(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料からなる弾性体に複数の圧電体を固定配置してなる固定子と、この固定子の弾性体の表面に加圧接触させた回転子とを備えた超音波モータの製造方法において、固定子の弾性体の外周に、弾性体の軸心を中心に向かって放射状に配置された複数のドリルを用いて、一工程で円形状の穴を開ける穴開け加工を行った後、この穴開け加工で開口した円形の穴の数と同じ数の矩形パンチが取り付けられた金型を用い、矩形状の溝を打ち抜くことからなり、固定子の弾性体が複数の櫛歯を備えた櫛歯状弾性体であり、弾性体の溝部が、出力軸の軸心から弾性体の外周に向かって放射状に開口している円形状の穴と矩形状の溝とから形成される固定子を作製することを特徴とする超音波モータの製造方法。
【請求項２】
櫛歯状弾性体の溝部を形成する軸心から櫛歯弾性体の外周に向かって放射状に開口した穴が、弾性体と圧電体とが固定配置されている面に対して、平行に開口しているか、または、一定の角度をなして開口している固定子を作製することを特徴とする請求項１記載の超音波モータの製造方法。
【請求項３】
櫛歯状弾性体の溝部を形成する軸心から櫛歯弾性体の外周に向かって放射状に開口した穴が、弾性体と圧電体とが固定配置されている面に対して、０〜１５°の角度をなして開口している固定子を作製することを特徴とする請求項１記載の超音波モータの製造方法。
【請求項４】
矩形状の溝の幅Ｔが円形状の穴の径αの０．１〜０．８倍である固定子を作製することを特徴とする請求項１記載の超音波モータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、超音波モータの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、製造が容易であり、低コストでの製造が可能な、超音波モータの固定子の作製に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明の課題】
図４は、従来の超音波モータの構成の断面図である。従来の超音波モータにおいては、弾性体（４１）と圧電体（４２）からなる固定子（４３）、回転子（４４）、スプリング（４５）、および、出力軸（４６）が基本的な構成である。図５は、固定子の拡大図である。この図４および図５に例示したように、従来の超音波モータの固定子（５３）においては、固定子（５３）を構成する金属等の弾性体（５１）に櫛歯（５４）を設けており、櫛歯（５４）を形成するためにメタルソー（スリ割カッター）により溝（５５）を一本ずつ加工していた。
【０００３】
したがって、櫛歯状の固定子（５１）を作成するには労力と時間が必要であり、超音波モータ製造のコストダウンや量産性の向上を実現する上で、大きな問題点であり、問題点の解決を考慮した固定子を構成する弾性体の溝加工技術の開発が求められていた。
【０００４】
そこで、この出願の発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、超音波モータ製造のコストダウンや量産性の向上を実現するのに適した、新しい超音波モータの固定子とこれを具備した超音波モータを提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、金属材料からなる弾性体に複数の圧電体を固定配置してなる固定子と、この固定子の弾性体の表面に加圧接触させた回転子とを備えた超音波モータの製造方法において、固定子の弾性体の外周に、弾性体の軸心を中心に向かって放射状に配置された複数のドリルを用いて、一工程で円形状の穴を開ける穴開け加工を行った後、この穴開け加工で開口した円形の穴の数と同じ数の矩形パンチが取り付けられた金型を用い、矩形状の溝を打ち抜くことからなり、固定子の弾性体が複数の櫛歯を備えた櫛歯状弾性体であり、弾性体の溝部が、出力軸の軸心から弾性体の外周に向かって放射状に開口している円形状の穴と矩形状の溝とから形成される固定子を作製することを特徴とする超音波モータの製造方法を提供する。
【０００６】
また、この出願の第２の発明の超音波モータの製造方法は、櫛歯状弾性体の溝部を形成する軸心から櫛歯弾性体の外周に向かって放射状に開口した穴が、弾性体と圧電体とが固定配置されている面に対して、平行に開口しているか、または、一定の角度をなして開口している固定子を作製すること、および、第３の発明の超音波モータの製造方法は、櫛歯状弾性体の溝部を形成する軸心から櫛歯弾性体の外周に向かって放射状に開口した穴が、弾性体と圧電体とが固定配置されている面に対して、０〜１５°の角度をなして開口している固定子を作製すること、第４の発明の超音波モータの製造方法は、矩形状の溝の幅Ｔが円形状の穴の径αの０．１〜０．８倍である固定子を作製することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は、上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下に、その実施の形態について説明する。
【０００８】
図１は、この出願の発明の方法により作製される超音波モータの固定子の構成について示した概要図である。この超音波モータの固定子（３）は、図１に示したとおり、弾性体（１）に複数の圧電体（２）を固定配置してなるものである。固定子（３）の弾性体（１）の表面に回転子（４）が加圧接触されることで、超音波モータが構成される。
この出願の発明において、弾性体（１）は、複数の櫛歯（１０）を備えた櫛歯状である。そして弾性体（１）の溝部（１１）が、出力軸（９）の中心から弾性体（１）の外周に向かって放射状に開口した円形状の穴（１２）と矩形状の溝（１３）とから形成されている。
このように溝部（１１）を円形状の穴（１２）および矩形状の溝（１３）からなるように形成する手順としては、まず、弾性体（１）の外周に、弾性体（１）の軸心を中心に向かって放射状に配置された複数のドリルを用いて、一工程で穴（１２）の穴あけを行い、次いで、複数の矩形状のパンチを用いて矩形状の溝（１３）を形成する。
弾性体（１）は、通常、鉄または銅合金等の金属材料から作成されており、金属材料を所定の形状に加工し弾性体（１）を形成した後、圧電体（２）を接着固定する。圧電体（２）に、高周波数電圧を印加することで、弾性体（１）の円周方向に進行性のたわみ波が発生する。強力なたわみ波を発生させるためには、高周波電圧との共振を利用する必要がある。そのため櫛歯（１０）の形状は、その共振条件に合致させるよう、各部の寸法が決定される。
図２は、この出願の発明である固定子の正面図、側面図および断面図である。図２においては、弾性体（２１）の周長は、たわみ波の波長の整数倍であって、溝部（２２）の間隔Ｐは、波長の１／４〜１／１０程度とし、さらに、溝部を構成する円形状の穴（２３）の穴径αは溝部（２２）の間隔Ｐの１／２程度とすることが好適である。なお、パンチで抜かれる矩形状の溝（２４）の幅Ｔは、穴径αが小さい場合には、ダイスが使用できないため、穴径αの０．１〜０．８倍とすることで、ダイスを用いなくとも抜くことが可能となる。
弾性体（２１）に発生するたわみ波においては、弾性体（２１）の外周と内周とで波長差が生じる。そこで、円形状の穴（２３）の軸心を固定面（２５）に対して一定角度θだけ傾斜することが好ましく、これにより、波長差の影響を緩和し、高い効率で励振を行うことが可能となる。
【０００９】
この出願の発明は、以上の特徴を持つものであるが、以下に実施例を示し、さらに具体的に説明する。
【００１０】
【実施例】
図２に示したこの出願の発明の方法における超音波モータの固定子の、具体的な作成手順について、以下に示す。
【００１１】
まず、内径および外径が所定の寸法となるように金属板を、プレスにより打ち抜き、切削加工により、弾性体（２１）の断面形状に仕上げる。
【００１２】
次いで、放射状に配置された多軸のドリルユニットで穴開け加工を行い、円形状の穴（２３）を開口する。ここで、溝の間隔Ｐが狭いと穴開け加工を一工程で実施できない場合があり、その場合には、ターンテーブル等で割り出してもよい。一般に、一工程で穴開け加工が完了する場合、加工の所要時間は２秒以内である。
【００１３】
次に、穴開け加工で開口した円形の穴（２３）の数だけ矩形パンチが取り付けられた金型を用いて、弾性体（２１）上面から円形の穴（２３）の開口に向かって打ち抜くことで、矩形状の溝（２４）を形成する。なお、ダイスを使用することが難しい場合、ダイスを用いずに打ち抜くことができるような形状とする必要がある。
【００１４】
図６は、従来の超音波モータの固定子周辺の構成を示した図である。弾性体（６１）と圧電体（６２）とからなる固定子（６３）を基台（６４）に固定するためのボス（６５）が存在する部分においては、メタルソーを用いて溝を加工する上で逃がす必要があり、生産性を損ねる原因となっていた。一方、この出願の発明である超音波モータの固定子においては、図３に示したとおり、ボス（３５）を櫛歯外周面と同一平面に形成することが可能であり、工程数および材料費の削減に貢献するとともに、コンパクト化も可能となる。
【００１５】
【発明の効果】
この出願の発明によって、以上詳しく説明したとおり、超音波モータ製造のコストダウンや量産性の向上を実現するのに適した、新しい超音波モータの固定子が提供される。超音波モータは、最近、各種の電子機器に組み込まれて用いられており、この出願の発明は、超音波モータの大量生産に貢献するものであるから、その実用化が強く期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この出願の発明の方法で作製される超音波モータの固定子の構成について示した概要図である。
【図２】  この出願の発明の方法で作製される超音波モータの固定子における弾性体の構成について示した概要図である。
【図３】  この出願の発明の方法で作製される超音波モータの固定子の構成について示した概要図である。
【図４】  従来の超音波モータの固定子の構成について示した概要図である。
【図５】  従来の超音波モータの固定子における弾性体の構成について示した概要図である。
【図６】  従来の超音波モータの固定子の構成について示した概要図である。
【符号の説明】
１  弾性体
２  圧電体
３  固定子
４  回転子
５  軸受
６  ストップリング
８  スプリング
９  出力軸
１０  櫛歯
１１  溝部
１２  円形状の穴
１３  矩形状の溝
２１  弾性体
２２  溝部
２３  円形状の穴
２４  矩形状の溝
２５  固定面
３１  弾性体
３２  圧電体
３３  固定子
３４  基台
３５  ボス
３６  取り付けねじ
４１  弾性体
４２  圧電体
４３  固定子
４４  回転子
４５  スプリング
４６  出力軸
５１  弾性体
５２  圧電体
５３  固定子
５４  櫛歯
５５  溝
６１  弾性体
６２  圧電体
６３  固定子
６４  基台
６５  ボス
６６  取り付けねじ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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