KR100639024B1

KR100639024B1 - 압전소자를 이용한 진동발생기

Info

Publication number: KR100639024B1
Application number: KR1020040049881A
Authority: KR
Inventors: 이갑진
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-10-25
Also published as: KR20060000894A

Abstract

본 발명은 압전소자에 전압을 인가하였을때 발생하는 기계적 에너지를 이용하여 진동을 발생시키는 진동발생기에 관한 것으로서, 코일과 마그네트를 이용하여 진동을 발생시키는 대신에, 압전소자를 이용하여 진동을 발생시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 압전소자를 이용하여 웨이트를 포함하는 진동자를 진동시킴으로써, 마그네트가 차지하던 공간에 텅스턴 재질 등으로 이루어진 웨이트를 형성할 수 있고, 이로 인해 진동발생기의 진동량을 증가시킬 수 있으며, 소비되는 전력을 현저하게 감소시킬 수 있다.

압전소자, 진동발생기

Description

압전소자를 이용한 진동발생기{ VIBRATOR USING PIEZO MATERIAL }

도 1은 종래의 진동발생기의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.

도 2는 종래의 다른 형태의 진동발생기의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 진동발생기의 구조를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 탄성수단의 예를 나타낸 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 설명 >

100: 진동발생기 110: 상부 케이스

120: 하부 케이스 130: 웨이트

140: 탄성수단 141: 원형 띠

143: 지지발 150: 압전소자

본 발명은 진동발생기에 관한 것으로서, 보다 상세히는 압전소자를 이용하여 진동을 발생시키는 진동발생기에 관한 것이다.

일반적으로 진동발생기는 이동통신 단말기 등에서 수신알림장치로서 이용되고 있으며, 이동통신 단말기의 소형화, 경량화에 따라 진동발생기의 외경을 축소하 면서도 진동량은 키울 수 있는 진동발생기가 요구되고 있다.

도 1은 종래의 진동발생기(1)의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이 종래의 진동발생기는 크게 고정자(stator)와 진동자(mover)의 구성으로 이루어진다.

먼저, 상기 고정자는 하부케이스(20)와, 상기 하부케이스(20)의 중앙에 코일(30)이 부착되며, 상기 하부케이스(20)의 외주면에 일정높이 중공부를 형성하는 스프링 고정부재(70)가 형성되고, 상기 스프링 고정부재(70)의 상부 끝단에 하부케이스(20)에 대향되는 상부케이스(10)를 정합하는 구성으로 이루어진다.

그리고, 상기 진동자는 고정자의 스프링 고정부재(70)의 내벽 원둘레에 다수의 판 스프링(60)이 설치되어, 중공부 상에 웨이트(50)가 탄력적으로 지지되도록 하며, 상기 웨이트(50) 저면에 코일(30)과 대향되도록 마그네트(40)가 삽입되는 구성으로 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 종래의 진동발생기(1)는, 판 스프링(60)과 웨이트(50)의 연결 부위 및 상기 판 스프링(60)과 스프링 고정부재(70) 사이의 구성에 따라서, 상기 웨이트(50)의 폭 또는 외경이 제한됨으로 인해서 진동량을 키우는데 한계가 있다.

도 2는 종래의 또 다른 형태의 진동발생기의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 2를 참조하면, 종래의 다른 형태의 진동발생기(2)는 입체형 스프링(60')을 사용하는 것을 특징으로 한다. 상세히는 상호결합되는 상부케이스(10') 및 하부케이스(20')와, 상기 하부케이스(20')의 중앙에 부착된 코일(30')을 포함하며, 상기 코일(30')과의 전자기력에 상하 축방향으로 진동하는 진동자의 진동량을 키우기 위한 웨이트(50')와, 상기 웨이트(50')의 하단 중앙의 오목한 곳에 끼워져 결합되는 마그네트(40')와, 상기 웨이트(50')를 탄력적으로 지지하는 입체형 스프링(60')을 포함하고, 상기 입체형 스프링(60')은 상하부케이스의 외주연에 형성된 스프링 가이드(70')에 삽입, 고정되어 상기 입체형 스프링(60')을 고정시키게 된다.

그러나, 상기와 같은 구성을 갖는 종래의 진동발생기(2)는 상기 입체형 스프링(60')을 고정시키기 위해 별도의 스프링 가이드(70')를 필요로 하고, 이로 인해서 웨이트(50')의 질량을 증가시키는데에 한계가 있었다.

상기한 바와 같이 종래의 일반적인 진동발생기는 스프링과 웨이트의 공진현상을 유발하기 위해서, 코일과 마그네트를 이용하고, 상기 웨이트 내부에 마그네트를 형성하기 때문에 상기 마그네트가 차지하는 부피만큼 웨이트의 질량이 감소될 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 압전소자에 전원을 인가할 때 발생하는 기계적 에너지를 이용하여 진동자를 진동시킴으로써, 마그네트가 차지하던 공간을 웨이트로 대체하여 진동량을 증가시킨 진동발생기를 제공하는데에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상호 결합되는 상,하부 케이 스와; 상기 하부 케이스의 상측면에 형성되는 압전소자와; 상기 압전소자의 상측면에 형성되는 탄성수단과; 상기 탄성수단에 의하여 탄력적으로 지지되는 웨이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 전압을 가하였을 때 진동하는 압전소자와; 상기 압전소자와 연결되어 상기 압전소자에 발생하는 진동을 전달하는 탄성수단과; 상기 탄성수단에 의하여 지지되어 진동량을 키우는 웨이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 코일과 마그네트 사이의 자속간의 상호작용에 의하여 진동을 발생시키는 대신에 압전소자를 이용하여 진동을 발생시키는 진동발생기에 관한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 진동발생기의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 진동발생기(100)는 상호 결합되는 상부 케이스(110) 및 하부 케이스(120)와, 상기 하부 케이스(120)의 상측면에 형성되는 압전소자(150)와, 상기 압전소자(150)의 상측면에 형성되는 탄성수단(140)과, 상기 탄성수단(140)에 의하여 탄력적으로 지지되는 웨이트(130)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 압전소자(150)는 결정에 찌그러짐을 가하여 대전하고, 전계속에 놓으면 찌그러지는 현상을 이용하여 압력이나 진동과 같은 기계량과 전압과 같은 전기량의 상호변환을 하는 소자를 말한다.

압전소자의 재료는 티탄산바륨 및 그와 같은 종류인 PZT(티탄지르콘산 납)등의 자기물질이 기계적으로 견고하기 때문에 널리 사용되며, 높은 감도가 요구되는 곳에는 로셀염등이 사용될 수 있다.

또한, 상기 웨이트(130)는 텅스텐 재질로 형성될 수 있으며, 상기 탄성수단(140)으로는 도 4에 도시된 바와 같은 입체형 스프링이 이용될 수 있다.

도 4에 도시된 탄성수단(140)은, 웨이트를 지지하는 판 상의 원형 띠(141)를 형성하고, 상기 원형 띠(141)로부터 다수의 지지발(143)이 연장되며, 상기 지지발(143)은 원형 띠(141)의 축 방향으로 하향되는 동일 선회곡선을 형성하고, 각 선회곡선의 끝단이 상기 압전소자(150)의 상측면에 고정된 형태의 입체형 스프링이다. 다만, 도 4에 도시된 바에 한정되지 않고, 상기 탄성수단(140)은 압전소자(150)의 상측면에 위치되어 상기 웨이트(130)로 진동을 전달할 수 있는 역할을 할 수 있는 형태이면 된다.

또한, 상기와 같은 구성을 갖는 진동발생기(100)에는 압전소자(150)에 전압을 인가하기 위한 별도의 인가회로가 추가될 수 있으며, 스프링과 같은 탄성수단(140)의 하측 지지부에 압전소자(150)의 상하 방향 운동을 전달하기 위한 별도의 구성이 압전소자(150)의 상측면에 추가될 수 있다.

또한, 상기 압전소자(150)의 두께를 조절함으로써, 상기 탄성수단(140)과 웨이트(130)의 공진현상을 유발하기 위해 필요한 힘의 크기를 조절할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 진동발생기(100)의 동작에 관하여 설명한다.

먼저, 상기 압전소자(150)에 전압을 인가하면, 상기 압전소자(150)는 인가되는 전압을 통한 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 진동하게 된다.

상기 압전소자(150)에 발생된 진동은, 상기 압전소자(150)의 상측면에 연결 된 상기 탄성수단(140)을 통하여 웨이트(130)에 전달된다.

상기 웨이트(130)는 상기 탄성수단(140)에 의하여 전달된 진동에 따라 상하로 움직이며, 진동량을 키우게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 진동발생기에서는 종래의 진동발생기에서 코일과 마그네트의 상호작용에 의하여 스프링과 웨이트 사이의 공진현상을 발생시켰던 것처럼, 압전소자(150)에 전압을 인가함으로써 탄성수단(140)과 웨이트(130) 사이에 공진현상을 일으킨다.

상기 웨이트(130)의 상하축 방향으로의 운동에 따라 발생된 진동은 상기 상,하부케이스(110,120)의 외부로 전달되어 이동통신 단말기 등의 수신감지장치로서 이용될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 진동발생기에 의하면 종래에 마그네트가 형성되던 진동자의 공간에 보다 큰 밀도를 갖는 웨이트를 형성함으로써, 진동량을 키울수 있게 된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 압전소자를 이용하여 웨이트를 포함하는 진동자를 진동시킴으로써, 마그네트가 차지하던 공간에 텅스턴 재질 등으로 이루어진 웨이트를 형성시킴으로써, 진동발생기의 진동량을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 압전소자가 종래의 코일을 대신하게 되어, 소비되는 전력을 현저하게 감소시킬 수 있다.

Claims

상호 결합되는 상,하부 케이스와;

상기 하부 케이스의 상측면에 제공되는 압전소자와;

상기 압전소자의 상측면에 제공되는 탄성수단과;

상기 탄성수단에 의하여 탄력적으로 지지되어, 상하 축 방향으로 진동하는 웨이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 진동발생기.
제 1항에 있어서,

상기 탄성수단은,

상기 웨이트를 지지하는 판 상의 원형 띠와, 상기 원형 띠로부터 연장되는 다수의 지지발을 포함하고, 상기 지지발은 원형 띠의 축 방향으로 하향되는 동일 선회곡선을 형성하고, 각 선회곡선의 끝단이 상기 압전소자의 상측면에 고정된 형태의 입체형 스프링인 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 진동발생기.