KR20070040533A

KR20070040533A - Micro piezoelectric linear motor

Info

Publication number: KR20070040533A
Application number: KR1020050096013A
Authority: KR
Inventors: 이경택; 이정규; 홍삼열
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2007-04-17

Abstract

본 발명은 카메라 등의 렌즈를 구동하기 위해 사용되는 압전 리니어 모터에 관한 것이다. 보다 상세하게는 압전기판을 탄성체에 부착한 것에 샤프트를 부착하여 압전효과에 의해 압전기판 및 탄성체가 변위됨에 따라 샤프트에 탑재된 이동체도 함께 선형적으로 진동하는 리니어 모터에 있어서, 탄성체가 지지수단에 접착되는 방식을 변화시켜 압전효과에 의한 압전기판 및 탄성체의 변위량을 증가시키고 모터의 구동속도를 향상시켜 압전효과에 의한 모터의 구동의 효율을 높일 수 있는 초소형 압전 리니어 모터에 관한 것이다. The present invention relates to a piezoelectric linear motor used for driving a lens such as a camera. More specifically, in a linear motor in which a piezoelectric plate is attached to an elastic body, and the shaft is attached to the piezoelectric element and the elastic body is displaced by the piezoelectric effect, the movable body mounted on the shaft also vibrates linearly with the elastic body. The present invention relates to an ultra-small piezoelectric linear motor capable of increasing the displacement amount of the piezoelectric plate and the elastic body by the piezoelectric effect and improving the driving speed of the motor by changing the bonding method.

탄성체 기판, 압전효과, 굴곡운동, 리니어 모터, 구동속도 Elastic substrate, piezoelectric effect, bending motion, linear motor, driving speed

Description

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 종래 압전 리니어 모터의 일부분을 나타낸 것이다. 2A and 2B show a part of a conventional piezoelectric linear motor.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 압전 리니어 모터의 일 실시예의 부분을 나타낸 것이다. 3A and 3B show portions of one embodiment of a piezoelectric linear motor of the present invention.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 압전 리니어 모터의 일 실시예에서 압전효과에 의해 탄성체 기판과 압전기판이 변형되는 모습을 나타낸 것이다. 4A and 4B illustrate a state in which an elastic substrate and a piezoelectric plate are deformed by the piezoelectric effect in one embodiment of the piezoelectric linear motor of the present invention.

도 5는 탄성체 기판과 압전기판이 압전효과에 의해 변형된 결과를 나타낸 그래프이다. 5 is a graph showing a result of deformation of the elastic substrate and the piezoelectric plate by the piezoelectric effect.

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

11, 31 : 탄성체 기판 12, 32 : 압전기판11 and 31: elastic substrate 12, 32: piezoelectric plate

13, 33 : 지지수단 14 : 샤프트13, 33 support means 14 shaft

15 : 이동체 34 : 요홈15: moving object 34: groove

본 발명은 카메라 등의 렌즈를 구동하기 위해 사용되는 압전 리니어 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압전기판을 탄성체에 부착한 것에 샤프트를 부착하여 압전효과에 의해 압전기판 및 탄성체가 변위됨에 따라 샤프트에 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 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. The mounted motor also relates to a linear motor having improved driving performance in a linear motor vibrating linearly together.

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 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 변형되고, 이때 탄성체 기판(11)의 주변부는 지지수단(13)에 고정되어 있으며, 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 extended or contracted by the piezoelectric effect, and the peripheral portion of the elastic substrate 11 is supported by the support means 13. It is fixed and its center part is displaced upward or downward.

상기 탄성체 기판의 상부에는 샤프트(14)가 부착된다. 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 vibrates in the vertical direction according to the bending displacement motion, and thus the movable body 15 is driven to perform an operation 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.

도 2a 및 도 2b는 종래 압전 리니어 모터의 일부분을 나타낸 것으로, 압전효과에 의해 굴곡운동을 발생시키는 부분을 간략히 나타낸 것이다. 2A and 2B show a portion of a conventional piezoelectric linear motor, which briefly illustrates a portion generating a bending motion by the piezoelectric effect.

도 2a에서 압전 리니어 모터는 탄성체 기판(11)과 상기 탄성체 기판에 접착된 압전기판(12) 및 상기 탄성체 기판을 하부에서 지지하는 지지수단(13)을 포함한다. In FIG. 2A, the piezoelectric linear motor includes an elastic substrate 11, a piezoelectric plate 12 adhered to the elastic substrate, and support means 13 supporting the elastic substrate from below.

도 2b는 상기 도 2a에서 탄성체 기판(11)만을 분리해서 나타낸 것이다. 상기 탄성체 기판(11)은 압전효과에 의해 외부로부터 힘이 가해지지 않은 정상상태에서 그 전체적인 외관이 평평한 원판의 형태이다. FIG. 2B shows only the elastic substrate 11 separately from FIG. 2A. The elastic substrate 11 is in the form of a disc whose overall appearance is flat in a steady state in which no force is applied from the outside by the piezoelectric effect.

상기 탄성체 기판(11)과 압전기판(12)은 에폭시로 접착되며, 탄성체 기판의 주변부와 지지수단(13) 사이에 접착이 이루어진다. 상기 접착은 원판의 형태인 탄성체의 테두리 모두를 지지수단에 접착하는 것으로 이루어져, 상기 탄성체 기판의 외곽은 빠짐없이 상기 지지수단에 접착되어 고정된다. The elastic substrate 11 and the piezoelectric substrate 12 are bonded by epoxy, and the adhesive is formed between the periphery of the elastic substrate and the support means 13. The bonding consists of adhering all of the edges of the elastic body in the form of a disc to the supporting means, the outer periphery of the elastic substrate is adhered to the supporting means without being fixed.

상기 탄성체 기판(11)이 일면에 부착된 압전기판(12) 또는 상하에 부착되고 서로 반대 방향으로 수축 또는 신장하는 압전기판이 수축 또는 신장함으로써 수직 방향으로 굴곡변위운동을 하는 경우, 외곽은 상기 지지수단(13)에 고정되어 운동하지 않으며, 가운데 부분이 상하의 선형적인 방향으로 진동된다. When the elastic substrate 11 is attached to one surface of the piezoelectric plate 12 or the piezoelectric plate that is attached to the upper and lower sides and contracts or extends in opposite directions to each other, when the elastic substrate 11 contracts or extends, the outer side supports the support. It is fixed to the means 13 and does not move, and the center part is vibrated in a linear direction of up and down.

이와 같은 압전 리니어 모터는, 상기 탄성체 기판의 물성치에 따라 수직변위량이 제한되어 있고, 압전효과에 의한 압전구동력 또한 제한되어 있으므로, 탄성체 기판의 재질을 교체하는 것 이외의 방법으로 그 변위량을 늘릴 필요가 있다. In such piezoelectric linear motors, the vertical displacement is limited according to the physical properties of the elastic substrate, and the piezoelectric driving force due to the piezoelectric effect is also limited. Therefore, it is necessary to increase the displacement by a method other than replacing the material of the elastic substrate. have.

본 발명의 목적은 압전효과에 의한 굴곡운동의 효율이 개선된 압전 리니어 모터를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a piezoelectric linear motor with improved efficiency of the bending motion by the piezoelectric effect.

본 발명의 압전 리니어 모터는 양면에 전극이 형성된 압전기판, 일면 또는 양면에 상기 압전기판이 부착되고 외곽에 기판 중심 방향으로 적어도 하나 이상의 요홈이 형성된 탄성체 기판, 상기 탄성체 기판의 하부에 위치하고 상기 탄성체 기판의 외곽이 고정되어 상기 탄성체 기판을 지지하는 지지수단, 상기 탄성체 기판 또는 상기 탄성체 기판에 부착된 상기 압전기판 상부에 일측이 고정되고 상기 탄성체 기판 및 압전기판의 변형에 연동되어 선형 운동하는 샤프트, 및 상기 샤프트와 접촉되고 상기 샤프트의 운동에 따라 선형 운동하는 이동체를 포함한다. The piezoelectric linear motor of the present invention has a piezoelectric plate having electrodes formed on both sides thereof, an elastic substrate having one side or both sides of the piezoelectric plate attached thereto, and having at least one groove formed at an outer side thereof in the center direction of the substrate, and positioned below the elastic substrate. An outer side of which is fixed to support means for supporting the elastic substrate, one side of which is fixed to the elastic substrate or the upper part of the piezoelectric plate attached to the elastic substrate, and the shaft is linearly linked to the deformation of the elastic substrate and the piezoelectric plate, and A moving body in contact with the shaft and linearly moving according to the movement of the shaft.

본 발명에서, 상기 탄성체 기판은 원형의 판의 형상인 것이 바람직하다. In the present invention, the elastic substrate is preferably in the shape of a circular plate.

본 발명에서, 상기 탄성체 기판은 요홈이 형성된 각 부분과 요홈이 형성되지 않은 각 부분이 외곽을 따라서 같은 길이로 형성되는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the elastic substrate is formed at the same length along the periphery of each portion in which the groove is formed and each portion in which the groove is not formed.

본 발명에서, 상기 샤프트는 단면이 원형 또는 다각형으로 형성되는 것이 바람직하다. In the present invention, the shaft is preferably formed in a circular or polygonal cross section.

본 발명에서, 상기 이동체는 상기 샤프트를 감싸도록 접착되는 것이 바람직하다. In the present invention, the movable body is preferably bonded to surround the shaft.

본 발명에서, 상기 이동체는 상기 샤프트가 상기 압전기판의 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 것이 바람직하다. In the present invention, the movable body is sliding along the shaft when the inertia force of the movable body is greater than the frictional force between the movable body and the shaft in the linear movement in conjunction with the deformation of the piezoelectric plate the shaft It is desirable that the position in contact with the is different.

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 3a 및 도 3b는 본 발명의 압전 리니어 모터의 일 실시예의 부분을 나타낸 것으로, 도 3a는 일 실시예의 탄성체 기판을 나타낸 것이고, 도 3b는 일 실시예의 탄성체 기판, 압전기판, 및 지지수단을 나타낸 것이다. 3A and 3B show a part of an embodiment of a piezoelectric linear motor of the present invention, FIG. 3A shows an elastic substrate of one embodiment, and FIG. 3B shows an elastic substrate, a piezoelectric plate, and support means of an embodiment. will be.

도 3a에서 탄성체 기판(31)은 외부로부터의 힘이 가해지지 않은 정상상태에서 평평한 판의 형태이고 전체적으로는 원판의 형태이다. 상기 원판은 그 외곽이 도 2b에 나타난 탄성체 기판과 달리 완전한 원의 형상이 아니며, 원주를 따라 부분적으로 원의 중심 방향으로 요홈이 형성되어 있다. In FIG. 3A, the elastic substrate 31 is in the form of a flat plate in a steady state without a force from the outside, and is generally in the form of a disc. Unlike the elastic substrate shown in Fig. 2b, the disc is not in the shape of a perfect circle, and grooves are formed in the center direction of the circle partly along the circumference.

도 3b에서 상기 도 4a의 탄성체 기판(31)에는 압전기판(32)이 접착되며, 탄성체 기판의 외곽은 지지수단(33)에 접착된다. 상기 탄성체 기판(31)이 완전한 원판의 형태가 아니라, 외곽에 다수 개의 요홈이 형성된 형상이어서, 상기 탄성체 기판(31)과 상기 지지수단(33) 사이의 접착이 상기 탄성체 기판(31)의 외곽에 요홈이 형성되지 않은 부분에서만 이루어진다. In FIG. 3B, the piezoelectric substrate 32 is bonded to the elastic substrate 31 of FIG. 4A, and the outer portion of the elastic substrate is bonded to the support means 33. Since the elastic substrate 31 is not in the form of a complete disc, but has a plurality of grooves formed on the outer side thereof, adhesion between the elastic substrate 31 and the support means 33 is formed on the outer side of the elastic substrate 31. Only in the part where no groove is formed.

상기 탄성체 기판(31)에 요홈이 형성된 점을 제외하면, 상기 도 3b에 나타난 탄성체 기판(31), 압전기판(32), 지지수단(33)의 접착은 도 2a에 나타난 종래 탄성체 기판, 압전기판, 지지수단의 접착과 크게 다르지 않다. Except that the groove is formed in the elastic substrate 31, the adhesion of the elastic substrate 31, the piezoelectric plate 32, the support means 33 shown in Figure 3b is the conventional elastic substrate, piezoelectric plate shown in Figure 2a This does not differ significantly from the adhesion of the support means.

상기 탄성체 기판(31)은 외곽이 빠짐없이 상기 지지수단(33)에 접착되지 않고, 외곽 중에서 안쪽으로 요홈이 형성되지 않은 부분에서만 상기 지지수단(33)에 접착된다. The elastic substrate 31 is not adhered to the support means 33 without an outer portion, and is bonded to the support means 33 only at a portion where grooves are not formed inwardly.

상기 요홈은 상기 탄성체 기판이 외곽 중 여섯 부분에서 상기 탄성체 기판의 형상인 원보다 반지름이 더 작은 원의 원주까지 파인 형태로 형성되어 있으며, 상기 요홈이 형성된 각 부분과 요홈이 형성되지 않은 각 부분은 상기 탄성체 기판의 외곽 상에서 같은 길이를 가진다. The groove is formed in a shape in which the elastic substrate is in the form of a hollow from the six parts of the outer circle to the circumference of a circle having a smaller radius than the circle of the shape of the elastic substrate, each of the grooves are formed and each portion is not formed It has the same length on the periphery of the elastic substrate.

상기 요홈은 상기 탄성체 기판이 그 일부분이 상기 지지수단에 접착되지 않 도록 형성되면 어떤 형태로 형성되어도 무방하다. The groove may be formed in any form as long as the elastic substrate is formed such that a portion thereof is not bonded to the support means.

상기와 같은 탄성체 기판은 압전효과에 의해 변형됨에 있어서, 외곽의 전부가 지지수단에 접착된 경우에 비해 상기 지지수단에 구속되지 않아, 더 자유롭게 변위될 수 있으며, 그 수직변위량이 더 커진다. Since the elastic substrate is deformed by the piezoelectric effect, it is not constrained to the supporting means as compared with the case where the entire outer portion is bonded to the supporting means, so that the elastic substrate can be displaced more freely, and the vertical displacement becomes larger.

도 4a 및 도 4b에서 탄성체 기판(31)은 그 하부에 압전기판(32)이 부착되어 있어 압전효과에 의해 압전기판이 수축 또는 신장함에 따라 탄성체 또한 형태가 변형되는데, 탄성체의 주변부는 지지수단에 단단히 고정되어 있고 압전기판이 부착된 부분만이 변형된다. In FIGS. 4A and 4B, the piezoelectric substrate 32 is attached to the lower portion of the elastic substrate 31 so that the elastic body is also deformed as the piezoelectric plate contracts or extends due to the piezoelectric effect. Only the part which is firmly fixed and the piezoelectric plate is attached is deformed.

도 4a에서 탄성체 기판(31)의 하부에 부착된 압전기판(32)은 신장하고, 이때 상기 압전기판의 신장에 의한 압전구동력은 탄성체 기판 및 압전기판의 가운데 부분을 아래쪽으로 크게 변위시키는 변형을 일으킨다. In FIG. 4A, the piezoelectric plate 32 attached to the lower portion of the elastic substrate 31 is stretched, and the piezoelectric driving force caused by the stretching of the piezoelectric plate causes deformation to greatly displace the center portion of the elastic substrate and the piezoelectric plate downward. .

도 4b에서 탄성체 기판(31)의 하부에 부착된 압전기판(32)은 수축하고, 이때 상기 압전기판의 수축에 의한 압전구동력은 탄성체 기판 및 압전기판의 가운데 부분을 위쪽으로 크게 변위시키는 변형을 일으킨다. In FIG. 4B, the piezoelectric plate 32 attached to the lower portion of the elastic substrate 31 contracts, and at this time, the piezoelectric driving force caused by the contraction of the piezoelectric substrate causes a deformation to largely displace the center portion of the elastic substrate and the piezoelectric plate upwards. .

상기 압전기판은 상기 탄성체 기판의 상부 또는 하부 가운데 일면 또는 양면에 부착될 수 있다. 상부 또는 하부의 압전기판은 미리 분극처리될 수 있으며, 압 전기판의 분극 방향 및 압전기판에 인가되는 전계의 방향에 따라 각기 그 수축 및 신장 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상부 및 하부의 압전기판이 모두 같은 방향으로 분극되고, 상부 및 하부의 압전기판에 접지 전위가 인가되는 가운데의 탄성체 기판에 대해 같은 전위가 인가되는 경우, 상부 및 하부의 압전기판은 수축 또는 신장 여부가 서로 반대가 되며, 전위에 따라 수축 또는 신장 여부가 결정된다. The piezoelectric plate may be attached to one or both of the upper and lower portions of the elastic substrate. The upper or lower piezoelectric plate may be polarized in advance, and depending on the polarization direction of the piezoelectric plate and the direction of the electric field applied to the piezoelectric plate, the shrinkage and extension may be determined. For example, when the upper and lower piezoelectric plates are both polarized in the same direction, and the same potential is applied to the elastic substrate in the middle where the ground potential is applied to the upper and lower piezoelectric plates, the upper and lower piezoelectric plates are Whether the contraction or elongation is opposite to each other, depending on the potential determines whether the contraction or elongation.

상기 압전기판의 수축 또는 신장에 따라 상기 압전기판 및 압전기판이 접착된 탄성체 기판은 상하 방향으로 진동, 굴곡운동하며, 상기 탄성체 기판 또는 압전기판의 상부에 일측이 부착된 샤프트는 상기 굴곡운동에 연동되어 상하 방향으로 선형 운동한다. 상기 샤프트는 상기 탄성체 기판 및 압전기판의 굴곡운동을 이동체에 보다 효율적으로 전달하기 위해 가는 원형 또는 다각형 형상의 단면을 가지는 것으로 형성되는 것이 바람직하다. According to the contraction or extension of the piezoelectric plate, the piezoelectric plate and the elastic substrate to which the piezoelectric plate is bonded vibrate and bend in the vertical direction, and the shaft attached to one side of the elastic substrate or the upper part of the piezoelectric plate is linked to the bending motion. Linear movement in the vertical direction. The shaft is preferably formed to have a thin circular or polygonal cross section in order to more efficiently transfer the bending motion of the elastic substrate and the piezoelectric plate to the moving body.

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. 예를 들어 상기 마찰력보다 상기 관성력이 더 큰 경우에는 상기 이동체는 상기 샤프트를 따라 미끄러져 이동하여 샤프트에 접촉되는 위치가 달라지면서 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. For example, when the inertia force is greater than the friction force, the movable body may slide while moving along the shaft to move in contact with the shaft.

상기 샤프트와 상기 이동체의 형태 및 구성 등은 도 1에 나타난 종래의 압전 리니어 모터의 그것과 크게 다르지 않은 바, 도면을 참조하는 설명은 생략한다. The shape, configuration, and the like of the shaft and the movable body are not significantly different from those of the conventional piezoelectric linear motor shown in FIG. 1, and thus descriptions with reference to the drawings will be omitted.

도 5는 서로 접착된 탄성체 기판과 압전기판이 압전효과에 변형된 결과를 나타낸 그래프로, 왼쪽은 탄성체 기판이 도 2b에 나타난 것과 같이 그 외곽이 완전한 원의 형상인 경우, 오른쪽은 탄성체 기판이 도 3a에 나타난 것과 같이 그 외곽에 요홈이 형성된 형상인 경우의 변위를 각각 나타내며, 상기 압전효과를 유도하기 위해 인가되는 전압의 크기는 서로 같다. FIG. 5 is a graph illustrating a result of deformation of the elastic substrate and the piezoelectric plate bonded to each other in the piezoelectric effect. In the left side, when the outer side of the elastic substrate is in the shape of a perfect circle, as shown in FIG. As shown in 3a, displacements in the form of grooves formed in the outer portion thereof are respectively shown, and the magnitudes of voltages applied to induce the piezoelectric effect are the same.

도 5에 나타난 것과 같이 탄성체 기판은 같은 크기의 전압, 같은 크기의 압전효과에 대해서, 그 외곽이 빠짐없이 지지수단에 접착된 왼쪽의 경우보다 그 외곽의 일부분만 지지수단에 접착된 오른쪽의 경우에 보다 큰 변위로 변형된다. As shown in FIG. 5, the elastic substrate has the same magnitude of voltage and the same magnitude of piezoelectric effect, in the case of the right side where only a part of the outer side is bonded to the supporting means than the left side without any omission of the outer side. It is deformed to a larger displacement.

공진 모드를 이용하는 리니어 모터에서 일정한 크기의 전압을 펄스로 인가하는 경우에, 펄스당 발생하는 변형량이 커질수록 리니어 모터에 선형적 구동 속도가 향상된다. 즉, 압전효과에 의해 탄성체 기판과 압전기판이 변형되는 변위가 향상됨과 동시에 상기 탄성체 기판과 압전기판의 선형적인 굴곡운동에 의한 렌즈의 이동속도 등 모터의 구동속도도 향상된다. In the case where a voltage of a constant magnitude is applied as a pulse in the linear motor using the resonance mode, the linear driving speed increases in the linear motor as the amount of deformation generated per pulse increases. That is, the displacement of the elastic substrate and the piezoelectric plate is deformed by the piezoelectric effect, and the driving speed of the motor such as the moving speed of the lens due to the linear bending motion of the elastic substrate and the piezoelectric plate is also improved.

또한, 탄성체 기판의 외곽이 부분적으로 지지수단에 접착된 경우는 탄성체 기판이 더 유연하게 변위될 수 있어, 외곽의 전부가 지지수단에 부착된 경우에 비해서, 더 작은 크기의 전압을 압전기판에 인가하고서도 같은 크기의 변위를 얻을 수 있다. In addition, when the outer portion of the elastic substrate is partially bonded to the support means, the elastic substrate can be more flexibly displaced, so that a smaller voltage is applied to the piezoelectric plate than when the entire outer portion is attached to the supporting means. The same amount of displacement can be obtained.

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, 압전효과에 의한 굴곡운동의 효율이 향상되며, 모터의 구동속도도 향상된다. As described above, according to the present invention, the efficiency of the bending motion due to the piezoelectric effect is improved, and the driving speed of the motor is also improved.

Claims

Piezoelectric plate with electrodes formed on both sides;

An elastic substrate to which the piezoelectric plate is attached to one side or both sides and at least one groove is formed in the outer direction toward the center of the substrate;

Support means positioned under the elastic substrate and having an outer portion of the elastic substrate fixed thereto to support the elastic substrate;

A shaft fixed to one side of the elastic substrate or an upper portion of the piezoelectric plate attached to the elastic substrate and linearly linked with deformation of the elastic substrate and the piezoelectric plate; And

And a moving body in contact with the shaft and linearly moving in accordance with the movement of the shaft.

The piezoelectric linear motor according to claim 1, wherein the elastic substrate is in the shape of a circular plate.

The piezoelectric linear motor according to claim 1, wherein the elastic substrate has the same length on the periphery of each portion where the groove is formed and each portion where the groove is not formed.

The piezoelectric linear motor of claim 1, wherein the shaft has a circular or polygonal cross section.

The piezoelectric linear motor of claim 1, wherein the movable body is bonded to surround the shaft.

The method of claim 1, wherein the movable body is slid along the shaft if the inertia force of the movable body is greater than the frictional force between the movable body and the shaft in linear movement in conjunction with the deformation of the piezoelectric plate. Piezoelectric linear motor, characterized in that the position in contact with the shaft is different.