KR101044208B1 - 압전 액추에이터 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압전 액추에이터 모듈에 관한 것으로서, 구체적으로는 전압을 인가시 압축 또는 수축에 의한 기계적 변형이 발생하는 진동발생수단; 상기 진동발생수단을 부착하기 위한 상부 플레이트; 상기 상부 플레이트의 양측에 부착되는 서스펜션; 상기 서스펜션이 부착되고, 상기 상부 플레이트와 이격되는 하부 플레이트; 및 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 위치하여 상호 충돌을 완충하기 위한 완충부재;를 포함하여 이루어짐에 따라, 충돌에 의한 이음을 방지하고 충격을 완충하여 제품의 안정성과 신뢰성이 향상되는 압전 액추에이터 모듈을 제공한다.

Description

압전 액추에이터 모듈{Piezo actuator module}
본 발명은 충돌에 의한 이음 발생을 방지하고 충격을 완충하기 위한 압전 액추에이터 모듈에 관한 것이다.
최근에 각종 전자제품을 살펴보면 사용자가 편리하게 사용할 수 있도록 하기 위해서 터치스크린 장치의 장착이 보편화 되어 있다. 터치스크린 장치는 정보를 입력한다는 개념 외에도 인터페이스에 사용자의 직관적 경험을 반영하고 피드백을 좀 더 다양화하는 개념이 포함되어 있다.
이와 같은 터치스크린 장치는 인터페이스를 위한 공간을 줄이고 조작이 편리하며 누구든 정보의 접근이 쉽고 사양의 변경이 간편하며 IT 기기와의 연동성이 용이한 것 외에도 사용자 인식이 높고 상품의 차별화 등 많은 장점이 있어 산업, 교통, 서비스, 의료, 모바일 등 다양한 분야에서 폭넓게 이용되고 있는 것이다.
일반적으로 종래 터치스크린 장치는 사용자가 터치 패널을 통해 투시되는 화상을 보면서 터치 패널을 누르면 진동발생수단에 의한 진동이 상기 터치 패널에 전달되어 사용자가 진동을 느낄 수 있도록 형성되어 있다.
이와 같은 진동을 터치스크린 장치의 촉각 구현이라 할 수 있는데, 종래 촉각 구현 기능을 갖는 터치스크린 장치 구성을 살펴보면 투명한 터치 패널 하부에 화상을 표시하는 LCD 등의 화상표시부가 부착된 디스플레이 모듈이 기구 세트에 결합되고, 상기 촉각 구현을 위한 압전 액추에이터 모듈은 상기 디스플레이 모듈의 하부에 장착되어 있다.
여기서 종래 압전 액추에이터 모듈(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 진동을 발생시키는 진동발생수단(11)과 상기 진동발생수단을 부착하는 상부 플레이트(12)와 상부 플레이트 양측에 부착되는 서스펜션(suspension: 13) 및 상기 서스펜션이 부착되고, 상기 상부 플레이트와 이격되는 하부 플레이트(14);로 구성된다. 상기 하부 플레이트는 디스플레이 모듈(20)에 부착된다.
이 경우 상기 진동발생수단에 전원을 인가하면 진동발생수단에서 기계적 변형이 발생되고, 그에 의해 진동발생수단이 밴딩되면서 진동을 발생시키며, 이와 같은 진동은 플레이트를 상하 운동시키면서 서스펜션을 통해 상기 디스플레이 모듈로 전달하게 된다.
그러나 상기 진동발생수단에 의해 플레이트가 상하 운동하는 변위량이 상기 상하 플레이트 사이의 간격 즉, 상기 서스펜션의 두께보다 클 경우 상하 플레이트 사이에 충돌이 발생하게 된다.
따라서 이와 같은 충돌에 의해 이음이 발생할 뿐만 아니라, 잦은 충돌이 발생하면 압전 액추에이터 모듈이나 압전 액추에이터가 부착된 디스플레이 모듈이 손상되는 문제가 발생한다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 서스펜션의 높이를 조절하기도 하나, 서스펜션을 높이기 위해서는 전체적으로 두께가 두꺼워지는 단점과 아울러, 전달되는 진동력이 작아지는 단점이 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 진동발생수단에 의해 진동이 발생시 서스펜션에 의해 이격된 상하부 플레이트 사이에서 상호 충돌에 의한 이음을 방지하고, 충돌에 의한 충격을 완충하도록 한 압전 액추에이터 모듈을 제공하려는 것이다.
본 발명은 상기 이음 방지와 충격 완충과 함께 서스펜션의 두께 조절을 통한 초박형 구현과 촉각 구현이 이루어지도록 한 압전 액추에이터 모듈을 제공하려는 것이다.
본 발명의 압전 액추에이터 모듈은 전압을 인가시 압축 또는 수축에 의한 기계적 변형이 발생하는 진동발생수단; 상기 진동발생수단을 부착하기 위한 상부 플레이트; 상기 상부 플레이트의 양측에 부착되는 서스펜션; 상기 서스펜션이 부착되고, 상기 상부 플레이트와 이격되는 하부 플레이트; 및 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 위치하여 상호 충돌을 완충하기 위한 완충부재;를 포함하여 이루어진다.
상기 완충부재는 실리콘 재질로 형성하되, 내부에 겔이 채워지고 겔 외면이 피막으로 커버된다.
상기 완충부재는 상부 플레이트 또는 하부 플레이트의 대향면 중 적어도 어느 한 면에 부착된다.
상기 완충부재는 중앙이 볼록하고 넓이가 넓은 판 형태로 형성되거나, 중앙이 볼록하고 넓이가 좁은 적어도 하나 이상의 점 형태로 형성된다.
상기 서스펜션은 코일 형태로 형성된다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되고, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명의 압전 액추에이터 모듈에 의하면 서스펜션에 의해 이격된 상하 플레이트 사이에 완충부재를 부착함으로써, 충돌에 의한 이음을 방지하고 충격을 완충하여 제품의 안정성과 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 압전 액추에이터 모듈에 의하면 완충부재를 통해 이음을 방지하고 충격을 완충할 수 있어 서스펜션의 두께를 더 얇게 실현할 수 있음으로써, 압전 액추에이터 모듈을 통한 터치스크린 장치의 초박형 구현과 초각 구현의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 압전 액추에이터 모듈을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제1 실시 예를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 완충부재를 도시한 확대 단면도.
도 4는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제2 실시 예를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제3 실시 예를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제4 실시 예를 도시한 단면도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제1 실시 예를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 완충부재를 도시한 확대 단면도이다.
본 발명의 압전 액추에이터 모듈(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 진동발생수단(110), 상부 플레이트(120), 서스펜션(130), 하부 플레이트(140) 및 완충부재(150)로 구성된다.
상기 진동발생수단(110)은 전압을 인가시 압축 또는 수축에 의한 기계적 변형이 발생하는 것으로서, 상기 기계적 변형에 의해 진동을 발생시킨다. 상기 진동발생수단(110)은 예를 들어 전기적으로 +측과 -측으로 분리되어 있는 좌우 전극판이 세라믹 재질로 형성된 복층의 압전체 사이와 상기 압전체의 좌우면 및 상하면을 커버하고 있는 형태로 제공될 수 있다.
상기 상부 플레이트(120)는 상기 진동발생수단(110)을 부착하여 지지하기 위한 것으로서, 얇은 판 형태로 형성된다. 상기 상부 플레이트(120)는 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이 양 끝단이 상기 진동발생수단(110)보다 길게 형성되도록 하여 진동발생수단(110)보다 길어진 양 끝단 하부에 상기 서스펜션(130)이 부착되도록 한다.
상기 서스펜션(130)은 상기 상부 플레이트(120)의 양측에 부착되는 것으로서, 진동발생수단(110)의 기계적 변형에 의해 상부 플레이트(120)가 유연하게 밴딩될 수 있도록 지지한다. 상기 서스펜션(130)은 도면에 도시된 바와 같이 코일 형태로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 하부 플레이트(140)는 양끝에 상기 서스펜션(130)이 부착되고, 상기 상부 플레이트(120)와 이격되는 것으로서, 예를 들어 터치스크린 장치의 디스플레이 모듈(20)이나, 기구세트에 부착된다. 상기 하부 플레이트(140)는 상부 플레이트(120)와 같이 얇은 판 형태로 형성하되, 그 양 끝단이 상부 플레이트(120)보다 길게 형성되어 상기 디스플레이 모듈(20)이나 기구세트에 안정된 부착이 이루어지도록 한다.
상기 완충부재(150)는 상기 상부 플레이트(120)와 하부 플레이트(140) 사이에 위치하여 상호 충돌을 완충하기 위한 것으로서, 충돌에 의한 이음을 방지함과 아울러 충격을 완충한다. 이때, 상기 완충부재(150)는 실리콘, 고무 또는 연성의 합성수지 등으로 형성할 수 있다.
상기 완충부재(150)는 도 3에 도시된 바와 같이 실리콘 재질로 형성하되, 내부에는 완충력이 우수하도록 유연한 실리콘 겔(151)이 채워지고 겔(151) 외면에는 형태를 유지하기 위한 피막(152)이 형성된다. 이와 같은 형태의 완충부재(150)는 실리콘을 UV 성형 또는 열경화하여 겔(151) 형태의 외부에 피막(152)이 형성되도록 한 것으로서, 충격 흡수력이 우수하다.
도 4는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제2 실시 예를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제3 실시 예를 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제4 실시 예를 도시한 단면도이다.
상기 완충부재(150)는 상부 플레이트(120) 또는 하부 플레이트(140)의 대향면 중 적어도 어느 한 면에 부착된다. 즉, 상기 완충부재(150)는 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 하부 플레이트(140) 상에 부착될 수 있고, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같 상부 플레이트(120) 상이 부착될 수 있다. 물론, 상부 플레이트(120)와 하부 플레이트(140)에 동시 형성이 가능하다.
또한, 상기 완충부재(150)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 중앙이 볼록하고 넓이가 넓은 판 형태로 형성하거나, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 중앙이 볼록하고 넓이가 좁은 적어도 하나 이상의 점 형태로 형성할 수 있다. 상기 완충부재(150)의 넓이가 넓은 경우 접착력이 좋은 장점이 있고, 넓이가 좁은 경우 부착이 간편하면서 비용이 저렴해지는 장점이 있다.
이와 같은 본 발명의 구성에 의하면 서스펜션(130)에 의해 이격된 상하 플레이트(120, 140) 사이에 완충부재(150)를 부착함으로써, 충돌에 의한 이음을 방지하고 충격을 완충하여 제품의 안정성과 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 완충부재(150)를 통해 이음을 방지하고 충격을 완충할 수 있어 서스펜션(130)의 두께를 더 얇게 실현할 수 있음으로써, 압전 액추에이터 모듈을 통한 터치스크린 장치의 초박형 구현과 초각 구현의 향상을 도모할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명의 구체적인 실시 예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로서 본 발명의 압전 액추에이터 모듈은 이에 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
20: 디스플레이 모듈 100: 압전 액추에이터 모듈
110: 진동발생수단 120: 상부 플레이트
130: 서스펜션 140: 하부 플레이트
150: 완충부재 151: 겔
152: 피막

Claims (6)

  1. 전압을 인가시 압축 또는 수축에 의한 기계적 변형이 발생하는 진동발생수단;
    상기 진동발생수단을 부착하기 위한 상부 플레이트;
    상기 상부 플레이트의 양측에 부착되는 서스펜션;
    상기 서스펜션이 부착되고, 상기 상부 플레이트와 이격되는 하부 플레이트; 및
    상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 위치하여 상호 충돌을 완충하기 위한 완충부재;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 완충부재는 실리콘 재질로 형성하되, 내부에 겔이 채워지고 겔 외면이 피막으로 커버된 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 완충부재는 상부 플레이트 또는 하부 플레이트의 대향면 중 적어도 어느 한 면에 부착되는 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 완충부재는 중앙이 볼록하고 넓이가 넓은 판 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 완충부재는 중앙이 볼록하고 넓이가 좁은 적어도 하나 이상의 점 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 서스펜션은 코일 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
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