JPH08214569A - 超音波モータのステータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工工数及び加工時間を削減して量産性を向
上させる。 【解決手段】 圧電素子５の伸縮運動によってステータ
１に進行波を発生させ、この進行波によりステータ１に
圧接されるロータＲを回転させる超音波モータのステー
タにおいて、プレス用板材を円形状に形成して振動板２
を構成し、前記振動板２の円周には放射状のスリット１
０を形成して弾性片１２を形成し、前記弾性片１２の先
端面１２ｂがロータＲと接触するように弾性片１２の先
端をプレス加工により折曲形成し、前記先端面１２ｂの
下方位置における弾性片２にはベースリング３を介して
圧電素子５を配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波モータのス
テータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、超音波モータはハウジングに固定
されるステータに対してロータが回転可能な状態で圧接
されている。そして、ステータ（振動体）は弾性体と、
該弾性体に取り付けられ進行波を発生させる圧電素子と
から構成されている。そのため、圧電素子の伸縮運動に
よって弾性体に進行波が発生し、このステータ進行波に
よってロータが進行波の進む方向と逆方向の摩擦力を受
けて回転する。

【０００３】又、ロータが接触する振動体、即ち、振動
体の外周上面には所定間隔毎に突起体が形成されてい
る。圧電素子が伸縮運動すると突起体は縦振動及び横振
動を行う。そして、突起体によって縦及び横振幅が拡大
されるので、ロータの回転数やトルクが増加して出力特
性が向上する。

【０００４】ところで、図３６に示すように、一般に突
起体７０は、振動体７１の外周上面にフライス盤による
溝切り加工や旋盤による研削加工等を施すことにより形
成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、突起体
７０を形成するための溝切り加工や研削加工に大変時間
がかかってしまうという問題がある。

【０００６】又、ロータの回転数を上昇させる場合、突
起体７０の横振動振幅を拡大すればよい。そのため、振
動板７１の溝を深くして突起体７０の高さを大きくす
る。すると、溝切り量や研削量が大きくなってしまい、
更に加工に時間がかかってしまうという問題がある。

【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、加工工数及び加
工時間を削減して量産性を向上させることができる超音
波モータのステータを提供することにある。

【０００８】又、第２の目的は、ステータの振動特性を
向上させることができる超音波モータのステータを提供
することにある。又、第３の目的は、振動振幅をロータ
に効率よく伝搬させることができる超音波モータのステ
ータを提供することにある。

【０００９】又、第４の目的は、振動体の振動が確実に
生ずるようにした超音波モータのステータを提供するこ
とにある。又、第５の目的は、高い出力で駆動すること
ができる超音波モータのステータを提供する。

【００１０】

【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、圧電素子の伸縮運動によ
ってステータに進行波を発生させ、この進行波によりス
テータに圧接されるロータを回転させる超音波モータの
ステータにおいて、板材を円形状に形成して振動板を構
成し、前記振動板を支持部、前記支持部の外周に配設さ
れる連結部、前記連結部の外周に配設され圧電素子が接
合される接触部とから構成して、前記連結部には圧電素
子にて接触部に励起される振動の支持部への伝達を抑制
する振動抑制部を形成した。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、振動抑制部は、振動板を軸線方向に貫
通する複数の貫通孔とした。請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載の発明において、連結部には、前記貫通
孔を形成した後に支持部又は接触部よりも薄い厚さに圧
縮形成した環状の薄肉部を設けた。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３の何れかに記載の発明において、圧電素子と接触
部とをろう付けにて接合した。請求項５に記載の発明
は、圧電素子の伸縮運動によってステータに進行波を発
生させ、この進行波によりステータに圧接されるロータ
を回転させる超音波モータのステータにおいて、板材を
円形状に形成して振動板を構成し、前記振動板の円周に
はスリット又は切欠き部を形成して突出部を形成し、こ
の突出部の一部又は全部を折曲形成してロータが圧接さ
れる接触部を形成した。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の発明において、振動板を支持部、前記支持部の外周に
配設される連結部、前記連結部の外周に配設される接触
部とから構成し、前記連結部を斜状に形成して接触部を
支持部よりも上方に位置させ、連結部の両端のいずれか
一方に振動抑制部を形成した。

【００１４】請求項７に記載の発明によれば、請求項５
に記載の発明において、振動板を支持部、前記支持部の
外周に配設される連結部、前記連結部の外周に配設され
る接触部とから階段状に形成し、前記支持部及び連結
部、連結部及び接触部をそれぞれ連結する接続部の厚さ
を支持部、連結部及び接触部の厚さよりも薄くした。

【００１５】請求項８に記載の発明は、圧電素子の伸縮
運動によってステータに進行波を発生させ、この進行波
によりステータに圧接されるロータを回転させる超音波
モータのステータにおいて、板材を円形状に形成して振
動板を構成し、前記振動板の円周には放射状のスリット
を形成して弾性片を形成し、前記弾性片の先端面がロー
タと接触するように弾性片の先端を折曲形成し、前記先
端面の下方位置における弾性片にはベースリングを介し
て前記圧電素子を配設した。

【００１６】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の発明において、圧電素子とベースリングとを、ろう付
けにて接合した。請求項１０に記載の発明は、請求項８
に記載の発明において、弾性片とベースリングとを、ろ
う付けにて接合した。

【００１７】請求項１１に記載の発明は、圧電素子の伸
縮運動によってステータに進行波を発生させ、この進行
波によりステータに圧接されるロータを回転させる超音
波モータのステータにおいて、板材を円形状に形成して
振動板を構成し、前記振動板の外周には放射状の切欠き
部を形成して突出片を形成し、前記突出片の先端面にロ
ータが接触するように突出片の一部又は全部を折曲加工
し、前記先端面の下方位置における振動板には前記圧電
素子を配設した。

【００１８】請求項１２に記載の発明は、請求項１１に
記載の発明において、突出片の先端面がロータと接触す
るように折曲加工するとき、切欠き部の基端面が上方を
向くようにした。

【００１９】請求項１３に記載の発明は、請求項１１又
は請求項１２の何れかに記載の発明において、突出片よ
りも内側における振動板には、該振動板の中心部側へ振
動を伝えないようにする振動抑制部を形成した。

【００２０】請求項１４に記載の発明は、請求項１１乃
至請求項１３の何れかに記載の発明において、圧電素子
と振動板とを、ろう付けにて接合した。請求項１５に記
載の発明は、請求項８乃至請求項１４の何れかに記載の
発明において、弾性片又は突出片が折曲形成された振動
板における下面外周縁部の曲率半径を可及的に小さくし
た。

【００２１】請求項１６に記載の発明は、請求項８乃至
請求項１５の何れかに記載の発明において、弾性片又は
突出片の先端面の大きさを振動板の板厚より大きくなる
ように形成した。

【００２２】従って、請求項１に記載の発明によれば、
円形に形成される板材にて支持部、連結部、及び、接触
部とからなる振動板が形成される。接触部に接合される
圧電素子に電圧が印加されると、接触部に弾性振動が励
起される。接触部に励起された弾性振動は、連結部に形
成された振動抑制部により支持部側への伝搬が抑制され
る。振動板は、プレス打抜き加工にて形成できるため、
溝切り加工や切削加工等の加工時間を要する加工が不要
になる。

【００２３】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加えて、連結部に形成された貫通
孔の作用により接触部に励起された弾性振動の支持部側
への伝搬が抑制される。

【００２４】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
に記載の発明の作用に加えて、支持部及び接触部よりも
薄く形成された、貫通孔を含む環状の薄肉部の作用によ
り、接触部に励起された弾性振動の支持部側への伝搬が
一層抑制される。又、貫通孔を形成した後に薄肉部を圧
縮形成するため、連結部、薄肉部、貫通孔が高い精度で
形成される。

【００２５】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
乃至請求項３の何れかに記載の発明の作用に加えて、圧
電素子と接触部との接合強度が著しく高くなる。又、圧
電素子と振動板とが確実に導通される。

【００２６】請求項５に記載の発明によれば、板材が円
形状に形成されて振動板が構成されている。前記振動板
の円周にはスリット又は切欠き部が形成され、該振動板
の円周には突出部が形成されている。この突出部の一部
又は全部を折曲形成され、ロータが圧接される接触部が
形成されている。従って、溝切り加工や研削加工を行う
ことなく短時間でステータを簡単に製造することが可能
となり、量産性を向上させることが可能となる。

【００２７】請求項６に記載の発明によれば、請求項５
に記載の発明の作用に加えて、連結部の両端のいずれか
一方に振動抑制部が形成され、この振動抑制部によって
振動が支持部側に伝搬しないようにすることが可能とな
る。従って、振動が連結部を介して支持部に伝搬されな
いようにし、ロータに効率よく振動を伝達させることが
可能となる。

【００２８】請求項７に記載の発明によれば、請求項５
に記載の発明の作用に加えて、接続部は支持部、連結部
及び接触部の厚さより薄く形成されているため、接触部
から支持部へ振動が伝達しないようにすることが可能と
なる。従って、振動が連結部を介して支持部に伝搬され
ないようにし、ロータに効率よく振動を伝達させること
が可能となる。

【００２９】請求項８に記載の発明によれば、板材が円
形状に形成されて振動板が構成されている。前記振動板
には複数のスリットが放射状に形成され、このスリット
により振動板には放射状の弾性片が形成されている。弾
性片の先端は該弾性片の先端面がロータと接触するよう
に折曲形成されている。従って、溝切り加工や研削加工
を行うことなく短時間でステータを簡単に製造すること
が可能となり、量産性を向上させることが可能となる。
又、先端面の下方における弾性片に配設されたベースリ
ングが振動を増幅するので、弾性片が効率よく振動して
進行波を発生させることが可能となる。

【００３０】請求項９に記載の発明によれば、請求項８
に記載の発明の作用に加えて、圧電素子とベースリング
との接合強度が著しく高くなる。又、圧電素子とベース
リングとが確実に導通される。

【００３１】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
８に記載の発明の作用に加えて、弾性片とベースリング
との接合強度が著しく高くなる。又、ベースリングと弾
性片とが確実に導通される。

【００３２】請求項１１に記載の発明によれば、板材が
円形状に形成されて振動板が構成されている。前記振動
板には複数の切欠き部が形成され、この切欠き部により
振動板には複数の突出片が形成されている。突出片の一
部又は全部は該突出片の先端面がロータと接触するよう
に折曲形成されている。従って、溝切り加工や研削加工
を行うことなく短時間でステータを簡単に製造すること
が可能となり、量産性を向上させることが可能となる。
又、振動板には直接圧電素子が設けられるので、部品点
数が少なくなる。

【００３３】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
１１に記載の発明の作用に加えて、突出片の先端面がロ
ータと接触するように該突出片を折曲形成するとき、切
欠き部の基端面が上方を向くように折曲形成される。そ
のため、振動板に対して突出片が立設されたように構成
され、突出片の先端面の下方における振動板に圧電素子
が配設される。従って、圧電素子の伸縮運動による振動
を突出片に効率よく伝達することが可能となり、ロータ
の特性を向上させることが可能となる。

【００３４】請求項１３に記載の発明によれば、請求項
１１又は請求項１２の何れかに記載の発明の作用に加え
て、突出片よりも内側となる振動板には振動抑制部が形
成されているので、圧電素子の伸縮運動による振動は振
動板の中心部側へ伝達されないように抑制される。従っ
て、振動板に振動が分散しないようにして突出片を効率
よく振動させることが可能となるので、ロータの出力特
性を向上させることが可能となる。

【００３５】請求項１４に記載の発明によれば、請求項
１１乃至請求項１３の何れかに記載の発明の作用に加え
て、請求項１５に記載の発明によれば、請求項８乃至請
求項１４の何れかに記載の発明の作用に加えて、弾性片
又は突出片が折曲された振動板における下面外周縁部の
曲率半径はできるだけ小さく形成されている。そのた
め、圧電素子を振動板の外周部に配設することができ、
弾性片又は突出片の下方となる振動板に圧電素子を配設
することが可能となる。従って、圧電素子の伸縮運動に
よる振動は折曲形成された弾性片又は突出片から先端面
を介してロータに伝達することが可能となる。

【００３６】請求項１６に記載の発明によれば、請求項
８乃至請求項１５の何れかに記載の発明の作用に加え
て、ロータとの接触面積が大きくなり、振動をロータに
効率よく伝搬することが可能となる。

【００３７】

【実施の形態】

［第１の実施の形態］以下、本発明を具体化した超音波
モータのステータの第１の実施の形態を図に従って説明
する。

【００３８】図１に示すように、ステータ１は、振動板
２と、該振動板２の裏面に固着された圧電素子５とから
構成されている。前記振動板２はプレス用金属板材が円
形状にプレス打抜き成形されたものであり、その中央に
は貫通孔６が形成され、図示しないロータに設けられた
出力軸が挿通されるようになっている。振動板２は、該
振動板２を図示しないハウジングに固定する支持部７
と、該支持部７の外周に形成される連結部８と、連結部
８の外周に形成される接触部９とから構成されている。

【００３９】連結部８には、振動板２の径方向に前記支
持部７の外周端から前記接触部９の内周端まで延びる貫
通孔８ａが複数個等角度間隔で形成されている。この各
貫通孔８ａは、プレス打抜き加工、レーザー加工等によ
り形成されている。

【００４０】環状の接触部９の上面は接触面１１とな
り、この接触面１１にはロータが圧接されるようになっ
ている。又、接触部９の裏面には、薄い環状の圧電素子
５がろう付けにて接合されている。

【００４１】そして、圧電素子５に高周波電圧が印加さ
れると圧電素子５が伸縮運動し、この伸縮運動により接
触部９に高周波振動が励起される。この高周波振動によ
り接触部９に進行波が生成され、この進行波により接触
面１１に押圧保持されるロータが一方向に回転駆動され
るようになっている。又、接触部９に励起された高周波
振動は、連結部８に複数個形成される貫通孔８ａより支
持部７側への伝搬が抑制されるようになっている。

【００４２】本実施の形態では、圧電素子５と接触部９
とのろう付けを以下の方法で行っている。先ず、接触部
９の下面に予めメタライズ処理を行う。このメタライズ
処理は、従来の銀ペースト焼き付け、真空蒸着、スパッ
タ蒸着、無電解メッキ等の他に、特に、セラミックスと
金属の接合に適した処理方法である高融点金属法（テレ
フンケン法）、活性化金属法にて行うことができる。

【００４３】次に、圧電素子５を接触部９の下面に当接
させた状態で、圧電素子５と接触部９との間の隙間に溶
融した銅、銀、ニッケル等のろう材を毛細管現象により
接合両面間に浸透させる。そして、浸透させたろう材に
より、振動板２の接触部９の下面に圧電素子５を接合し
ている。

【００４４】尚、圧電素子５と接触部９とのろう付け方
法としては、上記方法の他に、接触部９又は圧電素子５
の接合面に、板状のろう材をプレスして付着させたもの
を、加熱炉に投入して板状のろう材の表面を溶融させる
方法がある。そして、両接合面間にろう材を挟んだ状態
で接触部９と圧電素子５とを接合することもできる。
又、別の方法として、箔状のろう材を接触部９と圧電素
子５の接合面間に挟み、同様に加熱炉に投入してろう材
を溶融させることにより接触部９と圧電素子５を直接接
合することもできる。

【００４５】ところで、従来、圧電素子５に施す分極処
理は、振動板２に接合する前の圧電素子５に行ってい
る。この分極処理のためには、圧電素子５の一面に分極
用電極を励振周波数の１／２波長の長さで形成し、同じ
く他面には分極用電極の位置に合わせて共通電極を形成
する。従って、各分極用電極に対応する分極領域が同一
方向に分極される単位になる。電極は、銀ペーストを焼
き付けた後、スクリーン印刷法により各電極を形成す
る。

【００４６】そして、各分極用電極と共通電極との間に
電圧を印加して、各分極領域をそれぞれ分極させる。こ
うして各分極領域が分極処理された圧電素子５を、分極
用電極が形成される側を接合面として接触部９に接合す
るようにしている。

【００４７】ところで、上記のように圧電素子５を接触
部９にろう付けにより接合する場合には、圧電素子５に
予め分極処理を行っておくと、加熱時に作用する熱によ
り各分極領域の分極の強さが低下する。この圧電素子５
の分極の強さの低下を防止するため、本実施の形態では
以下のように圧電素子５の分極処理を行う。

【００４８】先ず、圧電素子５の一側面に従来と同様に
分極用電極を形成し、他側面には共通電極を形成しない
でおく。そして、共通電極を形成していない他側面を接
合面として振動板２の接触部９にろう付けにより接合す
る。次に、振動板２を共通電極として各分極用電極との
間に電圧を印加して、各分極用電極に対応する分極領域
を分極処理する。しかるのち、圧電素子５の一側面の分
極用電極の上に新たに駆動用電極を形成する。

【００４９】この分極処理方法によれば、分極用電極に
対応する共通電極の形成が不要になるため、圧電素子の
一方の側面に分極用電極を形成しただけで圧電素子を導
電性の振動板に接合することができる。そして、振動板
に接合した状態で振動板を共通電極として分極処理を行
うことができる。この結果、圧電素子の破損を極力防止
することができる。

【００５０】次に、以上のように構成された超音波モー
タのステータ１の作用について説明する。本実施の形態
の振動板２は、プレス用板材をプレス打抜き加工するこ
とにより形成される。さらに、貫通孔８ａもプレス打抜
き加工、レーザ加工等により形成される。又、従来の振
動板２のように、ロータを支持する多数の突起体を有し
ていないため、加工工数及び加工時間の増大につながる
フライス盤による溝切り加工又は旋盤による研削加工が
不要になる。その結果、加工時間が短いプレス打ち抜き
加工のみで振動板２を形成することができる。

【００５１】又、従来の振動板２のように突起体にロー
タを圧接する構造でないため、接触面１１の面積を大き
くすることができる。従って、ロータとの接触面積を大
きく確保することができる。

【００５２】さて、圧電素子５に高周波電圧が印加され
ると、圧電素子５が伸縮運動して、振動板２の接触部９
に高周波振動が励起される。この高周波振動により進行
波が生成され、この進行波により接触面１１に押圧保持
されているロータが回転駆動される。

【００５３】接触部９に励起された高周波振動は、連結
部８に複数個形成された貫通孔８ａの作用により、支持
部７側への伝搬が抑制される。この結果、接触部９に励
起された高周波振動が効率良くロータに伝達されるた
め、ロータが高い効率で回転駆動される。特に、各貫通
孔８ａは連結部８において支持部７の外周端から接触部
９の内周端まで形成されるため、支持部７側への伝搬が
効率良く抑制され、接触部９が高い効率で励振される。

【００５４】又、圧電素子５が接触部９にろう付けによ
り接合されているため、接触部９が高出力で駆動されて
も、圧電素子５が接触部９から剥がれることはない。以
上詳述した第１の実施の形態は、以下（イ）〜（ホ）の
特徴を有する。

【００５５】（イ） 加工工数及び加工時間の増大につ
ながる溝切り加工又は切削加工を必要とする突起体を有
せず、プレス打抜き加工のみで形成することができるた
め、加工工数及び加工時間を最小限にして量産性を高め
ることができる。

【００５６】（ロ） 連結部８に複数個形成した貫通孔
８ａにより、接触部９に励起された高周波振動の支持部
７側への伝搬を抑制することができる。従って、接触部
９に励起された高周波振動の分散を防ぎロータに効率良
く伝達することができるため、ロータを高い効率で駆動
することができる。特に、各貫通孔８ａを連結部８にお
いて支持部７の外周端から接触部９の内周端まで形成し
たので、接触部９に励起された振動の支持部７側へ伝搬
を効率良く抑制することができる。

【００５７】（ハ） 接触部９を板状に形成し、その上
面の接触面１１にロータを押圧保持するようにした。従
って、ロータとの接触面積を大きく確保することができ
るため、高い効率でロータを駆動することができる。

【００５８】（ニ） 圧電素子５を接触部９にろう付け
により接合したので、剥がれの発生を防止して信頼性を
向上させることができる。従って、接触部９を高出力駆
動することができるため、振動板２の外径（即ち、超音
波モータの外径）を大きくすることなく高い出力を得る
ことができる。

【００５９】さらに、従来のように圧電素子５を接触部
９にエポキシ系接着材で接着する場合には、振動板２と
圧電素子５との導通を取るために、接着層の膜厚を適切
に管理する必要があったため、その管理が大変であっ
た。又、接着層の膜厚を管理する代わりに導電性接着材
を用いる方法もあるが、導電性接着材が高価であるた
め、製造原価が増大する問題があった。しかし、ろう付
けにより接合することにより、製造原価を増大すること
なく振動板２と圧電素子５との導通を容易かつ確実に取
ることができる。

【００６０】（ホ） 接触部９との接合面と反対側の面
にのみ分極用電極を形成し、分極処理を施さない状態の
圧電素子５を接触部９にろう付けする。そして、圧電素
子５に導通する振動板２を共通電極として、各分極用電
極との間に分極用電圧を印加することにより各分極用電
極に対応する圧電素子５の各分極領域を分極するように
した。従って、ろう付け前に分極処理をする方法に比較
して、ろう付け時の熱による各分極領域の分極強さの低
下を防止することができる。

【００６１】又、割れやすい圧電素子５の一方の側面に
のみ分極用電極を形成した後、分極処理を行う前に振動
板２に接合するようにしたので、他方の側面における分
極用電極形成時、さらに、分極処理時等における圧電素
子５の破損を防止することができる。

【００６２】さらに、振動板２との接合前に分極処理を
行う場合は、接触部９との接合面に共通電極を形成する
必要があるが、振動板２を電極とするようにしたので、
接合面と反対側の面のみに設けるだけで済む。この結
果、高価な銀ペーストにより形成する電極の面積を最小
限にすることができる。

【００６３】又、圧電素子５の両面に分極用電極を設け
る場合は、両分極用電極の位置を正確に合わせる必要が
あったが、片面にのみ分極用電極を形成するようにした
ので位置合わせ工程も不要とすることができる。

【００６４】又、本実施の形態のステータを以下のよう
に構成することもできる。即ち、図３に示すように、連
結部８を、支持部７の外周縁から水平方向に延びるよう
に形成される水平部２１と、水平部２１の外周縁から斜
め上方に延出され接触部９の内周側に接続される斜状部
２２とから構成する。水平部２１と斜状部２２には、振
動板２の径方向に支持部７の外周端から接触部９の内周
端まで延びる複数の貫通孔８ａが等角度間隔で形成され
ている。本実施の形態では、水平部２１及び斜状部２２
により連結部８が構成されている。

【００６５】この構成は、第１の実施の形態の特徴に加
えて以下（イ）、（ロ）の特徴を有する。 （イ） 接触部９に励起された高周波振動が、径方向に
支持部７の外周端から接触部９の内周端まで延びる複数
の貫通孔８ａが形成される水平部２１及び斜状部２２の
作用により支持部７側への伝搬が抑制される。従って、
接触部９に励起された高周波振動を一層効率良くロータ
に伝達することができるため、ロータを一層高い効率で
回転駆動することができる。

【００６６】（ロ） 接触部９を支持部７及び連結部８
よりも高い位置に形成したため、接触面１１を振動板２
の最も外側に配置することができる。従って、ロータと
の接触状態を均一にするための平面研磨を接触面に容易
に施すことができる。

【００６７】［第２の実施の形態］次に、本発明を具体
化した第２の実施の形態を図４〜図７に従って説明す
る。尚、本実施の形態は、前記第１の実施の形態の振動
板２の連結部８の形状を変更したことのみが異なる。従
って、第１の実施の形態と同じ構成については、符号を
同一にしてその説明を省略し、連結部８のみについて説
明する。

【００６８】図４に示すように、本実施の形態の振動板
２は、第１の実施の形態と同様に、プレス用金属板材を
円形にプレス打抜き加工して形成されている。連結部８
には、振動板２の径方向に支持部７の外周端から接触部
９の内周端まで延びる複数個の貫通孔８ａが等角度間隔
で打抜き加工により形成されている。連結部８は、その
厚さが支持部７及び接触部９よりも薄く形成される薄肉
部２３として形成されている。

【００６９】次に、連結部８を薄肉部２３に加工する方
法を説明する。図５は、金属板材から打抜き加工にて形
成された振動板２を圧縮成形用金型にセットする様子を
示す模式断面図である。枠部６０内の下金型６１は振動
板２の下面に対応する型形状に、上金型６２は同じく上
面に対応する型形状に形成されている。又、下金型６１
には、貫通孔６に嵌挿する凸部６３が形成されている。
下金型６１において連結部８に対応する位置には、環状
の圧縮部６４が下金型６１に対して上下方向に移動可能
に配置されている。同様に、上金型６２において連結部
８に対応する位置には、同じく環状の圧縮部６５が上金
型６２に対し上下方向に移動可能に配置されている。そ
して、圧縮部６４が下金型６１に、圧縮部６５が上金型
６２にそれぞれ収容された状態で、両金型６１，６２の
間に振動板２をセットする。

【００７０】図６は、両金型６１，６２間にセットした
振動板２を両圧縮部６４，６５で加圧する様子を示す模
式断面図である。金型６１，６２間に振動板２を挟持し
た状態で、圧縮部６４を上方に、圧縮部６５を下方にそ
れぞれ駆動することにより、両圧縮部６４，６５間で連
結部８を圧縮成形する。

【００７１】図７は、両圧縮部６４，６５により、連結
部８を圧縮成形した状態を示す模式断面図である。この
圧縮成形により、連結部８が支持部７及び接触部９より
も薄い所定の厚さまで圧縮成形され薄肉部２３が形成さ
れる。尚、連結部８が加圧圧縮されると、連結部８が塑
性変形し、各貫通孔８ａの周囲部分から余分な肉部が各
貫通孔８ａ内に流れ込む。その結果、連結部８が所定の
厚さに圧縮成形されて薄肉部２３として形成される。以
上で振動板２の連結部８は薄肉部２３として薄く成形加
工される。

【００７２】次に、以上のように構成された超音波モー
タのステータ１の作用について説明する。本実施の形態
のステータの振動板２も、第１の実施の形態の振動板２
と同様に、金属板材をプレス打抜き加工することにより
形成される。又、貫通孔８ａはプレス打抜き成形により
形成され、薄肉部２３は圧縮成形によりそれぞれ形成さ
れる。そして、溝切り加工又は切削加工を必要とする突
起体を備えていない。その結果、加工時間が短いプレス
加工のみで振動板２を形成することができる。

【００７３】又、突起体を備えていないため、接触面１
１の面積を大きくしてロータとの接触面積を大きく確保
することができる。さて、圧電素子５に電圧が印加され
ると、接触部９に高周波振動が励起される。本実施の形
態では、連結部８に径方向に支持部７の外周端から接触
部９の内周端まで延びる複数個の貫通孔８ａが形成され
ている。又、連結部８は支持部７及び接触部９よりも薄
い薄肉部２３として形成されている。その結果、貫通孔
８ａ及び薄肉部２３の作用により、接触部９に励起され
た高周波振動の支持部７側への伝搬が効率良く抑制され
る。従って、接触部９に励起された高周波振動が高い効
率でロータに伝達される。

【００７４】以上詳述した第２の実施の形態は、第１の
実施の形態の特徴に加えて以下（イ）の特徴を有する。 （イ） 連結部８には径方向に支持部７の外周端から接
触部９の内周端まで延びる複数の貫通孔８ａを形成し
た。又、連結部８をその厚さが支持部７及び接触部９よ
りも薄い薄肉部２３とした。その結果、各貫通孔８ａ及
び薄肉部２３の作用により、接触部９に励起された高周
波振動の連結部８を介しての支持部７側への伝搬が効率
良く抑制される。従って、接触部９に励起された高周波
振動の分散を防ぎ一層効率良くロータに伝達することが
できるため、ロータを一層高い効率で回転駆動すること
ができる。

【００７５】又、本実施の形態のステータ１を以下のよ
うに構成することもできる。即ち、図８に示すように、
連結部８を、支持部７の外周縁から水平方向に延びるよ
うに形成される薄肉水平部２４と、薄肉水平部２４の外
周縁から斜め上方に延出され接触部９の内周側に接続さ
れる薄肉斜状部２５とから構成する。連結部８には、振
動板２の径方向に支持部７の外周端から接触部９の内周
端まで延びる複数の貫通孔８ａが等角度間隔で形成され
ている。前記薄肉水平部２４と薄肉斜状部２５は、その
厚さが支持部７及び接触部９よりも薄く形成されてい
る。

【００７６】この構成は、第２の実施の形態の特徴に加
えて以下（イ）の特徴を有する。 （イ） 連結部８には径方向に支持部７の外周端から接
触部９の内周端まで延びる複数の貫通孔８ａを形成し
た。又、連結部８は、その厚さが支持部７及び接触部９
よりも薄く形成される薄肉水平部２４と薄肉斜状部２５
とから構成した。その結果、各貫通孔８ａ、薄肉水平部
２４及び薄肉斜状部２５の作用により、接触部９に励起
された高周波振動が連結部８を介して支持部７に伝搬す
ることが効率よく抑制される。従って、接触部９に励起
された高周波振動を一層効率良くロータに伝達すること
ができるため、ロータを一層高い効率で回転駆動するこ
とができる。

【００７７】［第３の実施の形態］次に、本発明を具体
化した第３の実施の形態を図９及び図１０に従って説明
する。 ステータ１は振動板２と、該振動板２の裏面に
取り付けられた金属製のベースリング３及び該ベースリ
ング３の裏面に取り付けられた圧電素子５とから構成さ
れている。

【００７８】前記振動板２はプレス用金属板材が円形状
にプレス打抜き成形されたものであり、その中央には貫
通孔６が形成され、図示しないロータに設けられた出力
軸が挿通されるようになっている。又、振動板２は、該
振動板２を図示しないハウジングに固定する支持部７
と、該支持部７の外周縁から斜め上方へ延出する連結部
としての斜状部８と、該斜状部８の外周縁から水平方向
に延出し、支持部７と平行となる接触部９とから構成さ
れている。

【００７９】又、振動板２には該振動板２の中心から放
射状に所定間隔毎に複数のスリット１０がプレス加工に
よる打ち抜きやレーザー加工による切断によって形成さ
れている。本実施の形態において、スリット１０は接触
部９及び斜状部８に形成されている。このスリット１０
が振動板２に形成されることにより、振動板２の外周に
は放射状に外方へ延びる突出部としての弾性片１２が所
定間隔毎に複数形成されている。そして、接触部９にお
ける弾性片１２の上面は接触面１３となり、図示しない
ロータが接触するようになっている。又、接触部９にお
ける弾性片１２の裏面外周には前記ベースリング３がろ
う付けにより接合されている。ベースリング３の裏面に
は前記圧電素子５がろう付けにより接合されている。

【００８０】本実施の形態のステータ１の作用について
説明する。圧電素子５が伸縮運動すると、この振動をベ
ースリング３が増幅する。このベースリング３の振動に
より各弾性片１２が振動して進行波が発生する。従っ
て、弾性片１２における接触面１３と接触する図示しな
いロータが進行波の進行方向とは逆方向に回転する。

【００８１】ベースリング３は縦方向の振動を拡大させ
る。又、弾性片１２は撓みやすいので、弾性片１２は横
方向の振動を拡大させる。この結果、ロータの出力特性
が向上する。

【００８２】又、ベースリング３及び弾性片１２の振動
は、斜状部８の作用により支持部７側への伝搬が抑制さ
れる。この結果、振動の分散が防止され、振動がロータ
に効率よく伝達されるため、ロータの出力特性が向上す
る。

【００８３】圧電素子５がベースリング３にろう付けに
て接合されるとともに、ベースリング３が弾性片１３に
ろう付けにて接合されるため、ベースリング３及び弾性
片１３が高出力で駆動されても、圧電素子５とベースリ
ング３とが、又、ベースリン３と弾性片１３とが剥離し
ない。

【００８４】以上詳述した第３の実施の形態は、以下
（イ）〜（ト）の特徴を有する。 （イ） ロータに当接する弾性片１２を振動板２に加工
工数及び加工時間が比較的短いプレス打抜き加工、レー
ザー加工等によりスリット１０を設けることにより形成
した。従って、加工工数及び加工時間を削減して量産性
を向上することができる。

【００８５】（ロ） ベースリング３が縦方向の振動を
拡大させ、弾性片１２が横方向の振動を拡大させるた
め、ロータを高い効率で回転駆動することができる。 （ハ） 接触部９に励起された高周波振動が斜状部８の
作用により、支持部７側への伝搬が抑制される。その結
果、接触部９に励起された高周波振動をロータに効率良
く伝達することができる。

【００８６】（ニ） 振動板２には、ロータと接触面１
３とが均一に接触するように、接触部９の接触面１３を
研磨する。この際、接触部９を支持部７及び斜状部８よ
り高くなるように振動板２を構成しているので接触面１
３が最も外側に配置されているため、接触面１３のみを
容易に平面研磨することができる。

【００８７】（ホ） 従来のように、突起体を研削等に
より加工する場合と異なり、スリット１０の幅を容易に
狭くすることができるため、接触面１３の面積を大きく
取ることができる。従って、ロータとの接触面積を大き
くすることができるため、接触部９に励起される高周波
振動を効率良くロータに伝達することができる。

【００８８】（ヘ） 圧電素子５をベースリング３にろ
う付けにて接合し、ベースリング３を弾性片１２にろう
付けにて接合したので、ベースリング３及び弾性片１２
が高出力で駆動されても、圧電素子５とベースリング３
とが、又、ベースリング３と弾性片１２とが剥離しな
い。従って、高出力駆動することができるため、ステー
タ１の外径を大きくすることなく高い出力を得ることが
できる。

【００８９】（ト） 本実施の形態においては、接触部
９の裏面にベースリング３を介して圧電素子５を設けて
いる。従って、圧電素子５への高周波電圧の印加を容易
に行うことができる。又、圧電素子５とベースリング３
との絶縁処理を容易に行うことができる。

【００９０】又、本実施の形態のステータ１を以下のよ
うに構成することもできる。図１１に示すように、連結
部８を、支持部７の外周縁から水平方向に延出するよう
に形成される薄肉水平部２４と、薄肉水平部２４の外周
縁から斜め上方に延出するように形成され接触部９の内
周縁に接続される薄肉斜状部２５とから構成する。連結
部８及び接触部９には、複数のスリット１０が放射状に
形成されている。この構成によれば、前記第３実施の形
態のステータ１と同様、接触部９から延びる複数のスリ
ット１０が形成される薄肉水平部２４及び薄肉斜状部２
５の作用により、接触部９に励起された高周波振動の支
持部７への伝搬が抑制される。又、支持部７及び接触部
９よりも薄く形成されるとともに、接触部９から延びる
複数のスリット１０が形成される薄肉水平部２４及び薄
肉斜状部２５の作用によっても、高周波振動の支持部７
への伝搬が抑制される。従って、接触部９に励起された
高周波振動を一層効率良くロータに伝達することができ
るため、ロータを一層高い効率で回転駆動することがで
きる。

【００９１】又、本実施の形態のステータ１を以下のよ
うに構成することもできる。図１２に示すように、振動
板２に、複数のスリット１０を支持部７まで延びるよう
に形成する。そして、接触部９と斜状部８との境界及び
斜状部８と支持部７との境界における弾性片１２の上下
両面に円形状となる凹部１４を形成する。

【００９２】この凹部１４は、振動板２をプレス加工し
て支持部７、斜状部８及び接触部９を折曲形成する前に
プレスの打ち込み加工により形成する。その後、プレス
加工により振動板２を折曲形成して支持部７、斜状部８
及び接触部９を形成する。この結果、接触部９と斜状部
８との境界及び斜状部８と支持部７との境界に凹部１４
が形成されているので、弾性片１２を容易に折り曲げる
ことができる。凹部１４は斜状部８の上下両端に形成し
たが、必要に応じて斜状部８の上下両端のいずれか一箇
所に凹部１４を形成するようにしてもよい。

【００９３】この構成によれば、斜状部８の作用に加え
て凹部１４の作用によりベースリング３及び弾性片１２
における接触部９の振動を斜状部８や支持部７へより一
層伝達しないように抑制することができるため、ロータ
の出力特性を一層向上させることができる。

【００９４】さらに、本実施の形態のステータ１を以下
のように構成することもできる。即ち、図１３に示すよ
うに、振動板２を支持部７と、該支持部７の外周上部に
配設される連結部１６と、該連結部１６の外周上部に配
設される接触部９とにより階段状に形成する。この場
合、支持部７、連結部１６及び接触部９の厚さｔａは等
しくなっている。又、支持部７及び連結部１６、連結部
１６及び接触部９を接続部１７によって接続する。そし
て、支持部７、連結部１６及び接触部９の厚さｔａより
接続部１７の厚さｔｂを薄くする。

【００９５】これは、弾性片１２を階段状に形成した
後、図１４に示す上及び下金型１９ａ，１９ｂのプレス
加工によって接続部１７の厚さｔｂを厚さｔａより薄く
する。尚、接続部１７の下面には、該接続部１７の厚さ
ｔｂを薄くしたときに形成される突出部１７ａである。
そして、下金型１９ｂには突出部１７ａとの干渉を回避
する逃がし部２０が形成されている。

【００９６】この構成によれば、接続部１７が薄く形成
されているので、ベースリング３や接触部９における弾
性片１２が振動しても、その振動が連結部１６や支持部
７に伝搬されないように抑制することができる。この結
果、ロータに振動を効率よく伝達することができ、回転
効率等の出力特性を向上させることができる。

【００９７】［第４の実施の形態］以下、本発明の超音
波モータのステータの第４の実施の形態を図１５〜図１
８に従って説明する。尚、前記第１の実施の形態と同一
の構成については同一の符号を付してその詳細な説明を
省略する。

【００９８】図１５〜図１７に示すように、振動板２は
第１の実施の形態と同様、プレス用金属板材が円形状に
形成されたものである。振動板２の円周には放射状のス
リット１０が複数形成されている。そのため、振動板２
の円周には弾性片１２が複数形成されている。この弾性
片１２は撓みやすくなっている。又、弾性片１２より内
側となる振動板２は剛性が高く撓みにくくなっている。

【００９９】又、弾性片１２の先端部１２ａは接触部と
しての先端面１２ｂが上方に向きロータＲと接触するよ
うにプレス加工によって折曲形成されている。そして、
弾性片１２の先端面１２ｂにロータＲが載置され、ロー
タＲと先端面１２ｂとが面接触するようになっている。
そして、先端面１２ｂの下方に位置する弾性片１２の裏
面にはベースリング３がろう付けにて接合され、ベース
リング３の下面には圧電素子５がろう付けにて接合され
ている。図１５に示すステータ１では、先端部１２ａ
は、ベースリング３のほぼ中央部に配置され、図１６に
示すステータ１では、先端部１２ａは、ベースリング３
の外周縁に配置されている。

【０１００】次に、以上のように構成されたステータ１
の作用について説明する。本実施の形態によれば、スリ
ット１０はレーザー加工やプレス加工によって形成され
るとともに、先端部１２ａはプレス加工により折曲形成
されている。この結果、加工時間を要する溝切り加工、
切削加工を行う必要がない。

【０１０１】更に、第３の実施の形態に比較して弾性片
１２の先端部１２ａのみを折曲形成すればよいだけなの
で、振動板２の加工を簡単にすることができる。圧電素
子５に電圧を印加して伸縮運動を行わせて振動を発生さ
せると、ベースリング３がその振動を増幅する。ベース
リング３の振動によって弾性片１２が振動して進行波が
発生し、この進行波の進行方向と反対方向にロータＲが
回転する。このとき、図１５に示すステータ１では、先
端部１２ａの真下にベースリング３が配置されているた
め、高周波振動による各先端部１２ａの振幅は小さくな
りロータＲの回転数は下がるが、トルクは大きくなる。
反対に、図１６に示すステータ１では、各先端部１２ａ
の真下から外れた位置にベースリング３が配置されてい
るため、各先端部１２ａの振幅は大きくなりロータＲの
回転数は上がるが、トルクは小さくなる。

【０１０２】本実施の形態においては、弾性片１２の先
端部１２ａをプレス加工によって折曲形成し、先端面１
２ｂがロータＲと面接触するようにしている。そのた
め、ベースリング３は縦方向の振動を増幅させる。そし
て、先端部１２ａは横方向の振動を増幅させる。この結
果、ロータＲと先端面１２ｂとの接触面積は第３の実施
の形態に比べて小さいが、先端部１２ａにより横方向の
振動を増幅するので、図１８に示すように、ロータＲの
高速回転、高出力を得ることができる。

【０１０３】又、第３の実施の形態と同様に、ベースリ
ング３及び弾性片１２が高出力で駆動されても、ろう付
け接合により圧電素子５又はベースリング３が剥がれる
ことはない。

【０１０４】以上詳述した第４の実施の形態のステータ
１は、以下（イ）〜（ハ）の特徴を有する。 （イ） レーザー加工やプレス打抜き加工により、スリ
ット１０を形成することで弾性片１２を形成するように
した。従って、溝切り加工や切削加工を必要としないた
め、加工工数及び加工時間を削減することができる。

【０１０５】（ロ） 弾性片１２の先端部１２ａを折り
曲げ成形するだけで振動板２を構成することができるた
め、第３の実施の形態の振動板２に比較して加工工数及
び加工時間を削減することができる。

【０１０６】（ハ） 圧電素子５をベースリング３に、
ベースリング３を振動板２にそれぞれろう付け接合した
ので、それぞれの剥がれを防止することができる。その
結果、高出力で駆動することができ、又、高い信頼性を
得ることができる。従って、ステータ１を大型化するこ
となく、高出力化を図ることができる。

【０１０７】又、本実施の形態のステータ１を以下のよ
うに構成することもできる。図１９に示すように、弾性
片１２の先端部１２ａをプレス加工により折曲形成す
る。このとき、先端面１２ｂは平坦にはならず、斜状に
なったりする。そのため、ロータＲと先端面１２ｂとは
面接触しない。従って、先端面１２ｂをラップ（研磨）
して平坦にし、ロータＲと先端面１２ｂとを面接触させ
る。この場合においても、各先端部１２ａの真下にベー
スリング３を配置することにより、大きなトルクを得る
ことができる。

【０１０８】さらに、以下のように構成することもでき
る。即ち、上記別例における弾性片１２の先端面１２ｂ
を次のように処理する。図２０に示すように、上金型２
６と下金型２７とによって弾性片１２及び先端部１２ａ
を挟み込む。このとき、上金型２６の角部２６ａは曲率
半径をできるだけ小さく形成している。又、下金型２７
には直角に形成された角部２７ａが形成されている。そ
して、角部２７ａの上部には先端部１２ａよりも若干高
さが低い円弧状の受け部２８が形成されている。更に、
先端面１２ｂは加圧金型３１によって上方から加圧され
る。

【０１０９】前記上金型２６と下金型２７との加圧によ
って弾性部１２が加圧されると、角部２６ａが弾性片１
２と先端部１２ａとの間における上面内周部３０ａを押
圧し、該上面内周部３０ａの曲率半径を小さく加工す
る。又、上面内周面３０ａが押圧されることにより、下
面外周縁部３０ｂは角部２７ａによって変形し、下面外
周縁部３０ｂの曲率半径もできるだけ小さく形成され
る。

【０１１０】この状態で、加圧金型３１が先端面１２ｂ
を上方から加圧すると、該先端面１２ｂは加圧金型３１
によって平坦状に形成される。又、先端部１２ａの側部
は受け部２８に沿って変形し、曲面状の変形部３２が形
成される。変形部３２によって先端面１２ｂの面積は若
干大きく形成される。

【０１１１】従って、下面外周縁部３０ｂの曲率半径を
できるだけ小さくすることにより、ベースリング３と下
面外周縁部３０ｂとの間に形成される隙間をできるだけ
小さくすることができる。つまり、図１９に示すステー
タ１では、下面外周縁部３０ｂの曲率半径が比較的大き
いため、ベースリング３から先端部１２ａに効率よく振
動を伝達することができなくなる。

【０１１２】しかし、この別例においては、図２１に示
すように、ベースリング３と下面外周縁部３０ｂとの間
に形成される隙間が小さくなるため、ベースリング３の
振動を先端部１２ａを介してロータＲに効率よく伝達す
ることができる。

【０１１３】この構成は、以下（イ）〜（ハ）の特徴を
有する。 （イ） 先端面１２ｂを平坦状に形成することができる
ため、場合によってはラップをする必要が無かったり、
簡単なラップによって平面度を出すことができる。

【０１１４】（ロ） 下面外周縁部３０ｂとベースリン
グ３との間に形成される隙間を小さくするため、下面外
周縁部３０ｂを直角に加工し、面取り成形することも考
えられる。しかし、この方法では、面取り工程が増加し
てしまうため、製造コストが上昇する。しかし、この別
例においては、プレス加工によって簡単にしかも短時間
で下面外周縁部３０ｂの加工処理を行うので、製造コス
トの上昇を回避することができる。

【０１１５】（ハ） 変形部３２によって先端面１２ｂ
の面積を若干大きくしているため、ロータＲとの接触面
積を大きくすることができる。従って、ロータＲの負荷
トルクが大きくなってもロータＲのすべりを発生しない
ように抑制することができる。

【０１１６】又、本実施の形態のステータを以下のよう
に構成することもできる。即ち、図２２に示すように、
弾性片１２の先端部１２ａをクランク状にプレス加工に
より折曲形成する。つまり、弾性片１２の先端部１２ａ
は立上がり部３５と、該立上がり部３５の先端から外側
に突出された突出部３６とから構成されている。そし
て、突出部３６にはロータＲが接触する接触部としての
接触面３９が形成されている。ベースリング３は、各立
上がり部３５の真下に配置する。

【０１１７】さらに、図２３に示すように、上金型４０
及び下金型４１の加圧によって上面及び下面周縁部３０
ａ，３０ｂの曲率半径をできるだけ小さく加工する。
又、上金型４０及び下金型４１の加圧によって接触面３
９を平坦状に加工する。その後、図２４に破線にて示す
ように、突出部３６の先端部を切断し、ロータＲと接触
面３９とが接触する面積を調整する。下面周縁部３０ｂ
の曲率半径を小さくしたので、ベースリング３との間の
隙間が小さくなる。その結果、ベースリング３の振動を
先端部１２ａを介してロータＲに効率よく伝達すること
ができる。

【０１１８】この構成によれば、突出部３６の折り曲げ
量を調整した後、その先端部の切断量を調整することに
より、容易にロータＲと接触面３９との接触量を調整す
ることができる。

【０１１９】［第５の実施の形態］次に、本発明の超音
波モータのステータの第５の実施の形態を図２５〜図２
７に従って説明する。尚、前記第１の実施の形態と同一
の構成については同一の符号を付してその詳細な説明を
省略する。

【０１２０】図２５〜図２７に示すように、振動板２は
第１の実施の形態と同様、プレス用金属板材が円形状に
形成されたものである。振動板２の外周にはプレス加工
又はレーザー加工により切欠き部４５が複数形成されて
いる。そして、切欠き部４５の基端には基端面４５ａが
形成されている。又、切欠き部４５の形成によって振動
板２の外周には突出部としての突出片４６が複数形成さ
れている。

【０１２１】突出片４６はプレス加工により接触部とし
ての先端面４６ａが上方を向くように折曲形成されてい
る。このとき、切欠き部４５の基端面４５ａが上方を向
いてロータＲと対向するように突出片４６が折曲形成さ
れている。そのため、振動板２の上面に突出片４６が所
定間隔毎に形成されたのと同じ状態となっている。そし
て、先端面４６ａとロータＲとが面接触するようになっ
ている。又、折曲形成された突出片４６の内側における
振動板２には長孔４８が放射状に複数打ち抜き形成され
ている。

【０１２２】そして、突出片４６と長孔４８と間におけ
る振動板２の裏面には圧電素子５が直接ろう付けにより
接合されている。前記各長孔４８は、圧電素子５の内周
縁に相対向する位置まで形成されている。そして、圧電
素子５の一部が突出片４６の先端面４６ａの下方位置に
配設されている。

【０１２３】次に、本実施の形態のステータ１の作用に
ついて説明する。本実施の形態においても、プレス用金
属板材を円形にプレス打抜き加工したものに、プレス打
ち抜き加工又はレーザー加工により切欠き部４５が形成
され、プレス曲げ加工により突出片４６が折り曲げ形成
される。従って、加工工数及び加工時間の増大につなが
る溝切り加工及び切削加工が不要になる。

【０１２４】圧電素子５に電圧が印加されると、長孔４
８よりも外周の振動板２が縦方向の振動を増幅する。
又、突出片４６は横方向の振動を増幅させる。そして、
ロータＲはこれらの振動によって発生した進行波の進行
方向とは逆方向に回転する。

【０１２５】又、切欠き部４５の基端面４５ａがロータ
Ｒと対向するように突出片４６を折曲形成している。従
って、振動板２の上面に突出片４６が形成されたのと同
じになるため、圧電素子５の伸縮運動による振動が突出
片４６に効率よく伝達される。

【０１２６】更に、振動板２に貫通形成された長孔４８
により、長孔４８よりも外周側の振動板２に励起された
振動の振動板２の中心部への伝搬が抑制される。特に、
各長孔４８は、圧電素子５の内周縁に相対向する位置ま
で形成されるため、振動の伝搬が効率良く抑制される。
その結果、長孔４８よりも外周側の振動板２に励起され
た振動が、ロータＲに効率良く伝達される。

【０１２７】又、圧電素子５と振動板２とがろう付けに
て接合されるため、振動板２が高出力駆動されても、剥
がれが発生しない。本実施の形態のステータは以下
（イ）〜（ニ）の特徴を有する。

【０１２８】（イ） プレス用金属板材を円形にプレス
打抜き加工したものに、プレス打ち抜き加工又はレーザ
ー加工にて切欠き部４５を形成し、プレス曲げ加工によ
り突出片４６を折り曲げ形成したので、溝切り加工又は
切削加工が不要になり、加工工数及び加工時間の増大を
防止して量産性を向上することができる。

【０１２９】（ロ） 圧電素子５が直接振動板２の下面
に取付固定されるため、ベースリング３を不要とするこ
とができ、部品点数を減らすことができる。 （ハ） 切欠き部４５の基端面４５ａがロータＲと対向
するように突出片４６を折り曲げ形成した。従って、圧
電素子５の伸縮運動による振動を突出片４６に効率良く
伝達することができ、ロータＲを効率良く回転駆動する
ことができる。

【０１３０】（ニ） 振動板２に貫通形成した長孔４８
により、長孔４８よりも外周側の振動板２に励起された
振動の振動板２中心部への伝搬が抑制されるため、この
振動がロータＲに効率良く伝達され、ロータＲを高い効
率で回転駆動することができる。

【０１３１】又、本実施の形態のステータを以下のよう
に構成することもできる。図２８に示すように、振動板
２の長孔４８が形成される部分の厚さを他の部分よりも
薄く形成する。この加工は、振動板２のプレス打抜き加
工後に長孔４８が形成される部分を圧縮成形することに
より行う。

【０１３２】この構成によれば、長孔４８よりも外周側
の振動板２に励起された振動の振動板２の中心部への伝
搬が長孔４８の作用に相まって薄く形成された部分の作
用により一層抑制されるため、この振動がロータＲに一
層効率良く伝達される。従って、ロータＲを一層高い効
率で回転駆動することができる。

【０１３３】さらに、本実施の形態のステータを以下の
ように構成することもできる。即ち、第５の実施の形態
においては、圧電素子５を長孔４８よりも外周となる振
動板２の裏面に設けた。これを、図２９に示すように、
突出片４６よりも内側における振動板２の上面に圧電素
子５を設けることもできる。又、図３０に示すように、
圧電素子５を長孔４８の外周となる振動板２の上下両面
に設けるように構成することも可能である。

【０１３４】更に、第５の実施の形態では、振動板２に
は長孔４８を形成して圧電素子５による振動が振動板２
の中心側に伝達しないようにした。これを、図３１に示
すように、長孔４８に代えて、プレスの打ち込みによる
抑制凹部５０を振動板２の上下両面に設けてもよい。こ
の場合、振動板２の上下両面に設けられた抑制凹部５０
によって振動板２に厚さの薄い肉薄部５１が２箇所形成
され、この肉薄部５１によって振動が振動板２の中心部
側に伝達されないように防止することができる。尚、肉
薄部５１は振動板２に１箇所以上あればよい。又、長孔
４８の部分全てをパンチ溝にしても良い。

【０１３５】又、本第５の実施の形態においては、切欠
き部４５の基端面４５ａをロータＲと対向するように突
出片４６を折曲形成した。この他に、図３２に示すよう
に、基端面４５ａがロータＲに対して斜めに対向するよ
うに突出片４５を折曲形成することもできる。又、図３
３に示すように、基端面４５ａがロータＲに対して直交
するように突出片４５を折曲形成したりすることもでき
る。これらの各構成によれば、突出片４６の基部を折り
曲げることになるので、突出片４６の折り曲げ加工を容
易に行うことができる。

【０１３６】さらに、本実施の形態を以下（イ）、
（ロ）のように構成することもできる。 （イ） 振動板２の下面外周縁部３０ｂの曲率半径を第
２の実施の形態にて利用した上金型２６及び下金型２７
によってできるだけ小さくするようにしてもよい。この
場合、圧電素子５を突出片４６の先端面４６ａのできる
だけ下方に位置させることができるため、圧電素子５の
振動を各突出片４６に効率良く伝達することができる。

【０１３７】（ロ） 突出片４６の先端面４６ａを第２
の実施の形態にて利用した加圧金型３１によって加圧す
る。そして、突出片４６の先端外周に変形部３２を形成
して先端面４６ａの面積を大きくしてもよい。この構成
によれば、ロータＲと先端面４６ａとの接触面積が大き
くなるので、ロータＲのトルク特性を向上させることが
できる。

【０１３８】尚、本発明は上記各実施の形態に限定され
るものではなく、以下のように構成することもできる。 （１） 各実施の形態では、圧電素子５として環状に形
成されたものを用いたが、図３４に示すように、１／２
波長又は１／４波長の大きさに分割された圧電素子５
ａ，５ｂにて構成するようにすることもできる。この場
合、圧電素子５の径が大きくなると形成が困難になり単
価が高くなるが、形成が容易な１／２波長又は１／４波
長の大きさに分割された複数の圧電素子５ａ，５ｂにて
構成することにより安価にすることができる。

【０１３９】（２） 図３５に示すように、円形状の振
動板２の外周に放射状のスリット１０を複数形成して複
数の弾性片１２を形成し、各弾性片１２の先端部１２ａ
をその先端面１２ｃが振動板２の中心に向くように折り
曲げ加工してもよい。即ち、振動板２に対して各弾性片
１２がはぜ折りされて、側面がＵ字形状になるように折
り曲げ加工する。この場合、各弾性片１２の先端部１２
ａの上面１２ｄはロータＲと接触する面であり、研磨し
ておくことが好ましい。

【０１４０】又、このとき、各弾性片１２の先端部１２
ａの下面１２ｅがベースリング３と接触した弾性片１２
の上面１２ｆに当接するように折り曲げ加工し、先端部
１２ａの下面１２ｅと弾性片１２の上面１２ｆとの間に
隙間１２ｇが形成されないように構成してもよい。さら
に、先端部１２ａの先端面１２ｃを弾性片１２の上面１
２ｆにろう付けにより接合し、下面１２ｅと上面１２ｆ
との間に隙間１２ｇが残るように構成してもよい。

【０１４１】（３） 連結部８を薄肉部２３に形成した
が、連結部８の内周側領域のみを薄肉部２３としてもよ
い。又、連結部８を薄肉水平部２４及び薄肉斜状部２５
で構成したが、薄肉斜状部２５を薄肉化しない構成でも
よい。この各構成によっても、接触部９に励起された弾
性振動の支持部７側への伝搬を抑制することができる。

【０１４２】（４） 板材を折曲形成（加工）する手段
としては、上記実施例のようにプレス曲げ加工が代表例
であるが、その他、任意の各種公知加工手段も利用する
ことができる。

【０１４３】（５） 圧電素子５をエポキシ系接着材等
で振動板２に接着するようにしたステータ１において、
接着後に分極用電極と振動体２との間に分極用電圧を印
加して分極処理を行ってもよい。

【０１４４】（６） 圧電素子５に分極電極及び共通電
極を形成して分極処理した後、エポキシ系接着材等で振
動板２に接合するようにしてもよい。 （７） 本各実施の形態におけるプレス用金属板材とし
ては、炭素工具鋼、熱間圧延鋼、冷間圧延鋼板、りん青
銅、タフピッチ銅、黄銅等を使用することが可能であ
る。

【０１４５】前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。 （１） 請求項１に記載の超音波モータのステータにお
いて、圧電素子５を１／２波長又は１／４波長の大きさ
に分割された圧電素子５ａ，５ｂにて構成する。この構
成によれば、形成が困難な大径の圧電素子５が不要にな
るため、単価を低減することができる。

【０１４６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、加工工数及び加工時間を要する溝切り加
工や研削加工を必要としないため、量産性を向上させる
ことができる。

【０１４７】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、連結部に形成された複数
個の貫通孔により、接触部に励起された弾性振動の支持
部側への伝搬が抑制されるため、高い効率でロータが回
転駆動される。

【０１４８】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
に記載の発明の効果に加えて、薄く形成された貫通孔を
含む薄肉部の作用により、弾性振動の支持部側への伝搬
が一層抑制されるため、一層高い効率でロータが回転駆
動される。又、貫通孔を形成した後に圧縮成形するた
め、振動板を高い精度で形成することができる。

【０１４９】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
乃至請求項３の何れかに記載の発明の効果に加えて、圧
電素子と接触部の接合強度が高く剥がれが発生しないた
め、ステータを高い出力で駆動することができる。又、
圧電素子の接合面の導通を確実に取ることができる。

【０１５０】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、スリット又は切欠き部の
幅を容易に小さくすることができるため、ロータとの接
触面積を大きくすることができる。その結果、ロータへ
の伝達効率を容易に高くすることができる。又、各接触
部が突出部に対して中心軸線方向にせりだすため、ロー
タとの接触面の研磨加工が容易になる。その結果、ロー
タへの伝達効率を一層高めることができる。

【０１５１】請求項６記載の発明によれば、請求項５に
記載の発明の効果に加えて、連結部の両端のいずれか一
方に形成された振動抑制部によって圧電素子による振動
が支持部側に伝搬されない。この結果、振動を接触部を
介してロータに効率よく伝達することができる。

【０１５２】請求項７記載の発明によれば、請求項５に
記載の発明の効果に加えて、接続部を支持部、連結部及
び接触部の厚さより薄くすることにより、接触部から支
持部へ振動が伝達されないように抑制される。この結
果、振動は接触部を介してロータに効率よく伝達するこ
とができる。

【０１５３】請求項８記載の発明によれば、請求項１に
記載の発明の効果に加えて、弾性片が折曲形成された先
端面の下方における弾性片に配設されたベースリングが
圧電素子の振動を増幅するので、弾性片が効率よく振動
して進行波を発生させることができ、ロータを効率よく
回転させることができる。

【０１５４】請求項９に記載の発明によれば、請求項８
に記載の発明の効果に加えて、圧電素子とベースリング
との接合強度が高く剥がれが発生しないため、ステータ
を高い出力で駆動することができる。又、圧電素子の接
合面の導通を確実に取ることができる。

【０１５５】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
８に記載の発明の効果に加えて、ベースリングと弾性片
との接合強度が著しく高くなり剥がれが発生しないた
め、ステータを高い出力で駆動することができる。その
結果、ステータの外径を大型化することなく、高い出力
を得ることができる。

【０１５６】請求項１１記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、突出片の先端面の下方に
位置する振動板に直接圧電素子を設けることができるの
で、部品点数を少なくすることができる。

【０１５７】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
１１に記載の発明の効果に加えて、振動板に対して突出
片が立設されるようになるので、突出片の先端面の下方
における振動板に圧電素子が配設される。この結果、圧
電素子の伸縮運動による振動を効率よく突出片に伝達す
ることができ、ロータの特性を向上させることができ
る。

【０１５８】請求項１３に記載の発明によれば、請求項
１１又は請求項１２の何れかに記載の発明の効果に加え
て、振動板に形成された振動抑制部によって圧電素子の
伸縮運動による振動を振動板の中心部側へ伝達しないよ
うに抑制することができる。この結果、圧電素子による
振動が分散しないので突出片を効率良く振動させてロー
タの特性を向上させることができる。

【０１５９】請求項１４に記載の発明によれば、請求項
１１乃至請求項１３の何れかに記載の発明の効果に加え
て、圧電素子と振動板との接合強度が高くははがれが発
生しないため、ステータを高出力で回転駆動することが
できる。従って、ステータの外径を大型化することな
く、高い出力を得ることができる。

【０１６０】請求項１５に記載の発明によれば、請求項
８乃至請求項１４の何れかに記載の発明の効果に加え
て、圧電素子を振動板の下面外周縁部に沿って配設する
ことができるので、弾性片又は突出片の下方に圧電素子
を配設することができる。この結果、圧電素子による振
動を弾性片又は突出片から先端面を介してロータに効率
よく伝達することができる。

【０１６１】請求項１６に記載の発明によれば、請求項
８乃至請求項１５の何れかに記載の発明の効果に加え
て、弾性片又は突出片の先端面とロータとの接触面積が
大きくなるので、進行波をロータに効率よく伝搬するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態のステータの断面化した斜
視図。

【図２】 ステータの平面図。

【図３】 別例となる振動板の部分斜視図。

【図４】 第２の実施の形態のステータの部分断面図。

【図５】 圧縮成形工程を示す模式断面図。

【図６】 同じく模式断面図。

【図７】 同じく模式断面図。

【図８】 別例となる振動板の部分断面図。

【図９】 第３の実施の形態のステータの断面化した斜
視図。

【図１０】 振動板の平面図。

【図１１】 別例のステータの部分断面図。

【図１２】 同じく部分断面図。

【図１３】 同じく部分断面図。

【図１４】 振動板の圧縮成形工程を示す模式断面図。

【図１５】 第４の実施の形態のステータの部分断面
図。

【図１６】 同じくステータの部分断面図。

【図１７】 振動板の平面図。

【図１８】 ステータの負荷トルク−回転数特性を示す
グラフ。

【図１９】 弾性片の先端面の形状を示す部分断面図。

【図２０】 弾性片の圧縮成形工程を示す模式断面図。

【図２１】 振動板に圧電素子を設けた状態を示す部分
断面図。

【図２２】 クランク状に折り曲げ成形された弾性片の
部分断面図。

【図２３】 弾性片の折り曲げ加工工程を示す模式断面
図。

【図２４】 振動板に圧電素子を設けた状態を示す部分
断面図。

【図２５】 第５の実施の形態のステータの平面図。

【図２６】 （ａ）はステータの断面図、（ｂ）はステ
ータの側面図。

【図２７】 振動板の部分平面図。

【図２８】 別例のステータの部分斜視図。

【図２９】 同じくステータの部分斜視図。

【図３０】 同じくステータの部分斜視図。

【図３１】 同じくステータの部分斜視図。

【図３２】 同じくステータの部分斜視図。

【図３３】 同じくステータの部分斜視図。

【図３４】 分割された圧電素子を設けたステータの平
面図。

【図３５】 別例のステータの部分断面図。

【図３６】 従来例のステータの斜視図。

【符号の説明】

１…ステータ、２…振動板、３…ベースリング、５…圧
電素子、７…支持部、８…連結部、８ａ…振動抑制部と
しての貫通孔、９…接触部、１０…スリット、１２…突
出部としての弾性片、１２ｂ…接触部としての先端面、
１３…接触部としての接触面、１４…振動抑制部として
の凹部、１６…連結部、１７…接続部、２１…連結部と
しての水平部、２２…同じく斜状部、２３…振動抑制部
としての薄肉部、２４…同じく薄肉水平部、２５…同じ
く薄肉斜状部、３９…接触部、４５…切欠き部、４５ａ
…基端面、４６…突出部としての突出片、４６ａ…接触
部としての先端面、４８…振動抑制部としての長孔、５
０…振動抑制部としての抑制凹部、６０…突起体、Ｒ…
ロータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足立 祥広 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 (72)発明者 中村 俊昭 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 (72)発明者 半田 昇 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 (72)発明者 鈴木 隆由 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 (72)発明者 河合 泰明 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 浅井 鉅和 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電素子の伸縮運動によってステータに
   進行波を発生させ、この進行波によりステータに圧接さ
   れるロータを回転させる超音波モータのステータにおい
   て、 板材を円形状に形成して振動板を構成し、前記振動板を
   支持部、前記支持部の外周に配設される連結部、前記連
   結部の外周に配設され圧電素子が接合される接触部とか
   ら構成して、前記連結部には圧電素子にて接触部に励起
   される振動の支持部への伝達を抑制する振動抑制部を形
   成した超音波モータのステータ。
2. 【請求項２】 振動抑制部は、振動板を軸線方向に貫通
   する複数の貫通孔である請求項１に記載の超音波モータ
   のステータ。
3. 【請求項３】 連結部には、前記貫通孔を形成した後に
   支持部又は接触部よりも薄い厚さに圧縮形成した環状の
   薄肉部を設けた請求項２に記載の超音波モータのステー
   タ。
4. 【請求項４】 圧電素子と接触部とは、ろう付けにて接
   合されている請求項１〜３の何れかに記載の超音波モー
   タのステータ。
5. 【請求項５】 圧電素子の伸縮運動によってステータに
   進行波を発生させ、この進行波によりステータに圧接さ
   れるロータを回転させる超音波モータのステータにおい
   て、 板材を円形状に形成して振動板を構成し、前記振動板の
   円周にはスリット又は切欠き部を形成して突出部を形成
   し、この突出部の一部又は全部を折曲形成してロータが
   圧接される接触部を形成したことを特徴とする超音波モ
   ータのステータ。
6. 【請求項６】 振動板を支持部、前記支持部の外周に配
   設される連結部、前記連結部の外周に配設される接触部
   とから構成し、前記連結部を斜状に形成して接触部を支
   持部よりも上方に位置させ、連結部の両端のいずれか一
   方に振動抑制部を形成した請求項５に記載の超音波モー
   タのステータ。
7. 【請求項７】 振動板を支持部、前記支持部の外周に配
   設される連結部、前記連結部の外周に配設される接触部
   とから階段状に形成し、前記支持部及び連結部、連結部
   及び接触部をそれぞれ連結する接続部の厚さを支持部、
   連結部及び接触部の厚さよりも薄くした請求項５に記載
   のステータ。
8. 【請求項８】 圧電素子の伸縮運動によってステータに
   進行波を発生させ、この進行波によりステータに圧接さ
   れるロータを回転させる超音波モータのステータにおい
   て、 板材を円形状に形成して振動板を構成し、前記振動板の
   円周には放射状のスリットを形成して弾性片を形成し、
   前記弾性片の先端面がロータと接触するように弾性片の
   先端を折曲形成し、前記先端面の下方位置における弾性
   片にはベースリングを介して前記圧電素子が配設されて
   いることを特徴とする超音波モータのステータ。
9. 【請求項９】 圧電素子とベースリングとは、ろう付け
   にて接合されている請求項８に記載の超音波モータのス
   テータ。
10. 【請求項１０】 弾性片とベースリングとは、ろう付け
    にて接合されている請求項８に記載の超音波モータのス
    テータ。
11. 【請求項１１】 圧電素子の伸縮運動によってステータ
    に進行波を発生させ、この進行波によりステータに圧接
    されるロータを回転させる超音波モータのステータにお
    いて、 板材を円形状に形成して振動板を構成し、前記振動板の
    外周には放射状の切欠き部を形成して突出片を形成し、
    前記突出片の先端面にロータが接触するように突出片の
    一部又は全部を折曲加工し、前記先端面の下方位置にお
    ける振動板には前記圧電素子が配設されていることを特
    徴とする超音波モータのステータ。
12. 【請求項１２】 突出片の先端面がロータと接触するよ
    うに折曲加工するとき、切欠き部の基端面が上方を向く
    ようにした請求項１１に記載の超音波モータのステー
    タ。
13. 【請求項１３】 突出片よりも内側における振動板に
    は、該振動板の中心部側へ振動を伝えないようにする振
    動抑制部が形成されている請求項１１又は１２に記載の
    超音波モータのステータ。
14. 【請求項１４】 圧電素子と振動板とは、ろう付けにて
    接合されている請求項１１乃至請求項１３の何れかに記
    載の超音波モータのステータ。
15. 【請求項１５】 弾性片又は突出片が折曲形成された振
    動板における下面外周縁部の曲率半径を可及的に小さく
    した請求項８乃至１４のいずれかに記載の超音波モータ
    のステータ。
16. 【請求項１６】 弾性片又は突出片の先端面の大きさを
    振動板の板厚より大きくなるように形成した請求項８乃
    至１５のいずれかに記載の超音波モータのステータ。