KR101095146B1 - 압전 액추에이터 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서스펜션의 구조를 단순화하고 성능을 향상시키기 위한 압전 액추에이터 모듈에 관한 것으로서, 전압을 인가시 압축 또는 수축에 의한 기계적 변형이 발생하는 진동발생수단; 상기 진동발생수단을 부착하기 위한 상부 플레이트; 상기 상부 플레이트의 양측에 형성하되, 상부 플레이트를 일정높이 유지하면서 진동을 전달하도록 절곡된 판 형태의 서스펜션; 및 상기 서스펜션의 단부가 부착되고, 상기 상부 플레이트와 이격되는 하부 플레이트;를 포함하여 이루어짐에 따라, 상하부 플레이트 사이에 충돌을 방지하기 위한 서스펜션의 높이 관리가 용이하고 안정적이며, 제조 공정과 부품 수를 감소시켜 경비를 절감하고, 진동에 대한 방응 속도와 정지 속도가 향상된 압전 액추에이터 모듈을 제공하게 된다.

Description

압전 액추에이터 모듈{piezo actuator module}
본 발명은 서스펜션의 구조를 단순화하고 성능을 향상시키기 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 모듈은 진동을 발생시키는 진동발생수단과 상기 진동발생수단을 부착하는 상부 플레이트와 상부 플레이트 양측에 부착되는 서스펜션(suspension) 및 상기 서스펜션이 부착되고, 상기 상부 플레이트와 이격되는 하부 플레이트로 구성된다. 상기 하부 플레이트는 디스플레이 모듈에 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 발생하는 단점이 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상하부 플레이트 사이에 충돌을 방지하기 위한 서스펜션의 높이 관리가 편리하게 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 형성하되, 상부 플레이트를 일정높이 유지하면서 진동을 전달하도록 절곡된 판 형태의 서스펜션; 및 상기 서스펜션의 단부가 부착되고, 상기 상부 플레이트와 이격되는 하부 플레이트;를 포함하여 이루어진다.
상기 서스펜션은 상부 플레이트의 양 끝단으로부터 일체로 연장된 상태에서 하부로 절곡되고, 상기 서스펜션의 끝단으로부터 상기 하부 플레이트에 부착하도록 절곡된 하부 고정판;을 포함하여 형성된다.
상기 서스펜션은 상기 상부 플레이트로 및 상기 하부 플레이트로부터 분리되고, 상기 상부 플레이트와 부착하기 위한 상부 고정판; 및 상기 하부 플레이트에 부착하기 위한 하부 고정판;을 포함하여 형성된다.
상기 서스펜션은 일정각도 기울어지도록 절곡하여 형성된다.
상기 서스펜션은 곡면 형태로 절곡하여 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 서스펜션을 절곡된 판 형태로 형성함으로써, 상하부 플레이트 사이에 충돌을 방지하기 위한 서스펜션의 높이 관리가 용이하고 안정적인 효과가 있다.
본 발명의 압전 액추에이터 모듈에 의하면 용이하고 안정적인 서스펜션의 높이 관리를 통해 상하부 플레이트 사이의 충돌을 방지함으로써, 충돌에 의한 이음을 방지하고 충격을 완충하여 제품의 안정성과 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 압전 액추에이터 모듈에 의하면 서스펜션을 절곡된 판 형태로 형성함으로써, 제조 공정과 부품 수를 감소시켜 경비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 압전 액추에이터 모듈에 의하면 서스펜션을 절곡된 판 형태로 형성함으로써, 진동에 대한 방응 속도와 정지 속도가 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제1 실시 예를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제2 실시 예를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제3 실시 예를 도시한 단면도.
도 4는 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 1은 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제1 실시 예를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제2 실시 예를 도시한 단면도이다.
본 발명의 압전 액추에이터 모듈(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 진동발생수단(110), 상부 플레이트(120), 서스펜션(130) 및 하부 플레이트(140)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 형성되도록 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.
여기서 상기 서스펜션(130)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 상부 플레이트(120)의 양측에 형성하되, 상부 플레이트(120)를 일정높이 유지하면서 진동을 전달하도록 절곡된 판 형태로 형성된다.
본 발명의 제1 실시 예로서 상기 서스펜션(130)은 도 1에 도시된 바와 같이 상부 플레이트(120)의 양 끝단으로부터 일체로 연장된 상태에서 하부로 절곡되고, 상기 절곡된 끝단으로부터 상기 하부 플레이트(140)에 부착하도록 절곡된 하부 고정판(132)을 포함하여 형성된다. 즉, 상기 제1 실시 예에서 상기 서스펜션(130)은 상부 플레이트(120)로부터 일체로 형성된 것이다.
본 발명의 제2 실시 예로서 상기 서스펜션(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 상하부 플레이트(120, 140)로부터 분리되고, 상기 상부 플레이트(120)와 부착하도록 절곡된 상부 고정판(131) 및 상기 하부 플레이트(140)에 부착하도록 절곡된 하부 고정판(132)을 포함하여 형성된다. 즉, 상기 제2 실시 예에서 상기 서스펜션(130)은 상하부 플레이트(120, 140)과 별도로 형성된 상태에서 그 상하부 고정판(131, 132)을 상하부 플레이트(120, 140)에 부착하여 형성된 것이다.
상기 하부 플레이트(140)는 양끝에 상기 서스펜션(130)의 단부가 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.
도 3은 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제3 실시 예를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제4 실시 예를 도시한 단면도이다.
본 발명의 제3 실시 예로서 상기 서스펜션(130)은 도 3에 도시된 바와 같이 일정각도 기울어지도록 절곡하여 형성된다. 상기 서스펜션(130)이 일정 각도 기울어진 상태에서는 진동에 의한 상부 플레이트(120)의 상하 움직임이 더욱 커질 수 있으므로, 이 경우 서스펜션(130)의 길이를 조절하여 상기 상하부 플레이트(120, 140) 사이의 간격을 더 높게 형성할 수 있다.
본 발명의 제3 실시 예로서 상기 서스펜션(130)은 도 4에 도시된 바와 같이 곡면 형태로 절곡하여 형성된다. 상기 서스펜션(130)이 곡면 형태로 형성된 상태에서는 진동에 의한 상부 플레이트(120)의 상하 움직임은 물론이고, 좌우 움직임의 더욱 커질 수 있다. 이 경우 서스펜션(130)의 길이나 절곡된 지름 등을 조절하여 상기 상하부 플레이트(120, 140) 사이의 간격을 더 높게 형성할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 구성에 의하면 상기 서스펜션(130)을 절곡된 판 형태로 형성함으로써, 상하부 플레이트(120, 140) 사이에 충돌을 방지하기 위한 서스펜션(130)의 높이 관리가 용이하고 안정적이며, 그로 인해 충돌에 의한 이음을 방지하고 충격을 완충하여 제품의 안정성과 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 서스펜션(130)을 절곡된 판 형태로 형성함으로써, 제조 공정과 부품 수를 감소시켜 경비를 절감할 수 있고, 진동에 대한 방응 속도와 정지 속도가 향상될 수 있다.
예를 들면, 상기 서스펜션이 코일 스프링 형태로 형성된 경우 진동에 의해 상부 플레이트(120)가 상하로 움직이는 과정에서 상하부 플레이트(120, 140) 사이에 충돌을 방지하는 한편, 촉박형 구조를 구현하기 위해 적정한 서스펜션의 높이 조절이 어렵다. 또한, 코일 스프링의 적정한 높이를 만들기 위해서 코일의 탄성력과 회전수를 조절하는 것이 어렵고, 코일 스프링의 경우 진동발생수단에서 발생되는 진동을 자체적으로 완충하기 때문에 진동의 전달 속도가 늦고, 진동을 정지하는데 있어서도 상당한 시간이 지연될 수 있다. 이에 비해 판 스프링 형태로 형성된 경우 앞서 설명된 바와 같이 서스펜션(130)의 높이 관리가 용이하고 안정적이며, 제조 공정과 부품 수를 감소시켜 경비를 절감하고, 진동에 대한 방응 속도와 정지 속도가 향상된 압전 액추에이터 모듈(100)을 제공할 수 있다.
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.
10: 디스플레이 모듈
100: 압전 액추에이터 모듈
110: 진동발생수단
120: 상부 플레이트
130: 서스펜션 131: 상부 고정판
132: 하부 고정판
140: 하부 플레이트

Claims (5)

  1. 전압을 인가시 압축 또는 수축에 의한 기계적 변형이 발생하는 진동발생수단;
    상기 진동발생수단을 부착하기 위한 상부 플레이트;
    상기 상부 플레이트의 양측에 형성하되, 상부 플레이트를 일정높이 유지하면서 진동을 전달하도록 절곡된 판 형태의 서스펜션; 및
    상기 서스펜션의 단부가 부착되고, 상기 상부 플레이트와 이격되는 하부 플레이트;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 서스펜션은 상부 플레이트의 양 끝단으로부터 일체로 연장된 상태에서 하부로 절곡되고, 상기 서스펜션의 절곡된 끝단으로부터 상기 하부 플레이트에 부착하도록 절곡된 하부 고정판;을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 서스펜션은 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트로부터 분리되고, 상기 상부 플레이트와 부착하도록 절곡된 상부 고정판; 및 상기 하부 플레이트에 부착하도록 절곡된 하부 고정판;을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 서스펜션은 일정각도 기울어지도록 절곡하여 형성된 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 서스팬션은 곡면 형태로 절곡하여 형성된 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
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