KR100683934B1 - Micro piezoelectric linear motor - Google Patents

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KR100683934B1
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맹서영
이정규
김재은
홍삼열
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엘지전자 주식회사
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Abstract

A micro piezoelectric linear motor is provided to reduce influence on a size and a displacement of a piezoelectric ceramic by using a resonance of a structure. A micro piezoelectric linear motor includes a plate shaped elastic substrate(23), a piezoelectric body(21), a weight(24), and a shaft(22). Both ends of the plate shaped elastic substrate(23) are fixed. The piezoelectric body(21) is attached to a lower part of the elastic substrate(23). The weight(24) is attached to a lower part of the piezoelectric body(21). The shaft(22) is installed on an upper part of the elastic substrate(23). A plurality of piezoelectric elements are stacked along a displacement direction of the shaft(22). A cross sectional area of the piezoelectric body(21) is smaller than that of the elastic substrate(23). A center of mass of the piezoelectric body(21) and a center of mass of the weight(24) are the same as a center of the mass of the elastic substrate(23).

Description

초소형 압전 리니어 모터{Micro piezoelectric linear motor}Micro piezoelectric linear motor

도 1은 종래 압전 리니어 모터의 구조를 간략히 나타낸 것이다. Figure 1 shows a simplified structure of a conventional piezoelectric linear motor.

도 2a 및 도 2b는 종래의 이동체의 일 예를 나타낸 것이다. 2A and 2B show an example of a conventional mobile body.

도 3은 본 발명의 압전 리니어 모터의 일 실시예의 사시도를 나타낸 것이다. Figure 3 shows a perspective view of one embodiment of a piezoelectric linear motor of the present invention.

도 4는 본 발명의 압전 리니어 모터의 일 실시예의 정면도를 나타낸 것이다. 4 shows a front view of one embodiment of a piezoelectric linear motor of the present invention.

{도면의 주요부분에 대한 설명}{Description of main parts of the drawing}

11 : 탄성체 기판 12 : 압전기판11 elastic substrate 12 piezoelectric plate

13 : 지지수단 14 : 샤프트13 support means 14 shaft

15 : 이동체 16 : 이송계15: moving body 16: transfer system

17 : 압착링 21: 압전체17: crimping ring 21: piezoelectric body

22: 샤프트 23: 탄성체 기판22: shaft 23: elastomer substrate

24: 지지수단24: supporting means

본 발명은 카메라 등의 렌즈를 구동하기 위해 사용되는 압전 리니어 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압전기판을 탄성체에 부착한 것에 이동축을 부착하여 압전효과에 의해 압전기판 및 탄성체가 변위됨에 따라 이동축에 탑재된 이동체도 함께 선형적으로 진동하는 리니어 모터에 있어서 그 구동성능이 개선된 리니어 모터에 관한 것이다. The present invention relates to a piezoelectric linear motor used to drive a lens such as a camera, and more particularly, a moving shaft is attached to a piezoelectric plate attached to an elastic body and the piezoelectric plate and the elastic body are displaced by the piezoelectric effect. A linear motor vibrating linearly together with a moving body mounted thereon also relates to a linear motor having improved driving performance.

모바일폰, PDA 등 휴대용 이동통신 단말기에서 카메라 렌즈를 구동하기 위해 탑재되는 모터는 초소형으로 형성된다. 카메라 렌즈구동용으로 탑재 가능한 초소형 모터 중 전자계 방식의 모터(Stepping Motor)는, 빠른 회전을 직선운동으로 바꾸기 위해 감속기어와 캠(cam)을 사용하여야 하며 정 또는 역회전 시 백레쉬(backlash)가 생겨 오차가 발생하고 전력소모가 크기 때문에 사용에 제한을 받으며, 높은 전류와 열을 발생하는 등의 단점이 있다.A motor mounted to drive a camera lens in a portable mobile communication terminal such as a mobile phone or a PDA is formed in a very small size. Stepping motor among the small motors that can be used for driving camera lens should use reduction gear and cam to change the fast rotation to linear movement. Due to the error occurs and the power consumption is large, the use is limited, and there are disadvantages such as generating high current and heat.

상기와 같은 단점을 해결하기 위해 압전효과를 이용해서 구동되는 리니어 모터가 개발되었다. 압전효과를 이용한 리니어 모터는 굴곡파(flexural wave)에 의해 발생한 진행파로 구동하는 방법과 종진동(longitudinal vibration)과 횡진동(transversal vibration) 액츄에이터를 결합하여 수직과 수평진동을 반복적으로 발생시켜 이동체를 구동하는 정상파형 방법 등이 알려져 있다. In order to solve the above disadvantages, a linear motor driven by using a piezoelectric effect has been developed. The linear motor using the piezoelectric effect combines the method of driving with the traveling wave generated by the flexural wave and the longitudinal and lateral vibration actuators to generate vertical and horizontal vibrations repeatedly. Known driving methods and the like are known.

정상파형(standing wave type) 리니어 모터의 기본적인 형태로 서로 다른 동작 양태를 갖는 진동자를 결합하여 발생하는 복수진동을 이용하는 것이 있는데, 이 는 수직방향과 수평방향으로 진동하는 압전 액츄에이터와 상기 압전 액츄에이터의 진동을 동작하는 이동체에 기계적 변위로 전달하는 샤프트로 구성되어 있다. As a basic form of a standing wave type linear motor, there is a plurality of vibrations generated by combining vibrators having different modes of operation. This is a piezoelectric actuator vibrating in a vertical direction and a horizontal direction and vibration of the piezoelectric actuator. It consists of a shaft that transmits the mechanical displacement to the moving body.

압전 액츄에이터의 수직방향의 종진동을 샤프트를 통해 이동체에 전달하는 방법으로 여러 가지 방법이 제안되고 있다. 특히 압전체 기판을 탄성체에 접착 형성하여 탄성체와 압전기판의 굴곡운동을 구동력으로 구동원으로 사용하는 방법이 있다. Various methods have been proposed as a method of transmitting vertical vibration of the piezoelectric actuator in the vertical direction to the moving body through the shaft. In particular, there is a method in which the piezoelectric substrate is bonded to the elastic body to use the bending motion of the elastic body and the piezoelectric plate as a driving force as a driving force.

도 1은 종래 압전 리니어 모터의 구조를 간략히 나타낸 것이다. Figure 1 shows a simplified structure of a conventional piezoelectric linear motor.

도 1에서 압전 리니어 모터는 탄성체 기판(11)과 상기 탄성체 기판에 접착된 압전기판(12), 상기 탄성체 기판을 하부에서 지지하는 지지수단(13)과 상기 탄성체 기판에 부착되어 상기 탄성체 기판의 굴곡운동을 이동체에 전달하는 샤프트(14), 및 이동체(15)를 포함한다. In FIG. 1, a piezoelectric linear motor is attached to an elastic substrate 11 and a piezoelectric plate 12 bonded to the elastic substrate, a support means 13 supporting the elastic substrate from below, and the elastic substrate to bend the elastic substrate. And a shaft 14 for transmitting movement to the movable body, and the movable body 15.

상기 탄성체 기판(11)은 일면 또는 양면에 부착된 압전기판(12)이 압전효과에 의해 신장 또는 수축됨에 따라 압전기판과 함께 변형되는데, 탄성체 기판(11)의 주변부가 지지수단(13)에 고정되어 있어서 지지수단(13)에 고정되지 않은 가운데 부분이 위쪽 또는 아래쪽으로 변위한다. The elastic substrate 11 is deformed together with the piezoelectric plate as the piezoelectric plate 12 attached to one or both surfaces thereof is stretched or contracted by the piezoelectric effect, and the peripheral portion of the elastic substrate 11 is fixed to the supporting means 13. The center portion, which is not fixed to the support means 13, displaces upward or downward.

상기 탄성체 기판의 상부에는 샤프트(14)가 부착되는데, 상기 샤프트는 상기 굴곡변위운동에 따라 수직방향으로 진동하며, 이에 따라 이동체(15)가 구동되어 리니어 모터로서의 동작이 수행된다. 상기 탄성체 기판(11) 및 압전기판(12)의 가운데 부분이 위아래로 변위되면, 상기 탄성체 기판의 상부에 부착된 샤프트(14)는 선 형적으로 운동한다. 상기 샤프트의 선형적인 운동을 통해 탄성체 기판 및 압전기판의 굴곡운동이 이동체(15)에 전달되어 이동체가 구동되며, 상기 이동체(15)는 렌즈 등에 직간접적으로 연결되어 렌즈를 구동한다. The shaft 14 is attached to the upper portion of the elastic substrate, the shaft is vibrated in the vertical direction in accordance with the bending displacement movement, thereby moving the movable body 15 is performed as a linear motor. When the center portions of the elastic substrate 11 and the piezoelectric plate 12 are displaced up and down, the shaft 14 attached to the upper portion of the elastic substrate moves linearly. Through the linear movement of the shaft, the bending motion of the elastic substrate and the piezoelectric plate is transmitted to the movable body 15 to drive the movable body, and the movable body 15 is directly or indirectly connected to the lens to drive the lens.

상기 이동체(15)는 관성과 마찰에 의하여 움직이는데, 종래의 이동체는 샤프트(14)에 일정한 마찰력을 가지고 접촉되는 이송계와 상기 이송계를 샤프트에 압착시켜 구속하는 구속수단으로 이루어진다. The movable body 15 is moved by inertia and friction. The conventional movable body is composed of a conveying system which is in contact with the shaft 14 with a constant frictional force and restraining means that compresses and constrains the conveying system to the shaft.

도 2a 및 도 2b는 종래의 이동체의 일 예를 나타낸 것으로, 도 1에 나타난 압전 리니어 모터에 포함되는 이동체를 나타낸 것이다. 2A and 2B illustrate an example of a conventional mobile body, and illustrate a mobile body included in the piezoelectric linear motor shown in FIG. 1.

도 2a는 이동체 부분만을 나타낸 것으로, 상기 이동체는 안쪽의 'ㄴ' 모양의 이송계(16)와 상기 이송계를 샤프트에 압착시키는 바깥쪽의 압착링(17)을 포함한다. Figure 2a shows only the moving part, which includes an inner 'b' shaped conveying system 16 and an outer crimping ring 17 for pressing the conveying system to the shaft.

도 2b는 이동체가 샤프트에 접촉된 모습을 나타낸 것으로, 도 2a의 이동체의 이송계(16)가 샤프트(14)에 접촉된 모습을 나타낸 것이다. FIG. 2B illustrates a state in which the movable body is in contact with the shaft, and illustrates a state in which the transfer system 16 of the movable body of FIG. 2A is in contact with the shaft 14.

상기 이동체는 이송계(16)가 샤프트(14)에 대해 마찰력을 가지고 접촉됨으로써 샤프트의 운동을 전달받아 구동된다. 상기 도 2a 및 도 2b에 나타난 종래의 이동체는 'ㄴ' 형태의 이송계 하나당 샤프트에 2개의 선 접촉으로 접촉되어, 이송계와 샤프트의 접촉이 전체적으로 네 개의 선 접촉으로 이루어진다. The moving body is driven by the movement of the shaft by the transfer system 16 is in contact with the shaft 14 with a frictional force. 2a and 2b, the conventional movable body shown in FIG.

상기와 같이 종래의 이동체는 'ㄴ' 형태 또는 기타의 형태의 이송계가 샤프 트에 선 접촉으로 접촉된다. As described above, in the conventional moving body, a 'b' type or other type of transfer system is in line contact with the shaft.

따라서, 상기의 선 접촉의 접촉면적을 넓혀 마찰력을 증대시킴으로써 이동체에 탄성체 기판과 압전기판의 굴곡운동이 전달되는 효율을 높이는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to increase the efficiency in which the bending motion of the elastic substrate and the piezoelectric plate is transmitted to the movable body by increasing the contact area of the line contact and increasing the frictional force.

이러한, 종래의 기술은 압전체와 탄성체기판이 적층된 가동부에 대하여 일측에만 샤프트가 설치되므로, 가진시 질량의 편중으로 인하여 상기 압전체에 의해 발생되는 진동을 확대시키는데 제한이 있다. Since the shaft is installed only on one side with respect to the movable part in which the piezoelectric body and the elastic substrate are laminated, the conventional technology has a limitation in enlarging the vibration generated by the piezoelectric body due to the bias of the mass during excitation.

또한, 종래 기술은 압전체의 작은 발생 변위를 기계적인 확대 기구를 이용하여 증폭시켰지만, 원천이 되는 변위를 크게 하기 위해서 압전체에 인가하는 전압이 커진다는 단점이 있다. In addition, the prior art amplifies the small generated displacement of the piezoelectric body using a mechanical enlargement mechanism, but has a disadvantage in that the voltage applied to the piezoelectric body becomes large in order to increase the source displacement.

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 종래의 적층형 압전 액츄에이터를 이용한 모터의 경우에 있어, 압전소자의 발생 변위 및 공진 특성을 모터에 직접적으로 반영하여 구성한 것을 압전 소자를 단순 진동발생 원천으로 사용하여, 주변 구조 물의 고유 진동을 발생시키고, 구조물의 고유 진동에 따른 변 위 확대를 이용한 리니어 모터를 제공하는 데에 있다.An object of the present invention devised to solve the above problems is, in the case of a motor using a conventional stacked piezoelectric actuator, the piezoelectric element is a simple vibration that is configured by reflecting the displacement and resonance characteristics of the piezoelectric element directly to the motor By using as a source of generation, to generate a natural vibration of the surrounding structure, and to provide a linear motor using the displacement expansion according to the natural vibration of the structure.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압전 리니어 모터는 양단이 고정되는 판상의 탄성체 기판; 상기 탄성체 기판의 하부에 부착되는 압전체; 상기 압전체의 하부에 부착되는 웨이트; 및 상기 탄성체 기판의 상부에 설치되는 샤프트를 포함한다.Piezoelectric linear motor of the present invention for achieving the above object is a plate-like elastic substrate is fixed at both ends; A piezoelectric body attached to a lower portion of the elastic substrate; A weight attached to a lower portion of the piezoelectric body; And a shaft installed on the elastic substrate.

상기 압전체는 수개의 압전소자를 상기 샤프트의 변위방향으로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 한다.The piezoelectric body is formed by stacking several piezoelectric elements in a displacement direction of the shaft.

또, 상기 압전체의 단면적은 상기 탄성체 기판보다 작으며, 상기 압전체의 질량중심과 상기 웨이트의 질량중심은 상기 탄성체 기판의 질량중심과 일치하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the cross-sectional area of the piezoelectric body is smaller than that of the elastic substrate, and the center of mass of the piezoelectric body and the center of mass of the weight are installed to coincide with the center of mass of the elastic substrate.

또, 상기 샤프트는 원형 또는 다각형의 단면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the shaft is characterized in that the circular or polygonal cross section formed.

또, 상기 샤프트를 감싸서 상기 샤프트와 접촉하는 것에 의해 상기 샤프트의 운동에 따라 선형 운동하는 이동체를 더 포함하고, 상기 이동체는 상기 샤프트가 상기 압전체의 변형에 연동되어 선형 운동함에 있어서 상기 이동체와 상기 샤프트 사이의 마찰력보다 상기 이동체의 관성력이 더 큰 경우에는 상기 샤프트를 따라 미끄러져 이동하여 상기 샤프트에 접촉되는 위치가 달라지는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a movable body that linearly moves according to the movement of the shaft by wrapping the shaft and contacting the shaft, wherein the movable body includes the movable body and the shaft when the shaft linearly moves in conjunction with the deformation of the piezoelectric body. When the inertial force of the movable body is greater than the frictional force therebetween, the position in contact with the shaft is changed by sliding along the shaft.

본 발명의 압전 리니어 모터는 압전체와 탄성체의 형태 및 결합구조를 개선한 것으로, 샤프트 및 이동체 부분은 도 1에 나타난 종래의 압전 리니어 모터의 그것과 크게 다르지 않다. The piezoelectric linear motor of the present invention improves the shape and coupling structure of the piezoelectric body and the elastic body, and the shaft and the moving part are not much different from those of the conventional piezoelectric linear motor shown in FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of the following drawings, it is determined that the same components have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings, and it is determined that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전 리니어 모터의 샤프트(22)가 탄성체기판(23)에 고정설치되고, 상기 탄성체 기판(23)의 하부에 설치된 압전체(21) 및 상기 압전체(21)의 하부에 설치되는 웨이트(21)를 도시한 것이다.3 is a shaft 22 of a piezoelectric linear motor according to an embodiment of the present invention is fixed to the elastic substrate 23, the piezoelectric body 21 and the piezoelectric body 21 of the lower portion of the elastic substrate 23 is installed It shows the weight 21 installed in the lower portion.

도 4는 상기 도 3의 정면도로써, 상기 탄성체 기판(23)과 상기 압전체(21)가 상기 지지수단(24) 내에서 설치된 모습을 명확히 알 수 있도록 한다.FIG. 4 is a front view of FIG. 3 to clearly understand the state in which the elastic substrate 23 and the piezoelectric body 21 are installed in the support means 24.

상기 압전체(21)는 수개의 압전소자를 적층하여 형성된 것을 사용하는 것이 수직방향 변위를 크게 할 수 있어 바람직하다. 또한, 압전소자를 적층하여 사용한 경우 저전압으로도 구동할 수 있다.It is preferable to use the piezoelectric body 21 formed by stacking several piezoelectric elements to increase the vertical displacement. In addition, when the piezoelectric elements are stacked and used, they can also be driven at low voltage.

상기 압전체(21)의 형상은 제한은 없으나, 적층된 압전소자를 사용할 경우 종래 기술에 비하여 다소 두께가 두꺼워진다.The shape of the piezoelectric body 21 is not limited, but when the stacked piezoelectric elements are used, the thickness becomes somewhat thicker than in the prior art.

상기 압전체(21)는 상기 탄성체 기판(23)의 하부에 부착 설치되며, 이 때 에폭시와 같은 접착제를 사용할 수 있다.The piezoelectric body 21 is attached to the lower portion of the elastic substrate 23, at this time may use an adhesive such as epoxy.

상기 탄성체 기판(23)은 빔형태의 판으로, 양단이 고정되어 고정단을 이룬다.The elastic substrate 23 is a beam-shaped plate, both ends are fixed to form a fixed end.

상기 탄성체 기판(23)은 본 발명의 압전 리니어 모터가 설치되는 어플리케이션의 하우징에 설치된다. 이 때, 상기 압전 리니어 모터의 작동시 상기 웨이트(21)의 하단과 상기 샤프트(22)의 상단이 변위할 수 있는 충분한 공간이 확보되어야 한다.The elastic substrate 23 is installed in the housing of the application in which the piezoelectric linear motor of the present invention is installed. At this time, when the piezoelectric linear motor is operated, sufficient space for displacing the lower end of the weight 21 and the upper end of the shaft 22 should be ensured.

상기 탄성체 기판(23)의 중심부분에는 수직변위를 위한 샤프트(22)가 고정설치된다. The shaft 22 for vertical displacement is fixed to the central portion of the elastic substrate 23.

상기 샤프트(22)의 크기는 적어도 상기 탄성체 기판(23)의 폭방향을 넘지 않는 크기여야 한다.The size of the shaft 22 should be at least not to exceed the width direction of the elastic substrate 23.

상기 샤프트(22)는 상기 탄성체 기판(23)과 에폭시 수지와 같은 접착제 의해 부착될 수 있으며, 일체로 형성되는 것도 가능하다.The shaft 22 may be attached to the elastic substrate 23 by an adhesive such as an epoxy resin, or may be integrally formed.

본 발명에서는 상기 압전체(21)의 하부에 웨이트(24)를 더 설치하는 것에 주요한 특징이 있다.In the present invention, the weight 24 is further provided below the piezoelectric body 21.

상기 웨이트(24)는 비중이 큰 금속제를 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 금속을 함유한 고무 등을 사용하여 본 발명의 압전 리니어 모터가 충격을 받을수 있는 충격에 대비할 수 있다.The weight 24 may be made of a metal having a large specific gravity, and more preferably, may be prepared for the impact that the piezoelectric linear motor of the present invention may be impacted by using a metal or the like rubber.

상기 샤프트(22)가 설치되어 있는 탄성체 기판(23)이 일정한 힘을 전달 받게 되면 구조적인 공진 운동을 하게 된다. 이러한 힘의 공급원으로 상기 압전체(21)를 사용하는 것이며, 상기 압전체(21)의 작은 크기의 진동이 상기 탄성체 기판(23)에 가진역할을 하게 되고, 구조적인 공진에 의하여 발생되는 변위의 크기가 증폭되게 된다. 이 때, 상기 압전체(21)의 아래쪽에 붙어 있는 웨이트(24)는 상기 압전체(21)가 발생시키는 진동을 상기 탄성체 기판(23)과 상기 사프트(22)이 부착되어 있는 구조물쪽으로 전달 시켜주는 역할을 하게 된다.When the elastic substrate 23 on which the shaft 22 is installed receives a constant force, structural resonance is performed. The piezoelectric body 21 is used as a source of such a force, and the vibration of the small size of the piezoelectric body 21 plays a role in the elastic substrate 23, and the magnitude of the displacement generated by the structural resonance Will be amplified. At this time, the weight 24 attached to the lower portion of the piezoelectric body 21 transmits the vibration generated by the piezoelectric body 21 to the structure to which the elastic substrate 23 and the shaft 22 are attached. Will be

또한, 상기 웨이트(24)의 중량 조절로 전체적인 구조물의 공진 주파수 조절도 가능하게 된다.In addition, by adjusting the weight of the weight 24 it is also possible to adjust the resonant frequency of the overall structure.

상기 압전체의 단면적은 상기 탄성체 기판보다 작으며, 상기 압전체의 질량중심과 상기 웨이트의 질량중심은 상기 탄성체 기판의 질량중심과 일치하도록 설치되어야만, 편심으로 인하여 상기 압전체(21)의 진동에 의해 발생하는 가진력이 모멘트를 형성하지 않게 된다.The cross-sectional area of the piezoelectric body is smaller than that of the elastic substrate, and the center of mass of the piezoelectric body and the center of mass of the weight should be installed so as to coincide with the center of mass of the elastic substrate, which is generated by vibration of the piezoelectric body 21 due to eccentricity. The excitation force does not form a moment.

본 발명의 압전 리니어 모터에서도 도 1에 나타난 것과 같이, 압전체(21)의 수축 또는 신장에 따라 상기 압전체(21)가 설치된 탄성체 기판(23)이 상하 방향으로 진동, 굴곡운동하며, 상기 탄성체 기판(23)의 상부에 일측이 부착된 샤프트(22)가 상기 굴곡운동에 연동되어 상하 방향으로 선형 운동한다. In the piezoelectric linear motor of the present invention, as shown in FIG. 1, the elastic substrate 23 provided with the piezoelectric body 21 vibrates and flexes in an up and down direction as the piezoelectric body 21 contracts or extends. The shaft 22 having one side attached to the upper portion of 23) linearly moves in the vertical direction in conjunction with the bending motion.

상기 샤프트(22)는 상기 탄성체의 굴곡운동을 이동체(도시생략)에 보다 효율적으로 전달하기 위해 가는 원형의 단면을 갖는 원기둥 또는 다각형의 단면을 갖는 막대의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. The shaft 22 is preferably formed in the shape of a rod having a cylindrical or polygonal cross section having a thin circular cross section in order to more efficiently transfer the bending motion of the elastic body to a moving body (not shown).

그리고 상기 샤프트에 접촉된 이동체는 상기 샤프트와 연동되어 선형 운동하는데, 상기 샤프트의 일부 이상을 감싸도록 상기 샤프트에 접촉되어 있어 상기 샤프트와 상기 이동체 사이에는 소정의 마찰력이 발생한다. 상기 이동체는 상기 샤프트와 일체로 운동하거나 또는 상기 샤프트와의 마찰력과 운동의 계속에 따른 관성력의 상호작용에 따라 상기 샤프트 상에서 이동하면서 운동할 수도 있다. The movable body in contact with the shaft linearly moves in conjunction with the shaft, and is in contact with the shaft to surround at least a portion of the shaft, so that a predetermined frictional force is generated between the shaft and the movable body. The movable body may move integrally with the shaft or move while moving on the shaft according to the interaction of the frictional force with the shaft and the inertial force according to the continuation of the movement.

예를 들어 상기 마찰력보다 상기 관성력이 더 큰 경우에는 상기 이동체는 상기 샤프트를 따라 미끄러져 이동하여 샤프트에 접촉되는 위치가 달라지면서 운동할 수도 있고, 마찰력이 매우 큰 경우에는 샤프트에 대한 상대적 위치가 크게 달라지지 않으면서 운동할 수도 있다. 본 발명에서는 특히 상기 마찰력을 증대시키며, 이는 샤프트와 이동체가 일체로 운동할 필요가 있는 경우에 보다 유용하다. For example, when the inertia force is greater than the friction force, the movable body may slide and move along the shaft to move in contact with the shaft, and when the friction force is very large, the relative position with respect to the shaft is large. You can also exercise without changing. In the present invention, in particular, the frictional force is increased, which is more useful when the shaft and the moving body need to move integrally.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above, it has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, but those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below I can understand that you can.

이상에서와 같이 본 발명에서 제안한 구조적인 공진을 이용하는 압전 리니어 모터는 기존의 압전 세라믹을 직접적으로 사용하는 모터와는 달리 구조물의 공진을 이용함으로써, 압전 세락믹의 크기 및 발생하는 변위등에 대한 영향을 감소 시킬수 있는 독립적인 모터라고 할 수 있다. As described above, the piezoelectric linear motor using the structural resonance proposed in the present invention, unlike the motor directly using the piezoelectric ceramics, uses the resonance of the structure, thereby affecting the size and displacement of the piezoceramic. It is an independent motor that can be reduced.

모터의 소형화 관점에서 볼때 일정한 힘과 변위를 만족 해야 하는 압전 모터는 세라믹의 크기가 매우 중요한 요소로 고려되어 왔으나 이러한 구조적인 공진 모터에서는 세라믹은 일정한 힘과 변위만을 공급해주는 원천으로 사용함으로써, 크기면에서 장점을 지니게 되고, 압전 세라믹의 관점에서 볼때는 세라믹의 작은 변위를 구조적인 공진을 이용하여 증폭시킬 수 있다는 장점이 있다.In terms of miniaturization of motors, piezoelectric motors that must satisfy a certain force and displacement have been considered as a very important factor in ceramic size, but in such a structured resonant motor, ceramic is used as a source to supply only a constant force and displacement. In terms of piezoelectric ceramics, the small displacement of the ceramics can be amplified using structural resonance.

또한 아래쪽에 부착되어 있는 가진질량을 이용하여 공진 주파수 조절 및 발생 변위등을 조절 할 수 있는 장점도 있다.In addition, there is an advantage that can adjust the resonant frequency and the generated displacement by using the excitation mass attached to the bottom.

이러한 압전 리니어 모터는 압전 세라믹에 의해 구현 및 제어 여부가 판가름 되던 기존 모터들과는 달리 압전 세라믹의 영향을 감소시킴으로써, 소형화 및 구성의 자유도를 증가 시킬 수 있을 것으로 판단된다. The piezoelectric linear motor is unlikely to be implemented or controlled by piezoelectric ceramics, and thus, the piezoelectric linear motor may reduce the influence of the piezoelectric ceramics, thereby increasing the degree of freedom of miniaturization and construction.

Claims (5)

양단이 고정되는 판상의 탄성체 기판; 상기 탄성체 기판의 하부에 부착되는 압전체; 상기 압전체의 하부에 부착되는 웨이트; 및 상기 탄성체 기판의 상부에 설치되는 샤프트를 포함하는 압전 리니어 모터. A plate-like elastic substrate on which both ends are fixed; A piezoelectric body attached to a lower portion of the elastic substrate; A weight attached to a lower portion of the piezoelectric body; And a shaft installed on an upper portion of the elastic substrate. 제1항에 있어서, 상기 압전체는 수개의 압전소자를 상기 샤프트의 변위방향으로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 리니어 모터. The piezoelectric linear motor according to claim 1, wherein the piezoelectric body is formed by stacking several piezoelectric elements in a displacement direction of the shaft. 제1항에 있어서, 상기 압전체의 단면적은 상기 탄성체 기판보다 작으며, 상기 압전체의 질량중심과 상기 웨이트의 질량중심은 상기 탄성체 기판의 질량중심과 일치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 압전 리니어 모터.The piezoelectric linear motor of claim 1, wherein a cross-sectional area of the piezoelectric body is smaller than that of the elastic substrate, and a center of mass of the piezoelectric body and a center of mass of the weight are installed to coincide with the center of mass of the elastic substrate. 제1항에 있어서, 상기 샤프트는 원형 또는 다각형의 단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압전 리니어 모터. The piezoelectric linear motor of claim 1, wherein the shaft is formed in a circular or polygonal cross section. 제1항에 있어서, 상기 샤프트를 감싸서 상기 샤프트와 접촉하는 것에 의해 상기 샤프트의 운동에 따라 선형 운동하는 이동체를 더 포함하고, 상기 이동체는 상기 샤프트가 상기 압전체의 변형에 연동되어 선형 운동함에 있어서 상기 이동체와 상기 샤프트 사이의 마찰력보다 상기 이동체의 관성력이 더 큰 경우에는 상기 샤프트를 따라 미끄러져 이동하여 상기 샤프트에 접촉되는 위치가 달라지는 것을 특징으로 하는 압전 리니어 모터.The apparatus of claim 1, further comprising a movable body linearly moving according to the movement of the shaft by wrapping the shaft and contacting the shaft, wherein the movable body is configured such that the shaft moves linearly in response to deformation of the piezoelectric body. And when the inertia force of the movable body is greater than the frictional force between the movable body and the shaft, the piezoelectric linear motor according to the present invention slides along the shaft to be in contact with the shaft.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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