本研究提出一新型的反對稱式超音波馬達。對unimorph壓電薄盤振動片施以反對稱結構的拘束條件，可設計出振動片周界多處、具相同旋轉方向且形變量接近的側向振動模態。進一步對具有反對稱拘束條件的振動片施予適當切邊之設計，可增強該振動片其它無切邊處的驅動能力，例如 “70°-110°_12-13.5_切邊” 致動器之線速度較相同結構無切邊設計者可提升約26 ％。因此，可藉由該振動子的多驅動邊緣有效率地推動轉子旋轉。
本文提出的 “65°-115°_12-13.5_切邊” 致動器具有良好的驅動能力，它是以啟弘OBO-31mm壓電振動片製成，其操作電壓範圍是12∼30 Vpp，較以前研究的3-4-5模態致動器[10]之操作範圍12∼18 Vpp更寬廣。當前者輸入電壓為30 Vpp、預力在30 gw時，其消耗功率約1.6 W，線速度可達1400 mm/s；且當預力增至200 gw時，前者雙驅動邊仍有250 mm/s的線速度。由實驗的結果顯示，所提的致動器較3-4-5模態致動器除了擴展其操作電壓的範圍外，同時耗電量也節省約62 %，效率提升約50 %。
總之，所提出的 “65°-115°_12-13.5_切邊” 反對稱式超音波馬達，其具有多邊驅動的能力，可提高馬達的轉矩，同時結構非常穩定，可擴展該薄型馬達的應用，例如：薄型風扇與生醫流體冷卻泵需增大轉矩或多個轉子同時運轉的應用。

A novel anti-symmetric type ultrasonic motor is proposed in this study. By applying anti-symmetric constraints on a unimorph piezo thin-disk vibrator, an in-plane vibration mode with multi-driving areas, same rotating direction, and approximate deformed displacement can be acquired. Furthermore, by appropriate cutting edges, the deformation of the other edges will be enhanced further, for example, the driving speed of the vibrator with “70°-110°_12 -13.5_cut” constrains is increased 26 % compared with the same vibrator but without any cutting edges. A rotor thus can be rotated efficiently by the vibrator’s multi-driving edges.
The proposed anti-symmetric vibrator with “65°-115°_12-13.5_cut” constrains which was made of OBO-31mm piezo buzzer element possesses good driving ability. Its operating range 12~30 Vpp is wider than the range 12~18 Vpp of “3-4-5 type” vibrator in privies study [10]. Its power dissipation and the driving speed are 1.6 W and 1400 mm/s correspondingly when the input voltage is 30 Vpp and the preload is 30 gw; its vibrating speed on each driving edges can still reach to 250 mm/s when the preload applied up to 200 gw. The proposed vibrator not only expands the operating voltage range but also reduces the power consumption about 62 % and promotes motor’s efficiency about 50 % according the experimental comparative results with the “3-4-5 type” one.
Summery, the proposed anti-symmetric type ultrasonic motor has merits of multi-driving ability, higher diving torque, and steady structure that can expand its applications to thin-disk fans and cooling pumps which need larger torque or turn many rotors at the same time in Biotech.

[1] 楊明昌，“超音波馬達設計與分析-軸推式”，國立清華大學工程與系統科學研究所碩士論文，1999。
[2] 郭榮芳，“側推式超音波馬達設計與測試”，國立清華大學工程與系統科學研究所碩士論文，2000。
[3] 陳明男，“缺口式薄盤超音波馬達之設計與分析”，國立清華大學工程與系統科學研究所碩士論文，2004。
[4] 朱慶國，“雙軸超音波定位平台之研製”，國立清華大學工程與系統科學研究所碩士論文，2004。
[5] T. Sashida, T. Kenjo, An Introduction to Ultrasonic Motors, Clarendon Press, Oxford, 1993.
[6] S. Ueha, Y. Tomikawa, Ultrasonic Motors - Theory and Applications, Clarendon Press, Oxford, 1993.
[7] N.Guo and Cawley, “The finite Element Analysis of the vibration Characteristics of Piezoelectric Discs,” Journal of Sound and Vibration, Vol.159, pp.115-138,1992.
[8] J.W. Krome and J.Wallaschek, “Influence of piezoelectric actuator on the vibrations of stator of a traveling wave motor,” Proceedings of IEEE Ultrasonic Symposium,Vol.1, pp.413-416,1995.
[9] 葉俊余，“新型超音波馬達之設計分析與量測”，國立清華大學工程與系統科學研究所碩士論文，2000。
[10] 黃昱先，“利用ANSYS輔助碟型超音波致動器之動態特性量測”，國立清華大學工程與系統科學研究所碩士論文，2003。
[11] 吳朗，電子陶瓷-壓電，全欣科技，台北，1994。
[12] 鄭振東，超音波工程，全華科技，台北，1999。
[13] 鄭世裕，「壓電陶瓷」，陶瓷技術手冊，汪建民主編，粉末冶金協會，台北，1994。
[14] J. Zelenka, Piezoelectric resonators and their applications, Elsevier, Amsterdam, 1986.
[15] Acoustic Component Div., OBO pro.2 Inc., http://www.obopro2.com/p/product0.htm ,Taipei,2002.
[16] 陳昭亨，“盤型超音波致動器動態電性分析”，國立清華大學工程與系統科學系碩士論文，2002。

[17] 謝禮忠，“碟型超音波致動器在光碟機尋軌系統之應用”，國立清華大學工程與系統科學研究所碩士論文，2004。
[18] 陳明泰，“以單晶片為控制基礎的薄盤式壓電致動平台研製”，國立清華大學工程與系統科學系碩士論文，2000。
[19] 林志和，“超音波平台之控制系統設計與測試”，國立清華大學工程與系統科學系碩士論文，2002。
[20] 陳英豪，“超音波滑動平台之設計與研製”，國立清華大學工程與系統科學系碩士論文，2002。
[21] 蔡汶釧，“以放電波形鑑別為控制基礎之微放電加工系統的設計與研製”，國立清華大學工程與系統科學系碩士論文，2002。
[22] F. L. Wen, C. Y. Yen, M. Ouyang, “Thin-disk piezoceramic ultrasonic motor. Part I：design and performance evalution,” Ultrasonics, 41 (2003) 437-450.
[23] C. Y. Yen, F. L. Wen, M. Ouyang, “Thin-disk piezoceramic ultrasonic motor. Part II：system construction and control,” Ultrasonics, 41 (2003) 451-463.
[24] 王勗成、邵敏，有限元素法基本原理與數值方法，亞東書局，台北，1992。
[25] 王新榮、陳時錦、劉亞忠，有限元素法及其運用，中央圖書，台北，2002。
[26] 康淵、陳信吉，ANSYS入門，全華科技圖書，台北，2002。
[27] 陳精一，ANSYS 6.0 電腦輔助工程分析，全華科技圖書，台北，2002。
[28] 許溢适，壓電陶瓷新技術，文笙書局，台北，1996。