• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2002.07b
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• pp.601-604
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• 2002

In this paper bolt-tightened Langevin type vibrator was designed using longitudinal-torsional vibration. These two vibrations make rotary displacement at the end of the vibrator. ANSYS was used to determine shape and dimension of the vibrator in addition to resonant frequency, displacement and stress distribution. This kind of vibrator can be applied for a brakeless and gearless rotary motor which has high torque at low speed.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.664_665
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• 2009

초음파모터의 동작은 기본적으로 기계적인 마찰에 의지하기 때문에, 이를 해석하기 위해서는 복잡하고 비선형적인 접촉 메커니즘에 대한 고찰이 필요하다. 본 논문에서는 타원형 접촉면 모델을 이용하여 이러한 접촉 메커니즘을 설명하고, 또한 회전자가 가하는 압력에 의해 발생하는 고정자의 변형도 고려하는 회전형 초음파 모터의 해석법을 제시한다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.12 no.6
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• pp.500-509
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• 2007

In this paper, we propose a novel pc-based 8-channel USB interface digital multi-controller (DMC) has capacity to be able to adjust ultrasonic motor's (USM's) the parameters-frequency, amplitude, phase difference using FPGA. The proposed DMC can control parameters directly by digital logic through a FPGA. Since it has counter circuit for rotary encoder to measure position and velocity of USM, the other separate circuits are unnecessary. Therefore, it could reduce the size of controller and the production cost. Finally, to verify the performance of proposed DMC, we tested the speed characteristic of two types USM with no-load as adjusting the parameters.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2000.05b
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• pp.53-56
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• 2000

Piezoelectric ceramics can provide electro-mechanical transduction with high stresses but low displacement. To obtain larger displacements, several mechanical amplifying structures have been used. High alternating displacements can be obtained using resonant structure. In this paper, we designed a bolt-tightened Langevin type ultrasonic vibrator whose resonant frequency is 50[kHz] and ceramics are multilayered. FEM(Finite Element Methode) was employed to calculate. the resonant frequencies and maximum displacements of designed vibrators. The designed resonant frequency and computer calculated frequencies were coincided. When input voltages were increased, the maximum displacements also rose. As AC voltage was applied, the maximum displacement were shown sinusoidal changes. Terminal input admittance over a frequency range spanning the resonant frequency were calculated. ANSYS was used to find resonant frequencies and calculate displacements of vibrators.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.04b
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• pp.173-175
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• 2006

소형화 되어 가는 전기기기에 따른 소형 모터가 요구되고 있다. 소형 모터 중 높은 정지 토크 및 높은 효율 등의 장점을 가진 소형 로터리 초음파 모터는 여러 목적에 쓰이고 있다. 하지만 주로 경험적인 방법 또는 상용 해석툴이 소형 로터리 초음파 모터의 해석에 주로 사용되었다. 따라서 소형 로터리 초음파 모터의 체계적인 해석 방법이 필요하다. 본 논문에서는 우선 소형 로터리 초음파 모터의 동작 원리를 통해 진행파의 존재를 확인하였고, 유한요소법 해석법을 통해 과도 및 정상 상태의 소형 로터리 초음파모터를 설계하고 해석하였다. 이 해석결과를 이용하여 소형 로터리 초음파 모터의 동작 특성 또한 해석하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.10d
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• pp.68-70
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• 2006

전기기기가 다양해짐에 따른 여러 종류의 모터가 요구되고 있다. 모터 중에서 높은 정지 토크 및 높은 효율 등의 장점을 가진 로터리 초음파 모터는 여러 목적에 쓰이고 있다. 하지만 초음파 모터의 중요한 부분인 teeth는 경험적인 방법으로 설계되어 문제점이 자주 발생하였다. 따라서 로터리 초음파 모터의 teeth에 대한 설계 최적화가 필요하다. 본 논문에서는 우선 3차원 유한요소법 해석법을 통해 로터리 초음파 모터를 해석하였고, 이 해석결과와 ES 알고리즘을 이용하여 로터리 초음파 모터의 teeth를 최적 설계하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.11a
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• pp.96-97
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• 2007

A stator of ultrasonic motor of high torque with a new configuration is proposed. The stator designed newly is two sided vibrator consisting of toothed metal disk with piezoelectric ceramic ring bonded on both face of disk. which generates a flexural traveling wave along the circumference of disk. it produces a large vibrating force and amplitude because the vibrator is sandwiched by two piezoelectric ring. The finite element method was used to compute the vibration mode of the stator with a outer diameter of 48mm. A 6th vibration mode was chosen as operation mode with resonance frequency about 72kHz. According to the design, the prototype stator was fabricated and its performance was measured.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.866-867
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• 2007

최근의 소형화 추세에 따라 소형 액추에이터에 대한 수요가 늘고 있다. 여러 가지 액추에이터 중 특히 초음파 모터(USM)는 소형화하기에 용이한 특성을 가지고 있다. 지금까지 USM의 contact mechanism에 대한 수많은 연구가 있었지만, 아직 확립된 해석방법이 존재하지 않는다. 본 논문에서는 수치적 방법과 해석적 방법을 결합하여 지름 9[mm]의 링타입 회전형 초음파 모터(RUSM)를 분석하였다. 이 방법을 사용함으로써 모터의 특성을 쉽고 빠르고 정확하게 분석할 수 있다. 분석된 결과는 실험 결과와 비교함으로써 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.886-887
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• 2007

현재까지 많은 연구자들이 초음파 모터의 회전자와 고정자 사이의 접촉 메커니즘을 규명하고 이를 통해 초음파 모터의 특성을 해석하고자 하였다. 하지만 초음파 모터의 비선형적이고 복잡한 접촉 메커니즘으로 인해 접촉 메커니즘의 명확한 규명과 이를 통한 정확하고 완전한 모터의 특성 해석이 불가능한 상황이다. 따라서 본 논문에서는 현재까지 제안된 접촉 메커니즘을 고려한 초음파 모터 해석 방법 중 Hertzian Contact Model을 이용하는 Flynn에 의해 제안된 방법을 유한 요소법과 결합하여 초음파 모터의 특성을 해석하는 기법을 제시하고자 한다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.11 no.2
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• pp.65-68
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• 2010

The operation principle of a traveling wave rotary type ultrasonic motor can be successfully applied to the fluidic transfer mechanism of the micro-pump. This paper proposes an innovative valveless micro-pump type that uses an extensional vibration mode of a traveling wave as a volume transportation means. The proposed pump consists of coaxial cylindrical shells that join the piezoelectric ceramic ring and metal body, respectively. In order to confirm the actuation mechanism of the proposed pump model, a numerical simulation analysis was implemented. In accordance with the variations in the exciting wave mode and pump body dimension, we analyzed the vibration displacement characteristics of the proposed model, determined the optimal design condition, fabricated the prototype pump from the analysis results and evaluated its performance. The maximum flow rate was approximately $595\;{\mu}L/min$ and the highest back pressure was 0.88 kPa at an input voltage of $130\;V_{rms}$. We confirmed that the peristaltic motion of the piezoelectric actuator was effectively applied to the fluid transfer mechanism of the valveless type micro pump throughout this research.