JPH07274550A - 超音波モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２つの駆動力取出部の運動軌跡を等しくする
ことにより、駆動力の伝達効率が向上することを可能に
する。 【構成】 弾性体１１と、弾性体１１に結合される圧電
素子１２，１３と、圧電素子１２，１３により弾性体１
１に縦振動と屈曲振動とを発生させ、それらの合成振動
により生ずる楕円運動によって、弾性体１１の所定の位
置から駆動力を取り出す突起部（駆動力取出部）１１
ｂ，１１ｃとを備え、突起部１１ｂ，１１ｃは、屈曲振
動の腹の位置から内側にλ／７だけずらして設けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性体に楕円運動を発
生させて駆動力を得る超音波モータに関し、特に、縦振
動モードと屈曲振動モードを２相駆動する超音波モータ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３は、リニア型超音波モータの従来
例を示す図である。従来のリニア型超音波モータは、棒
状弾性体１０１の一端側に加振用の変成器１０２が配置
され、他端側に制振用の変成器１０３が配置されてい
る。各変成器１０２，１０３には、振動子１０２ａ，１
０３ａが接合されている。加振用の振動子１０２ａに発
振器１０２ｂから交流電圧を印加して棒状弾性体１０１
を振動させ、この振動が棒状弾性体１０１を伝播するこ
とにより進行波となる。この進行波により、棒状弾性体
１０１に加圧接触された移動体１０４が駆動される。

【０００３】一方、棒状弾性体１０１の振動は、制振用
の変成器１０３を通じて振動子１０３ａに伝えられ、こ
の振動子１０３ａによって振動エネルギーが電気エネル
ギーに変換される。この振動子１０３ａに接続された負
荷１０３ｂにより電気エネルギーを消費することにより
振動を吸収する。この制振用の変成器１０３により、棒
状弾性体１０１の端面の反射を抑制して、棒状弾性体１
０１の固有モードの定在波の発生を防いでいる。

【０００４】図１３のリニア型超音波モータは、移動体
１０４の移動範囲だけ、棒状弾性体１０１の長さが必要
であり、その棒状弾性体１０１の全体を加振しなければ
ならず、装置が大型化するとともに、固有モードの定在
波の発生を防止するために、制振用の変成器１０３など
が必要となる、という問題があった。

【０００５】このような問題を解決するために、自走式
の超音波モータが種々提案されており、例えば、「第５
回電磁力関連のダイナミックスシンポジウム講演論文
集」の「２２２ 光ピックアップ移動を目的とした圧電
リニアモータ」に記載されている「異形縮退縦Ｌ１−屈
曲Ｂ４モード・平板モータ」が知られている。

【０００６】図１４は、異形縮退縦Ｌ１−屈曲Ｂ４モー
ド・平板モータの従来例を示す模式図であって、図１４
（Ａ）は正面図、図１４（Ｂ）は側面図、図１４（Ｃ）
は平面図である。弾性体１は、矩形平板状の基礎部１ａ
と、その基礎部１ａの一方の面に形成された突起部（駆
動力取出部）１ｂ，１ｃとから構成されている。圧電素
子２，３は、弾性体１の基礎部１ａの他方の面に貼付さ
れ、縦振動Ｌ１モードと屈曲振動Ｂ４モードを発生させ
る素子である。弾性体１の突起部１ｂ，１ｃは、基礎部
１ａに発生する屈曲振動Ｂ４モードの腹の位置に設けら
れており、駆動対象物又は固定面などの接触部材４〔図
１６（Ｂ）参照〕に押し付けられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】まず、本発明者の解析
した結果に基づいて、図１４の超音波モータの動作を説
明し、併せて、その問題点に言及する。図１５（Ａ）
は、超音波モータに入力される２相の高周波電圧Ａ，Ｂ
の時間的変化をｔ１〜ｔ９で示している。図１５（Ａ）
の横軸は、高周波電圧の電圧値を示している。図１５
（Ｂ）は、超音波モータの断面の変形の様子を示し、超
音波モータに発生する屈曲振動の時間的変化（ｔ１〜ｔ
９）を示している。図１５（Ｃ）は、超音波モータの断
面の変形の様子を示し、超音波モータに発生する縦振動
の時間的変化（ｔ１〜ｔ９）を示している。図１５
（Ｄ）は、超音波モータの突起部１ｂ，１ｃとに発生す
る楕円運動の時間的変化（ｔ１〜ｔ９）を示している。
ここで、Ｇはグランドである。

【０００８】つぎに、従来の超音波モータの動作を、時
間的変化（ｔ１〜ｔ９）ごとに説明する。時間ｔ１にお
いて、図１５（Ａ）に示すように、高周波電圧Ａは正の
電圧を発生し、同様に高周波電圧Ｂは同一の正の電圧を
発生する。図１５（Ｂ）に示すように、高周波電圧Ａ，
Ｂによる屈曲運動は互いに打ち消し合い、点Ｙ１とＺ１
とが振幅零の位置となる。また、図１５（Ｃ）に示すよ
うに、高周波電圧Ａ，Ｂによる縦振動は収縮する方向に
発生する。点Ｙ２とＺ２とは矢印で示されるように運動
して、節Ｘを中心にして弾性体が収縮する。その結果、
図１５（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合され、点
Ｙ１とＹ２との運動の合成が点Ｙの運動となり、また、
点Ｚ１とＺ２との運動の合成が点Ｚの運動となる。

【０００９】時間ｔ２において、図１５（Ａ）に示すよ
うに、高周波電圧Ｂは零となり、高周波電圧Ａは正の電
圧を発生する。図１５（Ｂ）に示すように、高周波電圧
Ａによる屈曲運動が発生し、点Ｙ１が正方向に振幅し、
点Ｚ１が負方向に振幅する。また、図１５（Ｃ）に示す
ように、高周波電圧Ａによる縦振動が発生し、点Ｙ２が
時間ｔ１のときよりも弾性体が縮む方向に移動し、点Ｚ
２が元の位置に戻る。その結果、図１５（Ｄ）に示すよ
うに、上記両振動が複合され、点ＹとＺとが時間ｔ１の
ときよりも左回りに移動する。

【００１０】時間ｔ３において、図１５（Ａ）に示すよ
うに、高周波電圧Ａは正の電圧を発生し、同様に高周波
電圧Ｂは同一の負の電圧を発生する。図１５（Ｂ）に示
すように、高周波電圧Ａ及びＢによる屈曲運動が合成さ
れて増幅され、点Ｙ１が時間ｔ２のときよりも正方向に
増幅され、最大の正の振幅値を示す。また、図１５
（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ及びＢによる縦振動
は、点Ｙ２が弾性体の縮み方向に移動し、点Ｚ２が弾性
体の伸びる方向に移動する。その結果、図１５（Ｄ）に
示すように、上記両振動が複合され、点ＹとＺとが時間
ｔ２のときよりも左回りに移動する。

【００１１】時間ｔ４において、図１５（Ａ）に示すよ
うに、高周波電圧Ａは零となり、高周波電圧Ｂは負の電
圧を発生する。図１５（Ｂ）に示すように、高周波電圧
Ｂによる屈曲運動が発生し、点Ｙ１は時間ｔ３のときよ
りも振幅が低下し、点Ｚ１が時間ｔ３のときよりも振幅
が低下する。また、図１５（Ｃ）に示すように、高周波
電圧Ｂによる縦振動が発生し、点Ｙ２が元の位置に戻
り、点Ｚ２が弾性体の伸びる方向に移動する。その結
果、図１５（Ｄ）に示すように、上記両振動が複合さ
れ、点ＹとＺとが時間ｔ３のときよりも左回りに移動す
る。

【００１２】時間ｔ５において、図１５（Ａ）に示すよ
うに、高周波電圧Ａは負の電圧を発生し、同様に高周波
電圧Ｂは同一の負の電圧を発生する。図１５（Ｂ）に示
すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる屈曲運動は互いに打
ち消し合い、点Ｙ１とＺ１とが振幅零となる。また、図
１５（Ｃ）に示すように、高周波電圧Ａ，Ｂによる縦振
動は伸びる方向に発生する。その結果、図１５（Ｄ）に
示すように、上記両振動が複合され、点ＹとＺとが時間
ｔ４のときよりも左回りに移動する。

【００１３】時間ｔ６〜ｔ９に変化するにしたがって、
上述の原理と同様に屈曲振動及び縦振動が発生し、その
結果、図１５（Ｄ）に示すように、点Ｙ及び点Ｚが左回
りに移動し、楕円運動をする。以上の原理により、この
超音波モータは、突起部１ａ，１ｂとの先端部に楕円運
動を発生させ、駆動力を発生させる構成となっている。
従って、突起部１ｂ，１ｃの先端部を接触部材４に加圧
すると、弾性体１は、接触部材４に対して自走する。

【００１４】しかし、前述した図１４のモータでは、突
起部１ｂ，１ｃは、屈曲振動が大きい屈曲振動の腹の位
置に設けられていたので、この突起部１ｂ，１ｃの先端
部に生ずる楕円運動の軌跡１ｂ−１，１ｃ−１は、図１
６（Ｂ）に示すように、厳密には、ハの字形に傾いた楕
円となっていた。このように、突起部１ｂ，１ｃの運動
軌跡１ｂ−１，１ｃ−１が異なるので、例えば、駆動方
向をＡとした場合には、駆動方向Ａの後方となる突起部
１ｂ（Ｂの部分）が接触部材４を駆動方向Ａと逆方向に
押してしまい、駆動力を効率よく接触部材４に伝達する
ことはできない、という問題があった。

【００１５】本発明の目的は、前述の課題を解決し、駆
動力取出部が接触部材に接触するときの運動軌跡を等し
くすることにより、駆動力の伝達効率を向上させること
ができる超音波モータを提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明による超音波モータの第１の解決手段は、第
１面とその反対側の第２面を有する弾性体（１１）と、
前記弾性体の第１面側に結合される電気機械変換素子
（１２，１３）と、前記電気機械変換素子により前記弾
性体に縦振動と屈曲振動とを発生させ、それらの合成振
動により生ずる楕円運動によって、前記弾性体の第２面
側の所定位置から駆動力を取り出す駆動力取出部（１１
ｂ，１１ｃ）とを備えた超音波モータにおいて、前記駆
動力取出部は、前記屈曲振動の腹の位置から内側にずら
して設けられていることを特徴としている。

【００１７】また、第２の解決手段は、第１の解決手段
の超音波モータにおいて、前記屈曲振動の腹における前
記縦振動の振幅をａとし、前記屈曲振動の波長をλ、振
幅をｂとし、前記駆動力取出部の突出量をｈとした場合
に、前記腹の位置を原点する前記駆動力取出部の位置ｘ
_Q は、 ｘ_Q ＝（−λ／２π）ｓｉｎ^-1〔２^1/2 λａ／（４πｂ
・ｈ）〕 ただし、２^1/2 λａ／（４πｂ・ｈ）≦１ によって与えられることを特徴としている。

【００１８】第３の解決手段は、第１の解決手段の超音
波モータにおいて、前記駆動力取出部は、前記内側への
ずれ量が前記屈曲振動の波長λの１／４以下であること
を特徴としている。

【００１９】

【作用】本発明によれば、駆動力取出部を屈曲振動の腹
の位置から内側にずらしてあり、駆動力取出部が接触部
材に接触するときの各々の運動軌跡を等しくすることが
できるので、駆動効率を向上させることができる。

【００２０】

【実施例】以下、図面等を参照して、実施例につき、さ
らに詳細に説明する。図１は、本発明による超音波モー
タの実施例を示した図、図２は、本実施例に係る超音波
モータの駆動力取出部を説明するための図である。弾性
体１１は、基礎部１１ａと、２つの突起部１１ｂ，１１
ｃとを有し、その基礎部１１ａには、縦振動Ｌ１モード
と屈曲振動Ｂ４モードとを発生させるための圧電素子１
２，１３が配置されている。各要素の機能は、前述した
図１４に示したものと同様である。弾性体１１の材料と
しては、ステンレス、アルミニウム、インバーなどの金
属、樹脂、炭素繊維若しくはガラス繊維等を含有する金
属又は樹脂などがあげられる。

【００２１】この実施例では、図１（Ａ）に示すよう
に、突起部１１ｂ，１１ｃは、屈曲振動の腹の位置Ｍ，
Ｎからずらして設けられている。具体的には、屈曲振動
Ｍ，Ｎの腹の位置から内側であって、そのずれ量が屈曲
振動の波長の１／７の位置にしてある。また、圧電素子
１２，１３は、図１（Ｃ）のように、分極されており、
前述した図１５（Ａ）のような２相の入力電圧Ａ，Ｂが
印加される。

【００２２】図１に示すように、この超音波モータは、
２つの圧電素子１２，１３に高周波電圧Ａ，Ｂを印加す
ることによって、屈曲振動と縦振動との複合振動を起こ
し、これにより突起部１１ｂ，１１ｃの先端部に楕円運
動を発生させ、駆動力を発生させる構成になっている。
また、２つの圧電素子１２，１３は、互いに極性が同一
方向になるように分極され、高周波電圧Ａ，Ｂは、π／
２の時間的位相差を有している。なお、２つの圧電素子
１２，１３の分極は互いに逆方向であってもよい。

【００２３】つぎに、図２を参照して、駆動力取出部の
動作を概念的に説明する。ここでは、簡単のために、縦
振動と屈曲振動の複合振動のうち、屈曲振動のみが発生
していると仮定して説明する。図１６（Ａ）に示すよう
に、駆動力取出部１ｂ，１ｃが屈曲振動の腹に配置され
ている場合には、図２（ａ）に示すように、駆動力取出
部１ｂ，１ｃの付け根部と先端部の軌跡は、ほぼ一致す
る。しかし、図１に示す本実施例のように、駆動力取出
部１１ｂ，１１ｃが屈曲振動の腹からずらして配置され
ていると、図２（ｂ）に示すように、駆動力取出部１１
ｂ，１１ｃに揺動運動が発生する。この揺動運動によっ
て、駆動力取出部１１ｂ，１１ｃの先端部にｘ方向に変
位が生ずる。このとき、ｙ方向の変位も生ずるが、ｘ方
向の変位に比較して、極めて小さい。

【００２４】次いで、駆動力取出部１１ｂ，１１ｃの軌
跡変化について説明する。駆動力取出部１１ｂ，１１ｃ
の揺動運動によって生ずる変位は、縦振動で生ずる変位
と同じｘ方向である。この揺動運動があった場合には、
駆動力取出部１１ｂ，１１ｃの先端部の運動軌跡は、付
け根部の縦振動及び屈曲振動と、先端部の揺動運動を合
成したものと考えられる。このとき、駆動力取出部１１
ｂ，１１ｃの先端部の揺動運動は、屈曲振動の腹から離
れるほど大きくなり、節に達すると最大になる。また、
付け根部の縦振動は、弾性体１１の両端が最も大きく、
中央に近くなるほど小さくなる。

【００２５】以上の振動を利用して、駆動力取出部１１
ｂ，１１ｃをずらす方向、ずらす量を実験・計算によっ
て求めた結果、本実施例では、駆動力取出部１１ｂ，１
１ｃの両方を、腹の内側に屈曲振動の波長λの約１／７
ずらして配置し、駆動力取出部１１ｂ，１１ｃの先端部
の軌跡を、図１（Ｂ）に示すように、変化させることが
できた。

【００２６】本実施例では、前述のような結果が得るこ
とができたが、弾性体１１の形状、材質、駆動力取出部
１１ｂ，１１ｃの形状などが変わると、駆動力取出部１
１ｂ，１１ｃの最適な位置も変わる。また、駆動力取出
部１１ｂ，１１ｃは、屈曲運動の腹の位置よりも外側に
ずらした場合に、駆動力取出部１１ｂ，１１ｃの運動軌
跡は、図１（Ｂ）よりもさらに異なる方向へ変化し、駆
動力の伝達効率が低下する。したがって、この振動軌跡
が等しくなる位置は、屈曲振動の腹よりも内側にあるこ
とがわかる。

【００２７】この駆動力取出部１１ｂ，１１ｃは、屈曲
振動の腹の位置からλ／４ずれた場合に、屈曲振動の節
になるために、屈曲振動の振幅は、小さくなり駆動が不
可能になる。また、取付位置は、屈曲振動の腹よりもλ
／４以上内側になった場合には、縦振動の振幅が小さく
なるので、駆動速度が低下してしまう。したがって、駆
動力取出部１１ｂ，１１ｃの取付位置は、図２（ｃ）に
示すような範囲Ｃにすることが好ましい。この範囲Ｃの
幅はλ／４、外側の点線は屈曲振動の腹の位置を示して
いる。つまり、範囲Ｃとは、屈曲振動の腹の位置の内側
で、腹の位置からλ／４の範囲である。また、取付位置
は、屈曲振動の腹に近い方が大きな駆動速度が得られる
ので、その腹になるべく近い取付位置で、２つの駆動力
取出部１１ｂ，１１ｃの運動軌跡が等しくなるような弾
性体１１の形状、材質、駆動力取出部１１ｂ，１１ｃの
形状などに設定することが望ましい。

【００２８】次に、本発明の超音波モータの駆動力取出
部の軌跡を理論計算によって求めて、駆動力取出部と屈
曲振動の腹の位置との関係について、図３を用いて、更
に詳しく説明する。まず、弾性体１１の中央部Ｐを固定
した状態を仮定し、Ｌ１−Ｂ４モードを、Ｌ１モードと
Ｂ４モードに分けて考える。また、Ｌ１モードの振幅を
ａ、Ｂ４モードの波長をλ、振幅をｂとする。ここで、
点Ｑの振動を考えると、Ｌ１モードの振動はｘ方向、Ｂ
４モードの振動はｙ方向であり、従来例のｔ₁ ＝０とす
ると、点Ｑの軌跡は、それぞれ式（１）、式（２）によ
って表される。 ｘ＝ａ・ｓｉｎ（ωｔ−π／４） （１） ｙ＝−ｂ・ｓｉｎωｔ （２）

【００２９】式（１）、式（２）を展開すると、式
（３）、式（４）となる。 ｘ＝（２^1/2 ／２）ａ・ｓｉｎωｔ−（２^1/2 ／２）ｃｏｓωｔ （３） ｙ＝−ｂ・ｓｉｎωｔ （４） 式（３）の第１項がなければ、ｘとｙの位相差はπ／２
となり、傾いていない楕円となる。

【００３０】従来のように、Ｂ４モードの腹に点Ｑがあ
る場合には、弾性体の点Ｑでの傾きは、０であるである
ので、点Ｒの軌跡は、点Ｑの軌跡と等しい〔図５（ａ）
参照〕。ここで、駆動力取出部の先端部Ｒの軌跡のｘ，
ｙの位相差をπ／２にするには、点Ｑと点Ｒの軌跡の関
係を図４のようにずらすことができればよい。そのため
には、腹より内側〔図５（ｂ）参照〕にすればよいこと
が分かる。このようにすれば、点Ｑが下のときには、点
Ｒは点Ｑよりも左になり、点Ｑが上のときには、点Ｒは
点Ｑよりも右になる。

【００３１】いま、図６（ａ）に示すように、直線ＱＲ
＝ｈとし、点Ｑから鉛直に距離ｈ隔てた点をＲ₀ とした
場合（直線ＱＲ＝直線ＱＲ₀ ＝ｈ）には、

【数１】のようになる。

【００３２】

【数１】

【００３３】直線ＱＲと直線ＱＲ₀ のなす角θは、角速
度ωで振動しているので、角θは、式（６）で表すこと
ができる。 θ＝θ₀ ｓｉｎωｔ （６） 弾性体がＢ４モードのピークに達したときの形状は、図
６（ｂ）に示すようになり、 ｙ＝−ｂ・ｃｏｓ〔２π（ｘ／λ）〕 （７） と表されるので、点Ｑにおける傾きｔ_Q は、式（８）で
表される。 ｔ_Q ＝ｂ・（２π／λ）・ｓｉｎ〔２π（ｘ_Q ／λ）〕 （８） したがって、点Ｑでのθの変化は、式（９）となる。 θ₀ ＝ｔａｎ^-1ｔ_Q ≒ｔ_Q （９） 上記式（６），（８），（９）より、 θ＝ｔ_Q ｓｉｎωｔ ＝ｂ・（２π／λ）・ｓｉｎ〔２π（ｘ_Q ／λ）〕ｓｉｎωｔ （10） となる。これを式（５）に代入すると、式（１１）のよ
うになる。

【００３４】

【数２】

【００３５】この振動が式（３）の第１項を打ち消すた
めには、点Ｑの位置ｘ_Q は、以下のようになる。 （２^1/2 ／２）ａ＋ｈ・ｂ・（２π／λ）・ｓｉｎ〔２π（ｘ_Q ／λ）〕 ＝０ （12） ｓｉｎ〔２π（ｘ_Q ／λ）〕＝−２^1/2 λａ／（４πｂ・ｈ） （13） ｘ_Q ＝（−λ／２π）ｓｉｎ^-1〔２^1/2 λａ／（４πｂ・ｈ）〕 （14） ただし、式（15）を満たす必要がある。 ２^1/2 λａ／（４πｂ・ｈ）≦１ （15）

【００３６】ここで、Ｂ４モードの波長λを代表値とし
て、ｈ＝λ／５、ａ＝ｂ＝λ／２００００と仮定する
と、 ｘ_Q ＝−０．０９５λ （原点よりも左側） （16） となる。このときの点Ｒの軌跡及び点Ｑの位置を左右に
ずらした場合の点Ｒ（図７の〜の点）の軌跡を、図
８〜図１２に示す。

【００３７】以上の計算結果より分かることは、 （ａ） 点Ｑは、腹より内側にずれているほうがよい。 （ｂ） 点Ｑは、式（14）の位置が最もよい。

【００３８】以上説明した実施例に限定されず、種々の
変形や変更が可能であって、それらも本発明に含まれ
る。電気機械変換素子として、圧電素子を例に説明した
が、電歪素子であってもよい。また、縦振動Ｌ１−屈曲
振動Ｂ４モードの例で説明したが、Ｌ１−Ｂ２、Ｌ１−
Ｂ６、Ｌ２−Ｂ４など他のモードであっても適用でき
る。また、本実施例では、接触部材を固定して、超音波
モータを駆動したが、超音波モータを固定して、接触部
材を移動子としてもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１に
よれば、駆動力取出部を屈曲振動の腹の位置から内側に
ずらしてあり、駆動力取出部が接触部材に接触するとき
の運動軌跡を等しくすることができるので、駆動効率、
つまり駆動力、駆動速度を向上させることができる、と
いう効果がある。

【００４０】請求項２によれば、一番理想的な駆動効率
となる。また、請求項３によれば、内側へのずれ量が屈
曲波形の波長の１／４以下であれば、単に、屈曲振動の
腹の位置に駆動力取出部があるものよりも効率がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波モータの実施例を示した図
である。

【図２】本実施例の超音波モータの駆動力取出部を説明
する図である。

【図３】本発明による超音波モータの実施例を模式的に
示した図である。

【図４】本実施例の超音波モータの駆動力取出部の付け
根部の軌跡と先端部の軌跡を示した図である。

【図５】本実施例の超音波モータの駆動力取出部の付け
根部と屈曲振動の腹の位置の関係を示す図である。

【図６】本実施例の超音波モータの駆動力取出部のＢ４
モードがピークの時の波形を示した図である。

【図７】本実施例の超音波モータの駆動力取出部の点Ｑ
の位置を左右にずらした場合を説明する図である。

【図８】本実施例の超音波モータの駆動力取出部の点Ｑ
の位置を左右にずらした場合（Ｑがｘ_Q よりも内側）の
軌跡を示す図である。

【図９】本実施例の超音波モータの駆動力取出部の点Ｑ
の位置を左右にずらした場合（Ｑがｘ_Q の位置）の軌跡
を示す図である。

【図１０】本実施例の超音波モータの駆動力取出部の点
Ｑの位置を左右にずらした場合（Ｑがｘ_Q と腹の間の位
置）の軌跡を示す図である。

【図１１】本実施例の超音波モータの駆動力取出部の点
Ｑの位置を左右にずらした場合（Ｑがｘ_Q と腹の位置）
の軌跡を示す図である。

【図１２】本実施例の超音波モータの駆動力取出部の点
Ｑの位置を左右にずらした場合（Ｑがｘ_Q と腹よりも外
側）の軌跡を示す図である。

【図１３】リニア型超音波モータの従来例を示す図であ
る。

【図１４】異形縮退縦Ｌ１−屈曲Ｂ４モード・平板モー
タの一例を示す模式図である。

【図１５】図１４のモータの動作を説明するための図で
ある。

【図１６】図１４のモータの駆動力取出部の軌跡を示す
図である。

【符号の説明】

１１ 弾性体 １１ｂ，１１ｃ 駆動力取出部 １２、１３ 電気機械変換素子（圧電素子）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１面とその反対側の第２面を有する弾
   性体と、 前記弾性体の第１面側に結合される電気機械変換素子
   と、 前記電気機械変換素子により前記弾性体に縦振動と屈曲
   振動とを発生させ、それらの合成振動により生ずる楕円
   運動によって、前記弾性体の第２面側の所定位置から駆
   動力を取り出す駆動力取出部とを備えた超音波モータに
   おいて、 前記駆動力取出部は、前記屈曲振動の腹の位置から内側
   にずらして設けられていることを特徴とする超音波モー
   タ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の超音波モータにおい
   て、 前記屈曲振動の腹における前記縦振動の振幅をａとし、
   前記屈曲振動の波長をλ、振幅をｂとし、前記駆動力取
   出部の突出量をｈとした場合に、前記腹の位置を原点す
   る前記駆動力取出部の位置ｘ_Q は、 ｘ_Q ＝（−λ／２π）ｓｉｎ^-1〔２^1/2 λａ／（４πｂ
   ・ｈ）〕 ただし、２^1/2 λａ／（４πｂ・ｈ）≦１ によって与えられることを特徴とする超音波モータ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の超音波モータにおい
   て、 前記駆動力取出部は、前記内側へのずれ量が前記屈曲振
   動の波長の１／４以下であることを特徴とする超音波モ
   ータ。