JP3708821B2 - 超音波モータ、及び超音波モータの共振周波数変更方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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としては、図５に示すような定在波型（所謂ボルト締めランジュバン型）のものがある。この超音波モータは、ステータ５１とロータ５２とを備えている。ステータ５１は、金属ブロック５３，５４、圧電素子５５，５６、電極板５７〜５９、及び締結ボルト６０から構成されている。各部材５３〜５９は、図５に示すように円柱状に積層されて、両ブロック５３，５４が締結ボルト６０にて締め付けられることにより連結固定されている。
【０００３】
このステータ５１の下部外周、即ち下側の金属ブロック５４の外周には、縦振動が励起されると捩り振動を発生するスリット５４ａが周方向に複数（図５中、１つのみ図示する）形成されている。
【０００４】
ロータ５２は、略円筒状に形成され、図示しない加圧機構によりステータ５１の上面、即ち金属ブロック５３の上端面に回転可能に加圧接触されている。ロータ５２の外周には、縦振動が励起されると捩り振動を発生するスリット５２ａが周方向に複数（図５中、１つのみ図示する）形成されている。
【０００５】
そして、ステータ５１とロータ５２とは、少なくとも１つの略同じ共振周波数を持つように設定されている。
このような超音波モータでは、電極板５７〜５９に、共振周波数ｆ１（ステータ５１とロータ５２との共通の共振周波数）の高周波電圧が印加されると、圧電素子５５，５６にて縦振動が発生され、該振動に基づいて金属ブロック５４のスリット５４ａにて捩り振動が発生される。尚、前記共振周波数ｆ１は、図６のステータ５１の周波数−インピーダンス特性図に示すように、ステータ５１の１次共振周波数である。そして、その捩り振動と縦振動とが合成されてステータ５１（金属ブロック５３の上端面）に複合振動が生じる。又、ステータ５１（金属ブロック５３の上端面）に加圧接触されたロータ５２では、ステータ５１の縦振動成分に基づいてスリット５２ａにて捩り振動が発生される。そして、ステータ５１及びロータ５２の捩り振動成分による推進力でロータ５２が回転する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような超音波モータの特にステータ５１は、所望の振動特性を得ようとすると緻密な製造精度を必要とし、同一の特性を有するものを低コストで製造することは難しい。これにより、図７の周波数−振幅特性図に示すように、製品毎に、ロータ５２の共振周波数ｆａに対してステータ５１の共振周波数ｆｂがズレることがある。このことは、特に上記のようなステータ５１とロータ５２の両方の捩り振動成分を利用してロータ５２を回転させる超音波モータの性能（出力や効率等）を低下させてしまうことになる。なぜなら、一方（例えばステータ５１）の共振周波数で駆動すると、他方（例えばロータ５２）が良好に共振しないからである。
【０００７】
そこで、締結ボルト６０によるの締付トルクを可変することでステータ５１の共振周波数ｆｂを変更し、ロータ５２の共振周波数ｆａとステータ５１の共振周波数ｆｂを一致させる方法が考えられる。しかし、この方法では、共振周波数ｆｂは変化するが、それと共に振動の振幅が小さくなる（図６中、インピーダンスの極値が大きくなる）等、その性能（出力や効率等）が悪化してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、性能の悪化を防ぎながら、ステータの共振周波数を変更することができる超音波モータ、及び超音波モータの共振周波数変更方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、ステータの軸線上に挿通される締結部材により、圧電素子が複数の金属ブロック体に挟まれた状態で締結されてなるステータと、前記ステータに回転可能に加圧接触されたロータとを備え、前記ステータに発生する振動により前記ロータを回転駆動する超音波モータにおいて、前記ステータにおける前記締結部材と同軸線上に、剛性の割合を変更させるための剛性割合変更手段を設け、前記剛性割合変更手段は、前記締結部材と別部品であり、高剛性の位置を所定の位置に変更するための高剛性位置変更手段を兼ねる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の超音波モータにおいて、前記金属ブロック体には、前記ステータの軸線上に前記締結部材が挿通される貫通孔が形成され、前記剛性割合変更手段は、少なくともその一部が前記貫通孔内に設けられる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の超音波モータにおいて、前記貫通孔には雌ネジが形成され、前記締結部材は、前記雌ネジに螺合される締結ボルトであって、前記剛性割合変更手段は、前記雌ネジに螺合される付加ボルトである。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項２又は３に記載の超音波モータにおいて、前記剛性の割合は、前記剛性割合変更手段の挿通方向の長さが変更されることで、その変化量が調整された。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、ステータの軸線上に挿通される締結部材により、圧電素子が複数の金属ブロック体に挟まれた状態で締結されてなるステータと、前記ステータに回転可能に加圧接触されたロータとを備え、前記ステータに発生する振動により前記ロータを回転駆動する超音波モータの共振周波数変更方法であって、前記ステータにおける前記締結部材と同軸線上に、剛性の割合を変更させるための剛性割合変更手段を設け、前記剛性割合変更手段は、前記締結部材と別部品であり、高剛性の位置を所定の位置に変更するための高剛性位置変更手段を兼ね、前記剛性割合変更手段を設けることで共振周波数を変更する。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の超音波モータの共振周波数変更方法において、前記金属ブロック体には、前記ステータの軸線上に前記締結部材が挿通される貫通孔が形成され、前記剛性割合変更手段の少なくとも一部を前記貫通孔内に設ける。
【００１５】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の超音波モータの共振周波数変更方法において、前記貫通孔には雌ネジが形成され、前記締結部材は、前記雌ネジに螺合される締結ボルトであって、前記剛性割合変更手段は、前記雌ネジに螺合される付加ボルトである。
【００１６】
請求項８に記載の発明では、請求項６又は７に記載の超音波モータの共振周波数変更方法において、前記剛性の割合の変化量を、前記剛性割合変更手段の挿通方向の長さを変更することで調整する。
【００１９】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、ステータにおける締結部材と同軸線上には剛性の割合を変更させるための剛性割合変更手段が設けられ、剛性割合変更手段にてステータの剛性の割合が変更されることで、その共振周波数が変更される。このようにすると、振動の振幅が小さくなる等の性能の悪化を防ぎながら、共振周波数を変更することができる。また、剛性割合変更手段は、締結部材と別部品であり、高剛性の位置を所定の位置に変更するための高剛性位置変更手段を兼ねる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、前記金属ブロック体には、前記ステータの軸線上に前記締結部材が挿通される貫通孔が形成され、前記剛性割合変更手段は、少なくともその一部が前記貫通孔内に設けられるため、簡単な構成で体格の増大を防止しながら、共振周波数を変更することができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、前記貫通孔には雌ネジが形成され、前記締結部材は、前記雌ネジに螺合される締結ボルトであって、前記剛性割合変更手段は前記雌ネジに螺合される付加ボルトであるため、ステータに付加ボルトを固定するための固定構造を専用に設けなくてもよく、簡単に付加ボルトを配設することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、剛性の割合は、前記剛性割合変更手段の挿通方向の長さが変更されることで、その変化量が調整されるため、容易に調整することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、ステータにおける締結部材と同軸線上に剛性の割合を変更させるための剛性割合変更手段が設けられることで該ステータの共振周波数が変更される。このようにすると、振動の振幅が小さくなる等の性能の悪化を防ぎながら、共振周波数を変更することができる。また、剛性割合変更手段は、締結部材と別部品であり、高剛性の位置を所定の位置に変更するための高剛性位置変更手段を兼ねる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、前記金属ブロック体には、前記ステータの軸線上に前記締結部材が挿通される貫通孔が形成され、前記剛性割合変更手段の少なくともその一部が前記貫通孔内に設けられるため、簡単な構成で体格の増大を防止しながら、共振周波数を変更することができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、前記貫通孔には雌ネジが形成され、前記締結部材は、前記雌ネジに螺合される締結ボルトであって、前記剛性割合変更手段は前記雌ネジに螺合される付加ボルトであるため、ステータに付加ボルトを固定するための固定構造を専用に設けなくてもよく、簡単に付加ボルトを配設することができる。
【００２６】
請求項８に記載の発明によれば、剛性の割合の変化量は、前記剛性割合変更手段の挿通方向の長さが変更されることで調整されるため、容易に調整することができる。
【００２９】
【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及び図２に従って説明する。図１に示すように、超音波モータは、ステータ１とロータ２とを備えている。ステータ１は、下側金属ブロック３、上側金属ブロック４、第１及び第２圧電素子５，６、第１〜第３電極板７〜９、締結部材としての締結ボルト１０、絶縁カラー１１、及び剛性割合変更手段及び高剛性位置変更手段としての付加ボルト１２を備えている。
【００３０】
下側及び上側金属ブロック３，４は、導電性金属よりなり、本実施形態ではアルミ合金にて形成されている。下側金属ブロック３は、略円筒状に形成され、その貫通孔３ａの内周面には雌ネジ３ｂが形成されている。又、下側金属ブロック３の外周には、縦振動が励起されると捩り振動を発生する複数（図１中、１つのみ図示する）のスリット（凹部）３ｃが形成されている。
【００３１】
上側金属ブロック４は、内外径が下側金属ブロック３と同じ略円筒状に形成され、その貫通孔４ａの内周面には、雌ネジ４ｂが形成されている。この上側金属ブロック４の上端面４ｃには図示しないライニング材が接着されている。
【００３２】
第１及び第２圧電素子５，６は円板状に形成され、その中心部に貫通孔がそれぞれ形成されている。この第１及び第２圧電素子５，６の内径は、下側金属ブロック３の内径より大きく設定されている。
【００３３】
第１〜第３電極板７〜９は円板状に形成され、その中心部には貫通孔がそれぞれ形成されている。この第１〜第３電極板７〜９の内径は、第１及び第２圧電素子５，６の内径と同じに設定されている。
【００３４】
締結ボルト１０は、略円柱状に形成され、その外周面には雄ネジ１０ａが形成されている。雄ネジ１０ａは、下側及び上側金属ブロック３，４の雌ネジ３ｂ，４ｂと螺合可能な径に設定されている。
【００３５】
絶縁カラー１１は、絶縁性樹脂にて円筒状に形成されている。この絶縁カラー１１は、その外径が前記第１及び第２圧電素子５，６、第１〜第３電極板７〜９の内径と同じに設定され、その内径が締結ボルト１０の外径と同じ（締結ボルト１０を内嵌可能）に設定されている。
【００３６】
そして、第１及び第２圧電素子５，６と第１〜第３電極板７〜９とを挟んだ下側金属ブロック３と上側金属ブロック４は、その内部（貫通孔３ａ，４ａ）を軸線方向に挿通する締結ボルト１０により締結される。詳述すると、下側金属ブロック３、第３電極板９、第２圧電素子６、第２電極板８、第１圧電素子５、第１電極板７、上側金属ブロック４は、この順で積層され、下側及び上側金属ブロック３，４の雌ネジ３ｂ，４ｂに締結ボルト１０の雄ネジ１０ａが螺合されることにより締結される。尚、このとき、第１及び第２圧電素子５，６は、分極方向がそれぞれ互いに上下逆になるように積層される。又、このとき、第１及び第２圧電素子５，６、第１〜第３電極板７〜９の内周面と、締結ボルト１０の外周面との間には、絶縁カラー１１が介在される。従って、第１及び第２圧電素子５，６、第１〜第３電極板７〜９の内周面と、締結ボルト１０の外周面とは電気的に絶縁状態とされる。又、このとき、締結ボルト１０は、下側金属ブロック３の軸線方向中間部から上側金属ブロック４の軸線方向中間部までの間に配置されるように螺合されている。
【００３７】
付加ボルト１２は、前記締結ボルト１０と同様に略円柱状に形成され、その外周面には雄ネジ１２ａが形成されている。雄ネジ１２ａは、下側金属ブロック３の雌ネジ３ｂと螺合可能な径に設定されている。又、付加ボルト１２の端部には、回転方向に係合可能な図示しない係合凹部が形成され、該係合凹部に図示しない治具を係合させることができるようになっている。
【００３８】
付加ボルト１２は、下側金属ブロック３の貫通孔３ａ内に収容されるように、その雄ネジ１２ａが雌ネジ３ｂに螺合されている。このとき、付加ボルト１２は、締結ボルト１０と当接する位置まで螺合されている。
【００３９】
ロータ２は、前記下側金属ブロック３と内外径が同じの略円筒状に形成され、図示しない加圧機構によりステータ１の上面、即ち、上側金属ブロック４の上端面４ｃ（ライニング材）に回転可能に加圧接触されている。ロータ２の外周には、縦振動が励起されると捩り振動を発生するスリット２ａが周方向に複数（図１中、１つのみ図示する）形成されている。
【００４０】
ここで、ステータ１とロータ２とは、少なくとも１つの同じ共振周波数（好ましくは極力低い同じ共振周波数、例えば２０ｋＨｚ以上での共振周波数）を持つように設定されている。詳しくは、前記ステータ１の共振周波数（好ましくは最も低い共振周波数（１次共振周波数））は、付加ボルト１２が設けられて剛性の割合（高剛性の位置）が変更されることで変更（微調整）され、ロータ２の共振周波数と略一致するように設定されている。このとき設けられた付加ボルト１２は、長さの異なる複数（３つ）の付加ボルト１２〜１４の内から選定されたものである。即ち、付加ボルト１２〜１４の長さ（大きさ）に対するステータ１の共振周波数の関係は、図２の特性図に示すように、付加ボルト１２〜１４が長くなるほど共振周波数が小さくなる。そして、本実施の形態では、付加ボルト１２〜１４が設けられていないステータ１の共振周波数を測定し、予め設定された（予め測定された）ロータ２の共振周波数と略一致するように複数（３つ）の付加ボルト１２〜１４の内から選定する。そして、選定した付加ボルト１２（１３，１４）を、下側金属ブロック３の貫通孔３ａ内に少なくとも一部が収容されるように、雌ネジ３ｂに螺合している。
【００４１】
このように構成された超音波モータでは、第１及び第３電極板７，９と第２電極板８間に、共振周波数（ステータ１とロータ２の共通の共振周波数）の高周波電圧が印加されると、第１及び第２圧電素子５，６にて縦振動が発生され、該振動に基づいて下側金属ブロック３のスリット３ｃにて捩じり振動が発生される。そして、この捩り振動と縦振動とが合成されてロータ２との接触面であるステータ１の上面、即ち上側金属ブロック４の上端面４ｃ（ライニング材）に複合振動が生じる。又、ステータ１（上側金属ブロック４の上端面４ｃ）に加圧接触されたロータ２では、ステータ１の縦振動成分に基づいてスリット２ａにて捩り振動が発生される。そして、ステータ１及びロータ２の捩り振動成分による推進力でロータ２が回転駆動される。
【００４２】
次に上記のように構成した超音波モータの特徴的な効果を以下に記載する。
（１）ステータ１の共振周波数は、付加ボルト１２が設けられて剛性の割合（高剛性の位置）が変更されることで変更（微調整）される。このようにすると、ステータ１の振動の振幅が小さくなる等の性能の悪化（超音波モータの出力や効率が低下すること）を防ぎながら、ステータ１の共振周波数を変更することができる。その結果、付加ボルト１２〜１４が設けられていないステータの共振周波数が製品毎にばらついても、容易にロータ２の共振周波数と略一致させることができ、容易に超音波モータの性能（出力や効率）を向上させることができる。
【００４３】
（２）ステータ１の剛性の割合（高剛性の位置）を変更するための付加ボルト１２（１３，１４）は、締結ボルト１０が挿通される下側金属ブロック３の貫通孔３ａ内に（少なくとも一部が）収容されるように設けられるため、簡単な構成で超音波モータの体格の増大を防止しながら、共振周波数を変更することができる。
【００４４】
（３）下側金属ブロック３と上側金属ブロック４を締結する締結部材を締結ボルト１０とし、その締結ボルト１０が螺合される下側金属ブロック３の雌ネジ３ｂに付加ボルト１２を螺合して固定する構成としたので、ステータ１に剛性割合変更手段及び高剛性位置変更手段としての付加ボルト１２を固定するための固定構造を専用に設けなくてもよく、簡単に付加ボルト１２を配設することができる。
【００４５】
（４）ステータ１の剛性の割合（高剛性の位置）は、付加ボルト１２〜１４の長さ（大きさ）が変更されることで、その変更量が調整されるため、容易に共振周波数を調整することができる。
【００４６】
上記実施の形態は以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、ステータ１には付加ボルト１２が設けられるとしたが、勿論、付加ボルト１２〜１４が設けられていないステータ１の共振周波数と、予め設定された（予め測定された）ロータ２の共振周波数との比較結果に基づいて、他の付加ボルト１３，１４を設けてもよい。このようにしても、上記実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
・上記実施の形態では、付加ボルト１２（１３，１４）を、下側金属ブロック３の雌ネジ３ｂに螺合して固定したが、ロータ２と干渉しなければ上側金属ブロック４の雌ネジ４ｂに螺合して固定してもよい。このようにしても、上記実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
・上記実施の形態では、付加ボルト１２を、締結ボルト１０と当接する位置まで下側金属ブロック３の雌ネジ３ｂに螺合したが、締結ボルト１０と当接しない離間した位置まで（例えば、付加ボルト１２の下端が下側金属ブロック３の下端と同じ位置となるように）螺合させるようにしてもよい。このように付加ボルト１２の固定される位置を変更すると、剛性の割合（特に高剛性の位置）が変更されることでステータ１の共振周波数が変更（微調整）され、ロータ２の共振周波数と略一致させることができる。
【００４９】
・上記実施の形態では、付加ボルト１２〜１４を３つの内から選定してステータ１に設けたが、長さの異なる付加ボルトの数を変更して、その内から選定して設けてもよい。付加ボルトの数を多数にすると、ステータ１の共振周波数を多数段階で微調整することができる。
【００５０】
・上記実施の形態では、下側金属ブロック３と上側金属ブロック４を締結する締結部材を締結ボルト１０とし、その締結ボルト１０が螺合される下側金属ブロック３の雌ネジ３ｂに付加ボルト１２を螺合して固定する構成としたが、締結ボルト（締結部材）が螺合（固定）される雌ネジ（第１固定部）と、付加ボルト１２（剛性割合変更手段及び高剛性位置変更手段）が螺合（固定）される雌ネジ（第２固定部）を別構成で設けてもよい。
【００５１】
例えば、図３に示すように、変更してもよい。図３に示すように、下側金属ブロック２１は、略円柱形状の両端部に第１及び第２ネジ穴２１ａ，２１ｂが形成されてなる。又、下側金属ブロック２１の外周には、縦振動が励起されると捩り振動を発生する複数（図３中、１つのみ図示する）のスリット（凹部）２１ｃが形成されている。そして、ステータ２２は、第１ネジ穴２１ａに上記締結ボルト１０が螺合されることで上側金属ブロック４と締結されている。そして、上記付加ボルト１２（１３，１４）は、第２ネジ穴２１ｂに螺合されている。このようにしても、上記実施の形態の効果（１），（４）と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
・上記実施の形態では、ステータ１の共振周波数は、付加ボルト１２が設けられて剛性の割合（高剛性の位置）が変更されることで変更（微調整）されるとしたが、図４に示すように、ステータ３１を締結する長さ（大きさ）の異なる締結ボルト３２〜３４が剛性の割合（高剛性の位置）を変更するための剛性割合変更手段（高剛性位置変更手段）を兼ねるように変更してもよい。即ち、ステータ３１の共振周波数を測定し、予め設定された（予め測定された）ロータ２の共振周波数と異なれば、略一致するように締結ボルト３２〜３４を変更する。このようにしても、ステータ３１の振動の振幅が小さくなる等の性能の悪化（超音波モータの出力や効率が低下すること）を防ぎながら、ステータ３１の共振周波数を変更することができる。しかも、上記実施の形態に比べて、部品点数が少なくなる。
【００５３】
・上記実施の形態では、下側金属ブロック３と上側金属ブロック４を締結する締結部材を締結ボルト１０としたが、下側金属ブロック３と上側金属ブロック４を他の構成（かしめ等）により締結してもよい。この場合、ステータに雌ネジ３ｂが形成されないため、付加ボルト１２〜１４を専用の雌ネジを設けて固定したり、付加ボルト１２〜１４を他の剛性割合変更手段（高剛性位置変更手段）に変更し他の方法（例えば圧入等）で固定する必要がある。このようにしても、ステータの振動の振幅が小さくなる等の性能の悪化（超音波モータの出力や効率が低下すること）を防ぎながら、ステータの共振周波数を変更することができる。
【００５４】
・上記実施の形態では、ステータ１の剛性の割合（高剛性の位置）は、付加ボルト１２〜１４の長さ（大きさ）が変更されることで、その変更量が調整されるとしたが、付加ボルトの材質、即ち比重が変更されることで、その変更量が調整されるようにしてもよい。このようにしても、上記実施の形態の効果（１）〜（３）と同様の効果を得ることができるとともに、付加ボルトの材質を変更するだけで容易にステータ１の共振周波数を調整することができる。又、材質（比重）の異なる付加ボルトの長さ（大きさ）を下側金属ブロック３の貫通孔３ａ内に完全に収容される大きさで一定とすれば、超音波モータの体格が大きくなることはない。
【００５５】
・上記実施の形態では、２つの金属ブロック（下側及び上側金属ブロック３，４）と、２つの圧電素子（第１及び第２圧電素子５，６）と、３つの電極板（第１〜第３電極板７〜９）とを備えたものとしたが、各個数を適宜変更してもよい。例えば、金属ブロックを３つ備えたものとしてもよい。例えば、圧電素子を１つや、３つ備えたものとしてもよい。例えば、電極板を備えていないもの（金属ブロック自体が電極板の役目を果たすもの）や、２つ備えたものとしてもよい。
【００５６】
・上記実施の形態では、ステータ１とロータ２の両方の捩り振動成分を利用してロータ２を回転させる超音波モータに具体化したが、ステータの共振周波数の調整が望まれる他の超音波モータ（ステータが発生する捩り振動成分のみを利用してロータを回転させる超音波モータや、ロータが発生する捩り振動成分のみを利用してロータを回転させる超音波モータ等）に具体化してもよい。この場合においても、ステータの振動の振幅が小さくなる等の性能の悪化を防ぎながら、ステータの共振周波数を変更することができる。
【００５７】
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
・前記剛性の割合は、前記剛性割合変更手段の材質が変更されることで、その変化量が調整される。このようにすると、剛性の割合は、前記剛性割合変更手段の材質が変更されることで、その変化量が調整されるため、容易に調整することができる。
【００５８】
・前記剛性の割合の変化量を、前記剛性割合変更手段の材質を変更することで調整する。このようにすると、剛性の割合の変化量は、前記剛性割合変更手段の材質が変更されることで調整されるため、容易に調整することができる。
【００５９】
・前記金属ブロック体には、前記締結部材が挿通される貫通孔が形成され、前記高剛性位置変更手段は、少なくともその一部が前記貫通孔内に設けられる。このようにすると、前記金属ブロック体には、前記締結部材が挿通される貫通孔が形成され、前記高剛性位置変更手段は、少なくともその一部が前記貫通孔内に設けられるため、簡単な構成で体格の増大を防止しながら、共振周波数を変更することができる。
【００６０】
・前記貫通孔には雌ネジが形成され、前記締結部材は、前記雌ネジに螺合される締結ボルトであって、前記高剛性位置変更手段は、前記雌ネジに螺合される付加ボルトである。このようにすると、前記貫通孔には雌ネジが形成され、前記締結部材は、前記雌ネジに螺合される締結ボルトであって、前記高剛性位置変更手段は前記雌ネジに螺合される付加ボルトであるため、ステータに付加ボルトを固定するための固定構造を専用に設けなくてもよく、簡単に付加ボルトを配設することができる。
【００６１】
・前記高剛性の位置は、前記高剛性位置変更手段の挿通方向の長さが変更されることで、変更される。このようにすると、高剛性の位置は、前記高剛性位置変更手段の挿通方向の長さが変更されることで調整されるため、容易に調整することができる。
【００６２】
・前記高剛性の位置は、前記高剛性位置変更手段の材質が変更されることで、変更される。このようにすると、高剛性の位置は、前記高剛性位置変更手段の材質が変更されることで調整されるため、容易に調整することができる。
【００６３】
・前記高剛性の位置は、前記高剛性位置変更手段の固定される位置が変更されることで、変更される。このようにすると、高剛性の位置は、前記高剛性位置変更手段の固定される位置が変更されることで調整されるため、容易に調整することができる。
【００６４】
・前記締結部材は、前記高剛性位置変更手段を兼ねる。このようにすると、締結部材は、前記高剛性位置変更手段を兼ねるため、部品点数が少なくなる。
【００６５】
・前記金属ブロック体には、前記締結部材が挿通される貫通孔が形成され、前記高剛性位置変更手段の少なくとも一部を前記貫通孔内に設ける。このようにすると、前記金属ブロック体には、前記締結部材が挿通される貫通孔が形成され、前記高剛性位置変更手段の少なくともその一部が前記貫通孔内に設けられるため、簡単な構成で体格の増大を防止しながら、共振周波数を変更することができる。
【００６７】
・前記高剛性の位置を、前記高剛性位置変更手段の挿通方向の長さを変更することで変更する。このようにすると、高剛性の位置は、前記高剛性位置変更手段の挿通方向の長さが変更されることで調整されるため、容易に調整することができる。
【００６８】
・前記高剛性の位置を、前記高剛性位置変更手段の材質を変更することで変更する。このようにすると、高剛性の位置は、前記高剛性位置変更手段の材質が変更されることで調整されるため、容易に調整することができる。
【００６９】
・前記高剛性の位置を、前記高剛性位置変更手段の固定される位置を変更することで、変更した。このようにすると、高剛性の位置は、前記高剛性位置変更手段の固定される位置が変更されることで調整されるため、容易に調整することができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜４に記載の発明によれば、性能の悪化を防ぎながら、ステータの共振周波数を変更することができる超音波モータを提供することができる。
【００７２】
又、請求項５〜８に記載の発明によれば、性能の悪化を防ぎながら、ステータの共振周波数を変更することができる超音波モータの共振周波数変更方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における超音波モータの要部縦断面図。
【図２】付加ボルト大きさ−ステータの共振周波数特性図。
【図３】別例における超音波モータの要部縦断面図。
【図４】別例における超音波モータの要部縦断面図。
【図５】従来技術における超音波モータの要部縦断面図。
【図６】周波数−インピーダンス特性図。
【図７】ロータとステータの共振周波数のズレを説明するための説明図。
【符号の説明】
１，２２，３１…ステータ、２…ロータ、３，４，２１…下側及び上側金属ブロック（金属ブロック体）、５，６…第１及び第２圧電素子（圧電素子）、１０…締結ボルト（締結部材）、１２〜１４…付加ボルト（剛性割合変更手段）、３２〜３４…締結ボルト（締結部材及び剛性割合変更手段）、３ａ，４ａ…貫通孔、３ｂ，４ｂ…雌ネジ。

Claims (8)

1. ステータ（１，２２，３１）の軸線上に挿通される締結部材（１０，３２〜３４）により、圧電素子（５，６）が複数の金属ブロック体（３，４，２１）に挟まれた状態で締結されてなるステータ（１，２２，３１）と、
   前記ステータ（１，２２，３１）に回転可能に加圧接触されたロータ（２）とを備え、前記ステータ（１，２２，３１）に発生する振動により前記ロータ（２）を回転駆動する超音波モータにおいて、
   前記ステータ（１，２２，３１）における前記締結部材（１０，３２〜３４）と同軸線上に、剛性の割合を変更させるための剛性割合変更手段（１２〜１４，３２〜３４）を設け、前記剛性割合変更手段（１２〜１４，３２〜３４）は、前記締結部材（１０，３２〜３４）と別部品であり、高剛性の位置を所定の位置に変更するための高剛性位置変更手段を兼ねることを特徴とする超音波モータ。
2. 請求項１に記載の超音波モータにおいて、
   前記金属ブロック体（３，４）には、前記ステータ（１，２２，３１）の軸線上に前記締結部材（１０，３２〜３４）が挿通される貫通孔（３ａ，４ａ）が形成され、
   前記剛性割合変更手段（１２〜１４，３２〜３４）は、少なくともその一部が前記貫通孔（３ａ）内に設けられることを特徴とする超音波モータ。
3. 請求項２に記載の超音波モータにおいて、
   前記貫通孔（３ａ，４ａ）には雌ネジ（３ｂ，４ｂ）が形成され、
   前記締結部材（１０）は、前記雌ネジ（３ｂ，４ｂ）に螺合される締結ボルトであって、
   前記剛性割合変更手段（１２〜１４）は、前記雌ネジ（３ｂ）に螺合される付加ボルトであることを特徴とする超音波モータ。
4. 請求項２又は３に記載の超音波モータにおいて、
   前記剛性の割合は、前記剛性割合変更手段（１２〜１４，３２〜３４）の挿通方向の長さが変更されることで、その変化量が調整されたことを特徴とする超音波モータ。
5. ステータ（１，２２，３１）の軸線上に挿通される締結部材（１０，３２〜３４）により、圧電素子（５，６）が複数の金属ブロック体（３，４，２１）に挟まれた状態で締結されてなるステータ（１，２２，３１）と、
   前記ステータ（１，２２，３１）に回転可能に加圧接触されたロータ（２）とを備え、前記ステータ（１，２２，３１）に発生する振動により前記ロータ（２）を回転駆動する超音波モータの共振周波数変更方法であって、
   前記ステータ（１，２２，３１）における前記締結部材（１０，３２〜３４）と同軸線上に、剛性の割合を変更させるための剛性割合変更手段（１２〜１４，３２〜３４）を設け、前記剛性割合変更手段（１２〜１４，３２〜３４）は、前記締結部材（１０，３２〜３４）と別部品であり、高剛性の位置を所定の位置に変更するための高剛性位置変更手段を兼ね、前記剛性割合変更手段（１２〜１４，３２〜３４）を設けることで共振周波数を変更することを特徴とする超音波モータの共振周波数変更方法。
6. 請求項５に記載の超音波モータの共振周波数変更方法において、
   前記金属ブロック体（３，４）には、前記ステータ（１，２２，３１）の軸線上に前記締結部材（１０，３２〜３４）が挿通される貫通孔（３ａ，４ａ）が形成され、
   前記剛性割合変更手段（１２〜１４，３２〜３４）の少なくとも一部を前記貫通孔（３ａ）内に設けることを特徴とする超音波モータの共振周波数変更方法。
7. 請求項６に記載の超音波モータの共振周波数変更方法において、
   前記貫通孔（３ａ，４ａ）には雌ネジ（３ｂ，４ｂ）が形成され、
   前記締結部材（１０）は、前記雌ネジ（３ｂ，４ｂ）に螺合される締結ボルトであって、
   前記剛性割合変更手段（１２〜１４）は、前記雌ネジ（３ｂ）に螺合される付加ボルトであることを特徴とする超音波モータの共振周波数変更方法。
8. 請求項６又は７に記載の超音波モータの共振周波数変更方法において、
   前記剛性の割合の変化量を、前記剛性割合変更手段（１２〜１４，３２〜３４）の挿通方向の長さを変更することで調整することを特徴とする超音波モータの共振周波数変更方法。

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