JPH07135785A - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
- Publication number
- JPH07135785A JPH07135785A JP5279704A JP27970493A JPH07135785A JP H07135785 A JPH07135785 A JP H07135785A JP 5279704 A JP5279704 A JP 5279704A JP 27970493 A JP27970493 A JP 27970493A JP H07135785 A JPH07135785 A JP H07135785A
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- JP
- Japan
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- stator
- tooth
- protruding part
- groove
- grooves
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の超音波モータでは、ステータを切削加
工で製作していたので製造時間が非常に長く、従って非
常に製造コストが高いという欠点があった。本発明は製
造コストを大幅に低減することができる超音波モータを
提供する。 【構成】 本発明の超音波モータでは、ステータをプレ
ス加工で製造し、且つ、ステータ６０の表面の溝６０ａ
及び突部６０ｂのそれぞれの横断面形状が台形になるよ
うに設計されているので、該突部６０ｂの強度が高く、
また、プレス加工における型抜きが容易で歩留りも高
い。従って、従来のモータよりも製造コストを大幅に低
減できるとともに耐久性能を向上できる。
工で製作していたので製造時間が非常に長く、従って非
常に製造コストが高いという欠点があった。本発明は製
造コストを大幅に低減することができる超音波モータを
提供する。 【構成】 本発明の超音波モータでは、ステータをプレ
ス加工で製造し、且つ、ステータ６０の表面の溝６０ａ
及び突部６０ｂのそれぞれの横断面形状が台形になるよ
うに設計されているので、該突部６０ｂの強度が高く、
また、プレス加工における型抜きが容易で歩留りも高
い。従って、従来のモータよりも製造コストを大幅に低
減できるとともに耐久性能を向上できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は振動波モータもしくは超
音波モータに関する。
音波モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電素子等の電気−機械エネルギー変換
素子を金属等の弾性体に取付けて構成したステータ（振
動子）に進行波振動を発生せしめ、該ステータに圧接し
たロータもしくは移動体に一方向の連続的な機械運動を
生ぜしめるように構成された振動波モータもしくは超音
波モータは精密機器用のモータとして本出願人により実
用化され、広く知られている。
素子を金属等の弾性体に取付けて構成したステータ（振
動子）に進行波振動を発生せしめ、該ステータに圧接し
たロータもしくは移動体に一方向の連続的な機械運動を
生ぜしめるように構成された振動波モータもしくは超音
波モータは精密機器用のモータとして本出願人により実
用化され、広く知られている。
【０００３】図３に公知の超音波モータの一例を示す。
【０００４】図３において、１は該モータの端板ないし
は筐体の一部を構成する基板であり、該基板１にはボル
ト１４により鍋型のケース２が固着され、基板１とケー
ス２とによって該モータの筐体が構成されている。基板
１の中央には出力軸５を挿通させるための孔が貫設され
るとともに該孔の外側には該軸５を支持するための軸受
３が取付けられている。出力軸５は該軸受３に支持され
るとともに、ケース２に固定されたもう一つの軸受４に
も回転可能に支持されていて基板１及びケース２のそれ
ぞれの外側へ突出している。基板１とケース２とで囲ま
れた空間内には振動体すなわちステータ６と、回転体す
なわちロータ７と、該ロータ７に接着剤１５で接着され
て該ロータと一体化されているロータホルダー兼ばね受
け８と、ロータ７をステータ６の一方の端面に圧接させ
るための加圧ばね９、等が収容されている。１０は軸受
４に隣接して出力軸５に嵌装されたばね受けであり、加
圧ばね９は該ばね受け１０とロータホルダー兼ばね受け
８との間に配置されて該ばね受け８を介してロータ７を
ステータ６の端面に圧接している。ステータ６は図４
（ａ）に示されるように環状円板形の部材であり、ロー
タ７と接する端面には軸心に関して放射方向に配置され
た溝６ａが刻設され、該溝６ａ間の歯状の突部６ｂの表
面には耐摩耗被覆層６ｃが形成され、ロータ７は該耐摩
耗被覆層６ｃに圧接されている。図４（ｂ）は該溝６ａ
と歯型状突部６ｂの横断面形状を示したもので、従来の
超音波モータでは該突部６ｂ及び溝６ａはそれぞれの壁
面がステータ６の端面に対して垂直な面となっており、
溝幅は溝６ａの上部及び下部において等しい寸法となっ
ている。
は筐体の一部を構成する基板であり、該基板１にはボル
ト１４により鍋型のケース２が固着され、基板１とケー
ス２とによって該モータの筐体が構成されている。基板
１の中央には出力軸５を挿通させるための孔が貫設され
るとともに該孔の外側には該軸５を支持するための軸受
３が取付けられている。出力軸５は該軸受３に支持され
るとともに、ケース２に固定されたもう一つの軸受４に
も回転可能に支持されていて基板１及びケース２のそれ
ぞれの外側へ突出している。基板１とケース２とで囲ま
れた空間内には振動体すなわちステータ６と、回転体す
なわちロータ７と、該ロータ７に接着剤１５で接着され
て該ロータと一体化されているロータホルダー兼ばね受
け８と、ロータ７をステータ６の一方の端面に圧接させ
るための加圧ばね９、等が収容されている。１０は軸受
４に隣接して出力軸５に嵌装されたばね受けであり、加
圧ばね９は該ばね受け１０とロータホルダー兼ばね受け
８との間に配置されて該ばね受け８を介してロータ７を
ステータ６の端面に圧接している。ステータ６は図４
（ａ）に示されるように環状円板形の部材であり、ロー
タ７と接する端面には軸心に関して放射方向に配置され
た溝６ａが刻設され、該溝６ａ間の歯状の突部６ｂの表
面には耐摩耗被覆層６ｃが形成され、ロータ７は該耐摩
耗被覆層６ｃに圧接されている。図４（ｂ）は該溝６ａ
と歯型状突部６ｂの横断面形状を示したもので、従来の
超音波モータでは該突部６ｂ及び溝６ａはそれぞれの壁
面がステータ６の端面に対して垂直な面となっており、
溝幅は溝６ａの上部及び下部において等しい寸法となっ
ている。
【０００５】１３はステータ６の中心孔に嵌着された締
結用板部材であり、該板部材１３には出力軸５の外径よ
り大きな軸挿通孔が中心に貫設されるとともに該軸挿通
孔の周囲には複数のビス挿通孔が貫設されており、該軸
挿通孔には出力軸５が該孔に接することなく挿通され、
該ビス挿通孔には締結用のビス１６が挿通されて該ビス
１６は基板１の中心部に設けられたねじ孔にねじ込まれ
ることによりステータ６が基板１に固定されている。ス
テータ６の裏面（すなわちロータ７との接触面とは反対
側の端面）には該ステータに振動を発生させるための励
振素子としての圧電素子１１が接着剤１８で接着されて
おり、圧電素子１１に対する給電を行なうためのフレキ
シブルプリント基板１２が圧電素子１１に接着されると
ともにケース２の外部へ引き出されている。１７は該圧
電素子１１と基板１との間に配置された振動絶縁体であ
り、この振動絶縁体１７によりステータ６の振動が基板
１に伝達されないようになっている。
結用板部材であり、該板部材１３には出力軸５の外径よ
り大きな軸挿通孔が中心に貫設されるとともに該軸挿通
孔の周囲には複数のビス挿通孔が貫設されており、該軸
挿通孔には出力軸５が該孔に接することなく挿通され、
該ビス挿通孔には締結用のビス１６が挿通されて該ビス
１６は基板１の中心部に設けられたねじ孔にねじ込まれ
ることによりステータ６が基板１に固定されている。ス
テータ６の裏面（すなわちロータ７との接触面とは反対
側の端面）には該ステータに振動を発生させるための励
振素子としての圧電素子１１が接着剤１８で接着されて
おり、圧電素子１１に対する給電を行なうためのフレキ
シブルプリント基板１２が圧電素子１１に接着されると
ともにケース２の外部へ引き出されている。１７は該圧
電素子１１と基板１との間に配置された振動絶縁体であ
り、この振動絶縁体１７によりステータ６の振動が基板
１に伝達されないようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述した公知の超音波
モータにおいては、ステータ６が切削加工により製作さ
れていたため、製作時間が非常にかかり、そのため製作
コストが非常に高いものとなっていた。
モータにおいては、ステータ６が切削加工により製作さ
れていたため、製作時間が非常にかかり、そのため製作
コストが非常に高いものとなっていた。
【０００７】本発明の目的は、従来の超音波モータより
も安価なコストで製造することができる改良された超音
波モータを提供することである。
も安価なコストで製造することができる改良された超音
波モータを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述した超音波モータの
製造コストを低減させるための一つの手段として、ステ
ータ６の製造コストを低減させることが有効な手段とな
る。
製造コストを低減させるための一つの手段として、ステ
ータ６の製造コストを低減させることが有効な手段とな
る。
【０００９】ステータ６を切削加工以外の加工方法によ
り製造することを想定した場合、次のような製造方法が
考えられる。
り製造することを想定した場合、次のような製造方法が
考えられる。
【００１０】（ａ）粉末焼結合金による製造方法。
【００１１】この方法では製造時間は切削加工による場
合よりも多少は短くなるが、表面仕上げとして研削加工
を要するため、大幅な製造時間短縮は望めない。また、
焼結体にはよく知られているように、内部に多数の微小
空洞があり、しかも靭性がないため、脆くて破壊しやす
く、特に、振動や衝撃に弱いという特徴があるため、こ
の製造方法はステータ及びロータの製造方法には不適で
ある。
合よりも多少は短くなるが、表面仕上げとして研削加工
を要するため、大幅な製造時間短縮は望めない。また、
焼結体にはよく知られているように、内部に多数の微小
空洞があり、しかも靭性がないため、脆くて破壊しやす
く、特に、振動や衝撃に弱いという特徴があるため、こ
の製造方法はステータ及びロータの製造方法には不適で
ある。
【００１２】（ｂ）靭性の高い鋼材をプレス加工する
か、もしくは鋼材を冷間鍛造もしくは熱間鍛造すること
によりステータを製造する方法。
か、もしくは鋼材を冷間鍛造もしくは熱間鍛造すること
によりステータを製造する方法。
【００１３】常に振動されるステータの素材として靭性
が高く弾性のある鋼材を用いることは理に適っており、
また、冷間鍛造やプレス加工によれば表面の切削加工や
研削加工を要しないので製造コスト低減には最も適して
いる。しかし、熱間鍛造では鍛造後に表面の機械加工を
要するので製造コスト低減は望めない。
が高く弾性のある鋼材を用いることは理に適っており、
また、冷間鍛造やプレス加工によれば表面の切削加工や
研削加工を要しないので製造コスト低減には最も適して
いる。しかし、熱間鍛造では鍛造後に表面の機械加工を
要するので製造コスト低減は望めない。
【００１４】本発明では、以上のような理由により、ス
テータを靭性の高い鋼材のプレス加工もしくは冷間鍛造
により製造するようにした。また、ステータの表面形状
をプレス加工や冷間鍛造に適合した形状にすることによ
りステータを該方法で製造可能にした。具体的には、ス
テータ表面の歯型状突部及び溝の断面形状を台形に（す
なわち、溝６ａの側壁を垂直面ではなく傾斜面とする）
設計することによりプレス金型の抜き勾配を充分に大き
くし、プレス加工における製造歩留り率を高くするとと
もにステータ側の歯型状突部の強度が高くなるようにし
た。
テータを靭性の高い鋼材のプレス加工もしくは冷間鍛造
により製造するようにした。また、ステータの表面形状
をプレス加工や冷間鍛造に適合した形状にすることによ
りステータを該方法で製造可能にした。具体的には、ス
テータ表面の歯型状突部及び溝の断面形状を台形に（す
なわち、溝６ａの側壁を垂直面ではなく傾斜面とする）
設計することによりプレス金型の抜き勾配を充分に大き
くし、プレス加工における製造歩留り率を高くするとと
もにステータ側の歯型状突部の強度が高くなるようにし
た。
【００１５】
【実施例】以下に図１及び図２を参照して本発明による
改良された超音波モータの要部構造を説明する。なお、
本実施例の超音波モータにおいては、ステータ以外の構
造はすべて従来技術のものと同じである。
改良された超音波モータの要部構造を説明する。なお、
本実施例の超音波モータにおいては、ステータ以外の構
造はすべて従来技術のものと同じである。
【００１６】図２において、１は該モータの端板ないし
は筐体の一部を構成する基板であり、該基板１にはボル
ト１４により鍋型のケース２が固着され、基板１とケー
ス２とによって該モータの筐体が構成されている。基板
１の中央には出力軸５を挿通させるための孔が貫設され
るとともに該孔の外側には該軸５を支持するための軸受
３が取付けられている。出力軸５は該軸受３に支持され
るとともに、ケース２に固定されたもう一つの軸受４に
も回転可能に支持されていて基板１及びケース２のそれ
ぞれの外側へ突出している。基板１とケース２とで囲ま
れた空間内には振動体すなわちステータ６０と、回転体
すなわちロータ７と、該ロータ７に接着剤１５で接着さ
れて該ロータと一体化されているロータホルダー兼ばね
受け８と、ロータ７をステータ６０の一方の端面に圧接
させるための加圧ばね９、等が収容されている。１０は
軸受４に隣接して出力軸５に嵌装されたばね受けであ
り、加圧ばね９は該ばね受け１０とロータホルダー兼ば
ね受け８との間に配置されて該ばね受け８を介してロー
タ７をステータ６０の端面に圧接している。ステータ６
０は図１（ａ）に示されるように環状円板形の部材であ
り、ロータ７と接する端面には軸心に関して放射方向に
配置された溝６０ａが刻設され、該溝６０ａ間の歯状の
突部６０ｂの表面には耐摩耗被覆層６０ｃが形成され、
ロータ７は該耐摩耗被覆層６０ｃに圧接されている。図
１（ｂ）は該溝６０ａと歯型状突部６０ｂの横断面形状
を示したもので、本発明の超音波モータでは該突部６０
ｂ及び溝６０ａはそれぞれの壁面がステータ６０の端面
に対して傾斜面となっており、溝６０ａ及び該突部６０
ｂの横断面形状は台形となっている。
は筐体の一部を構成する基板であり、該基板１にはボル
ト１４により鍋型のケース２が固着され、基板１とケー
ス２とによって該モータの筐体が構成されている。基板
１の中央には出力軸５を挿通させるための孔が貫設され
るとともに該孔の外側には該軸５を支持するための軸受
３が取付けられている。出力軸５は該軸受３に支持され
るとともに、ケース２に固定されたもう一つの軸受４に
も回転可能に支持されていて基板１及びケース２のそれ
ぞれの外側へ突出している。基板１とケース２とで囲ま
れた空間内には振動体すなわちステータ６０と、回転体
すなわちロータ７と、該ロータ７に接着剤１５で接着さ
れて該ロータと一体化されているロータホルダー兼ばね
受け８と、ロータ７をステータ６０の一方の端面に圧接
させるための加圧ばね９、等が収容されている。１０は
軸受４に隣接して出力軸５に嵌装されたばね受けであ
り、加圧ばね９は該ばね受け１０とロータホルダー兼ば
ね受け８との間に配置されて該ばね受け８を介してロー
タ７をステータ６０の端面に圧接している。ステータ６
０は図１（ａ）に示されるように環状円板形の部材であ
り、ロータ７と接する端面には軸心に関して放射方向に
配置された溝６０ａが刻設され、該溝６０ａ間の歯状の
突部６０ｂの表面には耐摩耗被覆層６０ｃが形成され、
ロータ７は該耐摩耗被覆層６０ｃに圧接されている。図
１（ｂ）は該溝６０ａと歯型状突部６０ｂの横断面形状
を示したもので、本発明の超音波モータでは該突部６０
ｂ及び溝６０ａはそれぞれの壁面がステータ６０の端面
に対して傾斜面となっており、溝６０ａ及び該突部６０
ｂの横断面形状は台形となっている。
【００１７】１３はステータ６の中心孔に嵌着された締
結用板部材であり、該板部材１３には出力軸５の外径よ
り大きな軸挿通孔が中心に貫設されるとともに該軸挿通
孔の周囲には複数のビス挿通孔が貫設されており、該軸
挿通孔には出力軸５が該孔に接することなく挿通され、
該ビス挿通孔には締結用のビス１６が挿通されて該ビス
１６は基板１の中心部に設けられたねじ孔にねじ込まれ
ることによりステータが基板１に固定されている。ステ
ータの裏面（すなわちロータ７との接触面とは反対側の
端面）には該ステータに振動を発生させるための励振素
子としての圧電素子１１が接着剤１８で接着されてお
り、圧電素子１１に対する給電を行なうためのフレキシ
ブルプリント基板１２が圧電素子１１に接着されるとと
もにケース２の外部へ引き出されている。１７は該圧電
素子１１と基板１との間に配置された振動絶縁体であ
り、この振動絶縁体１７によりステータ６０の振動が基
板１に伝達されないようになっている。
結用板部材であり、該板部材１３には出力軸５の外径よ
り大きな軸挿通孔が中心に貫設されるとともに該軸挿通
孔の周囲には複数のビス挿通孔が貫設されており、該軸
挿通孔には出力軸５が該孔に接することなく挿通され、
該ビス挿通孔には締結用のビス１６が挿通されて該ビス
１６は基板１の中心部に設けられたねじ孔にねじ込まれ
ることによりステータが基板１に固定されている。ステ
ータの裏面（すなわちロータ７との接触面とは反対側の
端面）には該ステータに振動を発生させるための励振素
子としての圧電素子１１が接着剤１８で接着されてお
り、圧電素子１１に対する給電を行なうためのフレキシ
ブルプリント基板１２が圧電素子１１に接着されるとと
もにケース２の外部へ引き出されている。１７は該圧電
素子１１と基板１との間に配置された振動絶縁体であ
り、この振動絶縁体１７によりステータ６０の振動が基
板１に伝達されないようになっている。
【００１８】図１（ｃ）はステータ６０の加工に使用す
るプレス金型１９の断面図であり、該金型１９にはステ
ータ６０の溝６０ａを成形するための台形形状の突部１
９ａとステータ６０の歯型状突部６０ｂを成形するため
の台形形状の溝部１９ｂとが設けられている。該突部１
９ａの側壁の傾斜角と該溝部１９ｂの側壁の傾斜角は該
金型１９の抜き勾配よりも少くとも大きな角度となって
いる。
るプレス金型１９の断面図であり、該金型１９にはステ
ータ６０の溝６０ａを成形するための台形形状の突部１
９ａとステータ６０の歯型状突部６０ｂを成形するため
の台形形状の溝部１９ｂとが設けられている。該突部１
９ａの側壁の傾斜角と該溝部１９ｂの側壁の傾斜角は該
金型１９の抜き勾配よりも少くとも大きな角度となって
いる。
【００１９】以上のように、本発明の超音波モータで
は、ステータ６０の表面の溝６０ａ及び突部６０ｂの横
断面形状が台形であるため従来のステータの突部よりも
強度が高く、しかもプレス加工に適したものとなってい
るので、該ステータを従来のステータよりも高能率且つ
低コストで製造することができるとともに、従来の超音
波モータよりも低コストで強度及び耐久性の高い超音波
モータを実現することができる。
は、ステータ６０の表面の溝６０ａ及び突部６０ｂの横
断面形状が台形であるため従来のステータの突部よりも
強度が高く、しかもプレス加工に適したものとなってい
るので、該ステータを従来のステータよりも高能率且つ
低コストで製造することができるとともに、従来の超音
波モータよりも低コストで強度及び耐久性の高い超音波
モータを実現することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明の超音波モータで
は、ステータ表面の溝及び突部の横断面形状を台形形状
にするとともにステータをプレス加工もしくは冷間鍛造
などの非切削加工で製造するようにしたので、従来の超
音波モータにくらべて製造コストを大幅に低減させるこ
とができ、しかも強度及び耐久性の高い超音波モータを
実現することができる。
は、ステータ表面の溝及び突部の横断面形状を台形形状
にするとともにステータをプレス加工もしくは冷間鍛造
などの非切削加工で製造するようにしたので、従来の超
音波モータにくらべて製造コストを大幅に低減させるこ
とができ、しかも強度及び耐久性の高い超音波モータを
実現することができる。
【図１】（ａ）は本発明の超音波モータのステータの平
面図。（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図。（ｃ）は該
ステータをプレス加工するためのプレス金型の一部の断
面図。
面図。（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図。（ｃ）は該
ステータをプレス加工するためのプレス金型の一部の断
面図。
【図２】本発明の超音波モータの縦断面図。
【図３】従来の超音波モータの縦断面図。
【図４】（ａ）は従来の超音波モータのステータの平面
図。（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図。
図。（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図。
１…基板 ２…ケース ３，４…軸受 ５…出力軸 ６，６０…ステータ ７…ロータ ８…ロータホルダー兼ばね受け ９…加圧ばね １０…ばね受け １１…圧電素子 １２…フレキシブルプリント基板 １３…締結用板部
材 １５，１８…接着剤 １９…プレス金型
材 １５，１８…接着剤 １９…プレス金型
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電素子等の励振素子が取付けられてい
て該励振素子により振動させられるステータと、該ステ
ータの振動発生面に圧接されたロータと、を有し、該ス
テータの該振動発生面には溝により隔てられた複数の歯
型状突部が形成されている超音波モータにおいて、 該ステータは弾性体をプレス成形したものであり、該ス
テータの該振動発生面の該歯型状突部及び該溝は台形の
横断面形状を有するように成形されていることを特徴と
する超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5279704A JPH07135785A (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5279704A JPH07135785A (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 超音波モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07135785A true JPH07135785A (ja) | 1995-05-23 |
Family
ID=17614720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5279704A Pending JPH07135785A (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07135785A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8250762B2 (en) | 2008-01-25 | 2012-08-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing metal member with plurality of projections |
| US8286330B2 (en) | 2009-05-08 | 2012-10-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of producing a vibrating body for a vibration wave drive device |
| JP2013179730A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Nikon Corp | 振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ及び電気機械変換部材の製造方法 |
-
1993
- 1993-11-09 JP JP5279704A patent/JPH07135785A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8250762B2 (en) | 2008-01-25 | 2012-08-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing metal member with plurality of projections |
| US8286330B2 (en) | 2009-05-08 | 2012-10-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of producing a vibrating body for a vibration wave drive device |
| US9154054B2 (en) | 2009-05-08 | 2015-10-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibrating body for vibration wave drive device and method of producing vibrating body for vibration wave drive device |
| JP2013179730A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Nikon Corp | 振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ及び電気機械変換部材の製造方法 |
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