KR20210135782A

KR20210135782A - Ultrasonic linear motor

Info

Publication number: KR20210135782A
Application number: KR1020200053859A
Authority: KR
Inventors: 이상영; 손해록; 오준재
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2020-05-06
Filing date: 2020-05-06
Publication date: 2021-11-16

Abstract

According to an embodiment of the present invention, disclosed is an ultrasonic linear motor. The ultrasonic linear motor includes: a vibration body including an elastic body and a piezoelectric ceramic attached to at least one side of the elastic body; a moving shaft combined with the vibration body and moved in accordance with the displacement of the piezoelectric ceramic; and a moving body inserted into the moving shaft to be combined therewith. The piezoelectric ceramic includes first and second electrodes spaced apart from each other to be stacked alternately. The number of layers, on which the first and second electrodes are stacked, is within a range of 13-60 layers. The length of the first and second electrodes is within a range of 85-95% of the length of the piezoelectric ceramic. The width of the first and second electrodes is within a range of 90-100% of the width of the piezoelectric ceramic. The first and second electrodes are formed to be symmetrical to each other. Therefore, the present invention is capable of reducing power consumption.

Description

초음파 리니어 모터{ULTRASONIC LINEAR MOTOR}Ultrasonic linear motor {ULTRASONIC LINEAR MOTOR}

실시예는 저전압 구동이 가능한 적층 구조를 갖는 초음파 리니어 모터에 관한 것이다.The embodiment relates to an ultrasonic linear motor having a stacked structure capable of low voltage driving.

초음파 모터는 기존에 폭넓게 활용되고 있는 전자 모터에 비해 상대적으로 낮은 속도에서 높은 토크를 발생시키기 때문에 감속 장치가 불필요하고, 단위 중량당 발생되는 기계적 출력이 높으며, 기동 및 정지 시 속용성을 갖고, 소형 및 경량화가 가능하고, 자계와 무관하기 때문에 전자 유도 등의 장애가 없고, 사용시 정속성을 보이는 등의 다양한 장점을 갖고 있어 현재 다양한 분야에서 활용되고 있다.Ultrasonic motors generate high torque at a relatively low speed compared to conventional electronic motors, so a reduction device is unnecessary, the mechanical output generated per unit weight is high, and has fast solubility during start and stop, and small size. It is currently being used in various fields because it has various advantages such as light weight, no magnetic induction, etc.

최근 모바일 기기의 카메라 줌 배율 경쟁이 가속화되면서 카메라에 적용하기 위한 회전형, 선형 등 다양한 컨셉의 초음파 모터에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.Recently, as competition for camera zoom magnification in mobile devices is accelerating, research on ultrasonic motors of various concepts such as rotational and linear for application to cameras is being actively conducted.

도 1a 내지 도 1b는 종래 기술에 따른 초음파 리니어 모터를 나타내는 도면이다.1A to 1B are diagrams illustrating an ultrasonic linear motor according to the prior art.

도 1a를 참조하면, 종래 기술에 따른 초음파 리니어 모터는 관성 방식의 초음파 모터로, 진동체(100)에 이동축(200)이 수직으로 부착되고 이동축(200)에 이동체(300)가 결합되고, 진동체(100)에 전압이 인가되면 변형되어, 이동체(300)가 이동축(200) 상에서 이동하게 된다.Referring to FIG. 1A , the ultrasonic linear motor according to the prior art is an inertial ultrasonic motor, in which a moving shaft 200 is vertically attached to a vibrating body 100 , and a moving body 300 is coupled to the moving shaft 200 , and , when a voltage is applied to the vibrating body 100 , it is deformed, and the movable body 300 moves on the moving shaft 200 .

진동체(100)는 탄성체(110)와 탄성체(110)의 양면에 부착된 압전 세라믹(120a, 120b)을 포함하고, 압전 세라믹(120a, 120b)의 양면에는 전극이 형성될 수 있다.The vibrating body 100 includes an elastic body 110 and piezoelectric ceramics 120a and 120b attached to both surfaces of the elastic body 110 , and electrodes may be formed on both surfaces of the piezoelectric ceramics 120a and 120b.

압전 세라믹(120a, 120b)의 양면에 형성된 전극에 전압이 인가되면, 압전 세라믹(120a, 120b)이 변형되면서 이동체(300)가 이동축(200) 상에서 이동하게 된다.When a voltage is applied to the electrodes formed on both surfaces of the piezoelectric ceramics 120a and 120b , the piezoelectric ceramics 120a and 120b are deformed and the movable body 300 moves on the moving shaft 200 .

도 1b를 참조하면, 종래 기술에 따른 초음파 리니어 모터는 마찰력 방식의 초음파 모터로, 평판형의 베이스부(11a')와 그 베이스부(11a') 일면에 돌출부(11b', 11c')가 형성된 탄성체(11'), 탄성체(11')의 베이스부(11a') 타면에 부착된 압전 소자(12a', 12b')를 포함하도록 구성된다.Referring to FIG. 1B, the ultrasonic linear motor according to the prior art is a frictional force type ultrasonic motor, in which a flat base part 11a' and protrusions 11b' and 11c' are formed on one surface of the base part 11a'. The elastic body 11' is configured to include piezoelectric elements 12a' and 12b' attached to the other surface of the base portion 11a' of the elastic body 11'.

압전 세라믹(12a', 12b')의 양면에 형성된 전극에 전압이 인가되면 압전 세라믹(12a', 12b')이 변형되면서 탄성체(11')의 돌출부(11b', 11c')가 타원 운동을 하여 구동력을 발생하게 되고, 발생된 구동력에 의해 이동체를 이동시키게 된다.When a voltage is applied to the electrodes formed on both sides of the piezoelectric ceramics 12a' and 12b', the piezoelectric ceramics 12a' and 12b' are deformed and the protrusions 11b' and 11c' of the elastic body 11' move in an elliptical motion. A driving force is generated, and the moving body is moved by the generated driving force.

이러한 종래의 초음파 리니어 모터는 모바일 기기와 같이 소형 기기에 적용되기 때문에 저전압 구동이 가능해야 하지만 여전히 소모 전력의 저감에 한계가 있다.Since the conventional ultrasonic linear motor is applied to a small device such as a mobile device, it should be possible to drive at a low voltage, but there is still a limit in reducing power consumption.

실시예는, 저전압 구동이 가능한 적층 구조를 갖는 초음파 리니어 모터를 제공할 수 있다.The embodiment may provide an ultrasonic linear motor having a stacked structure capable of low voltage driving.

실시예에 따른 초음파 리니어 모터는 탄성체와 상기 탄성체의 적어도 일면에 부착되는 압전 세라믹을 포함하는 진동체; 상기 진동체에 결합되고 상기 압전 세라믹의 변위에 따라 이동하는 이동축; 및 상기 이동축에 삽입 결합되는 이동체를 포함하고, 상기 압전 세라믹은 이격되어 교대로 적층되는 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 적층되는 층수는 13~60층의 범위 이내이고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 길이는 상기 압전 세라믹의 길이의 85%~95%의 범위 이내이고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 폭은 상기 압전 세라막의 폭의 90%~100%의 범위 이내이고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 서로 대칭되도록 형성될 수 있다.An ultrasonic linear motor according to an embodiment includes a vibrating body including an elastic body and a piezoelectric ceramic attached to at least one surface of the elastic body; a moving shaft coupled to the vibrating body and moving according to the displacement of the piezoelectric ceramic; and a movable body inserted and coupled to the moving shaft, wherein the piezoelectric ceramic includes first and second electrodes spaced apart and alternately stacked, and the number of layers in which the first electrode and the second electrode are stacked is 13~ within the range of 60 layers, the length of the first electrode and the second electrode is within the range of 85% to 95% of the length of the piezoelectric ceramic, and the width of the first electrode and the second electrode is within the range of the piezoelectric ceramic Within the range of 90% to 100% of the width of the film, the first electrode and the second electrode may be formed to be symmetrical to each other.

상기 압전 세라믹의 길이는 4mm~5mm이고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 길이는 3.4mm~4.75mm일 수 있다.A length of the piezoelectric ceramic may be 4 mm to 5 mm, and a length of the first electrode and the second electrode may be 3.4 mm to 4.75 mm.

상기 압전 세라믹의 폭은 2mm~3mm이고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 폭은 1.8mm~3.0mm일 수 있다.A width of the piezoelectric ceramic may be 2 mm to 3 mm, and a width of the first electrode and the second electrode may be 1.8 mm to 3.0 mm.

상기 제1 전극은 상기 압전 세라믹의 내부에 적층되는 제1 내부 전극과 상기 제1 내부 전극의 일단에 연결되고 상기 압전 세라믹의 상면과 일 측면에 노출되는 제1 외부 전극을 포함하고, 제1 외부 전극은 제11 영역과 제11 영역으로부터 절곡되어 형성된 제12 영역을 포함하고, 상기 제11 영역의 폭은 상기 제1 내부 전극의 폭보다 작게 형성되고, 상기 제12 영역의 폭은 상기 제1 내부 전극의 폭과 동일하게 형성될 수 있다.The first electrode includes a first internal electrode stacked inside the piezoelectric ceramic and a first external electrode connected to one end of the first internal electrode and exposed to an upper surface and one side surface of the piezoelectric ceramic, The electrode includes an eleventh region and a twelfth region bent from the eleventh region, the eleventh region having a width smaller than that of the first internal electrode, and the twelfth region having a width smaller than that of the first internal electrode It may be formed to be the same as the width of the electrode.

상기 제1 내부 전극의 재료는 Ag, Ag+Pd, Cu 중 어느 하나이고, 상기 제1 외부 전극의 재료는 Ag, Ag+Pd, Ag+Ni 중 어느 하나일 수 있다.The material of the first internal electrode may be any one of Ag, Ag+Pd, and Cu, and the material of the first external electrode may be any one of Ag, Ag+Pd, and Ag+Ni.

상기 제2 전극은 상기 압전 세라믹의 내부에 적층되는 제2 내부 전극과 상기 제2 내부 전극의 일단에 연결되고 상기 압전 세라믹의 하면과 타 측면에 노출되는 제2 외부 전극을 포함하고, 제2 외부 전극은 제21 영역과 제21 영역으로부터 절곡되어 형성된 제22 영역을 포함하고, 상기 제21 영역의 폭은 상기 제2 내부 전극의 폭보다 작게 형성되고, 상기 제22 영역의 폭은 상기 제2 내부 전극의 폭과 동일하게 형성될 수 있다.The second electrode includes a second internal electrode stacked inside the piezoelectric ceramic and a second external electrode connected to one end of the second internal electrode and exposed to the lower surface and the other side of the piezoelectric ceramic, The electrode includes a twenty-first region and a twenty-second region bent from the twenty-first region, a width of the twenty-first region is formed to be smaller than a width of the second internal electrode, and a width of the twenty-second region is equal to that of the second inner electrode. It may be formed to be the same as the width of the electrode.

상기 제2 내부 전극의 재료는 Ag, Ag+Pd, Cu 중 어느 하나이고, 상기 제2 외부 전극의 재료는 Ag, Ag+Pd, Ag+Ni 중 어느 하나일 수 있다.The material of the second internal electrode may be any one of Ag, Ag+Pd, and Cu, and the material of the second external electrode may be any one of Ag, Ag+Pd, and Ag+Ni.

상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 두께는 2.5㎛ 이하일 수 있다.A thickness of the first electrode and the second electrode may be 2.5 μm or less.

상기 탄성체와 상기 압전 세라믹은 접착 부재에 의해 접착 결합되고, 상기 접착 부재는 80~150℃에서 경화되고, 두께는 1~15㎛의 범위 이내로 형성될 수 있다.The elastic body and the piezoelectric ceramic may be adhesively bonded by an adhesive member, the adhesive member may be cured at 80 to 150° C., and a thickness may be formed within a range of 1 to 15 μm.

상기 탄성체와 상기 압전 세라믹에 각각 전기적인 신호를 인가하는 접속 부재를 더 포함하고, 상기 탄성체와 상기 접속 부재, 상기 압전 세라믹과 상기 접속 부재는 각각 접착 부재에 의해 접착 결합되고, 상기 접착 부재는 80~150℃에서 경화되고, 두께는 1~15㎛의 범위 이내로 형성될 수 있다.and a connecting member for applying an electrical signal to the elastic body and the piezoelectric ceramic, respectively, wherein the elastic body and the connecting member, the piezoelectric ceramic and the connecting member are adhesively bonded to each other by an adhesive member, and the adhesive member is 80 Cured at ~150 ℃, the thickness may be formed within the range of 1 ~ 15㎛.

실시예에 따르면, 진동체를 구성하는 압전 세라믹에 미리 정해진 개수의 전극이 적층되어 형성되되, 전극의 길이, 폭, 면적을 포함하는 설계 파라미터가 압전 세라믹의 크기 대비 일정 비로 설정되도록 함으로써, 저전압 구동이 가능하여 소모 전력을 절감할 수 있다.According to the embodiment, a predetermined number of electrodes are stacked on the piezoelectric ceramic constituting the vibrating body, and the design parameters including the length, width, and area of the electrodes are set at a constant ratio compared to the size of the piezoelectric ceramic, thereby driving low voltage This makes it possible to reduce power consumption.

실시예에 따르면, 저전압 구동이 가능하기 때문에 소형 기기에 적용할 수 있다.According to the embodiment, since low voltage driving is possible, it can be applied to a small device.

실시예에 따르면, 미리 정해진 환경하에서 접착 부재를 이용하여 진동체를 구성하는 탄성체에 압전 세라믹을 접착 결합하고, 압전 세라믹에 FPCB를 접착 결합하도록 함으로써, 결합력을 높여 모터의 특성값이 저하되는 것을 방지할 수 있다.According to the embodiment, by adhesively bonding the piezoelectric ceramic to the elastic body constituting the vibrating body using an adhesive member under a predetermined environment and adhesively bonding the FPCB to the piezoelectric ceramic, the coupling force is increased to prevent deterioration of the characteristic value of the motor can do.

도 1a 내지 도 1b는 종래 기술에 따른 초음파 리니어 모터를 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 리니어 모터를 나타내는 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 저전압 구동 컨셉을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 2a에 도시된 압전 세라믹의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 리니어 모터를 나타내는 도면이다.1A to 1B are diagrams illustrating an ultrasonic linear motor according to the prior art.
2A to 2B are diagrams illustrating an ultrasonic linear motor according to a first embodiment of the present invention.
3A to 3B are diagrams for explaining a low voltage driving concept according to an embodiment of the present invention.
4A to 4D are views showing the structure of the piezoelectric ceramic shown in FIG. 2A.
5A to 5B are views illustrating an ultrasonic linear motor according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical spirit of the present invention is not limited to some embodiments described, but may be implemented in various different forms, and within the scope of the technical spirit of the present invention, one or more of the components may be selected among the embodiments. It can be combined and substituted for use.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention may be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, unless specifically defined and described explicitly. It may be interpreted as a meaning, and generally used terms such as terms defined in advance may be interpreted in consideration of the contextual meaning of the related art.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when it is described as “at least one (or more than one) of A and (and) B, C”, it is combined with A, B, and C It may include one or more of all possible combinations.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only used to distinguish the component from other components, and are not limited to the essence, order, or order of the component by the term.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.And, when it is described that a component is 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also with the component It may also include a case of 'connected', 'coupled' or 'connected' due to another element between the other elements.

또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when it is described as being formed or disposed on “above (above) or under (below)” of each component, the top (above) or bottom (below) is one as well as when two components are in direct contact with each other. Also includes a case in which another component as described above is formed or disposed between two components. In addition, when expressed as “upper (upper) or lower (lower)”, the meaning of not only an upward direction but also a downward direction based on one component may be included.

실시예에서는, 진동체를 구성하는 압전 세라믹에 미리 정해진 개수의 전극이 적층되어 형성되되, 전극의 길이, 폭, 면적을 포함하는 설계 파라미터가 압전 세라믹의 크기 대비 일정 비로 설정되도록 한, 새로운 구조의 초음파 리니어 모터를 제안한다.In the embodiment, a predetermined number of electrodes are stacked on the piezoelectric ceramic constituting the vibrating body and are formed, and the design parameters including the length, width, and area of the electrodes are set at a constant ratio compared to the size of the piezoelectric ceramic. We propose an ultrasonic linear motor.

실시예에서는, 미리 정해진 환경하에서 접착 부재를 이용하여 진동체를 구성하는 탄성체에 압전 세라믹을 접착 결합하고, 압전 세라믹에 FPCB를 접착 결합하도록 한다.In the embodiment, the piezoelectric ceramic is adhesively bonded to the elastic body constituting the vibrating body using an adhesive member under a predetermined environment, and the FPCB is adhesively bonded to the piezoelectric ceramic.

도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 리니어 모터를 나타내는 도면이다.2A to 2B are diagrams illustrating an ultrasonic linear motor according to a first embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2b를 참조하면, 제1 실시예에 따른 초음파 리니어 모터는 관성 방식의 초음파 모터로, 탄성체(110)와 압전 세라믹(120)으로 구성된 진동체(100)의 정중앙에 이동축(200)이 결합된 구조로 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 2A to 2B , the ultrasonic linear motor according to the first embodiment is an inertial ultrasonic motor, and the moving shaft 200 is located in the center of the vibrating body 100 composed of the elastic body 110 and the piezoelectric ceramic 120 . ) may be formed in a combined structure.

탄성체(110)의 양면에는 압전 세라믹(120)이 부착될 수 있다. 탄성체(110)의 양면에 압전 세라믹이 부착되는 경우에 한정되지 않고 탄성체(110)의 일면에 압전 세라믹이 부착될 수 있다.A piezoelectric ceramic 120 may be attached to both surfaces of the elastic body 110 . It is not limited to a case in which the piezoelectric ceramic is attached to both surfaces of the elastic body 110 , and the piezoelectric ceramic may be attached to one surface of the elastic body 110 .

압전 세라믹(120)은 탄성체(110)의 일면에 부착되는 제1 압전 세라믹(120a)과 탄성체(110)의 타면에 부착되는 제2 압전 세라믹(120b)을 포함할 수 있다.The piezoelectric ceramic 120 may include a first piezoelectric ceramic 120a attached to one surface of the elastic body 110 and a second piezoelectric ceramic 120b attached to the other surface of the elastic body 110 .

탄성체(110)와 압전 세라믹(120)은 접착 부재(140)에 의해 접착 결합될 수 있다. 여기서 접착 부재(140)는 예컨대, 전도성 에폭시(conductive epoxy)를 포함할 수 있다.The elastic body 110 and the piezoelectric ceramic 120 may be adhesively coupled by the adhesive member 140 . Here, the adhesive member 140 may include, for example, conductive epoxy.

압전 세라믹(120)과 탄성체(110)의 결합력은 초음파 모터의 특성을 좌우하는 아주 중요한 요소이다. 결합력이 약하거나 접착제가 소프트한 경우 압전 세라믹의 진동 특성이 금속판(탄성체)에 잘 전달되지 않아 모터의 손실이 커지고 특성값이 줄어드는 현상이 발생한다.The bonding force between the piezoelectric ceramic 120 and the elastic body 110 is a very important factor influencing the characteristics of the ultrasonic motor. If the bonding force is weak or the adhesive is soft, the vibration characteristics of the piezoelectric ceramic are not transmitted well to the metal plate (elastic body), so the loss of the motor increases and the characteristic value decreases.

확실한 접착을 위해, cm²당 50N 이상의 일정한 압력을 가한 상태에서 경화시키되, 경화 온도는 접착성과 압전 세라믹의 디 폴링(de-poling) 영향을 줄이기 위해 80℃~150℃에서 경화시킨다. 여기서, 접착 부재(140)의 두께는 1㎛ ~ 15㎛의 범위 이내일 수 있다.For reliable adhesion, ^{it is cured under a constant pressure of 50 N or more per cm 2} , but the curing temperature is 80° C. to 150° C. to reduce adhesion and de-poling effects of piezoelectric ceramics. Here, the thickness of the adhesive member 140 may be within a range of 1 μm to 15 μm.

접속 부재는 진동체(100)를 이루는 탄성체(110)와 제1 압전 소자(120a), 제2 압전소자(120b)에 전기적인 신호를 인가할 수 있다. 접속 부재는 제1 접속 부재(11), 제2 접속 부재(12a), 제3 접속 부재(12b)를 포함할 수 있다.The connection member may apply an electrical signal to the elastic body 110, the first piezoelectric element 120a, and the second piezoelectric element 120b constituting the vibrating body 100 . The connection member may include a first connection member 11 , a second connection member 12a , and a third connection member 12b .

제1 접속 부재(11)는 전도성의 탄성체(110)에 배치되고, 제2 접속 부재(12a)는 제1 압전 소자(120a)의 상부에 배치되어 제1 압전 소자(120a)에 형성된 전극에 접속되고, 제3 접속 부재(12b)는 제2 압전 소자(120b)의 하부에 배치되어 제2 압전 소자(120b)에 형성된 전극에 접속될 수 있다.The first connection member 11 is disposed on the conductive elastic body 110 , and the second connection member 12a is disposed on the first piezoelectric element 120a and is connected to an electrode formed on the first piezoelectric element 120a . and the third connection member 12b may be disposed under the second piezoelectric element 120b to be connected to an electrode formed in the second piezoelectric element 120b.

제1 접속 부재(11), 제2 접속 부재(12a), 제3 접속 부재(12b)는 접착 부재(150)에 의해 접착 결합될 수 있다. 여기서, 접착 부재는 전도성 에폭시를 포함할 수 있다.The first connecting member 11 , the second connecting member 12a , and the third connecting member 12b may be adhesively coupled by the adhesive member 150 . Here, the adhesive member may include a conductive epoxy.

이러한 접속 부재로는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)이 사용될 수 있다.As such a connection member, a flexible printed circuit board (FPCB) may be used.

압전 세라믹(120)과 접속 부재 간의 접착력은 전압 구동에 용이하도록 최대한 얇은 두께로 접착력을 가져야 한다. 여기서, 접착 부재(150)의 두께는 1㎛ ~ 15㎛의 범위 이내일 수 있다.The adhesive force between the piezoelectric ceramic 120 and the connection member should be as thin as possible to facilitate voltage driving. Here, the thickness of the adhesive member 150 may be within a range of 1 μm to 15 μm.

또한 압전 세라믹(120)과 탄성체(110)의 접착 면적은 압전 세라믹(120)의 면적보다 넓고, 압전 세라믹과 FPCB의 접착 면적은 FPCB의 면적보다 넓게 형성될 수 있다.Also, the bonding area between the piezoelectric ceramic 120 and the elastic body 110 may be larger than that of the piezoelectric ceramic 120 , and the bonding area between the piezoelectric ceramic and the FPCB may be larger than that of the FPCB.

압전 세라믹(120)에는 제1 전극과 제2 전극이 교대로 적층되어 형성될 수 있다. 제1 전극과 제2 전극은 서로 대칭되도록 형성될 수 있다.The piezoelectric ceramic 120 may be formed by alternately stacking first and second electrodes. The first electrode and the second electrode may be formed to be symmetrical to each other.

이동축(200)은 진동체(100)의 정중앙에 접착 레진(10)에 의해 접착 결합될 수 있다. 이동축(200)의 길이는 탄성체(110)의 직경의 2.5배 ~ 3.5배로 설계될 수 있다.The moving shaft 200 may be adhesively bonded to the center of the vibrating body 100 by an adhesive resin 10 . The length of the moving shaft 200 may be designed to be 2.5 to 3.5 times the diameter of the elastic body 110 .

이동체(300)는 이동축(200)에 마찰 삽입되고 이동축(200)의 선형 운동에 따라 발생하는 마찰력에 의해 이동축(200) 상에서 이동 즉, 전진 또는 후진할 수 있다. 이때, 이동체(300)와 이동축(200)을 연결해주는 기계적 결합체가 존재할 수 있는데, 기계적 결합체는 이동체가 이동축에 물리적인 압력을 유지하도록 할 수 있다.The movable body 300 is frictionally inserted into the movable shaft 200 and may move, ie, move forward or backward, on the movable shaft 200 by frictional force generated according to the linear motion of the movable shaft 200 . At this time, there may be a mechanical coupling body that connects the movable body 300 and the movable shaft 200 , and the mechanical coupling body may allow the movable body to maintain a physical pressure on the movable shaft.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 저전압 구동 컨셉을 설명하기 위한 도면이다.3A to 3B are diagrams for explaining a low voltage driving concept according to an embodiment of the present invention.

도 3a를 참조하면, 압전 세라믹(120)의 양면에는 제1 전극과 제2 전극이 형성되고, 형성된 제1 전극과 제2 전극에 구동 전압(Vin)을 인가되면 압전 세라믹(120)이 변형될 수 있다.Referring to FIG. 3A , first and second electrodes are formed on both surfaces of the piezoelectric ceramic 120 , and when a driving voltage Vin is applied to the formed first and second electrodes, the piezoelectric ceramic 120 is deformed. can

도 3b를 참조하면, 압전 세라믹(120)에는 제1 전극과 제2 전극이 적층되어 형성되고, 형성된 제1 전극과 제2 전극에 구동 전압(Vin/적층수)이 인가되면 압전 세라믹(120)이 변형될 수 있다.Referring to FIG. 3B , a first electrode and a second electrode are stacked on the piezoelectric ceramic 120 , and when a driving voltage (Vin/number of layers) is applied to the formed first electrode and the second electrode, the piezoelectric ceramic 120 is formed. This can be transformed.

즉, 적층수가 많아질수록 구동 전압은 낮아지기 때문에 도 3b의 구조가 효율적이다. 인가된 구동 전압에 따른 소모 전력(P)은 다음의 수학식 1과 같이 정의된다.That is, as the number of stacks increases, the driving voltage decreases, so the structure of FIG. 3B is efficient. The power consumption P according to the applied driving voltage is defined by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

P

2π × f × C × V² P

2π × f × C × V ²

여기서, f는 구동 주파수이고, C는 정전용량이고, V는 구동 전압을 나타낸다.Here, f is the driving frequency, C is the capacitance, and V is the driving voltage.

상기 수학식 1을 살펴보면, 동일 두께 기준으로 구동 전압은 나눠진 적층수에 비례하여 감소하고, 적층 구조 상 정전용량은 층수만큼 증가하기 때문에 총 소모 전력은 구동 전압에 비례하여 감소함을 알 수 있다.Referring to Equation 1 above, it can be seen that, based on the same thickness, the driving voltage decreases in proportion to the divided number of layers, and since the capacitance increases by the number of layers in the layered structure, it can be seen that the total power consumption decreases in proportion to the driving voltage.

본 발명에서는 이러한 원리를 이용하여 압전 세라믹에 제1 전극과 제2 전극을 적층 설계하되, 저잔압 구동을 위한 최적의 설계 파라미터를 이용하여 설계하고자 한다.In the present invention, the first electrode and the second electrode are laminated and designed on the piezoelectric ceramic using this principle, but the design is made using the optimal design parameters for low residual pressure driving.

도 4a 내지 도 4d는 도 2a에 도시된 압전 세라믹의 구조를 나타내는 도면이다.4A to 4D are views showing the structure of the piezoelectric ceramic shown in FIG. 2A.

도 4a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압전 세라믹(120)은 직육면체 형태로 형성되고, 미리 정해진 길이, 폭, 두께로 설정될 수 있다.Referring to FIG. 4A , the piezoelectric ceramic 120 according to the embodiment of the present invention may be formed in a rectangular parallelepiped shape and set to a predetermined length, width, and thickness.

압전 세라믹(120)의 길이는 4~5mm이고, 폭은 2~3mm이고, 두께는 0.4mm로 설정될 수 있다. 또한 압전 세라믹(120)의 면적은 길이와 폭의 크기에 따라 8~15mm²로 설정될 수 있다.The piezoelectric ceramic 120 may have a length of 4 to 5 mm, a width of 2 to 3 mm, and a thickness of 0.4 mm. In addition, the area of the piezoelectric ceramic 120 may be set to ^{8 to 15 mm 2 according to the size of the length and width.}

도 4b를 참조하면, 상기 도 4a에 도시된 압전 세라믹(120)을 C의 위치에서 바라본 측면도로, 제1 전극(121)과 제2 전극(122)이 이격되어 교대로 적층되어 형성되고, 제1 전극(121)은 외부로 노출되지 않은 제1 내부 전극(121a)과 외부로 노출된 제1 외부 전극(121b)을 포함하고, 제2 전극(122)은 외부로 노출되지 않은 제2 내부 전극(122a)과 외부로 노출된 제2 외부 전극(122b)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4B, a side view of the piezoelectric ceramic 120 shown in FIG. 4A as viewed from the position C, in which the first electrode 121 and the second electrode 122 are spaced apart and are alternately stacked and formed, The first electrode 121 includes a first internal electrode 121a that is not exposed to the outside and a first external electrode 121b that is exposed to the outside, and the second electrode 122 is a second internal electrode that is not exposed to the outside. It may include a 122a and a second external electrode 122b exposed to the outside.

제1 내부 전극(121a)은 판 형상이고, 제1 외부 전극(121b)은 제1 내부 전극(121a)에 연결될 수 있다. 제1 외부 전극(121b)은 제11 영역(A1)과 제12 영역(B1)을 포함하고, 제11 영역(A1)은 압전 세라믹(120)의 일 측면에 배치되어 다수의 제1 내부 전극(121a)의 일단부가 연결되고, 제12 영역(B1)은 제11 영역으로부터 절곡되어 연장되고, 압전 세라믹(120)의 상면에 배치될 수 있다.The first internal electrode 121a may have a plate shape, and the first external electrode 121b may be connected to the first internal electrode 121a. The first external electrode 121b includes an eleventh region A1 and a twelfth region B1, and the eleventh region A1 is disposed on one side of the piezoelectric ceramic 120 and includes a plurality of first internal electrodes ( One end of the 121a is connected, and the twelfth region B1 is bent and extended from the eleventh region, and may be disposed on the top surface of the piezoelectric ceramic 120 .

이때, 제1 내부 전극(121a)의 길이 방향으로 타단부는 압전 세라믹(120)의 타 측면으로부터 소정 거리만큼 이격되어 형성될 수 있다. 여기서 소정 거리는 0.2mm일 수 있다.In this case, the other end of the first internal electrode 121a in the longitudinal direction may be formed to be spaced apart from the other side of the piezoelectric ceramic 120 by a predetermined distance. Here, the predetermined distance may be 0.2 mm.

제2 내부 전극(122a)은 판 형상이고, 제2 외부 전극(122b)은 제2 내부 전극(122a)에 연결될 수 있다. 제2 외부 전극(122b)은 제21 영역(A2)과 제22 영역(B2)을 포함하고, 제21 영역(A2)은 압전 세라믹(120)의 타 측면에 배치되어 다수의 제2 내부 전극(122a)의 일단부가 연결되고, 제22 영역(B2)은 제21 영역으로부터 절곡되어 연장되고, 압전 세라믹(120)의 하면에 배치될 수 있다.The second internal electrode 122a may have a plate shape, and the second external electrode 122b may be connected to the second internal electrode 122a. The second external electrode 122b includes a twenty-first region A2 and a twenty-second region B2, and the twenty-first region A2 is disposed on the other side of the piezoelectric ceramic 120 and includes a plurality of second internal electrodes ( One end of the 122a is connected, and the 22nd region B2 is bent and extended from the 21st region, and may be disposed on the lower surface of the piezoelectric ceramic 120 .

이때, 제2 내부 전극(122a)의 길이 방향으로 타단부는 압전 세라믹(120)의 일 측면으로부터 소정 거리만큼 이격되어 형성될 수 있다. 여기서 소정 거리는 0.2mm일 수 있다.In this case, the other end of the second internal electrode 122a in the longitudinal direction may be formed to be spaced apart from one side of the piezoelectric ceramic 120 by a predetermined distance. Here, the predetermined distance may be 0.2 mm.

이처럼 제1 외부 전극(121b)은 압전 세라믹(120)의 상면과 일 측면에 형성될 수 있고, 제2 외부 전극(122b)은 압전 세라믹(120)의 하면과 타 측면에 형성될 수 있다. 즉, 제1 외부 전극(121b)과 제2 외부 전극(122b)은 압전 세라믹(120)의 서로 다른 면에 형성되되, 서로 대칭되게 형성될 수 있다. 따라서, 제1 외부 전극(121b)과 제2 외부 전극(122b)은 서로 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.As such, the first external electrode 121b may be formed on the upper surface and one side surface of the piezoelectric ceramic 120 , and the second external electrode 122b may be formed on the lower surface and the other side surface of the piezoelectric ceramic 120 . That is, the first external electrode 121b and the second external electrode 122b are formed on different surfaces of the piezoelectric ceramic 120 , and may be formed symmetrically to each other. Accordingly, the first external electrode 121b and the second external electrode 122b may not be electrically connected to each other.

제1 전극(121)과 제2 전극(122)은 미리 정해진 재료가 소결되거나 증착되어 형성될 수 있다. 여기서, 제1 내부 전극(121a)과 제2 내부 전극(122a)의 재료는 Ag(소결), Ag+Pd(소결), Cu(소결)를 포함하고, 제1 외부 전극(121b)와 제2 외부 전극(122b)의 재료는 Ag(소결), Ag+Pd(소결), Ag+Ni(증착)를 포함할 수 있다. 즉, 내부 전극과 외부 전극은 동일한 재료로 형성되거나 서로 다른 재료로 형성될 수 있다.The first electrode 121 and the second electrode 122 may be formed by sintering or depositing a predetermined material. Here, the material of the first internal electrode 121a and the second internal electrode 122a includes Ag (sintered), Ag+Pd (sintered), and Cu (sintered), and the first external electrode 121b and the second The material of the external electrode 122b may include Ag (sintered), Ag+Pd (sintered), or Ag+Ni (deposition). That is, the inner electrode and the outer electrode may be formed of the same material or may be formed of different materials.

제1 전극(121)과 제2 전극(122)의 두께는 서로 동일하게 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 전극(121)과 제2 전극(122)의 두께는 2.5㎛ 이하로 동일하게 형성될 수 있다.The first electrode 121 and the second electrode 122 may have the same thickness as each other. For example, the first electrode 121 and the second electrode 122 may have the same thickness of 2.5 μm or less.

제1 전극(121)과 제2 전극(122)의 길이는 압전 세라믹(120)의 길이의 85% ~ 95% 이내일 수 있는데, 예컨대, 압전 세라믹(120)의 길이가 4~5mm인 경우 제1 전극(121)과 제2 전극(122)의 길이는 3.4~4.75mm일 수 있다.The length of the first electrode 121 and the second electrode 122 may be within 85% to 95% of the length of the piezoelectric ceramic 120, for example, when the length of the piezoelectric ceramic 120 is 4 to 5 mm, the The length of the first electrode 121 and the second electrode 122 may be 3.4 to 4.75 mm.

제1 전극(121)과 제2 전극(122)의 폭은 압전 세라믹(120)의 폭의 90% ~ 100% 이내일 수 있는데, 예컨대, 압전 세라믹(120)의 길이가 2~3mm인 경우 제1 전극(121)과 제2 전극(122)의 길이는 1.8~3mm일 수 있다.The width of the first electrode 121 and the second electrode 122 may be within 90% to 100% of the width of the piezoelectric ceramic 120, for example, when the length of the piezoelectric ceramic 120 is 2 to 3 mm. The length of the first electrode 121 and the second electrode 122 may be 1.8 to 3 mm.

제1 전극(121)과 제2 전극(122)의 면적은 압전 세라믹(120)의 면적의 76.5% ~ 95% 이내일 수 있는데, 예컨대, 압전 세라믹(120)의 면적이 8~15mm²인 경우 제1 전극(121)과 제2 전극(122)의 면적은 6.12~14.25mm²일 수 있다.The area of the first electrode 121 and the second electrode 122 may be within 76.5% to 95% of the area of the piezoelectric ceramic 120 , for example, when the area of the piezoelectric ceramic 120 is 8 to 15 mm ² . An area of the first electrode 121 and the second electrode 122 may be ^{6.12 to 14.25 mm 2 .}

도 4c를 참조하면, 상기 도 4a에 도시된 압전 세라믹(120)을 B의 위치에서 바라본 측면도로, 제1 내부 전극(121a)과 제1 외부 전극(121b)을 보여주고 있다.Referring to FIG. 4C , a side view of the piezoelectric ceramic 120 shown in FIG. 4A as viewed from a position B, showing a first internal electrode 121a and a first external electrode 121b.

제1 내부 전극(121a)의 폭 방향으로 양쪽 단부가 압전 세라믹(120)의 양쪽 측면과 소정 거리만큼 이격되어 형성될 수 있고, 여기서, 소정 거리는 0.1mm일 수 있다.Both ends of the first internal electrode 121a in the width direction may be formed to be spaced apart from both sides of the piezoelectric ceramic 120 by a predetermined distance, where the predetermined distance may be 0.1 mm.

제1 외부 전극(121b)의 제12 영역(B1)의 크기는 제1 내부 전극(121a)의 크기와 동일하게 형성되고, 제11 영역(A1)의 폭은 제1 내부 전극(121a)의 폭보다 작게 형성될 수 있다.The size of the twelfth region B1 of the first external electrode 121b is the same as the size of the first internal electrode 121a, and the width of the eleventh region A1 is the width of the first internal electrode 121a. It can be formed smaller.

예컨대, 제1 외부 전극(121b)의 제11 영역(A1)의 폭은 제1 내부 전극(121a)의 폭보다 0.4mm 작게 형성되고, 압전 세라믹(120)의 폭보다 0.6mm 작게 형성될 수 있다. 따라서, 제1 외부 전극(121b)의 제11 영역(A1)의 폭은 1.4mm로 형성될 수 있다.For example, the width of the eleventh region A1 of the first external electrode 121b may be 0.4 mm smaller than the width of the first internal electrode 121a and 0.6 mm smaller than the width of the piezoelectric ceramic 120 . . Accordingly, the width of the eleventh area A1 of the first external electrode 121b may be 1.4 mm.

본 발명의 실시예에 따른 압전 세라믹에 적층된 전극의 층수는 13층 ~ 60 층의 범위로 형성될 수 있고, 최적의 저전력 구동이 가능한 층수는 26층이 바람직하다.The number of layers of the electrode laminated on the piezoelectric ceramic according to the embodiment of the present invention may be formed in a range of 13 to 60 layers, and the number of layers capable of optimal low-power driving is preferably 26 layers.

이때, 26층으로 형성되는 경우 각 층의 두께는 대략 15㎛로 형성될 수 있고, 제1 전극(121) 또는 제2 전극(122)과 각 전극을 둘러싸는 압전 물질을 포함할 수 있다.In this case, when formed of 26 layers, each layer may have a thickness of approximately 15 μm, and may include the first electrode 121 or the second electrode 122 and a piezoelectric material surrounding each electrode.

도 4d를 참조하면, 상기 도 4a에 도시된 압전 세라믹(120)을 A의 위치에서 바라본 측면도로, 제2 내부 전극(122a)과 제2 외부 전극(122b)을 보여주고 있다.Referring to FIG. 4D , a side view of the piezoelectric ceramic 120 shown in FIG. 4A as viewed from a position A, showing a second internal electrode 122a and a second external electrode 122b.

제2 내부 전극(122a)의 폭 방향으로 양쪽 단부가 압전 세라믹(120)의 양쪽 측면과 소정 거리만큼 이격되어 형성될 수 있고, 여기서, 소정 거리는 0.1mm일 수 있다.Both ends of the second internal electrode 122a in the width direction may be formed to be spaced apart from both sides of the piezoelectric ceramic 120 by a predetermined distance, where the predetermined distance may be 0.1 mm.

제2 외부 전극(122b)의 제22 영역(B2)의 크기는 제2 내부 전극(122a)의 크기와 동일하게 형성되고, 제21 영역(A2)의 폭은 제2 내부 전극(122a)의 폭보다 작게 형성될 수 있다.The size of the 22nd region B2 of the second external electrode 122b is the same as the size of the second internal electrode 122a, and the width of the 21st region A2 is the width of the second internal electrode 122a. It can be formed smaller.

예컨대, 제2 외부 전극(122b)의 제21 영역(A2)의 폭은 제2 내부 전극(122a)의 폭보다 0.4mm 작게 형성되고, 압전 세라믹(120)의 폭보다 0.6mm 작게 형성될 수 있다. 따라서, 제2 외부 전극(122b)의 제21 영역(A2)의 폭은 1.4mm로 형성될 수 있다.For example, the width of the twenty-first region A2 of the second external electrode 122b may be 0.4 mm smaller than the width of the second internal electrode 122a and 0.6 mm smaller than the width of the piezoelectric ceramic 120 . . Accordingly, the width of the twenty-first region A2 of the second external electrode 122b may be 1.4 mm.

도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 리니어 모터를 나타내는 도면이다.5A to 5B are views illustrating an ultrasonic linear motor according to a second embodiment of the present invention.

도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 제2 실시예에 따른 초음파 리니어 모터는 마찰력 방식의 초음파 모터로, 하나의 고정부와 두 개의 변형부를 갖는 탄성체(110-1)와 탄성체(110-1)에 배치된 두 개의 압전 세라믹(120-1)으로 이루어진 진동체(100-1), 이동축(200-1), 이동체(300-1)를 포함할 수 있다.5A to 5B , the ultrasonic linear motor according to the second embodiment is a frictional force type ultrasonic motor, and includes an elastic body 110-1 and an elastic body 110-1 having one fixed part and two deformable parts. It may include a vibrating body 100-1 made of two arranged piezoelectric ceramics 120-1, a moving shaft 200-1, and a moving body 300-1.

탄성체(110-1)는 중앙이 하우징에 고정되고 양쪽 단부가 이동축에 접촉될 수 있다. 탄성체(110-1)는 하우징에 고정된 중앙을 기준으로 2개의 캔틸레버로 형성될 수 있다.The elastic body 110-1 may have a center fixed to the housing and both ends in contact with the moving shaft. The elastic body 110 - 1 may be formed of two cantilevers with respect to the center fixed to the housing.

이러한 탄성체(110-1)의 재질로는 알루미늄(Al), 황동(Brass), 스테인레스(Stainless)가 사용될 수 있다. 여기서 스테인레스는 SS(Stainless Steel), STS(Steel Type Stainless), SUS(Stainless Use Steel)를 포괄하는 개념일 수 있다.As a material of the elastic body 110-1, aluminum (Al), brass, or stainless steel may be used. Here, stainless steel may be a concept encompassing stainless steel (SS), steel type stainless (STS), and stainless use steel (SUS).

압전 소자(120-1)는 탄성체(110-1)의 하우징에 고정된 중앙을 기준으로 양쪽에 배치되는데, 양쪽 각각에 배치되는 제1 압전 세라믹(120a-1)과 제2 압전 세라믹(120b-1)을 포함할 수 있다. 제1 압전 세라믹(120a-1)과 제2 압전 세라믹(120b-1)에는 위상이 다른 전압을 인가할 수 있다. 압전 세라믹(120-1)은 탄성체(110-1)와 접착 부재에 의해 접착 결합될 수 있다. 여기서 접착 부재는 전도성 에폭시일 수 있다.The piezoelectric element 120-1 is disposed on both sides with respect to the center fixed to the housing of the elastic body 110-1, the first piezoelectric ceramic 120a-1 and the second piezoelectric ceramic 120b- disposed on both sides, respectively. 1) may be included. Voltages having different phases may be applied to the first piezoelectric ceramic 120a - 1 and the second piezoelectric ceramic 120b - 1 . The piezoelectric ceramic 120 - 1 may be adhesively bonded to the elastic body 110 - 1 by an adhesive member. Here, the adhesive member may be a conductive epoxy.

압전 세라믹(120-1)과 탄성체(110-1)의 결합력은 초음파 모터의 특성을 좌우하는 아주 중요한 요소이다. 결합력이 약하거나 접착제가 소프트한 경우 압전 세라믹의 진동 특성이 금속판(탄성체)에 잘 전달되지 않아 모터의 손실이 커지고 특성값이 줄어드는 현상이 발생한다.The bonding force between the piezoelectric ceramic 120-1 and the elastic body 110-1 is a very important factor influencing the characteristics of the ultrasonic motor. If the bonding force is weak or the adhesive is soft, the vibration characteristics of the piezoelectric ceramic are not transmitted well to the metal plate (elastic body), so the loss of the motor increases and the characteristic value decreases.

확실한 접착을 위해, cm²당 50N 이상의 일정한 압력을 가한 상태에서 경화시키되, 경화 온도는 접착성과 압전 세라믹의 디 폴링(de-poling) 영향을 줄이기 위해 80℃~150℃에서 경화시킨다. 여기서, 접착 부재(140-1)의 두께는 1㎛ ~ 15㎛의 범위 이내일 수 있다.For reliable adhesion, ^{it is cured under a constant pressure of 50 N or more per cm 2} , but the curing temperature is 80° C. to 150° C. to reduce adhesion and de-poling effects of piezoelectric ceramics. Here, the thickness of the adhesive member 140 - 1 may be within a range of 1 μm to 15 μm.

압전 세라믹(120-1)과 접속 부재(12-1) 간의 접착력은 전압 구동에 용이하도록 최대한 얇은 두께로 접착력을 가져야 한다. 여기서, 접착 부재(150-1)의 두께는 1㎛ ~ 15㎛의 범위 이내일 수 있다.The adhesive force between the piezoelectric ceramic 120 - 1 and the connection member 12 - 1 should have an adhesive force as thin as possible to facilitate voltage driving. Here, the thickness of the adhesive member 150 - 1 may be within a range of 1 μm to 15 μm.

또한 압전 세라믹(120-1)과 탄성체(110-1)의 접착 면적은 압전 세라믹(120-1)의 면적보다 넓고, 압전 세라믹과 FPCB의 접착 면적은 FPCB의 면적보다 넓게 형성될 수 있다.Also, the bonding area between the piezoelectric ceramic 120-1 and the elastic body 110-1 may be larger than that of the piezoelectric ceramic 120-1, and the bonding area between the piezoelectric ceramic and the FPCB may be larger than that of the FPCB.

압전 세라믹(120-1)에는 제1 전극과 제2 전극이 교대로 적층되어 형성될 수 있다. 압전 세라믹(120-1)의 구체적인 구성은 제1 실시예와 동일하여 설명은 생략한다.The piezoelectric ceramic 120 - 1 may be formed by alternately stacking first and second electrodes. A detailed configuration of the piezoelectric ceramic 120 - 1 is the same as that of the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

이동축(200-1)은 탄성체의 양단에 접촉되어, 탄성체(110)의 변형에 따라 이동할 수 있다.The moving shaft 200 - 1 is in contact with both ends of the elastic body, and can move according to the deformation of the elastic body 110 .

이동체(300-1)는 이동축(200-1)에 삽입 결합되고 이동축(200-1)과 함께 이동할 수 있다.The movable body 300 - 1 is insertedly coupled to the movable shaft 200 - 1 and can move together with the movable shaft 200 - 1 .

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it can be done.

100: 진동체
110: 탄성체
120: 압전 세라믹
200: 이동축
300: 이동체100: vibrating body
110: elastic body
120: piezoelectric ceramic
200: moving axis
300: mobile

Claims

탄성체와 상기 탄성체의 적어도 일면에 부착되는 압전 세라믹을 포함하는 진동체;
상기 진동체에 결합되고 상기 압전 세라믹의 변위에 따라 이동하는 이동축; 및
상기 이동축에 삽입 결합되는 이동체를 포함하고,
상기 압전 세라믹은 이격되어 교대로 적층되는 제1 전극과 제2 전극을 포함하고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 적층되는 층수는 13~60층의 범위 이내이고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 길이는 상기 압전 세라믹의 길이의 85%~95%의 범위 이내이고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 폭은 상기 압전 세라막의 폭의 90%~100%의 범위 이내이고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 서로 대칭되도록 형성되는, 초음파 리니어 모터.a vibrating body including an elastic body and a piezoelectric ceramic attached to at least one surface of the elastic body;
a moving shaft coupled to the vibrating body and moving according to the displacement of the piezoelectric ceramic; and
and a movable body inserted and coupled to the movable shaft,
The piezoelectric ceramic includes first and second electrodes spaced apart and alternately stacked,
The number of layers in which the first electrode and the second electrode are stacked is within the range of 13 to 60 layers,
The length of the first electrode and the second electrode is within the range of 85% to 95% of the length of the piezoelectric ceramic,
The width of the first electrode and the second electrode is within the range of 90% to 100% of the width of the piezoelectric ceramic film,
The first electrode and the second electrode are formed to be symmetrical to each other, the ultrasonic linear motor.

제1항에 있어서,
상기 압전 세라믹의 길이는 4mm~5mm이고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 길이는 3.4mm~4.75mm인, 초음파 리니어 모터.According to claim 1,
The length of the piezoelectric ceramic is 4mm-5mm,
The length of the first electrode and the second electrode is 3.4mm ~ 4.75mm, the ultrasonic linear motor.

제1항에 있어서,
상기 압전 세라믹의 폭은 2mm~3mm이고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 폭은 1.8mm~3.0mm인, 초음파 리니어 모터.According to claim 1,
The width of the piezoelectric ceramic is 2mm to 3mm,
The width of the first electrode and the second electrode is 1.8mm to 3.0mm, the ultrasonic linear motor.

제1항에 있어서,
상기 제1 전극은 상기 압전 세라믹의 내부에 적층되는 제1 내부 전극과 상기 제1 내부 전극의 일단에 연결되고 상기 압전 세라믹의 상면과 일 측면에 노출되는 제1 외부 전극을 포함하고,
제1 외부 전극은 제11 영역과 제11 영역으로부터 절곡되어 형성된 제12 영역을 포함하고,
상기 제11 영역의 폭은 상기 제1 내부 전극의 폭보다 작게 형성되고,
상기 제12 영역의 폭은 상기 제1 내부 전극의 폭과 동일하게 형성되는, 초음파 리니어 모터.According to claim 1,
The first electrode includes a first internal electrode stacked inside the piezoelectric ceramic and a first external electrode connected to one end of the first internal electrode and exposed to an upper surface and one side of the piezoelectric ceramic,
The first external electrode includes an eleventh region and a twelfth region formed by bending from the eleventh region,
A width of the eleventh region is formed to be smaller than a width of the first internal electrode,
A width of the twelfth region is formed to be the same as a width of the first internal electrode.

제4항에 있어서,
상기 제1 내부 전극의 재료는 Ag, Ag+Pd, Cu 중 어느 하나이고,
상기 제1 외부 전극의 재료는 Ag, Ag+Pd, Ag+Ni 중 어느 하나인, 초음파 리니어 모터.5. The method of claim 4,
The material of the first internal electrode is any one of Ag, Ag+Pd, and Cu,
The material of the first external electrode is any one of Ag, Ag+Pd, Ag+Ni, an ultrasonic linear motor.

제1항에 있어서,
상기 제2 전극은 상기 압전 세라믹의 내부에 적층되는 제2 내부 전극과 상기 제2 내부 전극의 일단에 연결되고 상기 압전 세라믹의 하면과 타 측면에 노출되는 제2 외부 전극을 포함하고,
제2 외부 전극은 제21 영역과 제21 영역으로부터 절곡되어 형성된 제22 영역을 포함하고,
상기 제21 영역의 폭은 상기 제2 내부 전극의 폭보다 작게 형성되고,
상기 제22 영역의 폭은 상기 제2 내부 전극의 폭과 동일하게 형성되는, 초음파 리니어 모터.According to claim 1,
The second electrode includes a second internal electrode stacked inside the piezoelectric ceramic and a second external electrode connected to one end of the second internal electrode and exposed to the lower surface and the other side of the piezoelectric ceramic,
The second external electrode includes a twenty-first region and a twenty-second region formed by bending from the twenty-first region,
The width of the twenty-first region is formed to be smaller than the width of the second internal electrode,
The width of the 22nd region is formed to be the same as the width of the second internal electrode, the ultrasonic linear motor.

제6항에 있어서,
상기 제2 내부 전극의 재료는 Ag, Ag+Pd, Cu 중 어느 하나이고,
상기 제2 외부 전극의 재료는 Ag, Ag+Pd, Ag+Ni 중 어느 하나인, 초음파 리니어 모터.7. The method of claim 6,
The material of the second internal electrode is any one of Ag, Ag+Pd, and Cu,
The material of the second external electrode is any one of Ag, Ag+Pd, Ag+Ni, an ultrasonic linear motor.

제1항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 두께는 2.5㎛ 이하인, 초음파 리니어 모터.According to claim 1,
The thickness of the first electrode and the second electrode is 2.5㎛ or less, the ultrasonic linear motor.

제1항에 있어서,
상기 탄성체와 상기 압전 세라믹은 접착 부재에 의해 접착 결합되고,
상기 접착 부재는
80~150℃에서 경화되고, 두께는 1~15㎛의 범위 이내로 형성된, 초음파 리니어 모터.According to claim 1,
The elastic body and the piezoelectric ceramic are adhesively bonded by an adhesive member,
The adhesive member is
An ultrasonic linear motor that is cured at 80~150℃ and has a thickness of 1~15㎛.

제1항에 있어서,
상기 탄성체와 상기 압전 세라믹에 각각 전기적인 신호를 인가하는 접속 부재를 더 포함하고,
상기 탄성체와 상기 접속 부재, 상기 압전 세라믹과 상기 접속 부재는 각각 접착 부재에 의해 접착 결합되고,
상기 접착 부재는
80~150℃에서 경화되고, 두께는 1~15㎛의 범위 이내로 형성된, 초음파 리니어 모터.According to claim 1,
Further comprising a connection member for applying an electrical signal to each of the elastic body and the piezoelectric ceramic,
the elastic body and the connecting member, and the piezoelectric ceramic and the connecting member are adhesively bonded to each other by an adhesive member;
The adhesive member is
An ultrasonic linear motor that is cured at 80~150℃ and has a thickness of 1~15㎛.