KR100691269B1 - 압전 초음파 모터 - Google Patents

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KR100691269B1 KR1020050071758A KR20050071758A KR100691269B1 KR 100691269 B1 KR100691269 B1 KR 100691269B1 KR 1020050071758 A KR1020050071758 A KR 1020050071758A KR 20050071758 A KR20050071758 A KR 20050071758A KR 100691269 B1 KR100691269 B1 KR 100691269B1
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콕 부르하네틴
류정호
온상민
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Abstract

금속 튜브 외면에 압전소자가 부착된 압전초음파 모터가 제공된다.
상기 압전 초음판 모터는 중공형상의 금속 튜브와, 상기 금속 튜브의 외측면에 장착되는 복수 개의 압전소자를 구비하며, 상기 압전소자에 전기장이 인가될 때 굴곡 변형을 발생시키는 압전 스테이터; 상기 금속 튜브의 중공부에 삽입되는 회전 바와, 상기 압전 스테이터의 상면 또는 하면과 면접촉하도록 상기 회전 바의 외주면에 둘레방향으로 형성되며 상기 압전 스테이터의 굴곡변형에 의하여 회전하는 회전부재와, 상기 회전 바의 일측에 형성되며 상기 회전부재의 회전력을 이송물에 전달하는 동력전달부재를 구비하는 로터; 및 상기 압전소자의 구동에 필요한 전원을 인가하는 전원인가부; 를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 면접촉으로 인하여 구동이 안정되고 발생력이 증대되며 충분한 변위를 발생시킬 수 있고, 카메라 모듈 등 다양한 장치에 적용가능한 유연성을 갖는다는 효과를 얻을 수 있다.
압전 초음파 모터, 압전소자, 압전 스테이터, 로터, 회전부재, 4상 전압인가, 마찰부재, 토크, 회전수

Description

압전 초음파 모터{Piezoelectric Ultrasonic Motor}
도 1a는 종래기술에 의한 압전 초음파 모터의 사시도.
도 1b는 도 1a에 도시된 압전 초음파 모터의 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 초음파 모터의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 초음파 모터의 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 초음파 모터의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 초음파 모터의 요부 사시도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 초음파 모터의 사시도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 초음파 모터 모듈의 조립도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 초음파 모터 모듈의 다른 조립도.
도 9a와 도 9b는 각각 본 발명에 의한 접촉면의 재질에 따른 힘과 RPM의 분포를 나타내는 그래프.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명에 따른 4상 전압인가 방식에 의한 압전소자의 분극방향 및 구동신호를 나타내는 개략도.
도 11은 본 발명에 따른 2상 전압인가 방식에 의한 압전소자의 분극방향 및 구동신호를 나타내는 개략도.
도 12는 본 발명에 따른 렌즈 이송장치의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
50... 렌즈 이송장치 60... 압전 초음파 모터
100... 압전 스테이터 110... 금속 튜브
120,121,122,123,124... 압전 소자 200... 로터
210... 회전 바 220,240... 회전부재
230... 동력전달부재 250... 마찰부재
260... 회전지지부재 270... 예압부재
280... 와셔 290... 이탈 방지부재
300... 전원인가부 310... 연결단자
410,420,430,440... 하우징 500... 홀더
510... 이탈방지 홀더 610... 렌즈부
본 발명은 압전 초음파 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속튜브의 외면에 압전소자를 구비하는 금속튜브형 압전 초음파 모터에 관한 것이다.
일반적으로 압전 초음파 모터는 압전소자가 부착된 압전 스테이터와, 상기 압전 스테이터와 접촉하여 마찰력에 의하여 압전 스테이터의 진동에너지를 회전운동에너지로 변환시키는 로터를 구비하고 있다. 이러한 압전 초음파 모터에는 여러가지 형태가 있다.
일 예로서, 미국 특허공개 US 2005/0052098호에는 금속튜브형 압전 초음파 모터가 개시되어 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 미국 특허공개공보에는 중공형의 금속 튜브(14)와, 상기 금속튜브(14) 외측에 장착된 4개의 압전소자(18,20,22,24)와, 상기 금속 튜브(14) 내부에 수용되며 외주면에 나사산(17)을 갖는 샤프트(12)와, 그 내주면은 상기 샤프트(12)의 외주면에 형성된 나사산(17)과 맞물리며 그 외주면은 금속튜브(14)의 중공부에 삽입되는 너트(16)와, 상기 샤프트(17)의 회전을 지지하는 부쉬(28)를 구비하는 금속튜브형 압전 초음파 모터(10)가 개시되어 있다.
상기 압전 초음파 모터(10)는 압전소자(18,20,22,24)에 전기장이 인가될 때 굴곡변형되고 이 변형력이 너트(16) 내주면의 나사산을 통하여 샤프트(12)의 나사산(17)에 전달됨으로써 샤프트(17)를 회전시키게 된다.
그러나, 이러한 종래의 금속 튜브형 압전 초음파 모터(10)는 너트(16)의 나사산과 샤프트(12)의 나사산 사이의 선 접촉을 통해 회전력을 얻는다는 점에서, 회전수 및 토크가 작아 충분한 동력을 얻을 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 상기 압전 초음파 모터(10)는 샤프트(12)의 회전에 의해 샤프트(12)가 금속튜브의 내외측 방향으로 이송되며, 이때 상기 샤프트(12)는 너트(16)와 부쉬 (28) 사이에 지지되어야 한다. 따라서, 상기 샤프트(12)의 길이는 너트(16)와 부쉬(28) 사이의 거리(금속튜브의 길이)보다 길도록 충분한 여유 치수를 가져야 하고 이로 인해 압전 초음파 모터의 장착공간이 커지게 된다는 문제점이 있다.
한편, 최근 IT 산업의 급속한 발전에 따라 모바일 폰 등에 장착하기 위한 초소형 카메라 모듈에 대한 필요성이 증대하고 있으며, 소비자의 요구에 부응하기 위하여 자동 초점조절 기능 및/또는 광학 줌 기능을 갖는 초소형 카메라 모듈이 출시되고 있다.
이러한 초소형 카메라 모듈에 구비되는 렌즈의 이송을 위하여 전자기 모터와 압전 구동기(압전 초음파 모터) 등이 사용될 수 있다. 압전소자를 이용하는 압전 초음파 모터는 응답속도가 빠르고, 역구동 방지 기능 및 높은 이송 분해능을 갖는다는 점에서 초소형 카메라 모듈의 렌즈 이송을 위한 구동기로서 제안되고 있다.
따라서, 이러한 초소형 카메라 모듈의 렌즈 이송에 적합한 압전 초음파 모터가 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구동이 안정되고 발생력이 증대되며 충분한 변위를 발생시킬 수 있고, 카메라 모듈 등 다양한 장치에 적용가능한 압전 초음파 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 물체의 이송에 필요한 변위와 토크를 충분히 발생시킬 수 있는 압전 초음파 모터 및 이를 구비하는 렌즈 이송장치를 제공함을 목적으로 한다.
그리고, 모듈화가 가능하며, 타 부품의 오염을 방지할 수 있는 압전 초음파 모터 및 이를 구비하는 렌즈 이송장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서 본 발명은, 중공형상의 금속 튜브와, 상기 금속 튜브의 외측면에 장착되는 복수 개의 압전소자를 구비하며, 상기 압전소자에 전기장이 인가될 때 굴곡 변형을 발생시키는 압전 스테이터; 상기 금속 튜브의 중공부에 삽입되는 회전 바와, 상기 압전 스테이터의 상면 또는 하면과 면접촉하도록 상기 회전 바의 외주면에 둘레방향으로 형성되며 상기 압전 스테이터의 굴곡변형에 의하여 회전하는 회전부재와, 상기 회전 바의 일측에 형성되며 상기 회전부재의 회전력을 이송물에 전달하는 동력전달부재를 구비하는 로터; 및 상기 압전소자의 구동에 필요한 전원을 인가하는 전원인가부; 를 포함하는 압전 초음파 모터를 제공한다.
바람직하게는, 상기 회전부재는 상기 압전 스테이터의 상면과 면접촉하는 상부 회전부재와, 상기 압전 스테이터의 하면과 면접촉하는 하부 회전부재로 이루어질 수 있다.
상기 로터는 상기 회전부재의 압전 스테이터와 접촉하는 면에 고정된 마찰부재를 추가로 구비하며, 상기 로터는 상기 압전 스테이터와 상기 마찰부재의 면접촉을 통하여 회전할 수 있다.
바람직하게는, 상기 마찰부재 또는 상기 마찰물질은 피크(PEEK, 폴리에테르에테르케톤)로 이루어질 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 마찰부재는 알루미나로 이루어지며, 상기 마찰부재와 접촉하는 압전 스테이터의 접촉면에는 알루미나로 이루어지는 접촉부재가 고정되거나 알루미나가 코팅될 수 있다.
바람직하게는, 상기 로터는 상기 회전부재를 상기 압전 스테이터 측으로 가압하는 예압부재를 추가로 구비할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 전원인가부는 상기 압전 스테이터의 노달 지점에 전기장을 인가한다.
한편, 본 발명에 의한 압전 초음파 모터는 상기 압전 스테이터와 로터를 수용하는 하우징; 을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 압전 초음파 모터는 상기 압전 스테이터의 노달 지점(nodal point)을 지지하는 홀더; 를 추가로 포함할 수 있으며, 이때 상기 홀더는 상기 하우징에 형성된 개구에 안착될 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속튜브는 원형 또는 각형 단면을 갖는 중공 튜브로 이루어지며, 그 외부면에 상기 압전소자가 장착되는 안착부가 형성된다.
더욱 바람직하게는, 상기 금속튜브는 사각형의 단면을 갖는 중공 튜브로 이루어지며, 상기 압전소자는 상기 금속튜브의 각각의 면마다 하나씩 설치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 압전소자들의 분극방향은 각각 상기 압전 스테이터의 중 심부로터 외측을 향할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 압전소자들의 분극방향은 각각 상기 압전 스테이터의 외측으로부터 중심을 향할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 전원인가부는 각각의 압전소자에 대하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 90도씩 위상차를 갖는 전원을 인가한다.
바람직하게는, 상기 압전소자들 중에서 서로 이웃하는 두 개의 압전소자는 상기 압전 스테이터의 외측으로부터 중심을 향하도록 분극방향이 형성되고, 서로 이웃하는 나머지 두 개의 압전소자는 상기 압전 스테이터의 중심부로터 외측을 향하도록 분극방향이 형성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 전원인가부는 서로 마주하는 압전소자에 동일한 위상의 전원을 인가하고, 서로 이웃하는 압전소자에 대하여 90도의 위상차를 갖는 전원을 인가한다.
바람직하게는, 상기 압전 스테이터와 접촉하는 상기 회전부재의 접촉면에는 마찰계수가 높은 마찰물질이 코팅될 수 있다.
바람직하게는, 상기 동력전달부재는 상기 회전 바의 일측에 형성된 리드 스크류 또는 기어로 이루어질 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 동력전달부재는 상기 회전 바의 일측에 구비된 벨트 또는 체인으로 이루어질 수 있다.
다른 측면으로서 본 발명은, 사각형의 단면을 갖는 중공형상의 금속 튜브와, 상기 금속 튜브의 각각의 외면마다 하나씩 설치되는 네 개의 압전소자를 구비하며, 상기 압전소자에 전기장이 인가될 때 굴곡 변형을 발생시키는 압전 스테이터; 상기 금속 튜브의 중공부에 삽입되는 회전 바와, 상기 압전 스테이터의 상면과 면접촉하도록 상기 회전 바의 외주면에 둘레방향으로 형성되며 상기 압전 스테이터의 굴곡변형에 의하여 회전하는 상부 회전부재와, 상기 회전 바에 회전이 제한되도록 장착되며 상기 압전 스테이터의 하면과 면접촉하는 하부 회전부재와, 상기 회전 바의 일측에 형성되며 상기 회전부재의 회전력을 이송물에 전달하는 동력전달부재를 구비하는 로터; 및 상기 압전소자의 구동에 필요한 전원을 인가하는 전원인가부; 를 포함하는 압전 초음파 모터를 제공한다.
바람직하게는, 상기 로터는 상기 상부 회전부재의 압전 스테이터와 접촉하는 면에 고정된 마찰부재를 추가로 구비하며, 상기 로터는 상기 압전 스테이터와 상기 마찰부재의 면접촉을 통하여 회전한다.
바람직하게는, 상기 마찰부재 또는 상기 하부 회전부재는 피크(PEEK, 폴리에테르에테르케톤)로 이루어질 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 마찰부재 또는 상기 하부 회전부재는 알루미나로 이루어지며, 상기 마찰부재 또는 상기 하부 회전부재와 접촉하는 압전 스테이터의 접촉면에는 알루미나로 이루어지는 접촉부재가 고정되거나 알루미나가 코팅될 수 있다.
바람직하게는, 상기 로터는 상기 상부 회전부재 및 하부 회전부재를 상기 압전 스테이터 측으로 가압하는 예압부재를 추가로 구비할 수 있다.
이때, 상기 예압부재는 상기 회전 바의 외주면 또는 하부 회전부재의 단턱에 장착되는 코일 스프링으로 이루어질 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 코일 스프링은 상기 회전 바의 타측에 형성된 홈에 끼워지는 이탈 방지부재에 의해 회전 바로부터 이탈이 방지된다.
한편, 상기 하부 회전부재와 상기 이탈 방지부재 사이에는 간섭 소음을 최소화하도록 와셔가 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 압전 스테이터의 노달 지점과 연결되는 상기 전원인가부의 연결단자가 상기 압전 스테이터로부터 분리되는 것을 방지하도록 상기 압전 스테이터의 외주면 및 상기 연결단자를 감싸는 이탈방지 홀더가 구비될 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 압전 초음파 모터는 상기 압전 스테이터와 로터를 수용하는 하우징; 을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 압전 초음파 모터는 상기 압전 스테이터의 노달 지점(nodal point)을 지지하는 홀더; 를 추가로 포함하며, 상기 홀더는 상기 하우징에 형성된 개구에 안착될 수 있다.
바람직하게는, 상기 압전소자들의 분극방향은 각각 상기 압전 스테이터의 중심부로터 외측을 향할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 압전소자들의 분극방향은 각각 상기 압전 스테이터의 외측으로부터 중심을 향할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 전원인가부는 각각의 압전소자에 대하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 90도씩 위상차를 갖는 전원을 인가한다.
바람직하게는, 상기 압전소자들 중에서 서로 이웃하는 두 개의 압전소자는 상기 압전 스테이터의 외측으로부터 중심을 향하도록 분극방향이 형성되고, 서로 이웃하는 나머지 두 개의 압전소자는 상기 압전 스테이터의 중심부로터 외측을 향하도록 분극방향이 형성될 수 있다.
이때, 상기 전원인가부는 서로 마주하는 압전소자에 동일한 위상의 전원을 인가하고, 서로 이웃하는 압전소자에 대하여 90도의 위상차를 갖는 전원을 인가할 수 있다.
바람직하게는, 상기 압전 스테이터와 접촉하는 상기 상부 회전부재의 접촉면에는 마찰계수가 높은 마찰물질이 코팅될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 전원인가부는 상기 압전 스테이터의 노달 지점에 전기장을 인가한다.
바람직하게는, 상기 동력전달부재는 상기 회전 바의 일측에 형성된 리드 스크류 또는 기어로 이루어질 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 동력전달부재는 상기 회전 바의 일측에 구비된 벨트 또는 체인으로 이루어질 수 있다.
또 다른 측면으로서 본 발명은, 전술한 압전 초음파 모터; 및 상기 압전 초음파 모터의 동력전달부재를 통하여 전후로 이송되며, 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 렌즈부; 를 포함하는 렌즈 이송장치를 제공한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 살펴본다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 초음파 모터의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 초음파 모터의 단면도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 초음파 모터의 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 초음파 모터의 요부 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 초음파 모터의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 초음파 모터 모듈의 조립도이며, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 초음파 모터 모듈의 다른 조립도이다.
본 발명은 튜브형상의 압전 스테이터의 상면 또는 하면과 면접촉하여 회전력을 발생시키는 압전 초음파 모터를 제공하는 것을 특징으로 한다.
먼저 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 대하여 살펴본다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 제1 실시예는 압전소자(120)를 구비하는 압전 스테이터(100)와, 상기 압전 스테이터(100)의 상면(111) 또는 하면(112)과 면접촉하여 회전하는 로터(200)와, 전원인가부(300)를 구비하는 압전 초음파 모터(60)에 관한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 압전 스테이터(100)는 중공형상이며 금속 재질로 이루어지는 금속 튜브(110)와, 상기 금속 튜브(110)의 외측면에 장착되는 복수 개의 압전소자(120)를 구비한다.
이때, 상기 압전 스테이터(100)는 전원인가부(300)에 의해 압전소자(120)에 전기장이 인가될 때 굴곡 변형을 발생시키게 된다.
상기 금속 튜브(110)는 원형 또는 각형 단면을 갖는 중공 튜브로 이루어지 며, 그 외부면에는 압전소자(120)가 장착되는 안착부가 형성된다. 즉, 각형 단면을 갖는 중공 튜브의 경우에 압전소자(120)는 각각의 측면에 장착될 수 있다. 또한, 원형 단면을 갖는 금속튜브(110)의 경우에는 호형 단면을 갖는 압전소자(120)를 측면에 직접 장착할 수도 있고, 평면의 안착부를 형성한 후 이곳에 평면을 갖는 압전소자(120)를 장착할 수도 있다.
일 예로서 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 금속 튜브(110)는 사각형의 단면을 갖는 중공 튜브로 구성될 수 있으며, 상기 압전소자(120)는 금속 튜브(110)의 각각의 면마다 하나씩 총 4개가 설치될 수 있다.
이때, 상기 압전소자(120)들은 도 10a와 도 10b에 도시된 바와 같이, 압전 스테이터(100)의 중심부로터 외측을 향하는 분극방향을 가질 수도 있고, 도 10c와 도 10d에 도시된 바와 같이상기 압전 스테이터(100)의 외측으로부터 중심을 향하는 분극방향을 가질 수도 있다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 압전소자들(120) 중에서 서로 이웃하는 두 개의 압전소자(123,124)는 상기 압전 스테이터(100)의 외측으로부터 중심을 향하도록 분극방향이 형성되고, 서로 이웃하는 나머지 두 개의 압전소자(121,122)는 상기 압전 스테이터(100)의 중심부로터 외측을 향하도록 분극방향이 형성될 수 있다.
이러한 분극방향을 갖는 압전소자들(120)을 통하여, 후술하는 바와 같이 전원인가부(300)에서 인가되는 위상차에 의해 각각의 압전소자(121~124)는 굴곡변형되고, 이에 따라 로터(200)의 정회전 또는 역회전을 발생시키게 된다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 로터(200)는 상기 금속 튜브(110)의 중공부에 삽입되는 회전 바(210)와, 상기 압전 스테이터(110)의 상면(111) 또는 하면(112)과 면접촉하는 회전부재(220)와, 상기 회전 바(210)의 일측에 형성되며 상기 회전부재(220)의 회전력을 이송물에 전달하는 동력전달부재(230)를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 회전부재(220)는 회전 바(210)의 외주면에 둘레방향으로 휠(wheel) 형상으로 형성되며 압전 스테이터(100)의 굴곡변형에 따라 압전 스테이터(110)의 하면(112)과 면접촉하여 회전한다. 그러나, 이와는 달리 압전 스테이터(110)의 상면(111)과 면접촉하여 회전하도록 구성할 수도 있을 것이다.
또한, 상기 로터(200)는 접촉력 증가에 의한 압전 초음파 모터(60)의 회전력 증대를 위하여 압전 스테이터(100)와 접촉하는 회전부재(220)의 일면(221)에 고정된 마찰부재(250)를 구비할 수 있다.
이때, 상기 로터(200)는 상기 압전 스테이터(100)의 하면(112)과 상기 마찰부재(250)의 상면(251) 사이의 면접촉을 통하여 회전하게 된다.
이와는 달리, 압전 스테이터(100)와 접촉하는 회전부재(220)의 일면(221)에 마찰계수가 높은 마찰물질을 코팅함으로써 접촉력을 증가시킬 수 있다.
일 예로서, 이러한 마찰부재(250) 또는 마찰물질은 피크(PEEK, 폴리에테르에테르케톤)로 이루어질 수 있다.
이와는 달리, 상기 마찰부재(250) 또는 상기 마찰물질은 알루미나로 이루어지도록 구성하고, 상기 마찰부재(250) 또는 상기 마찰물질과 접촉하는 압전 스테이 터(100)의 접촉면(112)에는 알루미나로 이루어지는 접촉부재(미도시)가 고정되거나 알루미나가 코팅되도록 구성할 수도 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 압전 초음파 모터(60)는 회전 바(210)의 회전을 지지하도록 회전 지지부재(260)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 회전지지부재(260)는 일측은 하부 하우징(420)에 고정되며 타측은 회전 바(210)의 회전돌기(211)를 회전가능하도록 수용하는 홈(261)이 형성된다.
그리고, 상기 압전 초음파 모터(60)는 압전 스테이터(100)의 상면(111)을 수용하여 지지하며, 그 중앙부에 형성된 관통홀(151)을 통하여 회전 바(210)의 회전이 가능하도록 하는 부쉬(150)를 구비할 수 있다.
한편, 상기 로터(200)는 상기 회전부재(220)를 상기 압전 스테이터(100) 측으로 가압하여 접촉력을 증가시키도록 예압부재(270)를 구비하는 것이 바람직하다.
이러한 예압부재(270)는 일 예로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 로터(200)의 회전을 지지하는 회전지지부재(260)와 하부 하우징(420) 사이에 구비된 코일 스프링으로 이루어질 수 있다.
상기 동력전달부재(230)는 회전 바(210)의 상측에 형성된 리드 스크류로 이루어질 수 있으나, 로터(200)의 회전력을 전달할 수 있는 구조라면 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 동력전달부재(230)는 상기 회전 바(210)의 일측에 형성된 기어로 이루어질 수도 있고, 회전 바(210)의 일측에 구비된 벨트나 체인으로도 이 루어질 수 있다.
이러한 동력전달부재(230)는 로터(200)의 회전력을 이송되는 물체에 전달하여 직선이동 또는 회전 이동시킨다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전원인가부(300)는 연결단자(310)를 통하여 위상차를 갖는 외부 전원을 압전소자(120)에 인가하고 이를 통하여 압전 스테이터(100)를 구동시키게 된다.
이러한 연결단자(310)는 진동효율의 극대화를 위하여 압전 스테이터(100)의 노달 지점(nodal point)과 연결되는 것이 바람직하다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 의한 압전 초음파 모터(60)를 도시하고 있다.
상기 압전 초음파 모터(60)는 제1 실시예와 마찬가지로 압전 스테이터(100)와, 로터(200)와, 전원인가부(300)를 포함하여 이루어진다.
제2 실시예는 압전 스테이터(100)의 상면(111)과 하면(112)의 양면과 면접촉하는 회전부재(220,240)를 구비함으로써 접촉력 및 이에 의한 회전력을 향상시킨다는 점을 제외하고는 제1 실시예와 유사하다.
특히, 제2 실시예는 양면 마찰을 이용함으로써 제1 실시예에 비하여 현저히 큰 구동력을 얻을 수 있게 된다.
불필요한 중복을 피하기 위하여 동일 또는 유사한 부분에 대한 상세한 설명 은 생략하며, 제1 실시예에 대응하는 부품에 대해서는 제1 실시예와 동일한 부호로 표시한다.
상기 압전 스테이터(100)는 사각형의 단면을 갖는 중공형상의 금속 튜브(110)와, 상기 금속 튜브(110)의 각각의 외면마다 하나씩 설치되는 네 개의 압전소자(120)를 구비하며, 상기 압전소자(120)에 전기장이 인가될 때 굴곡 변형을 발생시키게 되며, 제1 실시예와 동일한 구성을 갖는다.
또한, 전원인가부(300)는 연결단자(310)를 통하여 위상차를 갖는 외부 전원을 압전소자(120)에 인가하고 이를 통하여 압전 스테이터(100)를 구동시키게 된다. 이러한 연결단자(310)는 진동효율의 극대화를 위하여 압전 스테이터(100)의 노달 지점(nodal point)과 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 로터(200)는 금속 튜브(110)의 중공부(113)에 삽입되는 회전 바(210)와, 상기 압전 스테이터(110)의 상면(111)과 면접촉하도록 상기 회전 바(210)의 외주면에 둘레방향으로 휠(wheel) 형상으로 형성되며 상기 압전 스테이터(100)의 굴곡변형에 의하여 회전하는 상부 회전부재(220)와, 상기 회전 바(210)에 회전이 제한되도록 장착되며 상기 압전 스테이터(100)의 하면(112)과 그 상면(241)에서 면접촉하는 하부 회전부재(240)와, 상기 회전 바(210)의 일측에 형성되며 상기 회전부재(220,240)의 회전력을 이송물에 전달하는 동력전달부재(230)를 구비한다.
바람직하게는, 접촉력 증가에 의한 압전 초음파 모터(60)의 회전력 증대를 위하여, 상기 로터(200)는 상부 회전부재(220)의 하면에 고정된 마찰부재(250)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 로터(200)는 상기 압전 스테이터(100)의 상면(111)과 상기 마찰부재(250)의 하면(251) 사이의 면접촉을 통하여 회전하게 된다.
이와는 달리, 압전 스테이터(100)와 접촉하는 상부 회전부재(220)의 하면에 마찰계수가 높은 마찰물질을 코팅함으로써 접촉력을 증가시킬 수 있다.
일 예로서, 이러한 마찰부재(250) 또는 마찰물질은 피크(PEEK, 폴리에테르에테르케톤)로 이루어질 수 있다.
이와는 달리, 상기 마찰부재(250) 또는 상기 마찰물질은 알루미나로 이루어지도록 구성하고, 상기 마찰부재(250) 또는 상기 마찰물질과 접촉하는 압전 스테이터(100)의 접촉면(111)에는 알루미나로 이루어지는 접촉부재(미도시)가 고정되거나 알루미나가 코팅되도록 구성할 수도 있다.
또한, 하부 회전부재(240)는 피크(PEEK) 또는 알루미나로 이루어질 수 있다.
도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 압전 초음파 모터(60)는 로터(200)와 상부 하우징(410)의 조립시 로터(200)가 원활히 회전하도록 부쉬(150)를 구비할 수 있다.
한편, 상기 로터(200)는 상기 상부 회전부재(220) 및 하부 회전부재(240)를 상기 압전 스테이터(100) 측으로 가압하여 접촉력을 증가시키도록 예압부재(270)를 구비하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 예압부재(270)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전 바(210)의 외주면 또는 하부 회전부재(240)의 단턱(242)에 장착되는 코일 스프링으로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 코일 스프링(270)은 상기 회전 바(210)의 타측에 형성된 홈(212)에 끼워지는 이탈 방지부재(290)에 의해 회전 바(210)로부터 이탈이 방지되도록 할 수 있다. 이때, 이탈 방지부재(290)는 도 4에 도시된 바와 같이 이 링(E-ring)으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 하부 회전부재(240)와 상기 이탈 방지부재(290) 사이에는 간섭 소음을 최소화하도록 와셔(280)가 구비될 수 있다.
한편, 상기 하부 회전부재(240)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 회전 바(210)에 대하여 회전이 제한되도록 장착된다. 이를 위하여 회전 바(210)에는 단(211)이 형성되고 상기 하부 회전부재(240)에는 상기 단(211)에 대응하는 직선부(243)가 형성된다.
즉, 상기 하부 회전부재(240)는 회전 바(210)의 길이방향으로는 이동이 가능하게 되어 예압부재(270)을 통한 탄성력에 의해 압전 스테이터(100)와의 접촉력이 향상되며, 회전방향으로는 구속되어 압전 스테이터(100)와의 접촉에 의한 회전력을 회전 바(210)에 전달하는 구조를 갖게 된다.
또한, 상기 하부 회전부재(240)는 도 4에 도시된 바와 같이, 금속튜브(110)의 중공부(113)에 회전 가능하도록 수용되는 돌출부(244)를 구비할 수 있다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 회전 바(210)의 끝단부(213)는 하우징(430,440)에 회전가능하도록 수용되어 로터(200)의 안정적인 회전을 가능케 한다.
상기 동력전달부재(230)는 회전 바(210)의 상측에 형성된 리드 스크류로 이루어질 수 있으나, 로터(200)의 회전력을 전달할 수 있는 구조라면 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 동력전달부재(230)는 상기 회전 바(210)의 일측에 형성된 기어로 이루어질 수도 있고, 회전 바(210)의 일측에 구비된 벨트나 체인으로도 이루어질 수 있다. 이러한 동력전달부재(230)는 로터(200)의 회전력을 이송되는 물체에 전달하여 물체를 직선이동 또는 회전 이동시킨다.
한편, 본 발명에 의한 압전 초음파 모터(60)는 도 2, 도 3, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 압전 스테이터(100)와 로터(200)를 수용하는 하우징(410,420,430,440)을 추가로 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 압전 스테이터(100)와 로터(200)는 상부 하우징(410)와 하부 하우징(420) 사이에 수용되며, 상기 상부 하우징(410)와 하부 하우징(420)는 결합부재(413,421)를 통하여 스냅결합되도록 구성할 수 있다. 이때, 도 2의 상부 하우징(410)은 전원인가부(300)에 전원을 인가하기 위한 개구(411)와 동력전달부재(230)이 외부로 노출되도록 관통홀(412)이 형성된다.
또한 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 좌우로 분할된 하우징(430,440) 내에 압전 스테이터(100)와 로터(200)를 수용하도록 구성할 수도 있다. 이때, 도 7 및 도 8의 하우징(440)에는 전원인가부(300)에 전원을 인가하기 위한 개구(441)가 형성될 수 있다.
이러한 하우징(410,420,430,440)의 구성은 일 예에 불과하며, 압전 스테이터(100)와 로터(200)를 수용하도록 다양한 형식의 하우징이 제공될 수 있을 것이다.
이와 같은, 하우징(410,420,430,440)을 통하여 압전 초음파 모터(60)의 모듈화를 구현할 수 있게 되어 다양한 이송장치에 압전 초음파 모터(60)를 적용가능하다는 이점이 있게 된다.
또한, 하우징(410,420,430,440)을 구비함으로써, 압전 스테이터(100)와 회전부재(220) 사이의 마찰에 의해 마모되어 발생하는 분진 등의 이물질이 다른 장치를 오염시키지 않게 된다는 이점을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 압전 초음파 모터(60)는 도 7에 도시된 바와 같이, 압전 스테이터(100)의 노달 지점(nodal point)을 지지하는 홀더(500)를 추가로 포함하여 압전 스테이터(100)의 진동에 따른 흔들림을 방지할 수 있게 된다.
이때, 상기 홀더(500)는 압전 스테이터(100)의 외주면을 감싸는 중공형상으로 형성될 수 있으나 그 일부가 개방된 형태로 이루어질 수도 있다.
상기 홀더(500)는, 도 7에 도시된 바와 같이 하우징에 형성된 개구(442)에 안착되어 고정될 수 있으며, 도 8에서와 같이 두 개의 노달 지점에 두 개 구비될 수도 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 압전 스테이터(100)의 노달 지점과 연결되는 상기 전원인가부(300)의 연결단자(310)가 상기 압전 스테이터(100)로부터 분리되는 것을 방지하도록 상기 압전 스테이터(100)의 외주면 및 상기 연결단자(310)를 감싸는 이탈방지 홀더(510)가 구비될 수 있다.
이러한 이탈방지 홀더(510)는 압전 스테이터(100)의 진동에 따른 흔들림을 흡수하도록 고무와 같은 탄성이 있는 재질로 이루어질 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명에 의한 전원인가부(300)의 작용에 대하여 살펴본다.
도 10은 각각의 압전소자(121~124)에 시계방향 또는 반시계방향으로 90도씩의 위상차를 갖는 전원을 인가하는, 4상 전압인가 방식에 의한 구동신호를 예시하고 있다.
이때, 도 10a와 도 10b는 제1 내지 제4 압전소자(121~124)의 분극 방향이 압전 스테이터(100)의 중심부로터 외측을 향하는 경우이고, 도 10c와 도 10d는 제1 내지 제4 압전소자(121~124)의 분극 방향이 압전 스테이터(110)의 외측으로부터 중심을 향하는 경우이다.
이때, 전원인가부(300)는 각각의 압전소자(121~124)에 대하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 90도씩의 위상차를 갖는 전원을 인가하게 되고 이에 의하여 압전 스테이터(100)는 굴곡변형을 발생하게 된다. 이에 의하여 압전 스테이터(100)의 상면 또는 하면에 면접촉하는 로터(200)의 회전부재(220,240)가 회전하게 된다.
먼저, 도 10a에 도시된 바와 같이, 제1 압전소자(121), 제2 압전소자(122), 제3 압전소자(123), 제4 압전소자(124)에 시계방향 순서로 각각 90도의 위상차를 갖는 사인파(+sin), 코사인파(+cos), -사인파(-sin), -코사인파(-cos)가 인가되도록 전원인가부(300)의 회로를 구성할 수 있다.
또한, 도 10b에 도시된 바와 같이, 제1 압전소자(121), 제4 압전소자(124), 제3 압전소자(123), 제2 압전소자(122)에 반시계방향 순서로 각각 90도의 위상차를 갖는 사인파(+sin), 코사인파(+cos), -사인파(-sin), -코사인파(-cos)가 인가되도록 전원인가부(300)의 회로를 구성할 수 있다.
이러한 도 10a와 도 10b에 도시된 구동신호를 구현하는 전원인가부(300)는 하나의 구동회로를 통하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 90도씩의 위상차를 갖는 전원을 압전소자(121~124)에 인가하게 된다.
이와 같이, 전원인가부(300)의 회로를 구성함으로써 로터(200)의 회전 부재(220,240)를 시계 또는 반시계방향으로 회전시킬 수 있게 되고. 이에 따라 본 발명에 의한 압전 초음파 모터(60)는 정회전과 역회전을 구현할 수 있게 된다.
도 10c와 도10d는 도 10a와 도 10b의 경우와 압전소자(121~124)의 분극방향만 다를 뿐 구동원리는 동일하다.
즉, 도 10c에 도시된 바와 같이, 제1 압전소자(121), 제2 압전소자(122), 제3 압전소자(123), 제4 압전소자(124)에 시계방향 순서로 각각 90도의 위상차를 갖는 사인파(+sin), 코사인파(+cos), -사인파(-sin), -코사인파(-cos)가 인가되도록 전원인가부(300)의 회로를 구성할 수 있다.
또한, 도 10d에 도시된 바와 같이, 제1 압전소자(121), 제4 압전소자(124), 제3 압전소자(123), 제2 압전소자(122)에 반시계방향 순서로 각각 90도의 위상차를 갖는 사인파(+sin), 코사인파(+cos), -사인파(-sin), -코사인파(-cos)가 인가되도 록 전원인가부(300)의 회로를 구성할 수 있다.
도 10a와 도 10b의 경우와 마찬가지로, 이러한 도 10c와 도 10d에 도시된 구동신호를 구현하는 전원인가부(300)는 하나의 구동회로를 통하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 90도씩의 위상차를 갖는 전원을 압전소자(121~124)에 인가하게 된다. 이와 같이, 전원인가부(300)의 회로를 구성함으로써 로터(200)의 회전 부재(220,240)를 시계 또는 반시계방향으로 회전시킬 수 있게 되고. 이에 따라 본 발명에 의한 압전 초음파 모터(60)는 정회전과 역회전을 구현할 수 있게 된다.
이러한, 4상 전압인가방식을 채택하는 경우에는 별도로 접지가 필요하지 않게 된다는 이점이 있게 된다.
또한, 본 발명에 의한 압전 초음파 모터(60)는 2상 전압인가방식에 의해서도 구동 가능하다.
도 11은 2상 전압인가 방식에 의한 구동신호를 예시하고 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 압전소자들(121~124) 중에서 서로 이웃하는 두 개의 압전소자(123,124)는 압전 스테이터(100)의 외부에서 중심부를 향하도록 분극방향이 형성되고, 서로 이웃하는 나머지 두 개의 압전소자(121,122)는 압전 스테이터(100)의 중심부에서 외부를 향하도록 분극방향이 형성된 경우를 도시하고 있다.
압전소자(121~124)의 분극방향이 이와 같이 형성되는 경우에는, 전원인가부(300)는 서로 마주하는 압전소자에 동일한 위상의 전원을 인가하고, 서로 이웃하는 압전소자에 대하여 90도 또는 -90도의 위상차를 갖는 전원을 인가한다.
예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 압전소자(121), 제2 압전소자(122), 제3 압전소자(123), 제4 압전소자(124)에 시계방향 순서로 사인파(+sin), 코사인파(+cos), 사인파(+sin), 코사인파(+cos)가 인가되도록 전원인가부(300)의 회로를 구성할 수 있다.
이와는 달리, 제1 압전소자(121), 제2 압전소자(122), 제3 압전소자(123), 제4 압전소자(124)에 시계방향 순서로 사인파(+sin), -코사인파(-cos), 사인파(+sin), -코사인파(-cos)가 인가되도록 전원인가부(300)의 회로를 구성할 수 있다.
즉, 도 11에 도시된 구동신호를 구현하는 전원인가부(300)는 하나의 구동회로를 통하여 서로 마주하는 압전소자에 동일한 위상의 전원을 인가하고, 서로 이웃하는 압전소자에 대하여 90도 또는 -90도의 위상차를 갖는 전원을 압전소자(121~124)에 인가하게 된다.
이와 같이, 전원인가부(300)의 회로를 구성함으로써 로터(200)의 회전 부재(220,240)를 시계 또는 반시계방향으로 회전시킬 수 있게 되고. 이에 따라 본 발명에 의한 압전 초음파 모터(60)는 2상 전압인가방식에 의해서도 정회전과 역회전을 구현할 수 있게 된다.
도 9a와 도 9b는 각각 본 발명에 의한 접촉면의 재질에 따른 힘과 RPM의 분포를 나타내는 그래프로서 입력 주파수 140kHz, 입력전압 16Vp-p으로 도 10의 4상전압인가방식에 의해 인가한 경우이다.
이때, '피크'로 표시된 부분의 힘과 회전수(RPM)는 상부 회전부재(220)에 고정된 마찰부재(250)로 피크를 사용하고, 압전 스테이터(100)의 상면(111)과 하면(112)에 대해서는 별도의 마찰물질 없이 써스(SUS) 재질을 갖는 압전 스테이터(100)의 면을 그대로 이용하고, 하부 회전부재(240)로 피크를 사용한 경우에 대한 것이다.
또한, '알루미나'로 표시된 부분의 힘과 회전수(RPM)는 상부 회전부재(220)에 고정된 마찰부재(250)로 알루미나를 사용하고, 압전 스테이터(100)의 상면(111)과 하면(112)에는 알루미나로 이루어지는 접촉부재(미도시)가 고정되며, 하부 회전부재(240)로 알루미나를 사용한 경우에 대한 것이다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 의해 양면 접촉을 이용하고 마찰부재(250) 등을 사용하는 경우에는 종래의 500~600RPM보다 현저히 높은 3500RPM 이상의 회전수를 얻을 수 있게 되어 이송에 필요한 충분한 변위를 얻을 수 있게 된다.
또한, 5mm 거리에서 대략 0.010N 이상의 힘을 갖게 되어 이송에 필요한 충분한 토크를 구현할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 의하면 물체의 이송에 필요한 변위와 토크를 충분히 발생시킬 수 있다는 이점이 있게 된다.
도 12는 본 발명에 의한 압전 초음파 모터를 구비하는 렌즈 이송장치(50)를 도시하고 있다.
상기 렌즈 이송장치(50)는 전술한 바와 같은 구성을 갖는 압전 초음파 모터 (60)와, 상기 압전 초음파 모터(60)의 동력전달부재(230)를 통하여 전후로 이송되는 렌즈부(610)를 포함한다.
이때, 상기 렌즈부(610)는 렌즈 배럴(611) 내부에 장착된 적어도 하나의 렌즈(612)를 구비하며, 상기 렌즈 배럴(611)은 리드 스크류로 이루어지는 동력전달부재(230)와 맞물리어 동력전달부재(230)의 회전에 따라 상하 방향으로 직선 이송하게 된다.
바람직하게는, 광축 방향의 이송을 구현하기 위하여 상기 렌즈 이송장치(50)는 렌즈 배럴(611)의 이송을 안내하는 가이드 부재(620)를 구비할 수 있다.
한편, 상기 압전 초음파 모터(60) 및 렌즈 이송부(610)는 케이스(630) 내에 실장되어 카메라 모듈로서 제공될 수 있다.
본 발명에 의한 압전 초음파 모터(60)를 포함하는 렌즈 이송장치(50)는 전술한 바와 같이 큰 힘과 많은 회전수를 가지므로 렌즈 이송에 필요한 충분한 변위와 토크를 제공할 수 있다는 이점이 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 압전 초음파 모터에 의하면, 구동이 안정되고 발생력이 증대되며 충분한 변위를 발생시킬 수 있고, 카메라 모듈 등 다양한 장치에 적용가능한 유연성을 갖는다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 압전 스테이터와 로터를 면접촉하도록 구성함으로써 물체의 이송에 필요한 변위와 토크를 충분히 발생시킬 수 있다는 효과가 있게 된 다. 특히, 압전 스테이터의 상하 양면과 면접촉하는 로터를 구비함으로써 구동 토크와 회전수가 높은 압전 초음파 모터를 얻을 수 있다는 유리한 효과가 있게 된다.
그리고, 본 발명은 PEEK, 알루미나 등 적절한 재료를 사용함으로써 압전 스테이터와 회전부재 사이의 접촉력이 증대되어 충분한 구동토크와 회전수를 갖는 압전 초음파 모터를 얻을 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의한 압전 초음파 모터는 모듈화가 가능하므로 다양한 장치에 쉽게 적용할 수 있고, 하우징 내에 장착됨으로써 마찰에 의해 마모되어 발생하는 이물질에 의한 타 부품의 오염을 방지할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은 압전 스테이터의 노달 지점을 지지하는 홀더를 구비함으로써 압전 스테이터의 진동효율을 높이고 압전 스테이터의 흔들림을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 2상 및 4상 전압 인가방식 등 다양한 전압 인가방식을 이용할 수 있으며, 특히 4상 전압 인가방식을 채용하는 경우 접지를 위한 구성이 필요하지 않다는 효과가 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (22)

  1. 중공형상의 금속 튜브와, 상기 금속 튜브의 외측면에 장착되는 복수 개의 압전소자를 구비하며, 상기 압전소자에 전기장이 인가될 때 굴곡 변형을 발생시키는 압전 스테이터;
    상기 금속 튜브의 중공부에 삽입되는 회전 바와, 상기 압전 스테이터의 상면 또는 하면과 면접촉하도록 상기 회전 바의 외주면에 둘레방향으로 형성되며 상기 압전 스테이터의 굴곡변형에 의하여 회전하는 회전부재와, 상기 회전 바의 일측에 형성되며 상기 회전부재의 회전력을 이송물에 전달하는 동력전달부재를 구비하는 로터; 및
    상기 압전소자의 구동에 필요한 전원을 인가하는 전원인가부; 를 포함하고,
    상기 금속튜브는 원형 또는 각형 단면을 갖는 중공 튜브로 이루어지며, 그 외부면에 상기 압전소자가 장착되는 안착부가 형성되는 압전 초음파 모터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속튜브는 사각형의 단면을 갖는 중공 튜브로 이루어지며,
    상기 압전소자는 상기 금속튜브의 각각의 면마다 하나씩 설치되는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전부재는 상기 압전 스테이터의 상면과 면접촉하는 상부 회전부재와, 상기 압전 스테이터의 하면과 면접촉하는 하부 회전부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 로터는 상기 회전부재의 압전 스테이터와 접촉하는 면에 고정된 마찰부재를 추가로 구비하며,
    상기 로터는 상기 압전 스테이터와 상기 마찰부재의 면접촉을 통하여 회전하는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마찰부재는 피크(PEEK, 폴리에테르에테르케톤)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 마찰부재는 알루미나로 이루어지며,
    상기 마찰부재와 접촉하는 압전 스테이터의 접촉면에는 알루미나로 이루어지는 접촉부재가 고정되거나 알루미나가 코팅된 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 로터는 상기 회전부재를 상기 압전 스테이터 측으로 가압하는 예압부재를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전원인가부는 상기 압전 스테이터의 노달 지점에 전기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 압전 스테이터와 로터를 수용하는 하우징;
    을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 압전 스테이터의 노달 지점(nodal point)을 지지하는 홀더;
    를 추가로 포함하며,
    상기 홀더는 상기 하우징에 형성된 개구에 안착되는 것을 특징으로 하는 압 전 초음파 모터.
  12. 사각형의 단면을 갖는 중공형상의 금속 튜브와, 상기 금속 튜브의 각각의 외면마다 하나씩 설치되는 네 개의 압전소자를 구비하며, 상기 압전소자에 전기장이 인가될 때 굴곡 변형을 발생시키는 압전 스테이터;
    상기 금속 튜브의 중공부에 삽입되는 회전 바와, 상기 압전 스테이터의 상면과 면접촉하도록 상기 회전 바의 외주면에 둘레방향으로 형성되며 상기 압전 스테이터의 굴곡변형에 의하여 회전하는 상부 회전부재와, 상기 회전 바에 회전이 제한되도록 장착되며 상기 압전 스테이터의 하면과 면접촉하는 하부 회전부재와, 상기 회전 바의 일측에 형성되며 상기 회전부재의 회전력을 이송물에 전달하는 동력전달부재를 구비하는 로터; 및
    상기 압전소자의 구동에 필요한 전원을 인가하는 전원인가부;
    를 포함하는 압전 초음파 모터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 로터는 상기 상부 회전부재의 압전 스테이터와 접촉하는 면에 고정된 마찰부재를 추가로 구비하며,
    상기 로터는 상기 압전 스테이터와 상기 마찰부재의 면접촉을 통하여 회전하는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 마찰부재 또는 상기 하부 회전부재는 피크(PEEK, 폴리에테르에테르케톤)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 마찰부재 또는 상기 하부 회전부재는 알루미나로 이루어지며,
    상기 마찰부재 또는 상기 하부 회전부재와 접촉하는 압전 스테이터의 접촉면에는 알루미나로 이루어지는 접촉부재가 고정되거나 알루미나가 코팅된 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 로터는 상기 상부 회전부재 및 하부 회전부재를 상기 압전 스테이터 측으로 가압하는 예압부재를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 예압부재는 상기 회전 바의 외주면 또는 하부 회전부재의 단턱에 장착되는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 코일 스프링은 상기 회전 바의 타측에 형성된 홈에 끼워지는 이탈 방지 부재에 의해 회전 바로부터 이탈이 방지되는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 하부 회전부재와 상기 이탈 방지부재 사이에는 간섭 소음을 최소화하도록 와셔가 구비되는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 압전 스테이터의 노달 지점과 연결되는 상기 전원인가부의 연결단자가 상기 압전 스테이터로부터 분리되는 것을 방지하도록 상기 압전 스테이터의 외주면 및 상기 연결단자를 감싸는 이탈방지 홀더가 구비되는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 압전 스테이터와 로터를 수용하는 하우징;
    을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 압전 스테이터의 노달 지점(nodal point)을 지지하는 홀더;
    를 추가로 포함하며,
    상기 홀더는 상기 하우징에 형성된 개구에 안착되는 것을 특징으로 하는 압전 초음파 모터.
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