The Vibration Characteristic Improvement by Mode Variation of Ring Type Ultrasonic Motor

This paper suggested the vibration characteristic improvement by variation mode of ring type ultrasonic motor. Design for the piezoelectric ceramic and elastic body of stator were calculated by the finite element method(FEM) that consider the resonance frequency, vibration mode and coupling efficiency etc. Through the result of vibration analysis from 6 order mode to 8 mode, the 7 order mode was gained very an excellent results that it was the coupling efficient, minimum power loss and bending vibration value. Here over 7 order mode, was acquired that an output current for input voltage was very a large increased results. The result of vibration calculation, from thickness 0.5[mm] to 2[mm], know the fact that the vibration displacement at 0.5[mm] is an high value too. From such analysis result, this paper was manufactured the ultrasonic motor of outer diameter 50[mm], inter 22[mm] having the about 43.86[KHz] resonance frequency. We have gated that a simulation result is 42.2[KHz] and an experiment result is 43.86[KHz]. Then, a propriety of this paper was established the result almost similar to though comparison, investigation of simulation and experiment result.

리형 초음파모터의 모드가변에 따른 진동특성 개선

본 논문은 링형 초음파모터의 진동모드에 의한 진동특성 개선을 제안하였다. 고정자의 압전세락믹과 탄성체에 대한 설계는 공진주파수, 진동모드 및 결합계수 등을 고려한 유한요소법(FEM)에 의해 계산되었다. 6차로부터 8차까지의 진동해석 결과를 통하여, 7차 모드는 결합효율, 최소전력소비 및 굴곡 진동에 있어서 매우 우수한 결과를 얻었다. 또한 7차 모드 이상에서는 입력전압에 대한 출력전류가 매우 크게 증가함을 알 수 있었다. 두께 0.5[mm]∼2[mm]까지의 진동계산 결과 0.5[mm]에서 진동변위가 매우 높은 값을 지님을 알 수 있었다. 이러한 해석결과로부터 본 연구에서는 약 43.86[KHz]의 공진주파수을 갖는 외경 50[mm], 내경 22[mm]의 초음파모터를 제조하였으며 다음의 시뮬레이션 결과 42.2[KHz]와 실험결과43.86(KHz)의 값을 얻었다. 따라서 본 논문의 타당성은 시뮬레이션 결과와 실험결과의 비교 검토를 통하여 거의 일치하는 결과를 입증하였다.