(57)【要約】  Ｂ（１，ｎ）モード（ｎは自然数）の位相が９０°異なる２つの定在波による進行波を発生させる圧電振動子であって、圧電素子成形工程、分極工程及び製造工程の簡略化を果たすことができ、コストを低減することができる構造を得る。  振動体４の下面に（４／３）ｎ枚の圧電素子５〜１６が、Ｂ（１，ｎ）モードの位相が９０°異なる２つの定在波の合成によるｎ波進行波を発生させるために設けられており、該進行波の波長をλとしたときに、圧電素子５〜１６が、（１／２）λθに相当する中心角を占める周方向長さを有し、かつ複数の圧電素子５〜１６が（１／４）λθに相当する中心角を占める間隔を隔てて配置されており、各圧電素子は、厚み方向に分極された圧電体と、圧電体の両面に形成された一対の電極とを有し、前記周回方向において圧電素子の圧電体の分極方向が２枚毎に厚み方向の一方または他方とされている、圧電振動子。
2010061508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周縁が円または多角形である板状体からなる振動体と、
前記振動体を振動させることにより、Ｂ（１，ｎ）モード（但し、ｎは自然数）の位相が９０°異なる２つの定在波の合成により生じ、かつ周回するように進行するｎ波の進行波を発生させるために該振動体の少なくとも一方主面に固定されており、前記進行波の周回方向に沿って分散配置された（４／３）ｎ枚の圧電素子とを備え、
前記進行波の波長に対応する前記周回方向中心周りの中心角をλθとしたときに、各圧電素子が中心角でλθ／２に対応する寸法を有し、かつ隣り合う圧電素子同士が前記周回方向に沿って中心角でλθ／４に対応する間隔をあけて配置されており、
各圧電素子は、厚み方向に分極された圧電体と、圧電体の両面に形成された一対の電極とを有し、前記周回方向において圧電素子の圧電体の分極方向が２枚毎に厚み方向の一方または他方とされている、圧電振動子。
【請求項２】
前記複数の圧電素子が、前記Ｂ（１，ｎ）モードの定在波の振動の腹上に位置するように設けられている、請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項３】
前記複数の圧電素子が、前記Ｂ（１，ｎ）モードの定在波の環状のノードよりも内側に位置している該定在波の振動の腹上に配置されている、請求項２に記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記圧電振動子が、前記Ｂ（１，ｎ）モードの定在波の環状の振動のノードよりも外側には至らないように該ノードよりも内側に設けられている、請求項３に記載の圧電振動子。
【請求項５】
前記圧電素子が矩形の平面形状を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧電振動子。
【請求項６】
前記振動体の一方主面から突出するように設けられた接触子をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧電振動子。
【請求項７】
前記接触子として、前記振動体の一方主面において、前記進行波が伝搬する領域である円環状の領域に分散配置された複数の接触子を有する、請求項６に記載の圧電振動子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧電振動子からなるステータと、
前記ステータに接触されるように配置されており、前記ステータにおいて生じた進行波による振動を受けて回転されるロータとを備える、超音波モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電効果を利用して進行波を発生する圧電振動子、並びに該圧電振動子より生じた進行波を利用した超音波モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電効果を利用した超音波モータが種々提案されている。下記の特許文献１には、円板状の振動体の片面に円板状の圧電素子を貼り付けてなるステータを有する超音波モータが開示されている。図８（ａ）及び（ｂ）は、特許文献１に記載の超音波モータを示す略図的正面断面図及び下面の圧電素子の分極構造を説明するための振動体の模式的平面図である。【０００３】
特許文献１に開示されている超音波モータ１０１では、Ｂ（１，３）モードの位相が互いに９０°異なる２つの定在波を発生させ、該２つの定在波の合成により進行波が発生される。【０００４】
超音波モータ１０１は、支持板１０２を有する。支持板１０２の中央に、中心軸１０３が取り付けられている。中心軸１０３は、支持板１０２の中央から上方に延ばされている。中心軸１０３にステータ１０４が固定されており、それによって、ステータ１０４は、中心軸１０３及び支持板１０２により保持されている。【０００５】
ステータ１０４は、円板状の振動体１０５と、振動体１０５の下面に貼り付けられた円板状の圧電素子１０６とを有する。図８（ｂ）に示すように、圧電素子１０６は、中心角３０°の１２個の扇形の領域に区分されている。各扇形の領域が、図示の＋または−の記号で示すように厚み方向に分極されている。＋で示されている扇形の領域と、−で示されている扇形の領域とは、厚み方向において逆方向に分極処理されていることを示す。Ｂ（１，ｎ）モードやＢ（０，ｎ）モード（但し、ｎは自然数）の定在波を発生させてｎ波の進行波を得るには、４ｎ個の領域に圧電体を分割しなければならない。なお、ｎは自然数である。従って、特許文献１では、３波の進行波を得るために、圧電素子１０６が１２個の領域に区分されている。【０００６】
圧電素子１０６は、分極された圧電セラミック板の両面に電極を形成した構造を有する。圧電素子１０６に、交流電圧を印加することにより、上記のように、＋または−の記号で示した各領域が逆の位相で振動し、それによって、圧電素子１０６に取り付けられた振動体１０５が振動する。この振動により、図８（ａ）の破線Ａで示す振動姿態と、破線Ｂで示す振動姿態との間で変位が繰り返され、Ｂ（１，３）モードの定在波が生じる。そして、位相が９０°異なる２つの定在波を発生させるように圧電素子１０６を駆動することにより、振動体１０５よりも小さな径の進行波が発生する。【０００７】
振動体１０５の上面には、上記進行波が伝搬する径方向において突出部１０５ａが形成されており、突出部１０５ａに接するように、振動体１０５の上面に図示しないロータが配置される。ロータは、中心軸１０３の周りに回転材となるように中心軸１０３により軸支される。従って、上記進行波の発生により、突出部１０５ａに接触されているロータが中心軸１０３の周りを回転されることになる。【０００８】
なお、上記Ｂ（１，３）モードを含むＢ（１，ｎ）モードやＢ（０，ｎ）モードを利用した超音波モータは下記の非特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１９４１５１号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】「精密制御用ニューアクチュエータ便覧」日本工業技術振興協会団体アクチュエータ研究部会編  フジテクノシステム発行  第８３９頁〜第８４１頁「拡大機能を有するディスク型超音波モータ」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載の超音波モータ１０１では、Ｂ（１，３）モードの位相が９０°異なる２つの定在波の合成により生じた進行波の発生によりロータが回転される。この場合の回転効率は比較的高いものの、超音波モータ１０１を得るにあたっては、略円板状の圧電素子１０６を１２個もの領域に分割し、各領域を分極しなければならなかった。そのため、圧電体の形成工程や分極工程が複雑であり、さらに電極形成も複雑にならざるを得なかった。従って、超音波モータのコストを低減することができなかった。【００１２】
本発明の目的は、大きな振動エネルギーを得ることが容易なＢ（１，ｎ）モードの進行波を利用した超音波モータであって、圧電体の成形工程、分極工程及び電極形成工程の簡略化を図ることができ、コストを低減することができ、しかも様々なＢ（１，ｎ）モードを容易に利用することができる超音波モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、外周縁が円または多角形である板状体からなる振動体と、前記振動体を振動させることにより、Ｂ（１，ｎ）モード（但し、ｎは自然数）の位相が９０°異なる２つの定在波の合成により生じ、かつ周回するように進行するｎ波の進行波を発生させるために該振動体の少なくとも一方主面に固定されており、前記進行波の周回方向に沿って分散配置された（４／３）ｎ枚の圧電素子とを備え、前記進行波の波長に対応する前記周回方向中心周りの中心角をλθとしたときに、各圧電素子が中心角でλθ／２に対応する寸法を有し、かつ隣り合う圧電素子同士が前記周回方向に沿って中心角でλθ／４に対応する間隔をあけて配置されており、各圧電素子は、厚み方向に分極された圧電体と、圧電体の両面に形成された一対の電極とを有し、前記周回方向において圧電素子の圧電体の分極方向が２枚毎に厚み方向の一方または他方とされている、圧電振動子が提供される。【００１４】
本発明に係る圧電振動子のある特定の局面によれば、前記複数の圧電素子が、前記Ｂ（１，ｎ）モードの定在波の振動の腹上に位置するように設けられている。この場合には、より効果的に位相が異なる２つの定在波を発生させることができる。【００１５】
本発明に係る圧電振動子の他の特定の局面では、前記複数の圧電素子が、前記Ｂ（１，ｎ）モードの定在波の環状のノードよりも内側に位置している該定在波の振動の腹上に配置されている。この場合には、上記定在波をより一層効率よく発生させることができる。【００１６】
本発明に係る圧電振動子のさらに他の特定の局面では、前記圧電振動子が、前記Ｂ（１，ｎ）モードの定在波の環状の振動のノードよりも外側には至らないように該ノードよりも内側に設けられている。この場合には、振動のノードよりも外側に圧電振動子が至らないため、逆相の定在波の発生を抑制することができ、駆動効率の低下を抑制することができる。【００１７】
本発明において、圧電素子の平面形状は特に限定されないが、本発明の他の特定の局面によれば、圧電素子は矩形の平面形状を有する。この場合には、マザーの圧電体から複数の圧電素子を容易にかつ高い生産性で形成することができる。【００１８】
本発明に係る圧電素子のさらに別の特定の局面では、前記振動体の前記ロータと接触される側の面に、前記振動体の面から突出するように設けられた接触子がさらに備えられている。突出されている接触子の先端にロータなどの駆動される部材が接触されることにより、ロータ等をより一層効率良く駆動することができる。【００１９】
本発明のさらに別の特定の局面によれば、前記接触子として、前記振動体の主面において、前記Ｂ（１，ｎ）モードの振動の進行波が伝搬する領域である円環状の領域に分散配置された複数の接触子が設けられている。この場合には、より一層効率良くロータ等を駆動することができる。【００２０】
本発明に係る超音波モータは、本発明に従って構成された圧電振動子からなるステータと、該ステータに接触されるように配置されており、ステータに応じて生じた進行波による振動を受けて回転されるロータとを備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る圧電振動子では、板状体からなる振動体の少なくとも一方主面に（４／３）ｎ枚の圧電素子が進行波の周回方向に沿って上記特定の関係となるように分散配置されているため、Ｂ（１，ｎ）モードの位相が異なる２つの定在波の合成により生じた進行波が発生される。この進行波は、Ｂ（０，ｎ）モードの定在波の合成による進行波を利用した場合よりも振動体において大きな変位を生み出す。従って、ロータなどの圧電振動子により駆動される部材を効率よく回転駆動することができる。【００２２】
しかも、複数の圧電素子が振動体の少なくとも一方主面に上記特定の関係となるように固定されている構造を有するだけであるため、しかも、Ｂ（１，ｎ）モードの位相が９０°異なる２つの定在波の合成により生じるｎ波の進行波を発生させるのに、（４／３）ｎ枚の単一分極の圧電素子を固定すればよいだけであるため、１枚の円環状もしくは円板状の４ｎ分割された分極領域をもつ圧電素子を用いた従来例に比べ、圧電素子の成形工程、分極工程及び電極形成工程を大幅に簡略化することができ、コストを大幅に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態の超音波モータのステータを示す斜視図及び平面図であり、（ｃ）は、ステータにおいて生じる２つの定在波を説明するためのステータの正面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の一実施形態の超音波モータのステータに固定される圧電素子の構造を説明するための圧電素子の正面断面図であり、（ｂ）は、圧電素子の寸法及び圧電素子間の距離を説明するための模式的平面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る超音波モータの正面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態において、圧電振動子において生じるＢ（１，９）モードの定在波の振動の環状のノードをＮ及び変位が最も大きい腹Ｄの位置を示す模式的平面図である。
【図５】図５は、本発明に従ってＢ（１，３）モードの定在波を利用した圧電振動子における位相が互いに９０°異なるＢ（１，３）モードの２つの定在波を模式的に示す平面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態の変形例における圧電素子の位置と定在波との関係を説明するための模式的正面図である。
【図７】図７は、本発明の超音波モータの変形例におけるステータの平面図である。
【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は、従来のＢ（１，ｎ）モードの進行波を用いた超音波モータを説明するための模式的正面図及びステータの下面に貼り付けられた圧電板の分極構造を示す模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２５】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る超音波モータの正面図である。超音波モータ１は、本発明の実施形態としての圧電振動子からなるステータ２と、ステータ２により回転駆動されるロータ３とを有する。ロータ３は、本実施形態では、略円板状の形状を有し、該円板の中心を周りに回転駆動される。ロータ３は、金属、セラミックスまたは合成樹脂などの適宜の剛性材料により形成される。本実施形態では、ステータ２において、後述する位相が時間的に及び位置的に９０°異なるＢ（１，９）モードの２つの定在波が発生され、該２つの定在波の合成による進行波が生じるために該進行波によりロータ３が回転駆動される。
【００２６】
図１（ａ）及び（ｂ）は、ステータ２の外観を示す斜視図及び平面図であり、図１（ｃ）は、ステータ２において生じる定在波を説明するための模式的正面図である。
【００２７】
ステータ２は、板状の弾性体からなる振動体４を有する。振動体４は、中央に貫通孔４ｃを有する円板状の形状を有する。もっとも、振動体４は、円環状の形状を有していてもよい。
【００２８】
また、円や円環に限らず、振動体４の平面形状は正六角形、正八角形、または正十角形などの正多角形形状であってもよい。
【００２９】
上記振動体４は、本実施形態では、リン青銅により形成されている。もっとも、振動体４は、リン青銅などの金属からなる必要は必ずしもない。振動体４は、セラミックス、シリコン材料または合成樹脂などの他の弾性体により形成されていてもよい。上記振動体４は、打ち抜き加工などにより容易に正確な形状に形成され得る。
【００３０】
振動体４の下面４ｂ上には、複数の圧電素子５〜１６が貼り付けられている。図２は、圧電素子５を模式的に示す拡大正面断面図である。圧電素子５は、厚み方向に分極処理された圧電体５ａと、圧電体５ａの両面に形成された第１の電極５ｂと、下面に形成された第２の電極５ｃとを有する。上記圧電体５ａは、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスのような圧電セラミックスあるいは圧電単結晶などの適宜の圧電材料により形成され得る。
【００３１】
第１，第２の電極５ｂ，５ｃは、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらの合金などの適宜の金属材料からなる。
【００３２】
圧電素子６〜１６も、圧電素子５と同様に構成されている。もっとも、後述するＢ（１，９）モードの位相が９０°異なる２つの定在波を励振させるために、周方向において２個おきに、圧電素子の圧電体の分極方向が圧電体の厚み方向において逆方向とされている。すなわち、圧電素子５，６において、下面から上面を向く方向に圧電体５ａが分極処理されている場合、圧電素子７，８では、圧電体は上面から下面に向う方向に分極処理されている。図１（ｂ）において、圧電体の上面から下面に向う方向の分極方向を＋、下面から上面に分極処理されている方向を−で示すこととなる。
【００３３】
なお、本実施形態では、上記周回方向において、圧電素子５，６の組の隣に圧電素子７，８の組が配置されていたが、例えば、圧電素子５，６の組と圧電素子７，８との間の組に、圧電体が上記プラス方向またはマイナス方向に分極されている１つの圧電素子が配置されていてもよい。あるいは、例えば圧電素子５，６の組と、圧電素子７，８の組のいずれかにおいて、１つの圧電素子が間引かれていてもよい。Ｂ（１，９）モードの定在波の励振効率が低下するため好ましくないが、このように、１つまたは幾つかの圧電素子が部分的に付加または間引きされている構造は、本発明の範囲から排除されるものではない。
【００３４】
上記圧電素子５〜１６は、振動体４の下面に図示しない適宜の接合材により固定されている。このような接合材としては、適宜の接着剤や金属からなる接合材料等を例示することができる。
【００３５】
また、複数の圧電素子５〜１６に交流電圧を印加するために、圧電素子５〜１６の下面の第２の電極が適宜配線される。なお、圧電素子の上面に設けられた第１の電極については、共通接続される。
【００３６】
上記圧電素子５〜１６は、本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、矩形の平面形状を有する。従って、大きなマザーの圧電体の両面に電極を形成し、厚み方向に分極した後に、矩形の形状を有するように分断することにより、多数の圧電素子５〜１６を容易にかつ高精度に形成することができる。よって、分極工程の簡略化を果たすことができる。また、複数の圧電素子５〜１６を振動体４の下面に貼り付けるだけでよいため、ステータ２の製造工程の簡略化及びコストの低減を果たすことができる。よって、超音波モータ１のコストを低めることができる。
【００３７】
上記複数の圧電素子５〜１６は、振動体４内において、ある周方向に沿って分散配置されている。より具体的には、Ｂ（１，９）モードの定在波が生じる円環状領域に沿って、生じる進行波の波長に対応する中心角をλθとしたときに、図２（ｂ）に模式的に示すように、各圧電素子５，６は、（１／２）λθに相当する中心角を占める周方向長さＷを有し、かつ複数の圧電素子５，６は、（１／４）λθに相当する中心角を占める間隔Ｓを隔てて配置されている。残りの圧電素子７〜１６も同様に配置されている。
【００３８】
より具体的には、本実施形態には、円板状の振動体４の外周縁４ｄよりも内側の一点鎖線で図１（ｂ）に示す仮想円Ｄに沿って上記進行波が伝搬する。従って、複数の圧電素子５〜１６の振動体４における径方向位置は、圧電素子５〜１６の中心が、仮想円Ｄ上に位置するように圧電素子５〜１６が位置決めされている。
【００３９】
上記ステータ２において、圧電素子５〜１６の内、第１の圧電素子グループ５，７，９，１１，１３，１５と、第２の圧電素子グループ６，８，１０，１２，１４，１６において、時間的に位相が異なる２つの高周波電圧を印加することにより、位置的及び時間的位相が９０°ずれたＢ（１，９）モードの２つの定在波が発生する。この２つの定在波が合成され、進行波が生じる。すなわち、上記仮想円Ｄ上を伝搬する進行波が生じることとなる。
【００４０】
上記進行波が生じた場合、振動体４は、図１（ｃ）に破線Ｅで示す振動姿態と、破線Ｆで示す振動姿態との間で振動を繰り返す。この場合、図１（ｃ）から明らかなように、圧電素子７,１２の振動体４の径方向中心に位置する部分において、振動体４が上下にもっとも大きく変位することとなる。すなわち、振動体４においてもっとも変位の大きな部分は、上記仮想円Ｄ上の値である。この仮想円Ｄは、上記Ｂ（１，９）モードの定在波の振動の腹に相当する。
【００４１】
なお、図４に模式的平面図で示すように、仮想円Ｄの外側に、上記定在波の振動のノードに相当する環状のノードＮが存在する。図１（ｃ）に示すように、この振動のノードＮでは、変位がほとんど生じず、環状のノードＮの外側においても、大きく変位する振動の腹部分が存在する。
【００４２】
本実施形態では、圧電素子５〜１６は、上記振動の腹に相当する仮想円Ｄ上に位置しており、かつ振動のノードＮよりも外側には至っていない。ノードＮよりも外側に圧電素子５〜１６が至っていると、逆相で駆動される部分にも圧電素子５〜１２が位置することになり、励振効率が低くなり、好ましくない。
【００４３】
もっとも、振動のノードＮの外側に、圧電素子５〜１６それぞれ逆極性に分極された圧電素子を設けてもよい。例えば図６に圧電素子７，１３が設けられている部分で示すように、圧電素子７，１３の外側に圧電素子７Ａ，１３Ａを設けてもよい。その場合には、振動のノードＮの両側に位置している圧電素子を駆動し、進行波を発生させることも可能である。
【００４４】
本実施形態では、上記圧電素子５〜１６の振動体４における径方向位置は、該圧電素子５〜１６の中心が上記仮想円Ｄ上に位置するように圧電素子５〜１６が位置決めされている。言い換えれば、圧電素子５〜１６の中心が、Ｂ（１，９）モードの進行波が生じた場合の振動の頂点となる位置に位置決めされている。従って、圧電素子５〜１６を駆動することにより、上記Ｂ（１，９）モードの進行波を効率良く励振させることができる。また、この仮想円Ｄ上に、後述する複数の接触子が配置され、ロータの回転効率を高めることが可能とされている。
【００４５】
また、本実施形態においては、上記複数の圧電素子５〜１６においては、振動体４の片面の中心に対し、前述した第１のグループの圧電素子５，７，９，１１，１３，１５と、第２の圧電素子グループ６，８，１０，１２，１４，１６は対称に配置されている。従って、ステータ２の製造ばらつきが生じたり、あるいはロータ３の加圧状態がアンバランスになっている場合であっても、これらの影響を受け難い。よって、超音波モータ１の動作の安定性を高めることができる。
【００４６】
なお、Ｂ（１，ｎ）モードの進行波を用いた場合、公知のＢ（０，ｎ）モードの進行波を利用した場合に比べて効率を高めることができる。これは、Ｂ（１，ｎ）モードの進行波により振動体が振動した場合の変位がもっとも大きい部分、すなわち上記進行波が伝搬する部分は、円板状振動体の外周縁よりも内側となる。そのため、円板状の振動体の外周縁を伝搬するＢ（０，ｎ）モードの進行波を利用した場合に比べ、振動する領域が径方向において広くなるので、振動エネルギーが大きく、かつ変位が最も大きくなる部分における変位量が大きくなる。従って、Ｂ（０，ｎ）モードの進行波を利用した場合と比べて、Ｂ（１，ｎ）モードの進行波を利用することにより、ステータ２に接触されるロータを効率良く回転駆動することができる。
【００４７】
上記実施形態では、上記ステータ２において、振動体４の上面４ａ上に、ロータ３をより効果的に回転駆動するために、複数の接触子が振動体４の上面４ａから上方に突出形成されている。より具体的には、振動体４の上面４ａ上に、仮想円Ｄが設けられている位置に、円環状壁１７が形成されている。円環状壁１７の上面には、振動体４の径方向に延びる複数の切欠１７ａが周方向において所定の間隔を隔てて設けられている。この隣り合う切欠１７ａ，１７ａ間の突出部が１つの接触子１７ｂを構成している。従って、複数の接触子１７ｂが振動体４の上面４ａから上方に突出するように設けられている。複数の接触子１７ｂは、上記進行波であるＢ（１，ｎ）モードの進行波が伝搬する経路上に分散配置されている。より具体的には、複数の接触子１７ｂは、仮想円Ｄの周方向に沿って分散配置されており、前述したもっとも変位が大きい部分に配置されている。
【００４８】
接触子１７ｂは、振動体４側から振動体４に遠ざかる方向に突出形成されているため、振動体４において、Ｂ（１，ｎ）モードの進行波が生成し、仮想円Ｄで位置する部分において、振動体４が変位した場合、接触子１７ｂの先端はより大きく変位することとなる。
【００４９】
なお、図１（ａ）に示した貫通孔４ｃは、例えばロータ３及びステータ２を軸とする中心軸を挿通させるために設けられている。このような貫通孔４ｃと同様の貫通孔がロータ３にも設けられている。従って、例えば、図３に示すように、中心軸１８とベースプレート１９とを含む保持部材により、ステータ２及びロータ３を保持することができる。この場合、ロータ３は、貫通孔３ａにおいて中心軸の周りに回転自在に軸支され、ステータ２は、振動体４の貫通孔４ｃにおいて、中心軸１８に固定されることになる。中心軸１８は、適宜ベースプレート１９に固定されている。
【００５０】
上記中心軸１８としては、金属あるいはセラミックスなどの他の適宜の剛性材料により形成することができる。
【００５１】
なお、上記実施形態の超音波モータ１では、特に限定されるわけではないが、圧電素子５〜１６は矩形の平面形状を有していたが、図５に示す変形例のように、平面形状が円形の圧電素子２５〜３６を用いてもよい。円形の圧電素子２５〜３６もまた、矩形の圧電素子５〜１６と同様に容易に形成することができる。もっとも、マザーの圧電体からの歩留りを高めるには、前述した矩形の圧電素子５〜１６が望ましい。
【００５２】
また、上記実施形態は、Ｂ（１，９）モードの進行波を利用した例を示したが、他のＢ（１，ｎ）モードを利用してもよい。例えば、Ｂ（１，ｘ）モードを利用する場合には、（４／３）ｘ個の圧電素子を周方向に分散配置すればよい。
【００５３】
なお、図５は、本発明により発生される進行波をより分かり易く説明するための模式的平面図である。ここでは、３波の定在波Ｘ及びＹが示されている。すなわち、円板状の圧電振動体４１内において、４枚の圧電素子４２〜４５が中心角３０°の角度を隔てて配置されている。各圧電素子４２〜４５は、６０°の中心角を占める周回方向寸法を有する。すなわち、３波の定在波Ｘ，Ｙが励振されるため、進行波の波長に対する中心角は１２０°となるため、各圧電素子の周回方向寸法は中心角で１２０°／２＝６０°に対応する寸法を有し、隣り合う圧電素子が１２０°／４＝３０°の中心角に対応する間隔を空けて隔てられている。この場合、図示のように、位相が９０°異なる３波の定在波Ｘ，Ｙが励振され、両者が合成されて、進行波が生じる。
【００５４】
なお、図５における、Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−は圧電体の分極方向を示し、＋は厚み方向において上面から下面に向けて分極されていることを示し、−は逆方向に分極されていることを示す。
【００５５】
また、Ａは、第１のグループの圧電素子４２，４４であることを示し、Ｂは第２のグループの圧電素子４３，４５であることを示す。
【００５６】
図５では、図示を容易とするため、３波の例を示したが、上記実施形態の９波の場合も同様に位相が９０°異なる２つの定在波が励振され、両者の合成により進行波が生じる。
【００５７】
上記のように、Ｂ（１，ｎ）モードを利用した超音波モータに広く本発明を適用することができ、本発明に従って分極操作及び製造工程の簡略化を図り、コストを低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１…超音波モータ
２…ステータ
３…ロータ
３ａ…貫通孔
４…振動体
４ａ…上面
４ｂ…下面
４ｃ…貫通孔
４ｄ…外周縁
５〜１６…圧電素子
５ａ…圧電体
５ｂ…第１の電極
５ｃ…第２の電極
７Ａ，１３Ａ…圧電素子
１７…円環状壁
１７ａ…切欠
１７ｂ…接触子
１８…中心軸
１９…ベースプレート
２５〜３６…圧電素子
４１…圧電振動体
４２〜４５…圧電素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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