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초음파 모터의 원리와 특징

전문가 제언: . ○ 최근 급속한 산업의 발달과 함께 현대 산업사회의 패러다임이 MEMS, NEMS, 및 IT, NT, BT 등과 같은 고부가가치의 지식기반 산업과 높은 정밀도를 요구하는 첨단 제조업분야를 중심으로 재편되고 있다. 첨단 기능을 갖는 모든 제품에는 고기능의 액추에이터가 필요하며 이러한 요구는 이제까지와는 다른 새로운 원리와 방식의 모터개발을 불러오고 있다. 기존의 전자형모터(electromagnetic motor)는 구성하고 있는 자성 및 도전재료 등의 제한된 특성으로 비약적인 진보를 할 수 없기 때문에 등장한 것이 압전현상을 이용한 초음파모터이다.

○ 최초로 실용화에 가까운 초음파모터가 등장한 것은 1973년 미국 IBM사의 H. V. Barth에 의해서이다. 그러나 그동안 지지부진하다가 실제로 실용화가 본격적으로 되기 시작한 것은 1986년 12월 일본의 Shinsei Industry Co.에서 Cannon camera의 자동초점장치 구동용 모터가 개발되면서부터이다. 현재는 고정밀도를 요구하는 첨단 반도체장비 및 CT, MRI와 같은 첨단 의료장비에 적용되고 있다. 로봇시장이 활성화되면서 그 수요는 급격히 늘어나고 있으며 초음파모터의 응용기술도 나날이 발전하고 있다.

○ 초음파모터는 로봇의 관절구동, 카메라 렌즈의 구동, 광학 및 정밀 위치제어가 필요한 NC 공작기계, home & office automation 구동부문, 의료장비의 구동부문, 반도체장비의 구동부문, 군사무기추진 시스템의 구동부문 등과 같이 광범위한 분야에 응용되고 있다. 초정밀제어가 필요한 원자현미경(AFM, Atomic Force Microscope)의 구동부에 사용하고 있는 초음파모터는 100nm의 분해능으로 정밀 인코딩하는 특징과 0.3nm보다 작은 위치반복성을 가지고 있다.

○ 우리나라의 경우 초음파모터와 관련된 기술의 부재로 그 응용분야가 아직 미진한 상태이긴 하지만 다행히 최근 이 분야에 대한 연구기관들의 관심과 벤처기업들의 의욕적인 출현이 늘고 있고 관련기술의 특허도 늘고 있어 향후 발전 속도는 그 수요와 더불어 급속하게 빨라질 것으로 기대된다.

저자: Kentaro Nakamura
자료유형: 학술정보