JPH08236829A - 積層型圧電振動子 - Google Patents
積層型圧電振動子Info
- Publication number
- JPH08236829A JPH08236829A JP7035016A JP3501695A JPH08236829A JP H08236829 A JPH08236829 A JP H08236829A JP 7035016 A JP7035016 A JP 7035016A JP 3501695 A JP3501695 A JP 3501695A JP H08236829 A JPH08236829 A JP H08236829A
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- internal electrode
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- internal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 １振動子でＸ−Ｙ方向の任意な駆動が得られ
る低コストの積層型圧電振動子を提供すること。 【構成】 圧電性セラミックス１と内部電極３，４とを
所定方向に積層して成る積層体２と、積層体２の側面に
設けられた外部電極１１〜１８とを有する積層型圧電振
動子において、前記所定方向で対向する内部電極３，４
の内、少なくとも一方が４分割電極部３ａ〜３ｄ、４ａ
〜４ｄで構成され、該４分割電極部に接した圧電性セラ
ミックス１の４つの部分を独立して振動できるように内
部電極３，４と外部電極１１〜１８とが接続されてい
る。
る低コストの積層型圧電振動子を提供すること。 【構成】 圧電性セラミックス１と内部電極３，４とを
所定方向に積層して成る積層体２と、積層体２の側面に
設けられた外部電極１１〜１８とを有する積層型圧電振
動子において、前記所定方向で対向する内部電極３，４
の内、少なくとも一方が４分割電極部３ａ〜３ｄ、４ａ
〜４ｄで構成され、該４分割電極部に接した圧電性セラ
ミックス１の４つの部分を独立して振動できるように内
部電極３，４と外部電極１１〜１８とが接続されてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、摩擦力を利用して物体
をＸ−Ｙ方向に直接駆動する超音波モータ用に適した積
層型圧電振動子に関し、更に詳しくは、その内部電極構
造に特徴を有する積層型圧電振動子に関するものであ
る。
をＸ−Ｙ方向に直接駆動する超音波モータ用に適した積
層型圧電振動子に関し、更に詳しくは、その内部電極構
造に特徴を有する積層型圧電振動子に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、物体をＸ−Ｙ方向に直接駆動する
超音波モータの駆動源には、複数個の振動子を互いに適
当な角度で駆動部に接着し、Ｘ或いはＹの１方向に駆動
させる駆動源を、更にＸ−Ｙ両方向の駆動を得るために
複数個用いるものがある。しかしこの方法では、それぞ
れの駆動源の駆動方向は固定されており、Ｘ−Ｙ平面上
の任意方向に物体を駆動させる方向とは一致しない。そ
のため、それぞれの駆動源どうしが干渉し、物体を滑ら
かに駆動させることが困難であるという問題点があっ
た。また、駆動源を１方向に駆動させるために２個以上
の振動子を必要とするための構造が複雑であり、高コス
トであるという欠点があった。
超音波モータの駆動源には、複数個の振動子を互いに適
当な角度で駆動部に接着し、Ｘ或いはＹの１方向に駆動
させる駆動源を、更にＸ−Ｙ両方向の駆動を得るために
複数個用いるものがある。しかしこの方法では、それぞ
れの駆動源の駆動方向は固定されており、Ｘ−Ｙ平面上
の任意方向に物体を駆動させる方向とは一致しない。そ
のため、それぞれの駆動源どうしが干渉し、物体を滑ら
かに駆動させることが困難であるという問題点があっ
た。また、駆動源を１方向に駆動させるために２個以上
の振動子を必要とするための構造が複雑であり、高コス
トであるという欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】それ故に、本発明の課
題は、上記欠点を除却し、構造が単純であり、１振動子
でＸ−Ｙ方向の任意な駆動が得られる低コストの積層型
圧電振動子を提供することにある。
題は、上記欠点を除却し、構造が単純であり、１振動子
でＸ−Ｙ方向の任意な駆動が得られる低コストの積層型
圧電振動子を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
れば、複数の圧電性セラミックスと複数の内部電極とを
交互に所定方向に沿って積層して成る柱状の積層体と、
該積層体の前記所定方向と平行な側面に設けられて該側
面で露出した前記内部電極に接続された外部電極とを含
む積層型圧電振動子において、前記複数の内部電極は、
それぞれ４分割電極部から成り、且つ前記所定方向で隣
接する前記４分割電極部同士が対向電極となるように前
記圧電性セラミックスを介在させて積層されており、前
記外部電極は、前記側面に８本設けられ、且つ前記４分
割電極部間に介在する前記圧電性セラミックスの４つ部
分を独立して振動させることができるように該４分割電
極部に接続されていることを特長とする積層型圧電振動
子が得られる。
れば、複数の圧電性セラミックスと複数の内部電極とを
交互に所定方向に沿って積層して成る柱状の積層体と、
該積層体の前記所定方向と平行な側面に設けられて該側
面で露出した前記内部電極に接続された外部電極とを含
む積層型圧電振動子において、前記複数の内部電極は、
それぞれ４分割電極部から成り、且つ前記所定方向で隣
接する前記４分割電極部同士が対向電極となるように前
記圧電性セラミックスを介在させて積層されており、前
記外部電極は、前記側面に８本設けられ、且つ前記４分
割電極部間に介在する前記圧電性セラミックスの４つ部
分を独立して振動させることができるように該４分割電
極部に接続されていることを特長とする積層型圧電振動
子が得られる。
【０００５】請求項２記載の発明によれば、複数の圧電
性セラミックスと複数の内部電極とを交互に所定方向に
沿って積層して成る柱状の積層体と、該積層体の前記所
定方向と平行な側面に設けられて該側面で露出した前記
内部電極に接続された外部電極とを含む積層型圧電振動
子において、前記複数の内部電極には、４分割電極部か
ら成る第１の内部電極と、前記積層体の横断面形状に略
等しい平面形状の第２の内部電極とがあり、且つ第１の
内部電極と前記第２の内部電極とが前記所定方向で対向
電極となるように前記圧電性セラミックスを介在させて
積層されており、前記外部電極は、前記側面に５本設け
られ、且つ前記４分割電極部と前記第２の内部電極との
間に介在する前記圧電性セラミックスの４つの部分を独
立して振動させることができるように、４本は前記４分
割電極部に接続され、残りの１本は前記第２の内部電極
に接続されていることを特長とする積層型圧電振動子が
得られる。
性セラミックスと複数の内部電極とを交互に所定方向に
沿って積層して成る柱状の積層体と、該積層体の前記所
定方向と平行な側面に設けられて該側面で露出した前記
内部電極に接続された外部電極とを含む積層型圧電振動
子において、前記複数の内部電極には、４分割電極部か
ら成る第１の内部電極と、前記積層体の横断面形状に略
等しい平面形状の第２の内部電極とがあり、且つ第１の
内部電極と前記第２の内部電極とが前記所定方向で対向
電極となるように前記圧電性セラミックスを介在させて
積層されており、前記外部電極は、前記側面に５本設け
られ、且つ前記４分割電極部と前記第２の内部電極との
間に介在する前記圧電性セラミックスの４つの部分を独
立して振動させることができるように、４本は前記４分
割電極部に接続され、残りの１本は前記第２の内部電極
に接続されていることを特長とする積層型圧電振動子が
得られる。
【０００６】請求項３記載の発明によれば、前記積層体
の前記所定方向一端面に耐摩耗部材が備えられているこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２記載の積層型圧電
振動子が得られる。
の前記所定方向一端面に耐摩耗部材が備えられているこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２記載の積層型圧電
振動子が得られる。
【０００７】
【作用】請求項１記載の発明の積層型圧電振動子の場
合、内部電極を構成する４分割電極部に接続された８本
の外部電極により、所定方向（圧電性セラミックスと内
部電極の積層方向）で対向する４分割電極部の間にそれ
ぞれ介在する圧電性セラミックスの４つの部分を独立に
駆動でき、その合成駆動はＸ−Ｙの任意の方向に対して
回転楕円振動を励振させることができる。このため、駆
動源として複数の振動子を用いることなく、１振動子で
物体をＸ−Ｙ方向に駆動することができ、単純な構造で
駆動源間の干渉のない低コストな振動子が実現できる。
合、内部電極を構成する４分割電極部に接続された８本
の外部電極により、所定方向（圧電性セラミックスと内
部電極の積層方向）で対向する４分割電極部の間にそれ
ぞれ介在する圧電性セラミックスの４つの部分を独立に
駆動でき、その合成駆動はＸ−Ｙの任意の方向に対して
回転楕円振動を励振させることができる。このため、駆
動源として複数の振動子を用いることなく、１振動子で
物体をＸ−Ｙ方向に駆動することができ、単純な構造で
駆動源間の干渉のない低コストな振動子が実現できる。
【０００８】請求項２記載の発明の積層型圧電振動子の
場合、内部電極には、４分割電極部から成る第１の内部
電極と、積層体の横断面（所定方向と直交する方向での
断面）形状に略等しい形状の第２の内部電極とがあり、
これらは所定方向で対向電極となるように圧電性セラミ
ックスを介在させて積層されており、５本ある外部電極
の内、４本は第１の内部電極の各４分割電極部に接続さ
れ、残りの１本は第２の内部電極に接続されているの
で、４分割電極部と第２の内部電極との間に介在する圧
電性セラミックスの４つの部分を独立に駆動できる。こ
のため、請求項１記載の積層型圧電振動子と同様に、駆
動源として複数の振動子を用いることなく、１振動子で
物体をＸ−Ｙ方向に駆動することができ、単純な構造で
駆動源間の干渉のない低コストな振動子が実現できる。
場合、内部電極には、４分割電極部から成る第１の内部
電極と、積層体の横断面（所定方向と直交する方向での
断面）形状に略等しい形状の第２の内部電極とがあり、
これらは所定方向で対向電極となるように圧電性セラミ
ックスを介在させて積層されており、５本ある外部電極
の内、４本は第１の内部電極の各４分割電極部に接続さ
れ、残りの１本は第２の内部電極に接続されているの
で、４分割電極部と第２の内部電極との間に介在する圧
電性セラミックスの４つの部分を独立に駆動できる。こ
のため、請求項１記載の積層型圧電振動子と同様に、駆
動源として複数の振動子を用いることなく、１振動子で
物体をＸ−Ｙ方向に駆動することができ、単純な構造で
駆動源間の干渉のない低コストな振動子が実現できる。
【０００９】
（実施例１）以下に本発明の実施例１について説明す
る。圧電性セラミックスとして化学組成式がＰｂ（Ｎｉ
1/3 ・Ｎｂ2/3 ）0.5 Ｔｉ0.35Ｚｒ0.15Ｏ3 の圧電性セ
ラミックスを用いて厚み１２０μｍのグリーンシート１
を準備した。次に銀−パラジウム系電極ペーストを用い
て、スクリーン印刷によって図１に示すような第１の内
部電極パターンＡ、及び第２の内部電極パターンＢを、
それぞれグリーンシート１上に印刷し、第１の内部電極
パターンＡを印刷したものと、第２の内部電極パターン
Ｂを印刷したものとを所定方向に沿って交互に繰り返し
１９０層積層し、積層体２を形成した。尚、第１の内部
電極パターンＡにより形成された内部電極３は、４分割
電極部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで構成され、これら４分
割電極部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、図面上、積層体２
の左右側面で露出している。また、第２の内部電極パタ
ーンＢにより形成された内部電極４は、４分割電極部４
ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄで構成され、これら４分割電極部
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、図面上、積層体２の前後側
面で露出している。
る。圧電性セラミックスとして化学組成式がＰｂ（Ｎｉ
1/3 ・Ｎｂ2/3 ）0.5 Ｔｉ0.35Ｚｒ0.15Ｏ3 の圧電性セ
ラミックスを用いて厚み１２０μｍのグリーンシート１
を準備した。次に銀−パラジウム系電極ペーストを用い
て、スクリーン印刷によって図１に示すような第１の内
部電極パターンＡ、及び第２の内部電極パターンＢを、
それぞれグリーンシート１上に印刷し、第１の内部電極
パターンＡを印刷したものと、第２の内部電極パターン
Ｂを印刷したものとを所定方向に沿って交互に繰り返し
１９０層積層し、積層体２を形成した。尚、第１の内部
電極パターンＡにより形成された内部電極３は、４分割
電極部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで構成され、これら４分
割電極部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、図面上、積層体２
の左右側面で露出している。また、第２の内部電極パタ
ーンＢにより形成された内部電極４は、４分割電極部４
ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄで構成され、これら４分割電極部
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、図面上、積層体２の前後側
面で露出している。
【００１０】上述のように積層体２を形成した後、この
積層体２を熱圧着し、寸法３．５ｍｍ×３．５ｍｍ×２
３．５ｍｍの未焼結のセラミックス積層体とした。この
積層体を脱バインダし、大気中１１００℃で焼結し、得
られた焼結体の内部電極層が露出した側面に外部電極１
１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８を形成
し、積層型圧電振動子とした。この際、外部電極１１，
１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８は、所定方
向で隣接する４分割電極部間に介在する圧電性セラミッ
クスの４つの部分を独立して振動させることができるよ
うに、それぞれ４分割電極部４ｂ，４ｃ，３ｃ，３ｄ，
４ｄ，４ａ，３ａ，３ｂに接続されている。
積層体２を熱圧着し、寸法３．５ｍｍ×３．５ｍｍ×２
３．５ｍｍの未焼結のセラミックス積層体とした。この
積層体を脱バインダし、大気中１１００℃で焼結し、得
られた焼結体の内部電極層が露出した側面に外部電極１
１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８を形成
し、積層型圧電振動子とした。この際、外部電極１１，
１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８は、所定方
向で隣接する４分割電極部間に介在する圧電性セラミッ
クスの４つの部分を独立して振動させることができるよ
うに、それぞれ４分割電極部４ｂ，４ｃ，３ｃ，３ｄ，
４ｄ，４ａ，３ａ，３ｂに接続されている。
【００１１】このようにして作成された積層型圧電振動
子の所定方向一端面には、耐摩耗部材６が取り付けられ
ている。
子の所定方向一端面には、耐摩耗部材６が取り付けられ
ている。
【００１２】試作した寸法３ｍｍ×３ｍｍ×２０ｍｍの
積層型圧電振動子の分極方向は、図１に矢印で示した。
積層型圧電振動子の分極方向は、図１に矢印で示した。
【００１３】（実施例２）以下に本発明の実施例２につ
いて説明する。実施例１と同じグリーンシート１を準備
し、図２に示すような第１の内部電極パターンＡ、及び
第２の内部電極パターンＣを、それぞれグリーンシート
１上に印刷し、第１の内部電極パターンＡを印刷したも
のと、第２の内部電極パターンＣを印刷したものとを所
定方向に沿って交互に繰り返し１９０層積層し、積層体
２を形成した。尚、第１の内部電極パターンＡにより形
成された第１の内部電極３は、４分割電極部３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄで構成され、これら４分割電極部３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄは、図面上、積層体２の左右側面で露
出している。また、第２の内部電極パターンＣにより形
成された第２の内部電極５は、積層体２の横断面形状に
等しい平面形状を有し、図面上、積層体２の前後側面で
露出している。
いて説明する。実施例１と同じグリーンシート１を準備
し、図２に示すような第１の内部電極パターンＡ、及び
第２の内部電極パターンＣを、それぞれグリーンシート
１上に印刷し、第１の内部電極パターンＡを印刷したも
のと、第２の内部電極パターンＣを印刷したものとを所
定方向に沿って交互に繰り返し１９０層積層し、積層体
２を形成した。尚、第１の内部電極パターンＡにより形
成された第１の内部電極３は、４分割電極部３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄで構成され、これら４分割電極部３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄは、図面上、積層体２の左右側面で露
出している。また、第２の内部電極パターンＣにより形
成された第２の内部電極５は、積層体２の横断面形状に
等しい平面形状を有し、図面上、積層体２の前後側面で
露出している。
【００１４】上述のように積層体２を形成した後、この
積層体２を熱圧着し、寸法２．３ｍｍ×３．５ｍｍ×２
３．５ｍｍの未焼結のセラミックス積層体とした。この
積層体を脱バインダし、大気中１１００℃で焼結し、得
られた焼結体の内部電極層が露出した側面に外部電極１
１，１２，１３，１４，１５を形成し、積層型圧電振動
子とした。この際、所定方向で対向する４分割電極部３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと第２の内部電極５との間に介在
する圧電性セラミックスの４つの部分を独立して振動さ
せることができるように、外部電極１２，１３，１４，
１５は、それぞれ４分割電極部３ｃ，３ｄ，３ａ，３ｂ
に接続され、外部電極１１は、第２の内部電極５に接続
されている。
積層体２を熱圧着し、寸法２．３ｍｍ×３．５ｍｍ×２
３．５ｍｍの未焼結のセラミックス積層体とした。この
積層体を脱バインダし、大気中１１００℃で焼結し、得
られた焼結体の内部電極層が露出した側面に外部電極１
１，１２，１３，１４，１５を形成し、積層型圧電振動
子とした。この際、所定方向で対向する４分割電極部３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと第２の内部電極５との間に介在
する圧電性セラミックスの４つの部分を独立して振動さ
せることができるように、外部電極１２，１３，１４，
１５は、それぞれ４分割電極部３ｃ，３ｄ，３ａ，３ｂ
に接続され、外部電極１１は、第２の内部電極５に接続
されている。
【００１５】このようにして作成された積層型圧電振動
子の所定方向一端面には、耐摩耗部材６が取り付けられ
ている。
子の所定方向一端面には、耐摩耗部材６が取り付けられ
ている。
【００１６】試作した寸法２ｍｍ×３ｍｍ×２０ｍｍの
圧電振動子の分極方向は、図２に矢印で示した。
圧電振動子の分極方向は、図２に矢印で示した。
【００１７】実施例１，２で得られた振動子を実際に駆
動させた一例を表１，表２に示す。尚、表１，表２にお
ける電圧印加方法の欄の中の番号は、外部電極の参照番
号を示す。
動させた一例を表１，表２に示す。尚、表１，表２にお
ける電圧印加方法の欄の中の番号は、外部電極の参照番
号を示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】表１，表２から明らかなように、本発明に
よる構造の積層型圧電振動子は、Ｘ及びＹ方向に振動す
ることができ、上記駆動条件の複合により１振動子で物
体をＸ−Ｙ方向に駆動させることが可能である。
よる構造の積層型圧電振動子は、Ｘ及びＹ方向に振動す
ることができ、上記駆動条件の複合により１振動子で物
体をＸ−Ｙ方向に駆動させることが可能である。
【００２１】
【発明の効果】本発明により、駆動源として複数の振動
子を用いることなく、１振動子で物体をＸ−Ｙ方向に駆
動させることができ、単純な構造で、駆動源間の干渉の
ない低コストな積層型圧電振動子を提供することが可能
となった。
子を用いることなく、１振動子で物体をＸ−Ｙ方向に駆
動させることができ、単純な構造で、駆動源間の干渉の
ない低コストな積層型圧電振動子を提供することが可能
となった。
【図１】本発明の実施例１による積層型圧電振動子の構
成を概略的に示す斜視図である。
成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例２による積層型圧電振動子の構
成を概略的に示す斜視図である。
成を概略的に示す斜視図である。
１ グリーンシート（圧電性セラミックス） ２ 積層体 ３ 第１の内部電極 ３ａ ４分割電極部 ３ｂ ４分割電極部 ３ｃ ４分割電極部 ３ｄ ４分割電極部 ４ 第２の内部電極 ４ａ ４分割電極部 ４ｂ ４分割電極部 ４ｃ ４分割電極部 ４ｄ ４分割電極部 ５ 第２の内部電極 １１ 外部電極 １２ 外部電極 １３ 外部電極 １４ 外部電極 １５ 外部電極 １６ 外部電極 １７ 外部電極 １８ 外部電極
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の圧電性セラミックスと複数の内部
電極とを交互に所定方向に沿って積層して成る柱状の積
層体と、該積層体の前記所定方向と平行な側面に設けら
れて該側面で露出した前記内部電極に接続された外部電
極とを含む積層型圧電振動子において、前記複数の内部
電極は、それぞれ４分割電極部から成り、且つ前記所定
方向で隣接する前記４分割電極部同士が対向電極となる
ように前記圧電性セラミックスを介在させて積層されて
おり、前記外部電極は、前記側面に８本設けられ、且つ
前記４分割電極部間に介在する前記圧電性セラミックス
の４つ部分を独立して振動させることができるように該
４分割電極部に接続されていることを特徴とする積層型
圧電振動子。 - 【請求項２】 複数の圧電性セラミックスと複数の内部
電極とを交互に所定方向に沿って積層して成る柱状の積
層体と、該積層体の前記所定方向と平行な側面に設けら
れて該側面で露出した前記内部電極に接続された外部電
極とを含む積層型圧電振動子において、前記複数の内部
電極には、４分割電極部から成る第１の内部電極と、前
記積層体の横断面形状に略等しい平面形状の第２の内部
電極とがあり、且つ第１の内部電極と前記第２の内部電
極とが前記所定方向で対向電極となるように前記圧電性
セラミックスを介在させて積層されており、前記外部電
極は、前記側面に５本設けられ、且つ前記４分割電極部
と前記第２の内部電極との間に介在する前記圧電性セラ
ミックスの４つの部分を独立して振動させることができ
るように、４本は前記４分割電極部に接続され、残りの
１本は前記第２の内部電極に接続されていることを特徴
とする積層型圧電振動子。 - 【請求項３】 前記積層体の前記所定方向一端面に耐摩
耗部材が備えられていることを特徴とする請求項１又は
請求項２記載の積層型圧電振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7035016A JPH08236829A (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 積層型圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7035016A JPH08236829A (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 積層型圧電振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236829A true JPH08236829A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=12430281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7035016A Pending JPH08236829A (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 積層型圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08236829A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004282841A (ja) * | 2003-03-13 | 2004-10-07 | Olympus Corp | 超音波振動子及び超音波モータ |
| JP2006216620A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Nec Tokin Corp | 積層型圧電アクチュエータ |
| JP2010187538A (ja) * | 1998-08-07 | 2010-08-26 | Seiko Instruments Inc | 超音波モータおよび超音波モータ付電子機器 |
-
1995
- 1995-02-23 JP JP7035016A patent/JPH08236829A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010187538A (ja) * | 1998-08-07 | 2010-08-26 | Seiko Instruments Inc | 超音波モータおよび超音波モータ付電子機器 |
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