JP4133486B2

JP4133486B2 - Ultrasonic motor

Info

Publication number: JP4133486B2
Application number: JP2003077534A
Authority: JP
Inventors: 了一福永
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: JP2004289913A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種機械の駆動装置として使用される超音波モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示すように、２個の超音波振動子１０１ａ・１０１ｂと、超音波振動子１０１ａ・１０１ｂを９０度で保持する保持部材１０２と、略Ｖ字型の形状を有し、その頂点部で被駆動体であるロータ１０６と接し、その翼部（Ｖ字に開いている側の部分）で超音波振動子１０１ａ・１０１ｂと接続されたヘッド１０３と、を備えた超音波モータ１００が知られている（例えば、特許文献１参照）。超音波振動子１０１ａ・１０１ｂはそれぞれ、リング状の圧電素子１０４が袋ナット１０５とヘッド１３とによって締め付けられた構造を有している。
【０００３】
この超音波モータ１００では、超音波振動子１０１ａの圧電素子１０４と、超音波振動子１０１ｂの圧電素子１０４に、それぞれ位相が約９０度ずれた共振周波数を印加することによって、長さ方向に伸縮振動を生じさせ、これによってヘッド１０３の先端部に楕円運動を生じさせる。楕円運動するヘッド１０３を一定の力でロータ１０６の端面に押し付けると、ヘッド１０３とロータ１０６との間に生ずる摩擦力によってロータ１０６の外周の接線方向へ力が加わるために、ロータ１０６を回転させることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１５２６７１号公報（第２４〜２９段落、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような超音波モータ１００は、２つの超音波振動子１０１ａ・１０１ｂの間のスペースと、超音波振動子１０１ａ・１０１ｂとロータ１０６との間のスペースがデッドスペースとなって、ロータ１０６を回転させる装置全体が大型化する問題がある。
【０００６】
また、超音波モータ１００では超音波振動子１０１ａ・１０１ｂの交差角度が固定されているために、ロータ１０６を動かす駆動力を高めようとするとロータ１０６の回転速度も速くなる。このため超音波モータ１００では、高駆動力・低速回転や、低駆動力・高速回転といった駆動を行うことが困難であるという問題がある。また、例えば、ロータ１０６を高速回転させるために、不要なまでに大型の超音波モータを採用しなければならないといった無駄や、これによって回転装置が大型化するという問題がある。さらに、このような駆動を超音波振動子１０１ａ・１０１ｂの駆動信号を変えることによって実現しようとすると、電源がコスト高になるという問題がある。
【０００７】
さらにまた、超音波モータ１００を用いてロータ１０６を回転させる回転装置を製造する場合においては、最終的な回転装置の調整段階において、例えば、超音波モータ１００の駆動力等を調整する必要が生じた場合には、駆動電源の出力や位相差等を調整しなければならず、この場合には、例えば、駆動電源の回路基板を交換する等しなければならない場合が生ずるといった問題がある。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、デッドスペースの狭い超音波モータを提供することを目的とする。また本発明は、超音波振動子の駆動電源の仕様を変更することなく、被駆動体を動かす駆動力と被駆動体の速度を調整することができる超音波モータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、略棒状の２個の超音波振動子と、
略Ｖ字型の形状を有し、その頂点部で被駆動体に接し、かつ、その翼部にそれぞれ前記超音波振動子が取り付けられ、前記２個の超音波振動子の交差角度を変えることができる回動機構を備えた接頭部材と、
前記２個の超音波振動子の交差角度に対応して前記２個の超音波振動子を保持する保持機構と、
を具備することを特徴とする超音波モータ、が提供される。
【００１０】
この本発明の超音波モータは、換言すれば、被駆動体を動かす駆動力の異なる複数の超音波モータであり、また、被駆動体の速度を変えることができる複数の超音波モータである。これら複数の超音波モータは同じ仕様の駆動電源を用いて駆動することができる。また、被駆動体を動かすために要求される駆動力特性や被駆動体に要求される速度特性を満足する超音波モータを適宜選択して用いることにより、被駆動体を動かす装置全体を小型化することができる。
【００１２】
ここで、２個の超音波振動子の交差角度は１５度以上１７５度以下とすることが好ましい。保持機構としては、スライドする２枚の湾曲した板部材をボルト締めして固定する構造を有するものが挙げられる。このような超音波モータによれば、駆動電源を変えることなく、被駆動体を動かす駆動力を変えるとともに被駆動体の速度を調整することができる。これにより、例えば、要求される駆動力等の異なる様々な用途に１種類の超音波モータで対応することができる。
【００１３】
これら本発明に係る超音波モータに用いられる超音波振動子としては、板状でその略中心部に孔部を有し、その表裏面に電極が形成された圧電素子と、圧電素子の孔部に挿通して配置される軸部材と、前記軸部材の両端に圧電素子を所定の力で締め付けるように取り付けられる第１および第２の締結部材と、を有するものが挙げられる。ここで接頭部材を第２の締結部材とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は超音波モータ１０ａの概略構成を示す断面図である。超音波モータ１０ａは、被駆動体１５と接するヘッド（接頭部材）１３と、２個の棒状の超音波振動子１１ａ・１１ｂと、超音波振動子１１ａ・１１ｂを保持する保持部材１２ａと、有している。
【００１５】
ヘッド１３は略Ｖ字型の形状を有しており、その頂点部（屈折部）が被駆動体１５と接する接頭部１３ａとなっている。また、ヘッド１３はこの接頭部１３ａを頂点として３０度の角度（屈折角度）で開いた翼部１３ｂ・１３ｂ´を有している。この翼部１３ｂ・１３ｂ´はそれぞれ超音波振動子１１ａ・１１ｂの構成要素でもあり、超音波振動子１１ａ・１１ｂの交差角度θ（超音波振動子１１ａ・１１ｂの長手方向が交差する角度）はヘッド１３の屈折角度によって決定される。つまり、超音波振動子１１ａ・１１ｂの交差角度θはこヘッド１３の屈折角度に等しい。
【００１６】
超音波振動子１１ａは、両端がネジ切りされたボルト２１と、ボルト２１の一方のネジ溝に嵌合するネジ穴を有する袋ナット２２と、ボルト２１を挿通させることができる２枚のリング状の圧電板２３ａ・２３ｂと、ボルト２１を挿通させることができるリング状の電極板２４ａ〜２４ｃと、ヘッド１３の翼部１３ｂから構成される。なお、圧電板２３ａ・２３ｂの表裏面には電極（図示せず）が形成されている。また、翼部１３ｂには、ボルト２１のネジ溝に嵌合するネジ穴が設けられている。
【００１７】
超音波振動子１１ｂは、超音波振動子１１ａと同様に、ボルト２１´と、袋ナット２２´と、２枚のリング状の圧電板２３ａ´・２３ｂ´と、リング状の電極板２４ａ´〜２４ｃ´と、ヘッド１３の翼部１３ｂ´から構成される。なお、圧電板２３ａ´・２３ｂ´の表裏面には電極（図示せず）が形成されており、翼部１３ｂ´には、ボルト２１´のネジ溝に嵌合するネジ穴が設けられている。
【００１８】
保持部材１２ａにはボルト２１・２１´を挿通させるための孔部が設けられている。保持部材１２は、袋ナット２２と翼部１３ｂとの間が所定の力で締め付けられ、かつ、袋ナット２２´と翼部１３ｂ´との間が所定の力で締め付けられることによって、超音波振動子１１ａ・１１ｂを保持する。
【００１９】
超音波モータ１０ａは次のようにして組み立てられる。圧電板２３ａ・２３ｂが電極板２４ａ〜２４ｃに挟まれるように交互に配置し、これらと保持部材１２ａの一端の孔部にボルト２１を通して、ボルト２１の一端を翼部１３ｂに軽くねじ込む。次に、圧電板２３ａ´・２３ｂ´が電極板２４ａ´〜２４ｃ´に交互に挟まれるように配置して、これらと保持部材１２ａの他端の孔部にボルト２１´を通して、ボルト２１´の一端を翼部１３ｂ´に軽くねじ込む。続いて、ボルト２１・２１´をそれぞれ翼部１３ｂ・１３ｂ´に所定の力でねじ込んで固定する。さらに、袋ナット２２をボルト２１の他端に所定の力で締め付けて固定し、同様に袋ナット２２´をボルト２１´の他端に所定の力で締め付けて固定する。これによって圧電板２３ａ・２３ｂ・２３ａ´・２３ｂ´は所定の力で締め付けられ、ランジュバン型の超音波振動子１１ａ・１１ｂが３０度の交差角度θで配置された超音波モータ１０ａが得られる。
【００２０】
圧電板２３ａ・２３ｂには、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系の圧電セラミックスが好適に用いられる。圧電板２３ａ・２３ｂの分極の向きは、圧電板２３ａ・２３ｂの間に挟まれている電極板２４ｂについて対称となっている。また、電極板２４ａ・２４ｃは互いに電気的に接続されている。したがって、電極板２４ｂと電極板２４ｃとの間に電圧を印加すると、圧電板２３ａ・２３ｂには同じ位相で変位（振動）が生ずる。つまり、圧電板２３ａ・２３ｂがその厚み方向に共に伸び、または、共に縮む。圧電板２３ａ´・２３ｂ´、電極板２４ａ´〜２４ｃ´も同様である。
【００２１】
通常、ボルト２１と袋ナット２２と保持部材１２ａには金属材料が用いられる。この場合には電極板２４ａ・２４ｃは保持部材１２ａを介して袋ナット２２と導通する。同様に、ボルト２１´と袋ナット２２´にも金属材料が用いられ、この場合には電極板２４ａ´・２４ｃ´は保持部材１２ａを介して袋ナット２２´と導通する。このため、保持部材１２ａまたは超音波振動子１１ａの袋ナット２２を圧電体２３ａ・２３ｂを駆動するための接地電極として用いると、超音波振動子１１ｂが具備する圧電板２３ａ´・２３ｂ´を駆動する際のアースを同時にとることができる。
【００２２】
ヘッド１３には、耐摩耗性に優れる材料、例えば、ステンレスや超硬合金等の金属材料が用いられる。ヘッド１３が金属製であれば、ヘッド１３にボルト２１と連結するためのネジ溝を形成することが容易である。また、ヘッド１３が金属製であるとヘッド１３は電極板２４ａと導通するために、保持部材１２ａまたは超音波振動子１１ａ・１１ｂの袋ナット２２・２２´のいずれかを接地すれば、ヘッド１３もまた接地される。なお、ヘッド１３の接頭部１３ａの表面に耐摩耗材料、例えば、窒化ケイ素等のコーティングを施すことも好ましい。
【００２３】
保持部材１２ａには押圧機構１４が取り付けられており、この押圧機構１４によってヘッド１３の接頭部１３ａは被駆動体１５に所定の力で押し付けられている。押圧機構１４としては、例えば、エアーシリンダや油圧シリンダ、スプリングコイル等が用いられる。被駆動体１５は図示しないＸ方向に延在するガイドに支持されており、接頭部１３ａからＸ方向の力を受けたときに、Ｘ方向に移動することができるようになっている。
【００２４】
このような構造を有する超音波モータ１０ａを駆動する場合には、超音波振動子１１ａと超音波振動子１１ｂとを、通常は位相が約９０度ずれた共振周波数またはその近傍の周波数の交流電圧で駆動する。例えば、図１に示されるように、超音波振動子１１ａの電極板２４ｂにＶ＝Ｖ_０ｓｉｎ（２πｆｔ）（Ｖ_０；ゼロ−ピーク電圧、ｆ；周波数、ｔ；時間）の交流電圧を印加し、これと同時に超音波振動子１１ｂの電極板２４ｂ´にＶ＝Ｖ_０ｃｏｓ（２πｆｔ）の交流電圧を印加する。これによって圧電板２３ａ・２３ｂ・２３ａ´・２３ｂ´が伸縮して超音波振動子１１ａ・１１ｂが長手方向に振動し、接頭部１３ａには図１に示すような反時計回りの楕円運動が生じ、このとき被駆動体１５は＋Ｘの向きに移動する。
【００２５】
超音波モータ１０ａでは、超音波振動子１１ａと超音波振動子１１ｂの交差角度θは、ヘッド１３の屈折角度と同じ３０度であるために、超音波振動子１１ａと超音波振動子１１ｂを駆動させた際に接頭部１３ａに生ずる楕円運動軌跡は、図１に示すようにＹ方向を長径とし、Ｘ方向を短径とする。このことは超音波モータ１０ａでは大きな駆動力が得られることを示している。
【００２６】
この超音波モータ１０ａのように、２個の超音波振動子が所定の角度で交差するように連結された構造を有する超音波モータでは、被駆動体を動かす駆動力と被駆動体の速度は、２個の超音波振動子の交差角度と密接に関係する。つまり、超音波振動子の交差角度を変えることによって、被駆動体を動かす駆動力の大きさを変化させることができ、また、被駆動体の速度を変えることができる。
【００２７】
例えば、図２は本発明の別の実施形態である超音波モータ１０ｂの概略構成を示す断面図であり、この超音波モータ１０ｂには、屈折角度が６０度のヘッド１６が用いられ、また、保持部材１２ａに代えてヘッド１６の屈折角度に適応させてボルト２１・２１´を挿通させることができる孔部を有する保持部材１２ｂが用いられており、その他の構成は超音波モータ１０ａと同じである。また、図３は本発明のさらに別の実施形態である超音波モータ１０ｃの概略構成を示す断面図であり、この超音波モータ１０ｃには、屈折角度が１２０度のヘッド１７が用いられ、また、ヘッド１７の屈折角度に適応させてボルト２１・２１´を挿通させることができる孔部を有する保持部材１２ｃが用いられており、その他の構成は超音波モータ１０ａと同じである。
【００２８】
超音波モータ１０ａと同等の電圧で超音波モータ１０ｂを駆動したときに、ヘッド１６の接頭部１６ａに生ずる運動の軌跡は、ヘッド１３の接頭部１３ａが描く楕円よりも、Ｙ方向の径が短くなり、Ｘ方向の径が長くなる。このことは、被駆動体１５を動かす駆動力は小さくなるが、被駆動体１５を速く動かすことができることを示している。また、超音波モータ１０ｂと同等の電圧で超音波モータ１０ｃを駆動したときには、ヘッド１７の接頭部１７ａに生ずる運動の軌跡は、ヘッド１６の接頭部１６ａが描く楕円よりもＹ方向の径が短くなり、Ｘ方向の径が長くなる。このことは、被駆動体１５を動かす駆動力はさらに小さくなるが、被駆動体１５をさらに速く動かすことができることを示している。
【００２９】
このような超音波モータ１０ａ〜１０ｃは、被駆動体１５を動かすために必要とされる特性に応じて使い分けされる。例えば、被駆動体１５が重量物である等の理由により被駆動体１５を移動させるために大きな力を必要とする場合には駆動力の大きい超音波モータ１０ａを用いる。また、被駆動体１５を高速で移動させる場合には超音波モータ１０ｃが好適に用いられる。超音波モータ１０ｂは、被駆動体１５を動かすために、超音波モータ１０ａよりも小さい駆動力で足りるが超音波モータ１０ａで駆動した場合よりも高速で動かしたい場合等に好適に用いられる。
【００３０】
これらの超音波モータ１０ａ〜１０ｃのように、２個の超音波振動子が所定の角度で交差するように連結された構造を有する超音波モータにおいては、これら２個の超音波振動子の交差角度を、理論的には０度超１８０度未満の任意の角度に設定することができる。しかしながら、超音波モータとして実用的に使用するためには一定の駆動力が必要であり、しかも被駆動体１５を一定の速度で動かすことが必要とされることから、この交差角度は１５度以上１７５度以下とすることが好ましい。
【００３１】
超音波モータ１０ａと同じ駆動力を図７に示した従来の超音波モータ１００で得ようとするなら、例えば、駆動電圧を上げるか、または駆動電圧を変えない場合には超音波モータ１００自体を大型化する必要が生ずる。また、超音波モータ１０ａが具備するヘッド１３の接頭部１３ａの楕円運動軌跡と相似形の楕円運動軌跡を図７に示した超音波モータ１００で実現させるためには、例えば、超音波振動子１０１ａ・１０１ｂの駆動電圧の位相差を変える必要が生じ、この場合には、電源が高価なものとなる。そこで、本発明に係る超音波モータ１０ａ〜１０ｃのように、２個の超音波振動子を目的に合わせて適切な交差角度で配置させた超音波モータを用いることにより、駆動電源を変えることなく、必要とされる駆動力が得られ、また被駆動体１５を一定の速度で動かすことができ、さらに被駆動体１５を動かす装置全体の省スペース化が可能となる。
【００３２】
次に、図４に本発明のさらに別の実施形態である超音波モータ５０の概略断面図を示す。この超音波モータ５０は、略Ｖ字型の形状を有するヘッド５３と、略棒状の２個の超音波振動子５１ａ・５１ｂと、超音波振動子５１ａ・５１ｂを保持する保持手段５２と、を有している。ヘッド５３は、被駆動体１５と接する接頭部５３ａを有しており、この接頭部５３ａはその中心に軸芯５４を備えている。ヘッド５３は接頭部５３ａを頂点として屈折角度で開いた翼部５３ｂ・５３ｂ´を有しており、翼部５３ｂ・５３ｂ´は軸芯５４回りに回動自在である。つまり、ヘッド５３の屈折角度は可変である。図５は翼部５３ｂ・５３ｂ´を１８０度に開いた状態の超音波モータ５０を模式的に示す平面図である。
【００３３】
超音波振動子５１ａ・５１ｂの構造は、先に図１に示した超音波モータ１０ａを構成する超音波振動子１１ａ・１１ｂと同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。なお、先に説明した超音波モータ１０ａと同様に、翼部５３ｂ・５３ｂ´はそれぞれ超音波振動子５１ａ・５１ｂの構成要素でもある。超音波振動子５１ａ・５１ｂの交差角度ηは、ヘッド５３の屈折角度と同じであるから、この交差角度ηもまた可変である。
【００３４】
保持手段５２としては、超音波振動子５１ａ・５１ｂの交差角度ηに合わせて、適宜、適切な形状を有するものが用いられる。例えば、図４に示した保持手段５２のように、２枚の湾曲した板部材５２ａ・５２ｂを用いることができる。板部材５２ａは、その一端の近傍にボルト２１を通すための孔部と、長手方向に沿って形成されたスリット（図示せず）を有している。同様に、板部材５２ｂは、その一端の近傍にボルト２１´を通すための孔部と、長手方向に沿って形成されたスリット（図示せず）を有している。
【００３５】
ヘッド５３の屈折角度を変えたときには、板部材５２ａ・５２ｂの摺り合わされてる部分の長さが変化する。板部材５２ａ・５２ｂの一部が重なり合った状態において、この重なっている部分をボルト６１とナット６２で締め付けることにより、超音波振動子５１ａ・５１ｂを所定の角度で固定することができる。なお、図４に示した板部材５２ａ・５２ｂでは、翼部５３ｂ・５３ｂ´が交差する角度ηを約６０度〜９０度の間で変化させることができる。図４ではヘッド５３の屈折角度が６２度の場合の超音波モータ５０の形態が示されており、図６にヘッド５３の屈折角度を９０度とした場合の超音波モータ５０の形態を示す概略断面図を示す。
【００３６】
超音波モータ５０においては、ヘッド５３の屈折角度は、原理的には、０度超１８０度未満とすることができるが、現実的には１５度以上１７５度以下とすることができればよい。具体的には、ヘッド５３の屈折角度の調整範囲を定め、その屈折角度に適合させて、ヘッド５３の形状と、保持手段５２の形態を設定する。
【００３７】
このような超音波モータ５０によれば、適宜、超音波振動子５１ａ・５１ｂの交差角度ηを変えることにより、被駆動体１５を動かす駆動力を変えるとともに被駆動体１５の速度を調整することができ、被駆動体１５を最適な条件で駆動することができる。このとき駆動電源を変える必要はなく、このことは被駆動体１５を動かす装置全体を組み立てる点から大きなメリットである。さらに、例えば、要求される駆動力等の異なる様々な用途に、１種類の超音波モータ５０で対応することができる。
【００３８】
以上、本発明の超音波モータの実施の形態について説明してきたが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。超音波モータ１０ａの駆動方法は、上述した例に限られない。例えば、超音波振動子１１ａにＶ＝Ｖ_０ｃｏｓ（２πｆｔ）を印加し、超音波振動子１１ｂにＶ＝Ｖ_０ｓｉｎ（２πｆｔ）の交流電圧を印加すれば、時計回りの楕円運動が生じるために、被駆動体１５を−Ｘの向きに移動させることができる。また、超音波振動子１１ａにＶ＝Ｖ_０ｓｉｎ（２πｆｔ）を印加し、超音波振動子１１ｂにＶ＝−Ｖ_０ｃｏｓ（２πｆｔ）の交流電圧を印加すれば、時計回りの楕円運動が生じるために、被駆動体１５を−Ｘの向きに移動させることができる。
【００３９】
また、超音波モータ１０ａにおいては、ヘッド１３の翼部１３ｂを圧電板２３ａ・２３ｂを締め付ける部材として利用することによって超音波振動子１１ａを構成したが、例えば、２個のナットで圧電板２３ａ・２３ｂが所定の力で締め付けられた棒状のランジュバン型超音波振動子を予め作製し、これを略Ｖ字型のヘッド１３の翼部１３ｂに接続してもよい。さらに、２枚の圧電板２３ａ・２３ｂを備えた超音波振動子１１ａを示したが、圧電板は１枚でもよく３枚以上であってもよい。さらに、セラミックグリーンシートを用いた同時焼成法（一体焼成法）により作製された、圧電セラミック薄板と電極とが交互に積層された積層型圧電素子を圧電板２３ａ等として用いてもよい。
【００４０】
さらに、超音波モータ５０においては、保持手段５２として、ヘッド５３の屈折角度を約６０度〜９０度の角度で変えることができる２枚の湾曲した板部材５２ａ・５２ｂを示したが、ヘッド５３の屈折角度を小さくしたい場合や逆に大きくしたい場合には、その角度に合わせた一対の板部材を準備すればよい。さらに、超音波モータ１０ａ〜１０ｃに用いられている保持部材１２ａ〜１２ｃのように、特定のヘッド５３の屈折角度に適応した保持部材を準備し、これを超音波モータ５０に用いることもできる。
【００４１】
【発明の効果】
上述の通り、本発明の超音波モータは、同じ仕様の駆動電源を用いて駆動可能であるため、形状の異なる超音波モータ毎に異なる駆動電源を用いる必要がなく、これによって電源コストを低く抑えることができる。また、被駆動体を動かすために要求される駆動力特性や被駆動体に要求される速度特性を満足する超音波モータを適宜選択して用いることにより、被駆動体を動かす装置全体を小型することができる。さらに、超音波振動子の交差角度を変えることができる超音波モータでは、被駆動体を動かす駆動力を変えるとともに、被駆動体の速度を調整することができる。これにより、要求される駆動力等が異なる様々な用途に１種類の超音波モータで対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波モータの一実施形態を示す概略断面図。
【図２】本発明に係る超音波モータの別の実施形態を示す概略断面図。
【図３】本発明に係る超音波モータのさらに別の実施形態を示す概略断面図。
【図４】本発明に係る超音波モータのさらに別の実施形態を示す概略断面図。
【図５】図４に示す超音波モータの概略平面図。
【図６】図４に示す超音波モータの変形例を示す概略断面図。
【図７】従来の超音波モータの概略の構造を示す説明図。
【符号の説明】
１０ａ・１０ｂ・１０ｃ；超音波モータ
１１ａ・１１ｂ；超音波振動子
１２；保持部材
１３；ヘッド
１３ａ；当接部
１３ｂ・１３ｂ´翼部
１４；押圧機構
１５；被駆動体
１６；ヘッド
１６ａ；接頭部
１７；ヘッド
１７ａ；接頭部
２１；ボルト
２２；袋ナット
２３ａ・２３ｂ・２３ａ´・２３ｂ´；圧電板
２４ａ〜２４ｃ；２４ａ´〜２４ｃ´；電極板
５０；超音波モータ
５１ａ・５１ｂ；圧電振動子
５２；保持手段
５２ａ・５２ｂ；板部材
５３；ヘッド
５３ａ；接頭部
５３ｂ・５３ｂ´；翼部
５４；軸芯
１００；超音波モータ
１０１ａ・１０１ｂ；超音波振動子
１０２；保持部材
１０３；ヘッド
１０４；圧電素子
１０５；袋ナット
１０６；ロータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic motor used as a drive device for various machines.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 7, two ultrasonic transducers 101a and 101b, a holding member 102 that holds the ultrasonic transducers 101a and 101b at 90 degrees, and a substantially V-shaped shape, the apex portion thereof. And an ultrasonic motor 100 having a head 103 that is in contact with a rotor 106 that is a driven body and that is connected to ultrasonic transducers 101a and 101b at its wings (the portion that is open to the V-shape). (For example, refer to Patent Document 1). Each of the ultrasonic transducers 101 a and 101 b has a structure in which a ring-shaped piezoelectric element 104 is fastened by a cap nut 105 and a head 13.
[0003]
In this ultrasonic motor 100, by applying a resonant frequency whose phase is shifted by about 90 degrees to the piezoelectric element 104 of the ultrasonic transducer 101a and the piezoelectric element 104 of the ultrasonic transducer 101b, the ultrasonic motor 100a expands and contracts in the length direction. Vibration is generated, thereby causing an elliptical motion at the tip of the head 103. When the elliptically moving head 103 is pressed against the end surface of the rotor 106 with a constant force, a frictional force generated between the head 103 and the rotor 106 applies a force in the tangential direction of the outer periphery of the rotor 106, so that the rotor 106 is rotated. be able to.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-152671 A (paragraphs 24 to 29, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an ultrasonic motor 100, the space between the two ultrasonic transducers 101a and 101b and the space between the ultrasonic transducers 101a and 101b and the rotor 106 become dead spaces, and the rotor 106 There is a problem that the entire apparatus for rotating the apparatus becomes larger.
[0006]
Further, in the ultrasonic motor 100, since the intersection angle of the ultrasonic transducers 101a and 101b is fixed, if the driving force for moving the rotor 106 is increased, the rotational speed of the rotor 106 is also increased. Therefore, the ultrasonic motor 100 has a problem that it is difficult to perform driving such as high driving force / low-speed rotation and low driving force / high-speed rotation. In addition, for example, in order to rotate the rotor 106 at a high speed, there is a problem that a large ultrasonic motor has to be employed unnecessarily, and this causes a problem that the rotating device becomes large. Furthermore, there is a problem that if such a drive is realized by changing the drive signals of the ultrasonic transducers 101a and 101b, the power supply becomes expensive.
[0007]
Furthermore, in the case of manufacturing a rotating device that rotates the rotor 106 using the ultrasonic motor 100, it is necessary to adjust, for example, the driving force of the ultrasonic motor 100 in the final adjusting step of the rotating device. In such a case, the output of the drive power supply, the phase difference, etc. must be adjusted. In this case, for example, there is a problem that the circuit board of the drive power supply must be replaced.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an ultrasonic motor with a narrow dead space. Another object of the present invention is to provide an ultrasonic motor capable of adjusting the driving force for moving the driven body and the speed of the driven body without changing the specification of the driving power source of the ultrasonic transducer. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, two substantially bar-shaped ultrasonic transducers,
It has a substantially V-shaped shape, touches the driven body at its apex, and is attached to each of its wings to change the crossing angle of the two ultrasonic transducers A prefix member equipped with a rotation mechanism capable of
A holding mechanism for holding the two ultrasonic transducers corresponding to the crossing angle of the two ultrasonic transducers;
An ultrasonic motor is provided.
[0010]
In other words, the ultrasonic motor of the present invention is a plurality of ultrasonic motors having different driving forces for moving the driven body, and a plurality of ultrasonic motors capable of changing the speed of the driven body. The plurality of ultrasonic motors can be driven using a drive power source having the same specifications. In addition, by appropriately selecting and using an ultrasonic motor that satisfies the driving force characteristics required for moving the driven body and the speed characteristics required for the driven body, the entire apparatus for moving the driven body can be downsized. can do.
[0012]
Here, the crossing angle of the two ultrasonic transducers is preferably 15 degrees or more and 175 degrees or less. Examples of the holding mechanism include a mechanism having a structure in which two curved plate members that slide are bolted and fixed. According to such an ultrasonic motor, the driving force for moving the driven body can be changed and the speed of the driven body can be adjusted without changing the driving power source. As a result, for example, one type of ultrasonic motor can be used for various uses such as required driving force.
[0013]
The ultrasonic vibrator used in the ultrasonic motor according to the present invention includes a plate-like piezoelectric element having a hole at the substantially central portion thereof and electrodes formed on the front and back surfaces thereof, and a hole of the piezoelectric element. And a first member and a second fastening member attached to both ends of the shaft member so as to fasten the piezoelectric element with a predetermined force. Here, the prefix member may be a second fastening member.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the ultrasonic motor 10a. The ultrasonic motor 10a includes a head (prefix member) 13 that contacts the driven body 15, two rod-shaped ultrasonic transducers 11a and 11b, a holding member 12a that holds the ultrasonic transducers 11a and 11b, and is doing.
[0015]
The head 13 has a substantially V-shaped shape, and its apex portion (refractive portion) serves as a prefix portion 13 a that contacts the driven body 15. The head 13 has wings 13b and 13b 'opened at an angle of 30 degrees (refraction angle) with the prefix 13a as a vertex. The wing parts 13b and 13b ′ are also constituent elements of the ultrasonic transducers 11a and 11b, respectively, and the intersection angle θ of the ultrasonic transducers 11a and 11b (the angle at which the longitudinal directions of the ultrasonic transducers 11a and 11b intersect) is It is determined by the refraction angle of the head 13. That is, the intersection angle θ of the ultrasonic transducers 11 a and 11 b is equal to the refraction angle of the head 13.
[0016]
The ultrasonic vibrator 11a includes a bolt 21 having both ends threaded, a cap nut 22 having a screw hole that fits into one screw groove of the bolt 21, and two ring-like shapes into which the bolt 21 can be inserted. Piezoelectric plates 23 a and 23 b, ring-shaped electrode plates 24 a to 24 c through which bolts 21 can be inserted, and wing portions 13 b of the head 13. Electrodes (not shown) are formed on the front and back surfaces of the piezoelectric plates 23a and 23b. Further, the wing portion 13 b is provided with a screw hole that fits into the screw groove of the bolt 21.
[0017]
Similar to the ultrasonic transducer 11a, the ultrasonic transducer 11b includes a bolt 21 ', a cap nut 22', two ring-shaped piezoelectric plates 23a 'and 23b', and ring-shaped electrode plates 24a 'to 24a'. 24c 'and the wing part 13b' of the head 13. Electrodes (not shown) are formed on the front and back surfaces of the piezoelectric plates 23a 'and 23b', and the wing portion 13b 'is provided with a screw hole that fits into the screw groove of the bolt 21'. .
[0018]
The holding member 12a is provided with a hole through which the bolts 21 and 21 'are inserted. The holding member 12 is ultrasonically vibrated by being tightened between the cap nut 22 and the wing portion 13b with a predetermined force and between the cap nut 22 'and the wing portion 13b' with a predetermined force. Holds the children 11a and 11b.
[0019]
The ultrasonic motor 10a is assembled as follows. The piezoelectric plates 23a and 23b are alternately arranged so as to be sandwiched between the electrode plates 24a to 24c, and bolts 21 are passed through these and holes at one end of the holding member 12a, and one end of the bolt 21 is lightly screwed into the wing portion 13b. Next, the piezoelectric plates 23 a ′ and 23 b ′ are arranged so as to be alternately sandwiched between the electrode plates 24 a ′ to 24 c ′, and bolts 21 ′ are passed through the holes at the other end of the holding plate 12 a and the bolts 21 ′. One end is lightly screwed into the wing 13b '. Subsequently, the bolts 21 and 21 'are screwed and fixed to the wing portions 13b and 13b', respectively, with a predetermined force. Further, the cap nut 22 is fastened and fixed to the other end of the bolt 21 with a predetermined force. Similarly, the cap nut 22 'is fastened and fixed to the other end of the bolt 21' with a predetermined force. As a result, the piezoelectric plates 23a, 23b, 23a ', and 23b' are fastened with a predetermined force, and the ultrasonic motor 10a in which the Langevin type ultrasonic transducers 11a and 11b are arranged at an intersecting angle θ of 30 degrees is obtained.
[0020]
For the piezoelectric plates 23a and 23b, lead zirconate titanate (PZT) -based piezoelectric ceramics are preferably used. The directions of polarization of the piezoelectric plates 23a and 23b are symmetric with respect to the electrode plate 24b sandwiched between the piezoelectric plates 23a and 23b. The electrode plates 24a and 24c are electrically connected to each other. Therefore, when a voltage is applied between the electrode plate 24b and the electrode plate 24c, the piezoelectric plates 23a and 23b are displaced (vibrated) in the same phase. That is, the piezoelectric plates 23a and 23b extend in the thickness direction or contract together. The same applies to the piezoelectric plates 23a 'and 23b' and the electrode plates 24a 'to 24c'.
[0021]
Usually, a metal material is used for the bolt 21, the cap nut 22, and the holding member 12a. In this case, the electrode plates 24a and 24c are electrically connected to the cap nut 22 via the holding member 12a. Similarly, a metal material is used for the bolt 21 'and the cap nut 22'. In this case, the electrode plates 24a 'and 24c' are electrically connected to the cap nut 22 'via the holding member 12a. Therefore, when the holding member 12a or the cap nut 22 of the ultrasonic transducer 11a is used as a ground electrode for driving the piezoelectric bodies 23a and 23b, the piezoelectric plates 23a 'and 23b' included in the ultrasonic transducer 11b are driven. Can be grounded at the same time.
[0022]
For the head 13, a material having excellent wear resistance, for example, a metal material such as stainless steel or cemented carbide is used. If the head 13 is made of metal, it is easy to form a screw groove for connecting the bolt 13 to the head 13. If the head 13 is made of metal, the head 13 is electrically connected to the electrode plate 24a. Therefore, if either the holding member 12a or the cap nuts 22 and 22 'of the ultrasonic transducers 11a and 11b is grounded, the head 13 Are also grounded. It is also preferable to coat the surface of the prefix portion 13a of the head 13 with a wear-resistant material, for example, silicon nitride.
[0023]
A pressing mechanism 14 is attached to the holding member 12a, and the prefix 13a of the head 13 is pressed against the driven body 15 with a predetermined force by the pressing mechanism 14. As the pressing mechanism 14, for example, an air cylinder, a hydraulic cylinder, a spring coil, or the like is used. The driven body 15 is supported by a guide extending in the X direction (not shown), and can move in the X direction when receiving a force in the X direction from the prefix portion 13a.
[0024]
When driving the ultrasonic motor 10a having such a structure, the ultrasonic vibrator 11a and the ultrasonic vibrator 11b are normally connected to an AC voltage having a resonance frequency or a frequency in the vicinity thereof with a phase shifted by about 90 degrees. Drive with. For example, as shown in FIG. 1, an AC voltage of V = V ₀ sin (2πft) (V ₀ ; zero-peak voltage, f; frequency, t; time) is applied to the electrode plate 24b of the ultrasonic transducer 11a. At the same time, an AC voltage of V = V ₀ cos (2πft) is applied to the electrode plate 24b ′ of the ultrasonic transducer 11b. As a result, the piezoelectric plates 23a, 23b, 23a 'and 23b' expand and contract, and the ultrasonic transducers 11a and 11b vibrate in the longitudinal direction, and the counterclockwise elliptical motion as shown in FIG. At this time, the driven body 15 moves in the + X direction.
[0025]
In the ultrasonic motor 10a, since the crossing angle θ between the ultrasonic transducer 11a and the ultrasonic transducer 11b is 30 degrees, which is the same as the refraction angle of the head 13, the ultrasonic transducer 11a and the ultrasonic transducer 11b are driven. As shown in FIG. 1, the elliptical motion trajectory generated in the prefix portion 13a has a major axis in the Y direction and a minor axis in the X direction. This indicates that the ultrasonic motor 10a can obtain a large driving force.
[0026]
In an ultrasonic motor having a structure in which two ultrasonic transducers are connected so as to intersect at a predetermined angle like the ultrasonic motor 10a, the driving force for moving the driven body and the speed of the driven body are It is closely related to the crossing angle of two ultrasonic transducers. That is, by changing the intersection angle of the ultrasonic transducers, the magnitude of the driving force that moves the driven body can be changed, and the speed of the driven body can be changed.
[0027]
For example, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an ultrasonic motor 10b according to another embodiment of the present invention, and a head 16 having a refraction angle of 60 degrees is used for the ultrasonic motor 10b. Instead of the holding member 12a, a holding member 12b having a hole through which the bolts 21 and 21 'can be inserted in accordance with the refraction angle of the head 16 is used, and other configurations are the same as those of the ultrasonic motor 10a. is there. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an ultrasonic motor 10c according to still another embodiment of the present invention. A head 17 having a refraction angle of 120 degrees is used for the ultrasonic motor 10c. The holding member 12c having a hole through which the bolts 21 and 21 'can be inserted in accordance with the refraction angle of the head 17 is used, and the other configuration is the same as that of the ultrasonic motor 10a.
[0028]
When the ultrasonic motor 10b is driven at a voltage equivalent to that of the ultrasonic motor 10a, the locus of movement generated in the prefix 16a of the head 16 has a shorter diameter in the Y direction than the ellipse drawn by the prefix 13a of the head 13. Thus, the diameter in the X direction becomes longer. This indicates that although the driving force for moving the driven body 15 is small, the driven body 15 can be moved quickly. Further, when the ultrasonic motor 10c is driven with a voltage equivalent to that of the ultrasonic motor 10b, the trajectory of the motion generated in the prefix 17a of the head 17 has a shorter diameter in the Y direction than the ellipse drawn by the prefix 16a of the head 16. Thus, the diameter in the X direction becomes longer. This indicates that the driving force for moving the driven body 15 is further reduced, but the driven body 15 can be moved faster.
[0029]
Such ultrasonic motors 10 a to 10 c are selectively used according to characteristics required for moving the driven body 15. For example, when a large force is required to move the driven body 15 because the driven body 15 is heavy, the ultrasonic motor 10a having a large driving force is used. Further, when the driven body 15 is moved at a high speed, the ultrasonic motor 10c is preferably used. The ultrasonic motor 10b is preferably used when it is desired to move the driven body 15 at a higher speed than when driven by the ultrasonic motor 10a, although a driving force smaller than that of the ultrasonic motor 10a is sufficient.
[0030]
As in these ultrasonic motors 10a to 10c, in an ultrasonic motor having a structure in which two ultrasonic transducers are connected so as to intersect at a predetermined angle, the intersection of these two ultrasonic transducers. The angle can theoretically be set to any angle greater than 0 degrees and less than 180 degrees. However, in order to be practically used as an ultrasonic motor, a constant driving force is required, and the driven body 15 must be moved at a constant speed. It is preferable to set it to 175 degrees or less.
[0031]
If the conventional ultrasonic motor 100 shown in FIG. 7 is to obtain the same driving force as that of the ultrasonic motor 10a, for example, when the driving voltage is increased or the driving voltage is not changed, the ultrasonic motor 100 itself is used. There is a need to increase the size. In order to realize an elliptical motion locus similar to the elliptical motion locus of the prefix portion 13a of the head 13 included in the ultrasonic motor 10a with the ultrasonic motor 100 shown in FIG. 7, for example, the ultrasonic transducer 101a. It is necessary to change the phase difference of the drive voltage of 101b, and in this case, the power supply becomes expensive. Therefore, by using an ultrasonic motor in which two ultrasonic transducers are arranged at an appropriate crossing angle according to the purpose, such as the ultrasonic motors 10a to 10c according to the present invention, the drive power supply is not changed. The required driving force can be obtained, the driven body 15 can be moved at a constant speed, and the space for the entire apparatus for moving the driven body 15 can be reduced.
[0032]
Next, FIG. 4 shows a schematic sectional view of an ultrasonic motor 50 which is still another embodiment of the present invention. The ultrasonic motor 50 includes a head 53 having a substantially V-shape, two substantially bar-shaped ultrasonic transducers 51a and 51b, and a holding unit 52 that holds the ultrasonic transducers 51a and 51b. Have. The head 53 has a prefix 53 a that contacts the driven body 15, and the prefix 53 a has an axis 54 at the center thereof. The head 53 has wings 53 b and 53 b ′ opened at a refraction angle with the prefix 53 a as an apex, and the wings 53 b and 53 b ′ are rotatable around an axis 54. That is, the refraction angle of the head 53 is variable. FIG. 5 is a plan view schematically showing the ultrasonic motor 50 with the wings 53b and 53b 'opened at 180 degrees.
[0033]
Since the structures of the ultrasonic vibrators 51a and 51b are the same as those of the ultrasonic vibrators 11a and 11b constituting the ultrasonic motor 10a shown in FIG. 1, detailed description thereof is omitted here. Note that, similarly to the ultrasonic motor 10a described above, the wing portions 53b and 53b ′ are also constituent elements of the ultrasonic transducers 51a and 51b, respectively. Since the intersection angle η of the ultrasonic transducers 51a and 51b is the same as the refraction angle of the head 53, the intersection angle η is also variable.
[0034]
As the holding means 52, one having an appropriate shape according to the intersection angle η of the ultrasonic transducers 51a and 51b is appropriately used. For example, like the holding means 52 shown in FIG. 4, two curved plate members 52a and 52b can be used. The plate member 52a has a hole for passing the bolt 21 in the vicinity of one end thereof, and a slit (not shown) formed along the longitudinal direction. Similarly, the plate member 52b has a hole for passing the bolt 21 'in the vicinity of one end thereof and a slit (not shown) formed along the longitudinal direction.
[0035]
When the refraction angle of the head 53 is changed, the length of the portion where the plate members 52a and 52b are slid is changed. In a state where the plate members 52a and 52b are partially overlapped, the ultrasonic transducers 51a and 51b can be fixed at a predetermined angle by tightening the overlapping portions with bolts 61 and nuts 62. In the plate members 52a and 52b shown in FIG. 4, the angle η at which the wings 53b and 53b ′ intersect can be changed between about 60 degrees and 90 degrees. FIG. 4 shows the form of the ultrasonic motor 50 when the refraction angle of the head 53 is 62 degrees, and FIG. 6 schematically shows the form of the ultrasonic motor 50 when the refraction angle of the head 53 is 90 degrees. A cross-sectional view is shown.
[0036]
In the ultrasonic motor 50, the refraction angle of the head 53 can theoretically be greater than 0 degree and less than 180 degrees, but it may be practically 15 degrees or more and 175 degrees or less. Specifically, the adjustment range of the refraction angle of the head 53 is determined, and the shape of the head 53 and the form of the holding means 52 are set in accordance with the refraction angle.
[0037]
According to such an ultrasonic motor 50, by appropriately changing the crossing angle η of the ultrasonic transducers 51a and 51b, the driving force for moving the driven body 15 can be changed and the speed of the driven body 15 can be adjusted. Thus, the driven body 15 can be driven under optimum conditions. At this time, there is no need to change the driving power source, which is a great advantage from the point of assembling the entire apparatus for moving the driven body 15. Furthermore, for example, one type of ultrasonic motor 50 can cope with various uses such as required driving force.
[0038]
As mentioned above, although the embodiment of the ultrasonic motor of the present invention has been described, the present invention is not limited to such a form. The driving method of the ultrasonic motor 10a is not limited to the above-described example. For example, if V = V ₀ cos (2πft) is applied to the ultrasonic transducer 11a and an AC voltage of V = V ₀ sin (2πft) is applied to the ultrasonic transducer 11b, clockwise elliptical motion occurs. In addition, the driven body 15 can be moved in the -X direction. Further, if V = V ₀ sin (2πft) is applied to the ultrasonic transducer 11a and an AC voltage of V = −V ₀ cos (2πft) is applied to the ultrasonic transducer 11b, a clockwise elliptical motion occurs. Therefore, the driven body 15 can be moved in the -X direction.
[0039]
In the ultrasonic motor 10a, the ultrasonic vibrator 11a is configured by using the wing portion 13b of the head 13 as a member for fastening the piezoelectric plates 23a and 23b. For example, the piezoelectric plate 23a Alternatively, a rod-shaped Langevin type ultrasonic transducer 23b clamped with a predetermined force may be prepared in advance and connected to the wing portion 13b of the substantially V-shaped head 13. Furthermore, although the ultrasonic transducer | vibrator 11a provided with the two piezoelectric plates 23a and 23b was shown, the number of the piezoelectric plates may be one or three or more. Furthermore, a laminated piezoelectric element in which piezoelectric ceramic thin plates and electrodes are alternately laminated, produced by a simultaneous firing method using ceramic green sheets (integrated firing method), may be used as the piezoelectric plate 23a and the like.
[0040]
Further, in the ultrasonic motor 50, as the holding unit 52, two curved plate members 52 a and 52 b that can change the refraction angle of the head 53 by an angle of about 60 degrees to 90 degrees are shown. When it is desired to reduce the angle of refraction or to increase the refraction angle, a pair of plate members matching the angle may be prepared. Furthermore, a holding member adapted to the refraction angle of a specific head 53 such as the holding members 12 a to 12 c used in the ultrasonic motors 10 a to 10 c can be prepared and used for the ultrasonic motor 50.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, since the ultrasonic motor of the present invention can be driven using a drive power supply of the same specification, it is not necessary to use a different drive power supply for each ultrasonic motor having a different shape, thereby reducing the power supply cost. be able to. In addition, by appropriately selecting and using an ultrasonic motor that satisfies the driving force characteristics required for moving the driven body and the speed characteristics required for the driven body, the entire apparatus for moving the driven body can be reduced in size. be able to. Furthermore, in an ultrasonic motor that can change the crossing angle of the ultrasonic transducers, the driving force for moving the driven body can be changed and the speed of the driven body can be adjusted. As a result, it is possible to cope with various uses with different driving forces and the like with one type of ultrasonic motor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing another embodiment of the ultrasonic motor according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing still another embodiment of the ultrasonic motor according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing still another embodiment of the ultrasonic motor according to the present invention.
5 is a schematic plan view of the ultrasonic motor shown in FIG.
6 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the ultrasonic motor shown in FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic structure of a conventional ultrasonic motor.
[Explanation of symbols]
Ultrasonic motors 11a and 11b; Ultrasonic vibrator 12; Holding member 13; Head 13a; Abutting portions 13b and 13b 'Wings 14; Pressing mechanism 15; Driven body 16; Head 16a; Portion 17; Head 17a; Prefix 21; Bolt 22; Cap nut 23a, 23b, 23a ', 23b'; Piezoelectric plates 24a-24c; 24a'-24c '; Electrode plate 50; Ultrasonic motors 51a, 51b; Subunit 52; Holding means 52a and 52b; Plate member 53; Head 53a; Prefix portion 53b and 53b '; Wing portion 54; Shaft core 100; Ultrasonic motor 101a and 101b; Piezoelectric element 105; cap nut 106; rotor

Claims

Two substantially rod-shaped ultrasonic transducers,
It has a substantially V-shaped shape, touches the driven body at the apex portion thereof, and the ultrasonic transducers are attached to the wing portions, respectively, and the crossing angle of the two ultrasonic transducers is changed. A prefix member equipped with a rotation mechanism capable of
A holding mechanism for holding the two ultrasonic transducers corresponding to the crossing angle of the two ultrasonic transducers;
An ultrasonic motor comprising:

2. The ultrasonic motor according to claim 1 , wherein an intersection angle of the two ultrasonic transducers is 15 degrees or more and 175 degrees or less.

The ultrasonic transducer is
A piezoelectric element having a plate-like shape with a hole in the substantially central portion and electrodes provided on the front and back surfaces;
A shaft member disposed through the hole of the piezoelectric element;
First and second fastening members attached to both ends of the shaft member so as to fasten the piezoelectric element with a predetermined force;
The ultrasonic motor according to claim 1 , wherein the ultrasonic motor is provided.

The ultrasonic motor according to claim 3 , wherein the prefix member is the second fastening member.