JPH07337046A - 超音波モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製品のばらつきや使用条件の変化に関わら
ず、常に安定して超音波モータを駆動することのできる
超音波モータ駆動装置を提供することを目的とする。 【構成】 印加する交番電圧の周波数または位相を制御
することによって、駆動子の超音波楕円振動が位相差π
／４程度（または５π／４程度）の楕円となるように駆
動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超音波モータ駆動装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に超音波モータにおいては、被駆動
体に接触する駆動子を楕円振動させて駆動力を発生させ
ている。このような楕円振動を発生させるには、原理的
には互いに直交する方向の２つの振動を合成すればよ
く、より詳しくはＸ軸方向とＹ軸方向に同一周波数でか
つ位相の異なる振動を加えればよい。したがって、この
条件を満たす限り超音波モータ自体の構造としては様々
な変形が可能であり、例えば積層型圧電素子を直交方向
に２個組み合わせた構造や、上下振動用の直方体状の積
層型圧電素子の側面に左右振動用の屈曲用の圧電素子を
貼着した構造のものなどが知られている。

【０００３】そこで本出願人も特願平４−３２１０９６
号において、直方体形状の弾性体の上面の３箇所に保持
用弾性体を固定し、各保持用弾性体の間に２つの積層型
圧電素子を挟持固定した構造の超音波振動子を提案して
いる。この超音波振動子は、弾性体の縦振動と屈曲振動
の共振周波数がほぼ一致する寸法に設計され、２つの積
層型圧電素子に共振周波数でかつ位相の異なる交番電圧
を印加する。すると、弾性体の底面に固定した駆動子
に、縦振動による左右の振動と屈曲振動による上下の振
動とが合成された楕円振動が発生する。この超音波振動
子によれば圧電素子の圧電縦効果を利用するので、電気
−機械変換効率が高く、低電圧で駆動できる効果が得ら
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述の先願の
装置では、製品の個体差によるばらつきが大きく、必ず
しも動作が安定しないという問題点があった。すなわ
ち、詳しくは後述の実験結果に見られるように、縦振動
の共振周波数と屈曲振動の共振周波数を厳密に一致させ
た場合でも動作が不安定であったり、縦振動の共振周波
数と屈曲振動の共振周波数がほんの僅かずれている場合
でも良好に動作するものや全く動作しないものがあり、
その原因が不明であった。また、同一の製品についても
温度変化により共振周波数が変化すると速度や推力が低
下してしまうという問題点もあった。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、製品のばらつきや使用条件の変化に関わらず、常に
安定して超音波モータを駆動することのできる超音波モ
ータ駆動装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者らは、駆動子の超
音波楕円振動は位相差π／４程度（または５π／４程
度）の楕円とするのが最適であって、大きな推力や速度
が得られ、安定して動作することを見いだした。

【０００７】そこで、上記目的を達成するために請求項
１に係る本発明の超音波モータ駆動装置は、弾性体と、
この弾性体に固定された駆動子と、同弾性体に取付けら
れた複数の電気−機械エネルギー変換素子とから構成さ
れ、上記弾性体に縦振動と屈曲振動との合成振動を励起
して、上記駆動子を超音波楕円振動させる超音波振動子
と、上記駆動子により駆動される被駆動体と、上記電気
−機械エネルギー変換素子に交番電圧を印加する電源と
を有する超音波モータ駆動装置において、上記縦振動の
みを検出する第１の振動検出手段と、上記屈曲振動のみ
を検出する第２の振動検出手段と、上記第１および第２
の振動検出手段の情報に基づいて、上記駆動子に励起す
る超音波楕円振動の長軸方向のベクトルであって被駆動
体に接近する方向のベクトルと、同超音波楕円振動の接
線方向の速度ベクトルであって被駆動体が駆動される方
向の速度ベクトルとによってなす角が鋭角となるよう
に、上記複数の電気−機械エネルギー変換素子に印加す
る交番電圧の周波数と位相の少なくとも一方を制御する
制御手段と、を備えたことを特徴としている。

【０００８】また請求項２に係る本発明の超音波モータ
駆動装置は、弾性体と、この弾性体に固定された駆動子
と、同弾性体に取付けられた複数の電気−機械エネルギ
ー変換素子とから構成され、上記弾性体に縦振動と屈曲
振動との合成振動を励起される被駆動体と、上記電気−
機械エネルギー変換素子に交番電圧を印加する電源とを
有する超音波モータ駆動装置において、上記縦振動を上
記被駆動体の移動方向を正の向きとして検出する第１の
振動検出手段と、上記屈曲振動を上記駆動子から被駆動
体への方向を正の向きとして検出する第２の振動検出手
段と、上記第１および第２の振動検出手段の情報に基づ
いて、上記縦振動に対する屈曲振動の位相差θが、 ０ ＜ θ ＜ ＋π／２ または、 ＋π ＜ θ ＜ ＋３π／２ となるように、上記縦振動の共振周波数以下で上記屈曲
振動の共振周波数以上の周波数範囲で、前記複数の電気
−機械エネルギー変換素子に印加する交番電圧の周波数
と位相の少なくとも一方を制御する制御手段と、を備え
たことを特徴としている。

【０００９】また請求項３に係る本発明の超音波モータ
駆動装置は、弾性体と、この弾性体に固定された駆動子
と、同弾性体に取付けられた複数の電気−機械エネルギ
ー変換素子とから構成され、上記弾性体に縦振動と屈曲
振動との合成振動を励起して、上記駆動子を超音波楕円
振動させる超音波振動子と、上記駆動子により駆動され
る被駆動体と、上記電気−機械エネルギー変換素子に交
番電圧を印加する電源とを有する超音波モータ駆動装置
において、上記縦振動を被駆動体の移動方向を正の向き
として検出する第１の振動検出手段と、上記屈曲振動を
駆動子から被駆動体への方向を正の向きとして検出する
第２の振動検出手段と、上記縦振動の共振周波数が上記
屈曲振動の共振周波数よりも高く設定され、該縦振動の
共振周波数以下で該屈曲振動の共振周波数以上の周波数
範囲において、該縦振動の交番電圧に対する振動の位相
差δa と、該屈曲振動の交番電圧に対する振動の位相差
δb が、 ０ ＜ （δa −δb ） ＜ ＋π／２ となる形状に形成された超音波振動子と、上記第１およ
び第２の振動検出手段の情報に基づいて、上記縦振動に
対する上記屈曲振動の位相差θが、 θ ＝ π／４ または、 θ ＝ ５π／４ となるように、上記縦振動の共振周波数以下で上記屈曲
振動の共振周波数以上の周波数範囲で、前記複数の電気
−機械エネルギー変換素子に印加する交番電圧の周波数
と位相の少なくとも一方を制御する制御手段と、を具備
しており、上記複数の電気−機械エネルギー変換素子
に、位相が±π／２異なる交番電圧を印加することを特
徴としている。

【００１０】

【作用】上記構成からなる本発明の超音波モータ駆動装
置では、印加する交番電圧の周波数または位相を制御す
ることによって、駆動子の超音波楕円振動が位相差π／
４程度（または５π／４程度）の楕円となるように駆動
する。このときの楕円振動は、図５（ｂ）に示すよう
に、位相差π／４では右上がりの楕円（駆動方向が右向
き：正のとき）を描き、位相差５π／４では左上がりの
楕円（駆動方向が左向き：負のとき）を描く。いま、前
者の場合について説明すると、駆動子は上昇しながら右
方向に移動し、右最上点をすぎると、下降しながら左方
向に復帰する軌跡をとっていることがわかる。つまり、
駆動子が被駆動体を突き上げるように上昇するときには
被駆動体に対する接触圧が高くなるが、この高い接触圧
の状態で右方向に駆動するので、強力な駆動力が得られ
るのである。そして、駆動子が左方向に復帰するときに
は被駆動体から離脱するように下降するので力が及ば
ず、以上の繰り返しにより被駆動体は右方向に駆動され
ることになる。

【００１１】請求項１では、上記右上がりの楕円振動を
より一般的に表現した。直交座標系においてＸＹ方向の
振動の位相差がπ／４で右上がりの楕円となることはい
わゆるリサージュ図形として知られているが、超音波振
動子における振動成分は互いに直交するとは限らない。
そこで、より一般的な表現としたのが請求項１である。

【００１２】請求項２では、直交座標系を想定し、位相
差がπ／４の前後すなわち０〜π／２の範囲にあること
とした。

【００１３】請求項３では、より限定的に位相差をπ／
４に特定し、必要な他の条件も付加した。

【００１４】以下、添付図面を参照して本発明に係る超
音波モータ駆動装置の実施例を説明する。まず、本発明
の実施例１を説明する。図１は超音波振動子を示す斜視
図である。

【００１５】基本弾性体１１は、黄銅材を凸字型に形成
したものであって、その寸法は幅３０mm，奥行４mmであ
って（凸部を除く）、高さＨが６〜９mmの１０種類を試
作した。凸部の寸法は幅４mm，高さ２．５mm，奥行４mm
である。基本弾性体１１の幅方向の中心部で底面から６
mmの位置にはφ２mmのステンレスピン１６が圧入されて
いる。

【００１６】積層型圧電素子１２は、電極処理された圧
電素子を数十〜数百枚積層したものであって、本実施例
ではトーキン（株）のＮＬＡ−２×３×９型（寸法２mm
×３．１mm×９mm）を使用した。なお、積層型圧電素子
１２の両端面以外の側面は厚さ０．５mmのエポキシ系樹
脂によって被覆されている。ここで図の左側の積層型圧
電素子１２への電極をＡ，ＧＮＤとしＡ相と呼び、同様
に右側の積層型圧電素子１２への電極をＢ，ＧＮＤとし
Ｂ相と呼ぶことにする。

【００１７】２個の積層型圧電素子１２，１２は、基本
弾性体１１の凸部を挟み込むように配置され、さらにそ
の両側から基本弾性体１１にネジ１４止めされた保持用
弾性部材１３，１３（幅４mm，高さ２．５mm，奥行４m
m）によって挟み込まれ、長手方向に圧縮力を受けた状
態で固定されている。ここで積層型圧電素子１２の両端
部と、基本弾性体１１の凸部および保持用弾性体１３と
はエポキシ系の接着剤で固定される。積層型圧電素子１
２と基本弾性体１１との接触面もエポキシ系接着剤で接
着される。

【００１８】駆動子１５は、樹脂にアルミナセラミック
スの砥粒を分散させた砥石材からなる幅３mm，厚み１m
m，奥行４mmの矩形状のものであって、基本弾性体１１
の底面の両端から９mmの位置に接着されている。この位
置は、屈曲振動の腹に相当し、共振屈曲振動の振幅が極
大値を示す位置である。

【００１９】次に、超音波振動子の動作について説明す
る。上記寸法の超音波振動子は、有限要素法によるコン
ピュータ解析によれば、図２（ａ）に示すような１次の
共振縦振動、及び同図（ｂ）に示すような２次の共振屈
曲振動がほぼ同一周波数で励起できる。その周波数は５
３〜５６ｋＨｚである。そこで、この共振周波数で振幅
１０Ｖp-p の交番電圧をＡ相及びＢ相に印加した。まず
Ａ相とＢ相の位相を同位相にすると、図２（ａ）に示す
ような１次の共振縦振動が励起された。つぎに、Ａ相と
Ｂ相の位相を逆位相にすると、図２（ｂ）に示すような
２次の共振屈曲振動が励起された。さらに、Ａ相とＢ相
の位相を９０度ずらすと、駆動子１５付近に超音波楕円
振動を励起された。

【００２０】つぎに、上述の超音波振動子を使用した超
音波リニアモータについて説明する。図３は超音波リニ
アモータの正面図である。図示の通り、この超音波リニ
アモータでは、超音波振動子１０によって、被駆動体た
る移動部３２，摺動部材保持部３３，および摺動部材３
４が、クロスローラガイドの固定部３０上を左右に駆動
される。

【００２１】超音波振動子１０は、ピン１６によって２
枚の保持板２１の間に枢着されており、保持板２１は取
付部材２２にネジ２３止めされ、取付部材２２はリニア
ブッシュ２４により軸２５に沿って摺動自在に案内され
ている。また軸２５は基台２７に固定部材２６を介して
固定されている。したがって、超音波振動子１０はピン
１６まわりの回転の自由度と、ピン１６の上下移動によ
る自由度とを有している。そして、前記固定部材２６と
取付部材２２との間には調整ネジ２８により押圧力が可
変できるバネ２９が介装されている。

【００２２】クロスローラガイドの固定部３０は基台２
７にネジ３１止めされており、一方、クロスローラガイ
ドの移動部３２には摺動部材保持部３３を介してジルコ
ニアセラミックスからなる摺動部材３４が接着されてお
り、超音波振動子１０の駆動子１５，１５と接触してい
る。

【００２３】つぎに、この超音波リニアモータの動作を
説明する。前述のように超音波振動子１０のＡ相とＢ相
に５３〜５６ｋＨｚの交番電圧を印加し、位相差を９０
度（または−９０度）とする。すると超音波振動子１０
の駆動子１５に超音波楕円振動が励起されて、移動部３
２が左右に移動する。そこで、前述のように高さＨの異
なる１０種類の超音波振動子を試作してモータ特性を評
価した。その結果を次に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１において、モータ動作○印は良好に動
作したことを示し、△印は動作するものの非常に不安定
なもの、×印は全く動作しないか動作しても殆ど推力と
速度の得られなかったことを示している。また、駆動周
波数は表中の屈曲振動共振周波数以上で、縦振動共振周
波数以下であった（表の単位はｋＨｚ）。この結果よ
り、屈曲振動共振周波数が縦振動共振周波数以下でない
と安定に動作しないことが明らかになった。

【００２６】以上の実験結果に対して、その原因を探る
ため次のような実験を行った。図４に示すように、超音
波振動子１００の側面に振動検出素子として厚み方向に
分極された圧電素子１１０を接着した。この圧電素子は
幅１０mm，高さ３mm，厚み０．３mmである。接着位置は
駆動子の直上である。振動子の表側の面には分極の向き
が同一を向くように接着して直列に結線し、Ｆ１端子と
した。振動子の裏面には分極向きを相互に逆にして、Ｆ
２端子とした。図２の振動モードからわかるように、Ｆ
１端子は弾性体の縦振動のみを検出し、Ｆ２端子は屈曲
振動のみを検出する。

【００２７】さて、試作番号０〜９までの超音波振動子
について、Ｆ１，Ｆ２端子により電圧印加時の縦振動，
屈曲振動を同時に検出した。その結果を図５に示す。同
図において、上方に位置する被駆動体が左右方向に駆動
される。また、正負とあるのは、正方向駆動時と負方向
駆動時を表している。

【００２８】図５（ａ）は、試作番号０の振動子の振動
形状である。ほとんど直線往復振動であるのがわかる。
この場合には動作しないか、もしくは動作するものの殆
ど速度，推力がでない。

【００２９】図５（ｂ）は、試作番号１〜５の振動子の
振動形状である。右上がりの楕円になっている。この場
合には良好に安定して動作する。特に縦振動に対して屈
曲振動の位相差が＋π／４（正方向駆動のとき）、また
は５π／４（負方向駆動のとき）となったときに最大の
推力，速度が得られた。

【００３０】図５（ｃ）は、試作番号６の振動子の振動
形状である。図には真円が示されているが、実際には縦
振動と屈曲振動の振幅差によって縦長または横長の楕円
になる。このときは動作が不安定であった。これから楕
円の主軸が被駆動体の駆動方向と平行な場合には動作が
不安定になることがわかった。

【００３１】図５（ｄ）は、試作番号７〜９の振動子の
振動形状である。この場合も動作しないか、もしくは動
作するものの殆ど速度，推力がでない。

【００３２】以上の実験結果から、図５（ｂ）に示すよ
うな右上がりの楕円振動でないとモータが安定して動作
しないことがわかった。

【００３３】このことは、ＸＹ直交座標系のリサージュ
図形で考えれば、位相差がπ／４をはさんだ前後、すな
わち０〜π／２の範囲にあることを意味する。さらに、
直交座標系以外においては、請求項１に記載したよう
に、楕円振動の長軸方向のベクトルであって被駆動体に
接近する方向のベクトルと、同超音波楕円振動の接線方
向の速度ベクトルであって被駆動体が駆動される方向の
速度ベクトルとのなす角が鋭角となることを意味する。

【００３４】次に、試作番号０〜９の振動子に対して、
印加電圧に対する各振動モードの振幅と位相の関係を周
波数をスイープして調べたところ、図６のようになっ
た。図において、ｆｌは縦振動の共振周波数であり、ｆ
ｂは屈曲振動の共振周波数である。

【００３５】試作番号０の振動子の場合は、振動モード
１に対応するのは縦振動モードであり、振動モード２に
対応するのは屈曲振動であって、ｆｌとｆｂの間の位相
差はπ／２であった。

【００３６】試作番号１〜５の振動子の場合は、振動モ
ード１に対応するのは縦振動モードであり、振動モード
２に対応するのは屈曲振動であって、ｆｌとｆｂの間の
位相差は０を越えπ／２未満であった。

【００３７】試作番号６の振動子の場合は、振動モード
１に対応するのは縦振動モードであり、振動モード２に
対応するのは屈曲振動であったが、両曲線はほとんど一
致していた。このためｆｌとｆｂは一致しており、位相
差は０であった。

【００３８】試作番号７〜９の振動子の場合は、振動モ
ード１に対応するのが屈曲振動モードであり、振動モー
ド２に対応するのが縦振動であって、ｆｌとｆｂの間の
位相差は０以上であった。

【００３９】以上の実験結果から超音波振動子として
は、請求項３に記載したように、縦振動の共振周波数を
屈曲振動の共振周波数よりも高く設定し、縦振動の共振
周波数以下で屈曲振動の共振周波数以上の周波数範囲に
おいて、縦振動の交番電圧に対する振動の位相差δa
と、屈曲振動の交番電圧に対する振動の位相差δbが、
０＜（δa−δb）＜＋π／２となる形状に形成するのが
好ましいことがわかった。そしてこのとき積層型圧電素
子には、縦振動の共振周波数以下で屈曲振動の共振周波
数以上の周波数範囲で、位相が±π／２異なる交番電圧
を印加すると安定した動作が得られる。

【００４０】しかしながら以上のことは、超音波振動子
の共振周波数が一定の場合に成り立つのであって、実際
の超音波振動子では使用中に３０℃程度の温度上昇が生
じ、縦振動，屈曲振動ともに共振周波数が低下する。

【００４１】そこで、図７に示すような駆動回路とし、
Ｆ１，Ｆ２端子からの検出信号を比較制御器に入力し、
これらの振動検出手段の情報に基づいて、縦振動に対す
る屈曲振動の位相差θが、０＜θ＜＋π／２、または、
＋π＜θ＜＋３π／２となるように、縦振動の共振周波
数以下で屈曲振動の共振周波数以上の周波数範囲で、２
つの積層型圧電素子に印加する交番電圧の周波数及び位
相を制御した。すなわち、比較制御器は発振器の発振周
波数を制御し、さらに移相器により位相差を制御する。
これを増幅してＡ相，Ｂ相に交番電圧を印加する。

【００４２】本実施例では、以上の制御により超音波振
動子の温度が変化して共振周波数がずれた場合であって
も安定した推力と速度が得られた。なお、本実施例では
積層型圧電素子を２個用いたが、３個以上の電気機械変
換素子を用いた場合にも応用できる。

【００４３】

【実施例２】次に、本発明の実施例２を説明する。図８
は本実施例の駆動回路を示すブロック図である。超音波
振動子と、リニアモータの構成，作用は実施例１と同様
である。本実施例では、超音波振動子のＡ相，Ｂ相に印
加する交番電圧の位相差を±π／２に固定した。そし
て、比較制御器では周波数のみを制御した。すなわち、
図８の比較制御器は、Ｆ１およびＦ２の情報に基づい
て、縦振動に対する屈曲振動の位相差θが、θ＝π／
４、または、θ＝５π／４となるように、縦振動の共振
周波数以下で屈曲振動の共振周波数以上の周波数範囲
で、２つの積層型圧電素子に印加する交番電圧の周波数
を制御する信号を発振器に出力する。

【００４４】本実施例では、以上の制御により超音波振
動子の温度が変化して共振周波数がずれた場合であって
も安定した推力と速度が得られた。なお、本実施例は実
施例１よりも回路構成が簡単になる利点がある。

【００４５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、上記実施例では縦振動と屈曲振動を合成し
て超音波楕円振動を得たが、例えば、ねじり振動，すべ
り振動，呼吸振動，ひろがり振動などを組み合わせても
同様に実現できる。また、上記実施例ではリニア型の超
音波モータについて応用したが、移動体を回転体とすれ
ば回転型の超音波モータへの応用も可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の超音波モー
タ駆動装置によれば、超音波振動子の温度が変化して共
振周波数がずれた場合であっても安定した推力と速度が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波振動子を示す斜視図であ
る。

【図２】図１の超音波振動子の振動モードを説明する図
である。

【図３】本発明による超音波リニアモータを示す正面図
である。

【図４】本発明による超音波振動子を示す正面図および
背面図である。

【図５】本発明の作用を説明する図である。

【図６】本発明の作用を説明する図である。

【図７】本発明の実施例１による超音波モータ駆動装置
の駆動回路を示すブロック図である。

【図８】本発明の実施例２による超音波モータ駆動装置
の駆動回路を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ 超音波振動子 １１ 基本弾性体 １２ 積層型圧電素子 １３ 保持用弾性部材 １５ 駆動子 １６ ピン ２１ 保持板 ２４ リニアブッシュ ２５ 軸 ２７ 基台 ２８ 調整ネジ ２９ バネ ３０ クロスローラガイド固定部 ３２ クロスローラガイド移動部 ３４ 摺動部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性体と、この弾性体に固定された駆動
   子と、同弾性体に取付けられた複数の電気−機械エネル
   ギー変換素子とから構成され、上記弾性体に縦振動と屈
   曲振動との合成振動を励起して、上記駆動子を超音波楕
   円振させる超音波振動子と、上記駆動子により駆動され
   る被駆動体と、上記電気−機械エネルギー変換素子に交
   番電圧を印加する電源とを有する超音波モータ駆動装置
   において、 上記縦振動のみを検出する第１の振動検出手段と、 上記屈曲振動のみを検出する第２の振動検出手段と、 上記第１および第２の振動検出手段の情報に基づいて、
   上記駆動子に励起する超音波楕円振動の長軸方向のベク
   トルであって被駆動体に接近する方向のベクトルと、同
   超音波楕円振動の接線方向の速度ベクトルであって被駆
   動体が駆動される方向の速度ベクトルとによってなす角
   が鋭角となるように、上記複数の電気−機械エネルギー
   変換素子に印加する交番電圧の周波数と位相の少なくと
   も一方を制御する比較制御器と、 を具備することを特徴とする超音波モータ駆動装置。
2. 【請求項２】 弾性体と、この弾性体に固定された駆動
   子と、同弾性体に取付けられた複数の電気−機械エネル
   ギー変換素子とから構成され、上記弾性体に縦振動と屈
   曲振動との合成振動を励起して、上記駆動子を超音波楕
   円振動させる超音波振動子と、上記駆動子により駆動さ
   れる被駆動体と、上記電気−機械エネルギー変換素子に
   交番電圧を印加する電源とを有する超音波モータ駆動装
   置において、 上記縦振動を上記被駆動体の移動方向を正の向きとして
   検出する第１の振動検出手段と、 上記屈曲振動を上記駆動子から被駆動体への方向を正の
   向きとして検出する第２の振動検出手段と、 上記第１および第２の振動検出手段の情報に基づいて、
   上記縦振動に対する屈曲振動の位相差θが、 ０ ＜ θ ＜ ＋π／２ または、 ＋π ＜ θ ＜ ＋３π／２ となるように、上記縦振動の共振周波数以下で上記屈曲
   振動の共振周波数以上の周波数範囲で、前記複数の電気
   −機械エネルギー変換素子に印加する交番電圧の周波数
   と位相の少なくとも一方を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする超音波モータ駆動装置。
3. 【請求項３】 弾性体と、この弾性体に固定された駆動
   子と、同弾性体に取付けられた複数の電気−機械エネル
   ギー変換素子とから構成され、上記弾性体に縦振動と屈
   曲振動との合成振動を励起して、上記駆動子を超音波楕
   円振動させる超音波振動子と、上記駆動子により駆動さ
   れる被駆動体と、上記電気−機械エネルギー変換素子に
   交番電圧を印加する電源とを有する超音波モータ駆動装
   置において、 上記縦振動を被駆動体の移動方向を正の向きとして検出
   する第１の振動検出手段と、 上記屈曲振動を駆動子から被駆動体への方向を正の向き
   として検出する第２の振動検出手段と、 上記縦振動の共振周波数が上記屈曲振動の共振周波数よ
   りも高く設定され、該縦振動の共振周波数以下で該屈曲
   振動の共振周波数以上の周波数範囲において、該縦振動
   の交番電圧に対する振動の位相差δa と、該屈曲振動の
   交番電圧に対する振動の位相差δb が、 ０ ＜ （δa −δb ） ＜ ＋π／２ となる形状に形成された超音波振動子と、 上記第１および第２の振動検出手段の情報に基づいて、
   上記縦振動に対する上記屈曲振動の位相差θが、 θ ＝ π／４ または、 θ ＝ ５π／４ となるように、上記縦振動の共振周波数以下で上記屈曲
   振動の共振周波数以上の周波数範囲で、前記複数の電気
   −機械エネルギー変換素子に印加する交番電圧の周波数
   と位相の少なくとも一方を制御する制御手段と、 を具備しており、上記複数の電気−機械エネルギー変換
   素子に、位相が±π／２異なる交番電圧を印加すること
   を特徴とする超音波モータ駆動装置。