CN1753296A - 超声波电动机及其运转方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种超声波电动机及其运转方法。在同时产生多个振动模式的超声波电动机中，更有效地产生各振动模式、获得稳定且高的电动机输出。该超声波电动机(1)：具备超声波振子(3)和将该超声波振子(3)的输出端(14)按压在被驱动体(2)上的按压装置(4)，所述超声波振子(3)具备电气机械变换元件，通过给该电气机械变换元件提供预定的相位差和预定的驱动频率的二相交变电压而同时产生2个不同的振动模式，从而在输出端(14)产生近似椭圆振动；其中，通过该按压装置(4)的超声波振子(3)的输出端(14)的向被驱动体(2)的按压力被设定为使2个振动模式的机械共振频率大体一致。

Description

超声波电动机及其运转方法
技术领域
本发明涉及超声波电动机及其运转方法。
背景技术
近年来，作为取代电磁式电动机的新型电动机，超声波电动机受到关注。该超声波电动机与现有技术的电磁式电动机相比具有以下优点：
(1)无齿轮，能够获得高的转矩。
(2)断电时具有保持力。
(3)具有高分辨率。
(4)安静性好。
(5)不产生磁性干扰，并且不受干扰的影响。
作为现有技术的超声波电动机，有日本专利特开平9-224385号公报所公开的结构。该文献所公开的超声波电动机采取用压簧以预定的按压力将超声波振子压在被驱动体上的结构。在该专利文献中，将按压力设定为不足使纵向振动的共振频率与弯曲振动的共振频率一致的按压力的值，并且将驱动频率设定为纵向振动共振频率与弯曲振动共振频率之间的频率。在这样的条件下，超声波振子中被激励起纵向振动和弯曲振动，被驱动体被向左方向或向右方向驱动。
但是，像上述日本专利特开平9-224385号公报所公开的现有技术的超声波电动机，由于将按压力设定为不足使纵向振动的共振频率与弯曲振动的共振频率一致的按压力的值，纵向振动的共振频率与弯曲振动的共振频率不一致，因此存在不能利用两振动模式的最大振幅，作为电动机的输出不能获得足够的特性的问题。并且，由于驱动频率也采用纵向振动模式的共振频率与弯曲振动模式的共振频率之间的频率，因此同样存在不能利用两振动模式的最大振幅，作为电动机的输出仍然不能获得足够的特性的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题，其目的是要提供一种在同时产生多种振动模式的超声波电动机中能够有效地产生各振动模式、从而能够获得稳定且高的电动机输出的超声波电动机及其运转方法。
为了达到上述目的，本发明提供以下方法。
本发明的第1种方式提供这样一种超声波电动机：具备超声波振子和将该超声波振子的输出端按压在被驱动体上的按压装置，所述超声波振子具备电气机械变换元件，通过给该电气机械变换元件提供预定的相位差和预定的驱动频率的二相交变电压而同时产生2个不同的振动模式，从而在输出端产生近似椭圆振动；其中，通过该按压装置的超声波振子输出端的向被驱动体的按压力被设定为使2个振动模式的机械共振频率大体一致。
如果采用上述第1方式，通过给超声波振子的电气机械变换元件提供预定的相位差和预定的振动频率的二相交变电压而同时产生2个不同的振动模式，在超声波振子的输出点产生近似椭圆振动。通过按压装置的动作将输出端压在被驱动体上，利用输出端与被驱动体之间产生的摩擦力沿输出端的近似椭圆振动的切线方向驱动被驱动体。
在这种情况下，通过用按压装置适当调节按压力，将2个振动模式的机械共振频率设定为大体一致，因此，在被驱动体的驱动中能够同时利用2个振动模式的几乎最大的振幅。结果，能够获得高的电动机输出，能够高效地驱动被驱动体。
在上述方式中，上述按压力最好设定为使2个振动模式的机械共振频率一致的预定按压力范围的大致中间值。
通过这样，即使因为某种原因按压力产生一些变动，也不会超出使2个振动模式的机械共振频率一致的按压力范围地运转，因此能够稳定地利用两振动模式的几乎最大的振幅。
在上述方式中，上述驱动频率最好设定为大于等于2个振动模式的一致的机械共振频率。
通过这样，能够在振动速度的变化相对于驱动频率的变化比较缓慢的区域驱动超声波振子，能够进行稳定的控制。
在上述方式中，优选上述超声波振子的输出端的一个振动模式的振动方向为上述按压装置的按压方向，另一个振动模式的振动方向为与上述按压方向大致垂直的方向。
虽然随着按压装置的按压力的增加两振动模式的机械共振频率变化，但使振动方向为按压方向地配置的一个振动模式因按压力变化引起的机械共振频率的变化大，而使振动方向与按压装置近似垂直地配置的另一个振动模式因按压力变化引起的机械共振频率的变化比较小。因此，通过利用两振动模式的机械共振频率相对于按压力变化的变化之差改变按压装置的动作产生的按压力，能够容易地使两振动模式的机械共振频率一致。
在上述方式中，优选2个振动模式为弯曲振动模式和纵向振动模式。
通过用弯曲振动模式和纵向振动模式构成振动模式，可以使超声波振子的输出端沿相互垂直的2个方向振动，能够简单地获得近似椭圆的振动。并且，由于按压装置的动作使两振动模式的机械共振频率一致，使2个垂直振动的振幅为近似最大的状态下运转，因此能够获得高的电动机输出。
在上述方式中，可以使上述被驱动体直线动作。
由此，可以构成高电动机输出的超声波线性电动机。
并且，在上述发明中，可以使上述被驱动体旋转运动。
由此，可以构成高电动机输出的超声波旋转电动机。
本发明的第2方式提供这样一种超声波电动机的运转方法，其特征在于，该超声波电动机具备超声波振子，所述超声波振子具备电气机械变换元件，通过给该电气机械变换元件提供预定的相位差和预定的驱动频率的二相交变电压而同时产生2个不同的振动模式，从而在输出端产生近似椭圆振动；其中，将上述超声波振子的输出端按压在被驱动体上的按压力被设定为使2个振动模式的机械共振频率大体一致。
如果采用这样的方式，通过给超声波振子的电气机械变换元件提供预定的相位差和预定的振动频率的二相交变电压而同时产生2个不同的振动模式，在超声波振子的输出点产生近似椭圆振动。通过将超声波振子的输出端按压在被驱动体上，利用输出端与被驱动体之间产生的摩擦力沿输出端的近似椭圆振动的切线方向驱动被驱动体。
在这种情况下，通过适当调节按压力，能够使2个振动模式的机械共振频率大体一致，在被驱动体的驱动中能够同时利用2个振动模式的几乎最大的振幅。结果，能够以高的电动机输出运转超声波电动机，能够高效地驱动被驱动体。
在上述方式中，上述按压力最好设定在使2个振动模式的机械共振频率一致的预定按压力范围的大致中间值。
通过这样，即使因为某种原因按压力产生一些变动，也不会超出使2个振动模式的机械共振频率一致的按压力范围地运转，因此能够稳定地利用两振动模式的几乎最大的振幅。
在上述方式中，上述驱动频率最好设定为大于等于2个振动模式的一致的机械共振频率。
通过这样，能够在振动速度的变化相对于驱动频率的变化比较缓慢的区域驱动超声波振子，能够进行稳定的控制。
如果采用本发明，通过在2个不同的振动模式的机械共振频率大体一致的状态下驱动超声波振子，能够同时利用2个振动模式的几乎最大的振幅。因此，能够获得高的电动机输出，起到能够有效地驱动被驱动体这样的效果。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的超声波电动机的整体结构的图。
图2是表示图1的超声波电动机的超声波振子的透视图。
图3是表示构成图2的超声波振子的压电层叠体的透视图。
图4A是表示构成图3的压电层叠体的压电陶瓷片的透视图。
图4B是表示构成图3的压电层叠体的压电陶瓷片的透视图。
图5是用计算机分析表示图2的压电层叠体以一维(1次)纵向振动模式振动时的样子的图。
图6是用计算机分析表示图2的压电层叠体以二维(2次)弯曲振动模式振动时的样子的图。
图7A是表示图2的超声波振子的振动速度随与按压力相对应的频率特性而变化的曲线图。
图7B是表示图2的超声波振子的振动速度随与按压力相对应的频率特性而变化的曲线图。
图7C是表示图2的超声波振子的振动速度随与按压力相对应的频率特性而变化的曲线图。
图8是表示图2的超声波振子在各种振动模式下的机械共振频率对按压力的依赖性的曲线图。
图9是表示本发明的第2实施方式的超声波电动机的整体结构的图。
图10是表示图9的超声波电动机的超声波振子的透视图。
图11是表示图9的超声波振子在各种振动模式下的机械共振频率对按压力的依赖性的曲线图。
具体实施方式
下面参照图1至图8说明本发明的第1实施方式的超声波电动机。
本实施方式的超声波电动机1，如图1所示，具有与被驱动体2接触配置的超声波振子3、和将该超声波振子3按压在被驱动体2上的按压装置4。被驱动体2固定在固定于基座5上的直动支座(直動ベアリング)6的可动部7上。并且，在被驱动体2的与超声波振子3相接触的面上粘接有用例如氧化锆陶瓷形成的滑动板8。图中符号9为将直动支座6的固定部10固定在基座5上用的螺栓。
如图2至图4B所示，超声波振子3具备层叠多枚在矩形状的压电陶瓷片11的单侧面设置了片状内部电极12(参照图4A及图4B)而形成的长方体状的压电层叠体13、粘接在该压电层叠体13的一个侧面上的2个摩擦接触子14(输出端)、从与设置了该摩擦接触子14的侧面相邻的侧面突出有销15的振子保持构件16。
压电层叠体13如图3所示，外形尺寸为例如长18mm、宽4.4mm、厚2mm。
构成压电层叠体1 3的压电陶瓷片11，如图4A及图4B所示为例如厚度约为80μm的钛酸锆酸铅类压电陶瓷元件(以下称为PZT)。作为PZT，选择了Qm值大的硬系材料。Qm值约为1800。
并且，内部电极12由例如厚度约为4μm的银钯合金构成。配置在层叠方向的一端的压电陶瓷片11a不具备内部电极12。除此以外的压电陶瓷片11具备图4A及图4B所示那样的2种内部电极12。
图4A所示的压电陶瓷片11在其几乎整个面上具备内部电极12。内部电极12沿压电陶瓷片11的长度方向隔开约0.4mm的绝缘距离而排成2列。各内部电极12离开压电陶瓷片11的边缘约0.4mm的间隙配置，并且，其一部分延伸到压电陶瓷片11的边缘。
图4B所示的压电陶瓷片11在其宽度方向约一半的部分上具备内部电极12。内部电极12沿压电陶瓷片11的长度方向隔开约0.4mm的绝缘距离而排成2列。各内部电极12离开压电陶瓷片11的边缘约0.4mm的间隙配置，并且，其一部分延伸到压电陶瓷片11的边缘。
这些具备内部电极12的压电陶瓷片11交错地层叠多枚如图4A所示内部电极12大的片和如图4B所示内部电极12小的片，通过这样构成长方体状的压电层叠体13。
在压电层叠体13的长度方向的两端面上分别设置2个、共计4个外部电极17。各外部电极17与配置在同种压电陶瓷片11的同一位置上的所有内部电极1二相连接。由此，配置在同种压电陶瓷片11的同一位置上的内部电极12成为同一电位。另外，外部电极17上连接有图中没有示出的布线。布线可以是引线、柔性基板等，只要是具有柔性，可以是任意的。
压电层叠体13像例如如下这样制造。
制造压电层叠体13时，首先制造压电陶瓷片11。压电陶瓷片11通过这样制造：将例如PZT的焙烧粉末和预定的粘接剂混合，用刮片法(ドクタ一ブレ一ド法)将制成的泥浆浇铸在薄膜上，然后干燥，从薄膜上剥离。
用具有内部电极12的图形的掩模分别在制成的压电陶瓷片11印刷内部电极材料。然后，最开始配置没有内部电极12的压电陶瓷片11a，接着使内部电极12向下并准确定位地交错层叠具有形状不同的内部电极12的压电陶瓷片11。层叠了的压电陶瓷片11热压接后被裁切成预定的形状，在1200℃左右的温度下烧固，通过这样制造压电层叠体13。
然后，在压电陶瓷片11的边缘镀上分别成为外部电极17的银将露出的内部电极12连接，形成外部电极17。
最后，通过在相对的内部电极12之间施加直流高电压来极化处理压电陶瓷片11，使其压电活化。
下面说明这样构成的压电层叠体13的动作。
将压电层叠体13的长度方向的一端形成的2个外部电极17作为A相(A+，A-)，将另一端形成的2个外部电极17作为B相(B+，B-)。当在A相和B相上施加同相位的与共振频率相对应的交变电压时，激励起如图5所示那样的一维(1次)纵向振动。而当在A相和B相上施加相反相位的与共振频率相对应的交变电压时，激励起如图6所示那样的二维(2次)弯曲振动。图5及图6表示用有限元法进行的计算机分析的结果。
上述摩擦接触子14粘接在上述压电层叠体13的二维弯曲振动的波谷的2个位置上。由此，当压电层叠体13上产生一维纵向振动时，摩擦接触子14沿压电层叠体13的长度方向(图2所示X方向)位移。而当压电层叠体13上产生二维弯曲振动时，摩擦接触子14沿压电层叠体13的宽度方向(图2所示Z方向)位移。
因此，通过在超声波振子3的A相和B相上施加相位相差90°且与共振频率相对应的交变电压，同时产生一维纵向振动和二维弯曲振动，像图2的箭头C所示那样在摩擦接触子14的位置产生顺时针或逆时针的近似椭圆振动。
上述振子保持构件16具备断面形成为近似コ字形状的保持部16a、从该保持部16a的两侧面垂直地突出的与该保持部16a成一体的销15。保持部16a用例如硅树脂或环氧树脂粘接在压电层叠体13上，从压电层叠体13的宽度方向的一侧围住压电层叠体13。在保持部16a粘接在压电层叠体13上的状态下，一体地设置在保持部16a的两侧面上的2个销15同轴地配置在压电层叠体13的纵向振动与弯曲振动的共同的波节(節)的位置上。
上述按压装置4如图1所示具备：在其宽度方向(Z方向)沿与上述摩擦接触子14相反的方向离开超声波振子3的位置上、固定在基座5上的支架18，可以沿上述超声波振子3的宽度方向移动地支持在该支架18上的按压构件19，给该按压构件19施加按压力的螺旋弹簧20，调节该螺旋弹簧20产生的按压力的调节螺栓21，引导按压构件19相对于支架18移动的导向衬套22。符号23为将支架18固定在基座5上的螺钉。
上述按压构件19具备沿厚度方向夹着上述超声波振子3的2块保持板24。各保持板24上设置有分别让上述振子保持构件16的2个销15贯穿的通孔25。施加到按压构件19上的按压力通过保持板24及贯穿其通孔25的销15而传递到超声波振子3。
上述螺旋弹簧20为压缩螺旋弹簧，夹持在上述调节螺栓21与上述按压构件19之间。因此，通过调节调节螺栓21拧入支架18中的位置而能够通过改变弹性变形量来改变按压构件19作用在超声波振子3方向上的按压力。
并且，在本实施方式的超声波电动机1中，如下所述地调节调节螺栓21。
即，将施加到超声波振子3的A相及B相上的电压的相位差设定为90°或-90°，用三维多普勒振动计测定超声波振子3附近的振动速度的结果表示在图7A至图7C中。图7A表示在调节螺栓21完全松弛、按压构件19上没有施加按压力的状态下的共振特性。并且，图7B、图7C分别表示改变调节螺栓21的拧紧位置时的共振特性，图7C中的按压力比图7B时的高。
下面看图7A到图7C，在没有施加按压力的图7A的状态下，机械振动速度为最大值时的机械振动频率为：纵向振动模式的机械振动频率(f1)比弯曲振动模式的机械振动频率(ff)大，但如果逐渐增加按压力的话，两者逐渐接近以至一致(图7B)，如果再继续压下去，则如图7C所示两者逆反，纵向振动模式的机械共振频率(f1)比弯曲振动模式的机械振动频率(ff)小。
在本实施方式的超声波电动机1中，调节调节螺栓21使纵向振动模式的机械共振频率(f1)与弯曲振动模式的机械共振频率(ff)为图7B的一致的状态。
并且，图8为表示了各振动模式下机械共振频率(f1、ff)对按按压力依存性的曲线图。
在本实施方式的超声波电动机1中，如图8所示，在按压装置4未作有按压力的情况下，纵向振动模式的机械共振频率(f10)比弯曲振动模式的机械共振频率(ff0)高。具体为，纵向振动模式的机械共振频率(f10)为89.0kHz、弯曲振动模式的机械共振频率(ff0)为86.2kHz。并且，当按压力增大时，纵向振动模式中的机械共振频率(f1)和弯曲振动模式的机械共振频率(ff)逐渐接近，当按压力为F1时，两振动模式的机械共振频率(f1、ff)一致。按压力F1为例如800gf(7.85N)，机械共振频率(fl)为89.6kHz。
并且，如果继续增大按压力，则虽然到按压力为F2为止两振动模式的机械共振频率(f1、ff)一致，但当按压力增大到比F2大时，成为弯曲振动模式的机械共振频率(ff)比纵向振动模式的机械共振频率(f1)高的状态。按压力F2为例如1.4kgf(13.7N)，机械共振频率(f2)为90.8kHz。
因此，在本实施方式的超声波电动机1中，最好调节调节螺栓21以成为使纵向振动模式的机械共振频率(f1)与弯曲振动模式的机械共振频率(ff)一致的按压力F1～F2。而且，优选调节调节螺栓21使按压力为F＝(F1+F2)/2。
下面说明这种结构的本实施方式的超声波电动机1的作用。
为了使本实施方式的超声波电动机1动作，通过与外部电极17相连的连线提供相位相差90°的高频电压(A相及B相)。
由此，在粘接在超声波振子3的摩擦接触子14上产生纵向振动模式与弯曲振动模式相混合的近似椭圆振动，通过与被驱动体2的滑动板8之间产生的沿该椭圆振动的切线方向的摩擦力，推进被驱动体2。
在这种情况下，如果采用本实施方式的超声波电动机1，由于能够在按压力F1到F2的范围内调整按压力以使超声波振子3中同时产生的纵向振动模式与弯曲振动模式的机械共振频率(f1、ff)一致，因此能够将各振动模式的最大振幅用于推进被驱动体2，因此具有能够得到获得高输出的效果。
并且，通过调节调节螺栓21使纵向振动模式和弯曲振动模式的机械共振频率(f1、ff)一致的按压力F为F＝(F1+F2)/2，因而即使由于某种原因而按压力变动，也能够将按压力维持在使2个振动模式的机械共振频率(f1、ff)相一致的按压力。因此，具有能够获得稳定且高的输出的优点。
而且，在像上述那样使纵向振动模式与弯曲振动模式的机械共振频率(f1、ff)一致的状态下驱动超声波电动机1时，施加在A相及B相上的高频电压的频率最好在机械共振频率以上的高频一侧(图8中的区域D)。即，如图7A至图7C所示那样，超声波电动机1的振动特性夹着机械共振频率(f1、ff)，低频侧与高频侧的特性不同。在比机械共振频率(f1、ff)低的低频一侧，随着频率的变化，振动速度急剧变化，而在比机械共振频率(f1、ff)高的高频一侧，振动速度随频率变化而变化缓慢。因此，通过在机械共振频率(f1、ff)以上的高频一侧驱动超声波电动机1，具有即使频率变化也能够达到稳定的振动速度的优点。
下面参照图9至图11说明本发明的第2实施方式的超声波电动机30。
另外，在本实施方式的说明中，与上述第1实施方式的超声波电动机1的结构共通的地方添加相同的附图标记，省略说明。
本实施方式的超声波电动机30如图9所示在与被驱动体2接触地配置方向不同的超声波振子31这一点与图1所示的第1实施方式的超声波电动机1不同。
在本实施方式中，超声波振子31如图10所示具备与第1实施方式相同的压电层叠体13，但摩擦接触子14设置在压电层叠体13的长度方向的一端的一个地方这一点与第1实施方式的超声波振子3不同。另外，与压电层叠体13的内部电极1二相连的外部电极17由于使压电层叠体13的长度方向的端面靠近被驱动体2，因此为了确保外部电极17周围的布线空间，仅引出到压电层叠体13的厚度方向的一端面为止。
在这种结构的超声波振子31中，将从压电层叠体13的长度方向的一端引出的2个外部电极17作为A相(A+，A-)，将从另一端引出的2个外部电极17作为B相(B+，B-)，当在A相和B相上施加同相位的与共振频率相对应的交变电压时，与第1实施方式一样，激励起如图5所示的一维纵向振动；而当在A相和B相上施加相反相位的与共振频率相对应的交变电压时，激励起如图6所示那样的二维弯曲振动。
在上述压电层叠体13的长度方向的一端设置的摩擦接触子14中，当压电层叠体13上产生一维纵向振动时，沿压电层叠体13的长度方向(图2所示X方向)位移；而当产生二维弯曲振动时，沿压电层叠体13的宽度方向(图2所示Z方向)位移。
因此，通过在超声波振子3的A相及B相上施加相位相差90°、与共振频率相对应的交变电压，能够同时产生一维纵向振动和二维弯曲振动，从而能够在摩擦接触子14的位置产生顺时针或逆时针的近似椭圆振动。
图11表示各振动模式下的机械共振频率(f1、ff)对按压力依存性的曲线。
在本实施方式的超声波电动机30中，如图11所示，与第1实施方式的超声波电动机1相反，在由按压装置4未作用有按压力的情况下，弯曲振动模式的机械共振频率(ff0)比纵向振动模式的机械共振频率(f10)高。具体为，弯曲振动模式的机械共振频率(ff0)为92.0kHz、纵向振动模式的机械共振频率(f10)为89.0kHz。
并且，当使按压力增大时，纵向振动模式中的机械共振频率(f1)和弯曲振动模式的机械共振频率(ff)逐渐接近，当按压力为F1时，两振动模式的机械共振频率(f1、ff)一致。按压力F1为例如800gf(7.85N)，机械共振频率(f1)为92.6kHz。
并且，如果继续增大按压力，则虽然到按压力为F2为止两振动模式的机械共振频率(f1、ff)一致，但当按压力增大到比F2大时，处于纵向振动模式的机械共振频率(f1)比弯曲振动模式的机械共振频率(ff)高的状态。按压力F2为例如1.4kgf(13.7N)，机械共振频率(f2)为93.8kHz。
这里，在本实施方式的超声波电动机30中，调节调节螺栓21使按压力在使纵向振动模式的机械共振频率(f1)与弯曲振动模式的机械共振频率(ff)一致的按压力F1～F2之间。而且，优选调节调节螺栓21使按压力为F＝(F1+F2)/2。
如果采用这种结构的本实施方式的超声波电动机30的话，由于能够在使超声波振子3上同时产生的纵向振动模式与弯曲振动模式的机械共振频率(f1、ff)一致的按压力F1到F2的范围内调整按压力，因此能够将各振动模式的最大振幅用于推进被驱动体2，因此具有能够获得高的输出的效果。
并且，通过调节调节螺栓21使纵向振动模式和弯曲振动模式的机械共振频率(f1、ff)一致的按压力F为F＝(F1+F2)/2，即使由于某种原因按压力变动，也能够将按压力维持在使2种振动模式的机械共振频率(f1、ff)一致的按压力。因此，具有能够获得稳定且高的输出的优点。
而且，在像上述那样使纵向振动模式与弯曲振动模式的机械共振频率(f1、ff)一致的状态下驱动超声波电动机30时，施加在A相及B相上的高频电压的频率最好在机械共振频率以上的高频一侧(图11中的D区域)。由此，具有即使频率变化也能够达到稳定的振动速度的优点。
另外，虽然在上述各实施方式中，使用了PZT作为压电陶瓷片，但是并不仅限于此，只要是显示压电性的材料，也可以使用PZT以外的任意压电元件。
另外，在上述各实施方式中，虽然用银钯合金作为内部电极的材质，但也可以用银、镍、白金或金取而代之。
而且，也可以用喷镀法将氧化锆陶瓷附着在被驱动体2的表面，取代将由氧化锆陶瓷形成的滑动板粘接在被驱动体2的表面上。

Claims (17)

1.一种超声波电动机，其特征在于，具备超声波振子和将该超声波振子的输出端按压在被驱动体上的按压装置，所述超声波振子具备电气机械变换元件，通过给该电气机械变换元件提供预定的相位差和预定的驱动频率的二相交变电压而同时产生2个不同的振动模式，从而在输出端产生近似椭圆振动；其中，通过该按压装置的超声波振子的输出端向被驱动体的按压力被设定为使2个振动模式的机械共振频率大体一致。
2.如权利要求1所述的超声波电动机，其特征在于，上述按压力被设定为使2个振动模式的机械共振频率一致的预定按压力范围的大致中间值。
3.如权利要求2所述的超声波电动机，其特征在于，上述驱动频率被设定为大于等于2个振动模式的一致的机械共振频率。
4.如权利要求3所述的超声波电动机，其特征在于，上述超声波振子的输出端的一个振动模式的振动方向为上述按压装置的按压方向，另一个振动模式的振动方向为与上述按压方向大致垂直的方向。
5.如权利要求4所述的超声波电动机，其特征在于，2个振动模式为弯曲振动模式和纵向振动模式。
6.如权利要求1所述的超声波电动机，其特征在于，上述驱动频率被设定为大于等于2个振动模式的一致的机械共振频率。
7.如权利要求6所述的超声波电动机，其特征在于，上述超声波振子的输出端的一个振动模式的振动方向为上述按压装置的按压方向，另一个振动模式的振动方向为与上述按压方向大致垂直的方向。
8.如权利要求7所述的超声波电动机，其特征在于，2个振动模式为弯曲振动模式和纵向振动模式。
9.如权利要求1所述的超声波电动机，其特征在于，上述超声波振子的输出端的一个振动模式的振动方向为上述按压装置的按压方向，另一个振动模式的振动方向为与上述按压方向大致垂直的方向。
10.如权利要求9所述的超声波电动机，其特征在于，2个振动模式为弯曲振动模式和纵向振动模式。
11.如权利要求1所述的超声波电动机，其特征在于，2个振动模式为弯曲振动模式和纵向振动模式。
12.如权利要求1所述的超声波电动机，其特征在于，使上述被驱动体直线动作。
13.如权利要求1所述的超声波电动机，其特征在于，使上述被驱动体旋转运动。
14.一种超声波电动机的运转方法，其特征在于，该超声波电动机具备超声波振子，所述超声波振子具备电气机械变换元件，通过给该电气机械变换元件提供预定的相位差和预定的驱动频率的二相交变电压而同时产生2个不同的振动模式，从而在输出端产生近似椭圆振动；其中，将上述超声波振子的输出端按压在被驱动体上的按压力被设定为使2个振动模式的机械共振频率大体一致。
15.如权利要求14所述的超声波电动机的运转方法，其特征在于，上述按压力被设定为使2个振动模式的机械共振频率一致的预定按压力范围的大致中间值。
16.如权利要求15所述的超声波电动机的运转方法，其特征在于，上述驱动频率被设定为大于等于2种振动模式的一致的机械共振频率。
17.如权利要求14所述的超声波电动机的运转方法，其特征在于，上述驱动频率被设定为大于等于2种振动模式的一致的机械共振频率。
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