は板材３４の表面に完
全に密着している。

【００５８】ロータ１３が接触する多数の突起３３ａが
列設されている振動弾性体３３の外周縁部位に肉厚部３
３ｂが形成されているので、圧電素子１０からの振動が
中央部へ伝達され難い。よって、突起３３ａに高い振幅
の進行波が発生する。また、自身の内面に密着するよう
に二つ折りされた突起３３ａはその端面が板材３４の表
面に密着しているので、従来の板を単にＬ字状に折り曲
げただけの突起構造に比べ、振動伝達域が広く確保され
る。その他、第１実施形態で述べた効果（４），（５）
が得られる。なお、振動弾性体３３の中心部には回転軸
５が挿通される挿通孔３３ｃが形成されている。

【００５９】（第７実施形態）以下、本発明を具体化し
た第７実施形態を図２３〜図２６に従って説明する。本
実施形態は、１枚板でできた振動弾性体に、中央部への
振動の逃げを抑えるための孔を形成した例である。第１
実施形態と同じ構成については同じ符号を使って説明す
る。

【００６０】図２３，図２４に示すように、ステータ８
は、振動弾性体３５と圧電素子１０との二部材からな
る。振動弾性体３５は円環状の鋼体（金属製）にて形成
され、その外周縁表面には突起３５ａが周方向に沿って
一定間隔で櫛歯状に列設されている。

【００６１】振動弾性体３５は、図２５に示す略円環状
の１枚の板材３６から形成され、板材３６は外側に向か
って放射状に延びる延出部３６ａを有するとともに、そ
の内周寄りには多数の孔３７が周方向に沿って透設され
ている。板材３６は、打抜きされたものである。図２３
〜図２６に示すように、各延出部３６ａを内側へ板材３
６の表面に密着させるように二つ折りに曲げることによ
り突起３５ａが形成されている。

【００６２】図２３，図２６に示すように、振動弾性体
３５は多数の溝３７の存在によってその周縁部から中央
部への振動伝達通路が極端に狭くなっているので、圧電
素子１０から中央部へ伝達される振動を小さく抑えるこ
とができる。また、図２４に示すように、圧電素子１０
の内外径が、振動弾性体３５の内外径の範囲内に設定さ
れ、圧電素子１０の径方向断面領域Ａが突起３５ａの径
方断面領域Ｂの範囲内に位置しているので、圧電素子１
０からの振動が無駄なく突起３５ａに伝達される。

【００６３】よって、ベースリングが無くても、突起３
５ａに高い振幅の進行波を発生させることができる。そ
の他、第１実施形態で述べた効果（４），（５）が得ら
れる。なお、振動弾性体３５の中心部には回転軸５が挿
通される挿通孔３５ｂが形成されている。

【００６４】（第８実施形態）以下、本発明を具体化し
た第８実施形態を図２７，２８に従って説明する。第１
〜第７実施形態は、進行波タイプの超音波モータに適用
した例であったが、本実施形態は、偏平定在波（モノモ
ルフ）タイプの超音波モータに適用した例である。１枚
板でできた振動弾性体を使用している。超音波モータの
基本構造は進行波タイプとほぼ同じあるため、特に駆動
原理の違いから構造に違いがでるステータ構造について
詳しく説明する。

【００６５】図２７に示すように、超音波モータは可動
体としてのロータ５０とステータ５１とを備えている。
ステータ５１は、振動弾性体５２と、圧電素子５３とを
備えている。

【００６６】振動弾性体５２は円環状の鋼体にて形成さ
れ、１２個の突起５４が周方向に櫛歯状に形成されてい
る。振動弾性体５２は、多数の延出部５５ａが外側に向
かって放射状に延びる略円環状の一枚の板材５５からな
る。突起５４は、多数の延出部５５ａを内側にその下面
全体が板材５５の表面に密着するように折り曲げること
により形成されている。突起５４は振動弾性体５２の外
周側ほど幅が広くなる、平面視において台形形状を有し
ており、隣接する側面が互いにほぼ平行となっている。
このため、突起５４とロータ５０との接触面積が外周側
で広く確保され、ロータ５０の内外周で駆動力がずれ難
くなる。

【００６７】また、圧電素子５３の外径は振動弾性体５
２の外径より小さく、その内径は振動弾性体５２の内径
より大きく形成されている。よって、本実施形態でも、
圧電素子５３の径方向断面領域が突起５４の径方断面領
域の範囲内に配置され、圧電素子５３からの振動が無駄
なく突起５４に伝達されるようになっている。

【００６８】このように本実施形態においても、ステー
タ５１は振動弾性体５２と圧電素子５３との２部材から
なるだけであるため、その接合面の１箇所だけをろう付
けすればよい。従って、従来技術で述べたベースリング
を有する構造に比べ、接着剤やろう付け忘れによる振動
の遮断や、接着剤やろう付けの接合不良による振動のロ
スが発生し難くなっている。

【００６９】振動弾性体５２の下面に固着される圧電素
子５３は、定在波振動を発生させるために、１２個に分
割して分極処理が施されている。詳述すると、圧電素子
５３は隣り合う極性が逆となるように等間隔で５個に分
極された第１分極領域群Ａ１〜Ａ５と、隣り合う極性が
逆となるように等間隔で５個に分極された第２分極領域
群Ｂ１〜Ｂ５と、第１分極領域群Ａ１〜Ａ５と第２分極
領域群Ｂ１〜Ｂ５との両端間にそれぞれ位置する第１お
よび第２フィードバック用分極領域Ｆ１，Ｆ２とに分極
処理されている。第１フィードバック用分極領域Ｆ１
は、第２フィードバック用分極領域Ｆ２より周方向の間
隔が広くなっている。

【００７０】このように分極処理された圧電素子５３
と、突起５４との位置関係は図３３（Ａ）に示す概略図
のようになっている。図３３（Ａ）は、圧電素子５３の
周方向の間隔を直線上に展開して示した概略図である。
第１及び第２フィードバック用分極領域Ｆ１，Ｆ２と対
応する各突起５４は、それぞれの領域Ｆ１，Ｆ２内にお
いて中間位置に配置されている。そして、各第１及び第
２分極領域Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５と対応する各突起５
４は、それぞれの領域Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５内におい
て中間位置より第１フィードバック用分極領域Ｆ１側に
偏った位置に配置されている。

【００７１】圧電素子５３の下面には、電極板（図示し
ない）が設けられている。詳述すると、第１分極領域群
Ａ１〜Ａ５と対応した位置の下面には第１電極板が被覆
形成されている。第２分極領域群Ｂ１〜Ｂ５と対応した
位置の下面には第２電極板が被覆形成されている。フィ
ードバック用分極領域Ｆ１，Ｆ２とそれぞれ対応した位
置の下面にはいずれか一方にフィードバック用電極板が
被覆形成されている。そして、第１および第２電極板に
は、高周波交流電圧を印加するための電圧制御装置（図
示しない）が接続される。フィードバック用電極板は、
圧電素子５３に発生する振動の情報を検出するために使
用される。このステータ５１の上面、すなわち振動弾性
体５２の各突起５４の上面には円環状のロータ５０が摺
動回転可能に圧接される。

【００７２】このように構成された超音波モータは、図
示しない電圧制御装置より第１分極領域群Ａ１〜Ａ５に
高周波交流電圧が印加されると、第１分極領域群Ａ１〜
Ａ５の位置の圧電素子５３が振動し、振動弾性体５２が
図３３（Ｂ）の実線と破線に示すような定在波振動を発
生する。尚、この定在波振動は、理論上、各領域Ａ１〜
Ａ５の各中間位置がそれぞれ振動の極値（山と谷、即ち
振幅をとる位置）となる振動である。従って、各第１分
極領域Ａ１〜Ａ５内において中間位置より第１フィード
バック用分極領域Ｆ１側に偏った位置に配置された突起
５４では、楕円振動が生じる。そして、この楕円振動
は、突起５４がロータ５０と接触するとき（振動の中腹
となるとき）、ロータ５０を図３３（Ｂ）において右方
向に押し出すように作用する。よって、ロータ５０は反
時計回り方向に回転する。

【００７３】逆に、電圧制御装置より第２分極領域群Ｂ
１〜Ｂ５に高周波交流電圧が印加されると、同様の原理
で図３３（Ｃ）の実線と破線に示すような定在波振動が
発生し、突起５４では楕円振動が生じる。そして、この
楕円振動は、突起５４がロータ５０と接触するとき（振
動の中腹となるとき）、ロータ５０を図３３（ｃ）にお
いて左方向に押し出すように作用する。よって、ロータ
５０は時計回り方向に回転する。尚、図３３（Ｂ），
（Ｃ）では、動作を分かりやすく説明するために振動弾
性体５２の振動幅を大きく図示している。

【００７４】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、以下の効果が得られる。 （１）延出部５５ａを板材５５の表面にその下面全体が
密着する状態に二つに折り曲げて振動弾性体５２の突起
５４を形成しているので、板を単にＬ字状に折り曲げた
だけの従来の突起構造に比べ、振動伝達域が広く確保さ
れ、突起５４のロータ５０との接触面に定在波振動を効
率良く発生させることができる。このため、ロータ５０
を効率良く回転させることができる。その他、第１実施
形態で（４），（５）述べた効果が同様に得られる。

【００７５】（第９実施形態）以下、本発明を具体化し
た第９実施形態を図２９〜図３３に従って説明する。本
実施形態は、第８実施形態と同様に、偏平定在波（モノ
モルフ）タイプの超音波モータに適用した例である。振
動弾性体の構造を工夫し、振動と突起との位置関係を理
想値に近づけるようにしている。尚、本実施形態は、第
８実施形態における振動弾性体５２の変更例であるた
め、共通の構成については説明を省略し、同じ部材等に
ついては同じ符号を使って説明する。

【００７６】図２９，図３０に示すように、ステータ５
１は、振動弾性体５２と、圧電素子５３とを備えてい
る。振動弾性体５２は円環状の鋼体（金属製）にて形成
され、振動弾性体５２の周方向には突起としての複数の
駆動用突起５６及び複数の補助突起５７が交互に形成さ
れている。詳述すると、振動弾性体５２には、径方向に
内周面から外周面まで延びた１２個の駆動用突起５６が
周方向に等間隔（突起の中心が各３０°間隔）で形成さ
れている。そして、その隣り合う各駆動用突起５６の間
には、それぞれ径方向に内周面から外周面まで延びた補
助突起５７が形成されている。本実施形態では、補助突
起５７の高さは、駆動用突起５６の高さの２分の１とな
っている。また、駆動用突起５６と補助突起５７がそれ
ぞれ等間隔（突起の中心が各１５°間隔）で形成されて
いる。

【００７７】図３１に示すように、振動弾性体５２は、
略円環状の１枚の板材５８から形成されている。板材５
８には、外側に向かってそれぞれ放射状に延びる、長い
延出部５８ａと短い延出部５８ｂとが周方向に交互に形
成されている。板材５８は、打抜きされたものである。
図２９，図３０，図３２に示すように、長い延出部５８
ａを板材５８の面と直交する方向に根元から折り曲げた
後、次に自身の内面に密着させるように二つ折りに曲げ
ることにより高さのある駆動用突起５６が形成されてい
る。延出部５８ａの先端面は板材５８の表面に完全に密
着しており、振動伝達域が広く確保されるようになって
いる。また、短い延出部５８ｂを内側に板材５８の面に
密着させるように折りに曲げることにより補助用突起５
７が形成されている。

【００７８】駆動用突起５６は振動弾性体５２の外周側
ほど幅が広くなっており、隣合う側面が互いに平行とな
る、平面視における台形状を有している。このため、駆
動用突起５６とロータ５０との接触面積が外周側で広
く、ロータ５０の内外周で駆動力がずれ難くなってい
る。なお、圧電素子５３を駆動用突起５６の内外径に挟
まれた範囲内に配置してよいことはもちろんであり、こ
のような構成にすれば、圧電素子５３からの振動を駆動
用突起５６に一層無駄なく伝達することができる。

【００７９】振動弾性体５２の下面に固着された環状の
圧電素子５３は、定在波振動を発生させるために、第８
実施形態で述べたと全く同様の分極方法で１２個に分割
して分極処理が施されている。

【００８０】分極処理された圧電素子５３と、各突起５
６，５７との位置関係は図３３（Ａ）に示す概略図のよ
うになっている。図３３（Ａ）は、圧電素子５３の周方
向の間隔を直線上に展開して示した概略図である。第１
および第２フィードバック用分極領域Ｆ１，Ｆ２と対応
する各駆動用突起５６は、それぞれの領域Ｆ１，Ｆ２内
において中間位置に配置されている。各第１および第２
分極領域Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５と対応する各駆動用突
起５６は、それぞれの領域Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５内に
おいて中間位置より第１フィードバック用分極領域Ｆ１
側に偏った位置に配置されている。また、各第１及び第
２分極領域Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５と対応する各補助突
起５７は、それぞれの領域Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５内に
おいて中間位置より第２フィードバック用分極領域Ｆ２
側に偏った位置に配置されている。

【００８１】また、圧電素子５３の下面には、第８実施
形態で述べたと同様に、第１電極板、第２電極板および
フィードバック用電極板がそれぞれ被覆形成されてい
る。そして、第１および第２電極板には、高周波交流電
圧を印加するための電圧制御装置（図示しない）が接続
される。このステータ５１の上面にはロータ５０が摺動
回転可能に圧接されている。尚、ロータ５０は補助突起
５７の上面に当接することはない。

【００８２】このように構成された超音波モータは、電
圧制御装置より第１電極板に高周波交流電圧が印加され
ると、第１分極領域群Ａ１〜Ａ５の位置の圧電素子５３
が振動し、振動弾性体５２が図３３（Ｂ）の実線と破線
に示すような定在波振動を発生する。詳述すると、第１
電極板に高周波交流電圧が印加されると、第１分極領域
群Ａ１〜Ａ５の位置の圧電素子５３は、各領域Ａ１〜Ａ
５の各中間位置がそれぞれ振動の極値（山と谷）となる
ように、すなわち各駆動用突起５６が振動の中腹となる
ように振動しようとする。このとき、駆動用突起５６に
対して補助突起５７が設けられているため、駆動用突起
５６の質量等が影響して、振動の極値（山と谷）が中間
位置より駆動用突起５６側に偏ってしまうことは低減さ
れる。即ち、各駆動用突起５６が振動の中腹からずれて
しまい振動の極値（山と谷）になってしまうことは低減
される。従って、各領域Ａ１〜Ａ５の各中間位置がほぼ
振動の極値（山と谷）となり、各駆動用突起５６が振動
の中腹となるように振動する。すると、各駆動用突起５
６では、水平方向の振動成分が大きな理論上と同様の楕
円振動が生じる。そして、この楕円振動は、駆動用突起
５６がロータ５０と接触するとき（振動の中腹となると
き）、ロータ５０を図３３（Ｂ）において右方向に押し
出すように作用する。よって、ロータ５０は反時計回り
方向に回転する。尚、図３３（Ｂ）では、動作を分かり
やすく説明するために振動弾性体５２の振動幅を大きく
図示している。

【００８３】逆に、電圧制御装置より第２電極板に高周
波交流電圧が印加されると、第２分極領域群Ｂ１〜Ｂ５
の位置の圧電素子５３が振動し、振動弾性体５２が図３
３（Ｃ）の実線と破線に示すような定在波振動を発生す
る。詳述すると、第２電極板に高周波交流電圧が印加さ
れると、該第２分極領域群Ｂ１〜Ｂ５の位置の圧電素子
５３は、各領域Ｂ１〜Ｂ５の各中間位置がそれぞれ振動
の極値（山と谷）となるように、すなわち各駆動用突起
５６が振動の中腹となるように振動しようとする。この
とき、駆動用突起５６に対して補助突起５７が設けられ
ているため、駆動用突起５６の質量等が影響して、振動
の極値（山と谷）が中間位置より駆動用突起５６側に偏
ってしまうことは低減される。すなわち、各駆動用突起
５６が振動の中腹からずれてしまい振動の極値（山と
谷）になってしまうことは低減される。従って、各領域
Ｂ１〜Ｂ５の各中間位置がほぼ振動の極値（山と谷）と
なり、各駆動用突起５６が振動の中腹となるように振動
する。すると、各駆動用突起５６では、水平方向の振動
成分が大きな理論上と同様の楕円振動が生じる。そし
て、この楕円振動は、駆動用突起５６がロータ５０と接
触するとき（振動の中腹となるとき）、ロータ５０を図
３３（Ｃ）において左方向に押し出すように作用する。
よって、ロータ５０は時計回り方向に回転する。尚、図
３３（Ｃ）では、動作を分かりやすく説明するために振
動弾性体５２の振動幅を大きく図示している。

【００８４】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、以下の効果が得られる。 （１）駆動用突起５６の他に、ロータ５０に当たらない
高さの補助突起５７を形成し、駆動用突起５６の質量等
が圧電素子５３の振動におよぼす影響を補助突起５７に
よってほぼ相殺されるようにした。従って、第１分極領
域Ａ１〜Ａ５や第２分極領域Ｂ１〜Ｂ５の各中間位置が
定在波振動の極値（山と谷）となり、各駆動用突起５６
が振動の中腹となるようにすることができる。よって、
振動弾性体５２および圧電素子５３では理論上と同様の
定在波振動が発生し、各駆動用突起５６では、ほぼ理論
通りの楕円振動が生じるため、ロータ５０を効率良く回
転させることができる。

【００８５】（２）駆動用突起５６は延出部５８ａを自
身の内面に密着するように二つ折りされたその先端面が
板材５８の表面に密着した状態に形成されたものである
ので、従来の板を単にＬ字状に折り曲げただけの突起構
造に比べ、振動伝達域が広く確保される。よって、楕円
振動の振幅を大きく確保して高トルクを得ることができ
る。その他、第１実施形態において（４），（５）で述
べたと同様の効果が得られる。

【００８６】（第１０実施形態）以下、本発明を定在波
型の超音波モータに具体化した第１０実施形態を、図３
４〜図３８に従って説明する。尚、本実施形態は、第９
実施形態における振動弾性体５２の変形例であるため、
同様の部分についてはその詳細な説明は省略する。

【００８７】図３４，図３５に示すように、ステータ５
１は、振動弾性体５２と、圧電素子５３とを備えてい
る。振動弾性体５２は円環状の鋼体にて形成され、振動
弾性体５２の周方向には突起としての複数の駆動用突起
６０および複数の補助突起６１が形成されている。補助
突起６１は駆動用突起６０の両側に隣接して一対ずつ配
置され、隣合った補助突起６１の間には間隔が開けられ
ている。詳述すると、振動弾性体５２には、１２個の駆
動用突起６０が周方向に等間隔（突起の中心が各３０°
間隔）で形成されている。そして、その隣り合う各駆動
用突起６０の間には、隣合った補助突起６１の間隔によ
る隙間によってできた補助凹部６３が形成されている。
尚、本実施形態では、駆動用突起６０と補助凹部６３が
それぞれ等間隔（各１５°間隔）で形成されている。

【００８８】図３６に示すように、振動弾性体５２は、
略円環状の１枚の板材６２から形成されている。板材６
２には、外側に向かってそれぞれ放射状に延びる長い延
出部６２ａと短い延出部６２ｂとが周方向に交互に形成
されている。板材６２は、打抜きされたものである。図
２９，図３０，図３２に示すように、延出部６２ａを板
材６２の面と直交する方向に折り曲げた後、次に自身の
内面に密着させるように二つ折りに曲げることにより駆
動用突起６０が形成されている。延出部６２ａの先端面
は板材６２の表面に完全に密着しており、振動伝達域が
広く確保されるようになっている。また、延出部６２ｂ
を内側へ板材６２の面に密着させるように折り曲げるこ
とにより補助用突起６１が形成されている。

【００８９】また、駆動用突起６０は、振動弾性体５２
の外周側ほど幅が広く、隣合う側面が互いに平行とな
る、平面視における台形状を有している。このため、駆
動用突起６０とロータ５０との接触面積が外周側で広く
確保され、ロータ５０の内外周で駆動力がずれ難くなっ
ている。なお、圧電素子５３を駆動用突起６０の内外径
に挟まれた範囲内に配置してよいことはもちろんであ
り、このような構成にすれば、圧電素子５３からの振動
を駆動用突起６０に一層無駄なく伝達することができ
る。

【００９０】振動弾性体５２の下面には、第８実施形態
と同様の圧電素子５３が固着される。圧電素子５３と、
駆動用突起６０および補助凹部６３との位置関係は図３
８（Ａ）に示す概略図のようになっている。図３８
（Ａ）は、圧電素子５３の周方向の間隔を直線上に展開
して示した概略図である。第１および第２フィードバッ
ク用分極領域Ｆ１，Ｆ２と対応する各駆動用突起６０
は、それぞれの領域Ｆ１，Ｆ２内において中間位置に配
置されている。各第１および第２分極領域Ａ１〜Ａ５，
Ｂ１〜Ｂ５と対応する各駆動用突起６０は、それぞれの
領域Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５内において中間位置より第
１フィードバック用分極領域Ｆ１側に偏った位置に配置
されている。また、各第１および第２分極領域Ａ１〜Ａ
５，Ｂ１〜Ｂ５と対応する各補助凹部６３は、それぞれ
の領域Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５内において中間位置より
第２フィードバック用分極領域Ｆ２側に偏った位置に配
置されている。また、圧電素子５３の下面には、第８実
施形態と同様に第１および第２電極板が設けられてい
る。このステータ５１の上面には、ロータ５０が摺動回
転可能に圧接されている。

【００９１】このように構成された超音波モータは、電
圧制御装置より第１電極板に高周波交流電圧が印加され
ると、第１分極領域群Ａ１〜Ａ５の位置の圧電素子５３
が振動し、振動弾性体５２が図３８（Ｂ）の実線と破線
に示すような定在波振動を発生する。詳述すると、第１
電極板に高周波交流電圧が印加されると、第１分極領域
群Ａ１〜Ａ５の位置の圧電素子５３は、各領域Ａ１〜Ａ
５の各中間位置がそれぞれ振動の極値（山と谷）となる
ように、すなわち各駆動用突起６０が振動の中腹となる
ように振動しようとする。このとき、駆動用突起６０に
対して補助凹部６３が設けられているため、駆動用突起
６０の質量等が影響して、振動の極値（山と谷）が中間
位置より駆動用突起６０側に偏ってしまうことは低減さ
れる。すなわち、各駆動用突起６０が振動の中腹からず
れてしまい振動の極値（山と谷）になってしまうことは
低減される。従って、各領域Ａ１〜Ａ５の各中間位置が
ほぼ振動の極値（山と谷）となり、各駆動用突起６０が
振動の中腹となるように振動する。すると、各駆動用突
起６０では、水平方向の振動成分が大きな理論上と同様
の楕円振動が生じる。そして、この楕円振動は、駆動用
突起６０がロータ５０と接触するとき（振動の中腹とな
るとき）、ロータ５０を図３８（Ｂ）において右方向に
押し出すように作用する。よって、ロータ５０は反時計
回り方向に回転する。尚、図３８（Ｂ）では、動作を分
かりやすく説明するために振動弾性体５２の振動幅を大
きく図示している。

【００９２】逆に、電圧制御装置より第２電極板に高周
波交流電圧が印加されると、第２分極領域群Ｂ１〜Ｂ５
の位置の圧電素子５３が振動し、振動弾性体５２が図３
８（Ｃ）の実線と破線に示すような定在波振動を発生す
る。詳述すると、第２電極板に高周波交流電圧が印加さ
れると、該第２分極領域群Ｂ１〜Ｂ５の位置の圧電素子
５３は、各領域Ｂ１〜Ｂ５の各中間位置がそれぞれ振動
の極値（山と谷）となるように、即ち各駆動用突起６０
が振動の中腹となるように振動しようとする。このと
き、駆動用突起６０に対して補助凹部６３が設けられて
いるため、駆動用突起６０の質量等が影響して、振動の
極値（山と谷）が中間位置より駆動用突起６０側に偏っ
てしまうことは低減される。すなわち、各駆動用突起６
０が振動の中腹からずれてしまい振動の極値（山と谷）
になってしまうことは低減される。従って、各領域Ｂ１
〜Ｂ５の各中間位置がほぼ振動の極値（山と谷）とな
り、各駆動用突起６０が振動の中腹となるように振動す
る。すると、各駆動用突起６０では、水平方向の振動成
分が大きな理論上と同様の楕円振動が生じる。そして、
この楕円振動は、駆動用突起６０がロータ５０と接触す
るとき（振動の中腹となるとき）、ロータ５０を図３８
（Ｃ）において左方向に押し出すように作用する。よっ
て、ロータ５０は時計回り方向に回転する。尚、図３８
（Ｃ）では、動作を分かりやすく説明するために振動弾
性体５２の振動幅を大きく図示している。

【００９３】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、以下の効果が得られる。 （１）振動弾性体５２は複数の駆動用突起６０間に補助
凹部６３を有するので、駆動用突起６０の質量等が圧電
素子５３の振動におよぼす影響は補助凹部６３にてほぼ
解消される。従って、第１分極領域Ａ１〜Ａ５や第２分
極領域Ｂ１〜Ｂ５の各中間位置がそれぞれ定在波振動の
極値（山と谷）となるように、各駆動用突起６０が振動
の中腹となるようにすることができる。よって、振動弾
性体５２及び圧電素子５３では理論上と同様の定在波振
動が発生する。その結果、各駆動用突起６０に、理論通
りに楕円振動が生じるため、ロータ５０を効率良く回転
させることができる。

【００９４】（２）駆動用突起６０は延出部６２ａを自
身の内面に密着するように二つ折りされたその先端面が
板材６２の表面に密着した状態に形成されたものである
ので、従来の板を単にＬ字状に折り曲げただけの突起構
造に比べ、振動伝達域が広く確保される。よって、楕円
振動の振幅を大きく確保して高トルクを得ることができ
る。その他、第１実施形態において（４），（５）で述
べたと同様の効果が得られる。

【００９５】上記各実施形態に限定されず、以下のよう
に実施してもよい。 ○ 前記各実施形態では、板材の延出部を二つ折りに曲
げて突起を形成したが、延出部を三つ折り以上の複数折
りに折り曲げて突起を形成する構成でもよい。また、肉
厚を稼ぐために設けた延出部を二つ折りに折り曲げて肉
厚部を形成し、突起形成用に設けた延出部を三つ折りに
折り曲げて突起を形成することで、肉厚部より高く突起
を形成できるようにしてもよい。

【００９６】○ 前記各実施形態においては、板材の延
出部は外側または内側に突出していたが、板の内周と外
周の間の中間部位に切込みを入れて径方向に折り曲げ可
能な延出部を形成してもよい。この構成によれば、延出
部の折り曲げにより突起を形成でき、しかも延出部を折
り曲げた跡にできた孔が中央部への振動を抑制するため
の機能を果たす。

【００９７】○ 板材は打抜き形成に限定されない。レ
ーザー切断などの切断によってもよい。 ○ 突起の数や幅は前記各実施形態に限定されず、超音
波モータの仕様に応じて適宜の値を設定することができ
る。

【００９８】○ 前記各実施形態では、振動弾性体と圧
電素子とをろう付けにて固着したが、接着剤を用いて固
着してもよい。 ○ 第７実施形態において振動弾性体の周縁部から中央
部への振動伝達通路を狭くするために孔３７を設けた
が、孔に限定されない。例えば溝を設けてもよい。

【００９９】○ 前記第８実施形態から第１０実施形態
では、突起の数を、各突起の中心が３０°間隔となる１
２個としたが、その他の数を用いてもかまわない。要
は、駆動源となる突起が定在波の腹に位置するようにす
ればよい。この場合、第９実施形態の補助突起の中心間
隔は、突起（駆動用突起）の間隔の中心に補助突起の中
心が位置するように、突起の中心間隔と同じ値をとるよ
うに変化させる。さらに補助突起の高さｈが突起（駆動
用突起）の高さの１／２になっているが、突起（駆動用
突起）よりも低ければよい。さらに第１０実施形態の補
助凹部の高さ（深さ）も任意である。

【０１００】○上記各実施形態では、ロータ１３および
ステータ８が円環状に形成されて回転軸５が回転運動を
する超音波モータとしたが、可動体およびステータを直
線状に形成したリニア超音波モータにおいて実施するこ
ともできる。この場合、振動弾性体の突起は、板材をそ
の長手方向に直交して延出する多数の延出部を有する１
枚とし、各延出部を板材の表面に全面で密着するように
折り曲げて突起を形成する。この構成によれば、突起の
振動伝達域を広く確保できるので、リニア用ステータ
を、ベースリングを無くした圧電素子との二部材だけか
ら構成できる。

【０１０１】上記各実施形態から把握できる請求項以外
の技術思想を、以下にその効果とともに記載する。 （イ）突起になる延出部を有する形状の板材に打ち抜く
打抜工程と、前記延出部を前記板材の表面に密着する状
態に折り曲げることにより複数の突起が周方向に列設さ
れた振動弾性体を製造する折曲工程と、前記振動弾性体
の裏面に圧電素子を固定する組立工程とからなる超音波
モータ用ステータの製造方法。この製造方法によれば、
振動弾性体の突起の部分に振動伝達域が広く確保される
ので、ベースリングなどの部材を無くすことができ、ス
テータを振動弾性体と圧電素子との二部材だけで構成で
きる。

【０１０２】（ロ）請求項１〜請求項６のいずれか一項
において、前記突起は、前記板材の外側に放射状に延出
する延出部を内側に折り曲げて形成されている。この構
成によれば、振動弾性体に突起を密に形成し易い。

【０１０３】（ハ）請求項１〜請求項６のいずれか一項
において、前記突起は、前記板材の内側に放射状に延出
する延出部を外側に折り曲げて形成されている。この構
成によれば、板材を打抜くときの取数を多くすることが
できる。

【０１０４】（ニ）請求項１〜請求項６及び前記
（ロ），（ハ）のいずれか一つにおいて、前記振動弾性
体は、前記突起より中心寄りに周縁部から中央部への振
動の伝達を小さく抑制する振動抑制部を有している。こ
の構成によれば、振動抑制部によって圧電素子からの振
動が振動弾性体の中央部へ逃げないように遮ることがで
きる。なお、振動抑制部は、屈曲部２９ｃ、肉厚部３３
ｂ、孔３７により構成される。

【０１０５】（ホ）請求項１〜請求項６及び前記（ロ）
〜（ニ）のいずれか一つに記載の振動弾性体。この振動
弾性体によれば、請求項１〜請求項６及び前記（ロ）〜
（ニ）のいずれか一つに記載の発明と同様の効果が得ら
れる。

【０１０６】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１及び請求項
６に記載の発明によれば、一枚の板材に形成した多数の
延出部を板材の表面に接触するように折り曲げることで
多数の突起を形成したので、圧電素子から突起に振動が
伝達されるときの振動伝達域を広く確保できる。よっ
て、突起の可動体との接触面に必要な振幅の振動波を発
生させることができ、ベースリングなどの振動を伝達さ
せる助けとなる補助部材を無くすことができる。

【０１０７】請求項２及び請求項６に記載の発明によれ
ば、延出部が板材の表面に全面で密着状態に折り曲げら
れることで突起が形成されるので、圧電素子からの振動
を突起に効率良く伝達することができる。

【０１０８】請求項３及び請求項６に記載の発明によれ
ば、突起は外周側が幅広に形成されているため、振動弾
性体と可動体との接触面積を外周側で広く確保でき、振
動弾性体から可動体に伝達される駆動力の内外周でのず
れを小さく抑えることができる。

【０１０９】請求項４及び請求項６に記載の発明によれ
ば、突起の隣接するもの同士の対向する側面がほぼ平行
をなすので、振動弾性体から可動体に伝達される駆動力
の内外周でのずれを一層小さく抑えることができる。

【０１１０】請求項５及び請求項６に記載の発明によれ
ば、圧電素子はその内外径が突起の内外径の間に挟まれ
た範囲内に位置しているので、圧電素子からの振動を無
駄なく突起の可動体との接触面に伝達することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態におけるステータの一部切り欠い
た斜視図。

【図２】同じく側断面図。

【図３】打抜き工程を説明する断面図。

【図４】板材の平面図。

【図５】折曲成形工程を説明する断面図。

【図６】振動弾性体の斜視図。

【図７】超音波モータの側断面図。

【図８】第２実施形態におけるステータの一部切り欠い
た斜視図。

【図９】同じく側断面図。

【図１０】板材の平面図。

【図１１】振動弾性体の斜視図。

【図１２】第３実施形態におけるステータの一部切り欠
いた斜視図。

【図１３】同じく側断面図。

【図１４】板材の平面図。

【図１５】第４実施形態におけるステータの一部切り欠
いた斜視図。

【図１６】同じく側断面図。

【図１７】第５実施形態におけるステータの一部切り欠
いた斜視図。

【図１８】同じく側断面図。

【図１９】第６実施形態におけるステータの一部切り欠
いた斜視図。

【図２０】同じく側断面図。

【図２１】板材の平面図。

【図２２】振動弾性体の平面図。

【図２３】第７実施形態におけるステータの一部切り欠
いた斜視図。

【図２４】同じく側断面図。

【図２５】板材の平面図。

【図２６】振動弾性体の平面図。

【図２７】第８実施形態のロータおよびステータを示す
分解斜視図。

【図２８】（Ａ）はステータを周方向に展開した概略図
であり、（Ｂ），（Ｃ）はステータの動作を説明するた
めの説明図。

【図２９】第８実施形態におけるステータの一部切り欠
いた斜視図。

【図３０】同じく側断面図。

【図３１】板材の平面図。

【図３２】振動弾性体の平面図。

【図３３】（Ａ）はステータを周方向に展開した概略図
であり、（Ｂ），（Ｃ）はステータの動作を説明するた
めの説明図。

【図３４】第８実施形態におけるステータの一部切り欠
いた斜視図。

【図３５】同じく側断面図。

【図３６】板材の平面図。

【図３７】振動弾性体の平面図。

【図３８】（Ａ）はステータを周方向に展開した概略図
であり、（Ｂ），（Ｃ）はステータの動作を説明するた
めの説明図。

【図３９】従来技術におけるステータの分解斜視図。

【図４０】同じくステータの部分側断面図。

【符号の説明】

１…超音波モータ、８，５１…ステータ、９，２５，２
７，２９，３１，３３，３５，５２…振動弾性体、１
０，５３…圧電素子、９ａ，２５ａ，２７ａ，２９ａ，
３１ａ，３３ａ，３５ａ，５４…突起、１２，２６，２
８，３０，３４，３６，５５，５８，６２…板材、１２
ａ，２６ａ，２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３４ａ，３６
ａ，５５ａ，５８ａ，６２ａ…延出部、１３，５０…可
動体としてのロータ、５６，６０…突起としての駆動用
突起。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−87759（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−214569（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−168262（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−298793（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−105780（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02N 2/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一枚の板材（１２，２６，２８，３０，
   ３４，３６，５５，５８，６２）に形成された多数の延
   出部（１２ａ，２６ａ，２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３４
   ａ，３６ａ，５５ａ，５８ａ，６２ａ）を該板材（１
   ２，２６，２８，３０，３４，３６，５５，５８，６
   ２）の表面に接触するように折り曲げることで、可動体
   （１３，５０）と接触することになる多数の突起（９
   ａ，２５ａ，２７ａ，２９ａ，３１ａ，３３ａ，３５
   ａ，５４，５６，６０）が列設されている振動弾性体
   （９，２５，２７，２９，３１，３３，３５，５２）
   と、 前記振動弾性体（９，２５，２７，２９，３１，３３，
   ３５，５２）の裏面に固定された圧電素子（１０，５
   ３）とを備えたことを特徴とする超音波モータ用ステー
   タ。
2. 【請求項２】 前記突起（９ａ，２５ａ，２７ａ，２９
   ａ，３１ａ，３３ａ，３５ａ，５４，５６，６０）は、
   前記延出部（１２ａ，２６ａ，２８ａ，２８ｂ，３０
   ａ，３４ａ，３６ａ，５５ａ，５８ａ，６２ａ）が前記
   板材（１２，２６，２８，３０，３４，３６，５５，５
   ８，６２）の表面に全面で密着する状態に折り曲げられ
   て形成されていることを特徴とする請求項１に記載の超
   音波モータ用ステータ。
3. 【請求項３】 前記振動弾性体（９，２５，２７，２
   ９，３１，３３，３５，５２）は円環状を有し、前記突
   起（９ａ，２５ａ，２７ａ，２９ａ，３１ａ，３３ａ，
   ３５ａ，５４，５６，６０）は、その外周側ほど幅広に
   形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２
   に記載の超音波モータ用ステータ。
4. 【請求項４】 前記突起（９ａ，２５ａ，２７ａ，２９
   ａ，３１ａ，３３ａ，３５ａ，５４，５６，６０）は、
   隣接するもの同士の対向する各側面がほぼ平行をなすよ
   うに形成されていることを特徴とする請求項３に記載の
   超音波モータ用ステータ。
5. 【請求項５】 前記圧電素子（１０，５３）は円環状を
   有し、その内外径が前記突起（９ａ，２５ａ，２７ａ，
   ２９ａ，３１ａ，３５ａ，５４）の内外径で挟まれた範
   囲内に位置するように、前記振動弾性体（９，２５，２
   ７，２９，３１，３５，５２）に固定されていることを
   特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の
   超音波モータ用ステータ。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記
   載の前記ステータ（８，５１）を備えた超音波モータ。