KR101216963B1 - 향상된 변위를 제공하는 돔형 압전 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 돔형 압전 모터를 구성하는 돔형 압전 세라믹의 가장자리 부분에 브래킷을 부착하여 돔형 압전 세라믹의 변위를 극대화시키기 위한 향상된 변위를 제공하는 돔형 압전 모터에 관한 것으로,
양면에 서로 다른 전극이 형성되도록 처리된 돔형 압전 세라믹(100);
상기 돔형 압전 세라믹(100)의 변위에 연동되도록 상기 돔형 압전 세라믹(100)의 일면에 고정된 진동축(110);
상기 진동축(110)에 접촉되어 있으면서 상기 진동축(110)과의 마찰에 의해 선형으로 구동되는 이동체(200); 및
중앙에 관통된 구멍이 형성되고 상기 돔형 압전 세라믹(100)의 가장자리 부분에 부착되어 상기 돔형 압전 세라믹(100)에 구동신호가 제공되는 경우 상기 돔형 압전 세라믹(100)의 변위를 극대화시키는 브래킷(120);
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명은 돔형 압전 모터를 구성하는 돔형 압전 세라믹(100)의 가장자리 부분에 브래킷(120)을 부착하여 돔형 압전 세라믹(100)의 변위를 극대화시키기 때문에, 돔형 압전 모터의 성능이 상승하는 효과가 있다.

Description

향상된 변위를 제공하는 돔형 압전 모터{Dome type piezoelectric motor for offering enhanced displacement}

본 발명은 향상된 변위(enhanced displacement)를 제공하는 돔형 압전 모터(dome type piezoelectric motor)에 관한 것으로, 특히, 돔형 압전 모터를 구성하는 돔형 압전 세라믹의 가장자리 부분에 브래킷을 부착하여 돔형 압전 세라믹의 변위를 극대화시키기 위한 향상된 변위를 제공하는 돔형 압전 모터에 관한 것이다.

일반적으로 돔형 압전 모터는 돔형 압전 세라믹의 구동에 의해 선형 모터로 동작한다.

이와 관련하여, 특허등록 제10-0768513호 '향상된 변위를 제공하는 선형 압전 모터'는,

양면에 서로 다른 전극이 형성되도록 처리된 돔 형상의 압전 세라믹;

상기 압전 세라믹의 변위에 연동되도록 상기 압전 세라믹의 일면에 고정되는 진동축; 및

상기 진동축에 접촉되어 있으면서 상기 진동축과의 마찰에 의해 선형으로 구동되는 이동체;

를 포함하여 이루어진다.

그러나 이와 같은 종래의 기술에 있어서는 돔 형상의 압전 세라믹에 특정 신호를 전극을 통해 제공하여 돔 형상의 압전 세라믹의 변위를 향상시키는 데 한계가 있다.

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 돔형 압전 모터를 구성하는 돔형 압전 세라믹의 가장자리 부분에 브래킷을 부착하여 돔형 압전 세라믹의 변위를 극대화시키기 위한 향상된 변위를 제공하는 돔형 압전 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여,

본 발명의 일 형태에 따르면,

양면에 서로 다른 전극이 형성되도록 처리된 돔형 압전 세라믹(100);

상기 돔형 압전 세라믹(100)의 변위에 연동되도록 상기 돔형 압전 세라믹(100)의 일면에 고정된 진동축(110);

상기 진동축(110)에 접촉되어 있으면서 상기 진동축(110)과의 마찰에 의해 선형으로 구동되는 이동체(200); 및

중앙에 관통된 구멍이 형성되고 상기 돔형 압전 세라믹(100)의 가장자리 부분에 부착되어 상기 돔형 압전 세라믹(100)에 구동신호가 제공되는 경우 상기 돔형 압전 세라믹(100)의 변위를 극대화시키는 브래킷(120);

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 돔형 압전 세라믹(100) 및 상기 브래킷(120)은 복수개 동작 주파수가 제1 동작 주파수에 대해 체배수 관계가 되도록 형성되어, 특정 동작 주파수를 제공받아 상기 돔형 압전 세라믹(100)의 향상된 변위가 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 돔형 압전 세라믹(100)의 돔을 형성하는 곡률, 높이 및 두께가 조정되며, 상기 브래킷(120)은 원판 형상이고 상기 브래킷(120)의 내경, 외경 및 두께가 조정되어 복수개 동작 주파수가 제1 동작 주파수에 대해 체배수 관계가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 돔형 압전 모터를 구성하는 돔형 압전 세라믹(100)의 가장자리 부분에 브래킷(120)을 부착하여 돔형 압전 세라믹(100)의 변위를 극대화시키기 때문에, 돔형 압전 모터의 성능이 상승하는 효과가 있다.

또한, 돔형 압전 세라믹(100)의 복수개 동작 주파수가 제1 동작 주파수에 대해 체배수 관계가 되도록 설계하기 때문에, 동작 주파수 간의 대역이 확보되어 서로 간섭을 일으키지 않고 체배수 관계의 각 주파수를 설정하는 것도 용이하다.

도 1은 본 발명에 따른 향상된 변위를 제공하는 돔형 압전 모터의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 돔형 압전 세라믹, 진동축 및 중앙에 관통된 구멍이 형성된 브래킷을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 브래킷의 두께에 따른 공진 임피던스를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 브래킷의 내경에 따른 임피던스를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 브래킷의 외경에 따른 임피던스를 나타낸 도면이다.
도 7은 각 크기의 브래킷이 각각 접착된 각 돔형 압전 세라믹을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 향상된 변위를 제공하는 돔형 압전 모터의 일 실시 예를 나타낸 도면으로, 돔형 압전 세라믹(100), 진동축(110), 브래킷(120) 및 이동체(200)로 구성된다. 이때 브래킷(120)의 중앙에는 관통된 구멍이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명을 도 2 내지 도 7을 참조하여 보면 다음과 같다.

도 2는 도 1에 도시된 돔형 압전 세라믹(100), 진동축(110) 및 중앙에 관통된 구멍이 형성된 브래킷(120)을 나타낸 도면이고 도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 브래킷(120)의 두께에 따른 공진 임피던스를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 1에 도시된 브래킷(120)의 내경에 따른 임피던스를 나타낸 도면이다.

또한, 도 6은 도 1에 도시된 브래킷(120)의 외경에 따른 임피던스를 나타낸 도면이고 도 7은 각 크기의 브래킷이 각각 접착된 각 돔형 압전 세라믹을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 7에 있어서, 먼저 돔형 압전 세라믹(100)은 양면에 서로 다른 전극이 형성되어 이 전극을 통해 해당 동작신호를 제공받아 구동한다.

진동축(110)은 돔형 압전 세라믹(100)의 변위에 연동되도록 돔형 압전 세라믹(100)의 중앙 볼록한 면에 고정된다.

이동체(200)는 중앙에 관통된 구멍을 통해 진동축(110)에 끼워져 있으면서 진동축(110)과의 마찰에 의해 선형으로 구동된다.

브래킷(120)은 돔형 압전 세라믹(100)의 가장자리 부분에 부착되어 돔형 압전 세라믹(100)에 구동신호가 제공되는 경우 돔형 압전 세라믹(100)의 변위를 극대화시킨다. 이때 브래킷(120)의 중앙에는 관통된 구멍이 형성되어 있다.

여기서 돔형 압전 세라믹(100) 및 브래킷(120)은 복수개 동작 주파수가 제1 동작 주파수에 대해 체배수 관계가 되도록 형성되어, 특정 동작 주파수를 제공받아 돔형 압전 세라믹(100)의 향상된 변위가 수행된다. 예로, 돔형 압전 세라믹(100)의 돔을 형성하는 곡률, 높이 및 두께가 조정되며, 원판 형상으로 구성된 브래킷(120)의 내경, 외경 및 두께가 조정되어 복수개 동작 주파수가 제1 동작 주파수에 대해 체배수 관계가 형성된다.

도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 브래킷(120)의 두께에 따른 공진 임피던스를 나타낸 도면이고 도 5는 도 1에 도시된 브래킷(120)의 내경에 따른 임피던스를 나타낸 도면이며, 도 6은 도 1에 도시된 브래킷(120)의 외경에 따른 임피던스를 나타낸 도면으로, 브래킷(120)의 두께를 줄이면 2차 공진 주파수만 감소하며, 브래킷(120)의 내경을 증가시키면 2차 공진 주파수는 변화하지 않지만 1차 공진 주파수는 증가하고 제3의 주파수는 감소한다.

또한 브래킷(120)의 외경을 증가시키면 공진 주파수가 전체적으로 낮아지지만 1차 공진 주파수의 변화폭이 상대적으로 크다.

따라서 브래킷(120)의 3가지 변수를 적절하게 조합하고 조정해서 2차 공진 주파수, 1차 공진 주파수 및 제3의 주파수를 각각 2차 공진 주파수의 3배, 2배 범위로 매칭시킬 수 있다.

이와 같이 브래킷(120)을 공진 주파수의 체배수로 매칭한 결과, 종래의 돔형 압전 세라믹을 이용한 선형 압전 모터에 비해 전체 크기가 1/3배로 줄어들고 동작전압은 1/3 그리고 입력전류는 1/2로 줄어들었으며, 이송력은 33%이상 증가 되었다.

도 7은 각 크기의 브래킷이 각각 접착된 각 돔형 압전 세라믹을 나타낸 도면으로, 브래킷이 접착된 돔형 압전 세라믹을 다양한 크기로 만들 수 있다. 이때 각 돔형 압전 세라믹에 구비된 두 가닥의 전선은 돔형 압전 세라믹을 구동시키기 위한 신호가 제공되는 전선이다.

이와 같은 본 발명은 돔형 압전 모터를 구성하는 돔형 압전 세라믹(100)의 가장자리 부분에 브래킷(120)을 부착하여 돔형 압전 세라믹(100)의 변위를 극대화시키기 때문에, 돔형 압전 모터의 성능이 상승하는 장점이 있다.

또한, 돔형 압전 세라믹(100)의 복수개 동작 주파수가 제1 동작 주파수에 대해 체배수 관계가 되도록 설계하기 때문에, 동작 주파수 간의 대역이 확보되어 서로 간섭을 일으키지 않고 체배수 관계의 각 주파수를 설정하는 것도 용이하다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

100: 돔형 압전 세라믹
110: 진동축
120: 브래킷
200: 이동체

Claims (3)

1. 삭제
2. 양면에 서로 다른 전극이 형성되도록 처리된 돔형 압전 세라믹(100);
   상기 돔형 압전 세라믹(100)의 변위에 연동되도록 상기 돔형 압전 세라믹(100)의 일면에 고정된 진동축(110);
   상기 진동축(110)에 접촉되어 있으면서 상기 진동축(110)과의 마찰에 의해 선형으로 구동되는 이동체(200); 및
   중앙에 관통된 구멍이 형성되고 상기 돔형 압전 세라믹(100)의 가장자리 부분에 부착되어 상기 돔형 압전 세라믹(100)에 구동신호가 제공되는 경우 상기 돔형 압전 세라믹(100)의 변위를 극대화시키는 브래킷(120);
   을 포함하되,
   상기 돔형 압전 세라믹(100) 및 상기 브래킷(120)은 복수개 동작 주파수가 제1 동작 주파수에 대해 체배수 관계가 되도록 형성되어, 특정 동작 주파수를 제공받아 상기 돔형 압전 세라믹(100)의 향상된 변위가 수행되는 것을 특징으로 하는 향상된 변위를 제공하는 돔형 압전 모터.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 돔형 압전 세라믹(100)의 돔을 형성하는 곡률, 높이 및 두께가 조정되며, 상기 브래킷(120)은 원판 형상이고 상기 브래킷(120)의 내경, 외경 및 두께가 조정되어 복수개 동작 주파수가 제1 동작 주파수에 대해 체배수 관계가 형성되는 것을 특징으로 하는 향상된 변위를 제공하는 돔형 압전 모터.

Images