JPH04190684A

JPH04190684A - 超音波駆動装置及びその方法

Info

Publication number: JPH04190684A
Application number: JP2316659A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Iijima; 飯島　保
Original assignee: Nisca Corp
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 1990-11-21
Filing date: 1990-11-21
Publication date: 1992-07-09
Anticipated expiration: 2015-12-18
Also published as: US5200665A; JP3118251B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、超音波駆動装置及びその方法に係り、特に
、単一の平板状弾性体の端面に、縦振動による浮揚力と
、屈曲振動による駆動力とを発生させる超音波駆動装置
及びその方法に関する。

［従来の技術］小型、軽量、かつ構造がシンプルであるなど９点に着目
して、超音波楕円振動を利用した超音波駆動装置（超音
波モータ）が開発されている。

従来、超音波モータ装置としては、弾性体に発生する振
動の態様から分類すると、定在波を用いる定在波型超音
波モータ装置と進行波を用いる進行波型超音波モータ装
置との二つのタイプに大別される。上記のもののうち、
定在波型超音波モータ装置としては、上記弾性体の（厚
さ方向に対して垂直な）平面上にローラなどの運動抽出
体を圧接し、縦振動により駆動力を抽出するようにした
ものが知られている。

上記構成の超音波モータにおいて、大きなトルクを得る
ためには、弾性体や運動抽出体の素材として摩擦係数の
高いものを選び、かつ運動抽出体を弾性体に強く押圧す
ることが必要である。

［発明が解決しようとする課題］ところで上記従来の装置にあっては、押圧は弾性体の平
面に垂直な方向に加えられるため、弾性体が変形し、振
動特性に、異状が生じることが多々あった。このため、
強い押圧を加えられず、したがって、大きなトルクを得
ることができなかった。　また、平板状の弾性体を用い
る上記従来の装置は、構造上リニアモータには適してい
る反面、回転モータを構成するには困難な面があった。

回転型超音波モータとしては、従来、ねじり振動と縦振
動とを用いるものが知られているが、励振部がランジバ
ン型であるため、小型化には限界があった。

しかも、この種のものはね、しり振動と縦振動の両振動
を同じに得るためには、まず第１の振動弾性体に縦振動
を与え、この縦振動をランジバン型の励振部を有する第
２の振動弾性体に加えることによって、この第２の振動
弾性体に縦振動と、その縦振動によりねじり振動を生起
するもので、少なくとも第１と第２の振動弾性体が、必
要となり構造が複雑である。又特に第２の振動弾性体に
ねじり振動を誘起する為に先の特殊な励振部が、必要で
あるだけではなく、第１と第２の振動弾性体の圧接状態
によって縦振動とねじり振動との誘起特性がバラツキ易
い欠点があった。

［発明の目的］この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、耐圧性
の向上を図ることにより、加圧による弾性体の変形や破
損を防止すると共に、高いトルクを安定的に得ることが
できる超音波駆動装置及びその方法を提供することを目
的としている。

また、この発明は、小型の超音波駆動装置を得ることが
できる超音波駆動装置及びその方法を目的としている。

さらに又、この発明は、正逆の切換えが可能な超音波駆
動装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、縦
振動が共振周波数で励振されると、屈曲振動の共振を誘
起する平板状の弾性体と該弾性体の平面に設けられた圧
電体とからなり、前記弾性体の端面に浮揚力を与える縦
振動と駆動力を与える屈曲振動とを生起させる振動部と
、前記弾性−の縦振動共振周波数に等しい周波数の交流
電圧を前記圧電体に印加する電源とを備えてなることを
特徴としている。

請求項２記載の発明は、前記圧電体が第１の対の圧電体
と第２の対の圧電体とからなると共に、前配電源を前記
第１、第２の対の圧電体に択一的に接続する電源切換手
段とを備えてなることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、前記対をなす圧電体を、互いに
対向する二つの平面に、かつ、一方の圧電体を１８０度
回転すれば、他方の圧電体に重なる位置関係に、それぞ
れ配設してなることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、前記圧電体を、前記弾性体の屈
曲振動共振時に、前記平面に生じる屈曲振動定在波の節
間に配設してなることを特徴とし□　ている。

請求項５記載の発明は、前記振動部をフレーム部材に固
定するための支持部を、前記弾性体の前記平面に生じる
屈曲振動定在波の節部の位置に設けなことを特徴として
いる。

請求項６記載の発明は、前記振動部をフレーみ部材に固
定するための支持部を、前記弾性体の前記平面に生じる
屈曲振動定在波及び縦振動定在波の節部の位置に設けた
ことを特徴としている。

請求項７記載の発明は、前記縦振動を生起させる第１の
圧電体と前記屈曲振動を生起させる第２の圧電体とを配
設してなることを特徴としている。

請求項８記載の発明は、前記第２の圧電体は一対の圧電
体からなることを特徴としている。

請求項９記載の発明は、前記第１の圧電体に交流電圧を
印加する第１の電源と前記第２の圧電体に交流電圧を印
加する第２の電源とからなることを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、浮揚力を与える前記縦振動と
駆動力を与える前記屈曲振動とを生起させる前記弾性体
の端面であって、かつ屈曲振動定在波の節部以外の位置
に圧着して、振動時の前記弾性体から駆動力を得る移動
部とを備えてなることを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、前記弾性体の端面に前記移動
部に駆動力を伝達する突起部を設けてなることを特徴と
している。

請求項１２記載の発明は、前記移動部に前記弾性体から
駆動力を伝達される突起部を設けてなることを特徴とし
ている。

請求項１３記載の発明は、前記移動部が回転可能な円板
からなることを特徴としている。

請求項１４記載の発明は、前記移動部が回転可能なリン
グからなることを特徴としている。

請求項１５記載の発明は、前記移動部が回転可能なロー
ラからなることを特徴としている。

請求項１６記載の発明は、縦振動が共振周波数で励振さ
れると、屈曲振動の共振を誘起する程に両者の共振周波
数が一致ないしは接近した振動特性を有する平板状の弾
性体の平面に圧電体を接着して、前記弾性体の縦振動共
振周波数で前記圧電体を励振させることにより、前記弾
性体の一つの端面に浮揚力を与える縦振動と駆動力を与
える屈曲振動とを生起させることを特徴としている。

請求項１フ記載の発明は、前記弾性体をその端面におい
て、反対称振動モードの屈曲振動で励振させることを特
徴としている。

［作用］１配構成において、電源を投入して、圧電体を励振すれ
ば、これに伴い、まず、弾性体に縦振動定在波が生起す
る。ついで、屈曲振動定在波が誘起される。このように
して弾性体の一つの端面には、縦振動による浮揚力が、
屈曲振動による駆動力がそれぞれ得られる。

上記構成によれば、移動部による押圧は、弾性体の広平
面に垂直な方向に加−えられるため、押圧による弾性体
の変形や破損を防止することができ、したがって、高い
トルクを安定的に得ることが可能となる。

また、請求項２記載の構成において、上記第１の圧電体
と第２の圧電体に電圧を択一的に印加することにより、
容易に正逆転を行うことができる。

［実施例］以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。

（第１実施例）第１図（ａ）は、この発明の第１実施例である超音波駆
動装置の構成を示す平面図、同図（ｂ）は、同装置の本
体なる振動部の構成を示す側面図、第２図は同装置の移
動部の構成を示す斜視図、第３図（ａ）、（ｂ）は同振
動部を構成する弾性体を示す斜視図及び平面図である。

まず最初に、第３図を参照して、この第１実施例に用い
られる弾性体の概略形状について説明する。

同図において、符号１が弾性体であり、この弾性体１は
、互いに平行に相対向する２つの広い平面１ａ、ｌｂ（
以下、広平面という）と、これらの広平面１ａ、１ｂに
直交し、幅が狭小な４つの平面ＩＣ・・・（以下、端面
という）とからなる平板状直方体の形状に形成されてい
る０弾性体１は、圧電セラミックもしくは一般にステン
レスやアルミなどの金属板から作られる。

また、この弾性体１は、次のような振動特性を有するよ
うに形成されている。

すなわち、この弾性体１は、同図＜ａ＞の２方向仲生し
、振動波形が第１式で表される縦振動の共振周波数と、ｕｚ　＝　Ａｓｉ　（にｔｚ）　　　　　−・（１）ｙ
方向に生じ、振動波形が第２式で表される反対称屈曲振
動の共振周波数が相等しいか近接するように形成されて
いる。

ＩＪｘ　＝　Ｆ３ｃＡｎＡ　（ＫＢｙ）　＋　ＤｓｊＮ
（ＫＥ！／）・・＝−＋２）なお、第１式、第２式にお
いて、ｕｚは、２方向の変位、ＵＸは×方向の変位、に
、は縦振動（波）の波数、Ｋｍ＋虚屈曲振動、（波）の
波数である。

上記したように、Ｚ方向縦振動及びＹ方向反対称屈曲振
動の共振周波数が相等しくなるように、あるいは近接す
るように１弾性体１の寸法形状を設定することは可能で
あり、その理論的根拠を以下に示す。

周知のように、板状の弾性体の縦振動の共振周波数ｆＬ
は、第３式のように表される。

ここで、Ｅは弾性体のヤング率、ρはその密度、ｌはＺ
方向の長さである。

一方板状の弾性体の屈曲振動の共振周波数ｆＢは、第４
式のように表される。

二こで、智は弾性体のｙ方向の長さ、ＬはＸ方向の長さ
（弾性体の厚さ）である。

また、αは第５式の根であり、値が小さな方から順に、
屈曲振動の共振モードの次数の順に対応している。

・・・・１５１今、第３式の右辺と、第４式の右辺が等しい（ｆＬ−ｆ
、、）と仮定すれば、第６式が導かれる。

第６式が、２方向縦振動の共振周波数とｙ方向反対称屈
曲振動の共振周波数とを同一にするための条件であり、
第６式より明らかなように、２方向の長さＺ、Ｆ方向の
幅−１Ｘ方向の長さｔの３変数のうち任意の２つを自由
に設定することが可能である。

この例の弾性体１は、上述の理論などに基づき、縦振動
共振モードがＬｌ。（定在波の節が一つ）に、反対称屈
曲振動共振モードがＥｌｓｅ（定在波の節Ｎが三つ、第
３１２　（ｂ））になるように、その寸法形状が定めら
れている。

次に、第°１図（ａ）　、　（ｂ）及び第２図を寮照し
て、この発明の第１実施例である超音波駆動装置の構成
について説明する。

第１図（ａ）　、　（ｂ）に示すように、平板状の弾性
体１の広平面１ｍ、ｌｂには、圧電体（圧電振動子）２
ａ。

２ｂがそれぞれ接着されている。これらの圧電体２ａ及
び２ｂは、互いに向き合わないように、かつ、屈曲振動
定在波Ｂｓ。の腹部の位置に配設されている。さらに、
これらの圧電体２ｍ、２ｂの両表面には図示せぬ導電層
がそれぞれ形成されている。また、上記弾性体１の端面
１ｃの両端部には、超音波振動による駆動力を抽出する
ための突起部３ｍ。

３ｂが形成されている。

以上示した弾性体１．圧電体２ｍ、２ｂ及び突起部３＠
、３ｂによって超音波駆動装置の振動部が概略構成され
ている。

次に、４は弾性体１の＃Ｍ振動共振モードＬ１゜におけ
る共振周波数と同一の周波数の交流電圧を出力する超音
波励振用の電源である。この電源４の２つの出力端子の
うち、−の端子は電気線路を介して弾性体１に接続され
、他の端子は電気線路を介して圧電体２ｍ、２ｂに並列
接続されている。５は上記振動体から運動を抽出する円
板状の移動部であって、突起部３ｍ、３ｂに圧接されて
いる。なお、縦振動定在波の節部であると共に、屈曲振
動定在波の節部でもある弾性体１の広平面１　ｍ（１ｂ
）の中心点には、貫通孔６が設けられ、この貫通孔６に
図示せぬ支持体を通すことにより、図示せぬフに−ム部
材に固定支持されるようになっている。

上記構成の超音波駆動装置において、電源４を投入して
、圧電体２ｍ、２ｂに高周波電圧を印加すると、これに
応じて、圧電体２ｍ、２ｂは励振する。

圧電体２ｍ、２ｂの励振に伴い、弾性体１には、励振モ
ードＬ１．の縦振動定在波が生起する。そして、この縦
振動定在波に共鳴して、振動モードＢ３゜の屈曲振動定
在波が誘起される。

かくして、第１式で示した縦振動共振と第２式で示した
反対称屈曲振動共振が同時に生起し、このため、縦振動
によって浮揚力が得られ、屈曲振動によって、第３図（
ｂ）に示すように、屈曲振動の節部を境として、それぞ
れ方向の異なる駆動力の分布（図中矢印）が得られる。

したがって、突起部３ｍ、３ｂには、互いに平行かつ反
対方向の駆動力が生じるため、これら突起部３ｍ、３ｂ
の上に圧接されている円板状の移動部５は、縦振動によ
って浮揚力を与えられ、屈曲振動によって、第２図に示
す入方向の回転力を与えられる。

上記構成によれば、移動部５による押圧は、！性体１の
広平面１ｍ、ｌｂに垂直な方向に加えられるため、押圧
による弾性体１の変形を防止することができる。したが
って、大きなトルクを安定的に得ることができる。振動
部がランジバン型でないため、小型化を達成することが
容易である。

（第２実施例）第４図（ａ）は、この発明の第２実施例である超音波駆
動装置の構成を示す子側り同図（ｂ）は、同装置の本体
たる振動部の構成を示す側面図、第５図は同装置の移動
部の構成を示す斜視図である。

これらの図において、第１図（ａ）、（ｂ）及び第２図
に示す各部に対応する部分については、同一符号を付し
てその説明を省略する。この第２実施例が上記第１実施
例と大きく興なるところは、圧電体２ｍ、２ｂと同一構
成の圧電体２ｃ、２ｄ及びスイッチ機構７を付加した点
である。

上記圧電体２ｃは、広平面ｌｂ上に、圧電体２ａと互い
に向き合って接着されている。また、上記圧電体２ｄは
、広平面ｌａ上に、圧電体２ｂと互いに向き合って接着
されている。

これらの圧電体２１〜２ｄは、上記第１実施例と同様に
、屈曲振動定在波Ｂ、ｓの腹部の位置に配設されている
。

次に、圧電体２ａと２ｂ及び圧電体２ｃと２ｄはそれぞ
れ電気的に並列接続されており、それぞれ−対の圧電体
として動作するようになっている。上記スイッチ機構７
は、電源４の出力電圧を圧電体２ａ、２ｂあるいは圧電
体２ｃ、２ｄに択一的に印加する構成となっている。

上記構成の超音波駆動装置に“おいて、まず、スイッチ
機構７を操作して、電源４と圧電体２ｍ、２ｂとを電気
的接続状態にして、圧電体２　ｍ、　２　ｂに高周波電
圧を印加すると、上述した第１実施例において説明した
と同様の動作が行なわれ、第５図に示す移動部５は同図
に示す矢印Ａ方向に回転する。

次に、スイッチ機構７を操作して、圧電体の電気的接続
状態を切換えると、圧電体２ｍ、２ｂは電気的にオープ
ンの状態となり、圧電体２ｅ、２ｄが電気的接続状態と
なる。これにより、今度は、圧電体２ｅ、２ｄが励振し
、これらの励振に伴い、弾性体１には振動モードＬ１゜
の縦振動定在波が生起する。そして、この縦振動定在波
に共鳴して、振動モードＢ３．の屈曲振動定在波が誘起
される。この場合において、縦振動の位相は、スイッチ
の切り換えにより、いずれの対の圧電体を励振させるか
に関係無く、同位相であるが、屈曲振動の位相は、スイ
ッチの切り換えによって、逆相になるため、圧電体２ｍ
、２ｂを励振させる場合と、圧電体２ｃ、２ｄを励振さ
せる場合とで、互いに逆向き（第５図のＡ方向、Ｂ方向
）の回転力を得ることができる。

上記構成によれば、スイッチ機１ｌＩ７の操作だけで、
適宜、回転の向きを変えることができる。

また、非駆動側の圧電体を振動センサとして使用すれば
、振動の検出が可能であり、正逆の駆動周波数が一致し
ない場合に、振動の補正が可能となる。

さらに、非駆動側の圧電体は電気的にオープン状態なの
で、駆動側の圧電体とは、弾性定数が興なり、弾性体は
非対称なものとなる。この結果、−対称なときには結合
しない縦振動と屈曲振動とを結合させることができる。

そして、結合が生じていれば、縦振動の共振周波数で駆
動すれば良く、縦振動と屈曲振動との共振周波数を厳密
に一致させる必要がなく管理上有利となる。

（第３実施例）第６図は、この発明の第３実施例である超音波■動装置
の構成を示す平面図である。

この第３実施例が、上記第１実施例（第１−図）及び第
２実施例（第４図）と大きく異なるところは、２相の励
振用の電源を用いた点である。

第６図に示すように、弾性体１の広平面１畠上には、弾
性体１に縦振動を生起させるための圧電体２ｅが接着さ
れている。一方、広平面ｌｂ上には。

弾性体１に屈曲振動を生起させるための一対の圧電体２
１．２ｇが、弾性体１ｂの縦中心線に対して左右対称と
なるように、かつ分極が互いに逆向きとなるように、そ
れぞれ接着されている。また、４ａは圧電体２ｅを励振
するための電源であり、４ｂは圧電体２ｆ、２ｇを同時
に励振するための電源である。　上記構成によれば、縦
振動と屈曲振動とを独立に生起させることができるので
、−段と高いトルクを得ることができる。

（第４実施例）第７図は、第４実施例である超音波駆動装置の　′構成
を示す側面図である。この図において、符号８は振動部
、９は移動部であり、これらは、第１図（楓）、（ｂ）
及び第２図に示したと同−構成のものである。より具体
的に言えば、この例の振動部８を構成する弾性体の材質
は５ＵＳ３０４（ステンレス）、寸法は３１−輪（四）
Ｘ　２５　、５ｍ５（Ｈ）Ｘ　５　（Ｔ）−であり、両
端に高さ５１の突起部が設けられ、ている、圧電体の材
質はＣ−１（富士セラミックス製の圧電セラミックスの
商品名）で、寸法は、２０輸曽Ｘ１０５ｍＸ０．５ｍ−
である。移動部９は５４５Ｃ（鋼）によって作られ、直
径は３５−である。

１０は断面口字状のフレーム部材、１１は振動部８をフ
レーム部材８に固定支持するための支持部材（Ｍ２のビ
ス）、１２は移動部９を加圧するための調整可能な加圧
部材であって、軸部１３と加圧板１４とゴム部材１５と
加圧バネ１６と加圧ネジ１７とからなっている。１８は
回転力を出力する出力軸である。これら移動部９、軸部
１３、出力軸１８は、軸心を共通にして構成されている
。

上記の構成において、加圧部材１７を調整して、移動部
９の加圧を７５０１、印加電圧をＩＯＶ、２０Ｖ、３０
Ｖ、駆動周波数を１０２．６ＫＨｚに設定して特性実験
を行った。

実験の結果は、第８１！ｌに示すように、５００ｇ程度
の高いトルクが得られた。　　・なお、上述の第１実施例においては、弾性体１に生起す
る屈曲振動モードが反対称屈曲振動モードＢ、。となる
ように、弾性体１の寸法形状を定めた場合について述べ
たが（第２図参照）、この発明は上記モードの場合に限
定するものではなく、たとえば、使用の態様などに応じ
て、適宜、反対称振動モードをＢ＋＊、Ｂｅ。に設定す
ることも可能である。

この場合において、仮に、縦振動共振、反対称屈曲振動
共振とも最低次のモードに設定する場合には、弾性体の
寸法条件を定める第５式右辺のαの値は７．８５である
。

また、上述の実施例においては、弾性体に生起する屈曲
振動モードが反対称屈曲振動モードとなるように、該弾
性体の寸法形状を定めた場合について述べたが、これに
限らず、使用の態様次第では、対称屈曲振動モードを生
起させるように、弾性体の寸法形状を定めるようにして
も、上述したと同様の効果を得ることができる。

また、上述の実施例においては、直方体状の弾性体を用
いた場合について述べたが、この発明は、平板状である
限り、直方体に限定するものではない。

また、上述の実施例においては、縦振動の波形が第１式
で表され、屈曲振動の波形が第２式で表される場合につ
いて述べたが、これに限らず、これらに類似する関係に
あればよい。

また、上述の実施例においては、２方向縦振動およびｙ
方向反対称屈曲振動の共振周波数が相等しくなる寸法条
件として、第５式を使用する鳩舎について述べたが、こ
れに限らず、他の近似式や経験式を用いても良く、また
、実験やシュミレーションにより寸法条件を求めても良
い、特に、弾性体が平板状直方体でない場合には、他の
近似式やシュミレーションが有効なものとなる。

また、上述の実−施例においては、円板状の移動部５（
第２図）が、端面１ｃの両端に設けられた突起部３ａ及
び３ｂに圧接される場合について述べたが、第９図に示
すように、適宜、いずれか二の突起部にのみ、圧接され
るようにしてもよい。

また、上述の実施例においては、弾性体１に突起部３ｍ
、３ｂを設けた場合について述べたが、これに代えて、
第１０図に示すように、円板状の移動部１９に突起部２
０ｍ、２０ｂを設けるようにして、これらの突起部２０
ｍ、２０ｂを弾性体２１に圧接するようにしても、上述
したと同様の効果を得ることができる。

また、上述の実施例においては、弾性体１の端ｉ［ｉ　
１　ｅの最端部に突起部を設けるようにした場合につい
て述べたが、要は、屈曲定在波の節部以外であれば、最
端部に限るものではない。

また、上述の実施例においては、円板状の移動部５（第
２図）を用いた場合について述べたが、これに限らず、
たとえば、第１１図に示すように、比較的半径の大きな
環状の移動部２２ｍを突起部３ｍに圧接するようにし、
比較的半径の小さな環状の移動部２２ｂを突起部３ｂに
圧接するようにしても良い、このようにすれば、正逆両
方の駆動力を同時に得ることが可能である。また、第１
２図に示すように、ローラ状の移動部２３を用いるよう
にしてもよい。

さらにまた、上述の実施例においては、振動部に突起部
を設けるようにした場合について述べたが、第１３因に
示すように、そろばん状の移動部２５を用いるようにす
れば、突起部のない弾性体２４によって構成することが
可能である。

［発明の効果］以上説明したように、この発明の構成によれば、移動部
による押圧は、弾性体の広平面に垂直な方向に加えられ
るため、抑圧による弾性体の変形を防止することができ
る。したがって、大きなトルクを安定的に得ることがで
きる。

また、振動部が弾性体に圧電体を張るだけのため、小型
化を達成することが容易である。

また、スイッチ機構の操作だけで、適宜、駆動力の向き
を変えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、この発明の第１実施例である超音波駆
動装置の構成を示す平面図、同図（ｂ）は同装置の本体
たる振動部の楕膚を示す側面図、第２図は同装置の移動
部の構成を示す斜視図、第３図（ａ）は同振動部を構成
する弾性体を示す斜視図、同図（ｂ）は同振動部の平面
図、第４図（ａ）は、この発明の第２実施例である超音
波駆動装置の構成を示す平面図、岡５　（ｂ）は同装置
の本体たる振動部の構成を示す側面図、第５図は同装置
の移動部の構成を示す斜帽り第６図は、この発明の第３
実施例である超音波駆動装置の構成を示す平面図、第７
図は、第４実施例である超音波駆動装置の構成を示す側
面図、第８図は同装置の特性を示すグラフ、第９図ない
し第１３図はこの発明の他の変形例を示す図である。１．２１．２４−・・弾性体、１　ｍ、　１　ｂ・＝広
平面、１ｃ・・・端面、２ａ〜２Ｍ・・・圧電体。３ｍ、３ｂ、２０ｍ、２０ｂ−突起部、４．４　ｍ、４
　ｂ・・・電源、５，９．１９・・・円板状の移動部、
６・・・貫通孔、７・・・スイッチ機構（電源切換手段
）、・・・移動部、１０・・・フレーム部材、１１・・
・支持部材、１２・・・加圧部材、１８・・・出力軸２
２＆、２２ｂ・・・環状の移動部、２３・・・ローラ状の移動部、２５・・・そろばん状の移動部、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）縦振動と、屈曲振動を誘起する平板状の弾性体と
該弾性体の平面に設けられた圧電体とからなり、前記弾
性体の端面に浮揚力を与える縦振動と駆動力を与える屈
曲振動とを生起させる振動部と、前記弾性体の縦振動共振周波数に等しい周波数の交流電
圧を前記圧電体に印加する電源と、を備えてなることを
特徴とする超音波駆動装置。
（２）前記圧電体が第１の対の圧電体と第２の対の圧電
体とからなると共に、前記電源を前記第１、第２の対の圧電体に択一的に接続
する電源切換手段とを備えてなることを特徴とする請求
項１記載の超音波駆動装置。
（３）前記対をなす圧電体を、互いに対向する二つの広
平面に、かつ、一方の圧電体を１８０度回転すれば、他
方の圧電体に重なる位置関係に、それぞれ配設してなる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の超音波駆動装置
。
（４）前記圧電体を、前記弾性体の屈曲振動共振時に、
前記平面に生じる屈曲振動定在波の節間に配設してなる
ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の超音波駆動
装置。
（５）前記振動部をフレーム部材に固定するための支持
部を、前記弾性体の前記平面に生じる屈曲振動定在波の
節部の位置に設けたことを特徴とする請求項４記載の超
音波駆動装置。
（６）前記振動部をフレーム部材に固定するための支持
部を、前記弾性体の前記平面に生じる屈曲振動定在波及
び縦振動定在波の節部の位置に設けたことを特徴とする
請求項４記載の超音波駆動装置。
（７）前記縦振動を生起させる第１の圧電体と前記屈曲
振動を生起させる第２の圧電体とを配設してなることを
特徴とする請求項１記載の超音波駆動装置。
（８）前記第２の圧電体は一対の圧電体からなることを
特徴とする請求項７記載の超音波駆動装置。
（９）前記第１の圧電体に交流電圧を印加する第１の電
源と前記第２の圧電体に交流電圧を印加する第２の電源
とからなることを特徴とする請求項７又は８記載の超音
波駆動装置。
（１０）浮揚力を与える前記縦振動と駆動力を与える前
記屈曲振動とを生起させる前記弾性体の端面であつて、
かつ屈曲振動定在波の節部以外の位置に圧着して、振動
時の前記弾性体から駆動力を得る移動部と、を備えてな
ることを特徴とする請求項１〜９又は１０記載の超音波
駆動装置。
（１１）前記弾性体の端面に前記移動部に駆動力を伝達
する突起部を設けてなることを特徴とする請求項１０記
載の超音波駆動装置。
（１２）前記移動部に前記弾性体から駆動力を伝達され
る突起部を設けてなることを特徴とする請求項１０記載
の超音波駆動装置。
（１３）前記移動部が回転可能な円板からなることを特
徴とする請求項１０記載の超音波駆動装置。
（１４）前記移動部が回転可能なリングからなることを
特徴とする請求項１０記載の超音波駆動装置。
（１５）前記移動部が回転可能なローラからなることを
特徴とする請求項１０記載の超音波駆動装置。
（１６）縦振動が共振周波数で励振されると、屈曲振動
の共振を誘起する程に両者の共振周波数が一致ないしは
接近した振動特性を有する平板状の弾性体の平面に圧電
体を接着して、前記弾性体の縦振動共振周波数で前記圧
電体を励振させることにより、前記弾性体の一つの端面
に浮揚力を与える縦振動と駆動力を与える屈曲振動とを
生起させることを特徴とする超音波駆動方法。
（１７）前記弾性体をその端面において、反対称振動モ
ードの屈曲振動で励振させることを特徴とする請求項１
６記載の超音波駆動方法。