JPH05137359A - 超音波振動子および超音波駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】コンパクトでエネルギー変換効率がよく、しか
も大きな振動出力を取り出すことができ、リニアモータ
として用いた場合に、駆動対象物を可逆的に移動可能で
ある上、設計上の制約が少なく、製作容易な超音波振動
子およびこの振動子を有する超音波駆動装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】圧電素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが固定され、
定在波型の屈曲振動を発生させる弾性体１と、一端を上
記弾性体１に固定され、該屈曲振動の振幅に対し、略垂
直な方向に積層されて、該積載方向に往復振動を発生さ
せる積層型圧電素子４，５とを具備したことを特徴と
し、また、超音波駆動装置は、上記超音波振動子１０を
有し、上記弾性体１もしくは積層型圧電素子４，５の他
端に対し、上記屈曲振動の振幅方向に圧接され、上記屈
曲振動および往復振動により該弾性体１および積層型圧
電素子４，５に対して相対移動される圧接部材とを具備
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波振動子および超
音波駆動装置、詳しくは、定在波型の屈曲振動を発生さ
せる弾性体を有する超音波振動子および超音波駆動装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電磁型モータに代わる新しいモー
タとして、超音波モータが脚光を浴びている。この超音
波モータは原理的に新しいというだけでなく、従来のモ
ータに比べて、次のような利点を有している。

【０００３】（１）薄型、軽量、コンパクトである。

【０００４】（２）ギヤーなしで低速、高トルクが得ら
れる。

【０００５】（３）部品構成が単純で信頼性が高い。

【０００６】（４）磁気的影響の授受がない。

【０００７】（５）バックラッシがなく位置決めが容易
である。

【０００８】かくしてこれらの利点を生かすべき、種々
の応用技術の研究が進められている。

【０００９】そして、この超音波モータは大きく回転型
とリニア型に分けられる。

【００１０】図２４〜図２７は、従来のリニア型の超音
波モータを示した図である。

【００１１】図２４は第１の従来例を示したものであっ
て、図中、左側のランジュバン型圧電振動子１０１を振
動させて、ホーン１０２の先端を弾性体からなる伝搬棒
１０３につき当てる。すると、伝搬棒１０３には屈曲進
行波が発生する。この屈曲進行波は実線矢印Ｄで示すよ
うに伝搬棒１０３を右方向に伝搬していく。そして、こ
の進行波は伝搬棒１０３の右端につき当てられている上
記ホーン１０２と同様なホーン１０４を介してランジュ
バン型圧電振動子１０５を励振させる。

【００１２】このとき、図中、インダクタンス成分Ｌと
抵抗成分Ｒとを適当に選択してインピーダンス整合をさ
せ、上記進行波のエネルギーをすべて吸収させる。こう
すると上記進行波は、常に定常的に左から右方に進むこ
とになる。

【００１３】ここで、このような屈曲進行波の生じてい
る伝搬棒１０３の表面に、スライダー１０６をある一定
の押圧力で圧接保持させると、該スライダー１０６は実
線矢印Ｈで示すように図中、左方向へと移動していく。

【００１４】図２５は、上記伝搬棒１０３の屈曲進行波
とスライダー１０６との関係を模式的に示す斜視図であ
る。なお、図中、符号１０３Ａは上記伝搬棒１０３（図
２４参照）に相当する弾性体、符号１０６Ａは、上記ス
ライダー１０６に相当する移動体である。図示の如く、
該弾性体１０３Ａの質点Ｐは楕円軌跡を描いている。し
たがって、この図中、左回りの楕円軌道を描いている同
弾性体１０３Ａの上に該移動体１０６Ａを所定の圧力で
圧接させると、同移動体１０６Ａはその進行波の進行方
向Ｄとは逆方向、すなわち、図中、左方向に駆動され
る。なお、進行波の伝搬方向を逆にすれば、上記移動体
１０６Ａは図中、右方向に駆動される。

【００１５】図２６は、第２の従来例の構成を示す図で
ある。ランジュバン型圧電振動子１０７の先端には振動
体１０８が取り付けられている。そして、上記振動体１
０８の先端がスライダー１０６Ｂに対し、このスライダ
ー１０６Ｂの面の法線に対して所定の角度θだけ傾斜し
た状態で、一定の押圧力で接触している。該ランジュバ
ン型圧電振動子１０７に対して、交流電源１０９からラ
ンジュバン型振動子の固有振動数と同一の周波数の交流
電圧を印加すると、同ランジュバン型圧電振動子１０７
は縦振動を行う。このとき、振動体１０８の先端がスラ
イダー１０６Ｂに所定の角度θで当接していることか
ら、該振動体１０８は横振動をも行う。これらの振動の
合成により該振動体１０８の先端は楕円軌道を描く。か
くして、スライダー１０６Ｂは、図中、矢印で示すよう
に左方向に移動する。

【００１６】図２７は、第３の従来例を示す図で、特開
昭６２−１３５２７８号公報により開示された超音波振
動子の構成を示している。矩形状をなす導電体の振動子
１１０の両面には、圧電素子１１１，１１２が接着され
ている。この圧電素子１１１，１１２からは、電圧印加
用のリード端子ＡＡ，ＢＢが引き出されており、該振動
子１１０からは、接地端子Ｅが引き出されている。該振
動子１１０の形状は、同振動子１１０の縦振動の共振周
波数とたわみ振動の共振周波数とが一致するような形状
となっている。

【００１７】かくして、上記リード端子ＡＡ，ＢＢに上
記共振周波数を有する交流電圧を一定の位相差をもって
印加すると、該振動子１１０の端面Ｓの質点が楕円運動
を行う。そこでスライダー１０６Ｃを上記端面Ｓに対し
て一定の圧力で押圧すると、このスライダー１０６Ｃ
は、図中、矢印ＨＨの方向に移動する。この移動方向は
上記端子ＡＡと端子ＢＢとに印加する電圧の位相差によ
り決定される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記図２４〜図２７に
示した超音波モータは、振動子の質点における楕円軌跡
運動のエネルギーを移動体（スライダー）への摩擦によ
り伝達することを基本原理としている。

【００１９】図２４に示した第１の従来例では、伝搬棒
１０３の全体に進行波を発生させなければならないた
め、効率が悪い上、装置全体が大型化してしまうという
問題点があった。

【００２０】また、図２６に示した第２の従来例では、
スライダー１０６Ｂの進行方向が一方向に限定される
上、上記第１の従来例と同様に装置全体が大型化してし
まうという問題点があった。

【００２１】さらに、図２７に示す第３の従来例では、
振動子１１０の両面に接着した圧電素子１１１と同１１
２とで振幅出力を得るものであるため、スライダー１０
６Ｃを移動するための大きな力を確保することが困難で
ある。したがって、より大きな振動出力を得るべく上記
振動子１１０の側面に接着する圧電素子１１１，１１２
の枚数を増やすと、その分だけ装置が大型化してしまう
欠点があった。また、この従来例は、振動子１１０の縦
振動とたわみ振動とを合成して楕円運動を発生させよう
とするものであるが、両振動が何れも共振状態でないと
大きな出力が得られない。よって、縦振動の共振周波数
とたわみ振動の共振周波数を一致させる必要がある。こ
のために、トライアンドエラーで振動子１１０の形状を
決めていかなければならず、多大な労力を要し、かつ、
製作が容易でないという問題点があった。

【００２２】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、コンパクトでエネルギー変換効率がよく、し
かも大きな振動出力を取り出すことができ、リニアモー
タとして用いた場合に、駆動対象物を可逆的に移動可能
である上、設計上の制約が少なく、製作容易な超音波振
動子およびこの振動子を有する超音波駆動装置を提供す
ることを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による超音波振動子は、圧電素子が固定さ
れ、定在波型の屈曲振動を発生させる弾性体と、一端を
上記弾性体に固定され、該屈曲振動の振幅に対し、略垂
直な方向に積層されて、該積載方向に往復振動を発生さ
せる積層型圧電素子とを具備したことを特徴とし、ま
た、超音波駆動装置は、上記超音波振動子を有し、上記
弾性体もしくは積層型圧電素子の他端に対し、上記屈曲
振動の振幅方向に圧接され、上記屈曲振動および往復振
動により該弾性体および積層型圧電素子に対して相対移
動される圧接部材とを具備したことを特徴とする。

【００２４】

【作用】本発明においては、弾性体の側面に貼付された
圧電素子に、該弾性体が有する固有の屈曲共振周波数と
同じ周波数の交番電圧を印加し、同弾性体に共振屈曲振
動を発生させる。また、これと同時に、上記弾性体の上
記共振屈曲振動の振幅に対し略垂直方向に積層された積
層型圧電素子に、上記共振周波数と同じ周波数の交番電
圧を印加し、同弾性体を上記共振屈曲振動に対し垂直な
方向の振動をも与える。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００２６】図１は、本発明の第１実施例を示す超音波
振動子１０の斜視図である。

【００２７】図において、矩形で薄い短冊状の弾性体１
は、たとえば、ステンレス鋼，りん青銅，黄銅，アルミ
ニウム等の弾性を有する金属で形成されている。この弾
性体１の上面の中央部には、矩形板状の、たとえば、Ｐ
ＺＴ等で形成された圧電セラミックス（以下、圧電素子
という）２ａが、その一面において接着剤、たとえば、
エポキシ樹脂系等の接着剤で接着されている。また、上
記弾性体１の下面の中央部の、上記圧電素子２ａが接着
されている位置の対称位置には、該圧電素子２ａと同様
な形状、材質である圧電素子２ｃが、その一面を接着面
に固着されている。また、この圧電素子２ｃを挟んで図
中、左右対称位置には、上記圧電素子２ａよりやや小型
で同様な材質である圧電素子２ｂおよび２ｄが、その一
面を接着面として固着されている。

【００２８】これら４枚の圧電素子２ａ〜２ｄの分極方
向は、図中、矢印Ｘ１〜Ｘ４で示す方向となっている。
また、各圧電素子２ａ〜２ｄの他面である表面には銀等
を焼き付けることで表面電極が形成されていて、これら
各圧電素子２ａ〜２ｄは、接続線Ｙ１〜Ｙ３で図示の如
く電気的に接続されているとともに、圧電素子２ｃの表
面からは電気端子Ａが引き出されていて、超音波振動子
の駆動回路、たとえば図９に示すような駆動回路内の増
幅器３６ｂの出力端に接続されている。

【００２９】また、上記弾性体１の上面の、上記圧電素
子２ａを挟んで図中、左右対称位置には、該弾性体１の
長手方向に垂直な向きに矩形の突起部３ａ，３ｂが突設
されていて、同弾性体１の、図中、手前側の正面の一側
方寄りの表面からは電気端子Ｇが引き出されていて、駆
動回路のグランドに接続されている。

【００３０】上記弾性体１の図中、左右両端面にはそれ
ぞれ、該端面とほぼ同一形状の端面を有する薄板状の矩
形の圧電セラミックスが、互いに分極の向きが逆方向に
なるように、図示の如く数枚〜数百枚程、その端面を接
着面として積層接着されている。ここで、図中、左側の
積層圧電体を左積層圧電体４、同右側を右積層圧電体５
と称す。また、図示しないが、各積層圧電体はその側面
で１層おきに接続手段（図示しない）で接続されてい
て、該積層圧電体４および５の両側面からは図示の如く
電気端子Ｂ，Ｂ’，Ｇが引き出されていて、これら端子
はそれぞれ、上記駆動回路内の増幅器３６ｃ，３６ｄの
出力端子およびグランドに接続されている。なお、該積
層圧電体の各圧電体の間には図示しない絶縁手段が配設
されている。

【００３１】上記左積層圧電体４および右積層圧電体５
の各端面にはそれぞれ、該端面とほぼ同一形状の端面を
有する、たとえば、ステンレス鋼，りん青銅，黄銅，ア
ルミニウム等の金属材料で形成されている固定部６，７
が、その端面を接着面として固着されている。この各固
定部６，７の上面のほぼ中央には、固定基台等（図示し
ない）にビス等により該超音波振動子１０を固定するた
めのタップ孔８ａ，８ｂが穿設されている。

【００３２】図２は、上記超音波振動子１０を手前側か
ら見た正面図である。

【００３３】再び図１に戻り、この超音波振動子１０の
作用について説明する。

【００３４】上記弾性体１の上下面に接着固定された圧
電素子２ａ〜２ｄに交番電圧を印加する。すると、上記
振動子１０には、その両端が上記固定基台等に固定され
た状態で該振動子１０全体に亘って屈曲振動（ベンディ
ング振動）が発生する。そして、上記交番電圧の周波数
が、該振動子１０が有するある特定の固有周波数ｆｒに
なると、同振動子１０には定在波が発生し振幅の大きな
振動を起こす。

【００３５】図３は上記定在波の振動モードを示した線
図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、１次モ
ード，２次モード，３次モードの振動モードを示してい
る。本第１実施例の超音波振動子１０においては上記３
次モードを用いるため、上記交番電圧は３次モードの固
有周波数ｆｒを有する電圧を印加する。すると、該超音
波振動子１０には上記図３（ｃ）に示す３次モードの振
動が励起され、３カ所の腹α，β，γがある振動を発生
する。上記突起部３ａ，３ｂ（図１参照）は、超音波振
動子１０に生ずる上記３カ所の腹α，β，γのうち、２
カ所の腹α，βの位置、すなわち、最も大きく振幅を生
じる位置に設けられていて、図１の図中、矢印Ｎの方向
に互いに同位相の振動をするようになっている。

【００３６】再度、図１に戻り左右の積層圧電体の作用
について説明する。

【００３７】上記左右の積層圧電体４，５にそれぞれ、
互いに位相が逆のある周波数ｆの交番電圧を印加する。
すると、たとえば、左積層圧電体４は図中、矢印Ｍの方
向に縮み、逆に右積層圧電体５は同矢印Ｍの方向に伸び
て、上記弾性体１は図中、左方向に移動する。次の瞬
間、すなわち、上記周波数ｆの１／２周期後には左積層
圧電体４が矢印Ｍの方向に伸び、右積層圧電体５が同矢
印Ｍの方向に縮んで、同弾性体１は図中、右方向に移動
する。このとき、上記突起部３ａ，ｂは、上述したよう
に図中、矢印Ｎの方向に固有周波数ｆｒで振動するとと
もに、上記左右の積層圧電体４，５の伸縮振動により、
上記周波数ｆで図中、矢印Ｍの方向にも振動することに
なる。なお、上記積層圧電体４，５に印加する交番電圧
の周波数ｆは、上記圧電素子２ａ〜２ｄに印加する交番
電圧の周波数ｆｒと同じ周波数を用いてもよいことはい
うまでもない。

【００３８】このような交番電圧を印加することにより
生じる、上記弾性体１の屈曲振動と上記積層圧電体４，
５による振動を位相差を変位させて合成することで、上
記突起部３ａ，３ｂの先端部に、図４（ａ）〜（ｄ）に
示すような種々のモードの振動を発生させることが可能
である。なお、図４に示す振動モードのうち、（ｂ）お
よび（ｄ）に示す振動モードを超音波楕円振動と呼ぶ。

【００３９】いま、上記突起部３ａ，３ｂの先端に上記
図４（ｂ）に示すような超音波楕円振動が生じていると
き、この突起部３ａ，３ｂの先端に、図１の矢印Ｍの方
向に可動自在となるようにスライダー（図示しない）を
圧接させると、このスライダーは、超音波楕円振動をし
ている該突起部３ａ，３ｂの先端部に生じる押圧力によ
って図中、右方向に移動させられる。また、上記突起部
３ａ，３ｂの先端に、上記図４（ｄ）に示すような超音
波楕円振動を発生させると、該スライダーは図中、左方
向に移動することとなる。

【００４０】図５は、本第１実施例の超音波振動子を用
いた、本発明の超音波駆動装置の１実施例を示した図
で、該超音波振動子の手前側から見た正面図である。

【００４１】図に示すように、超音波振動子１０を固定
するための基台１１の上面には、該超音波振動子１０を
該基台１１の上面に載置する際、この振動子１０の固定
部６，７に対向する位置にそれぞれ突出部１１ａ，１１
ｂが形成されていて、超音波振動子１０を載置した際
に、同振動子１０の下面の、固定部６と固定部７との間
の部分と該基台１１の上面との間には、圧電素子２ｂ〜
２ｄの振動を妨げない程度以上の隙間が空くようになっ
ている。また、この突出部１１ａ，１１ｂには該超音波
振動子１０のタップ孔８ａ，８ｂに対向する位置に穿設
孔が設けられていて、該超音波振動子１０は、たとえば
ビス１２ａ，１２ｂ等を用いて、図示の如く該基台１１
に載置、固定されるようになっている。

【００４２】上記基台１１に載置、固定された超音波振
動子１０の上面の突起部３ａ，３ｂの先端には、ベアリ
ング１４，付勢ばね１５，固定支持部１６からなる圧接
手段でスライダー１３が圧接されている。このとき、上
記圧接手段は、該スライダー１３が、図中、左右方向と
上下方向に、ある程度可動できるように適当な力をもっ
て同スライダー１３を上記突起部３ａ，３ｂに押しつけ
ている。

【００４３】いま、上記突起部３ａ，３ｂの先端に上述
したような超音波楕円振動を与えると、上記スライダー
１３は上述した作用により図中、左右方向に直線運動を
行う。なお、該突起部３ａ，３ｂは、必ずしも図１に示
すような突条の形状でなくてもよく、たとえば、図６に
示すような突起形状を有していてもよい。同図におい
て、（ａ）には突起部３ａＡ，３ｂＡの幅を短くした例
を、（ｂ）には突起部３ａＢ，３ｂＢを半球状にした例
を挙げてある。これらの形状を採用した場合において
も、図１に示される形状の場合と同様な効果を得ること
ができる。

【００４４】図７は、本発明の第２実施例を示す超音波
振動子２０の正面図である。

【００４５】この第２実施例の上記第１実施例との相違
点は、弾性体１の、圧電素子２ａ〜２ｄが接着固定され
ている部分２１の断面積を、該弾性体１の両端に位置す
る左右の積層圧電体４，５の断面積に比べて相対的に小
さくした点にあり、その他の構成、作用は上記第１実施
例と同様である。これにより、本第２実施例の超音波振
動子２０は、上記第１実施例の超音波振動子１０より大
きな超音波楕円振動を得ることができる。

【００４６】図８は、本発明の第３実施例を示す超音波
振動子３０の正面図である。

【００４７】この第３実施例の上記第１実施例との相違
点は、弾性体１の所定の位置に、この弾性体１の振動を
検出する振動検出圧電素子３１が設けられた点にあり、
その他の構成は上記第１実施例と同様である。

【００４８】一般に、超音波振動子は温度係数を有して
おり、温度変化によって共振振動周波数が変化する。し
たがって、実際に超音波振動子を用いる際には、常に最
大の振幅が得られるように工夫する必要があり、これを
実現する手段として該超音波振動子の振動状態を検知し
て最適な周波数で同振動子を駆動する方法が考えられ
る。

【００４９】上記振動検出圧電素子３１は、弾性体１の
所定の位置、たとえば、本実施例においては同弾性体１
の上面の、圧電素子２ａと突起部３ａとの間に、１面を
接着面として同弾性体１に固着されており、他面である
表面からは電気端子Ｆが引き出されていて、後述する駆
動回路内の増幅器３６ａ（図９参照）の入力端に接続さ
れている。そして、該弾性体１の振動を該駆動回路にフ
ィードバックするようになっている。

【００５０】図９は、本第３実施例の超音波振動子３０
の駆動回路の電気回路をブロックで示した図である。

【００５１】上記超音波振動子３０の各圧電素子に印加
される交番電圧を生成する発振回路３２の出力端は、増
幅器３６ｃを介して左積層圧電素子４から引き出されて
いる電気端子Ｂ（図８参照）に接続されているととも
に、位相反転回路３５，増幅器３６ｄからなる直列回路
を介して、右積層圧電素子５から引き出されている電気
端子Ｂ’（図８参照）に接続されていて、この左右の積
層圧電素子には互いに位相が逆である交番電圧が印加さ
れるようになっている。また、上記発振回路３２の出力
端は、移相回路３４，増幅器３６ｂからなる直列回路を
介して、圧電素子２ｃから引き出されている電気端子Ａ
（図８参照）に接続されているとともに、上記振動検出
圧電素子３１からの出力振動信号より位相を検出する位
相検出回路３３の一入力端子に接続されている。

【００５２】また、上記振動検出圧電素子３１の電気端
子Ｆからの出力信号が入力する上記増幅器３６ａの出力
端は、整流回路３７を介して上記発振回路３２の入力端
に接続されていて、該出力信号に基づいて該発振回路３
２の交番電圧の生成を制御するようになっている。ま
た、上記増幅器３６ａの出力端は、上記位相検出回路３
３の一入力端にも接続されており、さらに、この位相検
出回路３３の出力端は上記移相回路３４の一入力端に接
続されていて、上記圧電素子３１からの出力信号に基づ
いて電気端子Ａに現れる交番電圧を制御するようになっ
ている。

【００５３】次に、この第３実施例の作用について図８
および図９を参照して説明する。

【００５４】いま、上記発振回路３２で生成された交番
電圧が、上記移相回路３４，位相反転回路３５等を経て
各電気端子Ａ，Ｂ，Ｂ’に印加されると、超音波振動子
３０の突起部３ａ，３ｂの先端に前述のとおり超音波楕
円振動が発生する。このとき、上記振動検出圧電素子３
１には、上記弾性体１のある位置における振動に対応す
る振動が発生し、この振動により生成される電気信号
（以下、フィードバック信号という）が上記電気端子Ｆ
上に現れ、このフィードバック信号が増幅器３６ａ，整
流回路３７を経て上記発振回路３２に入力される。そし
て、この発振回路３２は、入力される該フィードバック
信号が最大となるように交番電圧の発振周波数を調整す
る。

【００５５】一方、上記フィードバック信号は位相検出
回路３３にも入力され、この位相検出回路３３は、該フ
ィードバック信号と上記発振回路３２の出力信号との位
相差が、＋９０°あるいは−９０°となるように移相回
路３４を制御する。

【００５６】このようにして超音波振動子３０の突起部
３ａ，３ｂの先端に、図４（ｂ）あるいは（ｄ）に示す
ような超音波楕円振動を安定して励起させることが可能
となる。

【００５７】図１０は、本発明の第４実施例を示す超音
波振動子４０の斜視図である。

【００５８】この第４実施例の上記第１実施例との相違
点は、該第１実施例が弾性体の屈曲振動として図３
（ｃ）に示したような３次モードの振動を用いたのに対
して、本第４実施例では同図３（ａ）に示す１次モード
の振動を用いた点にある。すなわち、上記第１実施例に
おいては、超音波楕円振動を起こさせる突起部を２カ所
設けていたのに対して、本第４実施例では上記１次モー
ドの振動を用いるため該突起部を１カ所にしている。

【００５９】図に示すように、弾性体４１の上面の中央
部に突起部４３が設けられていて、この突起部４３を挟
んで図中、左右に圧電素子４２ａ，４２ｂがそれぞれ配
設されている。さらに、該弾性体４１の下面には、この
下面を覆うように圧電素子４２ｃが配設されている。な
お、これら圧電素子４２ａ〜４２ｃは、その分極方向が
図中、矢印Ｘ５〜Ｘ７になるように配設されている。

【００６０】本第４実施例のその他の構成および作用は
上記第１実施例と同様である。

【００６１】図１１は、本発明の第５実施例を示す超音
波振動子５０を上方より見た平面図である。

【００６２】この第５実施例の上記第１実施例との相違
点は、弾性体の形状および圧電素子，積層圧電体の個数
ならびに配置が異なる点にある。

【００６３】図において、十字形の弾性体５１は、たと
えば、ステンレス鋼，りん青銅，黄銅，アルミニウム等
の弾性を有する金属で形成されている。この弾性体５１
の十字形の各腕部５１ａ〜５１ｄの上面には、矩形板状
の４枚の圧電素子５２ａ〜５２ｄが、その分極方向が同
じになるように接着固定されている。また、図示しない
が、該弾性体５１の下面の上記圧電素子５２ａ〜５２ｄ
が接着固定されている位置の対称位置には、該圧電素子
５２ａ〜５２ｄと同様な４枚の圧電素子５２ｅ〜５２ｈ
が、その分極方向が該圧電素子５２ａ〜５２ｄと同様に
なるように接着固定されている。

【００６４】また、各圧電素子５２ａ〜５２ｈの表面に
は表面電極が形成されていて、これら各圧電素子５２ａ
〜５２ｈは、接続線Ｙ４〜Ｙ１１（Ｙ８〜Ｙ１１は図示
せず）で図示の如く電気的に接続されているとともに、
圧電素子５２ｂおよび５２ｆの表面からはともに電気端
子Ａが引き出されていて、超音波振動子の駆動回路内の
増幅器３６ｂ（図９参照）等の出力端に接続されてい
る。

【００６５】また、上記弾性体５１の上面の中央部に
は、図中、手前側に突設した突起部５３が配設されてい
て、さらに、同弾性体５１の腕部５１ｃの図中、手前側
の下面からは電気端子Ｇが引き出されていて、駆動回路
等のグランドに接続されている。

【００６６】上記弾性体５１の各腕部５１ａ〜５１ｄの
端面にはそれぞれ、該各端面とほぼ同一形状の端面を有
する薄板状の矩形圧電セラミックスが、互いに分極の向
きが逆方向になるように、図示の如く数枚〜数百枚程、
その端面を接着面として積層接着されている。ここで、
図中、上側の積層圧電体を上積層圧電体５４、同下側を
下積層圧電体５５、同右側を右積層圧電体５６、同左側
を左積層圧電体５７と称す。また、各積層圧電体はその
側面で１層おきに接続手段（図示しない）で接続されて
いて、該積層圧電体５４，５５，５６，５７の両側面か
らは図示の如く電気端子Ｂ，Ｂ’，Ｃ，Ｃ’，Ｇが引き
出されている。なお、該積層圧電体の各圧電体の間には
図示しない絶縁手段が配設されている。

【００６７】上記各積層圧電体５４，５５，５６，５７
の各端面にはそれぞれ、該端面とほぼ同一形状の端面を
有する、たとえば、ステンレス鋼，りん青銅，黄銅，ア
ルミニウム等の金属材料で形成されている固定部５９ａ
〜５９ｄが、その端面を接着面として固着されている。
そして、この各固定部５９ａ〜５９ｄの上面ほぼ中央に
は、固定基台等（図示しない）にビス等により該超音波
振動子５０を固定するためのタップ孔５８ａ〜５８ｄが
穿設されている。

【００６８】次に、本第５実施例の作用について説明す
る。

【００６９】まず、上記４カ所の固定部５９ａ〜５９ｄ
を上記固定基台にビス等により固定する。そして、電気
端子Ａに交番電圧を印加、すなわち、圧電素子５２ａ〜
５２ｈに交番電圧を印加して弾性体５１に屈曲振動を励
起させる。これにより上記突起部５３は図中、紙面に対
して垂直方向に振動する。また、同時に電気端子Ｂ，
Ｂ’，Ｃ，Ｃ’にも、すなわち、上記各積層圧電体５
４，５５，５６，５７にも、互いに位相を調整した同周
波数の交番電圧を印加して、上記屈曲振動と合成して突
起部５３の先端に超音波楕円振動を励起させる。

【００７０】いま、図示しない平板状のスライダーを、
図中、紙面の垂直上方より移動可能なようにベアリング
等を介して該突起部５３の先端に圧接させる。ここで、
該スライダーを、図中、矢印Ｔの方向に移動させたい場
合、上記上下積層圧電体５４，５５に互いに逆位相とな
る交番電圧を印加して、該突起部５３に超音波楕円振動
を励起させる。また、該スライダーを図中、矢印Ｕの方
向に移動させたい場合、上記左右積層圧電体５７，５６
に互いに逆位相となる交番電圧を印加して、該突起部５
３に超音波楕円振動を励起させる。そして、該スライダ
ーを図中、紙面と平行な任意の方向に移動させたい場
合、上記上下左右各積層圧電体５４〜５７に互いに位相
を調整された交番電圧を印加することにより、上記突起
部５３の先端に生じる超音波楕円振動の振動面を任意に
変えることが可能となる。

【００７１】なお、一般に積層圧電体は、その積層方向
に垂直な方向の力が加わると破損する場合があり、本第
５実施例の場合、各積層圧電体を同時に駆動させると互
いにその側面に押圧力が加わる。しかしながら、この押
圧力は微小なものであり、該積層圧電体に影響を与える
ものではない。

【００７２】図１２は、本発明の第６実施例を示す超音
波振動子６０の斜視図である。

【００７３】この第６実施例の上記第１実施例との相違
点は、断面が円形となっている点、および弾性体と圧電
素子との配置構成が異なっている点にある。

【００７４】図において、７つの円柱形状の弾性体６１
ａ〜６１ｇの、ほぼ屈曲振動の腹に対応する位置に６枚
の薄い円柱形状の圧電素子６２ａ〜６２ｆが、図示の如
く該弾性体６１ａ〜６１ｇに挟まれるように接着固定さ
れている。この各圧電素子６２ａ〜６２ｆはそれぞれ、
上半部と下半部で図中、矢印Ｚ１〜Ｚ１２に示すように
分極処理がなされており、また、図示の如く配線処理が
なされている。そして、圧電素子６２ｆの周面より電気
端子Ａが引き出されていて、駆動回路に接続されるよう
になっている。

【００７５】また、弾性体６１ｂおよび６１ｆの周面の
互いに同一となる位置には、半球状の突起部６３ａ，６
３ｂがそれぞれ突設されている。そして、弾性体６１
ｂ，６１ｄ，６１ｆの周面からは電気端子Ｇが引き出さ
れていて駆動回路のグランドに接続されるようになって
いる。

【００７６】その他の構成および作用は、積層圧電体お
よび固定部の形状が円柱形状である点以外、上記第１実
施例と同様である。

【００７７】図１３は、本発明の第７実施例を示す超音
波振動子７０の斜視図である。

【００７８】この第７実施例は、圧電素子の配置が異な
る他は、基本的には上記第１実施例と同様な構成を有し
ている。

【００７９】図に示すように、平板上の弾性体７１は、
上記第１実施例における弾性体１と同様に、たとえば、
ステンレス鋼・りん青銅・黄銅・アルミニウム等の弾性
を持つ金属材料で形成されている。この弾性体７１の上
下面には、短冊状の圧電素子７２ａ〜７２ｄが２枚づ
つ、その一面を接着面にして、たとえば、低粘度のエポ
キシ系接着剤により図示の如く接着されている。この圧
電素子７２ａ〜７２ｄの分極方向は、図中、矢印で示し
た通りである。また、該圧電素子７２ａ〜７２ｄの、他
面である表面には銀ペーストや無電解メッキ等による表
面電極が形成されていて、これら各圧電素子７２ａ〜７
２ｄは、図示の如く電気的に接続されているとともに、
圧電素子７２ａ，７２ｂの表面からは電気端子Ａが、ま
た、圧電素子７２ｃ〜７２ｄの表面からは電気端子Ａ’
がそれぞれ引き出されていて、超音波振動子の駆動回路
である、高周波電源１５３およびフェイズシフタ１５４
と図示の如く接続されている。

【００８０】上記弾性体７１の両端面には、上記第１実
施例と同様に、該端面とほぼ同一形状の端面を有する薄
板状の矩形の圧電セラミックスが、互いに分極の向きが
逆方向になるように、図示の如く数枚〜数百枚程、その
端面を接着面として積層接着されている。ここで、図
中、左側の積層圧電体を左積層圧電体７４、同右側を右
積層圧電体７５と称す。また、図示しないが、各積層圧
電体はその側面で１層おきに接続手段（図示しない）で
接続されていて、該積層圧電体７４および７５の両側面
からは図示の如く電気端子Ｂ，Ｂ’，Ｇが引き出されて
いて、これら端子はそれぞれ、上記高周波電源１５３お
よびフェイズシフタ１５４と図示の如く接続されてい
る。なお、上記電気端子Ａ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’には、上記
第１実施例と同様に、上記図９において説明した駆動回
路が接続されてもよい。この場合、該電気端子Ａ，Ａに
は上記駆動回路内の増幅器３６ｂの出力端が、また、電
気端子Ｂ，Ｂ’には同駆動回路内の増幅器３６ｃ，３６
ｄの出力端子がそれぞれ接続されている。また、上記積
層圧電体の各圧電体の間には図示しない絶縁手段が配設
されている。

【００８１】さらに、上記左積層圧電体７４および右積
層圧電体７５の各端面にはそれぞれ、たとえば、ステン
レス鋼，りん青銅，黄銅，アルミニウム等の金属材料で
形成されている固定部７６，７７が、その端面を接着面
に、たとえば、低粘度のエポキシ系接着剤により固着さ
れている。また、上記固定部７６，７７の図中、下部に
はそれぞれ、半円柱状の形状を有する突起部７３ａ，７
３ｂが形成されている。なお、弾性体７１、積層圧電素
子７４，７５ 、固定部７６，７７の間は、積層圧電素
子の両端に接合された弾性体よりなる絶縁板（図示せ
ず）により、電気的に絶縁されている。

【００８２】また、上記弾性体７１中央の、２次の曲げ
振動の節には、該弾性体７１の正面から後面に向けてシ
ャフト１５０が貫設固定されていて、このシャフト１５
０に、たとえば、図１６に示すような、ばね１５６を掛
けることでが該超音波振動子７０を可動自在に弾性固定
することができるようになっている。

【００８３】ここで、図１３〜図１６を用いて、上記超
音波振動子７０の作用について説明する。

【００８４】まず、圧電素子７２ａ〜７２ｄの作用につ
いて述べる。圧電素子７２ａ〜７２ｄに高周波の交番電
圧を印加する。このとき、該印加電圧の周波数は、上記
弾性板７１の曲げ振動に関する２次モードの固有振動数
に一致させる。すると、上記弾性体７１は図１４で示す
様な中央部に振動の節ααを持つ２次の曲げモード振動
を生じる。このため、上記突起部７３ａ，７３ｂは、互
いに逆位相で振動することとなる。このとき、該振動の
方向は、図１５（ａ）に示すように上下方向となる。

【００８５】次に、上記積層圧電素子７４，７５ の作
用について述べる。

【００８６】該積層圧電素子７４，７５に同位相の高周
波の交番電圧を印加する。なお、この印加電圧は、上記
圧電素子７２ａ〜７２ｄに印加した交番電圧と同一の周
波数を有する交番電圧とする。この印加電圧により上記
積層圧電素子７４，７５は伸縮し、これと接合された突
起部７３ａ，７３ｂは、図１５（ｂ）に示すように左右
方向に逆位相で振動する。この振動に関しては、印加電
圧の周波数を長さ方向の振動に関する共振周波数とする
必要はない。

【００８７】上記の２つの交番電圧を同時に印加し、振
動を合成する事により、両突起部７３ａ，７３ｂには図
１５（ｃ）に示す楕円振動が生じる。この楕円振動によ
り、たとえば、図１６に示したように、ばね１５６およ
びローラ１６１によって突起部７３ａ，７３ｂに押圧さ
れた移動体１６２に推力を発生させることができる。

【００８８】これにより、楕円振動を効果的に励振する
ことができ、また、伸縮方向について共振を必要としな
いので、振動子の形状設定の自由度が大きい超音波振動
装置が実現できる。

【００８９】図１７は、本発明の第８実施例を示す超音
波振動子８０の斜視図である。

【００９０】この第８実施例は、基本的な構成は上記第
７実施例と同様であり、この第７実施例における弾性体
７１にフィードバック用の振動検出用圧電素子を設けた
ことを特徴とする。

【００９１】図に示すように、圧電素子７２ａの表面電
極を分割し、該圧電素子７２ａの一部を振動検出用圧電
素子８１とする。この振動検出用圧電素子８１は、前記
第３実施例における振動検出圧電素子３１と同等の働き
を成すものであり、該第３実施例の場合同様、その表面
からは電気端子Ｆが引き出されていて、前記駆動回路内
の増幅器３６ａ（図９参照）の入力端に接続されてい
る。そして、該弾性体７１の振動を該駆動回路にフィー
ドバックするようになっている。

【００９２】この第７実施例に接続される駆動回路は、
上記第３実施例における駆動回路と同等な回路を使用す
ることができる。したがって、本実施例の作用および効
果は上記第３実施例と同様なものとなる。

【００９３】なお、本実施例においては、上述したよう
に、振動検出用圧電素子８１は圧電素子７２ａを分割す
ることで形成されたが、これに限ることなく、たとえ
ば、圧電素子７２ａに該振動検出用圧電素子８１を一体
して積層形成してもよいし、あるいは、上記第３実施例
と同様に、弾性体７１上の、該圧電素子７２ａの近傍に
該振動検出用圧電素子８１を設けてもよい。これらの場
合においても本実施例と同様な効果を得ることができ
る。

【００９４】図１８は、本発明の第９実施例を示す超音
波振動子９０の斜視図である。

【００９５】この第９実施例は、基本的な構成および作
用は上記第７実施例と同様であり、上記第６実施例同
様、断面が円形になっている点、および弾性体と圧電素
子の配置構成が異なっている点においてのみ相違してい
る。

【００９６】本実施例には、上記第７実施例における弾
性体７１を、３つの円柱形状を有する弾性体９１で構成
し、該弾性体９１の間に円盤形状の圧電素子９２ａ，９
２ｂが図示の如く交互に配置され、また、該弾性体９１
の両端には、円盤形状の積層圧電素子９４，９５が接合
されるように配置されている。さらに該積層圧電素子９
４，９５を挟むように円盤形状の固定部９６，９７が接
合され、この固定部９６，９７の周面の互いに同一とな
る位置には、半球状に突起部９３ａ，９３ｂがそれぞれ
突設されている。そして、上記圧電素子９１の周面から
は、電気端子Ａ，Ａ’，Ｇが、また、積層圧電素子９
４，９５の周面からは、電気端子Ｂ，Ｂ’がそれぞれ図
示の如く引き出されていて、上記第７実施例同様に駆動
回路に接続されるようになっている。なお、上記圧電素
子９２ａ，９２ｂは、図１８中、下部に示したように面
に垂直の方向に、面の半分ずつで逆向きに分極させてお
り、分極の境界線が平行になるように該弾性体９１と接
合されている。

【００９７】本実施例の作用は、基本的には上記第７実
施例と同様であり、相違点についてのみ述べる。

【００９８】圧電素子９２ａ，９２ｂは、電気端子Ｂ−
Ｇ間に高周波の交番電圧を印加することにより、該圧電
素子９２ａ，９２ｂの厚さ方向に振動する。このとき、
分極の方向が上下で反転しているため、弾性体９１には
図１４に示したような２次モードの共振振動が発生す
る。

【００９９】したがって、上記第７実施例と比較し、弾
性体の曲げ振動の変位は減少するが、より大きな電圧を
印加できるため、高出力化を図ることが可能となる。

【０１００】図１９は、本発明の第１０実施例を示す超
音波振動子２００の外観斜視図および上面図である。

【０１０１】この第１０実施例も、上記実施例と同様に
基本的な構成は上記第７実施例と同様であり、相違点に
ついてのみ述べる。

【０１０２】上記第７実施例においては、２次の曲げ振
動の節である弾性体の中央部に設けられた前記シャフト
１５０に、前記ばね１５６を掛けて図１６に示したよう
に弾性体７１を弾性固定したが、本実施例では、該シャ
フト１５０に外部より軸受け１５１を嵌合させ、この軸
受け１５１の外輪に嵌合させた軸受けホルダ１５２の他
の部分を固定部（図示しない）に固着させる。これによ
り、超音波振動子２００は、軸受け１５１を介して軸受
けホルダ１５２により移動体（図示せず）に押しつけら
れるようになる。

【０１０３】したがって、該超音波振動子２００は、上
記シャフト１５０を中心に回動自在に保持されるため、
回動方向以外の変位は、振動も含め規制されることにな
る。

【０１０４】これにより、本実施例では、該超音波振動
子２００の弾性体７１の２次振動を妨げることなく、か
つ、超音波振動子としての駆動に寄与しない振れ等を生
じることなく該超音波振動子２００を保持することが可
能となる。

【０１０５】図２０は、本発明の第１１実施例を示す超
音波振動子２１０の斜視図および上面図である。

【０１０６】この第１１実施例も、基本的な構成は第７
実施例と同様であり、相違点についてのみ述べる。ま
た、本実施例は、上記第１０実施例の変形例としても考
えられる。

【０１０７】本実施例では、超音波振動子２１０の、２
次の曲げ振動の節である弾性体７１の中央部の正面およ
び後面側に、円錐状の窪み部１６４が設けられている。
そして、該弾性体７１の前方および後方には、円柱形状
であって一側面に上記窪み部１６４と同様な円錐状の窪
み部を有する保持部材１６５が、該一側面の窪み部が該
窪み部１６４に対向するように、また他側面が固定部１
７１に固着されてるように配設されている。さらに、該
保持部材１６５と上記窪み部１６４との間には、ステン
レス鋼等の高硬度の材質からなる球１６３が互いの窪み
部の内壁面に当接するように配設されていて、該球１６
３を介して保持部材１６５で上記超音波振動子２１０を
挾み、該超音波振動子２１０を保持するようになってい
る。これにより、超音波振動子２１０は、保持部材１６
５により球１６３を介して移動体（図示せず）に押しつ
けられることになる。

【０１０８】したがって、該超音波振動子２１０は、上
記第１０実施例と同様に、上記保持部材１６５を中心に
回動自在に保持されるため、回動方向以外の変位は、振
動も含め規制されることになる。

【０１０９】これにより、本実施例では、上記第１０実
施例よりも簡単な構造で該超音波振動子２１０の弾性体
７１の２次振動を妨げることなく、かつ、超音波振動子
としての駆動に寄与しない振れ等を生じることなく該超
音波振動子２１０を保持することが可能となる。

【０１１０】図２１は、本発明の第１２実施例を示す超
音波振動子２２０の斜視図および上面図である。

【０１１１】この第１２実施例も、基本的な構成は第７
実施例と同様であり、相違点についてのみ述べる。ま
た、上記第１１実施例と同様に本実施例も上記第１０実
施例の変形例として考えることもできる。

【０１１２】本実施例では、超音波振動子２２０の、２
次の曲げ振動の節である弾性体７１の中央部の正面およ
び後面側に、円錐状の窪み部１６４が設けられている。
そして、該弾性体７１の前方および後方には、円柱形状
であって一側面側が円錐状の突設部が形成されている保
持部材１７０が、該一側面側の該突設部が該窪み部１６
４に対向するように、また他側面が固定部１７１に固着
されてるように配設されている。さらに、該保持部材１
７０と上記窪み部１６４との間には、３個以上の、ステ
ンレス鋼等の高硬度の材質からなる球１６３が互いに上
記保持部材１７０の突設部の周面に当接するように配設
されていて、該球１６３を介して保持部材１７０で上記
超音波振動子２２０を挾み、該超音波振動子２２０を保
持するようになっている。これにより、超音波振動子２
２０は、保持部材１７０により球１６３を介して移動体
（図示せず）に押しつけられることになる。

【０１１３】したがって、該超音波振動子２２０は、上
記第１０実施例と同様に、上記保持部材１７０を中心に
回動自在に保持されるため、回動方向以外の変位は、振
動も含め規制されることになる。

【０１１４】これにより、本実施例では、上記第１０実
施例に比較し、球１６３と保持部材１７０との接触部が
点接触となるため、該超音波振動子２２０の弾性体７１
の２次振動を妨げることがより少なく、かつ、超音波振
動子としての駆動に寄与しない振れ等を生じることなく
該超音波振動子２２０を保持することが可能となる。

【０１１５】図２２は、本発明の第１３実施例を示す超
音波振動子２３０の斜視図および上面図である。

【０１１６】この第１３実施例も、基本的な構成は第７
実施例と同様であり、相違点についてのみ述べる。

【０１１７】本実施例では、一端部に細幅部１６７を有
する弾性板１６６を、該細幅部１６７において、超音波
振動子２３０の、２次の曲げ振動の節である弾性体７１
の中央部の正面および後面側に固着する。そして、上記
弾性板１６６の他端部は図示しない固定部に固着される
ようになっている。したがって、超音波振動子２３０
は、上記弾性板１６６により移動体（図示せず）に押し
つけられることとなり、上記細幅部１６７で弾性板１６
６が捩れ、該超音波振動子２３０を回動自在に保持す
る。

【０１１８】本実施例では、上記第１０実施例と比較
し、回動時に摺動がまったく生じないため、摩擦による
ロスがないという効果がある。。

【０１１９】図２３は、本発明の第１４実施例を示す超
音波振動子２４０の斜視図および正面図である。

【０１２０】この第１４実施例も、基本的な構成は上記
第７実施例と同様であり、相違点についてのみ述べる。

【０１２１】本実施例では、上記第７実施例におけるシ
ャフト１５０のかわりに、振動の節の部分にエッジの頂
点１６８ａを持つ角柱１６８を配設している。また、振
動子２４０は、エッジ受け１６９により、エッジの頂点
１６８ａを介して移動体（図示せず）に押しつけられる
ようになっている。

【０１２２】したがって、該振動子２４０は、エッジの
頂点１６８ａにおいて回動自在に保持される。

【０１２３】本実施例では、上記第１０実施例と比較
し、摺動が無い線接触で保持しているため、摩擦による
ロスがないという効果がある。

【０１２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
ンパクトでエネルギー変換効率がよく、しかも大きな振
動出力を取り出すことができ、リニアモータとして用い
た場合に、駆動対象物を可逆的に移動可能である上、設
計上の制約が少なく、製作容易な超音波振動子および、
この振動子を有する超音波駆動装置を提供することがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す超音波振動子の斜視
図。

【図２】上記第１実施例の超音波振動子の正面図。

【図３】定在波の振動モードを示した線図。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は、種々のモードの振動を示し
た線図。

【図５】上記第１実施例の超音波振動子を用いた、本発
明の超音波駆動装置の１実施例を示した正面図。

【図６】上記第１実施例の超音波振動子における突起部
の他の例をそれぞれ示す斜視図。

【図７】本発明の第２実施例を示す超音波振動子の正面
図。

【図８】本発明の第３実施例を示す超音波振動子の正面
図。

【図９】上記第３実施例の超音波振動子の駆動回路の電
気回路をブロックで示した線図。

【図１０】本発明の第４実施例を示す超音波振動子の斜
視図。

【図１１】本発明の第５実施例を示す超音波振動子を上
方より見た平面図。

【図１２】本発明の第６実施例を示す超音波振動子の斜
視図。

【図１３】本発明の第７実施例を示す超音波振動子の斜
視図。

【図１４】定在波の振動モードを示した線図。

【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、種々のモードの振動を示
した線図。

【図１６】上記第７実施例を具体的な使用法を示す斜視
図。

【図１７】本発明の第８実施例を示す超音波振動子の斜
視図。

【図１８】本発明の第９実施例を示す超音波振動子の斜
視図。

【図１９】本発明の第１０実施例を示す超音波振動子の
斜視図および上面図。

【図２０】本発明の第１１実施例を示す超音波振動子の
斜視図および上面図。

【図２１】本発明の第１２実施例を示す超音波振動子の
斜視図および上面図。

【図２２】本発明の第１３実施例を示す超音波振動子の
斜視図および上面図。

【図２３】本発明の第１４実施例を示す超音波振動子の
斜視図および正面図。

【図２４】従来のリニア型の超音波モータの一例を示す
正面図。

【図２５】上記従来の超音波モータの伝搬棒の屈曲進行
波とスライダーとの関係を模式的に示す部分拡大斜視
図。

【図２６】従来のリニア型の超音波モータの他の例を示
す正面図。

【図２７】従来のリニア型の超音波モータのさらに他の
例を示す斜視図。

【符号の説明】

１，７１…弾性体 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７
２ｄ…圧電素子 ３ａ，３ｂ，７３ａ，７３ｂ…突起部 ４，７４…左積層圧電体 ５，７５…右積層圧電体 ６，７，７６，７７…固定部 ８ａ，８ｂ…タップ孔 １０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９
０，２００，２１０，２２０，２３０，２４０…超音波
振動子 １１…基台 １３…スライダー １４…ベアリング １５…付勢ばね １６…固定支持部 ３１，８１…振動検出圧電素子 １５０…シャフト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今林 浩之 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電素子が固定され、定在波型の屈曲振動
   を発生させる弾性体と、 一端を上記弾性体の端部に固定され、該屈曲振動の振幅
   に対し、略垂直な方向に積層されて、該積層方向に往復
   振動を発生させる積層型圧電素子と、 を具備したことを特徴とする超音波振動子。
2. 【請求項２】圧電素子が固定され、定在波型の屈曲振動
   を発生させる弾性体と、 一端を上記弾性体の端部に固定され、該屈曲振動の振幅
   に対し、略垂直な方向に積層されて、該積層方向に往復
   振動を発生させる積層型圧電素子と、 上記弾性体もしくは積層型圧電素子の他端に対し、上記
   屈曲振動の振幅方向に圧接され、上記屈曲振動および往
   復振動により該弾性体および積層型圧電素子に対して相
   対移動される圧接部材と、 を具備したことを特徴とする超音波駆動装置。
3. 【請求項３】圧電素子が固定され、定在波型の屈曲振動
   を発生させる弾性体と、 一端を上記弾性体の端部に、他端を固定部材に固定さ
   れ、上記屈曲振動の振幅に対し略垂直な方向に積層され
   て、該積層方向に往復振動を発生させる積層型圧電素子
   と、 を具備したことを特徴とする超音波振動子。
4. 【請求項４】圧電素子が固定され、定在波型の屈曲振動
   を発生させる弾性体と、 一端を上記弾性体の端部に、他端を固定部材に固定さ
   れ、上記屈曲振動の振幅に対し略垂直な方向に積層され
   て、該積層方向に往復振動を発生させる積層型圧電素子
   と、 上記弾性体表面における上記屈曲振動の腹に対し、上記
   屈曲振動の振幅方向に圧接され、上記屈曲振動および往
   復振動により該弾性体に対して相対移動される圧接部材
   と、 を具備したことを特徴とする超音波駆動装置。
5. 【請求項５】圧電素子が固定され、定在波型の屈曲振動
   を発生させるとともに、該屈曲振動の節の部分で固定部
   材に支持される弾性体と、 一端を上記弾性体の端部に固定され、上記屈曲振動の振
   幅に対し略垂直な方向に積層されて、該積層方向に往復
   振動を発生させる積層型圧電素子と、 を具備したことを特徴とする超音波振動子。
6. 【請求項６】圧電素子が固定され、定在波型の屈曲振動
   を発生させるとともに、該屈曲振動の節の部分で固定部
   材に支持される弾性体と、 一端を上記弾性体の端部に固定され、上記屈曲振動の振
   幅に対し略垂直な方向に積層されて、該積層方向に往復
   振動を発生させる積層型圧電素子と、 この積層型圧電素子の他端に対し、上記屈曲振動の振幅
   方向に圧接され、上記屈曲振動および往復振動により該
   積層型圧電素子に対して相対移動される圧接部材と、 を具備したことを特徴とする超音波駆動装置。