KR100728373B1 - Micro piezoelectric linear motor - Google Patents

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KR100728373B1
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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 convert a movement direction of an actuator into a vertical direction by using an elastic structure. A micro piezoelectric linear motor includes a displacement unit, a piezoelectric body(21), a shaft(22), an elastic body(23), and dummy weight bodies(24,25). The displacement unit is displaced to a horizontal direction. The elastic body(23) has a leg which is contacted with both ends of the displacement unit, and is formed to be bent so that the displacement unit is displaced to a vertical direction from the horizontal direction. The shaft(22) is installed on an upper part of the elastic body(23). The displacement unit has the piezoelectric body(21) and the dummy weight bodies(24,25) which are integrally formed to be contacted with both ends of the piezoelectric body(21).

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 개념도를 나타낸 것이다. 3 shows a conceptual diagram of an embodiment of a piezoelectric linear motor of the present invention.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 압전 리니어 모터의 일 실시예의 작동모습을 나타낸 것이다. 4A and 4B show an operation of one embodiment of the 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

24,25: 더미중량체24, 25: dummy weight

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, 이는 수직방향과 수평방향으로 진동하는 압전 액츄에이터와 상기 압전 액츄에이터의 진동을 동작하는 이동체에 기계적 변위로 전달하는 샤프트로 구성되어 있다. The basic form of the standing wave type linear motor is to use plural vibrations generated by combining vibrators having different operating modes, which are used to control the vibration of the piezoelectric actuator and the piezoelectric actuator in the vertical and horizontal directions. It consists of a shaft that transmits mechanical displacement to a 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 리 니어 모터로서의 동작이 수행된다. 상기 탄성체 기판(11) 및 압전기판(12)의 가운데 부분이 위아래로 변위되면, 상기 탄성체 기판의 상부에 부착된 샤프트(14)는 선형적으로 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 middle 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 샤프트에 선 접촉으로 접촉된다. As described above, in the conventional moving body, a 'b' type or other type of feed system is in linear 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.

상기와 같은 탄성체 기판을 상기 압전기판의 변위확대용으로 사용한 경우에, 상기 압전체는 수개의 압전체를 적층하여 사용하는 것에 의해 그 변위량을 늘일 수 있지만, 상기 압전체의 두께를 증가시키는 데에는 한계가 있게 된다.In the case where the above-mentioned elastic substrate is used for the displacement expansion of the piezoelectric plate, the piezoelectric body can increase the displacement amount by stacking several piezoelectric bodies, but there is a limit to increasing the thickness of the piezoelectric body. .

또 다른 종래기술로써, 압전 리니어 모터는 도시되지 않았지만, 상기 적층형 압전체에 상기 적층된 압전체의 변위방향과 일치하도록 샤프트를 설치하여 상기 압전체의 변위를 직접 상기 샤프트에 전달하는 압전체와 샤프트의 일체형 방식을 사용하였다.As another conventional technology, a piezoelectric linear motor is not shown, but an integrated method of piezoelectric and shafts in which a shaft is installed on the laminated piezoelectric body so as to coincide with a displacement direction of the laminated piezoelectric body to transfer the displacement of the piezoelectric body directly to the shaft is described. Used.

그러나, 상기와 같은 일체형 방식의 적층형 압전 액츄에이터는 저전압 구동의 한계가 있고, 단순 발생변위만을 이용한 액츄에이터이기 때문에 카메라 모듈의 렌즈 이송장치로는 이용할 수가 없었다. 모듈의 슬림화에 있어서도 적층 높이가 증가하기 때문에 불리한 점이 많을 수 밖에 없었다. However, the integrated piezoelectric actuator of the above-described integrated type has a limitation of low voltage driving and cannot be used as a lens transfer device of the camera module because it is an actuator using only a simple displacement. Also in the slimming of the module, the stacking height increases, so there are many disadvantages.

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 종래의 세라믹 단순 구동형으로만 이용되던 적층형 액츄에이터를 주위 구조물들을 이용하여 방향 전환 및 변위 확대 그리고 저전압 구동이 가능한 리니어 모터로 변화시키는 것이다. 또한 이러한 리니어 모터를 카메라 모듈에 적용시키는 것도 포함한다.An object of the present invention devised to solve the above problems is to change the stacked actuator, which was used only in the conventional ceramic simple drive type, to a linear motor capable of changing direction, expanding displacement, and low voltage driving using surrounding structures. It also includes applying this linear motor to the camera module.

따라서, 본 발명에서는 이러한 적층형 압전 액츄에이터를 높이 방향이 아닌 수평 방향으로 눕히고, 주위의 구조물을 이용하여 변위 확대 및 방향전환을 하였고, 구조물 위에 샤프트를 세워 리니어 모터를 구현하였다.Therefore, in the present invention, the stacked piezoelectric actuator is laid down in the horizontal direction instead of the height direction, the displacement is expanded and changed by using the surrounding structure, and the shaft is placed on the structure to implement the linear motor.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압전 리니어 모터는 수평방향으로 변위하는 변위부재; 상기 변위부재의 양단면과 맞닿는 다리를 가지고 상기 변위부재의 수평방향의 변위를 수직방향의 변위로 전환하도록 절곡되어 형성된 탄성체; 및 상기 탄성체의 상부에 설치되는 샤프트를 포함한다.Piezoelectric linear motor of the present invention for achieving the above object is a displacement member for displacement in the horizontal direction; An elastic body having legs which are in contact with both end surfaces of the displacement member and bent to convert a horizontal displacement of the displacement member into a vertical displacement; And a shaft installed on an upper portion of the elastic body.

상기 변위부재는 압전체와, 상기 압전체의 양단면에 접하여 일체로 형성되는 더미중량체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The displacement member may include a piezoelectric body and a dummy weight body integrally formed in contact with both end surfaces of the piezoelectric body.

또, 상기 압전체는 수개의 압전소자가 상기 변위부재의 변위방향으로 적층되어 형성된 것을 특징으로 한다.The piezoelectric body is characterized in that several piezoelectric elements are formed by being stacked in the displacement direction of the displacement member.

또, 상기 탄성체는 상기 변위부재의 신장에 의한 변위를 그 직각방향으로 전환할 때, 상기 압전체의 신장에 의한 변위보다 큰 폭으로 변위시키는 것을 특징으로 한다.The elastic body may be displaced to a width larger than the displacement caused by the stretching of the piezoelectric body when the displacement caused by the stretching of the displacement member is changed in the perpendicular direction.

또, 상기 탄성체는 상기 변위부재의 상면과 소정의 거리를 가지며, 상기 변위부재의 중심을 기준으로 대칭구조를 가지도록 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the elastic body has a predetermined distance from the upper surface of the displacement member, it characterized in that the bent to have a symmetrical structure with respect to the center of the displacement member.

또, 상기 탄성체는 상기 샤프트를 설치할 수 있는 평면부가 최고높이에 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the elastic body is characterized in that the flat portion that can install the shaft is formed at the highest height.

또, 상기 탄성체와 상기 변위부재의 결합시, 상기 탄성체에 예하중이 발생하도록 상기 탄성체에 다리 사이의 폭이 상기 변위부재의 길이보다 짧은 것을 특징으로 한다.In addition, when the elastic body and the displacement member is coupled, the width between the legs of the elastic body is shorter than the length of the displacement member so that preloading occurs in the elastic body.

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 지지수단은 상기 압전체 및 탄성체에 의해 맞닿는 마주보는 벽 외에, 상기 탄성체의 변형을 가이드하도록 상기 탄성체의 변위방향과 나란한 방향으로 마주보는 벽이 더 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the support means is characterized in that the wall facing in the direction parallel to the displacement direction of the elastic body to guide the deformation of the elastic body, in addition to the facing wall contacted by the piezoelectric body and the elastic body is further formed.

또, 상기 압전체는 수개의 압전소자를 변위방향으로 적층하여 형성된 것을 특징으로 한다.The piezoelectric body may be formed by stacking several piezoelectric elements in a displacement direction.

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 탄성체(23)의 상부에 고정설치되고, 상기 탄성체(23)는 변위부재를 감싸도록 형성된 것을 도시한 것이다.Figure 3 shows that the shaft 22 of the piezoelectric linear motor according to an embodiment of the present invention is fixed to the upper portion of the elastic body 23, the elastic body 23 is formed to surround the displacement member.

도 4a 및 도 4b는 상기 도 3의 압전 리니어 모터의 작동모습을 나타낸 것으로, 상기 변위부재의 신장에 따라 상기 탄성체(23)가 변하는 모습을 명확히 알 수 있다.4A and 4B show the operation of the piezoelectric linear motor of FIG. 3, and it can be clearly seen that the elastic body 23 changes according to the elongation of the displacement member.

상기 변위부재는 압전체(21)와 상기 압전체(21)의 양단에 설치되는 더미중량체(24,25)를 포함하여 형성된다.The displacement member is formed to include a piezoelectric body 21 and dummy weights 24 and 25 provided at both ends of the piezoelectric body 21.

상기 압전체(21)는 도 3에 도시된 바와 같이, 수개의 압전소자를 적층하여 형성된 것으로 이는 공지의 기술과 동일한 구성이다.As shown in FIG. 3, the piezoelectric body 21 is formed by stacking several piezoelectric elements, which are the same as those in the known art.

본 발명에서는 상기 압전체(21)의 설치방향(변위방향)을 상기 샤프트(22)의 변위방향과 직각을 이루도록 하는데 그 특징이 있다.The present invention is characterized in that the installation direction (displacement direction) of the piezoelectric body 21 is perpendicular to the displacement direction of the shaft 22.

상기 더미중량체(24,25)는 상기 탄성체(25)와의 접촉시 상기 탄성체(25)의 접촉부가 변형이 발생하지 않도록 하면서 상기 압전체(21)의 변위를 전달할 수 있다.The dummy weights 24 and 25 may transmit the displacement of the piezoelectric body 21 while preventing the deformation of the contact portion of the elastic body 25 from contacting the elastic body 25.

또한, 상기 더미중량체(24,25) 자체의 공진특성을 이용하여 압전 리니어 모터의 변위량을 조절하는 것도 가능하다.Further, it is also possible to adjust the displacement of the piezoelectric linear motor by using the resonance characteristics of the dummy weights 24 and 25 itself.

상기 탄성체(23)는 상기 변위부재에 고정설치되거나, 단순히 접촉만 할 수도 있다.The elastic body 23 may be fixed to the displacement member or simply contact.

상기 탄성체(23)와 상기 변위부재가 단순히 접촉만 할 경우에는, 상기 탄성체(23)에 예하중이 발생하도록 상기 변위부재를 상기 탄성체(23)에 억지끼움을 하여 상기 탄성체(23)가 약간 변형된 상태가 되도록 한다.When the elastic body 23 and the displacement member merely contact each other, the elastic member 23 is slightly deformed by forcing the displacement member to the elastic body 23 so that a preload is generated on the elastic body 23. To be in a ready state.

즉, 상기 탄성체(23)가 상기 변위부재의 더미중량체(24,25)와 맞닿은 부분(다리) 사이의 폭이 상기 변위부재의 길이보다 작게 하여, 상기 변위부재를 상기 탄성체(23)에 끼워넣는다.That is, the width of the portion (leg) where the elastic body 23 is in contact with the dummy weights 24 and 25 of the displacement member is smaller than the length of the displacement member so that the displacement member is fitted to the elastic body 23. Put it in.

따라서, 상기 탄성체(23)와 상기 변위부재의 결합작업이 단순해 지는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, the effect of simplifying the coupling operation of the elastic body 23 and the displacement member can be obtained.

상기 탄성체(23)는 여러가지 모양이 가능하며, 상기 압전체(21)의 수평방향의 변위를 수직방향의 변위로 변위시키면서 그 변위량을 확대시킬 수 있는 것이 바 람직하다. The elastic body 23 can have various shapes, and it is preferable that the displacement amount can be enlarged while displacing the horizontal displacement of the piezoelectric body 21 to the vertical displacement.

본 발명의 실시예에서의 탄성체(23)는 대략 마루(최대높이를 가지는 부분)가 평평한 산모양을 하고 있으며, 상기 마루의 양단부를 동일한 각도로 절곡하여 경사부를 형성하고, 다시 상기 경사부의 단부를 절곡하여 상기 변위부재와 맞닿는 다리를 형성하였다.In the embodiment of the present invention, the elastic body 23 has a roughly flat floor (part having a maximum height) and has a flat mountain shape, and both ends of the floor are bent at the same angle to form a slope, and the end of the slope is further formed. It was bent to form a leg in contact with the displacement member.

즉, 상기 마루와 상기 변위부재의 상부 사이에는 일정한 간극이 형성되어, 상기 탄성부재의 마루가 상기 변위부재의 변위에 의해 상하로 변위하게 된다.That is, a constant gap is formed between the floor and the upper portion of the displacement member so that the floor of the elastic member is displaced up and down by the displacement of the displacement member.

상기 탄성체(23)의 양단부를 절곡할 때 대칭이 되도록 하여야만, 상기 탄성체(23)의 중심부(마루)가 수직방향으로만 변위할 수 있다.Only when both ends of the elastic body 23 are symmetrical, the central portion (floor) of the elastic body 23 can be displaced only in the vertical direction.

상기 탄성체(23)는 탄성계수가 높으면서, 반복하여 사용하여도 그 물성이 변하지 않는 재료가 바람직하다.The elastic body 23 is preferably a material having a high modulus of elasticity and which does not change its physical properties even after repeated use.

상기 탄성체(23)의 중심부분에는 수직변위를 위한 샤프트(22)가 고정설치된다. In the central portion of the elastic body 23, a shaft 22 for vertical displacement is fixedly installed.

상기 샤프트(22)의 크기는 적어도 상기 탄성체(23)의 폭방향을 넘지 않는 크기여야 하며, 상기 탄성체(23)의 높이 올라온 부분(마루)보다 작아야 한다.The shaft 22 should be at least a size not exceeding the width direction of the elastic body 23 and smaller than the raised portion of the elastic body 23 (floor).

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

본 발명의 설치방법은 여러가지를 고려할 수 있으나, 상기 작동되는 부분인 변위부재 및 탄성체가 자유롭게 변형될 수 있어야 하므로, 상기 샤프트(21)의 상단부를 본 발명의 압전 리니어 모터를 설치하고자 하는 어플리케이션의 하우징에 설 치하는 것이 바람직하다.The installation method of the present invention may be considered in various ways, but since the displacement member and the elastic body, which are the actuating parts, should be freely deformable, the housing of the application to install the piezoelectric linear motor of the present invention on the upper end of the shaft 21. It is preferable to install at.

즉, 상기 변위부재 측을 자유단으로 함으로써, 상기 어플리케이션의 하우징 등의 주변환경의 영향을 덜 받을 수 있게 되어, 본 발명의 압전 리니어 모터의 동특성을 유지할 수 있다.That is, by making the displacement member side a free end, it is possible to be less affected by the surrounding environment, such as the housing of the application, it is possible to maintain the dynamic characteristics of the piezoelectric linear motor of the present invention.

본 발명의 압전 리니어 모터에서도 도 1에 나타난 것과 같이, 압전체의 수축 또는 신장에 따라 상기 탄성체가 상하 방향으로 진동, 굴곡운동하며, 상기 탄성체 의 상부에 일측이 부착된 샤프트가 상기 굴곡운동에 연동되어 상하 방향으로 선형 운동한다. In the piezoelectric linear motor of the present invention, as shown in FIG. 1, the elastic body vibrates and flexes in an up and down direction according to the contraction or extension of the piezoelectric body, and a shaft attached to one side of the elastic body is linked to the bending motion. Linear movement in the vertical direction.

상기 샤프트(22)는 상기 탄성체의 굴곡운동을 이동체에 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 the moving body.

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 달라지 지 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 exercise without making any difference. 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.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 이상에서와 같이 본 발명에서 제안한 적층현 압전 액츄에이터를 이용한 리니어 모터 구성은 기존의 단순 구동형식의 적층형 액츄에이터를 모터화 하였다는 큰 장점이 있고, 단순 구동형 액츄에이터로 사용할 때 큰 변위를 발생시키기 위하여 높은 전압을 인가하였었는데 현재는 저전압 구동이 가능하게 되었다.As described above, according to the present invention, as described above, the linear motor configuration using the laminated string piezoelectric actuator proposed in the present invention has a great advantage that the conventional simple drive type laminated actuator is motorized, and as a simple driven actuator. In use, a high voltage was applied to generate a large displacement, and now low voltage driving is possible.

발생 변위와 발생력을 증가시키기 위하여 적층 층수를 증가시키는 방법을 이용하던 적층형 액츄에이터의 경우 카메라 모듈에 적용 시 높이 방향의 커다란 단점을 지니게 된다. 따라서 본 발명은 이러한 높이 방향으로 증가하는 액츄에이터를 수평방향으로 눕히고, 운동 방향을 다시 수직방향으로 전환시키기 위하여, 탄성체 구조물을 이용하여, 액츄에이터 전체의 높이를 줄일 수 있다. Stacked actuators, which used a method of increasing the number of stacked layers in order to increase the displacement and generating force, have a great disadvantage in the height direction when applied to a camera module. Therefore, the present invention can reduce the height of the entire actuator by using an elastic structure in order to lay the actuator increasing in the height direction in the horizontal direction and to switch the direction of movement back to the vertical direction.

또한, 본 발명에서 사용되는 탄성체는 적층형 압전 액츄에이터가 저전압 구 동 시 발생시키는 미소 변위를 대 변위로 증폭시켜주는 역할도 하게 된다. In addition, the elastic body used in the present invention also serves to amplify the small displacement generated by the stacked piezoelectric actuator during low voltage driving to a large displacement.

높이 방향으로의 증가를 발생시키지 않고, 저전압을 이용하여 구동이 가능한 초소형 압전 리니어 모터는 카메라 모듈 적용 시 커다란 경쟁력이 있을 것으로 판단된다.The ultra-small piezoelectric linear motor that can be driven by using a low voltage without causing an increase in the height direction is considered to have great competitiveness in applying a camera module.

Claims (10)

수평방향으로 변위하는 변위부재; 상기 변위부재의 양단면과 맞닿는 다리를 가지고 상기 변위부재의 수평방향의 변위를 수직방향의 변위로 전환하도록 절곡되어 형성된 탄성체; 및 상기 탄성체의 상부에 설치되는 샤프트를 포함하고, A displacement member displaced in the horizontal direction; An elastic body having legs which are in contact with both end surfaces of the displacement member and bent to convert a horizontal displacement of the displacement member into a vertical displacement; And a shaft installed on an upper portion of the elastic body, 상기 변위부재는 압전체와, 상기 압전체의 양단면에 접하여 일체로 형성되는 더미중량체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 리니어 모터. The displacement member includes a piezoelectric body and a dummy weight body integrally formed in contact with both end surfaces of the piezoelectric body. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 압전체는 수개의 압전소자가 상기 변위부재의 변위방향으로 적층되어 형성된 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 the displacement direction of the displacement member. 제1항에 있어서, 상기 탄성체는 상기 변위부재의 신장에 의한 변위를 그 직각방향으로 전환할 때, 상기 압전체의 신장에 의한 변위보다 큰 폭으로 변위시키는 것을 특징으로 하는 압전 리니어 모터. The piezoelectric linear motor according to claim 1, wherein the elastic body displaces the displacement caused by the elongation of the displacement member to a width greater than the displacement caused by the elongation of the piezoelectric body when the displacement of the displacement member in the perpendicular direction. 제1항에 있어서, 상기 탄성체는 상기 변위부재의 상면과 소정의 거리를 가지며, 상기 변위부재의 중심을 기준으로 대칭구조를 가지도록 절곡되어 형성되는 것 을 특징으로 하는 압전 리니어 모터. The piezoelectric linear motor of claim 1, wherein the elastic body has a predetermined distance from an upper surface of the displacement member and is bent to have a symmetrical structure with respect to the center of the displacement member. 제1항에 있어서, 상기 탄성체는 상기 샤프트를 설치할 수 있는 평면부가 최고높이에 형성된 것을 특징으로 하는 압전 리니어 모터. The piezoelectric linear motor according to claim 1, wherein the elastic member has a flat portion at which the shaft can be installed at the highest height. 제1항에 있어서, 상기 탄성체와 상기 변위부재의 결합시, 상기 탄성체에 예하중이 발생하도록 상기 탄성체에 다리 사이의 폭이 상기 변위부재의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 압전 리니어 모터. The piezoelectric linear motor of claim 1, wherein a width between the legs of the elastic body is shorter than a length of the displacement member so that a preload occurs on the elastic body when the elastic body and the displacement member are coupled to each other. 제1항에 있어서, 상기 샤프트의 상단부가 어플리케이션의 하우징에 설치되는 것을 특징으로 하는 압전 리니어 모터. The piezoelectric linear motor according to claim 1, wherein an upper end of the shaft is installed in a housing of the application. 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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