KR102032926B1 - 진동 액추에이터 - Google Patents

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KR102032926B1
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강대륜
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주식회사 넥스벨
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Abstract

본 발명은 스마트폰 또는 터치스크린 장치에 사용하는 햅틱(haptic) 또는 촉각기능을 위한 진동 액추에이터에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 전압 또는 전류를 인가시 압축 또는 수축에 의한 기계적 변형이 발생하도록 하는 적어도 하나 이상의 와이어(130)가 연결되고, 진동력을 얻기 위해 비중있는 질량체가 포함된 진동자모듈(120); 진동자모듈(120)이 작동공(111)에 조립 설치되어 상하로 승하강 작동하며, 와이어(130)의 양단을 연결해주는 하우징모듈(110); 및 진동자모듈(120)과 하우징모듈(110)의 사이에 설치되며, 눌려진 진동자모듈(120)을 원래 위치로 복귀시키는 적어도 하나 이상의 탄성구(145);가 포함된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 종래의 전자기적 원리를 탈피하여 구조의 단순화 및 원가개선 그리고 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 진동 액추에이터의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

Description

진동 액추에이터{Vibration actuator}
본 발명의 실시예는 스마트폰 또는 터치스크린 장치에 사용하는 햅틱(haptic) 또는 촉각기능을 위한 진동 액추에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 전자기적 원리를 탈피하여 구조의 단순화 및 원가개선 그리고 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 진동 액추에이터의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
주지하다시피 최근의 스마트폰 및 자동차, 전자제품 등에 사용되고 있는 햅틱 또는 촉각기능을 실현하는 진동 액추에이터는 대부분이 전자기적 원리를 이용한 것이다.
대표적인 것이 소형 전기 모터의 회전축에 고정된 편심력을 이용하거나 스프링에 고정된 질량체의 공진을 이용하고 있다.
이러한 전자기력을 이용한 진동 액추에이터는 응답특성이 느리거나 상대적으로 소비전류가 큰 문제점을 안고 있다.
이에 대한 해결책으로 피에죠와 같은 압전소자의 압축, 확장 변위를 이용하여 빠른 진동력과 저 소비전력을 실현하는 피에죠 액추에이터가 일부 사용되고 있으나 낮은 구동전압을 높은 고전압으로 변환해 주는 별도의 압전소자 구동회로가 필요하고 압전세라믹 소재의 적층구조상 나타나는 외부 충격이나 낙하 등에 파손될 수 있는 구조적 취약점을 가지고 있고 가격이 비싸다는 문제, 일부 형상에 적용상의 제약이 있는 등 여러 문제점 들로 인해 확대적용이 되지 않고 있는 것이 현실이다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌들이 개발되었으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.
대한민국 등록특허공보 제1640446호(2016. 07. 12)가 등록된바 있다. 대한민국 등록특허공보 제1303329호(2013. 08. 28)가 등록된바 있다. 대한민국 등록특허공보 제1284132호(2013. 07. 03)가 등록된바 있다. 대한민국 등록특허공보 제1326235호(2013. 10. 31)가 등록된바 있다. 대한민국 공개특허공보 제2000-0077299호(2000. 12. 26)가 공개된바 있다. 대한민국 공개특허공보 제2018-0032879호(2018. 04. 02)가 공개된바 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 진동 액추에이터에 하우징모듈과 진동자모듈 그리고 와이어와 탄성구 및 커버가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 종래의 전자기적 원리를 탈피하여 구조의 단순화 및 원가개선 그리고 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이며, 특히 본 발명의 제3목적은 와이어로 된 형상기억합금을 이용하여 질량체를 진동시키는 구조를 만들고, 상기 와이어로 된 형상기억합금에 전류를 온/오프로 흘려주어 와이어 길이의 압축,복원을 통하여 질량체를 진동시킴으로써 외부 충격이나 낙하 등에 파손되는 피에죠와 같은 소성탄성체(또는 유전체)의 구조적 문제점을 해결하고 마그네트를 사용하지 않음으로써 재료비 및 조립비용을 절감할 수 있는 효과를 제공하고, 제4목적은 형상기억합금으로 만들어진 와이어를 이용한 진동자 모듈에 의하면 종래의 마그네트와 전기자 코일에 의한 전자기력과 판스프링 또는 코일스프링을 이용하여 진동을 발생시키는 진동자 모듈에 비하여 내구성 품질 및 재료비와 조립비용 측면에서 비교우위를 갖는다. 즉, 마그네트가 필요 없고 조립이 어려운 전기자 코일이 필요 없다. 종래의 압전소자를 이용한 피에죠 타입의 진동자 모듈과 비교해서도 고가의 피에죠 소자가 필요 없어서 외부충격에 의한 파손 리스크나 고전압발생을 위한 별도의 구동회로가 필요 없다는 장점을 가진다. 그리고 본 발명의 제5목적은 형상기억합금으로 만들어진 와이어를 이용한 진동자 모듈에 의하면 진동자의 형상을 사각형 또는 원형 또는 타원형으로 쉽게 만들 수 있어 진동이 필요한 다양한 요구에 쉽게 대응할 수가 있도록 한 것이며, 제6목적은 이로 인해 진동 액추에이터의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 진동 액추에이터를 제공한다.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 사각형 또는 다각형 구조로 이루어진 진동 액추에이터(actuator)에 관한 것으로, 전압 또는 전류를 인가시 압축 또는 수축에 의한 기계적 변형이 발생하도록 하는 적어도 하나 이상의 와이어가 연결되고, 진동력을 얻기 위해 비중있는 질량체가 포함된 진동자모듈; 진동자모듈이 작동공에 조립 설치되어 상하로 승하강 작동하며, 와이어의 양단을 연결해주는 하우징모듈; 및 진동자모듈과 하우징모듈의 사이에 설치되며, 눌려진 진동자모듈을 원래 위치로 복귀시키는 적어도 하나 이상의 탄성구;가 포함됨을 특징으로 하는 진동 액추에이터를 제공한다.
또한 본 발명은 원통형 또는 다각형 구조로 이루어진 진동 액추에이터(actuator)에 관한 것으로, 전압 또는 전류를 인가시 압축 또는 수축에 의한 기계적 변형이 발생하도록 하는 적어도 하나 이상의 와이어가 연결되고, 진동력을 얻기 위해 비중있는 질량체가 포함된 진동자모듈; 진동자모듈이 작동공에 조립 설치되어 상하로 승하강 작동하며, 와이어의 양단을 연결해주는 하우징모듈; 및 진동자모듈과 하우징모듈의 사이에 설치되며, 눌려진 진동자모듈을 원래 위치로 복귀시키는 적어도 하나 이상의 탄성구;가 포함됨을 특징으로 하는 진동 액추에이터를 제공한다.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 진동 액추에이터에 하우징모듈과 진동자모듈 그리고 와이어와 탄성구 및 커버가 구비되도록 한 것이다.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 종래의 전자기적 원리를 탈피하여 구조의 단순화 및 원가개선 그리고 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
특히 본 발명은 와이어로 된 형상기억합금을 이용하여 질량체를 진동시키는 구조를 만들고, 상기 와이어로 된 형상기억합금에 전류를 온/오프로 흘려주어 와이어 길이의 압축,복원을 통하여 질량체를 진동시킴으로써 외부 충격이나 낙하 등에 파손되는 피에죠와 같은 소성탄성체(또는 유전체)의 구조적 문제점을 해결하고 마그네트를 사용하지 않음으로써 재료비 및 조립비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.
또한 본 발명은 형상기억합금으로 만들어진 와이어를 이용한 진동자 모듈에 의하면 종래의 마그네트와 전기자 코일에 의한 전자기력과 판스프링 또는 코일스프링을 이용하여 진동을 발생시키는 진동자 모듈에 비하여 내구성 품질 및 재료비와 조립비용 측면에서 비교우위를 갖는다. 즉, 마그네트가 필요 없고 조립이 어려운 전기자 코일이 필요 없다. 종래의 압전소자를 이용한 피에죠 타입의 진동자 모듈과 비교해서도 고가의 피에죠 소자가 필요 없어서 외부충격에 의한 파손 리스크나 고전압발생을 위한 별도의 구동회로가 필요 없다는 장점을 가진다.
그리고 본 발명은 형상기억합금으로 만들어진 와이어를 이용한 진동자 모듈에 의하면 진동자의 형상을 사각형 또는 원형 또는 타원형으로 쉽게 만들 수 있어 진동이 필요한 다양한 요구에 쉽게 대응할 수가 있도록 한 것이다.
본 발명은 상기한 효과로 인해 진동 액추에이터의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명 제1실시예에 적용된 진동 액추에이터의 분해 사시도.
도 2 는 본 발명 제1실시예에 적용된 진동 액추에이터의 결합상태 사시도.
도 3 의 (a)는 제1실시예 종단면도로, 진동자모듈이 상승되기 전 상태도.
도 3 의 (b)는 제1실시예 종단면도로, 진동자모듈이 상승된 후 상태도.
도 4 의 (a)는 제1실시예 횡단면도로, 진동자모듈이 상승되기 전 상태도.
도 4 의 (b)는 제1실시예 횡단면도로, 진동자모듈이 상승된 후 상태도.
도 5 는 본 발명 제2실시예에 적용된 진동 액추에이터의 분해 사시도.
도 6 은 본 발명 제2실시예에 적용된 진동 액추에이터의 결합상태 사시도.
도 7 의 (a)는 제2실시예 종단면도로, 진동자모듈이 상승되기 전 상태도.
도 7 의 (b)는 제2실시예 종단면도로, 진동자모듈이 상승된 후 상태도.
본 발명에 적용된 진동 액추에이터는 도 1 내지 도 7 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
먼저, 본 발명은 제1실시예와 제2실시예로 구성되는 것으로, 이하에서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
(제1실시예)
본 발명은 사각형 또는 다각형 구조로 이루어진 진동 액추에이터(actuator)에 관한 것으로, 전압 또는 전류를 인가시 압축 또는 수축에 의한 기계적 변형이 발생하도록 하는 적어도 하나 이상의 와이어(130)가 연결되고, 진동력을 얻기 위해 비중있는 질량체가 포함된 진동자모듈(120)이 구비된다.
또한 본 발명은 상기 진동자모듈(120)이 작동공(111)에 조립 설치되어 상하로 승하강 작동하며, 와이어(130)의 양단을 연결해주는 하우징모듈(110)이 구비된다.
그리고 본 발명은 상기 진동자모듈(120)과 하우징모듈(110)의 사이에 설치되며, 눌려진 진동자모듈(120)을 원래 위치로 복귀시키는 적어도 하나 이상의 탄성구(145)가 포함된 진동 액추에이터를 제공한다.
특히 본 발명은 상기 진동자모듈(120)의 승하강 작동을 서포트해주기 위해, 진동자모듈(120)의 외측면에 형성되는 적어도 하나 이상의 반원형의 진동자가이드홈(121)이 구비된다.
아울러 상기 진동자가이드홈(121)과 대향되는 작동공(111)의 내측면에는 적어도 하나 이상의 반원형의 하우징가이드홈(113)이 형성된다.
더하여 상기 진동자가이드홈(121)과 하우징가이드홈(113)의 사이에 조립되며, 하우징모듈(110)과 진동자모듈(120)의 언벨런스가 없도록 하고, 상호 마찰이 적어 상하로 승하강 작동할 수 있도록 서포트해주는 습동부재(140)가 구비된다.
한편, 본 발명 상기 진동자모듈(120)과 하우징모듈(110)의 사이에 설치되는 탄성구(145)는 이탈 방지 및 용이하게 진동자모듈(120)이 승하강 작동할 수 있도록 작동공(111)의 상단에 돌출 구비되는 적어도 하나 이상의 지지돌기(112)가 구비된다.
그리고 상기 지지돌기(112)와 대향되는 진동자모듈(120)의 저면에는 탄성구(145)와 지지돌기(112)가 끼워지도록 적어도 하나 이상의 삽입공(122)이 형성된다.
또 한편, 본 발명에 적용된 상기 진동자모듈(120)에는 와이어(130)를 연결함과 아울러 와이어(130)의 수축 및 복원에 따른 작동을 도와줄 수 있도록 일정 간격의 높낮이로 형성된 적어도 하나 이상의 와이어연결부재(123)가 포함된다.
마지막으로 본 발명에 적용된 상기 하우징모듈(110)에는 와이어(130)의 양단을 끼워 삽입하는 적어도 하나 이상의 와이어삽입공(114)이 형성된다.
그리고 상기 와이어삽입공(114)의 어느 일측에는 전류 또는 전압을 인가시킬 수 있도록 한 한 쌍의 전압인가단자(115)가 구비된다.
또한 상기 하우징모듈(110)의 어느 일측면에는 일측 와이어와 타측 와이어를 상호 연결시켜주는 도체연결부재(116)가 구비된다.
(제2실시예)
본 발명은 원통형 또는 다각형 구조로 이루어진 진동 액추에이터(actuator)에 관한 것으로, 전압 또는 전류를 인가시 압축 또는 수축에 의한 기계적 변형이 발생하도록 하는 적어도 하나 이상의 와이어(230)가 연결되고, 진동력을 얻기 위해 비중있는 질량체가 포함된 진동자모듈(220)이 구비된다.
또한 본 발명은 상기 진동자모듈(220)이 작동공(211)에 조립 설치되어 상하로 승하강 작동하며, 와이어(230)의 양단을 연결해주는 하우징모듈(210)이 구비된다.
그리고 본 발명은 상기 진동자모듈(220)과 하우징모듈(210)의 사이에 설치되며, 눌려진 진동자모듈(220)을 원래 위치로 복귀시키는 적어도 하나 이상의 탄성구(245)가 포함된 진동 액추에이터를 제공한다.
특히 본 발명은 상기 진동자모듈(220)의 승하강 작동을 서포트해주기 위해, 진동자모듈(220)의 중앙에 형성되는 적어도 하나 이상의 가이드공(221)이 구비된다.
아울러 본 발명은 상기 가이드공(221)과 대향되는 작동공(211)의 내측면에 형성되는 적어도 하나 이상의 샤프트(213)가 구비된다.
더하여 상기 가이드공(221)과 샤프트(213)의 사이에 조립되며, 하우징모듈(210)과 진동자모듈(220)의 언벨런스가 없도록 하고, 상호 마찰이 적어 상하로 승하강 작동할 수 있도록 서포트해주는 습동부재(240)가 구비된다.
한편, 본 발명은 상기 진동자모듈(220)과 하우징모듈(210)의 사이에 설치되는 탄성구(245)는 이탈 방지 및 용이하게 진동자모듈(220)이 승하강 작동할 수 있도록 작동공(211)의 상단에 돌출 구비되는 적어도 하나 이상의 지지돌기(212)가 구비된다.
그리고 상기 지지돌기(212)와 대향되는 진동자모듈(220)의 저면에는 탄성구(245)와 지지돌기(212)가 끼워지도록 적어도 하나 이상의 삽입공(222)이 형성된다.
또 한편, 본 발명에 적용된 상기 진동자모듈(220)에는 와이어(230)를 연결함과 아울러 와이어(230)의 수축 및 복원에 따른 작동을 도와줄 수 있도록 일정 간격의 높낮이로 형성된 적어도 하나 이상의 와이어연결부재(223)가 구비된다.
마지막으로 본 발명에 적용된 상기 하우징모듈(210)에는 와이어(230)의 양단을 끼워 삽입하는 적어도 하나 이상의 와이어삽입공(214)이 형성된다.
그리고 상기 와이어삽입공(214)의 일측에는 전류 또는 전압을 인가시킬 수 있도록 한 전압인가단자(216)가 구비된다.
또한 상기 하우징모듈(210)에는 일측 와이어와 타측 와이어를 상호 연결시켜주는 도체연결부재(215)가 구비된다.
한편, 본 발명 상기 제1,2실시예에는 이하의 기술적 구성이 구비된다.
즉, 본 발명에 적용된 상기 와이어(130)(230)는 전압 또는 전류를 인가하면 길이 방향으로 압축 또는 수축하는 기계적인 변위를 일으키기 쉽도록 니켈-티타늄(Ni-Ti)으로 만들어진 형상기억합금으로 이루어짐이 바람직하고, 전류가 흐르게 되어 주울(joule)이 발생하면 길이방향으로 수축되도록 만들어지게 되며, 와이어에 전류를 온/오프 반복함으로써 진동변위를 발생시키게 된다.
특히 본 발명에 적용된 진동력을 얻기 위해 비중있는 질량체가 포함된 진동자모듈(120)(220)은, 비중있는 소재로 형성된 텅스텐과 같은 합금 물질로 이루어짐이 바람직하다.
아울러 본 발명에 적용된 상기 하우징모듈(110)(210)의 상단에는 외부 이물질 유입 방지와 부품 보호를 위해 커버(150)(250)가 구비됨이 바람직하다.
더하여 본 발명에 적용된 상기 습동부재(140)(240)는 진동자모듈(120)(220)에서 베어링 역할을 하는 플라스틱 또는 세라믹 또는 강철구의 볼을 다수 집어넣어 진동자모듈이 언밸런스나 상호 마찰을 줄여 상하로 진동할 수 있도록 구성함이 바람직하다.
상기 본 발명에 적용된 탄성구(145)(245)는 코일스프링이나 판스프링으로 이루어짐이 바람직하나, 그 외에 탄성력을 발휘하는 어느 것으로도 사용할 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명 진동 액추에이터의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명은 종래의 전자기적 원리를 탈피하여 구조의 단순화 및 원가개선 그리고 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
이를 위해 본 발명에 적용된 도 1 은 본 발명 제1실시예 진동 액추에이터의 분해 사시도로, 하우징모듈에서 진동자모듈이 분리된 상태를 도시한 것이다.
그리고 도 2 는 본 발명 제1실시예에 적용된 진동 액추에이터의 결합상태 사시도를 나타낸 것으로, 하우징모듈에 진동자모듈이 결합된 상태를 도시한 것이다.
또한 도 3 의 (a)는 제1실시예 종단면도로, 진동자모듈(120)이 상승되기 전 상태도이고, 도 3 의 (b)는 제1실시예 종단면도로, 진동자모듈(120)이 상승된 후 상태도를 나타낸 것이다.
또한 도 4 의 (a)는 제1실시예 횡단면도로, 진동자모듈이 상승되기 전 상태도를 나타낸 것이고, 도 4 의 (b)는 제1실시예 횡단면도로, 진동자모듈이 상승된 후 상태도를 나타낸 것으로, 진동자모듈(120)이 하우징모듈(110)의 작동공(111)에서 상하로 작동하되, 이때 습동부재(140)를 따라 용이하게 상하로 승하강 작동하게 되고, 탄성구(145)의 자체 복원력에 의해 하강된 진동자모듈(120)을 다시 원래 상태로 복귀시키게 된다.
이하에서 보다 상세히 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
상기 본 발명의 제1실시예는,
전압인가단자(115)에 전류를 온/오프 작동시키면 와이어삽입공(114)에 끼워진 와이어(130)가 수축 및 복원 작동하는 것으로, 이때 와이어(130)가 길이 방향으로 수축되면 진동자모듈(120)을 아래 방향으로 당겨 하강시키게 된다.(도3,4의 a)
이때 상기 와이어(130)는 와이어연결부재(123)에 연결되어 진동자모듈(120)을 하강시키게 되고, 이 과정에서 탄성구(145)는 압축된 상태로 지지돌기(112)가 삽입공(122)에 끼워진 상태로 위치하게 된다.
상기한 상태에서 와이어(130)에 인가된 전류가 오프되면 진동자모듈(120)과 하우징모듈(110)의 사이에 설치된 탄성구(145)의 반발력에 의해 진동자모듈(120)이 상승하게 된다.(도3,4의 b)
이때 진동자모듈(120)과 하우징모듈(110)의 사이에 구비된 습동부재(140)는 진동자모듈(120)이 습동부재(140)를 따라 진동자가이드홈(121)과 하우징가이드홈(113)을 따라 상하로 승하강 작동할 때 생기는 언밸런스나 상호 마찰 등을 없애주는 역할을 해주게 된다.
본 발명은 상기한 작동이 반복적으로 이루어지면서 진동 액추에이터 기능을 수행하게 된다.
한편, 본 발명 도 5 는 본 발명 제2실시예에 적용된 진동 액추에이터의 분해 사시도를 나타낸 것으로, 하우징모듈에서 진동자모듈이 분리된 상태를 도시한 것이다.
그리고 도 6 은 본 발명 제2실시예에 적용된 진동 액추에이터의 결합상태 사시도를 나타낸 것으로, 하우징모듈에 진동자모듈이 결합된 상태를 도시한 것이다.
또한 도 7 의 (a)는 제2실시예 종단면도로, 진동자모듈이 상승되기 전 상태도이고, 도 7 의 (b)는 제2실시예 종단면도로, 진동자모듈이 상승된 후 상태도로, 진동자모듈(220)이 하우징모듈(210)의 작동공(211)에서 상하로 작동하되, 이때 습동부재(240)를 따라 용이하게 상하로 승하강 작동하게 되고, 탄성구(245)의 자체 복원력에 의해 하강된 진동자모듈(220)을 다시 원래 상태로 복귀시키게 된다.
이하에서 보다 상세히 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
상기 본 발명의 제2실시예는, 전술한 제1실시예와 유사하다.
즉, 전압인가단자(216)에 전류를 온/오프 작동시키면 와이어삽입공(214)에 끼워진 와이어(230)가 수축 및 복원 작동하는 것으로, 이때 와이어(230)가 길이 방향으로 수축되면 진동자모듈(220)을 아래 방향으로 당겨 하강시키게 된다.(도7의 a)
이때 상기 와이어(230)는 와이어연결부재(223)에 연결되어 진동자모듈(220)을 하강시키게 되고, 이 과정에서 탄성구(245)는 압축된 상태로 지지돌기(212)가 삽입공(222)에 끼워진 상태로 위치하게 된다.
상기한 상태에서 와이어(230)에 인가된 전류가 오프되면 진동자모듈(220)과 하우징모듈(210)의 사이에 설치된 탄성구(245)의 반발력에 의해 진동자모듈(220)이 상승하게 된다.(도7의 b)
이때 진동자모듈(220)과 하우징모듈(210)의 사이에 구비된 습동부재(240)는 진동자모듈(220)이 습동부재(240)와 가이드공(221)을 따라 상하로 승하강 작동할 때 생기는 언밸런스나 상호 마찰 등을 없애주는 역할을 해주게 된다.
본 발명은 상기한 작동이 반복적으로 이루어지면서 진동 액추에이터 기능을 수행하게 된다.
본 발명 진동 액추에이터의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200: 진동 액추에이터
110, 210: 하우징모듈
120, 220: 진동자모듈
130, 230: 와이어
145, 245: 탄성구
150, 250: 커버

Claims (14)

  1. 전자기적 원리를 탈피하여 구조의 단순화 및 원가개선 그리고 성능을 향상시킬 수 있도록 하고, 와이어 길이의 압축,복원을 통하여 질량체를 진동시킴으로써 외부 충격이나 낙하에 의해 파손되는 문제점을 해결하고 마그네트를 사용하지 않음으로써 재료비 및 조립비용을 절감할 수 있도록 사각형 또는 다각형 구조로 이루어진 진동 액추에이터(actuator)에 관한 것으로,
    전압 또는 전류를 인가시 압축 또는 수축에 의한 기계적 변형이 발생하도록 하는 적어도 하나 이상의 와이어가 연결되고, 진동력을 얻기 위해 비중있는 질량체가 포함된 진동자모듈; 진동자모듈이 작동공에 조립 설치되어 상하로 승하강 작동하며, 와이어의 양단을 연결해주는 하우징모듈; 및 진동자모듈과 하우징모듈의 사이에 설치되며, 눌려진 진동자모듈을 원래 위치로 복귀시키는 적어도 하나 이상의 탄성구;가 포함되되,
    상기 진동자모듈의 승하강 작동을 서포트해주기 위해, 진동자모듈의 외측면에 형성되는 적어도 하나 이상의 진동자가이드홈; 진동자가이드홈과 대향되는 작동공의 내측면에 형성되는 적어도 하나 이상의 하우징가이드홈; 및 진동자가이드홈과 하우징가이드홈의 사이에 조립되며, 하우징모듈과 진동자모듈의 언벨런스가 없도록 하고, 상호 마찰이 적어 상하로 승하강 작동할 수 있도록 서포트해주는 습동부재;가 구비되고,
    상기 진동자모듈과 하우징모듈의 사이에 설치되는 탄성구는, 이탈 방지 및 용이하게 진동자모듈이 승하강 작동할 수 있도록 작동공의 상단에 돌출 구비되는 적어도 하나 이상의 지지돌기; 및 지지돌기와 대향되는 진동자모듈의 저면에는 탄성구와 지지돌기가 끼워지도록 적어도 하나 이상의 삽입공;이 구비되고,
    상기 진동자모듈에는, 와이어를 연결함과 아울러 와이어의 수축 및 복원에 따른 작동을 도와줄 수 있도록 일정 간격의 높낮이로 형성된 적어도 하나 이상의 와이어연결부재;가 구비되고,
    상기 하우징모듈에는, 와이어의 양단을 끼워 삽입하는 적어도 하나 이상의 와이어삽입공; 와이어삽입공의 어느 일측에는 전류 또는 전압을 인가시킬 수 있도록 한 한 쌍의 전압인가단자; 및 하우징모듈의 어느 일측면에는 일측 와이어와 타측 와이어를 상호 연결시켜주는 도체연결부재;가 포함됨을 특징으로 하는 진동 액추에이터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 전자기적 원리를 탈피하여 구조의 단순화 및 원가개선 그리고 성능을 향상시킬 수 있도록 하고, 와이어 길이의 압축,복원을 통하여 질량체를 진동시킴으로써 외부 충격이나 낙하에 의해 파손되는 문제점을 해결하고 마그네트를 사용하지 않음으로써 재료비 및 조립비용을 절감할 수 있도록 원통형 또는 다각형 구조로 이루어진 진동 액추에이터(actuator)에 관한 것으로,
    전압 또는 전류를 인가시 압축 또는 수축에 의한 기계적 변형이 발생하도록 하는 적어도 하나 이상의 와이어가 연결되고, 진동력을 얻기 위해 비중있는 질량체가 포함된 진동자모듈; 진동자모듈이 작동공에 조립 설치되어 상하로 승하강 작동하며, 와이어의 양단을 연결해주는 하우징모듈; 및 진동자모듈과 하우징모듈의 사이에 설치되며, 눌려진 진동자모듈을 원래 위치로 복귀시키는 적어도 하나 이상의 탄성구;가 포함되되,
    상기 진동자모듈의 승하강 작동을 서포트해주기 위해, 진동자모듈의 중앙에 형성되는 적어도 하나 이상의 가이드공; 가이드공과 대향되는 작동공의 내측면에 형성되는 적어도 하나 이상의 샤프트; 및 가이드공과 샤프트의 사이에 조립되며, 하우징모듈과 진동자모듈의 언벨런스가 없도록 하고, 상호 마찰이 적어 상하로 승하강 작동할 수 있도록 서포트해주는 습동부재;가 구비되고,
    상기 진동자모듈과 하우징모듈의 사이에 설치되는 탄성구는, 이탈 방지 및 용이하게 진동자모듈이 승하강 작동할 수 있도록 작동공의 상단에 돌출 구비되는 적어도 하나 이상의 지지돌기; 및 지지돌기와 대향되는 진동자모듈의 저면에는 탄성구와 지지돌기가 끼워지도록 적어도 하나 이상의 삽입공;이 구비되고,
    상기 진동자모듈에는, 와이어를 연결함과 아울러 와이어의 수축 및 복원에 따른 작동을 도와줄 수 있도록 일정 간격의 높낮이로 형성된 적어도 하나 이상의 와이어연결부재;가 구비되고,
    상기 하우징모듈에는, 와이어의 양단을 끼워 삽입하는 적어도 하나 이상의 와이어삽입공; 와이어삽입공의 일측에는 전류 또는 전압을 인가시킬 수 있도록 한 전압인가단자; 및 하우징모듈에는 일측 와이어와 타측 와이어를 상호 연결시켜주는 도체연결부재;가 포함됨을 특징으로 하는 진동 액추에이터.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항 1 또는 6 에 있어서,
    상기 와이어는,
    전압 또는 전류를 인가하면 길이 방향으로 압축 또는 수축하는 기계적인 변위를 일으키기 쉽도록 니켈-티타늄(Ni-Ti)으로 만들어진 형상기억합금으로 이루어짐을 특징으로 하는 진동 액추에이터.
  12. 청구항 1 또는 6 에 있어서,
    상기 진동력을 얻기 위해 비중있는 질량체가 포함된 진동자모듈은,
    비중있는 텅스텐 합금 물질로 이루어짐을 특징으로 하는 진동 액추에이터.
  13. 청구항 1 또는 6 에 있어서,
    상기 하우징모듈의 상단에는,
    외부 이물질 유입 방지와 부품 보호를 위해 커버;가 더 포함됨을 특징으로 하는 진동 액추에이터.
  14. 청구항 1 또는 6 에 있어서,
    상기 습동부재는,
    진동자모듈에서 베어링 역할을 하는 플라스틱 또는 세라믹 또는 강철구의 볼을 다수 집어넣어 진동자모듈이 언밸런스나 상호 마찰을 줄여 상하로 진동할 수 있도록 함을 특징으로 하는 진동 액추에이터.
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